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CN102394408B - 线缆连接器组件 - Google Patents

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CN102394408B
CN102394408B CN2011101928964A CN201110192896A CN102394408B CN 102394408 B CN102394408 B CN 102394408B CN 2011101928964 A CN2011101928964 A CN 2011101928964A CN 201110192896 A CN201110192896 A CN 201110192896A CN 102394408 B CN102394408 B CN 102394408B
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Abstract

本发明公开了一种线缆连接器组件，其包括绝缘本体、包覆绝缘本体的金属壳体、固持于绝缘本体内的第一组端子和第二组端子，绝缘本体具有基部及自基部向前延伸的舌板，舌板设有第一支持面，金属壳体与第一支持面共同形成收容腔，第一组端子包括四根导电端子，依次为电源端子、负信号端子、正信号端子及接地端子，第一组端子中每一个包括没有弹性的接触部，第二组端子包括一接地端子及一对用于传输高速信号的差分端子，第二组端子中每一个具有在从前向后的方向上位于第一组端子的没有弹性的接触部后面的弹性接触部，第一组端子的没有弹性的接触部与第二组端子的弹性接触部均排列于舌板上，第一组端子和第二组端子中有一组可替换性的固持于绝缘本体内。

Description

线缆连接器组件
本发明为申请人在2008年10月31日申请的发明专利第200810175978.6号发明名称为线缆连接器组件的分案申请。
【技术领域】
本发明有关一种线缆连接器组件，尤其涉及一种能够兼容USB2.0标准连接器的线缆连接器组件。
【背景技术】
通用序列总线(Universal Serial Bus,USB)接口作为一种标准的输入/输出接口，已被广泛应用于众多电子设备的设计中。1994年，英特尔、康柏、IBM、微软、NEC、Northern Telecom等7家世界著名的计算机和通信公司联合成立了USB协会(USB-IF)，初步设立USB接口规范。到目前为止，USB协会已经发布了1.0、1.1及2.0等版本。
上述USB1.0、1.1、2.0版本分别支持下述三种传输速率：(1)低速模式传输速率为1.5兆比特每秒，多用于键盘和鼠标；(2)全速模式传输速率为12兆比特每秒；(3)高速模式传输速率为480兆比特每秒。
然而，随着电子工业的发展，USB2.0的传输速率已经不能满足某些电子工业的发展要求，例如，在传输音频或视频的情况下，为了保证信号传输质量，传输速率往往高达1G至2G每秒(1G=1000兆比特)。电连接器领域内的另外的两类接口，如PCI-E(传输速率可达2.5G每秒)及SATA接口(传输速率可达1.5G至3.0G每秒)的传输速率已经明显超过了USB2.0接口。
但是，PCI-E及SATA界面由于应用远远不及USB，且这两类接口的端子数量较多、体积较大也难以适应未来电子工业轻、薄、短、小的发展趋势。提供一种体积小且传送效率高的连接器很令人期待。这种电连接器已经在2006年4月4日被美国专利第7,021,971号(后面称为971专利)所公布。下面将详细的描述该连接器。
从971专利的说明书及其图4A-6H中,我们可以发现971专利延长了现行USB插头和插座连接器的长度并延长了现行USB连接器的收容腔的厚度以用来容纳增加的端子；或者为了在插头连接器的舌板反面和插座连接器的相应部位增加端子，在最高的插座舌板下增加一个低位的舌板，因此四个USB端子可以被置于高的舌板上而增加的端子可以容置于插座连接器的低位舌板上。和标准的A型USB插座连接器相比,该插座连接器拥有高低两个舌板所以比A型USB的厚度要厚。
如971专利中图4C、4D、5C、5D、6C和6D所示,增加了8个端子。这8个附加的端子和4个USB端子全部或部分的应用于PCI-E、SATA、IEEE1394界面。能够使USB插头和插座连接器传输PCI-E、SATA、IEEE1394的信号是971专利所主要解决的问题。为了解决这个问题,最少要增加8个端子。在现行的USB连接器上增加8个端子并不是件容易的事。可能971专利中的实施例是增加这么多端子的一种不错的选择。正如我们上面所讨论的，插座连接器拥有两个舌板或者插头和插座连接器都增加长度的方法对于便携性和小尺寸的观点来说是不完美的。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种体积小、成本低的线缆连接器组件。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种线缆连接器组件，其包括绝缘本体、包覆绝缘本体的金属壳体、固持于绝缘本体内的第一组端子和第二组端子，所述绝缘本体具有基部及自基部向前延伸的舌板，所述舌板设有第一支持面，所述金属壳体与第一支持面共同形成一收容腔，所述第一组端子包括四根导电端子，且依次为电源端子、负信号端子、正信号端子及接地端子，第一组端子中每一个包括一个没有弹性的接触部，所述第二组端子包括一接地端子及至少一对用于传输高速信号的差分端子，第二组端子中每一个具有在从前向后的方向上位于第一组端子的没有弹性的接触部后面的弹性接触部，第一组端子的没有弹性的接触部与第二组端子的弹性接触部均排列于舌板上，第一组端子和第二组端子中有一组是永久性的固持于绝缘本体内的。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过在绝缘本体的舌板上前后方向布置两组端子，实现高速传输信号的同时有效的减小线缆连接器组件的体积。
【附图说明】
图1是本发明线缆连接器组件的立体分解图。
图2和图3是图1的另一个角度的立体分解图。
图4是图1的部分立体组装图。
图5是图2的部分立体组装图。
图6是图3的部分立体组装图。
图7是图1的立体组装图。
图8是图7沿线A-A剖开的横断面示意图。
图9是图7沿线B-B剖开的横断面示意图。
图10是图7沿线C-C剖开的横断面示意图。
【具体实施方式】
下文描述本发明的内容中提及的标准USB连接器、插头和信号是指于2002年12月公布的最终方案2.0版中描述的标准USB连接器、插头和信号，请一并参考。USB支持主机同时和接近主机的各式各样的外围设备之间的数据传输。USB支持外围设备在主机和其它外围设备运转时连接、安装、应用和拔除,这个我们称之为热插拔。
请参阅图1、图2和图3所示，本发明线缆连接器组件100是一个USB插头线缆连接器组件100，其包括绝缘本体2、固持于绝缘本体2内的第一组端子3和第二组端子4、包覆于绝缘本体2和第一、二组端子3、4外的金属壳体7、包覆在金属壳体7后端的外绝缘壳体6及线缆5。所述绝缘本体2包括一个基部21和一个从基部21向前延伸出的舌板22，所述线缆5包括分别与第一组端子3和第二组端子4电性连接的第一线缆51和第二线缆52。外绝缘壳体6成型于绝缘本体2、金属壳体7和线缆5的后端以提高插头线缆连接器组件100的整体强度。使用时，使用者可以握住外绝缘壳体6，进而将插头线缆连接器组件100插入对应的插座电连接器内。下文将详细的描述这些组件﹑其关系以及在其上形成的一些其它组件。
请参阅图1、图2和图3所示，基部21和舌板22是一体成型的。基部21包括用于连接金属壳体7的前端211和用于端接第一、二组端子3、4和第一、二线缆51、52的后端212。前端211顶部有凹陷2110用于与金属壳体7形成连接。四个第一收容槽2111和五个第二收容槽2112排成高低两排贯穿并伸出基部21的前端211以用来收容第一组端子3和第二组端子4。后端212为一个“Ｕ”形槽，其包括一对侧壁2121和一个与侧壁2121相连接的横向平板2122。四个第一通道2123和五个第二通道2124分别与第一收容槽2111和第二收容槽2112相连通且其分别位于横向平板2122的下表面和上表面以方便露出第一组端子3﹑第二组端子4以分别与第一线缆51和第二线缆52进行焊接。
舌板22包括一个比基部21的顶面低的第一支持面221和一个与基部21的底面共面的第二支持面222。四个第三收容槽223和五个第四收容槽224凹设于舌板22的第一支持面221上,第三收容槽223和第一收容槽2111在高度方向上相连通,第四收容槽224在前后方向上和第二收容槽2112相连通。四个前端孔225自舌板22的前表面向内陷形成，其与第三收容槽223相连通以用于收容第一组端子3相应的部分。每个第三收容槽223中在前后方向上并列设置了一对通孔226，其穿过第一和第二支持面221、222可以使销子穿过以在成型时固定第一组端子3以确保绝缘本体2和第一组端子3的相对位置。
请参阅图1至图6所示，所述第一组端子3包括四根导电端子31、32、33、34。第一组端子3是在成型绝缘本体2时被镶埋成型于绝缘本体2内。因此，绝缘本体2拥有较好的强度而且其装配时间也降低了。第一组端子3中的每一个包括一个位于后端呈平板状的主体部35、一个位于前端呈平板状的接触部36、一个连接主体部35和接触部36的垂直连接部37及一个位于前端呈“L”形的销状末端38，主体部35收容于第一收容槽2111中，接触部36收容于第三收容槽223中且其和第一支持面221共面，连接部37镶埋于舌板22内，销状末端38被镶埋于前端孔225内以防止接触部36向上挠曲。第一组端子3中的每一个并列排列，其接触部36没有弹性。第一组端子3的主体部35和接触部36相平行但是主体部35的长度比接触部36的长度要长很多。
附加的第二组端子4包括两对分别用于传送和接受高速信号的差分端子41和一根位于两对差分端子41之间用以降低差分端子41在传输信号时产生串扰的接地端子42。每一个差分端子41包括由弹性接触末端430向上弯曲形成的接触部43,由位于前后方向上排布的一对保持片440形成的中间保持部44和由保持部44向后延伸的焊接部45。组装时,第二组端子4经由从后向前的方向插入绝缘本体2中,第二组端子4的保持部44上保持片440与第二收容槽2112的内壁相干涉配合,接触部43部分的收容于第四收容槽224内,弹性接触末端430高出舌板22的第一支持面221,焊接部45被固定于后端212的第二通道2124内以与第二线缆52进行焊接。如此，差分端子41和接地端子42被沿着从前向后的方向上平行的布置。四个导电端子31、32、33和34的接触部36在从前向后的方向相比第二组端子4的接触部45占据了舌板22的大部分长度。同时，焊接部45和四个导电端子31、32、33和34的焊接部350在垂直于前后方向的高度方向上偏置。为了防止短路现象，焊接部45被固定于导电端子31、32、33和34的焊接部350的上方。此外,接触部43悬臂状的处于第四收容槽224中且其高出第一支持面221,所以其在与相对应的USB插座的端子配合时具有一定的弹性。接触部36和接触部43分别位于舌板22的前部和后部且其不相互接触。
所述插头电连接器100可兼容现有技术中的USB插座电连接器。所述舌板22的尺寸与标准USB2.0A型插头电连接器绝缘舌板的尺寸大体相同，即舌板22的长度、宽度及高度均与标准USB2.0A型插头电连接器绝缘舌板大致相同，但允许有一定的误差。另外，为了使插头电连接器100可兼容现有技术中的USB插座电连接器，所述导电端子31、32、33、34的排布也与标准USB插头电连接器的端子排列相同，以便能传输USB信号。具体地说，导电端子31、32、33和34分别为电源端子(VBUS)、负信号端子(D-)、正信号端子(D+)及接地端子(GND)。
请参阅图1至图3和图7至图10所示，金属壳体7包括第一壳体71和第二壳体72，第一壳体71和第二壳体72配合起来就形成了一个完整的金属壳体7。第一壳体71包括一个位于前端的管状配合框口710和一个位于后端的“U”形保持部712,所述“U”形保持部712包括一对各拥有一对向外弯曲的凸块7121的侧壁7120,该凸块7121用来和第二壳体72上的卡合孔7220相卡合以使第一壳体71和第二壳体72装配在一起。管状配合框口710的顶面和底面上分别设有一对矩形窗口7101,在管状配合框口710的顶面上的矩形窗口7101的后面还设有一个卡合孔7102。第二壳体72装配于第一壳体71后端的“U”形保持部712上,组装后其包括一个前端的“N”形保持部720和一个后端的用于抓紧线缆5以缓和其张力的皱褶部721。支持部722上设有两对分别位于其相对侧壁上的卡合孔7220和一个从支持部722的上表面的前边棱角处折弯的弯曲凸出部7221其可以卡合于第一壳体71的卡合孔7102内。金属壳体7安装于绝缘本体2上，管状配合框口710与舌板22上除了第一支持面221以外的其它三个面向接触，这样在管状配合框口710的上表面和第一支持面221之间形成了一个收容腔101。接触部36和接触部43暴露于收容腔101内用以与对接连接器配合。所述金属壳体7和舌板22的排列方式完全可以兼容现有技术的标准USB插座电连接器。
在本发明的第一实施例中，所述导电端子31、32、33、34均由金属片冲压而成。当然，在其它实施例中，所述导电端子31、32、33、34也可以由电路板上的金手指代替，此时，只需将该电路板安装于舌板22的第一支持面221上即可。上述导电端子31、32、33、34的两种制程方式在现有技术中均是可行的。
线缆5包括第一线缆51和第二线缆52。所述第一线缆51排列于较低的一层用来与第一组端子3的焊接部350相焊接，第二线缆52排列于较高的一层用来与第二组端子4的焊接部45相焊接。第一线缆51中的每一根包括用于与焊接部350相焊接的内导体510和包覆内导体510的绝缘层512。第二线缆52中的每一根包括一对差分线缆521,一个接地导体522以及用于包住差分线缆521和接地导体522的绝缘层523。所述每一根差分线缆521和第一线缆51有着相同的结构。差分线缆521的暴露部分被分别放置于线缆放置槽450内以用于与差分端子41的焊接部45相焊接，与此同时两个接地导体522的暴露部分被放置于接地端子42的两个线缆容置槽450内与接地端子42进行焊接。组装时,金属壳体7、绝缘本体2、第一组端子3、第二组端子4和线缆5先组装完后再在金属壳体7的后端成型外绝缘壳体6。
根据非USB协议,两对差分端子41单向的传输信号,一对用于接收信号而另一对用于传送信号。
如图1至图3所示，本发明的较佳的实施例中，增加的第二组端子4的端子数量是5个，其包括两对差分端子41和一个位于两对差分端子41中间的接地端子42。然而在上述的实施例中,增加的第二组端子4可以只拥有一对差分端子用于传送或接收高速信号,如果需要接地端子可以放置于这对差分端子的侧面。

Claims (10)

1.一种线缆连接器组件，其包括绝缘本体、包覆绝缘本体的金属壳体、固持于绝缘本体内的第一组端子和第二组端子，所述绝缘本体具有基部及自基部向前延伸的舌板，所述舌板设有第一支持面，所述金属壳体与第一支持面共同形成一收容腔，其特征在于：所述第一组端子包括四根导电端子，且依次为电源端子、负信号端子、正信号端子及接地端子，第一组端子中每一个包括一个没有弹性的接触部，所述第二组端子包括一接地端子及至少一对用于传输高速信号的差分端子，第二组端子中每一个具有在从前向后的方向上位于第一组端子的没有弹性的接触部后面的弹性接触部，第一组端子的没有弹性的接触部与第二组端子的弹性接触部均排列于舌板上，第一组端子和第二组端子中有一组是永久性的固持于绝缘本体内的。
2.如权利要求1所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述第一组端子的没有弹性的接触部与第一支持面共面，第二组端子的弹性接触部高出第一支持面。
3.如权利要求1所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述第二组端子是沿前后方向被装配于绝缘本体内的。
4.如权利要求3所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述第二组端子具有与绝缘本体干涉配合的保持片。
5.如权利要求1所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述第一组端子中的每一个包括一个位于没有弹性的接触部后端且和没有弹性的接触部相平行的焊接部，所述没有弹性的接触部和焊接部分别位于绝缘本体对立的平面上。
6.如权利要求1所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述第二组端子中的每一个包括一个从弹性的接触部向后延伸的焊接部，所述焊接部和弹性的接触部都位于绝缘本体的同一个平面上。
7.如权利要求6所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述线缆包括第一线缆和至少一根第二线缆，所述第一线缆和第二线缆分别与第一组端子和第二组端子的焊接部进行电性连接，每一根第一线缆包括一个与第一端子的焊接部焊接的内导体和包覆内导体的绝缘层，第二线缆包括一对分别与第二端子的焊接部进行焊接的差分对线缆。
8.如权利要求1所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述第一组端子中每一个包括一个焊接部，所述第二组端子中每一个也包括一个焊接部，所述没有弹性的接触部和有弹性的接触部位于绝缘本体的同一个面上而第一组端子的焊接部和第二组端子的焊接部分别位于绝缘本体后端相对的平面上。
9.如权利要求1所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述第一组端子中每一个还包括位于后端的主体部、连接主体部和接触部的垂直连接部及一个位于前端呈“L”形的销状末端，所述第一组端子的没有弹性的接触部位于其前端，所述末端镶埋于绝缘本体内以防止没有弹性的接触部向上翘曲。
10.如权利要求1所述的线缆连接器组件，其特征在于：所述舌板还具有与第一支持面相对的第二支持面，所述线缆连接器组件还包括至少一个贯穿第一支持面和第二支持面的孔，该孔在一个与线缆连接器组件对接方向相垂直的一个竖直方向上延伸，所述第一组端子通过所述孔和金属壳体包覆第二支持面的对应的部分连通。
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