JP7140644B2

JP7140644B2 - 整流構造体

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Publication number: JP7140644B2
Application number: JP2018215594A
Authority: JP
Inventors: 俊介阪田; 淳畠山
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2022-09-21
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Description

本発明は、管路の内部を通流する気流を整流する整流構造体に関する。特に、自動車等の内燃機関に供給する空気が通流する吸気系に設けられる整流構造体に関する。

内燃機関は、自動車や自動２輪車や発電装置など、多彩な用途に使用されている。内燃機関に供給される空気は、吸気系（吸気システム）に設けられたエアクリーナによって濾過され、清浄な空気が内燃機関に供給される。近年、内燃機関の吸気系には、エアフローセンサー（空気流量計）が設けられて、内燃機関が吸い込む空気の量を測定し、それに応じた燃料を供給するよう制御が行われる。通常、エアフローセンサーは、エアクリーナよりも下流側の流路内に設けられる。

エアフローセンサーの測定精度を高めるために、エアフローセンサーとエアクリーナの間に整流構造が採用されることがある。
例えば、特許文献１には、エアクリーナからエアフローセンサーに向けて分岐する管体の分岐部に、流路断面積を徐々に小さくする徐変部が設けられた整流技術が開示されており、かかる整流構造によって、エアフローセンサーの上流で空気を整流する。
また、特許文献２には、エアフローセンサーが設けられたダクトに空気を導くための湾曲した整流板を用いた整流構造が開示され、湾曲板の曲率が下流側にむかって小さくされている。かかる整流技術によって、流量の測定精度が向上する。

特開２０１５－１０８３３６号公報特開２０１４－０４０７７９号公報

特許文献２のような湾曲した整流板を利用して整流構造を構成すると、流れが効率的に整流されやすい。しかしながら、このような整流板を流路中に設けた構造を採用しても、エアフローセンサーの出力が安定しにくく、精度の高いセンシングができないことがあることが判明した。
例えば、エアフローセンサーの出力が安定せず、センシング性能の応答性が悪いと、内燃機関の制御にあたって素早い制御が困難となるため、内燃機関の出力や燃費性能の低下につながりやすい。

本発明の目的は、エアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めうる整流構造体を提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、整流構造の中に溶着に伴うバリや段差が存在すると、エアフローセンサーの出力が安定化しにくくなることを発見した。即ち、特許文献２に開示されるような整流板を有する整流構造を実現するためには、通常、整流板そのもの、もしくは整流板の周囲を分割した形態で部材を射出成型し、射出成型した分割部材を組み立ててかかる整流構造を実現することが多い。ところが、分割部材を組み立てる際には、溶着部にバリが発生したり、溶着しない場合であっても組み付け精度の関係で段差が発生したりする。こうした製造誤差に起因するバリや段差が整流板の周りに生ずることが、エアフローセンサーの出力の安定化にとってマイナス要因となることを発明者は発見した。

発明者は、こうした段差やバリを出さずに整流構造を実現できるよう、さらに検討を行い、整流作用を行うリブの端部を他部材と離間させると共に、その離間した部分に他のリブを配置するようにすると、整流効果が高められてエアフローセンサーの出力を安定化できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、内燃機関の吸気系において、エアクリーナとエアフローセンサーの間に設けられる整流構造体であって、整流構造体は、エアクリーナから空気が流れ込む流入口と、エアフローセンサーに向けて空気が流れ出る流出口と、流入口と流出口の間に設けられたチャンバーを有し、流入口と流出口は、チャンバー内で流れが屈曲する向き及び位置に設けられており、チャンバーは、半割れ状に分割形成された第１ケースと第２ケースにより構成され、第１ケースには、第１リブが略円弧状に突設されており、第１リブの端部は、第２ケースから離間しており、第２ケースには、第２リブが略円弧状に突設されており、第２リブは、第１リブと所定の間隔を隔ててオーバーラップするように略平行に設けられ、第１リブと第２リブによって、流入口からチャンバー内に流れ込んだ気流が曲げられて流出口に向かうような流路壁が、チャンバー内に形成されており、かつ、第１リブにより流路と隔てられたチャンバーの空間を容積室とし、第２リブと第１リブの間の空間を連通管として、共鳴周波数が１００Ｈｚ～１５００Ｈｚのヘルムホルツレゾネータが構成された、整流構造体である（第１発明）。

また、第１発明において、好ましくは、第１リブの端部と第２ケースの間の間隔が２ｍｍ～２０ｍｍであり、第１リブと第２リブの間隔が２ｍｍ～２０ｍｍである（第２発明）。

本発明の整流構造体（第１発明）によれば、エアフローセンサーの出力が安定化され、センシング性能が高められる。

さらに、第１発明によれば、チャンバー内の空間の一部をヘルムホルツレゾネータとできて、吸気系の騒音の低減もできる。また、流路にレゾネータとの連通路を設けてもなお、エアフローセンサーの出力が安定化され、センシング性能が高められる。
また、さらに第２発明のようにした場合には、より整流効果が高められ、エアフローセンサーの出力がより安定化する。

第１実施形態の整流構造体が組み込まれた内燃機関の吸気系の一部を示す斜視図である。第１実施形態の整流構造体の構造を示す分解斜視図である。第１実施形態の整流構造体の構造を示す平面図である。第１実施形態の整流構造体の構造を示す断面図である。他の実施形態の整流構造体の構造を示す断面図である。第１実施形態の整流構造体の内部の気流シミュレーション結果を示す斜視図及び平面図である。参考例の整流構造体の内部の気流シミュレーション結果を示す斜視図及び平面図である。従来例の整流構造体の構造を示す断面図である。参考例の整流構造体の構造を示す断面図である。

以下図面を参照しながら、自動車の内燃機関に空気を供給する吸気系に使用される整流構造体を例として、発明の実施形態について説明する。発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。例えば、内燃機関が使用される対象は、自動車に限定されず、自動２輪車や発電設備、動力設備等であってもよい。

図１には、第１実施形態の整流構造体１が組み込まれた内燃機関の吸気系の一部を示す。図１では、エアクリーナ８１からエアフローセンサー８２までの部分のみを示し、他の部分は省略している。なお、エアフローセンサー８２は通常通気ダクトの内側に突出する形態で設けられるが、図１、図２においては、直方体状のエアフローセンサー８２を透視したように図示している。
空気は、エアクリーナ８１の上流側に接続される吸気ダクト（図示せず）から吸い込まれ、エアクリーナ８１の内部の濾過材により濾過され、整流構造体１を経て、エアフローセンサー８２が設けられたダクトを通過し、スロットルボディ（図示せず）やインテークマニフォールド（図示せず）を経て、内燃機関に供給される。

図２に、本実施形態の整流構造体１の構造を分解斜視図で示す。また、図３に、本実施形態の整流構造体の構造を平面図で示す。また、図３のＸ－Ｘ断面を図４に示す。
整流構造体１は、エアクリーナ８１から空気が流れ込む流入口１１と、エアフローセンサー８２に向けて空気が流れ出る流出口１２と、流入口１１と流出口１２の間に設けられたチャンバー１３を有している。

整流構造体１において、流入口１１と流出口１２は、チャンバー１３内で流れが屈曲する向き及び配置に設けられている。流れの屈曲の形態は特に限定されず、Ｃ字状やＬ字状の屈曲であってもよいし、チャンバーの中で流れが蛇行するＳ字状の屈曲であってもよい。必須ではないが、本実施形態では、流入口１１から流れ込む空気が、約９０度流れの向きを変えて、流出口１２から流出する。流れが曲がる角度は、典型的には３０度～１２０度程度である。流入口１１や流出口１２の具体的形状は特に限定されないが、本実施形態においては、流入口１１は扁平な楕円形状の管とされ、流出口１２は円筒状の管とされる。エアクリーナ８１は流入口１１に接続され、流出口１２に接続される管体（ダクト）にエアフローセンサー８２が取付けられる。

整流構造体１のチャンバー１３は、半割れ状に分割形成された第１ケース２と第２ケース３により構成されている。半割れ状の分割は、典型的には、図４に示したように、第１ケース２と第２ケース３が、それぞれ、ハット状断面を呈する開口した箱のような形態となるように分割される。なお、半割れ状の分割は、第１ケース２と第２ケース３の一方が、ハット状断面を呈する開口した箱のような形態となり、他方が板状のふたのような形態となるような分割であってもよい。

第１ケース２と第２ケース３は一体化されて、中空箱状のチャンバー１３となる。流入口１１や流出口１２は、第１ケース２や第２ケース３のいずれか一方にあらかじめ形成しておいてもよいし、第１ケース２と第２ケース３を一体化した際に、両者のあわせ部に流入口１１や流出口１２が形成されるようにしてもよい。

第１ケース２と第２ケース３の一体化の具体的手段は特に限定されないが、典型的には、第１ケース２や第２ケース３にフランジ部２６，３６を設けておいて、フランジ部２６，３６で溶着により一体化がなされる。溶着は熱盤溶着であってもよいし、振動溶着であってもよい。また、第１ケース２と第２ケース３の一体化を、接着剤を用いて行ってもよい。また、第１ケース２と第２ケース３の一体化を、クリップやバンド、ネジなどの締結部材を用いて行うようにしてもよい。第１ケース２と第２ケース３の一体化に際し、チャンバー１３が気密を保つように一体化がなされることが好ましい。第１ケース２と第２ケース３の一体化に際し、両者の間にシール部材を設けてもよい。

チャンバー１３の内部には、チャンバー内の流れを整流する整流板として機能する第１リブ２１が設けられている。
第１ケース２には、第１リブ２１が略円弧状に突設されている。第１リブ２１が第１ケース２と一体成形されていることが好ましい。第１リブ２１は、第１ケース２から第２ケース３に向かって、チャンバー１３の内部空間を仕切るように突設されている。流入口１１からチャンバー１３内に流れ込んだ気流が曲げられて流出口１２に向かうような流路Ｆ１，Ｆ２が、第１リブ２１と後述する第２リブ３２により、チャンバー１３内に形成される。第１リブ２１と第２リブ３２は共働して、チャンバー内の流れを整流する流路壁（整流板）として機能する。チャンバー１３の内部空間で、第１リブ２１に関し流路Ｆ１，Ｆ２とは反対側の空間Ｖは、実質的に空気があまり流れない空間となる。

第１リブ２１が突設された方向に沿って見て（即ち、図３のビューで見て）、第１リブ２１は、滑らかに曲がる流路Ｆ１，Ｆ２を形成するよう、円弧状に設けられるが、流れが滑らかに導かれる限りにおいて、その具体的形態は、円に限定されず、楕円や長円、円弧と直線の組み合わせ、曲率が変化する曲線等に代表される円弧状形態であってもよい。

第１リブ２１の端部２１ａは、図４に示すように、第２ケース３から、第１リブ２１の突出方向に離間しており、両者の間に隙間ｇが設けられる。隙間ｇは、第２ケース３と第１リブ２１の間に細長いスリット状に設けられる。隙間ｇの大きさは、１ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、２ｍｍ～１０ｍｍであることが特に好ましい。

必須ではないが、第１ケース２には、第１リブ２１が突設された方向に沿って見て（図３のビューで見て）、第１リブ２１と略平行な略円弧状部分を有する第３リブ２３が、流路に突出するように設けられていてもよい。第３リブ２３を設ける場合には、流路が、外側の流路Ｆ１と内側の流路Ｆ２に仕切られるように第３リブ２３を設けることが好ましい。第３リブ２３を、後述するシミュレーション計算例のように、２つ以上設けて、流路を３つ以上に分けて形成してもよい。

なお、第３リブ２３の円弧状部分が完全に第１リブと平行である必要はない。また、第３リブ２３を設ける場合には、第３リブの端部２３ａが第２ケース３と離間し、両者の間に隙間ｇ’が設けられることが好ましい。隙間ｇ’の大きさは、１ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、２ｍｍ～１０ｍｍであることが特に好ましい。

第２ケース３には、図３、図４に示すように、第２リブ３２が略円弧状に、第１ケース２に向かって突設されている。また、第２リブ３２の端部は、第１ケース２から離間している。必須ではないが、本実施形態では、第２リブ３２は、第１リブ２１に対し、前記流路Ｆ１，Ｆ２とは反対側に設けられる。即ち、本実施形態のように、第１リブ２１と第２リブ３２とは、同心円状に、第２リブ３２が円の外側となるように設けられていてもよい。後述する他の実施形態のように、第２リブが円の内側になるように設けられていてもよい。

さらに、図４に示すように、第２リブ３２は、第１リブ２１と所定の間隔Wを隔ててオーバーラップするように略平行に設けられている。即ち、第１リブや第２リブの突出方向における所定の区間において、両者は所定の距離Ｗを隔てて長さＬにわたってオーバーラップするよう設けられている。両者の間の距離Ｗは、１ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、２ｍｍ～１０ｍｍであることが特に好ましい。また、両者のオーバーラップ長さＬは、１０ｍｍ以上であることが好ましく、１５ｍｍ以上であることが特に好ましい。

第１リブ２１と第２リブ３２が以上のように設けられることにより、チャンバー１３の内部空間に、流路Ｆ１，Ｆ２と、流路の反対側の空間Ｖが実質的に間仕切りされる。なお、第１リブ２１の端部２１ａと第２ケース３の間は離間しており、第１リブ２１と第２リブ３２の間も所定の距離Ｗだけ隔たっているので、流路Ｆ１，Ｆ２と、流路の反対側の空間Ｖとは、完全に区画されてはおらず、互いに連通している。

一方で、流路Ｆ１の側から、第１リブ２１の先端２１ａ付近を見ると、第１リブ２１と第２ケース３の間には隙間ｇがあるものの、隙間ｇの先には、第２リブ３２が立ちはだかるようになっている。そのため、流路Ｆ１の側から流路の反対側の空間Ｖに流れようとする気流は、第２リブ３２に遮られ、第１リブ２１と第２リブ３２の間のラビリンス状の流路を通っていかなければ、向こう側の空間Ｖに到達できない。このように、第１リブ２１と第２リブ３２は共働して、流入口からチャンバー内に流れ込んだ気流が曲げられて流出口に向かうような流路壁を、チャンバー内に形成する。

必須ではないが、流路の反対側の空間Ｖを利用してヘルムホルツレゾネータを構成してもよい。即ち、第１リブ２１と第２リブ３２により流路と隔てられたチャンバーの空間Ｖを容積室とし、第２リブ３２と第１リブ２１の間の空間を連通管として、共鳴周波数が１００Ｈｚ～１５００Ｈｚのヘルムホルツレゾネータを構成することが好ましい。第１リブ２１の端部２１ａと第２ケース３の間の間隔ｇや、第１リブ２１と第２リブ３２の間の距離Ｗを大きくすると連通管の断面積が大きくなり、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数が高くなる。一方、第１リブ２１と第２リブ３２がオーバーラップする長さＬを長くすると、連通管の長さが長くなり、ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数が低くなる。

整流構造体１の第１ケース２や第２ケース３、第１リブ２１や第２リブ３２などを構成する材料は特に限定されないが、これらを熱可塑性樹脂等により形成するようにしてもよい。また、整流構造体１の製造は、公知の製造方法を利用して行うことができる。例えば、熱可塑性樹脂の射出成型により、第１リブ２１が一体化された第１ケース２や、第２リブ３２が一体化された第２ケース３を形成し、それらを振動溶着により一体化して整流構造体１を製造することができる。他の方法で整流構造体１を製造してもよい。

上記実施形態の整流構造体１の作用及び効果について説明する。上記実施形態の整流構造体１によれば、エアフローセンサーの出力が安定化され、センシング性能が高められる。

まず、従来技術において、エアフローセンサーの出力が不安定化する要因について説明する。エアフローセンサーに流れ込む流れに乱れが生じることにより、エアフローセンサーの出力は不安定化する。管路の急な縮径や段差などの急変部があると流れが乱れるので、特許文献１の技術などでも、その部分の断面変化を少なくすることにより、流れの乱れを小さくし、エアフローセンサーの出力の安定化を図っている。

ここで、特許文献２にあるようなチャンバー内の流れを偏向させる整流板を設けた整流構造を実現する場合において、チャンバーを溶着構造により実現しようとすると、例えば、図８に示す従来例の整流構造体９のように、第１ケース９０に設けられたリブ９１，９１と、第２ケース９２に設けられたリブ９３，９３とをリブの先端で互いに溶着することが考えられる。図８は、図４に対応する箇所における断面の図である。しかしながら、この場合、リブ先端部の溶着箇所に、溶着バリＢが生じたり、段差が生じたりする。

図８に示したような溶着バリＢや段差が、リブの表面に生じると、リブに沿って流れる気流に渦や乱れが生じ、これが、エアフローセンサーの出力に影響する。バリや段差は製造上のばらつきをもって生ずるため、エアフローセンサーの出力もばらつくことになる。また、バリや段差があると、流速や流速変化によって、流れの場が大きく変動しやすくなる。そのため、バリや段差があると、エアフローセンサーの出力も経時的に変動しやすくなる。こうしたばらつきや変動により、エアフローセンサーの出力が不安定なものとなり、センシング性能が低くなってしまう。

上記実施形態の整流構造体１においては、第１リブの端部２１ａが第２ケース３と離間しているので、流路を区画する第１リブ２１に溶着によるバリや段差が生ずる余地がない。したがって、上記実施形態の整流構造体１によれば、バリや段差に起因するエアフローセンサーの出力の不安定化が未然に防止され、センシング性能が高められる。

また、チャンバー内の流れを偏向させる整流板を設けた整流構造を実現する場合において、図９に参考例として示した整流構造体７のように、第１ケース７０に一体成形された整流リブ７１，７１を、リブの先端と第２ケース７２が所定の距離だけ離間するように設けることも考えられる。図９は、図４に対応する箇所における断面の図である。しかしながら、このような構造の整流構造体７であっても、流れに乱れが生じて、エアフローセンサーの出力が不安定なものとなり、センシング性能が低くなってしまうことが判明した。

図９に構造を示した参考例の整流構造体７を、エアクリーナ８１とエアフローセンサー８２の間に組み込んだ場合の、エアクリーナからエアフローセンサーに向かう、整流構造体の内部の流れを、数値流体シミュレーションにより解析した。図７に、得られた解析結果の流線を示す。なお、第１実施形態の整流構造体１と同様に第３リブを備えさせて、気流のシミュレーションを行っている。

図７によれば、参考例の整流構造体７では、整流構造体の内部に設けられた流路Ｆに沿って流れるべき気流の一部が、リブ７１の先端部と第２ケース７２の間の隙間を通過して、流路Ｆから整流リブ７１で隔てられた空間Ｖに流れ込んでしまい、空間Ｖに流れ込んだ気流が、リブ７１の先端部と第２ケース７２の間の隙間から再び流路Ｆ１の側に戻ってくるような流れとなっている。
この様な流れは、複雑な流れとなり、渦などが生じやすく、整流構造体７の流出口１２から出た流れも、安定化しにくい。そのためエアフローセンサー８２の出力の安定性が低くなりやすい。

一方、上記実施形態の整流構造体１においては、第１リブの端部２１ａが第２ケース３と離間しているものの、第２リブ３２が、第１リブ２１と所定の間隔Ｗを隔ててオーバーラップするように略平行に設けられている。そのため、流路Ｆ１の側から見て、第１リブの端部２１ａが第２ケース３と離間する部分が、第２リブ３２によりふさがれるようになる。さらに、流路と反対側の空間Ｖと流路Ｆ１の間の連通も、第１リブ２１と第２リブ３２がオーバーラップするリブ間の空間を経由した屈曲形状の連通路（ラビリンス状の連通路）を経た連通となっている。

そのため、流路Ｆ１を流れる気流が、第１リブの端部２１ａが第２ケース３と離間する部分を通じて、流路と反対側の空間Ｖに流れ込むことが抑制される。これにより、流路Ｆ１を流れる気流が、実質的に流路と反対側の空間Ｖから切り離され、第１リブ２１や第２リブ３２に沿って滑らかに流れるようになる。

第１実施形態の整流構造体１を、エアクリーナ８１とエアフローセンサー８２の間に組み込んだ場合の、エアクリーナからエアフローセンサーに向かう、整流構造体１の内部の流れを、数値流体シミュレーションにより解析した。図６に、得られた解析結果の流線を示す。シミュレーションの条件は、図７に示した参考例とは、第２リブ３２の有無が異なっているだけで、他の点は同様である。第１リブ２１の端部２１ａが第２ケース３と離間する距離ｇは８ｍｍ、第１リブ２１と第２リブ３２が隔たる距離Ｗは８ｍｍ、オーバーラップ長さＬは２０ｍｍである。

図６の第１実施形態の整流構造体１の解析結果によれば、流路Ｆ１，Ｆ２を流れる空気は、実質的に、流路Ｆ１から第１リブ２１と第２リブ３２で隔てられた空間Ｖに流れ込まなくなっている。これにより、流路Ｆ１、Ｆ２を流れる気流の乱れが少なくなり、エアフローセンサー８２に向かうダクト内部でも気流が速やかに安定化していることがわかる。

第２リブ３２を設けて、空間Ｖに気流が流れ込みにくくする観点からは、第１リブ２１と第２リブ３２がオーバーラップ長さＬは、第１リブ２１の端部２１ａが第２ケース３と離間する距離ｇや、第１リブ２１と第２リブ３２が隔たる距離Ｗよりも大きいことが好ましい。Ｌ≧２＊ｇであり、Ｌ≧２＊Ｗであることが、特に好ましい。

以上のように、上記第１実施形態の整流構造体１によれば、整流構造体内部において流れの乱れが発生することを抑制でき、エアフローセンサーの出力が安定化され、センシング性能が高められる。

必須ではないが、上記第１実施形態の整流構造体１のように、第１ケース２には、第１リブ２１と略平行な略円弧状部分を有する第３リブ２３が、流路Ｆ内に突出するように設けられ、第３リブ２３の端部２３ａが第２ケース３と離間するようにされていれば、流路Ｆの内部を第３リブ２３により、より効果的に整流でき、エアフローセンサーの出力がより安定化され、センシング性能が高められる。図６の解析例のように、第３リブ２３を２本設けてもよい。

また、本実施形態のような第３リブを設ける場合には、第１リブ２１が第２ケース３と離間する部分に第２リブ３２を設けたのと同様に、第３リブ２３が第２ケース３と離間する部分にさらに他のリブを第２ケース３から突設するようにしてもよい。このようにすれば、第３リブ２３により分けられた流路Ｆ１と流路Ｆ２の間で気流が行き来しにくくなるので、整流がより効果的になり、エアフローセンサーの出力がより安定化され、センシング性能が高められる。

必須ではないが、第１リブ２１の端部２１ａと第２ケース３の間の間隔ｇが２ｍｍ～２０ｍｍであり、第１リブ２１と第２リブ３２の間隔Ｗが２ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、エアフローセンサーの出力が特に安定化され、センシング性能が高められる。間隔ｇや間隔Ｗが大きくなると、流路と反対側の空間Ｖに気流が流れ込みやすくなるため、これら間隔を２０ｍｍ以下にすることが好ましい。また、これら間隔が小さくなると、第１ケース２と第２ケース３を一体化する際の寸法誤差や寸法ばらつきの影響が、これら間隔に大きな比率で現れやすくなり、整流構造体１の性能がばらつく傾向が生ずることがあるため、これら間隔を２ｍｍ以上とすることが好ましい。

また、必須ではないが、上記第１実施形態の整流構造体１のように、第１リブ２１により流路と隔てられたチャンバーの空間Ｖを容積室とし、第２リブ３２と第１リブ２１の間の空間を連通管として、共鳴周波数が１００Hz～１５００Ｈｚのヘルムホルツレゾネータが構成されることが好ましい。かかる構成により、整流構造体１によりエアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めながら、同時に、レゾネータの共鳴作用により、吸気騒音の低減を図ることができる。

なお、従来技術において、整流リブを有する整流構造体にレゾネータを設ける場合、レゾネータの連通管を、整流リブの流れ方向の途中に開口を設けて構成することが一般的であったが、整流リブの流れ方向の途中に連通管の開口が設けられていると、開口部を起点とした流れの乱れが発生し、エアフローセンサーの出力が不安定化し、センシング性能が低下しやすくなる。

上記第１実施形態のような整流構造体であれば、ヘルムホルツレゾネータの連通路の通気流路への開口が、流れ方向に沿って連続して設けられるので、流れの乱れが発生しにくく、レゾネータを整流構造体に設けるにも関わらず、エアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めることができる。

発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。

図５には、他の実施形態の整流構造体を示す。図５の実施形態の整流構造体は、第１実施形態の整流構造体１と比べ、整流構造体に設けられるリブの構造が異なっており、他の点では第１実施形態の整流構造体１と同様である。図５には、第１実施形態の図４に対応するＸ－Ｘ断面の断面図を示している。

図５（ａ）には、第２実施形態の整流構造体５を示す。整流構造体５では、第２リブ５２が、第１リブ５１と所定の間隔を隔ててオーバーラップするように略平行に設けられている点は同様である。一方、第１実施形態の整流構造体１では、第１リブの端部２１ａと第２ケース３の離間する距離が比較的小さく、第１リブ２１と第２リブ３２がオーバーラップする部分が第２ケース３に近い位置に配置されていたのに対し、図５（ａ）の第２実施形態の整流構造体５においては、第１リブ５１と第２リブがオーバーラップする部分が、第２ケース３から離れて、チャンバーの内部空間の中央（図５（ａ）の上下方向の中央）に近い位置に配置されている点が異なっている。

第２実施形態の整流構造体５であっても第１実施形態の整流構造体１と同様に、溶着バリなどが生じず、かつ、第１リブ５１と第２リブ５２とが共働して気流が流路Ｆの反対側の空間Ｖに流れ込むことを抑制できて、エアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めることができる。

なお、必須ではないが、第１実施形態の整流構造体では、第１リブ２１の端部２１ａと第２ケース３が離間する距離ｇが２０ｍｍ以下、特に１０ｍｍ以下であることが好ましい。この離間する部分を通じて、流路Ｆ１，Ｆ２から空間Ｖに気流が流れ込みうるが、第１リブ２１の端部２１ａと第２ケース３が離間する距離ｇが２０ｍｍ以下、特に１０ｍｍ以下にされていると、空間Ｖに流れ込もうとする気流が第２ケースに近い部分を流れることになり、第２ケースに近い部分では気流の流速がチャンバー中央部に比べ低めであるため、気流が空間Ｖに流れ込むことがより効果的に抑制されて、エアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めることができるからである。

図５（ｂ）には、第３実施形態の整流構造体６を示す。整流構造体６では、第１リブ６１が設けられる形態は、第１実施形態の整流構造体１と同様である。一方で、本実施形態では、第２リブ６２が、第１リブ６１に対し、前記流路Ｆと同じ側に設けられる。即ち、本実施形態のように、第１リブ６１と第２リブ６２とは、同心円状に、第２リブ６２が円の内側となるように設けてもよい。

かかる整流構造体６においても、第１実施形態の整流構造体１と同様に、溶着バリなどが生じず、かつ、第１リブ６１と第２リブ６２とが共働して気流が流路Ｆの反対側の空間Ｖに流れ込むことを抑制できて、エアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めることができる。同様に、第２リブを平行に２本設けて、第１リブの端部を２本の第２リブの間に挟み込むように配置しても良く、そのようにしても、エアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めることができる。

また、第３実施形態の整流構造体６では、第２ケース６５には、第１リブ６１と略平行な円弧状部分を有する第４リブ６３が、流路Ｆ内に第１ケース６４に向かって突出するように設けられており、第４リブ６３の端部６３ａが第１ケース６４と離間している。
この様な第４リブ６３を設けた場合には、流路Ｆの中の気流がより良好に整流されて、エアフローセンサーの出力を安定化し、センシング性能を高めることができる。

また、整流構造体６では、流入口からチャンバー内に流れ込んだ気流が、第１リブ６１と第２ケース６５が離間した部分に直接吹き付けることが、第２リブ６２もしくは第４リブ６３により、確実に抑制されるので、特にエアフローセンサーの出力を安定化できる。

また、上記実施形態の説明においては、整流構造体が備えるべき具体的な取付構造等の説明は省略した。整流構造体は必要に応じ、ステーやグロメットなどの取付構造を備えることができる。また、整流構造体とエアクリーナの接続構造や、エアフローセンサーが取付けられる管体との接続構造等についても、詳細な説明は省略したが、整流構造体は必要に応じ、こうした接続部位に、シール材や固定バンド等の固定構造を備えることができる。

また、上記実施形態の整流構造体において、第１リブに関し流路Ｆと反対側の空間Ｖに多孔質材からなる吸音材を配置してもよい。

また、第１実施形態の説明においては、エアクリーナとは別体に整流構造体が設けられる例について説明したが、エアクリーナに整流構造体が一体化されていてもよい。

整流構造体は内燃機関の吸気系に使用でき、エアフローセンサーに向かう気流を整流できて産業上の利用価値が高い。

１整流構造体
１１流入口
１２流出口
１３チャンバー
２第１ケース
２１第１リブ
２３第３リブ
３第２ケース
３２第２リブ

Claims

内燃機関の吸気系において、エアクリーナとエアフローセンサーの間に設けられる整流構造体であって、
整流構造体は、エアクリーナから空気が流れ込む流入口と、エアフローセンサーに向けて空気が流れ出る流出口と、流入口と流出口の間に設けられたチャンバーを有し、
流入口と流出口は、チャンバー内で流れが屈曲する向き及び位置に設けられており、
チャンバーは、半割れ状に分割形成された第１ケースと第２ケースにより構成され、
第１ケースには、第１リブが略円弧状に突設されており、
第１リブの端部は、第２ケースから離間しており、
第２ケースには、第２リブが略円弧状に突設されており、
第２リブは、第１リブと所定の間隔を隔ててオーバーラップするように略平行に設けられ、
第１リブと第２リブによって、流入口からチャンバー内に流れ込んだ気流が曲げられて流出口に向かうような流路壁が、チャンバー内に形成されており、かつ、
第１リブにより流路と隔てられたチャンバーの空間を容積室とし、
第２リブと第１リブの間の空間を連通管として、
共鳴周波数が１００Ｈｚ～１５００Ｈｚのヘルムホルツレゾネータが構成された、
整流構造体。
第１リブの端部と第２ケースの間の間隔が２ｍｍ～２０ｍｍであり、
第１リブと第２リブの間隔が２ｍｍ～２０ｍｍである、
請求項１に記載の整流構造体。