JP2015072064A - クリップイン支持リング - Google Patents

Abstract

【課題】クリップイン支持リングは、バネ力および反力によりセンサ装置のハウジングへの堅牢な機械的および／または電気的接続を提供することができる。【解決手段】支持リング200は、アーム240およびフック220a,220bを含むことができる。アーム240は支持リング200の第１の端部250a,に配置され得る。アーム240は、支持リングに取り付けられる回路基板にバネ力を提供することができる。フックは、支持リングの第２の端部250b,に配置され得る。フックは、支持リングから上方に延在することができる。第２の端部は、第１の端部と対向することができる。フックは、回路基板上に反力を提供する。反力は、バネ力に対する力とすることができる。支持リングは、１つまたは複数の脚部を含むことができる。脚部は、支持リングから下方に延在することができる。クリップイン支持リングは、センサ装置にＥＭＡを固定することのできる。【選択図】図２

Description

関連出願

本出願は、発明の名称“クリップイン支持リング”で２０１３年９月６日に出願された米国仮特許出願６１／８７４，６０５号の優先権およびその利益を主張するものであり、その内容は参照により全文が本明細書に記載されているものとして組み込まれる。

本明細書の一部に組み込まれ、またその一部を構成する添付の図面は、詳細な説明とともに、明細書に記載される１つまたは複数の実施形態を示し、これらの実施形態を説明する。
電子モジュールアセンブリ（ＥＭＡ）およびクリップイン支持リングを有するセンサ装置の例示的な実施例を示す図である。 図１に示したセンサ装置に含まれ得るクリップイン支持リングの例示的な実施例を示す図である。 クリップイン支持リング内のＥＭＡの例示的な位置を示す図である。 クリップイン支持リングの例示的な動作を示す図である。 図１の示したセンサ装置に含まれ得るハウジングにクリップイン支持リングを固定する例示的な技術を示す図である。

例えばマイクロ歪みゲージ（ＭＳＧ）装置などのセンサ装置は、電子モジュールアセンブリ（ＥＭＡ）を有することができる。ＥＭＡは、ワイヤボンディングのためにセンサ装置のダイアフラム上に機械的に固定され得る。ＥＭＡは、電磁両立性（ＥＭＣ）の性能のために、センサ装置と関連するハウジングに電気的に接続され得る。

本明細書で述べるクリップイン支持リングは、例えばセンサ装置などの装置でこれらの機能を提供するのに使用され得る。クリップイン支持リングは、例えばバネ力および反力によりＥＭＡの固定を提供することができる。さらに、本明細書で述べるクリップイン支持リングを装置のハウジングに取り付ける（例えば、スポット溶接）と、例えば、ハウジングへの堅牢な機械的および／または電気的接続を提供することができる。電気的接続は、ＥＭＡとハウジングの間の電気的導通を提供することができる。

図１は、ＥＭＡ１４０およびクリップイン支持リング２００を有するセンサ装置１００の例示的な実施例を示す。図１を参照すると、センサ装置１００は、例えば、コネクタ１１０、１つまたは複数のコンタクトスプリング１２０、周辺シール１３０、ＥＭＡ１４０、クリップイン支持リング２００、ハウジング１６０および感知素子アセンブリ１７０を含むことができる。

コネクタ１１０は、外部ソース（例えば、外部コンピュータ）にセンサ装置１００を接続することができる。コネクタ１１０は、例えば、外部ソースに接続され得る導電体（例えば電線）と電気的に接続することのできる端子を含むことができる。端子は、例えば、センサ装置１００によって生成され得る信号を、導電体を介して外部ソースに伝送するのに使用され得る。信号は、センサ装置１００によって生成され得るセンサ信号を含むことができる。

コンタクトスプリング１２０は、ＥＭＡ１４０と、例えばコネクタ１１０に含まれる端子の間の電気的導通を提供することができる。コンタクトスプリング１２０は、電気的導通を提供するのに使用され得る導電性の材料（例えば銀めっきされた材料）を含むことができる。

周辺シール１３０は、例えばコネクタ１１０とハウジング１６０の間の封止を提供することができる。周辺シール１３０は、例えば、場合によってはセンサ装置１００の性能に影響を与えることのある汚染物質（例えば湿気や汚れ）がセンサ装置１００に侵入するのを防ぐことができる。

ＥＭＡ１４０は、例えば、回路基板および１つまたは複数の電子部品１４２（例えば、集積回路、トランジスタ、レジスタ、コンデンサ、インダクタ、ダイオード）を含むことができる。回路基板は、プリント回路基板（ＰＣＢ）とすることができる。電子部品は、回路基板上に搭載することができる。電子部品は、例えば、感知素子アセンブリ１７０によって感知される状況（例えば、力）を処理することができ、および／または、感知された状況に基づいて信号を生成することができる。電子部品は、生成された信号を、コネクタ１１０に含まれ得る端子を介して外部ソースに伝送することのできる構成要素を含むことができる。

ハウジング１６０は、クリップイン支持リング２００用の取付け台を提供することができる。ハウジング１６０は、クリップイン支持リング２００をハウジング１６０に取り付ける（例えば溶接する）ことのできる金属により製造することができる。ある実施例では、ハウジング１６０は六角形のカップ形状である。

感知素子アセンブリ１７０は、例えば、センサ装置１００に適応される状況などの状態を感知するための設備を含むことができる。感知素子アセンブリ１７０は、例えば、センサ装置１００に適用され得る様々な力を感知するのに使用され得る歪みゲージ１７２を含むことができる。

感知素子アセンブリ１７０によって感知された状況ないし状態は、ＥＭＡ１４０上に含まれ得る回路によって検出され得る。回路は、感知された信号を処理し、この処理済みの感知された状況に基づき様々な信号を生成することができる。信号は、センサ装置１００から外部ソースへ、コネクタ１１０に含まれる端子を介して伝送されることができる。

クリップイン支持リング２００は、センサ装置１００にＥＭＡを固定することのできる支持リングを含むことができる。具体的には、ＥＭＡ１４０は、クリップイン支持リング２００に取り付けられ得る。その後、クリップイン支持リング２００は、ハウジング１６０に固定されることができ、これによりセンサ装置１００においてＥＭＡ１４０に対する安定した支持が提供される。

図２は、クリップイン支持リング２００の例示的な実施例を示す。図２を参照すると、クリップイン支持リング２００は、例えば、フック２２０ａ、２２０ｂ、ビーム２３０ａ、２３０ｂ、アーム２４０、第１の端部２５０ａ、第２の端部２５０ｂ、および台（ペデスタル）２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃを含むことができる。平面２６０は、クリップイン支持リング２００の主面を示すことができる。

支持リング２００が他の特徴を含んでもよいことに留意すべきである。例えば、クリップイン支持リング２００は、１つまたは複数の脚部を含んでもよい。脚部は、クリップイン支持リング２００から下方に延在する（例えば、突出する）ことができる。脚部は、例えば、クリップイン支持リング２００がハウジング１６０に取り付けられたときに、クリップイン支持リング２００を支持することができる。脚部は、ハウジング１６０と接続することができ、ＥＭＡ１４０（クリップイン支持リング２００に搭載された後のもの）とハウジング１６０の間の電気的導通を提供することができる。クリップイン支持リング２００とともに使用され得る脚部の例は、以下でさらに説明される。フック２２０ａ、２２０ｂは、第１の端部２５０ａで、クリップイン支持リング２００から上方に延在することができる。フック２２０ａ、２２０ｂは、ＥＭＡ１４０に力を提供することができ、この力は、アーム２４０によって提供される力と共に、クリップイン支持リング２００において適切な位置にＥＭＡ１４０を保つことができる。さらに以下で述べるように、フック２２０ａ、２２０ｂによって提供される力は、アーム２４０によってＥＭＡ１４０に加えられ得るバネ力に応答した、ＥＭＡ１４０に加えられ得る反力とすることができる。

２つのフック２２０ａ、２２０ｂを図２に示したが、クリップイン支持リング２００の他の実施例が他の数のフック２２０を含んでもよいことに留意すべきである。例えば、他の実施例では、クリップイン支持リング２００は、１つのフック２２０または２つよりも多いフック２２０を含むことができる。

ビーム２３０ａ、２３０ｂは平面２６０にあることができ、第１の端部２５０ａと第２の端部２５０ｂの間に位置することができる。ビーム２３０ａ、２３０ｂの幅は、第１の端部２５０ａおよび／または第２の端部２５０ｂの幅よりも小さくすることができる。ビーム２３０ａ、２３０ｂは、順応性（柔軟性）があり、ＥＭＡ１４０がクリップイン支持リング２００に取り付けられた後に、ＥＭＡ１４０に対して反力を提供することができる。しかし、例えば、クリップイン支持リング２００がＥＭＡ１４０に取り付けられて、クリップイン支持リング２００がハウジング１６０に固定された後に、ビーム２３０ａ、２３０ｂの柔軟性は制限（排除）されることができる。

アーム２４０は、第２の端部２５０ｂに位置され得る。アーム２４０は、第１の部分２４２ａおよび第２の部分２４２ｂを含むことができる。第１の部分２４２ａは、平面２６０から下方に延在することができる。第２の部分２４２ｂは、第１の部分２４２ａの端部から上方に延在することができ、平面２６０を越えて、平面２６０よりも上方に延在することができる。ある実施例では、第１の部分２４２ａおよび第２の部分２４２ｂは、Ｖ字を形成するように形作られることができる。しかし、他の実施例では、第１の部分２４２ａおよび第２の部分２４２ｂはが、他の形（例えば、半円形）を形成するように形作られてもよいことに留意すべきである。アーム２４０は順応性があり、ＥＭＡ１４０がクリップイン支持リング２００に取り付けられた後に、ＥＭＡ１４０を適切な位置に保持するためのクランプ力として作用し得るバネ力を提供することができる。

１つのアーム２４０が図２に示されたが、クリップイン支持リング２００のその他の実施例が他の数のアーム２４０を含んでもよいことに留意すべきである。クリップイン支持リング２００のその他の実施例は、複数のアーム２４０を含むことができる。さらに、クリップイン支持リング２００の他の実施例でのアーム２４０は、図２に示されたものとは異なる形状とすることができる。

台２７０ａ、２７０ｂは、例えば、ＥＭＡ１４０がクリップイン支持リング２００に取り付けられた後に、ＥＭＡ１４０への支持を提供することができる。さらに、台２７０ａ、２７０ｂは、ＥＭＡ１４０とクリップイン支持リング２００の間の電気的導通を提供することができる、

さらに以下で述べるように、クリップイン支持リング２００は、ハウジング１６０に固定することができる。クリップイン支持リング２００をハウジング１６０に固定すると、ＥＭＡ１４０とハウジング１６０の間にクリップイン支持リング２００を介した電気的導通を提供することができる。電気的導通は、例えば、台（例えば台２７０ａ、２７０ｂ）および／またはクリップイン支持リング２００に含まれ得る脚部を介して提供され得る。

図３は、クリップイン支持リング２００内のＥＭＡ１４０の例示的な配置を示し、図４は、クリップイン支持リング２００の動作を示す。図３を参照すると、ＥＭＡ１４０の第１の端部は、例えば、アーム２４０を収容するための開口を含むことができる。ＥＭＡ１４０の第２の端部は、例えば、フック２２０ａ、２２０ｂを収容するために切り込みを入れることができる。

動作中、アーム２４０およびフック２２０ａ、２２０ｂは、ＥＭＡ１４０をクリップイン支持リング２００に固定するのに使用され得る１つまたは複数の力を提供することができる。ここで図４を参照すると、アーム２４０は、ＥＭＡ１４０の第１の端部にバネ力を提供することができる。バネ力は、１つまたは複数の力を含むことができる。例えば、ある実施例では、バネ力は、平面２６０に対して水平方向の力および／または平面２６０に対して下向きの力を含むことができる。

ある実施例では、バネ力は、クリップイン支持リング２００の２つの柔軟な特徴によって連続的に得ることができる。ここでは、例えば、第１の特徴は、柔軟なビーム２３０ａ、２３０ｂを含むことができ、第１の特徴と連続する第２の特徴は、より堅く形成されているが柔軟性のあるアーム２４０を含むことができる。

フック２２０ａ、２２０ｂは、ＥＭＡ１４０の第１の端部と対向する、ＥＭＡ１４０の第２の端部上に反力を提供することができる。反力は、アーム２４０によって提供されるバネ力に対する反作用であることができる。バネ力および反力の組み合わせは、クリップイン支持リング２００にＥＭＡ１４０を固定することがきる。

クリップイン支持リング２００にＥＭＡ１４０を取り付けることは、例えば、クリップイン支持リング２００の平面２６０をたわめる（例えば、曲げる）ことによって達成され、これはビーム２３０ａ、２３０ｂによって容易にされ得る。サブアセンブリ工程は、取り付け具を含むことができ、この取り付け具は、まずクリップイン支持リング２００をビーム２３０ａ、２３０ｂに沿ってたわめてから、図３の状態を得るようにアーム２４０を作動または回転させることができる。

上述のとおり、クリップイン支持リング２００は、１つまたは複数の脚部を含むことができる。クリップイン支持リング２００と共に使用され得る脚部の例は、脚部４２０を含む。脚部４２０は、例えば、クリップイン支持リング２００から下方へ延在し得る窪み（ディンプル）の形状とすることができる。この窪みは、クリップイン支持リング２００がハウジング１６０に配置された後に、ハウジング１６０と接触することができる。

図４に示した脚部４２０が、クリップイン支持リング２００とともに使用され得る例示的なタイプの脚部であることに留意すべきである。クリップイン支持リング２００の他の実施例は、他のタイプの脚部を含むことができる。例えば、クリップイン支持リング２００の実施例は、脚部４２０の機能を実行することのできる１つまたは複数の突起を含んでもよい。

ＥＭＡ１４０をクリップイン支持リング２００に取り付けた後、クリップイン支持リング２００は、ハウジング１６０に取り付けられる（例えば、スポット溶接される）。クリップイン支持リング２００をハウジング１６０に取り付けると、ビーム２３０ａ、２３０ｂのたわみを防ぐことができ、センサ装置１００の予想耐用年数の間、ＥＭＡ１４０を適切な位置に維持することのできる保持力を得ることができる。

図５は、クリップイン支持リング２００がＥＭＡ１４０に取り付けられた後に、クリップイン支持リング２００をハウジング１６０に取り付ける例示的な技術を示す。図５を参照すると、クリップイン支持リング２００は、様々な地点５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃでクリップイン支持リング２００をハウジング１６０にスポット溶接することにより、ハウジング１６０に固定され得る。地点５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが、クリップイン支持リング２００がハウジング１６０にスポット溶接されることのできる地点の一例であることに留意されたい。他の実施例では、クリップイン支持リング２００は、クリップイン支持リング２００の他の地点でハウジング１６０に固定され得る。さらに、他の実施例では、クリップイン支持リング２００は、スポット溶接以外の技術を使用してハウジング１６０に固定されてもよい。

実施例の先の記載は、実例および説明を提供することを意図しており、包括的であること、または開示された適切な形態に本発明を限定することを意図していない。修正形態および変形形態が、上記の教示に照らして可能であり、または、本発明を実行するのに必要とすることができる。

本明細書で使用された要素、機能または指示は、そのように明示的に記載されない限りは、本発明にとって重要かつ必須であると介するべきではない。また、本明細書で使用したとおり、“ａ”は１つまたは複数の品目を含むことを意図している。１つのみの品目を意図する場合、“１つの（ｏｎｅ）”または同様の言葉が使用される。さらに、“基づいて（ｂａｓｅｄ ｏｎ）”という表現は、そうではないと明らかに述べていない限りは、“〜に少なくとも部分的に基づいて”という意味であることが意図される。

Claims (13)

1. 支持リングであって、
   前記支持リングの第１の端部に位置し、前記支持リングに取り付けられる電子モジュールアセンブリ（ＥＭＡ）にバネ力を提供するアームと、
   前記支持リングの前記第１の端部に対向する第２の端部に位置し、前記バネ力に対する反作用である反力を前記ＥＭＡに提供するフックと
   を含む、支持リング。
2. 支持リングはさらに、
   第１のビームと、
   第２のビームと
   を含み、
   前記第１のビームおよび前記第２のビームが前記支持リングの主面にあり、かつ前記第１の端部と前記第２の端部の間に位置される、請求項１に記載の支持リング。
3. 前記第１のビームおよび前記第２のビームは柔軟性がある、請求項２に記載の支持リング。
4. 前記アームが、第１の部分および第２の部分を含み、
   前記第１の部分は、支持リングの主面から下方へ延在し、前記第２の部分が、支持リングの主面を越えて上方向に延在する、請求項１に記載の支持リング。
5. 前記アームによって提供される前記バネ力が、前記支持リングの主面に対して側方の力を含む、請求項１に記載の支持リング。
6. 前記アームによって提供される前記バネ力が、前記支持リングの主面に対して下方向の力を含む、請求項１に記載の支持リング。
7. 前記フックが、前記支持リングから上方へ延在する、請求項１に記載の支持リング。
8. 支持リングがさらに、
   前記支持リングから下方に延在する脚部を含む、請求項１に記載の支持リング。
9. 前記脚部が窪みである、請求項８に記載の支持リング。
10. 前記支持リングが、センサ装置のハウジングに取り付けられる、請求項１に記載の支持リング。
11. 前記取り付けられた支持リングが、前記ハウジングと前記ＥＭＡの間の電気的導通を提供する、請求項１０に記載の支持リング。
12. 前記センサ装置がマイクロ歪みゲージ（ＭＳＧ）を含む、請求項１０に記載の支持リング。
13. 前記支持リングが、スポット溶接によりハウジングに取り付けられる、請求項１０に記載の支持リング。
    

Images