JP2019194623A - 空気物理量センサ - Google Patents

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Abstract

【課題】センサフィルタの離脱を抑制する空気物理量センサの提供。【解決手段】センサボディ52は、ボディ開口部53aにて開口しているボディ凹部53にセンサ素子54を内包している。センサ基板40は、検出信号を処理する回路素子が実装されている実装面40bを有し、実装面40bによりセンサボディ52を保持している。センサカバー56は、吸気通路3及びボディ開口部53aの間にて貫通しているカバー窓部56fを有し、センサボディ52を覆っている。センサフィルタ58は、センサボディ52及びセンサカバー56の間に挟持されている。ポッティング樹脂体80は、実装面40b上にて回路素子を封止する状態に硬化されている。ポッティング樹脂体80には、センサボディ52の外周側にてセンサカバー56が埋設されている。【選択図】図6

Description

本発明は、流通通路を流通する空気の特定物理量を検出する空気物理量センサに、関する。
従来、ボディ開口部にて開口しているセンサボディのボディ凹部に、特定物理量に応じた検出信号を出力するセンサ素子が内包されている空気物理量センサは、広く知られている。
こうした空気物理量センサの一種として特許文献1の開示センサでは、流通通路及びボディ開口部の間にて貫通しているキャップ窓部を有したセンサキャップに、センサフィルタが固定されている。これによりセンサフィルタは、流通通路からキャップ窓部及びボディ開口部を通じてボディ凹部内へ流入する空気を濾過することで、当該空気中の異物によりボディ凹部内のセンサ素子が劣化するのを抑制可能となっている。また、特許文献1の開示センサにおいてセンサフィルタは、ボディ凹部とセンサキャップとの間に配置されることで、ボディ凹部内のセンサ素子に可及的に近づけられている。これにより、ボディ凹部の内部容積が小さくなることで、流通通路からセンサ素子までの空気の到達時間が短縮するため、センサ素子による検出応答性を高めることが可能となっている。
特許第5826355号公報
さて、特許文献1の開示センサでは、センサキャップの外面又は内面に対してセンサフィルタの片面側が、その一部で接着若しくは溶着により固定されている程度である。その結果、接着による固定の場合には接着表面積が小さくなるので、接着剤の劣化等によりセンサフィルタの剥離するおそれがあった。また、溶着による固定の場合には溶着表面積が小さくなるので、振動や冷熱変化による溶着部分の破損等によりセンサフィルタの剥離するおそれがあった。
このようにセンサフィルタの剥離が生じると、センサキャップ外面での固定の場合には、ボディ凹部及びセンサキャップ間の正規位置からセンサフィルタが離脱することで、濾過性能の低下又は消失や、流通通路下流側へのセンサフィルタの流出を招くことが懸念される。また一方、センサキャップ内面での固定の場合には、センサフィルタの剥離が生じると、ボディ凹部及びセンサキャップ間の正規位置からセンサフィルタが離脱して、濾過性能の低下又は消失を招くことが懸念される。
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、センサフィルタの離脱を抑制する空気物理量センサを、提供することにある。
以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。
上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
空気の流通する流通通路(3,6,1006)において、空気に関連する特定物理量を検出する空気物理量センサ(10)であって、
特定物理量に応じた検出信号を出力するセンサ素子(54)と、
ボディ開口部(53a)にて開口しているボディ凹部(53)を有し、ボディ凹部にセンサ素子を内包しているセンサボディ(52)と、
検出信号を処理する回路素子(72)が実装されている実装面(40b)を有し、実装面によりセンサボディを保持しているセンサ基板(40)と、
流通通路及びボディ開口部の間にて貫通しているカバー窓部(56f)を有し、センサボディを覆っているセンサカバー(56,2056,3056,4056,5056)と、
センサボディ及びセンサカバーの間に挟持されており、流通通路からカバー窓部及びボディ開口部を通じてボディ凹部内へ流入する空気を濾過するセンサフィルタ(58,6058,7058,8058)と、
実装面上にて回路素子を封止する状態に硬化されており、センサボディの外周側にてセンサカバーが埋設されているポッティング樹脂体(80)とを、備える。
このような第一発明によると、センサカバーは、自身の覆うセンサボディとの間にセンサフィルタを挟持している。これによれば、センサボディ及びセンサカバーの間となる正規位置からセンサフィルタが離脱する事態を、抑制することができる。さらにセンサカバーは、センサボディを保持するセンサ基板の実装面上にて回路素子を封止するポッティング樹脂体に、センサボディの外周側にて埋設されている。これによりセンサカバーは、ポッティング樹脂体の硬化により強固に、且つセンサボディの外周側にて確保可能な大きな埋設表面積をもって、センサ基板に対し位置固定され得る。故に、こうして位置固定されるセンサカバーにより、センサフィルタが正規位置から流通通路へ離脱する事態を抑制することができる。
また、開示された第二発明において
センサフィルタは、仮想平面(S)に沿って広がってフィルタ外周部(58a)を形成しており、
仮想平面に対する投影視にてボディ開口部及びカバー窓部は、フィルタ外周部の輪郭(58ae)よりも内周側のフィルタ領域(R)内に収まっている。
このような第二発明の前提構成である第一発明の構成では、ボディ開口部にて開口しているボディ凹部を有したセンサボディが、流通通路及びボディ開口部の間にて貫通しているカバー窓部を有したセンサカバーにより、覆われている。かかる前提構成下、センサフィルタが仮想平面に沿って広がって形成しているフィルタ外周部の輪郭よりも内周側のフィルタ領域内には、ボディ開口部及びカバー窓部が仮想平面に対する投影視にて収まっている。これによりセンサフィルタは、そうした投影視のフィルタ外周部にてセンサボディ及びセンサカバーの間に挟持されることで、当該間からの離脱を確実に抑制され得る。
第一実施形態による空気物理量センサが内燃機関においてエアフロー検出ユニットに適用された状態を示す部分断面正面図である。 第一実施形態による空気物理量センサが適用されたエアフロー検出ユニットを示す斜視図である。 第一実施形態によるエアフロー検出ユニットを示す部分断面斜視図である。 第一実施形態による空気物理量センサを示す平面図である。 第一実施形態による空気物理量センサを示す断面図である。 第一実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第一実施形態によるセンサ本体を示す平面図である。 第一実施形態によるセンサ本体の製造方法を説明するための模式図である。 第一実施形態によるセンサ本体の詳細構成を説明するための模式図である。 第一実施形態によるセンサ本体の詳細構成を説明するための模式図である。 第一実施形態によるセンサフィルタの詳細構成を説明するための模式図である。 第二実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第二実施形態によるセンサ本体を示す斜視図である。 第二実施形態によるセンサ本体の製造方法を説明するための模式図である。 第三実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第三実施形態によるセンサ本体を示す平面図である。 第三実施形態によるセンサ本体の製造方法を説明するための模式図である。 第四実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第四実施形態によるセンサ本体を示す斜視図である。 第五実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第五実施形態によるセンサ本体を示す平面図である。 第六実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第六実施形態によるセンサ本体を示す平面図である。 第六実施形態によるセンサ本体の詳細構成を説明するための模式図である。 第六実施形態によるセンサ本体の詳細構成を説明するための模式図である。 第七実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第七実施形態によるセンサ本体を示す平面図である。 第七実施形態によるセンサ本体の詳細構成を説明するための模式図である。 第七実施形態によるセンサ本体の詳細構成を説明するための模式図である。 第八実施形態によるセンサ本体を示す断面図である。 第八実施形態によるセンサ本体の詳細構成を説明するための模式図である。 図9の変形例を示す模式図である。 図10の変形例を示す模式図である。 図31の変形例を示す模式図である。 図24の変形例を示す模式図である。 図25の変形例を示す模式図である。 図23の変形例を示す平面図である。 図27の変形例を示す平面図である。 図23の変形例を示す平面図である。 図27の変形例を示す平面図である。 図7の変形例を示す平面図である。 図7の変形例を示す平面図である。 図6の変形例を示す断面図である。 図5の変形例を示す断面図である。 図18の変形例を示す断面図である。 図21の変形例を示す平面図である。 図21の変形例を示す平面図である。 図3の変形例を示す部分断面斜視図である。 図48の変形例を説明するための断面図である。 図6の変形例を示す断面図である。 図6の変形例を示す断面図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。
(第一実施形態)
図1に示すように、本発明の第一実施形態による空気物理量センサ10は、内燃機関1のエアフロー検出ユニット2に適用されている。
エアフロー検出ユニット2は、内燃機関1において吸気通路3を形成する吸気管4の取付孔4aに、取り付けられる。エアフロー検出ユニット2は、吸気通路3に露出する箇所に、フロー検出本体5を備えている。図2,3に示すようにフロー検出本体5は、検出ボディ5aにバイパス通路6を形成している。図1,3に破線矢印で示すように、吸気通路3を流通して内燃機関1の気筒へと吸入される吸入空気の一部は、吸気通路3からバイパス通路6に分流される。
図3に示すようにバイパス通路6は、第一通路部7と第二通路部8とから構成されている。ストレート状の第一通路部7は、入口7a及び出口7bを共に、吸気通路3に開口させている。図3に破線矢印で示すように第一通路部7は、入口7a及び出口7bの間にて吸入空気を、吸気通路3と実質同一方向へ流通させる。湾曲状の第二通路部8は、入口8aを第一通路部7の中途部に開口させている一方、出口8bを吸気通路3に開口させている。これにより第二通路部8は、第一通路部7から分岐している。図3に破線矢印で示すように第二通路部8は、入口8a及び出口8bの間にて吸入空気を、吸気通路3とは反対方向へ周回させてから同通路3と同一方向へと流通させる。
フロー検出本体5は、こうしたバイパス通路6と共に流量センサ9を、さらに備えている。流量センサ9は、第二通路部8にセンサ素子9aを露出させている。センサ素子9aは、第二通路部8を流通する吸入空気の流量に応じた流量信号を、出力する。流量センサ9は、センサ素子9aから出力された流量信号を回路モジュール9bにより処理することで、吸気通路3における吸入空気の流量を算出する。こうして回路モジュール9bにより算出された流量は、フロー検出本体5の複数ターミナル5bを通じた信号送信により、吸気通路3外部のエンジン制御ユニットへ伝達される。このようにフロー検出本体5は、吸気通路3を流通する吸入空気の流量を、センサ素子9aによって検出する。
図1,2に示すように空気物理量センサ10は、以上の如きエアフロー検出ユニット2に対して一体に、設けられている。空気物理量センサ10は、バイパス通路6の外部に配置されることで、「流通通路」としての吸気通路3に露出している。空気物理量センサ10は、図1に破線矢印で示す吸気通路3での吸入空気の流れ方向には所定幅をもって、当該流れ方向に対する垂直方向には直線状に延伸する厚肉帯状を、全体として呈している。尚、吸気通路3での吸入空気の流れ方向はX方向、当該流れ方向に対する垂直方向として空気物理量センサ10の延伸する長手方向はZ方向、並びにそれらX方向及びZ方向に対する垂直方向はY方向として、それぞれ定義される。
図4,5に示すように空気物理量センサ10は、センサケース20、補強プレート30、センサ基板40、センサ本体50、ターミナル60、回路モジュール70及びポッティング樹脂体80を備えている。尚、説明の理解を容易にするため、図4においてポッティング樹脂体80は、その大半部分のカットされた状態にて示されている。
センサケース20は、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)等の硬質樹脂により形成されている。センサケース20は、空気物理量センサ10の全体外形に対応した厚肉帯状を、呈している。センサケース20は、コネクタ部22及び収容凹部24を有している。コネクタ部22は、センサケース20の長手方向となるZ方向の一端部に、設けられている。収容凹部24は、センサケース20においてコネクタ部22の設けられたZ方向の一端部よりも他端部側に、設けられている。収容凹部24は、Y方向のフロー検出本体5側にて開口し且つY方向の平面視にて矩形の有底孔状を、呈している。収容凹部24は、空気物理量センサ10の他の一部構成要素30,40,50,60を収容した状態で、ポッティング樹脂体80を充填されている。
補強プレート30は、例えばステンレス鋼等の金属により形成されている。補強プレート30は、センサケース20と比して狭幅且つ短い薄肉帯状を、呈している。補強プレート30は、収容凹部24の底面24a上に面接触状態で位置固定されている。これにより補強プレート30は、収容凹部24内のポッティング樹脂体80に埋設されている。
センサ基板40は、例えばポリイミド等の軟質樹脂により形成された、所謂フレキシブルプリント基板である。センサ基板40は、センサケース20と比して狭幅且つ短く、また補強プレート30と比して狭幅且つ長い薄肉帯状を、呈している。センサ基板40は、補強プレート30において収容凹部24の底面24aとは反対側の補強面30a上に、面接触状態で位置固定されている。これによりセンサ基板40は、収容凹部24内のポッティング樹脂体80に埋設されていると共に、長手方向となるZ方向の一部40aを補強プレート30により補強されている。センサ基板40は、こうした補強プレート30による補強部分40aにおいて補強プレート30とは反対側に有する平坦面により、実装面40bを形成している。
センサ本体50は、吸気通路3を流通する吸入空気に関連した「特定物理量」として、当該吸入空気中の水蒸気割合を表す湿度を、センサ素子54により検出する。センサ本体50は、検出対象である吸入空気の湿度に応じた「検出信号」としての湿度信号を、センサ素子54から出力する。センサ本体50は、全体として直方体状を呈している。センサ本体50は、センサ基板40において補強部分40aの実装面40b上に、実装されている。これによりセンサ本体50は、Y方向の一部を収容凹部24内のポッティング樹脂体80に埋設されていると共に、Y方向の残部をセンサケース20の外部となる吸気通路3に露出させている。
ターミナル60は、複数設けられている。各ターミナル60は、例えばりん青銅等の金属により形成されている。各ターミナル60は、センサケース20と比して狭幅且つ短い薄肉帯状を、呈している。各ターミナル60は、互いに実質平行となる状態で、X方向に並んでいる。各ターミナル60においてZ方向の一部60aは、センサケース20において収容凹部24の底面24aを形成する底壁24bから、コネクタ部22に跨って埋設されている。各ターミナル60においてZ方向の残部60bは、センサケース20の外部へコネクタ部22から突出している。各ターミナル60の残部60bは、エアフロー検出ユニット2のいずれかのターミナル5bを介してエンジン制御ユニットと電気接続される。ここで各ターミナル60は、例えば厚さ0.2mm程度の薄肉で形成されて、低熱伝導体として機能することが望ましい。これにより、エンジン制御ユニットを含む外部と、回路モジュール70及びセンサ素子54との間にて断熱作用が発揮されることで、センサ素子54の温度上昇による検出誤差の抑制が可能となる。
回路モジュール70は、センサ基板40に内包される金属導体を介して、センサ素子54と各ターミナル60とに電気接続されている。回路モジュール70は、センサ素子54から出力される湿度信号を処理するために、複数の回路素子72を有している。各回路素子72は、センサ基板40において補強部分40aの実装面40b上に実装されている。これら回路素子72のうち制御回路72aは、湿度信号から吸気通路3における吸入空気の湿度を算出する。こうして制御回路72aにより算出された湿度は、各ターミナル60を通じた信号送信により、エンジン制御ユニットへと伝達される。
ポッティング樹脂体80は、例えばエポキシ樹脂又はポリウレタン等といった硬質の熱硬化性樹脂により形成されている。ポッティング樹脂体80は、収容凹部24内の大半部分を埋めた状態に、設けられている。これによりポッティング樹脂体80は、実装面40bの全域を覆うことで、同面40b上にて全回路素子72を封止している。こうして封止された状態の各回路素子72では、例えば相互間での電気的短絡や、個々の損傷等が抑制される。
(センサ本体)
次に、センサ本体50の詳細構成を説明する。
図6,7に示すようにセンサ本体50は、センサボディ52、センサ素子54、センサカバー56及びセンサフィルタ58を含んで構成されている。
図6に示すセンサボディ52は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂により形成されている。センサボディ52は、X,Y,Zの各方向に沿って六面を有した直方体状を、呈している。センサボディ52の一面52bは、センサ基板40の実装面40b上に面接触状態で位置固定されることで、当該実装面40bにより保持されている。
センサボディ52は、ボディ凹部53を有している。図6,7に示すようにボディ凹部53は、センサボディ52においてX,Z方向の中央部に、設けられている。ボディ凹部53は、Y方向のセンサ基板40とは反対側にて開口し且つY方向の平面視にて円形の有底孔状を、呈している。これによりボディ凹部53は、センサボディ52のうち実装面40bとは反対側面52aを貫くボディ開口部53aにて、開口した状態となっている。ここで特に第一実施形態のボディ凹部53は、円錐台孔状に形成されることで、自身の底面53bからボディ開口部53aへと向かうに従って拡径している。
図6に示すセンサ素子54は、例えば吸気通路3を流通する吸入空気の湿度変化に対して、所定の相関関係をもって高分子膜に生じる誘電率変化等に基づき、当該吸入空気の湿度を感知する。センサ素子54は、ボディ開口部53aからは離間した状態で底面53b上に位置固定されることで、ボディ凹部53に内包されている。センサ素子54は、センサボディ52においてボディ凹部53の底面53bを形成する底壁53cに埋設された、図示しない金属導体を介して、センサ基板40上の金属導体に電気接続されている。これによりセンサ素子54は、感知した湿度に応じて電気的に変化する湿度信号を、図4,5に示す回路モジュール70へ出力可能となっている。
図6に示すセンサカバー56は、少なくともセンサケース20及びポッティング樹脂体80との熱膨張係数差が可及的に小さくなるように、例えばPPS又はポリブチレンテレフタレート(PBT)等の硬質樹脂により形成されている。図6,7に示すようにセンサカバー56は、Y方向のセンサ基板40側にて開口し且つY方向の平面視にて矩形の有底カップ状を、呈している。これによりセンサカバー56は、カバー開口部56aにて開口している矩形筒状のカバー周壁部56bと、カバー開口部56aとはY方向の反対側にてカバー周壁部56bを塞いでいる矩形平板状のカバー底壁部56cとを、一体に有している。
カバー周壁部56bの内周側には、Y方向に沿ってセンサボディ52が嵌合している。これによりカバー周壁部56bは、センサボディ52の外周側の周方向全域を囲んでいる。図6に示すようにカバー周壁部56bは、Y方向のカバー底壁部56cとは反対側端部に、カバー開口部56aを形成している。カバー周壁部56bのうち、カバー開口部56aからカバー底壁部56cまでは至らない部分56dは、ポッティング樹脂体80に突入して位置固定されている。これによりカバー周壁部56bは、センサボディ52の外周側にてカバー開口部56a側からポッティング樹脂体80に埋設された埋設部分56dを、形成している。
センサ本体50を製造するために、センサカバー56をポッティング樹脂体80に埋設固定する際には、図8に示すようにポッティング樹脂体80の形成材料となる熱硬化性樹脂80aを、熱溶融状態で収容凹部24内に注入してから冷却させる。このとき、注入樹脂80aの内圧に起因するセンサカバー56の浮き上がりを抑えて埋設部分56dの全域を熱硬化性樹脂80a内に浸漬し続けるべく、収容凹部24の底面24a側へと向かう荷重を、図8の白抜き矢印の如くセンサカバー56に継続作用させる。こうして熱硬化性樹脂80aがセンサ基板40の実装面40b上にて硬化することで、カバー周壁部56bのうち埋設部分56dの埋設固定されたポッティング樹脂体80が形成される。
ここで熱硬化性樹脂80aは、冷却硬化に伴って熱収縮するので、ポッティング樹脂体80によるカバー周壁部56bの固定強度を高めることが可能となっている。また熱硬化性樹脂80aは、カバー開口部56aからセンサボディ52とカバー周壁部56bとの間の嵌合クリアランス56iに回り込んで冷却硬化されることによっても、ポッティング樹脂体80によるカバー周壁部56bの固定強度を高めることが可能となっている。さらに、熱硬化性樹脂80aが冷却硬化してポッティング樹脂体80に埋設部分56dが埋設固定されることで、センサボディ52とカバー底壁部56cとの間では、後に詳述するセンサフィルタ58のフィルタ外周部58aが保持されるようになっている。
図6,7に示すようにカバー底壁部56cは、カバー周壁部56bのうちY方向のカバー開口部56aとは反対側端部に対して、実質垂直に設けられて連続している。カバー周壁部56bがセンサボディ52の外周側に嵌合し且つポッティング樹脂体80に埋設された状態にてカバー底壁部56cは、Y方向のセンサ基板40とは反対側からセンサボディ52を覆っている。カバー底壁部56cにおいてセンサボディ52とは反対側の外面56gは、図2に示すフロー検出本体5の検出ボディ5aとの間に、吸気通路3の一部を確保している。これによりカバー底壁部56cは、図6に示すように外面56gを吸気通路3に露出させている。カバー底壁部56cにおいて外面56gとは反対側の内面56eは、センサボディ52のうち実装面40bとは反対側面52aから、Y方向に離間している。
図6,7に示すように、カバー底壁部56cにおいてX,Z方向の中央部には、カバー窓部56fが貫通形成されている。カバー窓部56fは、吸気通路3に露出していると共に、ボディ開口部53aからY方向に離間している。これによりカバー窓部56fは、吸気通路3とボディ開口部53aとの間に設けられて、カバー底壁部56cをY方向に貫通している。カバー窓部56fは、Y方向の平面視にて円形の貫通孔状(即ち、円筒孔状)を、呈している。
図6に示すセンサフィルタ58は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の軟質樹脂により多孔質状に形成されている。ここで特に、PTFEにより形成されるセンサフィルタ58は、耐薬品性及び耐熱性に優れることから、油を含んだ吸入空気の流通する高温の吸気通路3内でも劣化し難い。また特に、PTFEにより形成されるセンサフィルタ58は、撥水性及び撥油性に優れることから、内部にて吸入空気中の水滴や油が広がり難いことで、濾過性能が低下し難い。
図6,7に示すようにセンサフィルタ58は、X,Z方向に展開想定される仮想平面Sに沿って広がった平膜状を呈することで、フィルタ外周部58aを形成している。フィルタ外周部58aは、Y方向の平面視にて矩形の輪郭58aeを有することで、カバー周壁部56bにより外周側から囲まれている。フィルタ外周部58aの輪郭58aeは、図6,7の例ではセンサボディ52の外周輪郭52cと実質同一サイズに形成されているが、後に詳述する式1を満たす範囲でセンサボディ52の外周輪郭52cよりも小さく形成されていてもよい。
図6に示すように、フィルタ外周部58aにおいてY方向の一面58bは、センサボディ52のうち実装面40bとは反対側面52aに対し、非接合状態にて面接触している。フィルタ外周部58aにおいてY方向の反対側面58cは、カバー底壁部56cのうち内面56eに対し、非接合状態にて面接触している。このようなセンサボディ52及びカバー底壁部56cの双方との面接触によりフィルタ外周部58aは、それらセンサボディ52及びカバー底壁部56cの間に挟持されている。これにより、センサフィルタ58のうち挟持箇所よりも内周側では、一面58bがカバー窓部56fを通して吸気通路3に露出していると共に、反対側面58cがボディ開口部53aとY方向に向き合っている。
尚、挟持状態のセンサフィルタ58では、フィルタ外周部58aの接する両側要素52,56cの微視的な凹凸に起因して、微小な変形が生じるおそれはある。しかし、そうした微小な変形は、センサフィルタ58の濾過性能に支障のない許容範囲に抑えられるように、センサフィルタ58及び両側要素52,56cの仕様(例えば寸法及び材料等)が設定されている。
ここで、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてフィルタ外周部58aの輪郭58aeよりも内周側の領域は、図9にドットハンチングを付して示すフィルタ領域Rとして、定義される。かかる定義の下、仮想平面Sに対するY方向の投影視(即ち、図9の投影視)にてカバー窓部56f及びボディ開口部53aの双方は、フィルタ領域R内に収められている。また、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてボディ開口部53aは、フィルタ領域R内のうちカバー窓部56fの輪郭内に収められている。
こうした投影視を成立させる第一実施形態では、円形輪郭のボディ開口部53a及びカバー窓部56fと、矩形輪郭58aeのフィルタ領域Rとが、図10に示すように実質芯合わせして配置されている。それと共に第一実施形態では、ボディ開口部53aにおける円形輪郭の直径Aと、カバー窓部56fにおける円形輪郭の直径Bと、フィルタ領域Rにおけるフィルタ外周部58aの矩形輪郭58aeの最小径(即ち、径方向両側での最小間隔)Cとが、図10に示すように下記の式1を満たすこととなる。
A<B<C …(式1)
以上の如き構成によりセンサフィルタ58は、吸気通路3からカバー窓部56f及びボディ開口部53aを通じてボディ凹部53内へと流入する吸入空気に対し、濾過性能を発揮可能となっている。ここで濾過性能を設定するにあたり、吸入空気中の想定される固形異物のうち粒径が最小となるカーボン1000同士が、図11の如く隙間1001を残す以外は緻密に接してセンサフィルタ58に付着した状態を、想定する。かかる想定状態下、例えば各カーボン1000の最小粒径φcが0.03μm程度とすると、隙間1001において各カーボン1000の表面と接する内接円1002の最大径φoは、0.0046μm程度となる。これは、湿度検出に必要な吸入空気中の水蒸気が通過可能な隙間サイズの最小径である0.0004μmよりも、大きい。そこで、吸入空気中の水蒸気が隙間1001からセンサフィルタ58を通過可能となるように、センサフィルタ58の濾過性能を決める目の粗さ(即ち、水蒸気の通過する空隙サイズ)は、例えば0.001〜0.003μm程度に設定される。また、こうした目の粗さ等を考慮してセンサフィルタ58の両面58b,58c間の厚さは、例えば0.1mm程度に設定される。
(作用効果)
ここまで説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
第一実施形態によると、センサカバー56は、自身の覆うセンサボディ52との間にセンサフィルタ58を挟持している。これによれば、センサボディ52及びセンサカバー56の間となる正規位置からセンサフィルタ58が離脱する事態を、抑制することができる。さらにセンサカバー56は、センサボディ52を保持するセンサ基板40の実装面40b上にて回路素子72を封止するポッティング樹脂体80に、センサボディ52の外周側にて埋設されている。これによりセンサカバー56は、ポッティング樹脂体80の硬化により強固に、且つセンサボディ52の外周側にて確保可能な大きな埋設表面積をもって、センサ基板40に対し位置固定され得る。故に、こうして位置固定されるセンサカバー56により、センサフィルタ58が正規位置から吸気通路3へ離脱する事態を抑制することができる。また、回路素子72を封止するポッティング樹脂体80を利用してセンサカバー56が位置固定されることから、センサカバー56をセンサ基板40若しくはセンサケース20に対し位置固定するための例えば接着又は溶着等の専用工程を、省略することができる。
さらに第一実施形態によると、有底カップ状のセンサカバー56は、自身のカバー底壁部56cとセンサボディ52との間に挟持したセンサフィルタ58を、自身のカバー周壁部56bにより外周側から囲んだ状態となる。これらセンサカバー56による挟持且つ囲み状態では、センサボディ52及びカバー底壁部56cの間となる正規位置からセンサフィルタ58が吸気通路3へ離脱する事態を、抑制することができる。さらに有底カップ状のセンサカバー56では、センサボディ52を外周側から囲むカバー周壁部56bがポッティング樹脂体80に埋設された状態となるので、当該外周側にて確保可能な埋設表面積は、カバー周壁部56bの軸方向長さの範囲で可及的に拡大され得る。故に、センサフィルタ58が正規位置から吸気通路3へ離脱する事態を、センサ基板40に対し位置固定されるセンサカバー56のカバー周壁部56bにより確実に抑制することができる。
またさらに第一実施形態によると、有底カップ状のセンサカバー56では、センサボディ52の外周側全域がカバー周壁部56bにより覆われた状態となる。これによれば、センサボディ52及びカバー周壁部56b間からセンサボディ52及びカバー底壁部56c間を通じて異物がボディ凹部53内へと侵入するのを確実に生じ難くして、当該異物によるセンサ素子54の劣化を抑制することができる。
加えて第一実施形態では、ボディ開口部53aにて開口しているボディ凹部53を有したセンサボディ52が、吸気通路3及びボディ開口部53aの間にて貫通しているカバー窓部56fを有したセンサカバー56により、覆われている。かかる構成下、センサフィルタ58が仮想平面Sに沿って広がって形成しているフィルタ外周部58aの輪郭58aeよりも内周側のフィルタ領域R内には、ボディ開口部53a及びカバー窓部56fが仮想平面Sに対する投影視にて収まっている。これによりセンサフィルタ58は、そうした投影視のフィルタ外周部58にてセンサボディ52及びセンサカバー56の間に挟持されることで、当該間からの離脱を確実に抑制され得る。
また加えて第一実施形態によると、仮想平面Sに対する投影視にてボディ開口部53aは、フィルタ領域R内のうちカバー窓部56f内に収まっている。これによれば、吸気通路3からカバー窓部56f及びセンサフィルタ58を通過した空気は、ボディ開口部53aまわりにてセンサボディ52に遮られることなく、ボディ開口部53aからボディ凹部53内へと流入し得る。故にボディ凹部53内のセンサ素子54には、吸気通路3からの空気が到達し易い。ここで、センサボディ52及びセンサカバー56の間にて仮想平面Sに沿うセンサフィルタ58は、ボディ凹部53内のセンサ素子54に可及的に近づくこととなる。その結果、ボディ凹部53の内部容積が小さくなるので、吸気通路3からセンサ素子54までの空気の到達時間が短縮され得る。したがって、これらの到達容易性及び到達時間短縮性によれば、センサ素子54による検出応答性を高めることができる。
さらに加えて第一実施形態によると、内燃機関1の吸気通路3にて異物の混入し易い空気は、上述したように離脱の抑制されるセンサフィルタ58によって、ボディ凹部53内への侵入前に濾過されることとなる。これによれば、ボディ凹部53内のセンサ素子54が異物により劣化するのを抑制しつつ、離脱したセンサフィルタ58が吸気通路3から下流側の気筒へ吸入されるのを回避することができる。
(第二実施形態)
本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
図12,13に示すように、第二実施形態による有底カップ状のセンサカバー2056は、カバー周壁部56bに貫通孔部2056hを有している。貫通孔部2056hは、カバー周壁部56bにおいて矩形筒状の四壁のうち互いに対向する二壁に、それぞれ一つずつ設けられている。各貫通孔部2056hは、カバー周壁部56bのうちポッティング樹脂体80への埋設部分56dを、Z方向に貫通している。ここで、特に第二実施形態の各貫通孔部2056hは、カバー周壁部56bのうち埋設部分56dを構成しているカバー開口部56a側の端部を開口させて、同開口部56aと連通している。
こうした第二実施形態においてポッティング樹脂体80の形成材料となる熱硬化性樹脂80aは、図14に示すように、熱溶融状態で各貫通孔部2056h内に充填されてから、センサボディ52及びカバー周壁部56bの間の嵌合クリアランス56iに回り込んで冷却硬化される。これによりポッティング樹脂体80は、図12に示すように、各貫通孔部2056h内を埋めていると共に、それら各貫通孔部2056hからセンサボディ52及びカバー周壁部56b間の嵌合クリアランス56iに跨って設けられている。
このように第二実施形態による有底カップ状のセンサカバー2056では、カバー周壁部56bを貫通している貫通孔部2056hからセンサボディ52及びカバー周壁部56bの間に跨って、ポッティング樹脂体80が設けられることとなる。これによりセンサカバー2056では、センサボディ52の外周側にて確保可能な埋設表面積に、センサボディ52及びカバー周壁部56b間での表面積分が追加され得る。故に、センサフィルタ58が正規位置から吸気通路3へと離脱する事態の抑制効果を、センサ基板40に対し位置固定されるセンサカバー2056のカバー周壁部56bを有効利用して高めることができる。
(第三実施形態)
本発明の第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。
図15,16に示すように、第三実施形態による有底カップ状のセンサカバー3056は、第二実施形態とは異なる貫通孔部3056hをカバー周壁部56bに有している。貫通孔部3056hは、カバー周壁部56bにおいて矩形筒状の四壁にそれぞれ一つずつ、設けられている。各貫通孔部3056hは、カバー周壁部56bのうちポッティング樹脂体80への埋設部分56dを、X方向又はZ方向に貫通している。ここで、特に第三実施形態の各貫通孔部3056hは、カバー周壁部56bのうちカバー開口部56a側及びカバー底壁部56c側の各端部間にて、埋設部分56dを貫通している。
こうした第三実施形態においても熱硬化性樹脂80aは、図17に示すように、熱溶融状態で各貫通孔部3056h内に充填されてから、センサボディ52及びカバー周壁部56bの間の嵌合クリアランス56iに回り込んで冷却硬化される。これによりポッティング樹脂体80は、図15に示すように、各貫通孔部3056h内を埋めていると共に、それら各貫通孔部3056hからセンサボディ52及びカバー周壁部56b間の嵌合クリアランス56iに跨って設けられている。
このように第三実施形態による有底カップ状のセンサカバー3056では、カバー開口部56a側及びカバー底壁部56c側の端部間にてカバー周壁部56bを、貫通孔部3056hが貫通している。これによれば、硬化前のポッティング樹脂体80である熱硬化性樹脂80aが貫通孔部3056hに注入されることで、当該注入樹脂の内圧が利用されて、センサ基板40に対するセンサカバー3056の浮き上がりが抑えられ得る。故に、センサカバー3056がセンサ基板40に対する所期位置に固定されることから、センサカバー3056及びセンサボディ52間のセンサフィルタ58が正規位置からずれる事態を回避することができる。尚、こうした作用効果を発揮する第三実施形態では、熱硬化性樹脂80a内への埋設部分56dの浸漬状態下、第一実施形態に準じた荷重を継続作用させてもよいし、図27に示すようにセンサカバー3056の自重を利用して当該荷重を継続作用させなくてもよい。
(第四実施形態)
本発明の第四実施形態は、第一実施形態の変形例である。
図18,19に示すように、第四実施形態による有底カップ状のセンサカバー4056は、複数のアンカー部4056jを有している。アンカー部4056jは、カバー周壁部56bにおいて矩形筒状の四壁のうち互いに対向する二壁から、それぞれ一つずつ突出している。各アンカー部4056jは、カバー周壁部56bのうちポッティング樹脂体80への埋設部分56dから、Z方向に沿ってセンサボディ52とは反対側に突出している。ここで、特に第四実施形態の各アンカー部4056jは、埋設部分56dから実質一定厚さをもって相反側へと突出している。こうした突出形態により各アンカー部4056jは、それぞれの全体をポッティング樹脂体80に埋設されている。尚、以上説明した以外のセンサ本体50の構成としては、第一実施形態で説明の構成に代えて、第二及び第三実施形態のうちいずれかの構成が採用されていてもよい。
このような第四実施形態による有底カップ状のセンサカバー4056では、カバー周壁部56bから突出しているアンカー部4056jが、センサボディ52の外周側にて埋設されている。これによりセンサカバー4056では、硬化したポッティング樹脂体80にアンカー部4056jが引掛かることで抜け難くなると共に、センサボディ52の外周側にて確保可能な埋設表面積にアンカー部4056jの表面積分が追加され得る。故に、センサ基板40に対し位置固定されるセンサカバー4056のカバー周壁部56b及びアンカー部4056jにより、センサフィルタ58が正規位置から流通通路へ離脱する事態の抑制効果を高めることができる。
(第五実施形態)
本発明の第五実施形態は、第一実施形態の変形例である。
図20,21に示すように、第五実施形態による有底カップ状のセンサカバー5056は、張出部5056kを有している。張出部5056kは、センサカバー5056のカバー底壁部56cにおいてカバー窓部56fの内周側へと張り出している。ここで、特に第五実施形態の張出部5056kは、円形輪郭のカバー窓部56fにおいて径方向に対向した二箇所から張り出して、当該二箇所間を接続している。また、特に第五実施形態の張出部5056kは、センサフィルタ58におけるセンサボディ52とは反対側面58cに対し、カバー底壁部56cの内面56e側にて面接触している。尚、以上説明した以外のセンサ本体50の構成としては、第一実施形態で説明の構成に代えて、第二〜第四実施形態のうちいずれかの構成が採用されていてもよい。
さて、センサフィルタ58は、振動や冷熱変化等により形状変形してカバー窓部56fの内周側へ入り込むという万が一の場合には、正規位置からの離脱を懸念される。しかし、第五実施形態によるセンサカバー5056では、形状変形したセンサフィルタ58がカバー窓部56fの内周側へ入り込んで離脱する事態を、当該内周側へと張り出している張出部5056kにより確実に抑制することができる。
(第六実施形態)
本発明の第六実施形態は、第一実施形態の変形例である。
図22に示すように、第六実施形態によるセンサフィルタ6058においてフィルタ外周部58aの一面58bは、センサボディ52のうち実装面40bとは反対側面52aに対し、例えば溶着又は接着等により面接触状態で接合されている。これによりフィルタ外周部58aは、図22,23に示すように、Y方向の平面視にて実質一定幅で連続した円環帯状を呈するボディ側接合部6058dを、センサボディ52との間に形成している。
尚、センサフィルタ6058においてもフィルタ外周部58aは、図22に示すセンサカバー56のうちカバー底壁部56cの内面56eにセンサボディ52とは反対側面58cを面接触させることで、センサボディ52及びカバー底壁部56cの間に挟持されている。また、かかる挟持状態にてセンサボディ52と接合されるセンサフィルタ6058では、フィルタ外周部58aの接する両側要素52,56cの微視的な凹凸に起因して、微小な変形が生じるおそれはある。しかし、そうした微小な変形は、センサフィルタ6058の濾過性能に支障のない許容範囲に抑えられるように、センサフィルタ6058及び両側要素52,56cの仕様(例えば寸法及び材料等)が設定されている。
ここで図24に示すように、第一実施形態と同様なフィルタ領域Rの定義下、カバー窓部56f及びボディ開口部53aと共にボディ側接合部6058dは、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてフィルタ領域R内に収められている。また、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてボディ側接合部6058dは、フィルタ領域R内のうち、ボディ開口部53aの輪郭外且つカバー窓部56fの輪郭外に位置している。即ち、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてボディ側接合部6058dは、フィルタ外周部58aの輪郭58aeとカバー窓部56fの輪郭との間に設けられている。
こうした投影視を成立させる第六実施形態では、円環帯状のボディ側接合部6058dと、円形輪郭のボディ開口部53a及びカバー窓部56fと、矩形輪郭58aeのフィルタ領域Rとが、図25に示すように実質芯合わせされている。それと共に第二実施形態では、ボディ側接合部6058dの内周側直径D及び外周側直径Eと、ボディ開口部53aの直径Aと、カバー窓部56fの直径Bと、フィルタ領域Rにおける輪郭58aeの最小径Cとが、図25に示すように下記の式2を満たすこととなる。尚、以上説明した以外のセンサ本体50の構成としては、第一実施形態で説明の構成に代えて、第二〜第五実施形態のうちいずれかの構成が採用されていてもよい。
A<B<D<E<C …(式2)
このように第六実施形態によるセンサフィルタ6058は、センサボディ52及びセンサカバー56の間に挟持された状態で、センサボディ52に接合されているので、当該間となる正規位置からの離脱を確実に抑制することができる。
(第七実施形態)
本発明の第七実施形態は、第一実施形態の変形例である。
図26に示すように、第七実施形態によるセンサフィルタ7058においてフィルタ外周部58aのセンサボディ52とは反対側面58cは、センサカバー56のうちカバー底壁部56cの内面56eに対し、例えば溶着又は接着等により面接触状態で接合されている。これによりフィルタ外周部58aは、図26,27に示すように、Y方向の平面視にて実質一定幅で連続した円環帯状を呈するカバー側接合部7058eを、センサカバー56との間に形成している。
尚、センサフィルタ7058においてもフィルタ外周部58aは、図26に示すセンサボディ52のうち実装面40bとは反対側面52aに一面58bを面接触させることで、センサボディ52及びカバー底壁部56cの間に挟持されている。また、かかる挟持状態にてセンサカバー56と接合されるセンサフィルタ7058では、フィルタ外周部58aの接する両側要素52,56cの微視的な凹凸に起因して、微小な変形が生じるおそれはある。しかし、そうした微小な変形は、センサフィルタ7058の濾過性能に支障のない許容範囲に抑えられるように、センサフィルタ7058及び両側要素52,56cの仕様(例えば寸法及び材料等)が設定されている。
ここで図28に示すように、第一実施形態と同様なフィルタ領域Rの定義下、カバー窓部56f及びボディ開口部53aと共にカバー側接合部7058eは、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてフィルタ領域R内に収められている。また、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてカバー側接合部7058eは、フィルタ領域R内のうち、ボディ開口部53aの輪郭外且つカバー窓部56fの輪郭外に位置している。即ち、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてカバー側接合部7058eは、フィルタ外周部58aの輪郭58aeとカバー窓部56fの輪郭との間に設けられている。
こうした投影視を成立させる第七実施形態では、円環帯状のカバー側接合部7058eと、円形輪郭のボディ開口部53a及びカバー窓部56fと、矩形輪郭58aeのフィルタ領域Rとが、図29に示すように実質芯合わせされている。それと共に第七実施形態では、カバー側接合部7058eの内周側直径F及び外周側直径Gと、ボディ開口部53aの直径Aと、カバー窓部56fの直径Bと、フィルタ領域Rにおける輪郭58aeの最小径Cとが、図29に示すように下記の式3を満たすこととなる。尚、以上説明した以外のセンサ本体50の構成としては、第一実施形態で説明の構成に代えて、第二〜第五実施形態のうちいずれかの構成が採用されていてもよい。
A<B<F<G<C …(式3)
このように第七実施形態によるセンサフィルタ7058は、センサボディ52及びセンサカバー56の間に挟持された状態で、センサカバー56に接合されているので、当該間となる正規位置からの離脱を確実に抑制することができる。
(第八実施形態)
本発明の第八実施形態は、第六及び第七実施形態を組み合わせた変形例である。
図30に示すように第八実施形態によるセンサフィルタ8058は、自身を挟持するセンサボディ52とセンサカバー56とに対し、例えば溶着又は接着等により面接触状態で接合されている。これによりセンサフィルタ8058は、第六実施形態と同様なボディ側接合部6058dと第七実施形態と同様なカバー側接合部7058eとを形成している。
ここで、第一実施形態と同様なフィルタ領域Rの定義下、第七実施形態と同様な投影視と第八実施形態と同様な投影視とが共に実現されている。また、こうした投影視を成立させる第七実施形態では、図31に示すように、ボディ側接合部6058dの内周側直径Dとカバー側接合部7058eの内周側直径Fとが実質一致している。それと共に第七実施形態では、ボディ側接合部6058dの外周側直径Eとカバー側接合部7058eの外周側直径Gとが実質一致している。尚、以上説明した以外のセンサ本体50の構成としては、第一実施形態で説明の構成に代えて、第二〜第五実施形態のうちいずれかの構成が採用されていてもよい。
このような第八実施形態によるセンサフィルタ8058は、センサボディ52及びセンサカバー56の間に挟持された状態で、それら両側要素52,56に接合されているので、当該間となる正規位置からの離脱を確実に長きに亘って抑制することができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
第一〜第八実施形態に関する変形例1としては、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてカバー窓部56fが、図32に示すフィルタ領域R内のうちボディ開口部53aの輪郭内に収められていてもよい。これにより、第一〜第五実施形態に関する変形例1では、図33に示すように下記の式4が満たされることとなる。また、第六及び第八実施形態に関する変形例1では、図34に示すように下記の式5が満たされることとなる。さらにまた、第七及び第八実施形態に関する変形例1では、図34に示すように下記の式6が満たされることとなる。尚、図32,33は第一実施形態に関する変形例1を示し、図34は第八実施形態に関する変形例1を示している。
B<A<C …(式4)
B<A<D<E<C …(式5)
B<A<F<G<C …(式6)
第六及び第八実施形態に関する変形例2としては、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてボディ側接合部6058dが、図35に示すフィルタ領域R内のうち、カバー窓部56fの輪郭内且つボディ開口部53aの輪郭外に位置していてもよい。即ち、仮想平面Sに対するY方向の投影視にてボディ側接合部6058dは、ボディ開口部53aの輪郭とカバー窓部56fの輪郭との間に設けられていてもよい。このような変形例2では、図36に示すように下記の式7が満たされることとなる。尚、図35,36は第六実施形態に関する変形例2を示している。
A<D<E<B<C …(式7)
第八実施形態に関する変形例3としては、ボディ側接合部6058dの内周側直径Dとカバー側接合部7058eの内周側直径Fとが異なっていてもよい。第八実施形態に関する変形例4としては、ボディ側接合部6058dの外周側直径Eとカバー側接合部7058eの外周側直径Gとが異なっていてもよい。
第六及び第八実施形態に関する変形例5としては、Y方向の平面視にて円環帯状以外の形状、例えば図37に示す矩形帯状等を呈するように、ボディ側接合部6058dが形成されていてもよい。第七及び第八実施形態に関する変形例6としては、Y方向の平面視にて円環帯状以外の形状、例えば図38に示す矩形帯状等を呈するように、カバー側接合部7058eが形成されていてもよい。尚、図37は第六実施形態に関する変形例5を示し、図38は第七実施形態に関する変形例6を示している。
第六及び第八実施形態に関する変形例7としては、図39に示すように、フィルタ外周部58aにおける周方向の複数箇所に互いに間隔をあけて、ボディ側接合部6058dが設けられていてもよい。第七及び第八実施形態に関する変形例8としては、図40に示すように、フィルタ外周部58aにおける周方向の複数箇所に互いに間隔をあけて、カバー側接合部7058eが設けられていてもよい。尚、図39は第六実施形態に関する変形例7を示し、図40は第七実施形態に関する変形例8を示している。
第一〜第八実施形態に関する変形例9としては、Y方向の平面視にて円形以外の形状、例えば図41に示す矩形等を呈するように、ボディ開口部53aが形成されていてもよい。第一〜第八実施形態に関する変形例10としては、Y方向の平面視にて円形以外の形状、例えば図41に示す矩形等を呈するように、カバー窓部56fが形成されていてもよい。第一〜第八実施形態に関する変形例11としては、Y方向の平面視にて矩形以外の形状、例えば図42に示す円形等の輪郭58aeを有するように、フィルタ外周部58aが形成されていてもよい。尚、図41は第一実施形態に関する変形例9,10を示し、図42は第一実施形態に関する変形例11を示している。
第一〜第八実施形態に関する変形例12のセンサフィルタ58,6058,7058,8058としては、PTFEにより形成される多孔質状のフィルタに限らず、例えば防水性や通気性、また第六〜第八実施形態に関する場合には接合性等を考慮して、他の材料により形成される繊維状等のフィルタが採用されていてもよい。第一〜第八実施形態に関する変形例13としては、例えば材料や目の粗さ、厚さ等の異なる複数のフィルタエレメント58fが図43に示すように積層されることで、センサフィルタ58,6058,7058,8058が形成されていてもよい。第一〜第八実施形態に関する変形例14としては、センサ基板40が軟質のフレキシブルプリント基板以外、例えばガラスエポキシ基板等の硬質基板から構成されることで、図44に示すように補強プレート30が省かれていてもよい。尚、図43,44は第一実施形態に関する変形例13,14をそれぞれ示している。
第四実施形態に関する変形例15のアンカー部4056jとしては、一定厚さでの突出形態以外、例えば図45に示すように突出側へ向かうほど厚さの薄くなる突出形態等をもって、形成されていてもよい。第五実施形態に関する変形例16の張出部5056kとしては、カバー窓部56fの二箇所を接続する張出形態以外、例えば図46,47に示す如き張出形態等をもって、形成されていてもよい。ここで、図46に示す変形例15のカバー窓部56fでは、径方向に対向した二箇所間を接続する張出部5056kと、径方向に対向した別の二箇所間を接続する張出部5056kとが、内周側へと張り出している。また一方、図47に示す変形例16のカバー窓部56fでは、径方向に対向した二箇所から内周側へ、円形輪郭の中心までは達しない長さをもって張り出している。
第一〜第八実施形態に関する変形例17として、図48に示すように空気物理量センサ10は、エアフロー検出ユニット2に一体に構成されることで、バイパス通路6のうち第二通路部8にセンサ本体50を露出させていてもよい。ここで、図48に示す変形例17では、センサケース20がフロー検出本体5の検出ボディ5aと共通化されていると共に、ターミナル60がフロー検出本体5のターミナル5bと共通化されている。また、図48に示す変形例17においてセンサ基板40には、センサ本体50及び回路モジュール70がセンサ素子9a及び回路モジュール9bと共に実装されている。これにより、センサ本体50のセンサフィルタ58は、「流通通路」としてのバイパス通路6からカバー窓部56f及びボディ開口部53aを通じてボディ凹部53内へと流入する吸入空気の一部を、濾過することとなる。尚、図48では、適用される実施形態のセンサ本体50を構成する各構成要素の図示は、省略されている。
第一〜第八実施形態に関する変形例17のさらなる変形例18としては、図49に示すようにバイパス通路6から分離されて入口1006a及び出口1006bを吸気通路3に開口させている別のバイパス通路1006を「流通通路」として、当該別のバイパス通路1006にセンサ本体50が露出していてもよい。但し、変形例18の場合には、第一実施形態と同様にセンサ素子9a及び回路モジュール9bの実装されないセンサ基板40が、採用される。尚、図49では、適用される実施形態のセンサ本体50を構成する各構成要素の図示は、省略されている。
第一〜第八実施形態に関する変形例19としては、図50に示すようにセンサボディ52をY方向に貫通する孔部53dが、センサ素子54の実装されたセンサ基板40により閉塞されることで、ボディ凹部53が形成されていてもよい。第一〜第八実施形態に関する変形例20としては、空気に関連する湿度以外の特定物理量、例えば温度、圧力、熱伝導率、濃度又は流量等を、センサ素子54が感知して検出してもよい。第一〜第八実施形態に関する変形例21としては、図51に示すように、検出する特定物理量の相異なる又は同じ複数のセンサ素子54が、ボディ凹部53に内包されていてもよい。尚、図50,51は第一実施形態に関する変形例19,21をそれぞれ示している。
1 内燃機関、2 エアフロー検出ユニット、3 吸気通路、6,1006 バイパス通路、10 空気物理量センサ、20 センサケース、40 センサ基板、40b 実装面、50 センサ本体、52 センサボディ、53 ボディ凹部、53a ボディ開口部、54 センサ素子、56,2056,3056,4056,5056 センサカバー、56a カバー開口部、56b カバー周壁部、56c カバー底壁部、56f カバー窓部、56i 嵌合クリアランス、58,6058,7058,8058 センサフィルタ、58a フィルタ外周部、58ae 輪郭、70 回路モジュール、72 回路素子、80 ポッティング樹脂体、2056h,3056h 貫通孔部、4056j アンカー部、5056k 張出部、6058d ボディ側接合部、7058e カバー側接合部、R フィルタ領域、S 仮想平面
上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
空気の流通する流通通路(3,6,1006)において、空気に関連する特定物理量を検出する空気物理量センサ(10)であって、
特定物理量に応じた検出信号を出力するセンサ素子(54)と、
ボディ開口部(53a)にて開口しているボディ凹部(53)を有し、ボディ凹部にセンサ素子を内包しているセンサボディ(52)と、
ンサボディを保持しているセンサ基板(40)と、
流通通路及びボディ開口部の間にて貫通しているカバー窓部(56f)を有し、センサボディを覆っているセンサカバー(56,2056,3056,4056,5056)と、
センサボディ及びセンサカバーの間に挟持されており、流通通路からカバー窓部及びボディ開口部を通じてボディ凹部内へ流入する空気を濾過するセンサフィルタ(58,6058,7058,8058)とを、備える。
このような第一発明によると、センサカバーは、自身の覆うセンサボディとの間にセンサフィルタを挟持している。これによれば、センサボディ及びセンサカバーの間となる正規位置からセンサフィルタが離脱する事態を、抑制することができる。故に、こうしセンサカバーにより、センサフィルタが正規位置から流通通路へ離脱する事態を抑制することができる。

Claims (11)

  1. 空気の流通する流通通路(3,6,1006)において、前記空気に関連する特定物理量を検出する空気物理量センサ(10)であって、
    前記特定物理量に応じた検出信号を出力するセンサ素子(54)と、
    ボディ開口部(53a)にて開口しているボディ凹部(53)を有し、前記ボディ凹部に前記センサ素子を内包しているセンサボディ(52)と、
    前記検出信号を処理する回路素子(72)が実装されている実装面(40b)を有し、前記実装面により前記センサボディを保持しているセンサ基板(40)と、
    前記流通通路及び前記ボディ開口部の間にて貫通しているカバー窓部(56f)を有し、前記センサボディを覆っているセンサカバー(56,2056,3056,4056,5056)と、
    前記センサボディ及び前記センサカバーの間に挟持されており、前記流通通路から前記カバー窓部及び前記ボディ開口部を通じて前記ボディ凹部内へ流入する前記空気を濾過するセンサフィルタ(58,6058,7058,8058)と、
    前記実装面上にて前記回路素子を封止する状態に硬化されており、前記センサボディの外周側にて前記センサカバーが埋設されているポッティング樹脂体(80)とを、備える空気物理量センサ。
  2. 前記センサカバーは、カバー開口部(56a)にて開口している有底カップ状を呈し、前記センサボディとの間に前記センサフィルタを挟持しているカバー底壁部(56c)、並びに前記センサボディ及び前記センサフィルタを外周側から囲んでいるカバー周壁部(56b)を有し、
    前記ポッティング樹脂体には、前記カバー周壁部が前記カバー開口部側から埋設されている請求項1に記載の空気物理量センサ。
  3. 前記センサカバー(4056)は、前記カバー周壁部から突出しているアンカー部(4056j)を有し、
    前記ポッティング樹脂体には、前記アンカー部が埋設されている請求項2に記載の空気物理量センサ。
  4. 前記センサカバー(56)は、前記センサボディの外周側全域を前記カバー周壁部により覆っている請求項2又は3に記載の空気物理量センサ。
  5. 前記センサカバー(2056,3056)は、前記カバー周壁部を貫通している貫通孔部(2056h,3056h)を有し、
    前記ポッティング樹脂体は、前記貫通孔部から前記センサボディ及び前記カバー周壁部の間に跨って設けられている請求項2又は3に記載の空気物理量センサ。
  6. 前記貫通孔部(3056h)は、前記カバー開口部側及び前記カバー底壁部側の端部間にて前記カバー周壁部を貫通している請求項5に記載の空気物理量センサ。
  7. 前記センサカバー(5056)は、前記カバー窓部の内周側へ張り出している張出部(5056k)を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の空気物理量センサ。
  8. 前記センサフィルタは、仮想平面(S)に沿って広がってフィルタ外周部(58a)を形成しており、
    前記仮想平面に対する投影視にて前記ボディ開口部及び前記カバー窓部は、前記フィルタ外周部の輪郭(58ae)よりも内周側のフィルタ領域(R)内に収まっている請求項1〜7のいずれか一項に記載の空気物理量センサ。
  9. 前記ボディ開口部は、前記投影視にて前記カバー窓部内に収まっている請求項8に記載の空気物理量センサ。
  10. 前記センサフィルタ(6058,7058,8058)は、前記センサボディ及び前記センサカバーの少なくとも一方に接合されている請求項1〜9のいずれか一項に記載の空気物理量センサ。
  11. 前記センサフィルタ(58)は、内燃機関(1)において前記流通通路としての吸気通路(3)を流通する前記空気を、濾過する請求項1〜10のいずれか一項に記載の空気物理量センサ。
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