CN103490252B - 连接器适配器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及连接器适配器，其可允许连接器插头中的触头与不兼容的连接器插座中的触头形成电连接。一个例子提供一种连接器适配器，用于提供连接器插头和不兼容的连接器插座之间的连接。连接器适配器可以是磁连接器，其在第一端提供磁连接器插座，以接纳具有吸附板的连接器插头。该连接器适配器还可在第二端提供具有吸附板的连接器插头，以插入到电子设备上的磁连接器插座中。

Description

连接器适配器

相关申请的交叉引用

本申请主张2012年6月8日提交的美国专利申请13/492608的优先权，其通过引用合并于此。

背景技术

在过去的几年中，消费者可用的电子设备的数量和类型巨增，并且这种增长没有缓和的迹象。例如便携式计算设备、平板计算机、桌面计算机和一体式计算机、蜂窝电话、智能电话和媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器等的设备和其它设备已经变得无处不在。

这些装置通常使用各种电缆组件接收和提供功率和数据。这些电缆组件可包括位于电缆的一个或多个末端的连接器插头或插塞。连接器插头可插入到电子设备上的连接器插座中，从而形成用于信号和功率的一个或多个导电路径。

连接器插座可由壳体形成，其通常至少部分地围绕多个触头并为之提供机械支承。这些触头可布置成与连接器插头或插塞上的对应触头配合，以形成设备之间的电路径的一部分。

典型地，连接器插头插入到兼容的连接器插座中，以形成用于信号和功率的一个或多个导电路径。有时候，可能需要连接器插头与不兼容的连接器插座配合。其原因可能有很多种。连接器的一个或多个物理方面可能变化。例如，下一代的连接器可能变得更小，它们无法与早期版本兼容。此外，一个或多个电气方面可能变化。例如，触点数、信号定义或其它电气方面可能随时间而改变。这可能给已经购买了新电子设备的用户留下了遗留的电缆插头和新的不兼容的连接器插座。

因此，所需要的是可以允许连接器插头中的触头与不兼容的连接器插座中的触头形成电连接的电路、方法和装置。

发明内容

因此，本发明的实施例可以提供电路、方法和装置，其可允许连接器插头中的触头与不兼容的连接器插座中的触头形成电连接。

本发明的示例性实施例可提供一种连接器适配器，用于提供连接器插头和不兼容的连接器插座之间的连接。所述连接器适配器可以是磁连接器，其在第一端提供磁连接器插座以接纳具有吸附板的连接器插头。该连接器适配器还可在第二端提供具有吸附板的连接器插头，以便插入到电子设备上的磁连接器插座中。

本发明的另一示例性实施例可提供一种包含子组件的连接器适配器。该子组件可包括第一壳体部分，第一壳体部分包括围绕第一数量的触针形成的台部。所述子组件还可包括第二壳体部分，其中第一数量的弹簧加载触头可以插入到第二壳体中的通道中。触针的尾部可以焊接或以其他方式电连接至相应的弹簧加载触头的尾部。

本发明的另一示例性实施例可提供一种具有壳体的连接器适配器，该壳体具有在第一开口处的面板和在第二开口处的吸附板。锁定夹可用于将吸附板固定到壳体。一个或多个磁体可置于面板和支持板(backupplate)之间。弹簧垫可设置在支持板和吸附板之间。子组件可位于面板、磁体、支持板、弹簧垫和吸附板中的开口中。

本发明的另一示例性实施例可提供一种连接器适配器，其在插座侧的触头和插入件侧的触头之间具有不同的节距(pitch)。这些侧中的第一侧的触头的尾部可以宽于另一第二侧的触头的尾部。为了补偿节距差异，第二侧的触头尾部可以连接到不同位置的第一侧的触头尾部。此外，通过在不同深度处形成与第二侧的触头的连接，第一侧的触头可以位于第一侧的另一些触头的前方。

本发明的另一示例性实施例可提供一种电缆组件，具有通过电缆连接的插座壳体和插头壳体。插座壳体和插头壳体可包括限流器件、旁路晶体管、发光二极管、电流源、微控制器和其它电路系统。

本发明的实施例可用于在各种接口之间提供连接器适配器，诸如与MagSafe、DisplayPort、Thunderbolt兼容的接口、各种通用串行总线接口和标准(包括USB、USB2和USB3)、以及高清多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、功率、以太网以及其他类型的接口和标准。这些连接器适配器可与多种类型的设备一起使用，诸如便携式计算设备、平板计算机、桌面计算机、一体式计算机、蜂窝电话、智能电话和媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器和其它设备。

本发明的各种实施例可以结合一个或多个在此描述的这些和其它特征。通过参考下面的详细描述和附图，可以更好地理解本发明的本质和优点。

附图说明

图1示出一种电子连接器系统，其采用根据本发明实施例的连接器适配器；

图2示出根据本发明实施例的连接器适配器的背面和正面的更详细视图；

图3示出根据本发明实施例的连接器适配器的子组件；

图4示出绕多个触头注模形成的第一壳体部分；

图5示出根据本发明实施例的连接器适配器的子组件的斜视图；

图6示出根据本发明实施例的连接器适配器的子组件的另一斜视图；

图7示出根据本发明实施例的连接器适配器的部件；

图8示出根据本发明实施例的连接器适配器的触头之间的连接和子组件的更详细视图；

图9示出根据本发明实施例的电缆组件；以及

图10示出可包括在根据本发明实施例的电缆组件中的电子电路。

具体实施方式

图1示出一种电子连接器系统，其采用了根据本发明实施例的连接器适配器。该图以及其他所包括的图是示例性的，并不限制本发明可行的实施例或权利要求。

在该实施例中，用户可能希望将连接器插头120插入到设备130中的不兼容的连接器插座132中。因此，连接器适配器110可用于形成连接器插头120和连接器插座132之间的连接。

在该示例中，连接器适配器110可以是磁连接器适配器。连接器适配器110可以为连接器插头120上的吸附板提供磁吸力，连接器插头120可以连接到电缆122。类似地，连接器插座132可为连接器适配器110上的吸附板提供磁吸力。在本发明的特定实施例中，连接器插头120和连接器适配器110之间的磁吸力可以强于连接器适配器110和连接器插座132之间的磁吸力。这可以有助于确保当连接器插头120例如通过非轴向力从电子设备130分离时，连接器适配器110可保持与连接器插头120接触。这可有助于防止连接器适配器110丢失或错位，例如当电子设备130置于手提袋中时。在本发明的其它实施例中，连接器插头120和连接器适配器110之间的磁吸力可以弱于连接器适配器110和连接器插座132之间的磁吸力。

连接器插头120和连接器插座132之间的不兼容可能由于各种原因而出现。连接器插头120或连接器插座132的物理形状因子可能随时间而变化。例如，新一代的连接器插座132可能变小或变薄，以便提供用于非常薄的设备的连接器插座。此外，在某些情况下，可能不希望替换连接器插头120及其电缆。例如，连接器插头120及其电缆可以是捆绑的电缆组件，直接连接到第二电子设备(未示出)。在本发明的特定实施例中，连接器插头120可以连接到显示设备的捆绑电缆。

在此特定实施例中，连接器插头120和连接器插座132可以是MagSafe、Thunderbolt或DisplayPort连接器插座。在本发明的其它实施例中，其它类型的连接器插头和插座可以使用本发明的实施例来连接。它们可包括各种USB标准以及高清多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DⅥ)、功率、以太网和其他类型的接口和标准。

设备130可以是各种类型设备的代表，例如便携式计算设备、平板计算机、桌面计算机、一体式计算机、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器和其它设备。

图2示出根据本发明实施例的连接器适配器的背面和正面的更详细视图。连接器适配器110可以包括壳体270，其可以由用户操控。连接器适配器110的正面可以包括吸附板240。吸附板240可以包括开口250以暴露多个触头260。吸附板240可布置为安装在连接器插座中的凹部中，例如图1中位于电子设备130中的连接器插座132。开口250可以布置为接纳连接器插座的台部。

连接器适配器110的背面可以包括凹部210。凹部210可以包括台部222，触头230和232位于其中。凹部210可布置为接纳连接器插头上的吸附板，例如图1中附连到电缆122的连接器插头120。台部222可布置为安装在吸附板的开口中。

本发明的各种实施例可以提供具有部件的连接器适配器，所述部件提供简化的组装程序。下面的附图示出了示例。

图3示出根据本发明实施例的连接器适配器的子组件。该子组件可包括用于提供台部222的第一壳体部分220、触针230和信号针232、弹簧加载触头260以及第二壳体部分250。触针230和信号针232可由黄铜、铝铜或其它材料形成。它们可以镀镍。此外，它们可以在不同部分镀钯镍，例如尾部或接触部分。这些触头可以通过机械加工形成，它们可以被金属注射模制、冲压、利用3D打印来形成、或使用其它技术制成。

第一壳体部分220可以由塑料、玻璃填充的尼龙、或其它绝缘材料制成。第一壳体部分220可绕触针230和232注射模制。例如，通过固定装置或注射模制工具将触针230和232保持在适当位置，同时绕它们模制第一壳体部分220。

弹簧加载触头260可以使用黄铜、铝铜或其它材料制成。它们可以镀镍。弹簧加载触头260可进一步或替代地镀金。弹簧加载触头260可以被机器加工或使用其它方法形成。

第二壳体部分250可以由塑料、玻璃填充的尼龙、或其它绝缘材料制成。第二壳体部分250可以注射模制、镶嵌模制、使用3D打印来形成、或以其它方式形成。

为了组装子组件300，同样，第一壳体部分220可以绕触头230和232镶嵌模制。弹簧加载触头260可以插入到第二壳体部分250中的通道中。第一壳体部分220和第二壳体部分250可以彼此配合。触针230和232的尾部可以焊接或以其他方式电连接至弹簧加载触头260的尾部。

图4示出绕多个触头注射模制的第一壳体部分。同样，当进行注射模制时，触头230和232可以保持在适当位置，例如通过使用固定装置或注射模制工具的部件。这可以导致开口223形成在第一壳体部分220中。触针230和232的尾部可具有不同形状，以有助于连接器适配器子组件的组装。

图5示出根据本发明实施例的连接器适配器的子组件的斜视图。同样，子组件300可包括第一壳体部分220和第二壳体部分250。第一壳体部分220可以包括叉(prong)224。第二壳体部分250可以包括凸舌(tab)254。叉224可绕凸舌254装配。

在该示例中，子组件300可以包括弹簧加载触头260和262。触头260可以延伸超出触头262，使得当连接到连接器插座时，在触头262与其相应触头接触之前，触头260与其相应触头连接。当触头260是接地触头时，这可以是有用的。以此方式，接地连接可以在其它功率或信号连接之前形成。例如，在本发明的一实施例中，最外面的插脚，包括插脚260，可以提供接地，而最里面的插脚，包括插脚262，可以提供功率。中心插脚可用于检测已经建立的连接器插头和连接器插座之间的连接。

图6示出根据本发明实施例的连接器适配器的子组件的另一斜视图。同样，第一壳体部分220可以与第二壳体部分250配合。第一壳体部分220可以包括具有触头230和232的台部222。

图7示出根据本发明实施例的连接器适配器的部件。在该示例中，可提供壳体270。壳体270可以由铝、塑料、陶瓷或其它材料形成。壳体270可通过在计算机数控机床上挤压和研磨而形成，或者可以使用其他技术形成。

面板710可以插入到壳体270中。面板710可由不锈钢或其它材料制成。面板710可被冲压、机械加工、金属注射模制而成，或利用其它技术形成。通过使用不锈钢面板，限制了来自磁体720的杂散磁通量。这有助于防止当信用卡、电存储设备和其它此类设备和部件靠近连接器适配器时对它们的磁损坏。

磁体720可以插入到面板710后面的壳体270中。磁体720可包括一个或多个磁体。例如，磁体720可包括两个、三个、四个或多于四个磁体。磁体720可以是稀土或其它类型的磁体。

支持板730可以置于磁体720后面的壳体270中。支持板730可由钢或其它合适的材料形成。支持板730可以通过锻造、金属注射机械加工或其它技术形成。因为支持板730由钢制成，所以它可以在磁体720之间分流磁通量。

弹簧垫740可以位于支持板730后面。弹簧垫740可以由不锈钢或其它合适的材料制成。弹簧垫740可以被冲压、金属注射模制、使用3D打印来形成，或利用其它技术形成。弹簧垫740可提供吸附板750和面板710之间的挤压，以避免使用过程中该组件的各部分相对于彼此移动。

吸附板750可以由钢制成，例如钢1010。吸附板750可以通过金属注射模制、机械加工、3D打印、冲压或其它合适的技术形成。

子组件300可以插入到弹簧垫740、支持板730、磁体720和面板710中的开口中。

锁定夹752可被点焊或激光焊接、锡焊或通过其它合适的技术固定到吸附板750。然后，吸附板750可以插入到壳体270中。锁定夹752可以缩回，接着当它们到达壳体270中的对应凹槽或切口时展开，从而将吸附板750固定到壳体270中的位置。还可以使用粘合剂，例如环氧树脂或其它合适的粘合剂，将吸附板750固定到壳体270中的位置。这进一步有助于控制这些部件之间的偏移量，进而控制连接器适配器的美观外型。

在本发明的各种实施例中，连接器适配器的插座侧中的触头之间的间隔可以不同于插头侧的触头之间的间隔。还可能希望一个或多个触头的接触端定位在一个或多个其它触头的前面，如图5所示。然而，还可能期望避免插座侧的触头和插头侧的触头之间的复杂互连。因此，本发明的实施例可以提供具有足够大的尾部的触头，它们可以在各种位置电连接到其它触头，以补偿节距和深度的这些差别。在下面的图中示出了示例。

图8示出根据本发明实施例的连接器适配器的触头之间的连接和子组件的更详细视图。在该示例中，触头230与232位于插座侧，而触头260和262位于插头侧。触头260和262可包括尾部264，而触头230可包括尾部234。尾部234可以在各个位置接触尾部264。这可以允许具有较窄节距的触头230直接连接到具有较宽节距的触头260，而无需复杂的互连。此外，触头260可以相对于触头262向前移动，如图所示。以这种方式，触头260和262可以是相同或相似的弹簧加载触头。

在本发明的各种实施例中，可以通过使用电缆组件或拼接件(boggle)，完成从连接器插头至连接器插座的适配。在下面的图中示出了示例。

图9示出根据本发明实施例的电缆组件。该电缆组件包括连接器插头910、连接器插座920和电缆930。如前面那样，连接器插头可以插入到连接器插座920中，而连接器插头910可插入到另外的不兼容连接器插座中。

图10示出可包括在根据本发明实施例的电缆组件中的电子电路。连接器插座910可以包括限流器912。限流器912可以是电阻器。限流器912可以提供保护，防止大电流，直到连接器插头920插入到正确的插座中。一旦确认连接器插头920插入到正确的插座中，旁路晶体管914可绕开限流器912。

连接器插头920可以提供连接已完成且正在充电的指示。因此，连接器插头920可以提供发光二极管922和924。这些发光二极管可以由电流源926和927来驱动。发光二极管922和924可由微控制器928控制。插座910和插头920中的电路系统的其他示例以及它们的操作可以见于2011年11月1日提交的题为“TIME-DOMAINMULTIPLEXINGOFPOWERANDDATA”的共同待决的美国专利申请13/286982，其通过引用合并于此。

在本发明实施例的以上描述中，给出了所使用材料和制造方法的各种例子。应当认识到，这些是示例性的而不是穷举的列表。例如，诸如3D打印的技术可用于形成上述大多数部件。

本发明实施例的以上描述是为了示例和说明而给出。并不是穷举的或者将本发明限制在所描述的精确形式，而且根据上述教导，许多修改和变化是可行的。实施例被选择和描述是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够最好地利用本发明的各种实施例，而且可以考虑各种修改适用于特定用途。因此，可以理解的是，本发明意在覆盖在下面权利要求书的范围内的所有的修改和等同物。

Claims (20)

1.一种连接器适配器，包括：

子组件，所述子组件包括：

第一壳体部分，具有第一数量的通道，并形成台部；

第一数量的触针，每个触针具有接触端和尾端，每个触针位于所述第一壳体部分中的通道中；

第二壳体部分，具有所述第一数量的通道；以及

第一数量的弹簧加载触头，每个触头具有接触端和尾端，每个触头位于所述第二壳体部分中的通道中，其中，每个第一数量的触针的尾端电连接并且直接连接到第一数量的弹簧加载触头中的一个对应触头的尾端；

外壳体，至少基本围绕所述子组件，且具有前开口和后开口；

吸附板，装配到所述外壳体的前开口中，且具有开口以提供通向所述弹簧加载触头的接触端的通路；以及

面板，装配到所述外壳体的后开口中，且具有开口以提供通向所述触针的接触端的通路。

2.权利要求1所述的连接器适配器，还包括：

在吸附板侧面的第一锁定夹和第二锁定夹，其中所述第一锁定夹和所述第二锁定夹将所述吸附板固定到所述外壳体。

3.权利要求2所述的连接器适配器，还包括：

位于所述面板后面的多个磁体。

4.权利要求3所述的连接器适配器，还包括：

位于所述多个磁体后面的支持板。

5.权利要求4所述的连接器适配器，还包括：

在所述支持板和所述吸附板之间的弹簧垫。

6.权利要求5所述的连接器适配器，其中，所述支持板和弹簧垫每个都包括开口以接纳所述子组件。

7.权利要求1所述的连接器适配器，其中，第一数量的触针中的至少两个之间的第一横向间距不同于第一数量的弹簧加载触头的至少两个之间的第二横向间距，其中，为了补偿所述第一横向间距和所述第二横向间距之间的差异，所述第一数量的触针中的第一触头的尾部电连接到第一数量的弹簧加载触头的在第一横向位置处的第一触头的尾部，所述第一数量的触针中的第二触头电连接到第一数量的弹簧加载触头的在第二横向位置处的第二触头的尾部，所述第一横向位置不同于所述第二横向位置。

8.权利要求7所述的连接器适配器，其中，第一数量的触针中的第三触头的尾部在第一深度处连接到第一数量的弹簧加载触头中的第三触头的尾部，第一数量的触针中的第四触头在第二深度处连接到第一数量的弹簧加载触头中的第四触头的尾部，第一深度不同于第二深度，从而第一数量的弹簧加载触头中的第三触头的接触部分延伸超过第一数量的弹簧加载触头中的第四触头的接触部分。

9.一种组装连接器适配器的方法，包括：

通过以下步骤形成待插入到所述连接器适配器的外壳体中的子组件：

接收多个触针，每个触针具有接触端和尾端；

绕所述多个触针形成第一壳体部分，所述第一壳体部分包括台部；

接收多个弹簧加载触头，每个弹簧加载触头具有接触端和尾端；

接收第二壳体部分；

将所述多个弹簧加载触头插入到所述第二壳体部分中；

将所述多个触针中的每一个的尾端电连接到所述多个弹簧加载触头中的一个对应触头的尾端；以及

将面板装配到外壳体的开口中。

10.权利要求9所述的方法，还包括：

将多个磁体装配在外壳体中的面板后面。

11.权利要求10所述的方法，还包括：

将支持板装配在外壳体中的所述多个磁体后面。

12.权利要求11所述的方法，还包括：

将弹簧垫装配在外壳体中的支持板后面。

13.权利要求12所述的方法，还包括：

穿过弹簧垫、支持板、所述多个磁体和面板中的开口装配所述子组件。

14.权利要求13所述的方法，还包括：

将第一锁定夹和第二锁定夹附接到吸附板的侧面；以及

将吸附板装配到外壳体，使得所述第一锁定夹和所述第二锁定夹相对于外壳体固定所述吸附板。

15.一种连接器适配器，包括：

子组件，所述子组件包括：

具有第一多个触头的插座侧，每个触头具有接触部分和尾部；

具有第二多个触头的插头侧，每个触头具有接触部分和尾部，其中第一多个触头中的至少两个之间的第一横向间距不同于第二多个触头中的至少两个之间的第二横向间距，

其中，第一多个触头中的每个触头的尾部电连接到第二多个触头中的对应触头的尾部，

其中，为了补偿所述第一横向间距和所述第二横向间距之间的差异，所述第一多个触头中的第一触头的尾部电连接到第二多个触头中的在第一横向位置处的第一触头的尾部，第一多个触头中的第二触头电连接到第二多个触头中的在第二横向位置处的第二触头的尾部，所述第一横向位置不同于所述第二横向位置，

其中，第一多个触头中的第三触头的尾部在第一深度处连接到第二多个触头中的第三触头的尾部，第一多个触头中的第四触头在第二深度处连接到第二多个触头中的第四触头的尾部，第一深度不同于第二深度，从而第二多个触头中的第三触头的接触部分延伸超过第二多个触头中的第四触头的接触部分；

外壳体，至少基本围绕所述子组件，且具有前开口和后开口；

吸附板，装配到所述外壳体的前开口中，且具有开口以提供通向第二多个触头的接触端的通路；以及

面板，装配到所述外壳体的后开口中，且具有开口以提供通向第一多个触头的接触端的通路。

16.权利要求15所述的连接器适配器，其中，所述第二多个触头是弹簧加载触头。

17.一种连接器适配器，包括：

子组件，所述子组件包括：

第一壳体部分，具有第一数量的通道，并形成台部；

间隔的具有第一间距的第一数量的触针，每个触针具有接触端和尾端，每个触针位于所述第一壳体部分中的通道中；

第二壳体部分，具有所述第一数量的通道；以及

间隔的具有第二间距的第一数量的弹簧加载触头，其中第二间距不同于第一间距，每个触头具有接触端和尾端，每个触头位于所述第二壳体部分中的通道中，其中，每个第一数量的触针的尾端电连接并且直接连接到第一数量的弹簧加载触头中的一个对应触头的尾端；

外壳体，至少基本围绕所述子组件，且具有前开口和后开口；

吸附板，装配到所述外壳体的前开口中，且具有开口以提供通向所述弹簧加载触头的接触端的通路；以及

面板，装配到所述外壳体的后开口中，且具有开口以提供通向所述触针的接触端的通路。

18.权利要求17所述的连接器适配器，还包括：

位于所述面板后面的多个磁体。

19.权利要求17所述的连接器适配器，其中，第一数量的触针中的至少两个之间的第一横向间距不同于第一数量的弹簧加载触头的至少两个之间的第二横向间距，其中，为了补偿所述第一横向间距和所述第二横向间距之间的差异，所述第一数量的触针中的第一触头的尾部电连接到第一数量的弹簧加载触头的在第一横向位置处的第一触头的尾部，所述第一数量的触针中的第二触头电连接到第一数量的弹簧加载触头的在第二横向位置处的第二触头的尾部，所述第一横向位置不同于所述第二横向位置。

20.权利要求19所述的连接器适配器，其中，第一数量的触针中的第三触头的尾部在第一深度处连接到第一数量的弹簧加载触头中的第三触头的尾部，第一数量的触针中的第四触头在第二深度处连接到第一数量的弹簧加载触头中的第四触头的尾部，第一深度不同于第二深度，从而第一数量的弹簧加载触头中的第三触头的接触部分延伸超过第一数量的弹簧加载触头中的第四触头的接触部分。