(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定気体の流量測定を行うセンシング部（３０）と、前記被測定気体を前記センシング部へ導く導入通路（２１、１００）とを備える流量測定装置において、
前記導入通路における前記センシング部の上流側には、前記被測定気体の流れ方向に滑らかな断面形状を持った第１の障害部材（５０）が前記導入通路内に備えられ、前記センシング部の下流側には、前記被測定気体の流れ方向に滑らかな断面形状を持った第２の障害部材（５１）が前記導入通路内に備えられており、
前記被測定気体の流れ方向において前記導入通路内に備えられた第１の障害部材をその上流側から見たとき、前記第１の障害部材によって前記センシング部が隠れるような大きさを前記第１の障害部材は有しており、前記導入通路内に備えられた第２の障害部材をその下流側から見たとき、前記第２の障害部材によって前記センシング部が隠れるような大きさを前記第２の障害部材は有していることを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】
前記導入通路（２１、１００）における前記第１障害部材（５０）の上流側および前記第２の障害部材（５１）の下流側には、前記被測定気体の流れ方向に略平行な少なくとも２つの面を有する整流板（９０）が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の流量測定装置。
【請求項３】
前記第１および第２の障害部材において、当該障害部材の外面と前記センシング部の表面とを結ぶ線と前記センシング部の表面とのなす角度のうち最大の角度（θ）が５°以上であることを特徴とする請求項１に記載の流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を測定する流量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流量測定装置としては、例えば、エンジンの吸気系統における流体通路に取り付けられて、流体通路内の空気流量測定を行うものがある。このような装置は、通常、空気導入用の導入通路と、導入された空気の流量測定を行うセンシング部とを備える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、流量測定装置によって測定される空気は、予め上流にてエアフィルタ等により空気中のダストを除去するようにしているが、当該ダストのうち数十μｍ〜数百μｍ程度のものはエアフィルタで除去しきれない。そのため、流量測定装置のセンシング部に衝突し、センシング部の破損を招く可能性がある。特に、センシング部として、メンブレン式のフローセンサを用いた場合、薄いメンブレンが破損する可能性が大きい。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑み、流量測定装置において、被測定気体中のダスト衝突によるセンシング部の破損を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、被測定気体の流量測定を行うセンシング部（３０）と、被測定気体をセンシング部へ導く導入通路（２１、１００）とを備える流量測定装置において、導入通路におけるセンシング部の上流側には、被測定気体の流れ方向に滑らかな断面形状を持った第１の障害部材（５０）が導入通路内に備えられ、センシング部の下流側には、被測定気体の流れ方向に滑らかな断面形状を持った第２の障害部材（５１）が導入通路内に備えられており、被測定気体の流れ方向において導入通路内に備えられた第１の障害部材をその上流側から見たとき、第１の障害部材によってセンシング部が隠れるような大きさを第１の障害部材は有しており、導入通路内に備えられた第２の障害部材をその下流側から見たとき、第２の障害部材によってセンシング部が隠れるような大きさを第２の障害部材は有していることを特徴とする。
【０００６】
例えば流量測定装置を自動車の吸気管等に使用する場合には、導入通路内にて逆流が生じるときがある。その場合、センシング部の下流側からもダストが飛来してくることがある。本発明はこのような逆流が発生した場合にも対応可能なものである。
【０００７】
本発明によれば、まず、センシング部（３０）の上流側に第１の障害部材（５０）を配置し、センシング部を隠しているため、センシング部は第１の障害部材の真後ろに配置された形となり、また、第１の障害部材は被測定気体の流れ方向に滑らかな断面形状を持つため、センシング部は乱れが少なくダストを含まない流れのみにさらされ、ダストを含む流れにはさらされない。
【０００８】
そして、本発明ではさらに、センシング部（３０）の下流側に第２の障害部材（５１）を配置し、センシング部を隠している。そのため、導入通路（２１、１００）内にて被測定気体が逆流してもセンシング部は第２の障害部材の真後ろに配置された形となり、また、障害部材は被測定気体の流れ方向に滑らかな断面形状を持つため、センシング部は乱れが少なくダストを含まない流れのみにさらされ、ダストを含む流れにはさらされない。
【０００９】
このように、本発明によれば、導入通路内の流れが順流か逆流かに関係なく、センシング部へダストが衝突するのを防止することができるため、被測定気体中のダスト衝突によるセンシング部の破損を防止することができる。
【００１０】
さらに、センシング部が順流と逆流との流れを測定するものである場合、障害部材がセンシング部の上流側のみにしか無い場合には、順流時と逆流時とで気体の流れ方が大きく異なるという問題がある。このような場合には、センシング部のセンサ特性が順流時と逆流時とで大きく異なるので、検出回路が複雑になる等の問題にもつながる。
【００１１】
その点、本発明では、センシング部の上流側と下流側との両方に障害部材を存在させているので、順流時と逆流時とで気体の流れ方を近いものにすることができるという利点もある。
【００１２】
さらに、請求項２に記載の発明では、導入通路（２１、１００）における第１の障害部材（５０）の上流側および第２の障害部材（５１）の下流側には、被測定気体の流れ方向に略平行な少なくとも２つの面を有する整流板（９０）が備えられていることを特徴とする。
【００１３】
それによれば、第１、第２の障害部材の前において被測定気体の流れを整えることができ、ダストの流れもそろうので、障害部材にダストが当たりやすくなり好ましい。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明では、第１および第２の障害部材において、当該障害部材の外面とセンシング部の表面とを結ぶ線とセンシング部の表面とのなす角度のうち最大の角度（θ）が５°以上であることを特徴とする。
【００１５】
つまり、本発明は、上記請求項１に記載の流量測定装置において上記最大の角度（θ）を規定したものである。この角度を５°以上とすることは、本発明者らの検討の結果、実験的に好ましい値として見出されたものである。
【００１６】
この最大の角度（θ）が大きくなれば、障害部材によってセンシング部を隠す度合が大きくなり、それだけセンシング部にダストが衝突しにくくなり、センシング部の耐ダスト強度も大きくなる。当該角度（θ）と耐ダスト強度との関係を調べた結果、当該角度が５°以上であれば、十分な耐ダスト強度が得られることを実験的に見出した。
【００１７】
よって、請求項３に記載の発明によれば、被測定気体中のダスト衝突によるセンシング部の破損を防止するという効果をより確実に高いレベルにて実現することができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態において、第１４〜第１６実施形態が特許請求の範囲に記載した発明の実施形態であり、第１〜第１３実施形態は参考例である。また、用途を限定するものではないが、以下の各実施形態では、本発明の流量測定装置を、例えば、エンジンの吸気系統において被測定気体としての空気が流れる流体通路としての吸気管に取り付けられて、吸気管内を流れる空気の流量測定を行うものとして説明する。なお、以下の各実施形態相互において、同一部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る流量測定装置Ｓ１の構成図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った概略断面を拡大した図である。また、図２は、流量測定装置Ｓ１を吸気管１００に取り付けた状態を示す断面図である。
【００２１】
この流量測定装置Ｓ１は、樹脂等により成形されたケース部材をその本体とするものであり、図１（ａ）に示すように、回路モジュール１０、流路部材２０およびセンシング部としてのフローセンサ３０を備える。
【００２２】
図２に示すように、流量測定装置Ｓ１は、吸気管１００に形成された取付穴１０１に流路部材２０が挿入されることにより、流路部材２０が吸気管１００内に位置した形で取り付けられる。なお、上記取付穴１０１は、流量測定装置Ｓ１のＯリング等よりなるシール部材４０によりシールされる。
【００２３】
回路モジュール１０内には、図示しない信号処理用の回路等が収納されており、また、回路モジュール１０には、外部と電気的な接続を行うためのコネクタ１１が備えられている。コネクタ１１には、ワイヤハーネス等の配線部材が接続され、この接続部材を介してエンジン制御装置に電気的に接続されるようになっている。
【００２４】
流路部材２０には、上記吸気管１００からの空気をバイパスさせる逆Ｕ字形状のバイパス流路２１が形成されており、図１（ａ）中の矢印Ｙに示すように、吸気管１００からの空気はバイパス流路２１へ導入されてバイパス流路２１内を流れ、再び、吸気管１００へ流れ出すようになっている。
【００２５】
また、流路部材２０には、フローセンサ３０がバイパス流路２１内へ突き出した形で設置されている。フローセンサ３０は、例えば、メンブレン上に形成された発熱抵抗体や感温抵抗体の温度−抵抗特性を利用して空気流量測定を行う薄膜式のフローセンサを採用できる。
【００２６】
そして、フローセンサ３０は台座２２に接着等により固定されており、フローセンサ３０の検出領域を露出させた形で、これらフローセンサ３０および台座２２は、樹脂２３により包み込まれている。そして、台座２２は接着等にて流路部材２０に固定されている。また、フローセンサ３０は回路モジュール１０内の上記回路とボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されている。
【００２７】
また、図１（ｂ）に示すように、バイパス流路２１内においてフローセンサ３０の周囲には、バイパス流路２１よりも流路面積の小さいセンサ流路２４が形成されており、フローセンサ３０はこのセンサ流路２４内に収納された形となっている。
【００２８】
センサ流路２４は、バイパス流路２１を流れてくる空気を導入する入口開口部２４ａと、当該空気が出ていく出口開口部２４ｂと、空気の流れを速くし且つ安定化させるための絞り部２４ｃとを備えている。
【００２９】
それによって、フローセンサ３０の周囲においては、センサ流路２４を流れる測定流とセンサ流路２４以外のバイパス流路２１を流れる非測定流との二つの流路に区画される。そして、センサ流路２４を流れる測定流がフローセンサ３０によって流量が測定される流れとなる。
【００３０】
具体的には、測定流にさらされたフローセンサ３０において、発熱抵抗体や感温抵抗体の信号を、回路モジュール１０の上記回路等によって空気流量に応じた信号に変換し、変換された信号をコネクタ１１から上記エンジン制御装置へ送信するようになっている。
【００３１】
このようなセンシング部としてのフローセンサ３０と、フローセンサ３０を収納するとともに被測定気体としての空気を導入する入口開口部２４ａを有するセンサ流路２４とを少なくとも備える流量測定装置Ｓ１において、本実施形態では、図１に示すように、センサ流路２４の入口開口部２４ａの上流側に障害部材５０が備えられている。
【００３２】
障害部材５０は、本例では断面円形の円筒部材もしくは円柱部材であり、流路部材２０に対して一体成形または接着等により固定されている。この障害部材５０は、図１（ｂ）に示すように、径方向の幅がセンサ流路２４の入口開口部２４ａの面積以上に大きくなっている。
【００３３】
また、図１（ｂ）の一点鎖線に示すように、バイパス流路２１内における空気の流れ方向において、センサ流路２４の入口開口部２４ａの中心と障害部材５０の中心とが一致しており、障害部材５０をその上流側から見たとき、障害部材５０によってセンサ流路２４の開口部２４ａが隠れるように配置されている。
【００３４】
この障害部材５０の作用について、図３を参照して説明する。図３は、上記図１（ｂ）に対応した断面にて、空気の流れやダストの様子を模式的に示したものである。
【００３５】
図３において、障害部材５０の径方向の幅Ｗ１は、センサ流路２４の入口開口部２４ａの幅Ｗ２よりも大きい。そして、空気の流れ方向において障害部材５０をその上流側から見たとき、障害部材５０によってセンサ流路２４の開口部２４ａが完全に隠れ、当該開口部２４ａが全く見えないようになっている。
【００３６】
そして、バイパス流路２１を流れてくる空気中のダスト６０は、障害部材５０に当たって反射したり、空気の流れ方向において障害部材５０の外側にはね飛ばされる。そのため、障害部材５０の下流側において、障害部材５０の真後ろの領域では、ダスト６０を含まない流れとなり、それ以外の領域すなわち障害部材５０から外れた領域では、ダスト６０を含む流れとなる。
【００３７】
ここで、本例では、バイパス流路２１を、被測定気体としての空気が流れる流体通路として、センサ流路２４の入口開口部２４ａおよび障害部材５０は、バイパス流路２１の中心部に位置している。それにより、バイパス流路（流体通路）２１内において、ダスト６０を含まない流れをバイパス流路２１の中心部寄りに形成し、ダスト６０を含む流れをバイパス流路２１の周辺部寄りに形成したものになる。
【００３８】
そして、本実施形態では、センサ流路２４の入口開口部２４ａは障害部材５０の真後ろに配置された形となる。そのため、センサ流路２４にはダスト６０を含まない流れのみが導入され、ダスト６０を含む流れはセンサ流路２４以外のバイパス流路２１を流れることになる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、センサ流路２４内のセンシング部としてのフローセンサ３０にダスト６０が衝突するのを防止することができるため、空気中のダスト衝突によるフローセンサ３０の破損を防止することができる。
【００４０】
なお、上記流量測定装置Ｓ１では、バイパス流路２１を設け、このバイパス流路２１内にセンサ流路２４を設けていたが、流量測定装置Ｓ１における流路部材２０の形状を変えて、センサ流路２４が直接、上記したエンジン系統の吸気管１００内に配置されるようにしても良い。
【００４１】
つまり、上記図１（ｂ）または図３において、バイパス流路２１として示す部材が吸気管１００として構成されるようにしても良い。この場合、障害部材５０は、例えば、センサ流路２４の外壁に支持されて延設されたものにすれば良い。
【００４２】
この場合、吸気管１００が、被測定気体としての空気が流れる流体通路として構成されており、センサ流路２４の入口開口部２４ａおよび障害部材５０は、吸気管１００の中心部に位置している。それにより、吸気管（流体通路）１００内において、ダスト６０を含まない流れを吸気管１００の中心部寄りに形成し、ダスト６０を含む流れを吸気管１００の周辺部寄りに形成したものになる。
【００４３】
なお、本実施形態において、センサ流路２４の入口開口部２４ａおよび障害部材５０を、流体通路としてのバイパス流路２１や吸気管１００の周辺部に設け、ダスト６０を含まない流れを流体通路２１、１００の周辺部寄りに形成し、ダスト６０を含む流れを流体通路２１、１００の中心部寄りに形成しても良い。
【００４４】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る流量測定装置Ｓ２の要部の概略断面構成を示す図である。本第２実施形態は、上記第１実施形態におけるバイパス流路２１に逃し穴２１ａを設けたことが変形された部分であり、第１実施形態との相違点について主として説明することとする。
【００４５】
バイパス流路２１は、上述したように、流体通路としての吸気管１００（上記図２参照）から被測定気体としての空気をバイパスさせてセンサ流路２４の入口開口部２４ａへ導くためのものであり、バイパス流路２１内に障害部材５０が設置されている。
【００４６】
本実施形態では、障害部材５０の周囲に位置するバイパス流路２１の内壁に逃し穴２１ａを形成し、空気が障害部材５０に当たったときに飛ばされる空気中のダスト６０が、この逃し穴２１ａを介して排出されるようになっている。
【００４７】
それにより、障害部材５０に当たってはね飛ばされたダスト６０が、バイパス流路２１の内壁に当たって跳ね返り、障害部材５０の下流側にて再びダスト６０を含まない流れに進入するのを防止することができる。
【００４８】
また、図４に示すように、バイパス流路２１の外壁には、逃し穴２１ａを覆うように蓋２１ｂが形成されており、バイパス流路２１内へ外部からダスト６０が侵入するのを防止している。
【００４９】
（第３実施形態）
ところで、上記第１実施形態では、上記図１（ｂ）や上記図３に示したように、バイパス流路２１内における空気の流れ方向において、センサ流路２４の入口開口部２４ａの中心と障害部材５０の中心とが一致していた。
【００５０】
その場合、上記図３に示すように、障害部材５０の後ろでは空気の流れが剥離して、非定常流となるため、センサ流路２４の入口開口部２４ａを障害部材５０から十分に離し、再び流れ方向が均一な定常流となるところに、当該入口開口部２４ａを位置させる必要がある。
【００５１】
本発明の第３実施形態は、上記入口開口部２４ａと障害部材５０との距離をより近づけるために、上記第１実施形態に対して、障害部材５０に対するセンサ流路２４の入口開口部２４ａの位置関係を変えたものである。図５は、本第３実施形態に係る流量測定装置Ｓ３の要部の概略断面構成を示す図であり、図５に基づき、第１実施形態との相違点について主として説明することとする。
【００５２】
図５に示すように、本実施形態では、バイパス流路２１内の空気の流れ方向において障害部材５０をその上流側から見たとき、センサ流路２４の入口開口部２４ａの中心を、障害部材５０の中心からずれた位置にしている。なお、センサ流路２４および障害部材が直接、吸気管１００内に配置された場合も、同様な位置関係を実現できる。
【００５３】
図５に示すように、障害部材５０の真後ろの領域全体において空気の流れが定常流になる前、つまり障害部材５０の流体通路２１、１００の流路断面全域において定常流になる前であっても、障害部材５０の真後ろの領域のうち障害部材５０の中心からずれた領域において部分的に定常流となる。
【００５４】
そして、上流側から障害部材５０を見たとき、センサ流路２４の開口部２４ａの中心を、障害部材５０の中心からずれた位置とすることにより、非定常流の影響を避け、上記した部分的な定常流をセンサ流路２４に導入させることができる。
【００５５】
そのため、本実施形態によれば、上記第１実施形態に比べて、障害部材５０とセンサ流路２４との距離を近くすることができ、バイパス流路２１や吸気管１００といった流体通路自体の設計自由度を大きくすることができる。
【００５６】
なお、障害部材５０の径方向の幅Ｗ１がセンサ流路２４の入口開口部２４ａの幅Ｗ２よりも大きいこと、および、空気の流れ方向において障害部材５０をその上流側から見たとき、障害部材５０によってセンサ流路２４の開口部２４ａが完全に隠れ、当該開口部２４ａが全く見えないようになっていることは、上記第１実施形態と同様である。
【００５７】
（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る流量測定装置Ｓ４を、流体通路としての吸気管１００に取り付けた状態にて示す構成図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の下方から見たときの流量測定装置Ｓ４を概略的に示す一部断面図である。
【００５８】
本実施形態の流量測定装置Ｓ４は、基本的には、上記図１に示すものと同様である。すなわち、回路モジュール１０、流路部材２０およびセンシング部としてのフローセンサ３０を備え、流路部材２０には、吸気管１００をバイパスするバイパス流路２１が備えられており、フローセンサ３０はバイパス流路２１内に設置されている。
【００５９】
ここで、本実施形態では、バイパス流路２１内に上記したセンサ流路２４が設けられていても、設けられていなくても良い。つまり、フローセンサ３０は、センサ流路２４内に収納されていても良いが、バイパス流路２１内に直接設けられていても良い。いずれにせよ、フローセンサ３０はバイパス流路２１内を流れてくる空気流量を測定する。
【００６０】
そして、本実施形態の流量測定装置Ｓ４においては、吸気管１００におけるバイパス流路２１の開口部２１ｃの上流側に、障害部材５５が備えられている。障害部材５５は、図６に示す例では、断面円形の円筒部材もしくは円柱部材であり、図６（ｂ）に示すように、障害部材５５は、流路部材２０の外壁から延びる支持梁５５ａによって支持されている。これら障害部材５５や支持梁５５ａは、流路部材２０に対して一体成形や接着等により固定支持されている。
【００６１】
本例の障害部材５５は、図６（ａ）に示すように、その径方向の幅がバイパス流路２１の開口部２１ｃの面積以上に大きくなっている。そして、図６（ａ）中の一点鎖線に示すように、吸気管１００内における空気の流れ方向において、バイパス流路２１の開口部２１ｃの中心と障害部材５５の中心とが一致しており、障害部材５５をその上流側から見たとき、障害部材５５によってバイパス流路２１の開口部２１ｃが隠れるように配置されている。
【００６２】
本実施形態における障害部材５５の作用について、図７を参照して説明する。図７は、上記図６（ａ）に対応した断面にて、空気の流れやダストの様子を模式的に示したものである。
【００６３】
図７において、障害部材５５の径方向の幅Ｗ３は、バイパス流路２１の開口部２１ｃの幅Ｗ４よりも大きい。そして、空気の流れ方向において障害部材５５をその上流側から見たとき、障害部材５５によってバイパス流路２１の開口部２１ｃが完全に隠れ、当該開口部２１ｃが全く見えないようになっている。
【００６４】
そして、吸気管１００を流れてくる空気中のダスト６０は、障害部材５５に当たって反射したり、空気の流れ方向において障害部材５５の外側にはね飛ばされる。そのため、障害部材５５の下流側において、障害部材５５の真後ろの領域では、ダスト６０を含まない流れとなり、それ以外の領域すなわち障害部材５５から外れた領域では、ダスト６０を含む流れとなる。
【００６５】
ここで、本例では、吸気管１００が、被測定気体としての空気が流れる流体通路として構成されており、バイパス流路２１の開口部２１ｃおよび障害部材５５は、吸気管１００の中心部に位置している。それにより、吸気管（流体通路）１００内において、ダスト６０を含まない流れを吸気管１００の中心部寄りに形成し、ダスト６０を含む流れを吸気管１００の周辺部寄りに形成したものになる。
【００６６】
そして、本実施形態では、バイパス流路２１の開口部２１ｃは障害部材５５の真後ろに配置された形となる。そのため、バイパス流路２１にはダスト６０を含まない流れのみが導入され、ダスト６０を含む流れはバイパス流路２１以外の吸気管１００を流れることになる。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、バイパス流路２１内にダスト６０が進入するのを防止し、バイパス流路２１内のセンシング部としてのフローセンサ３０にダスト６０が衝突するのを防止することができる。そのため、空気中のダスト衝突によるフローセンサ３０の破損を防止することができる。
【００６８】
ここで、本実施形態においては、バイパス流路２１の開口部２１ｃの中心と障害部材５５の中心とが一致している。そのため、上記第１実施形態と同様に、障害部材５５の後ろに形成される非定常流の影響を避けるために、バイパス流路２１の開口部２１ｃを障害部材５５から十分に離し、再び流れ方向が均一な定常流となるところに、当該開口部２１ｃを位置させるようにすればよい。
【００６９】
なお、本実施形態において、バイパス流路２１の開口部２１ｃおよび障害部材５５を、流体通路としての吸気管１００の周辺部に設け、ダスト６０を含まない流れを吸気管１００の周辺部寄りに形成し、ダスト６０を含む流れを吸気管１００の中心部寄りに形成しても良い。
【００７０】
また、本実施形態において流量測定装置Ｓ４のバイパス流路２１内に、上記図１（ｂ）に示したようなフローセンサ３０を収納するセンサ流路２４を形成した場合、本実施形態のバイパス流路２１内におけるセンサ流路２４の上流に、上記第１実施形態と同様の障害部材５０を設けても良い。
【００７１】
それによれば、バイパス流路２１内の障害部材５０を第１の障害部材とし、吸気管１００内の障害部材５５を第２の障害部材として、第１および本第４実施形態を組み合わせた効果が得られ、より高いレベルにてセンシング部の破損防止を実現できる。
【００７２】
（第５実施形態）
ところで、上記第４実施形態では、上記図６（ａ）や図７に示したように、吸気管１００内における空気の流れ方向において、バイパス流路２１の開口部２１ｃの中心と障害部材５５の中心とが一致していた。
【００７３】
その場合、上記第３実施形態にて述べたのと同様の理由から、バイパス流路２１の開口部２１ｃを障害部材５５から十分に離し、再び流れ方向が均一な定常流となるところに、当該開口部２１ｃを位置させる必要がある。
【００７４】
本発明の第５実施形態は、バイパス流路２１の開口部２１ｃと障害部材５５との距離をより近づけるために、上記第４実施形態に対して、障害部材５５に対するバイパス流路２１の開口部２１ｃの位置関係を変えたものである。図８は、本第５実施形態に係る流量測定装置Ｓ５の要部の概略断面構成を示す図であり、図８に基づき、第４実施形態との相違点について主として説明することとする。
【００７５】
図８に示すように、本実施形態では、流体通路としての吸気管１００内の空気の流れ方向において障害部材５５をその上流側から見たとき、バイパス流路２１の開口部２１ｃの中心を、障害部材５５の中心からずれた位置にしている。
【００７６】
図８に示すように、障害部材５５の真後ろの領域全体において空気の流れが定常流になる前、つまり障害部材５５の吸気管１００の流路断面全域において定常流になる前であっても、障害部材５５の真後ろの領域のうち障害部材５５の中心からずれた領域において部分的に定常流となる。
【００７７】
そして、上流側から障害部材５５を見たとき、バイパス流路２１の開口部２１ｃの中心を、障害部材５５の中心からずれた位置とすることにより、非定常流の影響を避け、上記した部分的な定常流をバイパス流路２１に導入させることができる。
【００７８】
そのため、本実施形態によれば、上記第４実施形態に比べて、障害部材５５とバイパス流路２１との距離を近くすることができ、設計自由度を大きくすることができる。
【００７９】
なお、障害部材５５の径方向の幅Ｗ３がバイパス流路２１の開口部２１ｃの幅Ｗ４よりも大きいこと、および、空気の流れ方向において障害部材５５をその上流側から見たとき、障害部材５５によってバイパス流路２１の開口部２１ｃが完全に隠れ、当該開口部２１ｃが全く見えないようになっていることは、上記第４実施形態と同様である。
【００８０】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態に係る流量測定装置Ｓ６の要部を示す概略断面図である。本実施形態は、上記第１実施形態にて上記図３に示した構成において、フローセンサ３０の周囲にセンサ流路２４が無いものであり、他は、上記第１実施形態と同様である。
【００８１】
この場合も、フローセンサ３０が配置される流路は、バイパス流路２１でも吸気管１００でも良い。これらバイパス流路２１または吸気管１００は、被測定気体としての空気をフローセンサ３０へ導く導入通路として構成される。
【００８２】
ここで、導入通路がバイパス流路２１の場合は、障害部材５０の支持構造は上記第１実施形態と同様に行うことができる。一方、導入通路が吸気管１００の場合は、流量測定装置Ｓ６の本体の適所から障害部材５０を延設することで、障害部材５０を支持し吸気管１００内に設置することが可能である。
【００８３】
そして、本実施形態は、センシング部としてのフローセンサ３０と、被測定気体をフローセンサ３０へ導く導入通路２１、１００とを備える流量測定装置Ｓ６において、障害部材５０は、その径方向の幅Ｗ１がフローセンサ３０の厚さよりも大きくなっており、流体通路２１、１００中の空気の流れ方向において障害部材５０をその上流側から見たとき、障害部材５０によってフローセンサ３０が隠れている。
【００８４】
本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様、障害部材５０の下流側において、障害部材５０の真後ろの領域では、ダスト６０を含まない流れとなり、それ以外の領域すなわち障害部材５０から外れた領域では、ダスト６０を含む流れとなる。
【００８５】
本例では、フローセンサ３０および障害部材５０は、導入通路２１、１００の中心部に位置しているため、ダスト６０を含まない流れを導入通路２１、１００の中心部寄りに形成し、ダスト６０を含む流れを導入通路２１、１００の周辺部寄りに形成したものになる。
【００８６】
そして、本実施形態では、フローセンサ３０の上流側に、障害部材５０を、フローセンサ３０が隠れるように配置しているから、フローセンサ３０は障害部材５０の真後ろに配置された形となる。そのため、フローセンサ３０はダスト６０を含まない流れのみにさらされ、ダスト６０を含む流れにはさらされない。
【００８７】
よって、本実施形態によれば、センシング部としてのフローセンサ３０へダスト６０が衝突するのを防止することができるため、被測定気体中のダスト衝突によるセンシング部の破損を防止することができる。
【００８８】
なお、本第６実施形態においても、被測定気体である空気の流れ方向において障害部材５０をその上流側から見たとき、フローセンサ３０の中心が、障害部材５０の中心からずれた位置にあるようにしても良い。それによって、上記第３、第５実施形態と同様の理由から、障害部材５０とセンシング部であるフローセンサ３０との距離を近くすることができる。
【００８９】
（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態に係る流量測定装置Ｓ７の要部を示す概略断面図である。本実施形態は、上記図９に示す第６実施形態にて、フローセンサ３０が配置される導入通路をバイパス流路２１とした場合に、上記第２実施形態（図４参照）と同様に、バイパス流路２１に逃し穴２１ａを設けたものである。この逃し穴２１ａ以外は、上記第６実施形態と同様である。
【００９０】
図１０に示すように、障害部材５０の周囲に位置する導入通路としてのバイパス流路２１の内壁には、空気（被測定気体）が障害部材５０に当たったときに飛ばされる空気中のダスト６０が排出される逃し穴２１ａが形成されている。
【００９１】
それにより、上記第２実施形態にて述べたのと同様に、障害部材５０に当たってはね飛ばされたダスト６０が、バイパス流路２１の内壁に当たって跳ね返り、障害部材５０の下流側にて再びダスト６０を含まない流れに進入するのを防止することができる。
【００９２】
（第８実施形態）
図１１は、本発明の第８実施形態に係る流量測定装置Ｓ８の要部を示す概略断面図である。上記各実施形態では、障害部材５０、５５は、被測定気体の流れに沿った断面の形状が円形であるものにしていたが、当該断面形状は特に限定されるものではない。
【００９３】
ここで、図１１に示す本実施形態の流量測定装置Ｓ８では、上記第１実施形態に示した流量測定装置（図３参照）において、障害部材５０を、空気（被測定気体）の流れに沿った断面の形状が流線形であるものにしたことが相違点である。
【００９４】
この流線形断面を有する障害部材５０によれば、障害部材５０に衝突した空気の流れが、障害部材５０の直後において非定常流になりにくくなるか、あるいは非定常流にならずすぐに定常流となる。そのため、障害部材５０とセンサ流路２４との距離を、円形断面の障害部材の場合よりも近くすることができ、バイパス流路２１自体の設計自由度を大きくできる。
【００９５】
なお、障害部材５０の径方向の幅Ｗ１がセンサ流路２４の入口開口部２４ａの幅Ｗ２よりも大きいこと、および、空気の流れ方向において障害部材５０をその上流側から見たとき、障害部材５０によってセンサ流路２４の開口部２４ａが完全に隠れ、当該開口部２４ａが全く見えないようになっていることは、上記第１実施形態と同様である。
【００９６】
（第９実施形態）
図１２は、本発明の第９実施形態に係る流量測定装置Ｓ９の要部を示す概略断面図である。図１２に示す本実施形態の流量測定装置Ｓ９では、上記第４実施形態に示した流量測定装置（図７参照）において、障害部材５０を、空気（被測定気体）の流れに沿った断面の形状が流線形であるものにしたことが相違点である。
【００９７】
それによれば、上記第８実施形態と同様の理由から、障害部材５０とバイパス流路２１との距離を近くすることができ、設計自由度を大きくできる。
【００９８】
（第１０実施形態）
図１３は、本発明の第１０実施形態に係る流量測定装置Ｓ１０の要部を示す概略断面図である。この流量測定装置Ｓ１０は、上記第１実施形態に示した流量測定装置（図３参照）において、バイパス流路２１内に障害部材５０を設けず、代わりに空気中のダストをイオン化して捕獲する手段７０、８０を設けたところが第１実施形態と相違するものである。
【００９９】
本実施形態は、フローセンサ３０と、被測定気体である空気をフローセンサ３０へ導く導入通路２１、１００とを備え、導入通路２１、１００におけるフローセンサ３０の上流側に、空気中のダスト６０をイオン化するイオン化部７０と、イオン化されたダスト６０ａを捕獲する捕獲部８０とが備えられていることを特徴とする。
【０１００】
イオン化部７０は、バイパス流路２１内に対向して設けられた電極７１、７２と、両電極７１、７２間に電界を発生させるための電源７３とを備え、両電極７１、７２間に発生する電界によってこの電界に入ってくるダスト６０をイオン化し、イオン化されたダスト６０ａとする。
【０１０１】
捕獲部８０は、バイパス流路２１の外壁に対向して設けられた磁石８１、８２と、各磁石８１、８２に対応したバイパス流路２１の内壁に設けられた集塵紙８３とを備える。両磁石８１、８２によって発生する磁場Ｈによって、イオン化されたダスト６０ａはらせん状に動き、最終的には集塵紙８３に吸い付いて捕獲される。
【０１０２】
このように、本実施形態によれば、イオン化されたダスト６０ａがセンシング部であるフローセンサ３０の上流にて捕獲されて除去されるため、下流のフローセンサ３０にはダスト６０を含まない空気の流れが来る。よって、本実施形態によっても、被測定気体中のダスト衝突によるセンシング部の破損を防止することができる。
【０１０３】
（第１１実施形態）
図１４は、本発明の第１１実施形態に係る流量測定装置Ｓ１１の要部を示す概略断面図である。この流量測定装置Ｓ１１は、フローセンサ３０をバイパス流路２１または吸気管１００からなる導入通路２１、１００内に配置している。
【０１０４】
そして、本実施形態では、導入通路２１、１００における障害部材５０の上流側に、空気（被測定気体）の流れ方向に略平行な少なくとも２つの面を有する整流板９０が備えられている。
【０１０５】
それによれば、図１４に示すように、空気流れに沿わず斜めに飛んでくるダスト６０があっても、整流板９０を通過することで障害部材５０の前において空気ひいてはダストの流れをそろえることができる。もし、整流板９０が無い場合、斜めに飛ぶダスト６０が障害部材５０を回り込んでフローセンサ３０に衝突する可能性がある。
【０１０６】
その点、本実施形態では整流板９０の作用によって、障害部材５０にダスト６０が当たりやすくなり、結果、センシング部であるフローセンサ３０へのダスト衝突をより確実に防止することができ、好ましい。
【０１０７】
（第１２実施形態）
図１５は、本発明の第１２実施形態に係る流量測定装置Ｓ１２の要部を示す概略断面図である。この流量測定装置Ｓ１２も、フローセンサ３０をバイパス流路２１または吸気管１００からなる導入通路２１、１００内に配置している。
【０１０８】
そして、本実施形態では、導入通路２１、１００は、障害部材５０の上流側からセンシング部であるフローセンサ３０までに対応する部位が絞り形状となっている。すなわち、導入通路２１、１００には、障害部材５０の上流側からフローセンサ３０までに対応する部位に絞り部９５が形成されている。
【０１０９】
導入通路２１、１００を絞ると流速が増加する等の利点がある。特にバイパス流路２１を用いた場合、バイパス流路２１内の流速が吸気管１００内の流速よりも遅くなることがある。このことは感度の低下につながるので、センサ３０付近に絞りを形成することで流速を上げる。
【０１１０】
しかし、この絞りを設ける場合、仮に、障害部材５０の下流側にて絞りを設けると、障害部材５０に当たったダスト６０がその下流の絞り部にて再び方向が変わりフローセンサ３０に衝突しやすくなる恐れがある。その点、本実施形態では、障害部材５０の上流にて絞り部９５を形成した形となるので、そのような問題は回避される。
【０１１１】
（第１３実施形態）
図１６は、本発明の第１３実施形態に係る流量測定装置Ｓ１３の要部を示す概略断面図である。この流量測定装置Ｓ１３は、上記第１１実施形態と第１２実施形態とを組み合わせたものである。
【０１１２】
すなわち、図１６に示すように、導入通路２１、１００における障害部材５０の上流側には整流板９０が備えられており、導入通路２１、１００は、整流板９０の上流側からフローセンサ３０までに対応する部位が絞り形状となっていることを特徴とする。
【０１１３】
もし、整流板の下流に絞りがあると整流板にて整えられたダストの流れが、絞り部にて方向が変わりやすくなるが、本実施形態では、整流板９０および障害部材５０の上流にて絞り部９５を形成した形となるので、整流板９０の整流作用および障害部材５０によるダスト除去の効果が適切に発揮され、好ましい。
【０１１４】
（第１４実施形態）
図１７は、本発明の第１４実施形態に係る流量測定装置Ｓ１４の要部を示す概略断面図である。この流量測定装置Ｓ１４も、フローセンサ３０をバイパス流路２１または吸気管１００からなる導入通路２１、１００内に配置している。
【０１１５】
図１７に示すように、本流量測定装置Ｓ１４においては、導入通路２１、１００におけるフローセンサ３０の上流側には第１の障害部材５０が備えられ、フローセンサ３０の下流側には第２の障害部材５１が備えられており、空気の流れ方向において障害部材をその上流側から見たとき、第１の障害部材によってフローセンサ３０が隠れており、第２の障害部材５１をその下流側から見たとき、第２の障害部材５１によってフローセンサ３０が隠れている。
【０１１６】
本実施形態よれば、まず、フローセンサ３０の上流側に第１の障害部材５０を配置し、フローセンサ３０を隠しているため、順流時においてフローセンサ３０は第１の障害部材５０の真後ろに配置された形となり、ダスト６０を含む流れにはさらされない。
【０１１７】
また、例えばバイパス流路２１や吸気管１００に流量測定装置を設置して使用する場合、導入通路２１、１００内にて逆流が生じるときがある。その場合、図１７に示すように、フローセンサ３０の下流側からもダスト６０が飛来してくることがある。
【０１１８】
ここで本実施形態では、フローセンサ３０の下流側に第２の障害部材５１を配置し、フローセンサ３０が隠されているため、導入通路２１、１００内にて空気が逆流してもフローセンサ３０は第２の障害部材５１の真後ろに配置された形となり、ダスト６０を含む流れにはさらされない。
【０１１９】
このように、本実施形態の流量測定装置Ｓ１４によれば、導入通路２１、１００内の流れが順流か逆流かに関係なく、フローセンサ３０へダスト６０が衝突するのを防止することができるため、空気中のダスト衝突によるフローセンサ３０の破損を防止することができる。
【０１２０】
さらに、フローセンサ３０が順流と逆流との流れを測定するものである場合、障害部材がフローセンサ３０の上流側のみにしか無い場合には、順流時と逆流時とで気体の流れ方が大きく異なるという問題がある。このような場合には、フローセンサ３０のセンサ特性が順流時と逆流時とで大きく異なるので、検出回路が複雑になる等の問題にもつながる。
【０１２１】
その点、本実施形態では、フローセンサ３０の上流側と下流側との両方に障害部材５０、５１を存在させているので、順流時と逆流時とで気体の流れ方を近いものにすることができるという利点もある。
【０１２２】
さらに、図示しないが、本実施形態においても、導入通路２１、１００における第１障害部材５０の上流側および第２の障害部材５１の下流側に、上記図１４や図１６に示したような整流板９０を配置したものとしても良い。それによれば、本実施形態の流量測定装置Ｓ１４において、上記した整流板９０による効果を得ることができる。
【０１２３】
なお、本実施形態の流量測定装置Ｓ１４において、図１８の変形例に示すように、導入通路２１、１００に絞り部９５を設け、フローセンサ３０付近の流速を増加させてセンサ感度を向上させても良い。
【０１２４】
（第１５実施形態）
図１９は、本発明の第１５実施形態に係る流量測定装置Ｓ１５の要部を示す概略断面図である。本実施形態の流量測定装置Ｓ１５は、上記図１８に示した第１４実施形態の流量測定装置において、障害部材５０、５１の構成を変形したものである。
【０１２５】
本実施形態の流量測定装置Ｓ１５における障害部材５０、５１は、フローセンサ３０を包み込む樹脂をフローセンサ３０の上流側および下流側へ延長し、その延長した部分を障害部材５０、５１として構成したものである。この場合も、上記した障害部材と同様の効果を発揮することができる。
【０１２６】
（第１６実施形態）
図２０は、本発明の第１６実施形態に係る流量測定装置Ｓ１６の要部を示す概略断面図である。この流量測定装置Ｓ１６も、フローセンサ３０をバイパス流路２１または吸気管１００からなる導入通路２１、１００内に配置している。
【０１２７】
そして、本実施形態でも、導入通路２１、１００におけるフローセンサ３０の上流側には、障害部材５０が備えられており、空気の流れ方向において障害部材５０をその上流側から見たとき、障害部材５０によってフローセンサ３０が隠れている。
【０１２８】
ここにおいて、本実施形態では、図２０に示すように、障害部材５０の外面とフローセンサ３０の表面とを結ぶ線Ｌ１とフローセンサ３０の表面とのなす角度のうち最大の角度θが５°以上であることを特徴とする。
【０１２９】
この角度θを５°以上とすることは、本発明者らの検討の結果、実験的に好ましい値として見出されたものである。図２１に示すように、当該角度θと耐ダスト強度との関係を調べた結果、当該角度θが５°以上であれば、急激に耐ダスト強度が向上し十分な耐ダスト強度が得られることを実験的に見出した。
【０１３０】
よって、本実施形態によれば、被測定気体中のダスト衝突によるフローセンサ３０の破損を防止するという効果をより確実に高いレベルにて実現することができる。
【０１３１】
なお、この角度θを５°以上とすることは、上記第１４実施形態の流量測定装置のように、フローセンサ３０の上流および下流にそれぞれ障害部材５０、５１を設けたものにおいても、同様に適用すれば、同様の効果があることは明らかである。
【０１３２】
（他の実施形態）
なお、センシング部としては、薄膜式のフローセンサ３０に限定されるものではない。また、本発明の用途も、吸気流量測定に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流量測定装置の構成図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った概略断面拡大図である。
【図２】図１に示す流量測定装置を吸気管に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】上記第１実施形態における障害部材の作用説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る流量測定装置を吸気管に取り付けた状態にて示す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）の下方から見た一部断面図である。
【図７】上記第４実施形態における障害部材の作用説明図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の第９実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の第１０実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の第１１実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の第１２実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の第１３実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の第１４実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１８】上記第１４実施形態の変形例としての流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の第１５実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の第１６実施形態に係る流量測定装置の要部を示す概略断面図である。
【図２１】上記第１６実施形態にいて角度θと耐ダスト強度との関係を調べた結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１３４】
２１…バイパス流路、２１ａ…逃し穴、２１ｃ…バイパス流路の開口部、
２４…センサ流路、２４ａ…センサ流路の入口開口部、
３０…フローセンサ、５０、５１、５５…障害部材、７０…イオン化部、
８０…捕獲部、９０…整流板、１００…吸気管、
θ…障害部材の外面とフローセンサの表面とを結ぶ線とフローセンサの表面と
のなす角度のうち最大の角度。
【図１】
0004501931.tif 000002
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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