Die
vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das vorhergehende Problem
geschaffen worden, so dass eine Montagestruktur eines Drucksensors,
der an einem Objekt angebracht ist, das einen zu messenden Druck
aufweist, verkleinert und vereinfacht wird, wobei der Drucksensor
einen Mediendurchgang aufweist.
Das
vorhergehende Problem wird gemäß der vorliegenden
Erfindung mit dem in Anspruch 1, 10 und 15 angegebenen Maßnahmen
gelöst.
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
Die
Montagestruktur des Drucksensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung beinhaltet ein erstes Element und ein zweites Element, die
miteinander verbunden sind, einen Mediendurchgang, der auf einer
oder mehreren der Kontaktierungsflächen davon ausgebildet ist,
eine flexible Leiterplatte, die sich über Dichtungen zwischen beiden Kontaktierungsflächen befindet
und ein Drucksensorelement, das durch ein elektrisch leitendes Element elektrisch
mit der flexiblen Leiterplatte verbunden (zum Beispiel kontaktiert)
ist, so dass das Drucksensorelement elektrisch nach ausserhalb des
Objekts verbunden ist, das einen zu messenden Druck aufweist.
Das
Drucksensorelement ist in einer Vertiefung angeordnet, wobei die
Vertiefung auf der Kontaktierungsfläche ausgebildet ist, und das
Drucksensorelement leitet einen Druck durch ein Einlassloch zum
Weiterleiten eines Druckmediums von dem Mediendurchgang zu dem Drucksensorelement
weiter.
Folglich
weist das Objekt den Mediendurchgang auf der Kontaktierungsfläche des
ersten Elements und des zweiten Elements auf. Die flexible Leiterplatte,
die das darauf montierte Drucksensorelement aufweist, befindet sich über die
Dichtung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element. Das
Drucksensorelement ist in der Vertiefung des zweiten Elements angeordnet.
Deshalb erfordert die vorliegende Erfindung kein herkömmliches
Gehäuse
zum Aufnehmen des Drucksensors.
Weiterhin
kann das Drucksensorelement einen zweckmäßigen Druck durch Einbringen
eines Druckmediums von dem Mediumeinlassloch überwachen, welches in irgendeiner
Dichtung vorgesehen ist.
Demgemäß kann die
vorliegende Erfindung eine vereinfachte und miniaturisierte Komponente schaffen,
wenn der Drucksensor auf das Objekt mit dem zu messenden Druck montiert
ist.
Bei
einem derartigen Aufbau wird, wenn der Mediendurchgang auf der Kontaktierungsfläche des ersten
Elements ausgebildet ist, das Medieneinlassloch auf der Dichtung
des ersten Elements ausgebildet, damit das Medieneinlassloch mit
dem Mediendurchgang des ersten Elements in Verbindung steht.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
kann ein Druckmedium angemessen von dem Mediendurchgang des ersten
Elements in das Drucksensorelement eingebracht werden.
Weiterhin
kann bei einem derartigen Aufbau das Drucksensorelement elektrisch
mit einem elektrischen Verbindungselement verbunden sein. Zum Beispiel
ist in der Situation, in der eine Druckaufnahmefläche zwischen
der flexiblen Leiterplatte ist und dieser gegenüberliegt, ein Öffnungsabschnitt
an der flexiblen Leiterplatte zum Weiterleiten des Druckmediums
von einem Medieneinlassloch, das an der Dichtung der Seite des ersten
Elements ausgebildet ist, zu der Druckaufnahmefläche vorgesehen.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
kann das Druckmedium angemessen von dem Mediendurchgang der Seite
des ersten Elements zu der Druckaufnahmefläche des Drucksensorelements eingebracht
werden, die der flexiblen Leiterplatte gegenüberliegt.
Weiterhin
kann bei einem derartigen Aufbau, wenn der Mediendurchgang auf einer
Kontaktierungsfläche
des zweiten Elements vorgesehen ist, ein Mediendurchgang des zweiten
Elements mit einer Vertiefung zum Aufnehmen eines Drucksensorelements
kombiniert wenden.
Noch
genauer kann, wenn der Mediendurchgang auf der Kontaktierungsfläche des
zweiten Elements vorgesehen ist, das Drucksensorelement in dem Zustand,
in dem die Druckaufnahmefläche
der flexiblen Leiterplatte gegenüberliegt,
elektrisch mit dem elektrischen Verbindungselement verbunden sein.
Ein Öffnungsabschnitt,
der in der Dichtung der Seite des zweiten Elements ausgebildet ist,
kann als das Medieneinlassloch zum Einbringen des Druckmediums von
dem Mediendurchgang des zweiten Elements verwendet werden.
Demgemäß kann das
Druckmedium angemessen von dem Mediendurchgang des zweiten Elements
zu der Druckaufnahmefläche
des Drucksensorelements eingebracht werden, die der flexiblen Leiterplatte
gegenüberliegt.
Weiterhin
wird es bei dem vorhergehenden Aufbau, wenn das elektrische Verbindungselement zwischen
dem Drucksensorelement und der flexiblen Leiterplatte durch ein
Isolationsmaterial abgedichtet ist, erwartet, dass eine Verbindungs-(zum
Beispiel Kontaktierungs- oder Abdichtungs-)-Stärke verstärkt wird und Isolationscharakteristiken
verbessert werden.
Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Es
zeigt:
1 eine
schematische quergeschnittene Gesamtansicht einer Montagestruktur
eines Drucksensorelements gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
2 eine
detaillierte Schnittansicht einer Montagestruktur des Drucksensorelements
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
3 eine
schematische Draufsicht der Sensorstruktur in 2;
4 eine
quergeschnittene Explosionsansicht der Montagestruktur gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
5 eine
detaillierte Schnittansicht der Montagestruktur des Drucksensorelements
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
6 eine
schematische Draufsicht der Sensorstruktur in 5;
und
7 eine
detaillierte Schnittansicht einer Montagestruktur des Drucksensorelements
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
Mehrere
beispielhafte Ausführungsbeispiele einer
Montagestruktur für
einen Drucksensor und ein Verfahren zum Herstellen werden unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche und die beiliegende Zeichnung
beschrieben, die alle einen Teil dieser Anmeldung ausbilden. In
der Zeichnung sind identische Abschnitte oder entsprechende Abschnitte
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine redundante Erläuterung
wegzulassen.
Nachstehend
folgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
Das
erste Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in Verbindung mit 1 bis 4 dargestellt,
die eine Gesamtansicht, die einen Drucksensor darstellt, der an
ein Beispielobjekt montiert ist, eine detaillierte Schnittansicht
der Struktur, eine Draufsicht der Struktur und eine Explosionsansicht
der Struktur beinhalten.
Es
wird auf 1 verwiesen. Eine schematische
quergeschnittene Gesamtansicht, die ein Profil einer Montagestruktur
eines Drucksensorelements gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, wird erläutert und beschrieben. In dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist ein Beispielobjekt, das einen zu messenden Druck aufweist, ein
Automatikgetriebe- bzw. AT-Steuermodul 10 zum Steuern eines Öldrucks
eines Automatikgetriebes 300 eines Fahrzeugs. Ein Drucksensorelement 10 ist
ein Öldruck
in diesem AT-Steuermodul 100.
Wie
es in 1 gezeigt ist, ist das AT-Steuermodul 100 das
Objekt mit einem zu messenden Druck. Das AT-Steuermodul 100 ist
in das Innere einer Ölwanne 310 aufgenommen,
die an das Automatikgetriebe 300 angebracht ist, das in
einen Motor 200 eingebaut ist.
Eine
Sensorstruktur 40 beinhaltet das Drucksensorelement 10,
eine flexible Leiterplatte 20 und Dichtungen 31, 32.
Die Sensorstruktur 40 ist in das Innere des AT-Steuermoduls 100 eingebaut.
Ebenso
sind in 1 eine obere Teilkomponente 110 und
eine Bodenkomponente 120 dargestellt, die detaillierter
in Verbindung mit 2 erläutert werden.
Es
wird nun auf 2 verwiesen. Eine detaillierte
Schnittansicht einer Montagestruktur des Drucksensorelements der
vorliegenden Erfindung wird erläutert
und beschrieben. Wie es in 2 gezeigt
ist, beinhaltet das AT-Steuermodul 100 herkömmlicherweise
eine obere Teilkomponente 110 als ein erstes Element und
eine Bodenkomponente 120 als ein zweites Element. Die obere
Teilkomponente 110 weist eine Kontaktierungsfläche 111 auf
und die Bodenkomponente 120 weist eine Kontaktierungsfläche 121 auf.
Die obere Teilkomponente 110 und die Bodenkomponente 120 sind
mit ihren jeweiligen Kontaktierungsflächen 111, 121,
die einander gegenüberliegen,
in Kontakt verbunden. Die obere Teilkomponente 110 und
die Bodenkomponente 120 können durch Schraubenelemente
(nicht dargestellt) befestigt sein.
Gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen
beinhaltet das AT-Steuermodul 100 einen Mediendurchgang 112 eines
oberen Teils und einen Bodenmediendurchgang 122, die auf
jeweiligen Kontaktierungsflächen 111, 121 der
oberen Teilkomponente 110 und der Bodenkomponente 120 ausgebildet sind.
Ein Getriebeöl
als ein Druckmedium kann durch die Mediendurchgänge 112, 122 fließen. Die
Mediendurchgänge 112, 122 sind
auf den Kontaktierungsflächen 111, 121 als
eine Vertiefung ausgebildet. Der Querschnitt der Mediendurchgänge 112, 122 kann unterschiedliche
Formen aufweisen, zum Beispiel kann der Mediendurchgang 112 des
oberen Teils eine längere
Tiefe als Breite aufweisen und kann der Bodenmediendurchgang eine
kürzere
Tiefe als Breite aufweisen, wie es dargestellt ist. Die Mediendurchgänge 112, 122 können ein
Labyrinth von einer Seite des AT-Steuermoduls 100 zu
der anderen Seite ausbilden.
Weiterhin
kann sich eine Trennplatte 130 zwischen den Kontaktierungsflächen 111, 121 verbinden.
Die Trennplatte 130 kann zum Beispiel aus Eisen bestehen.
Die
Trennplatte 130 kann den Bodenmediendurchgang 122,
der auf der Bodenkomponente 120 ausgebildet ist, von dem
Mediendurchgang 112 des oberen Teils teilen, der auf der
oberen Teilkomponente 110 ausgebildet ist. Die Trennplatte 130 ist
ein herkömmliches
Element des AT-Steuermoduls 110.
In
diesem Ausführungsbeispiel
kann das Öl als
ein Druckmedium zwischen dem Durchgang 112 des oberen Teils
und dem Bodenmediendurchgang 122 durch ein Loch 131 fließen, das
in der Trennplatte 130 ausgebildet ist.
Die
Sensorstruktur 40 befindet sich dort, wo ein Teil des Öls zwischen
dem oberen Mediendurchgang 112 und dem Bodenmediendurchgang 122 fließt, zwischen
der oberen Komponente 110 und der Bodenkomponente 120.
Die
Sensorstruktur 40 beinhaltet eine flexible Leiterplatte 20,
die sich zwischen beiden Kontaktierungsflächen 111, 121 befindet.
Eine obere Dichtung 31 ist auf einer Oberseite der Sensorstruktur 40 vorgesehen,
die sich zwischen der flexiblen Leiterlatte 20 und der
Trennplatte 130 befindet. Eine Bodendichtung 32 ist
auf der Bodenseite der Sensorstruktur 40 vorgesehen, die
sich zwischen der flexiblen Leiterplatte 20 und der Kontaktierungsfläche 121 der
Bodenkomponente 120 befindet. Die flexible Leiterplatte 20 besteht
aus einem bekannten Material, wie zum Beispiel auf Polyamidharzbasis,
und einem ausgebildeten Kupferverdrahtungsmuster 21 oder
dergleichen (in 3 dargestellt).
Die
obere Dichtung 31 der Seite der oberen Teilkomponente 110 befindet
sich zwischen der Leiterplatte 20 und der Trennplatte 130 auf
der Kontaktierungsfläche 111 der
oberen Komponenten 110. Die Bodendichtung 32 der
Seite der Bodenkomponente 120 befindet sich zwischen der
Kontaktierungsfläche 121 der
Bodenkomponente 120 und liegt der flexiblen Leiterplatte 20 gegenüber. Die
Dichtungen bilden eine Abdichtung zwischen den jeweiligen Kontaktierungsflächen 111, 121 der
oberen Teilkomponente 110 (und einer optionalen Trennplatte 130)
und der Bodenkomponente 120 und der flexiblen Leiterplatte 20 aus.
Die
oberen und Bodendichtungen 31, 32 können aus
einem Material, wie zum Beispiel Harz, Kunststoffmaterialien, Metall
und dergleichen, bestehen. Weiterhin kann jede Dichtung 31, 32 eine
flexible Elastizität
aufweisen, die ausreichend ist, um eine Unebenheit des Verdrahtungsmusters 21 zu
absorbieren, das auf die Leiterplatte 20 gedruckt ist,
um eine Unebenheit jeder Kontaktierungsfläche 111, 121 zu
kontaktieren. Ein Medieneinlassloch 31a, das nachstehend
detaillierter beschrieben wird, kann in der Dichtung 31 vorgesehen
sein, um zuzulassen, dass das Medium von einer Seite der Dichtung 31 durch
die andere Seite der Dichtung 31 fließt.
Das
Loch 131 in der Trennplatte 130 ist angeordnet,
um zwischen dem Mediendurchgang 112 des oberen Teils und
dem Bodenmediendurchgang 122 in Verbindung zu stehen. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist das Loch 131 einen Durchmesser mindestens so groß wie einen
Durchmesser des Mediendurchgangs 112 des oberen Teils auf
der Kontaktierungsfläche 111 auf
und in diesem Fall einen Durchmesser, der flächengleich mit dem Durchmesser
des Medieneinlasslochs 31a in der oberen Dichtung 31 ist.
Hier
ist, wie es in sowohl 2 als auch 4 gezeigt
ist, ein Öffnungsabschnitt 32a in
der Bodendichtung 32 ausgebildet. Das Drucksensorelement 10 ist über den Öffnungsabschnitt 32a mit
Verbindungselementen 50, die auf der gedruckten Leiterplatte 20 ausgebildet
sind, elektrisch verbunden. Der Öffnungsabschnitt 32a weist
eine Breite auf, die größer als
eine Breite des Bodenmediendurchgangs 122 ist, um zuzulassen,
dass ein Druckmedium von dem Bodenmediendurchgang 122 in
den Öffnungsabschnitt 32a fließt. Das
Druckmedium kann dann zwischen den Verbindungselementen fließen, um den Öffnungsabschnitt 20a der
flexiblen Leiterplatte 20 zu erreichen.
Das
Drucksensorelement 10 kann ein Absolutdruck-Drucksensorelement
sein. Vorteilhaft beinhaltet das Drucksensorelement 10 einen
Halbleitermembran-Sensorchip 11 und
einen Glassockel 12, der durch Anodenbonden bzw. kontaktieren
mit dem Sensorchip 11 verbunden ist.
Der
Sensorchip 11 kann auf einem Halbleitersubstrat, wie zum
Beispiel einem Siliziumhalbleitersubstrat, hergestellt sein. Ein
konkaver Vertiefungsabschnitt kann auf der Rückseite von diesem durch chemisches Ätzen ausgebildet
sein und kann an der Oberfläche
dünnwandig
sein, die diesem konkaven Vertiefungsabschnitt entspricht, um eine
Membran auszubilden. Die Oberfläche
dieser Membran sieht eine Druckaufnahmefläche 11a vor, die den Öldruck aufnimmt.
Der
Sensorchip 11 kann an dem Glassockel 12 abgedichtet
sein, um einen Standard- bzw. Normdruck, für das Drucksensorelement 10 zu
bilden, so dass die Druckaufnahmefläche 11a einen Druck
aufnimmt und eine Verformung erfährt.
Der Sensorchip 11 gibt ein Signal auf der Grundlage der
Verformung unter Verwendung eines Piezowiderstandeffekts in Übereinstimmung
mit bekannten Techniken aus.
Wie
es in sowohl 2 als auch 3 gezeigt
ist, ist das Drucksensorelement 10 mit der flexiblen Leiterplatte 20 über das
Verbindungselement 50 verbunden, bei dem die Druckaufnahmefläche 11a der
flexiblen Leiterplatte 20 gegenüberliegt. Die Druckaufnahmefläche 11a,
die dem konkaven Vertiefungsabschnitt gegenüberliegt, liegt der flexiblen
Leiterplatte 20 gegenüber.
Isolationselemente 60 können
ebenso um jeweilige Verbindungselemente vorgesehen sein und werden
detaillierter nachstehend beschrieben.
Es
wird nun auf 3 verwiesen. Eine schematische
Draufsicht, die die Sensorstruktur 40 in 2 zeigt,
wird erläutert
und beschrieben. Wie es in 3 gezeigt
ist, verbindet ein Verdrahtungsmuster 21, das auf der flexiblen
Leiterplatte 20 ausgebildet ist, eine Anschlussfläche (nicht
gezeigt) des Sensorchips 11 über das Verbindungselement 50 elektrisch.
Das
Verbindungselement 50 besteht aus einem Material, wie zum
Beispiel einem Goldkontaktierungsflecken, der durch eine Ultraschallwelle
verbunden ist, einem Lotkontaktierungsflecken oder einem leitenden
Haftmaterial. Noch genauer kann der Umfang des Verbindungselements 50 zwischen
dem Sensorchip 11 und der flexiblen Leiterplatte durch
die Isolationselemente 60, wie zum Beispiel ein Harz eines
Epoxytyps, abgedichtet sein, wobei die Isolationselemente 60 zwischen
dem Drucksensorelement 10 und der flexiblen Leiterplatte 20 angeordnet
sind.
In
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Verbindungselemente 50 durch das Isolationsmaterial 60 derart
abgedichtet, dass die Verbindungsstärke der Verbindungselemente 50 verstärkt wird
und die Verbindungselemente 50 elektrisch voneinander isoliert
sind.
Die
Isolationselemente 60 können
abwechselnd aufgetragen werden, nachdem das Drucksensorelement 10 mit
den Verbindungselementen 50 mit der flexiblen Leiterplatte 20 verbunden
worden ist. Alternativ können
die Isolationselemente 60 aufgetragen werden, bevor das
Drucksensorelement 10 verbunden ist.
Zum
Beispiel kann in dem Fall eines Auftragens, bevor die Verbindung
durchgeführt
wird, das Verbindungselement 50 ein Goldkontaktierungsflecken
sein, wobei der Kontaktierungsflecken auf dem Drucksensorelement 10 ausgebildet
ist und das Isolationsmaterial 60 auf der flexiblen Leiterplatte 20 angeordnet
ist. Danach kann eine Ultraschallwelle das Isolationsmaterial 60 an
dem dadurch erzeugten Kontaktierungsflecken befestigen und wird
das Isolationsmaterial 60 dann ausgehärtet.
Es
wird nun auf 4 verwiesen. Eine quergeschnittene
Explosionsansicht, die die Montagestruktur des ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung darstellt, wird erläutert und beschrieben. Das
Medieneinlassloch 31a ist in der oberen Dichtung 31 ausgebildet
und ein Medieneinlassloch 32a ist in der Bodendichtung 32 ausgebildet,
um Öl als
ein Druckmedium von den oberen und unteren Mediendurchgängen 112, 122 in
das Drucksensorelement 10 einzubringen.
Das
Medieneinlassloch 31a ist in einem Bereich der Dichtung 31 des
oberen Teils ausgebildet, der einem Loch 131 der Trennplatte 130 entspricht. Ein
Umfang des Medieneinlasslochs 31a kann mit einem Umfang
des Lochs 131 der Trennplatte 130 zusammenhängend sein.
Dieses Medieneinlassloch 31a ist mit dem Mediendurchgang 112 des
oberen Teils verbunden und steht mit diesem in Verbindung.
Noch
genauer ist das Drucksensorelement 10 an einer Seite der
flexiblen Leiterplatte 20 angeordnet, die dem Medieneinlassloch 31a der
Dichtung 31 des oberen Teils gegenüberliegt. Die flexible Leiterplatte 20 weist
einen Öffnungsabschnitt 20a auf, der
angeordnet ist, um mit dem Medieneinlassloch 31a in Verbindung
zu stehen.
Das
Druckmedium kann durch den Öffnungsabschnitt 20a der
flexiblen Leiterplatte 20 von dem Medieneinlassloch 31a der
Dichtung 31 des oberen Teils zu der Druckaufnahmefläche 11a des Drucksensorelements 10 geführt werden.
Anders
ausgedrückt
ist der Öffnungsabschnitt 32a in
der Bodendichtung 32 ausgebildet und ist das Drucksensorelement 10 über den Öffnungsabschnitt 32a in
den Bodenmediendurchgang 122 eingebracht. Der Öffnungsabschnitt 32a wirkt
als ein Medieneinlassloch und bringt ein Druckmedium von dem Bodenmediendurchgang 122 ein.
Das
Druckmedium wird über
den Öffnungsabschnitt
der Bodendichtung 32, anders ausgedrückt den Medieneinlassloch 32a,
von einem Spalt zwischen den Verbindungselementen 50 in
die Druckaufnahmefläche 11a eingebracht.
Weiterhin
ist es bevorzugt, dass die Richtung eines Flusses zwischen dem Mediendurchgang 112 des
oberen Teils und dem Bodenmediendurchgang 122 entweder
aufwärts
(von dem Bodenmediendurchgang 122 zu dem Mediendurchgang 112 des oberen
Teils) oder abwärts
(von dem Mediendurchgang 112 des oberen Teils zu dem Bodenmediendurchgang 122)
ist.
Wenn
der Fluss abwärts,
das heißt
von dem Mediendurchgang 112 des oberen Teils zu dem Bodenmediendurchgang 122,
ist, wird ein Druckmedium von dem Mediumeinlassloch 31a der
Dichtung 31 des oberen Teils in das Medieneinlassloch 32a der Bodendichtung 32 eingebracht.
Andererseits wird, wenn der Fluss aufwärts, das heißt, von
dem Bodenmediendurchgang 122 zu dem Mediendurchgang 112 des
oberen Teils, ist, ein Fluss umgekehrt zu dem, der zuvor beschrieben
worden ist.
Anders
ausgedrückt
werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Mediendurchgänge 112, 122 auf
beiden Kontaktierungsflächen 111, 121 der
oberen Teilkomponente 110 und der Bodenkomponente 120 ausgebildet.
Deshalb sind die jeweiligen Medieneinlasslöcher (Öffnungsabschnitte) 31a, 32a in
den oberen und unteren Dichtungen 31, 32 ausgebildet,
um den zwei zuvor beschriebenen Flüssen zu entsprechen.
Deshalb
wird, wenn der Öldruck
in dem AT-Steuermodul 100 in die Druckaufnahmefläche 11a des
Drucksensorelements 10 eingebracht wird, das Drucksignal,
das dem Druck entspricht, von dem Drucksensorelement 10 zu
der flexiblen Leiterplatte 20 über das Verbindungselement 50 ausgegeben.
Obgleich
es nicht gezeigt ist, kann die flexible Leiterplatte 20 elektrisch
mit einem elektrischen Verdrahtungsteil des AT-Steuermoduls 100 verbunden
sein. Weiterhin kann das Drucksignal von der flexiblen Leiterplatte 20 zu
einem Schaltungsteil in dem AT-Steuermodul 100 gesendet
werden und kann das Drucksignal zum Steuern des Öldrucks verwendet werden.
Wie
es in 2 und 4 gezeigt ist, geht das Drucksensorelement 10 durch
den Öffnungsabschnitt 32a der
Bodendichtung 32 und steht von diesem hervor und ist in
dem Bodenmediendurchgang 122 aufgenommen. Der Bodenmediendurchgang 122 ist
eine Vertiefung, die auf der Kontaktierungsfläche 121 der Bodenkomponente 120 ausgebildet
ist.
Anders
ausgedrückt
ist der Bodenmediendurchgang 122 die Vertiefung, die auf
der Kontaktierungsfläche 121 der
Bodenkomponente an einer Position ausgebildet ist, die dem Drucksensor 10 entspricht,
und ist das Sensorelement 10 in der Vertiefung 122 aufgenommen.
Der
Bodenmediendurchgang 122 ist auf der Kontaktierungsfläche 121 der
Bodenkomponente 120 ausgebildet, wobei dieser Bodenmediendurchgang 122 als
die Vertiefung dient, die das Drucksensorelement 10 aufnimmt.
Ein
Einbau des Drucksensorelements 10 kann zu der gleichen
Zeit durchgeführt
werden, zu der die obere Teilkomponente 110 und die Bodenkomponente 120 in
dem AT-Steuermodul 100 angeordnet werden. 4 zeigt
eine quergeschnittene Explosionsansicht dieser Montagestruktur,
die jedes Teil darstellt.
Zuerst
wird die flexible Leiterplatte 20 mit dem Drucksensorelement 10 kontaktiert.
Dann werden beide Oberflächen
der flexiblen Leiterplatte 20 zwischen jeweiligen Dichtungen 31, 32 angeordnet. Die
Dichtungen 31, 32 (mit der flexiblen Leiterplatte 20 dazwischen)
werden zwischen der jeweiligen oberen Teilkomponente und unteren
Teilkomponente 110, 120 angeordnet.
Die
flexible Leiterplatte 20 ist elektrisch mit dem AT-Steuermodul 100 verbunden.
Nachfolgend
werden beide Komponenten 110, 120 durch einen
Schraubverschluss (nicht gezeigt) oder dergleichen befestigt. Zum
Beispiel kann der Schraubverschluss wie bei einer herkömmlichen Dichtung
durch Vorsehen eines Lochs für
die Schraube auf den Dichtungen 31, 32 durchgeführt werden.
Die
Kombination des Drucksensorelements 10, der flexiblen Leiterplatte 20 und
der Dichtungen 31, 32 wird dadurch durch die Klemmkraft,
die durch den Schraubverschluss vorgesehen wird, zwischen beiden
Kontaktierungsflächen 111, 121 der
Komponenten 110, 120 befestigt. Auf diese Weise
kann die Montagestruktur des Drucksensorelements des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
fertig gestellt werden, wie es in 1 bis 3 gezeigt
ist.
Nun
ist gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
das AT-Steuermodul 100 das Objekt mit dem zu messenden
Druck. Das AT-Steuermodul 100 beinhaltet die Komponenten 110, 120 und
die Mediendurchgänge 112, 122 auf
den jeweiligen Kontaktierungsflächen 111, 121 der
Komponenten 110, 120. Die flexible Leiterplatte 20,
die mit dem Drucksensorelement 10 kontaktiert ist, befindet
sich über die
Dichtungen 31, 32 zwischen den beiden Komponenten 110, 120.
Das Drucksensorelement 10 ist in den Bodenmediendurchgang 122 montiert,
wobei der Bodenmediendurchgang 122 eine Vertiefung ist,
die auf der Bodenkomponente 120 ausgebildet ist. Weiterhin
kann, wie es zuvor beschrieben worden ist, ein zweckmäßiges Überwachen
eines Drucks durch Einbringen des Druckmediums in das Drucksensorelement 10 von
den Medieneinlasslöchern 31a, 32a durchgeführt werden,
die auf den beiden Dichtungen 31, 32 ausgebildet
sind.
Deshalb
benötigt
die vorliegende Erfindung kein herkömmliches Gehäuse zum
Aufnehmen des Drucksensors 10. Das Drucksensorelement 10 kann in
dem Inneren des AT-Steuermoduls 100 oder einem anderen
Objekt mit dem zu messenden Druck ohne ein Ändern eines Erzeugnisprofils
angeordnet sein.
Als
derart beschriebener Aufbau sieht die vorliegende Erfindung den
Drucksensor 10 als eine vereinfachte und miniaturisierte
Komponente vor, welche in dem AT-Steuermodul 100 angeordnet
sein kann.
Die
Fähigkeit,
Raum in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs zu sparen, ist ein
großer
Vorteil. In jüngster
Zeit wird die Automobilindustrie häufig aufgefordert, einen Raum
unter einer Motorhaube zu verwenden, um einen Aufprall zu absorbieren.
Obgleich
es schwierig ist, die herkömmliche Struktur
zu verbessern, bei der ein Drucksensor von dem Objekt mit einem
zu messenden Druck hervorsteht, kann die dargestellte Montagestruktur
einen derartigen Raum einfach erzeugen.
Weiterhin
sind in einem herkömmlichen
System ein thermischer Expansionskoeffizient des Sockelglases 2 und
des Gehäuses,
das auf das Sockelglas 12 montiert ist, unterschiedlich,
so dass sich das Gehäuse
ausdehnt oder schrumpft, wenn eine Temperaturänderung auftritt. Der Glassockel 12 muss
einige Tiefe aufweisen, um die Beanspruchung zu unterdrücken, die
auf das Drucksensorelement 10 ausgeübt wird. Jedoch kann in dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Glassockel 12 dünner
als in dem herkömmlichen
System sein, da der Glassockel 12 nicht in Kontakt mit
dem anderen Element ist. Als Ergebnis kann das Drucksensorelement 10 miniaturisiert
werden und kann Gewicht gespart werden.
Nachstehend
erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
Das
zweite Ausführungsbeispiel
ist in 5 und 6 dargestellt. 5 sieht
eine Schnittansicht einer Sensorstruktur vor, wohingegen 6 eine
schematische Draufsicht der Sensorstruktur vorsieht, die in 5 gezeigt
ist. Elemente, welche zuvor beschrieben worden sind, werden nachstehend zur
Klarheit einer Erläuterung
weggelassen.
Es
wird auf 5 verwiesen. Eine detaillierte Schnittansicht
der Montagestruktur des Drucksensorelements gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird erläutert
und beschrieben. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, das in 2 dargestellt ist, verwendet
das zweite Ausführungsbeispiel
eine flexible Leiterplatte 20, welche einen Bereich aufweist,
der kleiner als der Bereich der Dichtungen 31, 32 ist.
Für diesen
Fall kann erwartet werden, dass der Betriebs/Arbeitseffekt der gleiche wie
der des ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung ist.
Es
wird nun auf 6 verwiesen. Eine schematische
Draufsicht der Sensorstruktur, die in 5 gezeigt
ist, wird erläutert
und beschrieben. Das Verdrahtungsmuster 21 der flexiblen
Leiterplatte 20 ist nicht in 6 dargestellt,
um ein Verdecken der Grundlagen zu vermeiden, die hierin erläutert werden.
Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, das in 3 dargestellt ist,
belegt die flexible Leiterplatte 20 einen kleineren Bereich
als die Dichtung 31. In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist die flexible Leiterplatte 20 mit der Dichtung 31 zusammenhängend, weist
den gleichen Durchmesser wie diese auf und dehnt sich nach rechts
in der Darstellung über
die Dichtungen aus. Im Gegensatz dazu dehnt sich in dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die flexible Leiterplatte 20 nicht
zu dem Umfang der Dichtungen aus.
Nachstehend
erfolgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
Es
wird nun auf 7 verwiesen. Eine detaillierte
Schnittansicht der Montagestruktur des Drucksensorelements gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird erläutert und beschrieben. Elemente,
welche zuvor erläutert
worden sind, sind nachstehend zur Klarheit einer Erläuterung
weggelassen. Als eine Alternative zu den Mediendurchgängen 112, 122,
die auf sowohl der Kontaktierungsfläche 111 der oberen
Teilkomponente 110 als auch der Kontaktierungsfläche 121 der
Bodenkomponente 120 ausgebildet sind, kann der Mediendurchgang
auf irgendeiner der Kontaktierungsflächen 111, 121 ausgebildet
sein.
Zum
Beispiel sind, wie es in 2 gezeigt ist, die Mediendurchgänge 112, 122 auf
beiden Kontaktierungsflächen 111, 121 der
oberen Teilkomponente 110 und der Bodenkomponente 120 ausgebildet.
Ebenso sind die Mediendurchgangslöcher 31a, 32a auf
den oberen und unteren Dichtungen 31, 32 ausgebildet.
Der
Mediendurchgang 112 des oberen Teils ist nicht als der
Mediendurchgang ausgebildet, um ein Druckmedium weiterzuleiten,
und der Bodenmediendurchgang 122 ist ausgebildet. Für diese Änderung
kann der folgende Aufbau angewendet werden.
In 2 wird
das Druckmedium von dem Mediendurchgang 122 des oberen
Teils über
das Medieneinlassloch 31a der oberen Dichtung 31,
dann über
den Öffnungsabschnitt 20a der
flexiblen Leiterplatte 20 zu der Druckaufnahmefläche 11a des Drucksensorelements 10 weitergeleitet.
Deshalb kann das Drucksensorelement 10 den Druck überwachen.
Andererseits
sollte, obgleich eine Vertiefung vorgesehen ist, welche als der
Bodenmediendurchgang 122 in dem vorhergehenden Fall dient,
diese eine Abmessung aufweisen, die ausreichend ist, um das Drucksensorelement 10 aufzunehmen;
die Vertiefung muss nicht geformt sein, um den Fluss des Mediums
zuzulassen.
7 zeigt,
dass der einzige Mediendurchgang der Bodenmediendurchgang 122 ist,
der in der Kontaktierungsfläche 121 der
Bodenkomponente 120 ausgebildet ist. Das zuvor beschriebene
Medieneinlassloch der Dichtung 31 des oberen Teils und der Öffnungsabschnitt 20a der
flexiblen Leiterplatte 20 werden in diesem Ausführungsbeispiel
nutzlos. Weiterhin arbeitet der Bodenmediendurchgang 122 als
eine Vertiefung zum Aufnehmen des Drucksensorelements 10.
Ein
Druckmedium fließt
von dem Bodenmediendurchgang 122 zu dem Medieneinlassloch 32a, wobei
das Medieneinlassloch 32a eine Öffnung in der Bodendichtung 32 ist;
dann fließt
das Druckmedium zu der Druckaufnahmefläche 11a des Drucksensorelements 10.
Dadurch kann das Drucksensorelement 10 den Druck überwachen.
Nachstehend
erfolgt die Beschreibung von anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung.
Weiterhin
muss die Druckaufnahmefläche 11a des
Drucksensorelements 10 nicht der flexiblen Leiterplatte 20 gegenüberliegen,
wie es in jedem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
Die Druckerfassung sollte durch Vorsehen von mindestens einem der
Medieneinlasslöcher
der beiden Dichtungen 31, 32 zugelassen werden,
welche ein Druckmedium von dem Mediendurchgang zu dem Drucksensorelement 10 einbringen.
Die
flexible Leiterplatte 20 und die Dichtungen 31, 32 können über einen
Klebstoff oder andere Haftmittel haftend miteinander kontaktiert
sein.
Alternativ
kann, obgleich die vorhergehenden Beispiele zeigen, dass der Umfang
des Verbindungselements 50 durch das Isolationselement 60 zwischen
dem Drucksensorelement 10 und der flexiblen Leiterplatte 20 abgedichtet
ist, das Isolationselement 60 weggelassen werden. Als eine
andere Alternative ist es nicht erforderlich, dass das Isolationselement
ein Material mit Isolationseigenschaften verwendet.
Obgleich
das dargestellte AT-Steuermodul 100 in dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel zwei
Komponenten, wie zum Beispiel die obere und untere Komponente, beinhaltet,
können
drei oder mehr Komponenten enthalten sein. In diesem Fall kann sich
die Sensorstruktur 40 zwischen zwei oder mehr der Komponenten
befinden.
Schließlich ist
das Objekt mit einem zu messenden Druck nicht auf das AT-Steuermodul eines Automatikgetriebes
beschränkt.
Zum Beispiel kann das Objekt ein Steuermodul eines kontinuierlich
verstellbaren Getriebes bzw. CVT sein.
Ein
zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Drucksensor kann durch
eine Montagestruktur an ein Objekt mit einem zu messenden Druck
montiert sein. Die Montagestruktur beinhaltet ein Kontaktieren eines
ersten Elements und eines zweiten Elements, einen Mediendurchgang,
der auf einer der Kontaktierungsflächen von diesen ausgebildet
ist, eine flexible Leiterplatte, die sich über Dichtungen zwischen beiden
Kontaktierungsflächen
befindet, und ein Drucksensorelement, das durch ein elektrisch leitendes Element
derart elektrisch mit der flexiblen Leiterplatte verbunden ist,
dass das Sensorelement elektrisch nach außerhalb des Objekts verbunden
ist. Das Drucksensorelement ist in einer Vertiefung angeordnet,
die auf der Kontaktierungsfläche
ausgebildet ist. Das Druckmedium wird über ein Einlassloch von dem Mediendurchgang
zu dem Drucksensorelement weitergeleitet.