JPH0988907A

JPH0988907A - 流体流量制御器とその製造方法

Info

Publication number: JPH0988907A
Application number: JP24937195A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Matsubayashi; 雄輔松林; Kazuyuki Monzen; 和幸門前
Original assignee: NIKKOSHI PROD KK
Current assignee: NIKKOSHI PROD KK
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、小型で安価で高い流量精度を持つ
流体流量制御器と、各構成部材間の漏れの無い流体流量
制御器を簡単に作るための製造方法とを提供することを
目的とする。【解決手段】比較的長く断面の狭い流路孔２４を設け
た複数の流路部材１６と、その流路部材１６同士の間に
介在して前記流路孔２４のそれぞれの端と連絡する第一
連絡孔３２と第二連絡路３４とを設けた隔壁部材２０と
の積層したものを、入口孔２２を形成した入口部材１２
と、出口孔４０を形成した出口部材１４との間に挟持す
る。入口部材１２の入口孔２２から入った流体が、各流
路部材１６の流路孔２４や隔壁部材２０の第一連絡孔３
２や第二連絡路３４を経て、出口部材の出口孔４０から
出るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、その前後の圧力差
に正比例して流体の流量を算出できるようにした流体流
量制御器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、流体の流量を制御する部品の
うち最も単純なものとして、気化器等に使用される各種
ジェットが知られている。ここで、気化器に使用される
メインジェットを図１４に示す。メインジェット９０
は、その内部を貫通する通路９１の途中に計量部として
の直径ｄのオリフィス孔９２を形成し、そのオリフィス
孔９２の断面積に基づいて流量を計算している。

【０００３】メインジェット９０の単体では、そこを通
過する燃料の流量は、ベルヌーイの定理に基づいて算出
されることが知られている。ここで、メインジェット９
０の上流側の圧力をＰ₁ とし、メインジェット９０の下
流側の圧力をＰ₂ とし、定数をＣとし、円周率をπと
し、メインジェット９０を流れる流量をＱ₁ とすれば、
ベルヌーイの定理による流量Ｑ₁ は、Ｑ₁ ＝Ｃπｄ² ÷
４×√（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）となる。即ち、メインジェット９
０で制御される流量Ｑ₁ は、メインジェット９０の上流
と下流の圧力差の平方根に比例した流量となる。その圧
力差の変化に応じたＱ₁ の流量特性を図１５に示す。

【０００４】ここで、メインジェット９０を使用した場
合における実際の混合比（空気量と燃料量との相対比
率）の特性を図１６の(1) に示す。この混合比特性によ
れば、混合比（Ａ／Ｆ）は低回転運転域では濃くなり、
高回転運転域では薄くなる。即ち、メインジェット９０
を使用した場合、低回転運転域ではエンジンが必要とす
る流量に対して数十％の燃料が過剰に供給されて公害の
大きな原因となり、一方、高回転運転域では混合比が薄
くなって十分な出力が得られないという欠点が生じてい
た。特に、この欠点は２サイクルエンジンでは顕著に現
われていた。燃料流量を多く必要とする高負荷運転域に
おいては、混合比を濃くして十分な出力を得ることが望
まれるため、気化器では一般に、高負荷運転域で燃料を
追加するパワージェットとかエンリッチメントと称する
機構が備えられ、運転状況に応じてメインノズル以外の
機構から燃料が供給される。このため、メインノズルヘ
ノ燃料を制御するジェットとしては、その流量制御様式
がベルヌーイの定理に基づく圧力差の平方根に比例する
ものではなく、圧力差に直接比例するものの方が、燃料
流量をより簡単に混合比をより高精度に調整できる。

【０００５】流体の流量が圧力差に比例するものとし
て、ハーゲンポアズイユの定理に従うジェット（以下
「リニアージェット」とする）がある。ここで、リニア
ージェットの上流側の圧力をＰ₁ とし、リニアージェッ
トの下流側の圧力をＰ₂ とし、流路の直径をｄとし、流
体の粘性係数をμとし、円周率をπとし、リニアージェ
ットの通路長さをＬとすれば、リニアージェットを流れ
る流量Ｑ₂ は、Ｑ₂ ＝πｄ⁴ ×（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）÷（１２
８μＬ）となる。従って、流量Ｑ₂ はリニアージェット
の前後の圧力差（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）に比例し、流量計算が理
論上単純になるという特長がある。この流量Ｑ₂ を図１
５に示す。

【０００６】このハーゲンポアズイユの定理は、流路の
直径ｄに比べて相当に長い流路Ｌを流れる場合に、流体
は流入側と流出側との圧力差に対して正比例するという
ものである。従って、リニアージェットでは、前記メイ
ンジェット９０に比べて、長さＬを長くすると共に、流
路の直径ｄを極めて小さくする。ここで、従来既知のリ
ニアージェットの構成を図１７及び図１８に示す。図１
７に示すように、リニアージェット９３は、多数の孔９
４を形成したマニホールド９５と、多数の孔９４にそれ
ぞれ固定する細管９６と、それら多数の細管９６と連絡
する孔９７を形成したベース９８と、前記孔９７と連絡
する出口孔９９を形成したアダプター１００とからな
る。

【０００７】細管９６は、その内径が前記メインジェッ
ト９０のオリフィス孔９２の直径と比べて非常に小さい
ものとする。前記リニアージェット９３の燃料流量の増
減は、細管９６の本数を加減することによって行うこと
ができる。また、細管９６の内径をより小さくする事に
より、微小流量を得ることが理論上可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際にはこの
ハーゲンポアズイユの定理に従うリニアージェット９３
は、以下の問題点が有ることから未だ実用化に至ってい
ない。第一に、構成部品の多数化、複雑化が挙げられ
る。図１４に示したメインジェット９０が貫通のオリフ
ィス孔９２を加工した単純形状であることに比較して、
多数の細管９６、マニホールド９５、ベース９８を準備
し、それらを組み立てなければならない。特に、マニホ
ールド９５には、細管９６の本数に対応した数と小さい
直径の孔９４の加工が必要になる。このため、多種類の
流量に対応するとなると、孔９４の直径及び孔数量の異
なるマニホールド９５と、内径１０１の異なる細管９６
とをそれぞれ用意しなければならず、部品の標準化が図
りにくく、コスト高にもつながる。

【０００９】第二に、組立方法に非常に困難がある。前
述した多数の部品を組立、接合する方法として、接着、
溶接、ろう付けなどが挙げられる。しかし、接着は接合
部における信頼性に欠け、溶接は多数の細管９６とマニ
ホールド９５との接合箇所が多く、工数がかかるだけで
なく全ての接合部密封性の信頼性が得られにくく、ろう
付けは細管９６の閉塞を生じる危険性がある。特に、大
流量のリニアジェット９３を製作する場合、非常に多数
の細管９６を必要とするため、部品点数の増加によるコ
スト増になり、接合箇所の増加による作業工数の増加と
接合部密封性の信頼度が低下し、併せて、マニホールド
９５への孔９４の加工工数の増加とマニホールド９５自
体の大型化が顕著となる。マニホールド９５の大型化
は、リニアジェット９３の取付スペースの制約があるた
め好ましくない。さらに、多数の細管９６が林立する構
造は、外部からの応力に対し、細管９６の変形や破壊が
発生しやすいという欠点があった。

【００１０】本発明はこの点に鑑みてなされたもので、
小型で安価で高い流量精度を持つ流体流量制御器を提供
することを目的とする。本発明は更に、各構成部材間の
漏れの無い流体流量制御器を簡単に作るための製造方法
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る流体流量制御器は、入口孔を形成した入
口部材と、断面積が狭く長い一連の流路を設けた複数の
板状の流路部材と、その流路部材同士の間に介在するも
のであって両側の流路部材の流路の一端と連絡する第一
連絡孔と流路の他端と連絡する流路の第二連絡孔とを設
けた板状の隔壁部材と、出口孔を形成した出口部材とを
有し、前記入口部材と前記出口部材との間に前記流路部
材と前記隔壁部材との積層したものを挟持し、入口部材
の入口孔から入った流体が各流路部材の流路を経て出口
部材の出口孔から出るようにしたものである。

【００１２】本発明に係る他の流体流量制御器は、入口
孔を形成した入口部材と、断面積が狭く長い一連の流路
を設けた複数の板状の流路部材と、その流路の長さの両
端に設けられるものであって流路部材の厚みを貫通する
孔と、その流路の両端の貫通孔を連絡するものであって
流路部材の厚み内に形成される溝と、出口孔を形成した
出口部材と、前記流路部材とそれと接合する部材との間
に介在させるものであったその接合面から流体が漏れ出
るのを防止するための板状の漏れ防止材とを有し、前記
入口部材と前記出口部材との間に複数の流路部材を挟持
し、入口部材の入口孔から入った流体が各流路部材の流
路を経て出口部材の出口孔から出るようにしたものであ
る。

【００１３】本発明に係る更に他の流体流量制御器は、
入口孔を形成した入口部材と、出口孔を形成した出口部
材と、それら入口部材か出口部材のいずれかに備えたガ
イド部材と、断面積が狭く長い一連の流路を設けた複数
の板状の流路部材と、その流路部材同士の間に介在する
ものであって両側の流路部材の流路の一端と連絡する第
一連絡孔と流路の他端と連絡する流路の第二連絡孔とを
設けた板状の隔壁部材とを有し、前記入口部材と前記出
口部材との間に前記流路部材と前記隔壁部材との積層し
たものを前記ガイド部材に係合して、その積層したもの
を押え手段でガイド部材から外れないように押え、前記
入口部材の入口孔から入った流体が各流路部材の流路を
経て出口部材の出口孔から出るようにしたものである。

【００１４】上記目的を達成するために本発明に係る流
体流量制御器の製造方法は、入口孔を形成した入口部材
と、出口孔を形成した出口部材と、断面積が狭く長い一
連の流路を設けた複数の板状の流路部材と、その流路部
材の両側にその流路部材の接合面から流体が漏れ出るの
を防止するためのシート状の熱溶融接着材とを有し、前
記入口部材と前記出口部材との間に複数の流路部材と複
数の熱溶融接着材の積層したものを挟持することによっ
て前記入口孔から入った流体が複数の流路部材の各流路
を経由して出口孔から出るように構成し、複数の流路部
材と複数の熱溶融接着材を挟んだ状態で前記入口部材と
前記出口部材とを加圧し、その加圧挟持したものを炉内
に入れて熱溶融接着材を溶かし、その溶けた接着材によ
って前記流路部材とそれに隣接する部材とを接合させ、
流路部材内の流路を通る流体が流路部材とそれに隣接す
る部材との接合箇所から漏れるのを防止するようにした
ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面に基いて説明
する。図１は本発明に係る流体流量制御器の一実施形態
を示す分解斜視図、図２は図１の部品を組立てた完成状
態を示す斜視図である。本発明に係る流体流量制御器
は、ハーゲンポアズイユの定理に従うリニアージェット
の一種である。流体流量制御器１０は、入口部材１２と
出口部材１４の間に、複数の流路部材１６と複数のシー
ト状のろう材１８と複数の隔壁部材２０とを積層して挟
むものである。

【００１６】入口部材１２は例えば外径１４ｍｍの円形
の板形状をしており、その入口部材１２には流体を導入
するための入口孔２２が形成されている。この入口孔２
２は、円形の中心より離れた位置に設けられる。複数の
流路部材１６は例えば外径１４ｍｍで板厚０．５ｍｍの
円形の板形状をしており、その内部に流体の流路である
一続きの長い幅１．５ｍｍの螺線状の流路孔２４が形成
されている。ここで、図３に示すように、螺線状の流路
孔２４のうち、円形の円周に近い端を第一端２６とし、
円形の中心に位置する端を第二端２８とする。これら第
一端２６と第二端２８では例えば孔径を３ｍｍとする。
この流路孔２４のうちの第一端２６は、前記入口部材１
２の入口孔２２の位置と合致するように設定されてい
る。シート状のろう材１８は円形の板形状をしており、
そのシート状のろう材１８には、流路部材１６の流路孔
２４と同じ形状の孔３０が形成されている。このシート
状のろう材１８は前記流路部材１６の両面に接合する部
材との間から流体が漏れるのを防止するための材料であ
ればどのようなものであってもよい。特に、熱溶融接着
材が好ましく、ろう材に限るものではない。

【００１７】隔壁部材２０は例えば外径１４ｍｍで板厚
０．２ｍｍのも円形の板形状をしており、その内部に
は、前記入口部材１２の入口孔２２や前記流路部材１６
の流路孔２４の第一端２６に合致する位置に例えば孔径
３ｍｍの第一連絡孔３２が形成され、前記流路部材１６
の流路孔２４の第二端２８に合致する位置に例えば孔径
３ｍｍの第二連絡孔３４が形成される。出口部材１４の
外表面には、図示しないフロートチャンバー底部への装
着用のネジ３６と六角頭部３８とが形成され、かつその
出口部材１４を貫通して出口孔４０が形成されている。
この出口孔４０は、前記流路部材１６の第二端２８や前
記隔壁部材２０の第二連絡孔３４に合致するように設定
される。前記入口部材１２と、流路部材１６と、ろう材
１８と、隔壁部材２０と、出口部材１４には、位置合わ
せ手段として、例えば直径１ｍｍの基準孔４２ａ，４２
ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅがそれぞれ形成される。

【００１８】各部材の組み合わせとしては、図１に示す
ように、一番下に出口部材１４を置き、その上に、ろう
材１８、流路部材１６、ろう材１８、隔壁部材２０、ろ
う材１８、流路部材１６、ろう材１８、隔壁部材２０、
ろう材１８、流路部材１６、ろう材１８、入口部材１２
の順に載せる。即ち、流路部材１６の上下は、ろう材１
８を介在させて、入口部材１２と隔壁部材２０と出口部
材１４のうちのいずれか２つの部材によって挟まれるよ
うにする。その際、入口部材１２と、流路部材１６と、
ろう材１８と、隔壁部材２０と出口部材１４のそれぞれ
の基準孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅを揃
える。その後、基準孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２
ｄ，４２ｅに連結手段としてステンレススチール製のピ
ン４４を挿通させ、そのピン４４の先端を出口部材１４
の基準孔４２ｅに圧入する。

【００１９】前記流路部材１６並びに隔壁部材２０の材
料は、金属または樹脂とするのが経済的である。金属材
料を用いる場合には、ワイヤーカット、フォトエッチン
グ、プレス加工等が考えられるが、経済性などを考慮し
てプレス加工を行う方が望ましい。プレス加工によって
流路部材１６（図３）を作る場合には、先ず金属板をプ
レス加工するが、そのプレス加工によって図４に示すよ
うに、一方の面にダレ４６が発生し、他方の面に破断面
４８やバリ５０が発生する。その後、切削加工または砥
粒加工を施すことによって、ダレ４６や破断面４８やバ
リ５０を除去して、図５に示すようなすっきりした形に
することができる。ろう材１８は、ろう材を流路部材１
６同様プレス加工によって製作する。隔壁部材２０は、
プレス加工をした後、バレル加工を施して製作する。

【００２０】流路部材１６並びに隔壁部材２０が樹脂材
料の場合には、射出成形によって製作する。樹脂材料を
射出成形する場合には、寸法の安定性にやや難が有る
が、形状の安定性、コスト、量産性において十分にメリ
ットが有る。樹脂の材料については、燃料等の使用する
流体に対して安定なものを用いる。以上のように、プレ
ス加工または射出成形によって、所望の大きさや寸法の
流路孔２４を有する流路部材１６を簡単に製造すること
ができる。いずれの場合も、流量をより正確に制御する
ために流路孔２４の断面形状の均一さが要求される。

【００２１】図１に示した分解図の状態から図２に示す
流体流量制御器１０に組み立てる場合には、図１に示し
た入口部材１２と、複数の流路部材１６と、複数のろう
材１８と、複数の隔壁部材２０と、出口部材１４とを積
み重ねた後、その積み重ねたものの両側を加圧用治具
（図示せず）で挟んで加圧し、この加圧した状態で真空
炉に入れて加熱する。この加熱によってろう材１８が溶
け、その溶けたろう材１８によって流路部材１６がその
両側に位置する部材（入口部材１２、隔壁部材２０並び
に出口部材１４）と接着される。このように、ろう材１
８が流路部材１６とその両側に位置する部材との間を接
着することによって、流路部材１６とそれに隣接する部
材との間から流路孔２４を流れる流体が漏れることがな
くなり、図２に示す流体流量制御器１０が完成する。

【００２２】真空炉で流路部材１６とそれに隣接する部
材とを接合すると、リーク量（入口部材１２から入る流
体流量と出口部材１４からでる流体流量の差）は、ヘリ
ウムリークディテクターを使用し、２×１０−９T ｏｒ
ｒ・ｌ／秒以下を得た。また、積層ずれ量は最大０．０
５ｍｍであった。このように、流体流量制御器１０は、
接合性が良好で積層ずれが少ないものである。各部材の
接合方法は、金属材料の場合はろう接合の他に、拡散接
合、熱拡散溶接、かしめ等を採用しても良い。樹脂材料
の場合は、接着、かしめ等を採用する。接合方法がろう
接合や、拡散接合や熱拡散溶接によらない場合には、金
属材料と樹脂材料とを併用する事が可能である。

【００２３】図２に示す流体流量制御器１０において
は、入口部材１２の入口孔２２は、それに隣接する流路
部材１６の流路孔２４の第一端２６と連絡しており、そ
の流路孔２４の第一端２６はそれに隣接する隔壁部材２
０の第一連絡孔３２と連絡し、その第一連絡孔３２はそ
の隔壁部材２０に隣接する次の流路部材１６の第一端２
６と連絡する。この連絡形態を順次繰り返す。即ち、図
１や図２で同一軸線上にある入口部材１２の入口孔２２
と、各流路部材１６の流路孔２４の第一端２６と、各隔
壁部材２０の第一連絡孔３２は、全て連絡した状態にあ
る。また、入口部材１２に隣接する流路部材１６の流路
孔２４の第二端２８は、その流路部材１６に隣接する隔
壁部材２０の第二連絡孔３４と連絡し、その第二連絡孔
３４はその隔壁部材２０に隣接する次の流路部材１６の
流路孔２４の第二端２８と連絡する。この連絡形態を順
次繰り返す。最後に、出口部材１４と隣接する流路部材
１６の流路孔２４の第二端２８は、出口部材１４の出口
孔４０と連絡する。即ち、図１や図２で同一軸線上にあ
る各流路部材１６の流路孔２４の第二端２８と、各隔壁
部材２０の第二連絡孔３４と、出口部材１４の出口孔４
０は、全て連絡した状態にある。

【００２４】ここで、流体流量制御器１０内に入口部材
１２の入口孔２２から流体が導入されると、流体は入口
部材１２に隣接する流路部材１６の流路孔２４の第一端
２６に入り、その第一端２６の位置で流体は２方向に分
れる。即ち、一方は、その流路部材１６の流路孔２４に
沿って流れ、その流路孔２４の第二端２８に至り、他方
は、その流路部材１６に隣接する隔壁部材２０の第一連
絡孔３２を経て、次の流路部材１６の流路孔２４の第一
端２６に至る。隔壁部材２０の第一連絡孔３２を経て、
次の流路部材１６の流路孔２４の第一端２６に至った流
体は、その位置で２方向に分れる。即ち、一方は、その
流路部材１６の流路孔２４に沿って流れ、その流路孔２
４の第二端２８に至り、他方は、その流路部材１６に隣
接する隔壁部材２０の第一連絡孔３２を経て、次の流路
部材１６の流路孔２４の第一端２６に至る。

【００２５】出口部材１４に隣接する流路部材１６の流
路孔２４の第一端２６に至った流体は、その流路部材１
６の流路孔２４に沿って流れ、その流路孔２４の第二端
２８に至る。各流路部材１６において第二端２８に至っ
た流体は、それに隣接する隔壁部材２０の第二連絡孔３
４や次の流路部材１６の第二端２８や次の隔壁部材２０
の第二連絡孔３４を経て、最終的には、出口部材１４の
出口孔４０に至る。そして、その出口孔４０を経て外部
に流出する。

【００２６】このように、本発明に係る流体流量制御器
１０においては、流体は、入口孔２２から出口孔４０ま
での間は、流体は複数の流路部材１６を並行に流れる。
即ち、流体は断面が狭く長い多数の流路孔２４を並行に
流れる。従って、本発明に係る流体流量制御器１０で
は、流量は、流量がベルヌーイの定理ではなく、流路の
直径ｄに比べて相当に長い流路Ｌを流れる場合に、流体
は流入側と流出側との圧力差に対して正比例するという
ハーゲンポアズイユの定理に従うことになる。本発明に
おいては、流路部材１６と隔壁部材２０との積層組数を
増減させることによって、流量を増減させることができ
るので、流量に合わせた流体流量制御器１０を簡単に製
造することができる。また、流路部材１６の板厚を薄く
すれば流路部材１６の流路孔２４の断面が狭くなるの
で、微小流量の流体流量制御器１０も簡単に製造するこ
とができる。

【００２７】ハーゲンポアズイユの定理に従う本発明に
係る流体流量制御器１０では、流量特性は図１５のＱ₂
に示すような圧力差（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）に直接比例し、しか
も混合比特性は図１６の(2) に示すように、原則的には
エンジン回転数が低回転数の場合には混合比がほぼ一定
であり、エンジン回転数が高くなると混合比がやや増加
する。このような燃料の流量傾向は、４サイクルエンジ
ンより２サイクルエンジンの方が顕著に現れる。例えば
芝刈機に使用されているような廉価な小型２サイクルエ
ンジンでは、そのエミッションコントロールは、経済的
な制限から電子制御気化器などの採用は不可能である。
このような場合、直線的に流量が比例する本発明の流体
流量制御器１０を採用することにより、エンジン運転領
域の全般にわたって簡単に比較的好ましい混合比を得る
ことが可能となり、これによって、従来の気化器に比べ
て燃料消費量が軽減でき、同時に有害な排気ガスを軽減
することができる。

【００２８】図３に示した前記流路部材１６では、流路
孔２４は螺線状の形状をしているが、流路孔２４の形状
はこれに限るものではない。例えば、図６に示すよう
に、つづら折れ状の流路孔５２を形成した流路部材５４
を使用しても良い。このつづら折れ状の流路孔５２は、
螺線状の流路孔２４よりもより長い流路を確保すること
ができる。よどみの無い一定流量の流れを得るために、
流路孔５２の断面形状はどの箇所においても歪みの無い
均一な形状とすることが望ましい。この際、ろう材１８
に形成する孔は、流路孔５２と同一の形状とする。

【００２９】次に、本発明の他の実施形態について、図
７乃至図１０に基づいて詳細に説明する。図７は本発明
に係る流体流量制御器の他の実施形態を示す分解斜視
図、図８は図７の部品を組立てた完成状態を示す斜視図
である。図７において図１と同一符合は同一部品を示
す。この実施形態における流体流量制御器５６は、図１
で用いた隔壁部材２０を省略するものである。それに伴
って、流路部材の形状を図３に示すものと異なったもの
とする。

【００３０】図７や図９に示す流路部材５８には、流体
を通過させるための長い流路溝６０を形成し、この流路
溝６０の両端には、第一貫通孔６２と第二貫通孔６４を
形成する。ここで、流路部材５８をプレス加工で製造す
る場合、図１０に示すように板面に垂直に、２つの第一
貫通孔６２と第二貫通孔６４と、それらの第一貫通孔６
２と第二貫通孔６４とを連絡する曲線状の未貫通の流路
溝６０とを同時に加工する。この流路部材５８は、例え
ば、外径１４ｍｍ、板厚０．８ｍｍのステンレススチー
ル板に、溝幅１．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの螺線状の底
付き流路溝６０と、直径１ｍｍの基準孔４２ｂの２箇所
とをプレス加工する。プレス加工によって、図１０に示
すようなダレ４６や破断面４８やバリ５０や、流路溝６
０の反対面に現れる突起６６が発生するが、それらを切
削加工または砥粒加工によって除去し、図１１に示すす
っきりした形状にする。

【００３１】プレス加工の場合、未貫通の流路溝６０の
深さは板厚の約３／４まで任意に設定が可能であるか
ら、同一板厚材料から任意の深さの流路溝６０の流路部
材５８を製作する事ができ、流路部材５８の種類を必要
最小限に絞ることができ、量産の場合にコストを低減で
きる。この流路溝６０の深さや幅を小さくすることによ
って、微小流量を調整することができる。この流路溝６
０の形状を、図９のような螺線溝ではなく、図６のつづ
ら折れにしても良い。

【００３２】図７に示す実施形態としては、一番下に出
口部材１４、その上にろう材１８、流路部材５８、ろう
材１８、流路部材５８、ろう材１８、流路部材５８、ろ
う材１８、入口部材１２の順に積重ねる。その際、入口
部材１２、流路部材５８、ろう材１８、出口部材１４
は、それぞれの基準孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ
を揃え、それらの基準孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２
ｅにステンレススチール製のピン３６を圧入する。この
ピン３６の圧入によって、入口部材１２と出口部材１４
の間に、複数の流路部材５８と複数のろう材１８とを挟
んだ積層物とすることが出来る。その後、この積層物の
両側を加圧用治具（図示せず）で挟んで加圧し、この加
圧した状態の積層物を真空炉に入れて加熱して、図８に
示す流体流量制御器５６が完成する。この加熱によって
ろう材１８が溶け、その溶けたろう材１８によって流路
部材５８とその両側に位置する部材（流路部材５８、入
口部材１２、出口部材１４）とが接着する。このよう
に、ろう材１８が流路部材５８とその両側に位置する部
材との間を接着することによって、流路部材５８の流路
溝６０や第一貫通孔６２や第二貫通孔６４を通過する流
体が、流路部材５８とそれに隣接する部材との接合面か
ら漏れなくなる。

【００３３】図８に示す完成品としての流体流量制御器
５６においては、入口部材１２の入口孔２２は、それに
隣接する流路部材５８の第一貫通孔６２と連絡してお
り、その流路部材５８の第一貫通孔６２はそれに隣接す
る流路部材５８の第一貫通孔６２と連絡する。流路部材
５８の第一貫通孔６２は、この連絡形態を順次繰り返
す。また、入口部材１２に隣接する流路部材５８の第二
貫通孔６４は、その流路部材５８に隣接する流路部材５
８の第二貫通孔６４と連絡し、その第二貫通孔６４は次
の流路部材５８の第二貫通孔６４と連絡する。流路部材
５８の第二貫通孔６４は、この連絡形態を順次繰り返
す。最後に、出口部材１４と隣接する流路部材５８の第
二貫通孔６４は、出口部材１４の出口孔４０と連絡す
る。

【００３４】ここで、流体流量制御器５６内に入口部材
１２の入口孔２２から流体が導入されると、流体は入口
部材１２に隣接する流路部材５８の第一貫通孔６２に入
り、その第一貫通孔６２の位置で流体は２方向に分れ
る。一方は、その流路部材５８の流路溝６０に沿って流
れてもう一方の端に位置する第二貫通孔６４に至り、他
方は、次の流路部材５８の第一貫通孔６２に至る。次の
流路部材５８の第一貫通孔６２に至った流体は、その位
置で２方向に分れる。即ち、一方は、その流路部材５８
の流路溝６０に沿って流れてもう一方の端である第二貫
通孔６４に至り、他方は、その次の流路部材５８の第一
貫通孔６２に至る。

【００３５】出口部材１４に隣接する流路部材５８の第
一貫通孔６２に至った流体は、その流路部材５８の流路
溝６０に沿って流れ、その流路溝６０の第二貫通孔６４
に至る。各流路部材５８において第二貫通孔６４に至っ
た流体は、それに隣接する流路部材５８の第二貫通孔６
４や次の流路部材５８の第二貫通孔６４を経て、最終的
には、出口部材１４の出口孔４０に至る。そして、その
出口孔４０を経て外部に至る。

【００３６】このように、本発明に係る流体流量制御器
５６においては、入口孔２２から出口孔４０までの間
は、流体は断面が狭く長い多数の流路溝６０を並行に流
れる。従って、本発明に係る流体流量制御器５６では、
流量がベルヌーイの定理ではなく、ハーゲン・ポアズイ
ユの法則を適用することができる。本発明においては、
流路部材５８の積層数を増減させることによって、流量
を増減させることができる。また、流路部材５８の板厚
を薄くすることにより、微小流量を得ることが出来る。
この実施の態様においては、図１に示した隔壁部材２０
を省略したので、その分だけコストダウンを図ることが
できる。

【００３７】次に、本発明のその他の実施形態につい
て、図１２及び図１３に基づいて説明する。図１２は本
発明に係る流体流量制御器のその他の実施形態を示す分
解斜視図、図１３は図１２の部品を組立てた完成状態を
示す斜視図である。図１２において図１と同一符合は同
一部品を示す。流体流量制御器６８は、入口部材７０と
出口部材７２の間に、複数の流路部材７４と複数の隔壁
部材７６とを挟んで積層したものである。出口部材７２
は、前記実施態様の出口部材１４に係合手段としての筒
状のガイド部材７８を一体にしたものである。この筒状
のガイド部材７８には、筒の内壁に軸方向に伸びる２箇
所の位置決め用突起８０が形成されている。流路部材７
４は、前記実施態様の流路部材１６と外形形状をほぼ同
じくし、流路孔２４の形状もほぼ同じものとする。この
流路部材７４では、外周から内側に向けて前記位置決め
用突起８０と嵌合するくぼみ８２ａが形成される点が、
前記流路部材１６と相違する。隔壁部材７６は、前記実
施態様の隔壁部材２０と外形形状をほぼ同じくし、第一
連絡孔３２や第一連絡孔３２の形状や位置もほぼ同じも
のとする。この隔壁部材７６では、外周から内側に向け
て前記位置決め用突起８０と嵌合するくぼみ８２ｂが形
成される点が、前記隔壁部材２０と相違する。入口部材
７０は、前記実施態様の入口部材１２と外形形状をほぼ
同じくし、流体を導入するための入口孔２２の形状や位
置もほぼ同じものとする。この入口部材７０では、外周
から内側に向けて前記位置決め用突起８０と嵌合するく
ぼみ８２ｃが形成される点が、前記入口部材１２と相違
する。

【００３８】出口部材７２のガイド部材７８の中に、流
路部材７４、隔壁部材７６、流路部材７４、隔壁部材７
６、流路部材７４、入口部材７０の順に入れる。この
際、流路部材７４、隔壁部材７６、入口部材７０の各く
ぼみ８２ａ，８２ｂ，８２ｃは、ガイド部材７８の位置
決め用突起８０と係合させる。その後、入口部材７０の
上から金属製の皿バネ８４をガイド部材７８に入れ、最
後にバネ押え板８６をガイド部材７８に圧入する。この
バネ押え板８６には、入口部材７０の入口孔２２と連絡
する連絡孔８８が形成されている。このバネ押え板８６
によって、複数の流路部材７４と複数の隔壁部材７６と
の積層したものを、入口部材７０と出口部材７２との間
に挟持固定することができる（図１３）。この挟持固定
手段としては、かしめや接着等の既知の手段を用いても
良い。この流体流量制御器６８においても、入口部材７
０の入口孔２２から出口部材７２の出口孔４０に至る流
体は、その間に、多数の流路部材７４の流路孔２４を経
由する。これによって、この流体流量制御器６８におい
ても、ハーゲン・ポアズイユの法則を適用することがで
きる。

【００３９】この流体流量制御器６８では、図１や図７
で示したろう材１８を省略するものであり、ろう材１８
を省略する代わりに皿バネ８４を用いて、流路部材７４
とそれの両側に接合する部材を常に圧接し、その接合面
からの流体の漏れを防止する。この結果、この流体流量
制御器６８では、ろう材を使用せず、しかも真空炉での
加熱工程を省略できるので、製造コストを低減すること
ができる。この流体流量制御器６８では、皿バネ８４に
よる流路部材７４とそれの両側に接合する部材との間の
皿バネ８４による圧接効果を高める点から、皿バネ以外
の各部材は合成樹脂にすることが好ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明した通り、本発明に係る流体
流量制御器によれば、長く狭い流路を形成した板状の流
路部材を複数個積み重ね、各流路部材の流路を流体を通
過させることによって、ハーゲンポアズイユの定理に基
づく流量を得ることができる。即ち、本発明では、従来
のような多数の細管を不要とし、板状の流路部材を積み
重ねたもので済むので、従来のものと比べて、部材点数
の削減と製造工数の削減を達成することが可能となり、
製造コストを大幅に軽減できる。その上、小型化が図
れ、かつ損傷のおそれが少ない。また、流量の増減は流
路部材の積層数の増減でよいため、異なる流量の流体流
量制御器も簡単に製造することができる。その上、流路
部材の流路断面の広さの大小は簡単に作れるので、微小
流量の流体流量制御器も簡単に製造することができる。

【００４１】本発明に係る流体流量制御器の製造方法に
よれば、各流路部材とそれに隣接する部材との間にろう
材を介在させて積み重ね、その積み重ねた状態で加熱す
ることで、各流路部材とそれに隣接する部材とをろうで
接着することができ、各流路部材とそれに隣接する部材
との間からの流体の漏れを無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流体流量制御器の一実施形態を示
す構成部品の分解斜視図である。

【図２】図１の構成部品を組立てた完成状態を示す斜視
図である。

【図３】図１に示した流路部材の拡大斜視図である。

【図４】流路部材を作る板材をプレス加工した状態にお
ける図３のＡ−Ａ線断面相当図である。

【図５】図４の状態から切削加工または砥粒加工を施し
た図４相当断面図である。

【図６】流路部材の他の実施形態を示す正面図である。

【図７】本発明に係る流体流量制御器の他の実施形態を
示す構成部品の分解斜視図である。

【図８】図７の構成部品を組立てた完成状態を示す斜視
図である。

【図９】図７に示した流路部材の拡大斜視図である。

【図１０】流路部材を作る板材をプレス加工した状態に
おける図９のＢ−Ｂ線断面相当図である。

【図１１】図１０の状態から切削加工または砥粒加工を
施した図１０相当断面図である。

【図１２】本発明に係る流体流量制御器のその他の実施
形態を示す構成部品の分解斜視図である。

【図１３】図１２の構成部品を組立てた完成状態を示す
斜視図である。

【図１４】従来既知のメインジェットの断面図である。

【図１５】従来のメインジェットの流量と本発明の流体
流量制御器の流量を示す流量特性図である。

【図１６】従来のメインジェットの混合比と本発明の流
体流量制御器の混合比を示す混合比特性図である。

【図１７】従来のリニアージェットの構成部品を示す分
解斜視図である。

【図１８】図１７の構成部品を組立てた完成状態を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１０流体流量制御器１２入口部材１４出口部材１６流路部材１８ろう材２０隔壁部材２２入口孔２４流路孔２６第一貫通孔２８第二貫通孔３２第一連絡孔３４第二連絡孔４０入口孔４２ａ基準孔４２ｂ基準孔４２ｃ基準孔４２ｄ基準孔４２ｅ基準孔４４ピン５２流路孔５４流路部材５６流体流量制御器５８流路部材６０流路溝６２第一貫通孔６４第二貫通孔６８流体流量制御器７０入口部材７２出口部材７４流路部材７６隔壁部材７８ガイド部材８０位置決め用突起８４皿バネ８６バネ押え板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入口孔を形成した入口部材と、断面積が
狭く長い一連の流路を設けた複数の板状の流路部材と、
その流路部材同士の間に介在するものであって両側の流
路部材の流路の一端と連絡する第一連絡孔と流路の他端
と連絡する流路の第二連絡孔とを設けた板状の隔壁部材
と、出口孔を形成した出口部材と、前記流路部材とそれ
と接合する部材との間に介在させるものであったその接
合面から流体が漏れ出るのを防止するための板状の漏れ
防止材とを有し、前記入口部材と前記出口部材との間に
前記流路部材と前記隔壁部材との積層したものを挟持
し、入口部材の入口孔から入った流体が各流路部材の流
路を経て出口部材の出口孔から出るようにしたことを特
徴とする流体流量制御器。
【請求項２】前記漏れ防止材を熱溶融接着材としたこ
とを特徴とする請求項１記載の流体流量制御器。
【請求項３】前記流路部材の流路を螺線状またはつづ
ら折れ形状の孔としたことを特徴とする請求項１記載の
流体流量制御器。
【請求項４】前記入口部材と前記流路部材と前記隔壁
部材と前記漏れ防止材と前記出口部材とのそれぞれに位
置合わせ手段を設け、それらの位置合わせ手段を連結手
段によって合わせることによって、入口部材と流路部材
と隔壁部材と漏れ防止材と出口部材の互いの位置を合わ
せるようにしたことを特徴とする請求項１記載の流体流
量制御器。
【請求項５】入口孔を形成した入口部材と、断面積が
狭く長い一連の流路を設けた複数の板状の流路部材と、
その流路の長さの両端に設けられるものであって流路部
材の厚みを貫通する孔と、その流路の両端の貫通孔を連
絡するものであって流路部材の厚み内に形成される溝
と、出口孔を形成した出口部材と、前記流路部材とそれ
と接合する部材との間に介在させるものであったその接
合面から流体が漏れ出るのを防止するための板状の漏れ
防止材とを有し、前記入口部材と前記出口部材との間に
複数の流路部材を挟持し、入口部材の入口孔から入った
流体が各流路部材の流路を経て出口部材の出口孔から出
るようにしたことを特徴とする流体流量制御器。
【請求項６】前記漏れ防止材を熱溶融接着材としたこ
とを特徴とする請求項５記載の流体流量制御器。
【請求項７】前記流路部材の流路を螺線状またはつづ
ら折れ形状の孔としたことを特徴とする請求項５記載の
流体流量制御器。
【請求項８】前記入口部材と前記流路部材と前記漏れ
防止材と前記出口部材とのそれぞれに位置合わせ手段を
設け、それらの位置合わせ手段を連結手段によって合わ
せることによって、入口部材と流路部材と漏れ防止材と
出口部材の互いの位置を合わせるようにしたことを特徴
とする請求項７記載の流体流量制御器。
【請求項９】入口孔を形成した入口部材と、出口孔を
形成した出口部材と、それら入口部材か出口部材のいず
れかに備えたガイド部材と、断面積が狭く長い一連の流
路を設けた複数の板状の流路部材と、その流路部材同士
の間に介在するものであって両側の流路部材の流路の一
端と連絡する第一連絡孔と流路の他端と連絡する流路の
第二連絡孔とを設けた板状の隔壁部材とを有し、前記入
口部材と前記出口部材との間に前記流路部材と前記隔壁
部材との積層したものを前記ガイド部材に係合して、そ
の積層したものを押え手段でガイド部材から外れないよ
うに押え、前記入口部材の入口孔から入った流体が各流
路部材の流路を経て出口部材の出口孔から出るようにし
たことを特徴とする流体流量制御器。
【請求項１０】前記流路部材の流路を螺旋状またはつ
づら折れ形状としたことを特徴とする請求項９記載の流
体流量制御器。
【請求項１１】前記入口部材と前記流路部材と前記隔
壁部材と前記出口部材とに位置合わせ手段を設け、それ
らの位置合わせ手段と前記ガイド部材とを係合させたこ
とを特徴とする請求項９記載の流体流量制御器。
【請求項１２】入口孔を形成した入口部材と、出口孔
を形成した出口部材と、断面積が狭く長い一連の流路を
設けた複数の板状の流路部材と、その流路部材の両側に
その流路部材の接合面から流体が漏れ出るのを防止する
ためのシート状の熱溶融接着材とを有し、前記入口部材
と前記出口部材との間に複数の流路部材と複数の熱溶融
接着材の積層したものを挟持することによって前記入口
孔から入った流体が複数の流路部材の各流路を経由して
出口孔から出るように構成し、複数の流路部材と複数の
熱溶融接着材を挟んだ状態で前記入口部材と前記出口部
材とを加圧し、その加圧挟持したものを炉内に入れて熱
溶融接着材を溶かし、その溶けた接着材によって前記流
路部材とそれに隣接する部材とを接合させ、流路部材内
の流路を通る流体が流路部材とそれに隣接する部材との
接合箇所から漏れるのを防止することを特徴とする流体
流量制御器の製造方法。