JP2015004556A - 物理量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被計測気体に関する物理量を測定する測定部に対して、被計測気体以外の熱の影響を受けることを低減することができる物理量測定装置を提供する。
【解決手段】被計測気体に関する第１および第２の物理量を測定する第１および２の測定部と、第１および前記第２の測定部に接続され、第１および２の測定部からの信号を処理する信号処理部とが、高分子樹脂によりモールド成形されたチップパッケージ４０と、チップパッケージ４０を固定して収容するとともに、第１の測定部に主通路７０から取り込まれた被計測気体を流す第１および第２のバイパス通路１２、１４とが形成されたケーシング１１とを備え、チップパッケージ４０には、第１および第２の測定部との間に信号処理部４４が配置されており、ケーシング１１には、主通路７０からの被計測気体を第１の測定部と第２の測定部との間を流すことにより、信号処理部４４を冷却する冷却部が形成されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、被計測気体に関する物理量を測定するに好適な物理量測定装置に関する。

従来から、被計測気体の流量、圧力、温度、または湿度など物理量を測定する測定部を備えた物理量測定装置がある。たとえば、物理量を測定する測定部の１つとして流量測定素子を備えた流量測定装置などが挙げられる。流量測定素子のうち熱式の流量測定素子は、シリコン基台上にヒータ素子とサーモパイル素子を形成し、このヒータ素子の熱の移動から測定部の流量を測定するセンサである。

この流量センサは広い流量域を測定することが可能であり、比較的精度も良く、低コストであるため、民生用から工業用の計測器まで広範囲において使用されている。また、大規模集積回路においては近年集積度が大幅に向上し、サイズ対機能が非常に優れているため、民生用／工業用問わずにあらゆる電子機器において使用されている。

自動車分野では、例えば内燃機関に吸入空気流量測定装置が用いられており、吸入空気流量測定装置は、副空気通路を形成するケーシングと、副空気通路（副通路）に配置された流量センサとを少なくとも備えている。この吸入空気流量測定装置を主通路（吸気管路または吸気管ともいう）に配置することで、主通路を流れる吸入空気の一部が副空気通路に取込まれる。取り込まれた吸入空気は流量センサの流量検出部が吸入空気流量に応じた信号を出力し、出力した信号を流量センサの大規模集積回路（信号処理部）が信号処理する。

特に、近年、電子制御式燃料噴射装置を用いた自動車が一般化しているが、エンジンルーム内にはセンサや制御機器が密集して配置される。これに伴い、各種センサとそのセンサを制御する制御機器間を接続するハーネスの本数も増え、複雑に入り組む。このため、複数のセンサや制御機器を一体化することにより部品点数の低減、ひいてはエンジンルーム内の景観向上が図られてきた。

そこで、部品点数低減、景観向上の観点から、吸入空気流量以外にも例えば温度測定部、湿度測定部、または圧力測定部などの物理量を測定する部分が装置に一体的に組み込まれる傾向にある。

たとえばこのような装置の一例として、特許文献１には、「吸気管内の吸入空気流量を計測する空気流量測定装置と、吸気管内の湿度を検出する湿度検出装置を一体で構成する装置であって、吸入空気流量を検出する空気流量検出素子が、前記吸気管を流れる空気の一部を取り込む副空気通路の内部に実装され、更に湿度を検知する湿度検知部が、前記副空気通路の内部で開口する第二副空気通路の中に実装された吸入空気流量測定装置」が記載されている。

特開２０１０−４３８８３号公報

しかしながら、特許文献１の如き装置の場合には、被計測気体に関する物理量を測定する複数の測定部が、１つの装置内に集約して一体化されているため、これらの測定部は相互の熱影響を受けやすい。さらに、大規模集積回路である信号処理部は、近年その集積度が増大するとともに、これら複数の測定部に電気的に接続されているため、発熱しやすい。このような結果、各測定部は、被計測気体以外の他の測定部または信号処理部の熱影響を受けるため、その測定精度が低下するおそれがあった。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被計測気体に関する物理量を測定する測定部に対して、被計測気体以外の熱の影響を受けることを低減することができる物理量測定装置に関する。

前記課題を解決すべく、本発明に係る物理量測定装置は、被計測気体に関する第１および第２の物理量を測定する第１および２の測定部と、第１および前記第２の測定部に接続され、第１および２の測定部からの信号を処理する信号処理部とが、高分子樹脂によりモールド成形されたチップパッケージと、チップパッケージを固定して収容するとともに、第１の測定部に主通路から取り込まれた被計測気体を流す第１および第２のバイパス通路とが形成されたケーシングとを備え、チップパッケージには、第１および第２の測定部との間に信号処理部が配置されており、前記ケーシングには、主通路からの被計測気体を前記第１の測定部と前記第２の測定部との間を流すことにより、前記信号処理部を冷却する冷却部が形成されている。

本発明によれば、被計測気体に関する物理量を測定する測定部に対して、被計測気体以外の熱の影響を受けることを低減することができる。

電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る物理量測定装置として、熱式流量計を使用した一実施形態を示すシステム図。 本発明の一実施形態に係る熱式流量計を吸気管に取り付けた状態を示した斜視図。 本実施形態に係るチップパッケージの斜視図。 （Ａ）は、図３に示すチップパッケージの側面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＡ−Ａ線矢視断面図。 図２に示す熱式流量計を上流側から見た側面図。 図５のＢ部拡大図。 図２に示す熱式流量計の正面図。 図７に示すＣ−Ｃ線矢視断面図。 図２に示す熱式流量計のカバーを外した図であり、（Ａ）は、正面カバーを外した状態の正面図、（Ｂ）は、背面側カバーを外した状態の背面図。 図９（Ａ）に示す熱式流量計の斜視図。 図１０のＤ部拡大図。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
以下の実施形態で、本発明に係る物理量測定装置の一例として、被計測気体の流量と湿度を測定する熱式流量計を、内燃機関に搭載された例であり、以下の示す作用効果を期待することができるのであれば、その測定する物理量および搭載される機器はこれに限定されるものではない。

図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本実施形態に係る熱式流量計を使用した一実施形態を示すシステム図である。図１に示すように、エンジンシリンダ１１２とエンジンピストン１１４を備える内燃機関１１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体ＩＡとしてエアクリーナ１２２から吸入され、主通路７０が形成された吸気管７１を含む例えば吸気ボディ、スロットルボディ１２６、吸気マニホールド１２８を介してエンジンシリンダ１１２の燃焼室に導かれる。

燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体ＩＡの流量は、本実施形態に係る熱式流量計１０で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁１５２より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体ＩＡと共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施形態では、燃料噴射弁１５２は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が吸入空気である被計測気体ＩＡと共に混合気を成形し、吸気弁１１６を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。

熱式流量計１０は、図１に示す内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射する方式だけでなく、各燃焼室に燃料を直接噴射する方式にも同様に使用できる。両方式とも熱式流量計１０の使用方法を含めた制御パラメータの計測方法および燃料供給量や点火時期を含めた内燃機関の制御方法の基本概念は略同じであり、両方式の代表例として吸気ポートに燃料を噴射する方式を図１に示す。

燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１５４の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１１８から排気管に導かれ、排気ＥＡとして排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体ＩＡの流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ１３２により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ１３２の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。

エアクリーナ１２２から取り込まれ主通路７０を流れる吸入空気である被計測気体ＩＡの流量、湿度および温度が、熱式流量計１０により計測され、熱式流量計１０から吸入空気の流量、湿度および温度を表す電気信号が制御装置２００に入力される。また、スロットルバルブ１３２の開度を計測するスロットル角度センサ１４４の出力が制御装置２００に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１１４や吸気弁１１６や排気弁１１８の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ１４６の出力が、制御装置２００に入力される。排気ＥＡの状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ１４８の出力が制御装置２００に入力される。

制御装置２００は、熱式流量計１０の出力である吸入空気の流量、湿度、および温度、および回転角度センサ１４６からの内燃機関の回転速度、に基づいて燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁１５２から供給される燃料量、また点火プラグ１５４により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに熱式流量計１０で計測される吸気温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ１４８で計測された空燃比の状態に基づいて制御されている。制御装置２００はさらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ１３２をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ１５６により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。

内燃機関の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも熱式流量計１０の出力を主パラメータとして演算される。従って熱式流量計１０の計測精度の向上や経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには熱式流量計１０により計測される吸入空気である被計測気体ＩＡの流量の計測精度の向上が極めて重要である。

図２は、本発明の一実施形態に係る熱式流量計を吸気管に取り付けた状態を示した斜視図である。図２に示すように、熱式流量計１０は、吸気管７１の開口部に挿入されている。具体的には、後述する熱式流量計１０を構成するハウジング２０の支持部２７が、吸気管７１の取り付け用台座７２に支持された状態で、取り付け穴２８を介して吸気管７１にねじなどの固定具で取り付けられている。また、熱式流量計１０と吸気管７１の開口部壁面との隙間を埋めるように、Ｏリング６３が配置されている。また、後述する熱式流量計１０により計測された物理量である被計測気体ＩＡの流量、湿度、温度、および圧力に関する信号は、コネクタ６１内に配置された外部端子を介して、制御装置２００に送られる。またコネクタ６１の上面には、上面カバー６２が取り付けられている。

図３は、本実施形態に係るチップパッケージの斜視図であり、図４（Ａ）は、図３に示すチップパッケージの側面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。図５は、図２に示す熱式流量計を上流側から見た側面図であり、図６は、図５のＢ部拡大図である。

図７は、図２に示す熱式流量計の正面図であり、図８は、図７に示すＣ−Ｃ線矢視断面図である。

図９は、図２に示す熱式流量計のカバーを外した図であり、（Ａ）は、正面カバーを外した状態の正面図、（Ｂ）は、背面カバーを外した状態の背面図である。図１０は、図９（Ａ）に示す熱式流量計の斜視図であり、図１１は図１０のＤ部拡大図である。

本実施形態に係る熱式流量計１０は、図３および図４（Ａ），（Ｂ）に示すチップパッケージ４０と、チップパッケージ４０を固定して収容するハウジング２０と、ハウジング２０の前面および背面に取り付けられる前面カバー３０Ａおよび背面カバー３０Ｂと、を備えている（図５参照）。本実施形態では、ハウジング２０の前面および背面に、前面カバー３０Ａおよび背面カバー３０Ｂを取り付けることにより、チップパッケージ４０を固定して収容するケーシング１１が形成される。

チップパッケージ４０は、主通路７０から後述する熱式流量計１０の第１および第２のバイパス通路（副通路）１２，１４（図９（Ａ），（Ｂ）参照）に取り込まれた被計測気体ＩＡの第１および第２の物理量を測定する第１および第２の測定部を少なくとも備えている。

具体的には、本実施形態では、図３〜図９に示すように、第１の測定部は、熱式流量計１０に形成された第１のバイパス通路（第１の副通路）１２内を流れる被計測気体の流量（第１の物理量）を測定する流量測定部４１である。第２の測定部は、熱式流量計１０に形成された第２のバイパス通路（第２の副通路）１４内を流れる被計測気体の湿度（第２の物理量）を測定する湿度測定部４２である。

また、本実施形態では、図４に示すように、チップパッケージ４０には、温度計測部（温度測定素子）４３も設けられている。さらに、本実施形態に係る熱式流量計には、図８に示すように、ケーシング１１内に、主通路７０からの被計測気体を流す圧力測定用の第３のバイパス通路１８が形成されている。第３のバイパス通路１８には、被計測気体の圧力を測定するための圧力測定部５０が配置されている。

チップパッケージ４０には、信号処理部４４に信号を入出力するための複数の接続端子４７が設けられており、リードフレーム６５を介して、制御回路基板６４と電気的に接続されている。

図４（ｂ）に戻り、本図で示すように、第１の測定部である流量測定部４１、第２の測定部である湿度測定部４２、および温度計測部（温度測定素子）４３は、大規模集積回路（ＬＳＩ）からなる信号処理部４４に金線などのワイヤーを介して電気的に接続されている。信号処理部４４は、流量測定部４１と湿度測定部４２との間に配置されている。

ここで、流量測定部４１は、一般的な熱式流量測定を行うものであり、第１のバイパス通路（第１の副通路）１２を流れる被計測気体との間で熱伝達を行うことにより、被計測気体の流量を計測する。具体的には、流量測定部４１は、温度検出素子としてシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板にダイアフラムを形成し、ダイアフラムには、被計測気体を加熱する発熱抵抗体と、発熱抵抗体で加熱された流体の温度を検出する感温抵抗体とが配置されている（図示せず）。信号処理部４４は、発熱抵抗体に電流を流すことで発熱抵抗体を加熱制御し、発熱抵抗体により発熱した流体の熱量に基づいて被計測気体の流量を測定している。すなわち、信号処理部４４は流量測定部４１の出力信号に対して流量に応じた出力信号に信号処理を行う。

一方、湿度測定部４２は、熱式湿度検出素子として、シリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板にダイアフラムを形成し、そのダイアフラムに、温度検出抵抗体（図示せず）と発熱抵抗体４２ａとを設けている。信号処理部４４は、発熱抵抗体４２ａを加熱制御し、温度検出抵抗体の出力信号に基づいて湿度を測定している。すなわち、信号処理部４４は流量測定部４１の出力信号に対して流量に応じた出力信号に信号処理を行う。

第１の測定部である流量測定部４１および第２の測定部である湿度測定部４２、信号処理部４４は、たとえば、熱硬化性樹脂などの高分子樹脂により一体的にモールド成形され、チップパッケージ４０とされている。

ハウジング２０には、主通路７０から取り込まれた被計測気体を流す通路を形成するための第１のバイパス通路用凹部２２と第２のバイパス通路用凹部２４とを有している。第１のバイパス通路用凹部２２は、ハウジング２０の前面側および背面側に形成された凹部である。ハウジング２０の前面側に前面カバー３０Ａを覆い、その背面側に背面カバー３０Ｂを覆うことにより、ケーシング１１とされ、ケーシング１１には、流量測定部４１に主通路７０から取り込まれた被計測気体を流すための第１のバイパス通路１２が形成される。

図５〜図９に示すように、第１のバイパス通路１２は、主通路７０の上流側に面したケーシング１１の側面に入口１２ａが形成され、その下流側に面したケーシング１１の側面に出口１２ｂが形成さている。第１のバイパス通路１２の入口１２ａから取り込まれた被計測気体は、背面側に形成された背面側バイパス通路１２ｃを通過する。前面および背面が貫通した貫通部１２ｄに配置された流量測定部４１を通過し、通過した被計測気体は、前面側に形成された前面側バイパス通路１２ｆを通過し、出口１２ｂから流出する。

第２のバイパス通路用凹部２４は、ハウジング２０の前面側に形成された凹部である。ハウジング２０の前面側に前面カバー３０Ａを覆うことにより、ケーシング１１に第２のバイパス通路１４が形成される。第２のバイパス通路１４は、主通路７０の上流側に面したケーシング１１の側面に入口１４ａが形成され、ケーシング１１を構成する前面カバー３０Ａにその出口１４ｂが形成さている。第２のバイパス通路１４の入口１４ａから取り込まれた被計測気体は、湿度測定部４２を通過し、通過した被計測気体は、側前面カバー３０Ａに形成された出口１４ｂから流出する。

ここで、信号処理部４４は、大規模集積回路（ＬＳＩ）であり、近年その集積度が増大するとともに、これら複数の測定部（流量測定部４１、湿度測定部４２、および温度測定部４３）に電気的に接続されているため、発熱しやすい。このような結果、各測定部は、被計測気体以外の他の測定部または信号処理部４４の熱影響を受けるため、その測定精度が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態では、主通路７０からの被計測気体を流量測定部４１と湿度測定部４２との間を流すことにより、信号処理部４４を冷却する冷却通路（冷却部）１５が形成されている。これにより、信号処理部４４を冷却することができる。特に、本実施形態では、流量測定部４１と湿度測定部４２のいずれも、発熱抵抗体を利用して流量および湿度を測定しているので、流量測定部４１と湿度測定部４２のいずれも発熱する。これにより、流量測定部４１の発熱抵抗体の熱と湿度測定部４２の発熱抵抗体の熱のいずれか一方が、その他方に影響を及ぼすおそれがあるが、以下に示す如き冷却通路１５を設けることにより、これら測定部の相互の熱影響を抑えることができる。

具体的には、冷却通路１５は、ハウジング２０の前面に前面側冷却通路用凹部２５Ａと、その背面に背面側冷却通路用凹部２５Ｂとを設け、ハウジング２０の前面側に前面カバー３０Ａを覆い、その背面側に背面カバー３０Ｂを覆うことにより、形成される。これにより、前面側冷却通路１５Ａと背面側冷却通路１５Ｂとからなる冷却通路１５がケーシング１１内に形成される。なお、本実施形態では、前面側冷却通路用凹部２５Ａと、背面側冷却通路用凹部２５Ｂとが連続して、ハウジング２０を貫通しているが、チップパッケージ４０の両面に冷却通路１５を形成することができるのであれば、特にこの凹部の形状は限定されるものではない。

このようにして、信号処理部４４を被計測気体である冷却媒体により冷却することができる。特に、本実施形態の場合、流量測定部４１および湿度測定部４２の双方には、発熱抵抗体を備えているので、これらの間に被計測気体（冷却媒体）を流すことにより、相互の熱影響を抑えることができる。このような結果、温度ドリフトによる各測定部の精度悪化、更には大規模集積回路である信号処理部４４の寿命低下を軽減することができる。

また、チップパッケージ４０に搭載された信号処理部４４を冷却する冷却通路１５が、ケーシング１１の内部に形成されていたが、例えば、主通路７０内に信号処理部４４を直接晒し、被計測気体を流れる凹溝部からなる冷却部であってもよく、信号処理部４４の何れか一方の面に冷却通路を形成してもよく、上述した冷却効果を期待することができるのであればその形態は特に限定されるものではない。

ここで、本実施形態では、より好ましい態様として、上述した冷却通路１５を構成する前面側冷却通路１５Ａと背面側冷却通路１５Ｂにより、冷却通路１５は、チップパッケージ４０の信号処理部４４が搭載された表面およびその裏面に形成されることになる。このようにして、信号処理部４４をチップパッケージ４０の両面から効率的に冷却することができるとともに、流量測定部４１および湿度測定部４２の相互の熱伝達をより確実に遮断することができる。

また、本実施形態では、ハウジング２０には、流量測定部４１と湿度測定部４２を仕切る仕切り壁２６が形成されており、仕切り壁２６でチップパッケージ４０がハウジング２０（ケーシング１１）に固定されることになる。仕切り壁２６の一部により冷却通路１５が形成されている。このように、仕切り壁２６を利用して冷却通路１５を設けることにより、その構造をシンプルにすることができるとともに、流量測定部４１と湿度測定部４２の相互に冷却通路１５の流体が流れることを抑えることができる。

主通路７０からの被計測気体（冷却媒体）を取り込んで冷却通路に流すことができるのであれば、冷却通路１５の被計測気体を取り込む取り込み口、すなわち冷却通路１５の入口の位置および個数は、特に限定されるものではない。しかしながら、好ましい態様として、本実施形態では、主通路７０の上流側に面した熱式流量計１０の側面に形成されている。これにより、主通路７０を流れる被計測気体（冷却媒体）を効率よく冷却通路１５に流すことができる。

また、本実施形態では、流量測定部４１とハウジング２０の支持部２７との間に冷却通路１５を設けたので、吸気管７１からハウジング２０を介してチップパッケージ４０に伝達される熱が、流量測定部４１に伝達されることを抑制することができる。

さらに、冷却通路１５に主通路７０からの被計測気体（冷却媒体）を流し、主通路に排出することができるのであれば、冷却通路の被計測気体を排出する排出口、すなわち、冷却通路１５の出口１５ｂの位置および個数は、特に限定されるものではない。しかしながら、より好ましい態様として、本実施形態では、前面側冷却通路１５Ａと背面側冷却通路１５Ｂとの出口１５ｂが、それぞれの通路壁部を構成する前面カバー３０Ａおよび背面カバー３０Ｂに貫通孔を設けることにより形成されている。これにより、冷却通路１５内に、取り込まれた被計測気体（冷却媒体）が滞留することを抑制し、冷却効率を高めることができる。

また、冷却通路１５の出口を、主通路７０の下流側に面した熱式流量計１０の側面に設けてもよいが、本実施形態では、前面カバー３０Ａおよび背面カバー３０Ｂ（すなわち、主通路の被計測気体の流れ方向の沿ったケーシング１１の側面）に設けたので、ハウジング２０の剛性を確保することができるとともに、主通路７０内における被計測気体の逆流の影響を受けることを抑制することができ、効率的に被計測気体（冷却媒体）による冷却を行うことができる。

ここで、冷却通路１５の被計測気体を排出する排出口の開口面積は、冷却通路１５の被計測気体を取り込む取り込み口の開口面積よりも大きくしてもよい。すなわち、本実施形態では、入口１５ａの流路断面積に対して、前面側冷却通路１５Ａと背面側冷却通路１５Ｂの合わせた出口１５ｂの流路断面積の方が大きくなることになる。これにより、冷却通路１５に、上流側から被計測気体である冷却媒体より効率良く流路を取り込み、排出することができる。

また、図１０および図１１に示すように、チップパッケージ４０には、主通路７０の上流に向かって突出した突出部４５が形成されており、突出部４５には温度測定部（温度測定素子）４３が設けられており、突出部４５の近傍に冷却通路１５が形成されている。このように、冷却通路１５の近傍に、突出部４５を形成し、これに温度測定部４３を設けたので、温度測定部４３の回りには、主通路７０からの被計測気体が流れ易くなり、より精度よく温度を測定することができる。

特に、本実施形態では、被計測気体の温度を測定する温度測定部４３が設けられた突出部４５を、主通路７０の上流に面して形成された冷却通路１５の入口から、主通路７０の上流側に向かって突出させることにより、突出部４５に、冷却通路１５に取り込まれる被計測気体(冷却媒体）を積極的に流すことができる。

さらに、冷却通路１５の入口１５ａより上流側には、冷却通路１５の入口１５ａに向かって被計測気体を案内するように、被計測気体の流れ方向に対して傾斜した傾斜壁部１５ｄが形成されている。この傾斜壁部１５ｄに、第２のバイパス通路１４の入口１４ａが形成されている。このようにして、第２のバイパス通路１４に比べて、冷却通路１５により多くの流量の被計測気体を案内して流すことができ、冷却効率を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

本実施形態では、第１の測定部を流量測定部、第２の測定部を湿度測定部としたが、第１および第２の測定部はこれらの測定部に限定されるものではなく、少なくとも２つの測定部の間に、これらの測定部から出力された信号を処理する信号処理部が設けられていれば、これらの測定部が測定する物理量は特に限定されるものではない。

また、本実施形態では、流量測定部および湿度測定部の双方に発熱抵抗体を備えていたが、いずれか一方に発熱抵抗体を備えていれば、その発熱抵抗体の熱が他方に影響することを、冷却通路で抑制することができる。このような効果を鑑みるといずれか一方に発熱抵抗体を備えていてもよい。

また、正面カバーに突起を設けることにより、冷却通路のうち信号処理部の近傍の通路に絞りを設けてもよい。これにより、冷却通路内の信号処理部の近傍に流れる被計測気体（冷却媒体）の流速を高め、信号処理部の冷却効率を高めることができる。

１０：熱式流量計（空気流量測定装置）
１１：ケーシング
１２：第１のバイパス通路（第１の副通路）
１２ａ：第１のバイパス通路１２の入口
１２ｂ：第１のバイパス通路１２の出口
１２ｃ：背面側バイパス通路
１２ｄ：貫通部
１２ｆ：前面側バイパス通路
１４：第２のバイパス通路（第２の副通路）
１４ａ：第２のバイパス通路１４の入口
１４ｂ：第２のバイパス通路１４の出口
１５：冷却通路
１５Ａ：前面側冷却通路
１５Ｂ：背面側冷却通路
１５ａ：冷却通路１５の入口
１５ｂ：冷却通路１５の出口
１５ｄ：傾斜壁部
１８：第３のバイパス通路
２０：ハウジング
２２：第１のバイパス通路用凹部
２４：第２のバイパス通路用凹部
２５Ａ：前面側冷却通路用凹部
２５Ｂ：背面側冷却通路用凹部
２６：仕切り壁
２７：支持部
２８：取り付け穴
３０：カバー
３０Ａ：前面カバー
３０Ｂ：背面カバー
４０：チップパッケージ
４１：流量測定部
４２：湿度測定部
４２ａ：発熱抵抗体
４３：温度測定部
４４：大規模集積回路（信号処理部）
４５：突出部
４７：接続端子
５０：圧力測定部
６１：コネクタ
６２：上面カバー
６３：Ｏリング
６４：制御回路基板
６５：リードフレーム
７０：主通路
７１：吸気管
７２：取り付け用台座
ＩＡ：吸気（被計測気体）
ＥＡ：排気

Claims (8)

1. 主通路から取り込まれた被計測気体に関する第１の物理量を測定する第１の測定部と、主通路から取り込まれ被計測気体に関する第２の物理量を測定する第２の測定部と、前記第１の測定部および前記第２の測定部に接続され、少なくとも該第１および２の測定部からの信号を処理する信号処理部とが、高分子樹脂によりモールド成形されたチップパッケージと、
   前記チップパッケージを固定して収容するとともに、前記第１の測定部に主通路から取り込まれた被計測気体を流す第１のバイパス通路と、前記第２の測定部に主通路から取り込まれた被計測気体を流す第２のバイパス通路とが形成されたケーシングと、を備え、
   前記チップパッケージには、前記第１の測定部と前記第２の測定部との間に前記信号処理部が配置されており、
   前記ケーシングには、前記主通路からの被計測気体を前記第１の測定部と前記第２の測定部との間を流すことにより、前記信号処理部を冷却する冷却部が形成されていることを特徴とする物理量測定装置。
2. 前記冷却部は、前記ケーシング内に形成された、前記主通路からの被計測気体が通過する冷却通路であることを特徴とする請求項１に記載の物理量測定装置。
3. 前記ケーシングには、前記第１の測定部と前記第２の測定部とを仕切る仕切り壁が形成されており、
   前記仕切り壁の一部により前記冷却通路が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量測定装置。
4. 前記冷却部は、前記チップパッケージの信号処理部が搭載された表面およびその裏面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量測定装置。
5. 前記冷却通路の被計測気体を取り込む取り込み口は、前記主通路の上流側に面していることを特徴とする請求項２に記載の物理量測定装置。
6. 前記冷却通路の被計測気体を排出する排出口の開口面積は、前記冷却通路の被計測気体を取り込む取り込み口の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の物理量測定装置。
7. 前記第１の測定部は、前記第１のバイパス通路の被計測気体の流量を前記第１の物理量として測定する熱式流量測定部であり、
   前記第２の測定部は、前記第２のバイパス通路の被計測気体の湿度を前記第２の物理量として測定する湿度測定部であることを特徴とする請求項１に記載の物理量測定装置。
8. 前記チップパッケージには、前記主通路の上流に向かって突出した突出部が形成され、該突出部には被計測気体の温度を測定する温度測定部が設けられており、前記突出部の近傍に前記冷却通路が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量測定装置。

Images