JP2017083319A - Thermal type flowmeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱式流量計に関する。 The present invention relates to a thermal flow meter.
従来から、被計測気体が流れる主通路にハウジングが配置され、ハウジングに設けられた副通路に主通路から被計測気体を取り込み、副通路内に配置された流量検出部により被計測気体の流量を計測する熱式流量計が、種々提案されている。 Conventionally, a housing is arranged in the main passage through which the gas to be measured flows, the gas to be measured is taken from the main passage into the sub passage provided in the housing, and the flow rate of the gas to be measured is measured by the flow rate detection unit arranged in the sub passage. Various thermal flow meters for measuring have been proposed.
特許文献1には、副通路が主通路の流れ方向に沿った第1通路と、第1通路の途中で分岐する第2通路を有しており、第2通路に流量検出部が配置され、流量検出部を通過した被計測気体が再び第1通路に合流して、第1通路の出口から排出される構造が示されている。 In Patent Document 1, the sub-passage has a first passage along the flow direction of the main passage and a second passage that branches in the middle of the first passage, and a flow rate detector is disposed in the second passage, A structure is shown in which the gas to be measured that has passed through the flow rate detection unit joins the first passage again and is discharged from the outlet of the first passage.
特許文献1に示す構造のように、第1通路の出口からハウジングの下流に向かって被計測気体を排出する構造の場合、第1通路の出口から排出された被計測気体と、ハウジングの下流に発生する渦とが干渉して、被計測気体の出口からの円滑な排出が阻害されるおそれがある。また、渦強度の変化によって定常時と脈動時の流速分布差が大きくなり脈動誤差が発生する。 In the case of the structure in which the gas to be measured is discharged from the outlet of the first passage toward the downstream of the housing as in the structure shown in Patent Document 1, the gas to be measured discharged from the outlet of the first passage and the downstream of the housing The generated vortex may interfere and smooth discharge from the outlet of the gas to be measured may be hindered. In addition, the change in the vortex intensity increases the flow velocity distribution difference between the steady state and the pulsation, and a pulsation error occurs.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハウジングの下流側に発生する被計測気体の渦に影響を受けることなく、出口から被計測気体の円滑な排出を確保し、脈動誤差の発生を抑制できる構造の熱式流量計を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to make it possible to smoothly measure the gas to be measured from the outlet without being affected by the vortex of the gas to be measured generated on the downstream side of the housing. The object is to provide a thermal flow meter having a structure capable of ensuring discharge and suppressing the occurrence of pulsation errors.
上記課題を解決する本発明の熱式流量計は、被計測気体が流れる主通路にハウジングが配置され、ハウジングに設けられた副通路に主通路から被計測気体を取り込み、副通路内に配置された流量検出部により被計測気体の流量を計測する熱式流量計であって、前記主通路を流れる被計測気体の主流れ方向と前記副通路から排出される被計測気体の排出方向とのなす角βが0°<β<90°となる構成を有することを特徴とする。 In the thermal flow meter of the present invention that solves the above-described problems, a housing is disposed in a main passage through which a gas to be measured flows, and the gas to be measured is taken from the main passage into the sub passage provided in the housing, and is disposed in the sub passage. A thermal flow meter that measures the flow rate of the gas to be measured by the flow rate detection unit, the main flow direction of the gas to be measured flowing through the main passage and the discharge direction of the gas to be measured discharged from the sub-passage The angle β has a configuration in which 0 ° <β <90 °.
本発明によれば、副通路から排出される被計測気体とハウジングの下流に発生する気流渦との干渉を避けて、被計測気体の出口からの円滑な排出を確保し、脈動時と定常時における流速分布差を小さくし、脈動誤差を低減することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, avoiding interference between the gas to be measured discharged from the sub-passage and the airflow vortex generated downstream of the housing, ensuring smooth discharge from the outlet of the gas to be measured, during pulsation and during steady state It is possible to reduce the difference in flow velocity distribution at, and reduce pulsation error. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
図1は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示すシステム図である。エンジンシリンダ112とエンジンピストン114を備える内燃機関110の動作に基づき、吸入空気が被計測気体30としてエアクリーナ122から吸入され、主通路124である例えば吸気管、スロットルボディ126、吸気マニホールド128を介してエンジンシリンダ112の燃焼室に導かれる。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体30の流量は本発明に係る熱式流量計300で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁152より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体30と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁152は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が吸入空気である被計測気体30と共に混合気を成形し、吸気弁116を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。
<Example 1>
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment in which a thermal flow meter according to the present invention is used in an electronic fuel injection type internal combustion engine control system. Based on the operation of the
燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ154の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁118から排気管に導かれ、排気24として排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体30の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ132により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ132の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。
The fuel and air guided to the combustion chamber are in a mixed state of fuel and air, and are burned explosively by spark ignition of the
エアクリーナ122から取り込まれ主通路124を流れる吸入空気である被計測気体30の流量および温度が、熱式流量計300により計測され、熱式流量計300から吸入空気の流量および温度を表す電気信号が制御装置200に入力される。また、スロットルバルブ132の開度を計測するスロットル角度センサ144の出力が制御装置200に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン114や吸気弁116や排気弁118の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ146の出力が、制御装置200に入力される。排気24の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ148の出力が制御装置200に入力される。
The flow rate and temperature of the
制御装置200は、熱式流量計300の出力である吸入空気の流量、および回転角度センサ146の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度、に基づいて燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁152から供給される燃料量、また点火プラグ154により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに熱式流量計300で計測される吸気温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ148で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置200はさらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ132をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ156により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。
The
図2は、熱式流量計300の外観を示している。図2Aは熱式流量計300の正面図、図2Bは左側面図、図2Cは背面図、図2Dは右側面図である。熱式流量計300は、ハウジング302を備えている。ハウジング302は、吸気管に側方から挿入されて主通路124(図1を参照)に配置される。ハウジング302の基端部には、吸気管に固定するためのフランジ305と、吸気管外部に露出する外部接続部306が設けられている。
FIG. 2 shows the appearance of the
ハウジング302は、フランジ305を吸気管に固定することにより片持ち状に支持され、主通路124を流れる被計測気体の主流れ方向v1に交差する垂直な方向に沿って延在するように配置される。ハウジング302には、主通路124を流れる被計測気体30を取り込むための副通路307(図3A、図3Bを参照)が設けられており、その副通路307内に被計測気体30の流量を検出するための流量検出部602(図3Aを参照)が配置されている。
The
ハウジング302の先端側でかつ主流れ方向上流側に配置される上流端部には、吸入空気などの被計測気体30の一部を副通路307に取り込むための入口311が設けられている。そして、ハウジング302の先端側でかつ主流れ方向下流側に配置される下流端部には、副通路307から被計測気体30を主通路124に戻すための第1出口312(排出口)と第2出口(主出口)313という、2つの出口が設けられている。第1出口312と第2出口313は、図2Dに示すように、ハウジング302の厚さ方向に横並びに配置されている。すなわち、第1出口312と第2出口313は、主流れ方向v1に対して垂直な方向に並んで配置される。
An
入口311が、ハウジング302の先端側に設けられることにより、主通路124の内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路307に取り込むことができる。したがって、主通路124の内壁面の温度の影響を受け難くなり、気体の流量や温度の計測精度の低下を抑制できる。
By providing the
主通路124の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路124の平均的な流速に比べ、流速が低くなるが、本実施例の熱式流量計300では、フランジ305から主通路の中央に向かって延びる薄くて長いハウジング302の先端側に入口311が設けられているので、主通路124の中央部の流速の速い気体を副通路307に取り込むことができる。また、副通路307の第1出口312と第2出口313もハウジング302の先端側に設けられているので、副通路307内を流れた気体を流速の速い主通路124の中央部に戻すことができる。
In the vicinity of the inner wall surface of the
ハウジング302は、正面に略長方形の幅広面を有するのに対して、側面が狭い(厚さが薄い)形状を成している。ハウジング302は、主通路124を流れる被計測気体30の主流れ方向v1に沿って正面と背面が配置され、主流れ方向v1に対向するように側面が配置される。これにより、熱式流量計300は、被計測気体30に対しては流体抵抗を小さくして、十分な長さの副通路307を備えることができる。
The
すなわち、本実施例の熱式流量計は、主通路124を流れる被計測気体30の流れ方向と直交する直交面に投影されるハウジングの形状が、前記の直交面上で第1の方向50(図2B参照)に定義される長さ寸法と、前記の直交面上で第1の方向50に対して垂直な第2の方向51に定義される厚さ寸法とを有し、厚さ寸法が長さ寸法よりも小さい形状を成している。
That is, in the thermal type flow meter of the present embodiment, the shape of the housing projected on the orthogonal plane orthogonal to the flow direction of the
ハウジング302には、被計測気体30の温度を計測するための温度検出部452が設けられている。ハウジング302は、長手方向中央部で且つ上流端部において、下流端部側に向かって窪んだ形状を有しており、温度検出部452は、その窪んだ位置に設けられている。温度検出部452は、ハウジング302の窪んだ部分から主流れ方向v1に沿って突出する形状を成している。
The
図3は熱式流量計300から表カバー303および裏カバー304を取り外したハウジング302の状態を示している。図3Aはハウジング302の正面図、図3Bは背面図である。
FIG. 3 shows a state of the
ハウジング302の上流端部315は、基端部315a、中間部315b、先端部315cを有している。基端部315aと中間部315bと先端部315cは、それぞれ被計測気体30の主流れ方向v1に対して垂直な平坦面により構成されている。基端部315aと中間部315bとの間には、上流端部315側から下流端部316側に向かって移行するにしたがってハウジング302の厚さ幅方向に互いに離間する方向に広がるテーパ面322が設けられている。そして、テーパ面322と中間部315bとの間には、下流端部316側に窪んだ窪み部が設けられており、温度検出部452が配置されている。そして、先端部315cには、入口311が設けられている。
The
ハウジング302の下流端部316は、基端部316a、中間部316b、先端部316cを有している。基端部316aと中間部316bと先端部316cは、被計測気体30の主流れ方向v1に対して垂直な平坦面により構成されている。基端部316aと中間部316bとの間には、上流端部315側から下流端部316側に向かって移行するにしたがってハウジング302の厚さ幅方向に互いに接近する方向に狭くなるテーパ面323が設けられている。そして、先端部316cには、第1出口312と第2出口313が設けられている。第1出口312と第2出口313は、ハウジング302の厚さ幅方向に並んで配置されており、本実施例では、厚さ幅方向中央からハウジング302の厚さ方向一方側と他方側に離れた、互いに離間する位置に配置されている。
The
ハウジング302の内部には、主通路124を流れる被計測気体30の流量を計測するための流量検出部602や、主通路124を流れる被計測気体30の温度を計測するための温度検出部452を備える回路パッケージ400が一体にモールド成形されている。
Inside the
そして、ハウジング302には、副通路307を成形するための副通路溝が形成されている。本実施例では、ハウジング302の表裏両面に副通路溝が凹設されており、表カバー303及び裏カバー304をハウジング302の表面及び裏面にかぶせることにより、副通路307が完成する構成になっている。かかる構造とすることで、ハウジング302の成形時(樹脂モールド工程)にハウジング302の両面に設けられる金型を使用して、表側副通路溝330と裏側副通路溝331の両方をハウジング302の一部として全てを成形することが可能となる。
The
副通路溝は、ハウジング302の裏面に形成された裏側副通路溝331と、ハウジング302の表面に形成された表側副通路溝330とからなる。裏側副通路溝331は、第1溝部332と、第1溝部332の途中で分岐する第2溝部333を有している。
The auxiliary passage groove includes a rear side
第1溝部332は、ハウジング302の先端部で被計測気体30の主流れ方向v1に沿うように上流端部315から下流端部316に亘って一直線状に延在して、ハウジング302の入口311に一端が連通し、ハウジング302の第1出口312に他端が連通している。第1溝部332は、入口311から略一定の断面形状で延在する直線部332Aと、直線部332Aから第1出口312に向かって移行するに従って溝幅が漸次狭くなる絞り部332Bとを有している。
The
第1溝部332の直線部332Aは、略一定の溝深さを有しており、直線部332Aの底壁面332bが主通路124を流れる被計測気体30の主流れ方向v1に沿って平行に延在するように配置される。第1溝部332の絞り部332Bは、直線部332Aから第1出口312に向かって移行するにしたがって漸次溝深さが浅くなるように形成されており、絞り部332Bの底壁面332c(図6Bを参照)が主流れ方向v1に対して傾斜するように配置される。絞り部332Bの底壁面332cは、副通路307の下流側の端部において、被計測気体30の主流れ方向下流側に移行するにしたがってハウジング302の厚さ幅方向中央側からハウジング302の厚さ方向一方側である裏面側に向かって移行する第1傾斜面を形成する。
The
第1溝部332の直線部332Aの底壁面332cには、複数の凸条部335が設けられている。凸条部335は、第1溝部332の直線部332Aの底壁面332cにおいて、第1溝部332の溝幅方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられており、直線部332Aに沿って入口311から絞り部332Bとの境界部分までの間に亘って延在している。凸条部335は、断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第2通路に流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。
A plurality of
第2溝部333は、第1溝部332の直線部332Aから分岐してカーブしながらハウジング302の基端側に向かって進み、ハウジング302の長手方向中央部に設けられている計測用流路341に連通する。第2溝部333は、第1溝部332を構成する一対の側壁面のうち、ハウジング302の基端側に位置する側壁面332aに入口が連通しており、底壁面333aが第1溝部332の直線部332Aの底壁面332cと面一に連続している。第2溝部333の内周側の側壁面333bには、凹部333eが設けられている。
The
主通路124を流れる被計測気体30は、熱式流量計300に衝突すると、被計測気体30の流れ方向に対向して障害物となる外側壁面によって動圧を受け、外側壁面に対向する上流側の圧力が上昇する。一方、被計測気体30の主流れ方向v1と平行あるいは略平行な壁面における被計測気体30は、壁面の上流部分において壁面からの剥離を生じ、剥離部(周辺)は負圧となる。被計測気体30は、剥離を生じた部分から下流方向に向かうに従いやがて熱式流量計300壁面に沿う流れへと変化する。凹部333eには、第2溝部333近傍に水が停滞し、裏カバー304において凹部333eを閉塞する位置に穿設されている排水孔376を設置すると、熱式流量計300の剥離部(周辺)で生ずる負圧により、副通路307内の凹部333eから排水孔376を介して副通路307の外部、すなわち、主通路124に排出させることができる。
When the
計測用流路341は、ハウジング302を厚さ方向に貫通して形成されており、回路パッケージ400の流路露出部430が突出して配置されている。第2溝部333は、回路パッケージ400の流路露出部430よりも副通路上流側で計測用流路341に連通している。
The
第2溝部333は、計測用流路341に向かって進むにつれて溝深さが深くなる形状を有しており、特に計測用流路341の手前で急激に深くなる急傾斜部333dを有している。急傾斜部333dは、計測用流路341において、回路パッケージ400の流路露出部430が有する表面431と裏面432のうち、流量検出部602が設けられている表面431側に被計測気体30の気体を通過させ、裏面432側には被計測気体30に含まれる塵埃などの異物を通過させる。
The
被計測気体30は、裏側副通路溝331内を流れるにつれてハウジング302の表側(図3Bで図の奥側)の方向に徐々に移動する。そして、質量の小さい空気の一部は、急傾斜部333dに沿って移動し、計測用流路341において流路露出部430の表面431の方を流れる。一方、質量の大きい異物は遠心力によって急激な進路変更が困難なため、急傾斜部333dに沿って流れることができず、計測用流路341において流路露出部430の裏面432の方を流れる。
The
流量検出部602は、回路パッケージ400の流路露出部430の表面431に設けられている。流量検出部602では、流路露出部430の表面431の方に流れた被計測気体30との間で熱伝達が行われ、流量が計測される。
The flow
被計測気体30は、回路パッケージ400の流路露出部430の表面431側と裏面432側を通過すると、計測用流路341の副通路下流側から表側副通路溝330に流れ込み、表側副通路溝330内を流れて第2出口313から主通路124に排出される。
When the
表側副通路溝330は、図3Aに示すように、計測用流路341の副通路下流側に一端が連通し、ハウジング302の先端側の下流端部316に形成された第2出口313に他端が連通する。表側副通路溝330は、計測用流路341からハウジング302の先端側に移行するに従って漸次下流端部316に向かって進むようにカーブし、ハウジング302の先端部で被計測気体30の主流れ方向下流側に向かって直線上に延びて、第2出口313に向かって溝幅が漸次狭くなる形状を有している。
As shown in FIG. 3A, one end of the front side
表側副通路溝330は、計測用流路341から第2出口313に向かって順番に上流部330A、中流部330B、下流部330Cを有している。表側副通路溝330の上流部330Aと中流部330Bは、略一定の溝幅を有しており、下流部330Cは、第2出口313に向かって移行するにしたがって漸次溝幅が狭くなる絞り形状を有している。そして、表側副通路溝330の上流部330Aは、下流側に移行するにしたがって漸次溝深さが浅くなり、中流部330Bは、上流部330Aの下流端に円滑に連続する略一定の溝深さを有しており、中流部330Bの底壁面330a(図6Bを参照)が主通路124を流れる被計測気体30の主流れ方向v1に沿って平行に延在するように配置される。
The front side
下流部330Cは、中流部330Bの下流端から第2出口313に向かって移行するにしたがって溝深さが漸次浅くなるように形成されており、下流部330Cの底壁面330b(図6Bを参照)が主流れ方向v1に対して傾斜するように配置されている。下流部330Cの底壁面330bは、副通路307の下流側の端部において、被計測気体30の主流れ方向下流側に移行するにしたがってハウジング302の厚さ幅方向中央側からハウジング302の厚さ方向他方側である表側に向かって移行する第2傾斜面を形成する。
The
この実施例では、裏側副通路溝331で構成される流路は曲線を描きながらハウジング302の先端側からフランジ305側である基端側に向かい、最もフランジ305に接近した位置では、副通路307を流れる被計測気体30は主通路124の主流れ方向v1に対して逆方向の流れとなり、この逆方向の流れの部分でハウジング302の裏面側に設けられた裏側副通路が、表面側に設けられた表側副通路につながる。
In this embodiment, the flow path formed by the back side
計測用流路341は、回路パッケージ400の流路露出部430によって、表面431側の空間と裏面432側の空間に分けられており、ハウジング302によって分けられてはいない。即ち、計測用流路341は、ハウジング302の表面と裏面とを貫通して形成されており、この一つの空間に回路パッケージ400が片持ち状に突出して配置されている。このような構成とすることで、1回の樹脂モールド工程でハウジング302の表裏両面に副通路溝を成形でき、また両面の副通路溝を繋ぐ構造を合わせて成形することが可能となる。尚、回路パッケージ400はハウジング302の固定部351、352、353に樹脂モールドにより埋設して固定されている。
The
また、上記した構成によれば、ハウジング302の樹脂モールド成形と同時に、回路パッケージ400をハウジング302にインサートして実装することができる。なお、回路パッケージ400よりも上流側の通路上流側と下流側の通路下流側のどちらか一方をハウジング302の幅方向に貫通した構成とすることで、裏側副通路溝331と表側副通路溝330とをつなぐ副通路形状を1回の樹脂モールド工程で成形することも可能である。
Further, according to the configuration described above, the
ハウジング302の表側副通路は、表側副通路溝330を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と表カバー303の対向面とが密着することによって形成される。そして、ハウジング302の裏側副通路は、裏側副通路溝331を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と裏カバー304の対向面とが密着することによって形成される。
The front side sub-passage of the
図3A及び図3Bに示すように、ハウジング302には、フランジ305と副通路溝が形成された部分との間に空洞部342が形成されている。空洞部342は、ハウジング302を厚さ方向に貫通することによって形成されている。この空洞部342の中に、回路パッケージ400の接続端子412と外部接続部306の外部端子の内端306aとを接続する端子接続部が露出して配置されている。接続端子412と内端306aとは、スポット溶接あるいはレーザ溶接などにより、電気的に接続される。空洞部342は、表カバー303と裏カバー304をハウジング302に取り付けることによって閉塞され、空洞部342の周囲が表カバー303と裏カバー304にレーザ溶接されて密封される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
図4Aは、表カバーの裏面を示す図、図4Bは、図4AのB−B線断面図である。図5Aは、裏カバーの裏面を示す図、図5Bは、図5AのB−B線断面図である。 4A is a view showing the back surface of the front cover, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A. 5A is a view showing the back surface of the back cover, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5A.
表カバー303と裏カバー304は、薄い板状であり、広い冷却面を備える形状を成している。このため熱式流量計300は、空気抵抗が低減され、さらに主通路124を流れる被計測気体により冷却されやすい効果を有している。
The
表カバー303は、ハウジング302の表面を覆う大きさを有している。表カバー303の対向面には、ハウジング302の表側副通路溝330を閉塞する第5領域361と、ハウジング302の計測用流路341の表側を閉塞する第6領域362と、空洞部342の表側を閉塞する第7領域363が形成されている。そして、第5領域361と第6領域362の幅方向両側には、ハウジング302の表側副通路溝330の側壁上端部が入り込む凹部361aが凹設されている。また、第7領域363の周囲には、空洞部342の表側外周端部が入り込む凹部363aが凹設されている。
The
そして、表カバー303の対向面には、回路パッケージ400の流路露出部430の先端とハウジング302の計測用流路341との間の隙間に挿入される凸部364が設けられている。また、回路パッケージ400の流路露出部430の表面431に対向する位置には、インサート成形により金属プレート501が設けられている。
A
裏カバー304は、ハウジング302の裏面を覆う大きさを有している。裏カバー304の対向面には、ハウジング302の裏側副通路溝331の第1溝部332を閉塞する第1領域371Aと、第2溝部333を閉塞する第2領域371Bと、ハウジング302の計測用流路341の裏側を閉塞する第3領域372と、空洞部342の裏側を閉塞する第4領域373が形成されている。そして、第1領域371A、第2領域371B、第3領域372の幅方向両側には、ハウジング302の裏側副通路溝331の側壁上端部が入り込む凹部371aが凹設されている。また、第4領域373の周囲には、空洞部342の裏側外周端部が入り込む凹部373aが凹設されている。
The
裏カバー304の第1領域371Aには、凸条部377が設けられている。凸条部377は、裏カバー304の第1領域371Aにおいて、長手方向に沿って延在し、短手方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられている。凸条部377は、断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、付着した水滴を上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第2通路に流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。
A
裏カバー304には、副通路307に連通する排水孔376が穿設されている。排水孔376は、ハウジング302に裏カバー304を取り付けた状態でハウジング302の凹部333eを閉塞する位置に貫通して形成されており、副通路307内で第2溝部333の凹部333eに取り込まれた水を外部に排出させることができる。
A
裏カバー304の対向面には、回路パッケージ400の流路露出部430の先端とハウジング302の計測用流路341との間の隙間に挿入される凸部374が設けられている。凸部374は、表カバー303の凸部364と協働して、回路パッケージ400の流路露出部430の先端とハウジング302の計測用流路341との間の隙間を埋める。
On the opposite surface of the
表カバー303と裏カバー304は、ハウジング302の表面と裏面にそれぞれ取り付けられて表側副通路溝330及び裏側副通路溝331との協働により副通路307を形成する。
The
図6Aは、実施例1における熱式流量計の外観斜視図、図6Bは、図6AのB−B線断面図である。 6A is an external perspective view of the thermal type flow meter in the first embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6A.
ハウジング302の下流端部316には、湾曲面部317が設けられている。湾曲面部317は、第1出口312と第2出口313の近傍に設けられており、本実施例では、下流端部316の中間部316bと先端部316cとの間の位置に配置されている。湾曲面部317は、ハウジング302が延在する長手方向を軸中心とする曲面形状を有しており、具体的には、断面が凸円弧曲線となる流線形状を有している。湾曲面部317は、法線ベクトルと被計測気体30の主流れ方向v1とのなす角が0°<α<90°の角度範囲となる傾斜面であって、被計測気体30の主流れ方向上流側から下流側に移行するにしたがって法線ベクトルと被計測気体30の主流れ方向v1とのなす角が漸次減少する湾曲面317R、317Lを有する。
A
湾曲面部317の湾曲面317R、317Lは、少なくとも1つ以上の曲率半径の曲面が円滑に連続する形状を有しており、中間部316bと先端部316cとの間に亘って略一定の断面形状を有している。そして、下流端がハウジング302の下流端部316の中間部316b及び先端部316cと面一となるように形成されている。
The
そして、ハウジング302の下流端部316には、第1出口312と第2出口313が設けられている。第1出口312と第2出口313は、下流端部316の先端部316cにおいて、ハウジング302の厚さ方向一方側と他方側に離れた位置に配置されている。第1出口312に連通する第1溝部332の絞り部332Bは、被計測気体30の主流れ方向下流側に移行するにしたがってハウジング302の厚さ幅方向中央側からハウジング302の厚さ方向一方側である裏カバー304に接近するように傾斜した底壁面332c(第1傾斜面)を有している。底壁面332cの傾斜角度は、0°<β<90°に設定されている。したがって、第1溝部332の絞り部332Bを通過する被計測気体30は、絞り部332Bを下流に向かって流れるにしたがってハウジング302の厚さ方向中央側から裏カバー304に接近する方向に偏向されて、第1出口312から排出される。第1出口312から排出される被計測気体30は、その排出方向v2と、主通路124を流れる被計測気体30の主流れ方向v1とのなす角が0°<β<90°となる。
A
第2出口313に連通する表側副通路溝330の下流部330Cは、被計測気体30の主流れ方向下流側に移行するにしたがってハウジング302の厚さ幅方向中央側からハウジング302の厚さ方向他方側である表カバー303に接近するように傾斜した底壁面330b(第2傾斜面)を有している。底壁面330bの傾斜角度は、0°<β<90°に設定されている。したがって、表側副通路溝330の下流部330Cを通過する被計測気体30は、下流部330Cを下流に向かって流れるにしたがってハウジング302の厚さ方向中央側から表カバー303に接近する方向に偏向されて、第2出口313から排出される。第2出口313から排出される被計測気体30は、その排出方向v2と、主通路124を流れる被計測気体30の主流れ方向v1とのなす角が0°<β<90°となる。
The
例えば、本実施例のように汚損物を排出するために副通路307の一部が分岐された構造を有する物理量測定装置の場合、流速及び排出効果を高めて測定精度を確保する必要がある。(a)排出口が主流れ方向下流側に向かって開口していないと、曲がり角に汚損物が溜まる可能性がある。(b)分岐通路は、極力大回りでないと流れが曲がりきれず、剥離渦が拡大して定常流と脈動流での流速分布差が大きくなるために脈動誤差が拡大する。(c)分岐部よりも主流れ方向上流側に主出口を配置すると、過渡的な流量変化時において流量検出部602周辺の流れはオーバーシュートもしくはアンダーシュートを起こし、正確な流量変化の測定が難しい。これら(a)、(b)、(c)の理由から、排出口(第1出口312に相当)と主出口(第2出口313に相当)は、分岐部よりも主流れ方向下流側でかつハウジングの下流端部に配置することが望ましい。
For example, in the case of a physical quantity measuring device having a structure in which a part of the sub-passage 307 is branched in order to discharge the pollutant as in the present embodiment, it is necessary to increase the flow velocity and discharge effect to ensure measurement accuracy. (A) If the discharge port is not opened toward the downstream side in the main flow direction, there is a possibility that dirt is collected at the corner. (B) If the branch passage is not as large as possible, the flow cannot bend completely, and the separation vortex expands to increase the difference in flow velocity distribution between the steady flow and the pulsating flow, so that the pulsation error increases. (C) If the main outlet is disposed upstream of the branching portion in the main flow direction, the flow around the flow
しかしながら、ハウジングが吸気管(主通路)内に配置されることで、ハウジングの下流端部周辺には、カルマン渦と呼ばれるハウジングの延在方向に平行な軸を持つ縦渦が発生し、また、翼端渦と呼ばれるハウジングの延在方向に垂直な軸を持つ横渦も発生する。したがって、これらの渦が排出口と主出口から排出される被計測気体30と干渉して、円滑な排出が阻害されるおそれがある。また、これらの渦は、吸気通路内における脈動流等の過渡現象において渦強度が変化するため、ハウジングの下流端部に配置されている排出口と主出口が渦によって遮蔽される度合いが変化し、その変化の程度に応じて定常時と脈動時の流速分布差が大きくなり脈動誤差が発生する。
However, by arranging the housing in the intake pipe (main passage), a vertical vortex having an axis parallel to the extending direction of the housing, called a Karman vortex, is generated around the downstream end of the housing, A lateral vortex having an axis perpendicular to the extending direction of the housing, called a tip vortex, is also generated. Therefore, these vortices interfere with the
これに対し、本実施例では、主通路124を流れる被計測気体30の主流れ方向v1と第1出口312及び第2出口313から排出される被計測気体30の排出方向v2とのなす角が0°<β<90°となる構成を有しているので、被計測気体30をハウジング302から斜めに排出させて、ハウジング302の第1出口312と第2出口313の下流側に発生する渦の軸を避けることができる。したがって、ハウジング302の下流側に発生する渦と、第1出口312及び第2出口313から排出される被計測気体30とが干渉するのを防ぐことができる。したがって、渦の影響を受けることなく第1出口312及び第2出口313からの被計測気体30の円滑な排出を確保し、脈動時と定常時の流速分布差を小さくして脈動誤差の発生を抑制し、測定精度を向上させることができる。
On the other hand, in this embodiment, the angle formed between the main flow direction v1 of the
また、本実施例では第1出口312と第2出口313の近傍に、軸中心がハウジング302の延在方向に沿った湾曲面を有する湾曲面部317を設けているので、ハウジング302の第1出口312と第2出口313の下流側に発生する渦の大きさを小さくすることができ、特に縦渦(カルマン渦)の大きさを小さくすることができる。したがって、第1出口312と第2出口313から排出される被計測気体30に対して渦によって与えられる影響を小さくすることができる。したがって、更に脈動誤差の発生を抑制し、測定精度を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, a
なお、本実施例では、本実施例では、ハウジング302の下流端部316に湾曲面部317を設けた構成例について説明したが、湾曲面部317を有していない構成であってもよい。また、本実施例では、副通路307が第1出口312と第2出口313の2つの出口を有する場合を例に説明したが、かかる構成に限定されるものではなく、ハウジング302の下流側に発生する渦の軸を避けることができるように被計測気体30を斜めに排出することができるものであればよく、例えば出口が一つでもよい。
In the present embodiment, the configuration example in which the
<実施例2>
次に、本発明の実施例2について図7Aと図7Bを用いて以下に説明する。
図7Aは、実施例2における熱式流量計の外観斜視図、図7Bは、図7AのB−B線断面図である。
<Example 2>
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 7A and 7B.
FIG. 7A is an external perspective view of the thermal type flow meter in the second embodiment, and FIG.
本実施例において特徴的なことは、第1出口312と第2出口313をハウジング302の下流端部316の湾曲面部317に設けたことである。
What is characteristic in the present embodiment is that the
本実施例では、ハウジング302の下流端部316は、中間部316bからハウジング302の先端までに亘って湾曲面部317が形成されており、ハウジング302の厚さ方向一方側の湾曲面に第1出口312が配置され、厚さ方向他方側の湾曲面に第2出口313が配置されている。そして、第1出口312から厚さ方向一方側に向かって斜めに被計測気体30が排出され、第2出口313から厚さ方向他方側に向かって斜めに被計測気体30が排出されるようになっている。
In the present embodiment, the
かかる構成によれば、湾曲面部317によって、第1出口312と第2出口313の下流側に発生する渦の大きさを、実施例1よりも更に小さくすることができる。したがって、実施例1と比較して、渦の影響を更に小さくすることができ、脈動誤差の発生を効果的に抑制し、測定精度を飛躍的に向上させることができる。
According to such a configuration, the
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
300 熱式流量計
302 ハウジング
303 表カバー
304 裏カバー
307 副通路
312 第1出口
313 第2出口
317 湾曲面部
330b 底壁面(第2傾斜面)
332c 底壁面(第1傾斜面)
602 流量検出部
300
332c Bottom wall surface (first inclined surface)
602 Flow rate detector
Claims (5)
前記主通路を流れる被計測気体の主流れ方向と前記副通路から排出される被計測気体の排出方向とのなす角が0°<β<90°となる構成を有することを特徴とする熱式流量計。 Heat that measures the flow rate of the gas to be measured by the flow rate detector installed in the sub-passage, the housing being placed in the main passage through which the gas to be measured flows, Type flow meter,
A thermal type characterized in that an angle formed by a main flow direction of the gas to be measured flowing through the main passage and a discharge direction of the gas to be measured discharged from the sub-passage satisfies 0 ° <β <90 °. Flowmeter.
前記副通路は、該副通路の下流側の端部において、前記被計測気体の主流れ方向下流側に移行するにしたがって前記ハウジングの厚さ方向中央側から外側に向かって移行する傾斜面を有することを特徴とする請求項1に記載の熱式流量計。 The housing has a predetermined thickness in a direction intersecting a main flow direction of the measurement target gas,
The sub-passage has an inclined surface that shifts from the central side in the thickness direction of the housing toward the outside as it moves downstream in the main flow direction of the measurement target gas at the downstream end of the sub-passage. The thermal flow meter according to claim 1, wherein:
前記第1出口は、前記被計測気体の主流れ方向下流側に移行するにしたがって前記ハウジングの厚さ方向中央側から厚さ方向一方側に向かって移行する第1傾斜面を有し、
前記第2出口は、前記被計測気体の主流れ方向下流側に移行するにしたがって前記ハウジングの厚さ方向中央側から厚さ方向他方側に向かって移行する第2傾斜面を有することを特徴とする請求項2に記載の熱式流量計。 The sub-passage has a first outlet and a second outlet at the downstream end of the housing and at positions separated from one side and the other side in the thickness direction of the housing,
The first outlet has a first inclined surface that moves from the thickness direction center side of the housing toward the thickness direction one side as it moves to the downstream side in the main flow direction of the measurement target gas,
The second outlet has a second inclined surface that shifts from the central side in the thickness direction of the housing toward the other side in the thickness direction as it moves downstream in the main flow direction of the gas to be measured. The thermal flow meter according to claim 2.
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JPS57105551A (en) * | 1980-12-22 | 1982-07-01 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | Suction air system of internal combustion engine cum fuel injector |
JPH0325320A (en) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Hitachi Ltd | Heating wire type air flow meter |
JP2003315126A (en) * | 2002-04-18 | 2003-11-06 | Hitachi Ltd | Air flow meter |
JP2014001928A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Thermal flowmeter |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57105551A (en) * | 1980-12-22 | 1982-07-01 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | Suction air system of internal combustion engine cum fuel injector |
JPH0325320A (en) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Hitachi Ltd | Heating wire type air flow meter |
JP2003315126A (en) * | 2002-04-18 | 2003-11-06 | Hitachi Ltd | Air flow meter |
JP2014001928A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Thermal flowmeter |
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