JP4437713B2

JP4437713B2 - 空気流量測定装置とそのターミナル

Info

Publication number: JP4437713B2
Application number: JP2004202823A
Authority: JP
Inventors: 英樹福島; 賢一郡司; 敬二河原; 寿雪田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2024-07-09
Also published as: JP2006023218A

Description

本発明は、吸入空気通路を流れる空気流量を測定する新規な空気流量測定装置とそのターミナルに係り、特に発熱抵抗式空気流量測定装置とそのターミナルに関する。

従来の空気流量測定装置が、特許文献１に示されている。特許文献１には、発熱抵抗体を固定する指示ピンがモールドにインサートして作られたアルミベースの上に外壁となるハウジング、駆動回路本体となる基板が乗せられ接着固定され、基板と指示ピンがアルミワイヤを介して駆動回路に電気的に接続される構造が示されている。

特開平９−３０４１４１号公報

特許文献１における発熱抵抗体と駆動回路に接続される指示ピンの断面形状については示されていないが、抵抗体を安定して固定するためには、形状は丸又は多角形と考えられる。しかしながら、この形状の場合、直角曲げ、V曲げなどの曲げ加工はスプリングバック量が大きく、板材に比べ曲げ精度が悪く、Z曲げなどの多重の直角曲げが困難である。そのため、直角曲げが十分に行えず抵抗体の配置や電子回路との接続位置を自由に決めることができず、小型化・軽量化の妨げとなっている。

本発明の目的は、ターミナルと発熱抵抗体及び温度補償抵抗体との接合時に一定の接触面積が確保でき、接触面積の変化が小さい安定した接合が得られ、両抵抗体と電子回路との接続位置の自由度が高い空気流量測定装置とそのターミナルを提供することにある。

本発明は、空気の主流路の吸気通路に設けられた副流路と、該副流路にターミナルによって設置された発熱抵抗体及び温度補償抵抗体と、前記発熱抵抗体及び温度補償抵抗体からの信号を処理する電気的に接続された電子回路とを備えた空気流量測定装置において、
前記ターミナルは、薄板によって形成される前記電子回路への接続側の平板部と、該平板部に連なってその先端に設けられ前記平板部より板幅が小さい前記発熱抵抗体及び前記温度補償抵抗体との接続部とを有し、
該接続部は、その前記発熱抵抗体及び前記温度補償抵抗体との接続面及び該接続面の裏面がプレス加工によって形成された太鼓型を成す凸状の曲面であることを特徴とする。

即ち、本発明は、発熱抵抗体や温度補償抵抗体の抵抗線と接合する接続面及び該接続面の裏面をプレス加工によって形成された太鼓型を成す凸状の曲面とし、電子回路と金属ワイヤーで接合する部分と曲げ加工を行う部分を板状にすることにより、接合部の信頼性を確保しながら、設計の自由度が高く、小型・軽量化を図ることができる構造としたターミナルを有する空気流量測定装置にある。

前記ターミナルは前記凸状になっている部分以外が平板状であること、前記接続部は抵抗溶接にて接合されていること、又、前記接続部はプレス加工により裏表面が互いに太鼓型に形成される。

前記電子回路はコネクタハウジングに設けられたコネクタターミナルに電気的に接続され、該コネクタターミナルを介して外部回路に接続されること、前記ターミナル及びコネクタターミナルと前記電子回路とは金属ワイヤによるワイヤボンディングによって接続されていることが好ましい。

前記ターミナルは、前記金属ワイヤのワイヤボンディング部がそれ以外より幅広であること、前記発熱抵抗体及び温度補償抵抗体が前記副流路に対して同じ高さに設けられているか、前記副流路に対して同じ面に設けられていることが好ましい。

又、本発明は、空気の主流路の吸気通路に設けられた副流路に発熱抵抗体及び温度補償抵抗体の少なくとも一方を設置する板状部材よりなり、前記発熱抵抗体及び温度補償抵抗体からの信号が電気的に接続された電子回路によって処理される空気流量測定装置用ターミナルにおいて、前記板状部材は、薄板によって形成される前記電子回路への接続側の平板部と、該平板部に連なってその先端に設けられ前記平板部より板幅が小さい前記発熱抵抗体又は前記温度補償抵抗体との接続部とを有し、該接続部はその前記発熱抵抗体及び前記温度補償抵抗体との接続面及び該接続面の裏面がプレス加工によって形成された太鼓型を成す凸状の曲面であることを特徴とする。

更に、前記ターミナルは薄板のフープ材から作られること、前記ターミナルの前記発熱抵抗体と前記温度補償抵抗体の接続部をプレス加工により成形することが好ましい。

本発明によれば、ターミナルと発熱抵抗体及び温度補償抵抗体との接合時に一定の接触面積が確保でき、接触面積の変化が小さい安定した接合が得られ、両抵抗体と電子回路との接続位置の自由度が高い空気流量測定装置とそのターミナルを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的な実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１は本発明の発熱抵抗体式空気流量測定装置の横断面図、図２は図１のＡ-Ａ断面図及び図３は図２を上部から上面図である。電子回路４は、金属ベース６に接着固定され、同様に金属ベース６と接着固定又はインサート成形により一体化されたハウジング５により周囲を囲われている。

ハウジング５は、金属部品であるコネクタターミナル２、調整端子１及びターミナル９をインサート成形した樹脂部品であり、電子回路４を内装保護するハウジングとしての機能に加え、副通路１３、コネクタハウジング３、固定フランジ１０等が一体成形されている。金属ベース６もインサート成形可能である。従って、電子回路４は金属ベース６を底面、ハウジング５を周囲壁とした箱状体に内装されている。又、調整端子１及びコネクタターミナル２は、電子回路４を内装した箱状体の内側からコネクタハウジング３の内部へ貫通しており、ハウジング５の内側端部付近と電子回路４の間を金属ワイヤ８で接続することにより、電子回路４とコネクタハウジング３内の調整端子１及びコネクタターミナル２は電気的に導通する。

同様に、ターミナル９は電子回路４を内装した箱状体の内側から副通路１３へ貫通しており、そのハウジング５の内側端部付近と電子回路４の間を金属ワイヤ８でワイヤボンデング接続し、さらに、ターミナル９の副通路１３側端部に発熱抵抗体１１及び温度補償抵抗体１２を抵抗溶接することにより、発熱抵抗体１１及び温度補償抵抗体１２と電子回路４とが電気的に導通する。そして、電子回路４を内装した箱状体の中にシリコンゲル１９を充填し、カバー７を接着することにより、電子回路４は密封されるが、ハウジング５内に残った空気を加熱膨張時などにコネクタハウジング３の内側にリークするための換気孔１８が設けられている。コネクタターミナル２、調整端子１及びターミナル９以外は電気的に絶縁される。

又、カバー７を接着することにより、副通路１３は、ハウジング５の上流開口部が副通路入口１３ａ、ハウジング５とカバー７に開けた角穴を副通路出口１３ｂとした管路が完成される。副通路１３を本実施例のように曲がり部のある複雑な管路とするのは、検出素子の汚損防止、空気流の乱れの抑制、脈動流による検出誤差の低減に優れており、内熱機関の吸気流量検出に適した構造としたものである。

この発熱抵抗式空気流量測定装置は、ボディ１４の外壁面の穴から副通路１３の副通路入口１３ａと副通路出口１３ｂが主通路１５内に位置するように挿入取り付けされ、ハウジング５に一体形成された固定フランジ１０部を介してネジ１６によりボディ１４へ固定される。

図４は、（ａ）が発熱抵抗体、（ｂ）が温度補償抵抗体が本発明のターミナルに接続されている正面図、（ｃ）が発熱抵抗体と温度補償抵抗体とを副通路入口側から見た図である。本発明のターミナル９は、各々一対有し、（ａ）が凸状の曲面断面ターミナル部９ａに発熱抵抗体１１、（ｂ）が同様に温度補償抵抗体１２が抵抗溶接によって接合される。

図５は図４の発熱抵抗体及び温度補償抵抗体がターミナルに接合されている部分を示す側面図である。図５に示すように、接続面及びその裏面が太鼓型を成す凸状の曲面断面ターミナル部９ａは発熱抵抗体１１と温度補償抵抗体１２とを抵抗溶接する際、曲面断面ターミナル部９ａの左右の位置関係がずれていたとしても、断面形状は太鼓型を成す凸状の曲面を有しているため、抵抗溶接の際、発熱抵抗体端部１１ａと温度補償抵抗体端部１２ａとの接触面積が変わらないため、安定して溶接することができる。そのため、耐久性、信頼性が向上する。

通常、抵抗溶接の場合、接触面積が変化すると抵抗値が変化し、発熱量が変わってしまうため、溶接条件が安定しない。そのため、溶接する際はターミナル９と発熱抵抗体１１と温度補償抵抗体１２との接触面積を一定に保つ必要があるが、本発明の如く、溶接する部分の断面形状を凸状の曲面にすることにより一定の接触面積が確保でき、接触面積の変化が小さい安定した接合が得られる。又、凸状の曲面断面ターミナル部９ａの長さは、十分な長さに自由に形成することができるので、接続における接触面積の変化の少ない高い自由度が得られる。

又、図４（ｃ）に示すように、ターミナル９は副通路入口１３ａより入る空気の流通が発熱抵抗体１１と温度補償抵抗体１２とで互いに妨げられないように左側に温度補償抵抗体１２、右側には発熱抵抗体１１をずらして配置し、互いに同じ高さに設けられている。従って、本実施例の温度補償抵抗体１２でのターミナル９は、板状断面ターミナル９ｂから右に直角に形成された凸状の曲面断面ターミナル部９ａと、直角曲げを２回連続に行ったＺ曲げを有する板状断面ターミナル端部９ｄとを有する。更に、発熱抵抗体１１と温度補償抵抗体１２とは、いずれもターミナル９の平板面が空気の流通に対して平行に設けられ、空気の流通によるその抵抗に対して曲りが生じないように保たれる。

また、ターミナル９は電子回路４と金属ワイヤ８によってワイヤーボンディングで接続するため、ターミナル９のワイヤボンディングする部分に確実に固定しなければ、接合強度が落ちてしまうので、発熱抵抗体１１及び温度補償抵抗体１２とターミナル９との接続部よりもやや幅広の板状断面ターミナル端部９ｄが形成され、安定して固定できる形状としている。

以上のように、本実施例では発熱抵抗体１１や温度補償抵抗体１２の抵抗線と接合する部分の断面の中央部を厚肉とする凸状の曲面とし、電子回路４と金属ワイヤー８で接合する部分の断面と曲げ加工を行う断面を板状にすることにより、接合部の信頼性を確保しながら、設計の自由度を上げ、小型・軽量化を図ることができる。

図６は、電子回路が組み込まれる前の本発明の複数個のターミナルが一体に形成された状態で金型に設置された状態を示す組図であり、（ａ）が上面図及び（ｂ）が側面図である。本実施例の金型は、図６に示すように下部金型２７と上部金型２６及びガイドピン２９より構成され、上部金型２９が上下にスライドして開閉する。上部金型２６が開いた状態で、図４に示す形状の３組のターミナル９が金型に設置される。その際、ガイドピン２９がガイドとなる。本実施例では、図６（ａ）の上の１組と、下の２組がそれぞれ別々に、図７（ｂ）に示すように上部金型２９の下降によって凸状の曲面断面ターミナル部９ａがプレス加工される。

図７は、本発明のターミナル金型を用いたプレス加工によって成形する状態を示す断面図である。図７（ａ）に示すよう下部金型２７の曲面形状を有する溝部に空気流量測定装置３０のターミナル９の先端部をセットし、ガイドピン２９をガイドに上部金型２６を下降し、図７（ｃ）のターミナル９の先端部を曲面形状に成形する。次に、図７（ｃ）の上部金型２６が上昇しターミナル９の先端部の曲面加工が完了する。また、ターミナル９を順送工程で加工する場合は、その工程内で曲面形状の成形を行っても良い。従って、ターミナル９は少なくとも発熱抵抗体１１及び温度補償抵抗体１２との接続部面の表裏面いずれもが太鼓型を成す凸状の曲面に加工される。

本実施例によれば、ターミナルとして、両抵抗体を接合する際、その部分を凸状の曲面形状にすることによって、一定の接触面積が確保でき、接触面積の変化が小さい安定した接合が得られ、又、高精度の曲げ加工を可能な板状断面とすることによって、両抵抗体の配置と電子回路との接続位置の自由度を上げ、小型・軽量化が図れる。

又、本実施例によれば、従来の支持ピンの代わりに、抵抗体と接続する部分のみ断面形状を凸状の曲面としたフープ材からなる板材を使用することにより、前述の効果が得られる。

図８は本発明の発熱抵抗式空気流量測定装置に用いる他の例を示す本発明のターミナルの配置図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が側面図及び（ｃ）が（ａ）の右側面図である。本実施例においても、発熱抵抗体１１と温度補償抵抗体１２と電子回路４との接続部である凸状の曲面断面ターミナル部９ａが実施例１の図７と同様に金型によってプレス加工によって形成される。又、図８に示すように、ターミナル９に板材を用いることにより曲げ精度を向上させ、又、複数の曲げを行い、発熱抵抗体１１と温度補償抵抗体１２と電子回路４との接続位置の自由度を上げることにより、小型化・軽量化が実現できる。そして、複数の曲げ加工により、両者の抵抗体を並列に配置することにより、同じ条件で空気流量の測定が行うことができ、誤差を少なくできる。板状断面ターミナル９ｂに続く板状断面ターミナル端部は図示されていないが、図４の板状断面ターミナル端部９ｄに示すように幅広にして、金属ワイヤ８とのワイヤーボンディングを簡単にすることができる。実施例１と同様にターミナル９の平板面が空気の流通に対して平行に設けられ、その抵抗に対して曲りが生じないように保たれる。

本実施例においても、ターミナルとして、両抵抗体を接合する際、その部分を凸状の曲面形状にすることによって、一定の接触面積が確保でき、接触面積の変化が小さい安定した接合が得られ、又、高精度の曲げ加工を可能な板状断面とすることによって、両抵抗体の配置と電子回路との接続位置の自由度を上げ、小型・軽量化が図れる。

図９は本発明の他の例を示す発熱抵抗式空気流量測定装置の断面図である。図９に示すように板状のベース部材２５よりターミナル９が直角曲げ加工をされている。電子回路４とコネクタハウジング３の配置が変わった場合でも、ターミナル９の形状を変えることにより対応できる。図示されていないが、本実施例においても、発熱抵抗体１１と温度補償抵抗体１２と電子回路４との接続部が、凸状の曲面断面に実施例１と同様に金型によってプレス加工されるものであり、実施例１と同様にターミナル９の平板面が空気の流通に対して平行に設けられ、その抵抗に対して曲りが生じないように保たれる。

本発明に係る発熱抵抗式空気流量測定装置の断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図２の上面図である。発熱抵抗体（ａ）と温度補償抵抗体（ｂ）が接続されている本発明のターミナルを有する正面図、（ｃ）が発熱抵抗体と温度補償抵抗体とを副通路入口側から見た図である。発熱抵抗体を本発明に係るターミナルに接合したその断面図である。本発明に係る発熱抵抗式空気流量測定装置のターミナルを金型に組み込んだ上面図及びその側面である。本発明に係るターミナルの製造工程を示す金型の断面図である。本発明に係る他の例を示す発熱抵抗式空気流量測定装置のターミナルへの発熱抵抗体と温度補償抵抗体の配置図である。本発明に係る他の例を示す発熱抵抗式空気流量測定装置の断面図である。

符号の説明

１…調整端子、２…コネクタターミナル、３…コネクタハウジング、４…電子回路、５…ハウジング、６…金属ベース、７…カバー、８…金属ワイヤ、９…ターミナル、９ａ…曲面断面ターミナル部、９ｂ…板状断面ターミナル部、９ｄ…板状断面ターミナル端部、１０…固定フランジ、１１…発熱抵抗体、１１ａ…発熱抵抗体端部、１２…温度補償抵抗体、１２ａ…温度補償抵抗体端部、１３…副通路、１３ａ…副通路入口、１３ｂ…副通路出口、１４…ボディ、１５…主通路、１６…ネジ、１７…主流方向、１８…換気孔、１９…シリコンゲル、２０…ターミナル長端子、２１…ターミナル短端子、２２…従来品の検出素子ターミナル断面形状、２３…副流路構成部材、２４…流量計ボディ、２５…ベース部材、２６…上部金型、２７…下部金型、２９…ガイドピン、３０…空気流量測定装置、３１…回路ハウジング、３２…挿入穴、３３…取付固定面、３４…流れ方向、３５…ホルダ、３６…Ｏリング、３７…整流格子、３８…導電性部材、３９…コネクタ、３０１…入口開口面、３０２…第１通路、３０３…直角曲がり部、３０４…第２通路、３０５…出口開口面、３０６…受皿状入口、３０７…傾斜面、３０８…出口庇、４０１…ホルダ挿入穴、４０２…接合面、４０３…肉盗み穴、４０４…溝部。

Claims

空気の主流路の吸気通路に設けられた副流路と、該副流路にターミナルによって設置された発熱抵抗体及び温度補償抵抗体と、前記発熱抵抗体及び温度補償抵抗体からの信号を処理する電気的に接続された電子回路とを備えた空気流量測定装置において、
前記ターミナルは、薄板によって形成される前記電子回路への接続側の平板部と、該平板部に連なってその先端に設けられ前記平板部より板幅が小さい前記発熱抵抗体及び前記温度補償抵抗体との接続部とを有し、
該接続部は、その前記発熱抵抗体及び前記温度補償抵抗体との接続面及び該接続面の裏面がプレス加工によって形成された太鼓型を成す凸状の曲面である
ことを特徴とする空気流量測定装置。
請求項１において、前記発熱抵抗体及び前記温度補償抵抗体と前記接続部との接続は、抵抗溶接にて接合されていることを特徴とする空気流量測定装置。
請求項１又は２において、前記電子回路は、コネクタハウジングに設けられたコネクタターミナルに電気的に接続され、該コネクタターミナルを介して外部回路に接続されることを特徴とする空気流量測定装置。
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ターミナル及びコネクタターミナルと前記電子回路とは金属ワイヤによるワイヤボンディングによって接続されていることを特徴とする空気流量測定装置。
請求項４において、前記ターミナルは、前記金属ワイヤのワイヤボンディング部がそれ以外より幅広であることを特徴とする空気流量測定装置。
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記発熱抵抗体及び温度補償抵抗体が、前記副流路に対して同じ高さに設けられていることを特徴とする空気流量測定装置。
空気の主流路の吸気通路に設けられた副流路に発熱抵抗体及び温度補償抵抗体の少なくとも一方を設置する板状部材よりなり、前記発熱抵抗体及び温度補償抵抗体からの信号が電気的に接続された電子回路によって処理される空気流量測定装置用ターミナルにおいて、
前記板状部材は、薄板によって形成される前記電子回路への接続側の平板部と、該平板部に連なってその先端に設けられ前記平板部より板幅が小さい前記発熱抵抗体又は前記温度補償抵抗体との接続部とを有し、
該接続部は、その前記発熱抵抗体及び前記温度補償抵抗体との接続面及び該接続面の裏面がプレス加工によって形成された太鼓型を成す凸状の曲面である
ことを特徴とする空気流量測定装置用ターミナル。