專利名稱：搭扣配合的傳感器組件的制作方法
技術領域：
本文所公開的發明涉及傳感器組件，并且更具體而言，涉及搭扣配合(snap-fit) 的傳感器組件。
背景技術：
在包括汽車工業的多種工業中，傳感器用于監視多種參數，包括例如溫度。這些傳感器典型地具有包覆傳感器主體的傳感器外殼(例如，用于測量溫度的熱敏電阻組件)來保護傳感器主體免于由傳感器必須在其中工作的環境造成的損害或腐蝕，包括例如化學品和惡劣天氣。除了提供保護，傳感器外殼典型地構造為安裝在具有用來接納傳感器外殼的開口的部件上，并與該部件配合。例如，傳感器外殼可具有螺紋，以與傳感器安裝于其上的部件上的開口中的螺紋配合。為提供所需的傳感器主體的保護和與接納部件配合的構造，傳感器外殼典型地用注模的熱塑性塑料制成，該注模的熱塑性塑料覆蓋傳感器主體并且成形為與接納部件配合。傳感器外殼優選地通過將熱塑性材料注入模具而形成。期望的是熱塑性材料充分包裹傳感器主體，而沒有傳感器主體的任何區域接觸熱塑性材料的外表面(即觸出(touching out)),因為傳感器主體的帶有薄的熱塑性材料覆蓋或沒有熱塑性材料覆蓋的這些區域提供了至環境的不希望的泄漏路徑或其它開口，隨著時間的推移，該泄漏路徑或其它開口可導致傳感器主體的損壞和腐蝕，例如由化學品、惡劣天氣等(造成電氣短路，高阻抗或開路)。然而，在許多情況下，避免這些觸出區域的形成是困難的。例如，在典型制造過程中，在注入熱塑性材料之前，傳感器主體被放置入用于傳感器外殼的注塑模具的中心。在熱塑性材料的注射期間，塑料的力可將傳感器主體從其原始的中心位置推動或移動至注塑模具的一側，使得該傳感器主體與注塑模具的側面形成接觸，限制了可流經該接觸點以覆蓋傳感器主體的熱塑性材料的量。除了觸出的風險外，此典型制造過程還可為勞動密集型的， 因為其要求在熱塑性材料的注射前小心地將傳感器主體放置入注塑模具。消除觸出的危險并最小化制造這些傳感器組件所需的勞動將是有利的。
發明內容
公開了一種包括具有熱塑性的傳感器主體模的傳感器主體插入件的兩件式傳感器組件，該熱塑性的傳感器主體模可使用消除了會損害傳感器主體的泄漏路徑或開口的球型搭扣配合來搭扣裝配到熱塑性傳感器外殼中。
因此以本發明的特性可理解的方式。通過參考某些的實施例，可得到本發明的詳細描述，這些實施例中的一些在附圖中圖示。然而，要指出的是，這些圖僅圖示了此發明的某些實施例，并且因此不應被認為是其范圍的限制，因為本發明的范圍包括其它同等有效的實施例。這些圖不一定按比例，重點通常置于圖示本發明的某些實施例的特性之上。此，為進-一步理解本發明，可參考下文的詳細描述，聯系圖來閱讀，其中
圖1是在本發明的一個示例性實施例中的傳感器主體。
圖2是在本發明的一個示例性實施例中的傳感器主體插入件。
圖3是在本發明的一個示例性實施例中的傳感器外殼的橫截面。
圖4是在本發明的一個示例性實施例中的傳感器組件的部分橫截面。
部件清單
10傳感器主體
12傳感器端子
14卷曲位置
16線
18感測裝置
20傳感器主體插入件
21傳感器主體模
22傳感器主體蓋
23傳感器主體插入件尖端
24弓形環
26臂
28槽
30傳感器外殼
31傳感器外殼空腔
33傳感器外殼尖端
34弓形內表面
35脊
36臺階
38螺紋
40傳感器組件
具體實施例方式盡管本發明使用室外空氣溫度(OAT)傳感器的示例性傳感器組件來描述，但將會理解的是本發明可用于適用于與本發明的兩件式設計一起使用的多種不同類型的傳感器組件。圖1圖示了用于本發明的一個示例性實施例中的OAT傳感器的示例性傳感器主體 10(例如，熱敏電阻組件)。在此示例中，通過變化的電阻來用于感測溫度的感測裝置18(例如，陶瓷NTC電阻)可通過能夠在卷曲位置14處卷曲至該傳感器端子12的一對線16連接到至一對傳感器端子12。為保護傳感器主體10并且特別地保護感測裝置18免受環境的損害，熱塑性材料可用于覆蓋傳感器主體10。圖2圖示了在本發明的一個示例性實施例中的示例性傳感器主體插入件20 (陽)。 該傳感器插入體20可包括覆蓋傳感器10的至少一部分的熱塑性傳感器主體模21，包括感測裝置18、線16、卷曲位置14和傳感器端子12的一部分。在一個實施例中，該熱塑性傳感器主體模21可被模制在傳感器主體10之上。該傳感器模21可執行覆蓋傳感器主體10和與傳感器外殼30接觸兩種功能。對于第一個功能，覆蓋傳感器主體10，傳感器主體模21可包括在其核心處接觸并覆蓋傳感器主體10的傳感器主體蓋22。該傳感器主體蓋22可包括覆蓋了傳感器主體10 的感測裝置18但允許“觸出”的尖端23。對于第二個功能，與傳感器外殼30接觸，傳感器主體模21可包括在其周邊上的弓形環24，該弓形環的至少一部分的直徑大于傳感器主體蓋22的直徑，其可使用球型搭扣配合與傳感器外殼30接觸，這將在下文討論。弓狀環M 可環繞傳感器主體蓋22的一部分延伸，形成弓形環M和傳感器主體蓋22之間的空隙。此弓形環M可包括一個或多個尺寸可調節的槽28 (即開口)，這些槽在弓形環M中形成可增加弓形環對的撓性的分離的臂沈，在組裝期間，這些槽允許臂沈在力的作用下通過弓形環 24和傳感器主體蓋22之間的空隙向傳感器主體蓋22彎曲。圖3圖示了在本發明的一個示例性實施例中的示例性傳感器外殼30(陰)的橫截面。該傳感器外殼30可包括設計和成形以配合并接納圖2中所示的傳感器主體插入件20 的傳感器外殼空腔31。例如，傳感器外殼空腔31可包括尖端33來接納傳感器主體蓋22的尖端23。類似地，傳感器外殼空腔31可包括弓形內表面34，其限制傳感器外殼空腔31，并成形為在組裝期間弓形環M變形之后接納傳感器主體模21的弓形環24，并且經過限制傳感器外殼空腔31的脊35。臺階36可定位在弓形內表面34之后，以控制傳感器主體插入件 20進入傳感器外殼30的插入距離。在一個實施例中，可在傳感器外殼30的外部上提供螺紋38，用于與位于具有用來接納傳感器外殼30的開口的部件上的螺紋配合。在一個實施例中，熱塑性傳感器外殼30可為注模的。為避開熔接線(knit line) 或其它區域，在此處熱塑性塑料的多個流的流峰(flow front)匯聚到一起而不熔化在一起，從而在傳感器外殼30中產生小的開口，在一個實施例中，熱塑性材料可以以在傳感器主體插入件外殼30的傳感器外殼尖端33的端部處直澆的噴射流注射入模具。圖4圖示了在本發明的一個示例性實施例中的傳感器組件40的示例性部分橫截面。為了更好地圖示本發明，圖2的該示例性傳感器主體插入件20(非橫截面)已顯示為插入圖3的傳感器外殼30的示例性橫截面。如圖3中所示，傳感器主體插入件20由傳感器外殼30保護免受環境傷害，使得即使在傳感器主體插入件尖端23中的感測裝置18位于或接近傳感器主體蓋22的表面處(例如，如果在傳感器主體插入件20的模制期間，傳感裝置18觸出)，感測裝置18仍完全被傳感器外殼30圍繞。為將傳感器主體插入件20裝配至傳感器外殼30，傳感器主體插入件20可被軸向地推入傳感器外殼30，造成由槽觀形成的弓形環M的臂沈在傳感器外殼空腔31中接觸脊35。隨著傳感器主體插入件20被軸向地推入傳感器外殼空腔31，由脊35施加的徑向力將弓形環M (例如臂26)通過在弓形環M和傳感器主體蓋22之間的空隙朝傳感器主體蓋 22彎曲。在裝配期間，當足夠的軸向力被施加至傳感器主體插入件20，以推動弓形環M超過脊35并且坐置入限制傳感器外殼空腔31的弓形內表面34中時，傳感器主體插入件20 和傳感器外殼30形成球型搭扣配合，阻止傳感器主體插入件20從傳感器外殼移除。一旦已裝配，從傳感器外殼30去除傳感器主體插入件20會需要極大的軸向移除力，該力最有可能損害傳感器主體插入件20。當確定在尋求更換有缺陷的部件之前客戶是否已篡改了傳感器組件40時，傳感器主體插入件20的損壞可來源于將其從傳感器外殼30移除的任何嘗試性移除的事實可以是有用的。多種不同的熱塑性材料可用于傳感器主體插入件20和傳感器主體外殼。選擇用于傳感器主體插入件20和傳感器外殼30的特定的熱塑性材料，以及弓形環M、脊35和弓形內表面34的形狀和構造的設計(例如半徑、槽的數量等)，可確定特定的球型搭扣配合所需的組裝力和移除力的量。在一些實施例中，傳感器主體插入件20可比剛性的傳感器外殼 30更加柔性，而在其它實施例中，可使用相反的構造(即更剛性的傳感器主體插入件20和更柔性的傳感器外殼30)。在一個實施例中，傳感器主體插入件20可由PA 66(即聚酰胺 6/6或尼龍6/6)制成，而傳感器外殼30可使用PBT GF30 (即帶有30%的玻璃纖維強化的聚對苯二甲酸丁二酯)制成。在沒有熔接線而模制時，選擇PBTGF30可提供非吸濕特性，使得水分不能滲透至感測裝置18。在其它實施例中，具有類似的彎曲模量和伸長特性的其它熱塑性塑料可用于傳感器主體插入件20和傳感器外殼30。圖4中所示的與傳感器組件40的示例性設計一起使用的熱塑性材料的此特定組合可需要大約50磅的軸向組裝力來將傳感器主體插入件20裝配入傳感器外殼30。可選擇熱塑性材料和球型搭扣配合的設計來提供可接受的組裝和移除力的特定范圍(例如，提供了特定的組裝力來允許裝配過程的自動化)。此書面描述使用示例來公開本發明，包括最佳模式，并且還使任何本領域中的技術人員能夠實踐本發明，包括制造和使用任何設備或系統，并執行任何結合的方法。本發明的可給予專利范圍由權利要求限定，并且可包括由本領域中的技術人員想到的其它示例。 只要它們具有并非不同于權利要求的字面語言的結構元件，或只要它們包括并非實質不同于權利要求的字面語言的等價的結構元件，則此類其它示例意在處在權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種傳感器組件(40)，包括傳感器主體(10)，其包括連接至傳感器端子(1 的感測裝置(18)；傳感器主體插入件(20)，其包括所述傳感器主體(10)和由第一熱塑性材料制成的覆蓋所述傳感器主體(10)的至少一部分的傳感器主體模(21)，其中所述傳感器主體模包括傳感器主體蓋0 和弓形環(M)，所述傳感器主體蓋0 接觸并覆蓋所述傳感器主體(10)的至少一部分，所述弓形環04)具有比所述傳感器主體蓋0 的至少一部分更大的直徑并且在所述傳感器主體蓋0 的至少一部分周圍延伸，形成所述弓形環04)和所述傳感器主體蓋0 之間的空隙；以及由第二熱塑性材料制成的傳感器外殼(30)，其包括用于接納所述傳感器主體插入件 (20)的傳感器外殼空腔(31)，其中所述傳感器外殼空腔(31)包括弓形內表面(34)和脊 (35)，所述弓形內表面(34)限制成形為接納所述傳感器主體模的所述弓形環04)的所述傳感器外殼空腔(31)，所述脊(3 限制接近所述弓形的內表面(34)的所述傳感器外殼空腔(31)，其中，在所述傳感器組件GO)的組裝期間，所述傳感器主體插入件OO)被軸向地推入所述傳感器外殼空腔(31)，造成所述脊(3 將徑向力施加在所述弓形環04)上，將所述弓形環04)朝所述傳感器主體蓋0 彎曲，并允許所述弓形環04)通過所述脊(3 并且坐置在所述弓形內表面(34)中，從而形成球型搭扣配合。
2.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述傳感器主體模的所述弓形環04)還包括多個槽( )，所述多個槽08)在所述弓形環04)中形成多個臂 ( )，以增加所述弓形環(24)的柔性。
3.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述傳感器外殼空腔(31)還包括位于所述弓形內表面(34)之后的臺階(36)，以控制所述傳感器主體插入件OO)插入所述傳感器外殼空腔(31)的距離。
4.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述第一熱塑性材料為聚酰胺 6/6。
5.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述第二熱塑性材料為帶有玻璃纖維強化的聚對苯二甲酸丁二酯。
6.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述傳感器主體模比所述傳感器外殼(30)柔性更大。
7.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述傳感器主體模比所述傳感器外殼(30)柔性更小。
8.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述傳感器組件00)為溫度傳感器。
9.根據權利要求1所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述感測裝置(18)為陶瓷 NTC熱敏電阻。
全文摘要
本發明涉及搭扣配合的傳感器組件，更具體而言，公開了一種包括具有熱塑性的傳感器主體模(21)的傳感器主體插入件(20)的兩件式傳感器組件(40)，該傳感器主體模(21)可使用消除了可損壞傳感器主體(10)的泄漏路徑或開口的球型搭扣來搭扣裝配到熱塑性的傳感器外殼(30)中。
文檔編號G01K1/08GK102183271SQ20101062466
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者J·T·克拉克 申請人:通用電氣公司