[发明专利]USB连接器

说明书

技术领域

本发明涉及一种USB连接器，特别是适用于可反向与传统USB插座连接的USB插头。

背景技术

USB标准连接器在计算机和消费性电子产品中广泛使用。它可以被用来连接外围设备与计算机主机而不需要主机的重新起动并确保快速传输速率。由于USB连接器的特殊结构，USB插头以给定的取向只能插入一个USB插座中。通常在外表面设置记号来帮助使用者识别正确的插入取向，然而，大多数使用者仍然经常感到很难识别正确的插入方向，因为USB插头的金属外壳在相对的方向形成有相同的形状。

如图1a和1b所示，传统USB插座80通常包括主体81，片状元件82，外壳83以及两对弹簧触头84。片状元件82与主体81形成为一个整体，并从主体81中突出而朝向外壳83的开口端。外壳83通常用金属制成，并围住整个主体81和片状元件82。两对弹簧触头84固定在片状元件82中并沿着片状元件82的下侧平行设置。上部空隙85和下部空隙86分别限制在USB插座80中片状元件82和外壳83之间。

图2a和2b说明了传统USB插头90，该插头包括主体91，片状元件92，外壳93以及两对电极触头94。片状元件92在主体91下侧形成为一体，并从主体91朝向外壳93的开口端突出。外壳93通常是金属制成并围绕整个主体91和片状元件92。电极触头94固定在片状元件92中而主体91沿着与USB插座80的弹簧触头84相对应的片状元件92的上侧表面平行设置。空隙95限定在USB插头90中片状元件92和外壳93之间。

如图3所示，当传统的USB插头90与传统的USB插座80相连接时，USB插头90的前端首先插入到USB插座80的上部和下部空隙85和86中。USB插座80的片状元件82插入到USB插头90的空隙95中。USB插头90的电极触头94与USB插座80的相应的弹簧触头84电连接。

需要注意的是，仅有一个单独片状元件92被非对称地从主体91下侧突出，因此USB插头90只能在如图3所示的上侧插入的取向与USB插座80正确连接。如果USB插座80和USB插头90中的一个是颠倒的，例如，当USB插座80保持如图1所示的上侧取向而USB插头90被翻转为颠倒的取向，或者另外当USB插头90保持如图2和3所示的上侧取向而USB插座80被翻转为颠倒的取向，USB插头90和USB插座80之间不能建立正确的连接。

为了识别USB连接的正确插入方向，通常识别标记96设置在USB插头90的外表面如图2和3可见。然而，有时USB连接之间的连接仍然无法避免错误的操作。如果错误的插入操作在强迫力下进行，USB连接器的硬件将会发生永久损坏。

为了解决上述传统USB连接的问题，申请号为JP2003-217728的日本专利公开了一种改进的USB插座，该插座适用于与传统标准USB插头以翻转的方式连接来解决上述缺陷。

如图4所示，根据上述专利的第一个例子提供了一种USB插座200，该插座包括主体201，片状元件202，外壳203和弹簧触头204。其中片状元件202在主体201中部形成为一体，并从主体201突出到外壳203的开口端。外壳203围绕整个主体201和片状元件202。特别地，片状元件202的上侧和下侧每一个设置有两对弹簧触头204。上部空隙205和下部空隙206在片状元件202的相对侧、在USB插座200中对称限定为相同的形状。由于USB插座的对称结构，如图4所示，当使用者想要连接传统USB插头90和USB插座200时，他/她可以仅仅调整USB插头的垂直位置以便使USB插头的空隙95与USB插座200的片状元件202成一直线而不管USB插头90的插入方向是上侧或者颠倒的方向，即传统USB插头90可以与USB插座80在上侧和颠倒的插入方向翻转连接。

但是，上述USB插座200的缺点为：USB插座200的外壳203的开口尺寸与传统标准的USB插头90不匹配，而且USB插头90的垂直位置必须调整以便使得USB插头90的空隙95与USB插座200的片状元件202成一直线。此外，金属制成的USB插头的外壳93可能引起USB插座200弹簧触头204在插入连接时短路，因此这种USB插座200的可靠性比较低。