CN100381803C - 用于接触器阵列的接触结构以及具有此结构的电子装置 - Google Patents

用于接触器阵列的接触结构以及具有此结构的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种用于电连接弹簧接触器阵列(100)和垫片阵列(200)的接触结构，该弹簧接触器阵列(100)具有多个彼此平行布置的弹簧接触器(30)并且该垫片阵列(200)具有多个布置为与所述多个弹簧接触器(30)相接触的垫片(220)。所述多个弹簧接触器(30)中的第一弹簧接触器(30)的末端具有一个与所述多个弹簧接触器(30)中的第二弹簧接触器(30)的末端的初始位置轴向偏移的初始位置。所述多个垫片中的布置为与第一弹簧接触器(30)接触的第一垫片(220)与所述多个垫片(220)中的第二垫片(220)轴向偏移。

Description

用于接触器阵列的接触结构以及具有此结构的电子装置
技术领域
本发明涉及用于电连接弹簧接触器阵列和垫片阵列的接触结构，以及具有弹簧接触器阵列并适应于接触结构的电子装置。
背景技术
美国专利No.6,789,415(WO00/63665)公开了一种传感压力的传感器，其具有压力传感设备和用于输出压力传感设备的检测信号的弹簧接触器阵列(多个弹簧接触器)。
然而，常规的压力传感器当其弹簧接触器阵列被电连接至位于连接部件上的垫片阵列时具有以下问题。下面将参考图7和8描述这些问题。图7示意性地描绘了常规的传感器装置800和连接部件900的结构。图8描绘了传感器装置800和连接部件900的连接状态。
如图7所示，传感器装置800具有一个传感器框架，其具有位于壳体810中的传感设备。传感器装置800还具有多个以相同方向且平行地从壳体810突出的端子820，用于输出传感设备的检测信号。而连接部件900在其面对多个端子820末端的连接表面910上具有多个垫片920并且布置在相应于多个端子820的位置。
端子820具有普通形状，端子820的末端布置为相对于连接部件900通常一致的高度并且对称地相对于壳体810的中心轴线布置。因而，即使端子820相对于连接部件900的垫片920偏移一定程度，端子820和垫片920也能稳固地彼此接触。
具体地，在图8中，假定传感器装置800具有四个端子820：用于电源的V，用于输出的O，用于接地的G和用于控制的C；以及假定连接部件900具有四个垫片：V，O，G和C。
当端子820和垫片920如图8中最上图所示处于规则位置时，每个端子820(用于电源的V，用于输出的O，用于接地的G和用于控制的C)的末端分别与垫片920(用于电源的V，用于输出的0，用于接地的G和用于控制的C)相接触并电连接。
然而，如图8中最下图所示，例如，如果传感器装置800处于从上述规则位置旋转90度角的位置，端子820和垫片920被错误地装配。甚至在这种情况下，端子820和垫片920彼此相接触，因为端子820具有共用的形状，并且端子820的末端以相对于连接部件900的通常相同高度布置。这种错误的装配可能会导致形成于在所有接触点处电连接的传感器装置800和连接部件900之间的电路在没有注意到装配错误时电能流过其中时出现故障。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于电连接一个具有多个弹簧接触器的弹簧接触器阵列和一个具有多个垫片的垫片阵列的接触结构，其能防止弹簧接触器阵列和垫片阵列的错误装配。
在本发明的一个方面，所述多个弹簧接触器的至少一个弹簧接触器的末端位置在所述多个弹簧接触器的每个其它弹簧接触器的末端的初始位置之前，并且至少一个布置为与该至少一个弹簧接触器相接触的垫片位于所述多个垫片的每个其它垫片之后。
在本发明的另一个方面，所述多个弹簧接触器的至少一个弹簧接触器的末端的初始位置在所述多个弹簧接触器的每个其它弹簧接触器的末端的初始位置之后，并且至少一个布置为与该至少一个弹簧接触器相接触的垫片位于所述多个垫片的每个其它垫片之前。
从对以下详细描述、所附权利要求以及附图(所有这些都构成了本申请的一部分)的研究中，将能理解到本发明的其它特点和优点，还有相关部件的操作方法和功能。在附图中：
附图说明
图1是一个横截面视图，其示出了根据本发明第一个实施例的传感器装置和连接部件的接触结构的基本部分；
图2是图1所示传感器装置的传感器设备的横截面视图；
图3A是图1所示传感器装置的多个端子的详细组成的横截面视图；
图3B是沿图1中IIIB-IIIB线的横截面视图；
图4A是根据第一个实施例的多个端子的侧视图；
图4B是根据第一个实施例与连接部件正确装配的多个端子的侧视图；
图4C是根据第一个实施例与连接部件错误装配的多个端子的侧视图；
图5A是根据本发明第二个实施例的传感器装置中的多个端子的侧视图；
图5B是根据第二个实施例与连接部件正确装配的多个端子的侧视图；
图5C是根据第二个实施例与连接部件错误装配的多个端子的侧视图；
图6是根据本发明第三个实施例与连接部件相装配的多个端子的侧视图；
图7是常规传感器装置和连接部件的透视图；和
图8是图7所示常规传感器装置和连接部件的各种连接状态的平面图。
具体实施方式
如图1所示，第一个实施例的传感器装置(本发明中的“电子装置”)100用作压力传感器，用于检测制动液的压力并位于车辆制动系统的致动器上。
传感器装置100带有一个具有压力传感设备20的传感器框架11以及多个用于输出压力传感设备20的检测信号并且平行地突出到传感器框架11外面的端子30。壳体10呈阶梯式圆柱形状并且例如由金属材料制成。壳体10的一个端部(图1中的下半部)包括了其中布置有压力传感设备20的传感器框架11。壳体10的另一个端部(图1中的上半部)形成了管部12。
如图2所示，传感器框架11在下侧具有一个凹腔13，凹腔13与壳体10相对并且其中包括有压力传感设备20。压力传感设备20可包括一个产生电信号的半导体膜片，这个电信号的大小与所施加的压力一致。凹腔13被由不锈钢制成的金属膜片14所封闭并且通过焊接或类似的方式固定在壳体10上。凹腔13包围有作为压力传递介质的油15，比如氟油。油15传递施加在金属膜片14上的压力，然后压力传感设备20根据压力的大小输出一个信号。
壳体10在管部12的底部具有与位于传感器框架11里的压力传感设备20相通的通孔16。金属引线17从壳体10的管部12一侧插入通孔16中。引线17通过通孔16插入壳体10以使得其一端暴露在凹腔13中。在通孔16中，壳体10和引线17之间的间隙充满了玻璃材料18，比如密封绝缘体。玻璃材料18使壳体10与引线17电绝缘。
引线17的数目超过两个并且其中两个在图2中示出。第一个实施例的传感器装置100具有三根引线17，一根用于电源，一根用于输出，一根用于压力传感器的接地。图1示出了三根从通孔16伸出进入管部12的引线17。
暴露于凹腔13中的引线17的侧端通过接合线21(比如金丝和铝线)电连接至压力传感设备20。如图1所示，延伸入壳体10的管端12的引线17的侧端通过焊接、锻压或与传导性粘合剂(比如焊料)相粘合而电连接和机械连接至端子30的固定件33，这些固定件33由比如金属等导电材料制成。
如图1所示，端子30的固定件33和引线17由支撑件22所支撑，该支撑件是由树脂等制成的模制体并且被包围在壳体10的管端12中。如图1和2所示，这种结构还包括由树脂(比如环氧树脂和硅酮)制成的涂覆材料23。
每个端子30对应于一根引线17。在第一个实施例中，为压力传感器提供了三个端子30。端子30的固定件33电连接至管部12中的引线17。三个端子30置于传感器框架11外面的向上方向上并且彼此平行。端了30伸出支撑件22的突出部分具有如图3A和3B所示的构造。固定件33的端部延伸出支撑件22的外面。在第一个实施例中，如图3B所示，三个端子30绕着支撑件22的中心轴线对称地布置。
如图3A所示，由树脂、金属或陶瓷制成的管状壳体34包围了固定件33突出到支撑件22外面的部分。支撑件22固定这些壳体34。在每个壳体34，由弹性体制成的弹簧32连接端子30的末端件(本发明的“移动件”)31和固定件33。末端件31是一根由导电材料(比如金属，包括镀金)制成的棒。因而，弹簧32的弹性变形在壳体34的纵向上前后地移动末端件31，末端件31是端子30的末端件。也就是说，每个端子30在传感器框架11侧具有一个固定件33并且在其末端具有一个末端件31，该末端件可以通过连接移动件31和固定件33的弹簧32的位移而移动。
特别地，末端件31在如图3A左侧所示弹簧32没有变形的状态以及如图3A右侧所示弹簧32被压缩的状态之间移动。因而，末端件31以图3A中所示的行程L移动。
如图1所示，如上所述装配的传感器装置100通过锻压或将其向传感器框架11压配合而被固定至用于车辆制动系统的致动器的致动器壳体300上。致动器壳体300由金属材料(比如铝和不锈钢)制成并且具有一个插入传感器框架11的通孔310。传感器框架11在图1中箭头P方向上从制动液接收压力。
如图1所示，传感器装置100电连接至连接部件200。连接部件200由金属、树脂、陶瓷等制成，不过形成连接部件200的材料没有具体地限定。连接部件200构造为一个包围电路(未示出)的致动器壳体，该电路用于接收传感器装置100的输出。
连接部件200在面对端子30的末端件31的连接面210上具有垫片220。垫片220相应于端子30的垫片布置。
垫片220由导电材料制成，比如包括镀金的金属。当端子30的末端件31与相应的垫片220相接触时，传感器装置100和连接部件200被电连接。
在第一个实施例中，一个端子30a具有一个末端件31，其比其它端子30b的末端件长一个高度h。一个将于端子30a相接触的垫片220位于具有深度h的凹腔230中。因而，端子30(包括长端子30a和短端子30b)的末端件31能与连接部件200的垫片220紧密地电接触。
此处，端子30的末端件31的行程L设置为比高度h短。
通过将传感器框架11固定到致动器壳体300上以及通过将连接部件200推压到端子30的末端件31上以使得端子30与垫片220电接触，具有上述构造的传感器装置100就被安装到用于制动系统的致动器上。传感器框架11置于制动液中以便测量制动液压力。制动液压力作用在金属膜片14上并通过油15传递到压力传感设备20。然后压力传感设备20将一个电信号经由接合线21、引线17和端子30发送到连接部件200中的上述电路。
传感器装置100具有三个端子30，包括一个长端子30a和两个短端子30b。长端子30a比每个短端子30b都长一个高度h。而且，如图4B所示，一个用于与长端子30a相接触的垫片220位于凹腔230的底面上，这个底面从接触面210偏移相同的高度h。因而，只是当传感器装置100和连接部件200相对彼此以正确的定位装配时，长端子30a和短端子30b的末端件31才能与垫片220紧密地电接触。
当传感器装置100和连接部件200相对彼此以错误的定位装配时，某些端子30没有达到与垫片220相接触。以下将描述这个机理。
图4A至4C描述了端子30的操作。如图4A所示，长端子30a的末端位置(本发明中的“第一末端位置”)在端子30的纵向上比短端子30b的末端位置高h。当如图4B所示传感器装置100和连接部件200相对彼此以正确的定位装配时，长端子30a和短端子30b的末端件31就会与垫片220紧密地电接触。
当如图4C所示传感器装置100和连接部件200相对彼此以错误的定位装配时，长端子30a的末端件31在接触面210上与垫片220相接触，并回缩入壳体34一个行程L。然而，短端子30b的末端件31没有在接触面210上以及在凹腔230的底面上达到垫片220，从而在末端件31和接触面210之间形成一个(h-L)的间隙。
如上所述，借助于根据本发明第一实施例的接触结构，当传感器装置100和连接部件200被错误地装配时，某些端子30不会与垫片220相接触。因此，电流不会在传感器装置100和连接部件200之间正确地流动。这种错误操作用信号通知了传感器装置100和连接部件200的错误装配。
而且，通过将末端件31设置为比高度h短，如果传感器装置100和连接部件200被错误地装配，就会至少在其间产生(h-L)的间隙，并且将传感器装置100和连接部件200的总长度增加了(h-L)的间隙。这个增加的长度还用信号通知传感器装置100和连接部件200的错误装配。
另外，通过在端子30中只设置一个长端子30a以及通过只提供一个在其底面上定位垫片220的凹腔230，如图4C所示传感器装置100和连接部件200的错误装配只允许一个端子30(长端子30a)和接触面210上的垫片220彼此电接触。只是一个端子30和垫片220的电接触防止了传感器装置100和连接部件200之间电能的流动，从而防止了由于传感器装置100和连接部件200的错误装配所引起的电路损毁。
此外，第一个实施例中的单个传感器装置100还具有与上述接触结构中相同的优点。
图5A至5C描述了根据第二个实施例传感器装置100中的多个端子30。下述描述集中于相对于第一个实施例的不同点。
如图5A所示，第二个实施例的传感器装置100具有三个端子30，包括一个短端子30a和两个长端子30b。短端子30a比每个长端子30b都短一个高度h。也就是说，短端子30a的末端位置(本发明中的“第一末端位置”)在端子30的纵向上比长端子30b的末端位置(“第二末端位置”)低h。而且，如图5B所示，一个用于与短端子30a相接触的垫片220位于一个从连接部件200的接触面210突出h的突起240上。当传感器装置和连接部件相对彼此以正确的定位装配时，短端子30a和长端子30b的末端件31能与垫片220紧密地电接触。
当如图5C所示传感器装置100和连接部件200相对彼此以错误的定位装配时，一个长端子30b(图5C中的中间端子30)的末端件31与突起240上的垫片220相接触并且从而回缩入壳体34一个行程L。然而，短端子30a和另一个长端子30b(图5C中的最右端子30)的末端件31没有达到接触面210上相应的垫片220，并且因而在最右的长端子30b的末端件31和垫片220之间形成一个(h-L)的间隙。
如上所述，借助于根据本发明第二个实施例的接触结构，当传感器装置100和连接部件200被错误地装配时，某些端子30不会与垫片220相接触，因此电流不会在传感器装置100和连接部件200之间正确地流动。这种错误操作用信号通知了传感器装置100和连接部件200的错误装配。
而且，也是在第二个实施例中，通过将端子30的末端件31的行程L(如图3A所示)设置为比高度h短，如果传感器装置100和连接部件200被错误地装配，就会至少在其间产生(h-L)的间隙，并且将传感器装置100和连接部件200的总长度增加了(h-L)的间隙。这个增加的长度还用信号通知传感器装置100和连接部件200的错误装配。
另外，通过在端子30中只设置一个短端子30a以及通过只提供一个在其顶面上定位垫片220的突起240，传感器装置100和连接部件200的错误装配(比如图5C所示)只允许一个端子30(长端子30b)和突起240上的垫片220彼此电接触。只是一个端子30和垫片220的电接触防止了传感器装置100和连接部件200之间电能的流动，从而防止了由于传感器装置100和连接部件200的错误装配所引起的电路损毁。
此外，第二个实施例中的单个传感器装置100还具有与上述接触结构中相同的优点。
在第一个和第二个实施例中，三个端子30中的一个端子30a比其它两个端子30b长或短。另外，不与端子30a相接触的垫片220位于凹腔230中或突起240上。类似地，具有两个或三个以上端子(只有一个端子比其它端子长或短)的传感器装置具有与第一个和第二个实施例中传感器装置100相同的优点。
而且，在第一个和第二个实施例中，一个将与一个端子30a相接触的垫片220位于凹腔230中或突起240上。类似地，具有两个或三个以上垫片220(只有一个将与一个端子30a相接触的垫片相对于其它垫片和上述传感器装置轴向偏移)的连接部件的接触结构的连接部件具有与第一个和第二个实施例中接触结构相同的优点。
此外，在第一个和第二个实施例中，只有一个端子30a具有不同于其它端子30b的长度。然而，也可以有多于两个的端子具有不同于其它端子的长度。此外，所有端子可以具有不同的长度。
图6描绘了本发明的第三个实施例，其中所有的端子30具有不同的长度。应当理解的是，这种构造提供了与以上根据本发明第一个和第二个实施例所述的构造相同的优点。
本发明的这种描述实质上只是示例性的，并且因而，没有偏离本发明本质的变型也应当包含在本发明的范围之内。这种变型不应当视为偏离了本发明的主旨和范围。

Claims (17)

1.一种用于电连接弹簧接触器阵列(100)和垫片阵列(200)的接触结构，该弹簧接触器阵列(100)具有多个弹簧接触器(30)，所述弹簧接触器(30)相对于一点对称地布置且彼此平行，该垫片阵列(200)具有多个垫片(220)，所述垫片(220)相对于另一点对称地布置，以便沿着相对于所述弹簧接触器阵列的相对于所述一点的圆周方向的多个定位方向与所述多个弹簧接触器(30)对准，其中：
所述多个弹簧接触器(30)中的第一弹簧接触器(30b)的末端具有一个与所述多个弹簧接触器(30)中的第二弹簧接触器(30a)的末端的初始位置轴向偏移的初始位置；
所述多个垫片中的一个布置为与第一弹簧接触器(30b)接触的第一垫片(220b)与所述多个垫片(220)中的第二垫片(220a)轴向偏移，和
所述第一弹簧接触器(30b)、第二弹簧接触器(30a)、第一垫片(220b)和第二垫片(220a)被布置成：仅在多个定位方向中的一个定位方向上，所述第一弹簧接触器(30b)与第一垫片(220b)接触，第二弹簧接触器(30a)与第二垫片(220a)接触。
2.根据权利要求1的接触结构，其中：
第一弹簧接触器(30b)末端的初始位置在第二弹簧接触器(30a)末端的初始位置之前；和
垫片阵列具有：一个在其上定位第二垫片(220a)的接触面，以及一个具有底面的凹腔，该底面定位第一垫片(220b)。
3.根据权利要求1的接触结构，其中：
第一弹簧接触器(30b)末端的初始位置在第二弹簧接触器(30a)末端的初始位置之后；和
垫片阵列(200)具有：一个在其上定位第二垫片(220a)的接触面(210)，以及一个具有顶面的突起(240)，该顶面定位第一垫片(220b)。
4.根据权利要求1的接触结构，其中
所述多个弹簧接触器(30)中的每一个包括：
固定在该弹簧接触器阵列(100)的主体(22)上的固定片(33)；
相对于固定片(33)在其纵向上可移动的移动片(31)；和
弹性地连接固定片(33)和移动片(31)的弹簧(32)。
5.根据权利要求4的接触结构，其中
移动片(31)的移动行程(L)短于在所述多个弹簧接触器(30)的轴向上第一弹簧接触器(30b)末端的初始位置和第二弹簧接触器(30a)末端的初始位置之间的偏移量(h)。
6.根据权利要求1的接触结构，其中
第一弹簧接触器(30b)具有一个比所述多个弹簧接触器(30)中其它弹簧接触器的轴向尺寸大的轴向尺寸。
7.根据权利要求1的接触结构，其中
第一弹簧接触(30b)具有一个比所述多个弹簧接触器(30)中其它弹簧接触器的轴向尺寸小的轴向尺寸。
8.根据权利要求1的接触结构，其中
第一弹簧接触(30b)具有一个比第二弹簧接触器(30a)的轴向尺寸大并且比所述多个弹簧接触器(30)的第三弹簧接触器(30c)的轴向尺寸小的轴向尺寸。
9.一种电子装置，包括：
具有多个平行布置的弹簧接触器(30)的弹簧接触器阵列(100)，当弹簧接触器阵列(100)围绕轴线转过预定角度时，弹簧接触器(30)中的每一个均进到另一个弹簧接触器(30)的位置，其中：
所述多个弹簧接触器(30)中的第一弹簧接触器(30b)的末端具有一个与所述多个弹簧接触器(30)中的第二弹簧接触器(30a)的末端的初始位置轴向偏移的初始位置，和
所述第一弹簧接触器(30b)、第二弹簧接触器(30a)被布置成：当弹簧接触器阵列(100)围绕轴线转过预定角度时，第一弹簧接触器(30b)对准第二弹簧接触器(30a)的位置。
10.根据权利要求9的电子装置，其中
第一弹簧接触器(30b)末端的初始位置在第二弹簧接触器(30a)末端的初始位置之前。
11.根据权利要求9的电子装置，其中
第一弹簧接触器(30b)末端的初始位置在第二弹簧接触器(30a)末端的初始位置之后。
12.根据权利要求9的电子装置，其中
所述多个弹簧接触器(30)中的每一个包括：
固定在该弹簧接触器阵列(100)的主体(22)上的固定片(33)；
相对于固定片(33)在其纵向上可移动的移动片(31)；和
弹性地连接固定片(33)和移动片(31)的弹簧(32)。
13.根据权利要求12的电子装置，其中
移动片(31)的移动行程(L)短于在所述多个弹簧接触器(30)的轴向上第一弹簧接触器(30b)末端的初始位置和第二弹簧接触器(30)末端的初始位置之间的偏移量(h)。
14.根据权利要求9的电子装置，还包括一个压力传感器件(20)，其中：
所述多个弹簧接触器(30)之中的至少一个用于输出压力传感器件(20)的检测信号。
15.根据权利要求9的电子装置，其中
第一弹簧接触器(30b)的轴向尺寸大于所述多个弹簧接触器(30)中其它弹簧接触器的轴向尺寸。
16.根据权利要求9的电子装置，其中
第一弹簧接触器(30b)的轴向尺寸小于所述多个弹簧接触器(30)中其它弹簧接触器的轴向尺寸。
17.根据权利要求9的电子装置，其中
第一弹簧接触器(30b)的轴向尺寸大于第二弹簧接触器(30a)的轴向尺寸，并且小于所述多个弹簧接触器(30)的第三弹簧接触器(30)的轴向尺寸小。
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