TW201717506A - 堆疊連接器 - Google Patents

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唐志輝
胡軍華
許志清
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鴻騰精密科技股份有限公司
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Abstract

一種堆疊連接器，其包括：第一端口，所述第一端口用於與網線插頭沿前後方向插入配合；第二端口，所述第二端口位於第一端口下方，所述第二端口用於USB插頭插入配合，所述第一端口和第二端口由同一絕緣本體形成；以及收容空間，所述收容空間朝下開口用於收容設有第三端口之外部連接器，所述收容空間形成於絕緣本體底部且位於第二端口之下方。本發明之堆疊連接器可以實現RJ45網線端口、USB 3.1 Type A端口、USB 3.1 Type C端口之最優堆疊方式。

Description

堆疊連接器
本發明涉及一種堆疊連接器，尤其涉及一種堆疊連接器屏蔽端口之間干擾之屏蔽結構。
通用串列匯流排（英語：Universal Serial Bus，縮寫：USB）係連接電腦系統與外部設備之一種串口匯流排標準，也係一種輸入輸出端口之技術規範，被廣泛地應用於個人電腦和移動設備等資訊通訊產品，並擴展至攝影器材、數位電視（機頂盒）、遊戲機等其他相關領域。
2008年11月12日USB 3.0推出之後，SuperSpeed帶來了5Gbps高速傳輸效能，附加提供5V/0.9A電源。隨著傳輸速率之要求提高，加上也希望能提升供電能力，2013年1月6日USB IF協會（USB Implementers Forum）正式宣佈要推出新之USB 3.0加強版(即USB 3.1)。2013年7月31日宣佈正式開始研發SuperSpeed 10Gbps，2013年12月3日USB 3.0 Promoter Group正式宣佈USB 3.1誕生。
USB 3.1有三種連接介面，分別為Type-A（Standard-A）、Type-B（Micro-B）以及Type-C，Type-A係目前應用最廣泛之介面方式，Type-B則主要應用于智慧手機和平板電腦等設備，Type-C大幅縮小了實體外型，更適合用於短小輕薄之掌上型裝置上，Type-C與Apple Lightning連接器類似，正反插均可正常連接使用。
先前主板廠商出品用於臺式機之主板，經常使用帶網線端口(RJ45)與雙USB端口之堆疊連接器，例如US6,162,089號美國專利公開了一種RJ45網線端口與雙USB 2.0端口之堆疊連接器，其中雙USB 2.0端口為一個模組可以直接安裝至RJ45網線端口之大絕緣本體(housing)上。USB 2.0端口模組包括舌板、成型於舌板之USB 2.0金屬端子、以及包圍在舌板外側之金屬屏蔽殼體。金屬屏蔽殼體之頂部設有用於扣合至USB插頭上扣孔內之兩個彈片以及用於兩個衝壓彈片所形成之兩個開槽。當然，在USB 2.0或者USB 3.0信號傳輸資料時，由於傳輸速度慢，這兩個開槽向上洩露之信號與RJ45網線傳輸信號干擾還能接受。但是，當在USB 3.1信號傳輸時，由於高頻信號傳輸速度達到10Gbps，這時由於開槽向上洩露之信號與RJ45網線傳輸信號干擾就會導致信號傳輸失真。
先前單獨之USB 3.1 Type C請參考CN204144593U號中國專利，其自身攜帶有金屬屏蔽外殼。然而，在主板廠商升級用RJ45堆疊雙USB端口時，不可能同時堆疊兩端口都係USB 3.1 Type C之插座連接器，因為USB 3.1 Type C之端口係無法相容先前USB 2.0及USB 3.0插頭連接器。但是，為了照顧手機以及平板可能採用USB 3.1 Type C端口之應用，需要至少集成一個USB 3.1 Type C之插座連接器。所以，臺式機主板最佳配合應該為RJ45網線端口、USB 3.1 Type A端口、USB 3.1 Type C端口之三合一堆疊連接器，既照顧了相容先前USB 2.0及USB 3.0之插頭，又照顧了手機和平板等輕薄USB 3.1 Type C端口之需求。
如何最佳配置RJ45網線端口、USB 3.1 Type A端口、USB 3.1 Type C端口之結構，成為業內急需解決之技術問題。
本發明所要解決之技術問題在於：提供一種堆疊連接器，其能有效配置多端口結構。
為解決上述技術問題，本發明之技術方案係：
一種堆疊連接器，其包括：
第一端口，所述第一端口用於與網線插頭沿前後方向插入配合；
第二端口，所述第二端口位於第一端口下方，所述第二端口用於USB插頭插入配合，所述第一端口和第二端口由同一絕緣本體形成；以及
收容空間，所述收容空間朝下開口用於收容設有第三端口之外部連接器，所述收容空間形成於絕緣本體底部且位於第二端口之下方。
本發明所要解決之另一技術問題在於：提供一種堆疊連接器组合，其能有效配置多端口結構。
一種堆疊連接器组合，其包括：
堆疊連接器、電路板以及第三連接器，所述第三連接器安裝於電路板，所述堆疊連接器騎跨於第三連接器上，所述堆疊連接器包括：
絕緣本體，設有從上向下依次排列之第一對接槽、第二對接槽以及收容空間，所述收容空間向下貫穿絕緣本體，所述絕緣本體設有間隔於第一對接槽和第二對接槽之間之間隔壁和位於第二對接槽內之對接舌板；
複數第一端子，設於絕緣本體且延伸進入第一對接槽內用於形成第一端口以與第一對接連接器配合；
複數第二端子，設於舌板且暴露於第二對接槽內用於形成第二端口以與第二對接連接器配合；
所述絕緣本體之收容空間收容第三連接器以形成三層堆疊之堆疊連接器組合。
本發明之有益效果如下：本發明將第一端口為用於與網線插頭配合，即為RJ45端口；第二端口可以為USB 3.1 Type A端口(根據需要也可選USB 2.0& USB 3.0端口)；USB插座連接器可以為與第二端口不同之USB 3.1 Type C端口預先安裝在外部電路板(主板)上，通過堆疊連接器直接安裝或者騎跨在USB插座連接器上，就可以實現RJ45網線端口、USB 3.1 Type A端口、USB 3.1 Type C端口不同連接器之最優組合，從而便於製造和靈活組裝。
第一圖係符合本發明堆疊連接器之騎跨在USB 3.1 type C型連接器上之立體圖。
第二圖係第一圖所示堆疊連接器之立體分解圖。
第三圖係第一圖所示堆疊連接器去除前殼體之立體圖。
第四圖係第二圖所示堆疊連接器之進一步分解圖。
第五圖係第四圖所示堆疊連接器之另一視角分解圖。
第六圖係第一圖所示堆疊連接器之剖視圖。
請一併參閱第一圖至第六圖，為符合本發明之一種堆疊連接器100，其可以安裝於預設有USB插座連接器500之外部電路板(主板，未圖示)。
堆疊連接器100包括第一端口11、位於第一端口11下方之第二端口12、以及朝下開口並位於第二端口12下方之收容空間13。第一端口11用於與網線插頭沿前後方向之插入配合，即第一端口11為RJ45端口。第二端口12用於USB插頭插入配合，第二端口12可以為USB 3.1 type A型端口，當然根據需要也可以選用USB 3.0或者USB 2.0 type A型端口。為了簡潔起建，下面我們僅舉例第二端口12為USB 3.1 type A型端口時之情況。
外部電路板(主板)預設之USB插座連接器500為USB 3.1 type C型連接器。當堆疊連接器100安裝至外部電路板時，所述USB插座連接器500收容於收容空間13內。這樣設置，避免了USB 3.1 type C型連接器與USB 3.1 Type A型連接器由於規格及大小完全不同，無法製造USB 3.1 type C和USB 3.1 Type A堆疊一體之技術難題。將USB 3.1 type C型連接器與RJ45和USB 3.1 Type A堆疊連接器100分離製造，並將USB 3.1 type C型連接器預先安裝至外部電路板後，RJ45和USB 3.1 Type A之堆疊連接器100直接安裝和騎跨在USB 3.1 type C型連接器上，從而方便了RJ45網線端口、USB 3.1 Type A端口、USB 3.1 Type C端口三端口連接器之製造和組裝。
請一併參閱第四圖至第五圖，堆疊連接器100還包括用於屏蔽第一端口11和第二端口12之間信號干擾之端口屏蔽片14。端口屏蔽片14包括上板部141、自上板部141向下延伸之兩側板部142、以及與上板部141和兩側板部142相連之後板部143。端口屏蔽片14之上板部141、兩側板部142分別包圍第二端口12之上側和左右兩側，所述端口屏蔽片14未包圍第二端口12之下側。由於收容空間13內之USB 3.1 Type C型連接器自帶金屬屏蔽外殼，第二端口12之USB 3.1 Type A型連接器與USB 3.1 Type C型連接器已經由USB 3.1 Type C型連接器自帶之金屬屏蔽外殼進行了信號干擾屏蔽，所以省略端口屏蔽片14之底板部，從而使得端口屏蔽片14製造簡單且成本低廉。
上板部141設有用於扣合至對接USB插頭之兩個彈片1411、以及用於兩個衝壓彈片1411所形成之兩個開槽1412。堆疊連接器100還包括設置在第一端口11和端口屏蔽片14之間之開槽屏蔽片16，所述開槽屏蔽片16用於封堵開槽1412內之信號洩露，降低第一端口11內網線信號傳輸與第二端口12之USB 3.1 Type A型連接器信號傳輸之間之干涉，從而使得信號傳輸電性性能良好。
後板部143豎直設置並設有自其底部向後水平延伸之間隔部144。堆疊連接器100包括RJ45傳輸模組20，所述RJ45傳輸模組20包括沿上下方向豎直設置之內電路板201、連接於內電路板前側面之八根網線對接端子202、連接於內電路板201底部並主要位於內電路板201後側之主板連接端子203、以及承載主板連接端子203之絕緣載體204。內電路板201之後側面安裝有位於主板連接端子203上方之變壓器205，內電路板201之前側面安裝有位於網線對接端子202下方之共模扼流圈(未圖示)。端口屏蔽片14之間隔部144可以定位RJ45傳輸模組20從後向前之安裝位置，從而給共模扼流圈留出了足夠之收容空間。
網線對接端子202通過內電路板201及上之變壓器205和共模扼流圈電性連接至主板連接端子203，變壓器205和共模扼流圈用於濾除網路信號雜訊。變壓器205可以為初次級隔離開之隔離變壓器，也可以為自耦變壓器。變壓器205封裝形式可以為如圖所示之環形線圈，也可以為工字型之SMD表面貼裝式變壓器，還可以為積成式變壓器。共模扼流圈封裝形式為SMD表面貼裝式。當然，內電路板201之前側面還可以安裝有串聯在網線對接端子202與相應主板連接端子203之間之耦合電容(未圖示)，也可以設有用於接地連接用之鮑勃史密斯電路(Bob-Smith terminal)。耦合電容與鮑勃史密斯電路中之電阻和電容均為SMD表面貼裝式結構。
請一併參閱第三圖至第四圖，堆疊連接器100包括絕緣本體15，所述絕緣本體15包括間隔設置在第一端口11和第二端口12之間之間隔壁151，所述開槽屏蔽片16設置在間隔壁151和端口屏蔽片14之間。開槽屏蔽片16可自絕緣本體15中向前取出，從而使得根據具體需要方便地安裝或者去除開槽屏蔽片16。圖示第一端口11和第二端口12由同一絕緣本體15形成，當然也可以將USB 3.1 Type A型連接器單獨製造好且其具有收容USB 3.1 Type C型連接器之收容空間，再直接將USB 3.1 Type A型連接器組裝至RJ45之絕緣本體。第一端口11和第二端口12由同一絕緣本體15形成，即RJ45連接器與USB 3.1 Type A型連接器組之絕緣本體15為同一絕緣本體，且收容空間13也由絕緣本體15形成，這樣設置減少了注塑成型工序和組裝工序，降低了製造成本。
開槽屏蔽片16包括沿前後方向設置之水平部161和自水平部161兩側向下形成之側臂部162，所述水平部161設有用於與間隔壁151干涉配合之第一干涉點163，從而增強了與絕緣本體1之配合力。
請一併參閱第四圖至第五圖，堆疊連接器100還包括包覆絕緣本體15之金屬屏蔽殼17，金屬屏蔽殼17包括相互扣合在一起之前殼體171和後殼體172。前殼體171具有伸入於第二端口12之三片彈片，所述三片彈片包括用於扣持USB插頭之兩片扣持彈片1711和用於加強與USB插頭保持力之加強彈片1712。加強彈片1712位於兩片扣持彈片1711之間，加強了與USB插頭之保持力。後殼體172具有兩側片1721和連接於兩側片1721之間之後片1722，每一側片1721設有向內凸出用於連接至內電路板201側邊上導電凹槽2011之側接地彈片1723，後片1722設有向前伸出用於連接至內電路板201後側面上導電片2012之後接地彈片1724。
請參閱第三圖，開槽屏蔽片16之側臂部162設有用於與後殼體172之側片1721干涉配合之第二干涉點164，從而與金屬屏蔽殼17接地連接，增加了更多接地連接，從而使得屏蔽效果良好。
請一併參閱第四圖和第六圖，第二端口12之USB 3.1 Type A型連接器具有舌板181以及嵌入成型於舌板181之九根USB端子182。堆疊連接器100還設有用於指示第一端口11之RJ45連接器通訊狀態之指示燈19，所述指示燈19為發光二極體(LED)。
綜上，本發明確已符合發明專利之要件，依法提出專利申請。惟，以上該者僅係本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧堆疊連接器
11‧‧‧第一端口
12‧‧‧第二端口
13‧‧‧收容空間
14‧‧‧端口屏蔽片
141‧‧‧上板部
1411‧‧‧彈片
1412‧‧‧開槽
142‧‧‧側板部
143‧‧‧後板部
144‧‧‧間隔部
15‧‧‧絕緣本體
151‧‧‧間隔壁
16‧‧‧開槽屏蔽片
161‧‧‧水平部
162‧‧‧側臂部
163‧‧‧第一干涉點
164‧‧‧第二干涉點
17‧‧‧金屬屏蔽殼
171‧‧‧前殼體
1711‧‧‧扣持彈片
1712‧‧‧加強彈片
172‧‧‧後殼體
1721‧‧‧側片
1722‧‧‧後片
1723‧‧‧側接地彈片
1724‧‧‧後接地彈片
181‧‧‧舌板
182‧‧‧USB端子
19‧‧‧指示燈
20‧‧‧傳輸模組
201‧‧‧內電路板
2011‧‧‧上導電凹槽
2012‧‧‧上導電片
202‧‧‧網線對接端子
203‧‧‧主板連接端子
204‧‧‧絕緣載體
205‧‧‧變壓器
500‧‧‧USB插座連接器
無
100‧‧‧堆疊連接器
11‧‧‧第一端口
12‧‧‧第二端口
17‧‧‧金屬屏蔽殼
19‧‧‧指示燈
500‧‧‧USB插座連接器

Claims (10)

  1. 一種堆疊連接器，其包括：
    第一端口，所述第一端口用於與網線插頭沿前後方向插入配合；
    第二端口，所述第二端口位於第一端口下方，所述第二端口用於USB插頭插入配合，所述第一端口和第二端口由同一絕緣本體形成；以及
    收容空間，其中，所述收容空間朝下開口用於收容設有第三端口之外部連接器，所述收容空間形成於絕緣本體底部且位於第二端口之下方。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之堆疊連接器，其中，所述第一端口係符合RJ45插頭插入配合，所述第二端口係符合USB type A型插頭插入配合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之堆疊連接器，其中，所述堆疊連接器還包括用於屏蔽第一端口和第二端口之間信號干擾之端口屏蔽片，所述端口屏蔽片包圍第二端口之上側和左右兩側，所述端口屏蔽片未包圍第二端口之下側。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之堆疊連接器，其中，所述端口屏蔽片包括上板部、自上板部向下延伸之兩側板部、以及與上板部和兩側部相連之後板部，所述上板部設有用於扣合至USB插頭之兩個彈片、以及用於衝壓兩個彈片所形成之兩個開槽。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之堆疊連接器，其中，所述堆疊連接器還包括設置在第一端口和端口屏蔽片之間之開槽屏蔽片，所述開槽屏蔽片用於封堵開槽內之信號洩露。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之堆疊連接器，其中，所述絕緣本體包括間隔設置在第一端口和第二端口之間之間隔壁，所述開槽屏蔽片設置在間隔壁和端口屏蔽片之間，所述開槽屏蔽片可以自絕緣本體中取出。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之堆疊連接器，其中，所述開槽屏蔽片包括沿前後方向設置之水平部和自水平部兩側向下形成之側臂部，所述水平部設有用於與間隔壁干涉配合之干涉點。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之堆疊連接器，其中，所述堆疊連接器還包括包覆絕緣本體之金屬屏蔽殼，所述金屬屏蔽殼具有伸入於第二端口之三片彈片，所述三片彈片中兩片用於扣持USB插頭，所述三片彈片之另一片用於加強與USB插頭之保持力，所述側臂部設有用於與金屬屏蔽殼干涉配合之干涉點。
  9. 一種堆疊連接器组合，其包括：
    堆疊連接器、電路板以及第三連接器，所述第三連接器安裝於電路板，所述堆疊連接器騎跨於第三連接器上，其中，所述堆疊連接器包括：
    絕緣本體，設有從上向下依次排列之第一對接槽、第二對接槽以及收容空間，所述收容空間向下貫穿絕緣本體，所述絕緣本體設有間隔於第一對接槽和第二對接槽之間之間隔壁和位於第二對接槽內之對接舌板；
    複數第一端子，設於絕緣本體且延伸進入第一對接槽內用於形成第一端口以與第一對接連接器配合；
    複數第二端子，設於舌板且暴露於第二對接槽內用於形成第二端口以與第二對接連接器配合；
    所述絕緣本體之收容空間收容第三連接器以形成三層堆疊之堆疊連接器組合。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之堆疊連接器，其中，所述第三連接器係USB type C連接器，所述第一端口係符合RJ45 插頭插入配合，所述第二端口係符合USB type A型插頭插入配合。
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