專利名稱：電連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電連接器，尤其涉及一種通用串行總線電連接器。
背景技術(shù)：
通用串行總線(USB)電連接器在技術(shù)上已經(jīng)廣為人知。在技術(shù)上也已有一種在插頭上和在插座中包含電源接點的USB電連接器系統(tǒng)。FCI USA公司銷售一種這樣的USB和電源連接器系統(tǒng)，插座的零件號碼是742394，插頭的零件號碼是74233。美國專利5,637,015公開了一種USB連接器，該連接器有屏蔽層及兩個垂直排列的區(qū)，以接收兩個USB連接器。但這項專利所公開的插座不適于連接USB+電源插頭。
人們希望提供一種可接收多個USB+電源插頭的USB+電源插座。然而也希望USB插座和插頭保持較小尺寸。這對于尺寸較小的部件尤其有好處，如膝上型電腦或插入USB插頭的空間受限制的電氣或電子設(shè)備。也希望確保由可接收多個插頭的插座中電源接點所提供的電源不會引起插座或?qū)?yīng)插頭中相關(guān)信號接點或引線的錯誤電信號。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所提供的連接器包括信號接點、電源接點以及殼體。殼體與接點相連。殼體包含至少兩個垂直偏移的插頭接收區(qū)。信號接點按照通用串行總線(USB)的引線布局伸入接收區(qū)。電源接點按與信號接點相反的方向伸入接收區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所提供的通用串行總線電連接器包括殼體和接點。殼體形成了多個USB插頭接收區(qū)。接點包括信號接點和電源接點。信號接點與殼體相連并伸入接收區(qū)，并被設(shè)置成便于與插入到USB插頭接收區(qū)的USB插頭進行可操作電連接。電源接點與殼體相連并伸入接收區(qū)。在兩個接收區(qū)之間，殼體上有一個區(qū)。電源接點從該區(qū)以相反的方向伸入到兩個接收區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所提供的連接器包括殼體，在殼體上有兩個彼此垂直偏移的接收區(qū)域；與殼體相連并伸入兩個插頭接收區(qū)域的接點。接點包括信號接點和電源接點。電源接點和信號接點伸入兩個接收區(qū)域。伸入第一接收區(qū)域的信號和電源接點被設(shè)置成一個陣列，該陣列是第二接收區(qū)域中的信號和電源接點的鏡像。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種用于接收多個USB連接器插頭的通用串行總線(USB)連接器插座。插座包括殼體，在殼體上至少有一個插頭接收區(qū)域；以及與殼體相連的接點。接點包括信號接點和電源接點。至少一個插頭接收區(qū)域所采用的尺寸和形狀便于接收多個帶有接點支架(supporting deck)的USB插頭，兩個插頭相互垂直偏移，兩個插頭的電源接點支架至少部分地彼此橫向相鄰。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所提供的連接器包括殼體，在殼體上至少有一個插頭接收區(qū)域；以及與殼體相連的接點。接點包括信號接點和電源接點。至少一個插頭接收區(qū)域包括第一接收區(qū)域區(qū)，第一接收區(qū)域區(qū)采用的尺寸和形狀便于接收帶有信號接點支架和電源接點區(qū)的第一插頭；以及第二接收區(qū)域區(qū)，第二接收區(qū)域區(qū)采用的尺寸和形狀便于接收帶有信號接點支架和電源接點區(qū)的第二插頭。第一和第二接收區(qū)域區(qū)中至少有一個采用的尺寸和形狀便于可選地接收第三插頭，第三插頭帶有一個信號接點支架，但沒有電源接點區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種包括信號接點支架的通用串行總線(USB)連接器插頭；電信號引線直接固定于支架的第一面；電源引線直接固支架反面的第二面。支架采用的尺寸和形狀便于插入到USB連接器插座的支架接收開口中。信號引線按USB接點布局排列。


在以下描述中將結(jié)合附圖來說明本發(fā)明上述各方面和其它特征，其中
圖1是包含本發(fā)明特征的電連接器的透視圖；圖2是圖1所示連接器的正視圖；圖3是圖1所示連接器的右視圖；圖4是圖2所示連接器沿線4-4的截面圖；圖5A是適于插入到圖1所示連接器插座中、包含本發(fā)明特征的USB+電源連接器插頭的透視圖；圖5B是從相反方向看圖5A所示USB+電源連接器插頭的透視圖；圖5C是圖5A所示連接器插頭的底平面圖；圖6是電連接器插座可選實施例的示意圖，有兩個插頭與之相連；圖7是圖6所示一個插頭的正視示意圖；圖8是圖6所示一個插頭的正視示意圖；圖9是連接有兩個其它類型USB插頭的圖6所示電連接器插座的示意圖。
具體實施例方式
參照圖1，給出了包含本發(fā)明特征的電連接器10的透視圖。盡管將參照圖中所示實施例來描述本發(fā)明，但可以理解的是，在這些實施例的許多替代形式中也可實施本發(fā)明。此外，可以采用任何在尺寸、形狀或類型上合適的元件或材料。
連接器10通常包括殼體12、電接點14和外殼16。參照圖2-4，殼體12最好由采用模塑或聚合物材料制成的兩片元件組成。但在可選實施例中組成殼體的元件可以多于或少于兩個元件13、15。此外，殼體可由任何合適的材料組成，并可采用任何合適的加工方式來加工而成。第二元件15固定連接于第一元件13。第二元件15包括用于對接點14的底端相互之間進行定位的小孔。
在所示實施例中，殼體12的第一元件13通常包括后部18、中部20和前部22。然而殼體的形狀可以是任何合適的形式。后部18包括開放空間24。開放空間24用于容納接點14的后端。中部20包括通道26，以便讓電接點14的中部通過。
前部22通常包括三個突出部28、29和30。在本實施例中，三個突出部28-30在垂直方向上彼此偏移。中間突出部28的寬度與中部20大致相同。通道32穿過中間突出部28。通道32前端的小孔34從上至下穿過中間突出部28。
在本實施例中，上突出部29和下突出部30彼此基本呈鏡像。然而，在可選實施例中突出部28-30可以是任何合適的尺寸和形狀。在本實施例中，上突出部29和下突出部30各包括從通道26延伸的通道36。上突出部29還包括從通道36穿過底壁的小孔38。下突出部30還包括從通道36穿過頂面的小孔40。然而容納信號接點58前端的殼體的各部分可以是任何合適的尺寸或形狀。上突出部29和下突出部30的一部分，即位于小孔38、40前面的部分形成信號接點58的預(yù)加載區(qū)42。但可以沒有預(yù)加載區(qū)。在本實施例中，上突出部29和下突出部30的寬度小于中間突出部28。從而在突出部29、30的側(cè)面有空間44。但在可選實施例中可以沒有空間44。
殼體12的前部22和外殼16通常在一起形成兩個接收區(qū)46、48。兩個接收區(qū)46、48采用的尺寸和形狀便于匹配接收例如圖5A-5C中所示的插頭之類的USB插頭。但在可選實施例中，接收區(qū)域采用的尺寸和形狀可接收任何合適形式的USB插頭。在另一個可選實施例中，接收區(qū)域可僅由殼體形成。此外，盡管所示實施例只有兩個接收區(qū)域，但連接器可以有多于兩個的接收區(qū)域。
上突出部29從殼體12的頂端54偏移。因而，由于這樣的偏移和空間44，從連接器10的前端向內(nèi)，上接收區(qū)域46有一個環(huán)形區(qū)。上突出部29位于環(huán)形區(qū)內(nèi)。在上突出部29和中間突出部28之間的區(qū)50形成用于接收插頭接點支架的區(qū)域。接收區(qū)域的上部52形成另一區(qū)域，用于接收插頭的另一部分。但在可選實施例中上接收區(qū)46可以沒有環(huán)形區(qū)。上接收區(qū)域46可以包括多個分開的區(qū)域，以接收一個可插入插頭的各部分?？蛇x地，上接收區(qū)域46可以包括一個塊狀的接收區(qū)域。
下突出部30從殼體12的底端56偏移，因而，由于這樣的偏移和空間44，從連接器10的前端向內(nèi)，下接收區(qū)域48有一個環(huán)形區(qū)。下突出部30位于環(huán)形區(qū)內(nèi)。在本實施例中，下接收區(qū)域48基本上是上接收區(qū)域46的鏡像，但在可選實施例中兩個接收區(qū)域的尺寸和形狀可以不同。與上接收區(qū)域46類似，在下突出部30和中間突出部28之間，下接收區(qū)域48有一個區(qū)51。該區(qū)51形成用于接收插頭接點支架的區(qū)域。區(qū)51基本上是區(qū)50的鏡像。與上接收區(qū)域46相似，下接收區(qū)域48在突出部的另一邊有一個區(qū)53。區(qū)53形成用于接收插頭另一部分的區(qū)域。與上面參照上接收區(qū)域46所提及的情形相似，下接收區(qū)域可以包括多個分開的區(qū)域，以接收一個可插入插頭的各部分。可選地，下接收區(qū)域可包括一個塊狀的接收區(qū)域。
在所示實施例中，兩個接收區(qū)域46、48在垂直方向上彼此偏移。兩個接收區(qū)46、48在垂直方向上一個位于另一個之上進行取向。然而，在可選實施例中，兩個接收區(qū)域46、48至少可以部分地在垂直方向上彼此偏移。盡管接收區(qū)域46、48被描述成基本上彼此鏡像的形式，但在可選實施例中接收區(qū)域可以按基本上相同的方向取向。
在本實施例中，接點14通常包括信號接點58和電源接點60。第一組信號和電源接點58、60伸入第一接收區(qū)域46。第二組信號和電源接點58、60伸入第二接收區(qū)域48。第一組信號和電源接點包括四個信號接點58和兩個電源接點60。類似地，第二組信號和電源接點包括四個信號接點58和兩個電源接點60。但在可選實施例中接點組中相互間接點的數(shù)目和類型可以不同。每組接點可不包括電源以及信號接點。每組接點可包括的信號接點可大于或小于四，可包括的電源接點可大于或小于二。在所示實施例中，第一和第二組接點基本上按彼此鏡像的方式配置。但在可選實施例中，第一組和第二組接點相互間的設(shè)置可不同，或按相同的方向取向。
信號接點58通常包括彈簧接觸區(qū)62，中部64和尾部66。彈簧接觸區(qū)62位于上下突出部29、30的通道32中。彈簧接觸區(qū)62上有接觸區(qū)域，該接觸區(qū)域從小孔38、40中按相反的方向伸出，通常是向著向內(nèi)的方向，并伸入兩個接收區(qū)域46、48的支架接收區(qū)50、51。在本實施例中，彈簧接觸區(qū)62的前端預(yù)載置于預(yù)加載區(qū)42。
中部64通常被彎曲。這使得尾部66可以導(dǎo)向殼體的底端。尾部從連接器的下面插入印刷電路板或其它電子元件的小孔中。這使得連接器10通常是直角的。在可選實施例中，當連接器是垂直或水平而不是直角時，中部64不被彎曲。在可選實施例中，尾部66可以是任何合適的形狀，例如可設(shè)置成表面安裝形式。
電源接點60通常包括彈簧接觸區(qū)68、中部70和尾部72。彈簧接觸區(qū)68位于中間突出部28的通道32中。彈簧接觸區(qū)68上有接觸區(qū)域，該區(qū)域從通道32中伸出。第一組接點中彈簧接觸區(qū)68的接觸區(qū)域按與第二組接點中彈簧接觸區(qū)的接觸區(qū)域相反及向外的方向伸出中間突出部28。第一組接點中彈簧接觸區(qū)68的接觸區(qū)域通常向上伸出，向著上突出部29的方向，并向著上突出部29中信號接點彈簧接觸區(qū)62的方向。第二組接點中彈簧接觸區(qū)的接觸區(qū)域通常向下伸出，向著下突出部30的方向，并向著下突出部30中信號接點彈簧接觸區(qū)58的方向。
中部70通常被彎曲。這使得尾部72向著殼體的底端伸出。尾部72與尾部66相似，插入印刷電路板中。在可選實施例中，尾部72可以是任何合適的形狀，例如可設(shè)置成表面安裝形式。在可選實施例中，電源接點可以是任何合適的形狀。盡管這里所描述的電源接點有彈簧接觸區(qū)，但在可選實施例中電源接點可以沒有彈簧接觸區(qū)，例如電源接點可以是插針的形式。
信號和電源接點的彈簧接觸區(qū)62、68分別在接收區(qū)域46、48的兩個支架接收區(qū)50、51上彼此相向伸出。信號接點58的彈簧接觸區(qū)62設(shè)置成適于與USB插頭的接點進行可操作配合的陣列或布局。在技術(shù)上USB標準已經(jīng)廣為人知。接收區(qū)域46、48的支架接收區(qū)50、51采用的尺寸和形狀便于接收USB插頭的接點支架。
外殼16通常由導(dǎo)電鐵磁材料組成。外殼16形成了連接器的地以及鐵磁屏蔽層。外殼通常完全包圍著殼體12的各邊。外殼16通常包括安裝柱74，該安裝柱從連接器的下面伸出。安裝柱插入印刷電路板的小孔中。然而可采用任何合適的方式將連接器10安裝到另一個元件上。外殼16包括彈簧接觸臂76。在本實施例中，接觸臂76從連接器的四面伸入連接器之中。接觸臂76伸入兩個接收區(qū)域46、48之中。對于接收區(qū)域46、48其中任何一個，兩個接觸臂76伸入到空間44中，兩個接觸臂76伸入接收區(qū)域的52、53區(qū)。但在可選實施例中，外殼可以是任何合適的形式，與USB插頭的電連接可以是任何合適的形式。
參照圖5A-5C，給出了準備插入到連接器10接收區(qū)域的USB插頭80的一個實施例。所示插頭80是電纜組件82的一部分，在電纜組件上有電纜84與之相連。插頭80通常包括殼體86，接點支架88和外殼90。接點支架88通常是平面形狀。支架88從殼體86的前端伸出。支架88的第一面包括信號引線或接點92。在本實施例中，接點92按USB接點布局方式設(shè)置。支架88的反面有兩個電源接點或引線96。信號接點92和電源接點96與電纜84中的信號和電源引線相連接。電纜中的引線與接點92、96之間的連接被殼體86保護著。此外，殼體86形成電纜84的電纜卡(strain relief)。
外殼90由導(dǎo)電鐵磁材料組成。外殼從殼體86向前伸出。外殼90與電纜84中的地線相連。外殼90包圍著接點支架88的三面。外殼90部分包裹著支架的面94，但僅包裹至電源接點之前。從而在支架的面94上露出電源接點96。外殼90的上面100與支架88的第一面93之間有一個空間。因此在外殼90與支架的面93之間形成空間98。這個空間采用的尺寸和形狀便于以配合方式接收連接器上或下突出部29、30二者之一。外殼90采用的厚度便于被插入到連接器空間44、52和53。
在本實施例中，外殼90包括穿過其中的小孔102。小孔102位于外殼的上面100以及兩個側(cè)面。小孔102采用合適的尺寸、形狀和位置，以便于在插頭80的前端插入到連接器10的接收區(qū)域46或48之一時外殼16的彈簧接觸臂76伸入小孔102中形成固定接合。這種固定接合有助于防止插頭80從連接器10上偶然脫離。此外，由于兩個外殼16、90由導(dǎo)電鐵磁材料組成，外殼16、90共地連接并形成圍繞各自信號接點58、92的連接。然而，在可選實施例中可采用任何合適的外殼。此外，在插頭和插座之間可采用任何合適的固定接合。
插頭80可插入到接收區(qū)域46、48之一中。但插頭80應(yīng)依據(jù)插頭插入兩個接收區(qū)域46、48哪一個之中而翻轉(zhuǎn)180度。如果插頭80插入到上接收區(qū)域46中，則外殼90的上面100應(yīng)向著連接器上面的方向被區(qū)52接收。然而，如果插頭插入到下接收區(qū)域48中，則外殼的上面100就向著連接器下面的方向被區(qū)53接收。正如上文所提到的，在可選實施例中插頭接收區(qū)域46、48可以不按彼此鏡像來布局而采用相似的取向。在可選實施例的形式下，插頭不必為插入到插頭接收區(qū)域之一中而翻轉(zhuǎn)。
在插頭80插入到接收區(qū)域46、48之一中時，支架88被接收在區(qū)50、51之一中，在相應(yīng)的信號接點58和電源接點60的接觸區(qū)域之間形成三層結(jié)構(gòu)。電源接點60與插頭上80的電源接點96形成匹配電連接。信號接點58與支架88反面上的信號接點92形成匹配電連接。
本發(fā)明的一個特征是連接器10的緊湊設(shè)計。特別地，在兩個接收區(qū)46和48之間，連接器有一個區(qū)28將兩個區(qū)彼此分開，同時為兩個接收區(qū)的電源接點提供了殼體。這使得連接器10的前面比其它產(chǎn)品更小。這對于如膝上型電腦一類的小尺寸電子設(shè)備尤其重要。
本發(fā)明的另一特征是插頭80的緊湊設(shè)計。通過在同一接點支架88的相反兩面提供信號接點92和電源接點96，插入到連接器10的一個接收區(qū)域中的連接器80前端的高度比帶有電源接點的傳統(tǒng)USB插頭小得多。支架88可以包括屏蔽層，以屏蔽由電流流經(jīng)電源接點96時產(chǎn)生的電磁干擾。
連接器80前端高度的減小也使得插座10的插頭接收區(qū)域比其它USB+電源連接系統(tǒng)所采用的小。但在可選實施例中可將插座10設(shè)置成接收任何合適類型的USB+電源插頭。在區(qū)50和51，插座10的接收區(qū)域16、48也適于接收標準的USB插頭(也即沒有電源接點的USB插頭)。此外，USB+電源插頭可與其它類型的電連接插座一起使用。
參照圖6-8，給出了本發(fā)明可選實施例的示意圖。在本實施例中，USB+電源連接器的接收區(qū)域112包括第一區(qū)114和第二區(qū)116。第一區(qū)114采用合適的尺寸和形狀，以便于接收第一個USB+電源插頭118。第二區(qū)116采用合適的尺寸和形狀，以便于接收第二個不同的USB+電源插頭120。第一個插頭118包括接點支架122以及位于支架122下面的USB信號接點124。第一插頭118還包括有兩個電源接點128的電源區(qū)126。電源區(qū)126位于信號接點124相反的位置。
第二插頭120包括接點支架130、位于支架130下面的USB信號接點124以及電源區(qū)132。電源區(qū)包括電源接點134。與信號接點124相比，電源區(qū)132位于支架的反面。從圖6中可見，當?shù)谝缓偷诙孱^118、120插入到接收區(qū)域112中時，兩個連接器118、120上的信號接點124面向同一方向。電源區(qū)126、132位于兩個支架122、130之間。在本實施例中，兩個電源區(qū)126、132各自在側(cè)面相鄰。但在可選實施例中，兩個電源區(qū)126、132至少可以在垂直方向上彼此偏移。
同時參照圖9，插座連接器110上有兩種不同類型的USB插頭140與之相連。插頭140沒有電源區(qū)。插頭140是標準的USB插頭。插頭140可以被接收區(qū)域112的區(qū)114、116中任意一個接收。因此，插座連接器110適于接收三種不同類型的USB插頭第一USB+電源插頭118，第二USB+電源插頭120和/或標準的不含電源的USB插頭140。插座110可接收一個標準的不含電源的USB插頭140和另一個USB+電源插頭118或120。
應(yīng)當理解的是，上述的描述只是本發(fā)明的示例說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不背離本發(fā)明的情形下設(shè)計出不同的替代形式和修改形式。因此本發(fā)明希望在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)包括所有這樣的替代形式、修改形式和變化形式。
權(quán)利要求
1.一種電連接器，包括具有至少一個插頭接收區(qū)域的殼體；以及與殼體相連的電接點，該接點包括信號接點和電源接點，其中至少一個插頭接收區(qū)域包括第一接收區(qū)域部分，該部分采用的尺寸和形狀便于接收帶有信號接點支架和電源接點區(qū)的第一電插頭；以及第二接收區(qū)域部分，該部分采用的尺寸和形狀便于接收帶有信號接點支架和電源接點區(qū)的第二電插頭，其中第一和第二接收區(qū)域部分之中至少有一個采用的尺寸和形狀便于可選地接收帶有信號接點支架但沒有電源接點區(qū)的第三電插頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其中至少一個插頭接收區(qū)域采用的尺寸和形狀便于對橫向彼此相鄰的第一和第二電插頭的電源接點區(qū)進行定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電連接器，其中第一和第二接收區(qū)域部分彼此垂直取向；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電連接器，其中信號接點和電源接點按相反的方向伸入第一接收區(qū)域部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電連接器，其中第一和第二接收區(qū)域部分各自包括一個用于接收第一和第二電插頭的接點支架的支架接收區(qū)域和一個位于支架接收區(qū)域之間的共用電源接點區(qū)接收區(qū)域。
全文摘要
一種電連接器，包括電信號接點和電源接點；以及殼體。該殼體帶有與之相連的電接點。該殼體包括至少兩個垂直偏移的插頭接收區(qū)域。信號接點按通用串行總線(USB)引線布局配置伸入接收區(qū)域。電源接點按與信號引線相反的方向伸入接收區(qū)域。
文檔編號H01R13/10GK1929214SQ200610115699
公開日2007年3月14日 申請日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月6日
發(fā)明者加里·J.·奧利尼克, 羅伯特·E.·邁克穆林 申請人:Fci公司