JPH04290918A - 空気流量計の整流体構造 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流路中に設けられた空気
流量計の整理体構造に係り、特に内燃機関の吸入空気流
量を高精度に測定するに好適な空気流量の整流体構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の内燃機関の吸入空気流量を測定
する空気流量計としては流体の通路断面の一部に小形の
発熱抵抗を配置して、この発熱抵抗体から周囲を流れる
空気流流への熱伝達量を求めて流量を測定する方式のも
のが多く用いられている。すなわち通路断面の一部の流
速Ｖを測定して全体の流量Ｑを間接的に測定する方式で
ある。このため通路内の空気流量流計の上流側に整流体
を設けて、流れの偏りを整流する必要があり、従来はこ
の整流体としてメッシュやハニカムを用いていた。また
この種の整流体構造としては特開昭６４−２６１１２号
公報に記載されたように整流体近傍の上流側の通路断面
の各部における流体の流速にほぼ比例した通気抵抗をそ
れぞれ整合する位置に設けた整流体が公知となっている
が、整流体の形状については平面であり、整流体のそも
のの形状については配慮がなされていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構造の空
気流量計の整流体構造において空気流量計が取付けられ
た通路の上流側に角度の大きな曲りのあるダクトを連結
された場合や通路とダクトとが偏心して連結された場合
に、通路断面における流速分布は大きく変化する。特に
空気流量計の上流にエアクリーナがある場合は、このエ
アクリーナエレメントは徐々に汚れが進行して流速分布
が変化してくる。このため空気流量計の測定流量に変化
が生じ真の流量値に対する誤差が大きくなり、自動車の
内燃機関に取付けた場合にエンジン制御は著しい悪影響
を受けるという問題があった。

【０００４】このような問題を解決し通路断面内におけ
る流速分布を一様にするためには、整流体の長さを通路
直径の３倍乃至１０倍にする必要があり、このため通気
抵抗も３倍乃至１０倍になってエンジン馬力の低下が生
ずるという欠点があった。またこの場合空気流量計の構
造設計の点からも、エンジンルーム内のレイアウトの点
からも、このような大形の整流体を配置するスペースを
確保することが困難であるという問題もあった。

【０００５】本発明の目的は上流側の流体の流れの状態
が変化しても、通路内の流れの速度分布がほとんど変化
しない空気流量計の整流体構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、流体の通路内に配設され該流体の流速を
検知して流量を測定する空気流量計の前記通路内におけ
る上流側に設けられた整流体構造において、該整流体近
傍の上流側の前記通路断面の各部における前記流体の流
速にほぼ比例した通気抵抗を該整流体のそれぞれ整合す
る位置に設け、更にその該整流体の形状を流れの上流側
、又は下流側に凸になるように設けたものである。

【０００７】

【作用】上記の構造によると、整流体の上流側の流体の
流れの状態に僅かな変化が生じても、流れの流速分布の
大半はほとんど影響を受けず常に安定した流速分布が得
られて正確な流量測定を行なうことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明における空気流量計の整流体構
造の実施例を図１〜図６により説明する。

【０００９】図１において、第１の実施例を示す。空気
流量計１は主空気流量通路１２の中に一体化したバイパ
ス通路１１を前記した主空気通路１２中に配置している
。さらにバイパス通路１１には、吸入空気量を検出する
熱線９と吸入空気温度を検出する感温抵抗体１０が設置
されている。さらに、熱線９で検出した吸入空気量を電
気信号に変換する電子制御モジュール４が設置されてい
る。ボディ２に吸入された空気は主空気通路１２とバイ
パス通路１１に分流して流れる。バイパス通路１１内を
流れる空気量は熱線９、感温抵抗体１０を通りバイパス
通路１２により主空気通路１２に合流する。ボディ２の
吸入空気入口部には整流体８が整流体固定部材７により
固定保持されている。整流体８の断面形状は、図１に示
す通り通路入口から内部に向かって凸となる様に半球状
となっている。また、整流体８の穴の大きさは図２に示
す通り、通路中央部（最も凸となっている場所）におい
ては、穴が小さくなっており、ダクトの壁面に近づくに
つれて徐々に穴の大きさは大きくなっている。すなわち
、整流格子８の中央部付近においては、穴の径を小さく
することにより通気抵抗を大きくし、壁面に近づくにつ
れて穴の径を大きくすることにより通気抵抗を小さくし
ている。この整流体８の構造は空気流量計１の上流の流
速分布に対応して各開孔部の通気抵抗を実験的に検討し
て決めたものである。

【００１０】図３は偏流が発生した場合の効果を示す図
である。吸気ダクト１３通り、通路中央部が流速が速く
壁面付近で流速がおそい流速分布で示す偏流１５が発生
した場合に図１，図２に示した整流体８を使用した場合
、流速の最も大きい通路中央部においては、整流体８の
通気抵抗が大きいため、整流体８を通過した後の流速が
小さくなる。逆に壁面付近においては、通気抵抗が小さ
いため流速は、そのままの状態で通過しようとし、さら
に通路中央部付近において流速が減った分も一緒に通過
しようとする。このため整流体８を通過した後の流速分
布は、通路断面内においては、一様な分布１６を示す様
になる。また、整流体８の形状を半球状にする事により
、整流体の形状が平面の場合と比べ壁面に近づくにつれ
て整流体８の穴のトータル断面積が、上流からの投影面
積とほぼ同じであるのに対し、実際に空気が流れるトー
タル断面積が増えるため空気流量計１の通路を空気が通
過する場合に発生する圧力損失をおさえる効果もある。 また図４においては、整流体８を、図３とは逆に、吸入
空気に対し上流側が凸となる様に取付けたものであり、
この構造においても図３に示したと同じ効果が得られる
。

【００１１】図５及び図６においては、穴の密度、径の
大きさは同じであるが穴の深さを変えることにより中央
の通気抵抗を大きく壁面付近では通気抵抗を小さくした
例である。

【００１２】本実施例によれば、例えば、空気流量計の
流量検知部である熱線９を持つバイパス通路入口１１が
通路の中央部に配置されている場合でも、あるいは通路
の壁面付近に有る場合であっても流速分布がほとんど変
化しないために流量検出精度に影響を与えることはない
。また、エアクリーナエレメントの新旧交換などによっ
ても流速分布の変化はほとんどなくなる。また、圧力損
失も小さくおさえることができる。従って、流量測定精
度を高度に保つことができる。

【００１３】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、流体の
通路内に空気流量計の上流側に設けられた整流体の形状
を上流側又は下流側に凸になるような形状とし、更に該
整流体近傍の上流側の前記通路断面の各部における前記
流体の流速にほぼ比例した通気抵抗をそれぞれ整合する
位置に設けたので、上流の偏流を整流して空気流量計の
流量センサ配置部の流速分布を一様にすることができ、
上流側の例えばエアクリーナエレメントの汚れによる流
速分布の変化の影響が流量センサ部に波及しないように
でき、同時に空気流量計内における圧力損失も小さくお
さえることができるため、空気流量計の流量測定精度を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す熱線式による空気流量
計の断面図である。

【図２】図１を空気の流れの上流側から見た図である。

【図３】本発明による整流体を用いた場合の整流体を通
過する前に、ある一例の偏流が流れ込み整流格子通過後
での一様な流速になる流速分布を示す図である。

【図４】図３に用いた整流体の取付けを、図３と反対に
付け凸方向を上流側に向けて図３と同様な効果を持たせ
た例を示す図である。

【図５】穴の大きさ密度を一定にして、穴の深さを変え
て通気抵抗を変えた例を示す図である。

【図６】図５の断面図である。

【符号の説明】

１…空気流量計、２…ボディ、３…通路カバー、４…制
御モジュール、５…Ｏリング、６…通路カバー止めネジ
、７…整流体固定材、８…整流体、９…熱線、１０…感
熱抵抗体、１１…バイパス入口、１２…主空気通路、１
３…ダクト、１４…Ｏリング、１５…偏流、１６…一様
な流速分布、８ａ…整流体ａ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の通路内に配設され、該流体の流速を
   検知して流量を測定する空気流量流計の前記通路内にお
   ける上流側に設けられた整流体構造において、該整流体
   の断面に、上流側又は、下流側に凸となる形状を持った
   ことを特徴とする空気流量計の整流体構造。
2. 【請求項２】請求項１において、整流体の通気穴には前
   記流体の流速にほぼ比例した通気抵抗をそれぞれ整合す
   る位置に持たせたことを特徴とする空気流量計の整流体
   構造。
3. 【請求項３】請求項２において、整流体の通気抵抗は該
   整流体の孔部の密度，大きさ，深さのいずれか１つが異
   なることにより構成されたことを特徴とする空気流量計
   の整流体構造。