TW201601392A - 連接器 - Google Patents

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Tsuyoshi Kitagawa
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Abstract

本發明的課題係在於提供對在插頭部的異常發熱可感度良好地遮斷通電之插頭。 用以解決課題之手段為，插頭(20)係具有供電纜(10)的一端插入之樹脂製的蓋部(21)、在從蓋部(21)的前端突出的狀態下被支承並插入於插座(1)內的插頭部(22)、及配置在蓋部(21)內的印刷電路基板(27)，熱保護電路(32)安裝於印刷電路基板(27)。熱保護電路(32)具備用來檢測溫度的溫度開關IC33；和插入於印刷電路基板(27)的電源線並內裝在溫度開關IC33之FET34。溫度開關IC33係當該檢測溫度超過預定溫度時，輸出藉由FET34遮斷電源線用之異常發熱訊號。並具備將插頭側金屬外殼(25)與溫度開關IC33熱接合之金屬接合構件(36)。

Description

連接器
本發明係關於具備檢測異常發熱並遮斷通電的熱保護電路之連接器。
關於這種連接器，在專利文獻1記載有一種連接器，在將電纜導體與連接針連接的印刷電路基板，熱保護電路係包含溫度感測元件(熱阻器)和電力遮斷開關(FET)，遮斷開關被插入於將電源用(VBUS)的電纜導體與連接針導通連接的基板導電路，當溫度感測元件超過預定溫度時，藉由遮斷開關遮斷電力(電流)供給。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第8498087號公報
在連接器具備熱保護電路之情況，以往的連 接器中，熱保護電路必須組裝於與電纜連接之連接部中。因此，在連接器所設置的熱保護電路，具有對在與電纜的連接部之異常發熱的感度佳、在對與對象連接器之連接部的異常發熱的感度變差的傾向。有以往的連接器存在有以下課題，亦即不具備將與對象連接器的連接部之熱有效率地傳達到熱保護電路的溫度感測部的構造，造成無法將對與對象連接器的連接部之異常發熱感度良好地遮斷通電。
特別是在micro-USB插頭等的小型且強度小、與對象連接器之連接部容易變形之連接器，在未與對象連接器連接(嵌合)的狀態下，通常組裝於輸出側機器的保護電路不會發揮功能，會有與對象連接器的連接部產生異常發熱之情況，無法對在與對象連接器的連接部之異常發熱感度良好地遮斷通電之問題產生。
本發明的目的係在於提供能夠將與對象連接器的連接部之熱積極有效率地傳達到熱保護電路的溫度感測部的構造，對與對象連接器的連接部之異常發熱感度良好地加以遮斷通電之連接器。
第1解決手段為如申請專利範圍第1項之連接器。此連接器係具有供電纜的一端插入之絕緣性合成樹脂製的蓋部(與電纜連接之連接部)、在從前述蓋部的前端突出的狀態下被支承並插入於對象連接器內的插頭部(與對象連接器連接之連接部)、及配置在前述蓋部內的印刷 電路基板，前述插頭部具備絕緣體、被前述絕緣體所支承的複數個接觸端子及覆蓋前述絕緣體的外周側之金屬外殼，其特徵為：熱保護電路安裝於前述印刷電路基板，前述熱保護電路具備用來檢測溫度的溫度開關IC(溫度感測部)；和插入於前述印刷電路基板的電源線之FET，前述溫度開關IC係當該檢測溫度超過預定溫度時，輸出藉由前述FET遮斷前述電源線用之異常發熱訊號，前述連接器並具備將前述金屬外殼與前述溫度開關IC熱接合之金屬接合構件。在此，前述溫度開關IC具備前述FET。亦即，溫度開關IC內裝有前述FET為佳(如作為第3解決手段之請求項3所記載的連接器)。
第2解決手段為如申請專利範圍第2項之連接器。此連接器係如申請專利範圍第1項之連接器，其中，前述金屬接合構件是由金屬板材所構成，該金屬接合構件一體地形成於前述金屬外殼且從前述金屬外殼朝前述蓋部內延伸伸出成與前述溫度開關IC相面對，且形成有與前述溫度開關IC接觸之傳熱部。
第4解決手段為如申請專利範圍第4項之連接器。此連接器係如申請專利範圍第2或3項之連接器，其中，前述傳熱部是由彈性片所構成。
第5解決手段為如申請專利範圍第5項之連接器。此連接器係如申請專利範圍第2至4項中任一項之連接器，其中，還具備有熱傳導樹脂薄片，該熱傳導樹脂薄片是貼附於前述傳熱部與前述溫度開關IC中的其中一 方之接觸面並中介於前述傳熱部與前述溫度開關IC之兩接觸面間。
第6解決手段為如申請專利範圍第6項之連接器。此連接器係如申請專利範圍第1至5項中任一項之連接器，其中，前述連接器為依據micro-USB規格。
第7解決手段為如申請專利範圍第7項之連接器。此連接器係如申請專利範圍第1、3、6項中任一項之連接器，其中，前述金屬接合構件是與前述金屬外殼不同地另外形成且由金屬板材所構成，該金屬接合構件是與前述金屬外殼一體化且從前述金屬外殼延伸至前述溫度開關IC。
若依據申請專利範圍第1項之連接器，藉由以金屬接合構件將作為插頭部的覆蓋件之金屬外殼與溫度開關IC熱結合，能夠將插頭部的熱積極有效率地傳達至溫度開關IC，對在插頭部的異常發熱可感度良好地遮斷通電。又，對對象連接器側的異常發熱，亦可感度良好地遮斷通電。若依據如申請專利範圍第3項之連接器，能夠將溫度開關IC與FET予以單片化。
若依據申請專利範圍第2項之連接器，藉由將金屬接合構件作成為與金屬外殼一體的零件，能不會增加連接器的零件數、及組裝工時地設置金屬接合構件。
若依據申請專利範圍第4項之連接器，藉由 作成為由彈性片所構成之傳熱部，能使傳熱部既可吸收連接器的製品尺寸之參差不齊，又可確實地與溫度開關IC接觸(密接)。又，當組裝連接器時，可防止傳熱部將過度的負荷施加於溫度開關IC之情況產生。
若依據申請專利範圍第5項之連接器，藉由將熱傳導樹脂薄片貼附於傳熱部與溫度開關IC中的其中一方的接觸面，使得當組裝連接器時，熱傳導樹脂薄片可發揮作為緩衝材的作用，能夠防止傳熱部將過度的負荷施加於溫度開關IC之情況產生。
若依據如申請專利範圍第6項之連接器，藉由申請專利範圍第1至5項中任一項之連接器為依據micro-USB規格之插頭，使得在micro-USB插頭，能夠檢測出異常發熱並遮斷通電，並且對在插頭部的異常發熱能夠感度良好地遮斷通電。
若依據如申請專利範圍第7項之連接器，藉由金屬接合構件是與金屬外殼不同地另外加以形成，比起金屬接合構件一體形成於金屬外殼之情況，能夠削減金屬接合構件及金屬外殼的製造成本。
1‧‧‧插座(對象連接器)
10‧‧‧電纜
20‧‧‧插頭(連接器)
21‧‧‧蓋部
22‧‧‧插頭部
23‧‧‧插頭本體
24‧‧‧插頭側接觸端子
25‧‧‧插頭側金屬外殼
27‧‧‧印刷電路基板
30b‧‧‧電纜連接部上面蓋部
32‧‧‧熱保護電路
33‧‧‧溫度開關IC
34‧‧‧FET
35、35a‧‧‧傳熱部
36‧‧‧金屬接合構件
37‧‧‧熱傳導樹脂薄片
200‧‧‧插頭(連接器)
360‧‧‧金屬接合構件
圖1係連接有本發明的實施形態之連接器的對象連接器之正面圖。
圖2係圖1的A-A線斷面圖。
圖3係設有連接器的電纜之構成圖。
圖4係連接器的斜視圖。
圖5係連接器的正視圖。
圖6係圖5的A-A線斷面圖。
圖7係連接器的平面圖。
圖8係連接器的底面圖。
圖9係連接器的分解斜視平面圖。
圖10係連接器的分解斜視底面圖。
圖11係顯示熱保護電路之電路圖。
圖12係顯示連接器的連接狀態之斷面圖。
圖13係顯示在插頭部的異常發熱狀態之正面圖。
圖14係顯示連接器所具備的金屬接合構件的作用之斷面圖。
圖15係本發明的其他實施形態之連接器的側斷面圖。
圖16係從顯示圖15的連接器外觀之斜視圖。
圖17係將圖16的包覆模透明化的狀態之斜視圖。
圖18係將圖17的內模透明化的狀態之斜視圖。
圖19係將圖18的金屬接合構件透明化的狀態之斜視圖。
圖20係將圖18顛倒的狀態之斜視圖。
圖21係插頭部的分解斜視圖。
圖22(A)係金屬接合構件的斜視圖，圖22(B)係絕緣被覆金屬接合構件的狀態之斜視圖。
以下，參照圖面詳細地說明本發明的實施形態。
作為本發明的實施形態之連接器為依據micro-USB(2.0)規格之插頭。因此，該對象連接器為依據micro-USB(2.0)規格之插座。在以下的說明，將作為本發明的實施形態之連接器稱為[插頭]，將該對象連接器稱為[插座]。又，插頭在與插座相面對的狀態下插入至插座內，但在本說明說中，將插頭與插座各自相互地面對的側稱為[前側]、相反側稱為[後側]。
首先，參照圖1、圖2及圖12說明關於連接有本發明的實施形態的插頭之插座。圖1係插座的正面圖，圖2係圖1的A-A斷面圖。
圖12係顯示連接器的連接狀態之斷面圖。
如圖1、圖2及圖12所示，插座1係具備有殼體3，其在前側開口有供插頭20插入的插頭插入部2；及被殼體3所支承並露出於插頭插入部2內的5支插座側接觸端子4，殼體3是由將導電性金屬板材沖壓成預定形狀並進行彎曲加工所形成的屏蔽構件之筒狀插座側金屬外殼5和支承插座側接觸端子4的絕緣體之插座本體6所構成。
插座側金屬外殼5是一體地形成有連接於基板的基板連接端子5a、及後面蓋5b。
插座本體6係一體地形成有嵌入於插座側金屬外殼5的後端部之後壁部6a、及自後壁部6a的面突出之平板狀端子支承部6b，將端子支承部6b在朝插頭插入部2內突出的狀態下予以支承。又，插座本體6係在其端子支承部6b的下面以橫向排列的配置之方式形成有5支前後方向的端子收容溝部6c。此插座本體6係以絕緣性合成樹脂材所成形。
插座側接觸端子4係藉由將導電性金屬板材沖壓成預定形狀並進行彎曲加工所形成，然後，藉由插入成形，一體成形於插座本體6並被支承。此插座側接觸端子4係形成為與插頭側的接觸端子24接觸的接觸片部4a在使其下面沿著端子收容溝部6c露出的狀態下埋設固定於端子支承部6b的下面的狀態、且連接於基板的基板接觸片部4b從後壁部6a的下部朝外部被拉出的狀態。
插座側接觸端子4係在圖1中，從左向右，以第1為電源用(VBUS)、第2為差動訊號用(D-)、第3為差動訊號用(D+)、第4為ID識別用(ID)、第5為接地用(GND)的順序排列成橫向一列。
插座1的組裝，是將一體成形有插座側接觸端子4的插座本體6從後端開口插入至插座側金屬外殼5內，將後壁部6a嵌入於插座側金屬外殼5，再以後面蓋部5b覆蓋後壁部6a的後面，將插座本體6固定於插座側金屬外殼5內。
如以上所述的方式所構成之插座1係在以充 電用途、資料通訊用途搭載於以智慧型手機為主的攜帶型電話、平板終端等的小型攜帶電子機器。具體而言，安裝於與二次電池一同內裝在機器框體的印刷電路基板之邊緣部，且插頭插入部2開口於設在框體側面部的插頭插入口。插座1朝基板的安裝，是分別將基板連接片部4b及基板連接端子部5a焊接於設在基板的連接盤、通孔等的插座連接部。
接著，參照圖3說明關於設有本發明的實施形態的插頭之電纜。圖3係電纜的構成圖。
如圖3所示，電纜10係依據micro-USB(2.0)規格之電纜，由4條芯線11、屏蔽件12、補強線14、護套13所構成。
芯線11為以絕緣體11b被覆導體11a的絕緣電線。導體11a係為例如鍍錫的銅線等所構成。絕緣體11b係為由例如聚氯乙烯所構成。4條的芯線11為電源用(Vcc)、接第用(GND)、差分信號對用(D-)及(D+)。訊號對的芯線11係以平行線的狀態、捻線的狀態下內裝於電纜10。
屏蔽件12具備內置屏蔽件12a與外置屏蔽件12b，具有雙重構造。內置屏蔽件12a是由例如鋁箔帶所構成，捲繞於芯線11將其周圍覆蓋。外置屏蔽件12b是由例如編識有鍍錫的銅線之編線管所構成，覆蓋內置屏蔽件12a的周圍。
補強線14是由剖面形狀呈圓形的金屬線所構 成，埋入於屏蔽件12的內置屏蔽件12a與外置屏蔽件12b之間。
作為電纜10的保護外皮之護套13是由例如聚氯乙烯等的絕緣體所構成，覆蓋屏蔽件12的周圍。
以下，參照圖4至圖14說明關於本發明的實施形態之插頭。
圖4係在將蓋部半透明化(兩點虛線)的狀態下顯示插頭的外觀之斜視圖，圖5係顯示插頭的外觀之正面圖，圖6係以圖5的A-A線切斷插頭的內部構造之斷面圖，圖7係在將插頭側金屬外殼透明化的狀態下顯示插頭的內部構造之平面圖，圖8係將外殼蓋透明化的狀態下顯示插頭的內部構造之底面圖，圖9係在將插頭分解的狀態下顯示該插頭的構造之斜視平面圖，圖10係將插頭分解的狀態下顯示該插頭的結構之斜視底面圖，圖11係顯示熱保護電路的電路圖，圖12係如前述般顯示插頭的連接狀態之斷面圖，圖13係顯示在插頭部的異常發熱狀態的正面圖，圖14係顯示插頭所具備的金屬接合構件的作用之斷面圖。
如圖4所示，插頭20係具有供電纜10的一端插入之絕緣性合成樹脂製的蓋部21和從蓋部21的前端(頂端)突出的狀態被支承的插頭部22，如圖12所示，插頭部22插入於插座1內具體而言為插入至插座側金屬外殼5的內側亦即插頭插入部2內。
插頭部22係如圖4至圖10所示，具備絕緣 體的插頭本體23、被插頭本體23所支承的5支插頭側接觸端子24、及覆蓋插頭本體23的外周側之作為屏蔽構件的筒狀插頭側金屬外殼25，還形成有朝前側開口的端子支承部插入部26，如圖12所示，供朝插頭插入部2內突出的端子支承部6b插入。
插頭本體23係如圖4至圖10所示，一體地形成有配置在蓋部21的內側前端部之塊狀電纜接接部基部23a和從電纜連接部基部23a的前面突出之平板狀插頭部基部23b，將插頭部基部23b從蓋部21的前端面中央部突出的狀態下予以支承。又，插頭本體23係在插頭部基部23b的上面，以朝上側及前側開口的凹形狀形成有端子支承部插入部26。又，插頭本體23係如圖5至圖7、圖9所示，以橫向排列的配置形成有從電纜連接部基部23a至插頭部基部23b延伸之前後方向的5支端子收容部23c。所有5支端子收容部23c的後端在電纜連接部基部23a的後端面朝蓋部21內開口，兩端的2支收容部的前端在插頭部基部23b的前端面朝前側開口，靠近中間的3支收容部的前端未到達插頭部基部23b的前端面而位在之後的位置並封閉。又，所有5支端子收容部23c的前部上部均被端子支承部插入部26所切取，形成為開口於該端子支承部插入部26的下壁面與後壁面的兩面之狀態。此插頭本體23係以絕緣性合成樹脂材所成形。再者，所有5支端子收容部23c的前端亦可在插頭部基部23b的前端面朝前側開口。
插頭側金屬外殼25係如圖4至圖6、圖8至圖10所示，藉由對導電性金屬板材進行沖壓、彎曲加工成預定形狀來形成為筒狀，如圖4至圖6所示，利用以插頭側金屬外殼25覆蓋插頭部基部23b的外周側，形成為端子支承部插入部26僅朝前側開口的狀態。插頭側金屬外殼25的後端部係配置於蓋部21的內側前端部。
插頭側連接端子24係如圖5至圖7所示，藉由從後端開口插入至端子收容部23c內，以排列成橫向一列的狀態裝設於插頭本體23並被支承。此插頭側連接端子24係藉由對導電性金屬板材沖壓、彎曲加工成預定形狀來形成，如圖5至圖10，一體地形成有朝前後方向延伸並固定在插頭本體23之基部24a、從基部24a的前端朝前方延伸伸出並可朝上下方向彈性移位之彈性接觸片部24b、在彈性接觸片部24b的前端(頂端)向上突出的狀態所設置的接觸部24c、及從基部24a的後端朝後方延伸伸出之基板接觸片部24e，如圖5至圖7所示，形成為以下狀態，亦即，基部24a被壓入至端子收容部23c的後部而防止脫落地固定在電纜連接部基部23a，且彈性接觸片部24b被插入於端子收容部23c的前部而對插頭部基部23b可朝上下方向彈性位移的狀態下自下側朝端子支承部插入部26內露出，且接觸部24c從下側向上朝端子支承部插入部26內的前端部突出，並且基板連接片部24e從電纜連接部基部23a的後端面朝蓋部21內突出的狀態。
插頭側接觸端子24係在圖5中，從右向左， 以第1為電源用(VBUS)、第2為差動訊號用(D-)、第3為差動訊號用(D+)、第4為ID識別用(ID)、第5為接地用(GND)的順序排列成橫向一列。
再者，端子支承部插入部26內如圖5及圖6所示，插頭側金屬外殼25從上側露出，且插頭側連接端子24的接觸部24c從下側突出，但插頭側連接端子24是以該接觸部24c在具有與上側的插頭側金屬外殼25絕緣用之空間距離C的狀態下支承於插頭本體23。
在蓋部21，如圖4所示，在從其後端朝後側突出的狀態下一體形成有作為電纜插入部的電纜襯套21a。
又，插頭20係如圖6至圖10所示，具備有印刷電路基板27，該印刷電路基板是用來將配置於蓋部21內的插頭側接觸端子24與電纜10內的芯線11之導體11a連接。
插頭側連接端子24係如圖6至圖10所示，在基部24a與基板連接片部24e之間一體地形成有列變換部24d，基板連接片部24e係藉由列變換部24d從電纜連接部基部23a的後端面以上下兩段的方式朝蓋部21內突出。具體而言，第2的差動訊號用(D-)與第4的ID識別用(ID)的基板連接片部24e是藉由該列變換部24d，在較基部24a更高的位置朝後方延伸伸出，且在上段排列成橫向一列，第1的電源用(VBUS)與第3的差動訊號用(D+)和第5的接地用(GND)的基板連接片部24e是藉由該列變 換部24d在較基部24a更低的位置朝後方延伸伸出且在下段排列成橫向一列。在該等上段的基板連接片部24e與下段的基板連接片部24e之間設有相當於印刷電路基板27的板厚之間隙。
印刷電路基板27係如圖6至圖8所示，前部中央部插入於配置在上段的基板連接片部24e與配置在下段的基板連接片部24e之間隙，兩面朝向上下，全體與插頭部基部23b相反地從電纜連接部基部23a的後端面朝後側突出的狀態下被插頭本體23的正後方所支承。
在印刷電路基板27的上面，如圖7及圖9所示，在其前部中央部以橫向排列的配置形成有2個端子連接部(接合部)28b、28d，在後部兩側角部形成有2個電纜連接部(接合部)29b、29c。在印刷電路基板27的下面，如圖8及圖10所示，在其前部中央部以橫向排列的配置形成有3個端子連接部(接合部)28a、28c、28e，在後部兩側角部形成有2個電纜連接部(接合部)29a、29d。5個端子連接部28a至28e係依據其符號順序(英文字母順序)，為電源用(VBUS)、差動訊號用(D-)、差動訊號用(D+)、ID識別用(ID)、接地用(GND)。4個電纜連接部29a至29d係依據其符號順序(英文字母順序)，為電源用(Vcc)、接地用(GND)、差動訊號用(D-)、差動訊號用(D+)。
如圖6及圖7所示，配置在上段的基板連接片部24e係與其相對應，分別以焊接來連接於形成在印刷電路基板27的上面之端子連接部28b、28d，如圖6及圖 8所示，配置於下段的基板連接片部24e係與其相對應，分別以焊接來連接於形成在印刷電路基板27的下面之端子連接部28a、28c、28e。藉此，印刷電路基板27係如圖6至圖8所示，經由5支插頭側連接端子24在前述狀態下被支承固定於插頭本體23的正後方。又，如圖6至圖8所示，在電纜10的一端側所露出的芯線11之導體11a分別以焊接來連接於印刷電路基板27之對應的電纜連接部29a至29d。藉此，印刷電路基板27係如圖11所示，分別將ID識別用以外的4支插頭側接觸端子24與該等端子對應的4條芯線11的導體11a導通連接，將ID識別用的端子連接部28d設為未與任何部位連接之空端子(N/C：Not Connected)。
又，插頭20係如圖4及圖6所示，在蓋部21內，具備有從電纜連接部基部23a的外周側覆蓋印刷電路基板27的外周側、及在電纜10的一端側漏出的4條芯線11的外周側之電纜連接部金屬蓋部30及外殼罩31。
電纜連接部金屬蓋部30係，一體地形成於插頭側金屬外殼25，並如圖4、圖6、圖8至圖10所示，形成為朝前後及下側開口的形狀，且一體地具有：從插頭側金屬外殼25的後端上緣折彎而沿著電纜連接部基部23a的前面立起的金屬蓋部連接片部30a；從金屬蓋部連接片部30a的上端緣折彎而沿著電纜連接部基部23a的上面朝後方延伸伸出之電纜連接部上面蓋部30b；及分別從電纜連接部上面蓋部30b的左右側緣折彎而沿著電纜連接 部基部23a的左右側面朝下方延伸伸出之一對電纜連接部側面內蓋部30c。
外殼罩31係藉由將導電性金屬板材沖壓成預定形狀並進行彎曲加工所形成，並如圖4、圖6、圖7、圖9及圖10所示，形成為朝前後及上側開口的形狀，且一體地具有：與電纜連接部上面蓋部30b相面對的電纜連接部下面蓋部31a；及分別從電纜連接部下面蓋部31a的左右側緣折彎而朝上方延伸伸出之一對電纜連接部側面外蓋部31b。
電纜連接部金屬蓋部30及外殼罩31係將電纜連接部金屬蓋部30從上側開口嵌入至外殼罩31內，將電纜連接部側面外蓋部31b重疊於電纜連接部側面內蓋部30c的外側之狀態下加以固定，藉此，在以電纜連接部下面蓋部31a封閉電纜連接部金屬蓋部30c的下側開口的狀態下，如圖6所示，以從電纜連接部基部23a的外周側覆蓋印刷電路基板27的外周側、及在電纜10的一端側露出之4條芯線11的外周側的方式，如圖4所示，一體化成僅朝前後開口之筒狀。
在電纜連接部金屬蓋部30，如圖4、圖6、圖8至圖10所示，一體形成有從電纜連接部上面蓋部30b的後端緣中央部朝後方延伸伸出的電纜連接片部30d；及在朝電纜連接片部30d的後端突出之狀態下設置的屏蔽接觸片部30e。在外殼罩31，如圖4、圖6、圖7、圖9及圖10所示，一體形成有從電纜連接部下面蓋部31a的後 端緣中央部朝後方延伸伸出的電纜連接片部31c；及在朝電纜連接片部31c的後端突出之狀態下設置並朝上側開口成U字狀的屏蔽結合片部31d。如圖4及圖6所示，藉由將屏蔽結合片部31d對在電纜10的一端側露出之屏蔽件12的外周面(外屏蔽件12b的外周面)以抱著屏蔽接觸片部30e的狀態進行鎖緊固定，使作為插頭20的屏蔽構件之插頭側金屬外殼25及外殼罩31與電纜10的屏蔽件12接合而一體化的狀態下，連接固定於電纜10。再者，亦可作成為以下結構，亦即將屏蔽結合片部31d設在電纜連接部金屬蓋部30，將屏蔽接觸片部30e設在外殼罩31。又，在不具備外殼罩31之情況，在電纜連接部金屬蓋部30設置屏蔽結合片部31d。
在以上的結構，插頭20係如圖12所示，藉由與插座1連接(嵌合)，能夠將電纜10與搭載有插座1的小型攜帶式電子機器連接。亦即，將持著蓋部21讓插頭部22的前端面與插座1的前面相面對的狀態下，將插頭部22插入至插頭插入部2內。於是，端子支承部6b通過從上側露出於端子支承部插入部26內的插頭側金屬外殼25與同樣地從下側露出於端子支承部插入部26內的插頭側接觸端子24的接觸部24c之間隙亦即通過空間距離C插入至端子支承部插入部26內。伴隨此，藉由插座側接觸端子4的接觸片部4e的下面壓下插頭側接觸端子24的接觸部24c，使得插頭側接觸端子24的彈性接觸片部24b彈性變形。在此狀態下，當進一步將插頭部22插入 至插頭插入部2內時，插頭側接觸端子24的接觸部24c在插座側接觸端子4的接觸片部4a的下面滑動。然後，在插頭部22被完全插入到插頭插入部2內的狀態(插頭部22藉由插銷防止脫落之狀態)，如圖12所示，插頭20連接於插座1，插頭側接觸端子24的接觸部24c從下側按壓於插座側接觸端子4的接觸片部4a並接觸，使得插頭側接觸端子24與插座側接觸端子4導通連接。藉此，電纜10連接於小型攜帶式電子機器。
在此，在電纜10的另一端，設有依據例如USB(2.0)規格之USB連接器(插頭)，連接於搭載有USB連接器(插座)的PC、其周邊機器等之情況，能夠在小型攜帶式電子機器與PC或與其周邊機器之間轉送資料。又，在連接於搭載有USB連接器(插座)的PC或AC接合器、行動電源等的充電器之情況，能夠自連接電源對小型攜帶式電子機器供給充電電流。
當插頭20在連接於插座1的狀態(圖12)，將蓋部21提起而從插頭插入部2內拔去插頭部22時，藉由插座側接觸端子4的接觸片部4a朝插頭側接觸端子24的接觸部24c之按壓消失，如圖5及圖6所示，插頭側接觸端子24的彈性接觸片部24b復元成原來的自由狀態，插頭側接觸端子24的接觸部24c與上側插頭側金屬外殼25再次具有空間距離C而相面對。
如以上般所構成的插頭20是以以下的順序組裝至電纜10的一端。亦即，將插頭側連接端子24插入裝 設至插頭本體23。其次，分別將印刷電路基板27的相對應之插頭側連接端子連接部28a至28d焊接於該插頭側連接端子24的基板連接片部24e，在緊鄰插頭本體23的正後方經由插頭側連接端子24支承印刷電路基板27。其次，分別將在電纜10的一端側露出之對應的芯線11之導體11a焊接於該印刷電路基板27的電纜連接部29a至29d，使電纜10內芯線11之導體11a經由印刷電路基板27與相對應的插頭側連接端子24連接。其次，將插頭本體23從後端開口、下側開口等嵌入至電纜連接部金屬蓋部30內，將插頭部基部23b從後端開口嵌入至插頭側金屬外殼25內，讓電纜連接部基部23a與印刷電路基板27和在電纜10的一端側露出之4條芯線11收容於電纜連接部金屬蓋部30內。其次，將該電纜連接部金屬蓋部30從上側開口嵌入至外殼罩31內，以插頭側金屬外殼25及外殼罩31覆蓋電纜連接部基部23a與印刷電路基板27和在電纜10的一端側露出之4條芯線11。其次，將屏蔽結合片部31d以抱著屏蔽接觸片部30e的狀態下鎖緊固定於在電纜10的一端側露出之屏蔽件12的外周面。藉此，完成如圖4實線所示的插頭半成品。然後，將該插頭半成品裝設至射出成形模具腔內，藉由包覆模樹脂，覆蓋電纜連接部金屬蓋部30及外殼罩31，將如圖4的2點虛線所示的蓋部21，藉此完成插頭20製品。再者，包覆模樹脂亦被填充於電纜連接部金屬蓋部30及外殼罩31內。
其次，說明關於本發明的主要結構。插頭20 係如圖11所示，具備檢測異常發熱並遮斷通電之熱保護電路32。
熱保護電路32係如圖11所示，具備用來檢測溫度之溫度開關IC33、及內裝的N通道FET(場效電晶體)34，將溫度開關IC33安裝於一體形成於插頭側金屬外殼25的電纜連接部上面蓋部30b所相面對的印刷電路基板27之上面(參照圖6、圖7)。
電源用(Vcc)的電纜連接部29a係連接於N通道FET34的汲極(D)，電源用(VBUS)的端子連接部28a連接於N通道FET34的源極(S)。亦即，內裝有N通道FET34的溫度開關IC33係插入於將電源用(Vcc)的電纜連接部29a與電源用(VBUS)的端子連接部28a導通連接的印刷電路基板27之電源管(電流路的一部分)。
溫度開關IC33係藉由內裝於其中的溫度感測器檢測溫度。溫度感測器使用例如熱阻器(阻抗體元件)、溫度感測器IC(電晶體、二極體等的半導體元件)等。溫度開關IC33係當以溫度感測器檢測到預定溫度(對應於應檢測的異常發熱之溫度：例如100℃)時，N通道FET34則關閉(OFF)。該時的插頭20之表面溫度式較該溫度低。在溫度開關IC33的電源端子連接有電源用(Vcc)的電纜連接部29a，溫度開關IC33的接地端子是連接於接地用(GND)的電纜連接部29b。
參照圖11說明關於熱保護電路32的動作。在此，對於搭載有插座1之例如智慧型手機之充電，設定 為以下的狀態，亦即，設在電纜10的一端之插頭20連接於插座1，且電纜10的另一端經由USB連接器連接於例如AC接合器本體且該AC接合器的電源插頭連接於電源插座(outlet)。
[插頭20為恆定發熱狀態時的動作]
在電源(交流電100V)與內裝於智慧型手機的二次電池之間的電流供給電路無異常之情況，例如從1A起峰值為2A程度的電流流動於插頭20，插頭20顯示恆定發熱狀態，內裝於溫度開關IC33的N通道FET34成為ON狀態，對智慧型手機供給電流。
[插頭20為異常發熱時的動作]
在電流供給電路產生某種異常造成電流增加之情況，當插頭20產生異常發熱，溫度開關IC33的檢測溫度超過預定溫度時，溫度開關IC33的檢測輸出形成為HIGH(電源電壓等級)(異常發熱訊號)。當溫度開關IC33的檢測輸出為HIGH時，N通道FET34成為OFF狀態，遮斷朝智慧型手機之通電。當遮斷朝智慧型手機之通電時，插頭20的異常發熱停止。再者，作成為當溫度開關IC33的檢測溫度為藉由冷凝器所決定的時間以上，超過預定溫度時，溫度開關IC33的檢測輸出成為HIGH的結構為佳。
[遮斷後的動作]
一旦檢測到異常發熱，內裝於溫度開關IC33的N通道FET34成為OFF時，藉由正反電路，保持(閂鎖)該狀態。因此，插頭20的異常發熱被停止，即使溫度開關IC33的檢測溫度降低至預定溫度以下，也不會再開始進行電流供給(充電)，不會再次產生異常發熱。溫度開關IC33的閂鎖狀態，是在將AC接合器的電源插頭從電源插座拔去，溫度開關IC33的電源電壓形成為預定電壓值以下之情況會被重整。因此，即使使用者在插頭20連接於電源的狀態將其對插座1插拔而欲再開始進行充電，也不會再次產生異常發熱。
在以上的結構，插頭20係具有供電纜10的一端插入之絕緣性合成樹脂製的蓋部(與電纜10之連接部)、從蓋部21的前端突出的狀態被支承並插入於插座1內的插頭部(與電源插座1之連接部)22、及配置於蓋部21內的印刷電路基板27，插頭部22具備插頭本體23、支承於插頭本體23的複數個插頭側接觸端子24、及覆蓋插頭本體23的外周側之插頭側金屬外殼25，熱保護電路32安裝於印刷電路基板27，熱保護電路32係具備用來檢測溫度的溫度開關IC(溫度感測器)33、及內裝於溫度開關IC33之FET34，溫度開關IC33為當其檢測溫度超過預定溫度時藉由FET34遮斷電源線的插頭，如前述般，在熱保護電路32具有對在蓋部21的異常發熱之感度佳、對在插頭部22的異常發熱之感度鈍的傾向。
在以上的結構，插頭20具備一體地形成於插 頭側金屬外殼25且以與溫度開關IC33相面對的方式從金屬外殼25朝蓋部21內延伸伸出之電纜連接部上面蓋部30b，比起未具備該電纜連接部上面蓋部之插頭，插頭部22的熱多少變得容易傳達至蓋部21。但，此電纜連接部上面蓋部30b並非將插頭側金屬外殼25與溫度開關IC33熱性結合而將插頭部22的熱積極且有效率地傳達至溫度開關IC33者，依然對在插頭部22的異常發熱無法感度良好地遮斷通電。
又，由於插頭20為小型、強度小且插頭部22容易變形的MICRO-USB插頭，因此在此插頭20，會有一般插入到輸出側機器之保護電路無法發揮功能，插頭部22產生異常發熱之情況，必須對在插頭20的異常發熱感度良好地遮斷通電。
參照圖13及圖14說明關於在插頭部22的異常發熱。在此，對於搭載有插座1之例如智慧型手機之充電，也設定為以下的狀態，亦即，設在電纜10的一端之插頭20連接於插座1，且電纜10的另一端經由USB連接器連接於例如AC接合器本體且該AC接合器的電源插頭連接於電源插座(outlet)。
a. 由於插頭20為MICRO-USB插頭，小型、強度小，且插頭部22容易因翹曲負荷等產生變形，又，由於露出於插頭部22的端子支承部插入部26內的插頭側接觸端子24的接觸部24c與插頭側金屬外殼25之空間距離C很近，故，在插頭部22變形之情況，當將該插頭部22從 插座1內拔去時，會有在插頭部22的前端部(頂端部)，插頭側接觸子24的接觸部24c超過空間距離C而與插頭側金屬外殼25接近並接觸之情況產生。
b. a的接觸時序完全一致之情況少，在電源用(VBUS)與接地用(GND)之插頭側接觸端子24的接觸部24c的一方完全地接觸之狀態，因另一方接近(未完全地接觸)，造成在接近側的插頭側接觸端子24之接觸部24c與插頭側金屬外殼25之間產生電弧(arc)。
c. 因電弧的影響，造在成電弧產生部位之金屬表面產生阻抗分，亦即，金屬表面碳化，該金屬表面的阻抗值上升。
d. 當電源用(VBUS)與接地用(GND)的插頭側接觸端子24之接觸部24c的雙方與插頭側金屬外殼25接觸時，兩插頭側接觸端子24間會經由插頭側金屬外殼25產生短路，過電流流動於插頭部22內，但一般插入於AC接合器的保護電路會發揮功能，該狀態，電流不會流動。
e. 因插頭20的持續使用等，反復進行b、c的期間，電弧產生部位的金屬表面之碳化行進，該金屬表面的阻抗值緩緩上升，當超過某一定值時，兩插頭側接觸端子24間經由插頭側金屬外殼25產生短路，即使電流流到插頭20，也由於電弧產生部位的金屬表面之阻抗值高，故，被插入於AC接合器之保護電路不會發揮功能，在該狀態下電流流動，插頭部22的前端部產生異常發熱。
但，在此插頭20，如圖4、圖6、圖7、圖 9、圖10及圖14所示，電纜連接部上面蓋部30b不僅是一體地形成於插頭側金屬外殼25且從插頭側金屬外殼25朝蓋部21內延伸伸出形成與溫度開關IC33相面對，並且在與電纜連接部上面蓋部30b的溫度開關IC33相面對的部位，形成有與該溫度開關IC33接觸的傳熱部35，將電纜連接部上面蓋部30b設成作為將插頭側金屬外殼25與溫度開關IC33熱性結合的金屬接合構件36。
如此，藉由以金屬接合構件36將作為插頭部22的覆蓋件之插頭側金屬外殼25與溫度開關IC33熱結合，能夠將插頭部22的熱積極且有效率地傳達至溫度開關IC33，對在插頭部22的異常發熱可感度良好地遮斷通電。又，當插頭部22已被插入到插座1內時，即使對插座側(智慧型手機側)的異常發熱，也能感度良好地遮斷通電。又，當將金屬接合構件36作成為與插頭側金屬外殼25一體的零件時，能不會增加連接器20的零件數、及組裝工時地設置金屬接合構件36。
又，在此插頭20，如圖4、圖6、圖7、圖9、圖10及圖14所示，傳熱部35由彈性片35a所構成。
如此，藉由作成為由彈性片35a所構成之傳熱部35，能使傳熱部35既可吸收插頭22的製品尺寸之參差不齊，又可確實地與溫度開關IC33接觸(密接)。又，當組裝插頭20時，具體而言，將插頭本體23嵌入於電纜連接部金屬蓋部30內，將插頭部基部23b從後端開口嵌入至插頭側金屬外殼25內時，傳熱部35能夠防止過 度的負荷施加於溫度開關IC33。
又，在此插頭20，如圖6、圖7、圖9、圖10及圖14所示，具備有黏貼於傳熱部35、35a與溫度開關IC3之其中一方的接觸面且中介於傳熱部35、35a與溫度開關IC33的兩接觸面間之熱傳導樹脂薄片37。在此熱傳導樹脂薄片37，使用例如矽氧樹脂等的熱傳導性高之絕緣性合成樹脂薄片材。
如此，藉由將熱傳導樹脂薄片37貼附於傳熱部35、35a與溫度開關IC33中的其中一方的接觸面，使得當組裝插頭22時，熱傳導樹脂薄片37可發揮作為緩衝材之功能，能夠防止傳熱部35、35a將過度的負荷施加於溫度開關IC33之情況產生。熱傳導樹脂薄片37係為既可維持傳熱部35、35a與溫度開關IC33之間的熱傳達效率，又可發揮緩衝材的功能者即可。
又，藉由此插頭20為micro-USB插頭，使得在micro-USB插頭，能夠檢測出異常發熱並予以遮斷通電，並且，對在插頭部22的異常發熱，能夠感度良好地遮斷通電。
其次，參照圖15至圖22說明關於本發明的其他實施形態之連接器。本實施形態的連接器也為將如圖1、圖2及圖12所示的插座1設為對象連接器並依據micro-USB(2.0)規格，並設在如圖3所示的電纜10之插頭，以下稱為[插頭]。再者，在本實施形態的插頭200，對與前述插頭20相同構造者賦予相同符號並省略其說 明。
在前述的插頭20，具備一體地形成於插頭側金屬外殼25的電纜連接部金屬蓋部30之電纜連接部上面蓋部30b，其作為金屬接合構件36，相對於此，在本實施形態的插頭200，如圖15、圖18至圖21所示，在插頭側金屬外殼25未一體地形成有電纜連接部金屬蓋部30，如圖15、圖18、圖22(A)所示，具備與插頭側金屬外殼25不同另外形成之金屬接合構件360。
在此，在本實施形態的插頭200，在插頭側金屬外殼25，如圖15、圖18至圖21所示，一體地形成有上下一對卡止片251、252。上部的卡止片251是從插頭側金屬外殼25的後端上緣折彎而沿著電纜連接部基部23a的前面朝上方延伸伸出，然後，進一步折彎而朝後方延伸伸出，並疊合於電纜連接部基部23a的上面。下部的卡止片252是從插頭側金屬外殼25的後端下緣折彎而沿著電纜連接部基部23a的前面朝下方延伸伸出，然後，進一步折彎而朝後方延伸伸出，並疊合於電纜連接部基部23a的下面。插頭側金屬外殼25係將形成於上部的卡止片251的前端部之卡止孔251a卡合於突出形成在電纜連接部基部23a的上面之卡止爪223a，且將下部的卡止片252的前端部之卡止孔252a卡合於突出形成在電纜連接部基部23a的下面之卡止爪223b，藉此，對插頭本體23防止脫離地進行固定
又，在本實施形態的插頭200，金屬接合構件 360係如圖15、圖18、圖22(A)所示，由矩形平板狀的金屬片所構成，以前端疊合於上部的卡止片251之上面的密接狀態，藉由焊錫361(焊接)來與插頭側金屬外殼25一體化，從上部的卡止片251朝後方延伸伸出，前端(後端)密接於溫度開關IC33的上面。
如此，在本實施形態的插頭200，作為插頭部22的覆蓋件之插頭側金屬外殼25藉由與其不同體另外形成的金屬接合構件360，來與溫度開關IC33熱結合，對在插頭部22的異常發熱可感度良好地遮斷通電。又，藉由金屬接合構件360是與插頭側金屬外殼25不同地另外加以形成，比起如前述插頭20將金屬接合構件36一體地形成於插頭側金屬外殼25之情況，能夠削減金屬接合構件360及金屬外殼25的製造成本。
又，在本實施形態的插頭200，由於金屬接合構件360與溫度開關IC33之間不存在間隙，故，如圖15、圖18所示，藉由絕緣性雙面黏合膠帶362將兩者予以黏貼固定。再者，此雙面黏合膠帶362是使用具有優良的熱傳導性、耐熱性者為佳。
且，在本實施形態的插頭200，為了確保絕緣性，如圖15、圖22(B)所示，金屬接合構件360是除了其前端部外，其餘藉由絕緣體363予以覆蓋。具體而言，藉由例如具有聚醯亞胺系、聚醚醚酮系的帶基材之PI薄膜(Kapton：登錄商標)帶等具有優良耐熱性之單面黏貼膠帶，除了金屬接合構件360的前端部外，其餘包成袋狀。 再者，關於此絕緣體363，使用具有優良的熱傳導性為佳。
又，在本實施形態的插頭200，不具備電纜連接部金屬蓋部30及外殼罩31，而是如圖15至圖17所示，在電纜連接部基部23a、印刷電路基板27、從電纜10的端部露出之4條芯線11及電續10的端部之周圍，藉由插入成形形成有絕緣性合成樹脂的內模210，然後，在內模210的周圍，藉由插入成形形成絕緣性合成樹脂的包覆模亦即蓋部21。
又，插頭側接觸端子24係如圖19至圖21所示，拔去ID識別用，僅除該ID識別用以外的4條支承於插頭本體23。再者，ID識別用的端子收容部23c未貫通至電纜連接部基部23a的後端面，當內模210成形時，熔融的樹脂不會從ID識別用端子收容部23c迂迴進入到端子支承部插入部26。
11a‧‧‧導體
20‧‧‧插頭(連接器)
21‧‧‧蓋部
22‧‧‧插頭部
23‧‧‧插頭本體
23a‧‧‧電纜連接部基部
23b‧‧‧插頭部基部
24‧‧‧插頭側接觸端子
24c‧‧‧接觸部
24e‧‧‧基板連接片部
25‧‧‧插頭側金屬外殼
26‧‧‧端子支承部插入部
27‧‧‧印刷電路基板
30a‧‧‧金屬蓋部連接片部
30b‧‧‧電纜連接部上面蓋部
31a‧‧‧電纜連接部下面蓋部
33‧‧‧溫度開關IC
35、35a‧‧‧傳熱部
36‧‧‧金屬接合構件
37‧‧‧熱傳導樹脂薄片

Claims (7)

  1. 一種連接器，係具有供電纜的一端插入之絕緣性合成樹脂製的蓋部、在從前述蓋部的前端突出的狀態下被支承並插入於對象連接器內的插頭部、及配置在前述蓋部內的印刷電路基板，前述插頭部具備絕緣體、被前述絕緣體所支承的複數個接觸端子及覆蓋前述絕緣體的外周側之金屬外殼，其特徵為：熱保護電路安裝於前述印刷電路基板，前述熱保護電路具備用來檢測溫度的溫度開關IC；和插入於前述印刷電路基板的電源線之FET，前述溫度開關IC係當該檢測溫度超過預定溫度時，輸出藉由前述FET遮斷前述電源線用之異常發熱訊號，前述連接器並具備將前述金屬外殼與前述溫度開關IC熱接合之金屬接合構件。
  2. 申請專利範圍第1項之連接器，其中，前述金屬接合構件是由金屬板材所構成，該金屬接合構件一體地形成於前述金屬外殼且從前述金屬外殼朝前述蓋部內延伸伸出成與前述溫度開關IC相面對，且形成有與前述溫度開關IC接觸之傳熱部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之連接器，其中，前述溫度開關IC係具備有前述FET。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之連接器，其中，前述傳熱部是由彈性片所構成。
  5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項之連接器，其中，還具備熱傳導樹脂薄片，該熱傳導樹脂薄片黏貼於前 述傳熱部與前述溫度開關IC中的其中一方的接觸面，並中介於前述傳熱部與前述溫度開關IC之兩接觸面間。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之連接器，其中，前述連接器為依據micro-USB規格之插頭。
  7. 如申請專利範圍第1、3、6項中任一項之連接器，其中，前述金屬接合構件是與前述金屬外殼不同地另外形成且由金屬板材所構成，該金屬接合構件是與前述金屬外殼一體化且從前述金屬外殼延伸至前述溫度開關IC。
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