(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気流路を形成する流路部材であって、第１の流路部と、前記第１の流路部の上流側に位置し前記第１の流路部よりも大きい流路面積を有し、第１の流路部に接続される拡径部を有する第２の流路部とを有する流路部材と、
前記第２の流路部内において拡径部の上流側に設置されるクリーナエレメントと、
前記第１の流路部に配設され、吸気流量を測定する流量計と、
前記拡径部から前記第１の流路部への吸気流れを同一方向に整流する整流部を前記第２の流路部内の前記クリーナエレメントの下流側に有し、前記第１の流路部の上流側、かつ前記整流部の下流側に前記整流部を通過した吸気流れが合流する連通部を設けている整流部材と、を備え、
前記整流部材は整流板であり、
前記整流板の下流側に切欠を設けることにより前記連通部を形成していることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
前記流量計は前記第１の流路部の流路内に張出す張出部を有し、前記整流板は、前記流量計の吸気入口と吸気出口との整列方向に沿い、かつ前記張出部の張出方向に沿う仮想平面上に配設されていることを特徴とする請求項１記載の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気装置に関し、例えば熱式流量計を用いエンジンに導入する吸気流量を測定する吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のエンジンに空気を導入する吸気装置において、吸気流量を測定する流量計として熱式流量計を用いるものが知られている。熱式流量計は流路径に比べて体格の小さい発熱抵抗体からの熱伝達量の変化により流路断面の一部の流速を感知し、全体の吸気流量を測定するものである。熱式流量計は直接空気の質量が検出できるので、吸気流量を高精度に測定できる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱式流量計は吸気流れの僅かな乱れも吸気流量の変化として測定するので、熱式流量計の上流側で吸気流れに乱れが生じると出力変動が増大し高精度に吸気流量を測定することができない。熱式流量計の上流側近傍にエアクリーナを配設する吸気装置では、クリーナエレメントを通過する際に吸気流れに乱れが生じ易いので吸気流量を高精度に測定することが困難である。熱式流量計の上流側近傍にエアクリーナを配設しない場合でも、熱式流量計の上流側に配設された流路部材の形状により吸気流れに乱れが生じる。このような吸気流れの乱れを低減するために、特開昭５７−１０３０１６号公報および特開平７−１２８１０７号公報に開示される吸気装置では、熱式流量計の上流側においてエアクリーナの出口管に吸気流れを整流する整流部材を設けている。ここで吸気流れを整流するとは、不規則な方向に流れている吸気流れを同一方向に流れるように整流することをいう。
【０００４】
しかしながら、エアクリーナの出口管の流路面積は小さいので、整流部材を配設することにより吸気抵抗が増大する。したがって、エンジンに導入される吸気流量が減少し、エンジン出力が低下するという問題がある。
特開平７−１２８１０７号公報に開示される吸気装置では、流路内に直接露出するセンサ部に対し直交するように整流板が配置されている。つまり、整流板に沿って整流された整流板の下流方向延長上の吸気流れがセンサ部と直交している。
【０００５】
このような吸気装置では、整流板は流路の直径上に設けられており、整流板に沿った下流方向延長上の吸気流れに近いほど乱れをより低減されている。センサ部は通常流路の直径上に位置しているが、加工誤差や組付け誤差等により直径方向に位置がずれ易い。センサ部と整流板とが直交していると、整流板の下流方向延長上の吸気流れからセンサ部が離れ易くなり、乱れの大きな吸気流れを測定することになるので、吸気流量を高精度に測定することが困難になる。
【０００６】
流路内にセンサ部を露出させずバイパス流路内にセンサ部を配置する場合も、バイパス流路を形成するバイパス部材と整流板とが直交していると、加工誤差や組付け誤差等により整流板の下流方向延長上の吸気流れからバイパス流路の吸気入口が離れ易くなり、乱れの大きな吸気流れがバイパス流路内に流入することになるので、吸気流量を高精度に測定することが困難になる。
【０００７】
本発明の目的は、吸気流量を低減することなく流量計の上流側における吸気流れの乱れを低減し、吸気流量を高精度に測定可能にする吸気装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、整流板の下流方向延長上の吸気流れと流量計の張出部との位置ずれを低減し、吸気流量を高精度に測定可能にする吸気装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の吸気装置によると、吸気流路を形成する流路部材であって、第１の流路部と、前記第１の流路部の上流側に位置し前記第１の流路部よりも大きい流路面積を有し、第１の流路部に接続される拡径部を有する第２の流路部とを有する流路部材と、前記第２の流路部内において拡径部の上流側に設置されるクリーナエレメントと、前記第１の流路部に配設され、吸気流量を測定する流量計と、前記拡径部から前記流量計への吸気流れを同一方向に整流する整流部を前記第２の流路部内の前記クリーナエレメントの下流側に有し、前記第１の流路部の上流側、かつ前記整流部の下流側に前記整流部を通過した吸気流れが合流する連通部を設けている整流部材とを備え、前記整流部材は整流板であり、前記整流板の下流側に切欠を設けることにより前記連通部を形成していることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によると、クリーナエレメントの下流側に整流部材を配設するので、クリーナエレメントを通過する際に発生し易い吸気流れの乱れを低減することができる。さらに、整流部を通過した吸気流れが第１の流路部の上流側に合流するので、流路面積の大きな流路内で整流部が吸気流れを整流することができる。これにより整流部による吸気抵抗を低減し、エンジンに導入する吸気流量の減少を防止することができる。
また、上記構成の吸気装置によると、整流板で吸気流れを整流しているので、整流板に沿って吸気流れの乱れを容易に整流することができる。
【００１０】
さらに、上記構成の吸気装置によると、整流板の下流側に切欠を設けることにより容易に連通部を形成することができる。
本発明の請求項２記載の吸気装置によると、流量計の吸気入口と吸気出口との整列方向に沿い、かつ流量計の張出部の張出方向に沿う仮想平面上に整流板が配設されているので、加工誤差や組付け誤差等があっても、整流板に沿って整流された整流板の下流方向延長上の吸気流れと流量計の張出部との位置ずれを抑制することができる。ここで流量計の張出部とは、流路にセンサ部が直接露出している場合はセンサ部を表し、バイパス流路を形成するバイパス部材が流路に張出している場合はバイパス部材を表す。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例について図１、図２および図３に基づいて説明する。
図１に示すように、吸気装置１のエアクリーナ１０のクリーナケース１１は、第１の流路部としての出口管１５の上流側に接続されている。第２の流路部としてのクリーナケース１１の流路面積は出口管１５の流路面積よりも大きい。クリーナケース１１と出口管１５とは吸気流路を形成する流路部材を構成しており、クリーナケース１１と出口管１５との間は、図３に示すように溶着部２５でシールされている。クリーナケース１１は、同径部１２および出口管１５から同径部１２に向けて拡径する拡径部１３を有し、同径部１２内にクリーナエレメント１４が装着されている。
【００１２】
図１に示すように、流量計２０は出口管１５に取付けられており、出口管１５の流路内に張出部としてのバイパス部材２１が張出している。バイパス部材２１は図１の点線で示すＵ字状のバイパス流路２１ａを形成しており、バイパス流路２１ａ内に図示しない一対の発熱抵抗体が取付けられている。回路部２２は、一対の発熱抵抗体の発熱量の差から吸気流量を検知する。
【００１３】
図１および図２に示すように、整流部材としての整流板３０はクリーナエレメント１４と流量計２０との間に配設されている。さらに、整流板３０はバイパス流路２１ａの吸気入口と吸気出口との整列方向に沿い、かつバイパス部材２１の張出方向に沿う仮想平面１００上に配設されている。図３に示すように、整流板３０は整流部３１および取付部３２を有しコ字状に形成されている。整流部３１は一対の取付け部３２の間に設けられた矩形状の板であり、出力管１５よりも上流側のエアクリーナ１１内に配置されている。整流部３１に沿った吸気流れの下流側延長上にバイパス流路２１ａの吸気入口および吸気出口がある。
【００１４】
整流板３０は出口管１５のエアクリーナ１０側の開口部に一体形成されている。整流板３０の２つの取付部３２は、出口管１５の円形開口部の直径上の２箇所にそれぞれ連結しており、この開口部からエアクリーナ１０側に延び出している。
整流板３０は下流側に切欠３０ａが形成されており、この切欠３０ａにより出口管１５の上流側、かつ整流部３１の下流側に長さＬの連通部３５が形成されている。連通部３５は整流部３１を通過した吸気流れが合流する空間であり、クリーナケース１１の拡径部１３内に位置している。
【００１５】
クリーナエレメント１４で吸気中の異物を除去された吸気流れには、図１に示すように吸気流れ方向が不規則な乱れ４０が生じている。この乱れ４０が整流板３０に沿って流れることにより、同一方向に整流される。整流された吸気流れがバイパス流路２１ａに流入することにより、高精度に吸気流量を測定することができる。
【００１６】
図４に示すように、連通部３５の長さＬが長くなると流量計２０で測定する吸気流量の出力変動のピーク値が大きくなり、測定精度が低下する。これは、吸気流れが整流部３１を通過し連通部３５で合流してから出口管１５に流入するまでの距離が長くなることにより、整流部３１で乱れを低減された吸気流れに再び乱れが生じるからである。
【００１７】
また図５に示すように、連通部３５の長さＬが短くなり整流部３１が出口管１５に近づくと圧力損失が大きくなる。これは、整流部３１が出口管１５に近づくと整流部３１の配設される位置の流路面積が出口管１５の流路面積に近づき吸気抵抗が増加するからである。
出力変動のピーク値および圧力損失を所定値以下に低減するには、図４および図５から判るように、５mm≦Ｌ≦１５mmの範囲内に整流部を配設すればよい。このように配設した整流板３０により、整流板を設けない吸気装置に比べ図６に示すように吸気流量に関わらず流量計の出力変動を低減することができる。
【００１８】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記実施例では、整流部３１が流路面積の大きなクリーナケース１１内に配置されているので、整流部３１による吸気抵抗が減少する。したがって、エンジンに導入される吸気流量の減少を防止できるので、エンジン出力の低下を防止できる。
さらに、整流板３０が仮想平面１００上に配設されているので、整流部３１を通過した吸気流れの内最も乱れを低減された吸気流れがバイパス流路２１ａに流入する。したがって、吸気流量を高精度に測定することができる。さらに、加工誤差および組付誤差等によりバイパス流路２１ａの吸気入口が整流板３０と平行にずれてもバイパス流路２１ａの吸気入口が整流板３０の延長上に位置するので、測定のばらつきを低減することができる。
【００１９】
上記実施例では、第１の流路部である出口管１５に整流部材である整流板３０を取付けたが、クリーナエレメント１４の下流側に位置する第２の流路部であるクリーナケース１１に整流部材を取付けてもよい。また一枚の板で整流部材を構成したが、クリーナエレメント１４の下流側に位置するクリーナケース１１に配設されるのであれば、格子状に組んだ板材で整流部材を構成してもよい。
【００２０】
また、流量計２０の吸気入口と吸気出口との整列方向に沿い、かつバイパス部材２１の張出方向に沿う仮想平面１００上に配設されるのであれば、バイパス部材２１の上流側の出口管１５内に整流板を配設してもよい。また上記実施例では、第１の流路部である出口管１５とクリーナエレメント１４を収容している第２の流路部であるクリーナケース１１とを接続したが、参考例として、クリーナエレメントを収容していない第２の流路部を第１の流路部に接続する構成にしてもよい。第２の流路部にクリーナエレメントが収容されていなくても、流路の曲がり、流路の角部等で吸気流れに乱れが生じるので、整流板３０により吸気流れの乱れを低減し、流量計２０で高精度に吸気流量を測定することができる。
【００２１】
上記実施例では、車両等のエンジンに空気を導入する吸気装置に本発明を適用したが、吸気流量を測定する流量計を流路内に配設可能にする吸気装置であればエンジン用に限らずどのような分野に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による吸気装置を示す模式的断面図である。
【図２】図１のII方向矢視図である。
【図３】本実施例の整流板周辺を示す部分断面図である。
【図４】本実施例の連通部の長さＬと出力変動ピーク値との関係を示す特性図である。
【図５】本実施例の連通部の長さＬと圧力損失との関係を示す特性図である。
【図６】本実施例と整流板を配設していない従来例との吸気流量に対する出力変動の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１      吸気装置
１０      エアクリーナ
１１      クリーナケース（第２の流路部、流路部材）
１２      同径部
１３      拡径部
１４      クリーナエレメント
１５      出口管（第１の流路部、流路部材）
２０      流量計
２１      バイパス部材
３０      整流板（整流部材）
３０ａ    切欠
３１      整流部
３２      取付け部
３５      連通部
４０      吸気乱れ
【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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