JP2013234970A

JP2013234970A - 流量測定装置

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Publication number: JP2013234970A
Application number: JP2012109068A
Authority: JP
Inventors: Akira Ozaki; 晃尾崎; Akiyuki Sudo; 彰之須藤; Hideharu Koide; 英晴小出
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: JP5920001B2

Abstract

【課題】流量測定装置において、流量測定装置において、ハウジングに熱かしめ箇所が存在する場合の、バリの脱落を防止することにある。
【解決手段】流量測定装置のハウジングは、ハウジング本体の外側に固定される蓋２１とを有し、蓋２１には、他端側から一端側へ貫通する貫通穴２１ｂが形成され、ハウジング本体６には、貫通穴２１ｂを貫通して、一端側へ突出する突起２０ｂが形成されている。蓋２１の一端面２１ａには、貫通穴２１ｂの外周に、一端面２１ａよりも他端側に凹んだ凹所が形成され、溶融ヘッドＨを用いて、突起２０ｂの先端部２０ｃを他端側へ押圧して加熱変形させて熱かしめ固定する際に、溶融ヘッドＨの開口端Ｈｂが凹所内に侵入する。これによれば、溶融ヘッドＨから溶融樹脂が漏れ出した場合でも、溝２１ｃ内にバリが形成されるため、主流の影響を受けにくく、バリが脱落しにくい。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気流量を測定する流量測定装置に関する。

従来より、流量測定装置として、ダクト内を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を形成するハウジングと、バイパス流路を流れる空気の流量を測定する流量センサとを備えるものがある。

ところで、ハウジングは樹脂材料によって形成されており、ハウジングは複数部材の組み付けによって構成される場合がある。この組み付け方法として、例えば、熱かしめが考えられる（例えば特許文献１参照）。すなわち、図１０（ａ）に示すように、第１部材１０１に設けた貫通穴１０２に、第２部材１０３に設けた突起１０４を挿通し、貫通穴１０２から突出した先端部１０５を、熱かしめ装置の溶融ヘッドＨによって押圧し、加熱変形させることで、第１部材１０１に第２部材１０３を固定する方法である。

特開２００４−５８３９１号公報

しかし、熱かしめによる固定をする場合、第１部材１０１が樹脂等の熱で溶融する材料である場合、溶融ヘッドＨと当接することにより溶融したり、溶融ヘッドＨから余剰の樹脂が漏れることがあり、図１０（ｃ）に示すように、溶融した樹脂や、漏れた樹脂が硬化してバリとなる。
このバリがハウジングの表面に存在する場合、バリが流れに影響を与え、精度良く空気流量が測定できない。また、ダクト内を流れる流体によって力を受け、バリがハウジングから脱落する虞がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、流量測定装置において、ハウジングに熱かしめ箇所が存在する場合の、流路内におけるバリの発生抑止とバリの脱落を防止することにある。

本発明の流量測定装置は、ダクト内を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を形成するハウジングと、バイパス流路に配設される流量センサとを備える。
そして、ハウジングは、ハウジングの一部を形成する第１部材と、第１部材に組み付けられてダクト内を流れる空気に一端面が曝される第２部材とを有する。

第２部材には、一端側から他端側へ貫通する貫通穴が形成され、第１部材には、貫通穴を貫通して、一端側へ突出する突起が形成される。
そして、第１部材と第２部材とは、突起の貫通穴から突出する先端部を変形させることにより固定されている。

そして、第２部材の一端面には、貫通穴の外周に、一端面よりも他端側に凹んだ凹所が形成され、凹所は、先端部を変形させる際に、凹部の開口端が凹所内に侵入可能に設けられている。

これによれば、変形に伴って発生するバリは凹所内に留まるため、ハウジングの表面にバリが発生することはない。また、凹所内でバリとなっても、凹所内は流れの影響を受けにくく、バリが脱落しにくい。

流量測定装置の断面図である（実施例１）。（ａ）は流量測定装置の部分側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。（ａ）、（ｂ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（実施例１）。（ａ）、（ｂ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（実施例２）。（ａ）、（ｂ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（実施例３）。（ａ）、（ｂ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（実施例４）。（ａ）、（ｂ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（実施例５）。（ａ）、（ｂ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（実施例５）。（ａ）、（ｂ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（実施例６）。（ａ）〜（ｃ）は熱かしめ固定を説明する説明図である（従来例）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
実施例１の流量測定装置１の構成を、図１〜３を用いて説明する。
流量測定装置１は、例えば、自動車用エンジンへの吸入空気量を計測するエアフローメータであって、自動車用エンジンへの吸気路を形成するダクトＤに取り付けられて使用されるものである。
まず、図１を用いて流量測定装置１の全体構成を説明する。
流量測定装置１は、以下に説明するハウジング２、流量センサ３、回路チップ（図示せず）などにより一体的に構成されている。

ハウジング２は、樹脂によって形成されており、ダクトＤの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路４を形成するハウジング本体６（第１部材）と、ハウジング本体６の外側に熱かしめ固定される第２部材（後に詳述）とを有している。

バイパス流路４は、吸気路を流れる空気の流れ（主流）の上流側に向かって開口し、吸入空気の一部を取り込む吸入口１０と、吸入口１０から取り込んだ空気を通す内部流路１１と、吸気路の下流側に向かって開口し、吸入口１０から取り込まれた空気を吸気路に戻す放出口１２とを備える。

内部流路１１は、吸入口１０から下流側に連続する吸入流路１３と、放出口１２から上流側に連続する放出流路１４と、流量センサ３を収容するとともに吸入流路１３と放出流路１４とを接続するように周回する周回流路１５とを有する。

吸入流路１３は、吸入口１０から下流側に直線的に伸びるように設けられており、吸入流路１３における流れは、主流における順流と平行になる。そして、吸入流路１３の下流端には、吸入口１０から取り込まれた空気に含まれるダストを直進させて排出するためのダスト排出流路１６が接続している。また、ダスト排出流路１６の下流端はダスト排出口１７を形成している。

周回流路１５は、例えば、吸入流路１３と放出流路１４とに略Ｃ字状に接続し、吸入口１０から取り込まれた空気を吸入流路１３から放出流路１４に向かって周回させる。また、流量センサ３は、周回流路１５において吸入流路１３における流れ方向とは逆の方向に流れる部分に収容されている。すなわち、この周回流路１５に配置された流量センサ３によって流量が検出される。

放出流路１４は、周回流路１５の下流端に接続して、周回流路１５の下流端から略直角に旋回するように屈曲しており、放出口１２はその下流端に形成される。
また、放出流路１４は、吸入流路１３に跨るように上流端から２つに分岐し、放出口１２は、吸入流路１３の両側の２箇所に形成されている。なお、図１は断面図であるため、一方の放出口１２のみを隠れ線にて示している。

流量センサ３は、バイパス流路４を流れる空気の流量に応じて電気的な信号（例えば電圧信号）を出力するものである。
具体的には、半導体基板に設けられたメンブレン上に、薄膜抵抗体で形成された発熱素子と感温素子とを有し、これらの素子が回路チップに内蔵される回路基板（図示せず）に接続されている。

回路チップは、発熱素子を設定温度に制御するための発熱体制御回路、流量に応じた電圧を出力するための出力回路、この出力回路の出力電圧を増幅する増幅回路等を有している。

〔実施例１の特徴〕
本実施例のハウジング本体６は、ハウジング本体６の側面６ａに開口する放出口１２を主流方向に垂直な方向に挟むようにハウジング本体６の側面６ａから突出する２つの整流板２０を有している。そして、第１部材であるハウジング本体６に固定される第２部材は、２つの整流板２０を架橋して放出口１２の外側を覆う蓋２１である。
２つの整流板２０は、放出口１２よりも主流方向の上流側から放出口１２の下流に向けて、互いの距離が狭くなるように湾曲している。
この整流板２０によって、ハウジング本体６の側面６ａに沿ってハウジング本体６の外側を流れる外側通過流と、放出口１２から流出するバイパス通過流とが、絞られながら合流する。これにより、測定精度を高めることができる。

蓋２１は、板状を呈しており、２つの整流板２０を架橋して、放出口１２の外側を覆うように、整流板２０に固定され、一端面２１ａが主流に曝される。
蓋２１は、整流板２０に当接する複数個所に板厚方向の一端側から他端側へ貫通する貫通穴２１ｂを有する。なお、貫通穴２１ｂは一端側から他端側まで同径である。
また、蓋２１の一端面２１ａには、貫通穴２１ｂを囲うリング状の溝２１ｃが設けられている。溝２１ｃは、貫通穴２１ｂの外周で、蓋２１の一端面２１ａより他端側に凹んだ凹所を成している。

整流板２０の突出方向の先端面２０ａからは、突起２０ｂが、貫通穴２１ｂに対応する位置に突出している。突起２０ｂは、一端から他端に亘って同径であり、貫通穴２１ｂに挿通可能な径に形成されている。

蓋２１は、他端面２１ｄが整流板２０の先端面２０ａに当接し、貫通穴２１ｂを突起２０ｂが貫通するように組みつけられる。
そして、貫通穴２１ｂから一端側へ突出して突起２０ｂの先端部２０ｃを、熱かしめ装置の溶融ヘッドＨによって押圧し、加熱変形させて、貫通穴２１ｂよりも径大にすることによって、整流板２０と蓋２１とが熱かしめ固定される（図３参照）。

溶融ヘッドＨは、一端側へ凹む凹部Ｈａを有している。そして、この凹部Ｈａで先端部２０ｃを押圧し、加熱変形させることで、先端部２０ｃの形状は凹部Ｈａの形状に沿った形状になる。

溝２１ｃは、溶融ヘッドＨで先端部２０ｃを変形させる際に、凹部Ｈａの開口端Ｈｂが溝２１ｃに侵入可能な位置及び寸法に設けられている。
また、本実施例では、溶融ヘッドＨは、先端部２０ｃを変形させる際に、蓋２１と当接して、溶融ヘッドＨと蓋２１とで囲われた閉鎖空間を形成する。すなわち、溶融ヘッドＨは、先端部２０ｃを変形させる際に、開口端Ｈｂが溝２１ｃの底面に当接し、凹部Ｈａ内の空間が閉鎖された空間となる。

〔実施例１の作用効果〕
本実施例では、蓋２１の一端面に、貫通穴２１ｂを囲うリング状の溝２１ｃを設けている。そして、溝２１ｃは、先端部２０ｃを変形させる際に、溶融ヘッドＨの開口端Ｈｂが溝２１ｃに侵入可能な位置及び寸法に設けられている。
これによれば、溶融ヘッドＨから余剰の溶融樹脂が漏れ出した場合、溝２１ｃの底面にバリが形成される。しかし、ハウジング表面（蓋２１の一端面上）にはバリが形成されない。溝２１ｃ内でバリとなっても、溝２１ｃは主流に沿う蓋２１の一端面２１ａより他端側に凹んでいるため、流れの影響を受けにくく、バリが脱落しにくい。

また、溶融ヘッドＨは、先端部２０ｃを変形させる際に、溶融ヘッドＨの開口端Ｈｂが溝２１ｃの底面に当接している。このため、閉鎖空間内で先端部２０ｃが溶融する。これによれば、開口端Ｈｂと溝２１ｃの底面とのシール性を向上させることで、溶融樹脂の漏出を防止することができ、バリの発生を抑制することができる。
なお、溶融樹脂の漏出が生じてバリが発生したとしても、上述のように、バリは溝２１ｃ内で発生するため、脱落しにくい。

〔実施例２〕
実施例２の流量測定装置１を、実施例１とは異なる点を中心に図４を用いて説明する。なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、溶融ヘッドＨの開口端Ｈｂが溝２１ｃ底面から離間した位置で溶融ヘッドＨを止めて先端部２０ｃを加熱変形させ、溶融した樹脂を利用して、溝２１ｃの底面から所定の厚さの樹脂層ができるようにしている。
これによれば、溝２１ｃの底面には所定の厚さの樹脂層ができるため、バリが形成されにくくなる。また、バリが発生したとしても、溝２１ｃ内で発生するため、脱落しにくい。

〔実施例３〕
実施例３の流量測定装置１を、実施例１とは異なる点を中心に図５を用いて説明する。なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、溶融ヘッドＨは、先端部２０ｃを変形させる際に、溶融ヘッドＨの凹部Ｈａの内面が、溝２１ｃの内周側壁の上端２１ｆと当接して、溶融ヘッドＨと蓋２１とで囲われた閉鎖空間を形成する。
凹部Ｈａの内面と上端２１ｆとの当接は、線接触であるため、シール性が高く、溶融樹脂の漏出を防止することができ、バリの発生を防止することができる。
また、溶融樹脂の漏出が生じてバリが発生したとしても、バリは溝２１ｃ内で発生するため、脱落しにくい。

〔実施例４〕
実施例４の流量測定装置１を、実施例１とは異なる点を中心に図６を用いて説明する。なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例によれば、溝２１ｃの内周側（貫通穴側）の溝側面が、他端側に向かうにつれて外周へ広がる第１テーパ面２１ｇを有している。そして、溶融ヘッドＨは、凹部Ｈａを形成する面の外周部に第１テーパ面２１ｇと当接する第２テーパ面Ｈｇを有している。
そして、第１テーパ面２１ｇと第２テーパ面Ｈｇとが当接して形成される溶融ヘッドＨと蓋２１とに囲われる閉鎖空間内で先端部２０ｃが加熱変形する。

これによれば、第１テーパ面２１ｇと第２テーパ面Ｈｇとの当接によって、溶融樹脂の漏出を防止することができる。また、溶融樹脂が漏出したとしても、テーパ面に沿って溝２１ｃ底面方向へ流れるため、バリは確実に溝２１ｃ内に発生する。すなわち、バリが発生したとしても、溝２１ｃ内で発生するため、脱落しにくい。

〔実施例５〕
実施例５の流量測定装置１を、実施例３とは異なる点を中心に図７、８を用いて説明する。なお、実施例３と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、蓋２１は、貫通穴２１ｂの他端側開口が拡径しており、先端部２０ｃを変形させる前の貫通穴２１ｂに突起２０ｂを挿通した状態（図７（ａ）参照）で、突起２０ｂの周囲に空間Ｓが形成される。
すなわち、貫通穴２１ｂの他端部が他端側に向かってテーパ状に径大化しており、他端側開口の周辺では、突起２０ｂの周囲に空間Ｓが形成される。

これによれば、先端部２０ｃを溶融ヘッドＨで加熱変形させる際に、溶融樹脂が空間Ｓ内に逃げることができるため、溶融ヘッドＨからの溶融樹脂の漏出を低減することができる。
また、溶融樹脂の漏出が生じてバリが発生したとしても、バリは溝２１ｃ内で発生するため、脱落しにくい。
さらに、突起２０ｂを貫通穴２１ｂへ挿通する際の挿通性が向上する。
なお、図８に示すように、テーパ状ではなく、段差状に径大化していてもよい。

〔実施例６〕
実施例６の流量測定装置１を、実施例１とは異なる点を中心に図９を用いて説明する。なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、蓋２１の一端面２１ａに他端側へ凹む凹所２１ｋが形成され、その凹所２１ｋの底面に貫通穴２１ｂが開口している。
本実施例でも、実施例１と同様に、溶融樹脂の漏出が生じてバリが発生したとしても、バリは、主流に沿う蓋２１の一端面２１ａより他端側に凹んだ凹所２１ｋ内で発生するため、流れの影響を受けにくく、バリが脱落しにくい。

〔変形例〕
実施例は、ハウジング本体６の整流板２０と蓋２１との熱かしめ構造に本発明を適用したものであったが、これに限らず、ハウジング２を形成する際に用いられる様々な熱かしめ箇所に適用することができる。

また、実施例では、第１部材と第２部材とを熱かしめによって固定するものであったが、これに限らず、振動溶着、リベット固定、摩擦圧着等で固定する場合にも本発明を適用することができ、実施例と同様の作用効果を得ることができる。

１流量測定装置、２ハウジング、３流量センサ、４バイパス流路、６ハウジング本体（第１部材）、２０整流板、２０ｂ突起、２１蓋（第２部材）、２１ａ一端面、２１ｂ貫通穴、２１ｃ溝（凹所）、２１ｋ凹所、Ｄダクト、Ｈ溶融ヘッド、Ｈａ凹部、Ｈｂ開口端

Claims

ダクト（Ｄ）内を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路（４）を形成するハウジング（２）と、
前記バイパス流路（４）に配設される流量センサ（３）とを備える流量測定装置であって、
前記ハウジング（２）は、第１部材（６）と、前記第１部材（６）に組み付けられて前記ダクト（Ｄ）内を流れる空気に一端面（２１ａ）が曝される第２部材（２１）とを有し、
前記第２部材（２１）には、一端側から他端側へ貫通する貫通穴（２１ｂ）が形成され、
前記第１部材（６）には、前記貫通穴（２１ｂ）を貫通して、一端側へ突出する突起（２０ｂ）が形成され、
前記第１部材（６）と前記第２部材（２１）とは、前記突起（２０ｂ）の前記貫通穴（２１ｂ）から突出する先端部（２０ｃ）を変形させることにより固定されており、
前記第２部材（２１）の前記一端面（２１ａ）には、前記貫通穴（２１ｂ）の外周に、前記一端面（２１ａ）よりも他端側に凹んだ凹所（２１ｃ、２１ｋ）が形成されていることを特徴とする流量測定装置。
請求項１に記載の流量測定装置において、
前記第１部材（６）と前記第２部材（２１）とは、一端側へ凹む凹部（Ｈａ）を有する溶融ヘッド（Ｈ）を用いて、前記先端部（２０ｃ）を前記凹部（Ｈａ）で他端側へ押圧して加熱変形させることにより熱かしめで固定され、
前記凹所（２１ｃ、２１ｋ）は、前記先端部（２０ｃ）を変形させる際に、前記凹部（Ｈａ）の開口端（Ｈｂ）が前記凹所（２１ｃ、２１ｋ）内に侵入可能に設けられていることを特徴とする流量測定装置。
請求項１または２に記載の流量測定装置において、
前記凹所（２１ｃ、２１ｋ）は、前記貫通穴（２１ｂ）を囲う環状の溝（２１ｃ）であることを特徴とする流量測定装置。
請求項３に記載の流量測定装置において、
前記溝（２１ｃ）の貫通穴側の溝側面は、他端側に向かうにつれて外周へ広がる第１テーパ面（２１ｇ）を有しており、
前記溶融ヘッド（Ｈ）は、前記第１テーパ面（２１ｇ）と当接する第２テーパ面（Ｈｇ）を有しており、
前記先端部（２０ｃ）を変形させる際に、前記第１テーパ面（２１ｇ）と前記第２テーパ面（Ｈｇ）とが当接することを特徴とする流量測定装置。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の流量測定装置において、
前記第２部材（２１）は、前記貫通穴（２１ｂ）の他端側開口が拡径しており、
少なくとも、前記先端部（２０ｃ）を変形させる前の前記貫通穴（２１ｂ）に前記突起（２０ｂ）を挿通した状態で、前記突起（２０ｂ）の周囲に空間（Ｓ）が形成されることを特徴とする流量測定装置。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の流量測定装置において、
前記第１部材（６）は、前記バイパス流路（４）を形成するハウジング本体（６）であり、
前記ハウジング本体（６）は、前記ハウジング本体（６）の側面（６ａ）に開口する前記バイパス流路（４）の出口（１２）を前記ダクト（Ｄ）の流れ方向に垂直な方向に挟むように前記側面（６ａ）から突出する２つの整流板（２０）を有し、
前記第２部材（２１）は、前記２つの整流板（２０）を架橋して前記出口（１２）の外側を覆う蓋（２１）であり、
前記突起（２０ｂ）は、前記整流板（２０）の突出方向の先端面（２０ａ）から突出して設けられ、
前記貫通穴（２１ｂ）は、前記蓋（２１）に設けられていることを特徴とする流量測定装置。