JP6179450B2

JP6179450B2 - 空気流量測定装置

Info

Publication number: JP6179450B2
Application number: JP2014092308A
Authority: JP
Inventors: 彰之須藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: JP2015210205A

Description

本発明は、空気流量測定装置に関する。

従来より、ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を有するハウジングと、ハウジングを１次成形部品とする２次成形によって形成される２次樹脂部を有し、バイパス流路に配置される流量センサによって空気流量を測定する空気流量測定装置がある（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術では、ハウジングに流量センサと外部機器とを接続する導通部材を保持させた状態で、２次樹脂部を２次成形により形成している。
また、２次樹脂部とハウジングとの間のシールを確保するため、ハウジングに２次樹脂部が溶着する溶着部を設ける技術が知られている。溶着部とは、２次成形時に２次樹脂部に溶着する溶着突起が形成された部分である。

特許文献１の記載の技術において、２次樹脂部とハウジングとの間のシールを確保するために溶着部を適用することが考えられる。
しかしながら、導通部材の近傍では、金属と樹脂の線膨張係数の差により生じる応力によって溶着突起に亀裂が入り、シール性の確保が困難な場合がある。

特開２０１３−１０４７５９号公報

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、空気流量測定装置において、ハウジングと２次樹脂部との間のシール性を向上させることにある。

本発明の空気流量測定装置は、ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を有するハウジングと、ハウジングを１次成形部品とする２次成形によって形成される２次樹脂部と、バイパス流路に配設される流量センサと、ハウジングもしくは２次樹脂部の少なくとも一方にインサートされて、ハウジング及び２次樹脂部を構成する材料とは異なる線膨張係数の材料で構成されるインサート部材とを備える。

ハウジングは、２次成形時に２次樹脂部に溶着する溶着突起が形成された溶着部を有し、溶着部において、インサート部材近傍に位置する部分には、溶着突起の高さよりも大きい寸法の深さであって、２次成形時に２次樹脂が流れ込む凹部が形成されている。
また、インサート部材は、金属材料により形成された部材であって、流量センサと外部機器とを接続するための導通部材であり、ハウジングは、導通部材を保持する保持ベース部を有する。さらに、導通部材は、その一部が保持ベース部の外周縁から外周側に突出するように保持されて外部機器のコネクタに接続するコネクタピンをなし、２次樹脂部は、保持ベース部に導通部材を保持させた組立体を１次成形部品とする２次成形によって形成される。そして、凹部の深さの方向は、導通部材が外部機器と接続する方向に対して平行である。

これによれば、インサート部材近傍の樹脂に生じる線膨張係数の差に起因する応力を、凹部の存在によって緩和することができ、溶着突起の破損を防止することができる。また、アンカー効果によってハウジングと２次樹脂部との結合を強固にすることができる。このため、インサート部材近傍においてもハウジングと２次樹脂部との間のシール性を確保することができる。従って、ハウジングと２次樹脂との間のシール性を向上させることができる。

空気流量測定装置の概略断面図である（実施例）。ハウジングに導通部材を保持させた組立体の一部断面を含む平面図である（実施例）。図２のIII-III断面図である（実施例）。図２にIV矢視図である（実施例）。２次成形後の空気流量測定装置の断面図である（実施例）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１の構成〕
実施例１の空気流量測定装置１の構成を、図１〜４を用いて説明する。
空気流量測定装置１は、例えば、自動車用エンジンへの吸入空気量を計測するエアフローメータであって、自動車用エンジンへの吸気路を形成するダクトＤに取り付けられて使用されるものである。
なお、ダクトＤの管壁には、円形状をした取付け穴Ｄａが開口しており、空気流量測定装置１は取付け穴ＤａからダクトＤ内に挿入することにより設置される。

空気流量測定装置１は、以下に説明するハウジング２、２次樹脂部３、流量センサ４、およびインサート部材５などにより一体的に構成されている。

ハウジング２は、嵌合部２ａ、保持ベース部２ｂ、および流路形成部２ｃを有する樹脂成形品である（図１及び図３参照）。
嵌合部２ａは、取付け穴Ｄａに嵌合する部分であって外周面に周溝７が形成されており、周溝７に配されるＯリング８によって、取付け穴Ｄａの内周面と嵌合部２ａとの間が密封される（図１参照）。
ここで、ダクトＤを流れる空気の流れ（主流）の方向を主流方向とし、主流方向に垂直であって取付け穴ＤａからダクトＤの内側に向かう方向をＹ方向下方とし、その反対をＹ方向上方と呼ぶ。

保持ベース部２ｂは、図３に示すように嵌合部２ａよりもＹ方向上方に設けられており、後述する導通部材１０を保持するとともに２次樹脂部３が溶着する（図５参照）。
流路形成部２ｃは、嵌合部２ａからダクトＤの内側（Ｙ方向下方）に伸びて配設され、ダクトＤの内部を流れる吸入空気の一部（測定空気）を取り込むバイパス流路１１を形成する。

バイパス流路１１について説明する。
バイパス流路１１は、ダクトＤを流れる空気の流れ（主流）の上流側に向かって開口する取込口１２と、主流下流側に向かって開口する吸入空気の放出口１３とを有し、例えば、取込口１２から取り込んだ吸入空気を周回させて放出口１３に向かわせる（図１参照）。
バイパス流路１１は、主流方向の順方向と逆向きに流体が流れる領域１４を有しており、この領域１４に流量センサ４が配される。

また、バイパス流路１１には、ダストを排出するためのダスト排出路１５が流量センサ４の上流側で接続しており、バイパス流路１１に進入したダストは、流量センサ４に向かうことなくダスト排出路１５を通じてダスト排出口１６からダクトＤ内に戻る。

流量センサ４は、バイパス流路１１を流れる空気の流量に応じて電気的な信号（例えば電圧信号）を出力するものである。具体的には、半導体基板に設けられたメンブレン上に、薄膜抵抗体で形成された発熱素子と感温素子とを有する。

本実施例では、流量センサ４と、流量センサ４が接続する回路基板（図示せず）とがセンサアッシー２０としてアッシー化されている。そして、ハウジング２には保持ベース部２ｂのＹ方向上方に開口するとともにバイパス流路１１に連通する穴２１が形成され、センサアッシー２０は流量センサ４がバイパス流路１１内に露出するように穴２１に挿入されてハウジング２に組付けられている。
回路基板を含む回路モジュール部２０ａは、後述する導通部材１０に電気的に接続する端子２０ｂを有しており、端子２０ｂは穴２１の開口からＹ方向上方に突出している。

インサート部材５は、ハウジング２もしくは２次樹脂部３の少なくとも一方にインサートされて、ハウジング２及び２次樹脂部３を構成する材料とは異なる線膨張係数の材料で構成される部材である。
本実施例のインサート部材５は、金属製の導通部材１０である。導通部材１０は、流量センサ４と外部機器とを接続するための部材であって、端子２０ｂに電気的に接続されるとともに、外部機器のコネクタに接続するコネクタピンをなすターミナルである。

２次樹脂部３は、保持ベース部２ｂに導通部材１０保持させた組立体２５を１次成形部品とする２次成形によって形成される。
すなわち、本実施例のインサート部材５は２次樹脂部３にインサートされている。
図５に示すように、２次樹脂部３は、保持ベース部２ｂを覆って、導通部材１０の一部やセンサアッシー２０のカバーをなすとともに、コネクタハウジング３ａを形成する。

導通部材１０は保持ベース部２ｂのＹ方向上方側の面上に保持される。例えば、保持ベース部２ｂのＹ方向上方側の面上に突出する凸部２６によって導通部材１０を位置決め保持させている（図２及び図３参照）。

保持ベース部２ｂは、Ｙ方向からみて円弧と円弧の両端を結ぶ１つの弦とに囲まれた外形形状を呈している（図２参照）。保持ベース部２ｂは、２次樹脂部３に覆われる外周面を有し、この外周面は円弧をなす円弧面２８と弦をなす平坦面２９を有する。
導通部材１０は、その一部が保持ベース部２ｂの外周縁から外周側に突出するように保持される。本実施例では弦に該当する周方向位置において、導通部材１０の一部（コネクタピンを成す部分）が外周側に突出している。

また、保持ベース部２ｂの外周面には、周方向に沿って線状に形成されるとともに外周に突出する微小な溶着突起３１が設けられた溶着部３２が設けられている。
２次樹脂部３は、溶着部３２を外周側から覆うように２次樹脂成形され、溶着突起３１は、２次樹脂成形時に２次樹脂部３を成す溶融樹脂により溶融して２次樹脂部３に溶着する。

本実施例では、保持ベース部２ｂのほぼ全周に亘って溶着突起３１が設けられている。具体的には、後述する凹部３５の底面を除いて、円弧面２８と平坦面２９に連続して線状に形成されている（図２、４参照）。
また、溶着突起３１はＹ方向に３本並んで形成されている。なお、溶着突起３１は実施例のように３本に限定されるものではなく少なくとも１本設けられていればよい。また、実施例では、円弧面２８で溶着突起３１が周方向に連続して線状に設けられているが、間欠的に設けてもよい。

〔実施例の特徴〕
実施例の空気流量測定装置１によれば、溶着部３２において、インサート部材５（導通部材１０）近傍に位置する部分には、溶着突起３１の高さよりも大きい寸法の深さであって２次成形時に２次樹脂が流れ込む凹部３５が形成されている。
なお、「近傍」とは、ハウジング２及び２次樹脂部３をなす樹脂と導通部材１０をなす金属との線膨張係数の差に起因して溶着部３２に発生する応力が所定値以上となるような近さをいう。所定値以上の応力とは、例えば、凹部３５が存在しない場合に溶着突起３１の少なくとも一部が破損するような応力である。

本実施例では、溶着部３２において、導通部材１０の一部が保持ベース部２ｂの外周縁から突出している周方向位置に凹部３５が設けられている。
本実施例では、図２に示すように、弦に該当する周方向位置において、導通部材１０の一部が外周側に突出しているため、平坦面２９上に凹部３５が形成されている。

図３に示すように、凹部３５の深さｄは、平坦面２９から突出する溶着突起３１の高さｈよりも大きい。
また、図２に示すように、凹部３５は、Ｙ方向からみて台形形状を呈しており、深さ方向に向かうに従って周方向長さが小さくなる形状を呈している。
本実施例では、平坦面２９に３つの凹部３５が周方向に並んで設けられているが、１つであってもよい。

また、本実施例では凹部３５の底面には溶着突起３１が形成されておらず、凹部３５の周方向を仕切る側面には溶着突起３１が形成されている（図２、４参照）。しかし、凹部３５の底面にも溶着突起３１を形成してもよい。

〔実施例１の効果〕
本実施例の空気流量測定装置１は、溶着部３２において、導通部材１０近傍に位置する部分には、溶着突起３１の高さよりも大きい寸法の深さであって２次成形時に２次樹脂が流れ込む凹部３５が形成されている。
これによれば、線膨張係数の差に起因して導通部材１０近傍に生じる応力を、凹部３５の存在によって緩和することができ、溶着突起３１の破損を防止することができる。

また、凹部３５によるアンカー効果によってハウジング２と２次樹脂部３との結合を強固にすることができる。このため、樹脂とは線膨張係数が異なるインサート部材５（導通部材１０）の近傍においても、ハウジング２と２次樹脂部３との間のシール性を確保することができる。従って、ハウジング２と２次樹脂部３との間のシール性を向上させることができる。

〔変形例〕
実施例では、導通部材１０が２次樹脂部３にインサートされていたが、ハウジング２にインサートされていてもよい。
また、実施例では、インサート部材５の近傍にのみ溶着部３２に凹部３５を設けたが、これに加えてインサート部材５から離れた溶着部３２にも凹部３５を設けてもよい。

また、実施例のバイパス流路１１は、取込口１２から取り込んだ吸入空気を周回させて放出口１３に向かう流路であって、主流方向の順方向と逆向きに流体が流れる領域１４を有していた。しかし、バイパス流路１１の態様はこれに限らず、主流の一部を取り込んで周回させることなく、取込口１２から主流方向の順流に沿って形成され、取込口１２から入った吸気を主流方向の順流に沿って流して放出するような態様であってもよい。

１空気流量測定装置
２ハウジング
３２次樹脂部
４流量センサ
５インサート部材
１１バイパス流路
３１溶着突起
３２溶着部
３５凹部
Ｄダクト

Claims

ダクト（Ｄ）の内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を有するハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）を１次成形部品とする２次成形によって形成される２次樹脂部（３）と、
前記バイパス流路に配設される流量センサ（４）と、
前記ハウジング（２）もしくは前記２次樹脂部（３）の少なくとも一方にインサートされて、前記ハウジング（２）及び前記２次樹脂部（３）を構成する材料とは異なる線膨張係数の材料で構成されるインサート部材（５）とを備える空気流量測定装置であって、
前記ハウジング（２）は、２次成形時に前記２次樹脂部（３）に溶着する溶着突起（３１）が形成された溶着部（３２）を有し、
前記溶着部（３２）において、前記インサート部材（５）近傍に位置する部分には、前記溶着突起（３１）の高さよりも大きい寸法の深さであって２次成形時に２次樹脂が流れ込む凹部（３５）が形成され、
前記インサート部材（５）は、金属材料により形成された部材であって、前記流量センサ（４）と外部機器とを接続するための導通部材（１０）であり、
前記ハウジング（２）は、前記導通部材（１０）を保持する保持ベース部（２ｂ）を有し、
前記導通部材（１０）は、その一部が前記保持ベース部（２ｂ）の外周縁から外周側に突出するように保持されて前記外部機器のコネクタに接続するコネクタピンをなし、
前記２次樹脂部（３）は、前記保持ベース部（２ｂ）に前記導通部材（１０）を保持させた組立体を１次成形部品とする２次成形によって形成され、
前記凹部（３５）の深さの方向は、前記導通部材（１０）が外部機器と接続する方向に対して平行であることを特徴とする空気流量測定装置。
請求項１に記載の空気流量測定装置において、
前記溶着部（３２）は、前記保持ベース部（２ｂ）の外周に形成され、
前記凹部（３５）は、前記溶着部（３２）において、少なくとも、前記導通部材（１０
）の一部が前記保持ベース部（２ｂ）の外周縁から突出している周方向位置に形成されて
いることを特徴とする空気流量測定装置。
請求項１または請求項２に記載の空気流量測定装置において、
前記溶着突起（３１）を、複数、有することを特徴とする空気流量測定装置。