DE112013002965T5

DE112013002965T5 - Thermischer Durchflussmesser

Info

Publication number: DE112013002965T5
Application number: DE112013002965.0T
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Automotive Systems Tokuyasu Noboru; c/o Hitachi Automotive Systems Tashiro Shinobu; c/o Hitachi Ltd. Kono Tsutomu; c/o Hitachi Automotive Systems L Hanzawa Keiji
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2015-03-12
Also published as: JP2014001933A; CN104380055A; JP5759942B2; US9541437B2; US20150160058A1; WO2013187226A1; CN104380055B

Abstract

Ein thermischer Durchflussmesser, der eine hohe Zuverlässigkeit und einen Gastemperaturerfassungsabschnitt aufweist, wird erhalten. Ein erfindungsgemäßer thermischer Durchflussmesser hat eine Bypassleitung zum Einleiten und Strömen von Messzielgas, das in einer Hauptleitung strömt, ein Schaltkreispaket mit einem Luftströmungsmesskreis zum Messen einer Luftströmung mittels Durchführung einer Wärmeübertragung in Bezug auf das in der Bypassleitung strömende Messzielgas und einen Temperaturerfassungsabschnitt, der eine Temperatur des Messzielgases erfasst, und ein Gehäuse, das mit einem externen Kontakt versehen ist, der ein die Luftströmung anzeigendes elektrisches Signal und ein die Temperatur des Messzielgases anzeigendes elektrisches Signal ausgibt und das Schaltkreispaket trägt, wobei das Schaltkreispaket so aufgebaut ist, dass der Luftströmungsmesskreis und der Temperaturerfassungsabschnitt in Harz eingebunden sind, der Temperaturerfassungsabschnitt einen Vorsprung aufweist, der vom Schaltkreispaket-Hauptkörper vorsteht und der Vorsprung in einer Form ausgebildet ist, die an ihrer Wurzel dicker ist als am führenden Endabschnitt und deren Halsabschnitt sich allmählich zum führenden Ende hin verschmälert.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Durchflussmesser
Stand der Technik
In dem Fall, dass eine Luftströmung von Gas und eine Temperatur des Gases gemessen und ein Messwert der gemessenen Strömung und ein Messwert der Temperatur als Parameter für eine Steuerung verwendet werden, wurden ein Durchflussmesser, das die Luftströmung des Gases misst, und ein Messgerät, das die Temperatur des Gases misst, herkömmlicherweise separat bereitgestellt. Im Hinblick auf eine Handhabungsvereinfachung wurde ein Durchflussmesser erdacht, der im die Luftströmung des Gases messenden Durchflussmesser mit einer Funktion zum Messen der Temperatur des Gases versehen ist. Die oben erwähnte Technik wird beispielsweise in JP 2008-209243 A offenbart. Die Technik ist so aufgebaut, dass ein die Temperatur des Gases messender Sensor an einem die Luftströmung des Gases messenden thermischen Durchflussmesser angebracht ist und eine Funktion hat, eine Ansaugluftmenge, die einem Verbrennungsmotor zugeführt wird, und eine Ansauglufttemperatur zu messen.
Referenzliste
Patentliteratur

PTL 1: JP 2008-209243 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Eine Vorrichtung, die Parameter für eine Regelung misst, beispielsweise ein thermischer Durchflussmesser und ein Ansauglufttemperatursensor, weist wünschenswerterweise eine hohe Zuverlässigkeit auf. Beispielsweise ist es bei einer Regelung eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug wünschenswert, auf eine Anforderung einer Einsparung beim Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu reagieren und auf eine Anforderung einer Abgasbereinigung zu reagieren, und eine hohe Zuverlässigkeit wird bei der Luftströmungsmessung der Ansaugluft und der Messung der Ansauglufttemperatur gewünscht. Bei der in PTL 1 offenbarten Technik sind Elemente, welche die jeweiligen Messungen durchführen, unabhängig im Messzielgas angeordnet, und die jeweiligen Elemente sind unabhängig im Messzielgas elektrisch angeschlossen. Beim oben genannten Aufbau gibt es mehrere Aufgaben, um die hohe Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen thermischer Durchflussmesser bereitzustellen, der eine hohe Zuverlässigkeit und einen Gastemperaturerfassungsabschnitt aufweist.
Technische Lösung
Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe hat ein erfindungsgemäßer thermischer Durchflussmesser eine Bypassleitung zum Einleiten und Strömen von Messzielgas, das in einer Hauptleitung strömt, ein Schaltkreispaket mit einem Luftströmungsmesskreis zum Messen einer Luftströmung mittels Durchführung einer Wärmeübertragung in Bezug auf das in der Bypassleitung strömende Messzielgas und einen Temperaturerfassungsabschnitt, der eine Temperatur des Messzielgases erfasst, und ein Gehäuse, das mit einem externen Kontakt versehen ist, der ein die Luftströmung anzeigendes elektrisches Signal und ein die Temperatur des Messzielgases anzeigendes elektrisches Signal ausgibt und das Schaltkreispaket trägt, wobei das Schaltkreispaket so aufgebaut ist, dass der Luftströmungsmesskreis und der Temperaturerfassungsabschnitt in Harz eingebunden sind, der Temperaturerfassungsabschnitt einen Vorsprung aufweist, der vom Schaltkreispaket-Hauptkörper vorsteht und der Vorsprung in einer Form ausgebildet ist, die an ihrer Wurzel dicker ist als am führenden Endabschnitt und deren Halsabschnitt sich allmählich zum führenden Ende hin verschmälert.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, den thermischen Durchflussmesser zu erhalten, welcher eine hohe Zuverlässigkeit und den Gastemperaturerfassungsabschnitt aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Systemdiagramm, das ein Verbrennungsmotor-Regelsystem veranschaulicht, wobei ein thermischer Durchflussmesser gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
2(A) und 2(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild des thermischen Durchflussmessers veranschaulichen, wobei 2(A) eine Seitenansicht von links und 2(B) eine Vorderansicht ist.
3(A) und 3(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild des thermischen Durchflussmessers veranschaulichen, wobei 3(A) eine Seitenansicht von rechts und 3(B) eine Rückansicht ist.
4(A) und 4(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild des thermischen Durchflussmessers veranschaulichen, wobei 4(A) eine Draufsicht und 4(B) eine Ansicht von unten ist.
5(A) und 5(B) sind Diagramme, die ein Gehäuse des thermischen Durchflussmessers veranschaulichen, wobei 5(A) eine Seitenansicht des Gehäuses von links und 5(B) eine Vorderansicht des Gehäuses ist.
6(A) und 6(B) sind Diagramme, die ein Gehäuse des thermischen Durchflussmessers veranschaulichen, wobei 6(A) eine Seitenansicht des Gehäuses von rechts und 6(B) eine Rückansicht des Gehäuses ist.
7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Zustand der in der Bypassleitung angeordneten Strömungswegoberfläche veranschaulicht.
8(A) bis 8(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild einer vorderen Abdeckung veranschaulichen, wobei 8(A) eine Seitenansicht von links, 8(A) eine Vorderansicht und 8(B) eine Draufsicht ist.
9(A) und 9(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild einer hinteren Abdeckung 304 veranschaulichen, wobei 9(A) eine Seitenansicht von links, 9(B) eine Vorderansicht und 9(C) eine Draufsicht ist.
10 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Kontaktanschlusses.
11(A) und 11(B) sind Ansichten von außen, die ein Schaltkreispaket veranschaulichen, wobei 11(A) eine Seitenansicht von links, 11(B) eine Vorderansicht und 11(C) eine Rückansicht ist.
12 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem Schaltkreiskomponenten auf einem Rahmen des Schaltkreispakets montiert sind.
13 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Diaphragma und einen Verbindungskanal veranschaulicht, der eine Öffnung und einen Spalt im Diaphragma verbindet.
14 ist ein Diagramm, das einen Zustand des Schaltkreispakets nach einem ersten Harzformvorgang veranschaulicht.
15(A) und 15(B) sind Ansichten, die die andere Ausführungsform des in 11(A) bis 11(C) dargestellten Schaltkreispakets darstellen, 15(A) ist eine Vorderansicht im Aufriss des Schaltkreispakets und 15(B) eine Rückansicht im Aufriss.
16 ist eine Ansicht, die einen Herstellungsprozess des Schaltkreispakets zeigt.
17 ist eine Ansicht, die einen Herstellungsprozess des thermischen Durchflussmessers darstellt.
18 eine Ansicht, die die andere Ausführungsform des Herstellungsprozesses des thermischen Durchflussmessers darstellt.
19 ist ein Schaltbild, das einen Luftströmungserfassungskreis des thermischen Durchflussmessers darstellt.
20 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Luftströmungserfassungsabschnitt des Luftströmungserfassungskreises beschreibt.
21(A) bis 21(C) sind die andere Ausführungsform und stellen die Form eines äußeren Erscheinungsbildes eines Schaltkreispakets 400 dar, 21(A) ist eine Seitenansicht im Aufriss von links, 21(B) eine Vorderansicht im Aufriss und 21(B) eine Ansicht im Aufriss von unten.
22(A) und 22(B) sind teilweise vergrößerte Ansichten eines Vorsprungs, 22(B) ist eine Vorderansicht im Aufriss und 22(C) ist eine Draufsicht.
23 ist eine Ansicht, die ein Gehäuse eines thermischen Durchflussmessers entsprechend der anderen Ausführungsform darstellt.
24(A) bis 24(C) sind die andere Ausführungsform und stellen die Form eines äußeren Erscheinungsbildes des Schaltkreispakets 400 dar, 24(A) ist eine Seitenansicht im Aufriss von links, 24(B) ist eine Vorderansicht im Aufriss und 24(B) ist eine Rückansicht.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsbeispiele der nachfolgend beschriebenen Erfindung (im Folgenden als Ausführungsformen bezeichnet) lösen verschiedene Aufgaben und werden als praktisches Produkt gewünscht. Insbesondere lösen die Ausführungsformen verschiedene Aufgaben bei der Verwendung in einem Messgerät zum Messen einer Ansaugluftmenge eines Fahrzeugs und zeigen verschiedene Wirkungen. Eine der verschiedenen Aufgaben, die durch die folgenden Ausführungsformen angegangen werden, wird unter der oben beschriebenen „Technischen Aufgabe der Erfindung” beschrieben, und eine der verschiedenen Wirkungen, die durch die folgenden Ausführungsformen erzielt wird, wird unter „Wirkungen der Erfindung” beschrieben. Verschiedene Aufgaben, die durch die folgenden Ausführungsformen gelöst werden, und verschiedene Wirkungen, die durch die folgenden Ausführungsformen erzielt werden, werden unter „Beschreibung der Ausführungsformen” weiter beschrieben. Deshalb wäre ersichtlich, dass die folgenden Ausführungsformen auch andere Wirkungen oder Aufgaben beinhalten, die durch die Ausführungsformen erzielt oder angegangen wurden, als diejenigen, die in „Technische Aufgabe der Erfindung” oder „Wirkungen der Erfindung” beschrieben sind.
Bei den folgenden Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente, auch wenn sie in verschiedenen Zeichnungen eingefügt sind, und sie haben dieselben Funktionswirkungen. Die Komponenten, die in vorherigen Abschnitten beschrieben wurden, können auch nicht durch bezeichnende Bezugszahlen und -zeichen in den Zeichnungen beschrieben sein.
1. Verbrennungsmotor-Regelsystem mit einem thermischen Durchflussmesser gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
1 ist ein Systemdiagramm, das ein Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit elektrischer Kraftstoffeinspritzung veranschaulicht, welches einen thermischen Durchflussmesser gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist. Beim Betrieb eines Verbrennungsmotors 110 mit einem Motorzylinder 112 und einem Motorkolben 114 wird Ansaugluft als ein Messzielgas 30 von einem Luftfilter 122 angesaugt und durch eine Hauptleitung 124 mit beispielsweise einem Ansaugkörper, einem Drosselkörper 126 und einem Ansaugkrümmer 128 in einen Brennraum des Motorzylinders 112 geführt. Eine Durchflussmenge des Messzielgases 30 als zum Brennraum geführte Ansaugluft wird durch den erfindungsgemäßen thermischen Durchflussmesser 300 gemessen. Ein Kraftstoff wird von einem Kraftstoffeinspritzventil 152 auf der Grundlage der gemessenen Durchflussmenge zugeführt und mit dem Messzielgas 30 als Ansaugluft gemischt, sodass das Gemischgas zum Brennraum geführt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass bei dieser Ausführungsform das Kraftstoffeinspritzventil 152 in einer Einlassöffnung des Verbrennungsmotors bereitgestellt wird und der in die Einlassöffnung eingespritzte Kraftstoff mit dem Messzielgas 30 als Einlassluft gemischt wird, um ein Gemischgas zu bilden, sodass das Gemischgas durch ein Einlassventil 116 zum Brennraum geführt wird, um durch Verbrennen mechanische Energie zu erzeugen.
In den letzten Jahren ist in vielen Fahrzeugen ein direktes Kraftstoffeinspritzsystem mit hervorragenden Ergebnissen bei der Abgasbereinigung oder Kraftstoffeinsparung eingesetzt worden, wobei ein Kraftstoffeinspritzventil 152 in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors eingesetzt wird und Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 152 direkt in jeden Brennraum eingespritzt wird. Der thermische Durchflussmesser 300 kann ebenso in einem Motortyp eingesetzt werden, bei dem der Kraftstoff direkt in jeden Brennraum eingespritzt wird, sowie in einem Motortyp, bei dem der Kraftstoff in die Einlassöffnung des Verbrennungsmotors aus 1 eingespritzt wird. Ein Verfahren zum Messen von Regelparametern, einschließlich eines Verfahrens zum Einsetzen des thermischen Durchflussmessers 300, und ein Verfahren zum Regeln des Verbrennungsmotors, einschließlich einer Kraftstoffversorgungsmenge oder eines Zündzeitpunkts, sind im Vergleich zwischen den beiden Typen im Wesentlichen ähnlich. Ein repräsentatives Beispiel für beide Typen, einem Typ, bei dem Kraftstoff in die Einlassöffnung eingespritzt wird, ist in 1 veranschaulicht.
Der in den Brennraum geleitete Kraftstoff und die Luft befinden sich in einem Kraftstoff-Luft-Gemischzustand und werden durch Funkenzündung von der Zündkerze 154 explosionsartig verbrannt, um mechanische Energie zu erzeugen. Nach der Verbrennung wird das Gas durch das Auslassventil 118 in ein Abgasrohr geleitet und aus dem Abgasrohr als Abgas 24 in die Außenumgebung des Fahrzeugs abgegeben. Die Durchflussmenge des Messzielgases 30 als zum Brennraum geführte Einlassluft wird durch das Drosselventil 132 geregelt, dessen Öffnungsgrad sich als Reaktion auf die Betätigung des Fahrpedals ändert. Die Kraftstoffzufuhrmenge wird auf der Grundlage der Durchflussmenge der zum Brennraum geführten Einlassluft geregelt, und ein Fahrer steuert einen Öffnungsgrad des Drosselventils 132, sodass die Durchflussmenge der zum Brennraum geführten Einlassluft geregelt wird. Als Ergebnis ist es möglich, die vom Verbrennungsmotor erzeugte mechanische Energie zu steuern.
1.1 Übersicht über die Regelung des Verbrennungsmotor-Regelsystems
Die Durchflussmenge und die Temperatur des Messzielgases 30 als aus dem Luftfilter 122 erhaltene und durch die Hauptleitung 124 strömende Einlassluft werden vom thermischen Durchflussmesser 300 gemessen, und ein elektrisches Signal, welches die Durchflussmenge und die Temperatur der Einlassluft darstellt, wird vom thermischen Durchflussmesser 300 in das Steuergerät 200 eingegeben. Ferner wird ein Ausgang des Drosselwinkelsensors 144, der einen Öffnungsgrad des Drosselventils 132 misst, in das Steuergerät 200 eingespeist, und ein Ausgang eines Drehwinkelsensors 146 wird in das Steuergerät 200 eingespeist, um eine Position oder einen Zustand des Motorkolbens 114, des Einlassventils 116 oder des Auslassventils 118 des Verbrennungsmotors sowie eine Drehzahl des Verbrennungsmotors zu messen. Um einen Mischverhältniszustand zwischen der Kraftstoffmenge und der Luftmenge aus dem Zustand des Abgases 24 zu messen, wird ein Ausgang eines Sauerstoffsensors 148 in das Steuergerät 200 eingespeist.
Das Steuergerät 200 berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge oder einen Zündzeitpunkt auf der Grundlage einer Durchflussmenge der Einlassluft als Ausgabe des thermischen Durchflussmessers 300 und einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, gemessen am Ausgang des Drehwinkelsensors 146. Auf der Grundlage von deren Berechnungsergebnissen werden eine Kraftstoffmenge vom Kraftstoffeinspritzventil 152 und ein Zündzeitpunkt zum Zünden der Zündkerze 154 geregelt. In der Praxis werden die Kraftstoffzufuhrmenge oder der Zündzeitpunkt ferner auf der Grundlage einer Änderung der Eingangstemperatur oder des Drosselwinkels, jeweils gemessen von dem thermischen Durchflussmesser 300, einer Änderung der Motordrehzahl oder eines Luft-Kraftstoff-Verhältniszustands, gemessen vom Sauerstoffsensor 148, exakt geregelt. Im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors regelt das Steuergerät 200 ferner die Luftmenge, die mit einem Leerlaufregelventil 156 am Drosselventil 132 vorbeigeführt wird und regelt eine Drehzahl des Verbrennungsmotors im Leerlaufzustand.
1.2 Verbesserung der Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers mit Temperaturerfassungsfunktion für die Einlassluft und Einbauumgebung
Eine Kraftstoffzufuhrmenge und ein Zündzeitpunkt, die den hauptsächlichen Regelgrößen des Verbrennungsmotors entsprechen, werden beide unter Verwendung des Ausgangs des thermischen Durchflussmessers 300 als Hauptparameter berechnet. Ferner wird die Kalibrierung des Regelparameters anhand der Temperatur der Einlassluft durchgeführt, wenn es die Gelegenheit erfordert. Eine Verbesserung der Messgenauigkeit, eine Unterdrückung der Verschlechterung mit dem Alter und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit im thermischen Durchflussmesser 300 sind wichtig zur Verbesserung einer Genauigkeit der Fahrzeugsteuerung und zur Sicherung der Zuverlässigkeit. Insbesondere ist in den letzten Jahren eine Anforderung des Einsparens beim Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs sehr groß, und ferner ist eine Anforderung der Abgasbereinigung sehr groß. Um auf diese Anforderungen zu reagieren, ist es äußerst wichtig, die Messgenauigkeit der Luftströmung des Messzielgases 30 zu verbessern, das die Einlassluft ist, die vom thermischen Durchflussmesser 300 gemessen wird. Es ist ferner ebenfalls wichtig, dass der thermische Durchflussmesser 300 die hohe Zuverlässigkeit aufrechterhält.
Ein Fahrzeug mit dem thermischen
Durchflussmesser 300 wird in einer Umgebung eingesetzt, in der eine Temperaturänderung signifikant ist oder raues Wetter wie Sturm oder Schnee herrscht. Wenn ein Fahrzeug, über eine verschneite Straße fährt, fährt es über einen Straßenbelag, auf dem ein Frostschutzmittel versprüht worden ist. Vorzugsweise wird der thermische Durchflussmesser 300 unter Berücksichtigung einer Gegenmaßnahme für Temperaturschwankungen oder einer Gegenmaßnahme gegen Staub und Schadstoffe in einer solchen Umgebung ausgestaltet. Ferner wird der thermische Durchflussmesser 300 in einer Umgebung eingebaut, in der der Verbrennungsmotor Vibrationen ausgesetzt ist. Es ist auch wünschenswert, eine hohe Zuverlässigkeit bei Vibrationen aufrechtzuerhalten.
Der thermische Durchflussmesser 300 ist im Einlassrohr eingebaut, auf das Wärme aus dem Verbrennungsmotor einwirkt. Aus diesem Grund wird die vom Verbrennungsmotor erzeugte Wärme über das Einlassrohr, das eine Hauptleitung 124 ist, zum thermischen Durchflussmesser 300 geleitet. Da der thermische Durchflussmesser 300 die Durchflussmenge des Messzielgases misst, indem Wärme vom Messzielgas übertragen wird, ist es wichtig, den Einfluss von Wärme von außerhalb möglichst zu unterbinden.
Der in einem Fahrzeug eingebaute thermische Durchflussmesser 300 löst die Aufgaben, die unter „Technische Aufgabe der Erfindung” beschrieben sind, und stellt die Wirkungen bereit, die wie unten unter „Wirkungen der Erfindung” beschrieben sind. Außerdem löst es wie unten beschrieben verschiedene Aufgaben, die als Produkt verlangt werden, und stellt verschiedene Wirkungen hinsichtlich verschiedener oben beschriebener Aufgaben bereit. Bestimmte Aufgaben oder Wirkungen, die vom thermischen Durchflussmesser 300 gelöst bzw. bereitgestellt werden, werden im der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen beschrieben.
2. Aufbau des thermischen Durchflussmessers 300
2.1 Aufbau des äußeren Erscheinungsbildes des thermischen Durchflussmessers 300
2(A), 2(B), 3(A), 3(B), 4(A) und 4(B) sind Ansichten, die ein äußeres Erscheinungsbild des thermischen Durchflussmessers 300 darstellen, 2(A) ist eine Seitenansicht des thermischen Durchflussmessers 300 im Aufriss von links, 2(B) ist eine Vorderansicht im Aufriss, 3(A) ist eine Seitenansicht im Aufriss von rechts, 3(B) eine Rückansicht im Aufriss, 4(A) eine Draufsicht und 4(B) eine Ansicht im Aufriss von unten. Der thermische Durchflussmesser 300 weist ein Gehäuse 301 auf, und das Gehäuse 301 ist mit einem Gehäuse 302, einer vorderen Abdeckung 303 und einer hinteren Abdeckung 304 versehen. Das Gehäuse 302 ist versehen mit einem Flansch 312 zum Befestigen des thermischen Durchflussmessers 300 an einem Einlasskörper, der die Hauptleitung 124 ist, einem externen Anschluss 305 mit einem externen Kontakt 306 zum elektrischen Anschließen an ein externes Gerät und einem Messabschnitt 310 zum Messen der Luftströmung. Ein innerer Abschnitt des Messabschnitts 310 ist mit einer Bypassleitungsrinne zum Ausbilden einer Bypassleitung versehen, und der innere Abschnitt des Messabschnitts 310 ist ferner mit einem Schaltkreispaket 400 mit einem Luftströmungserfassungsabschnitt 602 (siehe 19) zum Messen einer Luftströmung des in der Hauptleitung 124 strömenden Messzielgases 30 und einem Temperaturerfassungsabschnitt 452 zum Messen einer Temperatur des in der Hauptleitung 124 strömenden Messzielgases 30 versehen.
2.2 Wirkungen auf der Grundlage des äußeren Aufbaus des thermischen Durchflussmessers 300
Da die Einlassöffnung 350 des thermischen Durchflussmessers 300 an der führenden Endseite des Messabschnitts 310, der sich in Richtung der Mitte der Hauptleitung 124 vom Flansch 312 aus erstreckt, bereitgestellt wird, kann das Gas, das sich in der Nähe des mittleren Abschnitts, entfernt von der inneren Wandoberfläche, anstatt in der Nähe der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 befindet, in die Bypassleitung geführt werden. Aus diesem Grund kann der thermische Durchflussmesser 300 eine Durchflussmenge oder eine Temperatur der Luft messen, die von der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 des thermischen Durchflussmessers 300 entfernt ist, sodass es möglich ist, eine durch Wärmeeinfluss und Ähnliches verursachte Abnahme des Messgenauigkeit unterdrücken. In der Nähe der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 wird der thermische Durchflussmesser 300 leicht von der Temperatur der Hauptleitung 124 beeinflusst, sodass die Temperatur des Messzielgases 30 einer anderen Bedingung unterliegt als der einer Ursprungstemperatur des Gases und einen Zustand aufweist, der von einem Durchschnittszustand des Hauptgases in der Hauptleitung 124 abweicht. Insbesondere kann, wenn die Hauptleitung 124 als Einlasskörper des Motors fungiert, diese durch die Wärme aus dem Motor beeinflusst werden und bei einer hohen Temperatur verbleiben. Aus diesem Grund weist das Gas in der Nähe der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 in vielen Fällen eine höhere Temperatur auf als die Ursprungstemperatur der Hauptleitung 124, sodass dies die Messgenauigkeit verschlechtert.
In der Nähe der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 steigt ein Fluidwiderstand und eine Durchflussmenge sinkt im Vergleich zu einer durchschnittlichen Durchflussmenge in der Hauptleitung 124. Aus diesem Grund kann, wenn das Gas als Messzielgas 30 in der Nähe der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 in die Bypassleitung eingeleitet wird, eine Abnahme der Durchflussmenge im Vergleich zur durchschnittlichen Durchflussmenge in der Hauptleitung 124 einen Messfehler erzeugen. Beim thermischen Durchflussmesser 300, veranschaulicht in 2(A), 2(B), 3(A), 3(B) und 4(A) bis 4(C), ist es möglich, da der Einlasskanal 350 im führenden Ende des dünnen und langen Messabschnitts 310, der sich vom Flansch 312 zur Mitte der Hauptleitung 124 erstreckt, bereitgestellt ist, einen Messfehler in Zusammenhang mit einer Abnahme der Durchflussmenge in der Nähe der inneren Wandoberfläche zu verringern. Beim thermischen Durchflussmesser 300, veranschaulicht in 2(A), 2(B), 3(A), 3(B) und 4(A) bis 4(C), ist zusätzlich zur Einlassöffnung 350, die am führenden Ende des Messabschnitts 310, der sich vom Flansch 312 zur Mitte des Hauptkanals erstreckt, bereitgestellt ist, im vorderen Ende des Messabschnitts 310 eine Auslassöffnung der Bypassleitung bereitgestellt. Deshalb ist es möglich, den Messfehler weiter zu verringern.
Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 weist eine Form auf, die sich vom Flansch 312 zur in Richtung der Mitte der Hauptleitung 124 erstreckt, und sein führendes Ende ist versehen mit der Einlassöffnung 350 zum Einleiten eines Teils des Messzielgases 30, beispielsweise Einlassluft zur Bypassleitung, und der Auslassöffnung 352 zum Rückführen des Messzielgases 30 von der Bypassleitung zur Hauptleitung 124. Während der Messabschnitt 310 eine Form aufweist, die sich entlang einer Achse erstreckt, die sich von der Außenwand der Hauptleitung 124 in Richtung der Mitte erstreckt, ist seine Breite schmaler, wie in 2(A) und 3(A) veranschaulicht. Das heißt, der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 hat eine Stirnfläche mit einer annähernd rechteckigen Form und eine Seitenfläche mit einer dünnen Breite. Als Ergebnis kann der thermische Durchflussmesser 300 eine Bypassleitung mit ausreichender Länge aufweisen, und es ist möglich, einen Fluidwiderstand zum Messen des Messzielgases 30 bis auf einen kleinen Wert zu unterdrücken. Aus diesem Grund ist es mit dem thermischen Durchflussmesser 300 möglich, den Strömungswiderstand bis auf einen kleinen Wert zu unterdrücken und die Durchflussmenge des Messzielgases 30 mit hoher Genauigkeit zu messen.
2.3 Aufbau und Wirkungen der stromaufwärts liegenden Oberfläche und der stromabwärts liegenden Oberfläche des Messabschnitts 310
Ein stromaufwärts liegender Vorsprung 317 und ein stromabwärts liegender Vorsprung 318 sind an der stromaufwärts liegenden Oberfläche beziehungsweise der stromabwärts liegenden Oberfläche des Messabschnitts 310 im thermischen Durchflussmesser 300 bereitgestellt. Der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 und der stromabwärts liegende Vorsprung 318 haben eine Form, die sich entlang des führenden Endes zur Basis hin verjüngt, sodass es möglich ist, einen Fluidwiderstand des Messzielgases 30 als Einlassluft durch die Hauptleitung 124 zu verringern. Der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 ist zwischen der Wärmeisolierung 315 und der Einlassöffnung 343 bereitgestellt. Der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 hat eine große Querschnittsfläche und nimmt eine große übergeleitete Wärmemenge vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 auf. Der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 ist jedoch nahe der Einlassöffnung 343 eingeschnitten, und eine Länge des Temperaturerfassungsabschnitts 452 vom Temperaturerfassungsabschnitt 452 des stromaufwärts liegenden Vorsprungs 317 nimmt zu aufgrund des Hohlraums der stromaufwärts liegenden Außenwand des Gehäuses 302, wie unten beschrieben. Aus diesem Grund wird die Wärmeleitung vom thermischen Isolator 315 zum Stützabschnitt des Temperaturerfassungsabschnitts 452 unterdrückt.
Ferner sind ein später erwähnter Kontaktanschluss 320 und ein Spalt mit dem Kontaktanschluss 320 zwischen dem Flansch 312 oder der thermischen Isolierung 315 und dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 ausgebildet. Als Ergebnis ist ein Abstand zwischen dem Flansch 312 oder der thermischen Isolierung 315 und dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 lang, eine vordere Abdeckung 303 und eine hintere Abdeckung 304 werden im langen Teil bereitgestellt, und der Teil wirkt als Kühloberfläche. Deshalb ist es möglich, den Einfluss zu verringern, den die Temperatur der Wandoberfläche der Hauptleitung 124 auf den Temperaturerfassungsabschnitt 452 ausübt. Da der Abstand zwischen dem Flansch 312 oder der thermischen Isolierung 315 und dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 lang ist, ist es ferner möglich, den Einlassabschnitt des Messzielgases 30, das zur Bypassleitung geführt wird, nahe der Mitte der Hauptleitung 124 zu verschieben. Es ist möglich, zu verhindern, dass die Messgenauigkeit um die Wandoberfläche der Hauptleitung 124 herum verringert wird.
Wie in 2(B) oder 3(B) veranschaulicht, haben beide Seitenflächen des in die Hauptleitung 124 eingeführten Messabschnitts 310 eine sehr schmale Form, und ein führendes Ende des stromabwärts liegenden Vorsprungs 318 oder des stromaufwärts liegenden Vorsprungs 317 hat eine schmale Form im Vergleich zur Basis, wo der Luftwiderstand geringer ist. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Zunahme des Strömungswiderstandes zu unterdrücken, der durch Einführen des thermischen Durchflussmessers 300 in die Hauptleitung 124 verursacht wird. Ferner steht an dem Abschnitt, an dem der stromabwärts liegende Vorsprung 318 oder der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 bereitgestellt ist, der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 oder der stromabwärts liegende Vorsprung 318 in Richtung beider Seiten bezüglich beider Seitenabschnitte der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 vor. Da der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 oder der stromabwärts liegende Vorsprung 318 aus einem Harzformteil ausgebildet sind, ist es einfach, sie in einer Form mit unwesentlichem Luftwiderstand auszuformen. Unterdessen ist die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 so ausgebildet, dass sie eine breite Kühloberfläche aufweist. Aus diesem Grund weist der thermische Durchflussmesser 300 einen verringerten Luftwiderstand auf und kann einfach durch die Messzielluft gekühlt werden, die durch die Hauptleitung 124 strömt.
2.4 Aufbau und Wirkungen des Flansches 312
Der Flansch 312 ist an seiner Unterseite, welche ein der Hauptleitung 124 zugewandter Teil ist, mit einer Vielzahl von Aushöhlungen 314 versehen, um eine Wärmeübertragungsoberfläche zur Hauptleitung 124 zu verkleinern und es dem thermischen Durchflussmesser 300 zu erschweren, von der Wärme beeinflusst zu werden. Das Schraubloch 313 des Flansches 312 ist bereitgestellt, um den thermischen Durchflussmesser 300 an der Hauptleitung 124 zu befestigen, und zwischen einer der Hauptleitung 124 zugewandten Fläche um jedes Schraubloch und der Hauptleitung 124 ist ein Raum ausgebildet, sodass die der Hauptleitung 124 zugewandte Fläche um das Schraubloch 313 von der Hauptleitung 124 zurückversetzt ist. Als Ergebnis weist der Flansch 312 einen Aufbau auf, der in der Lage ist, die Wärmeübertragung von der Hauptleitung 124 zum thermischen Durchflussmesser 300 zu verringern und eine durch Wärme verursachte Verschlechterung der Messgenauigkeit zu verhindern. Ferner kann die Aushöhlung 314 zusätzlich zur Wirkung der Wärmeübertragungsverringerung den Einfluss des Zusammenziehens des Harzes des Flanschs 312 während des Formens des Gehäuses 302 verringern.
Die Wärmeisolierung 315 ist auf der Seite des Messabschnitts 310 des Flansches 312 bereitgestellt. Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 wird über eine Einbauöffnung in das Innere der Hauptleitung 124 eingeführt, sodass die Wärmeisolierung 315 zur inneren Oberfläche der Einbauöffnung der Hauptleitung 124 weist. Die Hauptleitung 124 dient beispielsweise als Einlasskörper und wird in vielen Fällen auf einer hohen Temperatur gehalten. Andererseits versteht es sich, dass die Hauptleitung 124 auf einer besonders niedrigen Temperatur gehalten wird, wenn der Betrieb in einer kalten Region stattfindet. Wenn eine solche Hoch- oder Niedertemperaturbedingung der Hauptleitung 124 den Temperaturerfassungsabschnitt 452 oder die unten beschriebene Messung der Durchflussmenge beeinflusst, verschlechtert sich die Messgenauigkeit. Aus diesem Grund ist eine Vielzahl von Aushöhlungen 316 nebeneinander in der Wärmeisolierung 315 benachbart der inneren Oberfläche der Öffnung der Hauptleitung 124 bereitgestellt, und eine Breite der Wärmeisolierung 315 benachbart der inneren Oberfläche der Öffnung zwischen den benachbarten Hohlräumen 316 ist besonders dünn, was gleich oder kleiner als 1/3 der Breite der Fluidströmungsrichtung der Aushöhlung 316 ist. Als Ergebnis ist es möglich, den Einfluss der Temperatur zu verringern. Außerdem wird ein Teil der thermischen Isolierung 315 verdickt. Beim Harzformen des Gehäuses 302, wenn das Harz von einer hohen Temperatur auf eine niedrige Temperatur abgekühlt wird und erstarrt, tritt eine Volumenschrumpfung auf, sodass eine Verformung erzeugt wird, wenn eine Spannung auftritt. Durch Ausbilden der Aushöhlung 316 in der Wärmeisolierung 315 ist es möglich, die Volumenschrumpfung einheitlicher zu gestalten und die Spannungskonzentration zu verringern.
Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 wird von einer Einbauöffnung in der Hauptleitung 124 nach innen eingeführt und unter Verwendung des Flansches 312 des thermischen Durchflussmessers 300 mit Schrauben an der Hauptleitung 124 befestigt. Der thermische Durchflussmesser 300 ist vorzugsweise mit einer vorbestimmten Lagebeziehung an der Einbauöffnung in der Hauptleitung 124 befestigt. Die Aushöhlung 314 im Flansch 312 kann dazu dienen, eine Lagebeziehung zwischen der Hauptleitung 124 und dem thermischen Durchflussmesser 300 zu bestimmen. Durch Ausbilden des konvexen Teils in der Hauptleitung 124 ist es möglich, ein Einführverhältnis zwischen dem konvexen Teil und der Aushöhlung 314 bereitzustellen und den thermischen Durchflussmesser 300 in einer genauen Position an der Hauptleitung 124 zu befestigen.
2.5 Aufbau und Wirkungen des externen Anschlusses 305 und des Flansches 312
4(A) ist eine Draufsicht, die den thermischen Durchflussmesser 300 veranschaulicht. Vier externe Kontakte 306 und ein Kalibrierkontakt 307 sind im externen Anschluss 305 bereitgestellt. Zu den externen Kontakten 306 gehören Kontakte zum Ausgeben der Durchflussmenge und der Temperatur als Messergebnis des thermischen Durchflussmessers 300 sowie ein Stromanschluss zum Bereitstellen von Gleichstrom für den Betrieb des thermischen Durchflussmessers 300. Der Kalibrierkontakt 307 dient zum Messen des hergestellten thermischen Durchflussmessers 300, um einen Kalibrierwert für jeden thermischen Durchflussmesser 300 zu erhalten und den Kalibrierwert in einem internen Speicher des thermischen Durchflussmessers 300 zu speichern. Beim nachfolgenden Messbetrieb des thermischen Durchflussmessers 300 werden die Kalibrierdaten verwendet, die den im Speicher gespeicherten Kalibrierwert darstellen, und der Kalibrierkontakt 307 wird nicht genutzt. Deshalb hat, um zu verhindern, dass der Kalibrierkontakt 307 ein Anschließen anderer externer Geräte an die externen Kontakte 306 behindert, der Kalibrierkontakt 307 eine andere Form als der externe Kontakt 306. Da der Kalibrierkontakt 307 kürzer als der externe Kontakt 306 ist, behindert bei dieser Ausführungsform der Kalibrierkontakt 307 das Anschließen nicht, auch wenn der Anschlusskontakt, der mit dem externen Kontakt 306 zum Anschluss externer Geräte verbunden ist, in den externen Anschluss 305 gesteckt wird. Da eine Vielzahl von Aushöhlungen 308 entlang des externen Kontakts 306 im externen Anschluss 305 bereitgestellt ist, verringern die Aushöhlungen 308 außerdem eine Spannungskonzentration, die durch die Schrumpfung des Harzes verursacht wird, wenn das Harz als Material des Flansches 312 abgekühlt wird und erstarrt.
Da der Kalibrierkontakt 307 zusätzlich zum externen Kontakt 306 bereitgestellt wird, der im Messbetrieb des thermischen Durchflussmessers 300 verwendet wird, ist es möglich, Merkmale jedes thermischen Durchflussmessers 300 vor dem Versand zu messen, um eine Schwankung des Produkts zu erhalten und einen Kalibrierwert zum Verringern der Schwankung im internen Speicher des thermischen Durchflussmessers 300 zu speichern. Der Kalibrierkontakt 307 ist in einer Form ausgebildet, die sich von derjenigen des externen Kontakts 306 unterscheidet, um zu verhindern, dass der Kalibierkontakt 307 nach dem Einstellen des Kalibrierwertes eine Verbindung zwischen dem externen Kontakt 306 und externen Geräten behindert. Auf diese Weise ist es beim Einsatz des thermischen Durchflussmessers 300 möglich, vor dem Versand eine Schwankung bei jedem thermischen Durchflussmesser 300 zu verringern und die Messgenauigkeit zu verbessern.
3. Gesamtaufbau des Gehäuses 302 und seine Wirkungen
3.1 Aufbau und Wirkungen der Bypassleitung und des Luftströmungserfassungsabschnitts
5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) veranschaulichen einen Zustand des Gehäuses 302, wenn die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 vom thermischen Durchflussmesser 300 entfernt sind. 5(A) ist eine Seitenansicht von links, die das Gehäuse 302 veranschaulicht, 5(B) ist eine Vorderansicht, die das Gehäuse 302 veranschaulicht, 6(A) ist eine Seitenansicht von rechts, die das Gehäuse 302 veranschaulicht, und 6(B) ist eine Rückansicht, die das Gehäuse 302 veranschaulicht. Beim Gehäuse 302 erstreckt sich der Messabschnitt 310 vom Flansch 312 in Richtung der Mitte der Hauptleitung 124, und eine Bypassleitungsrinne zum Ausbilden der Bypassleitung ist an seiner führenden Endseite bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Bypassleitungsrinne sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite des Gehäuses 302 bereitgestellt. 5(B) veranschaulicht eine Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332, und 6(B) veranschaulicht eine Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334. Da eine Einlassrinne 351 zum Ausbilden der Ansaugöffnung 350 der Bypassleitung und eine Auslassrinne 353 zum Ausbilden der Auslassöffnung 352 am führenden Ende des Gehäuses 302 bereitgestellt sind, kann das Gas, das von der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 entfernt ist, also der Gasstrom, der in der Nähe der Mitte die Hauptleitung 124 durchströmt, als Messzielgas 30 aus der Ansaugöffnung 350 entnommen werden. Das Gas, das die Hauptleitung 124 nahe der inneren Wandoberfläche durchströmt, wird durch die Temperatur der Wandfläche der Hauptleitung 124 beeinflusst und weist eine andere Temperatur auf als die durchschnittliche Temperatur des die Hauptleitung 124 durchströmenden Gases, wie beispielsweise die Einlassluft, die in vielen Fällen das Messzielgas 30 ist. Außerdem hat das Gas, das in der Nähe der inneren Wandoberfläche der Hauptleitung 124 strömt, in vielen Fällen eine geringere Durchflussmenge als die durchschnittliche Durchflussmenge des die Hauptleitung 124 durchströmenden Gases. Da der thermische Durchflussmesser 300 nach der Ausführungsform solchem Einfluss gegenüber resistent ist, ist es möglich, eine Verringerung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
Die Bypassleitung, die durch die oben beschriebene Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 oder die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 ausgebildet ist, ist mit der Wärmeisolierung 315 durch den ausgehöhlten Außenwandabschnitt 366, die stromaufwärts liegende Außenwand 335 oder die stromabwärts liegende Außenwand 336 verbunden. Außerdem ist die stromaufwärts liegende Außenwand 335 mit dem stromaufwärts liegenden Vorsprung 317 versehen, und die stromabwärts liegende Außenwand 336 ist mit dem stromabwärts liegenden Vorsprung 318 versehen. Da der thermische Durchflussmesser 300 unter Verwendung des Flansches 312 an der Hauptleitung 124 befestigt ist, ist bei diesem Aufbau der Messabschnitt 310 mit dem Schaltkreispaket 400 mit hoher Zuverlässigkeit an der Hauptleitung 124 befestigt.
Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 302 mit der Bypassleitungsrinne zum Bilden der Bypassleitung versehen, und die Abdeckungen sind an der Vorderseite und Rückseite des Gehäuses 302 angebaut, sodass die Bypassleitung durch die Bypassleitungsrinne und die Abdeckungen ausgebildet wird. Bei diesem Aufbau ist es möglich, gesamte Bypassleitungsrinnen als Teil des Gehäuses 302 im Harzformvorgang des Gehäuses 302 auszubilden. Da die Gussformen während des Formens des Gehäuses 302 in beiden Flächen des Gehäuses 302 bereitgestellt sind, ist es möglich, sowohl die Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 als auch die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 als Teil des Gehäuses 302 auszubilden, indem die Gussformen für beide Flächen verwendet werden. Da die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 in beiden Flächen des Gehäuses 302 bereitgestellt sind, ist es möglich, die Bypassleitungen in beiden Flächen des Gehäuses 302 zu erhalten. Da die vordere Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 und Bypassleitungsrinnen an der Rückseite 334 an beiden Flächen des Gehäuses 302 mit Hilfe von Gussformen ausgebildet sind, ist es möglich, die Bypassleitung mit hoher Genauigkeit zu formen und eine hohe Produktivität zu erzielen.
Ein Teil des Messzielgases 30, das in der Hauptleitung 124 in 6(B) strömt, wird von 351, welches eine Einlassöffnung 350 bildet, in die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 aufgenommen und strömt in der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334. Die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 ist in einer Form ausgebildet, die nach vorn tiefer ist, und das Messzielgas 30 bewegt sich allmählich in Richtung der Vorderseite, während es in der Rinne entlang strömt. Insbesondere ist die Bypassleitungsrinne auf der Rückseite 334 mit einem steilen Neigungsabschnitt 347 versehen, der sich rasch vom Loch 342 vertieft, und ein Teil der Luft mit kleinerer Masse bewegt sich entlang des steilen Neigungsabschnitts 347 und strömt vom Loch 342 zur Messoberfläche 430, die in 5(B) beschrieben ist. Da andererseits Fremdstoff mit großer Masse nur schwer rasch den Lauf ändert, bewegt sich der Fremdstoff zur Rückseite der in 6(B) dargestellten Messoberfläche 431. Danach strömt der Fremdstoff durch das Loch 341 und strömt zu der in 5(B) beschriebenen Messoberfläche 430.
In der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 aus 5(B) strömt die Luft als Messzielgas 30, die sich vom Loch 342 zur Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 bewegt, entlang der Messoberfläche 430, und mit dem Luftströmungserfassungsabschnitt 602 erfolgt ein Wärmetransfer zum Messen einer Durchflussmenge mittels eines freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436, der in der Messoberfläche 430 bereitgestellt ist, um eine Durchflussmenge zu messen. Sowohl das Messzielgas 30, das durch die Messoberfläche 430 strömt, als auch die Luft, die vom Loch 341 zur Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 strömt, strömen entlang der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 und werden von der Auslassrinne 353 ausgestoßen, die den Auslasskanal 352 zur Hauptleitung 124 bildet.
Ein Stoff mit einer schweren Masse, wie beispielsweise ein Verunreinigungsstoff, der in ein Messzielgas 30 eingemischt ist, hat eine hohe Trägheitskraft und hat Schwierigkeiten, seinen Weg zur tiefen Seite der Rinne entlang der Fläche des steilen Steigungsteils 347 aus 6(B) so steil zu ändern, wo eine Tiefe der Rinne sich steil vertieft. Aus diesem Grund ist es möglich, einen Fremdkörper daran zu hindern, nahe des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zu strömen, da ein Fremdkörper mit schwerer Masse durch die Seite der Rückseite der Messoberfläche 431 strömt. Da bei dieser Ausführungsform die meisten Fremdkörper mit schwerer Masse anders als das Gas durch die Rückseite der Messoberfläche 431 strömen, die eine hintere Fläche der Messoberfläche 430 ist, ist es möglich, den Einfluss einer Verunreinigung, die durch einen Fremdkörper wie einen Ölbestandteil, Kohlenstoff oder einen Verunreinigungsstoff verursacht wird, und eine Verschlechterung der Messgenauigkeit zu unterdrücken. Das heißt, da sich der Weg des Messzielgases 30 entlang einer Achse quer zur Strömungsachse der Hauptleitung 124 steil ändert, ist es möglich, den Einfluss eines dem Messzielgas 30 beigemischten Fremdkörpers zu verringern.
Bei dieser Ausführungsform ist der Strömungsweg einschließlich der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 vom führenden Ende des Gehäuses 302 entlang einer gekrümmten Linie zum Flansch hingerichtet, und das Gas, das durch die Bypassleitung auf der dem Flansch nächstgelegenen Seite strömt, strömt umgekehrt zum Strom der Hauptleitung 124, sodass die Bypassleitung an der Rückseite als eine Seite dieser umgekehrten Strömung mit der Bypassleitung verbunden ist, die an der Vorderseite als die andere Seite ausgebildet ist. Als Ergebnis ist es möglich, den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 des Schaltkreispakets 400 einfach an der Bypassleitung zu befestigen und das Messzielgas 30 einfach an einer Stelle zu entnehmen, die nahe der Mitte der Hauptleitung 124 liegt.
Bei dieser Ausführungsform sind ein Loch 342 und ein Loch 341, die durch die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 und die Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 verlaufen, an der Vorder- und der Rückseite der Strömungsrichtung der Messoberfläche 430 zum Messen der Luftströmung bereitgestellt. Die Bypassleitung ist in einer Form ausgebildet, dass das Messzielgas 30 sich von der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334, die in einer Fläche des Gehäuses 302 ausgebildet ist und mit den Durchgangslöchern 342 und 341 versehen ist, zur Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 bewegt, die in der anderen Fläche des Gehäuses 302 ausgebildet ist. Als Ergebnis ist es möglich, die Bypassleitungsrinne in beiden Flächen des Gehäuses 302 durch einen Harzformvorgang auszubilden, und es ist möglich, zusätz1ich eine Struktur auszubilden, die beide Flächen verbindet.
Da das Loch 342 und das Loch 341 auf beiden Seiten der im Schaltkreispaket 400 ausgebildeten Messoberfläche 430 bereitgestellt sind, ist es möglich, zu verhindern, dass das Harz in den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 strömt, der in der Messoberfläche 430 ausgebildet ist, in dem eine Gussform verwendet wird, die das Loch 342 und das Loch 341 darin ausbildet. Im Fall, dass das Schaltkreispaket 400 beim Harzformen am Gehäuse 302 befestigt wird, indem die Ausbildung des Lochs 342 und des Lochs 341 auf einer stromaufwärts liegenden Seite und einer stromabwärts liegenden Seite der Messoberfläche 430 genutzt wird, ist es ferner möglich, die Gussform anhand der Löcher anzuordnen und das Schaltkreispaket 400 an der Gussform zu positionieren und zu befestigen.
Bei dieser Ausführungsform sind zwei Löcher° 342 und 341 als die Löcher bereitgestellt, die durch die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 und die Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 verlaufen. Jedoch ist es möglich, die Bypassleitungsform, die die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 und die Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 in einem Harzformprozess durch ein beliebiges Loch verbindet, ohne Bereitstellen von zwei Löchern zu formen, die durch das Loch 342 und das Loch 341 gebildet werden.
Eine Innenwand der Bypassleitung an der Rückseite 391 und eine Außenwand der Bypassleitung an der Rückseite 392 werden auf beiden Seite der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 bereitgestellt, und die innere Oberfläche der hinteren Abdeckung 304 stößt auf die führenden Endabschnitte der Höhenrichtung jeder der Innenwand der Bypassleitung an der Rückseite 391 und der Außenwand der Bypassleitung an der Rückseite 392, sodass die Bypassleitung an der Rückseite im Gehäuse 302 ausgebildet ist. Außerdem werden eine Innenwand der Bypassleitung an der Vorderseite 393 und eine Außenwand der Bypassleitung an der Vorderseite 394 auf beiden Seiten der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 bereitgestellt, und die innere Oberfläche der hinteren Abdeckung 304 stößt auf die führenden Endabschnitte der Höhenrichtung der Innenwand der Bypassleitung an der Vorderseite 393 und der Außenwand der Bypassleitung an der Vorderseite 394, sodass die Bypassleitung an der Vorderseite im Gehäuse 302 ausgebildet ist.
Bei dieser Ausführungsform strömt das Messzielgas 30 geteilt durch die Messoberfläche 430 und ihre hintere Oberfläche, und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zum Messen der Durchflussmenge ist in einer davon bereitgestellt. Jedoch kann es sein, dass das Messzielgas 30 nur die vordere Oberfläche der Messoberfläche 430 durchströmt, anstelle das Messzielgas 30 auf zwei Leitungen aufzuteilen. Durch Krümmen der Bypassleitung, um einer zweiten Achse quer zu einer ersten Achse der Strömungsrichtung der Hauptleitung 124 zu folgen, ist es möglich, einen im Messzielgas 30 eingemischten Fremdkörper auf der Seite zu sammeln, wo die Krümmung der zweiten Achse unbedeutend ist. Durch Bereitstellen der Messoberfläche 430 und des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 auf der Seite, an der die Krümmung der zweiten Achse erheblich ist, ist es möglich, den Einfluss eines Fremdkörpers zu verringern.
Bei dieser Ausführungsform werden die Messoberfläche 430 und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 in einem Verbindungsteil zwischen der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 und der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 bereitgestellt. Jedoch können die Messoberfläche 430 und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 in der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 oder der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 anstatt im Verbindungsteil zwischen der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 und der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 bereitgestellt werden.
Ein Öffnungsgebilde ist ein einem Teil des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 ausgebildet, der in der Messoberfläche 430 bereitgestellt wird, um eine Durchflussmenge zu messen, sodass die Durchflussmenge aufgrund der Öffnungswirkung zunimmt und die Messgenauigkeit verbessert wird. Zusätzlich ist es möglich, selbst wenn ein Wirbel in einer Strömung des Gases auf der stromaufwärts liegenden Seite des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 erzeugt wird, den Wirbel mittels der Öffnung zu eliminieren oder zu reduzieren und die Messgenauigkeit zu verbessern.
Auf 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) Bezug nehmend, wird ein ausgehöhlter Außenwandabschnitt 366 bereitgestellt, in dem die stromaufwärts liegende Außenwand 335 eine hohle Form aufweist, die zur stromabwärts liegenden Seite in einem Halsabschnitt des Temperaturerfassungsabschnitts 452 ausgehöhlt ist. Aufgrund dieses ausgehöhlten Außenwandabschnitts 366 nimmt ein Abstand zwischen dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 und dem ausgehöhlten Außenwandabschnitt 366 zu, so dass es möglich ist, den Einfluss der Wärme zu verringern, die über die stromaufwärts liegende Außenwand 335 übertragen wird.
Obwohl das Schaltkreispaket 400 durch den Befestigungsabschnitt 372 zur Befestigung des Schaltkreispakets 400 umhüllt ist, ist es möglich, eine Kraft zum Befestigen des Schaltkreispakets 400 zu erhöhen, indem das Schaltkreispaket 400 unter Verwendung des ausgehöhlten Außenwandabschnitts 366 weiter befestigt wird. Der Befestigungsabschnitt 372 umhüllt das Schaltkreispaket 400 entlang einer Strömungsachse des Messzielgases 30. Unterdessen umhüllt der ausgehöhlte Außenwandabschnitt 366 das Schaltkreispaket 400 quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30. Das heißt, das Schaltkreispaket 400 ist so umhüllt, dass die Umhüllungsrichtung bezüglich des Befestigungsabschnitts 372 eine andere ist. Da das Schaltkreispaket 400 entlang der beiden verschiedenen Richtungen umhüllt ist, wird die Befestigungskraft erhöht. Obwohl der ausgehöhlte Außenwandabschnitt 366 ein Teil der stromaufwärts liegenden Außenwand 335 ist, kann das Schaltkreispaket 400 in einer Richtung umhüllt sein, die von derjenigen des Befestigungsabschnitts 372 verschieden ist, indem die stromabwärts liegende Außenwand 336 anstelle der stromaufwärts liegenden Außenwand 335 zum Erhöhen der Befestigungskraft verwendet wird. Beispielsweise kann ein Plattenabschnitt des Schaltkreispakets 400 durch die stromabwärts liegende Außenwand 336 umhüllt werden, oder das Schaltkreispaket 400 kann mittels einer Aushöhlung, die in stromaufwärtiger Richtung ausgehöhlt ist, oder eines Vorsprungs, der in stromaufwärtiger Richtung vorsteht und in der stromabwärts liegenden Außenwand 336 bereitgestellt ist, umhüllt sein. Da der ausgehöhlte Außenwandabschnitt 366 in der stromaufwärts liegenden Außenwand 335 bereitgestellt ist, um das Schaltkreispaket 400 zu umhüllen, ist es möglich, zusätzlich zur Befestigung des Schaltkreispakets 400 eine Wirkung des Erhöhens eines thermischen Widerstandes zwischen dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 und der stromaufwärts liegenden Außenwand 335 bereitzustellen.
Da der ausgehöhlte Außenwandabschnitt 366 in einem Halsabschnitt des Temperaturerfassungsabschnitts 452 bereitgestellt ist, ist es möglich, den Einfluss der Wärme zu verringern, die vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 durch die stromaufwärts liegende Außenwand 335 übertragen wird. Ferner ist eine Temperaturmessaushöhlung 368 bereitgestellt, die durch eine Kerbe zwischen dem stromaufwärts liegenden Vorsprung 317 und dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 bereitgestellt ist. Mittels der Temperaturmessaushöhlung 368 ist es möglich, die Wärmeübertragung zum Temperaturerfassungsabschnitt 452 durch den stromaufwärts liegenden Vorsprung 317 zu verringern. Als Ergebnis ist es möglich, die Erkennungsgenauigkeit des Temperaturerfassungsabschnitts 452 zu verbessern. Insbesondere da der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 einen großen Querschnitt aufweist, überträgt er Wärme leicht, und eine Funktionalität der Temperaturmessaushöhlung 368, die die Wärmeübertragung unterdrückt, wird wichtig.
3.2 Struktur und Wirkungen des Luftströmungserfassungsabschnitts der Bypassleitung
7(A) und 7(B) sind teilweise vergrößerte Ansichten, die einen Zustand, in dem der Strömungsweg 430 des Schaltkreispakets 400 im Innern der Bypassleitungsrinne angeordnet ist, als Schnittansicht entlang der Linie A-A der 6(A) und 6(B) veranschaulichen. Es wird darauf hingewiesen, dass 7(A) und 7(B) ein Konzeptionsschaubild mit Auslassungen und Vereinfachungen darstellen, verglichen mit der bestimmten Konfiguration aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B), und Details können leicht verändert sein. Die linke Seite von 7(A) und 7(B) ist ein Abschluss-Endabschnitt der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334, und die rechte Seite ist ein Anfangs-Endabschnitt der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332. Auch wenn in 7(A) und 7(B) nicht deutlich veranschaulicht, sind das Loch 342 und das Loch 341 sowohl in der linken als auch in der rechten Seite des die Messoberfläche 430 aufweisenden Schaltkreispakets 400 bereitgestellt, und die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 und die Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 sind mit der linken und der rechten Seite des die Messoberfläche 430 aufweisenden Schaltkreispakets 400 verbunden.
Das Messzielgas 30, das von der Einlassöffnung 350 aufgenommen wird und durch die Bypassleitung an der Rückseite, einschließend die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334, strömt, wird von der linken Seite aus 7(A) und 7(B) geführt. Ein Teil des Messzielgases 30 strömt durch das Loch 342 in einen Strömungsweg 386, einschließlich der Vorderseite der Messoberfläche 430 des Schaltkreispakets 400 und des in der vorderen Abdeckung 303 bereitgestellten Vorsprungs 356. Das andere Messzielgas 30 strömt in einen Strömungsweg 387, der von der Rückseite der Messoberfläche 431 und der hinteren Abdeckung 304 gebildet wird. Dann bewegt sich das Messzielgas 30, das durch den Strömungsweg 387 strömt, durch das Loch 341 zur Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 und wird mit dem Messzielgas 30 vereint, das durch den Strömungsweg 386 strömt, sodass es durch die Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 strömt und von der Auslassöffnung 352 in die Hauptleitung 124 ausgestoßen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass im Strömungsweg 387 der in der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellte Vorsprung 358 zur Rückseite der Messoberfläche 431 hin vorsteht.
Da die Bypassleitungsrinne so ausgebildet ist, dass der Strömungsweg des Messzielgases 30, das durch das Loch 342 von der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 zum Strömungsweg 386 geführt wird, breiter gekrümmt ist als der Strömungsweg, der zum Strömungsweg 387 geführt wird, wird ein Stoff mit einer schweren Masse, wie beispielsweise ein im Messzielgas 30 enthaltener Verunreinigungsstoff, im weniger gekrümmten Strömungsweg 387 gesammelt. Aus diesem Grund kommt es nahezu zu keinem Fremdkörperstrom im Strömungsweg 386.
Der Strömungsweg 386 ist so strukturiert, dass er eine Öffnung bildet, sodass die vordere Abdeckung 303 nacheinander für den führenden vorderen Endabschnitt der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 bereitgestellt wird und der Vorsprung 356 leicht zur Seite der Messoberfläche 430 vorsteht. Die Messoberfläche 430 ist auf einer Seite des Öffnungsabschnitts des Strömungsweges 386 angeordnet und mit dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 versehen, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Luftströmungserfassungsabschnitt 602 und dem Messzielgas 30 durchzuführen. Um die Messung durch den Luftströmungserfassungsabschnitt 602 mit hoher Genauigkeit durchzuführen, strömt das Messzielgas 30 im freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 vorzugsweise laminar mit geringem Wirbel. Bei der schnelleren Durchflussmenge wird außerdem die Messgenauigkeit weiter verbessert. Aus diesem Grund ist die Öffnung so ausgebildet, dass der Vorsprung 356, der in der vorderen Abdeckung 303 der Messoberfläche 430 zugewandt bereitgestellt ist, leicht gegen die Messoberfläche 430 hervorragt. Diese Öffnung verringert einen Wirbel im Messzielgas 30, um die Strömung einer laminaren Strömung anzunähern. Da die Durchflussmenge im Öffnungsabschnitt zunimmt und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zum Messen der Durchflussmenge im Öffnungsabschnitt angeordnet ist, wird die Messgenauigkeit der Durchflussmenge verbessert.
Da die Öffnung so ausgebildet ist, dass der Vorsprung 356 zur Innenseite der Bypassleitungsrinne vorsteht, um dem im Strömungsweg 430 bereitgestellten freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zugewandt zu sein, ist es möglich, die Messgenauigkeit zu verbessern. Der Vorsprung 356 zum Ausbilden der Öffnung ist an der Abdeckung bereitgestellt, die dem im Strömungsweg 430 bereitgestellten freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zugewandt ist. In 7(A) und 7(B) ist der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 in der vorderen Abdeckung 303 bereitgestellt, da die Abdeckung, die dem im Strömungsweg 430 bereitgestellten freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zugewandt ist, die vordere Abdeckung 303 ist. Alternativ kann der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 auch in der Abdeckung bereitgestellt sein, die dem im Strömungsweg 430 bereitgestellten freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 der vorderen oder hinteren Abdeckung 303 oder 304 zugewandt ist. Je nachdem, welche der Oberflächen des Strömungsweges 430 und des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 im Schaltkreispaket 400 bereitgestellt sind, wird die Abdeckung geändert, die dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zugewandt ist.
Eine Verteilung des Messzielgases 30 zwischen den Strömungswegen 386 und 387 bezieht sich auch auf die hochgenaue Messung. Eine Verteilung des Messzielgases 30 zwischen den Strömungswegen 386 und 387 wird dadurch angepasst, indem veranlasst wird, dass der in der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellte Vorsprung 358 in den Strömungsweg 387 vorsteht. Da außerdem der Öffnungsabschnitt im Strömungsteil 387 bereitgestellt ist, ist es möglich, die Durchflussmenge zu erhöhen und einen Fremdkörper wie beispielsweise einen Verunreinigungsstoff zum Strömungsweg 387 zu führen. Bei der Ausführungsform dient die durch den Vorsprung 358 gebildete Öffnung als eines von Mitteln zum Anpassen zwischen den Strömungswegen 386 und 387. Alternativ kann die oben genannte Verteilung der Durchflussmenge zwischen den Strömungswegen 386 und 387 angepasst werden, indem eine Breite zwischen der Rückseite der Messoberfläche 431 und der hinteren Abdeckung 304 und Ähnliches angepasst wird. In diesem Fall ist der in der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellte Vorsprung 358 nicht notwendig.
Auf 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) Bezug nehmend, verbleibt ein Pressenabdruck 442 der Gussform, die im Harzformvorgang für das Schaltkreispaket 400 verwendet wird, auf der Rückseite der Messoberfläche 431 als hintere Oberfläche des in der Messoberfläche 430 bereitgestellten freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436. Der Pressenabdruck 442 behindert die Messung der Durchflussmenge nicht sonderlich und ist selbst dann nicht problematisch, wenn der Pressenabdruck 442 verbleibt. Wie unten beschrieben, ist es außerdem wichtig, ein Halbleiterdiaphragma des Luftströmungserfassungsabschnitts 602 zu schützen, wenn das Schaltkreispaket 400 durch Harzformen ausgebildet wird. Aus diesem Grund ist ein Pressen der hinteren Oberfläche des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 wichtig. Es ist ferner wichtig, zu verhindern, dass Harz, das das Schaltkreispaket 400 bedeckt, in den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 strömt. So betrachtet, wird das Einfließen des Harzes unterdrückt, indem die Messoberfläche 430 einschließlich des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 unter Verwendung einer Gussform und Pressen der hinteren Fläche des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 unter Verwendung einer anderen Gussform umhüllt wird. Da das Schaltkreispaket 400 durch Spritzpressen hergestellt wird, ist ein Druck des Harzes hoch, und Pressen von der hinteren Oberfläche des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 ist wichtig. Da außerdem ein Halbleiterdiaphragma im Luftströmungserfassungsabschnitt 602 verwendet wird, ist vorzugsweise eine Lüftungsleitung für einen vom Halbleiterdiaphragma erzeugten Spalt ausgebildet. Um eine Platte und Ähnliches zum Ausbilden der Lüftungsleitung zu halten und zu befestigen, ist Pressen von der hinteren Fläche des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 wichtig.
3.3 Formen und Wirkungen der vorderen und der hinteren Abdeckung 303 und 304
8(A) bis 8(C) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild der vorderen Abdeckung 303 veranschaulichen, wobei 8(A) eine Seitenansicht von links, 8(B) eine Vorderansicht und 8(C) eine Draufsicht ist. 9(A) und 9(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild der hinteren Abdeckung 304 veranschaulichen, wobei 9(A) eine Seitenansicht von links, 9(B) eine Vorderansicht und 9(C) eine Draufsicht ist. In 8(A), 8(B), 8(C), 9(A), 9(B) und 9(C) dient die vordere oder hintere Abdeckung 303 oder 304 zum Bilden der Bypassleitung, indem sie die Bypassleitungsrinne des Gehäuses 302 abdeckt. Außerdem dient die vordere oder hintere Abdeckung 303 oder 304 dazu, in Verbindung mit dem Vorsprung 356 eine Öffnung zu bilden. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, die Formungsgenauigkeit zu erhöhen. Da die vordere oder hintere Abdeckung 303 oder 304 durch einen Harzformvorgang hergestellt wird, indem ein thermoplastisches Harz in eine Gussform gespritzt wird, ist es möglich die vordere oder hintere Abdeckung 303 oder 304 mit hoher Formungsgenauigkeit zu formen.
Der vordere Schutzabschnitt 322 oder der hintere Schutzabschnitt 325 ist in der vorderen oder hinteren Abdeckung 303 bzw. 304 ausgebildet, die in 8(A) bis 8(C) bzw. 9(A) bis 9(C) veranschaulicht sind. Wie in 2(A), 2(B), 3(A) oder 3(B) veranschaulicht, ist der an der vorderen Abdeckung 303 bereitgestellte vordere Schutzabschnitt 322 an der Vorderseite der Einlassöffnung 343 angeordnet, und der an der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellte hintere Schutzabschnitt 325 ist an der Rückseite der Einlassöffnung 343 angeordnet. Der Temperaturerfassungsabschnitt 452, der im Inneren der Einlassöffnung 343 angeordnet ist, ist durch den vorderen Schutzabschnitt 322 und den hinteren Schutzabschnitt 325 geschützt, sodass es möglich ist, eine mechanische Beschädigung des Temperaturerfassungsabschnitts 452 zu verhindern, die verursacht wird, wenn der Temperaturerfassungsabschnitt 452 während der Herstellung oder beim Beladen eines Fahrzeug mit etwas kollidiert.
Die Innenfläche der vorderen Abdeckung 303 ist mit dem Vorsprung 356 versehen. Wie in 7 veranschaulicht, ist der Vorsprung 356 so angeordnet, dass er der Messoberfläche 430 zugewandt ist, und weist eine Form auf, die sich entlang einer Achse des Strömungsweges der Bypassleitung erstreckt. Im oben beschriebenen Strömungsweg 386 ist unter Verwendung der Messoberfläche 430 und des Vorsprungs 356 eine Öffnung ausgebildet, um einen Wirbel, der im Messzielgas 30 erzeugt wird, zu verringern und eine laminare Strömung zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform ist die Bypassleitung mit dem Öffnungsteil geteilt in einen Rinnenteil und einen Deckelteil, der die Rinne abgedeckt, um einen Strömungsweg mit einer Öffnung auszubilden, und der Rinnenteil wird durch einen zweiten Harzformvorgang zum Formen des Gehäuses 302 ausgebildet. Dann wird die vordere Abdeckung 303 mit dem Vorsprung 356 durch einen weiteren Harzformvorgang ausgebildet, und die Rinne wird abgedeckt, indem die vordere Abdeckung 303 als Deckel der Rinne verwendet wird, um die Bypassleitung auszubilden. Im zweiten Harzformvorgang zum Formen des Gehäuses 302 wird auch das die Messoberfläche 430 aufweisende Schaltkreispaket 400 am Gehäuse 302 befestigt. Da die Formung der Rinne mit einer so komplizierten Form durch einen Harzformvorgang erfolgt, und ein Vorsprung 356 für die Öffnung an der vorderen Abdeckung 303 bereitgestellt wird, ist es möglich, den Strömungsweg 386 aus 7(A) und 7(B) mit hoher Genauigkeit auszubilden. Da außerdem eine Anordnungsbeziehung zwischen der Rinne und der Messoberfläche 430 oder dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden kann, ist es möglich, eine Schwankung des Produkts zu verringern und als Ergebnis eine hochgenaues Messergebnis zu erhalten. Daher ist es möglich, die Produktivität zu erhöhen.
Der Strömungsweg 387 ist auf dieselbe Weise durch die hintere Abdeckung 304 und die Rückseite der Messoberfläche 431 ausgebildet. Der Strömungsweg 387 wird durch Trennen des Strömungsweges 386 in einen Rinnenteil und einen Deckelteil gebildet, wobei der Rinnenteil in einem zweiten Harzformprozess vorbereitet wird, der das Gehäuse 302 formt, und als Nächstes die Rinne mit der den Vorsprung 358 aufweisenden hinteren Abdeckung 304 abgedeckt wird. Da der Strömungsweg 387 wie oben erwähnt vorbereitet wird, ist es möglich, den Strömungsweg 386 mit hoher Genauigkeit vorzubereiten, und eine Produktivität wird verbessert. Bei dieser Ausführungsform ist die Öffnung im Strömungsweg 387 bereitgestellt, es ist jedoch möglich, einen Strömungsweg 387 ohne Öffnung zu verwenden, ohne einen Vorsprung 358 zu verwenden.
In 8(B) ist eine Kerbe 323 zum Bilden des Auslasskanals 352 an einer führenden Endseite der vorderen Abdeckung 303 bereitgestellt. Wie in 2(B) dargestellt, ist nicht nur die Auslassöffnung 352 zu einer rechten Fläche des Gehäuses 302 hin erweitert, sondern die Auslassöffnung 352 ist auch durch die Kerbe 323 zur Vorderseite des Gehäuses 302 erweitert. Als Ergebnis ist der Strömungswiderstand einer Gesamtheit der Bypassleitung verringert, und das Messzielgas 30, das vom Einlasskanal 350 zur Bypassleitung abgeleitet wird, ist erhöht. Als Ergebnis ist die Messgenauigkeit der Luftströmung verbessert.
3.4 Struktur und Wirkung des Kontaktanschlusses 320
10 stellt eine vergrößerte Ansicht des Kontaktanschluss 320 des Gehäuses 302 dar, das in 5 und 6 gezeigt ist. Sie sind jedoch in den folgenden Punkten etwas unterschiedlich. Als unterschiedliche Punkte aus der Beschreibung in 5 und 6 ist jede inneren Buchse der externen kontakte 361 aus 5 und 6 getrennt, jedoch zeigt 10 einen Zustand, in dem jede der inneren Buchsen des externen Kontakts 361 getrennt ist, und jede der inneren Buchsen des externen Kontakts 361 ist durch einen Verbindungsabschnitt 365 verbunden. Jeder der externen Kontakte 306 wird entsprechend dem Harzformen in einem zweiten Harzformvorgang so am Gehäuse 302 befestigt, dass die inneren Buchsen des externen Kontakts 361, die zur Seite des Schaltkreispakets 400 des externen Kontakts 306 vorstehen, jeweils die entsprechenden Anschlusskontakte 412 überlappen oder in die Nähe der entsprechenden Anschlusskontakte 412 kommen. Um eine Verformung und Verlagerung in der Anordnung jedes der externen Kontakte 306 zu verhindern, ist gemäß der Ausführungsform der externe Kontakt 306 entsprechend einem Harzformprozess (zweiter Harzformprozess) am Gehäuse 302 befestigt, um das Gehäuse 302 in einem Zustand zu formen, in dem die inneren Buchsen des externen Kontakts 361 durch das Verbindungsabschnitt 365 verbunden sind. Der Anschlusskontakt 412 und innere Buchse des externen Kontakts 361 können zuvor befestigt werden, und der externe Kontakt 306 kann entsprechend dem zweiten Formprozess danach am Gehäuse 302 befestigt werden.
3.5 Test des fertigen Produkts entsprechend dem ersten Harzformvorgang
Bei einer in 10 dargestellten Ausführungsform ist die Zahl der im Schaltkreispaket 400 enthaltenen Kontakte größer als die Zahl der inneren Buchsen des externen Kontakts 361. Die Anschlusskontakte 412 unter den im Schaltkreispaket 400 enthaltenen Kontakten sind jeweils mit den inneren Buchsen des externen Kontakts 361 verbunden, und die Kontakte 414 sind nicht mit den inneren Buchsen des externen Kontakts 361 verbunden. Mit anderen Worten, die Kontakte 414 sind die Kontakte, die im Schaltkreispaket 400 bereitgestellt sind, jedoch nicht mit den inneren Buchsen des externen Kontakts 361 verbunden sind.
In 10 sind die Kontakte 414 bereitgestellt, die nicht mit den inneren Buchsen des externen Kontakts 361 verbunden sind, zusätzlich zu den Anschlusskontakten 412, die mit den inneren Buchsen des externen Kontakts 361 verbunden sind. Nachdem das Schaltkreispaket 400 im ersten Harzformvorgang hergestellt wurde, wird getestet, ob das Schaltkreispaket 400 richtig betätigt wird und ob im ersten Harzformvorgang eine Abnormalität in der elektrischen Verbindung erzeugt wird. Die hohe Zuverlässigkeit bei jedem der Schaltkreispakete 400 kann auf diese Weise aufrechterhalten werden. Die Kontakte 414, die nicht mit den inneren Buchsen des externen Kontakts 361 verbunden sind, werden für den Test des Schaltkreispakets 400 verwendet. Da die Kontakte 414 nach der Testarbeit nicht benutzt werden, können die unbenutzten Kontakte 414 nach dem Test an der Wurzel des Schaltkreispakets 400 abgetrennt werden oder können in einem inneren Abschnitt des Harzes vergraben werden, das dem kontaktseitigen Befestigungsabschnitt 362 entspricht, wie in 10 dargestellt. Da die Kontakte 414, die nicht mit den inneren Buchsen des externen Kontakts 361 verbunden sind, wie oben erwähnt bereitgestellt sind, ist es möglich zu testen, ob eine Abnormalität im Schaltkreispaket 400 erzeugt wird, das im ersten Harzformprozess hergestellt wird, und die hohe Zuverlässigkeit kann aufrechterhalten werden.
3.6 Verbindungsstruktur zwischen dem Spalt im inneren Abschnitt des Gehäuses 302 und dem externen Abschnitt des thermischen Durchflussmessers 300 und Wirkung
Wie in einer teilweise vergrößerten Ansicht in 10 dargestellt, ist ein Loch 364 im Gehäuse 302 bereitgestellt. Das Loch 364 ist mit einer Öffnung 309 verbunden, die in einem inneren Abschnitt des in 4(A) dargestellten externen Anschlusses 305 bereitgestellt ist. Bei der Ausführungsform sind beide Flächen des Gehäuses 302 durch die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 hermetisch abgedichtet. Falls das Loch 364 nicht bereitgestellt ist, wird aufgrund der Temperaturänderung der Luft im Spalt einschließlich des Kontaktanschlusses 320 ein Unterschied zwischen dem Luftdruck im Spalt und dem Umgebungsluftdruck aufgebaut. Der Druckunterschied ist wünschenswerterweise so klein wie möglich. Als Ergebnis ist das Lüftungsloch 364, das mit der im externen Anschluss 305 bereitgestellten Öffnung 309 verbunden ist, im Spalt des Gehäuses 302 bereitgestellt. Der externe Anschluss 305 ist so strukturiert, das der externe Anschluss 305 durch das Wasser nicht nachteilig beeinflusst wird, um die Zuverlässigkeit einer elektrischen Verbindung zu verbessern, und es ist möglich, das Eindringen von Wasser von der Öffnung 309 zu verhindern, und ferner das Eindringen der Fremdstoffe wie Fremdteilchen und Stäube zu verhindern, indem die Öffnung 309 in den externen Anschluss 305 gesetzt wird.
4. Befestigungsstruktur des Schaltkreispakets 400 durch das Gehäuse 302
4.1 Befestigungsstruktur des Schaltkreispakets 400 durch einen Befestigungsabschnitt des Gehäuses 302
Als Nächstes wird die Befestigung des Schaltkreispakets 400 am Gehäuse durch einen Harzformvorgang wieder unter Bezugnahme auf 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) beschrieben. Das Schaltkreispaket 400 ist so im Gehäuse 302 angeordnet und an diesem befestigt, dass die auf der Vorderfläche des Schaltkreispakets 400 gebildete Messoberfläche 430 in einer vorbestimmten Position der Bypassleitungsrinne angeordnet ist, um die Bypassleitung, beispielsweise einen Verbindungsabschnitt zwischen der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 und der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 bei der Ausführungsform von 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B), zu bilden. Ein Teil zum Vergraben und Befestigen des Schaltkreispakets 400 im Gehäuse 302 durch ein Harzformen ist als Befestigungsabschnitt 372 zum Vergraben und Befestigen des Schaltkreispakets 400 im Gehäuse 302 an der Seite bereitgestellt, die von der Bypassleitungsrinne aus etwas näher am Flansch 312 liegt. Der Befestigungsabschnitt 372 ist so vergraben, dass er den äußeren Umfang des Schaltkreispakets 400 bedeckt, das durch den ersten Harzformprozess geformt wird.
Wie in 5(B) gezeigt, sind an einer Vorderseite des Befestigungsabschnitts 372 eine Aushöhlung 376 und eine Aushöhlung 378 bereitgestellt. Wie in 6(B) gezeigt, ist ferner eine Aushöhlung 373 an einer Rückseite des Befestigungsabschnitts 372 gebildet. Es ist möglich, auf der Grundlage der Aushöhlungen eine Deflation zu verringern, wenn die Harztemperatur im Falle des Formens des Befestigungsabschnitts 372 absinkt, und es ist möglich, die Konzentration der auf das Schaltkreispaket 400 wirkenden Spannung zu verringern. Ferner kann die Absinkgeschwindigkeit der Harztemperatur verringert werden, indem das Strömen des Harzes durch die Gussform zum Formen der oben erwähnten Hohlräume eingeschränkt wird, und das Harz, das den Befestigungsabschnitt 372 aufbaut, kann leicht tief in die Höhlungen und Aufwölbungen eindringen, die an der Vorderseite des Schaltkreispakets 400 bereitgestellt sind.
Die gesamte Fläche des Schaltkreispakets 400 wird nicht durch ein Harz bedeckt, das zum Formen des Gehäuses 302 dient, sondern ein Abschnitt, wo die Außenwand des Schaltkreispakets 400 frei liegt, wird in der Seite des Flansches 312 des Befestigungsabschnitts 372 bereitgestellt. Bei der Ausführungsform von 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) ist der Bereich eines Abschnitts, der vom Harz des Gehäuses 302 frei liegt, aber nicht vom Gehäuse 302 umhüllt ist, größer als der Bereich eines Abschnitts, der vom Harz des Gehäuses 302 außerhalb der äußeren Umfangsfläche des Schaltkreispakets 400 umhüllt ist. Ferner liegt ein Abschnitt der Messoberfläche 430 des Schaltkreispakets 400 auch vom Harz des Gehäuses 302 frei.
Ein übermäßige Spannungskonzentration aufgrund der Volumenschrumpfung wird in einem Vorgang des Härtens des Befestigungsabschnitts 372 verringert, sodass er den Umfang des Schaltkreispakets 400 enthält, in einem zweiten Harzformprozess zum Formen des Gehäuses 302, indem die Aushöhlungen an der Vorderseite und der Rückseite des Befestigungsabschnitts 372, der eine Außenwand des Schaltkreispakets 400 wie ein Band über einem gesamten Umfang abdeckt, ausgebildet werden. Die übermäßige Spannungkonzentration beeinflusst möglicherweise das Schaltkreispaket 400 nachteilig.
4.2 Verbesserung des Haftungsgrades zwischen dem Gehäuse 302 und dem Schaltkreispaket 400
Um das Schaltkreispaket 400 mit einer kleinen Fläche zu befestigen, indem die Fläche eines vom Harz umhüllten Abschnitts des Gehäuses 302 der äußeren Umfangsfläche des Schaltkreispakets 400 verringert wird, ist es vorzuziehen, die Haftung des Schaltkreispakets 400 an der Außenwand im Befestigungsabschnitt 372 zu erhöhen. Wenn ein thermoplastisches Harz zum Formen des Gehäuses 302 verwendet wird, ist es vorzuziehen, dass das thermoplastische Harz in die feine Unebenheit auf der Außenwand des Schaltkreispakets 400 eindringt, während es eine geringe Viskosität hat, und das thermoplastische Harz erstarrt, während es in die feine Unebenheit der Außenwand eindringt. Im Harzformvorgang zum Formen des Gehäuses 302 ist es vorzuziehen, dass die Einlassöffnung des thermoplastischen Harzes im Befestigungsabschnitt 372 und in dessen Nähe bereitgestellt wird. Die Viskosität des thermoplastischen Harzes nimmt mit abnehmender Temperatur zu, so dass es erstarrt. Daher ist es durch Einfließenlassen des thermoplastischen Harzes mit hoher Temperatur in den Befestigungsabschnitt 372 oder von dessen Nähe möglich, das thermoplastische Harz, das eine geringe Viskosität aufweist, erstarren zu lassen, während es auf die Außenwand des Schaltkreispakets 400 trifft. Da ferner die Aushöhlung 376 und die Aushöhlung 378 und die Aushöhlung 373 im Befestigungsabschnitt 372 ausgebildet sind, wird ein Barriereabschnitt, der das Fließen des thermoplastischen Harzes einschränkt, durch die Gussform zum Formen der Aushöhlungen gebildet, und eine Bewegungsgeschwindigkeit des thermoplastischen Harzes im Befestigungsabschnitt 372 wird verringert. Somit wird der Temperaturabfall des thermoplastischen Harzes unterdrückt, ein Zustand niedriger Viskosität wird verlängert, und eine Haftung zwischen dem Schaltkreispaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 372 wird verbessert.
Durch Aufrauen der Außenwandoberfläche des Schaltkreispakets 400 ist es möglich, die Haftung zwischen dem Schaltkreispaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 372 zu verbessern. Als Verfahren zum Aufrauen der Außenwandoberfläche des Schaltkreispakets 400 ist ein Aufrauverfahren zum Bilden feiner Unebenheiten auf der Oberfläche des Schaltkreispakets 400 bekannt, beispielsweise eine Satinierungsbehandlung nach Formen des Schaltkreispakets 400 durch den ersten Harzformprozess. Als Aufrauverfahren zum Ausbilden feiner Unebenheiten auf der Oberfläche des Schaltkreispakets 400 kann das Aufrauen zum Beispiel mit Sandstrahlen erzielt werden. Ferner kann das Aufrauen durch eine Laserbearbeitung erfolgen.
Als ein weiteres Aufrauverfahren wird ein unebenes Blech auf einer inneren Oberfläche der im ersten Harzformprozess verwendeten Form angebracht, und das Harz wird an die Gussform mit dem Blech an der Oberfläche gedrückt. Auch mit diesem Verfahren können feine Unebenheiten auf einer Oberfläche des Schaltkreispakets 400 gebildet und aufgeraut werden. Alternativ können Unebenheiten an einer Innenseite der Gussform zum Formen des Schaltkreispakets 400 angebracht werden, um die Oberfläche des Schaltkreispakets 400 aufzurauen. Der Oberflächenabschnitt des Schaltkreispakets 400 für solch ein Aufrauen ist wenigstens ein Abschnitt, in dem der Befestigungsabschnitt 372 angeordnet ist. Zusätzlich wird die Haftung durch Aufrauen eines Oberflächenabschnitts des Schaltkreispakets 400 erhöht, in dem der ausgehöhlte Außenwandabschnitt 366 angeordnet ist.
Wenn das Aufbringen von Unebenheiten auf der Oberfläche des Schaltkreispakets 400 mit dem genannten Blech erfolgt, hängt die Tiefe der Rinne von der Dicke des Blechs ab. Wenn die Dicke des Blechs zunimmt, wird das Formen im ersten Harzformvorgang erschwert, sodass die Dicke des Blechs begrenzt ist. Wenn die Dicke des Blechs abnimmt, ist die Tiefe der auf dem Blech angeordneten Unebenheit vorab begrenzt. Aus diesem Grund beträgt, wenn das genannte Blech verwendet wird, die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit vorzugsweise 10 μm oder mehr und 20 μm oder weniger. Bei der Tiefe kleiner als 10 μm ist die Haftungswirkung beeinträchtigt. Die Tiefe größer als 20 μm ist mit der genannten Dicke des Blechs schwer zu erzielen.
Bei Aufrauverfahren, die sich vom genannten Verfahren mit Verwendung des Blechs unterscheiden, beträgt die Dicke des Harzes im ersten Harzformprozess zum Formen des Schaltkreispakets 400 vorzugsweise 2 mm oder weniger. Aus diesem Grund kann die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit auf 1 mm oder mehr nur schwer vergrößert werden. Konzeptionell ist zu erwarten, dass die Haftung zwischen dem Harz, welches das Schaltkreispaket 400 abdeckt, und dem Harz zum Formen des Gehäuses 302 zunimmt, wenn die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit auf der Oberfläche des Schaltkreispakets 400 zunimmt. Aus dem oben beschriebenen Grund beträgt aber die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit vorzugsweise 1 mm oder weniger. Das heißt, wenn die Unebenheit mit einer Dicke von 10 μm oder mehr und 1 mm oder weniger auf der Oberfläche des Schaltkreispakets 400 bereitgestellt ist, wird die Haftung zwischen dem Harz, welches das Schaltkreispaket 400 abdeckt, und dem Harz zum Formen des Gehäuses 302 vorzugsweise erhöht.
Ein Wärmeausdehnungskoeffizient unterscheidet sich zwischen dem duroplastischen Harz zum Formen des Schaltkreispakets 400 und dem thermoplastischen Harz zum Formen des Gehäuses 302 mit dem Befestigungsabschnitt 372. Vorzugsweise wird das Ausüben einer durch diesen Unterschied des Wärmedehnungskoeffizienten erzeugten zu hohen Spannung auf das Schaltkreispaket 400 vermieden. Es ist möglich, die auf das Schaltkreispaket 400 ausgeübte Spannung zu verringern, indem die Aushöhlung 373 und die Aushöhlung 378 und die oben genannte Aushöhlung 376 gesetzt werden.
Durch Formen des Befestigungsabschnitts 372, der den äußeren Umfang des Schaltkreispakets 400 in Form eines Bandes umgibt, und Verringern der Breite des Bandes kann das Wirken einer durch einen Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten erzeugten Spannung auf das Schaltkreispaket 400 vermindert werden. Eine Breite des Bandes des Befestigungsabschnitts 372 beträgt 10 mm oder weniger und vorzugsweise 8 mm oder weniger. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, da der ausgehöhlte Außenwandabschnitt 366 als ein Teil der stromaufwärts liegenden Außenwand 335 des Gehäuses 302 sowie der Befestigungsabschnitt 372 das Schaltkreispaket 400 umhüllen, um das Schaltkreispaket 400 zu befestigen, die Breite des Bandes des Befestigungsabschnitts 372 weiter zu verringern. Das Schaltkreispaket 400 kann beispielsweise befestigt werden, wenn die Breite 3 mm oder mehr beträgt.
Um eine durch den Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten erzeugte Spannung zu verringern, sind ein vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz abgedeckter Abschnitt und ein freigelegter Abschnitt ohne Abdeckung an der Oberfläche des Schaltkreispakets 400 angeordnet. Ein Vielzahl von Abschnitten, in denen die Oberfläche des Schaltkreispakets 400 vom Harz des Gehäuses 302 freigelegt ist, ist bereitgestellt, und einer von diesen ist die Messoberfläche 430 mit dem oben beschriebenen freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436. Zusätzlich ist ein zu einem Teil der Seite des Flansches 312 in Bezug zum Befestigungsabschnitt 372 freigelegter Abschnitt angeordnet. Ferner ist der ausgehöhlte Außenwandabschnitt 366 so ausgebildet, dass er einen Abschnitt der stromaufwärts liegenden Seite in Bezug zum Außenwandhohlabschnitt 366 freilegt, und dieser freigelegte Abschnitt dient als Stützabschnitt, der den Temperaturerkennungsabschnitt 452 stützt. Ein Spalt ist so ausgebildet, dass ein Abschnitt der äußeren Oberfläche des Schaltkreispakets 400 an der Seite des Flansches 312 in Bezug zum Befestigungsabschnitt 372 das Schaltkreispaket 400 um dessen äußeren Umfang umgibt, insbesondere die Seite, die dem Flansch 312 von der stromabwärts liegenden Seite des Schaltkreispakets 400 zugewandt ist und weiter über die stromabwärts liegende Seite des Abschnitts nahe dem Kontakt des Schaltkreispakets 400. Da der Spalt um den Abschnitt ausgebildet ist, in dem die Oberfläche des Schaltkreispakets 400 freigelegt ist, kann die auf das Schaltkreispaket 400 durch den Flansch 312 von der Hauptleitung 124 übertragene Wärmemenge verringert und die Beeinträchtigung der Messgenauigkeit durch die Wärme unterdrückt werden.
Ein Spalt ist zwischen dem Schaltkreispaket 400 und dem Flansch 312 ausgebildet, und dieser Spalt dient als Kontaktanschluss 320. Der Anschlusskontakt 412 des Schaltkreispakets 400 und die innere Buchse des externen Kontakts 361 an der Seite des Gehäuses 302 des externen Kontakts 306 sind elektrisch mit diesem Kontaktanschluss 320 durch Punktschweißen, Laserschweißen u. ä. miteinander verbunden. Der Spalt des Kontaktanschlusses 320 kann die Wärmeübertragung vom Gehäuse 302 zum Schaltkreispaket 400 wie oben beschrieben unterdrücken und ist als ein Raum bereitgestellt, der zum Ausführen von Verbindungsarbeiten zwischen dem Anschlusskontakt 412 des Schaltkreispakets 400 und der inneren Buchse des externen Kontakts 361 des externen Kontakts 306 verwendet werden kann.
4.3 Ausbildung des Gehäuses 302 durch einen zweiten Harzformvorgang und Verbesserung der Messgenauigkeit
Beim in den zuvor beschriebenen 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) veranschaulichten Gehäuse 302 wird das Schaltkreispaket 400 mit dem Luftströmungserfassungsabschnitt 602 oder der Verarbeitungseinheit 604 durch den ersten Harzformvorgang hergestellt. Anschließend wird das Gehäuse 302 mit beispielsweise der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 oder der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 zum Bilden der Bypassleitung, durch die das Messzielgas 30 strömt, durch den zweiten Harzformprozess hergestellt. Durch diesen zweiten Harzformvorgang wird das Schaltkreispaket 400 in das Harz des Gehäuses 302 eingebettet und an der Innenseite des Gehäuses 302 durch Harzformen befestigt. Als Ergebnis führt der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 eine Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 durch, sodass eine Konfigurationsbeziehung wie eine Lagebeziehung oder eine Richtungsbeziehung zwischen dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zum Messen der Durchflussmenge und der Bypassleitung, einschließlich beispielsweise der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 oder der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334, mit bemerkenswert hoher Genauigkeit erzielt werden kann. Zusätzlich ist es möglich, in jedem Schaltkreispaket 400 erzeugte Fehler oder Abweichungen auf einen sehr niedrigen Wert zu verringern. Als Ergebnis ist es möglich, die Messgenauigkeit des Schaltkreispakets 400 wesentlich zu verbessern. Beispielsweise ist es möglich, im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren, bei dem die Befestigung mit einem Klebstoff erfolgt, die Messgenauigkeit zu verdoppeln oder noch mehr zu steigern. Da der thermische Durchflussmesser 300 typischerweise in großen Mengen hergestellt wird, sind dem Verfahren unter Verwendung eines Klebstoffs sowie einer strengen Messung Grenzen bei der Verbesserung der Messgenauigkeit gesetzt. Wenn allerdings das Schaltkreispaket 400 durch den ersten Harzformvorgang wie bei dieser Ausführungsform hergestellt wird und anschließend die Bypassleitung im zweiten Harzformvorgang zum Formen der Bypassleitung, in der das Messzielgas 30 strömt, ausgebildet wird, während das Schaltkreispaket 400 und die Bypassleitung befestigt werden, kann eine Schwankung der Messgenauigkeit wesentlich verringert und die Messgenauigkeit von jedem thermischen Durchflussmesser 300 wesentlich verbessert werden. Dies gilt in ähnlicher Weise für die Ausführungsform aus 7 sowie die Ausführungsform aus 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B).
Weiter auf das Ausführungsbeispiel von beispielsweise 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) Bezug nehmend, ist es möglich, das Schaltkreispaket 400 am Gehäuse 302 so zu befestigen, dass eine Beziehung zwischen der Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332, der Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 und dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 auf eine spezifische Beziehung festgelegt ist. Somit kann in jedem der in großen Mengen erzeugten thermischen Durchflussmesser 300 eine Lagebeziehung oder eine Konfigurationsbeziehung zwischen dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 von jedem Schaltkreispaket 400 und der Bypassleitung regelmäßig mit bemerkenswert hoher Genauigkeit erzielt werden. Da die Bypassleitungsrinne, in welcher der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 des Schaltkreispakets 400 befestigt ist, beispielsweise die Bypassleitungsrinne an der Vorderseite 332 und die Bypassleitungsrinne an der Rückseite 334 mit bemerkenswert hoher Genauigkeit ausgebildet werden kann, besteht eine Arbeit des Formens der Bypassleitung in dieser Bypassleitungsrinne in einer Arbeit zum Abdecken beider Seiten des Gehäuses 302 mit der vorderen oder hinteren Abdeckung 303 oder 304. Diese Arbeit ist sehr einfach und ist ein Arbeitsvorgang mit wenigen Faktoren der Verschlechterung der Messgenauigkeit. Zusätzlich wird die vordere oder hintere Abdeckung 303 oder 304 durch einen Harzformvorgang mit hoher Formgenauigkeit erzeugt. Deshalb ist es möglich, die Bypassleitung, bereitgestellt in einer spezifischen Beziehung mit dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 des Schaltkreispakets 400, mit hoher Genauigkeit auszubilden. Auf diese Weise kann hohe Produktivität zusätzlich zur Verbesserung der Messgenauigkeit erzielt werden.
Im Vergleich wurde beim Stand der Technik der thermische Durchflussmesser durch Herstellen der Bypassleitung und anschließendes Verkleben des Messabschnitts mit der Bypassleitung unter Verwendung eines Klebstoffs erzeugt. Solch ein Verfahren unter Verwendung eines Klebstoffs ist von Nachteil, da der Klebstoff eine unregelmäßige Dicke aufweist, und eine Position oder ein Winkel des Klebstoffs in jedem Produkt unterschiedlich ausfallen. Aus diesem Grund waren der Verbesserung der Messgenauigkeit Grenzen gesetzt. Wenn diese Arbeit in Massenproduktion durchgeführt wird, ist eine Verbesserung der Messgenauigkeit noch schwieriger.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zunächst das Schaltkreispaket 400 mit dem Luftströmungserfassungsabschnitt 602 durch einen ersten Harzformprozess hergestellt, und anschließend wird das Schaltkreispaket 400 durch Harzformen befestigt, während die Bypassleitungsrinne zum Ausbilden der Bypassleitung durch Harzformen durch einen zweiten Harzformprozess ausgebildet wird. Somit kann die Form der Bypassleitungsrinne ausgebildet und der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 an der Bypassleitungsrinne mit wesentlich hoher Genauigkeit befestigt werden.
Ein Abschnitt in Bezug zur Messung der Durchflussmenge, wie beispielsweise der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 des Luftströmungserfassungsabschnitts 602 oder die im freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 angebrachte Messoberfläche 430, wird auf der Oberfläche des Schaltkreispakets 400 ausgebildet. Anschließend werden die Messoberfläche 430 und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz freigelegt. Das heißt, der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 und die Messoberfläche 430 um den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 sind nicht vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz abgedeckt. Die durch das Harzformen des Schaltkreispakets 400 ausgebildete Messoberfläche 430, der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 oder der Temperaturerkennungsabschnitt 452 wird auch nach dem Harzformen des Gehäuses 302 direkt zum Messen einer Durchflussmenge des thermischen Durchflussmessers 300 oder einer Temperatur verwendet. Somit wird die Messgenauigkeit verbessert.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Schaltkreispaket 400 mit dem Gehäuse 302 in einem Bauteil ausgebildet, um das Schaltkreispaket 400 am Gehäuse 302 mit der Bypassleitung zu befestigen. Daher kann das Schaltkreispaket 400 am Gehäuse 302 mit einer kleinen Befestigungsfläche befestigt werden. Das heißt, die Oberfläche des Schaltkreispakets 400, die keinen Kontakt mit dem Gehäuse 302 hat, kann vergrößert werden. Die Oberfläche des Schaltkreispakets 400, die keinen Kontakt mit dem Gehäuse 302 hat, ist beispielsweise zu einem Spalt freigelegt. Die Temperatur des Einlassrohrs wird auf das Gehäuse 302 übertragen und anschließend vom Gehäuse 302 auf das Schaltkreispaket 400 übertragen. Selbst wenn die Kontaktfläche zwischen dem Gehäuse 302 und dem Schaltkreispaket 400 verringert wird, statt die gesamte Oberfläche oder die meiste Oberfläche des Schaltkreispakets 400 mit dem Gehäuse 302 zu umgeben, ist es möglich, eine hohe Zuverlässigkeit mit hoher Genauigkeit zu erzielen und das Schaltkreispaket 400 am Gehäuse 302 zu befestigen. Aus diesem Grund ist es möglich, Wärmeübertragung vom Gehäuse 302 zum Schaltkreispaket 400 und eine Abnahme der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
Bei der in 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) veranschaulichten Ausführungsform kann die Fläche A der freigelegten Oberfläche des Schaltkreispakets 400 größer oder gleich der von einem zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Formmaterial abgedeckten Fläche B sein. Bei der Ausführungsform ist die Fläche A größer als die Fläche B. Somit kann Wärmeübertragung vom Gehäuse 302 zum Schaltkreispaket 400 unterdrückt werden. Zusätzlich ist es möglich, eine Spannung aufgrund eines Unterschieds zwischen einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des duroplastischen Harzes, das zum Ausbilden des Schaltkreispakets 400 eingesetzt wird, und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des thermoplastischen Harzes, das zum Ausbilden des Gehäuses 302 eingesetzt wird, zu verringern.
4.4 Befestigen des Schaltkreispakets 400 durch einen zweiten Harzformvorgang und dessen Wirkung
Ein schraffierter Abschnitt in 11(A) bis 11(C) weist auf eine Befestigungsoberfläche 432 und eine Befestigungsoberfläche 434 zum Abdecken des Schaltkreispakets 400 mit dem im zweiten Harzformprozess verwendeten thermoplastischen Harz hin, das im zweiten Harzformprozess zum Befestigen des Schaltkreispakets 400 am Gehäuse 302 verwendet wird. Wie oben anhand von 5 und 6 beschrieben, ist es wichtig, eine hohe Genauigkeit beizubehalten, so dass die Beziehung zwischen der Messoberfläche 430 und dem in der Messoberfläche 430 bereitgestellten freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 und der Form der Bypassleitung eine vorgeschriebene Beziehung einnimmt. Da das Schaltkreispaket 400 am Gehäuse 302 befestigt wird, wobei die Bypassleitung gleichzeitig mit dem Formen der Bypassleitung im Harzformprozess geformt wird, kann die Beziehung zwischen der Bypassleitung und der Messoberfläche 430 und dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 mit äußerst hoher Genauigkeit beibehalten werden. Mit anderen Worten, da das Schaltkreispaket 400 im zweiten Harzformprozess am Gehäuse 302 befestigt wird, kann das Schaltkreispaket 400 in der Gussform zum Formen des Gehäuses 302 mit der Bypassleitung mit hoher Genauigkeit positioniert und befestigt werden, und das Schaltkreispaket 400 wird nach dem Formen mit hoher Genauigkeit befestigt, indem das heiße thermoplastische Harz in die Form eingespritzt wird.
Bei dieser Ausführungsform ist die gesamte Oberfläche des Schaltkreispakets 400 keine vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz abgedeckte Befestigungsoberfläche 432, sondern die vordere Oberfläche ist zur Seite des Anschlusskontakts 412 des Schaltkreispakets 400 freigelegt. Das heißt, es ist ein nicht vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz abgedeckter Abschnitt vorhanden. Beim in 11(A) bis 11(C) veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist von der vorderen Oberfläche des Schaltkreispakets 400 die Fläche, die nicht vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz umgeben ist, sondern vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz freigelegt ist, größer als die Fläche der Befestigungsoberfläche 432 und Befestigungsfläche 434, die vom zum Formen des Gehäuses 302 verwendeten Harz umhüllt ist.
Ein Wärmeausdehnungskoeffizient unterscheidet sich zwischen dem wärmehärtenden Harz zum Formen des Schaltkreispakets 400 und dem thermoplastischen Harz zum Formen des Gehäuses 302 mit dem Befestigungsabschnitt 372. Vorzugsweise wird das Ausüben einer durch diesen Unterschied des Wärmedehnungskoeffizienten erzeugten zu hohen Spannung auf das Schaltkreispaket 400 so lange wie möglich vermieden. Durch Verkleinern der vorderen Oberfläche des Schaltkreispakets 400 und der Befestigungsoberfläche 432 kann der Einfluss aufgrund des Unterschieds des Wärmeausdehnungskoeffizienten verringert werden. Beispielsweise kann die Befestigungsoberfläche 432 auf der vorderen Oberfläche des Schaltkreispakets 400 durch Bereitstellen einer Bandform mit einer Breite L verkleinert werden.
Eine mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 kann durch Anordnen der Befestigungsoberfläche 432 an der Basis des Vorsprungs 424 erhöht werden. Das Schaltkreispaket 400 und das Gehäuse 302 können aneinander noch stabiler befestigt werden, indem an der vorderen Oberfläche des Schaltkreispakets 400 eine bandförmige Befestigungsoberfläche entlang einer Strömungsachse des Messzielgases 30 und eine Befestigungsoberfläche quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30 angeordnet werden. Auf der Befestigungsoberfläche 432 ist ein Abschnitt, der das Schaltkreispaket 400 in einer Bandform mit einer Breite L entlang der Messoberfläche 430 umgibt, die Befestigungsoberfläche entlang der Strömungsachse des Messzielgases 30 wie oben beschrieben, und ein Abschnitt, der die Basis des Vorsprungs 424 abdeckt, ist die Befestigungsoberfläche quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30.
In 11(A) bis 11(C) ist das Schaltkreispaket 400 wie oben erwähnt im ersten Harzformvorgang geformt. Der im äußeren Erscheinungsbild des Schaltkreispakets 400 beschriebene schraffierte Abschnitt weist auf die Befestigungsoberfläche 432 und die Befestigungsoberfläche 434 hin, auf der das Schaltkreispaket 400 mit dem im zweiten Harzformvorgang verwendeten Harz abgedeckt wird, wenn das Gehäuse 302 im zweiten Harzformvorgang geformt wird, nachdem das Schaltkreispaket 400 im ersten Harzformvorgang hergestellt wurde. 11(A) ist eine Seitenansicht des Schaltkreispakets 400 im Aufriss von links, 11(A) ist eine Vorderansicht des Schaltkreispakets 400 im Aufriss und 11(C) ist eine Rückansicht des Schaltkreispakets 400 im Aufriss. Das Schaltkreispaket 400 weist einen Luftströmungserfassungsabschnitt 602 und eine weiter unten beschriebene Verarbeitungseinheit 604 auf, und diese werden durch ein duroplastisches Harz in einem Bauteil geformt. Die Messoberfläche 430, die als eine Oberfläche zum Strömen des Messgases 30 wirkt, wird an einer Stirnseite des in 11(B) dargestellten Schaltkreispakets 400 mit einer Form geformt, die sich in Strömungsrichtung des Messzielgases 30 längs erstreckt. Bei der Ausführungsform ist die Messoberfläche 430 in einer rechteckigen Form ausgebildet, die sich in Strömungsrichtung des Messzielgases längs erstreckt. Die Messoberfläche 430 ist dünner ausgebildet als die anderen Abschnitte, wie in 11(A) dargestellt, und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 ist in einem Teil davon bereitgestellt. Der eingebaute Luftströmungserfassungsabschnitt 602 führt über den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 die Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 durch, misst einen Zustand des Messzielgases 30, beispielsweise eine Durchflussmenge des Messzielgases 30, und gibt ein elektrisches Signal aus, das die in der Hauptleitung 124 strömende Luftströmung ausdrückt.
Damit der eingebaute Luftströmungserfassungsabschnitt 602 (siehe 19) veranlasst wird, den Zustand des Messzielgases 30 mit hoher Genauigkeit zu messen, ist es wünschenswert, dass das in der Nähe des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 strömende Gas eine laminare Strömung ist und nur geringe Turbulenzen aufweist. Somit wird vorzugsweise keine Stufe zwischen der strömungswegseitigen Oberfläche des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 und der das Gas führenden Oberfläche der Messoberfläche 430 bereitgestellt. Entsprechend der Struktur kann verhindert werden, dass eine uneinheitliche Spannung und Dehnung auf den Luftströmungserfassungsabschnitt 602 wirkt, während die Genauigkeit der Luftströmungsmessung auf einer hohen Genauigkeit gehalten wird. Die Stufe kann bereitgestellt werden, solange die Stufe die Genauigkeit der Luftströmungsmessung nicht beeinträchtigt.
Ein Pressenabdruck 442 einer Gussformpresse, der ein internes Substrat oder eine Platte beim Harzformen des Schaltkreispakets 400 stützt, verbleibt auf einer Rückseite der Messoberfläche 430 mit dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436, wie in 11(C) dargestellt. Der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 ist ein Ort, der zum Austauschen von Wärme mit dem Messzielgas 30 dient, und es ist wünschenswert, dass die Wärmeübertragung zwischen dem Luftströmungserfassungsabschnitt 602 und dem Messzielgas 30 gut durchgeführt wird, um den Zustand des Messzielgases 30 genau zu messen. Somit ist es notwendig, den Sachverhalt zu vermeiden, dass der Abschnitt des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 im ersten Harzformprozess mit dem Harz abgedeckt wird. Die Gussform wird auf beide Oberflächen des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 und die Rückseite der Messoberfläche 431 angewandt, die die Rückseite des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche ist, und das Einfließen des Harzes in den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 wird durch die Gussform verhindert. Der Pressenabdruck 442 mit einer konkaven Form wird an der Rückseite des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 geformt. Die Elemente, die den Luftströmungserfassungsabschnitt 602 aufbauen, sind nahe dem Abschnitt angeordnet, und es ist wünschenswert, die Wärmeerzeugung der Elemente so weit wie möglich auf den äußeren Abschnitt abzustrahlen. Der gebildete konkave Teil wird durch das Harz weniger beeinflusst und erzielt eine einfache Abstrahlungswirkung.
Ein Halbleiterdiaphragma, das den Luftströmungserfassungsabschnitt 602 aufbaut, ist im inneren Teil des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 angeordnet, und ein Spalt ist auf der Rückseite des Halbleiterdiaphragmas ausgebildet. Im Fall, dass der Spalt hermetisch abgedichtet ist, wird das Halbleiterdiaphragma durch die temperaturänderungsbedingte Druckänderung im Spalt verformt, und die Messgenauigkeit wird verringert. Somit ist bei der Ausführungsform eine Öffnung 438, die mit dem Spalt an der Rückseite des Halbleiterdiaphragmas in Verbindung steht, in einer Vorderseite des Schaltkreispakets 400 bereitgestellt, und eine Verbindungskanalleitung, die den Spalt in der Rückseite des Halbleiterdiaphragmas und die Öffnung 438 verbindet, ist im inneren Abschnitt des Schaltkreispakets 400 bereitgestellt. Die Öffnung 438 ist in einem Abschnitt, in dem der in 11(A) bis 11(V) dargestellte schraffierte Abschnitt nicht beschrieben wird, auf eine Weise bereitgestellt, dass die Öffnung 438 nicht durch das Harz im zweiten Harzformprozess verstopft wird.
Es ist notwendig, die Öffnung 438 im ersten Harzformvorgang zu formen, das Einfließen des Harzes in den Abschnitt der Öffnung 438 wird durch Anwenden der Gussform auf den Abschnitt der Öffnung 438 und deren Rückseite und Pressen der Vorder- und Rückseiten durch die Gussform blockiert, und die Öffnung 438 wird geformt. Das Formen der Öffnung 438 und der Verbindungskanalleitung, die den Spalt in der Rückseite des Halbleiterdiaphragmas und die Öffnung 438 verbindet, wird weiter unten erwähnt.
Beim Schaltkreispaket 400 verbleibt der Pressenabdruck 442 auf der Rückseite des Schaltkreispakets 400, auf welcher der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 ausgebildet ist. Im ersten Harzformvorgang wird die Gussform, beispielsweise eine Einfügegussform am freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 angebracht, um ein Einfließen des Harzes in den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zu vermeiden, die Gussform wird ferner im Abschnitt des Pressenabdrucks 442 auf einer gegenüber liegenden Oberfläche angebracht, und das Einfließen des Harzes in den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 wird durch beide Gussformen blockiert. Als Ergebnis ist es möglich, durch Formen des Abschnitts des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 die Luftströmung des Messzielgases 30 mit einer äußerst hohen Genauigkeit zu messen. Da ferner der Abschnitt des Pressenabdrucks 442 im zweiten Harzformvorgang kein oder kaum Harz aufweist, ist eine Wärmestrahlungswirkung groß. Im Fall, dass ein Leiter als zweite Platte 536 verwendet wird, gibt es eine Wirkung, dass die Wärmeerzeugung im benachbarten Schaltkreis über den Leiter abgestrahlt wird.
5. Montieren der Schaltkreisteile an das Schaltkreispaket
5.1 Rahmen des Schaltkreispakets und Montieren der Schaltkreisteile
12 veranschaulicht einen Rahmen 512 des Schaltkreispakets 400 und einen Montagezustand eines Chips als Schaltkreiskomponente 516, die am Rahmen 512 montiert ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die gepunktete Linie 508 auf einen Abschnitt hinweist, der von der zum Formen der Schaltkreispakets 400 verwendeten Gussform abgedeckt wird. Ein Leiter 514 wird mechanisch mit dem Rahmen 512 verbunden, und eine Platte 532 wird in der Mitte des Rahmens 512 montiert. Ein chipartiger Luftströmungserfassungsabschnitt 602 und eine Verarbeitungseinheit 604 als hochintegrierter(LSI-)Schaltkreis werden auf der Platte 532 montiert. Ein Diaphragma 672 wird im Luftströmungserfassungsabschnitt 602 bereitgestellt, und jeder Kontakt des nachfolgend beschriebenen Luftströmungserfassungsabschnitts 602 und der Verarbeitungseinheit 604 wird mit einem Draht 542 verbunden. Darüber hinaus wird jeder Kontakt der Verarbeitungseinheit 604 und ein entsprechender Leiter 514 mit einem Draht 543 verbunden. Zusätzlich wird der Leiter 514, der zwischen einem dem Anschlusskontakt des Schaltkreispakets 400 entsprechenden Abschnitt und der Platte 532 positioniert ist, mit der chipartigen Schaltkreiskomponente 516 dazwischen verbunden.
Der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 mit dem Diaphragma 672 ist auf der äußersten führenden Endseite angeordnet, wenn das Schaltkreispaket 400 auf diese Weise erhalten wird. Die Verarbeitungseinheit 604 ist auf der Seite angeordnet, die dem Anschlusskontakt für den Luftströmungserfassungsabschnitt 602 in einem LSI-Zustand entspricht. Zusätzlich ist ein Verbindungsdraht 543 auf der Kontaktseite der Verarbeitungseinheit 604 angeordnet. Durch ein Anordnen des Luftströmungserfassungsabschnitts 602, der Verarbeitungseinheit 604, des Drahts 543, der Schaltkreiskomponente 516 und des Verbindungsleiters 514 nacheinander in dieser Reihenfolge von der führenden Endseite des Schaltkreispakets 400 zum Anschlusskontakt wird das gesamte Schaltkreispaket 400 einfach und kompakt.
Ein dicker Leiter ist bereitgestellt, um die Platte 532 zu stützen, und dieser Leiter wird unter Verwendung des Leiters 556 oder 558 am Rahmen 512 befestigt. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Leiteroberfläche mit derselben Fläche wie diejenige der Platte 532, die mit dem dicken Leiter verbunden ist, an der Unterseite der Platte 532 bereitgestellt wird, und die Platte 532 wird auf die Leiteroberfläche montiert. Diese Leiteroberfläche ist an Masse angeschlossen. Als Ergebnis ist es möglich, Rauschen durch allgemeines Anschließen des Schaltkreises des Luftströmungserfassungsabschnitts 602 oder der Verarbeitungseinheit 604 an Masse unter Verwendung der Leiteroberfläche zu unterdrücken, sodass die Messgenauigkeit des Messzielgases 30 verbessert wird. Zusätzlich ist ein Leiter 544 auf der stromaufwärts liegenden Seite des Strömungsweges von der Platte 532 bereitgestellt, nämlich so, dass er entlang einer Achse, die quer zur Achse des Luftströmungserfassungsabschnitts 602, der Verarbeitungseinheit 604 oder der oben beschriebenen Schaltkreiskomponente 516 vorsteht. Ein Temperaturerfassungselement 518, beispielweise ein chipartiger Thermistor ist mit diesem Leiter 544 verbunden. Zusätzlich ist ein Leiter 548 in der Nähe der Verarbeitungseinheit 604 bereitgestellt, die eine Basis des Vorsprungs ist, und die Leiter 544 und 548 sind elektrisch mit einer dünnen Verbindungsleitung 546 verbunden. Da die Leiter 548 und 544 direkt angeschlossen sind, wird die Wärme durch die Leiter 548 und 544 auf das Temperaturerfassungselement 518 übertragen, sodass es schwierig sein kann, eine Temperatur des Messzielgases 30 genau zu messen. Aus diesem Grund ist es möglich, durch Verbinden eines Drahtes mit einer kleinen Querschnittsfläche und einem großen Widerstand einen thermischen Widerstand zwischen den Leitungen 548 und 544 zu erhöhen. Als Ergebnis ist es möglich, die Genauigkeit der Temperaturmessung des Messzielgases 30 zu verbessern, um zu verhindern, dass der Einfluss der Wärme das Temperaturerkennungselement 518 erreicht.
Der Leiter 548 ist durch den Leiter 552 oder 554 am Rahmen 512 befestigt. Ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Leiter 552 oder 554 und dem Rahmen 512 wird am Rahmen 512 befestigt, während er gegen die Vorstehrichtung des vorstehenden Temperaturerkennungselementes 518 geneigt ist, und die Gussform ist in diesem Bereich ebenfalls geneigt. Während das Formharz im ersten Harzformvorgang diese Neigung entlang fließt, fließt das Formharz des ersten Harzformvorgangs gleichmäßig zum führenden Endabschnitt, wo das Temperaturerkennungselement 518 bereitgestellt ist, sodass die Zuverlässigkeit verbessert wird.
In 12 weist ein Pfeil 592 auf eine Harzeinspritzrichtung hin. Der Leiterrahmen, auf dem eine Schaltkreiskomponente montiert ist, wird durch das Harz abgedeckt, und ein gepresstes Passloch 590 für die Harzeinspritzung in die Gussform wird an einer eingekreisten Position bereitgestellt, so dass ein duroplastisches Harz in die Gussform entlang der Richtung des Pfeils 592 eingespritzt wird. Die Schaltkreiskomponente 516 oder das Temperaturerfassungselement 518 und der Leiter 544 zum Halten des Temperaturerfassungselements 518 sind vom gepressten Passloch 590 aus entlang der Richtung des Pfeils 592 bereitgestellt. Zusätzlich sind die Platte 532, die Verarbeitungseinheit 604 und der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 in einer Richtung nahe des Pfeils 592 angeordnet. Bei dieser Anordnung fließt das Harz ungehindert im ersten Harzformvorgang. Im ersten Harzformvorgang wird ein duroplastisches Harz verwendet, sodass es wichtig ist, das Harz vor dem Erstarren aufzuweiten. Aus diesem Grund werden die Anordnung einer Schaltkreiskomponente des Leiters 514 oder eines Drahtes und eine Beziehung zwischen dem gepressten Passloch 590 und der Einspritzrichtung wichtig.
5.2 Struktur für den Verbindungsspalt auf der hinteren Oberfläche des Diaphragmas und der Öffnung
13 ist ein Diagramm, das einen Teil des Querschnitts entlang einer Linie C-C von 12 veranschaulicht, um ein Verbindungsloch 676 zu beschreiben, das einen Spalt 674, der in und innerhalb des Diaphragmas 672 bereitgestellt ist, und das Loch 520 verbindet.
Wie unten beschrieben, ist der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 zum Messen der Durchflussmenge des Messzielgases 30 mit einem Diaphragma 672 bereitgestellt, und ein Spalt 674 ist an der hinteren Oberfläche des Diaphragmas 672 bereitgestellt. Obwohl nicht veranschaulicht, ist das Diaphragma 672 mit einem Element zum Austauschen von Wärme mit dem Messzielgas 30 und dadurch Messen der Durchflussmenge versehen. Wenn die Wärme auf die im Diaphragma 672 gebildeten Elemente durch das Diaphragma 672 getrennt vom Wärmeaustausch mit dem Messzielgas 30 übertragen wird, ist es schwierig, die Durchflussmenge genau zu messen. Aus diesem Grund ist es notwendig, einen thermischen Widerstand des Diaphragmas 672 zu erhöhen und das Diaphragma 672 so dünn wie möglich auszubilden.
Das Diaphragma 672 wird befestigt, während es mit dem ersten Harz des im ersten Harzformvorgang gebildeten Schaltkreispakets 400 vergraben wird, eine Vorderseite des Diaphragmas 672 wird mit dem Element (nicht dargestellt) versehen, und das Element führt die Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 (nicht dargestellt) über die Wärmeübertragungsoberfläche 437 an der Vorderseite des Elements im freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 durch. Die Wärmeübertragungsoberfläche 437 kann durch die Vorderseite jedes der Elemente aufgebaut sein oder mit einem dünnen Schutzfolie darauf versehen sein. Es ist wünschenswert, dass die Wärmeübertragung zwischen dem Element und dem Messzielgas 30 ungehindert durchgeführt wird und eine direkte Wärmeübertragung zwischen den Elementen so gering wie möglich ist.
Ein Abschnitt des Diaphragmas 672, bei der die Elemente bereitgestellt sind, ist im freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 der Messoberfläche 430 angeordnet, und die Wärmeübertragungsoberfläche 437 ist vom Harz freigelegt, mit dem die Messoberfläche 430 geformt ist. Der äußere Umfang des Diaphragmas 672 wird durch das duroplastische Harz abgedeckt, das im ersten Harzformvorgang zum Formen der Messoberfläche 430 verwendet wird. Wenn nur die seitliche Seite des Diaphragmas 672 vom duroplastischen Harz abgedeckt wird und die Oberseite des äußeren Umfangs des Diaphragmas 672 nicht vom duroplastischen Harz abgedeckt wird, wird eine Spannung, die im zum Formen der Messoberfläche 430 verwendeten Harz erzeugt wird, nur von der seitlichen Seite des Diaphragmas 672 aufgenommen, sodass eine Verzerrung im Diaphragma 672 auftreten kann und sich Eigenschaften verschlechtern können. Die Verzerrung des Diaphragmas 672 wird durch Abdecken des äußeren Umfangsabschnitts des Diaphragmas 672 mit dem duroplastischen Harz verringert, wie in 13 veranschaulicht. Unterdessen wird die Strömung des Messzielgases 30 gestört, wenn ein Höhenunterschied zwischen der Wärmeübertragungsoberfläche 437 und der Messoberfläche 430, über die das Messzielgas 30 strömt, groß ist, sodass sich die Messgenauigkeit verschlechtert. Daher ist es vorzuziehen, dass ein Höhenunterschied W zwischen der Wärmeübertragungsoberfläche 437 und der Messoberfläche 430, über die das Messzielgas 30 strömt, gering ist.
Das Diaphragma 672 ist dünn ausgebildet, um eine Wärmeübertragung zwischen den Elementen zu unterdrücken, und ein Spalt 674 wird in der hinteren Oberfläche des Diaphragmas 672 ausgebildet. Wenn dieser Spalt 674 abgedichtet ist, ändert sich ein Druck im Spalt 674, der auf der hinteren Oberfläche des Diaphragmas 672 ausgebildet ist, abhängig von einer Temperaturänderung. Während ein Druckunterschied zwischen dem Spalt 674 und der Oberfläche des Diaphragmas 672 ansteigt, nimmt das Diaphragma 672 den Druck auf, und es wird eine Verzerrung aufgebaut, sodass Messungen mit hoher Genauigkeit nur schwer durchzuführen sind. Aus diesem Grund ist in der Platte 532 ein Loch 520 bereitgestellt, das mit der Öffnung 438 verbunden ist, die nach außen hin geöffnet ist, und ein Verbindungsloch 676 ist bereitgestellt, das dieses Loch 520 mit dem Diaphragma 672 verbindet. Dieses Verbindungsloch 676 besteht beispielsweise aus einem Paar Platten, einschließlich einer ersten und einer zweiten Platte 534 und 536. Die erste Platte 534 weist Löcher 520 und 521 und eine Rinne zum Ausbilden des Verbindungslochs 676 auf. Das Verbindungsloch 676 wird durch Abdecken der Rinne und der Löcher 520 und 521 mit der zweiten Platte 536 ausgebildet. Unter Verwendung des Verbindungslochs 676 und des Lochs 520 wird der Druck, der auf der vorderen und der hinteren Oberfläche des Diaphragmas 672 aufgebracht wird, nahezu angeglichen, sodass die Messgenauigkeit verbessert wird.
Wie oben beschrieben, kann das Verbindungsloch 676 durch Abdecken der Rinne und der Löcher 520 und 521 mit der zweiten Platte 536 ausgebildet werden. Alternativ dazu kann der Leiterrahmen als zweite Platte 536 eingesetzt werden. Wie mit Bezug auf 12 beschrieben, sind das Diaphragma 672 und der LSI-Schaltkreis, der als Verarbeitungseinheit 604 dient, auf der ersten Platte 532 bereitgestellt. Ein Leiterrahmen zum Stützen der ersten Platte 532, auf der das Diaphragma 672 und die Verarbeitungseinheit 604 angebracht sind, ist darunter bereitgestellt. Somit wird die Struktur unter Verwendung des Leiterrahmens einfacher. Zusätzlich kann der Leiterrahmen als Masseelektrode eingesetzt werden. Wenn der Leiterrahmen als die zweite Platte 536 dient und das Verbindungsloch 676 durch Abdecken der in der ersten Platte 534 ausgebildeten Löcher 520 und 521 unter Verwendung des Leiterrahmens und durch Abdecken der in der ersten Platte 534 ausgebildeten Rinne unter Verwendung des Leiterrahmens auf diese Weise ausgebildet wird, ist es möglich, den gesamten Aufbau zu vereinfachen. Zusätzlich ist es möglich, den Einfluss von Störsignalen von außerhalb des Diaphragmas 672 und der Verarbeitungseinheit 604 zu verringern, da der Leiterrahmen als Masseelektrode dient.
Im Schaltkreispaket 400 verbleibt der Pressenabdruck 442 auf der hinteren Oberfläche des Schaltkreispakets 400, wo der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 ausgebildet wird. Im ersten Harzformvorgang wird, um ein Einfließen von Harz in den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zu verhindern, eine Gussform wie beispielsweise eine Einfügegussform in einen Abschnitt im freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 eingebaut, und eine Gussform wird in einem Abschnitt des Pressenabdrucks 442 gegenüber davon eingebaut, so dass ein Einfließen von Harz in den freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 unterdrückt wird. Durch Ausbilden eines Abschnitts des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 auf diese Weise ist es möglich, die Durchflussmenge des Messzielgases 30 mit besonders hoher Genauigkeit zu messen.
14 stellt einen Zustand dar, in dem der in 12 dargestellte Rahmen im ersten Harzformvorgang mit dem duroplastischen Harz geformt und mit dem duroplastischen Harz abgedeckt wird. Entsprechend diesem Formvorgang wird die Messoberfläche 430 an der vorderen Oberfläche des Schaltkreispakets 400 ausgebildet und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 wird auf der Messoberfläche 430 bereitgestellt. Zusätzlich ist der Spalt 674 auf der hinteren Oberfläche des Diaphragmas 672, das im inneren Abschnitt des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 angeordnet ist, so strukturiert, dass er mit der Öffnung 438 verbunden ist. Ein Temperaturerfassungsabschnitt 452 zum Messen der Temperatur des Messzielgases 30 ist am führenden Ende des Vorsprungs 424 bereitgestellt, und ein Temperaturerfassungselement 518 ist in einem inneren Abschnitt davon eingebettet. Im inneren Teil des Vorsprungs 424 ist ein Leiter zum Entnehmen des elektrischen Signals des Temperaturerfassungselements 518 segmentiert, um die Wärmeübertragung zu unterdrücken, und eine Verbindungsleitung 546 mit einem hohen thermischen Widerstand ist angeordnet. Als Ergebnis wird die Wärmeübertragung von einer Wurzel des Vorsprungs 424 zum Temperaturerfassungsabschnitt 452 unterdrückt, und der Wärmeeinfluss wird unterdrückt.
Ein Neigungsabschnitt 594 oder 596 ist an der Wurzel des Vorsprungs 424 ausgebildet. Ein Harzstrom im ersten Harzformvorgang fließt gleichmäßig. Zusätzlich strömt das Messzielgas 30, das durch den Temperaturerfassungsabschnitt 452 gemessen wird, gleichmäßig vom Vorsprung 424 über den Neigungsabschnitt 594 oder 596 zu seiner Basis, während der Temperaturerfassungsabschnitt 452 in einem Fahrzeug eingebaut ist und betrieben wird, um die Basis des Vorsprungs 424 zu kühlen. Somit ist es möglich, den Einfluss der Wärme auf den Temperaturerfassungsabschnitt 452 zu verringern. Nach dem Zustand von 21 ist der Leiter 514 von jedem Kontakt getrennt, um dem Anschlusskontakt 412 oder dem Kontakt 414 zu entsprechen.
Im ersten Harzformvorgang ist es notwendig, ein Einfließen des Harzes zum freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 oder zur Öffnung 438 zu verhindern. Aus diesem Grund wird im ersten Harzformvorgang ein Einfließen des Harzes in eine Position des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436 oder der Öffnung 438 unterdrückt. So wird beispielsweise eine Einfügegussform eingebaut, die größer ist als das Diaphragma 672, und eine Presse wird so an der hinteren Oberfläche davon eingebaut, dass von beiden Oberflächen aus gepresst wird. In 11(C) verbleibt der Pressenabdruck 442 oder 441 auf der hinteren Oberfläche, die dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 oder der Öffnung 438 aus 14 oder dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 oder der Öffnung 438 aus 11(B) entspricht.
Da die Schnittoberfläche des Leiters, der vom Rahmen 512 in 14 abgetrennt ist, von der Harzoberfläche freiliegt, besteht ein Risiko, dass der Wassergehalt während des Gebrauchs von der Schnittoberfläche des Leiters aus in den inneren Abschnitt eindringt. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Beständigkeit und Verbesserung der Zuverlässigkeit ist es wichtig, das Risiko zu verhindern. So wird beispielsweise der Abschnitt der Befestigungsoberfläche 434 aus 14 mit dem Harz im zweiten Harzformvorgang abgedeckt, und die Schnittoberfläche liegt nicht frei. Ferner werden die geschnittenen Leiterabschnitte des Neigungsabschnitts 594 und des Neigungsabschnitts 596 im zweiten Harzformvorgang mit dem Harz abgedeckt, und die Schnittoberflächen des Leiters 552 und des Leiters 554 vom in 12 dargestellten Rahmen 512 werden mit dem Harz abgedeckt. Als Ergebnis werden eine Korrosion der Schnittoberflächen des Leiters 552 und des Leiters 554 und ein Eindringen von Wasser aus den geschnittenen Abschnitten verhindert. Die Schnittoberfläche des Leiters 552 und des Leiters 554 liegen nahe am wichtigen Leiterabschnitt, der das elektrische Signal des Temperaturerfassungsabschnitts 452 überträgt. Somit wird die Schnittoberfläche wünschenswerterweise im zweiten Harzformvorgang abgedeckt.
5.3 Weitere Ausführungsform des Schaltkreispakets 400
15 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Schaltkreispakets 400. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche Elemente wie in den anderen Zeichnungen. Bei der Ausführungsform, die oben in Bezug auf 11 beschrieben ist, sind der Anschlusskontakt 412 und der Kontakt 414 des Schaltkreispakets 400 auf derselben Seite des Schaltkreispakets 400 bereitgestellt. Im Vergleich dazu sind bei der Ausführungsform aus 15 der Anschlusskontakt 412 und der Kontakt 414 auf verschiedenen Seiten bereitgestellt. Der Kontakt 414 ist ein Kontakt, der nicht mit dem Anschlusskontakt verbunden ist, welcher beim thermischen Durchflussmesser 300 nach außen verbunden ist. Wenn der Anschlusskontakt 412, der beim thermischen Durchflussmesser 300 nach außen verbunden ist, und der Kontakt 414, der nicht nach außen verbunden ist, auf diese Weise in verschiedenen Richtungen bereitgestellt sind, ist es möglich, einen Abstand zwischen dem Anschlusskontakt 412 und dem Kontakt zu verbreitern und die Bearbeitungsfähigkeit zu verbessern. Wenn sich zusätzlich der Kontakt 414 in eine Richtung erstreckt, die von der des Anschlusskontakts 412 verschieden ist, ist es möglich, zu verhindern, dass der Leiter innerhalb des Rahmens 512 auf einem Teil konzentriert wird, und die Anordnung des Leiters innerhalb des Rahmens 512 zu erleichtern. Insbesondere ist ein Chipkondensator als die Schaltkreiskomponente 516 mit einem Abschnitt des Leiters verbunden, der dem Anschlusskontakt 412 entspricht. Ein etwas großer Raum ist notwendig, um eine solche Schaltkreiskomponente 516 bereitzustellen. Bei der Ausführungsform aus 15 ist es möglich, einen Raum für den Leiter, der dem Anschlusskontakt 412 entspricht, einfach zu erhalten.
Bei dem in 15(A) und 15(B) dargestellten Schaltkreispaket 400 sind der Neigungsabschnitt 462 und der Neigungsabschnitt 464, die allmählich ändernde Dicken aufweisen, im Halsabschnitt des Vorsprungs 424, der vom Paket-Hauptkörper 422 vorsteht, auf dieselbe Weise ausgebildet wie das in 11(A) bis 11(C) dargestellte Schaltkreispaket 400. Dieselben Wirkungen wie in 11(A) bis 11(C) beschrieben werden erhalten. Mit anderen Worten, wie in 5(A) und 15(B) dargestellt, steht der Vorsprung 424 von der seitlichen Oberfläche des Paket-Hauptkörpers 422 mit einer Form hervor, die sich in einer stromaufwärts liegenden Richtung des Messzielgases 30 erstreckt. Der Temperaturerfassungsabschnitt 452 ist im führenden Endabschnitt des Vorsprungs 424 bereitgestellt, und das Temperaturerfassungselement 518 ist im inneren Abschnitt des Temperaturerfassungsabschnitts 452 vergraben. Die Neigungsabschnitte 462 und 464 sind in einem verbundenen Abschnitt zwischen dem Vorsprung 424 und dem Paket-Hauptkörper 422 bereitgestellt. Die Form, die die Wurzel des Vorsprungs 424 dick gestaltet und sich zum Ende des führenden Endabschnitts allmählich verschmälert, ist im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 durch den Neigungsabschnitt 462 oder den Neigungsabschnitt 464 ausgebildet. Mit anderen Worten, der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist in einer Form bereitgestellt, bei der ein Querschnittsbereich, der eine Achse in der Vorstehrichtung schneidet, in dem Fall, dass die Vorstehrichtung der Achse entspricht, allmählich verringert wird.
Da die oben erwähnte Form bereitgestellt ist, ist es möglich, ein Verfahren eines Fließens des Harzes zu verwenden, während zum Zweck des Schützens der Elemente ein Blech an den inneren Abschnitt der Gussform angebracht wird im Fall, dass das Schaltkreispaket 400 durch das Harzformen geformt wird, die Haftung zwischen dem Blech und der inneren Oberfläche der Gussform wird verbessert, und die Zuverlässigkeit wird verbessert. Ferner ist der Vorsprung 424 in einer mechanischen Festigkeit schwach und neigt dazu, an der Wurzel gebogen zu werden. Die Spannungskonzentration an der Wurzel kann durch die Form verringert werden, die die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt und in Richtung des führenden Endes allmählich schmaler wird, und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit kann erreicht werden. Ferner besteht im Fall, dass der Vorsprung 424 durch Harzformen geformt wird, die Neigung, dass infolge der Volumenänderung beim Erstarren des Harzes ein Verzug erzeugt wird. Es ist möglich, den Einfluss zu verringern. Es ist wünschenswert, die hervorstehende Länge zu verlängern, um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu erfassen. Es wird einfach, die Wärmeübertragung vom Paket-Hauptkörper 422 auf das Temperaturerfassungselement 518 zu verringern, das im Temperaturerfassungsabschnitt 452 bereitgestellt ist, indem die hervorstehende Länge des Vorsprungs 424 verlängert wird.
Wie in 11(B) und 11(C) dargestellt, wird die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt, und das Schaltkreispaket 400 wird am Gehäuse 302 derart befestigt, dass es die Wurzel des Vorsprungs 424 mit dem Gehäuse 302 umgibt. Es ist möglich, zu verhindern, dass der Vorsprung 424 aufgrund eines mechanischen Stoßes abbricht, indem die Wurzel des Vorsprungs 424 mit dem Harz des Gehäuses 302 wie oben dargelegt abgedeckt wird. Zusätzlich werden die in 11(A) bis 11(C) beschriebenen verschiedenen Wirkungen erzielt.
Beschreibungen der Öffnung 438, des freiliegenden Abschnitts der Wärmeübertragungsoberfläche 436, der Messoberfläche 430, des Pressenabdrucks 441 und des Pressenabdrucks 442 in 15 sind den oben beschriebenen ähnlich, und sie haben dieselben Funktionswirkungen. Ausführliche Beschreibungen werden zum Zweck der Vereinfachung nicht wiederholt.
6. Herstellungsvorgang des thermischen Durchflussmessers 300
6.1 Herstellungsvorgang des Schaltkreispakets 400
16 stellt einen Herstellungsvorgang des Schaltkreispakets 400 aus dem Herstellungsvorgang des thermischen Durchflussmessers 300 dar. 17 stellt einen Herstellungsvorgang des thermischen Durchflussmessers dar, und 18 stellt die andere Ausführungsform des Herstellungsvorgangs des thermischen Durchflussmessers dar. In 16 bezeichnet ein Schritt 1 einen Vorgang des Herstellens des in 12 dargestellten Rahmens. Der Rahmen wird beispielsweise durch ein Pressformen hergestellt. In einem Schritt 2 wird zunächst die Platte 532 auf dem in Schritt 1 gebildeten Rahmen montiert, der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 und die Verarbeitungseinheit 604 werden ferner auf der Platte 532 montiert, und die Schaltkreisteile, wie beispielsweise das Temperaturerfassungselement 518 und die Chipkondensatoren, werden ferner montiert. Ferner wird in Schritt 2 eine elektrische Verdrahtung zwischen den Schaltkreisteilen, zwischen den Schaltkreisteilen und dem Leiter, und zwischen den Leitern durchgeführt. In Schritt 2 werden der Leiter 544 und der Leiter 548 dazwischen zum Erhöhen des thermischen Widerstands mit einer Anschlussleitung 546 verbunden. In Schritt 2 werden die in 12 dargestellten Schaltkreisteile auf dem Rahmen 512 befestigt, und der elektrisch verbundene elektrische Schaltkreis wird weiter ausgebildet.
Als Nächstes wird in einem Schritt 3 im ersten Harzformvorgang das Formen mit einem duroplastischen Harz durchgeführt. Das Schaltkreispaket 400 im geformten Zustand ist in 14 dargestellt. Ferner wird in Schritt 3 jeder der angeschlossenen Leiter vom Rahmen 512 getrennt, die Leiter werden voneinander getrennt, und das in 11 und 15 dargestellte Schaltkreispaket 400 ist fertig. Bei 400 werden die Messoberfläche 430 und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 ausgebildet, wie in 11 und 15 dargestellt.
In einem Schritt 4 werden eine Prüfung der äußeren Erscheinung und eine Bewegungsprüfung des fertigen Schaltkreispakets 400 durchgeführt. Im ersten Harzformvorgang in Schritt 3 wird Spritzpressen durchgeführt. Da der durch Schritt 2 gebildete elektrische Schaltkreis in der Gussform befestigt wird und das heiße Harz mit hohem Druck in die Gussform eingespritzt wird, ist es wünschenswert zu prüfen, ob eine Abnormalität in den elektrischen Teilen und den elektrischen Verdrahtungen erzeugt wird. Für die Prüfung wird der Kontakt 414 zusätzlich zum Anschlusskontakt 412 verwendet, die in 11 und 15 dargestellt sind. Da der Kontakt 414 danach nicht benutzt wird, kann der Kontakt 414 nach der Prüfung von der Wurzel abgeschnitten werden. Beispielsweise ist der benutzte Kontakt 414 in 15(A) und 15(B) an der Wurzel abgeschnitten.
6.2 Herstellungsvorgang des thermischen Durchflussmessers 300 und Einstellen der Messeigenschaft
In 17 werden das bereits gemäß 16 hergestellte Schaltkreispaket 400 und der bereits nach einem Verfahren (nicht dargestellt) hergestellte externe Kontakt 306 verwendet. In einem Schritt 5 wird das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformvorgang geformt. Im Gehäuse 302 werden die Harz-Bypassleitungsrinne, der Flansch 312 und der externe Anschluss 305 gebildet, der in 11(A) bis 11(C) dargestellte schraffierte Abschnitt des Schaltkreispakets 400 wird im zweiten Harzformvorgang mit dem Harz abgedeckt, und das Schaltkreispaket 400 wird am Gehäuse 302 befestigt. Die Genauigkeit der Luftströmungserfassung wird auf der Grundlage der Kombination der Herstellung (Schritt 3) des Schaltkreispakets 400 durch den ersten Harzformvorgang und das Formen des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 durch den zweiten Harzformvorgang weitgehend verbessert. In einem Schritt 6 erfolgt eine Trennung jeder der inneren Buchsen des in 10 dargestellten externen Kontakts 361, und der Anschluss zwischen dem Anschlusskontakt 412 und der inneren Buchse des externen Kontakts 361 erfolgt in einem Schritt 7.
Wenn das Gehäuse 302 durch Schritt 7 fertiggestellt ist, werden als nächstes die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 in einem Schritt 8 am Gehäuse angebracht, der innere Abschnitt des Gehäuses 302 wird durch die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 hermetisch abgedichtet, die Bypassleitung zum Strömen des Messzielgases 30 wird fertiggestellt, und der thermische Durchflussmesser 30 wird fertiggestellt. Ferner wird die in 7 beschriebene Drosselstruktur durch den Vorsprung 356 ausgebildet, der an der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellt ist. Die vordere Abdeckung 303 wird durch das Formen in einem Schritt 10 geformt, und die hintere Abdeckung 304 wird durch das Formen in einem Schritt 11 geformt. Ferner werden die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 jeweils durch separate Vorgänge geformt und jeweils durch die unterschiedlichen Gussformen geformt.
In einem Schritt 9 wird das Gas tatsächlich zur Bypassleitung geführt und die Prüfung der Eigenschaft durchgeführt. Wie oben dargelegt, kann eine sehr hohe Messgenauigkeit durch Durchführen einer Kalibrierung der Eigenschaft entsprechend der Prüfung der Eigenschaft erlangt werden, da die Beziehung zwischen der Bypassleitung und dem Luftströmungserfassungsabschnitt mit der hohen Genauigkeit beibehalten wird. Ferner wird die Eigenschaft selbst bei langfristigem Einsatz nicht stark verändert und es ist möglich, eine hohe Zuverlässigkeit zusätzlich zur hohen Genauigkeit sicherzustellen, da das Positionieren und Formen mit einer Lagebeziehung, das die Beziehung zwischen der Bypassleitung und dem Luftströmungserfassungsabschnitt beeinflusst, im ersten Harzformvorgang und im zweiten Harzformvorgang durchgeführt wird.
6.3 Andere Ausführungsform des Herstellungsvorgangs des thermischen Durchflussmessers 300
In 18 werden das bereits gemäß 16 hergestellte Schaltkreispaket 400 und der bereits nach einem Verfahren (nicht dargestellt) hergestellte externe Kontakt 306 verwendet, und der Anschluss zwischen dem Anschlusskontakt 412 des Schaltkreispakets 400 und der inneren Buchse des externen Kontakts 361 wird in einem Schritt 12 vor dem zweiten Harzformvorgang durchgeführt. Zu dieser Zeit oder in einem Vorgang vor Schritt 12 wird die Trennung jeder der inneren Buchsen des in 10 dargestellten externen Kontakts 361 durchgeführt. In einem Schritt 13 wird das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformvorgang geformt. Im Gehäuse 302 werden die Harz-Bypassleitungsrinne, der Flansch 312 und der externe Anschluss 305 gebildet, der in 11(A) bis 11(C) dargestellte schraffierte Abschnitt des Schaltkreispakets 400 wird im zweiten Harzformvorgang mit dem Harz abgedeckt, und das Schaltkreispaket 400 wird am Gehäuse 302 befestigt. Die Genauigkeit der Luftströmungserfassung wird durch die Kombination der Herstellung (Schritt 3) des Schaltkreispakets 400 entsprechend dem ersten Harzformvorgang und das Formen des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 durch den zweiten Harzformvorgang weitgehend verbessert.
Das Gehäuse 302 wird in Schritt 13 erhalten. Dann werden in Schritt 8 die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 im Gehäuse 302 eingebaut, sodass das Innere des Gehäuses 302 mit der vorderen und der hinteren Abdeckung 303 und 304 abgedichtet und die Bypassleitung zum Strömen des Messzielgases 30 erhalten wird. Zusätzlich wird eine Öffnungsstruktur, die mit Bezug auf 7(A) und 7(B) beschrieben wird, vom Vorsprung 356 ausgebildet, der in der vorderen oder in der hinteren Abdeckung 303 oder 304 bereitgestellt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die vordere Abdeckung 303 durch das Formen in einem Schritt 10 geformt und die hintere Abdeckung 304 durch das Formen in einem Schritt 11 geformt wird. Zusätzlich werden die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 in verschiedenen Vorgängen mit unterschiedlichen Gussformen ausgebildet.
In Schritt 9 wird ein Merkmalstest durchgeführt, indem die Luft in der Praxis in die Bypassleitung geführt wird. Da eine Beziehung zwischen der Bypassleitung und dem Luftströmungserfassungsabschnitt wie oben beschrieben mit hoher Genauigkeit beibehalten wird, wird eine besonders hohe Messgenauigkeit durch Durchführen einer Merkmalskalibrierung durch einen Merkmalstest erreicht. Zusätzlich ändert sich das Merkmal selbst bei langfristigem Einsatz nicht stark und eine hohe Zuverlässigkeit wird zusätzlich zur hohen Genauigkeit erreicht, da das Formen mit einer Lage- oder Konfigurationsbeziehung zwischen der Bypassleitung und dem Luftströmungserfassungsabschnitt im ersten Harzformvorgang und im zweiten Harzformvorgang bestimmt wird.
7. Schaltkreiskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
7.1 Gesamte Schaltkreiskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
19 stellt einen Schaltplan dar, der den Durchflussmengenerfassungskreis 601 des thermischen Durchflussmessers 300 veranschaulicht. Es wird darauf hingewiesen, dass der zum Temperaturerfassungsabschnitt 452 gehörende Messkreis, der in der zuvor erwähnten Ausführungsform beschrieben wurde, auch im thermischen Durchflussmesser 300 bereitgestellt wird, aber bewusst nicht in 19 dargestellt ist. Der Durchflussmengenerfassungskreis 601 des thermischen Durchflussmessers 300 enthält den Luftströmungserfassungsabschnitt 602 mit dem Wärmegenerator 608 und der Verarbeitungseinheit 604. Die Verarbeitungseinheit 604 regelt eine Wärmemenge des Wärmegenerators 608 des Luftströmungserfassungsabschnitts 602 und gibt ein Signalaus, das die Durchflussmenge durch den Kontakt 662 auf Grundlage des Ausgangs des Luftströmungserfassungsabschnitts 602 repräsentiert. Für diese Verarbeitung enthält die Verarbeitungseinheit 604 eine zentrale Prozessoreinheit (im Folgenden als „CPU” bezeichnet) 612, einen Eingangskreis 614, einen Ausgangskreis 616, einen Speicher 618 zum Speichern von Daten, die eine Beziehung zwischen dem Kalibrierwert oder dem Messwert und der Durchflussmenge darstellen, und einen Spannungsversorgungskreis 622 zum Bereitstellen einer bestimmten Spannung für jeden erforderlichen Schaltkreis. Der Spannungsversorgungskreis 622 wird aus einer externen Spannungsversorgung, wie etwa einer im Fahrzeug eingebauten Batterie über einen Kontakt 664 und einen Massekontakt (nicht dargestellt) mit Gleichspannung versorgt.
Der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 weist einen Wärmegenerator 608 zum Erwärmen des Messzielgases 30 auf. Eine Spannung V1 wird vom Spannungsversorgungskreis 622 an einen Kollektor eines Transistors 606 bereitgestellt, der in einem Stromversorgungsschaltkreis des Wärmegenerators 608 enthalten ist, und ein Steuersignal wird von der CPU 612 durch den Ausgangskreis 616 auf eine Basis des Transistors 606 angelegt. Auf Grundlage dieses Steuersignals wird ein Strom vom Transistor 606 über den Kontakt 624 an den Wärmegenerator 608 übertragen. Die an den Wärmegenerator 608 bereitgestellte Strommenge wird über ein Steuersignal geregelt, das von der CPU 612 über den Ausgangskreis 616 an den Transistor 606 des Stromversorgungsschaltkreises des Wärmegenerators 608 angelegt wird. Die Verarbeitungseinheit 604 regelt die Wärmemenge des Wärmegenerators 608, sodass eine Temperatur des Messzielgases 30 unter Verwendung des Wärmegenerators 608 um eine vorbestimmte Temperatur, zum Beispiel um 100°C von einer Anfangstemperatur aus ansteigt.
Der Luftströmungserfassungsabschnitt 602 umfasst eine Heizungsregelbrücke 640 zum Regeln einer Wärmemenge des Wärmegenerators 608 und einen Brückenkreis der Luftströmungserfassung 650 zum Messen einer Durchflussmenge. Eine vorbestimmte Spannung V3 wird vom Spannungsversorgungskreis 622 über den Kontakt 626 an ein Ende der Heizungsregelbrücke 640 angeschlossen, und das andere Ende der Heizungsregelbrücke 640 wird an den Massekontakt 630 angeschlossen. Zusätzlich wird eine vorbestimmte Spannung V2 vom Spannungsversorgungskreis 622 über den Kontakt 625 an ein Ende des Brückenkreises der Luftströmungserfassung 650 angeschlossen, und das andere Ende des Brückenkreises der Luftströmungserfassung 650 wird an den Massekontakt 630 angeschlossen.
Die Heizungsregelbrücke 640 weist einen Widerstand 642 auf, bei dem es sich um einen Widerstandstemperaturaufnehmer handelt, der einen Widerstandswert hat, der sich je nach der Temperatur des erwärmten Messzielgases 30 ändert, und die Widerstände 642, 644, 646 und 648 bilden einen Brückenkreis. Ein Potenzialunterschied zwischen einem Knoten A zwischen den Widerständen 642 und 646 und einem Knoten B zwischen den Widerständen 644 und 648 wird über die Kontakte 627 und 628 in den Eingangskreis 614 eingegeben, und die CPU 612 regelt den Strom, der vom Transistor 606 zum Regeln der Wärmemenge des Wärmegenerators 608 bereitgestellt wird, sodass der Potenzialunterschied zwischen den Knoten A und B auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird, in dieser Ausführungsform beispielsweise null Volt. Der in 19 dargestellte Durchflussmengenerfassungskreis 601 erwärmt das Messzielgas 30 mit dem Wärmegenerator 608, sodass eine Temperatur um eine vorbestimmte Temperatur ansteigt, beispielsweise immer um 100°C von einer Anfangstemperatur des Messzielgases 30. Um diese Heizungsregelung mit hoher Genauigkeit durchzuführen, sind Widerstandswerte von jedem Widerstand der Heizungsregelbrücke 640 so eingestellt, dass der Potenzialunterschied zwischen den Knoten A und B auf null sinkt, wenn die Temperatur des vom Wärmegenerator 608 erwärmten Messzielgases 30 um eine vorherbestimmte Temperatur ansteigt, beispielsweise immer um 100°C von einer Anfangstemperatur. Somit regelt die CPU 612 im Durchflussmengenerfassungskreis 601 aus 19 den elektrischen Strom, der vom Wärmegenerator 608 bereitgestellt wird, sodass die Potenzialdifferenz zwischen den Knoten A und B auf null sinkt.
Der Brückenkreis der Luftströmungserfassung 650 umfasst vier Widerstandstemperaturaufnehmer 652, 654, 656 und 658. Die vier Widerstandstemperaturaufnehmer sind entlang des Stroms des Messzielgases 30 so angeordnet, dass die Widerstände 652 und 654 im Strömungsweg des Messzielgases 30 stromaufwärts vom Wärmegenerator 608 und die Widerstände 656 und 658 im Strömungsweg des Messzielgases 30 stromabwärts vom Wärmegenerator 608 angeordnet sind. Zusätzlich sind, um die Messgenauigkeit zu erhöhen, die Widerstände 652 und 654 so angeordnet, dass die Abstände zum Wärmegenerator 608 ungefähr gleich sind, und die Widerstände 656 und 658 sind so angeordnet, dass die Abstände zum Wärmegenerator 608 ungefähr gleich sind.
Ein Potenzialunterschied zwischen einem Knoten C zwischen den Widerständen 652 und 656 und einem Knoten D zwischen den Widerständen 654 und 658 wird durch die Kontakte 631 und 632 in den Eingangskreis 614 eingegeben. Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, ist jeder Widerstand des Brückenkreises der Luftströmungserfassung 650 zum Beispiel so eingestellt, dass ein Lageunterschied zwischen den Knoten C und D auf null eingestellt wird, wenn der Strom des Messzielgases 30 auf null eingestellt ist. Somit gibt die CPU 612, während der Potenzialunterschied zwischen den Knoten C und D beispielsweise auf null eingestellt ist, über den Kontakt 662 ein elektrisches Signal aus, das anzeigt, dass die Durchflussmenge der Hauptleitung 124 null ist, auf Grundlage des Messergebnisses, dass die Durchflussmenge des Messzielgases 30 null ist.
Wenn das Messzielgas 30 in 19 in Pfeilrichtung strömt, wird der stromaufwärts angeordnete Widerstand 652 oder 654 vom Messzielgas 30 gekühlt und die stromabwärts im Messzielgas 30 angeordneten Widerstände 656 und 658 werden vom Messzielgas 30, das vom Wärmegenerator 608 erwärmt wird, erwärmt, sodass die Temperatur der Widerstände 656 und 658 ansteigt. Aus diesem Grund wird ein Potenzialunterschied zwischen den Knoten C und D des Brückenkreises der Luftströmungserfassung 650 erzeugt, und dieser Potenzialunterschied wird über die Kontakte 631 und 632 in den Eingangskreis 614 eingegeben. Die CPU 612 sucht nach Daten, die einen Zusammenhang zwischen der Durchflussmenge in der Hauptleitung 124 und dem zuvor erwähnten Potenzialunterschied anzeigen, die im Speicher 618 gespeichert sind, auf der Grundlage des Potenzialunterschieds zwischen den Knoten C und D des Brückenkreises der Luftströmungserfassung 650, um die Durchflussmenge der Hauptleitung 124 zu erhalten. Ein elektrisches Signal, das die auf diese Weise erhaltene Durchflussmenge der Hauptleitung 124 anzeigt, wird über den Kontakt 662 ausgegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in 19 veranschaulichten Kontakte 664 und 662, obwohl sie mit neuen Bezugsnummern bezeichnet werden, im oben beschriebenen Anschlusskontakt 412 aus 5(A), 5(B), 6(A), 6(B) oder 10 enthalten sind.
Der Speicher 618 speichert die Daten, die auf einen Zusammenhang zwischen der Potenzialdifferenz zwischen den Knoten C und D und der Durchflussmenge in der Hauptleitung 124 hindeuten, sowie Kalibrierdaten zum Verringern eines Messfehlers, wie etwa einer Abweichung, die auf Grundlage des tatsächlichen Messwerts des Gases nach der Herstellung des Schaltkreispakets 400 erhalten wurden. Es wird darauf hingewiesen, dass der tatsächliche Messwert des Gases nach der Herstellung des Schaltkreispakets 400 und der darauf basierende Kalibrierwert unter Verwendung des externen Kontakts 306 oder des Kalibrierkontakts 307, veranschaulicht in 4(A) und 4(B), im Speicher 618 gespeichert werden. Bei dieser Ausführungsform wird das Schaltkreispaket 400 hergestellt, während eine Anordnungsbeziehung zwischen der Bypassleitung zum Strömen des Messzielgases 30 und der Messoberfläche 430 oder eine Anordnungsbeziehung zwischen der Bypassleitung zum Strömen des Messzielgases 30 und dem freiliegenden Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 mit hoher Genauigkeit und nur geringer Schwankung beibehalten wird. Somit ist es möglich, durch Kalibrierung mit dem Kalibrierwert ein Messergebnis mit bemerkenswert hoher Genauigkeit zu erzielen.
7.2 Konfiguration des Durchflussmengenerfassungskreises 601
20 stellt ein Schaltkreiskonfigurationsdiagramm dar, das eine Schaltkreisanordnung des oben beschriebenen Durchflussmengenerfassungskreises 601 aus 19 darstellt. Der Durchflussmengenerfassungskreis 601 wird aus einem Halbleiterchip mit einer rechteckigen Form hergestellt. Das Messzielgas 30 strömt entlang der Pfeilrichtung von der linken Seite zur rechten Seite des in 20 veranschaulichten Durchflussmengenerfassungskreises 601.
Ein rechteckiges Diaphragma 672 wird im Luftströmungserfassungsabschnitt 602 ausgebildet, und das Diaphragma 672 wird mit einem dünnen Bereich 603 bereitgestellt, das durch Verringern einer Dicke des Halbleiterchips erhalten wird und durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Der dünne Bereich 603 wird in einem Spalt auf seiner hinteren Seite gebildet, der Spalt steht mit der in 11 und 5 dargestellten Öffnung 438 in Verbindung, und der Luftdruck im Spalt hängt vom Luftdruck ab, der von der Öffnung 438 ausgeführt wird.
Der dünne Bereich 603 des Diaphragmas 672 weist durch Verringern der Dicke eine verringerte Wärmeleitfähigkeit auf, und die Wärmeübertragung durch das Diaphragma 672 zum Widerstand 652 und Widerstand 654, die im dünnen Bereich 603 bereitgestellt sind, und Widerstand 658 und 656 wird unterdrückt, und die Temperaturen der Widerstände werden durch die Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 annähernd festgelegt.
Der Wärmegenerator 608 ist in der Mitte des dünnen Bereichs 603 des Diaphragmas 672 bereitgestellt und der Widerstand 642 der Heizungsregelbrücke 640 ist um den Wärmegenerator 608 herum bereitgestellt. Zusätzlich sind die Widerstände 644, 646 und 648 der Heizungsregelbrücke 640 an der Außenseite des dünnen Bereichs 603 bereitgestellt. Die auf diese Weise ausgebildeten Widerstände 642, 644, 646 und 648 stellen die Heizungsregelbrücke 640 dar.
Zusätzlich sind die Widerstände 652 und 654 als stromaufwärts liegende Widerstandstemperaturaufnehmer und die Widerstände 656 und 658 als stromabwärts liegende Widerstandstemperaturaufnehmer angeordnet, um zwischen den Wärmegenerator 608 geschaltet zu sein. Die Widerstände 652 und 654 als stromaufwärts liegende Widerstandstemperaturaufnehmer sind in der Pfeilrichtung, in der das Messzielgas 30 strömt, auf der stromaufwärts liegenden Seite des Wärmegenerators 608 angeordnet. Die Widerstände 656 und 658 als stromabwärts liegende Widerstandstemperaturaufnehmer sind in der Pfeilrichtung, in der das Messzielgas 30 strömt, auf der stromabwärts liegenden Seite des Wärmegenerators 608 angeordnet. Auf diese Weise wird der Brückenkreis der Luftströmungserfassung 650 von den Widerständen 652, 654, 656 und 658 im dünnen Bereich 603 gebildet.
Beide Enden des Wärmegenerators 608 sind mit jedem der in der unteren Hälfte von 20 veranschaulichten Kontakte 624 und 629 verbunden. Wie in 19 veranschaulicht, wird hier der vom Transistor 606 an den Wärmegenerator 608 angelegte Strom an den Kontakt 624 gelegt und der Kontakt 629 wird auf Masse gelegt.
Die Widerstände 642, 644, 646 und 648 der Heizungsregelbrücke 640 sind miteinander verbunden und sind ferner mit den Kontakten 626 und 630 verbunden. Wie in 19 veranschaulicht, wird der Kontakt 626 mit einer vorbestimmten Spannung V3 vom Spannungsversorgungskreis 622 versorgt, und der Kontakt 630 wird auf Masse gelegt. Zusätzlich dazu sind der Knoten zwischen den Widerständen 642 und 646 und der Knoten zwischen den Widerständen 646 und 648 mit dem Kontakt 627 beziehungsweise 628 verbunden. Wie in 20 veranschaulicht, gibt der Kontakt 627 ein elektrisches Potenzial des Knotens A zwischen den Widerständen 642 und 646 aus, und der Kontakt 627 gibt ein elektrisches Potenzial des Knotens B zwischen den Widerständen 644 und 648 aus. Wie in 19 veranschaulicht, wird der Kontakt 625 mit einer vorbestimmten Spannung V2 vom Spannungsversorgungskreis 622 versorgt, und der Kontakt 630 wird auf Masse gelegt. Zusätzlich ist ein Knoten zwischen den Widerständen 654 und 658 mit dem Kontakt 631 verbunden, und der Kontakt 631 gibt ein elektrisches Potenzial des Knotens B aus 19 aus. Der Knoten zwischen den Widerständen 652 und 656 ist mit dem Kontakt 632 verbunden, und der Kontakt 632 gibt ein elektrisches Potenzial des Knotens C, wie in 19 veranschaulicht, aus.
Da der Widerstand 642 der Heizungsregelbrücke 640, wie in 20 veranschaulicht, in der Nähe des Wärmegenerators 608 ausgebildet ist, ist es möglich, die Temperatur des Gases, das von der Wärme vom Wärmegenerator 608 erwärmt wird, mit hoher Genauigkeit zu messen. Da unterdessen die Widerstände 644, 646 und 648 der Heizungsregelbrücke 640 entfernt vom Wärmegenerator 608 angeordnet sind, werden sie nicht leicht von der Wärme beeinflusst, die vom Wärmegenerator 608 erzeugt wird. Der Widerstand 642 ist konfiguriert, sensibel auf die Temperatur des Gases zu reagieren, das vom Wärmegenerator 608 erwärmt wird, und die Widerstände 644, 646 und 648 sind konfiguriert, nicht vom Wärmegenerator 608 beeinflusst zu werden. Aus diesem Grund ist die Erkennungsgenauigkeit des Messzielgases 30 unter Verwendung der Heizungsregelbrücke 640 hoch, und die Regelung zum Erwärmen des Messzielgases 30 um nur eine vorbestimmte Temperatur von seiner ursprünglichen Temperatur kann mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Bei dieser Ausführungsform wird ist Spalt in der hinteren Oberfläche des Diaphragmas 672 ausgebildet und steht mit der Öffnung 438 in Verbindung, die in 11(A) bis 11(C) oder 5(A) und 5(B) veranschaulicht ist, sodass ein Unterschied zwischen dem Druck des Spalts auf der Rückseite des Diaphragmas 672 und dem Druck an der Vorderseite des Diaphragmas 672 nicht ansteigt. Es ist möglich, eine durch diesen Druckunterschied verursachte Verzerrung des Diaphragmas 672 zu unterdrücken. Dies trägt zur Verbesserung der Messgenauigkeit der Durchflussmenge bei.
Wie oben erwähnt, bildet das Diaphragma 672 den dünnen Bereich 603 und macht die Dicke des dünnen Bereichs 603 sehr dünn, und die Wärmeübertragung über das Diaphragma 672 wird so weit wie möglich unterdrückt. Somit wird beim Brückenkreis der Luftströmungserfassung 650 und bei der Heizungsregelbrücke 640 der Einfluss der Wärmeübertragung durch das Diaphragma 672 unterdrückt, und sie tendieren stärker dazu, abhängig von der Temperatur des Messzielgases 30 auszulösen, und die Messbewegung wird verbessert. Als Ergebnis wird eine hohe Messgenauigkeit erreicht.
8. Messung der Gastemperatur im thermischen Durchflussmesser 300
8.1 Struktur des Temperaturerfassungsabschnitts 452 im thermischen Durchflussmesser 300
In 2 und 3 ist die Bypassleitung auf der mittleren Seite der Hauptleitung 124, auf der führenden Endseite des Messabschnitts 310 bereitgestellt. Eine Ansaugöffnung 343, die zu einer stromaufwärtigen Seite der Strömung des Messzielgases 30 hin offen ist, ist an der Seite des Flansches 312 enger ausgebildet als die in 2(A) dargestellte Bypassleitung. Ein Temperaturerfassungsabschnitt 452 zum Messen der Temperatur des Messzielgases 30 ist in einem inneren Abschnitt der Ansaugöffnung 343 so angeordnet, dass er aus dem inneren Abschnitt des Gehäuses 302 hervorsteht. Im mittleren Abschnitt des Messabschnitts 310, der mit der Einlassöffnung 343 versehen ist, wird eine auf der stromaufwärts liegende Außenwand des Messabschnitts 310, die das Gehäuse aufbaut, stromabwärts gedrückt, das heißt, gegen die Innenseite des Gehäuses 302, und der Temperaturerfassungsabschnitt 452 ist in einer Form ausgebildet, dass der Temperaturerfassungsabschnitt vom Gehäuse 302 von der stromaufwärts liegenden Außenwand der Aushöhlung zur stromaufwärtigen Seite hin vorsteht. Ferner sind die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 auf beiden seitlichen Abschnitten der Außenwand der Aushöhlung bereitgestellt und sind in einer Form ausgebildet, dass die stromaufwärts liegenden Endabschnitte der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 von der Außenwand der Aushöhlung stromaufwärts vorstehen. Als Ergebnis wird die Einlassöffnung 343 zum Einleiten des Messzielgases 30 durch die Außenwand der Aushöhlung und die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 an beiden Seiten davon ausgebildet. Beim von der Ansaugöffnung 343 entnommenen Messzielgas 30 wird seine Temperatur vom Temperaturerfassungsabschnitt 452 auf der Grundlage des Kontakts mit dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 gemessen, der im inneren Abschnitt der Ansaugöffnung 343 bereitgestellt ist. Ferner strömt das Messzielgas 30 entlang des Abschnitts, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt, welcher stromaufwärts von der Außenwand des in der Aushöhlung ausgebildeten Gehäuses 302 vorsteht, und die vordere Auslassöffnung 344 und die hintere Auslassöffnung 345, die in der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellt sind, werden in die Hauptleitung 124 abgeführt.
8.2 Funktionen und Wirkungen des Temperaturerfassungsabschnitts 452
Wie in 2 und 3 dargestellt, wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert, da der Temperaturerfassungsabschnitt 452 so strukturiert ist, dass er vom Gehäuse 302 nach außen vorsteht und direkt in Kontakt mit dem Messzielgas 30 gelangt. Ferner wird die Temperatur des Gases, das von der stromaufwärts liegenden Seite in die Einlassöffnung 343 in Richtung entlang der Strömung des Messzielgases 30 strömt, vom Temperaturerfassungsabschnitt 452 gemessen, und das Gas strömt zum Halsabschnitt des Temperaturerfassungsabschnitts 452, welcher der Abschnitt ist, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt und dabei so wirkt, dass er die Temperatur des Abschnitts, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt, näher auf die Temperatur des Messzielgases 30 abkühlt. Es besteht die Gefahr, dass die Temperatur des Ansaugrohrs, des der Hauptleitung 124 entspricht, normalerweise hoch wird und die Wärme auf den Abschnitt, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt, vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 313 durch die stromaufwärts liegende Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 übertragen wird, wobei die Genauigkeit der Temperaturmessung beeinflusst wird. Wie oben erwähnt, wird der stützende Abschnitt gekühlt, da das Messzielgas 30 vom Temperaturerfassungsabschnitt 452 gemessen wird und danach entlang des Abschnitts strömt, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt. Somit ist es möglich zu verhindern, dass Wärme vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 über die stromaufwärts liegende Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 zu dem Abschnitt übertragen wird, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt.
Insbesondere ist es möglich, da die stromaufwärts liegende Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 in der Form ausgebildet ist, dass die stromaufwärts liegende Außenwand zur stromabwärts liegenden Seite im Stützabschnitt des Temperaturerfassungsabschnitts 452 konkav ausgebildet ist, den Abstand zwischen der stromaufwärts liegenden Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 und dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 zu verlängern. Der Wärmeübertragungsabstand wird dadurch länger und der Abschnitt des Kühlungsabschnitts durch das Messzielgas 30 wird länger. Somit ist es möglich, den Wärmeeinfluss vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 zu verringern. Entsprechend dieser Sachverhalte wird die Messgenauigkeit verbessert.
Da die stromaufwärts liegende Außenwand in der Form ausgebildet ist, dass die stromaufwärts liegende Außenwand zur stromabwärts liegenden Seite, das heißt zum inneren Abschnitt des Gehäuses 302 hin, konkav ausgebildet ist, ist es möglich, mit der Außenwand 335 des Gehäuses 302 zu befestigen, und es ist einfach, das Schaltkreispaket 400 zu befestigen. Ferner ist es möglich, den Vorsprung 424 zu verstärken (siehe 11(A) bis 11(C)), der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 aufweist.
Wie zuvor durch 2 und 3 beschrieben, ist die Einlassöffnung 343 auf der stromaufwärts liegenden Seite des Messzielgases 30 im Gehäuse 301 bereitgestellt, und das Messzielgas 30, das von der Einlassöffnung 343 geleitet wird, wird von der vorderen Auslassöffnung 344 und der hinteren Auslassöffnung 345 durch die Peripherie des Temperaturerfassungsabschnitts 452 zur Hauptleitung 124 geführt. Die Temperatur des Messzielgases 30 wird vom Temperaturerfassungsabschnitt 452 gemessen, und das elektrische Signal, das die gemessene Temperatur anzeigt, wird vom im externen Anschluss 305 enthaltenen externen Kontakt 306 ausgegeben. Das Gehäuse 301, das im thermischen Durchflussmesser 300 enthalten ist, ist mit der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 und dem Gehäuse 302 bereitgestellt, das Gehäuse 302 weist die Aushöhlung zum Bilden der Einlassöffnung 343 auf, und die Aushöhlung ist durch den ausgehöhlten Außenwandabschnitt 366 ausgebildet (siehe 5 und 6). Ferner sind die vordere Auslassöffnung 344 und die hintere Auslassöffnung 345 durch die Löcher ausgebildet, die in der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellt sind. Wie als nächstes beschrieben, ist der Temperaturerfassungsabschnitt 452 im führenden Endabschnitt des Vorsprungs 424 bereitgestellt und ist mechanisch schwach. Die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 dienen zum Schützen des Vorsprungs 424 vor einem mechanischen Stoß.
Ferner sind ein vorderer Schutzabschnitt 322 und ein hinterer Schutzabschnitt 325 in der vorderen Abdeckung 303 und 304 ausgebildet, dargestellt in 8 und 9. Wie in 2 oder 3 dargestellt, ist der in der vorderen Abdeckung 303 bereitgestellte vordere Schutzabschnitt 322 an einer vorderen Oberfläche der Ansaugöffnung 343 angeordnet, und ein in der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellter hinterer Schutzabschnitt 325 ist an einer hinteren Oberfläche der Ansaugöffnung 343 angeordnet. Der Temperaturerfassungsabschnitt 452, der im inneren Abschnitt der Ansaugöffnung 343 angeordnet ist, ist durch den vorderen Schutzabschnitt 322 und den hinteren Schutzabschnitt 325 geschützt, und es ist möglich, die mechanische Beschädigung des Temperaturerfassungsabschnitts 452 aufgrund einer Kollision des Temperaturerfassungsabschnitts 452 mit einem Gegenstand während der Herstellung oder bei der Montage in das Fahrzeug zu verhindern.
Ferner wird eine Kühlwirkung erhöht, wie in 11 und 15 dargestellt, da der Halsabschnitt des Vorsprungs 424, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt, sich in seinem Halsabschnitt im Verhältnis zum führenden Ende allmählich verdickt und das Messzielgas 30, das von der Ansaugöffnung 343 eintritt, entlang des allmählich verdickten Halsabschnitts strömt. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 liegt nahe dem Luftströmungserfassungskreis und neigt dazu, durch die Wärmeerzeugung des Luftströmungserfassungskreises beeinflusst zu werden. Ferner ist der Leiter 548 zum Anschließen des Temperaturerfassungselements 518, das im Temperaturerfassungsabschnitt 452 bereitgestellt ist, im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vergraben. Als Ergebnis besteht eine Möglichkeit, dass die Wärme über den Leiter 548 übertragen wird. Die Kühlwirkung kann durch Verdicken des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 erhöht werden, um die Kontaktfläche mit dem Messzielgas 30 zu vergrößern.
8.3 Bildung und Wirkung des Temperaturerfassungsabschnitts 452 und des Vorsprungs 424
Das Schaltkreispaket 400 weist den Schaltkreispaket-Hauptkörper 422, der den Luftströmungserfassungsabschnitt 602 und die Verarbeitungseinheit 604 aufweist, die zum Messen der Luftströmung eingebaut bereitgestellt sind und weiter unten erwähnt werden, und den Vorsprung 424 auf. Wie in 2(A) und 2(B) dargestellt, steht der Vorsprung 424 von der seitlichen Oberfläche des Schaltkreispaket-Hauptkörpers 422 mit einer Form vor, die sich in stromaufwärtiger Richtung des Messzielgases 30 erstreckt. Der Temperaturerfassungsabschnitt 452 ist im führenden Endabschnitt des Vorsprungs 424 bereitgestellt, und das Temperaturerfassungselement 518 ist im inneren Abschnitt des Temperaturerfassungsabschnitts 452 vergraben, wie in 12 dargestellt. Die Neigungsabschnitte 462 und 464 sind im verbundenen Abschnitt zwischen dem Vorsprung 424 und dem Schaltkreispaket-Hauptkörper 422 bereitgestellt, wie in 11 und 15 dargestellt. Die Wurzel des Vorsprungs 424 wird durch den Neigungsabschnitt 462 oder den Neigungsabschnitt 464 verdickt, und die Form, die sich in Richtung des führenden Endes allmählich verdünnt, wird im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ausgebildet. Eine Querschnittsfläche, die die Achse im Verhältnis zur Achse in der vorstehenden Richtung schneidet, weist eine Form auf, die sich in Richtung des führenden Endes im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 verjüngt. Wie oben erwähnt, kann bei der Form, bei der das Schaltkreispaket 400 teilweise vorsteht, da der Vorsprung 424 in seiner mechanischen Festigkeit schwach ist, die Spannungskonzentration an der Wurzel verringert werden, und die mechanische Festigkeit kann verbessert werden, indem die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt wird und in der Form ausgebildet wird, die sich in Richtung des führenden Endes allmählich verschmälert. Ferner besteht im Fall, dass der Vorsprung 424 durch das Harzformen geformt wird, die Neigung, dass infolge der Volumenänderung beim Erstarren des Harzes ein Verzug erzeugt wird. Es ist möglich, den Einfluss bezüglich des oben genannten Problems durch Verdicken der Wurzel zu verringern. Es ist ferner wünschenswert, die vorstehende Länge zu verlängern, um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu erfassen, es ist möglich, die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 durch Verdicken der Wurzel zu verlängern, und die Erfassungsgenauigkeit des im Temperaturerfassungsabschnitt 452 bereitgestellten Temperaturerfassungselements 518 wird verbessert.
Das Schaltkreispaket 400 wird derart am Gehäuse 302 befestigt, dass die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt wird und die Wurzel des Vorsprungs 424 vom Harz des Gehäuses 302 umgeben wird, wie in 11(B) und 11(C) dargestellt. Es ist möglich, zu verhindern, dass der Vorsprung 424 aufgrund des mechanischen Stoßes abbricht, indem die Wurzel des Vorsprungs 424 mit dem Harz des Gehäuses 302 wie oben erwähnt abgedeckt wird.
Um die Temperatur des Messzielgases 30 mit hoher Genauigkeit zu erfassen, ist es wünschenswert, so zu strukturieren, dass die Wärmeleitung, die von der Hauptleitung 124, an der der thermische Durchflussmesser 300 angebracht ist, über das Gehäuse 302 oder das Schaltkreispaket 400 übertragen wird, so weit wie möglich unterdrückt wird. Der Vorsprung 424, der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 stützt, ist in der Form ausgebildet, dass der führende Endabschnitt schmaler als die Wurzel ist und mit dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 in seinem führenden Endabschnitt bereitgestellt ist. Entsprechend der oben erwähnten Form kann der Wärmeeinfluss, der vom Halsabschnitt des Vorsprungs 424 auf den Temperaturerfassungsabschnitt 452 ausgeübt wird, verringert werden.
Ferner strömt, nachdem die Temperatur des Messzielgases 30 vom Temperaturerfassungsabschnitt 452 erfasst wurde, das Messzielgas 30 entlang des Vorsprungs 424 und dient dazu, die Temperatur des Vorsprungs 424 der Temperatur des Messzielgases 30 anzunähern. Als Ergebnis wird der Einfluss unterdrückt, den die Temperatur des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 auf den Temperaturerfassungsabschnitt 452 ausübt. Insbesondere ist bei der Ausführungsform die Nähe des Vorsprungs 424 zu dem Temperaturerfassungsabschnitt 452 schmal, und der Vorsprung 424 verdickt sich zur Wurzel hin. Als Ergebnis strömt das Messzielgas 30 entlang der Form des Vorsprungs 424 und kühlt den Vorsprung 424 effizient.
In 11(A) bis 11(C) ist der schraffierte Abschnitt im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 die Befestigungsoberfläche 432, die mit dem Harz abgedeckt ist, das im zweiten Harzformvorgang das Gehäuse 302 ausbildet. Die Aushöhlung ist im schraffierten Abschnitt des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 bereitgestellt. Das bedeutet, dass der hohlförmige Abschnitt bereitgestellt ist, der nicht vom Harz des Gehäuses 302 abgedeckt ist. Der Vorsprung 424 wird ferner einfach durch das Messzielgas 30 gekühlt, indem der hohlförmige Abschnitt, der nicht mit dem Harz es Gehäuses 302 abgedeckt ist, im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ausgebildet wird. In 15(A) und 15(B) ist die Darstellung des schraffierten Abschnitts weggelassen, er ist jedoch derselbe wie in 11(A) bis 11(C)
Der Anschlusskontakt 412 ist im Schaltkreispaket 400 bereitgestellt, um elektrischen Strom zum Betätigen des eingebauten Luftströmungserfassungsabschnitts 602 und der Verarbeitungseinheit 604 zu liefern und den Messwert der Luftströmung und den Messwert der Temperatur auszugeben. Ferner ist der Kontakt 414 zum Prüfen bereitgestellt, ob das Schaltkreispaket 400 richtig aktiviert ist und ob eine Abnormalität in den Schaltkreisteilen und ihrer Verbindung erzeugt wurde. Bei der Ausführungsform wird das Schaltkreispaket 400 durch Spritzpressen des Luftströmungserfassungsabschnitts 602 und der Verarbeitungseinheit 604 im ersten Harzformvorgang unter Verwendung des duroplastischen Harzes geformt. Es ist möglich, die dimensionale Genauigkeit des Schaltkreispakets 400 durch Spritzpressen weiter zu verbessern, da beim Spritzpressvorgang jedoch das unter Druck stehende heiße Harz in den inneren Abschnitt der hermetisch abgedichteten Gussform gedrückt wird, die den Lufterfassungsabschnitt 602 und die Verarbeitungseinheit 604 eingebaut aufweist, ist es wünschenswert, zu testen, ob eine Beschädigung in dem Luftströmungserfassungsabschnitt 602 und der Verarbeitungseinheit 604 und ihrer Verdrahtungsbeziehung im Verhältnis zum fertigen Schaltkreispaket 400 erfolgt. Bei der Ausführungsform ist der Kontakt 414 zum Testen bereitgestellt, und der Test wird an jedem der hergestellten Schaltkreispakete 400 durchgeführt. Da der Kontakt 414 zum Testen nicht zum Messen verwendet wird, ist der Kontakt 414 nicht mit der inneren Buchse des externen Kontakts 361 verbunden, wie oben erwähnt. Ein gekrümmter Abschnitt 416 ist in jedem der Anschlusskontakte 412 bereitgestellt, um eine mechanisch elastische Kraft zu erhöhen. Es ist möglich, die Spannung aufzunehmen, die durch den Unterschied zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten im Harz des ersten Harzformvorgangs und im Harz des zweiten Harzformvorgangs verursacht wird, indem die mechanisch elastische Kraft auf jeden der Anschlusskontakte 412 ausgeübt wird. Mit anderen Worten, jeder der Anschlusskontakte 412 wird durch die Wärmeausdehnung aufgrund des ersten Harzformvorgangs beeinflusst, und die innere Buchse des externen Kontakts 361, die jeweils mit den Anschlusskontakten 412 verbunden ist, wird durch das Harz im zweiten Harzformvorgang beeinflusst. Es ist möglich, das Aufkommen einer Spannung aufgrund von Unterschieden im Harz zu abzufangen.
8.4 Funktion und Wirkung der im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ausgebildeten Neigungsabschnitte 462 und 464
Wie in 11 und 15 beschrieben, sind die Neigungsabschnitte 462 und 464 im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 bereitgestellt. Die Form, die die Wurzel des Vorsprungs 424 durch den Neigungsabschnitt 462 oder den Neigungsabschnitt 464 verdickt und sich in Richtung des führenden Endes allmählich verschmälert, wird im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ausgebildet. Mit anderen Worten, die Form, bei der eine Querschnittsfläche, die eine Achse in der hervorstehenden Richtung schneidet, in dem Fall, dass der vorstehende Abschnitt auf der Achse liegt, allmählich verringert wird, ist im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 bereitgestellt.
Da der Vorsprung 424 in seiner mechanischen Festigkeit schwach ist, ist es möglich, die mechanische Festigkeit zu verbessern sowie die Spannungskonzentration an der Wurzel zu verringern, indem die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt wird und die Form ausgebildet wird, die sich in Richtung des führenden Endes allmählich verschmälert. Ferner besteht im Fall, dass der Vorsprung 424 durch Harzformen geformt wird, die Neigung, dass infolge der Volumenänderung beim Erstarren des Harzes der Verzug erzeugt wird. Es ist möglich, den Einfluss bezüglich des Problems durch Verdicken der Wurzel zu verringern. Es ist ferner wünschenswert, die vorstehende Länge zu verlängern, um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu erfassen, es ist möglich, die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 durch Verdicken der Wurzel zu verlängern, und die Erfassungsgenauigkeit des im Temperaturerfassungsabschnitt 452 bereitgestellten Temperaturerfassungselements 518 wird verbessert.
Das Schaltkreispaket 400 wird derart am Gehäuse 302 befestigt, dass die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt wird, wie in 11(B) und 11(C) dargestellt, und die Wurzel des Vorsprungs 424 vom Harz des Gehäuses 302 umgeben wird. Wie oben erwähnt, ist es möglich, zu verhindern, dass der Vorsprung 424 aufgrund des mechanischen Stoßes abbricht, indem die Wurzel des Vorsprungs 424 mit dem Harz des Gehäuses 302 abgedeckt wird.
8.5 Andere Ausführungsform des Vorsprungs 424
21(A) bis 21(C) stellen die andere Ausführungsform des Vorsprungs 424 des Schaltkreispakets 400 dar, und dieselben Bezugszahlen wie diejenigen in den zuvor beschriebenen Zeichnungen bezeichnen dieselben Strukturen und haben dieselben Funktionsweisen und Wirkungen. Deshalb wird ihre Beschreibung weggelassen. Der Vorsprung 424, der vom Schaltkreispaket-Hauptkörper 422 vorsteht, weist einen Vorsprung 664 und einen Vorsprung 447 an einer glatten Seite und einer Rückseite auf. Der Vorsprung 446 und der Vorsprung 447 haben eine Wirkung, auch wenn nur einer bereitgestellt ist. Ferner ist bei der Ausführungsform der Vorsprung jeweils einzeln an der glatten Seite und der Rückseite ausgebildet, jedoch kann eine Vielzahl von Vorsprüngen bereitgestellt sein. Jeder der Vorsprünge weist einen Halsabschnitt 448 und einen führenden Endabschnitt 449 auf und ist vom Halsabschnitt 448 zum führenden Endabschnitt 449 niedriger. Wie in 11(A) bis 11(C) dargestellt, ist der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 mit dem Harz abgedeckt, das das Gehäuse 302 bildet. Als Ergebnis werden die Halsabschnitte 448 des Vorsprungs 445 und des Vorsprungs 447 zusammen mit dem Halsabschnitt des Vorsprungs 424 im zweiten Harzformvorgang mit dem Harz abgedeckt.
Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 wird durch die Bereitstellung des Vorsprungs 447 und des Halsabschnitts 448 erhöht. Ferner wird die Kühlwirkung vergrößert, da eine in Kontakt mit dem Messzielgas 30 stehende Fläche vergrößert ist. Ferner wird die Haftung mit dem Harz des Gehäuses 302 verbessert, mit dem das Schaltkreispaket 400 befestigt ist, und das Schaltkreispaket ist fester am Gehäuse 302 befestigt. Somit wird die Zuverlässigkeit verbessert.
8.6 Weitere Ausführungsform des Vorsprungs 424
22(A) und 22(B) sind teilweise vergrößerte Ansichten des Vorsprungs 424, der vom Paket-Hauptkörper 422 vorsteht, 22(A) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der in 11(B) und 15(A) beschriebenen Vorderansicht im Aufriss, und 22(B) ist eine Draufsicht. Ein Neigungsabschnitt 462 und ein Neigungsabschnitt 464, dargestellt in 22(A), krümmen sich im Verhältnis zu dem in 11(B) und 15(A) dargestellten Neigungsabschnitt 462 und dem Neigungsabschnitt 464 weiter. Mit anderen Worten, der Neigungsabschnitt 462 und der Neigungsabschnitt 464, dargestellt in 11(B) und 15(A), können gerade Linien oder gekrümmte Linien sein. In jedem Fall kann jedoch ungefähr die gleiche Wirkung erzielt werden
In 22(B) ist ferner ein führender Endabschnitt des Vorsprungs 424 in einer schmäleren Form im Verhältnis zu einer Dickenrichtung des Paket-Hauptkörpers 422 ausgebildet. Dieselbe Wirkung wie die oben erwähnte Beschreibung über den Neigungsabschnitt 462 und den Neigungsabschnitt 464 kann im Falle, dass der Unterschied besteht zwischen der Dicke des Paket-Hauptkörpers 422 und der Breite des Temperaturerfassungsabschnitts 452 und der Form, die sich in der Dickenrichtung allmählich verschmälert, durch die Bereitstellung der Neigungsabschnitte 466 und 468 erzielt werden, wie oben erwähnt.
Die Struktur in 21(A) bis 21(C) kann zu 22(A) und 22(B) hinzugefügt werden. Entsprechend dieser Struktur kann die in 21(A) bis 21(C) beschriebene Wirkung bei der Ausführungsform in 22(A) und 22(B) erzielt werden.
8.7 Weitere Ausführungsformen des Vorsprungs 424
23 bis 25 stellen weitere andere Ausführungen dar. 23 ist eine Ansicht, bei der ein Schaltkreispaket 400, das der anderen Ausführungsform entspricht, durch das Gehäuse 302 befestigt ist, und ein alternatives Konzept zur in 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) beschriebenen Ausführung ist. Ferner sind 24(A) bis 24(C) die andere Ausführungsform der in 11 und 15 beschriebenen Ausführungsform. 25 ist die andere Ausführungsform von 12 und ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, bei dem die Schaltkreisteile entsprechend der anderen in 24 dargestellten Ausführungsform auf einen Rahmen eines Schaltkreispakets 400 montiert sind. Bei den Ausführungsformen in 23 bis 25 steht der Vorsprung 424 vom Paket-Hauptkörper 422 des Schaltkreispakets 400 in Richtung der Mitte der Hauptleitung 124 vor. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung der Bypassleitung sind auf der mittleren Seite der Hauptleitung 124 ausgebildet, die die führende Endseite der Messabschnitts 310 des Gehäuses 302 ist. In 23 ist die Einlassöffnung die Rückseite und erscheint nicht in der Zeichnung. Eine Auslassrinne 353 zum Bilden der Auslassöffnung ist an der führenden Endseite des Messabschnitts 310 bereitgestellt. Das Messzielgas 30 wird von der Einlassöffnung eingeleitet, die in 23 an der Rückseite ausgebildet ist, eine Bypassleitung (im Folgenden als ein Bypassleitungsmessabschnitt 435 beschrieben), die die Einlassöffnung und die Auslassöffnung verbindet, ist in einer Richtung der Wandoberfläche der Hauptleitung 124 ausgebildet, und der Bypassleitungsmessabschnitt 435 ist mit einer Messoberfläche 430 zum Messen einer Luftströmung bereitgestellt.
Ein Loch 399, das zur Hauptleitung 124 offen ist, ist zwischen dem Bypassleitungsmessabschnitt 435 und der Einlass- und Auslassseite bereitgestellt, und ein Temperaturerfassungsabschnitt 452 ist im Loch 399 angeordnet. Wie oben erwähnt, liegt der im Schaltkreispaket bereitgestellte Temperaturerkennungsabschnitt 452 immer gegenüber dem Messzielgas 30 frei, das durch das Loch 399 strömt, und kann die Temperatur des in der Hauptleitung 124 strömenden Messzielgases messen, da das Loch 399 zur Hauptleitung 124 offen ist und das Messzielgas 30 durch das Loch 399 strömt. Das Loch 399 unterscheidet sich in seiner Form zwischen seiner Vorderseite und Rückseite, der Druckunterschied des Messzielgases 30 wird aufgrund des Formunterschieds zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Lochs 399 erzeugt, und das Gas strömt im Loch 399 aufgrund des Druckunterschieds immer in die eine oder andere Richtung.
24 stellt eine äußere Erscheinungsform des in 23 dargestellten Schaltkreispakets 400 dar. Ein von 11(A) bis 11(C) verschiedener Punkt besteht in dem Punkt, dass die Vorstehrichtung des Vorsprungs 424 vom Paket-Hauptkörper 422 verschieden ist. 24(A) ist eine Seitenansicht im Aufriss von links, 24(B) ist eine Vorderansicht im Aufriss, und 24(C) ist eine Rückansicht im Aufriss. Eine Seite 472 des Paket-Hauptkörpers 422 erstreckt sich so, wie sie ist, um den Vorsprung 424 auszubilden, und ein Temperaturerfassungselement 518 ist in einem inneren Abschnitt eines führenden Endabschnitts des Vorsprungs 424 gehalten. Andererseits ist ein sanft geneigter Neigungsabschnitt 463 an der Wurzel der anderen Seite des Vorsprungs 424 ausgebildet.
Die Wurzel des Vorsprungs 424 kann durch die Bereitstellung des Neigungsabschnitts 463 an der Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt werden, wie oben erwähnt, und die Form, die sich in Richtung des führenden Endes allmählich verschmälert, kann im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ausgebildet sein. Da der Vorsprung 424 in seiner mechanischen Festigkeit schwach ist, ist es möglich, die Spannungskonzentration an der Wurzel zu verringern, und es ist möglich, die mechanische Festigkeit zu erhöhen, indem die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt wird und die Form ausgebildet wird, die sich in Richtung des führenden Endes allmählich verschmälert. Ferner besteht im Fall, dass der Vorsprung 424 durch das Harzformen geformt wird, die Neigung, dass infolge der Volumenänderung beim Erstarren des Harzes der Verzug erzeugt wird. Es ist möglich, den Einfluss bezüglich des Problems durch Verdicken der Wurzel zu verringern. Es ist ferner wünschenswert, die vorstehende Länge zu verlängern, um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu erfassen, es ist möglich, die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 durch Verdicken der Wurzel zu verlängern, und die Erfassungsgenauigkeit des im Temperaturerfassungsabschnitt 452 bereitgestellten Temperaturerfassungselements 518 wird verbessert.
In 23 wird der Vorsprung 424 fester gegen den mechanischen Stoß, indem die Wurzel des Vorsprungs 424 verdickt wird und die Wurzel des Vorsprungs 424 mit dem Harz des Gehäuses, das die Bypassleitung ausbildet, abgedeckt wird, so dass das Gehäuse 302 umgeben wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass der Vorsprung 424 abgebrochen wird. Der beim äußeren Erscheinungsbild des Schaltkreispakets 400 beschriebene schraffierte Abschnitt weist auf die Befestigungsoberfläche 432, die Befestigungsoberfläche 433 und die Befestigungsoberfläche 434 hin, auf der das Schaltkreispaket 400 mit dem im zweiten Harzformvorgang verwendeten Harz abgedeckt wird, wenn das Gehäuse 302 im zweiten Harzformvorgang geformt wird, nachdem das Schaltkreispaket 400 im ersten Harzformvorgang hergestellt wurde. Mit anderen Worten, die mechanische Festigkeit des Schaltkreispakets 400 wird durch diese Befestigungsoberflächen erhöht, und es ist möglich, die mechanische Festigkeit der Wurzel des Vorsprungs 424 besonders durch die Befestigungsoberfläche 432 zu verbessern. Zusätzlich werden die in 11(A) bis 11(C) beschriebenen verschiedenen Wirkungen erzielt.
Der schraffierte Abschnitt in 24 ist ein Abschnitt, der mit dem Harz abgedeckt ist, das im zweiten Harzformvorgang das Gehäuse 302 formt, wie in 11(A) bis 11(C) beschrieben. Eine mechanische Verstärkung wird durch Abdecken des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 erhalten. Da ferner der Abschnitt der Befestigungsoberfläche 432 mit dem das Gehäuse 302 ausbildenden Harz abgedeckt ist und die Messoberfläche 430 an ihren beiden Seiten abgedeckt ist, während sie sandwichartig eingebaut wird, werden die Bypassleitung, die Messoberfläche 430 und der freiliegende Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 mit der hohen Genauigkeit fest befestigt. Da ferner der Befestigungsabschnitt 433 im Abschnitt des Vorsprungs 426 ausgebildet ist, ist es möglich, das Schaltkreispaket 400 fest zu befestigen. Da der Befestigungsabschnitt 433 in einer Position vorhanden ist, die vom Befestigungsabschnitt 432 und der Befestigungsoberfläche 434 entfernt ist, und die Richtung der Länge des Befestigungsabschnitts der Richtung entspricht, in der sich die Achsen in den Längenrichtungen schneiden, ist er einfach zu befestigen. Dagegen ist es möglich, die Fläche zu verringern, mit der das Gehäuse 302 das Schaltkreispaket 400 abdeckt, und es ist möglich, die Spannung aufgrund des Unterschieds in der Wärmeausdehnung zu verringern.
Industrielle Verfügbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar als Messvorrichtung zum Messen einer Gasdurchflussmenge, wie zuvor erwähnt.
Bezugszeichenliste

300: thermischer Durchflussmesser
302: Gehäuse
303: vordere Abdeckung
304: hintere Abdeckung
305: externer Anschluss
306: externer Kontakt
307: Kalibrierkontakt
310: Messabschnitt
320: Kontaktanschluss
332: Bypassleitungsrinne an der Vorderseite
334: Bypassleitungsrinne an der Rückseite
356, 358: Vorsprung
359: Harzabschnitt
361: innere Buchse des externen Kontakts
365: Verbindungsabschnitt
372, 374: Befestigungsabschnitt
400: Schaltkreispaket
412: Anschlusskontakt
414: Kontakt
422: Paket-Hauptkörper
424: Vorsprung
430: Messoberfläche
432, 434: Befestigungsoberfläche
436: freiliegender Abschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche
438: Öffnung
452: Temperaturerfassungsabschnitt
590: gepresstes Passloch
594, 596: Neigungsabschnitt
601: Durchflussmengenerfassungskreis
602: Luftströmungserfassungsabschnitt
604: Verarbeitungseinheit
608: Wärmegenerator
640: Heizungsregelbrücke
650: Brückenkreis der Luftströmungserfassung
672: Diaphragma

Claims

Thermischer Durchflussmesser, Folgendes umfassend: eine Bypassleitung zum Aufnehmen und Strömen von Messzielgas, das in einer Hauptleitung strömt; ein Schaltkreispaket mit einem Luftströmungsmesskreis zum Messen einer Luftströmung mittels Durchführung einer Wärmeübertragung in Bezug auf das in der Bypassleitung strömende Messzielgas und mit einem Temperaturerfassungsabschnitt, der eine Temperatur des Messzielgases erfasst; und ein Gehäuse, das mit einem externen Kontakt versehen ist, der ein die Luftströmung anzeigendes elektrisches Signal und ein die Temperatur des Messzielgases anzeigendes elektrisches Signal ausgibt und das Schaltkreispaket trägt, wobei das Schaltkreispaket so aufgebaut ist, dass der Luftströmungsmesskreis und der Temperaturerfassungsabschnitt in Harz eingebunden sind und der Temperaturerfassungsabschnitt einen Vorsprung aufweist, der vom Schaltkreispaket-Hauptkörper vorsteht, und der Vorsprung in einer Form ausgebildet ist, die an ihrer Wurzel dicker ist als am führenden Endabschnitt und deren Halsabschnitt sich allmählich zum vorderen Ende hin verschmälert.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Wurzel des Vorsprungs größer ist als sein führender Endabschnitt in einem vertikalen Querschnitt einer Vorstehrichtung und eine Form aufweist, bei der der Querschnitt sich allmählich zum führenden Ende des Vorsprungs hin verjüngt.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei ein Vorsprung, der von einem äußeren Umfang des Vorsprungs nach außen weg steht, ausgebildet ist, und der Vorsprung sich von der Wurzel des Vorsprungs zum führenden Ende des Vorsprungs hin erstreckt.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 3, wobei der Vorsprung im Halsabschnitt des Vorsprungs mit einem Harz des Gehäuses abgedeckt ist.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei der Paket-Hauptkörper zwei flache Stirnflächen aufweist, und Seitenflächen, die an äußeren Umfängen der beiden Stirnflächen ausgebildet sind und die beiden Stirnflächen verbinden, und in einer Form so ausgebildet ist, dass der Vorsprung von den Seitenflächen vorsteht, und die Verbindungsabschnitte zwischen den Seitenflächen und der Vorsprung den Halsabschnitt aufbauen und in einer Form ausgebildet sind, die sich allmählich zum führenden Ende zwischen den einander zugewandten Verbindungsabschnitten verschmälert.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei der Paket-Hauptkörper zwei flache Stirnseiten aufweist, und Seitenflächen, die an äußeren Umfängen der beiden Stirnflächen ausgebildet sind und die beiden Stirnflächen verbinden, und in einer Form so ausgebildet ist, dass der Vorsprung von den Seitenflächen vorsteht, und in einer Form so ausgebildet ist, dass eine Dicke zwischen den beiden Stirnflächen dicker ist als der Temperaturerfassungsabschnitt des Vorsprungs, und die Dicke eine Form aufweist, die sich allmählich zum führenden Ende hin verschmälert.
Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Vorsprung, der vom Paket-Hauptkörper vorsteht, in eine stromaufwärtige Richtung der Strömung des in der Hauptleitung strömenden Messzielgases vorsteht.
Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Vorsprung, der vom Paket-Hauptkörper vorsteht, in einer Richtung der Bypassleitung vorsteht.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 8, wobei die Bypassleitung eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung auf der mittleren Seite der Hauptleitung aufweist, und eine Leitung aufweist, welche die Einlassöffnung und die Auslassöffnung näher zu einer Wandoberfläche der Hauptleitung verbindet als die Einlassöffnung und die Auslassöffnung, ein Loch, das zur Hauptleitung offen ist, zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung bereitgestellt ist, und die Leitung die Einlassöffnung und die Auslassöffnung verbindet, und der vom Paket-Hauptkörper vorstehende Vorsprung in Richtung der Bypassleitung vorsteht, und der am führenden Ende des Vorsprungs bereitgestellte Temperaturerfassungsabschnitt im Loch angeordnet ist, das zur Hauptleitung offen ist.
Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der vom Paket-Hauptkörper vorstehende Vorsprung in seinem inneren Abschnitt mit einem Leiter versehen ist und das Temperaturerfassungselement an einen führenden Endabschnitt des Leiters elektrisch angeschlossen ist.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 10, wobei der Vorsprung in seinem inneren Abschnitt einen ersten Leiter, an den das Temperaturerfassungselement angeschlossen ist, einen zweiten Leiter, der mit einem elektrischen Schaltkreis im inneren Abschnitt des Paket-Hauptkörpers verbunden ist, und einen Anschlussdraht aufweist, der zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bereitgestellt ist und zum elektrischen Anschließen des ersten Leiters und des zweiten Leiters bereitgestellt ist.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 7, ferner umfassend: ein Gehäuse, welches das Schaltkreispaket aufnimmt und einen externen Kontakt zum Ausgeben eines elektrischen Signals, das eine Luftströmung anzeigt, und eines elektrischen Signals, das eine Gastemperatur anzeigt, die vom Schaltkreispaket gemessen werden, aufweist, wobei der Schaltkreispaket-Hauptkörper des Schaltkreispakets im inneren Abschnitt des Gehäuses bereitgestellt ist, und der im Schaltkreispaket bereitgestellte Vorsprung vom Gehäuse vorsteht.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 7, wobei der Schaltkreispaket-Hauptkörper in seinem inneren Abschnitt ein Diaphragma zum Messen einer Luftströmung und eine Verarbeitungseinheit zum Ausgeben der Luftströmung aufweist, und der Vorsprung vom Schaltkreispaket-Hauptkörper in einer Richtung vorsteht, die eine Linie schneidet, die eine Position des Diaphragmas und eine Position der Verarbeitungseinheit verbindet.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 8, wobei der Schaltkreispaket-Hauptkörper in seinem inneren Abschnitt ein Diaphragma zum Messen einer Luftströmung und eine Verarbeitungseinheit zum Ausgeben der Luftströmung aufweist, und der Vorsprung vom Schaltkreispaket-Hauptkörper in einer Richtung entlang einer Linie vorsteht, die eine Position des Diaphragmas und eine Position der Verarbeitungseinheit verbindet.