TWI644484B - 插頭連接器 - Google Patents
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Abstract
一種插頭連接器，包括絕緣本體、第一排端子及第二排端子、包覆在
所述絕緣本體外表面的金屬殼體以及線纜。所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔及位於後端的支撐板，所述收容腔具有相對的兩個側壁且呈180度對稱設置，以允許所述插頭連接器可以正反兩個方向插入對應的插座連接器。所述兩排端子包括分別設置在上述兩個相對側壁並延伸入收容腔的接觸部及接腳。所述線纜具有分別焊接於對應端子接腳的芯線。所述支撐板具有相對的兩個表面，所述第一、第二排端子的接腳分別放置在所述支撐板的表面而與所述線纜的芯線相焊接。端子接腳放置在支撐板上，直接與線纜相焊接，簡化整個連接器的製造。
Description
本發明係關於一種插頭連接器，其能正反兩個方向插入對應的插座連接器。
美國專利申請公開第20130095702A1號公開了一種雙向插接的插頭連接器，該插頭連接器具有插接頭，該插接頭具有相對的上、下表面，複數導電端子設置在上、下表面。裸露於上、下表面的導電端子彼此對稱地間隔開，插接頭的形狀大致呈180度對稱，使得其可以正反方向插入對應的插座連接器。
但是插座連接器或者電子設備內側需要設置切換電路，以偵測出插頭連接器是正向插入，還是反向插入，從而啟動相應的後續程序。在連接器的端子越多時，切換電路越複雜，如此，不符合趨勢。同時，插頭連接器為外露型插頭，在實際使用中還是會存在插接破壞的可能性。
一種新型的插頭連接器應運而生，該插頭連接器可以正反兩個方向插入插座連接器，同時該兩個連接器可以傳輸高頻訊號，在持續的開發過程中，人們開發出一種能夠防止電磁訊號干擾及射頻干擾的插頭連接器及插座連接器。惟，在實際使用中，上述插頭、插座連接器的製造成本很高，滿足不了一些低階產品的使用。故人們希望開發出一種低成本且能滿足某一單一功能的插頭、插座連接器。
所以，希望設計一種新的方案以解決上述技術問題。
本發明所要達成之目的係提供一種插頭連接器，其製造成本低且能滿足某些單一功能。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種插頭連接器，包括絕緣本體、第一排端子及第二排端子、包覆在所述絕緣本體外表面的金屬殼體以及線纜。所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔及位於後端的支撐板，所述收容
腔具有相對的兩個側壁且呈180度對稱設置，以允許所述插頭連接器可以正反兩個方向插入對應的插座連接器。所述兩排端子包括分別設置在上述兩個相對側壁並延伸入收容腔的接觸部及接腳。所述線纜具有分別焊接於對應端子接腳的芯線。所述支撐板具有相對的兩個表面，所述第一、第二排端子的接腳分別放置在所述支撐板的表面而與所述線纜的芯線相焊接。
為解決上述技術問題，本發明提供一種插頭連接器，包括絕緣本體、第一排端子及第二排端子、包覆在所述絕緣本體外表面的金屬殼體、線纜以及一對金屬外殼，所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔，所述收容腔具有相對的兩個側壁且呈180度對稱設置，以允許所述插頭連接器可以正反兩個方向插入對應的插座連接器；所述兩排端子包括分別設置在上述兩個相對側壁並延伸入收容腔的接觸部及接腳；所述金屬殼體，所述金屬殼體設置有後固定部；所述線纜具有分別焊接於對應端子接腳的芯線；所述一對金屬外殼共同夾持及固定已組裝在一起的絕緣本體、金屬外殼及線纜。其中，所述其中一個金屬外殼設置有緊密環抱在後固定部的橫向兩端壁的前固定部及位於前固定部之間的固定板，另一金屬外殼亦設有固定板，兩個固定板焊接在後固定部的上下兩側壁。
與先前技術相比，本發明具有以下功效：本發明插頭連接器製造成本低，且能滿足電源傳輸功能。
200、300、510、500a‧‧‧插頭連接器
202、320、512‧‧‧絕緣本體
204、220、322、514‧‧‧金屬殼體
206‧‧‧基部
208‧‧‧本體部
210‧‧‧側翼部
212、224‧‧‧通孔
214、516‧‧‧收容腔
216、310、520‧‧‧端子
218、328、550‧‧‧彈性板
221、330‧‧‧絕緣片
222‧‧‧金屬側翼部
225‧‧‧安裝部
235‧‧‧電路板
236‧‧‧第一旋轉組件
238‧‧‧第二旋轉元件
240‧‧‧彈性元件
242‧‧‧鎖扣部件
244‧‧‧插座連接器
310G‧‧‧接地端子
310C‧‧‧控制端子
310P‧‧‧電源端子
310V‧‧‧特殊端子
310D+、310D-、520D‧‧‧信號端子
312、524、524G、524C、524V、524P、564‧‧‧接腳
314‧‧‧中間偏移部
316、522、522G、522C、522P、522V‧‧‧接觸部
318‧‧‧倒刺
321‧‧‧端子槽
326、560‧‧‧鎖扣件
340‧‧‧第一端子模組
342‧‧‧第二端子模組
350‧‧‧第一絕緣體
360‧‧‧第二絕緣體
513‧‧‧側壁
5141‧‧‧後固定部
530‧‧‧定位件
531‧‧‧支撐板
532‧‧‧表面
533‧‧‧橫向肋
540‧‧‧線纜
542‧‧‧電源芯線
544‧‧‧接地芯線
545‧‧‧芯線
546‧‧‧控制芯線
552‧‧‧接觸臂
562‧‧‧鎖扣頭
581、582‧‧‧金屬外殼
5811‧‧‧前固定部
5812、5822‧‧‧固定板
5821‧‧‧凹槽
588‧‧‧內注塑殼
589‧‧‧外注塑殼
590‧‧‧內部電路板
591‧‧‧前線路電片
592、592D、592C、592G、592P‧‧‧後線路電片
第一圖係本發明第一實施例的插頭連接器的立體圖，其中插頭連接器已經被去除注塑外殼及金屬外殼；第二圖係第一圖另一角度的立體圖；第三圖係第一圖部分分解的立體圖；第四圖係第三圖進一步分解的立體圖；第五圖係第四圖進一步分解的立體圖；第六圖係插頭連接器被去除上半部後的立體圖，以清楚顯示端子與收容腔的位置關係；第七圖係插頭連接器中兩排端子的立體圖；第八圖係第七圖另一角度的立體圖；
第九圖係本發明第二實施例的插頭連接器局部分解的立體圖；第十圖係第九圖進一步分解的立體圖；第十一圖係第十圖另一角度的立體圖；第十二圖係第十一圖進一步分解的立體圖；第十三圖係本發明第三實施例的插頭連接器的立體分解圖；第十四圖係第十三圖中上、下端子模組的立體圖；第十五圖係第十四圖進一步分解的立體圖；第十六圖係本發明第四實施例的插頭連接器的立體圖；第十七圖係第十六圖的立體分解圖；第十八圖係第十七圖另一角度的立體分解；第十九圖係第十七圖進一步分解的立體圖；第二十圖係第十六圖沿虛線XX-XX的剖面圖；及第二十一圖係第十六圖插頭連接器與對應的插座連接器的使用狀態圖。
第一圖至第八圖顯示了第一實施例的插頭連接器510，該插頭連接器510後端連接有一根線纜540，本實施例的插頭連接器510僅設置有少數端子，主要用來提供電源傳輸，即相對標準連接器而言連接器本身尺寸不變但是端子數量減少。插頭連接器510包括絕緣本體512、包覆在絕緣本體512外表面的金屬殼體514及兩排端子520，所述絕緣本體512設置有向前貫穿的收容腔516，所述收容腔516呈180度對稱設置以允許所述插頭連接器510可以正反兩個方向插入對應的插座連接器。所述收容腔516具有相對的兩個側壁513，每個側壁513是預設成供十二根端子設置的結構，即標準連接器，然本發明排列在上述兩個側壁513的兩排端子520並不符合標準連接器結構。第一、第二排端子520由電源端子、接地端子及控制端子(控制訊號切換的Configuration Channel端子)/特殊端子構成，同時，第一、第二排端子520相對收容腔516呈對角對稱排佈，如此，允許插頭連接器510可以正反兩個方向插入對應的插座連接器。所述兩排端子520包括分別設置在上述兩個相對側壁513並延伸入收容腔516的接觸部522及接腳524。第一排端子的接觸部522包括一對接地端子的接觸部522G、一
對電源端子的接觸部522P及一個控制端子的接觸部522C，控制端子的接觸部522C位於該對電源端子之間，該對電源端子的接觸部522P分別位於控制端子的接觸部522C的兩側，該對接地端子的接觸部522G分別位於該對電源端子的接觸部522P的兩側，呈G-P-C-P-G排佈。第二排端子包括與第一排端子中對應電源端子、接地端子一一對齊的一對電源端子及一對接地端子，第二排端子的接觸部522包括一對接地端子的接觸部522G、一對電源端子的接觸部522P及一個特殊端子的接觸部522V，特殊端子的接觸部522V位於最中間，該對電源端子的接觸部522P分別位於特殊端子的接觸部522V的兩側，該對接地端子的接觸部522G分別位於該對電源端子的接觸部522P的兩側，呈G-P-V-P-G排佈，特殊端子傳輸某一固定值的電流，在電源端子滿足需求時也可以不設置，在實際使用中，特殊端子可能即使設置但是不連接任何線路。第一、第二排端子(即上、下排端子)中的電源端子的接觸部522P呈豎直方向上一一對齊排列，接觸部522P彼此對齊的電源端子構成電源端子組，第一、第二排端子520中的接地端子的接觸部522G呈豎直方向上一一對齊排列，接觸部522G彼此對齊的接地端子構成接地端子組，但是第一、第二排端子520中的控制端子的接觸部522C與特殊端子的接觸部522V則彼此偏移一定距離，呈對角對稱排列。而對於接腳524來講，每一電源端子組的接腳524P彼此肩並肩緊密的排列在一起，每一接地端子組的接腳524G彼此肩並肩緊密的排列在一起，控制端子的接腳524C則位於中間且與接地端子組的接腳524G及電源端子組的接腳524P間隔較大的距離，位於第一排的接腳524P、524V、524G呈PP-V-GG排列；位於第二排的接腳524G、524C、524P呈GG-C-PP排列；位於同一側(比如第七圖顯示的左側)，第一排為兩個接地端子的接腳524G，而第二排則為兩個電源端子的接腳524P；同樣，另一側則相反設置。上述端子接腳的排列是由下述方式達成的，第一、第二排端子520中，兩個接地端子的接觸部522G彼此豎直對齊，而其中一個接地端子的接腳524G則向另一排接地端子的接腳524G彎折，從而使得兩排端子中的接地端子的接腳524G肩並肩緊密排列且接觸；第一、第二排端子520中的其他接地端子與電源端子均如此彎折，從而形成上述緊密肩並肩排列方式並彼此接觸。控制端子的接腳524C與特殊端子的接腳524V呈兩排排列。端子接觸部522的中心線與接腳524的中心線不在同一直線上，如此，為接腳524彎折後彼此肩並肩排列提供可能。很顯然，本實施例的插頭連接器未設置有傳輸速度
較低的數據端子(一般指的是USB2.0端子)及傳輸速度較高的數據端子(指傳輸速度大於1G的數據端子，一般指的是USB3.0端子，即接受差分對端子及發送差分對端子)，即側壁513空置的地方未設置端子，前述傳輸速度較高的數據端子為接受差分對端子及發送差分對端子。綜上，第一、二排端子520中彼此一一對齊的端子形成兩組接地端子組及兩組電源端子組，每組接地端子組的兩個接腳524G呈肩並肩水平對齊排列，每組電源端子組的兩個接腳524P呈肩並肩水平對齊排列。相鄰端子組的接腳524G、524P呈第一排、第二排交替排列。
所述絕緣本體512的兩側設置有彈性板550，彈性板550夾持在絕緣本體512的外壁面與金屬殼體514之間，彈性板550設有延伸入收容腔516內的接觸臂552，用來跟對應的插座連接器對接。一個H字型的金屬鎖扣件560安裝在絕緣本體512內，鎖扣件560具有一對橫向延伸入收容腔516的鎖扣頭562及接腳564，鎖扣頭562自鎖扣件560向前延伸，用來鎖扣對應的插座連接器，接腳564則自鎖扣件560向後延伸。
一個絕緣定位件530設置在絕緣本體512的後方，其設有向後延伸的支撐板531，支撐板531具有相對的兩個表面532。上述端子520安裝入絕緣本體512後，定位件530插入固定在絕緣本體512的後端，端子接腳524P、524G、524C、524V穿過定位件530而放置在該支撐板531的表面532上。鎖扣件560的接腳564亦穿過定位件530的接腳孔。前述兩個鎖扣頭562位於同一平面，而接腳564則在豎直方向上彼此偏移一定距離，用來分別安裝在定位件530的正反兩個表面532。
一條線纜540設置在定位件530的後方，其包括四條電源芯線542、兩條接地芯線544及一條控制芯線546，其中四條電源芯線542則一一對應的連接於第一、第二排端子520中的兩對電源端子的接腳524P，每條接地芯線544則連接彼此肩並肩排列的一對接地端子的接腳524G，控制芯線546則連接於控制端子的接腳524C。簡單而言，定位件530的每一表面532上有五個接腳524，在橫向方向上五個接腳524包括緊密肩並肩排列的一對接腳524G、緊密肩並肩排列的一對接腳524P及一個接腳524C；對應線纜540，兩條電源芯線542焊接在一對接腳524P，一條接地芯線544焊接在一對接腳524G，一條控制芯線546焊接在一個接腳524C，當然另一表面的接腳524V則閒置。通過部分端子的接腳524在豎直方向的偏移，使得其跟對應線纜540中的芯線連接變得非常簡單，
電源芯線542、接地芯線544及控制芯線546中同類別的芯線彼此鄰近，加大與不同類別芯線之間的距離。
很清楚的是，本實施例的端子僅包括電源端子、接地端子及控制端子，內部電路板也被省略，絕緣定位件530直接支撐端子的接腳524來與線纜540的芯線542、544、546直接焊接在一起，定位件530也起到理線器的作用。
第九圖至第十二圖顯示了第二實施例的插頭連接器500a，插頭連接器500a跟第一實施例的結構大致相同，主要為一些細節的不同，相同結構採用相同的標號。本實施例中端子520主要包括安裝在絕緣本體512的電源端子、接地端子、控制端子及訊號端子，沒有傳輸速度較高的數據端子(其中數據端子是指用來傳輸資料的端子)。與第一實施例相比，第二排端子在其電源端子與特殊端子之間進一步設置有一對傳輸速率較低的數據端子520D(即USB2.0端子)。一個內部電路板590水平地位於定位件530後方，其包括位於前端的複數前線路電片591及位於後端的複數後線路電片592，前線路電片591跟端子的接腳524相焊接，後線路電片592跟線纜的芯線545相焊接；後線路電片592是與前線路電片591電性連接且簡化的電片，用來簡化與線纜的連接。本實施例的特點在於，內部電路板590的供電源傳輸的電片簡化為一個電源後線路電片592P，接地電片也簡化成一個接地後線路電片592G，前述兩個電片592G、592P設置在內部電路板590的第一表面。傳輸低速訊號的一對端子依舊對應一對訊號後線路電片592D，一個控制端子依舊對應一個控制後線路電片592C，並全部設置在內部電路板590的第二表面。另一方面，前線路電片591仍然跟對應的電源及接地端子520在前後方向上對齊，沒有偏移。可以理解的是，本實施例傳輸電源及接地的後線路電片592P、592G位於內部電路板590同一側，低速訊號及控制訊號的後線路電片592D、592C位於內部電路板590的另一側。
所述金屬殼體514包圍絕緣本體512，一對金屬外殼581、582則彼此固定，共同夾持及固定已組裝在一起的絕緣本體512、金屬殼體514及線纜，而形成一個子組合，然後，內注塑殼588包圍在上述子組合，外注塑殼589包圍內注塑殼588，同時將前端對接口及後端線纜裸露在其外。在本實施例，定位件530進一步包括一個橫向肋533，其收容在金屬外殼581、582的凹槽5821內。金屬殼體514設置有後固定部5141，金屬外殼581、582的其中一個設置有前固定部5811，前固定部5811緊密環抱在後固定部5141的橫向兩端壁，通過焊接
彼此固定。金屬外殼581、582設有一對固定板5812、5822，固定板5812、5822焊接在後固定部5141的上、下兩側壁。
第十三圖至第十五圖顯示了第三實施例的插頭連接器300。跟前面第二實施例類似，本實施例的插頭連接器300亦僅包括傳輸低速訊號、接地及電源的端子310，內部電路板被省略，線纜的芯線直接連接端子310的接腳，用來節省成本。插頭連接器300包括絕緣本體320及包圍絕緣本體320的金屬殼體322，金屬鎖扣件326組裝在絕緣本體320內，鎖扣件326的一對鎖扣頭延伸入貫穿絕緣本體320前端面的收容腔，一對彈性板328安裝在絕緣本體320的外側，其包括延伸入收容腔的彈性接觸臂，一對絕緣片330覆蓋在彈性板328外，用來將彈性板328及金屬殼體322彼此隔離。與第二實施例不同的是，第一端子模組340包括第一絕緣體350及注塑在第一絕緣體350的五個第一端子310，第二端子模組342包括第二絕緣體360及注塑在第二絕緣體360的七個第二端子310。一般標準連接器每排具有十二根端子，本實施例是在標準連接器的基礎上省略了不少端子，僅保留上述五個與七個端子。第一排端子包括一對接地端子310G、一對電源端子310P及一個控制端子310C，所述第二排端子包括一對接地端子310G、一對電源端子310P、一對數據端子310D+、310D及一個特殊端子310V，所述一對數據端子310D+、310D即為USB2.0端子，所述第一、第二排端子未設置預設的傳輸速度較高的數據端子。每一端子310包括接觸部316、接腳312及中間偏移部314，中間偏移部314連接接觸部316與接腳312且固定在絕緣體中，可以充分利用省略掉的端子空間。端子接觸部316依舊保留原有標準連接器的樣式，而接腳312則作了偏移，用來方便焊接，即上述第一、第二排端子的接觸部316的間距保持在預設的位置，而接腳312則相對對應的接觸部316作一定的偏移以方便焊接。每一端子310在中間偏移部314的前方設置有倒刺318，倒刺318用來將端子310固定在端子槽321內。
第十六圖至第二十一圖顯示了第四實施例的插頭連接器200，插頭連接器200包括絕緣本體202及包圍在絕緣本體202外的金屬殼體204，絕緣本體202包括基部206及自基部中部延伸的本體部208，如此基部在本體部208的兩側形成側翼部210，側翼部210設置有通孔212。本體部208結構類似於前面實施例的本體並形成收容腔214，兩排端子216排列在收容腔214兩側，收容腔214呈180度對稱設置以使本插頭連接器200可以正反兩個方向插入對應的插座
連接器。一對用來起到遮蔽效果的彈性板218設置在本體部208上並具有延伸入收容腔214的彈性接觸臂，一對絕緣片221設置在彈性板218上，用來隔離彈性板218與金屬殼體204。可以理解的是，與第一實施例相同的是，插頭連接器200包括用來跟對應插座連接器的遮蔽板相扣持的鎖扣件。金屬殼體204包括包覆在本體部208外表面的金屬主體部220及一對金屬側翼部222，金屬側翼部222覆蓋在絕緣本體202的側翼部210上，在對接方向上，通孔212、224彼此對齊，供螺絲插入固定。所述金屬殼體204在其金屬主體部220的後方設置有安裝部225，安裝部225貼附在絕緣本體202的基部206。參第二十一圖，可擕式電腦包括主機及可拆卸的顯示器，主機在其一個長側邊處設置有供顯示器相對主機作旋轉的第一旋轉元件236，顯示器則亦設置有第二旋轉元件238，插頭連接器200安裝在第一旋轉元件236內的電路板235上，電路板235的後方設有一對彈性元件，在對接方向上，插頭連接器200通過該對彈性元件240實現浮動。第二旋轉元件238設置有跟插頭連接器200對接的插座連接器244。第一旋轉元件236還包括一對鎖扣部件242，其在長側邊的橫向方向上可以內縮，在顯示器安裝在主機時，鎖扣部件242鎖扣顯示器的第二旋轉元件238。金屬殼體204的一種改良結構為在金屬殼體的表面設置有凹口，用來跟插座連接器的彈性臂向扣持。
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。
Claims (10)
- 一種插頭連接器，包括絕緣本體、第一排端子及第二排端子、包覆在所述絕緣本體外表面的金屬殼體以及線纜；所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔及位於後端的支撐板，所述收容腔具有相對的兩個側壁且呈180度對稱設置，以允許所述插頭連接器可以正反兩個方向插入對應的插座連接器；所述兩排端子包括分別設置在上述兩個相對側壁並延伸入收容腔的接觸部及接腳；所述線纜具有分別焊接於對應端子接腳的芯線；其中，所述支撐板具有相對的兩個表面，所述第一、第二排端子的接腳分別放置在所述支撐板的表面而與所述線纜的芯線相焊接。
- 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在絕緣本體的後方設置有絕緣定位件，所述支撐板自絕緣定位件向後延伸而形成。
- 如申請專利範圍第2項所述之插頭連接器，其中所述插座連接器包括H型鎖扣件，所述鎖扣件包括自後向前插入所述絕緣本體而凸伸入收容腔橫向兩側的兩個鎖扣頭以及向後延伸出的接腳。
- 如申請專利範圍第3項所述之插頭連接器，其中所述鎖扣頭位於同一平面而所述接腳則在一豎直方向上彼此偏移一定距離。
- 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第一端子模組與第二端子模組，所述第一端子模組包括上述第一排端子及注塑在所述第一排端子的第一絕緣體；所述第二端子模組包括上述第二排端子及注塑在所述第二排端子的第二絕緣體；所述第一、第二端子模組彼此堆疊而再插入所述絕緣本體，所述第一、第二端子模組的後端形成所述支撐板。
- 如申請專利範圍第5項所述之插頭連接器，其中所述插頭連接器包括鎖扣件，所述鎖扣件包括橫向凸伸入對接腔的兩個鎖扣頭。
- 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中所述支撐件位於所述金屬殼體的後方而未被金屬殼體包覆。
- 一種插頭連接器，其包括絕緣本體、第一排端子及第二排端子、包覆在所述絕緣本體外表面之金屬殼體、線纜以及一對金屬外殼；所述絕緣本體設置有向前貫穿的收容腔，所述收容腔具有相對的兩個側壁且呈180度對稱設置，以允許所述插頭連接器可以正反兩個方向插入對應的插座連接器；所述兩排端子包括分別設置在上述兩個相對側壁並延伸入收容腔的接觸部及接腳；所述金屬殼體設置有後固定部；所述線纜具有分別焊接於對應端子接腳的芯線；所述一對金屬外殼共同夾持及固定已組裝在一起的絕緣本體、金屬外殼及線纜；其中，所述其中一個金屬外殼設置有緊密環抱在後固定部的橫向兩端壁的前固定部及位於前固定部之間的固定板，另一金屬外殼亦設有固定板，兩所述固定板焊接在所述後固定部的上下兩個側壁。
- 如申請專利範圍第8項所述之插頭連接器，其中前固定部焊接在金屬殼體的後固定部。
- 如申請專利範圍第8項所述之插頭連接器，其中所述插頭連接器還包括設置在所述金屬殼體與所述絕緣本體之間的彈性板，所述彈性板具有凸伸入所述收容腔的彈性接觸臂。
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