JP2549121B2

JP2549121B2 - 熱式空気流量計

Info

Publication number: JP2549121B2
Application number: JP62164050A
Authority: JP
Inventors: 春彦前田; 忠雄鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JPS6410127A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は内燃機関の吸入空気流量を検出する熱式空気
流量計、特に悪い電磁環境での使用に最適な熱式空気流
量計に関するものである。

＜従来の技術＞熱式空気流量計では、ハウジングに形成された被測定吸
入空気の流路に発熱抵抗体を配置し、被測定吸入空気の
流量に応じて発熱抵抗体の温度が変化するようにする。
そして、発熱抵抗体に供給する電流値を、被測定吸入空
気に応じて変化させることにより、発熱抵抗体の温度を
所定値に保持させる。

このようにすると、発熱抵抗体に供給する電流値と、
被測定吸入空気流量との間に得られる単調増加特性か
ら、被測定吸入空気流量を検出することが出来る。

前述のような原理に基づいて構成される熱式空気流量
計が、例えば特開昭60−164219号公報に開示されてい
る。

この開示に係る熱式空気流量計では、バイパスとなる
流路を形成した管状部材と、回路収納部とで一体のバイ
パスモジユールが形成された構造となつている。そし
て、発熱抵抗体と温度補償用エレメントとが、管状部材
に埋め込んだ樹脂で固定されたリードピンにより支持さ
れている。

前述の開示に係る熱式空気流量計では、すでに述べた
測定原理に基づいて、被測定吸入空気流量が検出される
が、特にバイパスモジユールが形成されているために、
修理や点検が容易に行なわれる。

＜発明が解決しようとする問題点＞前述の特開昭60−164219号公報に開示されているよう
な、従来の熱式空気流量計では、発熱抵抗体を回路素子
として構成される回路が、被測定吸入空気による発熱抵
抗体の温度変化に伴なう抵抗値変化を精度よく検知し
て、誤動作しないことが被測定吸入空気の流量を正しく
検出するために必要である。

また、この種の熱式空気流量計では、ハウジングを樹
脂で形成することが、製造コストの低減のために望まし
い。

一方で、近年各種の無線電波局が増加すると共に、不
法CB（市民無線）も多くなつており、この種の熱式空気
流量計が使用される電磁環境が、年々悪化している。

このため、被測定吸入空気の流路部分が樹脂材で形成
されている熱式空気流量計を、悪い電磁環境下で使用す
ると、外乱信号によつて回路が誤動作して、被測定吸入
空気の流量を正しく検出出来ないことがある。

然るに、前述の特開昭60−164219号公報に開示されて
いる熱式空気流量計では、この外乱信号に対する対策は
何ら施されていない。

本発明は、前述したような熱式空気流量計の現状に鑑
みてなされたものであり、その目的は悪い電磁環境下で
使用しても、外乱信号によつて誤動作を生ぜず、常に被
測定吸入空気の流量を正しく検出可能な熱式空気流量計
を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞前述の目的を達成するために、本発明では合成樹脂材
で成形されたハウジングの流路に流入した空気を当該流
路に設置した発熱抵抗体に接触させ、この接触による前
記発熱抵抗体の温度変化に伴う抵抗値の変化から前記流
路に流入した空気の流量を測定する熱式空気流量計にお
いて、前記発熱抵抗体とこの発熱抵抗体を支持する支持
体とを、前記発熱抵抗体に被測定用の空気を導く流路が
形成された導電性ケースで覆うとともに、この導電性ケ
ースを回路のアースである金属材のベースに接続した構
成となつている。

＜作用＞本発明では、悪い電磁環境下で使用されても、発熱抵
抗体が発熱抵抗体に被測定用空気を導く流路とともに電
磁的に覆われ、且つこの導電性ケースがアースされてい
るので、外乱信号によつて発熱抵抗体を流れる電流が変
化して誤動作することがなく、熱式空気流量計は常に被
測定吸入空気の流量を精度よく検出する。

また、発熱抵抗体が導電性ケースで覆われているため
に、熱式空気流量計の取り扱い時に、発熱抵抗体が機械
的に保護される。

＜実施例＞以下、本発明の実施例を第１図乃至第８図を用いて詳
細に説明する。

ここで、第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す
断面図、第２図は第１図における要部の構成を示す正面
図、第３図は第２図のＸ−Ｘ断面図、第４図は本発明の
第２の実施例の構成を示す断面図、第５図は本発明の第
３の実施例の要部の構成を示す正面図、第６図は第５図
のＸ−Ｘ断面図、第７図は本発明の第４の実施例の要部
の構成を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の
Ｘ−Ｘ断面図、第８図は本発明の第５の実施例の構成を
示す断面図である。

第１の実施例は、第１図に示すように合成樹脂材の筒
状のハウジング10の両端に、それぞれ被測定吸入空気５
の吸入口11及び流出口12が形成され、ハウジング10は壁
体13によつて、メイン空気流路14とバイパス空気流路15
とに仕切られている。

このハウジング10の上面に挿通孔18が形成され、壁体
13の挿通孔18に対向する位置に凹部19が形成され、これ
らの挿通孔18及び凹部19にわたつて、後述するように発
熱抵抗器としてのホツトワイヤ１、コールドワイヤ２及
びこれらの支持ピン９を覆つて配設される導電性ケース
６が、固定可能な構成となつている。

即ち、第２図及び第３図に示すように、導電性ケース
６は筒状に形成され、この導電性ケース６の下方には前
述のバイパス空気流路15に位置して配される貫通孔16が
形成されている。

そして、貫通孔16部分を除いて導電性ケース６には、
合成樹脂材の支持部材８が充填され、この支持部材８に
は導電材の支持ピン９が固定保持されている。

また、支持ピン９の先端は支持部材８の端面から貫通
孔16内に突出配設され、一方の支持ピン９間に、白金線
を巻回し表面にガラス材をコーテイングしたホツトワイ
ヤ１が溶接固定されている。

さらに他方の支持ピン９間に、被測定吸入空気５の温
度を検出するホツトワイヤ１と同一構造のコールドワイ
ヤ２が、溶接固定されている。

このようにして、ホツトワイヤ1,コールドワイヤ２及
びこれらの支持ピン９を覆つて配設される導電性ケース
６が、金属材のベース４に導電性接着剤７により、或は
溶接の手段によつて固定されている。

また、ベース４上に熱式空気流量計の回路部17が組み
込まれ、この回路部17を被つてベース４にはモールドケ
ース３が固定されている。

そして、このように導電性ケース６が固定されたベー
ス４が、第１図に示すようにハウジング10の上面に例え
ば接着剤を用いて固定されている。

この固定取り付け状態で、前述のホツトワイヤ１及び
コールドワイヤ２は、バイパス空気流路15内に位置し、
吸入口11から吸入される被測定吸入空気５の一部が、バ
イパス空気流路15を通つて貫通孔16を通過する際に、ホ
ツトワイヤ１及びコールドワイヤ２が被測定吸入空気５
に曝されるように構成されている。

なお、前述の導電性ケース６は、金属或いは導電性樹
脂材で形成する場合の他に、非導電性樹脂材で形成し、
その表面に導電材を化学メツキした構造とすることも出
来る。

第４図に第１図と同一部分に同一符号を付して構成を
示すのは、本発明の第２の実施例であり、この第２の実
施例においてはハウジング10には、メイン空気流路14の
みが存在する。

そして、貫通孔16の中心をハウジング10の軸心にほぼ
一致させて、導電性ケース６がハウジング10の挿通孔18
に取り付けられている。

この第２の実施例の他の部分の構成は、前述の第１の
実施例と同一である。

第５図及び第６図に、第１図と同一部分に同一符号を
付して構成を示すのは、本発明の第３の実施例であり、
この第３の実施例ではホツトワイヤ20とコールドワイヤ
21とが、互いに異なる構造を有している。

即ち、この第３の実施例ではホツトワイヤ20は、白金
線の表面にガラス材をコーテイングした線状構造に形成
され、このホツトワイヤ20が、支持部材８に固定され先
端が突出した支持ピン９間に、両端がそれぞれ溶接され
てこれら支持ピン９間に張設された構成となつている。

また、コールドワイヤ21は板状白金線の表面にガラス
材がコーテイングされて形成され、このコールドワイヤ
21が、支持部材８から先端を突出して固定される板状の
支持ピン22間に、溶接固定されている。

この第３の実施例のものは、全体が第１図のようにバ
イパス空気流路15を有する方式、或は第４図のようにメ
イン空気流路14のみを有する方式のいずれの熱式空気流
量計としても、組立てることが出来る。

また、第３の実施例の他の部分の構成は、前述の第１
或は第２の実施例と同一である。

第７図に第１図と同一部分に同一符号を付して要部の
構成を示すのは、本発明の第４の実施例であり、この第
４の実施例では導電材で導電性ケース６とベース４とが
一体に形成された構成となつている。

この第４の実施例のものも、全体が第１図のようにバ
イパス空気流路15を有する方式、或は第４図のようにメ
イン空気流路14のみを有する方式のいずれの熱式空気流
量計としては、組立てることが出来る。

また、第４の実施例の他の部分の構成は、前述の第１
或は第２の実施例と同一である。

第８図に第２図と同一部分に同一符号に付して構成を
示すのは、本発明の第５の実施例であり、この第５の実
施例では、導電性ケース６の貫通孔16の周辺が、ハウジ
ング10の吸入口11側に突出してパイプ25が形成されてい
る。

この第５の実施例では、パイプ25を設けたことによ
り、ホツトワイヤ１に対して流れる被測定吸入空気５の
乱れを低減することが出来るので、吸入空気の流量の検
出精度が向上する。

なお、第５の実施例の他の部分の構成は、前述の第２
の実施例と同一である。

第９図及び第10図に、それぞれ第１図及び第４図と同
一部分に同一符号を付して示したのは、前述した各実施
例において導電性ケース６を、例えば合成樹脂材の表面
に導電材のメツキを施して作成し、予めハウジング10の
挿通孔18にインサートした状態である。

このように、予め挿通孔18にインサートされた導電性
ケース６に対して、予めベース４に取り付けた支持部材
８とこの支持部材８に固定され、ホツトワイヤ及びコー
ルドワイヤが溶接されている支持ピンを装着することが
出来る。

第11図及び第12図は導電性ケース６の他の例であり、
導電性ケース６の外周縁の一部に切欠26を形成したもの
であり、導電性ケース６が挿通されるハウジング10の挿
通孔18に、この切欠26と対接する弦部を形成することに
より、導電性ケース６の位置決めが可能となる。

なお、各実施例においては、ホツトワイヤとコールド
ワイヤとは、それぞれ対応する支持ピンを介して回路部
17の所定個所に接続され、回路部17には、ホツトワイヤ
とコールドワイヤとを構成回路素子として、ブリツジ回
路が形成されている。

また、回路部17のアース線がベース４に電気的に接続
され、ベース４がアースされている。

従つて、導電性ケース６はベース４を介してアースさ
れ、ホツトワイヤ，コールドワイヤ及びこえらの支持ピ
ンは、導電性ケース６によつて電磁気的にシールドされ
た構成となつている。

以上に述べたような構成の本発明の各実施例につい
て、その動作を第１の実施例により説明する。

回路部17には電流供給手段が設けられ、この電流供給
手段によつてホツトワイヤ１の温度が、予め設定された
標準温度になるように、ホツトワイヤ１に電流が供給さ
れる。

被測定吸入空気が、ハウジング10の吸入口11から吸入
されると、吸入された空気によつてホツトワイヤ１の温
度が低下して、ホツトワイヤ１の抵抗値が減少する。

そこで、このホツトワイヤ１の抵抗値の変化によつ
て、標準温度時に平衡状態であつたブリツジ回路の平衡
がくずれるので、電流供給手段によつて、ホツトワイヤ
１に供給する電流を増加させることによつて、ホツトワ
イヤ１の温度を上昇させ、ホツトワイヤ１の抵抗値を増
加させて、ブリツジ回路を再び平衡状態とすることが出
来る。

このようにして、被測定吸入空気の流量が多い時に
は、ホツトワイヤ１に供給する電流を増加させ、被測定
吸入空気の流量が少ない時には、ホツトワイヤ１に供給
する電流を減少させて、ホツトワイヤ１の温度を予め設
定した標準温度に保持する。

この場合、ホツトワイヤ１に供給される電流値と、被
測定吸入空気の流量との間には単調増加特性があるの
で、ホツトワイヤ１に供給される電流値に基づいて被測
定吸入空気の流量を検出することが出来る。

第13図は、前述した本発明の第１の実施例と第１の実
施例から導電性ケース６を取り除いた構造のものとで行
なつた、同一電磁環境下での電界強度の測定結果であ
る。第13図から明らかなように、導電性ケース６を設け
ない場合には電界強度が周波数に対して大きく変動して
いるが、本発明の第１の実施例では電界強度に変動がな
く、ほぼ一定値に保たれている。

このようにして、本発明の各実施例においては、外乱
信号が発生するとこの外乱信号は、導電性ケースを通つ
てアースに流れ去るので、ホツトワイヤ，コールドワイ
ヤ及び支持ピンが導電性ケースで電磁的にシールドさ
れ、回路部が誤動作することはない。

また、前述のホツトワイヤ，コールドワイヤ及び支持
ピンは、導電性ケースによつて機械的にも保護され、熱
式空気流量計全体が堅固に構成される。

さらに、導電性ケースの外周縁に切欠を形成し、ハウ
ジングの挿通孔に弦部を形成すると、組立時の導電性ケ
ースの位置決めが簡単に行なわれ、製作組立の効率を向
上させることが出来る。

実施例においては、導電性ケースは導電材で筒状に形
成し、或は筒状の合成樹脂材ケース表面に導電材をメツ
キした構成のものを説明したが、導電性ケースはホツト
ワイヤ，コールドワイヤ及びこれらの支持ピンを電磁気
的に覆うものであれば、実施例に限定されるものでな
く、例えば導電性ケースをメツシユ状に形成することも
出来る。

＜発明の効果＞本発明によると、発熱抵抗体が発熱抵抗体に被測定用
空気を導く流路とともに電磁的に覆われ、この導電性ケ
ースがアースされているために、悪い電磁環境下で使用
しても外乱信号による誤動作がなく、常に被測定吸入空
気の流量の高精度の検出が可能な熱式空気流量計を提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す断面図、第
２図は第１図における要部の構成を示す正面図、第３図
は第２図のＸ−Ｘ断面図、第４図は本発明の第２の実施
例の構成を示す断面図、第５図は本発明の第３の実施例
の要部の構成を示す正面図、第６図は第５図のＸ−Ｘ断
面図、第７図（Ａ）は本発明の第４の実施例の要部の構
成を示す平面図、第７図（Ｂ）は第７図（Ａ）のＸ−Ｘ
断面図、第８図は本発明の第５の実施例の構成を示す断
面図、第９図及び第10図は、導電性ケースのハウジング
へのインサート状態を示す断面図、第11図（Ａ）（Ｂ）
及び第12図（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ導電性ケースの他
の形状を示す平面図及びそのＸ−Ｘ断面図、第13図は本
発明の実施例の効果を示す電界強度と周波数の関係曲線
を示す図である。１……ホツトワイヤ、２……コールドワイヤ、３……モ
ールドケース、４……ベース、５……被測定吸入空気、
６……導電性ケース、７……導電性接着剤、８……支持
部材、９……支持ピン、10……ハウジング、11……吸入
口、12……流出口、13……壁体、14……メイン空気流
路、15……バイパス空気流路、16……貫通孔、17……回
路部、18……挿通孔、19……凹部、20……ホツトワイ
ヤ、21……コールドワイヤ、22……支持ピン、25……パ
イプ、26……切欠。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−148841（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−152920（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−50240（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−12018（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂材で成形されたハウジングの流路
に流入した空気を当該流路に設置した発熱抵抗体に接触
させ、この接触による前記発熱抵抗体の温度変化に伴う
抵抗値の変化から前記流路に流入した空気の流量を測定
する熱式空気流量計において、前記発熱抵抗体とこの発
熱抵抗体を支持する支持体とを、前記発熱抵抗体に被測
定用の空気を導く流路が形成された導電性ケースで覆う
とともに、この導電性ケースを回路のアースである金属
材のベースに接続したことを特徴とする熱式空気流量
計。
【請求項２】導電性ケースをハウジングに一体的に固定
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱式
空気流量計。
【請求項３】導電性ケースにハウジングに対する取り付
け用の位置決めを設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の熱式空気流量計。