JPS6398518A - カルマン渦流量計 - 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、管路内を流れる流体、例えば自動車等のエン
ジンの吸入空気伍を測定するために、流体中に挿入され
るカルマン渦発生体く柱状体）により光生プるカルマン
渦を検出して流量を測定するカルマン渦流量計に関ブる
。

［従来の技＜Ｔｉ　３ カルマン渦流聞ε１の一例として次の提案（特開昭５８
−８０５２４号公報参照）は公知である。

第７図はこの公知のカルマン渦流量計の概略構成図、第
８図は第７図の振動子の概略構成図、第９図は同じく渦
検出部の概略構成図を示す。第７図ないし第９図におい
て、１は管路、２は流体内にカルマン渦をｎ１させるた
めに管路１に挿入される柱状体、１Ａは枠部、２Ａ、２
Ｂｌｉ渦導圧孔、３は渦検出部、４は柱状体２より上流
側の管路１の流れを安定化でるために設けられた整流格
子、５は流体）品度を検出万る湿庶センサである。第８
図に示すように６は薄い金属板からなる振動子で、ノノ
ルマン渦の圧力変化が作用覆る振動板７と、この振動板
７をその重心を含む線対称な軸線上で保持して捩り振動
を向えるための一対のスパンバンド８Ａ、８Ｂと、スパ
ンバンド８Ａの固定端となる枠（４つおよびスパンバン
ド８Ｂの固定端１０とからなる。１１Ａ、１１Ｂは打抜
き部である。第９図に示でように、１２はこの振動子６
が収納されるハウジングで、柱状体２と一体的に成形さ
れた下部ハウジング１３と、上部ハウジング１４とから
構成される。

また、ハウジング１２は下部ハウジング１３の上に振動
子６、この振動子６の上に上部ハウジング１４と積層ツ
ることにより、振動子６を保持する。このようにしてハ
ウジング１２には、振ｌ１ｌＪ室１５が形成される。な
お、１６は発光素子、１７は受光素子で、光・受光素子
ホルダー１９に固定され、振動板７の上表面と対向して
配置される。

かつ、その光軸は振動板７の捩り回転中心軸を通るよう
に構成され、上部ハウジング１４に設（ブられた孔部１
８を経て振動板７に光を放射し、その反射光を検出覆る
。

このように構成されＩ；ことにより、管路１内に空気が
吸引されると、柱状体２の近傍に図示されていないノノ
ルマン渦が発生する。このカルマン渦の圧力変化は、柱
状体２の両側面より導圧孔２Ａ。

２Ｂを介して、振ｉｊＪ全１５内の振動板７の両端に交
互に伝達される。従って、振動板７はスパンバンド８Ａ
、８Ｂを軸として捩り振動をする。この振動板７の表面
は鏡面状に形成されるから、捩り振動に伴い受光素子１
７により、カルマン渦の周波数が検出され、吸入空気伍
が測定される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、第７図に示すように管路１は、他の構成部品
との連結等の必要から金属製であることが望ましい。ま
た、管路１は、その形状が比較的に複雑であるから、ロ
ストワックス法また（よダイカスト法等の精密Ｍ巡演が
採用されていた。づなわち、管路１に枠部１Δが設けら
れ、この枠部１Ａを渦検出部３のケーシングとする際に
、枠部１Ａの厚さが薄（ブれば、潟が回り難く、鋳造の
際に、不良品が生じ易い。反対に、鋳造不良が生じない
ように枠部１Ａを厚くでれば、材料費および小母が増加
する等の解決づべき問題があった。

本発明は、このような点に鑑み、従来技術の問題点を有
効に解決し、その構成が簡略化され、その品質が安定化
され、示度に適するカルマン渦ｒＡｊ旦計を提供するこ
とを目的とする。

二問題点を解決覆るだめの手段〕 このような目的を達成するために、本発明は、カルマン
渦チを生体が、渦検出部のケーシングど一体的に成形さ
れたケーシング付き渦発生体であることを特徴とする。

本発明の一実施態様によれば、ケーシング付さ渦発生体
は、管路に取付けるためのねじ締付は部に金属製リング
を設ける。

カルマン渦発生体が、渦検出部のケーシングと共に樹脂
材料によりケーシング着き渦発生体を成形する際に、板
状金属部材を配置して共に一体的に成形でる。

゛　本光明の他の実施態様によれば、樹脂ν刈によリケ
ーシング何き渦発生体を成形する際に、振乏υ部材が収
容される振動子の下部位置に他の板状金属部材を挿入し
て、一体的に成形する。

］実施例］ 次に、本光明の実施例を図面に基づき、＆Ｔ佃に説明す
る。

第１図は木光明の一実施例の慨ｌｉ８構成図を示づ。

図においてカルマン渦流ｆｆｌ計２０は、主として管路
２１、ケーシング付さ渦発生体２２および：、５検出部
２３から構成されている。ケーシング付き渦発生体２２
は、渦検出部２３のケーシング２３Ａと、渦発生体２と
を樹脂材料により、一体的に成形したものである。従っ
て、このケーシング付さ渦発生体２２は、樹脂加工によ
り、複雑な形状にもかかわらず精度よく製作することが
可能で、かつｆｆ１ｆｆｉも軽減される。しかも、管路
２１は、第７図における枠部１Ａが不要となり形状が簡
易化され、ダイカスト化が容易となる。なお、管路２１
は、渦発生体２のシール用Ｏリング２４の接触面の加工
または温度センサ部５のシール用Ｏリング２５の溝加工
も容易となり、機械加工の工数が低減される。さらに、
２６は渦検出部２３の上部カバーで、２７．２８はケー
シング付き渦光生体２２を、管路２１の取付は位置に固
定するための固定ねじおよびねじ締付は部である。

次に、第２図は本発明の他の実施例の概略構成図を示１
゜図においてケーシング付きｉ！生体２２のねじ締付は
部２８には、金属製リング２９が設けられている。ケー
シング付き渦発生体２２は樹脂加工されてその形状が簡
略化され、金属製リング２９を介して、同じく簡略化さ
れた管路２１に、固定ねじ部２７により締付は固定され
る。

この固定ねじ２７により樹脂加工されたねじ締付は部２
８を直接締付ける従来の方法は、ねじ締付は部２８の温
度変化または樹脂材料の経年変化等によって、固定ねじ
２７に緩みが生じ易い。このために、ケーシング付き渦
発生体２２と管路２１との結合が不充分になり、カルマ
ン渦発生体２の取付【プ位置が変動してカルマン渦の光
生が不安定となり、出力パルスの抜は等が生じ易い。本
実施例では、金属製リング２９が設けられ、このような
問題点が有効に解決された。また、金属製リング２９の
外周面、すなわち樹脂ＩＩＩからなるケーシング付さ渦
発生体２２との接触面には、ローレット加工等゛の粗面
化加工が施されて、樹脂材料との密着性が充分である。

しかも金属製リング２９は充分に破壊に耐える材料強度
を有するから、ねじ締付【プの際の不安要因が解消され
、検出特性の安定化に有効である。

次に、第３図は本発明のさらに他の実施例の概略構成図
、第４図は第３図の金属板の概略構成図を示す。第３図
および第４図においてケーシング付き渦発生体３１は、
主として樹脂モールド部３２と、板状金属部材（金属板
）３３とから構成される。樹脂モールド部３２は、カル
マン渦発生体２）渦検出部ケーシング２３Ａおよび温度
センサ保護管３４等からなる。また、金属板３３は金属
製で、打抜き部３５等が加工され、カルマン渦発生体２
の上面Ｓに配置されて、樹脂モールド部３２と共に一体
的に成形される。

このように、ケーシング付ぎ渦発生体３１は、渦検出部
ケーシング２３Ａ、カルマン渦光生体２等゛が樹脂材料
により、樹脂モールド部３２を成形すると共に、カルマ
ン渦発生体２の上面Ｓに金属板３３が配置され、一体化
される。従って、成形時の樹脂モールド部３２の収縮が
減少し、金属製３３の剛性にＪ、す、カルマン渦発生体
２の上面Ｓの平面度が大きく改善される。

次に、第５図は木光明のさらに他の゛実施例の概略構成
図を示す。図において、ケーシング付き渦発生体４１は
、主として樹脂モールド部４２および金属板３３．４３
から構成される。このうち、樹脂モールド４２は、カル
マン渦発生体２）渦検出部ケーシング２３Ａおよび温度
センサ保護管３４からなる。この際、カルマン渦発生体
２の上面Ｓに金属板３３が配置されると共に、樹脂モー
ルド部４２の振１ｌｌｌ室１５（第７図）の下部位置に
金属製４３が挿入され、一体化される。

ところで、第４図に示すように金属板３３は、打抜き部
３５を有する。この打抜き部３５は、振動板７（第９図
）の動きを決定プる大きな要因である振ｖＪ室１５を・
樹脂成形でるだめの打抜き加工である。しかも、振ｔｌ
Ｊ空１５の下部は、一体的に樹脂加工されたカルマンｍ
北生体２に結合する。

従って、この打抜き部３５に成形される振１７Ｊ￥１５
は、樹脂聞が多い故にその収縮（ひけ）も大きく、司法
および上面Ｓの平面度が変動し易く、低流量域感度の低
下および出力パルスの抜は等の恐れがある。

本実施例では、金属板４３が振動室１５の下部位置に樹
脂材料の収縮防止用として挿入されている。従って、こ
の金属板４３により、振ＩＪ！Ｉ至１５の下部位置の樹
脂材料の示を減少し、収縮を防止して、振動室１５を高
精度に成形可能となら、品質が安定し、検出特性の向上
が達成される。それと共に、金属板３３がカルマン渦発
生体２の上面Ｓの平面度改善用としての効果を有づ“る
。

次に、第６図は本兄明のさらに他の実施例の概略構成図
を示し、（Ａ＞はその１面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ
断面図、（Ｃ）は（Δ）の８・−Ｂ断面図である。金属
板５１は、第５図に示づ金属板４３に（目当でる金属板
部５２を有し、鋳造等の手段により一体的に形成されて
いる。なお、５３は上部ハウジング固定用ねじ孔である
。

なお、金属板５１および金属板部５２はそれぞれプレス
等の手段により、別個に製作した後、−・体向に組合せ
てもＪ、い。

二発明の効果； 以上に説明するように本発明によれば、渦検出部ケーシ
ングと一体的に成型されたケーシング付き渦発生体を設
けることにより、従来技術の問題点が有効に解決され、
軽量で、複雑な形状にもかかわらず、高い′ＩｆＩ度が
保持され、管路も簡素化され、量産に適する等の効果を
有覆る。

なお、ケーシング付き渦発生体が樹脂材料で成形される
際に、一体的に成形される金属板および他の金属板を設
けることにより、カルマン渦発生体の上面の平面度がる
イＣ保され、振動室が高精度に成形きれて、品質の安定
化が達成され、検出特性が向上し１ｑる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本光明の一実油例の＋Ｒ略構成図、第２図は本
発明の他の実施例のｖｌ、略栴成図、第３図は本弁明の
さらに他の実施例の概略構成図、第４図は第３図の金属
板の概略構成図、第５図は本光明のさらに他の実施例の
概略構成図、第６図は本光明のさらに他の実施例の概Ｉ
Ｉ８構成図を示し、同図（Ａ）はその正面図、同図（Ｂ
）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ
）の８−８断面図、第７図は従来のカルマン渦流量計の
概略構成図、第８図は第７図の振動子の概略構成図、第
９図は同じく渦検出部の概略構成図である。 ２０：カルマン）局流伍耐、２１：管路、２２゜３１．
４１　：ケーシング付き渦発生体、２３：渦検出部、２
９：金属製リング、３２．４２：樹脂モールド部、３３
．４３．５１：金属板、５２：金属板部。 特許出願人　　　富士電は株式会社 トヨタ自動車株式会社 第　　２　口 第　３　　に 第　４　　　ロ 第　５　口 や （り 第６０ 筒　　７　　図 第　′６　　凶 第　９Ｖ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被測定流体が流れる管路内に挿入されるカルマン渦
   発生体と、このカルマン渦発生体の両側面に交互に発生
   する圧力変動に応じて振動する振動部材の振動周波数を
   検出する渦検出部とを有するカルマン渦流量計において
   、前記カルマン渦発生体は、前記渦検出部のケーシング
   と一体的に成形されたケーシング付き渦発生体であるこ
   とを特徴とするカルマン渦流量計。 ２）特許請求の範囲第１項に記載のカルマン渦流量計に
   おいて、ケーシング付き渦発生体は、管路に取付けるた
   めのねじ締付け部に金属製リングを設けたことを特徴と
   するカルマン渦流量計。 ３）被測定流体が流れる管路内に挿入されるカルマン渦
   発生体と、このカルマン渦発生体の両側面に交互に発生
   する圧力変動に応じて振動する振動部材の振動周波数を
   検出する渦検出部とを有するカルマン渦流量計において
   、前記カルマン渦発生体は、前記渦検出部のケーシング
   と共に樹脂材料によりケーシング付き渦発生体を成形す
   る際に、板状金属部材を配置して、一体的に成形したこ
   とを特徴とするカルマン渦流量計。 ４）特許請求の範囲第３項に記載のカルマン渦流量計に
   おいて、樹脂材料によりケーシング付き渦発生体を成形
   する際に、振動部材が収容される振動室の下部位置に他
   の板状金属部材を挿入して一体的に成形したことを特徴
   とするカルマン渦流量計。