JPS63210722A - 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。

（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。

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
サを備えたセンシング通路と、該センシング通路を外囲
するように配置された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、前記連通路を、その断面積
が前記吸気通路に向かうにつれて減少するように形成す
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吸引されるので、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にくく、仮に流入した
としても、前記連通路の、センシング通路側の断面積は
、吸気通路側の断面積に比較して大きく設定されている
ので、前記爆風のエネルギが連通路内部で拡散されて、
前記センサおよび吸入空気量の計測に影響を及ぼさない
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
入方向に通過する。

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、０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。

前記整流器６は、下流側ボディ２と一体に形成されても
よい。

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。

前記整流器６は、センシング通路２１の底部を構成する
。

また、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（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は、該連通路２２を通過する空気流にほ
ぼ垂直な平面で切断した断面積が吸気通路２９に向かう
につれて減少するように、換言すれば、その断面積がセ
ンシング通路２１に向かうにつれて増大するように、形
成されている。また、この実施例においては、前記連通
路２２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
リーナから空気が吸引され、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、連通路２２を介して各吸気通路２
９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。さらに、前記各
連通路２２の形状も、同一である。

この結果、センシング通路２工内に流入した空気は、該
センシング通路２１の後端部中央から放射状に広がるよ
うに均一に流出するので、該センシング通路２１内を通
過する空気流は、該空気流の通過方向にあまり移動する
ことなく、層流状態となることができる。したがって、
前８己センシング通路２１、ひいては当該空気流量計１
００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。

また、前記連通路２２は、吸気通路２９に向かうにつれ
て、その断面積が減少するように形成されているので、
バツクファイアが生じてもその爆風が連通路２２を介し
て前記センシング通路２１内に流入しにくい。仮に、前
記爆風が連通路２２内に流入したとしても、前記連通路
２２は、センシング通路２１に向かうにつれて、その断
面積が増大するように形成されているので、爆風のエネ
ルギは、前記連通路２２の、センシング通路２１側の端
部において拡散され、空気流量センサ７および温度補償
センサ８の寿命を縮めたり、あるいは前記爆風を吸入空
気として検出したりしない。

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あられしているので、その
説明は省略する。

第６図において、空気流量計２００６中央部に構成され
たセンシング通路２１の底部には、前記第１の実施例に
適用されたような整流器が配置されていない。そして、
前記センシング通路２１の底部を構成する、下流側ボデ
ィ２０２の、上流側ボディ１側の面は、平面状に形成さ
れている。

センシング通路２１および各吸気通路２９を連通ずる連
通路２２２は、前記第１の実施例と同様に、吸気通路２
９側に向かうにつれてその断面積が減少するように、か
つこの例においては、平面状に構成されたセンシング通
路２１の底部に沿うように形成されている。

前記連通路２２２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２１内壁面（符号２１Ａで示
す）は、前記ターミナルカラー４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２０２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２２２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吸引され、
該センシング通路２１内の空気流が層流になる。

また、バツクファイアが生じても、その爆風が連通路２
２２を介してセンシング通路２１内に流入しにくい。

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あられしているの
で、その説明は省略する。

第７図において、センシング通路２１の後端部には、第
１図に示されたような整流器が配置されていない。そし
て、下流側ボディ３０２の、前記後端部に対応する部分
には、凹状の緩衝室３工が形成されている。

連通路３２２は、前記第１および第２の実施例と同様に
、吸気通路２９に向かうにつれてその断面積が減少する
ように形成されている。

この構成を有する空気流量計３００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
がるように均一に吸引され、該センシング通路２１内の
空気流が層流になる。

また、バツクファイアが生じても、その爆風が連通路３
２２を介してセンシング通路２１内に流入しにくい。

さらに、センシング通路２１の後端部には緩衝室３１が
形成されているので、該緩衝室３１内に流入する空気の
エアダンパ効果により、センシング通路２１内を通過す
る空気流脈動が緩和される。

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７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１，６゜７図においては
、そのベンチュリ最狭部に連通路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た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、さらに前記連
通路を、前記吸気通路に向かうにつれてその断面積が減
少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）前記センシング通路は、連通路により吸気通路の
側面と連通し、ざらに該連通路は、前記吸気通路に向か
うにつれてその断面積が減少するように形成されている
ので、バツクファイアが生じても、その爆風が前記連通
路を介してセンシング通路内に流入しにくくなる。

仮に、前記爆風が連通路内に流入しても、前記連通路は
、前記センシング通路に向かうにつれてその断面積が増
大するように形成されているので、該爆風のエネルギが
拡散される。

したがって、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。

（２）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。

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、層流状態の空気流を熱線
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。

【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。 １・・・上流側ボディ、ＩＡ、２Ａ、２９・・・吸気通
路、２．２０２，３０２・・・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、６・・・整流器、７・・・空気流量セン
サ、８・・・温度補償センサ、１１・・・回路基板、２
１・・・センシング通路、２２，２２２．３２２・・・
連通路、３１・・・緩衝室、１００，２００，３００・
・・空気流量計 代理人弁理士　平木通人　外１名 第２図 第３図 ＩＢ　　　　　　　　　　　　ＩＹ ２日 第５図 第６図

Claims (2)

【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たセンシング通
   路、該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、およ
   び前記センシング通路を前記吸気通路の側面に連通する
   連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、 前記連通路は、前記吸気通路の側面に向かうにつれて、
   その断面積が減少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は、空気流下流側に底部を有
   する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。