CN104380057A - 热式流量计 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能得到高测量精度的具备排水功能的热式流量计。热式流量计(300)设有使将主通路(124)中流动的被测量气体(30)一部分导入并使其流动的副通路中的、入口(350)与流量检测部即测量用流路面(430)间的入口侧副通路(4232)与流量检测部即测量用流路面(430)与出口(352)间的出口侧副通路(4234)连通的排水通路(3528)。排水通路(3528)有贯通形成入口侧副通路(4232)的壁面(4212)且有在入口侧副通路(4232)开口的入口(3542)和在壁面背面(4213)开口的出口(3544)的贯通孔(3512),副通路内的水(3552)被导入贯通孔(3512)通过排水通路(3528)导向出口侧副通路(4234),向主通路(124)排出,能减少进入测量部的水的影响,能提高测量精度。

Description

热式流量计
技术领域
本发明涉及测量气体的流量的热式流量计。
背景技术
热式流量计有时在非常严酷的环境下使用。例如热式流量计搭载在车辆中、用于测量内燃机的吸入空气的流量的情况下,存在水与吸入空气一同进入上述热式流量计具有的用于使被测量气体流动的副通路内的可能性。取决于情况,水可能在上述副通路的内部蓄积。
热式流量计通过在上述副通路内流动的被测量气体与上述流量检测电路之间进行热传递来对流量进行测量。因此,水进入上述副通路内时难以正确地测量流量。此外,上述流量检测电路有可能因上述水而发生损伤、例如腐蚀。因此,已知为了使上述副通路内的水向上述热式流量计的外部排出,设置从上述副通路内向上述副通路外贯通的贯通孔,通过上述贯通孔使上述副通路内的水向上述热式流量计的外部排出的技术。这样的技术例如在日本特开2006-162631号公报中有所公开。
专利文献1:日本特开2006-162631号公报
发明内容
上述专利文献1中公开的热式流量计的进步显著,近年来测量精度大幅提高。如专利文献1所述,设置使上述副通路内与上述副通路外直接连接的贯通孔时,不仅使水、也使上述副通路内的被测量气体向上述热式流量计的外部排出,出于测量精度的观点并不优选。特别是上述热式流量计的外侧是与上述副通路内相比被测量气体的流速更快的状态,易于成为比上述副通路内压强更低的状态。这样的状态适于使水排出,但被测量气体也被排出,为了维持高测量精度,不优选这样的状态。
本发明的目的在于提供一种可以得到高测量精度的、具备排水功能的热式流量计。
为了解决上述课题,本发明的热式流量计具备:使在主通路中流动的被测量气体的一部分导入并使其流动的副通路,和通过与上述副通路中流动的被测量气体之间进行热传递而测量在上述主通路中流动的流量的流量检测电路,上述副通路具备:用于导入上述被测量气体的入口,用于使导入的上述被测量气体返回上述主通路的出口,在上述入口与上述出口之间配置的在上述流量检测电路与上述被测量气体之间进行热传递从而测量流量的流量检测部,还设置有第二通路,其使上述副通路的上述入口与上述流量检测部之间的入口侧副通路,与上述副通路中的上述流量检测部与上述出口之间的出口侧副通路连通,上述第二通路具有贯通孔,其贯通形成上述副通路的上述入口侧副通路的壁面并且具有在上述入口侧副通路内开口的入口和在形成上述入口侧副通路的壁面的背面开口的出口。
此外,其具备使在主通路中流动的被测量气体的一部分导入并使其流动的副通路,通过与上述副通路中流动的被测量气体之间进行热传递而测量在上述主通路中流动的流量的流量检测部,和具有用于形成上述副通路的树脂制的副通路部并且保持上述流量检测部的壳体,上述副通路具备用于导入上述被测量气体的入口和用于使导入的上述被测量气体返回上述主通路的出口,上述流量检测部配置在上述副通路的上述入口与上述副通路的上述出口之间并且通过与上述被测量气体之间进行热传递来测量上述流量,在上述壳体的上述副通路部的一方的面设置有使上述副通路的上述入口与上述流量检测部连接的入口侧副通路,在上述壳体的上述副通路部的另一方的面设置有使上述流量检测部与上述副通路的上述出口连接的出口侧副通路,在上述入口侧副通路与上述出口侧副通路之间的壁上,设置有贯通上述壁的排水通路。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够得到高测量精度的、具备排水功能的热式流量计。
附图说明
图1是表示在内燃机控制***中使用本发明的热式流量计的一个实施例的***图。
图2是表示热式流量计的外观的图,图2(A)是左侧视图,图2(B)是主视图(正面图)。
图3是表示热式流量计的外观的图,图3(A)是右侧视图,图3(B)是后视图(背面图)。
图4是表示热式流量计的外观的图,图4(A)是俯视图(平面图),图4(B)是仰视图(底面图)。
图5是表示热式流量计的壳体的图,图5(A)是壳体的左侧视图,图5(B)是壳体的主视图。
图6是表示热式流量计的壳体的图,图6(A)是壳体的右侧视图,图6(B)是壳体的后视图。
图7是表示流路面配置在副通路槽的内部的状态的部分放大图。
图8是表示正面罩的外观的图,图8(A)是左侧视图,图8(B)是主视图,图8(C)是俯视图。
图9是表示背面罩304的外观的图,图9(A)是左侧视图,图9(B)是主视图,图9(C)是俯视图。
图10是端子连接部的部分放大图。
图11是电路封装体的外观图,图11(A)是左侧视图,图11(B)是主视图,图11(C)是后视图。
图12是表示在电路封装体的框架上搭载有电路部件的状态的图。
图13是用于说明使隔膜和隔膜内部的空隙与开口连接的连通路的说明图。
图14是表示第一树脂模塑工序后的电路封装体的状态的图。
图15是表示图11所示的电路封装体的其他实施例的图,图15(A)是电路封装体的主视图,图15(B)是后视图。
图16是表示电路封装体的生产工序的图。
图17是表示热式流量计的生产工序的图。
图18是表示热式流量计的生产工序的其他实施例的图。
图19是表示热式流量计的流量检测电路的电路图。
图20是说明流量检测电路的流量检测部的说明图。
图21是热式流量计的其他实施例,图21(A)是主视图,图21(B)是左侧视图,图21(C)是后视图。
图22是表示另一个其他实施例的部分放大图,图22(A)是左侧视图的部分放大图,图22(B)是后视图的部分放大图。
图23是表示另一个其他实施例的部分放大图,图23(A)是左侧视图的部分放大图,图23(B)是后视图的部分放大图。
具体实施方式
以下说明的用于实施发明的方式(记载为实施例),能大幅提高流量的测量精度,进而解决了伴随上述测量精度而新产生的课题。对于这一点在以下的实施例中详细说明,以下说明其概要。
本发明的热式流量计使作为测量流量的对象的被测量气体的一部分导入副通路,由流量检测电路与上述副通路中流动的被测量气体之间进行热传递从而测量流量。高精度地使上述副通路与上述流量检测电路的关系维持规定的关系,对于提高流量的测量精度非常重要。以下的实施例中,在用于形成上述副通路的副通路槽的成形时,在具有上述副通路槽的壳体中固定上述流量检测电路。具体而言,通过用具有上述副通路槽的上述壳体的一部分覆盖包含上述流量检测电路的用树脂成形的电路封装体,使上述电路封装体按正确的位置关系固定在上述副通路中。用这样的方法,能够提高流量的测量精度。
以下说明的实施例解决了作为实际的产品要求的各种课题,特别解决了为了用作测量车辆的吸入空气量的测量装置而要求的各种课题,实现了各种效果。下述实施例解决的各种课题之一是上述发明要解决的课题栏中记载的内容,此外,下述实施例实现的各种效果之一是发明的效果栏中记载的效果。对于下述实施例解决的各种课题,进而对于用下述实施例实现的各种效果,在下述实施例的说明中叙述。从而,下述实施例中叙述的实施例解决的课题和效果中,也包括发明要解决的课题栏和发明的效果栏的内容以外的内容。
在以下的实施例中,相同附图标记在不同的附图中表示相同的结构,实现相同的作用效果。对于已经说明的结构,有时仅在图中标注附图标记,省略其说明。
1.在内燃机控制***中使用本发明的热式流量计的一个实施例
1.1内燃机控制***的结构
图1是表示在电子燃料喷射方式的内燃机控制***中使用本发明的热式流量计的一个实施例的***图。基于具备发动机汽缸112和发动机活塞114的内燃机110的动作,吸入空气作为被测量气体30从空气滤清器122被吸入,经由作为主通路124的例如吸气体(进气道主体)、节流阀体126、吸气歧管128而被引导至发动机汽缸112的燃烧室。上述被引导至燃烧室的吸入空气即被测量气体30的流量由本发明的热式流量计300测量,基于测量出的流量从燃料喷射阀152供给燃料,使其与吸入空气即被测量气体30一同在混合气体的状态下被引导至燃烧室。其中,在本实施例中,燃料喷射阀152设置在内燃机的吸气口,喷射至吸气口的燃料与吸入空气即被测量气体30一同形成混合气体,通过吸入阀116被导向燃烧室,燃烧从而产生机械能。
近年来,在较多的车辆中采用在内燃机的汽缸头上安装燃料喷射阀152、从燃料喷射阀152对各燃烧室直接喷射燃料的方式,以作为在净化排气和改善燃耗方面优秀的方式。热式流量计300不仅能够用于图1所示的对内燃机的吸气口喷射燃料的方式,也能够同样用于对各燃烧室直接喷射燃料的方式。两种方式下包括热式流量计300的使用方法的控制参数的测量方法和包括燃料供给量和点火时期的内燃机的控制方法的基本概念大致相同,图1表示了对吸气口喷射燃料的方式作为两种方式的代表例。
导向燃烧室的燃料和空气成为燃料与空气的混合状态,因火花塞154的火花点火而爆发性地燃烧,产生机械能。燃烧后的气体从排气阀118被导向排气管,作为排放气体24从排气管向车外排出。对导向上述燃烧室的吸入空气即被测量气体30的流量,使用其开度基于加速踏板的操作而变化的节流阀132进行控制。基于导向上述燃烧室的吸入空气的流量控制燃料供给量,驾驶员通过控制节流阀132的开度而控制导向上述燃烧室的吸入空气的流量,由此能够控制内燃机产生的机械能。
1.2内燃机控制***的控制的概要
利用热式流量计300测量从空气滤清器122吸入并在主通路124中流动的吸入空气即被测量气体30的流量和温度,从热式流量计300对控制装置200输入表示吸入空气的流量和温度的电信号。此外,对控制装置200输入测量节流阀132的开度的节流角度传感器144的输出,进而为了测量内燃机的发动机活塞114和吸入阀116和排气阀118的位置和状态、以及内燃机的转速,对控制装置200输入旋转角度传感器146的输出。在上述内燃机的排气管中设置用于根据排放气体24的状态测量燃料量与空气量的混合比的状态的氧传感器148,对控制装置200输入氧传感器148的输出。
测量记载为被测量气体30的导向内燃机的吸入空气的流量和温度的热式流量计300在实际的车辆中以各种状态安装。主通路124即吸气管实际上不是图1中记载的直线形状,而是以弯曲的状态配置在发动机室内。热式流量计300从主通路124即吸气管的侧面***内部,有沿着重力方向从上方***的情况,也有相对于重力方向从横向或斜向***的情况。相对于重力方向横向或斜向地***的情况下,以热式流量计300具有的以下说明的副通路的入口与副通路的出口相比,在重力方向上配置在更上方的方式搭载。
热式流量计300的副通路不是直线而是成曲线,在热式流量计300的副通路的入口与副通路的出口相比位于上方的情况下,是水在上述副通路的入口与上述副通路的出口之间蓄积的形状。水从上述入口进入时,蓄积在副通路内,造成各种不良影响。因此,优选设置以下说明的排水通路,使水排出。
控制装置200根据热式流量计300的输出即吸入空气的流量、和基于旋转角度传感器146的输出所测量的内燃机的转速,运算燃料喷射量和点火时期。基于这些运算结果,控制从燃料喷射阀152供给的燃料量、和用火花塞154点火的点火时期。实际上对燃料供给量和点火时期还基于用热式流量计300测量的吸气温度和节流角度的变化状态、发动机转速的变化状态、由氧传感器148测量的空燃比的状态精细地进行控制。控制装置200进而在内燃机的空转(怠速运转)状态下,利用空转空气控制阀(怠速空气控制阀)156控制旁通过节流阀132的空气量,对怠速运转状态下的内燃机的转速进行控制。
1.3热式流量计的测量精度提高和搭载环境
内燃机的主要的控制量即燃料供给量和点火时期均用热式流量计300的输出作为主要参数进行运算。此外,根据需要相应地基于吸入空气的温度进行控制参数的补正等,或进行对上述内燃机供给的燃料供给量和点火时期的补正。热式流量计300的测量精度的提高和经时变化的抑制、可靠性的提高,在提高搭载上述内燃机的车辆的控制精度和确保可靠性上非常重要。特别是近年来,与车辆节省燃耗相关的要求非常高,此外,与净化排放气体相关的要求非常高。为了满足这些要求,用热式流量计300测量的吸入空气即被测量气体30的流量的测量精度的提高非常重要。此外,热式流量计300维持高可靠性也是重要的。
搭载有热式流量计300的车辆在温度变化大的环境下使用,且在风雨或雪中使用。车辆在积雪的道路上行驶的情况下,会在散布了防冻剂的道路上行驶。优选热式流量计300考虑应对该使用环境下的温度变化、和应对尘埃或污染物质等。进而,热式流量计300设置在承受内燃机的振动的环境中。对于振动也要求维持高可靠性。
车辆有时在恶劣天气的状态、或非常严酷的环境状态下使用。例如在极端的情况下,在雨季,车辆可能在积水的道路上行驶。在恶劣条件下使用热式流量计300的情况下,考虑水从以下说明的热式流量计300具有的副通路的入口进入。上述副通路中,上述副通路的上述入口与上述副通路的出口之间是曲线形状的成弧的形状。主通路124即吸气管在上下方向上配置的情况下,从上述副通路的上述入口进入的水有可能在上述成弧的部分蓄积。该水通过以下说明的排水通路被排出。
此外,热式流量计300安装在受到来自内燃机的发热的影响的吸气管(进气管)即主通路124中。因此内燃机的发热通过主通路124即吸气管,传导至热式流量计300。热式流量计300采用与被测量气体进行热传递从而测量被测量气体的流量的方式,其能够尽可能抑制来自外部的热的影响是重要的。
车辆中搭载的热式流量计300,如以下所说明,不仅解决发明要解决的课题栏中记载的课题,实现发明的效果栏中记载的效果,还如以下所说明,充分考虑上述各种课题,解决作为产品要求的各种课题,实现了各种效果。热式流量计300解决的具体课题和实现的具体效果在以下的实施例的记载中说明。
2.热式流量计300的结构
2.1热式流量计300的外观结构
图2和图3、图4是表示热式流量计300的外观的图,图2(A)是热式流量计300的左侧视图,图2(B)是主视图,图3(A)是右侧视图,图3(B)是后视图,图4(A)是俯视图,图4(B)是仰视图。热式流量计300具有箱体301,箱体301具备壳体302和正面罩303和背面罩304。壳体302具备用于使热式流量计300固定在主通路124即吸气体中的凸缘312、具有用于与外部机器进行电连接的外部端子306的外部连接部305、用于测量流量等的测量部310。在测量部310的内部设置有用于形成副通路的副通路槽,进而,在测量部310的内部设置有具备用于测量主通路124中流动的被测量气体30的流量的流量检测部602(参考图19)和用于测量主通路124中流动的被测量气体30的温度的温度检测部452的电路封装体400。
2.2热式流量计300的外观结构和基于其的效果
热式流量计300的入口350设置在从凸缘312向主通路124的中心方向延伸的测量部310的前端侧,因此能够将不是主通路124的内壁面附近而是远离内壁面的接近中央部的部分的被测量气体30导入(捕获)到副通路。因此,热式流量计300能够测定远离主通路124的内壁面的部分的被测量气体30的流量和温度,能够抑制热等的影响引起的测量精度的降低。在主通路124的内壁面附近,易于受到主通路124的温度的影响,被测量气体30的温度相对于气体原本的温度成为不同的状态,与主通路124内的主气体的平均状态不同。特别在主通路124是发动机的吸气体的情况下,受到来自发动机的热的影响,维持高温的情况较多。因此主通路124的内壁面附近的气体相对于主通路124的原本的气温更高的情况较多,成为使测量精度降低的主要原因。
在主通路124的内壁面附近流体阻抗较大,与主通路124的平均流速相比,流速降低。因此将主通路124的内壁面附近的气体作为被测量气体30导入副通路时,相对于主通路124的平均流速的流速降低可能引起测量误差。在图2至图4所示的热式流量计300中,在从凸缘312向主通路214的中央延伸的较薄较长的测量部310的前端部设置入口350,因此能够减少与内壁面附近的流速降低相关的测量误差。此外,在图2至图4所示的热式流量计300中,不仅在从凸缘312向主通路124的中央延伸的测量部310的前端部设置入口350,也使副通路的出口设置在测量部310的前端部,因此能够进一步减少测量误差。
热式流量计300的测量部310形成为从凸缘312向主通路124的中心方向较长地延伸的形状,在其前端部设置有用于使吸入空气等被测量气体30的一部分导入副通路的入口350和用于使被测量气体30从副通路返回主通路124的出口352。测量部310形成为沿着从主通路124的外壁朝向中央的轴较长地延伸的形状,成为如图2(A)和图3(A)所示的宽度狭窄的形状。即,热式流量计300的测量部310侧面宽度较薄,正面成为大致长方形的形状。由此,热式流量计300能够具备充分长的副通路,能够对于被测量气体30使流体阻抗抑制为较小的值。因此,热式流量计300能够使流体阻抗抑制为较小的值,并且高精度地测量被测量气体30的流量。
2.3测量部310的结构和基于其的效果
在主通路124中流动的被测量气体30的流动方向上,在构成热式流量计300的测量部310的上游侧侧面和下游侧侧面分别设置有上游侧突起317和下游侧突起318。上游侧突起317和下游侧突起318形成为相对于根部向前端变细的形状,能够降低主通路124内流动的被测量气体30的流体阻抗。在热绝缘部315与入口343之间设置上游侧突起317。上游侧突起317的截面积较大,来自凸缘312或热绝缘部315的热传递大,但是上游侧突起317在入口343的附近中断,进而从上游侧突起317的温度检测部452侧到温度检测部452的距离如后所述因壳体302的上游侧外壁的凹陷,形成为较长的形状。因此,抑制了从热绝缘部315向温度检测部452的支撑部分的热传递。
从入口343导入的被测量气体30,用温度检测部452测量其温度,使其在由后述的壳体302的外壁凹陷部366(参考图5)产生的测温用流路中流动,从正面侧出口344或背面侧出口345排出到主通路124。根据上述冷却通路槽,沿着具有温度检测部452的突出部424(参考图11)引导从入口343导入的被测量气体30,因此具有不仅使温度检测部452,也使突出部424接近被测量气体30的温度的作用。由此能够减少从其他发热部分对突出部424传导的热的影响,关系到被测量气体30的温度测量精度的提高。
此外,在凸缘312或热绝缘部315与温度检测部452之间,生成后述的端子连接部320和包含端子连接部320的空隙382。因此,凸缘312或热绝缘部315与温度检测部452之间变长,在该较长的部分设置正面罩303和背面罩304,该部分起到冷却面的作用。从而能够减少主通路124的壁面的温度对温度检测部452造成的影响。此外,凸缘312或热绝缘部315与温度检测部452之间变长,从而能够使导向副通路的被测量气体30的导入部分接近主通路124的中央。能够抑制与主通路124的壁面相关的测量精度的降低。
如图2(B)和图3(B)所示,***主通路124内的测量部310的两个侧面非常窄,进而下游侧突起318和上游侧突起317形成为减少空气阻抗的前端相对于根部更窄的形状。因此,能够抑制将热式流量计300***主通路124引起的流体阻抗的增大。此外,在设置了下游侧突起318和上游侧突起317的部分,是上游侧突起317和下游侧突起318从正面罩303和背面罩304的两侧部向两侧突出的形状。上游侧突起317和下游侧突起318通过树脂模塑制造,因此易于形成空气阻抗少的形状,另一方面,正面罩303和背面罩304形成为具备较宽的冷却面的形状。因此,热式流量计300具有减少空气阻抗,进而易于被主通路124中流动的被测量空气冷却的效果。
2.4凸缘312的结构和效果
在凸缘312,在其下表面即与主通路124对向的部分,设置有多个凹陷314,减少与主通路124之间的热传递面,热式流量计300难以受到热的影响。凸缘312的螺孔313用于使热式流量计300固定在主通路124,以这些螺孔313周围的与主通路124对向(相对)的面离开主通路124的方式,在各螺孔313周围的与主通路124对向的面与主通路124之间形成空间。由此,成为能够减少主通路124对于热式流量计300的热传递,防止因热引起测定精度降低的结构。进而,上述凹陷314不仅具有减少热传递的效果,还具有减少形成壳体302时构成凸缘312的树脂的收缩的影响的作用。
在凸缘312的测量部310一侧设置有热绝缘部315。热式流量计300的测量部310从主通路124中设置的安装孔***内部,热绝缘部315与主通路124的上述安装孔的内面相对。主通路124例如是吸气体,主通路124维持高温的情况较多。可以认为相反在寒冷地区起动时,主通路124是非常低的温度。这样的主通路124的高温或低温的状态对温度检测部452和后述的流量测量造成影响时,测量精度降低。因此在与主通路124的孔内面接近的热绝缘部315,并列设置多个凹陷316,邻接的凹陷316之间的与上述孔内面接近的热绝缘部315的宽度非常薄,是凹陷316的流体的流动方向的宽度的3分之1以下。由此能够减少温度的影响。此外,热绝缘部315的部分树脂较厚。壳体302的树脂模塑时,树脂从高温状态冷却至低温而硬化时发生体积收缩,因为产生应力而发生应变。通过在热绝缘部315形成凹陷316能够使体积收缩更均匀,能够减少应力集中。
热式流量计300的测量部310从主通路124中设置的安装孔***内部,通过热式流量计300的凸缘312用螺栓固定在主通路124。优选使热式流量计300对于主通路124中设置的安装孔按规定的位置关系固定。能够将凸缘312上设置的凹陷314用于主通路124与热式流量计300的定位。通过在主通路124上形成凸部,能够成为上述凸部与凹陷314具有嵌入关系的形状,能够使热式流量计300在正确的位置固定在主通路124。
2.5外部连接部305和凸缘312的结构和效果
图4(A)是热式流量计300的俯视图。在外部连接部305的内部设置有4个外部端子306和补正用端子(校正用端子)307。外部端子306是用于输出作为热式流量计300的测量结果的流量和温度的端子和用于供给为了使热式流量计300工作的直流电力的电源端子。补正用端子307是用于进行生产的热式流量计300的测量,求出与各个热式流量计300相关的补正值,在热式流量计300内部的存储器中存储补正值的端子,在之后的热式流量计300的测量动作中使用上述存储器中存储的表示补正值的补正数据,不使用该补正用端子307。从而,为了在外部端子306与其他外部机器的连接中,使补正用端子307不造成妨碍,补正用端子307形成为与外部端子306不同的形状。该实施例中补正用端子307形成为比外部端子306更短的形状,即使对外部连接部305***与外部端子306连接的连接到外部机器的端子,也不会成为连接的障碍。此外,在外部连接部305的内部沿着外部端子306设置多个凹陷308,这些凹陷308用于减少凸缘312的材料即树脂冷却固化时的树脂收缩引起的应力集中。
通过在热式流量计300的测量动作时使用的外部端子306之外,设置补正用端子307,能够在热式流量计300出厂前对其分别测量特性,测量产品的误差,在热式流量计300内部的存储器中存储用于减少误差的补正值。为了在上述补正值的设定工序后,使补正用端子307不妨碍外部端子306与外部机器的连接,按与外部端子306不同的形状制造补正用端子307。这样,热式流量计300能够在其出厂前减少各自的误差,实现测量精度的提高。
3.壳体302的整体结构及其效果
3.1副通路和流量检测部的结构及其效果
图5和图6表示从热式流量计300卸下正面罩303和背面罩304后的壳体302的状态。图5(A)是壳体302的左侧视图,图5(B)是壳体302的主视图,图6(A)是壳体302的右侧视图,图6(B)是壳体302的后视图。壳体302成测量部310从凸缘312向主通路124的中心方向延伸的结构,在其前端侧设置有用于形成副通路的副通路槽。在该实施例中在壳体302的正反两面设置副通路槽,图5(B)中表示正面侧通路槽332,图6(B)中表示背面侧副通路槽334。用于形成副通路的入口350的入口槽351和用于形成出口352的出口槽353设置在壳体302的前端部,因此能够从入口350导入离开主通路124的内壁面的部分的气体、换言之在接近主通路124的中央部分的部分流动的气体作为被测量气体30。在主通路124的内壁面附近流动的气体受到主通路124的壁面温度的影响,较多具有与被测量气体30等在主通路124中流动的气体的平均温度不同的温度。此外,在主通路124的内壁面附近流动的气体较多表现出比主通路124中流动的气体的平均流速更慢的流速。在实施例的热式流量计300中难以受到这样的影响,因此能够抑制测量精度的降低。
用上述正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334生成的副通路通过外壁凹陷部366、上游侧外壁335和下游侧外壁336与凸缘312的热绝缘部315连接。此外,在上游侧外壁335设置上游侧突起317,在下游侧外壁336设置下游侧突起318。根据这样的结构,通过用凸缘312使热式流量计300固定在主通路124,使具有电路封装体400的测量部310具有高可靠性地固定在主通路124。
该实施例中,在壳体302设置有用于形成副通路的副通路槽,通过将罩覆盖在壳体302的正面和背面,来利用副通路槽和罩实现副通路的结构。通过成为这样的结构,能够用壳体302的树脂模塑工序形成全部副通路槽作为壳体302的一部分。此外,在壳体302成形时在壳体302的两面设置有模具,因此通过使用该双方的模具,能够一同形成正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334双方作为壳体302的一部分。通过在壳体302的两面设置正面罩303和背面罩304能够完成壳体302的两面的副通路。通过使用模具在壳体302的两面使正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334成形能够高精度地形成副通路。此外可以得到较高的生产效率。
从图2和图3、以及图5和图6可知,从壳体302的正面侧和背面侧向正面侧方向和背面侧方向突出的上游侧外壁335和下游侧外壁336、进而该上游侧外壁335和下游侧外壁336的沿着热绝缘部315的连接部分、背面侧副通路内周壁391和背面侧副通路外周壁392、正面侧副通路内周壁393和正面侧副通路外周壁394的顶部与正面罩303或背面罩304紧贴,通过壳体302与正面罩303或背面罩304形成密闭的空间和副通路。
在上述密闭的空间中如以下所详细叙述地设置有电路封装体400,并且形成了空隙382。上述壳体302与正面罩303或背面罩304的接合通过激光焊接等进行。其中,通过上述壳体302与正面罩303或背面罩304完全密闭时,温度变化引起的气体膨胀会成为问题,因此虽然是密闭的,但具备能够呼吸的结构。通过上述能够呼吸的结构减小基于密闭空间内的温度变化的与外部的压差的增大。
在图6(B)中使主通路124中流动的被测量气体30的一部分从形成入口350的入口槽351导入背面侧副通路槽334内,在背面侧副通路槽334内流动。背面侧副通路槽334是随着前进而变深的形状,随着沿着槽流动,被测量气体30逐渐向正面侧的方向移动。特别是背面侧副通路槽334在孔342附近设置了急剧变深的陡倾斜部(急倾斜部)347,质量小的空气的一部分沿着陡倾斜部347移动,从孔342流向图5(B)中记载的测量用流路面430一方。另一方面,质量大的异物难以急剧地变更前进路线,因此,在图6(B)所示的测量用流路面背面431一方移动。之后通过孔341,在图5(B)中记载的测量用流路面430一方流动。
在图5(B)中记载的正面侧副通路槽332中,从上述孔342向正面侧副通路槽332侧移动的被测量气体30即空气,沿着测量用流路面430流动,通过测量用流路面430上设置的热传递面露出部436与用于测量流量的流量检测部602之间进行热传递,进行流量的测量。通过测量用流路面430后的被测量气体30和从孔341流到正面侧副通路槽332的空气一同沿着正面侧副通路槽332流动,从用于形成出口352的出口槽353向主通路124排出。
混入被测量气体30的废物等质量大的物质的惯性力大,难以沿着槽的深度急剧加深的图6(B)所示的陡倾斜部347的部分的表面向槽的较深的方向急剧地变更前进路线,因此,质量大的异物在测量用流路面背面431一方移动,能够抑制异物通过热传递面露出部436的附近。在该实施例中构成为气体以外的质量大的异物大多通过测量用流路面430的背面即测量用流路面背面431,因此能够减少油分和炭黑、废物等异物造成的污染的影响,能够抑制测量精度的降低。即,因为具有沿着横穿主通路124的流的轴的轴使被测量气体30的前进路线急剧变化的形状,所以能够减少混入被测量气体30的异物的影响。
该实施例中,由背面侧副通路槽334构成的流路成曲线地从壳体302的前端部朝向凸缘方向,在最接近凸缘侧的位置在副通路中流动的气体相对于主通路124的流成为反向的流动,在该反向的流动的部分,一侧即背面侧的副通路与在另一侧即正面侧形成的副通路连接。由此,易于使电路封装体400的热传递面露出部436固定到副通路,进而易于在接近主通路124的中央部的位置导入被测量气体30。
在该实施例中,在用于测量流量的测量用流路面430的流动方向的前后设置有贯通背面侧副通路槽334和正面侧副通路槽332的孔342和孔341。设置该贯通的孔342和孔341并以被测量气体30从在壳体302的一方的面形成的背面侧副通路槽334向在壳体302的另一方的面形成的正面侧副通路槽332移动的形状形成副通路。由此,能够通过一个树脂模塑工序在壳体302的两面形成副通路槽,或一同形成使两面连接的结构。
此外,通过在电路封装体400上形成的测量用流路面430的两侧设置孔342和孔341,能够利用在这些上形成孔342和孔341的模具,防止树脂流入测量用流路面430上形成的热传递面露出部436。此外,利用测量用流路面430的上游侧和下游侧的孔342和孔341的成形,通过树脂模塑使电路封装体400固定在壳体302时,能够利用这些孔配置模具,通过该模具对电路封装体400定位固定。
在该实施例中,设置有两个孔即孔342和孔341作为贯通背面侧副通路槽334和正面侧副通路槽332的孔。但是,也能够不设置由孔342和孔341构成的两个孔,而是用其中一方的孔,通过一个树脂模塑工序形成使背面侧副通路槽334与正面侧副通路槽332连接的副通路形状。
此外,在背面侧副通路槽334的两侧设置背面侧副通路内周壁391和背面侧副通路外周壁392,该背面侧副通路内周壁391和背面侧副通路外周壁392的各自的高度方向的前端部与背面罩304的内侧面紧贴(紧密结合、紧密贴合),从而形成壳体302的背面侧副通路。此外,在正面侧副通路槽332的两侧设置正面侧副通路内周壁393和正面侧副通路外周壁394,该正面副通路内周壁393和正面副通路外周壁394的高度方向的前端部与背面罩304的内侧面紧贴,从而形成壳体302的正面侧副通路。
在该实施例中,被测量气体30分为测量用流路面430及其背面双方流动,在一侧设置测量流量的热传递面露出部436,但也可以使被测量气体30不分为两条通路,而是仅通过测量用流路面430的面一侧。通过以沿着横切主通路124的流向的第一轴的方向的第二轴的方式使副通路弯曲,能够使混入被测量气体30的异物接近第二轴的弯曲较小的一侧,通过在第二轴的弯曲较大的一方设置测量用流路面430和热传递面露出部436,能够减少异物的影响。
此外,在该实施例中在正面侧副通路槽332与背面侧副通路槽334的连接部分设置测量用流路面430和热传递面露出部436。但是,也可以不在正面侧副通路槽332与背面侧副通路槽334的连接部分,而是在正面侧副通路槽332或背面侧副通路槽334中设置。
在测量用流路面430上设置的用于测量流量的热传递面露出部436的部分形成了节流形状(收缩形状),因该节流效果(收缩效果)而使流速变快,测量精度提高。此外,即使在热传递面露出部436的上游侧在气体的流中产生漩涡,也能够通过上述节流形状消除或减少漩涡,测量精度提高。
图5和图6中,上游侧外壁335具备成在温度检测部452的根部向下游侧凹陷的形状的外壁凹陷部366。因该外壁凹陷部366使温度检测部452与外部凹陷部366之间的距离变长,能够减少通过上游侧外壁335传导的热的影响。
在温度检测部452的根部设置有外壁凹陷部366,由此能够减少从凸缘312或热绝缘部315通过上游侧外壁335传导的热的影响。进而设置通过上游侧突起317与温度检测部452之间的切口形成的测温用的外壁凹陷部366。通过该外壁凹陷部366能够减少通过上游侧突起317对温度检测部452的热传递。由此温度检测部452的检测精度提高。特别是上游侧突起317的截面积较大,因此易于热传递,起到阻止热传递的作用的外壁凹陷部366的作用是重要的。
此外,在该实施例中,进而设置有使上述副通路的入口350与流量检测部即测量用流路面430之间的入口侧副通路4232,与上述流量检测部即测量用流路面430与出口352之间的出口侧副通路4234连通的排水通路3528。该排水通路3528具有贯通孔3522,其贯通形成上述副通路的入口侧副通路4232的壁面4212并且具有在入口侧副通路4232内开口的入口3542和在形成上述入口侧副通路4232的壁面4212的背面4213开口的出口3544。
上述热式流量计300以横穿重力方向的角度安装,通过该排水通路3528,从上述副通路的入口350进入的水3552沿着副通路外壁3914流动并被导入在入口侧副通路4232的壁面设置的排水通路3528的贯通孔3522,通过该排水通路3528导向出口侧副通路3544,从该出口侧副通路3544向主通路124排出。另一方面,从上述副通路的入口350进入的被测量气体30通过上述排水通路3528导向出口侧副通路3544排出的量较少。其理由在于,在使排水通路与热式流量计300的外侧连通的现有的结构中,热式流量计300外部的被测量气体30的流速比副通路内的流速快,热式流量计300外部的被测量气体30的压强易于变得比上述副通路内的压强低。
另一方面,在入口侧副通路4232内与出口侧副通路3544内之间各被测量气体的流速不存在大的差异,即入口侧副通路4232内与出口侧副通路3544内之间被测量气体30的压强不存在大的差异,因此在排水通路3528使入口侧副通路4232与出口侧副通路4234连通的结构中,入口侧副通路4232内的被测量气体30向出口侧副通路3544内泄漏的量较少。因此能够维持较高的测量精度。
在图5(B)中,使排水通路3528的出口3544设置在接近上述副通路的出口槽353的下游侧。上述副通路的出口槽353附近的副通路的截面积较大,流动的被测量气体30的流速低。因此是流动的被测量气体30的压力在副通路中较高的位置。通过像这样在被测量气体30的流速低的部分设置使入口侧副通路4232内与出口侧副通路3544内连通的贯通孔3522的出口3544,能够减少通过排水通路3528泄漏的被测量气体30的量。这一点对于维持高测量精度是优选的。
通过这样,从上述副通路的入口350进入的入口侧副通路4232内的水如箭头3552所示地移动,如图6(B)和图5(B)所记载地通过入口侧副通路4232侧设置的排水通路3528的贯通孔3522导向出口侧副通路3544,水如箭头3552所示地被引导并向主通路124排出。这样能够抑制水流入电路封装体400的测量用流路面430和该测量用流路面430浸在水3552中。
即,通过使排水通路3528以使上述副通路中的入口350与流量检测部即测量用流路面430之间的入口侧副通路4232与上述副通路中的流量检测部即测量用流路面430与出口352之间的出口侧副通路4234连通的方式设置,能够抑制从上述副通路的入口350进入的水3552流入电路封装体400的测量用流路面430和该测量用流路面430浸在水3552中引起的流量的测量误差的产生和上述流量检测电路例如腐蚀等损伤,得到可靠性高的热式流量计300。通过如上所述地设置排水通路3528,从上述副通路的入口350进入的被测量气体30和水3552在到达测量用流路面430前彼此分离,其中的水3552不经过测量用流路面430地通过排水孔3528向主通路124排出。
此外,在该实施例中,如图5所示,上述副通路的入口350和出口352配置在与上述凸缘312相反方向的热式流量计300的端部,上述流量检测部即测量用流路面430配置在与上述入口350和出口352相比更接近凸缘312的方向,入口侧副通路4232成从上述副通路的入口350朝向流量检测部即测量用流路面430成曲线地接近凸缘312方向的形状,入口侧副通路4232由入口侧副通路槽332和覆盖该入口侧副通路槽332的罩304形成,通过在入口侧副通路槽332的位于与凸缘312相反的方向的壁面4213上设置上述排水通路3528的贯通孔3522,从上述副通路的入口350进入的被测量气体30的流被整流并流向流量检测部即测量用流路面430,并且同样从入口350进入的水3552通过上述排水通路3528不流入流量检测部即测量用流路面430地被导向出口侧副通路3544并直接向通路124排出,因此能够进行高精度的测量。
此外,在该实施例中,如图2和图3所示,构成为在热式流量计300的一方的面设置用于形成入口侧副通路4232的入口侧副通路槽332和通过覆盖该入口侧副通路槽332而形成入口侧副通路4232的第一罩304,在上述热式流量计300的另一方的面设置用于形成出口侧副通路4234的出口侧副通路槽334和通过覆盖该出口侧副通路槽334而形成出口侧副通路4234的第二罩303,使上述排水通路3528的贯通孔3522在上述热式流量计300的一方的面上设置的入口侧副通路槽332中开口也能够与上述例子同样防止从上述副通路的入口350进入的水3552流向电路封装体400的测量用流路面430和该测量用流路面430浸在水中引起的测量误差的发生、故障。关于该实施例的其他实施例的结构和效果在后文说明。
此外,在该实施例中,如上述图5、图6所示,具备测量在主通路124中流动的流量的流量检测部即测量用流路面430、和具有用于形成上述副通路的树脂制的副通路部并且保持流量检测部即测量用流路面430的壳体302,该副通路具备用于导入被测量气体30的入口350和用于使导入的被测量气体30返回主通路124的出口352,该流量检测部即测量用流路面430配置在上述副通路的入口350与出口352之间并通过与被测量气体30之间进行热传递而测量上述流量,在上述壳体302的副通路部的一面设置使上述副通路的入口350与流量检测部即测量用流路面430连接的入口侧副通路4232,在上述壳体302的副通路部的另一面设置使流量检测部即测量用流路面430与副通路的出口352连接的出口侧副通路4234,在该入口侧副通路4232与出口侧副通路4234之间的壁4211上设置贯通该壁的排水通路3528,从而能够实现上述二阶段模塑的树脂成形的效果和设置上述排水通路3528的效果,能够提供测量精度高的热式流量计。
此外,在该实施例中,如图5和图6所示,上述排水通路3528的贯通孔3522设置在横穿被测量气体30的流动方向即副通路的方向即侧面方向。对被测量气体30的流动方向施加的动压几乎不会对横穿被测量气体30的流动方向即副通路的轴方向的侧面方向上设置的排水通路3528施加。因此能够抑制被测量气体30流入排水通路3528的流量。从而,能够减少因设置排水通路3528导致被测量气体30向出口侧泄漏而引起的测量误差的产生,能够进行精度高的流量测量。
此外,该实施例中的特征在于,如图5和图6所示,入口侧副通路4232成从排水通路3528的贯通孔3522的开口朝向流量检测部即测量用流路面430,入口侧副通路4232的截面积逐渐变窄的形状。根据该结构,如上所述通过排水通路3528的水与被测量气体30分离后,与水分离后的被测量气体30增加流速并向测量用流路面430流出,因此能够不存在水这样的杂质地进行高精度的测量。
此外,在该实施例中,如图5和图6所示,排水通路3528的贯通孔3522的内径与副通路的内径相比较小,因此被测量气体30难以流入排水通路3528,由此能够减少被测量气体30向出口侧泄漏引起的测量误差的产生,能够进行精度高的测量。其中,例如,使排水通路3528的贯通孔3522的内径相对于副通路的内径为10分之1至20分之1即可。此外,贯通孔的形状可以如图5和图6所示为圆形,也可以是矩形或椭圆等其他形状。此外,关于在入口侧副通路4232侧的壁面4212上设置的贯通孔3522的位置,因为如上所述进入入口350后的水3552沿着副通路外壁3914流动,所以设置在外壁3914侧的附近时,上述流入的水3552易于流向该贯通孔3522。
3.2副通路的流量检测部的结构和基于其的效果
图7是表示电路封装体400的流路面430配置在副通路槽的内部的状态的部分放大图,是图6的A-A截面图。其中,该图是概念图,相对于图5和图6所示的详细形状,图7中进行了细节的省略和单纯化,关于细节有少许变形。图7的左侧部分是背面侧副通路槽334的终端部,右侧部分是正面侧副通路槽332的始端部分。图7中没有明确记载,但在具有测量用流路部430的电路封装体400的左右两侧设置有孔342和孔341,在具有测量用流路面430的电路封装体400的左右两侧,背面侧副通路槽334与正面侧副通路槽332连接。
从入口350导入并在由背面侧副通路槽334构成的背面侧副通路中流动的被测量气体30从图7的左侧被导入,被测量气体30的一部分通过孔342在通过电路封装体400的测量用流路面430的表面和正面罩303上设置的突起部356生成的流路386一方流动,其他被测量气体30在通过测量用流路面背面431和背面罩304生成的流路387一方流动。之后,在流路387中流动的被测量气体30通过孔341向正面侧副通路槽332一方移动,与在流路386中流动的被测量气体30汇流,在正面侧副通路槽332中流动,从出口352向主通路124排出。此外,在流路387中在背面罩304上设置的突起部358朝向测量用流路面背面431突出。
因为以从背面侧副通路槽334通过孔342被导向流路386的被测量气体30比导向流路387的流路弯曲更大的方式形成副通路槽,所以被测量气体30中含有的废物等质量大的物质集中在弯曲少的流路387一方。因此异物几乎不会流入流路386。
在流路386中,是与正面侧副通路槽332的最前端部连续地在正面罩303上设置的突起部356向测量用流路面430一方逐渐突出,从而形成节流部(收缩部)的结构。在流路386的节流部的一侧配置测量用流路面430,在测量用流路面430上设置有用于使流量检测部602与被测量气体30之间进行热传递的热传递面露出部436。为了高精度地进行流量检测部602的测量,要求在热传递面露出部436的部分,被测量气体30是漩涡较少的层流。此外流速快更能提高测量精度。因此通过使与测量用流路430对向地在正面罩303上设置的突起部356向测量用流路面430平滑地突出而形成节流部。该节流部起到使被测量气体30的漩涡减少而接近层流的作用。进而在节流部分流速变快,在该节流部分配置了用于测量流量的热传递面露出部436,因此提高了流量的测量精度。
通过与流路面430上设置的热传递面露出部436对向地使突起部356在副通路槽内突出而形成节流部,能够提高测量精度。用于形成节流部的突起部356设置在与流路面430上设置的热传递面露出部436对向的一方的罩上。图7中与流路面430上设置的热传递面露出部436对向的一方的罩是正面罩303,因此在正面罩303上设置热传递面露出部436,但只要设置在正面罩303或背面罩304内的与流路面430上设置的热传递面露出部436对向的一方的罩上即可。取决于设置电路封装体400中的流路面430和热传递面露出部436的面是哪一方,与热传递面露出部436对向的一方的罩是哪一方会改变。
流路386与流路387的被测量气体30的分配等对于高精度的测量也具有关系,通过使背面罩304上设置的突起部358向流路387突出,进行流路386与流路387的被测量气体30的分配等的调整。此外,通过在流路387设置节流部还具有使流速变快,使废物等异物导入流路387的作用。在该实施例中,利用突起部358形成的节流部作为流路386与流路387的各种调整手段之一,但也可以通过测量用流路面背面431与背面罩304之间的宽度等的调整,进行上述流路386与流路387的流量的分配等的调整。该情况下不需要背面罩304上设置的突起部358。
在图5和图6中,在测量用流路面430上设置的热传递面露出部436的背面即测量用流路面背面431上,残留有电路封装体400的树脂模塑工序中使用的模具的压痕(按压印迹)442。压痕442不会特别成为流量的测量的障碍,压痕442残留也没有问题。此外,如后所述,用树脂模塑形成电路封装体400时,流量检测部602具有的半导体隔膜(semiconductor diaphram)的保护是重要的。因此热传递面露出部436的背面的压紧是重要的。此外,使覆盖电路封装体400的树脂不流入热传递面露出部436是重要的。出于这样的观点,用模具包围包括热传递面露出部436的测量用流路面430,此外对热传递面露出部436的背面用其他模具压紧,阻止树脂流入。电路封装体400通过传递模塑制造,因此树脂的压强较高,从热传递面露出部436的背面压紧是重要的。此外,流量检测部602使用半导体隔膜,要求形成由半导体隔膜生成的空隙的通气用通路。为了保持固定用于形成通气用通路的板等,从热传递面露出部436的背面压紧是重要的。
3.3热式流量计300的罩的形状和基于其的效果
图8是表示正面罩303的外观的图,图8(A)是左侧视图,图8(B)是主视图,图8(C)是俯视图。图9是表示背面罩304的外观的图,图9(A)是左侧视图,图9(B)是主视图,图9(C)是俯视图。在图8和图9中,正面罩303和背面罩304设置在壳体302的正面和背面上,与图5和图6所示的壳体302的外壁即上游侧外壁335和下游侧外壁336的顶边、即在正面侧和背面侧最外侧的高度方向的前端部紧贴,此外与固定部3721同样地在正面侧和背面侧最外侧的高度方向的前端部紧贴,进而也在凸缘312一侧紧贴,在内部形成密闭的空隙382。进而,正面罩303和背面罩304通过堵塞壳体302的副通路槽而用于生成副通路。此外具备突起部356,用于生成节流部。因此要求成形精度较高。正面罩303和背面罩304通过对模具注入热塑性树脂的树脂模塑工序制造,因此能够以较高的成形精度制作。
在图8和图9所示的正面罩303和304,形成了正面保护部322和背面保护部325。如图2和图3所示,在入口343的正面侧侧面配置有在正面罩303上设置的正面保护部322,此外在入口343的背面侧侧面,配置有在背面罩304上设置的背面保护部325。在入口343内部配置的温度检测部452被正面保护部322和背面保护部325保护,能够防止生产中和搭载到车辆时温度检测部452与某物碰撞等引起的温度检测部452的机械性的损伤。
在正面罩303的内侧面设置有突起部356,如图7所示,突起部356与测量用流路面430对向地配置,是在沿着副通路的流路的轴的方向较长地延伸的形状。由测量用流路面430和突起部356在上述流路386中形成节流部,起到减少被测量气体30中产生的漩涡,产生层流的作用。该实施例中,使具有节流部分的副流路分为槽的部分和堵塞槽并完成具备节流部的流路的罩的部分,通过用于形成壳体302的第二树脂模塑工序制造槽的部分,接着通过另一个树脂模塑工序形成具有突起部356的正面罩303,用正面罩303覆盖槽作为槽的罩,从而制造副通路。在形成壳体302的第二树脂模塑工序中,也进行具有测量用流路面430的电路封装体400对于壳体302的固定。像这样通过用树脂模塑工序进行形状复杂的槽的成形,在正面罩303上设置用于节流的突起部356,能够高精度地形成图7所示的流路386。此外,能够高精度地维持槽与测量用流路面430和热传递面露出部436的配置关系,因此,能够减小批量生产产品中的误差,结果得到较高的测量结果。此外还提高了生产效率。
由背面罩304和测量用流路面背面431实现的流路387的形成也是同样的。分为流路386的槽部分和罩部分,通过形成壳体302的第二树脂模塑工序制造上述槽部分,接着通过用具有突起部358的背面罩304覆盖槽,形成流路387。通过这样制造流路387,能够高精度地制造流路386,还提高了生产效率。其中,在该实施例中,在流路387中设置了节流部,但也能够使用不使用突起部358的没有节流部的流路387。
在图8(B)中,在正面罩303的前端侧,设置有用于形成出口352的切口323。如图2(B)所示,出口352不仅向壳体302的右侧面、也通过该切口323向壳体302的正面侧扩展。由此,副通路整体的流体阻抗减少,从入口350导向副通路内的被测量气体30增多。由此,流量的测量精度提高。
3.4端子连接部320的结构和基于其的效果
图10是图5和图6所示的壳体302的端子连接部320的放大图。但是在以下方面有少许不同。图5和图6的记载与图10的不同点在于,在图5和图6中各外部端子内端361彼此分离,与此相对,图10中表示各外部端子内端361分离前的状态,各外部端子内端361分别被连接部365连接。以外部端子306的向电路封装体400一侧突出的外部端子内端361与各自对应的连接端子412重合的方式或位于对应的连接端子412附近的方式,用第二模塑工序使各外部端子306通过树脂模塑固定在壳体302上。为了防止各外部端子306的变形和配置的错位,作为一个实施例,在外部端子内端361用连接部365相互连接的状态下,通过用于形成壳体302的树脂模塑工序(以下说明的第二树脂模塑工序)使外部端子306固定在壳体302上。但是,也可以先使连接端子412与外部端子内端361固定,而后通过第二模塑工序将外部端子306固定在壳体302上。
3.5第一树脂模塑工序的成品的检查
在图10所示的实施例中,电路封装体400具有的端子的数量比外部端子内端361的数量多。电路封装体400具有的端子内,连接端子412与外部端子内端361分别连接,端子414与外部端子内端361不连接。即,端子414虽然设置在电路封装体400中,但其是与外部端子内端361不连接的端子。
在图10中,在与外部端子内端361连接的连接端子412之外,还设置有与外部端子内端361不连接的端子414。用第一树脂模塑工序生产了电路封装体400后,检查电路封装体400是否正确地工作、在第一树脂模塑工序中电连接是否发生了异常。这样对于各电路封装体400能够维持高可靠性。与外部端子内端361不连接的端子414用于这样的电路封装体400的检查。检查作业后,不使用端子414,因此这些不使用的端子414可以在检查后在电路封装体400的根部切断,也可以如图10所示地埋在作为端子侧固定部362的树脂的内部。通过这样设置与外部端子内端361不连接的端子414,能够检查通过第一树脂模塑工序生产的电路封装体400是否发生了异常,能够维持高可靠性。
3.6壳体302的内部的空隙382与外部的连通结构(呼吸结构)和基于其的效果
如图10的部分放大图所示,在壳体302上设置有孔364。孔364与在图4(A)所示的外部连接部305的内部设置的开口309连接。实施例中,壳体302的两面被正面罩303和背面罩304密闭。如果不设置孔364,则因包含端子连接部320的空隙382内的空气的温度变化,在上述空隙382内的气压与外部气压之间产生差。要求这样的压强差尽量小。因此在壳体302的空隙382内设置了与在外部连接部305内设置的开口309连接的孔364。外部连接部305是为了提高电连接的可靠性,不会受到水等引起的不良影响的结构,通过在外部连接部305内设置开口309,能够防止水从开口309进入,进而也能够防止废物和尘埃等异物进入。
4.电路封装体400的用壳体302进行的固定
4.1将电路封装体400固定在壳体302的固定结构
用图5和图6说明将电路封装体400固定在壳体302的固定结构。使内置了测量主通路124中流动的被测量气体30的流量的流量检测电路601(参考图19)的电路封装体400固定在具有副通路槽的壳体302上。在该实施例中,凸缘312与上述副通路槽332、334通过上游侧外壁335和下游侧外壁336连接,形成上述副通路槽332和上述副通路槽334的部分通过上游侧外壁335和下游侧外壁336被凸缘312支撑。其中,上游侧外壁335位于主通路124中流动的被测量气体30的流中的上游侧,下游侧外壁336位于下游侧。固定部3721以使上游侧外壁335与下游侧外壁336连接的方式设置,通过用固定部3721在电路封装体400的整周上包围,将电路封装体400固定在壳体302上。进而在固定部3721的凸缘一侧,形成被上游侧外壁335和下游侧外壁336、凸缘312包围的空隙382。在与固定部3721的凸缘一侧相反的副通路一侧形成副通路槽332、334,成为被测量气体30在该副通路槽332、334中流动的结构。固定部3721起到维持上述空隙的副通路侧的气密的作用。
通过将在上游侧外壁335设置的外壁凹陷部366进而用作固定部3723,能够使电路封装体400更牢固地固定。上述固定部3721以使上游侧外壁335与下游侧外壁336连接的方式,在该实施例中在沿着被测量气体30的流动轴的方向、即测量用流路面430的长轴的方向,包含电路封装体400。另一方面,上游侧外壁335的外壁凹陷部366在横穿被测量气体30的流动轴的方向包含电路封装体400。即相对于固定部3721,固定部3723以包含电路封装体400的方向不同的方式形成,包含电路封装体400。因为它们在相互不同的方向包含电路封装体400地固定,能够更牢固地将电路封装体400固定在壳体302上。
在该实施例中,外壁凹陷部366由上游侧外壁335的一部分构成,但只要是为了增大固定的力,也可以代替上游侧外壁335,在下游侧外壁336设置在与固定部3721不同的方向包含电路封装体400的固定部。例如,也可以用下游侧外壁336包含电路封装体400的端部,或在下游侧外壁336形成向上游方向凹陷的凹陷部,或设置从下游侧外壁336向上游方向突出的突出部并用该突出部包含电路封装体400。该实施例中,在上游侧外壁335设置外壁凹陷部366包含电路封装体400,是为了在电路封装体400的固定之外,使其还具有增大温度检测部452与上游侧外壁335之间的热阻的作用。此外因为使具有温度检测部452的电路封装体400的突出部424(参考图11)被外壁凹陷部366包含并支撑,还起到了具有温度检测部452的突出部424(参考图11)的保护的作用。
固定部3721和固定部3723为了降低对电路封装体400施加的应力,具有厚壁部(较厚部)和薄壁部(较薄部)。如图5(A)和图5(B)所示,固定部3721具有厚壁部4714和薄壁部4710。薄壁部4710通过设置向电路封装体400方向的凹陷,使包含电路封装体400的树脂的厚度较薄地成形而制造。在薄壁部4710的凸缘侧进而形成薄壁部,在薄壁部4710的凸缘侧设置的该薄壁部成与厚壁部4714相比包含电路封装体400的树脂厚度更薄的形状,且成与薄壁部4710相比包含电路封装体400的树脂厚度稍厚的形状。通过像这样对于厚壁部4714设置薄壁部4710并进而在其凸缘侧设置薄壁部,具有固定部3721能够确保用于包含电路封装体400的规定的大小的面积,并且相对于上述面积的大小降低固定部3721对电路封装体400施加的应力的效果。
在图5(B)的背面即图6(B)中,固定部3721具有由厚壁部4714和凹陷373生成的薄壁部。通过如上所述地设置薄壁部,具有固定部3721能够确保用于包含电路封装体400的规定的大小的面积,并且相对于上述面积的大小降低对电路封装体400施加的应力的效果。根据这样由厚壁部和薄壁部构成固定部3721的结构,与电路封装体400的固定相关的可靠性提高。即维持了电路封装体400与固定部3721之间的气密性。此外,在树脂模塑工序中,能够降低伴随使固定部3721冷却固化时的体积收缩的、从固定部3721对电路封装体400施加的应力。此外,通过设置薄壁部,在树脂模塑工序中抑制了树脂的移动,树脂的温度降低变得缓慢,树脂硬化所需的时间变长。具有固定部3721的树脂更易于流入电路封装体400的表面的凹凸中,提高电路封装体400与固定部3721之间的气密性的效果。
此外,在固定部3721的副通路侧,被测量气体30流过,电路封装体400与固定部3721之间的气密破坏时,水分等可能进入壳体302的内部的空隙382。通过设置薄壁部,能够增加固定部3721与电路封装体400的树脂的接触面积,具有气密性提高,能够进一步防止水分等进入壳体302的内部的上述空隙382的效果。
在图5(B)和图6(B)中,具有上游侧外壁335和外壁凹陷部366。外壁凹陷部366起到将电路封装体400固定在壳体302的固定部3723的作用。固定部3723具有厚壁部4715和薄壁部4716。与固定部3721同样,固定部3723能够与电路封装体400之间确保较大的接触面积。并且薄壁部4716对电路封装体400施加的应力较小,因此能够减少固定部3723对电路封装体400施加的应力的影响。在固定部3723的上游侧,被测量气体30流过,保持固定部3723与电路封装体400之间的气密性是重要的,通过薄壁部4716和厚壁部4715,更易于确保固定部3723与电路封装体400之间的气密性。
4.2通过树脂模塑形成的壳体302的结构
接着,再次参考图5和图6,说明通过树脂模塑工序进行的电路封装体400向壳体302的固定。以在形成副通路的副通路槽的规定的场所、例如图5和图6所示的实施例中在正面侧副通路槽332与背面侧副通路槽334的连接部分配置在电路封装体400的表面形成的测量用流路面430的方式,使电路封装体400配置并固定在壳体302上。使电路封装体400通过树脂模塑埋设固定在壳体302的部分设置在与副通路槽相比略偏向凸缘312一侧。关于电路封装体400,用图16在以下说明,其通过第一树脂模塑工序制造。关于通过第一树脂模塑工序制造的电路封装体400,在通过第二树脂模塑工序形成具备副通路的壳体302时,形成固定部3721,固定部3721覆盖通过第一树脂模塑工序形成的电路封装体400的外周,保持并固定电路封装体400。
如图5(B)所示,在固定部3721的正侧面,设置有凹陷376和凹陷形状的薄壁部4710。此外如图6(B)所示,在固定部3721的背侧面形成了起到薄壁部的作用的凹陷373。通过这些凹陷,能够降低形成固定部3721时树脂的温度冷却、体积收缩的收缩量。由此能够降低对电路封装体400施加的应力。进而通过用于形成上述凹陷的模具限制树脂的流,能够使树脂温度的降低速度变得缓慢,使构成固定部3721的树脂易于进入在电路封装体400的表面设置的凹凸直至深处。
此外,并不用形成壳体302的树脂覆盖电路封装体400的整面,而是在固定部3721的凸缘312一侧,设置了电路封装体400的外壁露出的部分。在该图5和图6的实施例中,与电路封装体400的外周面内的被壳体302的树脂包含的部分的面积相比,未被壳体302的树脂包含的从壳体302的树脂露出的面积更大。此外,电路封装体400的测量用流路面430的部分也从形成壳体302的树脂露出。
通过在对电路封装体400的外壁在整周带状地覆盖的固定部3721的正面和背面分别形成凹陷,在用于形成壳体302的第二树脂模塑工序中,包含电路封装体400的周围而减少了使固定部3721硬化的过程中的体积收缩引起的过度的应力的集中。过度的应力的作用可能对于电路封装体400造成不良影响。
4.3壳体302与电路封装体400的紧贴度(粘着度、紧密接合度、紧密贴合度)的提高
此外,为了减少电路封装体400的外周面内的被壳体302的树脂包含的部分的面积,以较少的面积更牢固地固定电路封装体400,要求提高固定部3721处与电路封装体400的外壁的密合性(粘合性、紧密接合性、紧密贴合性)。为了形成壳体302而使用热塑性树脂的情况下,优选在热塑性树脂的粘性较低的状态即温度较高的状态下进入电路封装体400的表面的细小的凹凸,在进入上述表面的细小的凹凸的状态下,使热塑性树脂硬化。在形成壳体302的树脂模塑工序中,优选使热塑性树脂的入口设置在固定部3721上或其附近。热塑性树脂基于温度的降低而粘性增大、硬化。从而通过使高温状态的热塑性树脂从固定部3721或其附近流入,能够使粘性较低的状态的热塑性树脂与电路封装体400的表面紧贴并硬化。此外,在固定部3721形成凹陷376和作为凹陷的薄壁部4710、凹陷373,从而生成了通过用于制造这些凹陷的模具限制热塑性树脂的流的障碍部,固定部3721处的热塑性树脂的移动速度降低。由此抑制了热塑性树脂的温度降低,能够延长低粘性状态,提高电路封装体400与固定部3721的紧贴性。
通过使电路封装体400的表面变得粗糙能够提高电路封装体400与固定部3721的紧贴性(密接性)。使电路封装体400的表面变得粗糙的方法有在通过第一树脂模塑工序形成电路封装体400后,例如像被称为缎面处理的处理方法一样,在电路封装体400的表面形成细小的凹凸的粗化方法。也能够通过例如喷砂进行粗化,作为对电路封装体400的表面实施细小的凹凸加工的粗化方法。还能够通过激光加工进行粗化。
此外,其他的粗化方法有在第一树脂模塑工序中使用的模具的内面粘贴带有凹凸的片,将树脂压入在表面设置了该片的模具。这样也能够在电路封装体400的表面形成细小的凹凸而进行粗化。还能够对使电路封装体400成形的模具的内部直接附加凹凸,对电路封装体400的表面进行粗化。进行这样的粗化的电路封装体400的表面部分至少是设置固定部3721的部分。通过还对设置外壁凹陷部366的电路封装体400的表面部分进行粗化,能够进一步改善紧贴度。
此外,槽的深度在使用上述片对电路封装体400的表面进行凹凸加工的情况下依赖于上述片的厚度。使上述片的厚度较厚时第一树脂模塑工序中的模塑变得困难,因此上述片的厚度存在极限,上述片的厚度较薄时,在上述片上预先设置的凹凸的深度存在极限。因此使用上述片的情况下,优选凹凸的底与顶点之间的凹凸的深度是10μm以上20μm以下。在少于10μm的深度下,紧贴的效果较弱。大于20μm的深度因上述片的厚度而难以实现。
上述片以外的粗化方法的情况下,出于优选形成电路封装体400的第一树脂模塑工序中的树脂的厚度在2mm以下的理由,难以使凹凸的底与顶点之间的凹凸的深度为1mm以上。在概念上可以认为使电路封装体400的表面的凹凸的底与顶点之间的凹凸的深度增大时,覆盖电路封装体400的树脂与形成壳体302的树脂之间的紧贴度增加,但是因上述理由,凹凸的底与顶点之间的凹凸的深度在1mm以下较好。即,优选通过在电路封装体400的表面设置10μm以上1mm以下的范围的凹凸,使覆盖电路封装体400的树脂与形成壳体302的树脂之间的紧贴度增加。
使电路封装体400成形的热固性树脂与使具备固定部3721的壳体302成形的热塑性树脂在热膨胀系数上存在差异,优选不对电路封装体400施加基于该热膨胀系数差产生的过度的应力。通过设置上述凹陷373、作为凹陷的薄壁部4710、凹陷376,能够降低对电路封装体400施加的应力。
进而通过使包含电路封装体400的外周的固定部3721的形状为带状,使带的宽度较窄,能够降低对电路封装体400施加的因热膨胀系数差产生的应力。优选固定部3721的带的宽度在10mm以下,进而优选在8mm以下。在本实施例中对于电路封装体400不仅用固定部3721,也用壳体302的上游侧外壁335的一部分即外壁凹陷部366包含电路封装体400而使电路封装体400固定,因此能够使固定部3721的带的宽度更细。例如只要有3mm以上的宽度就能够固定电路封装体400。
在电路封装体400的表面,出于减少因热膨胀系数差产生的应力等目的,设置了被形成壳体302的树脂覆盖的部分和未覆盖而是露出的部分。设置多个电路封装体400的表面从壳体302的树脂露出的部分,其中之一是此前说明的具有热传递面露出部436的测量用流路面430,此外,设置在比固定部3721更偏向凸缘312侧的部分露出的部分。进而形成外壁凹陷部366,使比该外壁凹陷部366更上游侧的部分露出,将该露出部作为支撑温度检测部452的支撑部。电路封装体400的外表面的比固定部3721更偏向凸缘312侧的部分,在其外周,特别是从电路封装体400的下游侧到与凸缘312对向的一侧、进而到接近电路封装体400的端子的部分的上游侧,以围绕电路封装体400的方式形成空隙。通过像这样在电路封装体400的表面露出的部分的周围形成空隙,能够减少从主通路124通过凸缘312对电路封装体400传导的热量,抑制了热的影响引起的测量精度的降低。
在电路封装体400与凸缘312之间形成空隙,该空隙部分用作端子连接部320。在该端子连接部320,电路封装体400的连接端子412与外部端子306的位于壳体302侧的外部端子内端361分别通过点焊或激光焊接等电连接。端子连接部320的空隙如上所述实现抑制从壳体302向电路封装体400的热传递的效果,并且确保了能够用于电路封装体400的连接端子412与外部端子306的外部端子内端361的连接作业的空间。
4.4通过第二树脂模塑工序进行的壳体302的成形和测量精度的提高
在上述图5和图6所示的壳体302中,用第一树脂模塑工序制造具备流量检测部602和处理部604的电路封装体400,接着,用第二树脂模塑工序制造具有形成使被测量气体30流过的副通路的例如正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334的壳体302。在该第二树脂模塑工序中,使上述电路封装体400内置在壳体302的树脂内,在壳体302内通过树脂模塑而固定。这样,能够以非常高的精度维持用于使流量检测部602与被测量气体30之间进行热传递而测量流量的热传递面露出部436与副通路例如正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334的形状的关系、例如位置关系和方向的关系。能够使每次生产电路封装体400时产生的误差和不均抑制为非常小的值。此外在第二树脂模塑工序中使电路封装体400与使被测量气体30流过的副通路的关系固定时,此后该关系不变。像以往一样用弹性粘合剂等固定时,它们的关系在生产后也细微地变化。如本实施例所示,电路封装体400与使被测量气体30流过的副通路的关系不变的情况下,如果在生产后对误差进行补正,则之后能够维持非常高的精度。结果能够较大地改善电路封装体400的测量精度。例如与现有的使用粘合剂固定的方式相比,能够使测量精度提高2倍以上。热式流量计300较多通过批量生产而生产,难以在各个生产过程中在进行严密的测量的同时用粘合剂接合,测量精度的提高存在极限。但是,如本实施例所示用第一树脂模塑工序制造电路封装体400,之后在用形成使被测量气体30流过的副通路的第二树脂模塑工序形成副通路的同时使电路封装体400与上述副通路固定,能够大幅减少测量精度的误差,能够大幅提高各热式流量计300的测量精度。这一点不仅在图5和图6所示的实施例中,在图7所示的实施例等以下的实施例中也是同样的。
例如用图5和图6所示的实施例进一步说明时,能够以正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334与热传递面露出部436之间的关系成为规定的关系的方式高精度地使电路封装体400固定在壳体302上。由此在批量生产的热式流量计300中,能够分别使各电路封装体400的热传递面露出部436与副通路的位置关系和形状等的关系维持非常高的精度。能够以非常高的精度形成固定了电路封装体400的热传递面露出部436的副通路槽、例如正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334。为了用该副通路槽形成副通路,需要用正面罩303和背面罩304覆盖壳体302的两面的作业。该作业是非常简单的、使测量精度降低的原因较少的作业工序。此外,通过成形精度高的树脂模塑工序生产正面罩303和背面罩304。从而能够高精度地完成按照与电路封装体400的热传递面露出部436的规定的关系设置的副通路。通过这样的方法,在提高测量精度以外,还可以得到高生产效率。
与此相对,以往通过制造副通路,接着用粘合剂使用于测量流量的流量检测部与副通路接合,生产热式流量计。关于这样使用粘合剂的方法,粘合剂的厚度的不均较大,此外接合位置和接合角度因每个产品而不同。因此提高测量精度存在极限。进而,通过量产工序进行这些作业的情况下,非常难以提高测量精度。
在本发明的实施例中,首先,通过第一树脂模塑生产具备流量检测部602的电路封装体400,接着通过第二树脂模塑形成为了在通过树脂模塑固定电路封装体400的同时通过上述树脂模塑形成副通路的副通路槽。这样,能够固定副通路槽的形状,并且能够以非常高的精度将流量检测电路601的流量检测部602(参考图19)固定在上述副通路槽中。
在电路封装体400的表面形成与流量的测量相关的部分、例如流量检测部602的热传递面露出部436和安装了热传递面露出部436的测量用流路面430。之后,使测量用流路面430和热传递面露出部436从形成壳体302的树脂露出。即,使热传递面露出部436和热传递面露出部436周边的测量用流路面430不被形成壳体302的树脂覆盖。在壳体302的树脂模塑后也直接使用电路封装体400的通过树脂模塑形成的测量用流路面430和热传递面露出部436,用于热式流量计300的流量测量和温度测量。由此提高了测量精度。
在本发明的实施例中,通过使电路封装体400与壳体302一体成形,使电路封装体400固定在具有副通路的壳体302上,因此能够以较少的固定面积将电路封装体400固定在壳体302上。即,能够保证与壳体302不接触的电路封装体400的表面积较多。与上述壳体302不接触的电路封装体400的表面例如向空隙露出。吸气管的热向壳体302传导,从壳体302传导至电路封装体400。即使不用壳体302包含电路封装体400的整面或大部分,而是使壳体302与电路封装体400的接触面积较小,也能够高精度并且维持高可靠性地使电路封装体400固定在壳体302上。因此能够使从壳体302向电路封装体400的热传递抑制得较低,能够抑制上述热传递引起的测量精度的降低。
在图5和图6所示的实施例中,能够使电路封装体400的露出面的面积A与被壳体302的成形用模塑材料覆盖的面积B同等,或使面积A比面积B更多。在实施例中面积A比面积B更多。由此,能够抑制从壳体302向电路封装体400的热传递。此外,能够降低因形成电路封装体400的热固性树脂的热膨胀系数与形成壳体302的热塑性树脂的膨胀系数的差而产生的应力。
4.5通过第二树脂模塑工序进行的电路封装体400的固定和基于其的效果
图11中斜线的部分表示在第二树脂模塑工序中,为了使电路封装体400固定在壳体302上,用于用第二树脂模塑工序中使用的热塑性树脂覆盖电路封装体400的固定面432和固定面434。如图5和图6所说明,使测量用流路面430和在测量用流路面430上设置的热传递面露出部436与副通路的形状的关系高精度地维持为规定的关系是重要的。在第二树脂模塑工序中,在形成副通路的同时使电路封装体400固定在形成副通路的壳体302上,因此能够以非常高的精度维持上述副通路与测量用流路面430和热传递面露出部436的关系。即,因为在第二树脂模塑工序中使电路封装体400固定在壳体302上,所以能够在用于形成具备副通路的壳体302的模具内,对电路封装体400高精度地定位并固定。通过对该模具内注入高温的热塑性树脂,高精度地形成副通路,并且使电路封装体400被固定部3721和固定部3723高精度地固定。
在该实施例中,不是将电路封装体400的整面作为用形成壳体302的树脂覆盖的固定面432,而是设置了在电路封装体400的连接端子412一侧表面露出的、即未被壳体302用树脂覆盖的部分。在图11所示的实施例中,在电路封装体400的表面内,与被壳体302用树脂包含的固定面432和固定面434的面积相比,未被壳体302的树脂包含的从壳体302用树脂露出的面积更大。
形成电路封装体400的热固性树脂与形成具备固定部3721的壳体302的热塑性树脂在热膨胀系数上存在差异,优选尽可能不对电路封装体400施加基于该热膨胀系数差的应力。通过减少电路封装体400的表面的固定面432,能够减少基于热膨胀系数的差的影响。例如通过成为宽度为L的带状,能够减少电路封装体400的表面的固定面432。此外,通过如上所述地在覆盖固定面432的固定部3721和固定部3723设置厚壁部和薄壁部,能够基于薄壁部抑制对电路封装体400的表面起作用的应力,减少对电路封装体400施加较大的应力的情况。即便使固定面432相对较宽,提高固定部3723与电路封装体400的固定面432之间的气密性,也能够通过薄壁部对应力的抑制,减少对电路封装体400的应力的影响。在电路封装体400中内置有流量检测电路601,对电路封装体400施加较大的应力时,会对流量检测电路601造成不良影响,可能发生流量的测量精度的降低,取决于情况还可能使工作自身产生障碍。能够减少这样的影响。
此外,通过在突出部424的根部设置固定面432,能够增加突出部424的机械强度。在电路封装体400的表面,通过在沿着被测量气体30流动的轴的方向设置带状的固定面,进而设置与被测量气体30流动的轴交叉的方向的固定面,能够更牢固地使电路封装体400与壳体302相互固定。在固定面432上,沿着测量用流路面430以宽度L带状地围绕电路封装体400的部分是上述沿着被测量气体30的流动轴的方向的固定面,覆盖突出部424的根部的部分是横穿被测量气体30的流动轴的方向的固定面。这两个固定面被具有厚壁部和薄壁部的固定部3721或固定部3723包含并固定在壳体302上。
在图11中,电路封装体400如上所述,通过第一树脂模塑工序制造。电路封装体400的外观上记载的斜线部分表示在通过第一树脂模塑工序制造了电路封装体400后,通过第二树脂模塑工序形成壳体302时电路封装体400被第二树脂模塑工序中使用的树脂覆盖的固定面432和固定面434。图11(A)是电路封装体400的左侧视图,图11(B)是电路封装体400的主视图,图11(C)是电路封装体400的后视图。电路封装体400内置有后述的流量检测部602和处理部604,用热固性树脂使它们模塑,一体地形成。在图11(B)所示的电路封装体400的表面,用作用于使被测量气体30流过的面的测量用流路面430以在被测量气体30的流动方向上较长地延伸的形状形成。在该实施例中,测量用流路面430成在被测量气体30的流动方向上较长地延伸的长方形。该测量用流路面430如图11(A)所示,比其他部分更薄地生成,在其一部分上设置了热传递面露出部436。内置的流量检测部602通过热传递面露出部436与被测量气体30进行热传递,测量被测量气体30的状态、例如被测量气体30的流速,输出表示在主通路124中流过的流量的电信号。
内置的流量检测部602(参考图19和图20)为了高精度地测量被测量气体30的状态,优选在热传递面露出部436的附近流动的气体是层流,乱流较少。因此要求热传递面露出部436的流路侧面与引导气体的测量用流路面430的面没有高低差。根据这样的结构,能够高精度地保证流量测量精度,并且抑制不均等的应力和应变作用于流量检测部602。此外,如果上述高低差是对流量测量精度不造成影响的程度的高低差,则也可以设置。
在具有热传递面露出部436的测量用流路面430的背面,如图11(C)所示,残留有电路封装体400的树脂模塑时支撑内部基板或板的模具的压紧的压痕442。热传递面露出部436是为了与被测量气体30之间进行热交换而使用的场所,为了正确地测量被测量气体30的状态,优选流量检测部602与被测量气体30之间的热传递良好地进行。因此,必须避免热传递面露出部436的部分被第一树脂模塑工序中的树脂覆盖。使模具顶在热传递面露出部436和其背面即测量用流路面背面431这两面,通过该模具防止树脂流入热传递面露出部436。在热传递面露出部436的背面形成凹部形状的压痕442。构成流量检测部602等的元件配置在该部分附近,优选使这些元件的发热尽量向外部释放。形成的凹部的树脂的影响较少,实现了易于散热的效果。
在热传递面露出部436的内部配置有构成流量检测部602的半导体隔膜,在半导体隔膜的背面形成了空隙。使上述空隙密闭时因温度变化引起的上述空隙内的压强的变化,半导体隔膜变形,测量精度降低。因此在该实施例中,在电路封装体400的表面设置与半导体隔膜背面的空隙连通的开口438,在电路封装体400的内部设置使半导体隔膜背面的空隙与开口438连接的连通路。其中,上述开口438为了在第二树脂模塑工序中不会被树脂堵塞,设置在图11所示的没有记载斜线的部分。
通过第一树脂模塑工序形成上述开口438。使模具顶在开口438的部分及其背面,通过用模具将正反两面压紧,阻止树脂流入开口438的部分,形成开口438。关于开口438和使半导体隔膜的背面的空隙与开口438连接的连通路的形成在后文说明。
在电路封装体400中,在形成了热传递面露出部436的电路封装体400的背面,残留有压痕442。在第一树脂模塑工序中,为了防止树脂流入热传递面露出部436而使模具、例如模具嵌块顶在热传递面露出部436的部分,进而使模具顶在其反面的压痕442的部分,通过两个模具阻止树脂流入热传递面露出部436。通过这样形成热传递面露出部436的部分,能够以非常高的精度测量被测量气体30的流量。此外,压痕442的部分完全或者基本不存在第二树脂模塑工序中的树脂,因此散热效果较大。使用引线作为第二板536的情况下,具有能够通过引线对邻接的电路中的发热进行散热的效果。
5.对电路封装体搭载电路部件
5.1电路封装体的引线框和电路部件的搭载
图12表示电路封装体400的引线框512和引线框512上搭载的电路部件516的芯片的搭载状态。其中,虚线部508表示被电路封装体400的模塑成形时使用的模具覆盖的部分。引线(引脚)514与引线框512机械地连接,在引线框512的中央,搭载了板532,在板532上搭载有芯片状的流量检测部602和用LSI制造的处理部604。在流量检测部602设置有隔膜672,以下说明的流量检测部602的各端子与处理部604通过线542电连接。进而,处理部604的各端子与对应的引线514通过线543连接。此外,位于作为电路封装体400的连接端子的部分与板532之间的引线514,在它们之间连接有芯片状的电路部件516。
在这样完成了电路封装体400的情况下的最前端,配置具有隔膜672的流量检测部602,在对于上述流量检测部602是连接端子的方向上以LSI的状态配置处理部604,进而在处理部604的端子侧配置连接用的线543。这样从电路封装体400的前端侧向连接端子的方向顺次配置流量检测部602、处理部604、线543、电路部件516、连接用的引线514,整体变得简单,成为整体简洁的配置。
为了支撑板532,设置了较宽的引线(粗引线),该引线被引线556和引线558固定在框512上。其中,在板532的下面设置有与上述较宽的引线连接的与板532同等面积的未图示的引线面,板532搭载在该引线面上。这些引线面接地。由此,通过上述引线面共同地进行上述流量检测部602和处理部604的电路内的接地从而能够抑制噪声,提高了被测量气体30的测量精度。此外,以从板532向流路的上游一侧的方向,即沿着横穿上述流量检测部602和处理部604电路部件516的轴的方向的轴突出的方式设置了引线544。该引线544与温度检测元件518、例如芯片状的热敏电阻连接。进而在接近上述突出部的根部即处理部604的方向上设置有引线548,引线544与引线548通过较细的连接线546电连接。使引线548与引线544直接连接时,热通过这些引线548和引线544向温度检测元件518传导,不能正确地测量被测量气体30的温度。因此通过用截面积小的线即热阻大的线连接,能够增大引线548与引线544之间的热阻。由此,不会对温度检测元件518造成热的影响,提高了被测量气体30的温度的测量精度。
此外,引线548被引线552和引线554固定在框512上。这些引线552和引线554与框512的连接部分在相对于上述突出的温度检测元件518的突出方向倾斜的状态下固定在框512上,模具也在该部分倾斜地配置。在第一树脂模塑工序中成形用树脂沿着该倾斜的状态流动,从而第一树脂模塑工序的成形用树脂流畅地向设置了温度检测元件518的前端部分流动,可靠性提高。
图12中表示了表示树脂的压入方向的箭头592。用模具覆盖搭载了电路部件的引线框,在圆圈标记的位置设置用于对模具注入树脂的压入孔590,从上述箭头592的方向对上述模具内注入热固性树脂。从上述压入孔590起的箭头592的方向上,存在电路部件516和温度检测元件518,还存在用于保持温度检测元件518的引线544。进而在与箭头592的方向接近的方向上设置有板532、处理部604、流量检测部602。通过这样配置,在第一树脂模塑工序中树脂流畅地流动。在第一树脂模塑工序中,使用热固性树脂,在硬化前使树脂遍布整体是重要的。因此引线514中的电路部件和配线的配置与压入孔590和压入方向的关系非常重要。
5.2使隔膜背面的空隙与开口连接的结构和基于其的效果
图13是表示图12的C-C截面的一部分的图,是说明使隔膜672和流量检测部(流量检测元件)602的内部设置的空隙674与孔520连接的连通孔676的说明图。如后所述,在测量被测量气体30的流量的流量检测部602上设置有隔膜672,在隔膜672的背面设置有空隙674。虽然未图示,但在隔膜672上设置了用于与被测量气体30进行热交换、由此测量流量的元件。在隔膜672上形成的元件之间,在与被测量气体30的热交换以外,另外通过隔膜672在元件之间热传递时,难以正确地测量流量。因此,优选隔膜672使热阻较大,使隔膜672制造为尽可能薄。
流量检测部(流量检测元件)602以隔膜672的热传递面437露出的方式,埋设并固定在通过第一树脂模塑工序形成的电路封装体400的热固性树脂中。在隔膜672的表面设置有未图示的上述元件,上述元件在与隔膜672相当的热传递面露出部436通过元件表面的热传递面437与未图示的被测量气体30相互进行热传递。热传递面437可以由各元件的表面构成,也可以在其上设置较薄的保护膜。优选元件与被测量气体30的热传递流畅地进行,另一方面优选元件之间的直接的热传递尽可能少。
流量检测部(流量检测元件)602的设置了上述元件的部分,配置在测量用流路面430的热传递面露出部436,热传递面437从形成测量用流路面430的树脂露出。流量检测部(流量检测元件)602的外周部被形成测量用流路面430的第一树脂模塑工序中使用的热固性树脂覆盖。假设仅有流量检测部(流量检测元件)602的侧面被上述热固性树脂覆盖,流量检测部(流量检测元件)602的外周部的表面侧未被热固性树脂覆盖,则仅由流量检测部(流量检测元件)602的侧面承受形成测量用流路面430的树脂中产生的应力,可能在隔膜672发生应变,特性劣化。如图13所示,通过成为流量检测部(流量检测元件)602的正面侧外周部也被上述热固性树脂覆盖的状态,减少了隔膜672的应变。另一方面,热传递面437与被测量气体30流过的测量用流路面430的高低差较大时,被测量气体30的流发生紊乱,测量精度降低。从而优选热传递面437与被测量气体30流过的测量用流路面430的高低差W较小。
隔膜672为了抑制各元件之间的热传递而制造为非常薄,在流量检测部(流量检测元件)602的背面形成了空隙674。使该空隙674密闭时,因温度变化,在隔膜672的背面形成的空隙674的压强基于温度而变化。空隙674与隔膜672的表面的压强差增大时,隔膜672承受压强而发生应变,难以进行高精度的测量。因此,在板532上设置与向外部开口的开口438(参考图11和图15)连接的孔520,并设置使该孔520与空隙674连接的连通孔676。该连通孔676例如用第一板534和第二板536这2片板制造。在第一板534上设置有孔520和孔521,进而设置有用于制造连通孔676的槽。通过用第二板536堵塞槽和孔520和孔521,制造连通孔676。通过该连通孔676和孔520,作用于隔膜672的正面和背面的气压变得大致相等,测量精度提高。
如上所述,能够通过用第二板536堵塞槽和孔520和孔521制造连通孔676,但也能够将引线框用作第二板536作为另一种方法。如图12所记载,在板532上设置有隔膜672和作为处理部604工作的LSI。在它们的下侧,设置了用于支撑搭载了隔膜672和处理部604的板532的引线框。从而,通过使用该引线框,结构变得更简单。此外,能够将上述引线框用作接地电极。这样使上述引线框具有第二板536的作用,用该引线框堵塞在第一板534上形成的孔520和孔521并且以用上述引线框覆盖的方式堵塞在第一板534上形成的槽而形成连通孔676,从而使整体结构变得简单,此外,因引线框作为接地电极的作用,能够减少对于隔膜672和处理部604的来自外部的噪声的影响。
在图11所示的电路封装体400中,在形成了热传递面露出部436的电路封装体400的背面,残留有压痕442。在第一树脂模塑工序中,为了防止树脂流入热传递面露出部436而使模具、例如模具嵌块顶在热传递面露出部436的部分,进而使模具顶在其反面的压痕442的部分,通过两个模具阻止树脂流入热传递面露出部436。通过这样形成热传递面露出部436的部分,能够以非常高的精度测量被测量气体30的流量。
图14表示通过第一树脂模塑工序对图12所示的引线框用热固性树脂成形,被热固性树脂覆盖的状态。通过该模塑成形,在电路封装体400的表面形成测量用流路面430,使热传递面露出部436设置在测量用流路面430上。此外,在热传递面露出部436的内部配置的隔膜672的背面的空隙674是与开口438连接的结构。在突出部424的前端部设置有用于测量被测量气体30的温度的温度检测部452,在内部内置了温度检测元件518(参考图12)。如图12所示,在突出部424的内部,为了抑制热传递,用于导出温度检测元件518的电信号的引线被隔断,配置了热阻较大的连接线546。由此,抑制了从突出部424的根部对温度检测部452的热传递,抑制了热产生的影响。
进而在图14中,在突出部424的根部制造了倾斜部594和倾斜部596。第一树脂模塑工序中的树脂的流动变得流畅,并且在安装在车辆中工作的状态下,通过倾斜部594和倾斜部596,用温度检测部452测量后的被测量气体30从突出部424向其根部一方流畅地流动,使突出部424的根部冷却,具有能够减少对温度检测部452的热的影响的效果。该图14的状态之后,使引线514按每个端子切断,成为连接端子412和端子414。
在第一树脂模塑工序中,需要防止树脂流入热传递面露出部436和开口438。因此,在第一树脂模塑工序中,使阻止树脂流入的、例如比隔膜672更大的模具嵌块顶在热传递面露出部436和开口438的位置,使压紧部顶在其背面,从两面夹住。在图11(C)中,在与图14的热传递面露出部436和开口438或图11(B)的热传递面露出部436和开口438对应的背面,残留有压痕442和压痕441。
在图14中从框512切断的引线的切断面从树脂面露出,可能导致使用时水分等从引线的切断面进入内部。避免这一点在提高持久性的观点和提高可靠性的观点上是重要的。例如图14的固定面434的部分通过第二树脂模塑工序被树脂覆盖,切断面不露出。此外倾斜部594和倾斜部596的引线切断部通过第二树脂模塑工序被树脂覆盖,图12所示的引线552和引线554与框512的切断面被上述树脂覆盖。由此防止引线552和引线554的切断面的腐蚀和水从切断面进入。引线552和引线554的切断面接近传输温度检测部452的电信号的重要的引线部分。从而优选通过第二树脂模塑工序覆盖切断面。
5.3电路封装体400的其他实施例及其效果
图15是电路封装体400的其他实施例,图15(A)是电路封装体400的主视图,图15(B)是后视图。与其他图中表示的符号相同的符号是实现相同作用的结构,为了避免复杂仅对一部分进行说明。在之前说明的图11所示的实施例中,电路封装体400使连接端子412和端子414设置在电路封装体400的同一个边上。与此相对,在图15所示的实施例中,连接端子412与端子414设置在不同的边上。端子414是与热式流量计300具有的与外部的连接端子不连接的端子。这样,通过使热式流量计300具有的与外部连接的连接端子412和与外部不连接的端子414设置在不同的方向上,能够使连接端子412的端子之间拓宽,之后的作业效率提高。此外通过使端子414在与连接端子412不同的方向上延伸,能够减少图12的框512内的引线集中在一部分的情况,框512内的引线的配置变得容易。特别是在与连接端子412对应的引线的部分,连接有作为电路部件516的芯片电容器等。为了设置这些电路部件516需要较广的空间。在图15的实施例中,具有易于确保与连接端子412对应的引线的空间的效果。
图15所示的电路封装体400也与图11所示的电路封装体400同样,在从封装本体422突出的突出部424的根部,形成宽度较缓地变化的倾斜部462和倾斜部464。它们产生的效果是与图11中说明的相同的效果。即,在图15中,突出部424从封装本体422的侧面以向被测量气体30的上游方向延伸的形状突出。在突出部424的前端部设置了温度检测部452,在温度检测部452的内部埋设有温度检测元件518。在突出部424与封装本体422的连接部,设置有倾斜部462和464。通过该倾斜部462或464使突出部424的根部***,在突出部424的根部生成随着向前端方向逐渐变细的形状。即在突出部424的根部设置以突出方向作为轴的情况下横穿上述突出方向的轴的截面积随着向突出部424的前端逐渐减少的形状。
因为具有这样的形状,所以通过树脂模塑形成电路封装体400的情况下,能够使用出于保护元件等目的在模具的内部放置片使树脂流动的方法,片与模具内面的紧贴性变得更好,完成的电路封装体400的可靠性提高。此外,突出部424的机械强度较弱,易于在根部折断。通过使突出部424的根部***、随着向前端方向逐渐变细的形状,能够缓和对根部的应力集中,机械强度优秀。此外通过树脂模塑制造突出部424的情况下,易于因树脂固化时的体积变化等影响而产生弯曲等。能够减少这样的影响。为了尽可能正确地检测被测量气体30的温度,优选使突出长度变长。通过使突出部424的突出长度变长,易于减少从封装本体422对温度检测部452中设置的温度检测元件518的热传递。
如图11(B)和图11(C)所示,在图15所示的其他实施例中,使突出部424的根部***,用壳体302围绕突出部424的上述根部,使电路封装体400固定在壳体302上。这样,通过用壳体302的树脂覆盖突出部424的根部,能够防止突出部424因机械性的冲击而破损。此外还实现了用图11说明的各种效果。
关于图15中的开口438和热传递面露出部436、测量用流路面430、压痕441、压痕442的说明,与上述内容大致相同,实现相同的作用效果。具体的说明会成为反复说明,因而省略。
6.热式流量计300的生产工序
6.1电路封装体400的生产工序
图16表示热式流量计300的生产工序内的电路封装体400的生产工序。图17表示热式流量计300的生产工序,图18表示热式流量计300的生产工序的其他实施例。在图16中,步骤1表示生产图12所示的引线框的工序。该引线框例如通过冲压加工而制造。在步骤2中,首先在步骤1制造的引线框上搭载板532,进而在板532上搭载流量检测部602和处理部604,进而搭载温度检测元件518、芯片电容器等电路部件。此外,在步骤2中,进行电路部件间和电路部件与引线间、引线之间的电配线。在该步骤2中,对引线544与引线548之间用用于增大热阻的连接线546连接。在步骤2中,制造图12所示的在引线框512上搭载了电路部件、进而实施了电连接的电路。
接着在步骤3中,通过第一树脂模塑工序,对搭载了电路部件并且实施了电连接的图12所示的电路用热固性树脂成形,生产电路封装体400。图14表示成形后的状态的电路封装体400。此外,在步骤3中,使连接的引线分别从引线框512切断,进而使引线之间也切断,完成图11和图15所示的电路封装体400。在该400上,如图11和图15所示,形成了测量用流路面430和热传递面露出部436。关于图15所示的电路封装体400的其他实施例,基本的生产方法相同。
在步骤4中,进行完成的电路封装体400的外观检查和动作的检查。在步骤3的第一树脂模塑工序中,进行传递模塑。将步骤2中制造的电路固定在模具内,以较高的压强对模具注入高温的树脂,因此优选检查电子部件和电配线是否发生了异常。为了该检查,在图11和图15所示的连接端子412之外还使用端子414。其中,端子414在之后不使用,因此在该检查后,可以从根部切断。例如在图15中,对已使用的端子414在根部切断。
6.2热式流量计300的生产工序和测量特性的调整
在图17中,使用根据图16已经生产的电路封装体400和已经用未图示的方法生产的外部端子306。在步骤5中,通过第二树脂模塑工序制造壳体302。对该壳体302制造树脂制的副通路槽和凸缘312和外部连接部305,并且使图11所示的电路封装体400的斜线部分被第二树脂模塑工序的树脂覆盖,将电路封装体400固定在壳体302上。通过上述第一树脂模塑工序进行的电路封装体400的生产(步骤3)和第二树脂模塑工序进行的热式流量计300的壳体302的成形的组合,大幅改善了流量检测精度。在步骤6中进行图10所示的各外部端子内端361的切断,在步骤7中进行连接端子412与外部端子内端361的连接。
如此前用图5(B)和图6(B)所说明,用于使电路封装体400固定在壳体302上的固定部3721和固定部3723在厚壁部4714和厚壁部4715之外,还具有薄壁部4710或薄壁部4716。使包含电路封装体400的固定部3721和固定部3723全部由厚壁部构成时,在图17的步骤5中的第二树脂模塑工序中,由于因喷射的树脂的温度降低而产生的树脂的收缩,会对电路封装体400的表面施加较大的力。因构成该固定部3721或固定部3723的树脂的收缩对电路封装体400的表面施加较大的力时,可能对电路封装体400中内置的图12所示的电路造成损伤。本实施例中,使固定部3721或固定部3723不仅由厚壁部构成,而使一部分成为较薄的形状,使覆盖电路封装体400的表面的在第二树脂模塑工序中制造的树脂层的厚度在薄壁部变薄。由此作用于电路封装体400的表面的力减小。或者,作用于电路封装体400的单位面积的力减小。由此,减少了对电路封装体400中内置的图12所示的电路造成损伤的可能性。
此外,在壳体302自身,壳体302的固定部3721或固定部3723的部分较大地收缩时,可能在壳体302中发生弯曲或扭转。特别是固定部3721和固定部3723与使副通路和凸缘312连接的上游侧外壁335或下游侧外壁336连接,固定部3721和固定部3723的收缩产生的力对上游侧外壁335和下游侧外壁336施加。因为上游侧外壁335和下游侧外壁336成细长形状,所以易于发生弯曲或扭转。通过设置上述薄壁部,能够减少对上游侧外壁335和下游侧外壁336施加的力、或使其分散,能够抑制上游侧外壁335和下游侧外壁336的弯曲或扭转的发生。
通过步骤7完成了壳体302时,接着在步骤8中,在壳体302上安装正面罩303和背面罩304,使壳体302的内部被正面罩303和背面罩304密闭,并且完成用于使被测量气体30流过的副通路,完成热式流量计300。进而,通过正面罩303或背面罩304上设置的突起部356或突起部358制造图7中说明的收缩(节流)结构。其中,该正面罩303在步骤10中通过模塑成形制造,背面罩304在步骤11中通过模塑成形制造。此外,该正面罩303和背面罩304分别通过不同的工序制造,并分别用不同的模具成形制造。
在步骤9中,对完成的热式流量计300的副通路实际导入已知量的气体,进行对于被测量气体30的流量测量特性的试验。因为如上所述高精度地维持副通路与流量检测部的关系,所以通过基于上述流量测量特性的试验为了成为正确的测量特性而进行测量特性的补正,可以得到非常高的测量精度。此外因为通过第一树脂模塑工序和第二树脂模塑工序进行影响副通路与流量检测部的关系的定位和形状关系的成形,因此即使长期使用特性的变化也较少,在高精度以外还确保了高可靠性。
6.3热式流量计300的生产工序的其他实施例
图18是用于生产热式流量计300的其他实施例。在图18中,使用根据图16已经生产的电路封装体400和已经用未图示的方法生产的外部端子306,在第二树脂模塑工序前,在步骤12中进行电路封装体400的连接端子412与外部端子内端361的连接。在此时、或在步骤12之前的工序中进行图10所示的各外部端子内端361的切断。在步骤13中通过第二树脂模塑工序制造壳体302。对该壳体302制造树脂制的副通路槽和凸缘312和外部连接部305,并且使图11所示的电路封装体400的斜线部分被第二树脂模塑工序的树脂覆盖,将电路封装体400固定在壳体302上。通过上述第一树脂模塑工序进行的电路封装体400的生产(步骤3)和通过第二树脂模塑工序进行的热式流量计300的壳体302的成形的组合,如上所述,大幅改善了流量检测精度。
在通过步骤13完成了壳体302时,接着在步骤8中,在壳体302上安装正面罩303和背面罩304,使壳体302的内部被正面罩303和背面罩304密闭,并且完成用于使被测量气体30流动的副通路。进而,通过正面罩303或背面罩304上设置的突起部356和突起部358制造图7中说明的收缩结构。如上所述,其中,该正面罩303在步骤10中通过模塑成形制造,背面罩304在步骤11中通过模塑成形制造。此外,该正面罩303和背面罩304分别通过不同的工序制造,并分别用不同的模具成形制造。
在步骤9中,对副通路实际导入规定量的气体,进行特性的试验。因为如上所述高精度地维持副通路与流量检测部的关系,所以通过特性的试验进行特性补正,可以得到非常高的测量精度。此外,因为通过第一树脂模塑工序和第二树脂模塑工序进行影响副通路与流量检测部的关系的定位和形状关系的成形,因此即使长期使用特性的变化也较少,在高精度以外还确保了高可靠性。进而使用图17得到上述各种效果。
7.热式流量计300的电路结构
7.1热式流量计300的电路结构的概要
图19是表示热式流量计300的流量检测电路601的电路图。其中,与此前在实施例中说明的温度检测部452相关的测量电路也设置在热式流量计300中,但在图19中省略。热式流量计300的流量检测电路601具备具有发热体608的流量检测部602和处理部604。处理部604对流量检测部602的发热体608的发热量进行控制,并且基于流量检测部602的输出通过端子662输出表示流量的信号。为了进行上述处理,处理部604具备Central Processing Unit(以下记为CPU)612和输入电路614、输出电路616、保存表示补正值和测量值与流量的关系的数据的存储器618、分别对必要的电路供给一定电压的电源电路622。从车载电池等外部电源对电源电路622通过端子664和未图示的接地端子供给直流电力。
在流量检测部602中设置有用于对被测量气体30加热的发热体608。从电源电路622对构成发热体608的电流供给电路的晶体管606的集电极供给电压V1,从CPU612通过输出电路616对上述晶体管606的基极施加控制信号,基于该控制信号从上述晶体管606通过端子624对发热体608供给电流。对发热体608供给的电流量由上述从CPU612通过输出电路616对构成发热体608的电流供给电路的晶体管606施加的控制信号控制。处理部604以被发热体608加热从而使被测量气体30的温度比最初的温度提高规定温度、例如100℃的方式控制发热体608的发热量。
流量检测部602具有用于控制发热体608的发热量的发热控制电桥640、和用于测量流量的流量检测电桥650。对于发热控制电桥640的一端,从电源电路622通过端子626供给一定的电压V3,发热控制电桥640的另一端与接地端子630连接。此外,对于流量检测电桥650的一端,从电源电路622通过端子625供给一定的电压V2,流量检测电桥650的另一端与接地端子630连接。
发热控制电桥640具有作为电阻值基于被加热后的被测量气体30的温度发生变化的测温电阻体的电阻642,电阻642和电阻644、电阻646、电阻648构成电桥电路。电阻642和电阻646的交点A与电阻644和电阻648的交点B的电位差通过端子627和端子628对输入电路614输入,CPU612以交点A与交点B之间的电位差成为规定值、在该实施例中成为零伏特的方式控制从晶体管606供给的电流而对发热体608的发热量进行控制。图19中记载的流量检测电路601以相对于被测量气体30的原有的温度提高一定的温度、例如总是高100℃的方式用发热体608对被测量气体30加热。为了高精度地进行该加热控制,以被发热体608加热后的被测量气体30的温度相对于最初的温度提高一定的温度、例如总是提高100℃时上述交点A与交点B之间的电位差成为零伏特的方式设定构成发热控制电桥640的各电阻的电阻值。从而在图19中记载的流量检测电路601中,CPU612以交点A与交点B之间的电位差成为零伏特的方式控制对发热体608供给的电流。
流量检测电桥650由电阻652和电阻654、电阻656、电阻658这四个测温电阻体构成。这四个测温电阻体沿着被测量气体30的流配置,电阻652和电阻654相对于发热体608配置在被测量气体30的流路中的上游侧,电阻656和电阻658相对于发热体608配置在被测量气体30的流路中的下游侧。此外,为了提高测量精度,电阻652和电阻654以到发热体608的距离相互大致相同的方式配置,电阻656和电阻658以到发热体608的距离相互大致相同的方式配置。
电阻652和电阻656的交点C与电阻654和电阻658的交点D之间的电位差通过端子631和端子632对输入电路614输入。为了提高测量精度,例如以在被测量气体30的流为零的状态下,上述交点C与交点D之间的电位差成为零的方式设定流量检测电桥650的各电阻。从而,上述交点C与交点D之间的电位差例如是零伏特的状态下,CPU612基于被测量气体30的流量是零这样的测量结果,从端子662输出表示主通路124的流量是零的电信号。
被测量气体30在图19的箭头方向上流动的情况下,在上游侧配置的电阻652和电阻654被被测量气体30冷却,在被测量气体30的下游侧配置的电阻656和电阻658被用发热体608加热后的被测量气体30加热,该电阻656和电阻658的温度上升。因此,在流量检测电桥650的交点C与交点D之间发生电位差,通过端子631和端子632对输入电路614输入该电位差。CPU612基于流量检测电桥650的交点C与交点D之间的电位差,对存储器618中存储的表示上述电位差与主通路124的流量的关系的数据进行检索,求出主通路124的流量。通过端子662输出表示这样求出的主通路124的流量的电信号。其中,图19所示的端子664和端子662新记载了参考编号,但包括在之前说明的图5和图6或图10所示的连接端子412中。
热式流量计300如图1所记载,搭载在内燃机的吸气管中用于测定内燃机的吸入空气量。在内燃机的特定的运转状态下,在吸气管中流动的吸入空气发生脉动,进而不仅朝向内燃机的吸气阀流动,还发生逆流现象。在图19中,在上述逆流状态下相对于被测量气体30的箭头所示的方向产生负的流,即反向的流。在该逆流中,电阻652和电阻654被用发热体608加热后的被测量气体30加热,另一方面,电阻656和电阻658被逆流的被测量气体30冷却。这样,成为与被测量气体30的流的正方向的动作相反的动作,在交点C与交点D之间发生相对于正方向的流量的相反极性的电位差。能够根据通过端子631和端子632检测的电压的极性检测出被测量气体30的流向,通过对检测出的正方向的流量减去检测出的反方向的流量,能够运算对内燃机实际导入的吸气流量。
在上述存储器618中,也包括逆流状态地存储表示上述交点C与交点D的电位差与主通路124的流量的关系的数据。进而存储在热式流量计300的生产后,基于气体的实测值求出的、用于减少不均等测定误差的补正数据。其中,热式流量计300的生产后的气体的实测和基于其的补正值向存储器618的写入,用图4所示的外部端子306和补正用端子307进行。在本实施例中,以使被测量气体30流过的副通路与测量用流路面430的配置关系、和使被测量气体30流过的副通路与热传递面露出部436的配置关系高精度且误差非常小的状态生产热式流量计300,因此可以通过用上述补正值进行的补正,得到非常高精度的测量结果。
7.2流量检测电路601的结构
图20是表示上述图19的流量检测部602的电路配置的电路结构图。流量检测部602制造为矩形形状的半导体芯片,被测量气体30从图20所示的流量检测部602的左侧向右侧在箭头的方向上流动。在发生了逆流的状态下,在上述箭头的方向上产生负的流、即反向的流。图20所示的流量检测部602通过与被测量气体30之间进行热传递,不仅能够检测出正方向的流的流量,也能够检测出反方向的流的状态下的流量。在流量检测部602,形成矩形形状的隔膜672,在该隔膜672设置有使半导体芯片的厚度变薄的虚线所示的较薄区域603。该较薄区域603在背面侧形成了空隙,上述空隙与图11和图5等中所示的开口438连通,上述空隙内的气压依赖于从开口438导入的气压。
隔膜672的较薄区域603通过使厚度变薄,从而热传递率降低,抑制通过隔膜672对较薄区域603上设置的电阻652和电阻654、电阻658、电阻656的热传递,这些电阻的温度由与被测量气体30的热传递大致决定。
在隔膜672的较薄区域603的中央部,设置了发热体608,在该发热体608的周围设置有构成发热控制电桥640的电阻642。在较薄区域603的外侧设置了构成发热控制电桥640的电阻644、646、648。由这样形成的电阻642、644、646、648构成发热控制电桥640。
此外,以夹着发热体608的方式,配置作为上游测温电阻体的电阻652、电阻654和作为下游测温电阻体的电阻656、电阻658,相对于发热体608在被测量气体30流过的箭头方向的上游侧配置作为上游测温电阻体的电阻652、电阻654,相对于发热体608在被测量气体30流过的箭头方向的下游侧配置作为下游测温电阻体的电阻656、电阻658。这样,由在较薄区域603配置的电阻652、电阻654和电阻656、电阻658形成流量检测电桥650。其中,上述说明以被测量气体30向正方向流动的状态为前提说明,在发生逆流的情况下,实际的被测量气体30的流从下游向上游流动。
此外,上述发热体608的双方的端部与图20的下侧记载的端子624和629分别连接。此处,如图19所示,对端子624施加从晶体管606对发热体608供给的电流,端子629作为接地部接地。
构成发热控制电桥640的电阻642、电阻644、电阻646、电阻648分别连接,与端子626和630连接。如图19所示,从电源电路622对端子626供给一定的电压V3,端子630作为接地部接地。此外,上述电阻642与电阻646之间、电阻646与电阻648之间的连接点,与端子627和端子628连接。如图20所示,端子627输出电阻642与电阻646的交点A的电位,端子627输出电阻644与电阻648的交点B的电位。如图19所示,从电源电路622对端子625供给一定的电压V2,端子630作为接地端子接地。此外,上述电阻654与电阻658的连接点与端子631连接,端子631输出图19的点B的电位。电阻652与电阻656的连接点与端子632连接,端子632输出图19所示的交点C的电位。
如图20所示,构成发热控制电桥640的电阻642在发热体608的附近形成,因此能够精度良好地测量被来自发热体608的发热加热后的气体的温度。另一方面,构成发热控制电桥640的电阻644、646、648远离发热体608地配置,因此是难以受到来自发热体608的发热的影响的结构。电阻642以对于发热体608加热后的气体的温度灵敏地反应的方式构成,电阻644和电阻646、648是难以受到发热体608的影响的结构。因此,发热控制电桥640对被测量气体30的检测精度高,能够高精度地进行使被测量气体30相对于其初始温度提高规定温度的控制。
在该实施例中,在隔膜672的背面侧形成空隙,该空隙与图11和图5记载的开口438连通,使隔膜672的背面侧空隙的压强与隔膜672的正面侧的压强差不会较大。能够抑制该压强差引起的隔膜672的应变。这一点关系到流量测量精度的提高。
如上所述,隔膜672形成较薄区域603,使较薄区域603的厚度非常薄,尽可能抑制通过隔膜672的热传递。从而,流量检测电桥650和发热控制电桥640中,通过隔膜672的热传递的影响被抑制,依赖于被测量气体30的温度动作的倾向更强,改善了测量动作。因此可以得到高测量精度。
8.被测量气体30的温度测量
8.1温度检测部452的结构和基于其的效果
如图2至图6所示,用热式流量计300中设置的温度检测部452测量被测量气体30的温度。温度检测部452是从壳体302向上游侧等向外突出,与被测量气体30直接接触的结构。通过这样的结构,被测量气体30的温度测量的精度提高。此外,具备用温度检测部452测量从沿着被测量气体30的流的方向的上游侧流入入口343的气体的温度,进而该气体向支撑温度检测部452的部分即温度检测部452的根部流动,从而起到使支撑温度检测部452的部分的温度向接近被测量气体30的温度的方向冷却的作用的结构。通过这样的结构,测量精度提高。
主通路124即吸气管的温度通常与被测量气体30的温度相比相当高,热从凸缘312或热绝缘部315通过测量部310内的上游侧外壁向支撑温度检测部452的部分传导,可能对温度的测量精度造成影响。如上所述,被测量气体30被温度检测部452测量后,沿着温度检测部452的支撑部分流动,从而使上述支撑的部分冷却。从而能够抑制热从凸缘312或热绝缘部315通过测量部310内的上游侧外壁向支撑温度检测部452的部分传导。
特别是在温度检测部452的支撑部分,测量部310内的上游侧外壁成向下游凹陷的形状,因此能够使测量部310内的上游侧外壁与温度检测部452之间的距离变长。在热传递距离变长的同时,被被测量气体30冷却的部分的距离变长。从而能够减少从凸缘312或热绝缘部315带来的热的影响。因此测量精度提高。
上述上游侧外壁成朝向下游侧、即朝向壳体302的内部凹陷的形状,因此能够在壳体302的上游侧外壁335固定,电路封装体400的固定变得容易。此外还能够对具有温度检测部452的突出部424(参考图11)加固。
如用图2和图3在此前所说明,在箱体301中的被测量气体30的上游侧设置入口343,从入口343导入的被测量气体30通过温度检测部452的周围,从正面侧出口344和背面侧出口345被导向主通路124。温度检测部452测量被测量气体30的温度,从外部连接部305具有的外部端子306输出表示测量的温度的电信号。热式流量计300具有的箱体301具备正面罩303、背面罩304、和壳体302,壳体302具有用于形成入口343的凹陷,用外部凹陷部366(参考图5和图6)制造该凹陷。此外,正面侧出口344和背面侧出口345由在正面罩303和背面罩304上设置的孔形成。如以下所说明,温度检测部452设置在突出部424的前端部,机械上脆弱。正面罩303和背面罩304起到防止突出部424受到机械的冲击的作用。
此外,在图8和图9所示的正面罩303和304上,形成了正面保护部322和背面保护部325。如图2和图3所示,在入口343的正面侧侧面配置在正面罩303上设置的正面保护部322,此外在入口343的背面侧侧面配置在背面罩304上设置的背面保护部325。配置在入口343内部的温度检测部452被正面保护部322和背面保护部325保护,能够防止生产时和搭载到车辆时温度检测部452与某物碰撞等引起的温度检测部452的机械性的损伤。
此外,如图11和图15所示,支撑温度检测部452的突出部424的根部相对于前端逐渐***,从入口343进入的被测量气体30沿着逐渐***的上述根部流动,因此冷却效果增大。突出部424的根部接近流量检测电路,易于受到流量检测电路的发热的影响。进而,在突出部424的根部埋设有用于连接温度检测部452中设置的温度检测元件518的引线548。因此可能通过引线548热传递。通过使突出部424的根部***,增加与被测量气体30的接触面积,能够提高冷却效果。
8.2温度检测部452和突出部424的形成和基于其的效果
电路封装体400具有内置了用于测量流量的后述的流量检测部602和处理部604的电路封装体本体422和突出部424。如图2所示,突出部424从电路封装体本体422的侧面以向被测量气体30的上游方向延伸的形状突出。在突出部424的前端部设置温度检测部452,在温度检测部452的内部,如图12所示,埋设有温度检测元件518。在突出部424与电路封装体本体422的连接部,如图11和图15所示,设置了倾斜部462和464。通过该倾斜部462或倾斜部464使突出部424的根部***,在突出部424的根部生成随着向前端方向逐渐变细的形状。具有相对于突出方向的轴横穿上述轴的截面积在突出部424的根部随着向前端方向而减少的形状。
这样,因为在电路封装体400的表面与突出部424的表面的连接部分用逐渐变化的结构连接,所以通过树脂模塑形成电路封装体400的情况下,能够使用出于保护元件等目的在模具的内部放置片使树脂流动的方法,片与模具内面的紧贴变得更好,可靠性提高。表面急剧变化的情况下,对上述片施加过度的力,存在模具内壁面与上述片的接触部发生错位等,树脂模塑不能顺利进行的问题。此外,突出部424的机械强度较弱,易于在根部折断。通过使突出部424的根部***,随着向前端方向逐渐变细的形状,能够缓和对根部的应力集中,机械强度优秀。此外通过树脂模塑制造突出部424的情况下,易于因树脂固化时的体积变化等影响而产生弯曲等。能够减少这样的影响。为了尽可能正确地检测被测量气体30的温度,优选使突出长度变长。通过使突出部424的突出长度变长,易于减少从封装本体422对温度检测部452中设置的温度检测元件518的热传递。
如图11(B)和图11(C)所示地使突出部424的根部***,用壳体302的树脂围绕突出部424的上述根部,将电路封装体400固定在壳体302上。这样,通过用壳体302的树脂覆盖突出部424的根部,能够防止突出部424因机械性的冲击而破损。
为了高精度地检测被测量气体30的温度,优选尽可能减少与被测量气体30以外的部分的热传递。支撑温度检测部452的突出部424成前端部分比其根部更细的形状,在其前端部分设置了温度检测部452。通过这样的形状,减少了从突出部424的根部对温度检测部452的热的影响。
此外,用温度检测部452检测出被测量气体30的温度后,被测量气体30沿着突出部424流动,起到使突出部424的温度接近被测量气体30的温度的作用。由此,抑制了突出部424的根部的温度对温度检测部452造成的影响。特别是在该实施例中,具备温度检测部452的突出部424的附近较细,随着向突出部424的根部***。因此被测量气体30沿着该突出部424的形状流动,高效率地使突出部424冷却。
在图11中,突出部424的根部的斜线部是被通过第二树脂模塑工序形成壳体302的树脂覆盖的固定面432。在突出部424的根部的斜线部设置有凹陷。这表示设置了未被壳体302的树脂覆盖的凹陷形状的部分。通过这样在突出部424的根部生成未被壳体302的树脂覆盖的凹陷形状的部分,更易于通过被测量气体30使突出部424冷却。图15中省略了斜线部的表示,但与图11相同。
在电路封装体400中,为了供给用于使内置的流量检测部602和处理部604工作的电力、以及输出流量的测量值和温度的测量值,设置有连接端子412。进而,为了检查电路封装体400是否正确地工作、或电路部件及其连接是否发生了异常,设置有端子414。在该实施例中,在第一树脂模塑工序中对流量检测部602和处理部604用热固性树脂传递模塑从而制造电路封装体400。通过进行传递模塑,能够提高电路封装体400的尺寸精度,但是在传递模塑工序中,对内置流量检测部602和处理部604的密闭的模具的内部压入加压后的高温的树脂,因此优选对于完成后的电路封装体400检查流量检测部602和处理部604以及它们的配线关系是否存在损伤。在该实施例中,设置用于检查的端子414,对于生产的各电路封装体400分别实施检查。检查用的端子414不用于测量,因此如上所述,端子414与外部端子内端361不连接。此外,在各连接端子412中,为了增加机械弹力,设置有弯曲部416。通过使各连接端子412具有机械弹力,能够吸收因第一树脂模塑工序的树脂与第二树脂模塑工序的树脂的热膨胀系数的差异而产生的应力。即,各连接端子412受到第一树脂模塑工序的热膨胀的影响,进而与各连接端子412连接的外部端子内端361受到第二树脂模塑工序的树脂的影响。能够吸收因这些树脂的不同而产生的应力。
8.3在突出部424的根部形成的倾斜部462、464的作用及其效果
如基于图11和图14、图15在前文所说明的,在突出部424的根部设置有倾斜部462和464。通过该倾斜部462或倾斜部464使突出部424的根部***,在突出部424的根部生成随着向前端方向逐渐变细的形状。即在突出部424的根部设置以突出方向作为轴的情况下横穿上述突出方向的轴的截面积逐渐减少的形状。
通过树脂模塑形成电路封装体400的情况下,在出于保护元件等目的在模具的内部放置片使树脂流动的情况下,片与模具内面的紧贴变好,可靠性提高。此外,突出部424的机械强度较弱,易于在根部折断。通过使突出部424的根部***,随着向前端方向逐渐变细的形状,能够缓和对根部的应力集中,机械强度优秀。此外通过树脂模塑制造突出部424的情况下,易于因树脂固化时的体积变化等影响而产生弯曲等。能够减少这样的影响。为了尽可能正确地检测被测量气体30的温度,优选使突出长度变长。通过使突出部424的突出长度变长,易于减少从封装本体422对温度检测部452中设置的温度检测元件518的热传递。
如图11(B)和图11(C)所示地使突出部424的根部***。用壳体302围绕突出部424的上述根部,将电路封装体400固定在壳体302上。这样,通过用壳体302的树脂覆盖突出部424的根部,能够防止突出部424因机械性的冲击而破损。
通过在突出部424的根部设置倾斜部463,能够使突出部424的根部***,在突出部424的根部设置随着向前端方向逐渐变细的形状。因为具有这样的形状,通过树脂模塑形成电路封装体400的情况下,能够使用出于保护元件等目的在模具的内部放置片使树脂流动的方法,片与模具内面的紧贴变好,可靠性提高。此外,突出部424的机械强度较弱,易于在根部折断。通过使突出部424的根部***,随着向前端方向逐渐变细的形状,能够缓和对根部的应力集中,机械强度优秀。此外通过树脂模塑制造突出部424的情况下,易于因树脂固化时的体积变化等影响而产生弯曲等。能够减少这样的影响。为了尽可能正确地检测被测量气体30的温度,优选使突出长度变长。通过使突出部424的突出长度变长,易于减少从封装本体422对温度检测部452中设置的温度检测元件518的热传递。
在图11和图21中,使突出部424的根部***,用壳体302的固定部3723围绕突出部424的上述根部而使其被形成副通路的壳体302的树脂覆盖,从而对于机械性的冲击变强,能够防止突出部424破损。其中,图11中,电路封装体400的外观上记载的斜线部分表示通过第一树脂模塑工序制造了电路封装体400后,通过第二树脂模塑工序形成壳体302时电路封装体400被第二树脂模塑工序中使用的树脂覆盖的固定面432、固定部3723和固定面434。即,通过这些固定面使电路封装体400的机械强度增加,特别是能够通过固定面432提高突出部424的根部的机械强度。此外还实现了图11中说明的各种效果。
9.用于被测量气体30的温度测量的盖的形状
9.1被测量气体30的温度测量的概要和效果
如图2和图3所示,从在上游侧开口的入口343导入被测量气体30,用在突出部424的前端部设置的温度检测部452测量导入的被测量气体30的温度。在用于测量流量的电路封装体400中设置温度检测部452,通过将热式流量计300固定在测量对象例如吸气管中,不仅能够测量流量,也能够测量被测量气体30的温度,因此作业效率优秀。此外,因为在周围被正面罩303和背面罩304、壳体302围绕的入口343的内部配置具有温度检测部452的突出部424,所以安全性也是优秀的。
为了高精度地测量被测量气体30的温度,优选尽可能多的被测量气体30与温度检测部452接触。此外,优选成为热难以从其他热源向温度检测部452传导的结构。如使用图5和图6在此前所述,温度检测部452设置在突出部424的前端侧。因此从在上游侧开口的入口343导入的被测量气体30易于与温度检测部452接触,此外,因为突出部424较长,所以热难以从根部向前端一方传导。此外,从入口343导入的被测量气体30沿着突出部424流动,因此成为从突出部424的根部向前端一方传导的热被被测量气体30冷却的结构。通过该结构难以受到其他热源的影响。因这样的理由,能够高精度地测量被测量气体30的温度。
进而如基于图12在此前所说明的,使在温度检测部452中设置的用于测量温度的温度检测元件518的电信号构成为将对用于测量温度的控制电路即处理部604传输用的引线548、与连接有温度检测元件518的引线544之间切断,通过热阻大的连接线546对引线548传输温度检测元件518的电信号。通过该结构,能够减少通过引线548传导的热的影响。这一点关系到测量精度的提高。
另一方面,温度检测元件518与引线544连接,所以温度检测元件518被引线544牢固地保持,因此确保了高可靠性。对图12所示的电路在此后进行传递模塑,形成上述突出部424。温度检测元件518固定在引线544上,所以因上述传递模塑工序而受到损伤的可能性较低。因此在生产效率上也是优秀的。
如图2和图3所示,在正面罩303和背面罩304上设置有保护上述突出部424的前端部的正面保护部322和背面保护部325。由此机械性地保护突出部424。进而在突出部424的根部设置有正面侧出口344和背面侧出口345。正面罩303和背面罩304的外侧的面是平坦的,在正面侧出口344和背面侧出口345的外侧流动的被测量气体30的流速快,与正面侧出口344和背面侧出口345的内侧相比压强降低。因此从入口343导入的被测量气体30从正面侧出口344和背面侧出口345向外部排出。此外,因为入口343向上游开口,所以对入口343施加被测量气体30的动压。由此从入口343导入充足的被测量气体30,在测量温度的同时使突出部424冷却,从正面侧出口344和背面侧出口345向主通路124内排出。像这样高精度地测量被测量气体30的温度。
10排出进入副通路的水的排水通路的形状
10.1排水通路的其他实施例
图21是图5和图6的热式流量计的其他实施例,相同的结构用同一符号表示,图21(A)是主视图,图21(B)是左侧视图,图21(C)是后视图,副通路由壁4211、内壁3912和外壁3914构成。此外,在该实施例中,设置有使入口侧副通路4232的外壁3914连通的排水通路3528。该排水通路3528具有贯通孔3512,其具有在入口侧副通路4232的副通路外壁3914的内面开口的入口3542和在外壁3914开口的出口3544。
如图5和图6的实施例中所说明,以上述热式流量计300的长度方向横穿重力方向的角度安装的情况下,从上述副通路的入口350进入的水可能在副通路内蓄积。通过在副通路外壁3914上设置贯通孔3512,如图21(C)所示,从入口槽351进入的水沿着副通路外壁3914的内面流动并被导入在入口侧副通路4232的副通路外壁3914设置的排水通路3528的贯通孔3512,通过该排水通路3528导向出口侧副通路3544,从该出口侧副通路3544向主通路124排出。与上述实施例的说明同样,使排水通路与热式流量计300的外部连通的情况下,热式流量计300的外侧的被测量气体30的流速较快,成为相对于副通路内的被测量气体30的压强更低的状态的可能性较高。因此用于测量副通路内的流量的被测量气体30可能通过排水通路3528向热式流量计300的外部泄漏,这一点关系到流量测量精度的降低。
在本实施例中,排水通路3528使入口侧副通路4232与出口侧副通路4234连通,因此,根据以下理由,能够减少通过排水通路3528的被测量气体30的泄漏。能够减少泄漏的理由之一是在入口侧副通路4232内与出口侧副通路3544内之间被测量气体的流速不存在那样大的差异。即,是因为在入口侧副通路4232内与出口侧副通路3544内之间不存在那样大的压强差。此外,另一个理由是在出口侧副通路3544的侧部或旁边配置排水通路3528的贯通孔3512的出口。在出口侧副通路3544的侧部或旁边,流非常缓和,因此贯通孔3512的出口的压强高,能够减少通过贯通孔3512泄露的流量。这一点关系到维持高测量精度。
从上述副通路的入口350进入的入口侧副通路4232侧的水,沿着副通路外壁3914的内面如箭头3552所示地流动,通过在入口侧副通路4232的副通路外壁3914设置的排水通路3528的贯通孔3512,经过具有上述贯通孔3512的排水通路3528导向出口侧副通路3544。被导向出口侧副通路3544的水从出口槽353向主通路124排出。因此不会流入电路封装体400的测量用流路面430。通过这样使排水通路3528以使入口侧副通路4232的外壁3914连通的方式设置,从上述副通路的入口350进入的水不会对电路封装体400的测量用流路面430造成不良影响,能够抑制流量的测量误差的发生和上述流量检测电路例如受到腐蚀等损伤。能够与上述实施例同样进行高精度的测量。
在图21(C)中,贯通孔3512的出口设置在被副通路外壁3914和副通路外壁3916夹着的部分。该被副通路外壁3914和副通路外壁3916夹着的部分的流较慢,压强高于其他部分,因此能够减少副通路内的被测量气体30的泄漏,能够维持高精度。进而,该部分被盖覆盖,副通路外壁3914与副通路外壁3916的高度方向的顶部与盖紧贴,因此该部分的压强进一步升高,抑制了泄漏。
10.2被测量气体30的温度测量结构的另一个其他实施例
图22是表示另一个其他实施例的部分放大图,图22(A)是左侧视图的部分放大图,图22(B)是后视图的部分放大图,副通路由壁4211、内壁3912和外壁3914构成。在该实施例中,与图21的实施例同样,设置有使入口侧副通路4232的外壁3914连通的排水通路3528,该排水通路3528具有贯通孔3512,其具有在入口侧副通路4232的副通路外壁3914的内面开口的入口3542和在外壁3914的外面即背面开口的出口3544。在该实施例中,进而在排水通路3528中的贯通孔3512的下游侧,设置了抑制气体的流动的突起3515,绕过该突起3515的前端3514地形成排水通路3528。通过设置该突起3515使排水通路3528的距离延长。此外,流体阻抗增大,能够减少通过贯通孔3512的被测量气体30的泄漏。
根据该排水通路3528,与上述实施例同样,从上述副通路的入口350进入的水被导入在入口侧副通路4232的副通路外壁3914设置的排水通路3528的贯通孔3512,通过该排水通路3528导向出口侧副通路3544,从该出口侧副通路3544向主通路124排出。图22基本上是与图21相同的结构,能够抑制通过排水通路3528的被测量气体30的泄漏,能够维持高测量精度。
在该实施例中,进而在排水通路3528中的贯通孔3512的下游侧,设置了抑制气体的流动的突起3515,绕过该突起3515的前端3514地形成排水通路3528,因此能够延长通路宽度较窄的排水通路3528的距离。通过贯通孔3512流入该排水通路3528中的水3552沿着壁面流动,沿着该壁面的水抑制被测量气体30的泄漏。
通过在排水通路3528中设置上述突起3515,能够使贯通孔3512的出口的气体压强升高,能够减少通过贯通孔3512的泄漏。通过这样的结构,能够抑制测量误差的发生,能够维持高测量精度。此外,在上述突起3515与出口3544之间设置壁3518,能够增大排水通路3528的贯通孔3512的出口侧的流体阻抗,结果能够减少通过贯通孔3512的被测量气体30的泄漏。
图23是表示另一个其他实施例的部分放大图,图23(A)是左侧视图的部分放大图,图23(B)是后视图的部分放大图,此外,副通路由壁4211、内壁3912和外壁3914构成。在该实施例中,与图21、图22的实施例同样,设置有具有使入口侧副通路4232的外壁3914连通的贯通孔3512的排水通路3528。在该实施例中,进而在排水通路3528中的贯通孔3512的下游侧,设置由抑制气体的流动的突起3536和突起3538构成的突起部3532和突起3534,绕开这些突起3534、突起3536和突起3538的前端3524、前端3525、前端3526地形成排水通路3528。通过设置这些突起3534、突起3536和突起3538交错地形成排水通路3528,流体阻抗增大。由此减少了副通路内的被测量气体30的泄漏。
根据该排水通路3528的形状,与上述实施例同样,贯通孔3512的下游侧的流速降低,贯通孔3512的压强维持得较高,能够防止被测量气体30的泄漏。水沿着突起的表面流动,即使形成突起部3532也被充分排出。另一方面,因流体阻抗而抑制了副通路内的被测量气体30的泄漏。通过该结构,能够抑制副通路内的被测量气体30的泄漏,维持较高的流量测量精度。
产业上的利用可能性
本发明能够适用于上述用于测量气体的流量的测量装置。
附图记号说明
300……热式流量计
302……壳体
303……正面罩
304……背面罩
305……外部连接部
306……外部端子
307……补正用端子
310……测量部
320……端子连接部
332……正面侧副通路槽
334……背面侧副通路槽
356、358……突起部
359……树脂部
361……外部端子内端
365……连接部
400……电路封装体
412……连接端子
414……端子
422……封装体本体
424……突出部
430……测量用流路面
432、434……固定面
436……热传递面露出部
438……开口
452……温度检测部
590……压入孔
594、596……倾斜部
601……流量检测电路
602……流量检测部
604……处理部
608……发热体
640……发热控制电桥
650……流量检测电桥
672……隔膜
3512、3522……贯通孔
3528……排水通路
4232……入口侧副通路
4234……出口侧副通路。

Claims (6)

1.一种热式流量计,其特征在于:
该热式流量计包括:使在主通路中流动的被测量气体的一部分导入并使其流动的副通路,和通过与在所述副通路中流动的被测量气体之间进行热传递来测量在所述主通路中流动的流量的流量检测电路,
所述副通路包括:用于导入所述被测量气体的入口,用于使导入的所述被测量气体返回所述主通路的出口,和配置在所述入口与所述出口之间的、在所述流量检测电路与所述被测量气体之间进行热传递来测量流量的流量检测部,
还设置有第二通路,其使所述副通路的所述入口与所述流量检测部之间的入口侧副通路,与所述副通路中的所述流量检测部与所述出口之间的出口侧副通路连通,
所述第二通路具有贯通孔,其贯通形成所述副通路的所述入口侧副通路的壁面并且具有在所述入口侧副通路内开口的入口和在形成所述入口侧副通路的壁面的背面开口的出口。
2.如权利要求1所述的热式流量计,其特征在于:
设置有支撑所述热式流量计的凸缘,
所述副通路的所述入口和所述副通路的所述出口配置在与所述凸缘相反的方向的所述热式流量计的端部,
所述流量检测部配置在与所述副通路的所述入口和所述副通路的所述出口相比更接近所述凸缘的方向,
所述入口侧副通路形成为从所述副通路的所述入口向所述流量检测部呈曲线地接近所述凸缘方向的形状,
所述入口侧副通路由入口侧副通路槽和覆盖所述入口侧副通路槽的盖形成,
在所述入口侧副通路槽的位于与所述凸缘相反的方向的壁面,设置有所述第二通路的所述贯通孔。
3.如权利要求1或2所述的热式流量计,其特征在于:
在所述第二通路中的所述贯通孔的下游侧,设置有抑制气体的流动的突起,绕过所述突起的前端形成所述第二通路。
4.如权利要求1~3中任意一项所述的热式流量计,其特征在于:
所述入口侧副通路形成为所述入口侧副通路的截面积从所述第二通路的所述贯通孔的所述开口向所述流量检测部去逐渐变窄的形状。
5.如权利要求1~4中任意一项所述的热式流量计,其特征在于:
在所述热式流量计的一方的面设置有用于形成所述入口侧副通路的入口侧副通路槽和通过覆盖所述入口侧副通路槽而形成所述入口侧副通路的第一盖,
在所述热式流量计的另一方的面设置有用于形成所述出口侧副通路的出口侧副通路槽和通过覆盖所述出口侧副通路槽而形成所述出口侧副通路的第二盖,
所述第二通路的所述贯通孔在设置于所述热式流量计的所述一方的面上的所述入口侧副通路槽中开口。
6.一种热式流量计,其特征在于:
该热式流量计包括:使在主通路中流动的被测量气体的一部分导入并使其流动的副通路,通过与在所述副通路中流动的被测量气体之间进行热传递来测量在所述主通路中流动的流量的流量检测部,和具有用于形成所述副通路的树脂制的副通路部并且保持所述流量检测部的壳体,
所述副通路具备用于导入所述被测量气体的入口和用于使导入的所述被测量气体返回所述主通路的出口,
所述流量检测部配置在所述副通路的所述入口与所述副通路的所述出口之间并且通过与所述被测量气体之间进行热传递来测量所述流量,
在所述壳体的所述副通路部的一方的面设置有使所述副通路的所述入口与所述流量检测部连接的入口侧副通路,
在所述壳体的所述副通路部的另一方的面设置有使所述流量检测部与所述副通路的所述出口连接的出口侧副通路,
在所述入口侧副通路与所述出口侧副通路之间的壁上,设置有贯通所述壁的第二通路。
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