CN102183271A - 搭扣配合的传感器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及搭扣配合的传感器组件，更具体而言，公开了一种包括具有热塑性的传感器主体模(21)的传感器主体插入件(20)的两件式传感器组件(40)，该传感器主体模(21)可使用消除了可损坏传感器主体(10)的泄漏路径或开口的球型搭扣来搭扣装配到热塑性的传感器外壳(30)中。

Description

搭扣配合的传感器组件
技术领域
本文所公开的发明涉及传感器组件，并且更具体而言，涉及搭扣配合(snap-fit)的传感器组件。
背景技术
在包括汽车工业的多种工业中，传感器用于监视多种参数，包括例如温度。这些传感器典型地具有包覆传感器主体的传感器外壳(例如，用于测量温度的热敏电阻组件)来保护传感器主体免于由传感器必须在其中工作的环境造成的损害或腐蚀，包括例如化学品和恶劣天气。除了提供保护，传感器外壳典型地构造为安装在具有用来接纳传感器外壳的开口的部件上，并与该部件配合。例如，传感器外壳可具有螺纹，以与传感器安装于其上的部件上的开口中的螺纹配合。
为提供所需的传感器主体的保护和与接纳部件配合的构造，传感器外壳典型地用注模的热塑性塑料制成，该注模的热塑性塑料覆盖传感器主体并且成形为与接纳部件配合。传感器外壳优选地通过将热塑性材料注入模具而形成。期望的是热塑性材料充分包裹传感器主体，而没有传感器主体的任何区域接触热塑性材料的外表面(即触出(touching out))，因为传感器主体的带有薄的热塑性材料覆盖或没有热塑性材料覆盖的这些区域提供了至环境的不希望的泄漏路径或其它开口，随着时间的推移，该泄漏路径或其它开口可导致传感器主体的损坏和腐蚀，例如由化学品、恶劣天气等(造成电气短路，高阻抗或开路)。
然而，在许多情况下，避免这些触出区域的形成是困难的。例如，在典型制造过程中，在注入热塑性材料之前，传感器主体被放置入用于传感器外壳的注塑模具的中心。在热塑性材料的注射期间，塑料的力可将传感器主体从其原始的中心位置推动或移动至注塑模具的一侧，使得该传感器主体与注塑模具的侧面形成接触，限制了可流经该接触点以覆盖传感器主体的热塑性材料的量。除了触出的风险外，此典型制造过程还可为劳动密集型的，因为其要求在热塑性材料的注射前小心地将传感器主体放置入注塑模具。
消除触出的危险并最小化制造这些传感器组件所需的劳动将是有利的。
发明内容
公开了一种包括具有热塑性的传感器主体模的传感器主体插入件的两件式传感器组件，该热塑性的传感器主体模可使用消除了会损害传感器主体的泄漏路径或开口的球型搭扣配合来搭扣装配到热塑性传感器外壳中。
附图说明
因此以本发明的特性可理解的方式。通过参考某些的实施例，可得到本发明的详细描述，这些实施例中的一些在附图中图示。然而，要指出的是，这些图仅图示了此发明的某些实施例，并且因此不应被认为是其范围的限制，因为本发明的范围包括其它同等有效的实施例。这些图不一定按比例，重点通常置于图示本发明的某些实施例的特性之上。因此，为进一步理解本发明，可参考下文的详细描述，联系图来阅读，其中：
图1是在本发明的一个示例性实施例中的传感器主体。
图2是在本发明的一个示例性实施例中的传感器主体插入件。
图3是在本发明的一个示例性实施例中的传感器外壳的横截面。
图4是在本发明的一个示例性实施例中的传感器组件的部分横截面。
部件清单
10    传感器主体
12    传感器端子
14    卷曲位置
16    线
18    感测装置
20    传感器主体插入件
21    传感器主体模
22    传感器主体盖
23    传感器主体插入件尖端
24    弓形环
26    臂
28    槽
30    传感器外壳
31    传感器外壳空腔
33    传感器外壳尖端
34    弓形内表面
35    脊
36    台阶
38    螺纹
40    传感器组件
具体实施方式
尽管本发明使用室外空气温度(OAT)传感器的示例性传感器组件来描述，但将会理解的是本发明可用于适用于与本发明的两件式设计一起使用的多种不同类型的传感器组件。
图1图示了用于本发明的一个示例性实施例中的OAT传感器的示例性传感器主体10(例如，热敏电阻组件)。在此示例中，通过变化的电阻来用于感测温度的感测装置18(例如，陶瓷NTC电阻)可通过能够在卷曲位置14处卷曲至该传感器端子12的一对线16连接到至一对传感器端子12。为保护传感器主体10并且特别地保护感测装置18免受环境的损害，热塑性材料可用于覆盖传感器主体10。
图2图示了在本发明的一个示例性实施例中的示例性传感器主体插入件20(阳)。该传感器插入体20可包括覆盖传感器10的至少一部分的热塑性传感器主体模21，包括感测装置18、线16、卷曲位置14和传感器端子12的一部分。在一个实施例中，该热塑性传感器主体模21可被模制在传感器主体10之上。该传感器模21可执行覆盖传感器主体10和与传感器外壳30接触两种功能。
对于第一个功能，覆盖传感器主体10，传感器主体模21可包括在其核心处接触并覆盖传感器主体10的传感器主体盖22。该传感器主体盖22可包括覆盖了传感器主体10的感测装置18但允许“触出”的尖端23。对于第二个功能，与传感器外壳30接触，传感器主体模21可包括在其周边上的弓形环24，该弓形环的至少一部分的直径大于传感器主体盖22的直径，其可使用球型搭扣配合与传感器外壳30接触，这将在下文讨论。弓状环24可环绕传感器主体盖22的一部分延伸，形成弓形环24和传感器主体盖22之间的空隙。此弓形环24可包括一个或多个尺寸可调节的槽28(即开口)，这些槽在弓形环24中形成可增加弓形环24的挠性的分离的臂26，在组装期间，这些槽允许臂26在力的作用下通过弓形环24和传感器主体盖22之间的空隙向传感器主体盖22弯曲。
图3图示了在本发明的一个示例性实施例中的示例性传感器外壳30(阴)的横截面。该传感器外壳30可包括设计和成形以配合并接纳图2中所示的传感器主体插入件20的传感器外壳空腔31。例如，传感器外壳空腔31可包括尖端33来接纳传感器主体盖22的尖端23。类似地，传感器外壳空腔31可包括弓形内表面34，其限制传感器外壳空腔31，并成形为在组装期间弓形环24变形之后接纳传感器主体模21的弓形环24，并且经过限制传感器外壳空腔31的脊35。台阶36可定位在弓形内表面34之后，以控制传感器主体插入件20进入传感器外壳30的插入距离。在一个实施例中，可在传感器外壳30的外部上提供螺纹38，用于与位于具有用来接纳传感器外壳30的开口的部件上的螺纹配合。
在一个实施例中，热塑性传感器外壳30可为注模的。为避开熔接线(knit line)或其它区域，在此处热塑性塑料的多个流的流峰(flow front)汇聚到一起而不熔化在一起，从而在传感器外壳30中产生小的开口，在一个实施例中，热塑性材料可以以在传感器主体插入件外壳30的传感器外壳尖端33的端部处直浇的喷射流注射入模具。
图4图示了在本发明的一个示例性实施例中的传感器组件40的示例性部分横截面。为了更好地图示本发明，图2的该示例性传感器主体插入件20(非横截面)已显示为插入图3的传感器外壳30的示例性横截面。如图3中所示，传感器主体插入件20由传感器外壳30保护免受环境伤害，使得即使在传感器主体插入件尖端23中的感测装置18位于或接近传感器主体盖22的表面处(例如，如果在传感器主体插入件20的模制期间，传感装置18触出)，感测装置18仍完全被传感器外壳30围绕。
为将传感器主体插入件20装配至传感器外壳30，传感器主体插入件20可被轴向地推入传感器外壳30，造成由槽28形成的弓形环24的臂26在传感器外壳空腔31中接触脊35。随着传感器主体插入件20被轴向地推入传感器外壳空腔31，由脊35施加的径向力将弓形环24(例如臂26)通过在弓形环24和传感器主体盖22之间的空隙朝传感器主体盖22弯曲。在装配期间，当足够的轴向力被施加至传感器主体插入件20，以推动弓形环24超过脊35并且坐置入限制传感器外壳空腔31的弓形内表面34中时，传感器主体插入件20和传感器外壳30形成球型搭扣配合，阻止传感器主体插入件20从传感器外壳移除。一旦已装配，从传感器外壳30去除传感器主体插入件20会需要极大的轴向移除力，该力最有可能损害传感器主体插入件20。当确定在寻求更换有缺陷的部件之前客户是否已篡改了传感器组件40时，传感器主体插入件20的损坏可来源于将其从传感器外壳30移除的任何尝试性移除的事实可以是有用的。
多种不同的热塑性材料可用于传感器主体插入件20和传感器主体外壳。选择用于传感器主体插入件20和传感器外壳30的特定的热塑性材料，以及弓形环24、脊35和弓形内表面34的形状和构造的设计(例如半径、槽的数量等)，可确定特定的球型搭扣配合所需的组装力和移除力的量。在一些实施例中，传感器主体插入件20可比刚性的传感器外壳30更加柔性，而在其它实施例中，可使用相反的构造(即更刚性的传感器主体插入件20和更柔性的传感器外壳30)。在一个实施例中，传感器主体插入件20可由PA 66(即聚酰胺6/6或尼龙6/6)制成，而传感器外壳30可使用PBT GF30(即带有30％的玻璃纤维强化的聚对苯二甲酸丁二酯)制成。在没有熔接线而模制时，选择PBTGF30可提供非吸湿特性，使得水分不能渗透至感测装置18。在其它实施例中，具有类似的弯曲模量和伸长特性的其它热塑性塑料可用于传感器主体插入件20和传感器外壳30。
图4中所示的与传感器组件40的示例性设计一起使用的热塑性材料的此特定组合可需要大约50磅的轴向组装力来将传感器主体插入件20装配入传感器外壳30。可选择热塑性材料和球型搭扣配合的设计来提供可接受的组装和移除力的特定范围(例如，提供了特定的组装力来允许装配过程的自动化)。
此书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使任何本领域中的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统，并执行任何结合的方法。本发明的可给予专利范围由权利要求限定，并且可包括由本领域中的技术人员想到的其它示例。只要它们具有并非不同于权利要求的字面语言的结构元件，或只要它们包括并非实质不同于权利要求的字面语言的等价的结构元件，则此类其它示例意在处在权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种传感器组件(40)，包括：
传感器主体(10)，其包括连接至传感器端子(12)的感测装置(18)；
传感器主体插入件(20)，其包括所述传感器主体(10)和由第一热塑性材料制成的覆盖所述传感器主体(10)的至少一部分的传感器主体模(21)，其中所述传感器主体模(21)包括传感器主体盖(22)和弓形环(24)，所述传感器主体盖(22)接触并覆盖所述传感器主体(10)的至少一部分，所述弓形环(24)具有比所述传感器主体盖(22)的至少一部分更大的直径并且在所述传感器主体盖(22)的至少一部分周围延伸，形成所述弓形环(24)和所述传感器主体盖(22)之间的空隙；以及
由第二热塑性材料制成的传感器外壳(30)，其包括用于接纳所述传感器主体插入件(20)的传感器外壳空腔(31)，其中所述传感器外壳空腔(31)包括弓形内表面(34)和脊(35)，所述弓形内表面(34)限制成形为接纳所述传感器主体模(21)的所述弓形环(24)的所述传感器外壳空腔(31)，所述脊(35)限制接近所述弓形的内表面(34)的所述传感器外壳空腔(31)，
其中，在所述传感器组件(40)的组装期间，所述传感器主体插入件(20)被轴向地推入所述传感器外壳空腔(31)，造成所述脊(35)将径向力施加在所述弓形环(24)上，将所述弓形环(24)朝所述传感器主体盖(22)弯曲，并允许所述弓形环(24)通过所述脊(35)并且坐置在所述弓形内表面(34)中，从而形成球型搭扣配合。
2.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述传感器主体模(21)的所述弓形环(24)还包括多个槽(28)，所述多个槽(28)在所述弓形环(24)中形成多个臂(26)，以增加所述弓形环(24)的柔性。
3.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述传感器外壳空腔(31)还包括位于所述弓形内表面(34)之后的台阶(36)，以控制所述传感器主体插入件(20)插入所述传感器外壳空腔(31)的距离。
4.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述第一热塑性材料为聚酰胺6/6。
5.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述第二热塑性材料为带有玻璃纤维强化的聚对苯二甲酸丁二酯。
6.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述传感器主体模(21)比所述传感器外壳(30)柔性更大。
7.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述传感器主体模(21)比所述传感器外壳(30)柔性更小。
8.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述传感器组件(40)为温度传感器。
9.根据权利要求1所述的传感器组件(40)，其特征在于，所述感测装置(18)为陶瓷NTC热敏电阻。
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