CN105609999A

CN105609999A - 电连接器和包括电连接器的电子设备

Info

Publication number: CN105609999A
Application number: CN201510795380.7A
Authority: CN
Inventors: 崔珍哲
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2016-05-25
Also published as: US9640921B2; WO2016080745A1; US20160141809A1; KR20160059270A; EP3024096A1

Abstract

一种用于与电子设备的连接器端口耦接的连接器，包括：耦接面，用于与电子设备的连接器端口耦接；至少一个连接器端子，布置在所述耦接面的至少一侧上；至少一个第一磁性构件，邻近连接器端子布置并与位于电子设备的连接器端口附近的至少一个第一金属构件耦接；以及检测构件，布置在耦接面上并检测连接器与连接器端口之间的耦接。还公开了应用了连接器的电子设备。

Description

电连接器和包括电连接器的电子设备

技术领域

本公开涉及一种用于电子设备的电连接器设备。

背景技术

电子设备(例如智能电话、智能手表等)近来已经改变成便携或可佩戴的类型。因此，需要连接器设备来为电子设备的电池充电或通过与外部设备(例如个人计算机(PC)等)交互工作来发送/接收数据。

传统地，在电子设备的一个表面中具有插槽的连接器端口被安装到电子设备内的印刷电路板(PCB)，并被配置为部分暴露在外部，并且实现电连接，使得安装在连接器设备的一端上的连接器插入到插槽，从而实现充电和/或数据发送/接收功能。

此外，除插入机制以外，已经引入了使用磁体的附接类型电连接器设备。附接类型的电连接器设备具有从连接器本体突出的多个连接器管脚，并在连接器管脚的两侧的每一侧安装至少一个磁体。此外，在电子设备的对应连接器端口处安装暴露的端子，并在端子的左侧和右侧安装与例如铁等磁体可附接的材料。因此，如果电连接器设备的连接器位于电子设备的连接器端口的周围，则在连接器上安装的磁体附接至与电子设备的磁体可附接的材料，而连接器管脚能够与电子设备的暴露端子电连接。备选地，弹簧管脚(pogopin)可以用作这种附接类型电连接器设备的连接器管脚。

然而，由于插入上述电子设备的连接器设备正在变得大小越来越小并且重量越来越轻，因此很难将连接器设备与电子设备连接，并且问题在于从外侧随机施加的冲击会损坏连接器连接部分，或更严重地损坏电子设备的连接器端口。

当端子通过受暴露在上述附接类型的电连接器设备的连接器外部的磁体所生成的磁力吸引的金属材料而随机地彼此连接时，并且在这种情况下，如果连接器设备与具有外部电源的外部设备连接，则发生断开(或短路)，这导致电连接器设备会被损坏或发生故障的上述问题。

发明内容

因此，本公开的方面提供了一种即使金属材料与暴露在连接器外部的磁体附接也能避免断开的方法，并且因此能够提供实现为确保设备的可靠性的电连接器设备。

根据本公开的一方面，提供了一种用于与电子设备的连接器端口耦接的连接器。该连接器包括：耦接面，用于与电子设备的连接器端口耦接；至少一个连接器端子，布置在所述耦接面的一侧上；至少一个第一磁构件，邻近连接器端子布置并与位于电子设备的连接器端口附近的至少一个第一金属构件耦接；以及检测构件，在耦接面的至少一部分上布置并检测连接器与连接器端口之间的耦接。

根据本公开的另一方面，提供了一种与电子设备的连接器端口电连接的连接器设备。所述连接器设备包括：缆线；外部设备连接器，安装在缆线的一端并与外部设备连接；连接器，在缆线的另一端安装并具有用于与电子设备的连接器端口连接的至少一个连接器管脚；至少一个磁构件，在连接器的耦接面上布置以面对连接器端口，并提供由相对于在连接器端口上布置的至少一个金属构件的吸引力所引起的耦接强度；以及检测构件，邻近连接器的连接器管脚布置，并被配置为仅当连接器与连接器端口耦接时，有助于与电子设备的电连接。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备。电子设备包括：连接器端口，包括至少一个端子和邻近所述端子布置的至少一个磁构件；以及检测构件，用于检测与连接器端口连接的连接器的耦接；其中当检测构件检测到耦接时，完成与连接器的电连接。

附图说明

将根据以下详细描述结合所附的附图，本公开的以上和其他方面、特征优点将更加显而易见，附图中：

图1是根据本公开的实施例的应用了电连接器设备的电子设备的透视图；

图2是具体说明根据本公开的实施例的电连接器设备的部件的透视图；

图3是具体说明根据本公开的实施例的电子设备的连接器端口的部件的透视图；

图4A是具体说明根据本公开的实施例的电连接器设备和电子设备的连接器端口的部件的截面图；

图4B是具体说明根据本公开的实施例的在电子设备的连接器端口中放置电连接器设备的状态的截面图；

图5示意性示出了根据本公开的实施例的电连接器设备的连接结构；以及

图6A和图6B示出了根据本公开的电子连接设备的耦接面。

具体实施方式

以下，参照附图描述本公开的实施例。尽管本公开的实施例易于做出各种修改和替代形式，已经通过示例形式示出了并且本文将详细描述其特定实施例。然而，应当理解的是，并不意在将本公开限制于所公开的具体形式，而是相反，本公开的实施例将覆盖落入由权利要求所定义的本公开的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代。贯穿附图类似的参考符号指示类似的单元。

用于描述本公开的表达“包括”或“可以包括”旨在指示存在本文所公开的相应功能、操作或单元，但是不旨在限制一个或更多个功能、操作或单元的存在。此外，术语“包括”或“具有”旨在指示存在本说明书中所公开的特征、数字、步骤、操作和单元或其组合。这样，术语“包括”或“具有”应当被理解为包括一个或更多个其它特性、数字、步骤、操作或单元或其组合的附加特征。

本公开中，表达“或”包括被一起枚举出的词语的任意和所有组合。例如，“A或B”可包括A或B，或者包括A和B两者。

尽管用于描述本公开的实施例的表达(例如“第一”、“第二”)可以用于表达各种单元，但是它们不旨在限制相应的单元。例如，上述表达不意图限制相应单元的顺序或重要性。以上表达可以用于将单元彼此区分开。例如，第一用户设备和第二用户设备指的都是用户设备，并指示不同的用户设备。例如，在不离开本公开的实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地，第二单元可以被称为第一单元。

当一个单元被描述为与另一个单元“连接”或“接入”另一个单元时，这可能意味着该单元与另一个单元直接连接或接入，但是应当理解的是不存在中间单元。另一方面，当单元被说明为“直接连接”或“直接接入”另一单元时，应当理解的是不存在中间单元。

用于描述本公开的实施例术语的仅用于描述特定实施例，而不旨在限制本公开的实施例。除非在上下文中存在区分的表达，则单数表达包括复数表达。

除非另外定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有由本公开所属的技术领域中的技术人员所普遍理解的相同含义。还将理解的是，术语(例如那些在常用的字典里定义的)应当被理解为具有与它们在相关领域的上下文中它们的含义一致的含义，并且除非本文明确地这样定义将不用理想化的或过于正式的含义。

下文，将参照附图描述根据本公开的实施例的与电连接器连接的电连接器设备。用于描述实施例的术语“用户”可以指使用电连接器设备和电子设备的人，或使用电连接器设备和电子设备的设备(或人工智能电子设备)。

根据本公开的实施例的电子设备可以是包括通信功能的设备。例如，电子设备可以包括以下至少一项：智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上PC、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MPEG-1音频播放器3(MP3)播放器、移动医疗设备、摄像机和可佩戴设备(例如，诸如电子眼镜之类的头戴式设备(HMD)、电子服饰、电子手环、电子项链、电子配饰、电子纹身或智能手表)。

根据特定实施例，电子设备可以是具有通信功能的智能家电。例如，智能家电可以包括以下至少一项：电视、数字视频盘(DVD)播放器、音响、冰箱、空调、清洁器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、TV盒(例如，SamsungHomeSync^TM、AppleTV^TM、或GoogleTV^TM)、游戏机、电子词典、电子钥匙、便携式摄像机和电子图片相框。

根据某些实施例，电子设备可包括以下至少一项：各种医疗设备(例如，磁共振血管造影术(MRA)设备、磁共振成像(MRI)机器、计算断层扫描(CT)设备、图像设备、超声仪器等)、导航设备、全球定位系统(GPS)接收机、行车数据记录仪(EDR)、飞行数据记录仪(FDR)、汽车信息娱乐设备、船用电子装置(例如船用导航设备、陀螺罗盘等)、航空电子设备、安保设备、车头单元、工业或家用机器人、金融机构的自动取款机(ATM)和商店的销售点(POS)设备。

根据特定实施例，电子设备可以包括以下各项的至少一个：包括通信功能的建筑物/结构的一个设备或一部分、电子板、电子签名输入设备、投影仪和各种测量机器(例如用于水源、电力、气体、传输测量机器等)。根据本公开的实施例的电子设备可以是上述多个设备的一个或更多个组合。电子设备可以是柔性设备。此外，本领域技术人员将显而易见本公开不限于上述设备。

图1是根据本公开的实施例的应用了电连接器设备10的电子设备100的透视图。

参照图1，电子设备100是平板类型的移动终端。然而，本公开不限于此，并且因此可以应用于各种类型的电子设备。根据实施例，电子设备100可以具有布置到前表面101的显示器102。此外，可以在电子设备100的上部安装麦克风103、摄像头模块104和传感器模块105。根据实施例，传感器模块105可以包括以下中的至少一个：照度传感器、接近传感器、红外传感器、超声波传感器、和用于健康的心率测量传感器。可以在电子设备100的两个侧面上安装扬声器模块106，以当回放多媒体对象时输出语音、音乐等。尽管未示出，可以在电子设备100的后表面上布置另一摄像头模块，并可以在摄像头模块周围应用闪光灯。

根据实施例，可以在电子设备100的较低侧布置连接器端口107，以应用电连接器设备10。然而，本公开不限于此，并且因此可以在电子设备的多个位置布置至少一个连接器端口107。

根据实施例，电连接器设备10可以包括：具有特定长度的缆线11、弹簧连接器12，在缆线11的一端安装的并且通过与连接器端口107接触电可连接、以及外部设备连接连接器13，安装在缆线11的另一端，以便与电源(例如交流电流(AC)电源)或外部设备(例如个人计算机(PC))连接。根据实施例，外部设备连接连接器13可以是通用串行总线(USB)插座，以电连接至与外部电源连接的适配器。

即使外部设备连接连接器13电连接至电源或用于数据发送/接收的外部设备，也不向从弹簧连接器突出的弹簧管脚(参见图2的124)供电，直至弹簧连接器12与电子设备100的连接器端口107物理接触。由于在与电子设备100的连接器端口107连接之前，不向弹簧连接器12的供电，所以防止弹簧管脚由于外部导电材料而断开连接。因此，电连接器设备故障和损坏。

图2是详细示意了根据本公开的实施例的电连接器设备10的部件的透视图。图3是详细示意了根据本公开的实施例的电子设备的连接器端口107的部件的透视图。

参照图2和图3，电连接器设备10的弹簧连接器12包括：具有特定形状的本体121；和多个弹簧管脚124，以管脚之间的特定间隔安装，并从本体121的耦接面1211突出以便与连接器端口107连接。根据实施例，可以邻近弹簧管脚124布置检测管脚125。弹簧管脚124可以具有当被按下时能够被压入本体121中的结构，并且还可以安装具有相同结构的检测管脚125。可以用以下方式来实现检测管脚125：当检测管脚125处于从耦接面1211突出的状态中时，断开对弹簧管脚124供电；并且当检测管脚125处于被压入耦接面的状态中时，向弹簧管脚124供电，使得仅当弹簧管脚124被放置到连接器端口107时可以向电子设备100供电并发送/接收数据。在相对于连接器端口107合适地放置弹簧连接器12之后，为了供电，检测管脚125的突出长度可以至少比弹簧管脚124的突出长度短。

根据实施例，可以在弹簧连接器本体121的耦接面1211上布置至少一个磁体接合构件122，以提供相对于电子设备100的连接器端口107的耦接强度。与磁体接合构件122相对应地，可以在邻近电子设备100的连接器端口107的区域处布置通过磁力与磁体接合构件122耦接的金属接合部分1072。

根据实施例，可以在弹簧连接器本体121的耦接面1211上布置附加的金属接合构件123，用于通过电子设备100的连接器端口107附近的磁力来耦接磁体接合部分1073。可以等同地配置弹簧连接器12的磁体接合构件122的极性和连接器端口107的磁体接合部分1073的极性。

根据多个实施例，如果正常地放置弹簧连接器12，则弹簧连接器12的磁体接合构件122可以与连接器端口107的金属接合部分1072附接，并且弹簧连接器12的金属接合构件123可以与连接器端口107的磁体接合部分1073附接。

根据实施例，如果非正常地(例如沿反方向)放置弹簧连接器12，则由于弹簧连接器12的磁体接合构件122和连接器端口107的磁体接合部分1073配置有相同的极性，产生排斥力。因此，弹簧管脚124不能与连接器端口107中提供的端子1074电连接。

弹簧连接器12的磁体接合构件122可以具有N或S极性，并且金属接合构件123可以由纯铁形成以受到磁体接合构件122的磁力的影响。根据实施例，磁体接合构件122和金属接合构件123形成为具有相同的形状。

弹簧连接器12的磁体接合构件122和金属接合构件123可以通过分隔开特定间隔，并且可以在磁体接合构件122和金属接合构件123之间布置弹簧管脚124。

可以用以下方式安装弹簧管脚124：管脚(例如6个管脚)从耦接面突出，每个管脚之间具有特定间隔，通过内部弹性构件来向外压出的每个管脚，并且当管脚与在电子设备的连接器端口107的面上布置的端子1074接触时，可以通过以特定量向内压下来接触管脚。因此，即使弹簧连接器12略微松弛或移动，但是由于上述弹簧管脚124的结构，始终保持电连接。根据实施例，弹簧管脚124可以包括(例如)用于数据发送/接收的端子、电源端子和地(GND)端。然而，本公开不限于此，并且可以根据电子设备的功能、类型等来不同地应用弹簧管脚124的数目。

根据实施例，在弹簧连接器12和电子设备100之间的接合结构中，在弹簧连接器12上布置一个磁体接合构件122和一个金属接合构件123，并且与其相对应地，在电子设备100的连接器端口107上布置金属接合部分1072和磁体接合部分1073。然而，本公开不限于此。例如，仅磁体可以在弹簧连接器12的耦接面1211上布置，使得暴露该磁体的至少一部分或不暴露该磁体，并且仅可以在电子设备100的连接器端口107上与该磁体相对应的区域中布置仅一个金属接合部分。

图4A是详细示出了根据本公开的实施例的电子设备100的电连接器设备10和连接器端口107的部件的截面视图。

参照图4A，可以在电连接器设备10的弹簧连接器12内安装特定印刷电路板(PCB)126，并且可以在PCB126上安装包括多个弹簧管脚1242、1243和1244的弹簧管脚单元1241。根据实施例，上述弹簧管脚可以以特定长度从弹簧管脚单元1241突出，并且可以被安装为其一部分暴露在弹簧连接器12的本体121的外部。还可以在PCB126上安装检测管脚125，并且检测管脚125可以与多个弹簧管脚类似地从弹簧管脚单元与多个弹簧管脚一起突出。如所示，多个弹簧管脚由6个管脚形成。这里作为示例，可以在中心附近布置一对电力管脚1243，可以在电力管脚1243两侧的每一侧布置数据发送/接收管脚1244，并且可以在数据发送/接收管脚1244的两侧的每一侧布置接地管脚1242。根据实施例，可以在上述弹簧管脚1242、1243和1244的中心布置检测管脚125。然而，本公开不限于此，并且因此可以在弹簧连接器12的耦接面1211上的任意位置处布置检测管脚125。

可以在弹簧连接器12上布置磁体接合构件122和金属接合构件123，并且可以安装磁体接合构件122和金属接合构件123以从本体121的耦接面1211以特定高度突出。根据实施例，布置在电子设备100的连接器端口107上的金属接合部分1072和磁体接合部分1073可以分别布置在连接端口107上形成的安装凹槽1076和1075内部。

图4B是详细示出了根据本公开的实施例详的向电子设备100的连接器端口107安装电连接器设备10的状态的截面视图。

参照图4B，如果弹簧连接器12与连接器端口107连接，分别在安装凹槽1075和1076内安装磁体接合构件122和金属接合构件123，并且因此可以通过磁力与金属接合部分1072和磁体接合部分1073附接。由于端子1074暴露在连接器端口107上，可以将弹簧连接器12的弹簧管脚1242、1243和1244压入弹簧管脚单元1241中。同时检测器管脚125也可以由于连接器端口107的表面而被压入弹簧管脚单元1241中。在这种情况下，根据其中压下检测管脚125的操作，可以向弹簧管脚1242、1243和1244供电，以执行充电操作，或可以保持数据通信启用状态。相反，如果弹簧连接器12与电子设备100分离，则弹簧管脚1242、1243和1244以及检测管脚125可以恢复回到图4A中所示的原始位置，并因此禁用电源和数据通信。在根据这种操作弹簧连接器12与电子设备100分离的状态中，即使由于磁体接合构件122的磁力导体材料与暴露在外部的弹簧管脚1242、1243和1244附接，也不会发生短路等。

图5示意性示出了根据本公开的实施例的电连接器设备10的连接结构。

参照图5，弹簧管脚1242、1243和1244的每一个可以通过缆线11与PCB126电连接。根据实施例，在弹簧管脚124中，电力管脚1243可以与电力线P连接，数据发送/接收管脚1244可以与数据发送/接收线D连接，并且接地管脚1242可以与接地线G电连接。

根据实施例，切换单元20可以与电力线P、数据发送/接收线D和接地线G线内连接。检测管脚125可以与切换单元20电连接。根据检测管脚125的操作，切换单元20可以与电力线P、数据发送/接收线D和接地线G选择性地断开或连接。例如，仅电力线P可以选择性地与弹簧管脚1243连接，以通过切换单元20供电。针对另一示例，仅数据发送/接收线D可以选择性地与弹簧管脚1244连接，以通过切换单元20进行数据发送/接收通过。作为另一示例，切换单元20可以以表面安装设备(SMD)方式安装在PCB126上或者可以与PCB126分离地布置。

图6A和图6B示出了根据本公开的实施例的电连接器设备10的耦接面。

参照图6A，除弹簧管脚安装区域611以外，可以相对于电子设备的连接器端口在弹簧连接器60的整个耦接面61上布置磁体。在这种情况下，可以在弹簧管脚安装区域611的一部分处安装检测管脚62。

参照图6B，可以相对于电子设备的连接器端口，在弹簧连接器70耦接面71上安装至少一个或更多个检测管脚72和73。在这种情况下，除弹簧管脚安装区域711以外，可以在耦接面71的区域处安装检测管脚72和73。然而，本公开不限于此，并且因此还可以在弹簧管脚安装区域711内安装检测管脚72和73。根据实施例，如果在耦接面上安装一对检测管脚72和73，则可以在耦接面71中彼此面对的位置处布置检测管脚72和73，并因此可以改变为其中仅当将两个检测管脚72和73均被压入弹簧连接器中时可以从电源供电和发送/接收数据的状态。

根据多个实施例，在弹簧连接器上布置至少一个磁体，并且仅受磁铁的磁力影响的金属被布置在电子设备的连接器端口周围。

尽管本文已经示出并描述了本公开的特定实施例，但是本领域技术人员将理解的是可以在不背离由所附权利要求及其等同物所限定的本公开的精神和范围的情况下，做出形式和细节的各种改变。因此，本公开的范围不是通过本公开的详细说明所定义的，而是通过所附权利要求及其等同物限定的。

Claims

1.一种用于与电子设备的连接器端口耦接的连接器，包括：

耦接面，用于与电子设备的连接器端口耦接；

至少一个连接器端子，布置在所述耦接面上；

至少一个第一磁构件，邻近连接器端子布置并与位于电子设备的连接器端口中的至少一个第一金属构件耦接；以及

检测构件，布置在耦接面上并检测连接器与连接器端口之间的耦接。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中检测构件包括：检测管脚，当连接器与连接器端口耦接时，通过在远离连接器端口表面的方向上移动检测管脚来检测连接器的放置。

3.根据权利要求2所述的连接器，还包括：开关，当检测管脚移动时用于执行切换操作，其中通过开关的切换操作来向连接器端口供电。

4.根据权利要求2所述的连接器，

其中连接器端子包括多个连接器管脚，所述多个连接器管脚突出，每一个连接器管脚之间具有特定间隔，以及

其中检测管脚布置在连接器管脚之间。

5.根据权利要求4所述的连接器，其中检测管脚的高度小于或等于连接器管脚的高度。

6.根据权利要求2所述的连接器，其中布置检测管脚，使得通过在彼此面对的一对检测管脚之间放置连接器端子，将该对检测管脚布置在耦接面上。

7.根据权利要求1所述的连接器，其中检测构件是用于检测连接器与连接器端口耦接的电传感器。

8.根据权利要求7所述的连接器，其中所述电传感器是接近传感器和光传感器中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的连接器，其中邻近连接器端口布置至少一个第二磁构件，以引起在耦接面上布置的至少一个第二金属构件的附接。

10.根据权利要求9所述的连接器，其中当连接器与连接器端口耦接时，在连接器上布置的第一磁构件和在连接器端口上布置的第二磁构件布置在彼此不交叠的位置处。

11.根据权利要求10所述的连接器，其中在连接器上布置的第一磁构件和在连接器端口上布置的第二磁构件被配置为显露相同的极性，以便当连接器相对于连接器端口非正常放置时，通过排斥力而被推开。

12.根据权利要求1所述的连接器，其中除连接器端子的安装区域以外，在耦接面的整体上布置第一磁构件。

13.根据权利要求1所述的连接器，其中连接器通过缆线将电子设备与外部设备电连接，并且外部设备是用于为电子设备的电池充电的电源。

14.根据权利要求1所述的连接器，其中连接器通过缆线将电子设备与外部设备电连接，并且外部设备是用于执行相对于电子设备的数据发送/接收的数据发送/接收设备。

15.根据权利要求1所述的连接器，其中连接器是包括多个弹簧管脚的弹簧连接器。

16.一种与电子设备的连接器端口电连接的连接器设备，包括：

缆线；

外部设备连接器，安装在缆线的一端并与外部设备连接；

连接器，安装在缆线的另一端并具有用于与电子设备的连接器端口连接的至少一个连接器管脚；

至少一个磁构件，布置在连接器的耦接面上以面对连接器端口，并提供由相对于在连接器端口上布置的至少一个金属构件的吸引力所引起的耦接强度；以及

检测构件，邻近连接器的连接器管脚布置，并被配置为仅当连接器与连接器端口耦接时才促进与电子设备的电连接。

17.根据权利要求16所述的连接器设备，其中检测构件是检测管脚，当连接器与连接器端口耦接时通过在远离连接器端口表面的方向上移动检测管脚来检测连接器的放置。

18.根据权利要求17所述的连接器设备，其中连接器管脚被安装为当被按下时在远离连接器端口的方向上可移动，并且检测管脚被布置在多个连接器管脚之间并被安装为当被按下时与连接器管脚一起可移动。

19.一种电子设备，包括：

连接器端口，包括至少一个端子和邻近所述端子布置的至少一个磁构件；以及

检测构件，用于检测连接器与连接器端口的耦接；

其中当通过检测构件检测到耦接时，与连接器的电连接完成。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其中连接器包括至少一个金属构件，并且所述连接器与连接器端口的耦接通过连接器端口的磁构件的磁力引起的。