TWI760985B - 插頭連接器及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種插頭連接器，用以和一插座接合。插頭連接器包含絕緣本體、電路板和一金屬限位件。絕緣本體具有一容置空間和一對接口，對接口連通容置空間。電路板設置於容置空間中。金屬限位件包含金屬底板和一對金屬側結構。金屬底板設置於對接口下方。金屬側結構包含一第一側結構以及一第二側結構，分別連接金屬底板之兩側且設置於對接口之左右兩側，以於對接口前方形成一限位槽。插頭連接器配合插座時，插座金屬外殼套設絕緣本體之前端，且金屬外殼位於金屬底板、第一側結構以及第二側結構之間，以限制插頭連接器晃動。

Description

插頭連接器及其製造方法

本發明關於一種連接器插頭，並且特別地，關於一種可防止連接器插頭晃動的連接器組件。

連接器係指用於電子訊號的連接元件及附屬配件，各電子裝置之間藉由線纜以及連接器轉換與傳輸訊號。換言之，連接器也是訊號之間的橋樑。連接器廣泛運用在汽車和電腦週邊應用通訊數據應用、工業、軍事航太、運輸、消費性電子、醫療、儀器、商業設備等，因此，連接器在多種領域中皆扮演著重要的角色。

電連接器通常包含一個連接器插頭以及一個與之配合的連接器插座，並且藉由連接器插頭及連接器插座互相插接以實現電子產品的電連接。一般來說，連接器插座會先固定於基板(如：電路板)上，連接器插頭再接合於連接器插座上以將連接器插頭中的電路板電連接於基板之上。

當電連接器應用在會產生振動的設備上，並且當設備產生的振動過大時，則連接器插頭有可能會產生晃動以致於連接器插頭自連接器插座上脫落，使得電連接器無法運作，設備故障。甚至，若連接器插頭因脫落而接觸到其他元件並產生短路時，電連接器可能會產生火花，進而降 低設備的安全性。

隨著科技快速發展，民眾對電子裝置的要求趨向輕薄短小，卻要更多功能。連接器內部的電路板、電子元件以及線材也越來越細密。習知技藝固然可藉由將插頭和插座相套設來防止搖晃，但是套設的外殼輕薄則易裂損壞，外殼加厚則限制了電子裝置微縮化和空間運用之程度。

因此，需要一種更薄的連接器結構來防止連接器插頭與連接器插座脫落，以提高電連接器的安全性以及效率。

有鑑於此，本發明提供一種插頭連接器，用以和一插座接合，插座具有一金屬外殼。插頭連接器包含絕緣本體、電路板和一金屬限位件。絕緣本體具有一容置空間和一對接口，對接口連通容置空間。電路板設置於容置空間中，並具有一端子位於電路板前端，也位於對接口處。金屬限位件進一步包含金屬底板和一對金屬側結構。金屬底板設置於對接口下方。金屬側結構包含一第一側結構以及一第二側結構，分別連接金屬底板之兩側且設置於對接口之左右兩側，以於對接口前方形成一限位槽。其中，插頭連接器配合插座時，金屬外殼套設絕緣本體之前端，且金屬外殼位於金屬底板、第一側結構以及第二側結構之間，以限制插頭連接器晃動。

其中，金屬底板之底側覆有一絕緣層，該絕緣層是藉由射出成型而形成。

其中，金屬底板以及兩個金屬側結構係為一體成形。第一側結構及第二側結構分別為彎折反轉之一片狀結構，且彎折處朝向前方。

其中，絕緣本體進一步包含有一對側檔板，位於對接口之左右兩側，且兩個金屬側結構分別包覆其中一個側檔板。

本發明還提供一種連接器組件，包含插座和插頭連接器。插座，包含一金屬外殼。插頭連接器用於接合插座，插頭連接器進一步包含絕緣本體、電路板和一金屬限位件。絕緣本體具有一容置空間和一對接口，對接口有朝前之開口，且對接口連通容置空間。電路板設置於容置空間中，並具有一端子位於電路板前端，也位於對接口處。金屬限位件進一步包含金屬底板和一對金屬側結構。金屬底板設置於對接口下方。金屬側結構包含一第一側結構以及一第二側結構，分別連接金屬底板之兩側且設置於對接口之左右兩側，以於對接口前方形成一限位槽。其中，插頭連接器配合插座時，金屬外殼套設絕緣本體之前端，且金屬外殼位於金屬底板、第一側結構以及第二側結構之間，以限位插頭連接器。

其中，金屬底板之底側覆有一絕緣層，該絕緣層是藉由射出成型而形成。

其中，金屬底板以及兩個金屬側結構係為一體成形。第一側結構及第二側結構分別為彎折反轉之一片狀結構，且彎折處朝向前方。

其中，絕緣本體進一步包含有一對側檔板，位於對接口之左右兩側，且兩個金屬側結構分別包覆其中一個側檔板。

本發明還提供製造插頭連接器之方法。製造方法包含有以下步驟：製成一絕緣本體，絕緣本體具有容置空間和一對接口，對接口連通容置空間；提供一金屬限位件，金屬限位件包含有金屬底板和一對金屬側結構，金屬側結構分別連接金屬底板之兩側；於金屬限位件之金屬底板朝 外之底側上射出一絕緣層；將金屬限位件組裝至絕緣本體上，使金屬側結構位於對接口之左右兩側，且於對接口處形成一限位槽。

提供一金屬限位件之步驟進一步包含有：提供一金屬片材，具有一中段及兩端；對稱地彎折金屬片材之兩端，使兩端形成金屬側結構，金屬片材之中段形成金屬底板，且金屬片材形成金屬限位件。

其中金屬片材為ㄇ字型，對稱地彎折係指，將兩端皆向內地彎折90度後，再將兩端皆向外地對折180度。

本發明之製造方法進一步包含有以下步驟：提供一電路板，電路板具有一端子；設置電路板於容置空間中，且端子位於對接口處。

綜上所述，本發明之連接器插頭和連接器組件藉由金屬材質之限位件，在有限的結構厚度中提供足夠強韌的結構力，防止連接器插頭和插座因搖晃而脫離。且金屬的彈性可以讓插頭斜插時導正。因此，連接器插頭和連接器組件體積可以縮小，電子裝置有更多的空間可以運用，或是可以裝置設計更為彈性。一體成形的限位件可承受多個向量的力，相互牽制抵消。金屬底板底側鋪設較薄的絕緣層，以讓連接器組件可以底側朝下的貼向主電路板，而不會和主電路板產生短路或是電磁干涉。彎折反轉的片狀結構使金屬限位件保有一定的柔韌性。自絕緣本體突出的側檔板則可以加強結構的穩定性，並使限位件和絕緣本體結合的更牢固。

1:插頭連接器

2:插座

3:主電路板

11:絕緣本體

12:電路板

13:金屬限位件

14:金屬片材

15:限位槽

16:連扣裝置

20:金屬外殼

110:容置空間

114:對接口

A、B:彎折方向

116:第一側擋板

117:第二側擋板

120:端子

130:金屬底板

131:第一側結構

132:第二側結構

140:中段

141:兩翼

162:拉舌

164:扣件

1300:絕緣層

1315:第一側結構彎折處

1325:第二側結構彎折處

圖1A係本發明一具體實施例中連接器組件之仰視爆炸圖；

圖1B係圖1A之具體實施例中連接器組件之俯視爆炸圖；

圖2A係圖1A之具體實施例中金屬限位件之斜視圖；

圖2B係圖2A之具體實施例中金屬限位件之另一角度之斜視圖；

圖3係圖1A之具體實施例中連接器組件之斜視圖；

圖4A係圖1A之具體實施例中連接器組件接合後之斜視圖；

圖4B係圖4A之具體實施例中連接器組件接合後之另一角度之斜視圖；

圖5A係本發明另一具體實施例中連接器組件之斜視爆炸圖；

圖5B係圖5A之具體實施例中連接器組件之側視爆炸圖；

圖6係圖1A之具體實施例中連接器組件之斜視圖；

圖7係本發明一具體實施例中製造連接器組件之步驟流程圖；

圖8係圖7之具體實施例中彎折該金屬片材之流程示意圖。

為了讓本發明的優點，精神與特徵可以更容易且明確地了解，後續將以具體實施例並參照所附圖式進行詳述與討論。值得注意的是，這些具體實施例僅為本發明代表性的具體實施例，其中所舉例的特定方法、裝置、條件、材質等並非用以限定本發明或對應的具體實施例。又，圖中各裝置僅係用於表達其相對位置且未按其實際比例繪述，合先敘明。

請參考圖1A至圖4B。圖1A和圖1B係本具體實施例中連接器組件之俯視爆炸圖和仰視爆炸圖；圖2A和圖2B係本具體實施例中金屬限位件之斜視圖；圖3係本具體實施例中連接器組件之斜視圖；圖4A和圖4B係本具體實施例中連接器組件接合後之斜視圖。

本實施例中說明一種連接器組件，包含有一插頭連接器1，用以和一插座2接合，插座2具有一金屬外殼20。插頭連接器1包含絕緣本體 11、電路板12和一金屬限位件13。絕緣本體11具有一容置空間110和一對接口114，對接口114連通容置空間110。電路板12設置於容置空間110中，並具有一端子120位於電路板12前端。金屬限位件13進一步包含金屬底板130和一對金屬側結構。金屬底板130設置於對接口114之下方。金屬側結構包含一第一側結構131以及一第二側結構132，分別連接金屬底板130之兩側且設置於對接口114之左右兩側，以於對接口114前方形成一限位槽15。其中，插頭連接器1配合插座2時，金屬外殼20套設絕緣本體11之前端，且金屬外殼20位於金屬底板130、第一側結構131以及第二側結構132之間，以限位插頭連接器1。

所述前方意指插頭連接器1朝向插座2之接合方向；所述對接口114意指插頭連接器1於接合時首先接觸插座2之一側；上下方、左右方則是插頭連接器1本身的相對方向。

連接器組件基本上是一種MCIO連接器，應用於電子設備當中作為元件和主機板、元件和元件之間的訊號傳輸介面，或是不同電子設備的訊號傳輸介面。

插頭連接器1配合插座2時，端子120插入插座2內的插槽，金屬外殼20套設在絕緣本體11之前端，但是金屬外殼20的側壁和下壁會位於限位槽15中，也就是說，金屬外殼20位於金屬底板130、第一側結構131以及第二側結構132之間。因此，可防止插頭連接器1脫落以提高安全性。

第一側結構131以及一第二側結構132限制了插頭連接器1左右晃動之幅度，金屬底板130限制了插頭連接器1向下晃動之幅度。由於金屬限位件13之柔韌性，金屬底板130可以遠薄於習知的塑膠底板，且仍保有 一定的結構力，並且能使斜插的插頭連接器1得以導正。藉此，可以一定程度地縮小插頭連接器1體積，在狹小的空間內運作。並且，金屬底板130與插座2的金屬外殼20直接接觸時，或是透過其他金屬元件間接耦接時，兩者具有導電連續性，可以形成良好的電磁干擾屏蔽，降低外部環境對端子的120電磁干擾。

插頭連接器1的上部還設有一連扣裝置16，連扣裝置16包含有拉舌162和扣件164。扣件164可以是一個具有凸點的彈片設置於絕緣本體11上。插頭連接器1配合插座2時，連扣裝置16上的扣件164可卡設於金屬外殼20的孔洞，藉以固定插頭連接器1和插座2。扣件164連接拉舌162。欲將插頭連接器1拔離插座2時，拉動拉舌162使扣件164脫離金屬外殼20的孔洞，解除限制。連扣裝置16限制了插頭連接器1向上晃動之幅度，並且可以避免插頭連接器1向後地脫離插座2。

如圖2A和2B所示，金屬底板13以及兩個金屬側結構係為一體成形。一體成形之金屬限位件13較易製作，且可以穩定的傳遞力量，藉以分散不同方向的應力。金屬底板130、第一側結構131以及第二側結構132各自有卡榫，用以卡固於絕緣本體11上。

如圖2A和2B所示，第一側結構131及第二側結構132分別為彎折反轉之一片狀結構，且彎折處朝向前方。第一側結構彎折處1315和第二側結構彎折處1325可以吸收左右晃動之應力，提供咬合彈力，並且保有一定的空間彈性。

圖2B和圖4B中特別說明了金屬底板130之底側覆有一絕緣層1300，絕緣層1300是藉由射出成型而形成。絕緣層1300可以是塑料或陶 瓷，是藉由射出成型之方式，使塑料或陶瓷極薄的附著於金屬底板130上。絕緣層1300讓金屬底板130的底側得以絕緣，也就是插頭連接器1下部的外側得以絕緣。插頭連接器1外側絕緣，可避免插頭連接器1與其他金屬元件接觸而短路。金屬底板130的內側，則可選擇性地鋪設絕緣層。

請參閱圖3和圖6。圖6係圖1A之具體實施例中連接器組件之斜視圖。絕緣本體11進一步包含有一對側檔板，分別為第一側擋板116和第二側擋板117，位於對接口114之左右兩側，向前延伸。兩個彎曲的金屬側結構分別包覆其中一個側檔板，也就是第一側結構131包覆第一側擋板116，第二側結構132包覆第二側擋板117。側擋板可為塑膠材質，能夠提供較大的結構穩定力，且作為第一側結構131和第二側結構132牢固依附的基質。甚至，第一側結構131和第一側擋板116有對應的凹陷、挖空或突出結構，使得兩者組裝後可以卡固不易脫落，第二側結構132和第二側擋板117亦同。組合第一側結構131和第一側擋板116的插頭連接器1接合插座2時，同時保有第一側結構131的柔韌性以及第一側擋板116的穩固性，使得接合更加穩固且吸振。第一側結構131和一體成形的金屬底板130也受惠於此而更為強韌。

請參閱圖5A及圖5B。圖5A和圖5B係本發明另一具體實施例中連接器組件之斜視爆炸圖。先前實施例中描述但本實施例中未描述之結構元件，皆可以在合理設計下與本實施例組合。

於本實施例中，說明當插座2設置於一主電路板3之上，且插座2之插槽方向與主電路板3呈平行時，連接器組件的接合方式。當插槽方向與主電路板3呈平行時，金屬殼體20和主電路板3之間僅有些微高度的縫 隙，不足以讓一般的塑膠殼體深入。習知技術中，僅能從金屬殼體20的左、右、上三處的結構使插頭連接器1和插座2接合。因此，藉由本發明的金屬底板130，可以深入縫隙中，又可以維持結構強度。並且，金屬底板130下側會接觸到主電路板3，射出成型的絕緣層1300可以避免金屬底板130和主電路板3之間的電磁干擾。

請參閱圖7。圖7係本發明一具體實施例中製造連接器組件之步驟流程圖。本發明還提供製造插頭連接器之方法。製造方法包含有以下步驟：S1：提供一絕緣本體，絕緣本體具有容置空間和一對接口，對接口連通容置空間；S2：提供一金屬限位件，金屬限位件包含有金屬底板和一對金屬側結構，金屬側結構分別連接金屬底板之兩側；S3：於金屬限位件之金屬底板之背向金屬側結構之底側上射出一絕緣層；S4：將金屬限位件組裝至絕緣本體上，使金屬側結構位於對接口之左右兩側，且於對接口處形成一限位槽。

提供一金屬限位件之步驟S2進一步包含有：S21：提供一金屬片材，金屬片材為ㄇ字型，具有一中段及自中段以垂直方向延伸之兩翼；S22：彎折金屬片材之兩翼，使兩翼形成一對金屬側結構，金屬片材之中段形成金屬底板，並使金屬片材形成金屬限位件。

彎折金屬片材之兩翼之步驟S22進一步包含有：S221：沿著金屬片材之兩翼和中段之交界處向內地彎折90度；S222：沿著兩翼的長邊將兩翼向外地對折180度，形成金屬側結構，金屬片材之中段形成金屬底板，金屬片材形成金屬限位件。

請一併參閱圖7和圖8。圖8係圖7之具體實施例中彎折該金屬 片材之流程示意圖。金屬片材14為ㄇ字型，對稱地彎折係指，將兩端141皆向內地(沿彎折方向A箭頭)彎折大略90度至垂直中段140後，再將兩端141皆向外地(沿彎折方向B箭頭)大略對折180度。

於另一具體實施例中(圖未示)，彎折金屬片材之兩翼之步驟S22進一步包含有：S223：沿著兩翼的長邊將兩翼向外地對折180度；S224：沿著金屬片材之兩翼和中段之交界處向內地彎折90度，形成金屬側結構，金屬片材之中段形成金屬底板，金屬片材形成金屬限位件。

本發明之製造方法進一步包含有以下步驟：S5：提供一電路板，電路板具有一端子；S6：設置電路板於容置空間中，且端子位於對接口處。

綜上所述，本發明之連接器插頭和連接器組件藉由金屬材質之限位件，在有限的結構厚度中提供足夠強韌的結構力，防止連接器插頭和插座因搖晃而脫離。因此，連接器插頭和連接器組件體積可以縮小，電子裝置內有更多的空間可以運用，或是可以裝置設計更為彈性。除了插拔的方向之外，連接器插頭和插座彼此限制了另外五個自由度的運動。一體成形的限位件可承受多個向量的力，相互牽制抵消。金屬底板底側鋪設較薄的絕緣層，以讓連接器組件可以底側朝下的貼向主電路板，而不會和主電路板產生短路或是電磁干涉。彎折反轉的片狀結構使金屬限位件保有一定的柔韌性。自絕緣本體突出的側檔板則可以加強結構的穩定性，並使限位件和絕緣本體結合的更牢固。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之 範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1:插頭連接器

2:插座

11:絕緣本體

12:電路板

13:金屬限位件

15:限位槽

20:金屬外殼

110:容置空間

162:拉舌

164:扣件

Claims (9)

1. 一種插頭連接器，用以和一插座接合，該插座具有一金屬外殼，該插頭連接器包含：一絕緣本體，具有一容置空間和一對接口，該對接口連通該容置空間；一電路板，設置於該容置空間中，並具有一端子位於該對接口處；以及一金屬限位件，進一步包含：一金屬底板，設置於該對接口下方；以及一對金屬側結構，包含一第一側結構以及一第二側結構，分別連接該金屬底板之兩側且設置於該對接口之左右兩側，以於該對接口處形成一限位槽，該第一側結構及該第二側結構分別為彎折反轉之一片狀結構，且彎折處朝向前方；其中，該插頭連接器配合該插座時，該金屬外殼套設該絕緣本體之前端，且該金屬外殼位於該金屬底板、該第一側結構以及該第二側結構之間，以限位該插頭連接器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中該金屬底板以及該對金屬側結構係為一體成形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中該金屬底板之底側覆有一絕緣層，該絕緣層是藉由射出成型而形成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中該絕緣本體進一步包含有一對側檔板，位於該對接口之左右兩側，且該對金屬側結構分別包覆該對側檔板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中該金屬外殼與該金屬限位件具有導電連續性，以對該端子形成電磁屏蔽。
6. 一種插頭連接器的製造方法，包含有以下步驟： 提供一絕緣本體，該絕緣本體具有一容置空間和一對接口，該對接口連通該容置空間；提供一金屬限位件，該金屬限位件包含有一金屬底板和一對金屬側結構，該對金屬側結構分別連接該金屬底板之兩側；於該金屬限位件之該金屬底板朝外之一底側上射出一絕緣層；以及將該金屬限位件組裝至該絕緣本體上，使該對金屬側結構位於該對接口之左右兩側，且於該對接口處形成一限位槽。
7. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中於提供一金屬限位件之步驟中，進一步包含有以下子步驟：提供一金屬片材，該金屬片材為ㄇ字型，具有一中段及自該中段以垂直方向延伸之兩翼；以及彎折該金屬片材之該兩翼，使該兩翼形成該對金屬側結構，該金屬片材之該中段形成該金屬底板，並使該金屬片材形成該金屬限位件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中彎折該金屬片材之該兩翼之步驟中，進一步包含有以下子步驟：沿著該金屬片材之該兩翼和該中段之交界處向內地彎折90度；沿著該兩翼的長邊將該兩翼向外地對折180度，形成該對金屬側結構，該金屬片材之該中段形成該金屬底板，該金屬片材形成該金屬限位件。
9. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，進一步包含有以下步驟：提供一電路板，該電路板具有一端子；以及設置該電路板於該容置空間中，且該端子位於該對接口處。

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