TWI647880B

TWI647880B - 連接器

Info

Publication number: TWI647880B
Application number: TW106115753A
Authority: TW
Inventors: 麥可迪爾皮爾; 查德 P 派瑞絲; 艾利克陳
Original assignee: 惠普發展公司有限責任合夥企業
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2019-01-11
Also published as: TW201814977A; US11081846B2; WO2018052430A1; US20210143589A1

Abstract

在一實施例中，一種連接器可包含一母連接埠，其包括設置在該母連接埠內的一第一電力跡線及一第一訊號跡線，以及一公連接插頭，其剛性地附接至該母連接埠且毗鄰該母連接埠地設置。該公連接插頭可包括設置在該公連接插頭之一外表面上的一第二電力跡線及一第二訊號跡線。

Description

連接器

本發明係有關於連接器。

例如電子裝置的裝置可與附加裝置電氣接合。裝置通過例如電氣連接器的連接器可接合其他裝置。連接器可從裝置傳輸電力及/或資料訊號至另一個。連接器可從裝置移除，且也可接合許多不同裝置。

依據本發明之一實施例，係特地提出一種連接器，其包含：一母連接埠，其包含設置在該母連接埠內的一第一電力跡線及一第一訊號跡線；與一公連接插頭，其剛性地附接至該母連接埠且毗鄰該母連接埠地設置，該公連接插頭包含設置在該公連接插頭之一外表面上的一第二電力跡線及一第二訊號跡線。

例如，例如電子裝置及/或計算裝置的裝置通過利用例如電氣連接器的連接器可互相接合。電氣連接器可包括電力及/或資料訊號的電氣路徑。此類路徑有時可稱為接觸或跡線。電力及訊號路徑可致能連接器各自從一電子裝置傳遞電力及資料訊號至另一個。在某些情況下，連接器可僅僅包括電力路徑或者是訊號路徑。在其他情況下，連接器可包括用於電力及資料訊號兩者的路徑。

在某些情況下，可由給定連接器傳遞的電力及/或資料訊號的數量、量級或頻寬可能有限或受限。同樣地，為了從一裝置傳遞較高數量之電力或資料訊號至另一個，可能使用附加連接器。有時，連接器可能能夠從一裝置傳遞足夠數量的資料至另一個，但是該連接器可能缺乏能力從一裝置傳遞足夠數量的電力至另一個。在此一情況下，第二連接器可能用來增補電力的傳遞。此一第二連接器可為專屬電力連接器。反之，在某些情況下，連接器可能能夠從一裝置傳遞足夠數量的電力至另一個，但是可能缺少足夠的訊號路徑，或可能缺少強到足以傳遞所欲資料訊號之完整頻寬或量級的訊號路徑。在此一情況下，第二連接器可用來增補資料訊號從第一裝置到第二裝置的傳遞。

在某些情況下，訊號及/或電力路徑在連接器中可互相接近地設置。該等路徑如此緊密靠近可能導致通過該連接器傳遞的資料訊號劣化。換言之，附近電力或訊號路徑可能對通過該連接器傳遞的資料訊號產生雜訊或不必要的電磁干擾。

另外，在某些情況下，連接器可插上或拔下裝置以分別傳遞電力及/或資料與停止傳遞電力及/或資料。在插上或接合操作期間，連接器可能與接收埠或連接器不對準以至於無法正確地接合或插入接收連接器。此外，連接器或接收連接器的物理結構可能不夠強健，致使在它們不對準時企圖接合連接器與接收連接器可能導致連接器或者是接收連接器損壞。

本揭示內容的實作提供一種連接器，其具有電力及資料訊號路徑以致能電力及資料訊號從一裝置至另一裝置的傳遞。此外，描述於本文的連接器實施例提供一種強健的結構，其具有公部份與母部份可防止在使連接器與第二或接收連接器接合時連接器受損。另外，描述於本文的連接器實施例提供在連接器上可充分分開的電力及訊號路徑以便保留資料訊號完整性以及避免可能源於連接器中附近訊號或電力路徑的雜訊干擾資料訊號。

圖1圖示示範連接器100的示意圖。示範連接器100可包括母連接埠102與公連接插頭104。母連接埠102可包括第一電力跡線106與第一訊號跡線108。第一電力跡線106與第一訊號跡線108可設置在母連接埠102內，以及用假想線表示。此外，公連接插頭104可剛性地附接或連接至母連接埠102，且可毗鄰母連接埠102地設置。公連接插頭104可包括第二電力跡線110與第二訊號跡線112。第二電力跡線110與第二訊號跡線112可設置於公連接插頭104的外表面上。

圖2A圖示示範連接器200的透視圖。示範連接器200可類似示範連接器100。此外，示範連接器200的名稱類似元件在功能及/或結構上可類似示範連接器100如以上所述的元件。示範連接器200可包括母部份與公部份。母部份可為用於接收及接合互補公連接插頭的母連接埠202。另外參考圖2B，其圖示示範連接器200的前視圖。母連接埠202可包括第一電力路徑206與第一訊號路徑208。第一電力及第一訊號路徑各自可為電氣路徑。在有些實作中，該等電氣路徑可稱為跡線或接觸。第一電力路徑206可為用於傳導或傳遞電力通過連接器的電氣導管。同樣，第一訊號路徑208可為用於傳導或傳遞電氣資料訊號通過連接器200的電氣導管。例如，在有些實作中，第一訊號路徑208可傳遞另一種資料訊號，例如光學訊號。在有些實作中，第一電力及/或第一訊號路徑206及208各自可包括金屬材料，例如銅、金、或適於傳導電力及資料訊號的另一材料。

在有些實作中，第一電力路徑206可為第一組電力路徑中之一者，且第一訊號路徑208可為第一組訊號路徑中之一者，如圖2B所示。在有些實作中，第一電力路徑206與第一訊號路徑208可各自設置在母連接埠202內。在進一步的實作中，第一電力路徑206與第一訊號路徑208可各自設置在母連接埠202內的內表面中。更在進一步的實作中，第一電力路徑206可設置在母連接埠202內的第一內表面上，且第一訊號路徑208可設置在母連接埠202內的第二內表面上。在有些實作中，第一內表面可為上內表面，且第二內表面可為下內表面，或反之亦然。在有些實作中，第一及/或第二內表面可為側面內表面(side inner surface)，以及在進一步的實作中，第一及第二內表面可為同一個內表面，或可平行或共平面。在有些實作中，母連接埠202可為標準現成(standard off-the-shelf)電氣連接器或與其相容。在進一步的實作中，母連接埠202可為通用串列匯流排(USB)連接器，且更在進一步的實作中，母連接埠202可為C型USB(USB type C)連接器，或與其相容以及能夠與公C型USB插頭接合。

請再參考圖2A至圖2B，示範連接器200也可包括公部份。在有些實作中，公部份可為一公連接插頭204，以接合一互補母連接埠及/或被接收於該互補母連接埠內。公連接插頭204可包括第二電力路徑210與第二訊號路徑212。第二電力及第二訊號路徑各自可為電氣路徑。在有些實作中，第二訊號路徑212可為另一種路徑，例如用於傳遞光學訊號的光學路徑，例如。在有些實作中，該等電氣路徑可稱為跡線或接觸。第二電力路徑210可為用於傳導或傳遞電力通過該連接器的電氣導管。同樣，第二訊號路徑212可為用於傳導或傳遞電氣資料訊號通過連接器200的電氣導管。在有些實作中，第二電力及/或第二訊號路徑210及212各自可包括金屬材料，例如銅、金、或適於傳導電力及資料訊號的另一材料。在進一步的實作中，第二電力路徑210可比第二訊號路徑212長。在此一實作中，為了致能連接器200的熱插拔性能(hot-swap ability)，在第二訊號路徑212接合在配對裝置上的對應訊號路徑之前，第二電力路徑210可接合在配對連接器或裝置上的配對電力路徑。

在有些實作中，第二電力路徑210可為第二組電力路徑中之一者，且第二訊號路徑212可為第二組訊號路徑中之一者，如圖2A所示。在有些實作中，第二電力路徑210與第二訊號路徑212可各自設置在公連接插頭204的外表面上。在進一步的實作中，第二電力路徑210可設置在公連接插頭204的第一外表面216a上，且第二訊號路徑212可設置在公連接插頭204的第二外表面216b上。在有些實作中，第一外表面216a可為上外表面，且第二外表面216b可為下外表面，如圖示，或反之亦然。在有些實作中，第一及/或第二外表面可為側面外表面，以及在進一步的實作中，第一及第二外表面可為同一個外表面，或可平行或共平面。在有些實作中，第二組電力路徑或其中之第二電力路徑210和第二組訊號路徑或其中之第二訊號路徑212可與第一組電力路徑或其中之第一電力路徑206和第一組訊號路徑或其中之第一訊號路徑208電氣及/或電磁絕緣。換言之，母連接埠202的第一訊號路徑208可與公連接插頭204的第二訊號路徑212及第二電力路徑210電氣及/或電磁絕緣。公連接插頭204的路徑與母連接埠202的路徑有此絕緣可防止源於公或者是母部份的雜訊或電磁干擾使另一部份的訊號完整性劣化。此外，通過利用在公及母部份兩者中的訊號路徑，較少訊號頻寬可個別傳遞通過公及母部份。藉由減少公或者是母部份的訊號通量，可避免或最小化訊號干擾及/或雜訊，藉此維持或保留訊號完整性。

應注意，在有些實作中，第一及第二組電力路徑與第一及第二組訊號路徑中之每一者各自可包括多條電力路徑及訊號路徑。同樣地，如圖2A至圖2B所示，識別符號206及208和210及212各自列出各自表示第一及第二電力路徑和第一及第二訊號路徑的示範路徑。因此，第一及第二電力路徑206及210和第一及第二訊號路徑208及212實際上各自可為與圖2A至圖2B所示者的不同路徑。

可毗鄰母連接埠202地設置公連接插頭204，在有些實作中。因此，在連接器200接合配對連接器後，公連接插頭204及母連接埠202兩者同時變成可操作地接合配對連接器的互補部份。在進一步的實作中，公連接插頭204可剛性地附接或接合母連接埠202。在有些實作中，公連接插頭204與母連接埠202沿著連接器200的長度可剛性地互相附接，藉此使得公連接插頭204與母連接埠202中之每一者更硬挺，或撓性較差。因此，通過此一剛性接合或附接，施加於母連接埠202的外力或扭力可傳遞至公連接插頭204且被它減輕，或反之亦然。因此，藉由使公連接插頭204與母連接埠202剛性接合，連接器200可比母連接埠202或者是公連接插頭本身或個別更強健或強壯。

請參考圖3A至圖3B，其圖示示範第二連接器303的透視圖及前視圖。第二連接器303可操作地與示範第一連接器300配對及接合。示範第一連接器300可類似上述示範連接器。此外，示範第一連接器300的名稱類似元件在功能及/或結構上可類似其他示範連接器如以上所述的元件。在有些實作中，示範第二連接器303可包括第二母連接埠318與第二公連接插頭320。第二母連接埠318的結構可做成能夠接收第一連接器300的第一公連接插頭304。同樣，第二公連接插頭320的結構可做成能夠可操作地接合且被接收於第一連接器300的第一母連接埠302內。第二母連接埠318可包括一組電力及訊號路徑330。該組電力及訊號路徑330可包括多條電氣路徑、接觸或跡線328。在有些實作中，第二母連接埠318可包括用電氣路徑328表示的第一電力路徑與第一訊號路徑。

在有些實作中，第二公連接插頭320可包括突出部份324。突出部份324可包括有多條電氣路徑、接觸或跡線326的一組訊號及電力路徑。在有些實作中，第二公連接插頭320的突出部份可包括用電氣路徑326表示的第二電力路徑與第二訊號路徑。在有些實作中，第二公連接插頭320可為公USB插頭。在進一步的實作中，第二公連接插頭320可為C型USB插頭，且能可操作地與任何C型USB母埠接合，不論第二母連接埠318是否與配對連接器接合。

請參考圖3C，其圖示連接器組301。連接器組301可包括第一連接器300與第二連接器303。第一連接器300可包括第一母連接埠302與第一公連接插頭304。在有些實作中，第一連接器300可與第二連接器303配對及可操作地接合，致使在第一及第二連接器300及303之間可傳遞電力及資料訊號。更特別的是，第一母連接埠302可與第二公連接插頭320接合及/或使第二公連接插頭320接收在第一母連接埠302內，以及第一公連接插頭304可與第二母連接埠318配對且被接收於其內。在有些實作中，第一及第二連接器300及303可用如圖3C中之參考箭頭所示的類似方式互相配對。在進一步的實作中，第一及第二連接器300及303中之每一者的公及母部份可反過來，致使公部份可設置在目前所示之母部份的地方，且反之亦然。在此一情況下，第一及第二連接器300及303兩者可仍有公部份與母部份兩者。

為了在第一及第二連接器300及303之間各自傳遞電力及資料訊號，該等連接器可接合，致使各個連接器的電力及訊號路徑互相可操作接合。換言之，在第一母連接埠302與第一公連接插頭304兩者上，第一連接器300的電力路徑可接合各自設置在第二公連接插頭320及第二母連接埠318上的電力路徑。同樣，在第一母連接埠302與第一公連接插頭304兩者上，第一連接器300的訊號路徑可接合各自設置在第二公連接插頭320及第二母連接埠318的訊號路徑。在有些實作中，第二連接器303之電力及訊號路徑的數目、位置及取向可匹配第一連接器300的電力及訊號路徑。因此，例如，關於第一公連接插頭304與第二母連接埠318的接合，如果第一公連接插頭304包括在上、下外表面上的電力及訊號路徑，則第二母連接埠318可包括在第二母連接埠318之上、下內表面上的對應互補電力及訊號路徑。同樣，關於第一母連接埠302與第二公連接插頭320的接合，如果第二公連接插頭320包括在突出部份324之上、下外表面上的電力及訊號路徑，則第一母連接埠302可包括在第一母連接埠302之上、下內表面上的對應互補電力及訊號路徑。

在有些實作中，第一公連接插頭304可包括設置在第一公連接插頭304之前緣上的對準部份332。此一對準部份332可為成角表面、倒角、斜角，或有另一適當幾何，致使對準部份332可使第二連接器303的第一公連接插頭304與第二母連接埠318對準，如果它們應該不對準的話。對準部份332可使第一公連接插頭304與第二母連接埠 318對準，致使它們正確地接合以及在兩者之間可傳遞電力及資料訊號。在有些實作中，第二母連接埠318可包括第二對準部份344以協助對準部份332使第一公連接插頭304與第二母連接埠318正確地對準。第二對準部份344可為成角表面、倒角或斜角，或另一適當特徵以有助於使第一公連接插頭304與第二母連接埠318對準。

在進一步的實作中，第二連接器303可包括附接部334以使第二連接器303附接至裝置。在有些實作中，為了使第二連接器303錨定或附接至裝置，附接部334可為錨體或穿孔，例如螺絲、插銷、螺栓或另一適當扣件可插入穿過它。在有些實作中，第二連接器303可扣接、附接或焊接至電子裝置的印刷電路板(PCB)。

請參考圖4A至圖4B，其圖示包括示範第一連接器400之示範裝置401的透視圖。示範第一連接器400可類似上述示範連接器。此外，示範第一連接器400的名稱類似元件在功能及/或結構上可類似其他示範連接器如以上所述的元件。在有些實作中，示範裝置401可為電子裝置。在進一步的實作中，裝置401可為計算裝置，或用於電子裝置或計算裝置的銜接器(dock)。

在有些實作中，裝置401可包括第一連接器400。第一連接器400，在有些實作中，可包括第一母連接埠402與第一公連接插頭404。此外，第一連接器400可活動地完全或部份設置在裝置401內。在有些實作中，第一連接器400對於裝置401可滑動。在進一步的實作中，第一連接器400對於裝置401的銜接部440可滑動。在有些實作中，銜接部440可接收可為電子裝置或計算裝置的另一裝置。更在進一步的實作中，第一連接器400可從圖示於圖4A的縮回位置移到圖示於圖4B的伸出位置，反之亦然。當設置在縮回位置中時，第一連接器400可完全或部份縮回到裝置401的側面部份438內。反之，當設置在伸出位置中時，第一連接器400可從裝置401的側面部份438伸出充分的數量使得第一連接器400可接合另一裝置的配對連接器，如下述。在有些實作中，當設置在伸出位置中時，第一連接器400可具有對於裝置401或彼之銜接部440可浮動或移動的性能。此一浮動性能可用箭頭409表示。為了能夠接合在複數個其他裝置中的配對連接器，第一連接器400可具有浮動性能，其中該等其他裝置可具有變動或不同的厚度或其他尺寸。換言之，第一連接器400可浮動以便被配對連接器或設置在各種不同裝置上的第二連接器接收。當企圖接合可能與第一連接器400不對準的第二連接器時，為了與第二連接器自對準且可操作地與第二連接器接合，設置在第一連接器400之前緣上的對準部份在接觸第二連接器後可造成第一連接器400相對於裝置401移動。

在有些實作中，藉由可沿著箭頭407所示的接合方向滑動，第一連接器400可接合及脫離第二連接器。在有些實作中，第一連接器400可操作地接合致動器436。藉由使用者或另一機構，致動器436可沿著接合方向407滑動或移動。致動器436沿著方向407的移動可直接或間接造成第一連接器400也沿著接合方向407從縮回位置到伸出位置移動，如圖4B所示，反之亦然。同樣地，該致動器可使第一連接器400與互補第二連接器可操作地接合。

請參考圖4C，其圖示示範第二連接器403的透視圖，其中第二連接器403設置在裝置405內。示範第二連接器403可類似上述示範第二連接器。此外，示範第二連接器403的名稱類似元件在功能及/或結構上可類似其他示範第二連接器如以上所述的元件。該示範第二連接器可為第一連接器400的互補第二連接器，且能夠可操作地接合第一連接器400，致使第一及第二連接器400及403之間可傳遞電力及資料訊號。在進一步的實作中，第二連接器403可包括第二母連接埠418，它可與第一公連接插頭404互補且能夠接收第一公連接插頭404，以及第二公連接插頭420，它可與第一母連接埠402互補且能夠被接收於第一母連接埠402內。在有些實作中，可在裝置405內毗鄰裝置405之側壁442地設置第二連接器403。此一佈置可使得第二連接器403有可能在裝置405與裝置401接合或銜接時可操作地接合第一連接器400。在有些實作中，裝置405可為電子裝置，例如計算裝置。該計算裝置可包括數個組件，例如處理器、記憶體、儲存驅動器、光學驅動器、使用者介面、及適合使用於計算裝置的其他組件。在進一步的實作中，裝置405可為筆記電腦，且裝置401可為接收筆記電腦於銜接部440上的電腦銜接器。一旦被接收於銜接部440 上，為了使第一連接器400與第二連接器403可操作地接合，致動器436可用來使第一連接器400沿著接合方向407滑動，致使在筆記電腦與銜接器之間可通過第一及第二連接器400及403傳遞或交換電力或資料訊號。應注意，在有些實作中，第一連接器400實際上可設置在裝置405中，同時第二連接器403可設置在裝置401中。

100‧‧‧示範連接器

102‧‧‧母連接埠

104‧‧‧公連接插頭

106‧‧‧第一電力跡線

108‧‧‧第一訊號跡線

110‧‧‧第二電力跡線

112‧‧‧第二訊號跡線

200‧‧‧示範連接器

202‧‧‧母連接埠

204‧‧‧公連接插頭

206‧‧‧第一電力路徑

208‧‧‧第一訊號路徑

210‧‧‧第二電力路徑

212‧‧‧第二訊號路徑

216a‧‧‧第一外表面

216b‧‧‧第二外表面

300‧‧‧示範第一連接器

301‧‧‧連接器組

302‧‧‧第一母連接埠

303‧‧‧示範第二連接器

304‧‧‧第一公連接插頭

318‧‧‧第二母連接埠

320‧‧‧第二公連接插頭

324‧‧‧突出部份

326、328‧‧‧電氣路徑、接觸或跡線

330‧‧‧一組電力及訊號路徑

332‧‧‧對準部份

334‧‧‧第二對準部份

344‧‧‧第二對準部份

400‧‧‧示範第一連接器

401‧‧‧示範裝置

402‧‧‧第一母連接埠

403‧‧‧示範第二連接器

404‧‧‧第一公連接插頭

405‧‧‧裝置

407、409‧‧‧箭頭

418‧‧‧第二母連接埠

420‧‧‧第二公連接插頭

436‧‧‧致動器

438‧‧‧側面部份

440‧‧‧銜接部

442‧‧‧側壁

圖1為示範連接器的示意圖。

圖2A為示範連接器的透視圖。

圖2B為示範連接器的前視圖。

圖3A為示範連接器的透視圖。

圖3B為示範連接器的前視圖。

圖3C為圖示示範連接器之接合的透視圖。

圖4A為包括示範連接器之示範裝置的透視圖。

圖4B為包括示範連接器之示範裝置的透視圖。

圖4C為包括示範連接器之示範裝置的透視圖。

Claims

一種連接器，其包含：一母連接埠，其包含設置在該母連接埠內的一第一電力跡線及一第一訊號跡線；與一公連接插頭，其剛性地附接至該母連接埠且毗鄰該母連接埠地設置，該公連接插頭包含設置在該公連接插頭之一外表面上的一第二電力跡線及一第二訊號跡線。
如請求項1之連接器，其中，該第一電力跡線為第一組電力跡線中之一者，且其中，該第一訊號跡線為第一組訊號跡線中之一者。
如請求項1之連接器，其中，該第二電力跡線為第二組電力跡線中之一者，且其中，該第二訊號跡線為第二組訊號跡線中之一者。
如請求項1之連接器，其中，該第一電力跡線設置於在該母連接埠內的一第一內表面上，且該第一訊號跡線設置於在該母連接埠內的一第二內表面上。
如請求項1之連接器，其中，該第二電力跡線設置於該公連接插頭的一第一外表面上，且該第二訊號跡線設置於該公連接插頭的一第二外表面上。
如請求項1之連接器，其中，該母連接埠為一通用串列匯流排(USB)母埠。
如請求項6之連接器，其中，該母連接埠為一C型USB母埠。
如請求項7之連接器，其中，該C型USB母埠的該第一訊號跡線與該公連接插頭的該第二訊號跡線及該第二電力跡線絕緣。
如請求項1之連接器，其中，該公連接插頭包含設置在該公連接插頭之一前緣上的一對準部份。
一種連接器組，其包含：一第一連接器，其包含：一第一母連接埠，其包含設置在該母連接埠內的一第一電力跡線及一第一訊號跡線；與一第一公連接插頭，其剛性地附接至該第一母連接埠且毗鄰該第一母連接埠地設置，該第一公連接插頭包含設置在該第一公連接插頭之一外表面上的一第二電力跡線及一第二訊號跡線；與一第二連接器，其與該第一連接器配對且包含：一第二母連接埠，其接收該第一公連接插頭；與一第二公連接插頭，其接合且被接收於該第一連接器之該第一母連接埠內。
如請求項10之連接器組，其中，該第一公連接插頭包含一對準部份，其設置在該第一公連接插頭的一前緣上以使該第一公連接插頭與該第二連接器之該第二母連接埠對準，致使該第一公連接插頭與該第二母連接埠正確地接合。
如請求項11之連接器組，其中，該第二連接器之該第二公連接插頭為一C型USB插頭。
如請求項12之連接器組，其中，該第二公連接插頭能可操作地與任何C型USB母埠接合。
一種銜接器，其包含：一第一連接器，其包含：一母連接埠，其包含設置在該母連接埠內的一第一電力跡線及一第一訊號跡線；與一公連接插頭，其剛性地附接至該母連接埠且毗鄰該母連接埠地設置，該公連接插頭包含設置在該公連接插頭之一外表面上的一第二電力跡線及一第二訊號跡線；接收一計算裝置的一銜接部；與一致動器，其使該第一連接器與設置在該計算裝置上的一互補第二連接器可操作地接合。
如請求項14之銜接器，其中，該第一連接器相對於該銜接部可浮動以便被設置在各種不同計算裝置上的一第二連接器接收。