JP2000241222A - 流量測定装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸気経路の曲がり、エアフィルタやエアクリ
ーナの組み付けバラツキなどによって流れの速度分布が
変化した場合、およびエアフィルタの目詰まりが生じて
吸気系の経時変化が生じ、偏流や旋回流が変化し、また
乱れ度が増大した場合においても流量検出誤差が生じに
くい、流量測定装置を提供する。 【解決手段】 流体が流れる流体通路２０内に流体の流
れの一部を横断して配置された柱状部材３３と、該柱状
部材に設けられた検出通路４０と、該検出通路内に配置
された流量検出体３１，３２とを備えたものであって、
上記検出通路は、その流体導入口が流体の流れ方向に対
向した長細い形状を有し、かつ該長細い形状の長手方向
において少なくとも上記流体導入口から上記流量検出体
までの間で下流側に向かって実質的になめらかに狭くな
っていくように絞られており、しかも少なくとも上記流
体導入口から上記流量検出体までの間が単一孔である。
ーナの組み付けバラツキなどによって流れの速度分布が
変化した場合、およびエアフィルタの目詰まりが生じて
吸気系の経時変化が生じ、偏流や旋回流が変化し、また
乱れ度が増大した場合においても流量検出誤差が生じに
くい、流量測定装置を提供する。 【解決手段】 流体が流れる流体通路２０内に流体の流
れの一部を横断して配置された柱状部材３３と、該柱状
部材に設けられた検出通路４０と、該検出通路内に配置
された流量検出体３１，３２とを備えたものであって、
上記検出通路は、その流体導入口が流体の流れ方向に対
向した長細い形状を有し、かつ該長細い形状の長手方向
において少なくとも上記流体導入口から上記流量検出体
までの間で下流側に向かって実質的になめらかに狭くな
っていくように絞られており、しかも少なくとも上記流
体導入口から上記流量検出体までの間が単一孔である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流量測定装置に関す
るものであり、例えば内燃機関の空気の質量流量を測定
する装置に関するものである。
るものであり、例えば内燃機関の空気の質量流量を測定
する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術を説明する前に、自動車エンジ
ンの吸気系における一般的な課題を説明する。図３６は
一般的な自動車エンジンの吸気システムの構成を模式的
に示す断面図である。図において、１は吸入する空気の
流量を測定するための吸入空気流量測定装置であり、３
１はそのセンサ部すなわち流量検出素子である。２はエ
アクリーナ、３はエアフィルタ、４は大気中より吸入す
る空気の流れ方向を示す矢印、５は空気中に汚染物質と
して混在している塵埃、６は吸気効率を上げるためのベ
ルマウス、７はアクセルペダル（図示せず）と連動して
吸入空気量を制御するスロットルバルブ、８はサージタ
ンク、１１はエンジン燃焼室、２０は吸入空気を導入す
る吸気管、９ａは吸入した空気をエンジン燃焼室１１内
へ導入する吸気マニホールド、９ｂは燃焼後の排気ガス
を導出するための排気マニホールド、１０ａは吸気バル
ブ、１０ｂは排気バルブ、１２は流量測定装置１に使用
する配線である。
ンの吸気系における一般的な課題を説明する。図３６は
一般的な自動車エンジンの吸気システムの構成を模式的
に示す断面図である。図において、１は吸入する空気の
流量を測定するための吸入空気流量測定装置であり、３
１はそのセンサ部すなわち流量検出素子である。２はエ
アクリーナ、３はエアフィルタ、４は大気中より吸入す
る空気の流れ方向を示す矢印、５は空気中に汚染物質と
して混在している塵埃、６は吸気効率を上げるためのベ
ルマウス、７はアクセルペダル（図示せず）と連動して
吸入空気量を制御するスロットルバルブ、８はサージタ
ンク、１１はエンジン燃焼室、２０は吸入空気を導入す
る吸気管、９ａは吸入した空気をエンジン燃焼室１１内
へ導入する吸気マニホールド、９ｂは燃焼後の排気ガス
を導出するための排気マニホールド、１０ａは吸気バル
ブ、１０ｂは排気バルブ、１２は流量測定装置１に使用
する配線である。
【０００３】このような吸気系の構成において、エアク
リーナ２内部の空気の流れを矢印１３ａ、１３ｂ、１３
ｃおよび１４ａ、１４ｂ、１４ｃで示すように、エアフ
ィルタ３の全面において濾過を行っている。吸入空気量
測定装置１は通常エアクリーナ２の出口近傍に設置され
るため、エアフィルタ３の目詰まりなどの原因でエアク
リーナ２内部の流れが変化すれば、流量測定装置１が影
響を受けることは、容易に理解できる。
リーナ２内部の空気の流れを矢印１３ａ、１３ｂ、１３
ｃおよび１４ａ、１４ｂ、１４ｃで示すように、エアフ
ィルタ３の全面において濾過を行っている。吸入空気量
測定装置１は通常エアクリーナ２の出口近傍に設置され
るため、エアフィルタ３の目詰まりなどの原因でエアク
リーナ２内部の流れが変化すれば、流量測定装置１が影
響を受けることは、容易に理解できる。
【０００４】図３７は、塵埃５がエアフィルタ３に堆積
した場合の空気の流れる様子を説明するための模式図で
ある。図３６のような吸気系において、塵埃５を吸入し
た場合、この塵埃５がエアクリーナ２入口近傍に多く堆
積して目詰まりを起こすので空気の通路が大きく変化す
る。このときのエアクリーナ２内部の流れを示したもの
が矢印１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１６ａ、１６ｂ、
１６ｃである。目詰まりを起こした入口近傍のエアフィ
ルタ３は空気を通過させることができなくなり、吸入空
気はエアフィルタ３のまだ目詰まりしていない場所を通
過するようになる。
した場合の空気の流れる様子を説明するための模式図で
ある。図３６のような吸気系において、塵埃５を吸入し
た場合、この塵埃５がエアクリーナ２入口近傍に多く堆
積して目詰まりを起こすので空気の通路が大きく変化す
る。このときのエアクリーナ２内部の流れを示したもの
が矢印１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１６ａ、１６ｂ、
１６ｃである。目詰まりを起こした入口近傍のエアフィ
ルタ３は空気を通過させることができなくなり、吸入空
気はエアフィルタ３のまだ目詰まりしていない場所を通
過するようになる。
【０００５】このように、エアフィルタ３に塵埃５が堆
積した場合、矢印１５ａおよび１６ａで示すような渦が
発生したり、空気がエアフィルタ３を通過する部分が大
きく変化することになる。このようなことになれば、流
量測定装置１に流入する流れには不規則な渦が混在して
乱れ度が高くなり、初期に生じていた速度分布すなわち
偏流が変化し、また次のような理由で旋回流が増加して
さらに複雑な流れとなる。
積した場合、矢印１５ａおよび１６ａで示すような渦が
発生したり、空気がエアフィルタ３を通過する部分が大
きく変化することになる。このようなことになれば、流
量測定装置１に流入する流れには不規則な渦が混在して
乱れ度が高くなり、初期に生じていた速度分布すなわち
偏流が変化し、また次のような理由で旋回流が増加して
さらに複雑な流れとなる。
【０００６】エアフィルタ３に全く塵埃５が付着してい
ない初期の状態において流量測定装置１が出力する流量
の値は、流量検出素子３１が計測した検出値を吸気管２
０に流れる流量の代表値とし、真にエンジンが吸い込ん
だ空気量として用いている。実際に様々な車種に搭載さ
れているエアクリーナ２は、一例を図３８（ａ）および
（ｂ）にそれぞれ上面図および側面図で示すように、そ
のほとんどが非対称な三次元的な固有形状をしており、
またエアクリーナ２の入口２ａとエアクリーナ２の出口
２ｂは非対称な位置に取り付けられているので、流量測
定装置１に流入してくる流れは速度分布に偏りがあるだ
けでなく、流れ方向に中心軸を持つ旋回流を多く含む。
エアフィルタに目詰まりが生じれば、流体通路の非対称
性が強くなり、旋回流の回転成分は大きくなる。
ない初期の状態において流量測定装置１が出力する流量
の値は、流量検出素子３１が計測した検出値を吸気管２
０に流れる流量の代表値とし、真にエンジンが吸い込ん
だ空気量として用いている。実際に様々な車種に搭載さ
れているエアクリーナ２は、一例を図３８（ａ）および
（ｂ）にそれぞれ上面図および側面図で示すように、そ
のほとんどが非対称な三次元的な固有形状をしており、
またエアクリーナ２の入口２ａとエアクリーナ２の出口
２ｂは非対称な位置に取り付けられているので、流量測
定装置１に流入してくる流れは速度分布に偏りがあるだ
けでなく、流れ方向に中心軸を持つ旋回流を多く含む。
エアフィルタに目詰まりが生じれば、流体通路の非対称
性が強くなり、旋回流の回転成分は大きくなる。
【０００７】まとめると、エアフィルタ３が目詰まりを
起こせば、乱れ度が高いことにより出力値に含まれるノ
イズが増大し、また、偏流の分布が変化し、さらに、旋
回流の回転成分が変化し回転の遠心力によって流速分布
が変化することに伴って流量検出素子３１位置で検出す
る流速が変わり、流量検出誤差が生じるという問題があ
る。
起こせば、乱れ度が高いことにより出力値に含まれるノ
イズが増大し、また、偏流の分布が変化し、さらに、旋
回流の回転成分が変化し回転の遠心力によって流速分布
が変化することに伴って流量検出素子３１位置で検出す
る流速が変わり、流量検出誤差が生じるという問題があ
る。
【０００８】エアフィルタ３に堆積する塵埃は、一般に
エンジンの運転時間に応じて徐々に増加するため、吸気
系は経時的に変化する。経時変化が生じたエアクリーナ
２を使用すると、流量測定装置１に検出誤差が生じるの
で燃料と空気の混合比を最適に制御することができなく
なり、例えば三元触媒のような排ガス浄化装置の浄化作
用に悪影響を及ぼし、深刻な大気汚染を招く。ここで、
三元触媒とは、燃料と空気の混合比が最適に制御された
状態において、窒素酸化物ＮＯX、炭化水素ＨＣ、一酸
化炭素ＣＯの浄化効率が最も良くなるものである。今後
２１世紀に向けて排ガス規制が世界的に厳しくなってい
くことが決定しており、吸気系の経時変化の問題はます
ます大きな課題となると考えられる。
エンジンの運転時間に応じて徐々に増加するため、吸気
系は経時的に変化する。経時変化が生じたエアクリーナ
２を使用すると、流量測定装置１に検出誤差が生じるの
で燃料と空気の混合比を最適に制御することができなく
なり、例えば三元触媒のような排ガス浄化装置の浄化作
用に悪影響を及ぼし、深刻な大気汚染を招く。ここで、
三元触媒とは、燃料と空気の混合比が最適に制御された
状態において、窒素酸化物ＮＯX、炭化水素ＨＣ、一酸
化炭素ＣＯの浄化効率が最も良くなるものである。今後
２１世紀に向けて排ガス規制が世界的に厳しくなってい
くことが決定しており、吸気系の経時変化の問題はます
ます大きな課題となると考えられる。
【０００９】さらに、吸気系の経時変化以外にも、エア
フィルタ３あるいはエアクリーナ２の組み付けバラツキ
などによって、流れの流速分布が変化して流量検出誤差
が生じることも問題である。すなわち、流路構成や吸気
システム構成に左右されないで正確に流量を検出するこ
とが、流量測定装置１の課題である。
フィルタ３あるいはエアクリーナ２の組み付けバラツキ
などによって、流れの流速分布が変化して流量検出誤差
が生じることも問題である。すなわち、流路構成や吸気
システム構成に左右されないで正確に流量を検出するこ
とが、流量測定装置１の課題である。
【００１０】従来例１．これを解決する技術として、図
３９に示すような特開平８−３１３３１８号公報で開示
された従来例１による流量測定装置がある。図におい
て、３１は流量検出素子、１４１は吸気温検出素子、１
４２は流れを整流するための整流格子、２０は流体主通
路である吸気管、１４０は検出通路である。流体主通路
の途中に、流れ方向に貫通して吸気管２０の直径よりも
一回り小さな円筒形状の検出通路１４０を設け、その管
路の上流側がベルマウス形状となっており、その検出通
路１４０内部に流量検出素子３１を設置し、またその上
流側には流れを整流する整流格子１４２を備えた構成と
なっている。整流格子１４２は流れの方向に厚さを有す
るいわゆるハニカム形状をしている。
３９に示すような特開平８−３１３３１８号公報で開示
された従来例１による流量測定装置がある。図におい
て、３１は流量検出素子、１４１は吸気温検出素子、１
４２は流れを整流するための整流格子、２０は流体主通
路である吸気管、１４０は検出通路である。流体主通路
の途中に、流れ方向に貫通して吸気管２０の直径よりも
一回り小さな円筒形状の検出通路１４０を設け、その管
路の上流側がベルマウス形状となっており、その検出通
路１４０内部に流量検出素子３１を設置し、またその上
流側には流れを整流する整流格子１４２を備えた構成と
なっている。整流格子１４２は流れの方向に厚さを有す
るいわゆるハニカム形状をしている。
【００１１】このように構成することで、吸入空気は、
まず整流格子１４２を通過する際に旋回成分が取り除か
れ、さらにベルマウス形状の導入口を有する検出通路１
４０を通過する際に広い範囲から集められて縮流され
る。従って、吸気系の特にエアフィルタによって経時変
化が生じて流量測定装置に流入する流れの旋回流や偏流
が変化したり、あるいは乱れ度が増大した場合でも、流
量検出誤差を少なくすることができる。また、検出通路
１４０が流れ方向に貫通しており吸気管２０の流れの一
部を検出通路１４０に直接導入することができるので、
流れの変化を敏感に検出することができる。
まず整流格子１４２を通過する際に旋回成分が取り除か
れ、さらにベルマウス形状の導入口を有する検出通路１
４０を通過する際に広い範囲から集められて縮流され
る。従って、吸気系の特にエアフィルタによって経時変
化が生じて流量測定装置に流入する流れの旋回流や偏流
が変化したり、あるいは乱れ度が増大した場合でも、流
量検出誤差を少なくすることができる。また、検出通路
１４０が流れ方向に貫通しており吸気管２０の流れの一
部を検出通路１４０に直接導入することができるので、
流れの変化を敏感に検出することができる。
【００１２】しかしながら、円筒型のベルマウス形状に
関しては、偏流および乱れ度に対してはある程度の低減
効果は考慮されているが、旋回流に対しては全く無防備
であるという問題がある。これは、流体力学に関する文
献等に記載されている渦度保存の法則により、回転半径
が小さくなると旋回の回転数が増加する、つまり、図４
０に示すように回転半径が徐々に減少する検出通路１４
０内部に流れが導入される場合、旋回流の回転数が増加
するからである。回転数が増加すると、検出通路１４０
内部の流体は遠心力によって外側へと分布を偏らせ、中
心近傍に設置されている流量検出素子３１には大きな流
量検出誤差が生じると言う問題があった。この問題を解
決するために、図３９に示すような整流格子１４２を用
いている。しかしながら、エンジンルームが高密度実装
化されて整流部を有する流路管のスペースが十分確保で
きなくなり、また、吸気管２０の途中に孔を開けて簡単
に付けられるプラグイン方式の要求が近年徐々に高まり
つつある。このようなプラグイン方式では、流量測定装
置自身が流れを整流する機能を有していないため、整流
格子１４２をわざわざ吸気系通路に別途設置する必要が
生じると言う問題があった。
関しては、偏流および乱れ度に対してはある程度の低減
効果は考慮されているが、旋回流に対しては全く無防備
であるという問題がある。これは、流体力学に関する文
献等に記載されている渦度保存の法則により、回転半径
が小さくなると旋回の回転数が増加する、つまり、図４
０に示すように回転半径が徐々に減少する検出通路１４
０内部に流れが導入される場合、旋回流の回転数が増加
するからである。回転数が増加すると、検出通路１４０
内部の流体は遠心力によって外側へと分布を偏らせ、中
心近傍に設置されている流量検出素子３１には大きな流
量検出誤差が生じると言う問題があった。この問題を解
決するために、図３９に示すような整流格子１４２を用
いている。しかしながら、エンジンルームが高密度実装
化されて整流部を有する流路管のスペースが十分確保で
きなくなり、また、吸気管２０の途中に孔を開けて簡単
に付けられるプラグイン方式の要求が近年徐々に高まり
つつある。このようなプラグイン方式では、流量測定装
置自身が流れを整流する機能を有していないため、整流
格子１４２をわざわざ吸気系通路に別途設置する必要が
生じると言う問題があった。
【００１３】従来例２．図４１は、特開平２−２３２５
２４号公報で開示された従来例２による流量測定装置の
縦断面図であり、図４２はその上流側から見た正面図で
ある。図において、１７１（１７１ａ、１７１ｃ、１７
１ｄ）は迂回する副通路すなわち検出通路、１７４は検
出通路１７１の入口に設けられた凹部、１６２ａは吸気
温検出素子、１６２ｂは流量検出素子、１８０は空気の
流れ方向を示す矢印、１７０ａは楕円形に開口した縁で
ある。迂回する検出通路１７１の上流側入口開口の全周
には楕円形の縁１７０ａを設け、その凹部１７４に検出
通路の入口が設置されている。
２４号公報で開示された従来例２による流量測定装置の
縦断面図であり、図４２はその上流側から見た正面図で
ある。図において、１７１（１７１ａ、１７１ｃ、１７
１ｄ）は迂回する副通路すなわち検出通路、１７４は検
出通路１７１の入口に設けられた凹部、１６２ａは吸気
温検出素子、１６２ｂは流量検出素子、１８０は空気の
流れ方向を示す矢印、１７０ａは楕円形に開口した縁で
ある。迂回する検出通路１７１の上流側入口開口の全周
には楕円形の縁１７０ａを設け、その凹部１７４に検出
通路の入口が設置されている。
【００１４】このような構成においては、凹部１７４に
よって流れが安定化すると記載されている。しかしなが
ら、凹部１７４から検出通路１７１内部へ流れが導入さ
れる部分で急激な曲がり部を有するため流れは剥離して
不規則な渦を発生させ、その渦が検出通路１７１内部を
流下して流量検出素子１６２ｂに衝突し、ノイズの増大
および流量検出誤差を生じるという問題点があった。ま
た、検出通路１７１が迂回しているため通気抵抗が大き
く、吸気管内の流れが突然加速した場合、つまり自動車
のアクセルペダルを急に踏み込んだ場合などでは、検出
管路１７１内部の空気が押し出されるまでに時間を要
し、検出管路１７１内部に設置されている流量検出素子
１６２ｂは流れの変化を敏感に検出できないという問題
もある。
よって流れが安定化すると記載されている。しかしなが
ら、凹部１７４から検出通路１７１内部へ流れが導入さ
れる部分で急激な曲がり部を有するため流れは剥離して
不規則な渦を発生させ、その渦が検出通路１７１内部を
流下して流量検出素子１６２ｂに衝突し、ノイズの増大
および流量検出誤差を生じるという問題点があった。ま
た、検出通路１７１が迂回しているため通気抵抗が大き
く、吸気管内の流れが突然加速した場合、つまり自動車
のアクセルペダルを急に踏み込んだ場合などでは、検出
管路１７１内部の空気が押し出されるまでに時間を要
し、検出管路１７１内部に設置されている流量検出素子
１６２ｂは流れの変化を敏感に検出できないという問題
もある。
【００１５】また、図４３は同公報に記載された検出通
路が迂回せずに流れ方向に貫通している流量測定装置を
示す縦断面図である。図において、１０２は副通路すな
わち検出通路、１０４は凹部、１０５は逆止弁である。
このような検出通路１０２が流れ方向に貫通している流
量測定装置においても、同様に凹部１０４から検出通路
１０２内部へ流れが導入される部分で急激な曲がり部を
有するため流れは剥離して不規則な渦を発生させ、その
渦が検出通路１０２内部を流下して流量検出体１６２ｂ
に衝突し、ノイズの増大および流量検出誤差を生じると
いう問題点があった。また、検出通路１０２の出口には
逆止弁１０５が設けられているので、検出通路１０２内
部の流体抵抗が大きく、吸気管内の流れが突然加速した
場合つまり自動車のアクセルペダルを急に踏み込んだ場
合などでは、検出管路１０２内部の空気が押し出される
までに時間を要し、検出管路１０２内部に設置されてい
る流量検出体１６２ｂは流れの変化を敏感に検出できな
いという問題もある。
路が迂回せずに流れ方向に貫通している流量測定装置を
示す縦断面図である。図において、１０２は副通路すな
わち検出通路、１０４は凹部、１０５は逆止弁である。
このような検出通路１０２が流れ方向に貫通している流
量測定装置においても、同様に凹部１０４から検出通路
１０２内部へ流れが導入される部分で急激な曲がり部を
有するため流れは剥離して不規則な渦を発生させ、その
渦が検出通路１０２内部を流下して流量検出体１６２ｂ
に衝突し、ノイズの増大および流量検出誤差を生じると
いう問題点があった。また、検出通路１０２の出口には
逆止弁１０５が設けられているので、検出通路１０２内
部の流体抵抗が大きく、吸気管内の流れが突然加速した
場合つまり自動車のアクセルペダルを急に踏み込んだ場
合などでは、検出管路１０２内部の空気が押し出される
までに時間を要し、検出管路１０２内部に設置されてい
る流量検出体１６２ｂは流れの変化を敏感に検出できな
いという問題もある。
【００１６】従来例３．図４４は、特開平１０−１４２
０２０号公報で開示された従来例３による流量測定装置
の縦断面図であり、図４５はそのＡ−Ａ線に沿った断面
図である。図において、１３０は測定流路すなわち検出
通路、１２０は流れ方向を示す矢印、１２９は装着部
材、１２１は測定素子すなわち流量検出素子、１３１は
変向流路すなわち迂回する検出通路、１４２は丸くされ
た界面、１３９は測定流路側面、１０３はシールリン
グ、１０８は吸気管である。検出通路１３０内に流量検
出素子１２１および流量検出素子１２１を装着する装着
部材１２９を備え、検出通路１３０の入口部をなめらか
な曲面状で形成し、装着部材１２９の厚み方向に通路が
絞られているように構成されている。
０２０号公報で開示された従来例３による流量測定装置
の縦断面図であり、図４５はそのＡ−Ａ線に沿った断面
図である。図において、１３０は測定流路すなわち検出
通路、１２０は流れ方向を示す矢印、１２９は装着部
材、１２１は測定素子すなわち流量検出素子、１３１は
変向流路すなわち迂回する検出通路、１４２は丸くされ
た界面、１３９は測定流路側面、１０３はシールリン
グ、１０８は吸気管である。検出通路１３０内に流量検
出素子１２１および流量検出素子１２１を装着する装着
部材１２９を備え、検出通路１３０の入口部をなめらか
な曲面状で形成し、装着部材１２９の厚み方向に通路が
絞られているように構成されている。
【００１７】このように構成することで、検出通路１３
０内部へ向かう流れは、入口近傍の曲面で縮流されて内
部へと導入されることが推定される。しかしながら、上
流から検出管路１３０内部に旋回流が進入してきた場
合、この流れが装着部材１２９の前縁に衝突した際に剥
離を生じ、不規則な渦が流量検出素子１２１に衝突して
流量検出誤差が生じるという問題がある。さらに、検出
通路１３０の入り口は吸気管１０８を流れる流体のごく
一部しか集めておらず、かつ、図４４に示された断面か
ら見たときに流量検出素子１２１の検出部へ流れを集め
るように導いておらず、図４５に示すように装着部材１
２９の厚み方向に流れを集めるように構成されているの
で、図４４の上下方向に生じる流速分布の変化に対して
流量検出誤差が生じるという問題がある。また、検出通
路１３０が迂回しているため通気抵抗が大きく、吸気管
内の流れが突然加速した場合、つまり自動車のアクセル
ペダルを急に踏み込んだ場合などでは、検出管路１３０
内部の空気が押し出されるまでに時間を要し、検出管路
１３０内部に設置されている流量検出素子１２１は流れ
の変化を敏感に検出できないという問題もある。
０内部へ向かう流れは、入口近傍の曲面で縮流されて内
部へと導入されることが推定される。しかしながら、上
流から検出管路１３０内部に旋回流が進入してきた場
合、この流れが装着部材１２９の前縁に衝突した際に剥
離を生じ、不規則な渦が流量検出素子１２１に衝突して
流量検出誤差が生じるという問題がある。さらに、検出
通路１３０の入り口は吸気管１０８を流れる流体のごく
一部しか集めておらず、かつ、図４４に示された断面か
ら見たときに流量検出素子１２１の検出部へ流れを集め
るように導いておらず、図４５に示すように装着部材１
２９の厚み方向に流れを集めるように構成されているの
で、図４４の上下方向に生じる流速分布の変化に対して
流量検出誤差が生じるという問題がある。また、検出通
路１３０が迂回しているため通気抵抗が大きく、吸気管
内の流れが突然加速した場合、つまり自動車のアクセル
ペダルを急に踏み込んだ場合などでは、検出管路１３０
内部の空気が押し出されるまでに時間を要し、検出管路
１３０内部に設置されている流量検出素子１２１は流れ
の変化を敏感に検出できないという問題もある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来の流量測定装置は
以上のように構成されており、以下に示すような問題点
を有している。吸気経路の曲がり、エアフィルタやエア
クリーナの組み付けバラツキなどによって流れの速度分
布が変化し流量検出誤差が生じる。さらに、エアフィル
タの目詰まりが生じ吸気系の経時変化が生じて吸気管路
内の偏流や旋回流が変化し、また乱れ度が増大した場合
において、流量検出誤差が生じる。また、流れの変化を
敏感に検出できない。
以上のように構成されており、以下に示すような問題点
を有している。吸気経路の曲がり、エアフィルタやエア
クリーナの組み付けバラツキなどによって流れの速度分
布が変化し流量検出誤差が生じる。さらに、エアフィル
タの目詰まりが生じ吸気系の経時変化が生じて吸気管路
内の偏流や旋回流が変化し、また乱れ度が増大した場合
において、流量検出誤差が生じる。また、流れの変化を
敏感に検出できない。
【００１９】本発明は、上記のような一般的な吸気系の
課題に対して発明された従来技術の問題点を解決するた
めになされたものであり、本発明の第１の目的は、吸気
経路の曲がり、エアフィルタやエアクリーナの組み付け
バラツキなどによって流れの速度分布が変化した場合、
およびエアフィルタの目詰まりが生じて吸気系の経時変
化が生じ、偏流や旋回流が変化し、また乱れ度が増大し
た場合においても流量検出誤差が生じにくい、流量測定
装置を提供することにある。また、本発明の第２の目的
は、流量検出体に流れを直接導入しながらノイズが少な
く流速の変化に敏感な応答性の良い流量測定装置を提供
することにある。
課題に対して発明された従来技術の問題点を解決するた
めになされたものであり、本発明の第１の目的は、吸気
経路の曲がり、エアフィルタやエアクリーナの組み付け
バラツキなどによって流れの速度分布が変化した場合、
およびエアフィルタの目詰まりが生じて吸気系の経時変
化が生じ、偏流や旋回流が変化し、また乱れ度が増大し
た場合においても流量検出誤差が生じにくい、流量測定
装置を提供することにある。また、本発明の第２の目的
は、流量検出体に流れを直接導入しながらノイズが少な
く流速の変化に敏感な応答性の良い流量測定装置を提供
することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
る流量測定装置は、流体が流れる流体通路内に流体の流
れの一部を横断して配置された柱状部材と、該柱状部材
に設けられた検出通路と、該検出通路内に配置された流
量検出体とを備えたものであって、上記検出通路は、そ
の流体導入口が流体の流れ方向に対向した長細い形状を
有し、かつ該長細い形状の長手方向において少なくとも
上記流体導入口から上記流量検出体までの間で下流側に
向かって実質的になめらかに狭くなっていくように絞ら
れており、しかも少なくとも上記流体導入口から上記流
量検出体までの間が単一孔であるものである。
る流量測定装置は、流体が流れる流体通路内に流体の流
れの一部を横断して配置された柱状部材と、該柱状部材
に設けられた検出通路と、該検出通路内に配置された流
量検出体とを備えたものであって、上記検出通路は、そ
の流体導入口が流体の流れ方向に対向した長細い形状を
有し、かつ該長細い形状の長手方向において少なくとも
上記流体導入口から上記流量検出体までの間で下流側に
向かって実質的になめらかに狭くなっていくように絞ら
れており、しかも少なくとも上記流体導入口から上記流
量検出体までの間が単一孔であるものである。
【００２１】本発明の第２の構成による流量測定装置
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流量検出体
の上流側から流量検出体までの間で下流側に向かって実
質的になめらかに狭くなっていくように絞られており、
上記流量検出体は、流体の流れの方向に略沿いかつ上記
流体導入口の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れた略板状の装着部材の主表面に流量検出素子が保持さ
れた構造をなしているものである。
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流量検出体
の上流側から流量検出体までの間で下流側に向かって実
質的になめらかに狭くなっていくように絞られており、
上記流量検出体は、流体の流れの方向に略沿いかつ上記
流体導入口の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れた略板状の装着部材の主表面に流量検出素子が保持さ
れた構造をなしているものである。
【００２２】本発明の第３の構成による流量測定装置
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流体導入口
から上記流量検出体までの間で下流側に向かって実質的
になめらかに狭くなっていくように絞られており、しか
も少なくとも上記流体導入口から上記流量検出体までの
間が単一孔であり、上記流量検出体は、流体の流れの方
向に略沿いかつ上記流体導入口の長手方向と略平行に延
在するように配設された略板状の装着部材の主表面に流
量検出素子が保持された構造をなしているものである。
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流体導入口
から上記流量検出体までの間で下流側に向かって実質的
になめらかに狭くなっていくように絞られており、しか
も少なくとも上記流体導入口から上記流量検出体までの
間が単一孔であり、上記流量検出体は、流体の流れの方
向に略沿いかつ上記流体導入口の長手方向と略平行に延
在するように配設された略板状の装着部材の主表面に流
量検出素子が保持された構造をなしているものである。
【００２３】本発明の第４の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし３のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体通路の上流から下流へ向かう
方向に略直線的に貫通しているものである。
は、上記第１ないし３のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体通路の上流から下流へ向かう
方向に略直線的に貫通しているものである。
【００２４】本発明の第５の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし４のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の長手方向の長さは短手方向の長さの略
２倍以上であるものである。
は、上記第１ないし４のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の長手方向の長さは短手方向の長さの略
２倍以上であるものである。
【００２５】本発明の第６の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし５のうちの何れかの構成において、
上記下流側に向かって絞られている検出通路の内壁面
は、流体導入口と垂直かつ流体導入口の長手方向と平行
な任意の平面と、上記内壁面との交線の少なくとも一部
が、実質的になめらかな曲線によって構成されているも
のである。
は、上記第１ないし５のうちの何れかの構成において、
上記下流側に向かって絞られている検出通路の内壁面
は、流体導入口と垂直かつ流体導入口の長手方向と平行
な任意の平面と、上記内壁面との交線の少なくとも一部
が、実質的になめらかな曲線によって構成されているも
のである。
【００２６】本発明の第７の構成による流量測定装置
は、上記第６の構成において、上記なめらかな曲線は、
変曲点を有する略連続的に構成された曲線であるもので
ある。
は、上記第６の構成において、上記なめらかな曲線は、
変曲点を有する略連続的に構成された曲線であるもので
ある。
【００２７】本発明の第８の構成による流量測定装置
は、上記第７の構成において、上記変曲点を有する略連
続的に構成された曲線は、三次関数曲線または実質的に
三次関数に近似できる曲線であるものである。
は、上記第７の構成において、上記変曲点を有する略連
続的に構成された曲線は、三次関数曲線または実質的に
三次関数に近似できる曲線であるものである。
【００２８】本発明の第９の構成による流量測定装置
は、上記第７または８の構成において、上記変曲点は、
流体導入口の長辺の長さをＬとしたときに、検出通路の
導入口から下流に向かって略０．３Ｌの位置にあるもの
である。
は、上記第７または８の構成において、上記変曲点は、
流体導入口の長辺の長さをＬとしたときに、検出通路の
導入口から下流に向かって略０．３Ｌの位置にあるもの
である。
【００２９】本発明の第１０の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の上流側端
部まで絞られているものである。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の上流側端
部まで絞られているものである。
【００３０】本発明の第１１の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の検出素子
まで絞られているものである。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の検出素子
まで絞られているものである。
【００３１】本発明の第１２の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口は曲面形状を有するものである。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口は曲面形状を有するものである。
【００３２】本発明の第１３の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体導入口の短手方向おいて少な
くとも流量検出体の上流側から流量検出体までの間で下
流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていくよう
に絞られているものである。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体導入口の短手方向おいて少な
くとも流量検出体の上流側から流量検出体までの間で下
流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていくよう
に絞られているものである。
【００３３】本発明の第１４の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の下流側端部に切り欠きを有
するものである。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の下流側端部に切り欠きを有
するものである。
【００３４】本発明の第１５の構成による流量測定装置
は、上記第１４の構成において、上記切り欠きの近傍で
切り欠きより上流側の検出通路外壁に凸状段差を有する
ものである。
は、上記第１４の構成において、上記切り欠きの近傍で
切り欠きより上流側の検出通路外壁に凸状段差を有する
ものである。
【００３５】本発明の第１６の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の少なくとも一部の外壁面
は、外側に膨らむ曲面またはテーパを有するものであ
る。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の少なくとも一部の外壁面
は、外側に膨らむ曲面またはテーパを有するものであ
る。
【００３６】本発明の第１７の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の近傍に上流側に向かって突出した突出
体を有するものである。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の近傍に上流側に向かって突出した突出
体を有するものである。
【００３７】本発明の第１８の構成による流量測定装置
は、上記第１７の構成において、流体導入口は略長方形
状であり、上記突出体は上記流体導入口の長辺および短
辺の少なくとも一方に設けられた互いに略平行な板状部
材であるものである。
は、上記第１７の構成において、流体導入口は略長方形
状であり、上記突出体は上記流体導入口の長辺および短
辺の少なくとも一方に設けられた互いに略平行な板状部
材であるものである。
【００３８】本発明の第１９の構成による流量測定装置
は、上記第１７または１８の構成において、上記突出体
は上流側に行くほど肉厚が薄くなるテーパまたは曲面部
を有するものである。
は、上記第１７または１８の構成において、上記突出体
は上流側に行くほど肉厚が薄くなるテーパまたは曲面部
を有するものである。
【００３９】本発明の第２０の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記柱状部材は流体通路の側壁に形成された孔より上記
流体通路に挿入されるものである。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記柱状部材は流体通路の側壁に形成された孔より上記
流体通路に挿入されるものである。
【００４０】本発明の第２１の構成による流量測定装置
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は上流側端部から下流側に向かって肉厚が
増大する領域を有し、流量検出素子は上記肉厚が増大し
ている領域に配置されているものである。
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は上流側端部から下流側に向かって肉厚が
増大する領域を有し、流量検出素子は上記肉厚が増大し
ている領域に配置されているものである。
【００４１】本発明の第２２の構成による流量測定装置
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は下流側端部に切り欠きを有するものであ
る。
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は下流側端部に切り欠きを有するものであ
る。
【００４２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１による流量測定装置を示す斜視図である。
図において、１は流量測定装置、２０は吸気管、２２は
空気の順流方向を示す矢印、２３は流量測定装置１を吸
気管２０に挿入するための台座、２４および２６は流量
測定装置１を台座２３に固定するための取り付け用のネ
ジ孔、２８はボルト、２５は信号線を接続するための端
子、２７は内部の電子回路基板（図示せず）を覆うカバ
ー、３０は流量測定装置１を吸気管２０内部へ挿入する
ために台座２３および吸気管２０の側壁に設けられた
孔、３１は流量検出素子、３２は流体の流れ方向に沿っ
て配置された略板状の装着部材であり、装着部材３２の
一方の主表面に流量検出素子３１が保持されて流量検出
体が構成されている。３３は柱状部材、４０は検出通路
であり、柱状部材３３を所定の形状にくりぬいて検出通
路４０が形成されている。流量測定装置１は台座２３お
よび吸気管２０の側壁に設けられた孔３０に挿入され
る、いわゆるプラグイン方式となっている。このような
構成では吸気管２０に孔３０を設けるだけでよく、例え
ば図３９に示した従来例のように吸気管同士を接続して
設置する必要がないため、装着性に優れるという利点が
ある。この際、ネジ孔２４と２６はボルト２８によって
締め付けられ、孔３０と流量測定装置１の隙間は空気が
漏れないようにＯリング等のシール部材（図示せず）で
密封される構造となっている。
実施の形態１による流量測定装置を示す斜視図である。
図において、１は流量測定装置、２０は吸気管、２２は
空気の順流方向を示す矢印、２３は流量測定装置１を吸
気管２０に挿入するための台座、２４および２６は流量
測定装置１を台座２３に固定するための取り付け用のネ
ジ孔、２８はボルト、２５は信号線を接続するための端
子、２７は内部の電子回路基板（図示せず）を覆うカバ
ー、３０は流量測定装置１を吸気管２０内部へ挿入する
ために台座２３および吸気管２０の側壁に設けられた
孔、３１は流量検出素子、３２は流体の流れ方向に沿っ
て配置された略板状の装着部材であり、装着部材３２の
一方の主表面に流量検出素子３１が保持されて流量検出
体が構成されている。３３は柱状部材、４０は検出通路
であり、柱状部材３３を所定の形状にくりぬいて検出通
路４０が形成されている。流量測定装置１は台座２３お
よび吸気管２０の側壁に設けられた孔３０に挿入され
る、いわゆるプラグイン方式となっている。このような
構成では吸気管２０に孔３０を設けるだけでよく、例え
ば図３９に示した従来例のように吸気管同士を接続して
設置する必要がないため、装着性に優れるという利点が
ある。この際、ネジ孔２４と２６はボルト２８によって
締め付けられ、孔３０と流量測定装置１の隙間は空気が
漏れないようにＯリング等のシール部材（図示せず）で
密封される構造となっている。
【００４３】次に、流量検出素子３１の構成および動作
の一例を示す。図２は本発明の実施の形態１に係る流量
検出素子の一例の構成を示す平面図である。これは、例
えば特開平１−１８５４１６号公報に記載された内燃機
関用の流量検出素子であり、吸気通路内に吸入空気の流
れに対して略平行になるように配置した基板上に形成さ
れ、吸入空気の上流側と下流側に配置された感熱抵抗膜
から成る発熱抵抗体と、この上流側および下流側の各々
の発熱抵抗体からの放熱量の差を電気的に判別し、吸入
空気の流れ方向を検出する比較器を備えて成るものであ
る。図２において、２００は通常の空気の流れすなわち
空気の順流方向を示す矢印、２０１は合成樹脂箔からな
る薄い基板、２０２は発熱抵抗体２０３、２０４と温度
補償用抵抗体２０５、２０６の間の熱干渉の影響を回避
するための断熱孔、２０３は吸気上流側に対応する発熱
抵抗体、２０４は吸気下流側に対応する発熱抵抗体、２
０５は吸気上流側に対応する温度補償用抵抗体、２０６
は吸気下流側に対応する温度補償用抵抗体である。温度
補償用抵抗体２０５、２０６は吸入する空気の温度を検
出し、発熱抵抗体２０３，２０４の発熱温度を制御する
ために用いられる。このように構成することで、吸気上
流側に対応する発熱抵抗体２０３と吸気下流側に対応す
る発熱抵抗体２０４は空気が流れることによって放熱量
に差異が生じ、流れの方向と速度が検出できる。
の一例を示す。図２は本発明の実施の形態１に係る流量
検出素子の一例の構成を示す平面図である。これは、例
えば特開平１−１８５４１６号公報に記載された内燃機
関用の流量検出素子であり、吸気通路内に吸入空気の流
れに対して略平行になるように配置した基板上に形成さ
れ、吸入空気の上流側と下流側に配置された感熱抵抗膜
から成る発熱抵抗体と、この上流側および下流側の各々
の発熱抵抗体からの放熱量の差を電気的に判別し、吸入
空気の流れ方向を検出する比較器を備えて成るものであ
る。図２において、２００は通常の空気の流れすなわち
空気の順流方向を示す矢印、２０１は合成樹脂箔からな
る薄い基板、２０２は発熱抵抗体２０３、２０４と温度
補償用抵抗体２０５、２０６の間の熱干渉の影響を回避
するための断熱孔、２０３は吸気上流側に対応する発熱
抵抗体、２０４は吸気下流側に対応する発熱抵抗体、２
０５は吸気上流側に対応する温度補償用抵抗体、２０６
は吸気下流側に対応する温度補償用抵抗体である。温度
補償用抵抗体２０５、２０６は吸入する空気の温度を検
出し、発熱抵抗体２０３，２０４の発熱温度を制御する
ために用いられる。このように構成することで、吸気上
流側に対応する発熱抵抗体２０３と吸気下流側に対応す
る発熱抵抗体２０４は空気が流れることによって放熱量
に差異が生じ、流れの方向と速度が検出できる。
【００４４】次に、流量検出素子３１の構成および動作
の別の例を示す。図３は本発明の実施の形態１に係る流
量検出素子の別の例の構成を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。図において、
３０１は例えば厚さ約０．４ｍｍのシリコンよりなる平
板状基材であり、その表面に例えば厚さ０．５μｍの窒
化シリコン等よりなる絶縁性の支持膜３０２がスパッ
タ、蒸着、ＣＶＤ等の方法で形成され、その上に例えば
厚さ０．１μｍの白金等の感熱抵抗膜よりなる発熱抵抗
３０４および測温抵抗３０６、３０７が蒸着やスパッタ
等の方法で着膜されている。発熱抵抗３０４および測温
抵抗３０６、３０７には写真製版、ウエットあるいはド
ライエッチング等の方法を用いて、電流路である接続パ
ターン３０８ａ〜３０８ｃ、３０８ｆ〜３０８ｈが形成
されている。また、同様に厚さ０．１μｍの白金等の感
熱抵抗膜よりなる流体温度検出体３０５が蒸着やスパッ
タ等の方法で着膜されている。流体温度検出体３０５に
は写真製版、ウエットあるいはドライエッチング等の方
法を用いて電流路であるリードパターン３０８ｄ，３０
８ｅが形成されている。さらに発熱抵抗３０４および測
温抵抗３０６，３０７の上には例えば厚さ０．５μｍの
窒化シリコン等よりなる絶縁性の保護膜３０３がスパッ
タ、ＣＶＤ等の方法で形成されている。
の別の例を示す。図３は本発明の実施の形態１に係る流
量検出素子の別の例の構成を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。図において、
３０１は例えば厚さ約０．４ｍｍのシリコンよりなる平
板状基材であり、その表面に例えば厚さ０．５μｍの窒
化シリコン等よりなる絶縁性の支持膜３０２がスパッ
タ、蒸着、ＣＶＤ等の方法で形成され、その上に例えば
厚さ０．１μｍの白金等の感熱抵抗膜よりなる発熱抵抗
３０４および測温抵抗３０６、３０７が蒸着やスパッタ
等の方法で着膜されている。発熱抵抗３０４および測温
抵抗３０６、３０７には写真製版、ウエットあるいはド
ライエッチング等の方法を用いて、電流路である接続パ
ターン３０８ａ〜３０８ｃ、３０８ｆ〜３０８ｈが形成
されている。また、同様に厚さ０．１μｍの白金等の感
熱抵抗膜よりなる流体温度検出体３０５が蒸着やスパッ
タ等の方法で着膜されている。流体温度検出体３０５に
は写真製版、ウエットあるいはドライエッチング等の方
法を用いて電流路であるリードパターン３０８ｄ，３０
８ｅが形成されている。さらに発熱抵抗３０４および測
温抵抗３０６，３０７の上には例えば厚さ０．５μｍの
窒化シリコン等よりなる絶縁性の保護膜３０３がスパッ
タ、ＣＶＤ等の方法で形成されている。
【００４５】発熱体３０４は、直列に接続され接続パタ
ーン３０８ｃ，３０８ｆを経て流量検出素子の外部との
電気的接続を行うための電極３０９ｃ，３０９ｆとつな
がっている。また、流体温度検出体３０５はリードパタ
ーン３０８ｄ，３０８ｅを経て流量検出素子の外部との
電気的接続を行うための電極３０９ｄ，３０９ｅとつな
がっている。さらに同様に測温抵抗３０６は接続パター
ン３０８ａ，３０８ｂを経て電極３０９ａ，３０９ｂ
と、また測温抵抗３０７は接続パターン３０８ｇ，３０
８ｈを経て電極３０９ｇ，３０９ｈとそれぞれつながっ
ている。電極３０９ａ〜３０９ｈの部分はワイヤボンド
等の方法で外部と電気的に接続するために保護膜３０３
が除去されている。
ーン３０８ｃ，３０８ｆを経て流量検出素子の外部との
電気的接続を行うための電極３０９ｃ，３０９ｆとつな
がっている。また、流体温度検出体３０５はリードパタ
ーン３０８ｄ，３０８ｅを経て流量検出素子の外部との
電気的接続を行うための電極３０９ｄ，３０９ｅとつな
がっている。さらに同様に測温抵抗３０６は接続パター
ン３０８ａ，３０８ｂを経て電極３０９ａ，３０９ｂ
と、また測温抵抗３０７は接続パターン３０８ｇ，３０
８ｈを経て電極３０９ｇ，３０９ｈとそれぞれつながっ
ている。電極３０９ａ〜３０９ｈの部分はワイヤボンド
等の方法で外部と電気的に接続するために保護膜３０３
が除去されている。
【００４６】さらに、平板状基材３０１の支持膜３０２
が形成されている面とは逆の面に形成された裏面保護膜
３１１に写真製版等の方法でエッチングホール３１２を
形成後、例えばアルカリエッチング等を施すことによっ
て、平板状基材３０１の一部を除去し、キャビティ３１
４を形成することによって流量検出部であるところの流
量検出用ダイアフラム３１３が構成されている。矢印Ａ
は被計測流体の流れの正方向であり、流量検出用ダイア
フラム３１３は被計測流体の流れにさらされるように配
置される。ダイアフラム３１３の大きさは、１０００μ
ｍ×２０００μｍであり、その厚さは抵抗体３０４，３
０６，３０７が構成されていない部分で１μｍである。
が形成されている面とは逆の面に形成された裏面保護膜
３１１に写真製版等の方法でエッチングホール３１２を
形成後、例えばアルカリエッチング等を施すことによっ
て、平板状基材３０１の一部を除去し、キャビティ３１
４を形成することによって流量検出部であるところの流
量検出用ダイアフラム３１３が構成されている。矢印Ａ
は被計測流体の流れの正方向であり、流量検出用ダイア
フラム３１３は被計測流体の流れにさらされるように配
置される。ダイアフラム３１３の大きさは、１０００μ
ｍ×２０００μｍであり、その厚さは抵抗体３０４，３
０６，３０７が構成されていない部分で１μｍである。
【００４７】発熱体３０４は図４に示す定温度差駆動回
路によって所定の平均温度となるような抵抗値に制御さ
れている。検出回路は流体温度検出体３０５と発熱抵抗
３０４を含むブリッジ回路となっている。図において、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は固定抵抗、ＯＰ１、Ｏ
Ｐ２は演算増幅器、ＴＲ１、ＴＲ２はトランジスタ、Ｂ
ＡＴＴは電源である。検出回路は図中のａ点とｂ点の電
位を略等しくするように働き、発熱抵抗３０４の加熱電
流ＩＨを制御する。被計測流体の流速が早くなると、発
熱体３０４から被計測流体への熱伝達量が多くなるため
発熱体４の平均温度を所定の値に保つ時の加熱電流ＩＨ
は増加する。一方、測温抵抗３０６，３０７は図示しな
い回路によってその各々の抵抗の温度に相当する出力を
得、その差をとることによって流量センサの出力として
いる。すなわち、Ａの方向に流体の移動が生じたときに
は、測温抵抗３０６の温度は下がり、測温抵抗３０７の
温度は測温抵抗３０６程は下がらない。図５には流量と
測温抵抗３０６と３０７の温度との関係を示している。
測温抵抗３０６と３０７の温度に相当する出力の差を流
量センサの出力とすれば、流量とその流れの方向が検出
できる。尚、測温抵抗３０６，３０７の温度を検出する
には、測温抵抗３０６と３０７に各々所定の定電圧を与
えたり、また所定の定電流を与える等の方法が考えられ
る。
路によって所定の平均温度となるような抵抗値に制御さ
れている。検出回路は流体温度検出体３０５と発熱抵抗
３０４を含むブリッジ回路となっている。図において、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は固定抵抗、ＯＰ１、Ｏ
Ｐ２は演算増幅器、ＴＲ１、ＴＲ２はトランジスタ、Ｂ
ＡＴＴは電源である。検出回路は図中のａ点とｂ点の電
位を略等しくするように働き、発熱抵抗３０４の加熱電
流ＩＨを制御する。被計測流体の流速が早くなると、発
熱体３０４から被計測流体への熱伝達量が多くなるため
発熱体４の平均温度を所定の値に保つ時の加熱電流ＩＨ
は増加する。一方、測温抵抗３０６，３０７は図示しな
い回路によってその各々の抵抗の温度に相当する出力を
得、その差をとることによって流量センサの出力として
いる。すなわち、Ａの方向に流体の移動が生じたときに
は、測温抵抗３０６の温度は下がり、測温抵抗３０７の
温度は測温抵抗３０６程は下がらない。図５には流量と
測温抵抗３０６と３０７の温度との関係を示している。
測温抵抗３０６と３０７の温度に相当する出力の差を流
量センサの出力とすれば、流量とその流れの方向が検出
できる。尚、測温抵抗３０６，３０７の温度を検出する
には、測温抵抗３０６と３０７に各々所定の定電圧を与
えたり、また所定の定電流を与える等の方法が考えられ
る。
【００４８】なお、本実施の形態では、順流および逆流
の双方向の流速を検出可能な流量検出素子３１について
説明したが、これに限定されるものではなく、順方向の
みの検出機能を有するようなより単純な構成のものでも
よい。また熱式に限らず任意の検出方式の流量検出素子
でもよい。
の双方向の流速を検出可能な流量検出素子３１について
説明したが、これに限定されるものではなく、順方向の
みの検出機能を有するようなより単純な構成のものでも
よい。また熱式に限らず任意の検出方式の流量検出素子
でもよい。
【００４９】図６は本発明の実施の形態１による流量測
定装置の構成および動作を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）は縦断面図である。図において、２９は吸気管２
０の孔３０と流量測定装置１の隙間を密封するＯリング
等のシール部材、３４、３５、３６は流体の流れを示す
矢印、Ｌは流体導入口４１の長手方向の長さ、Ｍは短手
方向の長さである。３３は吸気管２０の内部に流れの一
部を横断して配置された柱状部材である。柱状部材３３
には、流体の入口である導入口４１から流体の出口であ
る導出口４２まで流体通路である吸気管２０の上流から
下流へ向かう方向に直線的に貫通した検出通路４０が形
成されている。検出通路４０の流体導入口４１は、長細
い形状すなわち本実施の形態では長方形状に形成されて
いる。また、流体導入口４１は流体通路である吸気管２
０内の流体の流れ方向に対向しており、しかも長手方向
すなわち長辺が円筒状吸気管２０の径方向に沿って配置
され、かつ検出通路４０における流体の流れ方向に直交
する断面の中心位置が円筒状吸気管２０における流体の
流れ方向に直交する断面の中心位置と略一致するように
配置されている。なお、検出通路４０の流れと直交する
方向の断面は四辺形で示したが、通路断面の四辺形の角
部には丸みや面取りを有していてもよく、また楕円形や
小判型でもよい。また、本実施の形態では、検出通路４
０は長辺の長さが導入口４１から導出口４２までの間で
下流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていくよ
うに絞られている。４５はその絞り部であり、５０は変
曲点である。
定装置の構成および動作を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）は縦断面図である。図において、２９は吸気管２
０の孔３０と流量測定装置１の隙間を密封するＯリング
等のシール部材、３４、３５、３６は流体の流れを示す
矢印、Ｌは流体導入口４１の長手方向の長さ、Ｍは短手
方向の長さである。３３は吸気管２０の内部に流れの一
部を横断して配置された柱状部材である。柱状部材３３
には、流体の入口である導入口４１から流体の出口であ
る導出口４２まで流体通路である吸気管２０の上流から
下流へ向かう方向に直線的に貫通した検出通路４０が形
成されている。検出通路４０の流体導入口４１は、長細
い形状すなわち本実施の形態では長方形状に形成されて
いる。また、流体導入口４１は流体通路である吸気管２
０内の流体の流れ方向に対向しており、しかも長手方向
すなわち長辺が円筒状吸気管２０の径方向に沿って配置
され、かつ検出通路４０における流体の流れ方向に直交
する断面の中心位置が円筒状吸気管２０における流体の
流れ方向に直交する断面の中心位置と略一致するように
配置されている。なお、検出通路４０の流れと直交する
方向の断面は四辺形で示したが、通路断面の四辺形の角
部には丸みや面取りを有していてもよく、また楕円形や
小判型でもよい。また、本実施の形態では、検出通路４
０は長辺の長さが導入口４１から導出口４２までの間で
下流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていくよ
うに絞られている。４５はその絞り部であり、５０は変
曲点である。
【００５０】図７は検出通路内壁面の形状を説明するた
めの図であり、（ａ）は流体導入口と垂直かつ流体導入
口の長手方向に平行な平面８３と流量測定装置との関係
を説明する斜視図、（ｂ）は平面８３によって流量測定
装置を切断した斜視図である。図において、８４は上記
平面８３と検出通路４０の内壁面との交線である。交線
８４は少なくとも一部がなめらかな曲線であり、この曲
線は変曲点を有し略連続的に構成されている。さらに、
上記曲線は、略三次関数に近似できる曲線として構成さ
れている。なお、本実施の形態では、任意の平面８３の
位置によって現れる上記交線８４の形状について記載し
ており、図８のように平面８３の位置によって交線８４
が変化するものも含む。さらに、変曲点５０は、導入口
４１の長手方向の長さをＬとしたときに、検出通路４０
の導入口４１から下流に向かって略０．３Ｌの位置にあ
る。なお、上記説明では略三次関数に近似できる曲線と
したが、実質的に複数の円弧を組み合わせることによっ
て三次関数に近似されるような曲線から構成された曲面
であっても、本実施の形態の効果を失うものではない。
めの図であり、（ａ）は流体導入口と垂直かつ流体導入
口の長手方向に平行な平面８３と流量測定装置との関係
を説明する斜視図、（ｂ）は平面８３によって流量測定
装置を切断した斜視図である。図において、８４は上記
平面８３と検出通路４０の内壁面との交線である。交線
８４は少なくとも一部がなめらかな曲線であり、この曲
線は変曲点を有し略連続的に構成されている。さらに、
上記曲線は、略三次関数に近似できる曲線として構成さ
れている。なお、本実施の形態では、任意の平面８３の
位置によって現れる上記交線８４の形状について記載し
ており、図８のように平面８３の位置によって交線８４
が変化するものも含む。さらに、変曲点５０は、導入口
４１の長手方向の長さをＬとしたときに、検出通路４０
の導入口４１から下流に向かって略０．３Ｌの位置にあ
る。なお、上記説明では略三次関数に近似できる曲線と
したが、実質的に複数の円弧を組み合わせることによっ
て三次関数に近似されるような曲線から構成された曲面
であっても、本実施の形態の効果を失うものではない。
【００５１】また、導入口４１は図６に示すようにアー
ル（角を丸めたもの）を有する曲面形状に形成されてい
る。また、略板状の装着部材３２は、その主表面が検出
通路の内壁面から離間して流体の流れ方向に略沿うよう
に配置され、装着部材３２の一方の主表面に検出素子３
１が保持されており、本実施の形態では装着部材３２の
全体が検出通路４０の絞られている部分に位置してい
る。また、検出素子３１の検出部（例えば図３のダイア
フラム３１３）は、この検出部が配置された検出通路４
０における流体導入口４１の長手方向に平行な方向の長
さの中点の近傍に配置されている。なお、装着部材３２
は例えば柱状部材３３の天井部から検出通路４０に貫通
して設けられた孔から検出通路４０に挿入され、所定の
位置に固定されている。
ル（角を丸めたもの）を有する曲面形状に形成されてい
る。また、略板状の装着部材３２は、その主表面が検出
通路の内壁面から離間して流体の流れ方向に略沿うよう
に配置され、装着部材３２の一方の主表面に検出素子３
１が保持されており、本実施の形態では装着部材３２の
全体が検出通路４０の絞られている部分に位置してい
る。また、検出素子３１の検出部（例えば図３のダイア
フラム３１３）は、この検出部が配置された検出通路４
０における流体導入口４１の長手方向に平行な方向の長
さの中点の近傍に配置されている。なお、装着部材３２
は例えば柱状部材３３の天井部から検出通路４０に貫通
して設けられた孔から検出通路４０に挿入され、所定の
位置に固定されている。
【００５２】次に、検出通路４０を絞ったことによる動
作について説明する。図９（ａ）は一般的な風洞試験で
使用する縮流ノズルの輪郭線およびその動作を説明する
図であり、図の輪郭線は変曲点を有する三次関数曲線で
ある。図において、７０は入口側のノズル寸法（距離＝
Ｅ）、７２は出口側のノズル寸法（距離＝Ｆ）、７４は
ノズルの流路軸方向距離（距離＝Ｇ）、７６は変曲点、
７８はノズル入口から変曲点までの流れ方向距離（距離
＝Ｈ）である。ノズルの中心軸がノズル入口を通る平面
と交わる点を原点とし、ノズル入口から出口に向かう方
向にｘ軸を定義し、ｘ座標における三次関数曲線との距
離をＲとすると、三次関数曲線の式は例えば以下の式で
表される。０≦ｘ≦Ｈの場合
作について説明する。図９（ａ）は一般的な風洞試験で
使用する縮流ノズルの輪郭線およびその動作を説明する
図であり、図の輪郭線は変曲点を有する三次関数曲線で
ある。図において、７０は入口側のノズル寸法（距離＝
Ｅ）、７２は出口側のノズル寸法（距離＝Ｆ）、７４は
ノズルの流路軸方向距離（距離＝Ｇ）、７６は変曲点、
７８はノズル入口から変曲点までの流れ方向距離（距離
＝Ｈ）である。ノズルの中心軸がノズル入口を通る平面
と交わる点を原点とし、ノズル入口から出口に向かう方
向にｘ軸を定義し、ｘ座標における三次関数曲線との距
離をＲとすると、三次関数曲線の式は例えば以下の式で
表される。０≦ｘ≦Ｈの場合
【００５３】
【数１】
【００５４】Ｈ≦ｘ≦Ｇの場合
【００５５】
【数２】
【００５６】また、通路断面積を絞ると通路出口におけ
る乱れ度を減衰させることができる。縮流比（＝Ｃ）を
ノズル出口面積（＝Ｒ）に対するノズル入口面積（＝
Ｓ）の割合（Ｓ／Ｒ）で定義し、乱れ減衰比（＝Ｊ）を
ノズル入口での乱れ度（＝Ｐ）に対するノズル出口での
乱れ度（＝Ｑ）の割合（＝Ｑ／Ｐ）で定義すると、縮流
比と乱れ度減衰比の間の関係は次式の関係がある。
る乱れ度を減衰させることができる。縮流比（＝Ｃ）を
ノズル出口面積（＝Ｒ）に対するノズル入口面積（＝
Ｓ）の割合（Ｓ／Ｒ）で定義し、乱れ減衰比（＝Ｊ）を
ノズル入口での乱れ度（＝Ｐ）に対するノズル出口での
乱れ度（＝Ｑ）の割合（＝Ｑ／Ｐ）で定義すると、縮流
比と乱れ度減衰比の間の関係は次式の関係がある。
【００５７】
【数３】
【００５８】図９（ｂ）は上記式（３）から得られる縮
流比と乱れ度減衰比の関係を表す曲線図である。
流比と乱れ度減衰比の関係を表す曲線図である。
【００５９】本実施の形態では、縮流比を４として設計
した。その時の乱れ減衰比Ｊは、上記の関係式（３）に
よれば０．４程度であり、実際に上流側から乱れ度２０
％の流れを与えた我々の実験においても、ノズル出口に
おいての乱れ度は約８％の結果となっており、上流で発
生した乱れ度を４０％に低減することができた。また、
変曲点７６の位置（Ｈ）は、本実施の形態の場合、Ｈ＝
０．３Ｅとした場合に乱れを低減するのに最も効果的で
あった。
した。その時の乱れ減衰比Ｊは、上記の関係式（３）に
よれば０．４程度であり、実際に上流側から乱れ度２０
％の流れを与えた我々の実験においても、ノズル出口に
おいての乱れ度は約８％の結果となっており、上流で発
生した乱れ度を４０％に低減することができた。また、
変曲点７６の位置（Ｈ）は、本実施の形態の場合、Ｈ＝
０．３Ｅとした場合に乱れを低減するのに最も効果的で
あった。
【００６０】次に、流量測定装置１に関する基本的な動
作について説明する。図６において、エアクリーナ２か
ら流下して流量測定装置１に向かう空気は、一部は流れ
３４のように検出通路４０内部に導入されて流量検出素
子３１の表面に沿って流れ、一部は流れ３５のように検
出通路４０内部に一旦入った後検出通路４０外部へ溢
れ、一部は流れ３６のように検出通路４０外部をそのま
ま通過する。流れ３５が生じるのは、通路が縮流されて
いる検出通路４０内部を通過する際の流体抵抗が、障害
物が何も存在しない検出通路４０外部を通過する際の流
体抵抗よりも大きいためである。流れ３５は流れ３６と
合流しながら検出通路４０外部を流下し、また流れ３４
は流量検出素子３１の表面に沿って流れ、検出通路４０
の導出口４２において流れ３６と合流してエンジン燃焼
室内部へと流下していく。
作について説明する。図６において、エアクリーナ２か
ら流下して流量測定装置１に向かう空気は、一部は流れ
３４のように検出通路４０内部に導入されて流量検出素
子３１の表面に沿って流れ、一部は流れ３５のように検
出通路４０内部に一旦入った後検出通路４０外部へ溢
れ、一部は流れ３６のように検出通路４０外部をそのま
ま通過する。流れ３５が生じるのは、通路が縮流されて
いる検出通路４０内部を通過する際の流体抵抗が、障害
物が何も存在しない検出通路４０外部を通過する際の流
体抵抗よりも大きいためである。流れ３５は流れ３６と
合流しながら検出通路４０外部を流下し、また流れ３４
は流量検出素子３１の表面に沿って流れ、検出通路４０
の導出口４２において流れ３６と合流してエンジン燃焼
室内部へと流下していく。
【００６１】ここでは、まず旋回流に対する流量検出誤
差を主体として説明することとし、続いて偏流や乱れ度
に対する流量検出誤差について説明する。まず、旋回流
の動作についてのみ考えるために、吸気管２０を流れる
流速を吸気管２０の中心軸に平行な速度と、吸気管２０
の中心軸に垂直な平面上の速度に分解し、後者のみを取
り出して流量検出誤差との関係を説明する。
差を主体として説明することとし、続いて偏流や乱れ度
に対する流量検出誤差について説明する。まず、旋回流
の動作についてのみ考えるために、吸気管２０を流れる
流速を吸気管２０の中心軸に平行な速度と、吸気管２０
の中心軸に垂直な平面上の速度に分解し、後者のみを取
り出して流量検出誤差との関係を説明する。
【００６２】図１０は検出通路の導入口４１での吸気管
２０の中心軸と垂直な断面における旋回流の動作を説明
するための図であり、図１１はエアクリーナ出口より下
流かつ流量測定装置より上流側における吸気管２０の中
心軸と垂直な断面における旋回流の動作を説明するため
の図である。エアクリーナ２に固有の形状によっては、
旋回流が上流側から見て時計回りあるいは反時計回りの
ものがあるが、ここでは上流側から見て時計回りの旋回
流が生じた場合を想定して説明を行う。
２０の中心軸と垂直な断面における旋回流の動作を説明
するための図であり、図１１はエアクリーナ出口より下
流かつ流量測定装置より上流側における吸気管２０の中
心軸と垂直な断面における旋回流の動作を説明するため
の図である。エアクリーナ２に固有の形状によっては、
旋回流が上流側から見て時計回りあるいは反時計回りの
ものがあるが、ここでは上流側から見て時計回りの旋回
流が生じた場合を想定して説明を行う。
【００６３】図１１において、８０はエアクリーナで生
じて流量測定装置に向かう旋回流を示す渦である。この
渦８０は柱状部材３３があることによって分断され、図
１０で示される複数の渦８０ａ、８０ｂへと分裂され
る。特に、柱状部材３３の長手方向に開口している長方
形状の導入口４１においては、破線で示される細長い渦
４４にまず分裂されるが、渦は略円形に回転する方がよ
り安定であるという理由でさらに複数の小さな渦８０ｂ
に分裂する。図１０のように４個に分裂した渦８０ｂは
隣接する部分で速度が逆向きであるので渦の回転を弱め
あう。その後、流れはなめらかな曲面で構成された検出
通路４０で徐々に絞られながら旋回成分を弱めることが
できる。
じて流量測定装置に向かう旋回流を示す渦である。この
渦８０は柱状部材３３があることによって分断され、図
１０で示される複数の渦８０ａ、８０ｂへと分裂され
る。特に、柱状部材３３の長手方向に開口している長方
形状の導入口４１においては、破線で示される細長い渦
４４にまず分裂されるが、渦は略円形に回転する方がよ
り安定であるという理由でさらに複数の小さな渦８０ｂ
に分裂する。図１０のように４個に分裂した渦８０ｂは
隣接する部分で速度が逆向きであるので渦の回転を弱め
あう。その後、流れはなめらかな曲面で構成された検出
通路４０で徐々に絞られながら旋回成分を弱めることが
できる。
【００６４】ここで、縮流される際の旋回渦の動作につ
いて説明する。従来例において、円筒形状のベルマウス
では縮流される際に渦の回転が強まって円周方向に分布
を偏らせ、流量測定誤差が生じることは前述した。本実
施の形態における検出通路４０においても、分裂した後
の旋回渦８０ｂが縮流される際に回転を強めようとする
点では同じであるが、複数の渦が回転を強めながら、し
かも隣接するという意味では大きく異なる。回転を強め
ると渦８０ｂ同士の摩擦が強くなってお互いの回転エネ
ルギーを弱める。さらに、縮流されていることによって
旋回渦８０ｂを小さくすることができる。また、渦の大
きさと流体の粘性力が略釣り合う時の渦スケールをコロ
モゴルフスケールと呼び、流体力学では周知の事実であ
る。つまり、渦のスケールを小さくすれば小さくするほ
ど回転のエネルギーは流体の粘性によって熱エネルギー
へ変換されることがわかっている。つまり、流体導入口
４１を長細い形状すなわち縦長にして旋回渦４４を分裂
させ、仕切り等の無い空間である単一の検出通路４０に
おいて分裂した旋回渦８０ｂの回転数を上げながら隣接
させてエネルギーを効率よく減衰させ、渦のスケールを
小さくさせて渦の回転エネルギーを熱エネルギーへ変換
させることで減衰させ、さらに縮流によって偏流は矯正
され、ノイズを低減させることができる。従って、本実
施の形態によれば、前述の図９のように風洞全体を縮流
するノズルとは異なり、検出通路４０内部の旋回流を効
果的に抑制することができる。
いて説明する。従来例において、円筒形状のベルマウス
では縮流される際に渦の回転が強まって円周方向に分布
を偏らせ、流量測定誤差が生じることは前述した。本実
施の形態における検出通路４０においても、分裂した後
の旋回渦８０ｂが縮流される際に回転を強めようとする
点では同じであるが、複数の渦が回転を強めながら、し
かも隣接するという意味では大きく異なる。回転を強め
ると渦８０ｂ同士の摩擦が強くなってお互いの回転エネ
ルギーを弱める。さらに、縮流されていることによって
旋回渦８０ｂを小さくすることができる。また、渦の大
きさと流体の粘性力が略釣り合う時の渦スケールをコロ
モゴルフスケールと呼び、流体力学では周知の事実であ
る。つまり、渦のスケールを小さくすれば小さくするほ
ど回転のエネルギーは流体の粘性によって熱エネルギー
へ変換されることがわかっている。つまり、流体導入口
４１を長細い形状すなわち縦長にして旋回渦４４を分裂
させ、仕切り等の無い空間である単一の検出通路４０に
おいて分裂した旋回渦８０ｂの回転数を上げながら隣接
させてエネルギーを効率よく減衰させ、渦のスケールを
小さくさせて渦の回転エネルギーを熱エネルギーへ変換
させることで減衰させ、さらに縮流によって偏流は矯正
され、ノイズを低減させることができる。従って、本実
施の形態によれば、前述の図９のように風洞全体を縮流
するノズルとは異なり、検出通路４０内部の旋回流を効
果的に抑制することができる。
【００６５】また、略倍以上の装着部材３２は、図１に
示すように、検出通路４０の長手方向の長さが絞られて
いる絞り部を橋渡しするように構成されている。すなわ
ち、装着部材３２は流体の流れの方向に略沿いかつ流体
導入口４１の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れている。さらに別な言い方をすれば、図６（ａ）に示
すように、装着部材３２を上流側から見た場合、装着部
材３２の長手方向８２は、検出通路４０の長手方向Ｌと
略一致している。なお、図６（ａ）において、８１は装
着部材３２の厚み方向を示し、８２は装着部材３２の長
手方向を示している。
示すように、検出通路４０の長手方向の長さが絞られて
いる絞り部を橋渡しするように構成されている。すなわ
ち、装着部材３２は流体の流れの方向に略沿いかつ流体
導入口４１の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れている。さらに別な言い方をすれば、図６（ａ）に示
すように、装着部材３２を上流側から見た場合、装着部
材３２の長手方向８２は、検出通路４０の長手方向Ｌと
略一致している。なお、図６（ａ）において、８１は装
着部材３２の厚み方向を示し、８２は装着部材３２の長
手方向を示している。
【００６６】次に、図１２を用いて、装着部材３２近傍
の流れについて説明する。図１２（ａ）は装着部材の長
手方向８２と検出通路の流体導入口の長手方向Ｌを一致
させた場合、（ｂ）は装着部材の長手方向８２を流体導
入口の長手方向Ｌと垂直にした場合をそれぞれ示してい
る。まず、（ａ）において、流体導入口４１において４
個に分裂した旋回渦８０ｂが縮流される際に旋回成分を
弱め、合体して途中で２個になるが、装着部材３２が検
出通路４０を長手方向に橋渡ししていることによって、
装着部材３２によって更に４個に分裂する。また、
（ｂ）においては、２個に合体した渦が装着部材３２に
よって分離される様子がわかる。（ａ）では、渦を分裂
させるように装着部材３２が配置されているので渦がさ
らに細分化されて旋回渦が隣接していることで旋回を弱
めるが、（ｂ）は元々２個に分裂している渦の間に装着
部材３２が配置されているので旋回渦を隣接させること
ができず、旋回を弱める方向には働かない。このよう
に、（ａ）の場合は分裂した渦どうしが接触しながら旋
回を弱めるのに対し、（ｂ）では渦が接触していないた
め、旋回成分を弱めることができない。つまり、装着部
材３２によって旋回を減衰させるためには、装着部材３
２を、（ｂ）よりも（ａ）のように配置した場合の方が
効果的であることが理解できる。この理由により、検出
通路４０内に仕切り板などを（ｂ）の方向に設置した場
合などでは、旋回渦を弱めることはできない。
の流れについて説明する。図１２（ａ）は装着部材の長
手方向８２と検出通路の流体導入口の長手方向Ｌを一致
させた場合、（ｂ）は装着部材の長手方向８２を流体導
入口の長手方向Ｌと垂直にした場合をそれぞれ示してい
る。まず、（ａ）において、流体導入口４１において４
個に分裂した旋回渦８０ｂが縮流される際に旋回成分を
弱め、合体して途中で２個になるが、装着部材３２が検
出通路４０を長手方向に橋渡ししていることによって、
装着部材３２によって更に４個に分裂する。また、
（ｂ）においては、２個に合体した渦が装着部材３２に
よって分離される様子がわかる。（ａ）では、渦を分裂
させるように装着部材３２が配置されているので渦がさ
らに細分化されて旋回渦が隣接していることで旋回を弱
めるが、（ｂ）は元々２個に分裂している渦の間に装着
部材３２が配置されているので旋回渦を隣接させること
ができず、旋回を弱める方向には働かない。このよう
に、（ａ）の場合は分裂した渦どうしが接触しながら旋
回を弱めるのに対し、（ｂ）では渦が接触していないた
め、旋回成分を弱めることができない。つまり、装着部
材３２によって旋回を減衰させるためには、装着部材３
２を、（ｂ）よりも（ａ）のように配置した場合の方が
効果的であることが理解できる。この理由により、検出
通路４０内に仕切り板などを（ｂ）の方向に設置した場
合などでは、旋回渦を弱めることはできない。
【００６７】なお、上記説明では、動作をわかりやすく
説明するために、流体導入口４１において旋回渦が例え
ば４個に分裂した場合について記載したが、特に限定し
ているわけではなく、任意の個数でよい。流体導入口４
１が長細い形状（縦長）であることを特徴としている本
実施の形態においては、流体導入口で２個以上に分裂す
る場合に効果があり、３個以上に分裂する場合に特に効
果があることが本発明者らによって実験的に明らかにさ
れており、流体導入口の縦横比（長手方向の長さ／短手
方向の長さ）の値は略２以上であれば良く、略３以上で
あることが特に望ましい。なお、本実施の形態では略４
とした。また、（ｂ）において、装着部材３２の直前に
おいて奇数個に合体している場合には、中央の渦は装着
部材３２によって分裂され、ある程度の旋回流低減効果
は期待できる。なお、装着部材３２が絞り部４５を完全
に橋渡ししている場合について記載したが、完全に橋渡
ししていない場合でもある程度の旋回流低減効果を得る
ことはできる。
説明するために、流体導入口４１において旋回渦が例え
ば４個に分裂した場合について記載したが、特に限定し
ているわけではなく、任意の個数でよい。流体導入口４
１が長細い形状（縦長）であることを特徴としている本
実施の形態においては、流体導入口で２個以上に分裂す
る場合に効果があり、３個以上に分裂する場合に特に効
果があることが本発明者らによって実験的に明らかにさ
れており、流体導入口の縦横比（長手方向の長さ／短手
方向の長さ）の値は略２以上であれば良く、略３以上で
あることが特に望ましい。なお、本実施の形態では略４
とした。また、（ｂ）において、装着部材３２の直前に
おいて奇数個に合体している場合には、中央の渦は装着
部材３２によって分裂され、ある程度の旋回流低減効果
は期待できる。なお、装着部材３２が絞り部４５を完全
に橋渡ししている場合について記載したが、完全に橋渡
ししていない場合でもある程度の旋回流低減効果を得る
ことはできる。
【００６８】また、旋回渦を分裂させるという目的だけ
から考慮すると、装着部材３２は検出通路４０のさらに
上流側から挿入しておけばよいと考えられるが、その場
合は旋回流に対する効果は増すが、後述する偏流に対す
る効果が得られなくなってしまうため、むやみに上流か
ら装着部材３２を挿入すれば良いというものでもなく、
本実施の形態のように検出通路４０の下流側に設置する
ことは、旋回流、偏流およびノイズに対する誤差をバラ
ンス良く低減するという意味において極めて重要であ
る。
から考慮すると、装着部材３２は検出通路４０のさらに
上流側から挿入しておけばよいと考えられるが、その場
合は旋回流に対する効果は増すが、後述する偏流に対す
る効果が得られなくなってしまうため、むやみに上流か
ら装着部材３２を挿入すれば良いというものでもなく、
本実施の形態のように検出通路４０の下流側に設置する
ことは、旋回流、偏流およびノイズに対する誤差をバラ
ンス良く低減するという意味において極めて重要であ
る。
【００６９】さらに、流量検出素子３１を装着する装着
部材３２の少なくとも上流側端部すなわち前縁まで絞ら
れることで、旋回流を含む流れが装着部材３２の前縁に
衝突した際に生じる剥離が生じにくくなり、流量検出素
子３１は安定した流量計測ができる。ここでもし、装着
部材３２の少なくとも上流側端部すなわち前縁まで絞ら
れていない場合は、装着部材３２の前縁に到達した所で
剥離が生じて乱れることとなり、この乱れた流れが検出
部近傍に至り安定した流量計測ができない。
部材３２の少なくとも上流側端部すなわち前縁まで絞ら
れることで、旋回流を含む流れが装着部材３２の前縁に
衝突した際に生じる剥離が生じにくくなり、流量検出素
子３１は安定した流量計測ができる。ここでもし、装着
部材３２の少なくとも上流側端部すなわち前縁まで絞ら
れていない場合は、装着部材３２の前縁に到達した所で
剥離が生じて乱れることとなり、この乱れた流れが検出
部近傍に至り安定した流量計測ができない。
【００７０】ここで、装着部材３２の前縁部における剥
離について述べる。図１３（ａ）は２次元形状である装
着部材３２を流れ３４に沿って設置した場合、（ｂ）は
装着部材３２を流れ３４に対してθ度傾斜させた場合に
おける装着部材３２近傍の流れの様子をそれぞれ模式的
に示す横断面図である。（ａ）においては、装着部材３
２の前縁に衝突した流れ３４は装着部材３２表面上をな
めらかに沿い、一般的に剥離は生じない。しかし、
（ｂ）の場合は装着部材３２の前縁で衝突した流れは装
着部材３２の表面に完全に沿うことはできず、剥離領域
８５を生じる。図１４は、旋回流が装着部材３２に衝突
した際の流れの様子を示す模式図である。図において、
流れは、装着部材３２が流れの向きに対して角度を持っ
て衝突するため、装着部材３２と流れのなす角が大きな
前縁の一部において剥離領域８６が生じる。剥離領域８
６から発生した不規則な渦８７は流量検出素子３１の表
面上に沿って流れ、流量検出素子３１は正確な流量検出
が困難となる。
離について述べる。図１３（ａ）は２次元形状である装
着部材３２を流れ３４に沿って設置した場合、（ｂ）は
装着部材３２を流れ３４に対してθ度傾斜させた場合に
おける装着部材３２近傍の流れの様子をそれぞれ模式的
に示す横断面図である。（ａ）においては、装着部材３
２の前縁に衝突した流れ３４は装着部材３２表面上をな
めらかに沿い、一般的に剥離は生じない。しかし、
（ｂ）の場合は装着部材３２の前縁で衝突した流れは装
着部材３２の表面に完全に沿うことはできず、剥離領域
８５を生じる。図１４は、旋回流が装着部材３２に衝突
した際の流れの様子を示す模式図である。図において、
流れは、装着部材３２が流れの向きに対して角度を持っ
て衝突するため、装着部材３２と流れのなす角が大きな
前縁の一部において剥離領域８６が生じる。剥離領域８
６から発生した不規則な渦８７は流量検出素子３１の表
面上に沿って流れ、流量検出素子３１は正確な流量検出
が困難となる。
【００７１】ここで、検出通路が縮流されていることに
よる剥離抑制の効果について説明する。一般的に、流れ
が縮流されており、流れ方向に向かって流量が一定の場
合は、通路が狭くなるにつれて流速は増加する。また、
流れの速度と圧力には、 0.5×ρｖ2＋Ｐ＝const. （ρ：流体の密度、ｖ：流速、Ｐ：圧力、const.：一
定） で示されるベルヌーイの定理が成り立つ。つまり、流れ
が上流から下流に向かって徐々に縮流されるにつれて圧
力が減少し、流れの運動エネルギーが増加することがわ
かる。つまり、縮流通路においては、剥離領域など、速
度が停滞している流体は不安定となり、順次運動エネル
ギーへと変換される現象が発生する。言い換えれば、縮
流通路に設置することで、流れの剥離している領域が減
少するということである。
よる剥離抑制の効果について説明する。一般的に、流れ
が縮流されており、流れ方向に向かって流量が一定の場
合は、通路が狭くなるにつれて流速は増加する。また、
流れの速度と圧力には、 0.5×ρｖ2＋Ｐ＝const. （ρ：流体の密度、ｖ：流速、Ｐ：圧力、const.：一
定） で示されるベルヌーイの定理が成り立つ。つまり、流れ
が上流から下流に向かって徐々に縮流されるにつれて圧
力が減少し、流れの運動エネルギーが増加することがわ
かる。つまり、縮流通路においては、剥離領域など、速
度が停滞している流体は不安定となり、順次運動エネル
ギーへと変換される現象が発生する。言い換えれば、縮
流通路に設置することで、流れの剥離している領域が減
少するということである。
【００７２】よって、剥離によって流量精度が低下する
という問題を防ぐために、本実施の形態では装着部材３
２の前縁部を検出通路４０の絞られている部分に設置し
た。さらに、前縁部以外の後流側端部や流量検出素子を
装着する部分などにおいても段差があることによる剥離
や後流のカルマン渦などに見られるような剥離を生じる
可能性があるため、装着部材３２の全体を検出通路４０
の絞られている部分に設置することが望ましい。
という問題を防ぐために、本実施の形態では装着部材３
２の前縁部を検出通路４０の絞られている部分に設置し
た。さらに、前縁部以外の後流側端部や流量検出素子を
装着する部分などにおいても段差があることによる剥離
や後流のカルマン渦などに見られるような剥離を生じる
可能性があるため、装着部材３２の全体を検出通路４０
の絞られている部分に設置することが望ましい。
【００７３】続いて、偏流による流量検出誤差について
説明する。図１５は吸気管２０に流量測定装置１を設置
した場合の同一の流量における速度分布の違いを示した
模式図であり、（ａ）は上流から比較的弱い偏流が来た
場合、（ｂ）はエアフィルタが目詰まりして強い偏流が
来た場合である。吸気管２０の中心軸における流速は
（ｂ）よりも（ａ）の方が速いことは明らかである。つ
まり、中心近傍の流速のみを検出するだけでは大きな流
量誤差が生じることは言うまでもない。本実施の形態で
は、検出通路４０によって流れを縮流して平均化する構
成としている。検出素子３１の検出部である例えば流量
検出用ダイアフラム３１３は、これが配置された検出通
路における流体導入口４１の長手方向に平行な方向の長
さの中点の近傍に位置しているために、流体導入口４０
に流入した多くの流れは、検出部３１３に集められるた
め流量検出装置の上流に流速分布の変化が生じても、検
出部３１３近傍の流速の変化はきわめて小さく、流量検
出精度の低下が生じない。このように、流量測定装置自
身によって吸気通路が縮流されている構成とも相まって
偏流が矯正され、流量検出誤差を減らすことができる。
説明する。図１５は吸気管２０に流量測定装置１を設置
した場合の同一の流量における速度分布の違いを示した
模式図であり、（ａ）は上流から比較的弱い偏流が来た
場合、（ｂ）はエアフィルタが目詰まりして強い偏流が
来た場合である。吸気管２０の中心軸における流速は
（ｂ）よりも（ａ）の方が速いことは明らかである。つ
まり、中心近傍の流速のみを検出するだけでは大きな流
量誤差が生じることは言うまでもない。本実施の形態で
は、検出通路４０によって流れを縮流して平均化する構
成としている。検出素子３１の検出部である例えば流量
検出用ダイアフラム３１３は、これが配置された検出通
路における流体導入口４１の長手方向に平行な方向の長
さの中点の近傍に位置しているために、流体導入口４０
に流入した多くの流れは、検出部３１３に集められるた
め流量検出装置の上流に流速分布の変化が生じても、検
出部３１３近傍の流速の変化はきわめて小さく、流量検
出精度の低下が生じない。このように、流量測定装置自
身によって吸気通路が縮流されている構成とも相まって
偏流が矯正され、流量検出誤差を減らすことができる。
【００７４】続いて、乱れ度によるノイズについて説明
する。図１６は時間に対する流速の変化を示したもので
ある。一般的に流れは時間に対して多少なりとも変動し
ており、平均流速成分と変動流速成分に分けて考えるこ
とができる。図において、９０は平均流速、９２は変動
成分の標準偏差を示している。乱れ度が高い流れは、変
動成分が大きいことを示し、つまり瞬時の流量検出誤差
（ここではノイズとする）が大きいことを示している。
内燃機関に使用する流量測定装置は、アクセルペダルを
踏み込んだ場合などのように、流れが急加速する場合に
おいても瞬時の流速を刻々と検出することが不可欠であ
るため、乱れ度を低減して瞬時の流量を正確に検出する
ことは非常に重要であることが理解できる。本実施の形
態においては、検出通路４０が縮流されているので、前
述した乱れ度減衰比曲線に基づいて乱れ度が低減され、
ノイズの少ない流量を計測することができる。
する。図１６は時間に対する流速の変化を示したもので
ある。一般的に流れは時間に対して多少なりとも変動し
ており、平均流速成分と変動流速成分に分けて考えるこ
とができる。図において、９０は平均流速、９２は変動
成分の標準偏差を示している。乱れ度が高い流れは、変
動成分が大きいことを示し、つまり瞬時の流量検出誤差
（ここではノイズとする）が大きいことを示している。
内燃機関に使用する流量測定装置は、アクセルペダルを
踏み込んだ場合などのように、流れが急加速する場合に
おいても瞬時の流速を刻々と検出することが不可欠であ
るため、乱れ度を低減して瞬時の流量を正確に検出する
ことは非常に重要であることが理解できる。本実施の形
態においては、検出通路４０が縮流されているので、前
述した乱れ度減衰比曲線に基づいて乱れ度が低減され、
ノイズの少ない流量を計測することができる。
【００７５】検出通路４０に旋回流が流入してきた場合
の装着部材３２前縁で剥離を防止するためには、その前
縁部を検出通路４０の絞られている部分に設置すること
が重要であることは前述した。ノイズに関しても同様の
ことが言え、剥離を抑制することは、不規則な渦の発生
を抑制する、つまりノイズの発生を抑制することにな
る。さらに、装着部材３２全体を検出通路４０の絞られ
ている部分に設置することで、装着部材３２の後端およ
び、流量検出素子３１を装着する部分において剥離を抑
制することができるので、装着部材３２全体から発生す
るノイズを低減することができ、流量を正確に測定する
ことができる。
の装着部材３２前縁で剥離を防止するためには、その前
縁部を検出通路４０の絞られている部分に設置すること
が重要であることは前述した。ノイズに関しても同様の
ことが言え、剥離を抑制することは、不規則な渦の発生
を抑制する、つまりノイズの発生を抑制することにな
る。さらに、装着部材３２全体を検出通路４０の絞られ
ている部分に設置することで、装着部材３２の後端およ
び、流量検出素子３１を装着する部分において剥離を抑
制することができるので、装着部材３２全体から発生す
るノイズを低減することができ、流量を正確に測定する
ことができる。
【００７６】次に、略板状の装着部材３２の形状につい
て説明する。略板状の装着部材３２としては様々の形状
のものが用いられ、例えば図１７（ａ）〜（ｉ）に示す
ような形状のものが用いられる。（ａ）は厚さ一定の板
状装着部材である。（ｂ）は楕円形の装着部材であり、
上流側端部から下流側に向かって肉厚が増大する領域を
有し、検出素子３１は上記肉厚が増大している領域に配
置されている。したがって、装着部材３２の上流側端部
から装着部材３２の表面に沿う流れの剥離が抑制され、
流量検出素子３１表面を通過する流れがさらに安定する
ことになるので、より精度良く流量を計測することがで
きる。（ｃ）は楕円形の装着部材の後端を斜めに切り落
としたものであり、流れが沿う面の後端は流量検出素子
３１を装着する面が後端に向かって延長されるように構
成されているものである。このように構成すると、上記
剥離の抑制効果に加えて、流れが減速した場合に下流側
に発生した渦が流量検出素子３１を設置していない面へ
回り込んで流量検出素子３１表面に到達しないため、よ
り精度よく流量を検出することができる。（ｄ）は平行
四辺形、（ｅ）は反りのない翼形、（ｆ）は台形、
（ｇ）は菱形の装着部材であり、（ｄ）および（ｆ）は
それぞれ（ｃ）の場合と同様の効果を得ることができ
る。（ｅ）および（ｇ）は流れに対して対称性を有する
ため、装着部材３２の流量検出素子３１がある面とない
面の表面に沿う流れが対称となるので安定に流量を計測
することができる。（ｈ）は平行四辺形の装着部材の後
端に切り欠きを設けたものであり、上記（ｃ）の効果に
加えて後述の切り欠きによる効果も得られる。（ｉ）は
（ａ）の板状装着部材３２を流れに対して角度αだけ傾
斜させて配置したものであり、（ｃ）の場合と同様の効
果を得ることができる。
て説明する。略板状の装着部材３２としては様々の形状
のものが用いられ、例えば図１７（ａ）〜（ｉ）に示す
ような形状のものが用いられる。（ａ）は厚さ一定の板
状装着部材である。（ｂ）は楕円形の装着部材であり、
上流側端部から下流側に向かって肉厚が増大する領域を
有し、検出素子３１は上記肉厚が増大している領域に配
置されている。したがって、装着部材３２の上流側端部
から装着部材３２の表面に沿う流れの剥離が抑制され、
流量検出素子３１表面を通過する流れがさらに安定する
ことになるので、より精度良く流量を計測することがで
きる。（ｃ）は楕円形の装着部材の後端を斜めに切り落
としたものであり、流れが沿う面の後端は流量検出素子
３１を装着する面が後端に向かって延長されるように構
成されているものである。このように構成すると、上記
剥離の抑制効果に加えて、流れが減速した場合に下流側
に発生した渦が流量検出素子３１を設置していない面へ
回り込んで流量検出素子３１表面に到達しないため、よ
り精度よく流量を検出することができる。（ｄ）は平行
四辺形、（ｅ）は反りのない翼形、（ｆ）は台形、
（ｇ）は菱形の装着部材であり、（ｄ）および（ｆ）は
それぞれ（ｃ）の場合と同様の効果を得ることができ
る。（ｅ）および（ｇ）は流れに対して対称性を有する
ため、装着部材３２の流量検出素子３１がある面とない
面の表面に沿う流れが対称となるので安定に流量を計測
することができる。（ｈ）は平行四辺形の装着部材の後
端に切り欠きを設けたものであり、上記（ｃ）の効果に
加えて後述の切り欠きによる効果も得られる。（ｉ）は
（ａ）の板状装着部材３２を流れに対して角度αだけ傾
斜させて配置したものであり、（ｃ）の場合と同様の効
果を得ることができる。
【００７７】なお、切り欠きはどの装着部材３２に適応
してもよく、さらに、どの装着部材３２を流れに対して
傾斜させてもよい。また、装着部材３２を流れに対して
傾斜させる場合は、流量検出素子３１を装着している側
面の流れが剥離を生じていなければよく、特に流量検出
素子３１を装着していない側面の流れは剥離していても
よい。つまり、角度αは０度以上９０以下の範囲が含ま
れるが、主流の流れが流量検出素子３１の表面上を安定
して沿うという意味で角度αが０度以上４５度以下とな
るように傾斜させる場合の方が望ましい。上記のような
図１７（ａ）〜（ｉ）で示した装着部材３２は何れも、
流れに対して傾斜させた場合も含めて流体の流れ方向に
略沿うように配置されているといえる。
してもよく、さらに、どの装着部材３２を流れに対して
傾斜させてもよい。また、装着部材３２を流れに対して
傾斜させる場合は、流量検出素子３１を装着している側
面の流れが剥離を生じていなければよく、特に流量検出
素子３１を装着していない側面の流れは剥離していても
よい。つまり、角度αは０度以上９０以下の範囲が含ま
れるが、主流の流れが流量検出素子３１の表面上を安定
して沿うという意味で角度αが０度以上４５度以下とな
るように傾斜させる場合の方が望ましい。上記のような
図１７（ａ）〜（ｉ）で示した装着部材３２は何れも、
流れに対して傾斜させた場合も含めて流体の流れ方向に
略沿うように配置されているといえる。
【００７８】次に、装着部材３２の後端に切り欠きを設
けた場合の効果をわかりやすく説明するために、切り欠
きを設けない場合と比較しながら説明する。図１８は装
着部材の後端に切り欠きを設けない場合の流れの様子を
模式的に示す斜視図であり、図１９は装着部材の後端に
切り欠きを設けた場合の流れの様子を模式的に示す斜視
図である。図１８で示す切り欠きを設けない場合は、装
着部材３２が二次元形状であるため、後端からは大規模
かつ周期的な渦３４１が発生し、さらに後流では複数の
離散的な渦３４２へと分裂して崩壊していく。これは、
一般的な流体力学の資料に記載されているケルビン・ヘ
ルムホルツ不安定による周期的な渦や、特定レイノルズ
数において二次元円柱の後流に発生するカルマン渦など
である。この際、矢印９９で見られるような、流れと垂
直方向の流体振動が発生し、その影響で装着部材３２表
面上を沿う流れが振動し、流量検出誤差を生じる。これ
に対して図１９で示す切り欠きを設けた場合は、装着部
材３２の表面に沿う流れと裏側に沿う流れは、後端から
徐々に合流するため、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性
による周期的な渦は細分化され、離散的な渦３４３を発
生させる。つまり、二次元的な装着部材３２の後端を切
り欠くことで、装着部材３２において検出素子３１があ
る面に沿う流れと検出素子３１がない面に沿う流れが徐
々に合流して細分化された渦３４３を発生させ、本来切
り欠きを設けていない場合に発生していた大規模かつ周
期的な渦３４１が発生するのを抑制して流体振動９９が
抑制されるので、装着部材３２の表面に沿う流れの流体
振動が抑制され、検出素子３１は安定した流量を計測す
ることができ、流量を精度良く計測することができる。
けた場合の効果をわかりやすく説明するために、切り欠
きを設けない場合と比較しながら説明する。図１８は装
着部材の後端に切り欠きを設けない場合の流れの様子を
模式的に示す斜視図であり、図１９は装着部材の後端に
切り欠きを設けた場合の流れの様子を模式的に示す斜視
図である。図１８で示す切り欠きを設けない場合は、装
着部材３２が二次元形状であるため、後端からは大規模
かつ周期的な渦３４１が発生し、さらに後流では複数の
離散的な渦３４２へと分裂して崩壊していく。これは、
一般的な流体力学の資料に記載されているケルビン・ヘ
ルムホルツ不安定による周期的な渦や、特定レイノルズ
数において二次元円柱の後流に発生するカルマン渦など
である。この際、矢印９９で見られるような、流れと垂
直方向の流体振動が発生し、その影響で装着部材３２表
面上を沿う流れが振動し、流量検出誤差を生じる。これ
に対して図１９で示す切り欠きを設けた場合は、装着部
材３２の表面に沿う流れと裏側に沿う流れは、後端から
徐々に合流するため、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性
による周期的な渦は細分化され、離散的な渦３４３を発
生させる。つまり、二次元的な装着部材３２の後端を切
り欠くことで、装着部材３２において検出素子３１があ
る面に沿う流れと検出素子３１がない面に沿う流れが徐
々に合流して細分化された渦３４３を発生させ、本来切
り欠きを設けていない場合に発生していた大規模かつ周
期的な渦３４１が発生するのを抑制して流体振動９９が
抑制されるので、装着部材３２の表面に沿う流れの流体
振動が抑制され、検出素子３１は安定した流量を計測す
ることができ、流量を精度良く計測することができる。
【００７９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、流体が流れる流体通路すなわち吸気管２０内に流体
の流れの一部を横断して配置された柱状部材３３と、柱
状部材３３に設けられた検出通路４０と、検出通路４０
内に配置された流量検出素子３１とを備え、検出通路４
０の流体導入口４１は長細い形状を有し、吸気管２０内
の流体の流れ方向に対向して配置され、検出通路４０は
長手方向において流体導入口４１から流量検出体（装着
部材３２）までの間で下流側に向かって実質的になめら
かに狭くなっていくように絞られており、しかも流体導
入口４１から流量検出体（装着部材３２）までの間が単
一孔すなわち仕切り等により分離されていない空間であ
り、流量検出体は、流体の流れの方向に略沿いかつ流体
導入口４１の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れた略板状の装着部材３２の主表面に流量検出素子３１
が保持された構造をなしているので、長細い導入口４１
において旋回渦が分裂し、単一の検出通路４０内部を縮
流されながら通過する際に回転を強めながら隣接する旋
回渦同士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、また
旋回渦のスケールを小さくすることができるので、旋回
流の回転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流に
より偏流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さら
に装着部材３２によって分裂した旋回渦はさらに回転エ
ネルギーを弱め、さらに導入口から流量検出体までの間
において剥離領域を低減することができるので、流量測
定装置は精度良く、ノイズを少なく流量を計測すること
ができる。なお、本実施の形態では、流体導入口４１か
ら流量検出体（装着部材３２）までの間で徐々に絞られ
ている場合について示したが、実質的になめらかに絞ら
れていれば少々絞られていない平行な部分があってもよ
く、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
ば、流体が流れる流体通路すなわち吸気管２０内に流体
の流れの一部を横断して配置された柱状部材３３と、柱
状部材３３に設けられた検出通路４０と、検出通路４０
内に配置された流量検出素子３１とを備え、検出通路４
０の流体導入口４１は長細い形状を有し、吸気管２０内
の流体の流れ方向に対向して配置され、検出通路４０は
長手方向において流体導入口４１から流量検出体（装着
部材３２）までの間で下流側に向かって実質的になめら
かに狭くなっていくように絞られており、しかも流体導
入口４１から流量検出体（装着部材３２）までの間が単
一孔すなわち仕切り等により分離されていない空間であ
り、流量検出体は、流体の流れの方向に略沿いかつ流体
導入口４１の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れた略板状の装着部材３２の主表面に流量検出素子３１
が保持された構造をなしているので、長細い導入口４１
において旋回渦が分裂し、単一の検出通路４０内部を縮
流されながら通過する際に回転を強めながら隣接する旋
回渦同士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、また
旋回渦のスケールを小さくすることができるので、旋回
流の回転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流に
より偏流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さら
に装着部材３２によって分裂した旋回渦はさらに回転エ
ネルギーを弱め、さらに導入口から流量検出体までの間
において剥離領域を低減することができるので、流量測
定装置は精度良く、ノイズを少なく流量を計測すること
ができる。なお、本実施の形態では、流体導入口４１か
ら流量検出体（装着部材３２）までの間で徐々に絞られ
ている場合について示したが、実質的になめらかに絞ら
れていれば少々絞られていない平行な部分があってもよ
く、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８０】なお、検出通路４０は流体導入口４１から
流量検出体（装着部材３２）までの間が単一孔すなわち
仕切り等により分離されていない空間であることが望ま
しいが、複数に分離されていてもよく、少なくとも装着
部材３２の上流側から装着部材３２の上流側端部までの
間が単一孔でしかも下流側に向かって実質的になめらか
に狭くなっていくように絞られている場合には、検出通
路４０内部のこの領域において、複数の旋回渦が縮流さ
れながら通過する際に回転を強めながら隣接する旋回渦
同士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、また旋回
渦のスケールを小さくすることができるので、旋回流の
回転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流により
偏流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さらに装
着部材３２によって分裂した旋回渦はさらに回転エネル
ギーを弱め、さらに装着部材３２の上流側端部におい
て、旋回流が衝突した際の剥離を防止することができる
ので、流量測定装置は精度良く、ノイズを少なく流量を
計測することができる。なお、装着部材３２のすぐ近傍
から絞られていても上記のような効果は期待できないの
で、装着部材３２のある程度上流側から絞られている必
要があるが、この場合にも、実質的になめらかに絞られ
ていれば少々絞られていない平行な部分があってもよ
く、同様の効果を得ることができる。
流量検出体（装着部材３２）までの間が単一孔すなわち
仕切り等により分離されていない空間であることが望ま
しいが、複数に分離されていてもよく、少なくとも装着
部材３２の上流側から装着部材３２の上流側端部までの
間が単一孔でしかも下流側に向かって実質的になめらか
に狭くなっていくように絞られている場合には、検出通
路４０内部のこの領域において、複数の旋回渦が縮流さ
れながら通過する際に回転を強めながら隣接する旋回渦
同士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、また旋回
渦のスケールを小さくすることができるので、旋回流の
回転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流により
偏流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さらに装
着部材３２によって分裂した旋回渦はさらに回転エネル
ギーを弱め、さらに装着部材３２の上流側端部におい
て、旋回流が衝突した際の剥離を防止することができる
ので、流量測定装置は精度良く、ノイズを少なく流量を
計測することができる。なお、装着部材３２のすぐ近傍
から絞られていても上記のような効果は期待できないの
で、装着部材３２のある程度上流側から絞られている必
要があるが、この場合にも、実質的になめらかに絞られ
ていれば少々絞られていない平行な部分があってもよ
く、同様の効果を得ることができる。
【００８１】また、本実施の形態では検出通路４０は、
流体通路である吸気管２０の上流から下流へ向かう方向
に直線的に貫通しているので、流れの変化を敏感に検出
できる。なお、本発明で言う流れ方向に貫通するとは、
検出通路４０の流体導入口４１から見て流体導出口４２
が見える状態を言い、導出口４２に若干の曲がり通路が
含まれている場合でも、本実施の形態のように流れを直
接導入し、流れの変化を敏感に計測するという特徴を損
なわないものであれば、本発明に含まれる。
流体通路である吸気管２０の上流から下流へ向かう方向
に直線的に貫通しているので、流れの変化を敏感に検出
できる。なお、本発明で言う流れ方向に貫通するとは、
検出通路４０の流体導入口４１から見て流体導出口４２
が見える状態を言い、導出口４２に若干の曲がり通路が
含まれている場合でも、本実施の形態のように流れを直
接導入し、流れの変化を敏感に計測するという特徴を損
なわないものであれば、本発明に含まれる。
【００８２】また検出素子３１の検出部である例えば流
量検出用ダイアフラム３１３は、装着部材３２が配され
た検出通路４０において、流体導入口４１の長手方向の
中心線の近傍に位置しているので、流体導入口４１に流
入した多くの流れは検出部に集められるため、流量検出
装置の上流に流速分布の変化が生じても検出部近傍の流
速の変化はきわめて小さく、流量検出精度の低下が生じ
難い。図１５で示したように、吸気管２０内の流れは、
流体導入口４１の短手方向よりも長手方向にわたって大
きく偏った分布を持っているので、ダイアフラム３１３
は短手方向の中央に配置するよりも長手方向の中央に配
置することが重要である。つまり、流量検出体のダイア
フラム３１３は長手方向に絞ってある検出通路４０の長
手方向の中央近傍に設置していることが重要であり、装
着部材３２の長手方向を流体導入口４１の長手方向と垂
直に設置した図１２（ｂ）のような場合は、流量検出体
のダイアフラム３１３を短手方向の中央近傍に設置した
ことになり、流体導入口４１の長手方向から流れを集め
てきた効果は図１２（ａ）の場合に対して劣ることにな
る。
量検出用ダイアフラム３１３は、装着部材３２が配され
た検出通路４０において、流体導入口４１の長手方向の
中心線の近傍に位置しているので、流体導入口４１に流
入した多くの流れは検出部に集められるため、流量検出
装置の上流に流速分布の変化が生じても検出部近傍の流
速の変化はきわめて小さく、流量検出精度の低下が生じ
難い。図１５で示したように、吸気管２０内の流れは、
流体導入口４１の短手方向よりも長手方向にわたって大
きく偏った分布を持っているので、ダイアフラム３１３
は短手方向の中央に配置するよりも長手方向の中央に配
置することが重要である。つまり、流量検出体のダイア
フラム３１３は長手方向に絞ってある検出通路４０の長
手方向の中央近傍に設置していることが重要であり、装
着部材３２の長手方向を流体導入口４１の長手方向と垂
直に設置した図１２（ｂ）のような場合は、流量検出体
のダイアフラム３１３を短手方向の中央近傍に設置した
ことになり、流体導入口４１の長手方向から流れを集め
てきた効果は図１２（ａ）の場合に対して劣ることにな
る。
【００８３】さらに、本実施の形態によれば、検出通路
４０は、導入口４１の長手方向すなわち長辺が円筒状吸
気管２０の径方向に沿って配置され、かつ検出通路４０
における流体の流れ方向に直交する断面の中心位置が円
筒状吸気管２０における流体の流れ方向に直交する断面
の中心位置と略一致するようにしたので、吸気通路の速
度分布の変化が少ない中心近傍の流れを検出通路に導入
することになるので、流量測定装置はより精度良く流量
を計測することができる。なお、吸気管２０が楕円形状
や四角形状等であり円筒形状でない場合には、導入口４
１が吸気管２０における流体の流れ方向に直交する面の
略中央部に配置されていればよく、上記実施の形態１と
同様の効果を得ることができる。
４０は、導入口４１の長手方向すなわち長辺が円筒状吸
気管２０の径方向に沿って配置され、かつ検出通路４０
における流体の流れ方向に直交する断面の中心位置が円
筒状吸気管２０における流体の流れ方向に直交する断面
の中心位置と略一致するようにしたので、吸気通路の速
度分布の変化が少ない中心近傍の流れを検出通路に導入
することになるので、流量測定装置はより精度良く流量
を計測することができる。なお、吸気管２０が楕円形状
や四角形状等であり円筒形状でない場合には、導入口４
１が吸気管２０における流体の流れ方向に直交する面の
略中央部に配置されていればよく、上記実施の形態１と
同様の効果を得ることができる。
【００８４】さらに、本実施の形態によれば、導入口４
１は曲面形状を有するので、導入口４１から検出通路４
０へは流れがなめらかに導入されることになり、流量測
定装置はより精度良く流量を計測することができる。
１は曲面形状を有するので、導入口４１から検出通路４
０へは流れがなめらかに導入されることになり、流量測
定装置はより精度良く流量を計測することができる。
【００８５】さらに、本実施の形態によれば、図７およ
び８で示したように、下流側に向かって徐々に絞られて
いる検出通路４０の内壁面は、流体導入口４１と垂直か
つ流体導入口４１の長手方向と平行な任意の平面８３
と、内壁面との交線８４の少なくとも一部が、実質的に
なめらかな線によって構成されており、このなめらかな
線は、変曲点５０を有する略連続的に構成された曲線で
あり、三次関数曲線または実質的に三次関数に近似でき
る曲線であるので、検出通路４０内部を通過する流れは
なめらかに縮流されることになり、流量測定装置はより
精度良く流量を計測することができる。またさらに、変
曲点５０は、導入口の長辺の長さをＬとしたときに、検
出通路の導入口から下流に向かって略０．３Ｌの位置に
あるので、検出通路４０内部を通過する流れはより一層
なめらかに縮流される。なお、検出通路はテーパや、二
次関数曲線などの単純な構成でも同様の効果を奏し、そ
の場合はプラスチック成形する金型形状が単純であると
いう理由で一層のコストダウンを実現することができる
が、偏流の矯正および乱れ度の低減に対しては、三次関
数曲線が望ましい特性を示す。
び８で示したように、下流側に向かって徐々に絞られて
いる検出通路４０の内壁面は、流体導入口４１と垂直か
つ流体導入口４１の長手方向と平行な任意の平面８３
と、内壁面との交線８４の少なくとも一部が、実質的に
なめらかな線によって構成されており、このなめらかな
線は、変曲点５０を有する略連続的に構成された曲線で
あり、三次関数曲線または実質的に三次関数に近似でき
る曲線であるので、検出通路４０内部を通過する流れは
なめらかに縮流されることになり、流量測定装置はより
精度良く流量を計測することができる。またさらに、変
曲点５０は、導入口の長辺の長さをＬとしたときに、検
出通路の導入口から下流に向かって略０．３Ｌの位置に
あるので、検出通路４０内部を通過する流れはより一層
なめらかに縮流される。なお、検出通路はテーパや、二
次関数曲線などの単純な構成でも同様の効果を奏し、そ
の場合はプラスチック成形する金型形状が単純であると
いう理由で一層のコストダウンを実現することができる
が、偏流の矯正および乱れ度の低減に対しては、三次関
数曲線が望ましい特性を示す。
【００８６】さらに、検出通路４０は柱状部材３３に設
けられているため、エアクリーナ２や吸気管２０の一部
に流量測定装置１を取り付けるための台座２３をあらか
じめ設けておけば、流量測定装置１を任意の場所に引っ
かかることなく簡単にプラグインすることができる。ま
た、エンジンへの搭載上の自由度を増大させることがで
きる。また、流量測定装置１の補修、点検も容易であ
る。また、自動車組み立てラインでの簡素化が図られ、
生産性が上がることによるコストダウンを達成すること
ができる。また、同等の耐偏流性を有する流量測定装置
がハニカムや整流格子等の整流部材なしで構成すること
ができるので、部品コストの削減と、低圧力損失を実現
することができる。
けられているため、エアクリーナ２や吸気管２０の一部
に流量測定装置１を取り付けるための台座２３をあらか
じめ設けておけば、流量測定装置１を任意の場所に引っ
かかることなく簡単にプラグインすることができる。ま
た、エンジンへの搭載上の自由度を増大させることがで
きる。また、流量測定装置１の補修、点検も容易であ
る。また、自動車組み立てラインでの簡素化が図られ、
生産性が上がることによるコストダウンを達成すること
ができる。また、同等の耐偏流性を有する流量測定装置
がハニカムや整流格子等の整流部材なしで構成すること
ができるので、部品コストの削減と、低圧力損失を実現
することができる。
【００８７】また、検出通路の導入口４１が本実施の形
態のように長方形状である場合と、流量測定装置１の上
流側から見て略同一の投影断面積を持ち、同一の圧力損
失を有する正方形状である場合を比較してみると、後者
の場合は導入口４１が円形に近いという理由で旋回流を
表す渦が図１０で示したように複数に分裂せず、渦の回
転を弱めるどころか、図４０で示したように回転半径が
小さくなりながら縮流されることでさらに渦の回転を強
め、検出通路４０内部の流速分布を外側へ偏らせてしま
い、中央近傍に設置されている流量検出素子３１には大
きな流量検出誤差が生じることが容易に理解できる。つ
まり、同一圧力損失を持つ流量測定装置１においては、
長方形状の導入口４１を備える本実施の形態は流量検出
誤差を低減するのに効果的であり、言い換えれば、流量
検出誤差が同一の流量測定装置１においては、圧力損失
を低減することができる。このように、圧力損失を低減
することができれば、例えば内燃機関の吸入空気流量計
として用いる場合は、内燃機関により多くの空気を吸入
させることができるので、内燃機関の出力を向上させる
ことができる。
態のように長方形状である場合と、流量測定装置１の上
流側から見て略同一の投影断面積を持ち、同一の圧力損
失を有する正方形状である場合を比較してみると、後者
の場合は導入口４１が円形に近いという理由で旋回流を
表す渦が図１０で示したように複数に分裂せず、渦の回
転を弱めるどころか、図４０で示したように回転半径が
小さくなりながら縮流されることでさらに渦の回転を強
め、検出通路４０内部の流速分布を外側へ偏らせてしま
い、中央近傍に設置されている流量検出素子３１には大
きな流量検出誤差が生じることが容易に理解できる。つ
まり、同一圧力損失を持つ流量測定装置１においては、
長方形状の導入口４１を備える本実施の形態は流量検出
誤差を低減するのに効果的であり、言い換えれば、流量
検出誤差が同一の流量測定装置１においては、圧力損失
を低減することができる。このように、圧力損失を低減
することができれば、例えば内燃機関の吸入空気流量計
として用いる場合は、内燃機関により多くの空気を吸入
させることができるので、内燃機関の出力を向上させる
ことができる。
【００８８】また、検出通路４０が流れ方向に貫通して
いるので、エンジンの吹き返し現象によって吸気管２０
内の流れが逆流したときにおいても、流量検出素子３１
が逆流検出可能なタイプであれば、検出通路４０の導出
口４２から逆流した流れは、装着部材３２に支持されて
いる流量検出素子３１に直接衝突するので逆流成分を敏
感に検出することができる。
いるので、エンジンの吹き返し現象によって吸気管２０
内の流れが逆流したときにおいても、流量検出素子３１
が逆流検出可能なタイプであれば、検出通路４０の導出
口４２から逆流した流れは、装着部材３２に支持されて
いる流量検出素子３１に直接衝突するので逆流成分を敏
感に検出することができる。
【００８９】また、本実施の形態はプラグイン方式につ
いて示したが、プラグイン方式に限定しなければ、検出
通路４０の流れ方向の長さを十分にとり、上流からの流
れを緩やかに絞ることによって、検出通路４０に一旦入
った後外へ溢れていた流れ３５を減少させることができ
るので、検出通路４０内部へさらに多くの流れを導入す
ることができ、さらに精度の良い流量測定ができること
は言うまでもない。
いて示したが、プラグイン方式に限定しなければ、検出
通路４０の流れ方向の長さを十分にとり、上流からの流
れを緩やかに絞ることによって、検出通路４０に一旦入
った後外へ溢れていた流れ３５を減少させることができ
るので、検出通路４０内部へさらに多くの流れを導入す
ることができ、さらに精度の良い流量測定ができること
は言うまでもない。
【００９０】なお、上記実施の形態１では、柱状部材３
３を所定の形状にくりぬいて検出通路４０とした場合に
ついて説明したが、これに限るものではなく、例えば別
体に作成した検出通路４０を薄板などで挟み込んで柱状
部材を構成してもよいし、また検出通路４０を長手方向
に分割して別々に形成した後、合体させて柱状部材を構
成してもよい。もちろん、上記以外の構成であってもよ
いのは言うまでもない。これは以降の各実施の形態にお
いても同様である。
３を所定の形状にくりぬいて検出通路４０とした場合に
ついて説明したが、これに限るものではなく、例えば別
体に作成した検出通路４０を薄板などで挟み込んで柱状
部材を構成してもよいし、また検出通路４０を長手方向
に分割して別々に形成した後、合体させて柱状部材を構
成してもよい。もちろん、上記以外の構成であってもよ
いのは言うまでもない。これは以降の各実施の形態にお
いても同様である。
【００９１】実施の形態２．図２０は本発明の実施の形
態２による流量測定装置を示す正面図である。図におい
て、４６はテーパ部であり、本実施の形態においては、
検出通路４０は、長細い導入口の短手方向の長さすなわ
ち短辺の長さが導入口４１から導出口４２までの間で下
流側に向かって徐々に短くなるように絞られている。す
なわち、検出通路４０の流れに直交する横断面形状は実
施の形態１の図６（ｂ）と比較して短辺方向の長さが下
流側に向かって徐々に短くなっている。
態２による流量測定装置を示す正面図である。図におい
て、４６はテーパ部であり、本実施の形態においては、
検出通路４０は、長細い導入口の短手方向の長さすなわ
ち短辺の長さが導入口４１から導出口４２までの間で下
流側に向かって徐々に短くなるように絞られている。す
なわち、検出通路４０の流れに直交する横断面形状は実
施の形態１の図６（ｂ）と比較して短辺方向の長さが下
流側に向かって徐々に短くなっている。
【００９２】次に動作について説明する。ここでは、動
作を分かり易く説明するために、実施の形態１と比較し
ながら説明を行う。図２１は実施の形態１における検出
通路の旋回による渦の様子を説明するための模式図であ
り、図２２は実施の形態２における検出通路の旋回によ
る渦の様子を説明するための模式図である。ここでは短
辺方向を短くしたことによる差を明らかにするため、図
２１および図２２で示したような一例を想定して説明す
る。図２１において、検出通路４０は導出口４２に近づ
くにつれて検出通路４０の長辺方向と短辺方向の長さが
等しくなっていくため、導入口４１で４個に分裂した渦
８０ｂは縮流される際に合体して個数が徐々に減少す
る。図２１は検出通路４０の流れ方向の中央近傍で２個
の渦に合体し、また導出口４２近傍で１個に合体した様
子を示している。旋回流による渦の回転を弱めるために
は渦を複数に分裂させて、なおかつ隣接する渦が速度を
打ち消し合うことが重要であることは実施の形態１で前
述した。そこで図２２に示す本実施の形態２では、検出
通路４０の長辺方向の長さと短辺方向の長さが共に徐々
に短くなるように絞ったので、導出口４２に近づくにつ
れて検出通路４０の長辺方向と短辺方向の長さが等しく
なっていくのが緩和され、導入口４１で発生した複数の
渦８０ｂは合体することなく常に隣接し、渦の回転速度
は縮流されながら常に減衰しつつ、内部へ導入された流
れは流量検出素子３１の表面を流れる。上記の作用は、
実施の形態１においても、検出通路４０内に流量検出体
すなわち装着部材３２自身が存在することによって、実
質的には検出通路４０が短辺方向に絞られているため、
同様に期待できるのであるが、さらに、本実施の形態
は、実施の形態１と比較して検出通路４０がより縮流さ
れているので、内部へ導入された流れはより乱れ度が低
減され、偏流はより矯正されて、流量検出素子３１の表
面を流れる。
作を分かり易く説明するために、実施の形態１と比較し
ながら説明を行う。図２１は実施の形態１における検出
通路の旋回による渦の様子を説明するための模式図であ
り、図２２は実施の形態２における検出通路の旋回によ
る渦の様子を説明するための模式図である。ここでは短
辺方向を短くしたことによる差を明らかにするため、図
２１および図２２で示したような一例を想定して説明す
る。図２１において、検出通路４０は導出口４２に近づ
くにつれて検出通路４０の長辺方向と短辺方向の長さが
等しくなっていくため、導入口４１で４個に分裂した渦
８０ｂは縮流される際に合体して個数が徐々に減少す
る。図２１は検出通路４０の流れ方向の中央近傍で２個
の渦に合体し、また導出口４２近傍で１個に合体した様
子を示している。旋回流による渦の回転を弱めるために
は渦を複数に分裂させて、なおかつ隣接する渦が速度を
打ち消し合うことが重要であることは実施の形態１で前
述した。そこで図２２に示す本実施の形態２では、検出
通路４０の長辺方向の長さと短辺方向の長さが共に徐々
に短くなるように絞ったので、導出口４２に近づくにつ
れて検出通路４０の長辺方向と短辺方向の長さが等しく
なっていくのが緩和され、導入口４１で発生した複数の
渦８０ｂは合体することなく常に隣接し、渦の回転速度
は縮流されながら常に減衰しつつ、内部へ導入された流
れは流量検出素子３１の表面を流れる。上記の作用は、
実施の形態１においても、検出通路４０内に流量検出体
すなわち装着部材３２自身が存在することによって、実
質的には検出通路４０が短辺方向に絞られているため、
同様に期待できるのであるが、さらに、本実施の形態
は、実施の形態１と比較して検出通路４０がより縮流さ
れているので、内部へ導入された流れはより乱れ度が低
減され、偏流はより矯正されて、流量検出素子３１の表
面を流れる。
【００９３】本実施の形態による流量測定装置は以上の
ように構成したので、検出通路４０の下流側の横断面も
縦横比が等しくなっていくのが緩和され、旋回流による
渦がより減衰されやすく、縮流比が高いため偏流はより
矯正され、また縮流比が高いため乱れ度はより低減され
ることになり、より精度良く、よりノイズを少なく流量
を計測することができる。
ように構成したので、検出通路４０の下流側の横断面も
縦横比が等しくなっていくのが緩和され、旋回流による
渦がより減衰されやすく、縮流比が高いため偏流はより
矯正され、また縮流比が高いため乱れ度はより低減され
ることになり、より精度良く、よりノイズを少なく流量
を計測することができる。
【００９４】なお、本実施の形態では、短辺の長さが導
入口４１から導出口４２までの間で下流側に向かって徐
々に短くなるように絞られていたが、少なくとも装着部
材３２の上流側から装着部材３２の上流側端部までの間
で下流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていく
ように絞られていればよく、同様の効果を得ることがで
きる。
入口４１から導出口４２までの間で下流側に向かって徐
々に短くなるように絞られていたが、少なくとも装着部
材３２の上流側から装着部材３２の上流側端部までの間
で下流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていく
ように絞られていればよく、同様の効果を得ることがで
きる。
【００９５】また、本実施の形態では、検出通路４０の
短辺の長さを絞るために短辺側検出通路内壁面をテーパ
４６として構成したが、これに限るものではなく、実施
の形態１で説明した長辺側検出通路内壁面と同様に二次
関数あるいは三次関数に基づく曲面で構成してもよく、
要は下流側に向かって実質的になめらかに狭くなってい
くように絞られていれば同様の効果を奏する。さらに、
実質的になめらかに絞られていれば少々絞られていない
平行な部分があってもよいのは実施の形態１の場合と同
様である。
短辺の長さを絞るために短辺側検出通路内壁面をテーパ
４６として構成したが、これに限るものではなく、実施
の形態１で説明した長辺側検出通路内壁面と同様に二次
関数あるいは三次関数に基づく曲面で構成してもよく、
要は下流側に向かって実質的になめらかに狭くなってい
くように絞られていれば同様の効果を奏する。さらに、
実質的になめらかに絞られていれば少々絞られていない
平行な部分があってもよいのは実施の形態１の場合と同
様である。
【００９６】実施の形態３．本実施の形態３は、定常流
および脈動流において検出通路内部の流れを安定化し、
かつ流量検出誤差をさらに低減するための構成に関する
ものである。図２３は、本発明の実施の形態３による流
量測定装置を示す斜視図である。図において、５６は検
出通路の下流側端部において、柱状部材３３の側壁に設
けられた切り欠きである。
および脈動流において検出通路内部の流れを安定化し、
かつ流量検出誤差をさらに低減するための構成に関する
ものである。図２３は、本発明の実施の形態３による流
量測定装置を示す斜視図である。図において、５６は検
出通路の下流側端部において、柱状部材３３の側壁に設
けられた切り欠きである。
【００９７】次に、切り欠き５６を設けた場合の動作を
わかりやすく説明するために、切り欠き５６を設置しな
い場合と比較して説明する。図２４は切り欠きを設けた
場合の流れの様子を模式的に示す図、図２５は切り欠き
を設けない場合の流れの様子を模式的に示す図であり、
流れの方向に沿って柱状部材を幅方向に切断して示して
いる。切り欠き５６を設けない場合、つまり、２つの流
れ３４、３６が平板を介して合流する場合は、一般的な
流体力学の本に記載されているようなケルビン・ヘルム
ホルツ不安定性により、図２５に示すような大規模かつ
周期的な渦３４４が発生して流れ３４の進路を妨げなが
ら、複数の離散的な渦３４５へと崩壊していく。これに
対して図２４に示すように切り欠き５６を設置した場合
は、流れ３４、３６が合流する範囲を徐々に広げていく
ので、複雑かつ細分化された離散的な渦３４６が発生す
る。よって、流れ３４の進路が妨げられる割合が抑制さ
れるので流れ３４の速度が低下することを抑制するの
で、検出通路にはより多くの流れが導入され、より精度
良く流量を検出することができる。また、切り欠き５６
がない場合は矢印９９で示す方向に周期的な渦３４４が
振動し、検出通路内部の流れには流体振動が発生する。
しかし、切り欠きを設置した場合は渦が細分化されてい
るので、周期的な渦は発生せず、検出通路内部の流体振
動が抑制される。
わかりやすく説明するために、切り欠き５６を設置しな
い場合と比較して説明する。図２４は切り欠きを設けた
場合の流れの様子を模式的に示す図、図２５は切り欠き
を設けない場合の流れの様子を模式的に示す図であり、
流れの方向に沿って柱状部材を幅方向に切断して示して
いる。切り欠き５６を設けない場合、つまり、２つの流
れ３４、３６が平板を介して合流する場合は、一般的な
流体力学の本に記載されているようなケルビン・ヘルム
ホルツ不安定性により、図２５に示すような大規模かつ
周期的な渦３４４が発生して流れ３４の進路を妨げなが
ら、複数の離散的な渦３４５へと崩壊していく。これに
対して図２４に示すように切り欠き５６を設置した場合
は、流れ３４、３６が合流する範囲を徐々に広げていく
ので、複雑かつ細分化された離散的な渦３４６が発生す
る。よって、流れ３４の進路が妨げられる割合が抑制さ
れるので流れ３４の速度が低下することを抑制するの
で、検出通路にはより多くの流れが導入され、より精度
良く流量を検出することができる。また、切り欠き５６
がない場合は矢印９９で示す方向に周期的な渦３４４が
振動し、検出通路内部の流れには流体振動が発生する。
しかし、切り欠きを設置した場合は渦が細分化されてい
るので、周期的な渦は発生せず、検出通路内部の流体振
動が抑制される。
【００９８】以上のように構成したので、本実施の形態
による流量測定装置では、検出通路４０内部を通過して
きた流れ３４と検出通路４０外部を通過してきた流れ３
６は徐々に合流しながら、周期的な渦は細分化され、切
り欠き５６がない場合に生じていた、柱状部材３３後流
の検出通路４０出口部近傍の周期的な渦３４４の発生を
防止するので、検出通路４０内部の流体振動は抑制され
て、検出通路４０内部の流れ３４は安定化し、流量検出
誤差が低減される。また、定常流および脈動流におい
て、検出通路４０下流側端部において発生する離散的な
渦３４５によって検出通路４０出口を妨げる割合が低減
され、検出通路４０の導入口４１からはより多くの流れ
が内部へ導入されるので、より精度の良い流量計測が可
能となる。なお、切り欠き５６の形状および設ける位置
については図２３に限定されるものではない。
による流量測定装置では、検出通路４０内部を通過して
きた流れ３４と検出通路４０外部を通過してきた流れ３
６は徐々に合流しながら、周期的な渦は細分化され、切
り欠き５６がない場合に生じていた、柱状部材３３後流
の検出通路４０出口部近傍の周期的な渦３４４の発生を
防止するので、検出通路４０内部の流体振動は抑制され
て、検出通路４０内部の流れ３４は安定化し、流量検出
誤差が低減される。また、定常流および脈動流におい
て、検出通路４０下流側端部において発生する離散的な
渦３４５によって検出通路４０出口を妨げる割合が低減
され、検出通路４０の導入口４１からはより多くの流れ
が内部へ導入されるので、より精度の良い流量計測が可
能となる。なお、切り欠き５６の形状および設ける位置
については図２３に限定されるものではない。
【００９９】実施の形態４．本実施の形態４は、切り欠
き５６の効果をさらに強める構成に関するものである。
図２６は、本発明の実施の形態４による流量測定装置を
示す斜視図である。図において、５８は切り欠き５６の
近傍で切り欠き５６より上流側の検出通路の外壁に設け
られた凸状段差である。図２７は凸状段差を通り流れの
方向に沿って柱状部材を幅方向に切断して流れの様子を
説明する図である。
き５６の効果をさらに強める構成に関するものである。
図２６は、本発明の実施の形態４による流量測定装置を
示す斜視図である。図において、５８は切り欠き５６の
近傍で切り欠き５６より上流側の検出通路の外壁に設け
られた凸状段差である。図２７は凸状段差を通り流れの
方向に沿って柱状部材を幅方向に切断して流れの様子を
説明する図である。
【０１００】定常流および脈動流において、検出通路４
０の導出口近傍には、流れが合流することによる周期的
な渦が発生し、その周期的な渦を小さな渦へと細分化す
るには、検出通路４０の下流側端部に切り欠き５６を設
ければ良いことは前述した通りである。特に脈動流にお
いては、流速が時間的に変動するため、流れが合流する
合流部においては、定常流の時よりも大規模かつ周期的
な渦が発生し、検出通路導出口４２近傍において検出通
路４０内部を通過してきた流れ３４を妨げることがわか
っている。前述したように切り欠き５６を設置して渦を
細分化する手段はある程度有効であるが、本実施の形態
ではその渦を切り欠き５６を通して検出通路４０の外側
へ強制的に吸い出すことにより渦の影響を大幅に低減す
る。そこで、切り欠き５６の上流側近傍の外壁に凸状段
差５８を設置すれば、検出通路４０外部を通過してきた
流れ３６のうち、凸状段差５８に衝突した流れは、急激
な段差に追従できなくなって、凸状段差５８の下流側に
おいて負圧を有する負圧領域６０が発生する。この負圧
領域６０は検出通路４０内部より低圧となるため、検出
通路４０内部で発生した渦が切り欠き５６を介して検出
通路４０外部へ強制的に吸い出される。このように、負
圧領域６０と切り欠き５６の相乗効果によって、問題と
なる渦は細分化されつつ、検出通路４０の外側へと吸い
出されるので、検出通路導出口４２で流れ３４の進路を
妨げていた渦はそのほとんどが取り除かれて検出通路４
０の通気抵抗が低減され、検出通路４０には上流側から
さらに広範囲からの流れを集めることができる。
０の導出口近傍には、流れが合流することによる周期的
な渦が発生し、その周期的な渦を小さな渦へと細分化す
るには、検出通路４０の下流側端部に切り欠き５６を設
ければ良いことは前述した通りである。特に脈動流にお
いては、流速が時間的に変動するため、流れが合流する
合流部においては、定常流の時よりも大規模かつ周期的
な渦が発生し、検出通路導出口４２近傍において検出通
路４０内部を通過してきた流れ３４を妨げることがわか
っている。前述したように切り欠き５６を設置して渦を
細分化する手段はある程度有効であるが、本実施の形態
ではその渦を切り欠き５６を通して検出通路４０の外側
へ強制的に吸い出すことにより渦の影響を大幅に低減す
る。そこで、切り欠き５６の上流側近傍の外壁に凸状段
差５８を設置すれば、検出通路４０外部を通過してきた
流れ３６のうち、凸状段差５８に衝突した流れは、急激
な段差に追従できなくなって、凸状段差５８の下流側に
おいて負圧を有する負圧領域６０が発生する。この負圧
領域６０は検出通路４０内部より低圧となるため、検出
通路４０内部で発生した渦が切り欠き５６を介して検出
通路４０外部へ強制的に吸い出される。このように、負
圧領域６０と切り欠き５６の相乗効果によって、問題と
なる渦は細分化されつつ、検出通路４０の外側へと吸い
出されるので、検出通路導出口４２で流れ３４の進路を
妨げていた渦はそのほとんどが取り除かれて検出通路４
０の通気抵抗が低減され、検出通路４０には上流側から
さらに広範囲からの流れを集めることができる。
【０１０１】以上のように構成したので、本実施の形態
４で示す流量測定装置は、検出通路導出口４２で検出通
路４０内部を通過してきた流れ３４と検出通路４０外部
を通過してきた流れ３６が合流した際に発生し、細分化
された渦が切り欠き５６を通して検出通路４０内部から
外部へと吸い出されて、検出通路導出口４２で流れ３４
を妨げていた渦が取り除かれ、検出通路４０内部にはよ
り多くの流れが導入されることになり、より精度良く、
よりノイズを少なく流量を計測することができる。
４で示す流量測定装置は、検出通路導出口４２で検出通
路４０内部を通過してきた流れ３４と検出通路４０外部
を通過してきた流れ３６が合流した際に発生し、細分化
された渦が切り欠き５６を通して検出通路４０内部から
外部へと吸い出されて、検出通路導出口４２で流れ３４
を妨げていた渦が取り除かれ、検出通路４０内部にはよ
り多くの流れが導入されることになり、より精度良く、
よりノイズを少なく流量を計測することができる。
【０１０２】なお、凸状段差５８は図２６で示したよう
な三角柱に限ったものではなく、後流に負圧領域６０を
発生させる任意の形状でもよく、平板、四角柱、さらに
は複数の円錐や三角錘形状等の突起などでも同様の効果
を奏する。
な三角柱に限ったものではなく、後流に負圧領域６０を
発生させる任意の形状でもよく、平板、四角柱、さらに
は複数の円錐や三角錘形状等の突起などでも同様の効果
を奏する。
【０１０３】実施の形態５．図２８は、本発明の実施の
形態５による流量測定装置の要部を示し流れの方向に沿
って柱状部材を幅方向に切断して流れの様子を説明する
縦断面図である。本実施の形態では、検出通路４０を構
成する壁の少なくとも一部の外壁面すなわち図２８では
柱状部材３３側壁の外壁面は流線形である。すなわち、
柱状部材３３の幅方向の肉厚は、その外壁面において導
入口から下流側に向かって徐々に増加した後、徐々に減
少するように構成されている。また、図２９は本実施の
形態５の特徴を分かり易く説明するために、柱状部材３
３の外壁面における幅方向の肉厚を一定としたときの流
れの様子を説明する図であり、流れの方向に沿って柱状
部材３３を幅方向に切断して示している。
形態５による流量測定装置の要部を示し流れの方向に沿
って柱状部材を幅方向に切断して流れの様子を説明する
縦断面図である。本実施の形態では、検出通路４０を構
成する壁の少なくとも一部の外壁面すなわち図２８では
柱状部材３３側壁の外壁面は流線形である。すなわち、
柱状部材３３の幅方向の肉厚は、その外壁面において導
入口から下流側に向かって徐々に増加した後、徐々に減
少するように構成されている。また、図２９は本実施の
形態５の特徴を分かり易く説明するために、柱状部材３
３の外壁面における幅方向の肉厚を一定としたときの流
れの様子を説明する図であり、流れの方向に沿って柱状
部材３３を幅方向に切断して示している。
【０１０４】次に動作について説明する。実施の形態１
で前述したように、流量測定装置を通過する流れには、
検出通路４０に一旦入った後外側へ溢れる流れ３５があ
ることは前述したとおりである。この流れ３５は検出通
路４０の外部をそのまま通過する流れ３６と合流するま
でに急激に曲がらなければならない。その際、図２９で
示した構成では、流れが曲がりきれずに剥離領域６２を
発生させてしまう。しかし、本実施の形態５においては
図２８に示すように柱状部材３３の外壁面における幅方
向の肉厚を導入口から下流側に向かって徐々に増加させ
たので、検出通路４０の外壁面に沿う流れはなめらかに
なって剥離領域６２は生じにくい。同様に、また、柱状
部材３３の外壁面における幅方向の肉厚を下流側から導
出口に向かって徐々に減少させる部分をつくることで、
外壁面上の流れが剥離することを防止して、圧力損失を
低下させることができる。
で前述したように、流量測定装置を通過する流れには、
検出通路４０に一旦入った後外側へ溢れる流れ３５があ
ることは前述したとおりである。この流れ３５は検出通
路４０の外部をそのまま通過する流れ３６と合流するま
でに急激に曲がらなければならない。その際、図２９で
示した構成では、流れが曲がりきれずに剥離領域６２を
発生させてしまう。しかし、本実施の形態５においては
図２８に示すように柱状部材３３の外壁面における幅方
向の肉厚を導入口から下流側に向かって徐々に増加させ
たので、検出通路４０の外壁面に沿う流れはなめらかに
なって剥離領域６２は生じにくい。同様に、また、柱状
部材３３の外壁面における幅方向の肉厚を下流側から導
出口に向かって徐々に減少させる部分をつくることで、
外壁面上の流れが剥離することを防止して、圧力損失を
低下させることができる。
【０１０５】以上のように構成されているので、本実施
の形態５で示される流量測定装置は、検出通路４０の外
壁面に沿う流れはなめらかになって剥離が抑制されるこ
とになるので、圧力損失を低下させることができる。圧
力損失を低減することができれば、例えば内燃機関の吸
入空気流量計として用いる場合は、内燃機関により多く
の空気を吸入させることができるので、内燃機関の出力
を向上させることができる。
の形態５で示される流量測定装置は、検出通路４０の外
壁面に沿う流れはなめらかになって剥離が抑制されるこ
とになるので、圧力損失を低下させることができる。圧
力損失を低減することができれば、例えば内燃機関の吸
入空気流量計として用いる場合は、内燃機関により多く
の空気を吸入させることができるので、内燃機関の出力
を向上させることができる。
【０１０６】なお、柱状部材３３の側壁の少なくとも一
部の外壁面は、外側に膨らむ曲面またはテーパを有する
ものであればよく、図３０（ａ）に示すようなアメリカ
の航空機の翼規格で知られるＮＡＣＡなどの翼形状や楕
円形などのなめらかな曲面の一部を取り出したものや、
図３０（ｂ）に示すようなテーパを有するものであって
も同様の効果を奏する。さらに、流線形とテーパを組み
合わせたものであってもよい。なお、図３０（ａ）
（ｂ）は共に流れの方向に沿って柱状部材を幅方向に切
断して流れの様子を説明する縦断面図である。
部の外壁面は、外側に膨らむ曲面またはテーパを有する
ものであればよく、図３０（ａ）に示すようなアメリカ
の航空機の翼規格で知られるＮＡＣＡなどの翼形状や楕
円形などのなめらかな曲面の一部を取り出したものや、
図３０（ｂ）に示すようなテーパを有するものであって
も同様の効果を奏する。さらに、流線形とテーパを組み
合わせたものであってもよい。なお、図３０（ａ）
（ｂ）は共に流れの方向に沿って柱状部材を幅方向に切
断して流れの様子を説明する縦断面図である。
【０１０７】実施の形態６．本実施の形態は、旋回流に
よる検出誤差をさらに低減するための構成に関するもの
である。図３１は、本発明の実施の形態６による流量測
定装置を示す斜視図である。図において、６４は検出通
路４０の導入口４１の近傍に設けられ上流側に向かって
突出した突出体であり、導入口４１の長辺に設けられた
互いに並行な突出板状部材である。この板状部材６４は
図３２（ａ）や（ｂ）で示すように先端に行くほど肉厚
が薄くなるテーパや曲面部が設けられ、板状部材６４の
内面間の距離が先端部に向かって徐々に大きくなるよう
に構成されている。なお、図３２（ａ）（ｂ）は共に流
れの方向に沿って柱状部材３３を幅方向に切断して流れ
の様子を説明する縦断面図である。
よる検出誤差をさらに低減するための構成に関するもの
である。図３１は、本発明の実施の形態６による流量測
定装置を示す斜視図である。図において、６４は検出通
路４０の導入口４１の近傍に設けられ上流側に向かって
突出した突出体であり、導入口４１の長辺に設けられた
互いに並行な突出板状部材である。この板状部材６４は
図３２（ａ）や（ｂ）で示すように先端に行くほど肉厚
が薄くなるテーパや曲面部が設けられ、板状部材６４の
内面間の距離が先端部に向かって徐々に大きくなるよう
に構成されている。なお、図３２（ａ）（ｂ）は共に流
れの方向に沿って柱状部材３３を幅方向に切断して流れ
の様子を説明する縦断面図である。
【０１０８】次に動作について説明する。旋回流によっ
て流量測定装置には検出誤差が生じることは実施の形態
１で前述したとおりである。上流から検出通路４０の導
入口４１に向かう流れは、突出板状部材６４であらかじ
め複数個の渦に分裂された後、旋回流による渦の回転を
弱めながら検出通路４０の導入口４１へ到達する。その
後の動作は実施の形態１で説明したものと同じであるの
でここでは説明を省略する。
て流量測定装置には検出誤差が生じることは実施の形態
１で前述したとおりである。上流から検出通路４０の導
入口４１に向かう流れは、突出板状部材６４であらかじ
め複数個の渦に分裂された後、旋回流による渦の回転を
弱めながら検出通路４０の導入口４１へ到達する。その
後の動作は実施の形態１で説明したものと同じであるの
でここでは説明を省略する。
【０１０９】以上のように構成したので、本実施の形態
６で示す流量測定装置は、検出通路４０の上流側に突出
した突出体６４において、予め旋回流による渦を分裂さ
せて検出通路４０の導入口４１へ流れを誘導することが
でき、検出通路導入口４１ではすでに旋回流による渦の
回転がある程度弱められている。したがって、突出体６
４が無い実施の形態１の図１に示した構成に比べてその
旋回渦の回転を検出通路の導入口４１から導出口４２に
渡ってさらに弱めながら検出通路４０内部へ導入するこ
とができるので、流量測定装置はより精度良く流量を計
測することができる。さらに、突出体６４は導入口４１
の長辺に設けられた互いに並行な板状部材であるので、
旋回流による渦を確実に分断することができる。さら
に、突出体６４は先端に行くほど肉厚が薄くなるテーパ
または曲面部を有するので、流体を安定して多く導入す
ることができる。
６で示す流量測定装置は、検出通路４０の上流側に突出
した突出体６４において、予め旋回流による渦を分裂さ
せて検出通路４０の導入口４１へ流れを誘導することが
でき、検出通路導入口４１ではすでに旋回流による渦の
回転がある程度弱められている。したがって、突出体６
４が無い実施の形態１の図１に示した構成に比べてその
旋回渦の回転を検出通路の導入口４１から導出口４２に
渡ってさらに弱めながら検出通路４０内部へ導入するこ
とができるので、流量測定装置はより精度良く流量を計
測することができる。さらに、突出体６４は導入口４１
の長辺に設けられた互いに並行な板状部材であるので、
旋回流による渦を確実に分断することができる。さら
に、突出体６４は先端に行くほど肉厚が薄くなるテーパ
または曲面部を有するので、流体を安定して多く導入す
ることができる。
【０１１０】なお、板状部材６４は本実施の形態で示し
たように、導入口４１の長辺にあたる柱状部材３３の側
壁を上流側へ延長したものでなくてもよく、図３３に示
すように短辺を上流側へ延長した場合でも、旋回流によ
る渦を予め複数の渦に分裂させておいてから検出通路４
０の導入口４１まで流れを導入すると言う点においては
同様であり、程度の差はあるにしても同様の効果を得る
ことができることに変わりはない。
たように、導入口４１の長辺にあたる柱状部材３３の側
壁を上流側へ延長したものでなくてもよく、図３３に示
すように短辺を上流側へ延長した場合でも、旋回流によ
る渦を予め複数の渦に分裂させておいてから検出通路４
０の導入口４１まで流れを導入すると言う点においては
同様であり、程度の差はあるにしても同様の効果を得る
ことができることに変わりはない。
【０１１１】実施の形態７.なお、上記各実施の形態で
は何れも導入口４１が長方形である場合について説明し
たが、長細い形状であればよく、例えば図３４（ａ）〜
（ｆ）に示したような形状であってもよい。図におい
て、９３は短手方向、９４は長手方向をそれぞれ示して
いる。実施の形態１に適用した場合には長手方向９４の
長さが少なくとも流量検出体（装着部材３２）の上流側
から流量検出体までの間で下流側に向かって実質的にな
めらかに狭くなっていくように絞られ、実施の形態２に
適用した場合には短手方向９３の長さも同様に絞られ
る。なお、図において、９５は長手方向９４の長さが絞
られる場合の絞り部４５の領域を示している。特に、
（ａ）〜（ｃ）に示したように角が丸くなっている場合
には導入口のみならず下流側まで絞り部全体にわたって
角が丸く形成されてもよく、この場合にはプラスチック
成形する金型形状が簡単になり、また、角部で剥離が生
じにくく検出誤差が少なくなる。
は何れも導入口４１が長方形である場合について説明し
たが、長細い形状であればよく、例えば図３４（ａ）〜
（ｆ）に示したような形状であってもよい。図におい
て、９３は短手方向、９４は長手方向をそれぞれ示して
いる。実施の形態１に適用した場合には長手方向９４の
長さが少なくとも流量検出体（装着部材３２）の上流側
から流量検出体までの間で下流側に向かって実質的にな
めらかに狭くなっていくように絞られ、実施の形態２に
適用した場合には短手方向９３の長さも同様に絞られ
る。なお、図において、９５は長手方向９４の長さが絞
られる場合の絞り部４５の領域を示している。特に、
（ａ）〜（ｃ）に示したように角が丸くなっている場合
には導入口のみならず下流側まで絞り部全体にわたって
角が丸く形成されてもよく、この場合にはプラスチック
成形する金型形状が簡単になり、また、角部で剥離が生
じにくく検出誤差が少なくなる。
【０１１２】実施の形態８．図３５は本発明の実施の形
態８による流量測定装置の構成を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は縦断面図である。図において、８８は円筒
形流量検出素子であり、本実施の形態は、実施の形態１
において流量検出体を装着部材３２と流量検出素子３１
で構成したのを、円筒形流量検出素子８８で構成したも
のである。円筒形流量検出素子８８はセラミックパイプ
に感熱抵抗体である白金線をコイル状に巻き付けたもの
や、セラミックパイプに白金膜を着膜してスパイラルカ
ットしたものが用いられる。円筒形流量検出素子８８は
流体の温度に対して所定の温度だけ昇温させており、円
筒形流量検出素子８８への加熱電流を流量信号として用
いている。本実施の形態においては、流量検出体の構成
を実施の形態１における装着部材３２と流量検出素子３
１の構成から円筒形流量検出素子８８の構成に変えたの
みで、他の構成は実施の形態１と同様である。
態８による流量測定装置の構成を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は縦断面図である。図において、８８は円筒
形流量検出素子であり、本実施の形態は、実施の形態１
において流量検出体を装着部材３２と流量検出素子３１
で構成したのを、円筒形流量検出素子８８で構成したも
のである。円筒形流量検出素子８８はセラミックパイプ
に感熱抵抗体である白金線をコイル状に巻き付けたもの
や、セラミックパイプに白金膜を着膜してスパイラルカ
ットしたものが用いられる。円筒形流量検出素子８８は
流体の温度に対して所定の温度だけ昇温させており、円
筒形流量検出素子８８への加熱電流を流量信号として用
いている。本実施の形態においては、流量検出体の構成
を実施の形態１における装着部材３２と流量検出素子３
１の構成から円筒形流量検出素子８８の構成に変えたの
みで、他の構成は実施の形態１と同様である。
【０１１３】このように構成することで、長細い導入口
において旋回渦が分裂し、仕切り等により分離されてい
ない空間である単一の検出通路内部を縮流されながら通
過する際に回転を強めながら隣接する旋回渦同士が摩擦
により回転エネルギーを弱めつつ、また旋回渦のスケー
ルを小さくすることができるので、旋回流の回転エネル
ギーを弱めることができ、さらに縮流により偏流を矯正
し、乱れ度を低減することができ、さらに導入口４１か
ら円筒形流量検出素子８８までの間において剥離領域を
低減することができるので、流量測定装置は精度良く、
ノイズを少なく流量を計測することができる。なお、検
出通路４０は少なくとも流体導入口から円筒形流量検出
素子８８までの間が単一孔すなわち仕切り等により分離
されていない空間であればよい。なお、ここでは円筒形
流量検出素子８８としてポビン式センサー用いた場合に
ついて記載したが、特に限定しているわけではなく、通
常の熱線流速計と基本原理を同一にした感熱式の流量セ
ンサーであれば同様の効果を奏する。
において旋回渦が分裂し、仕切り等により分離されてい
ない空間である単一の検出通路内部を縮流されながら通
過する際に回転を強めながら隣接する旋回渦同士が摩擦
により回転エネルギーを弱めつつ、また旋回渦のスケー
ルを小さくすることができるので、旋回流の回転エネル
ギーを弱めることができ、さらに縮流により偏流を矯正
し、乱れ度を低減することができ、さらに導入口４１か
ら円筒形流量検出素子８８までの間において剥離領域を
低減することができるので、流量測定装置は精度良く、
ノイズを少なく流量を計測することができる。なお、検
出通路４０は少なくとも流体導入口から円筒形流量検出
素子８８までの間が単一孔すなわち仕切り等により分離
されていない空間であればよい。なお、ここでは円筒形
流量検出素子８８としてポビン式センサー用いた場合に
ついて記載したが、特に限定しているわけではなく、通
常の熱線流速計と基本原理を同一にした感熱式の流量セ
ンサーであれば同様の効果を奏する。
【０１１４】なお、上記各実施の形態による流量測定装
置は内燃機関の吸入空気量測定装置に限らず、通常の流
量計としても使用することができる。
置は内燃機関の吸入空気量測定装置に限らず、通常の流
量計としても使用することができる。
【０１１５】
【発明の効果】以上のように、本発明の第１の構成によ
る流量測定装置は、流体が流れる流体通路内に流体の流
れの一部を横断して配置された柱状部材と、該柱状部材
に設けられた検出通路と、該検出通路内に配置された流
量検出体とを備えたものであって、上記検出通路は、そ
の流体導入口が流体の流れ方向に対向した長細い形状を
有し、かつ該長細い形状の長手方向において少なくとも
上記流体導入口から上記流量検出体までの間で下流側に
向かって実質的になめらかに狭くなっていくように絞ら
れており、しかも少なくとも上記流体導入口から上記流
量検出体までの間が単一孔であるので、長細い導入口に
おいて旋回渦が分裂し、単一の検出通路内部を縮流され
ながら通過する際に回転を強めながら隣接する旋回渦同
士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、また旋回渦
のスケールを小さくすることができるので、旋回流の回
転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流により偏
流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さらに導入
口から流量検出体までの間において剥離領域を低減する
ことができるので、流量測定装置は精度良く、ノイズを
少なく流量を計測することができる。
る流量測定装置は、流体が流れる流体通路内に流体の流
れの一部を横断して配置された柱状部材と、該柱状部材
に設けられた検出通路と、該検出通路内に配置された流
量検出体とを備えたものであって、上記検出通路は、そ
の流体導入口が流体の流れ方向に対向した長細い形状を
有し、かつ該長細い形状の長手方向において少なくとも
上記流体導入口から上記流量検出体までの間で下流側に
向かって実質的になめらかに狭くなっていくように絞ら
れており、しかも少なくとも上記流体導入口から上記流
量検出体までの間が単一孔であるので、長細い導入口に
おいて旋回渦が分裂し、単一の検出通路内部を縮流され
ながら通過する際に回転を強めながら隣接する旋回渦同
士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、また旋回渦
のスケールを小さくすることができるので、旋回流の回
転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流により偏
流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さらに導入
口から流量検出体までの間において剥離領域を低減する
ことができるので、流量測定装置は精度良く、ノイズを
少なく流量を計測することができる。
【０１１６】本発明の第２の構成による流量測定装置
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流量検出体
の上流側から流量検出体までの間で下流側に向かって実
質的になめらかに狭くなっていくように絞られており、
上記流量検出体は、流体の流れの方向に略沿いかつ上記
流体導入口の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れた略板状の装着部材の主表面に流量検出素子が保持さ
れた構造をなしているので、長細い導入口において旋回
渦が分裂し、検出通路内部を縮流されながら通過する際
に回転を強めながら隣接する旋回渦同士が摩擦により回
転エネルギーを弱めつつ、また旋回渦のスケールを小さ
くすることができるので、旋回流の回転エネルギーを弱
めることができ、さらに縮流により偏流を矯正し、乱れ
度を低減することができ、さらに装着部材によって分裂
した旋回渦はさらに回転エネルギーを弱め、さらに装着
部材の上流側端部において、旋回流が衝突した際の剥離
を防止することができるので、流量測定装置は精度良
く、ノイズを少なく流量を計測することができる。
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流量検出体
の上流側から流量検出体までの間で下流側に向かって実
質的になめらかに狭くなっていくように絞られており、
上記流量検出体は、流体の流れの方向に略沿いかつ上記
流体導入口の長手方向と略平行に延在するように配設さ
れた略板状の装着部材の主表面に流量検出素子が保持さ
れた構造をなしているので、長細い導入口において旋回
渦が分裂し、検出通路内部を縮流されながら通過する際
に回転を強めながら隣接する旋回渦同士が摩擦により回
転エネルギーを弱めつつ、また旋回渦のスケールを小さ
くすることができるので、旋回流の回転エネルギーを弱
めることができ、さらに縮流により偏流を矯正し、乱れ
度を低減することができ、さらに装着部材によって分裂
した旋回渦はさらに回転エネルギーを弱め、さらに装着
部材の上流側端部において、旋回流が衝突した際の剥離
を防止することができるので、流量測定装置は精度良
く、ノイズを少なく流量を計測することができる。
【０１１７】本発明の第３の構成による流量測定装置
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流体導入口
から上記流量検出体までの間で下流側に向かって実質的
になめらかに狭くなっていくように絞られており、しか
も少なくとも上記流体導入口から上記流量検出体までの
間が単一孔であり、上記流量検出体は、流体の流れの方
向に略沿いかつ上記流体導入口の長手方向と略平行に延
在するように配設された略板状の装着部材の主表面に流
量検出素子が保持された構造をなしているので、長細い
導入口において旋回渦が分裂し、単一の検出通路内部を
縮流されながら通過する際に回転を強めながら隣接する
旋回渦同士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、ま
た旋回渦のスケールを小さくすることができるので、旋
回流の回転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流
により偏流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さ
らに装着部材によって分裂した旋回渦はさらに回転エネ
ルギーを弱め、さらに導入口から流量検出体までの間に
おいて剥離領域を低減することができるので、流量測定
装置は精度良く、ノイズを少なく流量を計測することが
できる。
は、流体が流れる流体通路内に流体の流れの一部を横断
して配置された柱状部材と、該柱状部材に設けられた検
出通路と、該検出通路内に配置された流量検出体とを備
えたものであって、上記検出通路は、その流体導入口が
流体の流れ方向に対向した長細い形状を有し、かつ該長
細い形状の長手方向において少なくとも上記流体導入口
から上記流量検出体までの間で下流側に向かって実質的
になめらかに狭くなっていくように絞られており、しか
も少なくとも上記流体導入口から上記流量検出体までの
間が単一孔であり、上記流量検出体は、流体の流れの方
向に略沿いかつ上記流体導入口の長手方向と略平行に延
在するように配設された略板状の装着部材の主表面に流
量検出素子が保持された構造をなしているので、長細い
導入口において旋回渦が分裂し、単一の検出通路内部を
縮流されながら通過する際に回転を強めながら隣接する
旋回渦同士が摩擦により回転エネルギーを弱めつつ、ま
た旋回渦のスケールを小さくすることができるので、旋
回流の回転エネルギーを弱めることができ、さらに縮流
により偏流を矯正し、乱れ度を低減することができ、さ
らに装着部材によって分裂した旋回渦はさらに回転エネ
ルギーを弱め、さらに導入口から流量検出体までの間に
おいて剥離領域を低減することができるので、流量測定
装置は精度良く、ノイズを少なく流量を計測することが
できる。
【０１１８】本発明の第４の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし３のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体通路の上流から下流へ向かう
方向に略直線的に貫通しているので、流れの変化を敏感
に検出できる。
は、上記第１ないし３のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体通路の上流から下流へ向かう
方向に略直線的に貫通しているので、流れの変化を敏感
に検出できる。
【０１１９】本発明の第５の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし４のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の長手方向の長さは短手方向の長さの略
２倍以上であるので、導入口で旋回流による渦が分裂し
流下しながら旋回成分を弱める効果がより顕著となる。
は、上記第１ないし４のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の長手方向の長さは短手方向の長さの略
２倍以上であるので、導入口で旋回流による渦が分裂し
流下しながら旋回成分を弱める効果がより顕著となる。
【０１２０】本発明の第６の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし５のうちの何れかの構成において、
上記下流側に向かって絞られている検出通路の内壁面
は、流体導入口と垂直かつ流体導入口の長手方向と平行
な任意の平面と、上記内壁面との交線の少なくとも一部
が、実質的になめらかな曲線によって構成されているの
で、検出通路内部を通過する流れはなめらかに縮流され
ることになり、より精度良く流量を計測することができ
る。
は、上記第１ないし５のうちの何れかの構成において、
上記下流側に向かって絞られている検出通路の内壁面
は、流体導入口と垂直かつ流体導入口の長手方向と平行
な任意の平面と、上記内壁面との交線の少なくとも一部
が、実質的になめらかな曲線によって構成されているの
で、検出通路内部を通過する流れはなめらかに縮流され
ることになり、より精度良く流量を計測することができ
る。
【０１２１】本発明の第７の構成による流量測定装置
は、上記第６の構成において、上記なめらかな曲線は、
変曲点を有する略連続的に構成された曲線であるので、
検出通路内部を通過する流れはよりなめらかに縮流され
ることになり、より精度良く流量を計測することができ
る。
は、上記第６の構成において、上記なめらかな曲線は、
変曲点を有する略連続的に構成された曲線であるので、
検出通路内部を通過する流れはよりなめらかに縮流され
ることになり、より精度良く流量を計測することができ
る。
【０１２２】本発明の第８の構成による流量測定装置
は、上記第７の構成において、上記変曲点を有する略連
続的に構成された曲線は、三次関数曲線または実質的に
三次関数に近似できる曲線であるので、検出通路内部を
通過する流れはよりなめらかに縮流されることになり、
より精度良く流量を計測することができる。
は、上記第７の構成において、上記変曲点を有する略連
続的に構成された曲線は、三次関数曲線または実質的に
三次関数に近似できる曲線であるので、検出通路内部を
通過する流れはよりなめらかに縮流されることになり、
より精度良く流量を計測することができる。
【０１２３】本発明の第９の構成による流量測定装置
は、上記第７または８の構成において、上記変曲点は、
流体導入口の長辺の長さをＬとしたときに、検出通路の
導入口から下流に向かって略０．３Ｌの位置にあるの
で、検出通路内部を通過する流れはより一層なめらかに
縮流されることになり、より精度良く流量を計測するこ
とができる。
は、上記第７または８の構成において、上記変曲点は、
流体導入口の長辺の長さをＬとしたときに、検出通路の
導入口から下流に向かって略０．３Ｌの位置にあるの
で、検出通路内部を通過する流れはより一層なめらかに
縮流されることになり、より精度良く流量を計測するこ
とができる。
【０１２４】本発明の第１０の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の上流側端
部まで絞られているので、検出通路内部を通過してきた
流れが流量検出体に衝突した際に生じる剥離が抑制され
て、流量検出素子表面を通過する流れが安定することに
なり、より精度良く流量を計測することができる。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の上流側端
部まで絞られているので、検出通路内部を通過してきた
流れが流量検出体に衝突した際に生じる剥離が抑制され
て、流量検出素子表面を通過する流れが安定することに
なり、より精度良く流量を計測することができる。
【０１２５】本発明の第１１の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の検出素子
まで絞られているので、流量検出体表面を通過する流れ
がさらに安定することになり、より一層精度良く流量を
計測することができる。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、少なくとも上記流量検出体の検出素子
まで絞られているので、流量検出体表面を通過する流れ
がさらに安定することになり、より一層精度良く流量を
計測することができる。
【０１２６】本発明の第１２の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口は曲面形状を有するので、導入口から検
出通路へは流れがなめらかに導入されることになり、よ
り精度良く流量を計測することができる。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口は曲面形状を有するので、導入口から検
出通路へは流れがなめらかに導入されることになり、よ
り精度良く流量を計測することができる。
【０１２７】本発明の第１３の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体導入口の短手方向おいて少な
くとも流量検出体の上流側から流量検出体までの間で下
流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていくよう
に絞られているので、検出通路の下流側の横断面も長手
方向と短手方向の長さの比が等しくなるのを緩和でき、
旋回流による渦がより減衰されやすく、縮流比が高いた
め偏流はより矯正され、縮流比が高いため乱れ度はより
低減されることになり、より精度良く、よりノイズを少
なく流量を計測することができる。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路は、上記流体導入口の短手方向おいて少な
くとも流量検出体の上流側から流量検出体までの間で下
流側に向かって実質的になめらかに狭くなっていくよう
に絞られているので、検出通路の下流側の横断面も長手
方向と短手方向の長さの比が等しくなるのを緩和でき、
旋回流による渦がより減衰されやすく、縮流比が高いた
め偏流はより矯正され、縮流比が高いため乱れ度はより
低減されることになり、より精度良く、よりノイズを少
なく流量を計測することができる。
【０１２８】本発明の第１４の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の下流側端部に切り欠きを有
するので、検出通路導出口における検出通路内部を通過
してきた流れと検出通路外部を通過してきた流れの合流
がなめらかになって発生する渦を細分化し、流体振動が
抑制され、検出通路内部の流れを安定化することにな
る。その結果、より精度良く、よりノイズを少なく流量
を計測することができる。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の下流側端部に切り欠きを有
するので、検出通路導出口における検出通路内部を通過
してきた流れと検出通路外部を通過してきた流れの合流
がなめらかになって発生する渦を細分化し、流体振動が
抑制され、検出通路内部の流れを安定化することにな
る。その結果、より精度良く、よりノイズを少なく流量
を計測することができる。
【０１２９】本発明の第１５の構成による流量測定装置
は、上記第１４の構成において、上記切り欠きの近傍で
切り欠きより上流側の検出通路外壁に凸状段差を有する
ので、検出通路の導出口で検出通路内部を通過してきた
流れと検出通路外部を通過してきた流れが合流した際に
発生し細分化された渦が、切り欠きを通して検出通路内
部から外部へと吸い出されて、検出通路導出口で流れを
妨げていた渦が取り除かれ、検出通路内部にはより多く
の流れが導入されることになり、より精度良く、よりノ
イズを少なく流量を計測することができる。
は、上記第１４の構成において、上記切り欠きの近傍で
切り欠きより上流側の検出通路外壁に凸状段差を有する
ので、検出通路の導出口で検出通路内部を通過してきた
流れと検出通路外部を通過してきた流れが合流した際に
発生し細分化された渦が、切り欠きを通して検出通路内
部から外部へと吸い出されて、検出通路導出口で流れを
妨げていた渦が取り除かれ、検出通路内部にはより多く
の流れが導入されることになり、より精度良く、よりノ
イズを少なく流量を計測することができる。
【０１３０】本発明の第１６の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の少なくとも一部の外壁面
は、外側に膨らむ曲面またはテーパを有するものである
ので、検出通路の外壁面に沿う流れがなめらかになって
剥離が抑制されることになり、圧力損失を低下させるこ
とができる。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記検出通路を構成する壁の少なくとも一部の外壁面
は、外側に膨らむ曲面またはテーパを有するものである
ので、検出通路の外壁面に沿う流れがなめらかになって
剥離が抑制されることになり、圧力損失を低下させるこ
とができる。
【０１３１】本発明の第１７の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の近傍に上流側に向かって突出した突出
体を有するので、導入口に向かう流れは、旋回流による
渦が突出体であらかじめ複数に分断されてから導入口に
到達し、渦の回転を弱めてから検出通路内部に導入され
ることになる。その結果、より精度良く流量を計測する
ことができる。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記流体導入口の近傍に上流側に向かって突出した突出
体を有するので、導入口に向かう流れは、旋回流による
渦が突出体であらかじめ複数に分断されてから導入口に
到達し、渦の回転を弱めてから検出通路内部に導入され
ることになる。その結果、より精度良く流量を計測する
ことができる。
【０１３２】本発明の第１８の構成による流量測定装置
は、上記第１７の構成において、流体導入口は略長方形
状であり、上記突出体は上記流体導入口の長辺および短
辺の少なくとも一方に設けられた互いに略平行な板状部
材であるので、旋回流による渦を確実に分断することが
でき、より精度良く流量を計測することができる。
は、上記第１７の構成において、流体導入口は略長方形
状であり、上記突出体は上記流体導入口の長辺および短
辺の少なくとも一方に設けられた互いに略平行な板状部
材であるので、旋回流による渦を確実に分断することが
でき、より精度良く流量を計測することができる。
【０１３３】本発明の第１９の構成による流量測定装置
は、上記第１７または１８の構成において、上記突出体
は上流側に行くほど肉厚が薄くなるテーパまたは曲面部
を有するので、流体を安定して多く導入することがで
き、より精度良く流量を計測することができる。
は、上記第１７または１８の構成において、上記突出体
は上流側に行くほど肉厚が薄くなるテーパまたは曲面部
を有するので、流体を安定して多く導入することがで
き、より精度良く流量を計測することができる。
【０１３４】本発明の第２０の構成による流量測定装置
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記柱状部材は流体通路の側壁に形成された孔より上記
流体通路に挿入されるので、プラグイン吸気系への取り
付けが簡素化されてエンジンルームの省スペース化およ
び自動車組立ラインの高効率化を達成することができ
る。
は、上記第１ないし６のうちの何れかの構成において、
上記柱状部材は流体通路の側壁に形成された孔より上記
流体通路に挿入されるので、プラグイン吸気系への取り
付けが簡素化されてエンジンルームの省スペース化およ
び自動車組立ラインの高効率化を達成することができ
る。
【０１３５】本発明の第２１の構成による流量測定装置
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は上流側端部から下流側に向かって肉厚が
増大する領域を有し、流量検出素子は上記肉厚が増大し
ている領域に配置されているので、装着部材の上流側端
部から装着部材の表面に沿う流れの剥離が抑制され、流
量検出素子表面を通過する流れがさらに安定することに
なり、さらにより一層精度良く流量を計測することがで
きる。
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は上流側端部から下流側に向かって肉厚が
増大する領域を有し、流量検出素子は上記肉厚が増大し
ている領域に配置されているので、装着部材の上流側端
部から装着部材の表面に沿う流れの剥離が抑制され、流
量検出素子表面を通過する流れがさらに安定することに
なり、さらにより一層精度良く流量を計測することがで
きる。
【０１３６】本発明の第２２の構成による流量測定装置
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は下流側端部に切り欠きを有するので、検
出素子がある面に沿う流れと検出素子がない面に沿う流
れが徐々に合流し発生する渦が細分化され、装着部材の
表面に沿う流れの流体振動が抑制され、検出素子は安定
した流量を計測することができ、流量を精度良く計測す
ることができる。
は、上記第２ないし６のうちの何れかの構成において、
上記装着部材は下流側端部に切り欠きを有するので、検
出素子がある面に沿う流れと検出素子がない面に沿う流
れが徐々に合流し発生する渦が細分化され、装着部材の
表面に沿う流れの流体振動が抑制され、検出素子は安定
した流量を計測することができ、流量を精度良く計測す
ることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１による流量測定装置を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】 実施の形態１に係る流量検出素子の一例の構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る流量検出素子の
別の例の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）
のＩ−Ｉ線断面図である。
別の例の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）
のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】 図３の流量検出素子に用いられる回路を示す
図である。
図である。
【図５】 図３の流量検出素子で得られる流量と測温抵
抗の関係を示す図である。
抗の関係を示す図である。
【図６】 実施の形態１による流量測定装置の構成およ
び動作を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図であ
る。
び動作を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図であ
る。
【図７】 実施の形態１に係る検出通路内壁面の形状の
一例を説明するための斜視図である。
一例を説明するための斜視図である。
【図８】 実施の形態１に係る検出通路内壁面の形状の
別の例を説明するための斜視図である。
別の例を説明するための斜視図である。
【図９】 実施の形態１に係り、（ａ）は一般的な風洞
試験で使用する縮流ノズルの輪郭線およびその動作を説
明する図、（ｂ）は縮流比と乱れ度減衰比の関係を示す
曲線図である。
試験で使用する縮流ノズルの輪郭線およびその動作を説
明する図、（ｂ）は縮流比と乱れ度減衰比の関係を示す
曲線図である。
【図１０】 実施の形態１に係り、検出通路の導入口で
の吸気管の中心軸と垂直な断面における旋回流の動作を
説明するための図である。
の吸気管の中心軸と垂直な断面における旋回流の動作を
説明するための図である。
【図１１】 実施の形態１に係り、エアクリーナ出口よ
り下流側かつ流量測定装置より上流側での吸気管の中心
軸と垂直な断面における旋回流の動作を説明するための
図である。
り下流側かつ流量測定装置より上流側での吸気管の中心
軸と垂直な断面における旋回流の動作を説明するための
図である。
【図１２】 実施の形態１に係り、装着部材近傍の流体
の流れを説明する図であり、（ａ）は実施の形態１のよ
うに装着部材の長手方向と検出通路の流体導入口の長手
方向を一致させた場合、（ｂ）は比較のために装着部材
の長手方向を流体導入口の長手方向と垂直にした場合を
示す。
の流れを説明する図であり、（ａ）は実施の形態１のよ
うに装着部材の長手方向と検出通路の流体導入口の長手
方向を一致させた場合、（ｂ）は比較のために装着部材
の長手方向を流体導入口の長手方向と垂直にした場合を
示す。
【図１３】 実施の形態１に係り、装着部材近傍の流体
の流れを説明する図であり、（ａ）は２次元形状である
装着部材を流れに沿って設置した場合、（ｂ）は装着部
材を流れに対してθ度傾斜させた場合を示す。
の流れを説明する図であり、（ａ）は２次元形状である
装着部材を流れに沿って設置した場合、（ｂ）は装着部
材を流れに対してθ度傾斜させた場合を示す。
【図１４】 実施の形態１に係り、旋回流が装着部材３
２に衝突した際の流れの様子を示す模式図である。
２に衝突した際の流れの様子を示す模式図である。
【図１５】 実施の形態１に係り、吸気管に流量測定装
置を設置した場合の同一の流量における速度分布の違い
を示した模式図であり、（ａ）は上流からの偏流分布が
あまり偏っていない場合、（ｂ）はエアフィルタが目詰
まりして偏流の分布が大きく変わった場合を示す。
置を設置した場合の同一の流量における速度分布の違い
を示した模式図であり、（ａ）は上流からの偏流分布が
あまり偏っていない場合、（ｂ）はエアフィルタが目詰
まりして偏流の分布が大きく変わった場合を示す。
【図１６】 実施の形態１に係り、時間に対する流速の
変化を示した説明図である。
変化を示した説明図である。
【図１７】 実施の形態１に係る装着部材の形状を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図１８】 実施の形態１に係り、装着部材の後端に切
り欠きを設けない場合の流れの様子を模式的に示す斜視
図である。
り欠きを設けない場合の流れの様子を模式的に示す斜視
図である。
【図１９】 実施の形態１に係り、装着部材の後端に切
り欠きを設けた場合の流れの様子を模式的に示す斜視図
である。
り欠きを設けた場合の流れの様子を模式的に示す斜視図
である。
【図２０】 本発明の実施の形態２による流量測定装置
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図２１】 実施の形態１における検出通路の旋回によ
る渦の様子を説明するための模式図である。
る渦の様子を説明するための模式図である。
【図２２】 実施の形態２における検出通路の旋回によ
る渦の様子を説明するための模式図である。
る渦の様子を説明するための模式図である。
【図２３】 本発明の実施の形態３による流量測定装置
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２４】 実施の形態３に係り、切り欠きを設けた場
合の流れの様子を模式的に示す図である。
合の流れの様子を模式的に示す図である。
【図２５】 実施の形態３に係り、切り欠きを設けない
場合の流れの様子を模式的に示す図である。
場合の流れの様子を模式的に示す図である。
【図２６】 本発明の実施の形態４による流量測定装置
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２７】 実施の形態４に係り、凸状段差を通り流れ
の方向に沿って柱状部材を切断して流れの様子を説明す
る図である。
の方向に沿って柱状部材を切断して流れの様子を説明す
る図である。
【図２８】 本発明の実施の形態５による流量測定装置
の要部を示し流れの方向に沿って柱状部材を幅方向に切
断して流れの様子を説明する縦断面図である。
の要部を示し流れの方向に沿って柱状部材を幅方向に切
断して流れの様子を説明する縦断面図である。
【図２９】 実施の形態５に係り、柱状部材の外壁面に
おける幅方向の肉圧を一定としたときの流れの様子を説
明する図である。
おける幅方向の肉圧を一定としたときの流れの様子を説
明する図である。
【図３０】 実施の形態５に係り、柱状部材の外壁面の
形状の変形例を説明する縦断面図である。
形状の変形例を説明する縦断面図である。
【図３１】 本発明の実施の形態６による流量測定装置
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３２】 実施の形態６に係り、突出体の形状を示す
断面図である。
断面図である。
【図３３】 実施の形態６に係り、突出体の変形例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３４】 本発明の実施の形態７に係る流体導入口の
形状を示す平面図である。
形状を示す平面図である。
【図３５】 本発明の実施の形態８による流量測定装置
の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図であ
る。
の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図であ
る。
【図３６】 一般的な自動車エンジンの吸気システムの
構成を模式的に示す断面図である。
構成を模式的に示す断面図である。
【図３７】 塵埃がエアフィルタに堆積した場合の空気
の流れる様子を説明するための模式図である。
の流れる様子を説明するための模式図である。
【図３８】 エアクリーナの一例を示し、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図である。
図、（ｂ）は側面図である。
【図３９】 従来例１による流量測定装置の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図４０】 従来例１による旋回流の動作を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４１】 従来例２による流量測定装置を示す縦断面
図である。
図である。
【図４２】 図４１を上流側から見た正面図である。
【図４３】 従来例２による別の流量測定装置を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図４４】 従来例３による流量測定装置を示す縦断面
図である。
図である。
【図４５】 図４４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【符号の説明】 １ 流量測定装置、２ エアクリーナ、２ａ エアクリ
ーナの入口、 ２ｂエアクリーナの出口、 ３ エアフ
ィルタ、４ 吸入空気、５ 塵埃、６ ベルマウス、７
スロットルバルブ、８ サージタンク、９ａ 吸気マ
ニホールド、９ｂ 排気マニホールド、１０ａ 吸気バ
ルブ、１０ｂ 排気バルブ、１１ エンジン燃焼室、１
２ 配線、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ エアクリーナ内
の流れ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ エアクリーナ内の流
れ、２０ 吸気管、２２ 空気の流れ方向を示す矢印、
２３ 台座、２４、２６ 取り付け用の孔、２５ 端
子、２７ カバー、２９ Ｏリング、３０ 孔、３１
流量検出素子、３２ 装着部材、３３ 柱状部材、３
４、３５、３６ 吸気管内の流れ、４０ 検出通路、４
１ 導入口、４２ 導出口、４４ 細長い渦、４５ 検
出通路の絞り部、４６検出通路のテーパ部、５６ 切り
欠き、５８ 凸状段差、６０ 負圧領域、６２、８５、
８６ 剥離領域、６４ 突出板状部材、８０，８０ａ、
８０ｂ 旋回渦、８８ 円筒型流量検出素子。
ーナの入口、 ２ｂエアクリーナの出口、 ３ エアフ
ィルタ、４ 吸入空気、５ 塵埃、６ ベルマウス、７
スロットルバルブ、８ サージタンク、９ａ 吸気マ
ニホールド、９ｂ 排気マニホールド、１０ａ 吸気バ
ルブ、１０ｂ 排気バルブ、１１ エンジン燃焼室、１
２ 配線、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ エアクリーナ内
の流れ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ エアクリーナ内の流
れ、２０ 吸気管、２２ 空気の流れ方向を示す矢印、
２３ 台座、２４、２６ 取り付け用の孔、２５ 端
子、２７ カバー、２９ Ｏリング、３０ 孔、３１
流量検出素子、３２ 装着部材、３３ 柱状部材、３
４、３５、３６ 吸気管内の流れ、４０ 検出通路、４
１ 導入口、４２ 導出口、４４ 細長い渦、４５ 検
出通路の絞り部、４６検出通路のテーパ部、５６ 切り
欠き、５８ 凸状段差、６０ 負圧領域、６２、８５、
８６ 剥離領域、６４ 突出板状部材、８０，８０ａ、
８０ｂ 旋回渦、８８ 円筒型流量検出素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 裏町 裕之 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 米澤 史佳 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大島 丈治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 古藤 悟 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F035 AA02 EA03 EA05 EA08
Claims (22)
- 【請求項１】 流体が流れる流体通路内に流体の流れの
一部を横断して配置された柱状部材と、該柱状部材に設
けられた検出通路と、該検出通路内に配置された流量検
出体とを備えたものであって、上記検出通路は、その流
体導入口が流体の流れ方向に対向した長細い形状を有
し、かつ該長細い形状の長手方向において少なくとも上
記流体導入口から上記流量検出体までの間で下流側に向
かって実質的になめらかに狭くなっていくように絞られ
ており、しかも少なくとも上記流体導入口から上記流量
検出体までの間が単一孔であることを特徴とする流量測
定装置。 - 【請求項２】 流体が流れる流体通路内に流体の流れの
一部を横断して配置された柱状部材と、該柱状部材に設
けられた検出通路と、該検出通路内に配置された流量検
出体とを備えたものであって、上記検出通路は、その流
体導入口が流体の流れ方向に対向した長細い形状を有
し、かつ該長細い形状の長手方向において少なくとも上
記流量検出体の上流側から流量検出体までの間で下流側
に向かって実質的になめらかに狭くなっていくように絞
られており、上記流量検出体は、流体の流れの方向に略
沿いかつ上記流体導入口の長手方向と略平行に延在する
ように配設された略板状の装着部材の主表面に流量検出
素子が保持された構造をなしていることを特徴とする流
量測定装置。 - 【請求項３】 流体が流れる流体通路内に流体の流れの
一部を横断して配置された柱状部材と、該柱状部材に設
けられた検出通路と、該検出通路内に配置された流量検
出体とを備えたものであって、上記検出通路は、その流
体導入口が流体の流れ方向に対向した長細い形状を有
し、かつ該長細い形状の長手方向において少なくとも上
記流体導入口から上記流量検出体までの間で下流側に向
かって実質的になめらかに狭くなっていくように絞られ
ており、しかも少なくとも上記流体導入口から上記流量
検出体までの間が単一孔であり、上記流量検出体は、流
体の流れの方向に略沿いかつ上記流体導入口の長手方向
と略平行に延在するように配設された略板状の装着部材
の主表面に流量検出素子が保持された構造をなしている
ことを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項４】 上記検出通路は、上記流体通路の上流か
ら下流へ向かう方向に略直線的に貫通していることを特
徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の流量測定装
置。 - 【請求項５】 上記流体導入口の長手方向の長さは短手
方向の長さの略２倍以上であることを特徴とする請求項
１ないし４の何れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項６】 上記下流側に向かって絞られている検出
通路の内壁面は、流体導入口と垂直かつ流体導入口の長
手方向と平行な任意の平面と、上記内壁面との交線の少
なくとも一部が、実質的になめらかな曲線によって構成
されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか
に記載の流量測定装置。 - 【請求項７】 上記なめらかな曲線は、変曲点を有する
略連続的に構成された曲線であることを特徴とする請求
項６に記載の流量測定装置。 - 【請求項８】 上記変曲点を有する略連続的に構成され
た曲線は、三次関数曲線または実質的に三次関数に近似
できる曲線であることを特徴とする請求項７に記載の流
量測定装置。 - 【請求項９】 上記変曲点は、流体導入口の長辺の長さ
をＬとしたときに、検出通路の導入口から下流に向かっ
て略０．３Ｌの位置にあることを特徴とする請求項７ま
たは８に記載の流量測定装置。 - 【請求項１０】 上記検出通路は、少なくとも上記流量
検出体の上流側端部まで絞られていることを特徴とする
請求項１ないし６の何れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項１１】 上記検出通路は、少なくとも上記流量
検出体の検出素子まで絞られていることを特徴とする請
求項１ないし６の何れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項１２】 上記流体導入口は曲面形状を有するこ
とを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の流量
測定装置。 - 【請求項１３】 上記検出通路は、上記流体導入口の短
手方向おいて少なくとも流量検出体の上流側から流量検
出体までの間で下流側に向かって実質的になめらかに狭
くなっていくように絞られていることを特徴とする請求
項１ないし６の何れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項１４】 上記検出通路を構成する壁の下流側端
部に切り欠きを有することを特徴とする請求項１ないし
６の何れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項１５】 上記切り欠きの近傍で切り欠きより上
流側の検出通路外壁に凸状段差を有することを特徴とす
る請求項１４に記載の流量測定装置。 - 【請求項１６】 上記検出通路を構成する壁の少なくと
も一部の外壁面は、外側に膨らむ曲面またはテーパを有
するものであることを特徴とする請求項１ないし６の何
れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項１７】 上記流体導入口の近傍に上流側に向か
って突出した突出体を有することを特徴とする請求項１
ないし６の何れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項１８】 流体導入口は略長方形状であり、上記
突出体は上記流体導入口の長辺および短辺の少なくとも
一方に設けられた互いに略平行な板状部材であることを
特徴とする請求項１７に記載の流量測定装置。 - 【請求項１９】 上記突出体は上流側に行くほど肉厚が
薄くなるテーパまたは曲面部を有することを特徴とする
請求項１７または１８に記載の流量測定装置。 - 【請求項２０】 上記柱状部材は流体通路の側壁に形成
された孔より上記流体通路に挿入されることを特徴とす
る請求項１ないし６の何れかに記載の流量測定装置。 - 【請求項２１】 上記装着部材は上流側端部から下流側
に向かって肉厚が増大する領域を有し、流量検出素子は
上記肉厚が増大している領域に配置されていることを特
徴とする請求項２ないし６の何れかに記載の流量測定装
置。 - 【請求項２２】 上記装着部材は下流側端部に切り欠き
を有することを特徴とする請求項２ないし６の何れかに
記載の流量測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13157099A JP3475853B2 (ja) | 1998-12-21 | 1999-05-12 | 流量測定装置 |
| US09/425,630 US6871534B1 (en) | 1998-12-21 | 1999-10-22 | Flow rate measuring device |
| KR1019990053239A KR100328175B1 (ko) | 1998-12-21 | 1999-11-27 | 유량측정장치 |
| DE19957437A DE19957437C2 (de) | 1998-12-21 | 1999-11-30 | Strömungsratenmessvorrichtung |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-362724 | 1998-12-21 | ||
| JP36272498 | 1998-12-21 | ||
| JP13157099A JP3475853B2 (ja) | 1998-12-21 | 1999-05-12 | 流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241222A true JP2000241222A (ja) | 2000-09-08 |
| JP3475853B2 JP3475853B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=26466372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13157099A Expired - Lifetime JP3475853B2 (ja) | 1998-12-21 | 1999-05-12 | 流量測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6871534B1 (ja) |
| JP (1) | JP3475853B2 (ja) |
| KR (1) | KR100328175B1 (ja) |
| DE (1) | DE19957437C2 (ja) |
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