CN104247166A - 电插座连接器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于与配合的插头连接器（120）电连接的电插座连接器（101）。所述电插座连接器包括外壳（103），所述外壳（103）具有上壁和下壁，所述上壁和所述下壁中的至少一个包括弹簧夹（104、105）。所述弹簧夹在其端部处限定朝向所述外壳内部的接合头（106、107），并且使所述接合头的弯曲角大于或等于特定阈值，使得当所述电插座连接器与所述插头连接器相连接时，所述弹簧夹和处于接纳构件周围的金属区域彼此接触，在所述接纳构件处所述接合头在所述配合的插头连接器上被接纳。

Description

电插座连接器

背景技术

与其先前版本USB1.0和USB2.0相比，USB3.0实现了前所未有的带宽，10倍于USB2.0的带宽，并支持全双工通信或者同时发送和接收数据的能力。由于高级数据误差校验外加来自USB3.0链路功率管理的智能功率节约，其还改进了服务质量（QoS）和总体总线功率消耗。

相应地，包括插座连接器及其配对的插头连接器的各种电连接器已经被设计以与USB3.0一起使用。

附图说明

附图图示了本公开的各种方面的各种示例。将意识到，附图中所图示的元件边界（例如，框、框组或其他形状）表示边界的一个示例。将意识到，在一些示例中，一个元件可以被设计为多个元件，或者多个元件可以被设计为一个元件。在一些示例中，被示作另一元件的内部部件的一元件可以被实现为外部部件，并且反之亦然。

图1图示了根据本公开的示例的USB插座连接器连同其配合的插头连接器的示意图；

图2图示了图1中所示的USB插座连接器的部分横截面图；

图3图示了图1中所示的USB插座连接器的顶视图；以及

图4图示了根据本公开的另一示例的另一USB插座连接器的示意图。

具体实施方式

现代便携式计算机（例如，笔记本计算机或膝上型电脑）或台式计算机通常被提供有多个通信接口或模块，以根据不同协议在不同频率范围中操作。这样的接口或模块的示例包括蓝牙接口、WLAN接口、USB3.0接口等。已经认识到，由于USB3.0的高速传输（具有实际传输速率3.2Gbps和最大传输速率5.0Gbps），USB3.0的差分信号的噪声强度比USB2.0设备的差分信号的噪声强度高得多，从1GHz到3GHz大约高出30dbm。该噪声可以从PC平台上的USB3.0连接器（即，USB3.0插座连接器）、***设备上的USB3.0连接器（即，USB3.0插头连接器）或USB3.0电缆辐射。因此，当USB3.0（其是高速串行总线标准）设备***到例如笔记本计算机中（即，连接到例如笔记本计算机）时，USB3.0设备的这种类型的高速操作将可能严重影响其附近的无线设备。

例如，当在笔记本计算机上存在两个USB3.0端口，其中USB3.0端口之一由USB3.0硬盘驱动器（HDD）插塞并且另一USB3.0端口由USB2.0专有无线鼠标收发器插塞时，将发生噪声干扰问题。鼠标的光标将在笔记本的显示器上具有滞后问题（即，不能平滑地移动）。另外，USB2.0鼠标收发器的检测范围将从3-5m降级到0.5-1m，并且宽带噪声耦合在邻近USB3.0端口处增加大约20-30db。

USB3.0的该噪声还可能干扰其他无线模块（诸如，与USB3.0设备共同置于笔记本计算机中的WLAN模块和蓝牙模块）的操作。例如，对于嵌入式WLAN模块，其吞吐量将受影响。对于蓝牙设备（例如，配对的BT耳机设备），其检测范围将从8m降级到5-6m。

以下将参照附图来描述根据本公开的USB3.0插座连接器的示例。这些示例性USB3.0插座连接器可以减小由USB3.0引起的噪声辐射。

参照图1，图1图示了根据本公开的示例的USB插座连接器（在本文中，其可以是USB3.0连接器）的示意图，其中，图1进一步示出了可与USB3.0插座连接器相连接的对应USB3.0插头连接器。如本领域技术人员将理解的那样，尽管未示出，图1中的USB3.0插座连接器可以被安装到计算设备（诸如个人计算机）上，并且USB3.0插头连接器可以连接到USB3.0***设备（诸如USB3.0 HDD或闪存）。

如图1中所示，USB3.0插座连接器101包括外壳103和在外壳103中接纳的主体102。在主体中提供了多个电连接端子，以便当USB3.0插座连接器101与USB3.0插头连接器120相连接时电连接到配合的USB3.0插头连接器120中的对应端子，使得连接到USB3.0插座连接器101的计算设备与连接到USB3.0插头连接器120的USB3.0***设备之间的通信可以被实现。外壳103包括上壁（即，上表面）和与之相对的下壁（即，下表面），且还包括两个侧壁。如所示，上壁可以包括至少一个弹簧夹，诸如弹簧夹104和105。在弹簧夹104和105之间，可以存在另一弹簧夹，其在与弹簧夹104和105相反的方向上延伸。弹簧夹104和105均在其端部处限定接合头，诸如接合头106和107。接合头106和107朝向外壳103内部延伸。

参照图2，图2图示了图1中所示的USB插座连接器101的部分横截面图。如图2中所示，弹簧夹104的接合头106朝向外壳103内部弯曲。接合头106被成形为谷，其首先以倾斜的方式向下延伸，且然后上升，以形成***。如从图2中可见，在垂直线（在图2中被示作虚线）与接合头106的向下倾斜的部分之间形成有角度。该角度被称作弹簧夹的弯曲角并在本公开中被表示为α。

根据本公开的示例，使弯曲角α大于或等于特定阈值，使得当USB3.0插座连接器101和配合的USB3.0插头连接器120彼此连接时，不仅弹簧夹104的接合头106可以楔入到USB3.0插头连接器120上的接纳构件（诸如，孔）108以固定这两个部件，而且接合头106可以且因此弹簧夹104可以与USB3.0插头连接器120上的孔108的边缘相接触，即，与包围USB3.0插头连接器120上的孔108的金属区域相接触，在这种情况下，在弹簧夹104与插头连接器120之间将存在电接触。

将意识到，尽管上面仅描述了弹簧夹104及其接合头106，但是USB3.0插座连接器101的上壁上的另一弹簧夹105也将被类似地成形，并具有相同弯曲角。另外，USB3.0插座连接器101的外壳103的下壁也包括一对弹簧夹。类似于上壁上的弹簧夹104和105，下壁上的弹簧夹的相应端部处的接合头也具有相同弯曲角，使得当USB3.0插座连接器101与配合的USB3.0插头连接器相连接时，下壁上的这些接合头也接触USB3.0插头连接器的对应侧上的两个孔以便固定它们，并接触孔的边缘且因此接触USB3.0插头连接器的对应侧上的金属区域，以实现其间的可靠互连接地接触。

以这种方式，当USB3.0插座连接器101与配合的USB3.0插头连接器120相连接时，USB3.0插座连接器101的上壁和下壁上的所有弹簧夹的接合头可以楔入到插头连接器的对应侧上的相应孔中，且还与USB3.0插头连接器上的包围该孔的金属区域相接触。由此，弹簧夹与孔之间的接触不仅将对应的USB3.0插头连接器120紧固到USB3.0插座连接器101，而且可以在弹簧夹与插头连接器的金属区域之间形成可靠的互连接地接触。

在本公开的示例中，弹簧夹的弯曲角的阈值可以被设置成45度，以确保弹簧夹与金属区域之间的接触。然而，本领域技术人员可以基于诸如对应的USB3.0插头连接器上的接纳构件的形状因子之类的考虑因素来选择弯曲角的另一合适阈值，只要其可以确保弹簧夹与金属区域之间的正接触即可。根据本公开的示例，弯曲角处于45到55度的范围内。

根据本公开的示例，通过使USB3.0插座连接器上的每个弹簧夹能够与对应的USB3.0插头连接器上的金属区域相接触，每个弹簧夹与金属区域之间的接触电阻小于大约1毫欧，使得整个USB3.0插座连接器（在上面的示例中，包括四个弹簧夹）与USB3.0插头连接器之间的接触电阻处于大约3到5毫欧的范围内。这不仅显著地减小了接触电阻，而且由于多点接触而使接触电阻变得从一个连接器到另一连接器更稳定。可替换地，可以利用铝箔来覆盖对应的插头连接器的表面，以实现连接器的插头和插座侧之间的这种低接触电阻。

参照图3，图3图示了图1中所示的USB插座连接器的顶视图。如图3中所示，诸如105之类的弹簧夹的长度被定义为容纳USB3.0插座连接器的（上）壁上的弹簧夹的空间的长度，并在本文中被表示为L，并且，弹簧夹的宽度被定义为谷形接合头的最低部分（或者如果其处于下壁上的话，接合头的最高部分）的宽度且在本文中被表示为W。根据本公开的示例，对于诸如上述104或105之类的弹簧夹，其长度和宽度之比被设置成小于或等于2:1。例如，弹簧夹的长度可以是4mm，并且宽度可以是2mm或更多；或者长度可以是2mm，并且宽度可以是1mm或更多；或者长度可以是5mm，并且宽度可以是2.5mm或更多。与5:1的长宽比相比，根据该示例的弹簧夹可以减小USB3.0插座连接器的电感。如本领域技术人员所理解的那样，弹簧夹越长，电感将越大。根据本公开的该示例，当弹簧夹的长度和宽度之比减小时，电感也减小。然而，更小的长宽比意味着：当USB3.0插头连接器***到USB3.0插座连接器中时，其所遭受的阻力将相应地增大，这可能导致在连接器的表面上涂覆的金属的更大磨损。因此，本领域技术人员可以相应地选择适当的长宽比。根据示例，减小弹簧夹的长度和宽度之比可以通过减小弹簧夹的长度或增加其宽度来实现。此外应当注意，插座连接器的侧壁上的那些弹簧夹还可以具有小于或等于2:1的这种长宽比。

根据本公开的示例，弹簧夹被设计成使得当USB3.0插座连接器与USB3.0插头连接器相连接时，弹簧夹与其所接触的金属区域之间的接触力大于约100毫克（mg）。这种大接触力可以确保USB3.0插座连接器和USB3.0插头连接器之间在它们连接时的多点接地接触，使得它们之间的接触电阻将如上所述的那样变得小且稳定，并且因此，由USB3.0导致的噪声辐射将减小。可以通过调整弹簧夹的长宽比及其弯曲角来实现约100mg或更多的接触力。例如，在比率小于或等于2:1并且角度处于约45-55度的范围内的情况下，如上所述，如果弯曲角增大，则在相同长宽比下实现的接触力将相应地减小，并且反之亦然。本领域技术人员可以相应地选择弹簧夹的适当长宽比和角度。

根据本公开的另一示例，可以改变弹簧夹和外壳中的至少一个的材料以减小USB3.0插座连接器与USB3.0插头连接器之间的接触电阻。例如，可以选择具有更小电导率（小于钢型材料的电导率）的材料来制造弹簧夹或外壳。这种材料的示例可以包括铍铜型材料或者金。例如，弹簧夹可以由铍铜型材料制成。可替换地，可以将插座连接器的外壳从钢改变成铍型材料。将意识到，本领域技术人员可以选择其他适当材料。

参照图4，图4示出了根据本公开的另一示例的USB3.0插座连接器的示意图。如图4中所示，USB3.0插座连接器的外壳103可以被超高频RFI吸收器（absorber）140包围。以这种方式，可以实现有效磁场隔离，并且可以将USB3.0的近场干扰降低约10-15dB。可应用的RFI吸收器的示例可以包括导电橡胶、导电织物、导电泡沫、导电带、铍铜指状物、导电胶、EMI屏蔽带、微波吸收材料等。可以采用任何合适技术来在USB3.0插座连接器周围应用RFI吸收器。

尽管上面描述了USB3.0插座连接器的特定示例，但是应当理解，本发明还可以适用于诸如USB2.0或HDMI之类的任何其他电插座连接器。将意识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上述示例进行许多修改，并且所附权利要求意图覆盖所有这些修改。

Claims (15)

1. 一种用于与配合的插头连接器电连接的电插座连接器，所述电插座连接器包括：

外壳，具有上壁和下壁，所述上壁和所述下壁中的至少一个包括弹簧夹，

其中，所述弹簧夹在其端部处限定接合头，所述接合头朝向所述外壳内部弯曲，并且其中，使所述接合头的弯曲角大于或等于特定阈值，使得当所述电插座连接器与所述插头连接器相连接时，所述弹簧夹和处于接纳构件周围的金属区域彼此接触，在所述接纳构件处所述接合头在所述配合的插头连接器上被接纳。

2. 根据权利要求1所述的电插座连接器，其中，所述阈值被设置成45度。

3. 根据权利要求2所述的电插座连接器，其中，所述弯曲角处于45-55度的范围内。

4. 根据权利要求1所述的电插座连接器，其中，所述弹簧夹的长度和宽度之比等于或小于2:1。

5. 根据权利要求1所述的电插座连接器，其中，所述弹簧夹由铍铜型材料制成。

6. 根据权利要求1所述的电插座连接器，其中，所述电插座连接器包括USB插座连接器，并且所述上壁和所述下壁二者分别包括至少两个弹簧夹，并且其中，使所述弹簧夹的接合头的弯曲角都不小于所述阈值，以确保所述弹簧夹与所述配合的插头连接器上的所述金属区域之间的接触。

7. 根据权利要求6所述的电插座连接器，其中，所述弹簧夹中的每一个与所述金属区域之间的接触电阻小于1毫欧。

8. 根据权利要求1所述的电插座连接器，其中，所述外壳是用RFI吸收器围住的。

9. 根据权利要求1所述的电插座连接器，其中，所述弹簧夹与所述金属区域之间的接触力大于100毫克。

10. 一种USB插座连接器，包括：

外壳，具有上表面和底表面，所述上表面和所述底表面二者上都限定了至少一对弹簧夹，当所述USB插座连接器与对应的USB插头连接器相连接时，所述弹簧夹都接触所述USB插头连接器上的金属区域，并且其中，每个弹簧夹的长度和宽度之比小于或等于2:1。

11. 根据权利要求10所述的USB插座连接器，其中，每个弹簧夹与所述金属区域之间的接触力大于100毫克，并且其间的接触电阻小于1毫欧。

12. 根据权利要求10所述的USB插座连接器，其中，所述外壳被覆盖有RFI吸收器。

13. 根据权利要求10所述的USB插座连接器，其中，每个弹簧夹在其端部处具有朝向所述外壳内部弯曲的接合头，并且所述接合头的弯曲角是约45-55度，以确保当所述USB插座连接器与对应的USB插头连接器相连接时，每个弹簧夹能够与所述金属区域相接触。

14. 一种用于与配合的USB插头连接器相连接的USB插座连接器，包括：

主体，包括多个连接端子；

外壳，用于容纳所述主体，所述外壳限定用于***所述配合的USB插头连接器的空间；其中，所述外壳是用RFI吸收器围住的。

15. 根据权利要求14所述的USB插座连接器，其中，所述USB插座连接器在所述外壳的上侧和下侧二者上分别包括至少两个弹簧夹，所述弹簧夹的长度和宽度之比小于或等于2:1。