DE69815801T2

DE69815801T2 - Druckwandler

Info

Publication number: DE69815801T2
Application number: DE69815801T
Authority: DE
Inventors: Kouzou Ohta-ku Yamagishi; Toshiaki Ohta-ku Okumura; Yoji Ohta-ku Serizawa; Haruhiko Ohta-ku Sekiya; Takayuki Ohta-ku Yokoyama; Yasutaka Ohta-ku Ide; Ikuya Ohta-ku Miyahara; Yasuo Ohta-ku Watanabe; Shuzi Ohta-ku Tohyama; Hayato Ohta-ku Kobayashi
Original assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Current assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: EP0922946B1; DE69815801D1; EP0922946A2; US6298730B1; EP0922946A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler. Insbesondere bezieht sie sich auf einen Druckwandler zum Wandeln eines Fluiddrucks in ein elektronisches Signal, welches nach außen auszugeben ist.
Aufbau des Druckwandlers
Ein Druckwandler, welcher einen Unterschied zwischen einem erfaßten Druck und atmosphärem Druck erfaßt und in ein elektrisches Signal wandelt, wird zum Messen eines Fluiddrucks verwendet.
Ein Beispiel eines solchen Druckwandlers ist in 24 gezeigt. In 24 weist der Druckwandler 1A ein Anschlußstück 10 auf, welches an einem Anschlußbereich anzuschrauben und zu befestigen ist, ein Druckerfassungsbauteil 20, welches an einer Verschweißung 10A des Anschlußstücks mittels Strahlschweißens etc. anzubringen ist, und eine Ausgabevorrichtung 30, die mit dem Druckerfassungsbauteil 20 elektrisch zu verbinden ist. Der Fluiddruck wird auf eine Druckeinlaßöffnung 11 des Anschlußstücks 10 beaufschlagt und wird in eine Spannung einer Membran 21, welche das Druckerfassungsbauteil 20 bildet, gewandelt. Die Spannung wird durch einen Dehnungsmeßstreifen (nicht gezeigt) auf der Membran 21 erfaßt und das elektrische Signal in Übereinstimmung mit einem Widerstandswert des Dehnungsmeßstreifens wird durch die Ausgabevorrichtung 30 ausgegeben.
Die Ausgabevorrichtung 30 weist ein Basiselement 32 auf, welches um das Druckerfassungsbauteil 20 angebracht ist, ein Schaltkreisträgersubstrat (nicht gezeigt), welches oberhalb des Basiselements 32 angebracht ist, elektrische Schaltkreisbauteile 50, wie zum Beispiel einen integrierten Schaltkreis, Widerstände und Kondensatoren, welche auf dem Schaltkreisträgersubstrat anzubringen sind, um ein Signal aus dem Druckerfassungsbauteil 20 zu bearbeiten, sowie einen Ausgabesteckverbinder (nicht gezeigt), um ein Ausgabesignal von den elektrischen Schaltkreisbauteilen 50 hinaus zu geben.
Das Druckerfassungsbauteil 20 und das Schaltkreisträgersubstrat der Ausgabevorrichtung 30 sind durch ein Metallgehäuse 31 abgedeckt, um eine elektromagnetische Abschirmung bereitzustellen. Ein Abdeckungselement aus Harz (nicht gezeigt) ist außerhalb des Gehäuses 31 angebracht, um Staub usw. abzuwehren und die Außenumgebung des Druckwandlers festzulegen.
Verschlechterung des gelöteten Bereichs
Das Druckerfassungsbauteil 20, das Schaltkreisträgersubstrat und der Ausgabesteckverbinder der Ausgabevorrichtung sind jeweils direkt mit Verbindungsanschlüssen oder hindurchführenden Kabeln verbunden. Sie werden verbunden durch Einführen eines Endes des Anschlusses oder Kabels durch eine Durchbohrung des Schaltkreisträgersubstrats und einen Ausgabeanschluß sowie Löten der Umgebung.
In einigen Fällen besteht das Schaltkreisträgersubstrat aus einer Vielzahl von Platten, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander angebracht sind. In diesem Falle werden Anschlüsse, die die jeweiligen Schaltkreise verbinden, verwendet. Die Anschlüsse zwischen den Schaltkreisträgersubstraten werden im allgemeinen zu mehreren verwendet und sind normalerweise mit der Öffnung des Schaltkreisträgersubstrats verlötet, wobei ein Ende hierin eingeführt ist, während das andere Ende an dem anderen Schaltkreisträgersubstrat durch Löten oder ähnliches befestigt ist.
Wird jedoch der Druckwandler an einer Position angebracht, wo die Umgebungstemperatur sehr hoch wird, wie zum Beispiel in einem an einen Maschinenraum eines Kraftfahrzeugs oder ähnlichem angrenzenden Bereich usw., so dehnt sich jedes Bauteil aufgrund der Wärme thermisch aus. Insbesondere wird dann, wenn das jeweils einen Anschluß verbindende Element thermisch ausgedehnt wird, eine Spannung um den gelöteten Teil herum konzentriert, welcher eine geringere Stärke aufweist, wodurch es zu einer Verschlechterung des Endes des gelöteten Anschlusses kommt.
Verbindung des Druckerfassungsbauteils und des Schaltkreisträgersubstrats
Das zuvor genannte Druckerfassungsbauteil 20 und das Schaltkreisträgersubstrat sind wie unten beschrieben verbunden. Das Schaltkreisträgersubstrat hat einen kreisförmigen Aufbau mit einer Öffnung in der Mitte hiervon und das Druckerfassungsbauteil 20 ist in der Öffnung des Schaltkreisträgersubstrats positioniert, so daß die Membran 21 und das Schaltkreisträgersubstrat ungefähr koplanar sind, wobei der Dehnungsmeßstreifen auf der Membran 21 sowie ein elektrischer Kontakt auf dem Schaltkreisträgersubstrat elektrisch miteinander verbunden sind durch Drahtbonding oder ähnliches.
Bei dem zuvor erläuterten Verbindungsaufbau können die elektrischen Schaltkreisbauteile 50, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise, Kondensatoren und Widerstände jedoch nicht an der Öffnung des Schaltkreisträgersubstrats und des Felds zum Bonden angebracht werden. Dementsprechend ist es notwendig, das Schaltkreisträgersubstrat größer zu machen als den Bereich der Öffnung, um einen ausreichenden Installationsbereich sicherzustellen. Zusätzlich wird ein Durchmesser des gesamten Druckwandlerkörpers größer werden, so daß ein Ringschlüssel zum Befestigen des Druckwandlers in einer bestimmten Umgebungsanordnung und einem Raum für den Anschlußbereich nicht verwendet werden kann, wodurch der Vorgang des Befestigens erschwert wird.
Andererseits haben einige Druckwandler, wie sie zum Beispiel in dem offengelegten japanischen Gebrauchsmuster Hei-6-2189 gezeigt sind, zwischen dem Druckerfassungsbauteil 20 und dem Schaltkreisträgersubstrat einen Raum, und ein L-förmiger Anschluß steht vom Schaltkreisträgersubstrat vor hin zum Druckerfassungsbauteil 20, um elektrisch verbunden zu werden mit dem Dehnungsmeßstreifen mittels Drahtbonding. Da das Druckerfassungsbauteil 20 und das Schaltkreisträgersubstrat nicht zusammenfallen und das Schaltkreisträgersubstrat keine Öffnung aufweist, können elektrische Schaltkreisbauteile über die Gesamtheit beider Oberflächenbereiche des Schaltkreisträgersubstrats angeordnet werden, wodurch sich der Durchmesser des Schaltkreisträgersubstrats verringert, um an einen kleineren Raum angepaßt zu werden.
Obwohl jedoch ein Ende des L-förmigen Anschlusses des oben genannten Verbindungsaufbaus mit dem Schaltkreisträgersubstrat fest verbunden ist, ist das andere Ende, zum Beispiel die Verdrahtungsseite bei Drahtbonding, zwischen dem Schaltkreisträgersubstrat und dem mitten in der Luft hängenden Druckerfassungsbauteil 20 positioniert. Deshalb wird bei einem herkömmlichen Bondingvorgang, bei dem Ultraschallschweißen auf einen Draht, wie zum Beispiel einen Golddraht, einwirkt, der verdrahtete Bereich des Anschlusses auch in Schwin gungen versetzt, um eine Bondingstärke zwischen dem Anschluß und dem Draht zu verringern.
Elektromagnetische Abschirmung durch ein Metallgehäuse
Das Gehäuse 31 ist ein elektromagnetisches Abschirmungselement, welches als Körper bereitgestellt ist, der unabhängig ist vom Abdeckungselement, welches das Äußere des Druckwandlers 1A bildet, wobei das Gehäuse 31 aus einem Metall besteht, um die elektrischen Schaltkreisbauteile 50 sicher vor elektromagnetischer Interferenz zu schützen.
Das Abdeckungselement zum Schützen der elektrischen Schaltkreisbauteile 50 kann alternativ aus Metall bestehen. Da jedoch das Abdeckungselement ein relativ großes Element im Druckwandler 1A ist, kann die Gewichtsreduktion des gesamten Druckwandlers erschwert werden. Weiterhin muß das Abdeckungselement ein Druckgußformteil sein, oder alternativ dazu muß ein aufwendiges Zerspanverfahren verwendet werden zum Herstellen des komplizierten Aufbaus. Deshalb treten hohe Kosten auf.
Weiterhin kann alternativ eine elektromagnetische Abschirmschicht innerhalb eines aus Harz hergestellten Abdeckungselements bereitgestellt werden durch Beschichten mit einer leitenden Farbe. Obwohl jedoch das Gewicht des Druckwandlers 1A bei diesem Aufbau verringert werden kann, kann das Beschichten der leitenden Farbe immer noch teuer sein und die Verläßlichkeit eines leitenden Bereichs des Anschlußstücks kann durch Abrieb der elektromagnetischen Schicht verringert werden.
Dementsprechend erlaubt ein Metallgehäuse 31, welches unabhängig vom Abdeckungselement bereitgestellt ist, daß das Abdeckungselement aus Harz hergestellt ist, um die oben erläuterten Nachteile zu überwinden, so daß eine Rauschunterdrückungseigenschaft des Druckwandlers 1A verbessert werden kann, das Gewicht reduziert werden kann und die Herstellkosten verringert werden können und die Zuverlässigkeit vergrößert wird.
Probleme beim Anbringen des Gehäuses
Das Gehäuse 31 des in 24 gezeigten Druckwandlers wird lediglich über dem Anschlußstück 10 angebracht, wobei das Druckerfassungsbauteil 20 in die an der Unterseite vorgesehene Öffnung eingeführt wird. Dementsprechend besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß die Position des Gehäuses relativ zum Anschlußstück 10 verschoben wird, und die Arbeit zum Lokalisieren beim Schweißen des Gehäuses an das Anschlußstück 10 kann aufwendig sein.
Abdichten durch eine aus Harz bestehende Abdeckung
Das Abdeckungselement besteht aus Harz mit Hinblick auf Gewichtsreduktion und die Vereinfachung beim Herstellverfahren. Das Abdeckungselement und das Anschlußstück werden verbunden durch Bördeln des Anschlußstückes und die Abdichtbarkeit hiervon wird verbessert, wenn man einen O-Ring oder ähnliches zwischen das Abdeckungselement und das Anschlußstück einlegt.
Bestehen jedoch das Anschlußstück aus Metall und das Abdeckungselement aus Harz, so kann das Abdeckungselement von dem gebördelten Teil des Anschlußstückes in Abhängigkeit vom Grade eines Schrumpfprozesses des Abdeckungselements getrennt werden, insbesondere zur Innenseite hin, und die Abdichtung geht verloren, da die Wärmeausdehnungskoeffizienten für das Metall und das Harz sich stark unterscheiden.
Ein Urethanharz, Epoxidharz usw. wird manchmal in das Abdeckungselement eingefüllt, um das Schrumpfen des Abdeckungselements zu begrenzen. Jedoch können der Einfüllvorgang und die Verfestigung des Harzes eine lange Zeitspanne beanspruchen, so daß die Produktivität herabgesetzt werden kann.
Verhindern des Verschlechterns eines gelöteten Bereichs
Das Hauptanliegen der vorliegenden Erfindung liegt daran, eine Verschlechterung in einem gelöteten Bereich eines Druckwandlers zu verhindern, so daß es ermöglicht wird, daß dieser in einem größeren Temperaturbereich verwendet wird.
Der Druckbereich gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Anschlußstück mit einer Druckeinlaßöffnung, ein Druckerfassungsbauteil, welches an einem Ende der Druckeinlaßöffnung angebracht ist, und eine Ausgabevorrichtung, welche elektrisch mit dem Druckerfassungsbauteil verbunden ist, um ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von dem Druck auszugeben, der von der Druckeinlaßöffnung zugeführt wird. Die Ausgabevorrichtung weist ein Schaltkreisträgersubstrat auf, welches vor dem Druckerfassungsbauteil beabstandet angebracht ist, ein Basiselement, welches um das Druckerfassungsbauteil herum angebracht ist und an dem Anschlußstück befestigt ist, und einen Anschluß, bei dem ein erstes Ende an dem Basiselement angebracht ist und ein zweites Ende mit dem Schaltkreisträgersubstrat verbunden ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß einen elastisch verformbaren Bereich an einem Teil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende aufweist.
Der elastisch verformbare Bereich wird entweder von dem ersten Ende oder dem zweiten Ende in Art eines freitragenden Arms gestützt.
Der elastisch verformbare Bereich ist ungefähr in Form einer Kurbel zwischen dem ersten und dem zweiten Ende gebogen.
Gemäß dem oben genannten Aufbau wird der Druckwandler so zusammengesetzt, daß entsprechende Elemente durch den Anschluß mit dem elastisch verformbaren Bereich verbunden werden, welcher um einen vorbestimmten Betrag elastisch veformt wird. Dementsprechend gilt, daß wenn die Umgebungstemperatur variiert, die Ausdehnung und das Zusammenziehen aufgrund von Wärmeausdehnungseffekten durch den elastisch verformbaren Bereich ausgeglichen werden können, wodurch eine im gelötetem Bereich des Endes verursachte Spannung aufgehoben werden kann. Deshalb kann die Verschlechterung des gelöteten Teils verhindert werden, um das zuvor genannte Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen.
Der Anschluß wird bevorzugterweise gelötet, während zumindest entweder das erste Ende oder das zweite Ende in eine Öffnung eines zu verbindenden Objekts eingeführt werden, und weist bevorzugterweise einen Kragenbereich auf, der an einem angrenzenden Bereich der Öffnung um das eingeführt Ende anstößt.
Dementsprechend kann das Positionieren der Verlötung erleichtert werden und es ist weniger wahrscheinlich, daß eine Spannung an dem gelöteten Teil verursacht wird, selbst wenn eine große Wärmeausdehnung auftritt, trotz der Absorption durch den elastisch verformten Bereich, da der Kragenbereich eine auf ihn einwirkende Kraft auf verbundene Objekte leitet, wie zum Beispiel das Basiselement und das Schaltkreisträgersubstrat, wodurch es schwierig wird, daß in dem gelöteten Bereich eine Spannung verursacht wird.
Verbindung zwischen dem Druckerfassungsbauteil und dem Schaltkreisträgersubstrat
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Druckwandler bereitzustellen, bei dem die Verbindungsstärke durch Drahtbonden zwischen einem Anschluß und einem Draht zum Verbinden eines Druckerfassungsbauteils und eines Schaltkreisträgersubstrats sichergestellt werden kann, selbst wenn ein Durchmesser des Druckwandlers reduziert wird.
Um dieses Ziel zu erreichen, weist das erste Ende bevorzugterweise einen Verdrahtungsbereich für Drahtbonden des Druckerfassungsbauteils auf.
Da das Ende des Anschlusses, auf welchem der Drahtbereich zum Drahtbonden mittels des Basiselements befestigt wird, gilt bei dem oben erläuterten Druckwandler, daß der Anschluß weniger dazu neigt, in Schwingung gesetzt zu werden, selbst wenn eine Ultraschallschwingung während des Bondingvorgangs angelegt wird. Dementsprechend kann das Drahtbonding in einem guten Zustand durchgeführt werden, so daß eine ausreichende Bondingstärke zwischen dem Anschluß und dem Draht sichergestellt werden kann.
Weiterhin gilt, da das Druckerfassungsbauteil und das Schaltkreisträgersubstrat voneinander beabstandet sind, daß die in einem herkömmlichen Druckwandler benützte Öffnung nicht benötigt wird, um an dem Schaltkreisträgersubstrat angebracht zu sein. Dementsprechend kann der Durchmesser des Schaltkreisträgersubstrats reduziert werden, um den Durchmesser des Druckwandlers selber zu verringern.
Der Verdrahtungsbereich ist bevorzugterweise in das Basiselement eingelassen, wobei der Verdrahtungsbereich frei liegt.
Dementsprechend gilt, da das Basiselement und der Anschluß in befriedigender Weise befestigt sind, daß der Einfluß des Ultraschallschweißens auf den Anschluß weiter verringert werden kann.
Das Basiselement besteht bevorzugterweise aus Harz, und der Anschluß wird bevorzugterweise an das Basiselement einsatzgeformt.
Dementsprechend kann der Anschluß mit den darin eingelassenen Anschlüssen leicht und preiswert hergestellt werden, und kann aufgrund der Tatsache, daß er einstückig ausgeformt ist, leicht gehandhabt werden.
Elektromagnetische Abschirmung durch ein Metallgehäuse
Ein nochmals weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, gute staubabweisende Eigenschaften sowie elektromagnetische Abschirmungseigenschaften mit einem einfachen Aufbau in dem oben erläuterten Aufbau zu erreichen.
Der Druckwandler gemäß der vorliegenden Erfindung hat bevorzugterweise ein Metallgehäuse, welches an einem metallischen Anschlußstück angebracht ist, um das Druckerfassungsbauteil zu bedecken sowie ein Abdeckungselement aus Harz, welches an dem Anschlußstück angebracht ist, um das Gehäuse abzudecken.
Ein elektrisches Schaltkreisbauteil ist elektrisch verbunden mit dem Druckerfassungsbauteil und ist bevorzugterweise angebracht auf dem Schaltkreisträgersubstrat, und das Gehäuse ist bevorzugterweise angebracht an dem Anschlußstück, um das elektrische Schaltungsträgerbauteil zu bedecken.
Das elektrische Schaltungsträgerbauteil, welches auf dem Schaltkreisträgersubstrat angebracht ist sowie das Druckerfassungsbauteil sind bevorzugterweise elektrisch verbunden mittels eines Anschlusses, welcher an dem aus Harz hergestellten Basiselement im Inneren des Gehäuses vorgesehen ist.
Dementsprechend kann das Äußere des erfindungsgemäßen Druckwandlers aus einer aus Harz gefertigten Abdeckung gefertigt sein, um eine staubabweisende Eigenschaft zu gewährleisten, und das Druckerfassungsbauteil und die Umgebung hiervon können mit Sicherheit elektromagnetisch durch das Metallgehäuse abgeschirmt sein.
Elektromagnetische Abschirmung unter Verwendung des Schaltkreisträgersubstrats
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die elektromagnetischen Abschirmungseigenschaften weiter zu verbessern und die Größe der Vorrichtung zu reduzieren durch Verwendung des Schaltkreisträgersubstrats als Teil des elektromagnetischen Abschirmungsaufbaus.
Das Metallgehäuse hat bevorzugterweise eine Öffnung, um ein Ausgabesignal herauszugeben und die Öffnung ist bevorzugterweise abgedeckt durch das Schaltkreisträgersubstrat.
Das Schaltkreisträgersubstrat hat bevorzugterweise eine leitende Schicht, welche ungefähr die gesamte Oberfläche der Öffnung bedeckt und die leitende Schicht ist bevorzugterweise eine elektromagnetische Abschirmungsschicht, die mit dem Gehäuse elektrisch verbunden ist.
Ungefähr die gesamte obere Oberfläche oder hintere Oberfläche des Schaltkreisträgersubstrats kann als elektromagnetische Abschirmungsschicht verwendet werden. Alternativ kann eine beliebige Schicht eines laminierten Substrats ebenfalls verwendet werden.
Die Öffnung kann bedeckt sein mit einer Kombination aus einer Vielzahl von elektromagnetischen Abschirmungsschichten. Mit anderen Worten heißt das, daß eine leitende Schicht die Hälfte der Öffnung bedecken kann und die andere leitende Schicht kann den Rest der Öffnung bedecken.
Beim oben Stehenden ist das elektrische Schaltkreisbauteil bevorzugterweise auf einer Oberfläche des Schaltkreisträgersubstrats angebracht, welches nach innen in das Gehäuse weist. Das elektrische Bauteil kann mit der Außenseite verbunden sein durch Bereitstellen einer Durchbohrung zum Schaltkreisträgersubstrat, um die elektromagnetische Abschirmungsschicht isoliert zu durchbohren.
Dementsprechend gilt, da das Schaltkreisträgersubstrat verwendet wird als ein Teil des elektromagnetischen Abschirmungsaufbaus, welcher das elektrische Schaltkreisbauteil bedeckt und auch das Gehäuse, daß das Schaltkreisträgersubstrat nicht notwendigerweise komplett umgeben ist durch das Schaltkreisträgersubstrat, so daß die Größe des Gehäuses, welches hauptsächlich als elektromagnetischer Abschirmungsaufbau dient, reduziert werden kann, wodurch eine Reduktion des Gewichts und der Größe des Druckwandlers ermöglicht wird.
Abdichtungsbesserung durch das Gehäuse
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, auf leichte Weise eine ausreichende Abdichtung bei der Verwendung eines Abdeckungselements zu erreichen, welches durch Bördeln angebracht ist.
Der Druckwandler gemäß der vorliegenden Erfindung hat bevorzugterweise ein metallisches Anschlußstück mit einer dünnen (Bördel-)Krause, ein Gehäuse, welches an dem Anschlußstück befestigt ist, um das Druckerfassungsbauteil zu bedecken, ein Abdeckungselement aus Harz, welches das Gehäuse bedeckt und an dem Anschlußstück durch Bördeln der Krause angebracht ist, und ist bevorzugterweise dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Gehäuses der Innenseite des Abdeckungselements angrenzend gegenüberliegt an einer Stelle, die der Krause entspricht.
Dementsprechend gilt, da das Metallgehäuse angrenzend und gegenüberliegend zur Innenseite des Abdeckungselements angebracht ist, daß das eine Neigung zum Nachinnenzusammenziehen zeigende Abdeckungselement durch das Gehäuse gehalten werden kann, so daß das Zusammenziehen begrenzt werden kann. Deshalb kann eine gute Abdichtung erzielt werden durch Sichern des Bördelns des Abdeckungselements und des Anschlußstücks. Und das Zusammenziehen des Abdeckungselements kann nur durch Anbringen des Gehäuses an dem Anschlußstück verhindert werden, so daß Extraarbeit wie das Vorbereiten und Einfüllen eines flüssigen Harzes und das Verfestigen hiervon weggelassen werden können, wodurch sich die Bearbeitbarkeit verbessert.
Das Gehäuse hat bevorzugterweise einen Vorsprung, welcher in einer Anbringungsrichtung des Basiselements hervorsteht, und das Basiselement hat bevorzugterweise einen Einschubbereich, damit der Fortsatz eingeschoben werden kann.
Beim Anbringen des Basiselements an dem Gehäuse kann der Fortsatz des Gehäuses eingeführt werden in den Einschubbereich des Basiselements und an dieses angepaßt werden, und der angepaßte Bereich kann auch gebondet werden, zum Beispiel durch einen Kleber. Dementsprechend kann die Verbindungsstärke im Vergleich zu einem reinen Bonden vergrößert werden, und die Position des Basiselements relativ zum Gehäuse kann präzise festgelegt werden, und es ist unwahrscheinlich, daß das Basiselement nach Festlegen seiner Position aus dieser verrückt.
Plazieren des Gehäuses
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die elektromagnetische Abschirmung auf leichte Weise relativ zum Anschlußstück zu positionieren.
Der Druckwandler gemäß der vorliegenden Erfindung weist bevorzugterweise ein Druckerfassungsbauteil auf, welches an einem Ende der Druckeinlaßöffnung angebracht ist, der an dem Anschlußstück vorgesehen ist, sowie ein Gehäuse zur elektromagnetischen Abschirmung, welches an dem Anschlußstück angebracht ist, um die elektrischen Schaltkreisbauteile abzudecken, die elektrisch mit dem Druckerfassungsbauteil verbunden sind, und das Anschlußstück hat bevorzugterweise einen Eingriffsbereich, um in das Gehäuse einzugreifen, um die Position hiervon festzulegen.
Da der Eingriffsbereich an dem Anschlußstück vorgesehen ist, kann das Gehäuse leicht positioniert werden durch Einrücken des Gehäuses in den Eingriffsbereich, wodurch das vorgenannte Ziel erreicht wird.
Der Eingriffsbereich hat bevorzugterweise ungefähr einen konkaven Querschnitt, der abgeplattet ist relativ zu einer Befestigungsoberfläche des Gehäuses, und das Gehäuse hat bevorzugterweise einen hervorstehenden Fortsatz, welcher in den Eingriffsbereich einzurücken ist.
Da der Eingriffsbereich als Vertiefung vorgesehen ist, kann ein spitzes Ende einer Schweißmaschine oder ähnlichem zum Schweißen des anderen Elements und des Druckerfassungsbauteils nicht mit dem Eingriffsbereich kollidieren, wodurch die Effizienz im Fertigungsvorgang verbessert wird.
Das Anschlußstück ist bevorzugterweise mit einem Verbindungsbereich eines Objekts zu verschrauben, und der Eingriffsbereich ist bevorzugterweise eine kreisförmige Nut, die um einen Schweißbereich herum für das zu verschweißende Druckerfassungsbauteil vorgesehen ist.
Dementsprechend wird eine durch das Verschrauben des Anschlußstückes erzeugte Spannung auf einen tieferliegenden Bereich konzentriert, d. h. einen Bereich, welcher vom verschweißten Bereich der kreisförmigen Nut beabstandet ist. Dadurch kann die vom Druckerfassungsbauteil zum Beispiel auf die Membran ausgeübte Spannung verringert werden, um ein Überdehnen der Membran zu verhindern und eine Verschiebung der Ausgabe zu verhindern.
Der tieferliegende Bereich der Nut weist bevorzugterweise eine längs der radialen Richtung der Druckeinlaßöffnung ausgeführte Bohrung auf.
Da der tieferliegende Teil der Nut gebohrt ist, wird die Spannung im gebohrten Teil konzentriert. Dementsprechend ist es nicht wahrscheinlich, daß die Spannung das Druckerfassungsbauteil erreicht und eine unpassende Verschiebung der Ausgabe kann verhindert werden, selbst wenn eine ausreichende Tiefe der Nut nicht erzielt werden kann.
Weitere Merkmale
Das Gehäuse umfaßt bevorzugterweise einen Halter zum Halten des Schaltkreisträgersubstrats.
Dementsprechend kann eine Verschiebung des Schaltkreisträgersubstrats, welche durch Hitze bewirkt wird, begrenzt werden, so daß eine Spannungsermüdung des Bondingbereichs des Schaltkreisträgersubstrats und des Anschlusses verringert werden können.
Das Abdeckungselement wird bevorzugterweise auch für einen Steckverbinder verwendet. Und der Steckverbinder weist bevorzugterweise einen Steckverbinderkörper auf, der an dem Anschlußstück angebracht ist, und einen Ausgabeanschluß, der durch den Steckverbinderkörper von einer Innenseite hiervon zur Außenseite hindurch verläuft.
Dementsprechend wird der Anschluß mit der Außenseite des Gehäuses verbunden, wodurch die Größe des Aufbaus reduziert werden kann. Weiterhin kann die Abdichtbarkeit auf dem mit der Außenseite verbundenen Bereich verbessert werden durch Integrieren mit dem Abdeckungselement.
Der Steckverbinderkörper, der an dem Anschlußstück angebracht ist, kann ein Aufnahmeelement umfassen, welches an der Innenseite des Steckverbinderkörpers angebracht ist, und das Aufnahmeelement ist bevorzugterweise durch das Gehäuse an einer Rückseite hiervon relativ zu einer Anbringungsrichtung des Steckverbinderkörpers gestützt.
Dementsprechend gilt, daß wenn der Steckverbinder mit einem Gegenstück verbunden wird (zum Beispiel eine Buchse mit einem Stecker oder umgekehrt), das Aufnahmeelement gestützt und gehalten wird durch das Gehäuse, trotz einer Kraft, die auf das Aufnahmeelement aufgrund eines Widerstands beim Einführen wirkt. Deshalb kann das Aufnahmeelement sicher daran gehindert werden, vom Steckverbinderkörper gelöst zu werden.
In den beigefügten Figuren zeigen:
1 einen vertikalen Querschnitt, der eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die zuvor genannte Ausführungsform zeigt;
3 einen Querschnitt, der einen geschweißten Bereich eines Druckerfassungsbauteils der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
4 eine Draufsicht, die einen Teil eines ersten Anschlusses der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
5 einen Querschnitt, der einen Teil des ersten Anschlusses der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
6 einen Querschnitt, der einen Bereich zeigt, der ein Basiselement der zuvor genannten Ausführungsform umgibt;
7 eine Draufsicht, die schematisch ein Schaltkreisträgersubstrat der zuvor genannten Ausführungsform zeigt;
8 einen vertikalen Querschnitt, der schematisch das Schaltkreisträgersubstrat der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
9 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die schematisch das Schaltkreisträgersubstrat der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
10 eine der 7 entsprechende Draufsicht, die einen anderen Aufbau des Schaltkreisträgersubstrats der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
11 einen senkrechten Querschnitt, der der 8 entspricht, und welcher einen anderen Aufbau des Schaltkreisträgersubstrats der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
12 einen vertikalen Querschnitt, der der 8 entspricht, und der einen anderen Aufbau des Schaltkreisträgersubstrats gemäß der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
13 einen Querschnitt, der einen zweiten Anschluß der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
14 eine perspektivische Ansicht, die einen Anschlußhalter der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
15 einen Querschnitt, der den Anschlußhalter der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
16 eine perspektivische Ansicht, die einen weiteren Aufbau des Anschlußhalters der vorgenannten Ausführungsform zeigt;
17 einen vertikalen Querschnitt, der der 1 entspricht, und der eine andere bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 einen anderen vertikalen Querschnitt, der der 1 entspricht, und der eine andere bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die der 2 entspricht, und die eine andere bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 eine perspektivische Darstellung, die eine Abwandlung des zweiten Anschlusses zeigt;
21 eine weitere perspektivische Ansicht, die eine weitere Abwandlung des zweiten Anschlusses zeigt;
22 einen vertikalen Querschnitt, welcher eine Abwandlung eines Eingriffsbereichs zeigt;
23 einen vertikalen Querschnitt, der ein Beispiel einer Anordnung eines Substrats zeigt, welches angrenzend an das Druckerfassungsbauteil vorgesehen ist;
24 einen vertikalen Querschnitt, welcher den Stand der Technik zeigt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
1 ist ein Querschnitt, der einen Druckwandler 1 der vorliegenden Ausführungsform zeigt und 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung hiervon.
Der Druckwandler 1 hat ein Anschlußstück 10 als Basis, ein Druckerfassungsbauteil 20, welches an dem Anschlußstück 10 durch Strahlschweißen angeschweißt ist und Ausgabemittel 30 zum Ausgeben eines elektrischen Signals an die Außenseite, in Übereinstimmung mit einem erfaßten Druck. Der Druckwandler 1 ist vorgesehen zum Einbau in ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum Erfassen des hydraulischen Drucks einer Bremse.
Anschlußstück 10
Das Anschlußstück 10 besteht aus Metall und wird an einem Anschlußbereich A, welcher durch die mit zwei Punkten versehene Linie in 1 gezeigt ist, mittels eines Bolzen C angeschraubt, welcher eingesetzt wird in ein Einsetzloch B des Anschlußbereichs A und welcher eingeführt wird durch einen Flanschbereich 140, der einstöckig ausgeführt ist mit dem Anschlußstück 10.
Das Anschlußstück 10 hat eine Druckeinlaßöffnung 11, welche in 1 in vertikaler Richtung verläuft (nach oben und unten: Im folgenden beziehen sich Wörter wie "oben" und "unten", "oberhalb" und "unterhalb" und ähnliche, die Anordnungsverhältnisse beschreiben, lediglich auf die Darstellung von Richtungen in den entsprechenden Zeichnungen, und es ist nicht daran gedacht, daß diese in der Praxis tatsächlich verwendete Positionen von jeweiligen Bauteilen bezeichnen sollen).
Druckeinlaßöffnung 11 und Rohr 13
Die Druckeinlaßöffnung 11 hat einen Durchmesser von 2,5 mm oder mehr, was leicht durch einen Drehbohrer hergestellt werden kann. Das obere Ende der Druckeinlaßöffnung 11 ist ein angepaßter Bereich 12, welcher mit einem großen Durchmesser gebohrt worden ist, in welches ein Rohr 13 eingepaßt wird, wobei ein Teil hiervon aus der Druckeinlaßöffnung 11 aufsteht.
Das Rohr 13 ist ein Metallbauteil, welches erhalten wird durch ein Ziehverfahren, wobei das Eindringloch 14 einen Durchmesser hat, welcher wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Druckeinlaßöffnung 11, und welcher durch Drehbohrer schwer herzustellen ist.
Das Rohr 13 kontrolliert ein inneres Volumen der Druckeinlaßöffnung 11, damit dieses kleiner wird. Das Rohr 13 dient auch als Unterlage beim Schweißen des Druckerfassungsbauteils 20.
Oberer Teil der Druckeinlaßöffnung 11
Wie in 3 gezeigt, ist eine kegelförmig zulaufende Oberfläche 15 zum Schweißen des Druckerfassungsbauteils 20 auf dem oberen Umfang der Druckeinlaßöffnung 11 bereitgestellt.
Die kegelförmig zulaufende Oberfläche 15 hat eine Kegeloberfläche, die sich zur Druckeinlaßöffnung 11 hin erstreckt (in 3 nach unten), um sich zu verjüngen. Eine Erzeugende der kegelförmig zulaufenden Oberfläche ist relativ zu einer radialen Richtung der Druckeinlaßöffnung 11 um 30 bis 60° geneigt, bevorzugterweise 35 bis 55°, und insbesondere bevorzugterweise 40 bis 50°.
Eine Positionierungsnut 16, die tiefer liegt als die kegelförmig zulaufende Oberfläche, ist an der Außenseite der kegelförmig zulaufenden Oberfläche 15 vorgesehen. Die Positionierungsnut 16 wird verwendet zum Anbringen eines Gehäuses 31 (unten beschrieben) und erstreckt sich fortfolgend auf einer Ebene im Kreis. Das untere Ende der Positionierungsnut 16 (d. h. die entfernt liegende Seite in Tiefenrichtung) ist in radialer Richtung der Druckeinlaßöffnung 11 hin zur Innenseite gebohrt.
Druckerfassungsbauteil 20
Wie in 3 gezeigt, handelt es sich bei dem Druckerfassungsbauteil 20 um ein Bauteil vom Dehnungsmeßstreifentyp, mit einer Metallmembran 21, auf der ein Dehnungsmeßstreifen angebracht ist durch eine Isolierungsschicht wie zum Beispiel Siliziumdioxid.
Die Membran 21 des Druckerfassungsbauteils 20 ist einstückig ausgebildet mit einem zylindrischen Bereich 22, welcher unterhalb angebracht ist. Eine Innenseite 22A des zylindrischen Bereichs 22 stößt an eine Außenseite 13A des Rohrs 13, so daß das gesamte Druckerfassungsbauteil 20 durch die Außenseite 13A als Führungsoberfläche geführt wird, um oberhalb des Anschlußstückes 10 positioniert zu werden. Dementsprechend stehen die Innenseite des zylindrischen Bereichs 22 und der Druckeinlaßbereich 11 miteinander in Verbindung und ein hydraulischer Druck wird angelegt an eine Druckerfassungsoberfläche der Membran 21.
Eine weitere kegelförmig zulaufende Oberfläche 23, die der kegelförmig zulaufenden Oberfläche 15 des Anschlußstücks 10 gegenüberliegt und an diese anstößt, ist am unteren Ende des zylindrischen Bereichs 22 vorgesehen, um das Druckerfassungsbauteil 20 mit dem Anschlußstück zu verbinden. Die kegelförmig zulaufenden Oberflächen 15 und 23 sind in einer Richtung längs einer abfallenden Richtung hiervon strahlgeschweißt, wobei beide Oberflächen anstoßen.
Ein durch Strahlschweißen angeschweißter Bereich A erreicht das Rohr 13. Das Rohr 13 dient auch als Unterlage beim Schweißen und ist entsprechend zu dem geschweißten Teil positioniert. Es sei angemerkt, daß wenn der Neigungswinkel der kegelförmig zulaufenden Oberflächen 15 und 23 kleiner ist als der untere Grenzwert (30 Grad), daß dann von der Schweißstärke nicht zu erwarten ist, daß sie zu verbessern ist, da eine ausreichende Schweißfläche nicht erzielt werden konnte und das Schweißen selbst unmöglich werden kann aufgrund eines Einflusses zwischen der Schweißmaschine und einem ansteigenden Bereich 17, welcher um das Anschlußstück herum angebracht ist. Im Gegenteil gilt, daß wenn der Neigungswinkel größer ist als der obere Bereich (60 Grad), daß dann die Schweißmaschine zusammenstoßen kann mit einem hervorstehenden Teil, welches ausgebildet ist auf einem oberen Teil eines zylindrischen Bereichs 22 und die Anpassung der Schweißmaschine und eines Werkzeugs können erschwert sein, wodurch die Produktivität beeinträchtigt wird.
Ausgabevorrichtung 30
Wie in 1 und 2 gezeigt, hat die Ausgabevorrichtung 30 ein zylindrisches Metallgehäuse 31 zur elektromagnetischen Abschirmung, um die elektrischen Schaltkreisbauteile 50 vor Rauschen zu schützen, ein aus Harz bestehendes Basiselement 32, welches an der Unterseite des Gehäuses 31 angebracht ist, um das Druckerfassungsbauteil 20 zu umgeben, ein Schaltkreisträgersubstrat 33, welches oberhalb des Basiselements 32 angebracht ist sowie einen aus Harz bestehenden Steckverbinder 34, welcher als Abdeckungselement dient, um die Bauteile 31, 32 und 33 zu bedecken. Das Basiselement 32 und das Schaltkreisträgersubstrat 33 sind durch einen ersten Anschluß 35 verbunden, und das Schaltkreisträgersubstrat 33 und der Steckverbinder 34 sind durch einen zweiten Anschluß 36 verbunden.
Bei der Ausgabevorrichtung 30 wird der auf die Membran 21 des Druckerfassungsbauteils 20 einwirkende Druck in einen elektrischen Widerstandswert gewandelt mittels des Dehnungsmeßstreifens auf der Membran 21 und einen Signalprozessor des Schaltkreisträgersubstrats, welcher mit dem Dehnungsmeßstreifen durch den ersten Anschluß 35 verbunden ist. Der Widerstandswert wird durch den Signalprozessor in ein vorbestimmtes elektrisches Signal gewandelt, um von einem Ausgabeanschluß 53 des Steckverbinder 34 durch den zweiten Anschluß 36 ausgegeben zu werden.
Gehäuse 31
Das Gehäuse 31 ist ein elektromagnetisches Abschirmelement zum Schutze der elektrischen Schaltkreisbauteile 50, die auf beiden Seiten des Schaltkreisträgersubstrats 33 angebracht sind, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise, Kondensatoren oder Widerstände.
Das Gehäuse 31 ist durch Anschweißen eines Vorsprungs an einer unteren Seite des Gehäuses 31 und an einer Befestigungsoberfläche 10B des Anschlußstückes 10 befestigt.
Ein vorstehender Bereich 31A ist bereitgestellt auf einem Umfang einer Öffnung an der Unterseite des Gehäuses 31 und der vorstehende Bereich 31A ist durch ein Tiefziehverfahren oder ähnliches nach unten gebogen. Der vorstehende Bereich 31A ist an einen oberen Umfang der Positionierungsnut 16 angepaßt und greift in diese ein, wodurch das Gehäuse koaxial zum Anschlußstück 10 positioniert wird.
Ein Vorsprung 31B, der nach oben gebogen ist, ist auf einem anderen Teil des Umfangs der unten liegenden Öffnung des Gehäuses 31 angebracht, welcher verwendet wird zum Befestigen des Basiselements 32.
Ein Stützteil 37 wird hergestellt durch Pressen oder Schneiden und Anheben (Ausbilden eines Schnitts und Umbiegen des geschnittenen Bereichs) eines Teils einer Seite hiervon, auf welchen ein Schaltkreisträgersubstrat 33 aufgesetzt ist. Und ein Kontaktbereich 38 ist bereitgestellt an einem Teil des oberen Endes des Gehäuses. Eine Erdungsverdrahtung des Schaltkreisträgersubstrats 33 und des Gehäuses 31 (das Anschlußstück 10 am Ende) sind elektrisch verbunden durch den Kontaktbereich 38, so daß die elektrischen Schaltkreisbauteile 50, wie zum Beispiel ein integrierter Schaltkreis, der an der Unterseite des Schaltkreisträgersubstrats 33 angebracht sind, durch das Gehäuse bedeckt sind und auf sichere Weise elektromagnetisch abgeschirmt werden können. Und das Schaltkreisträgersubstrat 33 wird durch den Kontaktbereich 38 auf sichere Weise von der Oberseite zum Gehäuse 31 hin gedrückt. Der Stützbereich 37 und der Kontaktbereich 38 bilden einen Halter für die vorliegende Erfindung.
Basiselement 32
Das Basiselement 32 hat einen Einschubbereich 32A, welcher sich von der unteren Seite hiervon wegerstreckt, in den der Fortsatz 31B des Gehäuses 31 eingesetzt werden kann. Durch Einpassen des Basiselements 32 in das Gehäuse 31 wird ein Kleber auf eine Unterseite des Basiselements 32 beschichtet, um den unteren Teil (den Umfangsbereich der Öffnung) des Gehäuses 31 zu bonden, und der Fortsatz 31B wird an den Einschubbereich 32A angepaßt durch Einfüllen eines Klebers. Dementsprechend wird eine Bondingstärke des Basiselements 32 relativ zum Gehäuse 31 verbessert. Es sei angemerkt, daß das Basiselement 32 und das Gehäuse 31 nicht beschränkt sind darauf, daß sie mit einem Kleber gebondet werden, sondern sie können auch verbunden werden durch andere Maßnahmen, wie zum Beispiel Ultraschallschweißen oder ähnliches, oder durch eine Kombination einer Vielzahl von Möglichkeiten wie einen Kleber und Ultraschallschweißen.
Ein erster Anschluß 35 ist in dem Basiselement 32 angebracht. Ein Ende des ersten Anschlusses 35, der auf der oberen Oberfläche des Basiselements 32 freiliegt, ist ein Verdrahtungsabschnitt 35A. Der Verdrahtungsabschnitt 35A und der Dehnungsmeßstreifen des Druckerfassungsbauteils 20 sind elektrisch verbunden durch Drahtbonding mittels einer Goldverdrahtung 39.
Wie in 4 und 5 gezeigt, ist der erste Anschluß 35 eingelassen und festgelegt durch Einsetzformen eines Fixierbereichs 35B. Insbesondere gilt, da der Umfangsbereich 35C der längeren Kante des Verdrahtungsbereichs 35A nachfolgend eingelassen ist in das Basiselement 32, daß ein Vibrieren des ersten Anschlusses 35, welches durch Bonden verursacht wird, welches durchgeführt wird beim Anlegen einer Ultraschallschwingung an die Goldverdrahtung 39, mit Sicherheit verhindert werden kann.
Steifigkeitsrelaxation des Basiselements 32
Das Basiselement 32 hat einen dickeren Bereich, welcher mit dem Einschubbereich 32A versehen ist, und einen dünneren Bereich, der die beiden verbindet. Der dünnere Bereich hat einen Schlitz 32, der von der Unterseite ausgeschnitten ist wobei, auf einer jeden Seite hiervon ein Schlitz 32B von der Oberseite eingeschnitten ist. Die Schlitze 32B und 32C können einstöckig ausgebildet werden beim Formen des Basiselements 32 (siehe 1, 2 und 6).
Die Steifigkeit des dünneren Bereichs kann herabgesetzt werden durch die Schlitze 32B und 32C um Verformungen insgesamt freizusetzen, selbst wenn das Basiselement 32 für eine lokale Wärmeausdehnung sorgt beim Löten, aufgrund von Umwelttemperatureinflüssen oder ähnlichem. Dementsprechend kann die durch Wärme verursachte Bewegung des Anschlusses 35 verringert werden, so daß Schwierigkeiten, wie zum Beispiel ein Ermüdungsbruch des Bondings des Anschlusses 35 vermieden werden können.
Die Anzahl, der Ort und der winzige Aufbau des Schlitzes 32B und des Schlitzes 32C zum Verringern der Steifigkeit können verändert werden, oder der Schlitz 32B und der Schlitz 32C können weggelassen werden, in Übereinstimmung mit der notwendigen Steifigkeitsrelaxationseigenschaft.
Schaltkreisträgersubstrat 33
Ein Signalprozessor ist auf dem Schaltkreisträgersubstrat 33 ausgebildet durch Installieren der elektrischen Schaltkreisbauteile 50 wie zum Beispiel integrierten Schaltkreisen, Widerständen und Kondensatoren. Eine Durchbohrung 51 ist bereitgestellt an einer Eingabe der Schaltung, in die das obere Ende des ersten Anschlusses 35 eingesetzt und angelötet ist (siehe 6) und untere Enden der Vielzahl der zweiten Anschlüsse 36 sind an einen Außenseitenanschluß angelötet (siehe 1 und 2).
Elektromagnetische Abschirmung durch das Schaltkreisträgersubstrat 33
Das Schaltkreisträgersubstrat 33 sowie das Gehäuse 31 bilden einen Aufbau zur elektromagnetischen Abschirmung, um das Druckerfassungsbauteil 20 und elektrische Schaltkreisbauteile 50, die hierin aufgenommen sind, nach außen hin elektromagnetisch abzuschirmen. In anderen Worten bedeutet das, daß das Gehäuse 31 ein metallischer Zylinder ist zum Bedecken einer Seite eines Raumes in welchem das Druckerfassungsbauteil 20 und die elektrischen Schaltkreisbauteile 50 aufgenommen sind. Die untere Öffnung des Gehäuses 31 ist durch das metallische Anschlußstück 10 bedeckt. Eine Öffnung, die an der oberen Seite des Gehäuses 31 vorgesehen ist, um das Ausgabesignal herauszunehmen, ist durch das Schaltkreisträgersubstrat 33 abgeschlossen. Das Schaltkreisträgersubstrat 33 hat eine elektromagnetische Abschirmschicht, die mit dem Gehäuse 31 elektrisch leitend verbunden ist, und schirmt die obere Öffnung des Gehäuses 31 elektrisch ab.
Wie in 7 und 8 gezeigt, ist das Schaltkreisträgersubstrat 33 ein laminiertes Substrat mit einer Vielzahl von leitenden Schichten, die eine obere Schicht auf der Seitenoberfläche des Steckverbinders 34 umfassen, eine mittlere Schicht, die zwischen dem Substratmaterial eingeschoben ist, und eine untere Schicht auf der Oberfläche des Druckerfassungsbauteils 20. Die zweiten Anschlüsse 36 sind mit einer Oberfläche der oberen Schicht verbunden und die elektrischen Schaltkreisbauteile 50 sind auf einer Oberfläche der unteren Schicht angebracht. Obwohl nicht ausführlich gezeigt, weist die Oberfläche der unteren Schicht eine leitende Schicht auf, um notwendige Schaltkreise auszubilden, wobei ein Teil hiervon mit dem ersten Anschluß 35 verbunden ist.
Die obere Schicht ist eine leitende Folienschicht 31, die sich nacheinander in ungefähr die gesamte Fläche erstreckt. Der Kontaktbereich 38 des Gehäuses 31 stößt als Halter an die leitende Schicht 331 an, welche mit dem Gehäuse 31 geerdet ist. Die leitende Schicht 331 ist nicht auf einer vorbestimmten Breite des Umfangsbereichs des Schaltkreisträgersubstrats 33 und einer Innenseite eines mittigen Anschlußbereichs 330 ausgebildet.
Die Innenseite des Anschlußbereichs 330 hat verschiedene leitende Schichten 334 zum Verbinden des unteren Endes des zweiten Anschlusses 36, wobei jeweils leitende Schichten 334 durch die Durchführung 335 zu ebenfalls getrennten leitenden Schichten 336 geführt sind, die auf der unteren Schicht vorgesehen sind. Ein entsprechender Anschluß der elektrischen Schaltkreisbauteile 50 ist mit der jeweiligen leitenden Schicht 336 verbunden, wodurch Signale von jedem Anschluß der elektrischen Schaltkreisbauteile 50 herausgegeben werden. Ein Kondensator 337 zum Filtern von Rauschen ist mit einer der leitenden Schichten 334 (Minusseite des Schaltkreises) und der leitenden Schicht 331 (Erde) verbunden. Es sei angemerkt, daß eine Vorrichtung zum Filtern von Rauschen in Übereinstimmung mit einem praktischen Verwendungszweck eingestellt werden kann. Zum Beispiel ist der Kondensator 334 bevorzugterweise verbunden mit einem Plusdraht einer Spannungsquelle, und einer Signalausgabeverdrahtung und einer gemeinsamen Verdrahtung des Schaltkreises, und ist in bevorzugter Weise verbunden mit der Spannungsquelle und der Signalausgabeverdrahtung.
Ungefähr die gesamte Fläche der mittigen Schicht ist eine aufeinanderfolgende leitende Schicht 333. Die leitende Schicht 333 und die leitende Schicht 331 sind durch die Durchführung 332 verbunden. Die leitende Schicht 333 ist nicht auf einer vorbestimmten Breite des Umfangs des Schaltkreisträgersubstrats und einen ziemlich kleinen Bereich um die Durchführung 335 für das Herausgeben des Signals bereitgestellt.
Entsprechend des oben erläuterten Aufbaus sind die leitende Schicht 331 auf der oberen Seite des Schaltkreisträgersubstrats 33 und die leitende Schicht 333 auf der mittleren Schicht hiermit durch die Durchführung 332 verbunden und sind mit dem Gehäuse 31 leitend verbunden, um eine elektromagnetische Abschirmungsschicht zu ergeben. Die elektromagnetische Abschirmungsschicht bedeckt fast die gesamte Oberfläche des Schaltkreisträgersubstrats 33. Insbesondere bewirken die leitende Schicht 331 der oberen Schicht und die leitende Schicht 333 der mittleren Schicht eine doppelte elektromagnetische Abschirmung, und die leitende Schicht 333 der mittleren Schicht bedeckt ungefähr die gesamte Oberfläche mit Ausnahme einer extrem kleinen Fläche. Dementsprechend kann die Öffnung der oberen Seite des Gehäuses 32 ausreichend elektromagnetisch abgeschirmt werden durch das Schaltkreisträgersubstrat 33.
Obwohl die leitende Schicht 331 der oberen Schicht und die leitende Schicht 333 der mittleren Schicht bei dem oben genannten Aufbau miteinander ungefähr überlappen, können diese Schichten so ausgelegt sein, daß sie einander ergänzen. Zum Beispiel können die leitende Schicht 331 der oberen Schicht und die leitende Schicht 333 der mittleren Schicht so ausgeführt sein, daß sie ungefähr halbkreisförmig verlaufen, wie in 9 gezeigt, um einander zu ergänzen. Dementsprechend kann der Anschlußbereich 330 vergrößert sein und andere Schaltkreisaufbauten können in der mittleren Schicht ausgebildet sein.
Das Schaltkreisträgersubstrat 33 zur elektromagnetischen Abschirmung ist nicht auf das laminierte Substrat beschränkt. Zum Beispiel ist die mittlere Schicht in der 7 und 8 in einem in 10 und 11 gezeigten Substrat weggelassen. Andere Bauteile sind identisch und mit denselben Bezugszeichen versehen. Gemäß des Aufbaus kann ein ähnlicher elektromagnetischer Abschirmeffekt erreicht werden. Da jedoch keine mittlere Schicht bereitgestellt ist, und eine Abschirmungsschicht zur doppelten elektromagnetischen Abschirmung nicht ausgebildet werden kann, ist der Effekt geringfügig. Da weiterhin die Anschlußfläche 330 relativ weiter geöffnet ist und nicht bedeckt ist durch die mittige Schicht, ist der elektromagnetische Abschirmeffekt auch in dieser Hinsicht geringer.
Ein in 12 gezeigter Aufbau kann gewählt werden zum Verringern der Anschlußfläche 330.
Bei diesem Aufbau sind das Schaltkreisträgersubstrat 33 und der zweite Anschluß 36 durch einen Zwischenanschluß 36A verbunden. Und ein Hilfssubstrat 33A, welches unabhängig ist von dem Schaltkreisträgersubstrat 33, ist bereitgestellt, um darauf einen Kondensator 337 zum Filtern von Rauschen aufzunehmen. Das Hilfssubstrat 33A wird durch einen Halter (den Stützbereich 37A und den Kontaktbereich 38A) im Gehäuse gehalten, ähnlich wie bei dem Schaltkreisträgersubstrat 33. Auf einer Oberfläche des Hilfssubstrats 33A sind eine leitende Schicht 331A, die an den Kontaktbereich 38A anstößt, und eine hiervon getrennte leitende Schicht 334A ausgebildet. Der Kondensator 337 ist über den leitenden Schichten 331A und 334A angebracht. Die leitende Schicht 334A ist verbunden mit dem Fortsatz eines unteren Endes einer der zweiten Anschlüsse 36 (Minusseite des Schaltkreises).
Dementsprechend kann bei dem oben erläuterten Aufbau die Anschlußfläche 330 im herkömmlichen Schaltkreisträgersubstrat 33 minimiert werden. Jedoch kann der Aufbau kompliziert sein, da das Hilfssubstrat 33A notwendig ist.
Steckverbinder 34
Eine Vielzahl der Ausgabeanschlüsse 53, die in das aus Harz bestehende Aufnahmeelement 55 einsatzgeformt sind, sind an dem Steckverbinder 34 vorgesehen. Wie in 13 gezeigt, wird ein oberes Ende des zweiten Anschlusses 36 eingesetzt in und angelötet an einem Einschubloch 55, welches an einem unteren Ende der Ausgabeanschlüsse 53 vorgesehen ist.
Der Ausgabeanschluß 53 ist an einer Innenseite des Steckverbinderkörpers 54 gemeinsam mit dem Aufnahmeelement 52 befestigt und nur ein spitzes Ende des Ausgabeanschlusses 53 ist zur Außenseite hin geführt, um frei zu liegen.
Ein Aufnahmebereich, der an das obere Ende des Gehäuses 31 anstößt und von diesem gestützt wird, ist an einem unteren Bereich des Aufnahmeelements 52 vorgesehen, wodurch das Aufnahmeelement 52 daran gehindert wird, sich von dem Einschubbereich 69 des Steckverbinderkörpers 54 zu lösen.
Das untere Ende des Steckverbinderkörpers 54 ist in einem als dünner Bördelbereich des Anschlußstückes 10 dienenden Anstiegsbereich 17 durch einen O-Ring 56 positioniert. Die Innenseite des unteren Endes des Steckverbinderkörpers 54 ist eng gegenüberliegend der Außenseite des Gehäuses 31 angebracht, so daß ein spitzes Ende des Anstiegsbereichs 17 gebördelt ist, um es zu ermöglichen, daß der Steckverbinderkörper an dem Anschlußstück 10 befestigt wird.
Die Innenseite des Steckverbinderkörpers 54 und die Außenseite des Gehäuses 31 stoßen wie in 1 gezeigt, bevorzugterweise aneinander. Jedoch kann ein vorbestimmter Raum dazwischen bereitgestellt werden, solange wie ein Schrumpfen hin zur Innenseite des Steckverbinders 34 vermieden werden kann, so daß eine Abdichtung aufrechterhalten werden kann.
Erster Anschluß 35
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des ersten Anschlusses 35 (ein integrierter Schaltkreis oder ähnliches, was auf dem Schaltkreisträgersubstrat 33 bereitgestellt ist, ist nicht gezeigt).
Der erste Anschluß 35 wird an das Basiselement 32 einsatzgeformt, wie oben beschrieben. Zusätzlich zu der oben gegebenen Beschreibung weist der erste Anschluß 35 einen horizontalen Bereich 61 auf, der von einer Seite des Basiselements 32 aufsteht und einen vertikalen Bereich 62, der senkrecht gebogen ist von einem spitzen Ende des horizontalen Bereichs 61. Der horizontale Bereich 61 dient als Tellerfeder, die ähnlich einem freitragenden Arm gestützt ist, um zu ermöglichen, daß der erste Anschluß 35 elastisch verformt werden kann zwischen dem Basiselement 32 und dem Schaltkreisträgersubstrat 33. Ein Kragenbereich 63, der an die untere Seite des Schaltkreisträgersubstrats anstößt, ist in dem vertikalen Bereich 62 an einer Position bereitgestellt, die an das spitze Ende hiervon anstößt, und gegenüber der Basis (Seite des horizontalen Bereichs 61) leicht zurückgenommen ist.
Ein oberes Ende des Kragenbereichs 63 des ersten Anschlusses 35 ist oberhalb eines oberen Endes des Stützbereichs 37 des Gehäuses 31 angebracht, bevor das Schaltkreisträgersubstrat 33 angebracht worden ist. Dementsprechend ist das Schaltkreisträgersubstrat 33 aufgesetzt auf den Stützbereich 37, und der Kragenbereich 63 wird durch die untere Seite des Schaltkreisträgersubstrats 33 nach unten gedrückt, um den ersten Anschluß 35 elastisch zu verformen. In diesem Zustand wird der erste Anschluß 35 auf die Durchbohrung 51 angelötet.
Zweiter Anschluß 36
13 zeigt eine Vergrößerung des zweiten Anschlusses 36.
Der zweite Anschluß 36 hat einen Verbindungsbereich 64, der auf das Schaltkreisträgersubstrat 33 gelötet ist, einen ersten vertikalen Bereich 65, der nach oben gebogen ist von einem Ende des Verbindungsbereichs 64, einen horizontalen Bereich 66, welcher von einem Ende des ersten vertikalen Bereichs 65 und einem zweiten vertikalen Bereich 67 gebogen ist und weiter nach oben gebogen ist vom horizontalen Bereich 66, so daß der zweite Anschluß 36 in Form einer Kurbel ausgebildet ist, wobei der horizontale Bereich 66 elastisch verformt werden kann durch Arbeiten als Tellerfeder. Ein Paar von Kragenbereichen 68, die an die untere Seite des Ausgabeanschlusses 53 anstoßen, ist bereitgestellt an einer Position, die an das spitze Ende des zweiten vertikalen Bereichs 67 angrenzt und gegenüber einer Basis (die Seite des horizontalen Bereichs 66) leicht zurückgezogen ist.
Der zweite Anschluß 36 wird elastisch verformt durch Einsetzen des Ausgabeanschlusses 53 in den Einschubbereich 69 des Steckverbinderkörpers 54 zusammen mit dem Aufnahmeelement 52, wie in 1 gezeigt, und Befestigen des Steckverbinderkörpers 54 an dem Anschlußstück 10 nach Anlöten des Ausgabeanschlusses 53, während er an den Kragenbereich 68 anstößt. In anderen Worten heißt das, daß der zweite Anschluß 36 zunächst elastisch verformt wird, während der gesamte Steckverbinder 34 an dem Anschlußstück 10 befestigt wird.
Wärmekapazitätsreglung des Kragenbereichs 63
Wie in 6 gezeigt, wird ein Schlitz 64 zum Kontrollieren der Wärmekapazität an dem Kragenbereich 63 des ersten Anschlusses 35 bereitgestellt. Der Schlitz 64 ist zum Kragenbereich 63 ausgeschnitten mit einem schmaleren Bereich an der Seite, die an das Schaltkreisträgersubstrat 33 angrenzt. Die Breite des Schlitzes 64 ist bevorzugterweise schmaler als möglich innerhalb eines Bereichs, indem ein Schneiden mit einem Pressformwerkzeug des ersten Anschlusses 35 möglich ist. Zum Beispiel ist die Breite des Schlitzes 64 ungefähr 0,5 mm groß, die im Substrat 33 eingehaltene Breite kann ungefähr 0,3 mm betragen und ungefähr 0,4 mm für die andere Seite.
Der nachfolgende Effekt kann beim Ausformen des Schlitzes 64 erzielt werden. Wird der in die Durchbohrung 51 eingelassene Bereich gelötet und die eingelassene Spitze wird erwärmt, so wird die Wärme zu einem anderen Teil als dem Kragenbereich 63 geleitet, falls es keinen Schlitz 64 gibt. Dementsprechend wird die Wärmekapazität des erwärmten Bereichs des spitzen Endes vergrößert, so daß eine größere Wärmemenge notwendig ist für die erwünschte Löttemperatur. Auch wird Wärme zu einer Basis des ersten Anschlusses 35 geleitet und der Wärmeeinfluß der Umgebung kann nicht ignoriert werden. Andererseits ermöglicht das Ausbilden des Schlitzes 64 einen Wärmeübertragungskanal (von unten nach oben in der Figur), welcher schmaler ist, da der Schlitz 64 die Wärmeübertragung unterhalb des Kragenbereichs 63 begrenzt. Dementsprechend kann die wesentliche Wärmekapazität der Lötspitze verringert werden, um ein Erwärmen auf die notwendige Temperatur in einer kurzen Zeitspanne zu ermöglichen, und um den Einfluß unnötiger Wärme auf die Umgebung zu verhindern.
Der Schlitz 64 kann ausgebildet sein im Kragenbereich 68 des zweiten Anschlusses 36.
Es sei angemerkt, daß der Schlitz 64 nicht darauf beschränkt ist, von einer Seite her ausgeschnitten zu werden, sondern auch ausgeformt werden kann durch Ausschneiden an beiden Seiten, oder im Zick-Zack ausgebildet werden kann durch Verschieben eines alternierenden Paares von Schnitten. Die Größe oder ähnliches des Schnittes können eingestellt werden in Übereinstimmung mit den benötigten Eigenschaften. Der Schlitz 64 kann weggelassen werden, falls der Effekt nicht benötigt wird.
Halter des zweiten Anschlusses
Der zweite Anschluß 36 wird bereitgestellt in einer Reihe mit dem Schaltkreisträgersubstrat 33 und ist mit einem Anschlußhalter 360 einstückig ausgeführt zum Verbessern der Handhabbarkeitseigenschaften hiervon.
Wie in 14 und 15 gezeigt, ist der Anschlußhalter 360 ein Blockelement aus Harz, welches einsatzgeformt wird, so daß der untere Bereich des zweiten Anschlusses darin versenkt wird. Epoxydharz, Polyimidharz, modifiziertes Polyamidharz und ähnliches haben Isolationseigenschaften, die für das Harzmaterial geeignet sind.
Genauer gesagt, ist der Basisbereich 361 des Anschlußhalters 360 in einem quadratischen Block ausgebildet, in welchen der erste vertikale Bereich 65 des zweiten Anschlusses 36 eingelassen ist. Der Kontaktbereich 64 erstreckt sich längs der unteren Seite des Basisbereichs 161 und der horizontale Bereich 66 erstreckt sich längs der oberen Seite des Basisbereichs 361. Ein vorbestimmter Raum C1 ist bereitgestellt zwischen der oberen Seite des Basisbereichs 361 und dem horizontalen Bereich 66, um die elastische Verformung des zweiten Anschlusses 36 nicht zu beeinflussen.
Eine Lötnut 362 ist an einer Seite des Basisabschnitts 361 an einer Position ausgeführt, die einer Spitze des Verbindungsbereichs 64 entspricht, so daß das Lötzinn beim Löten des Verbindungsbereichs 64 an das Schaltkreisträgersubstrat 33 aufgenommen wird. Ein Loch 64A ist an dem Verbindungsbereich 64 bereitgestellt, um das Löten des Substrats 33 zu verbessern.
Ein halbkreisförmiger Schnitt 363 ist ausgebildet an einer Seite, die der Lötnut 362 zwischen jeweiligen zweiten Anschlüssen 36 gegenüberliegt. Eine Unterteilung 364 ist einstückig ausgeführt mit einer oberen Seite der Basis 361. Die Unterteilung 364 weist einen C-förmigen Teil auf, der den Schnitt 363 umgibt. Das gegenüberliegende Ende erstreckt sich zu einer Seite, auf welcher die Lötnut 362 ausgebildet ist.
Da eine Vielzahl von zweiten Anschlüssen 36 einstückig mit dem einzelnen Anschlußhalter 360 verbunden ist, gilt dementsprechend, daß die Schwierigkeiten zum Positionieren entsprechender Anschlüsse usw. vermieden werden können.
Zusammenbau
Bei der oben genannten Ausführungsform wird das Druckerfassungsbauteil 20 zunächst an das Anschlußstück 10 durch Strahlschweißen angeschweißt.
Als nächstes wird das Gehäuse 31 von oben an das Anschlußstück 10 angesetzt, wobei die Positionierung des Gehäuses 31 festgelegt wird durch Eingriff des hervorstehenden Bereichs 31A des Gehäuses 31 in die Positionierungsnut 16 und wobei das Gehäuse 31 durch Projektionsschweißen an dem Anschlußstück 10 angeschweißt wird.
Als nächstes wird Kleber aufgetragen oder in die untere Seite des Basiselements 32 und des Einschubbereichs 32a eingefüllt, wobei der Einschubbereich 32A und der Fortsatz 31B so angepaßt werden, daß sie an das Basiselement des Gehäuses 31 gebondet werden können, und das Drahtbonding des Verdrahtungsbereichs 35A des ersten Anschlusses 35 und des Dehnungsmeßstreifens des Druckerfassungsbauteils 20 wird elektrisch durchgeführt.
Dann wird das Schaltkreisträgersubstrat 33 von oben angebracht, so daß der erste Anschluß 35 in die Durchbohrung 51 eingesetzt wird, wobei das Schaltkreisträgersubstrat 33 befestigt wird durch Biegen des Kontaktbereichs 38 auf dem Gehäuse 31, um den ersten Anschluß 35 elastisch zu verformen, und die Durchbohrung 51 und der erste Anschluß 35 werden gelötet.
Anschließend wird der Ausgabeanschluß 53, der mit dem Anschlußelement 52 einstückig ausgeführt ist, mit an den zweiten Anschluß 36 gelötet, das Aufnahmeelement 52 wird auf das untere Ende des Gehäuses 31 aufgesetzt, um von diesem gestützt zu werden, und das Aufnahmeelement 52 wird in den Einschubbereich 69 des Steckverbinderkörpers eingeführt und wird durch einen Kleber oder ähnliches befestigt. Das Aufnahmeelement 52 kann an dem Einschubbereich 69 durch ein Verriegelungsteil befestigt werden.
Zuletzt wird der Steckverbinderkörper 54 (Steckverbinder 34) an dem Anschlußstück 10 befestigt durch elastisches Verformen des zweiten Anschlusses 36 in einem vorbestimmten Zustand, und das Anschlußstück 10 wird in diesem Zustand gebördelt, um den Steckverbinder 34 zu befestigen, wodurch der Aufbau des Druckwandlers 1 beendet wird.
Der Druckwandler 1 ist an dem Anschlußbereich A durch Einführen des Bolzens C in den Flanschbereich 140 und Befestigen des Bolzens C befestigt.
Wirkung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die nachfolgende Wirkung erzielt werden.
Basiselement und Bonding
Im Druckwandler 1 kann, da der Verdrahtungsbereich 35A des ersten Anschlusses 35 an dem Basiselement 32 befestigt ist durch den Befestigungsbereich 35B, die Schwingung des ersten Anschlusses 35 vermieden werden, selbst wenn eine Ultraschallschwingung auf die Goldverdrahtung während des Drahtbondings gegeben wird. Dementsprechend können der erste Anschluß 35 und die Goldverdrahtung 39 in einem guten Zustand verdrahtet werden, wodurch eine Bondingstärke dazwischen sichergestellt wird.
Da der erste Anschluß 35 an dem Basiselement 32 mittels des Befestigungsbereichs 35 befestigt ist, der in das Basiselement 32 eingelassen ist, kann der Verbindungszustand besser aufrechterhalten werden als wenn nur der Verbindungsbereich 35B mit einem Klebstoff oder ähnlichem verbunden würde, wodurch der Einfluß der Ultraschallvibration auf den ersten Anschluß 35 weiter verringert wird.
Da der erste Anschluß 35 nicht nur durch den eingelassenen Befestigungsbereich 35B, sondern auch durch den Verdrahtungsbereich 35A, der in den Umfangsbereich 35C eingelassen ist, befestigt ist, ist es bei dem ersten Anschluß 35 weiterhin unwahrscheinlich, daß dieser beeinflußt wird durch die Ultraschallvibration, und ein Umklappen des Verdrahtungsbereichs 35A beim Handhaben des Basiselements 32 kann verhindert werden.
Da der Anschluß des herkömmlichen Druckwandlers als Feder arbeitet, wenn man ihn überhängen läßt, kann der Anschluß sofort elastisch verformt werden, um zurückgedrückt zu werden, wenn die Spitze der Bondingmaschine den Verdrahtungsbereich des Anschlusses beim Bonden kontaktiert, wodurch ein Zurückschnappen der Goldverdrahtung und ähnliches bewirkt wird.
Da jedoch der erste Anschluß 35 an dem Basiselement 32 und an der Rückseite des Verdrahtungsbereichs 35 befestigt ist und aufgenommen wird durch das Basiselement 32 gemäß der vorliegenden Erfindung, wird der erste Anschluß 35 nicht elastisch verformt, selbst wenn die Bondingmaschine den Verdrahtungsbereich 35A kontaktiert, wodurch ein Zurückschnappen der Goldverdrahtung 39 verhindert wird, um das Verdrahten sicherzustellen.
Da der erste Anschluß 35 eingelassen ist durch Einsatzsformen an das Basiselement 32, kann das in den ersten Anschluß 35 eingelassene Basiselement 32 leicht und preiswert hergestellt werden und kann leicht gehandhabt werden, indem es einstückig ausgebildet ist.
Befestigen des Basiselements
Beim Befestigen des Basiselements 32 im Gehäuse 31 wird der Fortsatz 31B des Gehäuses eingesetzt und in den Einschubbereich 32A des Basiselements 32 angepaßt. Da der angepaßte Bereich 12 mit einem Kleber gebondet wird, kann die Bondingstärke vergrößert werden im Vergleich zu nur einem Beschichten des Klebers auf der Unterseite des Basiselements 32.
Da der Fortsatz 31B des Gehäuses 31 an den Einschubbereich 32A des Basiselements angepaßt wird, kann das Basiselement 32 exakt an dem Gehäuse 31 lokalisiert werden. Weiterhin kann ein Verschieben des Basiselements, bevor der Kleber sich verfestigt hat, durch Lokalisieren des Basiselements 32 verhindert werden.
Eliminieren der Substratöffnung durch das Basiselement
Da das Druckerfassungsbauteil 20 und das Schaltkreisträgersubstrat 33 durch das Basiselement 32 voneinander beabstandet angebracht sind, kann die im Schaltkreisträgersubstrat herkömmlicherweise bereitgestellte Öffnung überflüssig gemacht werden, wodurch es ermöglicht wird, den Durchmesser des Druckwandlers 1 durch Minimierung des Durchmessers des Schaltträgersubstrats 33 zu reduzieren.
Da der Raum zwischen dem Druckerfassungsbauteil 20 und dem Schaltträgersubstrat 33 festgelegt ist, um es den elektrischen Schaltkreisbauteilen 50 zu ermöglichen, auf der unteren Seite des Schaltträgersubstrats 33 angebracht zu werden, kann die Wirksamkeit beim Installieren dadurch verbessert werden, daß der Durchmesser des Schaltträgersubstrats 33 verringert wird, wodurch die Verringerung des Durchmessers vergrößert wird.
Elastische Verformung des Anschlusses
Der erste Anschluß und der zweite Anschluß 35 bzw. 36 können elastisch verformt werden zwischen dem Basiselement 32 und dem Schaltkreisträgersubstrat 33, und zwischen dem Schaltkreisträgersubstrat 33 und dem Ausgabeanschluß 53.
Entsprechend wird eine Gegenkraft auf die entsprechenden Anschlüsse 35 und 36 durch das Schaltkreisträgersubstrat 33 oder den Ausgabeanschluß 53 hervorgerufen, unabhängig von der Umgebungstemperatur, so daß an den gelöteten Teil durch Wärmeausdehnung der entsprechenden Anschlüsse 35 und 36 verursachte Spannungen aufgehoben werden können, um zu vermeiden, daß wesentliche Spannungen an dem gelöteten Teil verursacht werden.
Dementsprechend kann eine Verschlechterung des gelöteten Teils effektiv verhindert werden, selbst wenn der Druckwandler 1 an einem Hochtemperaturteil wie zum Beispiel die Umgebung eines Motors in einem Kraftfahrzeug angebracht ist.
Da die Kragenbereiche 63 und 68, welche durch die entsprechende untere Seite des Schaltkreisträgersubstrats 33 und des Ausgabeanschlusses 53 gedrückt werden, an dem ersten und zweiten Anschluß 35 und 36 vorgesehen sind, gilt weiterhin, daß der Anschluß 35 und 36 elastisch verformt werden kann um einen vorbestimmten Betrag beim Zusammensetzen des Druckwandlers 1 und daß das Gelötete des Teils geschützt werden kann.
Mit anderen Worten heißt das, daß selbst wenn der erste und zweite Anschluß 35 und 36 sich thermisch weiter ausdehnen, der anstoßende Bereich des Kragenbereichs 63 des ersten Anschlusses 35 an den Bereich, der an die Durchbohrung 51 des Schaltträgersubstrats 33 angrenzt und den anstoßenden Bereich des Kragenbereichs 68 des zweiten Anschlusses an den Bereich, der an die Durchbohrung 55 des Ausgabeanschlusses angrenzt, eine Krafteinwirkung erfahren, um die Spannung zu vermindern, die in dem gelöteten Teil verursacht wird, was effektiv ist beim Verhindern einer Beeinträchtigung.
Da der erste und zweite Anschluß 35 und 36 als Tellerfedern arbeiten, in dem ein Ende gestützt wird in der Weise eines freitragenden Arms oder dadurch, daß sie in die Form einer Kurbel gebogen werden, kann eine ausreichend elastische Stärke an den jeweiligen Anschlüssen 35 bzw. 36 bereitgestellt werden.
Elektromagnetische Abschirmung
Da das Metallgehäuse 31 an dem Anschlußstück 10 angebracht ist, um die elektrischen Schaltkreisbauteile 50 abzudecken, kann das Gehäuse 31 verwendet werden als Element zur elektromagnetischen Abschirmung, so daß eine Rauschunterdrückungseigenschaft des Druckwandlers 1 verbessert werden kann durch Schützen der elektrischen Schaltkreisbauelemente 50 gegen elektrisches Rauschen.
Weiterhin gilt, da die obere Öffnung des Gehäuses 31 durch das Schaltträgersubstrat 33 verschlossen ist, um elektromagnetisch abgeschirmt zu werden, daß kein weiterer Abdeckkörper notwendig ist, um Größe und Gewicht des Körpers zu reduzieren.
Volumenkontrolle der Druckeinlaßöffnung
Die Druckeinlaßöffnung 11 hat ein Rohr 13 mit einer Durchbohrung 14 mit einem geringeren Durchmesser als der Durchmesser der Druckeinlaßöffnung 11. Entsprechend kann das Volumen innerhalb der Druckeinlaßöffnung 11 verringert werden durch die Dicke des Rohrs 13, wodurch sich die entsprechenden Eigenschaften des Druckwandlers 1 verbessern.
Obwohl der Durchmesser der Durchbohrung 14 kleiner ist als der Durchmesser der Druckeinlaßöffnung 11 wird er nicht hergestellt durch einen Drehbohrer, sondern wird gleichzeitig mit dem Ziehverfahren des Bohrers 13 hergestellt. Dementsprechend kann die Herstellung der Durchbohrung 14 vereinfacht werden, um eine Volumenkontrolle innerhalb der Druckeinlaßöffnung 11 zu erleichtern.
Das Antwortverhalten des Druckwandlers 1 wird stark beeinflußt durch eine Abmessungsgenauigkeit der Durchbohrung. Da das Rohr 13 durch ein Ziehverfahren hergestellt wird, kann eine Durchbohrung 14 mit einer hochgenauen Abmessung erzielt werden. Dementsprechend kann die Qualität des Druckwandlers 1 stabilisiert werden.
Verschweißen des Druckerfassungsbauteils 20
Da das Anschlußstück 10 und das Druckerfassungsbauteil 20 geschweißt werden, kann die Bondingstärke vergrößert werden. Weiterhin gilt, da die Schweißnaht das Rohr 13 erreicht, daß das Rohr 13 gleichzeitig mit dem Verschweißen des Anschlußstückes 10 und dem Druckerfassungsbauteil 20 verschweißt werden kann, so daß das Rohr 13 fest und wirksam befestigt werden kann.
Da das Rohr 13 entsprechend dem angeschweißten Teil des Anschlußstückes 10 und dem Druckerfassungsbauteil 20 angebracht ist, dient das Rohr 13 als Unterlage um ein zu tiefes Eindringen beim Schweißen zu verhindern.
Der an das Anschlußstücks 10 und das Druckerfassungsbauteil 20 anstoßende Bereich sind die kegelförmig zulaufenden Oberflächen 15 und 23, welche in Richtung des Neigungswinkels hiervon verschweißt werden. Dementsprechend kann die Bondingstärke des Druckerfassungsbauteils 20 weiter vergrößert werden aufgrund einer Vergrößerung in der verschweißten Fläche, was die Verwendung des Druckwandlers 1 in einem höheren Druckbereich ermöglicht.
Da das Rohr 13 von einem Ende der Druckeinlaßöffnung 11 hervorsteht und die äußere Oberfläche 13A des hervorstehenden Bereichs eine Führungsoberfläche für das Druckerfassungsbauteil 20 ist, kann das Druckerfassungsbauteil 20 leicht aufgesetzt werden durch Führen der inneren Oberfläche 22A des zylindrischen Bereichs 22 des Druckerfassungsbauteils 20 durch die äußere Oberfläche 13A des Rohrs 13.
Dichtungsverstärkung durch das Gehäuse
Da das Metallgehäuse 31 des Druckwandlers 1 angrenzend an und gegenüberliegend von der Innenseite des aus Harz bestehenden Steckverbinderkörpers 54 bereitgestellt wird, kann der Steckverbinder 34, welcher von der Krause des Anschlußstückes 10 sich weg neigt, um sich nach innen hin zu verkleinern, durch das Gehäuse 31 gehalten werden, um das Schrumpfen zu kontrollieren. Dementsprechend können das Bördeln des Steckverbinders 34 und des Anschlußstückes 10 sichergestellt werden, um eine gute Abdichtung zu erreichen.
Da das Schrumpfen des Steckverbinders 34 verhindert werden kann nur durch Anbringen des Gehäuses 31 am Anschlußstück 10, besteht keine Notwendigkeit zur Zubereitung von flüssigem Harz, um die Innenseite des Steckverbinders 34 auszufüllen, oder zum Aushärten des Harzes, wodurch die Produktivität vergrößert wird.
Da das Metallgehäuse 31 des Druckwandlers 1 im Innern des Steckverbinders 34 bereitgestellt wird, kann das Schrumpfen des unteren Endes des Steckverbinders 34 durch eine Temperatur änderung verhindert werden, so daß die Abdichtung der Krause des Anschlußstückes 10 gut aufrechterhalten werden kann. Dementsprechend kann das Druckerfassungsbauteil 20 ausreichend gegen die Außenseite geschützt werden ohne Abdichten des Raumes zwischen dem Druckerfassungsbauteil 20 und dem Schaltkreisträgersubstrat 33, so daß ein schwieriges Abdichten zwischen dem Schaltkreisträgersubstrat 33 und dem Gehäuse weggelassen werden kann und der Druckwandler 1 auf leichte und preiswerte Art hergestellt werden kann.
Positionieren und Befestigen des Gehäuses
Da das Anschlußstück 10 eine Positionierungsnut 16 aufweist, kann die Positionierung des Gehäuses 31 aufgrund des Eingreifens des vorstehenden Bereichs 31A bestimmt werden, welcher sich vom Boden des Gehäuses 31 zur Positionierungsnut 16 hebt, wodurch der Positionierungsprozeß leicht durchgeführt werden kann.
Die Positionierungsnut 16 ermöglicht es, die im Anschlußstück 10 verursachte Spannung zu vermindern. Insbesondere kann der Einfluß der auf das Druckerfassungsbauteil 20 einwirkenden Spannung vermindert werden, um eine Druckschwankung zu unterbinden, wodurch sich die Zuverlässigkeit erhöht.
Da das Gehäuse 31 in der Positionierungsnut 16 positioniert ist, besteht keine Notwendigkeit, die Verbindungsoberfläche 10B des Anschlußstückes 10 mit einem konvexen Bereich als Eingriffsbereich zu versehen. Dementsprechend kann eine mögliche Kollision mit dem Basiselement 32 und der Spitze der Strahlschweißmaschine verhindert werden.
Da die Positionierungsnut 16 so bereitgestellt ist, daß sie die kegelförmig zulaufende Oberfläche 15 als einen geschweißten Bereich des Druckerfassungselements 20 umgibt, kann die Spannung, die durch Verbinden des Anschlußstückes 10 mit dem Flanschbereich 140 durch Bolzen hervorgerufen wird, auf der Unterseite der Positionierungsnut 16 konzentriert werden, d. h. in dem Bereich der nach unten weg von der kegelförmig zulaufenden Oberfläche 15 zeigt. Dementsprechend kann die Spannung daran gehindert werden, die Membran 21 des Druckerfassungsbauteils 20 zu erreichen, um ein Verschieben der Ausgabe zu unterbinden.
Da die Positionierungsnut 16 im unteren Teil gebohrt ist, kann die Spannung im gebohrten Teil konzentriert werden. Dementsprechend gilt, daß selbst wenn genügend Tiefe der Positionierungsnut 16 nicht sichergestellt werden kann, daß eine Verschiebung der Ausgabe des Druckerfassungsbauteils 20 sicher vermieden werden kann, indem es schwierig gemacht wird für die Spannung, den geschweißten Teil zu erreichen, wodurch die Dicke des Anschlußstückes 10 verringert wird.
Halter etc.
Da der Stützbereich 37 und der Kontaktbereich 38 zum Halten des Schaltkreisträgersubstrats 33 an dem Gehäuse 31 bereitgestellt sind, kann eine durch Wärme bedingte Verschiebung des Schaltkreisträgersubstrats 33 reduziert werden. Dementsprechend können die Spannungsermüdung des gelöteten Teils zwischen dem Schaltkreisträgersubstrat 33 und dem ersten Anschluß 35 und zwischen dem zweiten Anschluß 36 und dem Ausgabeanschluß 53 jeweils verringert werden, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Da ein Aufnahmebereich 52A, der an das obere Ende des Gehäuses 31 anstößt, an der Unterseite des Aufnahmeelements 52 vorgesehen ist, kann das Aufnahmeelement 52 durch das Gehäuse 31 gestützt und gehalten werden, wenn eine Kraft auf das Aufnahmeelement 52 durch einen Einführungswiderstand beim Verbinden des Steckverbinders 34 mit einem Gegenstück einwirkt. Dementsprechend kann das Aufnahmeelement 52 sicher daran gehindert werden, sich von dem Einschubbereich 69 des Steckverbinderkörpers 54 zu lösen.
Abwandlungen etc.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt auf die oben erläuterte Ausführungsform, sondern umfaßt andere Aufbauten, bei denen die Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht werden können. Die folgenden Abwandlungen und ähnliche sind auch innerhalb der folgenden Erfindung umschlossen.
Befestigung des Druckwandlers
Obwohl der Druckwandler 1 an dem Anschlußbereich A durch Einführung des Bolzens C in den Flanschbereich 140 angeschraubt wird, kann auch der folgende Verbindungsaufbau gewählt werden.
Ein unabhängiges Flanschelement kann verwendet werden anstelle des Flanschbereichs 140.
In 17 wird der Anschlußbereich 10 durch einen unabhängigen und dickeren Flansch 40 angeschraubt, wobei ein Teil der Spannung, die durch das Anschrauben verursacht wird, durch eine Grenze zwischen dem Anschlußstück 10 und dem Flansch 40 absorbiert werden kann, was zu einer Verringerung der Spannung selbst führt, die durch das Anschlußstück 10 verursacht wird.
Wie in 18 und 19 gezeigt, kann eine Schraube mit Innengewinde in eine innere Oberfläche des Einsatzloches B geschnitten werden, und eine der Schraube mit Innengewinde entsprechende Schraube mit Außengewinde kann um die Einlaßdrucköffnung 11 geschnitten werden, damit der Druckwandler gedreht und verschraubt werden kann.
Die Positionierungsnut 16 erschwert es der beim Verschrauben verursachten Spannung in diesem Falle, einen Einfluß auf das Druckerfassungsbauteil 20 auszuüben und der Flansch und der Flanschbereich können weggelassen werden, um die Größe zu reduzieren.
Basiselement
Der winzige Aufbau und das Material des Basiselements 32 können in Übereinstimmung mit praktischen Verwendungszwecken ausgewählt werden.
Der Aufbau zum Befestigen des Basiselements 32 ist nicht beschränkt auf die vorgenannte Ausführungsform, sondern der Fortsatz 31B des Gehäuses 31 und der Einschubbereich 32A des Basiselements 32, welches an den Fortsatz 31B angepaßt wird, können weggelassen werden. Das Basiselement kann fixiert werden nur durch Bonden mit einem Kleber oder ähnlichem. Der Fortsatz und der Einschubbereich werden jedoch bevorzugterweise bereitgestellt, da der vorgenannte Effekt erzielt werden kann.
Der erste Anschluß 35 ist in das Basiselement 32 eingelassen und an diesem befestigt mittels eines Einsatzformens gemäß der vorgenannten Ausführungsform. Jedoch kann der erste Anschluß 35 an dem Basiselement 32 auf beliebige Art befestigt sein. Zum Beispiel kann der erste Anschluß 35 mit einem Kleber oder durch Ultraschallverbindung angebondet sein. Der erste Anschluß 35 kann durch Verpressen in eine Nut oder ähnliches, die im Basiselement 32 bereitgestellt ist, befestigt werden. Da jedoch Extraarbeit, wie zum Beispiel Druckverpressen notwendig ist im Vergleich zum Einsatzformen, wird die oben genannte Ausführungsform bevorzugt.
Anschlüsse
Der erste Anschluß 35 und der zweite Anschluß 36 der oben genannten Ausführungsform können elastisch verformt werden durch Halten eines Endes des horizontalen Bereichs 61 in Form eines freitragenden Arms und Ausbilden des zweiten Anschlusses 36 in Form einer Kurbel durch den horizontalen Bereich 66 und den ersten und zweiten vertikalen Bereich 65 und 67, die auf beiden Seiten des horizontalen Bereichs 66 angebracht sind. Jedoch sind der Aufbau und die Anordnung der Anschlüsse gemäß der vorliegenden Erfindung optional und eine elastische Kraft kann ausgeübt werden durch Ausformen in Form einer Spule.
Zum Beispiel kann eine elastische Verformbarkeit durch einen in 20 gezeigten Aufbau erreicht werden, bei welchem ein geriffelter Bereich 36A vorgesehen ist, oder mit einem in 21 gezeigten Aufbau versehen sein, bei welchem abwechselnd ein Schnitt 36B vorgesehen ist.
Weiterhin sind die Anordnung und der Aufbau der Kragenbereiche 63 und 68 gemäß der vorliegenden Erfindung optional und nicht beschränkt auf die spezifische Anordnung oder ähnliches. Kurz gesagt kann jede Anordnung verwendet werden, solange der Kragenbereich anstößt und gedrückt wird durch Bauteile, welche die Ausgabevorrichtung bilden, wie zum Beispiel das Schaltkreisträgersubstrat 33 und den Ausgabeanschluß 53.
Die Kragenbereiche 63 und 68 sind an einem Ende des ersten und zweiten Anschlusses 35 und 36 der vorgenannten Ausführungsform bereitgestellt. Jedoch können die Kragenbereiche bereitgestellt werden an beiden Seiten der Anschlüsse, wenn die beiden Enden der Anschlüsse eingesetzt und gelötet werden in einer Durchbohrung und einem Einsatzloch.
Elektromagnetische Abschirmung
Das Gehäuse 31 der oben erläuterten Ausführungsform dient als elektromagnetisches Abschirmungselement. Jedoch kann jeder Aufbau verwendet werden, solange wie das Gehäuse 31 angrenzend an und gegenüberliegend von der inneren Oberfläche des Abdeckungselements angeordnet ist, um die Abdichtung der Krause zu verbessern. Die Verwendung des Gehäuses zur elektromagnetischen Abschirmung durch Abdecken der elektrischen Schaltkreisbauteile kann dadurch bestimmt werden, daß betrachtet wird, ob die Umgebung, in welcher der Druckwandler verwendet wird, Gegenmaßnahmen gegen Rauschen erfordert oder nicht.
Nut zum Positionieren des Gehäuses
Obwohl der Boden der Positionierungsnut 16 für die oben genannte Ausführungsform zur Mitte der Druckeinlaßöffnung 11 hin gebohrt wird, kann der Boden auch von der Mitte der Druckeinlaßöffnung 11 weggebohrt werden oder kann in beide Richtungen gebohrt werden. Die Bohrrichtung kann in Abhängigkeit vom praktischen Verwendungszweck angemessen festgelegt werden.
Wie in 17 gezeigt, kann die Positionierungsnut 16 ausgebildet werden in einer vertikalen Nut mit einfachem quadratischem konkaven Querschnitt. Der Boden der Positionierungsnut 16 kann aus Kurven gebildet sein. Dementsprechend kann eine Spannung, die im Inneren der Positionierungsnut 16 verursacht wird, insbesondere hin zu Eckbereichen, verteilt werden, und eine örtliche Konzentration kann vermieden werden, um die Entstehung von Rissen in der Nut zu vermeiden.
Die Positionierungsnut 16 gemäß der oben genannten Ausführungsform wird bereitgestellt als Eingriffsbereich des Anschlußstückes 10. Jedoch kann der Eingriffsbereich der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen darstellen, die unabhängig voneinander bereitgestellt werden. In diesem Falle kann ein Vorsprung, der einer jeweiligen Vertiefung entspricht, an dem Gehäuse bereitgestellt sein, um in die Vertiefungen einzugreifen, wodurch sich das Positionieren des Gehäuses erleichtert.
Eingriffsbereich des Gehäuses
Wie in 22 gezeigt, kann ein Stufenbereich 116 auf einem Sockel der Außenseite der kegelförmig zulaufenden Oberfläche 115 ausgeformt sein, welche von der Innenseite nach außen hin angepaßt ist an die untere Öffnung des Gehäuses 31 als Eingriffsbereich, welcher bereitgestellt ist für das Anschlußstück 10 zum Eingriff in das Gehäuse 31.
Jedoch können das Basiselement 32 und die Spitze der Schweißmaschine möglicherweise mit dem Stufenbereich 116 je nach Toleranzen in seiner Größe und seinen Abmessungen kollidieren. Da die durch Verschrauben des Anschlußstücks 10 verursachte Spannung weiterhin auch auf den Stufenbereich 116 übertragen werden kann, übt ein Teil der Spannung einen Einfluß auf die Membran 21 aus, welche nicht weit beabstandet vom Stufenbereich 116 vorgesehen ist, und wobei ein jeder Effekt zum Verhindern des Kollidierens und einer Spannungsüberdehnung nur schwierig verhindert werden kann.
Wie in 22 mit einer Linie mit einem einzelnen Punkt gezeigt, kann weiterhin der äußere Durchmesser des Sockelbereichs (ein Bereich dessen obere Oberfläche die kegelförmig zulaufende Oberfläche 15 ist), auf welchem das Druckerfassungsbauteil 20 aufgesetzt ist, wesentlich größer ausgeführt sein als das Druckerfassungsbauteil 20. Und der Umfang der unteren Öffnung des Gehäuses 31 kann so ausgeführt sein, daß er an dem äußeren Umfang des Sockelbereichs anschließt, anstatt den Stufenbereich 116 bereitzustellen. Der Umfang des Sockelbereichs kann der Eingriffsbereich der vorliegenden Erfindung sein. Jedoch ist der Effekt der Positionierungsnut 16, d. h. das Verhindern der Kollision und der Spannungsüberdehnung, nur schwer zu erreichen.
Halter
Das Gehäuse 31 der vorgenannten Ausführungsform weist den Halter zum Halten des Schaltkreisträgersubstrats 33 am Gehäuse 31 auf. Der Aufbau des Halters ist nicht beschränkt darauf, daß er als Stützbereich 37 und Kontaktbereich 38 ausgeführt ist, sondern ein jeder Aufbau kann gewählt werden, solange wie das Schaltkreisträgersubstrat 33 in einer passenden Ausführung gehalten werden kann.
Jedoch ist der Halter nicht notwendig für die vorliegende Erfindung und kann beim praktischen Einsatz weggelassen werden.
Steckverbinder
Obwohl der Steckverbinder 34 verwendet wird als Element zum Bilden des äußeren Bereichs des Druckwandlers 1, kann ein aus Harz hergestelltes Abdeckungselement verwendet werden, um das Äußere des Druckwandlers zu bilden, wenn das elektrische Signal auf die Außenseite durch ein Kabel oder ähnliches ausgegeben wird, und zum Beispiel ist der Steckverbinder nicht notwendig.
Die vorliegende Erfindung umfaßt Abwandlungen, wie die in 23 gezeigte weitere Ausführungsform.
Das Druckerfassungsbauteil 20 und das Schaltkreisträgersubstrat 33 eines Druckwandlers 2 sind nicht so voneinander beabstandet wie im Vergleich bei der zuvor erläuterten Ausführungsform und das elektrische Schaltkreisbauteil ist nicht auf der unteren Seite des Schaltkreisträgersubstrats 33 angebracht. Nur ein elektrisches Schaltkreisbauteil von geringerer Höhe kann installiert sein. Die vorliegende Erfindung umfaßt einen Aufbau, bei dem der elektrische Schaltkreisbauteil nicht auf der unteren Seite des Schaltkreisträgersubstrats 33 angebracht ist.
Der Steckverbinder 34 des Druckwandlers 2 dient nicht als Abdeckungselement. Ein Zwischenbereich des Steckverbinders 34 ist mit dem Äußeren eines zylindrischen Gehäuses 31 versehen, bei dem das äußere Ende gebördelt ist, um mit dem Steckverbinder 34 verbunden zu sein. Es gibt keine Positionierungsnut 16 und ein unteres Ende des Gehäuses 31 ist an das Anschlußstück 10 angeschweißt.
Die elektrischen Schaltkreisbauteile 50 sind elektromagnetisch abgeschirmt durch das Gehäuse 31 und die Abdeckung 71, welche an das Gehäuse 31 anstößt. Die Abdeckung 71 hat einen Durchleitungskondensator 72, durch welchen der zweite Anschluß 36 nach außen geführt wird zu einer Oberseite (Außenseite des Gehäuses 31 und der Abdeckung 71) der Abdeckung 71. Ein linearer Ausgabeanschluß 53 ist mit dem zweiten Anschluß 36 durch eine flexible gedruckte Schaltung 73 (FPC = flexible printed circuit) verbunden, die mit dem Steckverbinder 34 zu verbinden ist. Ein jedes Bauteil unterscheidet sich von der oben erläuterten Ausführungsform, jedoch kann die vorliegende Erfindung durch den oben erläuterten Aufbau verwirklicht werden.
Verwendung
Der in der oben genannten Ausführungsform gezeigte Druckwandler wird in einem Kraftfahrzeug verwendet und wird insbesondere verwendet zum Erfassen eines hydraulischen Drucks einer Bremse. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf die spezielle Verwendung, sondern kann eingesetzt werden für beliebige Maschinen wie zum Beispiel einen Dampfkessel, eine Baumaschine oder einen Kühlschrank, und kann verwendet werden zum Erfassen eines Fluiddrucks, wie Luftdruck oder Wasserdruck.

Claims

Druckwandler (1) zum Erfassen des Drucks einer Flüssigkeit, welcher umfaßt: ein Anschlußstück (10) mit einer Druckeinlaßöffnung (11); ein Druckerfassungsbauteil (20), welches an einem Ende der Druckeinlaßöffnung (11) angebracht ist, und eine Ausgabevorrichtung, welche elektrisch mit dem Druckerfassungsbauteil (20) verbunden ist, um ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von dem Druck auszugeben, der von der Druckeinlaßöffnung (11) zugeführt wird, wobei die Ausgabevorrichtung ein Schaltkreisträgersubtrat (33) aufweist, welches von dem Druckerfassungsbauteil (20) beabstandet angebracht ist, ein Basiselement (32), welches um das Druckerfassungsbauteil (20) herum angebracht ist und an dem Anschlußstück (10) befestigt ist, und einen Anschluß (35), bei dem ein erstes Ende an dem Basiselement (32) angebracht ist und ein zweites Ende mit dem Schaltkreisträgersubtrat (33) verbunden ist, wobei der Anschluß (35) einen elastisch verformbaren Bereich an einem Teil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende aufweist.
Druckwandler nach Anspruch 1, wobei der elastisch verformbare Bereich entweder von dem ersten Ende oder dem zweiten Ende in Art eines freitragenden Arms gestützt wird.
Druckwandler nach Anspruch 1, wobei der elastisch verformbare Bereich, ungefähr in Form einer Kurbel zwischen dem ersten und dem zweiten Ende gebogen ist.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anschluß (35) gelötet ist, und entweder das erste oder das zweite Ende eingeschoben ist in eine Öffnung des Schaltkreisträgersubstrats (33) und einen Kragenbereich (63) aufweist, welcher an einen angrenzenden Bereich der Öffnung um das eingeschobene Ende anstößt.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Ende einen Verdrahtungsbereich (35A) zum Drahtbonden des Druckerfassungsbauteils (20) aufweist.
Druckwandler nach Anspruch 5, wobei der Verdrahtungsbereich (35A) im Basiselement (32) eingelassen ist, wobei der Verdrahtungsbereich freiliegt.
Druckwandler nach Anspruch 2, wobei das Basiselement (32) aus Harz besteht, und wobei der Anschluß (35) in das Basiselement einsatzgeformt ist.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welcher weiterhin ein Metallgehäuse (31) umfaßt, welches an dem Anschlußstück (10) angebracht ist, um das Druckerfassungsbauteil (20) zu bedecken, sowie ein aus Harz gefertigtes Abdeckungselement (54), welches an dem Anschlußstück angebracht ist, um das Gehäuse (31) zu bedecken, wobei das Anschlußstück (10) aus Metall gefertigt ist.
Druckwandler nach Anspruch 8, wobei ein mit dem Druckerfassungsbauteil (20) elektrisch verbundenes elektrisches Schaltkreisbauteil (50) auf dem Schaltkreisträgersubstrat (33) angebracht ist, und wobei das Metallgehäuse (31) an dem Anschlußstück (10) angebracht ist, um das elektrische Schaltkreisbauteil (50) abzudecken.
Druckwandler nach Anspruch 8 oder 9, wobei das elektrische Schaltkreisbauteil (50) auf dem Schaltkreisträgersubtrat (33) untergebracht ist und das Druckerfassungsbauteil (20) elektrisch verbunden ist mittels des Anschlusses (35), welcher an dem aus Harz hergestellten Basiselement (32) im Inneren des Metallgehäuses (31) angebracht ist.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Metallgehäuse (31) eine Öffnung aufweist zum Ausgeben eines Ausgabesignals, wobei die Öffnung durch das Schaltkreisträgersubtrat (32) bedeckt ist.
Druckwandler nach Anspruch 11, wobei das Schaltkreisträgersubtrat (33) eine leitende Schicht (331, 333) aufweist, welche ungefähr die gesamte Fläche der Öffnung abdeckt, wobei die leitende Schicht (331, 333) eine elektromagnetische Abschirmungsschicht ist, welche elektrisch mit dem Metallgehäuse (31) verbunden ist.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Metallanschlußstück (10) eine dünne Krause (17) aufweist, und das aus Harz gefertigte Abdeckungselement (54) mit dem Anschlußstück (10) verbunden ist durch Bördeln der Krause (17), wobei die Außenseite des Metallgehäuses (31) der Innenseite des Abdeckungselements (54) an einer Position gegenüberliegt, die der Krause (17) entspricht.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Metallgehäuse (31) einen Vorsprung (31B) aufweist, welcher in einer Anbringungsrichtung des Basiselements (32) vorsteht, und wobei das Basiselement (32) einen Einschubbereich (32A) zum Einschieben des Vorsprungs (31B) aufweist.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei das Druckerfassungsbauteil (20) an dem Ende der Druckeinlaßöffnung (11) angeschweißt ist, wobei das Anschlußstück (10) einen Verbindungsbereich (16) zum Eingriff in das Metallgehäuse (31) aufweist, um dessen Position zu bestimmen.
Druckwandler nach Anspruch 15, wobei der Verbindungsbereich (16) einen in etwa konkaven Querschnitt aufweist, welcher relativ zu einer Befestigungsoberfläche des Metallgehäuses (31) hin vertieft ist, und wobei das Metallgehäuse (31) einen Vorsprung (31A) aufweist, welcher mit dem Verbindungsbereich (16) in Eingriff zu bringen ist.
Druckwandler nach Anspruch 16, wobei das Anschlußstück (10) mit Bolzen am Verbindungsbereich eines Gegenstands angebracht ist, und wobei der Verbindungsbereich (16) eine kreisförmige Nut um einen Schweißbereich ist, um das Druckerfassungsbauteil (20) anzuschweißen.
Druckwandler nach Anspruch 17, wobei ein tieferliegender Teil der Nut einen durchbohrten Teil längs einer radialen Richtung der Druckeinlaßöffnung (11) aufweist.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 18, wobei das Metallgehäuse (31) einen Halter (37) zum Halten eines Schaltkreisträgersubstrats (33) aufweist.
Druckwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 19, wobei das Abdeckungselement (54) auch als Steckverbinder (34) verwendet wird, wobei der Steckverbinder (34) einen Steckverbinderkörper aufweist, der mit dem Anschlußstück (10) verbunden ist und ein Ausgabeanschluß (53) den Steckverbinderkörper von der Innenseite her zur Außenseite hin durchdringt.
Druckwandler nach Anspruch 20, wobei der Steckverbinder (34) ein Aufnahmeelement aufweist, welches mit der Innenseite des Steckverbinderkörpers verbunden ist, wobei das Aufnahmeelement durch das Metallgehäuse (31) an einer Rückseite hiervon relativ zu einer Befestigungsrichtung des Steckverbinderkörpers angebracht ist.