WO2019208142A1 - 物理量計測装置 - Google Patents

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WO2019208142A1
WO2019208142A1 PCT/JP2019/014904 JP2019014904W WO2019208142A1 WO 2019208142 A1 WO2019208142 A1 WO 2019208142A1 JP 2019014904 W JP2019014904 W JP 2019014904W WO 2019208142 A1 WO2019208142 A1 WO 2019208142A1
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WO
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physical quantity
flow path
housing
ωcm
volume resistivity
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PCT/JP2019/014904
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English (en)
French (fr)
Inventor
神谷 信一
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/18Supports or connecting means for meters
    • G01F15/185Connecting means, e.g. bypass conduits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/14Casings, e.g. of special material

Definitions

  • This disclosure relates to a physical quantity measuring apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a physical quantity measuring device that measures the flow rate of intake air taken into an internal combustion engine.
  • This physical quantity measuring device has a curved passage through which a fluid passes and a flow rate measuring element provided in the curved passage.
  • the flow measuring element may be damaged depending on the size and speed of the foreign substance.
  • the inner wall surface of the curved passage is made rough, and as a result, the speed of the foreign matter that has entered the curved passage is reduced by colliding with the rough surface and changing the traveling direction. Energy is reduced.
  • this foreign material collides with a flow measuring element, it is supposed that the damage of a flow measuring element will be suppressed.
  • An object of the present disclosure is to provide a physical quantity measuring device that can suppress a decrease in detection accuracy of the physical quantity detection unit due to adhesion of a foreign substance to the physical quantity detection unit.
  • a first aspect of the present disclosure is a physical quantity measurement device that measures a physical quantity of a fluid, and includes a bypass channel through which the fluid flows, and a physical quantity detection unit that detects the physical quantity of the fluid in the bypass channel And a detection unit having a detection terminal electrically connected to the physical quantity detection unit, a flow path forming unit having an insulating property and forming a bypass flow channel, and having an insulating property and containing the detection terminal
  • a housing having a terminal accommodating portion, and a grounding portion in which the flow path forming portion is connected to the ground, and the volume resistivity of the flow path forming portion is 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more and 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm or less. It is a physical quantity measuring device included in the range.
  • the fluid flowing around the physical quantity measurement device is mixed with foreign matter such as sand that is easily charged positively, the foreign matter can be added to the physical quantity measurement device by approaching or contacting the flow path forming part of the physical quantity measurement device. It is thought that it is easy to be charged and the flow path forming part is likely to be negatively charged. In this case, foreign matters are likely to adhere to the flow path forming portion. Further, since the negative charge charged in the flow path forming unit moves to the physical quantity detection unit, the physical quantity detection unit is also easily negatively charged. If foreign matter such as sand that is already positively charged enters the bypass flow path and approaches or comes into contact with the physical quantity detection unit, an electrical attractive force is generated between the foreign matter and the physical quantity detection unit, It tends to adhere to the physical quantity detection unit.
  • the volume resistivity of the flow path forming portion is included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more and 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm or less, It is smaller than 1.0 ⁇ 10 15 to 10 16 ⁇ cm, which is the volume resistivity of the insulating material.
  • a dielectric breakdown occurs in the flow path forming part due to the voltage generated by the negative charge. Is easily released to the ground via the grounding portion.
  • the negative charge that has been charged in the physical quantity detection unit is also released to the ground via the flow path formation unit and the grounding unit, thereby eliminating the charging of both the flow path formation unit and the physical quantity detection unit. For this reason, it becomes difficult for foreign matters to adhere to the flow path forming portion and the physical quantity detection portion, and as a result, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the physical quantity detection portion due to the attachment of foreign matters to the physical quantity detection portion.
  • a second aspect of the present disclosure is a physical quantity measurement device that measures a physical quantity of a fluid, a housing that forms a bypass channel through which the fluid flows, a physical quantity detection unit that detects a physical quantity of the fluid in the bypass channel, and a housing And a grounding portion that is grounded to the ground, and the volume resistivity of the housing is included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more and 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm or less.
  • the volume resistivity of the housing forming the bypass flow path is included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 or more and 1.0 ⁇ 10 14 or less. The same effect is produced.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • produces in a 1st flow-path member.
  • the air flow meter 20 is provided in the intake passage 12 and measures physical quantities such as a flow rate, temperature, humidity, and pressure of intake air supplied to the internal combustion engine 11.
  • the air flow meter 20 corresponds to a “physical quantity measuring device” that measures a fluid such as intake air.
  • the intake air is a gas supplied to the combustion chamber 11 a of the internal combustion engine 11. In the combustion chamber 11a, the air-fuel mixture of intake air and fuel is ignited by the spark plug 17.
  • the ECU (Engine Control Unit) 15 is a control device that controls the operation of the combustion system 10.
  • the ECU 15 is an arithmetic processing circuit including a processor, a storage medium such as a RAM, a ROM, and a flash memory, a microcomputer including an input / output unit, a power supply circuit, and the like.
  • the ECU 15 receives sensor signals output from the air flow meter 20, sensor signals output from a plurality of in-vehicle sensors, and the like.
  • the ECU 15 performs engine control on the fuel injection amount and EGR amount of the injector 16 using the measurement result obtained by the air flow meter 20.
  • the ECU 15 is a control device that controls the operation of the internal combustion engine 11, and the combustion system 10 can also be referred to as an engine control system.
  • the ECU 15 corresponds to an external device.
  • the combustion system 10 has a plurality of measuring units as in-vehicle sensors.
  • the measurement unit includes a throttle sensor 18a, an intake pressure sensor 18b, a water temperature sensor 18c, a crank angle sensor 18d, an air-fuel ratio sensor 18e, a knock sensor 18f, a cam angle sensor 18g, and the like. All of these measuring units are electrically connected to the ECU 15 and output detection signals to the ECU 15.
  • the combustion system 10 has an air cleaner 19 that purifies the intake air.
  • the air cleaner 19 is provided at the upstream end of the intake passage 12.
  • the air cleaner 19 has an air filter 19 a that removes foreign substances from the intake air taken into the intake passage 12.
  • the air filter 19a has a mesh or the like that traps foreign matter while allowing the intake air to pass therethrough, and is formed of a synthetic resin material such as polyethylene.
  • the air flow meter 20 is provided downstream of the air cleaner 19 in the intake passage 12 and upstream of the throttle valve to which the throttle sensor 18a is attached. As shown in FIGS. 2 and 3, the air flow meter 20 is attached to an intake pipe 12 a such as a duct that forms the intake passage 12.
  • the intake pipe 12a is provided with an airflow insertion hole 12b as a through hole penetrating the outer periphery thereof.
  • An annular pipe flange 12c is attached to the airflow insertion hole 12b, and the pipe flange 12c is included in the intake pipe 12a.
  • the air flow meter 20 enters the intake passage 12 by being inserted into the pipe flange 12c and the air flow insertion hole 12b, and is fixed to the intake pipe 12a and the pipe flange 12c in this state.
  • the air flow meter 20 is defined with a width direction X, a height direction Y, and a depth direction Z, and these directions X, Y, and Z are orthogonal to each other.
  • the air flow meter 20 extends in the height direction Y, and the intake passage 12 extends in the depth direction Z.
  • the air flow meter 20 has an intrusion portion 20 a that enters the intake passage 12 and an overhang portion 20 b that does not enter the intake passage 12 and protrudes from the pipe flange 12 c to the outside.
  • These entering portion 20a and protruding portion 20b are arranged in the height direction Y.
  • the one included in the entering portion 20a is referred to as an air flow tip surface 20c
  • the one included in the protruding portion 20b is the air flow base end surface. 20d.
  • the airflow front end surface 20c and the airflow base end surface 20d are orthogonal to the height direction Y. Further, the front end surface of the pipe flange 12c is also orthogonal to the height direction Y.
  • the air flow meter 20 includes a housing 21, a flow rate detection unit 22 that detects the flow rate of intake air, and an intake air temperature sensor 23 (see FIG. 4) that detects the temperature of intake air.
  • the housing 21 is formed of a resin material or the like. In the air flow meter 20, the housing 21 is attached to the intake pipe 12 a so that the flow rate detection unit 22 can come into contact with the intake air flowing through the intake passage 12.
  • the housing 21 includes a housing main body 24, a ring holding portion 25, a flange portion 27, and a connector portion 28, and an O-ring 26 is attached to the ring holding portion 25.
  • the housing main body 24 is formed in a cylindrical shape as a whole.
  • the ring holding portion 25, the flange portion 27, and the connector portion 28 are integrally provided in the housing main body 24.
  • the ring holding portion 25 is included in the entering portion 20a, and the flange portion 27 and the connector portion 28 are included in the protruding portion 20b.
  • the ring holding part 25 is provided inside the pipe flange 12c and holds the O-ring 26 so as not to be displaced in the height direction Y.
  • the O-ring 26 is a seal member that seals the intake passage 12 inside the pipe flange 12c, and is in close contact with both the outer peripheral surface of the ring holding portion 25 and the inner peripheral surface of the pipe flange 12c.
  • the flange portion 27 is formed with a fixing hole such as a screw hole for fixing a fixing tool such as a screw for fixing the air flow meter 20 to the intake pipe 12a.
  • the connector unit 28 is a protection unit that protects the plurality of connector terminals 28 a electrically connected to the flow rate detection unit 22.
  • a plug part is attached to the connector part 28.
  • the plug part is provided at an end of a connection line electrically connected to the ECU 15, and the ECU 15 and the flow rate detection part 22 are electrically connected by attaching the plug part to the connector part 28. .
  • the flow rate detection unit 22 is provided inside the housing 21.
  • the intake air temperature sensor 23 is provided outside the housing 21.
  • the intake air temperature sensor 23 is connected to a temperature sensing element 23a for sensing the temperature of the intake air, a pair of lead wires 23b extending from the temperature sensing element 23a, a signal terminal 23c for sending a detection signal, and a ground GND (see FIG. 9). And a ground terminal 23d.
  • the temperature sensing element 23a is in a state of being stretched over a pair of lead wires 23b, and a signal terminal 23c is connected to one of the pair of lead wires 23b, and a ground terminal 23d is connected to the other.
  • the temperature sensing element 23a is connected to the signal terminal 23c and the ground terminal 23d through a lead wire 23b.
  • the signal terminal 23c and the ground terminal 23d are each electrically connected to the connector terminal 28a.
  • the plurality of connector terminals 28a include a ground terminal that is grounded to the ground GND in a state in which the plug portion is attached to the connector section 28.
  • the ground terminal 23d is connected to the ground terminal so that the ground terminal 23d is grounded. Grounded to GND.
  • the housing 21 has a terminal support portion 21a that supports the signal terminal 23c and the ground terminal 23d.
  • the terminal support portion 21a is formed by projecting the outer surface of the housing 21 to the outside, and the signal terminal 23c and the ground terminal 23d pass through the inside of the terminal support portion 21a so that the terminal support portion is formed. 21a is supported. At least a part of the ground terminal 23 d is exposed to the outside of the housing 21.
  • illustration of the flow volume detection part 22 is abbreviate
  • the housing 21 forms a bypass passage 30 into which a part of the intake air flowing through the intake passage 12 flows.
  • the bypass channel 30 is disposed in the entry portion 20 a of the air flow meter 20.
  • the bypass channel 30 includes a passage channel 31 and a measurement channel 32, and the passage channel 31 and the measurement channel 32 are formed inside the housing 21.
  • the intake passage 12 may be referred to as a main passage
  • the bypass passage 30 may be referred to as a sub-passage.
  • the passage 31 passes through the housing 21 in the depth direction Z.
  • the passage 31 has an inflow port 33 that is an upstream end and an outflow port 34 that is a downstream end.
  • the measurement flow path 32 is a branch flow path branched from an intermediate portion of the passage flow path 31, and the flow rate detection unit 22 is provided in the measurement flow path 32.
  • the measurement flow path 32 has a measurement inlet 35 that is an upstream end portion thereof and a measurement outlet 36 that is a downstream end portion thereof.
  • a portion where the measurement channel 32 branches from the passage channel 31 is a boundary portion between the passage channel 31 and the measurement channel 32, and the measurement inlet 35 is included in the boundary portion.
  • the measurement inlet 35 corresponds to a branch inlet
  • the measurement outlet 36 corresponds to a branch outlet.
  • the boundary between the passage channel 31 and the measurement channel 32 can also be referred to as a channel boundary.
  • the flow rate detection unit 22 is a thermal flow rate sensor having a heater unit.
  • the flow rate detection unit 22 outputs a detection signal corresponding to the temperature change when the temperature change occurs with the heat generation of the heater unit.
  • the flow rate detection unit 22 is a rectangular parallelepiped chip component, and the flow rate detection unit 22 can also be referred to as a sensor chip.
  • the flow rate detection unit 22 corresponds to a “physical quantity detection unit” that detects the flow rate of intake air as a physical quantity of fluid.
  • the flow rate detection unit 22 is not limited to a thermal flow rate sensor, and may be a movable flap flow rate sensor, a Karman vortex flow rate sensor, or the like.
  • the air flow meter 20 has a sensor subassembly including a flow rate detector 22, and this sensor subassembly is referred to as a sensor SA50.
  • the sensor SA50 is housed inside the housing 21 with the flow rate detection unit 22 exposed to the measurement flow path 32.
  • the sensor SA50 can also be referred to as a measurement unit or a sensor package.
  • the sensor SA50 has an intrusion portion 50a that has entered the measurement channel 32 and an overhang portion 50b that has not entered the measurement channel 32 and has protruded from the measurement channel 32.
  • the entering portion 50a and the protruding portion 50b are arranged in the height direction Y, and the flow rate detection unit 22 is included in the entering portion 50a.
  • the sensor SA50 includes an SA main body 51 having a flow rate detection unit 22 and a lead terminal 52 protruding from the SA main body 51.
  • the detection result of the flow rate detection unit 22 is input to a processing unit such as a circuit chip, and the processing result of the processing unit is output to the ECU 15 via the lead terminal 52.
  • the SA main body 51 includes a processing unit and a mold unit that protects the processing unit, and the lead terminal 52 is electrically connected to the flow rate detection unit 22 through the processing unit and the like inside the mold unit. .
  • the volume resistivity which is the resistance per unit volume of the mold part, is greater than 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • the lead terminal 52 is formed of a conductive material such as a conductive metal, and a plurality of lead terminals 52 protrude from the SA body 51. At least one of the plurality of lead terminals 52 is connected to a ground terminal included in the plurality of connector terminals 28a together with the ground terminal 23d.
  • the sensor SA50 corresponds to a “detection unit”, and the lead terminal 52 corresponds to a “detection terminal”.
  • the housing 21 is formed by combining a plurality of members. As shown in FIGS. 2 to 5, the housing 21 includes, as a plurality of members, a flow path forming portion 61 that is a member that forms the bypass flow passage 30, and a terminal housing portion 65 that is a member that houses the lead terminal 52. have.
  • the lead terminal 52 is also an insert terminal inserted in the terminal accommodating portion 65.
  • the flow path forming part 61 and the terminal accommodating part 65 are arranged in the height direction Y.
  • the most part of the intrusion part 20a is formed by the flow path forming part 61, and the most part of the protruding part 20b is formed.
  • the terminal accommodating portion 65 is formed.
  • a boundary portion between the flow path forming portion 61 and the terminal accommodating portion 65 extends in a direction orthogonal to the height direction Y, and substantially coincides with a boundary portion between the entering portion 20a and the protruding portion 20b.
  • boundary part between the flow path forming part 61 and the terminal accommodating part 65 may be in a position shifted from the boundary part between the entering part 20a and the protruding part 20b to the airflow front end face 20c side or the airflow base end face 20d side.
  • the terminal accommodating portion 65 accommodates the entire lead terminal 52.
  • the lead terminal 52 is disposed closer to the airflow base end face 20d than the boundary between the flow path forming portion 61 and the terminal accommodating portion 65.
  • the flange portion 27 and the connector portion 28 are included in the terminal accommodating portion 65.
  • the flow path forming unit 61 is formed by combining a plurality of members, and includes a first flow path member 62 and a second flow path member 63 as these members as shown in FIG.
  • the first flow path member 62 and the second flow path member 63 are arranged in the width direction X, and the boundary between the flow path members 62 and 63 extends in a direction orthogonal to the width direction X.
  • Each of the first flow path member 62 and the second flow path member 63 is provided with a groove on the surface where they are overlapped with each other, and the bypass flow path 30 is formed by combining these grooves.
  • the flow path forming part 61 includes the bypass flow path 30 and the ring holding part 25.
  • the first flow path member 62 has a terminal support portion 21a. For this reason, the first flow path member 62 is grounded to the ground GND via the ground terminal 23d at the terminal support portion 21a.
  • the first flow path member 62, the second flow path member 63, and the terminal accommodating portion 65 are joined together by a resin material or the like. For this reason, the second flow path member 63 and the terminal accommodating portion 65 are grounded to the ground GND by the ground terminal 23d via the first flow path member 62. That is, the housing 21 is grounded to the ground GND by the ground terminal 23d. In this case, the ground terminal 23d corresponds to a “ground part”.
  • a plurality of conductive portions 72 a and 72 b having conductivity are provided on the insulating portions 71 a, 71 b and 71 c having insulation properties. , 72c are mixed and dispersed.
  • the insulating portions 71a to 71c are made of a resin material as an insulating material. Examples of the resin material include thermoplastic resins such as polybutylene terephthalate resin (PBT resin) and polyphenylene sulfide resin (PPS resin).
  • the insulating portions 71a to 71c are reversibly solidified due to the characteristics of the thermoplastic resin.
  • the conductive portions 72a to 72c may include one type of thermoplastic resin or may include a plurality of types of thermoplastic resins.
  • the conductive portions 72a to 72c are formed of a carbon material as a conductive material, and examples of the carbon material include carbon powder, carbon fiber, nanocarbon, graphene, and carbon microparticles.
  • the conductive portions 72a to 72c include a plurality of these carbon powder, carbon fiber, nanocarbon, graphene, and carbon microparticles.
  • Examples of nanocarbon include carbon nanotubes, carbon nanofibers, and fullerenes.
  • Each volume resistivity which is the resistance per unit volume of the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65, is included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more and 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm or less. Yes.
  • the volume resistivity of the insulating portions 71a to 71c is greater than 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm. Since the insulating parts 71a to 71c are mixed with the plurality of conductive parts 72a to 72c, the volume resistivity of the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating part 65 is smaller than the volume resistivity of the insulating parts 71a to 71c. It is a value.
  • the insulating material forming the insulating portions 71a to 71c is a main material
  • the conductive material forming the conductive portions 72a to 72c is an additive material added to the main material. is there.
  • the insulating portions 71a to 71c are adjusted so that the volume resistivity becomes a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • the content rate and content of the conductive portions 72a to 72c are set.
  • the contents contained in the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65 are larger in the insulating portions 71a to 71c than in the conductive portions 72a to 72c.
  • the mass of the conductive portions 72a to 72c is included in the range of 2% to 20% of the mass of the insulating portions 71a to 71c.
  • the mass of the conductive portions 72a to 72c is set to about 12% of the mass of the insulating portions 71a to 71c.
  • the conductive portions 72a, 72b are dispersed throughout the insulating portions 71a, 71b.
  • These flow path members 62 and 63 have outer surfaces 62 a and 63 a included in the outer surface of the housing 21, and inner surfaces 62 b and 63 b that form the bypass flow path 30.
  • the inner surface of the housing 21 is a forming surface that forms the bypass channel 30, and the inner surfaces 62 b and 63 b of the channel members 62 and 63 are included in the inner surface of the housing 21.
  • Each volume resistivity of the flow path members 62 and 63 is a value indicating the resistance between the outer surfaces 62a and 63a and the inner surfaces 62b and 63b.
  • As a volume resistivity measurement method there is a two-terminal method in which a current is passed between the outer surfaces 62a and 63a and the inner surfaces 62b and 63b.
  • the terminal accommodating portion 65 has an exposed surface 65 a included in the outer surface of the housing 21 and a joining surface 65 b joined to the flow path members 62 and 63.
  • the volume resistivity of the terminal accommodating portion 65 is a value indicating the resistance between the exposed surface 65a and the joint surface 65b, and can be measured by the two-terminal method described above.
  • the exposed surface 65a and the joining surface 65b are included on the outer surface of the terminal accommodating portion 65.
  • the terminal accommodating portion 65 has an outer layer 66 that forms the exposed surface 65a and the bonding surface 65b, and an inner layer 67 that is provided inside the outer layer 66.
  • the outer layer 66 extends along the outer surface of the terminal accommodating portion 65 so as to cover the entire inner layer 67.
  • the content ratio of the conductive portion 72c with respect to the insulating portion 71c is larger in the outer layer 66 than in the inner layer 67.
  • the inner layer 67 does not include or slightly includes the conductive portion 72 c, and the volume resistivity of the inner layer 67 is larger than the volume resistivity of the outer layer 66.
  • the volume resistivity which is the resistance per unit volume, is 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm. The value is included in the range.
  • the volume resistivity of the housing 21 is a value indicating resistance between two surfaces of the outer surface 62a of the first flow path member 62, the outer surface 62a of the second flow path member 63, and the exposed surface 65a of the terminal accommodating portion 65. Yes, it can be measured by the two-terminal method described above. That is, the volume resistivity of the housing 21 is a value indicating the resistance between the portions of the outer surface of the housing 21 that are separated from each other.
  • the volume resistivity which is the resistance per unit volume, is 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm. The value is included in the range.
  • the volume resistivity of the flow path forming portion 61 is a value indicating the resistance between the outer surface 62a of the first flow path member 62 and the outer surface 62a of the second flow path member 63, and is measured by the above-described two-terminal method or the like. be able to. That is, the volume resistivity of the flow path forming unit 61 is a value indicating the resistance between the portions separated from each other on the outer surface of the flow path forming unit 61.
  • the entire lead terminal 52 of the sensor SA50 is accommodated in the inner layer 67 of the terminal accommodating portion 65 and does not protrude from the inner layer 67.
  • the inner layer 67 hardly includes the conductive portion 72 c, so that the insulation performance of the inner layer 67 is higher than that of the outer layer 66. For this reason, the leakage of the lead terminal 52 in the terminal accommodating portion 65 is suppressed.
  • the connector terminals 28a and the SA main body 51 are not shown.
  • the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65 are manufactured by injecting molten resin in a state where an insulating material is mixed with a conductive material from an injection molding machine into a mold apparatus such as a mold.
  • the speed at which the molten resin is injected from the injection molding machine into the mold apparatus is slower when the flow path members 62 and 63 are manufactured than when the terminal accommodating portion 65 is manufactured.
  • the conductive material easily spreads over the entire flow path members 62 and 63.
  • the molten resin is injected at a relatively high speed, the conductive material is not easily distributed over the entire terminal accommodating portion 65, and the outer layer 66 is more likely to be biased than the inner layer 67.
  • the first flow path member 62, the second flow path member 63, and the terminal accommodating portion 65 are joined to each other using a molten resin used for resin molding of the flow path members 62, 63 and the terminal accommodating portion 65. Yes. For this reason, also in these joining parts, the conductive part is mixed and dispersed in the insulating part.
  • a skin layer is formed by cooling and solidifying the molten resin that has been in contact with the surface of the mold apparatus out of the molten resin injected into the mold apparatus.
  • the core layer is formed by solidifying the molten resin at a timing later than that of the skin layer.
  • the skin layer is likely to contain a conductive material.
  • the skin material and the core layer have the same content of the conductive material.
  • the content rate of the electroconductive part 72c is higher in the skin layer than in the core layer.
  • the skin layer is an outer layer 66 and the core layer is an inner layer 67.
  • the foreign matter contained in the intake air is small enough to pass through the air filter 19a, the foreign matter passes through the air cleaner 19 and reaches the air flow meter 20.
  • the foreign matter or the housing 21 may be charged with static electricity due to frictional charging or contact charging.
  • a foreign substance that is easily charged positively compared to the housing 21 comes into contact with the housing 21, the foreign substance becomes a positive foreign substance Fp charged positively, and a negative charge 75 is generated in the housing 21 (see FIG. 9).
  • This negative charge 75 exists in the housing 21 at a position close to the outer surface or inner surface such as a skin layer.
  • the positive foreign substance Fp is further charged positively and the housing 21 is further negatively charged by contacting the positive foreign substance Fp with the housing 21. As a result, the negative charge 75 increases.
  • Foreign materials that are easily charged positively include foreign materials containing glass components such as sand and dust.
  • the charge train indicating whether each substance is easily charged positively or negatively if the substance placed at a position that is more easily charged positively than the material forming the housing 21 is a foreign substance, the foreign substance is positively charged. However, the housing 21 tends to be negatively charged.
  • the foreign matter F when the foreign matter F contacts the air filter 19a when passing through the air cleaner 19 together with the intake air, the foreign matter F tends to be more positively charged than the material of the air filter 19a in the charging train. It becomes positively charged and becomes a positive foreign matter Fp. In this case, the air filter 19a is negatively charged. It is also assumed that a foreign substance that is easily charged positively passes through the air cleaner 19 without being charged positively.
  • the positive foreign matter Fp that has passed through the air cleaner 19 reaches the air flow meter 20 and approaches the outer surface and the inner surface of the housing 21.
  • the positive foreign matter Fp is likely to adhere to the outer surface 62a and the inner surface 62b of the housing 21 by being electrically attracted to the negative charge 75 generated by the contact with the housing 21 or already existing.
  • the negative charge 75 increases to some extent in the housing 21 due to repeated charging of the housing 21 by foreign matter, the negative charge 75 is likely to diffuse from the housing 21 to the flow rate detection unit 22 of the sensor SA 50. .
  • the flow rate detection unit 22 When the flow rate detection unit 22 is negatively charged by the negative charge 75 moved to the flow rate detection unit 22, the positive foreign matter Fp that has entered the measurement channel 32 together with the intake air is electrically attracted to the negative charge 75 in the flow rate detection unit 22. By doing so, it becomes easy to adhere to the flow rate detection unit 22. Thus, when a foreign substance adheres to the flow volume detection part 22, there exists a concern that the detection accuracy of the flow volume detection part 22 may fall by presence of a foreign substance.
  • the volume resistivity of the flow path members 62 and 63 is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm. Therefore, dielectric breakdown due to the negative charge 75 is relatively likely to occur.
  • a plurality of negative charges 75 are gathered in the conductive portion 72X close to the outer surface 62a, and the plurality of positive foreign substances Fp are electrically attracted by these negative charges 75, so that the first flow
  • the first flow path member 62 is negatively charged by static electricity, and the conductive portion 72X is included in the skin layer of the first flow path member 62.
  • the potential of the conductive portion 72X increases to the negative side. Discharge Ed occurs between the nearby conductive portion 72Y.
  • a voltage that is likely to cause dielectric breakdown due to static electricity is assumed to be 0.1 kV to 10 kV.
  • the volume resistivity at which dielectric breakdown easily occurs in the first flow path member 62 varies depending on the voltage generated by static electricity. For example, as the volume resistivity increases, the voltage at which electrostatic breakdown easily occurs increases. Specifically, in the case of 0.1 kV static electricity, if the volume resistivity is about 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm, dielectric breakdown is relatively likely to occur, and in the case of 1 kV static electricity, the volume resistivity is 1.0. When it is about ⁇ 10 12 ⁇ cm, dielectric breakdown is relatively likely to occur.
  • the ground terminal 23d is illustrated at a position close to the inner surface 62b so that the path through which the negative charge 75 passes is clear. However, as described above, the ground terminal 23d is actually positioned at a position close to the outer surface 62a. Is arranged.
  • the outer layer 66 of the terminal accommodating portion 65 when a plurality of negative charges 75 are electrically attracting the positive foreign matter Fp adhering to the exposed surface 65a, discharge and discharge are caused in a path connecting the negative charges 75 and the ground terminal 23d. Dielectric breakdown is likely to occur at multiple locations. However, in the terminal accommodating portion 65, due to the fact that the conductive portion 72c is hardly included in the inner layer 67, the inner layer 67 is less likely to cause discharge and dielectric breakdown. Further, the terminal accommodating portion 65 may not be provided with the ground terminal 23 d, and the negative charge 75 accumulated in the outer layer 66 of the terminal accommodating portion 65 does not pass through the inner layer 67 and does not pass through the first flow path member 62 and the second flow passage member 62. It is discharged to the ground GND through the two flow path members 63.
  • the relationship between the measurement accuracy of the air flow meter 20 and the volume resistivity of the housing 21 will be described.
  • the measurement accuracy of the air flow meter 20 the error rate obtained by calculating the ratio of the error of the measurement value of the air flow meter 20 with respect to the true value, which is the true value, of the intake air amount in the intake passage 12 is used. Yes.
  • the volume resistivity of the housing 21 is 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm or less
  • the error rate of the measured value is sufficiently small.
  • the volume resistivity of the housing 21 is larger than 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm, the error rate of the measured value increases rapidly.
  • the flow rate detection is performed by setting the volume resistivity of the housing 21 to a value of 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm or less. The test result that the detection accuracy by the unit 22 is improved is obtained.
  • the volume resistivity of the flow path members 62 and 63, the terminal accommodating portion 65, the flow path forming portion 61, and the housing 21 is smaller than 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm, the static energy accumulated in the housing 21 is relatively low. Even if it is small, it is assumed that discharge and dielectric breakdown occur. With this configuration, there is a concern that the number of discharges and breakdowns occurring in the insulating parts 71a to 71c tends to be excessive, and the deterioration of the insulating parts 71a to 71c is likely to proceed with the dielectric breakdown.
  • the volume resistivity of the housing 21 or the like is a value of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more. For this reason, it is difficult to cause excessive dielectric breakdown due to the charging of the housing 21, and as a result, it is possible to suppress the deterioration of the insulating portions 71a to 71c due to the dielectric breakdown. It is done.
  • the volume resistivity of the flow path forming portion 61 is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • discharge and dielectric breakdown are relatively likely to occur due to the electrical energy of the negative charge 75 accumulated in the flow path forming portion 61. Therefore, the negative charge 75 is easily released to the ground GND through the ground terminal 23d. It has become.
  • the negative charge 75 accumulated in the flow path forming unit 61 is diffused to the flow rate detecting unit 22, the negative charge 75 accumulated in the flow rate detecting unit 22 is also released to the ground GND through the flow path forming unit 61. it can.
  • the flow rate detection is performed by the attachment of the foreign matter to the flow rate detection unit 22. It can suppress that the detection accuracy of the part 22 falls.
  • the detection result of the air flow meter 20 input to the ECU 15 is stabilized by improving the detection accuracy of the flow rate detection unit 22. For this reason, in the configuration in which the ECU 15 controls the output of the internal combustion engine 11 using the output of the air flow meter 20 as in this embodiment, the output of the air flow meter 20 is stabilized, thereby stabilizing the output of the internal combustion engine 11. And can be improved. Further, it is possible to suppress the contamination of the housing 21 and the flow rate detection unit 22 due to the attachment of the positive foreign matter Fp to the housing 21 and the flow rate detection unit 22.
  • the intake efficiency can be improved, and other products such as the throttle sensor 18a can be improved. It is possible to eliminate adverse effects on Further, in this case, since the foreign air adhering to the inner surface of the housing 21 can maintain a smooth intake air flow in the bypass flow path 30, the output stability of the air flow meter 20 can be improved.
  • the volume resistivity of the terminal accommodating portion 65 is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm. For this reason, even if the terminal accommodating portion 65 is negatively charged, the negative charge 75 can be released to the ground GND due to dielectric breakdown as in the case where the flow path forming portion 61 is negatively charged. Therefore, the state in which the terminal accommodating portion 65 and the flow rate detecting portion 22 are negatively charged can be eliminated.
  • the volume resistivity of the housing 21 is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm. For this reason, even if the housing 21 is negatively charged, the negative charge 75 can be released to the ground GND due to dielectric breakdown as in the case where the flow path forming portion 61 is negatively charged. Therefore, the state where the housing 21 and the flow rate detection unit 22 are negatively charged can be eliminated.
  • the insulating portions 71a to 71c are mixed with the conductive portions 72a to 72c.
  • the dielectric breakdown is performed from the portion where the negative charge 75 is accumulated to the nearby conductive portions 72a to 72c. It can move toward 23d.
  • the dielectric breakdown at a short distance that is, the portions partitioned by the conductive portions 72a to 72c in the insulating portions 71a to 71c occurs at a plurality of locations, so that the negative charge 75 can reach the ground terminal 23d. Accordingly, it is possible to realize a configuration in which the negative charge 75 accumulated in the housing 21 is easily released to the ground GND due to dielectric breakdown.
  • the conductive portions 72a to 72c are formed by combining a plurality of types of carbon materials. For this reason, when resin molding of the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65 is performed using the molten resin, the conductive material easily spreads over the entire insulating material in the molten resin. In this case, even if the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65 have complicated shapes, the conductive portion 72a is located at a position close to the surface such as the skin layer of the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65. ⁇ 72c can be arranged. For this reason, a plurality of negative charges 75 collected near the surface easily move to the nearby conductive portions 72a to 72c due to dielectric breakdown. Thus, the negative charge 75 can be discharged to the ground GND in an efficient manner corresponding to the complicated product shape of the housing 21.
  • the insulating portions 71a to 71c are formed of a reversibly solidified thermoplastic resin. Therefore, in the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65, when dielectric breakdown occurs due to static electricity, even if the insulating portions 71a to 71c melt at the position where the dielectric breakdown occurs, Will solidify again. In this case, it is assumed that the insulating portions 71a to 71c are unlikely to deteriorate with the occurrence of dielectric breakdown. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the housing 21 due to the dielectric breakdown after realizing the configuration in which the housing 21 and the flow rate detection unit 22 are not easily charged by causing the dielectric breakdown.
  • the content of the conductive portion 72c is lower in the inner layer 67 accommodating the lead terminal 52 than in the outer layer 66. For this reason, when the terminal accommodating portion 65 is negatively charged, a negative charge 75 can be released to the ground GND by causing dielectric breakdown in the outer layer 66, while no leakage of the lead terminal 52 occurs in the inner layer 67. As a result, insulation can be ensured. For this reason, it is possible to accurately exchange signals between the lead terminal 52 and the external device such as the ECU 15 while suppressing the detection accuracy of the flow rate detection unit 22 from being lowered by static electricity by the outer layer 66.
  • the outer layer 66 and the inner layer 67 are integrally molded from a common molten resin.
  • different functions of electrical insulation with respect to the lead terminal 52 that enables electrical conduction and electrical conduction to prevent charging of the terminal housing portion 65 can be performed by using one type without using a plurality of types of molten resin. It can be realized by a molten resin. For this reason, the terminal accommodating part 65 excellent also about the structure and the cost can be manufactured.
  • the ground terminal 23d is exposed to the outside from the outer surface of the flow path forming portion 61.
  • the negative charge 75 can move near the outer surface of the flow path forming portion 61 and reach the ground terminal 23d.
  • the negative charge 75 can be released to the ground GND through both the internal path with dielectric breakdown and the external path extending along the outer surface. Can be more reliably suppressed.
  • the volume resistivity of the flow path forming portion 61 is a value indicating the resistance between the outer surfaces 62a and 63a and the inner surfaces 62b and 63b. For this reason, since the volume resistivity of the flow path forming portion 61 is set to 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm, a negative charge 75 is generated due to the dielectric breakdown. It is possible to manage the ease of occurrence of an event of reaching the ground terminal 23d through the interior of the.
  • the negative charge 75 accumulated on the other side is removed from the ground terminal due to the occurrence of dielectric breakdown. 23d can be reached.
  • the inner layer 67 and the outer layer 66 were formed because distribution of the insulation part 71c in the terminal accommodating part 65 is biased.
  • the inner layer 67 and the outer layer 66 are not formed because the insulating portion 71 c is diffused throughout the terminal accommodating portion 65. In the present embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described.
  • the conductive portion 72c is diffused throughout the insulating portion 71c, as with the flow path members 62 and 63.
  • the volume resistivity of the terminal accommodating portion 65 is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • the dielectric breakdown of the insulating portion 71 c is less likely to occur at a voltage applied to the lead terminal 52. The leakage of the terminal 52 can be suppressed.
  • the molten resin injection speed from the injection molding machine to the mold apparatus is the same as the molten resin injection speed when the flow path members 62 and 63 are resin-molded. Slowed to a degree.
  • the conductive portion 72c is likely to diffuse throughout the insulating portion 71c.
  • the terminal accommodating portion 65 does not include the conductive portion 72a, the volume resistivity of the terminal accommodating portion 65 becomes a value larger than 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm, similarly to the volume resistivity of the insulating portion 71c. Yes.
  • the insulation of the lead terminal 52 by the terminal accommodating portion 65 is enhanced, the accuracy of signal exchange between the lead terminal 52 and the ECU 15 can be further enhanced.
  • the flow path members 62 and 63 include an outer layer in which the insulating portions 71a and 71b are mixed with the conductive portions 72a and 72b, and an inner layer in which the content of the conductive portions 72a and 72b with respect to the insulating portions 71a and 71b is lower than the outer layer. You may have. Even in this case, as long as the volume resistivity of the flow path members 62 and 63, the flow path forming portion 61, and the housing 21 is in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm. Good.
  • the outer layer 66 may be a thicker layer than the skin layer.
  • the outer layer 66 is formed by the skin layer and a part of the core layer. That is, even in the core layer, there is a portion where a large amount of the conductive portion 72c is included in a part on the peripheral edge side, and this portion forms the outer layer 66, while the remaining portion forms the inner layer 67. Yes.
  • the flow path forming part 61 may be formed by one member instead of assembling the flow path forming part 61 by assembling a plurality of members such as the flow path members 62 and 63.
  • the flow path forming unit 61 is integrally molded with resin.
  • the volume resistivity of the flow path forming portion 61 is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm, so that the flow path forming portion 61 has accumulated in the flow path forming portion 61.
  • Negative charges 75 are likely to be released to the ground GND due to dielectric breakdown.
  • the conductive part is mixed with the insulating part, dielectric breakdown is likely to occur in the insulating part.
  • the housing 21 may be formed of a single member.
  • the housing 21 is integrally molded with resin.
  • the volume resistivity of the housing 21 is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm, the negative charge 75 accumulated in the housing 21 is dielectrically broken down. As a result, it becomes easy to be discharged to the ground GND. Further, in the housing 21, since the conductive portion is mixed with the insulating portion, dielectric breakdown is likely to occur in the insulating portion.
  • the conductive portions 72a to 72c may not be mixed with the insulating portions 71a to 71c.
  • the volume resistivity of the insulating portions 71a to 71c is set to a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • the volume resistivity of the insulating material forming the insulating portions 71a to 71c is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • thermosetting resin or the like may be used instead of a thermoplastic resin as a resin material for forming the insulating portions 71a to 71c.
  • a rubber material or the like may be used instead of a resin material.
  • a modified example 7 only one kind of carbon powder, carbon fiber, nanocarbon, graphene, and carbon microparticles may be used as the carbon material forming the conductive portions 72a to 72c. Further, as a conductive material for forming the conductive portions 72a to 72c, a metal material such as aluminum may be used instead of a carbon material.
  • the volume resistivity of the members such as the flow path members 62 and 63, the terminal accommodating portion 65, the flow path forming portion 61, and the housing 21 is obtained by using the surface resistivity that is the resistance per unit area of these members. It may be calculated.
  • the resistance value of the portion having the largest resistance value is 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ to 1.0 It may be a value included in the range of ⁇ 10 14 ⁇ .
  • the housing 21 is configured such that the resistance value between the two points farthest from each other is a value included in the range of 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ . Even in this configuration, when the housing 21 is charged by static electricity, it is possible to cause a breakdown in the housing 21 and discharge the negative charge 75 to the ground GND.
  • a temperature sensor that detects the temperature of the fluid
  • a humidity sensor that detects the humidity of the fluid
  • the bypass flow path 30 may have only the measurement flow path 32 among the passage flow path 31 and the measurement flow path 32.
  • a measurement inlet 35 is provided on the outer surface of the housing 21 instead of the inlet 33.
  • a plurality of grounding portions such as the grounding terminal 23d attached to the housing 21 may be provided.
  • one grounding portion is attached to each of the flow path members 62 and 63 and the terminal accommodating portion 65.
  • a plurality of grounding portions may be attached to at least one of the first flow path member 62, the second flow path member 63, and the terminal accommodating portion 65.
  • a grounding portion is individually attached to each of the outer surface 62a and the inner surface 62b.

Abstract

流体の物理量を計測する物理量計測装置(20)は、流体が流れるバイパス流路(30)と、バイパス流路において流体の物理量を検出する物理量検出部(22)と、物理量検出部に電気的に接続された検出ターミナル(52)とを有する検出ユニット(50)と、絶縁性を有し且つバイパス流路を形成する流路形成部(61)、及び絶縁性を有し且つ検出ターミナルを収容したターミナル収容部(65)を有するハウジング(21)と、流路形成部をグランド(GND)に接続した接地部(23d)とを備える。流路形成部の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている。物理量計測装置は、バイパス流路を形成するハウジングと、物理量検出部と、ハウジングをグランドに接地した接地部とを備えてもよい。この場合ハウジングの体積抵抗率が1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている。

Description

物理量計測装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2018年4月24日に出願された日本特許出願番号2018-83132号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、物理量計測装置に関する。
 流体の物理量を計測する物理量計測装置として、例えば特許文献1には、内燃機関に吸入される吸入空気の流量を計測する物理量計測装置が開示されている。この物理量計測装置は、流体が通過する湾曲通路と、この湾曲通路に設けられた流量計測素子とを有している。上記特許文献1では、流体と共にダスト等の異物が湾曲通路に進入して流量計測素子に衝突した場合、この異物の大きさや速度によっては流量計測素子が破損することがある、としている。この対策として、湾曲通路の内壁面を粗面としており、これにより、湾曲通路に進入した異物については、この粗面に衝突して進行方向が変わることで速度が低下し、これに伴って運動エネルギが低減される。このように、上記特許文献1では、仮にこの異物が流量計測素子に衝突したとしても流量計測素子の破損が抑制される、としている。
特許第4553898号公報
 しかしながら、異物が湾曲通路に進入した場合、この異物と流量計測素子等の物理量検出部との間に電気的な引力が発生すると、異物が物理量検出部に付着しやすくなり、その結果、物理量の検出精度が低下することが懸念される。このため、例えば上記特許文献1のように、湾曲通路にて異物の速度を低下させると、異物の衝突による物理量検出部の破損を抑制できても、却って異物が物理量検出部に付着しやすくなると考えられる。
 本開示の目的は、物理量検出部への異物の付着によって物理量検出部の検出精度が低下するということを抑制できる物理量計測装置を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本開示の第1の態様は、流体の物理量を計測する物理量計測装置であって、流体が流れるバイパス流路と、バイパス流路において流体の物理量を検出する物理量検出部と、物理量検出部に電気的に接続された検出ターミナルとを有する検出ユニットと、絶縁性を有し且つバイパス流路を形成する流路形成部、及び絶縁性を有し且つ検出ターミナルを収容したターミナル収容部を有するハウジングと、流路形成部をグランドに接続した接地部と、を備え、流路形成部の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている、物理量計測装置である。
 物理量計測装置の周囲を流れる流体に、プラスに帯電しやすい砂等の異物が混じっている場合、異物が物理量計測装置の流路形成部に接近したり接触したりすることで、異物がプラスに帯電しやすく、流路形成部がマイナスに帯電しやすいと考えられる。この場合、流路形成部に異物が付着しやすくなる。また、流路形成部に帯電したマイナス電荷が物理量検出部に移動することで、この物理量検出部もマイナスに帯電しやすくなる。既にプラスに帯電した砂等の異物がバイパス流路に進入して物理量検出部に接近したり接触したりすると、この異物と物理量検出部との間に電気的な引力が発生して、異物が物理量検出部に付着しやすくなってしまう。
 これに対して、第1の態様によれば、流路形成部の体積抵抗率は、1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれており、一般的な絶縁材料の体積抵抗率である1.0×1015~1016Ωcmより小さくなっている。この構成では、流路形成部への異物の接近や接触により流路形成部がマイナスに帯電した場合に、マイナス電荷により生じた電圧により流路形成部にて絶縁破壊が生じることで、マイナス電荷が接地部を介してグランドに放出されやすくなっている。この場合、物理量検出部に帯電していたマイナス電荷も流路形成部及び接地部を介してグランドに放出されることで、流路形成部及び物理量検出部の両方の帯電が解消される。このため、流路形成部や物理量検出部に異物が付着しにくくなり、その結果、物理量検出部への異物の付着によって物理量検出部の検出精度が低下するということを抑制できる。
 本開示の第2の態様は、流体の物理量を計測する物理量計測装置であって、流体が流れるバイパス流路を形成するハウジングと、バイパス流路において流体の物理量を検出する物理量検出部と、ハウジングをグランドに接地した接地部と、を備え、ハウジングの体積抵抗率が1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている、物理量計測装置である。
 第2の態様によれば、バイパス流路を形成するハウジングの体積抵抗率が1.0×1011以上且つ1.0×1014以下の範囲に含まれているため、上記第1の態様と同様の効果を奏する。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
第1実施形態における燃焼システムの構成を示す図。 吸気管に取り付けられた状態のエアフロメータの正面図。 図2のIII-III線断面図。 センサSAの構成を示す正面図。 センサSAの内部構造を示す縦断面図。 第1流路部材及び第2流路部材での絶縁部及び導電部の配置について説明するための図。 ターミナル収容部での絶縁部及び導電部の配置について説明するための図。 エアクリーナを通過する異物の帯電について説明するための図。 第1流路部材にて発生する絶縁破壊について説明するための図。 エアフロメータの計測誤差率とハウジングの体積抵抗率との関係を示す図。 第2実施形態におけるターミナル収容部での絶縁部及び導電部の配置について説明するための図。 第3実施形態におけるターミナル収容部での絶縁部について説明するための図。
 以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
(第1実施形態)
 図1に示す燃焼システム10は、ガソリンエンジン等の内燃機関11、吸気通路12、排気通路13、エアフロメータ20及びECU15を有しており、例えば車両に搭載されている。エアフロメータ20は、吸気通路12に設けられており、内燃機関11に供給される吸入空気の流量や温度、湿度、圧力といった物理量を計測する。エアフロメータ20は、吸入空気等の流体を計測対象とした「物理量計測装置」に相当する。吸入空気は、内燃機関11の燃焼室11aに供給される気体である。燃焼室11aにおいては、吸入空気と燃料との混合気が点火プラグ17により点火される。
 ECU(Engine Control Unit)15は、燃焼システム10の動作制御を行う制御装置である。ECU15は、プロセッサ、RAM、ROM及びフラッシュメモリ等の記憶媒体、並びに入出力部を含むマイクロコンピュータと、電源回路等と、によって構成された演算処理回路である。ECU15には、エアフロメータ20から出力されるセンサ信号や、複数の車載センサから出力されるセンサ信号などが入力される。ECU15は、エアフロメータ20による計測結果を用いて、インジェクタ16の燃料噴射量やEGR量などについてエンジン制御を行う。ECU15は、内燃機関11の運転制御を行う制御装置であり、燃焼システム10をエンジン制御システムと称することもできる。また、ECU15は、外部装置に相当する。
 燃焼システム10は、車載センサとして複数の計測部を有している。計測部としては、エアフロメータ20の他に、スロットルセンサ18aや吸気圧センサ18b、水温センサ18c、クランク角センサ18d、空燃比センサ18e、ノックセンサ18f、カム角センサ18gなどがある。これら計測部は、いずれもECU15に電気的に接続されており、ECU15に対して検出信号を出力する。
 燃焼システム10は、吸入空気を浄化するエアクリーナ19を有している。エアクリーナ19は、吸気通路12の上流端部に設けられている。エアクリーナ19は、吸気通路12に取り込まれる吸入空気から異物を除去するエアフィルタ19aを有している。エアフィルタ19aは、吸入空気を通過させる一方で異物を引っ掛けるメッシュ等を有しており、例えばポリエチレン等の合成樹脂材料により形成されている。
 エアフロメータ20は、吸気通路12においてエアクリーナ19の下流側であって、スロットルセンサ18aが取り付けられたスロットルバルブの上流側に設けられている。図2、図3に示すように、エアフロメータ20は、吸気通路12を形成するダクト等の吸気管12aに取り付けられている。吸気管12aには、その外周部を貫通する貫通孔としてエアフロ挿入孔12bが設けられている。このエアフロ挿入孔12bには円環状の管フランジ12cが取り付けられており、この管フランジ12cは吸気管12aに含まれている。エアフロメータ20は、管フランジ12c及びエアフロ挿入孔12bに挿入されることで吸気通路12に入り込んだ状態になっており、この状態で吸気管12aや管フランジ12cに固定されている。
 本実施形態では、エアフロメータ20について、幅方向X、高さ方向Y及び奥行き方向Zを定義しており、これら方向X,Y,Zは互いに直交している。エアフロメータ20は高さ方向Yに延びており、吸気通路12は奥行き方向Zに延びている。図3に示すように、エアフロメータ20は、吸気通路12に入り込んだ入り込み部分20aと、吸気通路12に入り込まずに管フランジ12cから外部にはみ出したはみ出し部分20bとを有している。これら入り込み部分20aとはみ出し部分20bとは高さ方向Yに並んでいる。エアフロメータ20においては、高さ方向Yに並んだ一対の端面20c,20dのうち、入り込み部分20aに含まれた方をエアフロ先端面20cと称し、はみ出し部分20bに含まれた方をエアフロ基端面20dと称する。なお、エアフロ先端面20c及びエアフロ基端面20dは高さ方向Yに直交している。また、管フランジ12cの先端面も高さ方向Yに直交している。
 図2~図5に示すように、エアフロメータ20は、ハウジング21と、吸入空気の流量を検出する流量検出部22と、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ23(図4参照)とを有している。ハウジング21は、樹脂材料等により形成されている。エアフロメータ20においては、ハウジング21が吸気管12aに取り付けられていることで、流量検出部22が、吸気通路12を流れる吸入空気と接触可能な状態になる。ハウジング21は、ハウジング本体24、リング保持部25、フランジ部27及びコネクタ部28を有しており、リング保持部25に対してOリング26が取り付けられている。
 ハウジング本体24は全体として筒状に形成され、ハウジング21においては、リング保持部25、フランジ部27及びコネクタ部28がハウジング本体24に一体的に設けられた状態になっている。リング保持部25は入り込み部分20aに含まれ、フランジ部27及びコネクタ部28ははみ出し部分20bに含まれている。
 リング保持部25は、管フランジ12cの内部に設けられており、Oリング26を高さ方向Yに位置ずれしないように保持している。Oリング26は、管フランジ12cの内部において吸気通路12を密閉するシール部材であり、リング保持部25の外周面と管フランジ12cの内周面との両方に密着している。フランジ部27には、エアフロメータ20を吸気管12aに固定するネジ等の固定具を固定するネジ孔等の固定孔が形成されている。コネクタ部28は、流量検出部22に電気的に接続された複数のコネクタ端子28aを保護する保護部である。コネクタ部28には、プラグ部が装着される。プラグ部は、ECU15に電気的に接続された接続線の端部に設けられており、プラグ部がコネクタ部28に装着されることで、ECU15と流量検出部22とが電気的に接続される。
 流量検出部22はハウジング21の内部に設けられている。これに対して、図4に示すように、吸気温センサ23はハウジング21の外側に設けられている。吸気温センサ23は、吸入空気の温度を感知する感温素子23aと、感温素子23aから延びた一対のリード線23b、検出信号を送る信号ターミナル23cと、グランドGND(図9参照)に接地された接地ターミナル23dとを有している。感温素子23aは、一対のリード線23bにかけ渡された状態になっており、一対のリード線23bの一方に信号ターミナル23cが接続され、他方に接地ターミナル23dが接続されている。感温素子23aは、リード線23bを介して信号ターミナル23c及び接地ターミナル23dに接続されている。
 信号ターミナル23c及び接地ターミナル23dは、それぞれコネクタ端子28aに電気的に接続されている。複数のコネクタ端子28aには、プラグ部がコネクタ部28に装着された状態でグランドGNDに接地される接地端子が含まれており、接地ターミナル23dは、この接地端子に接続されていることでグランドGNDに接地されている。
 ハウジング21は、信号ターミナル23c及び接地ターミナル23dを支持するターミナル支持部21aを有している。ターミナル支持部21aは、ハウジング21の外面が外部に向けて突出することで形成されており、信号ターミナル23c及び接地ターミナル23dは、ターミナル支持部21aの内部を貫通していることでそのターミナル支持部21aにより支持されている。接地ターミナル23dの少なくとも一部がハウジング21の外部に露出した状態になっている。なお、図2においては、流量検出部22の図示を省略している。
 図3、図5に示すように、ハウジング21は、吸気通路12を流れる吸入空気の一部が流れ込むバイパス流路30を形成している。バイパス流路30は、エアフロメータ20の入り込み部分20aに配置されている。バイパス流路30は、通過流路31及び計測流路32を有しており、これら通過流路31及び計測流路32は、ハウジング21の内部に形成されている。なお、吸気通路12を主通路と称し、バイパス流路30を副通路と称することもできる。
 通過流路31は、奥行き方向Zにハウジング21を貫通している。通過流路31は、その上流端部である流入口33と、下流端部である流出口34とを有している。計測流路32は、通過流路31の中間部分から分岐した分岐流路であり、この計測流路32に流量検出部22が設けられている。計測流路32は、その上流端部である計測入口35と、下流端部である計測出口36とを有している。通過流路31から計測流路32が分岐した部分はこれら通過流路31と計測流路32との境界部になっており、この境界部に計測入口35が含まれていることになる。なお、計測入口35が分岐入口に相当し、計測出口36が分岐出口に相当する。また、通過流路31と計測流路32との境界部を流路境界部と称することもできる。
 流量検出部22は、ヒータ部を有する熱式の流量センサである。流量検出部22は、ヒータ部の発熱に伴って温度変化が生じた場合に、その温度変化に応じた検出信号を出力する。流量検出部22は直方体状のチップ部品であり、流量検出部22をセンサチップと称することもできる。なお、流量検出部22が、吸入空気の流量を流体の物理量として検出する「物理量検出部」に相当する。また、流量検出部22は、熱式の流量センサに限定されず、可動フラップ式の流量センサやカルマン渦式の流量センサ等であってもよい。
 エアフロメータ20は、流量検出部22を含んで構成されたセンササブアッセンブリを有しており、このセンササブアッセンブリをセンサSA50と称する。センサSA50は、流量検出部22を計測流路32に露出させた状態で、ハウジング21の内部に収容されている。なお、センサSA50を計測ユニット、センサパッケージと称することもできる。
 センサSA50は、計測流路32に入り込んだ入り込み部分50aと、計測流路32に入り込まずに計測流路32からはみ出したはみ出し部分50bとを有している。入り込み部分50aとはみ出し部分50bとは高さ方向Yに並んでおり、流量検出部22は入り込み部分50aに含まれている。
 センサSA50は、流量検出部22を有するSA本体51と、SA本体51から突出したリードターミナル52とを有している。センサSA50においては、流量検出部22の検出結果が回路チップ等の処理部に入力され、処理部の処理結果等がリードターミナル52を介してECU15に出力される。SA本体51は、処理部やこの処理部等を保護するモールド部を有しており、モールド部の内部においてリードターミナル52が処理部等を介して流量検出部22に電気的に接続されている。モールド部の単位体積当たりの抵抗である体積抵抗率は、1.0×1014Ωcmより大きくなっている。リードターミナル52は、導電性を有する金属等の導電材料により形成されており、SA本体51から複数突出している。複数のリードターミナル52の少なくとも1つは、複数のコネクタ端子28aに含まれた接地端子に接地ターミナル23dと共に接続されている。なお、センサSA50が「検出ユニット」に相当し、リードターミナル52が「検出ターミナル」に相当する。
 ハウジング21は、複数の部材を組み合わせることで形成されている。図2~図5に示すように、ハウジング21は、複数の部材として、バイパス流路30を形成する部材である流路形成部61と、リードターミナル52を収容する部材であるターミナル収容部65とを有している。なお、リードターミナル52は、ターミナル収容部65にインサートされたインサートターミナルでもある。
 流路形成部61とターミナル収容部65とは高さ方向Yに並べられており、ハウジング21においては、入り込み部分20aの大部分が流路形成部61により形成され、はみ出し部分20bの大部分がターミナル収容部65により形成されている。流路形成部61とターミナル収容部65との境界部は、高さ方向Yに直交する方向に延びており、入り込み部分20aとはみ出し部分20bとの境界部にほぼ一致している。なお、流路形成部61とターミナル収容部65との境界部は、入り込み部分20aとはみ出し部分20bとの境界部からエアフロ先端面20c側やエアフロ基端面20d側にずれた位置にあってもよい。
 ターミナル収容部65は、リードターミナル52の全体を収容している。リードターミナル52は、流路形成部61とターミナル収容部65との境界部よりもエアフロ基端面20d側に配置されている。ハウジング21においては、フランジ部27及びコネクタ部28がターミナル収容部65に含まれている。
 流路形成部61は、複数の部材を組み合わせることで形成されており、これら部材として、図2に示すように、第1流路部材62及び第2流路部材63を有している。第1流路部材62と第2流路部材63とは幅方向Xに並べられており、これら流路部材62,63の境界部は幅方向Xに直交する方向に延びている。第1流路部材62及び第2流路部材63のそれぞれには、互いに重ね合わされる面に溝が設けられており、これら溝が組み合わされることでバイパス流路30が形成される。流路形成部61には、バイパス流路30及びリング保持部25が含まれている。
 第1流路部材62はターミナル支持部21aを有している。このため、第1流路部材62は、ターミナル支持部21aにて接地ターミナル23dを介してグランドGNDに接地されている。第1流路部材62と第2流路部材63とターミナル収容部65とは、樹脂材料等により互いに接合されている。このため、第2流路部材63及びターミナル収容部65は、第1流路部材62を介して接地ターミナル23dによりグランドGNDに接地されている。すなわち、ハウジング21は接地ターミナル23dによりグランドGNDに接地されている。この場合、接地ターミナル23dが「接地部」に相当する。
 図6、図7に示すように、流路部材62,63及びターミナル収容部65のそれぞれにおいては、絶縁性を有する絶縁部71a,71b,71cに、導電性を有する複数の導電部72a,72b,72cが混じって分散した状態になっている。絶縁部71a~71cは、絶縁材料としての樹脂材料により形成されており、樹脂材料としては、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)やポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)などの熱可塑性樹脂が挙げられる。絶縁部71a~71cは、熱可塑性樹脂の特性により可逆的に固化している。導電部72a~72cには、1種類の熱可塑性樹脂が含まれていてもよく、複数種類の熱可塑性樹脂が含まれていてもよい。
 導電部72a~72cは、導電材料としてのカーボン材料により形成されており、カーボン材料としては、カーボン粉やカーボン繊維、ナノカーボン、グラフェン、炭素マイクロ粒子などが挙げられる。導電部72a~72cには、これらカーボン粉、カーボン繊維、ナノカーボン、グラフェン及び炭素マイクロ粒子のうち複数が含まれている。ナノカーボンとしては、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバー、フラーレンなどが挙げられる。
 流路部材62,63及びターミナル収容部65の単位体積当たりの抵抗である各体積抵抗率は、いずれも1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている。絶縁部71a~71cの体積抵抗率は、1.0×1014Ωcmより大きい値である。絶縁部71a~71cに複数の導電部72a~72cが混ざっていることで、流路部材62,63及びターミナル収容部65の各体積抵抗率が、絶縁部71a~71cの体積抵抗率よりも小さい値になっている。流路部材62,63及びターミナル収容部65においては、絶縁部71a~71cを形成する絶縁材料が主材料であり、導電部72a~72cを形成する導電材料は主材料に添加された添加材料である。
 流路部材62,63及びターミナル収容部65においては、体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になるように、絶縁部71a~71cに対する導電部72a~72cの含有率や含有量が設定されている。流路部材62,63及びターミナル収容部65に含まれる含有量は、絶縁部71a~71cが導電部72a~72cより多くなっている。例えば、導電部72a~72cの質量は、絶縁部71a~71cの質量の2%~20%の範囲に含まれている。本実施形態では、導電部72a~72cの質量は、絶縁部71a~71cの質量の12%程度に設定されている。
 図6に示すように、流路部材62,63においては、導電部72a,72bが絶縁部71a,71bの全体に分散した状態になっている。これら流路部材62,63は、ハウジング21の外面に含まれる外面62a,63aと、バイパス流路30を形成する内面62b,63bとを有している。ハウジング21の内面はバイパス流路30を形成する形成面であり、流路部材62,63の内面62b,63bはハウジング21の内面に含まれている。これら流路部材62,63の各体積抵抗率は、外面62a,63aと内面62b,63bとの間の抵抗を示す値である。体積抵抗率の測定方法としては、外面62a,63aと内面62b,63bとの間に電流を流す2端子法などがある。
 図7に示すように、ターミナル収容部65は、ハウジング21の外面に含まれる露出面65aと、流路部材62,63に接合される接合面65bとを有している。ターミナル収容部65の体積抵抗率は、露出面65aと接合面65bとの間の抵抗を示す値であり、上述した2端子法などにより測定することができる。なお、露出面65a及び接合面65bは、ターミナル収容部65の外面に含まれている。
 ターミナル収容部65は、露出面65a及び接合面65bを形成する外層66と、外層66の内側に設けられた内層67とを有している。外層66は、ターミナル収容部65の外面に沿って延びていることで内層67の全体を覆った状態になっている。ターミナル収容部65においては、絶縁部71cに対する導電部72cの含有率が、外層66の方が内層67に比べて大きくなっている。内層67には、導電部72cが含まれていない又は僅かに含まれている程度であり、内層67の体積抵抗率が外層66の体積抵抗率より大きくなっている。
 流路部材62,63及びターミナル収容部65を互いに組み付けることで形成されたハウジング21についても、単位体積当たりの抵抗である体積抵抗率は1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている。ハウジング21の体積抵抗率は、第1流路部材62の外面62aと第2流路部材63の外面62aとターミナル収容部65の露出面65aとのうち2つの面の間の抵抗を示す値であり、上述した2端子法などにより測定することができる。すなわち、ハウジング21の体積抵抗率は、ハウジング21の外面において互いに離間した部分の間の抵抗を示す値である。
 また、流路部材62,63を互いに組み付けることで形成された流路形成部61についても、単位体積当たりの抵抗である体積抵抗率は1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている。流路形成部61の体積抵抗率は、第1流路部材62の外面62aと第2流路部材63の外面62aとの間の抵抗を示す値であり、上述した2端子法などにより測定することができる。すなわち、流路形成部61の体積抵抗率は、流路形成部61の外面において互いに離間した部分の間の抵抗を示す値である。
 センサSA50のリードターミナル52は、その全体がターミナル収容部65の内層67に収容されており、内層67から突出していない。上述したように、ターミナル収容部65において、内層67には導電部72cがほとんど含まれていないことで、内層67の絶縁性能は外層66に比べて高くなっている。このため、ターミナル収容部65においてリードターミナル52の漏電が生じるということが抑制されている。なお、図7においては、コネクタ端子28aやSA本体51の図示を省略している。
 流路部材62,63及びターミナル収容部65は、絶縁材料に導電材料が混合された状態の溶融樹脂が射出成形機から金型等の型装置に注入されることで製造される。射出成形機から型装置に溶融樹脂を注入する速度は、流路部材62,63を製造する場合の方が、ターミナル収容部65を製造する場合に比べて遅くされる。このように、溶融樹脂の注入速度が比較的遅いことで、導電材料が流路部材62,63の全体に行き渡りやすくなっている。また、溶融樹脂の注入速度が比較的速いことで、導電材料が、ターミナル収容部65の全体に行き渡らずに内層67に比べて外層66の方が多くなるように偏って配置されやすくなっている。なお、第1流路部材62と第2流路部材63とターミナル収容部65とは、これら流路部材62,63及びターミナル収容部65の樹脂成型に用いられる溶融樹脂を用いて互いに接合されている。このため、これら接合部分においても、絶縁部に導電部が混じって分散した状態になっている。
 型装置を用いた樹脂成型においては、型装置の内部に注入された溶融樹脂のうち型装置の表面に接触した溶融樹脂が冷えて固化することでスキン層が形成され、スキン層よりも内側の溶融樹脂がスキン層よりも遅いタイミングで固化することでコア層が形成される。流路部材62,63及びターミナル収容部65においては、スキン層に導電材料が含まれやすくなっている。流路部材62,63では、スキン層とコア層とで導電材料の含有率が同程度になっている。一方、ターミナル収容部65においては、コア層に比べてスキン層の方が導電部72cの含有率が高くなっている。また、ターミナル収容部65においては、スキン層が外層66になっており、コア層が内層67になっている。
 吸入空気に含まれる異物がエアフィルタ19aを通過できるほどに小さい場合、この異物は、エアクリーナ19を通過してエアフロメータ20に到達する。この異物がエアフロメータ20のハウジング21に接触すると、摩擦帯電や接触帯電によって異物やハウジング21が静電気を帯びて帯電することがある。ハウジング21に比べてプラスに帯電しやすい異物がハウジング21に接触した場合、この異物はプラスに帯電したプラス異物Fpになり、ハウジング21にはマイナス電荷75が生じる(図9参照)。このマイナス電荷75は、ハウジング21においてスキン層など外面や内面に近い位置に存在する。また、プラスに帯電しやすい異物が既にプラス異物Fpになっていても、このプラス異物Fpがハウジング21に接触することで、プラス異物Fpは更にプラスに帯電し、ハウジング21は更にマイナスに帯電してマイナス電荷75が増加する。
 プラスに帯電しやすい異物としては、砂や砂塵などのガラス成分を含む異物が挙げられる。物質ごとにプラス及びマイナスのいずれに帯電しやすいのかを示す帯電列において、ハウジング21を形成する材料よりもプラスに帯電しやすい位置に配置された物質が異物である場合は、異物がプラスに帯電し、ハウジング21がマイナスに帯電しやすい。
 図8に示すように、異物Fが吸入空気と共にエアクリーナ19を通過する際にエアフィルタ19aに接触した場合、この異物Fは、帯電列においてエアフィルタ19aの材料よりプラスに帯電しやすいことで、プラスに帯電してプラス異物Fpになる。この場合、エアフィルタ19aはマイナスに帯電する。また、プラスに帯電しやすい異物が、プラスに帯電しないままエアクリーナ19を通過することも想定される。
 エアクリーナ19を通過したプラス異物Fpは、図5に示すように、エアフロメータ20に到達することで、ハウジング21の外面や内面に接近する。この場合、プラス異物Fpは、ハウジング21への接触により生じた又は既に存在していたマイナス電荷75に電気的に吸引されることで、ハウジング21の外面62aや内面62bに付着しやすい。エアフロメータ20では、異物によるハウジング21の帯電が繰り返されることでマイナス電荷75がハウジング21にてある程度増えてくると、これらマイナス電荷75がハウジング21からセンサSA50の流量検出部22に拡散しやすくなる。流量検出部22に移動したマイナス電荷75により流量検出部22がマイナスに帯電すると、吸入空気と共に計測流路32に進入したプラス異物Fpは、流量検出部22でのマイナス電荷75に電気的に吸引されることで流量検出部22に付着しやすくなる。このように、流量検出部22に異物が付着すると、異物の存在によって流量検出部22の検出精度が低下することが懸念される。
 これに対して、本実施形態では、上述したように、流路部材62,63の各体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっているため、マイナス電荷75による絶縁破壊が比較的発生しやすくなっている。
 例えば、図9に示すように、複数のマイナス電荷75が外面62aに近い導電部72Xに集まっており、複数のプラス異物Fpがこれらマイナス電荷75により電気的に吸引されていることで第1流路部材62の外面62aに付着している場合を想定する。この場合、第1流路部材62は静電気によりマイナスに帯電した状態であり、導電部72Xは第1流路部材62のスキン層に含まれている。第1流路部材62においては、導電部72Xに集まったマイナス電荷75の数が多いほどこの導電部72Xの電位が負側に高くなり、この電位による電圧がある程度高くなると、導電部72Xとその近くの導電部72Yとの間で放電Edが生じる。
 導電部72X,72Yの間での放電Edが発生すると、絶縁部71aにおいて導電部72X,72Yの間の部分にて絶縁破壊が生じ、導電部72Xのマイナス電荷75が導電部72Yに移動する。このような放電及び絶縁破壊が、導電部72Xと接地ターミナル23dとを結ぶ経路において複数の位置で発生することで、導電部72Xに溜まっていたマイナス電荷75が複数の導電部72a及び接地ターミナル23dを通じてグランドGNDに放出される。このように、複数のプラス異物Fpを電気的に吸引していたマイナス電荷75が導電部72Xからなくなると、これらプラス異物Fpは第1流路部材62の外面62aから離間しやすくなる。このため、外面62aに接触しているプラス異物Fpにより第1流路部材62が再びマイナスに帯電してマイナス電荷75が生じるということが抑制される。
 このような静電気による絶縁破壊が生じやすい電圧としては0.1kV~10kVが想定される。第1流路部材62において絶縁破壊が生じやすい体積抵抗率は、静電気によって生じる電圧に応じて異なる。例えば、体積抵抗率が大きいほど静電破壊の生じやすい電圧は大きくなる。具体的には、0.1kVの静電気の場合は体積抵抗率が1.0×1011Ωcm程度であると絶縁破壊が比較的発生しやすく、1kVの静電気の場合は体積抵抗率が1.0×1012Ωcm程度であると絶縁破壊が比較的発生しやすい。また、10kVの静電気の場合は体積抵抗率が1.0×1013Ωcm程度であると絶縁破壊が比較的発生しやすい。このため、車両に搭載された状態のエアフロメータ20について、静電気によりハウジング21に生じやすい電圧値を試験等で取得しておき、この取得結果に応じてエアフロメータ20の製造時にハウジング21の体積抵抗率が設定することが好ましい。
 なお、図9では、マイナス電荷75が通る経路が明確になるように、接地ターミナル23dを内面62bに近い位置に図示したが、上述したように、接地ターミナル23dは実際には外面62aに近い位置に配置されている。
 第2流路部材63においても、外面63aに付着したプラス異物Fpを複数のマイナス電荷75が電気的に吸引している場合、これらマイナス電荷75と接地ターミナル23dとを結ぶ経路において放電及び絶縁破壊が複数の位置で発生しやすい。この場合、第2流路部材63には接地ターミナル23dが接続されていないことに起因して、第2流路部材63に溜まっていたマイナス電荷75は、第1流路部材62を通ってグランドGNDに放出される。
 ターミナル収容部65の外層66においても、露出面65aに付着したプラス異物Fpを複数のマイナス電荷75が電気的に吸引している場合、これらマイナス電荷75と接地ターミナル23dとを結ぶ経路において放電及び絶縁破壊が複数の位置で発生しやすい。ただし、ターミナル収容部65においては、導電部72cが内層67にほとんど含まれていないことに起因して、内層67では放電及び絶縁破壊が発生しにくくなっている。さらに、ターミナル収容部65には接地ターミナル23dが設けられていないこともあり、ターミナル収容部65の外層66に溜まっていたマイナス電荷75は、内層67を通らずに第1流路部材62や第2流路部材63を通ってグランドGNDに放出される。
 次に、エアフロメータ20の計測精度とハウジング21の体積抵抗率との関係について説明する。ここでは、エアフロメータ20の計測精度として、吸気通路12での吸入空気量について、真の値である真値に対するエアフロメータ20の計測値の誤差の大きさを割合で算出した誤差率を用いている。図10に示すように、ハウジング21の体積抵抗率が1.0×1014Ωcm以下である範囲においては、計測値の誤差率が十分に小さくなっている。これに対して、ハウジング21の体積抵抗率が1.0×1014Ωcmより大きい範囲においては、計測値の誤差率が急増している。このように、ハウジング21の体積抵抗率と計測値の誤差率との関係を取得する試験では、ハウジング21の体積抵抗率が1.0×1014Ωcm以下の値に設定されることで流量検出部22による検出精度が向上するという試験結果が得られている。
 また、流路部材62,63やターミナル収容部65、流路形成部61、ハウジング21の体積抵抗率が1.0×1011Ωcmより小さい構成では、ハウジング21に溜まった静電気のエネルギが比較的小さくても放電及び絶縁破壊が発生することが想定される。この構成では、絶縁部71a~71cにて発生する放電及び絶縁破壊の回数が過剰に多くなりやすく、絶縁破壊に伴って絶縁部71a~71cの劣化が進行しやすくなることが懸念される。これに対して、本実施形態では、ハウジング21等の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm以上の値になっている。このため、ハウジング21の帯電に伴って過剰に多くの絶縁破壊が発生するということが生じにくくなり、その結果、絶縁破壊に伴って絶縁部71a~71cの劣化が進行することを抑制できると考えられる。
 ここまで説明した本実施形態によれば、流路形成部61の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている。この構成では、流路形成部61に溜まったマイナス電荷75の電気的エネルギにより放電及び絶縁破壊が比較的発生しやすくなっているため、このマイナス電荷75が接地ターミナル23dを通じてグランドGNDに放出されやすくなっている。この場合、仮に流路形成部61に溜まったマイナス電荷75が流量検出部22に拡散していたとしても、流量検出部22に溜まっていたマイナス電荷75も流路形成部61を通じてグランドGNDに放出できる。このように、流路形成部61や流量検出部22がマイナスに帯電した状態を解消することで流量検出部22に異物が付着しにくくなるため、流量検出部22への異物の付着によって流量検出部22の検出精度が低下するということを抑制できる。
 また、流量検出部22の検出精度が向上することで、ECU15に入力されるエアフロメータ20の出力である計測結果が安定することになる。このため、本実施形態のように、ECU15がエアフロメータ20の出力を用いて内燃機関11の出力を制御する構成では、エアフロメータ20の出力が安定することで、内燃機関11の出力を安定させ且つ向上させることができる。さらに、ハウジング21や流量検出部22へのプラス異物Fpの付着によりハウジング21や流量検出部22の汚損が発生するということを抑制できる。この場合、ハウジング21の外面に付着した異物により吸気通路12での吸入空気の流れにロスが生じるということが抑制されるため、吸気効率を向上させることができ、さらに、スロットルセンサ18aなど他製品への悪影響が及ぶことを排除できる。また、この場合、ハウジング21の内面に付着した異物によりバイパス流路30にてスムーズな吸入空気の流れを保つことが可能であるため、エアフロメータ20の出力安定性を高めることができる。
 本実施形態によれば、ターミナル収容部65の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている。このため、仮にターミナル収容部65がマイナスに帯電したとしても、流路形成部61がマイナスに帯電した場合と同様に、絶縁破壊が生じることでマイナス電荷75をグランドGNDに放出できる。したがって、ターミナル収容部65や流量検出部22がマイナスに帯電した状態を解消できる。
 本実施形態によれば、ハウジング21の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている。このため、仮にハウジング21がマイナスに帯電したとしても、流路形成部61がマイナスに帯電した場合と同様に、絶縁破壊が生じることでマイナス電荷75をグランドGNDに放出できる。したがって、ハウジング21や流量検出部22がマイナスに帯電した状態を解消できる。
 本実施形態によれば、ハウジング21においては、絶縁部71a~71cに導電部72a~72cが混じった状態になっている。この構成では、ハウジング21の外面付近にマイナス電荷75が溜まった場合に、マイナス電荷75が溜まっている部分から近くの導電部72a~72cまで絶縁破壊が行われることで、マイナス電荷75が接地ターミナル23dに向けて移動することができる。このように、絶縁部71a~71cにおいて導電部72a~72cにより仕切られた部分という短い距離の絶縁破壊が複数ヵ所で生じることにより、マイナス電荷75が接地ターミナル23dまで到達することができる。したがって、ハウジング21に溜まったマイナス電荷75が絶縁破壊に伴ってグランドGNDに放出されやすい構成を実現できる。
 本実施形態によれば、導電部72a~72cが複数種類のカーボン材料を複合して形成されている。このため、溶融樹脂を用いて流路部材62,63及びターミナル収容部65の樹脂成型を行う場合に、溶融樹脂では導電材料が絶縁材料の全体に行き渡りやすくなっている。この場合、流路部材62,63及びターミナル収容部65が複雑な形状を有していたとしても、これら流路部材62,63及びターミナル収容部65のスキン層など表面に近い位置に導電部72a~72cを配置することができる。このため、表面に近い位置に集まった複数のマイナス電荷75が絶縁破壊に伴って近くの導電部72a~72cに移動しやすくなっている。このように、ハウジング21の複雑な製品形状などにも効率よく対応して、マイナス電荷75をグランドGNDに放出することができる。
 本実施形態によれば、絶縁部71a~71cが、可逆的に固化した熱可塑性樹脂により形成されている。このため、流路部材62,63及びターミナル収容部65において、静電気による絶縁破壊が生じた場合に、その絶縁破壊が生じた位置にて絶縁部71a~71cが溶融したとしても、その溶融した部分が再び固化すると考えられる。この場合、絶縁部71a~71cにおいては、絶縁破壊の発生に伴って劣化するということが生じにくいと想定される。したがって、絶縁破壊を生じさせることでハウジング21や流量検出部22が帯電しにくい構成を実現した上で、絶縁破壊によりハウジング21が劣化するということを抑制できる。
 本実施形態によれば、ターミナル収容部65においては、リードターミナル52を収容した内層67の方が外層66に比べて導電部72cの含有率が低くなっている。このため、ターミナル収容部65がマイナスの帯電した場合に、外層66にて絶縁破壊を生じさせることでマイナス電荷75をグランドGNDに放出できる一方で、内層67では、リードターミナル52の漏電が発生しないように絶縁性を確保できる。このため、静電気によって流量検出部22の検出精度が低下することを外層66により抑制しつつ、リードターミナル52とECU15等の外部装置との間で信号の授受を精度良く行わせることができる。
 ターミナル収容部65においては、外層66と内層67とが共通の溶融樹脂により一体的に成型されている。この構成では、電気導通を可能にするリードターミナル52に対する電気的な絶縁と、ターミナル収容部65の帯電を防止する電気的な導電という異なる機能を、複数種類の溶融樹脂を使わずに、1種類の溶融樹脂により実現することができる。このため、構造についてもコストについても優れたターミナル収容部65を製造できる。
 本実施形態によれば、接地ターミナル23dが流路形成部61の外面から外部に露出している。この構成では、流路形成部61がマイナスに帯電した場合に、マイナス電荷75が流路形成部61の外面近くを移動して接地ターミナル23dに到達することが可能になる。この場合、流路形成部61においては、絶縁破壊を伴う内部経路と、外面に沿って延びる外部経路との両方の経路を通じてマイナス電荷75をグランドGNDに放出できるため、流路形成部61がマイナスに帯電することをより確実に抑制できる。
 本実施形態によれば、流路形成部61の体積抵抗率は、外面62a,63aと内面62b,63bとの間の抵抗を示す値である。このため、流路形成部61の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmに設定されていることで、絶縁破壊に伴ってマイナス電荷75が流路形成部61の内部を通って接地ターミナル23dに到達するという事象の発生しやすさを管理できる。したがって、流路形成部61において外面62a,63a及び内面62b,63bのうち一方だけに接地ターミナル23dが接続された構成でも、他方側に溜まったマイナス電荷75を絶縁破壊の発生に伴って接地ターミナル23dに到達させることができる。
(第2実施形態)
 上記第1実施形態では、ターミナル収容部65での絶縁部71cの分布が偏っていることで内層67及び外層66が形成されていた。これに対して、第2実施形態では、絶縁部71cがターミナル収容部65の全体に拡散していることで内層67及び外層66が形成されていない。本実施形態では、上記第1実施形態との相違点を中心に説明する。
 図11に示すように、ターミナル収容部65においては、流路部材62,63と同様に、導電部72cが絶縁部71cの全体に拡散した状態になっている。この構成でも、ターミナル収容部65の体積抵抗率は、1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている。この場合、ターミナル収容部65においては、リードターミナル52の周辺に導電部72cが存在するものの、リードターミナル52に印加される程度の電圧では絶縁部71cの絶縁破壊が生じにくくなっているため、リードターミナル52の漏電を抑制できる。
 本実施形態では、ターミナル収容部65を樹脂成型する場合に、射出成形機から型装置への溶融樹脂の注入速度が、流路部材62,63を樹脂成型する場合の溶融樹脂の注入速度と同程度になるように遅くされる。この場合、型装置の内部に注入された溶融樹脂の全体に導電材料が混じった状態が保持されやすいため、絶縁部71cの全体に導電部72cが拡散しやすくなる。
(第3実施形態)
 上記第1実施形態では、ターミナル収容部65に導電部72cが含まれていたが、第3実施形態では、図12に示すように、ターミナル収容部65に導電部72cが含まれていない。本実施形態では、上記第1実施形態との相違点を中心に説明する。
 ターミナル収容部65に導電部72aが含まれていないことで、ターミナル収容部65の体積抵抗率は、絶縁部71cの体積抵抗率と同様に、1.0×1014Ωcmより大きい値になっている。この構成では、ターミナル収容部65によるリードターミナル52の絶縁性が高められているため、リードターミナル52とECU15との信号授受の精度を更に高めることができる。
 以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。上記実施形態の変形例について述べる。
 変形例1として、流路部材62、63が、絶縁部71a,71bに導電部72a,72bが混じった外層と、絶縁部71a,71bに対する導電部72a,72bの含有率が外層より低い内層とを有していてもよい。この場合でも、流路部材62,63や流路形成部61、ハウジング21の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっていればよい。
 変形例2として、ターミナル収容部65においては、外層66がスキン層よりも分厚い層であってもよい。この場合、スキン層とコア層の一部とにより外層66が形成されている。すなわち、コア層においても、その周縁部側の一部に導電部72cが多く含まれた部分があり、この部分が外層66を形成している一方で、残りの部分が内層67を形成している。
 変形例3として、流路部材62,63といった複数の部材を組み付けて流路形成部61を製造するのではなく、流路形成部61が1つの部材により形成されていてもよい。例えば、流路形成部61が一体的に樹脂成型された構成とする。この構成でも、流路形成部61の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっていることで、流路形成部61に溜まったマイナス電荷75が絶縁破壊に伴ってグランドGNDに放出されやすくなる。また、流路形成部61において、絶縁部に導電部が混じった状態になっていることで、絶縁部での絶縁破壊が生じやすくなる。
 変形例4として、流路部材62,63やターミナル収容部65といった複数の部材を組み付けてハウジング21を製造するのではなく、ハウジング21が1つの部材により形成されていてもよい。例えば、ハウジング21が一体的に樹脂成型された構成とする。この構成でも、ハウジング21の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっていることで、ハウジング21に溜まったマイナス電荷75が絶縁破壊に伴ってグランドGNDに放出されやすくなる。また、ハウジング21において、絶縁部に導電部が混じった状態になっていることで、絶縁部での絶縁破壊が生じやすくなる。
 変形例5として、流路部材62,63やターミナル収容部65においては、絶縁部71a~71cに導電部72a~72cが混じっていなくてもよい。例えば、絶縁部71a~71cの体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている構成とする。この構成では、絶縁部71a~71cを形成する絶縁材料の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm~1.0×1014Ωcmの範囲に含まれる値になっている。
 変形例6として、絶縁部71a~71cを形成する樹脂材料として、熱可塑性樹脂ではなく熱硬化性樹脂などが用いられてもよい。また、絶縁部71a~71cを形成する絶縁材料として、樹脂材料ではなくゴム材料などが用いられてもよい。
 変形例7として、導電部72a~72cを形成するカーボン材料として、カーボン粉やカーボン繊維、ナノカーボン、グラフェン、炭素マイクロ粒子のうち1種類だけが用いられてもよい。また、導電部72a~72cを形成する導電材料として、カーボン材料ではなくアルミニウム等の金属材料が用いられてもよい。
 変形例8として、流路部材62,63やターミナル収容部65、流路形成部61、ハウジング21といった部材の各体積抵抗率は、これら部材の単位面積当たりの抵抗である表面抵抗率を用いて算出されてもよい。
 変形例9として、流路部材62,63やターミナル収容部65、流路形成部61、ハウジング21といった部材において、抵抗値が最も大きい部分の抵抗値が1.0×1011Ω~1.0×1014Ωの範囲に含まれる値になっていてもよい。例えば、ハウジング21において、互いに最も離間した2点の間の抵抗値が1.0×1011Ω~1.0×1014Ωの範囲に含まれる値になっている構成とする。この構成でも、ハウジング21が静電気により帯電した場合に、ハウジング21の内部において放電に伴う絶縁破壊を生じさせてマイナス電荷75をグランドGNDに放出することができる。
 変形例10として、吸入空気等の流体が流れる計測流路32には、流量検出部22等の物理量検出部として、流体の温度を検出する温度センサや、流体の湿度を検出する湿度センサ、圧力を検出する圧力センサなどが設けられていてもよい。
 変形例11として、バイパス流路30は、通過流路31及び計測流路32のうち計測流路32だけを有していてもよい。例えば、流入口33に代えて計測入口35がハウジング21の外面に設けられた構成とする。
 変形例12として、ハウジング21に取り付けられる接地ターミナル23d等の接地部は複数でもよい。例えば、流路部材62,63及びターミナル収容部65のそれぞれに1つずつ接地部が取り付けられた構成とする。また、第1流路部材62や第2流路部材63、ターミナル収容部65の少なくとも1つに接地部が複数取り付けられていてもよい。例えば、第1流路部材62において外面62a及び内面62bのそれぞれに接地部が個別に取り付けられた構成とする。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

 

Claims (10)

  1.  流体の物理量を計測する物理量計測装置(20)であって、
     前記流体が流れるバイパス流路(30)と、
     前記バイパス流路において前記流体の物理量を検出する物理量検出部(22)と、前記物理量検出部に電気的に接続された検出ターミナル(52)とを有する検出ユニット(50)と、
     絶縁性を有し且つ前記バイパス流路を形成する流路形成部(61)、及び絶縁性を有し且つ前記検出ターミナルを収容したターミナル収容部(65)を有するハウジング(21)と、
     前記流路形成部をグランド(GND)に接続した接地部(23d)と、
    を備え、
     前記流路形成部の体積抵抗率が1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている、物理量計測装置。
  2.  前記流路形成部は、
     前記流路形成部に絶縁性を付与する絶縁部(71a,71b)と、
     前記絶縁部に混じった状態で設けられ、導電性を有していることで前記流路形成部の体積抵抗率を前記絶縁部の体積抵抗率より小さくしている導電部(72a,72b)と、
    を有している請求項1に記載の物理量計測装置。
  3.  前記導電部は、カーボン粉、カーボン繊維、ナノカーボン、グラフェン及び炭素マイクロ粒子の少なくとも1つを含んで形成されている、請求項2に記載の物理量計測装置。
  4.  前記絶縁部は熱可塑性樹脂により形成されている、請求項2又は3に記載の物理量計測装置。
  5.  前記ターミナル収容部の体積抵抗率が、1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている、請求項1~4のいずれか1つに記載の物理量計測装置。
  6.  前記ターミナル収容部は、
     前記ターミナル収容部に絶縁性を付与する絶縁部(71c)と、
     前記絶縁部に混じった状態で設けられ、導電性を有していることで前記ターミナル収容部の体積抵抗率を前記絶縁部の体積抵抗率より小さくしている導電部(72c)と、
    を有している請求項1~5のいずれか1つに記載の物理量計測装置。
  7.  前記ターミナル収容部は、
     前記ターミナル収容部の外面(65a,65b)を形成する外層(66)と、
     前記絶縁部に対する前記導電部の含有率が前記外層に比べて低く、前記外層の内側に設けられた内層(67)と、
    を有しており、
     前記検出ターミナルは前記内層に収容されている、請求項6に記載の物理量計測装置。
  8.  前記接地部は、前記流路形成部の外面(62a)から外部に露出している、請求項1~7のいずれか1つに記載の物理量計測装置。
  9.  前記流路形成部の体積抵抗率は、前記流路形成部の外面(62a,63a)と内面(62b,63b)の間の抵抗を示す値である、請求項1~8のいずれか1つに記載の物理量計測装置。
  10.  流体の物理量を計測する物理量計測装置(20)であって、
     前記流体が流れるバイパス流路(30)を形成するハウジング(21)と、
     前記バイパス流路において前記流体の物理量を検出する物理量検出部(22)と、
     前記ハウジングをグランド(GND)に接地した接地部(23d)と、
    を備え、
     前記ハウジングの体積抵抗率が1.0×1011Ωcm以上且つ1.0×1014Ωcm以下の範囲に含まれている、物理量計測装置。

     
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