JP7122462B2 - 物理量検出装置 - Google Patents

Description

本開示は、物理量検出装置に関する。

従来から熱式流量計に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。この従来の熱式流量計は、回路パッケージと、その回路パッケージが搭載されたハウジングと、を有する。この回路パッケージは、リードフレームと、そのリードフレームに実装される回路部品とが樹脂材で一体にモールドされている。また、この回路パッケージは、被計測気体が通過する場所に露出して配置される流路露出部と、その流路露出部に設けられて前記被計測気体の流量を検出する流量検出部と、を有している。この従来の熱式流量計は、その流路露出部の少なくとも一部に、前記リードフレームとの間が電気的に接続された導電部が設けられている（同文献、請求項１等を参照）。この従来の熱式流量計によれば、流路露出部の汚損による検出性能の劣化を防止できる（同文献、第０００８段落を参照）。

特開２０１７－１５０８２９号公報

特許文献１に記載された従来の熱式流量計は、回路パッケージの流路露出部の端部において、被計測気体の流れが、計測用流路面の方を流れる被計測気体の流れと、その反対側の非計測面の方を流れる気体の流れとに分流される（同文献、第００３０段落、図３Ａおよび図３Ｂ等を参照）。この回路パッケージの計測用流路面は、流量検出部が配置された凹溝の底面である。この構成では、計測用流路面の方を流れる被計測気体の流れは、回路パッケージの端部において分流されるのと同時に凹溝に流入して断面積が絞られる。そのため、流路検出部において被計測気体の流れが安定せず、流量検出部のノイズ性能の向上に課題がある。

本開示は、従来よりも流量検出部のノイズ性能を向上させることが可能な物理量検出装置を提供する。

本開示の一態様は、被計測気体の流路の壁面から突出して配置されて該被計測気体の流れ方向に沿う幅を有する板状のチップパッケージを備えた物理量検出装置であって、前記チップパッケージは、流量検出部と、前記流路よりも断面積が絞られて前記流量検出部が配置された増速流路と、該増速流路が設けられた計測面と、該計測面と反対側の非計測面と、前記流路を前記計測面に臨む計測流路と前記非計測面に臨む非計測流路に仕切る隔流部と、を有し、前記チップパッケージの幅方向において前記増速流路の端部と前記隔流部の端部とが離隔していることを特徴とする物理量検出装置である。

本開示の上記一態様によれば、流量検出部が配置された増速流路を流れる被計測気体の流れを従来よりも安定させ、流量検出部のノイズ性能を向上させることが可能な物理量検出装置を提供することができる。

物理量検出装置を備えた内燃機関制御システムの一例を示すシステム図。 本開示の実施形態１に係る物理量検出装置の正面図。 図２に示す物理量検出装置のカバーを取り外した状態の正面図。 図３に示す物理量検出装置のチップパッケージの正面図。 図４ＡのIV(B)－IV(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例１を示す正面図。 図５ＡのV(B)－V(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例２を示す正面図。 図６ＡのVI(B)－VI(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例３を示す正面図。 図７ＡのVII(B)－VII(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図７Ａに示すチップパッケージの側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例４を示す正面図。 図８ＡのVIII(B)－VIII(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図８Ａに示すチップパッケージの側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例５を示す正面図。 図９Ａに示すチップパッケージの側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例６を示す正面図。 図１０Ａに示すチップパッケージの側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例７を示す正面図。 図１１Ａに示すチップパッケージの側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例８を示す正面図。 図１２Ａに示すチップパッケージの側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例９を示す正面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例１０を示す正面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例１１を示す正面図。 図１５ＡのXV(B)－XV(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図１５Ａに示すチップパッケージの側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例１２を示す正面図。 図１６ＡのXVI(B)－XVI(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例１３を示す正面図。 図１７ＡのXVII(B)－XVII(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図１７Ａに示すチップパッケージの側面図。 図１７Ｃのチップパッケージの変形例を示す側面図。 図４Ａのチップパッケージの変形例１４を示す正面図。 図１８ＡのXVIII(B)－XVIII(B)線に沿うチップパッケージの断面図。 図１８Ａに示すチップパッケージの側面図。

以下、図面を参照して本開示の物理量検出装置の実施形態を説明する。

図１は、本開示の実施形態に係る物理量検出装置２０を使用した電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１の一例を示すシステム図である。内燃機関制御システム１では、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の動作に基づいて、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入される。吸入空気は、主通路２２である吸気ボディと、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。

燃焼室に導かれた吸入空気である被計測気体２の物理量は、物理量検出装置２０で測定される。さらに、物理量検出装置２０で測定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、吸入空気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１４は内燃機関１０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に混合され、その燃料と吸入空気との混合気が、吸気弁１５を介して燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれた混合気は、点火プラグ１３の火花着火によって爆発的に燃焼して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。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。また、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る。スロットルバルブ２５の開度を制御して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１０が発生する機械エネルギを制御することができる。

物理量検出装置２０は、エアクリーナ２１を介して取り込まれて主通路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、圧力などの物理量を測定する。物理量検出装置２０は、吸入空気の物理量に応じた電気信号を出力する。物理量検出装置２０の出力信号は制御装置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１０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１０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１０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。これらの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で測定される温度や、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１０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１０の回転速度を制御する。

内燃機関１０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。したがって、物理量検出装置２０の測定精度の向上や、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により測定される被計測気体２である吸入空気の物理量の測定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、比較的に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１０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１０の発熱が主通路２２である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測定するので、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。

車両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だけではない。以下で説明するように、物理量検出装置２０は、上述した様々な課題を十分に考慮し、製品として求められている様々な課題を解決し、種々の効果を奏している。
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、以下の実施形態に関する記載の中で説明する。

図２は、図１に示す物理量検出装置２０の正面図である。図３は、図２に示す物理量検出装置２０のカバー２０２を取り外した状態の正面図である。なお、図３では、回路基板２０７を封止する封止材の図示を省略している。

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の内部に挿入されて利用される。物理量検出装置２０は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１に取り付けられるカバー２０２とを備えている。ハウジング２０１は、合成樹脂材料を射出成形することによって構成されており、カバー２０２は、たとえばアルミニウム合金などの導電性材料からなる板状部材によって構成されている。カバー２０２は、薄い板状に形成されて、広い平坦な冷却面を有している。

ハウジング２０１は、主通路２２である吸気ボディに固定されるフランジ２０１ｆと、フランジ２０１ｆ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２０１ｃと、フランジ２０１ｆ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２０１ｍを有している。

フランジ２０１ｆは、たとえば、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、角部に貫通孔を有している。フランジ２０１ｆは、たとえば、角部の貫通孔に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。

コネクタ２０１ｃは、たとえば、その内部に４本の外部端子と、補正用端子とが設けられている。外部端子は、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。補正用端子は、製造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る。

計測部２０１ｍは、フランジ２０１ｆから主通路２２の中心方向に向かって延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面２２１と背面、および幅狭な一対の側面である上流端面２２３と下流端面２２４を有している。計測部２０１ｍは、たとえば、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、フランジ２０１ｆを主通路２２に当接させてねじで主通路２２に固定することで、フランジ２０１ｆを介して主通路２２に固定される。

計測部２０１ｍ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の中心軸２２ａに向かって突出している。そして、正面２２１と背面が主通路２２の中心軸２２ａに沿って平行に配置され、計測部２０１ｍの幅狭な上流端面２２３と下流端面２２４のうち計測部２０１ｍの短手方向一方側の上流端面２２３が主通路２２の上流側を向くように配置され、計測部２０１ｍの短手方向他方側の下流端面２２４が主通路２２の下流側を向くように配置される。

計測部２０１ｍの正面２２１は、短手方向に沿って上流端面２２３から下流端面２２４まで平坦である。一方、計測部２０１ｍの背面は、下流端面２２４側の角部が面取りされており、かつ、短手方向中間位置から下流端面２２４まで移行するにしたがって正面に漸次接近する方向に傾斜している。これにより、計測部２０１ｍの断面形状は、いわゆる流線型になっている。したがって、主通路２２の上流から流れてきた被計測気体２を計測部２０１ｍの正面２２１および背面に沿って円滑に下流に導くことができ、被計測気体２に対する計測部２０１ｍの流体抵抗を小さくすることができる。

計測部２０１ｍは、突出方向の端部が段差状に形成されており、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の上流側の下面２２６と、主通路２２の下流側の下面２２７とを有している。計測部２０１ｍは、上流側の下面２２６よりも下流側の下面２２７の方が突出方向に突出し、上流側の下面２２６と下流側の下面２２７との間を結ぶ段差面２２８が主通路２２の上流側を向くように配置される。

また、計測部２０１ｍは、フランジ２０１ｆと反対側で上流側の下面２２６よりも突出した先端部２０１ｔの段差面２２８に、吸入空気などの被計測気体２の一部を計測部２０１ｍ内の副通路に取り込むための入口２３１が開口して設けられている。そして、計測部２０１ｍの先端部２０１ｔの下流端面２２４には、計測部２０１ｍ内の副通路に取り込んだ被計測気体２を主通路２２に戻すための第１出口２３２および第２出口２３３が開口して設けられている。

つまり、計測部２０１ｍは、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第１壁部としての上流端面２２３を有する。また、計測部２０１ｍは、第１壁部としての上流端面２２３よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側の位置において被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第２壁部として先端部２０１ｔの段差面２２８を有する。この先端部２０１ｔの段差面２２８に、副通路の入口２３１が開口している。

物理量検出装置２０は、副通路の入口２３１が、フランジ２０１ｆから主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに設けられているので、主通路２２の内壁面近傍ではなく、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。

主通路２２の内壁面近傍では、主通路２２の温度の影響を受け易く、気体の本来の温度に対して被計測気体２の温度が異なる状態となり、主通路２２内の主気体の平均的な状態と異なることになる。特に主通路２２がエンジンの吸気ボディである場合は、エンジンからの熱の影響を受け、高温に維持されていることが多い。このため主通路２２の内壁面近傍の気体は、主通路２２の本来の気温に対して高いことが多く、計測精度を低下させる要因となる。また、主通路２２の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路２２の平均的な流速に比べ、流速が低くなる。このため、主通路２２の内壁面近傍の気体を被計測気体２として副通路に取り込むと、主通路２２の平均的な流速に対する流速の低下が計測誤差につながるおそれがある。

物理量検出装置２０は、フランジ２０１ｆから主通路２２の中央に向かって延びる薄くて長い計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに入口２３１が設けられているので、主通路２２の内壁面近傍の流速低下に関係する計測誤差を低減できる。また、物理量検出装置２０は、フランジ２０１ｆから主通路２２の中央に向かって延びる計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに入口２３１が設けられているだけでなく、副通路の第１出口２３２および第２出口２３３も計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに設けられているので、さらに計測誤差を低減することができる。

物理量検出装置２０は、計測部２０１ｍ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、上流端面２２３および下流端面２２４の幅は、正面２２１の幅よりも狭く、計測部２０１ｍが板状の形状を成している。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。

計測部２０１ｍには、副通路２３４を形成するための副通路溝２５０と、回路基板２０７を収容するための回路室２３５が設けられている。回路室２３５と副通路溝２５０は、計測部２０１ｍの正面に凹設されており、計測部２０１ｍの短手方向一方側と他方側に分かれて配置されている。回路室２３５は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側の位置に配置され、副通路２３４は、回路室２３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側の位置に配置される。なお、主通路２２における被計測気体２の流れ方向において、回路室２３５の上流側の壁部の上流側の面を、計測部２０１ｍの上流端面２２３とすることで省スペース化が可能となる。

副通路溝２５０は、カバー２０２との協働により副通路２３４を形成する。副通路２３４は、計測部２０１ｍの突出方向である計測部２０１ｍの長手方向に沿って延在して設けられている。副通路２３４を形成する副通路溝２５０は、第１副通路溝２５１と、第１副通路溝２５１の途中で分岐する第２副通路溝２５２とを有している。

第１副通路溝２５１は、計測部２０１ｍの先端部２０１ｔの段差面２２８に開口する入口２３１と、計測部２０１ｍの先端部２０１ｔの下流端面２２４に開口する第１出口２３２との間に亘って、計測部２０１ｍの短手方向に沿って延在するように形成されている。
入口２３１は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側を向くように開口されている。第１副通路溝２５１は、カバー２０２との間に、入口２３１から主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びて第１出口２３２に至る第１副通路２３４ａを形成する。

第１副通路２３４ａは、主通路２２内を流れる被計測気体２を入口２３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口２３２から主通路２２に戻す。第１副通路２３４ａは、入口２３１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２３２に接続されている。第１副通路２３４ａは、入口２３１と第１出口２３２との間に分岐部２３６を有している。

分岐部２３６は、主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びる第１副通路２３４ａにおいて、順流時の被計測気体２の上流側で入口２３１の近傍に設けられている。ここで、被計測気体２は、順流時に、図１に示すように、エアクリーナ２１から内燃機関１０へ向けて主通路２２の中心軸２２ａに沿って流れる。主通路２２を流れる被計測気体２は、順流時に、入口２３１から第１副通路２３４ａに取り込まれ、第１副通路２３４ａ内を第１出口２３２へ向けて流れるととともに、分岐部２３６から第２副通路２３４ｂへ流入する。

第２副通路溝２５２は、第１副通路溝２５１の途中位置で計測部２０１ｍの基端部すなわちフランジ２０１ｆへ向けて分岐して、計測部２０１ｍの長手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向、たとえば中心軸２２ａにおおむね直交する方向に延びている。さらに、第２副通路溝２５２は、計測部２０１ｍのフランジ２０１ｆの近傍で先端部２０１ｔへ向けて、たとえばＵ字状または円弧状に湾曲して折り返し、計測部２０１ｍの長手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向、たとえば中心軸２２ａにおおむね直交する方向に延びている。

第２副通路溝２５２は、最終的に、計測部２０１ｍの下流端面２２４へ向けて、たとえば円弧状に湾曲するように曲折し、第２出口２３３に接続されている。第２出口２３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側を向くように開口されている。第２出口２３３は、第１出口２３２とほぼ同等または若干大きい開口面積を有しており、第１出口２３２よりも計測部２０１ｍの長手方向の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２５２は、カバー２０２との間に、第１副通路２３４ａからフランジ２０１ｆへ向けて分岐して第２出口２３３に至る第２副通路２３４ｂを形成する。

第２副通路２３４ｂは、第１副通路２３４ａ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２３３から主通路２２に戻す。第２副通路２３４ｂは、計測部２０１ｍの長手方向に沿って往復する経路を有する。より詳細には、第２副通路２３４ｂは、たとえば、直線状の上流部２３７と、円弧状またはＵ字状の湾曲部２３８と、直線状の下流部２３９とを有している。

上流部２３７は、たとえば、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐され、主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向におおむね直線状にまっすぐ延びている。上流部２３７は、たとえば、主通路２２の中心軸２２ａにおおむね直交する方向、すなわち第１副通路２３４ａの分岐部２３６からフランジ２０１ｆへ向かう方向へ延びている。

湾曲部２３８は、たとえば、フランジ２０１ｆの近傍で上流部２３７の下流側の端部に接続され、主通路２２の中心軸２２ａに向けて折り返すように湾曲している。湾曲部２３８は、たとえば、円弧状またはＵ字状の形状を有し、第２副通路２３４ｂを１８０度、逆方向に折り返すように湾曲している。

下流部２３９は、たとえば、フランジ２０１ｆの近傍で湾曲部２３８の下流側の端部に接続され、主通路２２の中心軸２２ａに向けておおむね直線状にまっすぐに延びている。
下流部２３９は、たとえば、上流部２３７とおおむね平行に計測部２０１ｍの先端部２０１ｔへ向けて延び、第１副通路２３４ａにおける分岐部２３６よりも下流側へ向けて延びている。下流部２３９は、先端部２０１ｔの第２出口２３３の近傍で主通路２２の中心軸２２ａに沿う方向に湾曲して、第２出口２３３に接続されている。

第２副通路２３４ｂは、湾曲形状を有している。より具体的には、第２副通路２３４ｂの上流部２３７は、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐され、主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向に延びている。第２副通路２３４ｂの湾曲部２３８は、上流部２３７から主通路２２の中心軸２２ａに向けて折り返すように湾曲している。第２副通路２３４ｂの下流部２３９は、湾曲部２３８から主通路２２の中心軸２２ａに向けて延びている。これら上流部２３７と湾曲部２３８と下流部２３９とによって、第２副通路２３４ｂの湾曲形状が形成されている。

なお、図示は省略するが、たとえば、第２出口２３３を省略し、第１副通路２３４ａの分岐部２３６よりも下流側に第２副通路２３４ｂの下流部２３９を接続させ、第２副通路２３４ｂを第１副通路２３４ａに合流させてもよい。

第２副通路２３４ｂは、たとえば上流部２３７に流量検出部２０５が配置されている。
より詳細には、第２副通路２３４ｂの上流部２３７において、流量検出部２０５は、第１副通路２３４ａと湾曲部２３８の中間部に配置されている。第２副通路２３４ｂは、上記のような湾曲形状を有することで、通路長さをより長く確保することができ、主通路２２内の被計測気体２に脈動が生じた場合に、流量検出部２０５への影響を小さくすることができる。

上記構成によれば、計測部２０１ｍの突出方向である長手方向に沿って副通路２３４を形成することができ、副通路２３４の長さを十分に長く確保できる。これにより、物理量検出装置２０は、十分な長さの副通路２３４を備えることができる。したがって、物理量検出装置２０は、流体抵抗を小さい値に抑えられるとともに高い精度で被計測気体２の物理量を計測することが可能である。

第１副通路２３４ａは、入口２３１から計測部２０１ｍの短手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びて第１出口２３２に至るので、入口２３１から第１副通路２３４ａ内に侵入した塵埃などの異物をそのまま第１出口２３２から排出させることができる。これにより、異物が第２副通路２３４ｂに侵入するのを抑制し、第２副通路内２３４ｂに配置された流量検出部２０５に影響を与えるのを抑制することができる。

第１副通路２３４ａの入口２３１と第１出口２３２は、入口２３１の方が第１出口２３２よりも大きな開口面積を有している。入口２３１の開口面積を第１出口２３２よりも大きくすることによって、第１副通路２３４ａに流入した被計測気体２を、第１副通路２３４ａの途中で分岐している第２副通路２３４ｂにも確実に導くことができる。

第１副通路溝２５１の入口２３１の近傍には、計測部２０１ｍの長手方向における入口２３１の中央位置に突起部２５３が設けられている。突起部２５３は、入口２３１の大きさを計測部２０１ｍの長手方向に二等分し、二等分された入口２３１のそれぞれの開口面積を第１出口２３２および第２出口２３３の開口面積よりも小さくしている。突起部２５３は、入口２３１から第１副通路２３４ａに侵入可能な異物の大きさを第１出口２３２および第２出口２３３よりも小さいものだけに規制し、異物によって第１出口２３２や第２出口２３３が塞がれるのを防ぐことができる。

回路基板２０７は、計測部２０１ｍの短手方向一方側に設けられた回路室２３５に収容されている。回路基板２０７は、計測部２０１ｍの長手方向に沿って延在する長方形の形状を有しており、その表面には、流量検出部２０５を有するチップパッケージ２０８と、圧力センサ２０４と、温湿度センサ２０６と、吸気温度センサ２０３とが実装されている。

回路基板２０７は、すべてのセンサに共通する搭載部を有しており、様々なセンサの実装パターンに対して共通して利用可能である。回路基板２０７の表面は、たとえば、主通路２２を流れる被計測気体２にほぼ平行に配置される。これにより、計測部２０１ｍの薄型化が可能になり、主通路２２を流れる被計測気体２の圧力損失を低減することができる。

チップパッケージ２０８は、回路基板２０７に実装され、先端部に流量検出部２０５が設けられている。チップパッケージ２０８の先端部は、回路基板２０７の長手方向の中央位置で、回路基板２０７から第２副通路２３４ｂ内に突出した状態で実装されている。これにより、チップパッケージ２０８の先端部に設けられた流量検出部２０５が、第２副通路２３４ｂ内に配置されている。チップパッケージ２０８は、副通路２３４と回路室２３５との間に亘って配置されている。なお、本実施形態の物理量検出装置２０の特徴部分であるチップパッケージ２０８のより詳細な構成については、後述する。

チップパッケージ２０８が副通路２３４と回路室２３５との間に亘って配置されていることで、回路室２３５と副通路２３４が分離され、チップパッケージ２０８に配置された流量検出部２０５への流れが副通路２３４の形状によって律速される。そのため、副通路２３４内に被計測気体２の流れを阻害する障壁物がない構成となり、被計測気体２の安定的な流れを流量検出部２０５へ供給することができる。したがって、流量検出部の流速感度、ノイズ性能や脈動特性を維持しつつ、計測部２０１ｍを小型化することが可能である。

圧力センサ２０４は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向基端部側に実装されており、温湿度センサ２０６は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向先端側に実装されている。そして、回路基板２０７の表面には、吸気温度センサ２０３のリードが接続されている。吸気温度センサ２０３は、温湿度センサ２０６よりも回路基板２０７の長手方向先端側の位置にリードが接続され、センサ本体が回路基板２０７から長手方向にはみ出して計測部２０１ｍの外部に露出した位置に配置されるように実装されている。

吸気温度センサ２０３は、計測部２０１ｍのフランジ２０１ｆ側の上流端面２２３と、先端部２０１ｔの段差面２２８との間に配置されている。吸気温度センサ２０３は、回路基板２０７に実装され、計測部２０１ｍの外に露出して設けられている。吸気温度センサ２０３は、円柱状のセンサ本体と、センサ本体の軸方向両端部から互いに離間する方向に向かって突出する一対のリードとを有するアキシャルリード部品によって構成されている。計測部２０１ｍには、吸気温度センサ２０３を保護するためのプロテクタ２０２ａが設けられている。

計測部２０１ｍには、その長手方向に沿って基端部側から先端部側に向かって、すなわち、計測部２０１ｍの突出方向に向かって、圧力センサ２０４と、流量検出部２０５と、温湿度センサ２０６と、吸気温度センサ２０３とが、この順に配置されている。圧力センサ２０４は、被計測気体２の圧力を測定し、流量検出部２０５は、被計測気体２の流量を測定する。温湿度センサ２０６は、被計測気体２の湿度を測定し、吸気温度センサは、被計測気体２の温度を測定する。

以下、図４Ａから図１８Ｃまでを参照して、本実施形態の物理量検出装置２０の特徴部分であるチップパッケージ２０８のいくつかの構成例を詳細に説明する。図４Ａは、図３に示す物理量検出装置２０が備えるチップパッケージ２０８の構成の一例を示す正面図である。図４Ｂは、図４ＡのIV(B)－IV(B)線に沿うチップパッケージ２０８の断面図である。

チップパッケージ２０８は、前述のように、物理量検出装置２０のハウジング２０１の計測部２０１ｍに設けられた被計測気体２の流路である副通路２３４（図３参照）の壁面から突出して配置され、被計測気体２の流れ方向に沿う幅Ｗを有する板状に設けられている。チップパッケージ２０８は、たとえば図４Ａに示す例においては、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに直交し、突出方向に平行な中心線Ｌを含む面Ｐに対しておおむね面対称となる構成を有している。

チップパッケージ２０８は、たとえば、流量検出部２０５と、計測面２０８ａと、非計測面２０８ｂと、増速流路２０８ｃと、隔流部２０８ｄと、を有している。また、チップパッケージ２０８は、たとえば、リードフレーム２０８ｆと、封止部２０８ｒとを有している。

流量検出部２０５は、リードフレーム２０８ｆに実装された流量センサである。流量検出部２０５は、たとえば、ＬＳＩなどの半導体チップによって駆動される。この構成では、流量検出部２０５と駆動用の半導体チップが別体で配置されているが、小型化させるために機能を一体化させたワンチップ構成としてもよい。流量検出部２０５は、たとえば、封止部２０８ｒによって形成された凹溝状の増速流路２０８ｃの底壁部２０８ｅに配置されている。流量検出部２０５は、前述のように、チップパッケージ２０８の一部が、ハウジング２０１の計測部２０１ｍに設けられた第２副通路２３４ｂ内に突出することで、第２副通路２３４ｂの上流部２３７に配置され、この上流部２３７を流れる気体の流量を検出する。

流量検出部２０５は、たとえば、シリコン（Ｓｉ）などの半導体を素材とする半導体基板２０５ｓと、この半導体基板２０５ｓに設けられたダイヤフラム２０５ｄおよび空洞部と、を備えている。ダイヤフラム２０５ｄは、半導体基板２０５ｓに設けられた薄膜状の部分である。ダイヤフラム２０５ｄは、たとえば、半導体基板２０５ｓに凹状の空洞部を形成することによって設けられている。

流量検出部２０５は、増速流路２０８ｃに臨むダイヤフラム２０５ｄの表面に、図示を省略する発熱抵抗体と、感温抵抗体と、固定抵抗と、複数の電極パッドなどを備えている。より具体的には、流量検出部２０５は、たとえば、被計測気体２の流れ方向において、発熱抵抗体の両側に一対の感温抵抗体を有し、これら一対の感温抵抗体の温度差に基づいて空気の流量を測定する、熱式空気流量計である。

計測面２０８ａと非計測面２０８ｂは、おおむね平板状に設けられたチップパッケージ２０８の一方の面と他方の面である。より具体的には、計測面２０８ａと非計測面２０８ｂは、平板状に成形された封止部２０８ｒの表裏面である。計測面２０８ａには、流量検出部２０５および増速流路２０８ｃが設けられている。非計測面２０８ｂは、計測面２０８ａと反対側の面であり、流量検出部２０５および増速流路２０８ｃを有しない比較的に平坦な面である。非計測面２０８ｂは、チップパッケージ２０８の突出方向における先端側の部分と、チップパッケージ２０８の突出方向における基端側の部分との間に、チップパッケージ２０８の厚さ方向の段差を有している。

増速流路２０８ｃは、物理量検出装置２０内の被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂよりも断面積が絞られた流路であり、中央部に流量検出部２０５が配置されている。増速流路２０８ｃは、第２副通路２３４ｂにおけるチップパッケージ２０８の突出方向に対向してチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに延びる一対の側壁部２０８ｓを有している。また、増速流路２０８ｃは、一対の側壁部２０８ｓの間に底壁部２０８ｅを有している。

すなわち、増速流路２０８ｃは、たとえば、チップパッケージ２０８の計測面２０８ａに、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに延びる凹溝状に設けられ、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける底壁部２０８ｅの中央部に流量検出部２０５が配置されている。増速流路２０８ｃは、たとえば、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの両端部から中央部へ向けて徐々に幅が狭まる絞り形状を有している。この絞り形状により、増速流路２０８ｃを流れる被計測気体２が整流され、流量検出部２０５に対するノイズの影響を低減することができる。

なお、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅの位置は、図４Ａに示す位置に限定されない。増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅの位置は、たとえば、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける流量検出部２０５の両端縁と、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅとの間であればよく、流量検出部２０５の両端縁に隣接していてもよい。

隔流部２０８ｄは、たとえば被計測気体２の流路である物理量検出装置２０の第２副通路２３４ｂを、チップパッケージ２０８の計測面２０８ａに臨む計測流路と、チップパッケージ２０８の非計測面２０８ｂに臨む非計測流路に仕切る部分である。隔流部２０８ｄは、たとえば、チップパッケージ２０８が配置された第２副通路２３４ｂの上流部２３７を流れる被計測気体２の流れ方向に沿って配置された平板状の部分である。

隔流部２０８ｄは、第２副通路２３４ｂの中心線に直交する第２副通路２３４ｂの径方向に沿って延びている。より詳細には、隔流部２０８ｄは、第２副通路２３４ｂの径方向に対向する一方の側壁から他方の側壁へ向けて延びている。チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅは、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅとの間に間隔Ｄを有している。すなわち、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおいて、増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの端部とが離隔している。

図４Ａに示す例では、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおいて、増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅと、隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅとが離隔している。すなわち、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおいて、隔流部２０８ｄの一方の端部２０８ｄｅと、増速流路２０８ｃの一方の端部２０８ｃｅとの位置が異なるだけでなく、隔流部２０８ｄの他方の端部２０８ｄｅと、増速流路２０８ｃの他方の端部２０８ｃｅとの位置も異なっている。

より具体的には、増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅは、たとえば、隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅよりも、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの内側に位置している。すなわち、隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅは、増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅよりも、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに突出している。

図４Ａおよび図４Ｂに示す例において、隔流部２０８ｄは、増速流路２０８ｃを画定する封止部２０８ｒの凸状部よりも厚さが薄い平板状に設けられている。これにより、隔流部２０８ｄは、チップパッケージ２０８の計測面２０８ａ側において、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける封止部２０８ｒの凸状部の両端部から、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの外側に突出するように設けられている。

また、隔流部２０８ｄは、チップパッケージ２０８の非計測面２０８ｂ側において、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの一端から他端まで、チップパッケージ２０８の厚さ方向の段差を有しない平坦な面を有している。なお、隔流部２０８ｄは、たとえば、チップパッケージ２０８の非計測面２０８ｂ側において、流量検出部２０５に対応する位置に、ポリイミドテープなどの封止材に覆われたリードフレーム２０８ｆの一部を露出させる凹部を有している。

リードフレーム２０８ｆは、たとえば銅などの導電性を有する金属製の平板状の部材であり、封止部２０８ｒから突出してチップパッケージ２０８の端子部となる部分を含むパターン形状を有している。リードフレーム２０８ｆの一方の面には、たとえば、流量検出部２０５や、流量検出部２０５を駆動するＬＳＩなどの電子部品が実装されている。リードフレーム２０８ｆは、たとえば、流量検出部２０５のダイヤフラム２０５ｄに臨む空洞部とチップパッケージ２０８の外部とを連通して空洞部の密閉を防止する通気通路を画定している。

封止部２０８ｒは、センサ素子である流量検出部２０５に設けられたダイヤフラム２０５ｄを露出させた状態で、チップパッケージ２０８の端子部を構成するリードフレーム２０８ｆの一部を除く部分を封止する樹脂部である。封止部２０８ｒは、たとえばトランスファーモールドによって形成されている。封止部２０８ｒは、前述のように、流量検出部２０５が配置される増速流路２０８ｃを形成している。また、封止部２０８ｒは、増速流路２０８ｃおよび隔流部２０８ｄが設けられたチップパッケージ２０８の突出方向の先端側の部分の厚さが、リードフレーム２０８ｆの端子部分が露出したチップパッケージ２０８の基端側の部分の厚さよりも薄くされている。これにより、封止部２０８ｒは、非計測面２０８ｂの先端側の部分と基端側の部分との間に段差を有している。

また、図４Ａおよび図４Ｂに示す例において、封止部２０８ｒは、チップパッケージ２０８の突出方向において増速流路２０８ｃの両側に設けられた凸状部を有している。この封止部２０８ｒの凸状部は、増速流路２０８ｃの底壁部２０８ｅおよび隔流部２０８ｄに対して封止部２０８ｒの厚さ方向に突出し、増速流路２０８ｃを画定している。この封止部２０８ｒの突出部は、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける両端に、封止部２０８ｒの厚さ方向の段差を有し、隔流部２０８ｄとの間に曲面部を有している。この封止部２０８ｒの曲面部は、図４Ｂに示すように、チップパッケージ２０８の突出方向から見て、円弧状の凹曲面形状を有している。

以下、本実施形態の物理量検出装置２０の作用を説明する。

物理量検出装置２０は、たとえば前述のように、図１に示す主通路２２である吸気ボディに設けられた取り付け孔に、図２に示す計測部２０１ｍが挿入された状態で、フランジ２０１ｆが主通路２２に固定される。これにより、物理量検出装置２０は、計測部２０１ｍが主通路２２の中心に向かって突出するように配置され、入口２３１が主通路２２における被計測気体２の順流時の上流側を向くように配置される。

たとえば、内燃機関１０の回転に伴う吸入空気の脈動により、被計測気体２がエアクリーナ２１から内燃機関１０へ向けて流れる順流だけでなく、被計測気体２が内燃機関１０からエアクリーナ２１へ向けて流れる逆流が発生する場合がある。順流時において、被計測気体２は、物理量検出装置２０の入口２３１から図３に示す副通路２３４へ取り込まれ、その一部は第１副通路２３４ａを通過して第１出口２３２から主通路２２に排出され、他の一部は分岐部２３６において第２副通路２３４ｂへ流入する。

ここで、本実施形態の物理量検出装置２０は、前述のように、被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂの壁面から突出して配置されてその被計測気体２の流れ方向に沿う幅Ｗを有する板状のチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８は、前述のように、流量検出部２０５と、増速流路２０８ｃと、その増速流路２０８ｃが設けられた計測面２０８ａと、その計測面２０８ａと反対側の非計測面２０８ｂと、隔流部２０８ｄと、を有している。増速流路２０８ｃは、被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂよりも断面積が絞られ、流量検出部２０５が配置されている。隔流部２０８ｄは、第２副通路２３４ｂを、計測面２０８ａに臨む計測流路と非計測面２０８ｂに臨む非計測流路に仕切っている。そして、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおいて増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅとが離隔している。

この構成により、物理量検出装置２０の入口２３１から第１副通路２３４ａへ流入し、さらに第２副通路２３４ｂへ流入した被計測気体２は、隔流部２０８ｄによって、計測面２０８ａに臨む計測流路と、非計測面２０８ｂに臨む非計測流路に分流される。非計測面２０８ｂに臨む非計測流路に分流された被計測気体２は、非計測流路を通過し、さらに第２副通路２３４ｂの湾曲部２３８および下流部２３９を通過して、第２出口２３３から主通路２２へ排出される。

一方、隔流部２０８ｄによって、計測面２０８ａに臨む計測流路に分流された被計測気体２は、隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅから増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅまで、隔流部２０８ｄに沿ってチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに流れる。この過程で、隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅにおける分流によって乱れた被計測気体２の流れが整流されて安定する。そして、この整流された被計測気体２の一部が、増速流路２０８ｃへ流入して流速が増加し、流量検出部２０５によって流量が検出される。

このように、本実施形態の物理量検出装置２０は、被計測気体２を分流させる隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅと、被計測気体２の流速を増加させる増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅとを、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの異なる位置に配置している。これにより、隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅと増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅとが、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの同一の位置にある場合と比較して、流量検出部２０５における被計測気体２の流れを安定させることができる。したがって、本実施形態の物理量検出装置２０によれば、従来よりも流量検出部２０５のノイズ性能を向上させることができる。

また、本実施形態の物理量検出装置２０は、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおいて、増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅとが離隔している。この構成により、本実施形態の物理量検出装置２０は、被計測気体２の逆流時にも、被計測気体２の順流時と同様の効果を得ることができる。

より詳細には、前述のように、内燃機関１０の回転に伴う吸入空気の脈動により、被計測気体２が内燃機関１０からエアクリーナ２１へ向けて流れる逆流が発生する場合がある。この場合、物理量検出装置２０の第２副通路２３４ｂにおいて、被計測気体２が第２出口２３３から第１副通路２３４ａへ向けて逆流することがある。しかし、本実施形態の物理量検出装置２０は、前述の構成により、被計測気体２の逆流時における上流側に位置する増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅとが、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに離隔している。

これにより、被計測気体２の逆流時においても、計測面２０８ａに臨む計測流路に分流された被計測気体２は、隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅから増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅまで、隔流部２０８ｄに沿ってチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに流れる。
この過程で、隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅにおける分流によって乱れた被計測気体２の流れが整流されて安定する。そして、この整流された被計測気体２の一部が、増速流路２０８ｃへ流入して流速が増加し、流量検出部２０５によって流量が検出される。したがって、本実施形態の物理量検出装置２０によれば、被計測気体２の逆流時においても、流量検出部２０５のノイズ性能を向上させることができる。

また、本実施形態の物理量検出装置２０において、増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅは、隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅよりも、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの内側に位置している。

この構成により、被計測気体２の順流時において、被計測気体２は、まず、被計測気体２の上流側に位置する隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅによって計測面２０８ａ側の計測流路と、非計測面２０８ｂ側の計測流路に分流される。そして、計測面２０８ａ側に分流された被計測気体２を、隔流部２０８ｄによって整流した後に、増速流路２０８ｃによって流速を増加させることができる。さらに、増速流路２０８ｃを通過した被計測気体２は、増速流路２０８ｃの下流側の隔流部２０８ｄに沿って流れて整流された後、非計測面２０８ｂに臨む被計測流路を流れた被計測気体２と合流する。これにより、流量検出部２０５における被計測気体２の流れをより安定させ、流量検出部２０５のノイズ性能をより向上させることができる。たとえば、従来の構成では、流量検出部２０５に対向する面から流量検出部２０５へ延伸する増速流路を設置としている。この構成では、流れを安定させることでノイズ性能を向上させることができるが、たとえば、被計測気体２に汚損物が混在した場合、流量検出部２０５に汚損物を吹き付ける作用となり、耐汚損性能の悪化が懸念される。そのため本実施形態の物理量検出装置２０では、耐汚損性能の向上とノイズ性能の向上とを両立させることができる。

同様に、被計測気体２の逆流時において、被計測気体２は、まず、被計測気体２の逆流時の上流側に位置する隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅによって計測面２０８ａ側の計測流路と、非計測面２０８ｂ側の計測流路に分流される。そして、計測面２０８ａ側に分流された被計測気体２を、隔流部２０８ｄによって整流した後に、増速流路２０８ｃによって流速を増加させることができる。さらに、増速流路２０８ｃを通過した被計測気体２は、増速流路２０８ｃの逆流時の下流側の隔流部２０８ｄに沿って流れて整流された後、非計測面２０８ｂに臨む被計測流路を流れた被計測気体２と合流する。これにより、流量検出部２０５における被計測気体２の流れをより安定させ、流量検出部２０５のノイズ性能をより向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、流量検出部２０５が配置された増速流路２０８ｃを流れる被計測気体２の流れを従来よりも安定させ、流量検出部２０５のノイズ性能を向上させることが可能な物理量検出装置２０を提供することができる。

なお、本実施形態の物理量検出装置２０が備えるチップパッケージ２０８の構成は、図４Ａおよび図４Ｂに示す構成に限定されない。以下、図１から図３を援用し、図５Ａから図１８Ｃを参照して、物理量検出装置２０が備えるチップパッケージ２０８の変形例１から変形例１４までを説明する。

図５Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例１を示す正面図である。図５Ｂは、図５ＡのV(B)－V(B)線に沿うチップパッケージ２０８の断面図である。

図４Ａおよび図４Ｂに示すチップパッケージ２０８は、増速流路２０８ｃを画定する封止部２０８ｒの突出部が、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの両端において、隔流部２０８ｄとの間に曲面部を有していた。これに対し、図５Ａおよび図５Ｂに示す変形例１のチップパッケージ２０８において、封止部２０８ｒの突出部は、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおける両端面が、隔流部２０８ｄとおおむね直交し、隔流部２０８ｄとの間に曲面部を有しない。変形例１のチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０によっても、図４Ａおよび図４Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０と同様の効果を奏することができる。

図６Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例２を示す正面図である。図６Ｂは、図６ＡのVI(B)－VI(B)線に沿うチップパッケージ２０８の断面図である。

図４Ａおよび図４Ｂに示すチップパッケージ２０８は、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに直交し、突出方向に平行な中心線Ｌを含む面Ｐに対しておおむね面対称となる構成を有していた。これに対し、図６Ａおよび図６Ｂに示す変形例２のチップパッケージ２０８は、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに直交し、突出方向に平行な中心線Ｌを含む面Ｐに対して非対称の構成を有している。より詳細には、変形例２に係る物理量検出装置２０は、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗにおいて、増速流路２０８ｃの一方の端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの一方の端部２０８ｄｅとが離隔し、増速流路２０８ｃの他方の端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの他方の端部２０８ｄｅとが一致している。

この構成では、増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅとが一致しているチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの端部が、被計測気体２の上流側に位置する場合、被計測気体２が増速流路２０８ｃに流入する前の整流効果は期待できない。しかし、被計測気体２の下流側では、増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅとが離隔しているため、増速流路２０８ｃを通過した被計測気体２は、隔流部２０８ｄによって整流された後に、非計測面２０８ｂ側の非計測流路を流れた被計測気体２に合流する。

一方、増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅとが一致しているチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの端部が、被計測気体２の下流側に位置する場合、被計測気体２が増速流路２０８ｃを通過した後の整流効果は期待できない。しかし、被計測気体２の上流側では、増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅとが離隔している。そのため、隔流部２０８ｄの隔流部２０８ｄで分流された被計測気体２は、隔流部２０８ｄによって整流された後に、増速流路２０８ｃに流入する。ただし、この構成では、被計測気体２の逆流の取り込み量を低減することができる。そのため、逆流検知機能が不要な要求や低脈動振幅比のみの検知要求に対応するためには有効的な構成といえる。

したがって、変形例２に係るチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０によっても、増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅが一致している場合と比較して、流量検出部２０５における被計測気体２の流れを安定させ、流量検出部２０５のノイズ性能を向上させることができる。

図７Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例３を示す正面図である。図７Ｂは、図７ＡのVII(B)－VII(B)線に沿うチップパッケージの断面図である。図７Ｃは、図７Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。

変形例３に係る物理量検出装置２０は、図７Ａから図７Ｃに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８において、増速流路２０８ｃは、チップパッケージ２０８の突出方向に対向してチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに沿って延びる一対の側壁部２０８ｓ，２０８ｓを有している。このチップパッケージ２０８は、幅方向Ｄｗにおいて、一方の側壁部２０８ｓの長さが、他方の側壁部２０８ｓの長さよりも長い。

図７Ａに示す例では、チップパッケージ２０８の突出方向における先端側の側壁部２０８ｓの幅方向Ｄｗにおける長さを、チップパッケージ２０８の突出方向における基端側の側壁部２０８ｓの幅方向Ｄｗにおける長さよりも短くしている。しかし、図７Ａに示す例とは逆に、基端側の側壁部２０８ｓの幅方向Ｄｗにおける長さを、先端側の側壁部２０８ｓの幅方向Ｄｗにおける長さよりも短くしてもよい。このような変形例３のチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０によっても、図４Ａおよび図４Ｂに示すチップパッケージ２０８を備える物理量検出装置２０と同様の効果を奏することができる。

図８Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例４を示す正面図である。図８Ｂは、図８ＡのVIII(B)－VIII(B)線に沿うチップパッケージの断面図である。図８Ｃは、図８Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。

変形例４に係る物理量検出装置２０は、図８Ａから図８Ｃに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８において、増速流路２０８ｃの両端部２０８ｃｅ，２０８ｃｅは、隔流部２０８ｄの両端部２０８ｄｅ，２０８ｄｅよりも、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの外側に位置する。

この構成により、物理量検出装置２０の入口２３１から第１副通路２３４ａへ流入し、さらに第２副通路２３４ｂへ流入した被計測気体２は、第１副通路２３４ａよりも流路断面積が絞られた増速流路２０８ｃに流入して流速が増加する。流速が増加した被計測気体２の流れは、側壁部２０８ｓに沿ってチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに流れる過程で整流されて安定する。この安定した被計測気体２が、隔流部２０８ｄによって、計測面２０８ａに臨む計測流路と、非計測面２０８ｂに臨む非計測流路に分流され、流量検出部２０５によって流量が検出される。

これにより、隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅと増速流路２０８ｃの端部２０８ｃｅとが、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの同一の位置にある場合と比較して、流量検出部２０５における被計測気体２の流れを安定させることができる。したがって、変形例４のチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０によれば、図４Ａおよび図４Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０と同様に、従来よりも流量検出部２０５のノイズ性能を向上させることができる。

図９Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例５を示す正面図である。図９Ｂは、図９Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。

変形例５に係る物理量検出装置２０は、図９Ａおよび図９Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８において、増速流路２０８ｃは、チップパッケージ２０８の突出方向に対向して幅方向Ｄｗに沿って延びる一対の側壁部２０８ｓ，２０８ｓを有している。一方の側壁部２０８ｓは、被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂの壁面に設けられ、他方の側壁部２０８ｓは、チップパッケージ２０８に設けられている。そして、第２副通路２３４ｂに設けられた一方の側壁部２０８ｓとチップパッケージ２０８の先端部との間に、間隙Ｇが設けられている。

すなわち、この変形例５に係る物理量検出装置２０は、増速流路２０８ｃを画定する一対の側壁部２０８ｓ，２０８ｓのうちの一方の側壁部２０８ｓを、被計測気体２の流路である副通路２３４を画定するハウジング２０１に設けている。この変形例５に係る物理量検出装置２０によっても、図４Ａおよび図４Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０と同様の効果を奏することができる。

図１０Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例６を示す正面図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。

変形例６に係る物理量検出装置２０は、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８は、図９Ａおよび図９Ｂに示す変形例５のチップパッケージ２０８と同様に、増速流路２０８ｃの一対の側壁部２０８ｓのうち一方の側壁部２０８ｓが被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂの壁面に設けられている。さらに、変形例６に係るチップパッケージ２０８では、第２副通路２３４ｂの壁面に設けられた一方の側壁部２０８ｓとチップパッケージ２０８の先端部とがチップパッケージ２０８の厚さ方向に対向している。

この構成により、第２副通路２３４ｂの壁面に設けられた側壁部２０８ｓとチップパッケージ２０８の先端部との間に間隙Ｇが形成される。これにより、増速流路２０８ｃの底壁部２０８ｅに付着した水滴が、毛細管現象によって間隙Ｇに導入され、増速流路２０８ｃから除去される。そのため、流量検出部２０５に水滴が付着して水没するリスクを低減することができる。

図１１Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例７を示す正面図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。

変形例７に係る物理量検出装置２０は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８において、増速流路２０８ｃは、チップパッケージ２０８の突出方向に対向してチップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗに沿って延びる一対の側壁部２０８ｓ,２０８ｓを有している。この一対の側壁部２０８ｓ,２０８ｓのうち、一方の側壁部２０８ｓは、被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂの壁面である。チップパッケージ２０８の先端部は、第２副通路２３４ｂの壁面である一方の側壁部２０８ｓとの間に間隙Ｇを有し、この一方の側壁部２０８ｓに近づくほど非計測面２０８ｂに近づくように傾斜する傾斜面２０８ｉを有している。

この構成により、増速流路２０８ｃの底壁部２０８ｅに水滴が付着した場合でも、たとえば、重力の作用によって、水滴を傾斜面２０８ｉに沿って第２副通路２３４ｂの壁面である側壁部２０８ｓに向けて移動させることができる。これにより、増速流路２０８ｃの底壁部２０８ｅに付着した水滴が速やかに除去され、流量検出部２０５に水滴が付着して水没するリスクを低減することができる。

図１２Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例８を示す正面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。

変形例８に係る物理量検出装置２０は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す変形例７に係るチップパッケージ２０８と同様に、増速流路２０８ｃを画定する一対の側壁部２０８ｓ,２０８ｓのうち、一方の側壁部２０８ｓは、被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂの壁面である。この変形例８のチップパッケージ２０８の先端部は、第２副通路２３４ｂの壁面に設けられた凹部Ｒに収容されている。このように、ハウジング２０１の第２副通路２３４ｂに凹部Ｒが設けられている場合でも、変形例７に係るチップパッケージ２０８と同様の効果を奏することができる。

図１３は、図４Ａのチップパッケージの変形例９を示す正面図である。図１４は、図４Ａのチップパッケージの変形例１０を示す正面図である。

変形例９に係る物理量検出装置２０は、図１３に示すチップパッケージ２０８を備え、変形例１０に係る物理量検出装置２０は、図１４に示すチップパッケージ２０８を備えている。なお、図１４に示す変形例１０に係るチップパッケージ２０８は、図１１Ａに示す変形例８に係るチップパッケージ２０８と同様に、増速流路２０８ｃを画定する一対の側壁部２０８ｓのうち、一方の側壁部２０８ｓは、被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂの壁面である。これら変形例９および変形例１０に係るチップパッケージ２０８の突出方向における先端部は、先端に近付くほど幅方向Ｄｗの寸法すなわち幅Ｗが減少する先細形状を有している。

この構成により、チップパッケージ２０８の先端部に付着した水滴は、先細形状の先端部の斜面に沿って移動する。これにより、チップパッケージ２０８の先端部に付着した水滴を先細形状の先端部の先端に集めることができ、水滴が自重によってチップパッケージ２０８の先端から効率よく除去される。これにより、チップパッケージ２０８の先端部に付着した水滴が速やかに除去され、流量検出部２０５に水滴が付着して水没するリスクを低減することができる。

図１５Ａは、図４Ａのチップパッケージの変形例１１を示す正面図である。図１５Ｂは、図１５ＡのXV(B)－XV(B)線に沿うチップパッケージ２０８の断面図である。図１５Ｃは、図１３Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。

変形例１１に係る物理量検出装置２０は、図１５Ａから図１５Ｃに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８は、計測面２０８ａの幅方向Ｄｗの両側に傾斜面２０８ｉを有している。これらの傾斜面２０８ｉは、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの端縁に近づくほど非計測面２０８ｂに近づくように傾斜している。

この構成により、チップパッケージ２０８の傾斜面２０８ｉに水滴を付着しにくくすることができる。また、被計測気体２の流路である第２副通路２３４ｂの圧力損失を低減させ、第２副通路２３４ｂを流れる被計測気体２の流速を増加させることができる。

図１６Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例１２を示す正面図である。図１６Ｂは、図１６ＡのXVI(B)－XVI(B)線に沿うチップパッケージ２０８の断面図である。

変形例１２に係る物理量検出装置２０は、図１６Ａおよび図１６Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８は、図６Ａに示す変形例２に係るチップパッケージ２０８と同様に、幅方向Ｄｗにおいて、増速流路２０８ｃの一方の端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの一方の端部２０８ｄｅとが離隔し、増速流路２０８ｃの他方の端部２０８ｃｅと隔流部２０８ｄの他方の端部２０８ｄｅとが一致している。

また、変形例１２に係る物理量検出装置２０において、チップパッケージ２０８は、図１５Ａから図１５Ｃに示す変形例１１に係るチップパッケージ２０８と同様に、計測面２０８ａの幅方向Ｄｗの両側に傾斜面２０８ｉを有している。この傾斜面２０８ｉは、チップパッケージ２０８の幅方向Ｄｗの端縁に近づくほど非計測面２０８ｂに近づくように傾斜している。また、増速流路２０８ｃはチップパッケージ２０８の突出方向に対向して幅方向Ｄｗに沿って延びる一対の側壁部２０８ｓと、その一対の側壁部２０８ｓの間の底壁部２０８ｅとを有している。変形例１２に係るチップパッケージ２０８において、底壁部２０８ｅは、隔流部２０８ｄの端部２０８ｄｅに一致している端部２０８ｃｅの端部２０８ｃｅに近づくほど非計測面２０８ｂに近づくように傾斜した傾斜底面２０８ｉｅを有する。この構成により、増速流路２０８ｃを流れる被計測気体２の整流効果を向上させ、流量検出部２０５のノイズを低減することができる。

図１７Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例１３を示す正面図である。図１７Ｂは、図１７ＡのXVII(B)－XVII(B)線に沿うチップパッケージ２０８の断面図である。
図１７Ｃは、図１７Ａに示すチップパッケージ２０８の側面図である。図１７Ｄは、図１７Ｃのチップパッケージ２０８の変形例を示す側面図である。

変形例１３に係る物理量検出装置２０は、図１７Ａから図１７Ｄに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８は、傾斜底面２０８ｉｅの反対側の非計測面２０８ｂに、傾斜底面２０８ｉｅに沿う傾斜面２０８ｉｂを有する。この構成により、計測面２０８ａ側の計測流路の断面積Ｄ１と、非計測面２０８ｂ側の被計測流路の断面積Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２を変化させて、被計測気体２の流れを調整することができる。

図１８Ａは、図４Ａのチップパッケージ２０８の変形例１４を示す正面図である。図１８Ｂは、図１８ＡのXVIII(B)－XVIII(B)線に沿うチップパッケージ２０８の断面図である。図１８Ｃは、図１８Ａに示すチップパッケージの側面図である。

変形例１４に係る物理量検出装置２０は、図１８Ａから図１８Ｃに示すチップパッケージ２０８を備えている。このチップパッケージ２０８は、第１傾斜部２０８ｉｆと第２傾斜部２０８ｉｓとを有している。第１傾斜部２０８ｉｆは、計測面２０８ａにおいて幅方向Ｄｗの両端に近づくほど増速流路２０８ｃの深さｄを浅くするように傾斜している。また、第２傾斜部２０８ｉｓは、計測面２０８ａにおいて幅方向Ｄｗの両端に近づくほど隔流部２０８ｄの厚さｔを薄くするように傾斜している。変形例１４に係るチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０によっても、図４Ａおよび図４Ｂに示すチップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０と同様の効果を奏することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、従来よりも流量検出部２０５のノイズ性能を向上させることが可能な、物理量検出装置２０を提供することができる。

以上、図面を用いて本開示に係る物理量検出装置の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。

２ 被計測気体
２０ 物理量検出装置
２０５ 流量検出部
２０８ チップパッケージ
２０８ａ 計測面
２０８ｂ 非計測面
２０８ｃ 増速流路
２０８ｃｅ 端部
２０８ｄ 隔流部
２０８ｄｅ 端部
２０８ｅ 底壁部
２０８ｉ 傾斜面
２０８ｉｂ 傾斜面
２０８ｉｅ 傾斜底面
２０８ｉｆ 第１傾斜部
２０８ｉｓ 第２傾斜部
２０８ｓ 側壁部
２３４ｂ 第２副通路（流路）
ｄ 深さ
Ｄｗ 幅方向
Ｇ 間隙
Ｒ 凹部
ｔ 厚さ
Ｗ 幅

Claims (11)

1. 被計測気体の流路の直線状の部分の壁面から突出して配置されて該被計測気体の流れ方向に沿う幅を有する板状のチップパッケージを備えた物理量検出装置であって、
   前記チップパッケージは、流量検出部と、前記チップパッケージの幅方向に延び前記流路よりも断面積が絞られて前記流量検出部が配置された増速流路と、該増速流路が設けられた計測面と、該計測面と反対側の非計測面と、前記流路を前記計測面に臨む計測流路と前記非計測面に臨む非計測流路に仕切る隔流部と、を有し、
   前記チップパッケージの幅方向において前記増速流路の端部と前記隔流部の端部とが離隔して、前記増速流路の前記端部と前記隔流部の前記端部との間に、前記増速流路の底壁部と面一の平坦な面が形成されていることを特徴とする物理量検出装置。
2. 前記幅方向において、前記増速流路の両端部と前記隔流部の両端部とが離隔し、
   前記増速流路の前記両端部は、前記隔流部の前記両端部よりも前記幅方向の内側に位置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. 前記幅方向において、前記増速流路の一方の前記端部と前記隔流部の一方の前記端部とが離隔して、前記増速流路の該一方の前記端部と前記隔流部の該一方の前記端部との間に前記平坦な面が形成され、前記増速流路の他方の前記端部と前記隔流部の他方の前記端部とが一致していることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
4. 前記増速流路は、前記チップパッケージの突出方向に対向して前記幅方向に沿って延びる一対の側壁部を有し、
   前記幅方向において、一方の前記側壁部の長さは、他方の前記側壁部の長さよりも長いことを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
5. 前記増速流路は、前記チップパッケージの突出方向に対向して前記幅方向に沿って延びる一対の側壁部を有し、
   一方の前記側壁部は、前記流路の壁面に設けられ、
   前記一方の前記側壁部と前記チップパッケージの先端部との間に間隙が設けら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。
6. 前記一方の前記側壁部と前記チップパッケージの前記先端部とが前記チップパッケージの厚さ方向に対向し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。
7. 前記増速流路は、前記チップパッケージの突出方向に対向して前記幅方向に沿って延びる一対の側壁部を有し、
   一方の前記側壁部は、前記流路の壁面であり、
   前記チップパッケージの先端部は、前記一方の前記側壁部との間に間隙を有し、前記一方の前記側壁部に近づくほど前記非計測面に近づくように傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
8. 前記チップパッケージの前記先端部は、前記流路に設けられた凹部に収容されていることを特徴とする請求項７に記載の物理量検出装置。
9. 前記チップパッケージの突出方向における先端部は、先端に近付くほど前記幅方向の寸法が減少する先細形状を有することを特徴とする請求項２または請求項５に記載の物理量検出装置。
10. 前記チップパッケージは、前記計測面の前記幅方向の両側において、前記平坦な面の前記幅方向の外側に傾斜面を有し、
    前記傾斜面は、前記チップパッケージの前記幅方向の端縁に近づくほど前記非計測面に近づくように傾斜し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。
11. 前記チップパッケージは、第１傾斜部と第２傾斜部とを有し、
    前記第１傾斜部は、前記計測面において前記幅方向の両端に近づくほど前記増速流路の深さを浅くするように傾斜し、
    前記第２傾斜部は、前記幅方向における前記計測面の両側の前記平坦な面の外側で、前記計測面の前記幅方向の両端に近づくほど前記隔流部の厚さを薄くするように傾斜し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。

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