本發(fā)明通常涉及電連接器，并且特別地、但非排他地涉及用于電氣設(shè)備(諸如耳機(jī))的插頭和插孔。

背景技術(shù)：

已知插頭和插孔連接器使得用戶設(shè)備(諸如頭戴式耳機(jī))連接至主設(shè)備(諸如乘客娛樂系統(tǒng))。當(dāng)插頭被插入插孔中時(shí)用戶將可能相對(duì)于插頭和插孔之間的連接點(diǎn)而移動(dòng)頭戴式耳機(jī)。如果用戶試圖超出電纜(該電纜將插頭聯(lián)接至頭戴式耳機(jī))的長(zhǎng)度而移動(dòng)頭戴式耳機(jī)，力將會(huì)通過電纜而施加至插頭和插孔。這意味著由于所施加的力，電纜、插孔和/或插頭將被損壞。在極端情形中可能導(dǎo)致人員受傷——絆倒、被套索套住等。

我們已經(jīng)意識(shí)到提供改進(jìn)的電連接器將是有利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電插頭和電插座。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電連接器，該電連接器包括為配對(duì)的電連接器提供電連接的兩個(gè)電觸頭，電觸頭設(shè)置為與插頭的配對(duì)電觸頭對(duì)接，并且所述電觸頭設(shè)置為當(dāng)附接至連接器時(shí)磁性地保持至配對(duì)連接器、并且傳送電信號(hào)。

本發(fā)明第一方面的連接器可以稱作第一連接器，配對(duì)的連接器可以稱作第二連接器。

每個(gè)電觸頭可以安裝為用于平移移動(dòng)。電觸頭可以設(shè)置為允許并準(zhǔn)許當(dāng)連接至插頭時(shí)一定的平移移動(dòng)范圍。電觸頭優(yōu)選地定位為便于能夠浮置。備選地，電觸頭可以固定地/不動(dòng)地安裝在連接器中。

連接器可以包括設(shè)置為用于向至少一個(gè)平移移動(dòng)方向提供反作用力的彈簧托架。彈簧托架可以描述為彈簧偏置機(jī)構(gòu)。彈簧托架可以稱作彈簧安裝架。

彈簧托架可以提供來自電觸頭的電連接。

彈簧托架可以包括導(dǎo)電通路。彈簧托架可以包括導(dǎo)電材料。

彈簧托架可以如此設(shè)置以使得在使用中一旦開始與配對(duì)連接器連接，電觸頭就抵抗彈簧力而平移。電觸頭可以設(shè)置成向連接器外平移。電觸頭可以向連接器接口外平移。彈簧托架可以設(shè)置為用于當(dāng)配對(duì)連接器從連接器脫離/分離時(shí)向電觸頭提供恢復(fù)力，促使電觸頭向所述連接器接口內(nèi)平移。

電觸頭可以設(shè)置為以當(dāng)并未連接至配對(duì)連接器時(shí)基本上與周圍的外接口表面齊平或者從其突出。

電觸頭可以位于插腳容納凹部的中間。電觸頭可以基本上居中地位于插腳容納凹部之間。

電觸頭可以沿基本上正交于插腳容納凹部所間隔方向的方向而間隔開。

電觸頭每個(gè)可以包括基本上圓柱形的構(gòu)造或部分。圓柱形構(gòu)造可以設(shè)置有環(huán)繞肩部。肩部可以設(shè)置為用于與彈簧托架接合。肩部直徑可以大于圓柱形部分。應(yīng)該知曉的是電觸頭可以是非圓柱形的，諸如定制的形狀或輪廓。

電觸頭可以包括導(dǎo)電的磁性或磁化材料。

電觸頭可以設(shè)置成位于在突起部中間的區(qū)域中。

每個(gè)電觸頭連接至傳送信號(hào)的連接。

每個(gè)電觸頭可以設(shè)置為用于傳送各自的電信號(hào)。每個(gè)電觸頭可以設(shè)置為用于傳送音頻(驅(qū)動(dòng))信號(hào)。

連接器可以包括四個(gè)電觸頭。

連接器可以包括至少兩個(gè)電插腳容納凹部。連接器可以包括三個(gè)插腳容納凹部。

其中提供四個(gè)電觸頭時(shí)，不提供電插腳容納凹部(用于連接至配對(duì)連接器)。

連接器可以包括電插座。

配對(duì)連接器可以包括用于電氣設(shè)備的插頭，所述插頭包括外殼以及從外殼接口延伸以用于由插座接收并且用于在它們之間電連接的兩個(gè)電插腳，并且插頭進(jìn)一步包括也設(shè)置為用于與插座電接觸的兩個(gè)電觸頭，其中插腳比電觸頭更長(zhǎng)，其中突出部設(shè)置為用于促使插頭從插座分離，并且進(jìn)一步其中電觸頭設(shè)置為用于被磁性地吸引至插座并且因此在插頭和插座之間提供磁性保持力，并且電觸頭設(shè)置為用于傳送電信號(hào)。

其中在該插頭是用于耳機(jī)的插頭的情況下，分別的兩個(gè)突出部和電觸頭可以設(shè)置為為左側(cè)或右側(cè)揚(yáng)聲器之一提供(正和負(fù))電路連接，另外兩個(gè)電觸頭和突出部設(shè)置為為另一個(gè)揚(yáng)聲器提供電氣電路連接。

插頭和/或插座可以單獨(dú)或組合地包括具體實(shí)施方式中和/或附圖中的一個(gè)或多個(gè)特征。

附圖說明

現(xiàn)在將僅借由示例的方式、參考以下附圖描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，其中：

圖1是電插頭的俯視圖；

圖2是圖1的電插頭的正視圖；

圖3是圖1和圖2的電插頭的x-x上的縱向剖視圖；

圖4是圖1的電插頭的電氣電路示意圖；

圖5是電插頭的第二實(shí)施例的俯視圖；

圖6是圖5的電插頭的正視圖；

圖7是電插座的內(nèi)部子組件的透視圖；

圖8是包括圖7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部外殼的電插座的透視圖；

圖9a是圖7的電插座內(nèi)部的分解圖；

圖9b和9c示出了插座內(nèi)部子組件的變形實(shí)施例；

圖10是變形例的電插座內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分解圖；

圖11是插頭和插座的俯視圖；

圖12是插頭和插座的俯視圖；以及

圖13示出了變形例的插座。

圖14至圖16示出了插座的另外變形實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，示出了用于電氣設(shè)備的插頭1，包括外殼，以及在外殼的正方和正側(cè)方或者接口延伸的兩個(gè)插腳4和5。如以下所述，插頭有利地設(shè)置為用于使得從插座/插孔10容易移除。特別有利的事實(shí)是，在用戶(例如連接至插頭的音頻頭戴式耳機(jī)的穿戴者)超出將設(shè)備連接至插頭的電纜20的長(zhǎng)度而移動(dòng)的情況下，插頭可以以快速短路的方式而容易地?cái)嚅_其配接，而不會(huì)對(duì)插頭或插座造成損壞。插頭和插座可以更通常地稱作連接器和配對(duì)連接器，所述連接器和配對(duì)連接器設(shè)置為用于可拆卸地配接并且當(dāng)連接時(shí)提供電連接。

插腳4和5的每一個(gè)提供與插座10中的各自的觸頭的電連接。插頭1連接至頭戴式耳機(jī)設(shè)備，其中每個(gè)插腳提供短暫回傳(shortreturn)或音頻回傳(audioreturn)。

插頭1進(jìn)一步包括兩個(gè)電觸頭3a和3b，所述電觸頭也設(shè)置在插頭1的正(接口)表面上，每個(gè)具有短粗的、平坦的輪廓。電觸頭3a和3b提供電信號(hào)接觸，并且固定地安裝/嵌入在插頭的外殼中。電觸頭在使用中分別傳送電(音頻)驅(qū)動(dòng)信號(hào)至頭戴式耳機(jī)的左側(cè)揚(yáng)聲器和右側(cè)揚(yáng)聲器，并且因此連接至合適的內(nèi)部布線。參照?qǐng)D4，其示出了插頭至音頻頭戴式耳機(jī)的電氣電路連接。觸頭3的每個(gè)基本上比插腳4和5的長(zhǎng)度更短，并且與插腳4和5相比可以視作僅具有可忽略的長(zhǎng)度。觸頭3具有基本上可忽略的長(zhǎng)度并且每個(gè)觸頭包括位于插腳4和5中間的平坦的金屬部分(并且磁性地吸引至磁體)。觸頭3設(shè)置為用于緊密的(intimate)電接觸或面對(duì)面的電接觸，配對(duì)的觸頭由插座10提供。

應(yīng)該知曉的是插腳4和5與基于諸如arinc628標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)插頭相比長(zhǎng)度更短。這至少部分地有利于從插座移除插頭。也應(yīng)該注意的是每個(gè)插腳的遠(yuǎn)端部或尖端2是圓形或長(zhǎng)圓形的，并且因此進(jìn)一步使得便于從插座10抽出插腳。然而應(yīng)該知曉的是尖端可以是與圓形相反的尖角構(gòu)造。

參照?qǐng)D5和6，其示出了插頭1的變形實(shí)施例，包括電插頭1′。在該實(shí)施例中，電纜進(jìn)入外殼部分9′基本上正交于插腳4′和5′定向，并且因此電纜20′也如此定向。

插座10或插孔單元包括(外部)外殼25，設(shè)置為用于裝配至用于機(jī)上乘客娛樂系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)(或非標(biāo)準(zhǔn))飛行器孔口中。外殼25包括設(shè)置為用于與插頭1對(duì)接的插頭接口區(qū)域24。接口區(qū)域24包括從插座外殼向前延伸的凸起部或隆起部。接口區(qū)域包括兩個(gè)孔口6和7?？卓?和7設(shè)置為用于容納各自的插頭的插腳4和5。電觸頭構(gòu)造設(shè)置在每個(gè)孔口內(nèi)(以下進(jìn)一步詳述)，并且每一個(gè)電觸頭設(shè)置為用于與每個(gè)各自的插腳的導(dǎo)電部分接觸，并且向其提供合適的電信號(hào)。

參照?qǐng)D7和9a，插座10進(jìn)一步包括彈簧托架30。概述地，彈簧托架具有雙重目的：用于為每個(gè)觸頭8的平移移動(dòng)提供恢復(fù)用的反力，以及用于提供至內(nèi)部子組件的電路的電氣通路。具體地，彈簧托架包括兩個(gè)環(huán)形部分31，每一個(gè)環(huán)形部分設(shè)置為用于在由此所限定的孔口中容納各自的觸頭8。每個(gè)環(huán)形部分31設(shè)置為用于與每個(gè)觸頭的肩部部分8a接合。每個(gè)觸頭8包括基本上圓柱形部分8a，包括肩部部分8b(如圖10中最佳可見)。

彈簧托架30進(jìn)一步包括兩個(gè)導(dǎo)電翼片32，其設(shè)置為用于將觸頭8電連接至插座的內(nèi)部子組件。作為內(nèi)部子組件的一部分的印刷電路板35具有電觸頭區(qū)域36。每個(gè)翼片32設(shè)置為用于與那些區(qū)域電連接。應(yīng)該知曉的是彈簧托架30由諸如金屬的導(dǎo)電材料制成。彈簧托架進(jìn)一步包括設(shè)置在位于每個(gè)孔口6和7周圍的兩個(gè)構(gòu)造33。彈簧托架30的彈簧功能通過合適地配置彈簧鉸鏈37并設(shè)計(jì)彈簧鉸鏈37的尺寸而實(shí)現(xiàn)。

彈簧托架30的使用有利地促進(jìn)插座10的組裝，因?yàn)榭梢砸宰钌俳M裝步驟實(shí)現(xiàn)彈簧安裝和電連接。此外，構(gòu)造33用于將托架保持在合適位置，因?yàn)?如以下所述)每個(gè)磁性電觸頭8是相反的電極，因此將吸引在一起(這可能阻礙組裝過程)。由此，由于構(gòu)造附接在凹部6和7的每個(gè)開口周圍，因而防止觸頭靠在一起。

盡管結(jié)構(gòu)稍微不同于圖7中所示，圖10中所示的實(shí)施例起到與圖7中所示實(shí)施例相同的核心作用。部件39是彈簧托架，其可以形成為圓錐形彈簧、塑料模塑物、或回彈性泡沫橡膠的塊件。在該變形例中，接觸框架50是柔性襯底或印刷電路板(pcb)材料(代替按照以上實(shí)施例由金屬制造的)，其中接觸跡線印刷/刻蝕在諸如聚酯或kapton膠帶的襯底的背表面上?？蚣?0具有一定的彈性和順應(yīng)性?；貜?fù)彈簧39不僅用于一旦已經(jīng)釋放了頭戴式耳機(jī)則推動(dòng)磁體返回，其也抵接磁體推動(dòng)隔膜以確保良好的信號(hào)傳輸。

圖9a示出了其中使用卷簧的變形例彈簧托架。

鋼彈簧托架的使用可以是有利的，因?yàn)槠淇梢杂糜谑闺娪|頭成為″罐形磁體″，由此加強(qiáng)了從磁體向前發(fā)射的磁場(chǎng)。為了改進(jìn)電觸頭8的磁場(chǎng)的向前發(fā)射范圍，我們可以有機(jī)會(huì)在某點(diǎn)處構(gòu)造簡(jiǎn)單的層疊結(jié)構(gòu)(也即罐形磁體)，其中采用fe基襯墊材料構(gòu)造磁體--這″縮短″了磁通量，將其向前發(fā)射。fe組分可以是簡(jiǎn)單的板片或者可以是吊桶，其向前推動(dòng)磁體以十倍地增大強(qiáng)度。fe基吊桶(非常低的碳鋼)由塑料隔膜與磁體的外圍隔離。

圖9b和9c示出了罐形磁體構(gòu)造，其包括卷簧。在該實(shí)施例中″吊桶″45容納磁化的部分8′，其是導(dǎo)電觸頭8的背面。電信號(hào)經(jīng)由設(shè)置在印刷電路板襯底48上的導(dǎo)電跡線47從電觸頭8傳送至內(nèi)部子組件中的端子或者從該端子傳送至電觸頭8。

回頭參照?qǐng)D8，可以看到外殼25的面向內(nèi)部的構(gòu)造為使每個(gè)觸頭8的平移移動(dòng)約束在外殼25的內(nèi)表面與內(nèi)部子組件的相對(duì)表面之間的空間中。

圖9a示出了變形例的彈簧托架構(gòu)造，其中卷簧40由粘附劑直接地附接至每個(gè)觸頭8的背面，或者通過卡扣至針頭上或者通過固定至附接到磁體背面的金屬(鋼)載體。彈簧的另一端隨后附接至由電路板35提供的觸頭。

插座10包括電觸頭構(gòu)造，其包括基本上位于孔口6和7中間的兩個(gè)磁化電觸頭8。電觸頭8沿基本上正交于孔口6和7間隔方向的方向而間隔開。磁化電觸頭的一個(gè)是正面面向北極的表面，而另一個(gè)磁化電觸頭8提供正面面向南極的表面。觸頭8可平移地保持在插座的正表面或接口24中。觸頭的磁化在使用中用于提供保持力以幫助將插頭保持在與插座連接的條件下。然而，由磁化提供的保持力并未足夠大得防止插頭從音頻插孔插座脫離。電觸頭8設(shè)置為用于經(jīng)由面對(duì)面的接觸或緊密的接觸而與插頭1的電觸頭3電對(duì)接。應(yīng)該知曉的是盡管磁性觸頭8的每一個(gè)可以是導(dǎo)電材料諸如fe的單一(含鐵)磁化塊件，在其他實(shí)施例中其可以包括兩部分構(gòu)造，該兩部分構(gòu)造包括導(dǎo)電的并且設(shè)計(jì)用于傳導(dǎo)電信號(hào)的第一部分、以及磁性的第二部分，其中區(qū)分的第一部分主要地用于傳導(dǎo)電信號(hào)而第二部分用于提供磁性吸引。例如第一部分可以位于中間并且第二部分是圍繞第一部分的環(huán)形形狀，或者反之亦然。兩個(gè)部分可以形成不同的層，一個(gè)在另一個(gè)頂部上。

有利地，電觸頭8通過由彈簧托架30的環(huán)形構(gòu)造31定位而保持在合適位置中。這避免需要將電觸頭焊接在合適位置(這樣的話這可能使得電觸頭的磁場(chǎng)強(qiáng)度退化)。

孔口6和7以及磁化的電觸頭8設(shè)置在電絕緣部分14中，電絕緣部分14使這些特征保持相互電絕緣。

插頭1借由電纜20連接至音頻耳機(jī)。

參照?qǐng)D7、8和9a。插座10包括電纜/布線，其連接至來自車載乘客娛樂系統(tǒng)的音頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)源。在每個(gè)孔口6和7內(nèi)，設(shè)置了許多電端子，所述電端子沿著插座中凹陷區(qū)域的長(zhǎng)度而間隔開并且設(shè)置為用于與各自的電插頭的插腳的接觸區(qū)域接觸。如圖7和11中可見，插座內(nèi)每個(gè)電觸頭由參考數(shù)字12a、12b和12c示出，它們沿著插座的每個(gè)各自的部件的深度間隔開。觸頭設(shè)置成根據(jù)插腳的長(zhǎng)度而與插頭插入觸頭中的不同導(dǎo)電部分接觸。從圖2中也可見，如虛線所示，插頭外殼內(nèi)的布線連接至每個(gè)插腳4和5以及觸頭3。

在使用中，插座10安裝在飛行器中的乘客座椅中或與其相鄰。要是乘客希望使用機(jī)載娛樂系統(tǒng)，他可以將(他的音頻耳機(jī)的)插頭1推入插座10中。如此，插腳4和5容納在各自的孔口6和7中，并且觸頭3a和3b以面對(duì)面接觸(電連接)的形式而由電觸頭8接收，并且由磁性吸引而保持在一起。在插頭1并未附接至插座10的情況下，電觸頭8的面向前面的表面與外部外殼25的接口24基本上齊平。在彈簧托架未變形的條件下，通過作用在每個(gè)觸頭8的肩部上的彈簧托架、而實(shí)現(xiàn)觸頭8的在脫離、未連接條件下的該定位。一旦使得觸頭3a和3b對(duì)準(zhǔn)并且靠近各自的觸頭8，磁性吸引力就使得觸頭8抵抗彈簧托架的恢復(fù)力而向外平移。當(dāng)已連接和附接時(shí)，每個(gè)觸頭8的面向外的表面分別與其配對(duì)的接觸表面3a和3b保持緊密的、面對(duì)面的接觸。在該條件下，每個(gè)電觸頭8抵抗彈簧托架施加的恢復(fù)力而維持稍微從接口24突出。

磁性吸引力存在于插座和插頭之間。這確保當(dāng)使用時(shí)維持插頭1連接至插座10?？朔判晕⑹沟貌孱^從插座脫離所需的力大約是5n。應(yīng)該知曉的是該脫離力大于由彈簧托架所施加的恢復(fù)彈簧力。在用戶戴耳機(jī)時(shí)意外地超出電纜長(zhǎng)度而移動(dòng)的情況下，這將使得拉力施加至插頭1。這可能由于用戶嘗試從他座位起身、但是在這樣做之前忘記移除耳機(jī)而發(fā)生。采用傳統(tǒng)的插頭的情況下，這將潛在地導(dǎo)致施加至耳機(jī)、電纜和插頭的損壞力，因?yàn)椴孱^將會(huì)保持在插座中。然而，采用插頭1的情況下，由插座容納的插腳4和5的長(zhǎng)度、以及磁性保持力的強(qiáng)度使得當(dāng)該拉力施加至插頭時(shí)，插頭以快速釋放的方式從插座脫離，并且因此最小化了將施加的潛在的損壞力。有利地，即使以高角度將拉力施加至插頭(也即不與插腳的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)因此減小拉力/向量分量)，插頭將仍然脫離。電纜入口套管9的有效長(zhǎng)度有利于快速釋放過程，電纜入口套管9使得杠桿作用施加至插頭，由此進(jìn)一步促進(jìn)脫離。以該方式，插腳4和5樞軸離開它們各自的插座凹部。電纜入口套管9可以是半剛性或柔性構(gòu)造。

有利地，插座10是向后可兼容的，其也能夠允許與已知的插頭(具有電插腳)一起使用，例如包括這樣類型的插腳，其中各個(gè)端子沿著插腳長(zhǎng)度間隔(并且相互電絕緣)。在這點(diǎn)上參照?qǐng)D11和12。一旦插入該已知類型插頭，該(已知的)插腳的端子或每個(gè)端子將接觸各自的位于孔口內(nèi)部的端子觸頭。插座10因此具有接收插頭1或已知類型插頭而不限于使用前者的多功能性。通過示例的方式，圖12示出了已知的″標(biāo)準(zhǔn)″雙插腳插頭50，其中其兩個(gè)插腳51和52的每一個(gè)包括兩個(gè)電觸頭(相互電絕緣的套管觸頭和尖端觸頭)。有利地，插座10能夠容納該插頭，并且完全與其配合。插座10也與單個(gè)插腳插頭(諸如3.5mm立體聲插頭)可兼容。為了實(shí)現(xiàn)該多插頭可兼容性，設(shè)置插座內(nèi)端子的布線以使得來自多觸頭插腳(它們是單插腳插頭或雙插腳插頭)的信號(hào)按正確路徑發(fā)送。當(dāng)插腳51和52被插入插座10時(shí)，每個(gè)插腳的尖端部分和套管部分的每一者將與每個(gè)插座觸頭12c和12b電接觸。當(dāng)插頭1被插入插座10中時(shí)，每個(gè)插腳4和5將僅與每個(gè)各自的插座凹部的內(nèi)部端子12c接觸。

在插座10的變形實(shí)施例中，可以以通常的三角形構(gòu)造設(shè)置三個(gè)容納插腳的凹部，其中電觸頭8設(shè)置在插頭的中間的接口區(qū)域中。該實(shí)施例100的示例示出在圖13中，其中特征101和102是插腳容納孔口并且特征108是磁性電觸頭。

參照?qǐng)D14、15和16，其示出了插座的另外變形實(shí)施例，但是均包括磁性吸引電觸頭的潛在功能，所述電觸頭用于將插頭保持至插座以及傳送電信號(hào)。在圖14中，插座200包括設(shè)置在接口224上的兩個(gè)客戶定制形狀的電觸頭208，并且進(jìn)一步包括電插腳容納凹部206和207。圖15示出了插座300，其包括單個(gè)電插腳容納凹部306，設(shè)置在接口324上的兩個(gè)間隔開的磁性電觸頭308在該電插腳容納凹部的兩側(cè)。最后，圖16示出了插座400，該插座包括接口424，接口424自身包括四個(gè)間隔開的磁性電觸頭408。接口424進(jìn)一步包括定位鎖銷401a和定位凹部410b。圖中的410a和410b設(shè)置為用于與在配對(duì)連接器上的配對(duì)構(gòu)造接合，該配對(duì)連接器自身也包括四個(gè)電連接器，該電連接器設(shè)置為由電觸頭408磁性地吸引。

盡管以上實(shí)施例在頭戴式耳機(jī)的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)特別的應(yīng)用(并且在(飛機(jī)上或其他)乘客娛樂領(lǐng)域中特別有利)，但是修改的實(shí)施例也在通常用于傳輸數(shù)據(jù)，或者實(shí)際的任何電信號(hào)而不僅是音頻信號(hào)和/或電力的插頭和插座構(gòu)造中而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。這可以通過在插座的每個(gè)孔口的至少兩個(gè)接觸之間提供連接而實(shí)現(xiàn)，從而使得對(duì)于與插座10兼容的每個(gè)不同類型的插頭來說電信號(hào)都按正確的路線傳送。