JP6524017B2

JP6524017B2 - Thermal flow sensor

Info

Publication number: JP6524017B2
Application number: JP2016097578A
Authority: JP
Inventors: 良介土井; 忍田代; 暁上ノ段; 斉藤　友明; 友明斉藤; 翼渡辺
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2036-05-16
Also published as: JP2017207280A

Description

本発明は、物理量を検出するセンサに関するものであり、特に、熱式空気流量センサに関するものである。 The present invention relates to a sensor that detects a physical quantity, and more particularly to a thermal air flow sensor.

主通路を流れる被計測気体の質量流量を計測する装置として熱式流量計がある。熱式流量計は、主通路である配管内を流れる被計測気体の一部を副通路に取り込み、流量検出部に導く構造となっている。流量検出部には、ホットワイヤーやシリコンエレメント等が配置され、ホットワイヤーやシリコンエレメント等が気流によって冷却され、電気抵抗値が変化することを利用して配管内の質量流量が計測される。 There is a thermal flow meter as a device for measuring the mass flow rate of the gas to be measured flowing in the main passage. The thermal flow meter has a structure in which a part of the gas to be measured which flows in the piping which is the main passage is taken into the sub passage and is guided to the flow rate detection unit. A hot wire, a silicon element or the like is disposed in the flow rate detection unit, and the hot wire, the silicon element or the like is cooled by the air flow, and the mass flow rate in the pipe is measured using the change in electrical resistance value.

特許文献１には、流量検出部に汚損物が付着するのを避ける汚損対策の観点から、バイパス通路に静電気散逸領域を設けて、汚損物の電荷を取り除く熱式流量計の技術が提案されている。 Patent Document 1 proposes a thermal flowmeter technology for removing the charge of the contamination by providing a static dissipation region in the bypass passage from the viewpoint of contamination prevention to avoid the contamination from being attached to the flow rate detection unit. There is.

また、熱式流量計の検出精度を向上させるという観点から、バイパス通路内の一部、特に検出素子近傍部のバイパス通路内の一部を局所的に縮流する絞り構造にすることにより、流速を安定化させ検出精度を向上させる方法が提案されている。 In addition, from the viewpoint of improving the detection accuracy of the thermal flow meter, the flow velocity can be reduced by locally contracting a part in the bypass passage, in particular, a part in the bypass passage near the detection element. Methods have been proposed to stabilize and improve the detection accuracy.

US2013/061684US2013 / 061684 特許第5425021号Patent No. 5425021

ところで、特許文献１では、バイパス通路の一部を構成するカバーに静電気散逸領域を形成するために導電性を有する樹脂材料を用いているが、導電性を有するその他の材料として、金属材料を使用することも技術的に可能である。 By the way, in patent document 1, although the resin material which has electroconductivity is used in order to form an electrostatic-dissipation area | region in the cover which comprises a part of bypass path | pass, a metal material is used as another material which has electroconductivity. It is also possible technically to do.

また、特許文献２では、バイパス通路内の一部を局所的に縮流する絞り構造が有効とされている。 Further, in Patent Document 2, a throttling structure in which a part of the bypass passage is locally contracted is made effective.

金属材料を使用する場合、この絞り形状を金属材料で形成する場合は、金属板をプレス加工により変形させて形成することが考えられる。 In the case of using a metal material, in the case of forming the drawn shape with a metal material, it is conceivable that the metal plate is deformed by pressing.

しかしながら、特許文献２のように前記絞り形状は特殊な形状が要求される場合があり、板厚が厚いと、所望の絞り形状が形成できない、あるいは加工ばらつきが大きくなり検出精度ばらつきが悪化するといった課題がある。また加工が難しくなるとコストも高くなってしまう。 However, as described in Patent Document 2, a special shape may be required for the diaphragm shape, and when the plate thickness is thick, a desired diaphragm shape can not be formed, or processing variation is large and detection accuracy variation is deteriorated. There is a problem. In addition, if the processing becomes difficult, the cost also increases.

以上の観点から、バイパス通路を構成するカバーの一部に金属板がバイパス通路面側に露出した状態で設置されており、かつ前記露出する面に絞り等の複雑な形状を構成しなければならない場合は、薄い板厚の金属板を使用しなければならないといった制約が発生する。 From the above point of view, a metal plate is installed on a part of the cover constituting the bypass passage in a state of being exposed to the bypass passage surface side, and a complicated shape such as a diaphragm must be formed on the exposed surface. In such a case, the restriction arises that a thin metal plate must be used.

上記制約の中で、カバーを製造しようとすると、薄い金属板をカバー成型金型に
インサートした状態でカバー樹脂を射出成型するインサート成型法が一般的な製造方法と考えられる。この場合、静電気散逸領域となる金属板設置領域としては、金属板がカバー樹脂により金属板周辺部のみ固定されており、所望の領域が露出していれば静電気散逸領域が形成される（図6（a）参照）。 In order to manufacture a cover under the above restrictions, an insert molding method in which a cover resin is injection-molded in a state where a thin metal plate is inserted into a cover molding die is considered as a general manufacturing method. In this case, the metal plate is fixed only to the metal plate peripheral portion by the cover resin as the metal plate installation region to be the static electricity dissipation region, and the electrostatic dissipation region is formed if the desired region is exposed (FIG. 6) See (a)).

しかしながら、金属板は薄い板厚のものを使用しなければならないことから、金属板設置領域は、カバーとしての剛性が大幅に低下するため、熱変形や振動によって、金属板が変形する可能性がある。そのため、金属面を露出した状態でカバーとしての剛性を確保するためには、金属板の背面側にも一部樹脂部を設ける必要がある（図6(b)参照）。 However, since the metal plate must be thin, the metal plate installation area has a significantly reduced rigidity as a cover, so the metal plate may be deformed by thermal deformation or vibration. is there. Therefore, in order to secure the rigidity as a cover in the state which exposed the metal surface, it is necessary to provide a resin part also in the back side of a metal plate (refer to Drawing 6 (b)).

しかしながら、この場合、成型金型に金属板を配置（インサート）して、筐体金型に樹脂を流し込む際に、金属板の表面（バイパス通路露出面）側は成型金型側に接触するが、金属板の裏面側には樹脂部を構成する必要があるため、裏側は成型金型で押さえられない。このため、樹脂の注入圧力および流動圧力により、金属板が金型内で移動したり、変形したりする可能性がある。場合によっては、金属板が金型内で浮いてしまうことによって、本来金属板が露出しなければならない領域に樹脂が回りこんでしまい、静電気散逸領域を形成するという機能が得られない可能性がある。（図7参照） However, in this case, when the metal plate is placed (inserted) in the molding die and the resin is poured into the housing die, the surface (the bypass passage exposed surface) side of the metal plate contacts the molding die side. Since it is necessary to form a resin part on the back side of the metal plate, the back side can not be pressed by the molding die. For this reason, there is a possibility that the metal plate may move or deform in the mold due to the injection pressure and the flow pressure of the resin. In some cases, when the metal plate floats in the mold, the resin may wrap around the area where the metal plate should originally be exposed, and the function of forming a static dissipation area may not be obtained. is there. (See Figure 7)

上記課題を解決する本発明の熱式流量計は、主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路を有しており、該副通路内の空気流量を検出する流量検出素子が配置されており、かつ、前記副通路を形成するためのカバーを有しており、前記カバーは射出成型により形成されており、かつ前記カバー内に、導電性を有する部材が副通路側に部分的に露出した状態で配置されており、かつ、導電性部材が配置される領域の直上部にカバーの成型ゲートが設けられていることを特徴とする。 The thermal flow meter according to the present invention for solving the above problems has a sub passage for flowing the gas to be measured taken from the main passage, and a flow detection element for detecting the air flow rate in the sub passage is disposed And a cover for forming the sub-passage, the cover being formed by injection molding, and in the cover, a conductive member is partially formed on the side of the sub-passage. And the molded gate of the cover is provided immediately above the region where the conductive member is to be disposed.

本発明によれば、バイパス通路構造を構成するカバーの一部に導電性部材が配置されており、その導電性部材を、一部の面をカバー樹脂から露出させた状態でインサート成型によりカバーを製造する場合においても、成型時の導電性部材の移動や変形を抑制し、導電性部材の露出領域に樹脂バリ発生を低減でき、高精度な熱式流量センサを提供することである。 According to the present invention, the conductive member is disposed on a part of the cover constituting the bypass passage structure, and the conductive member is inserted by insert molding with the part of the surface exposed from the cover resin. Also in the case of manufacturing, it is possible to suppress the movement and deformation of the conductive member at the time of molding, to reduce the occurrence of resin burrs in the exposed region of the conductive member, and to provide a highly accurate thermal flow sensor.

内燃機関制御システムに本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示すシステム図である。1 is a system diagram showing an embodiment using a thermal flowmeter according to the present invention in an internal combustion engine control system. 本発明に係る熱式流量計の外観を示す正面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view which shows the external appearance of the thermal flow meter which concerns on this invention. 本発明に係る熱式流量計の外観を示す左側面図。The left side view showing the appearance of the thermal type flow meter concerning the present invention. 本発明に係る熱式流量計の外観を示す背面図。The rear view showing the appearance of the thermal type flow meter concerning the present invention. 本発明に係る熱式流量計の外観を示す右側面図。The right side view showing the appearance of the thermal type flow meter concerning the present invention. 本発明に係る熱式流量計から表カバーおよび裏カバーを取り外したハウジングの状態を示す正面図。The front view which shows the state of the housing which removed the front cover and the back cover from the thermal type flow meter which concerns on this invention. 本発明に係る熱式流量計から表カバーおよび裏カバーを取り外したハウジングの状態を示す背面図。The rear view which shows the state of the housing which removed the front cover and the back cover from the thermal type flow meter which concerns on this invention. 本発明に係る熱式流量計の表カバーの正面図。The front view of the front cover of the thermal flow meter which concerns on this invention. 本発明に係る熱式流量計の表カバーの背面図。The rear view of the front cover of the thermal type flow meter concerning the present invention. 図４BのＢ-Bを拡大して示す図。The figure which expands and shows BB of FIG. 4B. 図4CのＢ−Ｂ線断面図。BB sectional drawing of FIG. 4C. 回路パッケージの流量検出部の通路断面を示す図。The figure which shows the channel | path cross section of the flow volume detection part of a circuit package. （a）(b)カバー樹脂と導体の構造関係を示す図。(A) (b) The figure which shows the structural relationship of cover resin and a conductor. カバー樹脂成型時の不具合事例を示す図。The figure which shows the malfunction example at the time of cover resin molding. 回路パッケージの表面を示す図。The figure which shows the surface of a circuit package. 中間部材の上面図。The top view of an intermediate member. 中間部材の断面図。Sectional drawing of an intermediate member.

以下に、本発明の実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

まず、本発明の熱式流量計について図面を用いて説明する。 First, the thermal flow meter of the present invention will be described using the drawings.

図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る熱式流量計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１１２とエンジンピストン１１４を備える内燃機関１１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体３０としてエアクリーナ１２２から吸入され、主通路１２４である例えば吸気管、スロットルボディ１２６、吸気マニホールド１２８を介してエンジンシリンダ１１２の燃焼室に導かれる。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体３０の流量は本発明に係る熱式流量計３００で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁１５２より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体３０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１５２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吸入空気である被計測気体３０と共に混合気を成形し、吸気弁１１６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 thermal flow meter according to the present invention in an electronic fuel injection type internal combustion engine control system. Based on the operation of the internal combustion engine 110 provided with the engine cylinder 112 and the engine piston 114, intake air is drawn from the air cleaner 122 as the gas 30 to be measured, and is through the main passage 124 such as the intake pipe, throttle body 126 and intake manifold 128. It is led to the combustion chamber of the engine cylinder 112. The flow rate of the gas to be measured 30, which is the intake air introduced to the combustion chamber, is measured by the thermal flowmeter 300 according to the present invention, and fuel is supplied from the fuel injection valve 152 based on the measured flow rate. It is led to the combustion chamber in the state of air-fuel mixture with a certain measurement gas 30. In the present embodiment, the fuel injection valve 152 is provided at the intake port of the internal combustion engine, and the fuel injected into the intake port forms an air-fuel mixture with the gas to be measured 30 which is intake air. It is led to the combustion chamber and burns to generate mechanical energy.

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１５４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１１８から排気管に導かれ、排気２４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３０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１３２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１３２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 into the combustion chamber are in a mixed state of fuel and air, and spark-ignited by the spark plug 154 burns explosively to generate mechanical energy. The gas after combustion is guided from the exhaust valve 118 to the exhaust pipe, and is exhausted as exhaust 24 from the exhaust pipe to the outside of the vehicle. The flow rate of the to-be-measured gas 30 which is the intake air led to the combustion chamber is controlled by the throttle valve 132 whose opening degree changes based on the operation of the accelerator pedal. The amount of fuel supplied is controlled based on the flow rate of the intake air introduced to the combustion chamber, and the driver controls the opening degree of the throttle valve 132 to control the flow rate of the intake air introduced to the combustion chamber. The mechanical energy generated by the engine can be controlled.

エアクリーナ１２２から取り込まれ主通路１２４を流れる吸入空気である被計測気体３０の流量および温度が、熱式流量計３００により計測され、熱式流量計３００から吸入空気の流量および温度を表す電気信号が制御装置２００に入力される。また、スロットルバルブ１３２の開度を計測するスロットル角度センサ１４４の出力が制御装置２００に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１１４や吸気弁１１６や排気弁１１８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１４６の出力が、制御装置２００に入力される。排気２４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１４８の出力が制御装置２００に入力される。 The flow rate and temperature of the gas to be measured 30, which is intake air taken in from the air cleaner 122 and flows through the main passage 124, are measured by the thermal flow meter 300, and an electrical signal representing the flow rate and temperature of the intake air from the thermal flow meter 300 is It is input to the control device 200. Further, the output of a throttle angle sensor 144 that measures the opening degree of the throttle valve 132 is input to the control device 200, and the position and state of the engine piston 114, the intake valve 116 and the exhaust valve 118 of the internal combustion engine, and the rotation of the internal combustion engine The output of the rotation angle sensor 146 is input to the controller 200 to measure the speed. The output of the oxygen sensor 148 is input to the control device 200 in order to measure the state of the mixing ratio of the amount of fuel and the amount of air from the state of the exhaust 24.

制御装置２００は、熱式流量計３００の出力である吸入空気の流量、および回転角度センサ１４６の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度、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１５２から供給される燃料量、また点火プラグ１５４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、実際にはさらに熱式流量計３００で計測される吸気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１４８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２００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１５６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 200 calculates the fuel injection amount and the ignition timing based on the flow rate of intake air which is the output of the thermal flow meter 300 and the rotation speed of the internal combustion engine measured based on the output of the rotation angle sensor 146. Based on these calculation results, the amount of fuel supplied from the fuel injection valve 152 and the ignition timing to be ignited by the spark plug 154 are controlled. The fuel supply amount and the ignition timing are actually based on the state of change in intake air temperature and throttle angle measured by the thermal flowmeter 300, the state of change in engine rotational speed, and the state of air-fuel ratio measured by the oxygen sensor 148. Are carefully controlled. Further, in the idle operation state of the internal combustion engine, control device 200 controls the amount of air bypassing throttle valve 132 by idle air control valve 156, and controls the rotational speed of the internal combustion engine in the idle operation state.

図２は、熱式流量計３００の外観を示している。図２Ａは熱式流量計３００の正面図、図２Ｂは左側面図、図２Ｃは背面図、図２Ｄは右側面図である。熱式流量計３００は、ハウジング３０２を備えている。ハウジング３０２は、吸気管に挿入されて主通路１２４（図１を参照）に配置される。ハウジング３０２の基端部には、吸気管に固定するためのフランジ３０５と、吸気管外部に露出するコネクタ（外部接続部）３０６が設けられている。 FIG. 2 shows the appearance of the thermal flow meter 300. 2A is a front view of the thermal flow meter 300, FIG. 2B is a left side view, FIG. 2C is a rear view, and FIG. 2D is a right side view. The thermal flow meter 300 includes a housing 302. The housing 302 is inserted into the intake pipe and disposed in the main passage 124 (see FIG. 1). At the base end of the housing 302, a flange 305 for fixing to the intake pipe and a connector (external connection part) 306 exposed to the outside of the intake pipe are provided.

ハウジング３０２は、フランジ３０５を吸気管に固定することにより片持ち状に支持され、主通路１２４を流れる被計測気体の主流れ方向に垂直な方向に沿って延びるように配置される。ハウジング３０２には、主通路１２４を流れる被計測気体３０を取り込むための副通路が設けられており、その副通路３０７内に被計測気体３０の流量を検出するための流量検出部４５１が配置されている。 The housing 302 is supported in a cantilever shape by fixing the flange 305 to the intake pipe, and is arranged to extend in a direction perpendicular to the main flow direction of the measurement gas flowing through the main passage 124. The housing 302 is provided with a sub passage for taking in the gas to be measured 30 flowing through the main passage 124, and a flow rate detection unit 451 for detecting the flow rate of the gas to be measured 30 is disposed in the sub passage 307. ing.

図３は熱式流量計３００から表カバー３０３および裏カバー３０４を取り外したハウジング３０２の状態を示している。図３Ａはハウジング３０２の正面図、図３Ｂは背面図である。 FIG. 3 shows the state of the housing 302 with the front cover 303 and the back cover 304 removed from the thermal flow meter 300. FIG. 3A is a front view of the housing 302, and FIG. 3B is a rear view.

ハウジング３０２の内部には、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流量を計測するための流量検出部４５１を備える回路パッケージ４００が一体にモールド成形されている（図３Ａ参照）。 Inside the housing 302, a circuit package 400 including a flow rate detection unit 451 for measuring the flow rate of the measurement target gas 30 flowing through the main passage 124 is integrally molded (see FIG. 3A).

そして、ハウジング３０２には、副通路３０７を構成するための副通路溝３０８が形成されている。表カバー３０３及び裏カバー３０４をハウジング３０２の表面及び裏面にかぶせることにより、副通路３０７が完成する構成になっている。 The housing 302 is formed with a sub passage groove 308 for forming the sub passage 307. By covering the front cover 303 and the back cover 304 on the front and back of the housing 302, the sub-passage 307 is completed.

計測用流路３４１は、ハウジング３０２を表側から裏側まで厚さ方向に貫通して形成されており、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が突出して配置されている。 The measurement flow path 341 is formed by penetrating the housing 302 in the thickness direction from the front side to the back side, and the flow path exposed portion 430 of the circuit package 400 is disposed so as to protrude.

流量検出部４５１は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の表面４３１に設けられている。流量検出部４５１では、流路露出部４３０の表面４３１の方に流れた被計測気体３０との間で熱伝達面を介して熱伝達が行われ、流量が計測される。 The flow rate detection unit 451 is provided on the surface 431 of the flow passage exposed portion 430 of the circuit package 400. The flow rate detection unit 451 performs heat transfer with the measurement gas 30 flowing toward the surface 431 of the flow path exposure unit 430 via the heat transfer surface, and the flow rate is measured.

計測用流路３４１は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０によって、表面４３１側の空間と裏面４３２側の空間に分けられており、ハウジング３０２によって分けられてはいない。即ち、計測用流路３４１は、ハウジング３０２の表面と裏面とを貫通して形成されており、この一つの空間に回路パッケージ４００が片持ち状に突出して配置されている。このような構成とすることで、１回の樹脂モールド工程でハウジング３０２の表裏両面に副通路溝を成形でき、また両面の副通路溝を繋ぐ構造を合わせて成形することが可能となる。尚、回路パッケージ４００はハウジング３０２の固定部３５１、３５２、３５３に樹脂モールドにより埋設して固定されている。 The measurement flow channel 341 is divided by the flow channel exposed portion 430 of the circuit package 400 into a space on the front surface 431 side and a space on the back surface 432 side, and is not divided by the housing 302. That is, the measurement flow path 341 is formed to penetrate the front and back surfaces of the housing 302, and the circuit package 400 is disposed in a cantilevered manner in this one space. With such a configuration, it is possible to form the sub-passage grooves on both the front and back sides of the housing 302 in a single resin molding process, and to form a structure connecting the sub-passage grooves on both sides together. The circuit package 400 is embedded in and fixed to the fixing portions 351, 352, 353 of the housing 302 by resin molding.

空洞部３４２Ａでは、回路パッケージ４００のアウターリード(接続端子）４１２とコネクタ３０６の外部端子の内端３０６ａとが、スポット溶接あるいはレーザ溶接などにより、互いに電気的に接続されている。空洞部３４２Ｂには、導電性の中間部材５５１が設けられている。中間部材５５１は、表カバー３０３をハウジング３０２に取り付けることによって、表カバー３０３の導体５０１と回路パッケージ４００のリードフレーム４０１との間に介在されて互いに電気的に接続する。空洞部３４２は、表カバー３０３と裏カバー３０４をハウジング３０２に取り付けることによって閉塞され、空洞部３４２の周囲が表カバー３０３と裏カバー３０４とレーザ溶接されて密封される。
次に本発明の実施形態について説明する。 In the hollow portion 342A, the outer lead (connection terminal) 412 of the circuit package 400 and the inner end 306a of the external terminal of the connector 306 are electrically connected to each other by spot welding or laser welding. The hollow portion 342B is provided with a conductive intermediate member 551. The intermediate member 551 is interposed between the conductor 501 of the front cover 303 and the lead frame 401 of the circuit package 400 by attaching the front cover 303 to the housing 302 so as to electrically connect to each other. The cavity 342 is closed by attaching the front cover 303 and the back cover 304 to the housing 302, and the periphery of the cavity 342 is laser welded with the front cover 303 and the back cover 304 and sealed.
Next, an embodiment of the present invention will be described.

図４は本発明形態の表カバーの構成を説明する。図4Aは表カバーの表面図、図４Bは表カバーの対向面図である。図４Cは、表カバーにインサートされている金属板導体501のB-B断面箇所を示す図である。図４Dは、図４CのＢ−Ｂ線断面図である。図５は表カバー303をハウジング302に実装した場合の、検出素子面の断面図である。 FIG. 4 illustrates the configuration of the front cover of the embodiment of the present invention. FIG. 4A is a front view of the front cover, and FIG. 4B is an opposite view of the front cover. FIG. 4C is a view showing a BB cross section of the metal plate conductor 501 inserted in the front cover. FIG. 4D is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 4C. FIG. 5 is a cross-sectional view of the detection element surface when the front cover 303 is mounted on the housing 302.

表カバー３０３には、導体５０１が設けられている。導体５０１は、被計測気体に含まれている塵埃等の異物が帯電して流量検出部４５１やその周囲に付着しないように、除電するためのものであり、例えばアルミニウム合金などの導電性を有する金属板によって構成されている。本実施例では、導体５０１は、表カバー３０３にインサート成形されている。 The front cover 303 is provided with a conductor 501. The conductor 501 is for discharging electricity so that foreign matter such as dust contained in the gas to be measured is charged and does not adhere to the flow rate detection unit 451 or the periphery thereof, and has conductivity such as aluminum alloy, for example. It is constituted by a metal plate. In the present embodiment, the conductor 501 is insert-molded on the front cover 303.

導体501はカバー樹脂が形成される面と逆側面に突出した構造としており、その突出面の対向面側に樹脂成型ゲートを設置している。これにより、カバー成型時の樹脂注入圧力が、導体501がカバー金型に押し付けられる方向に力が加わるため、導体501が成型中に金型内で板厚方向に移動・変形することを抑制できる。さらに導体501を突出させた構造にすることにより、カバー金型との左右方向への位置ずれも抑制構造とすることができ、より効果的に導体501の移動や変形を抑制することができる。 The conductor 501 has a structure projecting on the side opposite to the surface on which the cover resin is formed, and a resin molded gate is installed on the side opposite to the surface on which the surface is formed. Thereby, the resin injection pressure at the time of cover molding exerts a force in the direction in which the conductor 501 is pressed against the cover mold, so that the conductor 501 can be prevented from moving and deforming in the plate thickness direction in the mold during molding. . Furthermore, by making the structure in which the conductor 501 is made to project, the positional deviation in the left-right direction with the cover mold can also be made a suppression structure, and the movement and deformation of the conductor 501 can be suppressed more effectively.

なお、本実施例においては、導体501が単一平板形状ではなく、突出した構造における効果を説明したが、導体501が単一平板形状においても、導電性部材が配置される領域の直上部にカバーの成型ゲートが設けることにより、同様にカバー成型時の樹脂注入圧力が、導体501がカバー金型に押し付けられる方向に力が加わるため、導体501が成型中に金型内で板厚方向に移動・変形することを抑制できる。 In the present embodiment, although the effect of the structure in which the conductor 501 is not a single flat plate but protrudes is described, the conductive plate may be disposed immediately above the region where the conductive member is disposed even in the single flat plate. By providing the molding gate of the cover, the resin injection pressure during molding of the cover is similarly exerted in the direction in which the conductor 501 is pressed against the cover mold, so the conductor 501 is molded in the mold in the plate thickness direction during molding. It is possible to suppress movement and deformation.

また、図5に示すように導体501の突出領域を流量検出部451領域に設置することにより、流量検出部451領域の流路断面積を絞ることにより、流量検出部451領域の流量が縮流されることにより安定化し、高精度な流量検出が可能となる。 Further, as shown in FIG. 5, the flow area of the flow rate detection unit 451 is reduced by narrowing the flow passage cross-sectional area of the flow rate detection unit 451 by installing the projecting area of the conductor 501 in the flow rate detection unit 451 area. As a result, the flow rate can be stabilized and highly accurate flow rate detection can be performed.

また、導体501は表カバー303の厚みよりも薄い構造としている。導体501厚みを薄肉化することにより、平板形状から上記突出構造に変形加工する際に高精度に、かつ安価に曲げ加工を実施することが可能になるため、安価で、かつ製品ばらつきが向上し、製品ばらつきの小さく高精度な流量検出が可能となる。 Further, the conductor 501 has a structure thinner than the thickness of the front cover 303. By reducing the thickness of the conductor 501, bending can be performed with high accuracy and low cost when deforming from a flat plate shape to the above projecting structure, and therefore product variation is improved at low cost. Therefore, it is possible to detect the flow rate with high accuracy and small product variation.

また、図4Dに示されるように、導体501の裏面には表カバー303の樹脂面が構成されている。これにより、図6（a）、（ｂ）を用いて説明したように、局所的な薄肉部とならないような構造にすることにより、表カバーの剛性を低下させることなく、導体５０１を設けることが可能となる。 Further, as shown in FIG. 4D, on the back surface of the conductor 501, the resin surface of the front cover 303 is formed. Thus, as described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b), the conductor 501 is provided without reducing the rigidity of the front cover by making the structure so as not to be a local thin portion. Is possible.

また、樹脂成型ゲート303Gを前記突出領域の対向面上に設置することの利点として、ゲート近傍では樹脂の結晶化度が進むため、他の部分の結晶化度を抑制しつつ、ゲート近傍では結晶化度を上昇させ、アニール時の寸法変化の抑制が期待される。これにより、高温環境下における流量検出部451領域内のカバー変形を抑制することができ、長期信頼性を確保することができる。 In addition, as an advantage of placing the resin molded gate 303G on the opposing surface of the projecting region, the degree of crystallization of the resin advances in the vicinity of the gate, so that the degree of crystallization of the other part is suppressed while the crystals in the vicinity of the gate It is expected to suppress the dimensional change at the time of annealing by raising the degree of oxidation. Thereby, it is possible to suppress the cover deformation in the flow rate detection unit 451 region under the high temperature environment, and the long-term reliability can be ensured.

また、本実施例における導体501の電位接続方法として、図８に示す回路パッケージ部において、部分的にリードフレームを露出させて、かつ図９に示すような導電性を持つ中間部材を使用することにより、導体501を電気的に回路パッケージのリードフレームに接続でき、導体501を任意の電位に接地することができる。これにより、バイパス通路に静電気散逸領域を設けることができるため、汚損物の電荷を取り除きことが可能となる。 Further, as a method for connecting the potential of the conductor 501 in the present embodiment, in the circuit package portion shown in FIG. 8, the lead frame is partially exposed and an intermediate member having conductivity as shown in FIG. 9 is used. Thus, the conductor 501 can be electrically connected to the lead frame of the circuit package, and the conductor 501 can be grounded to any potential. As a result, it is possible to provide a static dissipation region in the bypass passage, so that the charge of the contamination can be removed.

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.

３００熱式流量計
３０２ハウジング
３０３表カバー（カバー樹脂）
３０３G 表カバーの樹脂ゲート
４００回路パッケージ
４０１リードフレーム
４５１流量検出部(センサエレメント)
５０１導体
５５１中間部材（弾性部材） 300 thermal flowmeter 302 housing 303 front cover (cover resin)
303G Resin gate 400 for the front cover Circuit package 401 Lead frame 451 Flow rate detector (sensor element)
501 Conductor 551 Intermediate member (elastic member)

Claims

主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路と、
前記副通路内に配置され、前記被計測気体の空気流量を検出する流量検出素子と、
前記副通路を形成するためのカバーと、
前記カバーにインサートされた状態で設けられた導電性を有する導電性部材と、を備え、
前記導電性部材は、副通路側に部分的に露出した状態で配置されており、
前記カバーには、前記導電性部材が配置される領域の直上部にカバーの成型ゲートが設けられていることを特徴とする熱式流量センサ。 A secondary passage for flowing the gas to be measured taken from the main passage;
A flow rate detection element disposed in the sub-passage for detecting an air flow rate of the gas to be measured;
A cover for forming the sub-passage;
A conductive member having conductivity provided in a state of being inserted into the cover;
The conductive member is disposed in a partially exposed state on the side of the sub passage,
The thermal flow sensor according to claim 1, wherein a molding gate of the cover is provided on the cover immediately above the area where the conductive member is disposed.

請求項１に記載の熱式流量センサにおいて、前記導電性部材は金属材料であることを特徴とする熱式空気流量センサ。 The thermal air flow sensor according to claim 1, wherein the conductive member is a metal material.

請求項2に記載の熱式流量センサにおいて、前記導電性部材の露出面において、樹脂成型ゲートが設けられている領域の露出面は、その他の面よりも前記流量検出素子側に突出した突出領域であることを特徴とした熱式空気流量センサ。 The thermal type flow sensor according to claim 2, wherein in the exposed surface of the conductive member, the exposed surface of the region where the resin molded gate is provided is a projecting region which protrudes toward the flow rate detecting element more than other surfaces. thermal air flow sensor and characterized in that.

請求項3に記載の熱式流量センサにおいて、前記突出領域の対向面に流量検出素子が配置されていることを特徴とする熱式空気流量センサ。 The thermal type air flow sensor according to claim 3, wherein a flow rate detection element is disposed on the opposite surface of the projecting area.

ハウジングとカバーをレーザ溶着により接合することで副通路が形成される熱式流量計の製造方法において、
導電性部材を金型にセットし、該金型に樹脂を流し込むことで、該導電性部材がインサートされるカバーを形成するカバー形成工程を備え、
前記カバー形成工程では、前記導電性部材が配置される領域の直上部に設けられる成形ゲートから前記樹脂が注入される熱式流量計の製造方法。 In a method of manufacturing a thermal flow meter in which the sub passage is formed by joining the housing and the cover by laser welding,
Providing a cover forming step of setting a conductive member in a mold and pouring a resin into the mold to form a cover into which the conductive member is inserted;
In the cover forming step, a method of manufacturing a thermal flow meter in which the resin is injected from a molded gate provided immediately above the region where the conductive member is disposed.