[发明专利]用于电子设备的连接器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年11月30日提交的并且名称为“CONNECTORS FOR ELECTRONIC DEVICES”的美国临时专利申请No.61/565,328的权益，所述专利申请以引用方式并入本文以用于所有目的。

背景技术

本发明整体涉及诸如音频连接器和数据连接器的输入/输出电连接器。

根据插头的外径，标准音频连接器或插头有三种尺寸可用：6.35mm(1/4)插头、3.5mm(1/8)微型插头以及2.5mm(3/32)超微型插头。插头包括在插头的不同部分中沿着连接器的长度延伸的多个导电区域，所述插头的不同部分诸如尖端、套管以及尖端与套管之间的一个或多个中间部分，从而得到常被称为TRS(尖端、环和套管)连接器的连接器。

图1A和1B分别示出了具有三个和四个导电部分的音频插头10和20的实例。如图1A所示，插头10包括导电尖端12、导电套管16以及通过绝缘环17和18与尖端12及套管16电隔离的导电环14。这三个导电部分12、14、16用于左音频声道和右音频声道及接地连接。图1B所示的插头20包括四个导电部分：导电尖端22、导电套管26以及两个导电环24、25，并且因此有时称为TRRS(尖端、环、环、套管)连接器。这四个导电部分通过绝缘环27、28和29电隔离，并且通常用于左音频和右音频、麦克风及接地信号。从图1A和1B可以明显地看出，音频插头10和20中每一者均是取向不定的。也就是说，导电部分完全包围连接器，从而形成360度接触，使得对连接器的插头部分而言不存在明显顶部、底部或侧部。

在插头10和20为3.5mm微型连接器时，导电套管16、26以及导电环14、24、25的外径为3.5mm，并且连接器的插入长度为14mm。对于2.5mm超微型连接器而言，导电套管的外径为2.5mm，并且连接器的插入长度为11mm长。在许多可商购获得的MP3播放器和智能电话以及其他电子设备中使用了此类TRS和TRRS连接器。诸如MP3播放器和智能电话的电子设备正不断地设计得更薄且更小和/或包括具有屏幕的视频显示器，所述屏幕被向外推以尽可能靠近设备的外边缘。在将此类设备制作得更小且更薄的过程中以及在对于给定的形状因数允许显示器更大的过程中，当前的3.5mm以及甚至2.5mm音频连接器的直径和长度是限制因素。

许多标准数据连接器也仅有以下的尺寸可用，即所述尺寸在将便携式电子设备制作得更小的过程中是限制因素。此外，并且与上文讨论的TRS连接器相反，许多标准数据连接器要求其在单个特定的取向上与对应连接器插配。此类连接器可称为极化连接器。作为极化连接器的一个实例，图2A和2B示出了微型USB连接器30，当前提供的USB连接器中的最小者。连接器30包括主体32以及从主体32延伸的金属壳体34，并且可插入到相应的插座连接器中。如图2A、2B所示，壳体34具有形成于其底板之一处的角型转角35。类似地，连接器30所插配的插座连接器(未示出)具有插入开口，所述插入开口具有匹配的角型特征，所述特征防止壳体34以错误的方式插入到插座连接器中。也就是说，它只能以一种方式，即以壳体34的角型部分与插座连接器中的匹配的角型部分对齐的取向插入。有时，用户难以确定诸如连接器30的极化连接器何时取向在正确的插入位置上。

连接器30还包括壳体34内的内部腔体38以及形成于腔体内的触点36。腔体38容易将碎屑汇集并俘获在腔体内，碎屑有时可干扰与触点36的信号连接。另外，并且除取向问题之外，即使在连接器30正确对齐时，连接器的插入和拔出也不精确，并且可能具有不顺畅的感觉。此外，即使在连接器完全插入时，连接器也可能具有不期望的摇晃程度，所述不期望的摇晃程度可能导致有缺陷的连接或断裂。

包括标准USB连接器、微型USB连接器、FireWire连接器在内的许多其他常用的数据连接器以及与普通便携式媒体电子设备一起使用的许多专用连接器都受到这些缺陷中的一些或全部或者受到类似缺陷的困扰。

发明内容

本发明的各种实施例涉及对上文所述缺陷中的一些或全部加以改善的插头连接器和插座连接器。本发明的其他实施例涉及制造此类插头和/或插座连接器的方法以及包括此类连接器的电子设备。本发明的实施例不限于连接器的任何特定类型并且可用于许多应用。然而，一些实施例特别适合用作音频连接器，而一些实施例特别适合数据连接器。