JP3242286B2 - 空気流量測定装置 - Google Patents

空気流量測定装置

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JP3242286B2
JP3242286B2 JP10341295A JP10341295A JP3242286B2 JP 3242286 B2 JP3242286 B2 JP 3242286B2 JP 10341295 A JP10341295 A JP 10341295A JP 10341295 A JP10341295 A JP 10341295A JP 3242286 B2 JP3242286 B2 JP 3242286B2
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忠雄 鈴木
守 津曲
信弥 五十嵐
孝行 斉藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸入される空気温度を
検出する機能を有した空気流量測定装置に係り、各種の
産業設備や空調システム,内燃機関の吸入空気流量及び
温度の測定、特に自動車エンジン用の吸入空気流量測定
及び温度測定に好適な空気流量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に関する公知例として、特公平6
−33377号公報に記載の熱線式流量計があり、温度補償
抵抗を保護する構造が本発明と類似であるが、本公知例
内の中で温度補償抵抗は直列回路内に設置されるものが
記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような空気流量測
定装置の応用は数多く考えられているが、特に、副通路
を構成する部材を回路モジュールと一体化する空気流量
測定装置において、吸気温度検出用素子の精度や空気流
量測定装置の精度を考慮した場合、吸気温度検出用素子
は副通路の外に設置することが望ましく、また吸気温度
検出用素子を支持する部材もできる限り細くした方が良
い。このような構成にする場合、上記従来技術では下記
に示す課題が発生する。
【0004】(1)回路モジュールをボディに装着する
際、吸気温度検出用素子が衝突し折損する。
【0005】(2)発熱抵抗体及び感温抵抗体を保護す
るプロテクタと、吸気温度検出用素子を保護する部材が
各々必要となり、コストアップする。
【0006】(3)吸気温度検出用素子を保護する部材
の影響により、壁温特性が悪化する。 (4)吸気温度検出用素子を保護する部材の影響によ
り、空気流量検出に悪影響を与える。
【0007】本発明の目的は、生産性に優れ、高精度に
空気流量及び温度の両方を検出できる空気流量測定装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、発熱抵抗体
と、感温抵抗体と、前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体と
が設置される副通路を構成する前記副通路構成部材と、
吸気温度検出素子と、を備え、前記発熱抵抗体と前記感
温抵抗体と前記吸気温度検出素子が、主通路を構成する
ボディに設けられた穴から挿入され、前記発熱抵抗体と
前記感温抵抗体とを用いて空気流量を測定する空気流量
測定装置において、前記副通路構成部材と一体に形成さ
れ、前記挿入時に前記吸気温度検出素子が前記ボディに
接触しないように前記吸気温度検出素子を隠すように構
成された保護部材を備え、前記吸気温度検出素子が、前
記保護部材と前記副通路構成部材との間に設けられ、前
記吸気温度検出素子の上流部を絞り形状とすることによ
り前記吸気温度検出素子の設置部での流速を上げたこと
により達成される。
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【実施例】まず、簡単に説明し、次に図を用いて詳細に
する。発熱抵抗体,感温抵抗体及び吸気温度検出用素
子,発熱抵抗体,感温抵抗体を設置する副通路を構成す
る部材、及び発熱抵抗体,感温抵抗体の出力信号を基に
吸入空気流量に関係する信号を出力する電子回路を一体
化した回路モジュール部を、吸入空気通路を構成するボ
ディに設けられる穴から発熱抵抗体,感温抵抗体及び吸
気温度検出用素子を一緒に挿入し、前記副通路の入口部
及び吸気温度検出用素子を空気通路の吸入空気に晒され
る位置に設置した空気流量測定装置において、吸気温度
検出用素子を副通路に設置する場合、空気流量測定装置
の性能を確保するため、発熱抵抗体の下流側に設置する
必要があり、また、発熱抵抗体の下流に設置した場合に
おいても、副通路の長さを確保する必要性が生じ、副通
路構成部材の小型化が難しくなる。しかし、吸気温度検
出用素子を主通路に設置することにより、空気流量測定
装置の従来の性能を確保し、副通路構成部材の大きさも
小さくなり、回路モジュール自体の大きさも小さくする
ことができる。
【0013】吸気温度測定用素子を主通路に設置した場
合、回路モジュールをボディに設置する際、吸気温度検
出用素子がボディ挿入穴の周り、或いは壁面に接触また
は衝突する可能性があり、吸気温度検出用素子を折損し
てしまう恐れがある。また、吸気温度検出用素子が接触
した場合を想定して、吸気温度検出用素子を支持する部
材を太く、大きくした場合、吸気温度検出用素子や前記
した吸気温度検出用素子を支持する部材に内蔵される、
吸気温度検出用素子とコネクタ部を電気的に接続する支
持ピンの熱伝達性が悪くなり、吸気温度検出用素子の壁
温特性を悪化させる原因となる。そこで、吸気温度検出
用素子の周囲に、回路モジュールのボディ挿入時の衝突
保護プロテクタを設置することにより、ボディとの衝突
による吸気温度検出用素子の折損を防ぎ、また、吸気温
度検出用素子の支持部材の幅を薄くして壁温特性を向上
することができる。吸気温度検出用素子の保護プロテク
タは、発熱抵抗体,感温抵抗体を保護する副通路を構成
する部材であるプロテクタと一体化することにより、部
品点数の減少を促し生産性を向上させることができる。
吸気温度検出用素子を保護するプロテクタの形状は、吸
気温度検出用素子を保護するという意味を考えれば、吸
気温度検出用素子の全体を囲むように構成されるのが一
番良いが、吸気温度検出精度を考えれば、できる限り空
気に晒されている方が良い。そこで、吸気温度検出用素
子の空気流れ方向における上,下流方向が副通路の入
口,出口となり、空気流れ方向とほぼ平行な副通路とな
るように構成することにより、吸気温度検出用素子とボ
ディの衝突が上下方向だけでなく、左右方向となった場
合においても保護でき、また吸気温度検出用素子部分に
空気が流れることにより、より正確な吸気温度を測定す
ることができる。吸気温度検出用素子を設置する前記副
通路の形状を、吸気温度検出用素子の上流部でノズル,
ベンチュリー,オリフィス等の絞り形状とすることによ
り、吸気温度検出用素子設置部分での流速を高め、この
効果により吸気温度検出用素子の熱伝達性を良くして、
吸気温度測定の精度を向上することができる。また、吸
気温度検出用素子を設置する前記副通路を構成する壁面
に、副通路と主通路を貫通するような穴を、できる限り
大きく設けることにより、吸気温度検出用素子を囲む部
材の量が少なくなり、吸気温度測定用素子が受ける壁温
特性を低減することができる。回路モジュールとボディ
の装着を自動で行う場合、吸気温度検出用素子とボディ
の左右方向に衝突する可能性は低くなってくる。これは
回路モジュールを上から下に挿入するからであるが、こ
のような自動挿入を考慮した場合、左右方向の衝突によ
る折損はほぼなくなると考えられるため、衝突方向を上
から下方向のみに限定することができる。そこで、吸気
温度検出用素子の保護構造を、吸気温度検出用素子の副
通路構成部材の先端側よりの部分に突起を設置すること
により上から下へ挿入する際の吸気温度検出用素子の衝
突を防ぐことができる。吸気温度検出用素子を保護する
部材を単なる突起とすることにより、吸入空気通路の有
効断面積を大きくし、圧力損失を低減し、また吸気温度
検出用素子の周りを囲む部材の量が減るため、吸気温度
検出用素子が受ける壁温特性を低減することができる。
更に、吸気温度検出用素子の保護部材形状を、突起でな
く空気流れ方向に従いほぼ平行となるよう設置すること
により、挿入時回路モジュールが少し傾いた場合におい
ても、吸気温度検出用素子がボディと接触しないように
することができる。
【0014】吸気温度検出用素子を構成する副通路及び
吸気温度検出用素子の保護構造となる前記突起及び前記
平行部材を流線形とすることにより、空気の流れを安定
させ、空気流量測定装置の出力特性の安定化を図り、出
力ノイズの低減及び圧力損失の低減を可能にする。
【0015】以下に本発明の一実施例を図1〜図17に
より説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施例を示す空気流量
測定装置で、図2は図1の側面断面図を示したものであ
る。吸入空気はボディ1内に構成される主通路2及び副
通路3を通りエンジンに供給される。前記副通路3内部
には、空気流量測定用の発熱抵抗体4及び感温抵抗体5
が設置され、前記発熱抵抗体4及び感温抵抗体5は、支
持ピン6と電気的に接続され、リード線8を介して電子
回路9に接続される。前記電子回路9は、前記発熱抵抗
体4及び感温抵抗体5の出力信号を基に、空気流量に関
係した信号を出力するように構成されている。前記副通
路3を構成する部材は、前記電子回路9を設置する回路
モジュール部10に溶着或いは接着等により結合して構
成される。前記回路モジュール部に吸入空気温度検出用
の吸気温度検出用素子11を設置し、前記回路モジュー
ル部10を前記ボディ1に結合した際、前記吸気温度検
出用素子11を、前記主通路2の吸入空気に晒される場
所に設置するよう構成する。前記吸気温度検出用素子1
1の外周部には、前記モジュール部10を前記ボディ1
内に挿入する時の、吸気温度検出用素子衝突保護用の吸
気温度検出用素子保護部材12を、前記副通路を構成す
る部材7に設置することにより、部品点数の増加を行わ
ず、吸気温度検出用素子の衝突保護を行うことができ
る。また、吸気温度検出用素子の保護部材構造は、空気
の流れ方向の上,下流方向について開放し、空気の流れ
を導入することにより、吸気温度検出用素子の壁温特性
を大幅に向上し、より正確な吸気温度測定を実現するこ
とができる。また、前記吸気温度検出用素子の保護部材
12の大きさを、前記回路モジュール部10と前記ボデ
ィ1をシールする部分17の内部に構成することによ
り、前記回路モジュール部10と前記ボディ1とのシー
ル面を一箇所とすることができ、挿入をスムーズにし、
生産性を向上できると共に、シール部材の削減を図るこ
とができる。
【0017】図3に図1のA−A断面図を示す。
【0018】吸気温度検出用素子11の保護をする部材
12の下側(挿入する時の前方側)の大きさを、吸気温
度検出用素子11が完全に隠れるように構成することに
より、挿入時に回路モジュール部10が傾いた場合にお
いても、絶対に吸気温度検出用素子11が前記ボディ1
に接触しないよう構成することにより、吸気温度検出用
素子11の信頼性を向上することができる。
【0019】図4に図1のB−B断面を示す。
【0020】前記吸気温度検出用素子11の保護部材1
2の空気入口部に絞り形状を付加することにより、吸気
温度検出用素子11の設置部の流速を上げ、壁温特性を
向上することができる。
【0021】図5は、本発明の一実施例の副通路構成部
材7を示す。
【0022】吸気温度検出用素子の保護部材12は、前
記説明したように、空気の流れに対して上,下流方向に
のみ開放されており、その他の方向について保護カバー
となるように構成されている。また、前記の上,下流方
向にも保護カバーを装着した保護部材も考えられるが、
前方向をカバーすると、確かに吸気温度検出用素子を保
護することに関しては、完全に保護されるが、吸気温度
検出用素子の壁温特性を考慮した場合、壁温特性の悪化
が懸念される。そこで、図5〜図7に示すように、上,
下流方向を空気通路に開放することにより、壁温特性を
向上することができる。
【0023】図8〜図10に本発明の一実施例を示す副
通路構成部材を示す。
【0024】空気の流れに対して、上,下流方向のみだ
けでなく、副通路入口部と反対方向に位置し、更に、空
気流れ方向に対して垂直に当たる部分を、前記主通路2
と開通することにより、吸気温度検出用素子11を覆う
部材の量を低減し、これにより、壁温特性を向上するこ
とができる。
【0025】更に、壁温特性を向上する手段として、図
11〜図17に示す構造が考えられる。前記副通路を構
成する部材7は、図の下側端面から挿入されるため、衝
突した際大きな損傷を受けるのは、吸気温度検出用素子
の下側方向となるため、この部分のみに衝突防止用部材
を設置することにより、吸気温度検出用素子の大きな損
傷を回避することができる。また、吸気温度検出用素子
を覆う部材がほとんどなくなるため、壁温特性を大幅に
改善することができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、生産性に優れ、高精度
に空気流量及び温度の両方を検出できる空気流量測定装
置を実現できる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す空気流量測定装置。
【図2】図1の側面断面図。
【図3】図1のA−A断面図。
【図4】図1のB−B断面図。
【図5】本発明の一実施例を示す副通路構成部材。
【図6】図5の正面図。
【図7】図6の下面図。
【図8】本発明の一実施例を示す副通路構成部材。
【図9】図8の正面図。
【図10】図9の下面図。
【図11】本発明の一実施例を示す空気流量測定装置。
【図12】図11の副通路構成部材。
【図13】図11の正面図。
【図14】本発明の一実施例を示す副通路構成部材。
【図15】図14の正面図。
【図16】本発明の一実施例を示す副通路構成部材。
【図17】図16の正面図。
【符号の説明】
1…ボディ、2…主通路、3…副通路、4…発熱抵抗
体、5…感温抵抗体、6…支持ピン、7…副通路構成部
材、8…リード線、9…電子回路、10…モジュール
部、11…吸気温度検出用素子、12…吸気温度検出用
素子保護部材、13…保護カバー抜き穴、14,15,
16…吸気温度検出用素子保護部材、17…シール部
材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 忠雄 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 津曲 守 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 五十嵐 信弥 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地3日立オートモティブエンジニ アリング株式会社内 (72)発明者 斉藤 孝行 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地3日立オートモティブエンジニ アリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−110251(JP,A) 実開 平3−14426(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/68 - 1/699

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発熱抵抗体と、 感温抵抗体と、 前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体とが設置される副通路
    を構成する前記副通路構成部材と、 吸気温度検出素子と、 を備え、 前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体と前記吸気温度検出素
    子が、主通路を構成するボディに設けられた穴から挿入
    され、前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体とを用いて空気
    流量を測定する空気流量測定装置において、前記副通路構成部材と一体に形成され、前記挿入時に前
    記吸気温度検出素子が前記ボディに接触しないように前
    記吸気温度検出素子を隠すように構成された保護部材を
    備え、 前記吸気温度検出素子が、前記保護部材と前記副通路構
    成部材との間に設けられ、前記吸気温度検出素子の上流部を絞り形状とすることに
    より前記吸気温度検出素子の設置部での流速を上げた
    とを特徴とする空気流量測定装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記保護部材の一番上流側の部分が、前記副通路の入口
    部より下流側に設置されたことを特徴とする空気流量測
    定装置。
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