CN105742853A - 壳体中印刷电路板的盲插电气连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有卡扣式柔性臂构件、对准构件和用于与印刷电路板(PCB)上的开口配对的多个销构件的电气连接器。

Description

壳体中印刷电路板的盲插电气连接器

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月31日提交的第14/587,656号美国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及盲插电气连接器，且更具体地，涉及用于车辆附件(诸如冷却剂泵)的这类连接器。

背景技术

当今用于电气装置(诸如车辆发动机附件)的盲插连接器已为人熟知。例如，当有必要电气连接两个零件或部件并且由于其他零件或部件的干涉，不能直接查看或完成连接步骤或过程时，可以利用盲插电气连接器。根据一起使用的电气装置或附件的类型和尺寸，连接器可设置为各种形状和尺寸。

现今，强调使车辆更小、更轻且更有效率，同时具有相同的可靠性和耐久性，因此，提供更小、更轻且在附件或车辆的寿命中保持其效率、耐久性和有效性的电气连接器尤为重要。

本发明的目的是提供一种与车辆发动机附件等电气装置一起使用，尤其是用于冷却剂泵的改进盲插电气连接器。

发明内容

根据本发明的优选实施例，用于电气附件装置的电气连接器包括细长壳体，其中一端具有标准多销插座连接器构件。连接器在第二端部具有一组可弯曲臂构件，该组可弯曲臂构件卡扣在电气装置内部以保持该连接器。壳体上的凸缘构件用于将连接器定位到电气装置上，并且提供密封以阻止破坏性环境因素的进入。密封构件还产生阻力，该阻力帮助牢固地使连接器保持在适当位置。

对准开口以及一组电销构件也定位在连接器的第二端部，该连接器位于电气装置中。电销优选为柔性销构件。在壳体上还设置一个或多个开口用作模制进壳体中的电引线插入件的入口。

本发明允许在不用尾纤线束的情况下将电子装置集成入冷却泵或其他附件。这提高了效率并降低了成本。

根据下列详细的说明并结合附图及所附权利要求，本发明的其他特征、益处和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是本发明的实施例的透视图。

图2示出了本发明的实施例在电气冷却剂泵中的定位。

图3示出了冷却剂泵的部分组件，包括对准构件的使用。

图4示出了在冷却剂泵中用于连接到连接器的印刷电路板组件。

图5是沿图4中使用的销构件截取的剖视图。

图6是泵100的剖视图。

图7是泵100的分解图。

具体实施方式

为了描述本发明的盲插电气连接器，将在与冷却剂泵的使用中进行描述，尤其是双模式冷却剂泵。这并不作为对本发明使用的限制，而是仅作为用于描述其特征和操作的方法。本发明的电气连接器可以用于需要盲插电气连接器的任何电气装置，诸如车辆附件。本发明无需尾纤线束，降低了成本，并提高了效率。

优选的冷却剂泵包括摩擦离合器机构，该摩擦离合器机构一旦启动，则以输入速度旋转冷却剂叶轮。泵还包括诸如无刷直流电动马达的电动马达，该电动马达一旦接通电源，则以期望速度旋转冷却剂叶轮。泵还包括电激活电磁机构，当电动马达正在旋转叶轮时，该电激活电磁机构用于保持摩擦离合器机构处于未激活状态。

图1至图7示出了盲插电气连接器10的优选实施例。图1是连接器的透视图，而图2至图7示出了其在冷却剂泵100中的使用。

连接器10包括一端具有电插座连接件14的细长壳体12。壳体12的另一端包括一对卡扣可弯曲臂16和18，对准构件20以及多个电销构件22。凸缘构件30定位在壳体12上并位于在两端之间。

插座连接件14可以是任何传统类型，诸如标准美国汽车连接器30A。这种类型的连接件通常包括四个销或引线(未示出)，诸如用于点火、动力、接地和局部互联网络。插座连接件14的壳体的外表面具有多个肋构件32和锁定构件34。这些构件允许与插入式标准电气连接器(未示出)进行配对和锁定。

凸缘构件30设置为与电气附件或装置(如图2至图4所示)的外表面接触，并使连接器10关于该附件或装置配对和定位。凸缘可以是平坦的或弯曲的，且优选符合装置外表面的形状。密封构件40，诸如O型环，定位在浅槽42中，且用于密封连接器10与诸如冷却泵100等附件或装置之间的连接。O型环密封件将内部部件与环境隔离，并将任何灌封材料保持在壳体内部。

臂构件16和18是可弯曲的(即柔性的)，这样它们在连接器10插入附件或装置100时可以向内弯曲，然后返回到其正常位置以固定连接器。为此，柔性臂构件16和18在其端部具有倒钩构件17和19。止动构件8和9设置在连接器壳体12上，以防止臂构件16和18在装配期间受应力过度和断裂。如图2所示，当连接器10定位在诸如冷却泵100的装置上时，倒钩端构件卡扣并锁定在小止动构件或支柱34和35上的装置内部。

连接器壳体12优选地由耐用的模制塑性材料制成，诸如尼龙。

在本实施例中，对准构件20是一个孔或开口，对准销轴可定位其中。一旦印刷电路板(PCB)50定位在壳体中，就有一个类似的对准孔，从而使PCB可以适当地定位和取向。这种取向是必要的，从而使PCB上的部件在盲组装过程中相配对并固定在的销构件22上。

为此，销构件22是柔性销构件，且可被压缩并紧密安装到PCB的配对开口25中。在这一关于在冷却剂泵100中使用连接器的实例中，柔性销构件22插入PCB上的一组导电开口25并与其配对。开口25的内表面涂覆有导电材料26。这允许电气连接从插座连接器12移动到销构件22再到PCB。PCB相应地包含操作冷却剂泵100或用于该PCB的另一个附件或装置所必要的部件。

连接器10还具有开口60，该开口用作“敲掉”开口。为此，优选地设置一对对准的开口，连接器每一侧上设置一个。当连接器10形成时，连接器10被围绕多个扁平电引线构件62制模。为了防止构件62在连接器装置10的形成过程中移出原位或重叠，在电条之间留有小连接器器件(未示出)。该构件62由细长的铜条或其它导电金属材料制成。一个或多个开口(或“一个或多个窗口”)60用于允许位于条62之间的连接器件被移除(即“被敲掉”)。

图6示出了双模式冷却泵100的剖面图，在该泵中可以使用本发明的独特的连接器10。图7示出了分解图。泵100包括壳体122、电动马达124、螺线管壳体126、摩擦离合器机构128和滑轮构件130。滑轮构件130适合于由发动机皮带(未示出)以常规方式旋转。滑轮构件由发动机以“输入速度”旋转。

可以与本发明的盲插连接器10一起使用的优选的双模式冷却剂泵，在提交于2014年1月7日，题为《采用摩擦离合器和电动马达驱动的附件》，申请号为14/149,683的美国专利中有公开和详细讨论。该专利申请的公开内容以引用方式并入本文。

电动马达124优选为一个无刷直流马达，并且包括定子构件132和转子构件134。定子构件132具有围绕圆周(周长)定位的钢环构件125。转子构件附接到叶轮轴136，该叶轮轴136居中定位在壳体122内。叶轮构件140附接到叶轮轴136并与其旋转以循环车辆发动机中的冷却剂。

壳体122优选地由具有良好导热性的金属材料制成，诸如铝。螺线管构件142定位在螺线管壳体126中，该螺线管壳体126优选地通过紧固件，诸如螺栓144连接到壳体122。螺线管壳体优选地由金属材料制成，诸如低碳钢。覆盖构件146定位在螺线管壳体126的端部并固定到滑轮构件130。

当螺线管通电时，即当电流施加到其上时，螺线管停用摩擦离合器机构128。摩擦离合器机构128包括由磁性材料制成的电枢构件150，以及摩擦板构件152。磨料摩擦构件154和156固定地附接在摩擦板构件的相对侧上。摩擦构件可以是任何传统类型、任何尺寸和形状的，诸如常规摩擦材质的环形圈或多个独立部件。弹簧构件160，诸如波形弹簧，使摩擦板构件偏置，避免与覆盖构件146接触。弹簧构件162，诸如多个卷簧构件，使电枢构件偏置，避免与滑轮构件130接触。

当螺线管构件被通电(也称为“激活”)时，电枢构件150被轴向拉入与滑轮构件130接触，滑轮构件相应地阻止了摩擦板构件上的摩擦构件与覆盖构件146接触。在此运行期间，滑轮构件在套管构件166上自由运行。

在冷却剂泵的正常运行期间，叶轮轴和叶轮由电动马达124旋转。这将在车辆大多数驾驶时期内提供冷却剂流体足够的循环和冷却。当需要额外的冷却剂流动，诸如当车辆拉动重负载并需要更多的冷却时，轴以输入速度机械地旋转。为此，螺线管构件被断电(又称为停用)，允许电枢构件150向覆盖构件146轴向移动。这允许摩擦板构件150上的摩擦衬片156与覆盖构件接触。由于覆盖构件146附接到滑轮构件并与之一起旋转，因此提供了冷却剂轴以输入速度的旋转。

所述部件，包括螺线管构件、电枢构件、摩擦板构件、摩擦衬片、以及偏置弹簧构件，都是摩擦离合器机构128的全部地部分。

叶轮轴136安装在冷却剂泵100中，并由轴承构件170和172旋转地支撑于冷却剂泵100中。电动马达124定位在轴承构件170和172之间的轴上。

关于优选双模式冷却剂泵及其操作的其它描述和细节包含于第14/149,683号美国专利申请。

冷却剂泵100的操作由控制逻辑控制，控制逻辑从发动机电子控制单元(“ECU”)接收数据和信息。ECU从多个传感器接收数据和信息，诸如温度传感器和车辆内的其它ECU。因而，冷却剂泵被操作以保持冷却剂流体的温度在可接受范围内。

如图7所示，冷却剂泵100附接到壳体180，该壳体180具有用于冷却剂流体的入口182以及用于冷却剂流体进入发动机缸体184中的通道的出口(未示出)。当叶轮140由双模式冷却剂泵100旋转时，冷却剂流体通过出口被泵入并穿过发动机以及发动机冷却系统的其余区域，然后回到冷却剂泵入口182。

电动马达124和螺线管构件142的电子器件包含在PCB50上。PCB包含电子元件，该电子元件可电气控制电动马达124和螺线管构件142的操作(包括打开和关闭)。来自PCB50的动力通过连接器构件10提供。连接器构件10具有多根引线，该引线连接到壳体122内的PCB。引线包括向PCB提供动力的引线，以及提供信号以操作电动马达和螺线管构件的其他引线。PCB通过多个紧固件153连接到壳体122。

填隙料194优选地定位在PCB和壳体122的内壁之间。填隙料将热量从PCB传导到铝壳体内，使得热量可以耗散到冷却剂流体内。

电动马达的动力通过引线框架构件196从PCB供应到电动马达。电力通过盲插电气连接器构件200供应到螺线管构件142。

冷却泵100的组装步骤如图2至图7所示，该冷却泵100中使用了连接器构件10。定子构件132首先附接到PCB50，作为子组件55。在图4中，子组件55示出为定位在壳体127内。子组件定位在连接器10上方。对准销60定位在连接器10中的对准开口20以及PCB中的相应轴向对准开口61内。

这样可以将PCB正确地对准并定向在冷却剂泵内。这样还可以将PCB上的开口25对准连接器10上的柔性销22，如图5所示。

一旦PCB中的开口61与连接器10中的对准开口20对准，则PCB被向下压向连接器，从而将两个部件牢固地配对到一起。柔性销构件具有一对臂构件，这对臂构件在插入开口25中时会挤在一起。这样提供了PCB和连接器10之间的安全组装以及安全电气连接。这是一种“盲插”连接，并且完成电路。

用于电动马达124和螺线管构件142的电子器件包含在PCB50中。PCB包含电子元件，该电子元件可电气控制电动马达和螺线管构件的操作(包括打开和关闭)。从PCB50到定子构件132的动力通过引线196提供。连接器构件10具有多根引线，该引线包括向PCB提供动力的引线，以及提供信号以操作电动马达和螺线管构件的其他引线。

动力通过盲插电气连接器构件200供应到螺线管构件142。

如图4所示，在子组件55安装到壳体内之前，先将连接器构件200优选地安装在PCB上。一旦子组件55安装固定，壳体中将充满灌封材料。然后，螺线管和螺线管壳体126定位并固定在壳体上。连接器构件200通过螺线管壳体的壁127内的开口129以盲插方式固定到螺线管。连接器构件200通过附接到螺线管的线轴构件131电气连接到螺线管142。

尽管本发明已经按预期描述了优选实施例，但可以理解的是并不仅仅局限于此，因为在以下权利要求书所详述的本发明的完整范围内可以对其作出的变化和改进。

Claims (15)

1.一种用于在电源和电气装置之间进行电气连接的连接器构件，所述连接器构件包括：

壳体，其具有第一端部和第二端部；

插座连接器，其位于所述第一端部；

至少一个柔性卡扣式臂构件，其邻近所述第二端部；

对准构件，其邻近所述第二端部；以及

多个销构件，其邻近所述第二端部。

2.根据权利要求1所述的连接器构件，其中所述销构件为柔性销构件。

3.根据权利要求1所述的连接器构件，其中设置一对柔性卡扣式臂构件。

4.根据权利要求1所述的连接器构件，其进一步包括所述壳体上的止动构件以防止所述柔性臂构件的过度弯曲。

5.根据权利要求1所述的连接器构件，其进一步包括位于所述壳体上的凸缘构件。

6.根据权利要求1所述的连接器构件，其进一步包括所述壳体内的至少一个敲掉开口。

7.一种冷却剂泵，其包括：

壳体构件，所述壳体构件具有在其中的开口；

印刷电路板，其位于所述壳体内；

电气连接器构件，其位于所述壳体的所述开口内，并电气连接到所述印刷电路板；

所述电气连接器构件包括：

壳体，其具有第一端部和第二端部；

插座连接器，其位于所述第一端部；

至少一个柔性卡扣式臂构件，其邻近所述第二端部；

对准构件，其邻近所述第二端部；以及

多个销构件，其邻近所述第二端部。

8.根据权利要求7所述的冷却剂泵，其中所述销构件为柔性销构件。

9.根据权利要求7所述的冷却剂泵，其进一步包括所述壳体上的止动构件以防止所述柔性卡扣式臂构件的过度弯曲。

10.根据权利要求7所述的冷却剂泵，其进一步包括位于所述壳体上的凸缘构件。

11.根据权利要求7所述的冷却剂泵，其进一步包括所述印刷电路板中的对准开口，并且其中所述电气连接器上的所述对准构件和所述印刷电路板中的所述对准开口彼此轴向对准。

12.根据权利要求7所述的冷却剂泵，其中所述电气连接器构件上的所述多个销构件中的每一个均为电气连接以与所述印刷电路板中的导电开口配对。

13.一种具有壳体、电气连接器构件、印刷电路板(PCB)、带有定子和转子的电动马达、螺线管壳体、螺线管和摩擦离合器机构的冷却剂泵的组装方法，所述方法包括：

将所述电气连接器构件定位在所述壳体内；

将所述PCB定位在所述电气连接器上；

将所述定子定位在所述PCB上；

将所述螺线管壳体定位在所述壳体上；以及

将所述螺线管定位在所述螺线管壳体内。

14.根据权利要求13所述的冷却剂泵的组装方法，其进一步包括将摩擦离合器机构定位在所述螺线管壳体上。

15.根据权利要求13所述的冷却剂泵的组装方法，其进一步包括将连接器构件附接到所述PCB上，并将所述螺线管连接到所述连接器构件。