JP2015087250A - 風向風速計 - Google Patents

Abstract

【課題】風向風速計において、風路内に取り付けられたエアフロセンサへの異物の到達を抑制すること。
【解決手段】この風向風速計は、両端に開口部を有し、内部を気体が流通する風路管と、風路管の内部に設けられ、気体の流速を検出するエアフロセンサと、を備える。
そして、開口部は、気体の流入する流入孔、および、気体が排出される排気孔を有し、風路管は、エアフロセンサの取付位置が、流入孔よりも鉛直方向の上方に位置するように形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、風路管を備えた風向風速計に関する。

従来、気体が内部を流通する風路管内にエアフロセンサが配置されてなる風向風速計が知られている。例えば、特許文献１に記載の風向風速計は、赤外線を放射する熱源部と該赤外線を検出する非接触温度センサとが一対となったエアフロセンサを備えている。

特開２０１１−２１４９９４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の風向風速計における風路管は直線的であり、エアフロセンサに異物が到達しやすい。例えば、降雨時に雨水がエアフロセンサに付着し、エアフロセンサの検出感度が低下する虞がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、風向風速計において、風路内への異物の浸入を抑制することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、両端に開口部（１１）を有し、内部を気体が流通する風路管（１０）と、風路管の内部に設けられ、気体の流速を検出するエアフロセンサ（５０）と、を備える風向風速計であって、開口部は、気体の流入する流入孔（１２）、および、気体が排出される排気孔（１３）を有し、風路管は、エアフロセンサの取付位置が、流入孔よりも鉛直上方に位置するように形成されることを特徴としている。

これによれば、万一開口から異物が浸入した場合であっても、エアフロセンサが風路管の開口に対して鉛直上方に位置しているから、異物がエアフロセンサに到達し難くすることができる。したがって、エアフロセンサへの異物の付着を防止することができ、エアフロセンサの検出感度が低下することを抑制することができる。

第１実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 風向風速計の概略構成を示すｘｙ平面に沿う断面図である。 エアフロセンサの概略構成を示すｘｙ平面に沿う断面図である。 変形例１に係る風向風速計の概略構成を示すｘｙ平面に沿う断面図である。 変形例２に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 第２実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 変形例３に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 第３実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 第４実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 変形例４に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 第５実施形態に係る風向風速計の概略構成を示す斜視図である。 第６実施形態に係る風路管およびエアフロセンサの概略構成を示す斜視図である。 第７実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 変形例５に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 第８実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 その他の実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 その他の実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。 その他の実施形態に係る風向風速計の概略構成を示すｘｚ平面に沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。また、以下、方向として、ｘ方向と、ｘ方向に直交するｙ方向と、ｘ方向とｙ方向により規定されるｘｙ平面に直交するｚ方向を定義する。そして、重力に沿う鉛直方向について、鉛直上向きをｚ方向の正の方向とする。

（第１実施形態）
最初に、図１〜図３を参照して、本実施形態に係る風向風速計の概略構成について説明する。

本実施形態に係る風向風速計は、例えば建物の屋根に設置されて、風向や風力の測定に用いられる。図１に示すように、この風向風速計１００は、風路管１０とエアフロセンサ５０とを有している。

風路管１０は、図２に示すように、円筒状の筐体２００の軸Ｌを通るように貫通して形成されている。本実施形態では、風路管１０の長手方向をｘ方向とする。図１および図２に示すように、風路管１０は１本の管状に形成され、両端に１つずつ開口部１１を有している。風路管１０の延設方向に直交する断面は例えば円形であり、これに伴って、筐体２００の外表面２００ａに露出した開口部１１も円形となっている。この開口部１１から測定対象となる気体（例えば空気）が流入あるいは排気されることにより、風路管１０の内部に気体が流通する。後に詳述するエアフロセンサ５０は、風路管１０の中央、すなわち、筐体２００の軸Ｌ上に設置され、このエアフロセンサ５０により風路管１０の内部を流通する気体の流量が計測される。

開口部１１は、気体が流入する流入孔１２と、気体が排気される排気孔１３とにより構成される。流入孔１２は、排気孔１３と同一の高さに形成されている。換言すれば、流入孔１２が形成されるｚ座標は、排気孔１３が形成されるｚ座標と等しい。なお、気体の風向き、あるいは風向風速計１００の設置向きによって、流入孔１２と排気孔１３とは相互に入れ替わるが、以下説明においては、図１および図２に破線で示す矢印を気体の流れる向きとし、紙面左側に示す開口部１１を流入孔１２、紙面右側に示す開口部１１を排気孔１３とする。

図１に示すように、風路管１０は、鉛直上方に凸な形状に湾曲して形成されている。より詳しくは、風路管１０は、所定のｚ座標に形成された流入孔１２から、筐体２００の軸Ｌに近づくにつれて鉛直上方に湾曲している。そして、筐体２００の軸Ｌの位置において、風路管１０は鉛直方向に最も高いｚ座標となり、軸Ｌから排気孔１３に向かって湾曲している。すなわち、風路管１０は、流入孔１２あるいは排気孔１３から、筐体の軸に近づくにつれて鉛直上方に向かう斜面部１０ａを有している。そして、風路管１０として鉛直上方に最も高くなった軸Ｌ上にエアフロセンサ５０が配置されている。

なお、本実施形態における風路管１０は、流入孔１２から流入孔１２に隣接する斜面部１０ａまでの領域、および、排気孔１３から排気孔１３に隣接する斜面部１０ａまでの領域が、鉛直方向に直交する水平面に沿う水平部１０ｂとなっている。

また、図１に示すように、風路管１０は、軸Ｌを通り、風路管１０の長手方向（ｘ方向）に直交する基準面Ｓ（ｙｚ平面）に対して鏡映対称である。風路管１０のｘｚ平面に沿う形状は、軸Ｌを中心とした、ほぼ正規分布曲線のようになっており、流入孔１２および排気孔１３の近傍において重力に対して水平となっている。なお、風路管１０の形状は正規分布曲線である必要はなく、少なくとも、エアフロセンサ５０の取付位置が、流入孔１２よりも鉛直上方に位置していればよい。

また、図２に示すように、風路管１０は、鉛直方向（ｚ方向）に直交する水平面（ｘｙ平面）に投影した場合、直線状である。

エアフロセンサ５０は、例えば感温式の流量センサである。図３は図２におけるエアフロセンサ５０の詳細図であり、紙面左側に流入孔１２が配置され、紙面右側に排気孔１３が配置された状態を図示している。このエアフロセンサ５０は、図３に示すように、樹脂より構成された基体５１と、シリコンからなる半導体層５２と、温度感知素子５３と、ヒータ素子５４と、を有している。

基体５１は、半導体層５２および各素子５３，５４を保持するための部材である。また、基体５１は、ｚ方向に延びた直方体を成し、ｚ方向の一端が、風路管１０の内壁に埋め込まれて固定されている。

半導体層５２は、基体５１におけるｘｚ平面に沿う一面５１ａに露出するように、基体５１に埋め込まれて形成されている。半導体層５２は、一面５１ａから露出した露出面５２ａ側の表層に温度感知素子５３およびヒータ素子５４が形成されている。

温度感知素子５３は、一般的に知られたＰＮ接合ダイオード方式の温度センサである。温度感知素子５３は、温度変化に対応して順方向の電圧降下量が変化するため、これを検出して温度を測定する。また、ヒータ素子５４は一般的に知られた抵抗器から成り、通電により発熱して半導体層５２に温度分布を形成する。本実施形態では、図３に示すように、２つのヒータ素子５４の間に温度感知素子５３が配置されている。

風路管１０の内部を流通する気体は、基体５１の一面５１ａに沿って流れる。換言すれば、気体は、温度感知素子５３およびヒータ素子５４が露出した露出面５２ａに沿って流れる。気体が所定の流量で流れている場合、無風の場合と比較して、ヒータ素子５４により形成される温度分布が風下側にシフトする。温度感知素子５３は、温度分布のシフト量を検出する。そして、温度感知素子５３およびヒータ素子５４と接続された図示しない制御部が、このシフト量に基づいて、空気の流量、すなわち風速を算出する。

次に、本実施形態に係る風向風速計１００の作用効果について説明する。

上記したように、風路管１０は、筐体２００の軸Ｌの位置において、鉛直方向に最も高いｚ座標となるように湾曲して形成されている。すなわち、軸Ｌ上に配置されたエアフロセンサ５０は、流入孔１２よりも鉛直上方に位置している。これによれば、流入孔１２から、万一、雨滴や樹木の葉等の異物が、風路管１０内に浸入したとしても、異物に重力が働くため、エアフロセンサ５０まで到達させにくくすることができる。したがって、エアフロセンサ５０への異物の付着を防止することができ、エアフロセンサ５０の検出感度が低下することを抑制することができる。

加えて、この風路管１０は、エアフロセンサ５０が排気孔１３よりも鉛直上方に位置するようになっている。このため、流入孔１２から浸入し、エアフロセンサ５０を通過した異物が逆流してエアフロセンサ５０に付着することを抑制することができる。また、流入孔１２と排気孔１３とが、共にエアフロセンサ５０よりも鉛直下方に位置しているから、風向きが逆になった場合でも、異物がエアフロセンサ５０に到達することを抑制することができる。

さらに、この風路管１０は、流入孔１２および排気孔１３の近傍に水平部１０ｂを有している。このため、水平部１０ｂを有さない構成に較べて、水平方向に流れる気体を効率良くエアフロセンサ５０に導くことができる。したがって、水平方向に吹く風の風速を正確に計測することができる。

さらに、この風路管１０は、ｘｙ平面に射影した場合に直線状に形成されている。このため、ｘｙ平面内においては、気体の流れを妨げる障害が存在しないから、水平方向に流れる気体を効率良くエアフロセンサ５０に導くことができる。したがって、水平方向に吹く風の風速を正確に計測することができる。また、この風路管１０は、軸Ｌを通る基準面Ｓに対して鏡映対称であるから、気体の風向き、あるいは風向風速計１００の設置向きによって、流入孔１２と排気孔１３とは相互に入れ替わっても、風速の計測精度を低下させることがない。

さらに、本実施形態における筐体２００は円筒形状を成している。換言すれば、この筐体２００は、ｘｙ平面内におけるあらゆる方向について回転対称形状である。このため、ｘｙ平面内において、風路管を、ｘ方向に限らず、どの方向に延設しても、エアフロセンサ５０の計測精度に影響を与えない。

（変形例１）
上記した第１実施形態における風路管１０は、風路管１０の延設方向に直交する断面が円形である例を示した。つまり、この風路管１０は、断面が一律に円形とされ、この円形が風路管１０の延設方向に掃引された管状であった。しかしながら、断面が一定形状である必要はない。

例えば、風路管１０の形状は、図４に示すように、水平部１０ｂの、ｘｙ平面に射影した形状が、エアフロセンサ５０の取付位置を頂点とした扇状となっていてもよい。このような構成とすることにより、第１実施形態の構成に較べて、開口部１１の間口を広くすることができる。これによれば、より効率良く気体を風路管１０に導くことができる。なお、エアフロセンサ５０を含むｘｚ断面は、図１に示す第１実施形態と同様の構成である。このため、第１実施形態と同様に、流入孔１２から浸入した異物をエアフロセンサ５０に到達しにくくする効果を奏する。

（変形例２）
また、図５に示すように、風路管１０の内部に、気体の流れを整流する整流板６０が形成されていてもよい。整流板６０は、風路管１０のうち、少なくとも、流入孔１２とエアフロセンサ５０の取付位置との間に形成されていればよい。この例では、流入孔１２とエアフロセンサ５０の取付位置との間、および、エアフロセンサ５０の取付位置と排気孔１３との間に、整流板６０がそれぞれ形成されている。

流入孔１２から風路管１０内に導かれ、水平部１０ｂおよび斜面部１０ａを経由した気体は、少なからずその進路が湾曲するため、流入孔１２に導かれた時点に比べて乱流成分を含むことがある。これに対して、整流板６０が形成されていることにより、エアフロセンサ５０に到達する気体を整流することができる。これにより、エアフロセンサ５０の計測精度の低下を抑制することができる。

また、この例では、流入孔１２とエアフロセンサ５０の取付位置との間、および、エアフロセンサ５０の取付位置と排気孔１３との間に、整流板６０がそれぞれ形成されている。このため、気体の風向き、あるいは風向風速計１００の設置向きによって、流入孔１２と排気孔１３とは相互に入れ替わっても、整流効果を奏することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態、変形例１および変形例２では、気体の経路が１本の例を示した。これに対して、本実施形態では、風路管１０が途中で分岐した構成を例に示す。なお、以下に詳述するバイパス流路を有することを除く構成要素は、第１実施形態と同様である。

図６に示すように、本実施形態における風路管１０は、メイン流路２０とバイパス流路３０とを有している。風路管１０は、メイン流路２０およびバイパス流路３０が、流入孔１２と排気孔１３とを共有し、筐体２００の内部で互いに分離するように形成されている。

メイン流路２０は、第１実施形態における鉛直上方に凸となるように形成された部分と同様の構成であり、エアフロセンサ５０を経由するように形成されている。

バイパス流路３０は、流入孔１２から排気孔１３に向かって直線的に貫通するように形成されている。すなわち、バイパス流路３０は、鉛直上方に凸形状となるメイン流路２０と分岐して、エアフロセンサ５０を経由せずに形成されている。そして、上記したような構成であるがゆえに、バイパス流路３０は、エアフロセンサ５０に対して鉛直下方に位置している。なお、図６における破線は、第１実施形態における風路管１０の形状を示している。また、本実施形態では、メイン流路２０およびバイパス流路３０における延設方向に直交する断面は、同一半径の円形である。

風路管１０を本実施形態のような構成とすることにより、エアフロセンサ５０に対して鉛直下方に位置するバイパス流路３０に異物を含む気体を流通させ、エアフロセンサ５０には異物の少ない気体を流通させることができる。これにより、万一流入孔１２から風路管１０に異物が浸入した場合であっても、異物をエアフロセンサ５０まで到達させにくくすることができる。したがって、エアフロセンサ５０への異物の付着を防止することができ、エアフロセンサ５０の検出感度が低下することを抑制することができる。

（変形例３）
第２実施形態では、メイン流路２０およびバイパス流路３０における延設方向に直交する断面は、同一半径の円形である例を示した。つまり、メイン流路２０およびバイパス流路３０の断面は合同であり、互いに路幅が等しい例を示した。しかしながら、メイン流路２０およびバイパス流路３０の路幅は同一である必要はない。

例えば、風路管１０の形状は、図７に示すように、メイン流路２０の路幅よりもバイパス流路３０の路幅を小さくするようにしてもよい。さらにこの例では、流入孔１２から、メイン流路２０とバイパス流路３０との分岐点までの風路管１０の底面１０ｃと、バイパス流路３０の鉛直下側の底面３０ａとが面一となっている。このため、図７の一点鎖線に示すように、メイン流路２０とバイパス流路３０の分岐点に段差Ｐが形成される。これにより、第２実施形態のような構成に較べて、流入孔１２から流入した気体をメイン流路２０に導きやすくすることができる。このように、メイン流路２０に流通する気体の量を増加させることができるから、エアフロセンサ５０による気体の流量の測定精度を、第２実施形態のような構成に較べて向上させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、風向風速計１００が異物を排出するための排出路を有する例を示す。なお、以下に詳述する排出路を有することを除く構成要素は、第１実施形態と同様である。

図８に示すように、本実施形態における風向風速計１００は、風路管１０とは別に排出路４０を有している。この排出路４０は、第１実施形態に例示した風路管１０の斜面部１０ａに一端が開口し、鉛直下方に延びて形成されている。本実施形態における風向風速計１００は、第１実施形態と同様に、基準面Ｓに対して鏡映対称である。これに伴って、排出路４０は、流入孔１２とエアフロセンサ５０の取付位置との間と、エアフロセンサ５０の取付位置と排気孔１３との間の２箇所に形成され、基準面Ｓに対して鏡映対称になっている。なお、図８における破線は、第１実施形態における風路管１０の形状を示している。

このように、排出路４０を有する構成とすることにより、万一、流入孔１２から異物が風路管１０内に浸入しても、エアフロセンサ５０に到達する前に排出路４０によって排出することができる。このため、異物をエアフロセンサ５０まで到達させにくくすることができる。したがって、エアフロセンサ５０への異物の付着を防止することができ、エアフロセンサ５０の検出感度が低下することを抑制することができる。

さらに、この排出路４０は、斜面部１０ａに形成されているため、図８の一点鎖線に示すように、風路管１０と排出路４０の分岐点に段差Ｑが形成される。すなわち、浸入した異物がエアフロセンサ５０に到達するためには、段差Ｑによる位置エネルギーを越えるための運動エネルギーを必要とする。これにより、段差Ｑが形成されない構成に較べて、エアフロセンサ５０に到達するまでに要するエネルギーを大きくすることができるので、異物をエアフロセンサ５０まで到達させにくくすることができる。

なお、段差Ｑは必ずしも必要というわけではない。風向風速計１００が排出路４０を有していれば、第１実施形態の構成に較べて、エアフロセンサ５０への異物の到達を抑制することができる。

（第４実施形態）
上記した各実施形態および変形例では、流入孔１２と排気孔１３とが同一のｚ座標に形成される例について示した。これに対して、本実施形態における風路管１０は、図９に示すように、流入孔１２と排気孔１３とが異なったｚ座標に形成されている。なお、流入孔１２からエアフロセンサ５０に至るまでの風路管１０の形状は、第１実施形態と同一である。

この風路管１０は、風路管１０は、所定のｚ座標に形成された流入孔１２から、エアフロセンサ５０の取付位置に近づくにつれて鉛直上方に湾曲している。そして、エアフロセンサ５０の取付位置において、風路管１０は鉛直方向に最も高いｚ座標となる。風路管１０は、エアフロセンサ５０の取付位置から排気孔１３に向かって水平方向に延びている。換言すれば、この風路管１０は、流入孔１２とエアフロセンサ５０の取付位置との間には斜面部１０ａを有するが、エアフロセンサ５０の取付位置と排気孔１３との間には斜面部１０ａを有さない構成となっている。加えて、排気孔１３には、気体の逆流を防止するための逆流防止弁７０が設置されている。

このような構成とすることにより、第１実施形態に較べて、エアフロセンサ５０の取付位置における風路管１０の曲率を小さくすることができる。このため、流入孔１２から流入してエアフロセンサ５０を経由した気体が、排気孔１３に向かう間に乱流を生じることを抑制することができる。これにより、流入孔１２から流入した気体が風路管１０の内部で滞留することを抑制することができ、気体をスムーズに流通させることができる。したがって、エアフロセンサ５０の計測精度の低下を抑制することができる。

ところで、排気孔１３をエアフロセンサ５０の取付位置と同一のｚ座標とすると、排気孔１３側から異物が浸入した場合に、エアフロセンサ５０に到達しやすい。このため、この風路管１０の排気孔１３には逆流防止弁７０が配置されている。これにより、排気孔１３側からの気体および異物の浸入を防止することができる。

なお、本実施形態では、排気孔１３をエアフロセンサ５０の取付位置と同一のｚ座標とする例を示したが、排気孔１３が配置されるｚ座標は、エアフロセンサ５０の取付位置よりも高い位置に配置したとしても、上記効果を奏することができる。

（変形例４）
第４実施形態では、排気孔１３に逆流防止弁７０が配置されているため、流入孔１２と排気孔１３とを相互に入れ替えることができない。これに対しては、図１０に示すように、第４実施形態に記載した風路管１０に加えて、風路管１０および逆流防止弁７０を基準面Ｓに対して鏡映対称とした風路管８０を、エアフロセンサ５０の取付位置が共通となるように新たに配置するとよい。

この例では、基準面Ｓに対して風路管１０の流入孔１２と鏡映対称とされる位置に、風路管８０の流入孔８２が形成され、基準面Ｓに対して風路管１０の排気孔１３と鏡映対称とされる位置に、風路管８０の排気孔８３が形成されている。なお、この例では、ふたつの流入孔１２，８２を互いに結ぶように直線状のバイパス流路３０が形成されている。

このような構成とすることにより、気体の風向き、あるいは風向風速計１００の設置向きによって、流入孔１２と排気孔１３とを相互に入れ替えることができないという問題を解消することができる。

なお、図１０に示す一点鎖線は、風路管１０，８０の概略形状を示すものであり、二点鎖線は、風路管１０を流通する気体の主な経路である。風路管１０を流路する気体は、エアフロセンサ５０を経由した後、風路管８０の流入孔８２から排気されるものも存在する。この場合は、風路管８０の流入孔８２は、風路管１０における排気孔ともなり得る。

（第５実施形態）
本実施形態では、筐体２００の軸方向（鉛直方向）を回転軸として風路管１０が回転可能とされている。図１１に示すように、この回転軸は、例えば軸Ｌである。図１１には、風路管１０の筐体２００内における詳細構造を示していないが、上記した実施形態および変形例、ならびに、以降に記載する実施形態および変形例に対して適用することができる。

本実施形態の風路管１０は、軸Ｌを回転軸として一定の角速度ωを以って回転している。例えば、時刻ｔ＝０において、風路管１０の延設方向がｘ方向であったとする。また、風向もｘ方向に沿っていると仮定する。時刻ｔ＝０においてエアフロセンサ５０で計測される流量（風速）をｖとすると、時刻ｔにおける風速は、ｖｃｏｓωｔと計測される。すなわち、風速を経時的に計測することにより、エアフロセンサ５０は風速として、略正弦波となる計測結果を得る。この正弦波に基づく風速が極大となる角度が風向に相当する。このように、風路管１０を回転可能とすることにより、風速だけでなく、風向も計測することができる。なお、回転の方向は特に限定するものではない。

（第６実施形態）
本実施形態では、図１２に示すように、エアフロセンサ５０，９１が取り付けられた風路管１０，９０が複数形成された例を示す。本実施形態では、２本の風路管１０，９０が形成されている。それぞれの風路管１０，９０は第１実施形態に記載の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。

一方の風路管１０は、第１実施形態と同様に、ｘ方向に沿って延設されている。他方の風路管９０は、ｙ方向に沿って延設されている。そして、それぞれの風路管１０，９０が配置されるｚ座標が互いに異なっている。換言すれば、風路管９０は、風路管１０を軸Ｌに対して９０度回転させて、ｚ方向にずらした位置に形成されている。すなわち、風路管１０と風路管９０は、鉛直方向において、互いにねじれの位置に配置されている。とくに、本実施形態では、互いの風路管１０，９０がｘｙ平面に射影した場合に直交するようになっている。

このような構成では、第５実施形態に記載のように、風路管１０を回転させなくても、風向を計測することができる。具体的には、風路管１０に配置されたエアフロセンサ５０により計測される風速ｖｘと、風路管９０に配置されたエアフロセンサ９１により計測される風速ｖｙとを用いて表される複素数ｖｘ＋ｉｖｙ（ｉ：虚数単位）の大きさが実際の風速に相当する。また、複素数ｖｘ＋ｉｖｙの偏角がｘ方向に対する風向に相当する。このように、複数の風路管１０，９０を配置することにより、風速だけでなく、風向も計測することができる。なお、本実施形態では、ふたつの風路管１０，９０がｘｙ平面に射影した場合に直交する例について示したが、必ずしも直交する必要はない。しかしながら、直交させない態様を採用する場合には、風速および風向を算出する際に、ｘｙ平面を構成する座標系が直交座標系ではないため、直交座標系に変換する操作を要する。このため、風路管１０，９０は直交していることが好ましい。また、風路管は３本以上形成されていてもよい。

（第７実施形態）
本実施形態では、図１３に示すように、筐体２００における、風路管１０の開口部１１の周辺領域が、外表面２００ａに対して陥没している例を示す。開口部１１の周辺領域を除く部分は第１実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。

本実施形態における筐体２００は、筐体２００の外表面２００ａから風路管１０の開口に向かってすり鉢状に陥没した陥没部１１ａしている。そして、すり鉢状の陥没部１１ａの底部に相当する部分が風路管１０の開口部１１に相当する。

筐体２００をこのような構成とすることにより、外部から風向風速計１００に向かう気体を陥没部１１ａによって整流することができ、開口部１１に効率よく導くことができる。

（変形例５）
また、筐体２００が、図１４に示すように、風路管１０の開口部１１の周辺領域が、外表面２００ａに対して隆起した隆起部１１ｂを有する構成としてもよい。

このような構成とすることにより、開口部１１の周辺領域に向かう気体、すなわち、ｘ方向を向く風、を隆起部１１ｂの表面に沿って開口部１１から離れるｚ方向に整流することができる。このため、開口部１１の周辺領域に異物が堆積することを抑制することができる。開口部１１の周辺領域の異物の絶対的な量を減少させることにより、異物が風路管１０の内部に浸入する確率を低減させることができる。

（第８実施形態）
上記した各実施形態および変形例では、風路管１０（および風路管９０）が、筐体２００を貫通する管を形成することで構成される例を示したが、これらの例に限定されない。例えば、図１５に示すように、風路管１０が筐体２００とは別体で構成され、交換可能とされていてもよい。

本実施形態における風路管１０は、例えばステンレス製であり、筐体２００に貫通して空けられた貫通孔２００ｂの内部に固定されている。この風路管１０には、エアフロセンサ５０を挿入するための挿入孔１０ｄが形成されている。なお、この風路管１０の内壁の概略構造は、挿入孔１０ｄを除いて第１実施形態における風路管１０の構造と同様である。

エアフロセンサ５０は、筐体２００の貫通孔２００ｂの内壁面から突出するように配置されている。そして、エアフロセンサ５０は、風路管１０の挿入孔１０ｄに挿入されている。

このような構成とすることにより、万一、風路管１０に異物が詰まるなどの不具合が生じた場合に、風路管１０のみを交換することで、不具合を解消することができる。このため、筐体２００と一体的に風路管１０を構成する態様に較べて、より経済的に不具合を解消することができる。

なお、本実施形態における風路管１０の内壁の概略構造は、挿入孔１０ｄを除いて第１実施形態における風路管１０の構造と同様である。このため、第１実施形態と同様に、万一、流入孔１２から風路管１０の内部に異物が浸入した場合であっても、エアフロセンサ５０に到達することを抑制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

例えば、図１６に示すように、第２実施形態にて例示したバイパス流路３０と、第３実施形態にて例示した排出路４０とが組み合わせて形成されてもよい。

さらに、例えば、図１７に示すように、第２実施形態にて例示したバイパス流路３０と、変形例２にて例示した整流板６０とが組み合わせて形成されてもよい。

また、上記した各実施形態では、筐体２００のｘｙ平面に沿う断面が円形である例について示したが、断面形状は円形に限定されるものではない。例えば、正方形や正六角形を採用することもできる。正方形および正六角形は、それぞれ４回対称、６回対称であり、いずれも回転対称形状を成す。筐体２００のｘｙ平面に沿う断面の回転対称性が高いほど、風力および風向の測定精度に対する方位依存性を小さくすることができる。このため、筐体２００の断面形状は、円形であることが好ましい。

また、上記した各実施形態では、風路管１０が水平部１０ｂを有する例について示したが、必ずしも水平部１０ｂを有している必要はない。例えば、図１８に示すように、風路管１０が、開口部１１において、筐体２００の外表面２００ａに対して斜めに形成されてもよい。この風路管１０は、流入孔１２からｘ方向に延設されつつ鉛直上方に向かって延び、延設上方に凸な形状を成して排気孔１３に至るように形成されている。そして、風路管１０のうち、最もｚ座標の大きな頂点に、エアフロセンサ５０が取り付けられている。このような構成では、気体に含まれる異物がエアフロセンサ５０に到達するためには、流入孔１２から浸入した直後から、重力に逆らって運動しなければならない。逆にいえば、このような構成とすることにより、異物をエアフロセンサ５０に到達させにくくすることができる。

また、上記した各実施形態では、エアフロセンサ５０が筐体２００の軸Ｌ上に配置される例について示したがこれに限定されない。エアフロセンサ５０の取付位置が流入孔１２よりも鉛直上方に位置していれば、エアフロセンサ５０へ異物を到達しにくくする効果を奏することができる。

１００・・・風向風速計
１０・・・風路管
１０ａ・・・斜面部
１０ｂ・・・水平部
１１・・・開口部
１２・・・流入孔
１３・・・排気孔
５０・・・エアフロセンサ

Claims (18)

1. 両端に開口部（１１）を有し、内部を気体が流通する風路管（１０）と、
   前記風路管の内部に設けられ、前記気体の流速を検出するエアフロセンサ（５０）と、を備える風向風速計であって、
   前記開口部は、前記気体の流入する流入孔（１２）、および、前記気体が排出される排気孔（１３）を有し、
   前記風路管は、前記エアフロセンサの取付位置が、前記流入孔よりも鉛直上方に位置するように形成されることを特徴とする風向風速計。
2. 前記風路管は、前記エアフロセンサの取付位置が、前記排気孔よりも鉛直上方に位置するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の風向風速計。
3. 前記排気孔は、鉛直方向において、前記エアフロセンサの取付位置と同一以上の高さに設けられ、
   前記風路管の内部において、前記エアフロセンサの取付位置よりも前記排気孔側に、前記気体の逆流を抑制するための逆流防止弁（７０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の風向風速計。
4. 前記風路管は、前記流入孔および前記排気孔のそれぞれから、前記鉛直方向に直交する水平方向に延びる水平部（１０ｂ）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の風向風速計。
5. 前記水平部は、前記鉛直方向に直交する水平面に射影した場合に、前記エアフロセンサの取付位置を頂点とする扇状を成すことを特徴とする請求項４に記載の風向風速計。
6. 前記風路管は、前記エアフロセンサを経由するメイン流路（２０）と、前記エアフロセンサを経由しないバイパス流路（３０）とに分岐し、
   前記メイン流路および前記バイパス流路は、前記流入孔および前記排気孔を共有し、
   前記バイパス流路は、前記エアフロセンサよりも鉛直下方に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の風向風速計。
7. 前記バイパス流路の鉛直下側の底面（３０ａ）は、前記流入孔から、前記メイン流路と前記バイパス流路との分岐点までの前記風路管の底面（１０ｃ）と面一であり、
   且つ、前記バイパス流路の路幅は、前記流入孔から、前記メイン流路と前記バイパス流路との分岐点までの前記風路管の路幅よりも小さく形成されることを特徴とする請求項６に記載の風向風速計。
8. 前記風路管における前記流入孔と前記エアフロセンサの取付位置との間に、異物を排出するために、前記風路管に一端が開口して鉛直下向きに延びる排出路（４０）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の風向風速計。
9. 前記風路管は、前記流入孔と前記エアフロセンサの取付位置との間に、鉛直上方に向かう斜面部（１０ａ）を有し、
   前記排出路は、前記斜面部に一端が開口して形成されることを特徴とする請求項８に記載の風向風速計。
10. 前記風路管の内部のうち、前記エアフロセンサの取付位置に対して、少なくとも前記流入孔側に、前記気体を整流する整流板（６０）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の風向風速計。
11. 前記風路管は、前記鉛直方向に直交する水平面に射影した場合に直線状であり、
    前記エアフロセンサは前記風路管における長手方向の中央に位置するとともに、前記風路管が、前記エアフロセンサの取付位置を通り前記長手方向に直交する基準面に対して鏡映対称となることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の風向風速計。
12. 前記エアフロセンサが取り付けられた前記風路管を複数有し、
    複数の前記風路管が、前記鉛直方向において互いにねじれの位置に配置されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の風向風速計。
13. 前記エアフロセンサが取り付けられた前記風路管を２つ有し、
    ２つの前記風路管は、重力に直交する水平面に射影した場合に、互いに直交することを特徴とする請求項１２に記載の風向風速計。
14. 前記風路管は、前記エアフロセンサとともに、鉛直方向を軸として回転可能とされていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の風向風速計。
15. 両端の前記開口部が外表面（２００ａ）に露出するように、前記風路管を保持する筐体（２００）を備え、
    該筐体は、鉛直方向に延びる柱状を成し、且つ、鉛直方向に直交する断面が回転対称形状を成すことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の風向風速計。
16. 前記筐体は、前記開口部の周辺領域が、該周辺領域を除く外表面に対して隆起して成ることを特徴とする請求項１５に記載の風向風速計。
17. 前記筐体は、前記開口部の周辺領域が、該周辺領域を除く外表面に対して陥没して成ることを特徴とする請求項１５に記載の風向風速計。
18. 前記風路管は前記筐体から取り外し可能とされていることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の風向風速計。

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