TWI442121B - 插頭連接器及插座連接器 - Google Patents

Description

插頭連接器及插座連接器

本創作涉及一種連接器，尤其涉及一種可傳輸光電訊號之插頭連接器及插座連接器。

通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)介面作為一種標準的輸入/輸出介面，已被廣泛應用於眾多電子設備的設計中。1994年，英代爾、康柏、數字、IBM、微軟、NEC、Northern Telecom等7家世界著名電腦和通訊公司聯合成立了USB協會(USB-IF)，初步設立USB介面規範。到目前為止，USB協會已經先後發佈了1.0，1.1，2.0及3.0等版本，而USB的傳輸速率亦於逐漸地得到提高。隨著電子工業的發展以及技術的進步，人們仍在不斷努力地提高USB的傳輸速率。

習知技術中的傳輸光訊號之插頭連接器用以與一插座連接器相對接，所述插頭連接器一般包括絕緣本體、固定於絕緣本體上之複數導電端子以及安裝於絕緣本體上並用以進行光訊號傳輸之光纖裝置，所述光纖裝置包括嵌入式透鏡以及與透鏡光耦合之光纖，該插頭連接器的光纖裝置在與插座連接器對接時可於前後、上下、左右方向上產生整體浮動，藉由浮動使得透鏡與插座連接器相對接，所述插頭連接器上位於透鏡的外側還設有用以方便插座連接器對接之對接孔，所述插座連接器上設有與對接孔相配合之對 接柱，藉由對接孔與對接柱之間的配合間接導引插頭連接器上之透鏡與插座連接器上之透鏡相對接，惟，所述插頭連接器之對接孔以及透鏡於製造時需藉由一基準進行分別加工，所述插座連接器之對接柱及透鏡於製造時也需藉由一基準進行分別加工，而每個部分加工時都會存在一定的誤差，累加起來整個插頭連接器及插座連接器的元件誤差較大，所以加工時對透鏡之間的相互位置度要求高，零件製造精度要求高，成本相對也較高。

是以，有必要對習知插頭連接器及插座連接器進行改造以克服上述缺陷。

本創作之目的在於提供一種可保證第一光纖及第二光纖對接可靠之插頭連接器及插座連接器。

為達成上述目的，本創作採用如下技術方案：一種插頭連接器，用以與一插座連接器相對接，所述插頭連接器包括第一絕緣本體、形成於第一絕緣本體內之第一收容空間、安裝於第一收容空間內之第一透鏡以及設於第一透鏡內之第一光纖，所述第一光纖延伸出第一絕緣本體，所述第一透鏡包括安裝於第一收容空間後端之第一固定部及自第一固定部向前延伸入收容空間內之複數第一主體部，所述每一第一主體部包括位於前端以與插座連接器對接之第一對接部，所述複數第一對接部彼此之間相對間隔設置並可於第一收容空間內相對運動。

本創作之目的亦可藉由如下技術方案達成：一種與前述技術方案中所述之插頭連接器相對接之插座連接器，其包括：第二絕緣本體、形成於第二絕緣本體內之第二收容空間、安裝於第二收容空 間內之用以進行光訊號傳輸之第二透鏡及安裝於第二透鏡內之與第一光纖相對接之複數第二光纖，所述第二光纖延伸出第二絕緣本體，所述第二透鏡包括第二主體部、自第二主體部之前端向前凸伸出第二主體部之複數與第一對接部相對接之第二對接柱，所述複數第二對接柱彼此之間間隔設置，第二對接柱於第二收容空間內係不動的，所述複數第二對接柱的位置與第一對接部一一對應。

與習知技術相比，本創作連接器藉由將第一對接部彼此相對間隔設置且第一對接部於周圍空間內可產生運動，在插頭連接器及插座連接器對接時，藉由第一對接部產生相對運動使得每個光纖通道自動對準，放寬了插頭連接器及插座連接器對接時的位置度要求，降低了零元件的製造精度，提升了良率與傳輸可靠性，降低了成本。

100‧‧‧插頭連接器

11‧‧‧第一絕緣本體

111‧‧‧第一頂壁

1111‧‧‧第一讓位槽

1112‧‧‧第一抵壓部

112‧‧‧第一底壁

1121‧‧‧第二讓位槽

1122‧‧‧第二抵壓部

113‧‧‧第一側壁

1131‧‧‧缺口

114‧‧‧第一收容空間

12‧‧‧第一光纖裝置

120‧‧‧第一透鏡

121‧‧‧第一固定部

1210‧‧‧前表面

122‧‧‧第一主體部

1220‧‧‧第一平面

1221‧‧‧第一基部

1222‧‧‧第一對接部

1223‧‧‧第一對接孔

1224‧‧‧逃料槽

1225‧‧‧第一錐孔結構

123‧‧‧第一光纖

1231‧‧‧第一接觸部

1232‧‧‧第一連接部

124‧‧‧第一間隔槽

200‧‧‧插座連接器

21‧‧‧第二絕緣本體

211‧‧‧第二頂壁

212‧‧‧第二底壁

213‧‧‧第二側壁

214‧‧‧第二收容空間

215‧‧‧第二後端面

216‧‧‧第二前端面

2161‧‧‧抵壓壁

22‧‧‧第二光纖裝置

220‧‧‧第二透鏡

221‧‧‧第二主體部

2211‧‧‧本體部

2212‧‧‧彈性臂

2213‧‧‧預留槽

2214‧‧‧卡持塊

222‧‧‧第二對接柱

2221‧‧‧第二錐形結構

223‧‧‧第二光纖

2231‧‧‧第二接觸部

2232‧‧‧第二連接部

224‧‧‧第二對接孔

23‧‧‧第二遮蔽殼體

第一圖係本創作插頭連接器及插座連接器組裝前之示意圖。

第二圖係第一圖中插頭連接器及插座連接器另一角度的組裝前之示意圖。

第三圖係第一光纖裝置與第二光纖裝置組裝前之示意圖。

第四圖係本創作插頭連接器之立體分解圖。

第五圖係第四圖中插頭連接器的另一角度之立體分解圖。

第六圖係本創作插座連接器之立體分解圖。

第七圖係第六圖中插座連接器的另一角度之立體分解圖。

請參照第一圖至第三圖所示，本創作中之插頭連接器100及插座連接器200係相互對接。本實施方式中，插頭連接器100或插座連接器200的插入方向為前後方向，垂直插頭連接器100或插座連接器200的插入方向為左右方向。

請參閱第四圖至第五圖所示，所述插頭連接器100包括第一絕緣本體11以及安裝於第一絕緣本體11內之用以進行光訊號傳輸之第一光纖裝置12。所述第一絕緣本體11大致呈中空狀的長方體結構，所述第一絕緣本體11包括位於上端之第一頂壁111、位於下端且與第一頂壁111相對應之第一底壁112以及連接第一頂壁111與第一底壁112之兩第一側壁113。所述第一頂壁111、第一底壁112以及兩第一側壁113共同圍成一前後貫通的用以收容第一光纖裝置12之第一收容空間114。所述每一第一側壁113的前端均向內凹設有一缺口1131，所述缺口1131結構用以與插座連接器200上的對應結構配合以達成插頭連接器100與插座連接器200之間的準確穩固對接。

所述第一絕緣本體11從側面觀察，高度自後向前逐漸變高，對應之第一收容空間114自後向前逐漸變大。所述第一頂壁111之後端設有沿左右方向間隔排佈之四個向上凹陷之第一讓位槽1111以及形成於相鄰兩第一讓位槽1111之間之第一抵壓部1112。所述第一底壁112之後端設有沿左右方向間隔排佈的四個向下凹陷之第二讓位槽1121以及形成於相鄰兩第二讓位槽1121之間之第二抵壓部1122。所述第一讓位槽1111及第二讓位槽1121之間形成的空間係為了給第一對接部1222(容後詳述)預留足夠之安裝空間，因為 從尺寸上來講，所述第一對接部1222的高度尺寸大於第一抵壓部1112與第二抵壓部1122之間的垂直距離，藉由設置第一讓位槽1111及第二讓位槽1121，在不影響第一固定部121(容後詳述)正常定位的同時給第一對接部1222提供了足夠之安裝空間，並且能夠達到逃料的目的，節約了製造成本。

所述第一光纖裝置12包括第一透鏡120及設於第一透鏡120內之第一光纖123。所述第一光纖123向後延伸出第一絕緣本體11。本實施方式中，所述第一透鏡120係採用透明的塑膠製成，所述第一光纖123係利用膠水定位於第一透鏡120內。所述第一透鏡120包括長方體形狀之第一固定部121以及自第一固定部121之前端向前凸伸出第一固定部121之複數第一主體部122。所述第一固定部121設有位於前端之前表面1210，所述第一主體部122自前表面1210向前延伸形成。所述第一透鏡120自前向後安裝到第一絕緣本體11內，所述第一固定部121安裝於第一絕緣本體11的後方且於上下方向上分別與第一抵壓部1112與第二抵壓部1122相抵壓以固定第一透鏡120。所述第一主體部122自第一固定部121向前延伸入第一收容空間114且收容於第一收容空間114內。本實施方式中，所述第一主體部122包括四個，誠然，其他實施方式中，可以根據具體需要設置第一主體部122的數量。所述第一主體部122包括自前表面1210向前延伸的縱長形之第一基部1221、自第一基部1221向前進一步延伸之第一對接部1222以及同時貫穿第一基部1221及第一對接部1222之第一對接孔1223。所述第一對接孔1223也向後貫穿第一固定部121。所述第一光纖123位於第一對接部1222的後方以與第一對接部1222相對接。所述第一光纖123位於前端的一部分收容於第一對接孔1223內，位於後端的另一部分向 後延伸出第一固定部121以與其他元件連接。

所述第一對接部1222本來的週邊形狀為一圓形，本實施方式中，為了於相鄰兩第一對接部1222之間以及最外側兩第一對接部1222與第一絕緣本體11之間給第一對接部1222預留足夠之運動空間，所以將第一對接部1222兩側的弧形面削成了適合產品尺寸需要之第一平面1220。所述第一平面1220沿豎直方向延伸，本實施方式中，所述第一對接部1222左右及上下方向上的尺寸比第一基部1221大，因為第一對接部1222需要保證與插座連接器200對接時的位置精度，尺寸太小會導致第一對接部1222之間空隙過大，不利於每個光纖通道的自動對準；而第一基部1221因為安裝於第一收容空間114內部，本身的位置精度沒有過多要求，所以在保證強度的前提下，將第一基部1221的尺寸相對第一對接部1222設置較小以達到節省材料及節約製造成本的目的。

所述第一基部1221自前表面1210向前延伸有一段逃料槽1224，所述逃料槽1224於左右方向上貫穿第一基部1221，惟於上下方向上未貫穿第一基部1221。所述逃料槽1224自第一固定部121之前表面向前大約延伸到第一基部1221的中間位置，藉如是排配，使得在滿足第一基部1221基本功能的剛度需求的同時，相對增加了第一基部1221的彈性，方便插座連接器200與插頭連接器100對接時第一基部1221產生變形，進而使得第一對接部1222更容易發生變形，同時還達到了逃料的目的，節約了製造成本。

所述插頭連接器100之第一透鏡120為固定分離式結構，即所述第一透鏡120之第一固定部121係固定於絕緣本體上，而與插座連接器200對接之第一對接部1222係相對間隔設置的且第一對接部 1222與插座連接器200插接時於上下、左右方向上可產生運動。藉如是排配，無需藉由一基準進行加工第一透鏡120，僅藉由將與插座連接器200對接之第一對接部1222彼此相對間隔設置，使得第一對接部1222可沿上下、左右方向上運動，藉由第一對接部1222的運動使得每個光纖通道自動對準，放寬了插頭連接器100與插座連接器200對接時的位置度要求，降低了零元件的製造精度，提升了良率與傳輸可靠性，降低了製造成本。本實施方式中，所述插頭連接器100之光纖通道指光訊號沿著第一光纖123所行徑的通道，所述插座連接器200的光纖通道指光訊號沿著第二光纖223所行徑的通道，當插頭連接器100與插座連接器200相對接時，該兩組光纖通道相互對準完成相互之間的光訊號傳輸。所述第一主體部122沿左右方向等距間隔排佈成一排，所述相鄰兩第一主體部122之間設有一第一間隔槽124。所述第一間隔槽124係給第一主體部122預留的運動空間。

所述第一對接部1222之前端沿插座連接器200的插入方向呈半徑前大後小之第一錐孔結構1225，因為插座連接器200中之第二對接柱222(容後詳述)也係錐形結構，藉如是排配，方便了插座連接器200中之第二對接柱222與第一主體部122對接，並且，放寬了第一主體部122中之第一對接孔1223之間的相對位置度要求，同時放寬了第一對接孔1223與插座連接器200中之第二對接柱222之間的位置度要求，降低了零件的製造成本，提升了良率與傳輸可靠性。所述第一光纖123包括位於前端的與插座連接器200相對接之第一接觸部1231以及位於第一接觸部1231後端且與第一接觸部1231相連之第一連接部1232，所述第一連接部1232向後延伸以與其他元件(如主板上的光電轉換模組)連接。

請參閱第六圖至第七圖所示，所述插座連接器200包括第二絕緣本體21、安裝於第二絕緣本體21內的用以進行光訊號傳輸之第二光纖裝置22以及包覆第二絕緣本體21之第二遮蔽殼體23。所述第二絕緣本體21大致呈中空狀的長方體結構，所述第二絕緣本體21包括位於上端之第二頂壁211、位於下端的且與第二頂壁211相對應之第二底壁212以及連接第二頂壁211與第二底壁212之兩第二側壁213。所述第二頂壁211、第二底壁212以及兩第二側壁213共同圍成一前後貫通的用以收容第二光纖裝置22之第二收容空間214。所述第二絕緣本體21還包括位於後端之第二後端面215以及位於前端之第二前端面216。所述第二前端面216設有向週邊超出第二頂壁211、第二底壁212以及兩第二側壁213且呈封閉狀之抵壓壁2161，所述抵壓壁2161用以與第二遮蔽殼體23相抵壓。所述第二收容空間214向後貫穿第二後端面215且向前貫穿第二前端面216。所述每一第二側壁213與第二頂壁211交接處設有一階梯型結構以與插頭連接器100之缺口1131相配合以達成插頭連接器100與插座連接器200之間的穩固對接。

所述第二光纖裝置22為透明的塑膠，所述第二光纖裝置22包括第二透鏡220及安裝於第二透鏡內的與第一光纖123相配合之複數第二光纖223。所述第二光纖223向後延伸出第二絕緣本體21。本實施方式中，所述第二光纖223係利用膠水定位於第二透鏡220內。所述第二透鏡220包括第二主體部221、自第二主體部221之前端向前凸伸出第二主體部221之複數與第一主體部122相對接之第二對接柱222以及向後貫穿第二主體部221且向前貫穿第二對接柱222之第二對接孔224。所述第二主體部221包括位於中間之本體部2211、位於本體部2211兩側之彈性臂2212以及形成於本體部 2211與彈性臂2212之間之預留槽2213。所述彈性臂2212的延伸末端設有卡持塊2214，所述卡持塊2214於第二主體部221安裝到第二絕緣本體21後抵壓於第二後端面215上。所述兩彈性臂2212沿左右方向上的寬度大於第二收容空間214沿左右方向上的寬度，所述第二主體部221剛開始組裝到第二收容空間214內時，所述彈性臂2212會向內變形，所述預留槽2213給彈性臂2212提供了合適的變形空間，所述第二主體部221完全組裝到第二收容空間214內後，藉由彈性臂2212向外的反向變形力給第二絕緣本體21一定之抵壓力，進而達到第二主體部221與第二絕緣本體21之間組裝穩固。

所述第二光纖223一部分收容於第二對接孔224內，另一部分向後延伸出第二主體部221。所述複數第二對接柱222彼此之間間隔設置，第二對接柱222於第二收容空間214內是不動，所述複數第二對接柱222的位置與與第一主體部122一一對應。所述第二對接柱222沿左右方向等距間隔排佈成一排。所述複數第二對接柱222為固定整體式結構，即所述複數第二主體部221固定於第二絕緣本體21內，第二對接柱222於插座連接器200內的係固定的不可移動，第二對接柱222相互間不存於相互運動關係。所述第二對接柱222的延伸末端設有呈自前向後半徑逐漸變大之第二錐形結構2221。本創作插頭連接器100及插座連接器200藉由採用插頭連接器100中之第一錐孔結構1225與插座連接器200中之第二錐形結構2221相對接的方式進行配合，放寬了插頭連接器100與插座連接器200對接時的位置度要求，降低了零元件的製造精度，提升了良率與傳輸可靠性，降低了製造成本；又，與習知技術相比，本創作插頭連接器100及插座連接器200巧妙將對接的元件設置為錐 形結構，利用第一透鏡120及第二透鏡220本身錐形的結構即可導引第一透鏡120及第二透鏡220相互對接，而無需像習知技術那樣，藉由額外設置的對接孔及對接柱來導引插頭連接器的透鏡與插座連接器的透鏡對接，簡化了連接器的結構，節約了製造成本。

所述第二光纖223包括位於前端的與插頭連接器100相對接之第二接觸部2231以及位於第二接觸部2231後端且與第二接觸部2231相連之第二連接部2232，所述第二連接部2232向後延伸以與其他元件(如主板上的光電轉換模組)連接。所述第二遮蔽殼體23向前抵壓於抵壓壁2161的後方，所述第二遮蔽殼體23包括頂面231、底面232以及連接頂面231與底面232之兩側面233，所述第二遮蔽殼體23從後向前安裝於第二絕緣本體21上。

以插頭連接器100為例，本創作插頭連接器100之光傳輸原理係：首先藉由主板上的光電轉換模組將電訊號轉換為分散的光訊號；然後分散光訊號會於光纖通道裏沿著光纖傳輸到透鏡裏，於透鏡的前方設有凸透鏡，藉由凸透鏡將分散的光訊號折射為平行光或者將分散的光訊號折射為聚焦到一起聚焦光；最後於插頭連接器100之光纖通道與插座連接器200之光纖通道對準後，該等轉換後之平行光或者聚焦光會與插座連接器200裏以同樣原理得到之光訊號進行對接。

本創作插頭連接器100將第一透鏡120設置為固定分離式結構，即所述第一透鏡120之第一固定部121係固定於絕緣本體上，而與插座連接器200對接之第一對接部1222係相對間隔設置的且第一對接部1222與插座連接器200插接時於上下、左右方向上可產生運動，藉如是排配，無需藉由一基準進行加工第一透鏡120，僅藉 由將與插座連接器200對接之第一對接部1222彼此相對間隔設置，使得第一對接部1222可沿上下、左右方向上運動，藉由第一對接部1222的運動使得每個光纖通道自動對準，放寬了插頭連接器100與插座連接器200對接時的位置度要求，降低了零元件的製造精度，提升了良率與傳輸可靠性，降低了製造成本。

本創作插頭連接器100及插座連接器200藉由採用插頭連接器100中之第一錐孔結構1225與插座連接器200中之第二錐形結構2221相對接的方式進行配合，放寬了插頭連接器100與插座連接器200對接時的位置度要求，降低了零元件的製造精度，提升了良率與傳輸可靠性，降低了製造成本；又，與習知技術相比，本創作插頭連接器100及插座連接器200巧妙將對接的元件設置為錐形結構，利用第一透鏡120及第二透鏡220本身的結構即可導引第一透鏡120及第二透鏡220相互對接，而無需像習知技術那樣，藉由額外設置的對接孔及對接柱來導引插頭連接器之透鏡與插座連接器之透鏡對接，簡化了連接器之結構，節約了製造成本。

綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士援依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

12‧‧‧第一光纖裝置

121‧‧‧第一固定部

122‧‧‧第一主體部

1220‧‧‧第一平面

1221‧‧‧第一基部

1222‧‧‧第一對接部

1223‧‧‧第一對接孔

1224‧‧‧逃料槽

1225‧‧‧第一錐孔結構

123‧‧‧第一光纖

124‧‧‧第一間隔槽

22‧‧‧第二光纖裝置

221‧‧‧第二主體部

2211‧‧‧本體部

2212‧‧‧彈性臂

2213‧‧‧預留槽

2214‧‧‧卡持塊

222‧‧‧第二對接柱

223‧‧‧第二光纖

Claims (10)

1. 一種插頭連接器，用以與一插座連接器相對接，所述插頭連接器包括：第一絕緣本體；第一收容空間，係形成於第一絕緣本體上；第一透鏡，係安裝於第一收容空間內，所述第一透鏡包括安裝於第一收容空間後端之第一固定部及自第一固定部向前延伸入收容空間內之複數第一主體部，所述第一固定部設有位於前端之前表面，所述每一第一主體部包括自前表面向前延伸之第一基部、自第一基部向前進一步延伸且位於前端以與插座連接器對接之第一對接部，以及同時貫穿第一基部及第一對接部之第一對接孔，所述複數第一對接部彼此之間相對間隔設置並可於第一收容空間內相對運動；以及第一光纖，係設於第一透鏡內，所述第一光纖延伸出第一絕緣本體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中所述第一主體部沿左右方向等距間隔排佈成一排。
3. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中所述每一第一對接部之前端沿插座連接器的插入方向呈半徑逐漸變小之第一錐孔結構，所述第一光纖位於第一錐孔內。
4. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中所述第一對接部與第一基部相連且位於第一基部前端，所述第一對接孔向後貫穿第一固定部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之插頭連接器，其中所述第一基部於左右方向及上下方向上的尺寸小於第一對接部。
6. 如申請專利範圍第4項所述之插頭連接器，其中所述第一基部自前表面向前延伸有一段逃料槽，所述逃料槽於左右方向上貫穿第一基部，惟於上 下方向上未貫穿第一基部。
7. 如申請專利範圍第4項所述之插頭連接器，其中所述每一第一對接部的左右兩側設有沿上下方向延伸之第一平面，所述相鄰兩第一對接部之間設有供第一對接部運動之第一間隔槽。
8. 如申請專利範圍第1項所述之插頭連接器，其中所述第一絕緣本體包括位於第一收容空間上方之第一頂壁及與第一頂壁相對且位於第一收容空間下方之第一底壁，所述第一頂壁的後端設有沿左右方向間隔排佈之第一讓位槽以及形成於相鄰兩第一讓位槽之間之第一抵壓部，所述第一底壁的後端設有沿左右方向間隔排佈且位置與第一讓位槽一一對應之第二讓位槽以及形成於相鄰兩第二讓位槽之間且位置與第一抵壓部一一對應之第二抵壓部，所述第一讓位槽及第二讓位槽之間形成可收容第一對接部的空間，所述第一抵壓部及第二抵壓部於上下方向上分別與第一固定部抵壓以定位第一固定部。
9. 一種與申請專利範圍第1項中所述的插頭連接器相對接之插座連接器，其包括第二絕緣本體；第二收容空間，係形成於第二絕緣本體上；第二透鏡，係安裝於第二收容空間內的用以進行光訊號傳輸，所述第二透鏡包括第二主體部、自第二主體部的前端向前凸伸出第二主體部之複數與第一對接部相對接之第二對接柱，所述複數第二對接柱彼此之間間隔設置，第二對接柱於第二收容空間內是不動的，所述複數第二對接柱的位置與第一對接部一一對應；以及複數第二光纖，係安裝於第二透鏡內，所述第二光纖與第一光纖相對接且延伸出第二絕緣本體。
10. 如申請專利範圍第9項所述之插座連接器，其中所述第二主體部包括位於 中間之本體部、位於本體部兩側之彈性臂以及形成於本體部與彈性臂之間之預留槽，所述兩彈性臂之間橫向上的寬度比第二收容空間的橫向上的寬度大，所述彈性臂之延伸末端設有卡持塊，所述卡持塊於第二主體部安裝到第二絕緣本體後卡持於第二絕緣本體之後端。