電源連接器的制造方法
【專利摘要】一種連接器系統包括設置有一殼體的一第一連接器。所述殼體固持設置有與一凹槽相鄰的一孔的一端子。一球體位于所述凹槽內且被所述端子限制，但是設置為部分地伸出所述孔。一第二連接器包括一接觸部以及一磁吸引元件。在操作中，當所述第一、第二連接器在一對接位置時，所述球體由于一磁力被吸向所述磁吸引元件且部分地伸出所述孔，從而與所述接觸部接合，將所述端子和所述接觸部電連接。
【專利說明】電源連接器
[0001]相關申請的參考
[0002]本申請主張于2010年5月13日提交的美國臨時專利申請61/486094的優先權，該臨時申請通過援弓I其整體并入本文。
【技術領域】
[0003]本申請涉及一種電連接器，更具體而言涉及一種適用于需要更高插拔次數的應用的連接器。
【背景技術】
[0004]連接器通常設置用于低插拔次數的應用。例如，許多輸入/輸出(IO)連接器預期接受相對較低的插拔次數。但是，某些應用需要顯著更多的插拔次數。便攜式電子設備(諸如以筆記本電腦和移動電話為例)，由于其電源需求一天可接受多次插拔。同樣地，如果不是更多的話，醫療器械可能一天需要插拔至少一次。在兩年或三年的周期內，這可能使一連接器接受超過1000次插拔。
[0005]現有的解決使一連接器適用更高插拔次數的需要的某些標準方法為使用更耐用的(且通常更昂貴的)鍍層或更寬的接觸面積。但是，當從提供小型設備及降低成本的持續壓力的角度來看時，這將成為問題。已設想過磁體接口。例如，美國專利公布號2010/0197148公開了將一磁體設置于一凹槽中的構思，磁體設置為壓制一柔性電路，從而柔性電路與插拔接口的一相對側上的接觸部電連接。此外，某些設計已經建議簡單采用兩個固定接觸部之間的一磁連接。但是，這兩種設計都不是特別適用于一殼體以一滑動方式接合于一第二殼體的應用。因此，某些人群將會關注適用于高插拔次數的連接器的進一步改進。
【發明內容】
[0006]一種連接器包括一殼體以及一由所述殼體固持的端子。所述端子包括與一凹槽相鄰的一孔。一球體位于所述凹槽內。當所述連接器位于與由一對接連接器提供的一磁吸引元件相鄰時，所述球體被吸向所述磁吸引元件且設置為部分地伸出所述孔，從而與一相對的連接器上的一接觸部接合，由此提供所述端子和所述接觸部之間的電連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]參考以下結合附圖的說明可以最佳地理解本發明的結構和運作的組成和方式以及其目的和優點，其中相似的附圖標記表示類似的部件，且在附圖中:
[0008]圖1為由安裝于一殼體的第一及第二連接器形成的電源連接器的一后視立體圖；
[0009]圖2為所述殼體的一前視立體圖；
[0010]圖3為所述兩個連接器中之一的一前視立體圖；
[0011]圖4為圖3的連接器的一后視立體分解圖；[0012]圖5為圖3的連接器的一后視立體圖；
[0013]圖6為沿圖1中的線6-6作出的電源連接器的一剖視圖；
[0014]圖7為圖3的連接器和圖2示出的殼體對接在一起的一剖開立體圖；
[0015]圖8為示出對接在一起的電源連接器的一剖開立體圖；
[0016]圖9為另一連接器的一前視立體圖；
[0017]圖10為圖9的連接器的一前視立體圖；
[0018]圖11為一連接器系統的一簡化實施例的一實施例的一立體圖；
[0019]圖12為圖11所示的實施例的一側視圖；
[0020]圖13為圖11所示的實施例的一放大圖；
[0021]圖14為圖11所示的實施例的一分解立體圖；
[0022]圖15為沿圖11中的線15-15作出的一立體剖視圖；
[0023]圖16為沿圖11中的線16-16作出的一立體剖視圖；
[0024]圖17為一連接器的一實施例的一簡化立體圖；以及
[0025]圖18為一連接器系統的一實施例的一不意圖。
【具體實施方式】
[0026]盡管本申請易于表現為不同形式的實施例，但是示出在附圖中且在本文中將詳細說明的是具體實施例，同時應理解的是本說明書應視為是范例且并非旨在將本申請限制至所示出的和在此所說明的那樣。因此，除非另有說明，本文所公開的多個特征可以組合在一起而形成出于簡明目的而未示出的另外的多個組合。雖然本文使用頂、底、上、下等術語，但是這些術語用來便于說明本申請，且不表示用于本申請在使用時的所需方向。
[0027]如圖所示，一電源連接器20包括經由一絕緣殼體26對接在一起的一對連接器22、24。連接器22、24能夠按照需要用于傳輸電力或信號。連接器22上的多個特征(features)設置為在提供一有效的電連接的同時為連接器24提供高插拔次數的能力。應注意的是，許多其它的殼體構造也是可行的，同時仍提供所述的益處。
[0028]參照圖2，絕緣殼體26由一上壁28、一對下壁30a、30b，一對側壁32、34、以及前壁36、后壁38形成。側壁32連接前壁36和后壁38。側壁34連接前壁36和后壁38且連接上壁28和下壁30a、30b。下壁30a自前壁36向后延伸而下壁30b自后壁38向前延伸。前壁36相對于壁28、30a、30b、32、34、38的剩余的部分加厚。上壁28、下壁30a、30b、以及前壁36的下端根據需要可成拱型。一凸緣40自前壁36的前邊緣圍繞其周邊向外延伸。
[0029]一腔體42形成在殼體26內且具有一第一進入開口 44以及一第二進入開口 46。腔體42由前壁36的后表面，側壁32、34的內表面、后壁38的前表面、以及下壁30a、30b的上表面限定。第一進入開口 44在尺寸上與腔體42的一側對應且由前壁36的后邊緣、側壁32的下邊緣、后壁38的前邊緣、以及下壁30a、30b的上邊緣限定。第二進入開口 46由底壁30a、30b之間的空間來提供。第二進入開口 46小于第一進入開口 44。如本文討論的，連接器24可插入腔體42。一細長的突出部48自后壁38的前表面沿其寬度向前延伸。突出部48形成一鍵，該鍵與本文所述的連接器24上的一對應的鍵槽50對接。突出部48優選為拱型，但是，其可為線型。
[0030]一對插槽52、54設置為貫穿上壁28且與腔體42連通。一通道56穿過加厚的前壁36且與腔體42連通。通道56的前邊緣形成與進入開口 44垂直的一進入開口 57。通道56的上、下表面優選為拱型且優選自通道56的前端至通道56的后端向內漸縮。根據需要，通道56的側表面自通道56的前端至通道56的后端可向內漸縮。通道56的寬度小于腔體42。如本文所述，連接器22可插入通道56。
[0031]參照圖3至圖5，連接器22具有一絕緣本體，該絕緣本體由一上壁58、一下壁60、將上壁58、下壁60的外邊緣連接在一起的一對側壁62、64、以及將上壁58、下壁60、側壁62,64的后邊緣連接在一起的一后壁66形成。壁58、60、62、64的外表面反映(mirror)形成通道56的那些表面的形狀。壁58、60、62、64、66的內表面限定一腔體68,該腔體在上壁58、下壁60、側壁62、64的前邊緣具有一進入開口 70。
[0032]一突出部72于上壁58后端自上壁58向上延伸。突出部72具有沿其后端的一斜切表面74且當連接器22安裝于殼體24時能夠插入插槽52。后壁66具有多個間隔開的安裝凸緣76，安裝凸緣76自后壁66垂直地延伸且自后壁66的前表面向前延伸進入腔體68。一插槽78設置為貫穿位于各安裝凸緣76的正上方的后壁66。一凹部79設置在位于各插槽78正下方的后壁66的后表面。一凹槽80設置在第一凹部79的中心。
[0033]參照圖6至圖8，一球體82安裝在各凹槽80內。各球體82可涂有一導電涂層，諸如一層薄的銅以有助于控制阻抗。
[0034]一端子84安裝穿過各插槽78且靠接各自的安裝凸緣76及后壁66的后表面。如圖所示，各端子84包括連接于一下腳部88的一上腳部86。各端子84的下腳部88可垂直于上腳部86。各下腳部88具有設置為貫穿其的一孔90。各個端子84安裝在各自的插槽78內，從而上腳部86延伸穿過插槽78且安放在相應的安裝凸緣76上，而下腳部88安放在各自的第一凹部79內且覆蓋相應的凹槽80。球體82位于所述凹槽內且能部分地伸出孔90，但是不能完全地穿過孔90。結果，球體82被下腳部88限制在第二凹部80內。各上腳部86示出為包括用于與后壁66的前表面接合的一保持部(retention feature) 91,以防止一旦連接到連接器24時端子84移動。
[0035]參照圖8至圖10，連接器24大體為T型橫截面，從而一下壁92自一上壁94的中間向下延伸。各壁92、94為絕緣性的。上壁94由一前表面96、一后表面98、一上表面100、下壁92各側上的下表面102a、102b、以及相對的側表面104、106限定。上表面100的形狀反映殼體24的上壁28下側的表面的形狀，且因此優選為拱型。下表面102a、102b的形狀反映下壁30a、30b的上表面的形狀，且因此優選為拱型。后表面98具有在側表面106開始但在側表面104前終止的細長的鍵槽50。上壁94的尺寸設置為填充腔體48且下壁92的尺寸設置為填充第二進入開口 46。上壁94的前邊緣優選具有圓角或倒角108。
[0036]連接器24具有設置在其內的一柔性電路110。柔性電路110在上壁94的前表面96處開始、延伸穿過連接器24、并從下壁92的下表面112出來。柔性電路110具有設置在上壁94的前表面96上的多個接觸墊114 (圖9中示出三個)。如圖8所示，如果球體82是磁體，則可由鐵素體基材料形成的一磁吸引元件116由上壁94固持且與一對應的接觸墊114對準。
[0037]為了將連接器22、24彼此且與殼體26組裝在一起，通過將連接器22的后端插入通道56且將連接器22推進殼體26直至突出部72進入頂壁28的插槽52內，連接器22首先被插入殼體26。球體82可部分地伸入腔體42。[0038]接下來，連接器24滑動進入腔體48，同時上壁94的圓角或倒角108穿過第一進入開口 44進入腔體48且第二壁92穿過第二進入開口 46的一端進入第二進入開口 46。第二壁92自第二進入開口 46向下延伸。殼體26上的突出部48與連接器24上的鍵槽50對接，以確保連接器24在正確的方向上插入殼體26。一旦前壁96接合于球體82，球體82沿連接器24的前壁96滾動。這減小了接觸墊114的磨損，因為球體82的滾動動作最大限度地減少了在連接器22，24的對接及分離過程中的連接器22、24之間的摩擦磨損。因為殼體26的壁28、30a、30b及連接器24的壁100、102a、102b為拱型，所以連接器24當其插入殼體26中時繞殼體26的一中心點旋轉。
[0039]當連接器24完全插入殼體26時，磁吸引元件116吸引球體82使球體82接合于導電墊114，以完成端子84和導電墊114之間的電連接。如果必要的話，端子84的第二腳部88可彎曲遠離連接器22的后壁66以補償端子84和導電墊114之間因制造和/或設計上的限制造成的任何公差(預期是固定的)。因此，電力能自一電源(未示出)流經接觸墊114、流經導電球體82且流經端子84，從而形成一可靠的電連接。球體82上的導電涂層減小了電阻且提高了導電性。
[0040]能夠認識到的是，球體82可以是磁體基或鐵素體基中的一者而平板部116可為另一者。此外，應當理解的是，兩者都可以是磁體基。盡管柔性電路110示出為支撐接觸墊114，但是所述接觸墊可容易地由一現有端子來提供。
[0041]盡管突出部48示出處于殼體26上而鍵槽50示出處于連接器24上，但是這兩個部件的位置可以互換。另外，盡管連接器22、24及殼體26示出為具有拱型壁，但是若需要，這些壁可以為平坦的。
[0042]參照圖11至圖17，示出一連接器系統120的一簡化實施例。一第一連接器160包括固持一端子180的一殼體170。殼體170包括固持一球體190的一凹槽175，該球體優選為圓球形。端子180包括一孔182。一指狀部185位于孔182內。在操作時，孔182與一第二連接器相鄰，所述第二連接器包括與一磁吸引元件150相鄰的一接觸部135。球體190被吸向磁吸引元件150且由此完成端子180和接觸部135之間的一電通路。
[0043]應該注意的是，在一實施例中，接觸部135由可位于一殼體上(未示出)的一元件130固持。接觸部135可為一第二端子，第二端子由設置有與接觸部135相鄰的一磁吸引元件150的一絕緣殼體固持。例如，接觸部可為附有一鍍層的一銅基端子。可替代地，磁吸引元件150可用作端子(由此將接觸部和磁吸引元件組合)且可電鍍以有助于防止磁吸引元件150的表面的腐蝕。可以認識到的是，如果球體190是磁體，則磁吸引元件150可為一鐵素體基材料，或如果球體190為鐵素體基材料，則磁吸引元件150可為磁體。此外，根據需要，球體190和磁吸引元件150兩者都可由磁體材料形成。
[0044]為了有助于確保使端子180和接觸部135之間保持電連接，當球體190朝向接觸部135移動時，球體190壓靠指狀部185且使指狀部185變形。這樣，端子180和接觸部135之間的公差得以補償。當然，如上所述，端子180也可朝向接觸部變形以補償可能的公差。或者，第一、第二端子可被制造成使公差不是一個問題。但是，人們一般預期這種精心制造將過于昂貴，因此具有一定程度的靈活性來保證公差才是合乎需要的。將所述凹槽的尺寸設置為使球體保持在非常靠近所述孔是有益的。
[0045]圖18示出一連接器系統300的一示意圖。一第一連接器310包括一第一連接部317而第二連接器320包括一第二連接部325。所述第一連接器設置成與所述第二連接器對接，從而第一連接部317、第二連接部325彼此對準。所述第一、第二連接部中之一包括具有定位成與一凹槽相鄰的一孔的一端子，而另一個連接部包括與磁吸引元件對準的一接觸部。所述凹槽包括設置為能部分地伸出所述孔且被磁吸引元件吸引的一球體。由此，以與上文討論的類似的一方式，第一連接器310和第二連接器320的對接使所述球體建立所述端子和所述接觸部之間的一電連接。
[0046]應注意的是，所述連接器系統適用于一寬范圍的構造。例如，除非另有說明，不要求所述第一、第二連接器之間存在一滑動接合。
[0047]盡管示出并說明了某些實施例，但是可想到的是，在不脫離隨附權利要求的精神和范圍內，本領域技術人員可以作出各種各樣的修改。
【權利要求】
1.一種連接器，包括: 一殼體，設置有一凹槽； 一端子，由所述殼體固持，所述端子包括與所述凹槽對準的一孔； 一球體，位于所述凹槽內，所述球體為一磁體或一鐵素體基材料中的一者；所述端子被設置為將所述球體限制在所述凹槽內，其中，所述球體的尺寸被設置為能夠部分地伸出所述孔，從而在操作時，使所述孔位于與一接觸部相鄰且一磁吸引元件使所述球體伸出所述孔。
2.如權利要求1所述的連接器，其中，所述端子被設置為當所述球體被吸向所述接觸部時變形。
3.如權利要求1所述的連接器，其中，所述端子包括位于所述孔內的一指狀部，所述指狀部被設置為當所述球體被吸向所述接觸部時朝向所述接觸部變形。
4.一種連接器系統，包括 一第一殼體，包括一凹槽； 一第一端子，由所述殼體固持并具有一孔，所述孔與所述凹槽對準； 一球體，位于所述凹槽內； 一第二殼體； 一接觸部，由所述第二殼體固持；以及 一磁吸引元件，與所述接觸部對準，所述球體和所述磁吸引元件中的至少一者為一磁體，另一者為一磁體和一鐵素體基材料中之一，其中，所述第一殼體與所述第二殼體相鄰，使得所述孔與所述接觸部對準且所述球體被吸向所述磁吸引元件，由此形成所述端子和所述接觸部之間的一電連接。
5.如權利要求4所述的連接器系統，其中，所述球體為一磁體。
6.如權利要求4所述的連接器系統，其中，所述端子被設置為朝向所述接觸部變形。
7.如權利要求4所述的連接器系統，其中，所述端子包括位于所述孔內的一指狀部，所述指狀部被設置為在所述球體的位置范圍內變形且保持所述端子和所述球體之間的電連接。
【文檔編號】H01R11/30GK103534878SQ201280023657
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年5月14日 優先權日:2011年5月13日
【發明者】羅納德·C·霍奇, 維克托·薩德雷, 約瑟夫·D·科墨西 申請人:莫列斯公司