АДАПТЕР МАГНИТНЫЙ

Предлагаемая полезная модель в целом относится к конструкторскому решению при реализации электрического и механического соединения устройств и, в частности, к конструкторскому решению адаптера с магнитным креплением для подключения электронных устройств.
Наиболее часто магнитные крепления применяются в зарядных устройствах и сетевых адаптерах, передающих энергию от источника энергии к потребителю. Некоторые из них дополнительно имеют линии передачи данных.
Первые зарядные устройства появились вместе с появлением первых аккумуляторов энергии в начале XIX века. В настоящее время сектор зарядных устройств неуклонно расширяется и вместе с этим увеличивается разнообразие их крепления при подключении.
Существует множество классификаций зарядных устройств. Все они основаны на различных параметрах и свойствах устройств. По способу подключения таких устройств можно выделить следующие типы соединений:
1. Контактные с разъемным соединением. Они являются самыми распространенными зарядными устройствами. Принцип работы таких устройств основывается на механическом разъемном соединении электрических контактов зарядного и заряжаемого устройств.
Достоинствами таких зарядных устройств являются способность быстрого заряда за счет возможности передачи большого уровня зарядного тока, а также отработанные технологии изготовления и распространенность. К недостаткам можно отнести меньшее удобство подключения по сравнению с бесконтактными, а также ограниченный ресурс соединителей из-за механического изнашивания их деталей при эксплуатации.
2. Бесконтактные зарядные устройства. В основу работы бесконтактной передачи электрической энергии положен принцип электромагнитной индукции. При подаче переменного тока на проводящую катушку в зарядном устройстве в окружающем пространстве возникает электромагнитное поле, которое создает электрический ток в катушке заряжаемого устройства.
К достоинствам данных зарядных устройств можно отнести удобство и скорость подключения, а также отсутствие механических разъемных соединений. К недостаткам относится низкий коэффициент полезного действия и большее время заряда по сравнению с контактными зарядными устройствами из-за меньших уровней токов при бесконтактной передаче энергии.
3. Контактные зарядные устройства с магнитным креплением. Принцип работы таких устройств основывается на том, что электрическое соединение контактов зарядного и заряжаемого устройств фиксируется при помощи магнитного крепления.
Данные зарядные устройства сочетают в себе достоинства двух первых вышеописанных типов зарядных устройств: высокую скорость зарядки контактных устройств с разъемным соединением и одновременно удобство механического крепления бесконтактных устройств.
К первому типу зарядных устройств относится устройство для быстрой зарядки Sony UCH32C фирмы Sony, представленное в сети Интернет на сайте https://store.sony.ru/product/ustroystvo-dlva-bistroy-zaryadki-sony-uch32c-316483/. Данное зарядное устройство состоит из адаптера, представляющего собой преобразователь электрического тока, а также кабеля с разъемом micro USB.
К недостаткам данного зарядного устройства можно отнести неудобство подключения и сниженный ресурс соединителей, свойственные первому из описанных выше типов соединения. Миниатюрность использованных соединителей затрудняет соблюдение полярности при соединении зарядного и заряжаемого устройств, т.е. правильности сочленения и повышает вероятность повреждения соединителей при эксплуатации.
Примером зарядных устройств второго типа является подставка mophie для беспроводной зарядки фирмы Apple, представленная в сети Интернет на сайте https://www.apple.com/ru/shop/product/HN7V2Z/A. Данное беспроводное устройство состоит из кабеля питания и подставки, на поверхности которой располагается заряжаемое устройство.
К недостаткам данной подставки можно отнести свойственное данному типу устройств увеличенное время заряда, а также отсутствие фиксации заряжаемого устройства на подставке.
К зарядным устройствам второго типа также относится зарядное устройство Apple Watch фирмы Apple, описанное в сети Интернет на сайте https://www.apple.com/ru/shop/product/MX2H2ZM/A. Это зарядное устройство представляет собой магнитный модуль с беспроводной зарядкой и кабелем USB типа С.
Основным недостатком данного зарядного устройства, как и в предыдущем примере, является увеличенное время заряда заряжаемого устройства.
К третьему типу зарядных устройств относится магнитный адаптер Mini Magnetic USB Туре-С CATCX-OG фирмы Baseus, представленный в сети Интернет на сайте https://www.ozon.ru/context/detail/id/155671337. Данный магнитный адаптер является переходником между стандартным кабелем USB и заряжаемым устройством и имеет разъемное магнитное соединение. Магнитный адаптер состоит из двух частей. В первую часть переходника вставляется стандартный кабель USB, а вторая часть переходника представляет собой соединитель и вставляется в заряжаемое устройство. Первая и вторая части присоединяются друг к другу за счет усилия, создаваемого магнитным полем с одновременным обеспечением электрического контакта. Для защиты от замыкания цепей питания при неверном подключении используется симметричное расположение контактов при соединении двух частей переходника.
К недостаткам данного магнитного адаптера можно отнести то, что не предотвращается возможность соединения с неправильной полярностью - предусматривается лишь защита от замыкания при неправильном подключении. Другим недостатком является то, что соединитель остается в заряжаемом устройстве выступающей частью, что создает дополнительное неудобство и риск поломки разъема. Недостатком также является слабое магнитное соединение из-за использования магнитов только с одной стороны магнитного соединения. Данный магнитный адаптер, так же как и предыдущие, рассчитан на подключение только одного устройства. При этом в ряде задач для передачи данных или энергии требуется присоединять к одному устройству сразу несколько подключаемых устройств - например, в комплект поставки изделий зачастую входит запасной аккумулятор, который удобно заряжать одновременно с основным аккумулятором.
К зарядным устройствам третьего типа также относится магнитное зарядное устройство на кабель USB фирмы Sony, представленное в сети Интернет на сайте https://www.joom.com/ru/products/1509886962208587347-222-1-26193-2212129908. Данное магнитное зарядное устройство так же, как и предыдущий адаптер, является переходником между стандартным кабелем USB и заряжаемым устройством. Данный переходник имеет магнит, защищенный металлической пластиной. Соблюдение полярности подключения обеспечивается разной формой выступов вокруг контактов.
Недостатками данного зарядного устройства является то, что соблюдение полярности подключения зарядного устройства обеспечивается только благодаря наличию выступов соответствующей формы вокруг контактов, в которые необходимо попасть при подключении адаптера, а не за счет притяжения к соответствующему полюсу магнита, а также слабое магнитное соединение из-за использования магнита только с одной стороны магнитного соединения.
К зарядным устройствам третьего типа также относится адаптер питания Apple MagSafe мощностью 60 Вт фирмы Apple, представленный в сети Интернет на сайте https://www.apple.com/shop/product/MC461LL/A/apple-60w-magsafe-power-adapter-for-macbook-and-13-inch-macbook-pro. Устройство адаптера питания Apple MagSafe, защищенное патентом США №7311526 «Магнитный соединитель для электронного устройства» от 25 января 2007 года, принадлежащим фирме Apple Inc (США), является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и принято за ближайший аналог (прототип).
Устройство по прототипу содержит корпус, магниты, установленные разными полюсами в направлении подключаемых устройств, блок пружинных контактов, соединитель, и по совокупности признаков является наиболее близким к совокупности существенных признаков полезной модели.
Недостатком устройства по прототипу является то, что конструкция устройства рассчитана на подключение только одного устройства, а также не позволяет использовать распространенные стандартные типы кабелей необходимой длины и конфигурации соединителей.
Во всех рассмотренных выше зарядных устройствах магниты или металлические пластины установлены на внешних поверхностях устройств. Особенностью магнитов является их хрупкость, из-за чего они подвержены скалыванию при механических ударах. В связи с этим их часто защищают металлическими пластинами. Возможно придать более эстетичный внешний вид и исключить вероятность скалывания магнитов, скрыв магнитные элементы внутри корпуса за стенкой небольшой толщины. Для обеспечения достаточной силы притяжения необходимо использовать магниты с обеих сторон магнитного соединения.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка адаптера магнитного, позволяющего расширить функциональные возможности устройства с магнитным креплением за счет подключения одновременно двух устройств и обеспечить простоту их крепления, а также обеспечить надежность и безопасность при их подключении.
Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является возможность подключения одновременно двух устройств к противоположным полюсам каждого магнита адаптера магнитного и повышение надежности удержания соединительных элементов в замкнутом состоянии за счет увеличения силы притяжения в магнитном креплении. Дополнительный технический результат - обеспечение безопасности и простоты крепления подключаемых устройств при передаче информации и энергии при зарядке или электропитании.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в адаптер включены второй блок пружинных контактов, причем первый и второй блоки пружинных контактов находятся на противоположных боковых сторонах корпуса адаптера, обеспечивая возможность подключения одновременно двух устройств, направляющие выступы со стороны пружинных контактов, позволяющие механически отцентрировать адаптер по отношению к подключаемым устройствам и предотвратить неверное соединение, два магнита, установленных разными полюсами соосно с соответствующими магнитами в подключаемых устройствах, причем присоединение второго подключаемого устройства приводит к дополнительному увеличению силы притяжения в магнитном креплении для обоих подключаемых устройств.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
- Фиг. 1 - общий вид конструктивного выполнения адаптера магнитного;
- Фиг. 2 и Фиг. 3 - примеры подключения адаптера магнитного с двумя устройствами одновременно.
На представленных чертежах изображено:
1 - корпус адаптера магнитного;
2 - соединитель;
3 - блок пружинных контактов;
4 - направляющие выступы;
5 - магниты в корпусе адаптера магнитного;
6 - магниты в первом подключаемом устройстве;
7 - магниты во втором подключаемом устройстве.
Адаптер магнитный на торце корпуса 1 или в другом удобном месте содержит соединитель 2 стандартного распространенного типа, например, соединители типа microUSB или USB type С, что позволяет использовать распространенные стандартные кабели для его подключения, или, при необходимости, встроенный кабель вместо соединителя. С боковых сторон корпуса 1 адаптера магнитного расположены напротив друг друга первый и второй блоки пружинных контактов 3, что позволяет подключать к адаптеру магнитному два устройства одновременно. Правильность и безошибочность подключения обеспечивают два магнита 5, которые установлены разными полюсами соосно с соответствующими магнитами 6 и 7 в подключаемых устройствах, как указано направлением стрелок на фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 2 и фиг. З видно, что магниты 5, 6, 7 образуют пару магнитных групп. Со стороны первого и второго блоков пружинных контактов выполнены направляющие выступы 4, позволяющие механически отцентрировать адаптер магнитный по отношению к подключаемым устройствам и предотвратить неверное соединение.
Подключение одновременно двух устройств обеспечивается за счет установки первого и второго блоков пружинных контактов 3 с двух сторон магнитного адаптера и двух магнитов 5, установленных разными полюсами в направлении подключаемых устройств внутри корпуса.
Величина силы взаимного притяжения магнитов определяется размером магнитов и выбирается исходя из обеспечения надежности крепления и комфортного усилия для разъединения магнитов при отсоединении адаптера магнитного. Установка магнитов как в адаптере магнитном, так и в подключаемых устройствах увеличивает силу магнитного поля, что приводит к увеличению силы взаимного притяжения адаптера магнитного и двух подключаемых устройств. В рассматриваемой конструкции адаптера магнитного присоединение второго подключаемого устройства дополнительно приводит к увеличению силы притяжения за счет добавления магнитов 7 (третьего магнита 7 в каждую магнитную группу). Это позволяет уменьшить габаритные размеры используемых магнитов и магнитного адаптера в целом и позволяет разместить магниты за тонкой стенкой корпуса адаптера магнитного, чтобы исключить вероятность механического повреждения (скалывания) магнитов, а также придать более эстетичный внешний вид магнитному адаптеру и подключаемым устройствам.
На фиг. 2 и фиг. 3 представлен пример подключения адаптера магнитного с двумя устройствами одновременно. Магниты 6 первого подключенного устройства увеличивают силу притяжения магнитов 5 самого адаптера магнитного при подключении второго подключаемого устройства с противоположной стороны, т.к. магниты 5, 6, 7 оказываются соединенными последовательно в каждой магнитной группе, что и увеличивает силу притяжения для второго подключаемого устройства. Таким образом, обеспечивается подключение одновременно двух устройств за счет использования магнитного крепления в виде пары магнитных групп, установленных разными полюсами соосно с соответствующими магнитами в подключаемых устройствах.
Также отличие от прототипа заключается в скрытной установке магнитного крепления, что придает более эстетичный внешний вид и защищает магниты от механического повреждения (скалывания) при эксплуатации, а также в обеспечении возможности подключения двух устройств одновременно с исключением вероятности неправильного соединения. Полезная модель также обеспечивает возможность использования распространенных стандартных кабелей.
Таким образом, предлагаемая полезная модель, в которой адаптер магнитный содержит два блока пружинных контактов, причем первый и второй блоки пружинных контактов находятся на противоположных боковых сторонах корпуса адаптера, обеспечивая подключение одновременно двух устройств, направляющие выступы со стороны пружинных контактов, позволяющие механически отцентрировать адаптер по отношению к подключаемым устройствам и предотвратить неверное соединение, два магнита, установленных разными полюсами соосно с соответствующими магнитами в подключаемых устройствах, технически осуществима и позволяет решить поставленную задачу, расширить многообразие устройств с магнитным креплением и расширить их функциональные возможности за счет увеличения количества одновременно подключаемых устройств с одновременным увеличением силы магнитного соединения.