JP5758850B2 - 熱式流量計 - Google Patents
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Description
図1は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示す、システム図である。エンジンシリンダ112とエンジンピストン114を備える内燃機関110の動作に基づき、吸入空気が被計測気体30としてエアクリーナ122から吸入され、主通路124である例えば吸気ボディ、スロットルボディ126、吸気マニホールド128を介してエンジンシリンダ112の燃焼室に導かれる。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体30の流量は本発明に係る熱式流量計300で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁152より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体30と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁152は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が吸入空気である被計測気体30と共に混合気を成形し、吸気弁116を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。
エアクリーナ122から取り込まれ主通路124を流れる吸入空気である被計測気体30の流量および温度が、熱式流量計300により計測され、熱式流量計300から吸入空気の流量および温度を表す電気信号が制御装置200に入力される。また、スロットルバルブ132の開度を計測するスロットル角度センサ144の出力が制御装置200に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン114や吸気弁116や排気弁118の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ146の出力が、制御装置200に入力される。排気24の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ148の出力が制御装置200に入力される。
内燃機関の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも熱式流量計300の出力を主パラメータとして演算される。従って熱式流量計300の計測精度の向上や経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには熱式流量計300により計測される吸入空気である被計測気体30の流量の計測精度の向上が極めて重要である。また熱式流量計300が高い信頼性を維持していることも大切である。
2.1 熱式流量計300の外観構造
図2および図3、図4は、熱式流量計300の外観を示す図であり、図2(A)は熱式流量計300の左側面図、図2(B)は正面図、図3(A)は右側面図、図3(B)は背面図、図4(A)は平面図、図4(B)は下面図である。熱式流量計300はハウジング302と表カバー303と裏カバー304とを備えている。ハウジング302は、熱式流量計300を主通路124である吸気ボディに固定するためのフランジ312と、外部機器との電気的な接続を行うための外部端子306を有する外部接続部305と、流量等を計測するための計測部310を備えている。計測部310の内部には、副通路を作るための副通路溝が設けられており、さらに計測部310の内部には、主通路124を流れる被計測気体30の流量を計測するための流量検出部602(図23参照)や主通路124を流れる被計測気体30の温度を計測するための温度検出部452を備える回路パッケージ400が設けられている。
熱式流量計300の入口350が、フランジ312から主通路124の中心方向に向かって延びる計測部310の先端側に設けられているので、主通路124の内壁面近傍ではなく、内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。このため熱式流量計300は主通路124の内壁面から離れた部分の気体の流量や温度を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。主通路124の内壁面近傍では、主通路124の温度の影響を受け易く、気体の本来の温度に対して被計測気体30の温度が異なる状態となり、主通路124内の主気体の平均的な状態と異なることになる。特に主通路124がエンジンの吸気ボディである場合は、エンジンからの熱の影響を受け、高温に維持されていることが多い。このため主通路124の内壁面近傍の気体は、主通路124の本来の気温に対して高いことが多く、計測精度を低下させる要因となる。
計測部310の先端側に設けられた副通路よりもフランジ312側の方に位置して、図2および図3に示すように、被計測気体30の流れの上流側に向かって開口する入口343が成形されており、入口343の内部には被計測気体30の温度を計測するための温度検出部452が配置されている。入口343が設けられている計測部310の中央部では、ハウジング302を構成する計測部310内の上流側外壁が下流側に向かって窪んでおり、前記窪み形状の上流側外壁から温度検出部452が上流側に向かって突出する形状を成している。また前記窪み形状の外壁の両側部には表カバー303と裏カバー304が設けられており、前記表カバー303と裏カバー304の上流側端部が、前記窪み形状の外壁より上流側に向かって突出した形状を成している。このため前記窪み形状の外壁とその両側の表カバー303と裏カバー304とにより、被計測気体30を取り込むための入口343が成形される。入口343から取り込まれた被計測気体30は入口343の内部に設けられた温度検出部452に接触することで、温度検出部452によって温度が計測される。さらに窪み形状を成すハウジング302の外壁から上流側に突出した温度検出部452を支える部分に沿って被計測気体30が流れ、表カバー303と裏カバー304に設けられた表側出口344および裏側出口345から主通路124に排出される。
被計測気体30の流れに沿う方向の上流側から入口343に流入する気体の温度が温度検出部452により計測され、さらにその気体が温度検出部452を支える部分である温度検出部452の根元部分に向かって流れることにより、温度検出部452を支える部分の温度を被計測気体30の温度に近づく方向に冷却する作用を為す。主通路124である吸気管の温度が通常高くなり、フランジ312あるいは熱絶縁部315から計測部310内の上流側外壁を通って、温度検出部452を支える部分に熱が伝わり、温度の計測精度に影響を与える恐れがある。上述のように、被計測気体30が温度検出部452により計測された後、温度検出部452の支える部分に沿って流れることにより、前記支える部分が冷却される。従ってフランジ312あるいは熱絶縁部315から計測部310内の上流側外壁を通って温度検出部452を支える部分に熱が伝わるのを抑制できる。
熱式流量計300を構成する計測部310の上流側側面と下流側側面にそれぞれ上流側突起317と下流側突起318とが設けられている。上流側突起317と下流側突起318は根元に対して先端に行くに従い細くなる形状を成しており、主通路124内を流れる吸入空気30の流体抵抗を低減できる。熱絶縁部315と入口343との間に上流側突起317が設けられている。上流側突起317は断面積が大きく、フランジ312あるいは熱絶縁部315からの熱伝導が大きいが、入口343の手前で上流側突起317が途切れており、さらに上流側突起317の温度検出部452側から温度検出部452への距離が、後述するようにハウジング302の上流側外壁の窪みにより、長くなる形状を成している。このため温度検出部452の支え部分への熱絶縁部315からの熱伝導が抑制される。
フランジ312には、その下面である主通路124と対向する部分に、窪み314が複数個設けられており、主通路124との間の熱伝達面を低減し、熱式流量計300が熱の影響を受け難くしている。フランジ312のねじ孔313は熱式流量計300を主通路124に固定するためのもので、これらのねじ孔313の周囲の主通路124に対向する面が主通路124から遠ざけられるように、各ねじ孔313の周囲の主通路124に対向する面と主通路124との間に空間が成形されている。このようにすることで、熱式流量計300に対する主通路124からの熱伝達を低減し、熱による測定精度の低下を防止できる構造をしている。さらにまた前記窪み314は、熱伝導の低減効果だけでなく、ハウジング302の成形時にフランジ312を構成する樹脂の収縮の影響を低減する作用をしている。
図4(A)は熱式流量計300の平面図である。外部接続部305の内部に4本の外部端子306と補正用端子307が設けられている。外部端子306は熱式流量計300の計測結果である流量と温度を出力するための端子および熱式流量計300が動作するための直流電力を供給するための電源端子である。補正用端子307は生産された熱式流量計300の計測を行い、それぞれの熱式流量計300に関する補正値を求めて、熱式流量計300内部のメモリに補正値を記憶するのに使用する端子であり、その後の熱式流量計300の計測動作では上述のメモリに記憶された補正値を表す補正データが使用され、この補正用端子307は使用されない。従って外部端子306が他の外部機器との接続において、補正用端子307が邪魔にならないように、補正用端子307は外部端子306とは異なる形状をしている。この実施例では外部端子306より補正用端子307が短い形状をしており、外部端子306に接続される外部機器への接続端子が外部接続部305に挿入されても、接続の障害にならないようになっている。また外部接続部305の内部には外部端子306に沿って複数個の窪み308が設けられており、これら窪み308は、フランジ312の材料である樹脂が冷えて固まる時の樹脂の収縮による応力集中を低減するためのものである。
3.1 副通路と流量検出部の構造と効果
熱式流量計300から表カバー303および裏カバー304を取り外したハウジング302の状態を図5および図6に示す。図5(A)はハウジング302の左側面図であり、図5(B)はハウジング302の正面図であり、図6(A)はハウジング302の右側面図であり、図6(B)はハウジング302の背面図である。
図7は、回路パッケージ400の計測用流路面430が副通路溝の内部に配置されている状態を示す部分拡大図であり、図6のA−A断面図である。なお、この図は概念図であり、図5や図6に示す詳細形状に対して、図7では細部の省略および単純化を行っており、細部に関して少し変形している。図7の左部分が裏側副通路溝334の終端部であり、右側部分が表側副通路溝332の始端部分である。図7では明確に記載していないが、計測用流路面430を有する回路パッケージ400の左右両側には、貫通部が設けられていて、計測用流路面430を有する回路パッケージ400の左右両側で裏側副通路溝334と表側副通路溝332とが繋がっている。
図8は、図7に示す実施例の他の実施例を示す部分拡大図であり、裏カバー304に突起部358を設けた形態を示したものである。
次に、図9〜図14は、図7に示す実施例の更なる他の実施例を示す部分拡大図であり、表カバー303に設けられた突起部356の変形形態を示したものである。
次に、図15は、図7に示す流量計測部分の他の実施例を示す拡大図であり、図6(B)のA−A断面に相当する部分の他の実施例である。図7と同様、図示しない入口溝から取り込まれた被計測気体30は、図15に示されない計測部310の先端側に設けられた副通路を破線の矢印で示すように流れ、図の左側に位置する裏側副通路溝の終端側に位置する溝から通路386に導かれる。この通路386において、計測用流路面430に設けられた熱伝達面露出部436により流量が計測される。その後表側副通路溝に導かれ、再び図15に示されない計測部310の先端側に設けられた副通路を破線の矢印で示すように流れ、図2(B)に示す出口352から主通路124へ排出される。
上記においては、主として副通路の壁面に設けられた突起部356によって、被計測気体30に含まれる粒子や汚損物質が流量検出部602の熱伝達面露出部436へ到達することを回避し、被計測気体30の流量の計測精度を高める構成について説明した。一方で、回路パッケージ400に設けられた熱伝達面露出部436付近で被計測気体30の淀み点や渦が存在すると、被計測気体30の流速が低下したり、被計測気体30に含まれる粒子や汚損物質が熱伝達面露出部436に堆積して流量の計測精度が低下する可能性がある。
図17は表カバー303の外観を示す図であり、図17(A)は左側面図、図17(B)は正面図、図17(C)は平面図である。図18は裏カバー304の外観を示す図であり、図18(A)は左側面図、図18(B)は正面図、図18(C)は平面図である。
次に再び図5および図6を参照して、回路パッケージ400のハウジング302への樹脂モールド工程による固定について説明する。副通路を成形する副通路溝の所定の場所、例えば図5および図6に示す実施例では、表側副通路溝332と裏側副通路溝334のつながりの部分に、回路パッケージ400の表面に成形された計測用流路面430が配置されるように、回路パッケージ400がハウジング302に配置されて固定されている。回路パッケージ400をハウジング302に樹脂モールドにより埋設して固定する部分が、副通路溝より少しフランジ312側に、回路パッケージ400をハウジング302に埋設固定するための固定部372として設けられている。固定部372は第1樹脂モールド工程により成形された回路パッケージ400の外周を覆うようにして埋設している。
上述した図5および図6に示すハウジング302において、流量検出部602や処理部604を備える回路パッケージ400を第1樹脂モールド工程により製造し、次に、被計測気体30を流す副通路を成形する例えば表側副通路溝332や裏側副通路溝334を有するハウジング302を、第2樹脂モールド工程にて製造する。この第2樹脂モールド工程で、前記回路パッケージ400をハウジング302の樹脂内に内蔵して、ハウジング302内に樹脂モールドにより固定する。このようにすることで、流量検出部602が被計測気体30との間で熱伝達を行って流量を計測するための熱伝達面露出部436と副通路、例えば表側副通路溝332や裏側副通路溝334の形状との関係、例えば位置関係や方向の関係を、極めて高い精度で維持することが可能となる。回路パッケージ400毎に生じる誤差やばらつきを非常に小さい値に抑え込むことが可能となる。結果として回路パッケージ400の計測精度を大きく改善できる。例えば従来の接着剤を使用して固定する方式に比べ、2倍以上、計測精度を向上できる。熱式流量計300は量産により生産されることが多く、ここに厳密に計測しながら接着剤で接着する方法には、計測精度の向上に関して限界がある。しかし、本実施例のように第1樹脂モールド工程により回路パッケージ400を製造し、その後被計測気体30を流す副通路を成形する第2樹脂モールド工程にて副通路を成形すると同時に回路パッケージ400と前記副通路とを固定することで、計測精度のばらつきを大幅に低減でき、各熱式流量計300の計測精度を大幅に向上することが可能となる。このことは、図5や図6に示す実施例だけでなく、図7あるいは図15に示す実施例においても同様である。
4.1 熱伝達面露出部436を備える計測用流路面430の成形
図19に第1樹脂モールド工程で作られる回路パッケージ400の外観を示す。なお、回路パッケージ400の外観上に記載した斜線部分は、第1樹脂モールド工程で回路パッケージ400を製造した後に、第2樹脂モールド工程でハウジング302を成形する際に、第2樹脂モールド工程で使用される樹脂により回路パッケージ400が覆われる固定面432を示す。図19(A)は回路パッケージ400の左側面図、図19(B)は回路パッケージ400の正面図、図19(C)は回路パッケージ400の背面図である。回路パッケージ400は、後述する流量検出部602や処理部604を内蔵し、熱硬化性樹脂でこれらがモールドされ、一体成形される。なお、流量検出部602を備える部分が副通路内に配置される通路部605となる。
回路パッケージ400に設けられた温度検出部452は、温度検出部452を支持するために被計測気体30の上流方向に延びている突出部424の先端も設けられて、被計測気体30の温度を検出する機能を備えている。高精度に被計測気体30の温度を検出するには、被計測気体30以外部分との熱の伝達をできるだけ少なくすることが望ましい。温度検出部452を支持する突出部424は、その根元より、先端部分が細い形状を成し、その先端部分に温度検出部452を設けている。このような形状により、温度検出部452への突出部424の根元部からの熱の影響が低減される。
回路パッケージ400には、内蔵する流量検出部602や処理部604を動作させるための電力の供給、および流量の計測値や温度の計測値を出力するために、接続端子412が設けられている。さらに、回路パッケージ400が正しく動作するかどうか、回路部品やその接続に異常が生じていないかの検査を行うために、端子414が設けられている。この実施例では、第1樹脂モールド工程で流量検出部602や処理部604を、熱硬化性樹脂を用いてトランスファモールドすることにより回路パッケージ400が作られる。トランスファモールド成形を行うことにより、回路パッケージ400の寸法精度を向上することができるが、トランスファモールド工程では、流量検出部602や処理部604を内蔵する密閉した金型の内部に加圧した高温の樹脂が圧入されるので、出来上がった回路パッケージ400について、流量検出部602や処理部604およびこれらの配線関係に損傷が無いかを検査することが望ましい。この実施例では、検査のための端子414を設け、生産された各回路パッケージ400についてそれぞれ検査を実施する。検査用の端子414は計測用には使用されないので、上述したように、端子414は外部端子内端361には接続されない。なお各接続端子412には、機械的弾性力を増すために、湾曲部416が設けられている。各接続端子412に機械的弾性力を持たせることで、第1樹脂モールド工程による樹脂と第2樹脂モールド工程による樹脂の熱膨張係数の相違に起因して発生する応力を吸収することができる。すなわち、各接続端子412は第1樹脂モールド工程による熱膨張の影響を受け、さらに各接続端子412に接続される外部端子内端361は第2樹脂モールド工程による樹脂の影響を受ける。これら樹脂の違いに起因する応力の発生を吸収することができる。
図19で示す斜線の部分は、第2樹脂モールド工程において、ハウジング302に回路パッケージ400を固定するために、第2樹脂モールド工程で使用する熱可塑性樹脂で回路パッケージ400を覆うための、固定面432を示している。図5や図6を用いて説明したとおり、計測用流路面430および計測用流路面430に設けられている熱伝達面露出部436と副通路の形状との関係が、規定された関係となるように、高い精度で維持されることが重要である。第2樹脂モールド工程において、副通路を成形すると共に同時に副通路を成形するハウジング302に回路パッケージ400を固定するので、前記副通路と計測用流路面430および熱伝達面露出部436との関係を極めて高い精度で維持できる。すなわち、第2樹脂モールド工程において回路パッケージ400をハウジング302に固定するので、副通路を備えたハウジング302を成形するための金型内に、回路パッケージ400を高い精度で位置決めして固定することが可能となる。この金型内に高温の熱可塑性樹脂を注入することで、副通路が高い精度で成形されると共に、回路パッケージ400が高い精度で固定される。
図20は、ダイヤフラム672および流量検出部(流量検出素子)602の内部に設けられた空隙674と孔520とを繋ぐ連通孔676を説明する説明図である。
6.1 回路パッケージ400の生産工程
図21及び図22は熱式流量計300の生産工程を示し、図21は回路パッケージ400の生産工程を示し、図22は熱式流量計の生産工程の実施例を示す。図21において、ステップ1はフレーム枠を生産する工程を示す。このフレーム枠は例えばプレス加工によって作られる。
図22に示す工程では、図21により生産された回路パッケージ400と外部端子306とが使用され、ステップ5で第2樹脂モールド工程によりハウジング302がつくられる。このハウジング302は樹脂製の副通路溝やフランジ312や外部接続部305が作られると共に、図19に示す回路パッケージ400の斜線部分が第2樹脂モールド工程の樹脂で覆われ、回路パッケージ400がハウジング302に固定される。前記第1樹脂モールド工程による回路パッケージ400の生産(ステップ3)と第2樹脂モールド工程による熱式流量計300のハウジング302の成形との組み合わせにより、流量検出精度が大幅に改善される。ステップ6で図5、6に示す各外部端子内端361の切り離しが行われ、接続端子412と外部端子内端361との接続がステップ7で行われる。
7.1 熱式流量計300の回路構成の全体
図23は熱式流量計300の流量検出回路601を示す回路図である。なお、先に実施例で説明した温度検出部452に関する計測回路も熱式流量計300に設けられているが、図23では省略している。
図24は、上述した図23の流量検出回路601の回路配置を示す回路構成図である。流量検出回路601は矩形形状の半導体チップとして作られており、図24に示す流量検出回路601の左側から右側に向かって、矢印の方向に、被計測気体30が流れる。
302…ハウジング
303…表カバー
304…裏カバー
305…外部接続部
306…外部端子
307…補正用端子
310…計測部
320…端子接続部
332…表側副通路溝
334…裏側副通路溝
356…突起部
358…突起部(裏面側突起部)
359…樹脂部
361…外部端子内端
372…固定部
400…回路パッケージ(支持体)
401…回路パッケージの上流側端部
402…回路パッケージの下流側端部
412…接続端子
414…端子
424…突出部
430…計測用流路面
431…計測用流路面裏面
432…固定面
436…熱伝達面露出部
438…開口
452…温度検出部
503…絞り面
505…戻り面
601…流量検出回路
602…流量検出部
604…処理部
608…発熱体
640…発熱制御ブリッジ
650…流量検知ブリッジ
672…ダイヤフラム
Claims (23)
- 主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路と、該副通路を流れる被計測気体との間で熱伝達面を介して熱伝達を行うことにより熱量を計測する流量検出部と、少なくとも熱伝達面を露出させるように流量検出部を副通路内に支持する支持体と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路の壁面のうち前記支持体の流量検出部の熱伝達面を露出させた計測用流路面と対向する壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記壁面から前記支持体へ近づく絞り面と該絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る戻り面とを有する突起部が設けられており、
前記絞り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の上流側端部よりも上流側に配置され、前記戻り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に配置され、
前記突起部のうち前記壁面から最も離間している部分が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側かつ前記支持体の下流側端部よりも上流側に配置され、
前記絞り面は、傾きの異なる複数の平面から構成され、前記支持体へ向かって凸となる形状を呈しており、前記複数の平面のうち隣接する平面同士の交線の少なくとも一つが、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面に対向する位置に配置されていることを特徴とする熱式流量計。 - 主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路と、該副通路を流れる被計測気体との間で熱伝達面を介して熱伝達を行うことにより熱量を計測する流量検出部と、少なくとも熱伝達面を露出させるように流量検出部を副通路内に支持する支持体と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路の壁面のうち前記支持体の流量検出部の熱伝達面を露出させた計測用流路面と対向する壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記壁面から前記支持体へ近づく絞り面と該絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る戻り面とを有する突起部が設けられており、
前記絞り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の上流側端部よりも上流側に配置され、前記戻り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に配置され、
前記突起部のうち前記壁面から最も離間している部分が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側かつ前記支持体の下流側端部よりも上流側に配置され、
前記絞り面は、前記流量検出部の熱伝達面と平行な平面を有しており、該平行な平面の上流側端部が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも上流側に配置され、該平行な平面の下流側端部が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側に配置されていることを特徴とする熱式流量計。 - 主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路と、該副通路を流れる被計測気体との間で熱伝達面を介して熱伝達を行うことにより熱量を計測する流量検出部と、少なくとも熱伝達面を露出させるように流量検出部を副通路内に支持する支持体と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路の壁面のうち前記支持体の流量検出部の熱伝達面を露出させた計測用流路面と対向する壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記壁面から前記支持体へ近づく絞り面と該絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る戻り面とを有する突起部が設けられており、
前記絞り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の上流側端部よりも上流側に配置され、前記戻り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に配置され、
前記突起部のうち前記壁面から最も離間している部分が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側かつ前記支持体の下流側端部よりも上流側に配置され、
前記絞り面と前記戻り面は、被計測気体の流れ方向に直交する平面に対して非対称であることを特徴とする熱式流量計。 - 主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路と、該副通路を流れる被計測気体との間で熱伝達面を介して熱伝達を行うことにより熱量を計測する流量検出部と、少なくとも熱伝達面を露出させるように流量検出部を副通路内に支持する支持体と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路の壁面のうち前記支持体の流量検出部の熱伝達面を露出させた計測用流路面と対向する壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記壁面から前記支持体へ近づく絞り面と該絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る戻り面とを有する突起部が設けられており、
前記絞り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の上流側端部よりも上流側に配置され、前記戻り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に配置され、
前記突起部のうち前記壁面から最も離間している部分が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側かつ前記支持体の下流側端部よりも上流側に配置され、
前記戻り面は、前記壁面に対して垂直な平面を有しており、該垂直な平面は、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に設けられていることを特徴とする熱式流量計。 - 主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路と、該副通路を流れる被計測気体との間で熱伝達面を介して熱伝達を行うことにより熱量を計測する流量検出部と、少なくとも熱伝達面を露出させるように流量検出部を副通路内に支持する支持体と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路の壁面のうち前記支持体の流量検出部の熱伝達面を露出させた計測用流路面と対向する壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記壁面から前記支持体へ近づく絞り面と該絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る戻り面とを有する突起部が設けられており、
前記絞り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の上流側端部よりも上流側に配置され、前記戻り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に配置され、
前記突起部のうち前記壁面から最も離間している部分が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側かつ前記支持体の下流側端部よりも上流側に配置され、
前記支持体のうち前記流量検出部の熱伝達面の周囲には、前記計測用流路面と対向する前記壁面へ向かって拡幅する傾斜面が設けられていることを特徴とする熱式流量計。 - 主通路から取り込まれた被計測気体を流すための副通路と、該副通路を流れる被計測気体との間で熱伝達面を介して熱伝達を行うことにより熱量を計測する流量検出部と、少なくとも熱伝達面を露出させるように流量検出部を副通路内に支持する支持体と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路の壁面のうち前記支持体の流量検出部の熱伝達面を露出させた計測用流路面と対向する壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記壁面から前記支持体へ近づく絞り面と該絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る戻り面とを有する突起部が設けられており、
前記絞り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の上流側端部よりも上流側に配置され、前記戻り面と前記壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に配置され、
前記突起部のうち前記壁面から最も離間している部分が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側かつ前記支持体の下流側端部よりも上流側に配置されるとともに、
前記副通路を流れる被計測気体は、前記支持体の前記計測用流路面とは反対側の計測用流路面裏面側にも流れるようになっており、
前記副通路の壁面のうち前記計測用流路面裏面と対向する裏面側壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記支持体へ近づく裏面側絞り面と該裏面側絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る裏面側戻り面を有する裏面側突起部が設けられていることを特徴とする熱式流量計。 - 前記絞り面及び/又は前記戻り面は、平面および曲面の少なくとも一方から構成されることを特徴とする請求項3、5、6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記絞り面及び/又は前記戻り面は、前記支持体へ向かって凸もしくは前記支持体へ向かって凹となる形状を呈していることを特徴とする請求項2から6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記絞り面及び/又は前記戻り面は、傾きの異なる複数の平面もしくは曲率の異なる複数の曲面から構成されることを特徴とする請求項3、5、6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記絞り面は、傾きの異なる複数の平面から構成され、前記支持体へ向かって凸となる形状を呈しており、前記複数の平面のうち隣接する平面同士の交線の少なくとも一つが、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項2から6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記隣接する平面同士の交線の少なくとも一つは、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面の中心よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項1又は10に記載の熱式流量計。
- 前記絞り面は、前記流量検出部の熱伝達面と平行な平面を有しており、該平行な平面の上流側端部が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも上流側に配置され、該平行な平面の下流側端部が、被計測気体の流れ方向で前記流量検出部の熱伝達面よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項1、3、4、5、6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記絞り面と前記戻り面は、被計測気体の流れ方向に直交する平面に対して非対称であることを特徴とする請求項1、2、4、5、6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記戻り面は、前記壁面に対して垂直な平面を有していることを特徴とする請求項1、2、3、5、6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記垂直な平面は、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項14に記載の熱式流量計。
- 前記垂直な平面は、前記戻り面の下流側端部に設けられていることを特徴とする請求項4又は15に記載の熱式流量計。
- 前記支持体のうち前記流量検出部の熱伝達面の周囲には、前記計測用流路面と対向する前記壁面へ向かって拡幅する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項1、2、3、4、6のいずれかに記載の熱式流量計。
- 前記傾斜面のうち被計測気体の流れ方向に沿う方向に設けられた傾斜面は、前記支持体の上流側端部から下流側端部に亘って延設されていることを特徴とする請求項5又は17に記載の熱式流量計。
- 前記副通路を流れる被計測気体は、前記支持体の前記計測用流路面とは反対側の計測用流路面裏面側にも流れるようになっており、
前記副通路の壁面のうち前記計測用流路面裏面と対向する裏面側壁面には、被計測気体の流れ方向へ向かうに従って前記支持体へ近づく裏面側絞り面と該裏面側絞り面の下流側端部から前記壁面へ戻る裏面側戻り面を有する裏面側突起部が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の熱式流量計。 - 前記裏面側突起部は、被計測気体の流れ方向に直交する平面のうち前記熱伝達面の中心を通る平面に対して対称であることを特徴とする請求項6又は19に記載の熱式流量計。
- 前記裏面側突起部は、被計測気体の流れ方向に直交する平面に対して非対称であることを特徴とする請求項6又は19に記載の熱式流量計。
- 前記裏面側絞り面と前記裏面側壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の上流側端部よりも下流側に配置され、前記裏面側戻り面と前記裏面側壁面との交線が、被計測気体の流れ方向で前記支持体の下流側端部よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項6又は19に記載の熱式流量計。
- 前記副通路を流れる被計測気体は、前記支持体のうち前記計測用流路面側のみに流れるようになっていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の熱式流量計。
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