印刷电路板与螺线管构件之间的盲接式电连接器的制作方法

文档序号:13709381阅读:116来源:国知局
相关申请的交叉引用本申请要求2014年12月31日提交的美国专利申请14/587,564的权益。技术领域本发明涉及盲接式电连接器,且更具体地,涉及用于车辆附件(例如冷却剂泵)的这类连接器。

背景技术:
用于电气设备(例如车辆发动机附件)的盲接式连接器在当今是已知的。例如,当需要电连接两个零件或部件而由于其他零件或部件的干预无法直接看到或完成连接步骤或过程时,就需要使用盲接式电连接器。连接器以各种形状和尺寸提供,取决于与其一同使用的电气设备或附件的类型和尺寸。由于当今强调要使车辆更小、更轻以及更有效,但同时也强调可靠性和耐久性,所以提供更小以及更轻的电连接器并且仍然保持其效率、耐久性和有效性,对附件或车辆的寿命来说很重要。本发明的一个目的是提供一种改进的盲接式电连接器,用于与电气设备一起使用,例如车辆发动机附件,具体来讲与冷却剂泵一起使用。

技术实现要素:
根据本发明的优选实施例的盲接式电连接器包括细长主体、电触点和位于每一端部的定位构件。电触点优选地包括针构件,例如顺应针构件。定位构件优选地包括细长的柱构件,该柱构件适于配合电气部件和/或印刷电路板(PCB)中相应的开口或键槽。该定位构件可在附接或装配程序期间使连接器居中。在使用中,连接器可以在电气部件(例如螺线管构件)与PCB之间延伸并电连接二者。在车辆附件设备(例如冷却剂泵)的装配期间,连接器可以连接到PCB,然后盲接式连接到电气部件(例如螺线管),或者可以先连接到电气部件,然后盲接式连接到PCB。本发明允许快速、简便及牢固的电连接与附接。通过本发明的以下详细说明,并连同附图和所附权利要求,本发明的更多特征、有益效果和优点将变得显而易见。附图说明图1示出了一个冷却泵,在其中可以利用本发明的盲接式电连接器的一个实施例。图2是图1所示的冷却泵的分解图。图3是图1的冷却剂泵的横截面视图。图4是根据本发明的优选实施例的盲接式电连接器的透视图。图5是连接至印刷电路板的图4所示盲接式连接器的放大图。图6-9是连接至螺线管构件的图4所示盲接式连接器的放大图。具体实施方式为了对本发明的盲接式电连接器进行说明,通过将其与冷却剂泵(具体讲是双模式冷却剂泵)一起使用进行描述。这不应视为限制本发明的用途,而仅仅作为描述其特征和操作的手段。本发明的电连接器可用于需要盲接式电连接的任何电气设备,例如车辆附件。盲接式电连接器10的优选实施例示于图1-8。图4是连接器优选实施例的透视图,而其余的附图示出了其在冷却剂泵20中的使用。图2示出了泵20的分解图,图3则示出了其横截面视图。泵20包括壳体22、电机24、螺线管壳体26、摩擦离合器机构28和皮带轮构件30。皮带轮构件30适于以常规方式由发动机皮带(未示出)旋转。皮带轮构件由发动机以“输入速度”旋转。可以与本发明的盲接式连接器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“AccessoryDriveWithFrictionClutchandElectricMotor(带有摩擦离合器和电机的附件驱动器)”的美国专利申请序列号14/149,683中公开并详细讨论。该专利申请的公开内容在此通过引用并入本文。电机24优选为一个无刷直流电机且包括定子构件32和转子构件34。转子构件附接至居中定位于壳体22中的叶轮轴36上。叶轮构件40附接至叶轮轴36并与其一同旋转,从而使冷却剂在车辆发动机中循环。壳体22优选地由具有良好导热性的金属材料(例如铝)制成。螺线管构件42定位于螺线管壳体26中,该螺线管壳体26优选地通过紧固件(例如螺栓44)连接至壳体22上。螺线管壳体26优选由金属材料制成,例如低碳钢。盖构件46定位于螺线管壳体26的端部并附连至皮带轮构件30。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28。摩擦离合器机构28包括由磁性材料制成的电枢构件50,以及摩擦板构件52。磨料摩擦构件54和56固定地附接至摩擦板构件相对的两侧。摩擦构件可以是任何常规类型以及任何尺寸和形状,例如常规摩擦材质的环状圈或多个独立部件。弹簧构件60(例如波形弹簧)偏置摩擦板构件以使其不与盖构件46接触。弹簧构件62(例如多个螺旋弹簧构件)偏置电枢构件以使其不与皮带轮构件30接触。当螺线管构件通电时(a/k/a“被激活”),电枢构件50被轴向拉动与皮带轮构件30接触,该皮带轮反过来会防止摩擦板构件上的摩擦构件接触盖构件46。在此运行中,皮带轮构件在衬套构件66上畅通运转。在冷却剂泵的正常运行期间,通过电机24使叶轮轴及叶轮旋转。这在车辆的大多数驱动时期提供冷却剂流体的充分循环和冷却。当需要额外的冷却剂流时,例如,当车辆拉动重负荷且需要更多冷却时,轴以输入速度进行机械式旋转。为此目的,螺线管构件被断电(a/k/a被停用),从而允许电枢构件50向盖构件46轴向移位。这允许摩擦板构件52上的摩擦衬片56接触盖构件。由于盖构件46附接到皮带轮构件且与其一起旋转,这使得冷却剂轴以输入速度旋转。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等的部件全部统称为摩擦离合器机构28的零件。叶轮轴36通过轴承构件70和72安装并可旋转地支撑在冷却剂泵20中。电机24设置于轴承构件70和72之间的轴上。优选的双模式冷却剂泵及其运行的更多描述和细节包含在美国专利申请序列号14/149,683中。冷却剂泵20的运行通过控制逻辑控制,该控制逻辑接收来自于发动机电子控制单元(“ECU”)的数据和信息。该ECU接收来自于多个传感器(例如温度传感器)和车辆内部其他ECU的数据和信息。由此,运行冷却剂泵从而保持冷却剂流体的温度在可接受限度内。如图1和图2所示,冷却剂泵附接到壳体80,壳体80具有用于冷却剂流体的入口端口82以及用作冷却剂流体进入发动机缸体84的通道的出口端口(未示出)。当通过双模式冷却剂泵20使叶轮40旋转时,冷却剂液体通过出口端口被泵进并穿过发动机及发动机冷却系统的其他部分,然后返回到冷却剂泵入口端口82。用于电机24及螺线管构件42的电子器件包含在印刷电路板(“PCB”)90中。PCB包含可以电控制电机24及螺线管构件42的运行(包括将它们打开和关闭)的电子部件。通过连接器构件92供应来自电路板90的电力。连接器构件92具有连接到壳体22内的PCB的多根导线。该导线包括向PCB提供电力的电线以及提供信号以运行电机和螺线管构件的其他电线。PCB通过多个紧固件53连接到壳体22。间隙填充物94优选设置在PCB和壳体22的内壁之间。间隙填充物将热量从PCB传导至铝制壳体,这样可以将热量消散进冷却剂流体中。通往电机的电力通过导线框架构件96和针连接器97从PCB供应到电机。通过盲接式电连接器构件100向螺线管构件42供应电力。图3-9最佳地示出连接器构件100。连接器构件100包括采用模制塑料材料(例如尼龙)制成的细长主体构件102。一对薄带电导线104和106(优选采用铜或铜合金制成)插入模制在主体构件中。在主体构件102的一个端部102A处,叉形接触构件108和110连接到导线104和106。由导电金属材料制成的接触构件108、110的每个具有一对臂构件。如图6-9所示,该臂构件适于压合在横向定向的匹配接触构件109、111上。一旦接触构件108、110分别压合在接触构件109、111上,在连接器构件100和螺线管构件42之间就提供了牢固电连接。为此目的,将小绕线管构件120附接到螺线管构件,其中螺线管中的线圈电线端部43牢固附接到接触构件109和111。为了有助于将接触构件108、110、109和111的匹配对进行对齐并居中以便用于压下并固定在一起,在主体构件的端部102A上提供键合定位器构件122。另外,在绕线管构件120中提供键槽124。定位器122的直径也稍微大于槽124的宽度,这样定位器可以压合并通过摩擦力保持在槽中。这还有助于以盲接方式使连接器构件100和螺线管构件42配合,且将它们牢固连接在一起。如图所示,定位器构件122的长度大于接触构件108和110的长度。当定位器定位并保持在槽中时,定位器构件122和槽构件124之间的关系优选使得定位器可以沿着箭头128所示方向旋转。这允许连接器构件100相对于绕线管构件120以及螺线管构件42横向枢转。此运动可以有助于使连接器构件定位并配合到绕线管构件,并且由此定位并配合到螺线管构件。连接器构件100具有一个或多个肩部构件125(还称为止动构件)。肩部构件适于接触位于定子构件42(如图3所示)的外周边上的金属条状构件35的边缘。当将连接器构件100装配并安装到冷却剂泵20中时,这有助于适当定位连接器构件100。在主体构件102的另一端部102B处提供接触针构件130和132。这些构件也连接到导线104和106。接触针构件130、132具有附接于其远端处的两个弯曲的侧构件。该侧构件是柔性的并且可以挤压在一起。如图5所示,该连接器构件在其端部102B处连接到印刷电路板90。这也可以用盲接的方式完成。接触构件130、132设置在PCB的开口140、142中。开口的内表面涂敷有导电金属材料,例如铜或银。开口140、142的直径小于接触构件130、132的宽度,使得当连接器构件100附接到PCB时,侧构件被挤压在一起。这提供了将连接器构件100牢固地保持到PCB的抵抗力,并且也牢固地形成了电连接。为了有助于使接触构件130、132与开口140、142对齐和对中,在端部102B提供了键合定位器构件144。在PCB中提供对应的开口146用于与定位器构件144配合。定位器构件144的直径和开口146的直径之间的关系是这样的,即定位器构件能够很容易地被插入开口中。这可以是松动配合关系或弱压合关系。如图所示,定位器构件144的长度大于接触构件130和132的长度。如图4所示,在连接器主体构件102的一侧上提供肋构件150。该肋构件抵靠壳体构件22的内部并且帮助连接器到PCB的盲接式配合。在当肋构件在装配期间被安装到适当位置时,该肋构件还向连接器提供额外的稳定性。当装配冷却剂泵20的部件时,连接器构件92被插入到壳体构件22内且PCB90被挤压在适当位置,将这两个部件电连接到一起。然后连接器构件100用于电连接螺线管构件42和PCB90。图3示出了该关系。由于PCB首先单独地或与定子构件32一起局部装配地被安装在壳体构件22中,因此定子构件位于PCB和螺线管构件42之间。此外,螺线管壳体构件26的实心横向金属壁构件27位于PCB和螺线管构件之间。因此,连接器构件100必须以盲接的方式被配合并且被固定到PCB或螺线管构件42的绕线管构件120。一旦螺线管构件装配至适当位置并连接到PCB,皮带轮构件30、摩擦离合器机构28、叶轮轴构件36和其他部件就被安装和装配为双模式附件。止动器构件160被附接(例如通过压合)到叶轮轴构件的端部,然后盖构件46被固定在适当位置。之后,冷却剂泵被连接到流体壳体构件80并且完成其他最终装配操作。本发明的盲接式连接器构件在冷却剂泵中提供必要的牢固电连接,并且以这样的方式进行此操作,即有助于以盲接方式进行装配和连接。虽然本文关于本发明在双模式冷却剂泵中的用途对本发明进行了描述,本领域的技术人员应该认识到本发明在组件之间必需类似盲接式电连接的其他附件或设备中的用途,并且在这样的其他附件或设备中能够使用本发明。虽然已经关于优选实施例描述了本发明,但还应当理解的是,本发明并不仅仅局限于此,因为可以在由权利要求所详细描述的本发明的全部范围内进行改变和修改。
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