JP6433408B2 - 熱式流量計 - Google Patents

Description

本発明は、熱式流量計に関する。

従来から熱式流量計の副通路を、第１通路と、第１通路の途中で分岐する第２通路により構成し、第２通路に流量検出部を配置する技術が提案されている（特許文献１）。特許文献１の副通路は、被計測気体に含まれている塵埃等を慣性によりそのまま第１通路に通過させて外部に排出し、塵埃等の第２通路への侵入を抑制することを目的としている。

US2013/0061684

被計測気体には、塵埃等の固体の他に、水分が微細化して含まれていることがある。水分を含む被計測気体が第１通路に流入すると、被計測気体に含まれている水分が第１通路の壁面に付着して水滴となり、水滴が被計測気体によって押し流されて壁面を伝って第１通路から第２通路に侵入し、第２通路の流量検出部に影響を与えることが懸念される。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１通路の壁面に付着した水が第２通路に侵入するのを効果的に防ぐことができる熱式流量計を提供することである。

上記課題を解決する本発明の熱式流量計は、主通路を流れる被計測気体を取り込む副通路と、前記副通路を流れる前記被計測気体の流量を計測する流量検出部と、を備える熱式流量計であって、前記副通路は、第１通路と、該第１通路の途中で分岐して前記流量検出部に向かう第２通路と、を有しており、前記第１通路と前記第２通路の境界部分にまたがるような段差が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、第１通路と第２通路との境界部分にまたがるような段差が設けられているので、第１通路の通路壁面を伝って第２通路に向かう水滴を、段差で堰き止めて段差に沿って第１通路の上流側から下流側に導くことができる。したがって、水滴が通路壁面を伝って第１通路から第２通路に侵入するのを防ぐことができ、第２通路の流量検出部を水滴から保護することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

内燃機関制御システムに本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示すシステム図である。 本発明に係る熱式流量計の外観を示す正面図。 本発明に係る熱式流量計の外観を示す左側面図。 本発明に係る熱式流量計の外観を示す背面図。 本発明に係る熱式流量計の外観を示す右側面図。 本発明に係る熱式流量計から表カバーおよび裏カバーを取り外したハウジングの状態を示す正面図。 本発明に係る熱式流量計から表カバーおよび裏カバーを取り外したハウジングの状態を示す背面図。 表カバーの背面図。 図４ＡのＢ−Ｂ線断面図。 裏カバーの背面図。 図５ＡのＢ−Ｂ線断面図。 ハウジングの要部を拡大して示す図。 図６ＡのＢ−Ｂ線断面図 裏カバーの要部を拡大して示す図 図７ＡのＢ−Ｂ線断面図。 ハウジングの他の実施例を示す図。 裏カバーの他の実施例を示す図。

次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示すシステム図である。エンジンシリンダ１１２とエンジンピストン１１４を備える内燃機関１１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体３０としてエアクリーナ１２２から吸入され、主通路１２４である例えば吸気管、スロットルボディ１２６、吸気マニホールド１２８を介してエンジンシリンダ１１２の燃焼室に導かれる。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体３０の流量は本発明に係る熱式流量計３００で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁１５２より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体３０と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁１５２は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が吸入空気である被計測気体３０と共に混合気を成形し、吸気弁１１６を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。

燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１５４の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１１８から排気管に導かれ、排気２４として排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体３０の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ１３２により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ１３２の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。

エアクリーナ１２２から取り込まれ主通路１２４を流れる吸入空気である被計測気体３０の流量および温度が、熱式流量計３００により計測され、熱式流量計３００から吸入空気の流量および温度を表す電気信号が制御装置２００に入力される。また、スロットルバルブ１３２の開度を計測するスロットル角度センサ１４４の出力が制御装置２００に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１１４や吸気弁１１６や排気弁１１８の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ１４６の出力が、制御装置２００に入力される。排気２４の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ１４８の出力が制御装置２００に入力される。

制御装置２００は、熱式流量計３００の出力である吸入空気の流量、および回転角度センサ１４６の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度、に基づいて燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁１５２から供給される燃料量、また点火プラグ１５４により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに熱式流量計３００で計測される吸気温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ１４８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置２００はさらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ１３２をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ１５６により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。

図２は、熱式流量計３００の外観を示している。図２Ａは熱式流量計３００の正面図、図２Ｂは左側面図、図２Ｃは背面図、図２Ｄは右側面図である。熱式流量計３００は、ハウジング３０２を備えている。ハウジング３０２は、吸気管に挿入されて主通路１２４（図1を参照）に配置される。ハウジング３０２の基端部には、吸気管に固定するためのフランジ３０５と、吸気管外部に露出する外部接続部３０６が設けられている。

ハウジング３０２は、フランジ３０５を吸気管に固定することにより片持ち状に支持され、主通路１２４を流れる被計測気体の主流れ方向に垂直な方向に沿って延びるように配置される。ハウジング３０２には、主通路１２４を流れる被計測気体３０を取り込むための副通路が設けられており、その副通路内に被計測気体３０の流量を検出するための流量検出部６０２（図３Ａ参照）が配置されている。

ハウジング３０２の先端側でかつ主流れ方向上流側の位置には、吸入空気などの被計測気体３０の一部を副通路に取り込むための入口３１１が設けられている。そして、先端側でかつ主流れ方向下流側の位置には、副通路から被計測気体３０を主通路１２４に戻すための第１出口３１２と第２出口３１３が設けられている。第１出口３１２と第２出口３１３は、図２Ｄに示すように、ハウジング３０２の厚み方向に横並びに配置されている。

入口３１１が、ハウジング３０２の先端側に設けられることにより、主通路の内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。したがって、主通路の内壁面の温度の影響を受け難くなり、気体の流量や温度の計測精度の低下を抑制できる。

主通路の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路の平均的な流速に比べ、流速が低くなるが、本実施例の熱式流量計３００では、フランジ３０５から主通路の中央に向かって延びる薄くて長いハウジング３０２の先端側に入口３１１が設けられているので、主通路中央部の流速の速い気体を副通路に取り込むことができる。また、副通路の第１出口３１２と第２出口３１３もハウジング３０２の先端側に設けられているので、副通路内を流れた気体を流速の速い主通路中央部に戻すことができる。

ハウジング３０２は、正面に略長方形の幅広面を有するのに対して、側面が狭い（厚さが薄い）形状を成している。ハウジング３０２は、主通路を流れる被計測気体の主流れ方向に沿って正面と背面が配置され、主流れ方向に対向するように側面が配置される。これにより、熱式流量計３００は、被計測気体３０に対しては流体抵抗を小さくして、十分な長さの副通路を備えることができる。

すなわち、本実施例の熱式流量計は、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流れ方向と直交する直交面に投影されるハウジングの形状が、前記の直交面上で第１の方向５０に定義される長さ寸法と、前記の直交面上で第１の方向５０（図２Ｂ参照）に対して垂直な第２の方向５１に定義される厚み寸法とを有し、厚み寸法が長さ寸法よりも小さい形状を成している。

ハウジング３０２には、被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２が設けられている。ハウジング３０２は、長手方向中央部で且つ被計測気体の主流れ方向上流側の位置において、下流側に向かって窪んだ形状を有しており、温度検出部４５２は、その窪んだ位置に設けられている。温度検出部４５２は、ハウジング３０２の上流側外壁から主流れ方向上流側に向かって突出する形状を成している。

図３は熱式流量計３００から表カバー３０３および裏カバー３０４を取り外したハウジング３０２の状態を示している。図３Ａはハウジング３０２の正面図、図３Ｂは背面図である。

ハウジング３０２の内部には、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流量を計測するための流量検出部６０２や、主通路１２４を流れる被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２を備える回路パッケージ４００が一体にモールド成形されている（図３Ａ参照）。

そして、ハウジング３０２には、副通路を成形するための副通路溝が形成されている。本実施例では、ハウジング３０２の表裏両面に副通路溝が凹設されており、表カバー３０３及び裏カバー３０４をハウジング３０２の表面及び裏面にかぶせることにより、副通路が完成する構成になっている。かかる構造とすることで、ハウジング３０２の成形時（樹脂モールド工程）にハウジング３０２の両面に設けられる金型を使用して、表側副通路溝３２１と裏側副通路溝３３１の両方をハウジング３０２の一部として全てを成形することが可能となる。

副通路溝は、ハウジング３０２の裏面に形成された裏側副通路溝３３１と、ハウジング３０２の表面に形成された表側副通路溝３２１とからなる。裏側副通路溝３３１は、第１溝部３３２と、第１溝部３３２の途中で分岐する第２溝部３３３を有している。

第１溝部３３２は、ハウジング３０２の先端部で被計測気体３０の主流れ方向に沿うように一直線状に延在して、ハウジング３０２の入口３１１に一端が連通し、ハウジング３０２の第１出口３１２に他端が連通している。第１溝部３３２は、入口３１１から略一定の断面形状で延在する直線部３３２Ａと、直線部３３２Ａから第１出口３１２に向かって移行するに従って溝幅が漸次狭くなる絞り部３３２Ｂとを有している。

第２溝部３３３は、第１溝部３３２の直線部３３２Ａから分岐してカーブしながらハウジング３０２の基端側に向かって進み、ハウジング３０２の長手方向中央部に設けられている計測用流路３４１に連通する。第２溝部３３３は、第１溝部３３２を構成する一対の側壁面のうち、ハウジング３０２の基端側に位置する側壁面３３２ａに上流端が連通しており、底壁面３３３ａが第１溝部３３２の直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂと面一に連続している。第２溝部３３３の内周側の側壁面３３３ｂには、凹部３３３ｅが凹設されており、第２溝部３３３に侵入した水を取り込み、裏カバー３０４において凹部３３３ｅに対向する位置に穿設されている水抜き穴３７６から外部に排出させることができる。

計測用流路３４１は、ハウジング３０２を厚さ方向に貫通して形成されており、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が突出して配置されている。第２溝部３３３は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０よりも副通路上流側で計測用流路３４１に連通している。

第２溝部３３３は、計測用流路３４１に向かって進むにつれて溝深さが深くなる形状を有しており、特に計測用流路３４１の手前で急激に深くなる急傾斜部３３３ｄを有している。急傾斜部３３３ｄは、計測用流路３４１において、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が有する表面４３１と裏面４３２のうち、流量検出部６０２が設けられている表面４３１側に被計測気体３０の気体を通過させ、裏面４３２側には被計測気体３０に含まれる塵埃などの異物を通過させる。

被計測気体３０は、裏側副通路溝３３１内を流れるにつれてハウジング３０２の表側（図３Ｂで図の奥側）の方向に徐々に移動する。そして、質量の小さい空気の一部は、急傾斜部３３３ｄに沿って移動し、計測用流路３４１において流路露出部４３０の表面４３１の方を流れる。一方、質量の大きい異物は遠心力によって急激な進路変更が困難なため、急傾斜部３３３ｄに沿って流れることができず、計測用流路３４１において流路露出部４３０の裏面４３２の方を流れる。

流量検出部６０２は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の表面４３１に設けられている。流量検出部６０２では、流路露出部４３０の表面４３１の方に流れた被計測気体３０との間で熱伝達が行われ、流量が計測される。

被計測気体３０は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の表面４３１側と裏面４３２側を通過すると、計測用流路３４１の副通路下流側から表側副通路溝３２１に流れ込み、表側副通路溝３２１内を流れて第２出口３１３から主通路１２４に排出される。

表側副通路溝３２１は、図３Ａに示すように、計測用流路３４１の副通路下流側に一端が連通し、ハウジング３０２の先端側に形成された第２出口３１３に他端が連通する。表側副通路溝３２１は、ハウジング３０２の先端側に移行するに従って漸次主流れ方向下流側に向かって進むようにカーブし、ハウジング３０２の先端部で被計測気体３０の主流れ方向下流側に向かって直線上に延びて、第２出口３１３に向かって溝幅が漸次狭くなる形状を有している。

この実施例では、裏側副通路溝３３１で構成される流路は曲線を描きながらハウジング３０２の先端側からフランジ３０５側である基端側に向かい、最もフランジ３０５に接近した位置では、副通路を流れる被計測気体３０は主通路１２４の主流れ方向に対して逆方向の流れとなり、この逆方向の流れの部分でハウジング３０２の裏面側に設けられた裏側副通路が、表面側に設けられた表側副通路につながる。

計測用流路３４１は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０によって、表面４３１側の空間と裏面４３２側の空間に分けられており、ハウジング３０２によって分けられてはいない。即ち、計測用流路３４１は、ハウジング３０２の表面と裏面とを貫通して形成されており、この一つの空間に回路パッケージ４００が片持ち状に突出して配置されている。このような構成とすることで、１回の樹脂モールド工程でハウジング３０２の表裏両面に副通路溝を成形でき、また両面の副通路溝を繋ぐ構造を合わせて成形することが可能となる。尚、回路パッケージ４００はハウジング３０２の固定部３５１、３５２、３５３に樹脂モールドにより埋設して固定されている。

また、上記した構成によれば、ハウジング３０２の樹脂モールド成形と同時に、回路パッケージ４００をハウジング３０２にインサートして実装することができる。なお、回路パッケージ４００よりも上流側の通路上流側と下流側の通路下流側のどちらか一方をハウジング３０２の幅方向に貫通した構成とすることで、裏側副通路溝３３１と表側副通路溝３２１とをつなぐ副通路形状を１回の樹脂モールド工程で成形することも可能である。

ハウジング３０２の表側副通路は、表側副通路溝３２１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と表カバー３０３の裏面とが密着することによって形成される。そして、ハウジング３０２の裏側副通路は、裏側副通路溝３３１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と裏カバー３０４の裏面とが密着することによって形成される。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ハウジング３０２には、フランジ３０５と副通路溝が形成された部分との間に空洞部３４２が形成されている。空洞部３４２は、ハウジング３０２を厚さ方向に貫通することによって形成されている。この空洞部３４２の中に、回路パッケージ４００の接続端子４１２と外部接続部３０６の外部端子の内端３０６ａとを接続する端子接続部３２０が露出して配置されている。接続端子４１２と内端３０６ａとは、スポット溶接あるいはレーザ溶接などにより、電気的に接続される。空洞部３４２は、表カバー３０３と裏カバー３０４をハウジング３０２に取り付けることによって閉塞され、空洞部３４２の周囲が表カバー３０３と裏カバー３０４とレーザ溶接されて密封される。

図４は表カバーの構成を説明する図、図５は、裏カバーの構成を説明する図である。図４Ａは、表カバーの裏面を示す図、図４Ｂは、図４ＡのＢ−Ｂ線断面図である。図５Ａは、裏カバーの裏面を示す図、図５Ｂは、裏カバーの側面を示す図である。

表カバー３０３や裏カバー３０４は、薄い板状であり、広い冷却面を備える形状を成している。このため熱式流量計３００は、空気抵抗が低減され、さらに主通路１２４を流れる被計測気体により冷却されやすい効果を有している。

表カバー３０３は、ハウジング３０２の表面を覆う大きさを有している。表カバー３０３の裏面には、ハウジング３０２の表側副通路溝３２１を閉塞する第５領域３６１と、ハウジング３０２の計測用流路３４１の表側を閉塞する第６領域３６２と、空洞部３４２の表側を閉塞する第７領域３６３が形成されている。そして、第５領域３６１と第６領域３６２の幅方向両側には、ハウジング３０２の表側副通路溝３２１の側壁上端部が入り込む凹部３６１ａが凹設されている。また、第７領域３６３の周囲には、空洞部３４２の表側外周端部が入り込む凹部３６３ａが凹設されている。

そして、表カバー３０３の裏面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３６４が設けられている。そして、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の表面４３１に対向する位置には、インサート成形により金属プレート５０１が設けられている。

裏カバー３０４は、ハウジング３０２の裏面を覆う大きさを有している。裏カバー３０４の裏面には、ハウジング３０２の裏側副通路溝３３１の第１溝部３３２を閉塞する第１領域３７１Ａと、第２溝部３３３を閉塞する第２領域３７１Ｂと、ハウジング３０２の計測用流路３４１の裏側を閉塞する第３領域３７２と、空洞部３４２の裏側を閉塞する第４領域３７３が形成されている。そして、第１領域３７１Ａ、第２領域３７１Ｂ、第３領域３７２の幅方向両側には、ハウジング３０２の裏側副通路溝３３１の側壁上端部が入り込む凹部３７１ａが凹設されている。また、第４領域３７３の周囲には、空洞部３４２の裏側外周端部が入り込む凹部３７３ａが凹設されている。

裏カバー３０４には、副通路に連通する水抜き穴３７６が穿設されている。水抜き穴３７６は、ハウジング３０２に裏カバー３０４を取り付けた状態でハウジング３０２の凹部３３３ｅに対向する位置に貫通して形成されており、第２溝部３３３の凹部３３３ｅに取り込まれた水を外部に排出させることができる。

裏カバー３０４の裏面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３７４が設けられている。凸部３７４は、表カバー３０３の凸部３６４と協働して、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間を埋める。

表カバー３０３と裏カバー３０４は、ハウジング３０２の表面と裏面にそれぞれ取り付けられて表側副通路溝３２１及び裏側副通路溝３３１との協働により副通路を形成する。副通路は、入口３１１から第１出口３１２まで一直線状に延びる第１通路と、第１通路の途中で分岐してカーブしながら流量検出部６０２に向かう第２通路とを有する。副通路は、第１通路と第２通路の境界部分にまたがるような段差が設けられている。本実施例では、ハウジング３０２と裏カバー３０４の両方にそれぞれ段差３３４、３７５が設けられている。

図６Ａは、ハウジングの要部を拡大して示す図、図６Ｂは、図６ＡのＢ−Ｂ線断面図、図７Ａは、裏カバーの要部を拡大して示す図、図７Ｂは、図７ＡのＢ−Ｂ線断面図である。段差３３４は、図６Ａに示すように、ハウジング３０２の第１溝部３３２の底壁面３３２ｂと第２溝部３３３の底壁面３３３ａとの境界部分にまたがるように設けられている。段差３３４は、第１溝部３３２の側壁面３３２ａと第２溝部３３３の内周側の側壁面３３３ｂとの第１交点ａから第１溝部３３２の側壁面３３２ａと第２溝部３３３の外周側の側壁面３３３ｃとの第２交点ｂまでを直線で結ぶライン上に沿って形成されている。

したがって、第１溝部３３２の直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂに付着した水滴が、被計測気体３０によって押し流されて第２溝部３３３側に向かって移動してきた場合に、段差３３４によって水滴を堰き止めることができ、第１溝部３３２の底壁面３３２ｂから第２溝部３３３の底壁面３３３ａに流れ込むのを防ぐことができる。したがって、水滴が通路壁面を伝って第１通路から第２通路に侵入するのを防ぐことができ、流量検出部６０２を水から保護することができる。

特に、段差３３４は、図６Ｂに示すように、高さｈ１の断面が台形形状を有しており、第１溝部３３２側の側面３３４ａが第１溝部３３２の底壁面３３２ｂに対して幅ｗ１を有して広がる方向に傾斜して、底壁面３３２ｂとの間に鈍角α１（９０°＜α１＜１８０°）を有している。このように、側面３３４ａが第１溝部３３２の底壁面３３２ｂに対して斜めに傾いている構造によって、かかる部分における表面張力を水滴の表面張力よりも高くし、水滴が付着した場合に、水滴が球体を維持しようとする力を弱めることができる。

したがって、水滴の接触角（水滴の縁の表面に引いた接線と底壁面３３２ｂとの間になす角度）を大きくして、水滴の高さを低くすることができる。これにより、例えば副通路を通過する被計測気体３０の風によって、水滴を側面３３４ａ及び底壁面３３２ｂに沿って積極的に広がらせることができる（濡れ性が高い）。したがって、段差３３４と第１溝部３３２の底壁面３３２ｂとの間に接触した水滴を第１溝部３３２の直線部３３２Ａから絞り部３３２Ｂに向かって積極的に導き、第１出口３１２から外部に排出させることができる。

本実施例では、段差３３４は、第２溝部３３３側の側面３３４ｂも傾斜しているので、同様に、かかる部分における表面張力を水の表面張力よりも高くし、水滴が付着した場合に、水滴が球体を維持しようとする力を弱めることができ、水滴の接触角を大きくして、水滴の高さを低くすることができる。したがって、段差３３４と第２溝部３３３の底壁面３３３ａとの間に付着した水滴を段差３３４に沿って積極的に広がらせて、第２溝部３３３の外周側の側壁面３３３ｃに導くことができる。

第２溝部３３３を流れる被計測気体は、外周側の側壁面３３３ｃ近傍の方が内周側の側壁面３３３ｂ近傍よりも流速が速いので、第２溝部３３３の外周側の側壁面３３３ｃに導かれた水滴を速い速度で下流に向かって移動させることができ、計測用流路３４１と表側副通路溝３２１を通過させて第２出口３１３から外部に排出させることができる。

また、裏カバー３０４の段差３７５は、図７Ａに示すように、裏カバー３０４の第１領域３７１Ａと第２領域３７１Ｂとの境界部分にまたがるように設けられている。段差３７５は、ハウジング３０２に裏カバー３０４を取り付けた状態で、ハウジング３０２の第１交点ａと第２交点ｂとの間を直線で結ぶライン上に沿って位置するように形成されている。したがって、裏カバー３０４の第１領域３７１Ａに付着した水滴が、被計測気体３０によって押し流されて第２領域３７１Ｂ側に向かって移動してきた場合に、段差３７５によって水滴を堰き止めることができ、第１領域３７１Ａから第２領域３７１Ｂに流れ込むのを防ぐことができる。

特に、段差３７５は、図７Ｂに示すように、高さｈ２の断面が台形形状を有しており、第１領域３７１Ａ側の側面３７５ａが幅ｗ２を有して広がる方向に傾斜して、第１領域３７１Ａとの間に鈍角α２（９０°＜α２＜１８０°）を有している。このように、側面３７５ａが第１領域３７１Ａに対して斜めに傾いている構造によって、かかる部分における表面張力を水の表面張力よりも高くし、水滴が付着した場合に、水滴が球体を維持しようとする力を弱めることができる。

したがって、水滴の接触角（水滴の縁の表面に引いた接線と第１領域３７１Ａとの間になす角度）を大きくして、水滴の高さを低くすることができる。これにより、例えば副通路を通過する被計測気体３０の風によって、水滴を側面３７５ａ及び第１領域３７１Ａに沿って積極的に広がらせることができる（濡れ性が高い）。したがって、段差３７５と裏カバー３０４の第１領域３７１Ａとの間に付着した水滴を第１領域３７１Ａの上流側から下流側に向かって積極的に導き、第１出口３１２から外部に排出させることができる。

本実施例では、段差３７５は、第２領域３７１Ｂ側の側面３７５ｂも傾斜しているので、同様に、かかる部分における表面張力を水の表面張力よりも高くし、水滴が付着した場合に、水滴が球体を維持しようとする力を弱めることができ、水滴の接触角を大きくして、水滴の高さを低くすることができる。したがって、段差３７５と第２領域３７１Ｂとの間に付着した水滴を段差３７５に沿って積極的に広がらせて、第２溝部３３３の外周側の側壁面３３３ｃに導くことができる。そして、第２溝部３３３から計測用流路３４１と表側副通路溝３２１を通過させて第２出口３１３から外部に排出させることができる。

上述の実施例では、段差３３４、３７５を、ハウジング３０２の第１交点ａと第２交点ｂとの間に亘って連続して延在するように設ける場合について説明したが、第１交点ａと第２交点ｂとの間を結ぶ直線上に沿って配置されていればよく、第１交点ａと第２交点ｂに必ず接続されていなくてもよい。例えば、段差３３４、３７５が第１交点ａとの間に隙間を設けることによって、その隙間に水滴を積極的に通過させ、第２溝部３３３の内周側の側壁面３３３ｂに凹設されている凹部３３３ｅに取り込み、裏カバー３０４において凹部３３３ｅに対向する位置に穿設されている水抜き穴３７６から外部に排出してもよい。

また、例えば、段差３３４、３７５と第２交点ｂとの間に隙間を設けることによって、その隙間に水滴を通過させ、第２通路を流れる被計測気体のなかでも、特に流速の高い、第２溝部３３３の外周側の側壁面３３３ｃに導き、被計測気体の風を利用して水滴を積極的に移動させて、流量検出部６０２への付着を防止する構成としてもよい。

上述の実施例では、ハウジング３０２と裏カバー３０４の両方に段差３３４、３７５を設ける場合について説明したが、いずれか一方に設けてもよく、同様に副通路の第２通路に水が侵入するのを防ぐという効果を得ることができる。

図８と図９は、本発明の他の実施例を示す図であり、図８は、ハウジングの背面図、図９は、裏カバーの裏面を示す図である。本実施例において特徴的なことは、第１溝部３３２の直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂと、裏カバー３０４の第１領域３７１Ａにそれぞれ複数の凸条部３３５、３７７を設けたことである。

凸条部３３５は、第１溝部３３２の直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂにおいて、第１溝部３３２の溝幅方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられており、直線部３３２Ａに沿って入口３１１から絞り部３３２Ｂまでの間に亘って延在している。凸条部３３５は、段差３３４と同様の断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第２通路に流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。

凸条部３７７は、裏カバー３０４の第１領域３７１Ａにおいて、長手方向に沿って延在し、短手方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられている。凸条部３７７は、段差３７５と同様の断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、付着した水滴を上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第２通路に流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

３０ 被計測気体
３００ 熱式流量計
３０２ ハウジング
３０３ 表カバー
３０４ 裏カバー（カバー）
３３２ 裏側副通路溝
３３２ 第１溝部
３３２Ａ 直線部
３３２ａ 側壁面
３３２ｂ 底壁面
３３２Ｂ 絞り部
３３２ｂ 底壁面
３３３ 第２溝部
３３３ａ 底壁面
３３３ｂ、３３３ｃ 側壁面
３３３ｅ 凹部
３３４、３７５ 段差
３４１ 計測用流路
３７１Ａ 第１領域
３７１Ｂ 第２領域
３７２ 第３領域
３７３ 第４領域
３７６ 水抜き穴
６０２ 流量検出部

Claims (10)

1. 主通路を流れる被計測気体を取り込む副通路と、前記副通路を流れる前記被計測気体の流量を計測する流量検出部と、を備える熱式流量計であって、
   前記副通路は、第１通路と、該第１通路の途中で分岐して前記流量検出部に向かう第２通路と、を有しており、
   前記第１通路と前記第２通路の境界部分にまたがるような段差が設けられていることを特徴とする熱式流量計。
2. 前記主通路に配置されるハウジングと、該ハウジングに取り付けられるカバーとを有し、
   前記ハウジングには、前記カバーにより閉塞されて前記第１通路と前記第２通路を形成する第１溝部と第２溝部が設けられており、
   前記段差は、前記ハウジングと前記カバーの少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱式流量計。
3. 前記段差は、前記ハウジングの前記第１溝部と前記第２溝部との境界部分に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の熱式流量計。
4. 前記第２溝部は、前記第１溝部の互いに対向する一対の側壁面のうち、一方の側壁面に連通し、
   前記段差は、前記第１溝部の底壁面と前記第２溝部の底壁面との境界部分に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の熱式流量計。
5. 前記段差は、前記第１溝部の一方の側壁面と前記第２溝部の一方の側壁面との第１交点から、前記第１溝部の一方の側壁面と前記第２溝部の他方の側壁面との第２交点までを直線で結ぶライン上に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の熱式流量計。
6. 前記段差は、前記第１溝部の底壁面と前記第２溝部の底壁面との境界部分に突出して設けられており、断面が台形形状を有し、前記段差の第１溝部側の側面が前記第１溝部の底壁面に対して鈍角を有して傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の熱式流量計。
7. 前記段差は、前記第１交点と前記第２交点との間に亘って連続して形成されていることを特徴とする請求項５に記載の熱式流量計。
8. 前記段差は、前記第２交点との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の熱式流量計。
9. 前記ハウジングは、前記第２溝部の一方の側壁面に凹設されて前記第２溝部に侵入した水を取り込む凹部を有し、
   前記カバーは、前記凹部に対向する位置に穿設されて前記凹部に取り込まれた水を外部に排出可能な水抜き穴を有しており、
   前記段差は、前記第１交点との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の熱式流量計。
10. 前記段差は、前記カバーの前記第１溝部を閉塞する第１領域と前記第２溝部を閉塞する第２領域との境界部分に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の熱式流量計。

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