JP6194852B2 - 湿度検出機能付き空気流量測定装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の空気流量測定装置では、吸入空気の一部を取り込む副空気通路に流量センサが配置され、副通路空気の内部で開口する第二副空気通路に湿度センサが配置されている。つまり、副通路空気に取り込んだ空気を流量センサの上流で分流させ、一方の流れに湿度センサを配置している。
しかし、この配置方法では、空気乱れが発生して流量検出精度に悪影響を及ぼす虞がある。
この空気流量測定装置100を参考例1とする。
このため、ダクト内の主流に対して動圧を受けにくい構造となっている。
また、この場合、特許文献2のものと比較して、湿度センサ105にダストが付着しにくい。
なお、偏流は、例えば、内燃機関の吸入空気通路において空気流量測定装置よりも上流に配されるエアクリーナ内でのエレメントの目詰まりや、エアクリーナの形状等によって生じる。
ハウジングは、ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を有する。
流量センサは、バイパス流路内に配設されてバイパス流路を流れる空気の流量を検出する。
湿度センサは、ハウジングの外側でダクトの内部を流れる空気の湿度を検出する。
また、湿度センサケースは、ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込む第1流路と、第1流路の途中に開口する分岐口から第1流路を流れる空気の一部を取り込む第2流路とを有し、第2流路が内部空間として、第1流路がダスト分離手段として機能し、第1流路と第2流路との分岐で、ダストを分離して、ダストを第1流路側に流す。
〔実施例1の構成〕
実施例1の湿度検出機能付き空気流量測定装置1(以下、単に空気流量測定装置1と呼ぶ)を、図1〜4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Dに取り付けられている。なお、ダクトDの管壁には、円形状をした取付け穴Daが開口しており、空気流量測定装置1は取付け穴DaからダクトD内に挿入することにより設置される。
以下、ダクトDが形成する空気の流れ(主流)の方向(つまり、ダクトの延びる方向に沿う流れの方向)を主流方向と呼び、嵌合部2aからハウジング3が延びる方向を高さ方向下方と呼び、その反対側を高さ方向上方と呼ぶ。また、主流方向に沿うとともに高さ方向に延びるハウジング3の側壁面をハウジング側面3aと呼ぶ。
バイパス流路11は、ダクトDを流れる空気の流れ(主流)の上流側に向かって開口する取込口12と、主流下流側に向かって開口する吸入空気の放出口13とを有し、例えば、取込口12から取り込んだ吸入空気を周回させて放出口13に向かわせる(図1参照)。
バイパス流路11は、主流方向の順方向と逆向きに流体が流れる領域14を有しており、この領域14に流量センサ4が配される。
湿度センサ5は、例えば、相対湿度の変化に伴う高分子膜の誘電率変化を利用するものであり、高分子膜を備えるセンシング部5a、及びセンシング部5aに接続する端子等を有する。
湿度センサ5はセンシング部5aが内部空間20に露出するように配される。
湿度センサケース6は、ハウジング側面3aの外側でハウジング側面3aに垂直な方向に離間して設けられている(図2及び図3参照)。
空気流量測定装置1の湿度センサケース6は、内部空間20へ空気を取り込む際に、空気に含まれるダストを分離して、ダスト分離後の空気を内部空間へ流すダスト分離手段21を有する。
そして、第2流路25が湿度センサ5の配置される内部空間20として、第1流路23がダスト分離手段21として機能する。すなわち、第1流路23と第2流路25との分岐で、ダストを分離して、ダストを第1流路23側に流す。
第1流路23に取り込まれた空気に含まれるダストは慣性力によって第1流路23の流れに沿って進む。これにより、第1流路23と第2流路25との分岐でダストは分離されて第2流路25へはダストが分離された後の空気が流入する。
例えば、偏流によって主流方向に対して傾きのある流れがダクト内に存在する場合でも、第1流路23によりダストの進行方向が矯正されるため、第2流路25(内部空間20)へのダストの侵入を抑制できる。
従って、内部空間20に配された湿度センサ5にダストが付着するのを抑制することができる。
この結果、湿度センサ5による湿度の測定精度を向上させることができる。
実施例2の空気流量測定装置1を、図5を用いて説明する。実施例1とは異なる点を中心に説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
実施例3の空気流量測定装置1を、図6を用いて説明する。実施例1とは異なる点を中心に説明する。
なお、実施例1及び2と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
具体的には、図6に示すように、第1壁面31は第1流路23の流路面積を下流に向かって減少させるような曲面に形成されている。
これによれば、実施例2と同様に、第1流路23内の流れを分岐口24から遠ざかる方向への流れに矯正しやすくなる。このため、分岐口24から第2流路25へのダストの侵入をより低減することができる。
実施例4の空気流量測定装置1を、図7を用いて説明する。実施例1とは異なる点を中心に説明する。
なお、実施例1及び2と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
具体的には、図7に示すように、出口28の開口縁の内、出口28の上流側に位置する部分に、下方(第1流路23の流路内壁面から流路内部に向かう方向)に突出する突起34が設けられている。
実施例5の空気流量測定装置1を、図8を用いて説明する。実施例1とは異なる点を中心に説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
実施例1では、ハウジング3と湿度センサケース6とがそれぞれダクトDの内側に突出するように設けられており、ベース部2から湿度センサケース6はハウジング側面3aの外側でハウジング側面3aに垂直な方向に離間して設けられていた。
参考例2の空気流量測定装置1を、図9及び図10を用いて説明する。実施例5とは異なる点を中心に説明する。
なお、実施例1及び5と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
整流板37は、ハウジング側面3aから隆起して設けられており、分岐口24よりも上流側から出口28の下流側に亘って主流方向に延びている。
また、第1流路23を設ける場合と比較して、空気流量測定装置1がダクト内の流れに対して与える圧力損失を低減することができる。
参考例3の空気流量測定装置1を、図11を用いて説明する。参考例2とは異なる点を中心に説明する。
なお、実施例1及び参考例2と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
例えば、図11に示すように、内部空間20はベース部2の内部に形成されている。そして、内部空間20への空気の導入口20aは、ベース部2のダクトD内に曝される面2cに開口している。
なお、整流板37は、参考例2と同様にハウジング側面3aから隆起して設けられている。
実施例では、第2流路25は、分岐口24から導入された空気を第1流路23に戻すために第1流路23の流路内壁面に開口する出口28を有していたが、第2流路25の下流端が閉塞されていてもよい(図12参照)。この場合でも、ダスト分離効果を得ることができる。
なお、参考例2の整流板37は、内部空間20への空気の導入口20aの開口周辺の流れを、導入口20aの開口面20bに対して略平行な流れにガイドしていたが、導入口20aから遠ざかる流れにガイドするものであってもよい。
3 ハウジング
4 流量センサ
5 湿度センサ
6 湿度センサケース
20 内部空間
21 ダスト分離手段
23 第1流路
24 分岐口
25 第2流路
D ダクト
Claims (7)
- ダクト(D)の内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路を有するハウジング(3)、前記バイパス流路内に配設される流量センサ(4)、および、前記ハウジング(3)の外側で前記ダクト(D)の内部を流れる空気の湿度を検出するための湿度センサ(5)を備える湿度検出機能付き空気流量測定装置において、
前記湿度センサ(5)を収容するとともに、前記ダクト(D)の内部を流れる空気の一部を前記湿度センサ(5)の被検出空気として取り込む内部空間(20)と、前記内部空間(20)へ空気を取り込む際に、空気に含まれるダストを分離して、前記ダスト分離後の空気を前記内部空間(20)へ流すダスト分離手段(21)とを有する湿度センサケース(6)を備え、
前記湿度センサケース(6)は、
前記ダクト(D)の内部を流れる空気の一部を取り込む第1流路(23)と、前記第1流路(23)の途中に開口する分岐口(24)から前記第1流路(23)を流れる空気の一部を取り込む第2流路(25)とを有し、
前記第2流路(25)が前記内部空間(20)として、前記第1流路(23)がダスト分離手段(21)として機能し、前記第1流路(23)と前記第2流路(25)との分岐で、前記ダストを分離して、前記ダストを前記第1流路(23)側に流すことを特徴とする湿度検出機能付き空気流量測定装置。 - 請求項1に記載の湿度検出機能付き空気流量測定装置において、
前記第2流路(25)は、前記分岐口(24)から取り込んだ空気を前記第1流路(23)に戻すための出口(28)を有していることを特徴とする湿度検出機能付き空気流量測定装置。 - 請求項1または請求項2に記載の湿度検出機能付き空気流量測定装置において、
前記第1流路(23)の流路内壁面の内、前記分岐口(24)が開口する側の流路内壁面を第1壁面(31)とすると、
前記分岐口(24)の上流に位置する前記第1壁面(31)に、突起(33)が設けられていることを特徴とする湿度検出機能付き空気流量測定装置。 - 請求項1または請求項2に記載の湿度検出機能付き空気流量測定装置において、
前記第1流路(23)の流路内壁面の内、前記分岐口(24)が開口する側の流路内壁面を第1壁面(31)とすると、
前記分岐口(24)の上流に位置する前記第1壁面(31)が、前記第1流路(23)の流路面積を下流に向かって減少させる形状に形成されていることを特徴とする湿度検出機能付き空気流量測定装置。 - 請求項2に記載の湿度検出機能付き空気流量測定装置において、
前記出口(28)は、前記第1流路(23)の流路内壁面の内、前記分岐口(24)が開口する位置よりも前記第1流路(23)における下流側に開口しており、
前記第1流路(23)の流路内壁面の内、前記出口(28)が開口する側の流路内壁面を第1壁面(31)とすると、
前記分岐口(24)より下流側で前記出口(28)の上流側に位置する前記第1壁面(31)に、突起(34)が設けられていることを特徴とする湿度検出機能付き空気流量測定装置。 - 請求項1ないし請求項5の内のいずれか1つに記載の湿度検出機能付き空気流量測定装置において、
前記ダクト(D)の壁面に開口する取付け穴(Da)に嵌合して前記ダクト(D)に取付けられるベース部(2)を備え、
前記ハウジング(3)及び前記湿度センサケース(6)は、前記ベース部(2)から前記ダクト(D)の内側に一体的に突出して設けられていることを特徴とする湿度検出機能付き空気流量測定装置。 - 請求項1ないし請求項5の内のいずれか1つに記載の湿度検出機能付き空気流量測定装置において、
前記ダクト(D)の壁面に開口する取付け穴(Da)に嵌合して前記ダクト(D)に取付けられるベース部(2)を備え、
前記ハウジング(3)は、前記ベース部(2)から前記ダクト(D)の内側に延びて配設され、
前記ベース部(2)は、前記湿度センサケース(6)の少なくとも一部をなし、
前記内部空間(20)の少なくとも一部が、前記ベース部(2)に形成されていることを特徴とする湿度検出機能付き空気流量測定装置。
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