CN1178036A - 便携式电话连接系统 - Google Patents

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Abstract

一种便携式电话连接系统,包括一机内连接器(2),其具有一个壳体(4)及一组并列放置其中的薄片状接触器(20),该接触器为U形并有一顶接触壁(21)和从其延伸而来的侧接触壁(22)。一具有带接触端子(50)的弹性接触器(44)的数据连接器(40)可被插到机内连接器,其中,接触端头(52)顶靠于机内接触顶壁(21)。当用于高电流时,如连接电源插头(119)时,电源插头带有与机内接触侧壁(22)产生高接触压力的叉式接触器(104)。结构一致的薄片状机内接触器排列紧凑,且制造相对便宜,同时,可以插入数据、电源和其它连接器。另外,机内连接器也可有一只有平面接触焊盘(212)的端子(206),支架连接器的互补接触器(234)压靠于接触焊盘。该接触器(234)有一非常柔软并蜿蜒的大致平板状弹簧部分。电源、数据及其它接触器结构相同。

Description

便携式电话连接系统
本发明涉及一种用于便携式电话的连接系统，尤其是涉及一种能使数据、电源及其它辅助设备连接到便携式电话上的连接系统。
人们日益需要使用便携式电话作为用于传送声音、计算机、传真及其它数据的介质。便携式电话对于安装在其上的部件的紧凑性要求非常严格，特别是对互连系统尤其严格；同时还需要能够可靠地连接到外部设备上，特别是当传递或接收计算机处理的数据。此外，此系统不仅要紧凑且可靠，而且还要经济，这一点对于这种大规模生产的消费品尤其重要。此外，希望便携式电话连接系统当其位于保持架或支架时或在离保持架很远时可以连接到数据、电源及其它应用设备上。换句话说，如果可能只是通过把便携式电话放置在保持架上或当便携式电话与保持架距离很远时用电线连接，连接系统就可迅速且可靠地插接。由于此电话的移动性及其连接周期的多次数，还必须保证连接系统耐用且能很好地防止受到外界损伤。
因此，本发明的目的就是提供一种紧凑、耐用且多功能的便携式电话连接系统。
本发明进一步的目的是提供一种经济的便携式电话连接系统，用于以紧凑的配置来实现与各种不同装置，如电源及数据应用装置的连接。
本发明的目的是通过提供一种便携式电话连接系统实现的，该系统包括一个用于安装到便携式电话上的机内连接器，此机内连接器有一绝缘壳体及一组并列放置于其内的、大致相同的片状接触器，接触器有一顶接触表面，用于与顶着它的边接触器接触及一个用于接触印刷电路板(PCB)的连接部分，其中，此连接器包括电源、数据及信号接触器，此连接系统进一步包括用于与机内连接器相配接的互补连接器，这种互补连接器之一是具有安装在壳体上可弹性变形的接触器的支架连接器，此种接触器有一非常柔软蜿蜒的弹簧部分，使之能有大的行程以补偿连接器位置的误差，同时保护接触器免受损坏。其优点是，支架接触器由金属板按大致平板状冲压成型。用于与机内连接器的互补片状接触器相配接的接触部分沿其长度浮凸出来以增加其相对于侧弯力的刚度。此支架连接器最好带有使之固定在机内连接器内的搭扣，在此，搭扣延伸超过支架接触器的端头以保证对该端头的保护。此支架接触器最好在支架连接器壳体内可以充分变形而且由于弹簧部分的柔性而不致使其损伤，以保证即使存在外来物体抵靠接触器，也不会由于受力过大而损坏。其进一步的优点是，由于在机内连接器有许多搭扣位置，使不同的插头搭扣在其上不同的位置，此搭扣装置能够分别插入诸如充电器插头或信号连接器的其它互补连接器。当便携式电话与支架或保持架很远时，这对于将不同的信号插头或电池充电插头连接到一便携式电话内很有用。在一个实施例中，机内连接器壳体可以包括一组不同的室以接插用于具有不同用途的不同的连接器。一中心支撑元件横贯各室，并具有一组横跨其上放置的并列的、大致相同的片状接触器，这些接触器具有一顶接触表面和由顶表面的端部大致正交地延伸的侧接触表面。一数据连接器的弹簧加载接触器便可以顶着相应接触器的顶表面并与之连接，同时，电源连接器的叉式接触器可以联接到相应接触器的侧表面以使数据、电源或其它应用装置能同时连接到机内连接器上。
由于机内接触器的结构是一组具有用于接触的顶壁及侧壁的大致相同的端子，从而提供了一种经济的连接系统，同时还允许具有不同的接触需求的连接器连接到其上。例如，高电流的电源接触器能在接触侧表面上施加高的接触压力，而不需要高电流的数据接触器被简单压置到机内接触器的顶表面上，只需较低的配接力就可实现迅速、可靠的连接。此外，此机内连接器可以只通过将电话放在支架连接器上便可实现相互间的连接。
为了保证数据连接器对机内连接器的正确对位，机内数据连接器接插室的相对侧壁有不同长度与数据连接器侧壁的长度相配接，从而保证正确的方向。数据连接器侧壁的两侧有一行并列放置的数据接触器，并延伸到或超过数据接触器的端头以保护接触器端头。此数据连接器侧壁在靠近数据接触端头的端部处有搭扣钩元件，此侧壁弹性地向内变形，使得它们可以充当与机内连接器侧壁上的肩相联接的搭扣元件。这样，仅仅通过抓住其任一侧(即压着侧壁)以放松搭扣机构，数据连接器就可以被迅速地从机内连接器上插上、拔下。
机内连接器接触器可以由宽度大致为常数的薄金属片制成且非常紧凑地排列安装，彼此间距很小，且一个挨着一个。
在另一实施例中，机内连接器只有一个顶表面，而支架连接器有一组相似的、大致为平面的柔软的弹簧接触器，二者都可用于电源及数据。后一种连接系统将会非常经济，也能使连接器的联接非常简单且可靠。在后一种实施例中，此搭扣装置也是导向装置且具有对正特征以确保连接器的正确方向，特别用于诸如信号或电源连接器的外部互补连接器。
在一优选实施例中，机内连接器的连接部分有反向弯回到连接器的印刷电路板(简称PCB)接插槽的弹性接触梁，用于沿电话PCB的边弹性地顶压于电路接线端。这样，连接器便可以被插入到电话中的PCB的边处以保证占有最小表面区域。后者重要的原因是：由于便携式电话的小型化和元件数量的增加，元件必须尽可能占用少的表面区域。
下面将参考图描述本发明的实施例，其中：
图1为第一实施例的机内连接器的轴测图；
图2为图1所示连接器的俯视图；
图3为沿图2中箭头2所示方向的视图；
图4为第一实施例的数据连接器的轴测图；
图5为图4所示连接器的配接面的视图；
图6为沿图5中箭头5所示方向的视图；
图7为沿图5中箭头6所示方向的视图；
图8为第一实施例的音频插头的轴测图；
图8a为音频插头的配接面的视图；
图9为第一实施例的电源插头的轴测图；
图10为图9所示电源插头的配接面的视图；
图11为第一实施例的支架连接器的轴测图；
图12为图11所示连接器的配接面的视图；
图13为沿图12中箭头13所示方向的视图；
图14为沿图12中箭头14所示方向的视图；
图15为配接到第一实施例的机内连接器的音频插头的剖面轴测图；
图16为连接到第一实施例的机内连接器的数据插头的剖视三维轴测图；
图17为机内连接器的第二实施例的配接面的视图；
图18为沿图17中箭头18所示方向的视图；
图19为沿图17中箭头19所示方向的视图；
图20为沿图17的20-20剖切线剖开后的剖视图；
图21为用于连接到图17-20所示连接器的PCB部分；
图22为用于与图17-20所示机内连接器配接的支架连接器的第二实施例的俯视图；
图23为沿图22中箭头23所示方向的视图；
图24为沿图22中箭头24所示方向的视图；
图25a为沿图22中箭头25a所示方向的视图；
图25b及图25c为图22分别沿线25b和25c截开的剖视图；
图25d为图22的连接器的接触器及短路片的轴测图；
图26为用于与图22-25所示支架连接器连接的PCB部分；
图27为用于与图18-20所示机内连接器连接的独立电源插头的轴测图；
图28为图27所示插头的配接面的视图；
图29为沿图28的线29-29剖开的剖视图；
图30a和30b为以二种不同方向安装在PCB上的图22所示支架连接器的侧视图；及
图31a和图31b为以一角度安装在PCB上的支架连接器的另一实施例的剖视图。
首先参看图1-3，一便携式电话连接系统包括一个装配到便携式电话上，特别是用于与便携式电话中PCB连接的机内连接器2。此机内连接器2包括一绝缘壳体4，其中有一组用于分别接插电源、数据及音频连接器而与之互连的室6、8、10。横跨室6、8、10并沿中心延伸的是一从壳体4的基壁14延伸到低于壳体4的配接端18的顶壁16的接触器中心支撑杆12。冲压成片状的接触器横跨在中心支撑杆12上定位，且弯曲成具有顶壁21和侧接触壁22(见图16)的大致的U形。接触器20有一从侧壁22延伸而来的延伸部分，它通过底壁14向壳体4的PCB接插端24延伸且反折向接触区域21，22以提供一接触部分26。此接触部分26与从PCB接插端24延伸来的槽28分开一距离。这样，便携式电话的PCB便可被插入到槽28中，使得接触部分26弹性压到其上的电路接线端上从而把接触器连接到PCB。接触器20是大致为常宽度的金属片，这样能彼此并列地紧靠在一起，形成非常紧凑的结构。
壳体4的室6，8，10由平行于中心支撑杆12延伸的壳体侧壁30形成的，由端壁32将其端部连起来，相邻的室被从壳体的室内部的侧壁30延伸而来的壁34部分隔开。
数据插头室8包括在配接面32附近沿侧壁30的内侧延伸的搭扣肩36，38，在此，搭扣肩36的长度比另一搭扣肩38的长度大，以对正数据插头。后者保证数据插头正确连接到机内连接器的数据接触器上。
参看图4-7和图16，示出的数据插头40包括一绝缘壳体42和一组安装在绝缘壳体42中的腔46内的数据接触器44。端子44包括：大致平板状的冲去边缘的金属板，其有由一组互连的U形弯形成的非常柔软的弹簧部分48；及一个通过壳体42的配接面59穿过槽52突出出来的接触部分50。接触部分50有从配接面54突出出来的弧形接触端头52，接触器的弹簧部分足够的软以把接触端头顶压到配接表面54之下。这样，这些接触器的弹簧部分能吸收很大的偏差，同时保持以基本不变的接触压力顶着配接接触器。
在并列放置的接触器行44的二侧是弹性搭扣元件58，60，它们一体地从壳体42延伸且具有延伸到或稍微超过接触器44端头52的自由端64，以保护接触器端头。搭扣元件58包括在其自由端的钩元件66，此钩元件66可以与机内连接器壳体的搭扣肩38相结合，以确保数据连接器定位在机内连接器上。此数据连接器可以简单地通过握住数据连接器的两侧然后压弹性搭扣元件58，60而从机内连接器上将其卸下。相对搭扣元件66，64具有不同的长度，分别相似于搭扣肩36，38的长度，以确保数据连接器相对于机内连接器的正确对正。当数据插头被搭扣到机内连接器2上时，接触端头52顶压到机内接触器20的顶表面21上。由于数据连接器端子的柔性，它们的保护、及存在机内连接器的顶接触表面21，机内连接器可以简单地插入到如图11所示具有与数据连接器中数据接触器44非常相似的数据接触器的支架连接器80。后者提供了可靠的、易于实施的连接。
现在参考图15及图8-10，示出的音频连接器100包括一个绝缘壳体102及一组置于壳体102的腔106内彼此并列的板状叉式端子104。叉式端子104包括一基部108及一对以悬臂的形状互相分开一距离的接触臂110，此接触臂110向壳体102的配接面112延伸。弹性接触臂110在其自由端116附近具有用于结合机内接触侧壁22的接触突起114。由于此接触臂110在金属板被模压的平面内弹性弯曲，它们具备较高的弹性刚度，能产生顶在配接接触侧壁22上的高接触压力。
参看图9和10，电源连接器的结构与图8及8a的音频连接器非常相似，然而，由于电源接触器要产生高压，因此，只有两个以绝缘壁120分开的叉式接触器104避免了在电源接触器之间的漏电或电火花。
参考图17-29，现在将描述便携式电话连接系统的第二实施例。首先参看图17-21，一机内连接器202用于组装到便携式电话的PCB 205的边缘203上，以与电话的电源及数据功能互连。此机内连接器202包括：一绝缘壳体204及一组冲压成型的端子206，该端子包括与互补连接器或便携式电话连接系统的连接器相配接的接触部分208；及一用于沿PCB的边缘203弹性顶压到电路接线端211上的PCB连接部分210。
端子206被冲压成为宽度大致为常量W的金属片且并列放置。接触部分208基本上是平面形的顶表面，此顶表面形成接触垫212，互补接触器能简单地顶压于其上。垫212位于壳体的凹进部214以保护其不受外来物体的伤害。各接触器212由壁部分216分离开以提供附加的保护及在相邻连接器及外部物体之间的电阻。在连接器壳体204内有单个槽218，其内接插端子206，接触器的宽度与槽218之间为过盈配合以使接触器固定在其内部。一反向弯曲的悬臂梁接触臂220用于PCB连接部分210，且有一个顶压到接插PCB边223的腔224内的接触突起222。由于连接器202定位在PCB205的紧靠边上且弹性接触器在此边附近以反弯的方式定位，因而此连接器非常短且只需要最小的空间来将接触器202连接到PCB 205上。其优点是提供了一种紧凑的结构，即使用PCB上很小的空间。
连接器202还有用于接插互补连接器的互补搭扣元件的腔226，228。搭扣元件226，228不是放置在连接器的最外端，而是在端子206之间，使得诸如音频、数据或电源插头等不同的插头可以被连到机内连接器上的搭扣元件226上或另一搭扣元件228上，或者如支架连接器那样连到二者上，因而使各种连接器系统都能插入到机内连接器202上。当电话与其保持架或支架很远时，人们可以同时连接一电源插头和一信号插头，如一个挨着另一个，分别牢固地搭扣到搭扣元件226和228上。
参看图22-26，便携式电话连接系统还包括一个用于安装到基座PCB221上的支架连接器230和用来放电话的支架或保持架。此支架或保持架，例如，可以造在汽车内部并为电话提供电源、数据信号及其它功能。支架连接器230包括一个绝缘壳体232及一组大致平板状的端子234，此端子是由金属板冲压成型，且并列放置以与机内连接器的端子206相接触。端子234在结构上与第一实施例的数据接触器44相似，即它们都具有非常柔软弯曲的并也如同图29中所示的电源插头连接器端子一样的弹簧部分236，及一个穿过连接器壳体的顶壁242从腔240中突出来的接触部分238。
在支架连接器230中，有一些接触器的接触端头257，如接地接触器，延伸过信号接触器的端头259以保证对地连接为先连接、后断开(make-first，break-last)，以减少或防止放电。
支架连接器230进一步包括安装在与壳体的顶壁242相对的角落内的一短路片235。每一接触器238包括在接触部分238底下横向延伸的延伸部分239。延伸部分239有一第一肩241，及一由此以台阶形式下来的第二肩243，且延伸到自由端245(见图25d)。短路片235为一条带有与接地接触器257相对齐的缺口247的金属片。下部接触器259的第一肩241抵靠接地片235，在此，由于存在缺口247，接地接触器257以第二肩243抵靠短路片235，以使接触器进一步向上延伸以形成先连接、后断开的接触。这样，所有的接触器257、259可以以相同的方式制作，因此，这一简单的短路片235只需以规则的间距来制缺口，这使得制造和安装过程非常经济。短路片235连续地延伸到壳体的整个长度及更长，还可用于把一组支架连接器230连接一起以用于处理或运输，这时剪断短路片就可以分离连接在其上的连接器。
接触器234可以通过提供一另外的绝缘基板231来组装到支架连接器壳体232中，此连接器234的基部229顶着这个绝缘基板231安装。绝缘基板231上有直立壁227以分离、引导及支撑接触器的弹簧部分236。然后绝缘基板231和接触器234可以从壳体232的安装面插入，且由搭扣装置或其它装置牢固地固定在那里。穿过靠近安装面223的壳体232的侧壁延伸的腔225接插接触基部229的延伸部分以在壳体中牢固地固定接触基部。这样便保证了壳体组装的容易和经济。
在图27-29中，示出了一带有一个端子的弹簧端接触部分相似于支架连接器230端子234的电源插头233。接触部分238可以在腔240内充分变形，由于多重折弯形状而柔软的弹簧，不会有过载或损伤接触器的危险。接触部分238的侧向弯曲强度通过在接触部分上突出一突出部分250而增加。这一特性显著增加了接触器的耐用性，并使接触部分能被完全接插到腔240内，因而可防止外来物体抵靠端子。此外，由于端子234的大致板状及在连接器230及其它诸如插头连接器233等连接器中相同端子的使用，获得了一种紧凑而经济的设计。
支架连接器230带有被接插到机内连接器202上搭扣腔226，228中的搭扣254，256。插头连接器233也有相似于被接插在机内连接器202搭扣腔266的搭扣258。搭扣254，256，258延伸过最外的端子的端头257相当的长度，因而提供了一种保护端子的装置，且保证在与配接端子互连之前连接器在联接期间正确定位或导向。搭扣254，256，258还提供有与机内连接器腔226的对正凹部262对正用的突出部分260(见图27)，以保证便携式电话系统的插头连接器233及其它连接器与机内连接器的正确定位。
参看图27-29，电源插头233包括一从弹簧部分236延伸而来的绝缘刺入连接部分270，用于刺入通过壳体268端壁274上的腔272接插的电源线。一填充盖276被导向插入横向腔278中，以把电线压挤到刺入接触器280上，而与电线内部的导电线芯相连。
参看图30a和30b，支架连接器230可以如图30a所示的那样，以垂直的方式安装，使接触器234的接触部分271通过PCB 221的通孔安装，或者如图30b所示那样水平安装在其上。图30b的连接器方向是这样的，使得接触部分271铺在PCB 221的电路焊盘上，随后焊到其上。据此，支架连接器的端壁275提供一肩273以正确定位且使壳体与PCB的平面对中。
参考图31a和31b，其中示出了支架连接器230′的另一实施例。除了下面结合绝缘基板231′描述的一些区别外，支架连接器230′与上面描述的支架连接器230非常相似。基板231′包括一个抵靠PCB 221的斜面223′，如图31b所示，用于使连接器相对于板平面以一锐角延伸。接触器234′的基板229′有一延伸部分280。此延伸部分280有一与安装表面223′齐平且平行的部分282，用于支撑并连接到PCB221上的电路接线端上。基板231′包括一个可以垂直插入到PCB的腔286中的钩部分284，这样，连接器230可以转动，直到安装表面223′抵靠到PCB为止，从而，钩部分284通过延伸部分288接合PCB孔286的角290，而将基板231锁定于PCB上。这样就能够使安装简单，但是连接器在PCB上的安装却非常结实。把接触器234′相对于第一实施例的接触器234做一些小的改变，再使用与前一实施例的壳体相似的壳体232′，仅提供一个不同的基部分231′就能够提供一经济的、用于以不同角度安装的连接器230，230′：可以是如图30a所示的垂直式的；可以是如图30b所示的水平式的；或者是如图31b所示的倾斜式的。
因而其优点是，提供了一种结构非常紧凑的用于高压及低压连接的便携式电话的连接系统，且安装容易、迅速(例如，将此电话放在一基座连接器上即可)。此外，后者可以以非常经济的方式实现。

Claims (12)

1.一种便携式电话连接系统，包括一连接到便携式电话上的机内连接器，此机内连接器具有一绝缘壳体及一组并列置于壳体内的片状接触器，此接触器有一顶接触表面，用于与顶着该表面的边接触器相接触，及一用于接触印刷电路板(PCB)的连接部分，其中，所述连接器包括电源、数据及信号接触器，所述连接系统进一步包括用于与所述机内连接器配接的互补连接器，此互补连接器之一为一个具有安装在壳体中可弹性变形的接触器的支架连接器，此接触器有一个非常柔软且蜿蜒的弹簧部分，使之具有较大行程，以补偿接触器的定位误差，并防止接触器受损伤。
2.如权利要求1所述的便携式电话连接系统，其特征在于，所述支架接触器是从金属板按大致板状冲压成型。
3.如权利要求1或2所述的便携式电话连接系统，其特征在于，所述支架连接器带有用于将之固定在机内连接器的搭扣，其中，所述搭扣延伸过支架接触器的端头，以保证对接触器端头的保护。
4.如权利要求1-3的任意一项所述的便携式电话连接系统，其特征在于，此支架接触器在所述壳体的支架连接器内可充分变形，由于弹簧部分的柔性，而不会使其损伤，保证了既使外部物体抵靠于接触器，这些接触器也不会由于过载而损坏。
5.如上述权利要求的任意一项所述的便携式电话连接系统，其特征在于，由于机内连接器中设置了一组搭扣位置，用于在其不同的位置搭扣不同的插头，使得能够把诸如充电器插头或信号连接器等互补连接器分别插入到机内连接器上。
6.如上述权利要求的任意一项所述的便携式电话连接系统，其中，用于与机内连接器的互补片状接触器配接的支架接触器的接触部分沿其长度形成突起，增加了抵抗侧弯力的刚度。
7.根据上述权利要求的任何一项所述的便携式电话连接系统，其中，支架连接器(230、230′)包括一将一组支架接触器(234)互连的短路片(235)，用于防止静电放电。
8.如权利要求7所述的便携式电话连接系统，其中，支架接触器(234)包括支架接触器(234)接触部分(238)的延伸部分(239)，在此，接触部分用于抵靠机内片状接触器(206)，延伸部分(239)用于抵靠短路片(235)。
9.如权利要求7或8所述的便携式电话连接系统，其中，所述短路片是冲压而成的金属片。
10.如权利要求7、8或9所述的便携式电话连接系统，其中，所述支架连接器包括一延伸过相邻的电源或信号接触器(259)的先连接、后断开的接地接触器(257)。
11.如权利要求10所述的便携式电话连接系统，其中，所述接地接触器(257)与相邻的信号接触器(259)相同。
12.如权利要求11所述的便携式电话连接系统，其中，短路片(235)在接地接触器(257)的位置处有缺口(247)，并且，接触器(234)带有在其变形方向上彼此相对偏离开的二个肩(241、243)，所述肩抵靠于短路片，并使信号接触器(259)以第一肩(241)抵靠所述短路片，而接地接触器由于缺口的存在以第二肩(243)抵靠短路片，使得接地接触器延伸过信号接触器。
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