JPS63210720A - 空気流量計 - 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） 本発明は空気流量計に関するものであり、特に、内燃機
関の吸気管に配置され、そのセンサとして白金等の熱線
式センサを用いた空気流；計に関するものである。

（従来の技術） 内燃機関の吸気管に配置される空気流量計には、種々の
方式のものがあるが、その中でも、センサとして白金線
等の熱線を用いたいわゆる熱線式の空気流量計は、応答
が良く、また単位時間当りに流れる空気の質量が測定で
きる等の理由により、広く用いられている。

このような空気流量計においては、センサは、例えば特
開昭５６−１０８９１１号公報、実開昭５９−１５８０
３０号公報等に記載されているように、吸気管内に配置
された筒状体内に設けられたり、あるいは特開昭５９−
１９０６２３号公報等に記載されているように、吸気管
内の吸気通路から分岐するように配置されたバイパス通
路の直線部内に設けられたりしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

（１）吸入空気量を正確に測定するには、吸気管内を通
過する空気を層流状態にして、センサに当てる必要があ
る。

ところが、センサが吸気管内に配置された筒状体内に設
けられている場合には、該筒状体内の空気流に乱れが多
く、空気流を層流状態にするのは困難である場合が多く
、またこの結果、必然的に前記筒状体を空気流通過方向
に長く形成しなければならなくなる。

したがって、空気流量計が少なくとも前記空気流方向に
大型化する。

また、バツクファイアが生じたときに、その爆風により
、センサが損傷を受けやすく、当該空気流量計の寿命が
短くなるという欠点もある。

さらに、バツクファイアが生じたときにも、その爆風を
吸入空気として検出してしまうので、正確な吸入空気量
を測定することができない。

（２）センサがバイパス通路内に配置されている場合に
は、該バイパス通路の、空気流下流側における端部が吸
気管内側面部に開口しているため、該端部よりバイパス
通路内の空気が吸引され、この結果、該バイパス通路内
の空気流を比較的層流状態にしやすい。

ところが、センサが配置されたバイパス通路の直線部は
、前記吸気管内側面部に開口したバイノ、クス通路の後
端部と屈曲して接続されているので、該屈曲部においぞ
空気流が乱れやすい。したがって、センサは、前記バイ
パス通路の直線部の、空気流下流側を避けて配置される
必要がある。

この結果、前記バイパス通路は比較的長く形成されなく
てはならなくなり、当該空気流量計が前記空気流方向に
大型化する。

さらに、前記バイパス通路は、吸気管側壁内部、あるい
は側壁外面に直接形成されるために、該バイパス通路を
構成する壁面に、当該内燃機関で発生する熱が伝導し、
センサ、あるいはバイパス通路を通過する空気が加熱さ
れてしまうおそれがある。この結果、空気流量の計測が
不正確になる。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、その内部に熱線式セン
サを備え、空気流下流側に底部を有するセンシング通路
と、該センシング通路の周囲に吸気通路とを設けるとと
もに、前記センシング通路と前記吸気通路の側面とを連
通ずるように連通路を設け、さらに、前記センシング通
路の底部を、該センシング通路内に流入する空気流が前
記連通路から吸気通路内に滑らかに流出するように形成
するという手段を講じた点に特徴がある。

これにより、センシング通路内に流入する空気が、前記
連通路を介して、前記吸気通路内を通過する空気流によ
り放射状に広がるように、かつ滑らかに吸引されるよう
になり、前記センシング通路内の空気流が、該空気流通
過方向にあまり移動することなく、確実に層流状態にな
るという作用効果を生じさせ、また、バツクファイアに
よる爆風が、前記センサが配置されたセンシング通路内
に流入しないという作用効果を生じさせることができる
。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は第３図をＢ−Ｂ線で切断した断面図、第２図は
本発明の第１の実施例の側面図、第３図は第２図を空気
流上流側から見た本発明の第１の実施例の正面図、第４
図は第２図を空気流下流側から見た本発明の第１の実施
例の背面図、第５図は第１図をＣ−Ｃ線で切断した断面
図である。第５図においては、第１〜４図に示されたカ
バー１３、および該カバー１３内に配置された回路基板
１１（第１図）等は省略されている。

まず、第２図において、空気流量計１００は、車両に搭
載された内燃機関の吸気管に配置される。

空気流量計１００には、その両端部にジヨイント１０１
および１０２が接続され、前記ジヨイント１０１は、吸
気管のエアクリーナ（図示せず）側に、また前記ジヨイ
ント１０２は、吸気管の燃料噴射弁および絞り弁（いず
れも図示せず）側に、それぞれ接続される。

したがって、エアクリーナから吸入される空気は、矢印
Ａ方向に通過する。

つぎに、第１．　３．　５図において、上流側ボディ１
の、前記ジヨイント１０１との接続部側には、ジヨイン
ト１０１の内径とほぼ同一の内径を有する大径部ＩＢが
形成され、さらに該大径部ＩＢの周囲には、０リング配
置用の環状溝ＩＺ、および前記ジヨイント１０１と接続
を行うための複数のボルト穴ＩＹが形成されている。

また、前記上流側ボディ１の、下流側ボディ２と対向す
る側には、Ｏリング１５配置用の環状溝ＩＷおよび複数
のめねじ１８Ｂ（第５図）が形成されている。

前記上流側ボディ１の中央部には、この例においては、
第１図に示されるように、筒状の圧入カラー３およびタ
ーミナルカラー４が配置されている。前記圧入カラー３
およびターミナルカラー４の内壁は、吸入空気量を検出
するセンシング通路２１を構成している。　前記圧入カ
ラー３およびターミナルカラー４は、樹脂、セラミック
、金属等の材料により形成されている。

また、前記圧入カラー３およびターミナルカラー４は、
上流側ボディ１および／あるいは後述するターミナルホ
ルダ５等と一体的に形成されてもよい。

前記圧入カラー３の空気流上流側端部（以下、先端部と
いう）、すなわちセンシング通路２１の先端部は、後述
する吸気通路２９よりも、空気流上流側に突出するよう
に描かれているが、前記吸気通路２９の先端部と同一面
となるように、あるいは該先端部よりも空気流下流側に
後退するように構成されてもよい。

前記上流側ボディ１の、圧入カラー３およびターミナル
カラー４の外側には、複数の吸気通路ＩＡが穿設されて
いる。

前記ターミナルカラー４の内側には、熱線式の空気流量
センサ７および温度補償センサ８が配置されている。前
記センサ７．８のリード線は、おねじ１９Ｄにより上流
側ボディ１に取付けられたターミナルホルダ５を介して
、当該上流側ボディ１の外部に引出されている。

前記ターミナルホルダ５は、樹脂、セラミック、金属等
の材料により形成されている。

前記空気流量センサ７および温度補償センサ８を用いて
吸入空気量を検出するための吸入空気量検出回路は、上
流側ボディ１の°外壁に固着された回路基板１１に形成
されている。そして、この回路基板１１に、前記リード
線が接続されている。

前記回路基板１１には、前記吸入空気量検出回路に加え
て、該検出回路により検出された吸入空気量に応じた燃
料を燃料噴射弁より噴射するために、前記検出回路より
出力された信号を増幅し、そしてその増幅信号より燃料
噴射弁の開弁時間（デユーティ比）を設定する制御回路
が形成されている。前記吸入空気量検出回路および制御
回路は、公知であるので、その説明は省略する。

前記回路基板１１は、電気的外乱を遮る特性を有する、
樹脂性のカバー１３で覆われている。前記カバー１３は
、上流側ボディ１との間にガスケット１４を配置した状
態で、おねじ１９Ｃにより上流側ボディ１に取付けられ
ている。

符号１２は、電力制御用抵抗素子である。

前記センシング通路２１の、空気流下流側における端部
（以下、後端部という）には、後述する下流側ボディ２
の中央部に取付けられた整流器６が配置される。

つぎに、第１．４．５図において、前記下流側ボディ２
の、前記ジヨイント１０２との接続部側には、該ジヨイ
ント１０２の内径とほぼ同一の内径を有する大径部２Ｂ
が形成され、さらに該大径部２Ｂの周囲には、０リング
配置用の環状溝２２゜および前記ジヨイント１０２と接
続を行うための複数のボルト穴２Ｙが形成されている。

前記下流側ボディ２には、前述したように、前記センシ
ング通路２１の後端部に対応するように、おねじ１９Ａ
により整流器６が固着されている。

第６図は整流器６の正面図である。第１．６図より明ら
かなように、前記整流器６は、この例においては、その
中央部がセンシング通路２１内を通過する空気流の上流
側に向かって突出するような、球、だ同体、回転放物体
等の一部を構成するように形成されている。符号１８Ａ
は、前記おねじ１９Ａを螺合するためのめねじである。

前記整流器６は、センシング通路２１の底部を構成する
とともに、この実施例においては、センシング通路２１
内に流入した空気流を吸気通路２９内に導入させるため
の、後述する連通路２２の一部を構成する。

第１．４．５図に戻り、前記下流側ボディ２の、前記整
流器６の周囲には、前記上流側ボディ１に形成された吸
気通路ＩＡに対応するように、複数の吸気通路２Ａが形
成されている。

前記下流側ボディ２は、上流側ボディ１の環状溝ＩＷに
Ｏリング１５を配置した状態で、上流側ボディ１に固着
される。前記固着は、上流側ボディ１に形成されためね
じ１８Ｂ（第５図）に、おねじ１９Ｂ（ｉ４図）を螺合
させることにより行われる。

前記各吸気通路ＩＡおよび吸気通路２Ａにより構成され
る吸気通路２９は、センシング通路２１とＴ行になるよ
うに形成されている。

また、この実施例においては、前記吸気通路２９は、ベ
ンチュリ形状に形成されているが、本発明においては特
にこれのみに限定されることはなく、単に筒状となるよ
うに形成されてもよい。

前記上流側ボディ１およびターミナルカラー４、ならび
に下流側ボディ２には、第１．　３．　５図に示された
ように、それらが接合されたときに、前記センシング通
路２１が、前記各吸気通路２９の側壁に連通ずるように
、連通路２２が形成されている。前記連通路２２は、こ
の実施例においては、センシング通路２１の底部、すな
わち前記整流器６の側面に沿うように形成されている。

以上の構成を有する本発明の第１の実施例において、当
該空気流量計１００が搭載された内燃機関の運転を開始
すると、該内燃機関の吸気管先端部に配置されたエアク
リーナがら空気が吸引され、空気流量計１００内を矢印
入方向（第１，２図）に通過する。前述したように、セ
ンシング通路２１は、各吸気通路２９の側壁に開口して
いるので、該センシング通路２１内に流入した空気は、
連通路２２より前記各吸気通路２９内に吸引される。

ここで、前述したように、各吸気通路２９は、それぞれ
同一の形状を有するとともに、第３〜５図に示したよう
に、その隣合うもの同士の距離が等しくなるように、か
つそれぞれの、センシング通路２１の中心部からの距離
が等しくなるように、形成されている。

また、センシング通路２１の、空気流下流側に配置され
た整流器５は、該空気流上流側に向かって突出するよう
に形成されており、さらに、前記各連通路２２も、前記
整流器６の表面に沿うように、かつ各々が同一形状とな
るように形成されている。

この結果、センシング通路２１内に流入した空気は、該
センシング通路２１の後端部において乱れることなく、
該後端部から滑らかに、かつ放射状に広がるように均一
に流出するので、センシング通路をあまり長く形成する
ことなく、該センシング通路２１内を通過する空気流を
、層流状態とすることができる。したがって、当該空気
流量計を、空気流通過方向にあまり長く形成することな
く、吸入空気量の検出を正確に行うことができる。

ところで、連通路は、センシング通路内を通過する空気
流を、吸気通路内に導入するために形成されたものであ
り、その最適な形状は、当該内燃機関の排気量、気筒数
、吸気管の形状および長さ、もしくは当該内燃機関が搭
載される車両の形態、あるいは当該空気流量計の吸気通
路、センシング通路の形状、大きさ等の種々の要因によ
り決定される。

この連通路の形状、例えば連通路の、該連通路内を通過
する空気流に垂直な平面で切断した断面形状は、センシ
ング通路２１の後端部に配置された整流器６を異なる形
状のものに交換することにより、変えることができる。

以下に、整流器の変形例を説明する。

第７図は整流器の他の例を示す正面図、第８図は第７図
をＪ−Ｊ線で切断した断面図、第９図は第７図をに−に
線で切断した断面図である。第７図においては、矢印し
は、当該空気流量計の連通路が形成される方向を示して
いる。また、第７゜８図において、符号１８Ａは、整流
器５６を当該空気流量計に取付けるためのめねじである
。

第７〜９図において、整流器５６は、第１，６図に示さ
れたような、センシング通路の空気流上流側に突出する
ような球、だ同体、回転放物体等の一部を構成する本体
部５８と、該本体部５８の表面の、連通路が配置される
部分に形成された突起５７とより成る。

以上の構成を有する整流器５６を、第１，３゜５図に示
された空気流量計１００の整流器６と交換すると１、連
通路２２の、該連通路内を通過する空気流に垂直な平面
で切断した断面の形状が変化するとともに、その断面積
が減少する。

この例においても、センシング通路２１内を通過する空
気流は、各連通路２２より滑らかに放射状に吸引される
ので、該センシング通路２１゛内における空気流を層流
状態にすることができる。

第１０図は整流器のさらに他の例を示す正面図、第１１
図は第１０図をＭ−Ｍ線で切断した断面図、第１２図は
第１０図を矢印Ｐ方向から見た側面図である。第１０図
においては、矢印りは第７図と同様に、当該空気流量計
の連通路が形成される方向を示している。また、第１０
．１１図において、符号１８Ａは、整流器６６を当該空
気流量計に取付けるためのめねじである。

第１０〜１２図において、整流器６６は、第１゜６図に
示されたような、センシング通路の空気流上流側に突出
するような球、だ固体、回転放物体等の一部を構成する
本体部６８と、該本体部６８の表面の、連通路が配置さ
れる部分に形成された四部６７とより成る。

以上の構成を有する整流器６６を、前記整流器５６と同
様に、第１．３．５図に示された空気流量計１００の整
流器６と交換すると、連通路の、該連通路内を通過する
空気流に垂直な平面で切断した断面の形状が変化すると
ともに、その断面積が増加する。

この例においても、センシング通路２１内を通過する空
気流は、各連通路２２より滑らかに放射状に吸引される
ので、該センシング通路２１内における空気流を層流状
態にすることができる。

このように、整流器を当該空気流量計のボディ（この例
においては、下流側ボディ２）に着脱自在に取付けるこ
とができるように構成すれば、内燃機関あるいは該内燃
機関が搭載される車両の形態が変わっても、前記整流器
を異なる形状のものに変えることにより、センシング通
路２１内を通過する空気流を常に最適な状態で層流状態
にすることができる。換言すれば、前記整流器以外の部
材を、内燃機関あるいは該内燃機関が搭載される車両の
形態にかかわらず、共通化することができる。

したがって、当該空気流量計を大量生産することができ
、その製作を効率良く、かつ安価に行うことができる。

なお、本発明においては、当該内燃機関、あるいは車両
等の形態に応じた形状の整流器を、空気流量計のボディ
と一体となるように形成してもよいことは当然である。

また、前述の説明においては、連通路の、連通路内を通
過する空気流に垂直な平面で切断した断面の形状および
面積を変化させるために、整流器を交換するものとした
が、連通路の、前記空気流と平行な平面で切断した断面
の形状を変化させるようにしてもよいことは、当然であ
る。

第１３図は本発明の第２の実施例の断面図であり、第１
図と同様の図である。第１３図において、第１図と同一
の符号は、同一または同等部分をあられしているので、
その説明は省略する。

第１３図において、センシング通路２１の後端部に配置
された整流器２０６は、そのセンシング通路２１例の面
が、センシング通路２１内に流入する空気流に対して垂
直な平面状となるように形成されている。

この構成を有する空気流量計２００においても、連通路
２２２の空気流上側の面（第１３図の符号Ｓ）は、セン
シング通路２１の内壁と連続的な曲面状に形成されてい
るので、センシング通路２１内に流入する空気が、連通
路２２２を通して吸気通路２９内に滑らかに吸引され、
前記センシング通路２１内に流入する空気流を層流状態
にすることができる。

第１４図は前記第２の実施例の変形例であり、第１，１
３図と同様の図である。第１４図において、第１．１３
図と同一の符号は、同一あるいは同等部分をあられして
いるので、その説明は省略する。

この第１４図に示された空気流量計３００は、第１３図
に示された整流器２０６を当該空気流量計の本体と一体
に設けたものである。すなわち、前記センシング通路２
１の底部を構成する、下流側ボディ３０２の、上流側ボ
ディ１側の面は、平面状に形成されている。

筒状のターミナルカラー３０４は、第１４゜１５図に示
されるように、その空気流下流側の内壁が、平面状に構
成されたセンシング通路２１の底部を沿うように形成さ
れた連通路３２２に対応する部分に、凸部３０４Ａを有
するように形成されている。前記通路３２２の、センシ
ング通路２１内周方向に隣接する、該センシング通路２
１内壁面（符号２１Ａで示す）は、前記ターミナルカラ
ーの内径と同一の内径を有するように形成され、さらに
この実施例においては、下流側ボディ３０２と一体的に
形成されている。

この例においても、各吸気通路２９内を通過する空気流
により、連通路３２２を介してセンシング通路２１内を
通過する空気が放射状に広がるように均一に、かつ滑ら
かに吸引され、該センシング通路２１内の空気流が層流
になる。

さて、前述の説明においては、連通路は、１つの吸気通
路に対して１つだけ設けられるものとしたが、本発明に
おいては特にこれのみに限定されることはなく、２以上
設けられてもよい。

また、センシング通路２１の周囲には、空気流通過方向
から見た形状が円形で、同一の大きさの吸気通路２９が
、互いに隣合うもの同士の距離が等しくなるように、か
つセンシング通路２１の中心からの距離が等しくなるよ
うに、４個形成されているが、本発明においては、特に
これのみに限定されることはない。

つまり、前記吸気通路２９は、連通路を介して、センシ
ング通路２１内の空気流を吸引することにより、該セン
シング通路２１内の空気流を層流にするだめのものであ
り、そのための最適な形状、個数および配列は、前記セ
ンシング通路２１もしくは連通路の断面形状、大きさ、
長さ、または当該内燃機関の排気ｍ１気筒数、吸気管形
状、吸気管長さ等の種々の要因により変化する。

したがって、前記吸気通路２９の形状、個数および配列
は、前記種々の要因に応じて、変形されることが望まし
い。

さらに、吸気通路２９はセンシング通路２１の周囲に複
数段けられ、その各々に１つずつ連通路が形成されるも
のとして説明したが、センシング通路２１を取巻くよう
に、すなわちＣ字形状に１つだけ吸気通路を設け、該吸
気通路に連通路を複数個、あるいは該吸気通路に沿うよ
うにＣ字形状の連通路を１つ形成するようにしてもよい
。

さらにまた、吸気通路がベンチュリ状を成しているとき
は、該吸気通路は、第１図においては、そのベンチュリ
最狭部に連通路２２が開口するように形成されているが
、本発明においては特にこれのみに限定されることはな
く、前記ベンチュリ最狭部から空気流上流側あるいは下
流側にずれた位置に連通路２２が開口するように形成さ
れてもよい。

さらにまた、センシング通路の形状も当該内燃機関の気
筒数、吸気管長さ等の各種要因に応じて、いかなる形状
に設定されてもよいことは当然である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、その
内部に熱線式センサを備え、空気流下流側に底部を有す
るセンシング通路の周囲に、吸気通路を設けるとともに
、センシング通路と前記吸気通路の側面とを連通ずる連
通路を設け、さらに前記センシング通路の底部を、該セ
ンシング通路から吸気通路に空気が滑らかに流出するよ
うに、形成したので、次のような効果が達成される。

（１）前記吸気通路を通過する空気流により、センシン
グ通路内に流入する空気がその底部側より放射状に、か
つ効率良（滑らかに吸引されるので、該空気が空気流通
過方向にあまり移動することなく、確実に層流状態にな
る。

したがって、当該空気流量計を前記空気流通過方向にあ
まり大きく形成することなく、前記熱線式センサによる
吸入空気量の測定を確実に正確に行うことができる。

（２）センシング通路は、吸気通路の側面と連通してい
るので、換言すれば、センシング通路は底部を備えてい
るので、バツクファイアが生じても、前記センシング通
路内に配置されたセンサが爆風にさらされにくくなる。

この結果、バツクファイアによりセンサの寿命が短くな
ったり、劣化したりすることが少なくなる。

また、バツクファイアによる爆風を吸入空気量として計
測することが少なくなるので、常に正確な吸入空気量を
計測することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。第
２図は本発明の第１の実施例の側面図である。第３図は
第２図を空気流上流側から見た本発明の第１の実施例の
正面図である。第４図は第２図を空気流下流側から見た
本発明の第１の実施例の背面図である。第５図は第１図
をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。第６図は第１図に
示された整流器の正面図である。第７図は整流器の他の
例を示す正面図である。第８図は第７図をＪ−Ｊで切断
した断面図である。第９図は第７図をＫ　−Ｋで切断し
た断面図である。第１０図は整流器のさらに他の例を示
す正面図である。第１１図は第１０図をＭ−Ｍ線で切断
した断面図である。 第１２図は第１０図を矢印Ｐ方向から見た側面図である
。第１３図は本発明の第２の実施例の断面図である。第
１４図は本発明の第２の実施例の変形例の断面図である
。第１５図はターミナルカラー３０４を空気流通過方向
と逆方向から見た背面図である。 １・・・上流側ボディ、ＩＡ、２Ａ、２９・・・吸気通
路、２．３０２・・・下流側ボディ、　３・・・圧入カ
ラー、４．３０４・・・ターミナルカラー、５・・・タ
ーミナルホルダ、６，５６．６６．２０６・・・整流器
、７・・・空気流量センサ、８・・・温度補償センサ、
１１・・・回路基板、２１・・・センシング通路、２２
．２２２，３２２・・・連通路、５７・・・突起、５８
．６８・・・本体部、　６７・・・凹部、１００゜２０
０．３００・・・空気流量計　３０４Ａ・・・凸部代理
人弁理士　平木通人　外１名 第３図 ＩＢ　　　　　　　　　　　　　ｌ工 ２日 第５図 第８図　　　第９図 第１３図 ２Ｑ、０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入空気流量を計測すべく内燃機関の吸気管に介
   装される空気流量計であって、 前記吸気管のほぼ中心軸線上に配置され、空気流下流側
   に底部を有するセンシング通路、および前記センシング
   通路を外囲するように該センシング通路と平行に配置さ
   れた少なくとも一つの吸気通路を備えた流量計本体と、 前記センシング通路に配置された熱線式センサとを具備
   し、 前記センシング通路の底部は、該センシング通路内に流
   入した空気流が前記吸気通路内に滑らかに流出するよう
   に形成されたことを特徴とする空気流量計。
2. （２）前記センシング通路、および前記吸気通路の側面
   を連通する連通路をさらに備えたことを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項記載の空気流量計。
3. （３）前記センシング通路の底部は、該センシング通路
   内を通過する空気流の上流側に突出するように形成され
   たことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項あるいは
   第２項記載の空気流量計。
4. （４）前記センシング通路の底部は、該センシング通路
   内を通過する空気流に対して垂直な平面状に形成された
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項あるいは第
   ２項記載の空気流量計。
5. （５）前記センシング通路の底部は、前記流量計本体と
   別部材であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれかに記載の空気流量計。