JPS63210726A - 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場合が多く
、またこの結果、必然的に前記筒状体を空気流通過方向
に長く形成しなければなら゛なくなる。

したがって、空気流量計が少なくとも前記空気流方向に
大型化する。

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ｐｊ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、前記バイパス通路を吸気管に連通する空気通
路の形成をうまく行わないと、該空気通路内に、前記吸
気管内を通過する空気流の動圧がかかり、バイパス通路
から吸気管内に流出する空気流の吸引が良好に行われな
くなったり、前記空気通路内を空気が滑らかに通過する
ことができなくなったりするおそれがある。

この結果、熱線式センサに層流状態の空気流を当てるこ
とができなくなり、当該空気流量計による吸入空気量の
計測が正確に行われなくなるおそれがある。

本発明は、前述の間ｍ点を解決するためになされたもの
である。

（間ｍ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、該センシング通路に隣接
する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、さらに、前記連通路を、少なくとも該連通路の
、吸気通路側の開口部における中心軸と、該吸気通路の
、前記開口部における壁面との成す角度が、０度を超え
９０度以下の範囲内に設定されるように形成するという
手段を講じた点に特徴がある。

これにより、前記連通路内に、吸気通路内を通過する空
気流の動圧がかからないので、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効率良く吸引される。したがって、
前記センシング通路内の空気流が、該空気流通過方向に
あまり移動することなく、確実に層流状態になるという
作用効果を生じさせることができる。

（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、第５図は第１図をＣ−Ｃ線で切断した断面
図である。第５図においては、第１〜４図に示されたカ
バー１３、および該カバー１３内に配置された回路基板
１１（第１図）等は省略されている。

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
Ａ方向に通過する。

つぎに、第１．　３．　５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ＩＺ、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ＩＹ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および複数
のめねじ１８Ｂ（第５図）が形成されている。

前記上流側ボディ１の中央部には、この例においては、
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等と一体的に形成されてもよい。

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２９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２９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よい。

前記上流側ボディ１の、圧入カラー３およびターミナル
カラー４の外側には、複数の吸気通路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、熱線式の空気流量
センサ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、前記検出回路より
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有する、
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
よい。

つぎに、第１．４．５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の内径ど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、０リング
配置用の環状溝２Ｚ。

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
。

前記整流器６は、この例においては、その中央部が空気
流上流側に向かって突出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
、平板状、あるいは空気流下流側に凹部を有するように
形成されてもよい。

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、複数の吸気通路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
０リング１５を配置した状態で、上流側ボディ１に固着
される。前記固着は、上流側ボディ１に形成されためね
じ１８Ｂ（第５図）に、おねじ１９Ｂ（第４図）を螺合
させることにより行われる。

前記各吸気通路ＩＡおよび吸気通路２Ａにより構成され
る吸気通路２９は、センシング通路２１と平行になるよ
うに形成されている。

また、この実施例においては、前記吸気通路２９は、ベ
ンチュリ形状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、単に筒状となるよ
うに形成されてもよい。

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１．３．５図に示されたよう
に、それらが接合されたときに、前記センシング通路２
１が、前記各吸気通路２９の側壁に連通ずるように、連
通路２２が形成されている。

前記連通路２２は、その中心軸２２Ａと、該連通路２２
が開口した吸気通路２９の壁面との成す角度θが、０度
を超え９０度以下の範囲内に設定されるように、形成さ
れている。また、この実施例においては、前記連通路２
２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形成されている。

以上の構成ををする本発明の第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
リーナから空気が吸引され、空気流量計１００内を矢印
Ａ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、各吸気通路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、
連通路２２より前記各吸気通路２９内に吸引される。

ここで、前述したように、各吸気通路２９は、それぞれ
同一の形状を有するとともに、第３〜５図に示したよう
に、その隣合うもの同士の距離が等しくなるように、か
つそれぞれの、センシング通路２１の中心部からの距離
が等しくなるように、形成されている。さらに、前記各
連通路２２の形状も、同一である。

この結果、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
うに均一に流出するので、該センシング通路２１内を通
過する空気流は、該空気流の通過方向にあまり移動する
ことなく、層流状態となることができる。したがって、
前記センシング通路２１、ひいては当該空気流量計１０
０を、空気流通過方向にあまり長く形成することなく、
吸入空気量の検出を正確に行うことができる。

また、前記連通路２２は、その中心軸２２Ａと、該連通
路２２が開口した吸気通路２９の壁面との成す角度が０
度を超え９０度以下の範囲内に入るように形成されてい
るので、該連通路２２の、前記吸気通路２９における開
口部に、吸気通路２９内を通過する空気流の動圧がかか
らない。

したがって、前記センシング通路２１内を通過する空気
流が吸気通路２９内に吸引される際の、該空気流の吸引
効率が向上し、前記センシング通路２１内を通過する空
気流をさらに確実に層流にすることができ、また当該空
気流量計１００をさらにコンパクトに製作することがで
きる。

第６図は本発明の第２の実施例の断面図であり、第１図
と同様の図である。第６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６図において、センシング通路２１の後端部には、第
１図に示されたような整流器が配置されていない。そし
て、下流側ボディ２０２の、前記後端部に対応する部分
は、平面状に形成されている。

センシング通路２１および各吸気通路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形成されている。すなわち、前記連
通路２２２は、その中心軸２２２Ａと、該連通路２２２
が開口した吸気通路２９の壁面との成す角度θが９０度
となるように形成されている。

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。

この構成を有する空気流量計２００においても、各吸気
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、効率良く均一に吸引され、該センシング通
路２１内の空気流が確実に層流になる。

また、前記連通路２２２の、前記吸気通路２９内壁にお
ける開口部に吸気通路２９内を通過する空気流の動圧が
かからないので、前記吸引の際の吸引効率が向上し、こ
れにより、センシング通路２１内を通過する空気流を、
さらに確実に層流にすることができる。

第７図は本発明の第３の実施例の断面図であり、第１，
６図と同様の図である。第７図において、第１．６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、センシング通路２１の後端部には、そ
の中央部がセンシング通路２１内を通過する空気流の上
流側に突出するように形成された整流器３０６が配置さ
れている。

センシング通路２１と吸気通路２９とを連通ずる連通路
３２２は、前記センシング通路２１内を通過する空気流
が、該センシング通路２１の後端部より徐々にその進行
方向を変えるように、形成されている。換言すれば、前
記連通路３２２は、その中心軸３２２Ａと、該連通路３
２２が開口する吸気通路２９の壁面との成す角度が、前
記センシング通路から吸気通路２９へ向かうにしたがっ
て、徐々に変化するように形成されている。

そして、前記連通路３２２の、前記吸気通路２９側の開
口部におｌする中心軸と、前記吸気通路２Ｃしう、前記
開口部における壁面との成す角度θは、０度を超え９０
度以下（この例においては、はぼ９０度）となるように
設定されている。

この例においても、前記連通路３２２の、吸気通路２９
側の開口部に、吸気通路２９内を通過する空気流の動圧
がかからないので、センシング通路２１内を通過する空
気流が効率良く吸気通路２９内に吸引される。したがっ
て、センシング通路２１内を通過する空気流は、あまり
移動することなく、確実に層流状態になることができる
。

第８図は本発明の第４の実施例の断面図であり、第１図
と同様の図である。第８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８図において、吸気通路４２９は、ベンチュリ形状に
、かつ、連通路２２の、吸気通路４２９の壁面における
開口部が、ベンチュリ部の最狭部Ｓよりも空気流下流側
に位置するように、形成されている。

前記連通路２２は、その中心軸２２Ａと、該連通路２２
が開口した吸気通路４２９の壁面４２９Ａとの成す角度
θが、０度を超え９０度以下となるように、形成されて
いる。

この例においても、前記連通路２２に吸気通路４２９内
を通過する空気流の動圧がかからないので、センシング
通路２１内を通過する空気流を確実に層流状態にするこ
とができる。

さて、前述した第１ないし第４の実施例においては、吸
気通路内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、かつ効率良く
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、当該空気流量計を前記空気流通過方向にあ
まり大きく形成することなく、熱線式センサによる吸入
空気量の測定を確実に行うことができる。

また、前述の説明においては、連通路は、センシング通
路２１の底部に沿って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、前記連通路は、吸気通路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は、前記センシ
ング通路２１もしくは吸気通路の形状、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、
連通路は、前記各要因に応じた形状に形成されることが
望ましい。

また、連通路は、１つの吸気通路に対して１つだけ設け
られるものとしたが、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、２以上設けられてもよい。

また、センシング通路２１の周囲には、空気流通過方向
から見た形状が円形で、同一の大きさの吸気通路が、互
いに隣合うもの同士の距離が等しくなるように、かつセ
ンシング通路２１の中心からの距離が等しくなるように
、４個形成されているが、本発明においては、特にこれ
のみに限定されることはない。

つまり、前記吸気通路は、連通路を介して、センシング
通路２１内の空気流を吸引することにより、該センシン
グ通路２１内の空気流を層流にするためのものであり、
そのだめの最適な形状、個数および配列は、前記センシ
ング通路２１もしくは連通路の断面形状、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、前記吸気通路の形状、個数および配列は、
前記種々の要因に応じて、変形されることが望ましい。

さらに、吸気通路はセンシング通路２１の周囲に複数段
けられ、その各々に１つずつ連通路が形成されるものと
して説明したが、センシング通路２１を取巻くように、
すなわちＣ字形状に１つだけ吸気通路を設け、該吸気通
路に連通路を複数個、あるいは該吸気通路に沿うように
Ｃ字形状の連通路を１つ形成するようにしてもよい。

さらにまた、吸気通路がベンチュリ状を成しているとき
は、該吸気通路は、第１．　６．　７図においては、そ
のベンチュリ最狭部に連通路が開口するように、また第
８図においては、前記ベンチュリ最狭部から空気流下流
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、前記ベンチュリ最狭部から空気流上流側にずれ
た位置に連通路が開口するように形成されてもよい。

さらにまた、センシング通路２１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、いかなる
形状に設定されてもよいことは当然である。

第９図は本発明の第５の実施例の断面図である。

第９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９図に示された空気流量計は、従来より提案されてい
るバイパス通路を有するものである。

第９図において、空気流量計５００のボディ５９１には
、吸気通路５２９、および該吸気通路５２９に隣接して
配置され、その内部に空気流量センサ７および温度補償
センサ８が配置されたセンシング通路（バイパス通路）
５９２が形成されている。前記センシング通路５９２は
、その空気流下流側において、連通路５２２により前記
吸気通路５２９と連通している。

前記連通路５２２は、その中心軸５２２Ａと、該連通路
５２２が開口する吸気通路５２９の壁面との成す角度θ
が、０度から９０度以下の範囲内に設定されるように形
成されている。

前記センサ７．８のリード線７０は、公知の空気流量検
出回路（図示せず）に接続されている。

以上の構成を有する本発明の第５の実施例においても、
前記連通路５２２内に吸気通路５２９内を通過する空気
流の動圧がかからないので、該連通路５２２からの空気
流の吸引が効率良く行なわれる。

なお、このようにバイパス通路を有する空気流量計５０
０においては、第１図ないし第８図に示された空気流量
計のように、センサ７．８を通過した空気流が放射状に
吸引されないので、該バイパス通路の後端部において空
気が均一に流れなくなる。したがって、前記センサ７．
８に均一な空気流を当てるには、該センサを、前記バイ
パス通路の、後端部を避けて配置しなければならなくな
り、この結果、バイパス通路をその空気流通過方向に比
較的長く形成する必要がある。

したがって、当該空気流量計５００は、−節１図ないし
第８図に示された空気流量計に比べて、空気流通過方向
にやや大形化するおそれがある。

（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に隣接する
ように、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、さらに
前記連通路を、少なくとも該連通路の、前記吸気通路側
の開口部における中心軸と、前記吸気通路の、前記開口
部における壁面との成す角度が、０度から９０度の範囲
内に設定されるように形成したので、次のような効果が
達成される。

（１）連通路内に、吸気通路内を通過する空気流の動圧
がかからないので、センシング通路内に流入する空気が
、吸気通路を通過する空気流によりその底部側より、効
率良く滑らかに吸引される。

したがって、センシング通路内を通過する空気が、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、当該空気流量計を前記空気流通過方向にあ
まり大きく形成することなく、層流状態の空気流を熱線
式センサに当てることができ、該センサによる吸入空気
量の測定を確実に正確に行うことができる。

（２）前記センシング通路は、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図は第１図
をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。第６図は本発明の
第２の実施例の断面図である。第７図は本発明の第３の
実施例の断面図である。第８図は本発明の第４の実施例
の断面図である。第９図は本発明の第５の実施例の断面
図である。 １・・・上流側ボディ、ＩＡ、２Ａ、２９，４２９゜５
２９・・・吸気通路、２，２０２．３．０２゜４０２・
・・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゜３０６
・・・整流器、７・・・空気流量センサ、８・・・温度
補償センサ、１１・・・回路基板、２１，５９２・・・
センシング通路、２２，２２２，３２２゜５２２・・・
連通路、２２Ａ、２２２Ａ、３２２Ａ。 ５２２Ａ・・・中心軸、１００，２００，３００゜４０
０．５００・・・空気流量計、５９１・・・ボディ代理
人弁理士　平木通人　外１名 第２図 第３図 ＩＢ　　　　　　　　　　　　　　１７２日 第５図 ＋１：１１：ｌ　　　　　　　　　　　ｌ　　　　　ｌ
工第６図 第７図 第８図

Claims (3)

【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、 センシング通路、該センシング通路に隣接して配置され
   た少なくとも一つの吸気通路、および前記センシング通
   路を前記吸気通路の側面に連通する連通路を備えた流量
   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、 前記連通路は、少なくとも該連通路の、前記吸気通路側
   の開口部における中心軸と、前記吸気通路の、前記開口
   部における壁面との成す角度が、０度を超え、９０度以
   下の範囲内に設定されるように形成されたことを特徴と
   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項記載の
   空気流量計。
3. （３）前記吸気通路は、前記センシング通路を外囲する
   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項あるいは第２項記載の空気流量計。