(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を同じ支持部材に実装して主通路の流体流量を計測する熱式流量計測装置において、前記支持部材に実装された前記電子回路部品を収納するハウジングと、前記主通路の主流方向に前記流体を通流させて前記支持部材を冷却する通流路および前記主通路の主流方向と逆方向に通流させる逆方向通路部に前記支持部材に実装された流体検知素子が配設されている副通路を形成されている副通路体とを備え、前記支持部材は前記流体により前記通流路において主流方向に冷却されると共に前記副通路において反主流方向に冷却されるようにしたことを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項２】
発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を同じ支持部材に実装し、前記支持部材に実装された前記電子回路部品を収納するハウジングと、曲がり部を有する副通路を形成された副通路体を備え、主通路の流体流量を計測する熱式流量計測装置において、前記ハウジングと前記副通路体は一体成形され、前記副通路体は、前記主通路の主流方向に前記流体を通流させて前記支持部材を冷却する通流路と、前記主通路の主流方向と逆方向に通流させる逆方向通路部に前記支持部材に実装された流体検知素子が配設されている副流路とを形成されており、前記支持部材は前記流体により前記通流路において主流方向に冷却されると共に前記副通路において反主流方向に冷却されるようにしたことを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項３】
発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を同じ支持部材に実装して主通路の流体流量を計測する熱式流量計測装置において、前記支持部材に実装された前記電子回路部品を収納するハウジングと、前記ハウジングの下方に位置し、前記主通路の主流方向と逆方向に通流させる逆方向通路部に前記支持部材に実装された流体検知素子を配設される曲がり副通路を形成されている副通路体と、前記ハウジングと前記副通路体の間に前記主通路の主流方向と略平行に設けられ、前記流体を通流させて前記支持部材を冷却する通流路とを具備し、前記支持部材は前記流体により前記通流路において主流方向に冷却されると共に前記副通路において反主流方向に冷却されるようにしたことを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項４】
発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を矩形状支持部材の長手方向の異なる位置に実装して主通路の流体流量を計測する熱式流量計測装置において、前記電子回路部品を実装されている前記矩形状支持部材の一端側を収納するハウジングと、前記主通路の主流方向と逆方向に通流させる逆方向通路部に前記矩形状支持部材に実装された流体検知素子を配設される曲がり副通路を形成されている副通路体と、前記主通路の主流方向と略平行に設けられ、前記流体を通流させて前記矩形状支持部材の他端側を冷却する通流路とを具備し、前記支持部材は前記流体により前記通流路において主流方向に冷却されると共に前記副通路において反主流方向に冷却されるようにしたことを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項５】
発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を矩形状支持部材に実装し、主通路体に取付けられて主通路の流体流量を計測する熱式流量計測装置において、前記矩形状支持部材の前記主通路体側の一端側に実装されている前記電子回路部品を収納するハウジングと、前記主通路の主流方向と逆方向に通流させる逆方向通路部に前記矩形状支持部材の他端側に実装された流体検知素子を配設される渦巻形状副通路を形成されている副通路体と、前記主通路の主流方向と略平行に設けられ、前記流体を通流させて前記矩形状支持部材の他端側を冷却する通流路とを具備し、前記支持部材は前記流体により前記通流路において主流方向に冷却されると共に前記副通路において反主流方向に冷却されるようにしたことを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項６】
発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を矩形状支持部材に実装し、内燃機関の吸気管に取付けられて前記吸気管を流れる空気流量を計測する熱式流量計測装置において、前記矩形状支持部材の前記吸気管側の一端側に実装されている前記電子回路部品を収納するハウジングと、前記吸気管の主流方向と逆方向に通流させる逆方向通風部に前記矩形状支持部材の他端側に実装された流体検知素子を配設される渦巻形状副通路を形成されている副通路体と、前記吸気管の主流方向と略平行に設けられ、前記空気を通流させて前記矩形状支持部材の他端側を冷却する通流路とを具備し、前記支持部材は前記流体により前記通流路において主流方向に冷却されると共に前記副通路において反主流方向に冷却されるようにしたことを特徴とする熱式流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の内燃機関の吸入空気量等の流体流量を計測する発熱抵抗体を用いた熱式流量計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車などの内燃機関の吸入空気量を計測する流量計測装置としては、発熱抵抗体を加熱制御し流量に対応した発熱抵抗体の放熱量によって流量を計測するものや、発熱抵抗体を加熱制御し発熱抵抗体の近傍に配置した感温抵抗体の温度変化によって流量を計測するものなどの熱式流量計測装置が知られている。
【０００３】
ところで、発熱抵抗体を含む流量検知素子と流量計測装置を駆動する電子回路部品（電子部品）はセラミックなどの熱伝導率の大きい電気絶縁材料で構成される支持基板（回路基板などの支持部材）に実装している。
【０００４】
近年、流量計測装置のコスト低減、部品数低減等の目的で流量計測装置の小型化が進み、流量検知素子と電子回路部品が近い位置に実装されるようになってきている。そのため、電子回路部品の自己発熱による熱が流量検知素子に伝わり易くなり、その熱が要因となって測定誤差が大きくなる。
【０００５】
このことを解決するために、電子回路部品が実装された回路基板に金属板を貼り付け、その金属板を放熱板として流体通路中にさらして熱を外へ逃したり（例えば、特開平5-231899号公報）、電子回路部品が実装された回路基板に流量検知素子も実装し、両者の間に窓部或いは切欠部を形成し、回路基板の電子回路が実装された部分と流量検知素子が実装された部分とを熱分離する（例えば、特開平9-145440号公報）等の技術が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、空気が流れる一方向からの冷却であり、冷却効率が悪く流量検知素子への熱影響を充分に抑えることができず、特に、小型化された熱式流量計測装置では測定精度が低下するのを免れないという問題点を有している。
【０００７】
また、この種の熱式流量計測装置では電子回路部品の自己発熱による熱影響の他に、主通路が持つ熱の影響もあり、十分に熱影響を抑えることができず、より効率的な冷却・熱分離の対策が求められている。
【０００８】
主通路が持つ熱の影響というのは、主通路の温度が高く内部を流れる流体の温度は低いという状態になると、流量検知素子に主通路の熱が伝わり誤差が大きくなるということである。例えば、自動車エンジンの吸気管の場合、外気温が低く吸気管内部の吸入空気は冷たいが吸気管自体はエンジンの熱を受けて暖かいという状態がある。このような状態では、主通路（この場合は吸気管）の熱がハウジングケースや流量検知素子支持体などを通して流量検知素子に伝わり誤差の要因となる。
【０００９】
さらに、上述の従来技術では、金属板を放熱板として流体通路中に晒すと使用環境によっては金属板が腐食する場合があり、また、回路基板に窓部或いは切欠部を形成すると機械的強度が低下するという実用上の問題点もある。
【００１０】
本発明の目的は、流量検知素子への電熱経路を効率良く冷却することより電子回路部品の自己発熱や主通路が持つ熱の影響を受けることなく精度良く流量を計測できる熱式流量計測装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を実装された支持部材を、主通路の主流方向と反主流方向（主流方向の逆方向）の両方向から冷却するようにしたことにある。
【００１２】
具体的には、支持部材に実装された電子回路部品を収納するハウジングと、主通路の主流方向に流体を通流させて支持部材を冷却する通流路および主通路の主流方向と逆方向に通流させる逆方向通路部に支持部材に実装された流体検知素子が配設されている副通路を形成されている副通路体とを備えている。本発明の副通路体には、曲がり部を有する、通称、曲がり副通路と称されている副通路が形成される。
【００１３】
本発明は発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を実装された支持部材を、主通路の主流方向と反主流方向（主流方向の逆方向）の両方向から冷却するようにしたので、流量検知素子への伝熱経路を効率良く冷却でき電子回路部品の自己発熱や主通路が持つ熱の影響を受けることなく流体流量を精度良く計測することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。
【００１５】
図１、２に本発明の一実施例を示し、図１は熱式流量計測装置の断面図で、図２は主通路の主流方向から見た平面図である。
【００１６】
図１、2において、熱式流量計測装置１を構成する発熱抵抗体を含む流量検知素子9と電子回路部品８は図３に拡大して示すように支持基板（支持部材）7の長手方向の異なる位置に実装されている。支持基板７はセラミック材などにより矩形状に形成され、その長手方向の主通路体２側の一端側７Ａに電子回路部品８が実装され、他端側７Ｂに流量検知素子９が実装されている。なお、主通路体２は内燃機関の吸気管などであり、以後、単に主通路と称することもある。
【００１７】
支持基板７に実装された電子回路部品８はハウジングケース4の収納室４Ｒに収納される。また、支持基板７に実装された発熱抵抗体を含む流量検知素子9は副通路体３に形成されている渦巻状副通路５に配設されている。副通路５の渦巻きは反時計方向に渦巻いており、主通路体２を通流している流体（空気）は入口開口部１０から流入し、出口開口部１１から流出する。
【００１８】
支持基板７の流量検知素子9を実装した他端側７Ｂは副通路５の主通路体２を通流する流体の主流方向と逆方向である反主流方向に通流する副通路部（逆方向通路部）に配設されている。
【００１９】
ハウジングケース4と副通路体３は一体成形されており、ハウジングケース4と副通路体３の間に通流路６が穿設されている。通流路６は図４に示すように長方体状の副通路体３に主通路体２を通流する流体の主流方向（順方向）と略平行に穿設した角穴である。支持基板７の通流路６の部分は主通路体２を通流する流体に晒されるようになる。
【００２０】
電子回路部品８は信号線によってコネクタ１３に接続される。コネクタ１３はフランジ１４を貫通して配設されている。フランジ１４は略矩形状に形成されており、２つの隅部にネジ穴が穿設されている。熱式流量計測装置１は主通路体２に設けてある穴に図１の状態で装着し、フランジ１４のネジ穴にねじ１５を螺合することにより主通路体２に取付けられる。
【００２１】
この構成において、主通路体２を主流方向に流れる流体（空気）は通流路６を流れると共に、渦巻状副通路５に入口開口部１０から流入する。図４に示す支持基板７の通流路配置部７Ｃは空気の主流方向の流れによって冷却される。
【００２２】
一方、入口開口部１０から渦巻状副通路５に流入した空気は渦巻状に案内されて出口開口部１１から流出する。副通路５を流れる空気の流速が流量検知素子９に検知され電子回路部品８に入力して空気流量を計測する。電子回路部品８によって空気流量を計測することは良く知られているので詳細説明を省略する。
【００２３】
さて、渦巻状副通路５を通流する空気は支持基板７の他端側７Ｂを冷却するが、他端側７Ｂを冷却する空気の通流方向は通流路６の通流方向である主通路体２の主流方向と逆方向（反主流方向）になる。したがって、支持基板７の他端側７Ｂは通流路６を通流する空気と副通路５を通流する空気とによって流れ方向が約１８０°異なる２つの空気流によって冷却されることになる。
【００２４】
同様に、副通路体３の上壁部３Ａも通流路６を通流する空気と副通路５を通流する空気とによって流れ方向が約180°異なる２つの空気流によって冷却される。
【００２５】
このように、支持基板7の流量検知素子９を実装した他端側７Ｂは通流路６を通流する空気と副通路５を通流する空気とによって流れ方向が約180°異なる２つの空気流によって冷却されることになる。換言すると、支持基板７は主通路上流側と主通路下流側の両側から冷却され、その上、副通路体３の上壁部３Ａも主通路上流側と主通路下流側の両側から冷却される。
【００２６】
副通路５内で支持基板７を冷却する空気の流れは主通路２の主流方向とは逆方向となり、主通路下流側から主通路上流側に向って流れてくるため支持基板7と副通路体３の上壁部３Ａの主通路下流側を良く冷却する。
【００２７】
一方、通流路６の流れは主通路２の主流方向と同じ主通路上流側から流れてくるため、支持基板7と副通路体３の上壁部３Ａの主通路上流側を良く冷却する。
【００２８】
このように支持基板7及び副通路体３の上壁部３Ａは流れ方向が約180°異なる２つの流れによって主通路下流側と主通路下流側の両側から冷却されるため、非常に効率良く冷却されることになる。支持基板7と副通路体３の上壁部３Ａが非常に効率良く冷却されるため、主通路体2が持つ熱や電子回路部品8の自己発熱による熱などが流量検知素子９まで伝わり難くなり、結局、流量の測定誤差を小さくでき高精度の流量計測を行える。
【００２９】
また、支持基板を金属以外の例えばセラミック材などにすれば、主通路の流れ中に晒しても腐食するのを防止できる。ただし、セラミック材は金属よりも熱伝導率が低くなるため、流量検知素子に伝わる熱が小さくなる反面、放熱の効率が悪くなる。
【００３０】
さらに、支持基板に積層基板を用い内部導体を全面に形成すれば、支持基板の見かけ上の熱伝導が良くなるので放熱効率がよくなる。この場合は、当然、流量検知素子には熱が伝わり難くする必要があるので、流量検知素子周辺には内部導体の配線密度が小さい領域を設けるなどの対策を必要とする。
【００３１】
図５に本発明の他の一実施例を示す。図５は熱式流量計測装置の断面図である。
【００３２】
図５に示す実施例が図１の実施例と異なる点は副通路体３に形成される副通路５がコ字型形状であることである。
【００３３】
図５の実施例においても入口開口部１０からコ字型形状副通路５に流入した空気は曲がり部を有するコ字型状に案内されて出口開口部１１から流出する。コ字型形状副通路５を通流する空気は支持基板７の他端側７Ｂを冷却するが、他端側７Ｂを冷却する空気の通流方向は通流路６の通流方向である主通路体２を主流方向と逆方向（反主流方向）になる。したがって、支持基板7の他端側７Ｂは通流路６を通流する空気と副通路５を通流する空気とによって流れ方向が約180°異なる２つの空気流によって冷却されることになる。
【００３４】
同様に、副通路体３の上壁部３Ａも通流路６を通流する空気と副通路５を通流する空気とによって流れ方向が約180°異なる２つの空気流によって冷却される。
【００３５】
このように、図５に示す実施例においても図１、２に示す実施例と同様に、支持基板７は主通路上流側と主通路下流側の両側から冷却され、その上、副通路体３の上壁部３Ａも主通路上流側と主通路下流側の両側から冷却される。したがって、支持基板7と副通路体３の上壁部３Ａが非常に効率良く冷却されるため、主通路体2が持つ熱や電子回路部品8の自己発熱による熱などが流量検知素子９まで伝わり難くなり、結局、流量の測定誤差を小さくでき高精度の流量計測を行える。
【００３６】
図６、図７に本発明の他の実施例の要部を示す。図６は主通路の主流方向から見た平面図で、図７は副通路体の一部破断した部分拡大図である。
【００３７】
図６、７は副通路体３に図４の通流路６の代わりに溝１７を形成して支持基板7を冷却するようにしたものである。このようにしても支持基板７を主通路２の主流方向の空気によって冷却できる。
【００３８】
また、溝1７の反対側の面はハウジングケース4の収納室４Ｒとして利用して流量検知素子9に電気的に接続された電子回路部品8を実装することもできるので、より小型化することができる。
【００３９】
図８、図９、図１０に本発明の他の実施例の要部を示す。図８は熱式流量計測装置の要部の断面図、図９は図８を主通路の主流方向から見た側面図、図１０は図８のＡ―Ａ断面図である。
【００４０】
図８〜１０に示す実施例は、副通路５を同一平面で曲がり部を設けて形成し、また、副通路体３の下面に出口開口部１１を形成する。副通路体３の副通路５に隣接する位置に通流路６を穿設して、副通路５と通流路６の間に支持基板７を配設したものである。
【００４１】
図８〜１０に示す実施例においても図１、２に示す実施例と同様に、支持基板７は主通路上流側と主通路下流側の両側から冷却される。したがって、支持基板7が効率良く冷却されるため、主通路体2が持つ熱や電子回路部品8の自己発熱による熱などが流量検知素子９まで伝わり難くなり、結局、流量の測定誤差を小さくでき高精度の流量計測を行える。
【００４２】
以上のようにして流体流量を計測するのであるが、発熱抵抗体を含む流量検知素子と電子回路部品を実装された支持部材を、主通路の主流方向と反主流方向（主流方向の逆方向）の両方向から冷却するようにしたので、流量検知素子への伝熱経路を効率良く冷却でき電子回路の自己発熱や主通路が持つ熱の影響を受けることなく流体流量を精度良く計測することができる。
【００４３】
なお、上述の実施例は主通路の主流方向の反主流方向（主流方向の逆方向）を略１８０°としているが、この角度は必ずしも略１８０°でなくても良いことは勿論のことである。
【００４４】
また、ハウジングと副通路体は一体成形でなく個別に成形されているものであっても良いことは明らかなことである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、熱式流量計測装置における流量検知素子が電子回路の自己発熱による熱や主通路が持つ熱の影響を受けること無く、精度良く流量を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す熱式流量計測装置の断面図である。
【図２】  図１の主通路の主流方向から見た平面図である。
【図３】  本発明による支持部材の一例を示す構成図である。
【図４】  図１の要部の一部破断した拡大図である。
【図５】  本発明の他の実施例を示す熱式流量計測装置の断面図である。
【図６】  本発明の他の実施例の要部を示す平面図である。
【図７】  図６の要部の一部破断した拡大図である。
【図８】  本発明の他の実施例の要部を示す断面図である。
【図９】  図８を主通路の主流方向から見た側面図である。
【図１０】  図８のＡ―Ａ断面図である。
【符号の説明】
1…熱式流量計測装置、2…主通路、3…副通路体、3Ａ…副通路体の上部壁、4…ハウジングケース、4Ｒ…ハウジングケースの収納室、5…副通路、6…通流路（通風路）、7…支持基盤（支持部材）、8…電子回路部品、9…流量検知素子、10…副通路入口開口部、11…副通路出口開口部、13…コネクタ。
【図１】
0003785338.tif 000002
【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】
0003785338.tif 000007
【図７】
0003785338.tif 000008
【図８】
0003785338.tif 000009
【図９】
0003785338.tif 000010
【図１０】
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