JP2003262144A - 流量測定装置 - Google Patents

流量測定装置

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JP2003262144A
JP2003262144A JP2002064077A JP2002064077A JP2003262144A JP 2003262144 A JP2003262144 A JP 2003262144A JP 2002064077 A JP2002064077 A JP 2002064077A JP 2002064077 A JP2002064077 A JP 2002064077A JP 2003262144 A JP2003262144 A JP 2003262144A
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air
flow
pedestal
flow path
flow rate
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Noboru Kitahara
昇 北原
Shingo Otsu
真吾 大津
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】センシング部へのパーティクルの衝突や汚染物
質の付着を防止すると共に、空気流量を安定して正確に
測定することができる流量測定装置を提供する。 【解決手段】この流量測定装置は、被測定空気を導入し
て流通させる流路3と、流路3内に設けられた台座14
の一面に露出して配設され、被測定空気の流量測定を行
うセンシング部4と、を備えている。流路3内を流れる
被測定空気の流れに対しセンシング部4を隠す方向に、
台座14が傾斜して流路3内に配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気の流量を測定
する流量測定装置に関し、例えば内燃機関の吸入空気量
測定装置などに適用される流量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の吸入空気量等を測定す
る装置として、薄膜式のエアフローセンサを使用し、被
測定空気を流す流路にエアフローセンサを配置した流量
測定装置が使用されている(例えば特開平8−2856
52号公報、特開平11−326000号公報等参
照)。
【0003】内燃機関の吸気系にはエアフィルタが配設
され、吸入空気中に含まれる砂などの比較的大粒のパー
ティクルは、このエアフィルタで除去するようにしてい
る。しかし、吸入される空気中には、エアフィルタでは
除去されない比較的小径(例えば数百μm)のパーティ
クルが含まれており、これらのパーティクルが流路に入
った場合、このパーティクルが例えば数十m/secの速度
でセンシング部に衝突すると、センシング部が破壊され
る虞が生じる。特に、薄膜式のエアフロセンサを用いる
流量測定装置では、センサのメンブレンの厚さが約1μ
m程度と非常に薄く形成されているため、パーティクル
が衝突すると、メンブレンが破損しやすいという問題が
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来、特開20
00‐304585号公報において、流量測定装置を配置する空
気通路内にルーバーを配設すると共にガイド部を配設
し、ルーバーとガイド部の作用により、パーティクルを
流量測定装置のセンシング部から離れた位置に排除し
て、センシング部にパーティクルの影響を与えないよう
した流量測定装置が提案されている。また、特表2001‐
504943号公報において、略S字状に湾曲した空気流路内
にセンシング部を配置し、空気流軸線方向に対し流路を
傾斜して配設し、パーティクルの衝突を回避するように
した流量測定装置が提案されている。
【0005】しかし、前者の流量測定装置は、ルーバー
によってセンシング部へのパーティクルの衝突をある程
度回避することができるものの、センシング部近傍への
空気の流れがルーバーによって大きく減少し、流量の測
定精度が低下する問題があった。また、後者のもので
は、湾曲した流路にセンシング部を設けてはいるが、単
に空気流路を湾曲形状としているだけであるため、パー
ティクルの衝突を避けることができず、センシング部の
破損や汚染物質の付着により測定精度が低下する問題が
あった。
【0006】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、センシング部へのパーティクルの衝突や汚染物質の
付着を防止すると共に、空気流量を安定して正確に測定
することができる流量測定装置を提供することを目的と
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
に、本発明の流量測定装置は、被測定空気を導入して流
通させる流路と、流路内に設けられた台座の一面に露出
して配設され、被測定空気の流量測定を行うセンシング
部と、を備えた流量測定装置において、流路内を流れる
被測定空気の流れに対しセンシング部を隠す方向に台座
が傾斜して配設されていることを特徴とする。
【0008】これによれば、一面にセンシング部を露出
して設けた台座が、流路内を流れる被測定空気の流れに
対しセンシング部を隠す方向に傾斜して配設されている
から、パーティクルを含む被測定空気が流路に進入した
際、被測定空気は、台座の反センシング部側の面に当っ
て通過するので、センシング部の表面に被測定空気中の
パーティクルが直接当ることはなく、センシング部の破
損や汚染物質の付着を防止することができる。また、従
来例のようなルーバーが流路内にないため、空気の流量
が大きく減少することはなく、空気流を安定して流し、
正確に空気流量を測定することができる。
【0009】また、上記流量測定装置においては、請求
項2のように、流路内の台座の近傍の側壁に被測定空気
の流れを絞る絞り部を形成し、絞り部と台座間の間隔が
流路の上流側で大きく下流側で小さくなるような、絞り
部を形成することができる。
【0010】これによれば、流路を流れる被測定空気流
が絞り部と台座上のセンシング部近傍を流下する際、絞
り部によって被測定空気流とそこに含まれるパーティク
ルがセンシング部に当る角度が浅く(小さく)なり、こ
れによって、パーティクルがセンシング部に衝突する際
の衝撃力を一層低下させ、パーティクルによるセンシン
グ部の破損を防止することができる。さらに、センシン
グ部の近傍に絞り部を設けることにより、傾斜した台座
の近傍を流れる被測定空気が絞り部によって整流され安
定して通過し、空気流量を正確に安定して測定すること
ができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は第1実施形態の流量測定装
置の断面図を示し、図2はその正面図を示している。こ
の流量測定装置は、本体1内に形成した被測定空気を導
入して流通させる流路3と、流路3内に設けられた台座
14の一面に露出して配設され、被測定空気の流量測定
を行うセンシング部4と、を備えて構成される。本体1
内の流路3は略逆U字状に形成され、その一端側面(上
流側)に入口15が設けられ、その他端側面(下流側)
に出口16が設けられる。
【0012】また、本体1の流路3内には、入口15の
近傍に入口側湾曲部5が形成され、出口16の近傍に出
口側湾曲部7が設けられ、流路3の中央に中央湾曲部6
が形成されている。さらに、入口側湾曲部5の下流側で
中央湾曲部6の上流側の流路内に、センシング部4が台
座14を介して配設されている。台座14は板状に形成
され、流路3内の略中央を横断する形態で、流路3内に
取り付けられ、センシング部4は、台座14の一面に露
出して埋設されている。そして、図4に示すように、こ
のセンシング部4を取付けた台座14は、流路3内を流
れる被測定空気の流れに対しセンシング部4を隠す方向
に傾斜して配設されている。つまり、センシング部4を
その一面に露出して埋設してなる板状の台座14は、流
路3の軸方向(流れ方向)に略沿って配設されるが、そ
のセンシング部4の面が下流側を僅かに向き、その反セ
ンシング部面が上流側を向くように、流路3の軸方向に
対し角度αだけ傾斜して装着されている(図4)。
【0013】一方、本体1の上部には回路モジュール2
が取り付けられ、回路モジュール2の下部の取付部には
Oリングなどのシール材12が装着される。回路モジュ
ール2内には、信号処理用の回路が収納され、電源線及
び信号線用のコネクタ11がその側部に設けられる。
【0014】本体1は、例えばガラス繊維入りPBT,
PPS等の合成樹脂により成形され、上記のようにその
内部に、略逆U字状(或いは略S字状)を呈した流路3
が形成されている。そして、この流路3内の入口側湾曲
部5の下流側に測定用のセンシング部4が上述のように
台座14を介して配設されている。
【0015】センシング部4は、例えば薄膜式のエアフ
ローセンサからなり、半導体基板17上に、流量検出用
抵抗体及び発熱抵抗体を配置したメンブレンを形成し、
その近傍に吸気温検出用抵抗体を形成して構成され、抵
抗体の温度-抵抗特性を利用して、空気流量を測定す
る。半導体基板17は板状の台座14上の一面に露出し
て固定され、基板上の各端子はワイヤボンディングなど
を介して回路モジュール2内の回路に接続されている。
上述のように、センシング部4は、流路3内を流れる被
測定空気の流れに対しその表面(露出面)を隠す方向に
傾斜して、つまり流路3の軸方向に対し角度αだけ傾斜
して配設されている。
【0016】このように構成された流量測定装置は、図
3に示すように、内燃機関などの吸気管10に設けられ
た取付孔に本体1を挿入し、空気流の上流側に本体1の
正面側の入口15を向け、下流側に出口16を向けて、
装着される。この際、本体1の上部のシール部材12が
取付孔との間の隙間をシールする。
【0017】吸気動作によって吸気管10内を空気が流
れると、管内の空気流の一部が本体1の入口15から流
路3内に流入し、略逆U字状の流路3に沿って流れる。
このとき、台座14上のセンシング部4の近傍におい
て、空気流は、図4に示すように、台座14の上流側の
縁部に当って曲げられて流路3を上昇する。またこのと
き、台座14はセンシング部4を空気流から隠す方向に
傾斜して、つまり流路3の軸方向に対し角度αだけセン
シング部4の面を下流側に向くように傾斜して配設され
ているから、空気流は台座14の反センシング部側に当
って流れることになる。
【0018】したがって、パーティクルを含む空気流が
流路3内に入り、流路3内を流下した場合であっても、
パーティクルが直接センシング部4に衝突することは避
けられる。このため、センシング部4へのパーティクル
の衝突を回避してセンシング部4の破損や汚染物質の付
着を防止することができる。
【0019】図6は、第2実施形態の流量測定装置の上
記図4に対応した断面図を示している。この実施形態で
は、上記第1実施形態における流路3内のセンシング部
4の近傍の側壁に、絞り部20が流路3内を流れる空気
流を絞るように設けられる。
【0020】この絞り部20は、図6のように、流路3
内に位置する台座14のセンシング部4側の側壁に突出
して設けられている。また、その絞り部20は、絞り部
20と台座14間の間隔が、流路3の上流側で大きく下
流側で小さくなるように、つまり、絞り部20の側壁で
の高さが、上流側で低く、下流側で高く突き出すよう
に、形成されている。具体的には、図6に示すように、
流路3の上流側での絞り部20と台座14間の間隔W1
が、下流側で絞り部20と台座14間の間隔W2より大
きく(広く)なるように、絞り部20が形成されてい
る。
【0021】このような構成の流量測定装置では、吸気
動作によって吸気管10内を空気が流れると、管内の空
気流の一部が本体1の入口15から流路3内に流入し、
略逆U字状の流路3に沿って流れる。このとき、台座1
4上のセンシング部4の近傍において、空気流は、図6
に示すように、台座14の上流側の縁部に当って曲げら
れて流路3を上昇する。また、台座14はセンシング部
4を空気流から隠す方向に傾斜して配設されているか
ら、空気流は台座14の反センシング部側に当って流れ
ることになる。したがって、パーティクルを含む空気流
が流路3内に入り、流路3内を流れた場合であっても、
パーティクルが直接センシング部4に衝突することは防
止される。
【0022】さらに、流路3を流れる空気流が絞り部2
0と台座14上のセンシング部4近傍を流下する際、図
7(b)のごとく、絞り部20によって空気流とそこに
含まれるパーティクルがセンシング部4に当る角度θ2
は、図7(a)のように台座14aが傾斜せずに流れ方
向(流路の軸方向)と平行に配設された場合にパーティ
クルが当る角度θ1より、浅く(小さく)なる。
【0023】これにより、図7(a)のように台座14
aとセンシング部4aが流路3の流れ方向と平行に配設
された形態で、絞り部20を設けた場合に比べ、図7
(b)のようにセンシング部4を隠すように台座14を
傾斜させて配設した形態で、絞り部20を設けた場合に
は、パーティクルがセンシング部4に衝突する際の衝撃
力を低下させ、パーティクルによるセンシング部4の破
損を防止することができる。さらに、センシング部4の
近傍の側壁に絞り部20を設けることにより、傾斜した
台座14の近傍を流れる空気が絞り部20によって整流
され安定して流下し、空気流量を安定して正確に測定す
ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
の流量測定装置によれば、パーティクルを含む被測定空
気が流路に進入した際、被測定空気は、台座の反センシ
ング部側の面に当って流れるから、センシング部の表面
に被測定空気中のパーティクルが直接衝突することを回
避して、センシング部の破損や汚染物質の付着を防止す
ることができる。また、従来のようなルーバーが流路内
にないため、空気の流量が大きく減少することはなく、
被測定空気を安定して流し、正確に空気流量を測定する
ことができる。
【0025】さらに、請求項2の流量測定装置によれ
ば、流路を流れる被測定空気流が絞り部と台座上のセン
シング部近傍を流下する際、絞り部によって被測定空気
流とそこに含まれるパーティクルの流れる方向が変化し
てセンシング部に当る角度が浅く(小さく)なり、これ
によって、パーティクルがセンシング部に衝突する際の
衝撃力を低下させ、パーティクルによるセンシング部の
破損を防止することができる。さらに、絞り部によって
傾斜した台座の近傍を流れる被測定空気の流れが整流さ
れ、被測定空気がセンシング部近傍を安定して流れ、空
気流量を安定して測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の流量測定装置の断面図
である。
【図2】同流量測定装置の正面図である。
【図3】吸気管に装着した状態の同流量測定装置の断面
図である。
【図4】図1におけるVI-VI断面図である。
【図5】図1におけるV-V断面図である。
【図6】第2実施形態の流量測定装置の図4に対応した
断面図である。
【図7】(a)と(b)は台座を流路内に平行に配設し
た場合と傾斜して配設した場合の比較説明断面図であ
る。
【符号の説明】
1−本体 3−流路 4−センシング部 5−入口側湾曲部 6−中央湾曲部 14−台座

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定空気を導入して流通させる流路
    と、該流路内に設けられた台座の一面に露出して配設さ
    れ、被測定空気の流量測定を行うセンシング部と、を備
    えた流量測定装置において、 該流路内を流れる被測定空気の流れに対しセンシング部
    を隠す方向に前記台座が傾斜して配設されていることを
    特徴とする流量測定装置。
  2. 【請求項2】 前記流路内の前記台座の近傍の側壁に、
    被測定空気の流れを絞る絞り部が形成され、該絞り部と
    該台座間の間隔が該流路の上流側で大きく下流側で小さ
    くなるように、該絞り部が形成されていることを特徴と
    する請求項1記載の流量測定装置。
JP2002064077A 2002-03-08 2002-03-08 流量測定装置 Pending JP2003262144A (ja)

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