(57)【要約】【課題】流量測定装置の吸気温度検出部における応答速度を向上させる。【解決手段】流量測定装置１は、主に本体部１ａと計測用通路構成部１ｂによって構成される。計測用通路構成部１ｂの計測用通路４を構成する壁面部であるプレート８の内面側に検出素子部３が配設され、この検出素子部３を構成する基板１５の一主面上に被計測流体の温度を検出する吸気温度検出部６が形成されている。主通路２と計測用通路４を連通させる通気口３４が、計測用通路構成部１ｂのプレート８を貫通するように設けられる。そして、この通気口３４に検出素子部３となる基板１５の端部が突出するように配置され、吸気温度検出部６が形成された検出素子部３の端部裏面が、主通路２側に露出させている。【選択図】図１
2015219111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測流体が流通する主通路内に延出され、内部に回路収納部が設けられた本体部、
上記本体部の上記回路収納部の延出側に形成され、被計測流体の一部を流通させる計測用通路が設けられた計測用通路構成部、
上記計測用通路構成部の上記計測用通路を構成する壁面部の内面側に配設され、同一基板の一主面上に被計測流体の温度を検出する吸気温度検出部と流量を検出する流量検出部が形成された検出素子部、
上記計測用通路構成部の上記壁面部を貫通し、上記主通路と上記計測用通路を連通する通気口を備え、
上記通気口に上記検出素子部の端部が突出して配置され、上記吸気温度検出部が形成された上記検出素子部の端部裏面が、上記主通路側に露出されたことを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】
上記計測用通路を構成する上記壁面部は、上記主通路の流通方向に平行となるように配設され、上記通気口は、流通方向に垂直となるように開口されたことを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
【請求項３】
上記通気口の延長上に、上記吸気温度検出部を構成する吸気温度検出抵抗が配設されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の流量測定装置。
【請求項４】
上記通気口は、上記検出素子部の上記吸気温度検出抵抗の配置領域およびその周囲の空間を取り囲む広さに開口されたことを特徴とする請求項３記載の流量測定装置。
【請求項５】
上記通気口は、上記計測用通路側よりも上記主通路側の開口面積が大きくなるように通気口内側面が傾斜していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の流量測定装置。
【請求項６】
上記計測用通路構成部は、上記通気口の上記主通路側の開口端部に、上記主通路側に突き出す凸部を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の流量測定装置。
【請求項７】
上記通気口の上記主通路上流側に位置する上記凸部は、上記通気口下流側に向かって突出量が滑らかに増大するように表面が傾斜した形状であることを特徴とする請求項６記載の流量測定装置。
【請求項８】
上記計測用通路構成部が上記本体部から下向きに延出して配置される場合、上記通気口の上記主通路上流側に位置する上記凸部の外周形状は、上記主通路上流側から下流側に向かって下向きに傾斜する傾斜部を有することを特徴とする請求項６記載の流量測定装置。
【請求項９】
上記計測用通路構成部は、上記通気口の上記主通路側の開口端部周囲に、上記壁面部表面から掘り下げられた凹部を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量測定装置に関するものであり、例えば、内燃機関の吸入空気流量および吸入空気温度の測定に用いられる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の流量測定装置において、主通路に流れる吸入空気の一部を取り込む計測用通路を設け、その計測用通路内に流量を測定する流量検出素子を配置し、さらに、吸気温度を測定する吸気温度検出素子を、計測用通路内あるいは主通路に配置した構成が知られている。
流量検出素子には、流量検出部がミクロンオーダーの厚さの薄膜で形成された半導体素子が用いられ、吸気温度検出素子には、サーミスタが用いられる。
通常、吸気温度検出素子を配置するために支持部材を設けるが、この支持部材から伝わる熱が、吸気温度検出精度に影響を及ぼしていた。また、熱伝導率の低い支持部材を用いると低価格化が困難となっていた。
そこで、吸気温度計測精度の向上と低価格化を両立でき、さらに、高ロバスト性、高信頼性を得ることが可能な流量測定装置として、以下のような構造が提示されていた。
【０００３】
従来の流量測定装置では、曲りを有する計測用通路内に吸気温度検出素子を配置し、コネクタターミナルと支持ターミナルを分断し、支持部材から検出素子に伝わる熱の影響を低減していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の流量測定装置では、流量検出素子と吸気温度検出素子とを一つの基板上に配置し、互いを一体化することにより低価格化させていた。
さらに、流量検出素子と吸気温度検出素子とを一つの基板上に形成した検出素子において、吸気温度検出素子をダイアフラム上に形成することにより、吸気温度検出素子と、この吸気温度検出素子が配置された基板部分を含む支持部材の熱容量を小さくし、吸気温度に対する応答速度を向上させていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、従来の流量測定装置では、計測用通路を構成する一壁面と同一面位置に配設された検出素子の下流近傍のカバー部に、計測用通路と主通路を連結する穴を設けていた（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、従来の流量測定装置では、計測用通路内に配設された流量検出素子の上流側に、計測用通路内と主通路を貫通する穴を設け、計測用通路内に侵入する水を主通路側に排出し、流量検出素子への水の付着を防止していた（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１２４６０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１３８６８８号公報
【特許文献３】特許第４１６１０７７号公報
【特許文献４】特許第３７８２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の流量測定装置においては、吸気温度を検出する検出素子の検出精度を向上させる構造が提案されていた。しかしながら、特許文献１から４の技術では、吸気温度検出素子が配置される計測用通路内の熱容量が大きく、計測用通路内で検出する温度の応答が、主通路での温度の応答に対して遅れるため、吸気温度検出素子自体の計測精度を向上させても、所望の吸気温度検出精度が得られないという問題があった。
【０００９】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、吸気温度に対する応答速度を改善し、高精度でロバスト性、信頼性に優れた流量測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係わる流量測定装置は、被計測流体が流通する主通路内に延出され、内部に回路収納部が設けられた本体部、上記本体部の上記回路収納部の延出側に形成され、被計測流体の一部を流通させる計測用通路が設けられた計測用通路構成部、上記計測用通路構成部の上記計測用通路を構成する壁面部の内面側に配設され、同一基板の一主面上に被計測流体の温度を検出する吸気温度検出部と流量を検出する流量検出部が形成された検出素子部、上記計測用通路構成部の上記壁面部を貫通し、上記主通路と上記計測用通路を連通する通気口を備え、上記通気口に上記検出素子部の端部が突出して配置され、上記吸気温度検出部が形成された上記検出素子部の端部裏面が、上記主通路側に露出されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の流量測定装置によれば、計測用通路と主通路を貫通する通気口を形成することで、主通路側の吸気を吸気温度検出部に流通させられるとともに、計測用通路内の熱容量を小さくすることができる。さらに、検出素子部の端部を通気口に突出して配置することで、吸気温度検出部が形成された検出素子部の端部裏面を、主通路側に露出させた状態とすることができる。そのため、吸気温度検出部が壁面部から受ける熱的影響を低減し、吸気温度に対する応答速度を改善し、高精度でロバスト性、信頼性に優れた流量測定装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る流量測定装置を主通路に取り付けた状態を示す、主通路に垂直な方向の側断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る流量測定装置を主通路に取り付けた状態を示す、主通路に平行な側断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る流量測定装置の回路図である。
【図４】図１の検出素子部およびその周辺を示す、主通路に垂直な要部側断面図（図４（ａ））と、主通路に平行な要部側断面図（図４（ｂ））である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る吸気温度検出部の応答特性を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る通気口およびその周辺を示す、主通路側要部拡大図（図６（ａ））と、Ｂ−Ｂ矢視断面図（図６（ｂ））である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る通気口およびその周辺を示す、主通路側要部拡大図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４に係る通気口およびその周辺を示す、主通路側要部拡大図である。
【図１０】図９のＤ-Ｄ矢視断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に係る通気口およびその周辺を示す、主通路側要部拡大図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態６に係る通気口およびその周辺を示す、主通路側要部拡大図（図１３（ａ））と、Ｆ−Ｆ矢視断面図（図１３（ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１の流量測定装置について図１から図５を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る流量測定装置１を、被計測流体が流れる配管１００内の主通路２に挿し延べて取り付けた状態を示す、主通路２の流通方向に垂直な側断面図である。図２は、流量測定装置１を主通路２に取り付けた状態の要部を示す主通路の流通方向に沿った側断面図である。図３は、流量測定装置１の検出部の概略構成を示す回路図である。図４（ａ）は、図１の検出素子部３およびその周辺を示す、主通路２の流通方向に垂直な要部側断面図である。図４（ｂ）は、検出素子部３およびその周辺を示す主通路２の流通方向に平行な要部側断面図である。また、図５は、実施の形態１の流量測定装置１の吸気温度検出部６の応答速度改善の効果を説明するための図である。例えば、被計測流体の主流（流通方向）は、図２中に矢印Ａで示す方向に流れている。
【００１４】
図１および図２に示すように、流量測定装置１は、配管１００に装着され、配管１００内の被計測流体の流量および温度を計測するために用いられる。流量測定装置１は、配管１００内に挿し延べられる平板部分が、配管固定部に近い本体部１ａと、配管１００内に挿入された先端部側となる計測用通路構成部１ｂによって構成されている。本体部１ａは、被計測流体が流通する主通路２内に延出され、内部に回路収納部２２が設けられている。そして、計測用通路構成部１ｂは、本体部１ａの回路収納部２２延出側に形成され、被計測流体の一部を流通させる計測用通路４が設けられている。さらに、計測用通路構成部１ｂの計測用通路４を構成する壁面部であるプレート８の内面側には、同一基板１５の一主面上に被計測流体の温度を検出する吸気温度検出部６と流量を検出する流量検出部５が形成された検出素子部３が配設されている。
【００１５】
図４に、要部となる検出素子部３およびその周辺の側断面図を拡大して示すように、本発明の流量測定装置１では、主通路２と計測用通路４を連通する通気口３４が、計測用通路構成部１ｂの壁面部であるプレート８を貫通して形成されている点に特徴がある。そして、その通気口３４に検出素子部３の端部（配管１００内に挿入された先端部側）が突出して配置され、吸気温度検出部６が形成された検出素子部３の端部裏面が、主通路２側に露出された構成となっている。
【００１６】
また、図１および図４に示すように、主通路２内において、計測用通路４を構成する壁面部であるプレート８の平面は、主通路２の流通方向に平行となるように配設され、通気口３４は、流通方向に垂直となるように開口されている。また、図１および図２に示すように、流量測定装置１は、本体部１ａが上、計測用通路構成部１ｂが下となるように配管１００に固定されている。
【００１７】
さらに、図４（ｂ）に示すように、通気口３４の開口部の延長上に、吸気温度検出部６を構成する吸気温度検出抵抗１４が配設されている。吸気温度検出抵抗１４を載置する基板１５の裏面（計測用通路４に晒される計測面を主面とする。）が、通気口３４を介して主通路２側に露出した状態となっている。そして、例えば、吸気温度検出抵抗１４は、基板１５を介してプレート８に重畳しないように、吸気温度検出抵抗１４を配置した全領域が、通気口３４に重なるように配設されている。
【００１８】
また、プレート８に開口された通気口３４は、例えば、検出素子部３の吸気温度検出抵抗１４の配置領域およびその周囲の空間を取り囲む広さに形成されている。この時、通気口３４は、流通方向において、検出素子部３を構成する基板１５よりも広い幅に開口されている。
【００１９】
次に、本発明の流量測定装置１について、より詳細に説明する。図１から図４において、主通路２は被計測流体が通過する円筒状の配管１００の内部流路であり、自動車用内燃機関の場合、通常、吸入空気濾過装置（図示せず）と一体に構成された吸気管路の流路である。そして、被計測流体は空気となる。この主通路２には、流量測定装置１をプラグインするための挿入穴が設けられている。
【００２０】
流量測定装置１は、主通路２に配設されて被計測流体の一部を流通させる計測用通路４と、計測用通路４内を流通する被計測流体の流量を検出する流量検出部５と被計測流体の温度を計測する吸気温度検出部６が同一基板１５上に形成された検出素子部３と、流量検出部５と吸気温度検出部６を駆動し流量検出信号と吸気温度検出信号を処理するための制御回路が構成された回路基板７と、検出素子部３および回路基板７を保持するプレート８と、プレート８を支えるベース９と、ベース９と近接して配設され、プレート８と協働して計測用通路４を構成する計測用通路形成カバー１０とを有する。
【００２１】
図４（ｂ）に検出素子部３の側断面図を示すように、検出素子部３は、流量検出部５と吸気温度検出部６を備えている。流量検出部５は、被計測流体の流量を検出するための発熱抵抗１１、および発熱抵抗１１の被計測流体の流れ方向の上下流側に配置された発熱温度検出抵抗１２と被計測流体の温度を検出し、流量検出の温度補償を行う温度補償用抵抗１３を備えている。そして吸気温度検出部６は、被計測流体の温度を検出するための吸気温度検出抵抗１４を備えている。これら流量検出部５と吸気温度検出部６は、矩形平板状の基板１５の表面に形成され、発熱抵抗１１および発熱温度検出抵抗１２、温度補償用抵抗１３、吸気温度検出抵抗１４に電気的に接続された入出力端子が基板１５の表面の一側に形成され、回路基板７側へ接続されている。
【００２２】
ここで、発熱抵抗１１、発熱温度検出抵抗１２、温度補償用抵抗１３、吸気温度検出抵抗１４および入出力端子は、基板１５の表面に形成された白金、ニッケル、鉄、ニッケル合金、チタンなどの感熱抵抗膜をパターニングして形成される。また、発熱抵抗１１と発熱温度検出抵抗１２および温度補償用抵抗１３の形成領域である流量検出部５は、基板１５を裏面側から除去して形成されたキャビティによりダイアフラム構造となっている。
【００２３】
さらに、基板１５の材料としては、シリコンあるいはセラミックなどの電気絶縁材料が用いられる。なお、吸気温度検出抵抗１４の形成領域である吸気温度検出部６も、流量検出部５と同様に、基板１５を裏面側から除去して形成されたキャビティによりダイアフラム構造としてもよい。
【００２４】
また、図３に、流量測定装置１の回路図を示すように、回路基板７は、定電圧電源１６、トランジスタ１７、固定抵抗１８、オペアンプ１９、定電流源２０を構成要素として、吸気温度検出回路部７ａ、発熱温度制御回路部７ｂ、流量検出回路部７ｃ（詳細は後述）を構成し、さらに、特性調整回路２１を備えている。ここで、特性調整回路２１は、吸気温度信号調整部２１ａと流量信号調整部２１ｂとを有している。
【００２５】
プレート８は、矩形平板状に形成されたプラスチック材料によって構成され、プレート８は、その内面側に貼り合わされる計測用通路形成カバー１０と協働することで、回路収納部２２（回路基板収納部）および検出素子収納部２３がその表面上に近接して凹設されている。そして、回路基板７が回路収納部２２に収納され、接着剤により固定されている。また、検出素子部３が、入出力端子を回路基板７側に位置させて検出素子収納部２３内に収納され、接着剤により固定されている。なお、検出素子収納部２３は、計測用通路４の一部であり、検出素子部３が配置される領域を言う。また、回路基板７および検出素子部３はプレート８の表面（一主面または内面）と同一面に配置されている。
【００２６】
配管１００に流量測定装置１を固定するためのベース９は、検出部を主通路２に挿入した際に気密性を確保するフランジ部３６との接合部と、その接合部の他側に配設されて回路基板７と外部との信号の授受を行うコネクタ部２４とを有している。そして、ベース９は、接合部から配管１００側へ配設された、回路収納部２２との連結部を有しており、例えばプリブチレンテレフタレート等の樹脂により一体にモールド形成される。
【００２７】
また、回路基板７を収納する回路収納部２２は、延出側に伸びるプレート８とカバー３５によって囲まれて形成される。そして、ベース９にはプレート８が接着固定されている。このとき、プレート８は、回路基板７および検出素子部３が取り付けられた状態で、回路基板７および検出素子部３の入出力端子側を回路収納部２２内に露出させた状態である。そして、プレート８先端部の裏面が、主通路２側に露出している。
【００２８】
また、プレート８と協働して計測用通路４を形成する計測用通路形成カバー１０は、例えばポリブチレンテレフタレート等の樹脂により成型されている。そして、計測用通路形成カバー１０は、その一面をベース９から延出するプレート８の内側側の部位に接着剤などにより固定されている。そして、計測用通路形成カバー１０の一面には、計測用通路４が凹設されており、プレート８と貼り合されることにより、協働して通路断面形状を矩形とする計測用通路４を構成している。なお、計測用通路形成カバー１０は、樹脂によりベース９と一体に形成されてもよい。
【００２９】
計測用通路４は、図２のように、流入口２５、第一通路部２６、第一屈曲部２７、第二通路部２８、第二屈曲部２９、検出素子部３が配置される第三通路部３０、第三屈曲部３１、第四通路部３２、および流出口３３を備え、屈曲した形状に形成されている。そして、流入口２５は、流量測定装置１の反コネクタ部側の端部近傍に、主流の流れ方向Ａに対して上流側に向いて開口し、被計測流体を計測用通路４に流入させる。流出口３３は、流量測定装置１の反コネクタ部側の端面に開口し、被計測流体を計測用通路４から主通路２側へ流出させる。つまり、この流量測定装置１の反コネクタ部側の端面は、主流の流れ方向Ａと略平行な面である。
【００３０】
より詳細に計測用通路４の流れを説明すると、第一通路部２６は、流入口２５から第一屈曲部２７に至るように、主流の流れ方向Ａに延設されている。第二通路部２８は、第一屈曲部２７から第二屈曲部２９に至るように主流の流れ方向Ａと略直交する方向に回路基板７に向かって延設されている。第三通路部３０は、回路収納部２２に近接して、第二屈曲部２９から第三屈曲部３１に至るように主流の流れ方向Ａに延設されている。第四通路部３２は、第三屈曲部３１から流出口３３に至るように主流の流れ方向Ａと略直交する方向に回路基板７から離れるように延設されている。第一屈曲部２７、第二屈曲部２９、第三屈曲部３１は、被計測流体の流れ方向をほぼ９０°曲げるように形成されている。
【００３１】
また、通気口３４が、検出素子部３および回路基板７に近い側の基板１５端部の位置に、第三通路部３０と主通路２とを連通させるように、プレート８を貫通して形成されている。また、検出素子部３の流量検出部５の発熱抵抗１１、発熱温度検出抵抗１２および温度補償用抵抗１３の形成領域と、吸気温度検出部６の吸気温度検出抵抗１４の形成領域が、計測用通路４の第三通路部３０内に露出している。
【００３２】
上述のとおり、通気口３４は、検出素子部３の吸気温度検出部６の一部である吸気温度検出抵抗１４が配設されている位置に形成されて、通気口３４を主通路２側から覗くと、吸気温度検出抵抗１４を載置した検出素子部３の裏面が見えた状態となる。そして、吸気温度検出抵抗１４は、通気口３４の開口部延長上に位置しており、プレート８から通気口３４に突き出ているために、他部からの熱的影響を受けにくく、通気口３４が無い場合よりも、流体温度の検出に要する応答時間を短縮することができる。
【００３３】
また、図２のように、複数本のインサート導体が、各一端を回路収納部２２内に露出させ、各他端をコネクタ部２４内に露出するように、ベース９にインサート成形されている。そして、検出素子部３の入出力端子と回路基板７の電極端子とがワイヤを用いてワイヤボンディングされ、回路基板７の電極端子とインサート導体の一端とがワイヤを用いてワイヤボンディングされている。なお、電気的接続の手法としてワイヤボンディングの例を説明しているが、溶接、はんだ付けなどの電気的接続方法を用いてもよい。さらに、樹脂製カバーが、回路収納部２２の外周溝に塗布された接着剤により接着されて回路収納部２２を塞口している。なお、塞口する手法として接着剤による接着の例を説明しているが、溶着などの方法を用いてもよい。ここで、図示していないが、封止用ゲルが回路収納部２２に充填されている。
【００３４】
このような流量測定装置１は、ベース９から延びる延出部の基部が、プレート８および貼り合されるカバー３５によって形成される本体部１ａと、そして共通となるプレート８および貼り合される計測用通路形成カバー１０によって形成される計測用通路構成部１ｂで構成される。そして、延出部の基部は直方体に形成され、本体部１ａ（計測用通路構成部１ｂも同様）は、その延出方向と直交する断面形状が矩形である。また、この本体部１ａおよび計測用通路構成部１ｂが接合部の延出方向の投影面内に包含されている。
【００３５】
上記のように、本体部１ａおよび計測用通路構成部１ｂは、延出方向に直交する断面が矩形であり、その矩形外周の長辺となる一方の壁面がプレート８の裏面、他方の壁面がカバー３５および計測用通路形成カバー１０の外面に相当する。さらに、計測用通路４の流入口２５が、延出方向と直交する計測用通路構成部１ｂの断面の矩形外周の短辺、かつ、通路上流のプレート８の先端部近傍の通路上流となる端面に形成され、計測用通路４の流出口３３が、同先端部の通路下流となる端面に形成されている。
【００３６】
この流量測定装置１は、図１のように、本体部１ａを主通路２内に延出するように挿入穴に挿入され、接合部のフランジ部３６を主通路２のフランジ部３６にネジ３７により締着固定されて取り付けられる。この流量測定装置１は、本体部１ａ（計測用通路構成部１ｂも同様）の延出方向と直交する断面の矩形外周の長辺で構成される壁面が、主通路２内を流通する被計測流体の主流の流れ方向Ａとほぼ平行となるように、かつ、本体部１ａ断面の矩形外周の短辺で構成される一方の壁面が、流れ方向Ａと直交するように上流側に向いて、主通路２にプラグインされている。そして、Ｏリングが接合部と挿入穴との間に介装され、気密性が確保されている。この時、計測用通路４の流入口２５は、主流の流れ方向Ａと直交する面の、主通路２内への延出側端部近傍に開口し、流出口３３は、主流の流れ方向Ａと平行な面である主通路２内への延出側端面に開口している。
【００３７】
そして、主通路２内を流通する被計測流体は、流入口２５から計測用通路４内に流れ込み、第一通路部２６内を主流の流れ方向に沿って流れ、第一屈曲部２７により流れ方向をほぼ９０°曲げられて第二通路部２８内を主流の流れ方向と直交する方向に流れる。ついで、被計測流体は、第二屈曲部２９により流れ方向をほぼ９０°曲げられ、計測位置となる第三通路部３０内を主流の流れ方向Ａに流れ、検出素子部３の表面を沿って流れる。その後、被計測流体は、第三屈曲部３１により流れ方向を９０°曲げられ、流出口３３から主通路２内へ排出される。
【００３８】
そして、図２のように、外部の電力がコネクタ部２４からインサート導体を介して、回路基板７に構成された制御回路に供給される。この制御回路は、図３のように、吸気温度検出回路部７ａと、発熱温度制御回路部７ｂと、流量検出回路部７ｃとで構成されている。
【００３９】
図３のように、吸気温度検出回路部７ａは、検出素子部３の吸気温度検出抵抗１４に定電流源２０から電流を供給し、吸気温度検出抵抗１４の両端電圧を吸気温度信号調整部２１ａに供給する。そして、この吸気温度信号調整部２１ａによって所定の特性に調整され、吸気温度信号として出力端子より出力される。
【００４０】
また、発熱温度制御回路部７ｂは、検出素子部３の発熱抵抗１１と、温度補償用抵抗１３と、回路基板７の固定抵抗１８とによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路の差動信号をオペアンプ１９により検出し、トランジスタ１７を介して電流を供給することで、発熱温度が一定になるようにフィードバック制御されている。
【００４１】
そして、流量検出回路部７ｃは、定電圧電源１６と発熱抵抗１１の被計測流体の流れ方向の上下流に配置され、発熱抵抗１１の熱影響によって抵抗値が変化する発熱温度検出抵抗１２と固定抵抗１８とによってブリッジ回路が形成されている。そして、このブリッジ回路によって流量に応じた差動信号が検出され、検出された差動信号が流量信号調整部２１ｂに供給される。この差動信号は、流量信号調整部２１ｂによって所定の特性に調整され、流量信号として出力端子より出力される。
【００４２】
図５は、本発明の実施の形態１の流量測定装置１の吸気温度検出部６の応答特性を示す図であり、被計測流体の温度の変化にともなう吸気温度検出部６の検出温度の変化を示している。
図５中の（Ａ）で示す実線は、被計測流体が温度変化したときの主通路２内の温度を示しており、計測用通路４において計測すべき目標となる波形を示している。本発明の通気口３４を設けた流量測定装置１によって得たデータは、図５中（Ｂ）で示すデータである。図５中の（Ｃ）で示す細破線は、通気口３４が形成されていない場合の比較データを示しており、平衡に達する時間が（Ａ）および（Ｂ）よりも長く、また、平衡となった温度が最も低いことを示している。つまり、通気口３４を形成した本発明の流量測定装置１によれば、実際の被計測流体の温度変化に近いデータを得ることができる。
【００４３】
図５（Ｃ）に示すように、通気口３４を形成していない流量測定装置では、計測用通路４内の温度は、主通路２内温度に比べ徐々に上昇する。これは、モールドで形成された計測用通路４内は、熱容量が大きく、主通路２の被計測流体の温度変化に対して応答遅れが生じ、正確な吸気温度を検出できなくなっているためである。
ここで、例えば、吸気温度検出部６の基板部分をダイアフラム構造とする等、吸気温度検出部６の熱容量を小さくし、吸気温度検出部６の温度変化に対する応答速度を向上しても、計測用通路４内の温度に誤差が生じているため、正確な吸気温度を検出ができない。
【００４４】
しかし、この実施の形態１によれば、主通路２と計測用通路４の第三通路部３０とを連通させるための通気口３４を、プレート８を貫通することによって形成し、検出素子部３の吸気温度検出部６の一部を通気口３４に配設している。この構造とすることにより、通気口３４から主通路２側の被計測流体を、検出素子部３の吸気温度検出部６に流通させることができる。このような構成により、吸気温度検出部６の温度は、図５（Ｂ）のように、真値である主通路２内の温度（Ａ）に対する測定誤差が低減され、被計測流体の温度変化に対する応答速度を改善させることができる。
【００４５】
なお、通気口３４の開口寸法は、図２、図４（ｂ）において、検出素子部３の吸気温度検出抵抗１４の配置領域およびその周囲の空間を取り囲む広さに形成することを例示し、開口形状は矩形であることを示したが、矩形以外の形状とすることも可能であることは言うまでもない。
【００４６】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、通気口３４の開口寸法が、プレート８の厚さ方向において同じ寸法で、プレート８の平面に対して垂直方向に開口された例を示していた。本発明の実施の形態２では、通気口３４の変形例について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、実施の形態２の通気口３４およびその周辺を主通路２側から見た場合の要部拡大図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００４７】
図６に示すように、通気口３４は、プレート８の検出素子部３が形成された計測用通路４側（一主面側）よりも、裏面側の主通路２側の開口面積が大きくなるように、通気口３４の内側が傾斜面３４ａとなっている。図６の例では、断面形状が矩形である通気口３４内側面の内の上面と底面が傾斜面３４ａであり、傾斜の方向は上下で対称である。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４８】
この実施の形態２では、通気口３４の通路断面積を、計測用通路４側から主通路２側へ向かうにつれて大きくなるよう形成することで、被計測流体を、主通路２側から計測用通路４側へ流通しやすい構造としている。そのため、傾斜面３４ａを設けない場合よりも、通気口３４内の被計測流体の流量を多くすることができる。さらに、吸気温度検出部６の周囲のプレート８は、傾斜面３４ａを形成するために一部が削り取られた形状となるため、検出部周囲の熱容量を、実施の形態１のような一様な開口寸法の通気口３４よりも、小さくすることが可能である。このように、吸気温度検出部６は、被計測流体の温度変化に対する応答速度を向上させることができる。なお、通気口３４を構成する複数の内側面の内、一つの面のみを傾斜面３４ａとするなどの変形が可能であることは言うまでもない。
【００４９】
実施の形態３．
上述の実施の形態１および２では、検出素子部３の吸気温度検出抵抗１４が他部からの熱的影響を受けないように、載置面となるプレート８（壁面部）を貫通する通気口３４を設け、吸気温度検出抵抗１４の裏面側を主通路２側に露出させる技術について説明した。
しかし、この流量測定装置１には、応答速度の改善以外にも解決すべき問題がある。その問題とは、計測用通路４内への雨水の侵入である。
【００５０】
例えば、自動車に流量測定装置１が搭載され、その自動車が、雨天走行時にタイヤから大量の水滴を巻き上げながら走行する車両の後方を走行した場合や、大雨の中を走行した場合を想定する。この場合、自動車の吸入空気を計測する流量測定装置１には、容易に吸入空気濾過装置を経由して、細かい水滴が浸入する。この水滴が流量検出部５ならびに吸気温度検出部６に付着すると、水滴が蒸発するまでの間は出力異常となってしまう。
従来技術（特許文献３および特許文献４）に示された流量測定装置では、計測用通路内に侵入した水が計測用通路と主通路を貫通する穴から主通路に排出するように構成されていたが、主通路側の壁面に付着した水が貫通する穴から計測用通路へ侵入しない構成とすることについては考慮されていなかった。
【００５１】
そこで、この実施の形態３においては、吸気温度に対する吸気温度検出部６の応答速度を改善することが可能である上、さらに主通路２側から計測用通路４への水の侵入を防止することが可能な流量測定装置１について説明する。
実施の形態３の流量測定装置１を図７および図８に示す。図７に、通気口３４およびその周辺の主通路２側要部拡大図を、図８に、図７のＣ−Ｃ矢視断面図を示すように、計測用通路構成部１ｂの、通気口３４の主通路２側の開口端部に、通気口３４への水の浸入を防止する、主通路２側に突き出す凸部３８を備えている。凸部３８は、プレート８の主通路２側の開口部近傍壁面の一部を隆起させて形成することができる。また、別部材を接着するなどの方法で固定することによっても凸部３８を形成することができる。
【００５２】
この実施の形態３では、吸入空気濾過装置を経由して、細かい水滴が計測用の配管１００内に浸入し、その水滴が流量測定装置１の主通路２側の壁面に付着したとしても、凸部３８が通気口３４の開口部周囲に隆起して形成されているため、その水滴が通気口３４から計測用通路４側へ侵入することがない。よって、配管１００内の水が、検出素子部３の吸気温度検出部６に付着しないため、吸気温度検出に誤差が生じることがない。また、通気口３４を水が塞ぐ状態になることもない。
このように、実施の形態３の流量測定装置１を用いれば、通気口３４の主通路２側の開口部近傍壁面に設けた凸部３８の作用によって、通気口３４への水の浸入を防止し、高精度な流量検出ならびに吸気温度検出と高ロバスト性、高信頼性を確保することが可能となる。
【００５３】
なお、図７、図８に示したように、凸部３８は、被計測流体の流れを考慮し、開口が矩形形状である通気口３４の、主通路２の上流側となる一辺、その一辺に繋がり通路に沿って伸びる二辺の周囲に、コの字型に形成されている。通路の下流側となる一辺の周囲には、凸部３８は形成されていないが、これを変形することも可能であり、また、通気口３４の開口形状についても変形させることが可能であることは言うまでもない。
【００５４】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４の流量測定装置１について説明する。上述の実施の形態３において示した雨水侵入防止のための凸部３８は、プレート８の裏面から一様な寸法で突き出した突起形状であったが、この実施の形態４では、凸部３８の変形例について説明する。図９は、実施の形態４の流量測定装置１の通気口３４およびその周辺の主通路２側要部拡大図であり、図１０は、図９のＤ−Ｄ矢視断面図である。  
【００５５】
通気口３４の主通路２上流側に位置する凸部３８は、傾斜部３８ａを有している。この傾斜部３８ａにおいては、通気口３４下流側に向かって突出量が滑らかに増大するように表面が傾斜した形状となっている。他の構成は実施の形態３１と同様である。
【００５６】
この実施の形態４の流量測定装置１では、上述した実施の形態３の効果に加え、計測用通路４と主通路２を貫通する通気口３４の、主通路２側の開口部近傍壁面に形成された上流側の凸部３８に、傾斜部３８ａを設けることで、上流側の凸部３８で生じる被計測流体の流れの乱れを抑制することができる。さらに、主通路２から通気口３４を介して計測用通路４内へ流通する被計測流体の流れの乱れも抑制することができ、高精度な流量検出が可能となる。
【００５７】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５の流量測定装置１について図１１および図１２を用いて説明する。上述の実施の形態４において示した雨水侵入防止のための凸部３８は、突出高さが変化する傾斜部３８ａを備えた例を示であり、実施の形態３および実施の形態４においては、通気口３４の主通路側の周囲（下流側を除く三方）に一様な幅の凸部３８を形成し、凸部３８の外周形状が通気口３４の開口形状を一回り大きくした形状である場合を例示していた。この実施の形態５では、通気口３４の周囲に形成される凸部３８の外周形状が、通路上流側において傾斜している例を示す。
【００５８】
図１１は、実施の形態４の流量測定装置１の通気口３４およびその周辺の主通路２側要部拡大図であり、図１２は、図１１のＥ−Ｅ矢視断面図である。図１１および図１２に示すように、この実施の形態５の流量測定装置１は、計測用通路構成部１ｂが本体部１ａから下向きに配管１００内に延出して配置される場合、通気口３４の主通路２上流側に位置する凸部３８の外周形状を、主通路２上流側から下流側に向かって下向きに傾斜する傾斜部３８ｂを有する形状とした点に特徴がある。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５９】
この実施の形態５では、凸部３８に、通路上流側外周形状が傾斜する傾斜部３８ｂを設けることで、通気口３４に、主通路２の上流から飛散してきた水が、凸部３８へ付着した場合、上流から下流へ傾斜した傾斜部３８ｂに沿って通気口３４外に導かれ、通気口３４への水の侵入を防止することが可能となる。さらに、通気口３４の上流側の傾斜部３８ｂで生じる被計測流体の流れの乱れを抑制するとともに、通気口３４から計測用通路４内へ流通する被計測流体の流れの乱れを抑制することで、高精度な流量検出が可能となる。
【００６０】
実施の形態６．
上述の実施の形態３から実施の形態５では、通気口３４の主通路２側の開口部周囲に凸部３８を形成する例について示していたが、同様に、雨水の計測用通路４への侵入を抑制することが可能な異なる構造を、実施の形態６として、図１３を用いて説明する。図１３（ａ）は、実施の形態６の通気口３４およびその周囲を主通路２側から見た要部拡大図である。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。この実施の形態６の流量測定装置１では、計測用通路構成部１ｂは、通気口３４の主通路２側の開口端部周囲に、プレート８（壁面部）表面から掘り下げられた凹部３９を備えている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００６１】
この実施の形態６の流量測定装置１によれば、通気口３４の主通路２側の開口部近傍壁面に凹部３９を形成することで、凹部３９に水滴を溜め、流体の流れに沿って下流側へ流す状態を得ることができ、通気口３４への水の浸入を防止することが可能となる。凸部３８のような突起部分がプレート８裏面に形成されないため、被計測流体の流れの乱れを生じさせることなく、また、圧力損失が増加することがなく、高精度な流量検出ならびに吸気温度検出と高ロバスト性を確保することが可能となる。
【００６２】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  流量測定装置、１ａ  本体部、１ｂ  計測用通路構成部、２  主通路、３  検出素子部、４  計測用通路、５  流量検出部、６  吸気温度検出部、７  回路基板、７ａ  吸気温度検出回路部、７ｂ  発熱温度制御回路部、７ｃ  流量検出回路部、８  プレート、９  ベース、１０  計測用流路形成カバー、１１  発熱抵抗、１２  発熱温度検出抵抗、１３  温度補償用抵抗、１４  吸気温度検出抵抗、１５  基板、１６  定電圧電源、１７  トランジスタ、１８  固定抵抗、１９  オペアンプ、２０  定電流源、２１  特性調整回路、２１ａ  吸気温度信号調整部、２１ｂ  流量信号調整部、２２  回路収納部、２３  検出素子収納部、２４  コネクタ部、２５  流入口、２６  第一通路部、２７  第一屈曲部、２８  第二通路部、２９  第二屈曲部、３０  第三通路部、３１  第三屈曲部、３２  第四通路部、３３  流出口、３４  通気口、３４ａ  傾斜面、３５  カバー、３６  フランジ部、３７  ネジ、３８  凸部、３８ａ、３８ｂ  傾斜部、３９  凹部、１００  配管。
【図１】
2015219111.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
2015219111.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015219111.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2015219111.tif 000013
【図１２】
2015219111.tif 000014
【図１３】
2015219111.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月17日(2015.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図１１は、実施の形態５の流量測定装置１の通気口３４およびその周辺の主通路２側要部拡大図であり、図１２は、図１１のＥ−Ｅ矢視断面図である。図１１および図１２に示すように、この実施の形態５の流量測定装置１は、計測用通路構成部１ｂが本体部１ａから下向きに配管１００内に延出して配置される場合、通気口３４の主通路２上流側に位置する凸部３８の外周形状を、主通路２上流側から下流側に向かって下向きに傾斜する傾斜部３８ｂを有する形状とした点に特徴がある。他の構成は実施の形態１と同様である。