JP2001359237A - 過電圧保護装置 - Google Patents

過電圧保護装置

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JP2001359237A
JP2001359237A JP2001121278A JP2001121278A JP2001359237A JP 2001359237 A JP2001359237 A JP 2001359237A JP 2001121278 A JP2001121278 A JP 2001121278A JP 2001121278 A JP2001121278 A JP 2001121278A JP 2001359237 A JP2001359237 A JP 2001359237A
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connector
substrate
casing
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JP2001121278A
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Reinhold Berberich
バーベリッヒ ラインホルト
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Mannesmann VDO AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子装置のための過電圧保護装置であって、
少なくとも１つのコネクタエレメントを備えたコネクタ
装置が設けられており、該コネクタ装置が電子装置のケ
ーシングに固定するために形成されている形式のものを
改良し、電子装置に対する追加的な遮蔽手段を省略でき
るようなものを提供する。 【解決手段】 コネクタエレメント５に保護基板９が配
置されており、保護基板９が過電圧を誘導するための火
花連絡区間を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置のための
過電圧保護装置であって、少なくとも１つのコネクタエ
レメントを備えたコネクタ装置が設けられており、コネ
クタ装置が電子装置のケーシングに固定するために形成
されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】電子装置を高圧に対して保護するため
に、たとえばバリスタまたはツェナダイオードのよう
な、電圧をクランプする構成エレメントが使用される。
このような過電圧保護エレメントはケーシングの内側に
おいて、装置の機能を実現する電子構成部材がその作業
形式を損なわれないように実現されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べたような形式の過電圧保護装置を改良
し、電子装置に対する追加的な遮蔽手段が省略されるよ
うなものを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の本発明の装置によれば、コネクタエレメントに保護基
板が配置されており、保護基板が過電圧を誘導するため
の火花連絡区間を有している。
【０００５】
【発明の効果】本発明のように構成されていると、高電
圧が既にケーシング外側に誘導され、内側に位置する構
成部材のための遮蔽手段を必要としない。
【０００６】有利には、保護基板がコネクタエレメント
と共に火花連絡区間を形成する。
【０００７】本発明の実施形態によれば、保護基板が火
花連絡区間を形成するための導電構造部を備えている。
エッチングされたそのような構造部は簡単に製作可能で
あり、火花連絡が保護基板表面上で水平方向にもたらさ
れる。
【０００８】有利には、導電構造部が導体路の形式で保
護基板に形成されており、この場合導体路の、ろう止め
ワニスの設けられていない領域が、コネクタエレメント
を受容する開口の周囲に配置されている。一般的な基板
の製作手段を用いることによって、ろう止めワニスの設
けられていない領域はろうマスキング部に簡単に設ける
ことができる。この場合火花連絡区間はコネクタエレメ
ントおよび導体路のような、すでに装置に設けられた構
成部材によって実現される。追加的に電圧をクランプす
る構成部材は不必要である。
【０００９】ろう止めワニスの設けられていない領域が
開口を取り囲んでいるランドに形成されていることによ
って、火花連絡区間は確実に形成される。
【００１０】本発明の別の実施形態によれば、導電構造
部が、保護基板の、ろう止めワニスの設けられていない
切欠または貫通孔として形成されており、切欠または貫
通孔は有利には保護したいコネクタピンの近傍に配置さ
れている。
【００１１】垂直方向の火花連絡を達成するために、保
護基板が、異なる電位をガイドして互いに上下に位置す
る２つの導体路を備えていて、これらの導体路は基板縁
部までガイドされており、この場合両方の導体路間に配
置された絶縁層の厚さは、両方の導体路の絶縁されてい
ない端部によって基板縁部に火花連絡区間が形成されて
いるように、選択されている。絶縁層の厚さによって火
花連絡区間の間隔は、規定され、高精度で、ならびにコ
ストを高めることなしに製作可能である。
【００１２】基板縁部が保護基板の貫通開口によって形
成されていると、製作はさらに簡略化される。このよう
な貫通開口は、保護したい、基準電位が上下に位置する
箇所においてたとえば孔の取付によって、形成すること
ができる。
【００１３】有利には、基板が電子装置の電磁的な感度
を改善するための障害防止装置を備えている。これによ
って過電圧保護装置も電磁適合性を高めるための手段も
ケーシングコネクタに組み込まれる。
【００１４】本発明の実施形態によれば障害防止装置が
バリスタである。
【００１５】これに対して選択的な構成によれば障害防
止装置がコンデンサであり、このコンデンサは電子装置
のケーシングの外側に配置されていて、一方ではコネク
タ装置のコネクタエレメントと、他方では導電的に形成
されたケーシングの電位と電気接続されている。
【００１６】有利には、障害防止がすでに電子装置の外
側で達成されていて、妨害放射（Stoerungsstrahlung）
がケーシング内側に到達することはない。電子装置の取
り付け時にコネクタをケーシングに簡単に組み付けるこ
とによって障害防止フィルタが形成される。追加的な処
理手段は省略される。
【００１７】有利にはコンデンサの第１のコンデンサプ
レートがコネクタ装置内かまたはコネクタ装置に沿って
配置されており、これによってコンデンサに向かう線路
を省略することができる。
【００１８】有利には、第１のコンデンサプレートがコ
ネクタエレメント自体から形成されている。コンデンサ
プレートはたとえばコネクタピンを押しあてることによ
って簡単に実現することができる。したがってコネクタ
の製作はさらに簡略化される。
【００１９】選択的に、第１のコンデンサプレートが、
保護基板に配置されて導体面として形成された導体路に
よって形成されており、この場合導体面は、第１の電位
をガイドするコネクタエレメントの近傍に配置されてい
て、このコネクタエレメントと電気接続されてる。電子
装置の、電気的に形成され第２の電位をガイドするケー
シングは第２のコンデンサプレートとして用いられる。
絶縁されていないコネクタピンと第１のコンデンサ面と
の接続は、形状接続（formschluessig；形状による束
縛）および／または摩擦接続（kraftschluessig；摩擦
による結合）で簡単に行われる。したがって大量生産に
特に良好に適用可能な装置が形成される。
【００２０】第２のコンデンサプレートを形成するため
に、保護基板に配置された第２の導体面がケーシングと
電気接続されている。
【００２１】大量生産に特に良好に適用可能な障害防止
装置によれば、保護基板の第２の導体面とケーシングと
の電気接続が、保護基板および／またはコネクタ装置を
ケーシングに支持する少なくとも１つの固定手段によっ
て行われる。この場合ケーシング電位はすでに設けられ
たねじ、リベットまたは圧入結合によって少なくとも１
箇所で得られる。
【００２２】本発明の実施形態によれば、保護基板の表
面に形成された第２の導体面とケーシングの外側との間
に絶縁体が配置されている。選択的に、保護基板の表面
に配置された導体面を直接ケーシングに載設することも
できる。
【００２３】本発明の実施形態によれば、導体面がコネ
クタ装置のケーシングに向いた側に装着およびコンタク
ト可能であるように、コネクタエレメントを取り囲んで
いる導体面が保護基板に配置されている。したがって流
通しているコネクタ装置に本発明に基づく保護基板を設
けることができる。この場合有利には、コネクタ装置の
各コネクタエレメントのために、第１のコンデンサプレ
ートが設けられており、このコンデンサプレートは互い
に電気的に絶縁されている。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図示の
実施例を用いて詳しく説明する。なお同じ特徴を有する
構成部材は同一の符号で示した。
【００２５】図１には、一般的に車両で使用される電気
装置が示されている。ここではこの電気装置は、信号を
処理する電子装置を備えた車両の制御装置であり、この
電子装置は公知のように高周波に対して不都合な影響を
受けやすい。しかも本来のセンサとは別に、単数または
複数のプリント基板に配置されている信号編集回路およ
び／または信号評価回路を備えたセンサ装置である電子
装置が考えられる。
【００２６】電子装置はアルミニウムから成る杯状のケ
ーシング部分１を備えており、このケーシング部分１は
ケーシングカバー２によって閉鎖されている。杯状のケ
ーシング部分１はコネクタ体３を備えており、このコネ
クタ体３はねじまたはリベット４を用いてケーシング部
分１の外側に固定されている。コネクタ体３のコネクタ
ピン５はコネクタ体３にもケーシング内側６にも突入し
ている。コネクタ体３はコネクタピン５を介して電子装
置の回路を車両内の別の電子装置と接続する。
【００２７】ケーシング内側６に少なくとも１つのプリ
ント基板７が配置されており、このプリント基板７は電
子回路を形成する構成エレメント８を支持している。ケ
ーシング内側６に突入するコネクタピン５は、信号およ
び電力を供給するために、プリント基板７上に位置する
構成エレメント８と電気接続されている。
【００２８】コネクタ３とケーシング部分１の外面との
間に障害防止基板９（Entstoerplatine）もしくはフィ
ルタ基板が挿入されており、この障害防止基板９はコネ
クタ３と一緒にケーシング部分１に固定されている。
【００２９】障害防止基板９の様々な実施例が図２〜図
５に示されている。
【００３０】図２にはコネクタピン５のための開口１３
を備えた障害防止基板９が示されている。これらの開口
１３の近傍に各コネクタピン５のための散在したコンデ
ンサ１０が設けられており、このコンデンサ１０は基板
９に配置された配線によって、各コンデンサ１０が一方
ではコネクタピン電位と、他方ではケーシング部分１の
電位と接続されているように、接続形成されている。こ
の場合ケーシング電位は一般的な形式でアースに接続さ
れている。
【００３１】予め完成された基板９はコネクタピン５上
を移動され、この場合環状のコネクタシール１２が基板
９をその縁部で取り囲んで同時にシールする。基板９の
開口１１とコネクタ体３の開口１４とに係合するねじ４
によって、基板９はケーシング部分１の外面に固定され
る。この場合シール１２がケーシング部分１に載設する
ようにして固定が行われる。ねじ４はコンデンサ１０を
同時にケーシング電位と電気接続する。
【００３２】図３に示した別の実施例によれば、静電容
量が基板９に組み込まれている。基板９はフィルム状の
プリント基板として構成されていて、構造化された導体
層１５を備えている。この構造部は互いに絶縁された個
々のコンデンサ面１６（Kondensatoeflaeche）もしくは
コンデンサプレートに適合されている。各コネクタピン
５のためにコンデンサ面１６がそれぞれ１ずつ設けられ
ており、このコンデンサ面１６は各コネクタピン５の開
口１３を取り囲んでいる。これらの開口１３は金属化さ
れており、この場合各コンデンサ面１６はその境界面で
金属化された開口１３と結合されており、これによって
電気接続が形成される。コネクタピン５を挿入したあと
でコンデンサ面１６はコネクタ電位に位置するようにな
る。この実施例では、電気的な接続機構としてコンタク
トのためには圧入過程が特に有利である。
【００３３】フィルタ基板９はケーシングに向いた表面
に別の導体層１８、導体面もしくはコンデンサプレート
を備えており、この導体層１８はコネクタ３を取り付け
たあとでケーシングに直接載設するようになっている。
したがって導体層１８はケーシング電位を受ける。この
構造化されていない導体面１８は有利には、障害防止基
板９をケーシングに固定するための導電接着手段（Leit
kleber）として構成されている。
【００３４】障害防止基板９のコンデンサ１６が構造化
された導体層１８によってケーシング部分１から絶縁さ
れている。第２のコンデンサプレート１８がケーシング
１自体によって形成されると、選択的に、障害防止基板
９は導体面１８なしに取り付けることもできる。
【００３５】この実施例では、各コネクタピン５自体が
コンデンサプレートとして作用していて、これらのコネ
クタピン５はアースと接続されたケーシング部分１と共
に障害防止コンデンサを形成する。
【００３６】図４には別の実施例が示されている。この
実施例では、基板９は４つの銅層１９，２０，２１，２
２、導体路もしくは導電構造部を備えている。銅層１
９，２２の１つが基板９の両外面の１つに配置されてい
る。基板９の内側に、互いに絶縁された別の２つの銅層
２０，２１が設けられており、これらの銅層２０，２１
は、図３に関連して説明したようにコンデンサ面１６を
形成している。
【００３７】両方の外側の銅層１９，２２は、固定エレ
メント４を介してケーシング電位と接続されており、コ
ネクタピン５のガイドする電位に対して電気的に絶縁さ
れている。コンデンサ面１６は同様に記載の形式でコネ
クタピン５と電気接続されている。したがってコネクタ
ピン５ごとにコンデンサ面対が実現される。これ以上の
コンデンサ面対が必要な場合、コンデンサ面対は簡単な
形式で、構造化されたコンデンサ面１６を形成する銅層
２０，２１と、ケーシング電位に位置する全面的に形成
された構造化されない銅層１９，２２とによる別の交互
の組み込みによって得られる。
【００３８】説明した実施例とは別に、コンデンサ面１
６は、絶縁材料の埋め込まれれている打ち抜き部分また
はカプトン箔（Kaptonfolie）によって形成することも
できる。コンデンサプレートをカバーするために使用さ
れる材料もしくは材料組み合わせに応じて、この材料も
しくは材料組み合わせは同時にシールの役目も達成する
ことができる。
【００３９】本発明に基づくコンデンサ面は外側ケーシ
ングに対して５０ｐＦまでの静電容量を形成する。
【００４０】過電圧に対する保護を実現するために、銅
層１９，２０，２１，２２の絶縁されていない端部が基
板９の縁部２３までガイドされている。選択的に銅層１
９，２０，２１，２２は絶縁されずに基板９の開口１４
に終わることもできる。開口１４はたとえば孔を設ける
ことによって形成することができる。
【００４１】基板製作時に形成された、銅の設けられて
いない箇所３２によって、孔３３を設けたあとで、火花
連絡を助成する導体尖端部３４が形成される（図６）。
【００４２】銅層１９と２０との間に絶縁層２５が配置
されていて、銅層２１と２２との間に絶縁層２４が配置
されている。銅層２１と２０は第３の絶縁層２６によっ
て分離されており、この絶縁層２６は、支持層として働
くので、安定性の理由で各絶縁層２４または２５の数倍
の厚さを有している。絶縁層２４，２５の厚さによって
銅層１９と２０との間もしくは銅層２１と２２との間に
おける空隙は極めて僅かであるので、過電圧が生じる場
合にこれらの銅層間の火花連絡が行われる。
【００４３】銅層１９および２２の表面にろう止めワニ
ス構造部２９（Loetstoplackstruktur）が設けられてお
り、このろう止めワニス構造部２９はコネクタエレメン
ト５を受容する開口１３とこの開口に接続する導体路と
を被覆している。
【００４４】ろう止めワニス構造部２９は所定の位置で
中断されているので、銅層１９，２２はこれらの位置で
露出されている。したがって導電的に、つまり絶縁され
ずに形成された孔２７，２８が基板９の表面に水平後方
の火花連絡区間（火花ギャップ）を形成する。
【００４５】図５に示されているように、火花連絡を実
現するために開口１３を取り囲んでいるランド３０の幅
を狭めることができる。
【００４６】このためにろう止めマスキングを用いてろ
う止めワニス構造部２９が設けられており、この場合ろ
う止めワニス構造部におけるランド３０の領域に、くび
れ３１部が、その下位に位置する銅層１９もしくは２２
を露出させるために、均等な間隔で設けられている。こ
の場合３つのくびれ部３１が９０度の間隔で設けられて
いる。くびれ３１は拡大して示されている。コネクタエ
レメント５に対してくびれ部が近づいていることによっ
て、電位的な火花連絡のための火花連絡位置が形成され
る。
【００４７】基板９の裏面（底面）にランド３０が従来
慣用の形式で円形に実現されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく制御装置の断面図である。
【図２】ａ，ｂは本発明に基づく障害防止基板の第１の
実施形態を示す図である。
【図３】ａ，ｂは本発明に基づく障害防止基板の第２の
実施形態を示す図である。
【図４】ａ，ｂは本発明に基づく障害防止基板の第３の
実施形態を示す図である。
【図５】ａ，ｂは本発明に基づく障害防止基板の第４の
実施形態を示す図である。
【図６】銅の設けられていない位置を有するコンデンサ
面を示す図である。
【符号の説明】 １ ケーシング部分、 ２ カバー、 ３ コネクタ
体、 ４ リベットまたはねじ、 ５ コネクタピン、
６ ケーシング内側、 ７ プリント基板、８ 構成
エレメント、 ９ 基板、 １０ コンデンサ、 １
１，１３，１４開口、 １２ コネクタ装置、 １５
導体層、 １６ コンデンサ面、 １８導体層、 １
９，２０，２１，２２ 銅層、 ２４，２５，２６ 絶
縁層、２７，２８ 孔、 ２９ ろう止めワニス構造
部、 ３０ ランド、 ３１ くびれ部、 ３２ 銅の
設けられていない箇所、 ３３ 孔、 ３４ 導体尖端
部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009416 Ｋｒｕｐｐｓｔｒａｂｅ 105，Ｆｒａｎ ｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ，ＢＲＤ

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子装置のための過電圧保護装置であっ
    て、少なくとも１つのコネクタエレメントを備えたコネ
    クタ装置が設けられており、該コネクタ装置が電子装置
    のケーシングに固定されるように形成されている形式の
    ものにおいて、 前記コネクタエレメント（５）に保護
    基板（９）が配置されており、該保護基板（９）が過電
    圧を誘導するための火花連絡区間を有していることを特
    徴とする、過電圧保護装置。
  2. 【請求項２】 前記保護基板（９）が前記コネクタエレ
    メント（５）と共に火花連絡区間を形成している、請求
    項１記載の過電圧保護装置。
  3. 【請求項３】 前記保護基板（９）が火花連絡区間を形
    成する導電構造部（１９，２２）を備えている、請求項
    ２記載の過電圧保護装置。
  4. 【請求項４】 前記導電構造部（１９，２２）が導体路
    の形状で前記保護基板（９）に形成されており、該導体
    路のろう止めワニスの設けられていない領域（２７，２
    ８；３１）が前記コネクタエレメント（５）を受容する
    開口（１３）の周りに配置されている、請求項３記載の
    過電圧保護装置。
  5. 【請求項５】 ろう止めワニスの設けられていない前記
    領域（３１）がろう止めワニス（２９）の、前記開口
    （１３）を取り囲んでいるランド（３０）に形成されて
    いる、請求項４記載の過電圧保護装置。
  6. 【請求項６】 前記導電構造部が前記保護基板（９）
    の、ろう止めワニスの設けられていない切欠および／ま
    たは貫通開口（２７，２８）として形成されている、請
    求項３記載の過電圧保護装置。
  7. 【請求項７】 ろう止めワニスの設けられていない前記
    切欠および／または貫通開口（２７，２８）が、保護し
    ようとする前記コネクタピン（５）の近くに配置されて
    いる、請求項６記載の過電圧保護装置。
  8. 【請求項８】 前記保護基板（９）が、異なる電位をガ
    イドして互いに上下に位置する少なくとも２つの導体路
    （１９，２０；２１，２２）を備えており、これらの導
    体路（１９，２０；２１，２２）が基板縁部（２３）ま
    でガイドされており、両方の前記導体路（１９，２０；
    ２１，２２）の絶縁されていない端部によって前記基板
    縁部（２３）に火花連絡区間が形成されるように、両方
    の前記導体路（１９，２０；２１，２２）の間に配置さ
    れた絶縁層（２４，２５）の厚さが選択されている、請
    求項１記載の過電圧保護装置。
  9. 【請求項９】 前記基板縁部（２３）に向かってガイド
    されている前記導体路（１９，２０，２１，２２）の形
    状が、前記基板縁部（２３）に導電尖端部（３４）が生
    じるように選択されている、請求項８記載の過電圧保護
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記基板縁部（２３）が前記保護基板
    （９）の少なくとも１つの貫通開口（１４）によって形
    成されている、請求項８または９記載の過電圧保護装
    置。
  11. 【請求項１１】 電子装置の電磁的な感度を改善するた
    めの障害防止装置（１０；１５，１６）を前記保護基板
    （９）が備えている、請求項１記載の過電圧保護装置。
  12. 【請求項１２】 前記障害防止装置（１０）がバリスタ
    である、請求項１１記載の過電圧保護装置。
  13. 【請求項１３】 前記障害防止装置がコンデンサ（１
    ０）であり、該コンデンサ（１０）が電子装置のケーシ
    ング（１，２）の外側に配置され、かつ一方では前記コ
    ネクタ装置（３）の前記コネクタエレメント（５）と、
    他方では導電的に形成された前記ケーシング（１，２）
    の電位と電気接続されている、請求項１１記載の過電圧
    保護装置。
  14. 【請求項１４】 前記コンデンサ（１０）の第１のコン
    デンサプレート（１６）が前記コネクタ装置（３）内か
    または該コネクタ装置（３）に沿って配置されている、
    請求項１３記載の過電圧保護装置。
  15. 【請求項１５】 前記第１のコンデンサプレート（１
    ６）が前記コネクタエレメント（５）自体から形成され
    ている、請求項１４記載の過電圧保護装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１のコンデンサプレート（１
    ６）が、前記保護基板（９）に配置され、導体面として
    形成された導体路（１５）の１つによって形成されてお
    り、該導体路（１５）が前記コネクタエレメント（５）
    の近傍に配置されていて該コネクタエレメント（５）と
    電気接続されており、電気的に形成されてアースと接続
    された、電子装置の前記ケーシング（１）が第２のコン
    デンサプレートとして用いられる、請求項１４記載の過
    電圧保護装置。
  17. 【請求項１７】 前記保護基板（９）に配置されて前記
    ケーシング（１，２）と電気接続された第２の導体面
    （１８）が、前記ケーシング（１，２）と共に第２のコ
    ンデンサ面を形成する、請求項１６記載の過電圧保護装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記保護基板（９）の前記第２の導体
    面（１５）と前記ケーシング（１，２）との間の電気接
    続が、前記保護基板（９）および／または前記コネクタ
    装置（３）を前記ケーシング（１，２）に保持している
    固定手段（４）によって行われる、請求項１７記載の過
    電圧保護装置。
  19. 【請求項１９】 前記保護基板（９）の表面に形成され
    た前記第２の導体面（１８）と、前記ケーシング（１，
    ２）の外側との間に絶縁体（１７）が配置されている、
    請求項１７記載の過電圧保護装置。
  20. 【請求項２０】 導体面（１６）が前記コネクタ装置
    （３）の、前記ケーシング（１）に向いた側に装着およ
    びコンタクト可能であるように、前記コネクタエレメン
    ト（５）を取り囲んでいる前記導体面（１６）が前記保
    護基板（９）に配置されている、請求項１７記載の過電
    圧保護装置。
  21. 【請求項２１】 各前記コネクタエレメント（５）のた
    めに、互いに電気的に絶縁されている第１のコンデンサ
    プレート（１６）が設けられている、請求項６または８
    記載の障害防止装置。
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