(57)【要約】剛性向上と密閉性向上の両立を図ることができる物理量検出装置を得ること。本発明の物理量検出装置（２０）は、ハウジング（１００）と、カバー（２００）と、チップパッケージ（３１０）と、チップパッケージに支持されて副通路に配置される流量センサ（３１１）を備える。ハウジングは、カバーを接着するための接着剤が塗布される接着剤用溝であって、ハウジングの基端に沿って延在しかつハウジングの基端からチップパッケージよりもハウジングの先端側の位置までハウジングの突出方向に沿って延在して第１の接着剤４０１が塗布される第１の接着剤用溝１６０Ａと、副通路１３４に沿って延在して第２の接着剤４０２が塗布される第２の接着剤用溝１６０Ｂとを有しており、第１の接着剤はヤング率が高く、第２の接着剤はチクソ性が高いことを特徴とする。
2020202723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測気体が流れる主通路の挿入孔から先端側から挿入されて該主通路内に配置されるハウジングと、
前記ハウジングとの協働により前記主通路を流れる被計測気体の一部を取り込む副通路を構成するカバーと、
前記ハウジング内に収容される支持体と、前記支持体に支持されて前記副通路に配置されるセンサ素子と、を備え、
前記ハウジングは、
前記ハウジングの基端に沿って延在する基端溝部と該基端溝部から前記センサ素子の計測部よりも前記ハウジングの先端側まで延在する一対の溝部を有し、第１の接着剤が塗布される第１の接着剤用溝と、
前記副通路に沿って延在し、第２の接着剤が塗布される第２の接着剤用溝と、
を有しており、
前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりもヤング率が高く、前記第２の接着剤は前記第１の接着剤よりもチクソ性が高いことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項２】
被計測気体が流れる主通路の挿入孔から先端側から挿入されて該主通路内に配置されるハウジングと、
前記ハウジングとの協働により前記主通路を流れる被計測気体の一部を取り込む副通路を構成するカバーと、
前記ハウジング内に収容される支持体と、
前記支持体に支持されて前記副通路に配置されるセンサ素子と、
前記支持体を実装する回路基板と、を備え、
前記ハウジングは、
前記ハウジングの基端に沿って延在する基端溝部と該基端溝部から前記センサ素子の計測部よりも前記ハウジングの先端側まで延在する一対の溝部を有し、第１の接着剤が設けられる第１の接着剤用溝と、
前記回路基板を収容する回路室と、
前記支持体の近傍であって、前記回路室と前記副通路との間に設けられ、第２の接着剤が設けられる第２の接着剤用溝と、
を有しており、
前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりもヤング率が高く、前記第２の接着剤は前記第１の接着剤よりもチクソ性が高いことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項３】
前記一対の接着剤用溝は、前記支持体よりもハウジングの先端側まで延在している請求項１または２に記載の物理量検出装置。
【請求項４】
前記第１の接着剤用溝は、前記基端溝部の延在方向中間位置から前記ハウジングの先端側に向かって延出する中間溝部を有することを特徴とする請求項３に記載の物理量検出装置。
【請求項５】
前記中間溝部は、前記基端溝部及び前記外縁溝部の溝幅の偶数倍の溝幅を有することを特徴とする請求項４に記載の物理量検出装置。
【請求項６】
前記中間溝部は、前記基端溝部及び前記外縁溝部の溝幅の２倍の溝幅を有することを特徴とする請求項４に記載の物理量検出装置。
【請求項７】
前記回路基板には、回路部品が実装されており、シリコーン系の封止部材により封止されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
【請求項８】
前記第１の接着剤は、エポキシ系の接着剤であり、前記第２の接着剤は、シリコーン系の接着剤であることを特徴とする請求項３に記載の物理量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の吸入空気の物理量を検出する物理量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ベースと、ベースに被測定流体である空気の流れ方向に沿った面で接合されたプレートと、プレートに露出して設けられ空気の流量を検出する流量検出素子と、流量検出素子と同じ側のプレートの面に取り付けられ流量検出素子からの信号を処理する制御回路が内蔵された回路基板と、プレート及びベースに接着されたカバーとを備えた流量測定装置の構造が示されている。【０００３】
特許文献１によれば、カバーは、熱硬化型シリコーン接着剤によりプレート及びベースに接着されている。そして、フランジの内壁面とこの内壁面に対向したカバーの外周壁面との間は、エポキシ接着剤により接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば内燃機関に吸入される吸入空気の流量を検出する物理量検出装置は、吸気通路内に装置本体が配置される。装置本体は、吸気通路内における圧力損失を低減するために、厚さが薄い方が好ましい。しかしながら、厚さが薄くなると本体部の剛性が低下し、検出精度に影響を与える可能性がある。本体部の剛性を向上させるために、エポキシ接着剤を用いることが知られているが、エポキシ接着剤は粘性が低いので、密閉性を保つことは困難である。【０００６】
特許文献１に記載の流量測定装置は、フランジの内壁面とこの内壁面に対向したカバーの外周壁面との間がエポキシ接着剤によって接着されている。したがって、かかる接着部分における断面係数の減少量が大きくなり、剛性が低下して振動時に変形が大きくなり、ベース本体の根元に応力が集中するおそれがある。【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、剛性向上と密閉性向上の両立を図ることができる物理量検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の物理量検出装置は、被計測気体が流れる主通路に突出して配置されるハウジングと、該ハウジングとの協働により副通路を構成するカバーと、前記ハウジング内に収容される支持体と、該支持体に支持されて前記副通路に配置されるセンサ素子と、を備え、前記ハウジングは、前記カバーを接着するための接着剤が塗布される接着剤用溝であって、前記ハウジングの基端に沿って延在しかつ該ハウジングの基端から前記支持体よりも前記ハウジングの先端側の位置まで前記ハウジングの突出方向に沿って延在して第１の接着剤が塗布される第１の接着剤用溝と、前記副通路に沿って延在して第２の接着剤が塗布される第２の接着剤用溝とを有しており、前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりもヤング率が高く、前記第２の接着剤は前記第１の接着剤よりもチクソ性が高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、剛性向上と密閉性向上の両立を図ることができる物理量検出装置を得ることができる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内燃機関制御システムに本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示すシステム図。
【図２Ａ】物理量検出装置の正面図。
【図２Ｂ】物理量検出装置の背面図。
【図２Ｃ】図２ＡのＩＩＣ方向矢視図。
【図２Ｄ】図２ＡのＩＩＤ方向矢視図。
【図２Ｅ】物理量検出装置の平面図。
【図２Ｆ】物理量検出装置の下面図。
【図２Ｇ】図２ＡのＩＩＧ−ＩＩＧ線断面図。
【図２Ｈ】図２ＡのＩＩＨ−ＩＩＨ線断面図。
【図３】ハウジングの正面図。
【図４】カバーの背面図。
【図５】チップパッケージの正面図。
【図６】図５のＶI−ＶI線断面図。
【図７】物理量検出装置の計測部を図２Ｈに示すＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面矢視図。
【図８】図７に示す構成の要部ＶＩＩＩを拡大して示す図。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図１０】図７のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】第１実施形態の変形例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に説明する、発明を実施するための形態（以下、実施例）は、実際の製品として要望されている種々の課題を解決しており、特に車両の吸入空気の物理量を検出する検出装置として使用するために望ましい色々な課題を解決し、種々の効果を奏している。下記実施例が解決している色々な課題の内の一つが、上述した発明が解決しようとする課題の欄に記載した内容であり、また下記実施例が奏する種々の効果のうちの１つが、発明の効果の欄に記載された効果である。下記実施例が解決している色々な課題について、さらに下記実施例により奏される種々の効果について、下記実施例の説明の中で述べる。従って、下記実施例の中で述べる、実施例が解決している課題や効果は、発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄の内容以外の内容についても記載されている。
【００１２】
以下の実施例で、同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を成す。既に説明済みの構成について、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。
【００１３】
図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１に、本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示す、システム図である。エンジンシリンダ１１とエンジンピストン１２を備える内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、主通路２２である例えば吸気ボディと、スロットルボディ２３と、吸気マニホールド２４を介してエンジンシリンダ１１の燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の物理量は、本発明に係る物理量検出装置２０で検出され、その検出された物理量に基づいて燃料噴射弁１４より燃料が供給され、被計測気体２と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁１４は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が被計測気体２と共に混合気を成形し、吸気弁１５を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。
【００１４】
燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１３の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１６から排気管に導かれ、排気ガス３として排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ２５により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ２５の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。
【００１５】
エアクリーナ２１から取り込まれ主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体２の流量、温度、湿度、圧力などの物理量が物理量検出装置２０により検出され、物理量検出装置２０から吸入空気の物理量を表す電気信号が制御装置４に入力される。また、スロットルバルブ２５の開度を計測するスロットル角度センサ２６の出力が制御装置４に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１２や吸気弁１５や排気弁１６の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ１７の出力が、制御装置４に入力される。排気ガス３の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ２８の出力が制御装置４に入力される。
【００１６】
制御装置４は、物理量検出装置２０の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ１７の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度とに基づいて、燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁１４から供給される燃料量、また点火プラグ１３により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに物理量検出装置２０で検出される温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ２８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置４は、さらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ２５をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ２７により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。
【００１７】
内燃機関の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも物理量検出装置２０の出力を主パラメータとして演算される。従って、物理量検出装置２０の検出精度の向上や、経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。
【００１８】
特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには、物理量検出装置２０により検出される吸入空気の物理量の検出精度の向上が極めて重要である。また、物理量検出装置２０が高い信頼性を維持していることも大切である。
【００１９】
物理量検出装置２０が搭載される車両は、温度や湿度の変化が大きい環境で使用される。物理量検出装置２０は、その使用環境における温度や湿度の変化への対応や、塵埃や汚染物質などへの対応も、考慮されていることが望ましい。
【００２０】
また、物理量検出装置２０は、内燃機関からの発熱の影響を受ける吸気管に装着される。このため、内燃機関の発熱が吸気管を介して物理量検出装置２０に伝わる。物理量検出装置２０は、被計測気体と熱伝達を行うことにより被計測気体の流量を検出するので、外部からの熱の影響をできるだけ抑制することが重要である。
【００２１】
車に搭載される物理量検出装置２０は、以下で説明するように、単に発明が解決しようとする課題の欄に記載された課題を解決し、発明の効果の欄に記載された効果を奏するのみでなく、以下で説明するように、上述した色々な課題を十分に考慮し、製品として求められている色々な課題を解決し、色々な効果を奏している。物理量検出装置２０が解決する具体的な課題や奏する具体的な効果は、以下の実施例の記載の中で説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図２Ａから図２Ｆは、物理量検出装置の外観を示す図である。なお、以下の説明では、主通路の中心軸に沿って被計測気体が流れるものとする。
【００２３】
物理量検出装置２０は、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入して主通路２２に固定された状態で使用される。物理量検出装置２０は、被計測気体が流れる主通路２２に配置される筐体を備えている。物理量検出装置２０の筐体は、ハウジング１００と、ハウジング１００に取り付けられるカバー２００を有している。
ハウジング１００は、例えば合成樹脂製材料を射出成形することによって構成されている。そして、カバー２００の例としては、金属材料からなる板状部材であったり合成樹脂材料からなる板状部材などがあげられる。
【００２４】
ハウジング１００は、物理量検出装置２０を主通路２２である吸気ボディに固定するためのフランジ１１１と、フランジ１１１から突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ１１２と、フランジ１１１から主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部１１３を有している。
【００２５】
計測部１１３は、フランジ１１１から真っ直ぐ延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面１２１と背面１２２、及び幅狭な一対の側面１２３、１２４を有している。計測部１１３は、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の通路中心に向かって突出して配置される。そして、正面１２１と背面１２２が主通路２２の中心軸に沿って平行に配置され、計測部１１３の幅狭な側面１２３、１２４のうち計測部１１３の長手方向一方側の側面１２３が主通路２２の上流側に対向配置され、計測部１１３の短手方向他方側の側面１２４が主通路２２の下流側に対向配置される。物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、計測部１１３の先端部を下面１２５とする。
【００２６】
計測部１１３は、側面１２３に副通路入口１３１が設けられ、側面１２４に第１出口１３２及び第２出口１３３が設けられている。副通路入口１３１と第１出口１３２及び第２出口１３３は、フランジ１１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部１１３の先端部に設けられている。したがって、主通路２２の内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。このため、物理量検出装置２０は、主通路２２の内壁面から離れた部分の気体の流量を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。
【００２７】
物理量検出装置２０は、計測部１１３が主通路２２の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、側面１２３、１２４の幅は、図２Ｂおよび図２Ｄに示すように、狭い形状を成している。これにより、物理量検出装置２０は、被計測気体２に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。
【００２８】
物理量検出装置２０の計測部１１３は、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、物理量検出装置２０のフランジ１１１が主通路２２に当接され、ねじで主通路２２に固定される。フランジ１１１は、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、図２Ｅ及び図２Ｆに示すように、対角線上の角部には固定穴部１４１が対をなして設けられている。固定穴部１４１は、フランジ１１１を貫通する貫通孔１４２を有している。
フランジ１１１は、固定穴部１４１の貫通孔１４２に、不図示の固定ネジが挿通されて主通路２２のネジ穴に螺入されることにより主通路２２に固定される。
【００２９】
コネクタ１１２は、図２Ｅに示すように、その内部に４本の外部端子１４７と補正用端子１４８が設けられている。外部端子１４７は、物理量検出装置２０の計測結果である流量や温度などの物理量を出力するための端子および物理量検出装置２０が動作するための直流電力を供給するための電源端子である。補正用端子１４８は、生産された物理量検出装置２０の計測を行い、それぞれの物理量検出装置２０に関する補正値を求めて、物理量検出装置２０内部のメモリに補正値を記憶するのに使用する端子であり、その後の物理量検出装置２０の計測動作では上述のメモリに記憶された補正値を表す補正データが使用され、この補正用端子１４８は使用されない。
【００３０】
図２Ｇは、図２ＡのＩＩＧ−ＩＩＧ線断面図、図２Ｈは、図２ＡのＩＩＨ−ＩＩＨ線断面図、図３は、ハウジングの正面図であり、カバーを取り外した状態を示し、図４は、カバーの背面図、図５は、チップパッケージの正面図、図６は、図５のＶI−ＶI線断面図である。なお、以下の説明では、フランジ１１１から計測部１１３が延びる方向である計測部１１３の長手方向をＺ軸、計測部１１３の副通路入口１３１から第１出口１３２に向かって延びる方向である計測部１１３の短手方向をＸ軸、計測部１１３の正面１２１から背面１２２に向かう方向である計測部１１３の厚さ方向をＹ軸と称する場合がある。
【００３１】
ハウジング１００には、副通路１３４を形成するための副通路溝１５０と、チップパッケージ３１０の接続端子を外部端子１４７に接続するための回路室１３５が設けられている。回路室１３５と副通路溝１５０は、図３に示すように、計測部１１３の正面に凹設されている。回路室１３５は、主通路２２において被計測気体２の流れ方向上流側の位置となるＸ軸方向一方側（側面１２３側）の領域に設けられている。そして、副通路溝１５０は、回路室１３５よりも計測部１１３のＺ軸方向先端側（下面１２５側）の領域と、回路室１３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側の位置となるＸ軸方向他方側（側面１２４側）の領域に亘って設けられている。
【００３２】
副通路溝１５０は、カバー２００によって覆われることにより副通路１３４を形成する。副通路溝１５０は、第１副通路溝１５１と、第１副通路溝１５１の途中で分岐する第２副通路溝１５２とを有している。第１副通路溝１５１は、計測部１１３の一方側の側面１２３に開口する副通路入口１３１と、計測部１１３の他方側の側面１２４に開口する第１出口１３２との間に亘って、計測部１１３のＸ軸方向に沿って延在するように形成されている。第１副通路溝１５１は、主通路２２内を流れる被計測気体２を副通路入口１３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口１３２から主通路２２に戻す第１副通路Ａをカバー２００との協働により形成する。第１副通路Ａは、副通路入口１３１から主通路２２内における被計測気体２の流れ方向に沿って延在し、第１出口１３２までつながる流路を有する。
【００３３】
第２副通路溝１５２は、第１副通路溝１５１の途中位置で分岐して計測部１１３の基端部側（フランジ側）に向かって屈曲され、計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、計測部１１３の基端部で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって折れ曲がり、計測部１１３の先端部に向かってＵターンし、再び計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、第１出口１３２の手前で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって屈曲され、計測部１１３の側面１２４に開口する第２出口１３３に連続するように設けられている。第２出口１３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側に向かって対向配置される。第２出口１３３は、第１出口１３２とほぼ同等若しくは若干大きい開口面積を有しており、第１出口１３２よりも計測部１１３の長手方向基端部側に隣接した位置に形成されている。
【００３４】
第２副通路溝１５２は、第１副通路Ａから分岐されて流れ込んだ被計測気体２を通過させて第２出口１３３から主通路２２に戻す第２副通路Ｂをカバー２００との協働により形成する。第２副通路Ｂは、計測部１１３のＺ軸方向に沿って往復する流路を有する。つまり、第２副通路Ｂは、第１副通路Ａの途中で分岐して、計測部１１３の基端部側（第１副通路Ａから離れる方向）に向かって延在する往通路部Ｂ１と、計測部１１３の基端部側（離反通路部の端部）で折り返されてＵターンし、計測部１１３の先端部側（第１副通路Ａに接近する方向）に向かって延在する復通路部Ｂ２を有している。復通路部Ｂ２は、副通路入口１３１よりも主通路２２内における被計測気体２の流れ方向下流側の位置において被計測気体２の流れ方向下流側に向かって開口する第２出口１３３につながる。
【００３５】
第２副通路Ｂは、往通路部Ｂ１の途中位置に流量センサ（流量検出部）３１１が配置されている。第２副通路Ｂは、計測部１１３の長手方向に沿って延在して往復するように通路が形成されているので、通路長さをより長く確保することができ、主通路内に脈動が生じた場合に、流量センサ３１１への影響を小さくすることができる。
【００３６】
流量センサ３１１は、チップパッケージ３１０内に設けられている。チップパッケージは、図６に示すように、リードフレーム３１２に流量センサ３１１とＬＳＩが搭載され、全体が樹脂でモールドされた構成を有している。チップパッケージ３１０は、図２Ｈ及び図３に示すように、回路室１３５に固定される基端部と、第２副通路溝１５２に突出して配置される先端部とを有しており、先端部に流量センサ３１１が設けられている。
【００３７】
流量センサ３１１は、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１に露出するようにチップパッケージ３１０に支持されている。チップパッケージ３１０は、流量センサ３１１を支持する支持体を構成する。流量センサ３１１は、第２副通路溝１５２の溝底面１５２ａとの間に所定の間隔を有して対向して配置されており、第２副通路Ｂを通過する被計測気体の流量を測定する。チップパッケージ３１０は、図３及び図５に示すように、基端部に複数本のアウターリード３１３が設けられており、回路室１３５内においてレーザ溶接により外部端子１４７に接続されている。アウターリード３１３は、リードフレーム３１２の一部をチップパッケージ３１０のパッケージ本体から突出させることにより形成される。
【００３８】
ハウジング１００には、第２副通路Ｂを通過する被計測気体の除電を行うための除電プレート３４０が設けられている。除電プレート３４０は、図２Ｈに示すように、第２副通路溝１５２の溝底面１５２ａの一部を構成するように、第２副通路溝１５２に露出して設けられている。除電プレート３４０は、図３に示すように、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１においてチップパッケージ３１０よりも被計測気体の流れ方向上流側である第１副通路Ａ側の位置から、チップパッケージ３１０の流量センサ３１１に対向する位置を通過して、チップパッケージ３１０よりも被計測気体の流れ方向下流側である第２出口１３３側の位置までの間に亘って延びるように設けられている。除電プレート３４０は、外部端子１４７に電気的に接続されており、第２副通路Ｂを通過する被計測気体の除電を行う。従って、被計測気体に含まれている異物が帯電によってチップパッケージ３１０や流量センサ３１１に付着するのを防ぐことができる。
【００３９】
ハウジング１００には、第２副通路Ｂから回路室１３５に被計測気体を導入することが可能な換気通路１７０が設けられている。換気通路１７０は、図７に示すように、第２副通路Ｂの通路途中に一端が開口し他端が回路室１３５に開口して第２副通路Ｂから回路室１３５に被計測気体の圧力を導入可能な構成を有する。換気通路１７０は、計測部１１３に溝状に凹設されており、カバー２００との協働により構成される。換気通路１７０は、第２副通路Ｂの通路壁面からオフセットした位置に開口する導入口１７１と、導入口１７１から直線状に延びるスリッド状の直線部１７２と、直線部１７２に連続して複数回折れ曲がりながら回路室１３５につながるラビリンス状の屈曲部１７３とを有している。
【００４０】
カバー２００は、計測部１１３の回路室１３５と副通路溝１５０を覆う平板形状を有しており、ハウジング１００の正面１２１に接着される。カバー２００は、図４に示すように、背面２０１にリブ２１１〜２１７が設けられている。リブ２１１〜２１７は、ハウジング１００の計測部１１３との接着部分に沿って形成されている。
【００４１】
図７は、物理量検出装置の計測部を図２Ｈに示すＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面で矢視した図、図８は、図７に示す構成の要部ＶＩＩＩを拡大して示す図、図９は、図７のＩＸ−ＩＸ線断面図、図１０は、図７のＸ−Ｘ線断面図である。
【００４２】
ハウジング１００の計測部１１３には、カバー２００を接着するための接着剤が塗布される接着剤用溝１６０が形成されている。接着剤用溝１６０は、計測部１１３の正面でかつカバー２００との接着部分に沿って形成されており、カバー２００のリブ２１１〜２１７が挿入されて溝内で接着剤によりカバー２００と接着されるようになっている。
【００４３】
接着剤用溝１６０は、図７及び図３に示すように、第１の接着剤４０１が塗布される第１の接着剤用溝１６０Ａ、及び、第２の接着剤４０２が塗布される第２の接着剤用溝１６０Ｂを有している。第１の接着剤用溝１６０Ａは、ハウジング１００の基端に沿って延在しかつハウジング１００の基端からチップパッケージ３１０よりもハウジング１００の先端側の位置までハウジング１００の突出方向に沿って延在して第１の接着剤４０１が塗布される構成を有する。第２の接着剤用溝１６０Ｂは、副通路１３４に沿って延在する構成を有する。
【００４４】
第１の接着剤用溝１６０Ａは、ハウジング１００の基端に沿ってＸ軸方向に延在する溝部１６１と溝部１６１からＺ軸方向に延在する溝部１６２〜１６４とを有する。そして、第２の接着剤用溝１６０Ｂは、副通路１３４を構成する副通路溝１５１、１５２に沿ってＸ軸方向及びＹ軸方向に延在する溝部１６５〜１６７を有する。
【００４５】
第１の接着剤用溝１６０Ａの溝部１６１は、図７に示すように、計測部１１３の基端である根元部においてＸ軸方向一方側の側面１２３とＸ軸方向他方側の側面１２４との間に亘って一直線状に延在して設けられている。そして、溝部１６２は、ハウジング１００の計測部１１３の一方の外縁である側面１２３に沿ってチップパッケージ３１０よりもハウジング１００の先端側の位置まで一直線状に延在して設けられている。同様に、溝部１６３は、ハウジング１００の計測部１１３の他方の外縁である側面１２４に沿ってチップパッケージ３１０よりもハウジング１００の先端側の位置まで一直線状に延在して設けられている。溝部１６２と１６３は、チップパッケージ３１０よりも先端側の位置Ｄ―Ｄまで延在している。そして、溝部１６４は、溝部１６１の中間位置からハウジング１００の先端側に向かってＸ軸方向に延出して設けられている。なお、溝部１６１は、特許請求の範囲における基端溝部に対応し、溝部１６２、１６３は、特許請求の範囲における一対の外縁溝部に対応し、溝部１６４は、特許請求の範囲における中間溝部に対応する。
【００４６】
第１の接着剤用溝１６０Ａの溝部１６１〜１６４は、図９、図１０に示すように、カバー２００のリブ２１１〜２１４を挿入して第１の接着剤４０１を間に介在させた状態で収容可能な深さと溝幅を有している。
【００４７】
溝部１６１、１６２、１６３は、図８に示すように、一定の溝幅Ｎを有しており、溝部１６４は、溝部１６１、１６２、１６３の溝幅Ｎの２倍の溝幅２Ｎを有している。本実施形態では、溝部１６４の溝幅が溝部１６１、１６２、１６３の溝幅の２倍の大きさに設定されているので、例えば、図８に矢印で示す方向に第１の接着剤４０１を塗布した場合に、溝部１６４においては溝部１６４の延出方向に往復移動するだけで溝部１６４全体に第１の接着剤４０１を塗布することができる。したがって、一筆書きのように連続して溝部１６１〜１６４に第１の接着剤４０１を塗布することができ、塗布工程を簡単且つ短時間化することができる。２倍を例にしてあげたが、偶数倍であれば同様に一筆書きができる。スペースが限られている場合は、２倍とするのが好ましい。
【００４８】
第２の接着剤用溝１６０Ｂの溝部１６５は、ハウジング１００の先端において副通路１３４に沿うようにＸ軸方向に延在して設けられている。より詳細には、第１副通路溝１５１の溝幅方向両側のうちのハウジング先端側の端部に沿ってＸ軸方向一方側の側面１２３とＸ軸方向他方側の側面１２４との間に亘って延在して設けられている。
【００４９】
溝部１６６は、ハウジングの先端から基端に向かって副通路１３４に沿うようにＺ軸方向に延在して設けられている。より詳細には、第１副通路溝１５１の溝幅方向両側のうちのハウジング基端側の端部に沿って側面１２３から側面１２４に向かって延在し、途中位置でハウジング１００の基端に向かってカーブし、第２副通路溝１５２と回路室１３５との間を仕切る仕切壁に沿って、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１から復通路部Ｂ２に折り返す折返し部まで延在するように設けられている。
【００５０】
溝部１６７は、第１副通路溝１５１と第２副通路溝１５２とが分岐する部分からＸ軸方向他方側の側面１２４に向かって延在する一方、ハウジング基端側に向かってＺ軸方向に沿って延在するように設けられている。溝部１６７は、第１副通路溝１５１の溝幅方向両側のうちのハウジング基端側の端部に沿ってＸ軸方向に延在する部分と、往通路部Ｂ１と復通路部Ｂ２との間を仕切る第２副通路溝１５２の仕切壁に沿ってＹ軸方向に延在する部分を有している。
【００５１】
第１の接着剤４０１は、第２の接着剤４０２よりもヤング率が高いという特徴を有し、第２の接着剤４０２は、第１の接着剤４０１よりもチクソ性が高いという特徴を有している。本実施形態では、第１の接着剤４０１には、ハウジング１００よりも線膨張係数の低いエポキシ接着剤が用いられ、第２の接着剤４０２には、シリコーン接着剤が用いられている。第１の接着剤４０１は、ハウジング１００の剛性を向上させることができ、第２の接着剤４０２は、カバー２００の密着性を向上させることができる。
【００５２】
上記した物理量検出装置２０は、剛性を向上させるための第１の接着剤４０１と、密着性を向上させるための第２の接着剤４０２の２種類を利用して、ハウジング１００とカバー２００を接着固定するようにし、かかる接着剤を塗布する領域を用途に合わせて塗り分けることで、剛性と密着性の両立を図っている。
【００５３】
物理量検出装置２０は、強度が必要な部分である計測部１１３の基端と、基端から先端に向かって延出する箇所に接着強度の強い（ヤング率の高い）第１の接着剤４０１を塗布する一方、シール構造が必要な副通路１３４及びチップパッケージ３１０の周辺にはチクソ性の高い第２の接着剤４０２を塗布している。つまり、弾性が高い第２の接着剤に比べて、接着力が高い第１の接着剤を、計測部１１３の基端から先端に向けて延出するように、その接着領域を設けている。
【００５４】
このように、ヤング率の高い第１の接着剤４０１を計測部１１３の基端と基端から延出する箇所に塗布することで、ハウジング１００の基端側の部分とカバー２００の接着強度を高めて、装置全体の剛性を向上させることができる。また、チクソ性の高い接着剤を副通路１３４に沿って塗布することによって、塗布時に隙間を埋めた形状を維持し、かつ、硬化前後の形状変形をなくすことができ、チップパッケージ３１０の周囲における回路室１３５と副通路３１４との密封性を確保している。したがって、剛性と密着性の両方を得ることができ、剛性の向上により振動時の計測部１１３の振動を抑制して、計測部１１３に作用する応力を低減することができるとともに、計測部１１３の薄型化を図ることができ、圧損低減効果を得ることができる。
【００５５】
本実施例の物理量検出装置２０では、第１の接着剤用溝１６０Ａのうち一対の接着剤用溝１６２、１６３が、計測部１１３の基端から流量センサ素子３１１の計測部（薄膜部）の上流側端部よりもハウジング先端側（副通路の主流れに対して上流側）まで延在している。第１の接着剤用溝１６０Ａに第１の接着剤が塗布されている。センサ素子３１１の計測部と計測部と対向する壁面までとの距離は流量検出精度に大きく影響する。第１の接着剤が計測部よりも副通路の主流れ方向上流側まで延在して塗布されることにより、センサ素子の計測部近傍の通路形状が振動により変形することを抑制できるため、流量計測精度が向上する。
【００５６】
さらに好ましくは、一対の接着剤用溝１６２、１６３が計測部１１３の基端からセンサ素子３１１の支持体であるチップパッケージ３１０の上流側端部よりもハウジング先端側（副通路の主流れに対して上流側）に延在し、第１の接着剤用溝１６０Ａに第１の接着剤が塗布されている。チップパッケージ３１０の上流側端部では表面側（計測部側）と裏面側に流体が分離されて流れる。第１の接着剤をチップパッケージ３１０の上流側端部よりも副通路の主流れ方向上流側まで延在して塗布させることにより、分流部近傍の通路形状が振動により変形することが抑制可能となり、分流比の変動を抑制できるため、流量精度がさらに向上する。
【００５７】
また、物理量検出装置２０では、第１の接着剤用溝１６０Ａの溝部１６４が溝部１６１の中間位置からハウジング１００の先端側に向かってＸ軸方向に延出して設けられている。そして、溝部１６４には、ヤング率が高い第１の接着剤４０１が塗布されている。したがって、装置全体の剛性が更に強化され、振動や熱応力による影響を低減させることができる。なお、上述の実施形態では、溝部１６４が一つである場合を例に説明したが、複数を設けてもよく、溝部１６４の数の増加に応じて装置全体の剛性をさらに向上させることができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の物理量検出装置２０の第２実施形態について説明する。
図８Ａは、第２実施形態における物理量検出装置のハウジングの正面図、図８Ｂは、図８Ａに示す構成の要部ＶＤを拡大して示す図、図８Ｃは、圧力導入口の作用を説明する図、図８Ｄは、図８ＢのＶＩＩＩＤ−ＶＩＩＩＤ線断面図、図８Ｅは、図８ＢのＶＩＩＩＥ−ＶＩＩＩＥ線断面図である。なお、上述の第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明は省略する。
【００５９】
本実施形態において特徴的なことは、回路室１３５に回路基板３００を収容し、回路基板３００にチップパッケージ３１０と圧力センサ３２０が実装された構成としたことである。
【００６０】
回路室１３５と第２副通路Ｂは圧力導入通路１７０によって接続されており、第２副通路Ｂの圧力を回路室１３５に導入することができるようになっている。回路室１３５において回路基板３００に実装されている圧力センサ３２０は、圧力導入通路１７０を通じて第２副通路Ｂから回路室１３５に導入される圧力を検出することができる。
【００６１】
回路室１３５と第２副通路溝１５２との境界部分には、第２の接着剤用溝１６０Ｂが形成されており、第２の接着剤用溝１６０Ｂに第２の接着剤４０２が塗布されている。したがって、回路室１３５と第２副通路溝１５２との境界部分を確実に封止することができ、第２副通路Ｂから回路室１３５に被計測気体２が直接侵入して回路基板３００の実装部品が被計測気体２に含まれるガス等の物質に暴露されるのを防止し、実装部品を保護することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、回路基板３００に不図示の回路部品が実装されており、シリコーン系の封止部材であるシリコンゲルによって封止されている。したがって、これらの回路部品が回路室１３５内においてガス等の物質に暴露されるのを防ぎ、実装部品を保護することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
２  被計測気体
２０  物理量検出装置
１００  ハウジング
１３５  回路室（センサ室）
１６０  接着剤用溝
１６０Ａ  第１の接着剤用溝
１６０Ｂ  第２の接着剤用溝
２００  カバー
３１０  チップパッケージ
３１１  流量センサ（センサ素子）
３２０  圧力センサ
４０１  第１の接着剤
４０２  第２の接着剤
Ｂ  第２副通路
Ｂ１  往通路部
Ｂ２  復通路部
【図１】
2020202723.tif 000003
【図２Ａ】
2020202723.tif 000004
【図２Ｂ】
2020202723.tif 000005
【図２Ｃ】
2020202723.tif 000006
【図２Ｄ】
2020202723.tif 000007
【図２Ｅ】
2020202723.tif 000008
【図２Ｆ】
2020202723.tif 000009
【図２Ｇ】
2020202723.tif 000010
【図２Ｈ】
2020202723.tif 000011
【図３】
2020202723.tif 000012
【図４】
2020202723.tif 000013
【図５】
2020202723.tif 000014
【図６】
2020202723.tif 000015
【図７】
2020202723.tif 000016
【図８】
2020202723.tif 000017
【図９】
2020202723.tif 000018
【図１０】
2020202723.tif 000019
【図１１】
2020202723.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月15日(2021.6.15)
【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】
被計測気体が流れる主通路の挿入孔から先端側から挿入されて該主通路内に配置されるハウジングと、
前記ハウジングとの協働により前記主通路を流れる被計測気体の一部を取り込む副通路を構成するカバーと、
前記ハウジング内に収容される支持体と、
前記支持体に支持されて前記副通路に配置されるセンサ素子と、を備え、
前記ハウジングは、
前記ハウジングの基端に沿って延在する基端溝部と該基端溝部から前記センサ素子の計測部よりも前記ハウジングの先端側まで延在する一対の外縁溝部を有し、第１の接着剤が塗布される第１の接着剤用溝と、
前記副通路に沿って延在し、第２の接着剤が塗布される第２の接着剤用溝と、
を有しており、
前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりもヤング率が高く、前記第２の接着剤は前記第１の接着剤よりもチクソ性が高いことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項２】
被計測気体が流れる主通路の挿入孔から先端側から挿入されて該主通路内に配置されるハウジングと、
前記ハウジングとの協働により前記主通路を流れる被計測気体の一部を取り込む副通路を構成するカバーと、
前記ハウジング内に収容される支持体と、
前記支持体に支持されて前記副通路に配置されるセンサ素子と、
前記支持体を実装する回路基板と、を備え、
前記ハウジングは、
前記ハウジングの基端に沿って延在する基端溝部と該基端溝部から前記センサ素子の計測部よりも前記ハウジングの先端側まで延在する一対の外縁溝部を有し、第１の接着剤が設けられる第１の接着剤用溝と、
前記回路基板を収容する回路室と、
前記支持体の近傍であって、前記回路室と前記副通路との間に設けられ、第２の接着剤が設けられる第２の接着剤用溝と、
を有しており、
前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりもヤング率が高く、前記第２の接着剤は前記第１の接着剤よりもチクソ性が高いことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項３】
前記一対の外縁溝部は、前記支持体よりもハウジングの先端側まで延在している請求項１または２に記載の物理量検出装置。
【請求項４】
前記第１の接着剤用溝は、前記基端溝部の延在方向中間位置から前記ハウジングの先端側に向かって延出する中間溝部を有することを特徴とする請求項３に記載の物理量検出装置。
【請求項５】
前記中間溝部は、前記基端溝部及び前記外縁溝部の溝幅の偶数倍の溝幅を有することを特徴とする請求項４に記載の物理量検出装置。
【請求項６】
前記中間溝部は、前記基端溝部及び前記外縁溝部の溝幅の２倍の溝幅を有することを特徴とする請求項４に記載の物理量検出装置。
【請求項７】
前記回路基板には、回路部品が実装されており、シリコーン系の封止部材により封止されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
【請求項８】
前記第１の接着剤は、エポキシ系の接着剤であり、前記第２の接着剤は、シリコーン系の接着剤であることを特徴とする請求項３に記載の物理量検出装置。
【国際調査報告】
2020202723.tif 000021
2020202723.tif 000022
2020202723.tif 000023
2020202723.tif 000024