一种防尘式电脑USB数据插口结构的制作方法

本申请涉及电脑机体结构，更具体地，涉及一种防尘式电脑usb数据插口结构。

背景技术：

usb数据插口是广泛应用于各种电子设备上的外设连接端口，特别是在台式、笔记本式、平板式、掌上式等各种电脑中已经成为标准配置。usb数据插口除了可用于将电脑与其它设备连接以便实现数据传输之外，还可用于使电脑对外部设备进行充电。usb数据插口需要与带有usb插头的设备或者线缆配合使用，通常usb数据插口与usb插头均按照相关技术标准采用统一的物理结构。

图1a示出了传统usb数据插口(包括常规usb和mini-usb)的机械结构示意图。usb数据插口包括外围的壳体1，用于将usb数据插口安装在电脑的机身上并且容纳固定内部的零件，壳体1的上、下壁都具有向内突出的弹片11，当usb插头插入该壳体1内时，所述弹片11用于上、下方向挤压usb插头的金属头端以保证连接的牢固可靠，壳体1的下壁还具有向外弯折的插脚12，从而将壳体1安装在机身上。而为了制成上述弹片11和插件12，壳体1的外壁会留有相应的开孔。壳体1内部容纳绝缘块2，绝缘块2上设置导电端子3，导电端子3略突起于绝缘块2的上表面。绝缘块2与壳体1的上壁之间具有一定的空隙，相应地，usb插头的金属头端内部也具有安装了导电端子的绝缘块，当插头插入时，usb插头的绝缘块会嵌入到usb数据插口的绝缘块2及壳体1上壁之间的空隙内，并且在弹片11的夹紧作用下两个绝缘块密切贴合，使得绝缘块上的导电端子可靠接触实现导通。

图1b是近年来改善的type-c型usb数据插口的结构示意图。type-c型usb数据插口占用体积更小，特别是其支持匹配的usb插头正、反插入，因此在笔记本型、平板型、掌上型电脑中尤其受到欢迎。如图1b所示，type-c型usb数据插口包括外围的壳体1，用于将usb数据插口安装在电脑的机身上并且容纳固定内部的零件，壳体1上具有接缝，壳体的后端上方具有弯折的插脚11，用于将壳体安装在电脑机身之上。绝缘片2悬空设置在壳体1内部空间，其与壳体1的上下内壁均不接触，即壳体上、下内壁与绝缘片2中间均保留有空隙。绝缘片2上下表面均设置导电端子3，导电端子3略突起于绝缘片2的上、下表面。usb插头插入时，usb插头的外壳会嵌入到usb数据插口的绝缘片2及壳体1上、下壁之间的空隙内，挤压绝缘片2，使得绝缘片2上的导电端子3与usb插头的导电端子可靠接触，实现导通。

从上述描述中可以看到，usb数据插口的壳体内部由于弹片、插脚、绝缘块(片)、导电端子等各结构的的凹进和凸出而存在很多缝隙，空气中的灰尘极易堆积于这些缝隙之中，而且难以被清理出来，随着使用时间的增长，越积越多的灰尘会损害usb数据插口与插头的接触和导电性能，使usb数据插口的功能受到不良影响。

为了解决usb数据插口内灰尘堆积的问题，现有技术所提供的绝大多数解决方案均是在该插口的开口处设置各种盖体或孔塞，从而在不使用时封堵住usb数据插口。这种方式的不足在于，在usb数据插口插入插头之前还要首先打开盖体或抽出孔塞，给使用带来不便；虽然有些现有技术中盖体可以随着插头的插入而自动打开，但是这需要借助在盖体附近设置另外的固定及传动结构，如枢轴等；然而，电脑终端目益小型化和轻薄化，usb插口本身也逐渐变为以mini-usb、type-c等小型插口为主，使上述固定及传动结构也必须变得非常细小，其加工和安装都不易实现，性能稳定性差，而且其所占据的空间也会给电脑的轻薄带来负面效果。

技术实现要素：

针对现有技术的上述状况及缺陷，本发明提供了一种防尘式电脑usb数据插口结构。本发明通过取代传统usb插口的各种凸凹结构，消除了壳体内的缝隙，因此使灰尘不易堆积并且能够随着usb插头的插拔而得到清理。

本发明所述的一种防尘式电脑usb数据插口，其特征在于，包括闭合壳体、弹性绝缘体和箔片形触点；所述闭合壳体是由四周金属片包围形成且一体成型的中空正方形壳体，所述金属片呈平面形状且完整没有开口；所述弹性绝缘体由上形变层、中间弹性层和下形变层组成，所述上形变层、下形变层分别粘合到中间弹性层的上、下表面；并且所述上形变层、下形变层的内侧末端分别具有向内延伸的舌形板，并通过所述舌形板连接固定机构从而固定于所述闭合壳体内，所述中间弹性层的内侧末端直接固定于所述固定机构上；所述上形变层的上表面与相对的闭合壳体内壁之间存在空隙，并且所述空隙的厚度小于与该usb数据插口匹配的usb插头内的绝缘体的厚度；所述下形变层的下表面贴合相对的闭合壳体内壁；所述上形变层的外表面开设下凹的触点槽，用于容纳所述箔片形触点；所述箔片形触点为扁平形铜箔，并且当所述箔片形触点置入所述触点槽后箔片形触点的外表面与上形变层的外表面相平齐；当usb插头插入时，所述上形变层受到usb插头的绝缘体的挤压而使其舌形板产生向下的弯曲，所述下形变层受到usb插头的金属头的挤压而使其舌形板产生向上的弯曲，所述中间弹性层因受到上形变层和下形变层的挤压而发生弹性形变，从而产生弹力而推动所述上形变层和下形变层压紧所述usb插头，并且在usb插头插入后，上形变层上设置的所述箔片形触点接触并挤紧所述usb插头的触点。

优选的是，所述上形变层和中间弹性层均由绝缘材料制成，所述下形变层可由绝缘或金属材料制成。

本发明还提供了一种防尘式电脑usb数据插口，其特征在于，包括闭合壳体、弹性绝缘体和箔片形触点；所述闭合壳体是由四周金属片包围形成且一体成型的中空正方形壳体，所述金属片呈平面形状且完整没有开口；所述弹性绝缘体由上形变层、中间弹性层和下形变层组成，所述上形变层、下形变层分别粘合到中间弹性层的上、下表面；并且所述上形变层、下形变层的内侧末端分别具有向内延伸的舌形板，并通过所述舌形板连接固定机构从而固定于所述闭合壳体内，所述中间弹性层的内侧末端直接固定于所述固定机构上；所述上形变层的上表面与相对的闭合壳体上内壁之间存在空隙，所述下形变层的下表面与相对的闭合壳体下内壁之间也存在空隙，并且所述空隙的厚度小于与该usb数据插口匹配的usb插头壳体的厚度；所述上形变层和下形变层的外表面均开设下凹的触点槽，用于容纳所述箔片形触点；所述箔片形触点为扁平形铜箔，并且当所述箔片形触点置入所述触点槽后箔片形触点的外表面与上形变层、下形变层的外表面相平齐；当usb插头插入时，所述上形变层受到usb插头壳体的挤压而使其舌形板产生向下的弯曲，所述下形变层受到usb插头壳体的挤压而使其舌形板产生向上的弯曲，所述中间弹性层因受到上形变层和下形变层的挤压而发生弹性形变，从而产生弹力而推动所述上形变层和下形变层压紧所述usb插头，并且在usb插头插入后，上形变层或者下形变层上设置的所述箔片形触点接触并挤紧所述usb插头的触点。

优选的是，所述上形变层、下形变层和中间弹性层均由绝缘材料制成。

针对以上两种结构的防尘式电脑usb数据插口，优选的是，所述舌形板与所述上形变层、下形变层一体成型，且所述上形变层的舌形板与上形变层的上表面在同一平面内，并且所述下形变层的舌形板与下形变层的下表面在同一平面内。

优选的是，所述上形变层和下形变层的外侧具有导角以引导所述usb插头的插入。

进一步优选的是，所述导角为圆弧状导角。

优选的是，所述闭合壳体的内侧末端具有向内延伸的固定插脚。

进一步优选的是，所述固定插脚沿水平方向向内延伸至usb数据插口的固定机构。

进一步优选的是，所述固定插脚向内延伸一定距离后向上或向下弯曲至usb数据插口的固定机构。

可见，本发明首先取消了传统usb插口的上、下弹片等夹持结构，使得壳体以完整无开口的金属片实现，而且壳体内的绝缘体及触点也都形成平面式结构，由于壳体及绝缘体都不具有由凸凹、开口等结构所产生的沟缝，使灰尘不易在插口内堆积；同时，通过绝缘体的上形变层、中间弹性层和下形变层的形变提供将usb插头与usb插口相互压紧的压力，保证了二者机械插接和电接触的可靠性；由于上形变层和下形变层均为平面形状，使得usb插头插入时易于通过刮蹭消除其上的灰尘，并且上形变层和/或下形变层采用绝缘材料，可以在与usb插头的摩擦中产生静电，从而使灰尘通过静电吸附在usb插头上而随着其拔出而被清理。本发明的结构基本上完全在usb插口的壳体内部实现，不需要盖体及相应的外部结构，有利于节约电脑空间，而且加工便利，不会增加usb插口的生产成本。

附图说明

图1a-图1b是现有技术中的usb数据插口结构示意图；

图2是本发明的第一实施例防尘式电脑usb数据插口的立体结构分解示意图；

图3是本发明的第一实施例防尘式电脑usb数据插口的平面结构示意图；

图4是本发明的第一实施例防尘式电脑usb数据插口插入usb插头状态下的平面结构示意图；

图5是本发明的第二实施例防尘式电脑usb数据插口的平面结构示意图；

图6是本发明的第二实施例防尘式电脑usb数据插口插入usb插头状态下的平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述。需要指出，对优选实施例阐述的目的是为了更加充分地展示本发明的各方面的特点和有益效果。因此，优选实施例是作为示例性的，不应理解为是对本发明保护范围的限制。本发明的保护范围应当以权利要求书所请求的内容为准。

图2是本发明第一实施例的防尘式电脑usb数据插口的立体结构分解示意图。第一实施例是针对采用传统usb或mini-usb结构的usb数据插口的改进方案。所述防尘式电脑usb数据插口包括闭合壳体1、弹性绝缘体2和箔片形触点3。

所述闭合壳体1是由构成上、下、左、右四周侧壁的金属片包围形成的中空正方形壳体，该壳体是一体成型的，且所述金属片呈平面形状的完整金属片，上面没有开设任何开口和可见接缝，其内壁也没有任何凸起或凹陷。闭合壳体1的外侧和内侧均是开放的，其外侧末端是插入usb插头的入口，而其内侧末端具有向内延伸的四组固定插脚1a，这些固定插脚1a可以沿水平方向向内延伸直至电脑用于固定该usb数据插口的固定机构，固定插脚1a也可以不像图2所示的那样水平延伸，而是向内延伸一定距离后向上或向下弯曲至电脑固定该usb数据插口的固定机构，从而，通过固定插脚1a将usb数据插口安装在电脑的机体之上。

如图2所示，所述弹性绝缘体2由上形变层2a、中间弹性层2b和下形变层2c组成，虽然图2中为了清楚示出这三层结构起见，采用分解示图将三者分离描绘，但实际上，所述上形变层2a、下形变层2c分别粘合到中间弹性层2b的上、下表面，从而形成由这三层组成的一体式结构，粘合后的结构可以参见图3所示的平面示图。如图2及图3所示，所述上形变层2a、下形变层2c的内侧末端分别具有向内延伸的舌形板2d及2e，并通过所述舌形板2d及2e使上形变层、下形变层连接固定机构从而固定于所述闭合壳体1内，该固定机构可以是用于固定壳体内绝缘体的基座等，所述中间弹性层2b的内侧末端则直接固定于所述固定机构上。所述舌形板2d及2e分别与所述上形变层、下形变层一体成型，并且所述上形变层2a的舌形板2d与该上形变层2a的上表面在同一平面内，并且所述下形变层2c的舌形板2e与该下形变层2c的下表面在同一平面内，这样使得舌形板与上、下形变层之间也不存在任何凸凹不平之处。但舌形板2d及2e的厚度明显小于上形变层2a、下形变层2c的层厚，在下文中将会介绍，随着usb插头的插入，舌形板2d及2e会在插头的挤压下产生可恢复的弯曲形变。为了便于usb插头插入，如图2和图3所示，所述上形变层2a和下形变层2c的外侧末端具有圆弧形导角。所述上形变层2a可以采用工程塑料等具有一定刚性的可形变材料制作。下形变层2c也可以采用具有一定刚性的可形变材料制作，例如金属或者工程塑料。而中间弹性层2b可以由橡胶等材料制作，在受到挤压时产生弹性形变，同时产生弹力克服所受到的压力，优选可采用丁苯橡胶、顺丁橡胶。即，上形变层2a和中间弹性层2b均采用绝缘材料制作，而下形变层2c可以采用金属制作，也可以采用绝缘材料制作。

参见图3，组装之后，在不插入usb插头的状态下，所述上形变层2a的上表面与相对的闭合壳体1内壁之间存在空隙v，并且所述空隙v的厚度应小于与之匹配的标准usb插头内的绝缘体的厚度。usb插头应按照相关组织制订的标准进行生产，在现有的多种usb插头标准中，均对usb插头各部件的机械参数进行了规定，因此标准usb插头内均会包括绝缘体，且绝缘体的厚度应当是统一的。而所述下形变层2c的下表面则贴合与之相对的闭合壳体1的内壁。

所述上形变层2a的外表面开设下凹的触点槽2f，用于容纳所述箔片形触点3；所述箔片形触点3为扁平形铜箔，虽然图2为了清楚简洁只示出了一个箔片形触点3，但可以理解上形变层2a的每个触点槽2f中都会嵌入一个该箔片形触点3，并且当所述箔片形触点3置入所述触点槽2f后，箔片形触点3的外表面与上形变层2a的外表面相平齐，这样上形变形2a、舌形板2d和箔片形触点3共同在弹性绝缘体2的上表面形成了一个没有凸凹的平面结构。另一方面，下形变体2c单独在弹性绝缘体2的下表面形成了一个没有凸凹的平面结构，并且该下表面与壳体1的内壁紧密贴合。

图4是本发明的防尘式电脑usb数据插口插入usb插头状态下的平面结构示意图。参见图4，当usb插头插入时，所述上形变层2a受到usb插头的金属头p1上壁及绝缘体p2的挤压而使其舌形板2d产生向下的弯曲，所述下形变层2c受到usb插头的金属头p1下壁的挤压而使其舌形板2e产生向上的弯曲。由于舌形板的弯曲，使所述中间弹性层2b因受到上形变层2a和下形变层2c的挤压而发生弹性形变，从而产生弹力，舌形板和中间弹性层二者的回复弹力会推动所述上形变层2a和下形变层2c分别向上和向下压紧所述usb插头，起到使插头和插口牢固连接的功效。并且在usb插头插入后，上形变层2a上设置的所述箔片形触点3接触插头的触点p3，并且因受到了上述回复弹力的作用，使箔片形触点3在上形变层2a的带动下挤紧所述usb插头的触点p3，使二者的电连接相对可靠。

本发明的防尘功能体现在以下方面：首先，取消了传统usb插口金属壳体的上、下弹片等夹持结构，而采用了四壁平面完整闭合的壳体，壳体内的绝缘体及触点也都形成平面式结构，由于壳体内部没有凸凹、开口等结构，也没有上述结构所产生的沟缝，使灰尘不易在插口内堆积；虽然弹片结构已经取消，但通过绝缘体的上形变层、中间弹性层和下形变层的形变提供将usb插头与usb插口相互压紧的压力，仍然保证了二者机械插接和电接触的可靠性；其次，由于上形变层和下形变层均为平面形状，使得usb插头插入时易于通过刮蹭消除其上的灰尘，并且上形变层采用绝缘材料，可以在与usb插头的绝缘体摩擦中产生静电，从而使灰尘通过静电吸附在usb插头上而随着其拔出而被清理。下形变层可以采用金属结构以便于灰尘的刮蹭，当然也可以采用绝缘材料。

对于近年来兴起的type-c型usb数据插口，本发明也提供了第二实施例作为改进方案。该第二实施例的立体结构分解示意图可参照图2，在此不做赘述。参见图5，第二实施例的该防尘式电脑usb数据插口包括闭合壳体1、弹性绝缘体2和箔片形触点3。所述闭合壳体1是由上、下、左、右四周金属片包围形成且一体成型的中空正方形壳体，所述金属片呈平面形状且完整没有开口和接缝。闭合壳体1的内侧末端具有向内延伸的四组固定插脚1a。所述弹性绝缘体2由上形变层2a、中间弹性层2b和下形变层2c组成，所述上形变层2a、下形变层2c分别粘合到中间弹性层2b的上、下表面。并且所述上形变层2a、下形变层2c的内侧末端分别具有向内延伸的舌形板2d以及2e，并通过所述舌形板2d以及2e连接固定机构从而固定于所述闭合壳体1内。所述中间弹性层2b的内侧末端直接固定于所述固定机构上。所述上形变层2a的舌形板2d与该上形变层2a的上表面在同一平面内，并且所述下形变层2c的舌形板2e与该下形变层2c的下表面在同一平面内，这样使得舌形板与上、下形变层之间也不存在任何凸凹不平之处。随着usb插头的插入，舌形板2d及2e会在插头的挤压下产生可恢复的弯曲形变。为了便于usb插头插入，所述上形变层2a和下形变层2c的外侧末端具有圆弧形导角。所述上形变层2a、下形变层2c均采用工程塑料等具有一定刚性的可形变绝缘材料制作；而中间弹性层2b可以由橡胶等高弹性绝缘材料制作。所述上形变层2a的上表面与相对的闭合壳体1的上内壁之间存在空隙v，所述下形变层2c的下表面与相对的闭合壳体1的下内壁之间也存在空隙v，并且所述空隙的厚度小于与该usb数据插口匹配的usb插头壳体的厚度。所述上形变层2a和下形变层2c的外表面均开设下凹的触点槽2f，用于容纳所述箔片形触点3。所述箔片形触点3为扁平形铜箔，并且当所述箔片形触点3置入所述触点槽2f后箔片形触点的外表面与上形变层2a、下形变层2c的外表面相平齐。当usb插头插入时，如图6所示，所述上形变层2a受到usb插头壳体的挤压而使其舌形板2d产生向下的弯曲，所述下形变层2c受到usb插头壳体的挤压而使其舌形板2e产生向上的弯曲，所述中间弹性层2b因受到上形变层2a和下形变层2c的挤压而发生弹性形变，从而产生弹力而推动所述上形变层2a和下形变层2c压紧所述usb插头，并且在usb插头插入后，上形变层或者下形变层上设置的所述箔片形触点3接触并挤紧所述usb插头壳体内部的触点。usb插头插入时易于通过刮蹭消除上形变层和下形变层其上的灰尘，并且上、下形变层采用绝缘材料，可以在与usb插头的绝缘体摩擦中产生静电，从而使灰尘通过静电吸附在usb插头上而随着其拔出而被清理。

本发明能够起到的防尘作用，保证了usb数据插口在物理插接和电连接方面的可靠性能，而且本发明的结构基本上完全在usb插口的壳体内部实现，不需要盖体及相应的外部结构，有利于节约电脑空间，而且加工便利，不会增加usb插口的生产成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。