JP2012098069A - 空気流量測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ組入部4の直前に案内手段7を設け、「隙間X等」に向かう空気を、案内手段7によって通路中心側へ導く。案内手段7に沿って流れた空気は、案内手段7の下流端部に設けられた段差7aで剥離されて「隙間X等」を乗り越える。そして、段差7aで剥離された空気は、流路が拡大する方向へ引き寄せられて通路壁面に再付着する。このように、「隙間X等」が生じても、案内手段7および段差7aによって空気の流れを安定化でき、センサ部6の出力変動を抑えることができる。
【選択図】 図1
Description
図5に示す空気流量測定装置1は、
・測定対象となる被測定空気が流れる被測定通路(例えば、副副空気通路)2を形成する通路形成ハウジング3と、
・この通路形成ハウジング3に形成されたセンサ組入部4に組み入れられるセンサハウジング5と、
・このセンサハウジング5の先端部に設けられて被測定通路2を流れる被測定空気の流量を測定するセンサ部6と、
を具備する(例えば、特許文献1参照)。
このため、図5に示すように、 通路形成ハウジング3とセンサハウジング5との間に、部品寸法のバラツキ等によって「隙間X」が生じる可能性がある。
一方、図6に示すように、センサハウジング5の一部の部材(内壁形成部5aと称す)が、被測定通路2の内壁の一部を構成する場合がある。
このような場合であっても、図6(a)に示すように、通路形成ハウジング3とセンサハウジング5との間に「隙間X」が生じると、センサ部6に向かって流れる空気の流れに乱れが生じ(図における矢印の乱れ参照)、センサ部6の出力が変動する要因になる。
このため、図6(b)に示すように、「センサハウジング5における内壁形成部5a」が被測定通路2の内部に突出して、被測定通路2内に内壁形成部5aによる「凸段差Y」が形成される可能性がある。
あるいは、図6(c)に示すように、「センサハウジング5における内壁形成部5a」が被測定通路2より窪んで、被測定通路2内に内壁形成部5aによる「凹段差Z」が形成される可能性がある。
なお、上記では、被測定通路2の曲り部αにセンサハウジング5を設ける図を用いて従来技術を説明したが、図7(a)〜図7(c)に示すように、被測定通路2の直線部βにセンサハウジング5を設ける場合であっても、上述した「隙間X」、「凸段差Y」、「凹段差Z」が生じることで、同様の不具合(センサ部6に向かって流れる空気の流れに乱れが生じる不具合)が生じてしまう。
請求項1、2の空気流量測定装置は、通路形成ハウジングに形成されたセンサ組入部にセンサハウジングを組み入れる構成であるため、通路形成ハウジングとセンサハウジングとの間に「隙間」が生じる可能性がある。
しかるに、請求項1、2の空気流量測定装置は、通路形成ハウジングにおけるセンサ組入部の被測定空気上流部に案内手段を設けているため、この案内手段によって被測定通路の内壁面に沿って流れる被測定空気が、被測定通路の中心側(「隙間」から離れる側)へ導かれる。
このため、通路形成ハウジングとセンサハウジングとの間に「隙間」が生じても、案内手段によって「隙間」を乗り越えさせて空気を流すことができる。即ち、案内手段によって空気を乱すことなく安定して流すことができる。その結果、センサ部の出力変動が抑えられ、センサ部の出力を安定させることができる。
請求項3の空気流量測定装置における案内手段の下流端部には、案内手段に沿って流れた空気を剥離させる段差が設けられる。
このため、案内手段に沿って流れた空気は、段差から剥離して流れて「隙間」を乗り越える。そして、段差により剥離した空気流は、コアンダ効果によって流路が拡大する方向へ引き寄せられ、案内手段から離れた空気下流側の内壁面に再付着して流れる。
請求項4の空気流量測定装置におけるセンサハウジングは、被測定通路内で内壁の一部を構成する内壁形成部を有するものであるため、内壁形成部によって被測定通路の内壁に「凸段差」あるいは「凹段差」が生じる可能性がある。
しかるに、空気流量測定装置は、上述したように、通路形成ハウジングにおけるセンサ組入部の被測定空気上流部に案内手段を設けているため、この案内手段によって被測定通路の内壁面に沿って流れる被測定空気が、被測定通路の中心側(「凸段差」あるいは「凹段差」から離れる側)へ導かれ、案内手段に沿って流れた空気が「凸段差」あるいは「凹段差」を乗り越える。
このように、内壁形成部によって被測定通路の内壁に「凸段差」あるいは「凹段差」が生じても、空気を乱すことなく安定して流すことができ、センサ部の出力を安定させることができる。
請求項5の空気流量測定装置は、通路形成ハウジングの具体的な一例を示すものである。
請求項5の通路形成ハウジングは、エンジン(例えば、車両走行用エンジンやバス空調用エンジン等)に吸気を導く吸気ダクトに組付けられる。この通路形成ハウジングは、吸気ダクトの内部を流れる空気の一部が通過する副空気通路と、この副空気通路の内部を流れる空気の一部が通過する副副空気通路とが形成される。
そして、副副空気通路が被測定通路に相当し、副副空気通路を流れる空気が被測定空気に相当するものである。
これにより、副副空気通路(被測定通路)内に配置されるセンサ部の出力が、本発明によって安定する。この結果、エンジンに吸い込まれる吸気流量を高い精度で測定することができる。
請求項6の空気流量測定装置は、センサ部の具体的な一例を示すものである。
請求項6のセンサ部は、発熱抵抗式である。
これにより、発熱抵抗式のセンサ部の出力が、本発明によって安定する。この結果、発熱抵抗式のセンサ部によって吸気流量を高い精度で測定することができる。
請求項7の空気流量測定装置は、センサハウジングが取り付けられる部位の具体的な一例を示すものである。
請求項7の通路形成ハウジングは、被測定通路の曲り部を形成するものである。
そして、センサハウジングは、通路形成ハウジングにおいて曲り部を成す部位に取り付けられて、センサ部を曲り部に配置するものである。
このように、センサハウジングが、通路形成ハウジングの曲り部を成す部位に取り付けられるものであっても、曲り部に配置されるセンサ部の出力を、本発明によって安定させることができる。
請求項8の空気流量測定装置は、上記請求項7と同様、センサハウジングが取り付けられる部位の具体的な一例を示すものである。
請求項8の通路形成ハウジングは、被測定通路の直線部を形成するものである。
そして、センサハウジングは、通路形成ハウジングにおいて直線部を成す部位に取り付けられて、センサ部を直線部に配置するものである。
このように、センサハウジングが、通路形成ハウジングの直線部を成す部位に取り付けられるものであっても、直線部に配置されるセンサ部の出力を、本発明によって安定させることができる。
空気流量測定装置1は、
・被測定空気が流れる被測定通路2を形成する通路形成ハウジング3と、
・この通路形成ハウジング3に形成されたセンサ組入部4に組み入れられるセンサハウジング5と、
・このセンサハウジング5に設けられて被測定通路2内を流れる被測定空気の流量を測定するセンサ部とを具備する。
この案内手段7は、(i)センサ組入部4の直前(被測定空気上流側)の被測定通路2内に部分的に設けるものであっても良いし、(ii)センサ組入部4の被測定空気上流側の被測定通路2を、センサ組入部4の被測定空気下流側の被測定通路2より狭くして設けても良い。
これにより、センサ部6に向かう空気の流れが、「隙間X」(あるいは「凸段差Y」や「凹段差Z」)の影響を受けなくなり、センサ部6の出力を安定させることができる。
また、センサ組入部4は、
・通路形成ハウジング3の外部からセンサハウジング5を組み入れる「センサ挿入穴」であっても良いし、
・通路形成ハウジング3の内壁(被測定通路2を成す内壁)に形成された「センサ組付凹部(溝を含む)」であっても良い。
図1、図2を参照して、実施例1を説明する。
この実施例の空気流量測定装置1は、図2に示すように、車両走行用エンジンの吸気ダクト10に搭載されて、エンジンに吸い込まれる空気流量(吸気量)の測定を行なうAFM(エアフロメータ)である。
空気流量測定装置1は、吸気ダクト10に組付けられる通路形成ハウジング3、この通路形成ハウジング3に組付けられるセンサハウジング5、このセンサハウジング5に設けられるセンサ部6等より構成される。
発熱抵抗式は、周知構成のものであり、その一例を示すが限定されるものではない。
発熱抵抗式のセンサ部6は、通電により発熱する発熱抵抗体と、温度変化により抵抗値が変化する感温抵抗体とを用い、感温抵抗体の抵抗値変化(具体的には感温抵抗体の抵抗値変化による電圧変化)によって空気流量の測定を行なうものであり、例えばチップ上にセンサモジュールとして設けられるものである。
具体的に、吸気ダクト10には、内外を貫通するAFM装着穴12が形成されており、このAFM装着穴12の外部より通路形成ハウジング3を吸気ダクト10内に挿入配置することで、空気流量測定装置1が吸気ダクト10に組付けられる。
なお、通路形成ハウジング3は、吸気ダクト10にネジ等の締結部材(図示しない)によって着脱可能に取り付けられるものである。
なお、センサ部6は、副副空気通路2を流れる空気流量を測定するものであり、副副空気通路2が被測定通路に相当し、副副空気通路2を流れる空気が測定対象となる被測定空気に相当する。
通路形成ハウジング3には、センサハウジング5を組み入れるためのセンサ組入部4が形成されている。
センサハウジング5は、通路形成ハウジング3の曲り部αを成す部位に取り付けられるものであり、センサ組入部4が曲り部αの外周側の通路形成ハウジング3に形成されている。
そして、センサ組入部4にセンサハウジング5を組み入れることで、センサハウジング5に設けられたセンサ部6が副副空気通路2の内部に配置される。即ち、センサ部6が曲り部αに配置される。
なお、センサハウジング5は、通路形成ハウジング3に対して接着剤や溶着技術等により固着されるものであっても良いし、ネジ等の締結部材により着脱可能に取り付けられるものであっても良い。
また、通路形成ハウジング3およびセンサハウジング5には寸法バラツキ(公差)があるため、「内壁形成部5aの内壁」と「通路形成ハウジング3の内壁」を高い精度で同一面にするのは困難であり、「内壁形成部5a」が副副空気通路2の内部に突出したり、あるいは窪むことで、「凸段差Y(符号、図6等参照)」あるいは「凹段差Z(符号、図6等参照)」が形成される可能性がある。
特に、センサ部6の被測定空気上流の形状(曲り)によっては、「隙間X」および「内壁形成部5aによる凸段差Y」の影響が大きくなって、センサ部6の出力変動が大きくなってしまう。
この案内手段7は、空気の流れ方向に沿うセンサ部6の被測定空気上流側に設けられた副副空気通路2の内側へ膨出する膨出部であり、センサ部6の上流側において副副空気通路2の内壁面に沿って流れる被測定空気を、副副空気通路2の中心側へ円滑に導くものである。
もちろん、本発明は、案内手段7が通路形成ハウジング3と一体のものに限定されるものではなく、案内手段7を通路形成ハウジング3と別部材に設けても良い。
なお、段差7aで剥離した空気は、図1の矢印に示すように、コアンダ効果によって流路が拡大する方向へ引き寄せられるように流れる。そして、案内手段7から離れた空気下流側において副副空気通路2の内壁面に再付着し、副副空気通路2の内壁面に沿って流れる。
実施例に示す空気流量測定装置1は、上述したように、センサ組入部4の直前(被測定空気上流部)に案内手段7を設けている。このため、空気の流れ(副副空気通路2の内壁面に沿って流れる空気)を、案内手段7によって「隙間X」、「凸段差Y」あるいは「凹段差Z」から離れた通路中心側へ導くことができる。
そして、案内手段7に沿って流れた空気は段差7aで剥離され、「隙間X」、「凸段差Y」あるいは「凹段差Z」を乗り越える。
段差7aで剥離された空気は、コアンダ効果によって流路が拡大する方向へ引き寄せられ、案内手段7から離れた空気下流側において副副空気通路2の内壁面に再付着して流れる。
実施例2を、図3を参照して説明する。なお、以下の実施例において上記実施例と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記の実施例1では、センサハウジング5に副副空気通路2内の内壁の一部を構成する内壁形成部5aを設ける例を示した。
これに対し、この実施例2のセンサハウジング5は、図3に示すように、内壁形成部5a(符号は、実施例1参照)を有しないものである。
このように、センサハウジング5に内壁形成部5aが設けられない場合であっても、通路形成ハウジング3およびセンサハウジング5の寸法バラツキ(公差)により「隙間X」が生じる可能性がある。
即ち、センサ部6の出力変動が抑えられ、センサ部6の出力が安定する。このため、実施例1と同様、空気流量測定装置1の流量測定精度が高まり、空気流量測定装置1の信頼性を高めることができる。
実施例3を、図4を参照して説明する。
上記の実施例1では、被測定空気が曲がって流れる曲り部αにセンサ部6を配置する例を示した。
これに対し、この実施例3は、被測定空気が直線状に流れる直線部βにセンサ部6を配置するものである。
そして、センサハウジング5は、図4に示すように、通路形成ハウジング3において直線部βを成す部位に取り付けられて、センサ部6が直線部βに配置されるものである。
なお、案内手段7は、上述したように、通路中心側へ円滑に空気の流れを導くものであり、図4(a)〜(d)において、通路中心側へ円滑に空気の流れを導く案内手段7の具体例を開示する。
また、図4(d)は、センサ組入部4の被測定空気上流側の被測定通路2を、センサ組入部4の被測定空気下流側の被測定通路2より狭く形成することでセンサ組入部4の被測定空気上流側に案内手段7を設ける具体例である。
なお、この図4(a)〜(d)に示す技術を、実施例1に適用して良いことは言うまでもない。
即ち、上述した「隙間X」、「凸段差Y」、「凹段差Z」の少なくても1つが生じても、段差7aを有する案内手段7によって空気の流れが安定し、空気流の乱れを防ぐことができ、センサ部6の出力が安定する。その結果、空気流量測定装置1の流量測定精度が高まり、空気流量測定装置1の信頼性を高めることができる。
2 副副空気通路(被測定通路)
3 通路形成ハウジング
4 センサ組入部
5 センサハウジング
5a 内壁形成部
6 センサ部
7 案内手段
7a 段差
10 吸気ダクト
11 副空気通路
Claims (8)
- 測定対象となる被測定空気が流れる被測定通路(2)を形成する通路形成ハウジング(3)と、
この通路形成ハウジング3に形成されたセンサ組入部(4)に組み入れられるセンサハウジング5と、
このセンサハウジング(5)に設けられて前記被測定通路(2)内を流れる被測定空気の流量を測定するセンサ部(6)と、
を具備する空気流量測定装置(1)において、
前記通路形成ハウジング(3)は、前記センサ組入部(4)の被測定空気上流側において前記被測定通路(2)の内壁面に沿って流れる被測定空気を、前記センサ組入部(4)の被測定空気下流部の内壁面よりも前記被測定通路(2)の通路中心側へ導く案内手段(7)を備えることを特徴とする空気流量測定装置。 - 測定対象となる被測定空気が流れる被測定通路(2)を形成する通路形成ハウジング(3)と、
この通路形成ハウジング3に形成されたセンサ組入部(4)に組み入れられるセンサハウジング5と、
このセンサハウジング(5)に設けられて前記被測定通路(2)内を流れる被測定空気の流量を測定するセンサ部(6)と、
を具備する空気流量測定装置(1)において、
前記センサ組入部(4)の被測定空気上流側の前記被測定通路(2)を、前記センサ組入部(4)の被測定空気下流側の前記被測定通路(2)より狭く設けることで、
前記センサ組入部(4)の被測定空気上流側において前記被測定通路(2)の内壁面に沿って流れる被測定空気を、前記センサ組入部(4)の被測定空気下流部の内壁面よりも前記被測定通路(2)の通路中心側へ導く案内手段(7)が設けられることを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1または請求項2に記載の空気流量測定装置(1)において、
前記案内手段(7)における被測定空気下流端部には、前記案内手段(7)に沿って流れた空気を剥離させる段差(7a)が設けられることを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の空気流量測定装置(1)において、
前記センサハウジング(5)は、前記被測定通路(2)の内壁の一部を構成する内壁形成部(5a)を有することを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の空気流量測定装置(1)において、
前記通路形成ハウジング(3)は、エンジンに吸気を導く吸気ダクト(10)に組付けられ、
前記吸気ダクト(10)の内部を流れる空気の一部が通過する副空気通路(11)と、 この副空気通路(11)の内部を流れる空気の一部が通過する副副空気通路(2)とが形成されるものであり、
前記副副空気通路(2)が前記被測定通路(2)に相当し、
前記副副空気通路(2)を流れる空気が被測定空気に相当することを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の空気流量測定装置(1)において、
前記センサ部(6)は、発熱抵抗式であることを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の空気流量測定装置(1)において、
前記通路形成ハウジング(3)は、前記被測定通路(2)の曲り部(α)を形成し、
前記センサハウジング(5)は、前記通路形成ハウジング(3)において前記曲り部(α)を成す部位に取り付けられて、前記センサ部(6)を前記曲り部(α)に配置することを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の空気流量測定装置(1)において、
前記通路形成ハウジング(3)は、前記被測定通路(2)の直線部(β)を形成し、
前記センサハウジング(5)は、前記通路形成ハウジング(3)において前記直線部(β)を成す部位に取り付けられて、前記センサ部(6)を前記直線部(β)に配置することを特徴とする空気流量測定装置。
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