JP3070046B2 - 流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の流量を検出する
流体流量計に関し、特に流体が流れる主通路内に分岐通
路を形成し、この分岐通路内を流れる流体の流量を計測
する流体流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流体流量計として、自動
車のエンジンに吸入される吸入空気量を検出するエアフ
ロメータが知られている。例えば特開昭５５−５７１１
２号公報に開示される空気流量計は、熱線と吸入空気と
の間の熱伝達現象による熱線の温度変化を検出し、この
温度変化を補償するに必要な加熱電流を測定することで
吸入空気量を検出している。このような構成をもつ熱式
流量計によると、製作時の熱線や制御回路の製造ばらつ
きによって出力特性のばらつきは多かれ少なかれ発生す
る。このような出力特性の不均一をできるだけ減らすた
め、製作時、個々の流量計ごとに制御回路内の抵抗をレ
ーザートリミング等により調整している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、流量計に組付
けられる制御回路内の調整抵抗をレーザートリミングす
るに際しては、トリミング装置に対し制御回路内の調整
抵抗の位置を厳しく位置合わせし管理する必要があるた
め、個々の流量計ごとにレーザトリミング装置に対する
位置調整を行うのは製造上煩雑かつ多大な工数の作業が
必要となるという問題がある。

【０００４】本発明は、制御回路に調整前の抵抗をもつ
流量計本体の位置調整を簡便に実施でき、かつ適正な抵
抗値をもつ制御回路を迅速かつ効率よく製作可能な、出
力特性の良好な空気流量計を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために本発明の流量計は、流体が流通する主通路を有す
る筒体と、前記主通路のほぼ中央部に設けられる中央部
材と、前記主通路の壁面と前記中央部材とを連結し、前
記中央部材を前記主通路のほぼ中央に支持する支持部材
と、前記中央部材に開口し前記主通路を流れる流体の一
部を導入する導入口と、前記中央部材に形成され前記導
入口から導入された流体を流す分岐通路と、前記分岐通
路内に設けられ、前記分岐通路内の流量を計測するセン
サと、前記中央部材の所定部位に開口し、前記分岐通路
を流れた流体を再び前記主通路に戻す出口と、前記筒体
に取り付けられ、レーザトリミング等により調整される
抵抗を有し、前記センサの出力が入力される制御回路
と、前記筒体に形成され、前記制御回路の位置を決める
ための基準穴とを備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の流量計の構成によると、流量計本体に
形成される位置調整用の基準穴と調整抵抗との位置をあ
らかじめ規定し、この基準穴の位置を管理することで、
調整抵抗のレーザートリミング時、トリミング装置への
流量計の制御回路位置合わせを簡単に行なえ、抵抗値の
調整作業工数が低減される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。自動車のエンジンに吸入される吸入空気量を計測
する熱式の空気流量計に本発明を適用した一実施例を図
１〜図４に基づいて説明する。図４は熱式の空気流量計
の断面図、図５は図４に示すＡ部分の拡大図である。

【０００８】空気流量計１の上流側開口３は図示せぬエ
アクリーナに挿入され取り付けられる。一方、下流側開
口５は、空気流量計１より大径の図示せぬ吸気ダクトに
挿入され、図示せぬベルトにより外周から締めつけられ
る。空気流量計１は吸気通路を形成する中央円筒部１０
０と上流側円筒部２００と下流側円筒部３００とを備え
ている。

【０００９】樹脂製の中央円筒部（本体）１００の外側
には、制御回路１４を収容する回路容器１１０が一体に
形成され、カバー７００が被せられる。この回路容器１
１０内には後述する熱式センサの制御回路が収容されて
いる。中央円筒部１００の内側は円筒状に成形され、内
側へ向けて図６に示すように４本のリブ１２０、１３
０、１４０、１５０が一体に成形されている。さらに、
リブ１２０、１３０、１４０、１５０の先端には円筒状
の中央ハウジング１６０が一体に成形されている。中央
ハウジング１６０はその中央に仕切り壁１６３を有し、
仕切り壁１６３の中央には穴１６５が開設されている。

【００１０】樹脂製の上流側円筒部２００は絞り部Ｆか
ら下流側へ向けて徐々に内側断面積が広がる形状に形成
され、上流側端部にはベルマウス部２１０が形成され、
外壁にはエアクリーナへの取付用の段差が形成され、こ
の段差部にエアクリーナ内壁取り付け時密着して気密を
保持する弾性体７０３が取付けられている。そして、上
流側円筒部２００は中央円筒部１００に固定される。

【００１１】ベルマウス部２１０は、エアクリーナ６０
０（図示せず）との接続部においてベルマウス形状とな
っており、上流側円筒部２００と樹脂により一体に形成
されている。このため、ベルマウス部２１０の内壁には
段差、突起、隙間等のない滑らかな形状となっている。
これにより、エアクリーナ６００からの空気の流れは、
ベルマウス形状により段差等の抵抗がなく滑らかに導か
れ、下流側にいくに従い絞られることにより整流され
る。この整流された流れにより出口開口４４０にて発生
した負圧により分岐管４２０、計測管４３０を経由して
出口開口４４０からバイパス流れが吸い出されるため、
バイパス通路内の後述するセンサ５７０、５８０の出力
変動を低減することができ、かつ圧力損失を低減させる
ことができる。

【００１２】樹脂製の下流側円筒部３００は、図示せぬ
吸気ダクトに挿入される直管部３１０が形成され、中央
円筒部１００の下流側端部に固定される。下流側円筒部
３００の内側は円筒状に成形され、図４に示すように、
内側へ向けて４本のリブ３２０、３３０、３４０、３５
０（３２０、３３０は図示せず）が一体に成形されてい
る。さらに、４本のリブ３２０、３３０、３４０、３５
０の先端には椀状の下流ハウジング３６０が一体に成形
されている。

【００１３】そして、４本のリブ３２０、３３０、３４
０、３５０（３２０、３３０は図示せず）は、中央円筒
部１００から延びる４本のリブ１２０、１３０、１４
０、１５０の下流側に位置して図４に図示されるような
断面形状に組立られる。また、椀状の下流ハウジング３
６０は、中央円筒部１００に支持される中央ハウジング
１６０の下流側を閉塞し、滑らかな砲弾型の形状に組立
てられる。

【００１４】中央円筒部１００に支持される中央ハウジ
ング１６０の上流側には、砲弾型の樹脂製の上流ハウジ
ング４００が挿入され固定される。上流ハウジング４０
０の上流側中央には入口開口部４１０が開設され、上流
ハウジング４００の内側には、入口開口部４１０から下
流へ向けて直線的に延びる分岐管４２０が一体に成形さ
れている。分岐管４２０の下流側には、計測管４３０が
挿入されている。計測管４３０はステンレス製の内側管
４３３と樹脂製の外側管４３５とからなり、内側管４３
３の上流側にはベルマウスが形成され、その内径は分岐
管４２０より小径に形成されている。

【００１５】上流ハウジング４００は中央ハウジング１
６０の上流側に挿入、固定される。このとき、分岐管４
３０の下流端は、中央ハウジング１６０の内側に放射状
に形成された４枚の板状のリブ１６７、１６８、１６
９、１７０（１６８、１７０は図示せず）の上流側端面
に当接する。これにより、計測管４３０の下流端と中央
ハウジング１６０の仕切り壁１６３との間に所定の隙間
が形成され、しかも、計測管４３０の下流端から出口開
口４４０への空気通路が形成される。そして、上流ハウ
ジング４００と中央ハウジング１６０と下流ハウジング
３６０とで形成される中央部材は、外形が繭状に組立て
られる。

【００１６】さらに、仕切り壁１６３の穴１６５には、
下流側からセンサ部５００が挿入され、センサ部５００
は仕切り壁１６３に固定される。センサ部５００は、円
筒状の樹脂部５１０に４本の支持ピン５２０、５３０、
５４０、５５０を樹脂部５１０の上流側、下流側とに突
出するようにインサート成形して形成される。上流側に
突出した支持ピンは長短２種類からなり、長い２本５２
０、５３０の間にセンサ５７０が、短い２本５４０、５
５０の間にセンサ５８０が支持される。センサ５７０、
５８０は、セラミック製ボビンの外周に白金線を巻き、
ボビン両端のリード線と接続したもので、同一特性の感
温抵抗体が用いられる。

【００１７】中央ハウジング１６０と下流ハウジング３
６０との間に形成される空間と、回路容器１１０との間
には、リブ１２０内を通して導電部材が配設されてお
り、この導電部材は、センサ部５００の下流側に突出し
た支持ピンに図示せぬフレキシブル配線板を介して接続
される。従って、回路容器１１０内に収容された制御回
路１４は、導電部材とフレキシブル配線板と支持ピンと
を介してセンサに接続される。

【００１８】そして、図１はカバー７００および金属カ
バー６３を外した状態を図示している。図１および図５
において、回路容器１１０内部に収容されている制御回
路１４はハイブリッドＩＣ構造となっており、セラミッ
ク基板１５上にモノリシックＩＣ、パワートランジス
タ、調整抵抗等によって形成されている。また、金属ケ
ース６０の図４、図５の図中奥側壁には、金属プレート
６５が溶接によって固定されている。この金属プレート
６５には、４個の貫通コンデンサ５０、５１、５２、５
３が設けられ、この貫通コンデンサの外部電極を金属プ
レート６５にハンダ付けすることによって固定されてい
る。

【００１９】ここで、制御回路１４の抵抗６３２の調整
方法について説明する。まず、図１に示すように、中央
円筒部１００の回路容器１１０内には、第１の基準穴６
１２、第２の基準穴６１３及び第３の基準穴６１４が特
定の位置に形成されている。これらの基準穴６１２、６
１３、６１４に対し規定された位置で突起６２２、６２
３、６２４が金属ケース６０に形成される。この突起６
２２、６２３、６２４により制御回路基板６２６の端面
が位置決めされ固定されている。ケース枠６２８に囲ま
れる回路室６３０内に設けられる制御回路基板６２６
は、前記の第１の基準穴６１２、第２の基準穴６１３、
第３の基準穴６１４との位置関係が一定になるように接
着剤等と突起６２２、６２３、６２４により固定されて
いる。制御回路基板６２６を金属ケース６０に固定した
後、その制御回路基板６２６上の調整抵抗を下記のレー
ザートリミング装置により調整する。

【００２０】次に、このレーザートリミング装置ならび
にトリミング方法について図２および図３に基づいて説
明する。図２はレーザートリミング装置を示し、図３は
図２のＢ部分の模式正面図である。図２において、６５
０は電源、６５２はレーザートリミング装置本体、６５
４はテーブル６５８上の作業台６６０に対向し相対移動
可能なアーム、６５６はアーム６５４並びに該アーム６
５４の下部に取付けられる図３に示すオブジェクトレン
ズ６５５から照射されるレーザー光のオンオフ並びにア
ーム６５４の位置調節を行なうパーソナルコンピュータ
である。

【００２１】調整抵抗の抵抗値の調整は、まず流量計１
の中央円筒部１００の回路容器１１０内に形成される基
準穴６１２、６１３、６１４に治具６７０の突起６７
２、６７４、６７６（６７６は図示せず）を嵌込む。こ
れにより、治具６７０がアーム６５４に対する位置決め
基準部材となり、この治具６７０の位置を基準にして調
整抵抗６３２のトリミングが行なわれる。調整抵抗６３
２の位置に対するトリミング装置の位置の調整は、個々
の流量計１ごとに行なう必要はなくなり、治具６７０を
用いてトリミング装置と基準穴６１２、６１３、６１４
との位置関係を管理するのみで正確にトリミングが可能
になる。

【００２２】レーザートリミング時、図３に示すオブジ
ェクトレンズ６５５の中心位置と第１の基準穴６１２並
びに第２の基準穴６１３との距離Ｄ、Ｅと総和の距離は
一定である。またレーザートリミング時、基準穴６１
２、６１３を形成する本体筒部６９０、６９２とオブジ
ェクトレンズ６５５との距離Ｃの距離も一定である。回
路容器１１０内の調整抵抗の調整等が完了した後、制御
回路１４を湿気、塵、ゴミ等から保護する回路保護材料
であるシリコンゲルが上記仕切り容器内に満たされ、制
御回路１４を封入する。このシリコンゲルは制御回路１
４を完全に覆う量で満たされている。この制御回路１４
は、金属ケース６０および金属カバー６３によって形成
される金属容器１１１内に収める。この金属容器１１１
は、制御回路１４へ直接飛来する電波ノイズを遮断する
電磁シールド機能を有している。

【００２３】前記実施例によると、調整抵抗６３２をレ
ーザートリミングする場合、流量計１を個々に位置調整
することなく、基準穴６１２、６１３、６１４とレーザ
ートリミング装置のアーム６５４との位置調節のみで調
整抵抗６３２の調整が容易に行なえる。従って、抵抗調
整時に工数の大幅な低減が可能となり製造コストダウン
が実現できる。

【００２４】次に、流量計１の回路容器のカバー７００
の取付方法について図４および図５に基づいて説明す
る。図４および図５は、回路容器１１０内に制御回路１
４が固定され、抵抗調整等が完了した後、カバー７００
が取付けられた状態を示す。本実施例のケース枠６２８
の内壁に形成される溝６２９内にカバー７００の脚部７
０２が回路容器１１０内を外気から密閉状態とするため
に取付けられている。カバー７００の外周縁７１０は、
ケース枠６２８の先端に形成されるカバー固定部６８０
を熱により変形させることでカバー７００を本体６１０
に熱溶着固定している。

【００２５】カバー取付け時、溝６２９に接着剤等を塗
布し、この溝６２９にカバー７００の脚部７０２を嵌込
み、その後ケース枠６２８の先端部を熱変形させてカバ
ー７００の外周縁７１０をカバー固定部６８０で熱圧着
接合する。例えば、車両が高負荷走行を長時間続けた
後、エンジン停止中にエンジン本体および排気管からの
発熱によりエンジンルーム内は１２０℃にも達し、流量
計が熱せられる場合がある。この後、再び車両が走行し
エンジンへの吸入空気量が流量計の流路内へ流れると流
量計は冷却される。しかし、前記の熱圧着によるカバー
固定がされた流量計によると、このような高温および低
温の繰り返しによって起こる回路容器１１０内の空気の
膨張および収縮による接着部分への熱応力をカバー固定
部６８０により緩和することができるため、高温並びに
低温状態の繰り返しによる接着部分の剥離を確実に防止
できる。

【００２６】さらに本実施例の構成は、図４および図６
に示すように、流量計１の主通路を流れる空気流の流速
がほぼ最大となるリブ１４０の前端内部に吸気温センサ
８００が挿入されインサート成形により固定されてい
る。一般に、吸入空気流速が比較的遅い場所に吸気温セ
ンサを置くと、空気以外の支持部材、ハウジング等から
の熱影響を受けて正しく吸気温を計れない場合がある。
しかし、この実施例のように、主流路の空気流速が最大
となるリブの１本の先端部に吸気温センサ８００をイン
サート成形することにより、空気流と吸気温センサ測温
部間の熱交換を促進し、エンジンの運転条件あるいは周
囲環境変化による吸気温急変時にも、吸気温センサのセ
ンサ出力の高応答での追従が実現できる。

【００２７】本実施例の吸気温センサの取付け構造によ
ると、エンジン制御の高精度化要求に対応する吸気温セ
ンサが達成され、さらに、流量計と吸気温センサの一体
化により搭載性並びに製造コストの大幅削減という利点
が得られる。なお、上記構成の空気流量計１に流入する
空気は、上流側円筒部２００と中央円筒部１００と下流
側円筒部３００との内側に形成される吸気通路を通過す
る。また、この吸気通路を流れる空気の一部は、上流ハ
ウジング４００と中央ハウジング１６０と下流ハウジン
グ３６０とにより形成される中央部材内へ流入する。

【００２８】この中央部材内へ流入する空気は、入口開
口４１０から分岐管４２０内を通り、計測管４３０へ導
入され、仕切り壁１６３に衝突して径方向に流れの方向
を変え、さらに、出口開口４４０へ向けて流れ、出口開
口４４０から再び吸気通路内へ流出する。このとき、こ
の空気の流量が、計測管４３０の内部に位置されたセン
サ５７０、５８０および制御回路１４により計測され、
制御回路１４から出力された出力信号は燃料噴射料制御
装置等へ供給され、燃料噴射量の演算に使用される。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べた本発明の構成および作用に
よると、流量計本体に基準穴を設け、この基準穴を基準
にレーザートリミング装置により回路容器内の抵抗調整
が行なえるので、レーザートリミング装置への流量計の
位置合わせが容易となり、流量計の位置合わせに要する
作業工数を大幅に低減でき、しかも精度の高い抵抗調整
が可能となり、流量計の制御回路からの出力特性の均一
化を実現できるという効果がある。従って、個々の流量
計ごとにばらつきの少ない均一な出力特性をもつ良質な
流量計が得られ、流量計の信頼性を大幅に向上するとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した流量計を示すもので、回路容
器のカバー取付け前の状態を示す側面図である。

【図２】レーザートリミング装置を示す斜視図である。

【図３】図２に示すＢ部分に設置した流量計のレーザー
トリミングを行なうときの状態を示す説明図である。

【図４】図１に示す流量計のＩＶ−ＩＶ線断面図であ
る。

【図５】図４に示すＡ部分の拡大断面図である。

【図６】図４に示すＢ方向矢視図である。

【符号の説明】

１ 空気流量計 ３ 上流側開口 ５ 下流側開口 １４ 制御回路 １００ 中央円筒部（筒体） １１０ 回路容器 １１１ 金属容器 １４０ リブ １５０ リブ １６０ 中央ハウジング ２００ 上流側円筒部 ３００ 下流側円筒部 ３４０ リブ ３５０ リブ ３６０ 下流ハウジング ４００ 上流ハウジング ４１０ 入口開口 ４２０ 分岐管 ４３０ 計測管 ４４０ 出口開口 ５００ センサ部 ６１２、６１３、６１４ 基準穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永坂 玲 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 森 幸雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 沢田 行雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−184222（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−84889（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−92008（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/68 - 1/699 H01C 17/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流通する主通路を有する筒体と、 前記主通路のほぼ中央部に設けられる中央部材と、 前記主通路の壁面と前記中央部材とを連結し、前記中央
   部材を前記主通路のほぼ中央に支持する支持部材と、 前記中央部材に開口し前記主通路を流れる流体の一部を
   導入する導入口と、 前記中央部材に形成され前記導入口から導入された流体
   を流す分岐通路と、 前記分岐通路内に設けられ、前記分岐通路内の流量を計
   測するセンサと、 前記中央部材の所定部位に開口し、前記分岐通路を流れ
   た流体を再び前記主通路に戻す出口と、 前記筒体に取り付けられ、レーザトリミング等により調
   整される抵抗を有し、前記センサの出力が入力される制
   御回路と、 前記筒体に形成され、前記制御回路の位置を決めるため
   の基準穴とを備えることを特徴とする流量計。