特許 6351837 センサ装置用のプラグハウジングおよびプラグモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6351837

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】センサ装置用のプラグハウジングおよびプラグモジュール

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/14 20060101AFI20180625BHJP

【ＦＩ】

   G01L19/14

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-515889(P2017-515889)

(86)(22)【出願日】2015年7月24日

(65)【公表番号】特表2017-529537(P2017-529537A)

(43)【公表日】2017年10月5日

(86)【国際出願番号】EP2015066956

(87)【国際公開番号】WO2016045821

(87)【国際公開日】20160331

【審査請求日】2017年3月22日

(31)【優先権主張番号】102014219030.4

(32)【優先日】2014年9月22日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ローラント ザイツ

(72)【発明者】

【氏名】ティモ リンデマン

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス ヴィアニッツァー

(72)【発明者】

【氏名】ヴォルフガング ヴェアンレ

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−１００３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１０９６２４１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０２３３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１５３７３７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００−２３／３２

Ｇ０１Ｌ ２７／００−２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラグハウジング（１）を備えたプラグモジュールであって、
前記プラグハウジング（１）は、
内側（１２ａ）に、収容領域（１２ｂ）を有する支持部（１２）と、
前記支持部（１２）の前記収容領域（１２ｂ）に配置されたセンサ装置（１０）と、
前記支持部（１２）に固定装置（１６）を用いて接続されたカバー（１４）とを備え、
直線状に形成された導電性でかつバネ弾性を備えた複数のコンタクトピン（１８）が、前記カバー（１４）内に、前記コンタクトピン（１８）の各第１の端部が、前記プラグハウジング（１）の内側容積部内に突入し、かつ前記支持部（１２）の前記収容領域（１２ｂ）上に配置され、かつ前記コンタクトピン（１８）の各第２の端部が、前記カバーの接続ソケット（２０）の領域に配置されるように封入され、
前記コンタクトピン（１８）は、所定の横方向間隔を置いて相互に平行に配置され、
前記固定装置（１６）は、係止装置によって構成され、
前記係止装置は、前記カバー（１４）に配置されたバネ弾性を備えた複数の係止フレーム（１６ａ）を有しており、該複数の係止フレームは、前記支持部（１２）に配置された対応する係止突起（１６ｃ）に係合し、
前記バネ弾性を備えた複数の係止フレーム（１６ａ）は、前記カバー（１４）の、前記支持部（１２）に面する側に形成された周縁部（１４ｃ）に配置され、
直線状に形成され相互に平行に配置されかつバネ弾性を備えた前記複数のコンタクトピン（１８）は、前記センサ装置（１０）の各電気的コンタクト面に直接接触接続し、
前記複数のコンタクトピン（１８）は、それらが前記センサ装置（１０）の前記各電気的コンタクトに押し付けられるように前記カバー（１４）内に挿入されている、ことを特徴とするプラグモジュール。

【請求項2】

接続ソケット（２０）に接続可能なプラグは、導電性の前記複数のコンタクトピン（１８）と、それらにそれぞれ対応する前記センサ装置（１０）の前記電気的コンタクトとを介して、前記センサ装置（１０）に電気的に接続されている、請求項１記載のプラグモジュール。

【請求項3】

前記センサ装置（１０）は、圧力を測定するために構成され、耐圧的かつ気密に前記支持部（１２）に接着されており、さらに前記センサ装置（１０）の圧力供給部は、前記支持部（１２）に隣接する前記センサ装置（１０）の下側に配置されている、請求項１または２記載のプラグモジュール。

【請求項4】

前記センサ装置（１０）に、温度検出器（２２）が接続されており、前記温度検出器（２２）は、サーミスタによって構成され、
前記温度検出器（２２）は、周囲をプラスチックで射出成形され、前記支持部（１２）に組み込まれて、ホットコーキングされ、前記温度検出器（２２）は、導電性の複数のコンタクトフレーム（２４）を有しており、該複数のコンタクトフレームは、前記センサ装置（１０）の前記各電気的コンタクト（１０ａ）と接触接続する、請求項１から３いずれか１項記載のプラグモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ装置用のプラグハウジングおよびプラグモジュールに関する。

【0002】

従来技術
内燃機関のインテークマニホールド内に取り付けられた近年の圧力センサは、アナログ方式またはデジタル方式のインターフェースを備えた第２レベルのハウジングの距離エンコーダセンサである。典型的にはこれらのセンサは、圧力センサモジュールからなっており、大抵は、多かれ少なかれ第２レベルのハウジング内に複雑に蝋付けまたは溶接される、事前成形ハウジングからなっている。例えばバイパスコンデンサなどの所要の受動構成部品は、事前成形モジュールに接着されるかまたは第２レベルのハウジング内に取り付けられる。

【0003】

付加的に、温度測定用のＮＴＣ検出器が取り付けられる。このＮＴＣ検出器は、アナログ方式の変化形態では、プラグを介して外部へ直に引き出される。デジタル方式の変化形態では、このＮＴＣ検出器は、評価目的のＡＳＩＣに接続される。

【0004】

媒体耐性を保証するために、露出した全ての電気的コンタクト部品、例えば事前成形品、ＮＴＣ部品およびコンデンサなどは、腐食を回避するのに適したシール材を備えている。圧力センサ用途の媒体要求を満たすために、センサ素子、評価用のＡＳＩＣおよび圧力センサモジュール内のワイヤボンディングは、典型的には、腐食性媒体を中和するシール材によって保護される。

【0005】

様々なプラグと組み合わされたハウジング内の様々な構成要素の接続は、通常は、プラスチックハウジング部品内への複雑な挿入部品を必要にさせる。プラグまたは支持部の幾何要素に関する様々なユーザーの要望は、この比較的高価なハウジング部品が、各変化形態毎に高コストで製造されなければならないことに結び付く。

【0006】

独国特許出願公開第１０２０１２２２３０１４号明細書には、媒体の圧力と温度を検出する装置が開示されている。この装置は、共通のハウジング内に配置された温度センサと圧力センサを有しており、このハウジングはさらに測定空間を含んでいる。この測定空間は、圧力支持部を介して、媒体を収容する空間と接続しており、ここでは圧力センサがこの測定空間内に配置されている。さらに温度センサは、接続線路を有している。ハウジング内には、温度センサの接続線路との接触接続のために対応する複数の接続コンタクトが設けられている。さらにハウジング内の温度センサの収容のために、圧力支持部内へ開口した円錐形の少なくとも１つのブッシングが配置されており、この円錐形のブッシングは、圧力支持部に向かって拡がっている。同様に、この円錐形のブッシング内には、少なくとも区分毎に、温度センサの接続線路を取り囲むシール材の挿入も想定される。

【0007】

発明の開示
本発明によれば、センサ装置用のプラグハウジングであって、内側に、前記センサ装置を収容するための収容領域を有する支持部と、前記支持部に固定装置を用いて接続されたカバーとを備え、直線状に形成された導電性の複数のコンタクトピンが、前記カバー内に次のように挿入されている、すなわち前記コンタクトピンの各第１の端部が、前記プラグハウジングの内側容積部内に突出し、かつ前記支持部の前記収容領域上に配置され、かつ前記コンタクトピンの各第２の端部が、前記カバーの接続ソケットの領域に配置されるように挿入されているプラグハウジングが得られる。

【0008】

さらに本発明によれば、本発明によるプラグハウジングと、支持部の収容領域に配置されたセンサ装置とを備え、直線状に形成され相互に平行に配置された複数のコンタクトピンが、センサ装置の各電気的コンタクトに接触接続するプラグモジュールが得られる。

【0009】

本発明の１つの考察は、センサモジュールに対する直接的な接触接続部を備えた圧力センサを実現することであり、ここではコストを低減する複数の素子が用いられる。後からハウジングカバー内に挿入される簡単な直線状のコンタクトピンの使用により、複雑な挿入部材は回避され得る。それにより、プラグハウジングのコストが著しく低減される。その他にも挿入部材なしのプラグハウジングの製造は、著しく簡単になる。

【0010】

本発明はさらに、システムを機械的に過度に規定することなく、センサ装置を、複数のコンタクトピンと、簡単な冷接点によって接触接続させることも可能である。それにより、非常に簡単な最終組立が保証される。

【0011】

本発明によれば、カバー変化形態も支持部変化形態も、より簡単に描写可能である。なぜなら、両方のハウジング部品が多重に利用可能でかつ組み合わせ可能だからである。それにより変化形態の管理が著しく簡素化される。直線状に形成された導電性のコンタクトピンにより、センサ装置の信頼性の高い電気的接触接続が可能になる。

【0012】

好ましい実施形態および改善構成は、従属請求項並びに図面に関連した説明から明らかとなる。

【0013】

好ましくは、複数のコンタクトピンは、カバー内に含まれ、所定の横方向間隔を置いて相互に平行に配置され、少なくとも３つのコンタクトピンを有することが想定される。それにより、複数のコンタクトピンによるセンサ装置のいくつかのコンタクト若しくはコンタクト面との信頼性の高い電気的接触接続が可能になる。

【0014】

好ましくはさらに、複数のコンタクトピンは、バネ弾性を備えて構成されることが想定される。それにより、センサ装置の電気的コンタクトの接触接続が、当該センサ装置の電気的コンタクトへの複数のコンタクトピンの押し付けによって可能になる。ここでのコンタクトピンの固有の弾性は、コンタクトピンの許容誤差補償に用いられる。そのため直線状のコンタクトピンの柔軟性は、センサ装置またはプラグハウジングにおける付加的弾性素子を不要にさせる。この原理は、安定した低コストのセンサ装置の投入を可能にする。このことは、全ての受動構成部品を統合化する手段の利点を有する。このケースでは、第２レベルのハウジングにおいて、さらなる受動構成部品の考慮は不要である。さらにプラグモジュールの小型の構造様式が大きな利益と同時に可能になる。その上さらにＡＳＩＣが周囲を射出成形することによって可能になる。そのため、ＡＳＩＣの付加的媒体保護は不要である。

【0015】

好ましくはさらに、固定装置は、係止装置またはクランプ装置によって構成されることが想定される。それにより、プラグハウジングの支持部へのカバーの簡単でかつ信頼性の高い固定が可能になる。

【0016】

さらなる好ましい実施形態によれば、係止装置は、カバーに配置されたバネ弾性を備えた複数の係止フレームを有しており、該複数の係止フレームは、支持部に配置された対応する係止突起に係合することが想定される。それにより、プラグハウジングのカバーと支持部の間で信頼性の高い接続が想定可能になる。

【0017】

好ましくはさらに、バネ弾性を備えた複数の係止フレームは、カバーの支持部に面する側に形成された周縁部に配置されることが想定される。カバーの周縁部に係止フレームを位置付けすることにより、支持部へのカバーの安全でかつ信頼性の高い固定が保証可能になる。

【0018】

好ましくはさらに、複数のコンタクトピンは、それらがセンサ装置の各電気的コンタクトに押し付けられるようにカバー内に挿入されることが想定される。それにより、センサ装置の各コンタクトへの複数のコンタクトピンの信頼性の高い電気的接触接続が可能になる。

【0019】

さらなる好ましい実施形態によれば、接続ソケットに接続可能なプラグは、導電性の複数のコンタクトピンと、それらにそれぞれ対応するセンサ装置の電気的コンタクトとを介して、センサ装置に電気的に接続されることが想定される。それにより、センサ装置に対するプラグの簡単でかつ安全な電気的接続が、プラグモジュールの小型の構造様式と同時に可能になる。

【0020】

さらなる好ましい実施形態によれば、センサ装置は、圧力を測定するために構成され、耐圧的かつ気密に支持部に接着されており、さらにセンサ装置の圧力供給部は、支持部に隣接するセンサ装置の下側に配置されることが想定される。この密な接着により、好ましくは圧力供給部とハウジング室内との間の媒体分離が行われる。

【0021】

好ましくはさらに、センサ装置に、温度検出器が接続されており、温度検出器は、サーミスタによって構成されることが想定される。別個に製造されたサーミスタモジュールは、温度検出器を、非常に簡単に第２レベルのハウジング内に統合化させることを可能にする。それにより、さらなる接触接続またはシーリングは不要となる。

【0022】

さらなる好ましい構成によれば、温度検出器は、周囲をプラスチックで射出成形され、支持部に組み込まれて、ホットコーキングされ、温度検出器は、導電性の複数のコンタクトフレームを有しており、該複数のコンタクトフレームは、センサ装置の各電気的コンタクトと接触接続することが想定される。それにより、周囲をプラスチックで温度検出器モジュールに射出成形される温度検出器は、簡単な形式で支持部に挿入若しくは固定され得る。

【0023】

前述した構成および改善構成は、任意に相互に組み合わせ可能である。

【0024】

本発明のさらなる可能な構成、改善構成および実施形態は、実施形態に関して前述した若しくは後述する本発明の特徴の明示的には述べない組み合わせも含む。

【0025】

添付の図面は、本発明の実施形態のさらなる理解を助けるものになる。これらの図面は実施形態を視覚化し、明細書に関連して本発明の原理と構想の説明に用いられる。

【0026】

その他の実施形態および前述した利点の多くは、図面に関連して明らかとなる。図面に示されている構成要素は、互いに必ずしも縮尺通りに示されているわけではない。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の好ましい実施形態による、本発明によるプラグハウジングの透視図

【図2】本発明の好ましい実施形態による、組み立てられたセンサ装置および接続された温度検出器を備えた本発明によるプラグハウジングの透視図

【図3】本発明の好ましい実施形態による、本発明によるプラグハウジングの温度検出器モジュールの透視図

【図4】本発明の好ましい実施形態による、本発明によるプラグハウジングのカバーの透視図

【0028】

これらの図面の描写においては、それらが相容れないものでない限り、同じ参照符号は、同一か若しくは同じ機能の素子、構成部品または構成要素を表す。

【0029】

図１は、本発明の好ましい実施形態による、本発明によるプラグハウジングの透視図を示している。

【0030】

センサ装置１０用のプラグハウジング１は、支持部１２とカバー１４を有しており、このカバー１４は、固定装置１６を用いて支持部に接続されている。カバー１４は、さらにプラグの接続のための接続ソケット２０を有している。固定装置１６は、好ましくは係止装置によって構成されている。代替的に固定装置１６は、例えばクランプ装置によって構成されていてもよい。

【0031】

接続ソケット２０に接続可能なプラグは、センサ装置１０と、（図１には示されていない）複数の導電性コンタクトピン１８およびそれらにそれぞれ対応する、センサ装置１０の電気的コンタクト１０ａを介して、電気的に接続されている。

【0032】

図２は、本発明の好ましい実施形態による、組み立てられたセンサ装置および接続された温度検出器を備えた本発明によるプラグハウジングの透視図を示している。

【0033】

支持部１２は、内側１２ａに、センサ装置１０の収容のための収容領域１２ｂを有している。このセンサ装置１０は、収容領域１２ｂにおいて、支持部１２と好ましくは接着している。代替的にセンサ装置１０は、その他の適した方法で支持部１２に固定されてもよい。

【0034】

支持部１２の側壁領域には、さらに固定装置１６の係止突起１６ｃが示されている。この固定装置１６は、本発明の実施形態では、カバー１４に配置された（図２には示されていない）バネ弾性を備えた複数の係止フレーム１６ａを有しており、この複数の係止フレームは、支持部１２に配置された対応する係止突起１６ｃに係合する。さらに温度検出器モジュール２５が支持部１２に挿入される。この温度検出器モジュール２５は、（図２には示されていない）温度検出器２２を有している。温度検出器２２を通したセンサ装置１０の接触接続は、温度検出器モジュール２５に統合された導電性コンタクトフレーム２４対を介して行われる。

【0035】

センサ装置１０は、圧力を測定するために構成され、耐圧的かつ気密に支持部１２に接着されており、さらにセンサ装置１０の圧力供給部は、好ましくは支持部１２に隣接するセンサ装置１０の下側に配置されている。

【0036】

図３は、本発明の好ましい実施形態による、本発明によるプラグハウジングの温度検出器モジュールの透視図を示している。

【0037】

温度検出器モジュール２５は、温度検出器２２を有し、この温度検出器は好ましくはサーミスタ若しくはＮＴＣ抵抗によって構成されている。温度検出器２２は、周囲をプラスチックハウジングと共に射出成形される。温度検出器モジュール２５は、さらにセンサ装置１０の接触接続のためのコンタクトフレーム２４を有している。それにより温度検出器モジュール２５は、支持部１２に挿入され、ホットコーキングによって固定され得る。

【0038】

支持部１２を通る温度検出器２２のブッシングに対する所要の媒体分離は、好ましくは温度検出器モジュールの温度検出器２２のコンタクトの周囲の密な射出成形と、支持部１２への温度検出器モジュールの接着によって行われる。代替的に温度検出器２２を、温度検出器モジュール２５の裏側に直接接続することも可能である。このケースでは、温度検出器２２の上方から支持部１２内への挿入が行われ、引き続きセンサ装置１０の各コンタクトへの接触接続が、温度検出器の周囲の事前の射出成形なしで行われる。温度検出器２２によるセンサ装置１０のコンタクトとの接触接続は、好ましくは蝋付けによって行われる。代替的にこの接触接続は、溶接または導電性接着剤によって行うことも可能である。

【0039】

図４は、本発明の好ましい実施形態による、本発明によるプラグハウジングのカバーの透視図を示している。

【0040】

カバー１４は、本発明の実施形態によれば、３つのコンタクトピン１８を有し、これらはカバー１４内に含まれ、所定の横方向間隔を置いて相互に平行に配置され、バネ弾性を備えて構成されている。カバー１４に配置された係止装置は、バネ弾性を備えた複数の係止フレーム１６ａを有し、これらは、カバー１４の、支持部１２に面する側に形成された周縁部１４ｃに配置されている。

【0041】

本発明は、好ましい実施形態に基づき前述のように説明してきたが、本発明はそれらに限定されるものではなく、むしろ多岐の形式に基づいて修正可能である。とりわけ本発明は、本発明の核心から逸脱することなく、多種多様な変更若しくは修正が可能である。

【0042】

本発明の好ましい実施形態によれば、センサ装置のデジタル方式の変化形態が、圧力センサの形態で説明された。代替的にセンサ装置１０のアナログ方式の変化形態も想定可能である。アナログ方式の圧力センサ変化形態の実現のためには、アナログ方式のＮＴＣ信号を直接外方に向けてプラグに供給する必要がある。このＮＴＣ信号の電気的な接続は、センサ装置１０の接触接続側で、プラグピン若しくはコンタクトピンへのコンタクトを可能にさせるこの目的のために設計されたパッドを介して行われるか、あるいはプラグピンへのＮＴＣコンタクトの例えば溶接、蝋付け、絶縁ピアス結合若しくは導電性接着剤による直接接続を介して行われ得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】