JPS63210727A - 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、当該空気流量計が前記空気流方向に
大型化する。

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、当該内燃機関で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、該センシング通路を外囲
するように配置された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、前記センシング通路の先端
部に段状部を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、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ので、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。

また、バツクファイアによる爆風が、連通路を介して、
前記センサが配置されたセンシング通路内に流入しにく
く、仮に流入したとしても、前記段状部において、前記
爆風が塞き止められ、センシング通路から空気流上流側
に流出しない。したがって、熱線式センサに爆風の動圧
がかからず、前記センサおよび吸入空気量の計測に影響
を及ぼさないという作用効果も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１ど通過する。

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存する大径部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は、該圧入カラー３内に空気が滑らか
に流入するように、その空気流上流側端部（以下、先端
部という）の内壁がいわゆるベルマウス状となるように
形成されている。また、前記ベルマウス部は、その最狭
部の内径が、前述したセンシング通路２１の内径よりも
小さくなるように、形成されている。

すなわち、前記センシング通路２１の先端部には、セン
シング通路２１の内径よりも小さな内径を有する段状部
３Ａが形成されている。

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の先端部、すなわちセンシング通路２
１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２
９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
記各センサ７．８は、前記段状部３Ａの空気流下流側に
おいて発生する空気流の乱れ（渦）が該センサ７．８に
当たらないような位置に配置されている。

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囲路に加え
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の内径とほぼ同一の内径を有する大径部２Ｂ
か形成され、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
。

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２１が、前記各吸気通路２９の側壁に連通するように
、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、連通路２２を介して各吸気通路２
９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。

ここで前述したように、センサ７．８は、段状部３Ａに
おいて発生する空気流の乱れによる影響を受けないよう
な位置に配置されているので、センサ７．８には、層流
状態の空気流を当てることができる。

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１００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、センシング通路２１は底部を有しているので、換
言すれば、前記センシング通路２１は、連通路２２によ
り吸気通路２９の側面に開口しているので、バツクファ
イアが生じても、その爆風が連通路２２を介して前記セ
ンシング通路２１内に流入しにくい。

仮に、バツクファイアの爆風が、連通路２２を介して前
記センシング通路２１内に流入したとしても、前記セン
シング通路２１の先端部（圧入カラー３の先端部）には
、該センシング通路２１の内径よりも小さな段状部３Ａ
が形成されているので、前記爆風は前記段状部３Ａに突
当り、該センシング通路２１から空気流」二流側に流出
しにくい。

この結果、前記爆風は、センシング通路２１内を通過し
にくくなり、空気流量センサ７および温度補償センサ８
に、爆風による動圧がかからない。

したがって、前記バツクファイアが生じても、空気流量
センサ７および温度補償センサ８の寿命が短くなったり
、あるいは前記爆風が吸入空気として検出されたりしな
い。

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。

前掲した第１図に示された圧入カラー３のベルマウス部
は、その段状部３Ａの最狭部が、センシング通路２１の
軸心に対して垂直に形成された該センシング通路２１の
内壁面上に位置するように、形成されている。

これに対して、第６図に示された空気流量計２００に配
置された圧入カラー２０３は、その先端部に形成された
段状部２０３Ａの最狭部において空気流の乱れが極力発
生しないように、該最狭部からセンシング通路２１内壁
に至る部分が滑らかに形成されている。

また、空気流量センサ７および温度補償センサ８は、前
記段状部２０３Ａの最狭部において乱れる空気流の影響
を受けないような位置に配置されている。

この例においても、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。

また、バツクファイアが生じても、その爆風が連通路２
２２を介してセンシング通路２１内に流入しにくく、仮
にセンシング通路２１内に流入したとしても、前記爆風
は前記段状部２０３Ａにおいて塞き止められ、該センシ
ング通路２１から空気流上流側に爆風が流出しにくくな
る。したがって、バツクファイアにより空気流量センサ
７および温度補償センサ８が損傷を受けたり、また、バ
ツクファイアを吸入空気量として検出したりすることが
なくなる。

さて、前述の説明においては、連通路２２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、連通路２２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２２は、１つの吸気通路２９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２９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２９は、連通路２２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、そのための最適な形状、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２２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２９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２９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２２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２９がベンチュリ状を成している
ときは、該吸気通路２９は、第１，６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あ
るいは下流側にずれた位置に連通路２２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。

（発明の効果） 以−Ｌ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
ζ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、さらに前記セ
ンシング通路の先端部に段状部を形成したので、次のよ
うな効果が達成される。

（１）前記センシング通路は、連通路により吸気通路の
側面と連通しているので、バツクファイアが生じても、
その爆風が前記連通路を介してセンシング通路内に流入
しにくくなる。

仮に、前記爆風がセンシング通路内に流入しても、該爆
風は、前記段状部において塞き止められ、該センシング
通路から空気流上流側に流出しにくくなる。

したがって、センサに爆風の動圧がかからず、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
することがな（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。

（２）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。

【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。 １・・・」二流側ボディ、ＩＡ、２Ａ、２９・・・吸気
通路、２・・・下流側ボディ、３，２０３・・・圧入カ
ラー、３Ａ、２０３Ａ・・・段状部、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
・・・連通路、１００．２００・・・空気流量計代理人
弁理士　平木道人　外１名 第２図 第３図 １８　　　　　　　　　　　　　　Ｈ どじ

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、 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少なくとも一つの吸気通路
   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、 前記センシング通路は、空気流上流側の内壁に段状部を
   備え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項あるい
   は第２項記載の空気流量計。