測(cè)量塞的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種用于內(nèi)燃機(jī)的壓力測(cè)量塞（100)，其包括中空塞體（102)、附連到塞體（102)的遠(yuǎn)端(102D)的殼體（110)，布置在殼體(110)中的電子元件（116)，和布置在中空塞體中并附連到中空塞體（102)的近端（102P)的感應(yīng)模塊（104)。所述測(cè)量塞還包括互連模塊（108)，該互連模塊配置為通過(guò)中空塞體將電子元件（116)電連接到感應(yīng)模塊（104)。所述互連模塊（108)包括長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)（108A)，所述長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)具有設(shè)有第一端子（108C)的第一端（108P)和設(shè)有第二端子(108B1)的第二端(108D)，其中第一端子(108C)提供在軸向上為柔性的電聯(lián)接。所述互連模塊提供可靠的連接并且可用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】測(cè)量塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及測(cè)量塞以及組裝測(cè)量塞的方法。更具體地，本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的 壓阻式壓力測(cè)量塞。

【背景技術(shù)】
[0002] 用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)的燃燒策略在未來(lái)取決于在整個(gè)循環(huán)（壓縮-燃燒-排氣 循環(huán)）期間從每個(gè)燃燒氣缸反饋的準(zhǔn)確壓力的存在。這些策略可包括或可不包括勻質(zhì)充量 壓縮點(diǎn)火（HCCI)燃燒，并且能導(dǎo)致需要快速且準(zhǔn)確的壓力響應(yīng)的高壓釋放速率。
[0003] 根據(jù)EP2138819 A1已知一種壓阻式壓力測(cè)量塞。該壓力測(cè)量塞包括非常小的感 應(yīng)元件，感應(yīng)元件能放置在燃燒側(cè)附近，并因此可使用帶寬非常大的傳感器。借助焊線，該 感應(yīng)元件在位于塞體中的印刷線路板（PWB)上與傳感器電子件電聯(lián)接（coupled)。該傳感 器電子件布置為測(cè)量安裝在感應(yīng)模塊（sensing moudle)上的壓阻式元件的阻值變化，并且 從感應(yīng)模塊產(chǎn)生受調(diào)節(jié)的測(cè)量信號(hào)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，塞體內(nèi)的溫度不允許使用帶有標(biāo)準(zhǔn)元件的 常規(guī)的PWB。因此，為了獲得可靠的測(cè)量塞，不得不使用更昂貴的部件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種改進(jìn)的測(cè)量塞，該測(cè)量塞具有能保護(hù)調(diào)節(jié)電子件免受熱量 過(guò)載的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是提供一種壓力測(cè)量塞，該測(cè)量塞至少具有以下優(yōu)點(diǎn)之一： 可靠、更廉價(jià)地制造，可通過(guò)半自動(dòng)或全自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程大規(guī)模生產(chǎn)，壽命長(zhǎng)和/或?qū)毫訅?力媒介的耐用性，承受內(nèi)燃機(jī)的典型的振動(dòng)和高壓。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過(guò)具有如權(quán)利要求1特征的測(cè)量塞實(shí)現(xiàn)。通過(guò) 從屬權(quán)利要求中涉及的測(cè)量可獲得實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利的實(shí)施例以及其他方式。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量塞，其包括中空塞體，殼體，感應(yīng)模塊和電子元件，例如，連接 件。中空塞體包括近端和遠(yuǎn)端。中空塞體還包括塞體軸線。殼體附連到塞體的遠(yuǎn)端。電 子元件布置在殼體內(nèi)。感應(yīng)模塊布置在中空塞體內(nèi)，并且包括至少一個(gè)電感應(yīng)元件和PWB。 PWB電聯(lián)接到至少一個(gè)電感應(yīng)元件。此外，感應(yīng)模塊附連到中空塞體的近端。測(cè)量塞還包 括配置為通過(guò)中空塞體將電子元件電連接到感應(yīng)模塊的互連模塊?；ミB模塊包括具有第一 端和第二端的長(zhǎng)條形（elongated)支撐結(jié)構(gòu)。第一端和第二端分別具有第一端子和第二端 子。第一端子提供了在中空塞體軸向上為柔性的電連接。在實(shí)施例中，第一端子是彈簧式 端子。在有利的實(shí)施例中，感應(yīng)模塊配置為在燃燒腔中測(cè)量壓力。
[0007] 這些特征提供了在中空塞體內(nèi)感應(yīng)模塊與殼體內(nèi)電子件之間的電氣互連，其能在 至少100毫米的整個(gè)距離上進(jìn)行連接。該互連能在感應(yīng)模塊附連到中空塞體之后完成。彈 簧式端子提供了塞體內(nèi)可靠的電連接，其能承受汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和振動(dòng)需求。在感應(yīng)模 塊在中空塞體的一端附連之后，將互連模塊插入中空塞體內(nèi)。當(dāng)互連模塊插入到中空塞體 中時(shí)，互連模塊的端子將與感應(yīng)模塊的接觸區(qū)域?qū)崿F(xiàn)電接觸。該模塊化的構(gòu)造允許大量地 組裝。在軸向上的連接的柔性（flexibility)允許使用具有與中空塞體的熱膨脹系數(shù)不同 的熱膨脹系數(shù)的長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)的材料。膨脹的差異通過(guò)柔性聯(lián)接來(lái)補(bǔ)償。進(jìn)而，在軸向 上的柔性連接允許補(bǔ)償中空塞體、互連模塊和感應(yīng)模塊在長(zhǎng)度上的變化。
[0008] 在實(shí)施例中，每個(gè)彈簧式端子包括螺旋壓縮彈簧。優(yōu)選實(shí)施例中，螺旋壓縮彈簧包 括與塞體軸線平行的彈簧軸線。汽車上的應(yīng)用具有大的操作溫度范圍。由于所使用的部件 具有不同的熱膨脹系數(shù)，應(yīng)當(dāng)避免在感應(yīng)模塊與互連模塊之間的電連接中的應(yīng)力。該特征 提供了補(bǔ)償因溫度變化和振動(dòng)引起的模塊之間距離的變化的可靠的電連接。
[0009] 在實(shí)施例中，感應(yīng)模塊的PWB包括多個(gè)接觸區(qū)域，接觸區(qū)域處于與塞體軸線垂直 的平面中。第一端子接觸所述多個(gè)接觸區(qū)域。這些特征允許滑動(dòng)互連模塊，并且在感應(yīng)模 塊和互連模塊之間實(shí)現(xiàn)可靠的連接。此外，該特征減少了測(cè)量塞制造過(guò)程的復(fù)雜性。
[0010] 在實(shí)施例中，第二端子是壓配合端子。在互連模決一側(cè)的壓配合端子與互連模塊 相對(duì)側(cè)的彈簧式端子的組合提供了經(jīng)濟(jì)有效的解決方案，以在互連模塊的兩側(cè)處實(shí)現(xiàn)可靠 的電連接。
[0011] 在實(shí)施例中，感應(yīng)模塊還包括對(duì)準(zhǔn)元件。感應(yīng)模決的PWB沿塞體的軸向位于至少 一個(gè)電感應(yīng)元件與對(duì)準(zhǔn)元件之間。凝膠壩部件（gal dam)被配置為將保護(hù)性凝膠（gel)保 持在一起，該保護(hù)性凝膠覆蓋在電感應(yīng)元件上用來(lái)保護(hù)它們免受腐蝕。對(duì)準(zhǔn)元件以及互連 模塊的長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)的端部包括協(xié)作的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，該對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)配置為使互連模塊相對(duì)于 PWB對(duì)準(zhǔn)。這些特征允許將互連模塊盲插在中空塞體內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)元件的對(duì)準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)或更多個(gè)箭頭狀的結(jié)構(gòu)，該箭頭狀的結(jié)構(gòu)具有指向殼體的尖端。
[0012] 在實(shí)施例中，互連模塊包括可導(dǎo)電的條狀元件。條狀元件的第一端形成第一端子 的至少一部分。條狀元件的第二端形成第二端子。長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)包括平行于塞體軸線的 縱向凹部且被配置為容納條狀元件。這些特征提供了成本經(jīng)濟(jì)且容易大量地制造的互連模 塊。
[0013] 在另一實(shí)施例中，縱向凹部終止于長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端處的通孔中。長(zhǎng)條形的 凹部與條狀元件均包括向遠(yuǎn)端變窄的結(jié)構(gòu)。這些特征阻止條狀元件可能在縱向凹部中沿軸 向移動(dòng)。
[0014] 在實(shí)施例中，互連模塊具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。該特征提供了這樣的互連模塊，gp， 該互連模塊在中空塞體內(nèi)具有多于一個(gè)的可能的布置（placement)，以便提供通過(guò)中空塞 體的可靠的電連接。
[0015] 在實(shí)施例中，互連模塊通過(guò)二次成型方法獲得。二次成型加工允許降低大量制造 的成本。
[0016] 在實(shí)施例中，中空塞體在內(nèi)部包括突出部，該突出部限定了互連模塊在中空塞體 中延著塞體軸線向上的近端的位置。該特征減小了由于溫度改變而引起的在互連模塊的近 端與感應(yīng)模塊的PWB之間的距離的變化。
[0017] 在另一實(shí)施例中，互連模塊還包括：互連模決的位于中空塞體的遠(yuǎn)端的一端處的 柔性0形環(huán)。中空塞體中的突出部與0形環(huán)的組合將互連模塊沿軸向固定在中空塞體中。 此外，0形環(huán)減小了互連結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力大小，該應(yīng)力因中空塞體與互連結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)條形支撐結(jié) 構(gòu)具有不同的熱膨脹系數(shù)而引起。
[0018] 在實(shí)施例中，感應(yīng)模塊與互連結(jié)構(gòu)包括中央通孔，所述通孔配置為使在感應(yīng)模塊 的中央通孔中被附連的電子元件至殼體的電連接穿過(guò)中空塞體。該特征允許將測(cè)量塞在中 空塞體的近端處與其他功能相結(jié)合，這也需要穿過(guò)中空塞體的電連接。在實(shí)施例中，電子元 件是發(fā)光桿。
[0019] 第二方面，提供一種組裝測(cè)量塞的方法。該方法包括：
[0020] -提供感應(yīng)模塊和中空塞體的組件，感應(yīng)模塊的PWB位于中空塞體開(kāi)放端的一定 距離處；以及，
[0021] -在中空塞體中滑動(dòng)互連模塊以在感應(yīng)模塊的PWB和互連模塊之間形成電連接。
[0022] 通過(guò)以下詳細(xì)的說(shuō)明并結(jié)合附圖其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，附圖借助實(shí)例示出 實(shí)施例的各特征。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 下文中將參考附圖并根據(jù)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)說(shuō)明這些以及其他方面，性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)， 其中相似的附圖標(biāo)記指代相似或類似的部件，并且其中：
[0024] 圖1示意性地示出壓力測(cè)量塞的實(shí)施例的截面圖；
[0025] 圖2示意性地示出當(dāng)將互連模塊滑動(dòng)進(jìn)入中空塞體中時(shí)圖1中的實(shí)施例的截面 圖；
[0026] 圖3示意性地示出圖1中的互連模塊的側(cè)視圖；
[0027] 圖4示出互連模塊的透視圖；
[0028] 圖5示出在互連模塊中使用的導(dǎo)體的透視圖；
[0029] 圖6示出互連模塊的俯視圖；
[0030] 圖7示出互連模塊的仰視圖；
[0031] 圖8示意性地示出互連模塊沿著圖6和7中的線VIII-VIII的截面圖；
[0032] 圖9示出了感應(yīng)模塊的俯視圖；
[0033] 圖10示意性地示出互連模塊的第二實(shí)施例；以及，
[0034] 圖11示意性地示出互連模塊的第三實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 圖1示意性地示出用于內(nèi)燃機(jī)的壓力測(cè)量塞100的實(shí)施例的截面圖。該壓力測(cè)量 塞100包括中空塞體102,感應(yīng)模塊104,互連模塊108,電子電路116以及殼體110。該殼 體110設(shè)有六角形外周（未示出），以便能利用扳手來(lái)安裝壓力測(cè)量塞。
[0036] 中空塞體102包括遠(yuǎn)端102D和近端102P。該中空塞體具有外螺紋102A，用于將 塞體102安裝入內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋中。該中空塞體102具有塞體軸線102C。該塞體軸線與壓 力測(cè)量塞100的縱向軸線一致。殼體110的基座部分110A通過(guò)焊接與中空塞體102的遠(yuǎn) 端102D附連。殼體還包括帽110B,帽110B具有連接元件（未示出）。該殼體11〇配置為 容納電子元件116,例如調(diào)節(jié)電子件和連接元件。電子電路或電子元件布置為可執(zhí)行以下作 用中的至少一種：對(duì)從壓力傳感器即壓阻元件獲得的信號(hào)的溫度補(bǔ)償；對(duì)從至少一個(gè)電感 應(yīng)元件獲得的信號(hào)的校準(zhǔn)；內(nèi)部故障檢測(cè)；將來(lái)自至少一個(gè)電感應(yīng)元件的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為受 調(diào)節(jié)的測(cè)量信號(hào)，即表示燃燒室內(nèi)壓力的信號(hào)。
[0037] 感應(yīng)模塊1〇4布置在中空塞體1〇2中。中空塞體中的被感應(yīng)模塊所占據(jù)的區(qū)域在 圖1中用A表示。感應(yīng)模塊104附連到中空塞體的近端102P。該感應(yīng)模塊配置為測(cè)量發(fā)動(dòng) 機(jī)燃燒室中的壓力。該感應(yīng)模塊104包括第一長(zhǎng)條形圓形體部分104B，環(huán)狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A 以及第二長(zhǎng)條形圓形體部分104C。第一長(zhǎng)條形圓形體部分104B通過(guò)焊接在一端附連到中 空塞體102的近端102P，并且在中空塞體內(nèi)延伸，以便將環(huán)狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A定位成距離中 空塞體的近端一段距離，并因此遠(yuǎn)離燃燒室。該環(huán)狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A附連到第一長(zhǎng)條形圓形 體部分104B的另一端。
[0038] 至少一個(gè)電感應(yīng)元件（未示出）設(shè)置在環(huán)狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)的表面上、遠(yuǎn)離燃燒室。該 至少一個(gè)電感應(yīng)元件可以是應(yīng)變儀形式（例如，硅應(yīng)變儀，例如微型熔斷應(yīng)變儀（MSG))。 該應(yīng)變儀優(yōu)選為壓阻感應(yīng)元件。該至少一個(gè)電感應(yīng)元件配置為測(cè)量環(huán)狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A 在使用時(shí)因燃燒室中的壓力變化引起的變形。感應(yīng)模塊的工作原理在 申請(qǐng)人:的專利申請(qǐng) EP2138819中有更詳細(xì)的說(shuō)明。第二長(zhǎng)條形圓形體部分104C布置在第一長(zhǎng)條形圓形體部分 104B中，并且在一端聯(lián)接到狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A。第二長(zhǎng)條形圓形體部分104C形成用于接收 桿狀兀件的空間。桿狀兀件的實(shí)例是但不限于：發(fā)光桿（glow rod)，溫度桿（temperature rod)以及模擬燃燒桿（dummy rod)。
[0039] 環(huán)狀支撐件104D附連到環(huán)狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A的外周。印刷線路板104E定位在環(huán) 狀支撐件104D上。該環(huán)狀支撐件104D配置為將印刷線路板（PWB) 104E定位在與環(huán)狀感應(yīng) 結(jié)構(gòu)104A相距一最小距離處，使得沿塞體軸線方向作用在印刷線路板上的力被導(dǎo)引到環(huán) 狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A的外周。以這種方式，由于壓力測(cè)量塞上變化的力所引起的測(cè)量信號(hào)的失 真將顯著的降低。
[0040] 感應(yīng)模塊104還包括對(duì)準(zhǔn)元件104F。該對(duì)準(zhǔn)元件104F形成位于中空塞體102內(nèi) 的感應(yīng)模塊104的端部。該對(duì)準(zhǔn)元件104F在圖9中更詳細(xì)的示出，圖9示出感應(yīng)模塊104 的俯視圖。該對(duì)準(zhǔn)元件包括對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)104F1，對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)104F1將在后文中更詳細(xì)的描述。該 對(duì)準(zhǔn)元件104F包括具有兩個(gè)較大的開(kāi)口 104F2的碟狀部分。每個(gè)較大的開(kāi)口 104F2在電 感應(yīng)元件104A1上方延伸，電感應(yīng)元件104A1附連到環(huán)狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)，焊線902以及PWB 104E 的部分。該焊線902將電感應(yīng)元件104A1電聯(lián)接到PWB。
[0041] 如上所述，感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括在中空塞體內(nèi)的一端，該感應(yīng)結(jié)構(gòu)是以下元件的疊置：環(huán) 狀感應(yīng)結(jié)構(gòu)104A，環(huán)狀支撐件104D，PWB 104E以及對(duì)準(zhǔn)元件104F。對(duì)準(zhǔn)元件104F通過(guò)環(huán) 狀支撐件104D的聯(lián)接結(jié)構(gòu)104D1機(jī)械地聯(lián)接到環(huán)狀支撐件i〇4D。聯(lián)接結(jié)構(gòu)104D1被壓入 對(duì)準(zhǔn)元件104F相應(yīng)的開(kāi)口中。顯然的是，能使用其他聯(lián)接結(jié)構(gòu)將對(duì)準(zhǔn)元件附連到環(huán)狀支撐 件。
[0042] 對(duì)準(zhǔn)元件104F還包括中央開(kāi)口 106,以及四個(gè)較小的開(kāi)口 104F3。四個(gè)開(kāi)口 104F3 中的每一個(gè)均配置為將互連結(jié)構(gòu)的柔性接觸件引導(dǎo)至PWB 104E的接觸區(qū)域104E1，并且在 接觸區(qū)域上將該柔性接觸件保持就位。
[0043] 感應(yīng)模塊104作為一部件被組裝，該部件插入（slit)在中空塞體102中。以這種 方式，電感應(yīng)元件和PWB被定位在與燃燒室相距一距離處，從而緩解在塞體中的電子元件 的較惡劣的操作條件。組裝測(cè)量塞的方法包括：
[0044]-提供感應(yīng)模塊和中空塞體的組件，感應(yīng)模塊的PWB布置在中空塞體開(kāi)口端的一 距離處；并且
[0045]-將互連模塊在中空塞體中滑動(dòng)，以在互連模塊和感應(yīng)模塊的PWB之間形成電連 接。
[0046]互連模塊1〇8配置為通過(guò)中空塞體102將殼體110的腔中的電子元件116電連 接到感應(yīng)模塊104的PWB。中空塞體中被互連模塊占據(jù)的區(qū)域在圖1中用B表示。該互連 模決1〇8包括長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)10SA，長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu) 108A具有設(shè)有第一端子108C的近端 108P，以及設(shè)有第二端子108B1的遠(yuǎn)端108D。第一端子108C是彈簧式端子（其呈螺旋壓縮 彈簧的^式，體軸線（1〇 2〇平行的彈簧軸線）。第二端子108B1在本實(shí)施例中是 壓配合^5子。桌一子108B1與設(shè)置在壓力測(cè)量塞100的殼體110中的PWB電聯(lián)接。
[0047]螺旋壓縮彈簧提供在軸向上的柔性（flexible)電連接。柔性電連接在本發(fā)明的 上下文中意味著，在通過(guò)該連接而被聯(lián)接的兩個(gè)電子元件之間的距離可以在一個(gè)壓力測(cè)量 塞中或者幾個(gè)測(cè)量塞之間隨時(shí)間而變化，其中在兩個(gè)電子元件之間的電聯(lián)接保持可靠。柔 性電連接在軸向上允許長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)使用具有與中空塞體的熱膨脹系數(shù)不同的熱膨脹 系數(shù)的材料。膨脹的差異通過(guò)柔性聯(lián)接來(lái)補(bǔ)償。此外，在軸向上的柔性聯(lián)接允許補(bǔ)償中空 塞體、互連模塊和感應(yīng)模塊的長(zhǎng)度的變化。
[0048]互連模塊108通過(guò)中空塞體的遠(yuǎn)端1〇2D處的開(kāi)口被插入（Slit)中空塞體中。圖 2示出截面圖，其中互連模塊沒(méi)有處在在中空塞體內(nèi)的最終位置。在互連模塊的最終位置， 長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108P的第一端抵靠中空塞體 102內(nèi)壁上的突出部1〇2E。本實(shí)施例中，突 出部是沿著中空塞體102內(nèi)側(cè)的圓形邊緣。突出部ι〇2Ε限定了中空塞體102中互連模塊 的近端108P的軸向位置，并且因此限定了在互連模塊湖的近端 1〇8P與感應(yīng)模塊1〇4的 PWB 104E之間的距離。PWB 104E包括多個(gè)接觸區(qū)域104E1，接觸區(qū)域位于垂直于塞體軸線 的平面（plain)內(nèi)。在插入了互連結(jié)構(gòu)1〇8之后，第一端子 108C的螺旋彈簧接觸所述的多 個(gè)接觸區(qū)域。突出部102的使用限制了螺旋彈簧端子作用在感應(yīng)模塊1〇4的PWB上的力。 長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)與中空塞體102的材料的熱膨脹系數(shù)可是不同的。突出部的使用通過(guò)固定 中空塞體內(nèi)互連模塊108的軸向位置來(lái)減小作用在感應(yīng)模塊的PWB上的力的影響。
[0049] 互連結(jié)構(gòu)1〇8還包括在互連模塊108的遠(yuǎn)端108D的圓形邊緣處的彈性0形環(huán) 108E。遠(yuǎn)端108D位于中空塞體102的遠(yuǎn)端102D處。在殼體110的基座部分110A附連到 塞體102的遠(yuǎn)端102D之后，與突出部102E結(jié)合的彈性0形環(huán)108E將互連模塊沿軸向固定 在中空塞體102中。彈性0形環(huán)10SE還能夠降低在互連模塊1〇8的長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108A 中由于長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)和中空塞體的材料的不同的熱膨脹系數(shù)而引起的應(yīng)力的量的大小。
[0050] 感應(yīng)模塊104和互連模塊1〇8都包括中央通道，該中央通道形成從腔（其由殼體 形成）到測(cè)量塞端部的一個(gè)通孔106。通孔106配置為接收桿狀元件，例如但不限于發(fā)光 桿，溫度感應(yīng)桿和模擬燃燒桿。發(fā)光桿和溫度感應(yīng)桿都需要電連接件（其通過(guò)通孔106被 提供）。
[0051] 感應(yīng)模塊104的對(duì)準(zhǔn)元件104F和連接模塊108的長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108A包括協(xié)作 的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)104F1，108A 2。對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)配置為將互連模塊108相對(duì)于感應(yīng)結(jié)構(gòu)104對(duì)準(zhǔn)，以使 得互連模塊108的端子與感應(yīng)模塊的PWB上的對(duì)應(yīng)接觸區(qū)域電接觸。對(duì)準(zhǔn)元件104F的對(duì)準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)104F1包括兩個(gè)箭頭狀結(jié)構(gòu)，箭頭狀結(jié)構(gòu)具有指向殼體的尖端。對(duì)準(zhǔn)元件104F的對(duì)準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)104F1配置為，突起至長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108的近端108P處的中央孔中。中央孔的表面 具有箭頭狀的輪廓，箭頭狀的輪廓形成互連模塊108的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)108A2A。對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)108A2A 的輪廓包括指向感應(yīng)模塊方向的尖端。圖1示出感應(yīng)模塊與互連模塊的對(duì)準(zhǔn)位置。圖2示 出互連模塊的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)108A2A的尖端接觸感應(yīng)模塊的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)104F1的尖端的情形。當(dāng) 互連模塊被盲插進(jìn)中空塞體中時(shí)，就能發(fā)生這種情形。對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)迫使互連結(jié)構(gòu)在感應(yīng)結(jié)構(gòu) 的方向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)圍繞塞體軸線102C旋轉(zhuǎn)。當(dāng)感應(yīng)模塊和互連模塊具有相對(duì)于彼此的 正確取向時(shí)，互連模塊可沿軸向移動(dòng)到感應(yīng)模塊而不圍繞塞體軸線旋轉(zhuǎn)，直到互連模塊的 近端碰到中空塞體102的突出部102E。端子10SC的螺旋彈簧將在軸向上被壓縮，并且接觸 感應(yīng)模塊104的PWB上的接觸區(qū)域。因而，感應(yīng)模塊與互連模塊的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)配置為，首先旋 轉(zhuǎn)互連模塊，以便對(duì)準(zhǔn)模塊的取向，此后互連模塊的端子在測(cè)量塞軸向上運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)與感 應(yīng)模塊的電接觸。對(duì)準(zhǔn)元件104F的開(kāi)口 104F3將形式為螺旋彈簧的端子引導(dǎo)至PWB上對(duì) 應(yīng)的接觸區(qū)域。開(kāi)口 104F3還確保了螺旋彈簧在壓縮之后不能沿軸向彎曲。螺旋彈簧在軸 向上的彎曲能導(dǎo)致失去與PWB的接觸區(qū)域的接觸。
[0052]圖3_8示出互連模塊1〇8更多的細(xì)節(jié)。圖3示出互連模塊的側(cè)視圖?；ミB模塊108 包括導(dǎo)電的條狀元件1〇部。條狀元件108B從遠(yuǎn)端108D延伸至長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108A的近 端108P。在遠(yuǎn)端108D處，條狀元件108B包括壓配合端子。在近端108P處，條狀元件108B 包括針狀端1〇8Β2,針狀端形成端子的一部分。針狀端108B2被推入并且固定在螺旋彈簧的 開(kāi)口中。圖3示出互連模塊108的側(cè)視圖?？捎伤芰喜牧现圃斓拈L(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)i〇8A包 括第一部分108A1和第二部分108A2。0形環(huán)108E附連到第一部分108A1。圖6示出互連 模塊的俯視圖，圖7示出互連模塊的仰視圖。能夠看到，互連模塊具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。各 端子圍繞互述模塊的縱向軸線被旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地分布。本實(shí)施例中的分布可使得互連模塊具有 將感應(yīng)模塊電連接到殼體中的電子元件的兩種可能性。圖6和7還示出中央開(kāi)口 106,中央 開(kāi)口形成從殼體到測(cè)量塞的尖端的通道。圖7還示出對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)108A2A的兩個(gè)尖端，以及用 于接收感應(yīng)模塊的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)凹部108A2B。圖7還示出針狀端108B2的尖端被插入進(jìn) 螺旋彈簧元件108C的開(kāi)口中。
[0053]圖8是圖6和7中沿線VIII-VIII的互連模塊的截面圖。應(yīng)當(dāng)注意的是，僅僅示 出了一個(gè)導(dǎo)電的條狀元件108B。本圖示出長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108A包括縱向凹部602,縱向凹 部602配置為接收導(dǎo)電的條狀元件108B。凹部602平行于塞體軸線延伸。在長(zhǎng)條形支撐結(jié) 構(gòu)108A的遠(yuǎn)端108D處縱向凹部602在一端終止在第一部分108A1的通孔604中?？v向凹 部602在相對(duì)端終止在第二部分108A2的通孔中。為了在長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)中沿縱向固定條 狀元件108B，長(zhǎng)條形的凹部602和條狀元件108B包括在長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108的端部方向上 變窄的結(jié)構(gòu)。
[0054] 第一部分108A1和第二部分108A2通過(guò)卡扣配合的方式聯(lián)接。附圖標(biāo)記108A1A 表示第一部分108A1的卡扣配合結(jié)構(gòu)，附圖標(biāo)記108A2A表示長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108A的第二 部分108A2的卡扣配合結(jié)構(gòu)。
[0055] 互連模塊108如以下方式進(jìn)行細(xì)裝。首先，將四個(gè)條狀元件108B放置在第一部分 的凹部中。實(shí)現(xiàn)這一步是通過(guò)：將條狀元件的端部與壓配合端子108B1通過(guò)開(kāi)口插入在第 一部分的形成長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端的部段（section)中。接著，將條狀元件放置在凹部 602中。這之后，第二部分108A2在條狀元件的針狀端之上移動(dòng)，并且被卡扣配合到第一部 分108A1。接著，螺旋彈簧元件108C附連到導(dǎo)電的條狀元件的針狀端。最后，彈性0形環(huán) 108E附連到長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108A的遠(yuǎn)端。
[0056] 組裝互連模塊108的可替換的方式中，將螺旋彈簧圍繞條狀元件的針狀端而放 置。彈簧能通過(guò)夾緊、焊接或彈簧的形變被附連到針狀端。接著，將四個(gè)條狀元件108B放 置到第一部分的凹部中。實(shí)現(xiàn)這一步是通過(guò)：將條狀元件的端部與壓配合端子108B1通過(guò) 開(kāi)口插入在第一部分的形成長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端的部段中。隨后，將條狀元件放置在凹 部602中。這之后，第二部分108A2在位于條狀元件的針狀端處的螺旋彈簧之上移動(dòng)或被 推動(dòng)，且被卡扣配合到第一部分108A1。
[0057] 優(yōu)選的，在第二部分108A2中的開(kāi)口相對(duì)于螺旋彈簧具有稍微更小的橫截面。以 這種方式，螺旋彈簧在插入之后在第二部分108A2的開(kāi)孔中被鎖定（locked up)。
[0058] 應(yīng)當(dāng)注意的是，長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)和條狀元件的組裝能通過(guò)二次成型 (overmolding)加工獲得。
[0059] 圖10示出在測(cè)量塞中使用的互連模塊的第二實(shí)施例的透視圖。該實(shí)施例與前面 描述的實(shí)施例不同在于：其不包括中央孔。這使得該實(shí)施例適用于僅測(cè)量空間中的壓力的 測(cè)量塞。另一個(gè)不同之處在于，互連模塊的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)108A2A'位于外表面。具有對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) 104F1'的對(duì)應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)元件104F也在圖10中示出。彈性0形環(huán)沒(méi)有在該附圖中示出。 [0060] 圖11示出互連模塊的第三實(shí)施例的透視圖。在該實(shí)施例中，互聯(lián)模塊包括電子電 路。電子電路可布置為調(diào)節(jié)通過(guò)感應(yīng)模塊的電子感應(yīng)元件產(chǎn)生的電信號(hào)。在互連模塊的遠(yuǎn) 端108D處，設(shè)置接觸區(qū)域1108。附連到殼體中的PWB的螺旋接觸彈簧可用于實(shí)現(xiàn)在殼體中 電子元件與互連模塊上的電路之間的電連接。在該實(shí)施例中，近端108P處的互連模決108 的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)108A2A'位于長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)108A的外表面處。
[0061] 在上述實(shí)施例中，螺旋彈簧元件用于實(shí)現(xiàn)互連模塊與感應(yīng)模塊之間的電連接。 可以使用其他的彈簧式端子來(lái)實(shí)現(xiàn)連接，例如，利用片簧元件的連接。軸向上的柔性 (flexible)聯(lián)接也能通過(guò)附連到互連模塊的端子的柔性導(dǎo)電0形環(huán)或尖端部分被提供。柔 性的導(dǎo)電材料例如是導(dǎo)電彈性體。還可以使用壓配合端子來(lái)實(shí)現(xiàn)互連模塊和感應(yīng)模塊之間 的電連接。然而，如果使用了壓配合端子；互連模塊的另一側(cè)處的連接需要在塞體的軸向上 具有柔性聯(lián)接。
[0062] 描述了一種互連系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以便將電感應(yīng)元件與信號(hào)調(diào)節(jié)電子電路在相關(guān)的長(zhǎng) 距離上分開(kāi)。以這種方式，電子電路可被保護(hù)免受熱過(guò)載。該互連系統(tǒng)可承受汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 氣缸的溫度以及振動(dòng)，且適于大規(guī)模組裝和常規(guī)的生產(chǎn)工藝?；ミB結(jié)構(gòu)108符合汽車溫度 和振動(dòng)的要求。該設(shè)計(jì)適用于不同長(zhǎng)度的多種缸蓋布置和其他測(cè)量塞傳感器，其中傳感器 位于塞體一端處，并且調(diào)節(jié)傳感器電子件位于塞體的另一端處。
[0063] 互連模塊遠(yuǎn)端處的壓配合端子保證了用于大規(guī)模生產(chǎn)的容易的組裝。互連模塊 的近端具有螺旋彈簧元件，其接觸附連到支撐環(huán)的PWB的接觸區(qū)域。互連模塊以這種方式 被設(shè)計(jì)，使得在大規(guī)模生產(chǎn)期間為了容易的組裝，能進(jìn)行盲插入，因?yàn)槠渑c一體地形成在感 應(yīng)模塊端部部分中的對(duì)準(zhǔn)特征部件相對(duì)準(zhǔn)?；ミB模決由于其對(duì)高溫的抗性能使用陶瓷一體 件。
[0064] 盡管本發(fā)明根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述，但能想到的是，在閱讀了本說(shuō)明書(shū)和研 究附圖時(shí)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其等效替代、修改、置換和等價(jià)物都變得明顯。本發(fā)明并 不限于所示的實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的思想的情況下能進(jìn)行改變。
【權(quán)利要求】
I. 一種測(cè)量塞（100)，其包括： -中空塞體（1〇2〇)，其包括近端（102P)、遠(yuǎn)端（102D)以及塞體軸線（102C); -殼體（110)，其附連到塞體（1〇2)的遠(yuǎn)端（102D); -電子元件（116)，其布置在殼體（11〇)中；以及， -感應(yīng)模塊（104)，其布置在中空塞體中，所述感應(yīng)模塊包括至少一個(gè)電感應(yīng)元件以及 電聯(lián)接到所述至少一個(gè)電感應(yīng)元件的印刷線路板（104E)，所述感應(yīng)模塊附連到中空塞體 (1〇2)的近端（102P); 其特征在于， 測(cè)量塞還包括互連模塊（108)，其配置為通過(guò)中空塞體（1〇2)將電子元件（116)電連接 到感應(yīng)模塊（104); 互連模塊（1〇8)包括長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)（108A)，所述長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)具有設(shè)有第一端子 (1〇8〇的第一端（1〇8Ρ)和設(shè)有第二端子（ι〇8Β1)的第二端（ 108D)，其中第一端子（108C) 提供在軸向上為柔性的電聯(lián)接。
2·如權(quán)利要求1所述的測(cè)量塞，其中第一端子是彈簧式端子。
3·如權(quán)利要求2所述的測(cè)量塞，其中每個(gè)彈簧式端子包括螺旋壓縮彈簧。
4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)量塞，其中螺旋壓縮彈簧包括與塞體軸線（102C)平行的彈簧 軸線。
5·如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的測(cè)量塞，其中印刷線路板（104E)包括位于與塞體軸 線垂直的平面中的多個(gè)接觸區(qū)域，且第一端子（108C)接觸所述多個(gè)接觸區(qū)域。
6·如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的測(cè)量塞，其中感應(yīng)模塊（104)還包括對(duì)準(zhǔn)元件 (104F)，所述印刷線路板位于所述至少一個(gè)電感應(yīng)元件與對(duì)準(zhǔn)元件之間，對(duì)準(zhǔn)元件（104F) 以及長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)（108A)的一端包括協(xié)作的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)（i〇4Fl，108A2)，所述的協(xié)作的對(duì) 準(zhǔn)結(jié)構(gòu)配置為將互連模塊（108)相對(duì)于印刷線路板對(duì)準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量塞，其中對(duì)準(zhǔn)元件的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)或更多個(gè)箭頭狀的 結(jié)構(gòu)，所述箭頭狀的結(jié)構(gòu)具有指向殼體的尖端。
8·如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的測(cè)量塞，其中互連模塊（108)包括導(dǎo)電的條狀元件 (108B)，條狀元件的第一端形成第一端子的至少一部分，條狀元件的第二端形成第二端子， 長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)（108A)包括平行于塞體軸線的縱向凹部（602)且被配置為接收所述條狀 元件。
9·如權(quán)利要求8所述的測(cè)量塞，其中縱向凹部（602)終止于長(zhǎng)條形支撐結(jié)構(gòu)（108A)的 遠(yuǎn)端（108D)處的通孔中，且長(zhǎng)條形的凹部（6〇2)與條狀元件（ι〇8Β)均包括向遠(yuǎn)端變窄的 結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的測(cè)量塞，其中互連模塊（108)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)。 II. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的測(cè)量塞，其中互連模塊（108)通過(guò)二次成型而獲 得。 I2·如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的測(cè)量塞，其中，中空塞體（1〇2)在內(nèi)部包括突出部 (102Ε)，所述突出部限定了互連模塊的近端（?〇8Ρ)在中空塞體（1〇2)中的位置。
13.如權(quán)利要求12所述的測(cè)量塞，其中互連模塊（1〇8)還包括在位于中空塞體（1〇2) 的遠(yuǎn)端（l〇2D)處的互連模塊（1〇8)的一端（108D)處的彈性0形環(huán)（ι〇8Ε)。
14. 如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的測(cè)量塞，其中感應(yīng)模塊與互連結(jié)構(gòu)包括中央通 孔，所述通孔配置為使在感應(yīng)模決的中央通孔中被附連的電子元件至殼體的電連接穿過(guò)中 空塞體。
15. 如權(quán)利要求Η所述的測(cè)量塞，其中電子元件是發(fā)光桿，且感應(yīng)模塊（104)配置為測(cè) 量燃燒室中的壓力。
【文檔編號(hào)】G01L23/18GK104215390SQ201410392535
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】S·格朗海耶曾, J·特里特, J-W·斯羅特杰斯 申請(qǐng)人:森薩塔科技公司