流量計
【課題】製品の製造コストを低減すること。
【解決手段】ボディ３１と付属部品の接続構造として従来のねじ込み方式を廃止してケース３５による嵌め込み方式を採用し、ボディ３１に開口した導入口４１と排出口４２の凸部にアダプタ３２の凹部を嵌め込み固定し、ボディ３１の背面側からケース３５をスライド移動させ、ケースのアダプタ挿入孔３５ｂをアダプタ３２に位置決めして嵌め込むことにより、ボディ３１にアダプタ３２を圧着固定する。
【解決手段】ボディ３１と付属部品の接続構造として従来のねじ込み方式を廃止してケース３５による嵌め込み方式を採用し、ボディ３１に開口した導入口４１と排出口４２の凸部にアダプタ３２の凹部を嵌め込み固定し、ボディ３１の背面側からケース３５をスライド移動させ、ケースのアダプタ挿入孔３５ｂをアダプタ３２に位置決めして嵌め込むことにより、ボディ３１にアダプタ３２を圧着固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶、医療、食品等の製造工程において使用される純水や薬液等の流体の流量を計測する流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は下記の非特許文献１に開示されている従来の流量計の内部構造を示した断面図である。図示した流量計５０は面積式の流量計であって、ボディ５１、アダプタ５２、ニードルバルブ５３、シリンダ５４、ガイドポール５５、フロート５６、ストッパ５７、キャップ５８、パッキン５９の各部品を備えて構成されている。
【０００３】
ボディ５１の側面には上流配管に接続される導入口６１と下流配管に接続される排出口６２が開口しており、導入口６１と排出口６２にはそれぞれパッキン５９を介して配管接続用のアダプタ５２がねじ込み接続されている。また、導入口６１の対向面にはバルブ孔６３が開口しており、バルブ孔６３に挿入されたニードルバルブ５３はパッキン５９を介してシリンダ５４をねじ込むことにより装着されている。
【０００４】
ボディ５１の内部には導入口６１と排出口６２を連通させる流体通路６４が設けられており、この流体通路６４は上流側から下流側に向かって次第に内径を拡大させたテーパ型に形成されている。流体通路６４の中心にはガイドポール５５が立設されており、このガイドポール５５に沿ってフロート５６が昇降自在に装着され、フロート５６はボディ５１の上下に固定されたストッパ５７，５７により抜け止めされている。なお、ボディ５１の上下端面には流体通路６４を加工した際の加工孔６５，６５が開口しているが、この加工孔６５もまたパッキン５９を介してキャップ５８をねじ込むことにより密閉されている。
【０００５】
この流量計５０によれば、導入口６１から流体通路６４に導入された流体はフロート５６とボディ５１の隙間を通過する際に絞られるので、フロート５６を中心にした上流側と下流側との間で圧力の差が生じる。このため、流体通路６４を通過する流体の差圧に応じてフロート５６がガイドポール５５に沿って上下に移動し、差圧が均衡したところで停止する。したがって、フロート５６が停止した位置においてボディ５１に表示された流量目盛（図示略）を読み取ることにより流量を計測できるようになっている。
【０００６】
ところで、このような従来の流量計については以下のような問題があった。
【０００７】
まず、部品の成形段階において、ボディ５１に導入口６１、排出口６２、バルブ孔６３及び加工孔６５を形成するが、これらの孔には付属部品をねじ接続するための雌ねじ部を加工する必要があり、付属部品であるアダプタ５２、シリンダ５４、キャップ５８にも接続用の雄ねじ部を形成する必要がある。すなわち、ボディ５１やその他の付属部品について特殊なねじ切り加工を行う必要があるので、旋盤等の工作機械に専門の作業者を配置しなければならず、人件費が嵩んで部品の単価が高くなるとともに、自動生産を妨げる要因になっていた。
【０００８】
また、製品の組立段階においても、作業者がボディ５１に付属部品を接続する作業を手締めで実施しているため、ねじ部の締付トルク値を適性に管理しなければならず、熟練した技量を必要としていた。
【０００９】
このように従来の流量計５０によると、ボディ５１と付属部品をねじ込み接続によって組立てる構造を採用していたため、部品の単価が高く、しかも組立作業に熟練した技量が必要で工数も多くなってしまい、このことにより製品の製造コストが大幅に増大するという問題があった。
【００１０】
なお、下記の特許文献１には、図７に示した流量計と同様に、ねじ込み接続方式による構造の流量計が開示されている。
【００１１】
【非特許文献１】東フロコーポレーション株式会社発行、流量計カタログ「ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＧＵＩＤＥ ２００６」Ｐ１３２〜１３３
【００１２】
【特許文献１】特開平７−４９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来のねじ込み接続方式による組立構造を廃止し、製品の製造コストを大幅に低減することができる流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明の流量計は、流体を導入する導入口と、導入された流体を排出する排出口が開口され、導入口と排出口を連通させる流体通路が形成されたボディと、上記ボディの流体通路内を通過する流体の流量を計測する流量計測手段と、上記ボディの導入口と排出口にそれぞれ嵌め込まれた配管接続用のアダプタと、上記アダプタを上記ボディに圧着固定する固定手段と、を備え、上記固定手段は、上記ボディの外形を囲むケースを備え、上記ケースには上記アダプタを挿入する挿入孔が形成されており、上記ケースの挿入孔に上記アダプタを挿入し、上記ケースを上記ボディに嵌め込んで固定する構造であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明において、上記固定手段は、上記ケースの一部に前方後円形状の鍵孔が形成され、上記ボディの対応箇所には直線部と円弧部からなる扁平楕円形のストッパが回動可能に設けられており、上記ストッパの直線部を上記鍵孔の前方部に沿って後円部内に進入させ、上記ストッパを回して円弧部を上記鍵孔の後円部に沿って回転させると上記ストッパが上記鍵孔内にロックされるロック機構を備えていると、嵌め込まれたケースがボディに確実に固定されるので好ましい。
【００１６】
また、本発明の流量計は、上記ボディの導入口から流体通路内に導入される流体の流量を調節するバルブと、バルブに一体化されたシリンダをさらに備え、上記シリンダの後部に止め輪を嵌め込むことによって上記ボディにシリンダが圧着固定されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の流量計において、上記流量計測手段は、上記ボディが導入口から排出口に向かって流体通路の内径を拡大させたテーパ管であり、流体通路内に収容されたフロートが流体の差圧に応じて往復動作することによって流量を計測するように構成することができる。
【００１８】
なお、上記のようにフロート式の流量計測手段を採用した場合には、上記フロートにマグネットが内蔵され、上記ボディの外部から上記フロートの位置を検出する磁気センサが取り付けられている構成を採用することも可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の流量計によれば、ボディと付属部品の接続構造として従来のねじ込み方式を廃止し、ケースによる嵌め込み方式を採用した。このため、部品の成形段階においてボディや付属部品に特殊なねじ切り加工が不要になるので、部品を成形するのに際し自動生産が可能になるとともに、部品の単価を下げることができる。また、製品の組立段階においてもねじ部の締付トルク値管理のような技量が必要なく、構造が簡素化されて工数も削減される。したがって、製品の製造コストを大幅に低減することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の流量計の外観を示した正面図、図２は同流量計の内部構造を示した断面図、図３と図４は同流量計の組立時の状態を示す説明図である。
【００２２】
図１及び図２に示したように、本実施形態の流量計３０は面積式の流量計であって、ボディ３１、アダプタ３２、ニードルバルブ３３、シリンダ３４、ケース３５、フロート３６、底部キャップ３７、上部キャップ３８、パッキン３９、ＣＲ形止め輪４０の各部品を備えて構成されている。
【００２３】
ボディ３１は透明なアクリル樹脂からなり、その側面には上流配管から流体を導入する導入口４１と、下流配管へと流体を排出する排出口４２が開口しているが、この導入口４１と排出口４２には従来のような雌ねじ部は形成されていない。導入口４１と排出口４２には後述する接続構造によって配管接続用のアダプタ３２が接続される。また、導入口４１の対向面にはバルブ孔４３が開口しているが、このバルブ孔４３にも従来のような雌ねじ部は形成されていない。バルブ孔４３にはニードルバルブ３３が装着され、導入口４１から導入する流体の流量を調節できるようになっている。
【００２４】
ボディ３１の内部には導入口４１と排出口４２を連通させる流体通路４４が形成されており、この流体流路４４は外部から目視できるようになっていて、流体通路４４を通過する流体の流量を計測する流量計測手段が設けられている。この流量計測手段として、本実施形態ではボディ３１を導入口４１から排出口４２に向かって次第に流体通路４４の内径を拡大させたテーパ管構造とし、流体通路４４の内部にステンレス鋼からなる円錐形のフロート３６が収容されている。フロート３６は流体通路４４の上流側にボディ３１と一体成形された整流板３１ｃと下流側に装着された上部キャップ３８とにより抜け止めされており、図７に示した従来のものと比べてストッパ５７の個数を減らし、ガイドポール５５を省略することによって部品点数の削減を図っている。
【００２５】
次に、ボディ３１と付属部品の接続構造を説明する。この流量計３０においてはボディ３１と付属部品の接続構造として、以下のようなケース３５を用いた嵌め込み式の固定手段を採用している。
【００２６】
導入口４１と排出口４２には配管接続用のアダプタ３２が接続されるが、このアダプタ３２は強度や弾性率に優れたＰＯＭ樹脂からなり、円筒状の本体部の底面に凹部が形成されている。一方、導入口４１と排出口４２はそれぞれアダプタ３２の凹部に嵌合する凸部が形成され、この凸部の外周にパッキン３９が装着されている。
【００２７】
バルブ孔４３にはニードルバルブ３３が装着されるが、このニードルバルブ３３の外周にはシリンダ３４が固着される。シリンダ３４は耐久性に優れたステンレス鋼からなり、大径の本体部と小径の挿入部とにより構成されている。シリンダ３４の本体部の外周には溝部が形成され、この溝部にパッキン３９が装着されている。
【００２８】
ボディ３１の上下端面には流体通路４４を加工した際の加工孔４５，４５が開口しているが、この加工孔４５はＰＯＭ樹脂製の底部キャップ３７と上部キャップ３８とにより塞がれている。なお、上記のアダプタ３２、シリンダ３４、底部キャップ３７、上部キャップ３８の各接続部品には、図７に示した従来のアダプタ５２、シリンダ５４、キャップ５８のような雌ねじ部は形成されていない。
【００２９】
一方、ケース３５は機械的強度に優れたＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を射出成形や押出成形によりボディ３１の外形を取り囲むように形成したものであり、本実施形態ではボディ３１の正面以外、つまり上面、底面、背面、左右両側面のすべての面を覆う箱型の形状を有している。また、ケース３５の背面にはホールＩＣセンサを取り付けるためのセンサ取付孔３５ａが設けられており、アダプタ対応箇所にはアダプタ３２の本体部に合わせたアダプタ挿入孔３５ｂが開口し、ケース３５の上面及び底面のキャップ対応箇所には図示したような前方後円形状の鍵孔３５ｃが形成されている。
【００３０】
そして、製品の組立時には、図３に示すようにまずボディ３１の導入口４１と排出口４２の凸部にそれぞれアダプタ３２，３２の凹部を嵌め込んで固定し、バルブ孔４３にニードルバルブ３３を挿入した後シリンダ３４を差し込んで固定する。ここで、シリンダ３４の挿入部を裏面（矢印Ｂ方向）から見ると図のように上下に平行な切欠部３４ａが設けられており、これに対応するバルブ孔４３に設けられた平行な取付部４３ａに切欠部３４ａを嵌合させることでシリンダ３４が回り止めされる。また、シリンダ３４の後から金属製のＣＲ形止め輪４０を挿入し、専用工具で押し込むことによりシリンダ３４が止め輪によって抜け止めされ、ニードルバルブ３３に摘み部３３ａを取り付けることによってバルブ孔４３にニードルバルブ３３が装着される。
【００３１】
次に、ボディ３１の底面の加工孔４５に底部キャップ３７を差し込んで密閉するとともに、ボディ３１の上面の加工孔４５から流体通路４４の内部にフロート３６を挿入し、加工孔４５に上部キャップ３８を差し込んで密閉する。ここで、上部キャップ３８は軸部に上下の円板を一体化した二重円板構造になっており、下側の円板を裏面（矢印Ｄ方向）から見ると図のように円周方向に等間隔で整流孔３８ａ，３８ａ，…が形成されている。また、ボディ３１と一体成形された整流板３１ｃにも円周方向に等間隔で整流孔３１ａ，３１ａ，…が形成されている。これにより、導入口４１から排出口４２へと流れる流体が乱流を起こさず均等に流れるようになっている。
【００３２】
また、上部キャップ３８の裏面の中心位置にはガイドポール挿入孔３８ｂが形成されており、これと対向する整流板３１ｃの中心位置にも同様にガイドポール挿入孔３１ｂが形成されている。したがって、ガイドポール挿入孔３８ｂと３１ｂにガイドポールの両端部を挿入することによってフロート３６をガイドポールで支持することも可能である。
【００３３】
そして、上記のようにボディ３１に各付属部品を接続した後、図４に示すようにボディ３１にケース３５を装着する。その装着方法は、まず同図（ａ）のようにボディ３１の背面側からケース３５をスライド移動させ、ケースのアダプタ挿入孔３５ｂ，３５ｂをアダプタ３２，３２にそれぞれ位置決めして嵌め込むようにする。また、嵌め込まれたケース３５は以下のような回転式のロック機構によってボディ３１に確実に固定される。
【００３４】
すなわち、上部キャップ３８の上面には直線部と円弧部からなる扁平楕円形状を有するストッパ３８ｃが回動可能に設けられており、底部キャップ３７の底面にも同様なストッパ３７ｃが設けられている。そして、上記のようにケース３５をボディ３１に嵌め込むことにより、同図（ｂ）のようにストッパ３８ｃの直線部が鍵孔３５ｃの前方部に案内されてスライドし、後円部の内側に進入する。ここで、ストッパ３８ｃに設けられた六角孔を六角レンチで回すと、ストッパ３８ｃの円弧部が鍵孔３５ｃの後円部に沿って軸心周りに回転する。そして、図のようにストッパ３８ｃが９０°回転したところで鍵孔３５ｃの内部にロックされ、ケース３５が上部キャップ３８に固定される。なお、同図（ｃ）に示すように、底部キャップのストッパ３７ｃについても同様な操作をすることによりケース底面の鍵孔３５ｃにロックされる。
【００３５】
本実施形態の流量計３０は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
【００３６】
図２に示したように、この流量計３０によれば、フロート３６が円錐形であり、流体通路４４がテーパ型に形成されているので、フロート３６が流体通路４４内の導入口４１側に位置しているときにはフロート３６とボディ３１の隙間は狭く、逆に排出口４２側に位置しているときにはフロート３６とボディ３１の隙間が広くなる。そして、導入口４１から導入された流体はその隙間を通過する際に絞られるので、フロート３６を中心にした上流側と下流側との間で圧力の差が生じる。このため、流体通路４４を通過する流体の差圧に応じてフロート３６が流体通路４４内を上下に移動し、差圧が均衡したところで停止する。したがって、図１に示したように、フロート３６が停止した位置においてボディ３１の正面に表示された流量目盛４７を読み取ることにより流量を計測することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の流量計３０によれば、ボディ３１と付属部品の接続構造としてケース３５による嵌め込み方式を採用し、ボディ３１、アダプタ３２、シリンダ３４、底部キャップ３７、上部キャップ３８の各接続部品においてねじ構造を一切廃止した。このため、部品の成形段階において部品を成形する際にねじ切り加工のような特殊な加工が不要であり、自動生産が可能になり、部品の単価を下げることができる。また、製品の組立段階においてもねじ部の締付トルク値を管理するといった技量が必要でなくなり、構造が簡素化されて工数も削減される。したがって、流量計３０の製造コストを大幅に削減することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ストッパ３７ｃ，３８ｃと鍵孔３５ｃとによる回転式のロック機構を採用したことにより、ボディ３１に対してケース３５を強固に結合することができる。このため、安価なＡＢＳ樹脂からなるケース３５を使用することができるので、低コストで製造できるという利点がある。
【００３９】
ところで、上述した実施形態の流量計３０については、以下のように変形することも可能である。
【００４０】
流量計測手段を構成するフロート３６について、その形状は特に限定されない。例えば図５（ａ）に示した流量計３０Ａはフロート３６を円錐形にした例であり、図５（ｂ）に示した流量計３０Ｂはフロート３６を球形にした例である。
【００４１】
また、バルブ孔４３にニードルバルブ３３を装着して導入流量を調節できるようにしてあるが、このようなバルブは必ずしも必要な構成ではない。例えば図５（ｃ）に示した流量計３０Ｃは円錐形のフロート３６について、図５（ｄ）に示した流量計３０Ｄは球形のフロート３６について、それぞれバルブを省略した例である。この場合、バルブ孔４３にはキャップ４６を挿入し、その後ろからＣＲ形止め輪４０を嵌め込むことによりキャップ４６でバルブ孔４３を塞ぐようにする。
【００４２】
また、フロート３６をガイドポールで案内するようにしてもよい。例えば図６（ｅ）に示した流量計３０Ｅはニードルバルブ３３を装着した構成において、図６（ｆ）に示した流量計３０Ｆはニードルバルブ３３を省略した構成において、それぞれ上部キャップ３８のガイドポール挿入孔３８ｂと整流板３１ｃのガイドポール挿入孔３１ｂにガイドポール４８の両端部を挿入することによりフロート３６をガイドポール４８に沿って昇降自在に支持した例である。
【００４３】
さらに、フロート３６をガイドポール４８で支持する構成の場合、フロート３６の位置を磁気センサ等によって検出することもできる。例えば図６（ｇ）に示した流量計３０Ｇはニードルバルブ３３を装着した構成において、図６（ｈ）に示した流量計３０Ｈはニードルバルブ３３を省略した構成において、それぞれフロート３６にマグネットを内蔵し、ケース３５のセンサ取付孔３５ａからホールＩＣセンサ４９を挿入してケース３５に取り付け固定することにより、ボディ３１の外部から非接触でフロート３６の位置を検出するようにした例である。
【００４４】
なお、本実施形態ではフロート３６による面積式の流量計測手段を採用したが、これに替えて、例えば羽根車式やスクリュー式等のその他の方式の流量計測手段を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の流量計の外観を示した正面図。
【図２】本発明の流量計の内部構造を示した断面図。
【図３】本発明の流量計の組立時の状態を示す説明図。
【図４】本発明の流量計の組立時の状態を示す（ａ）上面図と断面図、（ｂ）ロック機構の上面図、（ｃ）ロック機構の底面図。
【図５】本発明の流量計の変形例を示す断面図。
【図６】本発明の流量計の変形例を示す断面図。
【図７】従来の流量計の内部構造を示した断面図。
【符号の説明】
【００４６】
３０ 流量計
３１ ボディ
３１ａ 整流孔
３１ｂ ガイドポール挿入孔
３１ｃ 整流板
３２ アダプタ
３３ ニードルバルブ
３３ａ 摘み部
３４ シリンダ
３４ａ 切欠部
３５ ケース
３５ａ センサ取付孔
３５ｂ アダプタ挿入孔
３５ｃ 鍵孔
３６ フロート
３７ 底部キャップ
３７ｃ ストッパ
３８ 上部キャップ
３８ａ 整流孔
３８ｂ ガイドポール挿入孔
３８ｃ ストッパ
３９ パッキン
４０ ＣＲ形止め輪
４１ 導入口
４２ 排出口
４３ バルブ孔
４３ａ 取付部
４４ 流体通路
４５ 加工孔
４６ キャップ
４７ 流体目盛
４８ ガイドポール
４９ ホールＩＣセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶、医療、食品等の製造工程において使用される純水や薬液等の流体の流量を計測する流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は下記の非特許文献１に開示されている従来の流量計の内部構造を示した断面図である。図示した流量計５０は面積式の流量計であって、ボディ５１、アダプタ５２、ニードルバルブ５３、シリンダ５４、ガイドポール５５、フロート５６、ストッパ５７、キャップ５８、パッキン５９の各部品を備えて構成されている。
【０００３】
ボディ５１の側面には上流配管に接続される導入口６１と下流配管に接続される排出口６２が開口しており、導入口６１と排出口６２にはそれぞれパッキン５９を介して配管接続用のアダプタ５２がねじ込み接続されている。また、導入口６１の対向面にはバルブ孔６３が開口しており、バルブ孔６３に挿入されたニードルバルブ５３はパッキン５９を介してシリンダ５４をねじ込むことにより装着されている。
【０００４】
ボディ５１の内部には導入口６１と排出口６２を連通させる流体通路６４が設けられており、この流体通路６４は上流側から下流側に向かって次第に内径を拡大させたテーパ型に形成されている。流体通路６４の中心にはガイドポール５５が立設されており、このガイドポール５５に沿ってフロート５６が昇降自在に装着され、フロート５６はボディ５１の上下に固定されたストッパ５７，５７により抜け止めされている。なお、ボディ５１の上下端面には流体通路６４を加工した際の加工孔６５，６５が開口しているが、この加工孔６５もまたパッキン５９を介してキャップ５８をねじ込むことにより密閉されている。
【０００５】
この流量計５０によれば、導入口６１から流体通路６４に導入された流体はフロート５６とボディ５１の隙間を通過する際に絞られるので、フロート５６を中心にした上流側と下流側との間で圧力の差が生じる。このため、流体通路６４を通過する流体の差圧に応じてフロート５６がガイドポール５５に沿って上下に移動し、差圧が均衡したところで停止する。したがって、フロート５６が停止した位置においてボディ５１に表示された流量目盛（図示略）を読み取ることにより流量を計測できるようになっている。
【０００６】
ところで、このような従来の流量計については以下のような問題があった。
【０００７】
まず、部品の成形段階において、ボディ５１に導入口６１、排出口６２、バルブ孔６３及び加工孔６５を形成するが、これらの孔には付属部品をねじ接続するための雌ねじ部を加工する必要があり、付属部品であるアダプタ５２、シリンダ５４、キャップ５８にも接続用の雄ねじ部を形成する必要がある。すなわち、ボディ５１やその他の付属部品について特殊なねじ切り加工を行う必要があるので、旋盤等の工作機械に専門の作業者を配置しなければならず、人件費が嵩んで部品の単価が高くなるとともに、自動生産を妨げる要因になっていた。
【０００８】
また、製品の組立段階においても、作業者がボディ５１に付属部品を接続する作業を手締めで実施しているため、ねじ部の締付トルク値を適性に管理しなければならず、熟練した技量を必要としていた。
【０００９】
このように従来の流量計５０によると、ボディ５１と付属部品をねじ込み接続によって組立てる構造を採用していたため、部品の単価が高く、しかも組立作業に熟練した技量が必要で工数も多くなってしまい、このことにより製品の製造コストが大幅に増大するという問題があった。
【００１０】
なお、下記の特許文献１には、図７に示した流量計と同様に、ねじ込み接続方式による構造の流量計が開示されている。
【００１１】
【非特許文献１】東フロコーポレーション株式会社発行、流量計カタログ「ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＧＵＩＤＥ ２００６」Ｐ１３２〜１３３
【００１２】
【特許文献１】特開平７−４９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来のねじ込み接続方式による組立構造を廃止し、製品の製造コストを大幅に低減することができる流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明の流量計は、流体を導入する導入口と、導入された流体を排出する排出口が開口され、導入口と排出口を連通させる流体通路が形成されたボディと、上記ボディの流体通路内を通過する流体の流量を計測する流量計測手段と、上記ボディの導入口と排出口にそれぞれ嵌め込まれた配管接続用のアダプタと、上記アダプタを上記ボディに圧着固定する固定手段と、を備え、上記固定手段は、上記ボディの外形を囲むケースを備え、上記ケースには上記アダプタを挿入する挿入孔が形成されており、上記ケースの挿入孔に上記アダプタを挿入し、上記ケースを上記ボディに嵌め込んで固定する構造であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明において、上記固定手段は、上記ケースの一部に前方後円形状の鍵孔が形成され、上記ボディの対応箇所には直線部と円弧部からなる扁平楕円形のストッパが回動可能に設けられており、上記ストッパの直線部を上記鍵孔の前方部に沿って後円部内に進入させ、上記ストッパを回して円弧部を上記鍵孔の後円部に沿って回転させると上記ストッパが上記鍵孔内にロックされるロック機構を備えていると、嵌め込まれたケースがボディに確実に固定されるので好ましい。
【００１６】
また、本発明の流量計は、上記ボディの導入口から流体通路内に導入される流体の流量を調節するバルブと、バルブに一体化されたシリンダをさらに備え、上記シリンダの後部に止め輪を嵌め込むことによって上記ボディにシリンダが圧着固定されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の流量計において、上記流量計測手段は、上記ボディが導入口から排出口に向かって流体通路の内径を拡大させたテーパ管であり、流体通路内に収容されたフロートが流体の差圧に応じて往復動作することによって流量を計測するように構成することができる。
【００１８】
なお、上記のようにフロート式の流量計測手段を採用した場合には、上記フロートにマグネットが内蔵され、上記ボディの外部から上記フロートの位置を検出する磁気センサが取り付けられている構成を採用することも可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の流量計によれば、ボディと付属部品の接続構造として従来のねじ込み方式を廃止し、ケースによる嵌め込み方式を採用した。このため、部品の成形段階においてボディや付属部品に特殊なねじ切り加工が不要になるので、部品を成形するのに際し自動生産が可能になるとともに、部品の単価を下げることができる。また、製品の組立段階においてもねじ部の締付トルク値管理のような技量が必要なく、構造が簡素化されて工数も削減される。したがって、製品の製造コストを大幅に低減することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の流量計の外観を示した正面図、図２は同流量計の内部構造を示した断面図、図３と図４は同流量計の組立時の状態を示す説明図である。
【００２２】
図１及び図２に示したように、本実施形態の流量計３０は面積式の流量計であって、ボディ３１、アダプタ３２、ニードルバルブ３３、シリンダ３４、ケース３５、フロート３６、底部キャップ３７、上部キャップ３８、パッキン３９、ＣＲ形止め輪４０の各部品を備えて構成されている。
【００２３】
ボディ３１は透明なアクリル樹脂からなり、その側面には上流配管から流体を導入する導入口４１と、下流配管へと流体を排出する排出口４２が開口しているが、この導入口４１と排出口４２には従来のような雌ねじ部は形成されていない。導入口４１と排出口４２には後述する接続構造によって配管接続用のアダプタ３２が接続される。また、導入口４１の対向面にはバルブ孔４３が開口しているが、このバルブ孔４３にも従来のような雌ねじ部は形成されていない。バルブ孔４３にはニードルバルブ３３が装着され、導入口４１から導入する流体の流量を調節できるようになっている。
【００２４】
ボディ３１の内部には導入口４１と排出口４２を連通させる流体通路４４が形成されており、この流体流路４４は外部から目視できるようになっていて、流体通路４４を通過する流体の流量を計測する流量計測手段が設けられている。この流量計測手段として、本実施形態ではボディ３１を導入口４１から排出口４２に向かって次第に流体通路４４の内径を拡大させたテーパ管構造とし、流体通路４４の内部にステンレス鋼からなる円錐形のフロート３６が収容されている。フロート３６は流体通路４４の上流側にボディ３１と一体成形された整流板３１ｃと下流側に装着された上部キャップ３８とにより抜け止めされており、図７に示した従来のものと比べてストッパ５７の個数を減らし、ガイドポール５５を省略することによって部品点数の削減を図っている。
【００２５】
次に、ボディ３１と付属部品の接続構造を説明する。この流量計３０においてはボディ３１と付属部品の接続構造として、以下のようなケース３５を用いた嵌め込み式の固定手段を採用している。
【００２６】
導入口４１と排出口４２には配管接続用のアダプタ３２が接続されるが、このアダプタ３２は強度や弾性率に優れたＰＯＭ樹脂からなり、円筒状の本体部の底面に凹部が形成されている。一方、導入口４１と排出口４２はそれぞれアダプタ３２の凹部に嵌合する凸部が形成され、この凸部の外周にパッキン３９が装着されている。
【００２７】
バルブ孔４３にはニードルバルブ３３が装着されるが、このニードルバルブ３３の外周にはシリンダ３４が固着される。シリンダ３４は耐久性に優れたステンレス鋼からなり、大径の本体部と小径の挿入部とにより構成されている。シリンダ３４の本体部の外周には溝部が形成され、この溝部にパッキン３９が装着されている。
【００２８】
ボディ３１の上下端面には流体通路４４を加工した際の加工孔４５，４５が開口しているが、この加工孔４５はＰＯＭ樹脂製の底部キャップ３７と上部キャップ３８とにより塞がれている。なお、上記のアダプタ３２、シリンダ３４、底部キャップ３７、上部キャップ３８の各接続部品には、図７に示した従来のアダプタ５２、シリンダ５４、キャップ５８のような雌ねじ部は形成されていない。
【００２９】
一方、ケース３５は機械的強度に優れたＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を射出成形や押出成形によりボディ３１の外形を取り囲むように形成したものであり、本実施形態ではボディ３１の正面以外、つまり上面、底面、背面、左右両側面のすべての面を覆う箱型の形状を有している。また、ケース３５の背面にはホールＩＣセンサを取り付けるためのセンサ取付孔３５ａが設けられており、アダプタ対応箇所にはアダプタ３２の本体部に合わせたアダプタ挿入孔３５ｂが開口し、ケース３５の上面及び底面のキャップ対応箇所には図示したような前方後円形状の鍵孔３５ｃが形成されている。
【００３０】
そして、製品の組立時には、図３に示すようにまずボディ３１の導入口４１と排出口４２の凸部にそれぞれアダプタ３２，３２の凹部を嵌め込んで固定し、バルブ孔４３にニードルバルブ３３を挿入した後シリンダ３４を差し込んで固定する。ここで、シリンダ３４の挿入部を裏面（矢印Ｂ方向）から見ると図のように上下に平行な切欠部３４ａが設けられており、これに対応するバルブ孔４３に設けられた平行な取付部４３ａに切欠部３４ａを嵌合させることでシリンダ３４が回り止めされる。また、シリンダ３４の後から金属製のＣＲ形止め輪４０を挿入し、専用工具で押し込むことによりシリンダ３４が止め輪によって抜け止めされ、ニードルバルブ３３に摘み部３３ａを取り付けることによってバルブ孔４３にニードルバルブ３３が装着される。
【００３１】
次に、ボディ３１の底面の加工孔４５に底部キャップ３７を差し込んで密閉するとともに、ボディ３１の上面の加工孔４５から流体通路４４の内部にフロート３６を挿入し、加工孔４５に上部キャップ３８を差し込んで密閉する。ここで、上部キャップ３８は軸部に上下の円板を一体化した二重円板構造になっており、下側の円板を裏面（矢印Ｄ方向）から見ると図のように円周方向に等間隔で整流孔３８ａ，３８ａ，…が形成されている。また、ボディ３１と一体成形された整流板３１ｃにも円周方向に等間隔で整流孔３１ａ，３１ａ，…が形成されている。これにより、導入口４１から排出口４２へと流れる流体が乱流を起こさず均等に流れるようになっている。
【００３２】
また、上部キャップ３８の裏面の中心位置にはガイドポール挿入孔３８ｂが形成されており、これと対向する整流板３１ｃの中心位置にも同様にガイドポール挿入孔３１ｂが形成されている。したがって、ガイドポール挿入孔３８ｂと３１ｂにガイドポールの両端部を挿入することによってフロート３６をガイドポールで支持することも可能である。
【００３３】
そして、上記のようにボディ３１に各付属部品を接続した後、図４に示すようにボディ３１にケース３５を装着する。その装着方法は、まず同図（ａ）のようにボディ３１の背面側からケース３５をスライド移動させ、ケースのアダプタ挿入孔３５ｂ，３５ｂをアダプタ３２，３２にそれぞれ位置決めして嵌め込むようにする。また、嵌め込まれたケース３５は以下のような回転式のロック機構によってボディ３１に確実に固定される。
【００３４】
すなわち、上部キャップ３８の上面には直線部と円弧部からなる扁平楕円形状を有するストッパ３８ｃが回動可能に設けられており、底部キャップ３７の底面にも同様なストッパ３７ｃが設けられている。そして、上記のようにケース３５をボディ３１に嵌め込むことにより、同図（ｂ）のようにストッパ３８ｃの直線部が鍵孔３５ｃの前方部に案内されてスライドし、後円部の内側に進入する。ここで、ストッパ３８ｃに設けられた六角孔を六角レンチで回すと、ストッパ３８ｃの円弧部が鍵孔３５ｃの後円部に沿って軸心周りに回転する。そして、図のようにストッパ３８ｃが９０°回転したところで鍵孔３５ｃの内部にロックされ、ケース３５が上部キャップ３８に固定される。なお、同図（ｃ）に示すように、底部キャップのストッパ３７ｃについても同様な操作をすることによりケース底面の鍵孔３５ｃにロックされる。
【００３５】
本実施形態の流量計３０は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
【００３６】
図２に示したように、この流量計３０によれば、フロート３６が円錐形であり、流体通路４４がテーパ型に形成されているので、フロート３６が流体通路４４内の導入口４１側に位置しているときにはフロート３６とボディ３１の隙間は狭く、逆に排出口４２側に位置しているときにはフロート３６とボディ３１の隙間が広くなる。そして、導入口４１から導入された流体はその隙間を通過する際に絞られるので、フロート３６を中心にした上流側と下流側との間で圧力の差が生じる。このため、流体通路４４を通過する流体の差圧に応じてフロート３６が流体通路４４内を上下に移動し、差圧が均衡したところで停止する。したがって、図１に示したように、フロート３６が停止した位置においてボディ３１の正面に表示された流量目盛４７を読み取ることにより流量を計測することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の流量計３０によれば、ボディ３１と付属部品の接続構造としてケース３５による嵌め込み方式を採用し、ボディ３１、アダプタ３２、シリンダ３４、底部キャップ３７、上部キャップ３８の各接続部品においてねじ構造を一切廃止した。このため、部品の成形段階において部品を成形する際にねじ切り加工のような特殊な加工が不要であり、自動生産が可能になり、部品の単価を下げることができる。また、製品の組立段階においてもねじ部の締付トルク値を管理するといった技量が必要でなくなり、構造が簡素化されて工数も削減される。したがって、流量計３０の製造コストを大幅に削減することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ストッパ３７ｃ，３８ｃと鍵孔３５ｃとによる回転式のロック機構を採用したことにより、ボディ３１に対してケース３５を強固に結合することができる。このため、安価なＡＢＳ樹脂からなるケース３５を使用することができるので、低コストで製造できるという利点がある。
【００３９】
ところで、上述した実施形態の流量計３０については、以下のように変形することも可能である。
【００４０】
流量計測手段を構成するフロート３６について、その形状は特に限定されない。例えば図５（ａ）に示した流量計３０Ａはフロート３６を円錐形にした例であり、図５（ｂ）に示した流量計３０Ｂはフロート３６を球形にした例である。
【００４１】
また、バルブ孔４３にニードルバルブ３３を装着して導入流量を調節できるようにしてあるが、このようなバルブは必ずしも必要な構成ではない。例えば図５（ｃ）に示した流量計３０Ｃは円錐形のフロート３６について、図５（ｄ）に示した流量計３０Ｄは球形のフロート３６について、それぞれバルブを省略した例である。この場合、バルブ孔４３にはキャップ４６を挿入し、その後ろからＣＲ形止め輪４０を嵌め込むことによりキャップ４６でバルブ孔４３を塞ぐようにする。
【００４２】
また、フロート３６をガイドポールで案内するようにしてもよい。例えば図６（ｅ）に示した流量計３０Ｅはニードルバルブ３３を装着した構成において、図６（ｆ）に示した流量計３０Ｆはニードルバルブ３３を省略した構成において、それぞれ上部キャップ３８のガイドポール挿入孔３８ｂと整流板３１ｃのガイドポール挿入孔３１ｂにガイドポール４８の両端部を挿入することによりフロート３６をガイドポール４８に沿って昇降自在に支持した例である。
【００４３】
さらに、フロート３６をガイドポール４８で支持する構成の場合、フロート３６の位置を磁気センサ等によって検出することもできる。例えば図６（ｇ）に示した流量計３０Ｇはニードルバルブ３３を装着した構成において、図６（ｈ）に示した流量計３０Ｈはニードルバルブ３３を省略した構成において、それぞれフロート３６にマグネットを内蔵し、ケース３５のセンサ取付孔３５ａからホールＩＣセンサ４９を挿入してケース３５に取り付け固定することにより、ボディ３１の外部から非接触でフロート３６の位置を検出するようにした例である。
【００４４】
なお、本実施形態ではフロート３６による面積式の流量計測手段を採用したが、これに替えて、例えば羽根車式やスクリュー式等のその他の方式の流量計測手段を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の流量計の外観を示した正面図。
【図２】本発明の流量計の内部構造を示した断面図。
【図３】本発明の流量計の組立時の状態を示す説明図。
【図４】本発明の流量計の組立時の状態を示す（ａ）上面図と断面図、（ｂ）ロック機構の上面図、（ｃ）ロック機構の底面図。
【図５】本発明の流量計の変形例を示す断面図。
【図６】本発明の流量計の変形例を示す断面図。
【図７】従来の流量計の内部構造を示した断面図。
【符号の説明】
【００４６】
３０ 流量計
３１ ボディ
３１ａ 整流孔
３１ｂ ガイドポール挿入孔
３１ｃ 整流板
３２ アダプタ
３３ ニードルバルブ
３３ａ 摘み部
３４ シリンダ
３４ａ 切欠部
３５ ケース
３５ａ センサ取付孔
３５ｂ アダプタ挿入孔
３５ｃ 鍵孔
３６ フロート
３７ 底部キャップ
３７ｃ ストッパ
３８ 上部キャップ
３８ａ 整流孔
３８ｂ ガイドポール挿入孔
３８ｃ ストッパ
３９ パッキン
４０ ＣＲ形止め輪
４１ 導入口
４２ 排出口
４３ バルブ孔
４３ａ 取付部
４４ 流体通路
４５ 加工孔
４６ キャップ
４７ 流体目盛
４８ ガイドポール
４９ ホールＩＣセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を導入する導入口と、導入された流体を排出する排出口が開口され、導入口と排出口を連通させる流体通路が形成されたボディと、
上記ボディの流体通路内を通過する流体の流量を計測する流量計測手段と、
上記ボディの導入口と排出口にそれぞれ嵌め込まれた配管接続用のアダプタと、
上記アダプタを上記ボディに圧着固定する固定手段と、を備え、
上記固定手段は、
上記ボディの外形を囲むケースを備え、
上記ケースには上記アダプタを挿入する挿入孔が形成されており、
上記ケースの挿入孔に上記アダプタを挿入し、上記ケースを上記ボディに嵌め込んで固定する構造である
ことを特徴とする流量計。
【請求項２】
上記固定手段は、
上記ケースの一部に前方後円形状の鍵孔が形成され、上記ボディの対応箇所には直線部と円弧部からなる扁平楕円形のストッパが回動可能に設けられており、
上記ストッパの直線部を上記鍵孔の前方部に沿って後円部内に進入させ、上記ストッパを回して円弧部を上記鍵孔の後円部に沿って回転させると上記ストッパが上記鍵孔内にロックされるロック機構を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
上記ボディの導入口から流体通路内に導入される流体の流量を調節するバルブと、バルブに一体化されたシリンダをさらに備え、上記シリンダの後部に止め輪を嵌め込むことによって上記ボディにシリンダが圧着固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の流量計。
【請求項４】
上記流量計測手段は、上記ボディが導入口から排出口に向かって流体通路の内径を拡大させたテーパ管であり、流体通路内に収容されたフロートが流体の差圧に応じて往復動作することによって流量を計測するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項５】
上記フロートにマグネットが内蔵され、上記ボディの外部から上記フロートの位置を検出する磁気センサが取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の流量計。
【請求項１】
流体を導入する導入口と、導入された流体を排出する排出口が開口され、導入口と排出口を連通させる流体通路が形成されたボディと、
上記ボディの流体通路内を通過する流体の流量を計測する流量計測手段と、
上記ボディの導入口と排出口にそれぞれ嵌め込まれた配管接続用のアダプタと、
上記アダプタを上記ボディに圧着固定する固定手段と、を備え、
上記固定手段は、
上記ボディの外形を囲むケースを備え、
上記ケースには上記アダプタを挿入する挿入孔が形成されており、
上記ケースの挿入孔に上記アダプタを挿入し、上記ケースを上記ボディに嵌め込んで固定する構造である
ことを特徴とする流量計。
【請求項２】
上記固定手段は、
上記ケースの一部に前方後円形状の鍵孔が形成され、上記ボディの対応箇所には直線部と円弧部からなる扁平楕円形のストッパが回動可能に設けられており、
上記ストッパの直線部を上記鍵孔の前方部に沿って後円部内に進入させ、上記ストッパを回して円弧部を上記鍵孔の後円部に沿って回転させると上記ストッパが上記鍵孔内にロックされるロック機構を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
上記ボディの導入口から流体通路内に導入される流体の流量を調節するバルブと、バルブに一体化されたシリンダをさらに備え、上記シリンダの後部に止め輪を嵌め込むことによって上記ボディにシリンダが圧着固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の流量計。
【請求項４】
上記流量計測手段は、上記ボディが導入口から排出口に向かって流体通路の内径を拡大させたテーパ管であり、流体通路内に収容されたフロートが流体の差圧に応じて往復動作することによって流量を計測するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項５】
上記フロートにマグネットが内蔵され、上記ボディの外部から上記フロートの位置を検出する磁気センサが取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の流量計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１０７３２１（Ｐ２００８−１０７３２１Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９０７８８（Ｐ２００７−１９０７８８）
【出願日】平成１９年７月２３日（２００７．７．２３）
【分割の表示】特願２００７−１０２６４０（Ｐ２００７−１０２６４０）の分割
【原出願日】平成１９年４月１０日（２００７．４．１０）
【特許番号】特許第４０８４４０９号（Ｐ４０８４４０９）
【特許公報発行日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（３９００３９８３７）東フロコーポレーション株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２３日（２００７．７．２３）
【分割の表示】特願２００７−１０２６４０（Ｐ２００７−１０２６４０）の分割
【原出願日】平成１９年４月１０日（２００７．４．１０）
【特許番号】特許第４０８４４０９号（Ｐ４０８４４０９）
【特許公報発行日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（３９００３９８３７）東フロコーポレーション株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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