JP6142840B2

JP6142840B2 - 空気流量測定装置

Info

Publication number: JP6142840B2
Application number: JP2014092205A
Authority: JP
Inventors: 彰之須藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: US9689358B2; US20150308392A1; JP2015210198A

Description

本発明は、空気の流量を測定する空気流量測定装置に関するものである。

従来から、例えば、内燃機関に吸入される吸入空気の流量（以下、吸気量と呼ぶことがある。）を測定する空気流量測定装置では、空気との伝熱を利用して流量に応じた信号を発生する熱式の測定方法を採用するものが周知であり、次のような筐体とセンサとを備える。すなわち、筐体は、内燃機関への吸気路に突出するように配置され、吸気路を流れる吸入空気の一部を取り込んで通過させる内部流路を形成する。また、センサは、内部流路に突き出し、内部流路を通過する吸入空気との伝熱により、吸気量に応じた信号を発生する。

また、空気流量測定装置では、内部流路に配置されるセンサとは別に、吸入空気の温度や湿度等を検出するためのセンサを付設する要求がある（以下、内部流路に配置されて吸気量に応じた信号を発生するセンサを第１センサと呼び、吸入空気の温度や湿度等を検出するため第１センサとは別に付設されるセンサを第２センサと呼ぶ。）。
そこで、第２センサのセンシング部を筐体の外部で吸入空気の流れに、直接、曝して信号を発生させる構造が考えられている。

また、第２センサには、コスト面の優位性から、リード線付き部品の採用が考えられている。このため、筐体に、吸気路の内外に通じる孔を設け、センシング部を吸気路に配置したままリード線を吸気路の外に引き出したり、リード線と棒状の導通体とを導通接合するとともに、リード線と導通体との導通接合部、および、センシング部を吸気路内に配置したまま導通体を吸気路の外に引き出したりする構成が考えられている。

そして、孔から引き出したリード線または導通体とターミナルとを導通接合するとともに、孔には、シリコン等の弾性率が低い材料を充填して吸入空気の漏れ出しを防止する（以下、リード線や導通体を吸気路の外に引き出すための孔をリード孔と呼び、吸入空気の漏れ防止のためにリード孔に充填される低弾性率の材料を充填剤と呼ぶ。また、リード線や導通体を併せてリード線等と呼ぶことがある。）。

さらに、空気流量測定装置では、第１センサの各種素子を含む回路を構成するため、筐体の外部でターミナル同士を導通接合する。そして、ターミナル同士の導通接合部を封止するモールド部を設けるため、コスト的に有利な射出成形を利用する技術思想が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。そこで、第２センサを付設する場合、リード線等とターミナルとの導通接合部を封止するため、同様に、射出成形を利用するのがコスト的に好ましいと考えられる。

しかし、リード線等とターミナルとの導通接合部を樹脂流体の射出成形により封止する場合、高い射出圧が充填剤にかかってしまい、充填剤が射出圧に耐えられない虞がある。このため、リード線等とターミナルとの導通接合部を封止するに当たり、コスト的に有利な射出成形を採用するため、射出圧が充填剤にかかるのを防止または緩和することが必要となっている。

特開２０１３−１０４７５９号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、筐体の外部にリード線付きの第２センサを付設する空気流量測定装置において、リード線等とターミナルとの導通接合部を封止する際に、コスト的に有利な射出成形を採用することにある。

本願発明によれば、空気流量測定装置は、内燃機関に吸入される吸入空気の通路に突出し、通路における吸入空気の流量に応じた信号を発生する。
そして、空気流量測定装置は、以下に説明する筐体、第１センサ、第２センサ、リード孔、モールド部、充填剤および高弾性部を備える。

まず、筐体は、通路を流れる吸入空気の一部を取り込んで通過させる内部流路を形成する。また、第１センサは、内部流路に突き出し、通路における吸入空気の流量に応じた信号を発生する。また、第２センサは、筐体の外部で通路を流れる吸入空気に曝され、第１センサとは別に信号を発生するものであり、リード線付きである。また、リード孔は、筐体の表面の内、通路を流れる吸入空気に曝される露出面に開口する孔であり、第２センサのリード線、または、リード線と導通接合された導通体を通して通路の外に引き出すために設けられる。

また、モールド部は、樹脂流体の射出成形により設けられ、リード孔から引き出されたリード線または導通体と所定のターミナルとの導通接合部を封止する。また、充填剤は、リード孔に充填され、通路からの吸入空気の漏れを防止する。さらに、高弾性部は、充填剤よりも高弾性に設けられ、充填剤とモールド部との間に介在し、モールド部の射出成形時に射出圧を受ける。
これにより、高弾性部によって、射出圧が充填剤にかかるのを防止または緩和することができる。このため、筐体の外部にリード線付きの第２センサを付設する空気流量測定装置において、リード線等とターミナルとの導通接合部を封止する際に、コスト的に有利な射出成形を採用することができる。

空気流量測定装置の内部を示す断面図である（実施例）。空気流量測定装置の側面図である（実施例）。空気流量測定装置の背面図である（実施例）。図２のＩＶ−ＩＶ断面図である（実施例）。空気流量測定装置の側面図である（変形例）。図５のＶI−ＶI断面図である（変形例）。

以下、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、本願発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。

〔実施例の構成〕
実施例の空気流量測定装置１の構成を、図１〜図４を用いて説明する。
空気流量測定装置１は、空気との伝熱を利用して空気の流量に応じた信号を発生する熱式の測定方法を採用するものである。そして、空気流量測定装置１は、例えば、内燃機関（図示せず）に吸入される吸入空気の流量（吸気量）を測定するため、内燃機関への吸気路２に突出するように配置され（図１参照。）、吸気量に応じた信号を発生する。なお、空気流量測定装置１で発生した信号は、空気流量測定装置１とは別体の電子制御ユニット（ＥＣＵ；図示せず。）に出力され、吸気量を示す信号として内燃機関の動作制御に利用される。

そして、空気流量測定装置１は、以下に説明する筐体３、第１センサ４、第２センサ５、リード孔６、モールド部７、充填剤８および高弾性部９を備える。
まず、筐体３は、吸気路２を流れる吸入空気の一部を取り込んで通過させる内部流路１１を形成するものであって樹脂成形品である。
次に、第１センサ４は、内部流路１１に突き出し、吸気量に応じた信号を発生する熱式のセンサである。

ここで、内部流路１１は、主に、取り込んだ吸入空気を吸気路２における流れとほぼ同じ方向に直進させて放出する第１流路１２と、第１流路１２から吸入空気の流れの一部を分岐させるとともに周回させて放出する第２流路１３とからなる。そして、第１センサ４は、第２流路１３に突き出し、第２流路１３を通過する吸入空気との伝熱により信号を発生する。また、取り込んだ吸入空気に含まれるダスト等は、自身の慣性により、第２流路１３に流入せずに第１流路１２を進むので、ダスト等による第１センサ４の傷付きが防止される。

また、内部流路１１における吸入空気の吸入口（つまり、第１流路１２の吸入口１２ａ）は吸気路２の上流側に向かって開口し、吸気路２を流れる吸入空気の一部を取り込む。また、第１流路１２の放出口１２ｂは、吸気路２の下流側に向かって開口し、吸入空気をダストとともに放出し、第２流路１３の放出口１３ｂは、第１流路１２の放出口１２ｂを挟んで２つに分けて設けられ、吸気路２の下流側に向って開口する。このため、第２流路１３は、第１センサ４の下流側で２つに分岐している。

また、第１センサ４は、第１センサ４で発生した信号に所定の処理を施して出力する処理回路（図示せず。）、および、所定のターミナル（図示せず。）とともに樹脂により一体化されて１つのアセンブリ１４を構成する。そして、第１センサ４は、アセンブリ１４を筐体３に装着することで、内部流路１１に突出配置される。さらに、アセンブリ１４に含まれるターミナルと他のターミナル（図示せず。）との導通接合部は、吸気路２の外部に設けられ、モールド部７により封止される。
なお、筐体３は、周囲にＯリング１５が装着された状態で、吸気路２を形成する配管１６に装着され、Ｏリング１５によって吸入空気の漏れが防止される。

次に、第２センサ５は、第１センサ４とは別に信号を発生するリード線付きの部品であり、センシング部５ａは、筐体３の外部で吸気路２を流れる吸入空気に曝される。なお、第２センサ５は、吸入空気の温度または湿度等、吸入空気の物理量に応じた信号を発生し、これら物理量を測定するために装備される。

次に、リード孔６は、筐体３の表面の内、吸気路２を流れる吸入空気に曝される吸気露出面１８、および、モールド部７との界面を形成する被モールド面１９に開口する貫通孔であり、第２センサ５のリード線５ｂを通して吸気路２の外に引き出すために設けられる（図４参照。）。
次に、モールド部７は、樹脂流体の射出成形により設けられ、リード孔６から引き出されたリード線５ｂと所定のターミナル２０との導通接合部を封止する（図４参照。）。

次に、充填剤８は、リード孔６に充填され、吸気路２からの吸入空気の漏れを防止する（図４参照。）。
さらに、高弾性部９は、充填剤８よりも高弾性に設けられ、充填剤８とモールド部７との間に介在し、モールド部７の射出成形時に流体樹脂の射出圧を受ける（図４参照。）。

ここで、リード孔６は、吸気露出面１８から被モールド面１９に向かい３つの範囲６Ａ、６Ｂ、６Ｃに分かれており、リード線５ｂは、範囲６Ａ、６Ｂ、６Ｃを曲がることなく直線的に貫通する。
まず、吸気露出面１８に開口する円筒状の範囲６Ａには、リード線５ｂのみが通っており、吸気路２から吸入空気が流入している。
範囲６Ａの被モールド面１９の側に続く範囲６Ｂは、リード線５ｂに垂直な断面が矩形を呈する筒状に設けられ、範囲６Ｂに充填剤８が充填されている。なお、充填剤８は、シリコン等の弾性率が低い材料であり、充填剤８からなる層は吸気路２に対する気密性が高い。

さらに、範囲６Ｂの被モールド面１９の側に続く範囲６Ｃは被モールド面１９に開口し、範囲６Ｃに高弾性部９をなす材料が充填または装着等され、範囲６Ｃを形成する壁面は高弾性部９との界面を形成する。ここで、範囲６Ｃは、リード線５ｂに垂直な断面が矩形を呈するものであり、範囲６Ｃを形成する壁面の一部は、被モールド面１９に近付くのに伴って断面を拡大させるテーパ２１となっている。

そして、高弾性部９は、モールド部７の射出成形時に樹脂流体から受ける射出圧に押されてテーパ２１を介し筐体３に押圧力を及ぼし、この押圧力はテーパ２１に垂直に作用する。なお、高弾性部９は、充填剤８よりも弾性率が高い樹脂材料や金属材料からなり、高弾性部９の材料として樹脂材料を採用する場合、例えば、エポキシ樹脂である。

〔実施例の効果〕
実施例の空気流量測定装置１によれば、リード孔６には充填剤８が充填されて吸気路２からの吸入空気の漏れが防止され、リード孔６から引き出されたリード線５ｂは、ターミナル２０と導通接合されてモールド部７により封止される。そして、充填剤８とモールド部７との間には、充填剤８よりも高弾性の高弾性部９が介在し、モールド部７の射出成形時に射出圧を受ける。
これにより、高弾性部９によって、射出圧が充填剤８にかかるのを防止または緩和することができる。このため、空気流量測定装置１において、第２センサ５のリード線５ｂとターミナル２０との導通接合部を封止する際に、コスト的に有利な射出成形を採用することができる。

また、第１センサ４は、処理回路および所定のターミナルとともに樹脂により一体化されて１つのアセンブリ１４を構成し、アセンブリ１４に含まれるターミナルと他のターミナルとの導通接合部は、モールド部７により封止されている。
これにより、アセンブリ１４に含まれるターミナルと他のターミナルとの導通接合部、および、第２センサ５のリード線５ｂとターミナル２０との導通接合部を、同じ射出成形にて封止することができる。このため、さらに空気流量測定装置１を低コストで設けることができる。

さらに、高弾性部９は、モールド部７の射出成形時に受ける射出圧に押されて筐体３に押圧力を及ぼし、この押圧力の方向はテーパ２１に垂直に作用する。
これにより、高弾性部９は、くさび効果によって筐体３に強く押し付けられるので、吸気路２に対する気密性をさらに高めることができる。

〔変形例〕
実施例の空気流量測定装置１によれば、リード線５ｂがリード孔６を通じて吸気路２の外に引き出され、リード線５ｂとターミナル２０との導通接合部がモールド部７により封止されていたが、リード線５ｂとターミナル２０との導通は、このような態様に限定されない。

例えば、図５および図６に示すように、リード線５ｂと棒状の導通体２３とを導通接合するとともに、センシング部５ａおよびリード線５ｂを両方とも吸気路２内に配置し、さらに、リード線５ｂと導通体２３との導通接合部を吸気路２内に配置する。そして、リード孔６を通じて導通体２３を吸気路２の外に引き出し、ターミナル２０と導通体２３とを導通接合するとともに、ターミナル２０と導通体２３との導通接合部をモールド部７により封止してもよい。

また、実施例の空気流量測定装置１によれば、高弾性部９はリード孔６に嵌まるように設けられていたが、充填剤８をモールド部７に対し高弾性部９によって遮蔽することができればよく、例えば、リード孔６の外に高弾性部９を設けてもよい。

１空気流量測定装置２吸気路（通路）３筐体４第１センサ５第２センサ５ｂリード線６リード孔７モールド部８充填剤９高弾性部１１内部流路１８吸気露出面（露出面）２０ターミナル２３導通体

Claims

内燃機関に吸入される吸入空気の通路（２）に突出し、前記通路（２）における吸入空気の流量に応じた信号を発生する空気流量測定装置（１）において、
前記通路（２）を流れる吸入空気の一部を取り込んで通過させる内部流路（１１）を形成する筐体（３）と、
前記内部流路（１１）に突き出し、前記通路（２）における吸入空気の流量に応じた信号を発生する第１センサ（４）と、
前記筐体（３）の外部で前記通路（２）を流れる吸入空気に曝され、前記第１センサ（４）とは別に信号を発生するリード線付きの第２センサ（５）と、
前記筐体（３）の表面の内、前記通路（２）を流れる吸入空気に曝される露出面（１８）に開口する孔であり、前記第２センサ（５）のリード線（５ｂ）、または、このリード線（５ｂ）と導通接合された導通体（２３）を通して前記通路（２）の外に引き出すためのリード孔（６）と、
樹脂流体の射出成形により設けられ、前記リード孔（６）から引き出された前記リード線（５ｂ）または前記導通体（２３）と所定のターミナル（２０）との導通接合部を封止するモールド部（７）と、
前記リード孔（６）に充填され、前記通路（２）からの吸入空気の漏れを防止する充填剤（８）と、
この充填剤（８）よりも高弾性に設けられ、前記充填剤（８）と前記モールド部（７）との間に介在し、前記モールド部（７）の射出成形時に射出圧を受ける高弾性部（９）とを備える空気流量測定装置（１）。
請求項１に記載の空気流量測定装置（１）において、
前記第１センサ（４）は、前記第１センサ（４）で発生した信号に所定の処理を施して出力する処理回路、および、所定のターミナルとともに樹脂により一体化されて１つのアセンブリ（１４）を構成し、
このアセンブリ（１４）に含まれるターミナルと他のターミナルとの導通接合部は、前記モールド部（７）により封止されていることを特徴とする空気流量測定装置（１）。