JPH05302839A - 熱式空気流量計 - Google Patents
熱式空気流量計Info
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- JPH05302839A JPH05302839A JP4109514A JP10951492A JPH05302839A JP H05302839 A JPH05302839 A JP H05302839A JP 4109514 A JP4109514 A JP 4109514A JP 10951492 A JP10951492 A JP 10951492A JP H05302839 A JPH05302839 A JP H05302839A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発熱抵抗体の設計の自由度を高めて応答性，
出力特性を良好に保持しつつ耐振性に優れた熱式空気流
量計を提供する。 【構成】 空気通路（副空気通路）６に配置される空気
流量測定用の発熱抵抗体３を、板状のベース８の表面に
膜式抵抗９を形成して成る。この発熱抵抗体３を片持ち
する支持部材１０には、発熱抵抗体３の被支持箇所付近
を当てがう補強部材７を設け、補強部材７から突出する
発熱抵抗体３の長さ，厚みを、該発熱抵抗体の固有振動
数が自動車エンジンで発生する振動域よりも高くなるよ
う設定する。補強部材７は発熱抵抗体３に膜状の合成樹
脂を被覆してもよい。また、補強部材７に発熱抵抗体３
の熱の逃げを防止する発熱抵抗を設けてもよい。
出力特性を良好に保持しつつ耐振性に優れた熱式空気流
量計を提供する。 【構成】 空気通路（副空気通路）６に配置される空気
流量測定用の発熱抵抗体３を、板状のベース８の表面に
膜式抵抗９を形成して成る。この発熱抵抗体３を片持ち
する支持部材１０には、発熱抵抗体３の被支持箇所付近
を当てがう補強部材７を設け、補強部材７から突出する
発熱抵抗体３の長さ，厚みを、該発熱抵抗体の固有振動
数が自動車エンジンで発生する振動域よりも高くなるよ
う設定する。補強部材７は発熱抵抗体３に膜状の合成樹
脂を被覆してもよい。また、補強部材７に発熱抵抗体３
の熱の逃げを防止する発熱抵抗を設けてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジン等の吸
入空気流量を検出する熱式空気流量計に関する。
入空気流量を検出する熱式空気流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、熱式空気流量計には、空気流
量測定用の発熱抵抗体としてセラミック，金属等の板状
のベースに膜式抵抗を形成したものが知られている。
量測定用の発熱抵抗体としてセラミック，金属等の板状
のベースに膜式抵抗を形成したものが知られている。
【０００３】この種の発熱抵抗体は、一般に空気通路に
発熱抵抗体を片持ち構造で配置しており、さらに、例え
ば特開昭６２−３６５２１号公報に開示されるように、
応答性低下を防止するための熱逃げ対策として、発熱抵
抗体・保持部材間に断熱部材を介在させたり、特開平２
−２２６０１６号公報に開示されるように、落下，衝突
衝撃による破損防止のために、発熱抵抗体を、空気通路
に突出する支持エレメントにより支持するものが提案さ
れている。
発熱抵抗体を片持ち構造で配置しており、さらに、例え
ば特開昭６２−３６５２１号公報に開示されるように、
応答性低下を防止するための熱逃げ対策として、発熱抵
抗体・保持部材間に断熱部材を介在させたり、特開平２
−２２６０１６号公報に開示されるように、落下，衝突
衝撃による破損防止のために、発熱抵抗体を、空気通路
に突出する支持エレメントにより支持するものが提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、板状
の発熱抵抗体を用いた熱式空気流量計では、応答性及び
出力特性のばらつきの改善を図る場合、発熱抵抗体の全
長を長く、板厚を薄く形成し、片持ち構造とするのが一
般的な手法である。
の発熱抵抗体を用いた熱式空気流量計では、応答性及び
出力特性のばらつきの改善を図る場合、発熱抵抗体の全
長を長く、板厚を薄く形成し、片持ち構造とするのが一
般的な手法である。
【０００５】しかし、発熱抵抗体の支持方法を単純に片
持ち構造とすると、機械的強度の確保から全長，板厚等
の自由度に制限があり、特に、発熱抵抗体には自動車エ
ンジンの振動が伝わるための、耐振性を配慮する必要が
あり、そのための寸法的な制約があった。
持ち構造とすると、機械的強度の確保から全長，板厚等
の自由度に制限があり、特に、発熱抵抗体には自動車エ
ンジンの振動が伝わるための、耐振性を配慮する必要が
あり、そのための寸法的な制約があった。
【０００６】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、発熱抵抗体の自由度を高めて応答性，出力特性を
良好に保持しつつ、耐振性に優れた片持ち構造の熱式空
気流量計を提供することにある。
的は、発熱抵抗体の自由度を高めて応答性，出力特性を
良好に保持しつつ、耐振性に優れた片持ち構造の熱式空
気流量計を提供することにある。
【０００７】もう一つは、前述したような断熱部材を用
いないで応答性，検出精度を高める片持ち構造の熱式空
気流量計を提供することにある。
いないで応答性，検出精度を高める片持ち構造の熱式空
気流量計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基本的には次のような課題解決手段を提
案する。
成するために、基本的には次のような課題解決手段を提
案する。
【０００９】一つは、空気通路に配置される空気流量測
定用の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を流れる電流を制
御すると共に検出信号を出力する制御モジュールとを備
えた熱式空気流量計において、前記発熱抵抗体は板状の
ベースの表面に膜式抵抗を形成して成り、前記発熱抵抗
体を片持ちする支持部材には、発熱抵抗体の被支持箇所
付近を当てがう補強部材を設け、この補強部材から突出
する前記発熱抵抗体の長さ，厚みを、該発熱抵抗体の固
有振動数が自動車エンジンで発生する振動域よりも高く
なるよう設定して成る（これを第１の課題解決手段とす
る）。
定用の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を流れる電流を制
御すると共に検出信号を出力する制御モジュールとを備
えた熱式空気流量計において、前記発熱抵抗体は板状の
ベースの表面に膜式抵抗を形成して成り、前記発熱抵抗
体を片持ちする支持部材には、発熱抵抗体の被支持箇所
付近を当てがう補強部材を設け、この補強部材から突出
する前記発熱抵抗体の長さ，厚みを、該発熱抵抗体の固
有振動数が自動車エンジンで発生する振動域よりも高く
なるよう設定して成る（これを第１の課題解決手段とす
る）。
【００１０】もう一つは、第１の課題解決手段同様の発
熱抵抗体のうち膜式抵抗を除く少なくとも一面には、そ
の面全体或いは発熱抵抗体被支持箇所付近に膜状の有機
物質（合成樹脂）を被覆したものを提案する（これを第
２の課題解決手段とする）。
熱抵抗体のうち膜式抵抗を除く少なくとも一面には、そ
の面全体或いは発熱抵抗体被支持箇所付近に膜状の有機
物質（合成樹脂）を被覆したものを提案する（これを第
２の課題解決手段とする）。
【００１１】もう一つは、第１の課題解決手段同様の補
強部材に、前記空気流量測定用の発熱抵抗体から逃げる
熱を抑制するための発熱抵抗を設けたものを提案する
（これを第３の課題解決手段とする）。
強部材に、前記空気流量測定用の発熱抵抗体から逃げる
熱を抑制するための発熱抵抗を設けたものを提案する
（これを第３の課題解決手段とする）。
【００１２】
【作用】第１の課題解決手段の作用…発熱抵抗体は、補
強部材が当てがわれるため、片持ち構造であってもその
機械的強度が強化される反面、発熱抵抗体の付け根とな
る発熱抵抗体と補強部材との境は、発熱抵抗体が振動す
ると、その支点となるため経時的な疲労が生じ易くな
る。
強部材が当てがわれるため、片持ち構造であってもその
機械的強度が強化される反面、発熱抵抗体の付け根とな
る発熱抵抗体と補強部材との境は、発熱抵抗体が振動す
ると、その支点となるため経時的な疲労が生じ易くな
る。
【００１３】ただし、本発明では、自動車エンジンで発
生する振動域よりも高くなるよう、発熱抵抗体のうち先
端から補強部材先端までの長さ，厚みを設定してあるた
め、発熱抵抗体がエンジン振動により共振することな
く、耐振性を高め、上記した振動による経時的な疲労ひ
いては破壊が生じるのを防ぐ。なお、発熱抵抗体の固有
振動数は、その長さが短く、厚さが増すほど、高くなる
（その詳細の計算式は実施例で示してある）が、反面、
応答性，出力特性を良好に保つためには、発熱抵抗体を
ある程度長くする等の設計の自由度が要求される。本発
明は次の理由により、この条件を満足させることができ
る。
生する振動域よりも高くなるよう、発熱抵抗体のうち先
端から補強部材先端までの長さ，厚みを設定してあるた
め、発熱抵抗体がエンジン振動により共振することな
く、耐振性を高め、上記した振動による経時的な疲労ひ
いては破壊が生じるのを防ぐ。なお、発熱抵抗体の固有
振動数は、その長さが短く、厚さが増すほど、高くなる
（その詳細の計算式は実施例で示してある）が、反面、
応答性，出力特性を良好に保つためには、発熱抵抗体を
ある程度長くする等の設計の自由度が要求される。本発
明は次の理由により、この条件を満足させることができ
る。
【００１４】すなわち、発熱抵抗体を補強部材を介して
片持ち構造とするので、発熱抵抗体の長さが見かけ上、
抵抗体先端から補強部先端までと短くなるため、固有振
動数を高く設計し易く、一方、実際の発熱抵抗体の長さ
は、支持部材先端から発熱抵抗体先端まで（換言すれば
補強部材にあてがわれた部分まで含まれる）とすること
ができるので、実際の長さは自由度を広げる。
片持ち構造とするので、発熱抵抗体の長さが見かけ上、
抵抗体先端から補強部先端までと短くなるため、固有振
動数を高く設計し易く、一方、実際の発熱抵抗体の長さ
は、支持部材先端から発熱抵抗体先端まで（換言すれば
補強部材にあてがわれた部分まで含まれる）とすること
ができるので、実際の長さは自由度を広げる。
【００１５】第２の課題解決手段の作用…補強部材とし
て、発熱抵抗体の少なくとも一面（膜式抵抗のある部分
を除く面）を有機物質で被覆する方式を採用すると、こ
の補強部材が発熱抵抗体の厚みの一部となって、発熱抵
抗体の固有振動数をエンジン振動域よりも高める。ま
た、補強部材が弾性を有することから、発熱抵抗体を脆
性材料で形成した場合でも、補強部材が緩衝機能をなし
て耐振性のほかに耐衝撃性も高める。
て、発熱抵抗体の少なくとも一面（膜式抵抗のある部分
を除く面）を有機物質で被覆する方式を採用すると、こ
の補強部材が発熱抵抗体の厚みの一部となって、発熱抵
抗体の固有振動数をエンジン振動域よりも高める。ま
た、補強部材が弾性を有することから、発熱抵抗体を脆
性材料で形成した場合でも、補強部材が緩衝機能をなし
て耐振性のほかに耐衝撃性も高める。
【００１６】第３の課題解決手段の作用…補強部材を適
度に加熱することにより、発熱抵抗体・補強部材間の温
度差を小さくして、発熱抵抗体で発生した熱の補強部材
への熱伝導を遮断すると同時に、補強部材と支持部材が
隣接していることから支持部材への熱伝導も遮断でき、
応答性，検出精度を高める。
度に加熱することにより、発熱抵抗体・補強部材間の温
度差を小さくして、発熱抵抗体で発生した熱の補強部材
への熱伝導を遮断すると同時に、補強部材と支持部材が
隣接していることから支持部材への熱伝導も遮断でき、
応答性，検出精度を高める。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【００１８】図１の（ａ）は本発明の第１実施例に係る
熱式空気流量計の正面図、（ｂ）はこれに用いる発熱抵
抗体の片持ち構造を示す斜視図、図２はその発熱抵抗体
の断面図である。
熱式空気流量計の正面図、（ｂ）はこれに用いる発熱抵
抗体の片持ち構造を示す斜視図、図２はその発熱抵抗体
の断面図である。
【００１９】図１の（ａ）に示すように、熱式空気流量
計のボディ１には、自動車のエンジンに供給される空気
を流すための空気通路（主通路）５と空気流量測定用の
副通路６とが設けてあり、副通路６内に空気流量を検出
するための発熱抵抗体３と空気温度を検出する温度補償
用の感温抵抗体４とが配置してある。
計のボディ１には、自動車のエンジンに供給される空気
を流すための空気通路（主通路）５と空気流量測定用の
副通路６とが設けてあり、副通路６内に空気流量を検出
するための発熱抵抗体３と空気温度を検出する温度補償
用の感温抵抗体４とが配置してある。
【００２０】発熱抵抗体３と感温抵抗体４により検出し
た信号は、ボディ１の外周に設けた制御モジュール２に
入力され空気流量に対応した電気信号を出力するよう設
定してある。
た信号は、ボディ１の外周に設けた制御モジュール２に
入力され空気流量に対応した電気信号を出力するよう設
定してある。
【００２１】発熱抵抗体３は、図１の（ｂ）に示すよう
にセラミック製（アルミナ製誘電体）の長方形の板状ベ
ース８の表面に膜式抵抗（抵抗パターン）９を蒸着する
ことで構成され、発熱抵抗体３が合成樹脂製の支持部材
１０により片持ち構造で支持される。
にセラミック製（アルミナ製誘電体）の長方形の板状ベ
ース８の表面に膜式抵抗（抵抗パターン）９を蒸着する
ことで構成され、発熱抵抗体３が合成樹脂製の支持部材
１０により片持ち構造で支持される。
【００２２】７はガラス製の補強部材で、発熱抵抗体３
の幅と板厚とに一致させた溝７´が形成してあり、この
溝７´に発熱抵抗体３の被支持箇所付近が嵌め込まれて
接合されることで、発熱抵抗体３の被支持箇所付近がガ
ラス製の補強部材７により当てがわれる構成としてあ
る。このようにして組み合わされた発熱抵抗体３及び補
強部材７は、合成樹脂製の支持部材１０をモールド成形
する工程で埋め込まれて支持部材１０と一体化される。
の幅と板厚とに一致させた溝７´が形成してあり、この
溝７´に発熱抵抗体３の被支持箇所付近が嵌め込まれて
接合されることで、発熱抵抗体３の被支持箇所付近がガ
ラス製の補強部材７により当てがわれる構成としてあ
る。このようにして組み合わされた発熱抵抗体３及び補
強部材７は、合成樹脂製の支持部材１０をモールド成形
する工程で埋め込まれて支持部材１０と一体化される。
【００２３】支持部材１０には導体パターン１１が銅め
っきにより形成され、制御モジュール２の一部を構成し
ている。この導体パターン１１は、フレキシブルワイヤ
１２を介して発熱抵抗体９と電気的に接続される。ここ
で、制御モジュール２は、発熱抵抗体３（膜式抵抗９）
と感温抵抗体４との温度差が一定となるような加熱電流
を発熱抵抗体に流すように制御する。
っきにより形成され、制御モジュール２の一部を構成し
ている。この導体パターン１１は、フレキシブルワイヤ
１２を介して発熱抵抗体９と電気的に接続される。ここ
で、制御モジュール２は、発熱抵抗体３（膜式抵抗９）
と感温抵抗体４との温度差が一定となるような加熱電流
を発熱抵抗体に流すように制御する。
【００２４】本実施例における補強部材７は、片持ちさ
れる発熱抵抗体３の補強をなすが、さらに、発熱抵抗体
３の見かけの長さを短くしてその固有振動数が自動車エ
ンジンの振動域より高く設定し易くなる配慮がなされて
いる。
れる発熱抵抗体３の補強をなすが、さらに、発熱抵抗体
３の見かけの長さを短くしてその固有振動数が自動車エ
ンジンの振動域より高く設定し易くなる配慮がなされて
いる。
【００２５】ここで、単純片持ちばりの棒の振動ｆは、
棒のヤング率、断面２次モーメント、比重、断面積、長
さ、板厚をそれぞれＥ、Ｔ、ρ、Ａ、ｌ、ｈとし、円周
率、振動係数、重力加速度をそれぞれπ、λ、ｇとする
と次式で表される。
棒のヤング率、断面２次モーメント、比重、断面積、長
さ、板厚をそれぞれＥ、Ｔ、ρ、Ａ、ｌ、ｈとし、円周
率、振動係数、重力加速度をそれぞれπ、λ、ｇとする
と次式で表される。
【００２６】
【数１】
【００２７】ここで、片持ちばりをセラミック板（アル
ミナ）を用いた場合、Ｔ＝３．４７×１０6 kgf/cm2,ρ
＝３．８×１／１０3 kg／cm3となる。また、振動係数
λは、片持ち１次モードで１．８７５となり、これら
と、ｇ＝９８１cm／ｓ2を代入すると、振動周波数ｆ≧
１０００Ｈｚとなる板厚ｈと△ｌ（ここで△ｌは、図２
に示すように補強部材７の先端から発熱抵抗体３の先端
までの距離で、図２では△ｌ＝ｌ1−ｌ2）の関係は次式
となる。
ミナ）を用いた場合、Ｔ＝３．４７×１０6 kgf/cm2,ρ
＝３．８×１／１０3 kg／cm3となる。また、振動係数
λは、片持ち１次モードで１．８７５となり、これら
と、ｇ＝９８１cm／ｓ2を代入すると、振動周波数ｆ≧
１０００Ｈｚとなる板厚ｈと△ｌ（ここで△ｌは、図２
に示すように補強部材７の先端から発熱抵抗体３の先端
までの距離で、図２では△ｌ＝ｌ1−ｌ2）の関係は次式
となる。
【００２８】
【数２】
【００２９】以上より、振動周波数ｆを決めるパラメー
タとしては、△ｌ及び板厚ｈがある。一般に自動車用エ
ンジンは、５次高周波まで考慮すると回転数６０００ｒ
ｐｍで約１０００Ｈｚの振動を発生する。したがって、
発熱抵抗体３の固有振動数が１０００Ｈｚ以下にする
と、自動車用エンジンとの共振により発熱抵抗体３が破
損する可能性がある。そこで、本実施例では、発熱抵抗
体３の固有振動数を１０００Ｈｚ以上とし、例えば、こ
れを満足させる△ｌ，ｈは、上記式より下記の表に示す
通りであり、これを図で表せば図３のような特性が得ら
れ、斜線部分が固有振動数１０００Ｈｚとなる領域であ
る。
タとしては、△ｌ及び板厚ｈがある。一般に自動車用エ
ンジンは、５次高周波まで考慮すると回転数６０００ｒ
ｐｍで約１０００Ｈｚの振動を発生する。したがって、
発熱抵抗体３の固有振動数が１０００Ｈｚ以下にする
と、自動車用エンジンとの共振により発熱抵抗体３が破
損する可能性がある。そこで、本実施例では、発熱抵抗
体３の固有振動数を１０００Ｈｚ以上とし、例えば、こ
れを満足させる△ｌ，ｈは、上記式より下記の表に示す
通りであり、これを図で表せば図３のような特性が得ら
れ、斜線部分が固有振動数１０００Ｈｚとなる領域であ
る。
【００３０】
【表１】
【００３１】本実施例では、発熱抵抗体３の幅３．０m
m,長さ１０mm,厚さ０．１５mmとしてある。
m,長さ１０mm,厚さ０．１５mmとしてある。
【００３２】本実施例によれば、発熱抵抗体３は、補強
部材７が当てがわれるため、片持ち構造であってもその
機械的強度が強化されると共に、発熱抵抗体３がエンジ
ン振動により共振することなく、耐振性を高め、上記し
た振動による経時的な疲労を抑制し、振動に起因する発
熱抵抗体３の破損を防止する。また、発熱抵抗体３の長
さが見かけ上、抵抗体３先端から補強部材７先端までと
なるため、固有振動数を高く設計し易く、加えて、実際
の発熱抵抗体３の長さｌ1は、支持部材１０先端から発
熱抵抗体３先端までとすることができるので、長さの自
由度を広げ、発熱抵抗体の応答性，出力特性も良好に保
てる。
部材７が当てがわれるため、片持ち構造であってもその
機械的強度が強化されると共に、発熱抵抗体３がエンジ
ン振動により共振することなく、耐振性を高め、上記し
た振動による経時的な疲労を抑制し、振動に起因する発
熱抵抗体３の破損を防止する。また、発熱抵抗体３の長
さが見かけ上、抵抗体３先端から補強部材７先端までと
なるため、固有振動数を高く設計し易く、加えて、実際
の発熱抵抗体３の長さｌ1は、支持部材１０先端から発
熱抵抗体３先端までとすることができるので、長さの自
由度を広げ、発熱抵抗体の応答性，出力特性も良好に保
てる。
【００３３】図４は本発明の第２実施例を示す部分斜視
図で、第１実施例に用いた符号と同一符号は同一或いは
共通する要素を示す（なお、その他の図面における符号
も同様である）。
図で、第１実施例に用いた符号と同一符号は同一或いは
共通する要素を示す（なお、その他の図面における符号
も同様である）。
【００３４】本実施例は発熱抵抗体３の補強部材７とし
て、発熱抵抗体３の膜式抵抗９が形成してある面と、そ
の反対面及び側面の四面ををあてがうフレーム状に形成
して成る。このような、補強構造によれば、発熱抵抗体
３が振動を受けた場合、確実に固有振動数を高めること
ができ、さらに耐振性の向上を図ることができる。
て、発熱抵抗体３の膜式抵抗９が形成してある面と、そ
の反対面及び側面の四面ををあてがうフレーム状に形成
して成る。このような、補強構造によれば、発熱抵抗体
３が振動を受けた場合、確実に固有振動数を高めること
ができ、さらに耐振性の向上を図ることができる。
【００３５】図５は本発明の第３実施例で、補強部材７
を板状部材或いは棒状部材とし、発熱抵抗体３の膜式抵
抗９が形成してある面の反対面に補強部材７をリブ状に
設けた。本実施例によれば、第１実施例と同様の効果を
得られると共に、補強部材７が単純な構造であるため、
製造コストも低減できる。
を板状部材或いは棒状部材とし、発熱抵抗体３の膜式抵
抗９が形成してある面の反対面に補強部材７をリブ状に
設けた。本実施例によれば、第１実施例と同様の効果を
得られると共に、補強部材７が単純な構造であるため、
製造コストも低減できる。
【００３６】図６は本発明の第４実施例で、補強部材７
を板状部材で形成し、発熱抵抗体３の膜式抵抗９が形成
してある面の反対面に張り合わせた構造である。本実施
例によれば、第３実施例と同様の効果を奏するほかに、
発熱抵抗体３の幅方向全体を補強しているため、振動に
より発熱抵抗体３が補強部材７から受ける力を分散でき
る利点がある。
を板状部材で形成し、発熱抵抗体３の膜式抵抗９が形成
してある面の反対面に張り合わせた構造である。本実施
例によれば、第３実施例と同様の効果を奏するほかに、
発熱抵抗体３の幅方向全体を補強しているため、振動に
より発熱抵抗体３が補強部材７から受ける力を分散でき
る利点がある。
【００３７】図７は本発明の第５実施例で、補強部材７
をＬ字状の板部材で形成し、これを発熱抵抗体３の膜式
抵抗９が形成してある面の反対面に張り合わせた構造で
ある。本実施例によれば、Ｌ字形の形状効果により振動
で補強部材７が受ける応力を分散するため、補強部材７
を薄肉化しても十分に第３実施例同様の効果を奏し得
る。
をＬ字状の板部材で形成し、これを発熱抵抗体３の膜式
抵抗９が形成してある面の反対面に張り合わせた構造で
ある。本実施例によれば、Ｌ字形の形状効果により振動
で補強部材７が受ける応力を分散するため、補強部材７
を薄肉化しても十分に第３実施例同様の効果を奏し得
る。
【００３８】図８は本発明の第６実施例である。本実施
例における補強部材は今まで述べた実施例と異なり膜状
の有機材料７ａで形成し、この補強部材７ａを発熱抵抗
体３の膜式抵抗９が形成してある面の反対面の全面にわ
たり被覆した構造である。
例における補強部材は今まで述べた実施例と異なり膜状
の有機材料７ａで形成し、この補強部材７ａを発熱抵抗
体３の膜式抵抗９が形成してある面の反対面の全面にわ
たり被覆した構造である。
【００３９】本実施例によれば、補強部材７ａが発熱抵
抗体３の厚みの一部となって、発熱抵抗体の固有振動数
をエンジン振動域よりも高める。また、脆性材料で形成
した発熱抵抗体３が衝撃力を受ける場合、補強部材７ａ
が緩衝材として作用するため、熱式空気流量計の耐衝撃
性を向上させる効果がある。
抗体３の厚みの一部となって、発熱抵抗体の固有振動数
をエンジン振動域よりも高める。また、脆性材料で形成
した発熱抵抗体３が衝撃力を受ける場合、補強部材７ａ
が緩衝材として作用するため、熱式空気流量計の耐衝撃
性を向上させる効果がある。
【００４０】図９は本発明の第７実施例であり、補強部
材７を支持部材１０と同一材料を用いてモールド成形に
より一体成形したものである。本実施例によれば、補強
部材７の材料費及び加工費を安価にできる。
材７を支持部材１０と同一材料を用いてモールド成形に
より一体成形したものである。本実施例によれば、補強
部材７の材料費及び加工費を安価にできる。
【００４１】図１０は本発明の第８実施例であり、補強
部材７を金属材料により構成して、発熱抵抗体３の膜式
抵抗９が形成してある反対面に熱伝導率の低い接着部材
１３により張り合わせた構造である。本実施例によれ
ば、補強部材７の成形性が良好で、しかも、補強部材７
に金属材を用いても、接着部材１３の断熱効果により発
熱抵抗体３の熱の逃げを抑制して、センサ応答性の低下
も防止できる。
部材７を金属材料により構成して、発熱抵抗体３の膜式
抵抗９が形成してある反対面に熱伝導率の低い接着部材
１３により張り合わせた構造である。本実施例によれ
ば、補強部材７の成形性が良好で、しかも、補強部材７
に金属材を用いても、接着部材１３の断熱効果により発
熱抵抗体３の熱の逃げを抑制して、センサ応答性の低下
も防止できる。
【００４２】図１１は本発明の第９実施例で、補強部材
７として熱伝導率の低いセラミック材料により構成した
もので、耐振性のほかに、セラミック材料の断熱効果に
より応答性の低下も防止できる。
７として熱伝導率の低いセラミック材料により構成した
もので、耐振性のほかに、セラミック材料の断熱効果に
より応答性の低下も防止できる。
【００４３】図１２は本発明の第１０実施例を示すもの
で、（ａ）に発熱抵抗体の支持構造を裏側からみた図
を、（ｂ）にそのＡ−Ａ線断面図を示す。本実施例で
は、補強部材７のうち発熱抵抗体３と接していない面
に、発熱抵抗体３から逃げる熱を抑制するための発熱抵
抗１４を設けた。発熱抵抗１４は、補強部材７のうち発
熱抵抗体３の接合面と反対側の面に膜式抵抗により形成
してある。
で、（ａ）に発熱抵抗体の支持構造を裏側からみた図
を、（ｂ）にそのＡ−Ａ線断面図を示す。本実施例で
は、補強部材７のうち発熱抵抗体３と接していない面
に、発熱抵抗体３から逃げる熱を抑制するための発熱抵
抗１４を設けた。発熱抵抗１４は、補強部材７のうち発
熱抵抗体３の接合面と反対側の面に膜式抵抗により形成
してある。
【００４４】本実施例の熱式空気流量計の駆動回路の一
例を図１３に示す。図中、パワートランジスタＴｒ１，
抵抗Ｒｈ１（発熱抵抗体３），Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｃ
（温度補償抵抗４），Ｒ７，オペアンプＯＰ１，ＯＰ２
が空気流量測定のための加熱電流制御回路の構成要素
で、符号１７が補強部材７に設けた発熱抵抗１４の駆動
回路で、回路１７は空気流量測定回路と電源を共通とし
て、抵抗Ｒ１１，ツェナーダイオードＺＤ１，抵抗Ｒ１
２，１３，オペアンプＯＰ３により定電圧回路を構成し
て、この定電圧回路１７の出力段に発熱抵抗１４（Ｒｈ
２）が電気的に接続され、常に一定電圧を発熱抵抗１４
に印加して補強部材７を加熱するようにしてある。
例を図１３に示す。図中、パワートランジスタＴｒ１，
抵抗Ｒｈ１（発熱抵抗体３），Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｃ
（温度補償抵抗４），Ｒ７，オペアンプＯＰ１，ＯＰ２
が空気流量測定のための加熱電流制御回路の構成要素
で、符号１７が補強部材７に設けた発熱抵抗１４の駆動
回路で、回路１７は空気流量測定回路と電源を共通とし
て、抵抗Ｒ１１，ツェナーダイオードＺＤ１，抵抗Ｒ１
２，１３，オペアンプＯＰ３により定電圧回路を構成し
て、この定電圧回路１７の出力段に発熱抵抗１４（Ｒｈ
２）が電気的に接続され、常に一定電圧を発熱抵抗１４
に印加して補強部材７を加熱するようにしてある。
【００４５】この場合、発熱抵抗１４を介して補強部材
７に加える熱は、発熱抵抗体３と補強部材７との温度勾
配を小さくする程度の熱量である。
７に加える熱は、発熱抵抗体３と補強部材７との温度勾
配を小さくする程度の熱量である。
【００４６】図１４に発熱抵抗１４を補強部材７に設け
た場合と設けない場合の比較データを示す。
た場合と設けない場合の比較データを示す。
【００４７】発熱抵抗体３の表面温度分布は、補強部材
７に発熱抵抗（以下、加熱部とする）１４を付加しない
場合、点線で示す通りとなる。空気流量Ｑ＝１０kg／ｈ
の時、ｌ0部の温度Ｔ2と支持部材１０との差が熱逃げ量
となる。補強部材に加熱部１４を付加すると、表面温度
分布は実線に示す通りとなる。これにより、補強部材７
と発熱抵抗体３との間で温度勾配が小となるため、支持
部材１０への熱逃げ量が小となる。また、発熱抵抗体３
の最大発熱温度のうち、ｌ2位置の温度Ｔ１と設定して
おけば、空気流量が増加した場合においても、発熱抵抗
体３への熱伝導による特性影響度は少ない。
７に発熱抵抗（以下、加熱部とする）１４を付加しない
場合、点線で示す通りとなる。空気流量Ｑ＝１０kg／ｈ
の時、ｌ0部の温度Ｔ2と支持部材１０との差が熱逃げ量
となる。補強部材に加熱部１４を付加すると、表面温度
分布は実線に示す通りとなる。これにより、補強部材７
と発熱抵抗体３との間で温度勾配が小となるため、支持
部材１０への熱逃げ量が小となる。また、発熱抵抗体３
の最大発熱温度のうち、ｌ2位置の温度Ｔ１と設定して
おけば、空気流量が増加した場合においても、発熱抵抗
体３への熱伝導による特性影響度は少ない。
【００４８】本実施例によれば、発熱抵抗体３からの熱
に逃げを抑制してセンサ応答性を高め、しかも計量精度
を高めることができる。
に逃げを抑制してセンサ応答性を高め、しかも計量精度
を高めることができる。
【００４９】図１５は本発明の第１１実施例である。本
実施例では加熱部１４と並設して加熱温度センシング抵
抗１８を設けたものである。１５は導電パターン、１６
はワイヤである。図１６にその制御回路１７´を示す。
実施例では加熱部１４と並設して加熱温度センシング抵
抗１８を設けたものである。１５は導電パターン、１６
はワイヤである。図１６にその制御回路１７´を示す。
【００５０】加熱部１４となる発熱抵抗Ｒｈ３と加熱温
度センシング抵抗１８（Ｒｓ１）及び抵抗Ｒ１４，１５
によりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路及びオ
ペアンプＯＰ４，パワートランジスタＴｒ２を介して補
強部材７を一定温度に加熱して発熱抵抗体３との温度勾
配を小さくしたもので、これにより、高精度の熱逃げ防
止のための加熱制御が可能となる。
度センシング抵抗１８（Ｒｓ１）及び抵抗Ｒ１４，１５
によりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路及びオ
ペアンプＯＰ４，パワートランジスタＴｒ２を介して補
強部材７を一定温度に加熱して発熱抵抗体３との温度勾
配を小さくしたもので、これにより、高精度の熱逃げ防
止のための加熱制御が可能となる。
【００５１】また、加熱部１４の制御回路は、空気流量
測定用の発熱抵抗体３の温度に応じて電流値（加熱温
度）が変化するよう設定してもよく、このようにすれば
熱逃げ防止をより精度良く実行できる。
測定用の発熱抵抗体３の温度に応じて電流値（加熱温
度）が変化するよう設定してもよく、このようにすれば
熱逃げ防止をより精度良く実行できる。
【００５２】
【発明の効果】第１，第２の課題解決手段によれば、セ
ンサ応答性，出力特性を良好に保持し、これに用いる発
熱抵抗体の機械強度を補強しつつ自動車エンジンで発生
する振動との共振を確実に防止できるので、耐振性に優
れた熱式空気流量計を提供できる。
ンサ応答性，出力特性を良好に保持し、これに用いる発
熱抵抗体の機械強度を補強しつつ自動車エンジンで発生
する振動との共振を確実に防止できるので、耐振性に優
れた熱式空気流量計を提供できる。
【００５３】第３の課題解決手段によれば、発熱抵抗体
から補強部材及び支持部材へ逃げる熱を抑制できるの
で、発熱抵抗体で発生した熱は空気流に確実に伝達され
るので、応答性及び精度の良い熱式空気流量計を提供で
きる。
から補強部材及び支持部材へ逃げる熱を抑制できるの
で、発熱抵抗体で発生した熱は空気流に確実に伝達され
るので、応答性及び精度の良い熱式空気流量計を提供で
きる。
【図１】本発明の第１実施例に係る熱式空気流量計の正
面図及びこれに用いる発熱抵抗体の支持構造を示す斜視
図
面図及びこれに用いる発熱抵抗体の支持構造を示す斜視
図
【図２】上記実施例の要部断面図
【図３】上記実施例に用いる発熱抵抗体の長さ△ｌと厚
さｈと固有振動数との関係を示す特性図
さｈと固有振動数との関係を示す特性図
【図４】本発明の第２実施例を示す要部斜視図
【図５】本発明の第３実施例を示す要部斜視図
【図６】本発明の第４実施例を示す要部正面図
【図７】本発明の第５実施例を示す要部正面図
【図８】本発明の第６実施例を示す要部斜視図
【図９】本発明の第７実施例を示す要部断面図
【図１０】本発明の第８実施例を示す要部断面図
【図１１】本発明の第９実施例を示す要部断面図
【図１２】本発明の第１０実施例を示す要部裏面図及び
要部断面図
要部断面図
【図１３】第１０実施例の駆動回路を示す説明図
【図１４】第１０実施例の効果を説明するための発熱抵
抗体の温度分布特性図
抗体の温度分布特性図
【図１５】本発明の第１１実施例を示す要部裏面図
【図１６】第１１実施例の補強部材加熱抵抗の駆動回路
を示す説明図
を示す説明図
１…ボディ、２…制御モジュール、３…発熱抵抗体、４
…温度補償抵抗（感温抵抗体）、５…主空気通路、６…
副空気通路、７…補強部材、７ａ…補強部材（被覆部
材）、８…ベース、９…薄膜抵抗（発熱抵抗）、１０…
支持部材、１４…補強部材加熱用の発熱抵抗、１７，１
７´…補強部材加熱用の駆動回路。
…温度補償抵抗（感温抵抗体）、５…主空気通路、６…
副空気通路、７…補強部材、７ａ…補強部材（被覆部
材）、８…ベース、９…薄膜抵抗（発熱抵抗）、１０…
支持部材、１４…補強部材加熱用の発熱抵抗、１７，１
７´…補強部材加熱用の駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 忠雄 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (8)
- 【請求項１】 空気通路に配置される空気流量測定用の
発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に流れる電流を制御する
と共に検出信号を出力する制御モジュールとを備えた熱
式空気流量計において、 前記発熱抵抗体は板状のベースの表面に膜式抵抗を形成
して成り、この発熱抵抗体を片持ちする支持部材には、
発熱抵抗体の被支持箇所付近を当てがう補強部材を設
け、この補強部材から突出する前記発熱抵抗体の長さ，
厚みを、該発熱抵抗体の固有振動数が自動車エンジンで
発生する振動域よりも高くなるよう設定して成ることを
特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項２】 請求項１において、前記補強部材は熱伝
導率の低い材質で形成してあることを特徴とする熱式空
気流量計。 - 【請求項３】 空気通路に配置される空気流量測定用の
発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に流れる電流を制御する
と共に検出信号を出力する制御モジュールとを備えた熱
式空気流量計において、 前記発熱抵抗体は板状のベースの表面に膜式抵抗を形成
して成り、この発熱抵抗体を片持ちする支持部材には、
発熱抵抗体の被支持箇所付近を当てがう補強部材を設
け、この補強部材には、前記空気流量測定用の発熱抵抗
体から逃げる熱を抑制するための発熱抵抗が設けてある
ことを特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項４】 空気通路に配置される空気流量測定用の
発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を流れる電流を制御する
と共に検出信号を出力する制御モジュールとを備えた熱
式空気流量計において、 前記発熱抵抗体は板状のベースの表面に膜式抵抗を形成
して成り、この発熱抵抗体を片持ちする支持部材には、
発熱抵抗体の被支持箇所付近を当てがう補強部材を設
け、この補強部材から突出する前記発熱抵抗体の長さ，
厚みを、該発熱抵抗体の固有振動数が自動車エンジンで
発生する振動域よりも高くなるよう設定し、 且つ前記補強部材には、前記空気流量測定用の発熱抵抗
体から逃げる熱を抑制するための発熱抵抗が設けてある
ことを特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項５】 請求項３又は請求項４において、前記補
強部材に設けた発熱抵抗は、前記制御モジュール内に設
けた定電圧回路と電気的に接続されて、前記補強部材を
一定温度に加熱するよう設定してあることを特徴とする
熱式空気流量計。 - 【請求項６】 請求項３又は請求項４において、前記補
強部材に設けた発熱抵抗は、前記制御モジュール内に設
けた電流制御回路と電気的に接続されて、前記空気流量
測定用の発熱抵抗体の温度に応じて電流値（加熱温度）
が変化するよう設定してあることを特徴とする熱式空気
流量計。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
において、前記補強部材はセラミック或いは金属材より
成ることを特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項８】 空気通路に配置される空気流量測定用の
発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に流れる電流を制御する
と共に検出信号を出力する制御モジュールとを備えた熱
式空気流量計において、 前記発熱抵抗体は板状のベースの表面に膜式抵抗を形成
して成り、前記発熱抵抗体は片持ち構造で、該発熱抵抗
体のうち膜式抵抗を除く少なくとも一面には、その面全
体或いは発熱抵抗体被支持箇所付近に膜状の有機物質を
被覆して成ることを特徴とする熱式空気流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4109514A JP2690655B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 熱式空気流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4109514A JP2690655B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 熱式空気流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302839A true JPH05302839A (ja) | 1993-11-16 |
| JP2690655B2 JP2690655B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=14512202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4109514A Expired - Fee Related JP2690655B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 熱式空気流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690655B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010044071A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Heraeus Sensor Technology Gmbh | ３００℃型流量センサ |
| JP2012013601A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | 流量測定装置 |
| EP2428778A1 (en) | 2010-09-09 | 2012-03-14 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Thermal type air flow meter |
| JP2012098101A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | 流量測定装置 |
| JP2012103065A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 流量測定装置 |
| KR20210075579A (ko) * | 2019-12-13 | 2021-06-23 | 포항공과대학교 산학협력단 | 유량계용 가열 장치 및 이를 포함하는 박막 열식 유량계 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP4109514A patent/JP2690655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010044071A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Heraeus Sensor Technology Gmbh | ３００℃型流量センサ |
| JP2012013601A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | 流量測定装置 |
| US8511158B2 (en) | 2010-07-02 | 2013-08-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Flow rate measuring apparatus having stress reducing means |
| CN102435242A (zh) * | 2010-09-09 | 2012-05-02 | 日立汽车系统株式会社 | 热式空气流量计 |
| EP2428778A1 (en) | 2010-09-09 | 2012-03-14 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Thermal type air flow meter |
| CN103954327A (zh) * | 2010-09-09 | 2014-07-30 | 日立汽车系统株式会社 | 热式空气流量计 |
| US8844349B2 (en) | 2010-09-09 | 2014-09-30 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Thermal type air flow meter having a reinforcing structure provided on the base member between the board fixing part and the secondary passage constituting part |
| EP2857804A1 (en) | 2010-09-09 | 2015-04-08 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Thermal type air flow meter |
| US9752909B2 (en) | 2010-09-09 | 2017-09-05 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Thermal type air flow meter having a reinforcing structure provided on the base member between the board fixing part and the secondary passage constituting part |
| US10458827B2 (en) | 2010-09-09 | 2019-10-29 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Thermal type air flow meter having a reinforcing structure provided on the base member between the board fixing part and the secondary passage constituting part |
| JP2012098101A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | 流量測定装置 |
| JP2012103065A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 流量測定装置 |
| KR20210075579A (ko) * | 2019-12-13 | 2021-06-23 | 포항공과대학교 산학협력단 | 유량계용 가열 장치 및 이를 포함하는 박막 열식 유량계 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2690655B2 (ja) | 1997-12-10 |
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