JP2000002569A - 熱抵抗式空気流量計回路モジュールの取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来は、取り付けネジによる機械的固定法のた
めに、取り付けネジの緩みによる空気流量計測精度のば
らつき、安易な取り外しによる性能悪化の悪化の問題が
あった。 【解決手段】熱抵抗式空気流量計回路モジュールの空気
通路ボディへの取り付け構造を溶着による取り付け構造
として一体化し、容易に取り外せない構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸入空
気流量を計測する熱抵抗式空気流量計回路モジュールの
空気通路ボディへの取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱抵抗式空気流量計の回路モジュ
ールの取付構造としては、特開平9−4487号公報に示す
例がある。従来の例では、空気通路を形成するボディ
は、金属材料とし、熱抵抗素子に接続され、その熱抵抗
素子が検出した信号を処理する回路基板を収納する回路
モジュールのハウジングは、樹脂材料で構成されてい
る。その回路モジュールは、取付ネジを貫通させ、前記
ボディ外部数箇所に開けられたネジ穴に、前記取り付け
ネジによって位置決め固定される構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の取付ネジによる回路モジュールの取付構造では、一方
の回路モジュール側のネジ穴を貫通穴とし、他方のボデ
ィ側のネジ穴を雌ネジとするため、貫通穴内径と取付ネ
ジ外径の隙間によるガタと、ネジ本来の持つ締結構造上
のガタが発生する。そのため、回路モジュール取付位置
の設計値と、実際の取付位置との間にずれが発生し、回
路モジュール母材にインサートされた端子に溶接され、
ボディ内の空気通路中の定位置に配置される熱抵抗素子
の空気流量の検出位置もずれるため、空気流量計間相互
に流量測定精度のバラツキが発生する。

【０００４】また、前記取付構造では、ボディへの回路
モジュール取付時において、初期の締め付けトルク不足
による取付ネジのゆるみ，締め付けトルク過大による取
付ネジの破損，回路モジュール及びボディ材料の経時変
化，クリープ等による取付ネジのゆるみが発生し、前述
と同じ熱抵抗素子の空気流量検出位置ずれが発生するた
め、初期出力値に対するずれが発生し、測定精度が悪化
する問題があった。

【０００５】その他の課題として、前記取付ネジによる
回路モジュールの取付構造では、前記空気流量計を搭載
した内燃機関のユーザーが工具等により、容易に回路モ
ジュールを取り外すことが可能である。そのため、取り
外しにより、前記回路モジュールに固定されてボディ内
の空気通路中に設置されていた熱抵抗素子が露出するた
め、それに触れ、損傷させたり、製品調整時の取付位置
に対してセンシング位置が変化し、出力特性が変化し、
空気流量計の性能を悪化させる問題が有った。本発明の
目的は、取付ネジによらない２部材間の溶着法を使用
し、その溶着法に最適なボディと回路モジュールの結合
部構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、従来技術である樹脂材の溶着法による結合構造を使
用し、結合されるボディと回路モジュール材料を同じ樹
脂材とする。その条件で第１の結合部としてボディ側回
路モジュール取付面にテーパー形状断面を持つ円錐台凸
部を数箇所設け、それらに対向するように回路モジュー
ル側取付面に矩形状断面を持つ凹部を設ける。

【０００７】一方、第１の結合部外周に隣接する第２の
結合部としては、第１の結合部外周との間に溝を備え、
角部を面取りした円柱形状の凸部として設け、それらに
対向するように回路モジュール側には矩形状の凹部を設
ける。これらの第１，第２の結合部の凹凸部同士を嵌め
合わせ、接触加圧させることにより、溶着によるボディ
と回路モジュールの固定が可能となる。

【０００８】即ち、第１の結合部形状であるボディ側テ
ーパー形状断面の円錐台凸部形状は、ボディに回路モジ
ュールを取り付け結合する際に対向するモジュール側凹
部のガイドとなり、位置決めを容易にし、自動化にも対
応しやすい。また、テーパー形状にすることで溶着によ
る有効なシェアジョイント形状を提供することにより結
合力が安定し、回路モジュール取り付け方向に作用する
せん断力に対して抗力が発生する。

【０００９】第２の結合部形状である円柱形状の凹凸は
凸側角部に円周上に面取りを設けることにより前記第１
の結合部同様にシェアジョイント形状を提供し、回路モ
ジュール取り付け方向及びその水平方向に作用する力に
対して効力を与え、取付位置精度を向上させ、第１の結
合部の結合力を補う。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１，図
２，図３，図４，図５，図６，図７により説明する。図
１は本発明の特徴を最も良く表わしている内燃機関用熱
抵抗式空気流量計回路モジュール取付構造の外観図、図
２は本発明の実施例の平面図である。図３はその実施例
の正面による断面図、図４はその側面による部分断面図
であり、図５は本発明の回路モジュール取付用回路モジ
ュール側結合部の断面拡大図であり、図６は本発明の回
路モジュール取付用ボディ側結合部の断面拡大図であ
る。

【００１１】図２は内燃機関の吸入空気量を検出する熱
抵抗式空気流量計であり、回路モジュール１とボディ２
で構成されている。又、図３，図４に示すように、回路
モジュールは、内部に回路基板３を格納するモジュール
ハウジング５と、副空気通路９中に配置された熱抵抗素
子７ａ，７ｂを電気的に接合し、モールド部材１０にイ
ンサートされた支持ターミナル８ａ，８ｂを備えた回路
ベース６と、電気的に接合された前記回路基板３は、前
記モジュールハウジング５上部に固定されるカバー４に
より密閉される構造となっている。

【００１２】又、モジュールハウジング５は、空気流量
を検出する主空気通路１１を備えたボディ１２と前記熱
抵抗素子７ａ，７ｂが配置される前記空気通路９を備え
たモールド部材１０をインサート固定した前記回路ベー
ス６を、前記ボディ１２上部に納めるように前記モジュ
ールハウジング５に接着固定され、そのボディ１２に定
位置で固定される。前記ハウジング５と前記ボディ１２
は、樹脂部材で構成され、それらの２部材が固定される
部位は溶着に好適で嵌め合う形状とする。

【００１３】従来のネジ締め等による機械的締付構造に
よらない、具体的な溶着による結合構造の実施例を図５
（ａ）と（ｂ）及び（ｃ），図６（ａ）及び（ｂ）で説
明する。図５（ａ）と（ｂ）及び（ｃ）にモジュールハ
ウジング５側の溶着による結合部５ａを、図６（ａ）及
び（ｂ）にボディ側の溶着による結合部１２ａの詳細図
を示す。モジュールハウジング５とボディ１２を溶着に
より固定する際、モジュールハウジング結合部５ａは、
超音波等により加振され樹脂が溶融した場合、シェア溶
着可能な体積を保持する第１の溶着部５ｂを円形状に設
け角部を鋭角に設ける。

【００１４】又、第１の溶着部５ｂ下部近傍には、同様
にシェア溶着可能な第２の溶着部５ｃを円筒凸形状とな
るように設ける。前記第１の溶着部，第２の溶着部上部
には、超音波溶着する場合、超音波振動エネルギを局所
的に効率良くモジュールハウジング部材に付加するた
め、溶着部５ｂ，５ｃに上方に加振ツール挿入穴５ｄを
設ける。

【００１５】一方、前記モジュールハウジング側結合部
５ａに対向する様、ボディ側に溶着による結合部１２ａ
を設ける。前記ハウジング側第１の溶着部に対向するボ
ディ側第１の溶着部はシェア溶着可能なテーパー形状の
凸部１２ｂで設け、同様に前記ハウジング側第２の溶着
部５ｃに対向するボディ側溶着部２ｃには角部にテーパ
ーを付加したシェア溶着可能な円筒凸部形状を設ける。

【００１６】実際の溶着動作を図５（ａ）と（ｂ）及び
（ｃ），図６（ａ),（ｂ），図７を用いて説明すると、
モジュールハウジング５に数箇所設けられた結合部５ａ
は、ボディ側結合部１２ａ数箇所に対向させた場合、両
者の中心が寸法的に一致する様に設ける。溶着加振前に
おいてハウジング５の結合部５ａとボディ１２の結合部
１２ａを圧接させると、前記ボディ側結合部１２ａは、
円錐台凸形状１２ｂを保持しているため、モジュールハ
ウジング側結合部５ａ凹部形状を案内する。そこで、超
音波ツールにより加振されることにより、シェア溶着に
おける第１の溶着代５ｅが発生し、結合力が発生する。

【００１７】又、前記第１の溶着部の結合力に加えて、
第２の溶着代５ｆが発生する様、寸法がｔ−Ｔ＞０とな
る様にモジュールハウジング側溶着部５ａの寸法φ
ｄ₁ ，φｄ₂ ，ボディ側溶着部１２ａの寸法φＤ１，φ
Ｄ２を設定する。その結果、第２の溶着代における結合
力を発生させる。

【００１８】従って、前述の第一の溶着部と第二の溶着
部を組み合わせたモジュールハウジングとボディの結合
部を数箇所設けることにより、両者は固定される。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、モジュールハウジング
と空気通路ボディを樹脂材で構成し、各々の結合部を溶
着可能な形状とすることにより、従来使用していた取り
付けネジを無くし、部品点数削減の効果がある。また、
取り付けネジを使用しないため、製品組み立て時の取り
付けネジの締めつけトルク管理が不要となり、使用中の
取り付けネジの緩みによる空気流量計の測定精度悪化を
防ぐ効果がある。また、回路モジュールの取り外しを困
難にすることにより、空気通路ボディ内の熱抵抗素子へ
の外力による損傷を防ぎ、性能悪化を防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の取り付け構造を使用した空気流量計の
回路モジュールと空気通路ボディの外観斜視図。

【図２】本発明の取り付け構造を使用した空気流量計の
平面図。

【図３】本発明の取り付け構造を使用した空気流量計の
横断面図。

【図４】本発明の取り付け構造を使用した空気流量計の
部分縦断面図。

【図５】（ａ）と（ｂ）及び（ｃ）は図１の回路モジュ
ールハウジングのＡ−Ａ線断面図と同図（ａ）の上面図
及び下面図。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は図１のボディ側断面Ａ−Ａ
線断面図及び同図（ａ）の上面図。

【図７】図５，図６の部分拡大した断面図。

【符号の説明】

１…回路モジュール、２…ボディ、３…回路基板、４…
カバー、５…モジュールハウジング、５ａ…モジュール
ハウジング側結合部、５ｂ…モジュールハウジング側第
１の溶着部、５ｃ…モジュールハウジング側第２の溶着
部、５ｄ…加振ツール挿入穴、５ｅ…第１の溶着代、５
ｆ…第２の溶着代、６…回路ベース、７ａ，７ｂ…熱抵
抗素子、８ａ，８ｂ…支持ターミナル、９…副空気通
路、１０…モールド部材、１１…主空気通路、１２…ボ
ディ、１２ａ…ボディ側結合部、１２ｂ…ボディ側第１
の溶着部、１２ｃ…ボディ側第２の溶着部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入空気流量を測定する熱抵抗素子と、そ
   の熱抵抗素子を溶接し電気的に接続される端子と、その
   端子と前記熱抵抗素子が設置される空気通路を形成する
   ボディと、前記端子と接続され前記熱抵抗素子で検出し
   た信号を処理する回路基板を収納し、前記ボディに取り
   付けられる回路モジュールを備えた熱抵抗式空気流量計
   において、前記ボディと前記モジュールの結合部断面が
   テーパー形状となる凸部と矩形状の凹部を組み合わせて
   設けたことを特徴とする熱抵抗式空気流量計回路モジュ
   ールの取付構造。
2. 【請求項２】請求項１において、前記結合部断面がテー
   パー形状及び矩形状の凹凸部に近接する部分に、結合部
   断面が矩形の第２の凹凸部を設けたことを特徴とする熱
   抵抗式空気流量計回路モジュールの取付構造。
3. 【請求項３】請求項１における前記ボディと前記回路モ
   ジュールは、樹脂材で成形されており、それらの結合部
   断面がテーパー形状及び矩形形状の凹凸部と、結合部断
   面が矩形の第２の凹凸部は、溶着により結合されること
   を特徴とする熱抵抗式空気流量計回路モジュールの取付
   構造。
4. 【請求項４】請求項１における前記モジュールの結合部
   断面が矩形状となる凹部と、前記モジュールの結合部断
   面が矩形形状の第２の凹部上部近傍に結合用治具穴を設
   けたことを特徴とする熱抵抗式空気流量計回路モジュー
   ルの取付構造。