JP4729442B2 - 流量測定装置，流量測定通路及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は流量測定装置，流量測定通路及びその製造方法に関する。特には自動車エンジンの内燃機関に吸入される空気流量を測定するのに好適な流量測定装置，流量測定通路及びその製造方法に関する。

空気流量測定装置の整流格子としては、金属メッシュやアルミハニカム，プラスチックを使用するのが一般的である。ここで薄肉プラスチック成形品の整流格子については文献１に記載されていように、ボディ部材とは別部品として成形されている。また整流格子部分の成形性の向上を図る為に、第一の厚さと間隔を有する網状格子と第一の厚さと間隔より、厚く大きい第二のリブ格子を備え、第一網状格子と第二のリブ格子が一体に形成された整流格子形状（第一の格子厚さ約０.３mm，第二の格子厚さ約１mm）等が公知にある。

特許第３２４５３６２号

従来技術においては、約０.３mm の薄肉プラスチック成形品である整流格子の成形を可能とする為、ボディ部材と整流格子部材が別部品として成形されている。それによりボディと整流格子の組立バラツキにより、空気流量を検出する検出部付近の空気流れが変化し、空気流量測定装置の測定精度の悪化を引き起こしてしまう不具合がある。また組立不良等によって整流格子が落下した場合、空気流量測定装置の測定精度の劣化を引き起こしてしまう不具合もある。またボディ部材と整流格子部材が別部品となっていることにより、部品点数の増加，組立作業の追加よりコストも増加する傾向になる。そして格子の成形性の向上を図る為に、第二のリブ格子を太くしている為、格子の圧力損失が大きくなってしまう問題もある。また成形性を向上させる為にリブ格子を太くすることにより、リブ格子によって空気の乱れを発生させてしまう為、測定精度の悪化を引き起こしてしまう不具合がある。

よって、低コスト、且つ組立バラツキや組立不良により起こる空気流量測定装置の測定精度の悪化や劣化を抑え、また成形性を助けるためにリブ格子を太くすることによる格子の圧力損失の増加や空気流量測定装置の測定精度の悪化を抑制することを可能とすることが課題である。

本発明の目的は、肉厚の厚い通路と肉厚の薄い格子とを樹脂を射出成形することにより一体成形する上で、成形性の向上を図り、格子での圧力損失の増加を抑制することにより、部品点数を低減した低コストで精度の良い流量測定装置，流量測定通路及びその製造方法を実現することにある。

本発明は請求項に記載の発明により達成される。例えば、流量測定装置において、入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上である通路構成体と前記通路構成体の入口または出口の側に設けられ平均厚さが０.２５又は０.３mm以上０.６mm以下である格子とが樹脂の射出成形により一体に成形され、前記通路の軸方向の長さをＬとすると、前記射出成形の注入ゲートを前記格子が設けられた側の通路構成体の入口または出口の端からＬ／２以上離れたところに設けることによって達成される。

本発明によれば、入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上である通路と平均厚さが０.２５又は０.３mm以上０.６mm以下である格子とを樹脂を射出成形することにより一体成形する上で、成形性の向上を図り、格子での圧力損失の増加を抑制することにより、部品点数を低減した低コストで精度の良い流量測定装置，流量測定通路及びその製造方法を実現することができる。

以下に、本発明の実施形態について、添付図にて説明する。

図１は本発明の一実施例を示す空気流量測定装置の図２のＡ−Ａ断面図を示す。図２は図１の空気流れの上流から見た上面図を示す。図３は図１の空気流れの下流から見た下面図を示す。図４に図１の拡大図Ｘを示す。図５に本発明の１つの作用，効果を示すゲート位置の違いによる射出圧力の時間変化を示した結果を示す。図６は図５の結果に示した本発明の一実施例を示す下流側の端面に設けたゲート位置を示す。図７は図５の結果に示した整流格子の端面に設けたゲート位置を示す。図８に本発明の１つの作用，効果を示すゲート位置と射出圧力を示した結果を示す。図９に図８の結果を示したゲート位置を示す。ここで、ゲート８とは、射出成形時に用いた金型に設けられ、樹脂を注入するのに用いたゲート（穴）の跡を示す。通常は残り樹脂が切断された様相を呈する。

空気流量測定装置は、吸入空気流量の主空気通路を形成する円形のボディ１と、副通路を構成するとともに、その中に入口から測定気体の一部を導入して、その中に設置された流量検出素子により流量を測定するモジュール２で構成され、ボディ１とモジュール２はネジ３で固定されている。

本実施例は、ボディ１は円形を用いているが、円形に限らず楕円形でも同様な作用，効果を有する。またボディ１とモジュール２固定はネジ３を用いるが、ボディ１とモジュール２はネジ固定に限らず、例えば溶着や接着等によって固定しても、同じような作用，効果を有する。

空気流れ５に対して格子４は、モジュール２の上流で、空気流れ５に対しほぼ垂直になるようにボディ１の内部に備えられ、格子４はボディ１の上流側ダクト６の上流の端部
６ａに配置され、格子４とボディ１はプラスチック、例えばガラス繊維入りのＰＢＴにて一体成形している。そして空気流れ５に対してモジュール２の下流側である下流側ダクト７の端面７ａにはゲート８が設けられている。そしてゲート８は６個所設けられている。

従って、格子４とゲート８の距離Ｍはボディ全長Ｌと同じ距離に設定されている。

そしてゲート８の位置を下流側ダクトの端面７ａに設けることで、ボディ１の内部にゲート８を設ける必要が無くなり、ゲート跡による空気流れ５の空気乱れを無くすことが出来る為、金型構造を簡単にしながら、空気流量測定装置の測定精度を向上することが可能となる。

また本実施例は、ゲート８は６点設けられているが、１点以上であれば、同様な作用，効果を有する。

ここで格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊは、空気流れ５に対して上流側の最小肉厚
９ａと、下流側の最大肉厚９ｂからなる平均肉厚が、０.３から０.６mmの範囲内に設定されている。例えば、網状格子１１の最小肉厚９ａが約０.３mm で網状格子１１の最大肉厚９ｂが約０.５mmと時には、網状格子１１の平均肉厚Ｊは（０.３＋０.５）／２＝約０.４mmとなる。またボディ１のダクトの平均肉厚Ｋは強度を維持する為に、約２.５mm 以上に設定することが望ましい。例えば空気流れ５に対して下流側ダクト７に肉厚Ｋ１は約３mmで上流側ダクト６のダクト肉厚Ｋ２は約７mmであり、ボディ１のダクトの平均肉厚Ｋは、（３＋７）／２＝約５.０mmとなる。

従って網状格子の平均肉厚Ｊとボディ１のダクトの平均Ｋとの関係は０.４：５.０となり、１：１２.５ と約１３倍の肉厚差に設定されている。またボディ１のダクトと格子４の体積比率は１：２３.９であり、約２４倍の体積差に設定している。

上記構成とすることで、薄肉プラスチックである格子４の網状格子(平均肉厚Ｊ≒0.4)と厚肉プラスチックであるボディ１（平均肉厚Ｋ≒４）、肉厚差が約１３倍かつ体積差が約２４倍ある各々のプラスチックは一体成形され、格子４とゲート８の位置の距離Ｍは、ボディ１の全長Ｌ（軸方向長さ）の半分の長さより長くすることが出来、ボディ１の半分の長さＬ／２≦整流格子とゲート位置の距離Ｍの関係を満足している。また、空気流れ５に対してモジュール２の上流側に格子４を下流側にゲート８を設置している。

これにより格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊが約０.４mm であり、網状格子１１の平均肉厚Ｊとボディ１のダクトの平均肉厚Ｋの肉厚差が約１３倍、ボディ１と格子４の体積差が約２４倍の薄肉プラスチックの格子４とボディ１の一体成形が可能となる。

つまり上記構成とすることで、格子４の網状格子１１の成形性を助けるために、格子の最小肉厚９ａもしくは最大肉厚９ｂの肉厚を太くする必要がなくなり、これにより圧力損失の増加を抑えることが出来る。また格子４の肉厚を太くする必要が無くなる、ボディ１の内部にゲート８の跡を無くすことが出来る為、空気乱れを抑えることもできるので、整流効果を上げることが出来、空気流量測定装置の測定精度を向上させることが出来る。更に一体成形が可能となることから、組付け等の２次加工が不必要となり、組立てバラツキによる空気流量測定装置の測定精度を無くすことが出来ると共に、組付け不良による空気流量測定装置の測定精度の劣化を無くすことが出来ると共に、部品点数を少なくなることでコスト低減も可能となる。

図５から図７を元に本発明の作用，効果について具体的に説明する。図５は網状格子
１１を有する格子４をボディ１の内部に備え、格子４はボディ１の上流側ダクト６の端部
６ａに設置し、格子４とボディ１を一体化したボディ１において、ゲート８の位置を変更した時の、射出圧力と時間の関係を示した結果である。またこの時の結果はガラス繊維入りのＰＢＴの樹脂を使用し、ゲート８の点数は４点で、網状格子１１の平均肉厚Ｊは0.6
mm、ボディ１のダクトの平均肉厚Ｋは５mm であり、格子４とダクトの肉厚差は約８倍、体積比率は約２０倍の構成となっている。繰り返しになるが、上記ボディ１の格子４を一体化したボディ１において、格子４とゲート８の位置の距離Ｍを変更した時の射出圧力と時間の関係を示した結果である。ここでゲート８の位置は図６と図７に示すような位置にしており、図６は本発明の一実施例を示すゲート８の位置であり、格子４とゲート８の位置の距離Ｍが長くなるように、ゲート８の位置はボディ１の下流側ダクト７の端面７ａに設けている。これによりＭ＝Ｌとなる為、図６のボディ１の構成において、Ｌ／２≦Ｍとの関係を満足することが可能となる。図７は図６のゲート８の位置とは全く逆なゲート８の位置であり、格子４上にゲート８を設けている。この場合Ｍ＝Ｏとなる為、図７のボディ形状において、Ｌ／２＞Ｍの関係となり、Ｌ／２≦Ｍの関係を満足していない。

最初に本発明を用いない時のケースを示した図７のゲート８の位置におけるＭ＝０の時の図５の結果に示す射出圧力と時間の関係について説明する。樹脂はゲート８を設けている薄肉プラスチックである格子４を流れ始める。よって樹脂は薄肉部を流れようとするため、成形直後から射出圧力は高くなる（図５に示したａ）。そして格子４の網状格子１１の網目を縦横無尽に流れやすい方向に樹脂は流れていく。つまり薄肉部を流れている樹脂の流動距離は増え、抵抗は増加していく。この現象により、射出圧力は急激に増加する傾向になる（図５に示したｂ）。そして格子４を縦横無尽に流れた樹脂の一部が、ボディ１の上流側ダクト６に達成（図５に示したｃ）し、その後ボディ１のダクト部を形成していく。ボディ１のダクト部は格子４に対して肉厚であるため、この間を成形している間の射出圧力は、格子４を流れている時よりも緩やかな増加傾向となる（図５に示したｄ）。

繰り返しになるが、樹脂は流れやすい方向に流れ、格子４の網状格子１１の網目を縦横無尽に流れる。よって、格子４を成形し流れた樹脂がボディ１の上流側ダクト６にたどり着いた時には、格子４全ての網状格子１１の網目を成形し終わって、ボディ１の上流側ダクト６に流れていない。つまり、樹脂がボディ１にたどり着き、ボディ１の上流側ダクト６を成形始めようとした時、格子４の網状格子１１の一部は未成形のままの場所が存在している。ここで樹脂は流れやすい方向に流れる。ボディ１のダクト部の平均肉厚Ｋの断面積と薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊの断面積を比較した場合、ボディ１のダクト部の断面積の方が大きい。よって樹脂は格子４よりもボディ１のダクト部を成形する方向に流れ安くなる。つまり、格子４の網状格子１１を流れ、ボディ１に樹脂がたどりついてからは、樹脂は格子４の網状格子１１の格子の一部の未成形の場所はほぼそのままの状態で、（格子４の未成形部に樹脂はあまり流れず）、ボディ１のダクトを成形することになる。そして時間が経つにつれて樹脂は金型温度に冷やされ硬化していく為、格子４の網状格子１１の格子の一部の未成形の場所に留まっている樹脂はだんだん固まっていき、固化する。固化してからはいくら射出圧力を高くしても(図５に示したｅ)、樹脂は流れなくなる。このように、樹脂が流れついた時には、樹脂はまだ流れることが出来る状態であっても、その他の形状との兼ね合いにより、それから樹脂は流れず、ほぼその場所にとどまり、時間の経過によってそのまま樹脂が固化して、ショート部分が出来る現象をヘジテーションと呼んでいる。

よって格子４の上にゲート８を設けた格子４とゲート８の位置の距離Ｍ＝０の時で、Ｌ／２＞Ｍの関係においては、ヘジテーションにより薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１の格子の一部はショートになり、形状を完全に成形することは出来ない。

本実施例では格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊは０.６mm 、ボディ１のダクトの平均肉厚Ｋは５mm、ボディ１と格子４の体積差は約２０倍のケースで説明したが、格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊが０.３から０.６mmでボディ１と一体成形しているボディ１においても、同様な作用を有し、薄肉プラスチックである格子４を成形することが出来ない。

次に本発明の一実施例を用いた時のケースを示した図６のゲート８の位置におけるＭ＝Ｌの時の図５の結果に示す射出圧力と時間の関係について説明する。ボディ１の構成は図７と同じであり、違いはゲート８の位置であり、ゲート８と格子４の距離Ｍである。

樹脂は厚肉部であるボディの下流側ダクト７を流れ始める。樹脂は厚肉部であるボディの下流側ダクト７を流れるため、成形直後の射出圧力は緩やかな増加傾向を示す（図５に示したｆ）。そして樹脂は上流側ダクト６に流れていく。ゲート８から流れ始めた樹脂は上流側ダクト６を成形し格子４に流れこむ。薄肉プラスチックである格子４に流れはじめた時点で射出圧力は急激に増加する（図５に示したｇ）。そして格子４を充填した時点で射出圧力は最大圧力となる（図５に示したｈ）。

ここで格子４を樹脂が流れる際には、ボディ１の上流側ダクト６の全周から格子４に流れる。これはボディ１のダクト部の平均肉厚Ｋの断面積と薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊの断面積を比較した場合、ボディ１のダクト部の断面積の方が大きい為であり、樹脂は流れやすい方向に流れるためである。つまり薄肉プラスチックである格子４に流れ始めようとした時に、上流側ダクト４の一部の未成形の場所があったとした場合においても、樹脂は流れやすい上流側ダクト４の一部の未成形の場所を流れ、上流ダクトを成形する。その後に薄肉プラスチックである格子４に流れ始めるためである。また樹脂は流れやすい方向に、広がりながら進むため、下流側ダクト７から上流側ダクト６に流れこむころには、ある程度全周に樹脂が広がってもいる。よって樹脂は、上流側ダクト６のほとんどを成形した後、上流側ダクト６の全外周から薄肉プラスチックである格子４を成形し、射出圧力を急激に増加させながら流れていく。つまり薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１は、格子４の外周から中心に向けて成形していく構成とすることが出来る。本構成とすることで、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を樹脂が成形する時には、厚肉部であるダクトの未成形部をほとんど無くし、成形する時の射出圧力の多くを、格子４の網状格子１１を成形することに使えるようにした。また格子４の網状格子１１を成形する時の樹脂の流れは、格子４の外周方向から中心方向で、また格子４のほぼ全部の外周から中心方向に向かって樹脂が流れ込むようにした。よって本発明の構成とすることで、流れやすい方向に縦横無尽に流れる樹脂を、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１に樹脂が流れる、つまり成形する時には、一方向に向くことが出来、そして、多くの射出圧力を格子４を成形する為に向け使うことが出来る。つまり、本発明の構成とすることで、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を成形する時の樹脂の流れを外周方向から中心方向と一方向とし、樹脂圧力の多くを格子４を充填することに使えるようにすることで、一挙に短時間で樹脂を格子４の網状格子１１に充填することを、言い換えれば一挙に短時間で樹脂を押し込むことを可能とした（図５に示したｉ）。

よって下流側ダクト７の端部７ａの上にゲート８を設け、格子４とゲート８の位置の距離Ｍ＝Ｌの時で、Ｌ／２≦Ｍの関係においては、ヘジテーションを起こさずに薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１の格子を成形することが可能となる。

本実施例では格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊは０.６mm 、ボディ１のダクトの平均肉厚Ｋは５mm、ボディ１と格子４の体積差は約２０倍のケースで説明したが、格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊが０.３から０.６mmでボディ１と一体成形しているボディ１においても、同様な作用を有し、薄肉プラスチックである格子４を成形することが出来る。

また本実施例ではガラス繊維入りＰＢＴ樹脂で説明したが、例えば同様の耐熱性や強度を有するＰＡ，ＰＰＳ等の樹脂においても同様な作用，効果を有する。

図８，図９を元に本発明の作用，効果について具体的に説明する。図８は格子４を一体化したボディ１の形状において、ゲート８位置を変更した時の射出圧力の結果、つまりゲート８位置と格子４の距離Ｍと射出圧力の関係を示した結果である。またガラス繊維入りのＰＢＴ樹脂を使用した時の結果である。グラフは、成形終了近く（樹脂が流れている状態）でのシミュレーション結果である。

本結果のボディ１の形状は、格子４をボディ１の上流側ダクト６の上流部端部に設置されている。また格子４の網状格子１１の最小肉厚９−ａと最大肉厚９−ｂの平均肉厚Ｊは、０.４mm の薄肉プラスチックである。またボディ１のダクトの平均肉厚Ｋは５mmの厚肉プラスチックであり、格子４とボディ１のダクトの体積差は約２０倍である。上記ボディ
１の構成において、各々の評価のゲート８位置は図９に示すような位置にしており、整流格子とゲート位置の距離Ｍが、Ｍ＝０，Ｌ／８，Ｌ／４，Ｌ／２，Ｌ×３／４，Ｌ×７／８，Ｌである。

ここで格子４とゲート位置Ｍ＝０，Ｌ／８，Ｌ／４の時が、Ｌ／２＞Ｍの関係であり、Ｍ＝Ｌ／２，Ｌ×３／４，Ｌ×７／８、ＬがＬ／２≦Ｍの関係である。よってＭ＝Ｌ／２，Ｌ×３／４，Ｌ×７／８，Ｌが本発明の構成を示した構成を示している。

最初に本発明を用いていないときの場合について説明する。格子４とゲート８の距離Ｍが、Ｍ＝０について説明する。図５から図７に説明したので、繰り返しの説明になるが、樹脂は薄肉プラスチックである格子４からボディ１の上流側ダクト６に流れる為、射出圧力は高くなる。また薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１の一部はヘジテーションによりショートが発生し、格子４を成形することは出来ない。

次にＭ＝Ｌ／８，Ｌ／４について説明する。樹脂は薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１をほとんど流れないため、射出圧力は極端に低くなる。本例の構成においては、格子４を成形出来る本発明の一実施例の時の射出圧力と比較すると、射出圧力は約１／３倍程度である。しかし、格子４の網状格子１１のほとんどはヘジテーションによりショートが発生し、言い換えると、格子４の網状格子１１のほとんどが成形されない為、格子４を成形することはできない。

ボディ１の上流側ダクト６のゲート８から流れた樹脂の樹脂流れについて説明する。ゲート８から流れた樹脂ｊはダクトの上下流方向に流れる。上流側ダクト６の方向に流れた樹脂は、薄肉プラスチックである格子４が設置されている場所まで樹脂が流れる。ここで薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊと上流側ダクト６のダクトの平均肉厚Ｋの断面積を比較した場合、上流側ダクト６の平均肉厚Ｋの断面積が大きいため、樹脂は流れやすい方向である、上流側ダクト６の未成形部分を成形する方向に流れ、上流側ダクト６を成形する。上流側ダクト６を成形終了した時の下流側ダクトを流れている樹脂に見ると、ゲート位置と上流側ダクト６の端面の距離＜ゲート位置と下流側ダクト７の端面の距離の関係であるため、上流側ダクト６を成形し終わっても、例えば格子４とゲート８の距離ＭがＭ＝Ｌ／８の時には、下流側ダクト７は、ほぼ３／４×Ｌの長さが未成形であるように、下流側ダクト７は多くの範囲において未成形である。そして上流側ダクト６方向に設けられた薄肉プラスチックである格子４も未成形である。つまり、上流側ダクト６が成形された時には、上流側ダクト６に設けた格子４と、下流側ダクト７が未成形な範囲として残っている。ここで、未成形部である格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊと下流側ダクト７のダクト平均肉厚Ｋの断面積を比較すると、下流側ダクト７の断面積が大きい為、樹脂の多くは下流側ダクト７を成形する方向に流れる。つまり、薄肉プラスチックである格子４は未成形の状態のままで、下流側ダクト７を成形するように樹脂は流れるということである。つまりこの時薄肉プラスチックである格子４はヘジテーションを起こしている。その為、ヘジテーションを起こしている格子４の付近に流れている樹脂は、ほとんど樹脂は流れないままそのままの状態で留まっているため、下流側ダクト７を成形終了した時には、金型温度との温度差によって冷やされ、固化された状態となっている。その為、格子４に樹脂が流れることが出来ず、格子４のほとんどがショートした、未成形の状態となる。

したがってこの時のゲート位置では、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１は成形出来ない。

ここからは本発明を用いた時の場合について説明する。まずは格子４とゲート８の距離Ｍが、ボディ全長Ｌに対して、半分の距離にあるＭ＝Ｌ／２について説明する。

本構成にすることで、図５から図７に説明したように、格子４の網状格子１１に一挙に短時間で樹脂を押し込むことが出来、網状格子１１を成形することが出来る。

ボディ１のダクトＬの中央の場所に設けたゲート８から流れた樹脂は、ダクトの上下流方向に流れる。ここでゲート８位置と上流側ダクト６の端面の距離≒ゲート８位置と下流側ダクト７の端面の距離の関係であるため、上流側ダクト６と下流側ダクト７はほぼ同時に近い時間で成形が終了する。この時にボディ１で未成形であるのは薄肉プラスチックである格子４のみになる為、樹脂の射出圧力の多くは格子４に流れる力として使えることが出来る。またこの時未成形である薄肉プラスチックである格子４の樹脂について着目すると、ボディ１のダクト部を流れてくる間、樹脂はダクト外周に広がりながらダクトの上下流方向に進む。そして格子４が設けられている上流側ダクト６の端部付近まで樹脂が流れてくるころまでには、樹脂は上流側ダクト６のほぼ全周まで広がっている。次に格子４は未成形の状態ではあるが、それは樹脂が格子４まで流れていない為であり、よって上下流のダクト６，７をほぼ成形し、格子４まで流れてきた樹脂は粘性を持った状態（ファウンテンフロー状態）である。言い換えると、未成形である格子４の樹脂は、前に説明したＭ＝０，Ｌ／８，Ｌ／４のように、格子４まで樹脂がたどり着いているのに流れず留まっていたのではない。つまり、格子４付近の樹脂の温度はあまり下がっておらず、粘性を持っている状態である。

よって、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を、格子４の外周から中心方向に向けて、ほぼ全周から一挙に短時間で樹脂を押し込むことが可能となる。

また薄肉プラスチックである格子４を一挙に短時間で樹脂を押し込むため、格子４がショートになるＭ＝Ｌ／８，Ｌ／４より射出圧力は高くなる。本構成においては、約３倍程射出圧力が高くなっている。しかし、格子４上にゲートがあるＭ＝０よりも射出圧力は低い値で、薄肉プラスチックである格子４を成形することが可能となる。

次に格子４とゲート８の距離であるＭがＭ＝Ｌ×３／４，Ｌ×７／８について説明する。本構成にすることで、図５から図７に説明したように、格子４の網状格子１１に一挙に短時間で樹脂を押し込むことが出来、網状格子１１を成形することが出来る。

ボディ１の下流側ダクト７に設けられたゲート８から流れた樹脂は、ダクトの上下流方向に流れる。ここでゲート８位置と上流側ダクト６の端面の距離＞ゲート８位置と下流側ダクト７の端面の距離の関係であるため、下流側ダクト７が成形終了しても、上流側ダクト６は未成形である。例えば格子４とゲート８の距離ＭがＭ＝Ｌ×７／８の時には、上流側ダクト６は、ほぼ３／４×Ｌの長さが未成形であるように、上流側ダクト６は多くの範囲において未成形である。よって、上流側ダクト６の端面に設置した薄肉プラスチックである格子４までは、樹脂は流れていない。下流側ダクト７の成形が終了した後は、薄肉プラスチックである格子４が設けられている上流側ダクト６を成形する方向に樹脂は外周に広がりながら流れる。よって図５から図７に説明したように、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を成形することが可能となる。繰り返しになるが、薄肉プラスチックである格子４を成形するために、一挙に短時間で樹脂を押し込むことが可能となる。また、薄肉プラスチックである格子４を一挙に短時間で樹脂を押し込むため、格子４がショートになるＭ＝Ｌ／８，Ｌ／４より射出圧力は高くなる。本構成では約３倍程度射出圧力が高くなる。しかし、格子４上にゲートがあるＭ＝０よりも射出圧力は低い値で、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を成形することが可能となる。

Ｍ＝Ｌについて説明する。図５から図７に説明したので、繰り返しの説明になるが、上記構成をとることで、射出圧力の多くを薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を成形するために使うことが出来、また樹脂流れを格子４の外周から中心方向へ一方向とし、格子４の全外周から格子４の中心へ樹脂を流すことが出来る。これにより薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を、一挙に短時間で樹脂を押し込むことが可能となる。また、薄肉プラスチックである格子４を一挙に短時間で樹脂を押し込むため、格子４がショートになるＭ＝Ｌ／８，Ｌ／４より射出圧力は高くなる。本構成では約３倍射出圧力が高くなる。しかし、格子４上にゲートがあるＭ＝０よりも射出圧力は低い値で、薄肉プラスチックである格子４を成形することが可能となる。

本実施例では、ガラス繊維入りＰＢＴ樹脂で説明したが、例えば同様の耐熱性や強度を有するＰＡ，ＰＰＳ等の樹脂においても同様な作用，効果を有する。

図１０は格子４を一体化したボディ１の形状において、格子４の網状格子１１の最小肉厚９ａと最大肉厚９ｂの平均肉厚Ｊである平均肉厚Ｊを変更した時の射出圧力の結果、つまり格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊと射出圧力の関係を示した結果である。またガラス繊維入りのＰＢＴ樹脂を使用した時の結果である。

本結果のボディ１の形状は、格子４をボディ１の上流側ダクト６の上流の端部６ａに設けており、格子４とボディ１のダクトを一体成形している構成である。またゲート８の位置は下流側ダクト７の下流の端部７ａに４ヵ所設けており、格子４とゲート８の位置の距離であるＭとボディ全長Ｌの関係は、Ｍ＝Ｌであり、Ｌ／２≦Ｍの関係を満足している。上記ボディ１の構成において、格子４の網状格子１１の最小肉厚９−ａと最大肉厚９−ｂの平均肉厚Ｊが、Ｊ＝０.２mm，０.３mm，０.４mm，０.６mm，０.８mmの時を示している。

格子４とゲート８の距離Ｍとボディ全長ＬをＬ／２≦Ｍの関係のボディ構成をとった場合においても、網状格子１１の平均肉厚Ｊが０.２ の時には、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を成形することが出来ない。つまり一挙に短時間で格子４を充填する、格子４に樹脂を押し込む構成としても網状格子１１は成形することが出来ない。

本発明の作用，効果が、肉厚差や体積差の大きいボディ１と格子４の一体成形において、格子４にヘジテーションを起こさずに樹脂を流し、厚肉プラスチックと薄肉プラスチックの一体成形を可能とすることである。よって本発明の作用，効果は、薄肉プラスチックの平均肉厚Ｊには成形可能な下限値の範囲が存在する。

網状格子の平均肉厚Ｊの成形可能な下限値について説明する。金型内を流れる樹脂（溶融材料）の挙動は、流動，冷却，固化の過程を経る。また樹脂はファウンテンフロー状態で流れ、冷却しながら金型壁面に向かって移動する。言い換えれば、樹脂は樹脂温度と金型温度との温度差により樹脂の表層を固化しながら樹脂は流れ成形されていく。よって薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊの肉厚が薄ければ薄いほど、流動距離が長ければ長いほど、樹脂は冷やされていき、樹脂の固化層が大きくなっていく。よって、格子４の網状格子１１を薄くしていくと、網状格子１１を流れる樹脂は流れ難くなる。上記現象により、図１０に示すように、網状格子１１の平均肉厚が薄くなるほど、射出圧力は極端に高くなっていく。よって本実施例において成形可能とする為には、網状格子１１の平均肉厚Ｊが０.３mm以上が望ましい。尚、グラフや試作品から、限界となる下限値は０.２mmと０.３mmの間の０.２５mm付近にあろうと推定される。

またガラス繊維入りＰＢＴ樹脂で説明したが、例えば同様の耐熱性や強度を有するＰＡ，ＰＰＳ等の樹脂においても同様な作用，効果を有する。

図１１は、格子４の網状格子１１の平均肉厚Ｊと空気流量測定装置の測定精度を示した結果である。空気流量の測定精度は網状格子１１の平均肉厚Ｊが薄ければ薄いほど測定精度は向上する。逆に厚くなれば厚くなるほど測定精度は劣化する。測定精度が劣化する原因としては、網状格子１１の平均肉厚Ｊの肉厚が、厚くなればなるほど、網状格子１１の肉厚が、空気流れに対して障害物となり、剥離渦を発生させ、空気流れの乱れを起こしてしまうためである。よって測定精度を維持するためには、精度悪化割合の比較的少ない網状格子１１の平均肉厚Ｊは０.６mm以下が望ましい。

本発明の構成により、厚肉プラスチック部品であるボディ１のダクトと薄肉プラスチックである格子４の一体成形を可能とすることで、格子４の網状格子１１の成形を助けるために、網状格子１１に厚肉格子を設ける必要がない為、圧力損失の増加を抑えることが出来ると共に、空気乱れによる空気流量測定装置の測定精度の悪化を抑えるこが出来る。また部品点数を減らせることによるコスト増加を抑え、更に組立ての二次加工を無くせる為、組立てバラツキ，不良による空気流量測定装置の測定精度の悪化や劣化を無くせること出来る。

図１２は本発明の一実施例を示す空気流量測定装置の図１のＡ−Ａ断面図を示す。格子４はボディ１の上流側ダクト６の端面からボディ全長Ｌに対し、１／８倍のオフセットした距離に設置されている。またゲートの位置は下流側ダクト７の端面からボディ全長Ｌに対し、１／８倍のオフセットした距離に設置されている。

上記構成では、整流格子４とゲート位置はボディの端部より内側に配置されているが、ボディ全長に対し、格子４とゲート位置の距離Ｍは３／４×Ｌの距離となり、Ｌ／２≦Ｍの関係を満足している。本構成とすることで、図１から図９に説明した同様の作用，効果を得ることが出来、薄肉プラスチックである格子４の網状格子１１を成形するために、一挙に短時間で樹脂を押し込むことが可能となる。

図１３に本発明の一実施例を示した空気流量測定装置の図１に示すＡ−Ａ断面図を示す。

本実施例は、格子４を空気流量を検出する検出素子を有するモジュール２の下流側に配置し、その反対側であるモジュール２の上流側の端面にゲートを設け、Ｌ／２≦Ｍの関係を満足しボディ１と一体成形している構成とした。

本構成のようにモジュール２の下流側に格子４を配置しても、モジュールの逆側にゲート８を設けることで、図１から図１４にて説明した同様の作用，効果を有することが出来る。

図１４に本発明の一実施例を示した空気流量測定装置の図１に示すＡ−Ａ断面図を示す。

本実施例は、図１から図１２に示した実施例と同じで、格子４を空気流量を検出する検出素子を有するモジュール２の上流に配置し、そして格子４とゲート８の位置の距離Ｍとボディ全長Ｌの関係は、Ｌ／２≦Ｍの関係を満足し、空気流量を調整するバルブ１０を内部に有するボディ１と格子４を一体成形した構成である。

本構成のようにバルブ１０を有するボディ１に設置しても、図１から図１１にて説明した同様の作用，効果を有することが出来る。

図１５に本発明の一実施例を示した空気流量測定装置を用いた電子噴射方式のない内燃機関に本発明を適用した一実施例を示す。

エアクリーナ１２から吸入された空気は、空気流量測定装置のボディ１，吸気ダクト
１３，スロットルを有するボディ１４および燃料が供給されるインジェクタ１５を備えたマニホールド１６を経て、エンジンシリンダ１７に吸入される。一方エンジンシリンダ
１７で発生したガスは、排気マニホールド１８を経て排出される。空気流量測定装置の電子回路から出力される空気流量信号，スロットル角度センサ１９から出力されるスロットルバルブ信号，吸気マニホールドに設置された酸素濃度計２０から出力される酸素濃度信号、及びエンジン回転速度センサ２１から出力される回転角度信号を入力するコントロールユニット２２は、これらの信号を演算して最適な燃料噴射量とアイドルエアコントロールバルブ２３を制御する。その空気流量測定装置は、図１から図１４に示した実施例と同じであり、同様の作用，効果が望める構造となっている。

本発明は空気流量測定装置に係わり、特に自動車エンジンの内燃機関に吸入される空気流量を測定する空気流量測定装置に好適である。

本発明の一実施例を示す空気流量測定装置の図２のＡ−Ａ断面図。 図１の空気流れの上流からみた上面図。 図１の空気流れの下流からみた下面図。 図１の拡大Ｘ図。 本発明の一実施例を示した格子とゲートの位置の違いによる射出圧力と時間の関係を示した図。 図５に示した格子とゲート位置の関係を示した、空気流れの下流側からみた下面図。 図５に示した格子とゲート位置の関係を示した、空気流れの上流側からみた上面図。 本発明の一実施例を示した格子とゲートの位置と射出圧力の関係を示した図。 図８に示した格子とゲート位置の関係を示した、空気流量測定装置の側面図。 本発明の一実施例を示した網状格子の平均肉厚と射出圧力の関係を示した図。 本発明の一実施例を示した網状格子の平均肉厚と空気流量測定装置の測定精度を示した図。 本発明の一実施例を示した空気流量測定装置の図１のＡ−Ａ断面図に相当する断面図。 本発明の一実施例を示した空気流量測定装置の図１のＡ−Ａ断面図に相当する断面図。 本発明の一実施例を示した空気流量測定装置の図１のＡ−Ａ断面図に相当する断面図。 本発明の一実施例を示した空気流量測定装置を用いた自動車吸気系レイアウトの一実施例の図。

符号の説明

１…ボディ、２…空気流量検出する検出素子を有するモジュール、３…ネジ、４…格子、５…空気流れ、６…上流側ダクト、６ａ…上流側ダクトの端部、７…下流側ダクト、
７ａ…下流側ダクトの端部、８…ゲート、９ａ…網状格子１１の最小肉厚、９ｂ…網状格子１１の最大肉厚、１０…バルブ、１１…格子４の網状格子、１２…エアクリーナ、１３…吸気ダクト、１４…スロットルを有するボディ、１５…インジェクタ、１６…マニホールド、１７…エンジンシリンダ、１８…排気マニホールド、１９…スロットル角度センサ、２０…酸素濃度計、２１…エンジン回転速度センサ、２２…コントロールユニット、
２３…アイドルエアコントロールバルブ。

Claims (14)

1. 通路を構成する通路構成体と、前記通路構成体の入口または出口の側に設けられ前記通路を横切る網状の格子と、気体を導入して流量を測定する流量測定モジュールとを備え、前記流量測定モジュールの一部が前記通路構成体に形成された穴を介して前記通路内に設置された流量測定装置において、
   前記通路構成体の入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上であり、前記格子の平均厚さが０.３mm以上０.６mm以下であって、
   前記通路の軸方向の長さをＬとすると、前記格子が設けられた側の前記入口または出口の端からＬ／２以上離れた位置から樹脂を注入して射出成形を行なうことにより、前記通路構成体と前記格子とを一体に成形したことを特徴とする流量測定装置。
2. 請求項１に記載の流量測定装置において、
   前記注入は４ヶ所以上で行われ、
   前記樹脂はガラス繊維入りＰＢＴであることを特徴とする流量測定装置。
3. 請求項１に記載の流量測定装置において、
   前記格子は前記通路構成体の入口または出口端から内側にＬ／８オフセットした位置に設けられたことを特徴とする流量測定装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流量測定装置において、
   前記通路構成体の入口および出口部分が内燃機関の吸気通路に接続されることを特徴とする流量測定装置。
5. 通路を構成する通路構成体と、前記通路構成体の入口または出口の側に設けられ前記通路を横切る網状の格子と、気体を導入して流量を測定する流量測定モジュールとを備え、前記通路構成体の入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上であり、前記格子の平均厚さが０.３mm以上０.６mm以下である流量測定装置の製造方法において、
   前記通路の軸方向の長さをＬとすると、前記格子が設けられた側の前記入口または出口の端からＬ／２以上離れた位置に設けたゲートから成形用の型内に樹脂を第１の圧力で射出して、前記通路と前記穴とを有する前記通路構成体を成形し、
   前記ゲートから前記型内に樹脂を前記第１の圧力よりも大である第２の圧力で射出して、前記格子を前記通路構成体と一体に形成し、
   前記穴を介して前記流量測定モジュールの入口を前記通路内に挿入し、前記流量測定モジュールを前記通路構成体に固定する流量測定装置の製造方法。
6. 請求項５に記載の流量測定装置の製造方法において、
   前記第１の圧力を時間とともに増加させ、
   前記第２の圧力を時間とともに、前記第１の圧力の増加の割合よりも大きな割合で増加させることを特徴とする流量測定装置の製造方法。
7. 通路を構成する通路構成体と、前記通路構成体の入口または出口の側に設けられ前記通路を横切る網状の格子とを備え、気体を導入して流量を測定する流量測定モジュールの一部が前記通路構成体に形成された穴から挿入され設置される流量測定通路において、
   前記通路構成体の入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上であり、前記格子の平均厚さが０.３mm以上０.６mm以下であって、
   前記通路構成体と前記格子とは樹脂の射出成形により一体に成形され、
   前記通路の軸方向の長さをＬとすると、前記格子が設けられた側の前記入口または出口の端からＬ／２以上離れた位置から樹脂を注入して射出成形を行なうことにより、前記通路構成体と前記格子とを一体に成形したことを特徴とする流量測定通路。
8. 通路を構成する通路構成体と、前記通路構成体の入口または出口の側に設けられ前記通路を横切る網状の格子と、気体を導入して流量を測定する流量測定モジュールの一部が挿入される挿入穴とを有し、前記通路構成体の入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上であり、前記格子の平均厚さが０.３mm以上０.６mm以下である流量測定通路の製造方法において、
   前記通路の軸方向の長さをＬとすると、前記格子が設けられた側の前記入口または出口の端からＬ／２以上離れた位置に設けたゲートから成形用の型内に樹脂を第１の圧力で射出して、前記挿入穴を有する通路構成体を成形し、
   前記ゲートから前記型内に樹脂を前記第１の圧力よりも大である第２の圧力で射出して、前記格子を形成し、
   前記通路構成体と前記格子とを一体に射出成形することを特徴とする流量測定通路の製造方法。
9. 請求項８に記載の流量測定通路の製造方法において、
   前記第１の圧力を時間とともに増加させ、
   前記第２の圧力を時間とともに、前記第１の圧力の増加の割合よりも大きな割合で増加させることを特徴とする流量測定通路の製造方法。
10. 内燃機関の空気流量を測定する空気流量測定装置において、
    空気流量の空気通路を形成する部材に、流量検出部の上流あるいは下流に配置される格子を有し、
    前記格子は、前記空気通路の内側に網状格子を有し、前記網状格子の最大肉厚と最小肉厚を平均した平均肉厚が０.２５mmから０.６mmであり、
    前記空気通路を形成する部材の入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上に形成され、
    前記格子と前記空気通路を形成する部材とは樹脂の射出成形により一体成形され、
    前記格子と前記空気通路を形成する部材とを射出成形するゲート位置は、前記ゲート位置と前記格子との距離が前記空気通路を形成する部材の全長の半分以上である場所に設けられていることを特徴とする空気流量測定装置。
11. 請求項１０に記載の空気流量測定装置において、
    前記ゲート位置を、前記流量検出部を境に、前記格子と逆側の前記空気通路を形成する部材の場所に設けたことを特徴とする空気流量測定装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の空気流量測定装置において、
    前記ゲート位置を前記空気通路を形成する部材の端部に設けたことを特徴とする流量測定装置。
13. 請求項１０又は１１に記載の空気流量測定装置において、
    前記格子と前記空気通路を形成する部材とがガラス繊維入りのＰＢＴの樹脂材料で一体射出成形されていることを特徴とする空気流量測定装置。
14. 内燃機関の吸入空気流量を測定する流量検出部を有し、
    前記吸入空気流量の主空気通路を形成する円形あるいは楕円形のボディを有し、
    前記流量検出部の上流あるいは下流に配置される格子を有し、
    前記格子は前記ボディの内側に網状格子を有し、前記網状格子の最大肉厚と最小肉厚を平均した平均肉厚は０.２５mmから０.６mmであり、
    前記空気通路を形成する部材の入口および出口部分の肉厚が２.５mm以上であり、
    前記ボディと前記格子とはガラス繊維入りのＰＢＴ樹脂材料で一体射出成形されており、前記ボディと前記格子とを一体に射出成形するゲート位置を、前記ゲート位置と前記格子との距離が前記空気通路を形成するボディの全長の半分以上である場所に設けていることを特徴とする空気流量測定装置。

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