本申请是申请日为2015年1月12日、题为“用于减小长度的连接器插头的接地触点”的发明专利申请201510013108.9的分案申请。
本申请涉及连接器插头、插座和其它结构。
背景技术：
在过去若干年里，在电子设备之间传送的数据量极大增长。如今通常在台式机、便携式计算机、媒体设备、手持媒体设备、显示器、存储设备和其他类型的电子设备之间传送大量音频、流传输视频、文本和其他类型的数据内容。可以与该数据一起传送电力，或者可以单独地传送电力。
可以通过线缆来传递电力和数据，其中线缆可以包括线导体、光纤线缆或这些或其它导体的一些组合。线缆组装设备可以包括在线缆的每端的连接器插头，但是其它线缆组装设备可以以专用方式连接或系链到电子设备。连接器插头可以插入到进行通信的电子设备中的插座中来提供用于电力和数据的通路。
这些插座可以沿着设备的一侧布置并且会占用设备内的内部空间。因此，期望提供具有减小的深度的插座。此外，通过这些连接器插座的数据速率可能非常高。为了提供这些高数据速率，期望连接器插座具有高的信号完整性和低的插入损耗。
这些连接器插头在多年的每一天都可能被插入设备插座中一次或更多次。期望这些连接器插头和插座是可靠的并且不会过早断裂或磨损，因为这样的故障会导致用户对线缆组装设备和其连接到的电子设备都不满意。
因此，需要具有短深度、高信号完整性和低插入损耗并且可靠的连接器插头和插座。
技术实现要素：
因此，本发明的实施例可以提供具有短深度、高信号完整性和低插入损耗并且可靠的连接器插头、插座和其它结构。
本发明的示例性实施例可以提供一种连接器插头，该连接器插头通过包括包含在连接器插头的前面附近的接地触点的接地路径而具有高信号完整性和低插入损耗。接地触点可以位于连接器插头的前开口与插头中的信号和电力触点之间。这些前面的接地触点可以进一步接触环绕信号和电力触点的屏蔽件。该布置可以提供至少类似于法拉第笼的东西来屏蔽插头中的信号和电力触点。这些接地触点可以形成为与屏蔽件分离的以及与连接器插头中的信号、电力和其它接地触点分离的片，但是它们可以与这些其它结构中的一个或多个结构融合。在具体实施例中，这些接地触点具有足够的长度来沿着杆臂提供足够的力以使得接地触点可以与插座舌部上的接地垫形成良好的电气连接。该长度也可以帮助防止接地触点的永久变形。
将这些接地触点布置在信号触点的前面将提供过长的连接器插头，如果不是更长的话。这将增大对应的插座的深度。因此，本发明的实施例可以通过将接地触点布置在连接器插头中的信号、电力和其它接地触点(简称为信号触点)的上方，减小连接器插头的长度，从而减小连接器插座的深度。该定位可以允许接地触点具有足够的长度同时还占用最小量的空间并且不会显著增大连接器插头的长度或厚度。
如果不是更多的话，该布置也将增大信号引脚与地的电容，因为信号引脚与接地触点之间的距离将最小。这进而会减小信号阻抗并且劣化信号完整性并增大插入损耗。因此，为了减小接地触点与接地触点下方的信号触点之间的电容，本发明的实施例可以提供可以具有一个或多个开口的接地触点，其中，所述开口被布置在信号触点上方。该减小的电容会增大信号触点的阻抗从而改进信号质量和减小插入损耗。带子可以布置在信号引脚上方以防止与接地触点和连接器插头屏蔽件的无意的连接。
连接器插座中的舌部上的地或其它适当的触点可以位于在连接器插头的插入期间它们咬合连接器插头中的前面的接地触点的地方。为了避免将舌部上的电力触点短接到前面的接地触点，由前缘形成的触点可以间隔开使得在插入期间，它们不会遇到电力触点，或与其它触点形成其它不期望的连接。这可以帮助避免在插入期间损坏连接到连接器插座或连接器插头的电路。
在本发明的各个实施例中，连接器插头和插座的触点、屏蔽件、接地片和其它导电部分可以通过冲压、金属注模、加工、精密加工、3d打印或其它制造工艺来形成。导电部分可以由不锈钢、钢、铜、铜钛、磷青铜或其它材料或材料组合形成。它们可以被电镀或涂覆镍、金或其它材料。不导电部分可以使用注模或其它模铸、3d打印、加工或其它制造工艺来形成。不导电部分可以由硅或硅胶、橡胶、硬橡胶、塑料、尼龙、液晶聚合物(lcp)或其它不导电材料或材料组合形成。所使用的印刷电路板可以由fr-4、bt或其它材料形成。在本发明的许多实施例中，印刷电路板可以用其它基板替换，诸如柔性电路板。
本发明的实施例可以提供连接器插头和插座，所述连接器插头和插座可以位于各种类型的设备中并且可以与各种类型的设备连接，所述设备诸如是便携式计算设备、平板计算机、台式计算机、膝上型计算机、一体机计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其它设备。这些连接器插头和插座可以提供用于可以提供用于与各种标准兼容的信号的通路，所述标准诸如是以下之一：包括usb-c的通用串行总线(usb)标准、高清晰多媒体
本发明的各个实施例可以结合在这里描述的这些特征或其它特征中的一个或多个。通过参考以下详细描述和附图可以更好地理解本发明的本质和优点。
附图说明
图1图示出根据本发明实施例的连接器插头，其已经插入根据本发明实施例的连接器插座中；
图2图示出根据本发明实施例的接地触点片；
图3图示出根据本发明实施例的接地片的近摄图；
图4图示出根据本发明实施例的接地片；
图5图示出根据本发明实施例的连接器插头；
图6图示出根据本发明实施例的另一接地片；
图7图示出根据本发明实施例的插入到连接器插座中的另一连接器插头；
图8图示出根据本发明实施例的连接器系统的侧视图；以及
图9图示出根据本发明实施例的连接器系统的侧视图。
具体实施方式
图1图示出根据本发明实施例的连接器插头，其已经插入根据本发明实施例的连接器插座中。该示图，与其它包括的示图一样，是为了说明性的目的示出的并且不限制本发明可能的实施例或权利要求。
具体地，连接器插头110已经插入连接器插座120中。插座120可以位于各种类型的设备中，诸如便携式计算设备、平板计算机、台式计算机、膝上型计算机、一体机计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其它设备。连接器插头110和插座120可以提供用于与各种标准兼容的信号的通路，所述标准诸如是如下之一：包括usb-c的通用串行总线(usb)标准、高清晰多媒体
本发明的实施例可以通过屏蔽连接器插头110中的信号触点来提供高信号完整性和低插入损耗。本发明的一个示例性实施例可以通过在连接器插头110的前开口和信号引脚之间提供一个或多个接地触点来提供该屏蔽。这些接地触点可以具有足够的杆臂(leverarm)来提供与连接器插座120中的对应触点的良好接触。为了避免连接器插头过长，本发明的实施例可以将接地触点的至少部分堆叠在信号触点的上方。为了降低可能导致减小的信号阻抗的过大电容，可以在接地触点中形成一个或多个开口。为了防止信号触点通过该开口短接到屏蔽件，开口上可以覆盖带子。接地触点可以定位为当连接器插头插入插座中时避免与连接器插座中的电力触点相遇。在下图中示出这样的接地触点的一个示例。
图2图示出根据本发明实施例的接地触点片。接地触点片210可以包括多个接地触点220。接地触点片210可以驻留在连接器插头110中的壳体230中。
还是期望包括这些接地触点不会显著拉长这些连接器插头或增大这些连接器插头的厚度。然而，可能期望具有长的杆臂以使得接地触点可以向在连接器插座舌部的顶部上的对应接地触点施加强力。为了在具有长杆臂的同时保持增加的长度较短，接地触点片210可以至少部分布置在信号触点240的上方。将接地触点片210至少部分地布置在信号触点240上方允许接地触点片210提供较长的杆臂同时仅将连接器插头拉长约实际接地触点220需要的量。由接地触点片210提供的长杆臂可以帮助在连接器插头的寿命期间防止接地触点片210的变形，并且可以允许接地触点220对连接器插座舌部上的对应触点施加强接触力。
接地触点片210可以包括被框架214环绕的开口212。开口212可以帮助降低信号引脚240和接地触点片210之间的电容，从而提高信号触点240处的阻抗。成片的带子(未示出)可以用来使触点240与壳体230周围的屏蔽件电隔离。接地触点220可以布置为使得在将该连接器插头插入连接器插座中期间，接地触点220不咬合电力触点或形成与连接器插座中的触点的其它不期望的连接，这些不期望的连接可能引起对连接到连接器插头或连接器插座或与之关联的电路的损坏。
在包括这里示出的各种示例的本发明的各个实施例中，信号引脚和接地片可以位于连接器插头中的壳体的顶部或底部，或者，顶部和底部。
如前，期望在连接器插头上的接地触点220与屏蔽件之间提供电气连接。因此，以上或其它示例中的接地触点片可以包括接触点或指状物。在以下示图中示出一示例。
图3图示出根据本发明实施例的接地片的近摄图。接地触点片210还是可以包括多个接地触点220。接地触点220可以形成与连接器插座中的接地垫、触点或其它结构的电气连接。例如，接地触点220可以与连接器插座中的舌部上的接地垫或触点形成电气连接。在代理卷号为90911-p21847us1、标题为“connectorreceptaclehavingashield”的共同未决美国专利申请中可以找到有关该连接的更多信息，该申请通过引用被结合于此。
接地触点片210可以进一步包括一个或多个指状物222。指状物222可以形成与屏蔽件的电气连接，屏蔽件诸如是连接器插头壳体230周围的屏蔽件。
在本发明的其它实施例中，期望提供接地片与连接器插头屏蔽件之间的附加接触点。在以下示图中示出这样的接地片的一个示例。
图4图示出根据本发明实施例的接地片。接地片410还是可以包括接地触点420，用于形成与连接器插座的舌部上的接地垫、接地环或其它结构的电气连接。接地片410可以进一步包括前面的突出部430和侧面的突出部440。在插入到连接器插座中期间，接地触点420可以偏斜，从而将前面的接地突出部430和侧面的接地突出部440推到与连接器插头屏蔽件有更好的电气连接。接地片410可以进一步包括用于进一步增加与屏蔽件的连接的触点450。接地片410，与其它所包括的金属片一样，可以通过冲压、印刷、金属注模或其它适当的过程而形成。
图5图示出根据本发明实施例的连接器插头。顶部和底部的接地片410可以驻留在塑料壳体部分230的顶部和底部。顶部和底部的接地片410可以在开口附近以及在连接器插头的顶部和底部提供触点420。连接器插头110可以包括更远离连接器插头的开口的在接地触点420后面的用于电力、接地和信号的触点240。
接地片410可以包括几乎在其中心的开口(未示出)。该开口可以紧密地与壳体230中的开口对齐。这些开口可以为连接器插头中的触点提供空间，以在连接器插头被插入连接器插座中时偏斜。带子片510可以防止连接器插头中的触点在插入期间与屏蔽件520电接触。带子片510可以是聚酰亚胺胶带、泡沫、或其它不导电材料。
还是期望提供接地片410与屏蔽件520之间的强壮的电气连接。以这种方式，当接地触点220电气连接到连接器插座的顶部上的地时，连接器插座的顶部上的接地触点可以经由接地片410良好地连接到屏蔽件520。
因此，接地片410可以包括前面的接地突出部430和侧面的接地突出部440。接地片410可以进步包括后面的接地触点或突出部450。利用该配置，当该连接器插头插入到连接器插座中时，接地触点420会偏斜，从而将前面的接地突出部430和侧面的接地突出部440推到屏蔽件的内表面中，从而改进电气连接并减小接触电阻。
图6图示出根据本发明实施例的另一接地触点片。该接地触点片可以包括接地触点610。该接地触点片还可以包括指状物或接触点620和640以咬合连接器插头屏蔽件的内部。突出部630可以布置为部分地卷绕连接器插头中的塑料壳体以便将接地触点片固定就位。如前，该接地触点片可以包括开口650以减小连接器插头中的接地触点片与信号触点之间的电容。减小的电容会增大信号触点处的阻抗，从而改进信号完整性。如前，当使用该接地片的连接器插头插入插座中时，接地触点610可以偏斜并且将突出部620和640推进连接器插头的屏蔽件中，从而形成改进的接地连接。
图7图示出根据本发明实施例的插入连接器插座中的另一连接器插头。在该示例中，连接器插头110可以插入连接器插座120中。还是在代理卷号为90911-p21847us1、标题为“connectorreceptaclehavingashield”的共同未决美国专利申请中，可以找到有关这些和其它连接器插头和插座的更多细节，该申请通过引用被结合于此。
该连接器系统，与其它包括的连接器系统一样，可以至少执行三个功能。第一功能是将信号从连接器插头传递到连接器插座，这些信号可以包括电力、接地和数据信号，诸如音频和视频信号。第二功能是在这些信号被传送的同时屏蔽这些信号。这可以防止或降低传送期间信号的损坏。第三功能是提供保持力以使得连接器插头不被无意地从连接器插座移除。这样的意外的拔出在大文件的传送期间尤其是不期望的。
可以使用连接器插头110中的引脚114来传送信号，连接器插头110中的引脚可以与插座120中的触点126配接。
这些信号可以以多种方式被屏蔽。例如，连接器插头120的屏蔽件520可以在指状物330处电气连接到接地片310。连接器插头110的前面的接地触点320可以接触插座120中的接地片124的水平部分。接地片124可以经由连接点123电气连接到连接器插座屏蔽件122。连接器插座120的屏蔽件122可以电气连接到连接器插头110上的屏蔽件520。
可以通过侧面的接地触点112咬合舌部129上的凹口128来提供保持。具体地，侧面的接地触点112可以包括接触部分113，接触部分113可以咬合舌部129的侧面上的凹口128。凹口128可以是电镀的并且连接到连接器插座120中的地，从而形成与侧面的接地触点112的另一接地路径，该侧面的接地触点112可以通过连接器插头110连接到地。
在本发明的各个实施例中，不同的数量的保持力是期望的。因此，侧面的接地触点112可以被预偏压以使得在插入期间它们回弹而适配到凹口128中。侧面的接地触点112的强度和厚度还可以被调节以为不同的应用提供不同的保持力。在本发明的一些实施例中，例如，一些插接站，期望提供零保持力，在该情况中，可以省略侧面的接地触点112。
该连接器系统，与这里示出的其它连接器系统一样，可以提供可旋转连接器，该可旋转连接器可以插入并且在至少两个方向的任一方向上插入，所述至少两个方向可以相差180度。该连接器系统可以自由或基本自由地移动部件来改进强壮性和可靠度。这也可以减少在使用之后可能发生的磨损和破坏的量。并且，所提供的屏蔽可以允许信号的传送以及高度隔离的方式。
图8图示出根据本发明实施例的连接器系统的侧视图。连接器插头110中的触点114还可以与连接器插座120中的触点126配接。接地片310可以在连接器插头的屏蔽件520与连接器插座的接地片124之间形成电气连接。接地片124还可以接触插座上的屏蔽件122，屏蔽件122进而可以接触连接器插头的屏蔽件520。连接器插座中的触点126可以从连接器插座出来作为触点尾部127。这些触点尾部可以连接到印刷电路板或其它适当的基板上的迹线或垫。
图9图示出根据本发明实施例的连接器系统的侧视图。连接器插头中的触点114还是可以通过接触连接器插座中的触点126来传递信号。连接器插座可以安装在印刷电路板或其它适当的基板900上，印刷电路板或其它适当的基板900可以位于电子设备壳体或外壳910中。连接器插头的屏蔽件520可以附接到或以其它方式电气连接到接地片310。接地片310可以进行到连接器插座中的接地片124的电气连接。接地片124可以电气连接到连接器插座的屏蔽件122。连接器插座的屏蔽件122可以电气连接到连接器插头的屏蔽件520。
在本发明的各个实施例中，舌部，诸如舌部129，可以具有较厚的部分，如这里作为较厚的部分121示出的。较厚的部分121可以增加舌部强度并且可以在允许舌部129的前面部分相对较薄的同时提供充分的强度。
在连接器插头插入连接器插座期间，触点114会在它们抵达舌部129时偏斜。可以在连接器插头的壳体和接地触点310中提供开口来允许该偏斜。如果没有更多，触点114可以在插入期间电气连接屏蔽件520。因此，可以包括隔离带子510来在插入期间将触点114与屏蔽件520电气隔离。隔离带子510可以是诸如聚酰亚胺胶带的带子，或者其可以是泡沫或其它绝缘或不导电材料的。
在本发明的各个实施例中，触点、接地触点和片以及连接器插头和插座的其它导电部分可以通过冲压、金属注模、加工、精密加工、3d打印或其它制造工艺来形成。导电部分可以由不锈钢、钢、铜、铜钛、磷青铜或其它材料或材料组合形成。它们可以被电镀或涂覆镍、金或其它材料。不导电部分可以使用注模或其它模铸、3d打印、加工或其它制造工艺来形成。不导电部分可以由硅、硅胶、橡胶、硬橡胶、塑料、尼龙、液晶聚合物(lcp)或其它不导电材料或材料组合形成。所使用的印刷电路板可以由fr-4、bt或其它材料形成。在本发明的许多实施例中，印刷电路板可以用其它基板替换，诸如柔性电路板。
本发明的实施例可以提供连接器插头和插座，所述连接器插头和插座可以位于各种类型的设备中并且可以与各种类型的设备连接，所述设备诸如是便携式计算设备、平板计算机、台式计算机、膝上型计算机、一体机计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其它设备。这些连接器插头和插座可以提供用于可以提供用于与各种标准兼容的信号的通路，所述标准诸如是如下之一：包括usb-c的通用串行总线(usb)标准、高清晰多媒体
已经为了说明和描述的目的呈现了本发明的实施例的以上描述。不意图是穷尽性的或将发明限制于所描述的精确形式，并且鉴于以上教导许多修改例和变形例是可能的。选择和描述这些实施例是为了最好地说明本发明的原理及其可行应用，从而使得本领域技术人员在各个实施例以及适合于所构想到的具体使用的各种修改例中能够最佳地利用本发明。因此，将明白，本发明意图涵盖在权利要求范围内的所有修改例和等同物。
本申请要求2014年1月12日提交的美国临时专利申请no.61/926,391、2014年1月14日提交的美国临时专利申请no.61/927,468、2014年1月21日提交的美国临时专利申请no.61/929,967和2014年5月26日提交的美国临时专利申请no.62/003,012的权益，这些申请通过引用被结合于此。