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核心技术

Business-rugged独一无二的技术

第6部分 自清洁连接器防止错误连接,即使是在恶劣的环境中使用时也不例外
TOUGHBOOK CF-U1这款极坚固手持式超移动电脑的托架绝对值得您注意。 这款支架具有电池充电功能,而且带有多种接口。 为了防止托架与电脑底部的扩展总线连接器之间连接错误,这款托架的连接器采用了独一无二的设计。

这款强劲的托架即使粗暴使用,仍可正常工作

CF-U1这种笔记本由于尺寸小巧,一般会配备一个电脑托架,用于连接电源和外围设备,以让电脑接通电源及交换数据。 不过,我们在为CF-U1这款野外用电脑设计托架时,采用了与办公室用手提电脑不同的设计方法。 通过采用这种不同的设计方法,可保证即使在粗暴使用时,CF-U1仍可安全与托架连接。

托架的类型和特性

托架连接器所使用的连接器类型总体来说不外乎三种类型: 风箱式、针脚式和扁平式。 风箱式(扁平线式)常用于前几年生产的打印机(Centronics打印机)和SCSI连接器。 这种连接器由沿一个长板布置的内凹触点阵列组成。 针脚式用于VGA端口等设备,是由内嵌的针脚阵列组成。

最后是扁平式,用于手机等设备,由非内嵌触点组成,这些触点仅需相互接触,以建立连接。

前两种连接器尽管具有极佳的连接性能,但是,易于因为触点之间进入异物而导致触点失效及端子断裂。 因此,这些连接器适于在办公室使用,但在野外用设备上使用时,就会带来很多麻烦。

扁平式连接器尽管主要用于笔记本和PDA,但也存在一些问题。 那就是当触点端子接触到如雨水、灰尘和废气等异物时,触点上会形成氧化膜,导致连接失效。

为了防止触点由于异物附着而形成氧化膜,其中一种方法就是使用壳盖或遮板等结构,将连接器盖起来。 不过,作为野外使用的工具,这种设计可能会带来一些问题,例如,遮板可能无法正确打开或关闭,若在插入电脑前,未能将壳盖盖好,可能就会导致电脑托架损坏。 由于上面所述情况发生过多次,因此,大部分的机型都采用了端子外露式设计。

为此,我们认为,必需要有一种方法能够在端子外露的条件下,防止触点接触失效。 通过研究,我们推出一款自清洁式连接器并在CF-U1予以使用,解决了这一问题。

上图所示为风箱式,下图所示为针脚式

CF-U1(上)采用了扁平型连接器,托架采用了弹簧式连接器(下)

端子相互擦拭,实现清洁效果

CF-U1托架采用了独特的设计方法。 CF-U1的连接器为普通扁平型,但在托架上,连接器可以像弹簧一样动作,能够可靠地与CF-U1的连接器相接触。 此外,这种连接器的动作并非是普通弹簧式连接器所具有的上下动作,而是相对连接器前后动作。

也就是说,当 CF-U1与托架结合时,其重量会导致托架的端子擦拭CF-U1的端子,这种运动可清理端子表面形成的氧化膜。 由于CF-U1每次插到托架上时,都会对端子进行清洁,因此,不会再发生接触失效现象。

一般情况下,弹簧会保持端子外伸(左),但有重量施加到端子上时,端子会横向回缩(右)。

看到上面的描述,有人可能会想,这种机构真是简单,而事实并非如此。 如果端子弹簧部分的接触压力太强或太弱,都无法正常工作。 为了即让端子能够平滑移动,又有足够的强度与CF-U1的端子可靠接触,常规可用部件都无法胜任这一任务。 为此,松下专门针对CF-U1设计了自己的连接器。

此外,耐用性也是个问题。 这种产品必须能够可靠使用20000次。 这一数据是按照每天将 CF-U1从托架上插入和拿出8次及连续使用10年计算得出的(按每年使用250天)。

截止到目前,我们尚未收到任何有关使用此类接触机制的托架发生接触失效的报告。 这种连接器尽管在表面上看起来很普通,但背后蕴藏了松下所具有的独创性。

端子运动方式。 CF-U1的重量导致托架连接器前后运动,以对CF-U1连接器进行擦拭、清洁。

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