JP5462115B2 - 流体測定装置 - Google Patents

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本発明は、例えば内燃機関に吸入される吸入空気等の流体を測定する流体測定装置に関する。
自動車などの内燃機関の電子制御燃料噴射装置は、内燃機関に吸入される流体である吸入空気の温度や吸入空気量を測定するための流体測定装置を備えている。流体測定装置は、吸気通路の通路途中に設けられたボディに筐体の基端部が取り付けられて、ボディ内の吸入空気が通過する主通路内に筐体の先端部が突出するように構成されている。そして、筐体の先端部には、吸気温度検出素子や流量検出素子等の検出素子が設けられている(例えば特許文献1を参照)。例えば感温抵抗体等の検出素子は、筐体の対向部との間に所定の隙間が形成されるように、対向部から離された位置で対向するように配設されている。
特開平8-297040号公報
自動車に搭載される流体測定装置では、例えば雨天の走行によりエアクリーナーを経由して吸気系に雨水等の液体が侵入し、流体測定装置の対向部に付着して、検出素子と対向部との間の隙間に溜まるおそれがある。
検出素子と対向部との間の隙間に液体が溜まると、その液体によって検出素子が電気的に短絡し、また、寒冷地では溜まった液体が凍結して、流体測定装置としての機能が損なわれることが懸念される。
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出素子と対向部との間に液体が溜まるのを防止する流体測定装置を提供することである。
上記課題を解決する本発明の流体測定装置は、検出素子との間に所定の隙間を有して筐体の対向部が対向する流体測定装置において、対向部に付着した液体を毛細管現象により対向部から離反する方向に誘導して排水させる排水手段を設ける。
本発明によれば、検出素子との間に所定の隙間を有して筐体の対向部が対向する流体測定装置において、対向部に付着した液体を毛細管現象により対向部から離反する方向に誘導して排水させる排水手段を設けたので、対向部に付着した液体が検出素子と対向部との間に溜まるのを防ぐことができる。したがって、対向部に付着した液体によって検出素子が電気的に短絡するのを防ぎ、また、寒冷地で液体が凍結して流体測定装置としての機能が損なわれるのを防ぐことができる。
第1実施の形態における熱式流体流量測定装置の正面図。 図1の断面A−A。 熱式流体流量測定装置の側面図。 図3の要部拡大図。 図4の断面B−B。 断面B−Bを斜めから見た図。 上流部の要部を拡大して示す斜視図。 凹部の底面部の形状を説明する図。 第2実施の形態における熱式流体流量測定装置の要部拡大図。 図9の断面C−C。
次に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
以下の各実施の形態では、流体測定装置の検出素子が、熱式流体流量測定装置に設けられた吸気温度検出素子である場合を例に説明する。
[第1実施の形態]
熱式流体流量測定装置1は、内燃機関の吸気通路の通路途中に設けられたボディ2の主通路2aを通過して内燃機関に吸入される吸入空気の吸入空気量と吸気温度を測定する構成を有する。
熱式流体流量測定装置1が取り付けられるボディ2は、図1及び図2に示すように、円筒形状を有しており、その中心孔によって主通路2aが形成されている。ボディ2には、熱式流体流量測定装置1の先端部を挿入した状態で取り付けるための取付穴部2bが設けられている。ボディ2は、例えば主通路2aが上下に延在して上流側が天方向に向かい、下流側が地方向に向かうように配置される。
熱式流体流量測定装置1は、ボディ2に取り付けられる筐体10を備えている。筐体10は、ボディ2に固定されて取付穴部2bを閉塞する基端部11と、基端部11から主通路2aに突出する先端部12とを有している。
筐体10の先端部12は、所定の厚み幅を有する矩形の平板形状を有しており、左右の側面部12B、12Cが主通路2内における空気の流れ方向に沿って延在し、上流面部12Aが主通路2の上流側に向かって対向し、下流面部12Dが主通路2の下流側に向かって対向して配置されるようになっている。先端部12は、本実施の形態では、基端部11と一体に形成されたベース部材13と、ベース部材13に取り付けられるモールド部材14と、モールド部材14に取り付けられるカバー部材15によって構成されている。
これらベース部材13、モールド部材14、カバー部材15は、例えば合成樹脂製材料を射出成形することによって構成されており、互いに組み合わせることによって先端部12を形成する。
先端部12には、主通路2aを流れる空気の一部を取り入れる副通路16が設けられている。副通路16は、主通路2aの略中心位置で上流面部12Aに上流端が開口し、下流面部12Dに下流端が開口しており、その通路途中に流量検出素子17が配設されている。流量検出素子17は、副通路16を通過する空気の流量を検出できるように、回路基板18に一体に設けられて副通路16内に支持されている。
そして、先端部12の上流面部12Aには、吸気温度検出素子21が露出して配設されている。吸気温度検出素子21は、主通路2aを流れる空気の温度を検出するものであり、感温抵抗体によって構成されている。
図3は、熱式流体流量測定装置の側面図、図4は、図3の要部拡大図、図5は、図4の断面B−B、図6は、断面B−Bを斜めから見た図である。
熱式流体流量測定装置1は、ボディ2(図2を参照)に取り付けられて、先端部12の上流面部12Aが天方向に向かい、下流面部12Dが地方向に向かうように配置されている。このような姿勢状態で取り付けられることにより、天方向から雨水等の液体が落下してきた場合に、上流面部12Aや上流面部12Aに露出して配設された吸気温度検出素子21に付着する可能性があり、付着した液体を排水する排水手段を設ける必要性が高い。
上流面部12Aには、その一部が凹んだ凹部31が形成されており、その凹部31内に吸気温度検出素子21が設置されている。凹部31は、主通路2aの内壁面近傍位置(図2を参照)で、先端部12の延出方向に沿って延在するように形成されており、上面部12Aと略平行に広がる底面部32を有している。そして、図5に示されるように、先端部12の左右の側面には、上流側から凹部内に進入してきた空気が通過可能な窓穴33、33が開口して形成されている。
凹部31内には、一対のターミナル34、34が設けられている。一対のターミナル34、34は、互いに先端部12の延出方向(図3の左右方向)に離間して底面部32(図6及び図7を参照)から突出して設けられており、その一対のターミナル34、34の間に吸気温度検出素子21が架け渡されて設けられている。
吸気温度検出素子21は、円柱状の素子本体22と、接続端子として素子本体22の両端部からそれぞれ互いに離反する方向に向かって延出する一対のリード線23、23を有しており、各リード線23、23がはんだ付け等によって各ターミナル34、34に電気的に接続されている。
吸気温度検出素子21は、凹部31内で底面部32に沿って延在するようにターミナル34、34間に支持されて、素子本体22が凹部31の底面部32から離れて、底面部32との間に所定の隙間を有して対向するように配置される。これにより、底面部32のターミナル34、34間には、吸気温度検出素子21との間に所定の隙間を有して対向する対向部35が形成される。
熱式流体流量測定装置1は、対向部35に付着した液体を、毛細管現象を利用して対向部から離反する方向に誘導して排水させる排水手段として、スリット(細溝)41を有している。スリット41は、モールド部材14に設けられるモールドスリット42と、ベース部材に設けられるベーススリット43を有している。
モールドスリット42は、対向部35に凹設されており、吸気温度検出素子21と対向部35との間の隙間間隔よりも狭い溝幅で、吸気温度検出素子21と対向部35との間から離反する方向に延在するように形成されている。本実施の形態では、先端部12の厚さ幅方向に沿って形成されており、素子本体22の直径よりも大きい長さを有している。そして、対向部35に付着した液体を、毛細管現象によりモールドスリット42内に進入させることができるようになっている。
モールドスリット42は、図3に示す姿勢状態で取り付けられた場合に、水平面に対して所定の傾斜角を有して傾斜するように構成されており、スリット42内に進入した液体を、該液体の自重によって吸気温度検出素子21から離反する方向である地方向4に向かって移動させることができるようになっている。本実施の形態では、図5に示すように、吸気温度検出素子21に最も接近した位置を頂点として、先端部12の厚さ幅方向に沿って吸気温度検出素子21から側方に離反する方向に移行するにしたがって漸次地方向4である下流面部12D側に移行するように傾斜している。
モールドスリット42の傾斜角度は、先端部12の厚さ幅方向両側で互いに相異するように設定されている。本実施の形態では、先端部12のベース部材13側の傾斜の方が、カバー部材15側の傾斜よりも傾斜角が大きく設定されており、液体を自重によってベース部材13側に誘導するようになっている。
モールドスリット42は、図6から図8に示すように、複数本が設けられており、毛細管現象による液体の吸引力がより多く作用するようになっている。例えば、溝幅が1mm以下の細いモールドスリット42を複数本の設置することで、毛細管現象をより顕著に働かせることができる。
また、本実施の形態では、複数本のモールドスリット42を、吸気温度検出素子21の一対の端子23、23間で吸気温度検出素子21の長手方向に所定間隔を空けて設けているので、対向部35に付着した液体を各スリット42によって吸気温度検出素子21の長手方向に分断することができ、液体によるターミナル34、34間あるいはリード線23、23間の電気的な短絡を効果的に防止できる。
複数本のモールドスリット42は、互いに隣り合うスリット42の長さが相異しており、例えば図8に示すように、素子本体22の軸方向中央側に位置するモールドスリット42のスリット長さが短く、素子本体22の軸方向両側に位置するモールドスリット42のスリット長さが長くなるように形成されている。したがって、モールドスリット42の毛細管現象による液体の吸引力を隣り合うスリット42同士で異ならせて、各モールドスリット42を伝わって下流側に流れようとする液体を互いに不均衡な状態とし、各モールドスリット42のいずれかから優先的に排水が行われるようにしている。
ベーススリット43は、図3〜図6に示すように、ベース部材13の側面に凹設されており、所定の溝幅でモールドスリット42から先端部12の下流面部12D側に向かって延在している。ベーススリット43は、図4に示すように、吸気温度検出素子21の長手方向に所定間隔をおいて複数本が形成されている。
ベーススリット43の始端部は、モールドスリット42のベース部材13側の側端部から下方に所定距離だけ離間した位置にて、吸気の上流側である天方向を向いて設けられている。ベーススリット43の終端部は、吸気の下流側である地方向を向いているため、液体が一定量を超えると自重によって地方向に落下する。
すなわち、上記の構造によって、吸気温度検出素子21の一対の端子間23、23にあった液体は、毛細管現象と重力の働きによって、ベーススリット43の終端部へと誘導され、液体が一定量を超えると自重によって地方向に落下する。
このように、対向部35に付着した液体をモールドスリット42によりベース部材13側に誘導して、ベーススリット43により地方向に誘導することができる。したがって、対向部35に付着した液体を、吸気温度検出素子21と対向部35との間から離反する方向に積極的に誘導して、熱式流体流量測定装置1の凹部31内に液体が溜まることを防止できる。なお、モールドスリット42及びベーススリット43は、細いスリットを有した型成形よって製造できる。
[第2実施の形態]
次に、第2実施の形態について図9、図10を用いて説明する。
図9は、第2実施の形態における熱式流体流量測定装置の要部拡大図であり、第1実施の形態の図4に対応する図、図10は、図9の断面C−Cである。なお、第1実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において特徴的なことは、排水手段としてスリット41の代わりに誘導部材51を設けたことである。
図9及び図10に示すように、先端部12にスリット41は設けられていない。誘導部材51は、吸気温度検出素子21と対向部35との間の隙間に挿通されて、吸気温度検出素子21と対向部35との間の隙間間隔よりも狭い隙間幅で吸気温度検出素子21と対向部35との間から離反する方向に延在する構成を有している。
誘導部材51は、対向部35に対向して先端部12の厚み幅方向に沿って水平に延在する水平部52と、該水平部52の端部で折曲されて先端部12の側面に沿って地方向に垂下する一対の垂下部53、53とからなる略コ字状を有している。
誘導部材51は、金属製の丸棒材料を加工することによって形成されているが、材料は金属に限定されるものではなく、例えば樹脂製材料等の他の材料であってもよく、また、形状も丸棒に限定されるものでなく、棒状のものであればよく、例えば断面が角状のものでもよい。
誘導部材51は、水平部52に設けられた一対の脚部54、54によって先端部12に支持されている。各脚部54、54は、水平部52の軸方向に互いに離間して水平部52から垂下部53、53と同方向に突出して設けられており、対向部35に穿設された取付穴に挿入して固定される。
誘導部材51の水平部52と対向部35との間には隙間が設けてあり、その隙間の最狭部は1mm以下に設定されている。
対向部35に付着した液体は、誘導部材51の始端部である水平部52と対向部35との隙間を伝わって水平部52の端部まで到達し、更に先端部12の側面と垂下部53との隙間を伝わって誘導部材51の終端部である下端部に到達する。そして、誘導部材51の下端部に一定量の液体が溜まると、液体は自重により地方向に落下する。
上記の構造によれば、対向部35に付着した液体を毛細管現象と重力の働きによって、誘導部材51の終端部である下端部へと積極的に誘導することができる。したがって、対向部35に付着した液体を、吸気温度検出素子21と対向部35との間から離反する方向に積極的に誘導して、熱式流体流量測定装置1の凹部31内で、ターミナル34、34間に液体が溜まるのを防止できる。
なお、上述の第2実施の形態では、誘導部材51が一つである場合を例に説明したが、吸気温度検出素子21の長手方向に所定間隔をおいて複数本を設けてもよい。また、第1実施の形態におけるスリット41と組み合わせて、スリット41と誘導部材51の両方を有する構成としてもよい。
本発明は、前述した実施例による熱式流体流量測定装置の他に、温度測定装置、湿度測定装置、ガス測定装置などさまざまな測定装置に適応できる。
1…熱式流体流量測定装置(流体測定装置)、2…ボディ、3…天方向、4…地方向、10…筐体、21…吸気温度検出素子(検出素子)、31…凹部、35…対向部、41…スリット(排水手段)、42…モールドスリット、43…ベーススリット、51…誘導部材(排水手段)

Claims (6)

  1. 検出素子との間に所定の隙間を有して筐体の対向部が対向する流体測定装置であって、
    前記対向部に付着した液体を、毛細管現象により前記対向部から離反する方向に誘導して排水させる排水手段を設け、該排水手段は、前記対向部に凹設されて、前記検出素子と前記対向部との間の隙間間隔よりも狭い溝幅で前記検出素子と前記対向部との間から離反する方向に延在するスリットを有し、
    前記対向部が天方向に向かって対向して配置されている場合に、
    前記スリットは、前記検出素子に最も接近した位置を頂点として、前記検出素子から側方に離反する方向に移行するにしたがって漸次地方向に移行するように傾斜して形成されていることを特徴とする流体測定装置。
  2. 前記スリットは、複数本が設けられていることを特徴とする請求項に記載の流体測定装置。
  3. 前記複数本のスリットは、前記検出素子の一対の端子間に所定間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項に記載の流体測定装置。
  4. 前記複数本のスリットは、互いに隣り合うスリットの長さが相異していることを特徴とする請求項又はに記載の流体測定装置。
  5. 前記スリットは、溝幅が1mm以下であることを特徴とする請求項から請求項のいずれか一項に記載の流体測定装置。
  6. 前記スリットの始端部が前記流体の上流側を向いており、前記スリットの終端部が前記流体の下流側を向いていることを特徴とする請求項から請求項のいずれか一項に記載の流体測定装置。
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