JPS63210714A - 空気流量計 - 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） 本発明は空気流量計に関するものであり、特に、内燃機
関の吸気管に配置され、そのセンサとして白金等の熱線
式センサを用いた空気流量計に関するものである。

（従来の技術） 内燃機関の吸気管に配置される空気流量計には、種々の
方式のものがあるが、その中でも、センサとして白金線
等の熱線を用いたいわゆる熱線式の空気流量計は、応答
が良く、また単位時間当りに流れる空気の質量が測定で
きる等の理由により、広く用いられている。

このような空気流量計においては、センサは、例えば特
開昭５６−１０８９１１号公報、実開昭５９−１５８０
３０号公報等に記載されているように、吸気管内に配置
された筒状体内に設けられたり、あるいは特開昭５９−
１９０６２３号公報等に記載されているように、吸気管
内の吸気通路から分岐するように配置されたバイパス通
路の直線部内に設けられたりしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

（１）吸入空気量を正確に測定するには、吸気管内を通
過する空気を層流状態にして、センサに当てる必要があ
る。

ところが、センサが吸気管内に配置された筒状体内に設
けられている場合には、該筒状体内の空気流に乱れが多
く、空気流を層流状態にするのは困難である。

また、バツクファイアが生じたときに、その爆風により
、センサが損傷を受けやすく、当該空気流量計の寿命が
短くなるという欠点もある。

さらに、バツクファイアが生じたときにも、その爆風を
吸入空気として検出してしまうので、正確な吸入空気量
を測定することができない。

（２）センサがバイパス通路内に配置されている場合に
は、該バイパス通路の、空気流下流側における端部が吸
気管内側面部に開口しているため、該端部よりバイパス
通路内の空気が吸引され、この結果、該バイパス通路内
の空気流を比較的層流状態にしやすい。

ところが、センサが配置されたバイパス通路の直線部は
、前記吸気管内側面部に開口したバイパス通路の後端部
と屈曲して接続されているので、該屈曲部において空気
流が乱れやすい。したがって、センサは、前記バイパス
通路の直線部の、空気流下流側を避けて配置される必要
がある。

この結果、前記バイパス通路は比較的長く形成されなく
てはならなくなり、当該空気流量計が複雑化し、また大
形化する。

さらに、前記バイパス通路は、吸気管側壁内部、あるい
は側壁外面に直接形成されるために、該バイパス通路を
構成する壁面に、当該内燃機関より発生する熱が伝導し
、センサ、あるいはバイパス通路を通過する空気が加熱
されてしまうおそれがある。この結果、空気流量の計測
が不正確になる。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、その内部に熱線式セン
サを備えたセンシング通路と、該センシング通路の周囲
を囲むように吸気通路とを設けるとともに、前記センシ
ング通路と前記吸気通路の側面とを連通ずるように連通
路を設けるという手段を講じ、これにより、センシング
通路内に流入する空気が、前記連通路を介して、前記吸
気通路内を通過する空気流により放射状に広がるように
吸引されるようにして、前記センシング通路内の空気流
が確実に層流状態になるという作用効果を生じさせ、ま
た、バツクファイアによる爆風が、前記センサが配置さ
れたセンシング通路内に流入しないという作用効果を生
じさせた点に特徴がある。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は第３図をＢ−Ｂ線で切断した断面図、第２図は
本発明の第１の実施例の側面図、第３図は第２図を空気
流上流側から見た本発明の第１の実施例の正面図、第４
図は第２図を空気流下流側から見た本発明の第１の実施
例の背面図である。

まず、第２図において、空気流量計１００は、車両に搭
載された内燃機関の吸気管に配置される。

空気流量計１００には、その両端部にジヨイント１０１
および１０２が接続され、前記ジヨイント１０１は、吸
気管のエアクリーナ（図示せず）側に、また前記ジヨイ
ント１０２は、吸気管の燃料噴射弁および絞り弁（いず
れも図示せず）側に、それぞれ接続される。

したがって、エアクリーナから吸入される空気は、矢印
入方向に通過する。

つぎに、第１．３図において、上流側ボディ１の、前記
ジヨイント１０１との接続部側には、ジヨイント１０１
の内径とほぼ同一の内径を有する大径部ＩＢが形成され
、さらに該大径部ＩＢの周囲には、０リング配置用の環
状溝１２．および前記ジヨイント１０１と接続を行うた
めの複数のボルト穴Ｉ　Ｙが形成されている。

また、前記上流側ボディ１の、下流側ボディ２と対向す
る側には、０リング１５配置用の環状溝ＩＷが形成され
ている。

前記上流側ボディ１の中央部には、第１図に示されるよ
うに、筒状の圧入カラー３およびターミナルカラー４が
配置されている。前記圧入カラー３およびターミナルカ
ラー４の内壁は、吸入空気量を検出するセンシング通路
２１を構成している。

前記圧入カラー３およびターミナルカラー４は、樹脂、
セラミック、金属等の材料により形成されている。

また、前記圧入カラー３およびターミナルカラー４は、
上流側ボディ１および／あるいは後述するターミナルホ
ルダ５等と一体に形成されても良い。

また、前記圧入カラー３の空気流上流側端部（以下、先
端部という）、すなわちセンシング通路２１の先端部は
、後述する吸気通路ＩＡよりも、空気流上流側に突出す
るように描かれているが、前記吸気通路ＩＡの先端部と
同一面となるように、あるいは該先端部よりも空気流下
流側に後退するように構成されても良い。

前記上流側ボディ１には、前記圧入カラー３およびター
ミナルカラー４を囲むようなＣ字形状に、吸気通路ＩＡ
が穿設されている。

前記ターミナルカラー４の内側には、熱線式の空気流ｆ
ｆｉヤンサ７および温度補償センサ８が配置されている
。前記センサ７．８のリード線は、おねじ１９Ｄにより
上流側ボディ１に取付けられたターミナルホルダ５を介
して、当該上流側ボディ１の外部に引出されている。

前記ターミナルホルダ５は、樹脂、セラミック、金属等
の材料により形成されている。

前記空気流量センサ７および温度補償センサ８を用いて
吸入空気量を検出するための吸入空気量検出回路は、上
流側ボディ１の外壁に固着された回路基板１１に形成さ
れている。そして、この回路基板１１に、前記リード線
が接続されている。

前記回路基板１１には、前記吸入空気量検出回路に加え
て、該検出回路により検出された吸入空気量に応じた燃
料を燃料噴射弁より噴射するために、前記検出口路より
出力された信号を増幅し、そしてその増幅信号より燃料
噴射弁の開弁時間（デユーティ比）を設定する制御回路
が形成されている。前記吸入空気量検出回路および制御
回路は、公知であるので、その説明は省略する。

前記回路基板１１は、電気的外乱を遮る特性ををする、
樹脂性のカバー１３で覆われている。前記カバー１３は
、上流側ボディ１との間にガスケット１４を配置した状
態で、おねじ１９Ｃにより上流側ボディ１に取付けられ
ている。

符号１２は、電力制御用抵抗素子である。

前記センシング通路２１の、空気流下流側における端部
（以下、後端部という）には、後述する下流側ボディ２
の中央部に取付けられた整流器６が配置される。

前記整流器６は、下流側ボディ２と一体に形成されても
良い。

つぎに、第１，４図において、前記下流側ボディ２の、
前記ジヨイント１０２との接続部側には、該ジヨイント
１０２の内径とほぼ同一の内径を有する大径部２Ｂが形
成され、さらに該大径部２Ｂの周囲には、Ｏリング配置
用の環状溝２２、および前記ジヨイント１０２と接続を
行うための複数のボルト穴２Ｙが形成されている。

前記下流側ボディ２には、前述したように、前記センシ
ング通路２１の後端部に対応するように、おねじ１９Ａ
により整流器６が固着されている。

前記整流器６は、センシング通路２１の底部を構成する
。また、前記整流器６は、その中央部が空気流上流に向
かって突出するように形成されている。

また、前記下流側ボディ２の、前記整流器６の周囲には
、前記上流側ボディ１に形成された吸気通路ＩＡに対応
するように、吸気通路２Ａが形成されている。

前記下流側ボディ２は、上流側ボディ１の環状溝ＩＷに
Ｏリング１５を配置した状態で、図示されない手段を用
いて、上流側ボディ１に固着される。

前記吸気通路ＩＡおよび吸気通路２Ａにより構成される
吸気通路２９は、この例においてはその中央部において
狭窄な形状となるように、換言すればその断面がいわゆ
るベンチュリ状となるように、形成されている。

また前記吸気通路２９は、センシング通路２１と平行に
なるように形成されている。

前記上流側ボディ１およびターミナルカラー４、ならび
に下流側ボディ２には、第１．３図に示されるように、
それらが接合されたときに、センシング通路２１が、前
記吸気通路２９の側壁に連通ずるように、複数の連通路
２２が形成されている。

前記連通路２２は、この実施例においては、センシング
通路２１の底部、すなわち前記整流器６の側面に沿うよ
うに、かつそれぞれ同一の形状を有するように、また隣
り合うもの同士の間隔が等しくなるように、４個形成さ
れている。

以上の構成を有する本発明の第１の実施例において、当
該空気流量計１００が搭載された内燃機関の運転を開始
すると、該内燃機関の吸気管先端部に配置されたエアク
リーナがら空気が吸引され、空気流量計１００内を矢印
六方向（第１，２図）に通過する。前述したように、セ
ンシング通路２１は、吸気通路２９の側壁に開口してい
るので、該センシング通路２１内に流入した空気は、各
連通路２２より前記吸気通路２９内に吸引される。

ここで、前述したように、各連通路２２は、それぞれ同
一の形状を有するとともに、その隣合うもの同士の距離
が等しくなるように形成されているので、センシング通
路２１内に流入した空気は、該センシング通路２１の後
端部中央から放射状に広がるように均一に流出し、これ
により、センシング通路２１内を通過する空気流は、確
実に層流状態となることができる。

したがって、空気流量センサ７および温度補償センサ８
による吸入空気量の検出を、正確に行うことができる。

ところで、この第１の実施例においては、連通路２２は
、その中央部が空気流上流に向かって突出するように形
成された整流器６の表面に沿うように、かつそれぞれ同
一の形状を有するように、また隣り合うもの同士の間隔
が等しくなるように形成されるものとして説明したが、
本発明においては、特にこれのみに限定されることはな
い。

つまり、前記連通路２２は、吸気通路２９内を通過する
空気の流れにより、センシング通路２１内を通過する空
気を吸引して、該センシング通路２１内を通過する空気
を層流状態とするものであり、そのための最適な形状、
大きさ、隣り合うもの同士の間隔等の要素は、前記セン
シング通路２１もしくは吸気通路２９の形状、大きさ、
長さ、または当該内燃機関の排気量、気筒数、吸気管形
状、吸気管長さ等の種々の要因により変化する。

したがって、前記要素は、前記各要因に応じて設定され
ることが望ましい。

以下に、前記連通路の変形例を、第５〜８図を用いて説
明する。

第５図は本発明の第２の実施例の縦断面図であり、第１
図と同様の図である。第５図において、第１図と同一の
符号は、同一または同等部分をあられしているので、そ
の説明は省略する。

第５図において、空気流量計２００の中央部に構成され
たセンシング通路２１の底部には、前記第１の実施例に
適用されたような整流器が配置されていない。そして、
前記センシング通路２１の底部を構成する、下流側ボデ
ィ２０２の、上流側ボディ１側の面は、平面状に形成さ
れている。

センシング通路２１および吸気通路２９を連通ずる連通
路２２２は、平面状に構成されたセンシング通路２１の
底部に沿うように、前記吸気通路２９内を通過する空気
流とほぼ垂直に形成されている。前記連通路２２２の、
センシング通路２１内周方向に隣接する、該センシング
通路２１内壁面（符号２１Ａで示す）は、前記ターミナ
ルカラー４の内径と同一の内径を有するように形成され
、さらにこの実施例においては、下流側ボディ２０２と
一体的に形成されている。

この例においても、吸気通路２９内を通過する空気流に
より、連通路２２２を介してセンシング通路２１内を通
過する空気が放射状に広がるように均一に吸引され、該
センシング通路２１内の空気流が層流になる。

第６図は本発明の第３の実施例の縦断面図であり、第１
．５図と同様の図である。第６図において、第１．５図
と同一の符号は、同一または同等部分をあられしている
ので、その説明は省略する。

第６図において、空気流量計３００のセンシング通路２
１の底部を構成する、下流側ボディ３０２の、上流側ボ
ディ１側の面は、前記第２の実施例と同様に平面状に形
成されている。

センシング通路２１および吸気通路２９の側面を連通ず
る連通路３２２は、前記吸気通路２９内を通過する空気
流に対してほぼ垂直な方向に、かつ、その空気流下流側
端部が平面状に形成されたセンシング通路２１の底部か
ら所定の距離Ｘだけ離れるように形成されている。前記
連通路３２２の、センシング通路２１内周方向および空
気流下流側に隣接する、該センシング通路２１内壁面（
符号２１Ｂで示す）は、前記ターミナルカラー４の内径
と同一の内径を有するように形成され、さらにこの例に
おいては、下流側ボディ３０２と一体的に形成されてい
る。

この例においても、吸気通路２９内を通過する空気流に
より、連通路３２２を介してセンシング通路２１内を通
過する空気が放射状に広がるように吸引され、該センシ
ング通路２１内の空気流が層流になる。

第７図は本発明の第４の実施例の正面図であり、第３図
と同様の図である。第７図において、第３図と同一の符
号は、同一または同等部分をあられしているので、その
説明は省略する。

第７図において、空気流量計４００には、同一の形状を
有する連通路２２が６個形成されているが、それらは、
当該空気流量計４００の中心線Ｖに対して対称となるよ
うに形成されている。

この例においては、センシング通路２１内を通過する空
気流は、前記中心線Ｖを対称として、広がるように吸引
されるが、センシング通路２１内に配置される空気流量
センサ７および／あるいは温度補償センサ８の、空気流
に対して垂直な任意の一仮想線（例えば前記中心線Ｖ）
に対する配列角度、空気流に対する配列角度等によって
は、前記各センサの少なくとも一方に、層流状態で流れ
る空気を当てることが可能である。

第８図は本発明の第５の実施例の正面図であり、第３．
７図と同様の図である。第８図において、第３．７図と
同一の符号は、同一または同等部分をあられしているの
で、その説明は省略する。

第８図において、空気流量計５００には、同一形状の連
通路５２２Ａおよび同一形状の連通路５２２Ｂが、それ
ぞれ２個互いに対向するように、かつそれらが交互に配
列されるように、形成されている。

この実施例においては、図示されるように、連通路５２
２Ａおよび連通路５２２Ｂの形状はそれぞれ異なってい
るので、センシング通路２１から前記連通路５２２Ａお
よび連通路５２２Ｂを介して吸引される空気量は異なる
。

しかし、前記第４の実施例と同様に、センシング通路２
１内に配置される空気流量センサ７および／あるいは温
度補償センサ８の、空気流に対して垂直な任意の一仮想
線に対する配列角度、空気流に対する配列角度等によっ
ては、前記各センサに層流状態で流れる空気を当てるこ
とが可能である。

このように、連通路は、センシング通路を吸気通路２９
の側面に連通ずるものであれば、いかなる形状、大きさ
、および配置を有するものでもよく、例えば、後述する
（Ａ）〜（Ｄ）に示すような形状あるいは配置をとるこ
とができる。また、それらを組合わせてもよい。

（Ａ）連通路を、それぞれ同一形状に形成する。

（Ｂ）連通路を、隣り合うもの同士の間隔が等しくなる
ように形成する。

（Ｃ）第７図に示されたように、連通路を、センシング
通路の中心線に対して対称となるように形成する。

（Ｄ）第８図に示されたように、連通路を、その形状が
少なくとも一対ずつ異なるように、かつ同一の形状を存
するものが、センシング通路を中心として対称に配置さ
れるように構成する。

さて、前述の説明においては、連通路は、複数個設けら
れるものとしたが、Ｃ字形状に形成された吸気通路２９
に沿うように、１つだけ設けられても良い。

また前記連通路は、当該空気流量計が搭載される内燃機
関の気筒数、吸気管長さ等の各種要因に応じて、その形
状、個数等が設定されるものとしたが、本発明において
は、これのみでなく、センシング通路の形状も当該内燃
機関の気筒数、吸気管長さ等の各種要因に応じて、設定
されてもよいことは当然である。

また、吸気通路２９は、第１．５．６図に示されるよう
に、その最狭全部に連通路が開口するように形成されて
いるが、本発明においては特にこれのみに限定されるこ
とはなく、前記最狭全部から空気流上流側あるいは下流
側にずれた位置に連通路が開口するように形成されても
よい。

また、吸気通路２９は、その中央部において狭窄な形状
となるように形成されるものとして説明したが、本発明
においては特にこれのみに限定されることはなく、単に
筒状となるように形成されてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、その
内部に熱線式センサを備えたセンシング通路の周囲に、
吸気通路を設けるとともに、センシング通路と前記吸気
通路の側面とを連通ずる連通路を設けるようにしたので
、次のような効果が達成される。

（１）前記吸気通路を通過する空気流により、センシン
グ通路内に流入する空気がその底部側より放射状に吸引
されるので、該空気が空気流通過方向にあまり移動する
ことなく、確実に層流状態になる。

したがって、当該空気流量計を空気流通過方向にあまり
大きく形成することなく、前記熱線式センサによる吸入
空気量の測定を正確に行なうことができる。

（２）センシング通路は、吸気通路の側面と連通してい
るので、換言すれば、センシング通路は底部を備えてい
るので、バツクファイアが生じても、前記センシング通
路内に配置されたセンサが爆風にさらされにくくなる。

この結果、バツクファイアによりセンサの寿命が短くな
ったり、劣化したりすることが少なくなる。

また、バツクファイアによる爆風を吸入空気量として計
測することが少なくなるので、常に正確な吸入空気量を
計測することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。第
２図は本発明の第１の実施例の側面図である。第３図は
第２図を空気流上流側から見た本発明の第１の実施例の
正面図である。第４図は第２図を空気流下流側から見た
本発明の第１の実施例の背面図である。第５図は本発明
の第２の実施例の縦断面図である。第６図は本発明の第
３の実施例の縦断面図である。第７図は本発明の第４の
実施例の正面図である。第８図は本発明の第５の実施例
の正面図である。 １・・・上流側ボディ、ＩＡ、２Ａ、２９・・・吸気通
路、２，２０２．３０２・・・下流側ボディ、３・・・
圧入カラー、４・・・ターミナルカラー、５・・・ター
ミナルホルダ、６・・・整流器、７・・・空気流量セン
サ、８・・・温度補償゛センサ、１１・・・回路基板、
２１・・・センシング通路、２２，２２２゜３２２．５
２２Ａ、５２２Ｂ・・・連通路、１００．２００，３０
０，４００．５００・・・空気流量計 代理人弁理士　平木通人　外１名 第２図 １　　　　　　　　　　　　　ご 第６図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入空気流量を計測すべく内燃機関の吸気管に介
   装される空気流量計であって、 前記吸気管のほぼ中心軸線上に配置されたセンシング通
   路、および該センシング通路を外囲するように該センシ
   ング通路と平行に配置された吸気通路を備えた流量計本
   体と、 前記センシング通路に配置された熱線式センサとを具備
   したことを特徴とする空気流量計。
2. （２）前記センシング通路、および前記吸気通路の側面
   を連通する連通路をさらに備えたことを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項記載の空気流量計。
3. （３）前記連通路は、複数であることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第２項記載の空気流量計。
4. （４）前記連通路は、各々同一の形状となるように形成
   されたことを特徴とする前記特許請求の範囲第３項記載
   の空気流量計。
5. （５）前記連通路は、その形状が少なくとも一対ずつ異
   なるように形成され、かつ同一形状を有するものが前記
   センシング通路を中心として対称に配置されたことを特
   徴とする前記特許請求の範囲第３項記載の空気流量計。
6. （６）前記連通路は、隣り合うもの同士の間隔が等しく
   なるように配置されたことを特徴とする前記特許請求の
   範囲第３項ないし第５項のいずれかに記載の空気流量計
   。
7. （７）前記連通路は、センシング通路の中心線に対して
   対称となるように形成されたことを特徴とする前記特許
   請求の範囲第２項ないし第６項のいずれかに記載の空気
   流量計。
8. （８）前記センシング通路は、空気流下流側に底部を有
   することを特徴とする前記特許請求の範囲第１項ないし
   第７項にいずれかに記載の空気流量計。
9. （９）前記吸気通路は、その中央部が狭窄な形状となる
   ように形成されたことを特徴とする前記特許請求の範囲
   第１項ないし第８項のいずれかに記載の空気流量計。