JP3245362B2 - 空気流量測定装置用整流格子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸入空
気流量を計測する空気流量測定装置に係わり、空気流量
測定装置の流量検出部の空気の流れを安定化し、空気流
量測定装置の検出精度を向上する整流格子に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気流量測定装置の流量検出部の上流側
に、空気の流れを安定化させる整流格子を配置するの
は、例えば、文献ＳＡＥ９５０４３３の図５に記載され
ているように公知であり、種々の空気流量測定装置に採
用されている。

【０００３】整流格子としては、金属メッシュ、アルミ
ハニカム、プラスチック格子等を使用するのが一般的で
あるが、それぞれ一長一短を有している。また、最近で
は、プラスチック格子の下流に金属メッシュを重ねて配
置した構造の整流格子や、流量検出部の下流にもプラス
チック格子を設けたものも製品化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、整流格子に
よる空気の流れの安定化に対しては、以下の項目の技術
課題が挙げられる。 （１）施回流、渦流を抑制すること。 （２）空気の流れ方向を整えること。 （３）流速分布を均一化すること。 （４）圧力損失の増加を抑えること。 （５）格子により発生する渦を小さく抑えること。

【０００５】また、整流格子の製品化に対しては、以下
の項目の技術課題が挙げられる。 （１）低コストであること。 （２）寸法精度に優れること。 （３）耐久劣化が少ないこと。 （４）装着性に優れること。 （５）空気流量測定装置に対する適合性が良いこと。

【０００６】ところが、上記整流格子に求められる技術
課題に対して、上述した従来の金属メッシュ、アルミハ
ニカム、プラスチック格子等の整流格子には、それぞ
れ、以下のような問題点があった。

【０００７】１．金属メッシュ整流格子について。 （１）大きな施回流、渦流の低減効果が小さい。 （２）空気の流れ方向を整える効果はほとんど無い。 （３）網目の間隔やたわみ等の寸法精度の維持が困難で
ある。 （４）装着時の網目の方向（回転）の一定化が困難であ
る。 （５）接触（荷重）による網目の変形、固定部からの部
分的な剥がれが生じやすい。

【０００８】２．アルミハニカム整流格子について。 （１）格子間隔を小さくすることが困難なため、小さな
渦流が下流に残りやすい。 （２）流速分布の均一化に対する効果が小さい。 （３）コスト高となる。 （４）網目の間隔のばらつきが生じやすい。 （５）装着時の網目の方向（回転）の一定化が困難であ
る。

【０００９】３．プラスチック整流格子について。 （１）格子間隔を小さくすることが困難なため、小さな
渦流が下流に残りやすい。 （２）圧力損失の増加が大きい。 （３）格子厚さが厚くなるため、格子により渦が発生す
る。 （４）熱的要因による変形等耐久劣化しやすい。 （５）空気流量測定装置の流量検出部との位置関係が敏
感である。

【００１０】４．プラスチック格子と金属メッシュとを
組み合わせた整流格子について。 （１）圧力損失の増加が大きい。 （２）コスト高となる。また、装着性に劣る。 （３）金属メッシュの網目の間隔やたわみ等の寸法精度
の維持が困難である。 （４）熱的要因による変形等耐久劣化しやすい。 （５）金属メッシュの網目の方向（回転）の一定化が困
難である。

【００１１】本発明の目的は、製造容易で安価でありな
がら、空気の旋回流や渦流の発生が抑制可能で機械的強
度にも優れる空気流量測定用整流格子を実現することで
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、下記の項目を具体化可能な手段が必要となる。

【００１３】（１）大きな施回流や渦流を低減し、流れ
方向を整える流れ方向の長さ（高さ）の大きい格子を整
えること。

【００１４】（２）流速分布を均一化するとともに、小
さな渦流が下流に残らないように、間隔が細かく密な格
子を整えること。

【００１５】（３）圧力損失の増加や格子により発生す
る渦を抑えるために、格子厚さを薄くすること。

【００１６】（４）網目の間隔がばらつかず、また、た
わみや格子の傾き等を生じにくい形状、生産方法である
こと。

【００１７】（５）製造工程が単純であり、高価な材料
の使用不要で低コストが可能であること。

【００１８】（６）機械的強度や熱的要因による変形
等、耐久劣化しにくい材料・形状であること。

【００１９】（７）網目の方向や位置を合わせることが
でき、装着性の優れた形状を容易に形成可能なこと。

【００２０】（８）空気流量測定装置との適合性を考え
た形状に対応可能であること。

【００２１】上記のように、種々の形状を単純な製造工
程で安価に生産するには、プラスチック成形品が最適で
ある。しかし、整流格子全体の格子厚さを薄くて、かつ
格子高さを高く、かつ格子間隔が狭く密な整流格子をプ
ラスチック成形することは困難であり、また、機械的強
度を維持し、熱的要因による変形等の耐久劣化を抑える
ことが大きな課題となる。

【００２２】そこで、格子厚さが薄く格子間隔が狭くで
密な網状格子と、格子厚さが厚く格子間隔が広くて粗な
リブ状格子を一体化することにより、上記のプラスチッ
ク成形による問題点を解決した。

【００２３】つまり、上記目的を達成するため、本発明
は次のように構成される。 （１）内燃機関の吸入空気流量を測定する空気流量測定
装置の流量検出部の上流あるいは下流に配置される空気
流量測定装置用整流格子において、第１の厚さを有し、
第１の間隔を有する網状格子と、上記第１の厚さより大
の第２の厚さを有し、上記第１の間隔より大の第２の間
隔を有するリブ状格子とを備え、上記網状格子とリブ状
格子とが、一体的に形成されている。

【００２４】（２）好ましくは、上記（１）において、
上記網状格子は、上記リブ状格子を構成するリブによ
り、複数の領域に分割され、かつ、保持される。 （３）また、好ましくは、上記（１）又は（２）におい
て、上記網状格子とリブ状格子とは、プラスチックから
なり、これらプラスチックからなる網状格子とリブ状格
子とがプラスチック一体成形される。

【００２５】（４）また、好ましくは、上記（３）にお
いて、上記リブ状格子にはプラスチック成形のためのイ
ンジェクションゲートが形成されている。 （５）また、好ましくは、上記（４）において、上記イ
ンジェクションゲートは、上記リブ状格子を構成するリ
ブとリブとの互いの交点上に形成されている。

【００２６】（６）また、好ましくは、上記（４）にお
いて、上記リブ状格子にプラスチック成形後の型抜きの
為のイジェクタピン設置部が形成されている。 （７）また、好ましくは、上記（６）において、上記イ
ジェクタピン設置部は、上記リブ状格子を構成するリブ
とリブとの互いの交点上に形成されている。

【００２７】（８）また、内燃機関の吸入空気流量を測
定する空気流量測定装置の流量検出部の上流あるいは下
流に配置される空気流量測定装置用整流格子において、
第１の厚さを有し、第１の間隔を有する網状格子と、上
記第１の厚さより大の第２の厚さを有し、上記第１の間
隔より大の第２の間隔を有するリブ状格子とを備え、上
記網状格子とリブ状格子とが、互いに固定されている。

【００２８】（９）好ましくは、上記（８）において、
上記網状格子は上記リブ状格子の端面に接着されて固定
される。 （１０）また、好ましくは、上記（８）において、上記
リブ状格子はプラスチック成形品であり、上記網状格子
を上記リブ状格子に溶着により固定される。

【００２９】（１１）また、好ましくは、上記（８）に
おいて、上記リブ状格子はプラスチック成形品であり、
上記網状格子を上記リブ状格子にインサート成形して一
体化される。 （１２）また、好ましくは、上記（８）において、上記
網状格子は、上記リブ状格子を形成する材料よりも成形
時の流動性に優れたプラスチック材を使用している。

【００３０】（１３）また、好ましくは、上記（１０）
又は（１１）において、上記リブ状格子を形成する材料
は、上記網状格子を形成する材料よりも融点の低い材料
が使用される。 （１４）また、好ましくは、上記（１）から（１５）の
うちのいずれかにおいて、上記網状格子のほぼ中央部分
に、プラスチック成形の型分割面が形成され、上記幅方
向に型抜きする構造とされる。

【００３１】（１５）また、好ましくは、上記（１４）
において、網状格子及びリブ状格子の厚さは、上記型分
割面を境界として、異なる厚さとされ、空気の流れが垂
直に当たる面を発生させない形状とされる。 （１６）また、好ましくは、上記（１４）において、上
記網状格子及びリブ状格子の厚さは、上記型分割面にお
いて最も厚くなり、両端部に向かって薄くなるテーパ状
の形状とされる。

【００３２】（１７）また、好ましくは、上記（１６）
において、上記網状格子の上記テーパの角度は、上記リ
ブ状格子の上記テーパ角度より大である。 （１８）また、好ましくは、上記（１４）において、上
記網状格子及上記リブ状格子の高さ方向の両端部は、Ｒ
付形状である。

【００３３】（１９）また、好ましくは、上記（１）か
ら（１８）のうちいずれかにおいて、上記網状格子及び
リブ状格子の外周部を支持する枠体を、さらに備え、こ
の枠体は、上記整流格子を内燃機関の吸気通路へ固定す
るための複数の接続部分を有し、これら複数の接続部分
は、リブ状格子を構成するリブの両端部のうち、一方の
端部の延長部分に対応する位置に形成されているときに
は、他方の端部の延長部分に対応する位置には、形成さ
れない。

【００３４】（２０）また、好ましくは、上記（１）か
ら（１８）のうちいずれかにおいて、上記網状格子及び
リブ状格子の外周部を支持するの枠体を、さらに備え、
上記リブ状格子を構成するリブの両端部のうち、一方の
端部が上記枠体に接続されているときには、他方の端部
は、他のリブに接続されている。

【００３５】（２１）また、好ましくは、上記（１）か
ら（１８）のうちいずれかにおいて、上記網状格子と、
上記リブ状格子とは、これら格子高さ方向からみて、互
いに直交することがない。

【００３６】（２２）また、好ましくは、上記（１）か
ら（１８）のうちいずれかにおいて、上記網状格子及び
リブ状格子の外周部を支持する枠体を、さらに備え、こ
の枠体の外周部分には、上記整流格子を内燃機関の吸気
通路へ固定するための複数の突起部、つまり、位置決め
ピンを有している。

【００３７】（２３）また、好ましくは、空気入口から
流入する空気の空気流量を測定する流量測定部を有する
空気流量測定装置において、上記空気入口の、空気上流
側に上記（１）から（２２）のうちのいずれかの整流格
子が配置される。

【００３８】（２４）また、好ましくは、上記（２３）
において、上記空気が流れる方向から見て、上記流量測
定部の流量検出素子の上流には、上記整流格子のリブ状
格子は配置されていない。

【００３９】（２５）また、好ましくは、上記（２３）
又は（２４）において、空気入口と空気出口とを有する
副通路を備え、この副通路は、少なくともひとつの曲が
り部を有し、その入口出口の上流には、リブ状格子が無
い。 （２６）また、好ましくは、上記（２５）において、上
記副通路は、内燃機関の吸気通路に配置される。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態で
ある整流格子を、整流する空気流の上流側から見た外観
図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。

【００４１】図１及び図２において、整流格子１は、格
子厚さが薄く格子間の狭い網状格子２と、格子厚さが厚
く格子間の広いリブ状格子３を、円管状の枠体４の内側
に枠体４と共にプラスチック一体成形したものである。
図１では、網状格子２は一部分のみを図示して大部分省
略しているが枠体４の内側全面に等ピッチで形成されて
いる。また、この図１の例における整流格子１は、直径
約７８ｍｍの円形状となっている。

【００４２】網状格子２の格子厚さ（第１の厚さ）は、
可能な限り薄くしており、図１の例においては、約０．
３ｍｍとなっている。また、空気の流れ方向１０に対す
る網状格子２の格子幅又は格子高さ（第１の幅）も可能
な限り高くしており、図１の例においては、約１．４ｍ
ｍ（後述する型分割面７を間にして０．７ｍｍ＋０．７
ｍｍ）となっている。また、網状格子２の格子間隔（第
１の間隔）は、可能な限り小さくし格子密度を高める
程、整流効果が高まるが、圧力損失が増加するため、圧
力損失の許容限界になるように格子間隔を設置してい
る。図１の例においては、約２ｍｍ間隔となっている。

【００４３】リブ状格子３の格子厚さ（第２の厚さ）
も、圧力損失の点からは薄い方が良いが、機械的強度や
プラスチック成形時の溶融プラスチックの湯回りを考慮
して、網状格子２の格子厚さの３倍程度としており、図
１の例においては、約１ｍｍとなっている。また、リブ
状格子３の格子幅又は高さ（第２の幅）は高い程、整流
効果が大きいが、高過ぎると装着性の悪化と、格子高さ
方向の格子の傾きばらつきによる空気流量測定装置の計
測精度の劣化を引き起こしてしまう。

【００４４】このため、格子傾きを生じにくい高さとし
ておくことが望ましく、図１の例では格子厚さの６倍程
度の約６ｍｍ（後述する型分割面７を間にして０．７ｍ
ｍ＋５．３ｍｍ）としている。そして、図１の例におい
ては、リブ状格子３は、厚み約１ｍｍ、高さ約６ｍｍの
板状部材が、図１の縦方向に２本、横方向に３本形成さ
れ、これらの板状部材が格子状となるように形成されて
いる。リブ状格子３の板状部材どうしの間隔（第２の間
隔）は、図１の例においては、図１の縦方向に約２２．
７ｍｍ、横方向に約２６．７ｍｍとなっている。

【００４５】また、枠体４には、整流格子１の装着時の
取付角度を一定にするための位置決め突起５及び整流格
子１を、空気流入り口に、容易に装着可能とするための
プッシュフィット突起６が形成されている。なお、網状
格子２は、リブ状格子３を構成する板状部材により、複
数の領域に分割され、かつ、保持されている。

【００４６】図３は、図１と同等、図４は図２と同等の
図であるが、整流格子１の各部の詳細な形状を説明する
ための図５から図１１に示す拡大図の拡大部分を示すた
めの図である。

【００４７】図５は、図４に示したＡ部の拡大図であ
り、空気の流れ方向１０と平行な格子断面の詳細形状を
示したものである。図５において、整流格子１をプラス
チック成形するための型分割面７は、網状格子２の空気
の流れ方向１０に対する長さ、すなわち格子高さのほぼ
中心部となっており、網状格子２の断面形状は、型分割
面７から上流側も下流側も、型分割面７から上流側又は
下流側に向かって、徐々に格子厚さが薄くなるテーパを
形成している。さらに、網状格子２の上流側端部と下流
側端部は、Ｒ形状としている。

【００４８】網状格子２を、上述したような形状とする
ことにより、網状格子２の格子厚さを薄くしても、格子
高さを大きくとることが可能となると共に、プラスチッ
ク成形時の型抜きを容易にしている。また、網状格子２
の上流側は、先端がＲ形状であり、テーパ状となってい
る形状は、圧力損失をできるだけ小さく抑える効果があ
る。また、網状格子２の下流側は、先端がＲ形状であ
り、テーパ状となっている形状は、網状格子２の下流に
発生する渦流を少しでも小さくするための手段である。

【００４９】一方、リブ状格子３の断面形状も、網状格
子２と同様に、テーパ状であり、先端部分はＲ形状とな
っており、型抜き、圧力損失、下流渦に対して網状格子
２と同様の効果を持たせている。また、型分割面７で
の、格子厚さは、上流側の型で形成される厚さを下流側
の型で形成される厚さより厚くしており、プラスチック
成形時の上流側の型と下流側の型が若干位置ずれした時
にも、空気の流れ１０が垂直に当たる平面部が形成され
ないようにして、圧力損失の増加や下流で発生する渦の
大型化を防止している。

【００５０】図６は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面の拡
大図であり、図７は、図３のＣ方向から見た外観の拡大
図であり、プッシュフィット突起６の形成部分の詳細な
形状を示したものである。

【００５１】図６及び図７において、プッシュフィット
突起６は、枠体４の外周面側に半球状に突出して形成さ
れた突起であり、枠体４のプッシュフィット突起６の両
側に切り込み８を形成して、プッシュフィット突起６形
成部が整流格子１の径方向に変形しやすいバネ体部９上
に形成されるようにしている。このバネ体部９は枠体４
より肉厚を薄くして変形を容易にしている。

【００５２】図８及び図９は、図６及び図７に示したプ
ッシュフィット突起６の形成部分の変形例を示したもの
で、プッシュフィット突起６の形状を三角形断面の山形
とし、バネ体部９を枠体４の上流側に伸ばして形成した
ものである。このように、プッシュフィット機構は種々
の形状で設定できるが、いずれにせよ、この第１の実施
形態においては、枠体４もプラスチック成形であるた
め、種々の形状に容易に対応可能である。

【００５３】図１０は、図３のＤ部の拡大図であり、リ
ブ状格子３を構成する板状部材の交点にプラスチック成
形時のインジェクションゲートを設定した例を示したも
のである。上述のように、リブ状格子３の先端はＲ形状
としているため、インジェクタの先端が当たる面が、平
坦面となるように若干掘り下げたゲート逃げ１１を設け
ており、その中心にゲート跡１２が残るようにしてい
る。このインジェクションゲートは、リブ状格子３の上
面であれば、板状部材の交点で無くても設定可能であ
る。

【００５４】このように、インジェクションゲートをリ
ブ状格子３を構成する板状部材の交点に設けているた
め、湯回りの良いリブ状格子３及び枠体４をプラスチッ
クが流れ、リブ状格子３及び枠体４によって囲われて小
区間に分割された網状格子２の全周から、網状格子２に
プラスチックが流入するため、プラスチック成形時に最
も溶融プラスチックの湯回りが問題となる格子圧厚の薄
い網状格子２にも、十分プラスチックが流れ込む。これ
により、網状格子２の格子厚さを非常に薄くすることを
可能としていると共にプラスチック成形でのショートモ
ールド等の不良品の生産を防止できる。

【００５５】図１１はプラスチック成形後の製品の型抜
きのためのイジェクタピン設置部の形状の一例を示した
ものであり、これは、図１０に示したリブ状格子３を構
成する板状部材の交点の反対側から見た図である。

【００５６】このイジェクタピン設置部１３も、図１０
に示したリブ状格子３を形成する板状格子の交点にある
インジェクションゲート設置部と同様に、リブ状格子３
に設置している。この第１の実施形態においては、イジ
ェクタピンをインジェクションゲートの反対面に設けて
おり、リブ状格子３を構成する板状部材の交点であるた
め、型抜き時のイジェクタピンの荷重に対しても十分な
強度がある。

【００５７】上述した本発明の第１の実施形態によれ
ば、製造容易で安価でありながら、空気の旋回流や渦流
の発生が抑制可能で機械的強度にも優れる空気流量測定
用整流格子を実現することができる。

【００５８】つまり、大きな施回流や渦流は、リブ状格
子３によりかなり減衰する。また、空気の流れ方向が上
流が曲がり管路となっているなどにより整流格子１の上
流では整流格子に対して傾いていても、リブ状格子３に
よってある程度、空気流をリブ状格子３の高さ方向に強
制できる。

【００５９】さらに、網状格子２も空気の流れ方向１０
に対して長く、つまり、高さ方向が大きく形成されてい
るので、空気の施回流、渦流を減衰し、流れ方向を強制
することができる。また、網状格子２は全面に渡って密
に形成されているので、流速分布の均一化が図れる。さ
らに、網状格子２は、格子間隔が小さいので上流の小さ
な渦流も抑制できると共に、網状格子２の厚さが薄いの
で、この格子２により下流側に発生する空気の渦流も小
さく、いずれも流量検出部に到達するまでのわずかな流
路長さで減衰し消滅するものと思われる。

【００６０】また、格子厚さの薄い網状格子２は、格子
厚さの厚いリブ状格子３と枠体４に囲われているため、
機械的強度も維持され、たわみ量も小さくできる。さら
に、格子厚さの厚いリブ状格子３が作る流れの障害面積
が小さいので、有効面積は従来技術である金属メッシュ
と同等以上に維持でき、圧力損失も小さくできる。

【００６１】もちろん、プラスチック一体成形品である
ので製造プロセスも容易で低コスト化が図れ、位置決め
突起５により整流格子１の取り付け角度を一定化可能で
あり、プッシュフィット、つまり、押し付け装着による
容易な装着もできる。

【００６２】図１２は、図１から図１１に示した本発明
の第１の実施形態の整流格子１を空気流量測定装置へ取
り付けた場合の例の横断面図である。また、図１３は、
図１２に示した空気流量装置を空気の上流側から見た外
観図である。図１３に示す整流格子１は、網状格子２を
省略して示しているが、実際には整流格子１の全面に渡
って形成されている。

【００６３】空気流量測定装置としては、この例では発
熱抵抗式空気流量測定装置を用いるが、カルマン渦式空
気流量測定装置等他の方式によるものであっても同じよ
うな作用、効果を有する。

【００６４】図１２及び図１３において、空気流量測定
装置は、内燃機関の吸気通路の一部を構成する流量計ボ
ディ１４に、上記の整流格子１を流量計ボディ１４の吸
入空気２０の入口面付近に装着している。また、流量計
モジュール２２は、流量検出用の発熱抵抗体１５と、温
度補償用の感温抵抗体１６と、発熱抵抗体１５及び感温
抵抗体１６と電気的に接続され空気流量に応じた信号を
出力する電子回路１９を内装したハウジング２１とを有
し、これらは一体化されている。

【００６５】そして、発熱抵抗体１５と、感温抵抗体１
６とは、流量計ボディ１４の内部であり、整流格子１の
下流側に配置され、流量計ボディ１４を流れる吸入空気
の一部が、副通路１７上に配置された発熱抵抗体１５及
び感温抵抗体１６を通過する。

【００６６】副通路１７は、発熱抵抗体１５の下流側
で、略直角に曲がったＬ字型通路であり、副通路入口２
３と副通路出口２４とは、上流側から見て異なる位置に
配置されているが、いずれも、その上流側にある整流格
子１の網状格子２の配置された位置に、空気の流れ方向
からみて対応する位置にある。また、副通路入口２３及
び副通路出口２４の配置位置は、空気の流れ方向から見
て、リブ状格子３を構成する板状部材が配置された位置
と対応する位置とはなっていない。

【００６７】従って、リブ状格子３によって生じる渦流
は、副通路入口２３にも副通路出口２４にも流入するこ
とは無く、副通路１７の内部の流れを乱すことが無い。
一方、網状格子２で発生する渦流は、網状格子２の格子
厚さが薄いので非常に小さく、格子２の下流から副通路
入口２３までの間を流れる間に、ほとんど減衰して消滅
するので、副通路１７の内部の流れを乱すことが無い。

【００６８】整流格子１は、第１の実施形態の説明で述
べた効果を有しており、さらに上記のように副通路１７
の入り口２３及び出口２４と、格子２及び３との位置関
係を考慮した装着を行なうことにより、空気流量検出部
である発熱抵抗体１５部の流れは安定化されているの
で、高精度な空気流量の測定が可能な空気流量測定装置
が得られる。

【００６９】また、整流格子１のリブ状格子３と網状格
子２とは、内燃機関の吸気通路を構成する部材と同等の
材料により形成される。

【００７０】図１４は、本発明の第２の実施形態である
整流格子を、整流する空気流の上流側から見た外観図で
あり、図１５は、図１４のＤ−Ｄ線に沿った断面図であ
る。また、図１６は、図１５に示したＥ部の拡大図であ
る。

【００７１】図１４、図１５及び図１６において、整流
格子１は、金属メッシュ２Ａあるいは金属メッシュに非
常に類似するプラスチック製の網状格子２Ａ（以下両者
共網状格子と記す）と、網状格子２Ａより格子厚さが厚
く、格子高さが高く、格子間隔の広いリブ状格子３と、
リブ状格子３の外周を囲う枠体４とを備える。

【００７２】そして、リブ状格子３と枠体４とは、プラ
スチック一体成形され、支持格子２５を形成し、この支
持格子２５に網状格子２Ａが接着あるいは溶着により固
定されている。

【００７３】この第２の実施形態における整流格子１に
は、大きな施回流や渦流を抑制し、空気の流れる方向を
整えるリブ状格子３と、流速分布を均一化し、小さな渦
流も減衰させる網状格子２Ａとの両方の格子を備えてい
るため、両者の短所を補うことができる。

【００７４】また、格子厚さの薄い網状格子２Ａは、支
持格子２５により補強されているため、機械的強度が維
持され、また、支持格子２５により小さな面積に分割し
て支持されるので、たわみ等の変形も大幅に低減でき
る。

【００７５】さらに、網状格子２Ａに流動・成形性の優
れた、例えば液晶ポリマー等の高価な材料を採用しても
使用量が微小であるので、それほどコスト高となること
もなく、網状格子２Ａの格子厚さを非常に薄くでき、網
状格子２Ａ自体の強度や寸法精度の維持も可能となる。

【００７６】そして、網状格子２Ａのプラスチック成形
時の溶融プラスチックの湯回りを良好とする手段として
は、支持格子２５と重なって固定される部分の格子厚さ
を厚くすれば、第１の実施形態と同様に、小区間に分割
され全周からプラスチックが流入するようにできる。こ
の格子厚さを厚くした部分は、支持格子２５に固定すれ
ば、支持格子２５に隠れてしまうため、圧力損失の増加
を回避することができる。

【００７７】また、網状格子２Ａと支持格子２５との一
体固定は、両者に位置決め用の突起と、切り欠きや穴等
とを設けておくことにより、両者の格子の角度や位置を
一定とすることが可能である。そして、その位置決め突
起を熱溶融することで両者を溶着することも可能であ
る。

【００７８】その他、網状格子２Ａと支持格子２５との
一体固定のために、網状格子２Ａを支持格子２５のプラ
スチック成形時にインサート成形する方法もある。この
インサート成形の場合はもちろん、溶着による固定の場
合でも、支持格子２５の材料の融点よりも網状格子２Ａ
の融点の方が高い材料を採用する。これにより、溶着に
おいても、格子厚さの薄い網状格子２Ａが、溶着部で脆
くなることを防止できる。

【００７９】図１７は、エアクリーナのフィルタ下流の
ダクト部に整流格子と空気流量測定装置とを装着した状
態を示した断面図であり、図１８は、図１７における吸
入空気２０の流れる方向からみた整流格子の拡大図であ
り、図１９は、図１８のＧ部拡大図である。

【００８０】図１７に示すエアクリーナ２６は、吸入空
気２０の取込入口となるインレットダクト２７と、フィ
ルタ２８と、インレットダクト２７及びフィルタ２８を
はさみ込んで固定する箱状の上流側ハウジング２９と、
下流側ハウジング３０と、この下流側ハウジング３０と
一体に形成されたダクト３１とを有している。

【００８１】ダクト３１には、整流格子１と空気流量測
定装置（流量計モジュール）３２とが装着されており、
その下流には接続ダクト３５が取り付けられる。また、
この図１７の例では、整流格子１の枠体４には上流側に
ベルマウス状の空気案内手段３３を有しており、この空
気案内手段３３により空気の整流効果を一層高めてい
る。

【００８２】ここで、図１８及び図１９に示すように、
整流格子１の枠体４の外周は真円ではなく、ダクト３１
の内周部と部分的に接続する部分的接触部３４を有する
形状となっている。整流格子１の固定方法としては、上
述したプッシュフィット突起６を用いる方法の他に、接
着、溶着等種々あるが、この例では、部分的接触部３４
による圧入としている。そして、その接触部３４はリブ
状格子３の直線リブ１８の一方の端部には形成されて
も、両端部ともに形成される構成とはなっていない。

【００８３】すなわち、圧入あるいは熱膨張等により整
流格子１の外周から中心方向にかかる荷重は、格子厚さ
の厚いリブ状格子３と枠体４との交点の一方の端部にし
かかからず、その反対側の端部にはダクト３１の内周と
整流格子１の外周との間にすき間が有り、荷重がかから
ない形状としている。従って、リブ状格子３の両端に荷
重がかからないため、荷重によりリブ状格子３のそり返
りや傾き、網状格子２の網目のゆがみや格子たわみとい
う変形を防止できる。

【００８４】さらに、この例では、網状格子２とリブ状
格子３の網目の角度を変えており、これにより、リブ状
格子３に、そり返り等の変形が生じても、網状格子２の
変形を低減可能としている。

【００８５】また、熱膨張による径方向荷重を低減する
方法として、リブ状格子３、枠体４等の材料として、整
流格子１が装着されるダクト３１や流量計ボディ１４の
材料と同じものを採用して、熱膨張率を等しくする方法
がある。

【００８６】上記のように、熱膨張による整流格子の変
形はプラスチック格子の重要な課題であり、特に、格子
厚さを薄くし、格子高さを高くする程、変形が生じやす
く、変形による影響が大きくなる。

【００８７】図２０は本発明の第３の実施形態である整
流格子の外観図であり、図２１は本発明の第４の実施形
態である整流格子の外観図である。これら第３及び第４
の実施形態は、共に、径方向荷重での整流格子の変形を
低減するために整流格子を、上述した第１及び第２の実
施形態とは異なる形状としたものである。

【００８８】図２０に示す第３の実施形態においては、
整流格子１のリブ状格子３Ａは、一枚の板状部材の両端
部が枠体４に接続されることが無いような形状となって
いる。また、網状格子２の網目の方向とリブ状格子３Ａ
の格子の編み目の方向は、水平又は平行とはならないよ
うに形成している。

【００８９】また、図２１に示す第４の実施形態におい
ては、リブ状格子３Ｂをハニカムパターンのような六角
形の格子体として、径方向の荷重が分散する形状として
いる。これら第３及び第４の実施形態によれば、上述し
たように、径方向荷重での整流格子の変形を低減するこ
とができる。

【００９０】最後に、図２２に、本発明の第１〜第４の
実施形態である整流格子１を空気流量測定装置１１０の
流量検出部の上流に配置した内燃機関の制御システムの
概略構成を示す。

【００９１】図２２において、吸入空気２０は、エアク
リーナ１００から流入し、ダクト１０２内の空気流量測
定装置１１０、接続ダクト１０３、スロットルボディ１
０４、インテークマニホールド１０６を経て、エンジン
シリンダ１０７に吸入される。そして、エンジンシリン
ダ１０７において、燃焼後の排気ガス１０８が、排気マ
ニホールド１０９を通り排出される。

【００９２】空気流量測定装置１１０の流量検出部の上
流側には、本発明による整流格子１が配置されているた
め、空気流量測定装置１１０は、高精度に空気流量の計
測ができる。この空気流量測定装置１１０による空気流
量測定信号及びスロットルセンサ１１１によるスロット
ル開度信号、空燃比センサ１１２による排気ガスの空燃
比信号、回転角センサ１１３による回転角信号等と基づ
いて、コントロールユニット１１４により、インジェク
タ１０５の燃料噴射量やアイドルコントロールバルブ１
１５の開度等を制御し、内燃機関の最適な燃焼を行うも
のである。

【００９３】なお、図１７から図２１に示した例におい
て、網状格子２は、図１の例のように、プラスチック製
であってもよいし、図１４の例のように、金属メッシュ
であってもよい。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、従来の整流格子の欠点
を除去し、空気流量測定装置に最適な整流格子を実現す
ることができる。つまり、以下に示す（１）〜（５）の
効果を得ることができる。

【００９５】（１）格子厚さの厚いリブ状格子の格子高
さを高くすることにより、大きな施回流や渦流を低減
し、流れ方向を整えることが可能なため、整流格子全体
の格子高さを十分高くする必要が無い。

【００９６】（２）リブ状格子により、格子厚さが薄い
網状格子が囲われているため、成形時のプラスチックの
湯回りの改善され、たわみが生じにくく、機械的強度が
維持でき、型抜きも容易であり、熱的要因による変形等
が生じにくい。

【００９７】（３）格子厚さの厚いリブ状格子は粗くて
良く、プラスチック成形品のため格子の詳細な形状も設
定可能なため、圧力損失の増加を抑えることができる。
また、空気流量測定装置との適合性を考えた形状に設定
可能である。

【００９８】（４）製造工程が単純であり、材料費も安
価で済むため、低コスト化が図れる。

【００９９】（５）格子厚さの厚いリブ状格子や外周を
保持する枠体の形状をある程度自由に設定できるため、
網目の方向や位置を合わせる位置決め形状や装着性の優
れた形状が得られる。

【０１００】さらに、空気流量の高精度な測定が可能な
空気流量測定装置を実現することができ、高精度に計測
された空気流量を基に内燃機関の最適な制御が行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である整流格子の外観
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】図１の拡大部分を示すための図である。

【図４】図２の拡大部分を示すための図である。

【図５】図４のＡ部拡大図である。

【図６】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面の拡大図である。

【図７】図３のＣ方向から見た外観の拡大図である。

【図８】プッシュフィット部の変形例を示す図である。

【図９】プッシュフィット部の変形例を示す図である。

【図１０】図３のＤ部の拡大図である。

【図１１】イジェクタピン設置部の一例を示す外観図で
ある。

【図１２】本発明の整流格子を備えた空気流量測定装置
の概略断面図である。

【図１３】図１２の空気測定装置を空気の上流側から見
た外観図である。

【図１４】本発明の第２の実施形態である整流格子の外
観図である。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

【図１６】図１５のＥ部の拡大図である。

【図１７】整流格子と空気流量測定装置をエアクリーナ
に装着した例の概略断面図である。

【図１８】図１７における吸入空気の流れる方向からみ
た整流格子の拡大図である。

【図１９】図１８のＧ部の拡大図である。

【図２０】本発明の第３の実施形態である整流格子の外
観図である。

【図２１】本発明の第４の実施形態である整流格子の外
観図である。

【図２２】本発明が適用される内燃機関の制御システム
を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 整流格子 ２、２Ａ 網状格子 ３、３Ａ、３Ｂ リブ状格子 ４ 枠体 ５ 位置決め突起 ６ プッシュフィット突起 ７ 型分割面 ８ 切り欠き ９ バネ体部 １０ 空気の流れ方向 １１ ゲート逃げ １２ ゲート跡 １３ インジェクタピン設置部 １４ 流量計ボディ １５ 発熱抵抗体 １６ 感温抵抗体 １７ 副通路 １８ 直線リブ状格子 １９ 電子回路 ２０ 吸入空気 ２１ ハウジング ２２ 流量計モジュール ２３ 副通路入口 ２４ 副通路出口 ２５ 支持格子 ２６ エアクリーナ ２７ インレットダクト ２８ フィルタ ２９ 上流側ハウジング ３０ 下流側ハウジング ３１ ダクト ３２ 空気流量測定装置 ３３ ベルマウス ３４ 部分的接触部 ３５ 接続ダクト １００ エアクリーナ １０２ ダクト １０３ 接続ダクト １０４ スロットルボディ １０５ インジェクタ １０６ インテークマニホールド １０７ エンジンシリンダ １０８ 排気ガス １０９ 排気マニホールド １１０ 空気流量測定装置 １１１ スロットルセンサ １１３ 回転角センサ １１４ コントロールユニット １１５ アイドルコントロールバルブ

フロントページの続き (72)発明者 斉藤 孝行 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式 会社 日立カーエンジニアリング内 (56)参考文献 特開 平７−71985（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/00 - 15/18

Claims (26)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸入空気流量を測定する空気流
   量測定装置の流量検出部の上流あるいは下流に配置され
   る空気流量測定装置用整流格子において、 第１の厚さを有し、第１の間隔を有する網状格子と、 上記第１の厚さより大の第２の厚さを有し、上記第１の
   間隔より大の第２の間隔を有するリブ状格子とを備え、
   上記網状格子とリブ状格子とが、一体的に形成されてい
   ることを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
2. 【請求項２】請求項１記載の空気流量測定装置用整流格
   子において、上記網状格子は、上記リブ状格子を構成す
   るリブにより、複数の領域に分割され、かつ、保持され
   ることを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の空気流量測定
   装置用整流格子において、上記網状格子とリブ状格子と
   は、プラスチックからなり、これらプラスチックからな
   る網状格子とリブ状格子とがプラスチック一体成形され
   ることを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
4. 【請求項４】請求項３記載の空気流量測定用整流格子に
   おいて、上記リブ状格子にはプラスチック成形のための
   インジェクションゲートが形成されていることを特徴と
   する空気流量測定装置用整流格子。
5. 【請求項５】請求項４記載の空気流量測定装置用整流格
   子において、上記インジェクションゲートは、上記リブ
   状格子を構成するリブとリブとの交点上に形成されてい
   ることを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
6. 【請求項６】請求項４記載の空気流量測定装置用整流格
   子において、上記リブ状格子にプラスチック成形後の型
   抜きの為のイジェクタピン設置部が形成されていること
   を特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
7. 【請求項７】請求項６記載の空気流量測定装置用整流格
   子において、上記イジェクタピン設置部は、上記リブ状
   格子を構成するリブとリブとの互いの交点上に形成され
   ていることを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
8. 【請求項８】内燃機関の吸入空気流量を測定する空気流
   量測定装置の流量検出部の上流あるいは下流に配置され
   る空気流量測定装置用整流格子において、 第１の厚さを有し、第１の間隔を有して、格子状に配列
   された網状格子と、 上記第１の厚さより大の第２の厚さを有し、上記第１の
   間隔より大の第２の間隔を有するリブ状格子とを備え、
   上記網状格子とリブ状格子とが、互いに固定されている
   ことを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
9. 【請求項９】請求項８記載の空気流量測定装置用整流格
   子において、上記網状格子は上記リブ状格子の端面に接
   着されて固定されることを特徴とする空気流量測定装置
   用整流格子。
10. 【請求項１０】請求項８記載の空気流量測定装置用整流
    装置において、上記リブ状格子はプラスチック成形品で
    あり、上記網状格子を上記リブ状格子に溶着により固定
    したことを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
11. 【請求項１１】請求項８記載の空気流量測定装置用整流
    装置において、上記リブ状格子はプラスチック成形品で
    あり、上記網状格子を上記リブ状格子にインサート成形
    して一体化したことを特徴とする空気流量測定装置用整
    流格子。
12. 【請求項１２】請求項８記載の空気流量測定装置用整流
    格子において、上記網状格子は、上記リブ状格子を形成
    する材料よりも成形時の流動性に優れたプラスチック材
    を使用していることを特徴とする空気流量測定装置用整
    流格子。
13. 【請求項１３】請求項１０又は請求項１１記載の空気流
    量測定装置用整流格子において、上記リブ状格子を形成
    する材料は、上記網状格子を形成する材料よりも融点の
    低い材料が使用されることを特徴とする空気流量測定装
    置用整流格子。
14. 【請求項１４】請求項１から請求項１３のうちのいずれ
    か１項記載の空気流量測定装置用整流格子において、上
    記網状格子の格子高さ方向のほぼ中央部分に、プラスチ
    ック成形の型分割面が形成され、上記格子高さ方向に型
    抜きする構造としたことを特徴とする空気流量測定装置
    用整流格子。
15. 【請求項１５】請求項１４記載の空気流量測定装置用整
    流格子において、網状格子及びリブ状格子の厚さは、上
    記型分割面を境界として、異なる厚さとされ、空気の流
    れが垂直に当たる面を発生させない形状としたことを特
    徴とする空気流量測定装置用整流格子。
16. 【請求項１６】請求項１４記載の空気流量測定装置用整
    流格子において、上記網状格子及びリブ状格子の厚さ
    は、上記型分割面において最も厚くなり、両端部に向か
    って薄くなるテーパ状の形状としたことを特徴とする空
    気流量測定装置用整流格子。
17. 【請求項１７】請求項１６記載の空気流量測定装置用整
    流格子において、上記網状格子の上記テーパの角度は、
    上記リブ状格子の上記テーパ角度より大であることを特
    徴とする空気流量測定装置用整流格子。
18. 【請求項１８】請求項１４記載の空気流量測定装置用整
    流格子において、上記網状格子及上記リブ状格子の格子
    高さ方向の両端部は、Ｒ付形状であることを特徴とする
    空気流量測定装置用整流格子。
19. 【請求項１９】請求項１から請求項１８のうちいずれか
    一項記載の空気流量測定装置用整流格子において、上記
    網状格子及びリブ状格子の外周部を支持する枠体を、さ
    らに備え、この枠体は、上記整流格子を内燃機関の吸気
    通路へ固定するための複数の接続部分を有し、これら複
    数の接続部分は、リブ状格子を構成するリブの両端部の
    うち、一方の端部の延長部分に対応する位置に形成され
    ているときには、他方の端部の延長部分に対応する位置
    には、形成されていないことを特徴とする空気流量測定
    装置用整流格子。
20. 【請求項２０】請求項１から請求項１８のうちいずれか
    一項記載の空気流量測定装置用整流格子において、上記
    網状格子及びリブ状格子の外周部を支持する枠体を、さ
    らに備え、上記リブ状格子を構成するリブの両端部のう
    ち、一方の端部が上記枠体に接続されているときには、
    他方の端部は、他のリブに接続されていることを特徴と
    する空気流量測定装置用整流格子。
21. 【請求項２１】請求項１から請求項１８のうちいずれか
    一項記載の空気流量測定装置用整流格子において、上記
    網状格子と、上記リブ状格子とは、格子高さ方向からみ
    て、互いに直交することがないことを特徴とする空気流
    量測定装置用整流格子。
22. 【請求項２２】請求項１から請求項１８のうちいずれか
    一項記載の空気流量測定装置用整流格子において、上記
    網状格子及びリブ状格子の外周部を支持する枠体を、さ
    らに備え、この枠体の外周部分には、上記整流格子を内
    燃機関の吸気通路へ固定するための複数の突起部を有し
    ていることを特徴とする空気流量測定装置用整流格子。
23. 【請求項２３】空気流量を測定する流量測定部を有する
    空気流量測定装置において、上記流量測定部の、空気上
    流側に上記請求項１から請求項２２のうちのいずれか一
    項記載の整流格子を配置したことを特徴とする空気流量
    測定装置。
24. 【請求項２４】請求項２３記載の空気流量測定装置にお
    いて、上記空気が流れる方向から見て、上記流量測定部
    の流量検出素子の上流には、上記整流格子のリブ状格子
    は配置されていないことを特徴とする空気流量測定装
    置。
25. 【請求項２５】請求項２３記載の空気流量測定装置にお
    いて、空気入口と空気出口とを有する副通路を備え、こ
    の副通路は、少なくともひとつの曲がり部を有し、その
    入口出口の上流にはリブ状格子が配置されていないこと
    を特徴とする空気流量測定装置。
26. 【請求項２６】請求項２５記載の空気流量測定装置にお
    いて、上記副通路は、内燃機関の吸気通路に配置される
    ことを特徴とする空気流量測定装置。