TWM468810U - 直立式連接器 - Google Patents

Description

直立式連接器

本創作係一種直立式連接器，尤指一種通用序列匯流排(Universal Serial Bus，以下簡稱USB)3.0規格之連接器，該連接器之第一連接端子係與一第一座體相結合成一體，該連接器之第二連接端子則係與一第二座體相結合成一體，且該第一座體及第二座體能被相互結合成一體。

按，隨著資訊科技及電子產業的蓬勃發展，各式各樣的電子裝置紛紛問世，在各個應用層面上均為使用者帶來諸多的便利性，同時與使用者的生活亦日漸變得密不可分。由於USB連接器能提供熱插拔(Hot Plug)和隨插即用(Plug-n-Play)的功能，讓使用者可在不需重新開機的情況下藉由USB連接器連接各式USB設備(如：滑鼠、鍵盤、掃描器、數位相機、印表機等)，自從1996年USB 1.0正式推出後，USB連接器已成為各式電子裝置相互連接的主要規格之一。

近年來在影音通訊產業蓬勃發展下，無論數位檔案容量的大小或數位資訊流量的需求皆飛躍性地成長，更佳的傳輸品質與即時性成為業界開發各式電子裝置時追求的目標之一，這些需求不斷推動著訊號高速傳輸相關技術之發展。為提升訊號傳輸的速度及縮短使用者的等待時間，除改變訊號編碼方式外，降低訊號位準(Signal level)或提供全雙功的傳輸模式亦為改良的手段，為此，對於傳輸過程中訊號衰減與失真以及雜訊干 擾的容許標準將更為嚴苛，因此，在各裝置之間伴演著溝通橋樑的連接器，其訊號傳輸的品質與速度皆受到相當地重視。USB 2.0規格的連接器被發表於2000年，其最大傳輸速度為480Mbps，而業界更在2008年進一步發表全雙功傳輸模式之USB 3.0規格的連接器，其最大傳輸速度可達4.8Gbps，為USB 2.0規格的10倍。除了傳輸速度上的優勢，由於USB 3.0規格的傳輸介面能向下相容於USB 2.0規格的電子裝置，使得USB 3.0規格的連接器逐漸普及，越來越多搭載USB 3.0傳輸介面的電子裝置紛紛問世。

為了因應不同電子裝置的設計，廠商多會推出各式不同結構的連接器，以便在生產、開發之過程中，增加電路板設計的空間運用彈性。請參閱第1圖及第2圖所示，為臺灣公告第430159號新型專利，係一習知的USB 2.0規格的連接器，該連接器包括複數支端子11、一基座12、一端子座13及一絕緣殼體14，請參閱第1圖，其中該等端子11係排列整齊並與該基座12一體射出成型，該等端子11能因該基座12與該端子座13之匹配而準確地組裝至該端子座13，嗣，再將端子座13容置於該絕緣殼體14即完成組裝，由於此一習知的連接器係呈直立式構型，因此廠商毋需將其平置於電路板上，在廠商設計電路板時能大幅縮減該連接器所須佔用之面積，有效地增加空間運用彈性。

復請參閱第2圖，在此一習知的USB 2.0規格的連接器中，各該端子11係呈彎曲狀之構型，各該端子之一端指向該端子座13之前端，另一端則指向該端子座13之底側，且該等端子11間係形成內外圈之相互關係，因此相鄰之各該端子11中內圈的該端子11係較外圈的該端子11短，使得各該端子11之傳輸路徑各不相同。

由於USB介面係一種以差分對訊號進行傳輸之規格，各端子的長度差異會導致傳輸過程中產生延遲歪斜(Delay Skew)，若成對的差分端子內產生的差分對內歪斜(Intra-pair Skew)數值過高，將使得接收端無法辨識透過該差分端子所傳輸之訊號而導致傳輸失敗，此外，訊號傳輸的頻率越高，相對地，對於差分對內歪斜數值的容許標準也越嚴苛，成對的差分端子之長度是否一致也更形重要。由於USB 3.0以高於USB 2.0之頻率傳送訊號，受限於端子間長度差異之影響，傳統上直接將一連接器製成直立式構型之設計無法適用於USB 3.0規格的連接器，使得USB 3.0規格的連接器只能平置於電路板上，此一限制將導致廠商在設計各式電子裝置時無法靈活地配置USB 3.0規格的連接器，對於USB 3.0傳輸介面的推廣與普及化均十分不利。

此外，除了端子本身結構特性會對訊號傳輸之穩定度產生影響外，端子在物理結構上的穩定性也會對訊號傳輸的穩定度造成一定程度的影響。倘若僅透過一般嵌卡組裝之方式，將端子與絕緣座體相互結合，除了會對訊號傳輸的穩定度造成影響，也會造成生產製造上的不便，而必須花費大量的人力及時間進行組裝工作。

由以上說明可知，如何改善習知連接器之缺失，以令USB 3.0規格的連接器能透過自動化生產的方式被大量製造，且在被設計成直立式構型後，仍能夠具備良好且穩定的傳輸特性，即成為本相關業者亟欲解決之一重要課題。

有鑑於習知連接器的諸多缺失，創作人在積極研發能直立式 設置於電路板之連接器後，又本著精益求精的精神，針對其結構細節做更進一步的改良，終於設計出本創作之一種直立式連接器，以期能透過自動化生產的方式，大量製造出穩定且可靠的直立式連接器。

本創作之一目的，係提供一種直立式連接器，該直立式連接器係能被設置於一電路板上，且為USB 3.0規格之連接器，該直立式連接器包括一金屬殼體、一絕緣本體、複數支第一連接端子及複數支第二連接端子，其中該金屬殼體呈現高度大於寬度之直立式立方體構型，其內部設有一容置空間，且前端設有一插接口，該插接口係與該容置空間相連通，該金屬殼體之底側則開設有至少一讓位口；該絕緣本體亦為直立式構型，且能被容置於該容置空間中，該絕緣本體包括一第一座體及一第二座體，該第一座體及第二座體能被相互組裝成一體；各該第一連接端子係呈彎曲狀之構型，且係與該第一座體相結合成一體，各該第一連接端子之一端能露出於該第一座體之前端，以供一符合USB 2.0規格之裝置與該等第一連接端子電氣連接，而其另一端則係突出於該第一座體之底側，且自該讓位口突出於該金屬殼體之底側；該第二連接端子之訊號傳輸速度係較該第一連接端子為高，該第二連接端子係與該第二座體相結合成一體，且依序包括一第二接觸部、一第二延伸部及一第二接腳部，其中各該第二接觸部係露出於該第二座體之前端，以供一符合USB 3.0規格之裝置與該等第二連接端子電氣連接，各該第二延伸部係呈彎曲狀之構型，該等第二接腳部係突出於該第二座體之底側，且自該讓位口突出於該金屬殼體之底側，該等第二延伸部間係形成內外圈之相互關係，其中相鄰之該等第二延伸部中內圈的該第二延伸部形成有至少一繞道彎折，以增加內圈之該第二延伸部的傳 輸路徑，以使內圈之該第二延伸部的傳輸路徑與外圈之該第二延伸部的傳輸路徑相同或相近。如此，由於該等第一、第二連接端子係分別與該第一、第二座體相結合成一體，故，當該第一、第二座體被相互組裝成該絕緣本體時，該等第一、第二連接端子能被穩固地定位於該絕緣本體中，而能提高該等第一、第二連接端子在訊號傳輸上的穩定性；此外，藉由位於內圈之該第二延伸部上所設之該繞道彎折，能減少相鄰之該等第二延伸部在傳輸路徑上的長度差異，故，相鄰之該第二連接端子即不致因傳輸路徑之差異影響資料的傳輸，在高速傳輸資料之過程中，能有效避免因該等傳輸路徑之長短差異所導致之差分對內歪斜，且能確保該等第二連接端子均能正確地傳輸資料，以有效解決傳統上因傳輸路徑差異所造成之問題。綜上所述，本創作之直立式連接器不僅能有效提高直立式構型之USB 3.0連接器整體在訊號傳輸上的穩定性，且由於該等第一、第二連接端子係分別與該第一、第二座體相結合成一體，嗣，該第一、第二座體再被相互組裝成一體，十分有利於自動化生產，故，本創作之直立式連接器尚具備易於生產製造之優點。

為便 貴審查委員能對本創作之目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

11‧‧‧端子

12‧‧‧基座

13‧‧‧端子座

14‧‧‧絕緣殼體

〔本創作〕

2‧‧‧金屬殼體

21‧‧‧插接口

22‧‧‧容置空間

23‧‧‧組裝口

24‧‧‧後蓋

25‧‧‧讓位口

26‧‧‧安裝構件

3‧‧‧絕緣本體

31‧‧‧第一座體

311‧‧‧嵌卡臂

312‧‧‧定位凸柱

32‧‧‧第二座體

321‧‧‧舌板

322‧‧‧端子槽

323‧‧‧嵌卡突起

324‧‧‧定位孔

325‧‧‧開孔

4‧‧‧第一連接端子

41‧‧‧第一彈性部

411‧‧‧第一接觸部

42‧‧‧第一延伸部

43‧‧‧第一接腳部

5‧‧‧第二連接端子

51‧‧‧第二接觸部

52‧‧‧第二延伸部

521‧‧‧繞道彎折

53‧‧‧第二接腳部

D‧‧‧間隙

G‧‧‧接地端子

第1圖係習知連接器之***示意圖；第2圖係習知連接器之剖面圖；第3圖係本創作較佳實施例之組立示意圖； 第4圖係本創作較佳實施例之***示意圖；第5圖係本創作較佳實施例之分解示意圖；第6圖係本創作較佳實施例之第二連接端子結構示意圖；及第7圖係本創作較佳實施例之第二座體與第二連接端子結構示意圖。

本創作係一種直立式連接器，可設置於一電路板上，請參閱第3、4及5圖所示，其為USB 3.0規格的連接器，包括一金屬殼體2、一絕緣本體3、複數支第一連接端子4及複數支第二連接端子5，其中該金屬殼體2呈現高度大於寬度之直立式立方體構型，其內部設有一容置空間22，且前端設有一插接口21，後端則設有一組裝口23，該插接口21及組裝口23係分別與該容置空間22相連通。該金屬殼體2尚包括可分離之一後蓋24，該後蓋24能藉由構型之匹配組裝至該組裝口23，以令該後蓋24與該金屬殼體2之主體相互組裝成一體。該金屬殼體2之底側尚開設有一讓位口25，該讓位口25亦與該容置空間22相連通。該金屬殼體2之表面設有至少一安裝構件26，該金屬殼體2能藉由該安裝構件26而被穩固地安裝至電路板上。

該絕緣本體3亦為直立式構型，且能被容置於該容置空間22中。該絕緣本體3包括一第一座體31及一第二座體32，該第一座體31及第二座體32能被相互組裝成一體。在此一較佳實施例中，該第二座體32之前端延伸設有一舌板321，該舌板321之一側設有複數端子槽322。此外，在此一較佳實施例中，該第二座體32之上下兩側分別設有二嵌卡突起323，且在該等嵌卡突起323間，分別設有一定位孔324；該第一座體31之上下 兩側，在對應於各該嵌卡突起323之位置，則分別設有至少一嵌卡臂311，且在各該嵌卡臂311間，分別設有一定位凸柱312，當該第一座體31及第二座體32被組裝成一體時，各該嵌卡臂311能分別與各該嵌卡突起323相互嵌卡，以令該第一座體31及第二座體32能被穩固地相互組裝成一體，且各該定位凸柱312能分別嵌入各該定位孔324中，以對該第一座體31及第二座體32提供定位之效果。

各該第一連接端子4係呈彎曲狀之構型，且係與該第一座體31相結合成一體。在此一較佳實施例中，各該第一連接端子4依序包括一第一彈性部41、一第一延伸部42及一第一接腳部43，各該第一彈性部41之前端尚包括一第一接觸部411。當該第一座體31及第二座體32被相互組裝成一體時，各該第一彈性部41能容置於各該端子槽322中，且使各該第一接觸部411露出於該第一座體31之前端，以供一符合USB 2.0規格之裝置與該等第一連接端子4電氣連接。各該第一延伸部42係呈彎曲狀之構型，各該第一接腳部43則係突出於該第一座體31之底側，且自該讓位口25突出於該金屬殼體2之底側。在此一較佳實施例中，各該第一連接端子4係透過嵌入成型(insert molding)之製程，使各該第一連接端子4之第一彈性部41與第一延伸部42相接處，及各該第一連接端子4之第一延伸部42與第一接腳部43相接處，係被包覆於該第一座體31中，進而使各該第一連接端子4能穩固地與該第一座體31相結合成一體。

請參閱第6圖所示，各該第二連接端子5之訊號傳輸速度係較該第一連接端子4(如第4圖所示)為高，各該第二連接端子5依序包括一第二接觸部51、一第二延伸部52及一第二接腳部53。請參閱第7圖， 該第二連接端子5能與該第二座體32相結合成一體，且各該第二接觸部51係露出於該第二座體32之前端，以供一符合USB 3.0規格之裝置與該等第二連接端子5電氣連接。在此一較佳實施例中，該等第二連接端子5同樣係透過嵌入成型之製程與該第二座體32相結合，且各該第二延伸部52係被包覆於該第二座體32中。由於該第二座體32係以絕緣材料製成，為避免介電係數較高之絕緣材料包覆於各該第二延伸部52將降低該等第二連接端子5之高頻特性，該第二座體32上相對應於該等第二延伸部52的位置，分別預留有至少一開孔325，以調整各該第二延伸部52被包覆或裸露之面積，進而能藉由介電係數較低之空氣，提高該等第二連接端子5之高頻特性。

復請參閱第6圖所示，各該第二連接端子5之第二延伸部52係呈彎曲狀之構型，因此該等第二延伸部52間係彼此間隔，以形成內外圈之配置關係，其中，相鄰之該等第二延伸部52中內圈之該第二延伸部52形成有至少一繞道彎折521，以增加內圈的該第二延伸部52之傳輸路徑，進而減少成對之該等第二延伸部52之傳輸路徑間之長短差異，使得成對之該第二連接端子5不致因傳輸路徑之差異影響資料的傳輸，在高速傳輸資料之過程中，能有效避免因該等傳輸路徑之長短差異所導致之差分對內歪斜，而能確保該等第二連接端子5均能正確地傳輸資料，以有效解決傳統上因傳輸路徑差異所造成之問題。此外，該連接器尚包括一接地端子G，該接地端子G亦與該第二座體32相結合成一體，且配置於該等第二連接端子5間。復請參閱第5圖，該接地端子G之一端能露出於該第二座體32之前端，以供該另一裝置與該接地端子G連接，其另一端則係突出於該第二 座體32之底側，且自該讓位口25突出於該金屬殼體2之底側。復請參閱第6圖，該接地端子G係配置於該等第二連接端子5間，且係呈彎曲狀之構型，並分別與相鄰之該等第二連接端子5間，相隔等寬之一間隙D，當該等第二連接端子5進行訊號傳輸時，能因該等間隙D之配置而藉由該接地端子G降低串音之產生。

請參閱第5圖及第7圖所示，該等第二接腳部53係突出於該第二座體32之底側，在該第二座體32與該第一座體31被相互組裝成一體，且共同被容置於該金屬殼體2之該容置空間22(如第4圖所示)的狀態下，該等第二接腳部53係自該讓位口25突出於該金屬殼體2之底側，而能夠與電路板上之電路電氣連接。

如此，透過本創作對端子構型之設計，不僅能有效提高直立式構型之USB 3.0連接器整體在訊號傳輸上的穩定性，且由於該等第一、第二連接端子係分別與該第一、第二座體相結合成一體，嗣，該第一、第二座體再被相互組裝成一體，十分有利於自動化生產，故，本創作之直立式連接器尚具備易於生產製造之優點。

以上所述，僅為本創作之一較佳實施例，惟，本創作所主張之保護範圍，並不以此為限，凡熟悉相關技術領域之人士，在參酌本創作後所能輕易思及之變化暨修飾，皆應屬於本創作所欲保護之範疇。

2‧‧‧金屬殼體

21‧‧‧插接口

22‧‧‧容置空間

24‧‧‧後蓋

26‧‧‧安裝構件

3‧‧‧絕緣本體

31‧‧‧第一座體

311‧‧‧嵌卡臂

312‧‧‧定位凸柱

32‧‧‧第二座體

321‧‧‧舌板

322‧‧‧端子槽

323‧‧‧嵌卡突起

324‧‧‧定位孔

325‧‧‧開孔

4‧‧‧第一連接端子

41‧‧‧第一彈性部

411‧‧‧第一接觸部

42‧‧‧第一延伸部

43‧‧‧第一接腳部

5‧‧‧第二連接端子

51‧‧‧第二接觸部

52‧‧‧第二延伸部

53‧‧‧第二接腳部

G‧‧‧接地端子

Claims (10)

1. 一種直立式連接器，能被設置於一電路板上，且為USB 3.0規格之連接器，包括：一金屬殼體，呈現高度大於寬度之直立式立方體構型，內部設有一容置空間，且前端設有一插接口，該插接口係與該容置空間相連通，該金屬殼體之底側則開設有至少一讓位口；一絕緣本體，呈現高度大於寬度之直立式立方體構型，且能被容置於該容置空間中，該絕緣本體包括一第一座體及一第二座體，該第一座體及第二座體能被相互組裝成一體；複數支第一連接端子，各該第一連接端子係呈彎曲狀之構型，且係與該第一座體相結合成一體，各該第一連接端子之一端能露出於該第一座體之前端，以供一符合USB 2.0規格之裝置與該等第一連接端子電氣連接，而其另一端則係突出於該第一座體之底側，且自該讓位口突出於該金屬殼體之底側；及複數支第二連接端子，該第二連接端子之訊號傳輸速度係較該第一連接端子為高，該第二連接端子係與該第二座體相結合成一體，且依序包括一第二接觸部、一第二延伸部及一第二接腳部，其中各該第二接觸部係露出於該第二座體之前端，以供一符合USB 3.0規格之裝置與該等第二連接端子電氣連接，各該第二延伸部係呈彎曲狀之構型，該等第二接腳部係突出於該第二座體之底側，且自該讓位口突出於該金屬殼體之底側，該等第二延伸部間係彼此間隔，以形成內外圈之配置關係，其中，相鄰之該等第二延伸部中內圈之該第二延伸部形成有至少一繞道彎 折，以增加內圈之該第二延伸部的傳輸路徑，以使內圈之該第二延伸部的傳輸路徑與外圈之該第二延伸部的傳輸路徑相同或相近。
2. 如請求項1所述之直立式連接器，尚包括一接地端子，該接地端子亦與該第二座體相結合成一體，且係配置於該等第二連接端子間，該接地端子係呈彎曲狀之構型，且分別與相鄰之該等第二連接端子間，相隔一等寬之間隙，該接地端子之一端能露出於該第二座體之前端，以供該另一電子裝置與該接地端子連接，該接地端子之另一端則係突出於該第二座體之底側，且自該讓位口突出於該金屬殼體之底側。
3. 如請求項2所述之直立式連接器，其中各該第一連接端子依序包括一第一彈性部、一第一延伸部及一第一接腳部，各該第一彈性部之前端尚包括一第一接觸部，各該第一連接端子之第一彈性部與第一延伸部相接處，及各該第一連接端子之第一延伸部與第一接腳部相接處，係被包覆於該第一座體中，進而使各該第一連接端子能穩固地與該第一座體相結合成一體。
4. 如請求項3所述之直立式連接器，其中該第二座體在對應於該等第二延伸部之位置上，分別預留有至少一開孔。
5. 如請求項4所述之直立式連接器，其中該第一座體之上下兩側分別設有至少一嵌卡突起，該第二座體之上下兩側對應於各該嵌卡突起之位置，則分別設有至少一嵌卡臂，當該第一座體及第二座體被組裝成一體時，各該嵌卡臂能分別與各該嵌卡突起相互嵌卡。
6. 如請求項4所述之直立式連接器，其中該第二座體之上下兩側分別設有至少一嵌卡突起，該第一座體之上下兩側對應於各該嵌卡突起之位置， 則分別設有至少一嵌卡臂，當該第一座體及第二座體被組裝成一體時，各該嵌卡臂能分別與各該嵌卡突起相互嵌卡。
7. 如請求項5或6所述之直立式連接器，其中該第一座體之上下兩側分別設有一定位孔，該第二座體之上下兩側對應於各該定位孔之位置，則分別設有一定位凸柱，當該第一座體及第二座體被組裝成一體時，各該定位凸柱能分別嵌入各該定位孔中。
8. 如請求項5或6所述之直立式連接器，其中該第二座體之上下兩側分別設有一定位孔，該第一座體之上下兩側對應於各該定位孔之位置，則分別設有一定位凸柱，當該第一座體及第二座體被組裝成一體時，各該定位凸柱能分別嵌入各該定位孔中。
9. 如請求項7所述之直立式連接器，其中該第二座體之前端延伸設有一舌板，該舌板之一側設有複數端子槽，當該第一座體及第二座體被組裝成一體時，各該第一彈性部能容置於各該端子槽中。
10. 如請求項8所述之直立式連接器，其中該第二座體之前端延伸設有一舌板，該舌板之一側設有複數端子槽，當該第一座體及第二座體被組裝成一體時，各該第一彈性部能容置於各該端子槽中。