JPS61194316A - 直熱型流量センサ - Google Patents
直熱型流量センサInfo
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- JPS61194316A JPS61194316A JP60034413A JP3441385A JPS61194316A JP S61194316 A JPS61194316 A JP S61194316A JP 60034413 A JP60034413 A JP 60034413A JP 3441385 A JP3441385 A JP 3441385A JP S61194316 A JPS61194316 A JP S61194316A
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- Japan
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- sensor according
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- direct heating
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｃ産業上の利用分野〕
本発明は膜式抵抗を有する直熱型流量センサ、たとえば
内燃機関の吸入空気量を検出するための空気流量センサ
に関する。
内燃機関の吸入空気量を検出するための空気流量センサ
に関する。
一般に、電子制御式内燃機関においては、基本燃料噴射
量、基本点火時期等の制御のために機関の吸入空気量は
重要な運転状態パラメータの１つである。従来、このよ
うな吸入空気量を検出するための空気流量センサ（エア
フローメータとも言う）はベーン式のものが主流であっ
たが、最近、小型、応答性が良い等の利点を有する温度
依存抵抗を用いた熱式のものが実用化されている。
量、基本点火時期等の制御のために機関の吸入空気量は
重要な運転状態パラメータの１つである。従来、このよ
うな吸入空気量を検出するための空気流量センサ（エア
フローメータとも言う）はベーン式のものが主流であっ
たが、最近、小型、応答性が良い等の利点を有する温度
依存抵抗を用いた熱式のものが実用化されている。
さらに、温度依存抵抗を有する空気流量センサとしては
、傍熱型と、直熱型とがある。傍熱型の空気流量センサ
においては、発熱抵抗、その下流に加熱された空気流の
温度を検知するための温度依存抵抗、および発熱抵抗の
上流に加熱前の空気流の温度を検知するための温度依存
抵抗を設け、２つの温度依存抵抗の温度差が一定になる
ように発熱抵抗の電流値をフィードバック制御し、発熱
抵抗に印加される電圧により空気流量を検出するもので
ある。他方、傍熱型に比べて応答速度が早い直熱型の空
気流量センサにおいては、発熱抵抗兼加熱された空気流
の温度検知用抵抗としての膜式抵抗を設け、この膜式抵
抗と加熱前の空気流の温度を検知するための温度依存抵
抗との温度差が一定値になるように膜式抵抗の電流値を
フィードバンク制御し、膜式抵抗に印加される電圧によ
り空気流量を検出するものである。
、傍熱型と、直熱型とがある。傍熱型の空気流量センサ
においては、発熱抵抗、その下流に加熱された空気流の
温度を検知するための温度依存抵抗、および発熱抵抗の
上流に加熱前の空気流の温度を検知するための温度依存
抵抗を設け、２つの温度依存抵抗の温度差が一定になる
ように発熱抵抗の電流値をフィードバック制御し、発熱
抵抗に印加される電圧により空気流量を検出するもので
ある。他方、傍熱型に比べて応答速度が早い直熱型の空
気流量センサにおいては、発熱抵抗兼加熱された空気流
の温度検知用抵抗としての膜式抵抗を設け、この膜式抵
抗と加熱前の空気流の温度を検知するための温度依存抵
抗との温度差が一定値になるように膜式抵抗の電流値を
フィードバンク制御し、膜式抵抗に印加される電圧によ
り空気流量を検出するものである。
通常、膜式抵抗の発熱温度と加熱前の吸入空気温度との
差を一定値にする空気流量センサの応答性、ダイナミッ
クレンジは、膜式抵抗を含む発熱部の熱容量（ヒートマ
ス）と断熱効果の程度で決定される。すなわち、最も応
答性がよ（、且つダイナミックレンジを最も大きくする
ためには、膜式抵抗を含む発熱部の質量をできる限り小
さくし、また、その部分を理想的には完全に空気流中に
浮かんだ状態にすることである。
差を一定値にする空気流量センサの応答性、ダイナミッ
クレンジは、膜式抵抗を含む発熱部の熱容量（ヒートマ
ス）と断熱効果の程度で決定される。すなわち、最も応
答性がよ（、且つダイナミックレンジを最も大きくする
ためには、膜式抵抗を含む発熱部の質量をできる限り小
さくし、また、その部分を理想的には完全に空気流中に
浮かんだ状態にすることである。
このため、本願出願人は、膜式抵抗を含む発熱部とダク
トの保持部材との間に切欠きを設けて熱絞りを施すこと
により、発熱部の断熱効果を大きくせしめ、応答性およ
びダイナミックレンジを向上せしめた空気流量センサを
既に提案している（参照：特願昭５９−９１０４１号）
。
トの保持部材との間に切欠きを設けて熱絞りを施すこと
により、発熱部の断熱効果を大きくせしめ、応答性およ
びダイナミックレンジを向上せしめた空気流量センサを
既に提案している（参照：特願昭５９−９１０４１号）
。
なお、通常、熱絞り部は断熱効果をさらに大きくせしめ
るためにその断面積は小さくしである。
るためにその断面積は小さくしである。
しかしながら、たとえ熱絞り部を設けても保持部材への
伝達される熱は皆無にならず、この結果、放熱性の悪い
保持部材たとえばセラミックへ伝達された熱が安定する
まで時間を要し、従って、流量センサの応答性が悪いと
いう問題点がある。
伝達される熱は皆無にならず、この結果、放熱性の悪い
保持部材たとえばセラミックへ伝達された熱が安定する
まで時間を要し、従って、流量センサの応答性が悪いと
いう問題点がある。
本発明の目的は応答性を改善した流量センサを提供する
ことであり、その手段は、膜式抵抗が形成された基板を
熱絞り部を介して放熱特性に優れた保持部材に支持する
ことにより、ダクト内に収容した流量センサである。
ことであり、その手段は、膜式抵抗が形成された基板を
熱絞り部を介して放熱特性に優れた保持部材に支持する
ことにより、ダクト内に収容した流量センサである。
上述の手段によれば、保持部材へ伝達された熱を放熱性
の良い保持部材たとえばアルミニウム。
の良い保持部材たとえばアルミニウム。
銅等を介して空気等の流体に積極的に放熱させているの
で、保持部材へ伝達された熱は速やかに安定し、従って
、流量センサの応答性は向上することになる。
で、保持部材へ伝達された熱は速やかに安定し、従って
、流量センサの応答性は向上することになる。
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明に係る膜式抵抗を有する直熱型空気流量
センサが適用された内燃機関を示す全体概要図である。
センサが適用された内燃機関を示す全体概要図である。
第２図において、内燃機関１の吸気道路２にはエアクリ
ーナ３および整流格子４を介して空気が吸入される。こ
の吸気通路２内に計測管（ダクト）５がスティ６によっ
て固定されており、その内部には、空気流量を計測する
ための電熱ヒータとしての膜式抵抗７および外気温度補
償を行う温度依存抵抗８が設けられている。これら膜式
抵抗７および温度依存抵抗８はハイブリッド基板に形成
されたセンサ回路９に接続されている。
ーナ３および整流格子４を介して空気が吸入される。こ
の吸気通路２内に計測管（ダクト）５がスティ６によっ
て固定されており、その内部には、空気流量を計測する
ための電熱ヒータとしての膜式抵抗７および外気温度補
償を行う温度依存抵抗８が設けられている。これら膜式
抵抗７および温度依存抵抗８はハイブリッド基板に形成
されたセンサ回路９に接続されている。
センサ回路９は膜式抵抗７の温度と温度依存抵抗８の温
度との差が一定値になるように該抵抗７の発熱量をフィ
ードバック制御し、そのセンサ出力■Ｑ を制御回路
１０に供給する。制御回路１０はたとえばマイクロコン
ピュータによって構成され、燃料噴射弁１１の制御等を
行うものである。
度との差が一定値になるように該抵抗７の発熱量をフィ
ードバック制御し、そのセンサ出力■Ｑ を制御回路
１０に供給する。制御回路１０はたとえばマイクロコン
ピュータによって構成され、燃料噴射弁１１の制御等を
行うものである。
センサ回路９は、第３図に示すごとく、膜式抵抗７、温
度依存抵抗８とブリッジ回路を構成する抵抗９１ 、９
２、比較器９３、比較器９３の出力によって制御される
パワートランジスタ９４、および電圧バッファ９５によ
り構成される。つまり、空気流量が増加して膜式抵抗７
（この場合、サーミスタ）の温度が低下し、この結果
、膜式抵抗７の抵抗値が下降してｖｌ〈ｖＲとなると、
比較器９３の出力によってトランジスタ９４の導電率が
増加する。従って、膜式抵抗７の発熱量が増加し、同時
に、トランジスタ９４のコレクタ電位すなわち電圧バッ
ファ９５の出力電圧ｖＱ は上昇する。
度依存抵抗８とブリッジ回路を構成する抵抗９１ 、９
２、比較器９３、比較器９３の出力によって制御される
パワートランジスタ９４、および電圧バッファ９５によ
り構成される。つまり、空気流量が増加して膜式抵抗７
（この場合、サーミスタ）の温度が低下し、この結果
、膜式抵抗７の抵抗値が下降してｖｌ〈ｖＲとなると、
比較器９３の出力によってトランジスタ９４の導電率が
増加する。従って、膜式抵抗７の発熱量が増加し、同時
に、トランジスタ９４のコレクタ電位すなわち電圧バッ
ファ９５の出力電圧ｖＱ は上昇する。
逆に、空気流量が減少して膜式抵抗７の温度が上昇する
と、膜式抵抗７の抵抗値が上昇してＶｔ ＞■８ とな
り、比較器９３の出力によってトランジスタ９４の導電
率が減少する。従って、膜式抵抗７の発熱量が減少し、
同時に、トランジスタ９４のコレクタ電圧すなわち電圧
バッファ９５の出力電圧ｖＱ は低下する。このように
して、膜式抵抗７の温度は外気温度によって定まる値に
なるようにフィードバック制御され、出力電圧Ｖ、は空
気流量を示すことになる。
と、膜式抵抗７の抵抗値が上昇してＶｔ ＞■８ とな
り、比較器９３の出力によってトランジスタ９４の導電
率が減少する。従って、膜式抵抗７の発熱量が減少し、
同時に、トランジスタ９４のコレクタ電圧すなわち電圧
バッファ９５の出力電圧ｖＱ は低下する。このように
して、膜式抵抗７の温度は外気温度によって定まる値に
なるようにフィードバック制御され、出力電圧Ｖ、は空
気流量を示すことになる。
第１Ａ図は本発明に係る直熱型流量センサの第１の実施
例を示す一部切り欠いた斜視図である。
例を示す一部切り欠いた斜視図である。
第１Ａ図において、膜式抵抗７、温度依存抵抗８は空気
流方向に平行に配置された保持部材２１ 、２２にそれ
ぞれ固定されている。膜式抵抗７は断熱材２３ａ、２３
ｂを介して保持部材２１に固定されており、この断熱材
２３は電熱ヒータとしての膜式抵抗７に対して熱絞り部
の役目をなしている。熱絞り部を構成する断熱材はたと
えばポリイミド樹脂もしくはセラミックであり、従って
、電気的に絶縁部材として作用する。従って、膜式抵抗
７と保持部材２１上に形成された電極２１ａ、２１ｂと
の間の電気的接続はボンディングワイヤ２４ａ、２４ｂ
によって行われる。
流方向に平行に配置された保持部材２１ 、２２にそれ
ぞれ固定されている。膜式抵抗７は断熱材２３ａ、２３
ｂを介して保持部材２１に固定されており、この断熱材
２３は電熱ヒータとしての膜式抵抗７に対して熱絞り部
の役目をなしている。熱絞り部を構成する断熱材はたと
えばポリイミド樹脂もしくはセラミックであり、従って
、電気的に絶縁部材として作用する。従って、膜式抵抗
７と保持部材２１上に形成された電極２１ａ、２１ｂと
の間の電気的接続はボンディングワイヤ２４ａ、２４ｂ
によって行われる。
さらに、本発明によれば、保持部材２１をアルミニウム
、銅等の熱伝導率が大きく且つ比熱が小さい金属により
構成する。従って、膜式抵抗７から熱絞り部としての断
熱材２３ａ、２３ｂを介して伝達される熱は放熱特性の
優れた保持部材２１がら空気流へ速やかに放熱される。
、銅等の熱伝導率が大きく且つ比熱が小さい金属により
構成する。従って、膜式抵抗７から熱絞り部としての断
熱材２３ａ、２３ｂを介して伝達される熱は放熱特性の
優れた保持部材２１がら空気流へ速やかに放熱される。
つまり、膜式抵抗７から発生した熱は、断熱材２３ａ、
２３ｂの存在のために大部分が膜式抵抗７自身から空気
流に放熱され、一部が断熱材２３ａ、２３ｂを介して保
持部材２１に伝達されるが、その一部も空気流に放熱さ
れる。従って、膜式抵抗７から発生した熱量のうち、ダ
クト５．スティ６を介して空気流以外に伝達される熱量
は著しく減少する。
２３ｂの存在のために大部分が膜式抵抗７自身から空気
流に放熱され、一部が断熱材２３ａ、２３ｂを介して保
持部材２１に伝達されるが、その一部も空気流に放熱さ
れる。従って、膜式抵抗７から発生した熱量のうち、ダ
クト５．スティ６を介して空気流以外に伝達される熱量
は著しく減少する。
なお、膜式抵抗７の系の過渡温度特性と温度依存抵抗８
の系の過渡温度特性を同一せしめるために、膜式抵抗７
および温度依存抵抗８を、同一基板材料、同一熱量、お
よび同一寸法により構成し、同一の保持部材２１ 、２
２に固定しである。
の系の過渡温度特性を同一せしめるために、膜式抵抗７
および温度依存抵抗８を、同一基板材料、同一熱量、お
よび同一寸法により構成し、同一の保持部材２１ 、２
２に固定しである。
第１Ｂ図は本発明に係る直熱型流量センサの第２の実施
例を示す一部切り欠いた斜視図である。
例を示す一部切り欠いた斜視図である。
第１Ｂ図においては、第１Ａ図の第１の実施例に対して
放熱用穴２５を付加している。これにより、保持部材２
１の放熱特性はより優れたものとなり、この結果、断熱
材２３ａ、２３ｂを介して保持部材２１に伝達された熱
はより速やかに空気流に放熱され、従って、膜式抵抗７
から発生した熱量のうち、ダクト５．スティ６を介して
空気流以外に伝達される熱量はさらに著しく減少する。
放熱用穴２５を付加している。これにより、保持部材２
１の放熱特性はより優れたものとなり、この結果、断熱
材２３ａ、２３ｂを介して保持部材２１に伝達された熱
はより速やかに空気流に放熱され、従って、膜式抵抗７
から発生した熱量のうち、ダクト５．スティ６を介して
空気流以外に伝達される熱量はさらに著しく減少する。
なお、膜式抵抗７の系の過渡温度特性と温度依存抵抗８
の系の過渡温度特性を同一せしめるために、保持部材２
２にも放熱用穴２５を設ける。
の系の過渡温度特性を同一せしめるために、保持部材２
２にも放熱用穴２５を設ける。
第１Ｃ図は本発明に係る直熱型流量センサの第３の実施
例を示す一部切り欠いた斜視図である。
例を示す一部切り欠いた斜視図である。
第１Ｃ図においては、第１Ａ図の第１の実施例に対して
放熱用フィン２６を付加している。これにより、保持部
材２１の放熱特性はより優れたものとなり、この結果、
やはり、断熱材２３ａ、２３ｂを介して保持部材２１に
伝達された熱はより速やかに空気流に放熱され、従って
、膜式抵抗７から発生した熱量のうち、ダクト５．ステ
イ６を介して空気流以外に伝達される熱量はさらに著し
く減少する。
放熱用フィン２６を付加している。これにより、保持部
材２１の放熱特性はより優れたものとなり、この結果、
やはり、断熱材２３ａ、２３ｂを介して保持部材２１に
伝達された熱はより速やかに空気流に放熱され、従って
、膜式抵抗７から発生した熱量のうち、ダクト５．ステ
イ６を介して空気流以外に伝達される熱量はさらに著し
く減少する。
なお、膜式抵抗７の系の過渡温度特性と温度依存抵抗８
の系の過渡温度特性を同一せしめるために、保持部材２
２にも同様の放熱用フィン（図示せず）を設ける。
の系の過渡温度特性を同一せしめるために、保持部材２
２にも同様の放熱用フィン（図示せず）を設ける。
さらに、第１Ｂ図に示す第２の実施例と第１Ｃ図に示す
第３の実施例とを合せて流量センサに適用し得る。つま
り、保持部材の放熱特性を向上させるために、保持部材
の放熱用穴と放熱用フィンの両方を設けることも可能で
ある。
第３の実施例とを合せて流量センサに適用し得る。つま
り、保持部材の放熱特性を向上させるために、保持部材
の放熱用穴と放熱用フィンの両方を設けることも可能で
ある。
第４Ａ図は第１Ａ図の膜式抵抗７および保持部材２１の
分解斜視図、第４Ｂ図は第１Ａ図の膜式抵抗７および保
持部材２１の接着方法を説明する部分断面図である。第
４Ａ図に示すように、アルミニウム、銅等の保持部材２
１には断熱材２３ａ、 ２３ｂのための位置決め穴２３
ａ’ 、 ２３ｂ’が予め加工されており、第４Ｂ図に
示すごとく、断熱材２３ａ （２３ｂ）の両面に接着剤
２７を塗布して膜式抵抗７および保持部材２１を固定さ
せる。また、第４Ａ図において、電極２１ａ、２１ｂの
下面には、保持部材２１との電気的絶縁を行うためにポ
リイミド樹脂等の絶縁層２１ａ’ 、 ２１ｂ’を設け
てあり、第４Ｂ図に示すごとく、保持部材２１に接着剤
２７゛ によって固定させる。
分解斜視図、第４Ｂ図は第１Ａ図の膜式抵抗７および保
持部材２１の接着方法を説明する部分断面図である。第
４Ａ図に示すように、アルミニウム、銅等の保持部材２
１には断熱材２３ａ、 ２３ｂのための位置決め穴２３
ａ’ 、 ２３ｂ’が予め加工されており、第４Ｂ図に
示すごとく、断熱材２３ａ （２３ｂ）の両面に接着剤
２７を塗布して膜式抵抗７および保持部材２１を固定さ
せる。また、第４Ａ図において、電極２１ａ、２１ｂの
下面には、保持部材２１との電気的絶縁を行うためにポ
リイミド樹脂等の絶縁層２１ａ’ 、 ２１ｂ’を設け
てあり、第４Ｂ図に示すごとく、保持部材２１に接着剤
２７゛ によって固定させる。
なお、接着剤２７゛ は耐熱性樹脂である。
第５図は第１Ａ図〜第１Ｃ図の断熱材の応答特性を示す
図である。断熱材２３ａ、２３ｂに対しては、その断熱
効果を大きくすると共に、ヒートマスを小さくすること
が要求される。この観点から、断熱材２３ａ、２３ｂと
して、前述のごとく、熱伝導率が小さく且つ比熱が小さ
い材料たとえばポリイミド樹脂を用いているが、さらに
、断熱材２３ａ、 ２３ｂの厚さも重要なパラメータで
ある。つまり、第５図に示すごとく、断熱材２３ａ、２
３ｂの厚さを増加させると、断熱効果は増加するものの
、ヒートマスも増加して応答性は悪化し、逆に、断熱材
２３ａ。
図である。断熱材２３ａ、２３ｂに対しては、その断熱
効果を大きくすると共に、ヒートマスを小さくすること
が要求される。この観点から、断熱材２３ａ、２３ｂと
して、前述のごとく、熱伝導率が小さく且つ比熱が小さ
い材料たとえばポリイミド樹脂を用いているが、さらに
、断熱材２３ａ、 ２３ｂの厚さも重要なパラメータで
ある。つまり、第５図に示すごとく、断熱材２３ａ、２
３ｂの厚さを増加させると、断熱効果は増加するものの
、ヒートマスも増加して応答性は悪化し、逆に、断熱材
２３ａ。
２３ｂの厚さを減少させると、ヒートマスは減少するも
のの、断熱効果も減少して応答性は悪化する。
のの、断熱効果も減少して応答性は悪化する。
第５図に示すように、ポリイミド樹脂を用いた断熱材２
３ａ、２３ｂの場合、その厚さは５０〜６０μｍが適当
である。
３ａ、２３ｂの場合、その厚さは５０〜６０μｍが適当
である。
第１Ａ図〜第１Ｃ図の膜式抵抗を第６Ａ図〜第６Ｃ図を
参照して説明する。なお、第６Ｂ図、第６Ｃ図は、それ
ぞれ、第６Ａ図のＢ−Ｂ線、ｃ−Ｃ線の断面図である。
参照して説明する。なお、第６Ｂ図、第６Ｃ図は、それ
ぞれ、第６Ａ図のＢ−Ｂ線、ｃ−Ｃ線の断面図である。
第６Ａ図に示すように、たとえば２００〜４００μｍ厚
のシリコン単結晶基板７１上に図示しない絶縁膜（たと
えば５ｉ０２）を介して蒸着およびエツチングにより膜
式抵抗パタ−ン７２を形成し、そのうち、点線枠内で示
す部分７２ａが発熱部として作用する。なお、発熱部７
２ａにおけるシリコン基板７１の厚さは、第６Ｂ図、第
６Ｃ図に示すごとく、非常に薄くしてあり、これにより
、そのヒートマスを小さくせしめている。
のシリコン単結晶基板７１上に図示しない絶縁膜（たと
えば５ｉ０２）を介して蒸着およびエツチングにより膜
式抵抗パタ−ン７２を形成し、そのうち、点線枠内で示
す部分７２ａが発熱部として作用する。なお、発熱部７
２ａにおけるシリコン基板７１の厚さは、第６Ｂ図、第
６Ｃ図に示すごとく、非常に薄くしてあり、これにより
、そのヒートマスを小さくせしめている。
第１Ａ図〜第１Ｃ図の実施例においては、熱絞りを断熱
材２３ａ、２３ｂにより行っているが、膜式抵抗７の基
板の熱通路を縮小することによっても熱絞りを行える。
材２３ａ、２３ｂにより行っているが、膜式抵抗７の基
板の熱通路を縮小することによっても熱絞りを行える。
その例を第７Ａ図〜第７Ｃ図、第８Ａ図〜第８Ｃ図に示
す。なお、この場合には、膜式抵抗７と保持部材２１の
電極２１ａ、２１ｂとの電気的接続は、ボンディングワ
イヤでなく、直接でも行える。
す。なお、この場合には、膜式抵抗７と保持部材２１の
電極２１ａ、２１ｂとの電気的接続は、ボンディングワ
イヤでなく、直接でも行える。
第７Ａ図は膜式抵抗７の他の例を示し、第７Ｂ図、第７
Ｃ図は、それぞれ、第７Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の断
面図である。第７Ａ図に示すように、シリコン単結晶基
板７１°上に図示しない絶縁膜（たとえば５ｉ０２ ）
を介して蒸着およびエツチングにより膜式抵抗パターン
７２′を形成し、そのうち、点線枠内で示す部分７２゛
ａが発熱部として作用する。
Ｃ図は、それぞれ、第７Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の断
面図である。第７Ａ図に示すように、シリコン単結晶基
板７１°上に図示しない絶縁膜（たとえば５ｉ０２ ）
を介して蒸着およびエツチングにより膜式抵抗パターン
７２′を形成し、そのうち、点線枠内で示す部分７２゛
ａが発熱部として作用する。
発熱部７２′ａの各側端には切欠き７３゛ を形成して
あり、つまり、熱絞りが施されており、これにより発熱
部７２゛ａの断熱効果を大きくせしめている。
あり、つまり、熱絞りが施されており、これにより発熱
部７２゛ａの断熱効果を大きくせしめている。
さらに、発熱部７２゛ａにおけるシリコン基板７１゛
の厚さは、第７Ｂ図、第７Ｃ図に示すごとく、非常に薄
くしてあり、これにより、そのヒートマスを小さくせし
めている。なお、７１”ａは汚れ等をトラップするため
のトラップである。
の厚さは、第７Ｂ図、第７Ｃ図に示すごとく、非常に薄
くしてあり、これにより、そのヒートマスを小さくせし
めている。なお、７１”ａは汚れ等をトラップするため
のトラップである。
第８Ａ図は膜式抵抗７のさらに他の例を示し、第８Ｂ図
、第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ
線の断面図である。第８Ａ図〜第８Ｃ図においても、シ
リコン単結晶基板７１”上に図示しない絶縁膜（たとえ
ば５ｉＯｚ ）を蒸着およびエツチングにより膜式抵抗
パターン７２”を形成し、そめうち、点線枠内で示す部
分７２”ａが発熱部として作用する。
、第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ
線の断面図である。第８Ａ図〜第８Ｃ図においても、シ
リコン単結晶基板７１”上に図示しない絶縁膜（たとえ
ば５ｉＯｚ ）を蒸着およびエツチングにより膜式抵抗
パターン７２”を形成し、そめうち、点線枠内で示す部
分７２”ａが発熱部として作用する。
発熱部７２ ” ａの各側端の基板部分７１”ａ 、７
１”ｂは部分７２”ａに比べて細長く形成してあり、つ
まり、熱絞りが施されており、これにより、発熱部７２
”ａの断熱効果を太き（せしめている。また、第７Ａ図
〜第７Ｃ図と同様に、発熱部７２”ａにおけるシリコン
基板７１”の厚さは、第８Ｂ図、第８Ｃ図に示すごとく
、非常に薄くしてあり、これにより、そのヒートマスを
小さくせしめている。
１”ｂは部分７２”ａに比べて細長く形成してあり、つ
まり、熱絞りが施されており、これにより、発熱部７２
”ａの断熱効果を太き（せしめている。また、第７Ａ図
〜第７Ｃ図と同様に、発熱部７２”ａにおけるシリコン
基板７１”の厚さは、第８Ｂ図、第８Ｃ図に示すごとく
、非常に薄くしてあり、これにより、そのヒートマスを
小さくせしめている。
第９Ａ図は本発明に係る流量センサの第４の実施例を示
す上面図、第９Ｂ図、第９Ｃ図は第９Ａ図のＢ−Ｂ線、
Ｃ−Ｃ線の断面図である。第９Ａ図〜第９Ｃ図において
は、膜式抵抗７は放熱特性の優れた保持部材２１゛ に
固定されている。この保持部材２１°には熱絞りとして
の切欠き２１′ｃが設けられている。この場合にも、断
熱材もしくは膜式抵抗７の基板の熱通路の縮小による熱
絞りが膜式抵抗７に対して施される。従って、前述の実
施例と同様に、膜式抵抗７から発生した熱は、大部分が
膜式抵抗７自身から空気流に放熱され、一部が熱絞りを
介して保持部材２１’ に伝達されるが、その一部も空
気流に放熱される。このとき、保持部材２１゛ にも熱
絞りが施されているので、膜式抵抗７から発生した熱量
のうち、ダクト５、スティ６を介して空気流以外に伝達
される熱量はさらに減少する。
す上面図、第９Ｂ図、第９Ｃ図は第９Ａ図のＢ−Ｂ線、
Ｃ−Ｃ線の断面図である。第９Ａ図〜第９Ｃ図において
は、膜式抵抗７は放熱特性の優れた保持部材２１゛ に
固定されている。この保持部材２１°には熱絞りとして
の切欠き２１′ｃが設けられている。この場合にも、断
熱材もしくは膜式抵抗７の基板の熱通路の縮小による熱
絞りが膜式抵抗７に対して施される。従って、前述の実
施例と同様に、膜式抵抗７から発生した熱は、大部分が
膜式抵抗７自身から空気流に放熱され、一部が熱絞りを
介して保持部材２１’ に伝達されるが、その一部も空
気流に放熱される。このとき、保持部材２１゛ にも熱
絞りが施されているので、膜式抵抗７から発生した熱量
のうち、ダクト５、スティ６を介して空気流以外に伝達
される熱量はさらに減少する。
なお、２８は耐バンクファイヤ用プロテクタである。
上述の実施例では、膜式抵抗７の基板としてシリコン単
結晶基板を用いたが、セラミック、ガラスでもよい。ま
た、シリコン単結晶基板上に発熱部としての抵抗パター
ンを形成しているが、この代りに、シリコン単結晶基板
内に拡散抵抗を形成してもよい。さらに、本発明は空気
流量センサ以外の流量センサたとえば液体流量センサに
も適用し得る。
結晶基板を用いたが、セラミック、ガラスでもよい。ま
た、シリコン単結晶基板上に発熱部としての抵抗パター
ンを形成しているが、この代りに、シリコン単結晶基板
内に拡散抵抗を形成してもよい。さらに、本発明は空気
流量センサ以外の流量センサたとえば液体流量センサに
も適用し得る。
以上説明したように本発明によれば、保持部材へ伝達さ
れた熱を放熱性の良い保持部材たとえばアルミニウム、
銅等を介して空気等の流体に積極的に放熱でき、この結
果、保持部材へ伝達された熱は速やかに安定し、従って
、流量センサの応答性を向上させることができる。
れた熱を放熱性の良い保持部材たとえばアルミニウム、
銅等を介して空気等の流体に積極的に放熱でき、この結
果、保持部材へ伝達された熱は速やかに安定し、従って
、流量センサの応答性を向上させることができる。
第１Ａ図は本発明に係る直流型流量センサの第１の実施
例を示す一部切り欠いた斜視図、第１Ｂ図は本発明に係
る直流型流量センサの第２の実施例を示す一部切り欠い
た斜視図、第１Ｃ図は本発明に係る直流型流量センサの
第３の実施列を示す一部切り欠いた斜視図、第２図は本
発明に係る膜式抵抗を有する直熱型空気流量センサが通
用され、た内燃機関を示す全体概要図、 第３図は第２図のセンサ回路の回路図、第４Ａ図は第１
Ａ図の膜式抵抗７および保持部材２１の分解斜視図、 第４Ｂ図は第１Ａ図の膜式抵抗７および保持部材２１の
接着方法を説明する部分断面図、第５図は第１Ａ図〜第
ｔＣ図の断熱材の応答特性を示す図、 第６Ａ図は膜式抵抗の一例を示す平面図、１６ＢＩｆｆ
ｌ、ｆｉ６ｃ図は、ツレツレ、第６ＡＢｉａのＢ−Ｂ線
、Ｃ−Ｃ線の断面図、 第７Ａ図は膜式抵抗の他の例を示す平面図、第７Ｂ図、
第７Ｃ図は、それぞれ、第７Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線
の断面図、 第８Ａ図は膜式抵抗のさらに他の例を示す平面図、 第８Ｂ図、第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図の例を示す
上面図、 第９Ｂ図、第９Ｃ図は第９Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の
断面図である。 １：内燃機関、 ５：ダクト、 ６：ステイ、 ７：Ｉ！Ｉ式抵抗抵抗：温度依
存抵抗、 ９：センサ回路、１０：制御回路、 ２
１，２２，２１’ ：保持部材、２３ａ、 ２３ｂ
：断熱材、 ２５：放熱用穴、２６：放熱用フィン。 第１Ａ図 ５：ダクト ６：ステイ ７一膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ２１．２２：保存部材 ２３ａ、 ２３ｈ二 断執オ第 ５−ダクト ６：ステイ ７：膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ２１．２２：保持部材 ２３ａ、 ２３ｂ二断熱材 ２５；放熱用穴 ５：ダクト ６：スティ ７：膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ２１．２２：保持部材 ２３ａ、 ２３ｂ ：断熱材 ２６：放熱用フィン 第２図 １：内燃機関 ５：ダクト ６−スティ ７：膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ７；膜式抵抗 ２１Ｑ：電極 ２１Ｃｉ：絶縁層 ２３０：断熱材 ２７、２デ一接着剤 ２３ａ’ ：位置決め穴 断熱材厚さ （ｕｍ） 第６Ｂ図 口。 第８Ｂ図 第８Ａ図 第８ｃ図 一〇′！− Ｈの
例を示す一部切り欠いた斜視図、第１Ｂ図は本発明に係
る直流型流量センサの第２の実施例を示す一部切り欠い
た斜視図、第１Ｃ図は本発明に係る直流型流量センサの
第３の実施列を示す一部切り欠いた斜視図、第２図は本
発明に係る膜式抵抗を有する直熱型空気流量センサが通
用され、た内燃機関を示す全体概要図、 第３図は第２図のセンサ回路の回路図、第４Ａ図は第１
Ａ図の膜式抵抗７および保持部材２１の分解斜視図、 第４Ｂ図は第１Ａ図の膜式抵抗７および保持部材２１の
接着方法を説明する部分断面図、第５図は第１Ａ図〜第
ｔＣ図の断熱材の応答特性を示す図、 第６Ａ図は膜式抵抗の一例を示す平面図、１６ＢＩｆｆ
ｌ、ｆｉ６ｃ図は、ツレツレ、第６ＡＢｉａのＢ−Ｂ線
、Ｃ−Ｃ線の断面図、 第７Ａ図は膜式抵抗の他の例を示す平面図、第７Ｂ図、
第７Ｃ図は、それぞれ、第７Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線
の断面図、 第８Ａ図は膜式抵抗のさらに他の例を示す平面図、 第８Ｂ図、第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図の例を示す
上面図、 第９Ｂ図、第９Ｃ図は第９Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の
断面図である。 １：内燃機関、 ５：ダクト、 ６：ステイ、 ７：Ｉ！Ｉ式抵抗抵抗：温度依
存抵抗、 ９：センサ回路、１０：制御回路、 ２
１，２２，２１’ ：保持部材、２３ａ、 ２３ｂ
：断熱材、 ２５：放熱用穴、２６：放熱用フィン。 第１Ａ図 ５：ダクト ６：ステイ ７一膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ２１．２２：保存部材 ２３ａ、 ２３ｈ二 断執オ第 ５−ダクト ６：ステイ ７：膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ２１．２２：保持部材 ２３ａ、 ２３ｂ二断熱材 ２５；放熱用穴 ５：ダクト ６：スティ ７：膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ２１．２２：保持部材 ２３ａ、 ２３ｂ ：断熱材 ２６：放熱用フィン 第２図 １：内燃機関 ５：ダクト ６−スティ ７：膜式抵抗 ８：温度依存抵抗 ７；膜式抵抗 ２１Ｑ：電極 ２１Ｃｉ：絶縁層 ２３０：断熱材 ２７、２デ一接着剤 ２３ａ’ ：位置決め穴 断熱材厚さ （ｕｍ） 第６Ｂ図 口。 第８Ｂ図 第８Ａ図 第８ｃ図 一〇′！− Ｈの
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、膜式抵抗が形成された基板を熱絞り部を介して放熱
特性に優れた保持部材に支持することにより、ダクト内
に収容した直熱型流量センサ。 ２、前記保持部材に放熱用穴を設けた特許請求の範囲第
１項に記載の直熱型流量センサ。 ３、前記保持部材に放熱用フィンを設けた特許請求の範
囲第１項に記載の直熱型流量センサ。 ４、前記保持部材が熱伝導率が大きく、且つ比熱が小さ
い材料よりなる特許請求の範囲第１項に記載の直熱型流
量センサ。 ５、前記部材がアルミニウム、銅等の金属である特許請
求の範囲第４項に記載の直熱型流量センサ。 ６、前記熱絞り部が前記基板と前記保持部材との間に設
けられた断熱材を具備し、前記基板と前記保持部との配
線をワイヤボンディングにより行った特許請求の範囲第
１項に記載の直熱型流量センサ。 ７、前記断熱材が熱伝導率が小さく、且つ比熱が小さい
材料よりなる特許請求の範囲第６項に記載の直熱型流量
センサ。 ８、前記材料がポリイミド樹脂である特許請求の範囲第
７項に記載の直熱型流量センサ。 ９、前記材料がセラミックである特許請求の範囲第７項
に記載の直熱型流量センサ。 １０、前記熱絞り部が、前記膜式抵抗の発熱部と前記保
持部材との間の基板部分の熱通路を縮小することにより
得られる特許請求の範囲第１項に記載の直熱型流量セン
サ。 １１、前記熱絞り部が前記膜式抵抗の発熱部の側端の基
板部分に切欠きを形成することにより得られる特許請求
の範囲第１０項に記載の直熱型流量センサ。 １２、前記熱絞り部が前記膜式抵抗の発熱部の側端の基
板部分を細長くすることにより得られる特許請求の範囲
第１０項に記載の直熱型流量センサ。 １３、前記保持部材に熱絞り部を設けた特許請求の範囲
第１項に記載の直熱型流量センサ。 １４、前記保持部材の熱絞り部が該保持部材の熱通路を
縮小することにより得られる特許請求の範囲第１３項に
記載の直熱型流量センサ。 １５、前記保持部材の熱絞り部が該保持部材の側端に切
欠きを形成することにより得られる特許請求の範囲第１
４項に記載の直熱型流量センサ。 １６、前記保持部材の熱絞り部が該保持部材の側端を細
長くすることにより得られる特許請求の範囲第１４項に
記載の直熱型流量センサ。 １７、前記基板がセラミックである特許請求の範囲第１
項に記載の直熱型流量センサ。 １８、前記セラミック上に前記膜式抵抗としての抵抗パ
ターンが形成された特許請求の範囲第１７項に記載の直
熱型流量センサ。 １９、前記基板がシリコン単結晶である特許請求の範囲
第１項に記載の直熱型流量センサ。 ２０、前記シリコン単結晶上に前記膜式抵抗としての抵
抗パターンが形成された特許請求の範囲第１９項に記載
の直熱型流量センサ。 ２１、前記シリコン単結晶中に前記膜式抵抗としての拡
散抵抗が形成された特許請求の範囲第１９項に記載の直
熱型流量センサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60034413A JPS61194316A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 直熱型流量センサ |
| DE3604202A DE3604202C2 (de) | 1985-02-14 | 1986-02-11 | Direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung |
| GB08603702A GB2171799B (en) | 1985-02-14 | 1986-02-14 | Direct-heated flow measuring device and apparatus |
| US07/163,164 US4870860A (en) | 1985-02-14 | 1988-02-25 | Direct-heated flow measuring apparatus having improved response characteristics |
| US07/301,522 US4912975A (en) | 1985-02-14 | 1989-01-25 | Direct-heated flow measuring apparatus having improved response characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60034413A JPS61194316A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 直熱型流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61194316A true JPS61194316A (ja) | 1986-08-28 |
| JPH0476414B2 JPH0476414B2 (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=12413503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60034413A Granted JPS61194316A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-25 | 直熱型流量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61194316A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012093174A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Yamatake Corp | フローセンサ |
| WO2018105753A3 (ja) * | 2017-05-08 | 2018-08-09 | 株式会社村田製作所 | センサ基板、風速測定装置および風量測定装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59104513A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-16 | Hitachi Ltd | 熱式流量計 |
-
1985
- 1985-02-25 JP JP60034413A patent/JPS61194316A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59104513A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-16 | Hitachi Ltd | 熱式流量計 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012093174A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Yamatake Corp | フローセンサ |
| WO2018105753A3 (ja) * | 2017-05-08 | 2018-08-09 | 株式会社村田製作所 | センサ基板、風速測定装置および風量測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0476414B2 (ja) | 1992-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |