专利名称：自对准连接系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆车门的配线系统，更确切地说，涉及一种在车辆车门的配线系统中进行电气连接的自对准连接系统。
背景技术：
车门一般包括一金属车门框和一内部装饰板连接。一些电气配线和车门框相连，另外一些和装饰板连接。一些配线包括多个插座式接线器，另一些配线包括多个插头式接线器。为了形成闭合电路，每个插座式接线器必须和相对应的插头式接线器连接。这样，电信号才能在车门上的零件和车门之外的部件之间传递。
通常，装配工人需在装饰板装到车门框上之前把接线器装配好。车门框和装饰板必须相互靠近足以使接线器相互啮合。装配工必须伸到装饰板四周并进入车门框和装饰板之间的狭窄空间，以将其连接在一起。由于装配工在装配时看不见接线器，所以整个装配过程不但麻烦不方便，而且会产生一些问题。
第一个问题是电气的连接不令人满意而且不能保证完好。连接不好的结果是，一部分或全部受影响的电气零件接触不良。这可能是由于装配工进行的是部分连接或损坏接线柱，或者接线柱在装配过程中脱开。
第二个问题是，在装配过程中装配工在进行连接和/或检查连接情况时可能需要拉扯电线。这样会损坏或切断电线，从而影响电气零件的性能。
第三个问题是装配好的接线器可能在车门里自由移动，从而在车辆使用时会产生讨厌的噪音。此外，人们还希望在制造过程中装饰板和车门框的组装时间尽可能最少。目前的工艺不能使组装时间达到令人满意的水平，因为其操作十分困难。
有人曾经提出一种系统，在装饰板向车门靠近时完成插入式电气连接。由于这样不需要装配工伸到装饰板四周，应该说一种改进。然而，这种系统需要两个电气接线器之间精确对准，而这是很难达到的。于是，这种系统实际证明是不成功的。
因此，人们寻求一种组装车门时不需要精确对准连接的连接器。
发明概述车门一般包括一金属车门框和一内部装饰板连接。根据本发明，电气连接是在装饰板上的电气接头和车门框上与之相对接的电气接头之间进行。其中一个接头可以在三个方向上移动，从而可相对其对接的电气接头“浮动”或对准。
在一个实施例中，基座被固定在装饰板的内表面上的不同位置。基座包括一板，至少一支柱从该板伸出。该支柱包括一隆起和一狭槽。隆起和板有一定间隔。狭槽沿支柱的长度方向延伸。
该基座应用于一连接系统中，此连接系统包括一至少带有一通孔的托架。托架安装在基座上以便可以沿一个方向移动。托架放在基座的支柱上以使该支柱穿过托架上的孔延伸。狭槽能使支柱收缩以便使托架可以通过隆起，于是隆起将托架卡持在支柱上。支柱的直径使得托架可以在上面滑动。
根据一个实施例，基座是应用于电气接头的自对准连接系统的一部分。此连接系统包括一带有孔的托架、一固定夹和一基座。固定夹可拆卸地固定一电气接头。固定夹可在托架里随意移动以使其在托架里可以沿一第一轴和一第二轴移动。所述的基座包括一板，至少有一支柱从板伸出。所述的支柱包括一隆起和一狭槽。隆起和板之间有一定间隔。狭槽沿支柱长度方向延伸。托架放在支柱上以使支柱穿过托架上的孔伸展。所述的狭槽使支柱收缩以使托架能够跨过隆起，而后由隆起将托架卡持在支柱上。支柱的直径使托架能沿一第三轴滑动并装配其上。此自对准连接系统能使接头沿三个轴或方向相对移动。其结果是，接头可以和相对接的接头自动对准，并且在操作者手不接触接头或看见接头的情况下相互装配在一起。
上述本发明通过下面对本发明最佳实施方式的细致描述和所提供的附图将会更加清楚。
附图简述
图1是一装配完毕的汽车门里面的部分透视图。
图2是图1所示车门的分解透视示意图。
图3是本发明的连接系统的放大的分解视图。
图4是本发明的基座放大视图。
图5是图2所示车门沿线5方向的左侧视图。
实施本发明具体设备的最佳方式参见图1，一典型的汽车门10包括一支撑着内部装饰板14的车门框12。
车门框12为装饰板14提供结构上的支撑并为乘客提供保护免于碰撞。车门框12的外面通常被设计为安装有一反光镜16和一车门闩17。在目前的实际应用中，一些电气零件和机械零件一般被预先安装在车门框12、装饰板14和车辆内部。
内部装饰板14是一加工精细、外表美观的表面，一般包括一门把手18，及一操纵车窗22的电气控制面板20(如图2所示)。
参见图2，作为一实例，车门框12内装有车窗马达26、车门锁28和反光镜马达24。电气零件24、26和28配备以插入式接线器30固定在其安装部位。一电气配线32用来电连接接线器30并安装在车门框12内。车门框周边加工有多个孔33。
在装饰板14上，反光镜致动器(图中未示出)、电气控制面板20(如图1所示)和车门锁开关(图中未示出)之类的电气零件组合成一连接系统34(如虚线所示)。每个连接系统34都安装在装饰板14的内表面上。一电气配线36将这些连接系统34电气连在一起并安装在装饰板14上。多个对准销40和紧固件42排列在装饰板14的周边。
安装在装饰板14上的车窗提升机构和车门锁定机构之类的机械零件，为了清楚起见从图中删除未画出。电器零件、机械零件和电路的细节如技术上所公知的那样。
典型地，关于车门10的参考坐标系有一X轴、一Y轴和一Z轴。坐标系的X轴沿车门10的宽度方向延伸，用箭头X表示；Y轴沿车门10的高度方向延伸，用箭头Y表示；Z轴沿汽车的宽度方向延伸并和车门垂直，用箭头Z表示。
参见图3和图4，连接系统34包括一基座44、一托架46、一固定夹48、一插座式接线器50和一闩体52。
基座44可拆卸地固定连接系统34的零件。基座44牢固地安装在装饰板14上。基座44可以采用声波或超声波焊接或注塑的方法和装饰板14合成一整体。
基座44包括一三角形板53和三个邻近板53的三个角伸出的支柱54。每个支柱54包括一带有圆锥尖头58的圆柱部分56。
圆柱部56包括一隆起60和一狭槽62。隆起60围绕着圆柱部分56并带有两个相结合在一起的斜面。隆起60的几何形状是由分析决定的，应考虑材料的挤压量及挠度和两部件之间的摩擦系数，以便使系统象下面讨论的那样进行操作。
狭槽62沿圆柱部分56的长度方向延伸一直到尖头58。圆柱形支柱包括两个区域，第一区域A位于尖头58和隆起60之间。第二区域B在隆起60和板53之间。
参见图4，托架46大致呈T形，包括一箱体64。箱体64由方形的第一面66、与第一面有一定间隔的第二面68和多个连成一体的位于面66和68之间并和两者连接的侧壁70。
箱体64还包括一方形空腔72(如虚线所示部表示)。空腔72通过第一侧壁71有一开口74。
箱体64的第一面66上有一位于中心的孔76和位于孔76与第一侧壁71之间的两个切口78。孔76的圆周和切口78相邻的一部分由两个柔性的钩爪80围成。两钩爪汇合以形成进入孔76的通道82，并且发散以伸入切口78。
托架62还包括三条臂84。臂从箱体64的第二、第三和第四侧壁伸出。每个臂84上形成带有88的孔86(如图3所示)。管88可使支柱54和臂84之间的倾斜量最小，从而可降低基座44和托架46之间的装配条件(a binding condition)。
固定夹48包括一圆盘90、一顶板92和一连接圆盘90和顶板92的圆柱杆93(如虚线所示)。圆盘90包括四个柔性腿94。这些腿94相互间隔排列，从圆盘90伸出以形成大致的X形状。
插座式接线器50、闩体52和插头式接线器30都是市场上可以买到的。插座式接线器50包括一带有内部通道98、两个凸耳100(仅表示一个)和一切口102的壳体96。
通道98沿壳体96的长度延伸。每个通道98的构形用来接纳一连有电线的凹形接线柱。
每个凸耳100从壳体96的相关侧壁伸出。切口102沿壳体96的底面伸展，并为顶板92提供限位档块。
闩体52做成能够插入插座式接线器50的内通道98中的形状，以将接线柱固定其中。
插头式接线器30包括一壳体104、一些空腔106和两个翼肋110。空腔106沿壳体主体的长度方向延伸。每个空腔106各接纳一连有电线的凸形接线柱(图中未示出)。每个凸形接线柱一部分延伸到壳体104的内部。
壳体104的内壁具有沿长度方向延伸的翼肋110(如虚线所示)。本连接系统34的零件可以由塑料注塑而成。
现在将描述连接系统34的使用。参见图2，在组装厂，带有图中所示的电气零件的预先组装好的车门框12被装在车体上。装饰板14(如图3所示)带有与其相连的基座44。
电气配线36带有与之相连的插座式接线器50(如图3所示)。每个接线器50带有和闩体52固连的四个必需的接线柱(图中未示出)。为将车门框12上的插头式接线器30和装饰板14上的插座式接线器50连接，就要将连接系统34组装在一起。
参见图3，通过将固定夹的顶板92滑入接线器的切口102中，可以将固定夹48装到插座式接线器50中。
然后通过将固定夹48的圆盘90通过开口74滑入空腔72，可以将固定夹48与托架46组装在一起。在组装过程中，固定夹48的圆柱杆93经过通道82。柔性钩爪80移入切口78以使圆柱杆进入孔76中。一旦固定夹的圆柱杆93处于孔76中，腿94便使固定夹48和插座式接线器50能够沿X轴和Y轴浮动或移动。腿94还将固定夹48固定在托架46中心，甚至当装饰板14移动或旋转时也是如此。
现在，托架46已被安装在基座44上紧靠尖头58处，这通过将支柱54穿过孔86插入托架46中完成。这是托架46的起始位置。托架46位于支柱54的第一A区域。支柱的直径大于托架上孔的直径，所以将隆起60压缩进狭槽62所需的力大于将插座式接线器50插入接头式接线器30所需的力。
参见图3和图5，装配工准备将装饰板14和车门框12连在一起。对准销40插入孔33中，从而使装饰板14相对车门框12定位。当装配工推动装饰板14沿Z轴向车门框12移动时，插座式接线器50就和插头式接线器30相接触。由于固定夹48和托架46的组合而使插座式接线器50可以沿X轴和Y轴方向浮动，从而可使插座式接线器50和插头式接线器30自动对准，直到插座式接线器50进入与之相配的每一插头式接线器30的壳体104中。当装饰板14继续移动时，推动凸耳100进入狭槽110中。一旦推力超过了接线器的配合力，凸耳100便通过狭槽110中的凸出部分(图中未示出)，而且接线器30和50通过固定凸耳100结合在一起。
装配工继续对装饰板14施力，直到超过托架装配所需的力。当趋近托架装配所需的力时，支柱54上的狭槽62使支柱54收缩，直到支柱在隆起60处的直径缩小到足以使托架46经过隆起60并靠近板53而达到最终位置。在最终位置时，托架46处在支柱的第二B区域。支柱的直径小于孔的直径，以使托架可沿支柱54和沿Z轴作必要的滑动。装饰板14和车门框12固连在一起，整个电气连接就完成了。
参见图2和图3，在车辆的开动甚至车门的开关过程中，装饰板14会经历相对移动或变形，尤其是相对于车门框12。车门接线器的分离力是指插头式接线器30与插座式接线器50脱离所需要的力。托架分离力是指将托架46和基座44分开所需的力。托架分离力大于接线器的分离力。这两种力都大于车辆运行中遇到的力。因而，本连接系统34的效果是车门框12可以沿X轴和Y轴移动而不对接线器产生影响。
为了拆下装饰板14以进行维修或检查，工人将装饰板14从车门框12上拉下从而将装饰板14和车门框12拆开。施力将紧固件42从孔33中拆下。在达到托架分离力之前，工人施加的力超过接线器分离力。于是接线器30和50在托架46脱离基座44之前先行脱开。其结果是，插座式接线器50和与之连接的电线仍然和装饰板14保持连接。托架46仍处于最后位置。如果托架装配力小于接线器分离力，则托架46就会在接线器30和50彼此脱离之前与基座分开，电气配线36就会从装饰板14上拉下。
一旦装饰板14拆下，固定夹48可以从和托架46的啮合中滑动。参见图3，在固定夹48移动的过程中，圆柱杆93接触钩爪80，钩爪80向外弯曲进入到切口78中而使固定夹48与托架46脱离。插座式接线器50可以与固定夹48脱离，从而可以进行必要的维修。
在重新组装装饰板14之前，托架46必须回到初始位置即A区域。这样做是通过手工促使托架46跨过基座44的支柱54上的隆起60。如果在重新安装的过程中托架46仍然处于最终位置，则接线器30和50无法锁定在一起。
此连接系统的主要优点是装饰板很容易与车门框连接，而且虽然操作工人看不见接线器，仍然可以在不拉扯、损坏或截断电线的情况下进行很好的连接。这种优点是由于该连接系统允许接线器在装饰板的安装过程中沿三个方向移动。
本发明的另一个优点是在车辆的开动过程中由接线器移动引起的噪音降低到最小。噪音降低是因为接线器在开动过程中不会和装饰板或车门框接触。如果装饰板需要在在Z轴方向上调整位置，那么托架可沿基座上的支柱移动。这样，塑料之间的摩擦代替了金属之间的摩擦。
还有另一个优点是可将装饰板和车门框连接所需的时间减少。组装时间可以减少到将装饰板相对于车门框定位和将装饰板扣压到位所需的时间。一旦紧固固定在车门框里，连接也就完成。
虽然本发明的细节已参照所述实施例进行了描述，然而所示实施例的各种变换以及本发明的其他实施例，在不脱离本发明的精神和所附权利要求范围的情况下，对本领域的熟练技术人员是显而易见的。因此，希望所附权利要求覆盖所有落在本发明真实范围内的变换及实施例。
权利要求
1．一和至少带有一通孔的托架一起使用的基座，所述基座包括一板；至少一支柱从该板伸出，所述支柱包括一位于所述板和所述支柱的自由端之间的隆起，所述隆起用来将该托架卡持在上述支柱上；一狭槽沿该支柱长度方向伸展，所述狭槽用来使该托架经过上述隆起；以及一直径使所述的托架可滑动地装配其上。
2．如权利要求1所述的基座，其中该隆起的形状是使托架跨过该隆起的力为一预定值。
3．如权利要求2所述的基座，其中该板大致呈三角形；而且所述的基座还包括三个从所述的三角形板的各个角伸出的支柱。
4．如权利要求3所述的基座，其中所述支柱的自由端还包括一锥形尖头。
5．一和至少带有一通孔的托架一起使用的基座，所述的基座包括一三角形的板；从所述板的各个角伸出的三个支柱，所述支柱包括一位于所述板和所述支杆的自由端之间的隆起，所述隆起用来将该托架卡持在上述支柱上；所述的隆起具有锥形截面；一狭槽沿该支柱长度方向伸展，所述狭槽用来使该托架经过上述隆起；一直径使所述的托架滑动装配其上；以及一位于所述支柱自由端的锥形尖头。
6．一与电气连接器一起使用的连接系统，所述的连接系统包括一托架；一可松脱地固定电气连接器的固定夹，所述的固定夹被配置于所述托架中，以使所述固定夹能沿一第一轴和一第二轴在托架里移动；以及一基座，该基座包括一板；至少一支柱从该板伸出，所述支柱包括一位于所述板和所述支柱的自由端之间的隆起，所述隆起用来将该托架卡持在上述支柱上；一狭槽沿该支柱长度方向伸展，所述狭槽用来使该托架经过上述隆起；以及一直径使所述的托架沿第三轴可滑动地装配其上。
7．如权利要求6所述的基座，其中该隆起的形状是使托架跨过该隆起的力为一预定值。
8．如权利要求7所述的基座，其中该板大致呈三角形；而且所述的基座还包括三个从所述三角形板的各个角伸出的支柱。
9．如权利要求8所述的基座，其中所述支柱的自由端还包括一锥形尖头。
10．一种用来使用自对准连接器连接装在车门框上的第一接线器和连在装饰板上的第二接线器的方法；此方法包括a将装饰板和车门框大致对准；b将装饰板和车门框靠近以使第一接线器和第二接线器接近，并使第二接线器沿与装饰板平行的两个方向移动；c对装饰板施加第一力，直到第二接线器和自对准的连接器滑动配合并固定在装饰板上；以及d对装饰板施加第二力，直到第一接线器和第二接线器啮合为止。
全文摘要
车门一般包括一金属车门框和一与其内连接的装饰板。在装饰板的电气接线器和车门框上的相对接的接线器之间进行电气连接。一自对准连接系统能使其中的一个接线器通过使其在装配过程中沿三个方向移动而和相对接的电气接线器浮动或对准。
文档编号B60R16/02GK1211951SQ97192372
公开日1999年3月24日 申请日期1997年11月10日 优先权日1996年12月18日
发明者史蒂文·高龙, 布伦达·R·凯勒, 劳伦斯·M·苏文斯基, 约翰·N·托波卢斯基 申请人:Ut迪伯恩汽车有限公司