JP2002005712A - 空気流量測定装置 - Google Patents
空気流量測定装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】吸入空気中に存在する塵埃及び液滴による、流
量計測素子の汚損もしくは経時劣化及び破損を低減した
発熱抵抗体式空気流量計測装置を提供する。 【解決手段】本発明は、上記課題を解決するために、空
気流量計測素子が設置される副通路の流路形状を規定し
た物である。 【効果】本発明に寄れば新規の製造方法等を用いること
なく、上記目的を達成した発熱抵抗体式空気流量計測装
置を安価に提供することが出来る。
量計測素子の汚損もしくは経時劣化及び破損を低減した
発熱抵抗体式空気流量計測装置を提供する。 【解決手段】本発明は、上記課題を解決するために、空
気流量計測素子が設置される副通路の流路形状を規定し
た物である。 【効果】本発明に寄れば新規の製造方法等を用いること
なく、上記目的を達成した発熱抵抗体式空気流量計測装
置を安価に提供することが出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気量を測定する
空気流量測定装置に係わり、特に内燃機関に吸入される
空気流量を測定することを主目的とした発熱抵抗体式空
気流量測定装置に関する。
空気流量測定装置に係わり、特に内燃機関に吸入される
空気流量を測定することを主目的とした発熱抵抗体式空
気流量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸気通路内に進入したダストから流量計
測素子を保護し、汚損による経時劣化を防止する構造と
しては下記に上げる数種の構造が知られている。（１）
特開平１１−２４８５０５号は副通路曲折部外周壁に粘
着性を持たせ侵入したダストをトラップする構造である
が、トラップされたダストが粘着材表面を完全に覆って
しまった後は効果が無くなり、短期的な効果しか見られ
ず、自動車用流量計としての長期間の使用はまったく考
慮されていない。また水分等には効果が無いと言う問題
がある。（２）特願昭５４−１２８９２７号は副通路入
口に吸気通路を流れる空気の動圧が加わらない静圧型の
副通路を採用する事により、副通路内へのダストの侵入
を防止する構造であるが、本構造では副通路内に流れ込
む空気流量自体が極端に減少してしまう欠点が有り、安
定した空気流量の計測が困難である。（３）ドイツ公開
ＤＥ−１９８１５６５４−Ａ１は副通路内を二つの通路
に分け、第一の副通路に流量計測素子を配置している。
副通路内に侵入したダストはその速度ベクトル方向に開
口している第二の副通路に分離される構造となっている
が、その構成上、副通路内を流れる空気の主流は流量計
測素子を設置していない第二の副通路となってしまい、
第一副通路内では十分な安定した空気流が得られず、流
量計測精度が大幅に悪化する懸念が有る。
測素子を保護し、汚損による経時劣化を防止する構造と
しては下記に上げる数種の構造が知られている。（１）
特開平１１−２４８５０５号は副通路曲折部外周壁に粘
着性を持たせ侵入したダストをトラップする構造である
が、トラップされたダストが粘着材表面を完全に覆って
しまった後は効果が無くなり、短期的な効果しか見られ
ず、自動車用流量計としての長期間の使用はまったく考
慮されていない。また水分等には効果が無いと言う問題
がある。（２）特願昭５４−１２８９２７号は副通路入
口に吸気通路を流れる空気の動圧が加わらない静圧型の
副通路を採用する事により、副通路内へのダストの侵入
を防止する構造であるが、本構造では副通路内に流れ込
む空気流量自体が極端に減少してしまう欠点が有り、安
定した空気流量の計測が困難である。（３）ドイツ公開
ＤＥ−１９８１５６５４−Ａ１は副通路内を二つの通路
に分け、第一の副通路に流量計測素子を配置している。
副通路内に侵入したダストはその速度ベクトル方向に開
口している第二の副通路に分離される構造となっている
が、その構成上、副通路内を流れる空気の主流は流量計
測素子を設置していない第二の副通路となってしまい、
第一副通路内では十分な安定した空気流が得られず、流
量計測精度が大幅に悪化する懸念が有る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明による発熱抵抗
体式空気流量測定装置は主に自動車用内燃機関の吸気通
路内に設置される。この吸気通路には流入空気清浄用の
フィルターエレメントが設置されているが、その清浄効
果は１００％ではなく、吸入空気に含まれるダストもし
くは液分などがフィルターエレメントを通過して発熱抵
抗体式空気流量測定装置が設置されている吸気通路部分
まで到達する事がある。また、市場においては正規品以
外の粗悪なフィルターエレメントを使用するケースもま
ま有る。この場合には更にダスト等の異物が侵入する可
能性は大きくなる。吸入空気に含まれるダストが発熱抵
抗体式空気流量測定装置の流量計測素子に付着すると、
流量計測素子の放熱特性が変化して、出力特性変化を起
こす問題がある。また、エレメントの構造と進入ダスト
の粒径及び速度によっては流量計測素子自体が破損する
問題も考えられる。その他にも水等の液体が計測素子に
付着すると素子の急激な温度変化による経時劣化及び瞬
間的な放熱量の変化による出力異常もしくは熱応力によ
る破損が発生する問題も有る。
体式空気流量測定装置は主に自動車用内燃機関の吸気通
路内に設置される。この吸気通路には流入空気清浄用の
フィルターエレメントが設置されているが、その清浄効
果は１００％ではなく、吸入空気に含まれるダストもし
くは液分などがフィルターエレメントを通過して発熱抵
抗体式空気流量測定装置が設置されている吸気通路部分
まで到達する事がある。また、市場においては正規品以
外の粗悪なフィルターエレメントを使用するケースもま
ま有る。この場合には更にダスト等の異物が侵入する可
能性は大きくなる。吸入空気に含まれるダストが発熱抵
抗体式空気流量測定装置の流量計測素子に付着すると、
流量計測素子の放熱特性が変化して、出力特性変化を起
こす問題がある。また、エレメントの構造と進入ダスト
の粒径及び速度によっては流量計測素子自体が破損する
問題も考えられる。その他にも水等の液体が計測素子に
付着すると素子の急激な温度変化による経時劣化及び瞬
間的な放熱量の変化による出力異常もしくは熱応力によ
る破損が発生する問題も有る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項に記
載の発明により解決される。例えば、流量計測素子に汚
損劣化，経時変化，破損等のダメージを与える空気中に
含まれるダストもしくは液滴をその自身の持っている慣
性力により分離する事が可能で、尚且つ流量計測素子が
設置される部位で十分な空気流を保持する事が可能な副
通路形状を採用している。
載の発明により解決される。例えば、流量計測素子に汚
損劣化，経時変化，破損等のダメージを与える空気中に
含まれるダストもしくは液滴をその自身の持っている慣
性力により分離する事が可能で、尚且つ流量計測素子が
設置される部位で十分な空気流を保持する事が可能な副
通路形状を採用している。
【０００５】まず、渦巻き状に構成された副通路中での
空気流は通路形状に沿って流れる、それに対し、空気中
に含まれる塵埃等の粒は自身の持っている重量と流入速
度による慣性力により極力直進しようとするため、渦巻
き状の通路外周壁に衝突する。その後は慣性力が遠心力
として作用するために、ダスト等の異物は副通路外壁に
沿うように進行し、副通路ほぼ中央付近に配置される流
量計測素子部は通過しない。この場合でも空気自体の慣
性力はダスト等に比較すると非常に小さいため、副通路
中央付近及び内周壁付近でも安定した計測に必要な十分
な流量が得られる。また、渦巻き型通路の外周壁と通路
を構成する側壁の接合部に一定の傾斜を設ける事によ
り、ダストが傾斜壁に衝突した場合の反射方向をより通
路外周部に導く事も可能であり、この構造により更にダ
ストの分離効果は増加する。
空気流は通路形状に沿って流れる、それに対し、空気中
に含まれる塵埃等の粒は自身の持っている重量と流入速
度による慣性力により極力直進しようとするため、渦巻
き状の通路外周壁に衝突する。その後は慣性力が遠心力
として作用するために、ダスト等の異物は副通路外壁に
沿うように進行し、副通路ほぼ中央付近に配置される流
量計測素子部は通過しない。この場合でも空気自体の慣
性力はダスト等に比較すると非常に小さいため、副通路
中央付近及び内周壁付近でも安定した計測に必要な十分
な流量が得られる。また、渦巻き型通路の外周壁と通路
を構成する側壁の接合部に一定の傾斜を設ける事によ
り、ダストが傾斜壁に衝突した場合の反射方向をより通
路外周部に導く事も可能であり、この構造により更にダ
ストの分離効果は増加する。
【０００６】更に、渦巻き状に構成された副通路の最底
部外周接線方向にダスト排出孔を設けた場合は、前記ダ
ストの慣性の効果により副通路外周壁付近に集められた
ダストを効果的に副通路外へ排出させる事ができる。
部外周接線方向にダスト排出孔を設けた場合は、前記ダ
ストの慣性の効果により副通路外周壁付近に集められた
ダストを効果的に副通路外へ排出させる事ができる。
【０００７】ダストの慣性力を利用した他の構造とし
て、副通路入口の投影底部壁面に一定の角度を設け、そ
の角度を持った底部壁面の最底部にダスト排出孔を設け
る。副通路中に流入したダストは自身の持っている重量
と速度による慣性力によって直進し、副通路底部の角度
を持った壁面に衝突する。この時壁面の持っている角度
によってダストはダスト排出孔方向へ反射し、副通路外
へ排出される。
て、副通路入口の投影底部壁面に一定の角度を設け、そ
の角度を持った底部壁面の最底部にダスト排出孔を設け
る。副通路中に流入したダストは自身の持っている重量
と速度による慣性力によって直進し、副通路底部の角度
を持った壁面に衝突する。この時壁面の持っている角度
によってダストはダスト排出孔方向へ反射し、副通路外
へ排出される。
【０００８】また、本発明における総ての副通路の構成
では流量計測素子自身が副通路入口部より直視不可能な
位置に配置される。本構造によれば副通路内に進入した
ダストは進入時の速度そのままで流量計測素子に衝突す
る事無く、一度もしくは数度にわたり副通路壁面に衝突
する事によりその自身の持っている運動エネルギーを減
少させる。よって副通路内に進入したダストは本発明の
意図する本来の効果である慣性力を利用した気液もしく
は気固分離の作用が上手く働かない条件が発生しても、
そのダストが流量計測素子部分に到達した時には運動エ
ネルギーが著しく減少しており、ダスト衝突により流量
計測素子が破損に至る可能性は著しく減少させる事が可
能である。
では流量計測素子自身が副通路入口部より直視不可能な
位置に配置される。本構造によれば副通路内に進入した
ダストは進入時の速度そのままで流量計測素子に衝突す
る事無く、一度もしくは数度にわたり副通路壁面に衝突
する事によりその自身の持っている運動エネルギーを減
少させる。よって副通路内に進入したダストは本発明の
意図する本来の効果である慣性力を利用した気液もしく
は気固分離の作用が上手く働かない条件が発生しても、
そのダストが流量計測素子部分に到達した時には運動エ
ネルギーが著しく減少しており、ダスト衝突により流量
計測素子が破損に至る可能性は著しく減少させる事が可
能である。
【０００９】更に、本発明による効果は副通路の形状の
みにより達成されるため、経時的な効果の減少は発生せ
ず、継続的に同様な効果が得られる。
みにより達成されるため、経時的な効果の減少は発生せ
ず、継続的に同様な効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
から図１２により説明する。
から図１２により説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例を示す発熱抵抗体
式空気流量計測装置の縦断面図である。自動車用内燃機
関の吸気通路１に発熱抵抗体式空気流量計のモジュール
ハウジング２がモジュールフランジ２を介して取りつけ
られている。モジュールハウジング２先端部には副通路
７が形成され、副通路７内部には流量計測素子３が設置
されている。流量計測素子３（ここでは発熱抵抗体）は
モジュールハウジング２内部に設置された電子回路４と
電気的に接続され、更に電子回路４はコネクタ６を介し
て外部と電気的に接続される。副通路７は吸気通路１内
部を流れる空気流に垂直に開口した副通路入口部９と吸
気通路１内部を流れる空気流と平行につまり、副通路側
壁面７２に開口した副通路出口部１０を有している。更
に副通路７はその最底部にて連続的な曲面にて１８０°
迂回しており、流量計測素子３は副通路７の迂回部下流
側つまり副通路出口部１０の形成される側に設置されて
いる。本構造によれば、副通路７内部に侵入した塵埃等
の異物はその自身の持っている速度と質量による慣性力
により副通路最底部迂回部８において、迂回部の最外周
部分に沿うように進行するため、副通路７のほぼ中心付
近に設置されている流量計測素子３に衝突することな
く、副通路出口部１０より再度吸気通路１へ排出され
る。
式空気流量計測装置の縦断面図である。自動車用内燃機
関の吸気通路１に発熱抵抗体式空気流量計のモジュール
ハウジング２がモジュールフランジ２を介して取りつけ
られている。モジュールハウジング２先端部には副通路
７が形成され、副通路７内部には流量計測素子３が設置
されている。流量計測素子３（ここでは発熱抵抗体）は
モジュールハウジング２内部に設置された電子回路４と
電気的に接続され、更に電子回路４はコネクタ６を介し
て外部と電気的に接続される。副通路７は吸気通路１内
部を流れる空気流に垂直に開口した副通路入口部９と吸
気通路１内部を流れる空気流と平行につまり、副通路側
壁面７２に開口した副通路出口部１０を有している。更
に副通路７はその最底部にて連続的な曲面にて１８０°
迂回しており、流量計測素子３は副通路７の迂回部下流
側つまり副通路出口部１０の形成される側に設置されて
いる。本構造によれば、副通路７内部に侵入した塵埃等
の異物はその自身の持っている速度と質量による慣性力
により副通路最底部迂回部８において、迂回部の最外周
部分に沿うように進行するため、副通路７のほぼ中心付
近に設置されている流量計測素子３に衝突することな
く、副通路出口部１０より再度吸気通路１へ排出され
る。
【００１２】図２は本発明の一実施例を示す副通路構造
の縦断面図である。流量計測素子３を内部に有する副通
路７は連続的な曲面にて約３６０°渦巻状に迂回してい
る。流量計測素子３は副通路が約１８０°迂回した近傍
の副通路７ほぼ中央部に設置され、副通路入口部９は吸
気通路を流れる空気流に垂直方向に、また副通路出口部
１０は副通路７が約３６０°迂回した先端の副通路側壁
面に開口している。本構造によれば、副通路７内に進入
した塵埃等の異物はその自身の持っている速度と質量に
よる慣性力により副通路７外周壁部分に沿うように進行
するため、副通路７のほぼ中心付近に設置されている流
量計測素子３に衝突することなく、副通路出口部１０よ
り再度吸気通路１へ排出される。更に本構造によれば副
通路７の迂回は連続的に形成されているため、通路曲折
部内周部分の下流で発生する剥離渦の発生も効果的に抑
制することが出来、安定したノイズの少ない発熱抵抗体
式空気流量計測装置の出力を得ることが可能である。更
に本構造では副通路全体の大きさを変えることなく、副
通路出口部１０の位置を変えることが可能である、これ
により副通路入口部９と副通路出口部１０の相対距離を
変更することが出来る。副通路入口と出口のの相対距離
は副通路全体の慣性効果を決定する重要な要素であり、
これを自由に変更できることにより、自動車用内燃機関
の吸気通路内で発生する脈動流の発熱抵抗体式空気流量
計測装置に与える影響度を調節することが可能となる。
の縦断面図である。流量計測素子３を内部に有する副通
路７は連続的な曲面にて約３６０°渦巻状に迂回してい
る。流量計測素子３は副通路が約１８０°迂回した近傍
の副通路７ほぼ中央部に設置され、副通路入口部９は吸
気通路を流れる空気流に垂直方向に、また副通路出口部
１０は副通路７が約３６０°迂回した先端の副通路側壁
面に開口している。本構造によれば、副通路７内に進入
した塵埃等の異物はその自身の持っている速度と質量に
よる慣性力により副通路７外周壁部分に沿うように進行
するため、副通路７のほぼ中心付近に設置されている流
量計測素子３に衝突することなく、副通路出口部１０よ
り再度吸気通路１へ排出される。更に本構造によれば副
通路７の迂回は連続的に形成されているため、通路曲折
部内周部分の下流で発生する剥離渦の発生も効果的に抑
制することが出来、安定したノイズの少ない発熱抵抗体
式空気流量計測装置の出力を得ることが可能である。更
に本構造では副通路全体の大きさを変えることなく、副
通路出口部１０の位置を変えることが可能である、これ
により副通路入口部９と副通路出口部１０の相対距離を
変更することが出来る。副通路入口と出口のの相対距離
は副通路全体の慣性効果を決定する重要な要素であり、
これを自由に変更できることにより、自動車用内燃機関
の吸気通路内で発生する脈動流の発熱抵抗体式空気流量
計測装置に与える影響度を調節することが可能となる。
【００１３】図３は図１及び図２に示した副通路７の通
路断面形状の一実施例を示している。図３−１は特に形
状を考慮しておらず、この場合には副通路７内部に侵入
した異物は副通路外周壁面７１にほぼ垂直に衝突するこ
ととなるため、壁面に衝突した異物は再度副通路中央部
方向へ反射してしまう可能性がある。実際にはこの反射
と衝突を繰り返しながら徐々に副通路外周壁面に沿うよ
うに流れていくのであるが、図３−２〜図３−４では副
通路外周壁面の形状を考慮することにより、異物を効果
的に副通路最外周部へガイドすることを目的としてい
る。図３−２は副通路外周壁面７１を半円形状としてい
る。図３−３は副通路外周壁面７１と副通路側壁面７２
の接合部の片側に面取りを設け、また図３−４は副通路
外周壁面７１と副通路側壁面７２の接合部の両側に面取
りを設けている。何れの構造でも、副通路外周壁面７１
に衝突した塵埃等の異物は壁面の形成する角度によって
より副通路最外周部方向へ反射することとなり、より効
果的に異物を副通路最外周部へ集めることが可能とな
る。
路断面形状の一実施例を示している。図３−１は特に形
状を考慮しておらず、この場合には副通路７内部に侵入
した異物は副通路外周壁面７１にほぼ垂直に衝突するこ
ととなるため、壁面に衝突した異物は再度副通路中央部
方向へ反射してしまう可能性がある。実際にはこの反射
と衝突を繰り返しながら徐々に副通路外周壁面に沿うよ
うに流れていくのであるが、図３−２〜図３−４では副
通路外周壁面の形状を考慮することにより、異物を効果
的に副通路最外周部へガイドすることを目的としてい
る。図３−２は副通路外周壁面７１を半円形状としてい
る。図３−３は副通路外周壁面７１と副通路側壁面７２
の接合部の片側に面取りを設け、また図３−４は副通路
外周壁面７１と副通路側壁面７２の接合部の両側に面取
りを設けている。何れの構造でも、副通路外周壁面７１
に衝突した塵埃等の異物は壁面の形成する角度によって
より副通路最外周部方向へ反射することとなり、より効
果的に異物を副通路最外周部へ集めることが可能とな
る。
【００１４】図４は図２に示した副通路構造を一部変更
した一実施例の縦断面図である。図２に対して、流量計
測素子３の副通路内空気流における下流側の副通路側壁
面に副通路出口部１０の開口面積に対して１／２以下の
面積の通気孔１１を設置している。本構造によれば、副
通路７の持っている慣性効果を効果的に調節することが
可能となり、自動車用内燃機関の吸気通路内で発生する
脈動流の発熱抵抗体式空気流量計測装置に与える影響度
を調節することが可能となる。更に、本渦巻状副通路構
造では、静止空気状態では副通路７内部に水が溜まりや
すいと言う欠点があるが、この通気孔１１により副通路
内に進入した水は静止空気状態でも効果的に副通路７外
部に排出される。
した一実施例の縦断面図である。図２に対して、流量計
測素子３の副通路内空気流における下流側の副通路側壁
面に副通路出口部１０の開口面積に対して１／２以下の
面積の通気孔１１を設置している。本構造によれば、副
通路７の持っている慣性効果を効果的に調節することが
可能となり、自動車用内燃機関の吸気通路内で発生する
脈動流の発熱抵抗体式空気流量計測装置に与える影響度
を調節することが可能となる。更に、本渦巻状副通路構
造では、静止空気状態では副通路７内部に水が溜まりや
すいと言う欠点があるが、この通気孔１１により副通路
内に進入した水は静止空気状態でも効果的に副通路７外
部に排出される。
【００１５】図５及び図６は図１及び図２に示した通路
構造の一部を変更した一実施例の縦断面図である。何れ
の例も吸気通路内を流れる空気流に対する副通路７の最
下流部分でその外周壁面から曲率の接線方向に高さ１mm
程度の通気孔を設けている。本実施例によれば、副通路
７の迂回構造によりその外周壁部分に集められた塵埃等
の異物は効果的に通気孔より吸気通路１へ排出され、流
量計測素子３が設置されている部分へは到達することな
く、よりいっそう流量計測素子の経時変化及び破損等の
発生を押さえることが可能となる。本構造では副通路７
断面積と通気孔１１断面積の比を１０：１以下とするこ
とで、副通路７の持つ性能を殆ど損なうことなく、前記
異物排出を効果的に行うことが可能である。更に、本通
気孔は副通路７内へ静止空気状態で水等が溜まりやすい
と言う欠点も同時に解消することが可能である。
構造の一部を変更した一実施例の縦断面図である。何れ
の例も吸気通路内を流れる空気流に対する副通路７の最
下流部分でその外周壁面から曲率の接線方向に高さ１mm
程度の通気孔を設けている。本実施例によれば、副通路
７の迂回構造によりその外周壁部分に集められた塵埃等
の異物は効果的に通気孔より吸気通路１へ排出され、流
量計測素子３が設置されている部分へは到達することな
く、よりいっそう流量計測素子の経時変化及び破損等の
発生を押さえることが可能となる。本構造では副通路７
断面積と通気孔１１断面積の比を１０：１以下とするこ
とで、副通路７の持つ性能を殆ど損なうことなく、前記
異物排出を効果的に行うことが可能である。更に、本通
気孔は副通路７内へ静止空気状態で水等が溜まりやすい
と言う欠点も同時に解消することが可能である。
【００１６】図７は本発明の一実施例を示す副通路構造
の縦断面図である。副通路７は吸気通路１内部を流れる
空気流に垂直に開口した副通路入口部９と吸気通路１内
部を流れる空気流と平行につまり、副通路側壁面７２に
開口した副通路出口部１０を有している。更に副通路７
はその最底部にて１８０°迂回しており、流量計測素子
３は副通路７の迂回部下流側つまり副通路出口部１０の
形成される側に設置されている。更に副通路７における
最底部の副通路入口部９よりの投影面には一定の角度を
持った第一縦通路底部傾斜面１２が形成され、この傾斜
面１２の先端部には通気孔１１が形成される。本構造に
よれば副通路７に侵入した塵埃等の異物はその自身の持
っている速度と重量により、副通路最底部迂回部でも直
進しようとして、第一縦通路底部傾斜面１２に衝突す
る。この時塵埃等の異物はその速度ベクトル方向と傾斜
面の角度により通気孔１１方向へ反射し、副通路７外へ
排出される。
の縦断面図である。副通路７は吸気通路１内部を流れる
空気流に垂直に開口した副通路入口部９と吸気通路１内
部を流れる空気流と平行につまり、副通路側壁面７２に
開口した副通路出口部１０を有している。更に副通路７
はその最底部にて１８０°迂回しており、流量計測素子
３は副通路７の迂回部下流側つまり副通路出口部１０の
形成される側に設置されている。更に副通路７における
最底部の副通路入口部９よりの投影面には一定の角度を
持った第一縦通路底部傾斜面１２が形成され、この傾斜
面１２の先端部には通気孔１１が形成される。本構造に
よれば副通路７に侵入した塵埃等の異物はその自身の持
っている速度と重量により、副通路最底部迂回部でも直
進しようとして、第一縦通路底部傾斜面１２に衝突す
る。この時塵埃等の異物はその速度ベクトル方向と傾斜
面の角度により通気孔１１方向へ反射し、副通路７外へ
排出される。
【００１７】図８は図７の実施例に対し、副通路７の高
さ寸法を小さくするために第一縦通路底部傾斜面の形状
を工夫した一実施例であり、形状の持つ効果及び作用は
図８の実施例と同一である。
さ寸法を小さくするために第一縦通路底部傾斜面の形状
を工夫した一実施例であり、形状の持つ効果及び作用は
図８の実施例と同一である。
【００１８】図９及び図１０は図７の実施例に対し第二
横通路７６の構成を変えた一実施例であり、副通路７内
に進入した異物に対する効果及び作用は図７の実施例と
同様である。図１１は本発明の効果を確認するために実
施したＣＡＥ計算結果の一例である。実線は通路壁面、
点線は空気中のダストの軌跡を示す。副通路入口部９よ
り侵入したダストは副通路外周壁面７１に衝突−反射を
繰り返しながら徐々に副通路外周壁面７１に沿って進行
していくことが確認される。尚、壁を横切る粒子は出口
（入口）を出た粒子である。
横通路７６の構成を変えた一実施例であり、副通路７内
に進入した異物に対する効果及び作用は図７の実施例と
同様である。図１１は本発明の効果を確認するために実
施したＣＡＥ計算結果の一例である。実線は通路壁面、
点線は空気中のダストの軌跡を示す。副通路入口部９よ
り侵入したダストは副通路外周壁面７１に衝突−反射を
繰り返しながら徐々に副通路外周壁面７１に沿って進行
していくことが確認される。尚、壁を横切る粒子は出口
（入口）を出た粒子である。
【００１９】図１２は本発明の効果を確認するために実
施したＣＡＥ計算結果の一例である。実線は通路壁面、
点線は空気中のダストの軌跡を示す。副通路入口部９よ
り侵入したダストは直線的に進行し、第一縦通路底部傾
斜面１２に衝突する。その後ダストは傾斜面の角度によ
り通気孔１１方向に反射し、副通路７外へ排出されるこ
とが確認できる。
施したＣＡＥ計算結果の一例である。実線は通路壁面、
点線は空気中のダストの軌跡を示す。副通路入口部９よ
り侵入したダストは直線的に進行し、第一縦通路底部傾
斜面１２に衝突する。その後ダストは傾斜面の角度によ
り通気孔１１方向に反射し、副通路７外へ排出されるこ
とが確認できる。
【００２０】
【発明の効果】本実施例によれば、発熱抵抗体式空気流
量測定装置の流量計測素子を改良する事無く、その通路
構造のみにより、半永久的に異物の流量計測素子への付
着による、経時劣化を効果的に防止する事が可能であ
り、更に異物の衝突による流量計測素子の破損を効果的
に防止する事が可能である。尚且つ、本構造によれば、
従来の発熱抵抗体式空気流量測定装置の製造方法を変更
する事無く従来構造品と同等のコストで目的を達成する
事が可能である。
量測定装置の流量計測素子を改良する事無く、その通路
構造のみにより、半永久的に異物の流量計測素子への付
着による、経時劣化を効果的に防止する事が可能であ
り、更に異物の衝突による流量計測素子の破損を効果的
に防止する事が可能である。尚且つ、本構造によれば、
従来の発熱抵抗体式空気流量測定装置の製造方法を変更
する事無く従来構造品と同等のコストで目的を達成する
事が可能である。
【図１】本発明の一実施例を示す発熱抵抗体式空気流量
計測装置の縦断面図。
計測装置の縦断面図。
【図２】本発明の一実施例を示す副通路構造の縦断面
図。
図。
【図３】図１及び図２に対する副通路断面形状の一実施
例。
例。
【図４】図２に示した副通路構造の一部変更した一実施
例の縦断面図。
例の縦断面図。
【図５】図１及び図２に示した通路構造の一部を変更し
た一実施例の縦断面図。
た一実施例の縦断面図。
【図６】図１及び図２に示した通路構造の一部を変更し
た一実施例の縦断面図。
た一実施例の縦断面図。
【図７】本発明の一実施例を示す副通路構造の縦断面図
である。
である。
【図８】図７の実施例に対し、第一縦通路底部傾斜面の
形状を変更した一実施例の縦断面図。
形状を変更した一実施例の縦断面図。
【図９】図７の実施例に対し第二縦通路の構成を変えた
一実施例の縦断面図。
一実施例の縦断面図。
【図１０】図７の実施例に対し第二縦通路の構成を変え
た一実施例の縦断面図。
た一実施例の縦断面図。
【図１１】本発明の効果を確認するために実施したＣＡ
Ｅ計算結果の一例。
Ｅ計算結果の一例。
【図１２】本発明の効果を確認するために実施したＣＡ
Ｅ計算結果の一例。
Ｅ計算結果の一例。
【符号の説明】 １…内燃機関の吸気通路、２…モジュールハウジング、
３…流量計測素子、４…電子回路、５…モジュールフラ
ンジ、６…コネクタ、７…副通路、８…副通路最底部迂
回部、９…副通路入口部、１０…副通路出口部、１１…
通気孔、１２…第一縦通路底部傾斜面、７１…副通路外
周壁面、７２…副通路側壁面、７３…第一縦通路、７４
…第二縦通路、７５…第一横通路、７６…第二横通路。
３…流量計測素子、４…電子回路、５…モジュールフラ
ンジ、６…コネクタ、７…副通路、８…副通路最底部迂
回部、９…副通路入口部、１０…副通路出口部、１１…
通気孔、１２…第一縦通路底部傾斜面、７１…副通路外
周壁面、７２…副通路側壁面、７３…第一縦通路、７４
…第二縦通路、７５…第一横通路、７６…第二横通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 泉 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 五十嵐 信弥 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 中田 圭一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 上山 圭 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Ｆターム(参考） 2F035 EA03
Claims (19)
- 【請求項１】空気流量を計測する計測素子と、 前記計測素子が配置され、出口が前記主空気流に平行に
開口する副通路と、 前記副通路が構成され、主空気流中に配置されるハウジ
ングと、を備えた空気流量測定装置において、 前記計測素子よりも入口側副通路壁面が曲率を持つこと
を特徴とする空気流量測定装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記計測素子よりも前記出口側副通路壁面が曲率を持つ
ことを特徴とする空気流量測定装置。 - 【請求項３】請求項２において、 前記入口側副通路壁面の曲率より前記出口側副通路壁面
の曲率が大であることを特徴とする空気流量測定装置。 - 【請求項４】請求項１において、 前記副通路は、前記出口を囲うように前記ハウジングに
構成されていることを特徴とする空気流量測定装置。 - 【請求項５】空気流量を計測する計測素子と、 前記計測素子が配置され、屈曲部をもつ副通路と、 前記副通路が構成され、主空気流中に配置されるハウジ
ングと、を備えた空気流量測定装置において、 前記屈曲部は前記計測素子よりも入口側に設けられ、 前記計測素子よりも入口側副通路壁面に前記主空気流に
連通する穴が設けられていることを特徴とする空気流量
測定装置。 - 【請求項６】請求項５において、 前記穴の開口面は、入口から前記副通路に入った空気流
が向きを変える副通路壁面に設けられていることを特徴
とする空気流量測定装置。 - 【請求項７】請求項６において、 前記穴の開口面は、前記副通路側よりも前記主空気流側
が小であることを特徴とする空気流量測定装置。 - 【請求項８】内燃機関の吸気通路に取り付けられ、空気
流量を検出する機能を有した発熱抵抗体（以下、流量計
測素子とする）を内部に有する副通路と、前記流量計測
素子と電気的に接続された電子回路とを備えた発熱抵抗
体式空気流量測定装置において、前記副通路の入口部が
前記吸気通路の上流側に開口し、前記副通路は前記吸気
通路に対する最下流部にて１８０°以上の連続した曲率
により迂回し、前記流量計測素子は前記副通路の迂回部
下流の前記副通路中央部付近に設置され、前記副通路出
口部は流量計測素子の前記吸気通路における上流側で前
記吸気通路の軸線と水平面に開口している事を特徴とす
る、発熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項９】内燃機関の吸気通路に取り付けられ、空気
流量を検出する機能を有した流量計測素子を内部に有す
る副通路と、前記流量計測素子と電気的に接続された電
子回路とを備えた発熱抵抗体式空気流量測定装置におい
て、前記副通路の入口部が前記吸気通路の上流側に開口
し、前記副通路は連続した曲率により２７０°から３６
０°渦巻き状に迂回し、前記流量計測素子は前記副通路
が入口より１８０°迂回した近傍の前記副通路中央部付
近に設置され、前記副通路出口部は前記副通路の先端部
で前記吸気通路の軸線と水平面に開口している事を特徴
とする、発熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項１０】請求項８または９に記載の発熱抵抗体式
空気流量測定装置において、前記副通路の迂回部を形成
する通路外周内壁面と側壁面の片側もしくは両側の接合
部に面取り状の傾斜面を設けた事を特徴とする発熱抵抗
体式空気流量測定装置。 - 【請求項１１】請求項８または９に記載の発熱抵抗体式
空気流量測定装置において、前記副通路の迂回部を形成
する通路外周内壁面をＵ字形状とした事を特徴とする発
熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項１２】請求項９，１０または１１のいずれかに
記載の発熱抵抗体式空気流量測定装置において、前記副
通路外周部側壁かつ前記副通路内空気流に対する前記流
量計測素子の直下流部の片側もしくは両側に前記副通路
出口開口面積に対して１／２以下の面積の通気孔を設け
た事を特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項１３】請求項８から１１のいずれかに記載の発
熱抵抗体式空気流量測定装置において、前記吸気通路の
空気流に対する最下流部に位置する前記副通路の迂回部
と前記流量計測素子の間に位置する前記副通路の外周壁
部分より、その接線方向に高さ１mm程度の通気孔を設け
た事を特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項１４】内燃機関の吸気通路に取り付けられ、空
気流量を検出する機能を有した発熱抵抗体（以下、流量
計測素子とする）を内部に有する副通路と、前記流量計
測素子と電気的に接続された電子回路とを備えた発熱抵
抗体式空気流量測定装置において、前記副通路は前記吸
気通路の軸線方向に水平な第一縦通路及び前記吸気通路
の軸線方向に垂直な第一横通路を有し、前記第一縦通路
の前記吸気通路の空気流に対し上流側に位置する一端は
前記吸気通路の軸線方向に対して垂直面に開口し、前記
第一縦通路のもう一端は前記第一横通路と接続される。
前記第一縦通路と前記第一横通路の接合部分つまり前記
第一縦通路の底面は前記第一横通路方向から前記吸気通
路の空気流方向に対し下流側に向かって一定の傾斜が設
けられており、この傾斜面の先端と前記第一縦通路を構
成する壁面が接合する部分に通気孔を設けた事を特徴と
する発熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項１５】請求項１４に記載の発熱抵抗体式空気流
量測定装置において、前記第一縦通路の底面に形成され
る傾斜面の傾斜角度が、前記吸気通路の軸線に対して４
５°±１５°である事を特徴とする発熱抵抗体式空気流
量測定装置。 - 【請求項１６】請求項１４または１５に記載の発熱抵抗
体式空気流量測定装置において、前記第一縦通路底面に
形成された前記傾斜面が、前記第一縦通路開口面の前記
吸気通路の軸線方向に対する投影面と一致もしくはそれ
以上である事を特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装
置。 - 【請求項１７】請求項１４〜１６のいずれか記載の発熱
抵抗体式空気流量測定装置において、前記副通路は前記
吸気通路の軸線方向と平行で更にその内部に前記流量計
測素子を有する第二縦通路を有し、直管もしくは曲り管
にて形成される前記第一横通路は前記第一縦通路と前記
第二縦通路の前記吸気通路に対する最下流部で前記第一
縦通路と前記第二縦通路を接続しおり、前記第二縦通路
の前記吸気通路に対する最上流部の副通路を構成する側
壁の片側もしくは両側に前記副通路出口が開口している
事を特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項１８】請求項１４〜１６のいずれか記載の発熱
抵抗体式空気流量測定装置において、前記副通路は前記
吸気通路の軸線方向と平行で更にその内部に前記流量計
測素子を有する第二縦通路を有し、直管もしくは曲り管
にて形成される前記第一横通路は前記第一縦通路の前記
吸気通路に対する最下流部と前記第二縦通路の前記吸気
通路に対する最上流部を接続しおり、前記第二縦通路の
前記吸気通路に対する最下流部の副通路を構成する側壁
の片側もしくは両側に前記副通路出口が開口している事
を特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。 - 【請求項１９】請求項１４〜１６のいずれか記載の発熱
抵抗体式空気流量測定装置において、前記副通路は前記
吸気通路の軸線方向と平行で更にその内部に前記流量計
測素子を有する第二縦通路及び前記吸気通路の軸線方向
に垂直な第二横通路を有し、直管もしくは曲り管にて形
成される前記第一横通路は前記第一縦通路の前記吸気通
路に対する最下流部と前記第二縦通路の前記吸気通路に
対する最上流部を接続しおり、前記第二横通路は前記第
二縦通路の前記吸気通路に対する最下流部と接続され、
前記第二横通路のもう一端における副通路を構成する側
壁の片側もしくは両側に前記副通路出口が開口している
事を特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
Priority Applications (9)
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|---|---|---|---|
| JP2000185907A JP3716163B2 (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 空気流量測定装置 |
| US09/858,476 US7059183B2 (en) | 2000-06-16 | 2001-05-17 | Air flow measuring device |
| EP09008977.2A EP2107349B1 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-18 | Air flow measuring device |
| EP10001415.8A EP2187181B1 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-18 | Air flow measuring device |
| EP01113643.9A EP1164360B1 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-18 | Air flow measuring device |
| US11/135,519 US7201047B2 (en) | 2000-06-16 | 2005-05-24 | Air flow measuring device |
| US11/451,468 US7216535B2 (en) | 2000-06-16 | 2006-06-13 | Air flow measuring device and engine having the air flow measuring device |
| US11/730,716 US7377161B2 (en) | 2000-06-16 | 2007-04-03 | Air flow measuring device provided with a vent in air passage |
| US12/149,242 US7559237B2 (en) | 2000-06-16 | 2008-04-29 | Air flow measuring device provided with a vent in air passage |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000185907A JP3716163B2 (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 空気流量測定装置 |
Related Child Applications (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=18686157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US7059183B2 (ja) |
| EP (3) | EP2107349B1 (ja) |
| JP (1) | JP3716163B2 (ja) |
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| JP4576444B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2010-11-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量計 |
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| DE102011078004A1 (de) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Robert Bosch Gmbh | Sensoranordnung zur Bestimmung wenigstens einer Strömungseigenschaft eines mit einer Hauptströmungsrichtung strömenden fluiden Mediums |
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