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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Luftstrommessvorrichtung mit
einem Messfühlerbereich, der einen Sensorchip als Stromerfassungselement verwendet.
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Herkömmlicherweise
ist ein Luftstrommessgerät (z. B. ein thermales Strommessgerät)
zum Messen eines Ansaugluftstroms eines Fahrzeugmotors mit einem
Sensorchip als ein Stromerfassungselement ausgestattet, um die Erfassungsgenauigkeit und
Erfassungsverlässlichkeit zu erhöhen (z. B.
JP 2008-309623A ).
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Beispielsweise
ist, wie in 21(a) und 21(b)
dargestellt, eine Membran (d. h. ein Dünnfilmabschnitt) 110 durch
einen hohlen Abschnitt 111 in einem Teil eines Sensorsubstrats 100 ausgebildet, und
ein filmartiger dünner Widerstand 120 ist auf
einer Oberfläche der Membran 110 angeordnet, um
einen Sensorchip zu bilden. Der Sensorchip ist in einem Vertiefungsabschnitt 140,
der in einem Harzgehäuse 130 vorgesehen ist, aufgenommen
und ist mit Hilfe eines Klebemittels 150 an dem Vertiefungsabschnitt 140 befestigt.
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Ist
eine gesamte Oberfläche des Sensorsubstrats 100 mit
dem Vertiefungsabschnitt 140 des Gehäuses 130 verbunden,
wird eine Spannung auf das Sensorsubstrat 100 ausgeübt,
was zu einer Deformation des Sensorsubstrats 100 aufgrund
der Spannung führen kann. Besonders der Abschnitt, in dem die
Membran 110 ausgebildet ist, ist anfällig für
die Deformation. Als Folge davon wird ein Widerstandswert des dünnen
Widerstands 120, der auf der Oberfläche der Membran 100 angeordnet
ist, verändert, was Auswirkungen auf die Ermittlungsgenauigkeit des
Luftstroms hat. Somit wird, wie in 21(a)
dargestellt, lediglich ein Endabschnitt des Sensorsubstrats 100 in
Längsrichtung mit dem Gehäuse 130 verbunden,
wodurch die auf das Sensorsubstrat 100 wirkende Spannung
reduziert wird.
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Ist
der Sensorchip jedoch lediglich in der Längsrichtung an
der einen Endseite am Gehäuse 130 befestigt, entsteht
eine Lücke zwischen einem Vertiefungsabschnitt 140 des
Gehäuses 130 und dem Sensorsubstrat 100.
Strömt somit Luft in dem Luftstrommessgerät, strömt
Luft auch durch die Rückseite des Sensorchips in Richtung
seiner Breite senkrecht zur Längsrichtung.
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Die
Lücke zwischen dem Vertiefungsabschnitt 140 des
Gehäuses 130 und dem Sensorsubstrat 100 wird
aufgrund des hohlen Abschnitts 111 ungleichmäßig.
Beispielsweise wird die Lücke zwischen dem Vertiefungsabschnitt 140 des
Gehäuses 130 und dem Sensorsubstrat 100 an
dem Abschnitt, an dem die Membran 110 angeordnet ist, größer.
Dadurch, dass die Membran 110 durch den hohlen Abschnitt 111 auf
der Rückseite des Sensorsubstrats 100 durch Ätzen
ausgebildet ist, kann der Luftstrom, der zur Rückseite
des Sensorsubstrats 100 strömt, aufgrund des hohlen
Abschnitts 111 gestört sein.
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Insbesondere,
wie in 22(a) dargestellt, strömt
Luft in den hohlen Abschnitt 111 (Hohlraumabschnitt) auf
der Rückseite des Sensorsubstrats 100. Wird der
Strom der Luft, die zur Rückseite des Sensorsubstrats 100 strömt,
größer, wird dadurch, wie in 22(b)
und 22(c) dargestellt, ein verwirbelter Strom in dem
hohlen Abschnitt 111 verursacht. Die Verwirbelung des Stroms
verstärkt sich, wenn der Luftstrom von zur Rückseite
des Sensorsubstrats 100 strömender Luft größer
wird. In der Reihenfolge von 22(a), 22(b)
und 22(c) ist der Luftstrom größer
angesetzt, wodurch sich die Störung des Luftstroms in dieser
Reihenfolge ebenso vergrößert.
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Demzufolge
wird eine Wärmeübertragung auf den dünnen
Widerstand 120, der auf der Oberfläche der Membran 110 angeordnet
ist, unstabil. Wie in 23 dargestellt, vergrößert
sich mit steigendem Strom die Krümmung der Sensorkennlinien,
so dass die Ausgabe des Luftstrommessgeräts unstabil wird und
es schwierig ist, den Luftstrom und die elektrische Spannung eindeutig
zu bestimmen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorhergehend genannten
Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Strommessvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine
Störung von Luft, die zu einer Rückseite eines
Sensorchips strömt, begrenzen kann, was zu einer stabilen
Sensorausgabe führt.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Luftstrommessvorrichtung einen
Sensorchip und ein Gehäuse auf. Der Sensorchip weist ein
Sensorsubstrat mit einem hohlen Abschnitt sich verjüngender
Form, der von einer Rückseite des Sensorsubstrats in Richtung
einer Vorderseite des Sensorsubstrats vertieft ist, wodurch eine Membran
auf der Vorderseite an einer Stelle entsprechend dem hohlen Abschnitt
ausgebildet ist, und einen Wärmeerzeugungswiderstand, der
auf einer Vorderseite der Membran angeordnet ist auf. Das Gehäuse
weist einen Vertiefungsabschnitt auf, in dem der Sensorchip aufgenommen
ist, und die Membran ist an einer Endseite des Sensorchips in einer
ersten Richtung angeordnet. Die andere Endseite des Sensorchips
in der ersten Richtung ist mit dem Vertiefungsabschnitt des Gehäuses
mittels eines Klebemittels verbunden, um durch den Vertiefungsabschnitt an
der anderen Endseite gestützt zu sein, so dass Lücken
jeweils an der einen Endseite des Sensorchips, zwischen einer Bodenfläche
des Sensorchips und einer Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts und
zwischen zwei Seitenflächen des Sensorchips und zwei Seitenflächen
des Vertiefungsabschnitts in einer zur ersten Richtung senkrechten
zweiten Richtung ausgebildet sind. Des Weiteren ist der im Gehäuse
aufgenommene Sensorchip in einem Luftkanal angeordnet, um einen
Luftstrom basierend auf einem Wärmeaustausch des Wärmeerzeugungswiderstands
zu messen. in der Luftstrommessvorrichtung weist das Gehäuse
einen tiefen Nutabschnitt, der in der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts
weiter vertieft ist, an einem stromaufwärtsseitigen Abschnitt des
Vertiefungsabschnitts in einer Stromrichtung der Luft, die zu einer
Rückseite des Sensorchips strömt, in einem Bereich
entlang der zweiten Richtung auf. Des Weiteren ist ein stromabwärtiger
Teil des tiefen Nutabschnitts in der zweiten Richtung mit einem stromaufwärtigen
Teil des hohlen Abschnitts, der an der Rückfläche
des Sensorsubstrats geöffnet ist, überlappt.
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Demzufolge
strömt ein Teil von Luft, die an der Vorderseite des Gehäuses
strömt, in die Lücke, die zwischen dem Vertiefungsabschnitt
des Gehäuses und der stromaufwärtigen Endseite
des Sensorsubstrats ausgebildet ist, und strömt weiter
in den tiefen Nutabschnitt. Anschließend strömt
die Luft, die zum tiefen Nutabschnitt strömt, weiter in
den hohlen Abschnitt des Gehäuses. Da die stromabwärtige
Seite des tiefen Nutabschnitts und die stromaufwärtige Seite
des hohlen Abschnitts sich in der zweiten Richtung des Sensorsubstrats überlappen,
kann die Luft, die vom tiefen Nutabschnitt zum hohlen Abschnitt strömt,
leicht zur stromaufwärtigen Seite des hohlen Abschnitts
strömen. Somit strömt Luft entlang einer geneigten
stromaufwärtigen Wandfläche des hohlen Abschnitts
sich verjüngender Form. Daraus folgend kann ein Beeinflussungsgrad
von Luft, die zur Rückseite des Sensorchips strömt,
bezüglich Luft, die zur Vorderseite des Sensorchips strömt,
verkleinert werden, wodurch die Sensorausgabe stabilisiert werden kann.
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Beispielsweise
können der tiefe Nutabschnitt des Gehäuses und
der hohle Abschnitt des Sensorsubstrats angeordnet sein, um die
folgende Beziehung L1 ≤ L2 im Bereich entlang der zweiten
Richtung zu erfüllen, wenn ein Abstand zwischen einer äußeren
Kante einer stromaufwärtigen Wandfläche des hohlen
Abschnitts (7a) an der Rückseife des Sensorsubstrats
und einer stromabwärtigen Kante des tiefen Nutabschnitts
an der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts in der zweiten
Richtung L1 ist und wenn ein Abstand zwischen der äußeren
Kante der stromaufwärtigen Wandfläche des hohlen
Abschnitts und einer inneren Kante der stromaufwärtigen
Wandfläche des hohlen Abschnitts an der Membran 12 ist.
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Ist
L1 ≤ L2, kann der Überlappungsbereich zwischen
dem tiefen Nutabschnitt und dem hohlen Abschnitt in der zweiten
Richtung innerhalb eines Bereichs, in dem die geneigte stromaufwärtige
Wandfläche auf der stromaufwärtigen Seite des
hohlen Abschnitts in der zweiten Richtung des Sensorsubstrats ausgebildet
ist, positioniert werden. Somit kann eine große Menge von
Luft, die von dem tiefen Nutabschnitt zum hohlen Abschnitt strömt,
entlang der geneigten stromaufwärtigen Wandfläche
des hohlen Abschnitts strömen. Demzufolge kann, sogar wenn ein
Luftstrom, der zur Rückseite des Sensorsubstrats strömt,
größer wird, eine verwirbelte Strömung,
die in dem hohlen Abschnitt erzeugt wird, effektiv reduziert werden.
Demzufolge kann ein Beeinflussungsgrad von Luft, die zur Rückseite
des Sensorchips strömt, bezüglich Luft, die zur
Vorderseite des Sensorchips strömt, verkleinert werden
und somit die Sensorausgabe stabilisiert werden.
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Beispielsweise
kann eine stromabwärtige Wandfläche des tiefen
Nutabschnitts in der zweiten Richtung in einer Richtung geneigt
werden, die etwa einer geneigten Richtung der stromaufwärtigen Wandfläche
des hohlen Abschnitts des Sensorsubstrats entspricht.
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Des
Weiteren kann der tiefe Nutabschnitt in einem ganzen Bereich des
Vertiefungsabschnitts in der ersten Richtung vorgesehen sein. Alternativ
kann der tiefe Nutabschnitt in einem Teilbereich des Vertiefungsabschnitts
in der ersten Richtung zur Verfügung gestellt werden, in
dem der hohle Abschnitt an der Rückfläche des
Sensorsubstrats geöffnet ist. Alternativ kann der tiefe
Nutabschnitt in einer Form ausgebildet werden, die sich entlang
erstreckender Linien der zwei Endflächen der ersten Richtung
des hohlen Abschnitts vergrößert.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Luftstrommessvorrichtung einen
Sensorchip und ein Gehäuse auf. Der Sensorchip weist ein
Sensorsubstrat mit einem hohlen Abschnitt sich verjüngender
Form, der von einer Rückfläche des Sensorsubstrats
in Richtung einer Vorderseite des Sensorsubstrats vertieft ist,
wodurch eine Membran auf der Vorderseite an einer Stelle entsprechend
dem hohlen Abschnitt, ausgebildet ist, und einen Wärmeerzeugungswiderstand,
der an der Vorderfläche der Membran angeordnet ist, auf.
Das Gehäuse weist einen Vertiefungsabschnitt, in dem der Sensorchip
aufgenommen ist, auf, und die Membran ist an einer Endseite des
Sensorchips in einer ersten Richtung angeordnet. Die andere Endseite
des Sensorchips in der ersten Richtung ist mittels eines Klebemittels
mit dem Vertiefungsabschnitt des Gehäuses verbunden, um
durch den Vertiefungsabschnitt an der anderen Endseite gestützt
zu sein, so dass jeweils Lücken an der einen Endseite des
Sensorchips zwischen einer Bodenfläche des Sensorchips
und einer Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts und zwischen
zwei Seitenflächen des Sensorchips und zwei Seitenflächen
des Vertiefungsabschnitts in einer zur ersten Richtung senkrechten
zweiten Richtung ausgebildet sind. In der Luftstrommessvorrichtung
ist der im Gehäuse aufgenommene Sensorchip in einem Luftkanal
angeordnet, um eine Luftstrommenge basierend auf einem Wärmeaustausch
des Wärmeerzeugungswiderstands zu messen. Des Weiteren
ist ein Lufteinführungskanal im Gehäuse vorgesehen, so
dass ein Teil von Luft, die zur Rückfläche des
Gehäuses strömt, in den hohlen Abschnitt des Sensorsubstrats
mittels des Lufteinführungskanals eingeführt wird.
Außerdem durchdringt der Lufteinführungskanal
das Gehäuse von der Rückfläche des Gehäuses
zur Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts, und der Lufteinführungskanal
ist entlang der Erstreckungslinie einer geneigten stromaufwärtigen Wandfläche
des Vertiefungsabschnitts in einem Bereich entlang der zweiten Richtung
geneigt.
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Somit
strömt Luft, die von der Rückseite des Gehäuses
mittels des Lufteinführungskanals in den hohlen Abschnitt
eingeführt wurde, entlang der geneigten stromaufwärtigen
Wandfläche des hohlen Abschnitts. Demzufolge kann ein Beeinflussungsgrad
von Luft, die zur Rückseite des Sensorchips strömt,
bezüglich der Luft, die zur Vorderseite des Sensorchips
strömt, verkleinert werden und somit die Sensorausgabe
stabilisiert werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Luftstrommessvorrichtung einen
Sensorchip und ein Gehäuse auf. Der Sensorchip weist ein
Sensorsubstrat mit einem hohlen Abschnitt sich verjüngender
Form, der von einer Rückseite des Sensorsubstrats bis zu
einer Vorderseite des Sensorsubstrats ausgespart ist, wodurch eine Membran
auf der Vorderseite an einer Stelle entsprechend dem hohlen Abschnitt
ausgebildet wird, und einen Wärmeerzeugungswiderstand,
der an einer Vorderfläche der Membran angeordnet ist, auf.
Das Gehäuse weist einen Vertiefungsabschnitt auf, in dem der
Sensorchip aufgenommen ist, und die Membran ist an einer Endseite
des Sensorchips in einer ersten Richtung angeordnet. Die andere
Endseite des Sensorchips in der ersten Richtung ist mittels eines
Klebemittels mit dem Vertiefungsabschnitt des Gehäuses
verbunden, um durch den Vertiefungsabschnitt an der anderen Endseite
gestützt zu sein, so dass Lücken jeweils an der
einen Endseite des Sensorchips, zwischen einer Bodenfläche
des Sensorchips und einer Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts und
zwischen zwei Seitenflächen des Sensorchips und zwei Seitenflächen
des Vertiefungsabschnitts in einer zur ersten Richtung senkrechten
zweiten Richtung ausgebildet sind. Der im Gehäuse aufgenommene
Sensorchip ist in einem Luftkanal angeordnet, um eine Luftstrommenge
basierend auf einem Wärmeaustausch des Wärmeerzeugungswiderstands
zu messen. In der Luftstrommessvorrichtung ist ein Vorsprungsabschnitt
in dem Gehäuse vorgesehen, der von der Bodenfläche
des Vertiefungsabschnitts hervorragt und in den hohlen Abschnitt
des Sensorsubstrats eingefügt ist.
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Da
der Vorsprungsabschnitt, der von der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts
hervorragt, in den hohlen Abschnitt des Sensorsubstrats eingefügt ist,
ist das Raumvolumen des hohlen Abschnitts reduziert, wodurch eine
Störung des Luftstroms reduziert ist. Des Weiteren, da
die Lücke zwischen dem hohlen Abschnitt und dem Vorsprungsabschnitt
aufgrund des Vorsprungsabschnitts kleiner werden kann, ist es schwierig,
dass Luft in Richtung der Rückseite des Sensorchips strömt,
wodurch die Stromgeschwindigkeit der Luft, die in Richtung der Rückseite
des Sensorchips strömt, reduziert werden kann. Demzufolge
kann ein Beeinflussungsgrad von Luft, die zur Rückseite
des Sensorchips strömt, bezüglich Luft, die zur
Vorderseite des Sensorchips strömt, verkleinert werden
und dadurch die Sensorausgabe stabilisiert werden.
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Beispielsweise
kann der Vorsprungsabschnitt so ausgebildet sein, um eine Lücke
zwischen dem Vorsprungsabschnitt und einer Wandfläche des hohlen
Abschnitts des Sensorsubstrats zu bilden.
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In
jeder der vorhergehend genannten Luftstrommessvorrichtungen kann
die erste Richtung eine Längsrichtung des Sensorsubstrats
sein, und die zweite Richtung kann eine Richtung der Breite (Breitenrichtung)
des Sensorsubstrats, die senkrecht zur Längsrichtung ist,
sein.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
durch die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit den anhängigen
Zeichnungen, in denen sich entsprechende Teile mit sich entsprechenden
Bezugszeichen bezeichnet sind, offenbart.
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Es
zeigen:
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1(a)
eine Querschnittsdarstellung eines Gehäuses und eines Sensorchips
in einer Längsrichtung, und 1(b) eine
Querschnittsdarstellung entlang der Linie A-A in 1(a)
des Gehäuses und des Sensorchips in einer Breitenrichtung;
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2 eine
Querschnittsdarstellung eines Anbauzustands einer Luftstrommessvorrichtung,
die an einer Einlassluftdüse angebracht ist;
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3(a)
eine Vorderansicht der Luftstrommessvorrichtung, wenn sie von einer
stromaufwärtigen Seite der Luftstrommessvorrichtung betrachtet wird, 3(b)
eine Seitenansicht der Luftstrommessvorrichtung, und 3(c)
eine Rückansicht der Luftstrommessvorrichtung, wenn sie
von einer stromabwärtigen Seite der Luftstrommessvorrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform betrachtet
wird;
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4(a)
einen Graph einer Temperaturverteilung zur Erläuterung
von Strommessprinzipien unter Verwendung eines Sensorabschnitts
in der ersten Ausführungsform, und 4(b) eine
Querschnittsdarstellung eines Sensorchips (Halbleiterelement), der
für den Sensorabschnitt verwendet wird;
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5 einen
Graph einer Beziehung zwischen einem Luftstrom und einem Temperaturunterschied
zwischen einer Erfassungstemperatur eines stromaufwärtsseitigen
Temperaturwiderstands und einer Erfassungstemperatur eines stromabwärtsseitigen
Temperaturwiderstands;
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6 eine
Querschnittsdarstellung eines Beispiels eines Vorsprungsabschnitts
eines Gehäuses in einem Bereich entlang der Breitenrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform;
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7 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels des Vorsprungsabschnitts
des Gehäuses in einem Bereich entlang der Breitenrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform;
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8 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels des Vorsprungsabschnitts
des Gehäuses in einem Bereich entlang der Breitenrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform;
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9 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels des Vorsprungsabschnitts
des Gehäuses in einem Bereich entlang der Breitenrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform;
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10 eine
Querschnittsdarstellung eines Beispiels eines Gehäuses
und eines Sensorchips in einem Bereich entlang der Breitenrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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11 eine
Querschnittsdarstellung des Gehäuses und des Sensorchips
in dem Bereich entlang der Breitenrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform;
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12 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels eines tiefen Nutabschnitts
des Gehäuses gemäß der zweiten Ausführungsform;
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13 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels des tiefen Nutabschnitts
des Gehäuses gemäß der zweiten Ausführungsform;
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14 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels des tiefen Nutabschnitts
des Gehäuses gemäß der zweiten Ausführungsform;
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15 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels des tiefen Nutabschnitts
des Gehäuses gemäß der zweiten Ausführungsform;
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16 eine
Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels des tiefen Nutabschnitts
des Gehäuses gemäß der zweiten Ausführungsform;
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17 eine
Draufsicht eines Beispiels eines tiefen Nutabschnitts in einer Längsrichtung
eines Vertiefungsabschnitts eines Gehäuses gemäß der zweiten
Ausführungsform;
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18 eine
Draufsicht eines weiteren Beispiels des tiefen Nutabschnitts in
der Längsrichtung des Vertiefungsabschnitts des Gehäuses
gemäß der zweiten Ausführungsform;
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19 eine
Draufsicht eines weiteren Beispiels des tiefen Nutabschnitts in
der Längsrichtung des Vertiefungsabschnitts des Gehäuses
gemäß der zweiten Ausführungsform;
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20 eine
Querschnittsdarstellung eines Gehäuses und eines Sensorchips
in einem Bereich entlang der Breitenrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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21(a)
eine Querschnittsdarstellung eines Gehäuses und eines Sensorchips
in einer Längsrichtung, und 21(b)
eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B in 21(a)
des Gehäuses und des Sensorchips in einer Breitenrichtung
gemäß dem Stand der Technik;
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22(a), 22(b)
und 22(c) Querschnittsdarstellungen jeweiliger Variationen
eines Zustands von Luft, die in einem hohlen Abschnitt eines Sensorsubstrats
strömt; und
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23 einen
Graph von verschiedenen Ausgangskennlinien bezüglich eines
Luftstroms.
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Ausführungsformen
und deren Abwandlungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit
Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Ausführungsformen
wird ein Teil, das einem Gegenstand in einer vorhergehenden Ausführungsform
entspricht, mit demselben Bezugszeichen bezeichnet, und wiederholte
Erklärung für dieses Teil wird unterlassen. Die
Ausführungsformen können, unter der Voraussetzung,
dass die Kombination keinen Nachteil mit sich bringt, teilweise
kombiniert werden, selbst wenn dies nicht explizit erläutert
ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit
Bezug auf 1 bis 9 erläutert.
In der ersten Ausführungsform wird eine Luftstrommessvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung typischerweise
als ein Luftstrommessgerät 1 verwendet, das angeordnet
ist, um einen Einlassluftstrom eines Fahrzeugmotors zu messen.
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Das
Luftstrommessgerät 1 weist ein Sensorgehäuse 3,
das an eine Einlassluftdüse 2 angebaut ist, und
einen Sensorabschnitt 4, der im Sensorgehäuse 3 angeordnet
ist, wie in 2 dargestellt, auf. Beispielsweise
ist das Luftstrommessgerät 1 in einem Luftkanal
angeordnet, um einen Luftstrom basierend auf einem Wärmeaustausch
des Wärmeerzeugungswiderstands des Sensorabschnitts 4 zu messen.
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Die
Einlassluftdüse 2 bildet einen Teil eines Einlassluftkanals,
der mit einem Einlassluftanschluss (nicht dargestellt) eines Motors
verbunden ist. Beispielsweise kann die Einlassluftdüse 2 als
ein Luftablassrohr eines Luftreinigers, der an der stromaufwärtigsten
Seite des Einlassluftkanals angeordnet ist, oder als ein Lufteinlassrohr,
das an einer stromabwärtigen Seite des Luftablassrohrs
oder dergleichen mit diesem verbunden ist, verwendet werden.
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Wie
in 2, 3(a), 3(b) und 3(c)
dargestellt, ist das Sensorgehäuse mit einem Flanschabschnitt 3a,
der an der Einlassluftdüse 2 fixiert ist, einem
Verbindungsabschnitt 3b, der ausgebildet ist, um elektrisch
mit einer ECU (nicht dargestellt), die einen Betriebszustand des
Motors steuert, verbunden zu sein und einem Körperabschnitt 3c, der
in die Einlassluftdüse 2 eingeschoben ist, um
einen Luftkanal zu definieren, ausgestattet.
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Wie
in 2 dargestellt, ist der Körperabschnitt 3c vorgesehen,
um darin einen Bypasskanal 5 und einen Nebenbypasskanal 6 zu
definieren. Ein Teil von Luft in der Einlassluftdüse 2 strömt
durch den Bypasskanal 5 von der linken Seite zur rechten Seite in 2,
und ein Teil von Luft im Bypasskanal 5 strömt
durch den Nebenbypasskanal 6.
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Bei
dem Bypasskanal 5 handelt es sich um einen annähernd
geraden Kanal von einem Lufteinlass 5a zu einem Luftauslass 5b,
der sich annähernd parallel zu einer Stromrichtung von
Luft, die in der Einlassluftdüse 2 strömt,
erstreckt. Der Querschnitt des Bypasskanals 5 ist senkrecht
zur Luftstromrichtung im Bypasskanal 5 kreisförmig.
Der auslassseitige Abschnitt im Bypasskanal 5 ist in sich
verjüngender Form ausgebildet, wobei ein Kanalquerschnitt
in Richtung des Luftauslasses 5b kontinuierlich kleiner wird.
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In 2 wird
eine vorbestimmte Richtung (d. h. Richtung von oben nach unten),
die senkrecht zur Luftstromrichtung im Bypasskanal 5 ist,
als Y-Y-Richtung bezeichnet. Der Lufteinlass 6a mit seiner
kreisförmigen Form ist an einer Seite des Bypasskanals 5 in
der Y-Y-Richtung geöffnet, so dass der Nebenbypasskanal 6 vom
Bypasskanal 5 abgezweigt ist. Der Luftauslass 6b ist
in einer kreisförmigen Form um den kreisförmigen
Luftauslass 5b des Bypasskanals 5 ausgebildet.
Im Beispiel gemäß 2 ist der
Luftauslass 6b des Nebenbypasskanals 6 auf derselben Ebene
wie der Luftauslass 5b des Bypasskanals 5 vorgesehen.
Der Nebenbypasskanal 6 ist gebogen, so dass er einen gebogenen
Abschnitt aufweist und somit länger als der Bypasskanal 5 ist.
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Der
Lufteinlass 6a des Nebenbypasskanals 6 ist so
vorgesehen, dass ein Abstand zwischen der Mittellinie des Bypasskanals 5 und
einem stromaufwärtigen Einlassende A des Lufteinlasses 6a kleiner ist
als ein Abstand zwischen der Mittellinie des Bypasskanals 5 und
einem stromabwärtigen Einlassende B des Lufteinlasses 6a,
wie in 2 dargestellt. Somit ist eine offene Fläche
des Lufteinlasses 6a des Nebenbypasskanals 6 mit
dem stromaufwärtigen Einlassende A und dem stromabwärtigen
Einlassende B so geneigt, dass sie sich gegenüber dem Auslassseitenabschnitt
des Bypasskanals 5 befindet.
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Der
Sensorabschnitt 4 ist mit einem Sensorchip 12,
wie in 4(b) dargestellt, und einem Schaltkreisabschnitt
(nicht dargestellt) ausgestattet. Wie in 4(b) dargestellt,
ist eine Oberfläche der Membran 8, die auf einem
Siliziumsensorsubstrat 7 angeordnet ist, mit filmähnlichen
dünnen Widerständen wie beispielsweise einem Wärmeerzeugungswiderstand 9 und
Temperaturwiderständen 10, 11 ausgestattet.
Die Temperaturwiderstände 10, 11 sind
an zwei Seiten des Wärmeerzeugungswiderstands 9 angeordnet.
Der Schaltkreisabschnitt ist ausgebildet, um die Temperatur der
Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungswiderstands 9 zu
steuern, und gibt entsprechend einem Luftstrom und einer Luftstromrichtung
basierend auf den Widerstandswerten der Temperaturwiderstände 10, 11 Sensorsignale
aus. Der Sensorchip 12 ist in einem Gehäuse 13 aufgenommen
und ist an einem gebogenen Abschnitt des Nebenbypasskanals 6 angeordnet,
wie in 1 dargestellt.
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Der
Wärmeerzeugungswiderstand 9 wird elektrisch auf
eine bestimmte Temperatur geregelt, die um eine vorbestimmte Temperatur
höher ist, als die Temperatur der Luft, die in dem Nebenbypasskanal 6 strömt.
Der Temperaturwiderstand 10 ist angrenzend zum Wärmeerzeugungswiderstand 9 an
einer stromaufwärtigen Stelle des Wärmeerzeugungswiderstands 9 angeordnet,
und der Temperaturwiderstand 11 ist angrenzend zum Wärmeerzeugungswiderstand 9 an
einer stromabwärtigen Stelle des Wärmeerzeugungswiderstands 9 angeordnet.
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Wird
der Wärmeerzeugungswiderstand 9 mit elektrischer
Energie versorgt, so dass der Wärmeerzeugungswiderstand 9 die
bestimmte Temperatur aufweist, wird eine Temperaturverteilung aufgrund der
Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungswiderstands 9 verursacht.
Wird kein Luftstrom im Nebenbypasskanal 6 erzeugt, ist
die Temperaturverteilung zwischen der stromaufwärtigen
Seite und der stromabwärtigen Seite bezüglich
der Position des Wärmeerzeugungswiderstands 9 als
Mittelpunkt Zinks-rechts-symmetrisch, wodurch die Temperatur, die
durch den stromaufwärtsseitigen Temperaturwiderstand 10 erfasst
wird, gleich der Temperatur wird, die durch den stromabwärtsseitigen
Temperaturwiderstand 11 erfasst wird, wie in 4(b)
dargestellt.
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Wird
im Gegensatz ein Luftstrom im Nebenbypasskanal 6 in einer
Vorwärtsstromrichtung erzeugt, verschiebt sich eine Temperaturverteilung
zur stromabwärtigen Seite (d. h. rechte Seite in 4(b)) des
Wärmeerzeugungswiderstands 9, wie im Graph mit
der durchgezogenen Linie in 4(a) dargestellt,
wodurch die Erfassungstemperatur des stromabwärtsseitigen
Temperaturwiderstands 11 höher wird als die Erfassungstemperatur
des stromaufwärtsseitigen Temperaturwiderstands 10.
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Wird
ein Luftstrom in umgekehrter Richtung im Nebenbypasskanal 6 erzeugt,
verschiebt sich eine Temperaturverteilung zur stromaufwärtigen
Seite (d. h. linke Seite in 4(b)) des
Wärmeerzeugungswiderstands 9, wodurch die Erfassungstemperatur
des stromabwärtsseitigen Temperaturwiderstands 11 niedriger
wird als die Erfassungstemperatur des stromaufwärtsseitigen
Temperaturwiderstands 10.
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Da
zwischen der Erfassungstemperatur des stromaufwärtsseitigen
Temperaturwiderstands 10 und der Erfassungstemperatur des
stromabwärtsseitigen Temperaturwiderstands 11 ein
Temperaturunterschied DTh erzeugt wird, ändern sich die
Widerstandswerte des stromaufwärtsseitigen Temperaturwiderstands 10 und
des stromabwärtsseitigen Temperaturwiderstands 11 jeweils
gemäß dem Temperaturunterschied DTh. Ein Unterschied
der elektrischen Potenziale, der durch die unterschiedlichen Widerstandswerte
verursacht wird, wird verstärkt, und der verstärkte
Wert wird an die ECU als Sensorsignal (z. B. analoges Signal) ausgegeben.
Das Sensorsignal kann ausgegeben werden, nachdem die analoge Spannung
in die Frequenz konvertiert wurde.
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5 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Temperaturunterschied
DTh, dem Luftstrom und der Luftstromrichtung zeigt. Der Temperaturunterschied
DTh ist hierin der Temperaturunterschied zwischen der Erfassungstemperatur
des stromaufwärtsseitigen Temperaturwiderstands 10 und
der Erfassungstemperatur des stromabwärtsseitigen Temperaturwiderstands 11.
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Nachfolgend
werden der Sensorchip 12 und das Gehäuse 13 gemäß der
vorliegenden Erfindung erläutert.
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Wie
in 1(a) dargestellt, ist an einer Endseite (z. B.
rechte Seite in 1(a)) des Sensorsubstrats 7 in
einer Längsrichtung des Sensorsubstrats 7 eine
Membran 8 vorgesehen. In 1(a) entspricht die
Längsrichtung des Sensorsubstrats 7 der Links-rechts-Richtung
von 1(a).
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Wie
in 4(b) dargestellt, handelt es sich bei der Membran 8 um
eine Isolationsbeschichtung, die auf dem Sensorsubstrat 7 durch
Sputtern oder CVD ausgebildet ist. Beispielsweise wird ein Teil
des Sensorsubstrats 7 von der Rückseite des Sensorsubstrats 7 zur
Isolationsbeschichtung hin entfernt, wodurch ein hohler Abschnitt 7a gebildet
wird.
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Der
hohle Abschnitt 7a ist in sich verjüngender Form
ausgebildet, so dass ein Öffnungsmaß des hohlen
Abschnitts 7a von der Rückseite des Sensorsubstrats 7 zur
Vorderseite des Sensorsubstrats 7 kontinuierlich kleiner
wird, sowohl in der Längsrichtung des Sensorsubstrats 7,
wie in 1(a) dargestellt, als auch in einer Richtung der
Breite (Breitenrichtung) des Sensorsubstrats 7, wie in 1(b)
dargestellt. Hierin ist die Breitenrichtung des Sensorsubstrats 7 senkrecht
zur Längsrichtung des Sensorsubstrats 7.
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Wie
in 1(b) dargestellt, ist das Gehäuse 13 aus
einem Harz hergestellt und mit einem Vertiefungsabschnitt 13a ausgestattet,
der so ausgebildet ist, dass Luft entlang der Oberfläche
des Vertiefungsabschnitts 13a strömt. Der Sensorchip 12 befindet sich
in dem Vertiefungsabschnitt 13a, und die andere Endseite
des Sensorsubstrats 7 in der Längsrichtung ist
an der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a des
Gehäuses 13 fixiert, wodurch der Sensorchip 12 nur
an der anderen Endseite in der Längsrichtung gehalten wird.
Das heißt, die eine Endseite des Sensorsubstrats 7,
an welcher die Membran 8 ausgebildet ist, ist nicht mit
der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a verbunden.
Somit sind Lücken jeweils zwischen der Rückfläche
des Sensorsubstrats 7 und der Bodenfläche des
Vertiefungsabschnitts 13a und zwischen zwei Seitenflächen
des Sensorsubstrats 7 und zwei Seitenflächen des
Vertiefungsabschnitts 13a des Gehäuses 13 ausgebildet,
wie in 1(b) dargestellt.
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Wie
in 1(a) und 1(b) dargestellt,
ist das Gehäuse 13 mit einem Vorsprungsabschnitt 13b bezüglich
des hohlen Abschnitts 7a, welcher entfernt wird, um die
Membran 8 auszubilden, ausgestattet, so dass der Vorsprungsabschnitt 13b in
den hohlen Abschnitt 7a des Sensorsubstrats 7 eingeschoben ist.
Beispielsweise ist der Vorsprungsabschnitt 13b in dem Gehäuse 13 mit
sich verjüngender Form ausgebildet, die annähernd
gleich der Form des hohlen Abschnitts 7a ist. Somit ist
eine annähernd einheitliche Lücke zwischen dem
hohlen Abschnitt 7a des Sensorsubstrats 7 und
dem Vorsprungsabschnitt 13b des Gehäuses 13 ausgebildet.
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Das
Gehäuse 13 kann aus einem anderen Material als
Harz hergestellt werden.
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Gemäß dem
Luftstrommessgerät 1 der ersten Ausführungsform
wird der Sensorchip 12 in dem Gehäuse 13 nur
an der einen Endseite des Sensorsubstrats 7 in der Längsrichtung
gestützt. Somit ist an der anderen Endseite des Sensorsubstrats 7,
welche nicht mit der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a des
Gehäuses 13 verbunden ist, die Lücke
zwischen dem Vertiefungsabschnitt 13a des Gehäuses 13 und
dem Sensorsubstrat 7 vorgesehen.
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Somit
strömt Luft nicht nur auf der Vorderflächenseite
des Sensorchips 12, auf der filmartige dünne Widerstände
(z. B. der Wärmeerzeugungswiderstand 9, der stromaufwärtsseitige
Temperaturwiderstand 10, der stromabwärtsseitige
Temperaturwiderstand 11) ausgebildet sind, sondern auch
auf der Rückseite des Sensorchips 12. Das heißt,
auf der Rückseite des Sensorchips 12 strömt
Luft durch die Lücke zwischen dem Vertiefungsabschnitt 13a des Gehäuses 13 und
dem Sensorsubstrat 7. In der vorliegenden Ausführungsform
ist der Vorsprungsabschnitt 13b so vorgesehen, dass er
von der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a auf
der Rückseite des Sensorchips 12 hervorragt und
dabei in den hohlen Abschnitt 7a eingeschoben ist.
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Wie
in 1(b) dargestellt, ist, da der Vorsprungsabschnitt 13b,
der von der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a hervorragt,
in den hohlen Abschnitt 7a des Sensorsubstrats 7 eingeschoben ist,
das Raumvolumen des hohlen Abschnitts 7a reduziert, wodurch
eine Störung des Luftstroms in dem hohlen Abschnitt 7a vermieden
wird. Des Weiteren, da die Lücke zwischen dem hohlen Abschnitt 7a und dem
Vorsprungsabschnitt 13b kleiner werden kann, ist es schwierig
für die Luft, in Richtung der Rückseite des Sensorchips 12 zu
strömen, wodurch die Stromgeschwindigkeit der Luft, die
zur Rückseife des Sensorchips 12 strömt,
reduziert werden kann. Somit kann ein Beeinflussungsgrad der Luft,
die zur Rückseite des Sensorchips 12 strömt,
bezüglich der Luft, die zur Vorderseite des Sensorchips 12 strömt,
verringert werden, so dass die Sensorausgabe stabilisiert werden
kann, ohne die Kennlinie zu krümmen.
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In
dem in 1(a) und 1(b) dargestellten
Beispiel ist der Vorsprungsabschnitt 13b in sich verjüngender
Form ausgebildet, die annähernd der Form des hohlen Abschnitts 7a des
Sensorsubstrats 7 entspricht. Jedoch ist die Form des Vorsprungsabschnitts 13b nicht
auf die in 1(a) und 1(b) dargestellte
Form beschränkt. Ist der Luftkanal auf der Rückseite
des Sensorchips 12 derart ausgebildet, dass Luft schwer
auf der Rückseite des Sensorchips 12 strömen
kann und die Strömungsgeschwindigkeit von Luft auf der
Rückseite des Sensorchips 12 verringert ist, kann
die Form des Vorsprungsabschnitts 13b angemessen geändert
werden. Das heißt, wenn ein Strömungswiderstand
für Luft auf der Rückseite des Sensorchips 12 vorgesehen
ist, kann die Form des Vorsprungsabschnitts 13b, der in
den hohlen Abschnitt 7a eingefügt ist, angemessen
geändert werden.
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Beispielsweise
kann die Form des Vorsprungsabschnitts 13b wie in 6 bis 9 dargestellt
angemessen geändert werden.
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In
dem Beispiel gemäß 6 ist der
Vorsprungsabschnitt 13b im hohlen Abschnitt 7a an
einem stromaufwärtsseitigen Abschnitt (z. B. linksseitiger
Abschnitt in 6) in einer Stromrichtung von Luft,
die zur Rückseite des Sensorchips 12 strömt, vorgesehen.
Wie in 6 dargestellt, ist somit der Vorsprungsabschnitt 13b nicht
an dem stromabwärtsseitigen Abschnitt im hohlen Abschnitt 7a vorgesehen.
Auch in diesem Fall kann der Vorsprungsabschnitt 13b, da
er vorgesehen ist, eine Lücke zwischen dem Vorsprungsabschnitt 13b und
dem Sensorsubstrat 7 auszubilden, den Luftstrom und die Strömungsgeschwindigkeit
von Luft, die an der Rückseite des Sensorchips 12 strömt,
reduzieren.
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In
dem Beispiel gemäß 7 ist der
Vorsprungsabschnitt 13b in dem hohlen Abschnitt 7a näherungsweise
an einem zentralen Abschnitt in einer Stromrichtung von Luft, die
zur Rückseite des Sensorchips 12 strömt,
vorgesehen. Wie beispielsweise in
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7 dargestellt,
ragt der Vorsprungsabschnitt 13b von der Bodenfläche
des Vertiefungsabschnitts 13a hervor, wobei er eine zylindrische
Form oder eine rechteckige Säulenform aufweist. Der Vorsprungsabschnitt 13b weist
eine flache Deckfläche auf und ist vorgesehen, um eine
Lücke zwischen der flachen Deckfläche des Vorsprungsabschnitts 13b und
einer Deckfläche (Deckfläche in 7)
des hohlen Abschnitts 7a auszubilden. Die Lücke
zwischen der Deckfläche des hohlen Abschnitts 7a und
der Deckfläche des Vorsprungsabschnitts 13b ist
annähernd konstant. Somit kann der Lufstrom und die Strömungsgeschwindigkeit
von Luft, die an der Rückseite des Sensorchips 12 strömt,
verringert werden.
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In
dem Beispiel gemäß 8 ist ein
oberer Abschnitt des Vorsprungsabschnitts 13b, der in den hohlen
Abschnitt 7a eingefügt ist, ausgebildet, um eine
konvexe Oberfläche (z. B. semisphärische Form in 8)
mit einer vorbestimmten Krümmung aufzuweisen.
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In
dem Beispiel gemäß 9 ist der
in den hohlen Abschnitt 7a eingeschobene Vorsprungsabschnitt 13b in
einer modifizierten Sockelform mit einer flachen oberen Fläche
und einer runden Kante an dem Umfangsende der flachen oberen Fläche
ausgebildet.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine
zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
mit Bezug auf 10 bis 19 erläutert. 10 zeigt
ein Beispiel der zweiten Ausführungsform, in dem ein tiefer
Nutabschnitt 15 an einem stromaufwärtigen Abschnitt
(z. B. linksseitiger Abschnitt in 10) von
Luft, die zur Rückseite des Sensorsubstrats 7 strömt,
in einer Breitenrichtung des Vertiefungsabschnitts 13a ausgebildet
ist. Die Breitenrichtung des Vertiefungsabschnitts 13a ist senkrecht
zur Längsrichtung des Sensorsubstrats 7.
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Der
tiefe Nutabschnitt 15 ist so ausgebildet, dass er weiter
vertieft ist als die Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a.
Des Weiteren ist der tiefe Nutabschnitt 15 so vorgesehen,
dass eine stromabwärtige Seite des tiefen Nutabschnitts 15 und
eine stromaufwärtige Seite des hohlen Abschnitts 7a sich
in der Breitenrichtung gegenseitig überlappen. Der hohle Abschnitt 7a ist
an der Rückseite des Sensorsubstrats 7 geöffnet.
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Der Überlappungsbereich
zwischen der stromabwärtigen Seite des tiefen Nutabschnitts 15 und
der stromaufwärtigen Seite des hohlen Abschnitts 7a ist
vorzugsweise so gewählt, dass ein Abstand zwischen Punkt
X und Punkt Z in der Breitenrichtung gleich oder kleiner ist als
ein Abstand zwischen Punkt X und Punkt Y in der Breitenrichtung, wie
in 11 dargestellt.
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Hier
zeigt der Punkt X eine äußere Kante eines stromaufwärtigen
Wandabschnitts des hohlen Abschnitts 7a, der an der Rückseite
des Sensorsubstrats 7 geöffnet ist, der Punkt
Y zeigt eine innere Kante der stromaufwärtigen Wandfläche
des hohlen Abschnitts 7a an dem stromaufwärtigen
Ende der Membran 8. Die Membran 8 ist am tiefsten
Abschnitt des hohlen Abschnitts 7a angeordnet. Der Punkt
Z zeigt eine stromabwärtige Kante des tiefen Nutabschnitts 15,
der in der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a vertieft
ist. Ist der Abstand zwischen dem Punkt X und dem Punkt Z in der
Breitenrichtung des Vertiefungsabschnitts 13a L1 und ist
der Abstand zwischen dem Punkt X und dem Punkt Y in der Breitenrichtung
des Vertiefungsabschnitts 12, ist die folgende Formel (1)
erfüllt. L1 ≤ L2 (1)
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Gemäß der
vorhergehend erläuterten Ausbildung strömt ein
Teil von Luft an der Vorderseite des Gehäuses 13 in
die Lücke, die zwischen dem Vertiefungsabschnitt 13a des
Gehäuses 13 und der stromaufwärtigen
Endseite des Sensorsubstrats 7 ausgebildet ist, und strömt
dann weiter in den tiefen Nutabschnitt 15, der weiter in
der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a vertieft
ist. Dann strömt die Luft, die in den tiefen Nutabschnitts 15 strömt,
in den hohlen Abschnitt 7a des Gehäuses 13.
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In
dem Beispiel der zweiten Ausführungsform gemäß 10 und 11 überlappen
sich die stromabwärtige Seite des tiefen Nutabschnitts 15 und
die stromaufwärtige Seite des hohlen Abschnitts 7a in
der Breitenrichtung des Sensorsubstrats 7. Dadurch kann
Luft, die von dem tiefen Nutabschnitt 15 zum hohlen Abschnitt 7a strömt,
einfach zur stromaufwärtigen Seite des hohlen Abschnitts 7a strömen. Ist
L1 ≤ L2, ist der überlappende Bereich zwischen dem
tiefen Nutabschnitt 15 und dem hohlen Abschnitt 7a in
der Breitenrichtung innerhalb des Bereichs, in dem die geneigte
stromaufwärtige Wandfläche des hohlen Abschnitts 7a in
der Breitenrichtung des Sensorsubstrats 7 ausgebildet ist,
angeordnet.
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Somit
strömt eine große Menge von Luft, die von dem
tiefen Nutabschnitt 15 in Richtung des hohlen Abschnitts 7a strömt,
entlang der geneigten stromaufwärtigen Wandfläche
des hohlen Abschnitts 7a, wie durch den durchgezogenen
Pfeil in 10 angedeutet ist. Demzufolge
kann, sogar wenn der Strom von Luft, die zur Rückseite
des Sensorsubstrats 7 strömt, größer
wird, eine verwirbelte Strömung in dem hohlen Abschnitt 7a wirksam
verringert werden. Demzufolge kann ein Beeinflussungsgrad von Luft,
die zur Rückseite des Sensorchips 12 strömt, bezüglich
Luft, die zur Vorderseite des Sensorchips 12 strömt,
verkleinert werden, wodurch die Sensorausgabe stabilisiert werden
kann, ohne die Kennlinie zu krümmen.
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Die
Form des tiefen Nutabschnitts 15 ist nicht auf die in 10 und 11 dargestellte
Form eingeschränkt. Die Form des tiefen Nutabschnitts 15 kann
angemessen geändert werden, solange die Luft, die von dem
tiefen Nutabschnitt 15 in Richtung des hohlen Abschnitts 7a strömt,
entlang der geneigten stromaufwärtigen Wandfläche
des hohlen Abschnitts 7a strömen kann.
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Beispielsweise
kann die Form des tiefen Nutabschnitts 15 angemessen geändert
werden, wie in 12 bis 16 dargestellt.
In dem Beispiel gemäß 10 und 11 ist
eine stromabwärtige Wandfläche 15a des
tiefen Nutabschnitts 15, die in der Bodenfläche
des Vertiefungsabschnitts 13a vertieft ist, annähernd
senkrecht zur Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a.
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In
einem Beispiel gemäß 12 hingegen ist
der tiefe Nutabschnitt 15 so vorgesehen, dass die stromabwärtige
Wandfläche 15a des tiefen Nutabschnitts 15 in
einer annähernd parallelen Richtung zur geneigten stromaufwärtigen
Wandfläche des hohlen Abschnitts 7a geneigt ist. 13 zeigt
ein weiteres Beispiel, in dem die stromabwärtige Wandfläche 15a des
tiefen Nutabschnitts 15 in einer Stufenform ausgebildet
ist. Das heißt, die stromabwärtige Seite des tiefen
Nutabschnitts 15 ist von der Bodenfläche des tiefen
Nutabschnitts 15 zur Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a hin
in einer Stufenform ausgebildet.
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14 zeigt
ein weiteres Beispiel, in dem eine stromaufwärtige Seite
des tiefen Nutabschnitts 15 in einer Stufenform in umgekehrter
Richtung zum Beispiel von 13 ausgebildet
ist.
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15 zeigt
ein weiteres Beispiel, in dem der tiefe Nutabschnitt 15 in
einer Keilform ausgebildet ist. Das heißt, der tiefe Nutabschnitt 15 hat
zwischen einer stromaufwärtigen Wandfläche und
einer stromabwärtigen Wandfläche, die jeweils
zum tiefsten Teil hin geneigt sind, einen tiefsten Teil. In dem
Beispiel gemäß 15 sind
die stromaufwärtige Wandfläche und die stromabwärtige
Wandfläche des tiefen Nutabschnitts 15 gerade
Wandflächen, und die stromabwärtige Wandfläche
des tiefen Nutabschnitts 15 ist annähernd parallel
zur geneigten stromaufwärtigen Wandfläche des
hohlen Abschnitts 7a.
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16 zeigt
ein weiteres Beispiel, in dem der tiefe Nutabschnitt 15 in
einer runden Form ausgebildet ist. In dem Beispiel gemäß 16 ist
die stromaufwärtige Wandfläche des tiefen Nutabschnitts 15 zum
tiefsten Teil des tiefen Nutabschnitts 15 hin gleichmäßig
gekrümmt.
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In
jedem der Beispiele gemäß 12 bis 16 ist
die stromabwärtige Wandfläche des tiefen Nutabschnitts 15 annähernd
in der gleichen Richtung wie die geneigte stromaufwärtige
Wandfläche des hohlen Abschnitts 7a geneigt. Somit
kann Luft, die von dem tiefen Nutabschnitt 15 in Richtung
des hohlen Abschnitts 7a strömt, entlang der geneigten stromaufwärtigen
Wandfläche des hohlen Abschnitts 7a strömen,
wodurch eine Erzeugung von verwirbelter Strömung in dem
hohlen Abschnitt 7a reduziert wird.
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10 bis 16 zeigen
die abgewandelten Formen des tiefen Nutabschnitts 15 im
Querschnitt entlang der Breitenrichtung des Vertiefungsabschnitts 13a.
Jedoch kann die Form des tiefen Nutabschnitts 15 im Querschnitt
entlang der Längsrichtung, die senkrecht zur Breitenrichtung
des Vertiefungsabschnitts 13a ist, geändert werden.
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17 zeigt
ein Beispiel, in dem der tiefe Nutabschnitt 15 entlang
einer gesamten Länge des Vertiefungsabschnitts 13a in
der Längsrichtung des Vertiefungsabschnitts 13a (z.
B. der Richtung von oben nach unten in 17) ausgebildet
ist.
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18 zeigt
ein weiteres Beispiel, in dem der tiefe Nutabschnitt 15 in
einem Teil des Vertiefungsabschnitts 13a in der Längsrichtung
des Vertiefungsabschnitts 13a entsprechend dem hohlen Abschnitt 7a,
der an der Rückseite des Sensorsubstrats 7 geöffnet
ist, ausgebildet ist. Das heißt, die Abmessung des tiefen
Nutabschnitts 15 in der Längsrichtung des Sensorsubstrats 7 ist
annähernd gleich dem Öffnungsmaß des
hohlen Abschnitts 7a in der Längsrichtung des
Sensorsubstrats 7.
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19 zeigt
ein weiteres Beispiel, in dem der tiefe Nutabschnitt 15 in
sich verjüngender Form ausgebildet ist. Die verjüngende
Form des tiefen Nutabschnitts 15 ist auf den sich nach
außen hin erstreckenden Linien der zwei Endflächen
des hohlen Abschnitts 7a in der Längsrichtung
angeordnet, wie in 9 dargestellt.
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Jede
Form des tiefen Nutabschnitts 15 in der Längsrichtung,
wie in 17 bis 19 dargestellt, kann
mit jeder Form des tiefen Nutabschnitts 15 in der Breitenrichtung,
wie in 10 bis 16 dargestellt,
angemessen kombiniert werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine
dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
mit Bezug auf 20 erläutert.
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In
der dritten Ausführungsform ist ein Lufteinführkanal 16 in
dem Gehäuse 13 vorgesehen, so dass ein Teil von
Luft, die zur Rückseite des Gehäuses 13 strömt,
in den hohlen Abschnitt 7a des Sensorsubstrats 7 mittels
des Lufteinführkanals 16 eingeführt wird.
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Wie
in 20 dargestellt, ist der Lufteinführungskanal 16 ausgebildet,
um das Gehäuse 13 von der Rückfläche
des Gehäuses 13 zur Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts 13a hin
zu durchdringen. Des Weiteren ist der Lufteinführkanal 16 entlang
der Erstreckungslinie der geneigten stromaufwärtigen Wandfläche
des hohlen Abschnitts 7a in der Breitenrichtung senkrecht
zur Längsrichtung des Sensorsubstrats 7 geneigt.
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Somit
strömt Luft, die von der Rückseite des Gehäuses 13 zum
hohlen Abschnitt 7a mittels des Lufteinführkanals 16 eingeführt
wird, gleichmäßig entlang der geneigten stromaufwärtigen
Wandfläche des hohlen Abschnitts 7a. Demzufolge
kann ein Beeinflussungsgrad von Luft, die zur Rückseite
des Sensorchips 12 strömt, bezüglich
Luft, die zur Vorderseite des Sensorchips 12 strömt,
verkleinert werden, wodurch die Sensorausgabe stabilisiert werden kann,
ohne die Kennlinie zu krümmen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben
wurde, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und
Abwandlungen für den Fachmann naheliegend sind.
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Beispielsweise
ist in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen
und deren Abwandlungen die Längsrichtung des Sensorsubstrats 7 als eine
erste Richtung und die Breitenrichtung des Sensorsubstrats 7 als
eine zweite Richtung angenommen. Jedoch kann auch die Breitenrichtung
des Sensorsubstrats 7 als die erste Richtung und die Längsrichtung
des Sensorsubstrats 7 als die zweite Richtung angenommen
werden.
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Derartige Änderungen
und Abwandlungen sind als im Umfang der vorliegenden Erfindung,
wie sie durch die Ansprüche definiert ist, liegend zu verstehen.
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In
zusammenfassender Weise betrieft die Erfindung eine Luftstrommessvorrichtung,
in der ein Sensorchip in einem Vertiefungsabschnitt eines Gehäuses
aufgenommen ist, und eine Membran an einer Endseite des Sensorchips
in einer Längsrichtung angeordnet ist. Die andere Endseite
des Sensorchips in der Längsrichtung ist mit dem Vertiefungsabschnitt des
Gehäuses mittels eines Klebemittels verbunden, um an der
anderen Endseite durch den Vertiefungsabschnitt gestützt
zu sein, so dass Lücken jeweils an der einen Endseite des
Sensorchips, zwischen einer Bodenfläche des Sensorchips
und einer Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts und zwischen
zwei Seitenflächen des Sensorchips und zwei Seitenflächen
des Vertiefungsabschnitts in einer Breitenrichtung ausgebildet sind.
Ein tiefer Nutabschnitt, der in der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts
weiter vertieft ist, ist an einem stromaufwärtsseitigen
Abschnitt des Vertiefungsabschnitts vorgesehen, so dass ein stromabwärtiger
Teil des tiefen Nutabschnitts in der Breitenrichtung mit einem stromaufwärtigen
Teil eines hohlen Abschnitts, der an der Rückfläche
des Sensorsubstrats geöffnet ist, überlappt. Alternativ
kann ein Vorsprungabschnitt im Gehäuse vorgesehen sein, um
von der Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts hervorzuragen
und in den hohlen Abschnitt Sensorsubstrats eingeschoben zu sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-309623
A [0002]