(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気路（２）の内周に突き出し、吸入空気の流量を検出する流量検出体（３）と、
前記流量検出体から離れて前記吸気路の内周に突き出し、吸入空気の湿度を検出する湿度検出体（５）と、
前記流量検出体および前記湿度検出体の両方に接続し、前記流量検出体および前記湿度検出体の突き出しの根元を成す基部（６）とを備える流量測定装置（１）において、
前記湿度検出体は、吸入空気の湿度に感応する湿度検出素子（１７ａ）を有するセンサチップ（１７）を保持し、
このセンサチップは、前記湿度検出素子を自身の表面に有し、前記湿度検出素子が前記吸気路に露出するように前記湿度検出体に保持され、
前記湿度検出体の前記吸気路に露出する露出部（２２）の長さの内、吸入空気の流れ方向に測った長さを参照長さと定義し、前記湿度検出体の露出部の長手方向に垂直な断面周縁の吸入空気の流れる方向に垂直な方向を幅と定義すると、前記幅の最大位置は前記湿度検出体の露出部の上流端から前記参照長さの１／２までの範囲に存在し、
前記湿度検出素子は、前記湿度検出体の露出部の上流端から前記参照長さの１／２の位置までの範囲に存在するとともに、前記幅の最大位置に存在することを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流量測定装置において、
前記流量検出体の前記吸気路に露出する露出部（２０）の長さの内、吸入空気の流れ方向に測った長さを補助参照長さと定義すると、
前記湿度検出素子は、前記流量検出体の露出部の上流端から前記補助参照長さの１／２の位置より上流側に存在することを特徴とする流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に吸入される吸入空気の流量および湿度の両方を測定することができる流量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸入空気の流れる吸気路に配置される流量を計測するセンサチップ（以下、流量チップと呼ぶことがある。）と湿度を計測するセンサチップ（以下、湿度チップと呼ぶことがある。）とを備え、吸入空気の流量および湿度を測定する流量測定装置が公知である。
この流量測定装置においては、流量チップおよび湿度チップを保持して吸気路の内周に突き出る筐体を備え、湿度チップを筐体の側壁に保持する構成が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、この流量測定装置においては、筐体を通じて内燃機関の熱が湿度チップに伝導し、湿度チップの温度が上昇してしまう。これにより、湿度チップの表面に設けられる湿度検出素子の温度も上昇し、吸入空気の温度と異なってしまい吸入空気の湿度の検出値に悪影響を与えてしまう。このため、筐体から湿度チップへの熱伝導を防ぐ必要がある。
【０００４】
そこで、湿度チップを保持するアセンブリを筐体とは別に設け、筐体から離して吸気路の内周に突出させる構成が公知となっている（例えば、特許文献２参照。）
このような流量測定装置においては、筐体とアセンブリとが離れているため、筐体から湿度チップへの熱伝導を防いで湿度チップの温度の上昇を抑制することができる。しかし、アセンブリを通じても内燃機関の熱が伝導し、さらにアセンブリの周囲を流れる吸入空気へ伝熱することで吸入空気の温度が上昇し、湿度検出素子の温度を上昇させる虞があった。
【０００５】
なお、特許文献３において、カバーで湿度チップを覆う構成が開示されている。
特許文献３の測定装置によると、カバーには、吸入空気流れに沿って小さな２つの開口が設けられている。そして、下流側の開口からカバー内に少量の吸入空気を流入させて、湿度チップを通過させ、上流側の開口から吸気路に還流させる。
このため、特許文献３の測定装置によれば、カバー内への異物の浸入を防止して湿度チップを保護する効果は見込める。しかし、カバー内に入り込む吸入空気の量では十分な放熱は期待できず、熱のこもりやすい構成となっており、湿度チップの温度上昇を抑制する効果は期待できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−８７１９６号公報
【特許文献２】特許第５４４５５３５号公報
【特許文献３】国際公開第２０１４／０６０１６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気路に配置される流量測定装置において、湿度チップの有する湿度検出素子の温度上昇を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の測定装置は、以下に説明する筐体、アセンブリ、および、基部を備える。
筐体は、内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気路の内周に突き出し、吸入空気の流量を検出する。
アセンブリは、筐体から離れて吸気路の内周に突き出し、吸入空気の湿度を検出する。
そして、基部は、筐体およびアセンブリの両方に接続し、筐体およびアセンブリの突き出しの根元を成す。
以下、筐体を流量検出体、アセンブリを湿度検出体と呼ぶ。
【０００９】
湿度検出体は、吸入空気の湿度に感応する湿度検出素子を有するセンサチップを保持している。そして、センサチップは、湿度検出素子を自身の表面に有し、湿度検出素子が吸気路に露出するように湿度検出体に保持されている。
ここで、湿度検出体の吸気路に露出する露出部の長さの内、吸入空気の流れ方向に測った長さを参照長さと定義し、湿度検出体の露出部の長手方向に垂直な断面周縁の吸入空気の流れる方向に垂直な方向を幅と定義すると、幅の最大位置は湿度検出体の露出部の上流端から前記参照長さの１／２までの範囲に存在する。
そして、湿度検出素子は、湿度検出体の露出部の上流端から参照長さの１／２の位置までの範囲に存在するとともに、幅の最大位置に存在する。
【００１０】
これにより、湿度検出素子は、湿度検出体における吸入空気流れ方向の中心位置より上流側に配される。
このため、湿度検出素子に到達する吸入空気は、湿度検出素子が湿度検出体の中心位置より下流側に配される場合に比して湿度検出体によって与えられる熱量が少なくなる。
この結果、湿度検出素子を通過する吸入空気の温度上昇を抑制できる。
以上により、吸気路に配置される流量測定装置において、湿度チップの有する湿度検出素子の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）吸入空気流れ上流側から見た流量測定装置の全体図、（ｂ）吸入空気の流れ方向に沿う流量測定装置の断面図である（実施例）。
【図２】（ａ）湿度検出体の斜視図、（ｂ）長手方向および吸入空気の流れ方向に垂直な方向から見た湿度検出体の側面図、（ｃ）湿度検出体の平行断面図である（実施例）。
【図３】図２（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う湿度検出体の垂直断面図である（実施例）。
【図４】湿度検出体の斜視図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、発明を実施するための形態を、実施例を用いて説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
【実施例】
【００１３】
〔実施例の構成〕
図１、図２を参照して実施例の流量測定装置１を説明する。
流量測定装置１は、車両走行用の内燃機関に吸入される吸入空気の流れる吸気路２に搭載されるものであり、吸気路２を流れる吸入空気の流量および湿度を測定する。
以下、吸気路２における吸入空気の流れる方向を、方向Ｆと呼ぶことがある。
そして、流量測定装置１は、以下に説明する流量検出体３、湿度検出体５、および、基部６を備える。
【００１４】
流量検出体３は、流量チップ１０を保持するとともに内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気路２の内周に突き出し、吸入空気の流量を検出する。
流量検出体３は、樹脂材料によって設けられ、内部に通路が形成されている。
ここで、流量検出体３の内部に形成される通路の構造は、例えば、バイパス通路１２とサブバイパス通路１３とが設けられている。
【００１５】
バイパス通路１２は、吸気路２を流れる吸入空気の一部が流れる通路であり、方向Ｆに沿うように通路が形成されている。そして、バイパス通路１２の上流側に取入口１２ａが設けられ、バイパス通路１２の下流側に排出口１２ｂが設けられる。
なお、バイパス通路１２の下流側には、バイパス通路１２を通過する吸入空気の流れを絞る排出口絞り１２ｃが形成されている。
【００１６】
サブバイパス通路１３は、排出口絞り１２ｃで絞られたバイパス通路１２を流れる吸入空気の一部が流入する入口１３ａと、サブバイパス通路１３を通過した吸入空気を吸気路２へ戻す出口１３ｂとを備える。そして、入口１３ａから流入した吸入空気を流量検出体３の内部で回転させ出口１３ｂへと導く。
【００１７】
流量チップ１０は、例えば、吸入空気の流量に感応する流量検出素子１０ａを有する。ここで流量検出素子１０ａは、サブバイパス通路１３の内部を通過する吸入空気の伝熱により流量を測定する伝熱式となっており、発熱抵抗体と測温抵抗体を表面に有する周知の構成となっている。そして、流量チップ１０は、吸入空気の流量に応じた信号をコネクタ１５内の接続端子を介してＥＣＵ（図示しない。）等に出力している。
なお、コネクタ１５は、基部６と一体に設けられている。
【００１８】
湿度検出体５は、湿度チップ１７を保持するとともに流量検出体３から離れて吸気路の内周に突き出し、吸入空気の湿度を検出する。
湿度検出体５は、突き出す方向を長手方向とした場合、長手方向が方向Ｆに直交するように突き出している。
湿度チップ１７は、例えば、吸入空気の湿度に感応する湿度検出素子１７ａを有する。ここで、湿度チップ１７は、湿度検出素子１７ａを自身の表面に有し、湿度検出素子１７ａが吸気路２に露出するように湿度検出体５に保持されている。
より具体的には、湿度チップ１７は、湿度検出体５の側面に、湿度検出素子１７ａの表面が長手方向に平行かつ方向Ｆに平行になるように湿度検出体５に保持されている。
【００１９】
湿度検出素子１７ａは、例えば、湿度に応じて静電容量が変化する静電容量式となっており、湿度により静電容量の変化する高分子膜を表面に有する周知の構成となっている。そして、湿度チップ１７は，吸入空気の湿度に応じた信号をコネクタ１５内の接続端子を介してＥＣＵ等に出力している。
【００２０】
なお、湿度検出体５は、支持基板１９に支持される湿度チップ１７、湿度チップ１７と電気的に接続するリード端子（図示しない。）等を樹脂材料に埋め込むことで形成されている。
ここで、支持基板１９は、シリコン基板等から成り、強度的に弱い湿度チップ１７を自身に固定することで、湿度チップ１７の取り扱いを容易にしている。
【００２１】
基部６は、流量検出体３および湿度検出体５の両方に接続し、流量検出体３および湿度検出体５の突き出しの根元を成す。ここで、基部６は、金型内に流量検出体３および湿度検出体５の端部を収容し金型内に溶融樹脂を注入することで形成される。
【００２２】
また、流量検出体３の基部６からの突出部が吸気路２に露出する露出部２０、湿度検出体５の基部６からの突出部が吸気路２に露出する露出部２２となっている。
吸気路２において、流量測定装置１が搭載される箇所には、吸気路２の内外を貫通する装着孔が形成されている。そして、流量測定装置１の基部６が装着孔に嵌め込まれて吸気路２に固定されている。
【００２３】
〔実施例の特徴〕
次に、実施例の特徴的な構成について図１〜図３を用いて説明する。
先ず、湿度検出体５の垂直断面、平行断面について説明する。
垂直断面とは、湿度検出体５の様々な断面の内、長手方向に垂直な断面のことであり、平行断面とは長手方向に平行かつ方向Ｆに平行な断面のことである。
【００２４】
湿度検出体５の露出部２２の長さの内、吸入空気の流れ方向に測った長さを参照長さＬｈと定義する。
このとき、湿度検出素子１７ａは、露出部２２の上流端から参照長さＬｈの１／２の位置までの範囲に存在する（図２（ｂ）、図３参照。）。なお、湿度検出素子１７ａは、より上流側に配される方が好ましい。
【００２５】
流量検出体３の露出部２０の長さの内、吸入空気の流れ方向に測った長さを補助参照長さＬｆと定義する。
このとき、湿度検出素子１７ａは、露出部２０の上流端から補助参照長さＬｆの１／２の位置より上流側に存在する（図１（ｂ）参照。）。なお、湿度検出素子１７ａは、より上流側に配される方が好ましい。
【００２６】
そして、湿度検出体５は、垂直断面の周縁が、吸入空気の流れに対し流線形を呈している（図３参照。）。
より具体的には、垂直断面の周縁の内、方向Ｆに垂直な方向Ｐの幅が上流側から下流側にかけて、徐々に増加した後に徐々に減少している。
【００２７】
また、湿度検出素子１７ａは、垂直断面の周縁の内、方向Ｐの幅が最も大きい位置に存在している（図３参照。）。
さらに、湿度検出体５は、平行断面の周縁の内、突出端５ａを成す部分は、吸入空気の流れに対し流線形を呈する（図２（ｃ）参照。）。ここで、突出端５ａとは湿度検出体５の長手方向の先端のことである。
【００２８】
〔実施例の効果〕
実施例の測定装置１によれば、湿度検出体５の露出部２２の長さの内、吸入空気の流れ方向に測った長さを参照長さＬｈと定義し、湿度検出体５の露出部２の長手方向に垂直な断面周縁の吸入空気の流れる方向に垂直な方向を幅と定義すると、幅の最大位置は露出部２２の上流端から参照長さＬｈの１／２までの範囲に存在する。
そして、湿度検出素子１７ａは、露出部２２の上流端から参照長さＬｈの１／２の位置までの範囲に存在するとともに、幅の最大位置に存在する。
【００２９】
これにより、湿度検出素子１７ａは、湿度検出体５における吸入空気流れ方向の中心位置より上流側に配される。
このため、湿度検出素子１７ａに到達する吸入空気は、湿度検出素子１７ａが湿度検出体５の中心位置より下流側に配される場合に比して湿度検出体５によって与えられる熱量が少なくなる。
この結果、湿度検出素子１７ａを通過する吸入空気の温度上昇を抑制できる。
以上により、吸気路２に配置される流量測定装置１において、流量チップ１７の有する湿度検出素子１７ａの温度上昇を抑制することができる。
【００３０】
実施例の測定装置１によれば、流量検出体３の露出部２０の長さの内、吸入空気の流れ方向に測った長さを補助参照長さＬｆと定義すると、湿度検出素子１７ａは、露出部２０の上流端から補助参照長さＬｆの１／２の位置より上流側に存在する。
【００３１】
これにより、湿度検出素子１７ａは、流量検出体３における吸入空気流れ方向の中心位置より上流側に配される。
このため、湿度検出素子１７ａに到達する吸入空気は、湿度検出素子１７ａが流量検出体３の中心位置より下流側に配される場合に比して流量検出体３によって与えられる熱量が少なくなる。
この結果、湿度検出素子１７ａを通過する吸入空気の温度上昇を抑制できる。
以上により、吸気路２に配置される流量測定装置１において、湿度チップ１７の有する湿度検出素子１７ａの温度上昇を抑制することができる。
【００３２】
［変形例］
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例によれば、湿度検出体５は、垂直断面の形状が長手方向のいかなる位置でも略同一であったが、図４に示すように、基部６の側を太く形成してもよい。これにより、湿度検出体５の強度を増加させることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  流量測定装置  ２  吸気路  ３  流量検出体  ５  湿度検出体  ６  基部  
１７  湿度チップ（センサチップ）  １７ａ  湿度検出素子  ２０  露出部
【図１】
0006641820.tif 000002
【図２】
0006641820.tif 000003
【図３】
0006641820.tif 000004
【図４】
0006641820.tif 000005