JP2006351537A - ハウジング内に設けられた電子的な回路の電気的な接続のための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング、特に気密なハウジング内に設けられた電子的な回路の電気的な接続のための装置であって、電子的な回路が少なくとも１つの接続エレメントに電気的に接続されている形式のものにおいて、より安価な接続コンセプトを提供する。
【解決手段】接続エレメント（１０）が配置されている少なくとも１つの接続区分（５）を備えた、ハウジング（１）に結合されたベースプレート（２）と、導体路（１３）を備えた少なくとも１つの線路エレメント（３）と、接続区分（５）を保護するためのカバー（４）とが設けられており、線路エレメント（３）が導体路（１３）のコンタクト区分（１４）を有しており、該コンタクト区分（１４）が接続エレメント（１０）上に電気的な接続の形成のために載置可能に形成されているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジング、特に気密なハウジング内に設けられた電子的な回路の電気的な接続のための装置であって、電子的な回路が少なくとも１つの接続エレメントに電気的に接続されている形式のものに関する。さらに本発明は、ハウジング、特に気密なハウジング内に設けられ、少なくとも１つの接続エレメントに電気的に接続されている電子的な回路の接続のための方法に関する。

電子的な回路は特に車両内での使用時に環境影響から保護されねばならない。そのような保護の一種は気密なハウジングである。気密なハウジングは今日種々異なる構成で提供されている。そのような気密なハウジングの構成の１つは、ベースプレートが設けられており、ベースプレートを通して、ハウジングの内部に存在する回路の電気的な接続のための接続ピンが差し通されるようになっている。以下接続エレメントとも呼ぶ接続ピンは製作時にガラスブランクを備えたベースプレートの収容孔内に挿入される。相応の温度でのガラスの溶融および引き続いての冷却により、接続ピンとベースプレートとの間の、電気的に絶縁された密な結合が生ぜしめられる。接続ピンは電子的な回路に公知の形式で、例えばボンディングにより接続される。その後、ベースプレートは、その上に配置された回路と共に、カバーにより閉鎖される。カバーは保護雰囲気下でベースプレートに密に溶接される。それにより、気密なハウジングが形成される。

ベースプレートから外部に突出した接続ピンは一般に、ガラスによる再溶解プロセスのために適した所定の材料から成る、円形の堅牢なワイヤである。接続ピンは気密なハウジングの外側で電気的な線路エレメント、例えば電気的な電流レールにレーザ溶接またははんだ付けにより接続される。

電気的な電流レールは、車両のセンサ、アクチュエータ、コネクタのような周辺の装置への接続を形成する。さらなるケーブル接続、例えば車両のワイヤハーネスもしくはケーブルハーネス内のさらなるケーブル接続はこれまでフラットリボンケーブル（Ｆｌａｃｈｂａｎｄｋａｂｅｌ）もしくはフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）により形成されている。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置ならびに方法を改良して、より安価な接続コンセプトを提供することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、接続エレメントが配置されている少なくとも１つの接続区分を備えた、ハウジングに結合されたベースプレートと、導体路を備えた少なくとも１つの線路エレメントと、接続区分を保護するためのカバーとが設けられており、線路エレメントが導体路のコンタクト区分を有しており、該コンタクト区分が接続エレメント上に電気的な接続の形成のために載置可能に形成されているようにした。さらに上記課題を解決した本発明の方法によれば、（Ｓ１）電気的に絶縁性の材料から成り、接続エレメントを包囲する層を、接続区分内で、ハウジングのベースプレート上に被着し、（Ｓ２）線路エレメントのコンタクト区分を接続エレメント上に載置し、（Ｓ３）接続エレメントとコンタクト区分との結合により回路を接続するという方法ステップを有しているようにした。

ハウジング、特に気密なハウジング内に設けられ、少なくとも１つの接続エレメントに電気的に接続されている電子的な回路の電気的な接続のための、本発明による装置は、線路エレメントとしてフラットリボンケーブルが接続され得ることにより、より安価な接続コンセプトを提供する。

別の利点は、フラットリボンケーブルの接続が簡単な形式で実施される点にある。その際、選択されたジオメトリ（幾何学形状）はコンパクトな構造形式を可能にする。さらに、電気的な短絡および橋絡、例えば伝導性のチップに由来する電気的な短絡および橋絡に対する接続の保護は簡単に実現されることができる。

ハウジング、特に気密なハウジング内に設けられ、少なくとも１つの接続エレメントに電気的に接続されている電子的な回路の電気的な接続のための、本発明による装置は、
−接続エレメントが配置されている少なくとも１つの接続区分を備えた、ハウジングに結合されたベースプレートと、
−導体路を備えた少なくとも１つの線路エレメントと、
−接続区分を保護するためのカバーと
が設けられており、
線路エレメントが導体路のコンタクト区分を有しており、該コンタクト区分が接続エレメント上に電気的な接続の形成のために載置可能に形成されているようになっている。

本発明の有利な構成では、コンタクト区分および／または接続エレメントが、コンタクト区分が電気的な接続の形成のために接続エレメントにより貫通可能であるように構成されている。このために有利には、コンタクト区分が、少なくとも１つの切欠きおよび／または切込みを有している、かつ／または接続エレメントが、コンタクト区分の貫通のために形成された尖端および／または刃を有している。それにより有利には、線路エレメントのコンタクト区分が接続エレメント上に１つの作業ステップで載置可能であり、貫通により、同時に接続エレメントと線路エレメントとの間の電気的な接続が形成されることが簡単に可能である。その際さらに有利には、線路エレメントのコンタクト区分の絶縁材が除去されずに済む。

本発明の別の有利な構成では、接続エレメントが、対応するコンタクト区分に溶接、有利にはレーザ溶接により結合されている。

本発明のさらに別の有利な構成では、コンタクト区分および／または接続エレメントが、電気的な接続が圧接式接続（Ｓｃｈｎｅｉｄｋｌｅｍｍｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ）または「スピードナット」式接続（Ｓｐｅｅｄ−Ｎｕｔ−Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ）の形の圧入式接続により形成されているように構成されている。この場合も、線路エレメントの絶縁材の除去は不要である。

本発明のさらに別の有利な構成では、接続区分内に、電気的に絶縁性の材料から成り、接続エレメントを包囲する層が被着されている。この層は有利には複数の機能を有している。層の表面は、ベースプレートの表面に対して平行に間隔を置いて形成されており、ベースプレートに対して、線路エレメントのための絶縁性の台架を形成する。それにより、絶縁材を除去されたコンタクト区分を備えた線路エレメントを使用することが可能である。

簡単かつ迅速な位置決めのために、線路エレメントは位置決め開口を有しており、該位置決め開口は、接続区分内に配置されたピンと協働する。接続区分内に被着された層はこの場合、ピンの位置決め、ひいては線路エレメントの位置決めの機能を有している。

本発明のさらに別の有利な構成では、カバーが、ピンと協働する開口を有している。カバーは接続区分上に載置されている。この場合、層は接続区分内で別の機能を果たす。すなわち、この層により、カバーの位置決めと同時に、層へのカバーの固定が可能である。

特に有利には、線路エレメントがフラットリボンケーブル（フレキシブルフラットケーブル；ＦＦＣ）、フレキシブルなプリント基板、打抜き格子体またはプラスチックにより射出成形で包囲された打抜き格子体である。フラットリボンケーブルは接続エレメントへの接続のために有利には簡単に加工される。フラットリボンケーブルは車両内のケーブルハーネスもしくはワイヤハーネスのためにやはり使用され、それにより、新しい構成部分を形成しない。その際、線路エレメントとしての打抜き格子体は手間のかかる加工もしくは準備を省略することができる。ただし、プラスチック射出成形による被覆を備えたまたは備えていない打抜き格子体も使用可能である。フレキシブルなプリント基板はやはり線路エレメントとして使用される。それにより、有利な多様性が可能である。

ハウジング、特に気密なハウジング内に設けられ、少なくとも１つの接続エレメントに電気的に接続されている電子的な回路の接続のための、本発明による方法は、以下の方法ステップ、すなわち：
（Ｓ１）電気的に絶縁性の材料から成り、接続エレメントを包囲する層を、接続区分内で、ハウジングのベースプレート上に被着し、
（Ｓ２）線路エレメントのコンタクト区分を接続エレメント上に載置し、
（Ｓ３）接続エレメントとコンタクト区分との結合により回路を接続する
という方法ステップを有している。

有利には、前記方法ステップ（Ｓ２）が以下の部分ステップ、すなわち：
（Ｓ２−１）線路エレメントを層上で、線路エレメント内に設けられた位置決め開口と協働するピンにより位置決めし、
（Ｓ２−２）接続エレメントによりコンタクト区分を挿通するか、またはコンタクト区分の切欠きもしくは切込み内に接続エレメントを圧入する
という部分ステップを有している。それにより、回路の、線路エレメントを介した周辺の装置への簡単かつ安価な接続が可能である。この場合特に有利には、前記方法ステップ（Ｓ３）で、結合を、コンタクト区分との接続エレメントの冷間コンタクト形成（ｋａｌｔｅｓ Ｋｏｎｔａｋｔｉｅｒｅｎ）により実施する。

さらに有利には、前記方法ステップ（Ｓ３）でのコンタクト区分と接続エレメントとの結合を、溶接、有利にはレーザ溶接により実施する。

有利には、カバーを結合の実施後に接続箇所上に載置する。この場合、層は２つの別の機能、すなわちカバーの位置決めと、カバーのための、有利には熱かしめ（Ｈｅｉｓｓｖｅｒｓｔｅｍｍｅｎ）による固定とを充足する。カバーはプラスチックから成っており、電気的な接続箇所を、例えばチップに由来する短絡および橋絡から保護する。

本発明の別の利点、細目および特徴は引き続いての説明部および図面から見て取ることができる。

本発明について以下に、図面に示した実施例を参照しながら詳細に説明する。

図１には、２つの接続区分５を備えたハウジング１を有する、本発明による装置の一実施例の斜視的な分解立体図が示されている。

図１には、接続装置の組立前の状態が示されている。その際、符号３が線路エレメントに付与されている。線路エレメント３は概略的に示されているにすぎず、その完全な長さでは示されていない。

本例でハウジング１はベースプレート２により気密に、溶接により閉鎖されている。ハウジング１の内部には、図示されていない電子的な回路が存在する。電子的な回路はハウジング１により周囲影響、例えば自動車内の周囲影響から保護されている。電子的な回路は電気的に接続エレメント１０に接続されている。接続エレメント１０は接続区分５にて接続列もしくは端子列１１内に配置されている。接続エレメント１０は円形の堅牢なワイヤから成っている。ワイヤはベースプレート２を通して絶縁体１８内を通し案内され設けられている。絶縁体１８は本例ではガラス通し案内部である。ガラス通し案内部は接続エレメント１０の差し通し後の再溶解によりガラスブランクから形成されており、接続エレメント１０をベースプレート２に対して絶縁し、かつ固定する。

ハウジング１の内部に設けられた電気的な回路は接続エレメント１０に例えばボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。その際、接続エレメント１０は電子的な回路の外側の接続部を形成する。

接続区分５内に配置された接続エレメント１０は層１９により包囲されている。層１９は接続区分５をその都度所定の強さもしくは厚さで満たす。この層１９の被着は例えばプラスチック材料の射出成形／注型により実施される。プラスチック材料は接続エレメント１０を包囲し、かつベースプレート２の表面に対して平行に間隔を置いて延びる表面を有している。

この層１９は複数の機能を有している。層１９の機能について以下に接続区分５を参照しながら説明する。

まず層１９の表面は線路エレメント３のための台架を形成する。線路エレメント３は本例では、コンタクト列１２を備えたフラットリボンケーブルとして形成されている。コンタクト列１２はコンタクト区分１４（図２参照）を導体路１３の端部に有している。これらのコンタクト区分１４は、接続を形成するための接続エレメント１０との電気的な接続のために設けられている。このことについては以下にさらに詳細に説明する。

線路エレメント３は位置決め開口９を有している。位置決め開口９はピン６と協働する。このピン６はベースプレート２上にて接続区分５の外側に、接続区分５の内側に設けられた別のピン７と共に、層１９内に配置されている。その際、層１９はピン６，７の位置決めという別の機能を形成する。

層１９の別の機能は、線路エレメント３を、接続装置が組み立てられた状態で、ベースプレート２に対して絶縁することにある。前もって線路エレメント３は層１９上にピン６および対応する位置決め開口９により適当な工具で被着される。その際、コンタクト区分１４は以下に説明するように接続エレメント１０に電気的に接続される。その後、接続区分５はカバー４により被覆され、それにより短絡および橋絡から保護される。短絡および橋絡は例えばチップにより惹起されることができる。チップは短絡および橋絡を、絶縁されていない接続エレメント１０上での載積により引き起こす。

カバー４は開口８を有している。開口８はピン６，７と同様に配置されており、開口８内には、カバー４が接続区分５上に載置されているとき（図４参照）、ピン６，７が収容されている。接続区分５上でのカバー４の位置決めは層１９により実施される。層１９は同時にカバー４の固定のためにも役立つ。

図２には、図１に示した接続領域５の抜粋拡大図が示されている。

ベースプレート２上には層１９が被着されている。層１９内にはピン６，７および接続エレメント１０が配置されている。線路エレメント３は既に層１９上に載置されている。ピン６は線路エレメント３の位置決め開口９を通して案内されており、図示されていないその他のピン６と相俟って線路エレメント３の位置を確定する。

線路エレメント３はフラットリボンケーブルとして構成されており、相並んで位置する導体路１３を有している。導体路１３は全面的に絶縁材料により包囲されている。導体路１３は図２で見て左側に向かって延在し、コンタクト区分１４で終わっている。コンタクト区分１４は本例では、線路エレメント３の絶縁材料により包囲されていない。

接続エレメント１０は接続列１１をピン６，７間に形成する。その際、コンタクト列１２内のコンタクト区分１４は、接続エレメント１０の、上方に向かって方向付けられた端部上に、接続エレメント１０がコンタクト区分１４を貫通し、コンタクト区分１４から突出するように載置されている。その際、貫通穴においてコンタクトラグ１６が高さ方向で曲げられている。コンタクトラグ１６はコンタクト区分１４の伝導性の材料から成っている。このコンタクトラグ１６はこの構成では既に接続エレメント１０との電気伝導性の接続を形成している。

接続エレメント１０の、突出した端部は、ここでの簡単な構成では円筒形に示されている。その際、接続エレメント１０は次のステップでコンタクト区分１４に溶接される。溶接は有利には公知のレーザ溶接である。その際、各接続エレメント１０の、突出した端部は、その都度のコンタクト区分１４上で溶解される。

接続エレメント１０はただし尖端を備えて形成されていてもよい。尖端は例えば単数または複数の刃を有している。それにより、コンタクト区分１４の貫通は簡単化されている。その際、電気的な接続はやはりそのような接続エレメント１０の拡大された表面により改善されている。

コンタクト区分１４の貫通を可能にするために、コンタクト区分１４は切欠き１７もしくは切込みを有している。切欠きもしくは切込みは「打抜き輪郭（Ｓｔａｎｚｋｏｎｔｕｒ）」を形成している。打抜き輪郭の幾つかの例は図３に示されている。これらの打抜き輪郭は、接続エレメント１０の、対応する端部の挿通を簡単化し、かつ接続エレメント１０に関する線路エレメント３の全位置決め工程を助成するように構成されていることができる。同時に、貫通時に形成したいコンタクトラグ１６のジオメトリが予め確定される。

図４には、気密なハウジング１の内部に存在する電子的な回路の接続のための、本発明による装置が、組み立てられた状態で示されている。線路エレメント３はその後、相応の周辺機器、例えばセンサ、アクチュエータ、差込接続器およびこれに類するものに公知の形式で接続される。

カバー４は層１９にその都度結合されている。このことは有利には熱かしめにより実施される。これにより所定のシール性も可能となる。

それにより、本発明による装置は、背景技術に比して安価な、線路エレメント３としてのフラットケーブルへの接続コンセプトと、簡単でありながら効果的な、接続区分５の保護とを形成する。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、多様な形式に改変可能である。

線路エレメント３のコンタクト区分１４のコンタクト列１２の絶縁材が接続エレメント１０とのレーザ溶接のために除去されていないことも可能である。

接続エレメント１０とコンタクト区分１４との間のレーザ溶接なしの電気的な接続の形成も、接続エレメント１０の端部およびコンタクト区分１４の打抜き輪郭の適当なジオメトリ選択により可能である。コンタクト区分１４が切欠き１７を有しておらず、切込みだけを有していることも考えられる。切込みがなくても、工具および尖端が適当なものであれば、接続は可能であることができる。

線路エレメント３は、フレキシブルなプリント基板、打抜き格子体またはプラスチックにより射出成形で包囲された打抜き格子体として形成されていることもできる。

２つの接続区分を備えたハウジングを有する、本発明による装置の一実施例の斜視的な分解立体図である。 図１に示した接続領域の抜粋拡大図である。 コンタクト区分の種々異なる打抜き輪郭を示す平面図である。 図１に示した実施例の、組み立てられた状態での斜視図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ ベースプレート
３ 線路エレメント
４ カバー
５ 接続区分
６ 第１のピン
７ 第２のピン
８ 開口
９ 位置決め開口
１０ 接続エレメント
１１ 接続列
１２ コンタクト列
１３ 導体路
１４ コンタクト区分
１５ 被覆層
１６ コンタクトラグ
１７ 切欠き
１８ 絶縁体
１９ 層
Ｓ１〜Ｓ３ 方法ステップ
Ｓ２−１，Ｓ２−１ 方法ステップＳ２の部分ステップ

Claims (15)

1. ハウジング（１）、特に気密なハウジング（１）内に設けられた電子的な回路の電気的な接続のための装置であって、電子的な回路が少なくとも１つの接続エレメント（１０）に電気的に接続されている形式のものにおいて、
   −接続エレメント（１０）が配置されている少なくとも１つの接続区分（５）を備えた、ハウジング（１）に結合されたベースプレート（２）と、
   −導体路（１３）を備えた少なくとも１つの線路エレメント（３）と、
   −接続区分（５）を保護するためのカバー（４）と
   が設けられており、
   線路エレメント（３）が導体路（１３）のコンタクト区分（１４）を有しており、該コンタクト区分（１４）が接続エレメント（１０）上に電気的な接続の形成のために載置可能に形成されている
   ことを特徴とする、ハウジング内に設けられた電子的な回路の電気的な接続のための装置。
2. コンタクト区分（１４）および／または接続エレメント（１０）が、コンタクト区分（１４）が電気的な接続の形成のために接続エレメント（１０）により貫通可能であるように構成されている、請求項１記載の装置。
3. コンタクト区分（１４）が、少なくとも１つの切欠き（１７）および／または切込みを有している、かつ／または接続エレメント（１０）が、コンタクト区分（１４）の貫通のために形成された尖端および／または刃を有している、請求項２記載の装置。
4. 接続エレメント（１０）が、対応するコンタクト区分（１４）に溶接、有利にはレーザ溶接により結合されている、請求項２または３記載の装置。
5. コンタクト区分（１４）および／または接続エレメント（１０）が、電気的な接続が圧接式接続または「スピードナット」式接続の形の圧入式接続により形成されているように構成されている、請求項２記載の装置。
6. 接続区分（５）内に、電気的に絶縁性の材料から成り、接続エレメント（１０）を包囲する層（１９）が被着されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 層（１９）の表面が、ベースプレート（２）の表面に対して平行に間隔を置いて形成されており、ベースプレート（２）に対して、線路エレメント（３）のための絶縁性の台架を形成する、請求項６記載の装置。
8. 線路エレメント（３）が位置決め開口（９）を有しており、該位置決め開口（９）が、接続区分（５）内に配置されたピン（６，７）と協働する、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. カバー（４）が、ピン（６，７）と協働する開口（８）を有しており、かつカバー（４）が接続区分（５）上に載置され、その際、カバー（４）が層（１９）により位置決めされ、層（１９）に固定されている、請求項７記載の装置。
10. 線路エレメント（３）がフラットリボンケーブル（フレキシブルフラットケーブル；ＦＦＣ）、フレキシブルなプリント基板、打抜き格子体またはプラスチックにより射出成形で包囲された打抜き格子体である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
11. ハウジング（１）、特に気密なハウジング（１）内に設けられ、少なくとも１つの接続エレメント（１０）に電気的に接続されている電子的な回路の接続のための方法において、以下の方法ステップ、すなわち：
    （Ｓ１）電気的に絶縁性の材料から成り、接続エレメント（１０）を包囲する層（１９）を、接続区分（５）内で、ハウジング（１）のベースプレート（２）上に被着し、
    （Ｓ２）線路エレメント（３）のコンタクト区分（１４）を接続エレメント（１０）上に載置し、
    （Ｓ３）接続エレメント（１０）とコンタクト区分（１４）との結合により回路を接続する
    という方法ステップを有していることを特徴とする、ハウジング内に設けられた電子的な回路の電気的な接続のための方法。
12. 前記方法ステップ（Ｓ２）が以下の部分ステップ、すなわち：
    （Ｓ２−１）線路エレメント（３）を層（１９）上で、線路エレメント（３）内に設けられた位置決め開口（９）と協働するピン（６，７）により位置決めし、
    （Ｓ２−２）接続エレメント（１０）によりコンタクト区分（１４）を挿通するか、またはコンタクト区分（１４）の切欠き（１７）もしくは切込み内に接続エレメント（１０）を圧入する
    という部分ステップを有している、請求項１１記載の方法。
13. 前記方法ステップ（Ｓ３）で、結合を、コンタクト区分（１４）との接続エレメント（１０）の冷間コンタクト形成により実施する、請求項１１または１２記載の方法。
14. 前記方法ステップ（Ｓ３）で、結合を、コンタクト区分（１４）との接続エレメント（１０）の溶接、有利にはレーザ溶接により実施する、請求項１１または１２記載の方法。
15. 前記方法ステップ（Ｓ３）で、結合後、接続区分（５）上へのカバー（４）の載置を実施し、その際、カバー（４）を層（１９）により位置決めし、層（１９）に固定する、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の方法。

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