压力传感器及其电气连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及传感器制造技术领域，特别是涉及一种压力传感器及其电气连接结构。


背景技术：

2.在传感器中，各个电气元件之间的电气连接可靠性将大大影响着数据采集或测量的效果。例如，在传统的压力传感器中，电源与pcb(又称印制电路板) 之间的电气连接方式，是通过轴向压紧普通弹簧或者弹性体的方式来达到电气连接的目的。
3.但是，在实际的生产过程中，不可避免地会存在加工及装配误差，从而使得轴向压紧普通弹簧或弹性体的连接方式极有可能会存在接触不良的问题，故电气连接的可靠性较低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统的压力传感器中电气连接方式存在连接可靠性较低的问题，提供一种电气连接靠性较高的压力传感器及其电气连接结构。
5.一种电气连接结构，用于电气连接压力传感器中的第一电气元件及第二电气元件，所述电气连接结构包括公端元件、母端元件及具有导电性能的弹性件；
6.所述公端元件用于与所述第一电气元件电连接；
7.所述母端元件用于与所述第二电气元件电连接；所述母端元件具有一端开口的连接腔；所述公端元件穿设于所述连接腔内；
8.所述弹性件的一端安装于所述连接腔的内壁，另一端与所述公端元件的侧壁弹性抵接，以将所述公端元件卡紧在所述连接腔内；
9.其中，所述弹性件的弹性形变方向与所述连接腔的深度方向交叉设置。
10.在其中一些实施例中，所述公端元件为杆状结构；所述公端元件包括连接轴及设置于所述连接轴一端的轴肩；所述连接轴远离所述轴肩的一端穿设于所述连接腔内，并使所述轴肩的端面与所述母端元件的外壁抵靠；所述轴肩背离所述连接轴的一端用于与所述第二电气元件抵接并电连接。
11.在其中一些实施例中，所述公端元件为柱状结构，所述母端元件为一端开口的中空筒状结构。
12.在其中一些实施例中，所述公端元件的径向截面形状为圆形；所述连接腔为圆形孔。
13.在其中一些实施例中，所述母端元件具有开口一端的外壁设置有限位部；所述限位部用于对所述第二电气元件进行轴向限位。
14.在其中一些实施例中，所述弹性件包括安装于所述连接腔内的连接套及多个沿所述连接套的周向间隔设置的弧形弹片；所述连接套的延伸方向与所述连接腔的深度方向一致；每个所述弧形弹片的一端与所述连接套的一端连接，另一端与所述连接腔的内壁滑动
接触；所述弧形弹片为开口朝向所述连接腔内壁的弧形弯片；所述公端元件穿过所述连接套，并与所述弧形弹片的突出位置弹性抵接；或
15.所述弹性件包括于所述连接腔内的连接套及多个沿所述连接套的周向间隔设置的弹性片；所述连接套的延伸方向与所述连接腔的深度方向一致；每个所述弹性片的一端与所述连接套的一端连接，另一端相对于所述连接套向内弯曲；所述公端元件穿过所述连接套，并与所述弹性片远离所述连接套的一端弹性抵持。
16.在其中一些实施例中，所述弹性件为锥形弹簧；所述锥形弹簧的大端固定在所述母端元件的内壁；所述锥形弹簧的小端与所述公端元件的侧壁抵接。
17.在其中一些实施例中，所述弹性件为整体式导电结构；或
18.所述弹性件包括具有弹性形变性能的弹性体及设置于弹性体表面的导电层。
19.在其中一些实施例中，所述弹性件的弹性形变方向与所述连接腔的深度方向垂直。
20.一种压力传感器，包括第一电气元件、第二电气元件及如上所述的电气连接结构；
21.所述公端元件与所述第一电气元件电连接；所述母端元件与所述第二电气元件电连接。
22.上述压力传感器及其电气连接结构，当公端元件穿设于连接腔内时，弹性件在公端元件与母端元件的挤压下发生弹性变形，以为公端元件提供弹性力，此时公端元件在弹性件提供的弹性力作用下被卡紧在连接腔内，以实现公端元件与母端元件之间的电气连接。而且，由于弹性件的弹性形变方向与连接腔的深度方向交叉设置，所以弹性件在发生弹性变形后可对公端元件的侧面施加一个压紧力，以将公端元件压紧在母端元件的连接腔内。从而使得公端元件与母端元件在连接腔的深度方向上柔性连接。因此，在压力传感器的制造过程中，即使存在较大的加工或装配误差的情况，也可保证公端元件与母端元件之间的电气连接效果。因此，上述电气连接结构的设置，使得压力传感器内的电气连接的可靠性更高。
附图说明
23.图1为本实用新型一实施例中压力传感器的局部示意图；
24.图2为图1所示压力传感器中母端元件的结构示意图；
25.图3为图1所示压力传感器中公端元件的结构示意图；
26.图4为本实用新型一个实施例中的弹性件的结构示意图；
27.图5为本实用新型另一实施例中的弹性件的结构示意图。
28.标号说明：10、压力传感器；100、第一电气元件；200、第二电气元件； 300、电气连接结构；310、公端元件；312、连接轴；312、轴肩；320、母端元件；321、连接腔；322、限位部；323、倒角；330、弹性件；331、连接套； 332a、弧形弹片；332b、弹性片。
具体实施方式
29.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的
公开内容的理解更加透彻全面。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
31.在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。
32.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
33.此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。
34.图1示出了本实用新型一实施例中的压力传感器10的局部示意图。为了便于描述，附图仅示出了与本实用新型实施例相关的结构。
35.本实用新型提供了一种压力传感器10及其电气连接结构300及压力传感器 10。压力传感器10包括第一电气元件100、第二电气元件200及电气连接结构 300。其中，第一电气元件100及第二电气元件200为敏感元件、pcb板、电源、转换元件等电气元件中需要电气连接的任意两者。第一电气元件100与第二电气元件200之间的电气连接通过电气连接结构300实现。
36.当然其他的实施例中，上述电气连接结构300还可以用于温度传感器、湿度传感器等其他类型的检测装置中的电气连接。
37.请再次参阅图1，本实用新型较佳实施例中的电气连接结构300包括公端元件310、母端元件320及弹性件330。
38.公端元件310用于与第一电气元件100电连接。母端元件320用于与第二电气元件200电连接。其中，公端元件310及母端元件320均为导电元件。
39.在压力传感器10中，公端元件310固定在第一电气元件100上，并与第一电气元件100电连接；母端元件320固定在第二电气元件200上，并与第二电气元件200电连接。具体的，第一电气元件100上开设有第一连接孔(图未标)，公端元件310穿设于第一连接孔内，并与第一连接孔的内壁固定连接；和/或，第二电气元件200穿设于第二连接孔(图未标)内，并与第二连接孔的内壁固定连接。
40.请一并参阅图2，母端元件320具有一端开口的连接腔321。公端元件310 穿设于连接腔321内。其中，公端元件310可以为杆状结构，也可以为块状结构，还可以为板状等其他形状的结构，只要能够插入连接腔321内，以实现公端元件310与母端元件320之间的连接即可。
41.压力传感器弹性件330具有导电性能。弹性件330的一端安装于连接腔321 的内壁，另一端与公端元件310的侧壁弹性抵接，以将公端元件310卡紧在连接腔321内。弹性件330的弹性形变方向与连接腔321的深度方向交叉设置。
42.需要指出的是，弹性件330的弹性形变方向与连接腔321的深度方向交叉设置，该
交叉设置可以是指弹性件330的弹性形变方向与连接腔321的深度方向垂直设置，也可以是弹性件330的弹性形变方向与连接腔321的深度方向之间的夹角小于90度的交叉设置，只要能将公端元件310卡紧在母端元件320内即可。
43.当公端元件310穿设于连接腔321内时，弹性件330在公端元件310与母端元件320的挤压下发生弹性变形，以为公端元件310提供弹性力，此时公端元件310在弹性件330提供的弹性力作用下被卡紧在连接腔321内，从而可实现公端元件310与母端元件320之间的电气连接，进而可使第一电气元件100 与第二电气元件200电气连接。
44.而且，由于弹性件330的弹性形变方向与连接腔321的深度方向交叉设置，所以弹性件330在发生弹性变形后可对公端元件310的侧面施加一个压紧力，以将公端元件310压紧在母端元件320的连接腔321内，从而使得公端元件310 与母端元件320在连接腔321的深度方向上柔性连接，即使在压力传感器10的制造过程中存在加工及装配误差，使得公端元件310相对于母端元件320沿连接腔321的深度方向上发生滑动或者装配补偿的情况，也可以保证公端元件310 与母端元件320之间的连接效果，从而可提高了公端元件310与母端元件320 之间的电气连接可靠性，进而使得第一电气元件100与第二电气元件200之间的电气连接可靠性更高。
45.另外，与现有技术中通过轴向压紧普通弹簧等弹性件330的方向实现第一元件与第二电气元件200之间的电气连接的方式相比，由于公端元件310与母端元件320在连接腔321的深度方向上实现柔性连接，所以在压力传感器10的制造过程中，对第一电气元件100、第二电气元件200、公端元件310及母端元件320的加工及装配的精度要求较低，从而降低了压力传感器10的加工难度，提高了加工效率。
46.请一并参阅图3，在一些实施例中，公端元件310为杆状结构。公端元件 310包括连接轴312及设置于连接轴312一端的轴肩313。连接轴312远离轴肩 313的一端穿设于连接腔321内，并使轴肩313的端面与母端元件320的外壁抵靠。轴肩313背离连接轴312的一端用于与第一电气元件100抵接并电连接。其中，连接轴312及轴肩312可以为通过机械加工、铸造等方式形成的一体成型结构，也可以为通过焊接等方式形成的拼接结构。具体在本实施例中，公端元件310为一体成型结构。
47.在压力传感器10制造过程中，将轴肩312用于对第一电气元件100及母端元件320进行轴向限位，以使第一电气元件100与第二电气元件200及第一电气元件100与母端元件320之间的电气安全，而且还简化了压力传感器10的装配工艺。
48.请再次参阅图1，在一些实施例中，公端元件310为柱状结构。其中，公端元件310的径向截面形状可以为圆形、椭圆形、矩形、多边形等。母端元件320 为一端开口的中空筒状结构。由此，连接腔321的深度方向为母端元件320的轴线方向。由于公端元件310为细长的柱状结构，母端元件320为中空筒状结构，故在压力传感器10制造过程中，可将公端元件310加工成非常细的细长结构，此时公端元件310在弹性件330的作用下任然能够与母端元件320之间具有形成良好的接触效果，以保证第一电气元件100与第二电气元件200之间的电气连接可靠性。因此，将公端元件310设置为柱状结构，将母端元件320设置为中空筒状结构，可减小压力传感器10的体积。
49.进一步的，在一些实施例中，公端元件310的径向截面形状为圆形。故公端元件310为圆柱结构。连接腔321为圆形孔。在机械加工或者金属加工领域，圆柱结构及圆形孔的加
工较为简单、方便，故将公端元件310设置为圆柱结构，将连接腔321为圆形孔，使得公端元件310及母端元件320的加工更为容易、简单，有利于电气连接结构300加工效率的提高。
50.请再次参阅图1及图3，进一步的，在一些实施例中，母端元件320具有开口一端的外壁设置有限位部322。限位部322沿连接腔321开口的周向延伸。更为具体的，限位部322沿连接腔321开口的周向设置。限位部322与第二电气元件200的表面抵靠。从而使得母端元件320穿设于第二连接孔内时，限位部 322可对第二电气元件200起限位作用，避免母端元件320完全沉没到第二连接孔内的情况发生，不但提高了压力传感器10的装配精度，而且还使得母端元件 320向第二电气元件200上的安装更为简便。
51.请一并参阅图4，本申请的一个实施例中，弹性件330包括安装于连接腔 321内的连接套331及多个沿连接套331的周向间隔设置的弧形弹片332a。具体的，连接套331的延伸方向与连接腔321的深度方向一致。每个弧形弹片332a 的一端与连接套331的一端连接，另一端与连接腔321的内壁滑动接触。弧形弹片332a为开口朝向连接腔321内壁的弧形弯片。公端元件310穿过连接套331，并与弧形弹片332a的突出位置弹性抵接。
52.需要说明的是，弧形弹片332a是弧形弯片，其中弧形弯片可以是指呈圆弧形或者其他弧形弯曲的薄弯片，也可以是v形折弯片。多个弧形弹片332a沿连接套331的周向间隔设置，以使多个弧形弹片332a围成中部向内完全的多瓣鼓形结构，以方便将穿过连接套331的公端元件310卡紧在连接腔321内。
53.而且，由于弧形弹片332a远离连接套331的一端与连接腔321的内壁滑动接触，所以当公端元件310被卡紧在连接腔321内时，在公端元件310的挤压下，弧形弹片332a远离连接套331的一端与连接腔321的内壁抵持，从而使得弹性件330对公端元件310的卡紧较为稳固。
54.请一并参阅图5，本申请的另一实施例中，弹性件330包括安装于连接腔321内的连接套331及多个沿连接套331的周向间隔设置的弹性片332b。每个弹性片332b的一端与连接331套的一端连接，另一端相对于连接套331向内弯曲。公端元件310穿过连接套331，并与弹性片332b远离连接套331的一端弹性抵接。
55.需要说明的是，弹性片332b的另一端相对于连接套331向内弯曲，其中弹性片332b可以是一个一端向内弯曲的弯曲片，也可以是呈平板形，并在与连接套331的连接处相对于连接套331折弯的薄片状结构。多个弹性片332b沿连接套331的周向间隔设置，以使多个弹性片332b围成一端内收的多瓣喇叭形结构，以方便将穿过连接套331的公端元件310卡紧在连接腔321内。
56.而且，当公端元件310穿过连接套331被卡紧在连接腔321内时，多个弹性片332b远离连接套331一端的端部与公端元件310的侧壁弹性抵接，以实现对公端元件310的卡紧工作。
57.本申请的再一实施例中，弹性件330为锥形弹簧。锥形弹簧的大端固定在连接腔321的内壁。锥形弹簧的小端与公端元件310的侧壁抵接。具体的，锥形弹簧沿与连接腔321深度方向垂直的方向设置。当公端元件310穿设于连接腔321内时，弹性弹簧处于压缩状态，以为公端元件310提供一弹性力，从而使得公端元件310在锥形弹簧提供的弹性力作用下被卡紧在连接腔321内。
58.具体的，锥形弹簧为多个。多个锥形弹簧沿连接腔321开口的周向呈辐射状设置。
当公端元件310穿设于连接腔321内时，多个锥形弹簧的小端与公端元件310的侧壁弹性抵接，以卡紧公端元件310。
59.在一个实施例中，弹性件330为整体式导电结构。所谓整体式导电结构是指由一种材料通过机械加工、浇注等方式制成的整体结构。其中，弹性件330 为铜、银、铝等导电性能较好的材料制成。将弹性件330设置为整体式导电结构，以使弹性件330具有较好的导电效果。
60.在另一个实施例中，弹性件330包括具有弹性形变性能的弹性体(图未示) 及设置于弹性体表面的导电层(图未示)。
61.其中，弹性体可以由具有可逆形变性能的绝缘材料(例如橡胶等)制成，也可以由具有可逆形变性能的导电材料制成。导电层可以通过敷设、包裹等方式设置在弹性体的表面，以使弹性件330在保证具有弹性形变性能的同时还具有导电性能。而且，将弹性体设置为弹性体及导电层，有利于弹性件330加工成本的降低。
62.在一些实施例中，弹性件330的弹性形变方向与连接腔321的深度方向垂直。当弹性件330发生弹性变形时，根据力学原理，弹性件330为公端元件310 所提供的弹性力可分解成与连接腔321深度方向一致的第一弹力及与连接腔321 深度方向垂直的第二弹力。而将弹性件330的弹性形变方向设置为与连接腔321 深度方向垂直时，弹性件330提供的弹性力方向与第二弹力的方向一致，此时第一弹力为零，第二弹力最大，进而使得公端元件310在连接腔321内的卡紧效果更好，更进一步提高了公端元件310与母端元件320之间的接触效果，更进一步提高了第一电气元件100与第二电气元件200之间的电气连接可靠性。
63.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。