TWI789278B

TWI789278B - 無火花安全電連接器

Info

Publication number: TWI789278B
Application number: TW111110677A
Authority: TW
Inventors: 郭榮勳; 徐維駿
Original assignee: 宏致電子股份有限公司
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-01-01
Also published as: TW202339373A

Abstract

本發明係一種無火花安全電連接器，包含一公端連接器、一按壓式偵測組件以及一外模膠體，其中該按壓式偵測組件係固定於該公端連接器外，該外模膠體局部包覆該公端連接器及該按壓式偵測組件；該按壓式偵測組件包含一偵測件及二導電件，該偵測件的二彈片係外露於該外模膠體，並與電連接至該公端連接器內的一電路板之該二導電件分別重疊但保持一間距；如此，當欲拔出該公端連接器時可一併按壓外露的彈片，使該偵測件、該二導電件及該電路板之間構成一檢測迴路，以檢知拔出動作，據以產生一斷電訊號予系統電源，確保拔出該公端連接器前可斷開系統電源，避免產生火花。

Description

無火花安全電連接器

本發明係關於一種電連接器，特別指一種無火花安全電連接器。

目前電連接器除資料傳輸外，亦支援供電功能，以Type-C公端連接器為例，CC端子即作為供電偵測用端子；又由於電連接器之多支端子的尺寸、位置均有標準規範，為考量供電安全，CC端子的前端會較電源端子(VBUS及GND)的前端為短，以令公、母端連接器的電源端子先接觸後，公、母端連接器的對應CC端子才會接觸；若公端電連接器為供電方，則透過CC端子檢知與母端連接器的CC端子接觸後，才輸出電源至電源端子(VBUS及GND)。反之，若公端連接器自母端連接器拔離時，公、母端連接器的對應CC端子先較電源端子斷開接觸，故透過CC端子檢知斷開接觸後，先停止輸出電源至電源端子，即公、母端連接器的電源端子斷開接觸前先中斷電源供應，以確保供電安全。

然而，由於目前CC端子的前端與電源端子的前端距離不夠長，在公端連接器拔出行程中，公、母端連接器的對應CC端子與公、母端連接器的電源端子先後斷開接觸的時間過短，而來不及在公、母端連接器的電源端子斷開接觸前中斷電源輸出，造成公、母端連接器的電源端子在斷開接觸的瞬間產生火花(電弧)，而火花會產生氧化而使得阻抗升高或者使膠體融熔而導致電連接器損壞；因此，有必要改良現有電連接器，以避免拔出該公端連接器時火花的產生。

有鑑於上述電連接器於拔出時容易產生火花而致損壞，本發明的主要目的係提出一種無火花安全電連接器，其可偵測拔出動作，供及時斷電的後續應用，避免拔出時產生火花。

為達上述目的，本發明所使用的主要技術手段係令上述無火花安全電連接器包括：一公端連接器，包含一殼體、一電路板及一插接頭；其中該插接頭係固定於該殼體中，並自該殼體之前端開口凸出，且電連接至容置於該殼體內之該電路板上；一按壓式偵測組件，係設置於該公端連接器之該殼體的外側，並包含：一偵測件，係電絕緣地固定於該公端連接器之該殼體上，並包含一體成型的一連接部及二彈片，該二彈片係分別位於該殼體的二相對側面；以及二導電件，係電絕緣地設置在該公端連接器之該殼體的該二相對側面，且各該導電件的一第一端係與該偵測件重疊並保持一間距，其一第二端係電連接至該公端連接器之該電路板；其中該第一端係與該偵測件的對應彈片選擇性接觸；以及一外模膠體，係局部包覆該公端連接器以及該按壓式偵測組件，使該公端連接器的該插接頭及該偵測件的各該彈片外露。

由上述說明可知，本發明無火花安全電連接器主要該公端連接器外增設有該按壓式偵測組件，且該按壓式偵測組件之偵測件的該二彈片自該外模膠體外露，並與電連接至該電路板之該導電件重疊但保持一間距；因此，當使用者欲自電子裝置中拔出該公端連接器時，即可按壓外露於該外模膠體的二彈片，該二彈片會與該二導電件接觸，此時，該偵測件、該二導電件及該電路板之間即構成檢測迴路，故該公端連接器內的電路板可檢知該電連接器的拔出動作；是以，該電路板可進一步將此一檢知訊號作為斷電訊號及早通知系統電源進行斷電，確保該公端連接器自該電子裝置拔出時已停止與系統電源電連接，避免拔出時產生之火花。

10:公端連接器

11:殼體

111:前端開口

112:側面

12:電路板

121:突出端

122:接墊

123:前端

124:端子接墊

13:插接頭

131:外殼

1311:後部

1312:前部

132:端子座

133:端子

20:按壓式偵測組件

21:偵測件

211:連接部

212:彈片

213:開口

214:凸點

22:導電件

221:第一端

222:第二端

23:絕緣座體

231:水平部

232:側壁

233:突起塊

234:容置槽

235:側開口

24:絕緣罩

30:外模膠體

圖1：本發明無火花安全電連接器的第一實施例的一立體圖。

圖2：本發明無火花安全電連接器的第一實施例的一立體分解圖。

圖3：圖1的A-A割面線的一剖面圖。

圖4：圖1的B-B割面線的一剖面圖。

圖5：本發明無火花安全電連接器的的第一實施例的一局部立體圖。

圖6：圖5的C-C割面線的一剖面圖。

圖7：本發明無火花安全電連接器的的第一實施例處於斷電狀態的一局部剖面圖。

圖8：本發明無火花安全電連接器的的第二實施例的一局部剖面圖。

圖9：本發明無火花安全電連接器的的第三實施例的一局部剖面圖。

圖10：本發明無火花安全電連接器的的第三實施例處於斷電狀態的一局部剖面圖。

本發明係一種改良的無火花安全電連接器，以下謹以多個實施例配合圖式詳加說明本發明技術內容。

首先請同時參閱圖1及圖2，係本發明無火花安全電連接器的第一實施例，該無火花安全電連接器係包含一公端連接器10、一按壓式偵測組件20以及一外模膠體30。

請同時參閱圖2及圖3，上述公端連接器10係包含一殼體11、一電路板12以及一插接頭13，其中該殼體11具有一前端開口111以及二相對側面112，於本實施例，該殼體11係為一金屬殼體，但不以此為限；該電路板12係固定於該殼體11中，並進一步包含二突出端121及一前端123，其中該二突出端121係分別突出該殼體11的該二相對側面112的後半部，並分別設置有一接墊122，於本實施例，如圖2所示，該前端123包含多個並排設置的端子接墊124；該插接頭13係固定於該殼體11中，並自該殼體11之該前端開口111凸出，且電連接至容置於該殼體11內之該電路板12。

請繼續同時參閱圖2及圖3，於本實施例，如圖3所示，上述公端連接器10的該插接頭13係用以插入對應的母端連接器(圖中未示)，其包含一外殼131、一端子座132以及多支端子133，其中該外殼131之一後部1311係設置於該殼體11內，並卡合固定於該電路板12的該前端123；該端子座132係設置於該外殼131的內側，於本實施例，該些端子133係並排設置於該端子座132上，並向後延伸分別電連接該電路板12的對應端子接墊124；如此，該外殼131之一前部1312即外露於該殼體11之該前端開口111外，以匹配插入其所對應之母端連接器中。該插接頭13係可以USB Type-C、USB 3.0或USB 2.0作為其標準介面。

請同時參閱圖3、圖4及圖5，上述按壓式偵測組件20係設置於該公端連接器10之該殼體11的外側，並包含一偵測件21以及二導電件22，其中該偵測件21係電絕緣地固定於該公端連接器10之該殼體11上，並如圖4所示呈一”ㄇ”字型，即包含一體成型的一連接部211及二彈片212，該二彈片212係分別位於該殼體11的該二相對側面112；於本實施例，如圖2及圖5所示，該連接部211係進一步上下貫通形成有一開口213；該二導電件22係電絕緣地設置在該公端連接器10之該殼體11的該二相對側面112，各該導電件22的一第一端221係與該偵測件21重疊並保持一間距，其一第二端222係電連接至該公端連接器10之該電路板12，即電連接至該電路板12之該突出端121上的該接墊122，其中該第一端221係與該偵測件21的對應彈片212選擇性接觸；於本實施例，如圖3所示，各該導電件22大略呈一”Z”字型，即該導電件22的中間部係先向外彎折再向前彎折，但不以此為限；又於本實施例，如圖4所示，係進一步於該偵測件21的各該彈片212的內側面對應各該導電件22之該第一端221設置一凸點214，以縮短該彈片212與對應之該第一端221的距離。

如圖4及圖5所示，於本實施例，上述按壓式偵測組件20係進一步包含一絕緣座體23，係設置於該公端連接器10之該殼體11、該按壓式偵測組件20的該偵測件21與該二導電件22之間，並與該偵測件21同樣呈一”ㄇ”字型，如圖4所示，即包含一水平部231以及二相對側壁232，其中該水平部231係設置於該殼體11的頂面，並匹配該連接部211的該開口213，該水平部231的頂面係對應該連接部211的該開口213向上形成一突起塊233，並穿出該開口213，因此，該絕緣座體23的該突起塊233可增加該絕緣座體23與該偵測件21之間結合的穩定性；該二相對側壁232係與該水平部231一體成型，並分別設置於該殼體11的該二相對側面112的前半部；於本實施例，該絕緣座體23係進一步包含二容置槽234以及二側開口235，該二容置槽234係形成於該絕緣座體23的二相對側壁232中，以供該二導電件22的該第一端221分別由後至前穿入對應的該二容置槽234；如圖2及圖4所示，該二側開口235係分別形成於該絕緣座體23的該二相對側壁232的外側面，以分別與對應的該二容置槽234連通，其中該偵測件21的該二彈片212係分別對應該二側開口235，以與該導電件22的該第一端221選擇性接觸。

再請參閱圖1，上述外模膠體30係局部包覆該公端連接器10以及該按壓式偵測組件20，即該公端連接器10之該外殼131的該前部1312及該按壓式偵測組件20的各該彈片212均自該外模膠體30外露。

以下進一步說明本發明第一實施例偵測拔出動作而使該電連接器斷電的具體實施方式，首先請參閱圖6，圖中之電連接器係處於通電狀態，該偵測件21的各該彈片212的該凸點214係與各該導電件22的該第一端221保持一間距。

再請配合圖4參閱圖7，如圖4及7所示，使用者以手指緊握本發明無火花安全電連接器的該外模膠體30時，手指可以很容易地對準並按壓外露於該外模膠體30該二彈片212，該按壓式偵測組件20的各該彈片212的該凸點 214會接觸其所對應之該二導電件22的該第一端221，此時，該偵測件21、該二導電件22及該電路板12之間即構成檢測迴路，使該電路板12檢知該電連接器的拔出動作，而進一步將該檢知訊號作為斷電訊號通知系統電源進行斷電；因此，圖7所示的電連接器在拔出前即可為斷電狀態，使得接續從對應母端連接器拔出該公端連接器10的該插接頭13即不會產生火花，可避免本發明無火花安全電連接器損壞。

請配合圖4參閱圖8，係本發明無火花安全電連接器的第二實施例，該無火花安全電連接器與如圖4所示之本發明第一實施例的該無火花安全電連接器大致相同，惟不同之處在於進一步於該偵測件21的各該彈片212外設置一絕緣罩24，以包覆外露於該外模膠體30的各該彈片212，使其不直接接觸使用者的手指，以進一步確保使用時的安全性。

再請配合圖3參閱圖9及圖10，係本發明無火花安全電連接器的第三實施例，該無火花安全電連接器與如圖3所示之本發明第一實施例的該無火花安全電連接器大致相同，惟不同之處在於該按壓式偵測組件20係可相對該該公端連接器10的該殼體11及該外模膠體30滑動，各該導電件22的該第一端221隨著滑動的該絕緣座體23進入或遠離其所對應之該容置槽234，以與該偵測件21選擇性重疊；如圖9所示，於本實施例，該按壓式偵測組件20係前向滑設至該殼體11的前段，使各該彈片212遠離其所對應之該導電件22的該第一端221，而與其錯開、不重疊，故此時該偵測件21的各該彈片212的該凸點214不與各該導電件22的該第一端221接觸。

再如圖10所示，於本實施例，當使用者欲拔出無火花安全電連接器而以手指接觸外模膠體30時，可一併將外露的該二彈片212向後移動，使該按壓式偵測組件20向後移動，直到設置在該按壓式偵測組件20上的該二彈片212與其對應之該導電件22的該第一端221接觸，此時各該第一端221亦完全插入該絕緣座體23的對應容置槽234中；如此，該偵測件21、該二導電件22及該電路板12之間即構成檢測迴路，使該電路板12檢知該電連接器的拔出動作。

由上述說明可知，本發明無火花安全電連接器主要於公端連接器的該殼體的外側固定該按壓式偵測組件，且該按壓式偵測組件之偵測件的該二彈片自該外模膠體外露，並與電連接至該電路板之該導電件重疊但保持一間距；此外，也可令該按壓式偵測組件相對該殼體及該外模膠體滑動，各該導電件的該第一端即隨者滑動的該絕緣座體進入或遠離其所對應之該容置槽；因此，當使用者欲自電子裝置中拔出該公端連接器時，即可按壓或推拉外露於該外模膠體的該二彈片，該二彈片即與該二導電件接觸，此時該偵測件、該二導電件及該電路板之間即構成檢測迴路，使該公端連接器內的電路板檢知該電連接器的拔出動作而及早通知系統電源進行斷電，確保該公端連接器自該電子裝置拔出時不與系統電源電連接，消除拔出時產生之火花，避免損壞該電連接器。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。