特許 7407305 物理量検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-20

(45)【発行日】2023-12-28

(54)【発明の名称】物理量検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/684 20060101AFI20231221BHJP

   G01F 1/00 20220101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

G01F1/684 Z

G01F1/00 S

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022563590

(86)(22)【出願日】2021-09-08

(86)【国際出願番号】 JP2021032927

(87)【国際公開番号】W WO2022107426

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-04-07

(31)【優先権主張番号】P 2020193614

(32)【優先日】2020-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】五来 信章

(72)【発明者】

【氏名】上ノ段 暁

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 直生

(72)【発明者】

【氏名】三木 崇裕

【審査官】公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０５２９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３４５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８１５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２６３６２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１５８５４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０６７５１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ １／００

Ｇ０１Ｆ １／６８－１／６９９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主通路を流れる被計測気体の物理量を検出する物理量検出装置であって、
前記主通路に配置される筐体と、該筐体に形成された副通路と、該副通路に配置される流量検出部と、該流量検出部に電気的に接続された回路部と、前記筐体に形成されて前記回路部を収容する回路室と、前記副通路に一端が開口し他端が前記回路室に開口して前記副通路と前記回路室との間を連通し、前記副通路から前記回路室に前記被計測気体の圧力を導入可能な第１導入通路と、を備え、
前記流量検出部は、前記副通路にダイアフラム表面が露出し、前記副通路から隔絶された閉塞室にダイアフラム裏面が露出するダイアフラムと、前記回路室に一端が開口し、前記閉塞室に他端が開口して前記回路室と前記閉塞室との間を連通し、前記回路室から前記閉塞室に前記被計測気体の圧力を導入可能な第２導入通路とを有し、
前記回路室は、前記第１導入通路の他端が開口する開口部に対向する位置に少なくとも一つ以上の突起部が設けられていることを特徴とする物理量検出装置。

【請求項2】

前記突起部は、前記開口部と対向する位置に配置される第１突起部と、該第１突起部を間に介して前記開口部から離間する位置に配置される第２突起部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。

【請求項3】

前記第１突起部は、前記開口部の開口幅と同じ長さを有し、前記開口部の開口幅の全幅に亘って対向して配置され、
前記第２突起部は、前記開口部の開口幅よりも長い長さを有しており、前記第１突起部と平行に並んで配置されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。

【請求項4】

前記突起部は、それぞれが棒形状を有した複数の第３突起部を有していることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。

【請求項5】

前記複数の第３突起部は、前記開口部の開口幅と同じ長さに亘って、互いに所定の間隔をおいて千鳥状に広がるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の物理量検出装置。

【請求項6】

前記第１導入通路は、前記副通路の側壁面から外側にオフセットした位置に導入口が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。

【請求項7】

前記副通路は、所定の軸方向に沿って軸方向一方側に向かって延在する往通路部と、該往通路部の端部でＵターンして軸方向他方側に向かって延在する復通路部とを有しており、
前記導入口は、前記副通路の前記往通路部から前記復通路部に折り返す折返し部において、半円弧状にカーブする外周側の側壁面でかつ前記折返し部の頂部よりも前記復通路部側に位置する曲がり部分に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の物理量検出装置。

【請求項8】

前記副通路には、前記被計測気体の流量を検出する前記流量検出部が配置されており、 前記導入口は、前記副通路の被計測気体流れ方向において前記流量検出部よりも下流側の位置に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の物理量検出装置。

【請求項9】

前記流量検出部は、前記副通路の前記往通路部に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の物理量検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば内燃機関の吸入空気の物理量を検出する物理量検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ダクト内に形成される主流路を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路と、バイパス流路から分岐してバイパス流路を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路とが内部に形成され、サブバイパス流路にセンサが設置された空気流量測定装置の構造が示されている。センサは、流量を検出するダイアフラムを有しており、ダイアフラムのエレメント表面がサブバイパス流路に露出し、換気孔を介して回路室に連通する閉塞室にダイアフラムのエレメント裏面が露出する構成を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－３４５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

物理量検出装置は、さまざまな種類の内燃機関に搭載しても、正確に流量信号を測定できる性能が求められている。近年、内燃機関の物理量検出装置より下流に搭載されるターボチャージャによって生じる音圧が、物理量検出装置の流量特性に影響を及ぼすことが分かってきている。ターボチャージャによるダイアフラムのエレメント表面側とエレメント裏面側における音圧の共鳴現象が流量特性に影響を与えて流量の検出誤差を発生させている。上記した従来の構成、つまり、物理量検出装置の換気孔と副通路または主通路との間を連通路で連通するだけの構成では、音圧によって流量の検出誤差が発生するという課題がある。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、音圧の共鳴現象による流量特性への影響を抑制できる物理量検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する本発明の物理量検出装置は、
主通路を流れる被計測気体の物理量を検出する物理量検出装置であって、
前記主通路に配置される筐体と、該筐体に形成された副通路と、該副通路に配置される流量検出部と、該流量検出部に電気的に接続された回路部と、前記筺体に形成されて前記回路部を収容する回路室と、前記副通路に一端が開口し他端が前記回路室に開口して前記副通路と前記回路室との間を連通し、前記副通路から前記回路室に前記被計測気体の圧力を導入可能な第１圧力導入通路と、を備え、
前記流量検出部は、前記副通路にダイアフラム表面が露出し、前記副通路から隔絶された閉塞室にダイアフラム裏面が露出するダイアフラムと、前記回路室に一端が開口し、前記閉塞室に他端が開口して前記回路室と前記閉塞室との間を連通し、前記回路室から前記閉塞室に前記被計測気体の圧力を導入可能な第２圧力導入通路とを有し、
前記回路室は、前記第１圧力導入通路の他端が開口する開口部に対向する位置に設けられた少なくとも一つ以上の突起部とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、音圧の共鳴現象による流量特性への影響を抑制できる物理量検出装置を提供することである。

【0008】

本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】内燃機関制御システムに本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示すシステム図。

【図2】物理量検出装置の正面図。

【図3】物理量検出装置のハウジングからカバーを取り外した状態を示す図。

【図4】カバーの裏面を示す斜視図。

【図5】図２のカバーをハウジングとの接合面で切断した断面図。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ線断面図。

【図7】チップパッケージの断面図。

【図8】図５の要部拡大図。

【図9】図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図。

【図10】図９の要部拡大図。

【図11】発明品と比較例との差を説明する図。

【図12】本発明品と比較例の音圧測定結果を示す図。

【図13】第１実施形態の変形例を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に説明する、発明を実施するための形態（以下、実施例）は、実際の製品として要望されている種々の課題を解決しており、特に車両の吸入空気の物理量を検出する検出装置として使用するために望ましい色々な課題を解決し、種々の効果を奏している。下記実施例が解決している色々な課題の内の一つが、上述した発明が解決しようとする課題の欄に記載した内容であり、また下記実施例が奏する種々の効果のうちの１つが、発明の効果の欄に記載された効果である。下記実施例が解決している色々な課題について、さらに下記実施例により奏される種々の効果について、下記実施例の説明の中で述べる。従って、下記実施例の中で述べる、実施例が解決している課題や効果は、発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄の内容以外の内容についても記載されている。

【0011】

以下の実施例で、同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を成す。既に説明済みの構成について、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。

【0012】

＜第１実施形態＞
図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関システム１に、本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示す、システム図である。
本実施形態の物理量検出装置は、自動車用の内燃機関システム１に用いられる。内燃機関システム１は、ターボチャージャ１５付きのエンジン２を有しており、主通路２２には、上流側から順番に、エアクリーナ４、物理量検出装置２０、インタークーラ６、スロットルバルブ７、吸気管８が設けられ、排気通路９には排気触媒１０が設けられている。そして、吸気管８には、熱式湿度測定装置１１と、吸気圧力センサ１２と、吸気温度センサ１３が取り付けられており、エンジン２に吸入される吸入空気の湿度、圧力、温度を測定する。

【0013】

物理量検出装置２０は、エアクリーナ４から取り込まれて主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体の流量、温度、湿度、圧力などの物理量を検出する。物理量検出装置２０によって検出された物理量は、電気信号に変換されて制御装置（ＥＣＵ）に入力される。制御装置は、物理量検出装置２０の出力である吸入空気の物理量を用いてエンジン２の燃料噴射量や点火時期を演算する。

【0014】

図２は、物理量検出装置の正面図である。
物理量検出装置２０は、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入して主通路２２に固定された状態で使用される。物理量検出装置２０は、被計測気体が流れる主通路２２に配置される筐体を備えている。物理量検出装置２０の筐体は、ハウジング１００と、ハウジング１００に取り付けられるカバー２００を有している。ハウジング１００は、例えば合成樹脂製材料を射出成形することによって形成されている。そして、カバー２００は、例えば金属材料や合成樹脂材料からなる板状部材によって構成されており、本実施例では、アルミニウム合金あるいは合成樹脂材料の射出成形品によって構成されている。

【0015】

ハウジング１００は、物理量検出装置２０を主通路２２に固定するためのフランジ１１１と、フランジ１１１から突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ１１２と、フランジ１１１から主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部１１３を有している。

【0016】

計測部１１３は、フランジ１１１から真っ直ぐ延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面１２１と背面１２２、及び幅狭な一対の側面１２３、１２４を有している。計測部１１３は、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の通路中心に向かって突出する。そして、正面１２１と背面１２２が主通路２２の中心軸に沿って平行に配置され、計測部１１３の幅狭な側面１２３、１２４のうち計測部１１３の長手方向一方側の側面１２３が主通路２２の上流側に対向配置され、計測部１１３の短手方向他方側の側面１２４が主通路２２の下流側に対向配置される。物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、計測部１１３の先端部を下面１２５とする。

【0017】

計測部１１３は、側面１２３に副通路入口１３１が設けられ、側面１２４に第１出口１３２及び第２出口１３３が設けられている。副通路入口１３１と第１出口１３２及び第２出口１３３は、フランジ１１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部１１３の先端部に設けられている。物理量検出装置２０は、計測部１１３が主通路２２の中心線に直交する方向に長く伸びる形状を成しているが、側面１２３、１２４の幅は、狭い形状を成している。これにより、物理量検出装置２０は、被計測気体に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。

【0018】

図３は、物理量検出装置のハウジングからカバーを取り外した状態を示す図、図４は、カバーの背面図、図５は、図２のカバーをハウジングとの接合面で切断した断面図である。なお、以下の説明では、フランジ１１１から計測部１１３が延びる方向である計測部１１３の長手方向をＺ軸、計測部１１３の副通路入口１３１から第１出口１３２に向かって延びる方向である計測部１１３の短手方向をＸ軸、計測部１１３の正面１２１から背面１２２に向かう方向である計測部１１３の厚さ方向をＹ軸と称する場合がある。

【0019】

ハウジング１００の計測部１１３には、流量検出素子である流量センサ４１１と、吸気温度センサ３２１と、湿度センサ３２２が設けられている。流量センサ４１１は、副通路１３４の通路途中に配置されている。流量センサ４１１は、主通路を流れる被計測気体の流量を検出する。吸気温度センサ３２１は、側面１２３の副通路入口１３１近傍に一端が開口し、他端が計測部１１３の正面１２１と背面の両方に開口する温度検出通路１３６の通路途中に配置されている。吸気温度センサ３２１は、主通路を流れる被計測気体の温度を検出する。湿度センサ３２２は、計測部１１３の湿度計測室１３７に配置されている。湿度センサ３２２は、計測部１１３の背面に開口する窓部１３８から湿度計測室１３７に取り入れられた被計測気体の湿度を計測する。

【0020】

計測部１１３には、副通路１３４と、回路基板３００を収容するための回路室１３５が設けられている。回路室１３５と副通路１３４は、計測部１１３の正面１２１にカバー２００を取り付けることによって覆われて蓋がされ、閉塞される構造となっている。

【0021】

カバー２００は、計測部１１３の正面１２１を覆う平板形状を有している。カバー２００は、図４に示すように、背面にリブ２２１が設けられている。リブ２２１は、計測部１１３との接着部分に沿って形成されている。図５に示すように、計測部１１３には、正面１２１に凹溝１４１が設けられており、リブ２２１が挿入されるようになっている。カバー２００は、計測部１１３の凹溝１４１にリブ２２１を挿入した状態で接着剤により接着される。

【0022】

回路室１３５は、主通路２２において被計測気体の流れ方向上流側の位置となるＸ軸方向一方側（側面１２３側）の領域に設けられている。そして、副通路１３４は、回路室１３５よりも計測部１１３のＺ軸方向先端側（下面１２５側）の領域と、回路室１３５よりも主通路２２における被計測気体の流れ方向下流側の位置となるＸ軸方向他方側（側面１２４側）の領域に亘って設けられている。

【0023】

副通路１３４は、第１副通路Ａと、第１副通路Ａの途中で分岐する第２副通路Ｂとを有している。第１副通路Ａは、計測部１１３の一方側の側面１２３に開口する副通路入口１３１と、計測部１１３の他方側の側面１２４に開口する第１出口１３２との間に亘って、計測部１１３のＸ軸方向に沿って延在する構成を有している。第１副通路Ａは、副通路入口１３１から主通路２２内における被計測気体の流れ方向に沿って延在し、第１出口１３２までつながる流路を有する。第１副通路Ａは、主通路２２内を流れる被計測気体を副通路入口１３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体を第１出口１３２から主通路２２に戻すことができる。第１副通路Ａは、計測部１１３の正面に凹設された第１副通路溝がカバー２００の領域２０１によって覆われることによって形成される。

【0024】

第２副通路Ｂは、第１副通路Ａの途中位置で分岐して計測部１１３の基端部側（フランジ側）に向かって屈曲され、計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、計測部１１３の基端部で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって折れ曲がり、計測部１１３の先端部に向かってＵターンし、再び計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、第１出口１３２の手前で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって屈曲され、計測部１１３の側面１２４に開口する第２出口１３３に連続する構成を有している。第２出口１３３は、主通路２２における被計測気体の流れ方向下流側に向かって対向配置される。第２出口１３３は、第１出口１３２とほぼ同等若しくは若干大きい開口面積を有しており、第１出口１３２よりも計測部１１３の長手方向基端部側に隣接した位置に形成されている。

【0025】

第２副通路Ｂは、計測部１１３のＺ軸方向に沿って往復する流路を有する。第２副通路Ｂは、第１副通路Ａの途中で分岐して、計測部１１３の基端部側（第１副通路Ａから離れる方向）に向かって延在する往通路部Ｂ１と、計測部１１３の基端部側（離反通路部の端部）で折り返されてＵターンし、計測部１１３の先端部側（第１副通路Ａに接近する方向）に向かって延在する復通路部Ｂ２を有している。復通路部Ｂ２は、副通路入口１３１よりも主通路２２内における被計測気体の流れ方向下流側の位置において被計測気体の流れ方向下流側に向かって開口する第２出口１３３につながる流路を有する。第２副通路Ｂは、第１副通路Ａから分岐されて流れ込んだ被計測気体を通過させて第２出口１３３から主通路２２に戻すことができる。第２副通路Ｂは、計測部１１３の正面に凹設された第２副通路溝１５２がカバー２００の領域２０２によって覆われることによって形成される。

【0026】

第２副通路Ｂの通路途中には、第２副通路Ｂから回路室１３５に被計測気体の圧力を導入可能な第１導入通路１６１が設けられている。第１導入通路１６１は、第２副通路Ｂに一端が開口し、回路室１３５に他端が開口して、第２副通路Ｂと回路室１３５との間を連通している。第１導入通路１６１は、第２副通路Ｂに開口する導入口１６２を有している。導入口１６２は、第２副通路Ｂの側壁面から外側にオフセットした位置に配置されている。

【0027】

第２副通路Ｂの導入口１６２は、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１から復通路部Ｂ２に折り返す折返し部において、半円弧状にカーブする外周側の側壁面でかつ折返し部の頂部よりも復通路部Ｂ２側に位置する曲がり部分に配置されている。第１導入通路１６１は、導入口１６２から計測部１１３のＺ軸方向に沿って計測部１１３の基端部側に向かって進み、計測部１１３の側面１２３に向かって略Ｌ字状に折曲されてＸ軸方向に沿って進み、回路室１３５に開口する開口部１６３に連続する形状を有する。

【0028】

そして、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１の途中位置には、流量センサ（流量検出部）４１１が配置されている。導入口１６２は、第２副通路Ｂの被計測気体流れ方向において流量センサ４１１よりも下流側の位置に設けられている。流量センサ４１１は、センサアセンブリ４００に設けられており、センサアセンブリ４００は、回路基板３００に実装されている。

【0029】

回路基板３００は、表側の実装面に、センサアセンブリ４００、圧力センサ３２０、吸気温度センサ３２１、及び湿度センサ３２２等の回路部品が実装されており、裏面側の実装面には、チップ抵抗やチップコンデンサなどの回路部品（不図示）が設けられている。回路基板３００は、回路基板３００の長手方向が計測部１１３の基端部から先端部に向かって延在し、回路基板３００の短手方向が計測部１１３の側面１２３から側面１２４に向かって延在するように計測部１１３内に配置される。

【0030】

回路基板３００は、回路室１３５内に配置される基板本体３０１を有しており、温度検出通路１３６に配置される第１突出部３０２と、湿度計測室１３７に配置される第２突出部３０３と、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１に配置される第３突出部３０４とがそれぞれ基板本体３０１から面一に延びるように設けられている。第１突出部３０２の先端部には、吸気温度センサ３２１が実装され、第２突出部３０３には湿度センサ３２２が実装されている。第３突出部３０４は、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１においてセンサアセンブリ４００と対向して配置される。回路基板３００の第３突出部３０４は、センサアセンブリ４００の凹溝４０４の開放部分を閉塞して第１通路部Ｄ１を形成する。また、回路基板３００の第３突出部３０４は、第２副通路溝１５２の底壁面１５２ａとの間に第２通路部Ｄ２を形成する。

【0031】

センサアセンブリ４００は、支持体４０１の基端部が回路室１３５内で回路基板３００に固定され、先端部が第２副通路溝１５２に突出して配置されており、先端部に流量センサ４１１が設けられている。流量センサ４１１は、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１に露出するようにセンサアセンブリ４００に支持されている。流量センサ４１１は、回路室１３５から突出する回路基板３００との間に所定の間隔を有して対向して配置されており、第２副通路Ｂを通過する被計測気体の流量を測定する。

【0032】

図７は、図６に示すセンサアセンブリ４００の拡大図である。
センサアセンブリ４００は、流量センサ４１１とＬＳＩ４１２とリードフレーム４１３を樹脂でモールドした樹脂パッケージの構造を有している。流量センサ４１１とＬＳＩ４１２は、リードフレーム４１３の一方面に実装されている。センサアセンブリ４００は、流量センサ４１１のダイアフラムが露出するように流量センサ４１１を樹脂で封止することによって形成されている。

【0033】

センサアセンブリ４００は、モールド樹脂によって形成された所定の板厚を有する平板形状の支持体４０１を有している。センサアセンブリ４００は、支持体４０１の基端部４０１Ａが回路室１３５内に配置され、支持体４０１の先端部４０１Ｂが第２副通路溝１５２に突出して配置される。センサアセンブリ４００は、固定部によって、回路基板３００に電気的に接続され、かつ、機械的に固定される。

【0034】

支持体４０１の先端部には、凹溝４０４が形成されている。凹溝４０４は、支持体４０１の先端部において、支持体４０１の先端部の幅方向に亘って延在するように形成されており、延在する方向の中間位置に流量センサ４１１が露出して配置されている。流量センサ４１１は、ダイアフラム構造のセンサエレメント４０５を有している。流量センサ４１１のセンサエレメント４０５は、第２副通路Ｂの往通路部Ｂ１にダイアフラム表面４１１ａが露出し、副通路１３４から隔絶された閉塞室４２１にダイアフラム裏面４１１ｂが露出するダイアフラムを有している。

【0035】

ダイアフラム表面４１１ａには、ヒータ部が配置され、ヒータ部を挟んで互いに離れた位置に一対の電気抵抗部が配置されている。流量センサ４１１は、ダイアフラム表面４１１ａを通過する空気がヒータ部により加熱され、熱分布が空気の流れに応じて変化し、熱分布の変化に応じた電気抵抗の変化に基づいて被計測気体の流量を測定する。

【0036】

閉塞室４２１は、流量センサ４１１のセンサエレメント４０５に設けられている。センサエレメント４０５は、リードフレーム４１３の一方面に実装されており、閉塞室４２１は、リードフレーム４１３の他方面に貼り付けられるポリイミドテープ４１４によって閉塞されており、外部から隔絶された閉塞空間を有している。

【0037】

センサアセンブリ４００には、回路室１３５に一端が開口し、閉塞室４２１に他端が開口して回路室１３５と閉塞室４２１との間を連通する換気通路４２２が設けられている。リードフレーム４１３の他方面には、開口孔４２３と閉塞室４２１との間に亘って連続する凹溝が形成されている。リードフレーム４１３の他方面には、凹溝の開放部分を塞ぐようにシート状のポリイミドテープ４１４が貼り付けられており、一端が閉塞室４２１に開口し、他端が開口孔４２３に連続する換気通路４２２が形成されている。換気通路４２２は、ダイアフラム裏面４１１ｂが露出する閉塞室４２１と回路室１３５との間を連通している。換気通路４２２は、回路室１３５から閉塞室４２１に被計測気体の圧力を導入可能な第２導入通路を構成する。

【0038】

図８は、図５の要部拡大図、図９は、図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図、図１０は、図９の要部拡大図である。

【0039】

回路室１３５には、第１導入通路１６１の開口部１６３に対向する位置に少なくとも一つ以上の突起部２１０が設けられている。突起部２１０は、複数の凹凸形状によって形成されている。突起部２１０は、カバー２００と一体に形成されている。突起部２１０は、被計測気体が第１導入通路１６１を通過して第２副通路Ｂと回路室１３５との間を移動できるように、回路室１３５の側壁との間、及び回路基板３００との間に所定の間隙を形成している。

【0040】

突起部２１０は、例えば図４及び図９に示されるように、第１突起部２１１と第２突起部２１２を有している。第１突起部２１１は、回路室１３５内において第１導入通路１６１の開口部１６３と対向する位置に配置され、第２突起部２１２は、第１突起部２１１を間に介して第１導入通路１６１の開口部１６３から離間する位置に配置されている。第１突起部２１１は、開口部１６３の開口幅Ｗ０とほぼ同じ長さＷ１の直方体形状を有しており、開口部１６３の開口幅Ｗ０の全幅に亘って対向して配置されている。第２突起部２１２は、開口部１６３の開口幅Ｗ０よりも長い長さＷ２の直方体形状を有しており、第１突起部２１１と平行に並んで配置されている。

【0041】

突起部２１０は、図１０に示すように、第１突起部２１１の先端と回路基板３００の基板本体３０１との間に空間Ｓ１を形成し、第１突起部２１１と第２突起部２１２の間に空間Ｓ２を形成し、第２突起部２１２の先端と回路基板３００の基板本体３０１との間に空間Ｓ３を形成する。空間Ｓ１と空間Ｓ２は、第１導入通路１６１の開口部１６３に近い側の空間Ｓ１の方が狭く（断面積が小さく）、第１導入通路１６１の開口部１６３から遠い側の空間Ｓ２の方が広い（断面積が大きい）という関係を有している（Ｓ１＜Ｓ２）。そして、空間Ｓ２と空間Ｓ３は、空間Ｓ３の方が空間Ｓ２よりも狭くなっている。

【0042】

図１１は、発明品と比較例との差を説明する図であり、図１１（１）は、突起部２１０を有していない比較例の構造を示し、図１１（２）は、突起部２１０を有する本発明品の構造を示し、図１１（３）は、突起部がある場合と突起部がない場合とにおける、音圧と測定点までの距離との関係を示すグラフである。

【0043】

本実施形態における物理量検出装置２０は、下流にターボチャージャ１５が配置されており、そのターボチャージャによって生じる音波が第２副通路Ｂから第１導入通路１６１を通過して回路室１３５に侵入する。

【0044】

図１１（１）に示すように、比較例の場合、第１導入通路１６１の開口部１６３から回路室１３５に侵入した音波ＳＷは、障害物がないので、その音圧がほとんど減衰することなく回路室１３５の奥まで進み、センサアセンブリ４００の開口孔４２３から換気通路４２２を通過してダイアフラム裏面が露出する閉塞室４２１に到達する。したがって、ダイアフラムのエレメント表面側とエレメント裏面側における音圧の共鳴が発生し、ダイアフラムのヒータ部の温度分布が熱音響現象による熱対流により変化し、流量の検出誤差を発生させるおそれがある。

【0045】

一方、図１１（２）に示すように、本発明品の場合、第１導入通路１６１の開口部１６３から回路室１３５に侵入した音波ＳＷは、突起部２１０によって遮られて真っ直ぐに進むことができず、音波ＳＷの音圧は、回折減衰され、小さくなる。例えば、図１１（３）に示すように、突起がある場合は、突起がない場合と比較して音圧が小さくなっている。

【0046】

また、第１導入通路１６１の開口部１６３から回路室１３５に侵入した音波ＳＷは、空間Ｓ１から空間Ｓ２に進んで断面積が大きくなると流体の膨張により、その速度と圧力が減じ、小さくなったエネルギだけが空間Ｓ３を通過し、残りのエネルギは、空間Ｓ２内での反射により減衰する。音波は、インピーダンスが急変する（急拡大・急縮小）箇所で反射するので、空間Ｓ２と空間Ｓ１との間である入口及び空間Ｓ２と空間Ｓ３との間である出口において反射する。この反射により、空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で音波の干渉が発生し、音波のエネルギが消費され、音圧が小さくなる。

【0047】

したがって、第２副通路Ｂ内の音圧を積極的に減衰させることができ、音波が大きなエネルギを有したまま閉塞室４２１まで伝達されるのを抑制することができる。したがって、ダイアフラムのエレメント表面側とエレメント裏面側における音圧の共鳴の発生を防ぎ、流量の検出精度を高くすることができる。

【0048】

図１２は、本発明品と比較例の音圧測定結果を示す図である。
所定周波数付近の音圧レベル差が、比較例では最大音圧２８［ｄＢ］であるのに対し、本発明品では最大音圧が２５［ｄＢ］となっており、本発明品の方が比較例よりも音圧が減されて、改善されていることが理解できる。

【0049】

図１３は、図８に対応する本実施形態の変形例を示す図である。
変形例では、突起部２１０は、複数の第３突起部２１３を有している。複数の第３突起部２１３は、それぞれが棒形状を有しており、回路室１３５内において第１導入通路１６１の開口部１６３と対向する位置に配置されている。複数の第３突起部２１３は、開口部１６３の開口幅Ｗ０とほぼ同じ長さに亘って、互いに所定の間隔をおいて千鳥状に広がるように配置されている。複数の第３突起部２１３は、第１導入通路１６１の開口部１６３から回路室１３５に侵入した音波ＳＷが真っ直ぐに進むことができないように遮る程度の間隔を有して配置されている。

【0050】

変形例によれば、上述の実施例と同様に、第２副通路Ｂ内の音圧を積極的に減衰させることができ、音波が大きなエネルギを有したまま閉塞室４２１まで伝達されるのを抑制することができる。したがって、ダイアフラムのエレメント表面側とエレメント裏面側における音圧の共鳴の発生を防ぎ、流量の検出精度を高くすることができる。また、第３突起部２１３の本数を変更することによって音圧の減衰量を任意に調整することができる。

【0051】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0052】

１５ ターボチャージャ、２０：物理量検出装置、１００：ハウジング（筐体）、２００：カバー（筐体）、１３４：副通路、１３５：回路室、１６１：第１導入通路、１６２：導入口、１６３：開口部、２１０：突起部、２１１：第１突起部、２１２：第２突起部、２１３：第３突起部、３００：回路基板（回路部）、４００：センサアセンブリ、４１１：流量センサ（流量検出部）、４１１ａ：ダイアフラム表面、４１１ｂ：ダイアフラム裏面、４２２：換気通路、Ｂ：第２副通路、Ｂ１：往通路部、Ｂ２：復通路部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】