JPH11183216A - 熱式空気流量センサ - Google Patents
熱式空気流量センサInfo
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- JPH11183216A JPH11183216A JP9347536A JP34753697A JPH11183216A JP H11183216 A JPH11183216 A JP H11183216A JP 9347536 A JP9347536 A JP 9347536A JP 34753697 A JP34753697 A JP 34753697A JP H11183216 A JPH11183216 A JP H11183216A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱式空気流量センサの発熱抵抗体および発熱抵
抗体支持部を常に清浄な状態に保ち、計測精度の向上お
よび発熱抵抗体と吸気温度の温度差を従来の熱式空気流
量センサよりも小さくし、消費電力の低減を図った空気
流量センサを提供することである。 【解決手段】熱式空気流量センサの発熱抵抗体および発
熱抵抗体支持部表面に含フッ素皮膜を形成し、汚染物質
の液体成分を弾くことによる汚染物質付着の防止により
実現される。
抗体支持部を常に清浄な状態に保ち、計測精度の向上お
よび発熱抵抗体と吸気温度の温度差を従来の熱式空気流
量センサよりも小さくし、消費電力の低減を図った空気
流量センサを提供することである。 【解決手段】熱式空気流量センサの発熱抵抗体および発
熱抵抗体支持部表面に含フッ素皮膜を形成し、汚染物質
の液体成分を弾くことによる汚染物質付着の防止により
実現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱式空気流量セン
サに係わり、特に内燃機関の空気を測定するのに好適な
熱式空気流量センサに関する。
サに係わり、特に内燃機関の空気を測定するのに好適な
熱式空気流量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車などの内燃機関の吸入空気
通路に設けられ、吸入空気量を測定する空気流量センサ
として、熱式のものが質量空気量を直接検知できること
から主流となってきている。このような熱式空気流量セ
ンサとしては、例えば、巻線式の発熱抵抗体を有する特
開平9−53966号公報に記載の空気流量センサや、半導体
マイクロマシニング技術により従来の半導体基板を用い
て製造された特表平8−51006 号公報に記載の空気流量
センサ，アルミナ絶縁基板上に白金薄膜抵抗体を形成し
た特開平9−5135 号公報に記載の空気流量センサがあ
る。
通路に設けられ、吸入空気量を測定する空気流量センサ
として、熱式のものが質量空気量を直接検知できること
から主流となってきている。このような熱式空気流量セ
ンサとしては、例えば、巻線式の発熱抵抗体を有する特
開平9−53966号公報に記載の空気流量センサや、半導体
マイクロマシニング技術により従来の半導体基板を用い
て製造された特表平8−51006 号公報に記載の空気流量
センサ，アルミナ絶縁基板上に白金薄膜抵抗体を形成し
た特開平9−5135 号公報に記載の空気流量センサがあ
る。
【０００３】上記特開平9−53966号公報，特表平8−510
06号公報，特開平9−5135 号公報記載の技術では、前記
発熱抵抗体，前記空気温度測温抵抗体，前記発熱抵抗体
及び前記空気温度測温抵抗体支持部が空気流に含まれる
塵埃などの物質の付着による空気流量の検出誤差に関し
て考慮されておらず、計測精度が不十分であることに問
題があった。
06号公報，特開平9−5135 号公報記載の技術では、前記
発熱抵抗体，前記空気温度測温抵抗体，前記発熱抵抗体
及び前記空気温度測温抵抗体支持部が空気流に含まれる
塵埃などの物質の付着による空気流量の検出誤差に関し
て考慮されておらず、計測精度が不十分であることに問
題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、以下のよ
うな課題がある。内燃機関の吸入空気に含まれる、前記
熱式空気流量センサに対して汚損物質となるものとし
て、例えば、砂に代表される固体粒子に含まれるＳｉ，
Ｆｅ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａおよび融雪剤に含まれるＮａＣ
ｌ，ＭｇＣｌ2 ，ＣａＣｌ2 および排気ガス，ブローバ
イガスに含まれるエンジンオイル，Ｈ2Ｏ ，Ｃおよび湿
式エアクリーナのエアフィルターの含浸オイルなどが挙
げられ、上記の物質は、例えば、分子間引力，液架橋
力，静電気力、およびそれらの複合力などにより前記熱
式空気流量センサの前記発熱抵抗体，前記空気温度測温
抵抗体，前記発熱抵抗体および前記空気温度測温抵抗体
支持部へ付着する。汚染物質が、発熱抵抗体及び通路表
面に付着すると、発熱抵抗体の熱容量が増大し応答性が
劣化するとともに、空気流の流れに乱れが生じ空気流量
の測定精度が十分に得られないという問題がある。
うな課題がある。内燃機関の吸入空気に含まれる、前記
熱式空気流量センサに対して汚損物質となるものとし
て、例えば、砂に代表される固体粒子に含まれるＳｉ，
Ｆｅ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａおよび融雪剤に含まれるＮａＣ
ｌ，ＭｇＣｌ2 ，ＣａＣｌ2 および排気ガス，ブローバ
イガスに含まれるエンジンオイル，Ｈ2Ｏ ，Ｃおよび湿
式エアクリーナのエアフィルターの含浸オイルなどが挙
げられ、上記の物質は、例えば、分子間引力，液架橋
力，静電気力、およびそれらの複合力などにより前記熱
式空気流量センサの前記発熱抵抗体，前記空気温度測温
抵抗体，前記発熱抵抗体および前記空気温度測温抵抗体
支持部へ付着する。汚染物質が、発熱抵抗体及び通路表
面に付着すると、発熱抵抗体の熱容量が増大し応答性が
劣化するとともに、空気流の流れに乱れが生じ空気流量
の測定精度が十分に得られないという問題がある。
【０００５】特開平9−53966号公報，特開平8−51006号
公報および特開平9−5135 号公報に記載の従来技術で
は、吸入空気温度と前記発熱抵抗体との温度差が１５０
〜200℃となるように制御を行い、液体成分を蒸発させ
ることにより、発熱抵抗体への汚損物質付着の抑制を図
っているが、蒸発後の固着残留など汚染物質防止が不十
分であり、また、比較的温度が低い発熱抵抗体支持部へ
の汚染物質付着に関しては、なにも考慮されておらず計
測精度が不十分である。
公報および特開平9−5135 号公報に記載の従来技術で
は、吸入空気温度と前記発熱抵抗体との温度差が１５０
〜200℃となるように制御を行い、液体成分を蒸発させ
ることにより、発熱抵抗体への汚損物質付着の抑制を図
っているが、蒸発後の固着残留など汚染物質防止が不十
分であり、また、比較的温度が低い発熱抵抗体支持部へ
の汚染物質付着に関しては、なにも考慮されておらず計
測精度が不十分である。
【０００６】また、近年の自動車においては、電子制御
による部品点数が多くなり、自動車全体の消費電力も大
きくなる傾向にあるため、個々の電子部品の消費電力を
小さくすることも望まれているが、従来例では発熱抵抗
体を耐汚損性のために上記のように高温に制御するた
め、加熱電流が大きくなり消費電力が大きくなるという
課題を有する。
による部品点数が多くなり、自動車全体の消費電力も大
きくなる傾向にあるため、個々の電子部品の消費電力を
小さくすることも望まれているが、従来例では発熱抵抗
体を耐汚損性のために上記のように高温に制御するた
め、加熱電流が大きくなり消費電力が大きくなるという
課題を有する。
【０００７】従って、本発明の目的は、前記熱式空気流
量センサの前記発熱抵抗体および前記発熱抵抗体支持部
を常に清浄な状態に保つことにより計測精度の向上を図
り、発熱抵抗体と吸気温度の温度差を従来の熱式空気流
量センサよりも小さくし消費電力の低減を図った空気流
量センサを提供することである。
量センサの前記発熱抵抗体および前記発熱抵抗体支持部
を常に清浄な状態に保つことにより計測精度の向上を図
り、発熱抵抗体と吸気温度の温度差を従来の熱式空気流
量センサよりも小さくし消費電力の低減を図った空気流
量センサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、前記熱式空
気流量センサの前記発熱抵抗体，前記空気温度測温抵抗
体，前記発熱抵抗体および前記空気温度測温抵抗体支持
部表面に含フッ素皮膜を形成し、その表面を低エネルギ
ー化することによる汚染物質付着の防止により実現され
る。
気流量センサの前記発熱抵抗体，前記空気温度測温抵抗
体，前記発熱抵抗体および前記空気温度測温抵抗体支持
部表面に含フッ素皮膜を形成し、その表面を低エネルギ
ー化することによる汚染物質付着の防止により実現され
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１０】図１は本発明の第一の実施例である含フッ
素皮膜１６を形成した巻線式発熱抵抗体を有する熱式空
気流量センサの断面図を示す。構成部品としては、例え
ば駆動回路を構成する回路基板３ａを内蔵するハウジン
グ部材４ａおよび、非導電性部材により形成される副空
気通路構造部材５ａなどがある。副空気通路構造部材５
ａの通路中に空気流量検出のための発熱抵抗体６ａ，吸
入空気温度を補償するための空気温度測温抵抗体７ａが
あり，金属ターミナル部８ａおよびアルミワイヤ９ａな
どによって回路基板３ａと電気的に接続されるように配
置され、これら回路基板３ａ，ハウジング部材４ａ，副
空気通路構造部材５ａ，発熱抵抗体６ａ，空気温度測温
抵抗体７ａなどは熱式空気流量センサの一体モジュール
２０ａとして構成されている。
素皮膜１６を形成した巻線式発熱抵抗体を有する熱式空
気流量センサの断面図を示す。構成部品としては、例え
ば駆動回路を構成する回路基板３ａを内蔵するハウジン
グ部材４ａおよび、非導電性部材により形成される副空
気通路構造部材５ａなどがある。副空気通路構造部材５
ａの通路中に空気流量検出のための発熱抵抗体６ａ，吸
入空気温度を補償するための空気温度測温抵抗体７ａが
あり，金属ターミナル部８ａおよびアルミワイヤ９ａな
どによって回路基板３ａと電気的に接続されるように配
置され、これら回路基板３ａ，ハウジング部材４ａ，副
空気通路構造部材５ａ，発熱抵抗体６ａ，空気温度測温
抵抗体７ａなどは熱式空気流量センサの一体モジュール
２０ａとして構成されている。
【００１１】吸入空気は空気通路ボディ２ａ内の主通路
及び熱式空気流量センサの副空気通路構造部材５ａを通
過し、内燃機関に供給されるが、副空気通路構造部材５
ａを通過する際に発熱抵抗体６ａにより吸入空気流量が
測定される。
及び熱式空気流量センサの副空気通路構造部材５ａを通
過し、内燃機関に供給されるが、副空気通路構造部材５
ａを通過する際に発熱抵抗体６ａにより吸入空気流量が
測定される。
【００１２】動作原理は、発熱抵抗体６ａが、吸入空気
流路に配置された空気温度測温抵抗体７ａが検出してい
る吸入空気温度に対して常に一定温度高くなるように制
御されており、発熱抵抗体６ａから吸入空気への放熱量
と等しい加熱量を得られるように発熱抵抗体６ａに電流
が供給されるため、発熱抵抗体６ａを流れる電流値は吸
入空気流量に対応した信号となる。この電流を固定抵抗
で電圧として置き換え、流量信号として出力する。
流路に配置された空気温度測温抵抗体７ａが検出してい
る吸入空気温度に対して常に一定温度高くなるように制
御されており、発熱抵抗体６ａから吸入空気への放熱量
と等しい加熱量を得られるように発熱抵抗体６ａに電流
が供給されるため、発熱抵抗体６ａを流れる電流値は吸
入空気流量に対応した信号となる。この電流を固定抵抗
で電圧として置き換え、流量信号として出力する。
【００１３】上記熱式空気流量センサに形成する含フッ
素皮膜１６は、熱硬化型シリコン樹脂などの皮膜を主成
分とし、その表面上に一般式（１）あるいは一般式
（２）のフッ素系化合物の層を形成した皮膜、または有
機高分子の皮膜を用いることなく一般式（２）からなる
単独の皮膜であり、これらの膜は図１に示すように熱式
空気流量センサモジュール２０ａのＡ−Ａ面（図１にお
いてＡ−Ａ面よりも下側）までを被覆する。熱式空気流
量センサモジュール２０ａ表面を含フッ素皮膜１６で被
覆する方法は、以下の３通りの方法がある。
素皮膜１６は、熱硬化型シリコン樹脂などの皮膜を主成
分とし、その表面上に一般式（１）あるいは一般式
（２）のフッ素系化合物の層を形成した皮膜、または有
機高分子の皮膜を用いることなく一般式（２）からなる
単独の皮膜であり、これらの膜は図１に示すように熱式
空気流量センサモジュール２０ａのＡ−Ａ面（図１にお
いてＡ−Ａ面よりも下側）までを被覆する。熱式空気流
量センサモジュール２０ａ表面を含フッ素皮膜１６で被
覆する方法は、以下の３通りの方法がある。
【００１４】（Ｉ）有機高分子材料と一般式（１）のフ
ッ素系化合物を有機溶剤に溶解した塗料を作製する。こ
の塗料中に熱式空気流量センサモジュール２０ａのＡ−
Ａ面（図１においてＡ−Ａ面よりも下側）までを浸し、
これを引き上げ後高分子の熱硬化温度まで加熱する。こ
の処理で一般式（１）のパーフルオロポリオキシアルキ
ル基またはパーフルオロアルキル基は高分子表面層に固
定される。
ッ素系化合物を有機溶剤に溶解した塗料を作製する。こ
の塗料中に熱式空気流量センサモジュール２０ａのＡ−
Ａ面（図１においてＡ−Ａ面よりも下側）までを浸し、
これを引き上げ後高分子の熱硬化温度まで加熱する。こ
の処理で一般式（１）のパーフルオロポリオキシアルキ
ル基またはパーフルオロアルキル基は高分子表面層に固
定される。
【００１５】（II）有機高分子材料を有機溶剤に溶解し
た塗料を作製する。この塗料中に熱式空気流量センサモ
ジュール２０ａのＡ−Ａ面（図１においてＡ−Ａ面より
も下側）までを浸し、これを引き上げ後高分子の熱硬化
温度まで加熱し、高分子膜を形成した熱式空気流量セン
サモジュールを作製する。その後、一般式（２）のフッ
素化合物を溶解した溶液中に高分子膜を形成した熱式空
気流量センサモジュールを浸し、これを引き上げ後１５
０℃で１０分間加熱する。この処理で、一般式（２）の
フッ素系化合物は高分子表面と化学反応固定される。
た塗料を作製する。この塗料中に熱式空気流量センサモ
ジュール２０ａのＡ−Ａ面（図１においてＡ−Ａ面より
も下側）までを浸し、これを引き上げ後高分子の熱硬化
温度まで加熱し、高分子膜を形成した熱式空気流量セン
サモジュールを作製する。その後、一般式（２）のフッ
素化合物を溶解した溶液中に高分子膜を形成した熱式空
気流量センサモジュールを浸し、これを引き上げ後１５
０℃で１０分間加熱する。この処理で、一般式（２）の
フッ素系化合物は高分子表面と化学反応固定される。
【００１６】(III）有機高分子の皮膜を用いることなく
一般式（２）からなる含フッ素皮膜を熱式空気流量セン
サモジュール表面に形成する方法であり、熱式空気流量
センサモジュール２０ａ表面の油菌成分を洗浄後、一般
式（２）のフッ素系化合物を溶解した溶液中に浸す。こ
れを引き上げ後１５０℃で１０分間加熱する。この処理
で熱式空気流量センサモジュール表面に一般式（２）の
フッ素系化合物が化学反応固定される。
一般式（２）からなる含フッ素皮膜を熱式空気流量セン
サモジュール表面に形成する方法であり、熱式空気流量
センサモジュール２０ａ表面の油菌成分を洗浄後、一般
式（２）のフッ素系化合物を溶解した溶液中に浸す。こ
れを引き上げ後１５０℃で１０分間加熱する。この処理
で熱式空気流量センサモジュール表面に一般式（２）の
フッ素系化合物が化学反応固定される。
【００１７】一般式（１）の具体的な構造の例は、下記
に示す（化６）〜（化１３）の構造が挙げられる。
に示す（化６）〜（化１３）の構造が挙げられる。
【００１８】
【化６】
【００１９】
【化７】
【００２０】
【化８】
【００２１】
【化９】
【００２２】
【化１０】
【００２３】
【化１１】
【００２４】
【化１２】
【００２５】
【化１３】
【００２６】一般式（２）の具体的な構造の例は、下記
に示す（化１４）〜（化１９）の構造が挙げられる。
に示す（化１４）〜（化１９）の構造が挙げられる。
【００２７】
【化１４】Ｆ(ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−Ｏ)n−ＣＦ2−Ｃ
Ｆ2ＣＯＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ2ＣＨ3)
3
Ｆ2ＣＯＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ2ＣＨ3)
3
【００２８】
【化１５】Ｆ(ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−Ｏ)n−ＣＦ2−Ｃ
Ｆ2ＣＯＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓ
ｉ(−ＣＨ3)(−ＯＣＨ3)2
Ｆ2ＣＯＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓ
ｉ(−ＣＨ3)(−ＯＣＨ3)2
【００２９】
【化１６】ＣＦ3−ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2
−ＣＦ2−ＣＯＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ2
ＣＨ3)3
−ＣＦ2−ＣＯＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ2
ＣＨ3)3
【００３０】
【化１７】Ｆ(ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−Ｏ)n−ＣＦ2−Ｃ
Ｆ2ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ３）３
Ｆ2ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ３）３
【００３１】
【化１８】Ｆ（ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−Ｏ)n−ＣＦ2−Ｃ
Ｆ2ＣＯＯ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2 −Ｓｉ(−ＯＣＨ3)3
Ｆ2ＣＯＯ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2 −Ｓｉ(−ＯＣＨ3)3
【００３２】
【化１９】ＣＦ3−ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2−ＣＦ2
−ＣＦ2−ＣＯＯ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ3)3 （式中ｎは平均２１） 本発明で使用する有機高分子は塗料として使用でき、必
要な機械強度を有する塗膜を完成できればよい。例え
ば、熱硬化型ではエポキシ樹脂，フェノール樹脂，ポリ
イミド樹脂，シリコン樹脂などが望ましいが、本発明は
これらに限定されるものではない。
−ＣＦ2−ＣＯＯ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ(−ＯＣＨ3)3 （式中ｎは平均２１） 本発明で使用する有機高分子は塗料として使用でき、必
要な機械強度を有する塗膜を完成できればよい。例え
ば、熱硬化型ではエポキシ樹脂，フェノール樹脂，ポリ
イミド樹脂，シリコン樹脂などが望ましいが、本発明は
これらに限定されるものではない。
【００３３】図２は本発明の第二の実施例である含フッ
素皮膜１６を形成したアルミナ絶縁基板１０上に白金薄
膜の発熱抵抗体６ｂを有する熱式空気流量センサの部分
断面図、図３はその測定素子１ａ、図４は図３中のＢ−
Ｂ断面図を示す。測定素子１ａは、アルミナなどのセラ
ミックからなる基板１０と、その表面に形成された発熱
抵抗体６ｂ，空気温度測温抵抗体７ｂ，測定素子１ａの
空気流量信号を外部回路と接続するための端子電極１１
ａなどから構成され、回路基板３ｂ，ハウジング部材４
ｂ，副空気通路構造部材５ｂなどと一体モジュール２０
ｂとして構成される。動作原理，含フッ素皮膜１６の形
成法および種類は巻線式発熱抵抗体を有する熱式空気流
量センサとほぼ同様であるため、説明は省略する。
素皮膜１６を形成したアルミナ絶縁基板１０上に白金薄
膜の発熱抵抗体６ｂを有する熱式空気流量センサの部分
断面図、図３はその測定素子１ａ、図４は図３中のＢ−
Ｂ断面図を示す。測定素子１ａは、アルミナなどのセラ
ミックからなる基板１０と、その表面に形成された発熱
抵抗体６ｂ，空気温度測温抵抗体７ｂ，測定素子１ａの
空気流量信号を外部回路と接続するための端子電極１１
ａなどから構成され、回路基板３ｂ，ハウジング部材４
ｂ，副空気通路構造部材５ｂなどと一体モジュール２０
ｂとして構成される。動作原理，含フッ素皮膜１６の形
成法および種類は巻線式発熱抵抗体を有する熱式空気流
量センサとほぼ同様であるため、説明は省略する。
【００３４】アルミナ絶縁基板１０上に白金薄膜抵抗体
６ｂを形成した熱式空気流量センサは巻線式のように均
一な白金線の抵抗体とは異なり、膜厚や導体幅などが不
均一になりやすく、高温で用いると抵抗変化を生じるた
め、通常は１３０〜１７０℃に加熱されて用いられてい
る。従って、巻線式に比較して耐汚損性の点で不利な状
況にあるが、含フッ素皮膜１６の形成によって耐汚損性
を改善することが可能である。
６ｂを形成した熱式空気流量センサは巻線式のように均
一な白金線の抵抗体とは異なり、膜厚や導体幅などが不
均一になりやすく、高温で用いると抵抗変化を生じるた
め、通常は１３０〜１７０℃に加熱されて用いられてい
る。従って、巻線式に比較して耐汚損性の点で不利な状
況にあるが、含フッ素皮膜１６の形成によって耐汚損性
を改善することが可能である。
【００３５】図５は本発明の第三の実施例である半導体
基板１３上に発熱抵抗体６ｃを形成した熱式空気流量セ
ンサの部分断面図、図６はその測定素子１ｂを示す。測
定素子１ｂは、例えば下面より異方性エッチングにより
電気絶縁膜１２の境界まで穿孔形成した空洞を有するシ
リコン等の半導体基板１３と、空洞部位の電気絶縁膜上
に形成された発熱抵抗体６ｃ，発熱抵抗体６ｃの温度を
検知する測温抵抗体１４，空気温度測温抵抗体７ｃ，測
定素子１ｂの空気流量信号を外部回路と接続するための
端子電極１１ｂなどから構成され、回路基板３ｃ，ハウ
ジング部材４ｃ，副空気通路構造部材５ｃなどと一体モ
ジュール２０ｃとして構成される。動作原理は、例え
ば、直熱方式と傍熱方式がある。直熱方式は巻線式発熱
抵抗体を有する熱式空気流量センサとほぼ同様であるた
め、説明は省略する。傍熱方式は発熱抵抗体６ｃに発熱
抵抗体６ｃの温度を検出する測温抵抗体１４の温度が空
気温度を検出する空気温度測温抵抗体７ｃの温度より一
定温度高くなるように加熱（傍熱）電流を流し、測温抵
抗体１４が吸入空気により失った放熱量と等しい加熱量
を得るように、発熱抵抗体６ｃに電流を供給し、このと
き発熱抵抗体６ｃを流れる電流値を固定抵抗で電圧とし
て置き換え、流量信号として出力することにより吸入空
気量を計測する。含フッ素皮膜の形成法および種類は巻
線式発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサとほぼ同様
であるため、説明は省略する。熱式空気流量センサ表面
に形成された含フッ素皮膜１６により、汚染物質中の液
体の表面エネルギーが、熱式空気流量センサに形成され
た含フッ素皮膜１６の表面エネルギーよりも大きい場合
は弾かれるため、液架橋力による汚染物質の付着が防止
される。
基板１３上に発熱抵抗体６ｃを形成した熱式空気流量セ
ンサの部分断面図、図６はその測定素子１ｂを示す。測
定素子１ｂは、例えば下面より異方性エッチングにより
電気絶縁膜１２の境界まで穿孔形成した空洞を有するシ
リコン等の半導体基板１３と、空洞部位の電気絶縁膜上
に形成された発熱抵抗体６ｃ，発熱抵抗体６ｃの温度を
検知する測温抵抗体１４，空気温度測温抵抗体７ｃ，測
定素子１ｂの空気流量信号を外部回路と接続するための
端子電極１１ｂなどから構成され、回路基板３ｃ，ハウ
ジング部材４ｃ，副空気通路構造部材５ｃなどと一体モ
ジュール２０ｃとして構成される。動作原理は、例え
ば、直熱方式と傍熱方式がある。直熱方式は巻線式発熱
抵抗体を有する熱式空気流量センサとほぼ同様であるた
め、説明は省略する。傍熱方式は発熱抵抗体６ｃに発熱
抵抗体６ｃの温度を検出する測温抵抗体１４の温度が空
気温度を検出する空気温度測温抵抗体７ｃの温度より一
定温度高くなるように加熱（傍熱）電流を流し、測温抵
抗体１４が吸入空気により失った放熱量と等しい加熱量
を得るように、発熱抵抗体６ｃに電流を供給し、このと
き発熱抵抗体６ｃを流れる電流値を固定抵抗で電圧とし
て置き換え、流量信号として出力することにより吸入空
気量を計測する。含フッ素皮膜の形成法および種類は巻
線式発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサとほぼ同様
であるため、説明は省略する。熱式空気流量センサ表面
に形成された含フッ素皮膜１６により、汚染物質中の液
体の表面エネルギーが、熱式空気流量センサに形成され
た含フッ素皮膜１６の表面エネルギーよりも大きい場合
は弾かれるため、液架橋力による汚染物質の付着が防止
される。
【００３６】これらの含フッ素皮膜１６は２００℃以上
の温度では吸着面から剥がれる可能性があるため、発熱
抵抗体６ａ〜６ｃが２００℃以上になる場合には発熱抵
抗体表面に形成されていても効果が得られない。発熱抵
抗体６ａ〜６ｃを２００℃以上に加熱して用いる場合に
は発熱抵抗体６ａ〜６ｃの表面を除いた空気温度測温抵
抗体７ａ〜７ｃ表面，金属リード線１５表面および、ま
たは金属リード線を溶接する金属ターミナル部８表面の
みに塗布により形成する方法が有効である。
の温度では吸着面から剥がれる可能性があるため、発熱
抵抗体６ａ〜６ｃが２００℃以上になる場合には発熱抵
抗体表面に形成されていても効果が得られない。発熱抵
抗体６ａ〜６ｃを２００℃以上に加熱して用いる場合に
は発熱抵抗体６ａ〜６ｃの表面を除いた空気温度測温抵
抗体７ａ〜７ｃ表面，金属リード線１５表面および、ま
たは金属リード線を溶接する金属ターミナル部８表面の
みに塗布により形成する方法が有効である。
【００３７】一方、含フッ素皮膜１６をセンサ表面に形
成することにより比較的に除去しやすい汚染物質の場
合、発熱抵抗体６ａ〜６ｃの温度を下げることが可能と
なり、その場合前述の様にＡ−Ａ面より下部を全面浸漬
させる方法が有効であり、発熱抵抗体６ａ〜６ｃの加熱
温度が下がったことにより、センサの消費電力を小さく
する効果も得られる。
成することにより比較的に除去しやすい汚染物質の場
合、発熱抵抗体６ａ〜６ｃの温度を下げることが可能と
なり、その場合前述の様にＡ−Ａ面より下部を全面浸漬
させる方法が有効であり、発熱抵抗体６ａ〜６ｃの加熱
温度が下がったことにより、センサの消費電力を小さく
する効果も得られる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、発熱抵抗体およびその
支持部への汚染物質の付着が抑制され、測定精度の優れ
た熱式空気流量信選サが提供される。また、汚染物質付
着が低減されるため、発熱抵抗体と吸気温度の温度差を
小さくすることが可能であり、従ってセンサの消費電力
を小さくする効果も得られる。
支持部への汚染物質の付着が抑制され、測定精度の優れ
た熱式空気流量信選サが提供される。また、汚染物質付
着が低減されるため、発熱抵抗体と吸気温度の温度差を
小さくすることが可能であり、従ってセンサの消費電力
を小さくする効果も得られる。
【図１】本発明による巻線式発熱抵抗体を有する熱式空
気流量センサを示す断面図である。
気流量センサを示す断面図である。
【図２】本発明によるアルミナ絶縁基板上に白金薄膜の
発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサを示す部分断面
図である。
発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサを示す部分断面
図である。
【図３】本発明によるアルミナ絶縁基板上に白金薄膜の
発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサ測定素子を示す
断面図である。
発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサ測定素子を示す
断面図である。
【図４】本発明によるアルミナ絶縁基板上に白金薄膜の
発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサ測定素子断面を
示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
発熱抵抗体を有する熱式空気流量センサ測定素子断面を
示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明による半導体基板上に発熱抵抗体を形成
した熱式空気流量センサを示す部分断面図である。
した熱式空気流量センサを示す部分断面図である。
【図６】本発明による半導体基板上に発熱抵抗体を形成
した熱式空気流量センサ測定素子を示す断面図である。
した熱式空気流量センサ測定素子を示す断面図である。
１ａ，１ｂ…測定素子、２ａ〜２ｃ…空気通路ボディ、
３ａ〜３ｃ…回路基板、４ａ〜４ｃ…ハウジング部材、
５ａ〜５ｃ…副空気通路構造部材、６ａ〜６ｃ…発熱抵
抗体、７ａ〜７ｃ…空気温度測温抵抗体、８ａ，８ｂ…
金属ターミナル、９ａ〜９ｃ…アルミワイヤ、１０…ア
ルミナ、１１ａ，１１ｂ…端子電極、１２…電気絶縁
膜、１３…半導体基板、１４…測温抵抗体、１４…金属
リード線、１６…含フッ素皮膜、２０…センサモジュー
ル。
３ａ〜３ｃ…回路基板、４ａ〜４ｃ…ハウジング部材、
５ａ〜５ｃ…副空気通路構造部材、６ａ〜６ｃ…発熱抵
抗体、７ａ〜７ｃ…空気温度測温抵抗体、８ａ，８ｂ…
金属ターミナル、９ａ〜９ｃ…アルミワイヤ、１０…ア
ルミナ、１１ａ，１１ｂ…端子電極、１２…電気絶縁
膜、１３…半導体基板、１４…測温抵抗体、１４…金属
リード線、１６…含フッ素皮膜、２０…センサモジュー
ル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 泉 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 川島 憲一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 庄司 三良 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐々木 洋 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 磯貝 正人 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山田 雅通 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】被測定空気流通路内に副通路、及び副通路
内に配置された少なくとも発熱抵抗体及び空気温度測温
抵抗体を一体化支持してなる空気流量を計測する熱式空
気流量センサにおいて、少なくとも前記発熱抵抗体及び
空気温度測温抵抗体及び発熱抵抗体及び空気温度測温抵
抗体が配置された前記副通路内壁表面の一部に含フッ素
皮膜を形成したことを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 【請求項２】請求項１に記載の含フッ素皮膜は、一般式
（１）と有機高分子からなる皮膜であることを特徴とす
る熱式空気流量センサ。 【化１】 - 【請求項３】請求項１に記載の含フッ素皮膜は、一般式
（２）の化合物からなることを特徴とする熱式空気流量
センサ。 【化２】 一般式（２）：Ｒｆ−Ａ−Ｃ−Ｓｉ(−ＯＣnＨ2n+1)3 （式中、Ｒｆはパーフルオロポリオキシアルキル基また
はパーフルオロアルキル基、Ａはアミド基，エステル
基，エーテル基、Ｃはアルキレン基、ｎは１または
２。） - 【請求項４】請求項２において、パーフルオロポリオキ
シアルキル基は一般式（３），一般式（４），一般式
（５）構造のオキシアルキレンの繰り返し鎖を単独、ま
たはこれらの混合系を含有することを特徴とする熱式空
気流量センサ。 【化３】一般式（３）：−(ＣＦ2−Ｏ)− 【化４】一般式（４）：−(Ｃ2Ｆ4−Ｏ)− 【化５】一般式（５）：−(Ｃ3Ｆ6−Ｏ)− - 【請求項５】熱式空気流量センサの発熱抵抗体の温度を
２００℃以下に設定したことを特徴とする熱式空気流量
センサ。 - 【請求項６】請求項１に記載の前記発熱抵抗体及び空気
温度測温抵抗体は、ボビン状の絶縁基板に白金線を巻線
しボビン両端に金属リード線を結線した構造であること
を特徴とする熱式空気流量センサ。 - 【請求項７】請求項１に記載の前記発熱抵抗体及び空気
温度測温抵抗体は、平板状の絶縁基板に白金薄膜抵抗体
を所定の形状にパターニングし、一体形成した構造であ
ることを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 【請求項８】請求項１に記載の前記発熱抵抗体及び空気
温度測温抵抗体は、半導体基板に形成された空洞上に絶
縁膜を介して薄膜抵抗体を所定の形状にパターニングし
一体形成した構造であることを特徴とする熱式空気流量
センサ。 - 【請求項９】請求項６に記載の熱式空気流量センサにお
いて、前記含フッ素皮膜は前記空気温度測温抵抗体、前
記金属リード線表面および、または前記金属リード線を
溶接する金属ターミナル部表面にのみ形成することを特
徴とする熱式空気流量センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9347536A JPH11183216A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 熱式空気流量センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9347536A JPH11183216A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 熱式空気流量センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183216A true JPH11183216A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18390894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9347536A Pending JPH11183216A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 熱式空気流量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11183216A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101426A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Hitachi Ltd | 熱式流量計 |
| JP2008145241A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Hitachi Ltd | 発熱抵抗体式気体流量測定装置 |
| JP2009198246A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Denso Corp | 熱式空気流量計 |
| US7677097B2 (en) | 2007-05-29 | 2010-03-16 | Hitachi, Ltd. | Heating resistor-type gas flowmeter |
-
1997
- 1997-12-17 JP JP9347536A patent/JPH11183216A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101426A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Hitachi Ltd | 熱式流量計 |
| JP2008145241A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Hitachi Ltd | 発熱抵抗体式気体流量測定装置 |
| US7677097B2 (en) | 2007-05-29 | 2010-03-16 | Hitachi, Ltd. | Heating resistor-type gas flowmeter |
| JP2009198246A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Denso Corp | 熱式空気流量計 |
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