TWI696325B

TWI696325B - 插頭連接器

Info

Publication number: TWI696325B
Application number: TW105117793A
Authority: TW
Inventors: 鄭志丕; 楊竣傑; 黃子耀; 何文; 曾鋒
Original assignee: 英屬開曼群島商鴻騰精密科技股份有限公司
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2020-06-11
Also published as: TW201717505A; CN107069295A

Abstract

一種插頭連接器，適用於多種不同線纜的連接，所述插頭連接器包括位於前端的插接頭及位於後端的線纜放置平台，所述插接頭設置有收容腔及端子，所述線纜放置平台具有相對的第一放置面及第二放置面，所述端子包括延伸至收容腔的接觸部及裸露於線纜放置平台的接腳；其中，所述接腳包括裸露於第一放置面的一對信號端子接腳、一個電源端子接腳及一個接地端子接腳，以及裸露於第二放置面的一個偵測端子接腳、一個附加電源端子接腳及一個附加接地端子接腳，所述偵測端子接腳位於所述附加電源端子接腳與所述附加接地端子接腳之間。本發明插頭連接器簡化了端子腳部，方便線纜的焊接，同時本插頭連接器可以適用於連接不同的線纜，降低了製造成本。

Description

插頭連接器

本發明係關於一種插頭連接器。

2014年8月11日，USB協會公佈了一種新型的電連接器，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信號，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。與線纜連接的USB Type C插頭連接器有傳輸USB3.0或3.1的滿針結構，也有傳輸USB2.0的缺針結構，該缺針結構是將滿針結構中的四對差分對端子抽除或者不設置，USB 2.0 Type C插頭連接器一般還是保留有12根或者11根的端子，端子數量較多，需要通過子電路板轉接到線纜，相對成本較高。

所以，需要開發一種新型的插頭連接器。

本發明所要達成之目的係提供一種插頭連接器，其插接頭與線纜之間連接簡單，成本較低。

為達成上述目的，本發明提供了一種插頭連接器，適用於多種不同線纜的連接，所述插頭連接器包括位於前端的插接頭及位於後端的線纜放置平台，所述插接頭設置有收容腔及端子，所述線纜放置平台具有相對的第一放置面及第二放置面，所述端子包括延伸至收容腔的接觸部及裸露於線纜放置平台的接腳；其中，所述接腳包括裸露於第一放置面的一對信號端子接腳、一個電源端子接腳及一個接地端子接腳，以及裸露於第二放置面的一個偵測端子接腳、一個附加電源端子接腳及一個附加接地端子接腳，所述偵測端子接腳位於所述附加電源端子接腳與所述附加接地端子接腳之間。

與先前技術相比，本發明具有以下功效：本發明插頭連接器在適用不同使用情況時可以採用同一插接頭連接不同的線纜，從而降低製造成本低。

100:插頭連接器

10:插接頭

11:線纜放置平台

110:第一放置面

111:第二放置面

115、116:凹槽

20、20a、20b、20c:線纜

21:芯線

21P:電源線

21:接地線

21C:偵測線

21D:信號線

30:上絕緣體

301:固定柱

302:楔形肋

31:第一端子

311:接觸臂

312:中間部

313、313P:腳部

314:附加腳

315:附加接觸部

40:下絕緣體

401:固定孔

41:第二端子

411:接觸臂

412:中間部

413、413G:腳部

414:第一橋部

415:第二橋部

416:附加接觸部

20:線纜

50:鎖扣件

51:鎖扣臂

511:鎖扣頭

52:腳部

53:橫樑

60:表面焊接型電阻

61:第一接點

62:第二接點

G:接地端子

P:電源端子

CC:偵測端子

Vconn:電子標示端子

D+、D-:訊號端子

D1、G1、P1、C2、P2、G2、G12、G21:腳部

S:狹縫

第一圖為本發明插頭連接器的立體圖，其中金屬外殼及塑膠外殼均被去除，以清楚顯示線纜與插接頭的結構關係；第二圖為第一圖插接頭與可以適用的三種不同線纜的立體圖；第三圖為第一圖中端子模組組合的部分分解的立體圖；第四圖為第三圖另一角度的立體圖；第五圖為第一、第二端子與鎖扣件的立體圖；第六圖為第五圖中其中一個上電源端子與兩個下接地端子的立體圖；第七圖為第三圖中第一、第二端子與鎖扣件的立體圖；第八圖為第七圖另一角度的立體圖；及如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

參第一圖至第八圖所示，本實施例的插頭連接器100包括位於前端的插接頭10及位於後端的線纜20，插接頭內固定有第一排端子31及第二排端子41，插接頭10的後端形成有線纜放置平台11，線纜放置平台具有相對的第一放置面110及第二放置面111，插接頭內的端子的接腳則延伸至線纜支撐平台11，用來與線纜的芯線21相連接。插接頭10包括具有收容腔的絕緣本體、貼覆在絕緣本體外側的金屬殼體及兩排端子，端子先注塑成型為兩個端子模組，兩個端子模組夾持一個鎖扣件50再組裝入絕緣本體，端子具有延伸入收入腔的接觸部及延伸至線纜放置平台11的接腳。

參第五圖及第六圖，所述第一端子(或者稱為一排上端子)31由7根端子構成，即符合USB 2.0 Type C傳輸的一對接地端子G、一對電源端子P、一對信號端子(D+、D-)及一根傳輸CC信號的偵測端子CC，一對信號端子(D+、D-)彼此相鄰，偵測端子CC位於信號端子的旁側，電源端子P分別位於左右兩側，接地端子G分別位於左右兩側。每一第一端子31包括位於前端的延伸入收容腔的接觸臂311、位於後端的腳部313及連接接觸部及腳部的中間部312，其中一個電源端子的腳部313P末端彎折延伸出附加腳314，該附加腳314位於腳部313P的下方。接地端子在其中間部312延伸出附加接觸部315，所述附加接觸部自後向前延伸，其延伸方向與接觸部311相同。

所述第二端子(或者稱為一排下端子)41由5根端子構成，即符合USB 2.0 TypeC傳輸協議的一對接地端子G、一對電源端子P及一根作電子標示用的傳輸Vconn信號的附加偵測端子Vconn(該端子為懸空空置狀態)，附加偵測端子位於中間位置，電源端子P分別位於左右兩側，接地端子G分別位於左右兩側，該附加偵測端子主要用來適用在具有內部電路板的插頭連接器中，所以在本實施例中，該附件偵測端子並不具有接腳，不具有功能，可以省略。每一下端子41包括位於前端的延伸入收容腔的接觸臂411、位於後端的腳部413以及連接接觸部及腳部的中間部412，其中兩個接地端子由第一橋部414作左右相連，腳部413G自中間部的末端作旁側偏移，第一橋部414則自中間部的末端延伸相連，然後第一橋部414再反向向前彎折，使得第一橋部位於中間部412的下方。兩個電源端子P則由橫向連接在中間部412之間的第二橋部415相連接。接地端子G在其中間部412延伸出附加接觸部416，所述附加接觸部自後向前延伸，其延伸方向與接觸部411相同。

H型鎖扣件50包括一對向前延伸的鎖扣臂51及一對向後延伸的腳部52，鎖扣臂末端具有向收容腔凸伸的鎖扣頭511。

參第七圖及第八圖，顯示了第一端子31、鎖扣件50、第二端子41之間的位置關係。第七圖中，為方便理解，將腳部313、413以信號的種類分別作標示，第一端子31中的一對信號端子的腳部D1、一個電源端子的腳部P1、一個接地端子的腳部G1位於同一平面(即位於線纜放置平台的第一放置面110)，而形成與線纜相焊接的接腳，即裸露在第一放置面的一對信號端子接腳D1、一個電源端子接腳P1及一個接地端子接腳G1，該接地端子接腳G1與電源端子接腳P1分別則位於一對信號端子接腳D1的橫向兩側。所述偵測端子的腳部C2則延伸第二放置面111。第二端子中的一個電源端子的腳部P2與一個接地端子的腳部G2位於同一表面(即線纜放置平台的第二放置面111)，形成可與線纜或者電阻相焊接的附加接腳，即裸露在第二放置面的一個偵測端子接腳C2、一個附加電源端子接腳P2及一個附加接地端子接腳G2。第一、第二端子中的其他接地端子的腳部G12、G21及鎖扣件的腳部52作彼此抵接，實現電性接觸；一對上接地端子的腳部G12、G1與鎖扣件的腳部52作橫向接觸，一對下接地端子的腳部G21、G2與鎖扣件的腳部52作上下接觸，在最佳實施例中，最好是一對下接地端子的腳部G2稍微加寬，使得其與一對上接地端子G12在上下方向上有接觸，避免單純靠鎖扣件52接觸，因鎖扣件使用鋼材料以保證一定的強度，但同時增加電阻率，不適用大電源傳輸之用。第一橋部414向前彎折至鎖扣件50的橫樑53的後端，也可以抵接在橫樑的後端面上。參第一圖，在垂直於插接頭的方向上，所述電阻未凸伸出插接頭的最高面，本發明採用佔用面積較小的表面焊接型電阻60，可以降低整個連接的高度。參第三圖，所述電源端子接腳與接地端子接腳的寬度明顯大於所述信號端子接腳，適用於傳輸大電流時的使用。參第三圖及第四圖，第一、第二放置面設置有若干凹槽115、116，所述接腳裸露在凹槽內，其中收容所述信號端子接腳、電源端子接腳、接地端子接腳及偵測端子接腳的凹槽115向後貫穿線纜放置平台11，而收容附加接地端子與附加電源端子接腳的凹槽116則未向後貫穿線纜放置平台，所述電阻的第二接點被限制在對應凹槽116內，如此作電阻焊接前的初步定位。

本實施例中，最中心的設計是電源端子/接地端子左右橫向靠橋部連接，上下方向作抵靠連接。因第一端子數量較多，僅安排一個上電源端子作簡單彎折有附加腳314。第二排端子數量較少，所以接地端子橫向由第一橋部414連接，電源端子橫向由第二橋部415連接，因電源端子位於接地端子的內側，所以電源端子的第二橋部415自中間部直接橫向延伸出，接地端子位於外側，為避免與電源端子干涉，第一橋部414先向後延伸再橫向連接，第一橋部414位於腳部的後端，然後再向前彎折，可以縮短線纜放置平台11前後方向的延伸長度。

參第三圖及第四圖所示，第一端子31先注塑成型在上絕緣體30中，第二端子41先注塑成型在下絕緣體40中，接觸部311、411向前延伸而裸露在上下絕緣本的前端，上絕緣體設置有固定柱301，矩形狀的固定部的四個側面具有楔形肋302，下絕緣體具有固定孔401，固定柱插入且固定在固定孔內，楔形肋起到導引及過盈配合的作用。從圖面可以看出，端子腳部G12、G21、P12、P21的一個側面裸露在絕緣體的內表面且與內表面相平齊，如此，在兩個絕緣體組裝後，端子的腳部則彼此接觸，實現電性接觸。為了進一步保證端子腳部的接觸，尤其是電源端子/接地端子彼此接觸的腳部，在腳部的旁側開設狹縫S(由於角度問題僅顯示出部分)，焊料通過狹縫灌入，使得裸露在內表面的尾部作一定程度的焊接。其中上絕緣體30的下表面相對凸伸，偵測端子的接腳C2裸露在該凸伸部位上，對應下絕緣體40具有容納該凸伸部位的缺口402，從而使得接腳C2裸露在第二放置面110。

參第一圖及第二圖，前述位於第一、第二放置面的端子的腳部稱為可以連接線纜或者其他電子元件的接腳，線纜放置平台的第一放置面110具有四個接腳，即一對信號端子接腳D1，一個接地端子接腳G1、一個電源端子接腳P1，接地端子接腳與電源端子接腳分別位於信號端子接腳的兩側。線纜放置平台的第二放置面111具有三個接腳，即一個附加接地端子接腳G2、一個附加電源端子接腳P2及一個偵測端子接腳C2，偵測端子接腳位於中間，接地端子接腳G2與電源端子接腳P2位於兩側。線纜放置平台的第一放置面中，接地端子接腳G1位於左側，而第二放置面中附加接地端子接腳P2位於右側；相對應的，電源端子接腳P1位於右側，第二放置面中的附加電源端子接腳P2位於左側。即，兩個放置面中接地端子接腳為左右交錯分佈，兩個放置面中電源端子接腳呈左右交錯分佈。

繼續參第一圖及第二圖，本實施例插接頭可以根據需要與三種不同的線纜20a、20b、20c相連接。本發明最主要的特點在於，同一插接頭10配以不同的線纜及電阻，可以實現多種線纜連接器的用途，大大簡化了製造成本。

線纜20a包括一根接地線21G、一根電源線21P、傳輸USB2.0信號的一對信號線21D及一根傳輸CC信號的偵測線21C，其中接地線21G、一根電源線21P及一對信號線21D排列成一排，用來跟線纜支撐台第一放置面的接腳分別一一接觸，偵測線21C則與線纜放置平台第二放置面的接腳C2接觸。本線纜20a用於資料信號由USB Type C傳輸至USB Type C的情況。

線纜21b包括一根接地線21G、一根電源線21P及傳輸USB2.0信號的一對信號線21D，相對線纜21a，減少了一根傳輸CC信號的偵測線21C。在使用該線纜21b時需要配合一表面焊接型電阻60，所述電阻具有連接於偵測端子接腳的第一接點61及連接於附加接地端子接腳或者附加電源端子接腳的第二接點62；當電阻的第二接地62與附加接地端子接腳相連接時，如第一圖所示，該電纜20b使用於USB Type C到USB Type A的線纜或者USB Type C到USB Type B的線纜；當電阻的第二接地62與附加電源端子接腳相連接時，該電纜20b使用於USB Type A到USB Type C的線纜或者USB Type B到USB Type C的線纜。

線纜21c則包括一根電源線21P、一根電源線21P及一根傳輸CC信號的偵測線21C，用來傳輸大電流，比如USB TypeC規定的5安培電流。

需要注意的是，上述實施例的插頭連接器也可以包括傳輸USB3.0高速差分對信號端子，當然這些端子為空置狀態，所以本發明並不局限在上述實施例的表述，即線纜的插接頭預備了可以作USB 2.0 TypeC傳輸的端子，與對應的線纜再相焊接，可以細化到具體的使用狀況。

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。