CN204633033U - 一种双向对插的usb插头 - Google Patents

Abstract

一种双向对插的USB插头，包括与保护外壳固定的金属外壳，保护外壳内包括两个平行的相对设置的传动结构，所述传动结构包括绝缘板、与所述绝缘板固定的传输端子和双向弹簧，所述绝缘板端部插入所述金属外壳中，所述传输端子连接相应所述双向弹簧的端部，所述双向弹簧的尾部经导向支架连接电路板，在所述传动结构之间设置与传动方向垂直的转子，所述导向支架支撑所述转子的转轴，所述转子周向侧壁与所述绝缘板的尾部邻接。两套相同的传动结构与特定转子的相互配合，实现了插头的随意插拔。避免了对插座中的部件施加侧向压力，巧妙利用插拔方向的压力控制转子的转动角度，实现传输端子的准确选择和稳固对接。可以极大地延长板载插座的使用寿命。

Description

一种双向对插的USB插头

技术领域

本实用新型涉及电路连接部件，特别是涉及一种插接插头。

背景技术

标准USB插座中包括一个与标准USB插头相应的传输端子组，该传输端子组固定在一个绝缘承载板体上，绝缘承载板体位于插座敞口的下部。为了克服现有USB插头和插座只能单向配合的技术缺陷，现有技术采用了不同的解决方案，一种技术方案是在USB插头端部金属外壳的上、下绝缘内壁上对称设置两组USB传输端子，当USB插头向插座插入时，任意方向插入都会有一组USB传输端子与插座内的传输端子连通。另一种技术方案是在USB插头端部的金属外壳中，平行于上、下绝缘内壁,独立设置一个绝缘固定板，在绝缘固定板的上下端面各设置一组USB传输端子，这样当USB插头向插座插入时，也可以有一组USB传输端子与插座内的传输端子连通。

但是以上技术方案存在不易克服的技术问题，当USB插头插入插座时，会使插座中固定插座内传输端子的绝缘支撑板受到垂直于其上下端面的挤压力，当USB插头的公差尺寸不能保证精确时，为了保证插头于插座中传输端子的可靠连通，会进一步使绝缘支撑板受到的垂直挤压力增大，长时间会造成插座中绝缘支撑板失去弹性直至损坏，进而使高度集成的电路板维修成本快速上升。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双向对插的USB插头，解决可双向对插的USB插头会缓慢损坏插座的技术问题。

本实用新型的双向对插的USB插头，包括与保护外壳固定的金属外壳，保护外壳内包括两个平行的相对设置的传动结构，所述传动结构包括绝缘板、与所述绝缘板固定的传输端子和双向弹簧，所述绝缘板端部插入所述金属外壳中，所述传输端子连接相应所述双向弹簧的端部，所述双向弹簧的尾部经导向支架连接电路板，在所述传动结构之间设置与传动方向垂直的转子，所述导向支架支撑所述转子的转轴，所述转子周向侧壁与所述绝缘板的尾部邻接。

所述传输端子为阶梯状弯折结构，其端部和尾部形成高度差异和/或朝向差异，固定在所述绝缘板的不同端面。

所述绝缘板包括矩形的第一舌板、第二舌板和第三舌板，第二舌板的高度高于第一舌板和第三舌板，第一舌板的右端面固定在第二舌板的左端面上，第一舌板和第二舌板的下端面平齐，第三舌板的左端面固定在第二舌板的右端面上，第三舌板和第二舌板的上端面平齐，在第三舌板的上端面和右端面的结合处，沿前后方向开设一组矩形缺口，矩形缺口数量与所述传输端子数量相等，矩形缺口的间距与所述传输端子的间距相应，在矩形缺口之间，贯穿第二舌板左端面和第三舌板右端面，开设导向通槽，导向通槽的底部与矩形缺口的底部保持高差。

所述传输端子包括板状的第一平板、第二平板、第三平板、第四平板、第五平板、第一立板、第二立板、第三立板和第四立板，各立板与相邻平板垂直，自左向右，第一平板的右端面平滑连接第一立板的上端面，第一立板的下端面平滑连接第二平板的左端面，第二平板的右端面平滑连接第二立板的下端面，第二立板的上端面平滑连接第三平板的左端面，第三平板的右端面平滑连接第三立板的下端面，第三立板的上端面平滑连接第四平板的左端面，第四平板的右端面平滑连接第四立板的上端面，第四立板的下端面平滑连接第五平板的左端面，第一平板左端面与前后端面的结合处形成圆弧过渡。

所述转子包括主轴和突出部，突出部为柱体，断面为扇形，突出部与主轴同轴向，在突出部两侧直壁相交的方向，沿轴向开设贯穿突出部左右端面的圆形固定通槽，主轴插入圆形固定通槽中固定，突出部位于主轴轴向中部；

在突出部的圆弧侧壁上，沿圆弧侧壁周向，贯穿两侧直壁开设一组沿轴向分布的第一通槽，第一通槽的侧壁平行，第一通槽的数量和间距与每组传输端子中端子的数量和间距相应，突出部的一侧直壁与相邻绝缘板的右端邻接。

所述主轴被突出部圆形固定通槽包覆的侧壁周长大于主轴周长的60％。

所述突出部圆弧侧壁与直壁之间，设置一个与圆弧侧壁同轴向的第二圆弧侧壁，第二圆弧侧壁平滑连接两侧的圆弧侧壁与直壁。

所述突出部两端外侧的主轴端部分别嵌入保护外壳相应位置的盲孔中，盲孔用作支撑转子；嵌入盲孔的主轴端部直径小于主轴直径。

所述突出部上第一通槽底部为沿转子周向的支撑弧面，支撑弧面的半径大于主轴的半径，支撑弧面与主轴轴线的间距小于主轴的半径。

所述导向支架包括矩形的基板和对称设置在基板上、下端面右端的两个导向块，导向块的前、后端面与基板的前后端面平齐，导向块的右端面与基板的右端面平齐；

导向块上贯穿左右端面开设，沿前后方向分布的一组第二通槽，第二通槽的侧壁平行，第二通槽的数量和间距与每组传输端子中端子的数量和间距相应；

在基板左端面的前后两端，各设置一个矩形凸块，转子主轴两端的侧壁分别抵接在导向支架的两个矩形凸块上，转子的突出部的圆弧侧壁朝向基板左端面，转子与基板处于同一平面；

第二通槽的底部与基板上端面存在高差。

本实用新型的双向对插的USB插头利用两套相同的传动结构与特定转子的相互配合，实现了插头的随意插拔。避免了对插座中的部件施加侧向压力，巧妙利用插拔方向的压力控制转子的转动角度，实现传输端子的准确选择和稳固对接。可以极大地延长板载插座的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型双向对插USB插头沿轴侧投影时各部件的分解示意图；

图2为本实用新型双向对插USB插头左端的金属外壳的轴侧视图；

图3为本实用新型双向对插USB插头中上部绝缘板的俯视示意图；

图4为本实用新型双向对插USB插头中上部绝缘板的仰视示意图；

图5为本实用新型双向对插USB插头中上部绝缘板内的一组传输端子的俯视示意图；

图6为本实用新型双向对插USB插头中上部绝缘板内的一组传输端子的仰视示意图；

图7为本实用新型双向对插USB插头中转子的轴测示意图；

图8为本实用新型双向对插USB插头中转子的主视示意图；

图9为本实用新型双向对插USB插头中转子的左视示意图；

图10为本实用新型双向对插USB插头中转子的俯视示意图；

图11为本实用新型双向对插USB插头中转子的仰视示意图；

图12为本实用新型双向对插USB插头中导向支架的轴测示意图；

图13为本实用新型双向对插USB插头中导向支架的俯视示意图；

图14为本实用新型双向对插USB插头中导向支架的左视示意图；

图15为本实用新型双向对插USB插头中导向支架的右视示意图；

图16为本实用新型双向对插USB插头的传动结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

与现有技术中的USB插头相同，在插头端部采用金属外壳，金属外壳的内壁上贴合绝缘板，绝缘板中固定成组传输端子，传输端子的后部通过导体或直接与后续电路板上的电路电连接。

如图1所示，在与端部的金属外壳01末端连通的保护外壳02中包括有顺序连接的绝缘板组03、传输端子组04、双向弹簧组05、导向支架06和电路板07，还包括与弹簧组05中的弹簧垂直(交错)的转子08，转子08的两端与导向支架06相接触。

绝缘板组03包括两块平行的相对设置(成轴对称)的绝缘板，一块作为上部绝缘板31，另一块作为下部绝缘板32。相应的，传输端子组04包括两组平行相对设置的传输端子，双向弹簧组05包括两组平行相对设置的双向弹簧，导向支架06包括两组分别设置在导向支架上下端面上的平行的导向槽。成组的传输端子、双向弹簧和导向槽的组成数量相应，力传导方向一致。保护外壳02包括容纳以上顺序连接部件的管状壳体21和封堵末端的后盖22。

转子08设置在两组双向弹簧的侧壁之间，转子08的轴线与双向弹簧轴线垂直。

如图2所示，金属外壳01，为左右开口的直管，断面为矩形，金属外壳01上侧壁(或下端面)上对称开设有两个用于连接时固定的沉孔11，金属外壳01上侧壁(或下端面)右端开设用于与保护外壳02固定的定位缺口12。

为了保证绝缘板组03在金属外壳01中顺利地滑动，在另一种相似结构中，前侧壁中部的金属壳体，自左向右向内侧凹陷，形成限位通槽，在金属外壳01后侧壁中部的金属壳体，自左向右向内侧凹陷，形成另一个限位通槽；限位通槽12的断面为等腰梯形，限位通槽底部的两腰间距大于限位通槽敞口处的两腰间距，限位通槽在金属外壳01的内侧壁相应位置形成轮廓相同的平行的两个凸棱，两个凸棱与金属外壳01的上侧壁形成一个滑动通道，两个凸棱与金属外壳01的下侧壁形成另一个滑动通道。

如图3和图4所示，上部绝缘板31包括矩形的第一舌板33(端部)、第二舌板34和第三舌板35(尾部)，第二舌板34的高度高于第一舌板33和第三舌板35，第一舌板33的右端面固定在第二舌板34的左端面上，第一舌板33和第二舌板34的下端面平齐，第三舌板35的左端面固定在第二舌板34的右端面上，第三舌板35和第二舌板34的上端面平齐，第一舌板33前端面及后端面，在与下端面的连接处分别形成倒角36；在第三舌板35的上端面和右端面的结合处，沿前后方向开设一组矩形缺口37，矩形缺口37数量与每组传输端子中的端子数量相等，矩形缺口37的间距与每组传输端子中端子的间距相应，在矩形缺口37之间，贯穿第二舌板34左端面和第三舌板35右端面，开设导向通槽38，导向通槽38的底部与矩形缺口37的底部保持高差。

当一组传输端子固定在上部绝缘板31中，传输端子的尾部暴露在矩形缺口37中，传输端子间的导向通槽38与保护外壳02中的相应导向凸棱相配合，可以在保证较小滑动摩擦的前提下，保证上部绝缘板31带动传输端子可靠的沿相应导向凸棱滑动。

如图5和图6所示，每个传输端子组04中包括四个传输端子，每个传输端子包括板状的第一平板41、第二平板43、第三平板45、第四平板47、第五平板49、第一立板42、第二立板44、第三立板46和第四立板48，各立板与相邻平板垂直，自左向右，第一平板41的右端面平滑连接第一立板42的上端面，第一立板42的下端面平滑连接第二平板43的左端面，第二平板43的右端面平滑连接第二立板44的下端面，第二立板44的上端面平滑连接第三平板45的左端面，第三平板45的右端面平滑连接第三立板46的下端面，第三立板46的上端面平滑连接第四平板47的左端面，第四平板47的右端面平滑连接第四立板48的上端面，第四立板48的下端面平滑连接第五平板49的左端面，第一平板41左端面与前后端面的结合处形成圆弧过渡；

传输端子由端部向尾部连续弯折形成阶梯状弯折结构，可以形成连接其两端不同高度(差)或朝向的刚性节点的适配结构，避免出现稳定连接后的应力集中，损坏电路构成。

在第二平板43的左右端面方向，在下端面上设置凸起的触点(点状或条状)。

在固定位置上，传输端子的第二平板43、第三平板45对应绝缘板31的第一舌板33下部和上部，第三立板46对应绝缘板31的第二舌板34，其他平板和立板的固定做适配处理。

如图7和图9所示，转子08包括主轴81和突出部82，主轴81为圆柱，突出部82为柱体，断面为(相似)扇形，突出部82与主轴81同轴向，在突出部82两侧(前侧与后侧)直壁相交的方向，沿轴向开设贯穿突出部82左右端面的圆形固定通槽84，主轴81插入圆形固定通槽84中固定，突出部82位于主轴81轴向中部；在突出部82的圆弧侧壁上，沿圆弧侧壁周向，贯穿两侧直壁开设四个沿轴向分布的第一通槽83，第一通槽83的侧壁平行，第一通槽83的间距与每组传输端子中端子的间距相应，突出部82的一侧直壁与上部绝缘板31的右端(尾部)邻接(相应的，突出部82的另一侧直壁与下部绝缘板32的右端邻接)。所说的邻接，是当转子没有转动到位时，直壁与该右端保持轻微接触或具有绩效的间隔，随着转子转动到位可以形成相互支撑。

为了优化转子08的力矩传导，对主轴81和突出部82作出进一步结构优化。

如图8、图9和图11所示，主轴81被突出部82圆形固定通槽84包覆的侧壁周长大于主轴81周长的60％，该结构可以在调节突出部82圆弧侧壁至主轴81轴线的间距时，有效保持突出部82两侧直壁的有效面积，有利于改善转子08的径向结构尺寸。

如图7、图8和图9所示，在突出部82圆弧侧壁与直壁之间，设置一个与圆弧侧壁同轴向的第二圆弧侧壁85，第二圆弧侧壁85平滑连接两侧的圆弧侧壁与直壁，该结构可以有效保证突出部82周向表面的平滑过渡，通过调节第二圆弧侧壁的半径，可以有效改善转子08的外形轮廓。

突出部82两端外侧的主轴81端部分别嵌入保护外壳02相应位置的盲孔中，盲孔用作支撑转子08；嵌入盲孔的主轴81端部直径小于主轴81直径。本结构可以使得主轴81转动获得支撑时，盲孔中的滑动摩擦尽量小。

盲孔也可以优选为一凹槽结构的末端，使得主轴81端部即可以固定在其中，又可以沿凹槽作受限位移。

如图8和图10所示，突出部82上第一通槽83底部为沿转子周向的支撑弧面86，支撑弧面86的半径大于主轴81的半径，支撑弧面86与主轴81轴线的间距小于主轴81的半径。该结构使得支撑弧面86较平展，与支撑弧面86形成滚动摩擦时摩擦力较小。

如图12和图14所示，导向支架06包括矩形的基板61和对称设置在基板61上、下端面右端的两个导向块62，导向块62的前、后端面与基板61的前、后端面平齐。

如图15所示，导向块62的右端面与基板61的右端面平齐。

如图13和图14所示，在基板61左端面的前后两端，各设置一个矩形凸块63，转子08主轴81两端的侧壁分别抵接在导向支架06的两个矩形凸块63(的左端面)上，转子08的突出部82的圆弧侧壁朝向基板61左端面，两个矩形凸块63与基板61左端面形成一个贯穿基板61上下端面的用于转子08转动的通槽，转子08与基板61处于同一平面。

如图14和图15所示，基板61上、下部的导向块62上贯穿左右端面开设，沿前后方向分布的一组第二通槽64，第二通槽64的侧壁平行，第二通槽64的数量和间距与每组传输端子中端子的数量和间距相应，第二通槽64的底部与基板61上端面存在高差。

如图1和图16所示，本实施例的传动结构包括两个相同的传动结构：

一组传输端子04固定在上部绝缘板31中，传输端子的第一平板41(端部)暴露固定在上部绝缘板31的第一舌板33的下端面左端(端部)，传输端子的第四立板48和第五平板49(尾部)暴露固定在上部绝缘板31的相应矩形缺口37中，上部绝缘板31的第一舌板33(端部)插入金属外壳01内的一个(上部)滑动通道；一组双向弹簧的端部分别固定在上部绝缘板31矩形缺口37中相应的传输端子的暴露部位，尾部穿过相应第一通槽83的通槽上部、导向支架06上部的第二通槽64，连接在电路板07上，形成第一个传动结构；

另一组传输端子04以相同的方式固定在下部绝缘板32中，下部绝缘板32的端部插入金属外壳01内的另一个(下部)滑动通道；另一组双向弹簧的端部分别固定在下部绝缘板32矩形缺口中相应的传输端子的暴露部位，尾部穿过相应第一通槽83的通槽下部、导向支架06下部的第二通槽64，连接在电路板07上，形成第二个传动结构；

转子08的转动方向受其中一个传动结构动作的限制，转子08的转动限制另一个传动结构动作。

在实际应用中，将本插头插入插座过程中，无论是上部绝缘板31的端部还是下部绝缘板32的端部在与插座中的绝缘承载板相顶撞时，都会沿相应滑动通道向电路板方向滑动后退，这样就会挤压传动结构中双向弹簧发生形变，同时绝缘板的移动就会推动相邻的转子08突出部82同侧直壁，使得突出部82转动，而突出部82的转动就会使转子08突出部82另一侧直壁转至另一绝缘板的尾部，并随着插头插入过程紧紧抵住该绝缘板，使其无法从相应的滑动通道中后退，这样该绝缘板上的传输端子就可以与插座敞口中绝缘承载板体上的传输端子稳固结合。当拔出本插头时，被挤压的双向弹簧将滑动后退的绝缘板沿相应滑动通道推回原位置，转子08突出部82失去挤压力复原。

当转子08突出部82转动时，未后退绝缘板在端子结合过程中的摩擦力，由抵触的直壁传导至另一个未接触的直壁，然后经后退绝缘板端面传递至保护外壳，对转子08本身的整体结构没有影响。双向弹簧与传输端子尾部的连接，形成了对相应绝缘板的侧向压力，该压力可以恰当地保证绝缘板端部的平稳。

通过对转子08各组成结构特征参数的调整，转子可以很好地重复以上过程。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双向对插的USB插头，包括与保护外壳(02)固定的金属外壳(01)，其特征在于：保护外壳(02)内包括两个平行的相对设置的传动结构，所述传动结构包括绝缘板、与所述绝缘板固定的传输端子和双向弹簧，所述绝缘板端部插入所述金属外壳(01)中，所述传输端子连接相应所述双向弹簧的端部，所述双向弹簧的尾部经导向支架(06)连接电路板(07)，在所述传动结构之间设置与传动方向垂直的转子(08)，所述导向支架(06)支撑所述转子(08)的转轴，所述转子(08)周向侧壁与所述绝缘板的尾部邻接。

2.如权利要求1所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述传输端子为阶梯状弯折结构，其端部和尾部形成高度差异和/或朝向差异，固定在所述绝缘板的不同端面。

3.如权利要求2所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述绝缘板(31)包括矩形的第一舌板(33)、第二舌板(34)和第三舌板(35)，第二舌板(34)的高度高于第一舌板(33)和第三舌板(35)，第一舌板(33)的右端面固定在第二舌板(34)的左端面上，第一舌板(33)和第二舌板(34)的下端面平齐，第三舌板(35)的左端面固定在第二舌板(34)的右端面上，第三舌板(35)和第二舌板(34)的上端面平齐，在第三舌板(35)的上端面和右端面的结合处，沿前后方向开设一组矩形缺口(37)，矩形缺口(37)数量与所述传输端子数量相等，矩形缺口(37)的间距与所述传输端子的间距相应，在矩形缺口(37)之间，贯穿第二舌板(34)左端面和第三舌板(35)右端面，开设导向通槽(38)，导向通槽(38)的底部与矩形缺口(37)的底部保持高差。

4.如权利要求2所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述传输端子包括板状的第一平板(41)、第二平板(43)、第三平板(45)、第四平板(47)、第五平板(49)、第一立板(42)、第二立板(44)、第三立板(46)和第四立板(48)，各立板与相邻平板垂直，自左向右，第一平板(41)的右端面平滑连接第一立板(42)的上端面，第一立板(42)的下端面平滑连接第二平板(43)的左端面，第二平板(43)的右端面平滑连接第二立板(44)的下端面，第二立板(44)的上端面平滑连接第三平板(45)的左端面，第三平板(45)的右端面平滑连接第三立板(46)的下端面，第三立板(46)的上端面平滑连接第四平板(47)的左端面，第四平板(47)的右端面平滑连接第四立板(48)的上端面，第四立板(48)的下端面平滑连接第五平板(49)的左端面，第一平板(41)左端面与前后端面的结合处形成圆弧过渡。

5.如权利要求1至4任一所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述转子(08)包括主轴(81)和突出部(82)，突出部(82)为柱体，断面为扇形，突出部(82)与主轴(81)同轴向，在突出部(82)两侧直壁相交的方向，沿轴向开设贯穿突出部(82)左右端面的圆形固定通槽，主轴(81)插入圆形固定通槽中固定，突出部(82)位于主轴(81)轴向中部；

在突出部(82)的圆弧侧壁上，沿圆弧侧壁周向，贯穿两侧直壁开设一组沿轴向分布的第一通槽(83)，第一通槽(83)的侧壁平行，第一通槽(83)的数量和间距与每组传输端子中端子的数量和间距相应，突出部(82)的一侧直壁与相邻绝缘板的右端邻接。

6.如权利要求5所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述主轴(81)被突出部(82)圆形固定通槽(84)包覆的侧壁周长大于主轴(81)周长的60％。

7.如权利要求6所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述突出部(82)圆弧侧壁与直壁之间，设置一个与圆弧侧壁同轴向的第二圆弧侧壁(85)，第二圆弧侧壁(85)平滑连接两侧的圆弧侧壁与直壁。

8.如权利要求7所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述突出部(82)两端外侧的主轴(81)端部分别嵌入保护外壳(02)相应位置的盲孔中，盲孔用作支撑转子(08)；嵌入盲孔的主轴(81)端部直径小于主轴(81)直径。

9.如权利要求8所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述突出部(82)上第一通槽(83)底部为沿转子周向的支撑弧面(86)，支撑弧面(86)的半径大于主轴(81)的半径，支撑弧面(86)与主轴(81)轴线的间距小于主轴(81)的半径。

10.如权利要求1所述的双向对插的USB插头，其特征在于：所述导向支架(06)包括矩形的基板(61)和对称设置在基板(61)上、下端面右端的两个导向块(62)，导向块(62)的前、后端面与基板(61)的前后端面平齐，导向块(62)的右端面与基板(61)的右端面平齐；

导向块(62)上贯穿左右端面开设，沿前后方向分布的一组第二通槽(64)，第二通槽(64)的侧壁平行，第二通槽(64)的数量和间距与每组传输端子中端子的数量和间距相应；

在基板(61)左端面的前后两端，各设置一个矩形凸块(63)，转子(08)主轴(81)两端的侧壁分别抵接在导向支架(06)的两个矩形凸块(63)上，转子(08)的突出部(82)的圆弧侧壁朝向基板(61)左端面，转子(08)与基板(61)处于同一平面；

第二通槽(64)的底部与基板(61)上端面存在高差。