JP5700085B2 - 空気流量測定装置 - Google Patents
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Description
このため、センサ基板に関して、流路形成部材との線膨張率の差に起因する歪みを抑制する、別途の手段が要請されている。
請求項1に記載のエアフローメータは、所定の空気流路を通過する空気流に熱を与えて空気流の流れ方向に温度分布を形成し、温度分布に基づき空気流の流量を検出するものである。また、エアフローメータは、温度分布に基づく信号を出力するセンサ基板と、センサ基板から出力される信号を処理して空気流の流量を示す信号を出力する回路基板と、センサ基板を支持するとともに、空気流路を形成する流路形成部材に接着剤により接着される支持部材とを備える。
すなわち、接着領域を平面的な座標範囲として示すため、互いに垂直な2つの座標軸を定義する場合に、接着領域の一方の座標軸に関する座標範囲が、他方の座標軸に関する座標範囲よりも大きくなるような、2つの座標軸が存在することである。
ここで、センサ基板は、支持部材に直接的に接着されるため、センサ基板の歪みを直接的に抑制する観点から、支持部材は、センサ基板の素材(シリコン)と線膨張率が近い素材(例えば、エポキシ樹脂)により成形されることが多い。
なお、以下の説明では、「支持部材と流路形成部材との間の接着領域」を、「接着領域」と略して呼ぶ。
これにより、センサ基板は、流路形成部材からの応力伝達の内、相対的に大きい部分(一方の軸方向における線膨張収縮に起因する部分)の影響を受けなくなる。このため、センサ基板には、他方の座標軸に平行な軸を中心軸とする円筒変形が発生しなくなるので、センサ基板の歪みをさらに抑制することができる。
しかも、他方の座標軸に関して接着領域が投影領域に含まれているため(換言すれば、接着領域の範囲の方が投影領域の範囲より小さいため)、一方の座標軸に平行な軸を中心軸とする円筒変形に伴うセンサ基板の位置ズレ量が発生しなくなる。
請求項2に記載のエアフローメータによれば、接着領域とセンサ基板の投影領域とは、一方の座標軸に関して、1つの座標を介して座標範囲が連続している。
ここで、センサ基板には、支持部材の円筒変形により位置ズレが生じる。そして、この位置ズレ量は、円筒変形の程度が同じであれば円筒変形の中心軸から遠いほど大きくなる。
請求項3に記載のエアフローメータによれば、接着領域は、矩形状であり、一方の座標軸が接着領域の長辺と平行であり、他方の座標軸が接着領域の短辺と平行である。
接着領域を矩形状とすることにより、接着剤の塗布が容易になる。
請求項4に記載のエアフローメータによれば、一方の座標軸は、空気流の流れ方向に垂直であり、他方の座標軸は、空気流の流れ方向に平行である。
この手段は、接着領域の一形態を示すものである。
そして、接着領域と投影領域とは、一方の座標軸に関して、1つの座標を介して座標範囲が連続している。
さらに、接着領域は、矩形状であり、一方の座標軸が接着領域の長辺と平行であり、他方の座標軸が接着領域の短辺と平行である。
また、一方の座標軸は、空気流の流れ方向に垂直であり、他方の座標軸は、空気流の流れ方向に平行である。
実施例のエアフローメータ1の構成を、図1および図2を用いて説明する。
エアフローメータ1は、空気流との伝熱を利用して、空気流の流量を検出するものであり、例えば、車両の内燃機関(図示せず)に吸入される空気流(以下、吸気流と呼ぶ)の流量(以下、吸気量と呼ぶ)を検出するために吸気管2内に突出するように配される。
また、流路形成部材9により形成される検出流路3によれば、吸気管2内の本流から取り込まれた吸気流は、直進した後に直角に方向転換し、さらにU字状に反転してから吸気管2内の本流に戻る。そして、センサ基板5は、取り込まれた吸気流がU字状に反転する位置に配されている。
実施例のエアフローメータ1の特徴を、図1および図3を用いて説明する。
実施例のエアフローメータ1によれば、支持部材7および流路形成部材9は、各々、部分的に接着剤8を塗布されて接着剤8を介して互いに対向し合う対向面17、18を有する。そして、対向面17上で接着剤8が存在する接着領域αは、矩形状であって接着領域αの長辺haが吸気流の流れ方向と垂直であり、接着領域αの短辺hbが吸気流の流れ方向に平行である。
実施例のエアフローメータ1は、センサ基板5および回路基板6を支持する支持部材7を備え、支持部材7は、検出流路3を形成する流路形成部材9に接着剤8により接着される。また、支持部材7および流路形成部材9は、各々、部分的に接着剤8を塗布されて接着剤8を介して互いに対向し合う対向面17、18を有する。また、対向面17上で接着剤8が存在する接着領域αは、矩形状であって接着領域αの長辺haが吸気流の流れ方向と垂直であり、接着領域αの短辺hbが吸気流の流れ方向に平行である。
ここで、軸aの方向における線膨張収縮による変形は、軸bに平行な軸を中心軸とする円筒状の変形である(図3(b)参照:以下、平面が円筒状に変形することを円筒変形と呼ぶ)。また、軸bの方向における線膨張収縮による変形は、軸aに平行な軸を中心軸とする円筒変形である(図3(c)参照)。そして、これら2つの円筒変形が重なることで球面変形となる。
これにより、センサ基板5は、流路形成部材9からの応力伝達の内、軸aの方向における線膨張収縮に起因する部分の影響(つまり、支持部材7の第1円筒変形の影響)を受けなくなる。このため、センサ基板5には、第1円筒変形が発生しなくなるので、センサ基板5の歪みを抑制することができる。
これにより、投影領域βは、軸aに関して接着領域αと重複しない限度で、第1円筒変形の中心軸に最も近づく。このため、第1円筒変形に伴うセンサ基板5の位置ズレ量(以下、第1位置ズレ量と呼ぶ)を少なくすることができる(図3(b)参照)。
ここで、センサ基板5は、支持部材7に直接的に接着されるため、センサ基板5の歪みを直接的に抑制する観点から、支持部材7は、センサ基板5の素材(シリコン)と線膨張率が近い素材により成形されている。
さらに、接着領域αを矩形状とすることにより、接着剤8の塗布が容易になる。
実施例の接着領域αに関しては、様々な変形例(ただし、図5ないし図7に示す例は、本発明が適用されていない参考例である。)を挙げることができる。
例えば、実施例の接着領域αの軸aに関する範囲Laは、センサ基板5の投影領域βの軸aに関する範囲Maと点Paを介して連続していたが、図4に示すように、軸aの方向に、範囲Laと範囲Maとを引き離してもよい。この場合、第1位置ズレ量が拡大するものの、センサ基板5に第1円筒変形が発生することを確実に防止できる。
さらに、実施例のエアフローメータ1は、内燃機関への吸気量を検出するものであったが、エアフローメータ1の用途は、この態様に限定されるものではない。
3 検出流路(空気流路)
5 センサ基板
6 回路基板
7 支持部材
8 接着剤
9 流路形成部材
17 対向面
18 対向面
α 接着領域
ha 長辺
hb 短辺
a 軸(一方の座標軸)
b 軸(他方の座標軸)
La 範囲(座標範囲)
Lb 範囲(座標範囲)
β 投影領域(センサ基板の投影領域)
Pa 点(1つの座標)
Claims (4)
- 所定の空気流路を通過する空気流に熱を与えて前記空気流の流れ方向に温度分布を形成し、この温度分布に基づき前記空気流の流量を検出するエアフローメータにおいて、
前記温度分布に基づく信号を出力するセンサ基板と、
このセンサ基板から出力される信号を処理して前記空気流の流量を示す信号を出力する回路基板と、
前記センサ基板を支持するとともに、前記空気流路を形成する流路形成部材に接着剤により接着される支持部材とを備え、
前記支持部材および前記流路形成部材は、部分的に前記接着剤を塗布されて前記接着剤を介して互いに対向し合う対向面を有し、
前記支持部材の対向面上で前記接着剤が付着する接着領域を座標範囲として示すため、互いに垂直な2つの座標軸を定義する場合に、前記接着領域の一方の座標軸に関する座標範囲が、他方の座標軸に関する座標範囲よりも大きくなるように、前記2つの座標軸を定義できると共に、
前記接着領域と、前記支持部材の対向面における前記センサ基板の投影領域とは、前記一方の座標軸に関して重複する座標範囲を有さず、前記他方の座標軸に関して重複する座標範囲を有しているものの、前記他方の座標軸に関して重複する座標範囲において、前記投影領域の座標の範囲の方が、前記接着領域の座標の範囲より大きいことを特徴とするエアフローメータ。 - 請求項1に記載のエアフローメータにおいて、
前記接着領域と、前記投影領域とは、前記一方の座標軸に関して、1つの座標を介して座標範囲が連続していることを特徴とするエアフローメータ。 - 請求項1または請求項2に記載のエアフローメータにおいて、
前記接着領域は、矩形状であり、
前記一方の座標軸が前記接着領域の長辺と平行であり、前記他方の座標軸が前記接着領域の短辺と平行であることを特徴とするエアフローメータ。 - 請求項1ないし請求項3の内のいずれか1つに記載のエアフローメータにおいて、
前記一方の座標軸は、前記空気流の流れ方向に垂直であり、前記他方の座標軸は、空気流の流れ方向に平行であることを特徴とするエアフローメータ。
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