專利名稱：外部接觸插塞連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及輸入/輸出電連接器，諸如音頻連接器和數(shù)據(jù)連接器。
背景技術(shù)：
根據(jù)插塞外徑可獲得三種尺寸的標(biāo)準(zhǔn)音頻連接器或插塞6. 35mm (1/4〃)插塞、
3.5mm (1/8")小型插塞和2. 5mm (3/32〃)微型插塞。插塞包括在插塞的不同部分中沿連接器的長度延伸的多個導(dǎo)電區(qū)域，所述不同部分諸如為末梢(tip)、套管(sleeve)以及在末梢與套管之間的一個或更多中部，所得連接器通常稱為TRS (末梢、環(huán)和套管)連接器。圖1A和IB示出分別具有三個和四個導(dǎo)電部分的音頻插塞10和20的示例。如圖1A所示，插塞10包括導(dǎo)電末梢12、導(dǎo)電套管16以及通過絕緣環(huán)17和18與末梢12和套管16電隔離的導(dǎo)電環(huán)14。這三個導(dǎo)電部分12、14和16用于左和右聲道以及接地連接。圖1B所不的插塞20包括四個導(dǎo)電部分導(dǎo)電末梢22、導(dǎo)電套管26以及兩個導(dǎo)電環(huán)24和25,因此有時稱為TRRS (末梢、環(huán)、環(huán)、套管)連接器。四個導(dǎo)電部分通過絕緣環(huán)27、28和29電隔離，且通常用于左和右音頻信號、麥克風(fēng)信號以及接地信號。從圖1A和IB顯見的是，音頻插塞10和20中的每個都是取向不明確的。也就是說，導(dǎo)電部分完全環(huán)繞連接器，形成360度接觸，從而連接器的插塞部分沒有明顯的頂部、底部和側(cè)部。當(dāng)插塞10和20是3. 5mm小型連接器時，導(dǎo)電套管16、26和導(dǎo)電環(huán)14、24、25的外徑是3. 5mm，連接器的插入長度是14mm。對于2. 5mm微型連接器而言，導(dǎo)電套管的外徑是2. 5mm，連接器的插入長度是Ilmm長。這種TRS和TRRS連接器用在許多可商業(yè)購買的MP3播放器和智能電話以及其他電子設(shè)備中。諸如MP3播放器和智能電話等的電子設(shè)備一直設(shè)計為更薄和更小及/或設(shè)計為包括帶屏幕的視頻顯示器，屏幕被外推得盡可能靠近設(shè)備的外邊緣。當(dāng)前的3. 5_和甚至2. 5_音頻連接器的直徑和長度成為使這種設(shè)備更小和更薄以及允許顯示器對于給定形狀因子而言更大的限制因子。許多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)連接器也僅有限制使便攜式電子設(shè)備更小的尺寸。此外，且與上述TRS連接器相反，許多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)連接器要求以單個特定取向與對應(yīng)連接器配合。這種連接器可稱為極化連接器。作為極化連接器的示例，圖2A和2B示出微型USB連接器30，當(dāng)前可獲得的USB連接器中最小的連接器。連接器30包括本體32和金屬殼體34，金屬殼體34從本體32延伸且能插入到對應(yīng)的插座連接器中。如圖2A、2B所示，殼體34具有形成在其底板之一處的傾斜的拐角35。類似地，連接器30與之配合的插座連接器(未示出)的插入開口具有匹配的傾斜特征，其防止殼體34以錯誤方式插入到插座連接器中。也就是說，僅可以按一種方式插入，即，以殼體34的傾斜部分對準(zhǔn)插座連接器中的匹配傾斜部分的取向插入。有時候用戶難以確定何時極化連接器諸如連接器30取向在正確的插入位置上。
連接器30還包括在殼體34內(nèi)的內(nèi)腔38以及形成在腔內(nèi)的接觸36。腔38容易將碎屑收集和捕獲在腔內(nèi)，其有時候干擾了到接觸36的信號連接。此外，除了取向問題之夕卜，即使當(dāng)連接器30適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)時，連接器的插入和拔出也不是精確的，會有不協(xié)調(diào)的感覺。此外，即使連接器完全插入，它也可能具有不期望程度的搖晃，這可能導(dǎo)致故障連接或斷裂。許多其他常用數(shù)據(jù)連接器，包括標(biāo)準(zhǔn)USB連接器、小型USB連接器、火線連接器以及與常見便攜式媒體電子設(shè)備一起使用的許多專用連接器，都受到這些缺陷中的一些或全部或者類似缺陷的困擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各種實(shí)施例涉及插塞連接器和插座連接器，其針對上述缺陷中的一些或全部做出了改善。本發(fā)明的另一些實(shí)施例涉及制造這種插塞和/或插座連接器以及包括這 種連接器的電子設(shè)備的方法。本發(fā)明的實(shí)施例不限于任何特定類型的連接器，可用于許多應(yīng)用。然而，一些實(shí)施例尤其適合于用作音頻連接器，一些實(shí)施例尤其適合于數(shù)據(jù)連接器。鑒于當(dāng)前可得的音頻和數(shù)據(jù)連接器的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及改善的音頻和/或數(shù)據(jù)插塞連接器，其具有減小的插塞長度和厚度、直觀的插入取向，且在插入其對應(yīng)的插座連接器和從插座連接器拔出時具有平順協(xié)調(diào)感。此外，根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器的一些實(shí)施例具有代替內(nèi)部接觸的外部接觸，且不包括易于收集和捕獲碎屑的腔。接觸可以在第一和第二相反主側(cè)面之一或二者上對稱地間隔開。插塞連接器可具有180度對稱形狀，從而它可以以兩種插入取向中的任一種插入到且操作上耦接到對應(yīng)的插座連接器。在一些實(shí)施例中，連接器舌片(tab)包括至少一個固位特征,例如凹口，適用于與對應(yīng)的插座連接器上的固位特征例如凸起咬合。在又一些實(shí)施例中，插塞連接器包括形成在插塞連接器的側(cè)表面或者固位特征上的一個或更多接地接觸。在一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器包括金屬板和電介質(zhì)間隔物。金屬板具有在其遠(yuǎn)端的帶第一和第二相反主側(cè)面的基本平坦的末梢部和穿過金屬板形成的中央開口。電介質(zhì)間隔物具有形成在金屬板的開口內(nèi)的基本平坦的末梢部以及形成在金屬板的近端的比末梢部更厚的基部。間隔物還包括從末梢部延伸到基部的第一和第二相反外表面以及形成在第一和第二外表面中的每個處的多個狹槽。多個外部接觸位于電介質(zhì)間隔物中的多個狹槽內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的插塞連接器包括電介質(zhì)芯和多個外部接觸。電介質(zhì)芯具有第一和第二相反主表面以及形成在第一和第二相反主表面中的每個內(nèi)的多個溝槽，溝槽對稱地形成在電介質(zhì)芯的左右半部上。多個接觸包括位于電介質(zhì)芯中的多個溝槽內(nèi)的一組接觸。插塞連接器具有在其遠(yuǎn)端的基本平坦的舌片部分，該多個外部接觸的至少一部分承載于該舌片部分上。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的插塞連接器包括插塞本體和多個接觸，該插塞本體具有基本平坦的舌片部分以及第一和第二相反主表面，該多個接觸以180度對稱關(guān)系位于該第一和第二相反表面上，從而插塞連接器可以以兩種姿態(tài)中的任一種插入到對應(yīng)的插座連接器中。在一些實(shí)施例中，插塞本體包括陶瓷芯且包括對應(yīng)于多個接觸形成在第一和第二相反表面上的多個溝槽。在另一些實(shí)施例中，插塞本體包括金屬芯和形成在第一和第二相反表面上的凹陷區(qū)域，多個外部接觸形成在柔性電路上，柔性電路在凹陷區(qū)域中粘附到金屬
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Λ ο為了更好地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)參考附圖和下面的詳細(xì)說明。然而，將理解，每幅附圖僅被提供來用于示范，無意作為對本發(fā)明范圍的限制的定義。


圖1A和IB示出先前已知的TRS音頻插塞連接器的透視圖；圖2Α示出先前已知的微型USB插塞連接器的透視圖，圖2Β示出圖2Α所示的微型USB連接器的正視平面圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的插塞連接器的簡化透視圖；圖4Α是圖3所示的連接器40的簡化分解透視圖；圖4Β是沿圖3所示的線Α-Α’截取的圖3所示的連接器40的簡化剖視圖；圖5Α是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的插塞連接器60的簡化分解透視圖；圖5Β是沿與圖4Β中的剖面相同的線Α_Α’截取的圖5Α所示的插塞連接器60的簡化剖視圖；圖6Α是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的插塞連接器80的簡化分解透視圖；圖6Β是沿與圖4Β中的剖面相同的線Α_Α’截取的圖6Α所示的插塞連接器80的簡化剖視圖；圖7Α是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的插塞連接器100的簡化分解透視圖；圖7Β是沿與圖4Β中的剖面相同的線Α_Α’截取的圖7Α所示的插塞連接器100的簡化剖視圖；圖8Α是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的插塞連接器120的簡化分解透視圖；以及圖8Β是沿與圖4Β中的剖面相同的線Α_Α’截取的圖8Α所示的插塞連接器120的簡化剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例適于多種電子設(shè)備，包括接收或發(fā)送音頻、視頻或數(shù)據(jù)信號以及其他信號的任意設(shè)備。在一些情況下，本發(fā)明的實(shí)施例由于其可能的小形狀因子而尤其適合便攜式電子媒體設(shè)備。這里使用時，電子媒體設(shè)備包括具有可用于呈現(xiàn)人可感知的媒體的至少一個電子部件的任何設(shè)備。這種設(shè)備可包括例如便攜式音樂播放器(例如MP3設(shè)備和蘋果公司的iPod設(shè)備)、便攜式視頻播放器(例如便攜式DVD播放器)、蜂窩電話(例如智能電話，諸如蘋果公司的iPhone設(shè)備)、視頻攝像機(jī)、數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)、投影系統(tǒng)(例如全息投影系統(tǒng))、游戲系統(tǒng)、PDA、桌面計算機(jī)、以及平板計算機(jī)(例如蘋果公司的iPad設(shè)備)、膝上計算機(jī)或其他移動計算機(jī)。這些設(shè)備中的一些可以配置為提供音頻、視頻或其他數(shù)據(jù)或感官輸出。為了更好地理解和領(lǐng)悟本發(fā)明，首先參照圖3，其是根據(jù)本發(fā)明的音頻或數(shù)據(jù)插塞連接器40的第一實(shí)施例的簡化透視圖。如圖3所示，連接器40包括從殼體50延伸的基本平坦舌片41。舌片41包括兩個接觸44a和44b位于其上的前主表面43a和兩個接觸44c和44d位于其上的背主表面43b (43b、44c和44d在圖3中不可見)。兩個顯著更窄的側(cè)面43c和43d (不于圖4B中)延伸在前和背主表面之間。 在一特定實(shí)施例中，連接器40是音頻插塞連接器，接觸44a是左音頻接觸，接觸44b是麥克風(fēng)接觸，接觸44c (圖3中不可見)是右音頻接觸，接觸44d (圖3中不可見)是第二麥克風(fēng)接觸。接觸可以由銅、鎳、黃銅、金屬合金或任意其他適當(dāng)導(dǎo)電材料形成。接觸44a,44b和44c、44d中的每對之間的間距是一致的，提供180度對稱，從而插塞連接器40可以以兩種取向中的任一種插入到對應(yīng)的插座連接器中。例如，當(dāng)連接器40與對應(yīng)的插座插孔配合時,接觸44a-44d中的每個與插座插孔中的對應(yīng)接觸電接觸。此外，兩個音頻接觸44a和44c以對角布置(見圖4B)位于連接器的相反兩側(cè)。于是，麥克風(fēng)接觸44d定位得直接對著音頻接觸44a，麥克風(fēng)接觸44b定位得直接對著音頻接觸44c。以此方式，音頻接觸總是在連接器右側(cè)，麥克風(fēng)接觸總是在連接器左側(cè)(從連接器基部面向其遠(yuǎn)端)。插座插孔或其中容納插座插孔的電子設(shè)備中的感測電路可以檢測接觸44a-44d所設(shè)置的方向并且適當(dāng)?shù)厍袚Q連接器插孔中到所述接觸的內(nèi)部連接。例如，軟件開關(guān)可用于根據(jù)插入取向切換插座插孔的用于左和右音頻的接觸，同時硬件開關(guān)可用于切換連接器插孔麥克風(fēng)和接地接觸以匹配連接器40的接觸。在另一些實(shí)施例中，兩種開關(guān)都可以以軟件實(shí)現(xiàn)或者兩種開關(guān)都可以以硬件實(shí)現(xiàn)。在另一示例中，連接器的取向可以替代地由與對應(yīng)的插座連接器相關(guān)聯(lián)的電路基于通過接觸接收的信號來檢測。作為一示例，在將連接器插入主機(jī)設(shè)備的插座連接器中時，主機(jī)設(shè)備可以經(jīng)由插座連接器中的指定給特定接觸的接觸發(fā)送確認(rèn)信號給串行控制芯片并等候響應(yīng)信號。如果收到響應(yīng)信號，則接觸被適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)，音頻和其他信號可以在連接器之間傳輸。如果沒有收到響應(yīng)，則主機(jī)設(shè)備翻轉(zhuǎn)信號以對應(yīng)于第二可能取向(即將信號翻轉(zhuǎn)180度)且重復(fù)確認(rèn)/響應(yīng)信號程序。在另一實(shí)施例中，形成在插塞連接器上的物理取向特征(例如獨(dú)特凹口或者其他物理特征)可以被插座連接器中的取向接觸或其他適當(dāng)機(jī)構(gòu)檢測以確定插塞的取向，硬件和軟件開關(guān)可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置插座連接器接觸以用于左和右音頻或者其他數(shù)據(jù)接觸對應(yīng)于插塞連接器接觸。兩個固位特征，圖3中示為V形凹口 45a和45b，形成在舌片41的遠(yuǎn)端附近的相反兩側(cè)。當(dāng)舌片41插入到插座連接器中時，凹口 45a和45b與插座連接器內(nèi)的固位機(jī)構(gòu)諸如懸臂彈簧或者棘爪操作上咬合。在另一些實(shí)施例中，可以使用其他固位機(jī)構(gòu)，諸如機(jī)械或磁卡扣或者正交插入機(jī)構(gòu)。盡管圖3所示的固位特征45a和45b是V形凹口，但是它們也可以是圓形凹口(例如c形或半圓形凹口)、凹袋(pocket)、凹齒(indentation)或形成在側(cè)表面43c、43d (43d在圖3中不可見)中的每個上的類似凹進(jìn)區(qū)域，其能在操作上與對應(yīng)插座連接器中的固位特征或機(jī)構(gòu)咬合。連接器40還包括斜切邊緣43e，其圍繞舌片41且從舌片的上下主表面43a、43b以及更窄的側(cè)表面43c、43d (圖3中不可見)延伸到連接器的基部42 (圖4A中示出)，基部42可插入在殼體50內(nèi)(圖4A中示出)。斜切邊緣43e在連接器的基部附近加固且加強(qiáng)連接器，于是提高其在側(cè)負(fù)載條件下的強(qiáng)度。
如圖3所示，接觸44a_44d是外部接觸，連接器40不包括其中可能收集顆粒和碎屑的暴露腔。為了改善耐用性和可靠性，連接器40完全密封且不包括移動部件。此外，連接器40與上述一般可獲得的TRS和TRRS連接器相比具有顯著減小的插入深度和插入寬度。在一特定實(shí)施例中，連接器40的舌片41具有2mm的寬度X (圖4B中示出)、Imm的厚度Y (圖4B中示出)和4mm的插入深度Z。在另一實(shí)施例中，連接器40的舌片具有4.1mm的寬度X、l. 5mm的厚度Y和5. 75mm的插入深度Z。
在另一些實(shí)施例中，連接器40可包括總共超過四個接觸(具有對應(yīng)的狹槽)或者在表面43a和43b中的每個上超過四個接觸(具有對應(yīng)的狹槽)，例如6、8、10或更多個接觸，在連接器40的遠(yuǎn)末梢或者在側(cè)表面43c和43d上還可以有接地接觸。當(dāng)連接器40是數(shù)據(jù)插塞連接器時，許多不同類型的數(shù)字信號可以由四個或更多接觸傳輸，包括諸如USB信號(包括USB1. 0、2. O和/或3. O)、火線(也稱為IEEE1394)信號、SATA信號和/或任意其他類型的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號。可由連接器40的接觸傳輸?shù)钠渌麛?shù)字信號包括用于數(shù)字視頻的信號，諸如DVI信號、HDMI信號和顯示端口信號，以及執(zhí)行啟用設(shè)備的檢測和識別、電子媒體設(shè)備或連接器40的附屬件這些功能的其他數(shù)字信號。圖4A是連接器40的簡化分解透視圖，更好地繪示了根據(jù)本發(fā)明一特定實(shí)施例，連接器的各種部件如何制造和接合在一起。連接器40形成在金屬板46周圍，金屬板46可以由高強(qiáng)度鋼沖壓而成或者以任何其他適當(dāng)方式形成。絕緣間隔物48模制在金屬板46周圍，從而板46和絕緣間隔物48的組合限定舌片41、基部42和延伸于舌片41和基部42之間的斜切邊緣43e的基本形狀。兩條狹槽47a、47b形成在絕緣間隔物48的上表面中，兩條狹槽47c、47d (圖4A中不可見)形成在間隔物的下表面中。接觸44a_44d可從由金屬粉末以燒結(jié)工藝形成的金屬片沖壓而成，或者根據(jù)其他已知技術(shù)制成，且插入它們各自的狹槽47a-47d。在連接器的基部42內(nèi)的區(qū)域中信號導(dǎo)線(未示出)焊接到每個接觸，接地導(dǎo)線焊接到金屬板46以提供連接器40的接地接觸。導(dǎo)線延伸穿過連接器到達(dá)軟線(cord) 52，軟線52在其另一端耦接到電子設(shè)備，諸如立體聲耳機(jī)。ABS或類似殼體50位于連接器的基部42上且于是緊固到基部42以完成其形成。現(xiàn)在參照圖5A和5B，其中圖5A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的插塞連接器60的簡化分解透視圖，圖5B是沿與圖4B中相同的連接器剖面截取的圖5A所示的插塞連接器60的簡化剖視圖。連接器60包括形成在電介質(zhì)板66周圍的四個信號接觸64a-64d以及延伸穿過連接器中心的接地接觸64e。在一實(shí)施例中，接觸64a是左音頻接觸，接觸64b是麥克風(fēng)接觸，接觸64c是右音頻接觸，接觸64d是第二麥克風(fēng)接觸。如圖5B所示，接觸在連接器60的基本平坦的舌片部分上布置成具有180度對稱設(shè)計，與連接器40的設(shè)計類似。插座插孔或其中容納插座插孔的電子設(shè)備中的感測電路可檢測接觸64a-64d設(shè)置的方向并且適當(dāng)?shù)厍袚Q連接器插孔中到所述接觸的內(nèi)部連接。電介質(zhì)芯66可以從熱塑性聚合物或類似材料模制在接地接觸64e周圍。狹槽67a-67d (67c和67d在圖5A中不可見)形成在芯66中以用于接觸64a_64d，其可以用導(dǎo)線形成或者從金屬片沖壓和彎曲而成。狹槽67a-67d包括肋68a、68b，其對準(zhǔn)形成在對應(yīng)接觸中的溝槽69a、69b。溝槽69a、69b為接觸提供彎曲時的抗剪強(qiáng)度。連接器60設(shè)計為使接觸64a-64d提供插塞的大部分強(qiáng)度。類似于連接器40，連接器60也具有在其舌片與基部之間的斜切邊緣，其可在連接器的基部附近加固連接器，從而增大連接器在側(cè)負(fù)載條件下的強(qiáng)度。此外，固位特征，在圖5A中示為小V形凹口 71，形成在每個接觸64a-64d中，其對準(zhǔn)電介質(zhì)芯66中形成的固位特征，在圖5A中示為V形凹口 65a、65b。在一些實(shí)施例中，連接器60的固位特征的形狀可以變化，如參照連接器40的固位特征論述的那樣。一旦接觸粘附在它們各自的狹槽內(nèi)，芯66就可以滑到ABS或類似殼體70內(nèi)并接合到殼體70。如連接器40那樣，接觸64a_64d是外部接觸，連接器60不包括會收集顆粒和碎屑的暴露腔。為了改善耐用性和可靠性，連接器60完全密封且不包括移動部件。此外，連接器60與上述一般可獲得的TRS和TRRS連接器相比具有顯著減小的插入深度和插入寬度。在一特定實(shí)施例中，連接器60的插入部分具有2_的寬度X、lmm的厚度Y和4_的插入深度Z (如圖3中測量)。在另一實(shí)施例中，連接器60的插入部分具有4.1mm的寬度X、1. 5mm的厚度Y和5. 75mm的插入深度Z (如圖3中測量)。在一些實(shí)施例中，如連接器40那樣，連接器60可包括總共超過四個接觸(具有對應(yīng)的狹槽)或者在主表面63a和63b (圖5B所示)中的每個上超過四個接觸(具有對應(yīng)的狹槽)，例如6、8、10或更多個接觸，在側(cè)表面63c和63d上還可以形成有接地接觸。當(dāng)連接器60是數(shù)據(jù)插塞連接器時，許多不同類型的數(shù)字信號可以由四個或更多接觸傳輸，包括諸如USB信號(包括USB1. 0、2. O和/或3. O)、火線(也稱為IEEE 1394)信號、SATA信號和/或任意其他類型數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號?？捎蛇B接器40的接觸傳輸?shù)钠渌麛?shù)字信號包括用于數(shù)字視頻的信號，諸如DVI信號、HDMI信號和顯示端口信號，以及執(zhí)行啟用設(shè)備的檢測和識另IJ、電子媒體設(shè)備或連接器40的附屬件這些功能的其他數(shù)字信號。 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的連接器80示于圖6A和6B中，其中圖6A是插塞連接器80的簡化分解透視圖，圖6B是沿與圖4B和5B中相同的連接器剖面截取的連接器80的簡化剖視圖。連接器80包括從殼體90延伸的基本平坦的舌片81。舌片81包括兩個接觸84a和84b位于其上的前主表面83a和兩個接觸84c和84d位于其上的背主表面83b。此外,第五接觸84e延伸穿過連接器80的中心并且位于連接器的遠(yuǎn)端89處。在一特定實(shí)施例中，接觸84a是左音頻接觸，接觸84b是麥克風(fēng)接觸，接觸84c是右音頻接觸，接觸84d是第二麥克風(fēng)接觸，接觸84e是接地接觸，接觸位于連接器80上從而具有與連接器40和60類似的180度對稱設(shè)計，使得插塞連接器80可以以兩種取向中的任一種插入到對應(yīng)的插座連接器。接觸可以由銅、鎳、黃銅、金屬合金或者任意其他適當(dāng)導(dǎo)電材料制成。插座插孔或者其中容納插座插孔的電子設(shè)備中的感測電路可以檢測接觸84a-84d的設(shè)置方向并且適當(dāng)?shù)厍袚Q連接器插孔中到所述接觸的內(nèi)部連接。兩個固位特征，在圖6A中示為V形凹口 85a和85b，形成在舌片81的遠(yuǎn)端89附近的相反相側(cè)。當(dāng)舌片81插入到插座連接器中時，凹口 85a和85b與插座連接器中的固位機(jī)構(gòu)諸如懸臂彈簧或棘爪操作上咬合。在另一些實(shí)施例中，可以使用其他固位機(jī)構(gòu)，諸如機(jī)械或磁卡扣或者正交插入機(jī)構(gòu)。連接器80還包括斜切邊緣83e，其圍繞舌片81且從舌片的上下主表面83a、83b以及更窄的側(cè)表面83c、83d延伸到連接器的基部。斜切邊緣83e在連接器的基部附近加固且加強(qiáng)連接器，于是提高其在側(cè)負(fù)載條件下的強(qiáng)度。如連接器40和60那樣，連接器80的接觸84a_84d是外部接觸，從而連接器不包括其中可能收集顆粒和碎屑的暴露腔。此外，連接器80與上述一般可獲得的TRS和TRRS連接器相比具有顯著減小的插入深度和插入寬度。在一特定實(shí)施例中，連接器80的舌片81具有2mm的寬度X、Imm的厚度Y和4mm的插入深度Z (如圖3中測量)。在另一實(shí)施例中，連接器80的舌片81具有4.1mm的寬度X、l. 5mm的厚度Y和5. 75mm的插入深度Z (如圖3中測量)。如圖6A所示，連接器80形成在陶瓷芯86周圍，陶瓷芯86基本限定舌片81和基部82以及延伸于舌片81與基部之間的斜切邊緣83e的形狀。兩個狹槽87a、87b形成在陶瓷芯86的上表面中，兩個狹槽87c、87d (圖6A中不可見)形成在芯的下表面中，孔88橫穿芯的中心。
陶瓷芯86可以通過陶瓷注射模制(CM)工藝或者通過干式擠壓、機(jī)械加工或者其他合適工藝形成。接地接觸84e可以由金屬導(dǎo)線制成或者從金屬片切割而成，且穿過孔88插入從而接地接觸的末端在連接器的遠(yuǎn)端89處與陶瓷芯86的外邊緣平齊。接觸84a-84d可由金屬片制成且插入到相應(yīng)的狹槽87a-87d中，在另一實(shí)施例中，接觸可以由金屬粉末以燒結(jié)工藝形成。在一些實(shí)施例中，接觸84a_84d可用于傳輸任何合適的數(shù)據(jù)信號(例如，關(guān)于連接器40提及的數(shù)據(jù)信號)以及音頻信號、視頻信號等。在一些實(shí)施例中，在連接器80上可以有超過四個接觸，具有對應(yīng)的狹槽，例如6、8、10或更多接觸，還可以有在固位特征中或者以其他方式形成在側(cè)面83c和83d上的接地接觸，如關(guān)于前面的實(shí)施例所論述的那樣。 本發(fā)明的另一實(shí)施例示于圖7A和7B中，其中圖7A是插塞連接器100的簡化分解透視圖，圖7B是沿與圖4B、5B和6B相同的連接器剖面截取的連接器100的簡化剖視圖。連接器100具有附接到陶瓷芯106的六個接觸104a-104f，陶瓷芯106定義基本平坦的連接器舌片101和基部102。在一實(shí)施例中，接觸104a-104f代表左音頻接觸(104a)、接地接觸(104b)、麥克風(fēng)接觸(104c)、右音頻接觸(104d)、第二接地接觸(104e)以及第二麥克風(fēng)接觸(104f)。類似于連接器40、60和80，連接器100具有180度對稱性(如圖7B所示)，從而它可以以兩種取向中的任一種插入在插孔連接器中。插座插孔或者其中容納插座插孔的電子設(shè)備中的感測電路可以檢測接觸104a-104d設(shè)置的方向并且適當(dāng)時切換連接器插孔中到所述接觸的內(nèi)部連接。此外，凹口 105a、105b提供與凹口 45a、45b類似的固位特征。類似于連接器40、60和80，連接器100也具有在舌片101與基部102之間的斜切邊緣，其可以在連接器的基部附近加固連接器，從而提高連接器在側(cè)負(fù)載條件下的強(qiáng)度。陶瓷芯106可以通過陶瓷注射模制工藝或其他技術(shù)形成，在一特定實(shí)施例中，以雙重注入工藝(double shot process)形成,其中芯106在第一注射模制步驟中形成,該步驟形成六個狹槽，接觸104a-104f隨后將用金屬注射模制工藝形成在狹槽中。在另一實(shí)施例中，接觸104a-104f利用粉末冶金(PM)技術(shù)形成。在接觸形成在芯106上之后，在芯的基部102處接合到ABS或類似殼體110內(nèi)。如連接器40、60和80那樣，連接器100的接觸104a_104d是外部接觸，從而連接器不包括其中可能收集顆粒和碎屑的暴露腔。此外，連接器100與上述一般可獲得的TRS和TRRS連接器相比具有顯著減小的插入深度和插入寬度。在一特定實(shí)施例中，連接器100的舌片101具有2mm的寬度X、Imm的厚度Y和4mm的插入深度Z (如圖3中測量)。在另一實(shí)施例中，連接器100的舌片101具有4.1mm的寬度X、1. 5mm的厚度Y和5. 75mm的插入深度Z (如圖3中測量)。在一些實(shí)施例中，接觸104a_104f可用于傳輸任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)信號(例如關(guān)于連接器40提及的數(shù)據(jù)信號)以及音頻信號、視頻信號等。在一些實(shí)施例中，在連接器100上可以有超過六個或者少于六個接觸，具有對應(yīng)的狹槽，例如4、8、10或更多個接觸，還可以有在固位特征中或者以其他方式在側(cè)面103c和103d上形成的接地接觸，如參照前面的實(shí)施例論述的那樣。圖8A是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的插塞連接器120的簡化分解透視圖，圖SB是沿與圖4B中的剖面相同的線A-A’截取的圖8A所示的插塞連接器120的簡化剖視圖。連接器120包括導(dǎo)電芯126，其可以由金屬注射模制(MM)工藝或者其他合適技術(shù)形成。芯126包括連接器接片部分121和基部122且用作接觸124a-124d的承載基礎(chǔ)。連接器舌片121包括上下主側(cè)面123a和123b以及延伸于上下主側(cè)面之間的顯著更窄的側(cè)面123c和123d。斜切邊緣123e將舌片部分121連接到基部122，其在連接器的基部附近加強(qiáng)和加固連接器，從而提高連接器在側(cè)負(fù)載條件下的強(qiáng)度。固位特征，圖8A中示為凹口 125a、125b，可形成在連接器遠(yuǎn)端附近的側(cè)表面123c、123d上并且操作上與對應(yīng)連接器插孔內(nèi)的固位機(jī)構(gòu)咬合。盡管圖8A中的固位特征125a、125b示為凹口，但是它們還可以是V形凹口、凹袋、凹齒或能夠操作上與對應(yīng)插座連接器中的固位特征或機(jī)構(gòu)咬合的類似凹陷區(qū)域。在其外表面，導(dǎo)電芯126還包括凹陷區(qū)域127，其圖形在芯126的基部122處沿第一主表面123a延伸，順著芯的中心沿斜切邊緣123e和舌片121，并且包繞末梢129，且在表面123b上鏡像其在表面123a上的形狀。柔性電路128可以掠過連接器的末端且粘附到凹陷區(qū)域127中。柔性電路可包括例如形成在薄的聚酰亞胺或PEEK (聚醚醚酮)層上的涂覆有鎳和鈀的厚的銅跡線，其用作接觸124a-124d。在另一·實(shí)施例中，凹陷區(qū)域127不繞連接器120的末梢129延伸，替代地，包括在各個主表面上的兩個單獨(dú)的凹陷區(qū)域。在該實(shí)施例中，柔性電路128可以由單獨(dú)兩片制成，每片直接在其相應(yīng)的凹陷區(qū)域內(nèi)粘附到上下主側(cè)面123a、123b之一。類似于連接器40、60、80和100，連接器120具有180度對稱性從而它可以以兩種取向中的任一種插入插孔連接器中。插座插孔或者其中容納插座插孔的電子設(shè)備中的感測電路可以檢測接觸124a-124d設(shè)置的方向并且適當(dāng)時切換連接器插孔內(nèi)到所述接觸的內(nèi)部連接。信號導(dǎo)線(未示出)在連接器的基部122內(nèi)的區(qū)域中焊接到每個接觸，接地導(dǎo)線焊接到導(dǎo)電芯126以提供連接器120的接地接觸。導(dǎo)線延伸穿過連接器到達(dá)軟線132，軟線132在其另一端耦接到電子設(shè)備，諸如立體聲耳機(jī)(headset)。ABS或類似殼體130位于連接器的基部130上且緊固到基部130以完成連接器的形成。如連接器40、60、80和100那樣，連接器120的柔性電路128的接觸124a_124d是外部接觸，因此連接器不包括其中可能收集顆粒和碎屑的暴露腔。此外，連接器120與上述一般可獲得的TRS和TRRS連接器相比具有顯著減小的插入深度和插入寬度。在一特定實(shí)施例中，連接器120的舌片121具有2mm的寬度X、lmm的厚度Y和4mm的插入深度Z (如圖3中測量)。在另一實(shí)施例中，連接器120的舌片121具有4.1mm的寬度X、l. 5mm的厚度Y和5. 75mm的插入深度Z (如圖3中測量)。在一些實(shí)施例中，接觸124a_124d可用于傳輸任何合適的數(shù)據(jù)信號(例如，關(guān)于連接器40提及的數(shù)據(jù)信號)以及音頻信號、視頻信號等。在一些實(shí)施例中，在連接器100上可以有超過四個接觸，具有對應(yīng)的狹槽，例如6、8、10或更多接觸，還可以有在固位特征中或者以其他方式形成在側(cè)面123c和123d上的接地接觸，如關(guān)于前面的實(shí)施例所論述的那樣。當(dāng)插入到匹配的連接器插孔中時，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的連接器設(shè)計為在側(cè)向施加特定壓力時斷裂。優(yōu)選的是，插塞連接器斷裂，而不是連接器插孔，因?yàn)槿绻蹇讛嗔训脑挘瑒t其中容納插孔的電子設(shè)備可能不再能被使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可以以其他特定形式體現(xiàn)，而不偏離其本質(zhì)特性。例如，雖然上面關(guān)于具有四個或六個接觸的音頻插塞論述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于任何特定數(shù)量的接觸。本發(fā)明的一些實(shí)施例可以具有少至兩個的接觸，而另一些實(shí)施例可具有三十個或者甚至更多接觸。在這些實(shí)施例中的許多實(shí)施例中，接觸可以布置為具有180度對稱性從而連接器可以以兩種不同取向中的任一種插入到插座連接器中。此外，雖然在一些情況下關(guān)于音頻連接器描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于任何特定類型的信號且可用于代替音頻相關(guān)信號或者除了音頻相關(guān)信號之外還傳輸視頻和/或其他信號。此外，在一些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的連接器可以傳輸模擬和數(shù)字信號二者。作為示例，根據(jù)本發(fā)明的連接器可以被修改以包括一條或更多光纜，光纜延伸穿過連接器且可以操作上耦接為接收或在配合的連接器插孔之間傳輸光學(xué)信號。光纜允許高速數(shù)據(jù)傳輸且可用于兼容USB 4.0 (例如，IOGB/秒數(shù)據(jù)傳輸)。根據(jù)本發(fā)明的連接器 可包括電力、音頻和數(shù)據(jù)連接且可用于給設(shè)備充電，同時提供數(shù)據(jù)和音頻功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到或者能夠僅利用常規(guī)實(shí)驗(yàn)就確定這里描述的發(fā)明的特定實(shí)施例的許多等價物。這種等價物旨在被所附權(quán)利要求涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種插塞連接器，包括 金屬板，具有在其遠(yuǎn)端的帶相反的第一和第二主側(cè)面的基本平坦的末梢部以及穿過該金屬板形成的中央開口； 電介質(zhì)間隔物，具有形成在該金屬板中的開口內(nèi)的基本平坦的末梢部以及形成在該金屬板的近端處的比該末梢部更厚的基部，其中該電介質(zhì)間隔物具有從該末梢部延伸到該基部的相反的第一和第二外表面以及形成在該第一和第二外表面中的每個處的多個狹槽；以及 位于該電介質(zhì)間隔物中的多個狹槽內(nèi)的多個接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，其中，該插塞連接器成形為具有180度對稱性，從而該插塞連接器能以兩種取向中的任一種插入并且操作上耦接到對應(yīng)的插座連接器。
3.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，其中，所述電介質(zhì)間隔物的第一和第二外表面與所述金屬板的第一和第二主表面基本平齊。
4.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，還包括耦接到該電介質(zhì)間隔物的基部的殼體。
5.如權(quán)利要求4所述的插塞連接器，還包括與該多個接觸對應(yīng)的多條導(dǎo)線，其中每條導(dǎo)線在該電介質(zhì)間隔物的基部的近端上的連接點(diǎn)處連接到其相應(yīng)的接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，其中，該多個接觸由金屬片沖壓而成且插入在該多個狹槽內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2所述的插塞連接器，其中該多個狹槽和該多個接觸對稱地間隔開從而連接器舌片具有180度對稱性且能以兩種姿態(tài)中的任一種插入并操作上耦接到對應(yīng)的插座連接器。
8.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，其中，該多個狹槽包括形成在各第一和第二外表面處的四個狹槽，該多個接觸包括位于形成在各第一和第二外表面處的四個狹槽內(nèi)的四個接觸。
9.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，其中，該多個狹槽形成得從該電介質(zhì)間隔物的末梢部延伸到該電介質(zhì)間隔物的基部。
10.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，其中，該電介質(zhì)間隔物被模制在該金屬板周圍。
11.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，還包括 該金屬板還包括相反的第三和第四側(cè)面，每個延伸于該金屬板的相反的第一和第二主側(cè)面之間，其中相反的該第三和第四側(cè)面顯著窄于該第一和第二側(cè)面；且 該電介質(zhì)間隔物還包括相反的第三和第四外表面，每個延伸于該電介質(zhì)間隔物的相反的第一和第二外表面之間，其中相反的該第三和第四外表面顯著窄于相反的該第一和第二外表面。
12.如權(quán)利要求11所述的插塞連接器，其中，該金屬板還包括在其遠(yuǎn)端附近形成在該第三和第四表面中的每個上的固位特征，該固位特征適用于與對應(yīng)的插座插孔中的固位機(jī)構(gòu)咬合。
13.如權(quán)利要求12所述的插塞連接器，其中，該固位特征是形成在該金屬板中的V形凹□。
14.如權(quán)利要求4所述的插塞連接器，其中該電介質(zhì)間隔物具有在其基部的斜切部分，從而該插塞連接器增大其尺寸以匹配所述殼體的外形。
15.如權(quán)利要求1所述的插塞連接器，其中，連接器包括四個接觸，包括在連接器的相反兩側(cè)對角布置的左右音頻接觸，且連接器具有180度對稱性從而它能以兩種姿態(tài)中的任一種插入到對應(yīng)的連接器插孔中。
16.如權(quán)利要求15所述的插塞連接器，其中，該金屬板用作接地接觸。
17.如權(quán)利要求11所述的插塞連接器，其中，該金屬板包括形成在相反的該第三和第四側(cè)面上的接地接觸。
18.—種插塞連接器,包括 電介質(zhì)芯，具有相反的第一和第二主表面以及形成在各第一和第二主表面內(nèi)的多個溝槽，所述溝槽對稱地形成在電介質(zhì)芯的左右半部上；以及 多個接觸，位于該電介質(zhì)芯中的多個溝槽內(nèi)， 其中，該插塞連接器具有在其遠(yuǎn)端的基本平坦的末梢部，該多個接觸的至少一部分承載在該末梢部上。
19.如權(quán)利要求18所述的插塞連接器，其中，該多個接觸包括在該連接器的相反兩側(cè)對角布置的左右音頻接觸，且該連接器具有180度對稱性從而它能以兩種姿態(tài)中的任一種插入到對應(yīng)的連接器插孔中。
20.如權(quán)利要求18所述的插塞連接器，其中，該電介質(zhì)芯包括陶瓷芯。
21.如權(quán)利要求20所述的插塞連接器，其中，該電介質(zhì)芯還包括形成在該第一和第二主表面之間的狹槽，該狹槽居中地位于該電介質(zhì)芯中從而它將芯分成彼此鏡像的左右半部，其中該插塞連接器還包括位于該狹槽內(nèi)的居中定位的接地接觸。
22.如權(quán)利要求21所述的插塞連接器，其中，該接地接觸在電介質(zhì)芯的遠(yuǎn)端處且在該電介質(zhì)芯的平坦末梢部的相反的第一和第二主側(cè)面處與電介質(zhì)芯平齊。
23.如權(quán)利要求19所述的插塞連接器，還包括形成在該電介質(zhì)芯的近端的基部和耦接到該基部的殼體，其中該電介質(zhì)間隔物具有在基本平坦的末梢部與其基部之間的斜切部從而該插塞連接器尺寸增大以匹配所述殼體的外形。
24.如權(quán)利要求19所述的插塞連接器，其中，該電介質(zhì)芯還包括居中定位的孔，該孔從該末梢部的遠(yuǎn)端延伸穿過該電介質(zhì)芯的長度，其中該插塞連接器還包括位于該孔內(nèi)的接地接觸。
25.如權(quán)利要求24所述的插塞連接器，其中，該電介質(zhì)芯包括陶瓷芯。
26.—種插塞連接器,包括 導(dǎo)電芯，具有基部平坦的末梢部以及相反的第一和第二主表面，其中凹陷區(qū)域形成在相反的該第一和第二主表面上；以及 多個接觸，以180度對稱關(guān)系位于相反的該第一和第二表面上，從而該插塞連接器能以兩種姿態(tài)中的任一種插入到對應(yīng)的插座連接器中， 其中，該多個接觸形成在柔性電路上，該柔性電路在該凹陷區(qū)域中粘附到該導(dǎo)電芯。
27.如權(quán)利要求26所述的插塞連接器，其中，該凹陷區(qū)域包括在各主表面上的兩個單獨(dú)的凹陷區(qū)。
28.如權(quán)利要求26所述的插塞連接器，其中，該柔性電路包括形成在薄的聚酰亞胺層上的涂覆有鎳和鈀的厚的銅跡線，其用作所述多個接觸。
29.如權(quán)利要求26所述的插塞連接器，還包括形成在該導(dǎo)電芯的近端處的基部和耦接到該導(dǎo)電芯的基部的殼體?！?br> 全文摘要
本公開總體上涉及連接器，諸如音頻和數(shù)據(jù)連接器，特別地，涉及小外形音頻連接器，其能代替當(dāng)前使用的標(biāo)準(zhǔn)音頻和數(shù)據(jù)連接器使用。插塞連接器具有減小的插塞長度和厚度、直觀的插入取向，且在插入其對應(yīng)的插座連接器和從插座連接器拔出時具有平順協(xié)調(diào)感。插塞連接器的特征可在于在其遠(yuǎn)端的平坦末梢部、在其近端附近的基部、在該基部耦接的殼體以及多個外部接觸。
文檔編號H01R24/62GK103004035SQ201180030576
公開日2013年3月27日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者A·J·戈克, A·S·布里格漢姆, R·陳, A·楊 申請人:蘋果公司