JPH03235023A - 流量測定装置及びこれを含む自動車用スロットルボディー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流量測定装置及びこれを含む自動車用スロット
ルボディーに関し、特に、例えば自動車用の多気筒エン
ジンに吸入される空気の流量を測定するのに好適な流量
測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の流量測定装置としては特開昭６２−５４１２６号
公報に開示されたものがある。この流量測定装置に示さ
れた空気流量計は、その公開特許公報の第２図に示され
るように、吸気路の内壁面に沿ってバイパス空気路を形
成しており、その入口開口部（空気流分岐部）と出口開
口部（空気流合流部）はいずれも吸気路の軸方向に直角
に向うように形成され、バイパス通路を通った空気流か
主空気流路のベンチュリ一部に流出する構造を有してい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来の流量測定装置の構造によれば、バイパス
通路の下流に流動振動源が存在する場合において一時的
に逆流する空気流の影響を低減することができるが、圧
力振動源による順流と逆流の繰り返し変動に関し変化幅
が大きく発生するベンチュリ一部にバイパス流出口が設
けられているため、バイパス通路内に配設された流速測
定部材の測定特性に乱れが生じ、その結果、流量を正確
に測定することができないという不具合が発生する。

本発明の目的は、かかる問題を解決すべく、主流路に逆
流が発生したとしても、バイパス流路において逆流の発
生を有効に防止して高い精度で流速を測定し、それによ
り高い精度で主流路を流れる流体の流量を測定すること
のできる流量測定装置及びこれを利用した自動車用スロ
ットルボディー装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る流量測定装置は、測定対象の流体が流れる
主流路に対しバイパス流路を形成し、このバイパス流路
内に流速検出手段を配設し、流速検出手段で流体の流量
を検出する流量測定装置において、バイパス流路を流れ
る流体が主流路を流れる流体に合流するバイパス流路出
口側部分に、主流路に対し突き出た中空の曲面状膨出部
を形成し、この曲面状膨出部の側方部にバイパス流路の
出口開口部を形成するように構成される。

本発明に係る流量測定装置は、前記の構成において、曲
面状膨出部の内部空間の断面積が出口開口部の面積より
も大きいことを特徴とする。

本発明に係る流量測定装置は、前記の構成において、曲
面状膨出部の形態を球状とすることを特徴とする。

本発明に係る流量測定装置は、前記の構成において、球
状の形態を有する曲面状膨出部は主流路のほぼ中央位置
に配設したことを特徴とする。

本発明に係る流量測定装置は、前記の構成において、球
状の形態を有する曲面状膨出部の壁部に少なくとも２つ
の出口開口部を形成したことを特徴とする。

本発明に係る流量測定装置は、前記の構成において、球
状の曲面状膨出部の内部に、他の曲面状部材を配設し、
曲面状部材の表面と出口開口部の一部の縁とを一致させ
るようにしたことを特徴とする。

本発明に係る流量測定装置は、流速検出手段として熱式
センサを使用したことを特徴とする。

本発明に係る自動車用スロットルボディーは、供給流路
に設置されるエアフローセンサとして本発明による流量
測定装置を使用するように構成したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明による流量測定装置では、主流路に対して凸形状
の曲面状膨出部を形成し、この曲面状膨出部の側方部に
主流路の流れとバイパス流路の流れが合流する出口開口
部を設け、これにより逆流が発生したとき、曲面状膨出
部における逆流が衝突する箇所では圧力が高くなり、そ
れ以外の曲面状膨出部の側方部周囲では低くなる。また
逆流の下流部では、流れの剥離のために再び圧力が高く
なる。このような作用によって、出口開口部の圧力がバ
イパス流路の入口の圧力よりも低くなり、バイパス流路
に入り込む逆流を低減することができる。また、曲面状
膨出部の内部が中空となっており、且つバイパス流路の
出口開口部の面積よりも大きな断面積を有し、その内部
空間が広くなるように形成されているため、主流部の流
れが順流と逆流を繰り返して変動し、その変動の変化幅
が大きい場合には、中空部が変動の伝播を緩和するため
、流速検出手段の特性は変動による逆流の影響を受ける
ことが少なくなる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明の第１実施例を示す要部縦断面図である
。第１図において、１は測定対象である流体か流れる主
流路２が形成される管体である。

この管体１は例えば自動車用エンジンの吸気管である。

自動車用エンジンである場合には、第１図中、管体２の
上側に位置する上流側には空気取入れ口があり、下側に
位置する下流側には多気筒のシリンダが存在する。従っ
て、空気等の流体は主流路２において矢印Ａの方向へ流
れる。

管体２の内面に沿って、主流路２の内部にバイパス流路
３が形成されている。バイパス流路３には主流路２を流
れる流体の一部がバイパスされて流れる。バイパス流路
３を形成する部材は管体２の内面に固設されたバイパス
流路部材４であり、このバイパス流路部材４は、一定面
積の断面を形成する入口部４Ａと、主流路２に対し突き
出た膨出形状の曲面状膨出部４Ｂとから形成される。曲
面状膨出部４Ｂの側方に位置する頂部に孔５か形成され
、その内部は中空であり、孔５の開口部面積より大きな
空間３Ａが形成されている。この孔５はバイパス流路３
を流れる流体が主流路２に流れ込み、合流するためのバ
イパス流路の出口開口部である。孔５の形成位置は曲面
状膨出部４Ｂの頂部に限定されるものではなく、曲面状
膨出部４Ｂにおいて主流路２の軸方向に平行ではない任
意の箇所に形成することができ、その個数も任意に決め
ることができる。かかるバイパス流路部材４の形状によ
って、主流路２から分離してバイパス流路３を流れる流
体は、矢印Ｂ及び点線Ｃの如く流れる。この流れに触れ
るように、バイパス流路３の内部の適当な箇所に流速測
定部材６が配置される。

また、主流路２内において管体１の内面側を見たときの
バイパス流路部材４の形状は、入口部４Ａが一定の幅を
有しており、他方、曲面状膨出部４Ｂはほぼ円形を有し
ている。

かかる形状を有するバイパス流路部材４によって生じる
作用効果を説明する。主流路２の下流側には、前述の多
気筒シリンダに起因して圧力の振動源が存在し、そのた
め矢印りに示されるように流体の流れが逆流する場合に
は、矢印Ｅのような流体の流れが一時的に生じる。この
とき、流れＥが曲面状膨出部４Ｂに衝突する場所ａでよ
どみが生じ、その点の圧力（よどみ点圧力）が高くなり
、その他の曲面状膨出部４Ｂの表面周囲すでの圧力は場
所ａにおける圧力よりも低いものとなる。また、入口部
材４Ａの表面周囲Ｃの圧力は、流れの剥離作用により再
び高くなる（よどみ点圧力）。

このように、曲面状膨出部４Ｂの形状がその近傍を流れ
る流体の逆流Ｅに作用するため、曲面状膨出部４Ｂの表
面上の圧力に関して、主流路２の軸方向とは異なる方向
に設けられたバイパス流路出口部である孔５の外側周辺
では、その圧力が、バイパス流路３の入口部の圧力より
も小さくなる。

この結果、主流路２において逆流り及びＥが生じたとし
ても、バイパス流路３に逆流が流れ込むことは少ない。

加えて、仮に主流路２の逆流りが孔５を通過してバイパ
ス内に流入した場合には、曲面状膨出部４Ｂのバイパス
流路内空間３Ａは孔５の開口面積より大きな断面積を有
するため、流入した逆流の速度を小さくし、当該逆流が
流速測定部部材６に達することを防ぐことができる。従
って、バイパス流路３に配設された流速測定部材６で測
定される流速特性は逆流が発生しても、その影響を受け
ないという効果が生じる。

第２図は本発明の第２実施例を示す要部縦断面図である
。第２図において、第１図に示した同一の要素には同一
の符号を付している。この実施例では、主流路２を形成
する管体１の径方向中央部に、バイパス流路３を形成す
るバイパス流路部材１１を配設する。このバイパス流路
部材１１は、上流側に開口された入口部１１Ａと、主流
路２に対して突き出る膨出形状を有するほぼ球体の球状
部１１Ｂとから構成される。バイパス流路部材１１は、
その入口部１１Ａか管体１の内面に固定された支持体１
２に固設されている。入口部１１Ａは筒体の形状を有し
、第２図中上部の上流側端にバイパス流路３の入口を有
している。球状部１１Ｂの内部は中空であって球体状の
空間３Ａを備え、この空間３Ａがバイパス流路３の一部
を形成している。そしてこの実施例では、球状部材１１
Ｂの第２図中側部に少な（とも２個のバイパス流路出口
開口部をなす前記孔５が形成されている。前記流速測定
部材６は入口部１１Ａ内部のバイパス流路に配設され、
支持体１２の内部を通して引出される。その他の点につ
いては第１図で説明した第１実施例の場合と同じである
。また孔５と空間３Ａとの大きさ関係についても前記実
施例と同様である。

かかる構成を有するバイパス流路部材１１によれば、主
流路２の下流側に存在する振動源に起因して逆流が発生
したときには、その逆流は、バイパス流路部材１１の周
辺の空間ではその形状のために矢印Ｅの如く流れ、その
ため、前記第１図で示した第１実施例と同様の作用によ
り、バイパス流路の出口部の周辺の圧力が低くなり、バ
イパス流路の入口部での圧力が高くなる。この結果、主
流路に一時的に逆流が生じたとしても、バイパス流路３
に発生する逆流は少なく、流速測定部材６は正確に流体
の流速を測定することができる。特に主流部の逆流が孔
５を通過してバイパス内に流入したとしても空間３Ａの
作用によって前記実施例の場合と同様に流入した逆流の
流れの速度を低減し、流速測定部材６に到達するのを防
止することができる。

また、主流路２を流れる流体に合流するための孔５か複
数存在するため、順方向に流体が流れるときにバイパス
流路に流れる流体を多く導入させることができ、そのた
め流速が大きくなり、流速測定部材６によって測定でき
る流速の精度が高くなるという利点を有する。

第３図は本発明の第３実施例を示す要部縦断面図である
。この実施例ではバイパス流路部材のみを示す。第２図
に示したバイパス流路部材と同一の要素には同一の符号
を付す、バイパス流路部材１１は入口部１１Ａと球状部
１１Ｂとからなる。

球状部１１Ｂの内部には、入口部１１Ａに向かって膨出
するほぼ球面を有する球面状部１３が設けられる。この
球面状部１３の球面の端部は球状部材１１Ｂに形成され
た複数の孔５の下縁にほぼ一致するように配置される。

その他の構成については第２図の第２実施例に示された
バイパス流路部材１１と同じである。

上記構成を有するバイパス流路部材１１は、前記第２実
施例の場合と同じ作用及び効果を有すると同時に、更に
順方向の流体の流れにおいて、入口部より流入される流
体は破線の矢印Ｃ′の如く流れるため、球面状部１３の
作用により流れが左右に分離する。その結果、バイパス
流路内を流れる流体に加わる抵抗が小さくなり、流量を
増加させることができ、もって流速測定部材６による測
定精度を更に高めることができるという利点が生じる。

第４図は、本発明に係る流量測定装置を例えば自動車の
エンジンの空気供給路に配設した応用例を示す。第４図
において、２０はエアクリーナ、２１は空気の流量を調
節する絞り弁、２２は複数のエンジンシリンダ、２３は
これらのエンジンシリンダ２２に空気を分配するための
分岐流路である。２４は本発明に係る流量測定装置であ
り、この流量測定装置２４はエアクリーナ２０と絞り弁
２１との間の位置に配設される。

上記構成において、エンジン作動時にはエンジンシリン
ダ２２のいずれかが吸気工程にあって空気を吸入するた
め、空気はエアクリーナ２０及び流量測定装置２４を通
過して分岐流路２３に供給され、吸気工程中のエンジン
シリンダ２２に供給される。ところが、この空気吸入時
において、初期に一時的にシリンダ内の空気流体が分岐
流路２３に逆流することがある。また１つのシリンダか
ら他のシリンダに吸入状態が切替わる時に脈動が発生し
、逆流が生じることがある。このような場合において、
流量測定装置２４は上記逆流の影響を排除して流速を測
定することができ、そのため空気流量測定を良好な精度
で行うことができる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によればバイパス
流路の出口側に曲面状膨出部を形成し、曲面状膨出部に
主流路に対し適切な角度でバイパスの流れが合流するよ
うに出口開口部を形成し、且つ曲面状膨出部の内部に所
要の広さを有する中空部を形成することにより、出口開
口部の圧力をバイパス流路入口の圧力よりも低くし、逆
流がバイパス流路の中に入るのを低減することができ、
更に中空部によって流速検出手段が逆流の影響を受ける
のを少なくすることができる。また、曲面状膨出部を球
状に形成し、出口開口部を複数形成した場合にはバイパ
ス流路の流体の流量を多くすることができ、これにより
流速を大きくして測定精度を高めることができる。

また曲面状膨出部を球状に形成したものでは、出口開口
部とバイパス流路入口の前述の圧力関係を適切に発生さ
せることができる。また球状の曲面膨出部を主流路のほ
ぼ中央に配設した構成を有するものでは、主流路の中央
部の正確な流速を検出することができる。更に球状をし
た曲面状膨出部の内部に曲面状部材を配設を配設するこ
とにより、バイパス流路を流れる流体の抵抗を小さくす
ることができ、これによって更に測定精度を高くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流量測定装置の第１実施例を示す
要部縦断面図、第２図は本発明の第２実施例を示す要部
縦断面図、第３図は本発明の第３実施例を示す要部縦断
面図、第４図は本発明に係る自動車用スロ 成因である。 〔符号の説明〕 １・・・・争 ２・−争・・ ３・・・・・ ４・・・・・ ４Ａ・・ｅ・ ４Ｂ・・・・ ５・・・φ・ ６・・・・・ １１・・・・ １２・・・・ １３・・・・ トルボディーの実施例を示す構 管体 主流路 バイパス流路 バイパス流路部材 入口部 曲面状部材 孔 流速測定装置 バイパス流路部材 支持体 球面状部 第１図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定対象の流体が流れる主流路に対しバイパス流
   路を形成し、このバイパス流路内に流速検出手段を配設
   し、前記流速検出手段で前記流体の流量を測定する流量
   測定装置において、前記バイパス流路を流れる流体が前
   記主流路を流れる流体に合流するバイパス流路出口側部
   分に、前記主流路に対し突き出る中空の曲面状膨出部を
   形成し、この曲面状膨出部の側方部に前記バイパス流路
   の出口開口部を形成したことを特徴とする流量測定装置
   。
2. （２）請求項１記載の流量測定装置において、前記曲面
   状膨出部の内部空間の断面積が前記出口開口部の面積よ
   りも大きいことを特徴とする流量測定装置。
3. （３）請求項１又は２記載の流量測定装置において、前
   記曲面状膨出部は球状の形態を有することを特徴とする
   流量測定装置。
4. （４）請求項３記載の流量測定装置において、球状の形
   態を有する前記曲面状膨出部は前記主流路のほぼ中央位
   置に配設されることを特徴とする流量測定装置。
5. （５）請求項３又は４記載の流量測定装置において、前
   記曲面状膨出部の壁部に少なくとも２つの前記出口開口
   部を形成したことを特徴とする流量測定装置。
6. （６）請求項３〜５のいずれか１項に記載の流量測定装
   置において、前記曲面状膨出部の内部に、他の曲面状部
   材を配設し、前記曲面状部材の表面と前記出口開口部の
   一部の縁を一致させるようにしたことを特徴とする流量
   測定装置。
7. （７）請求項１〜６のいずれか１項に記載の流量測定装
   置において、前記流速検出手段は熱式センサであること
   を特徴とする流量測定装置。
8. （８）空気供給流路に設置されるエアフローセンサとし
   て請求項１〜７のいずれか１項に記載された流量測定装
   置を使用するように構成したことを特徴とする自動車用
   スロットルボディー。