JP3324106B2 - 熱式流量計 - Google Patents

熱式流量計

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JP3324106B2 JP14157894A JP14157894A JP3324106B2 JP 3324106 B2 JP3324106 B2 JP 3324106B2 JP 14157894 A JP14157894 A JP 14157894A JP 14157894 A JP14157894 A JP 14157894A JP 3324106 B2 JP3324106 B2 JP 3324106B2
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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、熱式流量計に関するも
ので、特にセンサ部をユニット化して取付を容易に行え
るようにした小型化可能な流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両に搭載されるエンジンの吸入空気量
を測定する流量計としては、可動ベーン型のもの、カル
マン渦を利用するもの、熱式エアフロメータ等種々の流
量計が知られている。このうち従来の熱式流量計は、セ
ンサ部を制御する回路部が流量計ボディの外側に位置す
ることから体格が大型化し、エンジンルームへの搭載上
支障をきたすことがあった。
【０００３】これに対し、近年、熱式流量計の流路内に
回路部とセンサ部とが一体となった機能部を配設するこ
とにより小型化を達成するものが提案されている。この
ような従来の熱式流量計によると、比較的小さなセンサ
によりバイパス通路の流量を計測することで主通路およ
びバイパス通路の流量全体を計測する方法であるから、
センサ上流側の流れの偏り、乱れ等を整流する必要があ
る。
【０００４】従来の熱式流量計においては、主通路にセ
ンサを備えるものでは、ハニカム等の整流機構を備える
専用ダクトが必要となるので小型化を妨げる原因となっ
ている。またバイパス通路にセンサを備えるものは、バ
イパス通路入口が偏心していたり、バイパス通路出口が
壁面近傍の一部分に開口しているため上流からの流れの
偏りの影響を受けやすいという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セン
サ部上流側の流れの偏りや乱れの影響を受けにくい小型
化可能な熱式流量計を提供することにある。本発明の別
の目的は、主通路を有する筒状部材に取付が容易な熱式
流量計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１記
載の熱式流量計は、流体が流れる主通路を形成し、壁面
に開口部が形成されている筒体と、前記開口部から挿
入可能に構成されており、前記主通路のほぼ中央に設置
されており、前記主通路を流れる流体の一部を入口から
取り入れ、出口から流出するバイパス通路を有する中央
部材、前記開口部から挿入可能に構成されており、一
端が前記中央部材に連結されているリブ、前記リブの
他端側に設けられ、前記筒体の外側から前記開口部に固
定され、前記中央部材および前記リブを前記筒体に保持
する取付部、前記バイパス通路に設けられる流量検出
部、前記取付部または前記リブに設けられる回路部、
及び前記回路部に電気的に接続される端子を保持する
コネクタ部から構成されるユニットとを備え、前記バイ
パス通路は、前記入口から下流側に向かい、それから上
流側に折り返して前記出口を形成しており、前記中央部
材は、前記主通路と前記中央部材との間に形成される環
状通路の流路断面積を、下流に向け前記出口付近まで徐
々に減少させる形状を有しており、前記出口は、前記中
央部材の外周面上にその周方向に沿って前記中央部材と
前記リブとの連結部を除いてＣ字状に開口していること
を特徴とする。
【０００７】請求項２記載の熱式流量計は、前記バイパ
ス通路は、前記中央部材の中央を前記入口から下流側に
向けて延びる中央通路と、前記中央通路の下流側で上流
側に向けて折り返し前記中央通路の外周に環状に形成さ
れた外側環状通路とを有し、前記外側環状通路は前記出
口に連通していることを特徴とする。請求項３記載の熱
式流量計は、前記筒体は前記主通路に直交する挿入穴を
有する第２の筒体を備え、この第２の筒体の挿入穴に前
記ユニットが挿入組付されることを特徴とする。
【０００８】請求項４記載の熱式流量計は、前記中央部
材は、前記主通路の中央部において該主通路の下流側に
向かって外壁が徐々に拡大する砲弾状に形成されている
ことを特徴とする。請求項５記載の熱式流量計は、前記
ユニットに固定され、前記筒体に前記ユニットを挿入組
付した状態で前記主通路に位置する吸気温センサを備え
ることを特徴とする。請求項６記載の熱式流量計は、前
記吸気温センサの出力端子は、前記流量計の流量信号の
出力端子と一体に前記コネクタ部に備えられることを特
徴とする。
【０００９】請求項７または８記載の熱式流量計は、前
記筒体は、エアクリーナハウジングの一部分、またはス
ロットルボディの一部分に一体成形されていることを特
徴とする。請求項９記載の熱式流量計は、前記筒体は、
吸気通路を有するダクトであることを特徴とする。
【００１０】
【作用および発明の効果】本発明の請求項１、２または
３記載の熱式流量計によると、筒体の開口部から主通路
にユニットを挿入組付するという単純な操作によって、
主通路内において流量検出部の位置決め及び取付固定を
同時に行える。請求項４記載の熱式流量計によると、流
量検出部の上流側には、主通路の中央部に位置する空気
抵抗の小さい中央部材が設けられ、この中央部材の内部
に形成されるバイパス通路に流量検出部が位置している
ため、流量検出部の上流側の空気の乱れ、偏り等が低減
されて整流度の高い状態の流体の流量を計測するので、
高精度の流量計測が行える。
【００１１】請求項５または６記載の熱式流量計による
と、流量計測のための流量検出部を備えるユニットに吸
気温センサを組付けていることで、流量検出部と吸気温
検出部とを一体化して組付性を向上することができる。
請求項７、８または９記載の熱式流量計によると、エン
ジンの吸入空気系統を構成する一部品であるエアクリー
ナ、スロットルボディまたはダクトを利用して、これら
の部品に前記ユニットを挿入組付することで、組付ユニ
ットの一体化が図れてエンジンの吸入空気系統の組付作
業を容易に行えるといる効果がある。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）本発明の第１実施例は、エンジンに吸入
される空気量を計測する熱式流量計であって、エアーク
リーナエレメントの下流側に形成される吸気通路を有す
るダクトに設けた流量計の例である。図１および図２に
示すように、ダクト１に熱式流量計の要部を構成するユ
ニット１０が取り付けられている。
【００１３】ダクト１は、主通路２を有する第１の筒体
３と、ユニット１０を挿入するための穴４を有する第２
の筒体５とからなる。これら第１の筒体３と第２の筒体
５は樹脂により一体成形されて形成されている。ユニッ
ト１０は、第２の筒体５に組み付けられて固定される。
ユニット１０は、熱式流量計の主要部を構成するもの
で、組み付けられた状態で主通路２の中央に配置され
る中央部材１１と、空気流量を計測する流量検出部
８、中央部材１１を主通路２内に支持するリブ１２
と、リブ１２に固定される回路部１３と、ダクト１
へのユニット１０の取付部１４と、流量検出部８で発
生する電気信号を入力する回路部１３と電気的に接続
するための機械的なコネクタ部１５とからなる。
【００１４】中央部材１１は、その外形が砲弾状であ
って外周形状が下流側に向かい徐々に外径が拡大する形
状をしている。この中央部材１１は、第１の筒体３の内
部中央に設けられ、中央部材１１の外周部に形成される
主通路２の通路断面積を縮小するように設けられる。中
央部材１１の内部に形成されるバイパス通路１６は、上
流側に大径通路１６ａを有し、下流側に小径通路１６ｂ
を有し、その中間部に段差部１７を有する。小径通路１
６ｂにより形成される下流バイパス通路面積は、段差部
１７の上流側の大径通路１６ａにより形成される上流バ
イパス通路面積より小となっている。バイパス通路１６
は、流量検出部８の下流側で折返し、この折返されて上
流側に戻る断面Ｃ字状のバイパス通路１６ｃは、流量検
出部８の上流側で中央部材１１の外周面にバイパス出口
部１８を形成し、このバイパス出口部１８でバイパス通
路１６と主通路２とが連通している。バイパス出口部１
８は、図２に示すように、リブ１２が形成される部分を
除いてバイパス通路１６ｂのほぼ全周にわたって開口し
ている。
【００１５】流量検出部８は、流速測定用抵抗体２１
と温度補償用抵抗体２２を備え、これらの流速測定用抵
抗体２１と温度補償用抵抗体２２は、小型通路１６ｂに
配置され、小径通路１６ｂの通路流れ方向に対し垂直に
絶縁支持体３５、３６により支持されている。 リブ１２は、中央部材１１を主通路２のほぼ中央部に
配置するように中央部材１１を支持するものである。こ
のリブ１２は、第２の筒体５の穴４の開口方向に挿入さ
れている。
【００１６】取付部１４は、前記中央部材１１、リブ
１２、回路部１３とコネクタ部１５をダクト１に固定す
る部分であって、ダクト３の第２の筒体５のフランジ２
６に固定される。これは、ユニット１０の取付部１４を
第２の筒体５に固定するだけで、この取付部１４にリブ
１２により支持される中央部材１０を主通路２のほぼ中
央部に配置できることを意味している。すなわち、ダク
ト１に形成される第２の筒体５の開口部にユニット１０
を挿入組付することで熱式流量計の流量検出部８を組付
配置することができる。
【００１７】回路部１３は、流速測定用抵抗体２１と
温度補償用抵抗体２２に電気的に接続される図示しない
制御回路を有し、この制御回路は回路ケース２５に収容
され、この回路ケース２５はリブ１２の側壁に固定され
ている。 コネクタ部１５は、回路部１３に電気的に接続される
タ−ミナル２８を固定する部分で、取付部１４と樹脂に
より一体成形されている。またコネクタ部１５の近傍に
おいて、取付部１４およびコネクタ部１５とインサート
成形により一体に吸気温センサ３０がリブ１２の側方に
設けられている。吸気温センサ３０は、組付状態で、主
通路２を流れる空気に晒された状態にある。
【００１８】本実施例では、ダクト１に形成される第２
の筒体５の穴部４にユニット１０を挿入組付するだけで
熱式流量計の組付が完了する。すなわち、流体の流れる
通路にダクト外部からユニットを嵌込み固定するだけで
センサの組付が完了できるため流量計の組付作業が容易
であるという効果がある。次に本実施例の第１実施例の
作用について説明する。
【００１９】図１において、ダクト１の上流側に組み付
けられる図示しないエアクリーナから導入される空気
は、主通路２に導入され、この主通路２を図１で左側か
ら右方向に流れる。このとき、中央部材１１によって主
通路面積が絞られているので、主通路２を流れる流速が
増大し、バイパス出口部１８に負圧が発生し、この負圧
とバイパス通路１６のバイパス入口部３２の圧力との差
圧によってバイパス通路１６の内部に空気の流れが発生
する。バイパス通路１６に設けられる流速測定用抵抗体
２１は、制御回路１３によって吸気温度に対して一定温
度差に加熱され、バイパス通路１６内の空気の流れを計
測する。これより吸入空気量を検出することが出来る。
【００２０】バイパス通路１８を形成するバイパス入口
部３２が主通路２のほぼ中央部に位置するため、上流か
らの空気の流れの乱れに対しバイパス通路１６を流れる
空気の乱れが小さい。バイパス通路１６が流量検出部８
の上流側で段差部１７をもつため、上流からの流れがこ
の段差部１７で絞られることにより整流される。また上
流からの流れの偏りに対しバイパス出口部１８がリブ１
２の部分を除いてバイパス通路１６のほぼ全周にＣ字状
に開口していること、さらに中央部材１１の外径が下流
側に向かって次第に拡大する形状になっており流れの偏
りを回復させる作用をもつこと等のため、バイパス通路
１６の流速が平均化されて上流からの流れの偏りの影響
を受けにくい。
【００２１】また本実施例では、制御回路を所有する回
路部１３が主通路２中に位置し、しかも中央部材１１に
よる主通路２の絞り部分に位置するため、主通路２を流
れる吸入空気による回路部１３の冷却効果が高められる
ので、制御回路の発熱による精度の低下が防止される。
したがって高精度の流量測定ができるという効果があ
る。
【００２２】さらに本実施例よると、ダクト１にユニッ
ト１１を嵌込むという簡単な操作により組付ができると
いう効果がある。さらにはダクト１の一部分に設けた穴
４に流量検出部８を挿入組付固定するという取付部分の
特徴を有することから、流量計そのものの装置の小型化
が図れる。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図３および図４に
示す。
【００２３】図３および図４に示す第２実施例は、エア
クリーナハウジングに取り付けられる熱式流量計の例を
示す。図３において、エアクリーナ４０は、入口側エア
クリーナハウジング４１と出口側エアクリーナハウジン
グ４２とから成り、両者の接続部にエアクリーナ本体４
３が取付具４４、４５により締め付け固定されている。
出口側エアクリーナハウジング４２の出口部に形成され
る状筒体４６の外側に第２の筒体４８が一体成形により
形成され、この筒体４８の開口部に前述した第１実施例
で示したユニット１０が挿入組付固定されている。
【００２４】組付状態においては、図４に示すように、
中央部材１１が筒体４６の内部に形成される主通路２の
ほぼ中央部に配置されている。ユニット１０のその他の
構成については図１と同様であるので同一部分には同一
符号を付し、詳細な説明を省略する。第２実施例による
と、出口側エアクリーナハウジング４２の第２の筒体４
８にユニット１０が取り付けられている場合、入口側エ
アクリーナハウジング４の内部を通る空気の流れは、エ
レメントの折り形状、エアクリーナ内の複雑な流路形状
により流れの偏り、乱れが発生し出口部に達するが、前
述したようにユニット１０は整流機能を備えているた
め、ユニットによって流れの偏りを均一化し乱れを低減
する。従って空気の流量を精度よく計測することが出来
る。またハニカム等の整流部材を必要としないため、ハ
ニカム等による圧力損失の増加をなくすことができる。
【００２５】（第３実施例）本発明の第３実施例を図５
に示す。図５に示す第３実施例は、スロットルボディの
絞り弁の上流側に熱式流量計ユニットを取り付けた例で
ある。スロットルボディ５０は、その内部に主通路２を
有する筒体であり、その出口部に軸５３の回りに回動可
能なスロットルバルブ５２を設けている。このスロット
ルバルブ５２の上流側の主通路２の中央部分に中央部材
１１が配置されるようにユニット１０が設けられてい
る。ユニット１０は、スロットルボディ５０に形成され
る第１の筒体５１に一体に成形される第２の筒体５２の
穴４に挿入組付されている。ユニット１０の構成につい
ては図１に示すものと同様であるので、その構成並びに
作用効果については説明を省略する。
【００２６】この第３実施例では、スロットルバルブ５
２の上流側のスロットルボディ部分にユニット１０が組
付られているため、このスロットルバルブ５２の上流側
に位置する主通路２の中心回りにバイパス出口１８がほ
ぼ全周に開口している。このため、主通路２を流れる流
速分布が変化してもその影響を受けにくい精度の高い流
量測定が行える。
【００２７】（第４実施例）本発明の第４実施例を図６
に示す。図６に示す第４実施例は、熱式流量計ユニット
の回路取付部を変更した例である。このユニット６０
は、中央部材１１と、主通路２の中央位置に中央部材１
１を配置するために支持するリブ６２と、リブ６２のダ
クト外側端部に取り付けられる回路部６３と、リブ６２
を第２の筒体５の穴４に挿入組付するための取付部６４
と、図示しないコネクタ部とから成る。リブ６２は、そ
の内部に中空部６５が形成されるが、この中空部６５
は、製造の際の成形時に形成される部分で軽量化の役割
を果している。
【００２８】取付部６４は、第２の筒体５のフランジ２
５に取付けられるもので第１の筒体３の外部位置に横置
きに回路部６３が配置されている。この回路部６３を取
付部内の空間部に収容するようにカバー６６が設けられ
ている。この第４実施例によると、第１実施例において
縦型に設けた回路部１３に代えて、横置きに設けた回路
部６３を備えている。その回路部の置き方の変形例を示
した実施例である。その他の作用効果については第１実
施例と同様の作用効果がある。
【００２９】なお、本発明の熱式流量計は、エンジンの
吸入空気を計測する流量計に適用する場合に限らず、ま
た車両用のエンジンの吸入空気量を計測する熱式流量計
以外にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の熱式流量計を示す断面図
である。
【図２】図１に示すII-II 線断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の熱式流量計を示す断面図
である。
【図４】図３に示すIV部分の拡大断面図である。
【図５】本発明の第３実施例の熱式流量計を示す断面図
である。
【図６】本発明の第４実施例の熱式流量計を示す断面図
である。
【符号の説明】
１ 流量計 ２ 主通路 ３ 第１の筒体 ４ 穴（ユニット挿入用穴） ５ 第２の筒体 １０ ユニット １１ 中央部材 １２ リブ １３ 回路部 １４ 取付部 １５ コネクタ部 １６ａ バイパス通路 １６ｂ バイパス通路 １６ｃ バイパス通路 ３０ 吸気温センサ ４０ エアクリーナハウジング ５０ スロットルボディ ６０ ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝口 智之 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５−164585（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−255917（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/68 - 1/699

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体が流れる主通路を形成し、壁面に開
    口部が形成されている筒体と、 前記開口部から挿入可能に構成されており、前記主通
    路のほぼ中央に設置されており、前記主通路を流れる流
    体の一部を入口から取り入れ、出口から流出するバイパ
    ス通路を有する中央部材、前記開口部から挿入可能に
    構成されており、一端が前記中央部材に連結されている
    リブ、前記リブの他端側に設けられ、前記筒体の外側
    から前記開口部に固定され、前記中央部材および前記リ
    ブを前記筒体に保持する取付部、前記バイパス通路に
    設けられる流量検出部、前記取付部または前記リブに
    設けられる回路部、及び前記回路部に電気的に接続さ
    れる端子を保持するコネクタ部から構成されるユニット
    とを備え、前記バイパス通路は、前記入口から下流側に向かい、そ
    れから上流側に折り返して前記出口を形成しており、 前記中央部材は、前記主通路と前記中央部材との間に形
    成される環状通路の流路断面積を、下流に向け前記出口
    付近まで徐々に減少させる形状を有しており、 前記出口は、前記中央部材の外周面上にその周方向に沿
    って前記中央部材と前記リブとの連結部を除いてＣ字状
    に開口していることを特徴とする熱式流量計。
  2. 【請求項２】 前記バイパス通路は、前記中央部材の中
    央を前記入口から下流側に向けて延びる中央通路と、前
    記中央通路の下流側で上流側に向けて折り返し前記中央
    通路の外周に環状に形成された外側環状通路とを有し、
    前記外側環状通路は前記出口に連通していることを特徴
    とする請求項１記載の熱式流量計。
  3. 【請求項３】 前記筒体は前記主通路に直交する挿入穴
    を有する第２の筒体を備え、この第２の筒体の挿入穴に
    前記ユニットが挿入組付されることを特徴とする請求項
    １または２記載の熱式流量計。
  4. 【請求項４】 前記中央部材は、前記主通路の中央部に
    おいて前記主通路の下流側に向かって外壁が徐々に拡大
    する砲弾状に形成されていることを特徴とする請求項
    １、２または３記載の熱式流量計。
  5. 【請求項５】 前記ユニットに固定され、前記筒体に前
    記ユニットを挿入組付した状態で前記主通路に位置する
    吸気温センサを備えることを特徴とする請求項１から４
    のいずれか一項に記載の熱式流量計。
  6. 【請求項６】 前記吸気温センサの出力端子は、前記流
    量計の流量信号の出力端子と一体に前記コネクタ部に備
    えられることを特徴とする請求項５に記載の熱式流量
    計。
  7. 【請求項７】 前記筒体は、エアクリーナハウジングの
    一部分に一体成形されていることを特徴とする請求項１
    から６のいずれか一項に記載の熱式流量計。
  8. 【請求項８】 前記筒体は、スロットルボディの一部分
    に一体成形されていることを特徴とする請求項１から６
    のいずれか一項に記載の熱式流量計。
  9. 【請求項９】 前記筒体は、吸気通路を有するダクトで
    あることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に
    記載の熱式流量計。
JP14157894A 1994-06-23 1994-06-23 熱式流量計 Expired - Fee Related JP3324106B2 (ja)

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