CN106207526A - 用于产生连接的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在电或电子设备（3）与能够连接到所述设备的至少一个电缆（13）或另一个电或电子设备之间产生连接的装置，包括机械粗略导引和磁力驱动的精确导引。适配器包括第一适配器部分（1a）,其包括向前触点（7，9）以及至少一个磁体元件（11），并且其集成在所述设备内或能够被连接到在所述设备内的连接器。设置在至少一个电缆上以及具有连接触点（16，17）、并且包括至少一个另外的磁体元件（15）的第二适配器部分（1b）可以连接到第一适配器部分的向前触点以及至少一个磁体元件。两个适配器部分的其中一个具有至少一个突出部（22a），而另一个适配器部分具有用于粗略导引的环形凹部或环形凹槽（29a）。在第一适配器部分的磁体元件具有与第一适配器部分所接合的第二适配器部分内的磁体元件相反的极性。向前触点、连接触点、以及磁体元件（11，15）以这样的方式互相关联地设置，使得两个适配器部分（1a，1b）之间的连接与旋转方向无关。

Description

用于产生连接的装置

本申请是申请号为200980140435.3、申请日为2009年08月11日、名称为“用于产生连接的装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于在电或电子设备与可以连接到所述设备或另一个电或电子设备的电缆之间产生连接的装置。

背景技术

EP1537632B1公开了一种用于产生模块或组件的电连接的方法以及连接装置。在这个实例中，电连接产生在具有电接触元件和磁体的电流发送器单元与具有电配合接触元件和磁体的电流接收器单元之间。为此，第一步骤包括利用连接元件之间的带有大间隙的机械连接形成大致引导。在第二步骤中利用电流发送器单元的磁体与电流接收器单元的磁体之间的吸引并定向的磁力产生利用精确引导的准确定位和定中心。

这种连接装置旨在当产生合适的连接时用来实现组装的便利性，具体来说尤其是在安装空间难以进入或较小的情况中。现有公知的发明确保了利用在待连接到彼此上的两个部分之间的磁性定位和定中心来产生可靠和永久的连接。

US2007/0072443A1提出一种用于电设备的连接电缆的连接装置，尤其用于给膝上电脑供电，其中取代公知的基于具有长插销脚的现有技术的插电式连接，仅使用相对短的管脚或插销脚，该管脚或插销脚被插入到打算要连接到其上的设备内的凹陷处。这种方法防止了当将连接器连接到配合接触设备时由于倾斜角导致的损坏，因为这种连接很容易被打断。与此同时，还可能防止该设备的移动或者甚至是从桌子、书桌等突出，例如当某人绊到一方面连接到待充电的设备一方面连接到插座的电缆时。在这个实例中，一旦磁性保持力被超过，到待充电设备的连接就被断开。这种连接本身的产生以及待被连接到彼此的多个部分及多个触点的相对于彼此的定中心，都是通过带有包含磁体的套管的壳体的成形来实现的。磁体的磁力产生一定大小的保持力。

US7264479B1描述一种用于将两个同轴电缆互相连接的连接装置，其中在两个连接件或适配器部分之间的保持力利用磁力形成。两个适配器部分的相互面对的端面每个都具有用于接地的盘或板。因为这个原因，连接要求操作者酌情预先使这两个适配器部分彼此面对，以便在磁力起作用并且管脚形接触元件能够固定到环形配合接触元件内之前，连接就成为可能。

发明内容

本发明是以改进在开始时所提及的类型的装置为目的，以便磁体元件不仅产生保持力，而且与此同时，借助磁体元件实现利用机械大致引导的定向以及随后的通过精确引导的准确定中心和定位，具体来说无需用户确保用户使要被连接到彼此上的部分精确地彼此面对，以便于可靠地避免不正确的接触操作导致的任何短路。

本发明利用权利要求1记载的特征在一种装置上实现了此目的，该装置用于在电或电子设备与电缆之间形成连接，该电缆可以连接到该设备或具有设置有磁体元件的适配器的另一个电或电子设备。

根据本发明的适配器在电或电子设备与另一个电或电子设备或电缆之间形成连接，例如充电器、头戴式耳机、麦克风、头戴式受话器或USB连接电缆，其中该连接在第一步骤中利用借助至少一个突出部和环形凹部或环形凹槽的大致引导容易地完成，为此目的，提供了适当较大的间隙，该间隙总体上明显大于通常为常规连接提供的间隙。在大致引导之后，随后第二步骤涉及磁体元件的磁力，该磁力用于在前面的“粗略”接近的基础上，精确地相对于彼此将两个适配器部分定位和定中心。

由此一个基本优点是用户仅需要“粗略地”使这两个部分互相靠近，并且他不需要确保触点之间的任何正确的接触操作和相关联，相反这种连接与旋转方向无关。这就意味着在难以进入的地方和/或在没有足够照明的情况下，也可以毫无问题地实现连接。与此同时，这确保了，例如当连接上具有可能会导致所述部分被损坏的过大负载时，一旦磁性保持力被外界更大的力克服时连接就断开。

本发明的其中一个主要优点是因此用户不再需要担心在电流和/或数据方面，要被连接到彼此上的部分是否正确地相对于彼此被定位。由此在不需要额外机械措施或引导的情况下就可以容易地避免在要被连接到彼此的设备上的短路和/或损坏。这种连接可以由用户以几乎“盲接”的方式来产生。

本发明的另一个基本优点是没有机械连接装置，从而不会出现对插电触点或插电插销脚的损坏。在，根据本发明，触点是端触点或扁平触点的形式时，尤其如此。

根据本发明的装置尤其适合于连接电或电子设备到头戴式耳机或头戴式受话器。然而，不言而喻，它也可以用于笔记本电脑、计算机和其中提供有常规或公知插电连接，例如USB连接器或充电器，的其他任何电或电子设备。

作为另一个基本优点，防止例如笔记本电脑或计算机的设备被从例如桌子、台架等上拉下来，因为如已经提到的，在磁性保持力被超过之后在第一适配器部分与第二适配器部分之间的连接就断开。虽然第一适配器部分的输入触点继续连接到所述设备内的接触元件，第二适配器部分保持在电缆上，例如头戴式耳机、头戴式受话器或充电电缆，但随后可以没有任何问题地连接到第一适配器部分。除了防止对所述设备损坏或所述设备被拉下来，这样也防止损坏头戴式耳机、头戴式受话器或在充电操作中的电缆连接情况下损坏插座。

本发明自然也适用于在两个电或电子设备连接到彼此上以用于数据交换目的的时候。在各种情况下，具有两个适配器部分的适配器提供精确的预定断开或分离点。

根据本发明的适配器在实践中可以以各种形式使用。

如果设备和电缆具有常规公和母连接器，例如USB连接器和触点连接件，那么适配器以两个适配器部分位于常规触点元件之间的方式被插入。这样，第一适配器部分的输入触点连接到第一电或电子设备，而第二适配器部分的输出触点连接到电缆或另一个设备的常规连接元件。这两个适配器部分的相互面对的端面，每个端面上都布置有磁体元件，通过被连接到第二适配器部分的连接触点的第一适配器部分的延续触点而用来实现在两个适配器部分之间的电连接。作为将永久磁体和磁极彼此之间的本发明的相关性用于连接的设计的结果，在连接到相应的设备之前，在延续触点和连接触点之间形成适配器部分的准确定中心和定位，并且同时还形成期望的预定断开点，延续触点和连接触点在先前利用至少一个突出部以及与之互相作用的环形凹部或环形凹槽的大体引导之后，仅依靠磁体元件的磁力互相连接在一起。

使用根据本发明的适配器的第二选择可以是第二适配器部分直接取代电缆的常规触点连接元件，该触点连接元件具有连接插销脚或母连接器。这种实施例尤其适合于连接头戴式耳机或头戴式受话器到电或电子设备，其中根据本发明的第二适配器部分直接连接到通向头戴式耳机或头戴式受话器的连接电缆或者集成在所述电缆内。

使用根据本发明的适配器的第三选择可以包括将第一适配器部分直接集成在所述设备中或设置在其中。这样，延续触点直接连接到设备内的电源线，并且可以以这种方式省略该适配器部分的输入触点。延续触点随后被在两个适配器部分中的磁体的磁力指向和连接到第二适配器部分的连接触点。在这种情况下，第二适配器部分也可以任选地取代电缆中的触点连接元件的常规连接插销脚或母连接器并且直接连接到电缆或第二电子设备的线路上。

如果将要连接到例如头戴式耳机、麦克风、头戴式受话器、扬声器或充电器的电设备的所述部分仅需要很少的接触元件，例如仅一个或三个接触元件，那么例如在本发明的一个实例中它们可以同轴或同心地设置或可以设置为同心环的形式。

在这个实施例中，可以实现进一步的简化以便在两个适配器部分其中之一上，接触元件，例如第二适配器部分的连接触点，是点状触点的形式，这些点状触点被中心地或偏心地设置以便它们与另一个适配器部分的接触元件相互作用，例如第一适配器部分上的中心形式或环形形状的延续触点。

在本发明的一个实施例中，可以将连接触点或延续触点设置在壳体凹陷处内或在适配器部分的壳体壁的一定深度处。这进一步减少了触点短路导致的短路风险。

作为示例，当例如回形针由于磁力而粘附到磁体并且因此粘附到触点时，这个实施例能防止这种短路的发生。为了避免这种风险，在1/10到5/10mm之间的凹陷处通常是足够的。对于最佳的接触连接，在这种情况下，仅需要相应的配合触点从其壳体壁突出适当的量。

对于最佳接触操作，根据本发明的一个实施例可以将延续触点和/或连接触点设置为弹簧加载的。这在两侧上的触点之间实现用于可靠接触操作的接触压力。

作为另一选择，可将延续触点和/或连接触点设置在至少部分弹性的壁内。这种弹性可以在设置触点的壁的整个范围上延伸也可以仅在包含触点的区域中的部分范围内延伸。

实现可靠的接触操作和良好触点压力的另一个选择可以包括延续触点和/或连接触点在它们的远离触点侧的一侧上紧靠在至少部分弹性的壁上。

附图说明

这种方法沿着另一个适配器部分的触点的方向从后面按压每个触点。

在下面参考附图描述的示意性实施例中也可以发现有利的实例，其中：

图1表示具有嵌入或集成在电设备中的第一适配器部分的本发明的适配器；

图2表示本发明适配器的永久地连接到电缆的第二适配器部分；

图3表示第一适配器部分的剖面图；

图4表示第二适配器部分的剖面图。

具体实施方式

适配器具有第一适配器部分1a和第二适配器部分1b。适配器部分1a提供为用于连接到设置在电或电子设备3上的母连接器2内的接触插销脚（未示出）。为此，第一适配器部分1a具有可以连接到在该设备内的接触插销脚的接触元件4和5（见图3）。如果在设备3内的接触连接件是接触插销脚的形式，那么接触元件4和5因而设置在适配器部分1a的孔内。相反，如果在设备3内的接触连接件设置在孔内，那么适配器部分1a相应地具有接触插销脚。

图1表示适配器部分1a的平面视图。在这个实例中，适配器部分1a可以是独立的部分，其如图3所示，它的朝向设备3的侧面设置有嵌入到设备3内的常规母连接器内的插座连接器6。这样，从所述设备突出的部分形成用于连接到适配器部分1b的适配器部分1a。

图1表示的是如在下面更详细描述的、具有触点和适配器部分1a的排列的该适配器部分集成在设备自身内的示意图。

适配器部分1a远离设备3的这一侧具有例如负极形式的、居中地位于该部分的中心的延续触点7，以及以环形触点形式的第二延续触点9，第二延续触点设置成与延续触点7相隔一定距离并且通过例如塑料环8的绝缘元件与延续触点7隔开，第二延续触点9关于适配器纵轴线10同心。延续触点9与另一磁体元件11形式的、且南极朝向外侧的环毗连。适配器部分1a在外侧上由具有环形凹部20a的塑料护罩20内的壳体密封，磁体元件11突出在塑料护罩20上面（见图3），塑料护罩20在该端面上指向适配器部分1b。

如果中心延续触点7是正极的形式，那么延续触点9就是负极。

如果需要第三触点，另一个延续触点12可以以环的形式附加地设置在适配器部分1a的向外指向侧面上（参见图1的虚线所示）。

与图2和4所示的实施例一致，第二适配器部分1b是通向头戴式耳机14的电缆或线路连接件13的末端部分。如可以从图2中看到的，适配器部分1b的磁体元件15同样关于圆形适配器部分的纵轴线10以环形形状同心地设置。环形磁体元件15到中心的距离或半径与第一适配器部分1a的磁体元件11的距离相应。如果磁体元件11具有南极，那么磁体元件15就是北极的形式。

连接触点16是居中的并且因此以如第一适配器部分1a的延续触点7相同的方式处于中心。

第二连接触点17定位成大致为点状的接触元件，该接触元件距离第二适配器部分1b的中心一定距离并具有扁平、略凸或弯曲的表面。然而，将所述距离或偏心度选择为使得当第二适配器部分1b连接到第一适配器部分1a时，可以实现与环形形状的延续触点9的接触。这就意味着连接触点17到中心的距离与延续触点9的环的半径相应。

第二适配器部分1b同样具有在塑料护罩22内的壳体，塑料护罩22具有关于端面的突出部22a,在该端面上突出部22a指向适配器部分1a（见图4）。

当两个适配器部分1a和1b互相连接在一起时，两个磁体元件11和15不同的极性意味着，在基于所述磁体元件的大致引导之后，两个适配器部分通过磁性定向并吸引，并且因此相对于彼此精确地定位和定中心。

对于机械的大体引导，不必非要将突出部22a设置成环形形式。根据需要，在周长上以分散布局的方式排列的单个的、例如管脚状突出部也是足够的，所述突出部以适当的较大的间隙插入到在适配器部分1a的端面内的环形突出部20a或环形凹槽内。

在环形形状的磁体元件11和15、延续触点7和连接触点16的中心设置、以及延续触点9和连接触点17的环形形状的实施例的基础上，所述两个适配器部分可以与相对于彼此的旋转方向无关地互相连接，因为偏心的连接触点17总是在延续触点9的环上的“某个地方”。

如果第三延续触点12是需要的，如图1的虚线所示的，不言而喻，同样需要偏心地提供附加的连接触点，以便该连接触点设置在与图1虚线所示的环形延续触点12相同的半径上。

取代环形形状的第三延续触点12，自然也可以借助磁体元件11和15直接制造第三触点。作为另一选择，适配器部分1a和1b的各个壳体20和22使用作为第三触点自然也是可能的，为此目的，所述壳体因此需要是导电的形式。当然使用这两个磁体元件和壳体部分都产生各自的附加触点也是可能的，其甚至能实现四个触点的传输或相应数据传输。

为了实现合适的接触，有利的是，在第二适配器部分1b内的两个点状连接触点16和17是弹簧加载的。这可以通过相应的弹簧18（见图4）来实现，例如，该弹簧设置在适配器部分1b内并且分别沿着第一适配器部分1a的方向预加载相关联的连接触点16和17。

取代点状连接触点16和17，当然这些也可以设置为环形形状的连接触点。这可以与所示示意性实施例相反，例如，其意味着在这个情况下延续触点9仅设置为点状触点元件，而不是环形形状。

相似地，不必非要将磁体元件11和15每个都设置为环形形状。 还是在这个实例中，两个磁体元件的其中一个可仅部分地在周长上延伸。

基于相同原理的另一个方案选择，即与旋转方向无关的连接，可以包括两个磁体元件11和15处于中心布置并且延续触点7和9以及连接触点16和17各个因此是环形形状的，并且还在这个实例中，下面情况还是可以的：在两个适配器部分的其中一个内，接触元件仅是偏心的单独的接触点的形式，接触点距中心的距离与相应另一个适配器部分的接触元件的半径相应。

以与上述关于图1到4描述的到头戴式耳机的连接相同的方式，根据本发明的连接自然可以用于连接到例如，麦克风、头戴式受话器或用于例如膝上电脑的电或电子设备的充电器。

如图3的虚线19所示，延续触点7和9可以设置在壳体凹陷处的壁内或者与磁体元件11和15的位置相比处于一定的深度。如果例如回形针的金属物体被磁体元件11吸引，例如，它仍然不接触延续触点7和9。在1/10与5/10mm之间的凹陷通常应该是足够的。当然延续触点7和9也可以每个单独设置在壳体壁内的凹陷处。作为替代，壳体凹陷处19或者以一定深度插入壳体壁也自然可以提供在第二适配器部分1b中。

为了适当的接触，两个适配器部分1a和1b的两个外壁的至少一个也可以设置为是至少部分或局部弹性的。以这个弹性支承为基础，可以补偿公差并在延续触点7、9与连接触点16、17之间实现可靠连接。

除了延续触点7和9或连接触点16和17是弹簧加载的以外，延续触点7和9或连接触点16和17的远离触点面或触点侧的侧面也可以设置为紧靠弹性壁21（例如参见适配器部分1b的图4中虚线所示），其中弹性壁21沿着适配器部分1a的延续触点7和9的方向施加力在连接触点16和17上。这在延续触点7和9与连接触点16和17之间产生可靠和稳定的接触。当弹性壁21设置在适配器部分1a内，自然实现相同的效果。

两个适配器部分1a和1b用于产生与旋转方向无关的精确定中心和定位并且产生在过载情况下容易断开的连接。这是因为两个适配器部分1a和1b之间的连接仅是利用磁体元件11和15的磁力。利用设置为相对于彼此有特定极性的永久磁体的磁体元件11和15，实现期望的精确定位和定向以及由此避免错误接触连接。这意味着，例如，磁体元件11形成南极，而磁体元件15形成北极。

Claims (11)

1.一种产生电连接的装置，包括第一适配器部分（1a）和第二适配器部分(1b)，其中第一适配器部分（1a）具有第一和第二延续触点（7，9）以及环形形状的第一磁体元件（11），并且耦接到设备或者能够连接到在所述设备内的连接件，其中第二适配器部分(1b)耦接到至少一个电缆（13）上，并且具有第一和第二连接触点（16，17）以及具有环形形状的第二磁体元件（15），其中第二适配器部分(1b)能够连接到延续触点（7，9）以及连接到第一适配器部分（1a）的第一磁体元件（11），其中在第一适配器部分（1a）内的第一磁体元件（11）与在第二适配器部分(1b)内的第二磁体元件（15）相比具有相反的极性，并且其中第二适配器部分的延续触点（7，9）、第一适配器部分的连接触点（16，17）和第一和第二磁体元件（11，15）相对于彼此设置成使得在第一和第二适配器部分(1a，1b)之间获得的连接是完整的并且与第一和第二适配器部分(1a，1b)的旋转方向无关，其中，在所述两个适配器部分（1a，1b）之间提供机械大致引导，其中在所述两个适配器部分的其中之一(1b)内，所述适配器部分的朝向另一个适配器部分(1a)的端面具有至少一个环形突出部（22a），并且另一个适配器部分(1a)的壳体（20）具有关于其端面的环形凹部（20a），其中在所述第一和第二磁体元件的作用下，所述环形突出部能够配对地容纳在所述环形凹槽中，以实现所述机械大致引导以及随后的通过精确引导的准确定中心和定位，所述第一磁体元件（11）从指向第二适配器部分（1b）的端面突出；所述突出部以适当的较大的间隙插入到在适配器部分（1a）的端面内的环形凹部（20a）内，所述间隙通常显著大于正常提供给传统连接的间隙，

其中电缆（13）具有连接到它的头戴式耳机、麦克风、头戴式受话器、扬声器或充电器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第二适配器部分(1b)利用电缆（13）连接到头戴式耳机（14）或头戴式受话器。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）、连接触点（16，17）和磁体元件（11，15）同轴或同心地设置或位于同心的环上。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）和/或连接触点（16，17）中心地或以环形形状地设置在适配器部分(1a，1b)上。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）或连接触点（16，17）是至少接近点状触点的形式，所述点状触点被中心地或偏心地设置以便它们与另一个适配器部分的接触元件相互作用，所述接触元件是居中的形式或环形的形状。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）和连接触点（16，17）是至少接近端触点和/或平坦触点的形式。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）或连接触点（16，17）设置在壳体凹陷处（19）内或者在壳体壁内的一定深度处。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述凹陷处是在1/10到5/10mm之间。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）和/或连接触点（16，17）是弹簧加载的。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）和/或连接触点（16，17）在它们的远离触点侧的一侧紧靠在至少部分弹性的壁（21）上。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，延续触点（7，9）和/或连接触点（16，17）设置在至少部分弹性的壁内。