JP3612503B2 - 空気流量測定装置 - Google Patents

Description

【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が不十分である。
【０００４】
本発明の目的は、部品点数の増加を行わずに吸気温度検出用素子の衝突から保護し、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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、空気流量を検出するための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電気的に接続された電子回路と、空気温度を検出する吸気温度検出素子とが設置された回路モジュールと、副通路を構成するとともに、外側に、空気の流れの上・下流方向に入口・出口を備え囲まれた通路を形成する保護部材が一体に構成された副通路構成部材とを備え、前記副通路構成部材と前記回路モジュールとが接着または溶着によって結合され、前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体とが前記副通路に設置されるとともに、前記吸気温度検出素子が前記囲まれた通路に設置されて前記吸気温度検出素子が前記保護部材によって保護され、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とを主通路を構成するボディに設けられた穴から挿入し、前記主通路中に設置してなる空気流量測定装置によって達成される。
【０００７】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を図１〜図１７により説明する。
【０００８】
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１１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。
【０００９】
図３に図１のＡ−Ａ断面図を示す。
【００１０】
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。
【００１１】
図４に図１のＢ−Ｂ断面を示す。
【００１２】
前記吸気温度検出用素子１１の保護部材１２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。
【００１３】
図５は、本発明の一実施例の副通路構成部材７を示す。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１８】
また、本実施例によれば下記の従来技術の課題の少なくとも一つが解消される。
（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。
（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。
（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。
【００１９】
本実施例の実施態様を列挙する。
（１）吸気温度検出用素子を保護する構造を、副通路を構成する部材に設置した。
（２）吸気温度検出用素子を保護する部材の空気の流れの一番上流部に当たる部分を、副通路入口部より下流側に設置した。
（３）吸気温度検出用素子を設置する副通路内の吸気温度検出用素子の上流部分に絞り形状を設け、吸気温度検出用素子の設置部での流速を速くした。
【００２０】
本実施例における作用効果は以下の通りである。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数の増加を行わずに吸気温度検出用素子の衝突から保護し、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。
【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、１７…シール部材。

Claims (4)

1. 空気流量を検出するための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電気的に接続された電子回路と、空気温度を検出する吸気温度検出素子とが設置された回路モジュールと、
   副通路を構成するとともに、外側に、空気の流れの上・下流方向に入口・出口を備え囲まれた通路を形成する保護部材が一体に構成された副通路構成部材とを備え、
   前記副通路構成部材と前記回路モジュールとが接着または溶着によって結合され、
   前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体とが前記副通路に設置されるとともに、前記吸気温度検出素子が前記囲まれた通路に設置されて前記吸気温度検出素子が前記保護部材によって保護され、
   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とを主通路を構成するボディに設けられた穴から挿入し、前記主通路中に設置してなる空気流量測定装置。
2. 請求項１において、
   前記保護部材の空気流れ方向の一番上流側にあたる部分が、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。
3. 請求項１において、
   前記保護部材の形状を空気の流れ方向と平行としたことを特徴とする空気流量測定装置。
4. 請求項３において、
   前記保護部材の形状を空気の流れ方向に従い流線形としたことを特徴とする空気流量測定装置。

Images