JP2004003883A

JP2004003883A - Flow meter

Info

Publication number: JP2004003883A
Application number: JP2002160442A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Inagaki; 稲垣　広行; Isamu Warashina; 藁品　勇; Hiroshi Hatakeyama; 畠山　洋志
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: JP3999050B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturizable flow meter dispensing with countersinking for sensor mounting. <P>SOLUTION: This flow meter is equipped with a circuit board 12 defining one wall surface of a passage formed in a case body 10, and the sensor 26 disposed on the passage face of the circuit board 12. The flow meter not only dispenses with mounting parts such as a bracket for mounting a can package where the sensor is provided to thereby simplify the structure but also dispenses with the countersinking for sensor mounting to thereby enable to compact the flow meter. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の小型流量計としては、特開平１１−２３０８０３号公報に開示されたものがある。この流量計は、図８に示したように、流路１を形成したケース本体２の上部に回路基板３を設置し、流路１を画成する壁２ａに形成した穴８からマイクロフローセンサ（以下、センサと略称する）４を流路１内に臨ませるとともに、該センサのリード線４ａを回路基板３に導いている。また、この流量計では、流路１の入口５に複数枚の網板を間隔をもって配置させた整流部６を備えている。
そして、この流量計は、入口ポート５から流入した流体を整流部６で層流にしてセンサ４に案内し、そこで流量を計測する。
【０００３】
上記流量計は、センサ４をブラケット７に保持させ、該ブラケットを壁２ａに形成した孔８に挿入させてセンサ４を流路１内に臨ませるとともに、孔８とブラケット７間にＯリング９を介在させて、該ブラケットをケース本体２にねじ等によって係止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の流量計は以上のように構成されているので、センサ４をキャンパッケージ４ａに取付け、このキャンパッケージ４ａをブラケット７に取付けることが必要で、ブラケット組立てが大きくなり、細い流路には取付けることができない。流量計自体も大きくなる。また、センサ４は流路１内に臨ませるため、ケース本体２に穴加工が必要で、かつ、ブラケット７の取付けねじ加工も必要になり、構造が複雑化するなどの課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、センサ取付けのための穴加工が不要で小型化が可能な流量計を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る流量計は、回路基板によって流路の一部を画成するとともに、該回路基板の流路面に流体が作用するようにセンサを配設させものである。
【０００７】
この発明に係る流量計は、流量計において、流路の一部の壁面に設けた溝の開口周縁に、回路基板を接着したものである。
【０００８】
この発明に係る流量計は、溝の開口周縁にリブを形成し、該リブに前記回路基板を載置させたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明に係る流量計の概念的な分解斜視図、図２はその縦断面図、図３は図２におけるＡ―Ａ線断面図、図４は図２におけるＡ’−Ａ’線断面図である。
【００１０】
この流量計は、図１に示したように、ケース本体１０に一端部が回動自在に支持された蓋体１１，ケース本体１０内に取り付けられる回路基板１２等を備えている。
【００１１】
ケース本体１０は、図１に示したように、上部に上方に開口する凹部１３を有している。この凹部１３の底壁１４には上方に開口する溝１５が形成されており、該溝１５の両端底面には、下方へ延びる穴１６，１７が形成されている。これらの穴１６，１７は、流路１８の流路部分１８ａ，１８ｂを構成するもので、穴１６，１７の下端は、ケース本体１０の端面に形成された入口ポート１９，出口ポート２０にそれぞれ連通されている。
【００１２】
上記溝１５の中間部底面には図２に示したように、センサ２６に向って流路内に突出する弧状面２１が形成されている。また、溝１５のセンサ２６を挟む中間部側壁には図３に示したように、流路内に突出する弧状面２２，２２が形成されている。そして、溝１５の幅ｃと穴１６，１７の幅は同一であり、溝１５の深さａは穴１６，１７の間隙ｂよりも小さく設定されている。また、上記凹部１３の底壁１４には、溝１５の開口縁に沿ってリブ２３が形成されている。
【００１３】
一方、上記蓋体１１は、図１に示したように、一端部の側方に軸１１ａ，１１ａが形成され、該軸１１ａ，１１ａを凹部１３の側壁２４，２４に形成した孔２４ａ，２４ａに挿嵌させることによってケース本体１０に対して回動自在に支持されている。この蓋体１１の先端には、爪１１ｂが形成されている。
そして、この蓋体１１は、爪１１ｂが凹部１３の側壁２４に形成した切欠き２４ｂに係合することによって凹部１３の開口を塞ぐ。
【００１４】
上記回路基板１２はセラミック基板であり、この回路基板１２の上面には、コネクタ２５や各種機能をもった素子が搭載されており、回路基板１２の下面中央部には、不図示の電路を介してコネクタ２５に接続されたマイクロフローセンサ２６が接着等によって配設されている。
このマイクロフローセンサ２６は、例えばヒータエレメントを挟むように測温抵抗エレメントが配置されたものである。
【００１５】
そして、この回路基板１２は、凹部１３の底壁１４に形成した溝１５の開口周縁のリブ２３に載置され、図２に示したように、接着剤３９によって凹部１３の底壁１４に固定される。この場合、回路基板１２がリブ２３に接着される際に、余剰の接着剤３９は、リブ２３によって流路１８内へ侵入するのが阻止されるため、回路基板１２の周面と凹部１３の側壁２４との間隙に入り、回路基板１２の接着が確実に行なわれる。
このようにして、設置された回路基板１２は、溝１５の開口を完全に塞ぎ、回路基板１２を一壁面として流路１８の流路部分１８ｃを構成する。
【００１６】
そして、蓋体１１で凹部１３を覆い、蓋体１１の爪１１ｂを側壁２４の切欠き２４ｂに係合させることによって回路基板１２を本体ケース１０内に収容する。
【００１７】
また、この流量計では、入口ポート１９，出口ポート２０がケース本体１０に埋め込まれた金属製管体２７，２７によって形成されている。この金属製管体２７は、外周面に環状凹部２８が形成され、該凹部を除く周面に網状ローレット２９が刻設されている。また、この金属製管体２７の内周面には雌ねじ３０が形成されている。
さらに、ケース本体１０の側面には取り付け孔３１が貫設されている。
【００１８】
このように構成された流量計は、図１に示したように、入口ポート１９の雌ねじ３０に例えば、先端に吸着パッド（図示せず）等を備えたホース３２のコネクタ３３が螺合され、ポート２０の雌ねじ３０に真空ポンプ（図示せず）等に接続したホース３４のコネクタ３５が螺合される。
その際に、コネクタ３３とケース本体１０との間、コネクタ３５とケース本体１０との間には、ガスケット３６，３６がそれぞれ介在される。
【００１９】
そして、真空ポンプを作動させると、流体例えば空気は入口ポート１９から流路１８の流路部分１８ａに吸引され、流路部分１８ｃ，１８ｂ，出口ポート２０を経て真空ポンプに吸引される。
その際、流体は流路部分１８ａで先ず偏流される。次いで、深さが浅く流路断面積が縮小された流路部分１８ｃで層流とされ、さらに弧状面２１，２２，２２による絞り部によって整流され、センサ２６によって例えば、流体の流れ状態が計測される。その計測値はコネクタ２５を介して、図示しないコントローラに送られ、そこで流速値、つまり流量が演算される。
例えば、吸引パッドに何も吸引されていない状態では流量が最大になり、吸引パッドに物が吸引されている状態では流量がほぼゼロになることから、吸引パッドが物を吸着しているか否かを判断することができる。
【００２０】
なお、この発明の流量計は、上記したような使用態様ばかりでなく、流路１８を流れる流体の連続的な流量（流速）変化を検出することもできることは勿論である。
【００２１】
また、本実施の形態では、回路基板１２をケース本体１０の凹部１３の底壁１４に接着剤２６によって接着させた例を示したが、回路基板１２を図５から図７に示したように、溝１５の開口周縁にリブ２３を設けることなく、ガスケット３７を介してねじ３８によってケース本体１０の凹部１３の底壁１４に取り付けてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、回路基板によって流路の一壁面を画成するとともに、前記回路基板の流路面にセンサを配設させて構成したので、ブラケット等の取り付け部品を必要とせず、構造が単純になるばかりでなく、センサ取付けのための穴加工が不要になり、それによって流量計のコンパクト化が可能になるという効果がある。
【００２３】
この発明によれば、流路の一壁面を画成するケース本体の溝の開口周縁に、回路基板を接着して構成したので、流路の気密性が確保され、しかも取り付けが簡単であるという効果がある。
【００２４】
この発明によれば、溝の開口周縁にリブを形成し、該リブに回路基板を載置させて構成したので、回路基板が接着剤の量の多少にかかわらずリブの高さに位置され、しかもリブによって接着剤が流路内に流れ込む虞がなく、均一断面積の流路が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態による流量計を概念的に示した分解斜視図である。
【図２】図１に示した流量計の縦断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２におけるＡ’−Ａ’線断面図である。
【図５】本発明に係る流量計における回路基板の他の取り付け形態を示した縦断面図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５におけるＢ’−Ｂ’線断面図である。
【図８】従来の流量計を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１０　ケース本体
１１　蓋体
１１ａ　軸
１１ｂ　爪
１２　回路基板
１３　凹部
１４　底壁
１５　溝
１６，１７　穴
１８　流路
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ　流路部分
１９，２０　ポート
２１，２２　弧状面
２３　リブ
２４　側壁
２４ａ　孔
２４ｂ　切欠き
２５　コネクタ
２６　マイクロフローセンサ
２７　管体
２８　環状凹部
２９　網状ローレット
３０　雌ねじ
３１　取り付け孔
３２　ホース
３３　コネクタ
３４　ホース
３５　コネクタ
３６　ガスケット
３７　ガスケット
３８　ねじ
３９　接着剤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow meter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of small flowmeter, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-230803. As shown in FIG. 8, the flow meter has a circuit board 3 installed on an upper part of a case body 2 in which a flow path 1 is formed, and a micro flow sensor through a hole 8 formed in a wall 2 a defining the flow path 1. A sensor (hereinafter abbreviated as a sensor) 4 faces the flow path 1, and leads 4 a of the sensor are led to the circuit board 3. In addition, the flow meter includes a rectifying unit 6 in which a plurality of net plates are arranged at intervals at the inlet 5 of the flow path 1.
The flow meter guides the fluid flowing from the inlet port 5 to the sensor 4 as a laminar flow in the rectifying section 6 and measures the flow there.
[0003]
In the flowmeter, the sensor 4 is held by the bracket 7, the bracket is inserted into the hole 8 formed in the wall 2 a so that the sensor 4 faces the flow path 1, and the O-ring 9 is provided between the hole 8 and the bracket 7. The bracket is locked to the case main body 2 by screws or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional flow meter is configured as described above, it is necessary to mount the sensor 4 on the can package 4a and mount the can package 4a on the bracket 7, which increases the assembly of the bracket and mounts it on a narrow flow path. I can't. The flow meter itself also becomes large. In addition, since the sensor 4 faces the inside of the flow path 1, a hole needs to be formed in the case body 2 and a mounting screw for the bracket 7 is also required, thus causing a problem that the structure becomes complicated.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a flowmeter that does not require a hole for mounting a sensor and can be reduced in size.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the flowmeter according to the present invention, a part of a flow path is defined by a circuit board, and a sensor is disposed so that a fluid acts on a flow path surface of the circuit board.
[0007]
The flowmeter according to the present invention is such that in the flowmeter, a circuit board is adhered to an opening periphery of a groove provided on a part of a wall surface of the flow path.
[0008]
In the flowmeter according to the present invention, a rib is formed around the opening of the groove, and the circuit board is mounted on the rib.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
Embodiment 1 FIG.
1 is a conceptual exploded perspective view of a flow meter according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a line A′-A ′ in FIG. It is sectional drawing.
[0010]
As shown in FIG. 1, the flow meter includes a lid 11 whose one end is rotatably supported by a case main body 10, a circuit board 12 mounted in the case main body 10, and the like.
[0011]
As shown in FIG. 1, the case main body 10 has a concave portion 13 that opens upward at an upper portion. A groove 15 that opens upward is formed in the bottom wall 14 of the recess 13, and holes 16 and 17 that extend downward are formed on the bottom surfaces of both ends of the groove 15. These holes 16 and 17 constitute flow path portions 18 a and 18 b of the flow path 18, and lower ends of the holes 16 and 17 respectively correspond to an inlet port 19 and an outlet port 20 formed on an end surface of the case body 10. Are in communication.
[0012]
As shown in FIG. 2, an arc-shaped surface 21 protruding into the flow path toward the sensor 26 is formed on the bottom surface of the intermediate portion of the groove 15. Further, as shown in FIG. 3, arcuate surfaces 22, 22 protruding into the flow path are formed on an intermediate side wall of the groove 15 sandwiching the sensor 26. The width c of the groove 15 and the width of the holes 16 and 17 are the same, and the depth a of the groove 15 is set smaller than the gap b between the holes 16 and 17. A rib 23 is formed on the bottom wall 14 of the recess 13 along the opening edge of the groove 15.
[0013]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the lid 11 has shafts 11 a, 11 a formed at one end side and holes 24 a, 24 a formed in the side walls 24, 24 of the recess 13. Is rotatably supported with respect to the case body 10 by being inserted into the case body 10. A claw 11 b is formed at the tip of the lid 11.
The lid 11 closes the opening of the recess 13 by engaging the claw 11 b with the notch 24 b formed in the side wall 24 of the recess 13.
[0014]
The circuit board 12 is a ceramic substrate, and a connector 25 and an element having various functions are mounted on an upper surface of the circuit board 12. The micro flow sensor 26 connected to the connector 25 is provided by bonding or the like.
In the micro flow sensor 26, for example, a resistance temperature element is arranged so as to sandwich a heater element.
[0015]
The circuit board 12 is placed on the rib 23 around the opening of the groove 15 formed in the bottom wall 14 of the recess 13 and is fixed to the bottom wall 14 of the recess 13 by an adhesive 39 as shown in FIG. Is done. In this case, when the circuit board 12 is bonded to the ribs 23, the surplus adhesive 39 is prevented from entering the flow path 18 by the ribs 23, so that the peripheral surface of the circuit board 12 and the recesses 13 are formed. The gap enters the gap between the side wall 24 and the circuit board 12 is securely bonded.
The circuit board 12 installed in this way completely covers the opening of the groove 15, and the circuit board 12 constitutes one wall surface to form the flow path portion 18c of the flow path 18.
[0016]
The circuit board 12 is housed in the main body case 10 by covering the concave portion 13 with the lid 11 and engaging the claw 11b of the lid 11 with the notch 24b of the side wall 24.
[0017]
In this flow meter, the inlet port 19 and the outlet port 20 are formed by metal tubes 27, 27 embedded in the case body 10. An annular concave portion 28 is formed on the outer peripheral surface of the metal tube body 27, and a mesh knurl 29 is engraved on the peripheral surface excluding the concave portion. A female screw 30 is formed on the inner peripheral surface of the metal tube 27.
Further, a mounting hole 31 is formed through the side surface of the case body 10.
[0018]
In the flowmeter thus configured, as shown in FIG. 1, for example, a connector 33 of a hose 32 having a suction pad (not shown) at its tip is screwed into a female screw 30 of the inlet port 19, A connector 35 of a hose 34 connected to a vacuum pump (not shown) or the like is screwed into the female screw 30 of the port 20.
At this time, gaskets 36, 36 are interposed between the connector 33 and the case main body 10 and between the connector 35 and the case main body 10, respectively.
[0019]
When the vacuum pump is operated, the fluid, for example, air is sucked from the inlet port 19 to the flow path portion 18a of the flow path 18, and is sucked by the vacuum pump via the flow path parts 18c and 18b and the outlet port 20.
At that time, the fluid is first deflected in the flow path portion 18a. Next, a laminar flow is formed in the flow channel portion 18c having a shallow depth and a reduced flow channel cross-sectional area, and the flow is rectified by a constricted portion formed by the arcuate surfaces 21, 22, and 22, for example, the flow state of the fluid is measured by the sensor 26. Is done. The measured value is sent to a controller (not shown) via the connector 25, where the flow velocity value, that is, the flow rate is calculated.
For example, the flow rate is maximum when nothing is sucked by the suction pad, and the flow rate becomes almost zero when the object is sucked by the suction pad. Can be determined.
[0020]
The flow meter according to the present invention can detect not only the above-described usage mode but also a continuous change in the flow rate (flow velocity) of the fluid flowing through the flow path 18.
[0021]
Further, in the present embodiment, an example is shown in which the circuit board 12 is bonded to the bottom wall 14 of the concave portion 13 of the case main body 10 with the adhesive 26. However, as shown in FIGS. Alternatively, the ribs 23 may be attached to the bottom wall 14 of the recess 13 of the case body 10 via the gasket 37 without providing the ribs 23 around the opening edge of the groove 15.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since one wall surface of the flow path is defined by the circuit board and the sensor is disposed on the flow path surface of the circuit board, mounting parts such as brackets are not required. In addition, not only the structure becomes simple, but also it becomes unnecessary to form a hole for mounting the sensor, thereby making it possible to reduce the size of the flowmeter.
[0023]
According to the present invention, since the circuit board is bonded to the peripheral edge of the opening of the groove of the case main body that defines one wall surface of the flow path, the airtightness of the flow path is ensured and the mounting is simple. effective.
[0024]
According to the present invention, the rib is formed on the periphery of the opening of the groove, and the circuit board is mounted on the rib, so that the circuit board is positioned at the height of the rib regardless of the amount of the adhesive, In addition, there is no danger that the adhesive flows into the flow path by the ribs, and there is an effect that a flow path having a uniform sectional area can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view conceptually showing a flow meter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the flow meter shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view taken along line A′-A ′ in FIG. 2;
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another mounting form of the circuit board in the flow meter according to the present invention.
6 is a sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line B′-B ′ in FIG. 5;
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional flow meter.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Case body 11 Lid 11a Shaft 11b Claw 12 Circuit board 13 Recess 14 Bottom wall 15 Groove 16, 17 hole 18 Flow path 18a, 18b, 18c Flow path portion 19, 20 Port 21, 22 Arc surface 23 Rib 24 Side wall 24a Hole 24b Notch 25 Connector 26 Micro flow sensor 27 Tube 28 Annular recess 29 Reticulated knurl 30 Female screw 31 Mounting hole 32 Hose 33 Connector 34 Hose 35 Connector 36 Gasket 37 Gasket 38 Screw 39 Adhesive

Claims

A flowmeter comprising: a circuit board defining one wall of a flow path formed in a case body; and a sensor disposed on a flow path surface of the circuit board.

2. The flowmeter according to claim 1, wherein a groove is provided in a part of a wall surface of the flow path formed in the case body, and a circuit board covering the groove is adhered to an opening periphery of the groove.

3. The flowmeter according to claim 2, wherein a rib is formed around the opening of the groove, and the circuit board is mounted on the rib.