TW201633624A - 插頭連接器及具有插座連接器的電子設備 - Google Patents

Abstract

本發明揭示了一種插頭連接器，其包括絕緣本體、金屬前殼、線纜及絕緣外殼，所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔及安裝於收容腔豎直兩側的兩排端子，所述金屬前殼緊密的包覆在所述絕緣本體的外表面，所述線纜電性連接上述端子，所述絕緣外殼至少包覆在金屬前殼及線纜的部分外側，絕緣外殼具有端面及後端面；所述插頭連接器在其橫向兩側安裝有一對螺栓。與現有技術相比，本發明的螺栓結構可以有效保證對接保持力。

Description

插頭連接器及具有插座連接器的電子設備

本發明係關於一種插頭連接器及具有插座連接器的電子設備，尤其涉及一種可以正反插的USB Type C連接器。

2014年8月11日，USB協會公佈了一種新的電連接器，其插頭連接器能夠正反兩個方向插入對應的插座連接器，該插座連接器能夠傳輸USB2.0及USB3.1訊號，這個連接器命名為USB Type C連接器。根據目前業界報告的新聞，該電連接器後續有較大的發展潛力，各連接器廠商配合系統廠商積極開發中。隨著Type C的廣泛應用，其規格書定義出的具體結構及應用範圍已經不能滿足實際上的範圍。

所以，希望設計一種新的方案以改善上述問題。

本發明所要達成之目的係提供一種插頭連接器及具有插座連接器的電子設備，其能保證良好的對接固定。

為解決上述技術問題，本發明提供一種插頭連接器，其包括絕緣本體、金屬前殼、線纜及絕緣外殼，所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔及安裝於收容腔豎直兩側的兩排端子，所述金屬前殼緊密的包覆在所述絕緣本體的外表面，所述線纜電性連接上述端子，所述絕緣外殼至少包覆在金屬前殼及線纜的部分外側，絕緣外殼具有前端面及後端面；所述插頭連接器在其橫向兩側安裝有一對螺栓。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種電子設備，其安裝有插座連接器，所述插座連接器包括插接口及延伸入插接口的對接舌板，對接舌板的兩個相對表面設置有端子及位於兩個相對表面之間的遮蔽板，遮蔽板的橫向兩側具有鎖扣側緣，所述插接口以供對應的插頭連接器以正反兩個方向插入；所述電子設備在插座連接器的插接口的橫向兩側設置有一對螺孔，所述螺孔與對接舌板在橫向方向上對齊。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種插頭連接器，其包括位於前端USB Type C 插接頭及位於後端的線纜，所述插頭連接器在插接頭的旁側安裝有螺栓，所述螺栓的位置設置成位於插接口的橫向中心線上或者豎直中心線上。

與先前技術相比，本發明具有以下功效：本发明之螺栓结构可以有效保证对接保持力。

第一圖係本發明第一實施例的電連接器組合的立體圖，其中插頭連接器與電子設備的插座連接器彼此分離；

第二圖係第一圖沿虛線Ⅱ-Ⅱ的剖面圖；

第三圖係第一圖中插頭連接器的立體圖；

第四圖係第三圖的前視圖；

第五圖係第三圖部分分解的立體圖；

第六圖係第五圖部分結構進一步分解的立體圖；

第七圖係第六圖進一步分解的立體圖；

第八圖係第七圖部分結構進一步分解的立體圖；

第九圖係第三圖沿虛線Ⅳ-Ⅳ的剖面圖；

第十圖係本發明第二實施例的插頭連接器的立體圖；

第十一圖係第十圖部分分解的立體圖；

第十二圖係第十一圖另一角度的立體圖；

第十三圖係第十二圖圖中靴部切除部分結構的立體圖；

第十四圖至第十七圖顯示了靴部與螺栓位於前後位置的四個剖面狀態示意圖；

第十八圖係第十七圖沿虛線ⅩⅤⅢ-ⅩⅤⅢ的剖面圖；

第十九圖係第十七圖沿虛線ⅩⅠⅩ-ⅩⅠⅩ的剖面圖；

第二十圖係本發明另一實施例的立體圖；

第二十一圖係本發明另一實施例的立體圖；及

第二十二圖係本發明另一實施例的立體分解圖。

第一圖至第九圖顯示了第一實施例，其插頭連接器200是用來與設置在盒狀電子設備400中的插座連接器410相對接，實現電訊號的傳輸，本發明插頭連接器與插座連接器為USB Type C連接器，插頭連接器200可以正反兩個方向插入插座連接器410，插頭連接器200在其橫向兩側安裝有一對螺栓，用來跟插座連接器410橫向兩側的螺孔相配合。

所述插頭連接器200包括位於前端的插接頭210，主要參第八圖，所述插接頭210包括囊狀外形的絕緣本體212及包覆在絕緣本體外表面的金屬前殼208，絕緣本體312設置有一個向前貫穿的收容腔214、在豎直方向上位於收容腔214兩側的上、下排端子槽216、位於收容腔214兩側且橫向貫穿絕緣本體212的安裝槽215及在豎直方向上貫穿絕緣本體上、下側壁的通孔213。上、下端子220分別設置在對應的端子槽216內；每一端子220包括位於前端的接觸部222及位於後端的連接部224，接觸部222延伸入收容腔214而用來跟插座連接器410的端子接觸，連接部224用來安裝在內部電路板230（第七圖清楚可見）。一對金屬彈性板236設置在絕緣本體212的兩個相對外壁面，其上設置有的彈性臂238穿過絕緣本體設置的通孔213而延伸入收容腔214。一對絕緣薄膜239貼置在絕緣本體外壁面及彈性板236，用來絕緣隔離彈性板及端子接觸部與金屬前殼的接觸，避免短路現象發生。一個金屬鎖扣件250呈U型結構，其安裝在絕緣本體設置的U型安裝槽215內，金屬鎖扣件250具有一對位於收容腔214橫向兩側且凸伸入收容腔的鎖扣頭252。一對絕緣定位件260設置在絕緣本體212的後方，其形成有收容內部電路板230前端的中央槽262、複數收容連接部224的端子孔264及收容鎖扣件設置有的接腳254的一對接腳孔266，連接部224及接腳254機械及電性連接內部電路板230的前端。

參第五圖至第七圖，所述插頭連接器200還包括內部電路板230、線纜280、保證插接頭、內部電路板及線纜良好接觸的金屬外殼元件及絕緣外殼元件，以及螺栓240等。下面逐一介紹各個元件的具體結構。內部電路板230安裝在絕緣定位件260的後方，上下排端子與鎖扣件的連接部224與接腳254穿過定位件而焊接在內部電路板230前端設置有的導電片。一條線纜280通過一個線纜整理器270而焊接在內部電路板230後端設置有的導電片，其中線纜整理器270為兩件式，每一整理器272（標號在圖9）包括前後方向貫穿的複數通孔（未標號），位於線纜整理器270後方的線纜280則包括複數線芯282，線芯穿過對應通孔而機械及電性接觸內部電路板的後端設置有的導電片。當然，也可以省略內部電路板，將線纜與端子接腳直接相焊接。一個金屬中殼286安裝在金屬前殼208的後端而包覆內部電路板230。一個金屬後殼288安裝在金屬中殼286的後端及包圍線纜280的前端。一個絕緣前殼290包覆金屬中殼286，一個絕緣後殼292包覆金屬後殼288，最後一個絕緣外殼296包覆前述的絕緣前殼290、金屬後殼及絕緣後殼292的外側，僅有金屬前殼208裸露在外而形成插接頭210。所述絕緣外殼296設置有一對貫穿孔297，貫穿孔297貫穿絕緣外殼296的前後端，一對螺栓240安裝在貫穿孔297內。參第二圖及第三圖所示，螺栓前端的螺紋部241穿過貫穿孔297而向前凸伸出絕緣外殼296的前端面2961，後端則設置有把手部242，把手部242則向後凸伸出絕緣外殼的後端面2962。所述插接頭210向前凸伸出絕緣外殼296的前端而與對應的插座連接器410相對接。

參第一圖至第二圖，所述插座連接器410安裝在電路板420上，兩者共同設置在一個盒狀的電子設備400內，插座連接器410包括用來收容插頭連接器200的插接頭210的對接腔412、延伸入對接腔的對接舌板（未標號）、設置在對接舌板的兩個相對表面的上、下排端子，以及埋設在對接舌板內的金屬遮蔽板416。該遮蔽板416在其橫向兩側設置有鎖扣側緣418，用來與插頭連接器的鎖扣頭252相扣持。所述設備400還設置有一對螺孔402，用來供插頭連接器上的螺栓240插入而固定。

可以理解的是，本實施例通過一對螺栓240與一對螺孔402的配合而將插頭連接器200穩定地固定在插座連接器410，避免不當外力可能導致插頭連接器200自插座連接器410上脫落。如第四圖所示，該對螺栓240在橫向方向上對稱地設置在插接頭210的兩側，即插接頭210與該對螺栓240具有一條共同的中心線，如此依然可以保證插頭連接器200的正反插。需要注意的是，螺栓240的尺寸稍微小於或者等於插接頭210嗎，上述把手部242的尺寸則大於插接頭210，即，所述螺紋部在豎直方向上的尺寸與絕緣本體相同，所述把手部在豎直方向的尺寸大於絕緣本體的尺寸，方便使用者的使用。因為螺栓240位於插接頭210的兩側，螺紋部與鎖扣頭252在橫向方向上大致彼此對齊，即鎖扣頭252與螺栓252具有一條共同的中心線，如此，可以保證鎖扣頭252與鎖扣側緣308之間的有效固定。對應的，插座連接器410的螺孔402在橫向方向上對稱地位於對接腔412的兩側。

第十圖至第十九圖顯示本發明的第二實施例，主要顯示了插頭連接器200a，該插頭連接器200a的結構跟第一實施例大致相同，其插接頭與金屬殼體、絕緣外殼元件結構相同，故與第一實施例採用相同的標號，在此也不再詳細描述。絕緣外殼296的結構大致相同，僅有局部結構跟形狀不同，下面主要介紹不同部分的具體結構。

參第十圖至第十二圖所示，所述絕緣外殼296包覆絕緣前殼、金屬後殼及絕緣後殼，金屬前殼則裸露在前端而形成插接頭210。絕緣外殼296在其一個外壁面設置一個凸塊298。跟第一實施例不同的是，本實施例的絕緣外殼296的兩側沒有安裝有螺栓，而是在絕緣外殼296的外側進一步包覆有一個靴部300，該靴部安裝有一對螺栓310，該靴部300可以在前後方向上沿絕緣外殼296滑動，其與螺栓310的配合可以實現本插頭連接器300可以與具有螺孔的插座連接器（具體結構跟第一實施例相同，本處不再詳細描述）對接，也可以與沒有螺孔的插座連接器對接，下文將詳細描述。

繼續參第十圖至第十二圖，所述靴部300設置有一個收容絕緣外殼296的收容空間302及位於收容空間兩側的一對貫穿孔304，貫穿孔304的內側為開放狀而與收容空間302彼此連通，如此可以減小兩個貫穿孔304之間的間距。靴部300在收容空間302的後方一體設置有一個後壁306。在靴部套設在絕緣外殼296後，後壁306位於絕緣外殼296及絕緣後殼的後端；在靴部300向前移動至絕緣外殼的前端時，可以避免靴部300向前過度移動。後壁306設置有一個開孔308，線纜280自該開孔向後延伸。一對螺栓310收容並固定在貫穿孔304內，且在前後方向上可以移動。

參第十三圖，每一貫穿孔304具有前窄部312及後寬部314，兩者之間形成臺階部316，前窄部312在其後部設置有錐形面3121結構。對應的，螺栓310包括位於前端的螺紋部318、位於後端把手部320及在前後方向連接兩者的中間部322，螺紋部318及中間部322主要收容在對應貫穿孔304內，把手部320則始終位於後壁306的後方。如此，在螺栓310向前鎖住靴部300時，把手部320向前緊密地抵壓在後壁306，中間部322則緊密的向前抵壓在臺階部316。另外一方面，在螺栓310位於後方位置時，所述螺紋部318後部具有的膨脹部3181則向後抵壓在前窄部312的錐形面3121結構。

本實施例的靴部300可以沿絕緣外殼296作前後方向在一定範圍內的滑動。為了實現該功能，靴部300的內側面設置有一個限位槽324，絕緣外殼的凸塊298則容納在該限位槽324內。靴部300在前後方向通過凸塊298與限位槽324的配合實現的操作及限制，前端阻擋面326可以有效限制靴部的向後移動，後端阻擋面328傾斜，其與凸塊298的傾斜結構299（參第十九圖）配合，可以方便靴部組裝入外殼。凸塊298也可以設置類似肋條的干涉結構，凹槽則在接近前後位置處設置狹縫，如此肋條與狹縫配合，從而將靴部300在前後兩個位置固定。可以理解的是，在本實施例中，後壁306與絕緣外殼後端的配合而實現防止靴部向前過度偏移的作用，後壁306相當於阻擋面。

第十四圖至第十七圖顯示了靴部300、絕緣外殼296與螺栓前後滑動的四個狀態。第十四圖顯示了靴部300位於絕緣外殼296的前端，螺栓300位於靴部的前端，定義上述位置關係為第一前置位置，此時，螺栓的螺紋部318向前凸伸出絕緣外殼296的前端面而位於插接頭210的橫向兩側，其可以插入插座連接器的螺孔（未圖示）。第十五圖中，螺栓310向後滑動至靴部300的後端，靴部則未滑動而依舊保持在絕緣外殼296的前端，定義上述位置關係為第一後置位置，其中螺栓310的螺紋部則位於隱藏在靴部的內部，即螺紋部318未凸伸出靴部的前端面及絕緣外殼的前端面。第十六圖中，靴部300向後滑動至絕緣外殼296的後端，螺紋部318未滑動但因靴部的後滑而裸露在靴部的前端，定位上述位置關係為第二前置位置。第十七圖中，螺栓310向後滑動而隱藏在靴部內，定義所述位置關係為第二後置部。

可以理解的是，若是插頭連接器要插入沒有螺孔的插座連接器時，則將需要兩個動作完成螺栓310及靴部的後移，避免螺栓與插座連接器的干涉，首先將靴部後移至靴部後置的位置，如第十六圖，然後再將螺栓310後滑至螺栓後置的位置。如第十七圖所示，此時，靴部300可以借助其上的肋條等類似干涉結構而實現與絕緣外殼296之間具有一定的固持力，螺紋則借助其上的膨脹部318與錐形面3121而實現與靴部之間具有的固持力。另外，傳統的插頭連接器具有不可動的靴部或者外殼，螺栓的前端螺紋部向前凸伸出絕緣外殼的前端面，如第十四圖所示，這樣則不能與無螺紋孔的插座連接器實現對接。

本實施例的另外一個特點是，貫穿孔304在橫向方向上盡可能進的接近收容空間302，且在橫向方向上與收容空間302彼此貫通，用來降低兩個螺栓之間的間距。此結構的間距可以小至14毫米。第一實施例中的貫穿孔因直接形成在絕緣外殼上，該貫穿孔在橫向方向上密閉結構

第二十圖顯示了類似於第一實施例的插頭連接器的另一種實施方式，絕緣外殼702配置有一個螺栓704，該螺母大致位於插接頭的豎直中心線上。可以理解的是，安裝有插座連接器的設備上設置有與螺栓704配合的一對螺孔。螺孔分別位於豎直中心線上且位於插接頭的上下一側，如此可以保證插頭連接器可以正反兩個方向插入對應的插座連接器。綜上可以理解的是，螺栓安裝在插接頭的旁側，螺栓的位置可以設置成位於插介面的橫向中心線上，也可以設置成位於豎直中心線上，方便正反兩個方向插接即可。

第二十一圖顯示了另一種實施例的插座連接器800，插座連接器800安裝在電路板810上，其包括向前延伸出前端面804的插接口802及一對延伸出前端面804的螺母806，螺母806內具有螺孔，螺母806位於插接口802的兩側，用來收容插頭連接器的螺栓。請注意的是，螺母806沿前後方向的長度類似與插接頭的深度，螺母的沿上下方向的週邊尺寸類似於插接頭的高度。如此，整個元件結構相對靈巧。

第二十二圖顯示了另一種插座連接器的實施方式，插座連接器900的絕緣本體902具有兩個在豎直方向上彼此上下間隔一定距離的插接口，上插接口定義有收容腔903，一個對接舌板904向前延伸入收容腔903，下插接口則收容有一個本身完整獨立的連接器。一個金屬殼體905自前向後插入對接腔903以包圍對接舌板904。一對螺孔906設置在對接舌板904的兩側。與前面實施例不同的是，插接口及螺母均位於絕緣本體的前端面907的後方。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限定本發明之權利範圍。舉凡所屬技術領域中具有通常知識者爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆仍涵蓋於後附之申請專利範圍內，比如，第二實施方式中的點膠區域為粗糙面及該粗糙面形成等的改進特徵也適用於第一實施方式。

200、200a‧‧‧插頭連接器

208‧‧‧金屬前殼

210‧‧‧插接頭

212、902‧‧‧絕緣本體

213‧‧‧通孔

214、903‧‧‧收容腔

215‧‧‧安裝槽

216‧‧‧端子槽

220、414‧‧‧端子

222‧‧‧接觸部

224‧‧‧連接部

230‧‧‧內部電路板

236‧‧‧彈性板

238‧‧‧彈性臂

239‧‧‧絕緣薄膜

240、310、704‧‧‧螺栓

241、318‧‧‧螺紋部

242‧‧‧把手部

250‧‧‧鎖扣件

252‧‧‧鎖扣頭

254‧‧‧接腳

260‧‧‧定位件

262‧‧‧中央槽

264‧‧‧端子孔

266‧‧‧接腳孔

270‧‧‧線纜整理器

272‧‧‧整理器

280‧‧‧線纜

282‧‧‧線芯

286‧‧‧金屬中殼

288‧‧‧金屬後殼

290‧‧‧絕緣前殼

292‧‧‧絕緣後殼

296、702‧‧‧絕緣外殼

2961、804、907‧‧‧前端面

2962‧‧‧後端面

297‧‧‧貫穿孔

298‧‧‧凸塊

299‧‧‧傾斜結構

300‧‧‧靴部

302‧‧‧收容空間

304‧‧‧貫穿孔

306‧‧‧後壁

308‧‧‧開孔

312‧‧‧前窄部

3121‧‧‧錐形面

314‧‧‧後寬部

316‧‧‧臺階部

3181‧‧‧膨脹部

320‧‧‧把手部

322‧‧‧中間部

324‧‧‧限位槽

326、328‧‧‧阻擋面

400‧‧‧盒狀電子設備

402、906‧‧‧螺孔

410、800、900‧‧‧插座連接器

420、810‧‧‧電路板

412‧‧‧對接腔

415、904‧‧‧對接舌板

416‧‧‧遮蔽板

418‧‧‧鎖扣側緣

802‧‧‧插接口

806‧‧‧螺母

905‧‧‧金屬殼體

無

200‧‧‧插頭連接器

240‧‧‧螺栓

296‧‧‧絕緣外殼

400‧‧‧電子設備

402‧‧‧螺孔

410‧‧‧插座連接器

412‧‧‧對接腔

Claims (11)

1. 一種插頭連接器，其包括絕緣本體、金屬前殼、線纜及絕緣外殼，所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔及安裝於收容腔豎直兩側的兩排端子，所述金屬前殼緊密的包覆在所述絕緣本體的外表面，所述線纜電性連接上述端子，所述絕緣外殼至少包覆在金屬前殼及線纜的部分外側，絕緣外殼具有前端面及後端面；其中所述插頭連接器在其橫向兩側安裝有一對螺栓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中所述插頭連接器包括鎖扣件，所述鎖扣件包括一對位於收容腔橫向兩側且凸伸入收容腔的鎖扣頭，所述鎖扣頭與螺栓在橫向方向上彼此對齊。
3. 如申請專利範圍第2項所述之插頭連接器，其中所述螺栓包括向前凸伸出絕緣外殼前端面的螺紋部及向後凸伸出絕緣外殼後端面的把手部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之插頭連接器，其中所述螺紋部在豎直方向上的尺寸與絕緣本體相同，所述把手部在豎直方向的尺寸大於絕緣本體的尺寸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中所述絕緣本體的後端設置有內部電路板及線纜整理器，上述線纜穿過線纜整理器而焊接在內部電路板的後端，所述兩排端子焊接在內部電路板的前端。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任意一項所述之插頭連接器，其中所述絕緣外殼的橫向兩側分別設置有前後貫穿的貫穿孔，所述螺栓分別安裝在前述貫穿孔。
7. 如申請專利範圍第1項至第5項中任意一項所述之插頭連接器，其中所述插頭連接器包括套設在絕緣外殼的靴部，所述靴部沿絕緣外殼作前後移動，所述靴部在其橫向兩側設置前後貫穿的貫穿孔，所述螺紋安裝在所述貫穿孔內且沿靴部座作前後移動。
8. 如申請專利範圍第7項所述之插頭連接器，其中所述貫穿孔具有前窄部及後寬部以及在兩者之間形成的臺階部，所述前窄部在其後部設置有錐形面結構；所述螺紋部與把手部之間連接有中間部；所述螺紋部後部設置有與錐形面結構配合以起前後限位作用的的膨脹部。
9. 如申請專利範圍第8項所述之插頭連接器，其中所述靴部的內側面設置有限位槽，所述絕緣外殼設置有容納在限位槽內的凸塊，所述凸塊與限位槽的配合實現前後方向的限位。
10. 一種電子設備，其安裝有插座連接器，所述插座連接器包括插接口及延伸入插接口的對接舌板，對接舌板的兩個相對表面設置有端子及位於兩個相對表面之間的遮蔽板，遮蔽板的橫向兩側具有鎖扣側緣，所述插接口以供對應的插頭連接器以正反兩個方向插入；其中，所述電子設備在插座連接器的插接口的橫向兩側設置有一對螺孔，所述螺孔與對接舌板在橫向方向上對齊。
11. 一種插頭連接器，其包括位於前端USB Type C插接頭及位於後端的線纜，其中，所述插頭連接器在插接頭的旁側安裝有螺栓，所述螺栓的位置設置成位於插接口的橫向中心線上或者豎直中心線上。