TWI807894B - 連接器 - Google Patents

Abstract

本案關於一種連接器，用以與負載端對接。連接器包括殼座、導電端子、訊號端子與凸部。殼座的容置空間通過開口端向外連通。負載端的殼套沿第一方向通過開口端套合於殼座上且滑動第一位移距離，複數個接觸端子通過開口端滑入容置空間，且複數個接觸端子之一者與導電彈性臂干涉形成電性連接。訊號端子的訊號彈性臂容置於容置空間。凸部彈性連接於殼座，且貫穿殼座。殼套沿第一方向通過開口端且滑動第二位移距離時，凸部受殼套干涉向內推抵訊號彈性臂，訊號彈性臂推抵複數個接觸端子之另一者而形成電性連接。第二位移距離大於第一位移距離。

Description

連接器

本案係關於一種連接器，尤指一種高功率防跳火連接器，用以避免電弧積碳的產生。

USB供電是利用USB(Universal Serial Bus)連接器將系統供電端(Provider)的電源傳送供給受電端(Consumer)接收。以往各種行動裝置如筆電、手機，都採用不同連接器介面，導致市面上各式連接器皆無法相容使用，易造成應用限制及資源浪費等問題。因此，當前市場針對各種行動裝置所架構的PD供電，多已採用USB PD(Power Delivery)協定的Type-C介面連接器進行，使行動裝置與周邊儲存裝置等設備的資料傳輸、供電受電、視訊訊號傳輸可通用一Type-C連接器完成。

由於使用便利，Type-C連接器現已廣泛應用於高功率電力傳送以及快速充電應用等，通過使用者的插拔動作即可完成供電受電。然而在高功率電力傳送以及快速充電應用的環境下，電力直接瞬間、大流量的由供電端傳送至受電端。若使用者隨意拔除於供電端與受電端之間作用的連接器，易於受電端的端子產生電弧積碳、溫升過高的情形，亦可能產生瞬間跳火等情況。長期使用下，將減損連接器之使用壽命，並導致使用安全性問題。

有鑑於此，實有必要提供一種連接器，於連接器自負載端拔除動作完前預先進行電壓調降，以避免熱插拔的跳火發生，同時避免電弧積碳的生成，延長連接器的使用壽命，以解決習知技術之缺失。

本案之目的在於提供一種連接器。利用殼座上彈性連接的凸部結構來控制導電端子及訊號端子與負載端複數個接觸端子的斷連時序，於連接器拔離負載端複數個接觸端子時，凸部結構先行復位釋放的訊號端子，而導電端子與負載端導電接觸端子仍處於連接狀態。此時連接器連接之電源可控制電壓先行下降或中止輸出電壓。當導電端子與負載端導電接觸端子分離斷連之際，導電端子與負載端導電接觸端子之間的電位差已小於一定程度，即可避免熱插拔的跳火發生，同時避免電弧積碳的生成，進而延長使用壽命，並解決使用安全性問題。

本案之另一目的在於提供一種連接器。其中負載端複數個接觸端子沿第一方向與連接器對接時，負載端通過連接器開口端後分別以第一位移距離以及第二位移距離完成導電端子與訊號端子的電性連接。由於第一位移距離小於第二位移距離，因此對接時導電端子先與導電接觸端子形成電性連接後，訊號端子再與訊號接觸端子形成電性連接。相反地，於連接器沿第一方向脫離負載端時，當脫離距離大於零且小於第二位移距離與第一位移距離的差值時，訊號端子將與訊號接觸端子斷連，而導電端子則與導電接觸端子維持電性連接。此時，連接器連接端電源的控制器可依據訊號端子的斷連狀態判定連接器處於拔除作動中，同時控制開關元件或斷電單元調降輸出電壓或中止輸出電壓，使輸出電壓 通過一放電路徑進行放電。爾後，當脫離距離大於第二位移距離與第一位移距離的差值時，負載端及連接器端的輸出電壓已由高電壓降至低電壓輸出或中止輸出電壓，則導電端子與負載端的導電接觸端子斷連便不易引發跳火，同時可避免電弧積碳的生成，進而延長使用壽命，並解決使用安全性問題。

為達前述目的，本案提供一種連接器，用以與負載端對接，負載端包括複數個接觸端子以及殼套，殼套環設於複數個接觸端子，連接器包括殼座、導電端子、訊號端子以及凸部。殼座於空間上相對於負載端的複數個接觸端子與殼套，殼座包括容置空間以及開口端，容置空間通過開口端向外連通。導電端子，沿第一方向設置於容置空間內，且包括導電彈性臂，其中殼套沿第一方向通過開口端套合於殼座上且滑動第一位移距離，複數個接觸端子通過開口端滑入容置空間，且複數個接觸端中子之一導電接觸端子與導電彈性臂彼此干涉形成電性連接。訊號端子沿第一方向設置於容置空間，且包括訊號彈性臂。凸部彈性連接於殼座，且貫穿殼座，於空間上相對於訊號彈性臂，其中殼套沿第一方向通過開口端且滑動第二位移距離時，凸部受殼套干涉向內推抵訊號彈性臂，使訊號彈性臂推抵複數個接觸端子中之一訊號接觸端子而形成電性連接，其中第二位移距離大於第一位移距離。

於一實施例中，複數個接觸端子與殼套沿第一方向通過開口端滑動小於第二位移距離時，凸部未與殼套干涉，訊號彈性臂與訊號接觸端子於第一方向的視向上彼此錯位。

於一實施例中，當連接器與負載端沿第一方向對接時導電接觸端子先與導電端子形成電性連接，殼套再與凸部干涉，帶動凸部向內推抵訊號彈性臂推抵訊號觸端子而形成電性連接。

於一實施例中，當連接器與負載端拆離時，凸部先脫離與殼套在第一方向的干涉，並釋放訊號彈性臂，使該訊號彈性臂與訊號接觸端子分離，導電彈性臂再脫離與導電接觸端子在第一方向的干涉，使導電彈性臂與導電接觸端子分離。

於一實施例中，當連接器沿第一方向自負載端拆離，且連接器相對負載端之位移距離大於零且不大於第二位移距離與第一位移距離的差值時，凸部脫離與殼套在第一方向的干涉，並釋放訊號彈性臂，使訊號彈性臂與訊號接觸端子分離，導電彈性臂與導電接觸端子在第一方向維持干涉。

於一實施例中，當連接器沿第一方向自負載端拆離，且連接器相對負載端之位移距離大於第二位移距離與第一位移距離的差值時，導電彈性臂脫離與導電接觸端子在第一方向的干涉。

於一實施例中，連接器連接至電源，電源包括控制器，組配控制通過導電端子傳送的輸出電壓，其中於訊號彈性臂與訊號接觸端子分離且導電彈性臂與導電接觸端子維持電性連接時，控制器調降輸出電壓或中止輸出電壓。

於一實施例中，電源更包括斷電單元，電性連接至控制器，於訊號彈性臂與訊號接觸端子分離且導電彈性臂與導電接觸端子維持電性連接時，控制器通過斷電單元調降輸出電壓。

於一實施例中，斷電單元係選自由控制器、放大器、電阻器以及電容所構成群組中之至少一者。

於一實施例中，電源更包括開關元件，電性連接至控制器，於訊號彈性臂與訊號接觸端子分離且導電彈性臂與導電接觸端子維持電性連接時，控制器通過開關元件調降輸出電壓。

於一實施例中，開關元件為MOSFET或BJT。

於一實施例中，殼座包括外殼以及內殼座，外殼包覆於內殼座上，容置空間位於內殼座內。

於一實施例中，凸部包括第一凸塊以及第二凸塊，於空間上彼此相對，其中第一凸塊彈性連接於外殼，且自外殼向外凸設，於空間上相對於負載端的殼套，受殼套干涉時向內推抵第二凸塊，其中第二凸塊彈性連接於內殼座，且自內殼座向內凸設，於空間上相對於訊號彈性臂，受第一凸塊推抵時，帶動訊號彈性臂抵頂訊號接觸端子。

於一實施例中，於第一方向上，導電彈性臂至開口端的距離與訊號彈性臂至開口端的距離相等。

於一實施例中，於第一方向上，凸部至開口端的距離大於訊號彈性臂至開口端的距離。

於一實施例中，連接器為一USB Type C連接器。

於一實施例中，複數個接觸端子為一金手指，形成於一舌片。

於一實施例中，凸部未與殼套干涉時，導電彈性臂與訊號彈性臂於第一方向的視向上具有一相對高度差，且沿第二方向形成位差，其中第二方向垂直於第一方向。

1、1a:連接器

10、10a:殼座

101:外殼

102:內殼座

11:容置空間

12:開口端

13:套合段

20、20a:凸部

201:第一凸塊

202:第二凸塊

30:導電端子

31:導電彈性臂

40:訊號端子

41:訊號彈性臂

50:電源

51:控制器

52:開關元件

53:穩壓單元

54:驅動單元

55:斷電單元

9:負載端

91:舌片

91a:導電接觸端子

91b:訊號接觸端子

92:殼套

920:內周壁

93:控制器

94:開關元件

95:穩壓單元

96:驅動單元

D1:第一位移距離

D2:第二位移距離

、

、

、

、

、

:線段

T1、T2、T3:時序

X、Y、Z:軸

第1A圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端呈脫離狀態的示意圖。

第1B圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端於另一視角呈脫離狀態的示意圖。

第2A圖係揭示本案第一實施例之連接器的結構分解圖。

第2B圖係揭示本案第一實施例之連接器於另一視角的結構分解圖。

第3A圖係揭示第1A圖中沿

線段對應導電端子之截面圖。

第3B圖係揭示第1A圖中沿

線段對應訊號端子及凸部之截面圖。

第4圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端呈插拔中的示意圖。

第5A圖係揭示第4圖中沿

線段對應導電端子之截面圖。

第5B圖係揭示第4圖中沿

線段對應訊號端子及凸部之截面圖。

第6圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端呈連接狀態的示意圖。

第7A圖係揭示第6圖中沿

線段對應導電端子之截面圖。

第7B圖係揭示第6圖中沿

線段對應訊號端子及凸部之截面圖。

第8圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端架構之降壓機制方塊圖。

第9圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端之降壓機制中電壓與時間關係圖。

第10圖係揭示本案第二實施例之連接器與負載端之截面圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用於限制本案。例如，若本案以下的內容敘述了將一第一特徵設置於一第二特徵之上或上方，即表示 其包含了所設置的上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦包含了尚可將附加的特徵設置於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與上述第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，本案不同實施例可能使用重複的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定各個實施例及/或所述外觀結構之間的關係。再者，為了方便描述圖式中一組件或特徵部件與另一(複數)組件或(複數)特徵部件的關係，可使用空間相關用語，例如「內」、「外」、「上」、「下」及類似的用語等。除了圖式所繪示的方位之外，空間相關用語用以涵蓋使用或操作中的裝置的不同方位。所述裝置也可被另外定位(例如，旋轉90度或者位於其他方位)，並對應地解讀所使用的空間相關用語的描述。此外，當將一組件稱為「連接到」或、「耦合到」另一組件時，其可直接連接至或耦合至另一組件，或者可存在介入組件。儘管本案廣義範圍的數值範圍及參數為近似值，但盡可能精確地在具體實例中陳述數值。另外，可理解的是，雖然「第一」、「第二」、「第三」等用詞可被用於申請專利範圍中以描述不同的組件，但這些組件並不應被這些用語所限制，在實施例中相應描述的這些組件是以不同的組件符號來表示。這些用語是為了分別不同組件。例如：第一組件可被稱為第二組件，相似地，第二組件也可被稱為第一組件，而不會脫離實施例的範圍。如此所使用的用語「及/或」包含了一或多個相關列出的項目的任何或全部組合。

第1A圖及第1B圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端呈脫離狀態的示意圖。第2A圖及第2B圖係揭示本案第一實施例之連接器的結構分解圖。第3A圖係揭示第1A圖中沿

線段對應導電端子之截面圖。第3B圖係揭示第1A圖中沿

線段對應訊號端子及凸部之截面圖。第4圖係揭示本案 第一實施例之連接器與負載端呈插拔中的示意圖。第5A圖係揭示第4圖中沿

線段對應導電端子之截面圖。第5B圖係揭示第4圖中沿

線段對應訊號端子及凸部之截面圖。第6圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端呈連接狀態的示意圖。第7A圖係揭示第6圖中沿

線段對應導電端子之截面圖。第7B圖係揭示第6圖中沿

線段對應訊號端子及凸部之截面圖。於本實施例中，連接器1例如是USB Type C連接器，用以與例如USB PD負載端9沿第一方向對接，其中第一方向例如以X軸方向作說明，但不以此為限，連接器1亦可為其他具有溝通協定的連接器。於本實施例中，負載端9包括複數個接觸端子以及殼套92，複數個接觸端子以金手指型式構成於一舌片91上，且至少包含一導電接觸端子91a與一訊號接觸端子91b。當然，本案並不受限於此。殼套92環設於複數個接觸端子的外周緣。另外，連接器1包括殼座10、導電端子30、訊號端子40以及凸部20。殼座10於空間上相對於負載端9的複數個接觸端子與殼套92。殼座10包括容置空間11以及開口端12，容置空間11通過開口端12向外連通。於本實施例中，導電端子30例如是VBUS及GND的導接端子，例如由金屬片製成，架構於殼座10內，且容置於容置空間11內。其中導電端子30包括導電彈性臂31，沿第一方向(X軸方向)設置。當負載端9的殼套92沿第一方向(X軸方向)通過連接器1的開口端12套合於殼座10上的套合段13且滑動第一位移距離D1(如第5A圖所示)，複數個接觸端子沿第一方向(X軸方向)通過開口端12滑入容置空間11，且導電接觸端子91a與導電彈性臂31於第一方向(X軸方向)上彼此干涉形成電性連接。於本實施例中，訊號端子40亦例如由金屬片製成，架構於殼座10內，且容置於容置空間11內。訊號端子40包括訊號彈性臂41，沿第一方向(X軸方向)設置。凸部20彈性連接於殼座10， 且貫穿殼座10，於空間上相對於訊號彈性臂41。其中凸部20例如與殼座10一體成形。凸部20相對殼座10上的一開口或孔洞設置，貫穿開口或孔洞，且通過部分側邊連接至殼座10，以實現凸部20在殼座10上的彈性支撐。凸部20至少凸出於殼座10的外側表面而外露於開口或孔洞，亦可分別凸出於殼座10的兩側表面而外露於開口或孔洞。當負載端9的殼套92沿第一方向(X軸方向)通過連接器1的開口端12且滑動第二位移距離D2時(如第7B圖)，凸部20受殼套92的內周壁920干涉向內推抵訊號彈性臂41，使訊號彈性臂41推抵訊號接觸端子91b而形成電性連接，其中第二位移距離D2大於第一位移距離D1。其中，第一位移距離D1可相等於開口端12沿第一方向至導電接觸端子91a與導電彈性臂31相干涉之處的距離；第二位移距離D2可相等於開口端12沿第一方向至凸部20的距離。

於本實施例中，負載端9的複數個接觸端子具有相同的形狀及尺寸，例如是以一金手指的形式構成於一舌片91上，且至少包括對應導電端子30的導電接觸端子91a，以及對應訊號端子40的訊號接觸端子91b。架構於舌片91上的導電接觸端子91a，以及訊號接觸端子91b於第一方向(X軸方向)上具有相同的水平高度(於Z軸方向)，惟其非限制本案之必要技術特徵，於此便不再贅述。

值得注意的是，負載端9的複數個接觸端子與殼套92沿第一方向(X軸方向)通過連接器1的開口端12滑動時，當位移距離小於第二位移距離D2時，連接器1的凸部20未與負載端9的殼套92形成干涉。此時，訊號彈性臂41與訊號接觸端子91b於第一方向(X軸方向)的視向上彼此錯位，並沿第二方向(如Z軸方向)形成位差(shifted in position)，即如第5B圖所示，不 形成電性連接。又當負載端9的複數個接觸端子與殼套92沿第一方向(X軸方向)通過連接器1的開口端12滑動大於第一位移距離D1且小於第二位移距離D2時，連接器1內的導電彈性臂31與負載端9的導電接觸端子91a形成干涉，使導電端子30與導電接觸端子91a形成電性連接；而連接器1的訊號彈性臂41則與複數個接觸端子在第一方向(X軸方向)視向上維持錯位(misaligned)，亦即，訊號彈性臂41沿Z軸方向上與複數個接觸端子形成位差而無法接觸。換言之，於連接器1相對負載端9的插拔作業中，導電端子30與訊號端子40分別以不同的時序實現電性連接或斷連。

於本實施例中，在第一方向(X軸方向)上，當凸部20未與殼套92干涉時，導接端子30的導電彈性臂31與訊號端子40的訊號彈性臂41於第一方向的視向上具有一相對高度差，亦即導電彈性臂31與訊號彈性臂41沿第二方向(即Z軸方向)形成位差(shifted in position)，其中第二方向垂直於第一方向。又導電端子30的導電彈性臂31至開口端12的距離與訊號端子40的訊號彈性臂41至開口端12的距離相等；而凸部20至開口端12的距離則大於訊號彈性臂41至開口端12的距離。當連接器1與負載端9沿第一方向(X軸方向)對接時，通過開口端12的複數個接觸端子中，導電端子30先與導電接觸端子91a形成電性連接，通過開口端12的殼套92再與凸部20干涉，帶動凸部20向內推抵訊號彈性臂41推抵訊號接觸端子91b而使訊號端子40與訊接接觸端子91b形成電性連接，此時，凸部20可沿第二方向(如Z軸方向)推抵訊號彈性臂41，使訊號彈性臂41與導電彈性臂31於第二方向上形成無位差。

於本實施例中，當連接器1與負載端9拆離時，連接器1的凸部20會先脫離與負載端9的殼套92在第一方向(X軸方向)的干涉，並釋放訊號 彈性臂41，使訊號彈性臂41與訊號接觸端子91b分離，即訊號彈性臂41脫離與訊號接觸端子91b在第二方向的干涉，使訊號端子40與訊號接觸端子91b先斷連。爾後，導電彈性臂31再脫離與導電接觸端子91a在第一方向(X軸方向)的干涉，使導電彈性臂31與導電接觸端子91a分離，即導電端子30與導電接觸端子91a後斷連。

需說明的是，當連接器1沿第一方向(X軸方向)自負載端9拆離，且連接器1相對負載端9之位移距離大於零且不大於第二位移距離D2與第一位移距離D1的差值時，連接器1的凸部20脫離與負載端9的殼套92在第一方向(X軸方向)的干涉，並釋放訊號彈性臂41，使訊號彈性臂41與訊號接觸端子91b分離，而導電彈性臂31與導電接觸端子91a在第一方向(X軸方向)維持干涉。此時，訊號端子40與負載端9斷連，而導電端子30與負載端9維持電性連接。

再者，當連接器1沿第一方向(X軸方向)自負載端9拆離，且連接器1相對負載端9之位移距離大於第二位移距離D2與第一位移距離D1的差值時，連接器1的導電彈性臂31脫離與導電接觸端子91a在第一方向(X軸方向)的干涉，使導電彈性臂31與導電接觸端子91a分離。此時，訊號端子40與負載端9斷連，而導電端子30亦與負載端9斷連。

由上可知，利用連接器1的殼座10上彈性連接的凸部20來控制導電端子30及訊號端子40與負載端9的複數個接觸端子的斷連時序，於連接器1拔離負載端9的複數個接觸端子時，凸部20先行復位釋放的訊號端子40使訊號端子40與負載端9斷連，而導電端子30(VBUS及GND)與負載端9的導電接觸端子91a則仍處於連接狀。此時，連接器1與負載端9之間可依據訊號斷 連的訊息來控制電壓先行下降。待後續導電端子30與負載端9的導電接觸端子91a分離斷連之際，連接器1的導電端子30與負載端9的複數個導電接觸端子91a之間的電位差已小於一定程度，即可避免熱插拔的跳火發生，同時避免電弧積碳的生成，進而延長使用壽命，並解決使用安全性問題。針對連接器1與負載端9所架構的降壓機制，進一步說明如下。

第8圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端架構之降壓機制方塊圖。參考第1A圖至第8圖。於本實施例中，連接器1例如連接至一電源50，負載端9可通過連接器1接收電源50的輸出。電源50例如電源供應器等供電端，與例如電腦、行動裝置等電子設備之負載端9之間，例如通過USB PD協定進行電壓輸出。藉此，作為供電端的電源即可通過連接器1的連接而提供不同輸出電壓至負載端9。於本實施例中，電源50包括控制器51、開關元件52、穩壓單元53、驅動單元54以及斷電單元55。控制器51通過驅動單元54電性連接至開關元件52，開關元件52電性連接至穩壓單元53，斷電單元55電性連接至控制器51。控制器51通過驅動單元54可控制開關元件52傳送一輸出電壓，經連接器1至負載端9。輸出電壓可通過穩壓單元53維持穩定。另一方面，負載端9例如包括有控制器93、開關元件94、穩壓單元95以及驅動單元96。控制器93通過驅動單元96電性連接至開關元件94，開關元件94電性連接至穩壓單元95。控制器93通過驅動單元96可控制開關元件94接收及傳送至來自連接器1的輸出電壓。

於本實施例中，連接器1例如為一Type C連接器，連接器1的訊號端子40電性連接控制器51，負載端9的訊號接觸端子91b電性連接控制器93，連接器1可通過訊號端子40及訊號接觸端子91b的連通而輸出溝通訊息給 負載端9。當連接器1拔離負載端9的複數個接觸端子時，連接器1相對負載端9的位移由完全連接的零位移開始增加。當連接器1沿第一方向(X軸方向)自負載端9拆離，且連接器1相對負載端9之位移距離大於零且不大於第二位移距離D2與第一位移距離D1的差值時，連接器1的凸部20先行復位釋放的訊號端子40使訊號端子40與負載端9斷連，而導電端子30(VBUS及GND)與負載端9的導電接觸端子91a則仍處於連接狀態。此時，電源50的控制器51依據訊號端子40與負載端9斷連的訊息，通過斷電單元55調降輸出電壓，使輸出電壓通過一放電路徑進行放電。於其他實施例中，電源50通過連接器1若以non-PD協定進行電壓輸出至負載端9。則當連接器1沿第一方向(X軸方向)自負載端9拆離，且連接器1的凸部20先行復位釋放的訊號端子40使訊號端子40與負載端9斷連，而導電端子30與負載端9的導電接觸端子91a則仍處於連接狀態。此時，電源50的控制器單元51依據訊號端子40與負載端9斷連的訊息，通過斷電單元55中止輸出電壓。於本實施例中，斷電單元55例如係選自由控制器、放大器、電阻器以及電容所構成群組中之至少一者。開關元件52、94則可例如是MOSFET或BJT。於具有PD協議的連接器實施例中，斷電單元55更可省略。當連接器1的凸部20先行復位釋放的訊號端子40，使訊號端子40與負載端9斷連，而導電端子30(VBUS及GND)與負載端9的導電接觸端子91a則仍處於連接狀態時，電源50的控制器51可依據訊號端子40與負載端9斷連的訊息，通知驅動單元54關閉開關元件52，以調降輸出電壓，使輸出電壓通過一放電路徑進行放電。當然，本案並不受限於此。當然，負載端9的控制器93亦可因訊號接觸端子91b與連接器1斷連，而通知驅動單元96關閉開關元件94，使負載端9的輸入電壓通過一放電路徑進行放電。

第9圖係揭示本案第一實施例之連接器與負載端之降壓機制中電壓與時間關係圖。於本實施例中，當連接器1拔離負載端9的複數個接觸端子，於T1時訊中，訊號端子40先斷連而導電端子30仍維持電性連接。此時連接器1連接的電源50的控制器51依據訊號端子40與負載端9斷連的訊息，控制輸出電壓於T2時序開始調降。輸出電壓於T2時序自例如40V的高電壓開始調降，於T3時序即可降至例如小於5V的低電壓範疇。其中T2時序至T3時序僅為數微秒(μs)行程，遠小於連接器1拔離負載端9時相對導電接觸端子91a的位移行程。因此，本案連接器1利用殼座10上彈性連接的凸部20來控制導電端子30及訊號端子40與負載端9的複數個接觸端子的斷連時序，於連接器1拔離負載端9的複數個接觸端子時，凸部20先行復位釋放的訊號端子40使訊號端子40與負載端9斷連，而導電端子30(VBUS及GND)與負載端9的導電接觸端子91a則仍處於連接狀態。此時，連接器1連接的控制器51即可依據訊號斷連的訊息在極短的時間內控制輸出電壓由高電壓先行下降至低電壓。待後續導電端子30與負載端9的導電接觸端子91a進一步分離斷連之際，連接器1的導電端子30與負載端9的導電接觸端子91a之間的電位差已小於一定程度，即可避免熱插拔的跳火發生，同時避免電弧積碳的生成，進而延長使用壽命，並解決使用安全性問題。

另外，再請參考第1A圖至第7B圖。於本實施例中，殼座10包括外殼101以及內殼座102，外殼101包覆於內殼座102上，容置空間11位於內殼座102內。於本實施例中，凸部20包括第一凸塊201以及第二凸塊202，於空間上彼此相對，其中第一凸塊201彈性連接於外殼101，且自外殼101向外凸設，於空間上相對於負載端9的殼套92。其中第一凸塊201例如與外殼101 一體成形。第一凸塊201相對外殼101上的一開口或孔洞設置，貫穿開口或孔洞，且通過部分側邊連接至外殼101，以實現第一凸塊201在外殼101上的彈性支撐。第一凸塊201至少向外凸出外殼101的表面而外露。第二凸塊202彈性連接於內殼座102，且自內殼座102向內凸設，於空間上相對於訊號彈性臂41。其中第二凸塊202例如與內殼座102一體成形。第二凸塊202相對內殼座102上的一開口或孔洞設置，貫穿開口或孔洞，且通過部分側邊連接至內殼座102，以實現第二凸塊202在內殼座102上的彈性支撐。第二凸塊202至少向內凸內殼座102的表面而外露。於本實施例中，當負載端9的複數個接觸端子與殼套92沿第一方向(X軸方向)通過連接器1的開口端12滑動，且位移距離等於第二位移距離D2時，連接器1的第一凸塊201即可與負載端9的殼套92形成干涉，向內推抵第二凸塊202，帶動訊號彈性臂41推抵訊號接觸端子91b而使訊號端子40與訊號接觸端子91b形成電性連接。當然，殼座10與凸部20構成的方式並不以此為限。

第10圖係揭示本案第二實施例之連接器與負載端之截面圖。於本實施例中，連接器1a與第1A圖至第7B圖所示之連接器1相似，且相同的元件標號代表相同的元件、結構與功能，於此不再贅述。於本實施例中，殼座10a同樣由外殼101以及內殼座102所構成。外殼101包覆於內殼座102上，容置空間11位於內殼座102內。於本實施例中，凸部20a例如僅與外殼101一體成形。凸部20a相對連通於外殼101與內殼座102的開口或孔洞而設置，且通過部分側邊連接至外殼101，以實現凸部20a在外殼101上的彈性支撐。其中凸部20a更自外殼101向外凸設，以於空間上相對於負載端9的殼套92；且向內凸設貫穿內殼座202上對應的開口或孔洞而外露，以於空間上相對於訊號彈性臂41。於 本實施例中，當負載端9的複數個接觸端子91與殼套92沿第一方向(X軸方向)通過連接器1的開口端12滑動，且位移距離等於第二位移距離D2時，連接器1的凸部20a即可與負載端9的殼套92形成干涉，向內訊號彈性臂41，並帶動訊號彈性臂41推抵訊號接觸端子91b而使訊號端子40與訊號接觸端子91b形成電性連接。於一實施例中，凸部20a可例如設置於內殼座102，且貫穿外殼101，同時於空間上相對於負載端9的殼套92與容置空間11內的訊號彈性臂41。透過負載端9的殼套92套設於殼座10a的動作，即可使殼套92與凸部20a形成干涉，進一步帶動訊號彈性臂41推抵訊號接觸端子91b而形成電性連接。於另一實施例中，殼座10a的外殼101與內殼座102例如一體成型，凸部20a彈性連接至殼座10a，且於空間上相對於負載端9的殼套92與容置空間11內的訊號彈性臂41。當負載端9的殼套92通過開口端12套設於殼座10a時，同樣可使殼套92與凸部20a形成干涉，進一步帶動訊號彈性臂41推抵訊號接觸端子91b而形成電性連接。換言之，殼座10a與凸部20a構成的方式可視實際應用需求，本案並不受限於此。

綜上所述，本案提供一種連接器。利用殼座上彈性連接的凸部結構來控制導電端子及訊號端子與負載端複數個接觸端子的斷連時序，於連接器拔離負載端複數個接觸端子時，凸部結構先行復位釋放的訊號端子使訊號端子與負載端斷連，而導電端子(VBUS及GND)與負載端導電接觸端子仍處於連接狀態。此時連接器連接之電源可控制電壓先行下降或中止輸出電壓。當導電端子與負載端導電接觸端子分離斷連之際，導電端子與負載端導電接觸端子之間的電位差已小於一定程度，即可避免熱插拔的跳火發生，同時避免電弧積碳的生成，進而延長使用壽命，並解決使用安全性問題。其中負載端複數個接觸端子沿 第一方向與連接器對接時，負載端通過連接器開口端後分別以第一位移距離以及第二位移距離完成導電端子與訊號端子的電性連接。由於第一位移距離小於第二位移距離，因此對接時導電端子先與導電接觸端子形成電性連接後，訊號端子再與訊號接觸端子形成電性連接。相反地，於連接器沿第一方向脫離負載端時，當脫離距離大於零且小於第二位移距離與第一位移距離的差值時，訊號端子將與訊號接觸端子斷連，而導電端子則與導電接觸端子維持電性連接。此時，連接器連接端電源的控制器可依據訊號端子的斷連狀態判定連接器處於拔除作動中，同時控制開關元件或斷電單元調降或中止輸出電壓，使輸出電壓通過一放電路徑進行放電。爾後，當脫離距離大於第二位移距離與第一位移距離的差值時，負載端及連接器端的輸出電壓已由高電壓降至低電壓輸出或中止輸出電壓，則導電端子與負載端的導電接觸端子斷連便不易引發跳火，同時可避免電弧積碳的生成，進而延長使用壽命，並解決使用安全性問題。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1:連接器

10:殼座

11:容置空間

12:開口端

13:套合段

20:凸部

9:負載端

92:殼套

、

:線段

X、Y、Z:軸

Claims (18)

1. 一種連接器，用以與一負載端對接，該負載端包括複數個接觸端子以及一殼套，該殼套環設於該複數個接觸端子，該連接器包括： 一殼座，於空間上相對於該負載端的該複數個接觸端子與該殼套，該殼座包括一容置空間以及一開口端，該容置空間通過該開口端向外連通； 一導電端子，沿一第一方向設置於該容置空間內，且包括一導電彈性臂，其中該殼套沿該第一方向通過該開口端套合於該殼座上且滑動一第一位移距離，該複數個接觸端子通過該開口端滑入該容置空間，且該複數個接觸端子之一導電接觸端子與該導電彈性臂彼此干涉形成電性連接； 一訊號端子，沿該第一方向設置於該容置空間，且包括一訊號彈性臂；以及 一凸部，彈性連接於該殼座，且貫穿該殼座，於空間上相對於該訊號彈性臂，其中該殼套沿該第一方向通過該開口端且滑動一第二位移距離時，該凸部受該殼套干涉向內推抵該訊號彈性臂，使該訊號彈性臂推抵該複數個接觸端子之一訊號接觸端子而形成電性連接，其中該第二位移距離大於該第一位移距離。
2. 如請求項1所述的連接器，其中該複數個接觸端子與該殼套沿該第一方向通過該開口端滑動小於該第二位移距離時，該凸部未與該殼套干涉，該訊號彈性臂與該訊號接觸端子於該第一方向的視向上彼此錯位。
3. 如請求項1所述的連接器，其中當該連接器與該負載端沿該第一方向對接時，該導電接觸端子先與該導電端子形成電性連接，該殼套再與該凸部干涉，帶動該凸部向內推抵該訊號彈性臂推抵該訊號接觸端子而形成電性連接。
4. 如請求項1所述的連接器，其中當該連接器與該負載端拆離時，該凸部先脫離與該殼套在該第一方向的干涉，並釋放該訊號彈性臂，使該訊號彈性臂與該訊號接觸端子分離，該導電彈性臂再脫離與該導電接觸端子在該第一方向的干涉，使該導電彈性臂與該導電接觸端子分離。
5. 如請求項1所述的連接器，其中當該連接器沿該第一方向自該負載端拆離，且該連接器相對該負載端之位移距離大於零且不大於該第二位移距離與該第一位移距離的差值時，該凸部脫離與該殼套在該第一方向的干涉，並釋放該訊號彈性臂，使該訊號彈性臂與該訊號接觸端子分離，該導電彈性臂與該導電接觸端子在該第一方向維持干涉。
6. 如請求項5所述的連接器，其中當該連接器沿該第一方向自該負載端拆離，且該連接器相對該負載端之位移距離大於該第二位移距離與該第一位移距離的差值時，該導電彈性臂脫離與該導電接觸端子在該第一方向的干涉。
7. 如請求項5所述的連接器，更連接至一電源，其中該電源包括一控制器，組配控制通過該導電端子傳送的一輸出電壓，其中於該訊號彈性臂與該訊號接觸端子分離且該導電彈性臂與該導電接觸端子維持電性連接時，該控制器調降該輸出電壓或中止該輸出電壓。
8. 如請求項7所述的連接器，其中該電源更包括一斷電單元，電性連接至該控制器，於該訊號彈性臂與該訊號接觸端子分離且該導電彈性臂與該導電接觸端子維持電性連接時，該控制器通過該斷電單元調降該輸出電壓或中止該輸出電壓。
9. 如請求項8所述的連接器，其中該斷電單元係選自由一控制器、一放大器、一電阻器以及一電容所構成群組中之至少一者。
10. 如請求項7所述的連接器，其中該電源更包括一開關元件，電性連接至該控制器，於該訊號彈性臂與該訊號接觸端子分離且該導電彈性臂與該導電接觸端子維持電性連接時，該控制器通過該開關元件調降該輸出電壓。
11. 如請求項10所述的連接器，其中該開關元件為MOSFET或BJT。
12. 如請求項1所述的連接器，其中該殼座包括一外殼以及一內殼座，該外殼包覆於該內殼座上，該容置空間位於該內殼座內。
13. 如請求項12所述的連接器，其中該凸部包括一第一凸塊以及一第二凸塊，於空間上彼此相對，其中該第一凸塊彈性連接於該外殼，且自該外殼向外凸設，於空間上相對於該負載端的該殼套，受該殼套干涉時向內推抵該第二凸塊，其中該第二凸塊彈性連接於該內殼座，且自該內殼座向內凸設，於空間上相對於該訊號彈性臂，受該第一凸塊推抵時，帶動該訊號彈性臂抵頂該訊號接觸端子。
14. 如請求項1所述的連接器，其中於該第一方向上，該導電彈性臂至該開口端的距離與該訊號彈性臂至該開口端的距離相等。
15. 如請求項1所述的連接器，其中於該第一方向上，該凸部至該開口端的距離大於該訊號彈性臂至該開口端的距離。
16. 如請求項1所述的連接器，其中該連接器為一USB Type C連接器。
17. 如請求項1所述的連接器，其中該複數個接觸端子為一金手指，形成於一舌片。
18. 如請求項1所述的連接器，其中該凸部未與該殼套干涉時，該導電彈性臂與該訊號彈性臂於該第一方向的視向上具有一相對高度差，且沿一第二方向形成位差，其中該第二方向垂直於與該第一方向。

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