TWM515215U - 利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器 - Google Patents

Description

利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器

本創作係一種利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器，尤指將偵測端子之位置設計在二組電源端子之相對後方，使一插頭與一插座相互插接時，必須完全插入至底，始會觸發偵測端子，進而開始供電之電源連接器。

按，隨著電子技術的蓬勃發展，各種電子裝置的功能也愈發齊全與繁多，成為人們生活中不可缺少的重要工具，例如：筆記型電腦、影音放映機、智慧型手機…等，由於這些電子裝置大多需外接電力，才能長時間持續運作，因此，該等電子裝置必須配置有電源連接器，以能與另一電源連接器(如：電源線插頭)相電氣連接，並順利地接收電力。

茲針對現有的電源連接器進行說明，請參閱第1圖所示，係為應用於筆記型電腦上的電源連接器1，該電源連接器1為「插座」樣式，包括一絕緣座體11、複數支電源端子13及一外殼15，其中，該絕緣座體11之一端凹設有一容置空間110，該容置空間110之構型為一圓柱形槽孔，該等電源端子13係設在該容置空間110中，且彼此相隔一間距，該外殼15則嵌卡至該絕緣座體11之外側，如此，當另一電源連接器插接至該電源連接器1時，該等電源端子13會與該另一電源連接器之電源端子相接觸，以傳輸電力。

前述「圓柱形槽孔」的電源連接器為現今業界的主流形式，但隨著近年來電子裝置「輕薄短小」的市場導向，「圓柱形槽孔」之電源連接器已難以符合業者的設計需求，其主要原因在於，當前的電子裝置不僅要求「輕薄短小」，且功能又日益複雜，故所需的驅動電力也逐漸提高，意即，業者必須提高電源連接器內的電源端子數量，或增加電源端子的截面積，始能傳輸足夠電力。

然而，一旦改變電源端子的數量或結構，勢必會使前述「圓柱形槽孔」之電源連接器的體積大幅上升，此乃因「圓柱形槽孔」的電源連接器係沿著圓周方向配置電源端子，據此，始能確保電源端子能穩固地建立電氣連接，以確保供電安全。若業者為了減省體積，而任意變更該電源連接器之結構，則一旦使用者未正確插接電源連接器時，電源端子很容易因為接觸上的不穩定，而產生電弧或火花，輕則影響電子裝置壽命，重則會影響用電安全。

因此，如何設計出一種嶄新的電源連接器結構，不僅能大幅縮減體積，且尚能確保電源連接器在供電上的穩定性與安全性，即成為本創作在此即欲解決的重要問題。

有鑑於習知電源連接器的「圓形槽孔」設計不利於輕薄化，但任意變更連接器結構又有著供電不穩的問題，創作人憑藉著多年來的研發經驗，經過多次的研究、模擬與測試後，終於設計出本創作之一種利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器，其能巧妙地兼顧業者的各種需求與設計考量。

本創作之一目的，係提供一種利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器，包括一插頭，該插頭包括一絕緣座體、一偵測端子、二組電源端子及一金屬殼體；該絕緣座體沿其前後方向貫穿有一偵測端子槽及複數個電源端子槽，各該電源端子槽係沿左右方向分別平行排列於該偵測端子槽之兩側；該偵測端子係嵌設於該偵測端子槽中，使其前端能與該絕緣座體之前端保持一第一距離；各該組電源端子分別包括一正極電源端子及一負極電源端子，各該電源端子係分別嵌設於各該電源端子槽中，使其前端能與該絕緣座體之前端保持有一第二距離，且該第二距離係小於該第一距離，各該正極電源端子與負極電源端子之設置位置係以該偵測端子為中心對稱地排列；該金屬殼體係呈中空狀，其構型係與該絕緣座體相匹配，以能套設於該絕緣座體上。如此，在該插頭被插接至一插座時，該插頭內的電源端子會先與該插座內的電源端子相接觸，嗣，該插頭內的偵測端子始會與該插座內的偵測端子相接觸，以藉由透過各該端子「接觸導通」的先後順序，確保供電穩定與安全。

本創作之另一目的，乃該等電源端子係以該偵測端子為中心對稱地設置，故，即便使用者上下顛倒地將該插頭插接至該插座中，該插頭與該插座內之正極電源端子、負極電源端子及偵測端子依然能正確地與該插座內的對應端子相連接，以實現「雙面插接」的功能。

本創作之又一目的，係提供一種利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器，包括一插座，該插座包括一絕緣座體、二組電源端子及一金屬殼體；該絕緣座體沿其前後方向貫穿有複數個電源端子槽，該等電源端子槽係沿該絕緣座體之左右方向水平排列，且該絕緣座體 鄰近該等電源端子槽之一側嵌設有一偵測端子，該偵測端子之前端係與該絕緣座體之前端保持有一第一距離，其後端則能被焊接至一電子裝置之電路板；各該組電源端子分別包括一正極電源端子及一負極電源端子，各該電源端子係分別嵌設於各該電源端子槽中，使其前端能與該絕緣座體之前端保持有一第二距離，且該第二距離係小於該第一距離，各該電源端子之後端亦能焊接至該電路板，同一組之正極電源端子與負極電源端子係位於相鄰之電源端子槽中，且各該組電源端子的極性排列方式係相互對稱；該金屬殼體係呈中空狀，其構型係與該絕緣座體相匹配，以能套設於該絕緣座體上，在該插座與一插頭相插接時，該插座內的電源端子會先與該插頭內的電源端子相接觸，嗣，該插座內的偵測端子始會接觸到該插頭之一金屬殼體，以形成接地，此時，該電路板在判斷出該偵測端子已形成接地的情況下，該插頭與該插座間始會開始傳輸電力。如此，由於該插頭內無須配置對應的偵測端子，故能進一步縮減體積，有利於電源連接器與電子裝置的小型化。

為便 貴審查委員能對本創作之結構特徵、設計原理及目的有更進一步的認識與理解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

1‧‧‧電源連接器

11‧‧‧絕緣座體

110‧‧‧容置空間

13‧‧‧電源端子

15‧‧‧外殼

〔本創作〕

A1、B1‧‧‧插頭

A2、B2‧‧‧插座

A11、A21、B11、B21‧‧‧絕緣座體

A210、B210‧‧‧絕緣框體

A111、A211、B211‧‧‧偵測端子槽

A112、A212、B111、B211‧‧‧電源端子槽

A12、A22、B22‧‧‧偵測端子

A13、A23、B12、B23‧‧‧電源端子

A131、A231、B121、B231‧‧‧正極電源端子

A132、A232、B122、B232‧‧‧負極電源端子

A14、A24、B14、B24‧‧‧金屬殼體

A15、B13‧‧‧固定座

B112‧‧‧槽孔

B141‧‧‧開口

B142‧‧‧彈片

P‧‧‧電路板

第1圖係習知之電源連接器示意圖；第2圖係本創作之電源連接器之示意圖；第3圖係本創作之電源連接器之一插頭示意圖；第4圖係本創作之電源連接器之一插座示意圖； 第5圖係本創作之電源連接器之另一插頭示意圖；及第6圖係本創作之電源連接器之另一插座示意圖。

本創作係一種利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器，請參閱第2~4圖所示，係本創作之第一較佳實施例，為便於說明各項結構特徵，在第3及4圖所示之爆炸圖中，皆以左下方為前方、右上方為後方，合先陳明。

該電源連接器包括一插頭A1及一插座A2，該插座A2係裝設於一電子裝置上，該插頭A1則可為一電力傳輸線上之插頭，該插頭A1包括一絕緣座體A11、一偵測端子A12、二組電源端子A13及一金屬殼體A14；該絕緣座體A11沿其前後方向貫穿有一偵測端子槽A111及複數個電源端子槽A112，各該電源端子槽A112係沿該絕緣座體A11之左右方向分別平行排列於該偵測端子槽A111之兩側。

該偵測端子A12係嵌設於該偵測端子槽A111中，使其前端能與該絕緣座體A11之前端保持一第一距離；各該組電源端子A13分別包括一正極電源端子A131及一負極電源端子A132，各該電源端子A131、A132係分別嵌設於各該電源端子槽A112中，使其前端能與該絕緣座體A11之前端至少保持有一第二距離，且該第二距離小於該第一距離(如第3圖所示，該偵測端子A12之位置明顯位於該電源端子A13之相對後方)，各該正極電源端子A131與負極電源端子A132之設置位置係以該偵測端子A12為中心對稱地排列(即，相鄰於該偵測端子A12兩側之電源端子為同一極性、位於最外側之電源端子則為另一極性)；該金屬殼體A14係呈中空狀，其構 型係與該絕緣座體A11相匹配，以能套設於該絕緣座體A11上。

該插座A2包括一絕緣座體A21、一偵測端子A22、二組電源端子A23及一金屬殼體A24，該絕緣座體A21係沿前後方向貫穿設有一偵測端子槽A211及複數個電源端子槽A212(在本實施例中，該絕緣座體A21之前端設有複數個相互平行的絕緣框體A210，各該絕緣框體A210內之中空構型即為該偵測端子槽A211及各該電源端子槽A212，即，該偵測端子槽A211及各該電源端子槽A212能分別貫穿各該絕緣框體A210之前後端)，各該電源端子槽A212係沿左右方向分別平行排列於該偵測端子槽A211之兩側；該偵測端子A22係嵌設於該偵測端子槽A211中。

承上，各該組電源端子A23則分別包括一正極電源端子A231及一負極電源端子A232，各該電源端子A23係分別嵌設於各該電源端子槽A212中，且各該正極電源端子A231與負極電源端子A232之設置位置係以該偵測端子A22為中心對稱地排列；該金屬殼體A24係呈中空狀，其構型係與該絕緣座體A21之構型相匹配，以能套設於該絕緣座體A21上。

如此，由於該偵測端子A12之位置與該等電源端子A13相比，係較遠離該絕緣座體A11之前端，因此，在該插頭A1被插接至該插座A2內時，該插頭A1內的電源端子A13會先與該插座A2內的電源端子A23相接觸，嗣，該插頭A1內的偵測端子A12始會與該插座A2內的偵測端子A22相接觸，據此，透過各該端子A12、A13、A22、A23接觸導通的先後順序，即可確保該插頭A1在完全插入該插座A2後，該插頭A1與該插座A2間始開始傳輸電力，避免該等電源端子A13、A23在尚未穩定接觸 的情況下即開始傳輸電力，而產生電弧或火花的問題。

此外，由於該等電源端子A13、A23係以該偵測端子A12為中心對稱地設置，在實際使用時，即便使用者係上下顛倒地將該插頭A1插接至該插座A2中，該插頭A1內之正極電源端子A131、負極電源端子A132及偵測端子A12依然能正確地與該插座A2內的對應端子相連接，以實現「雙面插接」的功能。

另，復請參閱第2~4圖所示，在本實施例中，該負極電源端子A132與該絕緣座體A11之前端係保持該第二距離，該正極電源端子A131與該絕緣座體A11之前端則保持一第三距離，該第三距離係大於該第二距離，但小於該第一距離。據此，即能進一步確保該插頭A1與插座A2相插接時，不會因為正極先接觸、負極未接觸而產生火花。

又，該插頭A1尚包括一固定座A15，該固定座A15係透過射出成型製程，固設於該偵測端子A12及該等電源端子A13上鄰近後端之部位，以便於業者組裝，且該偵測端子A12及該等電源端子A13之構型皆為一板狀端子、該絕緣座體A11與金屬殼體A14之斷面構型皆為矩形，據此，藉由「矩形」連接器之結構，即能更有效地利用絕緣座體A11的內部空間，讓該插頭A1(插座A2亦同)的整體體積大幅縮減，有利於電子裝置的小型化。

在此要特別一提者，由於該插頭A1及插座A2中，該偵測端子槽A111、A211及等電源端子槽A112、A212係分別獨立(即，彼此之間透過壁面相互隔離)，故，能使該偵測端子A12、A22及電源端子A13、A23相互隔絕，避免異物侵入造成短路，同時，此一設計亦能引導使用者 插接，提昇使用手感。

請參閱第5及6圖所示，係本創作之第二較佳實施例，該電源連接器亦包括一插頭B1及一插座B2，該插頭B1包括一絕緣座體B11、二組電源端子B12及一金屬殼體B14，該絕緣座體B11係沿前後方向貫穿設有複數個電源端子槽B111，各該電源端子槽B111係沿左右方向平行排列。

各該組電源端子B12分別包括一正極電源端子B121及一負極電源端子B122，各該電源端子B12係分別嵌設於各該電源端子槽B111中，同一組之正極電源端子B121與負極電源端子B122係位於相鄰之電源端子槽B111中，各該組電源端子B12的極性排列方式係相互對稱(同理，該等電源端子B12上鄰近後端之位置亦透過一固定座B13固持為一體，以便業者組裝)；該金屬殼體B14係呈中空狀之矩形，其構型係與該絕緣座體B11相匹配，以能套設於該絕緣座體B11上。

該插座B2包括一絕緣座體B21、二組電源端子B23及一金屬殼體B24，該絕緣座體B21沿其前後方向貫穿有複數個電源端子槽B211，該等電源端子槽B211係沿該絕緣座體B21之左右方向水平排列(在本實施例中，該絕緣座體B21之前端設有複數個相互平行的絕緣框體B210，且各該電源端子槽B211係分別貫穿各該絕緣框體B210之前後端)。該絕緣座體B21鄰近該等電源端子槽B211之一側嵌設有一偵測端子B22(該偵測端子B22可嵌設於該絕緣座體B21底部之一定位槽、或由射出成型固設於絕緣座體B21)，該偵測端子B22之前端係與該絕緣座體B21之前端保持有一第一距離，其後端則能被焊接至一電子裝置之電路板P。

各該組電源端子B23分別包括一正極電源端子B231及一負極電源端子B232，各該電源端子B23係分別嵌設於各該電源端子槽B211中，使其前端能與該絕緣座體B21之前端保持有一第二距離，且該第二距離係小於該第一距離(如第6圖所示，該偵測端子B22之位置明顯位於該電源端子B23的裝設位置之相對後方)，各該電源端子B23之後端亦能焊接至該電路板P，同一組之正極電源端子B231與負極電源端子B232係位於相鄰之電源端子槽B211中，且各該組電源端子B23的極性排列方式係相互對稱。

該金屬殼體B24係呈中空狀之矩形，其構型係與該絕緣座體B21相匹配，以能套設於該絕緣座體B21上。本實施例因為使該插頭B1少了一偵測端子，故能進一步縮減體積，在該插座B2與該插頭B1相插接時，該插座B2內的電源端子B23會先與該插頭B1內的電源端子B12相接觸，嗣，該插座B2內的偵測端子B22始會接觸到該金屬殼體B14的內壁面，以透過該金屬殼體B14形成接地，此時，該電路板P在判斷出該偵測端子B22已形成接地的情況下，該插頭B1與該插座B2間始會開始傳輸電力。

另，在本實施例中，該負極電源端子B122與該絕緣座體B11之前端係保持有一第三距離，該正極電源端子B121與該絕緣座體B11之前端則保持一第四距離，該第四距離係大於該第三距離，但小於該第一距離，據此，將能進一步確保該負極電源端子B122的接觸時序能在該正極電源端子B121之前。

又，該金屬殼體B14鄰近前端之位置設有一彈片B142，該 彈片B142係以內彎之方式伸入該金屬殼體B14前端之一開口B141中；該絕緣座體B11之兩側對應於各該電源端子槽B111之位置分別開設有一槽孔B112，以在該金屬殼體B14套設於該絕緣座體B11上後，該彈片B142能穿過該槽孔B112，伸入對應之電源端子槽B111中，使該插頭B1插接至該插座B2時，該偵測端子B22能抵靠至該彈片B142，以形成接地。

以上所述，僅為本創作之若干較佳實施例，惟，本創作之技術特徵並不以此為限，凡相關技術領域之人士，在參酌本創作後所能輕易思及之等效變化，均應不脫離本創作之保護範疇。

B2‧‧‧插座

B21‧‧‧絕緣座體

B210‧‧‧絕緣框體

B211‧‧‧電源端子槽

B22‧‧‧偵測端子

B23‧‧‧電源端子

B231‧‧‧正極電源端子

B232‧‧‧負極電源端子

B24‧‧‧金屬殼體

P‧‧‧電路板

Claims (13)

1. 一種利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器，包括一插頭，該插頭包括：一第一絕緣座體，係沿前後方向貫穿設有一第一偵測端子槽及複數個第一電源端子槽，各該第一電源端子槽係沿該第一絕緣座體之左右方向分別平行排列於該第一偵測端子槽之兩側；一第一偵測端子，係嵌設於該第一偵測端子槽中，使其前端能與該第一絕緣座體之前端保持一第一距離；二組第一電源端子，各該組第一電源端子分別包括一正極第一電源端子及一負極第一電源端子，各該第一電源端子係分別嵌設於各該第一電源端子槽中，使其前端能與該第一絕緣座體之前端至少保持有一第二距離，該第二距離係小於該第一距離，各該正極第一電源端子與負極第一電源端子之設置位置係以該第一偵測端子為中心對稱地排列；及一第一金屬殼體，係呈中空狀，其構型係與該第一絕緣座體相匹配，以能套設於該第一絕緣座體上。
2. 如請求項1所述之電源連接器，其中該電源連接器尚包括一插座，該插座係裝設於一電子裝置內，包括：一第二絕緣座體，係沿前後方向貫穿設有一第二偵測端子槽及複數個第二電源端子槽，各該第二電源端子槽係沿該第二絕緣座體之左右方向分別平行排列於該第二偵測端子槽之兩側；一第二偵測端子，係嵌設於該第二偵測端子槽中；二組第二電源端子，各該組第二電源端子分別包括一正極第二電源端子及 一負極第二電源端子，各該第二電源端子係分別嵌設於各該第二電源端子槽中，且各該正極第二電源端子與負極第二電源端子之設置位置係以該第二偵測端子為中心對稱地排列，以在該插頭插接至該插座的情況下，該插頭內的該等第一電源端子會先與該插座內的該等第二電源端子相接觸，嗣，該插頭內的第一偵測端子始會與該插座內的第二偵測端子相接觸；及一第二金屬殼體，係呈中空狀，其構型係與該第二絕緣座體相匹配，以能套設於該第二絕緣座體上。
3. 如請求項2所述之電源連接器，其中該負極第一電源端子與該第一絕緣座體之前端係保持該第二距離，該正極第一電源端子與該第一絕緣座體之前端則保持一第三距離，該第三距離係大於該第二距離，但小於該第一距離。
4. 如請求項3所述之電源連接器，其中該插頭尚包括一固定座，該固定座係透過射出成型製程，固設於該第一偵測端子及該等第一電源端子上鄰近後端之部位。
5. 如請求項4所述之電源連接器，其中該第一偵測端子及該等第一電源端子之構型為一板狀端子，且該等第一絕緣座體與第一金屬殼體之斷面構型皆為矩形。
6. 如請求項5所述之電源連接器，其中該第二絕緣座體之前端設有複數個相互平行的絕緣框體，該第二偵測端子槽及各該第二電源端子槽係分別貫穿各該絕緣框體之前後端。
7. 一種利用端子之接觸時序確保供電穩定與安全之電源連接器，包括一插 座，該插座係裝設於一電子裝置內，包括：一第一絕緣座體，係沿其前後方向貫穿有複數個第一電源端子槽，該等第一電源端子槽係沿該第一絕緣座體之左右方向水平排列，且該第一絕緣座體鄰近該等第一電源端子槽之一側嵌設有一偵測端子，該偵測端子之前端係與該第一絕緣座體之前端保持有一第一距離，其後端則能被焊接至該電子裝置內之一電路板；二組第一電源端子，各該組第一電源端子分別包括一正極第一電源端子及一負極第一電源端子，各該第一電源端子係分別嵌設於各該第一電源端子槽中，使其前端能與該第一絕緣座體之前端保持有一第二距離，且該第二距離係小於該第一距離，各該第一電源端子之後端亦能焊接至該電路板，同一組之正極第一電源端子與負極第一電源端子係位於相鄰之第一電源端子槽中，且各該組第一電源端子的極性排列方式係相互對稱；一第一金屬殼體，係呈中空狀，且其構型係與該第一絕緣座體相匹配，以能套設於該第一絕緣座體上。
8. 如請求項7所述之電源連接器，其中該電源連接器尚包括一插頭，該插頭包括：一第二絕緣座體，係沿前後方向貫穿設有複數個第二電源端子槽，各該第二電源端子槽係沿該第二絕緣座體之左右方向平行排列；二組第二電源端子，各該組第二電源端子分別包括一正極第二電源端子及一負極第二電源端子，各該第二電源端子係分別嵌設於各該第二電源端子槽中，同一組之正極第二電源端子與負極第二電源端子係位於相鄰 之第二電源端子槽，且各該組第二電源端子的極性排列方式係相互對稱；及一第二金屬殼體，係呈中空狀，其構型係與該第二絕緣座體相匹配，以能套設於該第二絕緣座體上，在該插座與該插頭相插接的情況下，該插座內的第一電源端子會先與該插頭內的第二電源端子相接觸，嗣，該插座內的偵測端子始會接觸到該第二金屬殼體之內壁面，以形成接地，且該電路板在判斷出該偵測端子已形成接地的情況下，該插頭與該插座間始會開始傳輸電力。
9. 如請求項8所述之電源連接器，其中該負極第二電源端子與該第二絕緣座體之前端係保持一第三距離，該正極第二電源端子與該第二絕緣座體之前端則保持一第四距離，該第四距離係大於該第三距離，但小於該第一距離。
10. 如請求項9所述之電源連接器，其中該第二金屬殼體鄰近前端之內壁面設有一彈片，在該插頭插接至該插座時，該偵測端子能抵靠至該彈片，以形成接地。
11. 如請求項10所述之電源連接器，其中該第二絕緣座體之兩側對應於各該第二電源端子槽之位置分別開設有一槽孔，以在該第二金屬殼體套設於該第一絕緣座體上後，該彈片能穿過該槽孔，伸入對應之第二電源端子槽中。
12. 如請求項11所述之電源連接器，其中該第一絕緣座體之前端設有複數個相互平行的絕緣框體，各該第一電源端子槽係分別貫穿各該絕緣框體之前後端。
13. 如請求項12所述之電源連接器，其中該第一金屬殼體與第二金屬殼體之斷面構型皆為矩形。