TWI719213B

TWI719213B - 電插頭連接

Info

Publication number: TWI719213B
Application number: TW106117564A
Authority: TW
Inventors: 佛爾克米契曼; 馬庫斯夏伊確爾; 赫伯特渥姆
Original assignee: 德商羅森伯格高頻技術公司
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2021-02-21
Also published as: EP3427347A1; EP3427347B1; TW201813213A; US20200161805A1; KR20190011728A; WO2017207082A1; CN109314343B; US10903603B2; KR102365230B1; DE102016006775A1; CN109314343A

Abstract

本發明係有關於一種電插頭連接，其包含一第一連接器、一第二連接器以及一鎖固機構，其中該第一連接器具有一第一電接觸元件以及至少一磁體，且其中該第二連接器具有一第二電接觸元件以及至少一磁性與該第一磁體相反的第二磁體，其中該第一及第二接觸元件是備設成建立該第一與第二連接器之間的電連接，以實現電流及/或資料傳輸，且其中該鎖固機構是構型成自鎖固。

Description

電插頭連接

發明領域本發明係有關於一種電插頭連接，一種用於電插頭連接的操作方法，以及一種包含電插頭連接的載體。

發明背景由DE 20 2006 020 263 U1已知一種電連接系統。此類連接系統用於電流傳輸以及資料或信號傳輸，並為此通常具有多個接觸元件，其在連接系統閉合的情況下與對應的對配接觸元件連接。此等接觸元件可設於一插頭中，且對配接觸元件可設於一插座中。為實現接觸元件與對配接觸元件之良好接觸，在插頭及插座中嵌入有彼此對齊的磁體。其中，此等位於插頭及插座中之磁體牽引彼此，並使得插頭與插座磁連接，且其中，接觸元件與對配接觸元件發生接觸。通常在插頭和插座中分別設有兩個磁體。

應用磁體及對配磁體被證實特別適於一方面建立接觸元件與對配接觸元件之間的可靠連接，另一方面簡化連接過程。在特定界限內，此類連接系統亦可自尋找。

儘管插頭連接中之磁體使各連接器之插接簡化，但在安全相關應用領域或者具有機械負荷或振動之應用領域中，可能需要對插頭連接進行額外鎖固。

為此，本領域通常知識者已知各種鎖固機構，如螺釘及螺紋。但插式連接器之插接較為複雜。

此為有待改進之狀態。

發明概要有鑒於此，本發明之目的在於提供一種經改進的自尋找式電插頭連接。

本發明用以達成上述目的之解決方案為一種具有請求項1之特徵的電插頭連接，及/或一種具有請求項10之特徵的方法。

據此提出： - 一種電插頭連接，其包含一第一連接器、一第二連接器以及一鎖固機構，其中該第一連接器具有一第一電接觸元件及至少一磁體，以及其中該第二連接器具有一第二電接觸元件以及至少一磁性與該第一磁體相反的第二磁體，其中該第一及第二接觸元件是備設成建立該第一與第二連接器之間的電連接，以實現電流及/或資料傳輸，以及其中該鎖固機構是構型成自鎖固；以及提出 - 一種藉由一第一連接器與一第二連接器建立一電氣磁體-插頭連接的操作方法，其具有以下步驟：使該第一連接器自一閉合方向靠近該第二連接器；在該第一連接器與該第二連接器之間建立一電連接；透過一鎖固機構實現該第一連接器與該第二連接器之自鎖固；使該第二連接器或該鎖固元件扭轉至一打開位置，或者使該第二連接器沿一打開方向移動；將該電插頭連接分離。

在本發明中，“鎖固”概念係指，該插頭連接不會因第一或第二連接器(上)之未定義的運動，或者因作動於第一或第二連接器之未定義的力效應而解除。

與此對應地，“解鎖”概念係指，一鎖固之連接僅可透過作動於第一或第二連接器之未定義的力效應而解除。此方案毋需單獨地直接或間接操縱一解鎖機構，而是亦可為該插式連接所固有之效應。

本發明所基於之理念為，提供一種特別用戶親和的插頭連接，其中該插頭連接具有磁體，用以實現插頭連接之自尋找。此外，該磁插頭連接藉由一自動鎖固機構鎖固。

有利設計方案及進一步方案參閱其他附屬項以及參照附圖所作的描述。

根據本發明之一較佳實施方式，鎖固係可因該第一或第二連接器沿一預定之打開方向移動及/或扭轉而解鎖。例如可採用以下方案：需要將該連接器或該連接器之一部分轉入一特定位置來解鎖。尤佳地，為進行解鎖，需要例如透過一向下的牽引實現一沿預定方向的力效應。

如此便能充分地鎖固該插頭連接，以免其受機械負荷及振動影響。此外，述及之解鎖特別用戶親和，因為使用者能夠單手“盲”操作。

根據另一較佳實施方式，該鎖固機構在該第一或第二連接器中具有一鎖固元件，並且在該第二或第一連接器中具有一卡合元件，其中該鎖固元件及/或該卡合元件可在一預定之第一方向上彈性變形，並且在一不同於該第一方向的第二方向上呈剛性。

如此便確保：該鎖固元件因一沿該第二方向之力效應而鎖止，且該插頭連接無法打開。例如可採用以下方案：該鎖固元件在一垂直於插頭平面的方向(下文稱作z向)上呈剛性，並且在該插頭平面內呈彈性。因此，該插頭連接可自多個閉合方向閉合，但僅可自一個方向或沿一個方向打開。

根據另一較佳實施方式，該鎖固元件具有一設於該第一或第二連接器中之彈簧，其中該彈簧呈圓弧形。

該彈簧例如可呈C形。藉此，該彈簧可在鎖固過程中被該卡合元件擴展，直至該卡合元件卡在該C形彈簧之一階部後。作為替代方案，該卡合元件亦可側向穿過該C形彈簧之開口移入，直至卡在該彈簧之一階部後。為將該插頭連接解鎖，將該卡合元件側向(沿開口方向)自該C形彈簧之開口牽出或移出。該彈簧之因牽引卡合元件而發生的擴展則被封鎖。

作為替代方案，亦可對該鎖固元件之階部進行後懸架，從而同樣確保該鎖固元件之擴展。

根據另一較佳實施方式，該鎖固元件可藉由該卡合元件自多個閉合方向彈性變形，以及，該卡合元件可在正好一個打開方向上或打開位置中被該鎖固元件釋放。如此便確保該插頭連接不以相同的方式打開及閉合。

例如，較佳將該鎖固元件或該彈簧構型成自上而下傾斜或修圓，並且自下而上地具有銳邊。藉此，該鎖固元件之輪廓實現該彈簧之因自上而下(閉合方向)之力效應而發生的擴展，而該彈簧不因自下而上之力效應而變形。

根據另一較佳實施方式，該第一連接器與一第一設備側印刷電路板連接，以及，該第二連接器與一第二印刷電路板及/或一電纜連接。藉此，本發明之電插頭連接將一電設備與一用於電流/資料傳輸的電纜連接。作為替代方案，亦可在兩個印刷電路板之間建立一連接，其中該第二印刷電路板與一儲能器或資料載體連接。

根據另一較佳實施方式，該第一接觸元件是以至少一接觸條來實施的，以及/或者，該第二接觸元件是以至少一探針或至少一彎曲接點來實施的。述及之接觸元件以特別長壽命且低成本的方式製造。

根據另一較佳實施方式，該第一及第二接觸元件分別具有多個接觸元件，其以相互水平錯開，特別是不相繼的方式設置。此佈局實現該等接觸元件之均勻耗損，並從而延長該插頭連接之壽命。

根據另一較佳實施方式，該第一連接器與該第二連接器分別具有用於沿打開方向導引第一或第二連接器的導引元件。該等導引元件防止該二連接器之彎曲，進而簡化操作。藉此確保使用者用一隻手便能可靠地將該插頭連接解鎖。

尤佳地，將本發明之插頭連接安裝在一可穿戴於身體上之載體上。該載體例如可安裝在一頭盔上。藉此便能將電設備，如前照燈、攝像機或諸如此類，特別簡單及可靠地安裝在一頭盔上。

本發明之載體特別適合充當針對外科電子設備的載體。手術醫生例如常佩戴金屬“頭帶”，其上安裝有電設備，如手術燈、手術顯微鏡或攝像機。

可以任何合理的方式將上述設計方案及進一步方案任意組合。本發明之其他可行的設計方案、進一步方案及實施方案亦包括前述或下文結合實施例描述之發明特徵的未明確述及的組合。其中，本領域通常知識者特別是亦添加獨立態樣，以作為對本發明之基本形式的改進或補充。

較佳實施例之詳細說明下面以關聯並且跨圖式的方式對圖式進行說明。

圖1示出本發明之電插頭連接100在閉合期間的透視圖。插頭連接100具有一第一連接器101、一第二連接器201以及一鎖固機構(107、109、207)。

第一連接器101例如可安裝在一印刷電路板上。該第二連接器具有一用作資料記憶體的印刷電路板209。為實現該二連接器101、201之間的電流及資料傳輸，此等連接器具有接觸元件103、203。

插頭連接100是構型成自尋找式。為此，連接器101、201分別具有一磁體105、205。

如圖1所示，沿方向(-)z將該插頭連接閉合。但無法沿方向+z將該插頭連接打開。

圖2為根據圖1之電插頭連接100在閉合狀態下的示意圖。如圖所示，電插頭連接100具有特別緊密之形狀以及均勻之幾何結構。因此，在閉合狀態下，僅該二連接器101、201之殼體115、215，以及該等連接器之可能設有的印刷電路板接頭或電纜接頭可被觸及。該平滑且平整的特性防止污物或細菌在該插式連接器之表面上的積聚。此外，該插式連接器特別易於清潔及滅菌。故就衛生方面而言，該緊密形狀特別有利。

在圖2中，第二連接器201係可透過一電纜接頭(未繪示)與一用於電流及資料傳輸的電纜連接。

圖3為第一連接器101a之透視示意圖。連接器101a包括一電接觸元件103，該接觸元件包含多個經沖裁的接觸條111。一磁體105(未繪示)位於接觸元件103下，並被此接觸元件遮蓋。

圖3中之連接器101a包括一大體呈剛性的鎖固元件107a。鎖固元件107具有一凹槽117，一第二連接器之一卡合元件可透過該凹槽移出(及移入)。如圖3所示，鎖固元件107a被殼體115之凹部界定。該界定賦予鎖固元件107a剛性，並防止鎖固元件107a之擴展。鎖固元件107a在其頂側具有傾斜的側面119。由於一自上而下之力效應或壓力，該等傾斜之側面朝下略微彎曲。凹槽117之內側上的側面呈直角狀，使得一第二連接器之一卡合元件藉由鎖固元件107a在自上而下或沿z向的牽引中彎曲。

此外，圖3中之連接器101a具有多個導引元件113。導引元件113在該等插頭連接打開期間導引該第一或第二連接器。藉此，導引元件113在該第二連接器打開期間防止鎖固元件117中之彎曲，其中，該第二連接器之卡合元件在打開期間藉由導引元件113因力效應而側向或沿y向自鎖固元件107a移出。

圖4示出打開期間的插頭連接100，其中，使用者使第一連接器101沿y向背離第二連接器201移動。

圖5及圖6分別示出一包含電接觸元件203的第二連接器201a、b。在圖5中，電接觸元件203是以探針211來實施的。在圖6中，電接觸元件203是以經沖裁之彎曲接點212來實施的。圍繞接觸元件211、212構建有一C形卡合元件207a。在卡合元件207a下方設有一半環形磁體205。

前文已結合圖3說明，圖3中之連接器101a之鎖固元件107a大體呈剛性。與此對應地，該C形卡合元件207a可彈性變形，從而不僅透過該第二連接器之側向移入第一連接器，亦透過自上而下或自下而上的插接建立一插頭連接。為此，C形卡合元件207a如此被後懸架，使得此卡合元件能因一自上而下的力效應而向內變形。故卡合元件207a形成一彈簧。

圖5及圖6未示出卡合元件207a之後懸架。可透過靈活固定在一空腔前或例如一可壓縮之彈性體泡沫前來實現適宜的後懸架。

為簡化該插頭連接之插接，卡合元件207a在其朝向介面之頂側具有傾斜的表面。為防止插頭連接因牽引而解除，卡合元件207a在其底側呈直角狀。

兩個連接器201a、b皆與第一連接器101a(例如如圖3所示)兼容。與此對應地，連接器201a、b具有與導引元件113對應的導引元件213。

當然，該等接觸元件之選擇不侷限於本發明之特定實施方式，即該第一或第二連接器，而是可任意組合。

圖7及圖8示出本發明之另一替代性實施方式。圖7及圖8分別示出一第一連接器101c以及一第二連接器201b。連接器101c及201c與連接器101a、201a之區別在於其卡合元件207c以及鎖固元件107c。

如圖7及圖8所示，鎖固元件107c部分設於一凹口119中。因此，在該插頭連接之插接期間，鎖固元件107c因一自上而下之力效應透過卡合元件207c擴展。為簡化鎖固元件107c之擴展，鎖固元件107c以及卡合元件207c在其頂側具有傾斜的表面。

基於鎖固元件107c之足夠的彈性特性，卡合元件207c大體呈剛性並且無彈性特性。

圖7及圖8示出一C形基本結構之鎖固元件107c。在該C形基本結構之內側設有額外的圓弧形元件。儘管附圖中未予繪示，亦可類似於在圖5及圖6中結合C形卡合元件207a描述的那般，對該等圓弧形元件進行後懸架。

此外圖7還示出，半圓形磁體205透過一磁碟206增強。

儘管前文結合較佳實施例對本發明進行了完整說明，但本發明並不侷限於此，而是可以各種方式修改。

100‧‧‧電插頭連接101‧‧‧根據一通用實施方式的第一連接器101a、101c‧‧‧第一連接器103、203‧‧‧接觸元件105、205‧‧‧磁體107、107a、107c‧‧‧鎖固元件109、208‧‧‧彈簧111‧‧‧接觸條113、213‧‧‧導引元件115、215‧‧‧殼體117‧‧‧凹槽119‧‧‧凹口201‧‧‧根據一通用實施方式的第二連接器201a、201b、201c‧‧‧第二連接器206‧‧‧磁碟207、207a、207c‧‧‧卡合元件209‧‧‧印刷電路板211‧‧‧探針212‧‧‧彎曲接點

下面結合示意性附圖所揭示之實施例對本發明進行詳細說明。圖中：圖1為在建立電插頭連接前，根據本發明之一實施方式的第一連接器及第二連接器；圖2為根據本發明之一實施方式的電插頭連接的透視圖；圖3為根據本發明之另一實施方式的第一連接器的透視圖；圖4為根據本發明之另一實施方式的電插頭連接在打開期間的透視圖；圖5為根據第一實施方式的本發明之第二連接器的透視圖；圖6為根據第二實施方式的本發明之第二連接器的透視圖；圖7為在建立電插頭連接前，根據本發明之另一實施方式的第一連接器及第二連接器的仰視透視圖；圖8為根據本發明之另一實施方式的第一連接器及第二連接器的透視圖。

附圖用於使本發明之實施方式更加明瞭易懂。其繪示實施方式，並結合說明書闡釋本發明之原理及理念。其他實施方式以及述及之優點中的許多皆由圖式揭示。圖式中之元件毋須以相互比例精確的方式示出。

在未另行說明的情況下，圖中的相同、功能相同及作動方式相同之元件、特徵及組件皆用同一元件符號表示。

100‧‧‧電插頭連接

101‧‧‧根據一通用實施方式的第一連接器

115、215‧‧‧殼體

201‧‧‧根據一通用實施方式的第二連接器

Claims

一種電插頭連接，包含一第一連接器、一第二連接器以及一鎖固機構，其中鎖固係理解為該插頭連接不能因該第一連接器或該第二連接器的不確定運動或在該第一連接器或該第二連接器上的不確定運動或作動於該第一連接器或該第二連接器的不確定力而解除，其中該第一連接器具有一第一電接觸元件及至少一第一磁體，以及其中該第二連接器具有一第二電接觸元件以及至少一磁性與該第一磁體相反的第二磁體，其中該第一及第二接觸元件是備設成建立該第一與第二連接器之間的電連接，以實現電流及/或資料傳輸，以及其中該鎖固機構是構型成自鎖固且該鎖固機構包含一鎖固元件，該鎖固元件具有一設於該第一連接器或該第二連接器中之彈簧，其中該彈簧呈圓弧形，其中該鎖固元件係藉由該卡合元件而自多個閉合方向可彈性變形，該卡合元件可在正好一個打開方向上或打開位置中藉由該鎖固元件釋放，且其中該插頭連接不能以相同的方式打開及閉合。
如請求項1之電插頭連接，其中鎖固係可因該第一或第二連接器沿一預定之打開方向移動及/或扭轉而解鎖。
如請求項1或2之電插頭連接，其中該鎖固機構在該第一或第二連接器中具有一鎖固元件，並且在該第二或第一連接器中具有一卡合元件，其中該鎖固元件及/或該卡合元件在一預定之第一方向上可彈性變形，並且在一不同於該第一方向的第二方向上呈剛性。
如請求項1或2之電插頭連接，其中該第一連接器與一印刷電路板連接，以及，該第二連接器與一印刷電路板及/或與一電纜連接。
如請求項1或2之電插頭連接，其中該第一接觸元件是以至少一接觸條來實施的，以及/或者，該第二接觸元件是以至少一探針或至少一彎曲接點來實施的。
如請求項1或2之電插頭連接，其中該第一及第二接觸元件分別具有多個接觸元件，其以相互水平錯開。
如請求項1或2之電插頭連接，其中該第一連接器與該第二連接器分別具有用於沿打開方向導引第一或第二連接器的導引元件。
一種包含至少一如請求項1至7之其中一項的電插頭連接的載體，其中該載體可穿戴在身體上。
如請求項8之載體，其中一外科設備可透過該電插頭連接安裝在該載體上。