(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主通路に配置される筐体と、該筐体に前記主通路を流れる被計測気体を取り込む副通路と、該副通路で前記被計測気体の流量を計測する流量検出部と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路は、
前記筐体に開口する第１入口と前記筐体に開口する第１出口との間を連通する第１通路部と、
該第１通路部に開口する第２入口と前記筐体若しくは前記第１通路部に開口する第２出口との間を連通する第２通路部と、
該第２通路部に開口する第３入口と前記筐体に開口する第３出口との間を連通する第３通路部と、を有し、
前記流量検出部は、前記第２通路部に設けられ、
前記第３入口は、前記第２入口と前記流量検出部との間に設けられ、
前記第３通路部の前記第３入口と前記第３出口との間に圧力損失発生手段が設けられていることを特徴とする熱式流量計。
【請求項２】
前記圧力損失発生手段は、前記第３出口の近傍位置に設けられ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】
前記圧力損失発生手段は、前記第３通路部の通路断面積を段差状に縮小させた急縮小構造部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱式流量計。
【請求項４】
前記圧力損失発生手段は、オリフィス構造部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱式流量計。
【請求項５】
前記圧力損失発生手段は、前記第３入口から前記第３出口に向かって流れる流体の抵抗となる通路抵抗構造部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱式流量計。
【請求項６】
前記圧力損失発生手段は、前記第３通路部の通路途中位置で折曲された折れ曲がり構造
部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱式流量計。
【請求項７】
前記圧力損失発生手段は、前記第３通路部の通路断面積を段差状に拡大させた急拡大構
造部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱式流量計。
【請求項８】
前記第３出口は、前記第３入口よりも前記第１入口が開口する前記筐体の一方端部側の
位置に配置され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９】
前記第１通路部は、前記主通路を流れる被計測気体の流れ方向に沿って延在し、
前記第２通路部は、前記第１通路部から離れる方向に移行し、該第１通路部から離れた位置で前記第１出口が開口する前記筐体の他方端部側から前記筐体の一方端部側に向かって移行し、次いで前記第１通路部に向かって接近する方向に移行する湾曲形状を有し、
前記第３通路部は、前記第２通路部の内周面に前記第３入口が開口し、前記第３入口から前記筐体の一方端部側に向かって延在することを特徴とする請求項８に記載の熱式流量
計。
【請求項１０】
前記第１通路部は、前記主通路を流れる被計測気体の流れ方向に沿って延在し、
前記第２通路部は、前記第１通路部から離れる方向に移行し、該第１通路部から離れた位置で前記第１入口が開口する前記筐体の一方端部側から前記筐体の他方端部側に向かって移行し、次いで前記第１通路部に向かって接近する方向に移行する湾曲形状を有し、
前記第３通路部は、前記第２通路部の外周面に前記第３入口が開口し、前記第３入口から前記筐体の一方端部側に向かって延在することを特徴とする請求項８に記載の熱式流量
計。
【請求項１１】
主通路に配置される筐体と、該筐体に前記主通路を流れる被計測気体を取り込む副通路と、該副通路で前記被計測気体の流量を計測する流量検出部と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路は、
前記筐体に開口する第１入口と前記筐体に開口する第１出口との間を連通する第１通路部と、
該第１通路部に開口する第２入口と前記筐体若しくは前記第１通路部に開口する第２出口との間を連通する第２通路部と、
該第２通路部に開口する第３入口と前記筐体に開口する第３出口との間を連通する第３通路部と、を有し、
前記第３通路部の前記第３入口と前記第３出口との間に圧力損失発生手段が設けられ、
前記圧力損失発生手段は、前記第３通路部の通路途中位置で折曲された折れ曲がり構造
部を有することを特徴とする熱式流量計。
【請求項１２】
主通路に配置される筐体と、該筐体に前記主通路を流れる被計測気体を取り込む副通路と、該副通路で前記被計測気体の流量を計測する流量検出部と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路は、
前記筐体に開口する第１入口と前記筐体に開口する第１出口との間を連通する第１通路部と、
該第１通路部に開口する第２入口と前記筐体若しくは前記第１通路部に開口する第２出口との間を連通する第２通路部と、
該第２通路部に開口する第３入口と前記筐体に開口する第３出口との間を連通する第３通路部と、を有し、
前記第３通路部の前記第３入口と前記第３出口との間に圧力損失発生手段が設けられ、
前記圧力損失発生手段は、前記第３通路部の通路断面積を段差状に拡大させた急拡大構
造部を有することを特徴とする熱式流量計。
【請求項１３】
主通路に配置される筐体と、該筐体に前記主通路を流れる被計測気体を取り込む副通路と、該副通路で前記被計測気体の流量を計測する流量検出部と、を備える熱式流量計であって、
前記副通路は、
前記筐体に開口する第１入口と前記筐体に開口する第１出口との間を連通する第１通路部と、
該第１通路部に開口する第２入口と前記筐体若しくは前記第１通路部に開口する第２出口との間を連通する第２通路部と、
該第２通路部に開口する第３入口と前記筐体に開口する第３出口との間を連通する第３通路部と、を有し、
前記第３通路部の前記第３入口と前記第３出口との間に圧力損失発生手段が設けられ、
前記第３出口は、前記第３入口よりも前記第１入口が開口する前記筐体の一方端部側の
位置に配置されていることを特徴とする熱式流量計。
【請求項１４】
前記第１通路部は、前記主通路を流れる被計測気体の流れ方向に沿って延在し、
前記第２通路部は、前記第１通路部から離れる方向に移行し、該第１通路部から離れた位置で前記第１出口が開口する前記筐体の他方端部側から前記筐体の一方端部側に向かって移行し、次いで前記第１通路部に向かって接近する方向に移行する湾曲形状を有し、
前記第３通路部は、前記第２通路部の内周面に前記第３入口が開口し、前記第３入口から前記筐体の一方端部側に向かって延在することを特徴とする請求項１３に記載の熱式流量計。
【請求項１５】
前記第１通路部は、前記主通路を流れる被計測気体の流れ方向に沿って延在し、
前記第２通路部は、前記第１通路部から離れる方向に移行し、該第１通路部から離れた位置で前記第１入口が開口する前記筐体の一方端部側から前記筐体の他方端部側に向かって移行し、次いで前記第１通路部に向かって接近する方向に移行する湾曲形状を有し、
前記第３通路部は、前記第２通路部の外周面に前記第３入口が開口し、前記第３入口から前記筐体の一方端部側に向かって延在することを特徴とする請求項１３に記載の熱式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱式流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体の流量を計測する熱式流量計は、流量を計測するための流量検出部を備え、流量検出部と計測対象である気体との間で熱伝達を行うことにより、気体の流量を計測するように構成されている。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、排水孔を有する熱式流量測定装置の構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】DE 10 2008 049 843 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空気流量検出装置など主通路の空気を迂回させて副通路内部に流量検出素子を配置して計測する場合、主通路を流れる空気に含まれる水滴や異物の影響を考慮した設計が必要となる。水滴が、流量検出素子表面に付着した場合、瞬時的な出力変動が発生し、計測誤差となる。特許文献１では、副通路の入口から真っ直ぐ出口に向かう第１通路から分岐した第２通路入口部で発生する剥離領域に排水孔が設けられている。【０００５】
しかし、主通路の流れが低流速から中流速の場合、水滴等は壁面に付着し測定通路の分岐部を経由して流量検出素子へ到達する。特に、特許文献１では、排水孔近傍に剥離流発生構造が無いため、排水孔近傍で圧力勾配が大きくなる。したがって、排水孔の持つ排水能力を超える量の水滴が一度に排水孔に到達した場合に、排水孔から排水しきれなかった水滴が壁面をつたって流量検出素子へ到達する懸念がある。【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、副通路に流れ込んだ水滴を主通路に効率よく排出することができる熱式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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の熱式流量計は、主通路に配置される筐体と、該筐体に設けられて前記主通路を流れる被計測気体を取り込む副通路と、該副通路に設けられて前記被計測気体の流量を計測する流量検出部と、を備える熱式流量計であって、前記副通路は、前記筐体に開口する第１入口と前記筐体に開口する第１出口との間を連通する第１通路部と、該第１通路部に開口する第２入口と前記筐体若しくは前記第１通路部に開口する第２出口との間を連通する第２通路部と、該第２通路部に開口する第３入口と前記筐体に開口する第３出口との間を連通する第３通路部と、を有し、前記第３通路部の前記第３入口と前記第３出口との間に圧力損失発生手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第３通路部の第３入口と第３出口との間に、圧力損失発生手段が設けられているので、副通路に流れ込んだ水滴を第３通路部の第３出口に円滑に導くことができ、主通路に効率よく排出することができる。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】
【０００９】
【図１】内燃機関制御システムに本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示すシステム図。
【図２Ａ】実施例１に係る熱式流量計の外観を示す正面図。
【図２Ｂ】実施例１に係る熱式流量計の外観を示す左側面図。
【図２Ｃ】実施例１に係る熱式流量計の外観を示す背面図。
【図２Ｄ】実施例１に係る熱式流量計の外観を示す右側面図。
【図３Ａ】ハウジング本体の正面図。
【図３Ｂ】ハウジング本体の背面図。
【図３Ｃ】図３Ｂの要部を拡大して示す図。
【図４Ａ】表カバーの背面図。
【図４Ｂ】図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図。
【図５Ａ】裏カバーの背面図。
【図５Ｂ】図５ＡのＶＢ−ＶＢ線断面図。
【図６Ａ】本発明に係わる熱式流量計の排水構造を説明する図。
【図６Ｂ】本発明に係わる熱式流量計の排水構造を説明する図。
【図６Ｃ】図６ＡのＣ−Ｃ線断面図。
【図７Ａ】圧力損失発生手段を有する第３通路部内部の圧力勾配を示す図。
【図７Ｂ】圧力損失発生手段が無い第３通路部内部の圧力勾配を示す図。
【図８Ａ】実施例２に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【図８Ｂ】実施例２に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【図９Ａ】実施例３に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【図９Ｂ】実施例３に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【図１０Ａ】実施例４に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【図１０Ｂ】実施例４に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【図１１】実施例５に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【図１２】実施例６に係る熱式流量計の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
［実施例１］
図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示すシステム図である。
【００１１】
本実施例における内燃機関制御システムは、自動車用エンジンの制御システムであり、車両に搭載されている。内燃機関制御システムでは、エンジンシリンダ１１２とエンジンピストン１１４を備える内燃機関１１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体３０としてエアクリーナ１２２から吸入され、主通路１２４である例えば吸気管、スロットルボディ１２６、吸気マニホールド１２８を介してエンジンシリンダ１１２の燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体３０の流量は、本発明に係る熱式流量計３００で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁１５２より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体３０と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁１５２は内燃機関１１０の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が吸入空気である被計測気体３０と共に混合気を成形し、吸気弁１１６を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。
【００１２】
燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１５４の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１１８から排気管に導かれ、排気２４として排気管から車外に排出される。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体３０の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ１３２により制御される。燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ１３２の開度を制御して燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関１１０が発生する機械エネルギを制御することができる。
【００１３】
エアクリーナ１２２から取り込まれて主通路１２４を流れる吸入空気である被計測気体３０の流量および温度が、熱式流量計３００により計測され、熱式流量計３００から吸入空気の流量および温度を表す電気信号が制御装置２００に入力される。また、スロットルバルブ１３２の開度を計測するスロットル角度センサ１４４の出力が制御装置２００に入力され、さらに内燃機関１１０のエンジンピストン１１４や吸気弁１１６や排気弁１１８の位置や状態、さらに内燃機関１１０の回転速度を計測するために、回転角度センサ１４６の出力が、制御装置２００に入力される。排気２４の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ１４８の出力が制御装置２００に入力される。
【００１４】
制御装置２００は、熱式流量計３００の出力である吸入空気の流量、および回転角度センサ１４６の出力に基づき計測された内燃機関１１０の回転速度に基づいて燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁１５２から供給される燃料量及び点火プラグ１５４により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに熱式流量計３００で計測される吸気温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ１４８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置２００はさらに内燃機関１１０のアイドル運転状態において、スロットルバルブ１３２をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ１５６により制御し、アイドル運転状態での内燃機関１１０の回転速度を制御する。
【００１５】
図２は、熱式流量計３００の外観を示している。図２Ａは熱式流量計３００の正面図、図２Ｂは左側面図、図２Ｃは背面図、図２Ｄは右側面図である。熱式流量計３００は、ハウジング（筐体）３０１を備えている。ハウジング３０１は、吸気管に挿入されて主通路１２４（図１を参照）に配置される。ハウジング３０１の基端部には、吸気管に固定するためのフランジ３０５と、吸気管外部に露出する外部接続部３０６が設けられている。
【００１６】
ハウジング３０１は、フランジ３０５を吸気管に固定することにより片持ち状に支持され、主通路１２４を流れる被計測気体の主流れ方向に垂直な方向に沿って延びるように配置される。ハウジング３０１には、主通路１２４を流れる被計測気体３０を取り込むための副通路が設けられており、その副通路内に被計測気体３０の流量を検出するための流量検出部６０２が配置されている。
【００１７】
ハウジング３０１の主流れ方向上流側に配置される一方端部には、吸入空気などの被計測気体３０の一部を副通路に取り込むための入口（第１入口）３１１が開口している。そして、ハウジング３０１の主流れ方向下流側に配置される他方端部には、副通路から被計測気体３０を主通路１２４に戻すための第１出口３１２と第２出口３１３が開口している。第１出口３１２と第２出口３１３は、図２Ｄに示すように、ハウジング３０１の厚み方向に横並びに配置されている。
【００１８】
入口３１１は、ハウジング３０１の一方端部の先端部側に設けられており、主通路の内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。したがって、主通路の内壁面の温度の影響を受け難くなり、気体の流量や温度の計測精度の低下を抑制できる。
【００１９】
主通路の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路の平均的な流速に比べ、流速が低くなるが、本実施例の熱式流量計３００では、フランジ３０５から主通路の中央に向かって延びる薄くて長いハウジング３０１の先端部側に入口３１１が設けられているので、主通路中央部の流速の速い気体を副通路に取り込むことができる。また、副通路の第１出口３１２と第２出口３１３もハウジング３０１の先端部側に設けられているので、副通路内を流れた気体を流速の速い主通路中央部に戻すことができる。
【００２０】
ハウジング３０１は、正面に略長方形の幅広面を有するのに対して、側面が狭い（厚さが薄い）形状を成している。ハウジング３０１は、主通路を流れる被計測気体の主流れ方向に沿って正面と背面が配置され、主流れ方向に対向するように側面が配置される。これにより、熱式流量計３００は、被計測気体３０に対しては流体抵抗を小さくして、十分な長さの副通路を備えることができる。
【００２１】
すなわち、本実施例の熱式流量計３００は、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流れ方向と直交する直交面に投影されるハウジング３０１の形状が、前記の直交面上で第１の方向５０に定義される長さ寸法と、前記の直交面上で第１の方向５０（図２Ｂ参照）に対して垂直な第２の方向５１に定義される厚み寸法とを有し、厚み寸法が長さ寸法よりも小さい形状を成している。
【００２２】
ハウジング３０１には、被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２が設けられている。温度検出部４５２は、長手方向中央部で且つ一方端部において他方端部側に向かって窪んだ位置に設けられており、主流れ方向に沿って突出する形状を成している。
【００２３】
図３は、ハウジング３０１から表カバー３０３および裏カバー３０４を取り外した状態を示しており、図３Ａは正面図、図３Ｂは背面図、図３Ｃは図３Ｂの要部を拡大して示す図である。
【００２４】
ハウジング３０１は、ハウジング本体３０２の表面と裏面に表カバー３０３及び裏カバー３０４を取り付けることによって構成される。ハウジング本体３０２には、被計測気体３０の流量を計測するための流量検出部６０２や、被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２を備える回路パッケージ４００が一体にモールド成形されている。
【００２５】
そして、ハウジング本体３０２には、表カバー３０３及び裏カバー３０４との協働により副通路を成形する副通路溝が形成されている。本実施例では、ハウジング本体３０２の表裏両面に副通路溝が凹設されており、表カバー３０３及び裏カバー３０４をハウジング本体３０２の表面及び裏面にかぶせることにより、ハウジング３０１の副通路が完成する構成になっている。かかる構成とすることで、ハウジング本体３０２の成形時（樹脂モールド工程）にハウジング本体３０２の両面に設けられる金型を使用して、表側副通路溝３２１と裏側副通路溝３３１の両方をハウジング本体３０２の一部として全てを成形することが可能となる。
【００２６】
副通路溝は、ハウジング本体３０２の裏面に形成された裏側副通路溝３３１と、ハウジング本体３０２の表面に形成された表側副通路溝３２１とからなる。裏側副通路溝３３１は、第１溝部３３２と、第１溝部３３２の途中で分岐する第２溝部３３３と、第２溝部３３３の途中で分岐する第３溝部３３４を有している。
【００２７】
第１溝部３３２は、ハウジング本体３０２の先端部側で被計測気体３０の主流れ方向に沿うように一方端部３１７から他方端部３１８に亘って延在している。第１溝部３３２は、一方端部３１７の入口３１１から他方端部３１８に向かって略一定の断面形状で延在する直線部３３２Ａと、直線部３３２Ａから他方端部３１８の第１出口３１２に向かって移行するに従って溝幅が漸次狭くなる絞り部３３２Ｂとを有している。第１溝部３３２は、裏カバー３０４との協働により、副通路に被計測気体を取り込み、被計測気体に含まれる塵埃等を排出させる第１通路部７０１（図６Ｂを参照）を構成する。ハウジング３０１の入口３１１は第１通路部７０１の第１入口７０１ａとなり、ハウジング３０１の第１出口３１２は第１通路部７０１の第１出口７０１ｂとなる。
【００２８】
第２溝部３３３は、第１溝部３３２の直線部３３２Ａから分岐してカーブしながらハウジング本体３０２の基端部側に向かって進み、ハウジング本体３０２の長手方向中央部に設けられている計測用流路３４１につながっている。第２溝部３３３は、第１溝部３３２を構成する一対の側壁面のうち、ハウジング本体３０２の基端部側に位置する側壁面３３２ａに始端部が開口しており、底壁面３３３ａが第１溝部３３２の直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂと面一に連続している。第２溝部３３３は、計測用流路３４１に終端部がつながっている。第２溝部３３３は、裏カバー３０４との協働により、被計測気体３０を計測用流路３４１の流量検出部６０２に導き、第２出口３１３からハウジング３０１の外部に排出する第２通路部７０２（図６Ｂを参照）を形成する。第２溝部３３３の始端部は第２通路部７０２の第２入口７０２ａとなる。
【００２９】
第３溝部３３４は、図３Ｃに示すように、第２溝部３３３の内周襞３３３ｂに始端部３３４ａが開口している。第３溝部３３４は、第２溝部３３３に開口する始端部３３４ａからハウジング３０１の一方端部３１７側に向かって延在するように設けられている。第３溝部３３４の終端部３３４ｂは、始端部３３４ａよりもハウジング３０１の一方端部３１７側の位置に設けられており、裏カバー３０４に開口する排水孔３１４が対向配置される。第３溝部３３４の底襞面３３４ｃは、第２溝部３３３の底壁面３３３ａと面一に連続している。
【００３０】
第３溝部３３４は、第３溝部３３４の始端部３３４ａと終端部３３４ｂとの間の位置において始端部３３４ａよりも溝幅Ｗが拡大された拡大部が設けられており、裏カバー３０４で覆われることによって所定の室内空間を有するバッファ室が形成される。第３溝部３３４は、裏カバー３０４との協働により、副通路に浸入した水滴を排出する第３通路部７０３を形成する（図６Ｂを参照）。第３溝部３３４の始端部３３４ａは、第３通路部７０３の第３入口７０３ａとなり、裏カバー３０４の排水孔３１４は第３通路部７０３の第３出口７０３ｂとなる。
【００３１】
第３溝部３３４は、始端部３３４ａと終端部３３４ｂとの間の位置に配置された突起部３３４ｄを有している。突起部３３４ｄは、第３通路部７０３の断面積を段差状に縮小させる急縮小構造部７０４ａを有する。突起部３３４ｄは、始端部３３４ａと終端部３３４ｂの間の中央位置よりも終端部３３４ｂに接近した位置に設けられており、本実施例では、終端部３３４ｂの近傍位置に設けられている。突起部３３４ｄは、第３通路部７０３の縮小部分の断面積が裏カバー３０４の排水孔３１４の開口面積よりも大きい値となるように、その大きさが設定されている。
【００３２】
計測用流路３４１は、ハウジング本体３０２を厚さ方向に貫通して形成されており、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が突出して配置されている。計測用流路３４１は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０よりもハウジング本体３０２の他方端部３１８側に第２溝部３３３の他端が開口している。第２溝部３３３は、計測用流路３４１に近づくにつれて溝深さが深くなる形状を有しており、特に計測用流路３４１の手前で急激に深くなる急傾斜部３３３ｄを有している。急傾斜部３３３ｄは、計測用流路３４１において、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が有する表面４３１と裏面４３２のうち、流量検出部６０２が設けられている表面４３１側に被計測気体３０の気体を通過させ、裏面４３２側には被計測気体３０に含まれる塵埃などの異物を通過させる作用を有する。
【００３３】
被計測気体３０は、第２溝部３３３内を流れるにつれてハウジング３０１の表側（図３Ｂで図の奥側）の方向に徐々に移動する。そして、質量の小さい空気の一部は、急傾斜部３３３ｄに沿って移動し、計測用流路３４１において流路露出部４３０の表面４３１の方を流れる。一方、質量の大きい異物は遠心力によって急激な進路変更が困難なため、急傾斜部３３３ｄに沿って流れることができず、計測用流路３４１において流路露出部４３０の裏面４３２の方を流れる。
【００３４】
流量検出部６０２は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の表面４３１に設けられている。流量検出部６０２では、流路露出部４３０の表面４３１の方に流れた被計測気体３０との間で熱伝達が行われ、流量が計測される。被計測気体３０は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の表面４３１側と裏面４３２側を通過すると、ハウジング３０１の一方端部３１７側で計測用流路３４１から表側副通路溝３２１に流れ込み、表側副通路溝３２１内を流れて第２出口３１３から主通路１２４に排出される。
【００３５】
表側副通路溝３２１は、図３Ａに示すように、ハウジング３０１の一方端部３１７側で計測用流路３４１に一端が開口する。そして、ハウジング３０１の他方端部３１８の第２出口３１３に他端が連通する。表側副通路溝３２１は、計測用流路３４１からハウジング３０１の先端部側に移行するに従って漸次他方端部３１８に向かって進むようにカーブし、ハウジング３０１の先端部で被計測気体３０の主流れ方向下流側に向かって直線状に延びる形状を有している。
【００３６】
この実施例では、裏側副通路溝３３１で構成される流路は曲線を描きながらハウジング３０１の先端部側から基端部側に向かい、最もフランジ３０５に接近した位置では、副通路を流れる被計測気体３０は主通路１２４の主流れ方向に対して逆方向の流れとなる。そして、この逆方向の流れの部分でハウジング３０１の裏面側に設けられた裏側副通路が、表面側に設けられた表側副通路につながる。
【００３７】
計測用流路３４１は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０によって、表面４３１側の空間と裏面４３２側の空間に分けられており、ハウジング本体３０２によって分けられてはいない。即ち、計測用流路３４１は、ハウジング本体３０２の表面と裏面とを貫通して形成されており、この一つの空間に回路パッケージ４００が片持ち状に突出して配置されている。このような構成とすることで、１回の樹脂モールド工程でハウジング本体３０２の表裏両面に副通路溝を成形でき、また計測用流路３４１によって表裏両面の副通路溝を繋ぐ構造を合わせて成形することが可能となる。尚、回路パッケージ４００はハウジング本体３０２の固定部３５１、３５２、３５３に樹脂モールドにより埋設して固定されている。
【００３８】
また、上記した構成によれば、ハウジング本体３０２の樹脂モールド成形と同時に、回路パッケージ４００をハウジング本体３０２にインサートして実装することができる。なお、回路パッケージ４００よりもハウジング３０１の一方端部側と他方端部側のどちらか一方をハウジング３０１の幅方向（第２の方向５１）に貫通した構成とすることで、裏側副通路溝３３１と表側副通路溝３２１とをつなぐ副通路形状を１回の樹脂モールド工程で成形することも可能である。
【００３９】
ハウジング３０１の表側副通路は、表側副通路溝３２１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と表カバー３０３の裏面とが密着することによって形成される。そして、ハウジング３０１の裏側副通路は、裏側副通路溝３３１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と裏カバー３０４の裏面とが密着することによって形成される。
【００４０】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ハウジング本体３０２には、フランジ３０５と副通路溝が形成された部分との間に空洞部３４２が形成されている。空洞部３４２は、ハウジング本体３０２を厚さ方向に貫通することによって形成されている。この空洞部３４２の中に、回路パッケージ４００の接続端子４１２と外部接続部３０６の外部端子の内端３０６ａとを接続する端子接続部３２０が露出して配置されている。接続端子４１２と内端３０６ａとは、スポット溶接あるいはレーザ溶接などにより、電気的に接続される。空洞部３４２は、表カバー３０３と裏カバー３０４をハウジング本体３０２に取り付けることによって閉塞され、空洞部３４２の周囲が表カバー３０３と裏カバー３０４とレーザ溶接されて密封される。
【００４１】
図４Ａは、表カバーの背面図、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。
表カバー３０３と裏カバー３０４は、ハウジング本体３０２の表面と裏面にそれぞれ取り付けられて表側副通路溝３２１及び裏側副通路溝３３１との協働により副通路を形成する。表カバー３０３と裏カバー３０４は、薄い板状であり、広い冷却面を備える形状を成している。このため熱式流量計３００は、空気抵抗が低減され、さらに主通路１２４を流れる被計測気体３０により冷却されやすい効果を有している。
【００４２】
表カバー３０３は、ハウジング本体３０２の表面を覆う大きさを有している。表カバー３０３の裏面には、ハウジング本体３０２の表側副通路溝３２１を閉塞する第５領域３６１と、ハウジング本体３０２の計測用流路３４１の表側を閉塞する第６領域３６２と、空洞部３４２の表側を閉塞する第７領域３６３が形成されている。そして、第５領域３６１と第６領域３６２の幅方向両側には、ハウジング本体３０２の表側副通路溝３２１の側壁上端部が入り込む凹部３６１ａが凹設されている。また、第７領域３６３の周囲には、空洞部３４２の表側外周端部が入り込む凹部３６３ａが凹設されている。
【００４３】
そして、表カバー３０３の裏面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング本体３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３６４が設けられている。また、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の表面４３１に対向する位置には、インサート成形により金属プレート５０１が設けられている。
【００４４】
図５Ａは、裏カバーの背面図、図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線断面図である。
裏カバー３０４は、ハウジング本体３０２の裏面を覆う大きさを有している。裏カバー３０４の裏面には、ハウジング本体３０２の裏側副通路溝３３１の第１溝部３３２を閉塞する第１領域３７１Ａと、第２溝部３３３を閉塞する第２領域３７１Ｂと、第３溝部３３４を閉塞する第３領域３７１Ｃと、ハウジング本体３０２の計測用流路３４１の裏側を閉塞する第４領域３７２と、空洞部３４２の裏側を閉塞する第５領域３７３が形成されている。そして、第１領域３７１Ａ、第２領域３７１Ｂ、第４領域３７２の幅方向両側と、第３領域３７１Ｃの周囲には、ハウジング本体３０２の裏側副通路溝３３１の側壁上端部が入り込む凹部３７１ａが凹設されている。また、第５領域３７３の周囲には、空洞部３４２の裏側外周端部が入り込む凹部３７３ａが凹設されている。
【００４５】
裏カバー３０４の裏面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング本体３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３７４が設けられている。凸部３７４は、表カバー３０３の凸部３６４と協働して、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング本体３０２の計測用流路３４１との間の隙間を埋める。
【００４６】
裏カバー３０４には、副通路に連通する排水孔３１４が穿設されている。排水孔３１４は、ハウジング本体３０２に裏カバー３０４を取り付けた状態でハウジング本体３０２の第３溝部３３４を閉塞する第３領域に貫通して形成されており、副通路内で第３通路部７０３に取り込まれた液体をハウジング３０１の外部に排出させることができる。
【００４７】
図６Ａは、本発明に係わる熱式流量計の要部を拡大して示す図、図６Ｂは、図６Ａにおける裏カバー３０４を省略して示した図、図６Ｃは、図６ＡのＣ−Ｃ線断面図である。
【００４８】
ハウジング３０１の副通路は、ハウジング３０１の入口３１１と第１出口３１２との間を連通する第１通路部７０１と、第１通路部７０１に開口する第２入口７０２ａと計測用流路３４１を介して第２出口３１３との間を連通する第２通路部７０２と、第２通路部７０２に開口する第３入口７０３ａと裏カバー３０４に開口する第３出口７０３ｂとの間を連通する第３通路部７０３を有する。
【００４９】
第１通路部７０１は、ハウジング３０１の第１溝部３３２（図３Ｂを参照）が裏カバー３０４の第１領域３７１Ａ（図５Ａを参照）で覆われることにより形成され、第２通路部７０２は、ハウジング３０１の第２溝部３３３（図３Ｂを参照）が裏カバー３０４の第２領域３７１Ｂ（図５Ａを参照）で覆われることにより構成される。そして、第３通路部７０３は、ハウジング３０１の第３溝部３３４（図３Ｂを参照）が裏カバー３０４の第３領域３７１Ｃ（図５Ａを参照）で覆われることにより構成される。
【００５０】
第１通路部７０１は、主通路１２４を流れる被計測気体３０の一部を入口３１１から取り込み、その取り込んだ被計測気体３０を第１出口３１２から主通路１２４に排出する。第２通路部７０２は、第１通路部７０１から被計測気体３０の一部を取り込み、その取り込んだ被計測気体３０を計測用流路３４１に設けられている流量検出部６０２に導く。流量検出部６０２を通過した被計測気体３０は、計測用流路３４１から表側副通路に流れ込み、表側副通路を通過して第２出口３１３から外部に排出される。第３通路部７０３は、第２通路部７０２から被計測気体３０の一部を取り込み、その取り込んだ被計測気体３０を排水孔３１４から外部に排出する。
【００５１】
第２通路部７０２は、第２入口７０２ａにおいて第１通路部７０１に対して所定の角度を有して分岐している。したがって、第２通路部７０２の第２入口７０２ａ付近では、剥離流が発生する。したがって、第２通路部７０２では、図６Ｂに示すように、第２入口７０２ａの内周壁３３３ｂ付近の流速が低下して低速部９００が形成される。第３通路部７０３の第３入口７０３ａは、第２通路部７０２の第２入口７０２ａで発生する剥離流の低速部９００に配置されている。したがって、第３通路部７０３へ流入する空気量は少なく、大部分の空気が第２通路部７０２へ流れる。これにより、流速低下に伴う流量検出部６０２の計測精度悪化を抑制できる。
【００５２】
また、一直線状に延在する第１通路部７０１は、比較的流速が早い場合、被計測気体３０の慣性を利用して被計測気体中に含まれる水滴や異物を排出することが可能となる。しかし、流速が低下した場合は慣性力が弱く、その効果は低減する。特に、副通路内の流速低下や副通路内の第１通路部７０１と第２通路部７０２との間の分岐部分で発生する剥離部における低速部９００では、水滴が壁面に付着し液膜が発生し易い。液膜が成長するにつれ、液膜高さが増加し空気の慣性により、壁面を伝わり空気流れ方向へ徐々に移動する。
【００５３】
これに対して、本実施例では、第２通路部７０２を構成する第２溝部３３３の内周壁３３３ｂに、第３通路部７０３の第３入口７０３ａが開口して設けられている。したがって、液膜を第２通路部７０２から第３通路部７０３に積極的に流入させることができ、液膜が第２通路部７０２の流量検出部６０２側に進入するのを抑制し、流量検出部６０２での計測精度低下を抑制できる。
【００５４】
第３通路部７０３は、ハウジング３０１の他方端部３１８側から一方端部３１７側に向かって移行するにしたがって先端部側から基端部側に移行するように斜めに傾斜して形成されている。したがって、例えばハウジング３０１の基端部と先端部が上下に配置される姿勢状態で主通路１２４に取り付けられている場合に、エンジン運転停止により空気の流れがなくなったときに、第３通路部７０３内の水滴を自重により移動させて第３入口７０３ａから第２通路部７０２にもどすことができ、第３通路部７０３内に水滴が滞留するのを防ぐことができる。
【００５５】
排水孔３１４は、図６Ｃに示すように、裏カバー３０４を貫通して形成されている。そして、ハウジング本体３０２の第３溝部３３４に対向する位置に配置されて、第３溝部３３４とハウジング３０１の外部との間を連通している。
【００５６】
ハウジング３０１の一方端部３１７は、ハウジング３０１の表面及び裏面、すなわち、表カバー３０３及び裏カバー３０４に対して直交している。したがって、主通路１２４を主流れ方向に流れる被計測気体３０が一方端部３１７に衝突することによって、ハウジング３０１の表面側と裏面側には、表カバー３０３及び裏カバー３０４から離れる方向に流れる剥離流が発生する。剥離流の流速分布の厚さは、剥離開始点である一方端部３１７から被計測気体３０の主流れ方向に進むにつれて徐々に厚くなる。
【００５７】
したがって、第３溝部３３４の終端部の静圧に対して、ハウジング３０１の外部でかつ排水孔３１４よりもハウジング３０１の一方端部３１７側の位置で発生する静圧の方が低くなり、負圧となり、その圧力差により第３溝部３３４の終端部から排水孔３１４を経由する空気流れを発生させることができる。したがって、第３通路部７０３に流入した液体（液膜）を、ハウジング３０１の外部である主通路１２４に排出することが可能となる。
【００５８】
剥離流の流速は、剥離開始点が最も早くなるため、ハウジング３０１の一方端部３１７と排水孔３１４との距離が近いほどその負圧効果は大きくなる。したがって、排水孔３１４を設ける位置は、ハウジング３０１の一方端部３１７に近い方が好ましく、例えば、図６Ａに示すように、ハウジング３０１の一方端部３１７から排水孔３１４までの距離ＬＨを、ハウジング３０１の一方端部３１７から他方端部３１８までの距離ＬＢの２分の１以下にすることが好ましい。
【００５９】
図７Ａは、急縮小構造部７０４ａを有する第３通路部７０３の内部の圧力勾配を示す図、図７Ｂは、急縮小構造部７０４ａを有しない第３通路部７０３の内部の圧力勾配を示す図である。図７Ａ、図７Ｂにおいて、図中の細線は圧力等高線とする。
【００６０】
図７Ｂに示すように、第３通路部７０３が急縮小構造部７０４ａを有していない場合、圧力勾配は、排水孔３１４である第３出口７０３ｂ付近で急峻となる。したがって、第３通路部７０３内に流入した水滴は、排水孔３１４である第３出口７０３ｂ付近まで水位が上昇することによって第３出口７０３ｂから排出される。
【００６１】
したがって、第３出口７０３ｂ付近まで圧力差ΔＰ１が小さい場合、水滴が第３出口７０３ｂに到達しづらい。また、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂ付近から第３出口７０３ｂの外までの圧力差ΔＰ２が大きい場合、すなわち、第３出口７０３ｂの内側と外側との間の圧力差が大きい場合、水滴が第３出口７０３ｂ付近に達したときに一度に大量の水滴が第３出口７０３ｂに流入し、流入量が第３出口７０３ｂの排出能力を超えるおそれがある。かかる場合には、第３通路部７０３内に引き込めなくなった水滴が第２通路部７０２内に溢れて、第２通路部７０２の流量検出部６０２に影響を与えることが懸念される。
【００６２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、第３通路部７０３に、圧力損失発生手段として急縮小構造部７０４ａを設けている。急縮小構造部７０４ａは、第３通路部７０３の第３入口７０３ａと第３出口７０３ｂとの間に設けられており、第３通路部７０３の断面積を段差状に縮小させている。本実施例では、急縮小構造部７０４ａは、第３通路部７０３の第３入口７０３ａと第３出口７０３ｂとの間の中央位置よりも第３出口７０３ｂ側に偏倚した位置に設けられており、特に第３出口７０３ｂに接近した近傍位置に設けられている。急縮小構造部７０４ａは、第３通路部７０３の第３入口７０３ａから第３出口７０３ｂである排水孔３１４に向かって流れる空気や水滴などの流体に剥離流を発生させて圧力損失を発生させることができる。そして、急縮小構造部７０４ａ近傍で発生した圧力損失により、第３出口７０３ｂ近傍の圧力勾配を小さくすることができる。したがって、第３出口７０３ｂへ流出する水滴の量を制限することが出来る。
【００６３】
例えば、第３通路部７０３が急縮小構造部７０４ａを有していない場合、第３通路部７０３の第３入口７０３ａから第３出口７０３ｂの直前までの圧力差をΔＰ１、排水孔３１４の内外、すなわち副通路と主通路１２４との圧力差をΔＰ２とした場合の圧力勾配は、図７Ｂに示すように、ΔＰ２の圧力差が大きい。第２通路部７０２内に水滴が浸入しない必要最低限の水排出のための圧力差をΔＰｗ、第３出口７０３ｂの水排出能力限界となる圧力差をΔＰｘとしたとき、ΔＰ２＞ΔＰｗとなり、水を排出するために必要な圧力差を有する。しかしながら、ΔＰ２＞ΔＰｘとなることで、例えば排水孔３１４に水排出能力限界を超える水量の水が一度に流入した場合に、第３通路部７０３内に水を引き込むことが出来ずに、第２通路部７０２内に水滴が浸入し、流量検出部６０２に影響を与えることが懸念される。
【００６４】
一方、本実施例では、急縮小構造部７０４ａにより、通路断面積を段差状に縮小させて急縮小構造部７０４ａと第３出口７０３ｂとの間の水滴に剥離流を発生させる。したがって、圧力差ΔＰ１’がΔＰ１より大きくなり、第３出口７０３ｂに水滴が誘導され易くなる。そして、第３出口７０３ｂである排水孔３１４の内外の圧力差ΔＰ２’は、ΔＰ２より小さくなり、ΔＰ２’＞ΔＰｗの大小関係は維持して水を排出するために必要な圧力差を有するものの、ΔＰ２’＜ΔＰｘとなり排水孔３１４の排出能力限界以上の水滴の流入を抑制することができる。したがって、排水孔３１４が詰まることによる第３通路部７０３内に水滴を引き込む力の低下を防ぎ、第３通路部７０３に引き込めなかった水滴の第２通路部７０２内への浸入を防ぎ、流量検出部への影響を低減することができる。
【００６５】
本実施例では、第３出口７０３ｂの近傍に急縮小構造部７０４ａが形成されているが、第３出口７０３ｂ自体の断面積変化を除いて急縮小構造部７０４ａを第３通路部７０３内に設けていればよい。したがって、例えば、急縮小構造部７０４ａを、第３通路部７０３の第１入口７０３ａの近傍に設けてもよい。また、本実施例では、第３通路部７０３を構成する第２溝部３３３の溝幅方向片側にだけ、急縮小構造部７０４ａを設けた構成について説明したが、片側だけでなく両側から段差状に縮小してもよい。また、第３通路部７０３の高さ方向を連通しなければ、溝幅方向両側が連通してもよい。
【００６６】
そして、急縮小構造部７０４ａの前後の通路断面積以外は一定でも一定でなくてもよい。また、急縮小構造部７０４ａは、ハウジング本体３０２に設ける構成に限定されるものではなく、裏カバー３０４から突出する構成としてもよい。さらに、急縮小構造部７０４ａは、段差状に縮小したものに限定されるものではなく、緩やかな縮小でもよく、また、その数は、一つに限定されるものではなく複数設けてもよい。
【００６７】
そして、急縮小構造部７０４ａを設ける位置は、第３出口７０３ｂ直前の圧力勾配を変化させることと、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂの近傍まで出来るだけ第３通路部７０３の容積を確保して水を溜めるバッファ性能を持たせることが効果的であるため、第３出口７０３ｂ近傍に設けるのが望ましい。
【００６８】
本発明によれば、第３通路部７０３の第３入口７０３ａと第３出口７０３ｂとの間に、圧力損失発生手段として急縮小構造部７０４ａが設けられているので、第３通路部７０３内に引き込まれて排水孔３１４である第３出口７０３ｂに向かう水滴を、急縮小構造部７０４ａの前後で圧力損失が発生することにより生じる圧力勾配によって効果的に第３出口７０３ｂへ導くことができる。一方で、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂ近傍の圧力勾配を小さくすることが出来るため、排水孔３１４の水排出能力限界を超えずに水を排出することができ、排出できない水滴が第２通路部７０２に浸入するのを防ぎ、第２通路部７０２の流量検出部６０２を水滴から保護することができる。
【００６９】
［実施例２］
次に、本発明の実施例２について説明する。
図８Ａ及び図８Ｂは、実施例２に係る熱式流量計の具体例を説明する図である。
【００７０】
本実施例において特徴的なことは、圧力損失発生手段を通路抵抗構造部により構成したことである。なお、実施例１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。
【００７１】
図８Ａに示す例では、通路抵抗構造部７０５ａは、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂの近傍に設けられている。通路抵抗構造部７０５ａは、第３溝部３３４の底壁面から突出する断面形状が円形の円柱形状を有している。
【００７２】
第３通路部７０３は、一定の断面積で第３入口７０３ａから第３出口７０３ｂに向かって延在している。第３通路部７０３は、通路抵抗構造部７０５ａによって断面積が変化するのを防ぐために、通路抵抗構造部７０５ａが設けられている場所においては通路抵抗構造部７０５ａの形状に沿って溝幅方向に膨らむ形状を有している。
【００７３】
通路抵抗構造部７０５ａは、第３通路部７０３の第３入口７０３ａから第３出口７０３ｂである排水孔３１４に向かって流れる空気や水滴などの流体に剥離流を発生させて圧力損失を発生させることができる。そして、通路抵抗構造部７０５ａ近傍で発生した圧力損失により、第３出口７０３ｂ近傍の圧力勾配を小さくすることができる。したがって、第３通路部７０３内に引き込まれて排水孔３１４である第３出口７０３ｂに向かう水滴を、通路抵抗構造部７０５ａの前後で圧力損失が発生することにより生じる圧力勾配によって効果的に第３出口７０３ｂへ導くことができる。一方で、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂ近傍の圧力勾配を小さくすることが出来るため、排水孔３１４の水排出能力限界を超えずに水を排出することができ、排出できない水滴が第２通路部７０２に浸入するのを防ぎ、第２通路部７０２の流量検出部６０２を水滴から保護することができる。
【００７４】
図８Ａに示す例では、第３出口７０３ｂの近傍に通路抵抗構造部７０５ａが設けられているが、第３通路部７０３の第３入口７０３ａと第３出口７０３ｂとの間に設けられていればよく、図８Ｂに示すように、通路抵抗構造部７０５ｂを第３通路部７０３の第３入口７０３ａ近傍に設けてもよい。また、通路抵抗構造部７０５ａ、７０５ｂは、断面形状が円形でなくてもよく、通路抵抗構造部７０５ａ、７０５ｂにより第３通路部７０３の通路断面積が変化してもよい。さらに、通路抵抗構造部７０５ａ、７０５ｂは、裏カバー３０４に設けてもよく、複数設置しても良い。そして、通路抵抗構造部７０５ａ、７０５ｂを設ける位置は、第３出口７０３ｂ直前の圧力勾配を変化させることが最も効果的であるため、第３出口７０３ｂ近傍に設けるのが望ましい。
【００７５】
［実施例３］
次に、本発明の実施例３について説明する。
図９Ａ及び図９Ｂは、実施例３に係る熱式流量計の具体例を説明する図である。
【００７６】
本実施例において特徴的なことは、圧力損失発生手段をオリフィス構造部により構成したことである。なお、実施例１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。
【００７７】
図９Ａに示す例では、オリフィス構造部７０６ａは、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂの近傍に設けられている。オリフィス構造部７０６ａは、第３溝部３３４の一方の溝壁面から突出する凸形状を有している。第３通路部７０３は、一定の断面積で第３入口７０３ａから第３出口７０３ｂに向かって延在している。
【００７８】
オリフィス構造部７０６ａは、オリフィス構造部７０６ａ周りに流れの剥離を生じさせ、圧力損失を発生させる。したがって、第３入口７０３ａからオリフィス構造部７０６ａまでの圧力勾配が大きくなり、オリフィス構造部７０６ａ近傍へ水滴が誘導され易くなり、一方で第３出口７０３ｂである排水孔３１４の内外の圧力差は弱まり、排水孔３１４から一度に流出する水滴の量が減少し、排水孔３１４の排出能力以上の水滴の流入を抑制できる。
【００７９】
本実施例では、図９Ａに示すように第３出口７０３ｂ近傍にオリフィス構造部７０６ａが設けられているが、第３通路部７０３の第３入口７０３ａと第３出口７０３ｂの間に設けられていればよい。また、オリフィス構造部７０６ａは、第２通路部７０３の片側の溝壁面から突出するだけでなく、両側の溝壁面から突出してもよく、また、第３通路部７０３の溝底面から突出してもよく、さらに、裏カバー３０４から突出した構造でもよい。そして、オリフィス構造部７０６ａは、図９Ｂに示すオリフィス構造部７０６ｂのように、第３通路部７０３の第３入口７０３ａの近傍に設けてもよく、複数設置しても良い。そして、オリフィス構造部７０６ａ、７０６ｂを設ける位置は、第３出口７０３ｂ直前の圧力勾配を変化させることが最も効果的であるため、第３出口７０３ｂ近傍に設けるのが望ましい。
【００８０】
［実施例４］
次に、本発明の実施例４について説明する。
本実施例において特徴的なことは、圧力損失発生手段を折れ曲がり構造部により構成したことである。なお、実施例１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。
【００８１】
図１０Ａに示す例では、折れ曲がり構造部７０７ａは、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂの近傍に設けられている。第３通路部７０３は、一定の断面積で第３入口７０３ａから第３出口７０３ｂに向かって延在しており、折れ曲がり構造部７０７ａは、第３出口７０３ｂの近傍で第３通路部７０３が折れ曲がることによって形成されている。本実施例では、曲がり角度θが８９°〜９１°に設定されている。
【００８２】
折れ曲がり構造部７０７ａは、折れ曲がり構造部７０７ａ周りに流れの剥離を生じさせ、圧力損失を発生させる。したがって、第３入口７０３ａから折れ曲がり構造部７０７ａまでの圧力勾配が大きくなり、折れ曲がり構造部７０７ａ近傍へ水滴が誘導され易くなり、一方で第３出口７０３ｂである排水孔３１４の内外の圧力差は弱まり、排水孔３１４から一度に流出する水滴の量が減少し、排水孔３１４の排出能力以上の水滴の流入を抑制できる。
【００８３】
第３通路部７０３は、ハウジング３０１の他方端部３１８側から一方端部３１７側に向かって移行するにしたがって先端部側から基端部側に移行するように斜めに傾斜して形成されており、折れ曲がり構造部７０７ａによって、ハウジング３０１の一方端部側の端部でハウジング３０１の基端部側に向かって折曲されている。したがって、例えばハウジング３０１の基端部と先端部が上下に配置される姿勢状態で主通路１２４に取り付けられている場合に、エンジン運転停止により空気の流れがなくなったときに、第３通路部７０３内の水滴を自重により移動させて第３入口７０３ａから排出させることができ、第３通路部７０３内に水滴が滞留するのを防ぐことができる。
【００８４】
本実施例では、図１０Ａに示すように第３出口７０３ｂ近傍に折れ曲がり構造部７０７ａが設けられているが、第３通路部７０３の第３入口７０３ａと第３出口７０３ｂの間に設けられていればよい。また、曲がり角度θは、８９°〜９１°に限定されるものではなく、流体が通過する際に剥離流を生じさせて圧力損失を発生させることができる角度であればよい。また、図１０Ｂに示すように、折れ曲がり構造部７０７ｂを第３通路部７０３の第３入口７０３ａ近傍に設けてもよく、２箇所以上の複数箇所に設置しても良い。そして、折れ曲がり部７０７ａ、７０７ｂを設ける位置は、第３出口７０３ｂ直前の圧力勾配を変化させることが最も効果的であるため、第３出口７０３ｂ近傍に設けるのが望ましい。
【００８５】
［実施例５］
次に、本発明の実施例５について説明する。
図１１は、実施例５に係る熱式流量計の具体例を説明する図である。
【００８６】
本実施例において特徴的なことは、圧力損失発生手段を急拡大構造部により構成したことである。なお、実施例１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。
【００８７】
図１１に示す例では、急拡大構造部７０８ａは、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂの近傍に設けられている。急拡大構造部７０８ａは、一定の断面積で第３入口７０３ａから第３出口７０３ｂに向かって延在している第３通路部７０３の通路幅を第３出口７０３ｂの近傍で段差状に広げることによって形成されている。
【００８８】
急拡大構造部７０８ａは、急拡大構造部７０８ａ周りに流れの剥離を生じさせ、圧力損失を発生させる。したがって、第３入口７０３ａから急拡大構造部７０８ａまでの圧力勾配が大きくなり、急拡大構造部７０８ａ近傍へ水滴が誘導され易くなり、一方で第３出口７０３ｂである排水孔３１４の内外の圧力差は弱まり、排水孔３１４から一度に流出する水滴の量が減少し、排水孔３１４の排出能力以上の水滴の流入を抑制できる。
【００８９】
本実施例では、図１１に示すように、第３出口７０３ｂの近傍に急拡大構造部７０８ａが形成されているが、第３出口７０３ｂ自体の断面積変化を除く第３通路部７０３内に設ければよい。また、本実施例では、急拡大構造部７０８ａは、第３通路７０３の溝幅方向両側に段差状に広がる構成を有しているが、両側でなく片側のみを拡大してもよく、急拡大構造部７０８ａ前後の通路断面積以外は一定でも一定でなくてもよい。また、第３通路部７０３の高さ方向の片側を拡大してもよく、両側を拡大しても良い。そして、急拡大構造部７０８ａは、段差状に拡大したものに限定されるものではなく、緩やかな拡大でもよく、また、その数は、一つに限定されるものではなく複数設けてもよい。そして、急拡大構造部７０８ａを設ける位置は、第３出口７０３ｂ直前の圧力勾配を変化させることが最も効果的であるため、第３出口７０３ｂ近傍に設けるのが望ましい。
【００９０】
［実施例６］
次に、本発明の実施例６について説明する。
図１２は、実施例６に係る熱式流量計の具体例を説明する図である。なお、上述の各実施例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。
【００９１】
本実施例は、上述の各実施例とは副通路の形状が異なっている。副通路は、ハウジング本体３０２に形成された副通路溝と、不図示のカバーとの協働により形成される。副通路は、上述の各実施例の構成と同様に、第１通路部７０１、第２通路部７０２、第３通路部７０３を有している。第１通路部７０１は、ハウジング３０１の一方端部から他方端部に亘って設けられており、入口３１１と出口３１２との間を連通している。第１通路部７０１は、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流れ方向に沿って緩やかに湾曲しながら延在している。
【００９２】
第２通路部７０２は、ハウジング本体３０２の一方端部側で第１通路部７０１から分岐して、ハウジング本体３０２の他方端部側で第１通路部７０１の下流部に合流する迂回形状を有しており、その途中位置に流量検出部６０２が設けられている。第２通路部７０２は、第１通路部７０１から分岐して第１通路部７０１から離れる方向に移行する。そして、第１通路部７０１から離れた位置でハウジング３０１の一方端部側から他方端部側に向かって移行し、次いで第１通路部７０１に向かって接近する方向に移行する湾曲形状を有する。
【００９３】
第３通路部７０３は、第２通路部７０２の外周面に第３入口７０３ａが開口し、第３入口７０３ａからハウジング３０１の一方端部側に向かって延在する。不図示のカバーには、第３通路部７０３の終端部に配置されるように、排水孔３１４が設けられている。排水孔３１４は、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂとなる。第３通路部７０３は、排水孔３１４の近傍に急縮小構造部７０４ａを有している。
【００９４】
本発明によれば、第３通路部７０３の第３入口７０３ａと第３出口７０３ｂとの間に、圧力損失発生手段として急縮小構造部７０４ａが設けられているので、第３通路部７０３内に引き込まれて排水孔３１４である第３出口７０３ｂに向かう水滴を、急縮小構造部７０４ａの前後で圧力損失が発生することにより生じる圧力勾配によって効果的に第３出口７０３ｂへ導くことができる。一方で、第３通路部７０３の第３出口７０３ｂ近傍の圧力勾配を小さくすることが出来るため、排水孔３１４の水排出能力限界を超えずに水を排出することができ、排出できない水滴が第２通路部７０２に浸入するのを防ぎ、第２通路部７０２の流量検出部６０２を水滴から保護することができる。
【００９５】
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】
【００９６】
３０    被計測気体
１２４  主通路
３００  熱式流量計
３０１  ハウジング（筐体）
３０２  ハウジング本体
３０３  表カバー
３０４  裏カバー
３１１  入口（第１通路の第１入口）
３１２  第１出口（第１通路部の第１出口）
３１３  第２出口（第２通路部の第２出口）
３１４  排水孔
６０２  流量検出部
７０１  第１通路部
７０１ａ  第１入口
７０１ｂ  第１出口
７０２  第２通路部
７０２ａ  第２入口
７０２ｂ  第２出口
７０３  第３通路部
７０３ａ  第３入口
７０３ｂ  第３出口
７０４ａ  急縮小構造部（圧力損失発生手段）
７０５ａ  通路抵抗構造部（圧力損失発生手段）
７０６ａ  オリフィス構造部（圧力損失発生手段）
７０７ａ  折れ曲がり構造部（圧力損失発生手段）
７０８ａ  急拡大構造部（圧力損失発生手段）
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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