JP5262789B2 - 空気流量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気流路の内部にバイパス流路を形成し、そのバイパス流路の流量を測定することで、空気流路の流量を測定する空気流量測定装置に関する。

空気流量測定装置は、例えば、内燃機関の吸入空気量を測定するもので、ダクト内を流れる吸入空気の一部が流れるバイパス流路を有し、バイパス流路に設置された流量測定素子を用いて流量を検出する。

このような空気流量測定装置１００には、図５に示すように、ダクト内を流れる吸入空気の温度を計測する温度センサ１０１を、バイパス流路を形成するハウジング１０２の外側に設けて一体化したものがある。そして、空気流量測定装置１００は、ダクトに形成された取付穴からダクト内に挿入されて設置されるため、挿入時に温度センサ１０１とダクトとの接触による温度センサ１０１の破損等を防ぐべく、温度センサ１０１を保護する保護部材１０３を備えている（特許文献１参照）。

ところで、この温度センサ１０１は、リード部１０４がハウジング１０２側面と保護部材１０３との間に設けられたターミナル１０７に溶接されることで支持されており、保護部材１０３とターミナル１０７との溶接部１０８の溶接状態の検査をする必要がある。

この溶接状態の検査は、空気流量測定装置１００を完成させた後に外観して確認するのが好ましいが、従来の空気流量測定装置１００では、保護部材１０３が温度センサ１０１全体の前方を保護しているため、保護部材１０３により溶接部１０８が隠れてしまい、溶接部１０８を外側から確認することができない。
また、保護部材１０３を設けなければ、空気流量測定装置１００の完成後に外観して溶接部１０８の状態を検査できるが、この場合、ダクトに挿入する際に温度センサ１０１がダクトに接触して破損する虞がある。

特許第３２４２２８６号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、温度センサを備える空気流量測定装置において、ダクトへの取付け時に温度センサが破損するのを防ぐとともに、温度センサと支持部材との溶接部の溶接状態の確認を容易とすることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の空気流量測定装置は、ダクト内を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を形成するハウジングと、バイパス流路に設置されてバイパス流路の空気流量を測定するためのセンシング部と、ハウジングの外側で前記ダクト内を流れる空気の温度を検出する温度センサと、温度センサを支持する支持部材とを備え、ダクトに形成された取付穴からダクト内に挿入されて設置される。
また、空気流量測定装置は、ダクトへの挿入時に温度センサのダクトへの接触を防ぐ保護部材を備える。

温度センサは、抵抗体と、抵抗体の両側に設けられたリード部を有し、リード部が支持部材に溶接されることで、温度センサが保護部材とハウジングとの間に支持され、保護部材は、抵抗体とダクトとの接触を防ぐ保護部と、リード部と支持部材との溶接部を保護部材の外側から視認可能にする視認窓部とを有する。

これによれば、保護部が温度センサの抵抗体を保護するため、ダクトへの挿入時に温度センサとダクトとの接触を防ぎ、温度センサの破損を防ぐことができる。これに加えて、視認窓部から溶接部を確認することができるので、保護部材があっても溶接部の溶接状態を外観して検査することができる。このため、空気流量測定装置完成後の完成品外観検査と同時に、溶接部の溶接状態の外観検査を行うことができ、検査効率が向上する。
すなわち、本発明の空気流量測定装置によれば、温度センサの保護機能を確保しつつ、完成品の状態で溶接部を確認することができる。

また、保護部材は、温度センサの前方のみを覆い、下方からみた保護部材とハウジングとの隙間を視認窓部とする。
これによれば、空気流量測定装置のダクトへの挿入時にダクトと最も接触しやすい、温度センサの前方を保護するとともに、温度センサの下方は保護部材により隠れないため空気流量測定装置の完成後に下方から溶接部の溶接状態を視認することができる。

（ａ）は、空気流量測定装置の斜視図であり、(ｂ)は、空気流量測定装置の正面図である（参考例）。 （ａ）は、空気流量測定装置の内部構造及びダクトへの取付け状態を示す側部断面図であり、（ｂ）は、空気流量測定装置の内部構造及びダクトへの取付け状態を示す正面断面図である（参考例）。 空気流量測定装置の正面図である（参考例）。 （ａ）は空気流量測定装置の斜視図であり、（ｂ）は空気流量測定装置を下方からみた図である（実施例１）。 （ａ）は、空気流量測定装置の斜視図であり、(ｂ)は、空気流量測定装置の正面図である（従来例）。

本発明の空気流量測定装置は、ダクト内を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を形成するハウジングと、バイパス流路に設置されてバイパス流路の空気流量を測定するためのセンシング部と、ハウジングの外側でダクト内を流れる空気の温度を検出する温度センサと、温度センサを支持する支持部材とを備え、ダクトに形成された取付穴からダクト内に挿入されて設置される。
また、ダクトへの挿入時に温度センサのダクトへの接触を防ぐ保護部材を備える。

そして、温度センサは、抵抗体と、抵抗体の両側に設けられたリード部を有し、リード部が支持部材に溶接されることで、温度センサが保護部材とハウジングとの間に支持され、保護部材は、抵抗体とダクトとの接触を防ぐ保護部と、リード部と支持部材との溶接部を保護部材の外側から視認可能にする視認窓部とを有する。
また、保護部材は、温度センサの前方のみを覆い、下方からみた保護部材とハウジングとの隙間を視認窓部とする。

〔参考例の構成〕
参考例の空気流量測定装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
空気流量測定装置１は、例えば、自動車用エンジンの吸入空気量を計測するエアフローメータであり、エアクリーナの下流側に接続するダクト２に取り付けられている。
空気流量測定装置１は、以下に説明するハウジング３、センシング部４、温度センサ６、回路モジュール７などにより一体的に構成され、ダクト２に形成された取付穴８に挿入されてダクト２に取り付けられる。

ハウジング３は、内部に、ダクト２内に形成される主流路１０を流れる吸入空気の一部（測定空気）を取り込むバイパス流路１１を形成するものである。
ハウジング３は、測定空気がバイパス流路１１に流入するバイパス入口１２と、測定空気がバイパス流路１１から流出するバイパス出口１３と、主流路１０の流れ方向（以下、主流方向）に対して垂直に設けられた仕切壁１４を有し、バイパス入口１２から入った測定空気が、仕切壁１４を介してＵターンし、バイパス出口１３から流出するようになっている（図２（ｂ）参照）。

すなわち、バイパス入口１２は、ハウジング３の主流路１０上流側の側面及び底面に開口して設けられ、バイパス入口１２から流入した測定空気は、バイパス入口１２から仕切壁１４に沿って図示上方に向かって流れた後、仕切壁１４上端でＵターンし、図示下方に向かって流れてバイパス出口１３から流出する（図２（ｂ）参照）。
また、ハウジング３の上部には後述する回路モジュール７が一体的に設けられている。

センシング部４は、流量を測定するための発熱素子４ａと感温素子４ｂとを有し、発熱素子４ａおよび感温素子４ｂは、ハウジング３内において回路モジュール７の下方に突き出したターミナル１６にそれぞれ支持されている。そして、発熱素子４ａおよび感温素子４ｂは、バイパス流路１１のＵターン部よりも上流側に配され、感温素子４ｂが発熱素子４ａよりもバイパス流路１１の上流側（図示下側）に配置される。
なお、ターミナル１６は回路モジュール７に収容される回路基板（図示せず）に接続しており、発熱素子４ａおよび感温素子４ｂはターミナル１６を介して回路基板に電気的に接続されている。

温度センサ６は、主流路１０を流れる吸入空気の温度を検出するためのものであり、温度センサ６は、抵抗体１７と抵抗体１７の両側に設けられたリード部１８、１９を有する。
そして、ハウジング３の外側において回路モジュール７の下方に突き出したターミナル２２、２３（支持部材）にリード部１８、１９がそれぞれ溶接されることにより、温度センサ６はハウジング３の外側で支持されている。

具体的には、主流方向に垂直に設けられたターミナル２２とターミナル２３とが、主流方向に所定間隔空けて並設されており、温度センサ６のリード部１８、１９がそれぞれターミナル２２、２３に溶接されている。このため、温度センサ６はリード部１８、１９が主流方向に平行に並ぶように（温度センサ６の長手方向が主流方向と平行になるように）主流路１０内に配されることになる。
なお、ターミナル２２、２３は回路モジュール７に収容される回路基板に接続しており、温度センサ６はターミナル２２、２３を介して回路基板に電気的に接続されている。

回路モジュール７は、ハウジング３の上部に一体的に設けられ、ダクト２に取り付けられた状態ではダクト２の外側に配置される。
回路モジュール７の内部には、感温素子４ｂ、発熱素子４ａ、温度センサ６への通電を制御するための回路基板が収容され、回路モジュール７の側部にはワイヤーハーネス（図示せず）と接続するためのコネクタ２４が一体成形されている。

〔参考例の特徴〕
空気流量測定装置１は、ダクト２への挿入時に温度センサ６のダクト２への接触を防ぐ保護部材２７を備え、温度センサ６は保護部材２７とハウジング３との間に配される。

保護部材２７は、ハウジング３と一体的に形成されており、温度センサ６の前方を覆う前方壁２８と温度センサ６の下方を覆う下方壁２９とを有し、断面は略Ｌ字状を呈している。
ここで、温度センサ６の前方とは、空気流量測定装置１をダクト２へ挿入する際に取付穴８の開口縁と面する側であり、温度センサ６の下方とは、ダクト２へ空気流量測定装置１を挿入する方向である。

なお、本参考例では、前方壁２８はハウジング３の主流方向に平行な側面３２と平行に設けられて、前方壁２８と側面３２との間に温度センサ６が配され、下方壁２９は側面３２と垂直に且つ主流方向と平行に設けられて、温度センサ６の下方を保護するように配される。このため、温度センサ６は、温度センサ６の長手方向に垂直な方向（つまり、主流方向と平行な方向以外）が、保護部材２７及びハウジング３により囲われた状態となる。

また、保護部材２７は、抵抗体１７とダクト２との接触を防ぐ保護部３３と、リード部１８とターミナル２２との溶接部３５およびリード部１９とターミナル２３との溶接部３６を保護部材２７の外側から視認可能にする視認窓部３７とを有する。

すなわち、溶接部３５、３６が面する前方壁２８の幅方向（主流方向）の両端に切り欠き３９を設けて、切り欠き３９を視認窓部３７として、保護部材２７の外側から切り欠き３９を介して、溶接部３５、３６の両方を同時に保護部材２７の前方から視認できるようにしている。そして、切り欠き３９の幅方向寸法は抵抗体１７が露出しない程度に設けられ、切り欠き３９で挟まれる前方壁２８の中央部は抵抗体１７を保護する保護部３３をなしている。
切り欠き３９の上下方向の長さは、図１のように溶接部３５、３６周辺のみを露出する寸法でもよく、図３のようにターミナル２２、２３全体を露出する寸法でもよい。

〔参考例の効果〕
本参考例の空気流量測定装置１は、ダクト２への挿入時に温度センサ６のダクト２への接触を防ぐ保護部材２７を備え、温度センサ６は保護部材２７とハウジング３との間に配される。そして、保護部材２７は、抵抗体１７とダクト２との接触を防ぐ保護部３３と、溶接部３５、３６を保護部材２７の外側から視認可能にする視認窓部３７とを有する。

これにより、保護部３３が温度センサ６の抵抗体１７を保護するため、ダクト２への挿入時の温度センサ６とダクト２との接触による温度センサ６の破損を防ぐことができる。これに加えて、視認窓部３７から溶接部３５、３６を確認することができるので、保護部材２７があっても溶接部３５、３６の溶接状態を外観して検査することができる。このため、空気流量測定装置１完成後の完成品外観検査と同時に、溶接部３５、３６の溶接状態の外観検査を行うことができ、検査効率が向上する。
すなわち、温度センサ６の保護機能を確保しつつ、ダクト２設置前の完成品の状態で溶接部３５、３６を確認することでができる。

尚、空気流量測定装置１の組み立て工程では、ターミナル１６に発熱素子４ａ及び感温素子４ｂを溶接し、ターミナル２２、２３に温度センサ６を溶接した状態で、保護部材２７と一体的に形成されたハウジング３を組み付ける。このため、ハウジング３組み付け前に溶接部３５、３６の溶接状態を確認しても、ハウジング３組み付け作業により溶接部３５、３６が破損する虞がある。しかし、本発明によればハウジング３組み付け後の完成品の状態で、溶接部３５、３６の溶接状態の外観検査を行うことができるため、溶接状態の検査を確実なものとでき、信頼性が向上する。

また、保護部材２７は、温度センサ６の前方を覆う前方壁２８と温度センサ６の下方を覆う下方壁２９とを有し、断面は略Ｌ字状を呈しており、さらに、視認窓部３７として、溶接部３５、３６が面する前方壁２８の幅方向の両端に切り欠き３９を有する。

ここで、空気流量測定装置１のダクト２への挿入時、温度センサ６が保護部材２７に隠されずむき出しになっている場合、温度センサ６の前面は、空気流量測定装置１のダクト２への挿入時にダクト２と面し、ダクト２の開口縁と接触しやすい。また、温度センサ６の下面は、空気流量測定装置１は下方に向けて挿入されるため、ダクト２の取付穴８の開口部周辺のダクト２外周面に衝突する可能性がある。

しかし、本参考例によれば、空気流量測定装置１のダクト２への挿入時にダクト２と接触しやすい、温度センサ６の前方と下方を同時に保護するとともに、切り欠き３９から溶接部の溶接状態を視認することができる。

〔実施例１の構成〕
実施例１の構成を、参考例とは異なる点を中心に、図４を用いて説明する。
実施例１の空気流量測定装置１は、保護部材２７は、下方壁２９を有さず、前方壁２８のみを有する。
そして、前方壁２８が抵抗体１７を保護する保護部３３をなすとともに、下方からみた保護部材２７とハウジング３の側面３２との隙間４０が視認窓部３７をなしている。

〔実施例１の効果〕
これによれば、空気流量測定装置１のダクト２への挿入時にダクト２と最も接触しやすい温度センサ６の前方を保護するとともに、温度センサ６の下方は保護部材２７により隠れないため空気流量測定装置１の完成後に下方から溶接部３５、３６の溶接状態を視認することができる。

〔変形例〕
参考例では、視認窓部３７として、溶接部３５、３６が面する前方壁２８の幅方向の両端に切り欠き３９が設けられていたが、溶接部３５、３６が面する下方壁２９の幅方向の両端に切り欠き３９を設けてもよい。これによっても、溶接部３５、３６の両方を同時に下方から視認できる。
また、温度センサ６は長手方向が主流方向に平行となるように主流路１０に設けられていたが、平行に配置されていなくてもよい。その場合も、抵抗体１７を保護する保護部３３を確保しつつ、保護部材２７の溶接部３５、３６が面する部分に視認窓部３７として切り欠きや穴を設けることで、本発明を実施することができる。

１ 空気流量測定装置
２ ダクト
３ ハウジング
４ センシング部
６ 温度センサ
８ 取付穴
１１ バイパス流路
１７ 抵抗体
１８、１９ リード部
２２、２３ ターミナル（支持部材）
２７ 保護部材
３３ 保護部
３７ 視認窓部
３９ 切り欠き
４０ 隙間

Claims (1)

1. ダクト内を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を形成するハウジングと、
   前記バイパス流路に設置されて、前記バイパス流路の空気流量を測定するためのセンシング部と、
   前記ハウジングの外側で前記ダクト内を流れる空気の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサを支持する支持部材とを備え、
   前記ダクトに形成された取付穴から前記ダクト内に挿入されて設置される空気流量測定装置において、
   前記ダクトへの挿入時に前記温度センサの前記ダクトへの接触を防ぐ保護部材を備え、
   前記温度センサは、抵抗体と、前記抵抗体の両側に設けられたリード部を有し、
   前記リード部が前記支持部材に溶接されることで、前記温度センサが前記保護部材と前記ハウジングとの間に支持され、
   前記保護部材は、前記抵抗体と前記ダクトとの接触を防ぐ保護部と、前記リード部と前記支持部材との溶接部を前記保護部材の外側から視認可能にする視認窓部とを有し、
   前記挿入時に前記取付穴の開口縁と面する側を、前記温度センサの前方、
   前記挿入の方向側を、前記温度センサの下方とした場合に、
   前記保護部材は、前記温度センサの前方のみを覆い、下方からみた前記保護部材と前記ハウジングとの隙間を視認窓部とすることを特徴とする空気流量測定装置。

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