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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit mit einer eingebauten
Steuerschaltung, in der verschiedene Typen von Schaltungselementen
untergebracht sind und die für die Verbindung von Drähten und ähnlichem
verwendet wird.
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Ein
Fahrzeug ist ein mobiles Objekt, in dem verschiedene elektronische
Vorrichtungen wie etwa eine Klimaanlage, ein Scheibenwischer oder
ein motorisierter Fensterheber montiert sind. Ein Kommunikationssystem
wird verwendet, um Leistung oder ein Steuersignal zu den elektronischen
Vorrichtungen zuzuführen. Dieser Typ von Kommunikationssystem umfasst
Steckverbinder mit einer eingebauten Funktion als Einheiten mit
einer eingebauten Steuerschaltung, die mit jeder elektronischen
Steuervorrichtung verbunden sind.
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In
dem Kommunikationssystem sendet/empfängt jeder Steckverbinder
mit einer eingebauten Funktion Signale von/zu einem anderen Steckverbinder
mit einer eingebauten Funktion über eine externe Kommunikationsleitung
und steuert den Betrieb von mehreren elektronischen Vorrichtungen
auf der Basis der gesendeten/empfangenen Signale. Jeder Steckverbinder
mit einer eingebauten Funktion umfasst also ein Schaltelement, das
eine CPU zum Steuern des Steckverbinders mit einer eingebauten Funktion und ähnliches
enthält.
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In
dem in der Patentreferenz
JP-A-2005-276489 beschriebenen Steckverbinder mit
einer eingebauten Funktion ist die Schaltung in dem Schaltungselement
modifiziert und ist ein Schutzelement wie etwa ein Kondensator oder
eine Diode in der Schaltung angeordnet, um das Schaltelement von
einer statischen Elektrizität um den Stecker herum oder
vor einer gegenelektromotorischen Kraft zu schützen, die
erzeugt wird, wenn der Steckverbinder an/von einer externen elektronischen
Vorrichtung angebracht/entfernt wird. Wenn jedoch ein Schutzelement
in dem Schaltungselement angeordnet ist, müssen die Spezifikationen
für das eingebaute Schutzelement in Übereinstimmung
mit der Situation modifiziert werden, in der das Schaltungselement,
d. h. der Steckverbinder mit einer eingebauten Funktion, verwendet
wird. Um auf eine derartige Änderung der Spezifikationen
reagieren zu können, muss das Schaltelement selbst modifiziert
werden, wodurch jedoch die Kosten des Steckverbinders mit einer
eingebauten Funktion erhöht werden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einheit mit einer
eingebauten Steuerschaltung anzugeben, die die Kosten reduzieren kann.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Um
die Probleme zu beseitigen und die Aufgabe zu lösen, umfasst
eine Einheit mit einer eingebauten Steuerschaltung gemäß der
Erfindung in einem ersten Aspekt der Erfindung eine Erdungsleitung,
eine Steuerschaltung einschließlich einer Vielzahl von
Anschlüssen für die Verbindung mit einem IC-Chip
und eine Vielzahl von Schutzelementen, die mit den Anschlüssen und
der Erdungsleitung verbunden sind. Vorzugsweise weist die Erdungsleitung
einen leitenden Verbindungsteil auf, der mit der Erde verbunden
ist. Vorzugsweise ist jedes aus der Vielzahl von Schutzelementen
an jeweils einem aus der Vielzahl von Anschlüssen montiert.
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In
einem zweiten Aspekt der Erfindung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung weist die Einheit mit einer eingebauten Steuerschaltung
ein leitendes Glied auf, durch das die Vielzahl von Schutzelementen
mit der Vielzahl von Anschlüssen und der Erdungsleitung
verbunden sind.
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In
einem dritten Aspekt der Erfindung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung sind in der Einheit mit einer eingebauten Steuerschaltung
das leitende Glied und die Erdungsleitung einstückig vorgesehen. Vorzugsweise
ist das leitende Glied einstückig mit dem leitenden Verbindungsteil
ausgebildet.
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In
der Einheit mit einer eingebauten Steuerschaltung gemäß dem
ersten Aspekt der Erfindung ist ein Schutzelement sowohl an den
Anschlüssen als auch an dem leitenden Verbindungsteil befestigt.
Auf Änderungen an den Spezifikationen für das
Schutzelement kann also einfach durch ein Austauchen der Schutzelemente,
die mit den Anschlüssen und mit dem leitenden Verbindungsteil
verbunden sind, reagiert werden.
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Die
Einheit mit einer eingebauten Steuerschaltung gemäß dem
zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein leitendes Glied für
die Verbindung des leitenden Verbindungsteils mit dem Schutzelement, um
das Schutzelement und den leitenden Verbindungsteil zuverlässig
zu verbinden.
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Die
Einheit mit einer eingebauten Steuerschaltung gemäß dem
dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein leitendes Glied, das einstückig
mit dem leitenden Verbindungsteil ausgebildet ist, sodass die Anzahl
der Teile reduziert ist.
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Wie
oben beschrieben kann gemäß dem ersten Aspekt
der Erfindung auf Änderungen an den Spezifikationen für
ein Schutzelement reagiert werden, indem einfach die an den Anschlüssen
und dem leitenden Verbindungsteil befestigten Schutzelemente ausgetauscht
werden. Es muss also nicht das Schaltungselement modifiziert werden,
wenn die Spezifikationen für das Schutzelement geändert
werden. Dadurch wird eine Erhöhung der Anzahl der Produktvarianten
der Schaltungselemente verhindert und wird außerdem eine
Kostenerhöhung für eine Einheit mit einer eingebauten
Steuerschaltung verhindert.
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Gemäß dem
zweiten Aspekt der Erfindung ist ein leitendes Glied für
die Verbindung des leitenden Verbindungsteils mit den Schutzelementen
vorgesehen, um die Schutzelemente und den leitenden Verbindungsteil
zuverlässig miteinander zu verbinden.
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Gemäß dem
dritten Aspekt der Erfindung ist ein leitendes Glied einstückig
mit dem leitenden Verbindungsteil ausgebildet, wodurch die Anzahl
der Teile reduziert wird. Dadurch wird eine Erhöhung der Kosten
für die Einheit mit einer eingebauten Steuerschaltung reduziert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Explosionsansicht einer Steckverbindung mit einer eingebauten
Funktion gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Steuerschaltungspackung des Steckverbinders
mit einer eingebauten Funktion und ähnlichem von 1.
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3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Variation
der Steuerschaltungspackung des Steckverbinders mit einer eingebauten
Funktion und ähnlichem von 1.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht der Steuerschaltungspackung und ähnlichem
von 3.
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5 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Steckverbinders mit
einer eingebauten Funktion gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht der Steuerschaltungspackung des Steckverbinders
mit einer eingebauten Funktion und ähnlichem von 5.
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7 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Variation
der Steuerschaltungspackung des Steckverbinders mit einer eingebauten
Funktion und ähnlichem von 5.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht der Steuerschaltungspackung und ähnlichem
von 7.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Variation der
Steuerschaltungspackung gemäß der Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
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Ein
Steckverbinder mit einer eingebauten Funktion (nachfolgend einfach
als Steckverbinder bezeichnet) als Einheit mit einer eingebauten
Steuerschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
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Ein
Steckverbinder 1 gehört zu einem Fahrzeugkommunikationssystem,
das in einem Kraftfahrzeug montiert ist. Der Steckverbinder ist
an verschiedenen Typen von elektronischen Vorrichtungen (externen
Vorrichtungen) in einem Kraftfahrzeug angebracht und verbindet die
elektronischen Vorrichtungen elektrisch für das Senden/Empfangen
von Signalen zwischen den elektronischen Vorrichtungen.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst der Steckverbinder 1 ein
Außengehäuse 2, eine Steuerschaltungspackung 3 als
Steuerschaltung, einen leitenden Verbindungsteil 4 und
Kondensatoren 5 als eine Vielzahl von Schutzelementen.
Das Außengehäuse 2 ist aus einem isolierenden
Kunstharz in der Form eines flachen Kastens ausgebildet.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Steuerschaltungspackung 3 einen
Anschlussrahmen 6, einen IC-Chip 7 als Schaltungselement,
ein leitendes Glied 8 und eine Kunstharzdichtung 9.
Der Anschlussrahmen 6 ist aus einem leitenden Metall ausgebildet.
Der Anschlussrahmen 6 umfasst einstückig einen
Chiphalteteil (nicht gezeigt), eine Vielzahl von männlichen
Laschen (als Anschlüsse) 10, eine Vielzahl von Drahtverbindungsteilen
(nicht gezeigt) und eine Vielzahl von Kopplungsteilen 11.
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Der
Chiphalteteil ist in der Form einer flachen Platte ausgebildet.
Der Chiphalteteil hält und positioniert einen IC-Chip 7 durch
Epoxid, Ag-Paste, Lot oder ähnliches.
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Jeder
männliche Anschluss 10 ist in der Form eines geraden
Balkens ausgebildet. Die männlichen Anschlüsse
sind mit Abständen parallel zueinander angeordnet. Wenn
die Steuerschaltungspackung 3 in dem Außengehäuse 2 aufgenommen
ist, ist jeder männliche Anschluss 10 mit der
Anschlussklammer einer elektronischen Vorrichtung verbunden, an
der die Steckverbindung 1 angebracht ist. Die Drahtverbindungsteile
sind mit Abständen parallel zueinander angeordnet. Die
Vielzahl der männlichen Laschen 10 und die Vielzahl
der Drahtverbindungsteile positionieren dazwischen einen Chiphalteteil.
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Jeder
der Kopplungsteile 11 ist in der Form einer gebogenen Stange
ausgebildet, die sich von den männlichen Laschen 10 und
den Drahtverbindungsteilen zu dem Chiphalteteil erstreckt. Einige
der Verbindungsteile 11 verbinden den Chiphalteteil mit den
männlichen Laschen 10, während andere
Verbindungsteile 11 den Chiphalteteil mit den Drahtverbindungsteilen
verbinden.
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Der
IC-Chip 7 ist auf dem Chiphalteteil angeordnet und an dem
Anschlussrahmen 6 befestigt. Der IC-Chip 7 ist über
wohlbekannte Bondingdrähte mit den Kopplungsteilen 11 verbunden.
Der IC-Chip 7 verbindet die männlichen Laschen 10 und
die Drahtverbindungsteile über die Kopplungsteile 11 in Übereinstimmung
mit einem vorbestimmten Muster. Auf diese Weise ist der IC-Chip 7 an
dem Anschlussrahmen 6 montiert.
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Das
leitende Glied 8 ist aus einem leitenden Metall in der
Form eines Streifens ausgebildet. Das leitende Glied 8 ist
an der Erdungsebene 14 (weiter unten beschrieben) des leitenden
Verbindungsteils 4 befestigt, wobei beide Enden des leitenden
Glieds 8 in der Längsrichtung über der
Erdungsebene 14 liegen. Der mittlere Teil des leitenden
Glieds 8 mit Ausnahme der Enden liegt auf der Vielzahl
von Kondensatoren 5. Die Vielzahl von Kondensatoren 5 sind
an dem mittleren Teil befestigt.
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Die
Kunstharzdichtung 9 ist aus einem Kunstharz in der Form
eines flachen Kastens ausgebildet. Die Kunstharzdichtung 9 ist
derart geformt, dass sie wenigstens einen Chiphalteteil und einen IC-Chip 7 auf
dem Chiphalteteil, einen Basisteil jeder männlichen Lasche 10 in
der Nähe des Chiphalteteils und einen Kopplungsteil 11,
der den Chiphalteteil mit der männlichen Lasche 10 verbindet,
aufnehmen und dichten kann. Mit anderen Worten bedeckt und nimmt die
Kunstharzdichtung 9 den IC-Chip und den mittigen Teil des
Anschlussrahmens 6 auf. Die Kunstharzdichtung 9 dichtet
den IC-Chip 7 und den Anschlussrahmen, während
die Drahtverbindungsteile und die männlichen Laschen 10 mit
Ausnahme der Basisteile außerhalb der Kunstharzdichtung
freiliegen.
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Der
leitende Verbindungsteil 4 wird zum Beispiel durch das
Stanzen eines leitenden Metallblechs hergestellt. Der leitende Verbindungsteil 4 umfasst einstückig
zwei Erdungsebenen 14 und Kopplungsseiten 15,
die mit den Erdungsebenen 14 verbunden sind. Die Erdungsebenen 14 sind
mit Abständen zueinander angeordnet. Die Kopplungsseiten 15 (zwei in
dem gezeigten Beispiel) erstrecken sich in geraden Linien parallel
zueinander von den Erdungsplatten 14 und weiterhin in geraden
Linien in sich einander annähernden Richtungen. Die Erdungsebene 14 und damit
der leitende Verbindungsteil 4 sind elektrisch mit der
Erde (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise bildet der leitende
Verbindungsteil 4 einschließlich der Erdungsebenen 14 und
der Kopplungsseiten 15 eine Erdungsleitung.
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Der
leitende Verbindungsteil 4 ist in dem Außengehäuse 2 aufgenommen
und wird durch ein Substrat 12 aus einem isolierenden Kunstharz
gehalten. Das Substrat 12 und der leitende Verbindungsteil 4 weisen
entsprechende Größen auf, sodass sie in dem Außengehäuse 2 aufgenommen
werden können.
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Die
Kondensatoren 5 sind in dem gezeigten Beispiel mit einer
gleichen Anzahl wie die männlichen Laschen 10 vorgesehen.
Ein Ende jedes Kondensators 5 ist mit einer männlichen
Lasche 10 verbunden, während das andere Ende mit
dem leitenden Glied 8 verbunden ist. Jeder Kondensator 5 verbindet
eine männliche Lasche 10 mit dem leitenden Verbindungsteil 4.
Wenn die elektrische Ladung des über die männliche
Lasche 10 zugeführten Stroms eine vorbestimmte
Höhe erreicht, führt der Kondensator den über
die männliche Lasche 10 zugeführten Strom über
das leitende Glied 8 zu dem leitenden Verbindungsteil 4 und
nicht zu dem IC-Chip 7. Der Kondensator 5 verhindert
also, dass ein Strom mit einer größeren als einer
vorbestimmten elektrischen Ladung an dem IC-Chip 7 angelegt
wird, um den IC-Chip 7 vor statischer Elektrizität
oder einer gegenelektromotorischen Kraft zu schützen. Die
vorbestimmte elektrische Ladung ist eine elektrische Ladung, die
keine Beschädigung an dem IC-Chip 7 verursachen
kann. Wenn die elektrische Ladung des über die männliche
Lasche 10 zugeführten Stroms unter der vorbestimmten
elektrischen Ladung liegt, führt der Kondensator 5 den über
die männliche Lasche 10 zugeführten Strom
zu dem IC-Chip 7 zu.
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Der
Kondensator 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration
wird wie folgt montiert. Zuerst wird der Kondensator 5 an
jeder männlichen Lasche 10 der Steuerschaltungspackung 3 befestigt,
wird ein vorbestimmter Draht an dem Drahtverbindungsteil befestigt
und wird die Steuerschaltungspackung 3 auf den leitenden
Verbindungsteil 4 gelegt. Der zentrale Teil des leitenden
Glieds 8 wird auf eine Vielzahl von Kondensatoren 5 gelegt
und beide Enden des leitenden Glieds 8 werden auf die Erdungsebene 14 gelegt,
wobei diese Komponenten dann aneinander fixiert werden. Die Steuerschaltungspackung 3 und der
daran fixierte leitende Verbindungsteil 4 werden in dem
Außengehäuse 2 aufgenommen.
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Der
Steckverbinder 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration
wird wie oben beschrieben montiert. Der montierte Steckverbinder 1 wird
dann an einer elektronischen Vorrichtung angebracht. Dabei verbindet
die männliche Lasche 10 die elektronische Vorrichtung
mit dem IC-Chip 7. Mehrere Steckverbinder 1 können
also verwendet werden, um elektronische Vorrichtungen miteinander
zu verbinden und eine Kommunikation zwischen den elektronischen Vorrichtungen
zu ermöglichen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform ist jeder Kondensator 5 mit einer
männlichen Lasche 10 und dem leitenden Verbindungsteil 4 verbunden.
Auf Änderungen an den Spezifikationen für die
Kondensatoren 5 kann reagiert werden, indem die mit den
männlichen Laschen 10 und dem leitenden Verbindungsteil 4 verbundenen
Kondensatoren 5 ausgetauscht werden. Es ist also nicht
erforderlich, den IC-Chip 7 auszutauschen, wenn die Spezifikationen
für die Kondensatoren 5 geändert werden.
Dadurch wird eine Erhöhung in der Anzahl der Produktvarianten des
IC-Chips 7 und damit eine Kostenerhöhung für den
Steckverbinder 1 verhindert.
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Weil
die Einheit der vorliegenden Ausführungsform mit einem
leitenden Glied 8 für die Verbindung des leitenden
Verbindungsteils 4 mit dem Kondensator 5 versehen
ist, wird der Kondensator 5 zuverlässig mit dem
leitenden Verbindungsglied 4 verbunden.
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In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst der
leitende Verbindungsteil 4 die Erdungsebenen 12 und
die Kopplungsseiten 15, die an derselben Fläche
des Substrats 12 freiliegen. Gemäß der
Erfindung können die Erdungsebenen 14 und die
Kopplungsseiten 15 des leitenden Verbindungsteils 4 aber
auch wie in 3 und 4 gezeigt
an jeweils verschiedenen Flächen des Substrats 12 freiliegen.
In 3 und 4 werden die Teile, die identisch
mit denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform sind,
durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf eine wiederholte
Beschreibung dieser Teile verzichtet wird.
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Ein
Steckverbinder 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
Teile, die identisch mit denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform
sind, werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf
eine wiederholte Beschreibung dieser Teile verzichtet wird.
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In
dieser Ausführungsform ist ein leitendes Glied 8 einstückig
mit einer Kopplungsseite 15, d. h. mit einem leitenden
Verbindungsteil 4, angeordnet. Das leitende Glied 8 ist
einstückig mit einer Kopplungsseite 15, d. h.
mit dem leitenden Verbindungsteil 4, angeordnet und bildet
einen wesentlichen Teil des leitenden Verbindungsteils 4.
In dem gezeigten Beispiel werden der leitende Verbindungsteil 4 und
das leitende Glied 8 zum Beispiel durch das Stanzen desselben
Metallblechs ausgebildet. Der leitende Verbindungsteil 4 und
das leitende Glied 8 werden durch dasselbe Substrat 12 gehalten.
In dieser Ausführungsform sind die Kondensatoren 5 direkt übereinander
gelegt und an dem leitenden Glied 8 befestigt, ohne dass
eine Erdungsebene 14 angeordnet ist.
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Gemäß dieser
Ausführungsform und im Unterschied zu der ersten Ausführungsform
ist das leitende Glied 8 einstückig mit dem leitenden
Verbindungsteil 4 ausgebildet, wodurch die Anzahl der Teile reduziert
wird. Dadurch kann eine Kostenerhöhung des Steckverbinders 1 zuverlässig
verhindert werden.
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Das
leitende Glied 8 und die Kopplungsseiten 15 liegen
in dieser Ausführungsform an derselben Fläche
des Substrats frei. Es können jedoch auch wie in 7 und 8 gezeigt
ein Teil des leitenden Glieds 8, an dem ein Kondensator 5 befestigt
ist, und der verbleibende Teil jeweils an verschiedenen Flächen
des Substrats 12 freiliegen. In 7 und 8 werden
die Teile, die identisch mit denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform
sind, durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf eine
wiederholte Beschreibung dieser Teile verzichtet wird.
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Gemäß der
Erfindung können wie in 9 gezeigt
der vollständige Anschlussrahmen 6, der IC-Chip 7,
das leitende Glied 8, der leitende Verbindungsteil 4 und
die Kondensatoren 5 in einer Kunststoffdichtung 9 mit
Ausnahme der Spitzen der männlichen Laschen 10 (d.
h. der Teile, die näher an den Enden sind als die Teile,
an denen der Kondensator 5 befestigt ist) des Anschlussrahmens 6 in
der Steuerschaltungspackung 3 und der Drahtverbindungsteile
eingegossen sein, sodass kein Substrat 12 erforderlich
ist. In 9 werden die Teile, die identisch
mit denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform sind,
durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf eine wiederholte
Beschreibung dieser Teile verzichtet wird. Dieser Ausführungsform
bietet also dieselben Vorteile wie die weiter oben beschriebene
Ausführungsform.
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In
den hier beschriebenen Ausführungsformen wird ein Kondensator 5 als
Schutzelement verwendet, wobei die Erfindung jedoch nicht auf den Kondensator 5 beschränkt
ist, sondern auch ein anderes elektrisches Bauelement wie etwa eine
Diode als Schutzelement verwendet werden kann.
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Die
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigen lediglich
beispielhafte Aspekte der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf
die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Es können verschiedene Änderungen und Modifikationen
an der Erfindung vorgenommen werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang
verlassen wird.
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- 1
- Steckverbinder
- 3
- Steuerschaltungspackung
- 4
- leitender
Verbindungsteil
- 5
- Kondensatoren
(Schutzelemente)
- 7
- IC-Chip
- 8
- leitendes
Glied
- 10
- männliche
Laschen (Anschlüsse)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-276489
A [0004]