JPH0654253B2 - 空気流量計付き吸気通路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの吸気通路に係り、更に詳細には、
発熱抵抗体式の空気流量計を備えた吸気通路の構造に関
する。

〔従来の技術〕

従来より、エンジンの分野では、燃料制御を行なう場合
の吸気センサとして、熱線を用いた発熱抵抗体式の空気
流量計が広く実用化されている。

この種の空気流量計は、例えば特開昭58-26221号，特開
昭59-190624号公報等に開示されるように、吸気通路
（主流路）を有するボデイの壁部自体に副流路を形成し
て、この副流路に熱線素子を内装したり、或いは最近で
は主流路にＬ字形の副流路（管路）を形成して、この副
流路に熱線素子を内装する方式のもの等が提案されてい
る。

このうち、後者のＬ字形副流路方式のものは、副流路の
入口から流路途中まで主流路の流れ方向に向き、この流
路途中から出口までが主流路をブリツジ状に横切つて全
体がＬ字形管路を呈する。副流路の入口及び出口は主流
路と通じている。このように副流路を主流路内に設けた
ものは、副流路を主流路の壁部自体に設けた方式のもの
よりも、主流路の壁厚を薄くし吸気ボデイの小形軽量化
を図り得る利点を有する。Ｌ字形副流路方式のものは本
発明の実施例でも適用しているので参照されたい。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、発熱抵抗体式空気流量計は、測定精度が高い
ことが望まれる。

空気流量測定精度の向上を阻げる原因としては、第１に
主流路内に旋回流が生じこれが副流路の出口付近で乱流
となつて、副流路の空気の吐き出し状態を不安定にする
ことが挙げられる。特に主流路内に前述したようなＬ字
形の副流路を配設したものは、主流路内の流れが副流路
により乱される傾向がある。なおこのＬ字形副流路を主
流路内に設ける方式は、主流路と副流路とをダイカスト
により一体成形するが、その成形に際し、副流路がＬ字
を呈するため、その一部に湯流れが悪くなる傾向があ
り、副流路壁部に巣が発生し易い問題もあつた。

流量測定精度を阻げる第２の原因としては、主流路，副
流路を通常備えるスロツトルボデイの製品にばらつきが
あることが挙げられる。なお、空気流量測定精度は±
３．５％の範囲内の誤差に抑えるものとされ、製品テス
トの段階で精度上不良と認定された製品は使用不可とさ
れる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その主たる
目的とするところは、発熱抵抗体式の空気流量計の測定
精度を向上させ、副次的には、この種空気流量計を備え
る吸気通路のダイカスト成形の湯流れを向上させ製品歩
留りを向上させることにある。

〔課題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次のような手段を講
じる。

以下、本発明の課題解決手段を、説明の理解を容易にす
るため、第１図の実施例の符号を引用して説明する。

すなわち、第１の課題解決手段は、 エンジンの吸気通路１として、主流路２と、空気流量測
定用の発熱抵抗体３０を配する副流路３とを備え、この
副流路３は、主流路２内に位置し、且つその入口３−１
から流路途中までが主流路２の流れ方向に向き、流路途
中から出口３−２までが主流路２をブリツジ状に横切つ
て全体がＬ字形の管路を呈するものにおいて、 副流路３のうち、主流路２の上流側に面した外壁面３
ｄ、及びこれに交わる外壁面３ｅよりなるＬ字の内曲が
り外壁面３ｄ，３ｅと、主流路２の内壁面２ａとの間
に、これらの内曲がり外壁面３ｄ，３ｅ、主流路内壁面
２ａと一体につながる板状のリブ１１を主流路２と平行
或いはほぼ平行に配置してなる。

第２の課題解決手段は、エンジンの吸気通路として、主
流路２と、空気流量測定用の発熱抵抗体３０を配する副
流路３（副流路はＬ字形の方式以外のもの、例えば主流
路ボデイの壁部自体に設けたものであつてもよい）とを
備えるものにおいて、副流路３内の通路断面積を変化さ
せて流路抵抗を可変調整するための機構１２を装着して
なる。

なお、第１の課題解決手段の板状リブ１１と、第２の課
題解決手段の副流路抵抗調整機構１２を組合せても良
く、これを第３の課題解決手段とする。

〔作用〕

第１の課題解決手段によれば、Ｌ字形の副流路３の壁部
３ｄ，３ｅと主流路２の内壁２ａとの間に設けたリブ１
１が主流路２の流れ方向と平行或いはほぼ平行に配置さ
れることから、副流路３設置箇所付近に流れる主流路２
の空気がリブ１１に沿つて流れる。すなわち、リブ１１
が主流路の空気に対して整流作用をなす。従つて、Ｌ字
形副流路３の出口３−２付近の乱流発生を防止し、副流
路出口３−２の流れの吐き出しをスムーズにし、ひいて
は副流路３内を通る空気の流れをスムーズにして発熱抵
抗体出力の外乱的変動を抑制できる。

更に、本課題解決手段では、主流路２及び副流路３を一
体にダイカスト成形する場合、従来、湯の流れが悪いと
されていた、Ｌ字形副流路３の内曲がり壁部３ａ，３ｅ
にリブ１１成形の型空間をも通して、矢印Ｘ方向からの
湯の流れによりストレートに湯を導くので、この内曲が
り壁部３ａ，３ｅに充分且つスムーズに湯を導き、鋳巣
の発生を防止する。なお、従来は、このリブ１１が存在
していないため、副流路３の内曲がり壁部３ａ，３ｅに
副流路のブリツジ部分３ｃや副流路３の外曲り壁部３ｆ
側から湯が導かれるが、特に内曲り壁部３ａ，３ｅに
は、コーナ３ｇが存在しまた細部であるため、ストレー
トに湯を導く手段がないため、この内曲り壁部への湯の
流れを悪くしていた。

次に第２の課題解決手段によれば、副流路３の通路断面
積を変化させる機構（例えばアジヤストスクリユー）
で、その流路抵抗を可変調整する。

これによつて、副流路３内のセンサ部（発熱抵抗体配置
部）の空気流速を任意に調整できる。従つて、熱線素子
の出力にばらつきが生じても、これを副流路抵抗の可変
調整を通してある程度コントロールすることができ、一
旦、管理幅を外れた吸気通路ボデイ（例えばスロツトル
ボデイ）でも、流路抵抗調整機構の操作により管理幅に
入れることができる。

第３の課題解決手段は、前記第１，第２の課題解決手段
双方の作用を期待でき、空気流量精度の向上をより一層
発揮することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図で、図中、１
はスロツトルボデイ、２は主流路、３は副流路、４はス
ロツトルバルブである。

スロツトルボデイ１は、内部に主流路２と副流路３とを
有する。副流路３は、後述するようにＬ字形の管路を呈
し、スロツトルバルブ４の上流に配置される。

スロツトルボデイ１は、その入口部５において主流路２
の流れがスムーズに縮流するよう、アール又はベルマウ
ス形状に形成される。入口部５には、環状の段差５ａが
設けられ、この段差５ａにメツシユ６が固定される。メ
ツシユ６は動くことのないようスナツプリング７で上か
ら押えられている。また、メツシユ６の外周縁は、メツ
シユがばらばらになることがないよう金属をかしめるこ
とにより固定される。

主流路２は、副流路３の出口３−２が位置する付近で急
激に径が絞られる（この絞りは符号８で示す）。主流路
２の入口部５から絞り８までの径は変化がない。また、
絞られた後の主流路２内径は、スロツトルバルブ４の下
流まで径の変化はない。

ここで副流路３の構成について説明する。

副流路３は、主流路２内に位置し、且つその入口３−１
から流路途中まで（この流路部を３ａとする）が主流路
２の流れ方向に向き、流路途中から出口３−２まで（こ
の流路部を３ｂとする）が主流路２をブリツジ状に横切
つて全体が円筒状のＬ字形管路を呈する。第３図はスロ
ツトルボデイ１を上からみた図で、副流路３の流路部３
ｂは主流路２の中央を横切る。

本実施例では、副流路３のうち流路部３ａの内径がφ１
０mm、流路部３ｂの内径がφ１１mmで、流路部３ａ，３
ｂ同士が直交している。

副流路の入口３−１は、主流路入口５に設けたメツシユ
６より１３mm下流に位置し、また主流路２に対し副流路
３は、２０mm偏心している。副流路入口部３−１はダイ
カストで、その端面がアール形状（符号９で示す）に形
成されている。

副流路３の流路部３ａの一部３ａ′は、部分的にふくら
みを持ち、この位置に発熱抵抗体（以下、熱線素子と称
する）３０が配置されている。この熱線素子３０は、熱
線素子の端部をモールドで一体的にカバーした破損防止
型ホツトワイヤモジユール１０で固定保持され、ホツト
ロイヤモジユール１０がスロツトルボデイ１の壁部に嵌
装される。

副流路３の出口３−２は、流路部３ｂの管壁一端を半割
状（断面半円状）に切欠き形成したもので、その切欠き
口３−２は、スロツトルバルブ４側すなわち主流路２の
下流側に面している。このように出口３−２を切欠くこ
とで、第４図に示すように（第４図は第１図のＡ−Ａ付
近の断面斜視図）、流路歩３ｂの管壁の一部３ｃが断面
半円形のひさし状を呈し、この管壁一部３ｃが出口３−
２の上側を覆い、主流路２の空気流に対し出口３−２の
防風壁的な役割を担つている。また、管壁一部３ｃの一
端が、スロツトルボデイ１の内壁とつながつている。

１１は、本発明の第１の課題解決手段の要部となる板状
のリブで、Ｌ字形副流量３の流路部３ｂの管壁３ｃのう
ち主流路２上流側方向に面した外壁面（符号３ｄで示
す）と、この外壁面３ｄと直交する流路部３ａ側の外壁
面３ｅとからなるＬ字の内曲がり外壁面につながり、ま
た、外壁面３ｅと対抗する主流路内壁２ａにつながるよ
うにして、スロツトルボデイ１と一体に鋳造成形され
る。

リブ１１は、主流路２の流れと平行に配置され、その断
面は主流路上流から下流に向うにつれて徐徐に広がる形
状に形成される。

流路部３ｂの内径において、その出口３−２側には流路
部３ｂと同軸にストローク調整可能なアジヤストスクリ
ユー１２が配置される。このアジヤストスクリユー１２
は、スロツボデイ１の壁部に設けたスクリユー孔１３に
嵌装され、外部からストローク操作することで断面半円
形の副流路出口３−２の面積を変化させることが可能な
もので、出口３−２の面積を変えることで、副流路３の
流路抵抗を任意に調整できるようにしてある。なお、ス
クリユー孔１３には、調整後プラグ１４が圧入され、市
場における素人による再調整を困難にしている。

ここで、スロツトルボデイ１のその他の関連部品につい
て説明する。

スロツトルボデイ１の外壁面の一部には、平坦面２ｂｇ
ｆ形成され、この平坦面２ｂにホツトワイヤモジユール
１０が配置される。

スロツトルバルブ４は、Ａｌ板材のプレス品であり、外
周の切削加工は行わない。１５はスロツトルシヤフト
で、第３図に示すように主流路２内を貫通して一端にス
ロツトルレバー機構１６が装着され、他端が第６図に示
すようにスロツトルボデイ１外壁より突出する。第１０
図は、このスロツトルシヤフト１５の貫通状態を断面し
て表わす図で、シヤフト１５はボデイ１の壁部に軸支さ
れる。このスロツトルシヤフト１５は、軸受部１８から
出た部分に周溝１９が形成され、周溝１９にスラストプ
レート２０を挿入し、スラストプレート２０をスロツト
ルボデイ１にねじ止めする。そして、この溝１９とスラ
ストプレート２０間の板厚の差によりシヤフト１５のス
ラストがたが決定される。

また、スロツトルバルブ４には、第１図に示すように、
全閉時に一定の洩れが生じるように孔２１を有する。

２２はスロツトルボデイ１の下端に位置するフランジ
で、フランジ２２の端面２２ａはインテークマニホール
ド（図示せず）との接合面となり、この接合面２２ａに
は、第２図に示すようにブローバイガス還流通路２３が
通り、温水通路２４及びアイドルエアコントロール（以
下ＩＡＣと略称する）通路の出口２７−２が配設され
る。

ブローバイガス環流通路２３は、図示していないが、そ
の一端がインテークマニホールドの一部に開口してお
り、インテークマニホールドと、スロツトルボデイ１の
接合面２２ａを通過して、スロツトルボデイ１に貫設さ
れ、スロツトルボデイ１では、第５図の点線に示すよう
に、主流路２と平行に形成され、スロツトルバルブ４上
流部で直角に曲がり、スロツトルバルブ４上流部で主流
路２と合流する。ブローバイガス通路２３のうち、主流
路２と平行な通路部２３ａは、ダイカスト鋳物で形成さ
れ、加工していない。そのため、通路部２３ａはテーパ
状になつている。また、通路部２３ａと直角な通過部２
３ｂは、スロツトルボデイ１外部から主流路２に向かい
加工されており、外部との間は、プラグ２５によりふさ
がれている。

ブローバイガス通路２３の出口２３ｃは、主流路の壁面
に開口し、主流路上流から見て、他部材の影にならない
部分に開口している。

インテークマニホールドとスロツトルボデイ１に接合面
２２ａとの間はガスケツトにより、ブローバイ通路と外
気の通気を遮断する。

温水通路２４はスロツトルボデイ１の主流路２の近傍及
びスロツトル軸受部近傍に、温水を導くためのもので、
第２図の如くフランジ面２２ａにダイカストにより形成
された溝よりなり、溝２４の一面をインテークマニホー
ルド上面で覆うことで形づくられており、スロツトルボ
デイ外部及び主流路２へのフランジ接面での洩れがない
ようにＯリング付ガスケツトによりシールされる。

温水通路溝２４は加工せずダイカスト鋳造のみにより形
成するように、ダイカスト抜きテーパがある。インテー
クマニホールド上面には、温水出口と温水入口が開口
し、温水出口から出た温水は、前記温水通路溝２４を通
過し温水入口よりインテークマニホールド側に戻る。

第７図はスロツトルボデイ１の背面図で、図中２６はス
テツパモータタイプのＩＡＣバルブで、スロツトルボデ
イ１内のＩＡＣ通路に組込まれた弁体が、主流路２に対
し、ほぼ垂直に作動するように、スロツトルボデイに装
着されている。

第８図の（ａ），（ｂ）はＩＡＣ通路２７の内部構造を
示し、第８図（ｂ）は第８図（ａ）のＢ方向からみた図
で、２７−１はその通路入口、２７−２は通路出口であ
る。通路入口２７−１は、主流路内壁における副流路出
口３−２近傍の絞り８の下流でスロツトルバルブ４の上
流となる位置に開口し、通路出口２７−２がスロツトル
バルブ４下流に開口している。

ＩＡＣ通路出口２７−２は、第２図でも示したようにフ
ランジ２２のマニホールド接合面２２ａに形成した溝よ
りなり、満開放面がインテークマニホールド上面で覆わ
れて通路の一部を構成し、外部との間のシールは、スロ
ツトルボデイとインテークマニホールドの接合面をシー
ルするガスケツト２９により行われる。

またＩＡＣ通路２７は、その入口２７−１と出口２７−
２の間の通路上で、少なくとも３カ所の直角曲り部２７
ａ，２７ｂ，２７ｃがある。このうち、直角曲り部のう
ち少なくとも１カ所は加工上外部との連通が不可避であ
り、この連通をプラグ（図示せず）により止めている。

ＩＡＣ通路２７の一部２７ｂに弁体２８が組込まれ、こ
の弁体２８がアイドル制御信号に応じてステツパモータ
（ＩＡＣバルブアクチユエータ）２６ａにより開閉制御
される。

また、ＩＡＣバルブの弁体２８は、駆動の負担を軽くす
るため、インテークマニホールドの負圧により開放向に
力がかかるように構成されている。ＩＡＣ通路の上流側
入口２７−１断面は円であり、下流側出口２７−２断面
は長方形である。

なお、インテークマニホールドには３本のスタツトボル
トが固定されており、第２図に示すスロツトルボデイ１
側フランジ２２の３つの孔３１，３２，３３にスタツト
ボルトを挿入しナツトで締付けられる。

インテークマニホールドとスロツトルボデイ１の間は、
Ｏリング付のプラステイツクガスケツトを介し締付られ
ている。

ボデイ側フランジの３つの孔３１，３２，３３位置は、
上からφ２０のボツクスレンチスペースが確保できる位
置であり、なおかつ面圧を均一にできるように配してあ
る。

このような構成によりなる本実施例によれば、特にリブ
１１及び副流路抵抗調整用のアジヤストスクリユー１２
を用いることで、次の作用，効果が期待できる。

主流路２内の空気流は、一部が副流路３内を通過し、そ
の流れる空気量（空気流速）がスロツトル開度に応じ変
化すると、常に一定温度を保とうとする熱線素子の電流
値の変化より空気流量が測定される。この時、主流路２
内の空気流に乱流が生じていると、副流路３内の空気の
吐き出しが不安定となり、測定精度に悪影響を及ぼす
が、これは、リブ１１の存在により次のように改善され
る。

すなわち、リブ１１が主流路２と平行に配置されること
から、副流路３設置箇所付近を通る主流路２の空気がリ
ブ１１に沿つて流れる。このように、リブ１１によつて
主流路空気流が整流され、副流路３の出口３−２付近の
乱流発生が防止される。また、、本実施例では、リブ１
１が下流方向に向けて次第に断面積を広がる形状を呈し
ていることから、主流路２の空気流が第４図の矢印Ｃに
示すようにブリツジ状に横切る副流路３を避けて通り、
より一層主流路２の空気流れをスムーズにすると共に、
副流路出口３−２を副流路３のひさし状の管経一部３ｃ
で覆うことから、副流路出口３−２付近は更に一層主流
路空気流の影響を受けることなく、副流路中の空気を極
めて安定した状態で吐き出すことができる。

更に、本実施例では、主流路２及び副流路３を一体にダ
イカスト成形する場合、従来湯の流れが悪いとされてい
た、Ｌ字形副流路３の内曲がり壁部３ａ，３ｅにリブ１
１成形の型空間を通して、矢印Ｘ方向から湯の流れによ
りストレートに湯を導くので、この内曲がり壁部３ａ，
３ｅに充分且つスムーズに湯を導き、鋳素の発生を防止
する。

また、アジヤストスクリユ１２等の調整機構は、ストロ
ークにより副流路３の断面積を可変させる。

これによつて、センサ部（熱線素子配置部）の空気流速
を制御できる。従つて、熱線素子３０の出力をある程度
コントロールすることができ、一旦、管理幅をはずれた
スロツトルボデイでも、アジヤストスクリユーを操作す
ることにより管理幅に入れることが可能となつた。

第１１図は、アジヤストスクリユー１２をストロークに
換算して１mm移動した時、空気流量換算における熱線素
子出力値の偏差（ΔＱ／Ｑ）の特性変化を示す。１mm移
動により低速域から高速域まで全域にわたりΔＱ／Ｑが
ほぼ１％シフトする。このことは、特性の最大値と最小
値の幅が管理幅より小さければ、調整可能なことを示
す。

このようにアジヤストスクリユーによつてほとんどのス
ロツトルボデイを管理幅に納めることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、第１の課題解決手段の如
くＬ字副流路の内曲り壁部にリブを設けることで、主流
路中の空気流を有効に整流し、副流路の出口付近の乱流
発生を防止して、熱線素子の出力の乱れを抑制し、空気
流量測定精度を向上させることができる。また、リブの
存在で従来問題とされたスロツトルボデイ鋳造成形上の
湯流れを改善し、加工後の鋳素が低減し、製品の歩留り
を向上させることができる。

また、第２の課題解決手段の如く、副流路の流路抵抗調
整機構を用いれば、製品完成の段階で空気流量測定精度
にばらつきがあり、不良となつたスロツトルボデイで
も、その精度を管理幅内にシフトさせることができ、不
良率が著しく低下する。従つて製品コストダウンが図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図はそ
の底面図、第３図はその平面図、第４図は第１図のＡ−
Ａ線を断面して表わす部分斜視図、第５図は上記実施例
の正面図、第６図はその左側面図、第７図はその背面
図、第８図はその内部構造の一部を示す部分断面図、第
９図はその右側面図、第１０図はその横断面図、第１１
図は上記実施例に用いるアジヤストスクリユーを操作し
た時の空気流量−熱線素子出力値偏差特性図である。 １……スロツトルボデイ（吸気通路）、２……主流路、
２ａ……主流路内壁、３……副流路、３−１……副流路
入口、３−２……副流路出口、３ｄ，３ｅ……Ｌ字の内
曲り外壁面、１１……リブ、１２……流路抵抗調整機構
（アジヤストスクリユー）、３０……熱線素子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの吸気通路として、主流路と、空
   気流量測定用の発熱抵抗体を配する副流路とを備え、こ
   の副流路は、前記主流路内に位置し、且つその入口から
   流路途中までが前記主流路の流れ方向に向き、流路途中
   から出口までが前記主流路をブリツジ状に横切つて全体
   がＬ字形の管路を呈するものにおいて、 前記副流路のうち、前記主流路の上流側に面した外壁
   面、及びこれに交わる外壁面よりなるＬ字の内曲がり外
   壁面と、前記主流路の内壁面との間に、これらの内曲が
   り外壁面，主流路内壁面と一体につながる板状のリブを
   前記主流路と平行或いはほぼ平行に配置してなることを
   特徴とする空気流量計付き吸気通路。
2. 【請求項２】第１請求項において、前記リブは、前記主
   流路の下流方向に向けてその断面積が徐々に大きくなる
   よう形成される空気流量計付き吸気通路。
3. 【請求項３】第１請求項又は第２請求項において、前記
   副流路の出口は、前記主流路の下流側に面する側の副流
   路管壁面を一部切欠いて形成し、前記主流路のボデイの
   一部には、前記副流路の出口面積を可変調整して該副流
   路の流路抵抗を調整する機構を設けてなる空気流量計付
   き吸気通路。
4. 【請求項４】エンジンの吸気通路として、主流路と、空
   気流量測定用の発熱抵抗体を配する副流路とを備え、こ
   の副流路に前記主流路の空気の一部を通過させるものに
   おいて、 前記副流路内の通路断面積を変化させて流路抵抗を可変
   調整するための機構を有してなることを特徴とする空気
   流量計付き吸気通路。
5. 【請求項５】第３請求項又は第４請求項において、前記
   副流路の流路抵抗調整機構は、アジヤストスクリユーで
   構成してなる空気流量計付き吸気通路。