JP2004132351A - 自動車用エレクトロニクスのリードフレーム - Google Patents

自動車用エレクトロニクスのリードフレーム Download PDF

Info

Publication number
JP2004132351A
JP2004132351A JP2003106380A JP2003106380A JP2004132351A JP 2004132351 A JP2004132351 A JP 2004132351A JP 2003106380 A JP2003106380 A JP 2003106380A JP 2003106380 A JP2003106380 A JP 2003106380A JP 2004132351 A JP2004132351 A JP 2004132351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
housing
temperature
nozzle
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003106380A
Other languages
English (en)
Inventor
Leon Bogdanov
レオン ボグダノフ
Ralph J Ross
ラルフ ジェイ ロス
Richard W Caron
リチャード ダブリュ キャロン
Edward P Mcleskey
エドワード ピー マックレスキー
Eric C Myers
エリック シー メイヤーズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Visteon Global Technologies Inc
Original Assignee
Visteon Global Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Visteon Global Technologies Inc filed Critical Visteon Global Technologies Inc
Publication of JP2004132351A publication Critical patent/JP2004132351A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

【課題】耐食性であって構造的に安定したリードフレームを提供する。
【解決手段】流動中の流体の質量を検出する装置が開示される。この装置は、流体サンプル採取部分及び回路空所部分を備えたハウジングを有する。流体サンプル採取部分は、流体運搬ダクト内に位置決め可能であり、流れ通路を有する。ノズルが、この流れ通路と流体連通状態にあり、ノズル出口を有している。電気素子がノズル出口に近接して流れ通路内に設けられている。さらに、回路モジュールが、電気素子と連絡状態にあり、回路モジュールは、電気素子の電気的性質の変化を検出するために回路空所部分に収納されており、電気的性質の検出された変化は、流動中の流体の質量を求めるために用いられる。コネクタピン部分(602)及び電気的取付け部分(604)を有し、電気素子及び回路モジュールからコネクタピン部分への電路を構成する均質リードフレーム(600)が提供される。
【選択図】   図10

Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、電子部品、例えば集積回路や抵抗素子に電気信号を送受信する導電性リードフレームを備えた電子部品に関する。
【0002】
【発明の背景】
従来、種々の電気部品からの電気信号を運ぶリードフレームは、2つの互いに異なる導電性材料で作られている。例えば、腐食性空気流環境にさらされるリードフレームの部分にはステンレス鋼材料が用いられ、リードフレームのコネクタピン部分は、銅で作られている。
しかしながら、これら材料で作られたリードフレームには大きな問題のあることが分かっている。例えば、銅の延性により、ピンは曲げの影響を受けやすくなる。さらに、リードフレームを2つの互いに異なる材料で形成する方法は、コスト高を招く。
したがって、耐食性であって構造的に安定した新規且つ改良型のリードフレームが要望されている。さらに、新規且つ改良型のリードフレームは、従来型リードフレームよりもコストがかからないことが必要である。
本発明の実施形態では、ステンレス鋼で作られた均質リードフレームが提供される。
【0003】
【発明の概要】
本発明の実施形態では、本発明に従って内燃機関内へ導き入れられる空気の量を測定する流体質量流量センサが提供される。本発明の流体質量流量センサは、空気質量流量の読みの精度を向上させる外部吸気測温体を有する。応答時間を短くする外部低温ワイヤ素子が更に設けられる。本発明の流体質量流量センサは、系統圧力降下を小さくする改良型の空気力学的設計のものである。高温素子を収納した一体成形絶縁ジェットノズルが、ハウジングの流体サンプル採取部分の管状流れ通路内に設けられる。その結果、内部流れ通路の圧力降下を小さくすることができる。加うるに、本発明の結果として、SN比の向上及びダイナミックレンジの拡大という有利な結果が得られる。さらに、電子部品、例えば集積回路や抵抗素子に電気信号を送受信する均質リードフレームが提供される。
本発明の実施形態では、ノズルの円形開口部又は入口を備えた流体質量流量センサが提供される。
【0004】
本発明の別の実施形態では、制御エレクトロニクスが、サンプル採取部分の上に位置する流体質量流量センサハウジングの長手方向に延びる部分内に設けられる。かくして、本発明により、一体形回路空所及びサンプル採取部分が一パッケージの状態で得られる。
本発明の別の特徴によれば、吸入空気(吸気)のサンプルを捕捉する定半径rをもつU字形流れ通路が設けられる。
本発明の更に別の実施形態では、流体が流れ通路の底部及びハウジングの側部から流出できるようにU字形流れ通路の出口が設けられる。
【0005】
本発明の更に別の実施形態では、本発明によれば、ジェットノズルの出口のところで流れ通路内に測定素子が設けられる。
本発明の更に別の特徴によれば、測定素子は、先細ノズルの出口のところに心出しされる。
本発明の更に別の実施形態では、制御エレクトロニクスは、回路空所内で流れ通路に隣接して設けられている。
本発明の別の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下の説明及び特許請求の範囲を考慮すると明らかになろう。
【0006】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
今、図1及び図2を参照すると、本発明に従ってダクト中を流れる流体の量を計算する流体質量流量センサ10の分解図及び斜視図がそれぞれ示されている。センサ10の一用途は、内燃機関(図示せず)内に導入される空気の量を測定することにある。しかしながら、本発明の範囲は、センサ10について他の用途及び分野にも及ぶ。例えば、センサ10を用いると、ダクト(内燃機関の吸気ダクト以外のダクト)を通って流れる流体(空気以外の流体)の量を計算することができる。流体質量流量センサ10は、ハウジング12と、ハウジングカバー14と、補助ハウジングカバー16と、エレクトロニクスカバー18と、ガスケット20とを有している。
【0007】
ハウジング12は、一体形コネクタ30を有し、このコネクタ30は、流体質量流量センサ10の外部に設けられたエンジン作動制御エレクトロニクスと電気的連絡状態にあると共に中央ハウジング部分34内に設けられた回路モジュール32と電気的連絡状態にあるコネクタ端子(図示せず)を備えている。ハウジング12は、中央ハウジング部分34に隣接して、一体的に取り付けられた流体サンプル採取部分36を更に備えている。流体サンプル採取部分36は、ノズル39内へ開口した入口38を有している。ノズル39は、実質的にU字形の流れ通路40と連通している。U字形流れ通路40は、出口42で終端している。
【0008】
ノズル39は、全体としてジェットノズル形態又は形状のものである。さらに説明するように、ノズル39は、全体として円形の開口部又は入口38で構成されており、この開口部又は入口は、長手方向に狭まった又は収束した楕円形側面(図7Bに示されている)と交わっている。ノズルの長手方向に収束した楕円形側面は、ノズル39の出口41のところに比較的高い圧力を生じさせる。さらに、ノズル39のジェットノズル形態により、出口41のところに位置する臨界領域43が形成され、これを横切る流体の流れ速度は一様である。ノズルにより形成されたこの臨界領域の存在により、以下に説明するように流体流れ検出及び測定が促進される。通路40を通る流体の流れを一段と促進させるため、楔形デフレクタ45が、出口42の上流側に位置したハウジング12の端部に設けられている。楔形デフレクタ45は、有利には出口42に隣接して低圧領域を生じさせるよう傾斜した表面を有している。デフレクタ45の表面の角度(これは、図7Bにおいてαで示されている)が流体流れ方向に対して小さすぎると、出口42のところに生じる圧力降下の度合いが不十分になる。逆に、デフレクタ45の表面の角度が流体流れ方向に対して大きすぎても、出口42のところに生じる圧力降下の度合いは不十分である。好ましくは、デフレクタ45の表面の角度αは、水平線に対して47°〜60°である。
【0009】
図2に示すように、複数の抵抗素子が、作動的に設けられていてハウジング12によって支持されており、しかも電気導体、例えば一体成形リード線又は端子により回路をモジュール32と電気的連絡状態にある。抵抗素子としては、高温ワイヤ素子44、低温ワイヤ素子46及び内部流体温度(IAT)素子又は測温体48が挙げられる。一般に、これら素子は、温度の関数として抵抗が変化する。
【0010】
回路モジュール32は、これら素子によって消費される電力をモニターすることにより通路40を通って流れる流体、例えば空気を検出する。回路モジュール32は、単一の集積回路チップであってもよく、或いは別々の回路及び集積回路が取り付けられた基板であってもよい。素子の検出抵抗の変化は、出力信号に変換され、この出力信号は、電子式エンジン制御システム(図示せず)によって受け取られる。典型的には、電子式エンジン制御システムは、空燃比を制御することによりエンジン内へ注入される燃料の量を調節する。
【0011】
IAT素子48は一般に、サーミスタ又はこれと類似した装置である。素子48は、内燃機関の吸気サイクル中の吸気温度の正確な読みを保証するようハウジング12に取り付けられている。図2に示すように、素子48は、高温素子44からの熱の放散により生じる流体加熱効果を最小限に抑えるために好ましくは通路40の外部に設けられている。
【0012】
本発明の好ましい実施形態では、白金製巻線抵抗器で作られた素子44,46を有する流体流量センサ10が提供される。一般に、これら素子は、正の温度係数を有している。かくして、素子に抵抗の変化があれば、かかる変化は同一方向における温度変化と一致することになる。即ち、温度が上がると抵抗が増大し、温度が下がると抵抗が減少することになる。好ましくは、高温素子44が、臨界領域43内でノズル39の出口41のところに設けられている。臨界領域内に高温素子を設けることにより、速度が同一の流体が高温素子上をこれに沿って流れ、それにより熱が素子の表面全体にわたって均等に消散する。かくして、本発明により、流体流量の検出が促進される。
【0013】
本発明の実施形態では、高温素子44の抵抗は例えば21.1℃で20オームであるのがよい。かくして、温度が17.2℃だけ上がると、高温ワイヤの抵抗は約0.025オームだけ増大する。高温素子44は主として、通路40を通って流れる流体の速度を検出するために用いられ、かかる速度から、通路40を通って流れる流体の質量を導き出すことができる。
【0014】
低温ワイヤ素子46は公称抵抗が例えば21.1℃において500オームであるのがよい。低温ワイヤの温度が17.2℃だけ上がると、低温ワイヤの抵抗は約0.5オームだけ増大することになる。低温ワイヤ素子46の主要な目的は、温度の補正を行うことにある。
【0015】
作用を説明すると、高温ワイヤ素子44は、周囲温度よりも約200℃高い温度に保持される。これは、高温ワイヤ素子を分圧器回路内に配置することにより達成される。図3を参照すると、高温ワイヤ素子44を一定の抵抗及び一定の温度に保つ本発明の例示の分圧器回路500が示されている。本発明の実施形態では、回路500は、他の制御回路と一緒に集積回路32内に設けられる。例示の回路500は、演算増幅器(オペアンプ)506と連絡状態にある2つの分圧器ネットワーク502,504を有している。分圧器ネットワーク502は一般に、500オームの2つの抵抗器508,510を有し、これら抵抗器は、50%分圧器ネットワークを形成し、オペアンプ506のプラス(+)ピン512をライン518上の出力電圧の半分にする。他方の分圧器ネットワーク504は一般に、高温ワイヤ素子44と直列接続関係にある25オームの抵抗器514を有している。オペアンプ506のマイナス(−)ピン516が、抵抗器514と高温ワイヤ素子44との間に接続されている。かくして、このネットワークの比は、20オーム:45オームの比で始まり、したがってマイナスピン516は、出力電圧の20/45にされる。例えば、出力ライン518上のオペアンプの出力電圧は、プラスピン512上の電圧がマイナスピン516上の電圧よりも大きいと増大することになる。これと同様に、ライン518上の出力電圧は、プラスピン512上の電圧がマイナスピン516上の電圧よりも小さいと減少することになる。したがって、ライン518上のオペアンプの出力電圧は、プラスピン512上の電圧をマイナスピン516上の電圧に等しくするのに必要な電圧の大きさだけ増減することになる。
【0016】
抵抗器ネットワーク502はマイナスピン516上の出力電圧の44%と比較して出力電圧の50%である大きな電圧をプラスピン512上に生じさせるので、ライン518上のオペアンプ出力電圧は増大することになる。電圧が増大すると、高温ワイヤ素子44によって消費される電力により、高温素子の抵抗が増大する。高温素子44の温度を93.3℃だけ増大させるのに静止状態の空気中では1/4ワットの電力を要する。温度の93.3℃の上昇により、高温ワイヤ素子44の抵抗が5オームだけ増大する。増大した温度における高温ワイヤ抵抗と抵抗器ネットワーク504の全抵抗の比は、50%分圧器ネットワークを形成する。かくして、オペアンプ506のプラスピン512及びマイナスピン516は、両方のネットワーク502,504が50%分圧器ネットワークを形成するので同一電圧の状態にある。かくして、高温ワイヤ素子44の温度は約132.2℃に達するようにされる。
【0017】
回路500は、ライン518上の出力を電子式エンジン制御モジュール(図示せず)に送り、この制御モジュールは、当該技術分野で周知のように最適エンジン作動を得るための適正な空燃比を定める。上述したようにプラスピン512及びマイナスピン516上の電圧が等しくなるようにするためには上述のように1/4ワットが必要なので、次式、即ち電力=(電圧) /抵抗を用い、次に電圧(V)、即ちV=(電力×抵抗)1/2 又は(0.25×25)1/2 について解くことにより高温ワイヤ素子44及び抵抗器514にかかる電圧を計算することができる。直列接続の抵抗器にかかる電圧が加わるので、回路の公称出力は、空気の流れがない場合には5ボルトである。明らかなこととして、使用する回路部品を多くするとシフトが均一化されると共に回路500の出力が増幅される。
【0018】
空気が高温ワイヤ素子44上をこれに沿って流れると、電力が熱の形態で高温ワイヤ素子から空気に伝達される。高温ワイヤ素子44から放出された熱により、素子44の抵抗が減少する。抵抗を減少させることにより、マイナスピン516に印加される電力が減少する。したがって、ライン518上の出力電圧が増大し、より多くの電力が高温ワイヤ素子44によって消散される。かくして、高温ワイヤ素子によって消散される電力の増大により、素子44の温度は増大し、132.2℃に戻る。この温度に達すると、オペアンプ506のピン512,516上の電圧は平衡状態になる。
【0019】
したがって、回路が高温ワイヤ素子44の抵抗を調整するので、ライン518上の回路の出力は、例えば高温ワイヤから奪われる熱の形態の電力の平方根に2をかけて得た値から5ボルトを引いたものに比例する。高温素子44によって消散される公称電力は、1/4ワットであり、これは、高温ワイヤ素子44を132.2℃に保つのに必要な電力の大きさである。高温ワイヤ素子から奪われる熱は、より多くの電力を素子44に加えることにより回復される。高温ワイヤの抵抗は、25オームに調節され、かくして抵抗は一定であると考えられる。奪われた電力は、加えられた電力から高温ワイヤを132.2℃に維持するのに必要な大きさを引いたものに等しい。電力の公式を電圧、即ちV=(電力×抵抗)1/2について解くと、高温ワイヤ素子44に加えられた電力の増大分も又、25オーム抵抗器に加えられる。したがって、素子44から除かれた電力を補償するのに必要な電力は2倍になる。
【0020】
センサ10の適正な動作のためには、高温ワイヤ素子44の温度は、周囲温度よりも200℃高い温度に維持される必要がある。周囲温度が一定の場合、温度の補正を行う必要はない。即ち、温度の差が一定であることは、空気流量が一定であるとすれば、同一量の電力が高温ワイヤ素子44から消散されることを保証する。しかしながら、流体流量センサを自動車内に配置する場合(図8に示すように)、周囲空気温度は一定ではない。典型的には、センサ10は、凝固点よりも低い温度や沸点よりも高い温度にさらされることになる。かくして、予想温度よりも低い空気流温度により、出力電圧は所望レベルよりも高くなり、予想温度よりも高い温度により、出力電圧は所望レベルよりも低くなる。
【0021】
本発明は、自動車内に存在する可変周囲温度環境を補償する温度補正を可能にする。温度補正は、低温ワイヤ素子46を用いることにより達成される。低温ワイヤ素子46は、図3に示すように抵抗器510に代えて抵抗器ネットワーク502内に設けられている。回路500は、低温ワイヤ素子46を温度補償のために用いる。素子46は、ハウジング12によって支持され、流れ通路40の外部の空気流中に配置されている。低温ワイヤ素子46を空気流中に配置することにより、回路は周囲空気温度の変化に迅速に応動することができる。低温ワイヤ素子46の温度は、流入空気の温度変化に追随することになる。低温ワイヤ素子の抵抗(500オーム)は素子の両端前後の電圧降下と比べて比較的大きいので、消散される電力は非常に小さい。例えば、素子46の抵抗は21.1℃では500オームであり、電圧降下は2.5ボルトである。さらに、素子46によって消散される電力は、0.0125ワットであり、その結果、温度が約+12.2℃上昇することになる。
【0022】
したがって、低温ワイヤ素子46の抵抗が5オームだけ増大し、抵抗器ネットワーク502の抵抗比が変化することになる。例えば、プラスピン512に印加された電圧は、ライン518上の出力電圧の505/1005又は50.25%に等しい。この場合、抵抗器ネットワーク504も又、出力電圧の50.25%に等しい比を生じさせる必要がある。かくして、同一の比を生じさせるため、高温ワイヤ素子の抵抗は、50.25%の同一の抵抗器を生じさせるためには25.25オームに維持される必要があり、かくして、高温ワイヤ素子44は、低温ワイヤ素子46よりも200℃高い温度に維持され、或いは周囲温度が21.1℃の場合137.7℃に維持されることになる。低温ワイヤ素子46は、21.1℃の周囲温度よりも+12.2℃高い。極端な環境条件に対処するのに必要な温度差は、維持される。この回路の公称出力は依然として5ボルトである。高温ワイヤ素子の温度を93.3℃だけ上昇させるには1/4ワットの電力が必要である。電力方程式を電流(i)について解くと、i=(電力/抵抗)1/2 となる。かくして、高温ワイヤネットワーク中の電流は、0.099503アンペア((0.25/25)1/2 )に等しい。出力電圧はこの場合(0.099503×50.25)であり、これは約5ボルトである。図3の回路は、周囲空気温度の変化に合わせて動的に順応することができる。というのは、低温ワイヤネットワーク中の温度変化は、高温ワイヤネットワークの特性に正比例するからである。
抵抗の値及び抵抗の変化は、説明の目的のためにのみ示されており、他の値を使用できることは当然である。
【0023】
次に図4A及び図4Bを参照すると、本発明のハウジングカバー14の斜視図が更に示されている。図4Aは、ハウジングカバー14を内側から見た図であり、図4Bは、ハウジングカバー14を外側から見た図である。ハウジングカバー14は、突条又は隆起部60,62に沿ってハウジング12に固定的に接合されている(これは、図4Cに示されている)。隆起部60は、ハウジングカバー14の内面64から突き出て、ハウジング12の内面52に設けられたチャネル50と嵌合関係をなして密封を可能にする。ハウジングカバー14の内面64から突き出た隆起部62は、表面52内で流れ通路40の周囲の周りにぐるりと設けられたチャネル54と嵌合関係をなして密封を可能にし、かくして密閉された流れ通路40が形成される。ハウジングカバー14は、製造中、集積回路32への接近を可能にする開口窓66を更に有している(これは、図4Cに示されている)。例えば、開口窓66は、製造の際の校正工程中に集積回路32への接近を可能にする。さらに、図4Cに示すように、集積回路32は、ハウジング12上に設けられた種々の端子及び(又は)接合パッドへのワイヤ接合部を用いることによりワイヤボンディングが施されている。
【0024】
図4Bに示すように、窓66の周囲の周りにはぐるりとチャネル68が設けられ、補助ハウジングカバー16をハウジングカバー14に嵌合関係をなして封着するようになっている。さらに、側開口部70により、流れ通路40から出た空気が側面72とカバー14の両方から流出できる。傾斜部分75が表面72に設けられ、表面上をこれに沿って流れる空気を集めて低温ワイヤ素子46に差し向けるようになっている。
【0025】
補助ハウジングカバー16を内側から見た斜視図が図5に示されている。カバー16は、周囲突条又は隆起部80を有し、この突条80は、窓66の周囲に沿ってチャネル68内でハウジングカバー14と嵌合関係をなして密封を可能にする。補助ハウジングカバー16は、実質的に平らであり、かかる補助ハウジングカバーを、集積回路32によって生じる熱を消散させるために伝熱材料、例えば金属で構成するのがよい。図1に示すように、補助ハウジングカバー16は全体として平らな外面84を有している。カバー16をハウジングカバー14上に配置した後では、カバー14と補助ハウジングカバー16は両方とも、センサ10の周りを流れる空気の擾乱を最小限に抑えるよう長手方向に延びる全体として平らな表面を生じさせる。
【0026】
エレクトロニクスカバー18を内側から見た斜視図が、図6に示されている。本発明の実施形態では、回路32は、カバー18に結合され、その結果得られた回路とカバーの組立体が、カバー18に装入され、これに嵌合関係をなして密着している。カバー18は、カバー18の表面85から隆起した突条83を有している。突条83は、ハウジング12に設けられた対応関係をなすチャネル(図示せず)と密封関係をなして嵌合し、それにより耐候性のセンサハウジングを形成する。好ましくは、カバー18は、回路モジュール32から出る熱を吸収するヒートシンクとして機能する。本発明の実施形態では、ヒートシンク18は、金属材料、又はこれと類似した伝熱特性を備えた他の材料から作られる。
【0027】
本発明の完全組立状態の流体質量流量センサ10の斜視図が、図7Aに示されている。フランジ90が、ハウジング12に一体に形成され、このフランジは、複数の取付け孔92,94を有している。取付け孔92,94は、センサ10を取付け面に固定する締結具(図示せず)、例えばねじを受け入れる。さらに、フランジ90は、以下に説明するようにエンジン吸気ダクト304(図8に示す)にぴったりと係合する合致面96を有している。フランジ段部又は棚部98に係合するよう形づくられたガスケット20が、エンジン吸気ダクトとフランジ90との間に設けられて流体質量流量センサ10と吸気ダクト304との間に気密封止状態を生じさせている。
【0028】
図7Aに示すように、空気は、流体質量流量センサ10の入口38に矢印iで示される方向で流入し、そして矢印oで示される方向で出口42から流出する。入口38は全体として円形であり、図7Bに示すように、断面が全体として楕円形である。
【0029】
特に図7Bを参照すると、楕円形の表面200は、入口38及びノズル39の周囲を定めている。さらに、図示のように、楕円形表面200は、長手方向軸線202に沿って狭まり又は収束し、長手方向に狭まり又は収束した楕円形表面を有する入口及びノズルを形成している。この入口及びノズルの形態は、ジェットノズルと呼ばれている。さらに、このジェットノズルの形態により、ノズルの出口のところに一様な流体流れ速度をもつ臨界領域が生じることが知られている。上述のように、本発明は、従来技術と比較して精度が向上している。というのは、例えば高温素子44が臨界領域内に設けられ、したがって流入する流体で均一に冷却されるからである。
【0030】
次に、図8を参照すると、本発明に従って流体質量流量センサを動作的に納めることができる例示の自動車環境が示されている。代表的には、自動車は、新鮮な空気を車のエンジン(図示せず)に供給する吸気マニホルド300を有している。一般に、吸気マニホルド300は、吸入空気を濾過し、マニホルド300中に引き込まれる空気から汚染要因物を抽出するフィルタ302を有している。
【0031】
吸気マニホルド300は代表的には、清浄な空気を車のエンジンに送るためにエアダクト304に取り付けられている。図示のように、流体質量流量センサ10は、エアダクト304に設けられた孔306を通って配置されてエアダクト304にしっかりと固定されている。外部空気が、矢印Aで示す方向で吸気マニホルド300に引き込まれ矢印A′,A″で示すようにマニホルド300を通って流れる。吸入空気がエアダクト304に達すると、吸入空気の一部は、矢印iで示すように空気質量流量センサ内に流れ、次に矢印oで示すように流体質量流量センサから流出する。吸入空気は全て最終的にはエアダクト304から出て、矢印eで示すように車のエンジンに流入する。エアダクト304を通って流れる空気の量に関する情報を含み、集積回路32について行われた測定及び処理から導き出される電気的制御信号が、コネクタ308及びワイヤハーネス310を介して車の電子制御システムに伝送される。
【0032】
本発明の範囲は、流体質量流量センサ10を構成する組立て及び(又は)製造法に及んでいる。最初の工程では、抵抗素子をはんだ又は他のこれに類似した材料を用いてハウジングに電気的に接続する。次の工程では、エレクトロニクスカバー18と集積回路32の組立体を接着剤又はこれに類似した材料を用いてハウジング12に取り付ける。次の工程では、ハウジングカバー14をハウジング12に嵌め、そして接着剤又はこれに類似した材料を用いてこれに接着する。次の工程では、組立体を接着剤の硬化に適したオーブン又は他の環境内に置く。次の工程では、集積回路32をハウジング12上の端子及び(又は)接合パッドへのワイヤボンディングを行う。次の工程では、集積回路32の校正及び(又は)調整を行うと共に(或いは)回路32内に設けられた抵抗器を微調整する。次の工程では、補助ハウジングカバー16をハウジング12に嵌め、接着剤又はこれに類似した材料を用いてこれに接着する。最終工程では、センサ10を検査して種々の動作状態及び環境条件で正しく機能することを確認する。
【0033】
次に、図9A〜図9Eを参照すると、本発明の空気質量流量センサハウジング412の変形実施形態が示されている。先の実施形態の場合と同様、ハウジング412は、空気質量流量センサからの電気信号を図9Aの斜視図及び図9Bの断面図に示すように外部回路(図示せず)に伝送する電気端子415を備えたコネクタ側端部414を有している。コネクタ側端部414は、ハウジング412を例えばエンジン(図8参照)の空気取入れ口エアダクト304に取り付けることができるフランジ416を更に有している。
【0034】
加うるに、ハウジング412は、中央部分418及び空気サンプル採取端部424を有している。中央部分418は、回路モジュール422を受け入れる孔420を有している。空気サンプル採取通路426が空気サンプル採取端部424のところに設けられている。空気サンプル採取通路426は、入口428、サンプル採取チャネル430及び出口432を有している。サンプル採取チャネル430は、空気サンプル採取端部424内へ一体成形され又は組み込まれている。より詳細には、サンプル採取チャネル430は、2つの部分、即ち、図9A及び図9Cに示すようにハウジング部分430a及びカバー部分430bを有している。ハウジング部分430aは、ハウジング412内へ一体成形され又は組み込まれ、ハウジングカバー部分430bは、ハウジングカバー414に一体成形され又は組み込まれている。ハウジングカバー414をハウジング412に結合すると、2つの部分、即ち、ハウジング部分430aとハウジングカバー部分430bは互いに嵌りあって一様な管状サンプル最終チャネル430を形成する。
【0035】
チャネル430を通る流体の流れを一段と促進するため、ウエッジ形デフレクタ445が、出口442の上流側でハウジング412の端部に設けられている。ウエッジ形デフレクタ445は、出口432に隣接したところに有利には低圧の領域を生じさせるよう傾斜した(水平に対して傾斜した)表面を有している。デフレクタ445の表面の角度(図9Bにαで示されている)が流体の流れ方向に対して小さすぎる場合、出口432のところに生じる圧力降下は不十分である。これとは逆にデフレクタ445の表面の角度が流体の流れ方向(水平線h)に対して大きすぎても、出口432のところに生じる圧力降下は不十分である。好ましくは、デフレクタ445の表面の角度αは、水平線hに対して47°〜60°である。
【0036】
好ましい実施形態では、チャネル430は、拡張管部分431、方向転換部分433及びチャネル出口部分435を有している。拡張管部分は、長さl (図9E参照)を有していて、ノズル出口から方向転換部分433の入口まで延びている。方向転換部分433は、形状が半円形であり、拡張管部分からチャネル出口部分まで延びている。さらに、方向転換部分433は、一定の内側半径rを有する内壁及び一定の外側半径r を有する外壁を備えている(図9E参照)。かくして、本発明は、乱流が減少したサンプル採取チャネル430をもたらす。
【0037】
流体サンプル採取通路426内には温度センサ434が設けられている。温度センサ434は、温度センサ434の出力又はパワー散逸度の変化を表す電気信号の検出及び信号処理のための回路モジュール424と連絡状態にある。次に、処理されると共に(或いは)調整された信号を電気リード線フレームを介して端子415に送り、外部回路に伝送する。
【0038】
流体サンプル採取通路426の入口428は、楕円形をなして収束し又は細まった内面436を有するよう形作られており、この内面436は、図9Bに示すように、ジェットノズル437を構成している。温度センサ434は、ジェットノズル437の出口438のところに位置決めされている。この場合も又、流体サンプル採取通路426のチャネル430は好ましくは形状が管状である。さらに、ジェットノズルの出口438は、図9Dの流体サンプル採取端部424の部分拡大図に示すように、管状チャネル430の直径t未満の直径eを有している。ジェットノズル出口438と管状チャネル430の直径の差により、ノズル出口438とチャネル430のインタフェースのところに移行部分460が作られる。この移行部分460内に完全に環状の渦が生じる。かかる制御された完全に環状の渦は、移行部分460内でスピンし、ノズル出口438の周りにぐるりと円周方向に延びる流体軸受500を形成する(図9E参照)。流体軸受500には、サンプル採取チャネル430を通る流体の流れを促進する実質的に摩擦のない領域を移行部分460のところに生じさせる。
【0039】
特に図9Eを参照すると、チャネル430を通って流れる流体の方向及び速度を示す流体力学計算図が示されている。図示のように、流体は、入口428に流入し、流体がノズル出口438に向かって流れる時に流体の速度及び圧力が増大する。ノズル出口からチャネル430の開口部への移行部のところで、流体の圧力及び速度は、チャネルの直径tがノズル出口の直径eよりも大きいので(図9Dに示されている)劇的に減少する。上述したように、チャネル430は、拡張管長さl を備えた拡張管部分431を有している。拡張管部分は、全体としてまっすぐな壁を有し、ノズル出口438とチャネル430の方向転換部分433の入口514との間に延びている。拡張管部分の長さは、流体が最高流体流れ速度で拡張管部分431の端部512に到達する前に拡張管部分の壁510部分に接触し又は「くっつく」ようにあらかじめ定められている。流体軸受500には、ノズル出口438のところに低圧を生じさせる。かくして、流体はノズルを通ってサンプル採取チャネル430に引き込まれ、そしてチャネルの壁510に至り、それにより、流体はチャネル内で後方に再循環するのが阻止される。したがって、本発明は、従来技術と比べて多くの利点を有している。例えば、増大したダイナミックレンジを有し、したがって、流体の質量流量を非常に低い流体の取り入れ速度及び非常に高い流体取り入れ速度で測定することができるようになる。
【0040】
次に、図10を参照すると、電気信号を流体質量流量センサ内に設けられた電子部品からセンサの外部に設けられた電子部品に送受信する本発明のリードフレーム600が示されている。リードフレーム600は、コネクタピン部分602及び電気装置取付け部分604を有している。コネクタピン602は、ハウジングコネクタ端部605と協働して電気コネクタの雄型側部を形成している。かくして、当該技術分野で周知のように、部分605は雌型コネクタ端部と協働し、コネクタピン606は雌型コネクタ端部(図示せず)に挿入されることになる
取付け部分604は、電気装置、例えば集積回路及び抵抗器をリードフレーム600に接続する電気接点タブ又はパッド608を有している。好ましくは、リードフレーム600は、組立てに先立ってリードフレーム安定化バー610によりセンサハウジング内へ一緒に保持される。センサの製造中、ハウジングリードフレーム600は、センサハウジング金型(図示せず)内に配置され、この中で、インサート成形法が行われる。ハウジングを硬化した後、安定化バー610を切断して互いに別個独立の電路を形成する。
【0041】
次に、図11を参照すると、リードフレーム600がインサート成形された状態の本発明のセンサハウジング650の断面図が示されている。雄型コネクタ端部652内に設けられたコネクタピン606は、従来方式で雌型コネクタ端部(図示せず)に電気的に結合されている。本発明によって解決される1つの大きな問題は、コネクタ端部605を雌型コネクタ内に挿入している間のコネクタピン606の曲げ又は損傷である。本発明は、優れた構造用特性及び耐食性を備える均質の材料で作られたリードフレーム600を提供する。例えば、リードフレーム600は好ましくは、ステンレス鋼又はこれに類似した材料で作られている。ステンレス鋼は、コネクタピン606に高い構造的安定性をもたらす。さらに、ステンレス製リードフレーム600は、特に腐食環境にさらされるリードフレーム608の電気取付け部分のところでのリードフレームの腐食を無くす。
【0042】
さらに、本発明のリードフレーム600は、全体的なハウジング構造的安定性を増大させるよう形作られている。例えば、リードフレーム600の一部は、ハウジング650の長さに沿って長手方向に延びる導体612、614を有している。この構成により、ハウジング650の長手方向軸線に沿う構造的安定性が増大する。有利には、本発明のハウジング650は、ハウジングが高い加速場又は振動場にさらされる過酷な環境に耐えることができる。
【0043】
本発明の範囲は、リードフレーム600についての他の使用法及び用途に及ぶ。例えば、リードフレーム600を他形式のセンサ及び電子モジュール内に用いても良い。本発明のリードフレーム600は特に、過酷で腐食性の高い環境、例えば、センサ又は電子モジュールが車両の外部に取付けられ又は車両のエンジンコンパートメント内に設けられた自動車環境にさらされるセンサ及び電子モジュールで有用である。
【0044】
上記説明は、本発明の好ましい実施形態に関している。当業者であれば、かかる説明及び添付の図面並びに特許請求の範囲から、特許請求の範囲に記載された本発明の真の精神及び真の範囲から逸脱することなく本発明の変形例及び改造例を想到できることは容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流体質量流量センサの分解図である。
【図2】本発明の流体質量流量ハウジングの斜視図である。
【図3】本発明の流体質量流量ハウジングカバーの斜視図である。
【図4A】本発明の流体質量流量ハウジングカバーを内側から見た斜視図である。
【図4B】本発明に従ってハウジングカバーが取り付けられたハウジングを外側から見た斜視図である。
【図4C】本発明に従ってハウジングカバーが取り付けられたハウジングの斜視図である。
【図5】本発明の流体質量流量センサのエレクトロニクスカバーを内側から見た斜視図である。
【図6】本発明の流体質量流量センサのエレクトロニクスカバーを外側から見た図である。
【図7A】本発明の流体質量流量センサの完全組立斜視図である。
【図7B】本発明の流体質量流量センサの図7Aの7B−7B線に沿う断面図である。
【図8】本発明に従って流体質量流量センサの例示の場所に更に示された自動車用流体取り入れマニホルドの断面図である。
【図9A】本発明の流体質量流量センサの変形実施形態の斜視図である。
【図9B】本発明の流体質量流量センサの変形実施形態の図9AのB−B線に沿う断面図である。
【図9C】本発明の流体質量流量センサの変形実施形態の斜視図である。
【図9D】本発明の流体質量流量センサの変形実施形態の斜視図である。
【図9E】流体質量流量センサを通る流体の流れ方向及び速度を示す流体力学計算図である。
【図10】本発明のリードフレームの斜視図である。
【図11】本発明の均質リードフレームが収納された流体質量流量センサの断面図である。
【符号の説明】
10 流体質量流量センサ
12 ハウジング
14 ハウジングカバー
16 補助ハウジングカバー
18 エレクトロニクスカバー
20 ガスケット
32 制御モジュール
36 流体サンプル採取部分
39 ノズル
44 高温ワイヤ素子
46 低温ワイヤ素子
48 流体測温体
600 リードフレーム
602 コネクタピン部分
604 電気装置取付け部分

Claims (2)

  1. 流動中の流体の質量を検出する装置であって、流体サンプル採取部分及び回路空所部分を備えたハウジングを有し、流体サンプル採取部分は、流体運搬ダクト内に位置決め可能であって、流れ通路を有しており、前記装置は、流れ通路と流体連通状態にあって、ノズル出口を備えたノズルと、ノズル出口に近接して流れ通路内に設けられた電気素子と、電気素子と連絡状態をなして回路空所部分内に設けられていて、電気素子の電気的性質の変化を検出する回路モジュールとを更に有し、電気的性質の検出された変化は、流動中の流体の質量を求めるために用いられ、前記装置は更に、コネクタピン部分及び電気的取付け部分を有していて、電気素子及び回路モジュールからコネクタピン部分への電路を構成する均質リードフレームを有していることを特徴とする装置。
  2. 電気素子は、ノズル出口のところに配置されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
JP2003106380A 2002-10-11 2003-04-10 自動車用エレクトロニクスのリードフレーム Pending JP2004132351A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/269,232 US6845661B2 (en) 2002-10-11 2002-10-11 Lead frame for automotive electronics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004132351A true JP2004132351A (ja) 2004-04-30

Family

ID=32030377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003106380A Pending JP2004132351A (ja) 2002-10-11 2003-04-10 自動車用エレクトロニクスのリードフレーム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6845661B2 (ja)
JP (1) JP2004132351A (ja)
DE (1) DE10347912B4 (ja)
GB (1) GB2394057A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013104759A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Denso Corp 空気流量測定装置
JP2014508945A (ja) * 2011-03-18 2014-04-10 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 流体媒体の少なくとも1つの特性を検出するための装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006045657A1 (de) * 2006-09-27 2008-04-03 Robert Bosch Gmbh Steckfühler mit optimiertem Strömungsauslass
JP5496027B2 (ja) 2010-09-09 2014-05-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式空気流量計
JP5271997B2 (ja) * 2010-12-28 2013-08-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 吸気温度センサ
JP2013024710A (ja) * 2011-07-20 2013-02-04 Denso Corp 空気流量測定装置
JP5743922B2 (ja) * 2012-02-21 2015-07-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式空気流量測定装置
DE102015102453A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Bandförmiges Substrat zur Herstellung von Chipkartenmodulen, Chipkartenmodul, elektronische Einrichtung mit einem derartigen Chipkartenmodul und Verfahren zur Herstellung eines Substrates
GB2617625A (en) * 2017-10-30 2023-10-18 Zehnder Group Uk Ltd Air flow sensor
GB2568041B (en) * 2017-10-30 2022-11-30 Zehnder Group Uk Ltd Air flow sensor

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4641418A (en) * 1982-08-30 1987-02-10 International Rectifier Corporation Molding process for semiconductor devices and lead frame structure therefor
JPS60230020A (ja) * 1984-04-28 1985-11-15 Toyota Motor Corp 感熱抵抗型流量検出装置
JPH073352B2 (ja) 1987-10-09 1995-01-18 株式会社日立製作所 熱式空気流量計
EP0313089B1 (en) 1987-10-23 1996-09-18 Hitachi, Ltd. Hot wire type of air flow meter and internal combustion engine using the same
US4911008A (en) * 1988-10-03 1990-03-27 Allied-Signal Inc. Hot film anemometer
US5563340A (en) * 1995-03-28 1996-10-08 Ford Motor Company Mass air flow sensor housing
JP3438843B2 (ja) * 1995-06-14 2003-08-18 株式会社デンソー 熱式流量計
JP3527813B2 (ja) 1996-09-02 2004-05-17 株式会社日立製作所 発熱抵抗体式空気流量測定装置
JP3285513B2 (ja) 1997-05-28 2002-05-27 三菱電機株式会社 感熱式流量センサおよび内燃機関の吸気装置
JP3523022B2 (ja) 1997-06-26 2004-04-26 株式会社日立製作所 発熱抵抗体式空気流量測定装置及び内燃機関の吸気系システム及び内燃機関の制御システム
JP3385307B2 (ja) * 1998-05-11 2003-03-10 三菱電機株式会社 流量センサ
JP3553422B2 (ja) * 1999-06-08 2004-08-11 三菱電機株式会社 流量センサ
US6591674B2 (en) 2000-12-21 2003-07-15 Honeywell International Inc. System for sensing the motion or pressure of a fluid, the system having dimensions less than 1.5 inches, a metal lead frame with a coefficient of thermal expansion that is less than that of the body, or two rtds and a heat source

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014508945A (ja) * 2011-03-18 2014-04-10 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 流体媒体の少なくとも1つの特性を検出するための装置
US9618373B2 (en) 2011-03-18 2017-04-11 Robert Bosch Gmbh Device for detecting at least one property of a fluid medium
JP2013104759A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Denso Corp 空気流量測定装置
US8714000B2 (en) 2011-11-14 2014-05-06 Denso Corporation Air flow measuring device and method of making housing for the device

Also Published As

Publication number Publication date
DE10347912A1 (de) 2004-04-22
US20040069060A1 (en) 2004-04-15
GB2394057A (en) 2004-04-14
US6845661B2 (en) 2005-01-25
DE10347912B4 (de) 2005-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6708561B2 (en) Fluid flow meter having an improved sampling channel
US6729182B2 (en) Flow rate sensor, having a protective member and standard member
US8596113B2 (en) Intake air temperature sensor and thermal airflow meter including the same
US6622555B2 (en) Fluid flow meter
US10989128B2 (en) Intake air flow rate measuring device
EP2280251A2 (en) Thermal flow meter
US4682496A (en) Flow rate detecting apparatus having semiconductor chips
JP2004117338A (ja) 改良設計のハウジングを有する流体質量流量計
US6694810B2 (en) Air flow meter
US6786088B2 (en) Gas flow rate measuring apparatus
JP2004116512A (ja) 流体の侵入を減少させる流体流れ装置
US20020118032A1 (en) Heating apparatus containing an array of surface mount components for DUT performance testing
JP2004132351A (ja) 自動車用エレクトロニクスのリードフレーム
US6952968B2 (en) Device for detecting physical quantity having a housing with a groove
CN102656533B (zh) 帕尔贴元件的冷却控制电路
US6782744B1 (en) Gas flow rate measuring apparatus
JP6032140B2 (ja) 流量測定装置
JP5024272B2 (ja) 空気流量測定装置
US20050223794A1 (en) Fluid flow meter having an auxiliary flow passage
JPH11132810A (ja) 空気流量測定装置およびその調整方法
JPH03269324A (ja) 感熱式流量計の検出部

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060703

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20061003

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20061006

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061222

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070122