JP2021067510A - 物理量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物を伴う空気の取込量を減らすことができる物理量検出装置を得ること。【解決手段】本発明の物理量検出装置（２０）は、被計測気体（２）が流れる主通路（２２）に配置される筐体を備え、筐体には、主通路（２２）を流れる被計測気体（２）の一部を取り込む第２副通路（Ｂ）と、被計測気体（２）の圧力を検出する圧力センサ（３２０）が収容された回路室（１３５）と、第２副通路（Ｂ）の通路途中に一端が開口し他端が回路室（１３５）に開口して第２副通路（Ｂ）から回路室（１３５）に被計測気体（２）の圧力を導入可能な圧力導入通路（１７０）とが設けられており、圧力導入通路（１７０）の導入口（１７１）は、第２副通路（Ｂ）に対して、被計測気体（２）の流れ方向と垂直方向の隅（ｂ５）と隅（ｂ６）との間に配置されていることを特徴とする。【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、例えば内燃機関の吸入空気の物理量を検出する物理量検出装置に関する。

特許文献１には、ダクト内に形成される主流路を流れる空気の一部を取り込む副流路と、副流路から分岐して副流路を流れる空気の一部を取り込む第２副流路とが内部に形成され、第２副流路にセンサが設置された空気流量測定装置の構造が示されている。

特開２０１５−８７２５４号公報

特許文献１の構成によれば、副流路から第２副流路に、異物を伴う空気が取り込まれた場合に、センサに異物が付着してセンサを汚損させるおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、異物を伴う空気の取込量を減らすことができる物理量検出装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明の物理量検出装置は、被計測気体が流れる主通路に配置される筐体を備え、前記筐体には、前記副通路を流れる前記被計測気体の一部を取り込む副通路と、前記被計測気体の圧力を検出する圧力センサが収容されたセンサ室と、前記副通路の通路途中に一端が開口し、他端が前記センサ室に開口して前記副通路から前記センサ室に前記被計測気体の圧力を導入可能な圧力導入通路とが設けられており、前記圧力導入通路の導入口は、前記副通路に対して、被計測気体の流れ方向と垂直方向かつ、壁面と壁面が交わる隅と隅との間に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、圧力導入通路の導入口が、副通路に対して、被計測気体の流れ方向と垂直方向かつ、壁面と壁面が交わる隅と隅との間に配置されているため、開口部近傍の接触表面積を小さくすることが出来る。そのため、例えば被計測気体に含まれている水が、副通路内に流入した場合、導入口が水没するリスクを低減させ、ロバスト性の高い圧力計測が可能となる。

本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

内燃機関制御システムに本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示すシステム図。 物理量検出装置の正面図。 物理量検出装置の背面図。 図２ＡのＩＩＣ方向矢視図。 図２ＡのＩＩＤ方向矢視図。 物理量検出装置の平面図。 物理量検出装置の下面図。 図２ＡのＩＩＧ−ＩＩＧ線断面図。 図２ＡのＩＩＨ−ＩＩＨ線断面図。 図２Ａにおける物理量検出装置のカバー取付け前の平面図。 図２Ａにおける物理量検出装置の取り外したカバーの背面図。 図３に示す構成の要部ＶＡを拡大して示す図。 図５ＡのＶＢ−ＶＢ線断面図。 図５Ａの要部ＶＡ拡大図。 導入通路の作用を説明するＶＡ拡大図。 導入通路の作用を説明するＶＢ−ＶＢ図。 導入通路の作用を説明するＶＣ−ＶＣ図。

以下に説明する、発明を実施するための形態（以下、実施例）は、実際の製品として要望されている種々の課題を解決しており、特に車両の吸入空気の物理量を検出する検出装置として使用するために望ましい色々な課題を解決し、種々の効果を奏している。下記実施例が解決している色々な課題の内の一つが、上述した発明が解決しようとする課題の欄に記載した内容であり、また下記実施例が奏する種々の効果のうちの１つが、発明の効果の欄に記載された効果である。下記実施例が解決している色々な課題について、さらに下記実施例により奏される種々の効果について、下記実施例の説明の中で述べる。従って、下記実施例の中で述べる、実施例が解決している課題や効果は、発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄の内容以外の内容についても記載されている。

以下の実施例で、同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を成す。既に説明済みの構成について、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。

図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１に、本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示す、システム図である。エンジンシリンダ１１とエンジンピストン１２を備える内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、主通路２２である例えば吸気ボディと、スロットルボディ２３と、吸気マニホールド２４を介してエンジンシリンダ１１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２の物理量は、本発明に係る物理量検出装置２０で検出され、その検出された物理量に基づいて燃料噴射弁１４より燃料が供給され、被計測気体２と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁１４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被計測気体２と共に混合気を成形し、吸気弁１５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。

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１３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１６から排気管に導かれ、排気ガス３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２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２５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２５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２１から取り込まれ主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体２の流量、温度、湿度、圧力などの物理量が物理量検出装置２０により検出され、物理量検出装置２０から吸入空気の物理量を表す電気信号が制御装置４に入力される。また、スロットルバルブ２５の開度を計測するスロットル角度センサ２６の出力が制御装置４に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１２や吸気弁１５や排気弁１６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１７の出力が、制御装置４に入力される。排気ガス３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２８の出力が制御装置４に入力される。

制御装置４は、物理量検出装置２０の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ１７の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度とに基づいて、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１４から供給される燃料量、また点火プラグ１３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、実際にはさらに物理量検出装置２０で検出される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２８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置４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２５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２７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物理量検出装置２０の出力を主パラメータとして演算される。従って、物理量検出装置２０の検出精度の向上や、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、物理量検出装置２０により検出される吸入空気の物理量の検出精度の向上が極めて重要である。また、物理量検出装置２０が高い信頼性を維持していることも大切である。

物理量検出装置２０が搭載される車両は、温度や湿度の変化が大きい環境で使用される。物理量検出装置２０は、その使用環境における温度や湿度の変化への対応や、塵埃や汚染物質などへの対応も、考慮されていることが望ましい。

また、物理量検出装置２０は、内燃機関からの発熱の影響を受ける吸気管に装着される。このため、内燃機関の発熱が吸気管を介して物理量検出装置２０に伝わる。物理量検出装置２０は、被計測気体と熱伝達を行うことにより被計測気体の流量を検出するので、外部からの熱の影響をできるだけ抑制することが重要である。

車に搭載される物理量検出装置２０は、以下で説明するように、単に発明が解決しようとする課題の欄に記載された課題を解決し、発明の効果の欄に記載された効果を奏するのみでなく、以下で説明するように、上述した色々な課題を十分に考慮し、製品として求められている色々な課題を解決し、色々な効果を奏している。物理量検出装置２０が解決する具体的な課題や奏する具体的な効果は、以下の実施例の記載の中で説明する。

図２Ａから図２Ｆは、物理量検出装置の外観を示す図である。なお、以下の説明では、主通路の中心軸に沿って被計測気体が流れるものとする。

物理量検出装置２０は、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入して主通路２２に固定された状態で使用される。物理量検出装置２０は、被計測気体２が流れる主通路２２に配置される筐体を備えている。物理量検出装置２０の筐体は、ハウジング１００と、ハウジング１００に取り付けられるカバー２００を有している。ハウジング１００は、例えば合成樹脂製材料を射出成形することによって構成されている。そして、カバー２００は、例えば金属材料や合成樹脂材料からなる板状部材によって構成されており、本実施例では、合成樹脂材料の射出成形品によって構成されている。

ハウジング１００は、物理量検出装置２０を主通路２２である吸気ボディに固定するためのフランジ１１１と、フランジ１１１から突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ１１２と、フランジ１１１から主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部１１３を有している。

計測部１１３は、フランジ１１１から真っ直ぐ延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面１２１と背面１２２、及び幅狭な一対の側面１２３、１２４を有している。計測部１１３は、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の通路中心に向かって突出する。そして、正面１２１と背面１２２が主通路２２の中心軸に沿って平行に配置され、計測部１１３の幅狭な側面１２３、１２４のうち計測部１１３の長手方向一方側の側面１２３が主通路２２の上流側に対向配置され、計測部１１３の短手方向他方側の側面１２４が主通路２２の下流側に対向配置される。物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、計測部１１３の先端部を下面１２５とする。

計測部１１３は、側面１２３に副通路入口１３１が設けられ、側面１２４に第１出口１３２及び第２出口１３３が設けられている。副通路入口１３１と第１出口１３２及び第２出口１３３は、フランジ１１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部１１３の先端部に設けられている。したがって、主通路２２の内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。このため、物理量検出装置２０は、主通路２２の内壁面から離れた部分の気体の流量を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。

物理量検出装置２０は、計測部１１３が主通路２２の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、側面１２３、１２４の幅は、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、狭い形状を成している。これにより、物理量検出装置２０は、被計測気体２に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。

コネクタ１１２は、図２Ｄに示すように、その内部に４本の外部端子１４７と補正用端子１４８が設けられている。外部端子１４７は、物理量検出装置２０の計測結果である流量や温度などの物理量を出力するための端子および物理量検出装置２０が動作するための直流電力を供給するための電源端子である。

補正用端子１４８は、生産された物理量検出装置２０の計測を行い、それぞれの物理量検出装置２０に関する補正値を求めて、物理量検出装置２０内部のメモリに補正値を記憶するのに使用する端子であり、その後の物理量検出装置２０の計測動作では上述のメモリに記憶された補正値を表す補正データが使用され、この補正用端子１４８は使用されない。

従って、外部端子１４７と他の外部機器との接続において、補正用端子１４８が邪魔にならないように、補正用端子１４８は、外部端子１４７とは異なる形状をしている。この実施例では外部端子１４７より補正用端子１４８が短い形状をしており、外部端子１４７に接続される外部機器の接続端子がコネクタ１１２に挿入されても、接続の障害にならないようになっている。

物理量検出装置２０の計測部１１３は、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、物理量検出装置２０のフランジ１１１が主通路２２に当接され、ねじで主通路２２に固定される。フランジ１１１は、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、図２Ｅ及び図２Ｆに示すように、対角線上の角部には固定穴部１４１が対をなして設けられている。固定穴部１４１は、フランジ１１１を貫通する貫通孔１４２を有している。フランジ１１１は、固定穴部１４１の貫通孔１４２に、不図示の固定ネジが挿通されて主通路２２のネジ穴に螺入されることにより主通路２２に固定される

図２Ｇは、図２ＡのＩＩＧ−ＩＩＧ線断面図、図２Ｈは、図２ＡのＩＩＨ−ＩＩＨ線断面図、図３は、図２Ａにおける物理量検出装置のカバー取付け前の平面図、図４は、図２Ａにおける物理量検出装置の取り外したカバーの背面図である。なお、以下の説明では、フランジ１１１から計測部１１３が延びる方向である計測部１１３の長手方向をＺ軸、計測部１１３の副通路入口１３１から第１出口１３２に向かって延びる方向である計測部１１３の短手方向をＸ軸、計測部１１３の正面１２１から背面１２２に向かう方向である計測部１１３の厚さ方向をＹ軸と称する場合がある。

ハウジング１００には、副通路１３４を形成するための副通路溝１５０と、回路基板３００を収容するための回路室１３５が設けられている。回路室１３５と副通路溝１５０は、計測部１１３の正面に凹設されている。回路室１３５は、主通路２２において被計測気体２の流れ方向上流側の位置となるＸ軸方向一方側（側面１２３側）の領域に設けられている。そして、副通路溝１５０は、回路室１３５よりも計測部１１３のＺ軸方向先端側（下面１２５側）の領域と、回路室１３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側の位置となるＸ軸方向他方側（側面１２４側）の領域に亘って設けられている。

副通路溝１５０は、カバー２００によって覆われることにより副通路１３４を形成する。副通路溝１５０は、第１副通路溝１５１と、第１副通路溝１５１の途中で分岐する第２副通路溝１５２とを有している。第１副通路溝１５１は、計測部１１３の一方側の側面１２３に開口する副通路入口１３１と、計測部１１３の他方側の側面１２４に開口する第１出口１３２との間に亘って、計測部１１３のＸ軸方向に沿って延在するように形成されている。第１副通路溝１５１は、主通路２２内を流れる被計測気体２を副通路入口１３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口１３２から主通路２２に戻す第１副通路Ａをカバー２００との協働により形成する。第１副通路Ａは、副通路入口１３１から主通路２２内における被計測気体２の流れ方向に沿って延在し、第１出口１３２までつながる流路を有する。

第２副通路溝１５２は、第１副通路溝１５１の途中位置で分岐して計測部１１３の基端部側（フランジ側）に向かって屈曲され、計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、計測部１１３の基端部で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって折れ曲がり、計測部１１３の先端部に向かってＵターンし、再び計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、第１出口１３２の手前で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって屈曲され、計測部１１３の側面１２４に開口する第２出口１３３に連続するように設けられている。第２出口１３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側に向かって対向配置される。第２出口１３３は、第１出口１３２とほぼ同等若しくは若干大きい開口面積を有しており、第１出口１３２よりも計測部１１３の長手方向基端部側に隣接した位置に形成されている。

第２副通路溝１５２は、第１副通路Ａから分岐されて流れ込んだ被計測気体２を通過させて第２出口１３３から主通路２２に戻す第２副通路Ｂをカバー２００との協働により形成する。第２副通路Ｂは、計測部１１３のＺ軸方向に沿って往復する流路を有する。つまり、第２副通路Ｂは、第１副通路Ａの途中で分岐して、計測部１１３の基端部側（第１副通路Ａから離れる方向）に向かって延在する往通路部Ｂ１と、計測部１１３の基端部側（離反通路部の端部）で折り返されてＵターンし、計測部１１３の先端部側（第１副通路Ａに接近する方向）に向かって延在する復通路部Ｂ２を有している。復通路部Ｂ２は、副通路入口１３１よりも主通路２２内における被計測気体２の流れ方向下流側の位置において被計測気体２の流れ方向下流側に向かって開口する第２出口１３３につながる。

第２副通路Ｂは、第２副通路溝１５２とカバー２００の協働で構成されているが、更に細かく要素分けするため、第２副通路Ｂの通路形状の構成要素を分割する。一つは壁面であり本実施例では、ハウジング１００側の壁面ｂ１、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２、カバー２００側の壁面ｂ３、第２副通路Ｂの内周部の壁面ｂ４の四つの壁面で定義することができる。もう一つは、壁面と壁面が交わる隅であり、本実施例ではハウジング１００側かつ外周部の隅ｂ５、カバー２００側かつ外周部の隅ｂ６、カバー２００側かつ内周部の隅ｂ７、ハウジング１００側かつ内周部の隅ｂ８で定義することができる。

第２副通路Ｂは、往通路部Ｂ１の途中位置に流量センサ（流量検出部）３１１が配置されている。第２副通路Ｂは、計測部１１３の長手方向に沿って延在して往復するように通路が形成されているので、通路長さをより長く確保することができ、主通路内に脈動が生じた場合に、流量センサ３１１への影響を小さくすることができる。

流量センサ３１１は、チップパッケージ３１０内に設けられている。チップパッケージは、流量センサ３１１とＬＳＩを樹脂でモールドした構成を有している。チップパッケージ３１０は、パッケージ本体の基端部が回路室１３５内の回路基板３００に固定され、先端部に流量センサ３１１が設けられている。流量センサ３１１は、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１に露出するようにチップパッケージ３１０に支持されており、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１へ露出した基板の一部３０１と一定の間隔を有して対向して配置されている。流量センサ３１１は、露出した基板の一部３０１とともに、ハウジング側の壁面ｂ１との間に所定の間隔を有して対向して配置されており、第２副通路Ｂを通過する被計測気体の流量を測定する。

回路基板３００には、チップパッケージ３１０、圧力センサ３２０等の回路部品が実装されている。各部品間の支持方法は、はんだを介して導通及び固定さており、回路基板３００はボンディングパッド３３０とボンディングワイヤ３３１を介して外部端子１４７と電気的に接続している。はんだ露出部に関しては、シリコーン・ゲル接着剤３４０やエポキシ接着剤３５０にて保護されている。

カバー２００は、ハウジング１００の正面１２１に取り付けられ、計測部１１３の回路室１３５と副通路溝１５０を覆う平板形状を有している。カバー２００は、図４に示すように、背面２０１にリブ２１１〜２１７が設けられている。リブ２１１〜２１７は、計測部１１３との接着部分に沿って形成されている。図３に示すように、計測部１１３には、正面１２１に凹溝１６１〜１６７が設けられており、リブ２1１〜２1７が挿入されるようになっている。カバー２００は、計測部１１３の凹溝1６１〜1６７にリブ２１１〜２１７を挿入した状態で接着剤により接着される。

次に、本発明の特徴の一つである被計測気体の圧力を検出する構造について説明する。
図５Ａは、図３に示す構成の要部ＶＡを拡大して示す図、図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線断面図、図５Ｃは、図４Ａの要素拡大図である。

物理量検出装置２０は、被計測気体２の圧力を検出する圧力センサ３２０を有している。圧力センサ３２０は、回路室１３５に収容されている。圧力センサ３２０は、回路基板３００に実装された状態で回路室１３５に配置されており、本実施形態では、２つの圧力センサ３２０が並んで配置されている。回路室１３５は、圧力導入通路１７０を介して第２副通路Ｂと接続されており、第２副通路Ｂ内の被計測気体２の圧力を導入して、圧力センサ３２０によって被計測気体２の圧力を検出するセンサ室として機能する。回路室１３５は、カバー２００を取り付けることによって覆われ、圧力導入通路１７０以外に外部と連通する箇所がないように密閉される。

圧力導入通路１７０は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第２副通路Ｂの通路途中に一端が開口し他端が回路室１３５に開口して第２副通路Ｂから回路室１３５に被計測気体の圧力を導入可能な構成を有する。圧力導入通路１７０は、計測部１１３に溝状に凹設されており、カバー２００から突き出たボス２２０との協働により構成される。本実施例において圧力導入通路１７０は、ハウジング１００側かつ外周部の隅ｂ５とカバー２００側かつ外周部の隅ｂ６との間かつ、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２から通路外周部へとオフセットした位置に開口する導入口１７１と、導入口１７１から直線状に延びる溝状の直線部１７２と、回路室１３５へとつながる湾曲部１７３を有している

導入口１７１は、第２副通路Ｂの通路途中に、被計測気体２の流れ方向においてチップパッケージ３１０よりも下流側の位置に設けられており、本実施形態では、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１から復通路部Ｂ２に折り返す折返し部に設けられている。折返し部では、第２副通路Ｂの外周側の側壁面ｂ２は、半円弧状にカーブしており、導入口１７１は、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２の半円弧状にカーブする部分でかつ復通路部Ｂ２の折返し部の頂部よりも復通路部Ｂ２側に位置する部分である曲がり部分に配置されている。

導入口１７１は図５Ｂに示すように、カバー２００側かつ外周部の隅ｂ６からハウジング１００側かつ外周部の隅ｂ５へと所定距離離れた位置に存在する。復通路部Ｂ２を通過する被計測気体２の流速がハウジング側の壁面ｂ１およびカバー２００側の壁面ｂ３の壁面摩擦の影響を受けず、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２に付着した水などの異物が表面張力で滞留しないその位置は予め実験あるいはシミュレーションによって求められて設定されている。

導入口１７１は、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２の曲がり部分から所定距離だけカーブ外側にオフセットした位置に設けられている。復通路部Ｂ２を通過する被計測気体２が第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２から剥離する剥離流Ｒを、側壁面ｂ２と導入口１７１との間に発生させることができるその距離が予め実験或いはシミュレーションによって求められて設定されている。

導入口１７１は、第２副通路Ｂの通路途中に、被計測気体２の流れ方向に所定間隔をおいて複数設けられており、本実施形態では、第１導入口１７１１と、第２導入口１７１２と、第３導入口１７１３の３つが設けられている。圧力導入通路１７０の直線部１７２は、第１導入口１７１１と、第２導入口１７１２と、第３導入口１７１３から互いに平行に延びる第１通路部１７２１、第２通路部１７２２、第３通路部１７２３を有している。

第１導入口１７１１と、第２導入口１７１２と、第３導入口１７１３は、カバー２００から突き出たボス２２０に当接される計測部１１３の面に凹設されており、それぞれＹ方向に溝深さを有している。溝深さは、図５Ｂに示すように、第２副通路部Ｂの溝深さと比較して浅く形成されており、ボス２２０と当接されることで、ハウジング１００側かつ外周部の隅ｂ５とカバー２００側かつ外周部の隅ｂ６との間に、圧力導入口を形成する。本実施形態では、第１導入口１７１１と、第２導入口１７１２と、第３導入口１７１３は、Ｘ方向長さが１．０ｍｍ、Ｙ方向長さが０．１ｍｍの寸法形状を有し、溝深さは１．２ｍｍの寸法形状を有した、一例を示している。

第１導入口１７１１は、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２との間に段差を介して、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２からカーブ外側に凹んだ位置に設けられている。そして、第１導入口１７１１に連続する第１通路部１７２１は、第２副通路Ｂを流れる被計測気体２の流れ方向との間の角度が９０度以下となる向きに沿って延在するように設けられている。従って、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２に沿って流れてきた被計測気体２が第１導入口１７１１から第１通路部１７２１に一直線状に真っ直ぐ流れ込むのを防ぎ、側壁面ｂ２と第１導入口１７１１との間の段差部分によって強い剥離流Ｒを発生させることができる。

第１通路部１７２１、第２通路部１７２２、第３通路部１７２３は、カバー２００に当接される計測部１１３の面に凹設されており。各通路ともＹ方向に同一の溝深さを有している。溝深さは図５Ｂに示すように、第１導入口１７１１と、第２導入口１７１２と、第３導入口１７１３の溝深さと比較して深く形成されている。これによって導入口１７１から侵入した水などの異物を一時的に貯留できるような構成になっている。本実施例では、第１通路部１７２１、第２通路部１７２２、第３通路部１７２３は、Ｘ方向長さが１．０ｍｍ、溝深さが２．２ｍｍの寸法形状を有した、一例を示している。

圧力導入通路１７０の湾曲部１７３は直線部１７１から円弧状に湾曲して回路室１３５まで延びる形状を有しており、溝の浅い湾曲部１７３１と溝の深い湾曲部１７３２で構成されている。図５Ａおよび図５Ｃに示すように第１通路部１７２１、第２通路部１７２２、第３通路部１７２３と溝の浅い湾曲部１７３１はそれぞれつながっており、円弧状に湾曲して回路室１３５まで延びる形状を有している。溝の浅い湾曲部１７３１は計測部１１３の面に凹設され、Ｙ方向に溝深さを有している。溝深さは、図５Ｂに示すように、第１導入通路１７２１の溝深さと比較して浅く形成されている。これによってスリット上の直線部１７２に一時的に貯留された水などの異物が、溝の浅い湾曲部１７３１に侵入するのを防止する。本実施例では溝の浅い湾曲部１７３１の溝深さは０．１ｍｍの寸法形状を有した、一例を示している。

溝の深い湾曲部１７３２は、カバー２００に当接される計測部１１３の面に凹設された溝形状を有している。溝の深い湾曲部１７３２は図５Ｂに示すように、溝の浅い湾曲部１７３１の内周部の円弧形状に沿う様な湾曲形状を有し、回路室１３５へ延びている。溝の深い湾曲部１７３２の溝深さは、溝の浅い湾曲部１７３１の溝深さと比較して深く形成されている。よって溝の浅い湾曲部１７３１から水が侵入してきた場合に、一時的に貯留できるような構成になっている。本実施では溝の深い湾曲部１７３２の溝深さは１．１ｍｍの寸法形状を有した、一例を示している。

上記した圧力導入口１７１は、ハウジング１００側かつ外周部の隅ｂ５とカバー側かつカバー２００側かつ外周部の隅ｂ６との間に配置されるので、第２副通路Ｂを通過する被計測気体２の流れがハウジング１００側の壁面ｂ１およびカバー２００側の壁面ｂ３の壁面摩擦の影響を受けず、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２に付着した水などの異物が表面張力で滞留しない。以上の二点の作用から、導入口１７１に異物を伴う被計測気体が流れ込むのを減少させることができる。

導入口１７１から直線部１７２へと異物を伴う被計測気体が流れ込んだ場合でも、直線部１７２及び溝の深い湾曲部１７３２は、溝深さがそれぞれ連結している導入口１７１および溝の浅い湾曲部１７３１よりも深いため、異物が流れこんだ場合でも、直線部１７２及び溝の深い湾曲部１７３２で異物を貯留し、圧力導入通路１７０が塞がれてしまうことや、回路室１３５への異物の侵入を防ぐことができる。

また、圧力導入口１７１は、第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２からカーブ外側にオフセットした位置に第１導入口１７１１が設けられているので、第２副通路Ｂを通過する被計測気体２が第２副通路溝Ｂの外周部の壁面ｂ２から剥離する剥離流を、第２副通路溝Ｂの外周部の壁面ｂ２と第１導入口１７１１との間である第１導入口１７１１の手前に発生させることができる。したがって、第１導入口１７１１の手前に剥離流による負圧環境を形成することができ、第１導入口１７１１に対する被計測気体２の動圧の影響を低減でき、第２副通路Ｂから第１導入口１７１１に異物を伴う空気が流れ込むのを減少させることができる。したがって、圧力導入通路１７０及び回路室１３５への異物の侵入を防ぐとともに、通気確保による圧力の安定的な計測が可能になる。

特に、本実施形態では、第１導入口１７１１が第２副通路Ｂの外周部の壁面ｂ２でかつ復通路部Ｂ２側に折り返された曲がり部に配置されているので、より強力な剥離流を発生させることができる。したがって、剥離流による影響をより顕在化させることができ、第１導入口１７１１が動圧の影響をより受けにくくすることができる。

また、上記した圧力導入通路１７０の構成によれば、導入口１７１が第２副通路Ｂの被計測気体２の流れ方向においてチップパッケージ３１０よりも下流側の位置に設けられているので、流量センサ３１１の静特性に影響を与えるのを防ぐことができる。したがって、流量センサ３１１の検出精度をより高くすることができる。

そして、圧力導入通路１７０は、導入口１７１から直線部１７２の間や、直線部１７２と屈曲部１７３の間に通路の屈曲や、通路の湾曲(湾曲部１７３)を有している。これによって被計測気体に含まれている異物が圧力導入通路１７０内に侵入した場合、通路１７０の通路壁面に衝突し、回路室１３５に到達するのが困難になるため、回路室１３５に異物が侵入するのを効果的に防ぐことができる。

図５Ｄ、図５Ｅそして図５Ｆは、導入口の作用を説明する図であり、第２副通路Ｂ内に水が侵入してきた状態を模式的に示す図である。

例えば、図５Ｄ及び図５Ｅに示すように、第２副通路Ｂに水などの異物が侵入してきた場合に、図５Ｅに示すように水などの異物はハウジング１００側かつ外周部の隅ｂ５およびカバー２００側かつ外周部の隅ｂ６で滞留するが、導入口１７１は第２副通路のハウジング１００側かつ外周部の隅ｂ５とカバー２００側かつ外周部の隅ｂ６との間に配置されるので、導入口１７１に異物を伴う空気が流れ込むのを減少させることができる。また図５Ｅに示すように、第１導入口１７１１は、第１導入口１７１１の手前に剥離流による負圧環境が形成され、第１導入口１７１１に向かう動圧影響が低減されているので、第１導入口１７１１から第１通路部１７２１に水が侵入するのを防ぐことができ、常に通気を確保することができる。したがって、圧力を安定的に計測できる。

第２導入口１７１２と第３導入口１７１３は、第１導入口１７１１と比較して、剥離流による影響が小さく、被計測気体２の動圧を受けるので、第２導入口１７１２と第３導入口１７１３から第２通路部１７２２と第３通路部１７２３にそれぞれ水が侵入する可能性がある。しかしながら、図５Ｄおよび図５Ｆに示すように、第２通路部１７２２と第３通路部１７２３は、溝の深さが導入口１７１に比べて深いため、一時的に水などの異物を貯留することによって、回路室１３５まで水が侵入するのを防ぐことができる。

また、溝の浅い湾曲部１７３１は、導入口１７１および通路部１７２と比べて溝深さが浅い。よって、異物が直線部１７２まで侵入した場合、通路部１７２の壁面に衝突するため、湾曲部１７３１まで異物が侵入するのを効果的に防ぐことができる。
そして、第２通路部１７２２と第３通路部１７２３の貯留量を超え、溝の浅い湾曲部１７３１まで水などの異物が侵入してきた場合でも、溝の深い湾曲部１７３２は、溝の浅い湾曲部と比べて溝深さが深いので、一時的に水などの異物を貯留することによって、回路室１３５まで水が侵入するのを防ぐことができる。

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。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

２ 被計測気体
２０ 物理量検出装置
１３５ 回路室（センサ室）
１７０ 圧力導入通路
１７１ 導入口
１７２ 直線部
１７３ 屈曲部
３１０ チップパッケージ
３１１ 流量センサ
３２０ 圧力センサ
Ｂ 第２副通路
Ｂ１ 往通路部
Ｂ２ 復通路部

Claims (7)

1. 被計測気体が流れる主通路に配置される筐体を備え、
   前記筐体には、前記主通路を流れる前記被計測気体の一部を取り込む副通路と、前記被計測気体の圧力を検出する圧力センサが収容されたセンサ室と、前記副通路の通路途中に一端が開口し、他端が前記センサ室に開口して前記副通路から前記センサ室に前記被計測気体の圧力を導入可能な圧力導入通路とが設けられており、
   前記圧力導入通路の導入口は、前記副通路に対して、被計測気体の流れ方向と垂直方向かつ、壁面と壁面が交わる隅と隅との間に配置されていることを特徴とする物理量検出装置。
2. 前記圧力導入通路の通路断面積は、拡大ないし縮小する領域を複数有することを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
3. 前記圧力導入通路は、屈曲部や湾曲部を有するラビリンス構造であることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
4. 前記導入口は、前記副通路の側壁面から通路外側へとオフセットした位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
5. 前記副通路は、所定の軸方向に沿って軸方向一方側に向かって延在する往通路部と、前記往通路部の端部でＵターンして軸方向他方側に向かって延在する復通路部とを有しており、前記導入口は、前記副通路の前記往通路部から前記復通路部に折り返す折返し部において、半円弧状にカーブする外周側の側壁面でかつ前記折返し部の頂部よりも前記復通路部側に位置する曲がり部分に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の物理量検出装置。
6. 前記副通路には、前記被計測気体の流量を検出する流量センサが配置されており、
   前記導入口は、前記副通路の被計測気体流れ方向において前記流量センサよりも下流側の位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の物理量検出装置。
7. 前記導入口は、前記副通路の被計測気体流れ方向に所定間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする請求項５に記載の物理量検出装置。
   

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