KR20040099113A

KR20040099113A - 공기 유량 측정 장치

Info

Publication number: KR20040099113A
Application number: KR1020040006886A
Authority: KR
Inventors: 타니모토코지; 우라마치히로유키; 야마카와토모야; 하마다신고
Original assignee: 미츠비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2004-11-26
Also published as: JP3848934B2; US20040226357A1; JP2004340785A; DE102004009025B4; DE102004009025A1; KR100538060B1; US6868722B2

Abstract

본 발명은 분류 통로 내로 공기를 안정하게 보다 많이 유입시켜서, 유량 검출 감도를 향상시키고, 또한, 유량 신호의 안정화를 도모하고, 또한 물방울이나 더스트 등의 영향을 억제하고, 높은 유량 측정 정밀도를 확보할 수 있는 공기 유량 측정 장치를 얻기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 구성에 있어서, 분류 통로(4)는 통로 방향을 검출 유관(3)의 연장 방향으로 하는 상류측 분류 통로(5) 및 하류측 분류 통로(6)가 곡부(7)를 통하여 연통되어 이루어지는 역U자 모양으로 구성되어 있다. 유입구(8)가 상류측 분류 통로(5)의 주류 방향(A)의 상류측 벽을 제거하고, 또한, 상류측 분류 통로(5)의 주류 방향(A) 및 검출 유관(3)의 연장 방향에 직교하는 양 측벽을 제거하여 구성되어 있다. 또한, 유입구(8)에서의 상류측 분류 통로(5)의 주류 방향(A)의 하류측 벽면이 검출 유관(3)의 연장 방향에 관해 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 도입면(11)을 구성한다.

Description

공기 유량 측정 장치{AIR FLOW RATE MEASURING APPARATUS }

기술분야

본 발명은 유체 유량에 따라 신호를 출력하는 유량 측정 장치에 관한 것으로, 특히 내연 기관에서의 흡입 공기 유량의 측정에 알맞은 공기 유량 측정 장치에 관한 것이다.

종래기술

내연 기관에서의 흡입 공기의 유량 측정에 적용되는 종래의 공기 유량 측정 장치에서는 내연 기관의 고출력화에 수반하는 흡기 유량의 측정 범위의 확대나 이미션 규제의 강화에 의해, 저유량 영역에서의 측정 정밀도의 향상 및 과도시에서의 측정 정밀도의 향상이 요구되어 있다.

그리고, 종래의 공기 유량 측정 장치에서는 인접하는 평행한 2개의 유로를 곡부로서 연결하여 이루어지는 역U자 모양의 분류 통로를 공기 유로 내에 설치하고 있다. 그래서, 분류 통로의 전체 길이가 길어지고, 공기 유로 내의 공기의 흐름의 맥동에 기인하는 분류 통로 내의 맥동이 저감된다. 또한, 분류 통로의 곡부 및 분류 통로의 하류측 통로를 곡부보다 하류측에서 생기는 축류(contracted flow)를 억제하는 형상으로 형성하고 있다. 그래서, 축류에 의한 유속 저하가 억제되고, 저유량 영역에서도 분류 통로 내의 유속이 확보되고, 유량 측정 정밀도가 향상된다.(예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조)

[특허 문헌 1]

특개평9-287991호 공보(도 2, 단락 OO08)

[특허 문헌 2]

특개평11-248504호 공보(도 2)

그러나, 종래의 공기 유량 측정 장치에서는 주류 방향과 직교하는 방향에 서로 대하는 측벽이 분류 통로에의 유입구에 존재하기 때문에 주류의 평행류에 대해 각도를 갖는(경사지는) 일부의 흐름은 측벽에 차단되고 분류 통로 내로 유입되지 않는다. 이로 인해, 분류 통로 내의 유속 증대에 의한 유량 감도 증대 효과가 작게 된다. 따라서, 분류 통로 내의 유속이 늦어지고 유량 감도가 저하되어 유량 신호의 출력이 불안정하게 된다.

또한, 주류 방향과 직교하는 방향으로 서로 대하는 측벽은 주류의 흐름 방향과 직교하는 방향으로 소정 두께로 되어 있기 때문에 측벽에 직각으로 충돌하는 주류의 흐름은 측벽에서 일단 막혀 정체되는 곳을 발생하여 분류 통로로 유입되게 된다. 따라서, 분류 통로로의 유입 상태가 불안정한 것으로 되고, 유량 신호의 출력이 불안정하게 된다.

또한, 내연 기관의 공기 유량 측정 장치에서는 공기 유로를 흐르는 공기에 포함되는 물방울(물, 오일)이나 더스트 등의 이물질질이 상류측으로부터 비산하여 분류 통로 내로 도입된다. 이들의 물방울이나 더스트 등의 이물질이 분류 통로의 내벽면이나 유량 검출 소자에 부착되면 분류 통로 내의 유속 분포나 유량 검출 소자 표면의 열전달률이 변화하여 유량 신호의 출력에 변화를 가져올 우려가 있다.종래의 공기 유량 측정 장치에서는 주류 방향과 직교하는 방향으로 서로 대하는 측벽이 분류 통로에의 유입구에 존재하여, 분류 통로 내의 유속이 늦어지기 때문에 한번 분류 통로 내로 도입되어 분류 통로의 내벽면에 부착한 이물질은 분류 통로 내의 흐름에 의해 재비산하여 유출구로 인도되기 어렵고, 그 대부분이 분류 통로 내에 잔존하게 된다. 따라서, 이물질의 부착 장소나 부착량에 따라서는 유량 신호의 출력 변동이 커지고, 정확한 유량 검출을 할 수 없게 된다.

본 발명은 상기한 과제를 해소하기 위해 이루어진 것으로, 흡기관 내의 공기 유량의 흐름이 다소 불균일하게 되더라도, 공기의 흐름을 안정하게 보다 많이 분류 통로 내로 인도할 수 있도록 하여, 유량 검출 감도를 향상시키고, 또한, 안정된 유량 신호를 얻을 수 있음과 함께, 분류 통로 내로 도입된 물방울이나 더스트 등의 영향을 억제하여, 높은 유량 측정 정밀도를 확보할 수 있는 공기 유량 측정 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 공기 유로 내의 공기의 주류 방향과 직교하도록 상기 공기 유로 내로 연장되고, 상기 공기의 일부를 유입시키는 분류 통로가 형성된 검출 유관(detector flow tube)과, 상기 분류 통로 내에 배설된 유량 검출 소자를 구비한 공기 유량 측정 장치에 있어서, 상기 분류 통로는 통로 방향을 상기 검출 유관의 연장 방향으로 하는 상류측 분류 통로 및 하류측 분류 통로가 곡부를 통하여 연통되어 이루어지는 역U자 모양으로 구성되고, 상기 분류 통로의 유입구가 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 상류측 벽을 제거하고, 또한, 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향 및 상기 검출 유관의 연장 방향에 직교하는 방향으로 서로 대하는 양 측벽의 적어도 일부를 제거하여 구성되고, 상기 유입구에서의 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 하류측 벽면이 상기 검출 유관의 연장 방향에 관해 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 도입면을 구성하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 정면도.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 종단면도.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예 2에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예 3에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예 4에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도.

도 7은 본 발명의 실시예 5에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 실시예 6에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도.

도 9는 본 발명의 실시예 7에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 정면도.

도 10은 본 발명의 실시예 7에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 종단면도.

<부호의 설명>

1 : 흡기관(공기 유로)

3, 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F : 검출 유관

4 : 분류 통로

5 : 상류측 분류 통로

6 : 하류측 분류 통로

7 : 곡부

8, 8A : 유입구

9, 9A : 배출구

11, 11A, 11B, 11C, 11D : 공기 도입면

12 : 공기 배출면

14 : 유량 검출 소자

21 : 관통구멍

22 : 배출 레인

10O, 101, 102 : 공기 유량 측정 장치

A : 공기의 주류 방향

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 관해 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 정면도, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 종단면도, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3에서, 공기 유량 측정 장치(100)는 검출 유관(detector flow tube)(3), 회로 모듈(16) 및 커넥터부(17)로 이루어진다. 그리고, 공기 유량 측정 장치(100)는 내연 기관의 흡기관(1)(공기 유로)의 소정 위치에 형성된 부착구멍(2)에 플러그 인 방식으로 조립되어 있다. 즉, 공기 유량 측정 장치(100)는 검출 유관(3)을 공기의 주류 방향(A)에 직교하도록 흡기관(1) 내로 연장시켜서 흡기관(1)에 기밀로 부착되어 있다. 또한, 공기의 주류 방향(A)은 흡기관(1)의 축심과 평행이다.

검출 유관(3)에는 흡기관(1) 내를 흐르는 공기의 일부를 유통시키는 분류 통로(4)가 형성되어 있다. 상기 분류 통로(4)는 흡기관(1)의 지름 방향으로 늘어나는 상류측 및 하류측 분류 통로(5, 6)를 곡부(7)로 연결하여 역U자 모양으로 구성되어 있다. 또한, 상류측 및 하류측 분류 통로(5, 6)는 흡기관(1) 내를 흐르는 공기의 주류 방향(A)의 방향으로 병설되어 있다.

분류 통로(4)의 유입구(8)는 공기의 주류 방향(A)의 상류측에 위치하는 상류측 분류 통로(5)의 벽을 제거하고, 또한, 공기의 주류 방향(A) 및 검출 유관(3)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향으로 서로 대하는 상류측 분류 통로(5)의 양 측벽을 제거하여 형성되어 있다. 한편, 분류 통로(4)의 배출구(9)는 공기의 주류 방향(A)의 하류측에 위치하는 하류측 분류 통로(6)의 벽만 제거하여 형성되어 있다.

상류측 및 하류측 분류 통로(5, 6) 사이를 구성하는 격벽(10)에서는 상류측 및 하류측 분류 통로(5, 6)에 면하는 벽면이 각각 공기의 주류 방향(A)에 곡률을 갖는 곡면으로 형성되어 있다. 즉, 유입구(8)에서의 상류측 분류 통로(5)의 하류측의 벽면이 검출 유관(3)의 연장 방향에 관해(연장단에 근접함에 따라), 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 도입면(11)을 구성하고 있다. 또한, 배출구(9)에서의 하류측 분류 통로(6)의 상류측의 벽면이 검출 유관(3)의 연장 방향에 관해, 점차 하류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 배출면(12)을 구성하고 있다.

또한, 스로틀부(13)가 곡부(7)에 면하는 부위에 형성되어 있다. 이로 인해, 분류 통로(4)는 그 통로 단면적이 상류측 분류 통로(5)의 유입구(8)로부터 곡부(7)까지 점차 감소하고, 곡부(7)의 중앙부에서 최소로 되고, 곡부(7)로부터 하류측 분류 통로(6)의 배출구(9)까지 흐름이 박리(separate)하지 않을 정도로 점차 증가하도록 구성되어 있다. 또한, 응답성 및 검출 정밀도의 관점에서, 공기의 주류 방향(A)의 유로 길이(B)와 분류 통로(4)의 유로 길이(C)와의 비(분류 통로 길이 비 : C/B)를 2 내지 4의 범위로 하는 것이 바람직하다.

유량 검출 소자(14)는 예를 들면 열감응성 저항막으로 이루어지는 한 쌍의 발열 소자가 흐름 방향으로 나열되어 실리콘 기판의 한 면상에 형성되고, 실리콘 기판의 발열 소자의 형성 영역의 하부가 다른면측으로부터 에칭 등에 의해 제거된 다이어프램(diaphragm) 구조로 구성되어 있다. 상기 유량 검출 소자(14)는 곡부(7)에 배설된 칩 홀더(15)에 실장되어 있다. 그리고, 유량 검출 소자(14)는 발열 소자의 형성면(검출면)(14a)이 흐름 방향에 대해 평행 또는 몇도의 경사를 갖도록 곡부(7)의 거의 중앙부에 배설되어 있다.

회로 모듈(16)은 전자 부품을 실장하여 유량 검출 회로를 구성하는 것으로, 검출 유관(3)의 근원부에 매설되어 있다. 또한, 커넥터부(17)가 검출 유관(3)의 반(opposite) 분류 통로측에 일체로 형성되어 있다. 그리고, 유량 검출 소자(14)와 회로 모듈(16)이 본딩와이어 등에 의해 전기적으로 접속되고, 회로 모듈(16)과 커넥터부(17)의 단자(17a)가 본딩와이어 등에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 공기 유량 측정 장치(100)는 검출 유관(3)의 공기 도입면(11)이 흡기관(1)의 축심 위치에 위치하도록 흡기관(1)에 플러그 인 된다. 그리고, 공기가 흡기관(1) 내를 주류 방향(A)으로 흐르고, 유입구(8)로부터 분류 통로(4) 내로 유입된다. 그리고, 공기는 상류측 분류 통로(5), 곡부(7) 및 하류측분류 통로(6)를 유통하고, 분류 통로(4)의 배출구(9)로부터 흡기관(1) 내로 유출된다.

그리고, 한 쌍의 발열 소자가 통전, 가열된다. 그리고, 양 발열 소자로부터 공기중으로의 열 전달량의 차에 의거한 출력이 유량 신호로서 회로 모듈(16)로부터 커넥터부(17)를 통하여 취출된다.

본 실시예 1에서는 분류 통로(4)의 유입구(8)가 공기의 주류 방향(A)의 상류측에 위치하는 상류측 분류 통로(5)의 벽을 제거하고, 또한, 공기의 주류 방향(A) 및 검출 유관(3)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향으로 서로 대하는 상류측 분류 통로(5)의 양 측벽을 제거하여 형성되어 있다. 그리고, 유입구(8)에서는 공기의 주류 방향(A)과 직교하는 방향으로 서로 대하는 측벽이 없기 때문에 주류 방향(A)에 평행한 공기의 흐름뿐만 아니라, 주류 방향(A)에 대해 각도를 갖는 공기의 흐름도 분류 통로(4)로 순조롭게 유입하고, 분류 통로(4) 내의 유량(유속)이 증대한다.

또한, 유입구(8)에서의 상류측 분류 통로(5)의 하류측의 벽면이 검출 유관(3)의 연장 방향에 관해, 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 도입면(11)을 구성하고 있다. 그래서, 공기는 공기 도입면(11)에 충돌한 후, 공기 도입면(11)의 곡면 형상에 의해, 상류측 분류 통로(5) 내로 효과적으로 인도되고, 분류 통로(4) 내의 유량(유속)이 증대한다.

이로써, 물방울이나 더스트 등의 이물질이 분류 통로(4)의 벽면이나 유량 검출 소자(14)의 검출면(14a)에 부착하여도, 부착한 이물질은 분류 통로(4) 내를 유통하는 흐름에 올라타서 하류측으로 재비산한다. 그래서, 물방울이나 더스트 등의이물질이 유량 검출 소자(14)의 검출면(14a)에 부착함에 기인하는 열전달률의 변화 및 분류 통로(4)의 벽면에 부착함에 기인하는 공기의 흐름의 혼란이 억제되고, 출력 변화가 생기기 어렵게 되어, 유량 검출의 신뢰성이 향상된다.

또한, 분류 통로(4) 내의 유속이 빨라지기 때문에 유량 검출 감도가 높아진다.

또한, 유입구(8)에서는 주류 방향(A)과 직교하는 방향으로 서로 대하는 측벽이 없기 때문에 공기의 흐름이 측벽에 충돌함에 기인하는 정체되는 곳의 발생이 없다. 이로써, 공기의 분류 통로(4)로의 유입 상태가 안정하게 되고, 안정된 유량 신호의 출력을 얻을 수 있다. 또한, 물방울이나 더스트 등의 이물질이 공기 도입면(11)에 부착하여도, 이물질은 검출 유관(3)의 측부를 흐르는 공기의 흐름에 올라타서 하류측으로 재비산하기 쉽게 된다.

또한, 곡부(7)의 부위에 스로틀부(13)를 마련하여, 분류 통로(4)의 통로 단면적이 상류측 분류 통로(5)의 유입구(8)로부터 곡부(7)까지 점차 감소하고, 곡부(7)의 중앙부에서 최소로 되고, 곡부(7)로부터 하류측 분류 통로(6)의 배출구(9)까지 공기의 흐름이 박리(separate)하지 않을 정도로 점차 증가하도록 구성된다. 그래서, 유량 검출 소자(14)의 검출면 부분에서의 유속이 증대함과 함께 흐름이 안정된다. 이로써, 저유량 영역에서도 유량 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 분류 통로(4)의 배출구(9)는 주류 방향(A)과 직교하는 방향으로 서로 대하는 벽면을 갖고 있기 때문에 하류측 분류 통로(6)을 유통한 공기는 정류되어배출구(9)로부터 주류에 합류한다. 이로써, 배출구(9)에서의 합류 손실이 저감되고, 분류 통로(4) 내의 유속이 확보된다.

또한, 배출구(9)에서의 하류측 분류 통로(6)의 상류측의 벽면이 검출 유관(3)의 연장 방향에 관해, 점차 하류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 배출면(12)을 구성한다. 그래서, 하류측 분류 통로(6)를 유통한 공기는 공기 배출면(12)에 의해 주류 방향(A)으로 구부러지고 흡기관(1) 내로 배출되기 때문에 배출구(9)에서의 합류 손실이 저감된다.

또한, 공기 도입면(11)이 흡기관(1)의 축심 위치에 위치하도록 검출 유관(3)을 흡기관(1) 내로 연장시켜서 부착되어 있다. 상기 흡기관(1)의 축심 위치 부근은 유속 분포(static pressure distribution)가 안정됨과 함께 유속이 빨라진다. 그래서, 흡기관(1)을 유통하는 공기의 주류의 속도 분포가 다소 변화하여도, 흡입구(8)에서의 정압차는 거의 변화하지 않는다. 따라서, 흡기관(1)을 유통하는 공기의 주류의 속도 분포가 다소 변화하여도, 분류 통로(4) 내를 유통하는 공기의 유속이 변화하지 않고 정확한 유량 신호를 얻을 수 있다.

실시예 2

도 4는 본 발명의 실시예 2에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도이다.

도 4에서, 격벽(10A)의 상류측 분류 통로(5)에 면하는 벽면, 즉 공기 도입면(11A)이 주류 방향(A) 및 검출 유관(3A)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향에 관해, 중앙부로부터 양측을 향하여 점차 상류측으로 변위하는 오목면 형상으로 형성되어 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시예 1과 마찬가지로 구성되어 있다.

본 실시예 2에서는 흡기관(1) 내를 주류 방향(A)으로 유통하는 공기는 공기 도입면(11A)에 충돌한다. 그리고, 공기 도입면(11A)에 충돌한 공기는 상기 실시예 1과 마찬가지로, 검출 유관(3A)의 축방향에 관해 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상에 의해, 상류측 분류 통로(5) 내로 인도된다. 상기 때, 공기 도입면(11A)에 충돌하여 상류측 분류 통로(5) 내로 인도되는 공기는 주류 방향(A) 및 검출 유관(3A)의 축방향과 직교하는 방향에 관해, 중앙부로부터 양측을 향하여 점차 상류측으로 변위하는 오목면 형상에 의해, 그 흐름 방향이 상류측 분류 통로(5)의 중심축으로 향해지기 때문에 분류 통로(4)의 중앙부의 유속이 가속된다.

따라서 분류 통로(4)의 유입구(8)에서의 공기의 흐름의 혼란이 저감하고, 유량 검출 소자(14)를 배설하고 있는 영역에서의 공기의 흐름이 안정되고, 공기 유량 측정 장치의 출력 혼란이 낮아진다.

실시예 3

도 5는 본 발명의 실시예 3에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도이다.

도 5에서, 공기 도입면(11B)이 상기 실시예 2에서의 공기 도입면(11A)과 마찬가지로, 주류 방향(A) 및 검출 유관(3B)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향에 관해, 중앙부로부터 양측을 향하여 점차 상류측으로 변위하는 오목면 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 오목부(20)가 격벽(10B)의 선단부에 형성되고, 관통구멍(21)이 공기 도입면(11B)의 중앙부의 위치에서 유입구(8)와 오목부(20)를 연통하도록격벽(10B)에 천공되어 있다.

또한, 다른 구성은 상기 실시예 2와 마찬가지로 구성되어 있다.

본 실시예 3에서는 공기에 포함되는 물방울이나 더스트 등의 이물질이 공기 도입면(11B)에 부착하면, 이물질은 공기 도입면(11B)의 오목면 형상에 의해 중앙부로 이동하고, 관통구멍(21)으로부터 오목부(20)로 유입되고, 검출 유관(3B)의 선단을 유통하는 공기로 비산된다.

또한, 공기가 검출 유관(3B)의 선단을 유통하는 때에, 와류가 오목부(20) 내에 생성되고, 오목부(20) 내의 압력이 저하된다. 그래서, 유입구(8)과 오목부(20) 내와의 사이에 압력차가 발생되고, 공기 도입면(11B)에 부착한 이물질의 관통구멍(21)으로부터 오목부(20)로의 유입이 촉진된다.

따라서, 공기 도입면(11B)에 부착된 이물질은 관통구멍(21)를 통하여 흡기관(1) 내를 유통하는 공기로 재비산하기 쉬워지고, 공기에 포함되은 이물질의 분류 통로(4) 내로의 유입이 억제된다.

그래서, 본 실시예 3에 의하면, 상기 실시예 2의 효과에 더하여, 공기에 포함된 물방울이나 더스트 등의 이물질의 영향을 낮출 수 있다.

실시예 4

도 6은 본 발명의 실시예 4에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도이다.

도 6에서, 격벽(10C)의 상류측 분류 통로(5)에 면하는 벽면, 즉 공기 도입면(11C)이 주류 방향(A) 및 검출 유관(3C)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향에 관해, 중앙부로부터 양측을 향하여 점차 하류측으로 변위하는 볼록면 형상으로 형성되어 있다.

또한, 다른 구성은 상기 실시예 1과 마찬가지로 구성되어 있다.

본 실시예 4에서는 흡기관(1) 내를 주류 방향(A)으로 유통하는 공기는 공기 도입면(11C)에 충돌한다. 그리고, 공기 도입면(11C)에 충돌한 공기는 상기 실시예 1과 마찬가지로, 검출 유관(3C)의 축방향에 관해 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상에 의해, 상류측 분류 통로(5) 내로 인도된다. 상기 때, 공기에 포함된 물방울이나 더스트 등의 이물질이 공기 도입면(11C)에 부착하면, 공기 도입면(11C)에 부착한 이물질은 주류 방향(A) 및 검출 유관(3C)의 축방향과 직교하는 방향에 관해, 중앙부로부터 양측을 향하여 점차 하류측으로 변위하는 볼록면 형상에 의해, 공기 도입면(11C)의 양 측부로 이동하고, 검출 유관(3C)의 측부를 유통하는 공기와 합류하고 재비산된다.

따라서 벽면에 부착한 물방울이나 더스트 등의 이물질이 검출 유관(3C)의 측부를 유통하는 공기로 재비산하기 쉬워지고, 공기에 포함되는 이물질의 분류 통로(4) 내로의 유입이 억제된다.

그래서, 본 실시예 4에 의하면, 상기 실시예 1의 효과에 더하여, 공기에 포함되는 물방울이나 더스트 등의 이물질의 영향을 낮출 수 있다.

실시예 5

도 7은 본 발명의 실시예 5에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도이다.

도 7에 있어서, 격벽(10D)의 상류측 분류 통로(5)에 면하는 벽면, 즉 공기 도입면(11D)이 상기 실시예 4에서의 공기 도입면(11C)과 마찬가지로, 주류 방향(A) 및 검출 유관(3D)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향에 관해, 중앙부로부터 양측을 향하여 점차 하류측으로 변위하는 볼록면 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 오목 모양의 배출 레인(22)이 공기 도입면(11D)에 중앙부로부터 양 측단에 이르도록 복수 형성되어 있다.

또한, 다른 구성은 상기 실시예 4와 마찬가지로 구성되어 있다.

본 실시예 5에서는 공기에 포함되는 물방울이나 더스트 등의 이물질이 공기 도입면(11D)에 부착하면, 이물질은 공기 도입면(11D)상을 이동하여 배출 레인(22) 내로 포착되고, 배출 레인(22)에 따라 공기 도입면(11D)의 양 측부로 이동하고, 검출 유관(3D)의 측부를 유통하는 공기와 합류하여 재비산된다.

그래서, 본 실시예 5에 의하면, 공기 도입면(11D)에 부착한 이물질이 배출 레인(22)에 포착되어 효과적으로 재비산되기 때문에 공기에 포함되는 이물질의 영향을 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시예 5에서는 배출 레인(22)이 오목 모양으로 형성되어 있지만, 배출 레인(22)은 오목 모양으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 볼록 모양으로 형성되어 있어도 좋다.

실시예 6

도 8은 본 발명의 실시예 6에 관한 공기 유량 측정 장치의 유입구 주위를 도시한 사시도이다.

도 8에 있어서, 분류 통로(4)의 유입구(8A)는 공기의 주류 방향(A)의 상류측에 위치한 상류측 분류 통로(5)의 벽을 제거하고, 또한, 공기의 주류 방향(A) 및 검출 유관(3E)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향으로 서로 대하는 상류측 분류 통로(5)의 양 측벽의 거의 전부를 제거하여 형성되어 있다. 마찬가지로, 분류 통로(4)의 배출구(9A)는 공기의 주류 방향(A)의 하류측에 위치하는 하류측 분류 통로(6)의 벽을 제거하고, 또한, 공기의 주류 방향(A) 및 검출 유관(3E)의 축방향(연장 방향)과 직교하는 방향으로 서로 대하는 하류측 분류 통로(6)의 양 측벽의 거의 전부를 제거하여 형성되어 있다. 즉, 분류 통로(4)의 유입구(8A)의 개구면(8a) 및 배출구(9A)의 개구면(9a)이 주류 방향(A)에 관해 경사면을 구성하도록, 상류측 분류 통로(5) 및 하류측 분류 통로(6)의 양 측벽을 제거하고 있다.

그리고, 검출 유관(3E)은 주류 방향(A)과 직교하고, 또한, 검출 유관(3E)의 축심(X)을 통과하는 평면에 대해 대칭으로 구성되어 있다. 즉, 분류 통로(4), 유입구(8A), 배출구(9A), 공기 도입면(11) 및 공기 배출면(12)이 주류 방향(A)과 직교하고, 또한, 검출 유관(3E)의 축심(X)를 통과하는 평면에 대해 대칭의 형상으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 공기 유량 측정 장치(101)에서는 유입구(8A)는 주류 방향(A) 및 검출 유관(3E)의 축방향과 직교하는 방향으로 서로 대하는 측벽이 없기 때문에 상기 실시예 1과 마찬가지로, 주류 방향(A)에 평행한 공기의 흐름뿐만 아니라, 주류 방향(A)에 대해 각도를 갖는 공기의 흐름도 분류 통로(4)로 순조롭게 유입되고, 분류 통로(4) 내의 유량(유속)이 증대한다.

또한, 유입구(8A)에서의 상류측 분류 통로(5)의 하류측의 벽면이 검출 유관(3)의 연장 방향에 관해, 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 도입면(11)을 구성하고 있다. 그래서, 공기는 공기 도입면(11)에 충돌한 후, 공기 도입면(11)의 곡면 형상에 의해, 상류측 분류 통로(5) 내로 효과적으로 인도되고, 분류 통로(4) 내의 유량(유속)이 증대한다.

또한, 유입구(8A)에서는 주류 방향(A)와 직교하는 방향으로 서로 대하는 측벽이 없기 때문에 공기의 흐름이 측벽에 충돌함에 기인하는 정체되는 곳의 발생이 없다.

따라서 본 실시예 6에서도, 상기 실시예 1과 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예 6에서는 분류 통로(4), 유입구(8A), 배출구(9A), 공기 도입면(11) 및 공기 배출면(12)이 주류 방향(A)과 직교하고, 또한, 검출 유관(3E)의 축심(X)를 통과하는 평면에 대해 대칭의 형상으로 구성되어 있다. 그래서, 공기가 흡기관(1) 내를 주류 방향(A)과 역방향에 흐르는 경우에도, 주류 방향(A)에 대해 각도를 갖는 공기는 배출구(9A)로부터 하류측 분류 통로(6) 내로 순조롭게 유입하고, 공기 배출면(12)에 충돌한 공기는 공기 배출면(12)의 곡면 형상에 의해 하류측 분류 통로(6) 내로 효과적으로 인도되고, 또한 공기의 흐름이 측벽에 충돌함에 기인하는 정체되는 곳의 발생도 없기 때문에 공기의 유량을 고정밀도로 검출할 수 있다. 따라서, 상기 공기 유량 측정 장치(101)는 흡기관(1) 내의 쌍방향의 흐름에 대해, 안정된 출력 특성을 얻을 수 있다.

또한, 유입구(8A)의 개구면(8a) 및 배출구(9A)의 개구면(9a)이 주류 방향(A)에 대해 경사면으로 되어 있다. 그래서, 개구면(8a, 9a)의 경사 각도를 적절히 설정함에 의해, 분류 통로(4) 내로 유입하는 공기 유량이 변화하고, 분류 통로(4) 내의 유속을 조정할 수 있다.

실시예 7

도 9는 본 발명의 실시예 7에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 정면도, 도 10은 본 발명의 실시예 7에 관한 공기 유량 측정 장치의 조립 상태를 도시한 종단면도이다.

도 9 및 도 10에서, 유량 검출 소자(14)가 분류 통로(4)의 곡부(7)의 중앙 위치에, 그 검출면을 곡부(7)의 벽면과 동일면 위치가 되도록 배설되어 있다. 또한, 회로 케이스(23)가 검출 유관(3F)의 반(反)분류 통로측에 일체로 형성되고, 회로 모듈(16)이 회로 케이스(23) 내에 배설되어 있다. 또한, 커넥터부(17)가 회로 케이스(23)에 일체로 형성되어 있다.

또한, 다른 구성은 상기 실시예 6과 마찬가지로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 공기 유량 측정 장치(102)에서는 유량 검출 소자(14)가 그 검출면을 곡부(7)의 벽면과 동일면 위치로 되도록 배설되어 있기 때문에 유량 검출 소자(14)가 곡부(7)의 유로중 중앙부에 배설되어 있는 상기 실시예 6에 비하여, 분류 통로(4) 내의 통풍 저항을 저하시킬 수 있고, 분류 통로(4) 내를 유통하는 공기의 유속을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는 한 쌍의 발열 소자로부터 공기중으로의 열전달량의 차에 의거한 출력을 유량 신호로서 취출하는 것으로 하고 있지만, 한 쌍의 감온 저항체를 발열 소자의 상류측 및 하류측에 배설하고, 발열 소자를 일정 온도로 가열하고, 한 쌍의 감온 저항체의 온도차에 의거한 출력을 유량 신호로서 취출하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 각 실시예에서는 유속 분포가 가장 안정되어 있는 흡기관(1)의 축심 위치에 공기 도입면을 위치시키는 것으로 하여 설명하고 있지만, 공기 도입면이 흡기관(1)의 축심에 위치하지 않는 경우에도, 본 발명의 유입구 및 공기 도입면의 구성에 의한 효과를 얻을 수 있음은 말할 필요도 없다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 공기 유로 내의 공기의 주류 방향과 직교하도록 상기 공기 유로 내로 연장되고, 상기 공기의 일부를 유입시키는 분류 통로가 형성된 검출 유관과, 상기 분류 통로 내에 배설된 유량 검출 소자를 구비한 공기 유량 측정 장치에 있어서, 상기 분류 통로는 통로 방향을 상기 검출 유관의 연장 방향으로 하는 상류측 분류 통로 및 하류측 분류 통로가 곡부를 통하여 연통되어 이루어지는 역U자 모양으로 구성되고, 상기 분류 통로의 유입구가 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 상류측 벽을 제거하고, 또한, 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향 및 상기 검출 유관의 연장 방향에 직교하는 방향으로 서로 대하는 양 측벽의 적어도 일부를 제거하여 구성되고, 상기 유입구에서의 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 하류측 벽면이 상기 검출 유관의 연장 방향에 관해 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 도입면을 구성하고 있다. 그래서, 공기의 흐름을 안정되고 보다 많이 분류 통로 내로 인도할 수 있게 되고, 유량 검출 감도가 향상되고, 또한, 안정된 유량 신호를 얻을 수 있음과 함께, 분류 통로 내로 도입된 물방울이나 더스트 등의 영향을 억제하고, 높은 유량 측정 정밀도를 확보할 수 있는 공기 유량 측정 장치를 얻을 수 있다.

Claims

공기 유로 내의 공기의 주류(main direction) 방향과 직교하도록 상기 공기 유로 내로 연장되고, 상기 공기의 일부를 유입시키는 분류 통로가 형성된 검출 유관과, 상기 분류 통로 내에 배설된 유량 검출 소자를 구비한 공기 유량 측정 장치에 있어서,

상기 분류 통로는 통로 방향을 상기 검출 유관의 연장 방향으로 하는 상류측 분류 통로 및 하류측 분류 통로가 곡부(curved portion)를 통하여 연통되어 이루어지는 역U자 모양으로 구성되고,

상기 분류 통로의 유입구가 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 상류측 벽을 제거하고, 또한, 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향 및 상기 검출 유관의 연장 방향에 직교하는 방향으로 서로 대하는 양 측벽의 적어도 일부를 제거하여 구성되고,

상기 유입구에서의 상기 상류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 하류측 벽면이 상기 검출 유관의 연장 방향에 관해 점차 상류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 도입면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 공기 유량 측정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 공기 도입면이 상기 공기의 주류 방향 및 상기 검출 유관의 연장 방향에 직교하는 방향에 관해 중앙부로부터 양측을 향하여 점차 상류측으로 변위하는 오목면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 유량 측정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 분류 통로의 배출구가 상기 하류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 하류측 벽을 제거하고, 또한, 상기 하류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향 및 상기 검출 유관의 연장 방향에 직교하는 방향으로 서로 대하는 양 측벽의 적어도 일부를 제거하여 구성되고,

상기 배출구에서의 상기 하류측 분류 통로의 상기 공기의 주류 방향의 상류측 벽면이 상기 검출 유관의 연장 방향에 관해 점차 하류측으로 변위하는 곡면 형상으로 형성되어 공기 배출면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 공기 유량 측정 장치.