DE102007057221A1

DE102007057221A1 - Durchflussmengenmessvorrichtung

Info

Publication number: DE102007057221A1
Application number: DE102007057221A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Uramachi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2027-11-29
Also published as: US7712361B2; KR20090004317A; KR20100047205A; KR100967038B1; DE102007057221B4; JP2009008619A; JP4426606B2; KR101246462B1; US20090000366A1

Abstract

Eine Durchflussmengenmessvorrichtung kann Durchflussmengenerfassungsfehler verringern, die aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren eines Rohrs erzeugt werden. Eine Basis umfasst einen Basishauptbereich, der an seinem Basisende mit einem Verbindungselement ausgebildet ist, das zur Außenseite des Rohrs vorsteht, und einen Flansch, der an dem Basishauptkörper ausgebildet und in ein Einsetzloch in dem Rohr eingesetzt ist. Eine Platte, die aus PBT-Harz hergestellt ist, ist an der Basis angeordnet, und ein Durchflussmengenerfassungselement ist an der Platte ausgebildet, so dass es von dieser freiliegt. Eine Schaltplatte ist an einer Seite der Platte gegenüber dem Verbindungselement. Ein Gehäuse umfasst eine Fluiddurchgangsnut, die mit der Platte zusammenwirkt, um einen Messdurchgang zu erzeugen, in dem das Durchflussmengenerfassungselement angeordnet ist, und einen Abdeckungsbereich, der die Schaltplatte abdeckt. Ein Deckel verschließt den Abdeckungsbereich.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Durchflussmengenmessvorrichtung, die beispielsweise montiert wird, indem sie in ein Einsatzloch eingesetzt wird, das in einem Einlassrohr ausgebildet ist, und die zum Messen der Durchflussmenge von Luft dient, die durch einen Rohrdurchgang in dem Einlassrohr strömt.
2. Beschreibung des Stands der Technik
In den 1 und 2 eines ersten Patentdokumentes ( japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. H11-14423 ) ist eine Durchflussmengenmessvorrichtung gezeigt, die einen Gehäusebereich 3, in dem eine Schaltplatte 6 auf einer Metallbasis 5 angeordnet ist, und ein Hilfsdurchgangselement 4 umfasst, die separat voneinander ausgebildet sind. Dieses Gehäuse 3, das aus Harz hergestellt ist, umfasst einen Rahmenbereich 31, einen Verbindungselementbereich 32, der einen darin eingebetteten Verbindungselementanschluss 33 aufweist, einen stationären Bereich 34, der mehrere Halteanschlüsse 35 fest sichert, die einen Wärmeerzeugungswiderstand 1 und einen wärmeempfindlichen Widerstand 2 halten, sowie einen festen Flansch 36.
Die Metallbasis 5 bedeckt eine Öffnungsfläche an einer Seite eines Hohlraums in dem Gehäuse 3 zusammen mit einer Öffnungsfläche eines Hilfsluftdurchgangs, an dem eine Seite des Hilfsdurchgangselementes 4 offen ist, und gleichzeitig ist es fest an dem Rahmenbereich 31 und an dem Hilfsdurchgangselement 4 befestigt.
Der Wärmeerzeugungswiderstand 1 und der wärmeempfindliche Widerstand 2, die in dem Hilfsdurchgangselement 4 angeordnet sind, sind von der Metallbasis 5 beabstandet und durch die Halteanschlüsse 35 elektrisch mit der Schaltplatte 6 verbunden.
Zudem ist eine weitere Durchflussmessvorrichtung in 3 eines zweiten Patentdokumentes gezeigt ( japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2001-124606 ). Ein Modulgehäuse 4 ist an einer Metallbasis 5 angeordnet, und ein Wärmeerzeugungswiderstand 7, ein wärmeempfindlicher Widerstand 8 und ein Einlasslufttemperatursensor 9 sind fest mittels Punktschweißen an einem integral mit dem Modulgehäuse 4 ausgebildeten Halteanschluss 2 befestigt und mit diesem elektrisch verbunden.
Bei dieser Durchflussmengenmessvorrichtung sind der Wärmeerzeugungswiderstand 7, der temperaturempfindliche Widerstand 8 und der Einlasslufttemperatursensor 9 in dem Hilfsluftdurchgang 12 angeordnet, der durch die Metallbasis 5 und das Bypassformteil 10 ausgebildet ist.
Die Durchflussmengenmessvorrichtung, die in dem zuvor genannten ersten Patentdokument beschrieben ist, wird durch die Wärme eines Durchflussmesserkörpers 86 selbst beinflusst, die sich von einem thermischen Einfluss aufgrund der eigenen Wärme der elektronischen Schaltungsteile unterscheidet.
Der Einfluss der Wärme des Durchflussmesserkörpers 86 besteht darin, dass, wenn die Temperatur der Luft, die durch das hohle Innere des Durchflussmesserkörpers 86 strömt, gering wird, während die Temperatur des Durchflussmesserkörpers 86 hoch ist, die Wärme des Durchflussmesserkörpers 86 auf den Wärmeerzeugungswiderstand 1 und den wärmeempfindlichen Widerstand 2 übertragen wird, weshalb ein Erfassungsfehler aufgrund des Einflusses der so übertragenen Wärme groß wird.
Im Falle eines Einlassrohrs einer Automobilverbrennungsmaschine ist die Einlassluft in dem Inneren des Einlassrohrs in einem kalten Zustand, wenn die Temperatur der Außenluft gering ist, wobei jedoch das Einlassrohr selbst in einen warmen Zustand überführt werden kann, indem es thermisch von der Verbrennungsmaschine beeinflusst wird.
Wenn eine derartige Durchflussmengenmessvorrichtung auf ein Brennstoffeinspritzsystem einer solchen Automobilverbrennungsmaschine angewendet wird, besteht das nachfolgend erläuterte Problem. Die Wärme des Einlassrohrs wird auf den Wärmeerzeugungswiderstand 1 und auf den wärmeempfindlichen Widerstand 2 über die Metallbasis 5 und den Halteanschluss 35 übertragen, was zu einem Durchflussmengenerfassungsfehler führt.
Ähnlich besteht auch bei der in dem zuvor genannten zweiten Patentdokument offenbarten Durchflussmengenmessvorrichtung das nachfolgende Problem. Die Wärme des Einlassrohrs oder die Wärme aufgrund der eigenen Wärmeerzeugung der Schaltplatte 6 in dem Modulgehäuse 4, das in dem Einlassrohr angeordnet ist, wird über die Metallbasis 5 und den Halteanschluss 2 auf den Wärmeerzeugungswiderstand 7 und auf den wärmeempfindlichen Widerstand 8 übertragen, was zu einem Durchflussmengenerfassungsfehler führt.
Zudem ist die in dem zuvor genannten ersten Patentdokument beschriebene Durchflussmengenmessvorrichtung fest an dem Durchflussmesserkörper 86 befestigt, der den Hauptluftdurchgang 81 bildet, und zwar mit Hilfe des ortsfesten Flansches 36 des Gehäuses 3 über die Metallbasis 5, wobei die Durchflussmengenmessvorrichtung diesmal jedoch eine freitragende Struktur aufweist, bei welcher der ortsfeste Flansch 36 fest an seinem Basisendbereich gehalten ist, wobei sein Spitzenendbereich frei ist.
Somit tritt das nachfolgend erläuterte Problem auf. Wenn der Strömungsmesserkörper 86 einer Vibration ausgesetzt wird, so wird in der Nähe des feststehenden Flansches 36 unter festgehaltenen Bereichen zwischen der Metallbasis 5 und dem Gehäuse 3 eine konzentrierte Belastung erzeugt, so dass in den feststehenden Bereichen an dieser Position die Metallbasis 5 von dem Gehäuse 3 gelöst werden kann, oder eine elektrisch leitende Leitung 7, welche die Schaltplatte 6 und die Halteanschlüsse 35 miteinander verbindet, kann brechen oder getrennt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung soll die zuvor beschriebenen Probleme lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Durchflussmengenmessvorrichtung zu schaffen, die dazu geeignet ist, Durchflussmengenerfassungsfehler zu verringern, die durch eine Temperaturdifferenz im Inneren und Äußeren eines Rohrs erzeugt werden, sowie das Auftreten eines Bruchs oder eines Trennens einer elektrischen Leitung zu verringern, die durch eine Vibration des Rohrs hervorgerufen wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Durchflussmengenmessvorrichtung, die an einem Rohr montiert ist, indem sie in ein Einsetzloch eingesetzt ist, das in dem Rohr ausgebildet ist, um eine Durchflussmenge des zu messenden Fluids zu messen, das durch einen Rohrdurchgang strömt, der in dem Rohr definiert ist. Die Durchflussmengenmessvorrichtung umfasst: eine Basis, die einen Basishauptkörper aufweist, der an seinem Basisendbereich ein Verbindungselement umfasst, das zu einer Außenseite des Rohrs vorsteht, sowie einen Flansch, der an dem Basishauptkörper ausgebildet und in das Einsetzloch eingesetzt ist; eine Platte, die aus einem Harz hergestellt und an dem Basishauptkörper entlang einer Strömungsrichtung des zu messenden Fluids befestigt ist; ein Durchflussmengenerfassungselement, das an der Platte derart ausgebildet ist, dass es von dieser freiliegt, um die Durchflussmenge des zu messenden Fluids zu erfassen; eine Schaltplatte, die an der Platte an einer Seite derselben in der Nähe des Verbindungselementes angeordnet ist und eine Steuerschaltung aufweist, die in dieser eingebaut ist, um das Durchflussmengenerfassungselement derart anzusteuern, dass ein Signal des Durchflussmengenerfassungselementes verarbeitet wird; ein Gehäuse, das an der Platte befestigt und mit einer Fluiddurchführungsnut ausgebildet ist, die mit der Platte zusammenwirkt, um einen Messdurchgang zu erzeugen, der zum Führen des zu messenden Fluids dient, und in dem das Durchflussmengenelement angeordnet ist, und einen Abdeckungsbereich, der die Schaltplatte abdeckt; und einen Deckel, der den Abdeckungsbereich verschließt.
Mit der Durchflussmengenmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung werden die nachfolgend genannten vorteilhaften Effekte erzielt. Durchflussmengenerfassungsfehler, die durch einen Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Rohrs erzeugt werden, können verringert werden, und das Auftreten eines Bruches oder eines Trennens einer elektrischen Leitung oder Verbindung aufgrund der Vibration des Rohrs kann verringert werden.
Die zuvor genannten und weiteren Aufgaben und Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleiten anhand der nachfolgenden genauen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Durchflussmengenmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine teilweise weg geschnittene Vorderansicht der in 1 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
3 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der in 1 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
4 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der in 2 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
5(A) ist eine Querschnittsseitenansicht einer in 1 dargestellten Platte.
5(B) ist eine Vorderansicht der 5(A).
5(C) ist eine Seitenansicht einer Schaltplatte und eines Durchflussmengenerfassungselementes, die in 1 dargestellt sind.
5(D) ist eine Vorderansicht der 5(C).
6(A) ist eine Querschnittsseitenansicht der Schaltplatte und des Durchflussmengenerfassungselementes, die an der in 1 dargestellten Platte befestigt sind.
6(B) ist eine Vorderansicht der 6(A).
6(C) ist eine Querschnittsseitenansicht einer in 1 dargestellten Basis.
6(D) ist eine Vorderansicht der 6(C).
7(A) ist eine Querschnittsseitenansicht, wenn die in
6(A) dargestellte Platte an der in 6(C) dargestellten Basis befestigt ist.
7(B) ist eine Vorderansicht der 7(A).
7(C) ist eine Querschnittsseitenansicht eines in 1 dargestellten Gehäuses.
7(D) ist eine Vorderansicht der 7(C).
8(A) ist eine Querschnittsseitenansicht, wenn das in
7(C) dargestellte Gehäuse an der in 7(A) dargestellten Platte befestigt ist.
8(B) ist eine Vorderansicht der 8(A).
8(C) ist eine Querschnittsseitenansicht einer in 1 dargestellten Abdeckung.
8(D) ist eine Vorderansicht der 8(C).
9(A) ist eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
9(B) ist eine Vorderansicht der 9(A).
10 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Durchflussmengenmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht der in 10 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
12 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Durchflussmengenmessvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ist eine teilweise weg geschnittene Vorderansicht der in 12 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
14 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Durchflussmengenmessvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine teilweise weg geschnittene Vorderansicht der in 14 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
16 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der in 14 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
17 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der in 15 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente oder Teile mit den gleichen Bezugsziffern und Bezugssymbole bezeichnet.
Vorliegend sollte klar sein, dass die Bezugsziffern und die Bezugssymbole, die bei der Erläuterung der individuellen Ausführungsformen verwendet werden, nicht denjenigen zugeordnet sind, die in dem Abschnitt "Beschreibung des Stands der Technik" verwendet wurden.
Erste Ausführungsform
1 der Zeichnungen zeigt eine Querschnittsseitenansicht einer Durchflussmengenmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine teilweise weg geschnittene Vorderansicht der in 1 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung. 3 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der in 1 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung, und 4 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der in 2 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
Ein Einlassrohr 30 der Verbindungsmaschine umfasst ein darin ausgebildetes Einsetzloch 31, und die Durchflussmengenmessvorrichtung, die allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, ist in das Einsetzloch 31 eingesetzt und an dem Einlassrohr 30 angeordnet.
Diese Durchflussmengenmessvorrichtung 1 umfasst eine Basis 11, eine Platte 10, die entlang einer Krümmungsrichtung von Luft in der Form eines zu messenden Fluids an der Basis 11 befestigt oder mit dieser verbunden ist, ein Durchflussmengenerfassungselement 2, das an der Platte 10 derart ausgebildet ist, dass es in Bezug auf diese freiliegt, um die Durchflussmenge von Luft zu erfassen, und eine Schaltplatte 5, die an einer Fläche der Platte 10 an der gleichen Seite derselben wie diejenige Seite befestigt ist, an der das Durchflussmengenerfassungselement 2 befestigt ist, und weist eine Steuerschaltung auf, die in dieser eingebaut ist, um das Durchflussmengenerfassungselement 2 derart anzusteuern, dass ein Signal des Durchflussmengenerfassungselementes 2 verarbeitet wird.
Ferner umfasst die Durchflussmengenmessvorrichtung 1: ein Gehäuse 6, das an der Platte 10 befestigt oder mit dieser verbunden ist, und das mit einer Fluiddurchgangsnut 23 ausgebildet ist, die mit der Platte 10 zusammenwirkt, um einen Messdurchgang 9 zu bilden, der zum Führen der Luft dient und in dem das Durchflussmengenerfassungselement 2 angeordnet ist, und einen Abdeckungsbereich 20, der zum Abdecken der Schaltplatte 5 dient; und einen Deckel 16, der den Abdeckungsbereich 20 verschließt.
Die zuvor genannte Basis 11 umfasst: einen Basishauptkörper 32, der sich an seinem spitzen Endbereich in einer diametralen Richtung ins Innere eines Rohrdurchgangs in der Form eines Hauptdurchgangs 19 erstreckt und ein Verbindungselement 13 aufweist, das an seinem Basisendbereich ausgebildet ist; und einen Flansch 17, der integral mit dem Basishauptkörper 32 ausgebildet und in das Einsetzloch 31 eingesetzt ist.
In der Basis 11 sind ein Schaltplattenanschluss 12a, dessen einer Endbereich die Form eines Anschlusses des Verbindungselementes 13 aufweist und dessen anderer Endbereich elektrisch mit der Schaltplatte 5 verbunden ist, und einen Temperaturerfassungsanschluss 12b, dessen einer Endbereich die Form eines Anschlusses des Verbindungselementes 13 aufweist und dessen anderer Endbereich in dem Hauptdurchgang 19 freiliegt, integral mit Hilfe einer Formanordnung miteinander verbunden. Ein Einlassluft-Temperaturerfassungselement 21 zum Erfassen der Temperatur von Luft ist elektrisch mittels Schweißen mit dem anderen Endbereich des Temperaturerfassungsanschlusses 12b verbunden. Das Einlassluft-Temperaturerfassungselement 21, das im Wesentlichen in der Mitte des Hauptdurchgangs 19 außerhalb des Messdurchgangs 9 angeordnet ist, ist in der Nähe des Durchflussmengenerfassungselementes 2 angeordnet, das im Inneren des Messdurchgangs 9 positioniert ist.
Die Durchflussmengenmessvorrichtung 1 ist fest an dem Einlassrohr 30 mit Hilfe einzelner Befestigungsschrauben 18 an vier Ecken des Flansches 17 befestigt. Ein O-Ring 14 zum Verhindern einer Leckage von Luft zwischen dem Einsatzloch 31 und dem Flansch 17 ist in engem Kontakt mit einem Nutbereich in einer Umfangsseitenfläche des Flansches 17 angeordnet.
Die zuvor genannte Platte 10 ist beispielsweise aus PBT (Polybutylenterephthalat) hergestellt. In der Platte 10 ist die Schaltplatte 5 an einem fensterförmigen Rahmenbereich 33 positioniert. Ein ebener Bereich 34 ist mit dem Rahmenbereich 33 über einen gestuften Bereich verbunden. Eine Nut 35 mit dem in dieser angeordneten Durchflussmengenerfassungselement 2 ist an dem ebenen Bereich 34 an der Seite nahe des Rahmenbereichs 33 ausgebildet. Das Durchflussmengenerfassungselement 2 ist elektrisch mit der Schaltplatte 5 durch einen Draht 8 mittels Verdrahten verbunden. Vorliegend sollte klar sein, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Durchflussmengenerfassungselement 2 und der Schaltplatte 5 auch mittels Schweißen, Löten oder dergleichen erfolgen kann.
Das zuvor genannte Durchflussmengenerfassungselement 2 hat eine Fläche, die Teil einer Wand des Messdurchgangs 9 zusammen mit der Platte 10 bildet. Das Durchflussmengenerfassungselement 2 ist mit einem Durchflussmengenerfassungswiderstand 3 und einem Temperaturkompensationswiderstand 4 versehen. Der Durchflussmengenerfassungswiderstand 3 und der Temperaturkompensationswiderstand 4 sind mittels Mustern von Platinfilmen (nicht gezeigt) an einer Fläche an einer Isolierplatte aus Silizium, Keramik oder dergleichen an der dem Draht 8 gegenüberliegenden Seite ausgebildet.
Zudem sind der Durchflussmengenerfassungswiderstand 3 und der Temperaturkompensationswiderstand 4 bei dem Durchflussmengenerfassungselement 2 in Kombination auf einem Substrat ausgebildet, wobei jedoch eine Wärmeisolierung (nicht gezeigt) durchgeführt wird, so dass die Wärme des Durchflussmengenerfassungswiderstands 3 nur schwer zum Temperaturkompensationswiderstand 4 geleitet werden kann.
Das zuvor genannte Gehäuse 6 ist in einen konkaven Bereich 22 eingesetzt, der in dem Flansch 17 der Basis 11 ausgebildet ist. Der Abdeckungsbereich 20 des Gehäuses 6 umfasst ein Paar von Positionsbegrenzungsbereichen 7, die einander gegenüber ausgebildet sind und in Innenrichtungen vorstehen, um die Kanten der Schaltplatte 5 zu bedecken, so dass die Position in einer Höhenrichtung der Schaltplatte 5 beschränkt oder begrenzt ist. Zudem ist der Abdeckungsbereich 20 entlang seines gesamten Umfangs mit einer Außenumfangsnut 15 ausgebildet, und der Umfangsbereich des Deckels 16 ist in die Außenumfangsnut 15 eingesetzt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 5(A) bis 9(B) die Herstellung der Durchflussmengenmessvorrichtung mit dem zuvor beschriebenen Aufbau erläutert.
Nachdem ein Verbindungsmaterial auf eine obere Fläche des Rahmenbereichs 33 und die Nut 35 des ebenen Bereichs 34 der Platte 10 aufgetragen wurde, werden die Schaltplatte 5 und das Durchflussmengenerfassungselement 2 entsprechend an dem Rahmenbereich 33 und der Nut 35 angeordnet, woraufhin die Schaltplatte 5 und das Durchflussmengenerfassungselement 2 unter Verwendung des Drahtes 8 mittels Verdrahtung elektrisch miteinander verbunden werden (5(A) bis 6(B)).
Nach diesem Verbindungsprozess werden anpassende Schaltungsabstimmungen in Bezug auf die Schaltplatte 5 und das Durchflussmengenerfassungselement 2 ausgeführt.
Daraufhin wird ein Verbindungsmaterial auf die wesentlichen Bereiche der Basis 11 aufgetragen, auf die das Einlasslufttemperaturerfassungselement 21 an dem spitzen Endbereich des Temperaturerfassungsanschlusses 12b in einem anderen Prozess geschweißt wurde, und die Platte 10 wird an der Basis 11 positioniert.
Dann wird ein Verbindungsmaterial auf der Rückseite des Gehäuses 6 aufgetragen, und das Gehäuse 6 wird an der Platte 10 angeordnet, wobei ein Ende des Gehäuses 6 in den konkaven Bereich 22 in dem Flansch 17 eingesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Positionsbegrenzungsbereiche 7 mit der Fläche der Schaltplatte 5 in Kontakt, wodurch die Position in der Höhenrichtung der Schaltplatte 5 begrenzt wird. Daraufhin werden sowohl die Verbindungsmaterialien an der hinteren Fläche der Platte 10 als auch an der hinteren Fläche des Gehäuses 6 zeitgleich thermisch ausgehärtet, um die Basis 11, die Platte 10 und das Gehäuse 6 einteilig miteinander auszubilden, woraufhin das andere Ende des Schaltplattenanschlusses 12a und die Schaltplatte 5 unter Verwendung des Drahtes 8 mittels Drahtanschluss elektrisch miteinander verbunden werden (6(C) bis 8(B)).
Vorliegend sollte bei dieser Ausführungsform klar sein, dass Verbindungsmaterialien der unter dem Einfluss von Wärme aushärtenden Art verwendet werden, wobei jedoch auch Verbindungsmaterialien der kalt aushärtenden Art ebenfalls verwendet werden können. Zudem kann die Basis 11, die Platte 10 und das Gehäuse 6 auch beispielsweise mittels Schweißen oder dergleichen ohne die Verwendung von Verbindungsmaterialien einteilig miteinander ausgebildet werden.
Schließlich, nachdem ein Dichtungsgel (nicht gezeigt) in dem Abdeckungsbereich 20 eingespritzt wurde, wird ein Verbindungsmaterial auf die äußere Umfangsnut 15 aufgetragen, woraufhin der Deckel 16 an dem Abdeckungsbereich 20 angeordnet wird, um diesen zu verschließen (8(C) bis 9(B)).
Die Durchflussmengenmessvorrichtung 1 gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist an einem Einlassrohr 30 befestigt, und wen die Temperatur der Außenluft gering ist, befindet sich die Einlassluft im Inneren des Einlassrohrs 30 in einem kalten Zustand, wobei jedoch das Einlassrohr 30 selbst aufgrund des thermischen Effektes der Verbrennungsmaschine warm werden kann.
Gemäß der Durchflussmengenmessvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist das Durchflussmengenerfassungselement 2 jedoch an der Platte 10 angeordnet, die aus dem PBT-Harz hergestellt ist, dessen thermische Leitfähigkeit im Vergleich zu Metall geringer ist, so dass die Wärme des Einlassrohres 30 nicht einfach durch die Basis 11 zu dem Durchflussmengenerfassungselement 2 geleitet wird. Zudem ist auch die Schaltplatte 5 an der Platte 10 angeordnet, so dass die Wärme, die von der Schaltplatte 5 selbst erzeugt wird, ebenfalls nicht einfach an das Durchflussmengenerfassungselement 2 weitergegeben wird.
Entsprechend kann die Durchflussmenge der Luft, die durch den Hauptdurchgang 19 strömt, genauer ohne den Einfluss der Wärme in einem Motorraum außerhalb des Einlassrohrs 30 aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Einlassrohrs 30 und des Einflusses der Schaltplatte 5 selbst erzeugten Wärme genauer gemessen werden.
Und zudem ist das Einlasslufttemperaturerfassungselement 21 außerhalb des Messdurchgangs 9 an einer derartigen Position angeordnet, dass das Einlasslufttemperaturerfassungselement 21 selbst keine turbulente Strömung der Luft erzeugt, die in der Nähe des Durchflussmengenerfassungselementes 2 strömt. Entsprechend kann die Durchflussmengenmessvorrichtung 1 die Luftdurchflussmenge ohne eine nachteilige Beeinträchtigung aufgrund der turbulenten Strömung genauer erfassen.
Zudem ist das Einlasslufttemperaturerfassungselement 21 nicht nur von der Innenwand des Einlassrohrs 30, sondern auch von der Platte 10 beabstandet, so dass der Einfluss der Wärme in dem Motorraum unter Einfluss der Wärme der Schaltplatte 5 selbst auf das Einlasslufttemperaturerfassungselement 21 geringer als die Einflüsse auf das Durchflussmengenerfassungselement 2 sind, und die Lufttemperatur kann genauer erfasst werden.
Zudem ist das Einlasslufttemperaturerfassungselement 21 in der Nähe des Durchflussmengenerfassungselementes 2 angeordnet, so dass eine Lufttemperatur nahe derjenigen der Luft erfasst werden kann, die durch das Durchflussmengenerfassungselement 2 erfasst wird.
Wenn das Einlassrohr 30 einer Vibration ausgesetzt wird, wird der Flansch 17 in einen sogenannten freitragenden Zustand überführt, in dem der Flansch 17 als ein festes Ende wirkt und in dem die spitzen Enden der Platte 10 und des Gehäuses 6 als freie Enden wirken, wodurch die Vibration der Platte 10 und des Gehäuses 6 um den Flansch 17 erzeugt wird.
Ferner ist bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der konkave Bereich 22 in dem Flansch 17 der Basis 11 ausgebildet, die in das Einsetzloch 31 in dem Einlassrohr 30 eingesetzt ist, und die Schaltplatte 5 und der Abdeckungsbereich 20 des Gehäuses 6, der das Durchflussmengenerfassungselement 2 abdeckt, sind in den konkaven Bereich 22 eingesetzt.
Entsprechend ist der Draht 8, der den Schaltplattenanschluss 12a und die Schaltplatte 5 miteinander verbindet, an einer Seite in der Nähe des Flansches 17 angeordnet, der als ein Vibrationsdrehpunkt wirkt, so dass die Beanspruchung des Drahtes 8 aufgrund der Vibration verringert wird, weshalb ein Bruch oder ein Trennen des Drahtes 8 verhindert werden kann, so dass es möglich ist, die Verlässlichkeit der elektrischen Verbindung zwischen dem Schaltplattenanschluss 12a und der Schaltplatte 5 zu verbessern.
Zudem sind bei der Durchflussmengenmessvorrichtung 1, wie es in den 5(A) bis 9(B) gezeigt ist, die Basis 11, die Platte 10, die Schaltplatte 5, das Gehäuse 6 und der Deckel 16 derart montiert, dass sie alle an der gleichen Seite oder in der gleichen Richtung angeordnet sind, weshalb die relative Positionierung oder Ausrichtung der einzelnen Komponententeile sowie die Technisierung des Produktionsprozesses einfach realisierbar sind, und es kann eine gleichbleibende Qualität und eine Kostenreduktion der Produkte erzielt werden.
Zweite Ausführungsform
10 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Durchflussmengenmessvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 11 ist eine teilweise weg geschnittene Vorderansicht der in 10 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung.
Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Basis 11 und eine Platte 10 unter Verwendung des gleichen PBT-Harzes einteilig miteinander ausgebildet. Der sonstige Aufbau dieser zweiten Ausführungsform ähnelt derjenigen der ersten Ausführungsform.
Gemäß der Durchflussmengenmessvorrichtung dieser zweiten Ausführungsform können ähnliche vorteilhafte Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden. Zudem wird der Prozess des Positionierens oder Ausrichtens der Platte 10 und der Basis 11 unnötig, und zugleich ist es basierend auf den so integrierten Komponententeilen der Platte 10 und der Basis 11 möglich, die entsprechenden Komponententeile einschließlich der Schaltplatte 5, des Gehäuses 6 und des Deckels 16 zu montieren, so dass die Positionsgenauigkeit zwischen den entsprechenden Komponententeilen verbessert werden kann.
Dritte Ausführungsform
12 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Durchflussmengenmessvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 13 ist eine teilweise weg geschnittene Vorderansicht der in 12 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung 1.
Bei dieser dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ein Basishauptkörper 32 einer Basis 11 und ein Flansch 17 jeweils als separate Elemente ausgebildet. Die relativen Positionen des Basishauptkörpers 32, einer Platte 10, einer Schaltplatte 5, eines Gehäuses 6 und eines Deckels 16, die aufeinander laminiert sind, in Bezug auf den Flansch 17, sind an einer radialen Außenseite desselben, verglichen mit der ersten Ausführungsform, positioniert. Die übrige Konstruktion dieser dritten Ausführungsform ähnelt derjenigen der ersten Ausführungsform.
Bei dieser dritten Ausführungsform können die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden, und der Draht 8, der den Schaltplattenanschluss 12a elektrisch mit der Schaltplatte 5 verbindet, ist an einer festen Seite der Vibration der Durchflussmengenmessvorrichtung 1 angeordnet, so dass die Beanspruchung des Drahtes 8 aufgrund der Vibration verglichen mit der ersten Ausführungsform weiter verringert werden kann, und die Verlässlichkeit der elektrischen Verbindung zwischen dem Schaltplattenanschluss 12a und der Schaltplatte 5 kann weiter verbessert werden.
Vierte Ausführungsform
14 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Durchflussmengenmessvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 15 ist eine teilweise weg geschnittene Vorderansicht der in 14 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung 1. 16 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der Durchflussmengenmessvorrichtung 1 gemäß 14, und 17 ist eine vergrößerte Ansicht wesentlicher Bereiche der in 15 dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung 1.
Bei dieser vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungsöffnung 24 in einem Gehäuse 6 an einer Position gegenüber einem Durchflussmengenerfassungselement 12 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 24 und ein Abdeckungsbereich 20 sind mit einem Deckel 16 abgedeckt. Die sonstige Konstruktion dieser vierten Ausführungsform ist ähnlich derjenigen der ersten Ausführungsform.
Bei der in der ersten Ausführungsform dargestellten Durchflussmengenmessvorrichtung 1 kann es in einem in 8(A) gezeigten Zustand derselben vorkommen, d. h. wenn das Gehäuse 6 an der Platte 10 angeordnet und mit dieser unter Verwendung des Verbindungsmaterials verbunden ist, dass das Verbindungsmaterial zum Messdurchgang 9 vorsteht, so dass es sogar eine Fläche des Durchflussmengenerfassungselementes 2 erreicht.
Im Gegensatz dazu kann bei dieser vierten Ausführungsform nach dem Befestigen des Gehäuses 6 an der Platte 10 ein defektes Produkt, bei dem das Verbindungsmaterial zum Messdurchgang 9 vorsteht, einfach durch die Durchgangsöffnung 24 ausfindig gemacht werden.
Obwohl bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen eine Durchflussmengenmessvorrichtung 1 beschrieben wurde, die an dem Einlassrohr 30 der Verbrennungsmaschine angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf solche beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Durchflussmengenmessvorrichtung angewendet werden, die beispielsweise an einem Auslassrohr einer Verbrennungsmaschine zum Messen der Durchflussmenge eines Abgases angeordnet werden, das von der Verbrennungsmaschine abgelassen wird.
Obwohl die Platte 10 aus PBT-Harz hergestellt ist, ist die vorliegende Erfindung ferner nicht auf eine solche beschränkt, sondern es können auch andere Harze verwendet werden, die einen sehr guten thermischen Widerstand und eine sehr gute elektrische Isolierung sowie eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweisen.
Obwohl die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte Fachleuten klar sein, dass die Erfindung modifiziert werden kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 11-14423 [0002]
- JP 2001-124606 [0005]

Claims

Durchflussmengenmessvorrichtung (1), die an einem Rohr angeordnet ist, indem sie in ein Einsetzloch (31) eingesetzt wird, das in dem Rohr ausgebildet ist, um eine Durchflussmenge eines zu messenden Fluids zu messen, das durch einen Rohrdurchgang (19) strömt, der in dem Rohr definiert ist, wobei die Vorrichtung (1) aufweist: eine Basis (11), die einen Basishauptkörper (32), der an seinem Basisendbereich mit einem Verbindungselement (13) ausgebildet ist, das zu einer Außenseite des Rohrs vorsteht, und einen Flansch (17) aufweist, der an dem Basishauptkörper (32) ausgebildet und in das Einsetzloch (31) eingesetzt ist; eine Platte (10), die aus Harz hergestellt und an dem Basishauptkörper (32) entlang einer Strömungsrichtung des zu messenden Fluids befestigt ist; ein Durchflussmengenerfassungselement (2), das an der Platte (10) derart ausgebildet ist, dass es von dieser freiliegt, um die Durchflussmenge des zu messenden Fluids zu erfassen; eine Schaltplatte (5), die an der Platte (10) an einer Seite derselben nahe des Verbindungselementes (13) angeordnet ist und eine darin eingebaute Steuerschaltung aufweist, um das Durchflussmengenerfassungselement (2) derart anzusteuern, dass ein Signal des Durchflussmengenerfassungselementes (2) verarbeitet wird; ein Gehäuse (6), das an er Platte (10) befestigt und mit einer Fluiddurchgangsnut (23), die mit der Platte (10) kommuniziert, um einen Messdurchgang (9) zu bilden, der zum Führen des zu messenden Fluids dient und in dem das Durchflussmengenerfassungselement (2) angeordnet ist, und mit einem Abdeckungsbereich (20) ausgebildet ist, der die Schaltplatte (5) abdeckt; und einen Deckel (16), der den Abdeckungsbereich (20) verschließt.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Basis (11) den Basishauptkörper (32) und den Flansch (17) umfasst, die jeweils aus separaten Elementen gebildet sind.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Basis (11) integral mit der Platte (10) mit Hilfe einer Formteilanordnung ausgebildet ist.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Durchgangsöffnung (24) in dem Gehäuse (6) an einer Position gegenüber dem Durchflussmengenerfassungselement (2) ausgebildet ist, und wobei die Durchgangsöffnung (24) durch den Deckel (16) verschlossen ist.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abdeckungsbereich (20) des Gehäuses (6) Positionsbegrenzungsbereiche (7) aufweist, die in Innenrichtungen vorstehen, um Kanten der Schaltplatte (5) zu bedecken und auf diese Weise die Position der Schaltplatte (5) zu begrenzen.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Basis (11) einen Temperaturerfassungsanschluss (12b) umfasst, dessen einer Endbereich die Form eines Anschlusses des Verbindungselementes (13) aufweist, und dessen anderer Endbereich in dem Hauptdurchgang (19) außerhalb des Messdurchgangs (9) freiliegt, und wobei ein Einlasslufttemperaturerfassungselement (21) zum Erfassen der Temperatur des zu messenden Fluids an dem anderen Endbereich des Temperaturerfassungsanschlusses (12b) angeordnet ist.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Basis (11) einen Schaltplattenanschluss (12a) umfasst, dessen einer Endbereich die Form eines Anschlusses des Verbindungselementes (13) aufweist und dessen anderer Endbereich elektrisch mit der Schaltplatte (5) verbunden ist, und wobei elektrisch verbundene Bereiche des Schaltplattenanschlusses (12a) der Schaltplatte (5) an ihren Seiten in der Nähe des Flansches (17) angeordnet sind.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Abdeckungsbereich (20) in einem konkaven Bereich (22) eingesetzt ist, der in dem Flansch (17) ausgebildet ist.
Durchflussmengenmessvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Rohr ein Einlassrohr (30) eine Verbrennungsmaschine ist, und wobei das zu messende Fluid Luft ist.