JPH0682056B2 - 流量計用抵抗素子 - Google Patents

流量計用抵抗素子

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JPH0682056B2
JPH0682056B2 JP62172905A JP17290587A JPH0682056B2 JP H0682056 B2 JPH0682056 B2 JP H0682056B2 JP 62172905 A JP62172905 A JP 62172905A JP 17290587 A JP17290587 A JP 17290587A JP H0682056 B2 JPH0682056 B2 JP H0682056B2
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博厚 徳田
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    • HELECTRICITY
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    • H01C3/00Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids
    • H01C3/14Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids the resistive element being formed in two or more coils or loops continuously wound as a spiral, helical or toroidal winding
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    • G01P5/10Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
    • G01P5/12Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables using variation of resistance of a heated conductor

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、例えば自動車用内燃機関の吸入空気量を測定
する流量計の流速検出部に用いられる流量計用抵抗素子
に関するものである。
<従来の技術> 例えば白金線を熱線として利用し、この熱線の温度が所
定値になるように熱線に電流を流し、自動車用内燃機関
の吸入空気の吹き付けによる熱線の温度低下を、熱線の
抵抗値の変化で検出することによつて吸入空気の流量を
測定する流量計が、特公昭49−48893号公報で提案され
ている。
また、この種の流量計の流速検出部に用いられる抵抗素
子の、機械的強度を増大させた構造については、本願と
同一の出願人が特願昭53−42547号において出願してい
る。
第6図は、特願昭53−42547号で出願された抵抗素子1
の構成を示す部分断面図であり、セラミツク製の円筒3
内に、両端側から出力リード線5が、嵌入固定されてい
る。
また、円筒3の外周面には熱線として白金線2が巻回さ
れ、この白金線2の両端はそれぞれ、出力リード線5に
点溶接されている。
さらに、円筒3の外周面に巻回された白金線2の上か
ら、無機質被覆としてガラス層4の被覆が施され、この
ガラス層4の被覆によつて白金線2が円筒3の外周面に
固定されている。
このようにして、流量計の流速検出部に用いられる、機
械的強度が優れた流量計用抵抗素子1が得られる。
<発明が解決しようとする問題点> 前述の同一出願人の出願に係る流量計用抵抗素子1は、
機械的強度において優れているが、製作工程が複雑であ
り、且つ製作の自動化が困難であるという難点を有す
る。
即ち、この種の流量計用抵抗素子は極めて小型であるた
めに、円筒3内に出力リード線5を嵌入固定する作業
は、顕微鏡を使用して行なわねばならない。また、白金
線2を出力リード線5に点熔接して円筒3に巻回する作
業も、白金線2が極めて細径であり、円筒3も極めて小
さいために自動化作業が困難である。
一方、第7図に示すこの種の流量計用抵抗素子の、長さ
lと直径dの比と応答時間との関係曲線から明らかなよ
うに、空気流量変化時の反応性を向上させるためには、
長さlと直径dの比を大にする必要がある。
この種の流量計用抵抗素子では、直径dを小さくするに
は限度があるため、長さlを大にして空気流量変化時の
応答性を向上させようとすると、白金線2の円筒3への
巻回時に、円筒3の両端に嵌入固定されている出力リー
ド線5を2本共チヤツクして白金線2の巻回を行なわね
ばならず、巻線作業工程が複雑となる。
本発明は、前述したようなこの種の流量計用抵抗素子の
現状に鑑みてなされたものであり、その目的は製造の自
動化が可能で製造コストを大幅に低減させることがで
き、応答性に優れた流量計用抵抗素子を提供することに
ある。
<問題点を解決するための手段> 前述の目的を達成するために、本発明では熱線式空気流
量計の流速検出部に用いられる流量計用抵抗素子におい
て、コイル状に巻回された熱線と、該熱線の両端にそれ
ぞれ接続される出力リード線と、該出力リード線と前記
熱線との接続部及び前記熱線を覆つて配され、全体を一
体化固定するる無機質被覆とを有する構成となつてい
る。
<作 用> 本発明の流量計用抵抗素子は、熱線の巻回作業、熱線と
出力リード線との接続作業及び全体を一体化固定する無
機質被覆作業が、自動作業で処理される。
また、全体が無機質被覆で一体化固定されるので、強固
な構造のものが得られ、その製造コストも大幅に低減さ
れる。
<実施例> 以下、本発明の実施例を第1図乃至第5図を用いて、そ
の製造方法に基づいて詳細に説明する。
ここで、第1図乃至第3図はそれぞれ、本発明の第1乃
至第3の実施例の構成を示す断面図、第4図(A)
(B)は、本発明の実施例が組み込まれた流量計の構成
を示すそれぞれ、(A)は部分断面図、(B)は(A)
のX−X断面図、第5図は流量計の検出回路図である。
第1に実施例では、第1図に示すように熱線としての白
金線2がコイル状に巻回され、この白金線2の両端に
は、出力リード線5が点熔接やろう付けの手段で接続さ
れている。
そして、出力リード線5と白金線2との接続部及び白金
線2を覆つて、全体を一体化固定するセラミツク層6と
ガラス層4とからなる無機質被覆20が形成されている。
この第1の実施例の製造に際しては、先ず、直径が0.3m
m乃至0.5mmのモリブデン線に、直径が0.02mm乃至0.05mm
の白金線2を巻回する作業が、第1の工程として行なわ
れる。
次に第2の工程において、このモリブデン線の両端側に
おいて、モリブデン線に巻回されている白金線2の端部
に出力リード線5が、点熔接やろう付けの手段で接続さ
れる。
実際には、モリブデン線の両端側が押し潰されて平面部
が予め形成されており、この平面部において、モリブデ
ン線と白金線2と出力リード線5とが互いに、点熔接や
ろう付けの手段で接続される。
第3の工程において、前述のように両端部において出力
リード線5が接続された白金線2がコイル状に巻回され
たモリブデン線を、混酸(硫酸と硝酸との混合物)内に
投入する。
この第3の工程によつて、モリブデン線が混酸によつて
溶解され、両端に出力リード線5がそれぞれ接続された
コイル状に巻回された白金線2が形成される。
次いで第4の工程において、コイル状に巻回された白金
線2及び白金線2と出力リード線5との接続部を覆うよ
うに、セラミツク層6が形成される。
このためには、コイル状に巻回された白金線2及び白金
線2と出力リード線5との接続部に、セラミツク粉を電
気泳動の手段、熔射或はデイツプの手段などで付着さ
せ、セラミツク粉が付着した状態で高温炉で焼結するこ
とにより、セラミツク層6を形成する。
この場合、白金線2の軟化による断線事故の発生を防ぐ
ために、高温炉での焼成は白金の融点より低い、ほぼ12
00℃乃至1300℃で行なう。
しかし、セラミツクは通常1500℃以上の温度で焼成しな
いと、焼結が充分に行なわれず強度が充分に得られな
い。
そこで、第5の工程において第4の工程で形成されたセ
ラミツク層6の表面に、比較的低融点の物質であるガラ
ス層4による被覆が施される。
このようにして、第1の施例においては白金線2及び白
金線2と出力リード線5との接続部を覆つて、セラミツ
ク層6とガラス層4からなる無機質被覆20が形成され、
この無機質被覆20によつて流量計用抵抗素子全体が一体
化固定される。
前述したようなセラミツク層6のみの強度の不足が、ガ
ラス層4の被覆によつて補強され、全体が極めて堅固な
構造となつている。
従来のように顕微鏡を用いた嵌入作業が不要であるた
め、全工程を通じて製造作業を自動化することが可能
で、性能の均一化された製品を能率よく低い製造コスト
で製作することが出来る。
また、抵抗素子の長さを増加させることが容易に行なわ
れるので、空気流量変化時の反応性を大幅に向上させる
ことが可能である。
第2図は本発明の第2の実施例の構成を示すもので、こ
の第2の実施例はコイル状に巻回された白金線2の軸部
に形成されている空洞部8の両端の開口部9には、ガラ
ス層4のみが形成されている点で、第1の実施例と構成
を異にする。
この第2の実施例の製造に際しては、第1の工程及び第
2の工程は、すでに述べた第1の実施例と全く同様に行
なわれる。
次に、第3の工程において第2の工程で両端部において
出力リード線5が接続された白金線2が巻回されたモリ
ブデン線に対して、モリブデン線の両端部分にセラミツ
クの付着を阻止するマスク剤を塗布する。
そこで、第4の工程において白金線2及び白金線2と出
力リード線5との接続部を覆うようにして、セラミツク
層6が形成される。
このために、第1の実施例の場合と同様に、コイル状に
巻回された白金線2及び白金線2と出力リード線5との
接続部に、セラミツク粉を電気泳動の手段、熔射或はデ
イツプの手段などで付着させる。しかし、第2の実施例
においてはモリブデン線の両端部分には、マスク剤が塗
布されているのでセラミツク粉は付着しない。
従つて、第4の工程において焼成炉で焼成形成されるセ
ラミツク層6は、モリブデン線の両端部分には形成され
ない。
第5の工程において、両端に出力リード線5が接続され
た白金線2が巻回されたモリブデン線を混酸中に浸漬す
る。
この第5の工程によつて、コイル状に巻回された白金線
2の軸部のモリブデン線の端部のマスク剤が塗布された
部分から、混酸が侵入してモリブデン線が溶解される。
次に、第6の工程によつて第5の工程で形成されたセラ
ミツク層6の表面を覆い、且つ開口部9を塞ぐようにし
て、ガラス層4による被覆が施される。
このようにして、第2の実施例においては、空洞部8の
両端の開口部9を覆つてガラス層4が、また、白金線2
及び白金線2と出力リード線5との接続部を覆つて、セ
ラミツク層6とガラス層4とが形成されて、流量計用抵
抗素子全体が一体化固定される。
第3図は本発明の第3の実施例の構成を示すもので、こ
の第3の実施例は前述した第1の実施例に対して、一層
構造の無機質被覆25が形成されている。
この第3の実施例の製造に際しては、第1乃至第3の工
程は、前述の第1の実施例と全く同様に行なわれる。
次いで、第4の工程において白金の融点より充分に低い
温度で強固に焼結する、例えばガラスやムライトなどの
無機質被覆25が形成される。
第4図(A)(B)は、流量計10の構成を示すものであ
り、円筒状の吸気筒12の一端に整流部材14が取り付けら
れ、吸入される空気はこの整流部材14を通過することに
より、ほぼ平行空気流となり乱流の発生が阻止される。
この吸気筒12の中心部分に内筒体13が設けられ、この内
筒体13の支持部材15及び16にそれぞれ、前述した各実施
例のような抵抗素子22及び温度プローブ17の出力リード
線が、点熔接やろう付けの手段によつて固定されてい
る。
これらの抵抗素子22及び温度プローブ17は、導電材で形
成されている支持部材15及び16によつて、検出回路11に
接続されている。
この検出回路11は、第5図に示すような構成を有し、抵
抗素子22と抵抗19の直列接続回路と、温度プローブ17、
抵抗21及び抵抗20の直列接続回路とが、互いに並列に接
続されている。
そして、抵抗19及び20の接続点がアースされ、抵抗素子
22及び温度プローブ17の接続点が、トランジスタ18のエ
ミツタに接続され、このトランジスタ18のコレクタには
電源が接続されて、流量検出ブリツジが形成されてい
る。
さらに、抵抗素子22及び抵抗19の接続点と、抵抗21及び
20の接続点とが、差動増幅器23の入力端子に接続されて
いる。
この流量検出ブリツジでは、抵抗素子22が所定の温度に
なるように、抵抗素子22に電流が流され、この状態でブ
リツジが平衡状態とされる。
そして、吸入空気が抵抗素子22に吹き付けられることに
よつて、抵抗素子22の温度が変化し、この温度変化に基
づく抵抗値の変化が、吸入空気の流量に対応付けられて
流量検出ブリツジで検出される。
実施例では、熱線として白金線を使用した場合について
説明したが、本発明は実施例に限定されるものでなく、
熱線としてはニツケル線、白金コバルト合金線なども使
用することが出来る。
<発明の効果> 以上詳細に説明したように、本発明によると全工程を通
じて製造作業が自動化され、高品質の製品が能率よく低
い製造コストで製造可能であり、且つ空気流量変化時の
応答性を大幅に向上させた流量計用抵抗素子を提供する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図はそれぞれ、本発明の第1乃至第3の
実施例の構成を示す断面図、第4図(A)は本発明の実
施例が組み込まれた流量計の構成を示す部分断面図、第
4図(B)は第4図(A)のX−X断面図、第5図は流
量計の検出回路図、第6図は従来提案されている流量計
用抵抗素子の構成を示す部分断面図、第7図は流量計用
抵抗素子における長さ及び直径比と応答時間との関係曲
線を示す図である。 2……白金線、4……ガラス層、5……出力リード線、
6……セラミツク層、8……空洞部、9……開口部、10
……流量計、11……検出回路、12……吸気筒、13……内
筒体、14……整流部材、15,16……支持部材、17……温
度プローブ、20,25……無機質被覆、22……抵抗素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 泉 茨城県勝田市大字東石川西古内3085番地5 日立オートモテイブエンジニアリング株 式会社内 (72)発明者 米田 浩志 茨城県勝田市大字東石川西古内3085番地5 日立オートモテイブエンジニアリング株 式会社内 (72)発明者 徳田 博厚 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱線式空気流量計の流速検出部に用いられ
    る流量計用抵抗素子において、コイル状に巻回された熱
    線と、該熱線の両端にそれぞれ接続される出力リード線
    と、該出力リード線と前記熱線との接続部及び前記熱線
    を覆つて配され、全体を一体化固定する無機質被覆とを
    有することを特徴とする流量計用抵抗素子。
  2. 【請求項2】熱線が白金線であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の流量計用抵抗素子。
  3. 【請求項3】無機質被覆がセラミツクスとガラスとの二
    層よりなることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の流量計用抵抗素子。
JP62172905A 1987-07-13 1987-07-13 流量計用抵抗素子 Expired - Lifetime JPH0682056B2 (ja)

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