CN112421724A - 卷线式充电器 - Google Patents

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Abstract

一种卷线式充电器包括壳体、主电路板、插头、转座、扭簧与数据线。壳体具有内柱。主电路板位于壳体内并包含多个导电环，导电环以内柱为轴心并同轴配置。插头的一端枢设于壳体并连接于主电路板。转座是以内柱为轴心并枢设于壳体。转座包含多个导电弹片，各导电弹片接触于导电环。扭簧的一端固定于内柱，另一端固定于转座。数据线包含接头及线身，线身的一端连接于导电弹片，另一端电性连接于接头。扭簧处于释放状态时，则接头收纳至壳体中。

Description

卷线式充电器
技术领域
本发明有关一种充电器，特别是一种可收纳线材的充电器。
背景技术
随着集成电路的快速发展，电子产品的处理能力日益增加，体积则是更加轻薄短小。对于现代人而言，每个人出门都会携带至少一种便携式计算机装置，例如：移动电话、平板电脑或笔记本电脑。随着便携式计算机装置的频繁使用，其耗电量增加，因此使用者除了携带便携式计算机装置外，还会携带其充电器。
现有的充电器具有连接便携式计算机装置的连接线，由于连接线较长，导致现有的充电器不方便携带；同时现有的充电器仅提供单一种类接口，对于不同接口类型的电子装置是无法提供充电的。
发明内容
有鉴于此，依据一些实施例，本发明提供一种卷线式充电器。本发明的卷线式充电器包括壳体、主电路板、插头、转座、副电路板、扭簧与数据线。壳体包含内柱。主电路板位于壳体内并包含多个导电环，导电环以内柱为轴心并同轴配置。插头的一端枢设于壳体并电性连接于主电路板；转座是以内柱为轴心而枢设于壳体，转座包含多个导电弹片，导电弹片分别接触导电环。扭簧的一端固定于内柱，扭簧的另一端固定于转座。数据线包含接头及线身，线身的一端电性连接于导电弹片，线身的另一端电性连接于接头，部分的线身环绕转座，接头外露于壳体。当扭簧处于释放状态时，则接头处于收纳状态。
在一些实施例，导电环分别为外环及至少一个内环，且至少三个导电弹片分散配置于外环。
在一些实施例，导电环分别为外环、中环与至少一个内环，且至少三导电弹片分散配置于中环。
在一些实施例，壳体包含外壳、外盖、下壳与上壳，上壳包含内柱，下壳与上壳之间容纳转座与扭簧，下壳与主电路板固定于外壳，外壳及外盖之间容纳下壳及上壳。
在一些实施例，转座包含副电路板，副电路板设置多个孔位与多个导电弹片，副电路板固设于转座，每一导电弹片穿过对应位置的孔位，导电弹片的一端固定于孔位的一侧。
综上所述，本发明提供一种卷线式充电器，其用于数据线的一体式收纳于充电器中，并且充电器可以依据不同使用情况进而决定数据线的拉伸长度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为依据一些实施例的卷线式充电器的立体示意图。
图1B为依据一些实施例的卷线式充电器的另一视角的立体示意图。
图2为依据一些实施例的卷线式充电器的元件爆炸示意图。
图3为依据一些实施例的壳体的立体分解示意图。
图4为依据一些实施例的主电路板的导电环配置示意图。
图5为依据一些实施例的导电弹片与导电环的配置示意图。
图6A为依据一些实施例的转座与壳体的立体分解示意图。
图6B为依据一些实施例的转座与副电路板的立体分解示意图。
图6C为依据一些实施例的副电路板的导电弹片与孔位的示意图。
图7A为依据一些实施例的插头枢转至转出位置的示意图。
图7B为依据一些实施例的插头枢转至收纳位置的示意图。
图8为依据一些实施例的接头的吸附元件与磁性元件的配置示意图。
图9A为依据一些实施例的导电环的外环与内环配置示意图。
图9B为依据一些实施例的导电弹片对应导电环的配置示意图
图9C为依据一些实施例的导电弹片对应导电环的配置示意图。
图9D为依据一些实施例的导电弹片对应导电环的配置示意图。
图10A为依据一些实施例的导电环的外环、中环与内环配置示意图。
图10B为依据一些实施例的导电弹片对应导电环的配置示意图
图10C为依据一些实施例的导电弹片对应导电环的配置示意图。
图11A为依据一些实施例的第三收纳空间与容置转换头的示意图。
图11B为依据一些实施例的转换头与接头连接的示意图。
图12为依据一些实施例的变压电路与主电路板连接的示意图。
其中，附图标记：
100:卷线式充电器
110:壳体
111:外壳
112:外盖
113:下壳
114:上壳
115:内柱
120:主电路板
121:导电环
121a:外环
121b:内环
121c:中环
122:轴孔
123:变压电路
130:插头
140:转座
150:副电路板
151:导电弹片
160:扭簧
170:数据线
171:接头
172:线身
111a:第一收纳空间
111b:第二收纳空间
111c:第三收纳空间
811:磁性元件
812:吸附元件
821:转换头
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
如图1A、图1B与图2所示，图1A与图1B分别为依据一些实施例的卷线式充电器的部分立体示意图。图2为依据一些实施例的卷线式充电器的元件爆炸示意图。本发明的卷线式充电器100包括壳体110、主电路板120、插头130、转座140、副电路板150、扭簧160与数据线170。
如图3所示，图3为依据一些实施例的壳体的立体分解示意图。在一些实施例中，壳体110包含外壳111、外盖112、下壳113与上壳114。下壳113与上壳114为对应设置，使上壳114装设于下壳113时两者之间形成一个中空结构。上壳114的内部一侧包含内柱115。下壳113的侧面具有一开孔，上述侧面对应于下壳113与内柱115的相连侧面。外壳111与外盖112之间具有中空结构，此中空结构可以容置下壳113与上壳114的组合。
如图2所示，主电路板120位于壳体110内。主电路板120位于外壳111与下壳113之间，在一些实施例中，主电路板120固接于外壳111的内表面。主电路板120具有一轴孔122，轴孔122对应内柱115，并提供内柱115穿过。主电路板120包含多个导电环121(如图4所示)。导电环121以轴孔为轴心同轴配置于主电路板120上，导电环121呈同心圆配置关系，在径向上，相邻导电环121之间间隔排列。换言之，各导电环121的直径不相同且均以轴孔为圆心方式排列，因此各导电环121不相交。在一些实施例中，相邻导电环121之间具有绝缘环，以避免相邻导电环121间电性连接(短路)。主电路板120与副电路板150之间保持平行间距(在后面详细说明)，使得主电路板120与副电路板150不直接接触，如图5所示。
插头130的一端枢设于壳体110(枢接关系如图7A及图7B所示)，并电性连接于主电路板120。插头130用于接插于外部插座(未图示)以接收一外部电压，插头130将外部电压传至主电路板120。转座140枢设于壳体110之中，使得转座140可以依内柱115为轴心并转动(如图6A所示)。转座140位于上壳114与下壳113所形成的中空结构中。
转座140包含一副电路板150，副电路板150位于转座140与下壳113之间。在一些实施例中，副电路板150固定于转座140上。数据线170一端固定于转座，且部分缠绕在转座140上，当使用者将数据线170拉出时，带动转座140及副电路板150转动。
副电路板150包含多个导电弹片151与孔位(无标号)，如图6B所示。每一个孔位的位置分别对应于导电弹片151的位置，孔位的开设大小也对应导电弹片151的尺寸。导电弹片151设置于副电路板150与转座140的侧面上。在一些实施例中，导电弹片151的一端焊接在孔位的一侧边上(如图6C所示)，将导电弹片151固定于副电路板150。而导电弹片151的另一端可以选择不焊接(也可选择焊接)于副电路板150，使得导电弹片151可以弹性接触导电环121。
导电弹片151可以通过孔位突出于副电路板150的表面，使得导电弹片151可碰触于主电路板120的导电环121。举例来说，当主电路板120与副电路板150的间距为L时，则导电弹片151从副电路板150所突出的高度为h。导电弹片151的高度h至少等于或大于间距L(图中未标示L，h)，如图5所示。
多个导电弹片151与多个导电环121分别对应，即每个导电环121上至少对应一个导电弹片151，同时转座140在转动时，导电弹片151沿着对应的导电环121在导电环121上滑动。
通过导电弹片151的碰触实现主电路板120与副电路板150的电性连接。导电弹片151与导电环121的接触面积较小，使得转座140相对于主电路板120旋转时，两者之间的摩擦力较小，旋转较顺畅且不会卡住。
导电弹片151的数量是依据数据线170所采用的传输协议所决定。若数据线170采用C型的通用串行总线(Universal Serial Bus type-C，USB-C)通讯协议，在USB-C的每一引脚侧面中具有两供电引脚(VBus)与两接地引脚。因此导电弹片151的设置数量至少需要大于两组以上。一般而言，导电弹片151的总数量需大于导电环121的数量总和(导电弹片151的设置方式将于后文详述)。
扭簧160的一端固定于内柱115，扭簧160的另一端则固定于转座140，如图6A所示。当转座140被转动并释放后，扭簧160的弹力作用将使转座140复位。数据线170的线身172环绕转座140，并且接头171外露于壳体110。在一些实施例中，线身172电性连接导电导弹片151的一端固定于转座140，如此，可避免数据线170被拉出或缩回时，线身172与导电弹片151的连接关系被拉扯而影响其电性连接。
如图7A及图7B，图7A及图7B分别为依据一些实施例的插头枢转至转出状态及收纳位置的示意图。依据一些实施例，外壳111包含第一收纳空间111a与第二收纳空间111b。第一收纳空间111a用于容置插头130，第二收纳空间111b用于容置数据线170。插头130可枢转至转出位置与收纳位置。当插头130枢转至转出位置时，插头130的另一端会外突于壳体110外，如图7A所示。当插头130枢转至转出位置时，使用者可以将卷线式充电器100连接于市电插座。卷线式充电器100使用完毕后，使用者可以将插头130枢转至收纳位置，使得插头130收容于第一收纳空间111a中，如图7B所示。
为方便说明数据线170的使用与收纳状态，因此分别定义拉出状态与收纳状态。当使用者将数据线170拉出时，数据线170会带动转座140转动，使得扭簧160被压缩并处于蓄能状态。而同时，数据线170的接头171与部分线身172会外露于壳体110，将此状态定义为拉出状态。当使用者放开线身172后，扭簧160的弹力作用将带动转座140反向旋转，使得线身172可被收卷至壳体110内。因此，线身172收入壳体110并使得接头171位于第二收纳空间111b的状态定义为收纳状态。
依据一些实施例，外壳111包含磁性元件811，磁性元件811位于第二收纳空间111b附近，数据线170包含吸附元件812，吸附元件812位于接头171的侧边。磁性元件811及吸附元件812可以相互磁吸，实施时，二者可均为磁石；或其中一个为磁石，另一个为铁磁材料。吸附元件812的位置对应磁性元件811。当接头171处于收纳状态时，吸附元件812的位置对应磁性元件811，使得接头171的吸附元件812与磁性元件811相互吸附，增加对接头171的固定力，如图8所示。
依据一些实施例，导电环121包含外环121a与至少一个内环121b，如图9A所示。在图9A中以外环121a与内环121b作为示例说明。而导电弹片151被配置于与外环121a的接触范围内，使上述的导电弹片151可以触碰于导电环121，借以达到电性连接的目的。若以多个导电弹片151为示例说明，多个导电弹片151可以被平均分散配置。在此所述的平均分散配置是以外环121a为界的方式，使得三个导电弹片151的排列位置形成正三角形，如图9B所示。
在图9B的导电环121中的「○」图表示为导电环121上对应导电弹片151的位置。由于外环121a中平均设置三个导电弹片151，使得转座140能平稳地设置于主电路板120。此外，数据线170在收纳状态变换为拉出状态的过程中，转座140对主电路板120可以得到较平均的受力，进而得到较佳的操作手感。其余的导电弹片151可以任意配置在与内环121b的接触范围内。一般而言，外环121a中的三导电弹片151可以与数据线170的电源线连接。而内环121b可以设置至少一个的导电弹片151，以使导电弹片151可以与数据线170的接地线连接。在图9B中，在内环121b的相对两侧分别设置导电弹片151，使得外环121a与导电弹片151转动过程中，也能保证内环121b与导电弹片151的接触。
以下为能方便说明导电弹片151与导电环121的位置，均以导电弹片151在副电路板150中的位置作为相对导电环121中的位置。在本实施例中，导电弹片151也可以被分散配置于外环121a与内环121b中，如图9C所示。在图9C中，在外环121a的范围中可以配置三导电弹片151。而在内环121b中另设置一个导电弹片151，使得外环121a的三个导电弹片151形成等腰三角形。或者，在外环121a中分别设置三个导电弹片151，内环121b的相对两侧也分别设置导电弹片151，如图9D所示。由于导电弹片151的平均分散配置有助于转座140在收纳状态与拉出状态之间变换时转动。
上述导电弹片及导电环的配置关系属于常见的几种配置情况，实际配置方式并不限于上述配置方式，且可以根据需要设置，故在此不做具体限制。
在一些实施例中，导电环121分别为外环121a、中环121c与至少一个内环121b，如图10A所示。在图10A中是以一个外环121a、一个中环121c与一个内环121b作为示例说明。在此实施例中，将三个导电弹片151平均配置于对中环121c的接触范围内，使上述的导电弹片151可以触碰于导电环121，如图10B所示。图10B的外环121a连接两导电弹片151，而外环121a所对应的导电弹片151连接于数据线170的电源线。而中环121c所对应的导电弹片151可以连接于数据线170内的数据线。内环121b所对应的导电弹片151可以连接数据线的接地线。对于外环121a与内环121b而言，可以另外配置数量不等的导电弹片151，如图10C所示。
依据一些实施例，外壳111包含第三收纳空间111c，第三收纳空间111c用于容置转换头821，如图11A所示。转换头821的一端与数据线170的接头171匹配，而转换头821的另一端为另一电连接器。连接器种类可以是但不限定为lightning、USB type A、micro USB或mini USB接头。使用者若要使用转换头821时，可以从第三收纳空间111c中将转换头821抽出。将转换头821的一端连接至接头171，以使接头171可以通过转换头821相容于其他通讯协议种类的连接器，如图11B所示。图11B中以USB-C接头转接为lightning的转换头821为例。
在一些实施例中，主电路板120更包含变压电路123。变压电路123连接于插头130与主电路板120，如图12所示。变压电路123用于将来自于插头130的外部电压转换成工作电压，并将工作电压通过导电弹片151与副电路板150传输至接头171。在此实施例中，变压电路123设置于主电路板120的背板中，如图12所示。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种卷线式充电器，其特征在于，包含：
壳体，包含内柱；
主电路板，位于所述壳体内并包含多个导电环，多个所述导电环以所述内柱为轴而同轴配置；
插头，一端枢设于所述壳体并电性连接至所述主电路板；
转座，以所述内柱为轴心并枢设于所述壳体，所述转座包含多个导电弹片，多个所述导电弹片分别接触所述导电环；
扭簧，一端固定于所述内柱，另一端固定于所述转座；以及
数据线，包含接头及线身，所述线身的一端电性连接所述导电弹片，所述线身的另一端电性连接所述接头，部分所述线身环绕所述转座，所述接头外露于所述壳体，当所述扭簧处于释放状态时，所述接头处于收纳状态。
2.如权利要求1所述的卷线式充电器，其特征在于，所述壳体另包含第一收纳空间，所述插头枢转于转出位置及收纳位置，当所述插头位于所述转出位置时，所述插头的另一端外突于所述壳体，当所述插头位于所述收纳位置时，所述插头位于所述第一收纳空间。
3.如权利要求2所述的卷线式充电器，其特征在于，所述壳体另包含第二收纳空间，当所述接头处于所述收纳状态时，所述接头位于所述第二收纳空间，当所述接头处于拉出状态时，所述扭簧处于蓄能状态。
4.如权利要求3所述的卷线式充电器，其特征在于，所述壳体还包含磁性元件，所述接头包含吸附元件，当所述接头处于所述收纳状态时，所述接头接触所述磁性元件。
5.如权利要求4所述的卷线式充电器，其特征在于，所述卷线式充电器还包含转换头，所述转换头一端与所述接头匹配，另一端为一连接器，所述连接器与所述接头的种类相异，所述壳体另包含第三收纳空间，所述第三收纳空间用以容置所述转换头。
6.如权利要求1至5中任一项所述的卷线式充电器，其特征在于，所述导电环分别为外环及至少一个内环，所述导电弹片中至少三个分散配置于所述外环。
7.如权利要求6所述的卷线式充电器，其特征在于，所述三个导电弹片平均配置于所述外环。
8.如权利要求1至5中任一项所述的卷线式充电器，其特征在于，所述导电环分别为外环、中环及至少一个内环，所述导电弹片中至少三个分散配置于所述中环。
9.如权利要求1至5中任一项所述的卷线式充电器，其特征在于，所述壳体包含外壳、外盖、下壳及上壳，所述上壳包含所述内柱，所述下壳与所述上壳间容纳所述转座、所述扭簧，所述下壳与所述主电路板固定于所述外壳，所述外壳及所述外盖间容纳所述下壳及所述上壳。
10.如权利要求9所述的卷线式充电器，其中，所述转座包括副电路板，所述副电路板设置多个孔位与多个所述导电弹片，所述副电路板固设于所述转座，每一个所述导电弹片穿过对应位置的所述孔位，所述导电弹片的一端固定于所述孔位的一侧。
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