JP2019066329A - Physical quantity detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば内燃機関の吸入空気の物理量を検出する物理量検出装置に関する。 The present invention relates to a physical quantity detection device that detects, for example, a physical quantity of intake air of an internal combustion engine.
例えば特許文献１には、吸気通路の内壁から通路中心に向かって計測部が突出し、その計測部内の基端側に回路基板が配置され、計測部の先端側に副通路が配置された熱式流量計の構成が示されている。
For example, in
上記した従来の装置を、小型の内燃機関に適用した場合、吸気通路の大きさに合わせて計測部の突出長さを短くする必要があり、吸気通路の内壁が有する熱が計測部の先端まで伝達されやすく、計測部に伝達される全体の熱量が大きくなる。したがって、計測部に設けられているセンサへの熱影響が大きくなり、センサの検出精度に影響を与えるおそれがある。 When the above-described conventional device is applied to a small-sized internal combustion engine, it is necessary to shorten the projecting length of the measurement unit in accordance with the size of the intake passage, and the heat of the inner wall of the intake passage reaches the tip of the measurement unit It is easy to be transmitted, and the total amount of heat transmitted to the measurement unit becomes large. Therefore, the thermal influence on the sensor provided in the measurement unit becomes large, which may affect the detection accuracy of the sensor.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化に起因するセンサへの熱影響を抑制することができる物理量検出装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described point, and an object of the present invention is to provide a physical quantity detection device capable of suppressing a thermal effect on a sensor caused by miniaturization.
上記課題を解決する本発明の物理量検出装置は、
主通路内を流れる被計測気体の物理量を検出する物理量検出装置であって、
前記被計測気体の流量を検出する流量センサと該流量センサを駆動する電子部品が樹脂で封止されているチップパッケージと、
該チップパッケージが実装される回路基板と、を備え、
前記チップパッケージは、該チップパッケージの一部が前記回路基板の端部から側方に突出した状態で回路基板の基板面に固定されており、
前記回路基板は、前記回路基板の基板面上の位置でかつ前記チップパッケージよりも前記チップパッケージの突出方向とは反対の方向に偏倚した位置に、前記チップパッケージの幅よりも広い平坦な余白領域を有することを特徴とする。
The physical quantity detection device of the present invention which solves the above-mentioned subject
A physical quantity detection device for detecting a physical quantity of a gas to be measured flowing in a main passage, the physical quantity detection apparatus comprising:
A flow rate sensor for detecting the flow rate of the gas to be measured, and a chip package in which an electronic component for driving the flow rate sensor is sealed with a resin;
A circuit board on which the chip package is mounted;
The chip package is fixed to the substrate surface of the circuit board in a state where a part of the chip package protrudes laterally from the end of the circuit board,
The flat blank area wider than the width of the chip package at a position on the substrate surface of the circuit board and at a position deviated in the direction opposite to the projecting direction of the chip package than the chip package. It is characterized by having.
本発明によれば、チップパッケージ全体を回路基板の基板面上の位置に配置した場合と比較して、回路基板の大きさを小さくすることができる。したがって、回路基板を介してセンサに伝達される熱量を小さくすることができ、小型化に起因したセンサへの熱影響を抑制することができる。
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, the size of the circuit board can be reduced as compared with the case where the entire chip package is disposed on the substrate surface of the circuit board. Therefore, the amount of heat transferred to the sensor via the circuit board can be reduced, and the thermal influence on the sensor due to the miniaturization can be suppressed.
Further features related to the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. Further, problems, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.
以下に説明する、発明を実施するための形態（以下、実施例）は、実際の製品として要望されている種々の課題を解決しており、特に車両の吸入空気の物理量を検出する検出装置として使用するために望ましい色々な課題を解決し、種々の効果を奏している。下記実施例が解決している色々な課題の内の一つが、上述した発明が解決しようとする課題の欄に記載した内容であり、また下記実施例が奏する種々の効果のうちの１つが、発明の効果の欄に記載された効果である。下記実施例が解決している色々な課題について、さらに下記実施例により奏される種々の効果について、下記実施例の説明の中で述べる。従って、下記実施例の中で述べる、実施例が解決している課題や効果は、発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄の内容以外の内容についても記載されている。 The mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an example) to be described below solves various problems demanded as an actual product, and in particular, as a detection device for detecting a physical quantity of intake air of a vehicle It solves various problems that are desirable to use and has various effects. One of the various problems solved by the following embodiments is the content described in the column of the problems to be solved by the above-described invention, and one of the various effects exhibited by the following embodiments is: It is an effect described in the column of the effect of the invention. Regarding various problems solved by the following embodiments, various effects exerted by the following embodiments will be further described in the description of the following embodiments. Accordingly, the problems and effects that the embodiments solve are described in the following embodiments are also described for contents other than the contents of the columns of the problems to be solved by the invention and the effects of the invention.
以下の実施例で、同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を成す。既に説明済みの構成について、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。 In the following embodiments, the same reference numerals indicate the same configuration even if the drawing numbers are different, and the same effects are achieved. With regard to the configuration that has already been described, the drawings may be given only reference numerals and descriptions thereof may be omitted.
図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１に、本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示す、システム図である。エンジンシリンダ１１とエンジンピストン１２を備える内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、主通路２２である例えば吸気ボディと、スロットルボディ２３と、吸気マニホールド２４を介してエンジンシリンダ１１の燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の物理量は、本発明に係る物理量検出装置２０で検出され、その検出された物理量に基づいて燃料噴射弁１４より燃料が供給され、被計測気体２と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁１４は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が被計測気体２と共に混合気を成形し、吸気弁１５を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment using a physical quantity detection device according to the present invention in an electronic fuel injection type internal combustion
燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１３の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１６から排気管に導かれ、排気ガス３として排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ２５により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ２５の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。
The fuel and air introduced to the combustion chamber are in a mixed state of fuel and air, and are sparkly burned by spark ignition of the
＜内燃機関制御システムの制御の概要＞
エアクリーナ２１から取り込まれ主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体２の流量、温度、湿度、圧力などの物理量が物理量検出装置２０により検出され、物理量検出装置２０から吸入空気の物理量を表す電気信号が制御装置４に入力される。また、スロットルバルブ２５の開度を計測するスロットル角度センサ２６の出力が制御装置４に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１２や吸気弁１５や排気弁１６の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ１７の出力が、制御装置４に入力される。排気ガス３の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ２８の出力が制御装置４に入力される。
<Overview of Control of Internal Combustion Engine Control System>
A physical quantity such as flow rate, temperature, humidity, pressure and the like of the gas to be measured 2 which is intake air taken in from the
制御装置４は、物理量検出装置２０の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ１４６の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度とに基づいて、燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁１４から供給される燃料量、また点火プラグ１３により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに物理量検出装置２０で検出される温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ２８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置４は、さらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ１３２をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ２７により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。
The control device 4 calculates the fuel injection amount and the ignition timing based on the physical quantity of the intake air, which is the output of the physical
内燃機関の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも物理量検出装置２０の出力を主パラメータとして演算される。従って、物理量検出装置２０の検出精度の向上や、経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。
The fuel supply amount and the ignition timing, which are main control amounts of the internal combustion engine, are both calculated using the output of the physical
特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには、物理量検出装置２０により検出される吸入空気２の物理量の検出精度の向上が極めて重要である。また、物理量検出装置２０が高い信頼性を維持していることも大切である。
物理量検出装置２０が搭載される車両は、温度や湿度の変化が大きい環境で使用される。物理量検出装置２０は、その使用環境における温度や湿度の変化への対応や、塵埃や汚染物質などへの対応も、考慮されていることが望ましい。
In particular, in recent years, the demand for fuel efficiency of the vehicle is very high, and the demand for purification of exhaust gas is very high. In order to meet these demands, it is extremely important to improve the detection accuracy of the physical quantity of the
The vehicle on which the physical
また、物理量検出装置２０は、内燃機関からの発熱の影響を受ける吸気管に装着される。このため、内燃機関の発熱が主通路２２である吸気管を介して物理量検出装置２０に伝わる。物理量検出装置２０は、被計測気体と熱伝達を行うことにより被計測気体の流量を検出するので、外部からの熱の影響をできるだけ抑制することが重要である。
Further, the physical
車に搭載される物理量検出装置２０は、以下で説明するように、単に発明が解決しようとする課題の欄に記載された課題を解決し、発明の効果の欄に記載された効果を奏するのみでなく、以下で説明するように、上述した色々な課題を十分に考慮し、製品として求められている色々な課題を解決し、色々な効果を奏している。物理量検出装置２０が解決する具体的な課題や奏する具体的な効果は、以下の実施例の記載の中で説明する。
The physical
＜物理量検出装置の外観構造＞
図２Ａから図２Ｆは、物理量検出装置の外観を示す図である。なお、以下の説明では、主通路の中心軸に沿って被計測気体が流れるものとする。
物理量検出装置２０は、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入されて利用される。物理量検出装置２０は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１に取り付けられるカバー２０２とを備えている。ハウジング２０１は、合成樹脂製材料を射出成形することによって構成されており、カバー２０２は、例えばアルミニウム合金などの導電性材料からなる板状部材によって構成されている。カバー２０２は、薄い板状に形成されて、広い平坦な冷却面を有している。
<Appearance structure of physical quantity detection device>
2A to 2F are views showing the appearance of the physical quantity detection device. In the following description, it is assumed that the gas to be measured flows along the central axis of the main passage.
The physical
ハウジング２０１は、物理量検出装置２０を主通路２２である吸気ボディに固定するためのフランジ２１１と、フランジ２１１から突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ２１２と、フランジ２１１から主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部２１３を有している。
The
計測部２１３は、フランジ２１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面２２１と背面２２２、及び幅狭な一対の側面２２３、２２４を有している。計測部２１３は、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の通路中心に向かって突出する。そして、正面２２１と背面２２２が主通路２２の中心軸に沿って平行に配置され、計測部２１３の幅狭な側面２２３、２２４のうち計測部２１３の短手方向一方側の側面２２３が主通路２２の上流側に対向配置され、計測部２１３の短手方向他方側の側面２２４が主通路２２の下流側に対向配置される。
The measuring
計測部２１３は、図２Ｆに示すように、計測部２１３の正面２２１が、短手方向に沿って一方側の側面２２３から他方側の側面２２４まで平坦であるのに対し、計測部２１３の背面２２２は、角部が面取りされており、かつ、短手方向中間位置から他方側の側面２２４まで移行するにしたがって正面に漸次接近する方向に傾斜しており、断面形状がいわゆる流線型となっている。したがって、主通路２２の上流から流れてきた被計測気体２を正面２２１及び背面２２２に沿って円滑に下流に導くことができ、被計測気体２に対する流体抵抗を小さくすることができる。
In the
計測部２１３の先端部は、計測部２１３の下面が段差状に形成されており、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の上流側に配置される一方側の下面２２６と、主通路２２の下流側に配置される他方側の下面２２７とを有し、一方側の下面２２６よりも他方側の下面２２７の方がさらに突出し、一方側の下面２２６と他方側の下面２２７との間を結ぶ段差面２２８が主通路２２の上流側に向かって対向配置されるようになっている。そして、計測部２１３の段差面２２８には、吸入空気などの被計測気体２の一部を計測部２１３内の副通路に取り込むための入口２３１が開口して設けられている。そして、計測部２１３の短手方向他方側の側面２２４でかつ段差面２２８に対向する位置には、計測部２１３内の副通路に取り込んだ被計測気体２を主通路２２に戻すための第１出口２３２及び第２出口２３３が開口して設けられている。
つまり、計測部２１３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向上流側に向かって対向配置される第１壁部（一方側の側面２２３）と、第１壁部よりも計測部２１３の先端部側でかつ主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側の位置において被計測気体２の流れ方向上流側に向かって対向配置されて副通路の入口２３１が開口する第２壁部（段差面２２８）とを有する。
The lower surface of the measuring
That is, the measuring
物理量検出装置２０は、副通路の入口２３１が、フランジ２１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部２１３の先端部に設けられているので、主通路２２の内壁面近傍ではなく、内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。このため、物理量検出装置２０は、主通路２２の内壁面から離れた部分の気体の流量を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。
In the physical
主通路２２の内壁面近傍では、主通路２２の温度の影響を受け易く、気体の本来の温度に対して被計測気体２の温度が異なる状態となり、主通路２２内の主気体の平均的な状態と異なることになる。特に主通路２２がエンジンの吸気ボディである場合は、エンジンからの熱の影響を受け、高温に維持されていることが多い。このため主通路２２の内壁面近傍の気体は、主通路２２の本来の気温に対して高いことが多く、計測精度を低下させる要因となる。また、主通路２２の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路２２の平均的な流速に比べ、流速が低くなる。このため、主通路２２の内壁面近傍の気体を被計測気体２として副通路に取り込むと、主通路２２の平均的な流速に対する流速の低下が計測誤差につながる恐れがある。
In the vicinity of the inner wall surface of the
物理量検出装置２０は、フランジ２１１から主通路２２の中央に向かって延びる薄くて長い計測部２１３の先端部に入口２３１が設けられているので、内壁面近傍の流速低下に関係する計測誤差を低減できる。また、物理量検出装置２０は、フランジ２１１から主通路２２の中央に向かって伸びる計測部２１３の先端部に入口２３１が設けられているだけでなく、副通路の第１出口２３２及び第２出口２３３も計測部２１３の先端部に設けられているので、さらに計測誤差を低減することができる。
The physical
物理量検出装置２０は、計測部２１３が主通路２２の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、側面２２３、２２４の幅は、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、狭い形状を成している。これにより、物理量検出装置２０は、被計測気体２に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。
The physical
＜温度検出部の構造＞
物理量検出装置２０は、図２Ｂに示すように、計測部２１３の先端部に、温度検出部である吸気温度センサ２０３が設けられている。吸気温度センサ２０３は、計測部２１３の外に露出して設けられている。具体的には、被計測気体２の流れ方向において、計測部２１３の一方側の側面よりも下流側の位置でかつ計測部２１３の段差面２２８よりも上流側の位置に配置されている。計測部２１３の段差面２２８には、副通路の入口２３１が開口して設けられており、吸気温度センサ２０３は、副通路の入口２３１よりも上流側に配置されている。
<Structure of Temperature Detection Unit>
In the physical
吸気温度センサ２０３は、計測部２１３の外に露出して設けられており、副通路の入口２３１よりも上流側に配置されているので、吸気温度センサ２０３を計測部２１３の副通路内に配置した場合と比較して、副通路内に設けられている流量センサ２０５の流量計測に影響を与えるおそれがない。
The intake
吸気温度センサ２０３は、円柱状のセンサ本体２０３ａと、センサ本体２０３ａの軸方向両端部から互いに離間する方向に向かって突出する一対のリード２０３ｂとを有するアキシャルリード部品によって構成されている。吸気温度センサ２０３は、計測部２１３内の回路基板２０７にリード２０３ｂを介して実装されており、計測部２１３の一方側の下面２２６から一対のリード２０３ｂが突出して、計測部２１３の段差面２２８に対向する位置にセンサ本体２０３ａが配置されている。吸気温度センサ２０３は、計測部２１３の一方側の下面２２６に沿って平行でかつ被計測気体２の流れ方向に沿う向きとなるように配置されている。
The intake
吸気温度センサ２０３は、一対のリード２０３ｂによってセンサ本体２０３ａが支持された状態で計測部２１３の外に露出しているため、計測部２１３には、吸気温度センサ２０３を保護するためのプロテクタ２０２ａが設けられている。プロテクタ２０２ａは、計測部２１３の下面から突出して吸気温度センサ２０３よりも計測部２１３の正面側に対向配置されている。本実施例では、カバー２０２の一部を計測部２１３の下面よりも突出させることによって構成されている。吸気温度センサ２０３は、計測部２１３の外に露出しているので、そのままでは例えば物理量検出装置２０の搬送時や物理量検出装置２０を主通路２２に取り付ける作業時に他の物体と接触させて、その検出性能に影響を与えてしまうおそれがある。物理量検出装置２０は、プロテクタ２０２ａを計測部２１３の正面側において吸気温度センサ２０３に対向配置させているので、搬送時や作業時等において吸気温度センサ２０３が他の物体に直接接触するのを未然に防ぐことができる。
The
プロテクタ２０２ａの突出長さは任意に選択できる。例えば、吸気温度センサ２０３が計測部２１３の一方側の下面２２６から大きく離間した位置に配置されている場合には、少なくとも吸気温度センサ２０３と同じ位置までプロテクタ２０２ａの先端が配置されるように、その突出長さが設定される。また、吸気温度センサ２０３が計測部２１３の一方側の下面２２６近傍位置に配置されている場合には、下面２２６から大きく離間した位置に配置されている場合と比較して、他の物体に接触する可能性も低くなるので、プロテクタを設けなくてもよい。
The protruding length of the
計測部２１３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向上流側に向かって対向配置される一方側の側面２２３（第１壁部）と、一方側の側面２２３よりも計測部２１３の先端部側でかつ主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側の位置において被計測気体２の流れ方向上流側に向かって対向配置されて副通路の入口２３１が開口する段差面２２８（第２壁部）とを有している。そして、吸気温度センサ２０３は、一方側の側面２２３よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側でかつ段差面２２８（第２壁部）に開口する副通路の入口２３１よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向上流側の位置に配置されている。したがって、主通路２２を流れる被計測気体２が計測部２１３の短手方向一方側の側面２２３に衝突すると、計測部２１３の段差面２２８に向かって流れ込む剥離流が発生する。剥離流は、計測部２１３の一方側の側面２２３よりも下流側でかつ計測部２１３の段差面２２８よりも上流側の位置に配置されている吸気温度センサ２０３に当たる被計測気体２の流れを増速させることができる。
The measuring
図３は、物理量検出装置周辺の被計測気体の流速を測定したものである。測定結果によれば、計測部２１３の一方側の側面２２３よりも上流側のポイント（８）〜（１４）では、流速が０．５ｍ／ｓ以下であったのに対し、計測部２１３の一方側の側面２２３よりも下流側でかつ計測部２１３の段差面２２８よりも上流側のポイント（１）〜（７）では、流速が０．６ｍ／ｓ以上であり、計測部２１３の一方側の側面２２３よりも下流側でかつ計測部２１３の段差面２２８よりも上流側の位置の方が、計測部２１３の一方側の側面２２３の上流側の位置よりも流速が高くなっている。これは、被計測気体２が計測部２１３の一方側の側面２２３に衝突して生じた剥離流が、計測部２１３の一方側の側面２２３よりも下流側でかつ計測部２１３の段差面２２８よりも上流側の位置における被計測気体２の流れを増速させたことによるものと推測される。
FIG. 3 shows the measurement of the flow velocity of the gas to be measured around the physical quantity detection device. According to the measurement results, at points (8) to (14) on the upstream side of the
本実施形態の物理量検出装置２０によれば、吸気温度センサ２０３が、計測部２１３の一方側の側面２２３よりも上流側の位置ではなく、計測部２１３の一方側の側面２２３よりも下流側でかつ計測部２１３の段差面２２８よりも上流側の位置に配置されるので、吸気温度センサ２０３に対して、上流から真っ直ぐ流れてくる被計測気体２と、それに加えて剥離流も当てることができる。したがって、吸気温度センサ２０３の放熱性を向上させることができる。
According to the physical
＜フランジの構造＞
物理量検出装置２０の計測部２１３は、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、物理量検出装置２０のフランジ２１１が主通路２２に当接され、ねじで主通路２２に固定される。フランジ２１１は、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、図２Ｅ及び図２Ｆに示すように、対角線上の角部には固定穴部２４１が対をなして設けられている。固定穴部２４１は、フランジ２１１を貫通する貫通孔２４２を有している。フランジ２１１は、固定穴部２４１の貫通孔２４２に、不図示の固定ネジが挿通されて主通路２２のネジ穴に螺入されることにより主通路２２に固定される。
<Structure of flange>
The measuring
図２Ｅに示すように、フランジ２１１の上面には複数のリブが設けられている。リブは、固定穴部２４１とコネクタ２１２との間を直線的に接続する第１リブ２４３と、固定穴部２４１の貫通孔２４２の周囲を囲む断面テーパ状の第２リブ２４４と、フランジ２１１の外周部に沿って設けられている第３リブ２４５と、フランジ２１１の対角線上でかつ第１リブ２４３に交差する方向に延在する第４リブ２４６とを有している。
As shown in FIG. 2E, the upper surface of the
第１リブ２４３は、主通路２２へのねじ固定力が作用する固定穴部２４１と、立体形状により剛性が比較的高いコネクタ２１２との間に亘って直線的に設けられているので、フランジ補強効果が高い。したがって、第１リブ２４３を有していないものと比較して、フランジ２１１の厚さを薄くすることができ、ハウジング全体の軽量化を図ることができ、また、ハウジング２０１の成形時にフランジ２１１を構成する樹脂の収縮の影響を低減することができる。
Since the
図４Ａは、図２ＥのＩＩＡ−ＩＩＡ線断面図、図４Ｂは、本実施形態のフランジにおける樹脂成形時における樹脂の流れを説明する図、図５Ａは、比較例における図４Ａに相当する図、図５Ｂは、比較例のフランジにおける樹脂成形時の樹脂の流れを説明する図である。 4A is a cross-sectional view taken along line IIA-IIA of FIG. 2E, FIG. 4B is a view for explaining the flow of resin at the time of resin molding in the flange of this embodiment, and FIG. 5A is a view corresponding to FIG. FIG. 5B is a view for explaining the flow of resin at the time of resin molding in the flange of the comparative example.
ハウジング２０１は、成形型内に樹脂を射出成形することにより製造され、樹脂成形時にフランジ２１１の部分では貫通孔２４２の周囲を回り込むように成形型内を樹脂Ｐが流れる。例えば図５Ａに示すように、固定穴部２４１の貫通孔２４２の周囲の肉厚が均一の場合、樹脂Ｐの流れの制御が難しく、図５Ｂに示すように、貫通孔２４２の部分で二股に分かれて貫通孔２４２の両側から樹脂Ｐがそれぞれ流れ込むときに、幅方向中央部分が先頭となって進み、かかる幅方向中央部分で互いが最初に合流し、貫通孔２４２に接近する方向と貫通孔２４２から離間する方向に向かって漸次合流が進むように形成される。したがって、合流部分において樹脂Ｐの合流が不充分で脆弱なウェルド（樹脂合流部）が発生するおそれがあり、金属ブッシュを未使用の場合には、耐久性が低く、クラックが発生する可能性があった。
The
これに対し、本実施形態では、図４Ａに示すように、断面テーパ状の第２リブ２４４を貫通孔２４２の周囲に設けている。第２リブ２４４は、図４Ｂに示すように、貫通孔２４２の部分で二股に分かれて貫通孔２４２の両側から樹脂Ｐがそれぞれ流れ込むときに、流れ込む樹脂Ｐの幅方向貫通孔近傍部分を先頭として、かかる部分で最初に合流させ、貫通孔２４２から離間する方向にのみ向かって合流が進むように、樹脂Ｐの流れを制御する。したがって、合流部分において樹脂Ｐを十分に合流させることができ、脆弱なウェルドの発生を防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the
第１リブ２４３は、一対の固定穴部２４１を結ぶ対角線上に沿って直線状に設けられており、第４リブ２４６は、他方の対角線上に沿って並ぶように設けられている。第１リブ２４３は、第４リブ２４６と比較して比較的幅太に形成されており、剛性が高くなっている。第３リブ２４５には、フランジ２１１の一辺毎に切り欠きが設けられており、フランジ２１１の上面でかつ第１リブ２４３と第３リブ２４５によって囲まれた領域に液体が溜まるのを防ぐようになっている。
The
コネクタ２１２は、図２Ｅに示すように、その内部に４本の外部端子２４７と補正用端子２４８が設けられている。外部端子２４７は、物理量検出装置２０の計測結果である流量や温度などの物理量を出力するための端子および物理量検出装置２０が動作するための直流電力を供給するための電源端子である。補正用端子２４８は、生産された物理量検出装置２０の計測を行い、それぞれの物理量検出装置２０に関する補正値を求めて、物理量検出装置２０内部のメモリに補正値を記憶するのに使用する端子であり、その後の物理量検出装置２０の計測動作では上述のメモリに記憶された補正値を表す補正データが使用され、この補正用端子２４８は使用されない。従って、外部端子２４７が他の外部機器との接続において、補正用端子２４８が邪魔にならないように、補正用端子２４８は、外部端子２４７とは異なる形状をしている。この実施例では外部端子２４７より補正用端子２４８が短い形状をしており、外部端子２４７に接続される外部機器への接続端子がコネクタ２１２に挿入されても、接続の障害にならないようになっている。
As shown in FIG. 2E, the
＜ハウジングの構造＞
図６Ａは、カバーが取り外された状態のハウジングの正面図、図６Ｂは、図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線断面図である。なお、図６Ａ及び図６Ｂでは、回路基板を封止しているホットメルトを省略している。
<Structure of housing>
6A is a front view of the housing with the cover removed, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line VIB-VIB of FIG. 6A. 6A and 6B, the hot melt sealing the circuit board is omitted.
ハウジング２０１には、計測部２１３内に副通路２３４を形成するための副通路溝２５０と、回路基板２０７を収容するための回路室２３５が設けられている。回路室２３５と副通路溝２５０は、計測部２１３の正面に凹設されており、計測部２１３の短手方向一方側と他方側に分かれて配置されている。回路室２３５は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向上流側の位置に配置され、副通路２３４は、回路室２３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側の位置に配置される。
The
ハウジング２０１には、主通路１２４を流れる被計測気体２の流量を計測するための流量センサを備えるチップパッケージ２０８が回路基板２０７に実装された状態で収容されている。チップパッケージ２０８は、チップパッケージ２０８の一部が回路基板２０７の端部から側方に突出した状態で回路基板２０７の基板面に固定されている。チップパッケージ２０８は、副通路２３４と回路室２３５との間に亘って配置されている。
In the
副通路溝２５０は、カバー２０２との協働により副通路２３４を形成する。副通路２３４は、計測部の突出方向（長手方向）に沿って延在して設けられている。副通路234を形成する副通路溝２５０は、第１副通路溝２５１と、第１副通路溝２５１の途中で分岐する第２副通路溝２５２とを有している。第１副通路溝２５１は、計測部２１３の段差面２２８に開口する入口２３１と、計測部２１３の他方側の側面でかつ段差面２２８に対向する位置に開口する第１出口２３２との間に亘って、計測部２１３の短手方向に沿って延在するように形成されている。入口２３１は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向上流側に向かって対向配置されている。第１副通路溝２５１は、主通路２２内を流れる被計測気体２を入口２３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口２３２から主通路２２に戻す第１副通路を構成する。第１副通路は、入口２３１から主通路２２内における被計測気体２の流れ方向に沿って延在し、第１出口２３２までつながる。
The
第２副通路溝２５２は、第１副通路溝２５１の途中位置で分岐して計測部２１３の長手方向に沿って計測部２１３の基端部側（フランジ側）に向かって延在する。そして、計測部２１３の基端部で計測部２１３の短手方向他方側に向かって折れ曲がり、Ｕターンして再び計測部２１３の長手方向に沿って計測部２１３の先端部に向かって延在する。そして、第１出口２３２の手前で計測部２１３の短手方向他方側に向かって折曲され、計測部２１３の他方側の側面２２４に開口する第２出口２３３に連続するように設けられている。第２出口２３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側に向かって対向配置される。第２出口２３３は、第１出口２３２とほぼ同等若しくは若干大きい開口面積を有しており、第１出口２３２よりも計測部２１３の長手方向基端部側に隣接した位置に形成されている。
The second sub passage groove 252 branches at an intermediate position of the first
第２副通路溝２５２は、第１副通路から分岐されて流れ込んだ被計測気体２を通過させて第２出口２３３から主通路２２に戻す第２副通路を構成する。第２副通路は、計測部２１３の長手方向に沿って往復する経路を有する。つまり、第２副通路は、第１副通路の途中で分岐して、計測部２１３の基端部側に向かって延在し、計測部２１３の基端部側で折り返されて計測部２１３の先端部側に向かって延在し、入口２３１よりも主通路２２内における被計測気体２の流れ方向下流側で被計測気体２の流れ方向下流側に向かって対向配置される第２出口２３３につながる経路を有する。第２副通路溝２５２は、その途中位置に流量センサ２０５が配置されている。第２副通路溝２５２は、第２副通路の通路長さをより長く確保することができ、主通路内に脈動が生じた場合に、流量センサ２０５への影響を小さくすることができる。
The second
上記構成によれば、計測部２１３の延びる方向に沿って副通路２３４を形成することができ、副通路２３４の長さを十分に長く確保できる。これにより、物理量検出装置２０は、十分な長さの副通路２３４を備えることができる。したがって、物理量検出装置２０は、流体抵抗を小さい値に抑えられると共に高い精度で被計測気体３０の物理量を計測することが可能である。
According to the above configuration, the
第１副通路溝２５１は、入口２３１から第１出口２３２まで計測部２１３の短手方向に沿って延在して設けられているので、入口２３１から第１副通路内に侵入した塵埃などの異物をそのまま第１出口２３２から排出させることができ、異物が第２副通路に侵入するのを防ぎ、第２副通路内の流量センサ２０５に影響を与えるのを防ぐことができる。
Since the first
第１副通路溝２５１の入口２３１と第１出口２３２は、入口２３１の方が第１出口２３２よりも大きな開口面積を有している。入口２３１の開口面積を第１出口２３２よりも大きくすることによって、第１副通路に流入した被計測気体２を、第１副通路の途中で分岐している第２副通路にも確実に導くことができる。
The
第１副通路溝２５１の入口２３１には、長手方向中央位置に突起部２５３が設けられている。突起部２５３は、入口２３１の大きさを長手方向に２等分して、それぞれの開口面積を第１出口２３２及び第２出口２３３よりも小さくしている。突起部２５３は、入口２３１から第１副通路に侵入可能な異物の大きさを第１出口２３２及び第２出口２３３よりも小さいものだけに規制し、異物によって第１出口２３２や第２出口２３３が塞がれるのを防ぐことができる。
A
＜各センサの配置位置＞
図６Ａに示すように、回路室２３５は、計測部２１３の短手方向一方側に設けられており、回路基板２０７が収容されている。回路基板２０７は、計測部の長手方向に沿って延在する長方形状を有しており、その表面には、チップパッケージ２０８と、圧力センサ２０４と、温湿度センサ２０６が実装されている。
<Position of each sensor>
As shown in FIG. 6A, the
チップパッケージ２０８は、回路基板２０７に実装されている。チップパッケージ２０８には、流量センサ２０５と、流量センサ２０５を駆動する電子部品であるＬＳＩとが実装されている。チップパッケージ２０８は、第２副通路溝２５２内に流量センサ２０５が配置されるように、回路基板２０７の長手方向中央位置で回路基板２０７から短手方向他方側にチップパッケージ２０８の一部が突出した状態で実装されている。
The
圧力センサ２０４は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向基端部側に実装されており、温湿度センサ２０６は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向先端側に実装されている。そして、回路基板２０７の表面には、吸気温度センサ２０３のリードが接続されている。吸気温度センサ２０３は、温湿度センサ２０６よりも回路基板２０７の長手方向先端側の位置にリード２０３ｂが接続され、センサ本体２０３ａが回路基板２０７から長手方向にはみ出して計測部２１３の外部に露出した位置に配置されるように実装されている。
The
計測部２１３には、その長手方向に沿って基端部側から先端部側に向かって（計測部２１３の突出方向に向かって）、（１）圧力センサ２０４、（２）流量センサ２０５、（３）温湿度センサ２０６、（４）吸気温度センサ２０３が順番に配置されている。（１）圧力センサ２０４は、被計測気体２の圧力を検出し、流量センサ２０５は、被計測気体２の流量を検出する。温湿度センサ２０６は、被計測気体２の湿度を検出し、吸気温度センサは、被計測気体の温度を検出する。
In the measuring
図７Ａは、各センサの許容温度誤差を示した数値グラフである。
図７Ａの数値グラフによれば、（１）圧力センサ２０４は、温度誤差の許容範囲が−２５℃から５０℃の間であり、各センサの中で最も広く、熱影響が小さい。そして、（２）流量センサ２０５は、高温側への許容範囲が広く、高温側で熱影響が小さい。一方、（３）温湿度センサ２０６は、低温側への許容範囲が広く、低温側で熱影響が小さい。そして、（４）吸気温度センサ２０３は、許容範囲が基準温度２５℃を含む近傍のみであり、温度の許容範囲が各センサの中で最も狭く、熱影響が大きい。
FIG. 7A is a numerical graph showing the allowable temperature error of each sensor.
According to the numerical graph of FIG. 7A, (1) the
物理量検出装置２０は、例えば自動車のエンジンルーム内に配置される。エンジンルーム内の温度は、６０℃から１００℃であり、主通路２２を通過する被計測気体２の温度は平均２５℃である。したがって、物理量検出装置２０には、フランジ２１１側からエンジンルーム内の熱が伝達され、その温度分布は、フランジ２１１側から計測部２１３の先端部側に向かって移行するにしたがって漸次温度が低くなる。
The physical
したがって、本実施形態の計測部２１３では、最も熱影響が小さい（１）圧力センサ２０４を基端側に配置し、次に高温側で熱影響が小さい（２）流量センサ２０５を（１）圧力センサ２０４よりも計測部２１３の先端部側に配置する。そして、次に低温側で熱影響が小さい（３）温湿度センサ２０６を（２）流量センサ２０５よりも計測部２１３の先端部側に配置に配置し、最も熱影響を受けやすい（４）吸気温度センサ２０３を計測部２１３の先端部に配置する構成とした。図７Ｂは、エンジンルーム内における各センサの温度変化を示したグラフである。図７Ｂに示すように、各センサの配置順に応じた温度分布となっている。
Therefore, in the
本実施形態によれば、回路基板２０７を計測部２１３の長手方向に沿って延在するように配置しているので、フランジ２１１からの熱伝導距離を主通路２２の中心軸近傍まで確保できる。そして、（１）〜（４）の各センサを、計測部２１３の基端部から先端部に向かって熱影響の小さい順に並べて配置しているので、各センサのセンサ性能を確保することができる。また、回路基板２０７を、計測部２１３の短手方向一方側に配置することで空気への熱伝導率を促進させることができる。
According to the present embodiment, since the
＜回路室内のシール構造＞
図８Ａは、カバーが取り外されたハウジングの正面図、図８Ｂは、回路基板２０７の正面図、図８Ｃは、図８ＢのVIIIＣ−VIIIＣ線断面図である。
<Seal structure in circuit room>
8A is a front view of the housing with the cover removed, FIG. 8B is a front view of the
回路基板２０７は、図８Ａから図８Ｅに示すように、ホットメルト接着剤２０９が塗布されて、回路基板２０７と各センサとの導通部が保護されている。各センサのセンサ面は、ホットメルト接着剤２０９に覆われずに露出しており、センシング機能は失われない。ホットメルト接着剤２０９は、例えば弾性変形可能な弾力性を有する熱可塑性樹脂材料により構成されており、加熱軟化された状態で回路基板２０７に塗布される。
As shown in FIGS. 8A to 8E, the hot melt adhesive 209 is applied to the
回路室は、図８Ａにハッチングで示される部分が接着剤によってカバーに接着され、接着剤とホットメルト接着剤２０９によって回路基板２０７の正面側が３つの部屋Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に気密的に仕切られるようになっている。具体的には、ハウジング２０１に一体成形されたコネクタターミナル２１４と回路基板２０７の接続端子部とが接続される第１室Ｒ１と、圧力センサ２０４とチップパッケージ２０８の一部が収容される第２室Ｒ２と、温湿度センサ２０６が収容されかつ吸気温度センサ２０３のリード２０３ｂが挿通される第３室Ｒ３が形成される。
The circuit chamber is adhered to the cover by adhesive at a portion shown by hatching in FIG. 8A, and the front side of the
第１室Ｒ１は、正面側がカバー２０２によって封止されており、計測部２１３の外側から隔離された密閉空間となっている。したがって、コネクタターミナル２１４と接続端子との接続部分が、被計測気体２に含まれているガスと接触して腐食するのを防ぐことができる。第２室Ｒ２は、カバー２０２との間の隙間を介して第２副通路２５２と連通しており、圧力センサ２０４による圧力の計測が可能になっている。第３室Ｒ３は、計測部２１３の下面２２６に開口する吸気温度センサ用のリード挿通穴２１６を介して計測部２１３の外側と連通しており、温湿度センサ２０６による温湿度の計測が可能になっている。
The first chamber R <b> 1 is sealed on the front side by the
＜ハウジング単体の構造＞
図９Ａは、カバーと基板が取り外されたハウジングの正面図、図９Ｂは、図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図、図９Ｃは、図９ＡのＩＸＣ−ＩＸＣ線断面図である。
<Structure of a single housing>
9A is a front view of the housing with the cover and the substrate removed, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line IXB-IXB of FIG. 9A, and FIG. 9C is a cross-sectional view taken along the line IXC-IXC of FIG.
ハウジング２０１は、図９Ａに示すように、回路室２３５の底面にリブ２３７が設けられている。リブ２３７は、計測部の長手方向に沿って延在する複数の縦リブと、計測部２１３の短手方向に沿って延在する複数の横リブを有しており、格子状に設けられている。
The
ハウジング２０１は、計測部２１３にリブ２３７を設けることによって、厚みを厚くすることなく高い剛性を得ることができる。ハウジング２０１は、フランジ２１１と計測部２１３とで厚さが大きく異なり、射出成形後の熱収縮率の差異が大きく、フランジ２１１と比較して厚みの薄い計測部２１３が変形しやすい。したがって、回路室２３５の底面に平面状に広がる格子状のリブ２３７を設けることで熱収縮時の計測部２１３のゆがみを抑えることができる。
The
ハウジング２０１は、計測部２１３の外壁ではなく、回路室２３５の底面にリブ２３７を設けている。リブ２３７を計測部２１３の外壁に設けた場合、主通路２２を通過する被計測気体２の流れに影響を与えるおそれがある。また、例えば片面実装の回路基板２０７を収容することを前提として回路室２３５の深さを設定していた場合、両面実装の回路基板２０７を収容するように仕様が変更になったときに、回路室２３５の深さを増大させなければならないが、計測部２１３の外壁にリブが設けられていると、回路室２３５の深さを増大させた分だけリブが突出し、計測部２１３の厚みが大きくなる。したがって、片面実装の場合と両面実装の場合で、計測部２１３の厚みが異なることとなり、検出精度に影響を与えるおそれがある。
The
これに対し、本実施例では、回路室２３５の底面にリブ２３７を設けているので、主通路２２を通過する被計測気体２の流れに影響を与えるのを防ぎ、被計測気体２を円滑に流すことができる。そして、回路室２３５内のリブ２３７の高さを変更するだけで回路室２３５の底面の深さを変更でき、回路基板２０７が片面実装と両面実装のいずれであるかにかかわらず計測部の厚みを変更する必要がない。
On the other hand, in the present embodiment, since the
ハウジング２０１には、コネクタターミナル２１４が一体成形されている。コネクタターミナル２１４は、基端がコネクタ２１２内の外部端子に接続されており、先端が回路室２３５内に突出して設けられている。コネクタターミナル２１４は、図９Ｃに示すように、先端が幅方向に弾性変形可能な端子（ニードルアイ）を有しており、回路基板２０７を回路室２３５に配置することによって、端部を回路基板２０７のスルーホール２６１に圧入して電気的な接続をするプレスフィット構造となっている。
A
そして、回路室２３５の底面には、回路基板２０７を位置決め支持するための溝穴２３８が凹設されている。回路基板２０７には、対応する位置に、凸部２０９ａが設けられている。凸部２０９ａは、ホットメルト接着剤２０９の一部を突出させることによって構成されている。回路基板２０７は、弾性変形可能な弾力性を有しているホットメルト接着剤２０９により構成された凸部２０９ａを溝穴２３８に嵌合させることによって、ハウジング２０１からの振動伝達が抑制された状態で回路室２３５内に支持される。
A
＜カバーの構造＞
カバー２０２は、例えばアルミニウム合金やステンレス合金などの金属製の導電性材料によって構成されている。カバー２０２は、計測部２１３の正面を覆う平板形状を有しており、接着剤によって計測部２１３に固定される。カバー２０２は、計測部２１３の回路室２３５を覆い、また、計測部２１３の副通路溝２５０との協働により副通路を構成する。カバー２０２は、所定のコネクタターミナル２１４との間に導電性の中間部材を介在させることによってグランドに電気的に接続されており、除電機能を有している。
<Structure of cover>
The
＜回路基板２０７の構造＞
図１０Ａは、チップパッケージと回路部品が実装された回路基板の正面図、図１０Ｂは、図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線断面図、図１０Ｃは、図１０ＡのＸＣ−ＸＣ線断面図である。そして、図１１Ａは、図１０Ａに示す回路基板が複数形成された基板シートを示す図、図１１Ｂは、図１１ＡのＸＩＢ部を拡大して示す図、図１１Ｃは、図１１ＢのＸＩＣ−ＸＩＣ線断面図、図１２は、比較例の回路基板が複数形成された基板シートを示す図である。
<Structure of
10A is a front view of a circuit board on which a chip package and a circuit component are mounted, FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line XB-XB of FIG. 10A, and FIG. 10C is a cross-sectional view taken along line XC-XC of FIG. 11A is a view showing a substrate sheet on which a plurality of circuit boards shown in FIG. 10A are formed, FIG. 11B is an enlarged view of the XIB portion in FIG. 11A, and FIG. 11C is a XIC-XIC line in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a substrate sheet on which a plurality of circuit boards of the comparative example are formed.
回路基板２０７は、計測部２１３の長手方向に沿って延在する長方形を有している。回路基板２０７の長手方向一方端部には、ハウジング２０１のコネクタターミナル２１４が圧入されるスルーホール２６１が設けられている。そして、スルーホール２６１に隣接する位置に、圧力センサ２０４が設けられている。圧力センサ２０４は、図１０Ａに示すように１個でもよく、また、複数を並べて配置してもよい。
The
回路基板２０７の長手方向中央位置には、チップパッケージ２０８が固定されている。チップパッケージ２０８は、回路基板２０７の端部から一部が突出してはみ出すように実装されている。具体的には、チップパッケージ２０８は、回路基板２０７の長手方向中央位置で短手方向一方側に偏倚した位置に基端部が固定されており、回路基板２０７から短手方向に沿って突出した位置に先端部が配置されている。チップパッケージ２０８の先端部には、流量センサ２０５が設けられており、第２副通路溝２５２内に配置されるようになっている。回路基板２０７は、回路基板２０７の基板面上の位置でかつチップパッケージ２０８よりもチップパッケージ２０８の突出方向とは反対の方向に偏倚した位置に、チップパッケージ２０８の幅よりも広い平坦な余白領域Ｓを有している。余白領域Ｓは、チップパッケージ２０８よりも短手方向他方側の位置に設けられており、回路部品が配置されておらず基板面が露出している。余白領域Ｓは、回路配線を有するが、回路部品が未実装の領域である。
The
本実施例では、図１１Ａに示すように、チップパッケージ２０８を回路基板２０７にはみ出し実装することにより、図１２に示す比較例のように、チップパッケージ２０８全体が回路基板２０７の表面に収まるように実装した場合と比較して、回路基板２０７の大きさを小さくすることができる。図１２に示す比較例の場合、回路基板２０７の破線Ｂで囲まれる部分は、副通路内に配置されるため、部品の実装が不可能であり、無駄なスペースとなる。これに対し、本実施例の回路基板２０７は、はみ出し実装により、比較例から約３０％の大きさ部分を省略することができ、回路基板２０７の小型化を図ることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 11A, by mounting the
また、回路基板２０７のチップパッケージ２０８よりも短手方向他方側の領域に、余白領域Ｓを設けているので、図１１Ａに示すように、基板シートＫの上の各回路基板２０７にチップパッケージ２０８を実装する際に、隣接する他の回路基板２０７の余白領域Ｓの上に、回路基板２０７から突出したチップパッケージ２０８の先端部を載せることができる。つまり、余白領域Ｓは、複数の回路基板２０７をチップパッケージ２０８の突出方向に複数並べた状態で、隣接する他の回路基板２０７に実装されているチップパッケージ２０８の突出部分を載置可能な大きさを有している。したがって、図１２に示す比較例のように、チップパッケージ２０８全体が回路基板２０７の表面に収まるように実装した比較例と比較して、同一サイズの基板シートＫでより多くの数の回路基板２０７を作ることができ、回路基板２０７の取り数を向上させることができ、生産性を上げることができる。
Further, since the blank area S is provided in the area on the other side of the
吸気温度センサ２０３は、図１０Ａに示すように、回路基板２０７の長手方向他方端部から長手方向に沿って突出して配置されている。回路基板２０７の長手方向他方端部には、吸気温度センサ２０３の一対のリード２０３ｂがそれぞれ挿通されるスルーホール２６２が設けられている。吸気温度センサ２０３の一対のリード２０３ｂは、各端部がそれぞれスルーホール２６２に挿入されており、回路基板２０７の表面に沿うように折曲されて、回路基板２０７の長手方向他方端部から平行に突出している。一対のリード２０３ｂに対向する回路基板２０７の基板面には、ハンダ用のパッド２６３が設けられており、リードにハンダ付けされている。そして、回路基板２０７から所定距離だけ離れた位置にセンサ本体２０３ａを支持している。
As shown in FIG. 10A, the intake
吸気温度センサ２０３は、図１１Ａに示すように、基板シートＫの上の各回路基板２０７に実装される際に、一対のリード２０３ｂの先端がスルーホール２６２に挿入され、各リード２０３ｂが回路基板２０７の基板面に沿うように配置される。そして、センサ本体２０３ａが、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、基板シートＫのフレーム枠Ｋ１に予め設けられている位置決め穴Ｋ２に入り込むように配置される。したがって、吸気温度センサ２０３は、回路基板２０７に対して正しい姿勢で正しい位置に位置決めされ、安定して支持された状態でハンダ付けされ、回路基板２０７に対する取付誤差を少なくすることができる。
As shown in FIG. 11A, when the intake
＜チップパッケージ２０８の構成＞
図１３Ａは、チップパッケージの正面図、図１３Ｂは、チップパッケージの背面図、図１３Ｃは、チップパッケージの左側面図、図１３Ｄは、チップパッケージの右側面図、図１３Ｅは、チップパッケージの下面図、図１４は、回路部品が未実装である回路基板の正面図である。
<Structure of
13A is a front view of the chip package, FIG. 13B is a rear view of the chip package, FIG. 13C is a left side view of the chip package, FIG. 13D is a right side view of the chip package, and FIG. FIG. 14 is a front view of a circuit board on which circuit components are not mounted.
チップパッケージ２０８は、ＬＳＩと流量センサ２０５をリードフレームの上に搭載し、熱硬化性樹脂で封止することによって構成されている。チップパッケージ２０８は、略平板形状に樹脂成形されたパッケージ本体２７１を有している。パッケージ本体２７１は、長方形を有しており、計測部２１３の短手方向に沿って延在し、パッケージ本体２７１の長手方向一方側の基端部が回路室２３５に配置され、パッケージ本体２７１の長手方向他方側の先端部が第２副通路溝２５２内に配置される。
The
パッケージ本体２７１の基端部には複数本の接続端子２７２が突出して設けられている。チップパッケージ２０８は、これら複数の接続端子２７２を回路基板２０７のパッド２６４にハンダ付けすることにより回路基板２０７に固定される。
At the proximal end of the
パッケージ本体２７１の先端部には流量センサ２０５が設けられている。流量センサ２０５は、第２副通路内に露出して配置されている。流量センサ２０５は、パッケージ本体２７１の表面に凹設された通路溝２７３内に設けられている。通路溝２７３は、第２副通路溝２５２内で第２副通路溝２５２に沿って延在するように、パッケージ本体２７１の短手方向に沿って短手方向一方側の端部から短手方向他方側の端部までの全幅に亘って形成されている。流量センサ２０５は、ダイヤフラム構造を有しており、パッケージ本体２７１のダイヤフラム裏面側には閉塞された空間室が形成されている。空間室は、パッケージ本体２７１の内部に形成された換気通路を介して、パッケージ本体２７１の基端部の表面に開口する換気口２７４と連結されている。
A
パッケージ本体２７１の基端部の裏面には、回路基板２０７に位置決めするための位置決め凸部２７５が設けられている。位置決め凸部２７５は、パッケージ本体２７１の短手方向に離れた位置に対をなして設けられている。回路基板２０７には、パッケージ本体２７１の位置決め凸部２７５が挿入される位置決め穴２６５が設けられている。チップパッケージ２０８は、パッケージ本体２７１の位置決め凸部２７５を回路基板２０７の位置決め穴２６５に挿入することによって回路基板２０７に対する位置決めを行うことができる。
Positioning
また、パッケージ本体２７１の裏面には、チップパッケージ２０８を基板シートＫの回路基板２０７に取り付ける際に、パッケージ本体２７１の回路基板２０７に対する姿勢を決めるための突起部２７６が設けられている。突起部は、図１３Ｂに示すように、基端部の四隅と、先端部の短手方向中央の位置に設けられている。
Further, on the back surface of the
基端部側の突起部２７６は、回路基板２０７の基板面に当接して回路基板２０７の上にパッケージ本体２７１を支持し、先端部側の突起部２７６は、図１１Ａに示すように、隣接する他の回路基板２０７の余白領域Ｓの上に支持する。突起部２７６は、半球形状を有しており、回路基板２０７の基板面の凹凸や傾きに対して点接触して、パッケージ本体２７１を適切に支持することができる。
チップパッケージ２０８は、パッケージ本体２７１の基端部が回路基板２０７の上に配置され、パッケージ本体２７１の先端部が回路基板２０７から側方に突出した位置に配置されるので、バランスが悪く、先端部側が回路基板２０７の裏面側に下がり、基端部側が回路基板２０７の表面から浮き上がるように傾くおそれがある。
In the
本実施例では、パッケージ本体２７１の裏面に突起部２７６を設けて、パッケージ本体２７１の先端部と基端部を、それぞれ回路基板２０７の上と、隣接する他の回路基板２０７の上の両方に載せて支持しているので、パッケージ本体２７１の傾きを防ぐことができる。したがって、接続端子２７２を回路基板２０７のパッド２６４にハンダ付けすることによって、回路基板２０７に対してチップパッケージ２０８を正しい姿勢状態で固定することができる。
In the present embodiment, a
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 As mentioned above, although the embodiment of the present invention was explained in full detail, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various designs are possible in the range which does not deviate from the spirit of the present invention described in the claim. It is possible to make changes. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the described configurations. Further, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Furthermore, with respect to a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add / delete / replace other configurations.
1 内燃機関制御システム
2 被計測気体
20 物理量検出装置
22 主通路
201 ハウジング
202 カバー
203 吸気温度センサ
204 圧力センサ
205 流量センサ
206 温湿度センサ
207 回路基板
208 チップパッケージ
209 ホットメルト接着剤
211 フランジ
212 コネクタ
213 計測部
214 コネクタターミナル
215 リブ(回路室底面)
221 正面
222 背面
223 一方側の側面
224 他方側の側面
226 一方側の下面
227 他方側の下面
228 段差面
231 入口
232 第１出口
233 第２出口
234 副通路
235 回路室
237 リブ(回路室底面)
238 位置決め用の凹溝
241 固定穴部
242 貫通孔
243 第１リブ
244 第２リブ
245 第３リブ
246 第４リブ
247 外部端子
248 補正用端子
250 副通路溝
251 第１副通路溝
252 第２副通路溝
253 突起部
261 スルーホール（プレスフィット用）
262 スルーホール（リード用）
263 パッド（吸気温度センサ用）
264 パッド（チップパッケージ端子用）
265 位置決め穴
271 パッケージ本体
272 接続端子
273 通路溝
274 換気口
275 位置決め凸部
276 突起部
1 Internal combustion engine control system
2 Measured gas
20 Physical quantity detection device
22 main passage
201 Housing
202 cover
203 Intake air temperature sensor
204 pressure sensor
205 Flow sensor
206 Temperature and humidity sensor
207 Circuit board
208 chip package
209 Hot melt adhesive
211 flange
212 connector
213 Measurement unit
214 connector terminal
215 rib (bottom of circuit chamber)
221 front
222 back
223 Side of one side
224 Side of the other side
226 Lower side of one side
227 Lower side of the other side
228 step surface
231 entrance
232
233 second exit
234 side passage
235 circuit room
237 rib (bottom of circuit chamber)
238 Groove for positioning
241 fixed hole
242 through holes
243 first rib
244 second rib
245 third rib
246 fourth rib
247 External terminal
248 Correction terminal
250 side passage ditch
251 first sub passage groove
252 second sub passage groove
253 projection
261 Through hole (for press fit)
262 Through hole (for lead)
263 pad (for intake air temperature sensor)
264 pad (for chip package terminal)
265 Positioning hole
271 Package body
272 connection terminal
273 Passage groove
274 Ventilation openings
275 Positioning projection
276 protrusion
Claims (11)
前記被計測気体の流量を検出する流量センサと該流量センサを駆動する電子部品が樹脂で封止されているチップパッケージと、
該チップパッケージが実装される回路基板と、を備え、
前記チップパッケージは、該チップパッケージの一部が前記回路基板の端部から側方に突出した状態で前記回路基板の基板面に固定されており、
前記回路基板は、前記回路基板の基板面上の位置でかつ前記チップパッケージよりも前記チップパッケージの突出方向とは反対の方向に偏倚した位置に、前記チップパッケージの幅よりも広い平坦な余白領域を有することを特徴とする物理量検出装置。 A physical quantity detection device for detecting a physical quantity of a gas to be measured flowing in a main passage, the physical quantity detection apparatus comprising:
A flow rate sensor for detecting the flow rate of the gas to be measured, and a chip package in which an electronic component for driving the flow rate sensor is sealed with a resin;
A circuit board on which the chip package is mounted;
The chip package is fixed to the substrate surface of the circuit board in a state where a part of the chip package protrudes laterally from an end of the circuit board,
The flat blank area wider than the width of the chip package at a position on the substrate surface of the circuit board and at a position deviated in the direction opposite to the projecting direction of the chip package than the chip package. A physical quantity detection device characterized by having.
前記主通路の内壁から前記主通路の通路中心に向かって突出する計測部を有し、
該計測部には、前記被計測気体の圧力を検出する圧力センサと、前記被計測気体の流量を検出する流量センサと、前記被計測気体の湿度を検出する湿度センサと、前記被計測気体の温度を検出する吸気温度センサとが、前記計測部の突出方向に沿って順番に配置されていることを特徴とする物理量検出装置。 A physical quantity detection device for detecting a plurality of physical quantities of a gas to be measured flowing in a main passage, the physical quantity detection apparatus comprising:
It has a measurement part which protrudes toward a passage center of the main passage from an inner wall of the main passage,
The measurement unit includes a pressure sensor that detects the pressure of the gas to be measured, a flow rate sensor that detects the flow rate of the gas to be measured, a humidity sensor that detects the humidity of the gas to be measured, and the gas to be measured A physical quantity detection device characterized in that an intake air temperature sensor for detecting a temperature is arranged in order along a projecting direction of the measurement unit.
前記回路室が前記主通路内における前記被計測気体の流れ方向上流側に配置され、前記副通路が前記回路室よりも前記主通路内における前記被計測気体の流れ方向下流側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の物理量検出装置。 The measurement unit has a circuit chamber for accommodating a circuit board, and a sub-passage for taking in the gas to be measured from the main pass,
The circuit chamber is disposed upstream in the flow direction of the gas to be measured in the main passage, and the sub-passage is disposed downstream in the flow direction of the gas to be measured in the main passage relative to the circuit chamber. The physical quantity detection device according to claim 4, characterized in that
前記第１副通路の途中で分岐して、前記計測部の基端部側に向かって延在し、該計測部の基端部側で折り返されて前記計測部の先端部側に向かって延在し、該入口よりも前記主通路内における前記被計測気体の流れ方向下流側で前記被計測気体の流れ方向下流側に向かって対向配置される第２出口につながる第２副通路を有することを特徴とする請求項７に記載の物理量検出装置。 The sub-passage extends from the inlet along the flow direction of the gas to be measured in the main passage, and is connected to a first outlet opposite to the flow direction downstream of the gas to be measured. A side passage,
It branches in the middle of the first sub-passage, extends toward the proximal end side of the measurement unit, is folded back at the proximal end side of the measurement unit, and extends toward the distal end side of the measurement unit A second sub-passage connected to a second outlet disposed opposite to the flow direction of the gas to be measured downstream of the inlet in the flow direction of the gas to be measured in the main passage; The physical quantity detection device according to claim 7, characterized in that
該チップパッケージは、前記接続端子を前記回路基板にハンダ付けして固定されていることを特徴とする請求項８に記載の物理量検出装置。 The flow rate sensor has a chip package sealed with a thermosetting resin and provided with connection terminals,
9. The physical quantity detection device according to claim 8, wherein the chip package is fixed by soldering the connection terminal to the circuit board.
前記流量センサは、前記第２副通路内に露出して配置されていることを特徴とする請求項９に記載の物理量検出装置。 The chip package is disposed between the circuit chamber and the second sub passage.
10. The physical quantity detection device according to claim 9, wherein the flow rate sensor is disposed exposed in the second sub-passage.
前記主通路の内壁から前記主通路の通路中心に向かって突出する計測部と、該計測部に支持されて前記計測部の外に露出して設けられる温度センサと、前記計測部内に設けられて前記主通路から前記被計測気体を取り込む副通路と、を有し、
前記計測部は、前記主通路における前記被計測気体の流れ方向上流側に向かって対向配置される第１壁部と、該第１壁部よりも前記計測部の先端部側でかつ前記主通路における前記被計測気体の流れ方向下流側の位置において前記被計測気体の流れ方向上流側に向かって対向配置されて前記副通路の入口が開口する第２壁部とを有し、
前記温度センサは、前記第１壁部よりも前記主通路における前記被計測気体の流れ方向下流側でかつ前記第２壁部に開口する前記副通路の入口よりも前記主通路における前記被計測気体の流れ方向上流側の位置に配置されていることを特徴とする物理量検出装置。 A physical quantity detection device for detecting a physical quantity of a gas to be measured flowing in a main passage, the physical quantity detection apparatus comprising:
A measurement unit projecting from the inner wall of the main passage toward the passage center of the main passage, a temperature sensor supported by the measurement unit and exposed outside the measurement unit, and provided in the measurement unit And a secondary passage for taking in the gas to be measured from the main passage,
The measurement unit is a first wall opposite to the flow direction of the gas to be measured in the main passage, and the main passage on the tip end side of the measurement unit with respect to the first wall. And a second wall portion disposed opposite to the flow direction upstream of the measurement gas at a position downstream of the measurement gas in the flow direction, and in which the inlet of the sub-passage is opened.
The temperature sensor is the downstream of the flow direction of the gas to be measured in the main passage with respect to the first wall portion, and the gas to be measured in the main passage is more than the inlet of the sub passage opened in the second wall portion. A physical quantity detection device characterized in that it is disposed at a position upstream in the flow direction of the above.
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| EP4060294A4 (en) * | 2019-11-14 | 2023-12-13 | Hitachi Astemo, Ltd. | Flow rate measurement device |
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