JPS6319779Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、たとえばエンジンの吸入空気量を測
定するためのエアフローメータとして用いられる
カルマン渦流量計に関する。

従来技術 一般に、エンジンの吸入空気量を測定するため
のエアフローメータとしてはベーン式流量計が主
流であつたが、最近、小型等の利点を有するカル
マン渦流量計が開発されつつある。従来のカルマ
ン渦流量計においては、たとえば特開昭58−
80524号および特開昭58−80525号に示すように、
流体が流れる管路内にカルマン渦発生体を挿入
し、そのカルマン渦発生体の両側面近傍に交互に
発生する圧力変動を１対の圧力伝達通路を介して
管路外の振動板に伝達し、この振動板の回転変位
を光学的に検出することにより流体の速度を検出
している。この場合、振動板はその重心を含む回
転軸に対して質量平衡となるように支持され、こ
れにより、上述の１対の圧力伝達通路からの渦発
生にもとづく圧力変動のみによつて振動板はその
回転軸に対して回転変動することになり、従つ
て、他の外部振動の影響を防止できるという利点
を有する。

しかしながら、上述の従来形においては、１対
の圧力伝達通路の間隔は管路内および管路外とも
同一にされており、しかも、この間隔はカルマン
渦発生体の大きさに依存しているので大きくでき
ず、この結果、振動板に発生する回転モーメント
が小さく、低速流域では正確な流量値が得られな
いという問題点があつた。

考案の目的 本考案の目的は、上述の従来形の問題点に鑑
み、１対の圧力伝達通路の間隔を管路内より管路
外でより大きくするという構想にもとづき、振動
板に発生する回転モーメントを大きくし、従つ
て、低速流域でも正確な流量値を得るようにする
ことにある。

考案の構成 上述の目的を達成するために本考案によれば、
流体が流れる管路内に挿入されたカルマン渦発生
体、該カルマン渦発生体の両側面近傍に交互に発
生する圧力変動を前記管路外に伝達する１対の圧
力伝達通路、および、前記管路外に設けられ、前
記各圧力伝達通路の圧力変動に応じて振動する振
動板を具備し、該振動板がその重心を含む回転軸
に対して質量平衡となるように支持され、該振動
板の回転変位を光学的に検出することにより前記
流体の速度を検出するようにしたカルマン渦流量
計において、前記圧力伝達通路の間隔を前記管路
内より該管路外で大きくすると共に、該管路外で
の前記圧力伝達通路の間隔に応じて前記振動板の
幅を大きくしたことを特徴とするカルマン渦流量
計が提供される。

実施例 以下、図面により本考案の実施例を説明する。

第１図はカルマン渦発生を説明するための図で
ある。第１図において、流速Ｖの流体中に柱状の
渦発生体１，２が挿入されている。ここで、渦発
生体１は二等辺三角形状をなしており、渦発生体
２は等脚台形状をなしている。このような渦発生
体１，２の両側面近傍には流速Ｖに応じて規則的
な渦の列が発生し、その単位時間当りに発生する
渦の数（以下、渦周波数とする）は、 ・ｄ／Ｖ＝St ただし、ｄは渦発生体１の代表長、 Stはストローハル数（無次元） の関係にあり、ストローハル数Stは流れのレイノ
ルズ数のある範囲でほぼ一定である。つまり、こ
の範囲で、第２図に示すように、渦周波数は流
速Ｖに比例関係にある。さらに、渦発生体１，２
の代表長ｄも所定範囲になければならないので、
大きくできないという制限がある。

第３図は本考案に係るカルマン渦流量計の一実
施例を示す縦断面図、第４図は第３図の−線
横断面である。第３図および第４図において、１
対の渦発生体１，２は管路３内に距離ｄを隔てて
垂直に挿入されている。渦発生体１，２の上流に
は２重の整流格子４，５が設けられ、これによ
り、広い流量範囲で流量Ｖと渦周波数との比例
特性を向上せしめている。また、６は吸気温セン
サであつて、流量Ｖを温度補償するためのもので
ある。なお、ここでは、流体として空気を想定し
ている。

渦発生体２には、１対の渦圧取入孔７とこの取
入孔７の圧力変動を管路３外に伝達する圧力伝達
通路８とが設けられている。本考案によれば、圧
力伝達通路８の間隔を、管路３内ではd₁とし、管
路３外ではd₂（＞d₁）としている。この結果、振
動板９の幅は距離d₂より少し大きくd₃（第５図参
照）に設定されている。つまり、圧力伝達通路８
の圧力変動による振動板９の回転モーメントが大
きくなるようにしてある。

なお、振動板９は、第５図に示すように、１対
のスパンバンド１０ａ，１０ｂによつてその重心
を含む回転軸上に支持され、さらに、スパンバン
ド１０ａ，１０ｂは枠部１１に保持されている。
従つて、振動板９は外部振動による枠部１１の上
下振動ではほとんど振動せず、従つて、カルマン
渦による圧力伝達通路８内の圧力変動のみに応じ
て回転振動することになる。

第３図において、１２はばね１３によつて押さ
れる押圧子であつて、振動板９のねじり振動を阻
害しない程度に枠部１１を押えるものである。ま
た、第４図において、１４は発光手段としての発
光ダイオードであり、１５は受光手段としてのフ
オトトランジスタである。つまり、この場合、振
動板９は光の反射板としても作用し、従つて、カ
ルマン渦圧によつて振動板９が振動すると、フオ
トダイオード１５の出力信号は渦周波数の正弦
波状となる。この正弦波状信号はプリント板上に
形成された検出回路１６に送出され、ここで、渦
周波数の矩形波信号に変換される。この矩形波
信号はたとえば図示しないマイクロコンピユータ
内に設けられた流速形成回路に供給される。流速
形成回路はたとえばフリツプフロツプ、ゲート、
およびカウンタにより構成され、ここで、上記矩
形波信号の立上りもしくは立下りによつてフリツ
プフロツプが交互にセツトおよびリセツトされ、
この結果、フリツプフロツプがセツトもしくはリ
セツトされている間だけゲートが開とされ、開と
なつたゲートを介して所定クロツクパルスをカウ
ンタが計数することになる。従つて、この場合、
カウンタの値が矩形波信号の周波数に反比例し
たすなわち流速Ｖに反比例した値となる。そし
て、マイクロコンピユータはこの値を吸気温セン
サ６の値を用いて補正する。

なお、上述の実施例においては、渦圧取入孔７
を管路３内の上部に設けてあるが、流速が特に大
きい中央部に設けることが好ましい。

考案の効果 以上説明したように本考案によれば、圧力伝達
通路８の間隔を管路３外で大きくしたので、渦圧
力変動による振動板９の回転モーメントは大きく
なり、従つて、低速流域でも正確な流量値を得る
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はカルマン渦発生を説明するための図、
第２図は流速Ｖ対カルマン渦周波数の特性を示
す図、第３図は本考案に係るカルマン渦流量計の
一実施例を示す縦断面図、第４図は第３図の−
線横断面図、第５図は第３図の振動板９の平面
図である。 １，２：渦発生体、８：圧力伝達通路、９：振
動板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 流体が流れる管路内に挿入されたカルマン渦
   発生体、該カルマン渦発生体の両側面近傍に交
   互に発生する圧力変動を前記管路外に伝達する
   １対の圧力伝達通路、および、前記管路外に設
   けられ前記各圧力伝達通路の圧力変動に応じて
   振動する振動板を具備し、該振動板がその重心
   を含む回転軸に対して質量平衡となるように支
   持され、該振動板の回転変位を光学的に検出す
   ることにより前記流体の速度を検出するように
   したカルマン渦流量計において、前記圧力伝達
   通路の間隔を前記管路内より該管路外で大きく
   すると共に、該管路外での前記圧力伝達通路の
   間隔に応じて前記振動板の幅を大きくしたこと
   を特徴とするカルマン渦流量計。 ２ 前記圧力伝達通路のカルマン渦圧力取入口
   を、前記管路内のほぼ中央に設けた実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載のカルマン渦流量
   計。