JP2002318147A - 空気流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板３（回路部）が収容固定される収納
部9ａからのゲル１４の流出を防止可能な空気流量測定
装置１を提供する。 【解決手段】 ハウジング９に貫通孔１０（連通手段）
を設けて、空気流量測定装置１が吸気管１００に取付け
られた時に収納部９ａ内と吸気管１００内とを連通させ
ると共に、貫通孔１０の吸気管１００側の開口部である
第２の開口部１０ｂに、通気性および防水性を兼備する
部材からなるフィルタ１１を装着した。これにより、エ
ンジン運転中、収納部９ａ内の圧力は、常に吸気管１０
０内の圧力と同じに保たれるので、万一センサモジュー
ル２とハウジング９との間等に隙間が生じた場合にも、
収納部９ａ内に充填されたゲル１４が吸気管１００内に
流出することを確実に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気流路を流れる
空気流量を測定する空気流量測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の空気流量測定装置
は、例えば、内燃機関（以下、内燃機関をエンジンと呼
ぶ）に搭載されて吸入空気流量を測定するエアフローメ
ータとして用いられている。この空気流量測定装置にお
いて、流量測定素子部と電気的に接続し流量検出信号を
出力する制御回路を有する回路部は、ＩＣを含む複数の
電子部品が実装された回路基板から構成されている。こ
の回路基板は、樹脂製のハウジングに設けられた収納部
内に収容固定され、さらに、回路基板上に実装された電
子部品の防水性および放熱性向上のために、収納部内に
回路基板を覆うようにゲルが充填される。そして、樹脂
製のカバー等により気密的に密閉されている。また、ハ
ウジングには、空気流量測定装置を外部と接続するため
のコネクタが一体成形されている。

【０００３】この空気流量測定装置は、エンジンに搭載
されているため高温雰囲気中に曝される。したがって、
回路基板が収容されている収納部内の圧力は温度上昇と
ともに上昇する。この圧力上昇によって、ハウジングや
カバーが変形し気密性の低下、或いは、変形により生じ
た隙間からのゲルの流出といった不具合の可能性があ
る。

【０００４】この対策として、例えば、特開平８−３３
８２７９号公報に開示される空気流量測定装置では、収
納部内とコネクタ内とを通気する通気手段を備え、これ
により収納部内とハウジング外部、すなわち大気とを連
通させて、収納部内圧力上昇を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法によると収納部内は略大気圧となり、他方、流量測定
素子部はエンジンの吸気管内に臨んでいるため、エンジ
ン運転中は、この吸気管内圧力は負圧、つまり大気圧よ
りも低い圧力になっている。このため、圧力が大気圧で
ある収納部内と吸気管内との間に圧力差が生じ、例え
ば、流量測定素子部とハウジングとの間等に隙間がある
場合にはそれを介して収納部内のゲルが吸気管内に吸出
される恐れがある。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、回路部が収容固定され
る収納部から吸気管内へのゲルの流出を防止可能な空気
流量測定装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
する為、以下の技術的手段を採用する。

【０００８】本発明の請求項１に記載の空気流量測定装
置は、収納部内のゲルのない空間に開口する第１の開口
部と空気流路内に開口する第２の開口部とを有し、収納
部内と空気流路内とを空気の出入り自在に連通する連通
手段を備えた。これにより、空気流路内の空気流の作用
により、収納部内圧力と空気流路内圧力との間に圧力差
が生じた場合、この連通手段により圧力差は解消される
ので、例えば流量測定素子とハウジングとの間等に隙間
が生じた場合にも、収納部内のゲルが吸気管内へ吸出さ
れることを防止することができる。

【０００９】本発明の請求項２に記載の空気流量測定装
置は、第１の開口部、第２の開口部、および連通手段の
途中のいずれかに通気性および防水性を兼備する部材を
配設した。これにより、空気流路内および収納部内相互
の連通手段を介しての異物、水分の移動を阻止すること
ができる。また、通気性および防水性を兼備する部材を
連通手段の途中に配設すれば、通気性および防水性を兼
備する部材が脱落し難くなりその効果を確実に維持する
ことができる。

【００１０】また、本発明の請求項３では、連通手段を
ハウジング内に形成した。これにより、ハウジングの形
状設定により容易に連通手段を設けることが可能とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、エン
ジンに搭載されて吸入空気流量の測定に使用されている
空気流量測定装置を例に、図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施形態による空気流
量測定装置１をエンジンの吸気管に取付けた状態を示す
断面図である。

【００１３】図１に示すように、エンジン（図示せず）
の吸気管１００（空気流路）の所定位置に形成された取
付け孔１０１に空気流量測定装置１がプラグイン方式で
取付けられている。吸気管１００内の空気流は、図１の
紙面手前側から紙面奥側へ流れている。吸気管１００の
上流側（図１の紙面手前側）にはエアクリーナ（図示せ
ず）が配置されている。空気流量測定装置１は、その内
部、特に、後述する発熱素子６と感温素子５への異物付
着を防止するために、エアクリーナの直後、つまり下流
側近傍の吸気管１００内に装着されている。

【００１４】この空気流量測定装置１は、流量測定の主
要機能部を形成しているセンサモジュール２、流量検出
信号を出力する制御回路を形成する回路基板３、吸気管
１００内に突出して吸気管内の空気流の一部を空気流量
測定用の各種素子まで導入するバイパス流路８、センサ
モジュール２および回路基板３を収容すると共にバイパ
ス流路８を保持固定するハウジング９、およびハウジン
グ９内の回路基板３を気密に保持するカバー１６とから
構成されている。

【００１５】センサモジュール２は、空気流量測定用の
流量測定素子部である発熱素子６および感温素子５と、
空気温度検出素子７を樹脂成形により一体化したもので
あり、空気流量測定装置１の主要機能部を形成してい
る。感温素子５、発熱素子６、および、空気温度検出素
子７は、センサモジュール２上において吸気管１００の
内側に向かう側に突出して配置されている。感温素子５
は、発熱素子６に触れる空気の温度を測定するため、発
熱素子６の熱放射の影響を受けない範囲で発熱素子６の
できるだけ近くに配置される。また、空気流量測定装置
１において、これら２つの素子はバイパス流路８内に配
置されて吸気管１００内の空気流の一部を導入したバイ
パス流中に曝されている。空気温度測定素子７には、例
えば、サーミスタ等が用いられ、バイパス流路８の外側
に配置されている。センサモジュール２は、ハウジング
９の収納部９ａ内に溶着あるいは接着等により気密的に
固定されている。

【００１６】バイパス流路８は、樹脂成形により形成さ
れている。センサモジュール２がハウジング９に固定さ
れた後、バイパス流路８がハウジング９に接着または溶
着により固定され、発熱素子６および感温素子５は、バ
イパス流路８の上流側流路８ｂ内に突出している。バイ
パス流路８の空気流入口８ａは、吸気管１００内の上流
側に向かって開口して吸気管１００内の空気流の一部を
上流側流路８ｂ内に導入する。エンジン（図示せず）運
転中における吸気管１００内の軸方向空気流速は、吸気
管１００の軸方向に垂直な断面内においてその中心付近
が最も大きく、且つ安定している。さらに、空気流速
は、中心から外周に向かうにつれて小さくなると共に不
安定となっている。したがって、空気流量測定装置１の
空気流量測定精度を良好に維持するために、バイパス流
路８の空気流入口８ａは、吸気管１００の中心付近に開
口するように設定されている。

【００１７】流量検出信号を出力する制御回路を形成す
る回路基板３は、例えばガラスエポキシ樹脂製の基板上
に、ＩＣ等の電子部品４が実装されて制御回路が形成さ
れ、発熱素子６への供給電流を制御すると共にこの電流
値を電圧値に変換後、空気流量検出信号として外部へ出
力している。回路基板３は、ハウジング９の収納部９ａ
に接着固定されている。

【００１８】ハウジング９は、樹脂成形により形成さ
れ、空気流量測定装置１を外部と接続するためのコネク
タ９ｂが一体成形されると共に、コネクタ９ｂには、複
数のターミナル１２がインサート成形されている。ハウ
ジング９の収納部９ａ内には回路基板３が接着固定さ
れ、この回路基板３、コネクタ９ｂの複数のターミナル
１２、および、センサモジュール２の各素子５、６、７
がワイヤボンディング１３によって電気的に接続されて
いる。また、ハウジング９の収納部９ａ内には、回路基
板３上の電子部品４およびワイヤボンディング１３を完
全に覆うようにして、シリコン系等の柔軟性を有する素
材で構成されるゲル１４が充填されている。このゲル１
４によって電子部品４およびワイヤボンディング１３は
水分および異物から保護されている。さらに、一般にゲ
ル１４は熱容量が大きい素材であるので、電子部品４の
内で発熱性を有するものが発生する熱をゲル１４を介し
て効果的に放熱することができる。ハウジング９の収納
部９ａにゲル１４を充填した後、ハウジング９にはカバ
ー１６が接着または溶着により固定されて収納部９ａの
気密を確保している。

【００１９】また、ハウジング９には、空気流量測定装
置１が吸気管１００に取付けられた時に、収納部９ａ内
と吸気管１００内とを連通させる連通手段である貫通孔
１０が設けられている。この貫通孔１０の収納部９ａ側
の外壁は、第１の開口部１０ａがゲル１４によって塞が
れないように、収納部９ａ内においてはゲル１４のない
空間である図１の上方に突出している。また、貫通孔１
０の吸気管１００側の開口部である第２の開口部１０ｂ
には、通気性および防水性を兼備する部材、例えば、化
学繊維や樹脂等からなるフィルタ１１が装着されてい
る。

【００２０】空気流量測定装置１が吸気管１００に取付
けられた時、収納部９ａ内の圧力はほぼ大気圧である。
一方、エンジン（図示せず）運転中における吸気管１０
０内の圧力は負圧（大気圧より低い圧力）になってい
る。したがって、貫通孔１０を有していない従来の空気
流量測定装置においては、収納部９ａと吸気管１００と
の間に圧力差が発生している。このため、センサモジュ
ール２とハウジング９との接合部に万が一隙間があった
場合、収納部９ａ内に充填されたゲル１４が吸気管１０
０内へ吸引されて流出する可能性があった。本発明の実
施形態においては、連通孔１０を設けて、収納部９ａ内
の圧力と吸気管１００内の圧力とを常に同じに保ってい
る。これにより、収納部９ａ内に充填されたゲル１４が
吸気管１００内に流出する不具合は確実に防止できる。
さらに、貫通孔１０の吸気管１００側の開口部である第
２の開口部１０ｂに装着された通気性および防水性を兼
備する部材からなるフィルタ１１により、貫通孔１０を
介しての吸気管１００と収納部９ａとの間の水滴あるい
は異物の往来はフィルタ１１によって阻止される。

【００２１】また、ハウジング９は、吸気管１００の取
付け孔１０１に嵌合する嵌合部９ｃを有し、この嵌合部
９ｃにはＯ−リング１５が装着されて、取付け孔１０１
部の気密を維持している。

【００２２】次に、本発明の一実施形態による空気流量
測定装置１の組立て方法について説明する。

【００２３】なお、この時点までに、センサモジュール
２の、感温素子５、発熱素子６、および、空気温度測定
素子７をインサートした一体成形、および、ハウジング
９の第２の開口部へのフィルタ１１の取付けが完了して
いる。

【００２４】先ず、センサモジュール２をハウジング９
の収納部９ａの所定の位置に接着または溶着により固定
する。

【００２５】次に、バイパス流路８をハウジング９に接
着または溶着により固定する。

【００２６】次に、回路基板３を収納部９ａの所定の位
置に接着により固定する。

【００２７】次に、回路基板３と、各素子５、６、７
と、ターミナル１２とをワイヤボンディング１３により
電気的に接続する。

【００２８】次に、ハウジング９の収納部９ａにゲル１
４を充填する。この時、第１の開口部１０ａをゲル１４
で塞がないように注意する。

【００２９】最後に、カバー１６を収納部９ａに接着ま
たは溶着により固定して、空気流量測定装置１の組付け
が完了する。

【００３０】以上説明した、本発明の一実施形態による
空気流量測定装置１においては、空気流量測定装置１が
吸気管１００に取付けられた時に収納部９ａ内と吸気管
１００内とを連通させる連通手段として、ハウジング９
に貫通孔１０を設けている。また、貫通孔１０の吸気管
１００側の開口部である第２の開口部１０ｂに、通気性
および防水性を兼備する部材からなるフィルタ１１を装
着している。これにより、エンジン（図示せず）運転
中、吸気管１００内の圧力が負圧（大気圧より低い圧
力）になり収納部９ａと吸気管１００との間に差圧が発
生しても、収納部９ａ内の圧力は、貫通孔１０によって
直ちに吸気管１００内の圧力と同じに保たれる。

【００３１】このため、センサモジュール２とハウジン
グ９との接合部に万が一隙間があっても、収納部９ａ内
に充填されたゲル１４が吸気管１００内に流出する不具
合は確実に防止できる。さらに、フィルタ１１により、
貫通孔１０を介しての吸気管１００と収納部９ａとの間
の水滴あるいは異物の往来は確実に阻止される。

【００３２】また、貫通孔１０およびフィルタ１１は、
ハウジング９の体格を従来とほとんど変えずに設けるこ
とができるので、コスト上昇を最小限に留めつつ、収納
部９ａ内に充填されたゲル１４が吸気管１００内に流出
する不具合を確実に防止することができる。

【００３３】なお、以上説明した、本発明の一実施形態
による空気流量測定装置１においては、フィルタ１１を
第２の開口部１０ｂに取付けたが、第１の開口部１０ａ
に取付けてもよい。さらに、貫通孔１０の途中に固定し
てもよい。

【００３４】また、本発明の一実施形態による空気流量
測定装置１においては、連通手段として、ハウジング９
に貫通孔１０を設けているが、ハウジング９とセンサモ
ジュール２との接合部において、ハウジング９およびセ
ンサモジュール２の少なくとも一方に、収納部９ａ内空
間と吸気管内とを連通する凹部を設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による空気流量測定装置１
を、エンジンの吸気管に取付けた状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 空気流量測定装置 ２ センサモジュール ３ 回路基板（回路部） ４ 電子部品 ５ 感温素子 ６ 発熱素子 ７ 空気温度測定素子 ８ バイパス流路 ８ａ 空気流入口 ８ｂ 上流側流路 ９ ハウジング ９ａ 収納部 ９ｂ コネクタ ９ｃ 嵌合部 １０ 貫通孔（連通手段） １０ａ 第１の開口部 １０ｂ 第２の開口部 １１ フィルタ（通気性および防水性を兼備する部
材） １２ ターミナル １３ ワイヤボンディング １４ ゲル １５ Ｏ−リング １６ カバー １００ 吸気管 １０１ 取付け孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気流路内に配設されて前記空気流路を
   流れる空気流量を測定する流量測定素子部と、 前記流量測定素子部と電気的に接続し、流量検出信号を
   出力する制御回路を形成する回路部と、 前記回路部を収容する収納部を有するハウジングと、 前記収納部内に充填されて前記回路部を覆うゲルと、 前記収納部を気密的に覆うカバーと、を備える空気流量
   測定装置において、 前記収納部内の前記ゲルのない空間に開口する第１の開
   口部と前記空気流路内に開口する第２の開口部とを有
   し、前記収納部内と前記空気流路内とを空気の出入り自
   在に連通する連通手段を備えたことを特徴とする空気流
   量測定装置。
2. 【請求項２】 前記第１の開口部、前記第２の開口部、
   および前記連通手段の途中のいずれかに通気性および防
   水性を兼備する部材を配設したことを特徴とする請求項
   １に記載の空気流量測定装置。
3. 【請求項３】 前記連通手段は、前記ハウジング内に形
   成されていることを特徴とする請求項１または請求項２
   のいずれかに記載の空気流量測定装置。