TWI822528B

TWI822528B - 水下插拔防水連接裝置

Info

Publication number: TWI822528B
Application number: TW111149028A
Authority: TW
Inventors: 田明
Original assignee: 大陸商慶鼎精密電子（淮安）有限公司; 大陸商鵬鼎控股（深圳）股份有限公司; 鵬鼎科技股份有限公司
Priority date: 2022-12-14
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2023-11-11

Abstract

本發明提供一種水下插拔防水連接裝置。水下插拔防水連接裝置包含第一連接件與第二連接件。第一連接件包含殼體、調壓結構及第一端子單元。第二連接件用於插設在第一連接件中，並包含本體及第二端子單元。通過殼體、調壓結構與本體的配合，實現水下進行插拔操作的目的。通過第一端子單元的多個第一觸點與第二端子單元的多個第二觸點的連接，滿足更為複雜的對接要求。

Description

水下插拔防水連接裝置

本發明是有關於一種連接裝置，且特別是有關於一種水下插拔防水連接裝置。

為了適用於潮濕環境，現有連接裝置，像是電連接器，採取的方式是在乾燥環境或非水下環境下，完成連接裝置的連接操作，再將連接裝置放置在潮濕環境或水下環境。雖可確保防水效果，但是操作不便利。

因此，本發明之一目的就是在提供一種水下插拔防水連接裝置，藉此可在潮濕環境或水下環境進行連接操作，並滿足複雜對接要求的連接作業。

根據本發明之上述目的，提出一種水下插拔防水連接裝置。水下插拔防水連接裝置包含一第一連接件與一第二連接件。所述第一連接件包含一殼體、一調壓結構及一第一端子單元。所述殼體包含一調壓腔、一端子腔及一第一啟閉式進口。所述端子腔不連通所述調壓腔。所述第一啟閉式進口位在所述殼體的一端，並連通所述端子腔。所述調壓結構設置在所述殼體內，並包括一活塞座與一連接所述活塞座的閥門，以調整所述調壓腔的一壓力。所述第一端子單元連接所述活塞座，並位在所述端子腔內。所述第一端子單元包含一第一線路層及一第一絕緣層。所述第一線路層具有多個第一觸點。所述第一絕緣層包覆所述第一線路層的一部分。所述第一觸點外露所述第一絕緣層。

所述第二連接件用於插設在所述第一連接件中。所述第二連接件包含一本體及一第二端子單元。所述本體通過所述第一啟閉式進口，並插入所述端子腔。所述本體的一端形成所述第二啟閉式進口。所述本體的一內側面形成所述工作腔。所述工作腔連通所述第二啟閉式進口。所述第一端子單元通過所述第二啟閉式進口，並插入所述工作腔。所述第二端子單元設置在所述工作腔內，並包含一第二線路層及一第二絕緣層。所述第二線路層具有多個第二觸點。在所述第二連接件插設在所述第一連接件之後，所述第二觸點接觸所述第一觸點。所述第二絕緣層包覆所述第二線路層的一部分。所述第二觸點外露所述第二絕緣層。

在本發明的至少一實施例中，所述殼體包含一凹面部，所述凹面部環繞所述第一啟閉式進口。所述本體包含一凸面部，所述凸面部環繞所述第二啟閉式進口。

在本發明的至少一實施例中，所述所述本體包含一導引結構。所述導引結構自所述凸面部的一後側延伸至所述第二端子單元。

在本發明的至少一實施例中，所述殼體包含一限位部，所述限位部位在所述端子腔內。所述本體包含一限位面。在所述第二連接件插設在所述第一連接件之後，所述限位面面向所述限位部。

在本發明的至少一實施例中，所述活塞座設置在所述殼體中，並分隔所述端子腔與所述調壓腔。其中所述活塞座沿所述殼體的一軸心方向變形。所述活塞座包含一膜片。所述膜片的一外緣連接所述殼體。在所述第二連接件尚未插設在所述第一連接件時，所述膜片呈錐狀。在所述第二連接件插設在所述第一連接件時，所述膜片呈平面狀。所述閥門設置在所述殼體上，並連通所述調壓腔，以調整所述調壓腔的所述壓力。

在本發明的至少一實施例中，所述第一連接件包含一導線柱。所述導線柱位在所述調壓腔。所述活塞座套設在所述導線柱的一端，以及所述第一線路層電性連接所述導線柱。

在本發明的至少一實施例中，所述閥門為一單向閥。

在本發明的至少一實施例中，所述第一線路層包含一彎折段，所述第一觸點分別位於所述彎折段的多個轉彎處，所述第一觸點位在所述第一絕緣層的相對兩側面外。所述第二觸點分別位在所述本體的相對兩內側面，並分別面向所述第一絕緣層的所述相對兩側面。

在本發明的至少一實施例中，所述第一線路層與所述第一絕緣層整合成一軟性印刷電路板。

在本發明的至少一實施例中，所述第二端子單元包含一電路基板、多個填補塊、一覆蓋膜及一絕緣板。所述第二線路層位在該電路基板中，且所述第二觸點的一外側面凸出所述電路基板的一外側面。所述填補塊設置在所述電路基板中，並抵靠所述第二觸點的一內側面。所述覆蓋膜包覆所述電路基板，且所述第二觸點外露所述覆蓋膜。所述絕緣板設置在所述電路基板的一內側面。其中，所述絕緣板與所述覆蓋膜整合成所述第二絕緣層。

基於上述，第二連接件插拔所述第一連接件時，通過殼體、調壓結構與本體的配合，提供良好的防水性，並實現在潮濕環境或水下環境，進行插拔操作的目的。

以下仔細討論本發明的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論與揭示的實施例僅供說明，並非用以限定本揭露之範圍。舉例而言，「第一特徵形成於第二特徵上」的敘述包含第一特徵與第二特徵直接接觸的實施例，亦也包含其他的特徵形成於第一特徵與第二特徵之間，使第一特徵與第二特徵沒有直接接觸的實施例。

此外，空間相對性用語，例如「下方」、「低於」、「上方」、「高於」等，是用以簡單描述圖式中所繪示的元件或特徵與其他元件或特徵的關係。這些空間相對性用語除了圖中所描繪的方向之外，也涵蓋在使用或操作時的不同的方向。當元件可以其他方式定向（旋轉90度或在其他方向）時，在此使用之空間相對性描述也可作對應的解讀。

請參閱圖1，繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的第二連接件20尚未插入第一連接件10的剖面示意圖。水下插拔防水連接裝置1包含第一連接件10及第二連接件20。第二連接件20可插設在第一連接件10中，也可自第一連接件10中拔出。此外，在其中一實施例中，第二連接件20對第一連接件10可進行多次插設與拔出，而在水下插拔防水連接裝置1的使用壽命內以及正常使用情況下，在第二連接件20對第一連接件10在進行多次插設與拔出之後，第二連接件20與第一連接件10兩者整體基本上不會損壞。

請參閱圖2A與圖2B，分別繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的第一連接件10的仰視示意圖與剖面示意圖。第一連接件10包含殼體11、調壓結構12及第一端子單元13。殼體11包含調壓腔111、端子腔112及第一啟閉式進口113。端子腔112不連通調壓腔111。第一啟閉式進口113位在殼體11的一端，並連通端子腔112。在一例子中，殼體11包含凹面部114。凹面部114環繞第一啟閉式進口113。在一例子中，殼體11包含一限位部115。限位部115位在端子腔112內。在一例子中，殼體11在第一啟閉式進口113至限位部115的區段，選用軟質橡膠，讓第一啟閉式進口113、凹面部114與限位部115可變形與復位。

如圖2B所示，調壓結構12設置在殼體11內，用以調整調壓腔111的壓力，調壓結構12包括活塞座121與連接活塞座121的閥門122。詳言之，活塞座121設置在殼體11中，並分隔端子腔112與調壓腔111，其中活塞座121沿殼體11的軸心方向D變形。在一例子中，活塞座121包含膜片121p。膜片121p可為軟質橡膠製成的構件。膜片121p的外緣連接殼體11，可分隔調壓腔111與端子腔112。在第二連接件20尚未插設在第一連接件10時，膜片121p呈錐狀，在第二連接件20插設在第一連接件10時，膜片121p呈平面狀。閥門122設置在殼體11上，並連通調壓腔111，以調整調壓腔111的壓力。在一例子中，閥門122為單向閥。在一例子中，閥門122可為軟質橡膠製成的構件。

如圖2B所示，第一端子單元13連接活塞座121，並位在端子腔112內。請參閱圖3A與圖3B，其中圖3A與圖3B分別繪示第一端子單元13的剖面示意圖與俯視示意圖，而圖3A是圖3B中沿著水平方向剖面繪製而成。第一端子單元13包含第一線路層131及第一絕緣層132。第一線路層131具有多個第一觸點131p。第一絕緣層132包覆第一線路層131的一部分，且第一觸點131p外露第一絕緣層132。

請參閱圖2B、圖3A與圖3B，在一例子中，第一連接件10包含導線柱14。導線柱14位在調壓腔111。活塞座121套設在導線柱14的一端。第一線路層131電性連接導線柱14。在一例子中，第一線路層131包含彎折段131b。第一觸點131p位於彎折段131b的轉彎處。第一觸點131p位在所述第一絕緣層132的相對兩側面外。如圖3A，第一觸點131p是上下交錯設置。

接著參閱圖4A至圖4D，繪示本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的第一端子單元13的製造流程示意圖。第一線路層131與第一絕緣層132整合成軟性印刷電路板133。如圖4B所示，在第一端子單元13的製造流程中，衝壓形成間隔排列的開槽134在軟性印刷電路板133上。接著如圖4C與圖4D所示，衝壓形成彎折段131b在軟性印刷電路板133上。接著如圖3A所示，熱壓第一絕緣層132在軟性印刷電路板133上。其中，第一觸點131p一體成形在第一線路層131上，以提高可靠度。

請參閱圖5A與圖5B，分別繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的第二連接件20的仰視示意圖與剖面示意圖。第二連接件20包含本體21及第二端子單元22。本體21的一端形成第二啟閉式進口211。本體21的一內側面形成工作腔212。工作腔212連通第二啟閉式進口211。在一例子中，本體21包含凸面部213。凸面部213環繞第二啟閉式進口211。

在一例子中，本體21包含導引結構214，導引結構214自凸面部213的後側（即圖5B中凸面部213的左側）延伸至所述第二端子單元22。在一例子中，本體21在第二啟閉式進口211至導引結構214的區段，選用軟質橡膠，讓第二啟閉式進口211、凸面部213與導引結構214可變形與復位。在一例子中，本體21包含限位面215，限位面215位在本體21的外側面，並鄰近凸面部213。在一例子中，本體21的外側面形成一限位槽216。限位面215位於限位槽216，例如限位面215可為限位槽216的底面與側壁面。

如圖5B所示，第二端子單元22設置在工作腔212內。請參閱圖6A與圖6B，其中圖6A與圖6B分別繪示第二端子單元22的剖面示意圖與俯視示意圖。第二端子單元22包含第二線路層221及第二絕緣層222。第二線路層221具有多個第二觸點221p。在一例子中，第二觸點221p位在本體21內部的相對兩內側面。第二絕緣層222包覆第二線路層221的一部分，且第二觸點221p外露第二絕緣層222。

請參閱圖7A至圖7F，繪示本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的第二端子單元22的製造流程示意圖。請先參閱圖7F，第二端子單元22包含電路基板223、填補塊224、覆蓋膜225及絕緣板226。第二線路層221位在電路基板223中。第二觸點221p的外側面凸出電路基板223的外側面。填補塊224設置在電路基板223中，並抵靠第二觸點221p的內側面，且填補塊224不凸出電路基板223的內側面，進一步填補塊224與電路基板223的內側面齊平。覆蓋膜225包覆電路基板223，且第二觸點221p外露覆蓋膜225。換言之，覆蓋膜225沒有完全包覆電路基板223。絕緣板226設置在電路基板223的內側面，絕緣板226與覆蓋膜225整合成第二絕緣層222。在一例子中，絕緣板226可為塑膠材質的構件。

請參閱圖7A至圖7F。如圖7A所示，提供電路基板223。接著如圖7B所示，圖案化電路基板223，以形成第二線路層221。接著如圖7C所示，衝壓電路基板223，以在電路基板223上形成第二觸點221p。接著如圖7D所示，填充光硬化樹脂(UV膠)或銅膏在電路基板223，以形成填補塊224。接著如圖7E所示，貼附覆蓋膜225在電路基板223上，覆蓋膜225覆蓋電路基板223的一部份與填補塊224，也就是電路基板223上的第二觸點221p外露覆蓋膜225，且填補塊224不外露覆蓋膜225。接著如圖7F所示，膠合絕緣板226在覆蓋膜225上。其中，第二觸點221p一體形成在第二線路層221上，可提高可靠性。

請參閱圖1、圖8A、圖9與圖10，其中圖8A繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的第二連接件20插入第一連接件10的剖面示意圖。圖9繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的第二連接件20插入並固定在第一連接件10的剖面示意圖。以及圖10繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置1的閥門122作動，以解除第二連接件20固定在第二連接件20的剖面示意圖。在潮濕或水下環境中，第二連接件20可插設第一連接件10，第二連接件20也可以自第一連接件10拔出。

如圖1所示，在第二連接件20通過第一啟閉式進口113，並插設第一連接件10之前，本體21的凸面部213會接觸殼體11的凹面部114。通過凸面部213與凹面部114之間的擠壓，將第二啟閉式進口211與第一啟閉式進口113之間的水排出，防止水進入第一啟閉式進口113與第二啟閉式進口211。

如圖8A至圖8C所示，第二連接件20插設第一連接件10，端子腔112內的壓力增加並推動膜片121p，使活塞座121朝調壓腔111變形，也就是錐狀的膜片121p變形成平面狀的膜片121p，即膜片121p攤平。調壓腔111內的水受到活塞座121的擠壓，進而推開閥門122。調壓腔111內的水通過閥門122排出，以調整調壓腔111的壓力。在第二連接件20通過第一啟閉式進口113插設第一連接件10的端子腔112時，第一端子單元13通過第二啟閉式進口211，第一端子單元13受到導引結構214的導引，第一端子單元13可順利插入工作腔212。

如圖11所示，第一端子單元13插設工作腔212時，第一觸點131p接觸第二觸點221p，可實現多點信號傳輸，能滿足更為複雜的對接要求。再參閱圖8A，在第二連接件20插設在第一連接件10之後，第一啟閉式進口113變形並抵靠本體21的外側面。限位面215面向限位部115，可提高第一連接件10與第二連接件20之間的連接穩定性。

如圖9所示，調壓腔111的壓力與環境壓力相同後，軟質橡膠製成的閥門122可復位，以呈現閥門122關閉的狀態。同時端子腔112的壓力仍保持與環境壓力的壓力差，也就是端子腔112的壓力小於環境壓力，讓第一連接件10與第二連接件20維持緊密連接的狀態。

如圖10所示，若要拔出第二連接件20，可下壓閥門122，使閥門122打開，解除第一連接件10與第二連接件20緊密連接時的壓力狀態，即可將第二連接件20自第一連接件10拔出。

由上述之實施方式可知，通過殼體、調壓結構與本體的配合，提供良好的防水性，並實現在潮濕環境或水下環境，進行插拔操作的目的。同時第一端子單元與第二端子單元，通過多個第一觸點與多個第二觸點的連接，可滿足更為複雜的對接要求。

雖然本發明已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本揭露，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:水下插拔防水連接裝置 10:第一連接件 11:殼體 12:調壓結構 13:第一端子單元 14:導線柱 20:第二連接件 21:本體 22:第二端子單元 111:調壓腔 112:端子腔 113:第一啟閉式進口 114:凹面部 115:限位部 121:活塞座 121p:膜片 122:閥門 131:第一線路層 131p:第一觸點 131b:彎折段 132:第一絕緣層 133:軟性印刷電路板 134:開槽 211:第二啟閉式進口 212:工作腔 213:凸面部 214:導引結構 215:限位面 216:限位槽 221:第二線路層 221p:第二觸點 222:第二絕緣層 223:電路基板 224:填補塊 225:覆蓋膜 226:絕緣板 D:軸心方向

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下。圖1繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第二連接件尚未插入第一連接件的剖面示意圖。圖2A繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第一連接件的仰視示意圖。圖2B繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第一連接件的剖面示意圖。圖3A繪示圖2B的第一端子單元的局部放大示意圖。圖3B繪示圖3A的第一端子單元的俯視示意圖。圖4A至圖4D繪示本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第一端子單元的製造流程示意圖。圖5A繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第二連接件的仰視示意圖。圖5B繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第二連接件的剖面示意圖。圖6A繪示圖5B的第二端子單元的局部放大示意圖。圖6B繪示圖6A的第二端子單元的俯視示意圖。圖7A至圖7F繪示本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第二端子單元的製造流程示意圖。圖8A繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第二連接件插入第一連接件的剖面示意圖。圖8B繪示圖8A的活塞座的作動示意圖。圖8C繪示圖8A的閥門的作動示意圖。圖9繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第二連接件插入並固定在第一連接件的剖面示意圖。圖10繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的閥門作動，以解除第二連接件固定在第二連接件的剖面示意圖。圖11繪示依照本發明之一實施方式的一種水下插拔防水連接裝置的第一端子單元插接第二端子單元的剖面示意圖。應注意圖式中的多種特徵並未依照產業上實務標準的比例繪製。為了說明上的清楚易懂，各種特徵的尺寸可以任意地增加或減少。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

1:水下插拔防水連接裝置

10:第一連接件

11:殼體

12:調壓結構

13:第一端子單元

14:導線柱

20:第二連接件

21:本體

22:第二端子單元

111:調壓腔

112:端子腔

113:第一啟閉式進口

114:凹面部

115:限位部

121:活塞座

121p:膜片

122:閥門

211:第二啟閉式進口

212:工作腔

213:凸面部

214:導引結構

215:限位面

216:限位槽

Claims

一種水下插拔防水連接裝置，包括：一第一連接件，包含：一殼體，包含：一調壓腔；一端子腔，不連通所述調壓腔；以及一第一啟閉式進口，位在所述殼體的一端，並連通所述端子腔；一調壓結構，設置在所述殼體內，並包括一活塞座與一連接所述活塞座的閥門，以調整所述調壓腔的一壓力；以及一第一端子單元，連接所述活塞座，並位在所述端子腔內，其中所述第一端子單元包含：一第一線路層，具有多個第一觸點；以及一第一絕緣層，包覆所述第一線路層的一部分，且所述第一觸點外露所述第一絕緣層；以及一第二連接件，用於插設在所述第一連接件中，並包含：一本體，通過所述第一啟閉式進口，並插入所述端子腔，所述本體的一端形成一第二啟閉式進口，以及所述本體的一內側面形成一工作腔，所述工作腔連通所述第二啟閉式進口，所述第一端子單元通過所述第二啟閉式進口，並插入所述工作腔；以及一第二端子單元，設置在所述工作腔內，並包含：一第二線路層，具有多個第二觸點，在所述第二連接件插設在所述第一連接件之後，所述第二觸點接觸所述第一觸點；以及一第二絕緣層，包覆所述第二線路層的一部分，且所述第二觸點外露所述第二絕緣層。
如請求項1所述之水下插拔防水連接裝置，其中：所述殼體包含一凹面部，所述凹面部環繞所述第一啟閉式進口；以及所述本體包含一凸面部，所述凸面部環繞所述第二啟閉式進口。
如請求項2所述之水下插拔防水連接裝置，其中所述本體包含一導引結構，所述導引結構自所述凸面部的一後側延伸至所述第二端子單元。
如請求項1所述之水下插拔防水連接裝置，其中：所述殼體包含一限位部，所述限位部位在所述端子腔內；以及所述本體包含一限位面，在所述第二連接件插設在所述第一連接件之後，所述限位面面向所述限位部。
如請求項1所述之水下插拔防水連接裝置，其中：所述活塞座設置在所述殼體中，並分隔所述端子腔與所述調壓腔，其中所述活塞座沿所述殼體的一軸心方向變形，以及所述活塞座包含一膜片，所述膜片的一外緣連接所述殼體，在所述第二連接件尚未插設在所述第一連接件時，所述膜片呈錐狀，在所述第二連接件插設在所述第一連接件時，所述膜片呈平面狀；以及所述閥門設置在所述殼體上，並連通所述調壓腔，以調整所述調壓腔的所述壓力。
如請求項1所述之水下插拔防水連接裝置，其中所述第一連接件包含一導線柱，所述導線柱位在所述調壓腔，所述活塞座套設在所述導線柱的一端，以及所述第一線路層電性連接所述導線柱。
如請求項1所述之水下插拔防水連接裝置，其中所述閥門為一單向閥。
如請求項1所述之水下插拔防水連接裝置，其中：所述第一線路層包含一彎折段，所述第一觸點分別位在所述彎折段的多個轉彎處，所述第一觸點位在所述第一絕緣層的相對兩側面外；以及所述第二觸點分別位於所述本體的相對兩內側面，並分別面向所述第一絕緣層的所述相對兩側面。
如請求項8所述之水下插拔防水連接裝置，其中所述第一線路層與所述第一絕緣層整合成一軟性印刷電路板。
如請求項1所述之水下插拔防水連接裝置，其中所述第二端子單元包含：一電路基板，所述第二線路層位在該電路基板中，且所述第二觸點的一外側面凸出所述電路基板的一外側面；多個填補塊，設置在所述電路基板中，並抵靠所述第二觸點的一內側面；一覆蓋膜，包覆所述電路基板，且所述第二觸點外露所述覆蓋膜；以及一絕緣板，設置在所述電路基板的一內側面，其中，所述絕緣板與所述覆蓋膜整合成所述第二絕緣層。