(57)【要約】単純かつ省スペースな通路構造によって、測定精度と耐汚損性能を両立させることが可能な熱式流量計を得ること。本発明の熱式流量計１５は、被計測気体が流れる主通路２３にハウジング３２が配置され、ハウジングに設けられた副通路５１に主通路から被計測気体を取り込み、副通路内に配置された流量検出部４３により被計測気体の流量を計測する熱式流量計であって、副通路５１は、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜して開口する入口開口部５２と、入口開口部５２から主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜した方向に延びる傾斜通路部５４を有する。
2019142565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測気体が流れる主通路にハウジングが配置され、該ハウジングに設けられた副通路に前記主通路から被計測気体を取り込み、前記副通路内に配置された流量検出部により被計測気体の流量を計測する熱式流量計であって、
前記副通路は、
前記主通路を流れる前記被計測気体の主流れ方向に対して傾斜して開口する入口開口部と、
該入口開口部から前記主通路を流れる前記被計測気体の主流れ方向に対して傾斜した方向に延びる傾斜通路部と、
を有することを特徴とする熱式流量計。
【請求項２】
前記ハウジングを前記主通路に固定する台座を備え、
前記入口開口部は、前記台座から離間する方向に向かって開口し、
前記傾斜通路部は、前記入口開口部から前記被計測気体の主流れ方向に沿って移行するにしたがって、漸次台座に接近する方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の熱式流量計。
【請求項３】
前記傾斜通路部は、前記被計測気体の主流れ方向から見た場合に露出する導入面を有しており、
該導入面は、前記被計測気体の主流れ方向前方に向かって凸状に湾曲する湾曲面と、前記湾曲面の曲率頂点に連続して傾斜する傾斜面とを有していることを特徴とする請求項２に記載の熱式流量計。
【請求項４】
前記副通路は、出口開口部を有しており、該出口開口部に移行するにしたがって漸次断面積が小さくなる絞り部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱式流量計。
【請求項５】
前記入口開口部の側方に整流板が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱式流量計。
【請求項６】
前記傾斜通路部は、前記被計測気体の主流れ方向に対して、２５°以上７０°以下の傾斜角度で傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば主通路を流れる被計測気体の流量を計測する熱式流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被計測気体が流れる主通路にハウジングが配置され、ハウジングに設けられた副通路に主通路から被計測気体を取り込み、副通路内に配置された流量検出部により被計測気体の流量を計測する熱式流量計が、種々提案されている。熱式流量計は、流量検出部と被計測気体との間で熱伝達を行うことにより、被計測気体の質量流量を計測する構成を有している。【０００３】
熱式流量計では、汚損対策の観点から、サイクロンバイパスによる遠心分離や、分岐通路による慣性分離等の副通路構造が採用されている。例えば、特許文献１には、サイクロンバイパスを有する熱式流量計の構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】US2013/0061684
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、サイクロンバイパスや分岐通路を有する副通路は構造が複雑であり、装置の小型化が困難である。特に、装置が取り付けられる主通路が断面積の小さい小径通路の場合には、装置の一部が主通路から外側に大きく突出するおそれがあり、レイアウト位置が限定されるなど使い勝手が悪くなることが懸念される。【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、単純かつ省スペースな通路構造によって、測定精度と耐汚損性能を両立させることが可能な熱式流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の熱式流量計は、
被計測気体が流れる主通路にハウジングが配置され、該ハウジングに設けられた副通路に前記主通路から被計測気体を取り込み、前記副通路内に配置された流量検出部により被計測気体の流量を計測する熱式流量計であって、
前記副通路は、
前記主通路を流れる前記被計測気体の主流れ方向に対して傾斜して開口する入口開口部と、
該入口開口部から前記主通路を流れる前記被計測気体の主流れ方向に対して傾斜した方向に延びる傾斜通路部と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、サイクロンバイパスや分岐通路などの従来構造と比較して低背化による小型化が可能で、測定精度と耐汚損性能を両立させることができる。【０００９】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の熱式流量計が適用される内燃機関システムの一例を示す概念図。
【図２】第１実施形態の熱式流量計が二次空気通路に取り付けられた状態を示す図であり、図２（ａ）は二次空気通路の上流端側から示す左側面図、図２（ｂ）は正面図。
【図３】図２（ａ）のIII−III線断面図。
【図４】第１実施形態の熱式流量計の構成を説明する図であり、図４（ａ）は左側面図、図４（ｂ）は正面図。
【図５】図４（ａ）のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】図４（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】チップパッケージの外観図。
【図８】熱式流量計の要部を拡大して示す図であり、図８（ａ）は入口開口部と傾斜通路部の構成を説明する図、図８（ｂ）は、導入面の構成を説明する図。
【図９】傾斜通路部の傾斜角度に対するダスト解析結果とノイズ試験結果を示すグラフ。
【図１０】第１実施形態の熱式流量計の変形例。
【図１１】図１０に示す熱式流量計の断面図。
【図１２】第２実施形態の熱式流量計の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の熱式流量計が適用される内燃機関システムの一例を示す概念図である。図１に示す内燃機関システム１は、例えば自動車用の原動機として自動車の車両に搭載されるエンジンシステムであり、燃焼室内にガソリンなどの燃料を直接噴射して点火プラグで着火する、いわゆる直噴式エンジン２を用いたものである。
【００１３】
直噴式エンジン２は、吸気側に吸気通路３が接続され、排気側に排気通路４が接続されている。吸気通路３には、上流側から順番にエアクリーナ１１とエアフローセンサ１２とスロットルバルブ１３が設けられている。エアフローセンサ１２は、吸気通路３を通過して直噴式エンジン２の燃焼室に流入する吸入空気の流量を検出する。
【００１４】
排気通路４には、ＧＰＦ（ガソリンパティキュレートフィルタ）１４が設けられている。ＧＰＦ１４は、排ガスに含まれているＰＭ（粒子状物質）を捕集し、二次空気の供給を受けることで燃焼除去する構成を有している。エアクリーナ１１とＧＰＦ１４との間は、ＧＰＦ１４に二次空気を供給するための二次空気通路５によって接続されている。二次空気通路５は、吸気通路３よりも断面積が小さい小径通路によって構成されている。二次空気通路５には、熱式流量計１５と二次エアポンプ１６が配置されている。２次ポンプ１６は、二次空気通路５を通過してエアクリーナ１１からＧＰＦ１４に二次空気を供給し、熱式流量計１５は、その二次空気の流量を検出する。
【００１５】
内燃機関システム１は、不図示のＥＣＵ（エンジン制御ユニット）を有しており、エアフローセンサ１２で検出した吸入空気の流量に基づいて直噴式エンジン２のインジェクタから燃焼室内に直接噴射される燃料噴射量を制御し、また、熱式流量計１５で検出した二次空気の流量に基づいて二次エアポンプ１６からＧＰＦ１４に供給される二次空気の量を制御する。
【００１６】
そして、内燃機関システム１は、吸気通路３と排気通路４との間がＥＧＲ通路６で接続されており、その通路途中にはインタークーラー１７とＥＧＲバルブ１８が設けられている。また、吸気通路３と直噴式エンジン２のエンジンケース内との間がブローバイガス通路７で接続されており、その通路途中にはＰＣＶバルブ１９が設けられている。
【００１７】
図２は、第１実施形態の熱式流量計が二次空気通路に取り付けられた状態を示す図であり、図２（ａ）は二次空気通路の上流端側から示す左側面図、図２（ｂ）は正面図である。そして、図３は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００１８】
二次空気通路５は、図２に示すように、円筒形状の通路ボディ２１を有している。通路ボディ２１は、二次空気通路５のエアクリーナ側に一方端部２１ａが接続され、ＧＰＦ１４側に他方端部２１ｂが接続される。通路ボディ２１の内部には、一方端部２１ａから他方端部２１ｂに向かって被計測気体が流れる主通路２３が設けられている。主通路２３は、吸気通路３のエアフローセンサ１２が取り付けられている箇所の断面積よりも小さな断面積を有している。
【００１９】
以下の説明では、二次空気通路５及び熱式流量計１５の構造について理解容易のために、被計測気体の主流れ方向Ｆに沿ったＹ方向を前後方向とし、Ｙ方向に直交するＸ方向を横方向とし、Ｘ方向とＹ方向に直交するＺ方向を上下方向として説明するが、これらの方向は説明の便宜上のものであり、通路ボディ２１及び熱式流量計１５の姿勢状態を限定するものではない。
【００２０】
通路ボディ２１の前後方向中間位置には、熱式流量計１５を取り付けるための取付部２２が設けられている。取付部２２は、通路ボディ２１の上部において外周面の一部が下方に凹んで平坦に形成された平坦面２２ａを有している。取付部２２の平坦面２２ａには、通路ボディ２１の通路壁を貫通して主通路２３との間を連通する開口穴２２ｂが開口して設けられている。取付部２２は、開口穴２２ｂに熱式流量計１５の一部を挿入して、通路ボディ２１の主通路２３に配置した状態で熱式流量計１５を取り付けることができるようになっている。
【００２１】
図４は、第１実施形態の熱式流量計の構成を説明する図であり、図４（ａ）は左側面図、図４（ｂ）は正面図である。そして、図５は、図４（ａ）のＶ−Ｖ線断面図、図６は、図４（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【００２２】
熱式流量計１５は、通路ボディ２１の取付部２２に固定される台座３１と、台座３１から下方に向かって突出して取付部２２の開口穴２２ｂに挿通することによって通路ボディ２１の主通路２３に配置されるハウジング３２とを備えている。台座３１は、所定の板厚を有する平板形状を有しており、取付部２２の平坦面に対向して接面し、通路ボディ２１の主通路２３との間をシールした状態で取付部２２に固定される。
【００２３】
ハウジング３２は、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対向する横方向（Ｘ方向）の大きさよりも、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに沿った前後方向（Ｙ方向）の大きさの方が大きくなっており、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに沿って延在する形状を有している。
【００２４】
ハウジング３２は、取付部２２に連続して設けられる基端部３２ａと、基端部３２ａに連続して設けられる先端部３２ｂを有している。ハウジング３２の基端部３２ａと先端部３２ｂは、図４（ｂ）に示すように、下側に位置する先端部３２ｂの方が上側に位置する基端部３２ａよりも前方に突出しており、前後方向（Ｙ方向）の長さが大きい形状となっている。そして、図４（ａ）に示すように、上側に位置する基端部３２ａと下側に位置する先端部３２ｂとの間には、段差が設けられて、先端部３２ｂの方が基端部３２ａよりも横方向（Ｘ方向）の幅が広い形状となっている。
【００２５】
ハウジング３２は、図５に示すように、基端部３２ａに温度検出部４２が配置され、先端部３２ｂに流量検出部４３が配置されている。温度検出部４２は、ハウジング３２の基端部３２ａから前方に向かって突出する突起部４５の先端部分に配置されている。したがって、主通路２３を流れる被計測気体を温度検出部４２に直接接触させることができ、被計測気体の正確な温度を検出することができる。また、温度検出部４２をハウジング３２の基端部３２ａから離れた位置に配置できるので、台座３１から伝達される熱の影響を小さくすることができる。
【００２６】
また、突起部４５の先端部分は、ハウジング３２の先端部３２ｂの前端よりも後方の位置に配置されている。したがって、熱式流量計１５を通路ボディ２１に取り付ける作業において、先端部３２ｂが温度検出部４２を周囲の部材から保護し、温度検出部４２が他の部材との意図しない接触により破損するのを未然に防ぐことができる。
【００２７】
流量検出部４３は、ハウジング３２の先端部３２ｂに形成された副通路５１内に配置されている。図５に示すように、ハウジング３２の先端部３２ｂには、主通路２３を流れる被計測気体の一部を取り込む副通路５１が設けられている。
【００２８】
副通路５１は、前方に向かって開口する入口開口部５２と、後方に向かって開口する出口開口部５３との間に亘って、前後方向に延在するように形成されている。副通路５１は、例えば上下左右が壁面によって囲まれる矩形或いは円形などの閉断面を有する通路として定義され、入口開口部５２は、副通路５１の上流端に形成され、出口開口部５３は、副通路５１の下流端に形成される。
【００２９】
図８は、熱式流量計の要部を拡大して示す図であり、図８（ａ）は入口開口部と傾斜通路部の構成を説明する図、図８（ｂ）は、導入面の構成を説明する図である。
【００３０】
副通路５１の入口開口部５２は、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜して開口する。入口開口部５２は、台座３１から離間する方向に向かって開口するように主流れ方向Ｆに直交する方向に対して角度θ０だけ傾いて形成されている。入口開口部５２は、上端よりも下端の方が後方に位置しており、所定の俯角を有するように前方でかつ斜め下方に向かって開口している。出口開口部５３は、ハウジング３２の先端部３２ｂの後端に開口している（図５を参照）。出口開口部５３は、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して直交して開口する。
【００３１】
副通路５１は、入口開口部５２から主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜した方向に延びる傾斜通路部５４と、傾斜通路部５４の後端５６に連続して被計測気体の主流れ方向Ｆと平行に延在して出口開口部５３につながる平行通路部５５を有している。
【００３２】
傾斜通路部５４は、入口開口部５２から後方に移行するにしたがってハウジング３２の台座３１側に漸次接近するように、前後方向（Ｙ方向）に対して傾斜通路部５４の中心線Ｃ１が角度θ１だけ傾斜している。傾斜通路部５４の角度θ１は、２５°以上７０°以下が好ましく、曲り損失が小さくなるようにできるだけ緩やかな角度がさらに好ましく、本実施形態では、３３°に設定されている。
【００３３】
傾斜通路部５４の中心線Ｃ１は、入口開口部５２の中心点と、傾斜通路部５４の後端５６の中心点との間を結んだ直線である。平行通路部５５の中心線Ｃ２は、前後方向（Ｙ方向）に延在して、傾斜通路部５４の後端５６の中心点と出口開口部５３の中心点との間を結ぶ直線である。
【００３４】
傾斜通路部５４の上面６１は、入口開口部５２から後方に移行するにしたがって漸次傾斜通路部５４の中心線Ｃ１に接近し、中間位置で再び中心線Ｃ１から離間するように凸状に湾曲している。傾斜通路部５４の上面６１は、比較的大きな曲率半径で湾曲しており、被計測気体が通過する際に剥離渦が発生するのを防ぐことができるようになっている。
【００３５】
傾斜通路部５４の下面６２は、図８（ａ）に示すように、入口開口部５２の上端よりも上側の位置に、下面６２の上端が配置されており、入口開口部５２から副通路５１に流入した被計測気体を案内してその向きを斜めに変更することができる。したがって、傾斜通路部５４は、入口開口部５２から副通路５１に被計測気体と共に流入する汚損物がそのままＹ方向に沿って真っ直ぐに流量検出部４３に到達するのを防ぐことができ、流量検出部４３の耐汚損性能を確保することができる。
【００３６】
図９は、傾斜通路部の傾斜角度に対するダスト解析結果とノイズ試験結果を示すグラフである。
【００３７】
図９に示すダスト解析結果によれば、傾斜通路部５４は、その傾斜角度が増加するに応じて傾斜通路部５４に侵入するダストの数（侵入ダスト数）が減少する傾向を示している。特に傾斜通路部５４の角度θ１が０°から２５°の範囲では、侵入ダスト数が急激に変化し、２５°から９０°の範囲では、緩やかに変化している。傾斜通路部５４の角度θ１が０°から２５°の範囲は、入口開口部５２を上流側から見た場合に平行通路部５５が露出している範囲であり、比較的多くのダストが侵入している。したがって、耐汚損性の観点からすると、傾斜通路部５４の角度θ１を２５°から７０°の範囲に設定し、入口開口部５２を上流側から見た場合に平行通路部５５を露出させないようにする構成が好ましい。
【００３８】
そして、図９に示すノイズ試験結果によれば、傾斜通路部５４は、その傾斜角度が増加するのに応じて流量検出部により検出される流量のノイズ（２σノイズ％）が増大する傾向を示している。傾斜通路部５４の角度θ１が小さいほど流量の検出精度がよい理由としては、（１）主流れ方向に対する傾斜通路部５４の曲がりが小さいので剥離渦の影響が小さいこと、及び、（２）流速が速いのでＳ／Ｎ比で優位になることであることが考えられる。
【００３９】
下記の表１は、傾斜通路部５４の角度によるノイズ性能と耐汚損性能への影響をまとめたものである。
【表１】
2019142565.tif 000003
【００４０】
ノイズ性能は、傾斜通路部５４の角度θ１が小さい方が通路内の現象として剥離渦の発生が抑制されかつ流速も速いので性能がよくなり、反対に角度θ１が大きくなると性能が悪化する。そして、耐汚損性能は、傾斜通路部５４の角度θ１が大きいと通路内の現象としてダストが分流されて流量検出部を迂回するので性能がよくなり、反対に角度θ１が小さいとダストが分流されず、性能が悪化する。表１に示すように、ノイズ性能は、角度θ１が０°で◎となり、９０°で×となっている。そして、耐汚損性能は、角度θ１が９０°で◎となり、０°で×となっている。傾斜通路部５４の角度θ１が３３°近傍では、ノイズ性能と耐汚損性能の両方が損なわれず、○となる。以上より、傾斜通路部５４の形状は、入口開口部５２を上流側から見た場合に平行通路部５５を露出させないように隠し、尚且つ、曲り損失が小さくなるようにできるだけ角度θ１を緩やかな角度とする構成が好ましいことが理解できる。
【００４１】
傾斜通路部５４の下面６２は、前方から見た場合に露出して主通路２３を流れる被計測気体を直接受ける導入面を有している。導入面は、前方に向かって凸状に湾曲する湾曲面と、湾曲面の曲率頂点に連続して傾斜する傾斜面とを有している。導入面は、湾曲面として、入口開口部５２の下端から上方に移行するにしたがって前方に向かって移行するように曲率半径Ｒａで湾曲する第１の湾曲面６２ａと、第１の湾曲面６２ａの上端から上方に移行するにしたがって後方に向かって移行するように曲率半径Ｒｂで湾曲する第２の湾曲面６２ｂとを有している。そして、第２の湾曲面６２ｂの上端である曲率頂点Ｐに連続して後方に移行するにしたがって上昇するように傾斜した傾斜面６２ｃを有している。曲率頂点Ｐは、入口開口部５２を被計測気体の主流れ方向Ｆから見た場合に露出する導入面に配置されている。このように、導入面に曲率頂点Ｐが配置されているので、入口開口部５２から傾斜通路部５４に流入した被計測気体を滑らかに誘導でき、流量検出部４３のノイズ性能を向上させ、流量の検出精度を高くすることができる。
【００４２】
導入面の第１の湾曲面６２ａと第２の湾曲面６２ｂは、入口開口部５２から傾斜通路部５４内に進入してきた気体を上下に円滑に分配して、傾斜通路部５４内における剥離渦の発生を抑制しつつ、被計測気体を傾斜通路部５４の下流側に案内し、被計測気体以外をハウジング３２の先端部３２ｂの下方に案内して傾斜通路部５４から逃がす。したがって、入口開口部５２から副通路５１に流入する異物の量を減らして、流量検出部４３の耐汚損性を向上させることができる。
【００４３】
導入面の第１の湾曲面６２ａは、被計測気体以外を案内するためノイズ性能への影響が小さく、第１の湾曲面６２ａの曲率半径Ｒａを第２の湾曲面６２ｂの曲率半径Ｒｂよりも小さくすることができ、ハウジング３２の上下方向（Ｚ方向）の高さを低くすることができる。したがって、熱式流量計１５の低背化を図ることができ、熱式流量計１５を断面積の小さい二次空気通路に取り付けた場合に、その一部が外方に大きく突出するのを防ぐことができる。
【００４４】
平行通路部５５は、傾斜通路部５４の後端５６から出口開口部５３に向かって略一定の断面積を有して延在しており、出口開口部５３に移行するにしたがって漸次断面積が小さくなる絞り部が後端に設けられている。平行通路部５５の絞り部は、平行通路部５５を通過する被計測気体の流速を早めることができ、副通路５１を通過する被計測気体に対して、ハウジング３２の周囲に形成される剥離渦の影響を小さくすることができ、流量を安定させることができる。
【００４５】
図７は、チップパッケージの外観図である。
本実施形態では、温度検出部４２と流量検出部４３を有するチップパッケージ４１がハウジング３２の内部に組み込まれている。流量検出部４３は、チップパッケージ４１に設けられており、チップパッケージ４１によって平行通路部５５に配置されている。
【００４６】
チップパッケージ４１は、熱式の流量検出センサや温度センサ等の複数のセンサチップと、ＬＳＩなどの演算回路部品と、コンデンサや電気抵抗体などの電子回路部品とをそれぞれリードフレームに実装して熱可塑性若しくは熱硬化性のモールド樹脂で一体にモールド成形した構成を有している。チップパッケージ４１は、平面視略矩形の平板形状を有するパッケージ本体４４を有している。
【００４７】
パッケージ本体４４は、一方の側辺中央から前方に向かって突出する突起部４５を有しており、突起部４５の先端に温度検出部４２を構成する温度センサが配置されている。また、パッケージ本体４４の表面でかつ先端側の位置には、凹溝４６が前後方向に延在するように形成されており、凹溝４６の延在方向中間位置に流量検出部４３を構成する熱式の流量検出センサが露出して配置されている。パッケージ本体４４の上端には、複数のアウターリード４７が設けられており、外部と電気的に接続されて信号を出力できるようになっている。
【００４８】
チップパッケージ４１は、図５及び図６に示すように、副通路５１をＸ方向に二つに分割するようにパッケージ本体４４が副通路５１内でＺ方向に亘って上下に延在し、凹溝４６と流量検出部４３が副通路５１内に位置するようにハウジング３２内に配置されている。副通路５１は、平行通路部５５の流量検出部４３に対向する位置に絞り３３が設けられている。絞り３３は、流量検出部４３に向かって突出して流量検出部４３との間に所定の間隙を形成しており、流量検出部４３との間を通過する被計測気体の流速を早めて流量の検出精度を向上させる。
【００４９】
本実施形態では、図８に示すように、副通路５１の入口開口部５２の左右両側に、一対の整流板３４が設けられている。一対の整流板３４は、入口開口部５２の側方から前方に向かって突出している。一対の整流板３４は、主通路２３を流れる被計測気体が入口開口部５２から副通路５１内に流れ込む際に、急縮小による剥離渦の発生を緩和し、副通路５１内における被計測気体の流れを安定させることができる。
【００５０】
図１０は、一対の整流板３４を省略した図であり、図１１は、図１０の断面図である。
入口開口部５２の傾斜度合いや傾斜通路部５４の形状等によって副通路５１内における剥離渦の発生が抑制されている場合には、図１０及び図１１に示すように、一対の整流板３４を省略することができる。
【００５１】
本実施形態の熱式流量計１５によれば、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜して開口する入口開口部５２と、被計測気体の主流れ方向Ｆに対して入口開口部５２から入口開口部５２と同じ向きに傾斜した方向に延びる傾斜通路部５４とを有しているので、サイクロンバイパスや分岐通路などの従来構造と比較して低背化による小型化が可能で、測定精度と耐汚損性能を両立させることができる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について図１２を用いて説明する。図１２は、第２実施形態の熱式流量計の断面図であり、第１実施形態の図５に対応する図である。本実施形態において特徴的なことは、入口開口部及び傾斜通路の傾斜方向が第１実施形態と反対向きとなっている点である。本実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００５３】
熱式流量計１５のハウジング３２の先端部３２ｂには、副通路７１が設けられている。副通路７１は、前方に向かって開口する入口開口部７２と、後方に向かって開口する出口開口部５３との間に亘って、前後方向に延在するように形成されている。副通路７１は、例えば上下左右が囲まれる矩形或いは円形などの閉断面を有する通路として定義され、入口開口部７２は、副通路５１の上流端に形成され、出口開口部５３は、副通路７１の下流端に形成される。
【００５４】
副通路７１の入口開口部７２は、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜して開口する。入口開口部７２は、台座３１側に向かって開口するように主流れ方向Ｆに直交する方向に対して所定角度だけ傾いて形成されている。入口開口部７２は、下端よりも上端の方が後方に位置しており、所定の仰角を有するように前方でかつ斜め上方に向かって開口している。
【００５５】
副通路７１は、入口開口部７２から主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜した方向に延びる傾斜通路７４と、傾斜通路７４の後端に連続して被計測気体の主流れ方向Ｆと平行に延在して出口開口部５３につながる平行通路７５を有している。傾斜通路７４は、入口開口部７２から後方に移行するにしたがってハウジング３２の台座３１から漸次離間するように、前後方向（Ｙ方向）に対して所定角度だけ傾斜している。
【００５６】
傾斜通路部７４の下面は、比較的大きな曲率半径で湾曲しており、被計測気体が通過する際に剥離渦が発生するのを防ぐことができるようになっている。傾斜通路部７４の上面は、入口開口部７２の下端よりも下側の位置に、上面の下端が配置されており、入口開口部７２から副通路７１に流入した被計測気体を案内してその向きを斜めに変更することができる。したがって、傾斜通路部７４は、入口開口部７２から副通路７１に流入した被計測気体がそのままＹ方向に沿って真っ直ぐに流量検出部４３に到達するのを防ぐことができ、流量検出部４３の耐汚損性能を確保することができる。
【００５７】
傾斜通路７４の上面は、被計測気体の主流れ方向Ｆから見た場合に露出して主通路２３を流れる被計測気体を直接受ける導入面を有している。導入面は、入口開口部７２の上端から下方に移行するにしたがって前方に向かって移行するように曲率半径Ｒａで湾曲する第１の湾曲面と、第１の湾曲面の下端から下方に移行するにしたがって後方に向かって移行するように曲率半径Ｒｂで湾曲する第２の湾曲面を有している。
【００５８】
導入面の第１の湾曲面と第２の湾曲面は、入口開口部７２から傾斜通路部７４内に進入してきた気体を当接させて上下に円滑に分配して、傾斜通路部７４内における剥離渦の発生を抑制しつつ、被計測気体を傾斜通路部７４の下流側に案内し、被計測気体以外をハウジング３２の先端部３２ｂの上方に案内して傾斜通路部７４から逃がす。したがって、入口開口部７２から副通路７１に流入する異物の量を減らして、流量検出部４３の耐汚損性を向上させることができる。
【００５９】
平行通路部７５は、傾斜通路部７４の後端から出口開口部５３に向かって略一定の断面積を有して延在しており、出口開口部５３近傍の後端には断面積が小さくなる絞り部が設けられている。平行通路部７５の絞り部は、平行通路部７５を通過する被計測気体の流速を速めることができ、副通路７１を通過する被計測気体に対して、ハウジング３２の周囲に形成される剥離渦の影響を小さくすることができる。
【００６０】
本実施形態では、流量検出部４３を有するチップパッケージ４１がハウジング３２の内部に組み込まれている。チップパッケージ４１は、流量検出部４３のみを有しており、第１実施形態における温度検出部４２は省略されている。流量検出部４３は、チップパッケージ４１によって平行通路部７５に配置されている。
【００６１】
本実施形態の熱式流量計１５によれば、主通路２３を流れる被計測気体の主流れ方向Ｆに対して傾斜して開口する入口開口部７２と、被計測気体の主流れ方向Ｆに対して入口開口部７２から入口開口部７２と同じ向きに傾斜した方向に延びる傾斜通路部７４とを有しているので、サイクロンバイパスや分岐通路などの従来構造と比較して低背化による小型化が可能で、測定精度と耐汚損性能を両立させることができる。
【００６２】
上述の各実施形態では、流量検出部４３がチップパッケージ４１に設けられている場合を例に説明したが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば回路基板に設ける構成としてもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１５  熱式流量計
２３  主通路
３１  台座
３２  ハウジング
３２ａ  基端部
３２ｂ  先端部
３４  整流板
４１  チップパッケージ
４２  温度検出部
４３  流量検出部
４４  パッケージ本体
５１  副通路
５２  入口開口部
５３  出口開口部
５４  傾斜通路部
５５  平行通路部
５６  後端
６１  上面
６２  下面
６２ａ  第１の湾曲面
６２ｂ  第２の湾曲面
Ｐ  曲率頂点
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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