JP2000346687A - エアクリーナおよび空気流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーナエレメントの寿命を延長することが
でき、吸気流れに生じる乱れを低減することができるエ
アクリーナおよび吸気流量を高精度に測定可能な空気流
量測定装置を提供する。 【解決手段】 エアクリーナ２の入口管２３から流入し
た吸気流れが拡散板２８により分断される。拡散板２８
により分断された吸気流れは、クリーナエレメント２５
にほぼ均一に当たるように案内されるので、クリーナエ
レメント２５の一部のみが極度に汚損されることがな
く、クリーナエレメント２５の寿命を延ばすことができ
る。吸気流れは拡散板２８によりクリーナエレメント２
５の上流側で拡散される。そのため、クリーナエレメン
ト２５全体を通過した空気はクリーナケース内壁面に案
内され縮流しつつ出口管２４に流入するので、出口管２
４に流入する吸気流れは乱れが低減された状態で流量計
３へ導入される。したがって、流量計３の計測誤差を低
減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアクリーナおよ
び空気流量測定装置に関し、例えば内燃機関（以下、内
燃機関を「エンジン」という。）に吸入される空気中の
異物を除去するエアクリーナ、およびエンジンに吸入さ
れる空気の流量を計測する空気流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等のエンジンに空気を
導入する吸気装置は、空気中に含まれる異物を除去する
エアクリーナの出口側に流量計を取り付け、吸気流量を
測定している。流量計は、エンジンルームの空間の制約
等からエアクリーナの近傍、例えばエアクリーナの出口
管に取り付けられることがある。

【０００３】流量計として一般に用いられる熱式流量計
は、流路径と比較して体格の小さい発熱抵抗体からの熱
伝達量の変化により流路断面の一部の流速を感知し、全
体の吸気流量を測定するものである。熱式流量計は直接
空気の質量が検出できるので、吸気流量を高精度に測定
できるという利点がある。しかし、熱式流量計は吸気流
れのわずかな乱れも吸気流量の変化として測定するの
で、熱式流量計の上流側で吸気流れに乱れが生じ、この
乱れが熱式流量計のセンサ部を通過すると、吸気流れの
乱れを吸気流量全体の変動として熱式流量計が測定す
る。その結果、熱式流量計の出力変動が増大し、高精度
に吸気流量を測定することができなくなるおそれがあ
る。

【０００４】エアクリーナの出口管に流量計を取り付
け、流量計とクリーナエレメントとの距離が近い場合、
クリーナエレメントを通過する際に乱れが生じた吸気流
れは乱れが低減されないまま流量計に向かうので、吸気
流量を流量計により高精度に測定することが困難であ
る。

【０００５】吸気流量の測定精度を向上させるために、
特開平９−２１０７４９号公報に開示されている空気流
量測定装置では、クリーナエレメントの下流側で吸気流
れを整流する仕切り板を備えている。図５に示すように
特開平９−２１０７４９号公報に開示される空気流量測
定装置１００は、エアクリーナ１０１に設けられるクリ
ーナエレメント１０２の下流側に吸気流量を測定する流
量計１０３が設けられている。そして流量計１０３を構
成する発熱抵抗体および感温抵抗体の両側に空気の流れ
方向に対し概略平行となる仕切り板１０４が設けられて
いる。この仕切り板１０４がクリーナエレメント１０２
を通過し乱れた吸気流れを整流し、吸気流れの乱れによ
り生じる流量計１０３の計測誤差を低減している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−２１０７４９号公報に開示される空気流量測定装置
１００は、図５に示すようにエアクリーナ１０１の入口
管１０５の中心軸と流量計１０３が設けられている出口
管１０６の中心軸とが図５の上下方向にずれている。そ
のため、入口管１０５から流入した吸気流れは図５に示
すクリーナエレメント１０２の下部周辺を主に通過し偏
った流れとなる。エアクリーナ１０１の汚損度例えば油
粒子等による目詰まり等は、吸気流れの流量に比例する
ため、汚損度は入口管１０５に近い側すなわち図５に示
すクリーナエレメント１０２の下半分で高く、入口管１
０５から遠いクリーナエレメント１０２の上半分では低
くなる。その結果、クリーナエレメント１０２に短期間
で局部的な汚損が発生し、クリーナエレメント１０２の
寿命が短くなるという問題がある。

【０００７】また、図５に示すように吸気流れに偏りが
ある場合、クリーナエレメント１０２を通過した吸気流
れは、図５の矢印で示すように図５の下方から仕切り板
１０４に衝突し、クリーナケース１０７の内壁と仕切り
板１０４との間で渦を発生させる。そのため、流量計１
０３へ流入する吸気流れの乱れにより流量計１０３から
の出力に誤差が生じ、吸気流量の高精度な測定が困難で
あるという問題がある。

【０００８】上記のように吸気流れが仕切り板１０４に
衝突することにより生じる吸気流れの乱れを防止するた
めに、入口管１０５および出口管１０６の中心軸が同軸
になるように配置すると、仕切り板１０４との衝突によ
る吸気流れの乱れは防止できるものの、吸気流れの大部
分はクリーナエレメント１０２の中央部を通過する。そ
のため、クリーナエレメント１０２の中央部だけが局部
的に汚損され、クリーナエレメント１０２の寿命が短く
なる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、クリーナエレメ
ントの寿命を延ばすことができ、吸気流れに生じる乱れ
を低減することができるエアクリーナを提供することに
ある。本発明の別の目的は、吸気流量を高精度に測定可
能な空気流量測定装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１、２ま
たは３記載のエアクリーナによると、クリーナエレメン
トの空気流通路上流側に拡散手段を備えている。拡散手
段は、吸入された空気がクリーナエレメントの全面にほ
ぼ一様に当たるように吸気流れを拡散させる。したがっ
て、クリーナエレメントの一部のみが短期間で局部的に
汚損されることがなく、クリーナエレメントの寿命を延
ばすことができる。

【００１１】また、拡散手段により吸気流れはクリーナ
エレメント全体に当たるので、局部的な吸気流れが緩和
され、クリーナケースから流出する際（例えば、実施例
において出口管２４へ流出する際）に発生する吸気流れ
の乱れによる渦の発生を低減することができる。

【００１２】本発明の請求項４記載の空気流量測定装置
によると、請求項１、２または３のいずれかのエアクリ
ーナの出口側に流量計が取り付けられている。そのた
め、流量計に導入される吸気流れは、クリーナケースか
ら流出する際（例えば、実施例において出口管２４へ流
出する際）に発生する吸気流れの乱れが低減されてい
る。したがって、流量計の出力変動が低減され、吸気流
量を高精度に測定することができる。

【００１３】本発明の請求項５記載の空気流量測定装置
によると、流量計のクリーナエレメント側に整流部材が
設けられている。整流部材は、クリーナエレメントを通
過した吸気流れを整流し流量計へ導入する。クリーナエ
レメント上流側で拡散手段により拡散されクリーナエレ
メント全体に当たった吸気流れは、クリーナエレメント
の下流側で整流部材により整流され流量計へ導入され
る。したがって、吸気流れの乱れをより低減することが
でき、吸気流量をさらに高精度に測定することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を示す複数の
実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による空気流量測定
装置を図１に示す。図１に示すように、空気流量測定装
置１はエアクリーナ２とエアクリーナ２に設けられてい
る流量計３とから構成されている。

【００１５】エアクリーナ２のクリーナケースは、樹脂
で形成されたキャップ２１およびケース２２を有してい
る。キャップ２１に入口管２３が接続しており、ケース
２２に出口管２４が接続している。キャップ２１とケー
ス２２とは着脱可能であり、ケース２２内にクリーナエ
レメント２５が収容されている。入口管２３と出口管２
４とはそれぞれの中心軸が同一直線上とならないように
配置されている。エアクリーナ２の内部はクリーナエレ
メント２５により仕切られ、クリーナエレメント２５の
空気流通上流側のダーティサイド室２６と、クリーナエ
レメント２５の空気流通下流側のクリーンサイド室２７
とからなる。

【００１６】ダーティサイド室２６には、拡散手段とし
て２枚の拡散板２８が設けられている。拡散板２８は、
入口管２３から流入する吸気流れがクリーナエレメント
２５の全面に拡散するように吸気流れを案内する。図１
に示すように拡散板２８は、ダーティサイド室２６に開
口している入口管２３の開口部２３ａの近傍からクリー
ナエレメント２５近傍にかけて設けられている。また、
吸気流れに乱れが生じるのを防止するため、拡散板２８
は断面が滑らかな曲線状となるように形成されている。
拡散板２８は、キャップ２１と一体、またはキャップ２
１とは別部材で形成されている。

【００１７】出口管２４は、図２に示すように円筒状に
形成されており、ケース２２の中心軸と概略同軸となる
ような位置に接続されている。出口管２４には、例えば
熱式流量計などの流量計３が取り付けられている。流量
計３は、回路モジュール３０およびバイパス部材４０か
らなる。回路モジュール３０は出口管２４の外周部に固
定され、回路モジュール３０と結合されているバイパス
部材４０が出口管２４の内部に挿入されている。

【００１８】回路モジュール３０は回路部３１および流
量測定素子部３２を有している。回路部３１に空気温度
を測定するサーミスタ３３、ならびに感温素子および発
熱素子からなる流量測定素子部３２が接続されている。
発熱素子に供給する電力と、感温素子で検出する温度と
に基づいてバイパス流路４４を流通する空気流量、なら
びにバイパス流路４４を流通する空気流量に基づいて吸
入空気流量が測定される。

【００１９】バイパス部材４０は、内燃機関の吸気管に
その中心方向に突出する流量測定管４１と、流量測定管
と一体に成形されているベンチュリ管４２とを有する。
流量測定管４１およびベンチュリ管４２は空気流れに平
行に配置されている。ベンチュリ管４２は流量測定管４
１の底部に位置し、ベンチュリ管４２から回路モジュー
ル３０に向かって隔壁４３が延びている。この隔壁４３
により、バイパス部材４０内に逆Ｕ字形状のバイパス流
路４４が形成されている。このバイパス流路４４内に流
量測定素子部３２が配置されている。

【００２０】次に、空気の流れについて説明する。図１
の矢印に示すように入口管２３から流入した吸気流れ
は、２枚の拡散板２８によりダーティサイド室２６内で
３つの流れに分断される。分断された吸気流れは、拡散
板２８に案内されながらクリーナエレメント２５の全面
にほぼ均一に当たる。クリーナエレメント２５を通過し
た吸気流れは、ケース２２の壁面に案内されて出口管２
４へ流入し、流量計３へ導入される。

【００２１】第１実施例の空気流量測定装置１による
と、エアクリーナ２の入口管２３から流入した吸気流れ
が拡散板２８により分断される。拡散板２８により分断
された吸気流れは、クリーナエレメント２５にほぼ均一
に当たるように案内される。したがって、クリーナエレ
メント２５の一部のみが極度に汚損されることがなく、
クリーナエレメント２５の寿命を延ばすことができる。

【００２２】また、吸気流れは拡散板２８によりクリー
ナエレメント２５の上流側で拡散される。そのため、ク
リーナエレメント２５全体を通過した空気はクリーナケ
ース内壁面に案内され縮流しつつ出口管２４に流入する
ので、出口管２４に流入する吸気流れは乱れが低減され
た状態で流量計３へ導入される。したがって、吸気流れ
の乱れによる流量計３の出力変動が低減され、測定誤差
を低減することができ、吸気流量を高精度に測定するこ
とができる。

【００２３】（第２実施例）本発明の第２実施例による
空気流量測定装置を図３および図４に示す。第１実施例
と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付してい
る。図３および図４に示すように第２実施例による空気
流量測定装置１は、流量計３の空気流通上流側となるク
リーンサイド室２７側に整流部材２９が設けられてい
る。図４に示すように整流部材２９は、出口管２４の内
部に設けられている。また、整流部材２９は流量計３に
流入する吸気流れに対して平行、かつバイパス流路４４
に対し垂直になるように設けられている。

【００２４】第２実施例では、流量計３の上流側に整流
部材２９を設けることにより、クリーナエレメント２５
を通過した吸気流れをクリーナエレメント２５の下流側
で整流することができる。クリーナエレメント２５の上
流側で拡散板２８により拡散された吸気流れをクリーナ
エレメント２５の下流側で整流部材２９により整流する
ことで、流量計３へ導入される吸気流れの乱れを第１実
施例と比較してさらに低減することができる。したがっ
て、吸気流量をより高精度に測定することができる。

【００２５】以上、複数の実施例では拡散手段として２
枚の拡散板を備えたエアクリーナについて説明したが、
本発明では拡散手段として１枚または３枚以上の拡散板
を備えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による空気流量測定装置を
示す断面図である。

【図２】図１の空気流量測定装置をII−II線で切断した
断面図である。

【図３】本発明の第２実施例による空気流量測定装置を
示す断面図である。

【図４】図３の空気流量測定装置をVI−VI線で切断した
断面図である。

【図５】従来の空気流量測定装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 空気流量測定装置 ２ エアクリーナ ３ 流量計 ２１ キャップ（クリーナケース） ２２ ケース（クリーナケース） ２５ クリーナエレメント ２８ 拡散板（拡散手段） ２９ 整流部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｆ 15/12 Ｆ０２Ｄ 35/00 ３６６Ｅ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入された空気中の異物を除去するクリ
   ーナエレメントと、 前記クリーナエレメントを収容するクリーナケースと、 前記クリーナエレメントより空気流通路上流側に設けら
   れている拡散手段と、 を備えることを特徴とするエアクリーナ。
2. 【請求項２】 前記拡散手段は、前記クリーナケースと
   一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   エアクリーナ。
3. 【請求項３】 前記拡散手段は、前記クリーナケースと
   別部材で形成されていることを特徴とする請求項１記載
   のエアクリーナ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項記載のエア
   クリーナと、 前記エアクリーナの出口側に設けられている流量計と、 を備えることを特徴とする空気流量測定装置。
5. 【請求項５】 前記流量計の空気流通路上流側には、前
   記クリーナケース内の空気の流れを整流する整流部材が
   設けられていることを特徴とする請求項４記載の空気流
   量測定装置。