TWI644489B - 具可調整安裝高度及方位的電性連接器 - Google Patents

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Abstract

一種具可調整安裝高度及方位的電性連接器，包括：一第一電路板；一絕緣基座，具有複數個連接端子電性的連接至第一電路板；一USB type-C連接器，設置於絕緣機座上，具有一開口及複數個連接端子；及一第二電路板，具有複數個接點以及複數個轉接接點用於電性連接USB type-C連接器與絕緣基座，其中絕緣基座相對於第一電路板之高度係可調整，使得USB type-C連接器相對於第一電路板之高度亦為可調整，設置於絕緣機座上的USB type-C連接器的開口與第一電路板平面之法線之相對方位透過絕緣基座上複數個連接端子之配置方式使相對方位為可調整。

Description

具可調整安裝高度及方位的電性連接器
本發明係關於電性連接器，特別是一種具可調整安裝高度及方位的電性連接器。
於現今生活上由於3C電子產品的普及，各式電子裝置間需要傳輸控制指令、數據資料、多媒體資料、以及電力，而完成這些動作則需透過連接器(connector)來達成，市面上常見的連接器以萬用串列匯流排(Universal Serial Bus)最為普遍。一般而言，USB type-A是應用最為廣泛，也是最為普及的USB介面；USB micro-B是較為小型之USB介面，主要應用於智慧型行動裝置和平板電腦等可攜式設備，近年來USB開發組織更進一步開發出USB Type-C的介面，規範1.0由USB開發者論壇(USB-IF)發布，並於2014年8月完成。
USB Type-C連接器是一種新型式、體積小、傳輸速度迅速的萬用串列匯流排(Universal Serial Bus)，是一種新式的串接傳輸介面可以支援多種新標準包括USB 3.1及USB電源輸送。其尺寸大小只有0.33英吋×0.1英吋(8.4mm×2.6mm)，為一種具有24隻接腳的USB連接器可以傳輸數據及電力，外觀上最大特點在於其上下端完全一致，具有獨特的水平對稱(horizontally symmetrical)結構的雙向(reversible)連接器，與Micro USB相比這意味著用戶不必再區分USB正反面，兩個方向都可以插入。USB Type-C連接器提供四個電力/接地(power/ground)對、兩組差分信號對(differential pairs)用於非高速(non-SuperSpeed)數據傳輸、四組差分信號對(differential pairs)用於高速(SuperSpeed)數據匯流排、兩隻用於sideband的接腳、一正5V電源用於啟動傳輸線、以及一配置接腳(configuration pin)用於傳輸線方向偵測及專用雙相標記代 碼(biphase mark code)配置通道。USB Type-C連接器具有其他特性例如，通過USB Power Delivery技術，可用於3C產品充電；增進的抗電磁干擾與RFI mitigation特性；支援1萬次拔插；支援DisplayPort，可外接高畫質螢幕與音質喇叭。將會適用於生活、資訊、家電等不同生活領域的產品，尤其電源的連接器介面也會開始轉換。
但是由於連接器先天製程上的限制，以至於連接器的高度將會被受限，一旦客戶有外觀上連接器的位置要求時，將無法配合其原始設計，或者需要更複雜的結構來克服。而且因為USB Type-C的認證是採取一物一料，USB Type-C任何變動都會產生認證費用。
因此為解決上述技術問題，實在有必要發展具有能針對各種不同電子產品於設計時要求連接器能調整高度、擺放位置或方向之電性連接器。
本發明提出一種具可調整安裝高度及方位的電性連接器。
基於上述目的，我們提出了一個具有可調整高度基座(base)的連接器，可以隨意擺放位置，而這個設計還可以轉90度，變成直立式，將可避免更複雜的USB Type-C連接器設計，另外還具防水設計的考量，提高整個設計的價值與實用性。
一種具可調整安裝高度及方位的電性連接器，包括：一第一電路板；一絕緣基座，具有複數個連接端子電性的連接至第一電路板；一USB type-C連接器，設置於絕緣機座上，具有一開口及複數個連接端子；及一第二電路板，具有複數個接點以及複數個轉接接點用於電性連接USB type-C連接器與絕緣基座，其中絕緣基座相對於第一電路板之高度係可調整，使得該USB type-C連接器相對於第一電路板之高度亦為可調整，設置於該絕緣機座上的USB type-C連接器的開口與第一電路板平面之法線之相對方位透過絕緣基座上複數個連接端子之配置方式使相對方位為可調整。
上述之第一電路板為印刷電路板集成(PCBA；printed circuit board assembly)。
上述之上述第二電路板為印刷電路板集成(PCBA；printed circuit board assembly)。
上述之第二電路板更包含一連接線路電性的連接該複數個接點與該複數個轉接接點，用以將USB type-C連接器藉由複數個連接端子輸出的訊號整合並藉由複數個轉接接點輸出。
上述之USB type-C連接器的開口與第二電路板平面之法線之方位可以是平行或垂直。
上述之USB type-C連接器更包含一具有複數個卡接簧片之外罩。
上述之第二電路板更包含複數個卡接簧片相對應的卡槽，用以榫接第二電路板與該USB type-C連接器。
上述之絕緣基座更包含：一開口用以容置USB type-C連接器；及複數個連接端子，連接端子兩端突出於絕緣基座之表面。
上述之絕緣基座上之複數個連接端子兩端可以各自突出於絕緣基座相對或相鄰之兩表面。
上述之USB type-C連接器更包含一防塵及防水膠圈用於阻絕USB type-C連接器與外界的水汽及塵埃。
這些優點及其他優點從以下較佳實施例之敘述及申請專利範圍 將使讀者得以清楚了解本發明。
101‧‧‧第一印刷電路板集成(PCBA；printed circuit board assembly)
102‧‧‧絕緣基座
102a‧‧‧複數個接腳腳位
102b‧‧‧絕緣基座之開口
103‧‧‧USB Type-C連接器
103a‧‧‧複數個連接端子
103b‧‧‧複數個卡接簧片
103c‧‧‧USB Type-C連接器之開口
104‧‧‧第二印刷電路板集成
104a‧‧‧複數個轉接接點
104b‧‧‧複數個電性接點
104c‧‧‧複數個卡槽
105‧‧‧AC電源輸入端
106‧‧‧絕緣外殼
201‧‧‧第一印刷電路板集成
202‧‧‧絕緣基座
203‧‧‧USB Type-C連接器
204‧‧‧第二印刷電路板集成
210‧‧‧坐標系
301‧‧‧第一印刷電路板集成
302‧‧‧絕緣基座
303‧‧‧USB Type-C連接器
304‧‧‧第二印刷電路板集成
310‧‧‧坐標系
401‧‧‧第一印刷電路板集成
402‧‧‧絕緣基座
403‧‧‧USB Type-C連接器
404‧‧‧第二印刷電路板集成
410‧‧‧坐標系
501‧‧‧第一印刷電路板集成
502‧‧‧絕緣基座
503‧‧‧USB Type-C連接器
504‧‧‧第二印刷電路板集成
508‧‧‧防水膠圈
如下所述之對本發明的詳細描述與實施例之示意圖，應使本發明更被充分地理解；然而，應可理解此僅限於作為理解本發明應用之參考，而非限制本發明於一特定實施例之中。
圖1A顯示本發明具可調整安裝高度及方位的電性連接器的爆炸示意圖；圖1B顯示本發明實施例中具可調整安裝高度及方位的電性連接器的組裝示意圖；圖2顯示本發明實施例中具可調整安裝高度的電性連接器的示意圖；圖3顯示本發明具之一實施例中可調整安裝方位的電性連接器的示意圖；圖4顯示本發明具之另一實施例中可調整安裝方位的電性連接器的示意圖；圖5顯示顯示本發明實施例中具有防塵防水之的電性連接器的示意圖。
此處本發明將針對發明具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本發明之結構或步驟流程，其係供以說明之用而非用以限制本發明之申請專利範圍。因此，除說明書中之具體實施例與較佳實施例外，本發明亦可廣泛施行於其他不同的實施例中。以下藉由特定的具體實施例說明本發明之 實施方式，熟悉此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之功效性與其優點。且本發明亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述之各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本發明之精神下進行各種不同的修飾或變更。
為了提供一個具有可調整高度及方位的電性連接器，使其可以隨意設置於不同擺放位置及方位，本發明利用一個具有可調整高度的基座(base)可以調整連接器之高度，而這個設計還可以轉90度使連接器變成直立式安裝。根據本發明之精神所提出之基座(base)或配適器(adapter)，將可以使USB Type-C連接器隨著3C電子產品之設計而可以裝設於設計者所需求之隨意擺放位置，將可避免更複雜的USB Type-C連接器設計，另外還具防水設計的考量，提高整個設計的價值與實用性。
根據上述概念，參考圖1A本發明提供一絕緣基座102使其可以容置一USB Type-C連接器於其開口102b所形成之空間內，絕緣基座102則可以透過突出於其上下表面的複數個接腳腳位102a電性的連接至一第一印刷電路板集成(PCBA；printed circuit board assembly)101(即第一電路板)與第二印刷電路板集成104(即第二電路板)，USB Type-C連接器103上具有一開口103c、複數個連接端子103a以及具有複數個卡接簧片103b之外罩分別透過相對應的複數個電性接點104b和複數個卡槽104c用以電性的連接及榫接至第二印刷電路板集成104上，其中第二印刷電路板集成104具有轉換端子(transfer terminal)之作用，其可以經由與基座上接腳腳位102a相對應的複數個轉接接點104a電性的連接至第一印刷電路板集成101，其中上述第二印刷電路板集成104更包含一連接線路(未顯示)用以電性的連接上述複數個電性接點104b與複數個轉接接點104a，用以將該USB type-C連接器103藉由該複數個連接端子103a輸出的訊號整合並藉由上述複數個轉接接點104a輸出。因此，USB Type-C連接器103透過其作用並經由絕緣基座102上的複數個接腳腳位102a電性的連接至一第一印刷電路板集成101，使其可以電性的耦接至其他連接器，例如USB type-A連接器等。
圖1B之左方圖示為上述設置於絕緣基座102上之USB Type-C連接器103、第一印刷電路板集成101、以及第二印刷電路板集成104之組裝圖；右方圖示則為前述之USB Type-C連接器103、第一印刷電路板集成101、以及第二印刷電路板集成104與AC電源輸入端105及絕緣外殼106整合為一充電座之組裝圖。
參考圖2，其係顯示本發明之一實施例之具有可調整高度的電性連接器，圖示中顯示包含USB Type-C連接器203及第二印刷電路板集成204之絕緣基座202裝設於第一印刷電路板集成201上，其中絕緣基座202之高度定義出坐標系210，其寬度定義出X方向，厚度定義出Y方向(垂直入圖面之方向)，高度定義出Z方向。圖2顯示經由調整絕緣基座202的容置空間高度可以使USB Type-C連接器203之高度隨著改變(如圖示中箭頭及虛線所指)。
圖3顯示本發明於一實施例中具有可調整方位的電性連接器，圖3左方圖示中顯示包含USB Type-C連接器303及第二印刷電路板集成304之絕緣基座302裝設於第一印刷電路板集成301上，其中由絕緣基座302定義出坐標系310(參考圖2對於絕緣基座302之長寬高的定義)，其寬度定義出X方向，厚度定義出Y方向，高度定義出Z方向。於此實施例中，對於原來之絕緣基座的突出於其上下表面的複數個接腳腳位102a(參考圖1A-B)之配置做修改，如圖3所示原先設置於高度方向(Z方向)突出兩表面之側複數個接腳腳位其中於Z方向之上表面之配置仍保持使USB Type-C連接器303能與第二印刷電路板集成304電性的連接及結構上榫接，而原來突出下表面的複數個接腳腳位的另一端(參考圖1A-B 102a)則重新布置，使其轉90度由Y方向突出基座並電性的連接且直接插置於第一印刷電路板集成301上。圖3之右上方及右下方圖示顯示USB Type-C連接器303之開口向上之配置方式示意圖。
圖4顯示本發明於另一實施例中具有可調整方位的電性連接器，圖示中顯示包含USB Type-C連接器403及第二印刷電路板集成404之絕緣基座402裝設於第一印刷電路板集成401上，其中絕緣基座402定義出坐標系410，其寬度定義出X方向，厚度定義出Y方向，高度定義出Z方向，於此實 施例中，對於原來布置於絕緣基座上突出於其上下表面的複數個接腳腳位102a(參考圖1A-B)之配置做修改，如圖4所示原先設置於高度方向(Z方向)突出兩表面之側複數個接腳腳位，其中位於Z方向之上表面之配置仍保持使USB Type-C連接器403能與第二印刷電路板集成404電性的連接及結構上榫接，而原來突出下表面的複數個接腳腳位的另一端(參考圖1A-B 102a)則重新布置，使其轉90度由X方向突出基座並電性的連接且直接插置於第一印刷電路板集成401上，使USB Type-C連接器403為垂直擺放且開口朝前。圖4之右上方及右下方圖示顯示USB Type-C連接器403之開口向前之配置方式示意圖。
圖5顯示本發明於一實施例中具有防水設計的電性連接器，圖示中顯示包含USB Type-C連接器503及第二印刷電路板集成504之絕緣基座502裝設於第一印刷電路板集成501上，先來看連接器的USB埠的部分，USB埠本身就是密封設計，可能會漏水的地方就是跟機殼之間的接縫處，所以本發明於連接器的USB口上設計了一圈防水膠圈508來防塵防水，使其防塵防水等級能達到IP67(Ingress Protection 67)，即防塵可以達到最高等級，防水於1米深之水中浸泡30分鐘不受影響。
根據上述，本發明具有下列的優點：一、提供具有能針對各種不同電子產品於設計時要求連接器能調整高度、擺放位置或方向之電性連接器；二、可避免更複雜的USB Type-C連接器設計，另外還具防水設計的考量，提高整個設計的價值與實用性。
上述敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

Claims (10)

  1. 一種具可調整安裝高度及方位的電性連接器，包括：一第一電路板；一絕緣基座，具有複數個接腳腳位，電性的連接至該第一電路板；一USB type-C連接器，設置於該絕緣機座上，該USB type-C連接器具有一開口及複數個連接端子；及一第二電路板，具有複數個電性接點以及複數個轉接接點用以電性連接該USB type-C連接器與該絕緣基座，其中該絕緣基座相對於該第一電路板之高度係可調整，使得該USB type-C連接器相對於該第一電路板之高度亦為可調整，設置於該絕緣基座上的該USB type-C連接器的該開口與該第一電路板平面之法線之相對方位透過該絕緣基座上該複數個接腳腳位之配置方式使該相對方位為可調整。
  2. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之第一電路板為印刷電路板集成(PCBA；printed circuit board assembly)。
  3. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述第二電路板為印刷電路板集成(PCBA；printed circuit board assembly)。
  4. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之第二電路板更包含一連接線路電性的連接該複數個電性接點與該複數個轉接接點，用以將該USB type-C連接器藉由該複數個連接端子輸出的訊號整合並藉由該複數個轉接接點輸出。
  5. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之USB type-C連接器的該開口與該第二電路板平面之法線之方位可以是平行或垂直。
  6. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之USB type-C連接器更包含一具有複數個卡接簧片之外罩。
  7. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之第二電路板更包含複數個該卡接簧片相對應的卡槽，用以榫接該第二電路板與該USB type-C連接器。
  8. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之絕緣基座更包含：一開口用以容置該USB type-C連接器；及該絕緣基座的該複數個接腳腳位，其中每一個該接腳腳位的兩端突出於該絕緣基座之表面。
  9. 如請求項8所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之絕緣基座上之該複數個連接端子兩端可以分別突出於該絕緣基座相對或相鄰之兩表面。
  10. 如請求項1所述之具可調整安裝高度及方位的電性連接器，其中上述之USB type-C連接器更包含一防塵防水膠圈，耦接於該USB type-C連接器與該絕緣基座間之接合處，用於阻絕外界的水汽及塵埃進入該USB type-C連接器。
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