TW201630270A

TW201630270A - 磁性連接裝置

Info

Publication number: TW201630270A
Application number: TW104138221A
Authority: TW
Inventors: 佛凱米歇爾曼; 馬可斯席希特; 亞歷山大舒斯特爾
Original assignee: 羅森伯格高頻有限合資公司
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2016-08-16
Also published as: WO2016078962A1; TWI691125B; CN107112686A; DE102015116490A1; DE202015009066U1; CN107112686B; CA2965419A1; JP2017536671A; EP3221929B1; US20170310042A1; US10177490B2; EP3221929A1; KR20170083034A; DE202015009067U1

Abstract

本發明係關於一種用於連接兩個單元(11a，11b)的磁性連接裝置，其中至少一個第一連接構件(1a)與第一單元(11a)相關聯，且至少一個第二連接構件(1b)與第二單元(11b)相關聯。第一連接構件(1a)和第二連接構件(1b)形成連接對(6)。連接對(6)之該等連接構件(1a，1b)之每一者具有複數個接觸體(2)。連接對(6)之該等連接構件(1a，1b)彼此進行磁性接觸，其中連接對(6)之該等連接構件(1a，1b)可在該接觸連接狀態下相對於彼此轉動。

Description

磁性連接裝置

本發明係關於一種用於連接兩個單元的磁性連接裝置。

原則上，此種磁性連接裝置可用於建立任何可以想到的連接，因此特別適合用於建立電性連接。

為了在兩個單元之間建立物理電性連接，在先前技術和實作中普遍使用機械插塞式連接器(mechanical plug connector)。可擇一直接或以此方式藉助電纜連接將前述單元彼此機械及電耦合。此種插塞式連接由於插塞反覆斷接(disconnection)及接觸連接直到該等插塞及/或電纜斷裂、或該插塞式連接在機械過載事件中永久損壞，因此已習知問題為磨耗和老化現象。例如，起因於該等單元相對於彼此轉動的機械過載，主要由於該等慣用插塞式連接器以固定或剛性(rigid)方式定位，因此很容易就會發生。更靈活的插塞式連接僅能以高水準技術複雜度實現，因此耗費支出甚大，例如特殊的鉸接連接所致。此外，這些措施本身呈現出頻繁裝載所致的磨耗現象，因此該等單元及/或前述單元之該等組件之使用壽命相應有限。

為解決這些問題，並避免該等插塞式連接器需要剛性機械耦合，在先前技術中已經知道有磁性連接裝置。舉例來說，DE 10 2008 038 649 A1中提出一種裝置，其用於在電性用具與電纜之間建立可連接到該用具及/或其他電性裝置的連接。該裝置係欲包含一接合器(adapter)，其具有附帶磁體元件的兩個接合器部位，因此該電性用具連接到其他電性用具，例如充電器、一副頭戴式耳機、麥克風或耳機。該連接係欲在第一步驟中藉助至少一個突出和一個環狀凹部的粗略引導(rough guidance)進行，因此相應提供大量餘隙(play)。在該粗略引導後，該等兩個接合器部位在第二步驟中藉助該等磁體元件之磁力相對於彼此精確定位且置中。

如此的顯著優勢在於使用者只需將該等兩個部位大致朝向彼此移動，而無需在該過程中確保接觸體是否正確接觸連接及分配。在此種情況下，連接亦可在難以接近的位置快速輕鬆進行。同時，此舉確保在例如可導致組件損壞的連接過載事件中，該連接在該等磁性保持力(retaining force)一被外來較大力量克服(overcome)時即脫開。

根據DE 10 2008 038 649 A1的磁性連接裝置斷然(firmly)指出該等插塞元件及/或連接構件相對於彼此之對準。因此，舉例來說，該等電性用具相對於彼此之轉動不被容許，且必然將會導致該磁性和因此該電性連接亦被打開。例如電纜連接之靈活性因此受到該接近角之精確規格嚴格限制。若兩台電性用具(如行動電性用具、對接站、或輸入裝置)欲彼此直接連接，則使用者便利性特別有可能因該斷然指定的定向而大幅降低。

將螢幕、鍵盤、或其他電性用具相對於彼此以鉸接或可轉動方式彼此連接可具優勢，特別是在行動電性用具(例如平板電腦、可攜式電腦、及行動電話)之情況下。鉸接機械連接(鉸鏈(hinge))為此目的從先前技術係習知的。

本發明係基於在兩個單元之間提供具優勢鉸接或可轉動連接之目的。

此目的係藉由申請專利範圍第1項和第15項達成。

本案提出至少一個第一連接構件與第一單元相關聯，且至少一個第二連接構件與第二單元相關聯，其中第一連接構件和第二連接構件形成連接對，其中連接對之該等連接構件之每一者具有複數個接觸體，其中連接對之該等連接構件彼此進行磁性接觸，且其中連接對之該等連接構件可在該接觸連接狀態下相對於彼此轉動。

該第一單元和該第二單元較佳為電性或電子單元。該等複數個接觸體較佳為欲傳輸資料及/或信號及/或攜帶電流的電性接觸體。

連接對之該等連接構件能僅彼此磁性連接，或除該磁性連接、機械引導(較佳為粗略機械引導)之外，亦可提供以使其更容易在該等連接構件之間且因此在該等單元之間建立接觸體。

根據本發明用於連接兩個單元的磁性連接裝置被提供，特別是用於在兩個單元之間的可脫開連接(releasable connection)，亦即該等兩個單元可暫時彼此連接，然後再次斷接。

下列單元較佳為可由至少一個連接對進行連接。

(A)兩台平板電腦，(B)兩台行動電話，(C)一台平板電腦及/或一台行動電話及/或一台電子單元，(D)一台平板電腦或一台行動電話或一台電子單元和鍵盤及/或螢幕或其他電子單元。

根據本發明，行動電話、平板電腦、或電子單元較佳為亦可連接到外蓋、對接站、殼體、蓋板、底座、或插座部位。

再者，根據本發明的磁性連接裝置亦適合用於以螢幕可從可攜式電腦拆離的方式來配置前述可攜式電腦(特別是膝上型電腦、筆記型電腦、或小筆電)之螢幕。

用於連接兩個單元的磁性連接裝置，可以該等兩個單元僅能在一個定向上彼此連接的方式形成。如此確保了該等兩個電性單元精確(preciese)且清楚的連接。不過，作為替代例，亦可供應例如使該等兩個單元能以在第一定向上(例如在膝上型電腦之情況下)，螢幕和鍵盤在一個平面上放置於彼此旁邊時在同一方向上對準的方式轉動180°彼此連接；而在轉動180°的設置中，該螢幕和該鍵盤在一個平面上平放於彼此旁邊時，在相差180°的兩個方向上對準。結合供應係根據本發明使一個連接對之該等連接構件(該等單元藉助該等連接構件彼此連接)能相對於彼此轉動的事實，亦即為使介於該等連接單元之間的角度改變，結果為該等單元相對於彼此非常靈活且可調適的對準，該對準可符合所需用途。

本發明不限於該等連接構件相對於彼此之轉動運動。其他類型之運動，從簡單線性運動、到轉動運動、甚至是複雜曲折的運動曲線，同樣均可實現。

對照已習知的先前技術，由於根據本發明的該等連接構件之配置，因此可以在兩個單元(例如電性或電子用具與其他用具及/或電纜)之間建立鉸接連接。特別是，該等連接單元可相對於彼此轉動或移動，而該磁性及/或電性連接未斷接。如此所構成的連接不僅大幅較從先前技術所習知者更穩固，而且還為使用者大幅提升操作人員控制便利性。可由根據本發明的解決方案來確保經濟上有利且穩固的插塞式連接其具有長的使用壽命。

根據本發明，可供應使連接對之該等連接構件各包含用於進行磁性接觸的至少一個磁體元件，並使連接對之至少一個磁體元件為永久磁體形式。

前述具體實施例具優勢，可以簡單且經濟方式實現該磁性接觸連接。例如，對照於螺線管(solenoid)，使用永久磁體意指無需在其連接或使用上投入額外支出，特別是電能形式。不過，熟習此項技術者可提供該等磁體元件之任何其他所需實現，甚至是電永久磁體。使用電永久磁體在某些情況下甚至可特別具優勢，因為此種磁體可藉由電脈衝進行「程式編輯(programmed)」，且前述磁體之磁力和對準可變化。因此，該磁性連接裝置甚至更可調適(adaptable)。

「磁體元件」亦可意指於其上磁體施加磁力的元件或設置。舉例來說，永久磁體可提供於第一連接構件上，且任何所需鐵磁材料，例如軟磁性材料(以鐵為例)，可提供於第二連接構件上。

連接對之兩個連接構件較佳為均具有永久磁體。

該等永久磁體較佳為在該等單元在該預期方向上彼此連接時，以連接對之第一連接構件之永久磁體與該連接對之另一連接構件之永久磁體進行接觸的方式設置及對準。

根據本發明，可供應使該等連接構件、該等磁體元件、及連接對之該等接觸體以在磁性接觸進行時，該等各個連接構件之該等接觸體均彼此進行電性接觸的方式形成。

根據本發明，可供應使連接對之該等連接構件藉助其罩殼表面(casing surface)或周圍進行接觸。與此對照，已習知磁性連接裝置在該等端部進行接觸。

根據本發明，可供應使連接對之該等連接構件能藉由在該接觸連接狀態下沿著其罩殼表面或周圍滾動，而相對於彼此轉動。與此對照，該等已習知端面磁性連接裝置可僅繞同一軸線或共軸轉動。

根據本發明的連接對之該等連接構件之該等軸線較佳為平行設置而不共軸。在根據本發明為可能的該等連接構件轉動之事件中，維持該等連接構件之軸向平行對準，而該等連接構件在彼此上滾動。連接對之連接構件之一個軸線較佳為繞著另一連接構件之軸線轉動。介於該等軸線之間的距離，較佳為在該過程中實質上保持不變。

在本發明之一個具體實施例中，該等磁體元件可以可在至少一個預定定向上與連接對之該等連接構件進行電性和磁性接觸且前述連接構件在此定向上磁吸引的方式形成，其中連接對之該等連接構件以在該接觸連接狀態下在相對於彼此的相對轉動之事件中，連接對之該等連接構件至少在該等連接構件之罩殼表面或周圍之局部區域上方在彼此上滾動的方式配置，其中該電性和磁性接觸連接係經維持。

本案發明人已認可該第一單元如常相對於該第二單元之轉動，以例如折疊打開或折疊閉合膝上型電腦之螢幕，或相對於該鍵盤樞轉前述螢幕之對準，可在連接對之該等連接構件以在該接觸連接狀態下該等連接構件在相對於彼此的相對轉動之事件中，在前述連接構件之罩殼表面或周圍之局部區域上方在彼此上滾動的方式配置時，由根據本發明的該等連接構件以特別簡單且可靠方式實行。在此種情況下，該等連接構件和該等接觸體以該電性和該磁性接觸連接在該滾動運動過程中維持的方式配置。

連接對之該等連接構件以該等前述連接構件至少在彼此對準的該等連接構件之該等罩殼表面之局部區域上方在彼此上滾動的方式之運動可實現，而無關於介於該等兩個單元之間的連接是否能僅在一個定向上閉合，或較佳為偏移180°的第二設置或其他定向是否亦為可能。在本發明之範疇內，供應較佳為使該等單元能僅在一個定向或兩個定向上彼此連接。在此種情況下，定向係欲理解成意指該等兩個單元之基本連接，例如螢幕在連接到鍵盤時，是否與使用者對準或轉動180°且面向另一方向。類似地，在兩台行動電話彼此連接時的定向，係欲意指該等行動電話之該等螢幕在前述行動電話平放於彼此旁邊時，在該連接過程中是否面向相同方向或相反方向。這同樣適用在兩台平板電腦連接時，或平板電腦或行動電話連接到對接站時。提供來自根據本發明的該等連接構件且亦導致彼此連接的該等單元轉動之能力的轉動能力(特別是藉由滾動該等連接構件而實現)，而無關於該等單元是否可在一個、兩個、或多個定向上彼此連接。

根據本發明，如已提出可供應使該等單元能在一個以上定向上、特別是在正好兩個定向上、特別是在彼此相差180°的兩個定向上彼此連接。此舉可特別適合用於將鍵盤連接到螢幕，或用於連接兩台平板電腦，或用於連接兩台行動電話，或用於將平板電腦和行動電話連接到其他電子單元。

根據本發明，可供應使連接對之該等連接構件之該等磁體元件，以連接對之該等連接構件僅在該第一單元至該第二單元之定向上磁吸引的方式在其極性方面對準。

在此點上，預定定向意指例如在兩個連接構件之情況下，前述連接構件之該等接觸體僅在對該相反連接的預定分配上提供。特別是，不應可在「在該錯誤方向上」將該等單元彼此連接，因此可避免例如技術缺陷。

根據本發明，在此種情況下亦可供應使未與該等磁體元件進行接觸，或使該等前述磁體元件經歷磁力以在替代定向上彼此排斥。該排斥磁力可指示使用者：該等單元之一者或該等連接構件之一者具有不正確定向。此外，以在運輸過程中為例，在該等單元彼此接近且能無拘束或以不受控制方式移動時，可防止非所需和未注意到的不正確接觸連接。

根據本發明，可供應使連接對之該等連接構件之每一者具有至少兩個磁體元件。

使用一個以上磁體元件可具優勢提升該等磁性連接裝置之磁力效應(保持力和排斥力)。再者，特定保持力可藉由相應選定磁體元件之數量而定義。

在本發明之一個具體實施例中，可供應使在該等連接構件上該等磁體元件之該等磁極之對準或該等磁體元件自身之分布指定該預定定向或該等預定定向。

該等磁體元件或該等前述磁體元件之該等磁極在該等單元之該等連接構件上方之相應分布，可理解成為接觸連接目的相對於彼此定義該等連接構件之所需定向的一種編碼。若連接對之各連接構件均具有兩個磁體元件，則該等兩個磁體元件在該各個連接構件上之定向，可用於定義該等單元是否能僅在一個或兩個定向上閉合，或是否僅一個定向為磁性支援，或是否兩個定向為磁性支援。

在連接構件之該等兩個磁體元件環繞該中心點或環繞連接構件延伸越過該中心點之截面區域關於該連接構件之縱向軸線對稱設置，且該等磁體元件以在每種情況下同一磁極均面向內部或該等兩個磁體元件之同一磁極均面向外部的方式對準時，於其中在每種情況下該等相反磁極均同樣設置的連接構件可在兩個定向上連接。舉例來說，可在一個連接構件中供應使該等磁體元件之該等北磁極之每一者向外對準，因此使該等南磁極向內對準；而在即將連接到該前述連接構件的另一連接構件中，該等南磁極向外對準且該等北磁極向內對準。

在該等磁體元件之設置之預期目標為僅在一個定向上連接該等單元時，可供應擇一使在該等連接構件的該等磁體元件相對於中心點(如在軸向方向上觀看)不對稱設置，或使在一個連接構件上的該等磁體元件關於其磁極同樣對準，亦即舉例來說，在每種情況下該等北磁極均面向左側且該等南磁極均面向右側。在即將連接到該第一前述連接構件的連接構件中，然後可供應使在每種情況下該等南磁極均相應對準該左側且該等北磁極均相應對準該右側。因此，連接該等連接構件僅在一個對準上為可能。

根據本發明，可供應使即將彼此連接的該等單元各僅具有一個連接構件。在此種情況下，該連接構件可具有一個或兩個或者多個磁體元件。

根據本發明，可進一步供應使即將彼此連接的該等單元之每一者具有兩個或多個連接構件。特別是，每個單元供應兩個連接構件已經驗證具優勢，因為該等單元(例如螢幕和鍵盤)可因此特別穩定連接。在此種情況下，該等連接構件之每一者可再次具有一個磁體元件或具有兩個或多個磁體元件。已經驗證每個連接構件提供兩個磁體元件具優勢。

特別適合的磁性連接裝置，在即將連接的該等單元之每一者具有在每種情況下均附帶兩個磁體元件的兩個連接構件時產生。

該等連接構件之該等磁體元件之每一者較佳為以兩個磁極皆用於在各磁體元件中建立該磁性連接的方式設置且對準。

根據本發明，較佳為可供應使該等連接構件之該等磁體元件以該等磁體元件之該等磁極在該連接構件之軸線上位於彼此旁邊的方式、較佳為以在圓筒形或棒型(rod-type)磁體之情況下該圓筒形或棒型磁體之軸線位於該連接構件之軸線上的方式對準。如此相對於磁體之已習知平坦設置形成差異，在該情況下僅擇一該北磁極或該南磁極用於連接目的，而另一磁極從即將連接的組件移開。

根據本發明，因此較佳為可供應使該北磁極和該南磁極皆用於在各磁體元件中建立該連接，以如所附圖式中所例示使北磁極板或南磁極板在該連接構件之軸線上位於彼此旁邊，並在各磁體元件中形成該磁體元件。

可進一步供應使於其上連接對之該等連接構件可在彼此上滾動的該等連接構件之該等罩殼表面之至少一個局部區域，以彎曲及/或拱形方式延伸及/或具有半徑。該等連接構件較佳為可具有至少大致為圓形形式的截面區域。再者，附帶至少一個圓角或圓弧形式的至少一個角的正方形或矩形形式的截面區域亦已經驗證特別適合。因此，以彎曲及/或拱形方式延伸及/或具有半徑的局部區域以簡單方式形成。

在該局部區域具有均勻曲率或均勻半徑時具優勢，以使該等連接構件可在該等單元相對於彼此之轉動過程中，在該局部區域上均勻滾動。

由於罩殼表面、或彎曲及/或拱形及/或具有半徑的表面、或該罩殼表面或表面之相應配置局部區域，連接對之該等連接構件可能以滾動方式在彼此上移動，而無需脫開該電性接觸連接。此種滾動運動允許簡單實現根據本發明所提供該等連接構件之轉動或移動能力。線性或平移或其他運動與該等連接構件之相應配置同樣可想像。

本發明之進一步具體實施例可供應使連接對之該等連接構件以棒體(rod-like)方式形成，其中該各個連接構件周圍至少一個局部區域以連接對之該等連接構件可在彼此上滾動的方式形成。

在此種情況下，特別可供應使該等磁體元件及/或該等電性接觸體以縱向方式或以沿著該等連接構件分布的方式在軸向方向上設置於彼此旁邊。

可進一步供應使該棒體連接構件在其各個端部均具有磁體元件，並使該等複數個接觸體設置於該等磁體元件之間。不言而喻，該等磁體元件亦可位於該等連接構件之該等端部距離處。亦可供應使該等磁體元件以分布於該等接觸體之間的方式設置。

該等磁體元件和該等接觸體以所有該等接觸體均在有磁性連接時閉合的方式設置。針對每個連接構件形成兩個磁體元件已被驗證特別適合用於此目的。

該等接觸體及/或該等磁體元件較佳為可以彎曲及/或拱形方式延伸，及/或至少在局部長度或該局部區域之長度上方在該等連接構件之滾動方向上具有半徑。

特別是，將該等磁體元件和接觸體之曲率、或輪廓、或半徑與該等連接構件之罩殼表面之提供用於滾動的局部區域之曲率、或輪廓、或半徑配合，可有助於該等連接構件之預期運動。

可供應使該等磁體元件以圓筒形及/或圓盤狀及/或環狀及/或局部環狀方式形成。

此種磁體元件可以關於產生的有利方式來實現，並特別適合以該磁體元件之磁極皆可用以建立磁性連接的方式來用於軸向設置。為建立前述連接之目的，舉例來說，市售棒體磁體可藉由被縮短及/或按大小切割而容易地轉換成圓盤形式。若有需要，該圓盤之截面隨後亦可被容易地分解成圓形分段。再者，環形磁體或環狀磁體元件可藉由製造孔洞而以簡單方式形成。

在以此方式配置的磁體元件中，該等各個縱向端部隨後均形成分別附帶相反極性的磁極。

在另一具體實施例中，可供應使連接對之該等連接構件之彼此對準且進行電性接觸的該等接觸體之至少一些彼此進行磁性接觸。為此目的，該等接觸體之至少一些可為磁體元件形式。

為了節省組件，可將該等接觸體形成為磁體元件，此舉係經濟的且整體上縮減該磁性連接裝置之實體大小。不過，可想像電性接觸與磁體元件之組合對資料傳輸、特別是資料傳輸速率高的資料傳輸有干擾影響。據此，可供應使僅將該等電性接觸體之一些設計為磁體元件，特別是不將臨界接觸體實現為磁體元件形式。舉例來說，用於純電力供應目的(例如電源和接地接觸體)或用於慢速資料傳輸的電性接觸體，主要可為磁體元件形式。

根據本發明，可供應使該等連接構件具有不傳輸任何電信號的磁體元件，並除此之外提供用於電源和接地傳輸及/或傳輸電信號的磁體元件。根據本發明，亦可供應使所有該等接觸體均為磁體元件形式。在此種情況下，在允許在該接觸連接狀態下電力、信號、或資料傳輸的接觸體對中，一個接觸體為永久磁體形式為可行，且另一接觸體例如藉由實現為軟磁性材料、特別是鐵，而僅受到磁性影響為可能。

不過，較佳為可供應使接觸體對之該等接觸體以相應於該等上述磁體元件的方式形成，以使各接觸體均具有軸向位於彼此旁邊的兩個磁極，亦即位於該連接軸線上電性接觸之該等軸向端部在每種情況下均具有該等兩個磁極之一者。

因此，特別強力的磁性連接可在接觸體對之該等接觸體之間建立，此外可對前述磁性連接進行編碼。若複數個接觸體為磁體元件形式，則可產生僅允許指定連接至以相應配合方式已編碼之其他連接構件的指定碼。

機械初步處理引導部較佳為提供用於將第一連接構件連接到第二連接構件。

在一個改良例中，連接對之該等連接構件可具有用於形成連接對的機械初步處理引導部或機械引導部，較佳為機械粗略引導部。

機械引導部輔助即將連接的該等電子單元之連接。在此種情況下，該機械引導部較佳為可以防止或限制該等連接構件相對於彼此之軸向位移的方式設置，因此該磁性連接卸載，特別是無力量或僅減少力量必須為此補償。

該機械引導部較佳為在該接觸連接狀態下，以不防止該等連接構件在彼此上之滾動運動或滾動的方式配置。舉例來說，此舉可由具有較佳為以拱形或環狀方式突出之突起部分、或具有突出局部環形分段的連接對之連接構件來實現，而具有該突起部分、特別是部分環形形式的突起部分之相應凹部的連接對之相關聯第二連接構件可進入。在該等連接構件在彼此上滾動時，在分別另一連接構件中僅部分環形形式且隨後可在凹部中移動的點狀或圓蓋狀突起部分亦為可能。

該機械引導部較佳為可進行兩項任務，並在此種情況下首先形成用於該等單元之插塞式連接的機械引導部，而其次在該接觸連接狀態下防止該等連接構件之軸向運動。此外，該機械引導部可形成機械編碼以防止不正確鎖定。

該機械引導部較佳為機械粗略引導部形式，例如亦由該突起部分之相應錐形設計形成，以使該機械粗略引導部允許該等連接構件至彼此之簡單引導，並隨後由該等磁體進行確切(exact)且精確對準。

該機械粗略引導部特別可以從連接構件突出且越過在配合件形式的連接構件中之相應凹部的圓蓋狀結構形式來實現。

此外，該連接構件之機械粗略引導部亦可為磁體元件形式。

此種機械粗略引導部可用於進一步為使用者提升便利性，使建立該連接更加容易。另外，具備機械粗略引導部的磁性連接係穩固的。特別是關於根據本發明所提供的相對於彼此移動或轉動該等單元或連接構件之可能性，其中在此運動過程中接觸損失之可能性可被降低。

根據本發明，可供應使在每種情況下，兩個機械引導元件、較佳為兩個機械粗略引導元件均圍繞至少一個接觸體。

由於進一步改良了機械引導部或粗略引導部，因此進一步降低在該等單元相對於彼此之運動過程中接觸連接損失之可能性。

在另一改良例中，可供應使該等電性接觸體以相對於該連接構件之罩殼表面或表面凹陷的方式來設置。舉例來說，此舉可結合該機械粗略引導部來實現。該等電性接觸體可由電絕緣構架元件至少局部圍繞(例如個別)，並以凹陷方式設置於前述構架元件內。

由於在該連接構件之罩殼表面或表面上的該等電性接觸體係以凹陷且因此非以突出方式來形成，從而降低意外接觸連接之可能性。主要在連接構件與金屬或導電物體進行接觸時，該等連接構件之電性接觸體亦防止彼此進行意外接觸。因此，可排除非所需短路，或至少可降低前述短路之可能性。

根據本發明，可供應使連接對之該等兩個連接構件之該等接觸體，相對於該各個連接構件之罩殼表面或表面凹陷。在此種情況下，該等電性接觸體在每種情況下均可至少局部由構架元件圍繞，並可以凹陷方式設置於前述構架元件內。在此種情況下，較佳為可供應使連接構件之該等構架元件以另一連接構件之該等構架元件可進入該等第一前述構架元件，以允許與分別設置於該等構架元件內的該等電性接觸體進行電性接觸的方式配置。由於進入該連接對之第二連接構件之相應構架構件的連接構件之該等構架元件，因此額外提供機械引導部，該前述機械引導部可靠地防止該等連接構件相對於彼此之軸向位移。

在本發明之一個改良例中，可供應使連接構件之該等構架元件形成，以接收另一連接構件之該等相應構架元件。不過，僅提供連接構件之該等構架元件之一些以用於接收另一連接構件之該等構架元件亦為可行，而其他數量之該連接構件之該等構架元件自身進入另一連接構件之該等構架元件。

此外，又可額外提供在該等連接構件上的其他機械引導部，如以上已說明地，該等前述其他機械引導部不用於與該等電性接觸體接壤(boarder)。另外，該等接觸元件之至少一些其自身亦可為磁體形式，及/或可提供不供用於進行電性接觸的其他磁體元件。

再者，可供應使該等電性接觸體之連接藉由以徑向有彈性(sprung)方式安裝的連接對之該等連接構件中至少一者之該等電性接觸體而經輔助。

一個接觸體較佳為在各接觸體對中均徑向預拉伸(pretension)或有彈性。

憑藉以此方式安裝，該等接觸體之連接可在徑向範圍內相當長的機械路徑上方確保，且該接觸連接變得更加可靠。因此，由於該等接觸體可在定義徑向距離上方留下軌跡，儘管在該等單元或該等連接構件上的衝擊或振動，仍特別可能確保維持電性連接。不言而喻，以一些其他方式安裝的彈簧設置或彈簧狀裝置依該應用而定亦為可行。

根據本發明，亦可供應使所有該等電性接觸體均以徑向有彈性方式安裝。原則上，可提供該等接觸體之彈簧設置，而無關於前述接觸體是否額外地具有磁性配置或為磁體形式。

該等連接構件較佳為連接到電子單元或即將連接到電子單元的單元，或設置於該前述電子單元或即將連接到電子單元的單元上，或可連接到該前述電子單元或即將連接到電子單元的單元。

連接構件可具有任何所需數量的接觸體，較佳為多於2個而少於100個，特別較佳為介於5至50個之間，非常特別較佳為介於10至20個之間。在一個示例性具體實施例中，提供13個接觸體。不過，在另一示例性具體實施例中，提供4個接觸體。

接觸體數量依即將連接的該等單元而定；在一個改良例中，接觸體數量為2至6個時可能亦具優勢，且較佳為提供4個接觸體。

本發明特別適合用於具有至少一個第一單元和一個第二單元的電子系統，其中該等單元藉助如申請專利範圍第1項至第14項中之一者之磁性連接裝置進行連接。

此種系統較佳為可包含單元例如行動電話、平板電腦或其他電腦、電性用具罩殼和電性用具外蓋、對接站、蓋板、鍵盤、或螢幕，其中此清單不欲理解成窮舉性。

細節可從所附圖式中該等圖示所見(gather)，其中各圖示均例示不同示例性具體實施例，但在任何所需組合中兩個或多個該等圖示亦可例示常見示例性具體實施例。該等圖示中所有該等特徵均為最佳，並可以任何所需方式彼此組合。

1a‧‧‧第一連接構件

1b‧‧‧第二連接構件

2‧‧‧接觸體

3‧‧‧磁體元件

4‧‧‧截面區域

5‧‧‧凹部

6‧‧‧連接對

7‧‧‧圓蓋狀構架元件

8‧‧‧構架元件

9‧‧‧燕尾連接

10‧‧‧圓形插塞式連接

11a‧‧‧第一單元

11b‧‧‧第二單元

12‧‧‧行動電話

13‧‧‧粗略引導部

14‧‧‧突起部分

50、70‧‧‧殼體

圖1示意性顯示第一具體實施例中連接對之第一連接構件之立體視圖；圖1a示意性顯示圖1中該立體視圖之簡化例示圖；圖2示意性顯示該第一具體實施例中連接對之第二連接構件之立體視圖；圖2a示意性顯示圖2中該立體視圖之簡化例示圖；圖3示意性顯示根據圖1和圖2的連接對之立體視圖；圖3a示意性顯示圖3中該立體視圖之簡化例示圖；圖4a示意性顯示偏轉0度角的連接對之側視圖；圖4b示意性顯示偏轉超過90度角的連接對之側視圖；圖4c示意性顯示偏轉180度角的連接對之側視圖；圖5示意性顯示第二具體實施例中連接對之第一連接構件之立體視圖；圖6示意性顯示該第二具體實施例中連接對之第二連接構件之立體視圖；圖7示意性顯示根據圖5和圖6的連接對之立體視圖；圖8示意性顯示根據圖7的連接對之側視圖；圖9a示意性顯示使用偏轉0度角之兩個連接對的兩個單元之連接之立體視圖；圖9b示意性顯示使用偏轉45度角之兩個連接對的兩個單元之連接之立體視圖；圖9c示意性顯示使用偏轉90度角之兩個連接對的兩個單元之連接之立體視圖；圖9d示意性顯示使用偏轉135度角之兩個連接對的兩個單元之連接之立體視圖；圖9e示意性顯示使用偏轉180度角之兩個連接對的兩個單元之連接之立體視圖；圖10示意性顯示第三具體實施例中連接對之第一連接構件之立體視圖；圖11示意性顯示該第三具體實施例中連接對之第二連接構件之立體視圖；圖12示意性顯示根據圖10和圖11的連接對之立體視圖；以及圖13示意性顯示藉由兩個連接對的兩台行動電話及/或平板電腦之連接之立體視圖。

第一連接構件1a之一個可能具體實施例在圖1中例示。在此具體實施例中，電性接觸體2由兩個磁體元件3圍繞。磁體元件3位於連接構件1a之該等兩個端部上。在該所示具體實施例中，連接構件1a具有附帶一個圓角之正方形形式的截面區域4。截面區域4類似圓形分段，更精確而言係四分之一圓。

磁體元件3設計為永久磁體3，並可舉例來說從圓筒形磁體產生。磁體元件3因此可具有在軸向方向上隔開的磁極N、S。連接構件1a可具有任何所需數量的接觸體2，較佳為多於2個而少於100個，特別較佳為介於2至50個之間，非常特別較佳為介於10至20個之間。在圖1該示例性具體實施例中提供13個接觸體2。凹部5提供於接觸體2之間，以允許機械初步處理引導，較佳為粗略引導。接觸體2自身以凹陷方式個別設置於電絕緣構架元件8內。

圖2例示第二連接構件1b。此連接構件1b係設計以能與圖1第一連接構件1a在磁性和電性上形成連接對6。不過，13個接觸體2由永久磁體3形式的兩個磁體元件3圍繞。兩個永久磁體3之每一者具有北磁極和南磁極，並以連接構件1b之一個端部具有極性N且連接構件1b之另一端部具有極性S的方式設置於連接構件1b之該等端部處。在此種情況下，磁極N、S之分布係選定以互補第一連接構件1a之磁體元件3之分布。磁體元件3之設置具有該磁力僅在一個定向上輔助連接構件1a、1b之接觸連接的效應。

該前述圖示亦在具體實施例中以圖2中連接構件1b之構架元件7接合入圖1連接構件1a中相應所設計凹部5的方式，將用於機械初步處理引導、特別是用於粗略引導的該等元件顯示為突出圓蓋狀構架元件7，其中特定量間隙可在此提供，以使較佳提供粗略引導。圓蓋狀構架元件7之每一者包圍圖2中第二連接構件1b之電性接觸體2。在此種情況下，電性接觸體2稍微凹陷且較佳為藉由彈簧元件安裝。

圓蓋狀構架元件7以進入連接構件1a中凹部5的方式配置，並在該過程中，包圍連接構件1a之接觸體2之構架元件8。

將磁體元件3安裝於連接構件1a、1b或連接構件1a、1b之接觸體部位上之一種可能方式顯示為燕尾(dovetail)連接9的形式。另一種連接或扣接(fasten)亦可在此提供。

舉例來說，尺寸A-E可從圖1和圖2中連接構件1a、1b所見。儘管該等組件相對於彼此之尺寸關係不欲理解成受到前述尺寸限制，且所有該等尺寸均可依所需加以縮放，但在下文中引述了某些特別具優勢尺寸。截面區域4或連接構件1a之端面之高度或寬度A可約為8mm(公釐)。截面區域4或連接構件1b之端面包括根據該高度和該寬度突出的圓蓋狀構架元件7之高度或寬度，同樣約為8mm。亦即，第二連接構件1b之磁體元件3具有比第一連接構件1a之磁體元件3更低圓蓋狀構架元件7之突出部分的高度或寬度。

連接構件1a、1b之長度B可約為20mm。介於兩個接觸體2之該等中心線之間的距離C可約為1.05mm。可以稍微凹陷方式設置於電絕緣構架元件8中的接觸體2之寬度D，較佳約為0.3mm。較佳為以徑向有彈性方式安裝且由圓蓋狀構架元件7圍繞的第二連接構件1b之電性接觸體2之寬度E，可舉例來說約為0.2mm。

圖3例示圖1和圖2中連接構件1a、1b如何形成連接對6。在此種情況下，用於將磁體元件3附接到連接構件1a、1b的燕尾連接9未經顯示；前述燕尾連接可具有任何所需設計。舉例而言，一種可能的實現亦可藉由膠合黏接來進行。連接構件1a、1b在磁性和電性上彼此連接。此外，提供機械初步處理引導部(在該示例性具體實施例中係粗略引導部)，然而前述機械初步處理引導部未將連接構件1a、1b夾持在一起，而是僅進行引導功能並防止軸向運動。連接構件1a、1b最初可藉由該機械粗略引導部而大致放置在一起，因此在圖3中所例示，磁體元件3確切執行給定該正確定向的最後接觸連接。連接構件1a、1b借助於磁體元件3之磁極N、S之編碼，而確保了連接構件1a、1b僅在預定定向上進行接觸，然後可相對於彼此轉動或在彼此上滾動。

介於連接對之連接構件1a、1b之間的磁性和電性連接，其藉助該罩殼表面或該等前述連接構件之罩殼表面之局部區域進行。這在所有該等示例性具體實施例中均相應例示。由於連接構件1a、1b在彼此上滾動，因此連接構件1a、1b之該等軸線較佳為進一步相對於彼此平行延伸。

圖1a和圖2a顯示圖1和圖2該等例示圖之簡化視圖，其中該等尺寸和磁極N、S未經例示。磁體元件3在每種情況下均具有兩個磁極N、S。圖3a例示圖1a和圖2a中該等連接構件之連接之簡化視圖，其中磁體元件3可藉助該前述圖示中所例示的燕尾連接9進行扣接。

根據圖1和圖1a的連接構件1a，其較佳為具有較佳為由塑料組成且形成構架元件8的殼體50。殼體50在圖1a中被指出。根據圖2和圖2a的連接構件1b，較佳為具有較佳為由塑料組成且在圖2a中指出的殼體70。在此種情況下，殼體70較佳為形成圓蓋狀構架元件7。

圖4a顯示連接對6之側視圖。由於連接構件1a、1b之所例示截面區域4，因此該等前述連接構件可以圓形運動形式在彼此上滾動。此種運動之輪廓在以下圖4b和圖4c中被指出。在此種情況下，圖4a顯示連接構件1a、1b相對於彼此0度角之對準，圖4b顯示超過90度角之對準，而圖4c顯示在完成該整個滾動運動後180度角之對準。不言而喻，該運動為可逆，並可依所需頻繁反覆。該轉動亦可永久停止於任何所需角度位置。根據本發明，該磁性或電性接觸連接在該過程中並未損失。

連接構件1a、1b之該等軸線在連接構件1a、1b在彼此滾動時，相對於彼此維持平行對準。

圖5、圖6、及圖7顯示第二具體實施例。接觸體2在此範例中亦由磁體元件3圍繞。磁體元件3設置於連接構件1a、1b之該等端部處。不過，連接構件1a、1b現在具有完全圓形形式的截面區域4。磁體元件3由可設計為圓形插塞式連接10的連接或扣接10而附接到連接構件1a、1b之接觸體部位。再次提供機械初步處理引導部，較佳為粗略引導部，其中第一連接構件1a之接觸體2由相應凹部5圍繞。圖6所示第二連接構件1b具有半徑大於截面區域4之圓形區域形式的圓蓋狀構架元件7。為僅在預定定向上允許連接，磁體元件3係根據圖1和圖2而設置。在圖6中，相應接觸體2係經分布且較佳為有彈性，以使其與圖5中連接構件1a之接觸體2形成準確接合。

所得到的連接對6在圖7中立體例示；圖8顯示側視圖。作為根據圖1至圖4該等示例性具體實施例的擴展例，在根據圖7的連接對中，由於該完全圓形截面，因此連接構件1a、1b可在彼此上完全滾動，亦即越過最多360度角且超出。

在根據圖5至圖8的示例性具體實施例中，較佳為亦可供應使連接構件1a和1b在彼此上僅越過180度角滾動，如此使其更容易將連接構件1a、1b之接觸體2連接到其他單元。

連接構件1a之接觸體2至少局部由構架元件8圍繞。在此種情況下，構架元件8在圓蓋狀構架元件7進入凹部5時，由連接構件1b之圓蓋狀構架元件7封圍(enclose)。各接觸體對之至少一個接觸體2較佳為有彈性；接觸體對2之兩個接觸體原則上皆亦可為彈性設計。

連接構件1a較佳為具有較佳為由塑料組成且形成構架元件8的殼體50。連接構件1b較佳為具有較佳為由塑料組成且形成圓蓋狀構架元件7的殼體70。

圖5至圖7以第一連接構件1a在一個端部處具有北磁極且在另一端部處具有南磁極的方式，來顯示兩個磁體元件3之設置。第二連接構件1b據此以互補方式在一個端部處具有南磁極且在另一端部處具有北磁極。如此使得連接構件1a、1b可藉由磁性輔助，而僅在一個定向上閉合。若磁體元件3以第一連接構件1a在兩個端部處皆具有南磁極或北磁極，且第二連接構件1b為相應互補配置的方式設置，則連接構件1a、1b在相對於彼此轉動越過180度角的兩個定向上之連接，在此種情況下為可能。這可適合用於特定具體實施例。

連接構件1a、1b較佳為連接到電子單元11a、11b，或設置於該前述電子單元上，或可連接到該前述電子單元。

下列單元11a、11b較佳為可由至少一個連接對6進行連接：(A)兩台平板電腦，(B)兩台行動電話，(C)一台平板電腦及/或一台行動電話及/或一台電子單元，(D)一台平板電腦或一台行動電話或一台電子單元和鍵盤及/或螢幕或其他電子單元。

行動電話、平板電腦、或電子單元較佳為亦可連接到外蓋、對接站、殼體、蓋板、底座、或插座部位。

圖9a至圖9e顯示本發明之示例性應用。該等前述圖示顯示較佳為每一者皆具有兩個連接構件1a、1b的兩個單元11a、11b。連接構件1a、1b較佳為具有較佳為設置於連接構件1a、1b之該等端部處的兩個磁體元件3。在此種情況下，第一單元11a在每種情況下均具有第一連接構件1a和第二連接構件1b；第二單元11b以互補方式建構到該前述第一單元。

整體形成兩個連接對6。所例示的連接構件1a、1b較佳為該第一示例性具體實施例者，亦即該等前述連接構件具有一個端部處為圓角之正方形形式的截面4。不過，該等前述連接構件亦可能為該第二或第三示例性具體實施例之連接構件1a、1b。

所例示的單元11a、11b可能為相同單元或不同單元。因此，可建立例如介於兩台相同或不同行動電話、行動電腦與鍵盤或對接站或類似物之間的連接。圖13顯示介於兩台相同行動電話12或平板電腦之間的連接。

根據本發明的兩個單元11a、11b之連接由於連接裝置，因此具優勢地靈活(flexible)。單元11a、11b可相對於彼此轉動，或可以鉸鏈或鉸接之方式相對於彼此樞轉。一個可能轉動運動之過程係例示在圖9a中開始而在圖9e中結束。根據連接構件1a、1b之第一具體實施例的給定截面區域4，元件11a、11b相對於彼此之轉動越過最多180度角，如所例示地，在此種情況下為可能。

在單元11a、11b中可提供任何所需數量的連接構件1a、1b。亦可能每個單元僅使用一個連接構件1a或1b，或兩個以上的連接構件1a、1b。連接構件1a、1b較佳為對稱或亦可為不對稱之相應設置，以及在連接構件1a、1b上磁體元件3之相應設置，可使得該磁性連接裝置僅在一個定向上輔助單元11a、11b之連接，或連接在兩個定向(相對於彼此轉動越過180度角)上亦為可能，以使單元11a、11b之對準可變化，其中單元11a、11b相對於彼此之轉動(如圖9a至圖9e所例示)在兩種情況下皆為可能。

單元11a可具有連接構件1a、1b之如以上已說明的連接構件1a、連接構件1b、或混合物。單元11b可以相應互補方式配備。

特別是用於連接兩個實體上相同的單元，在各單元均具有一個連接構件1a和一個連接構件1b時具優勢，藉此可組合該等單元。

圖10顯示用於第一連接構件1a的第三具體實施例。在此範例中，再次使用附帶一個圓角之正方形形式的截面區域4。該前述圖示顯示將接觸體2形成為磁體元件3之可能方式。在此種情況下，接觸體或磁體元件2、3由除作為構架功能之外可用於同時保護所有接觸體2防止短路的機械初步處理引導部(較佳為粗略引導部13)圍繞。該前述圖示顯示附帶4個接觸體2的具體實施例。此具體實施例特別適合用於形成USB插塞式連接。

圖10所示第一連接構件1a的配合件，即第二連接構件1b，在圖11中例示。在此種情況下，第二連接構件1b以其機械和磁性引導部互補第一連接構件1a者的方式形成。

如由圖10至圖12所示，接觸體2或磁體元件3之每一者以連接構件1a和1b分別之所有磁體元件3之該等北和南磁極分別位於同一側上的方式，均勻定向於各個連接構件1a、1b上。為達成不同編碼的其他配置在此亦為可能。此外，在根據圖10至圖12的示例性具體實施例中，可以並非所有接觸體2均為磁體。特別是，在僅該等電源或接地接觸體為磁體時可具優勢，藉此以避免干擾。另外，又進一步資料或信號接觸體亦可能視需要為磁體，特別是在提供慢速資料傳輸且干擾較不可能時。此外，如在連接構件1a、1b之該等第一和第二具體實施例中所例示，不提供用於進行電性接觸的另一其他磁體元件3，亦可加入根據圖10至圖12的示例性具體實施例。

如由圖10至圖12進一步所示，提供用於初步處理定位或用於粗略定位的機械粗略引導部13，以防止連接構件1a、1b相對於彼此之軸向運動。軸向定位因此可由該機械粗略引導部以簡單方式進行，而特別是在徑向方向上介於連接構件1a、1b之間的保持力係由該磁力提供。形成機械粗略引導部13的連接構件1a、1b之該等元件係部分環形形式的突起部分14之形式。部分環形形式的突起部分14之輪廓實質上依循連接構件1a、1b之罩殼表面或表面之彎曲輪廓，亦即該等前述突起部分具有在該等端部處直線上終止的拱形輪廓(部分環形形式)。第一連接構件1a之部分環形形式的兩個突起部分14，在該連接構件之該等端部處形成。第二連接構件1b之部分環形形式的兩個突起部分14，從該等端部由第一連接構件1a之部分環形形式的突起部分14之厚度大致向內移動，以使兩個連接構件1a、1b之部分環形形式的突起部分14，在連接構件1a、1b彼此電性和磁性連接時位於彼此旁邊。形成此種兩個機械連接對可同時防止連接構件1a、1b在兩個軸向運動方向上之位移。

儘管熟習此項技術者顯然可能以任何所需方式變化連接構件1a、1b和其組成部位之該等大小，但在下文中仍引述某些特別具優勢尺寸。舉例來說，第一連接構件1a之截面區域4之高度和寬度F可約為7.5mm。第二連接構件1b之截面區域4之高度和寬度F同樣約為7.5mm。連接構件1a、1b之長度G可約為15mm。介於兩個接觸體2或磁體元件3之中心線之間的距離H可約為2.5mm。接觸體2或磁體元件3之寬度I可約為1.5mm。部分環形形式的突起部分14所藉以突出超出該罩殼表面的突出部分J，較佳可約為1mm。在此種情況下，該距離以在兩個連接構件1a、1b為插塞式連接時，連接構件1a、1b之接觸體2彼此進行接觸的方式而經選定。這由接觸體2之磁性配置來輔助。另外，可供應使接觸體對2之一個或兩個接觸體2以徑向有彈性方式安裝。

在圖1、圖2、圖10、及圖11中的該等尺寸特別具優勢，但該等具體實施例不限於此。該等尺寸可相差特別是+/- 80%、較佳為+/- 50%、及非常特別較佳為+/- 20%。

圖12藉由舉例例示圖10和圖11中該第三具體實施例之連接構件1a、1b之連接對6之形成。

圖9a至圖9e所例示單元11a、11b亦可配備該第三具體實施例之連接構件1a、1b，特別是亦配備在該前述具體實施例中所選定數量的接觸體2。

圖13例示藉由兩個連接對6連接兩台行動電話12或兩台平板電腦的圖示。該前述圖示顯示於其中連接構件1a、1b具有根據連接構件1a、1b之第一或第三具體實施例之截面區域4的具體實施例，且其中在每種情況下，4個接觸體2均由設置於該等端部處的磁體元件3圍繞。根據本發明，可以在該等箭頭之方向上朝向彼此移動行動電話12。因此具有鉸接或可轉動連接。特別是，以一台行動電話12之顯示區域可擴展至第二台行動電話12之顯示區域或顯示器的方式用電子手段耦合行動電話12將為可行。在此種情況下，舉例來說，將可以兩者後表面相互抵靠放置的方式將行動電話12折疊在一起，其中行動電話12之該等各個顯示器均面向外部。特別是，如此將可創建在兩側上皆具有顯示器的顯示裝置。