JPH0748054B2 - 発熱抵抗式空気流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガソリンエンジンなどの内燃機関の吸気流量
計測用の発熱抵抗式空気流量計に係り、特に本体ボデイ
が合成樹脂で構成された自動車用ガソリンエンジンの吸
気流量計測に好適な発熱抵抗式空気流量計に関する。

〔従来の技術〕

近年、自動車用ガソリンエンジンの吸気流量計測用に発
熱抵抗式空気流量計が、広く採用されるようになってい
るが、この発熱抵抗式空気流量計としては、例えば実願
平１−30846号の明細書に記載されているように、軸流
バイパス通路方式の発熱抵抗式空気流量計がある。

この明細書に記載の発熱抵抗式空気流量計では、そのバ
イパス通路部分が、バイパス通路入口を有するバイパス
ブリッジ部として構成され、かつ、このバイパスブリッ
ジ部は空気流量計の本体ボディと一体に形成され、空気
流の下流側から通路カバーをねじ止めして取付るように
なっている。

なお、この種の装置として関連するものには、例えば、 特開昭63−55419号公報 特開平１−91018号公報 特開平１−126513号公報 などによるものを挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、エンジンに装置して使用中、振動や熱
膨張などにより、バイパス通路を形成する部材が本体ボ
ディから分離してしまう点について配慮がされておら
ず、本体ボディから部材が分離した場合には、エンジン
の破損誘発の虞れを生じるという問題があった。

また、上記従来技術は、本体ボディ材質の合成樹脂化に
ついての配慮が充分ではなく、合成樹脂化の適用により
耐電波障害特性低下の問題があった。

本発明の目的は、振動や熱膨張などによっても、バイパ
ス通路を構成する部材が本体ボディから分離せず、エン
ジン破損誘発の虞れを生じることのない、熱線式空気流
量計を提供することである。

本発明の他の目的は、本体ボディの合成樹脂化によって
も耐電波障害特性低下の虞れが無く、常に正確な空気流
量計測が可能な発熱抵抗式空気流量計を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、軸流バイパス通路
を構成する部材を、空気通路の上流側から装着するよう
にしたものであり、且つ、本体ボディの合成樹脂化に際
しても、熱線素子を保持するバイパス通路カバーの材質
については導電性の材料としたものである。

〔作用〕

軸流バイパス通路を構成するバイパス通路カバーが空気
通路上流側から装着されるので、空気通路内の空気流に
より、バイパス通路カバーには、その装着面に押し付け
られる方向の力が働くことになり、バイパス通路カバー
が本体ボディから脱落する虞れがなくなる。

また、本体ボディを合成樹脂化しても、熱線素子を保持
するバイパス通路カバーの材質が導電性なので、これを
接地することにより電波シールド機能が得られ、耐電波
障害特性の低下を抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明による発熱抵抗式空気流量計について、図
示の実施例により詳細に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例で、第１図は分
解斜視図、第２図は縦断面図、そして第３図は平面図で
あり、これらの図に示すように、この実施例による発熱
抵抗式空気流量計は、大別して、メイン通路１を有する
ボディ５と、流量検出信号を発生する制御モジュール８
とで構成されている。

メイン通路１はエンジンの吸気通路の一部を構成し、こ
の中をエンジンが吸入する空気が、第２図の矢印の方向
に流通する。従って、第１図と第２図では、図の上側が
空気通路の上流側になり、第３図は上流側から見た図に
なる。

２はバイパス通路で、バイパス通路カバー６により形成
され、その入口2aはメイン通路１のほぼ中央で上流側に
開口し、ここから流入した空気は、ボディ５に一体化さ
れているバイパスブリッジ14により形成される通路によ
り下流側の中央で両側に別れ、メイン通路１の周辺部近
傍に開口する出口14a、14bからメイン通路１に再合流す
るように構成されている。

３は熱線素子、４は感温抵抗素子で、これらは、特に第
２図、第３図から明らかなように、バイパス通路２の中
に位置決めされるようにして、制御モジュール８から延
長されているホルダー10の先端部に取付けてある。

バイパス通路２には、メイン通路１内を流れる空気量の
１〜３％の空気量が流通し、この空気流量を検出してメ
イン通路１内を通過する全空気流量、つまりエンジンの
吸気流量を計測するようになっている。

16はバイパス通路カバー６に形成してある管状部で、特
に第１図から明らかなように、制御モジュール８のホル
ダー10が、ボディ５に形成してある挿入孔5aから挿入さ
れるようになっている。

従って、この実施例においては、第１図に示すように、
ボディ５の上流側からバイパス通路カバー６をメイン通
路１内に挿入し、さらにこのバイパス通路カバー６の管
状部16の中に、ボディ５の挿入孔5aを介して制御モジュ
ール８のホルダー10を挿入し、２本のねじ７により、こ
れも上流側から、バイパス通路カバー６をバイパスブリ
ッジ14に締め付けることにより、バイパス通路２のが組
立られていることになり、この結果、バイパス通路カバ
ー６とねじ７は、いずれもメイン通路１内を上流から下
流に向けて流れる空気によりバイパスブリッジ14に押し
付けらけるような力を受けていることになり、万が一に
もメイン通路１内に落下したりすることがなく、更に管
状部16内には、ホルダー10が挿入孔5aを介して挿入され
ているので、これによってもバイパス通路カバー６の保
持が与えられていることになり、結局、この実施例によ
れば、二重に取付が行なわれていることになり、確実に
落下を防止することができる。

ここで、制御モジュール８は、そのメタルベース11がボ
ディ５の取付座5bにより位置決めされた上で、ねじによ
り取付られているが、このとき、挿入孔5aには、第２図
に示されているように、Ｏリング９が設けてあり、これ
により所定の空気シール性が与えられるようになってい
る。

次に、第４図は本発明の他の一実施例で、図において、
6Aは導電性の材料、たとえばアルミニウムなどの金属材
料で作られたバイパス通路カバーで、12は同じく導電性
の材料で作られたホルダスリーブであり、その他は第１
図ないし第３図の実施例と同じであるが、ただし、ボデ
ィ５は適当な合成樹脂材料、たとえばPBT（ポリブチレ
ン・テレフタノール）、PET（ポリエチレン・テレフタ
ノール）などのプラスチック材によって作られている。

このような発熱抵抗式空気流量計の合成樹脂化は、軽量
化やローコスト化のための極めて有力な手段であるが、
反面、流量計の耐電波障害特性の大きな低下をもたらし
てしまうという問題がある。つまり、ボディ５などを合
成樹脂化すると、電波に対するしゃへい機能がなくな
り、バイパス通路内に存在する熱線素子や感熱抵抗素子
がアンテナとして機能し、電波を拾って誤動作してしま
うようになってしまうのである。

第７図の特性7aは、合成樹脂化された発熱抵抗式空気流
量計の耐電波障害特性を、TEM CELL法により測定した
結果を示したもので、特定の周波数で20V/m以下にまで
低下していることが判る。

一般に、自動車に装着されている、エンジン制御関係の
電子機器では、おおよそ20V/m以下になると電波の影響
を受けて誤動作し、エンジン停止や暴走などの問題を生
じることが知られている。

しかしてこの第４図の実施例によれば、バイパス通路カ
バー6Aが導電性の材料で作られたおり、これが、同じく
導電性の材料で作られているホルダスリーブ12を介して
制御モジュール８のメタルベース11に電気的に接続さ
れ、この結果、接地電位に保たれているため、熱線素子
３と感熱抵抗素子４は、このバイパス通路カバー6Aによ
り充分に電波シールドされるので、ボディ５などの他の
部分が全て合成樹脂化されていても、第７図の特性7bに
示すように、測定周波数の全域において、約9V/m以上の
電界強度が得られ、充分な耐電波障害特性を確実に与え
ることができる。

次に、第５図は本発明の更に別の一実施例で、この実施
例は、バイパス通路カバー６の管状部16の一部分（第１
図に16aで示した部分）を除去して、制御モジュール８
のホルダー10がメイン通路１内の空気流に直接晒される
ようにしたものであり、このとき、Ｏリング13をホルダ
ー10の先端部に設け、上記した管状部16の一部分を除去
したことにより起こり得るようになった空気の漏洩を確
実に防止するようにしたものである。

この第５図の実施例によれば、上記ホルダー10が空気流
により充分に冷却されるので、感熱抵抗素子４が、この
ホルダー10から伝達される熱の影響を受けることがなく
なり、確実に空気の温度による補償を行なうことが出
来、精度の良い流量計測を容易に得ることができる。

これを以下に説明すると、まず、第８図は、発熱抵抗式
空気流量計のメイン通路内壁温度特性を示したものであ
るが、ここで上記した管状部16の一部分が除去されてい
なかったとすると、メイン通路内壁温度がホルダー10を
介して感熱抵抗素子４に伝導されてしまい、この結果、
このときには、第８図の特性8aに示すように、空気流量
をＱとした場合、Ｑ＝10〜20Kg/h付近の測定領域で、計
測誤差ΔQ/Q＝＋８％程度とかなり大きな値になり、こ
れでは自動車に装着した場合、特にエンジン始動時に運
転安定性の大きな低下をもたらしてしまう。

しかして、この第５図の実施例によれば、ホルダー10の
温度は、メイン通路１内の空気の温度に保たれるから、
これによる感熱抵抗素子４への熱的な影響は完全に除か
れ、第８図の特性8bに示すように、計測誤差ΔQ/Q＝＋
２％程度に抑えることができ、上記したように、精度の
良い流量計測を容易に得ることができ、エンジンを常に
精度良く、安定に制御することができることになる。

更に第６図も本発明の一実施例で、この実施例は、バイ
パスブリッジ14に対するバイパス通路カバー６の接合部
にＯリング15を介在させ、これらの部材間でのシール性
が容易に得られるようにしたものであり、その他の構成
は第１図〜第５図で説明した実施例と同じである。

この実施例によれば、バイパス通路カバー６とバイパス
ブリッジ14の接合部の仕上げ精度を下げても、確実なシ
ール性を容易に得ることができるから、合成樹脂化に有
利であるという効果がある。

更に、この第６図の実施例におけるＯリング15に代え
て、適当な接着剤を使用してバイパス通路カバー６とバ
イパスブリッジ14間のシールを得るようにしてもよい。
そして、このとき、使用すべき接着剤による接着に所定
の信頼性が期待できるなら、第１図、第３図に示した、
取付用のねじ７を省略し、接着剤による接合だけで組立
るようにしても良く、これによれば更にコストを削減す
ることが可能になる。

また、このとき、合成樹脂化された実施例においては、
上記したバイパス通路カバー６とバイパスブリッジ14と
の組立に熱圧接工法や超音波接合工法を用いるようにし
てもよいのはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、軸流バイパス通路を構成する部材が、
空気通路の上流側から装着されるようにしたから、振動
や熱応力による部材の脱落がなくなり、エンジンの損傷
を確実になくすことができ、且つ、合成樹脂化による耐
電波障害特性の低下も容易に抑えることができるから、
精度の良い発熱抵抗式空気流量計をローコストで提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による発熱抵抗式空気流量計の一実施例
を示す分解斜視図、第２図は縦断面図、第３図は平面
図、第４図、第５図、第６図はそれぞれ本発明の他の一
実施例を示す一部断面図、第７図は耐電波障害を示す特
性図、第８図は温度による流量計測誤差を示す特性図で
ある。 １……メイン通路、２……バイパス通路、３……熱線素
子、４……感熱抵抗素子、５……ボディ、６……バイパ
ス通路カバー、７……取付用のねじ、８……制御モジュ
ール、９、13、15……Ｏリング、10……ホルダー、11…
…メタルベース、12……ホルダスリーブ、14……バイパ
スブリッジ、16……管状部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主空気通路中に配置したバイパス通路内に
   検出素子を配置する方式の軸流バイパス型発熱抵抗式空
   気流量計において、上記主空気通路内に、その空気流通
   方向の上流側に向う取付面を有するバイパスブリッジ部
   材が設けられ、上記バイパス通路を構成するバイパス通
   路カバー部材が、上記バイパスブリッジ部材の上記取付
   面に、上記主空気通路の空気流通方向の上流側から挿入
   載置して取付られていることを特徴とする発熱抵抗式空
   気流量計。
2. 【請求項２】請求項１の発明において、上記バイパス通
   路カバー部材には、上記空気流通方向の上流側に開口し
   たバイパス通路入口開口部と、制御モジユールのホルダ
   ー部材を挿入するための、上記主空気通路の内壁面に向
   かって開口した管状部とが形成されていることを特徴と
   する発熱抵抗式空気流量計。
3. 【請求項３】請求項１の発明において、上記バイパス通
   路カバー部材は、上記バイパスブリッジ部材に、上記空
   気流通方向の上流側からねじ込まれるようになっている
   取付ねじにより取付けられていることを特徴とする発熱
   抵抗式空気流量計。
4. 【請求項４】請求項２の発明において、上記ホルダー部
   材は、上記空気通路の壁面部の外側から、該壁面部に形
   成してある孔を通して上記バイパス通路カバー部材の管
   状部に挿入されるように構成されていることを特徴とす
   る発熱抵抗式空気流量計。
5. 【請求項５】請求項１の発明において、少なくとも上記
   バイパス通路カバー部材が導電性材料で形成され、該カ
   バー部材が接地電位に保たれるように構成したことを特
   徴とする発熱抵抗式空気流量計。
6. 【請求項６】請求項５の発明において、上記バイパス通
   路カバー部材が、上記制御モジユールの導電性ベースと
   電気的に接続されていることを特徴とする発熱抵抗式空
   気流量計。
7. 【請求項７】請求項６の発明において、上記バイパス通
   路カバー部材と上記制御モジユールの導電性ベースとの
   間の電気的接続が、上記空気通路の壁面部に形成してあ
   る孔に嵌め込まれた金属性のホルダスリーブにより与え
   られるように構成したことを特徴とする発熱抵抗式空気
   流量計。
8. 【請求項８】請求項４の発明において、上記バイパス通
   路カバー部材の管状部の少なくとも一部が除去され、上
   記ホルダー部材の少なくとも一部が上記主空気通路内の
   空気流に直接晒されるように構成したことを特徴とする
   発熱抵抗式空気流量計。
9. 【請求項９】請求項１の発明において、上記バイパス通
   路カバー部材の上記バイパスブリッジ部材に対する取付
   部分での封止機能がＯリングにより与えられるように構
   成したことを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
10. 【請求項１０】請求項１の発明において、上記バイパス
    通路カバー部材の上記バイパスブリッジ部材に対する取
    付部分での封止機能が接着材の塗布により与えられるよ
    うに構成したことを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
11. 【請求項１１】請求項１の発明において、上記バイパス
    通路カバー部材と上記バイパスブリッジ部材が所定の合
    成樹脂材料により形成され、上記バイパス通路カバー部
    材の上記バイパスブリッジ部材に対する取付が、熱圧接
    及び超音波接合の少なくとも一方で与えられていること
    を特徴とする発熱抵抗式空気流量計。