熱式空氣流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抑制基體構(gòu)件的成形時的變形而確保尺寸精度、尺寸變化對測定精度的影響小且能夠高精度地測定空氣流量的熱式空氣流量計(jì)。本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)(200)具有配置在內(nèi)燃機(jī)的吸氣通路的殼體構(gòu)件(211)、固定于殼體構(gòu)件(211)且具有供通過吸氣通路的空氣的一部分流入的副空氣通路(202)的基體構(gòu)件(230)，基體構(gòu)件(230)通過由合成樹脂材料構(gòu)成的板狀的樹脂成形件構(gòu)成，在固定電路基板(205)的基板固定部(301)與形成在基板固定部(301)前端部的副通路結(jié)構(gòu)部(302)之間一體地形成有提高基體構(gòu)件(230)的強(qiáng)度的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體(231)。由此，確保由樹脂成形的基體構(gòu)件(230)的強(qiáng)度，抑制成形時的基體構(gòu)件(230)的翹曲變形。
【專利說明】熱式空氣流量計(jì)
[0001]本申請是申請日為2011年8月22日、申請?zhí)枮?01110241137.2、發(fā)明名稱為“熱
式空氣流量計(jì)”的發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種計(jì)測空氣的流量的熱式空氣流量計(jì)，例如涉及一種安裝在內(nèi)燃機(jī)的吸氣管上而對向發(fā)動機(jī)供給的吸入空氣的流量進(jìn)行計(jì)測的熱式空氣流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0003]對向內(nèi)燃機(jī)供給的吸入空氣的流量進(jìn)行計(jì)測的熱式空氣流量計(jì)安裝在內(nèi)燃機(jī)的吸氣系統(tǒng)的局部而被 使用。熱式空氣流量計(jì)例如具有使發(fā)熱電阻體等流量檢測元件發(fā)熱而根據(jù)向空氣的散熱量來對通過空氣的流量進(jìn)行計(jì)測的結(jié)構(gòu)。因此，需要考慮保護(hù)流量檢測元件及確保流量計(jì)測精度，以免受到長期使用下的污損物等的影響。并且，在內(nèi)燃機(jī)的吸氣管中，伴隨發(fā)動機(jī)的吸排氣閥的開閉，吸入空氣流量配置成脈動流下，從而還需要對吸氣管共振時產(chǎn)生的逆流等吸氣脈動進(jìn)行考慮。
[0004]因此，在內(nèi)燃機(jī)中使用的現(xiàn)有的熱式空氣流量計(jì)中，如專利文獻(xiàn)I中記載的那樣，在副空氣通路內(nèi)配置流量檢測元件，來對流量檢測元件進(jìn)行保護(hù)，以免受到污損物或逆流等的影響。并且，近些年從排氣的凈化和改善燃料消耗率的方面考慮，要求吸入空氣流量的高精度計(jì)測，從而需要有一種對吸氣管內(nèi)產(chǎn)生的逆流也能準(zhǔn)確地計(jì)測的熱式空氣流量計(jì)。
[0005]另外，作為本發(fā)明中記載的具有肋結(jié)構(gòu)的熱式空氣流量計(jì)，在專利文獻(xiàn)2中記載的那樣的日本特開平5-302839號公報(bào)中提出有為了對懸臂結(jié)構(gòu)元件的抗震性進(jìn)行加強(qiáng)而在元件背面設(shè)置肋的結(jié)構(gòu)。并且，作為注射模塑成型時的收縮引起的變形的對策例，列舉有專利文獻(xiàn)3中記載那樣的日本特開2002-107201號公報(bào)。這是由于通過設(shè)置肋使注射模塑成型時產(chǎn)生的收縮減少，由此提高對置面的平面度，從而防止空氣從流量計(jì)向吸氣系統(tǒng)的插入部泄漏的情況。
[0006]【專利文獻(xiàn)I】日本專利3523022號公報(bào)
[0007]【專利文獻(xiàn)2】日本特開平5-302839號公報(bào)
[0008]【專利文獻(xiàn)3】日本特開2002-107201號公報(bào)
[0009]由于熱式空氣流量計(jì)在副空氣通路內(nèi)配置有檢測元件的狀態(tài)下也對逆流進(jìn)行計(jì)測，因此熱式空氣流量計(jì)的副空氣通路要求有彎曲通路部或節(jié)流形狀等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。另一方面，從市場方面考慮，還同時要求熱式空氣流量計(jì)的低成本化。即，需要克服在要求復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的同時實(shí)現(xiàn)低成本化這樣相反的課題。
[0010]若副空氣通路復(fù)雜，則結(jié)構(gòu)部件個數(shù)變多，存在通過組合上述結(jié)構(gòu)部件來構(gòu)成副空氣通路的提案。然而，增多部件個數(shù)會導(dǎo)致成本上升，為了實(shí)現(xiàn)低成本化而需要在不增加部件個數(shù)的情況下構(gòu)成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這樣，除了降低部件費(fèi)用以外，還可以降低組裝工時，從而能夠?qū)崿F(xiàn)熱式空氣流量計(jì)的低成本化或抑制成本上升。
[0011]以專利文獻(xiàn)I所示的結(jié)構(gòu)為例時，熱式空氣流量計(jì)的主要結(jié)構(gòu)部件包括I)流量檢測元件、2)殼體、3)基板電路、4)金屬制基體、5)副空氣通路構(gòu)件、6)罩這總計(jì)六個部件。
[0012]其中，主要構(gòu)成副空氣通路的部件是金屬基體的一部分和副空氣通路構(gòu)件這兩個部件。在副空氣通路構(gòu)件中，由于通過樹脂成形進(jìn)行制造，因此容易構(gòu)成復(fù)雜的通路結(jié)構(gòu)。
[0013]然而，在金屬基體中，一部分形成副空氣通路，而另一部分是兼具有對電路基板和殼體等進(jìn)行粘接固定的功能的部件。另外，由于金屬基體由平板狀的金屬材料通過沖壓而形成，因此為了粘接等而保持平面是有利的，但不合適構(gòu)成復(fù)雜的副空氣通路。
[0014]因此，也考慮了僅將金屬制基體構(gòu)件所構(gòu)成的副空氣通路部分與副空氣通路構(gòu)件同樣地由樹脂成形的方法，但為了在副空氣通路內(nèi)配置流量檢測元件，必須使該部分為新的其它部件，結(jié)果是導(dǎo)致部件個數(shù)的增加和組裝工時的增加，從而熱式空氣流量計(jì)的成本上升不可避免。
[0015]為了應(yīng)對上述的課題，考慮通過樹脂成形而將金屬制基體形成為樹脂基體的方法，但成為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的副空氣通路部分的樹脂容易變成厚壁，而對電路基板和殼體等進(jìn)行粘接固定的部分希望為薄壁。
[0016]因此，當(dāng)使該厚壁部和薄壁部為同一成形部件時，成形時厚壁部與薄壁部的熱收縮差變得不均勻，而有可能在厚壁部與薄壁部的邊界發(fā)生翹曲現(xiàn)象。該翹曲變形不僅會對殼體和電路基板的粘接性產(chǎn)生不良影響，而且翹曲量的不均會引起流量計(jì)測部的形狀不均，其結(jié)果是，產(chǎn)生流量計(jì)測精度也不均這樣的新課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明鑒于上述方面而提出，其目的在于提供一種抑制基體構(gòu)件成形時的變形而確保尺寸精度、尺寸變化對測定精度的影響小且能夠高精度地測定空氣流量的熱式空氣流量計(jì)。
[0018]解決上述課題的本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)具有:殼體構(gòu)件，其配置在內(nèi)燃機(jī)的吸氣通路；板狀的基體構(gòu)件，其固定于殼體構(gòu)件，且具有供通過吸氣通路的空氣的一部分流入的副通路；流量檢測元件，其配置在副通路；電路基板，其與該流量檢測元件電連接，輸入流量檢測元件的散熱量而輸出與空氣流量相應(yīng)的信號，所述熱式空氣流量計(jì)的特征在于，基體構(gòu)件由合成樹脂制材料構(gòu)成，其具有:基板固定部，其固定電路基板；副通路結(jié)構(gòu)部，其與基板固定部的前端部連續(xù)而形成為一體，并通過與殼體構(gòu)件協(xié)作來構(gòu)成副通路；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體，其至少設(shè)置在基板固定部與副通路結(jié)構(gòu)部之間的連結(jié)部分，而提高基體構(gòu)件的強(qiáng)度。
[0019][發(fā)明效果]
[0020]根據(jù)本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)，基體構(gòu)件由合成樹脂制材料構(gòu)成，具有固定電路基板的基板固定部、與基板固定部的前端部連續(xù)而形成為一體且通過與殼體構(gòu)件協(xié)作來構(gòu)成副通路的副通路結(jié)構(gòu)部、至少設(shè)置在基板固定部與副通路結(jié)構(gòu)部之間的連結(jié)部分而提高基體構(gòu)件的強(qiáng)度的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體，通過加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體來提高平板狀的基體構(gòu)件的強(qiáng)度。
[0021]因此，在基體構(gòu)件的成形時，即使在薄壁部與厚壁部之間產(chǎn)生熱收縮差不均勻的狀態(tài)的情況下，也能夠抑制在厚壁部與薄壁部的邊界產(chǎn)生的基體構(gòu)件的翹曲變形，其中該基體構(gòu)件具有由樹脂厚度大致固定的薄壁部構(gòu)成的基板固定部、為了形成副通路而存在厚壁部的副通路形成部。[0022]因此，能夠防止翹曲變形引起的向殼體構(gòu)件的安裝的不良情況和電路基板的安裝的不良情況，并防止流量計(jì)測精度的不均。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是表示熱式空氣流量計(jì)的剖視圖。
[0024]圖2是圖1的部件展開圖。
[0025]圖3是表示現(xiàn)有的基體構(gòu)件的圖，(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)缺硎净w構(gòu)件的圖，(b)是(a)的A-A線剖視圖。
[0026]圖4是說明薄壁部與厚壁部的冷卻時間差的圖，(a)是相當(dāng)于圖3(b)的剖視圖，(b)是將(a)的主要部分分別放大而示出的圖。
[0027]圖5是表示基體構(gòu)件上產(chǎn)生的翹曲變形的一例的圖，(a)是相當(dāng)于圖3(b)的剖視圖，(b)是將(a)的主要部分分別放大而示出的圖。
[0028]圖6是表示一實(shí)施例的圖，(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，(b)足從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，(C)是俯視圖。
[0029]圖7是表示另一實(shí)施例的圖，(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，(C)是俯視圖，(d)是(a)的B-B線首I]視圖。
[0030]圖8是表示又一實(shí) 施例的圖，(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，(C)是俯視圖，(d)是(a)的C-C線剖視圖。
[0031]圖9是表示再一實(shí)施例的圖，(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，(C)是俯視圖。
[0032]圖10是表示又再一實(shí)施例的圖，(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，(C)是俯視圖。
[0033]圖11是表示熱式空氣流量計(jì)的動作原理的圖。
[0034]圖12是表示內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)的圖。
[0035]符號說明:
[0036]51…吸氣溫度傳感器
[0037]54…空氣濾清器
[0038]55…通道
[0039]56…怠速空氣控制閥
[0040]57...節(jié)氣門角度傳感器
[0041]58…節(jié)氣門體
[0042]59…吸氣岐管
[0043]60…噴射器
[0044]61…旋轉(zhuǎn)速度計(jì)
[0045]62…發(fā)動機(jī)氣缸
[0046]63…氣體
[0047]64...排氣岐管[0048]65…氧濃度計(jì)
[0049]66…控制單元
[0050]67…吸入空氣
[0051]200…熱式空氣流量計(jì)
[0052]201…流量檢測元件
[0053]202…副空氣通路
[0054]203…通路入口
[0055]204…通路出口
[0056]205…電路基板
[0057]206…電路部件
[0058]207…鋁線
[0059]208…連接器端子
[0060]209…固定用螺釘
[0061]210…副空氣通路內(nèi)空氣流動
[0062]211…殼體構(gòu)件
[0063]220…罩構(gòu)件
[0064]230…樹脂基體構(gòu)件
[0065]231 …肋
[0066]233 …肋
[0067]234…減薄部
[0068]235 …肋
[0069]250…主空氣通路
[0070]251…吸氣管結(jié)構(gòu)構(gòu)件
[0071]252…主空氣通路內(nèi)順向流動
[0072]253…主空氣通路內(nèi)逆向流動
【具體實(shí)施方式】
[0073] 以下，參照附圖，詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0074]首先，作為吸入空氣計(jì)測裝置的一例，對使用了發(fā)熱電阻體的代表性的熱式空氣流量計(jì)的動作原理進(jìn)行說明。
[0075]圖11是表示熱式空氣流量計(jì)的動作原理的簡要結(jié)構(gòu)電路圖。
[0076]熱式空氣流量計(jì)的驅(qū)動電路大致劃分為包括橋式電路和反饋電路。由用于進(jìn)行吸入空氣流量的測定的發(fā)熱電阻體RH、用于對吸入空氣溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)母袦仉娮梵wRC及RIO、Rll組成橋式電路，使用運(yùn)算放大器OPI實(shí)施反饋，并同時以使在發(fā)熱電阻體RH與感溫電阻體RC之間保持固定溫度差的方式使加熱電流Ih流過發(fā)熱電阻體RH，而輸出與空氣流量相對應(yīng)的輸出信號V2。即，在流速快的情況下，從發(fā)熱電阻體RH奪去的熱量多，因此較多地流過加熱電流Ih。與此相對，流速慢的情況下，從發(fā)熱電阻體RH奪去的熱量少，因此加熱電流Ih少即可。
[0077]接著，使用圖1，說明本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)。[0078]通過吸氣管結(jié)構(gòu)構(gòu)件251構(gòu)成的主空氣通路250中，圖左側(cè)為空氣濾清器側(cè)(未圖示)，右側(cè)為發(fā)動機(jī)側(cè)(未圖示)。作為空氣的流動方向，從圖左側(cè)向圖右側(cè)的空氣的流動為順向的空氣的流動，通常稱為順流252，通常成為向發(fā)動機(jī)內(nèi)吸入的空氣的流動。
[0079]與此相對，從圖右側(cè)向左側(cè)的空氣的流動為逆向的流動，是通常稱為逆流253的空氣的流動。通?？芍@樣的逆流253在通常的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下難以產(chǎn)生，但在因發(fā)動機(jī)的吸排氣閥的開閉而吸入空氣發(fā)生脈動且節(jié)氣門閥(未圖示)打開較大的高負(fù)載狀態(tài)下，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速周期與吸氣管的固有振動頻率的η次波同步時，吸氣脈動的脈動振幅變大，從而產(chǎn)生逆流253。
[0080]近些年，為了限制排氣和實(shí)現(xiàn)低燃料消耗率，要求對吸入空氣流量進(jìn)行高精度地計(jì)測，在熱式空氣流量計(jì)中，對該逆流253的空氣流量也進(jìn)行計(jì)測，從而吸入空氣流量的高精度計(jì)測的要求高。
[0081]在圖1中記載的熱式空氣流量計(jì)200中，流量檢測元件201使用具有如下功能的檢測元件，這些功能包括:不僅對吸入空氣流量進(jìn)行計(jì)測，而且對流動的方向也進(jìn)行檢測，還對順流252的空氣流量與逆流253的空氣流量區(qū)分計(jì)測。需要說明的是，對于順流252與逆流253的計(jì)測方法，使用公知的技術(shù)，在本發(fā)明中省略說明。
[0082]流量檢測元件201設(shè)置在副空氣通路(副通路)202內(nèi)。副空氣通路202與順流方向?qū)χ枚_設(shè)有通路入口 203，與逆流方向?qū)χ枚_設(shè)有通路出口 204，成為容易將各空氣流動導(dǎo)入到副空氣通路202內(nèi)的通路結(jié)構(gòu)。流量檢測元件201與IC芯片等電路部件206同樣地機(jī)械式固定在構(gòu)成熱式空氣流量計(jì)200的驅(qū)動電路的電路基板205上，并與電路基板205電連接。
[0083]電路基板205經(jīng)由鋁線207與連接器端子208電連接，具有得到電源或接地的輸入的同時將空氣流量信號向外部輸出的結(jié)構(gòu)。熱式空氣流量計(jì)200通過螺釘209等固定構(gòu)件與吸氣管結(jié)構(gòu)構(gòu)件251進(jìn)行機(jī)械式連接。
[0084]圖2是表示圖1中記載的熱式空氣流量計(jì)的部件結(jié)構(gòu)的部件展開圖。
[0085]熱式空氣流量計(jì)200具備殼體構(gòu)件211、罩構(gòu)件220、電路基板205、基體構(gòu)件230總計(jì)四個部件來作為主要結(jié)構(gòu)部件。
[0086]殼體構(gòu)件211由塑料等合成樹脂制模制部件或金屬制鑄件構(gòu)成，由具有規(guī)定的板厚的大致長方形的板狀構(gòu)件構(gòu)成。殼體構(gòu)件211被安裝成在吸氣管結(jié)構(gòu)構(gòu)件251內(nèi)沿著與空氣的流動正交的方向延伸而兩平面部成為沿著空氣的流動的姿勢狀態(tài)，且在基端部設(shè)有用于向吸氣管結(jié)構(gòu)構(gòu)件251固定的凸緣部和用于將電路基板205和外部設(shè)備電連接的連接器端子208。
[0087]殼體構(gòu)件211中，在一方的基體構(gòu)件安裝面上安裝有基體構(gòu)件230，在另一方的罩構(gòu)件安裝面上安裝有罩構(gòu)件220。在殼體構(gòu)件211的基端部側(cè)形成有能夠?qū)潭ㄔ诨w部230上的電路基板205的電路部件206進(jìn)行插入收容的開孔口 212，在前端部側(cè)且罩構(gòu)件安裝面?zhèn)劝枷菰O(shè)置有殼體槽部213，該殼體槽部213通過與罩構(gòu)件220協(xié)作而形成副空氣通路202的第二通路部202Β。
[0088]殼體槽部213形成為從配置在順流方向上游側(cè)的寬度方向一側(cè)朝向配置在順流方向下游側(cè)的寬度方向另一側(cè)沿著順流方向延伸，且上游端向基體構(gòu)件安裝面?zhèn)蓉炌ǘ_口，下游端連續(xù)到寬度方向另一側(cè)的端部。并且，通過將罩構(gòu)件220與殼體構(gòu)件211的罩構(gòu)件安裝面接合而進(jìn)行組合，來覆蓋殼體槽部213的敞開部分，構(gòu)成通路出口 204和副空氣通路202的一部分即第二通路部202B。
[0089]罩構(gòu)件220由通過樹脂等成形而得到的板狀構(gòu)件構(gòu)成，具有覆蓋殼體槽部213的敞開部分的尺寸。
[0090]電路基板205具有與流量檢測元件201電連接而輸入流量檢測元件201的散熱量且輸出與空氣流量相應(yīng)的信號的結(jié)構(gòu)。在電路基板205配置有各種電路部件206和導(dǎo)體配線(未標(biāo)注符號)，并且流量檢測元件201也與電路基板205進(jìn)行機(jī)械連接及電連接，且流量檢測元件201暴露于副空氣通路202。
[0091]基體構(gòu)件230是由合成樹脂材料構(gòu)成的板狀的樹脂成形件，具有對電路基板205進(jìn)行粘接固定的平板狀的基板固定部301和形成副空氣通路202的一部分即形成第一通路部202A的副通路結(jié)構(gòu)部302。
[0092]基板固定部301具有在安裝于殼體構(gòu)件211的基體構(gòu)件安裝面上的情況下閉塞殼體構(gòu)件211的開孔口 212的尺寸，在基板固定部301與殼體構(gòu)件211之間夾入并收容電路基板205。
[0093]在副通路結(jié)構(gòu)部302凹陷設(shè)置有基體槽部214，通過將基體構(gòu)件230與殼體構(gòu)件211的基體構(gòu)件安裝面接合而進(jìn)行組合，從而通過基體槽部214與殼體構(gòu)件211協(xié)作而形成副空氣通路202的一部分即第一通路部202A。
[0094]基體槽部214具有:配置成從順流方向上游側(cè)朝向下游側(cè)延伸的通路部分214a ；在通路部分214a的端部朝向基板固定部301側(cè)折彎的通路部分214b ;在通路部分214b的端部折彎且沿著通路部分214a從順流方向下游側(cè)朝向上游側(cè)延伸的通路部分214c?；w槽部214形成為將通路部分214c的端部配置在與殼體槽部213的上游端對置并連通的位置上，其中該殼體槽部213貫通殼體構(gòu)件211而開口。
[0095]圖3?圖5是說明在基體構(gòu)件上產(chǎn)生翹曲變形的主要原因的圖。圖3是表示在基體構(gòu)件230上僅搭載有電路基板205的狀態(tài)的圖，圖3 (a)是從基體構(gòu)件230與殼體構(gòu)件211的接合面?zhèn)缺硎净w構(gòu)件230的圖，圖3(b)是圖3(a)的A-A線剖視圖。圖4是說明薄壁部與厚壁部的冷卻時間差的圖，圖5是表示基體構(gòu)件上產(chǎn)生的翹曲變形的一例的圖，圖4(a)、圖5(a)是相當(dāng)于圖3(b)的剖視圖，圖4(b)、圖5(b)是將圖4(a)的主要部分和圖5(a)的主要部分分別放大而示出的圖。
[0096]基體構(gòu)件230是基板固定部301和副通路結(jié)構(gòu)部302成為一體而得到的樹脂部件，例如通過注射模塑成形等形成。在熱式空氣流量計(jì)200用于機(jī)動車用發(fā)動機(jī)的情況下，由于使用環(huán)境苛刻，因此通常使用被稱為工程塑料的PBT(polybutylene terephthalate)樹脂等通過注射模塑成形等形成。
[0097]該注射模塑成形是以250°C以上的高溫使樹脂的材料熔化,并施加壓力將該材料注射填充到模具中而進(jìn)行成形的加工方法，成形后等到樹脂的溫度變冷而將其取出，從而完成樹脂部件。
[0098]通常在基板固定部301那樣的以固定的板厚呈平板狀地延伸的平坦部分401中，當(dāng)樹脂厚度變厚時，產(chǎn)生成形后的被稱為收縮的略微的凹凸。因此，在這樣的平坦部分401中，通常樹脂厚度成形為薄壁。
[0099]與此相對，在副通路結(jié)構(gòu)部302中，不僅是平坦部分401，而且還需要從平坦部分401垂直地立起的縱壁402，形狀變得復(fù)雜。因此，在副通路結(jié)構(gòu)部302中，樹脂厚度不固定，與上述的薄壁(tl)的平坦部分401相比，樹脂厚度成為厚壁(t2)(t2>tl)。S卩，如圖4所示，在一個樹脂部件(基體構(gòu)件)中混有樹脂厚度不同的薄壁部411和厚壁部412。
[0100]需要說明的是，在圖4中為了便于說明，而將與電路基板205的粘接面垂直的壁的部分(縱壁402)記載為厚壁部412并進(jìn)行了說明，但該壁的部分并非一定是厚壁部412。
[0101]在上述那樣注射模塑成形的情況下，將高溫下熔化了的樹脂向模具注射而進(jìn)行成形，因此當(dāng)存在樹脂厚度不同的部分時，成形后樹脂溫度到變冷為止產(chǎn)生時間差。即，如圖4所示，會產(chǎn)生雖然薄壁部411的樹脂溫度被冷卻、但在厚壁部412中即使樹脂表面的溫度降低而樹脂內(nèi)部的樹脂溫度也未完全變冷的現(xiàn)象，且產(chǎn)生冷卻延遲的部分413。
[0102]這樣，在薄壁部411與厚壁部412之間，當(dāng)樹脂溫度變冷之前產(chǎn)生時間差時，即使成為完全變冷的狀態(tài)，在樹脂的內(nèi)部也殘留有殘留應(yīng)力。當(dāng)殘留有該殘留應(yīng)力時，例如圖5所示，基體構(gòu)件230的形狀產(chǎn)生被稱為翹曲的變形。
[0103]例如，在圖5(a)所示的結(jié)構(gòu)的情況下，基體構(gòu)件230的副通路結(jié)構(gòu)部302的圖左側(cè)為樹脂的壁，形成結(jié)構(gòu)上受限制的限制狀態(tài)501，與此相對，副通路結(jié)構(gòu)部302的圖右側(cè)通過構(gòu)成副空氣通路202的基體槽部214而形成結(jié)構(gòu)上被釋放的敞開狀態(tài)502。
[0104]因此，因殘留應(yīng)力的影響，在被限制的一側(cè)固定，在形成為敞開的方向上殘留應(yīng)力釋放，因此成為在敞開側(cè)打開的形狀，結(jié)果形成圖5那樣向被限制的一側(cè)(圖左側(cè))傾斜的形狀，從而產(chǎn)生被稱為翹曲的變形。
[0105]當(dāng)產(chǎn)生該翹曲變形，且其翹曲量在各基體構(gòu)件230上不均時，副空氣通路202的流路面積、副空氣通路202的內(nèi)壁與流量檢測元件201的距離產(chǎn)生不均，可能對流量的計(jì)測精度帶來影響。另外，基體構(gòu)件230的翹曲變形可能對向殼體構(gòu)件211的接合或電路基板205的粘接性帶來影響。因此，需要盡可能減小成形時的基體構(gòu)件230的翹曲變形。
[0106]圖6是表示基體構(gòu)件的一實(shí)施例的圖，圖6(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，圖6(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，圖6 (c)是俯視圖。
[0107]在基體構(gòu)件230上設(shè)置肋231來作為提高基體構(gòu)件230的強(qiáng)度的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體。肋231通過與基體構(gòu)件230同樣的成形方法，利用同一樹脂材料通過模具，與基體構(gòu)件230同時成形。
[0108]配置有流量檢測元件201的電路基板205 (由虛線圖示)與基體構(gòu)件230被粘接固定(省略粘接劑的圖示)，而肋231設(shè)置在與電路基板205的粘接面成為背對背方向的面上。即，肋231突出設(shè)置在基板固定部301的配置在離開殼體構(gòu)件211的一側(cè)的外表面上，以將粘接有電路基板205的薄壁的基板固定部301與構(gòu)成第一通路部202A的壁面的壓縮壁厚的副通路結(jié)構(gòu)部302的連結(jié)部分連結(jié)的形式設(shè)置。
[0109]在本實(shí)施例中，肋231在基體構(gòu)件230的寬度方向中央位置從基板固定部301的外表面突出，從基板固定部301的基端部延伸到前端部。因此，例如在產(chǎn)生圖5 (a)所示那樣的翹曲的殘留應(yīng)力起作用的情況下，肋231起到挺桿那樣的作用，而能夠抑制基體構(gòu)件230的翹曲。
[0110]圖7是表示基體構(gòu)件的另一實(shí)施例的圖，圖7(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，圖7(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，圖7(c)是俯視圖，圖7(d)是圖7(a)的B-B線剖視圖。
[0111]本實(shí)施方式中的特征在于，設(shè)置從基板固定部301延伸到副通路結(jié)構(gòu)部302的流量計(jì)測部的附近位置的肋232來作為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體。需要說明的是，對于與上述的實(shí)施例同樣的構(gòu)成要素標(biāo)注同一符號，并省略其詳細(xì)的說明。另外，在圖7中省略電路基板205及流量檢測元件201的圖示。
[0112]在將熱式空氣流量計(jì)200的流量檢測元件201配置在副空氣通路202時，需要對計(jì)測流體的穩(wěn)定的流動進(jìn)行計(jì)測。因此，將副空氣通路202內(nèi)的截而積最窄的最窄部分作為流量計(jì)測部，并在該流量計(jì)測部配置流量檢測元件201，例如采取在該副空氣通路202內(nèi)設(shè)置節(jié)流部215來暫時節(jié)流的方法。
[0113]在圖7中示出將該節(jié)流部215設(shè)置在副空氣通路202內(nèi)的實(shí)施例。如圖7(d)所示，節(jié)流部215在基體槽部214的通路部分214c的大致中央位置形成向副空氣通路202內(nèi)突出的凸形狀，具有使副空氣通路202的流路面積在寬度方向上變窄的結(jié)構(gòu)。
[0114]因此，成為節(jié)流部215的背面的副通路結(jié)構(gòu)部302的外壁部分形成為凹形狀。在本實(shí)施例中，成為肋232延伸到該外壁部分的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，從基板固定部301到流量計(jì)測部的附近位置通過有一根連結(jié)的肋232。因此，能夠在實(shí)現(xiàn)副空氣通路202內(nèi)的計(jì)測流體的穩(wěn)定化的同時還實(shí)現(xiàn)基體構(gòu)件230的強(qiáng)度的進(jìn)一步提聞。
[0115]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于肋232延伸到流量計(jì)測部的附近位置，因此能夠抑制流量計(jì)測精度的不均。副空氣通路202內(nèi)的流量計(jì)測部的截面積、流路壁與流量檢測元件201的距離等的尺寸變化容易對流量計(jì)測精度帶來影響。流量檢測元件201優(yōu)選在使空氣的流動穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行測定，設(shè)置在副空氣通路202內(nèi)的成為最窄的截面積的位置上。在副空氣通路202的通路入口 203和通路出口 204附近，由于截面積比流量計(jì)測部寬，因此即使存在±0.1mm的尺寸不均，通路截面積的變化也小。與此相對，在通路截面積成為最窄部的流量計(jì)測部，即使存在同樣的±0.1mm的尺寸變化，但與副空氣通路202的通路入口 203等相t匕，截面積的變化變大，流量計(jì)測誤差也相應(yīng)地變大。當(dāng)然，若在流量計(jì)測部因翹曲的影響而流動的矢量變化，則其成為直接流量計(jì)測誤差，因此流量檢測元件201附近的尺寸變化小的情況有助于流量計(jì)測精度的提高。在本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)200中，由于肋232延伸到副空氣通路202內(nèi)的流量計(jì)測部的附近位置，因此流量計(jì)測部的剛性高，且能夠減小流量計(jì)測部的尺寸形狀的變化，從而能夠抑制流量計(jì)測精度的不均。
[0116]圖8是表示基體構(gòu)件的又一實(shí)施例的圖，圖8(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，圖8(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，圖8(c)是俯視圖，圖8(d)是圖8(a)的C-C線剖視圖。
[0117]本實(shí)施例中的特征在于，在肋233上設(shè)有使基體構(gòu)件230的樹脂厚度均勻的減薄部234，減薄部234設(shè)置在多個部位上。需要說明的是，在圖示中，減薄部234設(shè)置在基板固定部301的五個部位以及副通路結(jié)構(gòu)部302的一個部位總計(jì)六個部位上，但其個數(shù)沒有特別地限定。
[0118]與圖7的肋232同樣地，肋233延伸到節(jié)流部215的背面。通過在基體構(gòu)件230設(shè)置減薄部234，消除因肋233而產(chǎn)生的厚壁部，使基體構(gòu)件230整體的樹脂厚度均勻，消除樹脂從高溫到變冷為止的時間差，從而能夠確保尺寸精度。
[0119]并且，通過在肋233上設(shè)置減薄部234，更有利于提高基體構(gòu)件230的尺寸精度。[0120]若在基體構(gòu)件230上設(shè)置肋233，則起到提高基體構(gòu)件230的強(qiáng)度的作用，但在基體構(gòu)件230上會局部地形成厚壁部位，而成形后樹脂從高溫到變冷之前在厚壁部與薄壁部產(chǎn)生冷卻時間差，從而有可能在基體構(gòu)件230上產(chǎn)生變形等。
[0121]該變形與翹曲同樣地成為基體構(gòu)件230的尺寸精度惡化的原因。因此，在本實(shí)施例中，通過在肋233上設(shè)置減薄部234，在基體構(gòu)件230上消除厚壁部，消除樹脂從高溫到變冷為止的時間差，從而能夠確保尺寸精度。
[0122]圖9是表示基體構(gòu)件的再一實(shí)施例的圖，圖9(a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，圖9(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，圖9(c)是俯視圖。
[0123]本實(shí)施方式中的特征在于，將圖8中所示的肋233和減薄部234配置在基板固定部301的整個外表面。需要說明的是，在本實(shí)施例中，記載了僅在基板固定部301的外表面設(shè)置了多個肋233和減薄部234的結(jié)構(gòu)，但也可以同樣地向副空氣通路部的外表面配置肋233和減薄部234。
[0124]尤其是在本實(shí)施例中，肋233配置成格子狀，因此能夠進(jìn)一步提高基體構(gòu)件230的尺寸精度。如上述的其它實(shí)施例所示，記載有如下情況，即，雖然存在例如±0.1mm的尺寸變化，但在流量計(jì)測部影響較大，而在副空氣通路202的通路入口 203、通路出口 204影響較小。
[0125]然而，即使在影響小的通路入口 203、通路出口 204中，但只要尺寸變化變小，就能進(jìn)一步提高流量計(jì)測精度。因此，如圖9所示，通過將肋233設(shè)置成格子狀，來提高基體構(gòu)件230整體的尺寸精度，從而能夠進(jìn)一步提高熱式空氣流量計(jì)200的流量計(jì)測精度。
[0126]圖10是表示基體構(gòu)件230的又再一實(shí)施例的圖，圖10 (a)是從基體構(gòu)件與殼體構(gòu)件的接合面?zhèn)扔^察基體構(gòu)件而得到的主視圖，圖10(b)是從順流方向上游側(cè)觀察到的側(cè)視圖，圖10(c)是俯視圖。
[0127]本實(shí)施例中的特征在于，將作為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體的肋235局部地設(shè)置在基體構(gòu)件230的基板固定部301與副通路結(jié)構(gòu)部302之間的連結(jié)部分上。肋235以夾設(shè)在基板固定部301的外表面與在基板固定部301的端部立起的副通路結(jié)構(gòu)部302的垂直面之間的方式設(shè)置，且具有以隨著朝向離開基板固定部301的外表面的方向移動而逐漸接近副通路結(jié)構(gòu)部302的方式傾斜的直角三角形形狀。并且，肋235在順流方向即基體構(gòu)件230的寬度方向上隔開規(guī)定間隔而設(shè)置多個，在本實(shí)施例中，總計(jì)設(shè)置在三個部位上。
[0128]即使為這樣簡單的肋235，也充分地確認(rèn)了抑制基體構(gòu)件230的翹曲變形的效果。需要說明的是，在本實(shí)施例中肋235的個數(shù)為三處，但只要能夠確認(rèn)效果，則沒有該限制，多少均可。
[0129]圖12是表示將本發(fā)明產(chǎn)品適用于電子燃料噴射方式的內(nèi)燃機(jī)的一實(shí)施例的圖。從空氣濾清器54吸入的吸入空氣61經(jīng)過吸氣岐管59而被吸入發(fā)動機(jī)氣缸62，其中，吸氣岐管59具備熱式空氣流量計(jì)200的吸氣管結(jié)構(gòu)構(gòu)件251、吸入通道55、節(jié)氣門體58及供給燃料的噴射器60。另一方面，發(fā)動機(jī)氣缸62中產(chǎn)生的廢氣63經(jīng)過排氣岐管64排出。
[0130]從熱式空氣流量計(jì)200的電路基板205輸出的空氣流量信號和壓力信號、從溫度傳感器輸出的吸入空氣溫度信號、從節(jié)氣門角度傳感器57輸出的節(jié)氣門角度信號、從設(shè)置在排氣岐管64上的氧濃度計(jì)65輸出的氧濃度信號及從旋轉(zhuǎn)速度計(jì)61輸出的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度信號等輸入控制單元66，控制單元66逐次運(yùn)算上述的信號而求出最佳的燃料噴射量和怠速空氣控制閥開度，并使用該值對所述噴射器60及怠速控制閥進(jìn)行控制。
[0131]根據(jù)本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)200，通過基于合成樹脂材料的成形來制造板狀的基體構(gòu)件230，并且在粘接固定電路基板205的基板固定部301的外表面上設(shè)有通過與基體構(gòu)件230相同的樹脂材料一體形成的一根以上的肋231，因此提高了基體構(gòu)件230的強(qiáng)度，即使在由一個部件構(gòu)成的基體構(gòu)件230內(nèi)混有薄壁部411和厚壁部412而在成形時熱收縮差不均勻的情況下，也能夠抑制在厚壁部412與薄壁部411的邊界產(chǎn)生的基體構(gòu)件230的翹曲變形。
[0132]本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。例如，作為流量檢測元件201，可以使用能夠?qū)ξ肟諝饬髁窟M(jìn)行計(jì)測的同時還對空氣的流動方向進(jìn)行計(jì)測的元件。若本來是僅對來自一個方向的流量進(jìn)行計(jì)測的功能的熱式空氣流量計(jì)，則不需要具有復(fù)雜的副空氣通路結(jié)構(gòu)，例如專利文獻(xiàn)I所示那樣的副空氣通路結(jié)構(gòu)也可作為副空氣通路起作用。在對吸入空氣流量進(jìn)行計(jì)測的同時還對空氣的流動方向進(jìn)行計(jì)測的熱式空氣流量計(jì)的情況下，本發(fā)明的效果有利地發(fā)揮作用。
[0133]目前，世界性地關(guān)注地球溫室化等與環(huán)境相關(guān)的問題。對吸入空氣流量正確地進(jìn)行計(jì)測能夠進(jìn)行車輛的最佳的燃料控制，由此不僅能夠進(jìn)行以地球溫室化為代表的環(huán)境保護(hù)用的廢氣的凈化，而且通過實(shí)現(xiàn)低燃料消耗率還能夠最大限度地利用有限埋藏量的礦物燃料。根據(jù)使用了本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)的內(nèi)燃機(jī)，能夠得到高計(jì)測精度的流量，從而能夠進(jìn)行最佳的燃料控制。
【權(quán)利要求】
1.一種熱式空氣流量計(jì)，其具有:板狀的第一樹脂成型體，其具有副通路結(jié)構(gòu)部和電路元件固定部；板狀的第二樹脂成型體，其通過與所述第一樹脂成型體協(xié)作來形成副通路，該副通路將在內(nèi)燃機(jī)的吸氣通路中流動的流體的一部分取入；流量檢測元件，其配置在所述副通路內(nèi)，所述熱式空氣流量計(jì)的特征在于， 所述第一樹脂成型體在從所述第二樹脂成型體離開的一側(cè)即外表面、且在所述電路元件固定部與所述副通路結(jié)構(gòu)部之間的連結(jié)部分具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體， 所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體是與所述第一樹脂成型體為同一材料的樹脂，且與所述第一樹脂成型體一體地形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體具有肋，該肋從所述電路元件固定部的外表面突出設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述肋向所述副通路結(jié)構(gòu)部側(cè)的反方向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述肋為格子狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 在所述肋設(shè)置減薄部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體在所述電路元件固定部的整個外表面具有所述肋和所述減薄部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述肋跨所述副通路結(jié)構(gòu)部與所述外表面之間設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體具有減薄部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體具有通過所述減薄部而形成為格子狀的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述減薄部設(shè)置在所述電路元件固定部的整個外表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于， 所述第一樹脂成型體通過注射模塑成型法成形， 所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體通過與所述第一樹脂成型體相同的成型法同時成形。
【文檔編號】G01F1/684GK103954327SQ201410167856
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2010年9月9日
【發(fā)明者】森野毅, 小林千尋, 岡本裕樹, 河野務(wù) 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社