CN111247398A - 物理量测量装置 - Google Patents
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Abstract
在使用了印刷基板的物理量测量装置中,抑制印刷基板的配线的破断。该物理量测量装置具备用于固定于主通路的凸缘(110)、以从凸缘(110)向主通路内方向突出的方式设置的外壳(101)、以及固定于该外壳(101)且安装有测量物理量的测量元件的印刷基板(140)。印刷基板(140)的配线具有沿表面的一个方向形成的多个凹凸,且以使该凹凸的形成方向沿外壳(101)的向主通路内方向的突出方向的方式配置。
Description
技术领域
本公开涉及内燃机的吸入空气的物理量测量装置。
背景技术
一直以来,已知关于内燃机的吸入空气的物理量测量装置的发明(参照下记专利文献1)。专利文献1记载的物理量测量装置具有在基板主体的外表面形成有绝缘膜的电路基板和镶嵌成形该电路基板的外壳(该文献,参照权利要求1等)。
上述电路基板具有:固定于上述外壳的固定部;推碰用于形成上述外壳的金属模具的推碰部;配置电路导体的导体配置部;以及形成于上述固定部及上述推碰部的至少一方与上述导体配置部之间的边界部。
上述绝缘膜具有配置于上述固定部的第一区域、配置于上述推碰部的第二区域、配置于上述导体配置部的第三区域、以及配置于上述边界部的第四区域,在上述第一区域及上述第二区域与上述第四区域之间,膜厚不同。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-150929号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据上述现有的物理量测量装置,能够发挥如下优异的效果:能够降低绝缘膜的损伤引起的电路基板的电路导体的腐蚀。这样的物理量测量装置从供作为测量物理量的对象的吸入空气流动的主通路的壁面向主通路内突出地设置。
即,上述现有的物理量测量装置为一端支撑于吸入空气的主通路的壁部,另一端为自由端的悬臂状态。因此,物理量测量装置受到例如内燃机的旋转等的影响而振动,外壳弯曲,从而应力作用于电路基板。从而,在作为物理量测量装置的电路基板使用印刷基板的情况下,抑制因作用于电路基板的应力而引起的配线的破断的对策变得重要。
本公开提供能够抑制印刷基板的配线的破断的物理量测量装置。
用于解决课题的方案
本公开的一方式为一种物理量测量装置,其测量在主通路流动的气体的物理量,该物理量测量装置的特征在于,具备:用于固定于上述主通路的凸缘;以从上述凸缘向上述主通路内方向突出的方式设置的外壳;以及固定于上述外壳且安装有测量上述物理量的测量元件的印刷基板,上述印刷基板的配线具有沿表面的一个方向形成的多个凹凸,且以该凹凸的形成方向沿上述外壳的向上述主通路内方向的突出方向的方式配置。
发明的效果
根据本公开的上述一方式,能够提供可以抑制印刷基板的配线的破断的物理量测量装置。
附图说明
图1是表示内燃机的控制系统的一例的示意图。
图2是图1所示的控制系统的物理量测量装置的主视图。
图3是图2所示的物理量测量装置的右侧视图。
图4是表示卸下图2所示的物理量测量装置的外罩的状态的主视图。
图5是表示卸下图2所示的物理量测量装置的内罩的状态的后视图。
图6A是切断图4所示的物理量测量装置的印刷基板的示意性的放大立体图。
图6B是切断图4所示的物理量测量装置的印刷基板的示意性的放大立体图。
图7是表示图6A及图6B所示的印刷基板的凹凸的形成方向与外壳的突出方向之间的角度和作用于凹凸的应力的关系的一例的图表。
图8是变形例的物理量测量装置的相当于图4的主视图。
图9是表示图4所示的物理量测量装置的印刷基板的变形例的俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本公开的物理量测量装置的一实施方式进行说明。
图1是表示具备本公开的一实施方式的物理量测量装置100的内燃机210的控制系统200的一例的示意图。在该控制系统200中,基于具备发动机缸筒211和发动机活塞212的内燃机210的动作,从空气过滤器201吸入物理量测量装置100的被测量气体G即吸入空气IG,例如经由作为吸气管的主通路202、节气门体203、吸气歧管204引导至发动机缸筒211的燃烧室。
引导至上述燃烧室的吸入空气IG的物理量由物理量测量装置100测量,基于该测量出的物理量通过燃料喷射阀205供给燃料,与吸入空气IG一起以混合气的状态引导至燃烧室。此外,燃料喷射阀205例如设于内燃机210的吸气端口,喷射至吸气端口的燃料与吸入空气IG混合成为混合气,经由吸气阀213引导至燃烧室,燃烧而产生机械能。
物理量测量装置100不仅图1所示的向内燃机210的吸气端口喷射燃料的方式,也同样能够用于向各燃烧室直接喷射燃料的方式。对于两方式,包括物理量测量装置100的使用方法的控制参数的测量方法及包括燃料供给量、点火时期的内燃机的控制方法的基本概念大体上共通。图1中,作为两方式的代表例,表示向吸气端口喷射燃料的方式。
导致至燃烧室的燃料及空气为将它们混合的混合状态,通过火花塞214的火花点火爆发性地燃烧,产生机械能。燃烧后的气体从排气阀215引导至排气管,作为废气EG从废气管排出至车外。引导至上述燃烧室的吸入空气IG的流量基于油门踏板的操作由使其开度变化的节流阀206控制。基于引导至上述燃烧室的吸入空气IG的流量控制燃料供给量,驾驶员控制节流阀206的开度,控制导入至上述燃烧室的吸入空气IG的流量,由此,能够控制内燃机210产生的机械能。
从空气过滤器201获取的吸入空气IG即被测量气体G在主通路202流动,通过物理量测量装置100,例如,测量流量、温度、湿度、压力等被测量气体G的物理量。物理量测量装置100例如从在主通路202的壁部开口的插入口向主通路202的内部插入,从而从主通路202的壁部向主通路202内突出地设置。即,物理量测量装置100将一端设为固定于主通路202的壁部的固定端,将另一端设为配置于主通路202内的自由端,悬臂支撑于主通路202的壁部。
表示由物理量测量装置100测量出的吸入空气IG的物理量的电信号从物理量测量装置100输出并输入到控制装置220。另外,测量节流阀206的开度的节流阀角度传感器207的输出输入到控制装置220。进一步地,为了测量内燃机210的发动机活塞212、吸气阀213、废气阀215的位置、状态、以及内燃机210的旋转速度,旋转角度传感器216的输出输入到控制装置220。为了根据废气EG的状态测量燃料量与空气量的混合比的状态,氧传感器217的输出输入到控制装置220。
控制装置220基于物理量测量装置100的输出即吸入空气IG的物理量和作为旋转角度传感器216的输出即内燃机210的旋转速度,运算燃料喷射量、点火时期。基于这些运算结果,控制从燃料喷射阀205供给的燃料量、通过火花塞214点火的点火时期。燃料供给量、点火时期实际上进一步地基于物理量测量装置100测量的吸气温度、节流阀角度的变化状态、发动机转速的变化状态、氧传感器217测量出的空燃比的状态被控制。控制装置220进一步地在内燃机210的怠速运转状态下通过怠速空气控制阀208控制绕过节流阀206的空气量,控制怠速运转状态下的内燃机210的旋转速度。
作为内燃机210的主要的控制量的燃料供给量、点火时期均以物理量测量装置100的输出为主参数运算。从而,物理量测量装置100的测量精度的提高、经时变化的抑制、可靠性的提高对于车辆的控制精度的提高、可靠性的确保是重要的。从提高物理量测量装置100的可靠性的观点出发,物理量测量装置100具有高的耐久性也很重要。
图2是图1所示的物理量测量装置100的主视图。图3是图2所示的物理量测量装置100的右侧视图。图4是表示卸下图2所示的物理量测量装置100的外罩102的状态的主视图。图5是表示卸下图2所示的物理量测量装置100的内罩103的状态的后视图。
虽然详情后面进行叙述,但本实施方式的物理量测量装置100为测量在主通路202流动的被测量气体G的物理量的装置,主要特征在于具备如下的结构。物理量测量装置100具备:从主通路202的壁部向主通路202内突出地配置的外壳101;以及镶嵌成形于该外壳101,安装有测量物理量的测量元件的印刷基板140。测量元件可以为一体形成有控制电路的结构,也可以为分体形成有控制电路的结构。印刷基板140具有沿表面的一个方向形成的多个凹凸F(参照图6A、图6B)。在物理量测量装置100中,印刷基板140以凹凸F的形成方向沿外壳101的向主通路202内突出的方向配置。以下,对本实施方式的物理量测量装置100的各结构详细进行说明。
如图2及图3所示,物理量测量装置100具备外壳101、外罩102以及内罩103。
外壳101例如通过使用金属模具成形树脂材料的模制成形而形成。外壳101具有:用于将物理量测量装置100固定于作为主通路202的吸气体的壁部的凸缘110;从凸缘110突出且具有用于进行与外部设备的电连接的连接器的外部连接部120;以及从凸缘110朝向主通路202的中心突出,且沿与在主通路202流动的被测量气体G的主流向正交的方向延伸的测量部130。
外壳101例如通过利用螺栓等紧固部件将凸缘110固定于主通路202的壁部、将测量部130插入设于主通路202的壁部的开口部,从而从主通路202的壁部向主通路202内突出地配置。外壳101的向主通路202内的突出方向例如为从主通路202的壁部朝向主通路202的中心的方向,是主通路202的径向。另外,外壳101的突出方向例如为与在主通路202流动的被测量气体G的主流向交叉的方向,为与被测量气体G的主流向正交的方向。
如图3所示,外壳101的外部连接部120设于凸缘110的上表面且具有从凸缘110朝向被测量气体G的主流向的下游侧突出的连接器121。在连接器121设有用于插入将与控制装置220之间连接的通信线缆的插入孔121a。在插入孔121a内例如设有四个外部端子12。外部端子122是用于输出作为物理量测量装置100的计测结果的物理量的信息的端子及供给用于使物理量测量装置100动作的直流电力的电源端子。
如图4所示,外壳101通过镶嵌成形在测量部130一体地模制作为电路基板的印刷基板140。印刷基板140通过在成形外壳101的金属模具内预先配置印刷基板140然后成形外壳101的镶嵌成形与外壳101一体成形。在印刷基板140设有:用于测量在主通路202流动的被测量气体G的物理量的至少一个测量部;以及用于测量由测量部测量出的信号的电路部。测量部配置在暴露于被测量气体G的位置,电路部配置于被外罩102密闭的电路室。此外,本实施方式中,作为固定印刷基板140的方法,以镶嵌成型为例进行了列举,但是不限于此,也可以将印刷基板140通过粘接剂等固定于外壳101。
如图2及图4所示,就外壳101的测量部130而言,从与被测量气体G的主流向及外壳101的突出方向正交的方向观察,具有以被测量气体G的主流向为短边方向且以外壳101的突出方向为长边方向的大致长方形的外形。另外,如图3所示,就外壳101的测量部130而言,在与被测量气体G的主流向平行且与外壳101的突出方向正交的方向观察,具有以外壳101的突出方向为长边方向的细长的长方形的外形。
在图3中,与被测量气体G的主流向及外壳101的突出方向正交的方向为测量部130的厚度方向。即,外壳101的测量部130具有以被测量气体G的主流向为短边方向、以外壳101的突出方向为长边方向的长方形的板状的外形,在厚度方向的表面和背面分别配置有薄的长方形板状的外罩102和内罩103。
在测量部130的表面和背面设有副通路槽。测量部130的副通路槽与外罩102及内罩103一起形成图4及图5所示的第一副通路131。在测量部130的末端部设有:用于将吸入空气IG等被测量气体G的一部分吸入第一副通路131的第一副通路入口131a;以及用于从第一副通路131将被测量气体G返回到主通路202的第一副通路出口131b。在第一副通路131的通路途中,突出有印刷基板140的一部分。在该印刷基板140的突出部分配置有流量测量部141。流量测量部141是测量作为被测量气体G的物理量的流量的测量元件。
在比第一副通路131靠近凸缘110的测量部130的中间部设有用于将吸入空气IG等被测量气体G的一部分吸入传感器室的第二副通路132。第二副通路132由测量部130和内罩103形成。第二副通路132具有用于吸入被测量气体G的第二副通路入口132a和用于从第二副通路132将被测量气体G返回主通路202的第二副通路出口132b。第二副通路132与形成于测量部130的后表面侧即背面侧的传感器室Rs连通。在传感器室Rs配置有设于印刷基板140的背面的压力传感器142A、142B和湿度传感器143。
在测量部130的突出方向即长边方向的末端侧设有用于成形第一副通路131的副通路槽。用于形成第一副通路131的副通路槽具有图4所示的表侧副通路槽131F和图5所示的背侧副通路槽131R。如图4所示,表侧副通路槽131F随着从在测量部130的下游侧外壁133开口的第一副通路出口131b朝向上游侧外壁134移行,逐渐向测量部130的基端侧即凸缘110侧弯曲,在上游侧外壁134的附近位置与将测量部130在厚度方向上贯通的开口部135连通。开口部135以遍及上游侧外壁134与下游侧外壁133之间延伸的方式沿主通路124的被测量气体G的流向形成。
如图5所示,背侧副通路槽131R从上游侧外壁134朝向下游侧外壁133移行,在上游侧外壁134与下游侧外壁133的中间位置分成两股。被分成两股的背侧副通路槽131R的一方作为排出通路保持原样地呈一直线状延伸,在下游侧外壁133的排出口131c开口。被分成两股的背侧副通路槽131R的另一方随着向下游侧外壁133移行,逐渐向测量部130的基端侧即凸缘110侧弯曲,在下游侧外壁133的附近位置与开口部135连通。
背侧副通路槽131R形成供被测量气体G从主通路202流入的入口槽,表侧副通路槽131F形成使从背侧副通路槽131R吸入的被测量气体G返回主通路202的出口槽。即,如图5所示,在主通路202流动的被测量气体G的一部分从第一副通路入口131a进入背侧副通路槽131R内,在背侧副通路槽131R内流动。然后,被测量气体G含有的质量大的异物与一部分被测量气体G一起从分支流入保持原样沿一直线状延伸的排出通路,从下游侧外壁133的排出口131c排出至主通路202。
背侧副通路槽131R形成随着行进而变深的形状,被测量气体G随着沿背侧副通路槽131R流动而向测量部130的表侧逐渐移动。特别地,背侧副通路槽131R在开口部135的跟前设有急剧变深的急倾斜部131d,质量小的空气的一部分沿急倾斜部131d移动,在开口部135内在印刷基板140的测量面140a侧流动。另一方面,质量大的异物由于难以进行急剧的行进路变更,因此在测量面140a的背面140b侧流动。
如图4所示,在开口部135移动至表侧的被测量气体G沿印刷基板140的测量面140a流动,在与设于测量面140a的流量测量部141之间进行热传递,进行流量的测量。从开口部135流到表侧副通路槽131F的空气均沿表侧副通路槽131F流动,从在下游侧外壁133开口的第一副通路出口131b排出至主通路202。
第二副通路132以沿在主通路124流动的被测量气体G的主流向的方式与凸缘110平行地横贯第二副通路入口132a与第二副通路出口132b之间形成为一直线状。第二副通路入口132a通过将上游侧外壁134的一部分切口而形成,第二副通路出口132b通过将下游侧外壁133的一部分切口而形成。第二副通路入口132a和第二副通路出口132b切口至与印刷基板140的背面140b成为齐平的深度位置。
就第二副通路132而言,被测量气体G沿印刷基板140的背面140b穿过,因此作为冷却印刷基板140的冷却通道发挥功能。在比第二副通路132靠测量部130的基端侧设有传感器室Rs。从第二副通路入口132a流入到第二副通路132的被测量气体G的一部分流入传感器室Rs,通过传感器室Rs内的压力传感器142A、142B和湿度传感器143分别测量压力和相对湿度。即,压力传感器142A、142B和湿度传感器143分别为测量作为被测量气体G的物理量的压力和相对湿度的测量元件。
印刷基板140例如以在表侧副通路槽131F与背侧副通路槽131R的相连的部分即开口部135配置印刷基板140的流量测量部141的方式一体模制于外壳101。在外壳101的测量部130,将印刷基板140的周缘部通过树脂塑模埋设固定于外壳101的部分作为固定部136、137而设置。固定部136、137以从表侧和背侧夹着印刷基板140的周缘部的方式包含地固定。另外,印刷基板140的一部分通过将测量部130的电路室Rc与第一副通路131之间分隔的分隔壁138也与固定部136、137同样地固定。
印刷基板140在被测量气体G的上游侧的端缘的中央部具有温度测量部144。温度测量部144为用于测量在主通路202流动的被测量气体G的物理量的测量元件之一,安装于印刷基板140。印刷基板140具有从第二副通路132的第二副通路入口132a向被测量气体G的上游突出的突出部145,温度测量部144具有设于突出部450且电路基板400的背面的贴片型的温度传感器146。温度传感器146与其配线部分被合成树脂包覆,防止因盐水的附着而产生电解腐蚀。
第二副通路入口132a形成于温度测量部144的下游侧。因此,从第二副通路入口132a流入第二副通路132的被测量气体G接触温度测量部144后,流入第二副通路入口132a,在与温度测量部144接触时测量温度。与温度测量部144接触后的被测量气体G保持该状态从第二副通路入口132a流入第二副通路132,穿过第二副通路132从第二副通路出口132b排出到主通路202。
图6A及图6B是将印刷基板140的一部分切断后的示意性的放大立体图。此外,在图6A及图6B中,省略了形成于印刷基板140的表面的阻焊剂的图示。图6A表示印刷基板140的基材不具有凹凸F的例,图6B表示印刷基板140的基材具有凹凸F的例。在印刷基板140例如按照预定的配线图案形成有铜配线等配线W。印刷基板140具有沿表面的一个方向形成的多个凹凸F。
这样的印刷基板140的配线W上的凹凸F例如通过以配线W的表面精加工和与抗蚀剂的密合性提高为目的的研磨而形成。即,沿印刷基板140的表面的一个方向的多个凹凸F例如为通过抛光研磨加工方法在印刷基板140的配线W沿一个方向形成的研磨痕。在抛光研磨加工方法中,使用圆筒状的研磨轮研磨印刷基板140。此时,以使研磨轮的旋转方向为与印刷基板140的配置于外壳101时的突出方向相同或沿突出方向的方向的方式将印刷基板140安装于抛光研磨加工装置。此外,形成于配线W的凹凸F不限于这样的研磨痕,例如,也可以是配线W的压延痕。另外,如图6B所示地,为了提高配线W与基材的密合性,有时在印刷基板140基材形成凹凸,有时该凹凸成为配线W的凹凸F。
在本实施方式的物理量测量装置100中,印刷基板140以凹凸F的形成方向沿外壳101的向主通路202内的突出方向的方式配置。换言之,印刷基板140以凹凸F的形成方向沿插入方向的方式固定于外壳101。即,凹凸F的形成方向例如相对于外壳101的突出方向平行。或者,凹凸F的形成方向与外壳101的突出方向之间的角度不足45[°]。此外,从物理量测量装置100的耐久性提高和可靠性提高的观点出发,凹凸F的形成方向与外壳101的突出方向之间的角度优选为10[°]以下。
此外,如上述地,外壳101的向主通路202内的突出方向例如为从主通路202的壁部朝向主通路202的中心的方向,为主通路202的径向。换言之,从凸缘110向下(向主通路插入的一侧)方向。另外,外壳101的向主通路202内的突出方向例如为与在主通路202流动的被测量气体G的主流向交叉的方向,为与被测量气体G的主流向正交的方向。另外,如图1~图5所示,在插入主通路202的外壳101的测量部130具有长方形的板状的形状的情况下,外壳101的向主通路202内的突出方向是测量部130的长边方向。
以下,对本实施方式的物理量测量装置100的作用进行说明。
如上述地,本实施方式的物理量测量装置100通过安装于印刷基板140的物理量的测量元件的流量测量部141、压力传感器142A,142B、湿度传感器143、以及温度测量部144,能够测量在主通路202流动的吸入空气IG即被测量气体G的物理量。而且,物理量测量装置100能够将表示测量出的吸入空气IG的物理量的电信号经由连接于外部连接部120的通信线缆输出至控制装置220。
在此,如上所述地,本实施方式的物理量测量装置100将一端作为固定于主通路202的壁部的固定端,将另一端作为配置于主通路202内的自由端,悬臂支撑于主通路202的壁部。因此,物理量测量装置100的外壳101例如,如上所述地通过利用螺栓等紧固部件将凸缘110固定于主通路202的壁部,将测量部130插入设于主通路202的壁部的开口部,从而从主通路202的壁部向主通路202内突出地配置。
在这样的状态下,若由于例如内燃机210的旋转而主通路202振动,则从主通路202的壁部向主通路202内突出配置的外壳101在与其外壳101的突出方向交叉的方向上施加振动。更具体地,如图2~图5所示,在具有大致长方形板状的形状的外壳101的测量部130沿该测量部130的厚度方向、即与外壳101的突出方向及被测量气体G的主流向大致正交的方向施加振动。
由此,在物理量测量装置100的外壳101产生例如重力加速度的30倍(30G)左右的振动。另外,在产生共振的情况下,例如,响应倍率成为100倍左右,最大存在产生3000G左右的振动的可能。若在外壳101产生这样的振动,则对镶嵌成形于外壳101的印刷基板140反复作用高的应力。如上所述,在外壳101的测量部130在厚度方向上振动的情况下,对印刷基板140沿图2、图4以及图5所示的应力方向S作用高的应力。该应力方向S例如与外壳101的向主通路202内的突出方向大致平行。
因此,在沿印刷基板140的表面的一个方向形成的多个凹凸F的形成方向在例如与应力方向S正交的情况下、相对于应力方向S具有45[°]以上的角度交叉的情况下,应力集中于凹凸F,存在配线W破断或者印刷基板140的耐久性降低等的可能。
与之相对,就本实施方式的物理量测量装置100而言,如上述地,为测量在主通路202流动的被测量气体G的物理量的装置,具备从主通路202的壁部向主通路202内突出配置的外壳101和镶嵌成形于外壳101且安装有测量物理量的测量元件的印刷基板140。而且,印刷基板104具有沿表面的一个方向形成的多个凹凸F,且以使该凹凸F的形成方向沿外壳101的向主通路202内的突出方向的方式配置。
通过该结构,本实施方式的物理量测量装置100能够抑制相对于印刷基板140的凹凸F的应力集中,抑制配线W的破断,能够在外壳101的振动产生时提高印刷基板140的耐久性。因此,根据本实施方式,能够提高物理量测量装置100的可靠性。
图7是表示印刷基板140的凹凸F的形成方向与外壳101的突出方向(即应力方向S)之间的角度[°]和作用于凹凸F的应力[MPa]的关系的一例的图表。在该例中,在凹凸F的形成方向与外壳101的突出方向之间的角度为-90[°]和90[°]的情况下,即凹凸F的形成方向和外壳101的突出方向正交的情况下,作用于凹凸F的应力为最大值,即约63[MPa]。
另一方面,在凹凸F的形成方向沿外壳101的突出方向的情况下,即,凹凸F的形成方向与外壳101的突出方向之间的角度不足45[°]的情况下,能够使作用于凹凸F的应力降低30%以上,成为不足约44[MPa]。另外,在凹凸F的形成方向与外壳101的突出方向之间的角度为10[°]以下的情况下,能够使作用于凹凸F的应力降低63%以上,成为约23[MPa]以下。特别地,在凹凸F的形成方向与外壳101的突出方向之间的角度为0[°]的情况下,即凹凸F的形成方向和外壳101的突出方向平行的情况下,能够使作用于凹凸F的应力成为最小值,即约22[MPa]。
如以上所说明地,根据本实施方式,在使用了印刷基板140的物理量测量装置100中,能够抑制印刷基板140的配线W的破断。以上,使用附图对本公开的实施方式进行了详细叙述,但具体的结构不限于该实施方式,不脱离本公开的宗旨的范围内的设计变更等也属于本公开。以下,对上述的实施方式的变形例进行说明。
图8是相当于上述的实施方式的物理量测量装置100的图4的变形例的物理量测量装置100’的主视图。该物理量测量装置100’与上述的实施方式的物理量测量装置100同样地为测量在主通路202流动的被测量气体G的物理量的装置。
物理量测量装置100’与上述的实施方式的物理量测量装置100同样,具备:从主通路202的壁部向主通路202内突出配置的外壳101’;以及在该外壳101’可安装测量物理量的测量元件(流量传感器141’、压力传感器142’、温度传感器146’以及温湿度传感器148)的印刷基板140’。印刷基板140’通过粘接材料等固定于外壳101’。另外,与上述的实施方式同样地,印刷基板140’也可以镶嵌固定于外壳101’。测量元件通过将树脂封装体147固定于印刷基板140’而安装于印刷基板140’。
本变形例中,树脂封装体147安装于印刷基板101’。树脂封装体147通过流量传感器141’和控制电路安装于引线框上并以至少使流量传感器141’的流量测量部(薄壁部)露出的方式利用树脂密封而形成。将树脂封装体147的引线端子通过钎焊、焊接等与印刷基板140’电且机械地连接。利用树脂封装件147保护测量元件,能够提高物理量测量装置100’的耐久性及可靠性。此外,也可以构成为将流量传感器141’和控制电路一体化成同一半导体元件。即,测量元件也可以与控制电路一体形成。
印刷基板140’具有沿表面的一个方向形成的多个凹凸F,且以使该凹凸F的形成方向沿从外壳101’的凸缘110’向主通路202内方向的突出方向(换言之,插入方向)的方式配置。因此,根据本变形例的物理量测量装置100’,能够起到与上述的实施方式的物理量测量装置100相同的效果。
图9是表示图4所示的物理量测量装置100的印刷基板140的变形例的俯视图。含有流量测量部141’的测量元件也可以经由安装于印刷基板140’的支撑体150安装于印刷基板140’。通过该结构,与将含有流量测量部141’的测量元件直接安装于印刷基板140’的情况相比,能够降低作用于测量元件的应力,提高物理量测量装置100的耐久性及可靠性。此外,在印刷基板140’安装元件包括例如在印刷基板140’安装元件、以及在印刷基板140’的配线电连接元件。作为支撑体150的例,可以列举金属制的引线框等金属部件、LTCC基板、印刷基板等可形成电配线的部件。也可构成为,在支撑体150形成与外壳101’的定位用的孔或突起,通过形成于外壳101’的定位用的突起或孔进行定位。
符号说明
100—物理量测量装置,100’—物理量测量装置,101—外壳,101’—外壳,140—印刷基板,140’—印刷基板,141—流量测量部(测量元件),141’—流量传感器(物理量测量部),142A—压力传感器(测量元件),142B—压力传感器(测量元件),142’—压力传感器(测量元件),143—湿度传感器(测量元件),144—温度测量部(测量元件),146’—温度传感器(测量元件),147—树脂封装体,148—温湿度传感器(测量元件),150—支撑体,202—主通路,F—凹凸,G—被测量气体,W—配线。
Claims (8)
1.一种物理量测量装置,其测量在主通路流动的气体的物理量,该物理量测量装置的特征在于,具备:
用于固定于上述主通路的凸缘;
以从上述凸缘向上述主通路内方向突出的方式设置的外壳;以及
固定于上述外壳且安装有测量上述物理量的测量元件的印刷基板,
上述印刷基板的配线具有沿表面的一个方向形成的多个凹凸,且以该凹凸的形成方向沿上述外壳的向上述主通路内方向的突出方向的方式配置。
2.根据权利要求1所述的物理量测量装置,其特征在于,
上述凹凸的形成方向与上述外壳的上述突出方向之间的角度为10[°]以下。
3.根据权利要求1所述的物理量测量装置,其特征在于,
上述凹凸为使用圆筒状的研磨轮形成的研磨痕。
4.根据权利要求1所述的物理量测量装置,其特征在于,
上述凹凸为上述印刷基板的配线的压延痕。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的物理量测量装置,其特征在于,
具备树脂封装体,该树脂封装体以使上述测量元件的物理量测量部露出的状态密封上述测量元件,
通过将上述树脂封装体固定于上述印刷基板,从而上述测量元件安装于上述印刷基板。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的物理量测量装置,其特征在于,
上述测量元件经由安装于上述印刷基板的支撑体安装于上述印刷基板。
7.根据权利要求6所述的物理量测量装置,其特征在于,
上述支撑体为金属部件,上述测量元件一体地形成有控制电路。
8.根据权利要求7所述的物理量测量装置,其特征在于,
在上述支撑体形成有定位用的孔或突起。
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10591168B2 (en) * | 2017-07-21 | 2020-03-17 | Hamilton Beach Brands, Inc. | Countertop oven |
JP2021113722A (ja) | 2020-01-17 | 2021-08-05 | 株式会社デンソー | 空気流量測定装置 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012049934A1 (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 流量センサおよびその製造方法並びに流量センサモジュールおよびその製造方法 |
CN103791956A (zh) * | 2009-12-11 | 2014-05-14 | 日立汽车系统株式会社 | 流量传感器及其制造方法以及流量传感器组件 |
CN104755885A (zh) * | 2012-11-02 | 2015-07-01 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流量计 |
WO2016051940A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量計 |
WO2016140151A1 (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 空気流量検出装置 |
WO2017056694A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 物理量検出装置 |
WO2017073272A1 (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 物理量検出装置 |
CN107076593A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-08-18 | 日立汽车系统株式会社 | 热式空气流量计 |
CN107063368A (zh) * | 2012-06-15 | 2017-08-18 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流量计 |
CN107110685A (zh) * | 2015-01-09 | 2017-08-29 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流体流量传感器 |
CN107255494A (zh) * | 2012-06-15 | 2017-10-17 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流量计 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5221468B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2013-06-26 | 株式会社日立製作所 | 電池監視装置 |
JP6453790B2 (ja) | 2016-02-24 | 2019-01-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 物理量検出装置 |
-
2018
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- 2019-01-31 US US16/763,663 patent/US11112287B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103791956A (zh) * | 2009-12-11 | 2014-05-14 | 日立汽车系统株式会社 | 流量传感器及其制造方法以及流量传感器组件 |
WO2012049934A1 (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 流量センサおよびその製造方法並びに流量センサモジュールおよびその製造方法 |
CN107063368A (zh) * | 2012-06-15 | 2017-08-18 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流量计 |
CN107255494A (zh) * | 2012-06-15 | 2017-10-17 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流量计 |
CN104755885A (zh) * | 2012-11-02 | 2015-07-01 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流量计 |
WO2016051940A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量計 |
CN107076593A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-08-18 | 日立汽车系统株式会社 | 热式空气流量计 |
CN107110685A (zh) * | 2015-01-09 | 2017-08-29 | 日立汽车系统株式会社 | 热式流体流量传感器 |
WO2016140151A1 (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 空気流量検出装置 |
WO2017056694A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 物理量検出装置 |
WO2017073272A1 (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 物理量検出装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
黄艳玲: "《发动机电控系统检修》", 30 March 2015 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112019000135T5 (de) | 2020-07-02 |
DE112019000135B4 (de) | 2024-05-16 |
US20200363247A1 (en) | 2020-11-19 |
CN111247398B (zh) | 2021-07-30 |
WO2019171837A1 (ja) | 2019-09-12 |
JP2019158429A (ja) | 2019-09-19 |
US11112287B2 (en) | 2021-09-07 |
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