JP2012512405A - 装置および装置を製造するための方法 - Google Patents

Abstract

構成エレメントと支持エレメントとハウジングとを備えた装置、特にセンサ装置が提案され、この場合、構成エレメントが、支持エレメント上に配置されており、構成エレメントと支持エレメントとが、少なくとも部分的にハウジングの内部に配置されており、さらに、当該装置が中間ハウジングを有しており、該中間ハウジングが、ほぼハウジングと構成エレメントとの間に配置されており、該中間ハウジングがプリモールドハウジングである。

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の装置、すなわち構成エレメントと支持エレメントとハウジングとを備えた装置、特にセンサ装置であって、構成エレメントが、支持エレメント上に配置されており、構成エレメントと支持エレメントとが、少なくとも部分的にハウジングの内部に配置されており、ハウジングが、モールドハウジングである形式の装置に関する。

このような形式の装置は、一般に知られている。たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０４０７８１号明細書に基づき、センサ装置が公知である。この公知のセンサ装置は、マイクロマシニング型のセンサエレメントと支持エレメントとを備えたモールドハウジングを有している。センサエレメントはモールドハウジングに設けられた中空室内で支持エレメント上に配置されており、支持エレメントは完全にモールドハウジング内に配置されている。評価エレメントは不働態化ゲルによってモールドハウジングから分離されている。

発明の開示
請求項１に記載の本発明による装置ならびに請求項７に記載の、装置を製造するための本発明による方法は、公知先行技術に比べて次のような利点を有している。すなわち、ハウジングの製作時に構成エレメントが中間ハウジングによって保護され、したがって、モールディングプロセスの間の構成エレメントの損傷が阻止される。このことは、特に構成エレメントをセンサエレメントとして、有利には圧力センサエレメントとして形成する場合に必要となる。なぜならば、その場合には構成エレメントが損傷を受ける危険、特にモールディングプロセスの間の射出圧および／または高い温度による圧力センサエレメントの感圧性の範囲（ダイヤフラム）が損傷を受ける危険が比較的高いからである。中間ハウジングがプリモールドハウジングとして形成されていて、ひいては構成エレメントの収容時およびハウジングの製作時に既に硬化されていることにより、有効な保護が達成される。さらに、中間ハウジングはハウジングの製作プロセスにおいて当該装置の改善された位置決めを可能にする。なぜならば、剛性的な中間ハウジングに基づいて、ハウジングを製作するための射出成形型内への当該装置の強固な緊締が可能になるからである。さらに、構成エレメントはハウジングから遮断もしくは分離されるので、熱的な応力はハウジングから構成エレメントへ伝達されるのではなく、中間ハウジングによって吸収される。このことは、特にハウジングの製作プロセスにおいて有利になる。なぜならば、これによってモールディングコンパウンドを硬化させる際の機械的な応力による構成エレメントの損傷が阻止されるからである。別の利点は、中間ハウジングの形状付与により、ハウジングの製作時における射出成形品質に影響が与えられることである。たとえば、中間ハウジングを球状に形成することにより、少ない結合シームしか有しないハウジングが実現可能となる。ハウジングはモールディングプロセスにおいて比較的フレキシブルに形成され得るので、当該装置の用途を考慮したハウジングの可変の適応が容易に可能となる。

従属形式の請求項ならびに図面につき説明する詳細な説明から、本発明の有利な実施態様および改良形を知ることができる。

本発明の有利な改良形では、構成エレメントが、中間ハウジングによって完全に取り囲まれており、かつ／または支持エレメントが、中間ハウジングによって部分的に取り囲まれているので、構成エレメントは中間ハウジングによって外部影響因子に対して完全に保護され、それと同時に構成エレメントの電気的なコンタクティングが支持エレメントを介してハウジングの外部から可能になるので有利である。中間ハウジングおよび／またはハウジングは支持エレメントの外側の範囲において、有利にはコネクタブシュとして加工成形されているので、支持エレメントはこの外側の範囲においてコネクタコンタクトを有しており、したがって支持エレメントの比較的簡単なコンタクティングが、単純なコネクタコンタクトによって実現可能となる。支持エレメントは特にリードフレームもしくは金属の封入部分（ＥＬＴ）である。

本発明の別の有利な改良形では、中間ハウジングが、第１のハウジング範囲と第２のハウジング範囲とを有しており、該第１のハウジング範囲と第２のハウジング範囲とが、有利には互いに接着され、溶着され、かつ／または係止されて設けられている。特に有利には、第１のハウジング範囲と第２のハウジング範囲とが２つの半割シェルであり、両半割シェルが一緒になって中間ハウジングを形成する。したがって、構成エレメントと支持エレメントとが中間ハウジング内に簡単に配置され得るので特に有利である。

本発明のさらに別の有利な改良形では、構成エレメントと中間ハウジングとの間に、支持エレメントと中間ハウジングとの間に、かつ／またはハウジングと中間ハウジングとの間に、結合を防止する分離手段が配置されている。この分離手段は特にエラストマである。したがって、ハウジングが構成エレメントから分離されるので、ハウジングに対する機械的な影響因子、たとえば衝撃等が構成エレメントに伝達されなくなるか、または極めて僅かにしか伝達されなくなるので有利である。分離手段は同じく構成エレメントの不働態化のために働くと有利である。

本発明のさらに別の有利な改良形では、中間ハウジングおよび／またはハウジングが、流入通路を有している。構成エレメントがセンサエレメントである場合、この流入通路は、ハウジングと中間ハウジングとを通じて測定媒体をセンサエレメントにまで導くために働くので有利である。流入通路は、中間ハウジングに対して、かつ／またはハウジングに対してシールされていると有利である。

本発明のさらに別の有利な改良形では、構成エレメントが圧力センサを有しており、該圧力センサが、前記流入通路を介して圧力媒体に接続されているので、圧力センサの感圧性の範囲へ外圧が導入されるので有利である。

本発明の別の対象は、装置を製造するための方法である。本発明による方法は、第１の方法ステップで構成エレメントを支持エレメントと共に中間ハウジング内に配置し、第２の方法ステップでハウジングを製作するために、中間ハウジングを埋め込むようにモールディングコンパウンドを射出成形することにより、中間ハウジングを、射出成形されたハウジングによって取り囲むことにより特徴付けられている。特に有利には、中間ハウジングの内部に構成エレメントと、少なくとも部分的に支持エレメントとを配置することにより、第２の方法ステップの間、構成エレメントの保護が得られる（上で既に詳しく説明した通り）。これにより、モールディングコンパウンドの射出成形時における射出圧や、モールディングプロセス時の温度の増大や、かつ／またはモールディングプロセス後のモールディングコンパウンドの硬化の際の熱的な応力によって構成エレメントが損傷を受けることが回避されるので有利であり、それと同時にモールディングプロセスの使用によりハウジングの可変でかつ廉価な構成も得られる。さらに、中間ハウジングにより、ハウジングからの構成エレメントの分離も達成される。

有利な改良形では、第１の方法ステップでまず構成エレメントを支持エレメントと共に第１のハウジング範囲内に配置し、引き続き第２のハウジング範囲を第１のハウジング範囲に装着固定するので、構成エレメントは比較的簡単にかつ廉価に、プリモールドハウジングとして形成された中間ハウジング内に配置され得るようになる。引き続き行われる、第１のハウジング範囲および第２のハウジング範囲の接着、係止および／または溶着により、特にレーザ透過溶着または超音波溶着によって、中間ハウジングを形成するための第１のハウジング範囲と第２のハウジング範囲との間の機械的に強固でかつ密な結合が得られる。

本発明の別の有利な改良形では、第１の方法ステップよりも時間的に前の第３の方法ステップで、支持エレメントを打抜き成形法により格子体の形に製作し、引き続き、構成エレメントを、格子体の支持エレメントに載置し、第１の方法ステップよりも時間的に後の第４の方法ステップで、支持エレメントを格子体から個別化する。したがって、当該装置は比較的大きな個数で特に廉価に製造可能になるので特に有利である。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

本発明の第１実施形態による装置を製造するための第１の前駆構造体を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による装置を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による装置を製造するための第２の前駆構造体を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による装置を示す斜視図である。

発明の実施形態
図１ａおよび図１ｂには、本発明の第１実施形態による装置１を製造するための第１の前駆構造体１′および本発明の第１実施形態による装置１が図示されている。この場合、図１ａに示した第１の前駆構造体１′につき、第１の方法ステップおよび第３の方法ステップを概略的に説明する。第３の方法ステップでは、まず、センサエレメントである構成エレメント２が支持エレメント３上に配置される。支持エレメント３は特にリードフレームであり、このリードフレームは打抜き成形過程において製作される。後続の第１の方法ステップにおいて、構成エレメント２と、少なくとも部分的に支持エレメント３とが、中間ハウジング４の第１のハウジング範囲４′内に配置される。引き続き、中間ハウジング４の第２のハウジング範囲４′′が第１のハウジング範囲４′上に配置される。第１のハウジング範囲４′と第２のハウジング範囲４′′とは、特に互いに溶着され、接着され、かつ／またはクリップ結合され、この場合、特に有利には支持エレメント３が、第１のハウジング範囲４′と第２のハウジング範囲４′′とによって締付け固定される。構成エレメント２は中間ハウジング４によって完全に取り囲まれていて、支持エレメント３を介して中間ハウジング４の外部から電気的にコンタクト可能となる。それに対して、支持エレメント３は外側範囲３′を有しており、この外側範囲３′は中間ハウジング４から突出する。第２の方法ステップにおいて、第１の前駆構造体１′はハウジング５を形成するためのモールディングコンパウンドの射出成形によって、このモールディングコンパウンド内に埋め込まれるので、第１の前駆構造体１′は射出成形されたハウジング５によって取り囲まれる。この場合、中間ハウジング４はハウジング５によってほぼ完全に取り囲まれており、構成エレメント２は中間ハウジング４によってモールディングコンパウンドから完全に絶縁されかつ分離されている。第１のハウジング範囲４′の範囲には、さらに分離手段７が配置されている。この分離手段７は中間ハウジング４からの構成エレメント２の分離を生ぜしめる。択一的には、分離手段７が不働態化手段を有しているので、有利には支持エレメント３が、測定媒体と、構成エレメント２のセンシティブな範囲との間の直接的な接触の際に分離手段７によって不働態化され、かつ／またはセンシティブな範囲が、機械的な過負荷に対して減衰される。

図１ｂには、第１の実施形態による装置１が図示されている。ハウジング５は外側範囲３′の範囲にコネクタハウジングの形を有しているので、支持エレメント３の外側範囲３′はコネクタコンタクトを形成しており、支持エレメント３は単純なコネクタコンタクトによってコンタクト可能になる。

図２ａおよび図２ｂには、本発明の第２実施形態による装置１を製造するための第２の前駆構造体１′′と、本発明の第２実施形態による装置１とが図示されている。図２ａに示した第２の前駆構造体１′′は、図１ａに示した第１の前駆構造体１′とほぼ同一であり、図２ｂに示した本発明の第２実施形態による装置１は、図１ｂに示した第１実施形態による装置１とほぼ同一である。この場合、中間ハウジング４は流入通路６を有しており、この流入通路６はハウジング５から突出していて、圧力媒体を構成エレメント２のプレッシャセンシティブな範囲、つまり感圧性の範囲に案内する。したがって、構成エレメント２は圧力媒体における圧力を測定するための圧力センサエレメントとして機能する。

Claims (9)

1. 構成エレメント（２）と支持エレメント（３）とハウジング（５）とを備えた装置（１）、特にセンサ装置であって、構成エレメント（２）が、支持エレメント（３）上に配置されており、構成エレメント（２）と支持エレメント（３）とが、少なくとも部分的にハウジング（５）の内部に配置されており、ハウジング（５）が、モールドハウジングである形式のものにおいて、当該装置（１）が中間ハウジング（４）を有しており、該中間ハウジング（４）が、ほぼハウジング（５）と構成エレメント（２）との間に配置されており、該中間ハウジング（４）がプリモールドハウジングであること特徴とする装置。
2. 構成エレメント（２）が、中間ハウジング（４）によって完全に取り囲まれており、かつ／または支持エレメント（３）が、中間ハウジング（４）によって部分的に取り囲まれている、請求項１記載の装置。
3. 中間ハウジング（４）が、第１のハウジング範囲（４′）と第２のハウジング範囲（４′′）とを有しており、該第１のハウジング範囲（４′）と第２のハウジング範囲（４′′）とが、有利には互いに接着され、溶着され、かつ／または係止されて設けられている、請求項１または２記載の装置。
4. 構成エレメント（２）と中間ハウジング（４）との間に、支持エレメント（３）と中間ハウジング（４）との間に、かつ／またはハウジング（５）と中間ハウジング（４）との間に、分離手段（７）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 中間ハウジング（４）および／またはハウジング（５）が、流入通路（６）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 構成エレメント（２）が圧力センサを有しており、該圧力センサが、前記流入通路を介して圧力媒体に接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載の装置（１）を製造するための方法において、第１の方法ステップで構成エレメント（２）を支持エレメント（３）と共に中間ハウジング（４）内に配置し、第２の方法ステップでハウジング（５）を製作するために、中間ハウジング（４）を埋め込むようにモールディングコンパウンドを射出成形することにより、中間ハウジング（４）を、射出成形されたハウジング（５）によって取り囲むことを特徴とする、装置を製造するための方法。
8. 第１の方法ステップで、まず構成エレメント（２）を支持エレメント（３）と共に第１のハウジング範囲（４′）内に配置し、引き続き第２のハウジング範囲（４′′）を第１のハウジング範囲（４′）に装着する、請求項７記載の方法。
9. 第１の方法ステップよりも時間的に前の第３の方法ステップで、支持エレメント（３）を打抜き成形法により格子体の形に製作し、引き続き、構成エレメント（２）を、格子体の支持エレメント（３）上に配置し、第１の方法ステップよりも時間的に後の第４の方法ステップで、支持エレメント（３）を格子体から個別化する、請求項７または８記載の方法。

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