(57)【要約】  信頼性を向上した温湿度センサを提供するために、  気体が通過する主管路の中に前記温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、前記第一副通路の入り口と出口の間、かつ、前記第一副通路内面に設けられ、前記第一副通路全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、前記第一副通路と前記第二副通路の出入り口がそれぞれの接続口によって接続され、前記第二副通路入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路出口と前記第一副通路との接続口は、前記第一副通路内の流れの上下流方向軸から見て絞り設けていない側に設けられる。
2015005231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が通過する主管路の中に前記温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、
前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、
前記第一副通路の入り口と出口の間、かつ、前記第一副通路内面に設けられ、前記第一副通路全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、
前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、
前記第一副通路と前記第二副通路の出入り口がそれぞれの接続口によって接続され、
前記第二副通路入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路出口と前記第一副通路との接続口は、前記第一副通路内の流れの上下流方向軸から見て絞り設けていない側に設けられていることを特徴とする温湿度センサ。
【請求項２】
前記接続口のいずれかの部分は、前記絞りの頂点を越えて絞りがある側にないことを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項３】
前記接続口のいずれかの部分は、前記絞りの頂点を越えて絞りがある側になく、かつ、前記絞りの開始点よりも離れた位置にあることを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項４】
前記接続口の開口部の一部が前記絞りの開始点より絞りの頂点側、又は、絞りを設けている側にあり、
前記接続口の断面の中心点は、前記絞りの開始点よりも絞りから離れて設けられ、かつ、該中心点が前記絞りの頂点を越えて絞りがある側にないことを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項５】
前記接続口のいずれかの部分は、前記絞りの頂点から絞り側に７度の角度を超えた絞り側にないことを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項６】
前記第一副通路の流れ入り口と出口との間の断面積変化は、前記絞りの頂点を中心として対称であることを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項７】
空気の温度および相対湿度を検出する温湿度センサを備えた温湿度測定装置において、  前記温湿度測定装置の筐体部は、吸入空気が流れる吸気管内の空気の一部を取込む副通路と、前記温湿度センサと電子部品とを配置した回路基板と、を備えたことを特徴とする温湿度測定装置。
【請求項８】
請求項７記載の温湿度測定装置において、
前記筺体部は樹脂材料で成形されたハウジングと、カバーと、から構成され、
前記ハウジングと前記カバーで形成される回路室と副通路は、構造的に分離され、
前記温湿度センサを配置した回路基板の一部分を前記副通路内に配置したことを特徴とする温湿度測定装置。
【請求項９】
請求項８記載の温湿度測定装置において、
前記副通路は、前記吸気管内を流れる空気の一部を取込む第１副通路と、前記第１副通路を流れる空気の一部を取込む第２副通路と、を備え、
前記第２の副通路に前記温湿度センサを配置したことを特徴とする温湿度測定装置。
【請求項１０】
請求項８記載の温湿度測定装置において、
前記温湿度センサを配置した回路基板は、前記副通路を流れる空気と平行に配置されたことを特徴とする温湿度測定装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の温湿度測定装置において、
前記温湿度センサを配置した回路基板は、前記副通路内壁に接しないように配置され、  前記副通路内を流れる空気は温湿度センサを配置した回路基板表面を流れる空気と回路基板裏面を流れる空気に分かれることを特徴とする温湿度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温湿度センサに係り、特に、自動車分野で内燃機関の燃焼室に連結する吸気管に挿入される温湿度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年温湿度センサが車両で利用されている。そして、本技術分野の背景技術として特許文献１や特許文献２に記載の技術がある。特許文献１には「リード線や専用ケーシングなしに、温度センサおよび湿度センサをコントロール装置に一体的に組み込んでなる「自動車用空気調和装置」を提供すること。」が記載されている。また、特許文献２には、「温度及び湿度を正確に検出することができ、しかも小形で済ませる。」と記載されている。すなわち、このように温湿度センサは小型・一体化して構成することが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１３７５２５号
【特許文献２】特開２０００−３５１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように温湿度センサは小型にすることが重要であるが、温湿度センサ、とりわけ湿度センサを内燃機関の制御に利用する場合は小型化だけでなく、感湿部の汚損対策や、水滴付着防止の施策が長期間の信頼性確保に重要である。たとえばメンブレン膜でセンサ室自体を空間的に密閉して汚損物質は遮断し、水蒸気成分だけ通過させる構造をとることは一般的である。しかしながらこの構造はメンブレン膜が大きな通気抵抗を持つため、センサ室内の空気交換が十分に行われず、センサの温度・湿度応答が大幅に悪くなる問題があった。【０００５】
また、メンブレン膜を廃止して、比較的汚損に強いタイプの湿度センサを使用したとしても汚損物質が直接センサに衝突すると汚損による湿度の検出誤差が出るため、汚損物質の直接衝突を避けるための複雑な通路が必要となり、通路の流体抵抗増大でセンサ近傍の空気またはガスの十分な交換ができない問題がある。【０００６】
本発明の目的は、信頼性を向上した温湿度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。【０００８】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、気体が通過する主管路の中に前記温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、前記第一副通路の入り口と出口の間、かつ、前記第一副通路内面に設けられ、前記第一副通路全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、前記第一副通路と前記第二副通路の出入り口がそれぞれの接続口によって接続され、前記第二副通路入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路出口と前記第一副通路との接続口は、前記第一副通路内の流れの上下流方向軸から見て絞り設けていない側に設けられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、信頼性を向上した温湿度センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】湿度センサの構成図の例である。
【図２】第一副通路と絞りと第二副通路の出入り口の位置関係を示す図である。
【図３】絞りによる気流の剥離を示す図である。
【図４】第二副通路出入口と剥離が発生している領域との位置関係を示す図である。
【図５】第二副通路の出入口の位置に関する複数の実施例を示す図である。
【図６】温湿度測定装置の構成図の例である。
【図７】吸気管内含む温湿度測定装置の搭載例である。（カバー１１００除く）
【図８】温湿度測定装置の正面図である。
【図９】図８におけるＡ−Ａ断面を示した図である。
【図１０】図８におけるＢ−Ｂ断面を示した図である。
【図１１】図９における傾斜図を示した図である。
【図１２】温度センサにおける検出誤差傾向を示したグラフ例である。
【図１３】図６に対して副通路構成の異なる温湿度測定装置の構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図１〜５を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例では、湿度検出素子へ到達する汚損物質を合理的に低減する複数の副通路を接続する位置の一例を説明する。  図１は、本実施例の温湿度センサの構成図の例である。【００１３】
温湿度センサは主としてセンサフランジ１０６、センサハウジング１０８、回路カバー１０９で構成される。フランジ１０６は気体の管路の外側に露出しており、管路の中に挿入されるセンサハウジング１０８を片側から支える。通常、管路と外側の気密はセンサフランジ１０６で確保する構造であり、多くの場合センサハウジング１０８と一体に構成される。センサハウジング１０８の中には湿度検出素子１０２、集積回路１０３などが搭載される回路基板１０７が固定される。湿度検出素子１０２は回路基板１０７の先端に取り付けられており、回路室・第二副通路仕切り壁１１３で第二副通路１１６と仕切られている。よって、回路基板１０７の一部は第二副通路１１６と空間的に分離され、感湿素子１０２は第二副通路の気流１０５に暴露されている。図１−Ｉ及びIIは主管路を流れる吸入空気流の一部を取り込む副通路の断面を示しており、通路構成を示すために回路カバー１０９を装着している。図１は回路カバー１０９がそれぞれの副通路を構成する部材でもある例を示している。図１−Ｉは第一副通路１１５、図１−IIは第一副通路から分岐した気流を感湿素子へ流す第二副通路１１６の断面形状を現している。これら第一副通路１１５、第二副通路１１６は第一副通路・第二副通路仕切り壁１１４で仕切られており、それぞれ独立した副通路を構成する。また第一副通路１１５の中央部分には第一副通路の気流１０４の通過を妨げるための絞り部１０１が設けられる。図１−Ｉ右側から第一副通路１１５の入り口を経て流入した気流１０４は第一副通路１１５から第二副通路１１６への流入通路（Ａ）を経て第二副通路１１６へ流入し、第二副通路の気流１０５を構成する。第二副通路１１６は回路基板１０７上に搭載された感湿素子１０２と接触したのち、第二副通路１１６から第一副通路１１５への流出通路（Ｂ）を経て、再度、第一副通路１１５へ合流する。第一副通路１１５から第二副通路１１６への流入通路（Ａ）及び、第二副通路１１６から第一副通路１１５への流出通路（Ｂ）の通路断面積は、第一副通路１１５よりも少なく、さらに第一副通路１１５に対して第一副通路１１５から第二副通路１１６への流入通路（Ａ）及び、第二副通路１１６から第一副通路１１５への流出通路（Ｂ）が角度を持って接続さていることから、第二副通路１１６に流入する気流の流量は、第一副通路１１５を通過する気流の流量よりも少なく、流速も小さい。よって、速度を有している質量の大きな汚損物質は慣性によって第一副通路１１５をそのまま直進し、測定したい気体及びあまり影響しない程度の汚損物質のみが第二副通路１１６へ流入する。これにより、湿度検出素子１０２へ到達する汚損物質を大幅に低減できる。【００１４】
しかしながら汚損物質の分別作用は第二副通路１１６内の流速と第一副通路１１５内の流速のバランスが重要である。たとえば、第二副通路１１６内の流速が遅すぎると湿度検出素子１０２の周辺の空気又は被計測ガスの交換速度が低下して、湿度検出の応答性が低下してしまう。また、逆に第二副通路１１６内の流速が早すぎると、汚損物資が第二副通路１１６に吸い込まれたり、部分的に逆流したりして前記の汚損物質分別作用が十分に機能しない。また、第一副通路１１５内と第二副通路１１６内の流速の関係、たとえば流速比が主管路全体の平均流速が変化しても安定であり、主管路流速が変化しても一定の検出応答性をもつことがとりわけ自動車用湿度センサでは重要である。【００１５】
この安定性は第二副通路１１６内の気流を作り出すための負圧が安定していることが必要である。この負圧は第二副通路１１６の出入り口をせん断方向に流れる第一副通路１１５内の気流により発生するため、第二副通路１１６の出入り口付近のせん断方向流れが安定している必要がある。よって、第二副通路１１６の出入り口を気流の剥離や圧縮作用が発生しない位置に設ける必要がある。特に気流の剥離が発生している領域はせん断方向の流速が周囲に比べ極端に遅く、流速の高い部位との距離も大きくないため、このような領域に第二副通路の出入り口が存在すると、新たな旋回流を発生させたり部分的に逆流したりして安定的な負圧が発生しない。【００１６】
このため第二副通路１１６内の流速が安定せず、第一副通路１１５内と第二副通路１１６内の流速の関係が不安定になる。ひいては前記の汚損物質分別作用が十分に機能せず、湿度検出素子１０２が汚損してしまう。【００１７】
図２は第一副通路１１５を第二副通路１１６の出入り口が見える方向で切断したものである、本実施例では空気の流れ方法に対し、第一副通路１１５の絞りを片側だけに設けているものであるが、絞りが両側にあっても良い。また、湿度センサは一般に気流の流れ方向では影響を受けないため、本実施例では流れに対して両方向に取り付けられるよう、第一副通路１１５の出入り口位置及び、第二副通路の出口１１０・入り口１１１位置を温湿度センサの中心軸から対称にしている。よって、第二副通路入り口１１１は逆方向の流れでは第二副通路出口１１０となり、第二副通路出入り口とみなすことができる。また以降の説明において、第一副通路１１５を流れの上流から下流方向に投影し、第一副通路１１５内をそのまま通過する部分を直進領域２０１、絞りがあっって流れの圧縮や剥離が発生する部分を絞り領域２０６とする。【００１８】
図４に第一副通路１１５内における第二副通路出口１１０および入り口１１１の位置と、絞り部１０１による気流の剥離が発生している剥離領域３０１との関係を示す。図４Ａでは第二副通路出口１１０および入り口１１１は上記の直進領域２０１にのみ存在するので、絞りによる剥離領域３０１の影響を受けず、第二副通路１１６内の気体流速が安定する。【００１９】
このため、広い主管路流速範囲において第一副通路１１５と第二副通路１１６の流速関係をほぼ一定の関係に保つことができ、ひいては湿度検出の応答性、対汚損性などを改善できる。【００２０】
図４Ｂは仮に第二副通路出口１１０および入り口１１１が絞り領域２０６にかかっている場合を示すものである。このような位置に出入り口を配置すると剥離領域３０１が第二副通路出口１１０と部分的に重なるため、主管路の流速が大きくなり剥離領域が広い範囲に及ぶときなどに第二副通路１１６と第一副通路１１５の流速関係が不安定になる。【００２１】
また、図４Ｃのように第二副通路出口１１０および入り口１１１が絞り領域２０６に存在する場合を示しており、第二副通路出口１１０の約半分の領域が剥離領域３０１に重なるため、このような配置では広い主管路流速範囲において第二副通路１１６と第一副通路１１５の流速関係がより不安定になる。【００２２】
このように第一副通路１１５内に設けられる第二副通路出口１１０および入り口１１１の位置は温湿度センサの応答性や対汚損性を向上させるために重要であり、好適な位置が存在し、図４Ａの位置が最も良好な結果を得られる。【００２３】
ここで最も好適な位置とは、図５Ｂで定義される、流れ方向に対する絞り頂点線５０２よりも絞り部１０１のない側であって、絞りの開始点から引かれる絞り開始線５０１よりも絞りの外側の位置である。つまり絞り開始線５０１と絞り頂点線５０２の交点より絞りのない領域側に存在する位置である。【００２４】
以上、上述した構成により、小型の温湿度センサであっても汚損物質による湿度検出素子１０２の汚損を防止でき、ひいては長期間、温湿度センサの性能や信頼性を初期状態に維持でき、従来よりも信頼性を向上した温湿度センサを提供することが可能となる。【００２５】
また、良好なガス交換ができるため、湿度を検出する際の応答遅れが短縮され、これらの情報を使用した車両又は内燃機関制御の応答性が改善する。これらによって車両の排ガス、燃費、安全性、快適性などの性能を高めることができる。さらにメンブレン膜を使用せずとも十分な防汚が出来るため温湿度センサの価格を低減できる。
【実施例２】
【００２６】
図５Ｃは、上述した実施例１の位置に第二副通路出口１１０および入り口１１１が配置できない場合の実施例である。第二副通路出口１１０および入り口１１１の位置の基準をその面積中心５０５とする。この面積中心５０５が絞り開始線５０１と絞り頂点線５０２の交点より絞りのない側に存在する位置とする。本実施例では実施例１よりも安定性は若干劣るが、第二副通路出口１１０および入り口１１１の位置を実施例１よりも絞り側へ配置することができるため、温湿度センサ全体の内部構成が改善できることがある。特に、小型の温湿度センサとしたい場合に効果的である。このような配置としても、本発明の効果を得ることが可能である。
【実施例３】
【００２７】
図５Ｄは、上述した実施例と同様の効果を得られる第二副通路出口１１０および入り口１１１の位置を、気流剥離３０１の発生領域に応じて決める実施例である。絞り頂点線５０２を基準に絞り方向へ角度５０６を持つ線を絞り側へ越えない領域に設ける。つまり、位置５０８や位置５０９の位置に第二副通路出口１１０および入り口１１１を配置する。この角度５０６は７度とする。広がり管における剥離現象開始広がり角度が７度であるためこれよりも大きな角度で広がる管内では剥離が発生するからである。この実施例によれば第二副通路出口１１０および入り口１１１の位置自由度はさらに高まり、実施例１における効果も維持できる構成となる。
【実施例４】
【００２８】
以下、さらなる本発明の実施例について図６〜７を用いて詳細に説明する。【００２９】
一般的に物理量センサは、外部環境からの熱影響およびセンサ自己発熱影響により測定精度が悪化し、誤差を発生する問題があり、電気的または構造的に測定誤差を低減する対策が必要になる。特に、内燃機関においては、近年エンジンサイズ縮小によりエンジンルーム内のスペースが小さくなりエンジンルーム内の温度上昇は増加傾向である。内燃機関の燃焼室に連結する吸気管に使用されるセンサは、−４０℃〜＋１２５℃の間で動作保障するのが一般的である。【００３０】
例えば、ＷＯ２０１２／０５５６２２号に記載の技術は、質量流量計の筐体内に湿度センサを配置しており、湿度センサは発熱部品を含む回路基板とは別の回路基板上に配置され、構造的な対策がなされている。この場合、電気部品（例えばマイクロプロセッサ）を配置する回路基板及び湿度センサを配置する回路基板がそれぞれ必要となり、構成部品数と搭載スペース増加に繋がり、コスト的に改善の余地がある。
そこで以降の実施例ではセンサへの熱影響を抑制し高精度な温湿度測定装置を提供することを目的とする。【００３１】
図６は、本実施例の湿度測定装置の構成図の例である。内燃機関で使用される温湿度測定装置は、通常エアクリーナ下流部に配置される。そして、温湿度測定装置はエアクリーナに連結される吸気管または専用ダクト１３００に挿入される。【００３２】
ここでエアクリーナとは、空気中の塵・ダスト等を濾過するフィルタエレメントを有し、清浄な空気を吸気管内へ取込むために内燃機関に連結される吸気管の最上流部に設置される。温湿度測定装置は、回路基板１１１０等を備える筐体部が吸気管または専用ダクト１３００の開口部に挿入されブッシュ１１０２部分がねじ（図には記載していない）にて締付固定される。また、ゴム材料で成形されたガスケット１１０３を設けることで、吸気管ダクトまたは専用ダクト内からの流体の漏れおよび外部環境からの塵、ダスト等の進入を防止する。吸気管または専用ダクト１３００内に温湿度測定装置の筐体を挿入することで、回路基板１１１０等がエンジンルーム内の熱源から影響を受けるのを抑制できる。【００３３】
温湿度測定装置は、ハウジング１１０５とカバー１１００とで構成される筐体と、前ハウジング１１０５とカバー１１００の内壁形状で構成される第１副通路１１０７および第２副通路１１０６と、前記筐体内に配置される回路基板１１１０と、前記第２副通路内を流れる空気中の温度および相対湿度を検出する温湿度センサ１１１１を備える。【００３４】
樹脂材料で成形されるハウジング１０５は、金属部材で形成されたコネクタターミナル１１０４とコネクタピン１１１２と、エンジン制御装置（以下ＥＣＵ）側のコネクタと機械的に接続されるコネクタ１１０１形状を備える。コネクタターミナル１１０４およびコネクタピン１１１２は、ハウジング１１０５の樹脂成形時にインサート成形され、コネクタターミナル１１０４は回路基板１１１０と金属ワイヤ１１０８を介して電気的に接続される。一方、コネクタピン１１１２は、車両側のＥＣＵとハーネスを介して電気的に接続される。【００３５】
樹脂材料で成形されるカバー１００は、ハウジング１０５内に配置される回路基板１１１０、温湿度センサ１１１１、金属ワイヤ１１０８等を保護するためハウジング１１０５の外周に設けられた溝形状に勘合され、接着固定される。【００３６】
図７は、吸気管または専用ダクト１３００に挿入された温湿度測定装置の形態を示す。ただし、カバー１１００は説明の都合上図７では省いている。図７に示すように、回路基板１１１０は、空気の温度および相対湿度を検出する温湿度センサ１１１１からの電気的出力信号をマイクロプロセッサ１１０９を介してＥＣＵへ電気的に接続する役割を備え、ハウジング１１０５内中央付近に接着または機械的に固定され、温湿度センサ１１１１が配置された一部分が第２副通路内１１０６に露出するように配置される。ここで、前記マイクロプロセッサ１１０９は、温湿度センサ１１１１の電気的信号をＥＣＵで処理可能な信号へ変換する役割を持つ。前期温湿度センサ１１１１は、空気中の温度および相対湿度に応じて電気的信号を出力する温度センサ素子および相対湿度センサ素子を備える。【００３７】
ハウジング１１０５とカバー１１００の筐体内部に構成される第１副通路１１０７に流れる空気１２０２および第２副通路１１０６を流れる空気１２０１は、吸気管に流れる空気流れ１２００の一部を取込む構成となる。また、第２副通路１１０６は、第１副通路１１０７を流れる空気１２０２の一部を迂回させるように開口部を有している。【００３８】
ここで、図８〜１１を参照しながら第１副通路１０７、第２副通路１１０６と温湿度センサ１１１１の位置関係について詳細に述べる。図８は、温湿度測定装置の正面図である。図９は、図８におけるＡ−Ａ断面を示す。図１０は、図８のＢ−Ｂ断面図を示す。図１１は図９の傾斜図を示している。【００３９】
図９および図１１に示すように、回路基板１１１０上に配置された温湿度センサ１１１１部分が第２副通路１１０６内部に露出されるように配置され、回路基板１１１０は第２副通路１１０６断面の中央付近に位置する。これにより、第２副通路１１０６内の空気１２０１は、温湿度センサ１１１１が配置された回路基板１１１０表面を流れる空気１２０３Ａと回路基板１１１０裏面を流れる空気１２０３Ｂとに分かれる。つまり、回路基板１１１０表面を流れる空気１２０３Ａと回路基板裏面を流れる空気１２０３Ｂが温湿度センサ１１１１および回路基板１１１０を冷却し、自己発熱等による温度上昇を抑制できる。一般的に、物質と流量間で温度差がある場合、温度の高い方から低いほうへと熱伝達が生じ一定条件で平衡状態となる。例えば、物質の温度が流体より高い場合、流体の速度により熱伝達速度は変化し、速度が速いほど物質の熱移動は速くなる。【００４０】
図１０に示すように、第２副通路１１０６は、ハウジング１１０５およびカバー１１００の内壁形状で構成され、回路室１１１３と第２副通路１１０６は構造的に分離される。これにより、回路基板１１１０上に配置された電気部品（例えばマイクロプロセッサ１１０９）の自己発熱が温湿度センサ１１１１に影響することを抑制できる。つまり、第２副通路１１０６は吸気管内を流れる空気の一部を取込んでおり、空気と温湿度センサ１１１１含む回路基板１１１０間での熱伝達が促進され空気による冷却が可能となり自己発熱および発熱部品からの熱影響を抑制することができる。【００４１】
一例として、図１２に温度センサにおける空気温度に対する検出誤差を示す。図１２に示すように、高温になるほど検出誤差は増加傾向となりセンサ素子の温度上昇を抑制することはセンサ精度を確保する上では重要となる。【００４２】
以上のように、エンジンルーム内の温度影響および回路基板１１１０上のマイクロプロセッサ１１０９や温湿度センサ１１１１等の電子部品の自己発熱を構造的対策し抑制することで、高精度な測定が見込め、温湿度センサ１１１１を一枚の回路基板１１１０上に配置することが可能となり、部品点数の削減により安価な温湿度測定装置を提供できる。
【実施例５】
【００４３】
次に本発明の他の一実施例である実施例５について説明する。先の実施例４では、吸気管内を流れる空気１２００の一部を取込む第１副通路１１０７と第２副通路１１０６を備える温湿度測定装置の例を示した。本実施例では、吸気管内を流れる空気１２００の一部を取込む第１副通路１１０７のみで構成する温湿度測定装置の例を示す。【００４４】
図１３は、実施例４で示した第２副通路１１０６と同形状の第１副通路のみを有する温湿度測定装置を示す構成図の例である。図１３の湿度測定装置のうち、既に説明した図６〜図７に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。実施例５では、第１副通路１１０７が実施例１における第２副通路と同一構成で形成されており、同様の熱影響抑制の効果を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  絞り部
１０２  湿度検出素子
１０３  集積回路
１０４  第一副通路の気流
１０５  第二副通路の気流
１０６  センサフランジ
１０７  回路基板
１０８  センサハウジング
１０９  回路カバー
１１０  第二副通路出口
１１１  第二副通路入り口
１１２  電気接続コネクタ
１１３  回路室・第二副通路仕切り壁
１１４  第一副通路・第二副通路仕切り壁
１１５  第一副通路
１１６  第二副通路
２０１  直進領域
２０３  順流の向き
２０６  絞り領域
３０１  剥離領域
５０１  絞り開始線
５０２  絞り頂点線
５０５  面積中心
５０６  角度７度線
１１００    カバー
１１０１    コネクタ
１１０２    ブッシュ
１１０３    ガスケット
１１０４    コネクタターミナル
１１０５    ハウジング
１１０６    第２副通路
１１０７    第１副通路
１１０８    金属ワイヤ
１１０９    マイクロプロセッサ
１１１０    回路基板
１１１１    温湿度センサ
１１１２    コネクタピン
１１１３    回路室
１２００    吸気管内の空気流れ方向
１２０１Ａ  第２副通路を流れる空気流れ方向
１２０２    第１副通路を流れる空気流れ方向
１２０３Ａ  回路基板表面を流れる空気流れ方向
１２０３Ｂ  回路基板裏面を流れる空気流れ方向
１３００    吸気管または専用ダクト
【図１】
2015005231.tif 000003
【図２】
2015005231.tif 000004
【図３】
2015005231.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年7月20日(2016.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、
前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、
前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、
前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、
前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の少なくとも一部が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側で、かつ、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする温湿度センサ。
【請求項２】
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記接続口は、前記開口部の全体が、前記絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項３】
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記接続口は、前記開口部の全体が、前記絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられ、かつ、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項４】
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記接続口は、前記開口部の一部が、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側、または、前記絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側にあり、
前記接続口の断面の中心点は、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられ、かつ、前記絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項５】
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記接続口は、前記開口部の全体が、前記絞りの頂点を通り前記絞り頂点線に対して７度の角度で前記絞りが設けられた側に傾斜する傾斜線に対して、前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【請求項６】
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記第一副通路の前記入り口と前記出口との間の前記上下流方向軸に沿う方向における断面積変化は、前記絞りの頂点を中心として対称であることを特徴とする請求項１に記載の温湿度センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の少なくとも一部が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側で、かつ、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月26日(2016.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、
前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、
前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、
前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、
前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の全体が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする温湿度センサ。
【請求項２】
気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、
前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、
前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、
前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、
前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の全体が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられ、かつ、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする温湿度センサ。
【請求項３】
気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、
前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、
前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、
前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、
前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の一部が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側、または、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側にあり、
前記接続口の断面の中心点は、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられ、かつ、前記絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする温湿度センサ。
【請求項４】
気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、
前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、
前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、
前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、
前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、
前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、
前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の全体が、前記絞りの頂点を通り、かつ前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して７度の角度で前記絞りが設けられた側に傾斜する傾斜線に対して、前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられていることを特徴とする温湿度センサ。
【請求項５】
前記第一副通路の前記入り口と前記出口との間の前記上下流方向軸に沿う方向における断面積変化は、前記絞りの頂点を中心として対称であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の温湿度センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の全体が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられる。
また、気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の全体が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられ、かつ、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられる。
また、気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の一部が、前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側、または、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側にあり、前記接続口の断面の中心点は、前記絞り区間の端部に対して前記絞りの頂点が設けられている側とは反対側に設けられ、かつ、前記絞り頂点線に対して前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられる。
また、気体が通過する主管路の中に温湿度センサの筐体の全体又は一部が挿入され、前記気体の湿度を検出する温湿度センサであって、前記筐体の一部として構成され、前記主管路を通過する気体の一部が前記主管路の内の流れとほぼ同一方向へ流れる第一副通路と、前記第一副通路の入り口と出口との間、かつ、前記第一副通路の内面に設けられ、前記第一副通路の全体の平均断面積よりも断面積の小さな絞りを有する絞り区間と、前記絞り区間の上流側及び下流側を接続する前記第一副通路とは異なる第二副通路と、を有し、前記第一副通路と前記第二副通路の入り口及び出口とがそれぞれの接続口によって接続され、前記接続口に対向するように前記第一副通路の内側の流れの上下流方向軸に垂直な方向から見た場合に、前記第二副通路の入り口と前記第一副通路との接続口、又は、前記第二副通路の出口と前記第一副通路との接続口は、開口部の全体が、前記絞りの頂点を通り、かつ前記絞りの頂点を通り前記上下流方向軸に平行な絞り頂点線に対して７度の角度で前記絞りが設けられた側に傾斜する傾斜線に対して、前記絞りが設けられている側とは反対側に設けられる。
【国際調査報告】
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