説明

空気流量測定装置

【課題】空気流量測定装置1において、ダストの流量センサ4への到達を防ぐことを目的とする。
【解決手段】空気流量測定装置1は、バイパス流路6の途中に分岐するサブバイパス流路7内に流量センサ4が配されている。そして、分岐11より上流側のバイパス流路6を形成する流路壁面の内、サブバイパス流路7が分岐する方向側に位置する第1壁面15は、第1壁面15に沿って下流側に向かう流れが分岐11から遠ざかるような形状に湾曲しており、第1壁面15に対向する第2壁面16は、分岐11から遠ざかるように湾曲している。これによれば、バイパス流路6には分岐11から遠ざかる方向へ進む流れが形成されるため、ダストはその流れに乗って進む。このため、ダストは分岐11からサブバイパス流路7へ浸入しにくくなる。従って、ダストの流量センサ4への到達を防ぐことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路と、バイパス流路より分岐して設けられてバイパス流路を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路とを有し、サブバイパス流路に配置される流量センサによって空気流量を測定する空気流量測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図5に示すように、空気流量測定装置100は、ダクト101の内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路102と、バイパス流路102より分岐して設けられてバイパス流路102を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路103とが形成されたハウジング105とサブバイパス流路103に配設されサブバイパス流路103を流れる空気の流量を検出する流量センサ106とを備える。
そして、バイパス流路102とサブバイパス流路103との分岐により、ダクト101内部を流れる空気に含まれるダストを分離して、バイパス流路102にダストを流すように構成されている。
【0003】
すなわち、バイパス流路102がダクト内の流れ(以下、主流と呼ぶ)に沿って直進しており、バイパス流路102を通過する空気内のダストは慣性力によって直進することで、サブバイパス流路103とバイパス流路102との分岐でダスト分離することができる。
【0004】
しかし、従来の空気流量測定装置100では、バイパス流路102の出口付近の流路壁面の一部が、サブバイパス流路103とバイパス流路102との分岐108側を向いているため、図5において二点鎖線の矢印で示すように、稀ではあるが、ダストが流路壁面への衝突を繰り返すことで、ダストが分岐108に至り、分岐108からサブバイパス流路103へダストが浸入する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−112569号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、空気流量測定装置において、ダストの流量センサへの到達を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の空気流量測定装置は、ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路と、バイパス流路の途中から分岐して設けられてバイパス流路を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路とが形成されたハウジングと、サブバイパス流路に配設され、サブバイパス流路を流れる空気の流量を検出する流量センサとを備え、バイパス流路とサブバイパス流路との分岐で、ダクト内部を流れる空気に含まれるダストを分離して、ダストをバイパス流路側に流す。
【0008】
そして、分岐より上流側のバイパス流路を形成する流路壁面の内、サブバイパス流路が分岐する方向側に位置する第1壁面は、第1壁面に沿って下流側に向かう流れが分岐から遠ざかるような形状に湾曲している。また、第1壁面に対向する第2壁面は、少なくとも分岐に対向する部分で分岐から遠ざかるように湾曲している。
【0009】
これによれば、バイパス流路には分岐から遠ざかる方向へ進む流れが形成され、ダストはその流れに乗って進む。このため、ダストは分岐からサブバイパス流路へ浸入しにくくなる。従って、ダストの流量センサへの到達を防ぐことができる。
【0010】
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の空気流量測定装置は、ハウジングに形成されるバイパス流路の出口は、第1壁面の湾曲を形成する曲線をバイパス流路の出口位置まで延長した仮想線が通過するように開口している。
【0011】
これによれば、例えば、第1壁面に衝突したダストが跳ね返っても、バイパス流路の出口からダストが排出されやすくなる。つまり、ダストが流路壁面への衝突を繰り返す可能性を低くすることができ、ダストが跳ね返って分岐へ向かう虞がなくなる。
【0012】
〔請求項3、4の手段〕
請求項3、4に記載の空気流量測定装置では、バイパス流路の出口は、開口面が分岐から遠ざかる方向を向くように設けられている。
【0013】
バイパス流路の下流付近の第2壁面に対向する第3壁面が流れの方向に対して第2壁面を向くように傾斜している場合には、第3壁面に衝突したダストが第2壁面に衝突し、その跳ね返りでダストが分岐に向かう虞がある。
【0014】
しかし、本発明のように、バイパス流路出口の開口面が分岐から遠ざかる方向を向いているのであれば、第3壁面の下流端よりも第2壁面の下流端がバイパス流の上流側に位置することになるため、第3壁面に衝突したダストが第2壁面に衝突する可能性が低くなり、第3壁面に衝突したダストも出口から排出されやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】(a)は空気流量測定装置の断面図であり、(b)は空気流量測定装置を下流側からみた部分平面図である(実施例1)。
【図2】ダストの排出経路を説明する図である(実施例1)。
【図3】本発明と従来技術とのダスト浸入率を比較する図である(実施例1)。
【図4】空気流量測定装置の断面図である(実施例2)。
【図5】空気流量測定装置の断面図である(従来例)。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の空気流量測定装置は、ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路と、バイパス流路の途中から分岐して設けられてバイパス流路を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路とが形成されたハウジングと、サブバイパス流路に配設され、サブバイパス流路を流れる空気の流量を検出する流量センサとを備え、バイパス流路とサブバイパス流路との分岐で、ダクト内部を流れる空気に含まれるダストを分離して、ダストをバイパス流路側に流す。
【0017】
そして、分岐より上流側のバイパス流路を形成する流路壁面の内、サブバイパス流路が分岐する方向側に位置する第1壁面は、第1壁面に沿って下流側に向かう流れが分岐から遠ざかるような形状に湾曲している。また、第1壁面に対向する第2壁面は、少なくとも分岐に対向する部分で分岐から遠ざかるように湾曲している。
【実施例】
【0018】
〔実施例1〕
〔実施例1の構成〕
実施例1の空気流量測定装置1の構成を、図1を用いて説明する。
空気流量測定装置1は、例えば、自動車用エンジンの吸入空気量を計測するエアフローメータであり、エアクリーナの下流側に接続するダクト2に取り付けられている。
空気流量測定装置1は、以下に説明するハウジング3、流量センサ4、回路モジュールなどにより一体的に構成されている。
【0019】
ハウジング3は、内部に、ダクト2内に形成される主流路を流れる吸入空気の一部を取り込むバイパス流路6と、バイパス流路6の途中から分岐して、バイパス流路6を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路7とが形成されている。
【0020】
バイパス流路6は、ハウジング3の主流上流側面に開口するバイパス入口9と、ハウジング3の主流下流側面に開口するバイパス出口10とを有している。
【0021】
サブバイパス流路7は、バイパス流路6の途中から分岐するサブバイパス入口11と、取り込まれた吸入空気を主流路に戻すサブバイパス出口12とを有しサブバイパス入口11とサブバイパス出口12との間で空気の流れをUターンさせる流路形状に形成されている。
【0022】
具体的には、図1(a)に示すように、サブバイパス流路7はサブバイパス入口11から流入した空気を主流の径方向外側(高さ方向上側、図示上方)へ向かわせる第1流路7a、その後、主流上流側に向かわせる第2流路7b、その後、主流の径方向内側(高さ方向下側、図示下方)へ向かわせる第3流路7c、その後、主流下流側に向かわせてサブバイパス出口12から空気を流出させる第4流路7dを有している。
【0023】
第4流路7dは、バイパス流路6の幅方向の両側にそれぞれ設けられ、サブバイパス出口12は、ハウジング3の幅方向の両側部においてバイパス出口10の幅方向両側(図示左右)に主流下流に向かって開口している(図1(b)参照)。すなわち、第3流路7cがサブバイパス流下流で幅方向に2つに分岐して、それぞれ左右の第4流路7dに空気を流し、それぞれ左右のサブバイパス出口12から空気が流出する構成となっている。
【0024】
流量センサ4はサブバイパス流路7の第2流路7b(Uターンの頂点部分)に配置されておりサブバイパス流路7を流れる空気の流量を計測して電気的な信号(例えば電圧信号)として出力するものである。例えば、半導体基板の表面に薄膜抵抗体で形成された発熱素子と感温素子とを有し、これらの素子が回路モジュールに内蔵される回路基板(図示せず)に接続されている。
【0025】
〔実施例1の特徴〕
空気流量測定装置1では、サブバイパス入口11(以下、分岐11と呼ぶ)より上流側を形成する流路壁面の内、サブバイパス流路7が分岐する方向側に位置する第1壁面15が、第1壁面15に沿って下流側に向かう流れが分岐11から遠ざかるような形状に湾曲している。また、第1壁面15に対向する第2壁面16は、少なくとも分岐11に対向する部分で分岐11から遠ざかるように湾曲している。
【0026】
図1に示すようにサブバイパス流路7はバイパス流路6の高さ方向上側に向かって分岐して延びており、第1壁面15は、分岐11より上流側を形成する流路壁面の内、高さ方向上側に位置する壁面となる。そして、第2壁面16は、第1壁面15に対向する壁面、つまり、高さ方向下側に位置する壁面となる。
【0027】
そして、本実施例では、サブバイパス流路7が分岐する方向(高さ方向上側)に凸となるように湾曲している。例えば、第1壁面15は、高さ方向下側に中心を有する円弧状に湾曲している。
また、第2壁面16は分岐11に対向する部分を含む全体が高さ方向下側に向かって湾曲している。
なお、バイパス流路6の下流付近の第2壁面16に対向する流路壁面(すなわち、分岐11の下流側で高さ方向上側に位置する流路壁面)である第3壁面17は、第2壁面16を向くように傾斜している。
【0028】
また、バイパス出口10は、第1壁面15の湾曲の曲線をバイパス出口位置まで同じ曲率で延長した仮想線Xが通過するように開口している。つまり、バイパス出口10は、仮想線Xの高さ方向下側に延びて開口している。
【0029】
また、バイパス出口10は、開口面が分岐11から遠ざかる方向へ向かうように設けられている。
すなわち、バイパス出口10の開口面に垂直な線Yが、分岐11から遠ざかる方向へ向かうように設けられている。つまり、開口面は主流下流方向を真っ直ぐに向くのではなく、主流下流方向に対して高さ方向下側に傾いた方向を向くように形成されている。
【0030】
〔実施例1の作用効果〕
主流路を流れる空気にはダストが含まれるが、バイパス流路6に取り込まれた空気は、バイパス流路6を通過し、ダストは慣性力によってバイパス流路6の流れに沿って進む。これにより、バイパス流路6とサブバイパス流路7との分岐11でダストは分離されてサブバイパス流路7へはダストではなく空気のみが流入する。
本実施例では、第1壁面15と第2壁面16の湾曲によって、バイパス流路6には分岐11から遠ざかる方向へ進む流れが形成されるため、ダストはその流れに乗って進む。このため、ダストは分岐11からサブバイパス流路7へ浸入しにくくなる。従って、ダストの流量センサ4への到達を防ぐことができる。
【0031】
なお、本実施例では、第1壁面15と第2壁面16の湾曲によって、サブバイパス流路7へ流れ込む空気の流れが乱れる可能性があるため、流れを整える整流板20をサブバイパス流路7の入口付近に設けている。
【0032】
また、本実施例では、バイパス出口10は、第1壁面15の湾曲の曲線をバイパス出口位置まで延長した仮想線Xが通過するように開口している。
これによれば、バイパス出口10は、仮想線Xの高さ方向下側に延びて開口しているため、例えば、図2の実線矢印に示すように、気流にのりにくいダストが第1壁面15に衝突して跳ね返っても、ダストはバイパス出口10へ向かい、ダストが排出されやすくなる。つまり、ダストが流路壁面への衝突を繰り返す可能性を低くすることができ、ダストが跳ね返って分岐11へ向かう虞がなくなる。
【0033】
また、バイパス出口10は、仮想線Xの高さ方向下側に延びて開口している。
これによれば、図2の二点鎖線矢印に示すように、気流にのりにくいダストが第3壁面17に衝突した場合でも、第2壁面16に当たることなく、バイパス出口10から排出される。すなわち、第3壁面17の下流端よりも第2壁面16の下流端がバイパス流の上流側に位置することになるため、第3壁面17に衝突したダストが第2壁面16に衝突する可能性が低くなり、第3壁面17に衝突したダストもバイパス出口10から排出されやすくなるのである。
【0034】
図3には、本実施例の空気流量測定装置1(本発明)、及び従来例の空気流量測定装置100(従来技術)におけるサブバイパス流路7へのダスト浸入率を示す図である。図3に示すように、本発明では、従来技術に比べてダスト浸入率が8〜9割程度減少し、ほとんどダストが浸入していない。これは、分岐11から遠ざかる方向へ進む流れにのせてダストを排出可能な流路形状となっている点、気流にのりにくいダストも流路壁面への衝突を繰り返すことなくバイパス出口10に到達しやすい流路形状となっている点による効果といえる。
【0035】
〔実施例2〕
〔実施例2の構成〕
実施例2の空気流量測定装置1の構成を、図4を用いて実施例1とは異なる点を中心に説明する。
本実施例では、第1壁面15及び第2壁面16は湾曲しておらず、主流方向に平行な面となっている。そして、バイパス出口10に関しては、実施例1と同様に、開口面が、分岐11から遠ざかる方向を向くように設けられている。
【0036】
これによれば、図4の二点鎖線矢印に示すように、バイパス流路6の流れに沿って直進するダストが第3壁面17に衝突した場合でも、第2壁面16に当たることなく、バイパス出口10から排出される。すなわち、第3壁面17の下流端よりも第2壁面16の下流端がバイパス流の上流側に位置することになるため、第3壁面17に衝突して跳ね返ったダストが第2壁面16に衝突する可能性が低くなり、第3壁面17に衝突したダストもバイパス出口10から排出されやすくなる。
【符号の説明】
【0037】
1 空気流量測定装置
2 ダクト
3 ハウジング
4 流量センサ
6 バイパス流路
7 サブバイパス流路
9 バイパス入口(バイパス流路の入口)
10 バイパス出口(バイパス流路の出口)
11 サブバイパス入口(バイパス流路とサブバイパス流路の分岐)
12 サブバイパス出口(サブバイパス流路の出口)
15 第1壁面
16 第2壁面
X 第1壁面の湾曲の曲線をバイパス出口位置まで延長した仮想線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路と、前記バイパス流路の途中から分岐して設けられて前記バイパス流路を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路とが形成されたハウジングと、
前記サブバイパス流路に配設され、前記サブバイパス流路を流れる空気の流量を検出する流量センサとを備え、
前記バイパス流路とサブバイパス流路との分岐で、ダクト内部を流れる空気に含まれるダストを分離して、ダストをバイパス流路側に流す空気流量測定装置であって、
前記バイパス流路の前記分岐より上流側を形成する流路壁面の内、前記サブバイパス流路が分岐する方向側に位置する第1壁面は、前記第1壁面に沿って下流側に向かう流れが前記分岐から遠ざかるような形状に湾曲しており、
前記第1壁面に対向する第2壁面は、少なくとも前記分岐に対向する部分で前記分岐から遠ざかるように湾曲していることを特徴とする空気流量測定装置。
【請求項2】
請求項1に記載の空気流量測定装置において、
前記ハウジングに形成される前記バイパス流路の出口は、
前記第1壁面の湾曲を形成する曲線を前記バイパス流路の出口位置まで延長した仮想線が通過するように開口していることを特徴とする空気流量測定装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の空気流量測定装置において、
前記バイパス流路の出口は、開口面が、前記分岐から遠ざかる方向を向くように設けられていることを特徴とする空気流量測定装置。
【請求項4】
ダクトの内部を流れる空気の一部を取り込むバイパス流路と、前記バイパス流路の途中から分岐して設けられて前記バイパス流路を流れる空気の一部を取り込むサブバイパス流路とが形成されたハウジングと、
前記サブバイパス流路に配設され、前記サブバイパス流路を流れる空気の流量を検出する流量センサとを備え、
前記バイパス流路とサブバイパス流路との分岐で、ダクト内部を流れる空気に含まれるダストを分離して、ダストをバイパス流路側に流す空気流量測定装置であって、
前記ハウジングに形成される前記バイパス流路の出口は、開口面に垂直な線が、前記分岐から遠ざかる方向へ向かうように設けられていることを特徴とする空気流量測定装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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