JP2003149016A - 流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量測定装置において、センシング部を通る
被測定気体の流れを安定化しつつ、被測定気体中のパー
ティクルのセンシング部への衝突を防止する。 【解決手段】 被測定気体の流量測定を行うフローセン
サ３０と、被測定気体を入口２１ａから導入してフロー
センサ３０へ流すバイパス流路２１とを備える流量測定
装置Ｓ１において、バイパス流路２１内には、被測定気
体の流れをフローセンサ３０へ導くガイド機能を持った
形状を有し且つ被測定気体中に含まれるパーティクルを
捕獲する捕獲部としてのフィン部材４０が備えられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を測定
する流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流量測定装置は、被測定気体の
流量測定を行うセンシング部と、被測定気体が導入され
る導入部と、導入部から導入された被測定気体をセンシ
ング部へ流す流路とを備える。この流量測定装置は、例
えば、内燃機関のエアダクトに取り付けられて、エアダ
クト内の空気流量を測定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流量測定装
置によって測定される空気は、予め上流にてエアフィル
タ等により空気中の砂等のパーティクルを除去するよう
にしている。しかし、エアフィルタを通過させても空気
内には砂等の微小なパーティクルが含まれる。例えば大
きさが数百μｍ程度のパーティクルが、数十ｍ／ｓｅｃ
で飛来し、センシング部に衝突し、センシング部の破損
を招く可能性がある。

【０００４】特に、薄膜式のエアフローセンサをセンシ
ング部とする流量測定装置では、センサのメンブレン厚
さが約１μｍ程度であり、上記のようなパーティクルが
衝突すると破損しやすい。

【０００５】このような問題に対して、特開２０００−
３０４５８５号公報では、センシング部の前段（上流
側）にルーバを備えた慣性フィルタを設け、パーティク
ルを除去するようにしている。しかし、センシング部を
通る被測定気体の流れがルーバによって不安定となり、
圧力損失が大となり、センシング性能にとって好ましく
ない。

【０００６】そこで、本発明は上記問題に鑑み、流量測
定装置において、センシング部を通る被測定気体の流れ
を安定化しつつ、パーティクルのセンシング部への衝突
を防止することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、被測定気体の流量測定
を行うセンシング部（３０）と、被測定気体が導入され
る導入部（２１ａ）と、導入部から導入された被測定気
体をセンシング部へ流す流路（２１）とを備える流量測
定装置において、流路内には、被測定気体の流れをセン
シング部へ導くガイド機能を持った形状を有し且つ被測
定気体中に含まれるパーティクルを捕獲する捕獲部（４
０、５０）が備えられていることを特徴とする。

【０００８】それによれば、被測定気体の流れを乱すこ
とが無いため、圧力損失を極力抑制しつつ、センシング
部（３０）の上流側にてパーティクルを捕獲できる。よ
って、センシング部を通る被測定気体の流れを安定化し
つつ、パーティクルのセンシング部への衝突を防止する
ことができる。

【０００９】また、捕獲部（４０、５０）としては、請
求項２に記載の発明のように、パーティクルが入り込む
ことのできる穴部（４１、５１）を有するものにでき
る。

【００１０】ここで、請求項３に記載の発明では、捕獲
されるパーティクルとしては、２０μｍ以上１ｍｍ以下
のサイズを有するものを対象としている。

【００１１】２０μｍ以上の大きなパーティクルである
とセンシング部へ衝突した時にセンシング部の破損が問
題となること、および、１ｍｍよりも大きなパーティク
ルは、通常、流量測定装置の上流に設けられるエアフィ
ルタで除去されることのためである。

【００１２】このような穴部を有する捕獲部としては、
具体的には、請求項４に記載の発明のように、配列され
た複数のフィン（４２）からなり且つ個々のフィンの隙
間が穴部（４１）として形成されたフィン部材（４０）
を採用することができる。

【００１３】このようなフィン部材（４０）を捕獲部と
した場合、請求項５に記載の発明のように、個々のフィ
ン（４２）の間隔（Ｗ１）は２０μｍ以上３ｍｍ以下で
あることが好ましい。

【００１４】これは、上記したように、特に問題となる
パーティクルのサイズが２０μｍ以上１ｍｍ以下である
ことによる。パーティクルが入り込むには、フィンの間
隔は、最小でも２０μｍ以上が好ましく、特に１ｍｍ以
上が好ましい。また、当該間隔が広すぎるとフィンによ
る乱流が生じやすく、センシング部を通る被測定気体の
流れを安定に保ちにくくなることから、３ｍｍ以下が好
ましい。

【００１５】また、請求項６に記載の発明のように、個
々のフィン（４２）の厚さ（Ｗ２）が０．１ｍｍ以上１
ｍｍ以下であることが好ましい。これは、フィンが厚す
ぎると、フィンの端面にパーティクルが衝突して跳ね返
ってしまう可能性があり、また、フィンが薄すぎるとフ
ィンの強度やフィンの製造が難しくなることから決めら
れる好ましい範囲である。

【００１６】また、請求項７に記載の発明のように、個
々のフィン（４２）の高さ（Ｗ３）が１ｍｍ以上である
ことが好ましい。これは、上記の特に問題となるパーテ
ィクルのサイズが最大１ｍｍ程度であることから決めら
れる好ましい値であり、１ｍｍ以上のフィン高さであれ
ば、穴部としてのフィンの隙間にパーティクルを十分に
入り込ませることができる。

【００１７】また、フィン部材（４０）を捕獲部とした
場合には、請求項８に記載の発明のように、個々のフィ
ン（４２）の高さ方向と被測定気体の流れ方向とのなす
角度（θ）が±４５°以下であることが好ましい。これ
は、上記の角度（θ）があまり大きすぎると、パーティ
クルがフィンの隙間の入口でフィンに衝突し、フィンの
隙間に入らない場合が生じるためである。

【００１８】また、パーティクルが入り込むことのでき
る穴部を有する捕獲部としては、上記したフィン部材か
らなるものだけでなく、請求項９に記載の発明のよう
に、多孔質部材（５０）からなり、この多孔質部材の細
孔（５１）が穴部として形成されているものを採用する
ことができる。

【００１９】また、請求項１０に記載の発明では、上記
穴部（４１、５１）を有する捕獲部（４０、５０）とし
て、穴部の開口部よりも大きなパーティクルが衝突した
ときに捕獲部自身が破損してパーティクルを捕獲可能と
なっているものにしたことを特徴とする。

【００２０】それによれば、被測定気体中に異常に大き
なパーティクルが含まれている場合などに、捕獲部（４
０、５０）の破損という痕跡が残るため、流量測定装置
が異常な環境で使用されたこと等の判断を容易に行うこ
とができる。

【００２１】また、上記穴部（４１、５１）を有する捕
獲部（４０、５０）とした場合には、請求項１１に記載
の発明のように、捕獲部（４０、５０）における穴部
（４１、５１）よりも内側の部位に、捕獲したパーティ
クルを溜めておく空間部（４４）を設けることが好まし
い。それによって、多量のパーティクルの捕獲が可能と
なる。

【００２２】さらに、上記穴部（４１、５１）を有する
捕獲部（４０、５０）とした場合には、請求項１２に記
載の発明のように、捕獲部（４０、５０）における穴部
（４１、５１）の開口部を、パーティクルの衝突により
破損可能な破損可能部材（６０、６１）にて遮蔽するよ
うにしても良い。

【００２３】それによれば、慣性力の大きなパーティク
ルは、破損可能部材（６０、６１）を破損して捕獲部
（４０、５０）の穴部（４１、５１）に捕獲され、慣性
力が小さくセンシング部（３０）に衝突しても影響の小
さいパーティクルはそのまま流すことができるため、パ
ーティクルの捕獲効率が向上する。

【００２４】このような破損可能部材としては、請求項
１３に記載の発明のように、薄膜フィルム（６０）を採
用したり、請求項１４に記載の発明のように、多数の細
孔を有する多孔質構造を有する部材（６１）を採用する
ことができる。

【００２５】また、請求項１５に記載の発明では、流路
（２１）内におけるセンシング部（３０）の上流に、捕
獲部（４０、５０）と対向して位置し被測定気体中のパ
ーティクルが当たって跳ね返ったときに当該パーティク
ルが捕獲部に向かうような形状を有する絞り部（２５）
を設けたことを特徴とする。

【００２６】それによれば、被測定気体中のパーティク
ルを、効率よく捕獲することが可能になる。

【００２７】ここで、上記絞り部（２５）としては、請
求項１６に記載の発明のように、絞り部を被測定気体の
上流側からみたときにその先端がセンシング部（３０）
と重なるように、流路（２１）の内壁から突出している
ものにすることが好ましい。

【００２８】それにより、被測定気体の流れ方向におい
て、センシング部（３０）の上流側では、センシング部
と流れてくる被測定気体との間に絞り部（２５）の先端
部が介在する形となる。すると、被測定気体中のパーテ
ィクルは、ほとんど絞り部（２５）に衝突して、直接セ
ンシング部へ進入しない。また、絞り部に衝突したパー
ティクルは捕獲部（４０、５０）にて捕獲される。その
ため、センシング部へのパーティクルの衝突防止を高レ
ベルにて実現できる。

【００２９】また、請求項１７に記載の発明では、捕獲
部（４０、５０）は、流路（２１）に対して着脱可能と
なっていることを特徴とする。それにより、捕獲したパ
ーティクルで満杯になった捕獲部や破損した捕獲部を、
新たな捕獲部と交換することができる。

【００３０】また、請求項１８に記載の発明では、被測
定気体の流量測定を行うセンシング部（３０）と、被測
定気体が導入される導入部（２１ａ）と、導入部から導
入された被測定気体をセンシング部へ流す流路（２１）
とを備える流量測定装置において、流路内には、被測定
気体の流れをセンシング部へ導くガイド機能を持った形
状を有するガイド層（７０）が備えられており、このガ
イド層は、層の面方向に配列した複数のフィンからなる
ことを特徴とする。

【００３１】それによれば、ガイド層（７０）のガイド
機能によって被測定気体の流れの乱れを防止しつつ、ガ
イド層の表面に衝突する被測定気体中のパーティクル
は、ガイド層を構成するフィンの隙間から、ガイド層の
裏側すなわちセンシング部（３０）から外れる方向へ排
出される。

【００３２】よって、本発明によっても、センシング部
を通る被測定気体の流れを安定化しつつ、パーティクル
のセンシング部への衝突を防止することができる。

【００３３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。用途を限定するものではないが、以
下の各実施形態では、本発明の流量測定装置を、例え
ば、エンジンの吸気系統において被測定気体としての空
気が流れるエアダクトに取り付けられて、エアダクト内
を流れる空気の流量測定を行うものとして説明する。な
お、以下の各実施形態相互において、同一部分には、図
中、同一符号を付してある。

【００３５】（第１実施形態）図１は、本発明の第１実
施形態に係る流量測定装置Ｓ１の構成図であり、（ａ）
は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った概
略断面を拡大した図である。また、図１では、流量測定
装置Ｓ１をエアダクト１００に取り付けた状態を示して
おり、エアダクト１００はその一部を示してある。

【００３６】この流量測定装置Ｓ１は、樹脂等により成
形されたケース部材をその本体とするものであり、図１
（ａ）に示すように、回路モジュール１０、流路部材２
０およびセンシング部としてのフローセンサ３０を備え
る。

【００３７】図１（ａ）に示すように、流量測定装置Ｓ
１は、エアダクト１００に形成された取付穴１０１に流
路部材２０が挿入されることにより、流路部材２０がエ
アダクト１００内に位置した形で取り付けられる。な
お、上記取付穴１０１は、流量測定装置Ｓ１のＯリング
等よりなるシール部材１０２によりシールされる。

【００３８】回路モジュール１０内には、図示しない信
号処理用の回路等が収納されており、また、回路モジュ
ール１０には、外部と電気的な接続を行うためのコネク
タ１１が備えられている。コネクタ１１には、ワイヤハ
ーネス等の配線部材が接続され、この接続部材を介して
エンジン制御装置に電気的に接続されるようになってい
る。

【００３９】流路部材２０には、上記エアダクト１００
からの空気をバイパスさせる逆Ｕ字形状のバイパス流路
２１が形成されている。図１（ａ）中の矢印Ｙに示すよ
うに、エアダクト１００からの空気はバイパス流路２１
の入口２１ａから導入されてバイパス流路２１内を流
れ、バイパス流路２１の出口２１ｂから再び、エアダク
ト１００へ流れ出すようになっている。

【００４０】また、流路部材２０には、バイパス流路２
１を流れる空気の流量測定を行うフローセンサ３０が、
バイパス流路２１内へ突き出した形で設置されている。
フローセンサ３０は、例えば、メンブレン上に形成され
た発熱抵抗体や感温抵抗体の温度−抵抗特性を利用して
空気流量測定を行う薄膜式のフローセンサを採用でき
る。

【００４１】そして、フローセンサ３０は台座２２に接
着等により固定されており、フローセンサ３０の検出領
域を露出させた形で、これらフローセンサ３０および台
座２２は、樹脂２３により包み込まれている。そして、
台座２２は接着等にて流路部材２０に固定されている。
また、フローセンサ３０は回路モジュール１０内の上記
回路とボンディングワイヤ等を介して電気的に接続され
ている。

【００４２】また、バイパス流路２１内においてフロー
センサ３０の周囲には、フローセンサ３０の周囲におい
て空気の流れを速くし且つ安定化させるための絞り部２
４が形成されている。図１（ｂ）に示す例では、絞り部
２４は、バイパス流路２１の内壁面から凸曲面形状に突
出したものである。

【００４３】このように、本実施形態の流量測定装置Ｓ
１においては、フローセンサ３０が、被測定気体の流量
測定を行うセンシング部として構成され、バイパス流路
２１の入口２１ａが、被測定気体であるエアダクト１０
０内を流れる空気が導入される導入部として構成され、
バイパス流路２１が、入口２１ａから導入された空気を
フローセンサ３０へ流す流路として構成されている。

【００４４】そして、この流量測定装置Ｓ１において
は、被測定気体である空気の流れにさらされたフローセ
ンサ３０において、発熱抵抗体や感温抵抗体の信号を、
回路モジュール１０の上記回路等によって空気流量に応
じた信号に変換する。そして、変換された信号がコネク
タ１１から上記エンジン制御装置へ送信されるようにな
っている。

【００４５】このような流量測定装置Ｓ１において、本
実施形態では図１（ａ）に示すように、バイパス流路２
１内における入口２１ａの付近に、空気の流れをフロー
センサ３０へ導くガイド機能を持った形状を有し且つ空
気中に含まれるパーティクルを捕獲する捕獲部４０が備
えられている。

【００４６】図２（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）中の捕
獲部４０の近傍を拡大して示す図である。図１、図２に
示すように、本実施形態の捕獲部４０は、バイパス流路
２１の入口２１ａ近傍において、エアダクト１００を流
れてくる空気が衝突する曲がり部の内壁に設けられてい
る。

【００４７】つまり、粒径が大きい、または流速が高い
パーティクルは慣性力が大きいため、バイパス流路２１
の入口２１ａ近傍の曲がり部の内壁に衝突する。そのた
め、この曲がり部の内壁に捕獲部４０を設けることで、
パーティクルを効果的に捕獲するようにしている。

【００４８】図３は図２（ａ）中の丸で囲んだＢ部拡大
図すなわち図２に示す捕獲部４０のさらなる部分拡大図
である。図３に示すように、本実施形態の捕獲部４０
は、パーティクルが入り込むことのできる穴部４１を有
するものとして、配列された複数のフィン４２からなり
且つ個々のフィン４２の隙間が穴部４１として形成され
たフィン部材４０を採用している。

【００４９】この捕獲部としてのフィン部材４０は、個
々のフィン４２を一体に連結する連結部４３を有してい
る。そして、フィン部材４０は、これらフィン４２およ
び連結部４３を金属や樹脂等を用いて一体に構成するこ
とができる。

【００５０】また、フィン部材４０は、バイパス流路２
１の上記曲がり部の内壁に沿った形状をなしているた
め、エアダクト１００から入ってくる空気をフローセン
サ３０へ導くというバイパス流路２１のガイド機能を損
なうことがない。つまり、フィン部材４０自身が、被測
定気体である空気の流れをフローセンサ３０へ導くガイ
ド機能を持った形状を有している。

【００５１】そして、フィン部材４０のバイパス流路２
１への取付は、連結部４３の適所をバイパス流路２１の
内壁面にネジ止めしたり、バイパス流路２１の内壁面に
形成された引っかけ部にフィン部材４０が引っかかって
固定されるようにしたり、接着剤を用いて接着する等の
方法により行うことができる。

【００５２】また、一方、フィン部材４０をバイパス流
路２１と一体で構成しても良い。更には、同一部材とし
て図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、フィン部材４０を
バイパス流路２１へインサート成形あるいはアウトサー
ト成形して構成しても良い。なお、図２（ｃ）は図２
（ｂ）のＣ部拡大図である。

【００５３】このように、本実施形態の流量測定装置Ｓ
１によれば、バイパス流路２１内に、空気流れをフロー
センサ３０へ導くガイド機能を持った形状を有し且つ空
気中に含まれるパーティクルを捕獲する捕獲部としての
フィン部材４０が備えられているため、空気の流れを乱
すこと無く、圧力損失を極力抑制しつつ、フローセンサ
３０の上流側にてパーティクルを捕獲できる。

【００５４】よって、本実施形態によれば、センシング
部としてのフローセンサ３０を通る被測定気体としての
空気の流れを安定化しつつ、パーティクルのセンシング
部への衝突を防止することができる。

【００５５】ここで、フィン部材４０に捕獲されるパー
ティクルのサイズとしては、限定するものではないが、
通常、２０μｍ以上１ｍｍ以下のものが対象となる。２
０μｍ以上の大きなパーティクルであるとフローセンサ
３０へ衝突した時にフローセンサ３０の破損が問題とな
る。特に薄膜式のフローセンサ３０の場合、その検出領
域であるメンブレンは１μｍ程度の厚さであり、サイズ
が２０μｍ以上のパーティクルの衝突で破壊しやすい。

【００５６】また、サイズが１ｍｍよりも大きなパーテ
ィクルは、通常、流量測定装置の上流に設けられるエア
フィルタで除去される。そのため、流量測定装置Ｓ１に
まで流れてくる可能性のあるパーティクルの最大サイズ
は１ｍｍ程度である。よって、２０μｍ以上１ｍｍ以下
のパーティクルが捕獲対象となる。

【００５７】このようなサイズ範囲のパーティクルを確
実に捕獲するためのフィン部材４０の寸法等について、
具体的に述べておく。各寸法Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、θは図
３中に示されているが、まず、個々のフィン４２の間隔
Ｗ１は２０μｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。

【００５８】これは、通常、捕獲対象となるパーティク
ルのサイズが２０μｍ以上１ｍｍ以下であることから、
パーティクルがフィン４２の隙間すなわち穴部４１に入
り込むには、フィンの間隔Ｗ１は、最小でも２０μｍ以
上が好ましく、特に１ｍｍ以上が好ましい。また、当該
間隔Ｗ１が広すぎるとフィンによる乱流が生じやすく、
フローセンサ３０を通る空気の流れの不安定化を招くこ
とから、３ｍｍ以下が好ましい。

【００５９】また、個々のフィン４２の厚さＷ２が０．
１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。これは、
フィン４２が厚すぎると、フィン４２の端面にパーティ
クルが衝突して跳ね返ってしまう可能性があり、また、
フィン４２が薄すぎるとフィンの強度やフィンの製造が
難しくなるためである。

【００６０】また、個々のフィン４２の高さＷ３が１ｍ
ｍ以上であることが好ましい。ここで、高さＷ３はフィ
ン４２が連結部４３から突出している高さである。これ
は、通常、捕獲対象となるパーティクルのサイズが最大
１ｍｍ程度であることから決められる好ましい値であ
り、１ｍｍ以上のフィン高さであれば、穴部４１として
のフィン４２の隙間にパーティクルを十分に入り込ませ
ることができる。

【００６１】また、個々のフィン４２の高さ方向（高さ
Ｗ３の方向）と被測定気体の流れ方向Ｙとのなす角度θ
が±４５°以下であることが好ましい。これは、この角
度θがあまり大きすぎると、パーティクルがフィン４２
の隙間すなわち穴部４１の入口でフィン４２に衝突し、
穴部４１に入らない場合が生じるためである。

【００６２】次に、本実施形態における捕獲部４０の種
々の変形例について、図４〜図７を参照して述べる。

【００６３】図４は、本第１実施形態における捕獲部の
第１変形例を示す図である。これは、上記捕獲部として
のフィン部材４０において、パーティクルと衝突する側
のフィン４２の端面を先細形状としたものである。この
ような先細形状を採用することにより、フィンの先端で
跳ね返って捕獲できないパーティクルの数を減少でき
る。

【００６４】さらに、図４（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、個々のフィン４２の高さ方向と被測定気体の流れ方
向Ｙとの間に角度θを設けることにより、穴部４１にい
ったん入り込んだパーティクルが跳ね返って出てしまう
ようなことを防止することができ、パーティクルを穴部
４１の奥へ入れやすくなる。

【００６５】図５は、本第１実施形態における捕獲部の
第２変形例を示す図である。図５（ａ）では、捕獲部と
してのフィン部材４０において、フィン４２の隙間がパ
ーティクル捕獲用の穴部４１として形成されているが、
図示例では、この穴部４１よりも内側の連結部４３に、
捕獲したパーティクルを溜めておく空間部４４を設けて
いる。それによって、多量のパーティクルの捕獲が可能
となる。

【００６６】また、図５（ｂ）に示す例では、フィン部
材４０において、表面に穴部４１が形成された部材４５
を、フィン４２の先端に接着等にて固定するとともに、
その内部のフィン４２の隙間を大きくして空間部４４を
形成している。この部材４５を備えたフィン部材４０の
場合も、多量のパーティクルの捕獲が可能となる。

【００６７】図６は、本第１実施形態における捕獲部の
第３変形例を示す図である。図６（ａ）に示す例では、
パーティクルが入り込むことのできる穴部を有する捕獲
部としてフィン部材の代わりに、多数の細孔５１を有す
る多孔質部材５０からなり、この多孔質部材５０の細孔
５１がパーティクル捕獲用の穴部として形成されてい
る。なお、この多孔質部材５０を用いて上記空間部を有
する捕獲部としての第１変形例を実現しても良い。

【００６８】また、図６（ｂ）に示すように、多孔質部
材５０の細孔５１の開口部よりも大きなパーティクルＰ
１が衝突したときに、多孔質部材５０が破損してパーテ
ィクルＰ１を捕獲するように、多孔質部材５０の強度を
調節しても良い。また、このことは、上記のフィン部材
４０においても適用可能である。

【００６９】つまり、穴部４１、５１を有する捕獲部４
０、５０として、捕獲部４０、５０の材質や寸法等を調
整して強度を調節することにより、穴部４１、５１の開
口部よりも大きなパーティクルが衝突したときに捕獲部
４０、５０自身が破損してパーティクルを捕獲可能とな
っているものにしても良い。

【００７０】それによれば、被測定気体中に異常に大き
なパーティクルが含まれている場合などに、捕獲部４
０、５０の破損という痕跡を残すことができる。そのた
め、流量測定装置が異常な環境で使用されたこと等の判
断を容易に行うことができる。

【００７１】図７は、本第１実施形態における捕獲部の
第４変形例を示す図である。本例では、捕獲部としての
フィン部材４０における穴部４１の開口部を、パーティ
クルの衝突により破損可能な破損可能部材６０、６１に
て遮蔽したものである。なお、捕獲部としての多孔質部
材５０に対して、その穴部５１の開口部を破損可能部材
６０にて遮蔽した構成でも良い。

【００７２】図７（ａ）では、破損可能部材として金属
や樹脂等からなる薄膜フィルム６０を採用し、一方、図
７（ｂ）では、破損可能部材として発泡樹脂等からなる
多数の細孔を有する多孔質構造を有する多孔質フィルム
６１を採用している。これら破損可能部材としてのフィ
ルム６０、６１は、フィン部材４０に対して一体成形や
接着等により固定することができる。

【００７３】この破損可能部材６０、６１を有する捕獲
部構成によれば、慣性力の大きなパーティクルＰ１は、
破損可能部材６０、６１を破損してフィン部材４０の穴
部４１に捕獲され、慣性力が小さくフローセンサ３０に
衝突しても影響の小さいパーティクルＰ２はそのまま流
すことができるため、パーティクルの捕獲効率が向上す
る。また、本第４変形例は多孔質部材５０に破損可能部
材６０、６１を設けたものとしても良い。

【００７４】また、本第１実施形態において、フィン部
材４０は、上述したように、ねじ止め、引っかけ固定、
接着等によりバイパス流路２１に取り付けることができ
るが、ネジ止めおよび引っかけ固定による取付方法を採
用すれば、フィン部材４０をバイパス流路２１すなわち
流量測定装置Ｓ１に対して着脱可能なものにすることが
できる。

【００７５】それにより、捕獲したパーティクルで満杯
になった捕獲部４０、５０やパーティクルの衝突等によ
って破損した捕獲部４０、５０を、新たな捕獲部４０、
５０と交換することができる。また、交換可能な捕獲部
としては上記した多孔質部材５０であっても良い。

【００７６】（第２実施形態）図８は、本発明の第２実
施形態に係る流量測定装置の要部の概略断面構成を示す
図である。図８は、上記図１（ｂ）に対応した部分すな
わちバイパス流路２１におけるフローセンサ３０の設置
部近傍を示す図であり、本実施形態は、上記第１実施形
態に示した流量測定装置Ｓ１において、この部分を変形
したものである。

【００７７】上記第１実施形態では、捕獲部としてのフ
ィン部材４０をバイパス流路２１の入口２１ａ近傍に設
けていたが、本第２実施形態では、さらにフィン部材４
０を、バイパス流路２１内におけるフローセンサ３０の
周囲にも設ける。それにより、バイパス流路２１の入口
２１ａで捕獲されなかったパーティクルを捕獲すること
ができる。

【００７８】この場合、フローセンサ３０の周囲には、
フローセンサ３０の前段または直上に空気の流れを速く
し且つ安定化させるための絞り部が形成されている。本
第２実施形態は、この絞り部をフィン部材４０によって
構成するものである。

【００７９】図８に示す例では、上記図１（ｂ）と同
様、フローセンサ３０の直上に絞り部２４が設けられて
おり、これを以下、第１絞り部２４という。さらに、フ
ローセンサ３０の前段すなわち上流にフィン部材４０が
設けられ、このフィン部材４０に対向するように第２絞
り部２５が設けられている。

【００８０】第２絞り部２５は凸曲面形状をなしてお
り、被測定気体中のパーティクルＰ１が当たったとき
に、跳ね返ったパーティクルＰ１がフィン部材４０に向
かうような形状となっている。それにより、本第２実施
形態では、被測定気体中のパーティクルを、フィン部材
４０にて効率よく捕獲することが可能になる。

【００８１】ここで、図８中の一点鎖線に示すように、
第２絞り部２５は、バイパス流路２１の内壁からフロー
センサ３０を固定している台座２２の表面まで突出して
いる。つまり、第２絞り部２５を被測定気体の上流側か
らみたときにその先端がフローセンサ３０と重なるよう
になっている。

【００８２】それにより、被測定気体の流れ方向におい
て、フローセンサ３０の上流側では、フローセンサ３０
と流れてくる被測定気体との間に第２絞り部２５の先端
部が介在する形となる。すると、被測定気体中のパーテ
ィクルＰ１は、ほとんど第２絞り部２５に衝突して、台
座２２の裏面側を通過するか、フィン部材４０に捕獲さ
れる。そのため、フローセンサ３０へのパーティクルの
衝突防止を高レベルにて実現できる。

【００８３】また、フローセンサ３０の直上に位置する
第１絞り部２４は、被測定気体の流れに沿った平面形状
を持つことが好ましい。これは、図９に示すように、第
１絞り部２４が凸曲面状であると、フローセンサ３０に
対するパーティクルの衝突角度αが大きくなり、衝突角
度αが大きいほどセンサが破損し易いためである。

【００８４】次に、本第２実施形態の変形例を図１０に
示す。図１０（ａ）では、フィン部材４０を絞り形状と
し、パーティクルの捕獲能力を向上させたものである。
図１０（ｂ）では、図１０（ａ）において上記の第２絞
り部２５もフィン部材４０にて構成したものである。

【００８５】なお、本第２実施形態では、捕獲部として
フィン部材４０を採用したものとして説明したが、本第
２実施形態においても、捕獲部として上記第１実施形態
に示した各変形例を採用することができる。

【００８６】（第３実施形態）図１１は、本発明の第３
実施形態に係る流量測定装置の要部の概略断面構成を示
す図である。図１１は、上記図１（ｂ）に対応した部分
すなわちバイパス流路２１におけるフローセンサ３０の
設置部近傍を示す図であり、本実施形態は、上記第１実
施形態に示した流量測定装置Ｓ１において、この部分を
変形したものである。

【００８７】図１１に示すように、バイパス流路２１内
においてフローセンサ３０の上流側には、被測定気体の
流れをフローセンサ３０へ導くガイド機能を持った形状
を有するガイド層７０が備えられており、このガイド層
７０は、層の面方向に配列した複数のフィンからなる。
このガイド層７０は、例えば、複数のフィンをバイパス
流路２１の内壁から突出して形成することで構成するこ
とが可能である。

【００８８】それによれば、被測定気体はガイド層７０
の層面に沿ってフローセンサ３０へ導かれるため、被測
定気体の流れの乱れが防止される。一方、ガイド層７０
に衝突する被測定気体中のパーティクルＰ１は、ガイド
層７０を構成するフィンの隙間から、ガイド層７０の裏
側すなわちフローセンサ３０から外れる方向へ排出され
る。

【００８９】このように、本第３実施形態の流量測定装
置によっても、センシング部としてのフローセンサ３０
を通る被測定気体の流れを安定化しつつ、パーティクル
のセンシング部への衝突を防止することができる。 （他の実施形態）なお、センシング部としては、薄膜式
のフローセンサ３０に限定されるものではない。また、
本発明の用途も、吸気流量測定に限定されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る流量測定装置の構
成図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の
Ａ−Ａ線に沿った概略断面拡大図である。

【図２】図１（ａ）中の捕獲部の近傍拡大図である。

【図３】図２（ａ）中の丸で囲んだＢ部の拡大図であ
る。

【図４】上記第１実施形態における捕獲部の第１変形例
を示す図である。

【図５】上記第１実施形態における捕獲部の第２変形例
を示す図である。

【図６】上記第１実施形態における捕獲部の第３変形例
を示す図である。

【図７】上記第１実施形態における捕獲部の第４変形例
を示す図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る流量測定装置の要
部を示す概略断面図である。

【図９】センシング部に対するパーティクルの衝突角度
αを説明するための説明図である。

【図１０】上記第２実施形態における変形例を示す図で
ある。

【図１１】本発明の第３実施形態に係る流量測定装置の
要部を示す概略断面図である。

【符号の説明】

２１…バイパス流路、２１ａ…バイパス流路の入口、２
５…第２絞り部、３０…フローセンサ、４０…フィン部
材、４１…フィン部材の穴部、４２…フィン、４４…空
間部、５０…多孔質部材、５１…多孔質部材の細孔、６
０…薄膜フィルム、６１…多孔質フィルム、７０…ガイ
ド層、Ｗ１…個々のフィンの間隔、Ｗ２…個々のフィン
の厚さ、Ｗ３…個々のフィンの高さ、θ…個々のフィン
の高さ方向と被測定気体の流れ方向とのなす角度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｆ 1/68 １０１Ｂ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定気体の流量測定を行うセンシング
   部（３０）と、 前記被測定気体が導入される導入部（２１ａ）と、 前記導入部から導入された前記被測定気体を前記センシ
   ング部へ流す流路（２１）とを備える流量測定装置にお
   いて、 前記流路内には、前記被測定気体の流れを前記センシン
   グ部へ導くガイド機能を持った形状を有し、前記被測定
   気体中に含まれるパーティクルを捕獲する捕獲部（４
   ０、５０）が備えられていることを特徴とする流量測定
   装置。
2. 【請求項２】 前記捕獲部（４０、５０）は、前記パー
   ティクルが入り込むことのできる穴部（４１、５１）を
   有するものであることを特徴とする請求項１に記載の流
   量測定装置。
3. 【請求項３】 前記パーティクルが、２０μｍ以上１ｍ
   ｍ以下のサイズであることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の流量測定装置。
4. 【請求項４】 前記捕獲部（４０）は、配列された複数
   のフィン（４２）からなり、個々のフィンの隙間が前記
   穴部（４１）として形成されているフィン部材（４０）
   であることを特徴とする請求項３に記載の流量測定装
   置。
5. 【請求項５】 個々の前記フィン（４２）の間隔（Ｗ
   １）が２０μｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする
   請求項４に記載の流量測定装置。
6. 【請求項６】 個々の前記フィン（４２）の厚さ（Ｗ
   ２）が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とす
   る請求項４または５に記載の流量測定装置。
7. 【請求項７】 個々の前記フィン（４２）の高さ（Ｗ
   ３）が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４ない
   し６のいずれか一つに記載の流量測定装置。
8. 【請求項８】 個々の前記フィン（４２）の高さ方向と
   前記被測定気体の流れ方向とのなす角度（θ）が±４５
   °以下であることを特徴とする請求項４ないし７のいず
   れか一つに記載の流量測定装置。
9. 【請求項９】 前記捕獲部は多孔質部材（５０）からな
   り、この多孔質部材の細孔（５１）が前記穴部として形
   成されていることを特徴とする請求項３に記載の流量測
   定装置。
10. 【請求項１０】 前記捕獲部（４０、５０）は、前記穴
    部（４１、５１）の開口部よりも大きな前記パーティク
    ルが衝突したときに前記捕獲部自身が破損して前記パー
    ティクルを捕獲可能となっていることを特徴とする請求
    項３ないし９のいずれか一つに記載の流量測定装置。
11. 【請求項１１】 前記捕獲部（４０、５０）における前
    記穴部（４１、５１）よりも内側の部位には、捕獲した
    前記パーティクルを溜めておく空間部（４４）が設けら
    れていることを特徴とする請求項３ないし１０のいずれ
    か一つに記載の流量測定装置。
12. 【請求項１２】 前記捕獲部（４０、５０）における前
    記穴部（４１、５１）の開口部は、前記パーティクルの
    衝突により破損可能な破損可能部材（６０、６１）にて
    遮蔽されていることを特徴とする請求項３ないし１１の
    いずれか一つに記載の流量測定装置。
13. 【請求項１３】 前記破損可能部材は薄膜フィルム（６
    ０）であることを特徴とする請求項１２に記載の流量測
    定装置。
14. 【請求項１４】 前記破損可能部材（６１）は多数の細
    孔を有する多孔質構造を有するものであることを特徴と
    する請求項１２に記載の流量測定装置。
15. 【請求項１５】 前記流路（２１）内における前記セン
    シング部（３０）の上流には、前記捕獲部（４０、５
    ０）と対向して位置し、前記被測定気体中のパーティク
    ルが当たって跳ね返ったときに当該パーティクルが前記
    捕獲部に向かうような形状を有する絞り部（２５）が設
    けられていることを特徴とする請求項１ないし１４のい
    ずれか一つに記載の流量測定装置。
16. 【請求項１６】 前記絞り部（２５）は、前記絞り部を
    被測定気体の上流側からみたときにその先端が前記セン
    シング部（３０）と重なるように、前記流路（２１）の
    内壁から突出しているものであることを特徴とする請求
    項１５に記載の流量測定装置。
17. 【請求項１７】 前記捕獲部（４０、５０）は、前記流
    路（２１）に対して着脱可能となっていることを特徴と
    する請求項１ないし１６のいずれか一つに記載の流量測
    定装置。
18. 【請求項１８】 被測定気体の流量測定を行うセンシン
    グ部（３０）と、 前記被測定気体が導入される導入部（２１ａ）と、 前記導入部から導入された前記被測定気体を前記センシ
    ング部へ流す流路（２１）とを備える流量測定装置にお
    いて、 前記流路内には、前記被測定気体の流れを前記センシン
    グ部へ導くガイド機能を持った形状を有するガイド層
    （７０）が備えられており、 このガイド層は、層の面方向に配列した複数のフィンか
    らなることを特徴とする流量測定装置。