JP5462115B2 - 流体測定装置 - Google Patents

Description

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１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２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２又は３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１から請求項４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１から請求項５のいずれか一項に記載の流体測定装置。

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