CN102044790A - 连接器组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及连接器组件及其制造方法。具体地提供了一种连接器组件(102)，其包括安装在外壳(103)中的连接器单元(105)。连接器单元(105)具有安装部分(113)、至少一个电端子(117)和具有锁定凸片(121)的本体部分(115)。外壳(103)具有第一纵向轴线X1，本体部分具有第二纵向轴线X2。第一纵向轴线X1和第二纵向轴线X2偏离于彼此，以使锁定凸片(121)的尖端能够被径向地插入。轴向冲压工具(125)可被用来机械地在所述外壳(3)中安装连接器单元(5)。本发明还提供了用于组装连接器组件(102)的方法。

Description

连接器组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及连接器组件。更具体地，本发明涉及用于传感器单元的连接器组件。本发明还涉及制造连接器组件的方法。
背景技术
在汽车应用中利用传感器来测量发动机性能等是已知的。例如，传感器典型地装备有连接器组件以使传感器的测量结果能够被传送到发动机管理单元。所述连接器组件通常包括外壳和用于连接到匹配连接器的电连接器。往往提供有锁定凸片以便保证连接器确定地锁定在一起。PCT/US95/05204公开了一种具有电连接器的油品变质传感器。
在已知的连接器组件及关联的制造方法中存在各种缺点。本发明，至少在优选实施例中，试图克服或改善这些问题中的至少一些。
发明内容
根据第一方面，本发明涉及一种连接器组件，其包括安装在外壳中的连接器；所述连接器包括安装部分、至少一个电端子和本体部分，所述本体部分具有用于与互补连接器配合的末端件；其中所述外壳具有第一纵向轴线，所述末端件具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离。所述外壳可任选地进一步包括向内指向的凸缘，其在所述安装部分的至少一部分上延伸以便安装所述连接器，所述末端件被从所述凸缘的最内侧径向边缘径向插入或者基本上与所述凸缘的最内侧径向边缘重合。因此，所述末端件的径向最外侧边缘可基本上与所述凸缘的最内侧边缘重合或者从所述凸缘的最内侧边缘沿径向方向插入。所述末端件通常在纵向方向上偏离于所述凸缘。
因此，所述连接器的本体部分和所述外壳被偏心地布置。所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线之间的偏移形成了额外的空间，例如以便容纳锁定凸片。
所述连接器可装备有锁定凸片。所述锁定凸片可具有尖端，其从所述凸缘的最内侧径向边缘被径向插入或者与所述凸缘的最内侧径向边缘基本上重合。所述锁定凸片优选被设置在所述连接器的本体部分上，更优选地，被设置在所述本体部分的末端件上。有利地，由于本体部分和外壳的偏移布置，使得锁定凸片相对于外壳的外轮廓的径向延伸程度可被减少。
根据一个进一步的方面，本发明涉及一种连接器组件，其包括安装在本体部分中的连接器；所述连接器包括安装部分、至少一个电端子和本体部分，所述本体部分具有锁定凸片；其中所述本体部分具有第一纵向轴线，所述本体部分具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离。
所述连接器优选被机械地安装在所述外壳中。所述外壳优选包括向内指向凸缘，其在所述安装部分的至少一部分上延伸以便安装所述连接器。所述凸缘优选在所述安装部分上被型锻或以其它方式变形，以便将所述连接器固定就位。优选地，所述凸缘绕所述安装部分的圆周延伸。应该意识到的是，可设置多于一个的凸缘。
所述凸缘与所述外壳可被整体地制成。初始时，所述凸缘优选基本上平行于所述第一纵向轴线延伸。然后所述连接器被安放在所述外壳中，而且所述凸缘可通过在轴向上应用圆柱形型锻冲压工具制成。所述凸缘由所述冲压工具变形成朝所述第一纵向轴线向内延伸，并且优选邻接所述连接器的安装部分的前端面。有利地，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线之间的偏移意味着能够轴向地应用所述冲压工具而不会与所述末端件或所述锁定凸片相撞。
所述锁定凸片优选从所述第二纵向轴线径向延伸。所述锁定凸片具有尖端，其优选从所述凸缘的最内侧径向边缘被径向插入或者与所述凸缘的最内侧径向边缘(在径向方向上)基本上重合。这一布局结构是可取的，因为它保证了可为所述冲压工具提供充足的空间，以便在组装电连接器的过程中型锻出所述凸缘。应该意识到的是，所述锁定凸片通常与所述凸缘在轴向方向上存在移位。
所述第二纵向轴线优选与所述末端件的中心纵向轴线重合。所述第二纵向轴线优选在第一方向上偏离于所述第一纵向轴线，而所述锁定凸片优选在第二方向上延伸。所述第一方向和所述第二方向优选彼此相反。所述锁定凸片优选沿一二等分所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线两者的横向轴线径向地延伸。
至少在优选实施例中，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线基本上彼此平行。所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离的距离可在0.5mm至7.5mm之间；1mm至5mm之间；或1mm至3mm之间。然而，应该意识到的是，本发明能被应用于任何尺度的电连接器或具有类似构造性问题的装置中。
连接器的安装部分优选具有第三纵向轴线，其偏离于所述第二纵向轴线。最优选地，所述第三纵向轴线基本上与所述第一纵向轴线重合。
所述外壳的用于接收所述连接器的部分优选由第一圆柱形部分限定或优选包括第一圆柱形部分。所述第一纵向轴线优选与所述外壳的第一圆柱形部分的中心纵向轴线重合。所述第一圆柱形部分优选为第一正圆柱体。所述外壳优选具有螺纹以利于所述电连接器的安装。所述外壳的螺纹部分具有一纵向螺纹轴线，其优选基本上与所述第一纵向轴线重合。所述外壳能被装备有一系列平整表面，以便接收扳手或套筒。最优选地，所述外壳具有六角形设置(hexagonal set)。
所述连接器的本体部分可具有多边形横截面，例如为矩形或正方形的形式。特别地，所述末端件可具有多边形的横向横截面。替代性地，所述本体部分和/或所述末端件可具有圆形横截面。所述连接器的本体部分和/或末端件优选由第二圆柱形部分限定或优选包括第二圆柱形部分。所述第二纵向轴线优选与所述第二圆柱形部分的中心纵向轴线重合。所述第二圆柱形部分优选为第二正圆柱体。
所述末端件可形成公连接器，其能够置于互补母连接器的接收部分中。替代性地，所述末端件可形成母连接器，其具有用于接收互补的公连接器的接收部分。
所述连接器的安装部分优选由第三圆柱形部分限定或优选包括第三圆柱形部分。所述第三纵向轴线优选与所述第三圆柱形部分的纵向轴线重合。所述第三圆柱形部分优选为第三正圆柱体。
所述外壳优选由金属例如铝制成。所述连接器被优选由塑性材料或其他适当的绝缘材料制成。所述锁定凸片与所述连接器优选被整体地形成。
所述至少一个电端子优选基本上平行于所述第一纵向轴线延伸。这一布局结构允许所述电连接器通过轴向运动连接到相配合的连接器。
根据一个进一步的方面，本发明涉及一种连接器组件，其包括外壳和连接器；所述连接器包括安装部分、至少一个电端子和具有锁定凸片的本体部分；其中所述外壳和所述本体部分被偏心地布置。
根据一个再进一步的方面，本发明涉及一种连接器组件，其包括外壳和连接器；所述连接器包括安装部分、至少一个电端子和具有用于与互补连接器配合的末端件的本体部分；其中所述外壳和所述末端件被偏心地布置。所述外壳可任选地进一步包括向内指向凸缘，其在所述安装部分的至少一部分上延伸以便安装所述连接器。所述末端件可从所述凸缘的最内侧径向边缘被径向插入或者与所述凸缘的最内侧径向边缘基本上重合。因此，所述末端件的径向最外侧边缘在径向方向上可与所述凸缘的最内侧边缘重合或从所述凸缘的最内侧边缘插入。所述末端件通常在纵向方向上偏离于所述凸缘。
所述末端件可具有锁定凸片，所述锁定凸片具有尖端，其从所述凸缘的最内侧径向边缘被径向插入或者与所述凸缘的最内侧径向边缘基本上重合。
本发明还涉及用于连接到本文所述连接器组件的互补连接器。所述互补连接器可包括第二外壳和第二连接器。所述第二连接器优选包括用于与所述传感器单元的连接器协同工作的第二本体部分。所述第二外壳具有第一纵向轴线，所述第二本体部分具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离。
当本发明的连接器组件连接到所述互补连接器时，所述第一外壳的外轮廓优选基本上与所述第二外壳的外轮廓相匹配。有利地，通过对齐第一和第二的外轮廓外壳，实现了第一和第二连接器的正确对齐。目测检查也可以确定所述传感器单元和所述互补连接器是否被正确地对齐。
根据本发明的连接器组件优选适用于汽车应用中。本发明还涉及那些包括本文所述连接器组件的传感器单元或致动器单位。例如，螺线管可装备有根据本发明的连接器组件。替代性地，发动机控制单元(ECU)可装备有一个或更多个本文所述的连接器组件。
根据一个再进一步的方面，本发明涉及一种连接器，其包括安装部分和具有锁定凸片的本体部分；其中所述本体部分具有第一纵向轴线，所述安装部分具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离。所述连接器优选是本文中描述为连接器组件一部分的那种类型的。所述连接器优选适于安装在外壳中。
所述连接器可被用于各种应用中，例如用于提供光纤连接。然而，所述连接器优选包括至少一个电端子。所述至少一个电端子优选被提供在所述连接器的本体部分中。
所述连接器可被提供安装在外壳或壳体中。
本发明还涉及用于连接到这类连接器的互补连接器。所述互补连接器具有用于与所述连接器的本体部分协同工作的第二本体部分。所述第二本体部分优选被轴向地偏移成与所述连接器的本体部分相匹配。
根据一个又再进一步的方面，本发明涉及一种组装连接器组件的方法，所述连接器组件包括外壳和连接器；所述连接器具有安装部分和本体部分。所述本体部分可具有锁定凸片；其中所述本体部分具有第一纵向轴线，所述安装部分具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离。替代性地，所述本体部分可具有用于与互补连接器配合的末端件；其中所述末端件具有第一纵向轴线，所述安装部分具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和第二纵向轴线彼此偏离。所述方法包括以下步骤：将所述连接器的安装部分定位在所述外壳中；轴向地应用型锻冲压工具以便抵靠着所述安装部分的表面型锻出所述外壳的凸缘，以安装所述连接器；以及撤回所述型锻冲压工具。所述连接器优选是本文所述的那种类型的，其中所述连接器的本体部分和安装部分彼此轴向地偏离。这一偏移为所述型锻冲压工具提供了足够的空间以便在不与所述锁定凸片发生干涉的情况下被接合。所述连接器优选包括至少一个电端子。
所述凸缘优选被型锻在所述连接器的安装部分的整个圆周周围。所述型锻冲压工具优选绕所述连接器的圆周延伸。所述型锻冲压工具优选至少延伸到所述凸缘的径向最内侧边缘。通过在所述凸缘的整个表面上施加压力，可获得均匀的凸缘轮廓。
根据一个再进一步的方面，本发明涉及一种电连接器，其包括安装在外壳中的连接器；所述连接器包括安装部分、至少一个电端子和具有锁定凸片的本体部分；其中所述外壳具有第一纵向轴线，所述本体部分具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离。
附图说明
现在将参考附图示例性地描述本发明的优选实施例，附图中：
图1示出了具有电连接器的传感器单元的等轴视图；
图2示出了组装过程中的型锻冲压工具和图1传感器单元的端视图；
图3示出了组装过程中的型锻冲压工具和图1传感器单元的剖视图；
图4示出了具有根据本发明优选实施例的电连接器的传感器单元的等轴视图；
图5示出了组装过程中的型锻冲压工具和图4传感器单元的端视图；以及
图6示出了组装过程中的型锻冲压工具和图4传感器单元的剖视图。
具体实施方式
图1到图3图解说明了一种用于汽车应用中的传感器单元，以帮助理解本发明。传感器单元1并不用来代表本发明，而是提供用来标识本申请的发明人认识到的问题。
传感器单元1装备有电连接器组件2，用于将传感器单元1连接到处理单元(未示出)。连接器组件2包括金属外壳3和连接器5。外壳3具有外螺纹(未示出)和用于接收安装传感器单元1的扳手或扳子的六角形设置。连接器5包括基座安装部分7；本体部分9，其容纳有一个或更多个电端子11；以及锁定凸片13。安装部分7和本体部分9是大致圆柱形的，并且具有常规的纵向轴线X。使用中，锁定凸片13位于互补凹进部中，所述互补凹进部被提供在配合连接器中以将连接器5锁定就位。
连接器5由凸缘15机械地固定在外壳3内。连接器5的安装部分7被定位在外壳3中，凸缘15径向向内偏转成邻接安装部分7的前端面。用于偏转凸缘15的优选工艺是在沿所述常规纵向轴线X的轴向方向上应用型锻冲压工具17，以便将凸缘15型锻(swage)到期望位置。然而、如果采用所示的这类连接器5的话，是不可能轴向地应用冲压工具的，因为它的运动将被锁定凸片13阻碍。
如图2和3所示，锁定凸片13径向向外突出到超过凸缘15的径向最内侧端。如果型锻冲压工具17在沿常规纵向轴线X的轴向方向上(在图3所示的视图中为从右到左)前进，那么它将接触锁定凸片113的尖端。这将阻碍型锻冲压工具17的运动和/或损伤锁定凸片13。虽然在某些应用中可以增加外壳3的直径，但是这并不总是可行的，例如因为传感器单元1的期望应用中的可用空间的限制。
要求用于形成凸缘15的替代工艺(例如在横向方向上将凸缘滚轧或压制成形)应允许凸缘在不与锁定凸片发生干涉的情况下被形成。然而、这些方案可能会增加传感器单元1制造的成本和/或复杂性。
现在将参考图4到图6来描述根据本发明一个优选实施例的传感器单元101。根据该实施例的传感器单元101被用在内燃发动机的发动机负荷传感器中。特别地，传感器单元101将被安装在泵单元上。应该意识到的是，本发明并不局限于这种应用，所述传感器单元可结合一个或更多个用于测量一系列特性的传感器。
传感器单元101包括传感器(未示出)以及连接器组件102，所述连接器组件用于将传感器单元101连接到处理单元(未示出)，其例如提供在发动机管理或控制单元中。连接器组件102包括外壳103和电连接器105。外壳10103由铝制成并且具有外螺纹(未示出)和用于接收扳手或扳子以安装传感器单元101的的六角形设置107。在本实施例中，六角形设置107被用来接收24mm的AF六角套筒。
外壳103具有圆柱形套管109，其具有第一纵向轴线X1。外壳103上的螺纹部分具有一纵向螺纹轴线，其与所述第一纵向轴线X1同轴。凸缘111被提供在套管109的远离六角形设置107的第一端。如后文将会更详细地描述的，凸缘111径向向内延伸并且将连接器105机械地安装在传感器单元101中。所述传感器典型地在设置连接器组件102的相对端处或者在接近该相对端之处被提供在外壳103内。
连接器105包括圆形安装部分113和本体部分115。本体部分115由塑性材料模制而成，并且容纳有三个电端子117。本体部分115为大致圆柱形。本体部分115的自由端具有扩大了的直径，并且限定了末端件，所述末端件的形式为导向筒119，其用于接收相配合的连接器。导向筒119具有第二纵向轴线X2。在本实施例中，第二纵向轴线X2与本体部分115的纵向轴线重合。然而，应该意识到的是，所述末端件可偏离于本体部分的其余部分。
锁定凸片121被整体地形成在本体部分115的导向筒119的外部上。电端子117被利用已知技术固定地安装在本体部分115中。锁定凸片121从所述第二纵向轴线X2径向延伸。锁定凸片121在某些实施例中可被省略。
第一和第二纵向轴线X1和X2彼此偏离1.5mm并且彼此平行地延伸。因此，连接器105的安装部分113和导向筒119是离心的偏心的。第二纵向轴线X2在第一方向上偏离于第一纵向轴线X1，锁定凸片121在基本上相反于第一方向的第二方向上延伸。换句话说，所述锁定凸片沿一条二等分所述第一纵向轴线X1和所述第二纵向轴线X2两者的横向轴线延伸。这种布局结构是有利的，因为本体部分115的偏移为锁定凸片121创造了空间，从而允许锁定凸片121的尖端被从凸缘111的最内侧径向边缘径向插入(或基本上重合于凸缘111的最内侧径向边缘)。
使用中，本体部分115可以传统方式与配合的连接器(未示出)连接。锁定凸片121接合在一凹进部中，该凹进部被提供在配合连接器中以便将这些连接器锁定在一起。锁定凸片121的轮廓可被制成能够保证本体部分115和配合的连接器永久地锁定在一起，或者它可用来提供暂时性的锁定，这种暂时性的锁定允许本体部分115从配合连接器上脱离开。根据本发明的传感器单元101计划通过提供在所述外壳上的外螺纹安装在泵(未示出)上。根据本发明的传感器单元101的操作是传统的。
现在将具体参考图5和图6描述如何组装根据本发明的传感器单元101，特别是连接器组件102。
外壳103的凸缘111初始时在轴向方向上延伸。连接器105被定位在外壳103中，从而使得安装部分113位于安装座123上，所述安装座形成在套管109的内壁上。然后常规设计的圆柱形型锻冲压工具125在轴向方向上沿第一纵向轴线X1前进，从而将凸缘111型锻成使得它在安装部分113的前端面上径向向内延伸。冲压工具125施压于凸缘111上，以致它邻接安装部分113的前端面并且机械地将连接器105保持就位。一旦已经形成了凸缘111，就在轴向方向上撤回冲压工具125。
由于第一纵向轴线X 1和第二纵向轴线X2是彼此偏离的，所以锁定凸片121的尖端和导向筒119从凸缘111的最内侧径向边缘被插入。如图5和6所示，在冲压工具125在型锻处理的过程中前进和撤回时，本体部分5和锁定凸片121两者都被接收在冲压工具125的本体内。因此，冲压工具125可遵循着沿第一纵向轴线X1的轴向路径行进，而不会与锁定凸片121发生干涉。
组装传感器单元101的其他步骤是传统的，因此为简明起见，本文在此不再赘述。
应该意识到的是，在不脱离本发明范围的情况下，可对本文所述的电连接器及其制造方法作出各种变化和修改。

Claims (14)

1.一种连接器组件，其包括安装在外壳中的连接器；所述连接器包括安装部分、至少一个电端子和本体部分，所述本体部分具有用于与互补连接器配合的末端件；其中所述外壳具有第一纵向轴线，所述末端件具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离；其中，所述外壳包括向内指向的凸缘，所述凸缘在所述安装部分的至少一部分上延伸以便安装所述连接器，所述末端件从所述凸缘的最内侧径向边缘径向被插入或者基本上与所述凸缘的最内侧径向边缘重合。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述末端件具有锁定凸片，所述锁定凸片具有尖端，所述尖端从所述凸缘的最内侧径向边缘被径向插入或者与所述凸缘的最内侧径向边缘基本上重合。
3.根据权利要求2所述的连接器组件，其中所述第二纵向轴线在第一方向上偏离于所述第一纵向轴线，而且所述锁定凸片在第二方向上延伸。
4.根据权利要求2或3所述的连接器组件，其中所述锁定凸片沿一条二等分所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线两者的横向轴线径向延伸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线基本上彼此平行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中所述安装部分具有第三纵向轴线，其偏离于所述第二纵向轴线。
7.一种连接器组件，其包括外壳和连接器；所述连接器包括安装部分、至少一个电端子和本体部分，所述本体部分具有用于与互补连接器配合的末端件；其中所述外壳和所述末端件被偏心地布置；所述外壳包括向内指向的凸缘，所述凸缘在所述安装部分的至少一部分上延伸以便安装所述连接器；而且所述末端件的径向最外侧边缘被从所述凸缘的最内侧径向边缘径向插入或者基本上与所述凸缘的最内侧径向边缘重合。
8.根据权利要求7所述的连接器组件，其中所述末端件可具有锁定凸片，所述锁定凸片具有尖端，所述尖端从所述凸缘的最内侧径向边缘被径向插入或者与所述凸缘的最内侧径向边缘基本上重合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中所述末端件包括圆柱形部分，所述圆柱形部分具有圆形的或多边形的横向横截面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中所述末端件形成公连接器，所述公连接器可定位在互补母连接器的接收部分中；或者所述末端件形成一个母连接器，该母连接器具有用于接收互补公连接器的接收部分。
11.一种用于连接到前述任一权利要求所述的连接器组件的互补连接器。
12.一种传感器单元或致动器单元，其包括权利要求1-10中任一项所述的连接器组件。
13.一种组装连接器组件的方法，所述连接器组件包括外壳和连接器；所述连接器具有安装部分和本体部分，所述本体部分具有用于与互补连接器配合的末端件；其中所述末端件具有第一纵向轴线，所述安装部分具有第二纵向轴线，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此偏离；所述方法包括以下步骤：将所述连接器的安装部分定位在所述外壳中；轴向地应用型锻冲压工具以便抵靠着所述安装部分的表面型锻出所述外壳的凸缘，以安装所述连接器；以及撤回所述型锻冲压工具。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述连接器的所述末端件和所述安装部分彼此轴向地偏离；和/或所述末端件具有锁定凸片。
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