JPH0816621B2 - エンジンの吸入空気量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流路管中を流れる気体、例えば空気の流量を
測定する気体流量測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より車両用エンジンにおいては、エンジンに吸入
される空気量に対応した燃料量をエンジンに供給するた
めに、この空気量を測定するための空気流量測定装置が
装着されている。

このような測定装置は、近年ベーンタイプや熱線タイ
プやカルマン渦タイプ等が車両用として、種々開発され
ており、一部においては実際に採用されている。

そしてベーンタイプ空気流量測定装置は、例えば特公
昭59−12865号公報に示されるように、矩形流路断面を
横切って旋回可能な状態で設定される矩形状のベーン
（せき止め板）が、空気の流れにより生じる圧力差を受
けて回動し、この回転角度より空気流量を測定するもの
であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記ベーンタイプ空気流量測定装置で
は、空気流量が増加するとベーンの開度が大きくなり、
ベーンが空気流から圧力を受ける受圧面の空気流に対す
る垂直成分が減少するようになって、高空気流量状態に
なる程、空気流の圧力のベーン側に伝えられる割合が減
少するようになるため、高空気流量域では流量変化に対
するベーンの開度変化、つまりベーンの回転角度の変化
が極めて少なくなり従って、高空気流量状態での測定精
度が充分でないという問題点があった。

また上記公報に示される構成では、空気流の脈動によ
ってベーンが振動することや、空気流量の急激な変化に
よりベーンが過大に変化することを抑制するために、空
気通路の側方に迫り出した扇状の室が形成され、この室
を旋回する減衰板とベーンとを連結して、この室と減衰
板とによる空気ダンピング機能をベーンに作用させてい
る。しかし、この扇状の室はその空気ダンピング機能を
充分なものとするために、その大きさ（容積）はあまり
小さくすることができず、また空気通路に対して側方に
迫り出すように設定されることから、装置自体が大型化
し、車両に搭載する場合の規制が多い、すなわち、車両
への搭載性が悪いという問題があった。

また、特公昭28−6336号、実開昭57−72118号、英国
特許出願公開第2123964号さらには特開昭53−100271号
などに開示されるように、被測定流体の流れ方向に沿っ
て移動部材が軸方向に移動して流量を測定する流量測定
装置も多く知られているが、これらの装置は流量の変化
に対する移動部材の反応が過剰となりやすく、移動部材
の変位がオーバーシュート、アンダーシュートして正確
かつ安定した流量測定ができないという問題点があっ
た。このような問題は、エンジン、特に自動車の走行用
エンジンのように流量変動が激しい用途では不必要な計
測信号の変化を生じるという問題点があった。

また、上述の従来技術には、流量の増加に従って移動
部材が移動して流路断面積を増加させるものがあるが、
高流量時に移動部材が大きく移動して流路断面積を大き
く開くと、移動部材の上流側と下流側とに所要の圧力差
を得ることができなくなり、高流量域での移動部材の変
位量が流量の変化に対応しなくなるという問題点があっ
た。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、吸入空気の流れ方
向に沿って移動部材が移動する構成に適し、該構成にお
いてエンジンの吸入空気量の急激な変化による移動部材
の過剰な変位を簡単な構成で抑制することができ、しか
も低流量から高流量までの広い範囲で確実に空気流量の
測定ができるコンパクトな構成のエンジンの吸入空気量
測定装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、 エンジンの吸入空気量を測定するエンジンの吸入空気
量測定装置において、 エンジンの吸気管の一部に設けられ、吸入空気をその
軸方向へ流通させるとともに、所定範囲において吸入空
気の流れ方向に沿ってその流路断面積が増大するように
形成された流路管と、 前記流路管の前記所定範囲より下流側に位置して前記
流路管のほぼ中央に支持された中央部材と、 前記中央部材より上流側の前記所定範囲内を移動範囲
として前記流路管内に設けられ、前記中央部材によって
吸入空気の流れ方向に沿って直線的に移動可能な状態で
支持されて、前記流路管内をほぼ閉じた状態から吸入空
気量に応じて下流側に変位する移動部材と、 前記移動部材に対して吸入空気の流れ方向とは逆方向に
押圧力を働かせる押圧部材と、 前記移動部材の変位量を電気信号に変換する変換手段
とを備え、 前記移動部材には、吸入空気の流れ方向に沿って延び
る第１の筒（3b）が設けられ、 前記中央部材には、吸入空気の流れ方向に沿って延び
る筒であって、前記第１の筒の外側に微小な隙間を介し
て嵌合して両方の筒の内側に空気圧力により前記移動部
材の急激な移動を抑制する空気ダンパ室を形成する第２
の筒（1b2）が設けられ、 さらに、前記移動部材には、前記移動部材が吸入空気
の下流側に移動した時に前記第１の筒と前記第２の筒と
の間の隙間への入口の上流側に庇状に突出して位置する
外縁部（3a）が設けられていることを特徴とするエンジ
ンの吸入空気量測定装置という技術的手段を採用する。

（作用） 以上に述べた本発明の構成によると、吸入空気量に応
じて移動部材が流路管内を吸入空気の流れ方向に沿って
変位する。そしてこの変位量が変換手段により電気信号
に変換されて出力される。

本発明の構成では、移動部材から延びる第１の筒と、
中央部材から延びる第２の筒とが微小隙間を介して嵌合
しており、これら両方の筒の内側に空気ダンパ室が形成
され、この空気ダンパ室内の空気圧力により移動部材の
急激な変位が抑制される。

しかも、第２の筒が第１の筒の外側に位置しているた
め、第１の筒と第２の筒との間の隙間の入口は上流側に
向けて開口している。そして移動部材には庇状に突出し
た外縁部が設けられており、移動部材が下流側に移動し
た時に外縁部が上記隙間の入口の上流側に位置する。こ
のため、庇状に突出した外縁部の下流に生成される負圧
が入口から隙間を通って移動部材の下流側である第１の
筒の内側の空気ダンパ室に導入され、高流量時にも移動
部材の下流側を移動部材の上流側より低い圧力とするこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第５図に示す測定装置は車両用、特に自動
車用エンジンに吸入される空気流量を測定するための空
気流量測定装置の一実施例の構成を示すものであって、
図において、流路管１は図示しないエンジンの吸気管の
一部を構成し、３個のハウジング1a,1b,1cにより構成さ
れており、各ハウジング1a,1b,1cの空気の流通方向に沿
った断面形状が円形であって、各ハウジング1a,1b,1cは
直線的に、しかも同一中心軸線を有するように配列され
ている。そしてこのハウジング1a,1b,1cによって構成さ
れる流路管１の内部にはその軸線方向へと空気の流通す
る空気流路２が形成されている。なお、各ハウジング1
a,1b,1cは各接合部において外部との通気の流通が無い
ように確実にシールが施されており、各ハウジング1a,1
b,1cが樹脂材料からなる場合は、接着、あるいは溶着に
よりシールが施される。

この空気流路２内には、空気の流れ方向に沿って直線
的な移動が可能な状態で設定される樹脂材料からなる移
動部材３が設けられており、この移動部材３は空気の流
れ方向に対して上流側に凸形状をしており、しかもその
凸形状の表面は流路管１の中心軸線を中心とした滑らか
な曲面を形成している。

この移動部材３はその主要部分が流路管１を構成する
各ハウジング1a,1b,1cのうち、最も上流側に位置するハ
ウジング1a内を移動するように設定されており、移動部
材３の外縁部材3aとハウジング1a内周壁面1a1との間で
形成される円環状の空気通路面積（絞り部面積）が、こ
の移動部材３が下流側へと移動するのに応じて増大する
ようハウジング1aは移動部材３の主要部分が移動する範
囲において下流側ほどその断面積が広がるように形成さ
れている。しかも移動部材３の移動量とこの空気通路面
積の増減とが所定の関数関係となるように、ハウジング
1aの内周壁面1a1が調整されている。移動部材３の最下
流部は外円筒の外側に庇状に突出し、この突出部が外縁
部材3aを形成している。

またハウジング1aの上流側の空気流入口端部には移動
部材３の最上流側の位置、すなわち移動部材３の外縁部
3aとハウジング1aの内周壁面1a1との間の空気通路面積
が最小（ほぼ零）となる移動部材３の全閉位置を規制す
る全閉ストッパ1a2がハウジング1aの内周壁面1a1よりハ
ウジング1aの中心軸方向に延びる３本のリブ1a3により
中心軸線上に位置するように支持された状態でハウジン
グ1aと一体に形成されている（第２図参照）。そして移
動部材３が全閉位置にある時、移動部材３のハウジング
1aの中心軸線上に設定されている頂点が全閉ストッパ1a
2に当接するようになる。なお各リブ1a3は空気の流れを
乱さないようにその断面形状が流線形状とされている。

さらにハウジング1aには空気流路２の移動部材３をバ
イパスするバイパス通路1a4が形成されており、このバ
イパス通路1a4にはこのバイパス通路1a4を通過するバイ
パス空気量を調節するためのバイパススクリュ４がこの
バイパス通路1a4を進退可能な状態で設けられている。
すなわち、バイパス通路1a4の内周壁面にはネジ部1a41
が形成されており、バイパススクリュ４をネジ込む、あ
るいはネジ戻すことによりバイパススクリュ４はバイパ
ス通路1a4内を進退動する。なおこの部分のシールを確
保するためにバイパススクリュ４とバイパス通路1a4の
内周壁面との間にはＯリング５が設定されている。そし
てこのバイパス通路1a4を通過する空気量を調整するこ
とで、アイドル時の図示しないエンジンに供給される混
合気の空燃比が調整される。

ところで、上記移動部材３には空気の流れ方向に沿っ
て下流方向に延び、円筒状の外縁部3aの径より小さい外
径を有する外円筒3bと外円筒3bに収容されるように設定
された内円筒3cとが一体に形成されている。外円筒3bお
よび内円筒3cはともにハウジング1aの中心軸線を中心と
したものであって、外円筒3bと内円筒3cとの間には所定
の間隔が設定されている。また外円筒3bおよび内円筒3c
はともに移動部材３により上流側端部は閉じられてお
り、下流側端部は開放されている。

さらに移動部材３にはハウジング1aの中心軸線と一致
して下流方向に延びた軸3dが一体的に連結固定されてい
る。

次にハウジング1bにはハウジング1bの内周壁面よりハ
ウジング1bの中心軸方向に延びる４本のリブ1b1（第３
図参照）、このリブ1b1により支持された円筒状の大径
円筒部1b2、この大径円筒部1b2内に収納されるように設
けられた中間円筒部1b3、およびこの中間円筒部1b3に囲
まれるように設けられた小径円筒部1b4が一体に形成さ
れている。上記大径円筒部1b2,中間円筒部1b3,および小
径円筒部1b4はともにハウジング1bの中心軸線を中心と
して形成されており、大径円筒部1b2の内径は移動部材
３の外円筒3bの外径よりもわずかに大きく、また中間円
筒部1b3の外径は移動部材３の外円筒3bの内径より小さ
く、内径は移動部材３の内円筒3cの外径より大きく、さ
らに小径円筒部1b4の外径は移動部材３の内円筒3cの内
径より小さく設定されている。これら大径円筒部1b2
と、中間円筒部1b3と小径円筒部1b4とによって、流路管
１のほぼ中央に支持される中央部材が形成され、この中
央部材は４本のリブ1b1により支持されている。

小径円筒部1b4は軸方向に連通しており、その中心軸
線上を軸3dが貫通している。この小径円筒部1b4にはボ
ールベアリングからなる２組のベアリング部6a,6bが保
持器７に保持されて、その内周側に固定されており、軸
3dはベアリング部6a,6b,保持器7,および小径円筒部1b4
等からなる軸受８により中心軸方向上を移動自在に支持
されている。なお、この軸受８においてベアリング部6
a,6bは各々直列に保持器７内に設定されており、両ベア
リング部6a,6bは両者の間に設定されたスプリングによ
り互いに逆方向に付勢されており、ベアリング部6aは保
持器７の端部に、またベアリング部6bは保持器７に係合
されたリング状のホルダ９に当接して保持されている。

大径円筒部1b2と移動部材３の外円筒3bとは所定の適
切なクリアランス、つまり微少な隙間を介して、外円筒
3bが大径円筒部1b2内に嵌合されるように設定されてお
り、移動部材３の全閉状態から全開状態までの移動に応
じて外円筒3bが大径円筒部1b2内を移動するよう構成さ
れている。そして大径円筒部1b2の下流側は後述するハ
ウジング1cと一体に形成されたカバー1c1により空気通
路２に対してシールされており、従って大径円筒部1b2
と外円筒3bとがなす空間は大径円筒部1b2と外円筒3bと
のクリアランス部分のみによって空気通路２と連通して
おり、空気流の脈動や空気流量の急変による移動部材３
の変動を安定化させるための空気ダンパ室10が構成され
ている。

この空気ダンパ室10内には移動部材３を全閉方向側、
すなわち、空気の流れ方向とは逆方向に押圧するコイル
スプリング11が設定されており、スプリング11の一端は
移動部材３の外円筒3bと内円筒3cとの間の環状溝の底部
に当接し、また他端は中間円筒部1b3と小径円筒部1b4と
の間に設定された環状のスライダー12に当接している。
そしてスプリング11は内円筒3cの外周壁面によりガイド
されている。ところで小径円筒部1b4の外周壁面にはネ
ジ部1b41が形成されており、このネジ部1b41にスライダ
ー12が係合しており、このスライダー12の位置を調整す
ることでスプリング11の移動部材３に対する押圧力が調
節される。そしてスプリング11の押圧力調整のために、
スライダー12の下流側面には環状に複数の孔12aが一定
間隔毎に形成されており、大径円筒部1b2,中間円筒部1b
3,小径円筒部1b4の各下流側端部に形成された隔壁1b5に
孔12aに対応して円弧状にこの隔壁1b5を連通する窓1b51
が設定されている（第３図参照）。調整は窓1b51を介し
て治具（図示せず）を孔12aを嵌合させて、スライダー1
2を回動させて、スライダー12をネジ部1b41に沿って進
退動させることで行なわれる。なおスライダー12と中間
円筒部1b3との間にはスライダー12の位置固定のための
Ｏリング13が設定されている。

またリブ1b1には吸気温センサ14が設定されており、
ハウジング1bを成形する際に球面状の先端を上流側に突
出するように一体にモールドされた金属製のキャップ14
a内に収納されており、リード線14bが接続されている。

またハウジング1bにはコネクタ1b6が成形されてお
り、このコネクタ1b6内にその一端が突出するように信
号取出し用の複数の導電体のピン15がピン保持部材15a
と共にリブ1b1内を介してモールドにより固定されてい
る。ピン15の他端は吸気温センサ14のリード線14bに接
続されると共に後述する移動部材３の変位量を検出し、
電気信号に変換するセンサ（ポテンショメータ18）とも
接続されている。なおピン15はまず樹脂からなるピン保
持部材15aにＬ字状にモールド固定し、このピン保持部
材15aに保持されたピン15をリブ1b1内を介するようにハ
ウジング1b等の成形時にモールド固定される。

なお、吸気温センサ14のリード線15bは吸気温センサ1
4の設定されるリブ1b1内で遊ぶことがないようにゴム製
のリード線保持部材14b1がこのリブ1b1に対応して備え
られている。またリード線14bは隔壁1b5の下流側面にハ
ウジング1b成形時の一体に形成された円弧状の隆起部1b
7と円環状の隆起部1b8との間に形成された溝16によりガ
イドされてピン15の一端に接続されている。なお、リー
ド線保持部材14b1の一部は隆起部1b8に嵌め合わされて
おり、このリード線保持部材14b1により溝16部分に導び
かれている。

また隔壁1b5にはスタッドボルト17がその先端が隔壁1
b5の下流側面に突出するようにモールド固定されてお
り、ポテンショメータ18を保持する金属製のポテンショ
メータホルダ19がナット20により複数のワッシャ21を介
してこのスタッドホルト17に固定されている（第４図参
照）。

このポテンショメータ18は移動部材３の軸3dと平行と
なるようにホルダ19上に保持されている。ところでポテ
ンショメータ18のホルダ19上での保持はポテンショメー
タ18とホルダ19との間に両面テープ18aを設定してポテ
ンショメータ18とホルダ19に接着させると共に、ホルダ
19に形成された３個の突起19aとこの突起19aと相対する
位置に形成された孔19bに嵌め込まれたＵ字形状の板バ
ネ22とにより保持されており、板バネ22のスプリング力
により各突起19a方向にポテンショメータ18を押圧して
その水平方向の保持を行なうと共に板バネ22の押返し部
分22aによりその垂直方向の保持を行なっている。

そしてポテンショメータ18の表面上には所定の回路パ
ターンが設定されており、この回路パターンはピン15の
一端に電気的に接続されている。

また軸受８の部分を貫通した軸3dの端部にはポテンシ
ョメータ18の回路パターン上を軸3dの変位、つまり移動
部材３の移動に応じて摺動するブラシ23が固定されたス
ライダー24が設けられている（第４図参照）。そして軸
3dの移動部材３の全閉時の軸受８を貫通して下流側に突
起する部分の端部側部分にはネジ切りされていると共に
二面取りが施されており、スライダー24は二面取りに沿
って嵌め込まれており、軸3dのスライダー24の上流側に
設定された止め板25,止め板25とスライダー24との間に
設定されたスプリング26,および軸3dの下流側に設定さ
れたナット27によりスライダー24の軸3d上の位置が調整
可能となっている。

なお上述のようにポテンショメータ18の回路パターン
上をスライダー24のブラシ23を摺動させて移動部材３の
移動量を検出するようにしているため、移動部材３の中
心軸に対する回転を防止する必要がある。従ってベアリ
ング部6a,6bを保持する保持器７の端部より上流側に延
びた突起7aの先端にめあるいはネジ止め等により設け
られたリベット28の端部が移動部材３の内円筒3cの内周
壁面に移動方向に沿って直線状に形成された案内溝3c1
内を摺動するように構成することで、移動部材３の回転
を防止している。

ハウジング1cには隔壁1b5の下流側に設定されている
ポテンショメータ18等を収容するカバー1c1と、このカ
バー1c1を支持するリブ1c2が一体に形成されている。カ
バー1c1は上流側が開口した鈞鐘状の形であって、通過
空気の流れをできるだけ乱さないような形状とされてい
る。そしてカバー1c1の上流側開口部３はハウジング1b
側に形成された隆起部1b8の外径とほぼ一致する内径を
有しており、開口端部の内径側には段部1c11が形成され
ており、隆起部1b8とカバー1c1の開口部分とのシールを
確保するためのＯリング29が設定される円環状空間が設
けられている。またリブ1c2はハウジング1cの中心軸方
向に延びて、カバー1c1の外周面に滑らかに連結されて
いる。そしてリブ1c2はハウジング1bに設定されたリブ1
b1と対応して４本構成されており、ハウジング1bのリブ
1b1の下流側面とハウジング1cのリブ1c2の上流側面とが
一致して両リブ1b1,1c2の組立体の断面形状が流線形状
をなすようにして（第５図参照）、空気の流れに極力乱
れを起こさないようにしている。

従ってカバー1c1にはポテンショメータ18等が収容さ
れるポテンショメータ室30が構成され、このポテンショ
メータ室30内において、ポテンショメータ18の回路パタ
ーン上を摺動するブラシ23が設けられたスライダー24を
有する軸3dの端部が中心軸線上を移動部材３の移動に応
じて変位する。そしてピン15の一端、つまり吸気温セン
サ14のリード線14b,およびポテンショメータ18と電気的
に接続される側の端部が、ポテンショメータ室30内に飛
び出している。

なお、ハウジング1bとハウジング1cとの回転方向の組
付精度を高めるために、ハウジング1cのリブ1c2の１つ
に突起1c3がリブ1c2のハウジング1c側のハウジング1bと
接続される端面側に設定されており、またハウジング1b
に突起1c3に対応した溝1b9がハウジング1bのリブ1b1の
１つにハウジング1cを接続される端面側のハウジング1b
のリブ1b1内の内周壁面に沿って形成されている。

上記構成からなる空気流量測定装置においては、空気
流路２に所定の空気流量Ｑが流れると、移動部材３の上
下流に圧力差が生じ、移動部材３がスプリング11の押圧
力に抗して、全閉ストッパ1a2で規制された全閉位置よ
り下流方向へと直動し、移動部材３の外縁部3aとハウジ
ング1aの内周壁面1a1との間の空気通路面積を広げて、
空気流量Ｑが流れるために必要な空気通路面積となる移
動部材３の上流側面が受ける圧力とスプリング11の押圧
力とが釣り合う位置まで移動部材３が移動する。そして
この移動部材３の移動に応じて移動部材３に連結された
軸3dが中心軸線上を下流側に移動部材３の移動した距離
だけ変位して、この変位量χだけ軸3dの下流側端部に設
定されたスライダー24のブラシ23がポテンショメータ18
の回路パターン上を変位するようになり、変位量χがポ
テンショメータ18にて電気信号に変換されて、ピン15を
介して外部へと出力される。ここで空気流量Ｑと空気通
路面積とは所定の関数関係にあり、この空気通路面積と
移動部材３の移動量、つまり移動部材３の移動距離との
間には所定の関数関係が成り立つようにハウジング1aの
周壁面1a1が調整されているので、ポテンショメータ18
によって変換された電気信号は空気流量Ｑを表現するこ
とになる。

また上記構成においては、空気ダンパ室10の内部と外
部との空気の通気は移動部材３の外円筒3bとハウジング
1bに固定的に設定された大形円筒部1b2とのクリアラン
ス部分のみであるため、空気流の脈動による移動部材３
の振動が抑制され、また空気流量のステップ的な変化に
対しても移動部材３の変動が安定化されて、移動部材３
の過大なオーバーシュート等の挙動が抑制される。

従って上記構成によれば、移動部材３の移動が空気流
路２内の空気の流れと平行な直線的なものであることか
ら、移動部材３の受圧面積は流量が変化しても変化せ
ず、従って低流量域から高流量域までの移動部材３の移
動量、つまり軸3dの変位量の変化を一様なものとするこ
とが極めて容易に設定でき、流量状態の変化にかかわら
ずコンスタントな測定精度が得られるようになる。

また移動部材３の空気流の脈動による振動や、空気流
量の急変時の過大なオーバーシュート等を抑制するため
のダンパ機構や移動部材３に連結された軸3dの変位量を
電気信号に変換するポテンショメータ18が、流路管１内
に設定されることから、ベーンタイプに比べて充分に小
型で、しかもコンパクトな形状とすることが可能とな
り、従って車両への搭載性が向上するようになる。

また上記構成では、各ハウジング1a,1b,1cの各内周壁
面（特にハウジング1aの内周壁面1a1）、移動部材３お
よび空気ダンパ室10を構成するための外円筒3bならびに
大径円筒部1b2が円形の断面形状をしているため、角形
等の形状に比べて成形により充分な寸法精度が確保でき
るので、成形後の追加工等が不要となり、製作工数が低
減できる。

また上記構成ではハウジング1b,1cのリブの1b1,1c2の
組立体を流線形状に形成してあるので、リブ1b1,1c2に
より空気流が乱されることは充分に抑制されている。

また上記構成ではポテンショメータ18をカバー1c1に
よりポテンショメータ室30内に収容して、空気流がポテ
ンショメータ18に直接に接触しないように構成している
ので、ポテンショメータ18に空気中の異物，水分等の付
着が防止されるものであって、特にエンジンに装着した
上記実施例では、エンジンからの燃料，オイル，カーボ
ン等のポテンショメータ18への付着が防止され、測定精
度や耐久性の変化が防がれ、長期にわたって初期特性を
充分に維持できるようになる。

ところで、上記構成では移動部材３の外円筒3bを大径
円筒部1b2の内側に微少な隙間を介して嵌合されるよう
に設定されている。これは移動部材３により発生する負
圧が微少隙間を介して空気ダンパ室10内に充分にかかる
ようにするためであり、これを説明図（第８〜11図）に
より説明する。（なお、第８〜11図において負圧領域Ｎ
をドットで示す）。

本発明の実施例においてダンパ室10から空気流路２へ
は微少隙間が空気通路２に開口する排出開口10aから空
気が排出する。

仮に、外円筒3bを大径円筒部1b2の外側に微少隙間を
介して、大径円筒部1b2が外円筒3b内に嵌合されるよう
にしたものを比較例として設定すると、この比較例では
微少隙間は外側の外円筒3bと内側の大径円筒部1b2との
間に形成されるので排出開口10aは外円筒3bの下流先端
側であり、移動部材３の下流側への移動に応じて排出開
口10aは変位するようになる（第10図、第11図）。

一方、このような比較例にしろ、上記実施例にしろ、
移動部材３の外縁部3aより下流側の圧力状態は、比較的
空気流量が少ない状態では移動部材３の変位量が少ない
ので移動部材３の外縁部3aとハウジング1aの内周壁面1a
1とによる空気通路面積が小さく、外縁部3aより下流側
全体が負圧領域にあるが（第８図、第10図）、空気流量
の多い状態では空気通路面積が大きくなるので、負圧が
発生する領域は外縁部3aの直下流部のみに限られ、移動
部材３より若干離れた下流領域で移動部材３の上流側圧
力とほぼ同程度の圧力状態に圧力復帰するようになる
（第９図、第11図）。

従って比較例では外円筒3bの先端がこの圧力復帰した
領域まで変位すると（第11図）、微少隙間を介して空気
ダンパ室10内にこの圧力がかかり、空気ダンパ室10体の
圧力と移動部材３の上流側圧力とがほぼ平衡状態とな
り、空気ダンパ室10内の空気が外円筒3bと大径円筒部1b
2との間の微少隙間から抜けなくなり、それ以上空気流
量が増加しても移動部材３の移動が不能となって、高空
気流量状態では測定不能となってしまう。

しかしながら上記実施例構成では外円筒3bが大径円筒
部1b2の内側に嵌合されており微少隙間に内側の外円筒3
bと外側の大径円筒部1b2との間に形成されるので排出開
口10aは、大径円筒部1b2の上流先端側であり固定されて
いる。その為空気流量の増加にともない移動部材３が下
流側に移動すると、移動部材３の外縁部3aと大径円筒部
1b2の上流先端側の排出開口10aとが近づく。

一方外縁部3aと内周壁面1a1とによる空気通路面積は
移動部材３の下流側への移動に伴い大きくなるとはい
え、これにより復帰する圧力増分を越えるような負圧を
外縁部3aにより発生させることができるので空気流量の
多少にかかわらず移動部材３の外縁部3aにて発生する負
圧領域Ｎ内に排出開口10aは常に位置する（第９図）。

もし、仮に上記実施例とは異なり移動部材３に庇状に
突出する外縁部3aが設けられていなければ移動部材３の
下流側に負圧を発生させることができなく、要するに空
気ダンパ室10内の空気が空気流路２に抜けないため移動
部材３の移動が空気ダンパ室10内に存在する空気により
妨げられる。この為ポテンショメータの回路パターン上
を、ブラシが変位することができなく測定不能となって
しまう。

しかしながら上記実施例では、空気ダンパ室10内には
移動部材３による負圧が充分に、かつ安定な状態で常に
導入されるようになるので、低空気流量状態から高空気
流量状態まで移動部材３の流量変化に対する移動量の特
性は充分に得られるようになる。

第６図に示すのは、本発明の他の実施例であって、上
記実施例と同一の部分は同一の番号を符して、その説明
を省略する。

本実施例では移動部材３の全閉位置を規制する全閉ス
トッパ31は軸3dの軸受８の下流側の軸3dに固定される止
め板25に嵌め込まれておりこの全閉ストッパ31は弾性材
料から構成されている。そして軸受８のベアリング保持
器７の下流側端面をストップ面としている。

このように構成することで、移動部材３の上流側面に
当たる空気の流れをスムーズなものとして得られ、移動
部材３の移動が安定化すると共に、空気流の圧損を低減
できるようになる。

なお全閉ストッパ31を止め板25に嵌め込むのではな
く、止め板25の上流側に軸3dに固定するようにしてもよ
い。またこの全閉ストッパ31を軸3dに対して進退動可能
の状態に固定すれば、移動部材３の全閉位置の微調整が
可能となる。

第７図に示すのは、本発明の他の実施例の要部を示す
ものであって、移動部材３の外円筒3bとハウジング1bの
大径円筒部1b2とのクリアランス部分についてである。
本構成では外円筒3bの下流側の外周壁面の移動部材３が
全閉状態にある時の大径円筒部1b2の内周壁面と対向し
あう所定幅の部分を外円筒3bの外周壁面と大径円筒部1b
2の内周壁面との間のクリアランスを設定するクリアラ
ンス面32としている。すなわちこのクリアランス面32を
なす外円筒3bの下流側の外周壁面の所定幅だけ外円筒3b
の他の外周壁面より大きな径としていて、しかもこのク
リアランス面32のみ他の外周壁面よりも充分に高い寸法
精度で形成してある。

このように構成することで、本装置のダンピング特性
を決定する外円筒3bと大径円筒部1b2とのクリアラン
ス、および外円筒3bの寸法精度の保証範囲を少なくする
ことができ、安定したダンピング特性を得ることが極め
て容易になる。さらに空気中の異物が介円筒3bと大径円
筒部1b2との間に入り込んでも、そのクリアランス面32
の幅が外円筒3bの大きさに比べて充分に小さいので、入
り込んだ異物は外円筒3bの変動に応じて容易に除去さ
れ、異物かみ込みによって移動部材３の移動が損なわれ
るようになる危険性は極めて少なくなる。

なお、このクリアランス面32は大径円筒部1b2側に設
定してもかまわない。

また、上記実施例では軸3dを変位量を電気信号に変換
するためにポテンショメータ18を用いたが、軸3dの変位
量を電気信号に変換することのできるものであれば、他
のセンサであってもよく、例えば、差動トランスや、光
学式の非接触の変位検出センサ等を用いることが可能で
ある。

また上記実施例は自動車エンジンに装着して空気流量
を測定する場合について述べたが、本発明の測定装置は
他の気体流量を測定することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、 被測定気体がその軸線方向へと流通する気体流路と、 被測定気体の流れ方向に沿って直線的な移動が可能な
状態で前記気体流路中に設定される移動部材と、 前記気体流路を内部に形成し、少なくとも前記移動部
材の移動範囲において被測定気体の流れ方向に沿ってそ
の流路断面積が増大するように形成された流路管と、 前記移動部材より被測定気体の流れ方向に沿って延び
る軸と、 前記流路管と固定的に前記気体流路中に設定され、前
記軸を前記移動部材の移動に応じで移動可能な状態で支
持する軸受と、 前記移動部材に対して被測定気体の流れ方向とは逆方
向に押圧力を働かせる押圧部材と、 前記軸の変位量を電気信号に変換する変換手段と、 前記移動部材により一端が閉じられ、他端が開放され
た被測定気体の流れ方向に沿って延びる第１の筒と、 前記流路管と固定的に前記気体流路中に設定され、一
端が閉じられ他端が開放され、前記第１の筒が微少隙間
を介して内側に嵌合される第２の筒と、 を備えたことを特徴とする気体流量測定装置としたこと
から、 被測定気体の流量に関係なく前記移動部材の受圧面積
は一定であるので、前記移動部材から延びる前記軸の変
位の変化度合は低流量域から高流量域まで一様なものと
することが極めて容易に設定することが可能であって、
流量状態の変化にかかわらずコンスタントな測定精度が
確保できるようになるという優れた効果があり、 前記移動部材の移動により前記第１の筒が前記第２の
筒を微少隙間を介して前記第２の筒に沿って変位するた
め、前記第１の筒と前記第２の筒との構成により前記移
動部材に対してダンピング機能が働らき、前記移動部材
の気体流の脈動による振動や、気体流量の急変による過
大なオーバーシュート等を抑制することができ、しか
も、この構成が気体流路内に設定されていることから、
本装置を小型でコンパクトな形状とすることが可能とな
るという優れた効果もある。

さらには前記第１の筒が前記第２の筒内に設けられて
いることから、前記流路管に固定的に設定された前記第
２の筒の先端より前記第１の筒と前記第２の筒とがなす
空間内への圧力の導入が行なわれ、気体流量の増加にと
もない前記移動部材が前記第２の筒の先端側へと近づく
ため、前記第２の筒の先端を前記移動部材により発生す
る負圧の領域内に常に位置させるようになり、従って前
記第１の筒と前記第２の筒とがなす空間内には前記移動
部材による負圧が常に充分、かつ安定した状態で導入さ
れるようになるので、被測定気体の低流量状態から高流
量状態まで前記移動部材の流量変化に対す移動量の特性
は充分に保証されるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気流量測定装置の断
面図、第２図は第１図図示構成のＡ矢視方向図、第３図
は第１図図示構成のハウジング1cを取り除いた状態のＢ
矢視方向図、第４図は第１図図示構成のＣ−Ｃ断面の部
分断面図、第５図は第４図のＤ−Ｄ断面図、第６図，第
７図は本発明の他の実施例を示す断面図である。第８図
は本発明の実施例の低流量時の圧力状態を表す説明図、
第９図は本発明の実施例の高流量時の圧力状態を示す説
明図、第10図は比較例の低流量時の圧力状態を表す説明
図、第11図は比較例の高流量時の圧力状態を表す説明図
である。 １……流路管,1a,1b,1c……ハウジング,2……空気流路,
3……移動部材,3b……外円筒,3d……軸,8……軸受,10…
…空気ダンパ室,11……スプリング,18……ポテンショメ
ータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 岳夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 村松 章 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 永坂 玲 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 棚橋 敏雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−100271（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−72118（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−115146（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭28−6336（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの吸入空気量を測定するエンジン
   の吸入空気量測定装置において、 エンジンの吸気管の一部に設けられ、吸入空気をその軸
   方向へ流通させるとともに、所定範囲において吸入空気
   の流れ方向に沿ってその流路断面積が増大するように形
   成された流路管と、 前記流路管の前記所定範囲より下流側に位置して前記流
   路管のほぼ中央に支持された中央部材と、 前記中央部材より上流側の前記所定範囲内を移動範囲と
   して前記流路管内に設けられ、前記中央部材によって吸
   入空気の流れ方向に沿って直線的に移動可能な状態で支
   持されて、前記流路管内をほぼ閉じた状態から吸入空気
   量に応じて下流側に変位する移動部材と、 前記移動部材に対して吸入空気の流れ方向とは逆方向に
   押圧力を働かせる押圧部材と、 前記移動部材の変位を電気信号に変換する変換手段とを
   備え、 前記移動部材には、吸入空気の流れ方向に沿って延びる
   第１の筒（3b）が設けられ、 前記中央部材には、吸入空気の流れ方向に沿って延びる
   筒であって、前記第１の筒の外側に微小な隙間を介して
   嵌合して両方の筒の内側に空気圧力により前記移動部材
   の急激な移動を抑制する空気ダンパ室を形成する第２の
   筒（1b2）が設けられ、 さらに、前記移動部材には、前記移動部材が吸入空気の
   下流側に移動した時に前記第１の筒と前記第２の筒との
   間の隙間への入口の上流側に庇状に突出して位置する外
   縁部（3a）が設けられていることを特徴とするエンジン
   の吸入空気量測定装置。
2. 【請求項２】前記移動部材は、 吸入空気の流れ方向に沿って前記中央部材を貫通して設
   けられるとともに、前記中央部材によって吸入空気の流
   れ方向に沿って直線的に移動可能に支持された軸を備え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のエン
   ジンの吸入空気量測定装置。
3. 【請求項３】前記変換手段は、前記中央部材の下流側に
   設けられ、前記中央部材を貫通した前記軸の変位量を電
   気信号に変換することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載のエンジンの吸入空気量測定装置。
4. 【請求項４】前記中央部材は、前記変換手段を覆うカバ
   ーを備えることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載のエンジンの吸入空気量測定装置。