JPS63210721A - 空気流量計 - Google Patents

空気流量計

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JPS63210721A
JPS63210721A JP62045908A JP4590887A JPS63210721A JP S63210721 A JPS63210721 A JP S63210721A JP 62045908 A JP62045908 A JP 62045908A JP 4590887 A JP4590887 A JP 4590887A JP S63210721 A JPS63210721 A JP S63210721A
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passage
air
intake
sensing passage
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Tetsuo Nakajima
哲夫 中島
Katsuo Suzuki
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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量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。
ところで、周知のように、吸気管内を通過する空気流は
、当該内燃機関のシリンダ内に配置されたピストンの往
復運動により吸引されるものであるから、その速度は前
記往復運動に応じて変動する。すなわち、前記空気流は
、脈動流である。
前述した各公報に記載された空気流量計においては、前
記脈動流により、吸入空気量の測定が不正確になるおそ
れがある。
したがって、例えば、特開昭57−64109号公報お
よび特開昭58−10612号公報に記載されているよ
うに、バイパス通路内に熱線式センサが配置された空気
流量計において、前記バイパス通路の、前記センサより
も空気流下流側に、サージタンク、あるいは大気圧が作
用するように形成されたダイヤフラム室を設けるように
構成された空気流量計が提案されている。
空気流量計をこのように構成することにより、空気流の
脈動が緩和され、吸入空気量の測定を比較的正確に行う
ことができる。
(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)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パス通路の後端部
と屈曲して接続されているので、該屈曲部において空気
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。
また、当該空気流量計の空気通路を横切るようにパイプ
状のバイパス通路を配置した空気流量計においては、該
バイパス通路の製作に精密さが要求され、当該空気流量
計の製作が極めて面倒である。
(2)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してセンサに当てることは困難で
ある。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、このタイプの空気流量計においては、吸入空気流
の脈動を緩和する技術がいまだ提案されておらず、吸入
空気量の測定をあまり正確に行うことができない。
さらに、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、当該空気流置針の寿命
が短くなるという欠点もある。
さらにまた、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。
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。
(間居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
路の底部を凹状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ことができ、
また、前記センシング通路内を通過する空気流の脈動が
、前記凹部内に流入する空気のエアダンパ効果により緩
和されるという作用効果を生じさせることができる。
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も
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
裁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、ml、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1
01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。
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、Oリ
ング配置用の環状溝2Z。
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、前記センシング通路21の、
空気流下流側端部(以下、後端部という)に対応するよ
うに、筒状の四部30が穿設されている。
緩衝部材9は、前記凹部30の深さよりも短い柱状体で
あり、該凹部30内に配置されている。
そして、前記緩衝部材9は、おねじ19Aにより、下流
側ボディ2に固定されている。これにより、前記センシ
ング通路21の後端部、換言すれば、センシング通路2
1の底部には、Xなる深さを有する凹状の緩衝室31が
形成されている。
前記下流側ボディ2の、前記凹部30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
0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(第4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と平行になるよ
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の空気流下流側の面は、この実施例にお
いては、下流側ボディ2の、上流側ボディ1側の面に沿
うように形成されている。また、前記連通路22の空気
流上流側の面は、センシング通路21内を通過する空気
流が吸気通路29に乱れることなく流出するように、滑
らかに形成されている。
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
A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
同一の形状を存するとともに、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、前記各連通路22も、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。
また、センシング通路21の空気流下流側に、該下流側
にへこむ形の凹状の緩衝室31を設けたので、当該空気
流量計100内を通過する空気流に脈動が生じていても
、該緩衝室31内に流入する空気が、いわゆるエアダン
パとして機能し、これにより、センシング通路21内を
通過する空気流の脈動が平滑化され、あるいは緩和され
る。この結果、空気流量センサ7および温度補償センサ
8に速度があまり変動することのない、安定した空気流
を当てることができる。
したがって、当該空気流量計を、空気流通過方向にあま
り長く製作することなく、吸入空気量の検出を正確に行
うことができる。
ところで、この空気流を平滑化、あるいは緩和するため
に設けられる緩衝室の最適な形状、大きさ、あるいは深
さは、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。
この緩衝室31の形状、大きさ、あるいは深さは、四部
30内に配置された緩衝部材9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、緩衝部材の変形例を説明する。
第6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6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示している。
第6図において、センシング通路21後端部の凹部30
内に配置された緩衝部材209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突出するよ
うに形成されている。
この例においては、前記凹部30の内面、および緩衝部
材209の表面により構成される緩衝室231は、Yな
る深さを有している。
この空気流量計200においても、前記緩衝室231内
に流入する空気のエアダンパ作用により、センシング通
路21内を通過する空気流の脈動が緩和される。
第7図は本発明の第3の実施例の断面図であり、第1,
6図と同様の図である。第7図において、第1,6図と
同一の符号は同一または同等部分を示している。
第7図において、凹部30内に配置された緩衝部材30
9は、その中央部がセンシング通路21内を通過する空
気流の下流側にへこむように形成されている。
この例においては、前記緩衝部材309の表面により構
成される緩衝室331は、Zなる深さを有している。
この空気流量計300においても、前記緩衝室331内
に流入する空気のエアダンパ作用により、センシング通
路21内を通過する空気流の脈動が緩和される。
第8図は本発明の第4の実施例の断面図であり、第1.
 6. 7図と同様の図である。第8図において、第1
.6.7図と同一の符号は、同一または同等部分を示し
ている。この第4の実施例は、前記第3の実施例の変形
例である。
前述した第1ないし第3の実施例においては、連通路2
2の一部を構成する、下流側ボディ2の、上流側ボディ
1側の面(第7図においては、符号Qで示される面)、
換言すれば、連通路22の、空気流下流側の面は、セン
シング通路21内に流入する空気流に対してほぼ垂直な
平面状に形成されている。このような連通路を有する空
気流量計においては、前記空気流か吸気通路29内に吸
引されるときに、空気流が、前記連通路22の空気流下
流側の面に衝突して乱れ、その吸引効率が低下するおそ
れがある。
本発明の第4の実施例は、この欠点を除去するために創
作されたものである。
第8図において、緩衝部材409は、凹部30から突出
するように形成されていて、その空気流」二流側の面は
、その中央部に21なる深さの緩衝室431を構成する
四部と、その周囲に連通路22の空気流下流側の面を構
成する部分Rとを具備している。前記部分Rは、空気流
上流に向かって突出するように形成されている。
この構成を有する空気流量計400においては、センシ
ング通路21内に流入した空気が、滑らかに吸気通路2
9内に吸引されるので、該吸引効率が向上する。また、
前記緩衝室431内に流入する空気のエアダンパ作用に
より、センシング通路21内を通過する空気流の脈動が
緩和される。
ところで、前記連通路22は、センシング通路21内を
通過する空気流を、吸気通路29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。
したがって、この実施例のように、緩衝部材に、連通路
22の空気流下流側の面を構成する部分Rを一体に形成
すれば、該緩衝部材の交換の際に、連通路22の形状お
よび大きさを変えることもでき、これにより、内燃機関
あるいは車両の形態に応じて、連通路を最適な形状に設
定することができる。
第9図は本発明の第5の実施例の断面図であり、第1.
 6. 7. 8図と同様の図である。第9図において
、第1. 6. 7. 8図と同一の符号は、同一また
は同等部分を示している。この第5の実施例は、前記第
4の実施例の変形例である。
第9図において、連通路22の、空気流下流側の面Rは
、第8図に示された空気流量計400と同様に、吸気通
路29内に吸引される空気流が乱れないように、空気流
上流側に突出するように形成されているが、前記面Rは
、下流側ボディ502と一体に形成されている。
前記下流側ボディ502の、センシング通路21の底部
に相当する部分には、四部30が穿設されていて、その
内部には、緩衝部材509が配置されている。緩衝室5
31は、Z2なる深さを有している。
この構成を有する空気流量計500においても、センシ
ング通路21内に流入した空気が、滑らかに吸気通路2
9内に吸引されるので、該吸引効率が向上する。また、
前記緩衝室531内に流入する空気のエアダンパ作用に
より、センシング通路21内を通過する空気流の脈動が
緩和される。
このように、センシング通路21の底部に配置される緩
衝部材を、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、前記緩衝部材を異な
る形状のものに変えることにより、緩衝室の大きさおよ
び形状を変えることができ、これにより、内燃機関ある
いは車両の形態にかかわらず、センシング通路21内を
通過する空気流の脈動を、常に最適な状態で、緩和する
ことができる。
換言すれば、前記緩衝部材以外の部材を、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、特にこれのみに限定されること
はなく、前記緩衝部材を当該空気流量計のボディと一体
に形成してもよい。
さて、前述の説明においては、連通路22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22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ためのもの
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22の断面形状
、大きさ、長さ、または当該内燃機関の排気量、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22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29がベンチュリ状を成している
ときは、該吸気通路29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、前記べ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21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
ンシング通路内を通過する空気流の下流側にへこむ緩衝
室を存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。
また、前記センシング通路内を通過する空気流の脈動が
、前記緩衝室内に流入する空気のエアダンパ効果により
平滑化、あるいは緩和される。
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、速度変動の少ない空気流
を熱線式センサに当てることができ、該センサによる吸
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図は本発明の
第2の実施例の断面図である。第7図は本発明の第3の
実施例の断面図である。第8図は本発明の第4の実施例
の断面図である。第9図は本発明の第5の実施例の断面
図である。 1・・・上流側ボディ、IA、2A、29・・・吸気通
路、2,502・・・下流側ボディ、3・・・圧入カラ
ー、4・・・ターミナルカラー、5・・・ターミナルホ
ルダ、7・・・空気流量センサ、8・・・温度補償セン
サ、9,209,309,409,509・・・緩衝部
材、11・・・回路基板、21・・・センシング通路、
22・・・連通路、30・・・凹部、31,231゜3
31.431.531・・・緩衝室、100゜200.
300.400,500・・・空気流量計代理人弁理士
 平木通人 外1名 第2図 第3図 IS           IY 第5図 第6図

Claims (3)

    【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を通
    過する空気流の下流側にへこむ緩衝室を有するように形
    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)前記緩衝室は、少なくともその一部が前記流量計
    本体と別部材により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。
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