(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体部、支持部およびコネクタが一体化され、流体管路の内部に配置され、該流体管路に前記支持部を介して固定されるハウジングと、前記枠体部に保持された流体検出素子と、該流体検出素子および前記コネクタに電気的に接続された電子回路と、を備えた発熱抵抗式流量測定装置において、前記枠体部は前記電子回路を固定する金属ベースを備え、該金属ベースと該金属ベース側で、前記支持部の下面との間に断熱層を設けたことを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項２】
請求項１において、前記枠体部、支持部、コネクタおよびハウジングはプラスチックで構成され、前記支持部には、前記プラスチックよりも剛性の高い部材が一体化されていることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項３】
請求項２において、前記プラスチックよりも剛性の高い部材は金属板であり、該金属板がプラスチックで覆われていることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項４】
請求項３において、前記支持部は前記流体管路に近い側から順に、プラスチック、金属板、プラスチックの各層から構成されており、前記各層の厚さはそれぞれ、１．０〜２．０ｍｍ、１．０〜２．５ｍｍ、１．０〜５．０ｍｍであることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項５】
請求項１において前記断熱層が、前記金属ベースを前記流体管路に非接触とされることで形成されることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項６】
請求項５において、前記支持部と前記流体管路との間にシール部を設けたことを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項７】
請求項３において、前記電子回路を保護するカバーを有し、前記支持部と一体化した前記金属板から前記カバーの接着溝までのプラスチックモールドの間隔は５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項８】
枠体部、支持部およびコネクタが一体化され、流体管路の内部に配設され、該流体管路に前記支持部を介して固定されるハウジングと、前記枠体部に保持された流体検出素子と、該流体検出素子および前記コネクタに電気的に接続された電子回路と、を備えた発熱抵抗式流量測定装置において、前記枠体部は前記電子回路を固定する金属ベースを備え、前記コネクタがプラスチックで構成され、前記金属ベース側と前記金属ベース側で、前記支持部の下面との間に、プラスチックの肉厚部内において幅を細くした部分を有することを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかにおいて、前記金属ベースと前記支持部の下面との間の間隔が、５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかにおいて、前記吸気通路を形成する前記流体管路構成部材に設けた矩形の穴から前記金属ベースまでの間隔が、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１１】
枠体部、支持部およびコネクタが一体化され、流体管路の内部に配設され、該流体管路に前記支持部を介して固定されるハウジングと、前記枠体部に保持された流体検出素子と、該流体検出素子および前記コネクタに電気的に接続された電子回路と、を備えた発熱抵抗式流量測定装置において、前記枠体部は前記電子回路を固定する金属ベースを備え、前記コネクタがプラスチックで構成され、前記金属ベース側と前記金属ベース側で、前記支持部の下面との間に、プラスチックの肉厚部内において肉盗み部分を有することを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記支持部と前記流体管路の間にシール部材を設けたことを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかにおいて、前記コネクタの一部が、前記枠体部まで延長されていることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１４】
請求項３において、前記金属板がその一部を折り曲げられて前記枠体まで挿入されていることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１５】
請求項８から１４のいずれかにおいて、前記金属ベースと前記流体管路とが非接触とされることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかにおいて、前記枠体部には、感温抵抗体あるいは吸気温度を測定するための吸気温度センサ、あるいはその両方が固定されていることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１７】
請求項１６において、前記吸気温度センサを接続する前記検出素子支持ターミナルと内燃機関の制御装置への接続端子とが、前記電子回路に設けた導電性導体を介して接続されていることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１８】
請求項１７において、前記接続端子に比べ前記吸気温度センサを接続する前記検出素子支持ターミナルの方が熱伝導率の低い材料を使用していることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかにおいて、前記枠体部に前記流量検出素子を内蔵する副吸気通路を設け、前記感温抵抗体及び前記吸気温度センサは前記副吸気通路内の上流入口付近に配置したことを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれかにおいて、前記電子回路内に電流増幅用トランジスタを設け、前記電流増幅用トランジスタを、前記感温抵抗体及び前記吸気温度センサから相対的に離れた位置に配置したことを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれかにおいて、前記枠体部に前記金属ベースの脱落防止機構を設けたことを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
【請求項２２】
請求項１ないし２１のいずれかに記載の発熱抵抗式流量測定装置を備えたことを特徴とする自動車用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、発熱抵抗体式流量計に係わり、特に自動車エンジンの吸気系に設置してエンジンの吸気量を検出し、さらにはエンジンを制御するのに適する発熱抵抗体式流量測定装置に関する。
背景技術
発熱抵抗体式流量測定装置は、発熱抵抗体等からなる流量測定部を内蔵する副吸気通路部とこの流量測定部を加熱制御する電子制御部を備えている。従来の流量測定装置は、吸気管路壁に一体に電子回路部を取り付けていたため、エンジンルーム内の熱の影響を受け易かった。そこで、このような熱による影響を軽減するために、電子回路部をエンジンの吸気管路内に配置し、吸気による電子回路部の冷却効果を向上させたもの（以下、スロットインタイプ）が知られている。スロットインタイプの例としては、特開平１１−１４４２３号公報に開示された技術がある。
この従来技術によれば、ハウジング部と副吸気通路部とを個々に分割して成形し、ハウジング部と副吸気通路部とを隣接固着すると同時に機械的強度を有する平板状の金属ベース部材上の長手方向に並べて、当該金属ベース部材にハウジング部と副吸気通路部とを固着している。そして、ハウジング部と副吸気通路部と金属ベース部材との間の固着は、互いに異なる２部材に接合する面を共有している。
上記スロットインタイプによれば、エンジンルーム内の吸気管路の外側が例えば８０℃になっても、吸気管路内の空気の温度は２０℃程度と低いため、十分な冷却効果が得られる。また、プラスチック材からなるハウジング部と副吸気通路部とを分割成形することによって個々の長手方向寸法を短縮し、これによって両者の初期成形時の寸法変化を抑えている。さらに、ハウジング部と副吸気通路部とを固着すると同時に両者を所定の機械的強度を有する金属ベース部材に固着することにより、組立時と経時の寸法変化をそれぞれ小さく抑えて寸法精度を確保し、寸法変化による測定精度への影響を少なくしている。そのため、高精度に空気流量が測定できる。
しかし、上記スロットインタイプの流量測定装置では、エンジンの振動に対する共振による影響が考えられ、振動に対する信頼性についてなお改善の余地がある。また、流量の計測精度向上のために、発熱抵抗体及び感温抵抗体に対する熱影響及び吸気温度センサの温度測定精度を向上させる方法についてもなお改善の余地がある。以下に、これらの点について説明を加える。
まず、振動に関して、上記従来技術では、電子回路部を流体管路内に配置したことと、さらに電流増幅用トランジスタの放熱のために金属ベースを流体管路内に配置する構造としたために、支持部下面から質量の大きい部分が吸気管路内に突き出す構造となるため、共振周波数が低下しやすい。そこで、支持部の樹脂厚さを厚くしたり、ハウジングの根元部分の樹脂厚を厚くすることで強度を増すことが考えられる。しかし、冷却時に樹脂の内側と外側の温度差により、モールド成形時にひけやそりなどが発生し、平面度が低下することが考えられる。特に、支持部下面は流体管路路内の気密を保持するためのシール材と密着させるため、ひけやそりの発生防止が重要である。
さらに、温度測定精度に関して、金属ベースを流体管路内に配置し、流体に直接曝される構造としたため、逆に、内燃機関の熱が、流体管路を形成する流体管路構成部材であるボディに伝わり、さらにその熱が、ボディと固定するための支持部の金属板を介し金属ベース、支持ターミナルを通じて発熱抵抗体及び感温抵抗体に伝わり易いと考えられる。特に、低流量時において、吸気温度を検出している感温抵抗体は、実際の吸気温度より高く検出してしまい、これにより、感温抵抗体との温度差を一定に保つ発熱抵抗体にはより多くの加熱電流が供給され、実際の流量よりも高い流量として測定してしまい測定精度が十分に得られない可能性がある。同様に、流体管路内の吸気温度を計測する吸気温度センサについても、実際の吸気温度より高く測定してしまい、測定精度に影響を及ぼす可能性が考えられる。
発明の開示
本発明は、上記従来技術の諸課題を解決し、耐振動性に優れ、また、内燃機関の熱影響による特性誤差を生じにくい構造とし、信頼性の高いスロットインタイプの発熱抵抗体式流量測定装置を提供することを目的としている。
本発明では、上記課題を解決するために、発熱抵抗体式流量測定装置を次のような構成とした。すなわち、本発明は、枠体とコネクタの間に支持部が設けられ該支持部が流体管路の取付部に固定されるハウジングと、該ハウジングの前記枠体側に保持された流量検出素子と、前記流量検出素子及び前記コネクタと電気的に接続された電子回路とを備えた発熱抵抗体式流量測定装置において、前記電子回路は、前記ハウジングの前記枠体の内部側に保持されて前記流体管路内に位置しており、前記支持部には、前記ハウジングの主要構成材料よりも剛性の高い部材が一体化されており、該剛性の高い部材を介して前記ハウジングを前記流体管路に固定することを特徴とする。
本発明によれば、流体管路に取り付けるための発熱抵抗体式流量測定装置の支持部に補強用の金属板を入れ、剛性の高い部材を介して前記ハウジングを前記流体管路に固定することで、支持部をプラスチックのみで同じ厚みの構成として固定する場合に比べ、剛性を上げることができ、共振周波数を向上することができる。本発明の好ましい実施態様によれば、支持部はプラスチック、金属板の二層構造、あるいは、プラスチック、金属板、プラスチックの三層構造からなっている。
また、本発明によれば、支持部における樹脂厚さを薄くすることと樹脂に金属板を挟むことにより、内側と外側の温度差が小さくなり、モールド成形時のひけを防止することができ、支持部下面の平面度を満足することが可能となる。
なお、支持部に補強用の金属板を入れると、内燃機関に配置されたボディからの熱が金属板、金属ベース、支持ターミナルを介して発熱抵抗体、感熱抵抗体へ伝達しやすい構造となる。これに関しては、電子回路基板を固定している金属ベースに伝わる熱伝導経路部位である、ボディと固定するための支持部と金属ベース間に、プラスチックモールドによって間隔をあけることにより、伝熱を妨げる構造とすることが可能となる。あるいは、支持部に入れた金属板と金属ベース間のプラスチックモールドによって間隔をあけた部位に肉盗みをすることで伝熱を妨げることが可能となる。あるいは、各検出素子と接続端子との間に電子回路に設けた導電性導体を介することで、最も熱を伝え易い検出素子支持ターミナルを熱源から離し伝熱を妨げることが可能となる。
上記により、流量を測定する発熱抵抗体及び感温抵抗体、吸気温度を検出している感温抵抗体及び、吸気温度センサに対する熱影響の低減が可能となる。また、金属ベースが発熱抵抗体及び感温抵抗体、吸気温度センサを覆う構造としても、熱影響を低減できたことで、電流増幅用トランジスタを冷却するための金属ベースを十分大きくすることが可能となる。
さらに、支持部に入れた金属板と金属ベース間の、プラスチックモールドによって間隔をあけた部位に肉盗みをすることで、プラスチックモールド成形時に、厚肉部に生じるひけによる変形を防止でき、また、流体管路内の気密を保持するための、支持部とボディのシール材を密着構造とすることが可能となる。
本発明の他の特徴は、支持部に入れた金属板と金属ベース間のプラスチックモールドによって間隔をあけたものにおいて、前記ハウジングの枠体に前記金属ベースの脱落防止機構を設けたことにある。
これにより、万一、金属ベースとハウジングの枠体との接合がはがれても、流体管路内に金属ベースが落下することを防止できる。
本発明の他の特徴は、発熱抵抗体式流量測定装置において、電子回路が、ハウジングの枠体の内部側に保持されて流体管路内に位置しており、コネクタ内に設けられたコネクタターミナルの一部を、前記ハウジングの枠体を補強する形で枠体部分まで延長したことにある。
このように、金属板の一部をハウジング枠体部の両方またはどちらか一方にこれを補強する形で挿入することにより、ハウジング枠体部の剛性を高めることができる。
本発明の他の特徴は、発熱抵抗体式流量測定装置において、電子回路が、ハウジングの枠体内側に保持されて流体管路内に位置しており、支持部と一体構成した金属板の一部を折り曲げ、ハウジングの枠体まで挿入したことにある。この場合も、ハウジング枠体部の剛性を高めることができる。
本発明の他の特徴は、発熱抵抗体式流量測定装置において電子回路がハウジングの枠体側に保持されて流体管路内に位置しており、枠体を貫通して設けられた外部機器と電気的に接続するための前記コネクタターミナルが、前記ハウジングの枠体に設けられたプラスチックの肉厚部内において幅を細くした部分を有することにある。
この特徴によれば、耐振動性に優れ、また、内燃機関の熱影響による特性誤差を生じにくい構造とすることができる。
このように、本発明によれば、耐振動性に優れ、また、内燃機関の熱影響による特性誤差を生じにくい構造とし、信頼性の高い発熱抵抗体式流量測定装置を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図１〜図９は本発明による発熱抵抗体式流量測定装置の第一実施例を示すものである。図１は流体管路内の上流側から見た第一実施例の断面図であり、図２は図１に示した第一実施例の縦断面を表したものである。
本発明の発熱抵抗体式流量測定装置は、枠体とコネクタ２の間に支持部３が設けられ該支持部が流体管路１５の取付部１５Ａに固定されるハウジング５０を有している。コネクタ２内にはコネクタターミナル１がある。電子回路６は、ハウジング５０の枠体すなわちプラスチック製枠体部４に一体のアルミニウム製金属ベース５上に固定され、カバー１１で保護されている。ハウジング５０の枠体部４には、発抵抗体７及び感温抵抗体８を含む流量測定部を内蔵する副吸気通路１２、及びこの流量測定部を加熱制御する電子制御部（電子回路）６が設けられている。
ハウジング５０の支持部３には、補強用の金属板２２が一体形成されており、さらに、外部機器とを電気的に接続するためのコネクタ２とが一体化されている。金属ベース５は電子回路６を固定する平坦面を有し、その上端部が支持部３に接着等により固定されている。
換言すると、ハウジング５０は、主要構成部材であるコネクタ２、支持部３、枠体部４がプラスチックで一体的に形成されたものであり、枠体部４には金属ベース５、カバー１１が固定され、さらに副吸気通路１２、流量測定部及び電子回路が設けられている。そして、ハウジング５０は流体管路構成部材であるボディ１５の取付部１５Ａに固定されている。
以下に詳細に述べるように、ハウジング５０は、主要構成部材である外枠等を構成するプラスチック材よりも剛性の高い部材、例えば金属板２２が支持部３に設けられ、この金属板２２を挟むようにしてボディ１５の取付部１５Ａにネジなどで固定されている。
図３は電子回路６の回路図である。電子回路６はブリッジ回路６Ａと、増幅回路６Ｂとを備えている。ブリッジ回路６Ａには、流量測定部の発熱抵抗体７と感温抵抗体８が接続され、流量測定部を加熱制御する。ブリッジ回路６Ａによって検出された吸気流量に対応する信号は、電流増幅用トランジスタ１８を含む増幅回路６Ｂによって増幅され，コネクタターミナル１Ａ，１Ｂ，１Ｃを介して出力される。また、吸気温度センサ９の信号は電子回路６、コネクタターミナル１Ｄ，１Ｅを介して出力される。電流増幅用トランジスタ１８は、金属ベース５を介して冷却される。
図１、図２に戻って、支持部３は熱絶縁性のプラスチックからなり、金属板２２を挟む形で流体管路構成部材であるボディ１５にネジなどで固定されている。ボディ１５はプラスチック製またはアルミニウムなどの金属製である。さらに、コネクタターミナル１及び支持ターミナル２１が電子回路６と電気的に接続されている。これらのターミナルは、ハウジング５０をボディ１５の取付部１５Ａに固定するための枠体部４とともにプラスチックモールドにて一体形成される。
電子回路６の回路側端部に形成したウェルディングパッド１９と電子回路６を、ワイヤボンディング２０によりコネクタターミナル１に導通させる。支持ターミナル２１には、発熱抵抗体７及び感温抵抗体８を副吸気通路１２中に配置するようにスポットウェルディングにより固定する。支持ターミナル２１は、コネクタターミナル１と同様に、支持ターミナル回路側端部に形成したウェルディングパッド１９と電子回路６をワイヤボンディング２０でつなぎ導通させる。
電子回路６を固定するためのアルミニウム製金属ベース５は、ハウジング５０の枠体部４及びバイパスモールド１０を覆う位置に形成される。プラスチックモールドにて成形されたバイパスモールド１０には副吸気通路１２が形成され、この副吸気通路１２に発熱抵抗体７及び感温抵抗体８が配置されている。バイパスモールド１０は、ハウジング５０の枠体部４と結合し、流体管路を構成するボディ１５に開けた矩形の穴から挿入され、固定ネジ１４によりボディ１５の取付部１５Ａに締めつけ固定される。これにより、吸気通路１３を流れるエンジンへの吸気の一部が副吸気通路１２へ分流し、その分流した吸気から全流量を検出する。
本実施例では、発熱抵抗体式流量測定装置を、自動車などの内燃機関の流体管路を構成するボディ１５に取り付けた場合における、振動による影響について配慮している。振動には２つの形態がある。
まず、第一の振動の形態を説明する。図４は図１の流量測定装置を上部から見た図である。一般に、発熱抵抗体式流量測定装置をボディ１５に取り付ける際、支持部３に挿入した金属板２２に開けた二箇所のねじ穴をねじ１４で固定する方法を取っている。また、支持部３に挿入した金属板２２の裏面のねじ穴周り以外は、ボディ１５に接していないか、接していても拘束されていない構造となっている。そのため、エンジンに装着した場合、共振時に発熱抵抗体式流量測定装置が、支持部３に挿入した金属板２２に開けた二箇所のねじ穴の中心を結んだ線を中心として、支持部３が変形して振動する。我々は、このことを、有限要素法解析により確認している。
そこで、本発明では、図１、図２に示すように、ハウジング５０の枠体部４に取り付けられた金属ベース５とは別体に設けた板状の金属板２２を、支持部３とともにプラスチックで一体にモールド形成している。なお、支持部３を少なくとも２つの部分に分割し、金属板２２とともに接着して一体化しても良い。また、金属板２２は全体がプラスチックで覆われているか、あるいは、部分的に覆われていても良い。
支持部３を板状の金属板２２と一体に形成したことにより、支持部３の樹脂厚さを厚くすることなく支持部３の剛性を高めることができ、すなわち発熱抵抗体式流量測定装置の共振周波数を高くすることができる。金属板２２の採用は、特に、発熱抵抗体式流量測定装置の共振周波数が４００Ｈｚ以下のときに効果がある。
なお、金属板２２に代えて、ハウジング５０の外枠等の主要部を構成するプラスチック材よりも剛性の高い非金属部材を用いても良い。
また、図４に示すように、流体管路を構成するボディ１５にハウジング５０を取り付けるためのねじ穴位置を中央からずらした構造とした場合、例えば、支持部３を樹脂のみで構成し、ボディ１５に取り付けを行なうと、ねじ穴位置が中央から離れるに従って、発熱抵抗体式流量測定装置の共振周波数が急激に低下してしまう。
本発明では、支持部３に円板状の金属板２２を入れた構造としたことで、共振周波数の低下を少なくすることができる。すなわち、ねじ穴位置を中央からずらして設定することが可能となり、ねじ穴位置は標準化しながら、様々なコネクタ形状に対応することができる。例えば、第一実施例の変形例として図５に図１と同じ方向の断面で示すように、コネクタ２を横に向けた構造が可能となる。コネクタ２を横に向けることにより、コネクタ２につながるケーブルを短くできる場合がある。
次に、本発明の実施例で配慮している第二の振動の形態を図１、図２で説明する。発熱抵抗体式流量測定装置は電流増幅用トランジスタ１８の放熱のために金属ベース５をスロットイン、すなわち流体管路１３内に配置する構造としたために、支持部３下面から質量の大きい部分が突き出す構造となる。そのため、発熱抵抗体式流量測定装置は、共振時にハウジング枠体部４の根元部分が変形して振動する。
本発明の第一の実施例における、図１のＢ部拡大図を図７に示す。本実施例では、カバー１１とバイパスモールド１０をエポキシ系の接着剤２４で接着している。これにより、ハウジング枠体部４、カバー１１、バイパスモールド１０をほぼ一体化することができ、発熱抵抗体式流量測定装置の剛性を増すことができる。
次に、第一の実施例における図１のＡ部拡大図を図８に示す。本実施例によれば、金属板２２からカバー１１を接着するための接着溝２５までの間隔Ｌ１を充分に取ることができる。この間隔Ｌ１は５ｍｍ〜２０ｍｍが望ましい。さらに、支持部３（プラスチック）の肉厚部におけるコネクタターミナル１の幅ｔを充分細くすることで、温度変化時に接着剤に対する応力を緩和することができる。
また、本実施例では、支持部３を、シール材１６を介してボディ１５に固定しているが、支持部３に金属板２２を挟むことにより、ひけを生じることなく、金属板２２の上下のプラスチックの樹脂厚を薄く成形することができる、特に、プラスチックの樹脂厚を、支持部３の上側（図８で金属板２２の上側）が１．０〜２．０ｍｍ、支持部３の下側（図８で金属板２２の下側）が１ｍｍ〜５．０ｍｍとし、支持部３に入れた金属板を１．０〜２．５ｍｍとしたときに、モールド成形時の支持部３のひけを防止する効果がある。これにより、ハウジング５０を取付部１５Ａに固定する際に、支持部３下部面を、流体管路内の気密を保持するためのシール材１６に密着させるのに適した構造とすることができる。
次に、本実施例の壁温特性について第一の実施例に戻って、図１及び図２で説明する。発熱抵抗体式流量測定装置が例えば他の発熱体などからの影響により高温になると、その熱がハウジング５０の支持部３、コネクタターミナル１、金属板２２、枠体部４、金属ベース５、電子回路６、支持ターミナル２１を伝わり、各検出素子に達し、実際の吸気温度とは異なる他の発熱体からの熱を吸気温度として検出することになる。この熱影響による誤差を壁温特性と呼び、その影響が小さいほど壁温特性は良いとされる。自動車等の内燃機関では、内燃機関の熱が吸気温度を検出している感温抵抗体８に伝熱し、流量の計測に誤差を生じさせ温度特性を悪くすることがある。
そこで、本実施例によれば、図８に示すように、金属板２２と一体構成とした支持部３の下面から金属ベース５の上端までの間に間隔Ｌ２を設け、その間隔Ｌ２をプラスチックモールドにしている。換言すると、間隔Ｌ２には熱伝導の良い金属を介在させず、熱が支持部３から各検出素子に伝達され難い構造としている。さらに、ボディ１５の取付部１５Ａに設けた矩形の穴の内壁から金属ベース５までの間に間隔Ｗを設け、金属ベース５をボディ１５に非接触としている。これにより、吸気による断熱層を形成することができ、吸気温度を検出している感温抵抗体８に対する熱影響の低減に効果がある。
この効果を確認するために、図１０には間隔Ｌ２が無い（Ｌ２＝０）の場合の支持部３から金属ベース５までのＣＡＥによる解析結果の温度分布、図１１に本実施例の支持部３から金属ベース５までのＣＡＥによる解析結果の温度分布を示す。図中のスケールは温度である。図１０から、間隔Ｌ２が０の場合、金属ベース５の温度は支持部３からの熱を直接受けてしまって高くなっていることがわかる。それに対し、図１１から、本発明を適用した場合、間隔Ｌ２部の断熱層において温度は急激に下がり、金属ベース５の温度も下がっていることが確認できる。
図１２に、計算により求めた間隔Ｌ２、Ｗと、電子回路６の電流増幅用トランジスタ１８付近での金属ベース５温度の関係を示す。金属ベース５の温度上昇は、電流増幅用トランジスタ５の発熱温度より低いことが望ましいことから、Ｌ２＝５ｍｍ〜２０ｍｍ、Ｗ＝０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの間隔を設けると効果が上がることが明らかである。
さらに、本実施例では吸気温度を検出している感温抵抗体８に対する熱影響を低減する構造として、金属ベース５と、支持部３に一体形成された金属板２２とが、分離されている。すなわち、図８に示すように支持部３と金属ベース５までの間に間隔Ｌ２を設けており、さらにこの間隔Ｌ２の部位に肉盗み１７を施した構造としている。本構造によれば、エンジンの熱の影響を低減し壁温特性をさらに向上する効果が得られる。さらに、その他の効果として、特に、流体管路に固定する際にシール材１６と密着される支持部３の下面は平面度が要求されるため、プラスチックモールド成形時に、支持部下面の厚肉部に生じるひけによる変形を防止する効果もある。
上記のように、本実施例では吸気温度を検出している感温抵抗体８に対する熱影響を低減するために、金属ベース５は、支持部３に一体形成された金属板２２から分離され、その上端部が支持部３に接着等により固定されている。この場合、金属ベース５が何らかの原因で支持部３から脱落することにも配慮する必要がある。もし、金属ベース５がハウジング５０から離れ吸気管路１３内に落下すると、種々の不具合を生ずる可能性がある。そこで、本実施例では、金属ベース５の脱落防止機構を設けている。この脱落防止機構を図６（及び図９）で説明する。図６は、脱落防止機構を分かりやすく示すために、図４のＶＩ−ＶＩ断面に対応しかつ、脱落防止機構の有る位置に沿って断面した図である。
図６（及び図９）に示すように、金属ベース５の中央から下の位置に複数（実施例では２個）の穴を設け、これらの各穴にプラスチック製枠体部４の一部として形成された脱落防止ピン３０を圧入する。金属ベース５の厚さをＴ３とし、脱落防止ピン３０の長さをＴ１とし、ハウジング５０の枠体部４とカバー１１との隙間をＴ２とすると、Ｔ１＞Ｔ３、Ｔ３＞Ｔ２、とすることで、金属ベース５の脱落を防止することができる。
また、金属ベース５の中央から下の位置に複数の穴を設けることで、金属ベース５が支持部３から外れたときの傾きを小さくすることができ、脱落防止の効果をより高めることができる。
次に、本実施例のさらなる作用、効果を図８で説明する。図８に示すように、本実施例では、流体管路内の気密を保持するための、支持部３とボディ１５の間にシール材１６を装着した。即ち、シール材１６を、支持部３の下面から金属ベース５の上端までの間のＬ２の範囲内に装着した構造とした。さらに、例えばゴム材で熱伝導率の小さい部材にすることでさらに断熱性を向上した構造とすることが可能となる。
また、本実施例によると、図１に示すように、流体管路内の吸気温度を測定するための吸気温度センサ９を備えた構成においても、吸気温度センサ９に対する熱影響の低減に効果がある。さらに、感温抵抗体８及び吸気温度センサ９を、副吸気通路内の上流入口付近に配置し、電流増幅用トランジスタ１８から相対的に離れた位置に配置している。これにより熱影響の低減を図ることが可能となる。
さらに、発熱抵抗体式流量測定装置には方向性があり、ボディ１５の矩形の穴に取り付ける際、誤まって取り付けられてしまう場合があるが、本構造とすることで、図１３に示すように金属板２２に開けたねじ穴位置を中央から非対称とすることもでき、誤取付けを防止できる。
次に、図１４に本発明の第三の実施例の側面図を示す。また、図１５は、ハウジングを除去した状態の吸気通路の斜視図である。この実施例では、ボディ１５の取付部１５Ａの取り付け面の一部に、発熱抵抗体式流量測定装置の支持部３と接する少なくとも１つ以上の突起２３を設け、支持部３に突起２３を受ける部分を設けている。これ以外の部分は第一の実施例の発熱抵抗体式流量測定装置と同じ構造である。
本実施例によれば、ボディ１５の取付部１５Ａに設けた、少なくとも１つ以上の突起２３により、支持部３の変形を抑えることができ、支持部３の剛性を上げるのと同等の効果がある。また、ボディ１５の取付部１５Ａに設けた、少なくとも１つ以上の突起２３を、発熱抵抗体式流量測定装置取り付けの際の誤取付け防止及び、位置決めとすることもできる。
本発明の別の実施例を図１６で説明する。図１６は発熱抵抗体式流量測定装置のコネクタターミナル１の一部を、ハウジング枠体部４まで挿入した構造である。本実施例によれば、金属製のコネクタターミナル１の一部を利用し、このコネクタターミナル１の一部をハウジング枠体部４の両方またはどちらか一方にこれを補強する形で挿入することにより、部品数を増やさずにハウジング枠体部４の剛性を高めることができる。
本発明のまた別の実施例を図１７で説明する。図１７のハウジングは、支持部３と一体構成した金属板２２の一部を折り曲げ、ハウジング枠体部４まで挿入した構成になっている。本実施例によれば、金属板２２の一部をハウジング枠大部４に向けて折り曲げ、この金属板２２の一部をハウジング枠体部４の両方または、どちらか一方にこれを補強する形で挿入することにより、ハウジング枠体部４の剛性を高めることができる。
図１８にまた別の実施例、図１９は従来の構造での発熱抵抗式流量測定装置の構成図を示す。図１８、図１９は図１の断面と垂直な断面で、図２と同じ方向であるが、断面を取る位置をハウジングに埋め込まれたコネクタターミナル、支持ターミナルが見えるようにした断面である。
従来の構造では図１９に示すように、吸気温度センサ９の支持ターミナル２１は内燃機関の制御装置へのコネクタターミナル１とが一体で成形されていた。吸気温度センサ９の支持ターミナル２１及びコネクタターミナル１は熱伝導率の良い金属などで形成されており、壁温の影響を受け易い構造になっていた。
本発明は、図１８に示すように、コネクタターミナル１と吸気温度センサ９の支持ターミナル２１を分離しその間は電子回路６に設けた導電性導体２６を介して電気的に接続する構造にするものである。すなわち、吸気温度センサを接続する検出素子支持ターミナル２１と内燃機関の制御装置への接続端子１とが、電子回路に設けた導電性導体２６を介して接続されている。
導電性導体２６とコネクタターミナル１及び吸気温度センサ支持ターミナル２１との接続は例えばワイヤボンディング２０などで接続される。この構造にすることで、外部からの熱がコネクタターミナル１自身を伝わり直接吸気温度センサ９に達することはなく、熱伝導率の悪い材料を介していることで吸気温度センサ９への熱の伝わりを低減できる。
また、上記考え方は図２０に示すような吸気温度センサ９が吸気通路１３に配置されるような構造においても同様な効果を得ることができる。
前記実施例のさらなる効果を、図２１及び図２２で説明する。図２１に図１８のＣ−Ｃ断面図を、図２２に図１９のＤ−Ｄ断面図を示す。
従来構造では図２２に示すように、ハウジング枠体部４の中に吸気温度センサ９の支持ターミナル２１を成形しなければならないため、ハウジング枠体部４の厚みが厚くなる構造であったが、本発明の構造にすると図２１に示すようにハウジング枠体部４の厚みを薄くすることが可能で、内燃機関に吸入される流体管路内に抵抗となる部分を無くすことができ、内燃機関としての性能向上が可能である。
本実施例によれば、以上のような構造にすることで、壁温特性の優れた吸気温度検出装置を備えた発熱抵抗式流量測定装置を提供できる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。これは、上記各実施例に示す発熱抵抗式流量測定装置において、コネクタターミナル１に比べ、吸気温度センサ９の支持ターミナル２１の方が熱伝導の低い材料を使用したものである。これにより吸気温度センサ９に壁温の伝わりにくい構造を提供することができ、壁温特性の優れた発熱抵抗式流量測定装置を提供できる。
以上述べたように、本発明によれば、耐振動性に優れ、また、内燃機関の熱影響による特性誤差を生じにくい構造とし、信頼性の高い発熱抵抗体式流量測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の発熱抵抗体式流量測定装置の第一実施例を流体管路内の上流側から見た断面図である。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。
図３は、図１の発熱抵抗体式流量測定装置における電子回路の構成を示す図である。
図４は、本発明の第一実施例の要部の上面図である。
図５は、本発明の第一実施例の変形例を示すものであり、図４のＶ−Ｖ相当の断面図である。
図６は、図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。
図７は、本発明の第一実施例の特徴を表わす、図１のＢ部拡大断面図である。
図８は、本発明の第一実施例の特徴を表わす図１のＡ部拡大断面図である。
図９は、図８を金属ベース側から見た断面図である。
図１０は、本発明の第一実施例を適用しない場合の、ＣＡＥによる解析結果の温度分布である。
図１１は、本発明の第一実施例を適用した場合の、ＣＡＥによる解析結果の温度分布である。
図１２は、本発明の効果としての、間隔Ｌ１、Ｗと、電流増幅用トランジスタ付近での金属ベース温度の関係を示すグラフである。
図１３は、本発明の第二実施例の要部の上面図である。
図１４は、図１３の側面図である。
図１５は、図１４の斜視図であり、ハウジングを除去した状態を示すものである。
図１６は、本発明の他の実施例を表わす、図１の断面に垂直な面に相当する断面を示す図である。
図１７は、本発明の別の実施例を表わす、図１の断面と垂直な断面に相当する断面を示す図である。
図１８は、本発明の第一実施例の他の特徴を表わす、図１の断面と垂直な断面を示す図である。
図１９は、従来構造の特徴を表わす、図１９に対応する断面図である。
図２０は、本発明の他の実施例の特徴を表わす、図１の断面と垂直な断面に相当する断面を示す図である。
図２１は、図１８のＣ−Ｃ断面図である。
図２２は、図１９のＤ−Ｄ断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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１５】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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