流量計
【課題】流量計を取付対象物に取り付ける際に流量計本体からシール部材が脱落し難くかつシール部材の全周に亘り一様な気密性を有する流量計を提供する。
【解決手段】流体の導入路８と導出路９の開口部８ａ，９ａが一面７ａに並んで開口する取付対象物７の一面に取り付けられ、導入路と導出路の開口部に連通する流入口２３ｂと流出口２３ｃが一面２３ａに並んで形成され、これらの流入口と流出口を連通する流路２４に設けられた流量センサ３１により流体の流量を計測する流量計１の一面２３ａに、流入口及び流出口を取り囲む外周溝２６ａと流入口と流出口との間を仕切る仕切溝２６ｂからなる溝２６が連続して形成され、外周溝に嵌合する外周部４ａと仕切溝に嵌合する仕切部４ｂが一体に形成されたシール部材４が嵌合され、仕切溝には仕切部に張力を付与する張力付与手段２６ｅ，２６ｆが設けられた構成としている。
【解決手段】流体の導入路８と導出路９の開口部８ａ，９ａが一面７ａに並んで開口する取付対象物７の一面に取り付けられ、導入路と導出路の開口部に連通する流入口２３ｂと流出口２３ｃが一面２３ａに並んで形成され、これらの流入口と流出口を連通する流路２４に設けられた流量センサ３１により流体の流量を計測する流量計１の一面２３ａに、流入口及び流出口を取り囲む外周溝２６ａと流入口と流出口との間を仕切る仕切溝２６ｂからなる溝２６が連続して形成され、外周溝に嵌合する外周部４ａと仕切溝に嵌合する仕切部４ｂが一体に形成されたシール部材４が嵌合され、仕切溝には仕切部に張力を付与する張力付与手段２６ｅ，２６ｆが設けられた構成としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気等の被測定流体の微少な流量測定に好適に利用可能な流量計に関し、特に流量計を取付対象物に接続する際に流量計本体からシール部材が脱落し難く、かつシール部材の全周に亘り一様な気密性を有する流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスや空気等の被測定流体の微少流量変化を検出する流量計（フローセンサ）として、被測定流体の導入路と導出路が両側部に対向して設けられ、これらの各一側端が接続面としての上面に並んで開口して形成された取付対象物の前記上面に取り付けられている。そして、導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が接続面としての底面に並んで形成され、かつ内部に流入口と流出口を屈曲して形成されて連通する流路の中央部に流量センサが設けられ、被測定流体の流量を計測するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
被測定流体が通流する取付対象物の流体通路に流量計を介挿するに当たり、流体通路内が大気圧に比べて負圧である場合は、流量計に形成された被測定流体出口と流体通路の接続面を介して流量計及び流体通路の周囲から大気が流体通路内へ流入しないようにするために、Ｏリングやパッキン等のシール部材で接続面を気密に封止している。上述した特許文献１に記載されている流量計においては、流量計の底面に流入口と流出口を囲むように形成された溝に当該溝と同形状のパッキンが嵌合され、流量計と取付対象物の接続面が気密に封止されている。
【０００４】
このような流量計を取付対象物に取り付ける際、取付対象物に流量計を載置して摺動させながら位置合わせを行うことがあり、特に小型の流量計を狭いスペースに多数並べて組み付けるような場合取付対象物に流量計を載置して摺動させながら位置合わせを行うことが多くなり、この際に取付面とシール部材との摩擦力によりシール部材が流量計のボディから脱落し易い。
【０００５】
Ｏリングをボディの溝に嵌合保持して脱落を防止する手段として、Ｏリングの外周に少なくとも一箇所以上の突起を設け、ボディの溝に圧入させてＯリングが溝から脱落することを防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】ＰＣＴ／ＷＯ２００５−１２１７１８号公報（５頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−３１４３６２号公報（２頁−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載されたようにＯリング等のシール部材の外周に少なくとも一箇所以上の突起が設けられると、このシール部材を流量計のボディの溝に圧入する際、突起が設けられた部位と突起が設けられていない部位とでは一様な力で圧入され難いため、結果的に、シール部材の全周に亘り流量計と流体通路との接続面に対して一様な高さとし難い、即ち接続面に接するシール部材の面形状は波打つようになっている。
【０００７】
この影響によりシール部材の全周に亘り一様な気密性を持っていないまま流量計が流体通路に接続されている場合も出てくる。例えば、被測定流体の圧力が負圧である場合、この被測定流体の圧力が変化し、流量計及び流体通路の周囲の圧力（大気圧）との圧力差が大きくなったときは、この圧力差に起因してシール部材の気密性が弱い箇所から大気が流体通路内に流入してしまう。また、被測定流体が正圧の場合には流体通路内の被測定流体が大気にリークしてしまう虞がある。例えば特許文献１に記載されたパッキンを、特許文献２に記載されたように、外周に少なくとも一箇所以上の突起を設けて溝に嵌め込んだ場合も同様にパッキンの全周に亘り一様な気密性を持っていないまま流量計が取付対象物の被測定流体通路に接続される場合も出てくる。
【０００８】
そして、流量計がこのような状態で取付対象物に接続されると、被測定流体の流体圧が大気圧よりも低い負圧の場合には流体通路に大気が流入して微少流量変化を検出することが困難となり、測定精度が大きく低下する。例えば、このような流量計をチップマウンタ装置のチップの吸着状態の確認装置として用いる場合にチップの基板への表面実装に支障をきたす虞がある。また、被測定流体の流体圧が大気に比べて高い場合には、圧力差が大きい程被測定流体が大気にリークし易くなり、これに伴い測定精度が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、流量計を取付対象物に接続する際に用いるシール部材が流量計に形成された溝から脱落し難く、かつシール部材外周の全周に亘り接続面における気密性を十分に保有することが可能な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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る流量計は、
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切溝には前記仕切部に張力を付与する張力付与手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
流量計の一面（取付面）に並んで開口して形成された流入口と流出口とを囲むように形成された外周溝と、この外周溝と連続し流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝にシール部材の外周部と仕切部を嵌め込み、仕切部に張力を付与して仕切溝の壁面に圧接させる。これにより、シール部材の仕切部が仕切溝に嵌合保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。また、シール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、流量計と取付対象物との接続面が極めて良好に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の流量計は、請求項１に記載の流量計において、
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を直線状に形成しかつ側壁に前記シール部材の仕切部を湾曲させて張力を付与する少なくとも１つの突起を形成することで前記仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴としている。
【００１３】
シール部材の仕切部を直線状に形成し、仕切溝を直線状に形成して側壁に少なくとも１つの突起を形成して、シール部材の仕切部を湾曲させて嵌め込む。これにより、仕切部の長さが彎曲された分だけ引き延ばされて長くなり、この引き延ばされた長さに応じた張力が付与されて仕切溝の突起の先端面に圧接される。これにより、シール部材の脱落が防止される。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の流量計は、請求項１に記載の流量計において、
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を湾曲させて形成して前記仕切部を湾曲させることで当該仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴としている。
【００１５】
シール部材の仕切部を直線状に形成し、仕切溝を彎曲させて形成してシール部材の仕切部を湾曲させて嵌め込む。これにより、仕切部の長さが自由長よりも彎曲された分だけ引き延ばされて長くなり、この引き延ばされた長さに応じた張力が付与されて仕切溝の湾曲部分の側壁に圧接される。これにより、シール部材の脱落が防止される。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の流量計は、
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記溝と略同形状をなし外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切部は少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部が形成され、当該圧接部が前記仕切溝の内面に圧接することを特徴としている。
【００１７】
流量計の一面（取付面）に並んで開口して形成された流入口と流出口とを囲むように形成された外周溝と、この外周溝と連続し流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝にシール部材の外周部と仕切部を嵌め込み、仕切部の少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部を形成して仕切溝に圧入嵌合する。これにより、シール部材の仕切部が仕切溝に保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。そして、外周溝に収容されたシール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、流量計と取付対象物との接続面が極めて良好に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、流量計の一面（取付面）に並んで開口して形成された流入口と流出口とを囲むように形成された外周溝と、この外周溝と連続し流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝にシール部材の外周部と仕切部を嵌め込み、仕切部に張力を付与して仕切溝の壁面に圧接させることにより、シール部材の仕切部が仕切溝に保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。そして、外周溝に収容されたシール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、取付対象物との接続面が極めて良好に気密に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【００１９】
また、本発明によると、仕切溝を直線状に形成して側壁にシール部材の仕切部を湾曲させる少なくとも１つの突起を形成して仕切部を自由長よりも引き延ばして張力を付与して突起に圧接させ、或いは仕切り溝を湾曲させて形成しシール部材の仕切り部を湾曲させて自由長よりも引き延ばして張力を付与して彎曲部分の側壁に圧接させることにより、簡単な構成でシール部材の脱落を有効に防止することができる。
【００２０】
また、本発明によると、シール部材の仕切部の少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部を形成して仕切溝に圧入嵌合することで、シール部材の仕切部が仕切溝に保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。そして、外周溝に収容されたシール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、流量計と取付対象物との接続面が極めて良好に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態にかかる流量計について図面に基づいて説明する。尚、本実施形態にかかる流量計は、例えば後述するように負圧源と吸着対象物（チップ）との間を繋ぐホースとの間に介在されるマニホールド体に組み付けてチップマウンタ装置におけるチップの吸着状態の適否を確認するのに用いられる。
【００２２】
図１に示すように流量計１は、流量計本体２、回路基板３、及び図４に示すシール部材４からなる。流量計本体２は、略直方体形状をなし、直方体形状の上部２１、直方体形状の中央部２２、及び直方体形状の下部２３からなり、中央部２２が上部２１及び下部２３よりも僅かに小さく括れた形状をなし、下部２３が上部２１よりも僅かに小さい形状をなしている。
【００２３】
上部２１の上面には後述する回路基板３を収容するための長方形状の基板収容部２１ａが形成されており、この基板収容部２１ａの底面２１ｂの中央に長手方向に沿って長い長方形状の開口凹部２１ｃが形成されている。この開口凹部２１ｃは、後述するように回路基板３の下面３ａにより気密に封止されて被測定流体の流路２４を形成する。開口凹部２１ｃの開口端の周縁部２１ｄは、全周に亘り底面２１ｂよりも僅かに高い平面をなして形成されている。また、周縁部２１ｄの長手方向の両側位置にボス（突起）２１ｅが周縁部２１ｄと同じ高さに形成されている。
【００２４】
開口凹部２１ｃの周縁部２１ｄには回路基板３の下面３ａの中央部が載置され、両側のボス２１ｅには回路基板３の下面３ａの周縁部２１ｄの長手方向両外側の部位が載置される。また、基板収容部２１ａの長手方向一側端の側面には回路基板３に実装されたコネクタ３３の接続ケーブルを引き出すための切欠２１ｆが形成されている。
【００２５】
下部２３の下面２３ａには図２に示すように短辺方向の中心線ＣＬに対して左右両側に被測定流体の流入口２３ｂと流出口２３ｃが並んで形成されている。これらの流入口２３ｂ、流出口２３ｃは、下方向から見て略正方形状をなす浅い凹部とされている。また、中央部２２には図３に示すように開口凹部２１ｃと流入口２３ｂ、流出口２３ｃとを連通する連通路２２ａ，２２ｂが形成されている。これらの連通路２２ａ，２２ｂは、各一端が開口凹部２１ｃの長手方向両端部に開口して連通され、各他端が流入口２３ｂ、流出口２３ｃの中心線ＣＬ側（互いに近接する側）の略１／３程度に開口して連通している。
【００２６】
連通路２２ａ，２２ｂは、開口凹部２１ｃに連通する上部と流入口２３ｂ、流出口２３ｃ側に連通する下部の軸線方向（縦方向）の軸心位置を長手方向側にずらして形成され、開口凹部２１ｃと流入口２３ｂ、流出口２３ｃの略中間位置（途中位置）において長手方向に沿って形成された流路により連通されている。即ち、連通路２２ａ，２２ｂは、略中間位置において直角に屈曲されて上下方向に略クランク状をなしている。
【００２７】
これらの連通路２２ａ、流路２４、連通路２２ｂにより流量計１の被測定流体の流路が形成される。そして、屈曲形状をなす連通路２２ａ，２２ｂは、被測定流体の流速分布を安定化させる作用を有している。即ち、流入口２３ｂから流入する被測定流体を、その壁面に衝突させながら流路２４に導き、この流路２４から再び屈曲形状をなす連通路２２ｂの壁面に衝突させながら流出口２３ｃから流出させることにより、流路２４内の被測定流体の流速分布を安定化させている。
【００２８】
下部２３の下面２３ａには図２に示すように後述するシール部材４を嵌合するための断面角形の溝２６が形成されている。この溝２６は、流入口２３ｂと流出口２３ｃを取り囲む外周溝２６ａと、流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間を仕切る仕切溝２６ｂが連続して形成されており、略８字状をなしている。外周溝２６ａは、四隅が円弧をなす長円形状をなしている。また、仕切溝２６ｂは、外周溝２６ａの長手方向に沿う両側部の中央を直線状に連結しており、その幅が外周溝２６ａの略２倍とされている。
【００２９】
そして、仕切溝２６ｂの対向する側壁２６ｃ，２６ｄにシール部材４に張力を付与するための張力付与手段としての突起２６ｅ，２６ｆが下面２３ａから仕切溝２６ｂの底面まで形成されている。突起２６ｅと突起２６ｆは交互に配置されており、突起２６ｅは仕切溝２６ｂの一側近傍に、突起２６ｆは仕切溝２６ｂの他側近傍に形成されている。そして、これらの突起２６ｅ，２６ｆは、下方から見て先端部の隅部が僅かに面取りされた略角形をなし先端面が中心線ＣＬの位置まで突出して形成されている。上述したように仕切溝２６ｂは、外周溝２６ａの幅の略２倍に設定されていることで、突起２６ｅ，２６ｆの各先端面と対向する側壁２６ｄ、２６ｃとの間の各幅が外周溝２６ａと略同じ幅とされている。この流量計本体２は、樹脂部材例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂部材で一体に成形されている。
【００３０】
回路基板３は、流量計本体２の基板収容部２１ａに収容可能な長方形状をなしており、図３に示すように下面３ａの中央位置、即ち開口凹部２１ｃの中央位置（流路２４の中央位置）と対応する位置に被測定流体の流量を検出する流量センサ３１が設けられている。また、上面３ｂに流量センサ３１を駆動する駆動回路、制御回路、流量センサ３１の出力に基づいて被測定流体の流量を算出する演算回路（マイクロプロセッサ）等からなる検出回路３２、及びこの検出回路３２の外部接続部品としてのコネクタ３３が実装されている。
【００３１】
流量センサ３１は、例えばシリコン基板の上面に窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜（薄膜）が形成され、この絶縁膜の流路２４の中央位置と対応する位置に流量検出部（センサ部）が形成され、更に流量検出部が窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜により被覆された構成とされている。
【００３２】
前記流量検出部が形成されている絶縁膜の部位はダイアフラムとされて流量検出部とシリコン基板とが熱的に遮断されている。前記流量検出部は熱式の検出部で、絶縁膜状に例えば白金薄膜でできた発熱素子としてのヒータと、このヒータの上流側及び下流側に等間隔で配置された例えば白金薄膜でできた抵抗素子としての測温素子とにより構成されている。
【００３３】
前記流量検出部のヒータに通電すると、このヒータは制御回路によりシリコン基板上に設けられた周囲温度センサで測定された被測定流体の温度よりもある一定温度高く加熱され、流路２４を流れる被測定流体を加熱する。被測定流体が流れないときは、ヒータの上流側／下流側に均一の温度分布が形成されており、上流側の測温素子と下流側の測温素子は、略等しい温度に対応する抵抗値を示す。
【００３４】
一方、被測定流体の流れがあるときには、ヒータの上流側／下流側の均一な温度分布が崩れ、上流側の温度が低くなり、下流側の温度が高くなる。そして、上流側の測温素子と下流側の測温素子により構成される例えばホイーストンブリッジ回路により測温素子の抵抗値差つまり温度差を検出して流路２４内を流れる被測定流体の流量を測定する。
【００３５】
この回路基板３は、図２に示すように基板収容部２１ａに収容されて開口凹部２１ｃの周縁部２１ｄ及びボス２１ｅに載置される。そして、回路基板３は、下面３ａが開口凹部２１ｃの周縁部２１ｄに接着されて固定される。回路基板３は、開口凹部２１ｃを全周に亘り覆うように密着されてこの開口凹部２１ｃを気密に封止して前述した流路２４を形成する。そして、流量センサ３１が流路２４の中央位置に配置され、その検出面が流路２４内を流れる被測定流体の流れる方向と平行になっている。また、コネクタ３３は、基板収容部２１ａの側面の切欠２１ｆと対向して配置される。
【００３６】
図４に示すようにシール部材（パッキン）４は、流量計本体２の下面２３ａに形成されている溝２６と同じ形状に形成されており、外周溝２６ａに嵌合する外周部４ａと仕切溝２６ｂに嵌合する仕切部４ｂが連続して一体に形成されている。外周部４ａの幅は、外周溝２６ａに嵌合する幅とされ、その高さは外周溝２６ａの深さよりも僅かに高く、断面形状が図５に示すように上下方向に長い長円形状をなしている。仕切部４ｂは、その幅、高さ及び断面形状が外周部４ａと同一に形成されており、仕切溝２６ｂと同じ長さにかつ直線状に形成されている。このシール部材４は、弾性を有するゴム部材例えばクロロプレンゴムにより形成されている。
【００３７】
このシール部材４は、図６に斜線で示すように外周部４ａが流量計本体２の下面２３ａに形成されている溝２６の外周溝２６ａに嵌合され、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂに嵌合される。そして、仕切部４ｂを仕切溝２６ｂに嵌合するときに、突起２６ｅと対向する側壁２６ｄとの間及び突起２６ｆと対向する側壁２６ｃとの間を図示のように交互に屈曲させて嵌合させる。仕切部４ｂの長さ（自由長）は仕切溝２６ｂと同じ長さとされており、従って、屈曲された分だけ引き延ばされることになる。この結果、仕切部４ｂに張力が付与され、一側の側面が突起２６ｅの先端面に、他側の側面が突起２６ｆの先端面に圧接される。これにより、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂ内に強固に保持される。
【００３８】
一方、外周部４ａは、外周溝２６ａに単に嵌合されていることで、その下面、内周面及び外周面が外周溝２６ａの底面、内周面及び外周面に当接しているだけであり、何れの方向からも圧力を受けることが無い。この結果、下面３ａから外周部４ａの上面までの高さが全周に亘り一様となる。即ち、外周部４ａは、上下方向に波打つことなく外周溝２６ａに嵌合されている。このようにして、流量計１が構成されている。
【００３９】
この流量計１は、図７に示すように取付対象物としての例えばマニホールド体７に取り付けられる。マニホールド体７は、直方体形状をなし、長手方向の両端部中央に長手方向に沿って被測定流体の導入路８、導出路９が対向して形成されている。これらの導入路８、導出路９の先端は、僅かに縮径された後上方に直角に屈曲されて流量計１の取付面としての上面７ａに並んで開口されている。
【００４０】
導入路８の開口部８ａと導出路９の開口部９ａは、流量計１の下面３ａに形成されている流入口２３ｂ、流出口２３ｃの長手方向の外側（図３の中心線ＣＬから遠い側）の略２／３程度の底面と対向している。マニホールド体７にはこのような屈曲形状をなす導入路８、導出路９が所定の間隔で複数並設されている。そして、導入路８は、例えば図示しない負圧源に接続され、導出路９は図示しない吸着対象物との間を繋ぐホースに接続される。このマニホールド体７は、例えばアルミニウム等の金属部材により形成されている。
【００４１】
そして、屈曲形状をなす導入路８、導出路９は、被測定流体の流速分布を更に安定化させる作用を有している。
【００４２】
このように取付対象物としてのマニホールド体７の両端部に対向して設けられた被測定流体の導入口８と導出口９との間に多数の屈曲する流路を形成して流量計１の小型化を図りつつ流速分布の安定化を図るようにしている。
【００４３】
この流量計１は、マニホールド体７の上面７ａの所定の取付位置に載置され、導入路８の開口部８ａと流入口２３ｂ、導出路９の開口部９ａと流出口２３ｃが正確に合致するように微調整されて位置決めされる。この流量計１の位置決めの微調整は、マニホールド体７の上面７ａを摺動されて行われ、このとき下面２３ａから僅かに突出しているシール部材４が上面７ａから摺動抵抗を受け、シール部材４が溝２６から引き出される力を受ける。
【００４４】
しかしながら、シール部材４は、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂ内に形成されている突起２６ｅ，２６ｆにより強固に保持されていることにより溝２６から引き出されることが防止される。即ち、シール部材４が溝２６から脱落することが防止される。これにより、流量計１は、シール部材４が脱落することなく位置決めされて流入路８の開口部８ａと流入口２３ｂ、流出路９の開口部９ａと流出口２３ｃとが正確に合致される。
【００４５】
このようにして、マニホールド体７に並設された複数の導入路８、導出路９の開口部８ａ，９ａに順次流量計１が取り付けられる。そして、全ての流量計が取り付けられた後固定部材１０によりマニホールド体７に固定される。固定部材１０は、断面略逆Ｌ字形状をなし、流量計本体２の下部２３の長手方向両端部と中央部２２との段差をなす上面をマニホールド体７の上面７ａに均一に押し付けてその両端部がねじ１１によりマニホールド体７の上面７ａに固定される。これにより、各流量計１のシール部材４がマニホールド体７の上面７ａに均一に密着されて接続面が気密に封止される。
【００４６】
シール部材４の外周部４ａは、流量計本体２の下面２３ａからの突出高さが全周に亘り一様である、即ち高さにムラがないために被測定流体のリークが極めて良好に防止される。特に被測定流体が負圧でその圧力が変化して流量計１及びマニホールド体７の周囲の圧力（大気圧）との圧力差が大きくなった場合でもシール部材４の外周部４ａにおけるシール性が確保されていることで、圧力差に起因して大気が流量計１内に流入することが防止される。これにより、被測定流体の流量の検出精度が向上し、被測定流体の微少な圧力変化も精度良く検出することが可能となる。上述と反対に被測定流体が正圧で大気圧との圧力差が大きくなった場合においても同様である。
【００４７】
尚、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂに張力を付与されて嵌合されることにより上下方向に波打ち、上面７ａに一様に押し付けられない箇所があり得る。しかしながら、流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間に気密性が多少弱い箇所がある場合でもこれらの流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間における被測定流体の差圧は殆どなく、特に問題はない。
【００４８】
このようにして流量計１は、図示しない負圧源と吸着対象物としての例えばチップとの間を繋ぐホースとの間に介在されるマニホールド体７に組み付けられ、図示しないチップマウンタ装置におけるチップの吸着状態の適否を確認するのに用いられる。
【００４９】
図８は流量計本体２の下面２３ａに形成するシール部材が嵌合する溝の別の実施形態を示す。溝２７は、図３に示した溝２６と同様に外周溝２７ａと仕切溝２７ｂが連続して形成されており、外周溝２７ａは、溝２６の外周溝２６ａと同様の形状をなしている。また、仕切溝２７ｂは、その幅が外周溝２７ａと同じ幅とされており、かつ中央部が例えば流出口２３ｃ側から流入口２３ｂ側に向けて凸形に彎曲した彎曲部２７ｃが形成されている。この彎曲部２７ｃは、仕切溝２７ｂに嵌合されるシール部材の仕切部に張力を付与するための張力付与手段として作用する。
【００５０】
そして、この溝２７に図４に示すシール部材４が斜線で示すように嵌合される。シール部材４は、外周部４ａが外周溝２７ａに嵌合され、仕切部４ｂが仕切溝２７ｂに嵌合される。仕切溝２７ｂは、彎曲していることによりその長さがシール部材４の仕切部４ｂの長さ（自由長）よりも長くなる。この結果、仕切部４ｂに張力が付与され、この仕切部４ｂの一側の側面が仕切溝２７ｂの凸形をなす彎曲部２７ｃの凸側の側壁２７ｄに圧接することとなる。これにより、仕切部４ｂが仕切溝２７ｂ内に強固に保持される。従って、流量計１をマニホールド本体７に位置決めする際にシール部材４が脱落することが防止される。
【００５１】
外周部４ａは、外周溝２７ａに単に嵌合されていることで、下面２３ａからの高さが全周に亘り一様となり、上下方向に波打つことなく外周溝２７ａに嵌合されている。従って、前述と同様にマニホールド本体７との接続面のシール性が確保され、従来技術のように外周部のシール部材に突起が設けられているような不具合は生じない。
【００５２】
尚、上述したように仕切部４ｂが仕切溝２７ｂに張力を付与されて嵌合されることにより上下方向に波打ち、上面７ａに一様に押し付けられない箇所があり得る。しかしながら、流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間に気密性が多少弱い箇所がある場合でもこれらの流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間における被測定流体の差圧は殆どなく、特に問題はない。
【００５３】
図８は流量計本体２の下面２３ａに形成するシール部材が嵌合する溝の別の実施形態を示す。溝２８は、図２に示した溝２６と同様に外周溝２８ａと仕切溝２８ｂが連続して形成されており、外周溝２８ａは、溝２６の外周溝２６ａと同様の形状をなしている。また、仕切溝２８ｂは、その幅が外周溝２８ａと同じ幅とされており、かつ直線状に形成されている。
【００５４】
一方、この溝２８に嵌合するシール部材５は、図１０に示すように溝２８の状と同じ形状とされており、外周部５ａと仕切部５ｂが連続して形成されている。そして、外周部５ａは、外周溝２８ａに単に嵌合可能とされている。仕切部５ｂは、両側部に長手方向に沿って圧接部５ｃが一体に延在して形成されている。この圧接部５ｃは、図１１の断面図に示すように仕切部５ｂの両側部の中央に略半円形状をなして側方に膨出して形成されている。従って、仕切部５ｂは、これら両側部に形成された圧接部５ｃの高さ分だけ仕切溝２８ｂの幅よりも幅広に形成されている。
【００５５】
そして、溝２８にシール部材５が嵌合される。シール部材５の外周部５ａは、外周溝２８ａに単に嵌合される。一方、仕切部５ｂは、両側部に形成されている圧接部５ｃにより仕切溝２８ｂに圧入され、両側部の圧接部５ｃがこの仕切溝２８ｂの対向する側壁２８ｃ，２８ｄに圧接する。これにより、仕切部５ｂが仕切溝２８ｂ内に強固に保持される。従って、流量計１をマニホールド本体７に位置決めする際にシール部材５が脱落することが防止される。
【００５６】
外周部５ａは、外周溝２８ａに単に嵌合されていることで、流量計本体２の下面２３ａからの高さが全周に亘り一様となり、上下方向に波打つことなく外周溝２８ａに嵌合される。従って、前述と同様にマニホールド本体７との接続面のシール性が確保され、従来技術のように外周部のシール部材に突起が設けられているような不具合は生じない。
【００５７】
尚、仕切部５ｂが仕切溝２８ｂに圧入されることで上下方向に波打ち、上面７ａに一様に押し付けられない箇所がある、即ち流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間に気密性が多少弱い箇所がある場合でも上述したように流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間における被測定流体の差圧は殆どなく、特に問題はない。
【００５８】
また、シール部材５の仕切部５ｂの側部に形成する圧接部５ｃは、断面略半円形状に膨出させる形状に限るものではなく、他の形状、例えば側面の下部又は中央部近傍から斜め上方に向かって広がる舌片状に形成しても良い。また、圧接部５ｃは、仕切部５ｂの一側に形成するようにしても良い。
【００５９】
尚、本実施形態における流量計は、チップマウンタ装置におけるチップの吸着状態の確認のための流量計として使用した場合について説明したが、必ずしもこれに限るものではなく管路内を流れる流体（気体）の流量を測定するアプリケーションに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る流量計の一実施形態を示す組立斜視図である。
【図２】図１に示した流量計の下面図である。
【図３】図１に示した流量計本体に回路基板を収容した状態の矢線III―III方向に沿う断面図である。
【図４】図２に示した流量計の下面の溝に嵌合するシール部材の平面図である。
【図５】図４に示したシール部材の矢線Ｖ―Ｖに沿う断面図である。
【図６】図３に示した流量計の下面の溝に図４に示したシール部材を嵌合させた状態の説明図である。
【図７】図１に示した流量計をマニホールド体に取り付けた状態の断面図である。
【図８】図２に示した流量計の別の実施形態を示す下面図である。
【図９】図２に示した流量計の別の実施形態を示す下面図である。
【図１０】図９に示した流量計に適用するシール部材の別の実施形態を示す平面図である。
【図１１】図１０に示したシール部材の矢線XI―XIに沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 流量計
２ 流量計本体
３ 回路基板
３ａ 下面
３ｂ 上面
４ シール部材（パッキン）
４ａ 外周部
４ｂ 仕切部
５ シール部材
５ａ 外周部
５ｂ 仕切部
５ｃ 圧接部
７ マニホールド体（取付対象物）
７ａ 上面
８ 導入路
８ａ 開口部
９ 導出路
９ａ 開口部
１０ 固定部材
１１ ねじ
２１ 上部
２１ａ 基板収容部
２１ｂ 底面
２１ｃ 開口凹部
２１ｄ 周縁部
２１ｅ ボス
２１ｆ 切欠
２２ 中央部
２２ａ，２２ｂ 連通路
２３ 下部
２３ａ 下面
２３ｂ 流入口
２３ｃ 流出口
２４ 流路
２６ 溝
２６ａ 外周溝
２６ｂ 仕切溝
２６ｃ，２６ｄ 側壁
２６ｅ，２６ｆ 突起（張力付与手段）
２７ 溝
２７ａ 外周溝
２７ｂ 仕切溝
２７ｃ 彎曲部
２７ｄ 彎曲部側壁
２８ 溝
２８ａ 外周溝
２８ｂ 仕切溝
２８ｃ，２８ｄ 側壁
３１ 流量センサ
３２ 検出回路
３３ コネクタ
ＣＬ 中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気等の被測定流体の微少な流量測定に好適に利用可能な流量計に関し、特に流量計を取付対象物に接続する際に流量計本体からシール部材が脱落し難く、かつシール部材の全周に亘り一様な気密性を有する流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスや空気等の被測定流体の微少流量変化を検出する流量計（フローセンサ）として、被測定流体の導入路と導出路が両側部に対向して設けられ、これらの各一側端が接続面としての上面に並んで開口して形成された取付対象物の前記上面に取り付けられている。そして、導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が接続面としての底面に並んで形成され、かつ内部に流入口と流出口を屈曲して形成されて連通する流路の中央部に流量センサが設けられ、被測定流体の流量を計測するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
被測定流体が通流する取付対象物の流体通路に流量計を介挿するに当たり、流体通路内が大気圧に比べて負圧である場合は、流量計に形成された被測定流体出口と流体通路の接続面を介して流量計及び流体通路の周囲から大気が流体通路内へ流入しないようにするために、Ｏリングやパッキン等のシール部材で接続面を気密に封止している。上述した特許文献１に記載されている流量計においては、流量計の底面に流入口と流出口を囲むように形成された溝に当該溝と同形状のパッキンが嵌合され、流量計と取付対象物の接続面が気密に封止されている。
【０００４】
このような流量計を取付対象物に取り付ける際、取付対象物に流量計を載置して摺動させながら位置合わせを行うことがあり、特に小型の流量計を狭いスペースに多数並べて組み付けるような場合取付対象物に流量計を載置して摺動させながら位置合わせを行うことが多くなり、この際に取付面とシール部材との摩擦力によりシール部材が流量計のボディから脱落し易い。
【０００５】
Ｏリングをボディの溝に嵌合保持して脱落を防止する手段として、Ｏリングの外周に少なくとも一箇所以上の突起を設け、ボディの溝に圧入させてＯリングが溝から脱落することを防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】ＰＣＴ／ＷＯ２００５−１２１７１８号公報（５頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−３１４３６２号公報（２頁−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載されたようにＯリング等のシール部材の外周に少なくとも一箇所以上の突起が設けられると、このシール部材を流量計のボディの溝に圧入する際、突起が設けられた部位と突起が設けられていない部位とでは一様な力で圧入され難いため、結果的に、シール部材の全周に亘り流量計と流体通路との接続面に対して一様な高さとし難い、即ち接続面に接するシール部材の面形状は波打つようになっている。
【０００７】
この影響によりシール部材の全周に亘り一様な気密性を持っていないまま流量計が流体通路に接続されている場合も出てくる。例えば、被測定流体の圧力が負圧である場合、この被測定流体の圧力が変化し、流量計及び流体通路の周囲の圧力（大気圧）との圧力差が大きくなったときは、この圧力差に起因してシール部材の気密性が弱い箇所から大気が流体通路内に流入してしまう。また、被測定流体が正圧の場合には流体通路内の被測定流体が大気にリークしてしまう虞がある。例えば特許文献１に記載されたパッキンを、特許文献２に記載されたように、外周に少なくとも一箇所以上の突起を設けて溝に嵌め込んだ場合も同様にパッキンの全周に亘り一様な気密性を持っていないまま流量計が取付対象物の被測定流体通路に接続される場合も出てくる。
【０００８】
そして、流量計がこのような状態で取付対象物に接続されると、被測定流体の流体圧が大気圧よりも低い負圧の場合には流体通路に大気が流入して微少流量変化を検出することが困難となり、測定精度が大きく低下する。例えば、このような流量計をチップマウンタ装置のチップの吸着状態の確認装置として用いる場合にチップの基板への表面実装に支障をきたす虞がある。また、被測定流体の流体圧が大気に比べて高い場合には、圧力差が大きい程被測定流体が大気にリークし易くなり、これに伴い測定精度が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、流量計を取付対象物に接続する際に用いるシール部材が流量計に形成された溝から脱落し難く、かつシール部材外周の全周に亘り接続面における気密性を十分に保有することが可能な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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る流量計は、
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切溝には前記仕切部に張力を付与する張力付与手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
流量計の一面（取付面）に並んで開口して形成された流入口と流出口とを囲むように形成された外周溝と、この外周溝と連続し流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝にシール部材の外周部と仕切部を嵌め込み、仕切部に張力を付与して仕切溝の壁面に圧接させる。これにより、シール部材の仕切部が仕切溝に嵌合保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。また、シール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、流量計と取付対象物との接続面が極めて良好に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の流量計は、請求項１に記載の流量計において、
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を直線状に形成しかつ側壁に前記シール部材の仕切部を湾曲させて張力を付与する少なくとも１つの突起を形成することで前記仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴としている。
【００１３】
シール部材の仕切部を直線状に形成し、仕切溝を直線状に形成して側壁に少なくとも１つの突起を形成して、シール部材の仕切部を湾曲させて嵌め込む。これにより、仕切部の長さが彎曲された分だけ引き延ばされて長くなり、この引き延ばされた長さに応じた張力が付与されて仕切溝の突起の先端面に圧接される。これにより、シール部材の脱落が防止される。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の流量計は、請求項１に記載の流量計において、
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を湾曲させて形成して前記仕切部を湾曲させることで当該仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴としている。
【００１５】
シール部材の仕切部を直線状に形成し、仕切溝を彎曲させて形成してシール部材の仕切部を湾曲させて嵌め込む。これにより、仕切部の長さが自由長よりも彎曲された分だけ引き延ばされて長くなり、この引き延ばされた長さに応じた張力が付与されて仕切溝の湾曲部分の側壁に圧接される。これにより、シール部材の脱落が防止される。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の流量計は、
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記溝と略同形状をなし外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切部は少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部が形成され、当該圧接部が前記仕切溝の内面に圧接することを特徴としている。
【００１７】
流量計の一面（取付面）に並んで開口して形成された流入口と流出口とを囲むように形成された外周溝と、この外周溝と連続し流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝にシール部材の外周部と仕切部を嵌め込み、仕切部の少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部を形成して仕切溝に圧入嵌合する。これにより、シール部材の仕切部が仕切溝に保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。そして、外周溝に収容されたシール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、流量計と取付対象物との接続面が極めて良好に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、流量計の一面（取付面）に並んで開口して形成された流入口と流出口とを囲むように形成された外周溝と、この外周溝と連続し流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝にシール部材の外周部と仕切部を嵌め込み、仕切部に張力を付与して仕切溝の壁面に圧接させることにより、シール部材の仕切部が仕切溝に保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。そして、外周溝に収容されたシール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、取付対象物との接続面が極めて良好に気密に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【００１９】
また、本発明によると、仕切溝を直線状に形成して側壁にシール部材の仕切部を湾曲させる少なくとも１つの突起を形成して仕切部を自由長よりも引き延ばして張力を付与して突起に圧接させ、或いは仕切り溝を湾曲させて形成しシール部材の仕切り部を湾曲させて自由長よりも引き延ばして張力を付与して彎曲部分の側壁に圧接させることにより、簡単な構成でシール部材の脱落を有効に防止することができる。
【００２０】
また、本発明によると、シール部材の仕切部の少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部を形成して仕切溝に圧入嵌合することで、シール部材の仕切部が仕切溝に保持されて外れ難くなり、流量計を取付対象物に取り付ける際の作業性の向上が図られる。そして、外周溝に収容されたシール部材の外周部の接続面に対する高さが一様となり、高さにムラが無くなる。これにより、流量計と取付対象物との接続面が極めて良好に封止されて被測定流体に外部の流体が流入したり、被測定流体が外部にリークしたりすることがなくなり、流量計の測定精度の低下が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態にかかる流量計について図面に基づいて説明する。尚、本実施形態にかかる流量計は、例えば後述するように負圧源と吸着対象物（チップ）との間を繋ぐホースとの間に介在されるマニホールド体に組み付けてチップマウンタ装置におけるチップの吸着状態の適否を確認するのに用いられる。
【００２２】
図１に示すように流量計１は、流量計本体２、回路基板３、及び図４に示すシール部材４からなる。流量計本体２は、略直方体形状をなし、直方体形状の上部２１、直方体形状の中央部２２、及び直方体形状の下部２３からなり、中央部２２が上部２１及び下部２３よりも僅かに小さく括れた形状をなし、下部２３が上部２１よりも僅かに小さい形状をなしている。
【００２３】
上部２１の上面には後述する回路基板３を収容するための長方形状の基板収容部２１ａが形成されており、この基板収容部２１ａの底面２１ｂの中央に長手方向に沿って長い長方形状の開口凹部２１ｃが形成されている。この開口凹部２１ｃは、後述するように回路基板３の下面３ａにより気密に封止されて被測定流体の流路２４を形成する。開口凹部２１ｃの開口端の周縁部２１ｄは、全周に亘り底面２１ｂよりも僅かに高い平面をなして形成されている。また、周縁部２１ｄの長手方向の両側位置にボス（突起）２１ｅが周縁部２１ｄと同じ高さに形成されている。
【００２４】
開口凹部２１ｃの周縁部２１ｄには回路基板３の下面３ａの中央部が載置され、両側のボス２１ｅには回路基板３の下面３ａの周縁部２１ｄの長手方向両外側の部位が載置される。また、基板収容部２１ａの長手方向一側端の側面には回路基板３に実装されたコネクタ３３の接続ケーブルを引き出すための切欠２１ｆが形成されている。
【００２５】
下部２３の下面２３ａには図２に示すように短辺方向の中心線ＣＬに対して左右両側に被測定流体の流入口２３ｂと流出口２３ｃが並んで形成されている。これらの流入口２３ｂ、流出口２３ｃは、下方向から見て略正方形状をなす浅い凹部とされている。また、中央部２２には図３に示すように開口凹部２１ｃと流入口２３ｂ、流出口２３ｃとを連通する連通路２２ａ，２２ｂが形成されている。これらの連通路２２ａ，２２ｂは、各一端が開口凹部２１ｃの長手方向両端部に開口して連通され、各他端が流入口２３ｂ、流出口２３ｃの中心線ＣＬ側（互いに近接する側）の略１／３程度に開口して連通している。
【００２６】
連通路２２ａ，２２ｂは、開口凹部２１ｃに連通する上部と流入口２３ｂ、流出口２３ｃ側に連通する下部の軸線方向（縦方向）の軸心位置を長手方向側にずらして形成され、開口凹部２１ｃと流入口２３ｂ、流出口２３ｃの略中間位置（途中位置）において長手方向に沿って形成された流路により連通されている。即ち、連通路２２ａ，２２ｂは、略中間位置において直角に屈曲されて上下方向に略クランク状をなしている。
【００２７】
これらの連通路２２ａ、流路２４、連通路２２ｂにより流量計１の被測定流体の流路が形成される。そして、屈曲形状をなす連通路２２ａ，２２ｂは、被測定流体の流速分布を安定化させる作用を有している。即ち、流入口２３ｂから流入する被測定流体を、その壁面に衝突させながら流路２４に導き、この流路２４から再び屈曲形状をなす連通路２２ｂの壁面に衝突させながら流出口２３ｃから流出させることにより、流路２４内の被測定流体の流速分布を安定化させている。
【００２８】
下部２３の下面２３ａには図２に示すように後述するシール部材４を嵌合するための断面角形の溝２６が形成されている。この溝２６は、流入口２３ｂと流出口２３ｃを取り囲む外周溝２６ａと、流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間を仕切る仕切溝２６ｂが連続して形成されており、略８字状をなしている。外周溝２６ａは、四隅が円弧をなす長円形状をなしている。また、仕切溝２６ｂは、外周溝２６ａの長手方向に沿う両側部の中央を直線状に連結しており、その幅が外周溝２６ａの略２倍とされている。
【００２９】
そして、仕切溝２６ｂの対向する側壁２６ｃ，２６ｄにシール部材４に張力を付与するための張力付与手段としての突起２６ｅ，２６ｆが下面２３ａから仕切溝２６ｂの底面まで形成されている。突起２６ｅと突起２６ｆは交互に配置されており、突起２６ｅは仕切溝２６ｂの一側近傍に、突起２６ｆは仕切溝２６ｂの他側近傍に形成されている。そして、これらの突起２６ｅ，２６ｆは、下方から見て先端部の隅部が僅かに面取りされた略角形をなし先端面が中心線ＣＬの位置まで突出して形成されている。上述したように仕切溝２６ｂは、外周溝２６ａの幅の略２倍に設定されていることで、突起２６ｅ，２６ｆの各先端面と対向する側壁２６ｄ、２６ｃとの間の各幅が外周溝２６ａと略同じ幅とされている。この流量計本体２は、樹脂部材例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂部材で一体に成形されている。
【００３０】
回路基板３は、流量計本体２の基板収容部２１ａに収容可能な長方形状をなしており、図３に示すように下面３ａの中央位置、即ち開口凹部２１ｃの中央位置（流路２４の中央位置）と対応する位置に被測定流体の流量を検出する流量センサ３１が設けられている。また、上面３ｂに流量センサ３１を駆動する駆動回路、制御回路、流量センサ３１の出力に基づいて被測定流体の流量を算出する演算回路（マイクロプロセッサ）等からなる検出回路３２、及びこの検出回路３２の外部接続部品としてのコネクタ３３が実装されている。
【００３１】
流量センサ３１は、例えばシリコン基板の上面に窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜（薄膜）が形成され、この絶縁膜の流路２４の中央位置と対応する位置に流量検出部（センサ部）が形成され、更に流量検出部が窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜により被覆された構成とされている。
【００３２】
前記流量検出部が形成されている絶縁膜の部位はダイアフラムとされて流量検出部とシリコン基板とが熱的に遮断されている。前記流量検出部は熱式の検出部で、絶縁膜状に例えば白金薄膜でできた発熱素子としてのヒータと、このヒータの上流側及び下流側に等間隔で配置された例えば白金薄膜でできた抵抗素子としての測温素子とにより構成されている。
【００３３】
前記流量検出部のヒータに通電すると、このヒータは制御回路によりシリコン基板上に設けられた周囲温度センサで測定された被測定流体の温度よりもある一定温度高く加熱され、流路２４を流れる被測定流体を加熱する。被測定流体が流れないときは、ヒータの上流側／下流側に均一の温度分布が形成されており、上流側の測温素子と下流側の測温素子は、略等しい温度に対応する抵抗値を示す。
【００３４】
一方、被測定流体の流れがあるときには、ヒータの上流側／下流側の均一な温度分布が崩れ、上流側の温度が低くなり、下流側の温度が高くなる。そして、上流側の測温素子と下流側の測温素子により構成される例えばホイーストンブリッジ回路により測温素子の抵抗値差つまり温度差を検出して流路２４内を流れる被測定流体の流量を測定する。
【００３５】
この回路基板３は、図２に示すように基板収容部２１ａに収容されて開口凹部２１ｃの周縁部２１ｄ及びボス２１ｅに載置される。そして、回路基板３は、下面３ａが開口凹部２１ｃの周縁部２１ｄに接着されて固定される。回路基板３は、開口凹部２１ｃを全周に亘り覆うように密着されてこの開口凹部２１ｃを気密に封止して前述した流路２４を形成する。そして、流量センサ３１が流路２４の中央位置に配置され、その検出面が流路２４内を流れる被測定流体の流れる方向と平行になっている。また、コネクタ３３は、基板収容部２１ａの側面の切欠２１ｆと対向して配置される。
【００３６】
図４に示すようにシール部材（パッキン）４は、流量計本体２の下面２３ａに形成されている溝２６と同じ形状に形成されており、外周溝２６ａに嵌合する外周部４ａと仕切溝２６ｂに嵌合する仕切部４ｂが連続して一体に形成されている。外周部４ａの幅は、外周溝２６ａに嵌合する幅とされ、その高さは外周溝２６ａの深さよりも僅かに高く、断面形状が図５に示すように上下方向に長い長円形状をなしている。仕切部４ｂは、その幅、高さ及び断面形状が外周部４ａと同一に形成されており、仕切溝２６ｂと同じ長さにかつ直線状に形成されている。このシール部材４は、弾性を有するゴム部材例えばクロロプレンゴムにより形成されている。
【００３７】
このシール部材４は、図６に斜線で示すように外周部４ａが流量計本体２の下面２３ａに形成されている溝２６の外周溝２６ａに嵌合され、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂに嵌合される。そして、仕切部４ｂを仕切溝２６ｂに嵌合するときに、突起２６ｅと対向する側壁２６ｄとの間及び突起２６ｆと対向する側壁２６ｃとの間を図示のように交互に屈曲させて嵌合させる。仕切部４ｂの長さ（自由長）は仕切溝２６ｂと同じ長さとされており、従って、屈曲された分だけ引き延ばされることになる。この結果、仕切部４ｂに張力が付与され、一側の側面が突起２６ｅの先端面に、他側の側面が突起２６ｆの先端面に圧接される。これにより、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂ内に強固に保持される。
【００３８】
一方、外周部４ａは、外周溝２６ａに単に嵌合されていることで、その下面、内周面及び外周面が外周溝２６ａの底面、内周面及び外周面に当接しているだけであり、何れの方向からも圧力を受けることが無い。この結果、下面３ａから外周部４ａの上面までの高さが全周に亘り一様となる。即ち、外周部４ａは、上下方向に波打つことなく外周溝２６ａに嵌合されている。このようにして、流量計１が構成されている。
【００３９】
この流量計１は、図７に示すように取付対象物としての例えばマニホールド体７に取り付けられる。マニホールド体７は、直方体形状をなし、長手方向の両端部中央に長手方向に沿って被測定流体の導入路８、導出路９が対向して形成されている。これらの導入路８、導出路９の先端は、僅かに縮径された後上方に直角に屈曲されて流量計１の取付面としての上面７ａに並んで開口されている。
【００４０】
導入路８の開口部８ａと導出路９の開口部９ａは、流量計１の下面３ａに形成されている流入口２３ｂ、流出口２３ｃの長手方向の外側（図３の中心線ＣＬから遠い側）の略２／３程度の底面と対向している。マニホールド体７にはこのような屈曲形状をなす導入路８、導出路９が所定の間隔で複数並設されている。そして、導入路８は、例えば図示しない負圧源に接続され、導出路９は図示しない吸着対象物との間を繋ぐホースに接続される。このマニホールド体７は、例えばアルミニウム等の金属部材により形成されている。
【００４１】
そして、屈曲形状をなす導入路８、導出路９は、被測定流体の流速分布を更に安定化させる作用を有している。
【００４２】
このように取付対象物としてのマニホールド体７の両端部に対向して設けられた被測定流体の導入口８と導出口９との間に多数の屈曲する流路を形成して流量計１の小型化を図りつつ流速分布の安定化を図るようにしている。
【００４３】
この流量計１は、マニホールド体７の上面７ａの所定の取付位置に載置され、導入路８の開口部８ａと流入口２３ｂ、導出路９の開口部９ａと流出口２３ｃが正確に合致するように微調整されて位置決めされる。この流量計１の位置決めの微調整は、マニホールド体７の上面７ａを摺動されて行われ、このとき下面２３ａから僅かに突出しているシール部材４が上面７ａから摺動抵抗を受け、シール部材４が溝２６から引き出される力を受ける。
【００４４】
しかしながら、シール部材４は、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂ内に形成されている突起２６ｅ，２６ｆにより強固に保持されていることにより溝２６から引き出されることが防止される。即ち、シール部材４が溝２６から脱落することが防止される。これにより、流量計１は、シール部材４が脱落することなく位置決めされて流入路８の開口部８ａと流入口２３ｂ、流出路９の開口部９ａと流出口２３ｃとが正確に合致される。
【００４５】
このようにして、マニホールド体７に並設された複数の導入路８、導出路９の開口部８ａ，９ａに順次流量計１が取り付けられる。そして、全ての流量計が取り付けられた後固定部材１０によりマニホールド体７に固定される。固定部材１０は、断面略逆Ｌ字形状をなし、流量計本体２の下部２３の長手方向両端部と中央部２２との段差をなす上面をマニホールド体７の上面７ａに均一に押し付けてその両端部がねじ１１によりマニホールド体７の上面７ａに固定される。これにより、各流量計１のシール部材４がマニホールド体７の上面７ａに均一に密着されて接続面が気密に封止される。
【００４６】
シール部材４の外周部４ａは、流量計本体２の下面２３ａからの突出高さが全周に亘り一様である、即ち高さにムラがないために被測定流体のリークが極めて良好に防止される。特に被測定流体が負圧でその圧力が変化して流量計１及びマニホールド体７の周囲の圧力（大気圧）との圧力差が大きくなった場合でもシール部材４の外周部４ａにおけるシール性が確保されていることで、圧力差に起因して大気が流量計１内に流入することが防止される。これにより、被測定流体の流量の検出精度が向上し、被測定流体の微少な圧力変化も精度良く検出することが可能となる。上述と反対に被測定流体が正圧で大気圧との圧力差が大きくなった場合においても同様である。
【００４７】
尚、仕切部４ｂが仕切溝２６ｂに張力を付与されて嵌合されることにより上下方向に波打ち、上面７ａに一様に押し付けられない箇所があり得る。しかしながら、流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間に気密性が多少弱い箇所がある場合でもこれらの流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間における被測定流体の差圧は殆どなく、特に問題はない。
【００４８】
このようにして流量計１は、図示しない負圧源と吸着対象物としての例えばチップとの間を繋ぐホースとの間に介在されるマニホールド体７に組み付けられ、図示しないチップマウンタ装置におけるチップの吸着状態の適否を確認するのに用いられる。
【００４９】
図８は流量計本体２の下面２３ａに形成するシール部材が嵌合する溝の別の実施形態を示す。溝２７は、図３に示した溝２６と同様に外周溝２７ａと仕切溝２７ｂが連続して形成されており、外周溝２７ａは、溝２６の外周溝２６ａと同様の形状をなしている。また、仕切溝２７ｂは、その幅が外周溝２７ａと同じ幅とされており、かつ中央部が例えば流出口２３ｃ側から流入口２３ｂ側に向けて凸形に彎曲した彎曲部２７ｃが形成されている。この彎曲部２７ｃは、仕切溝２７ｂに嵌合されるシール部材の仕切部に張力を付与するための張力付与手段として作用する。
【００５０】
そして、この溝２７に図４に示すシール部材４が斜線で示すように嵌合される。シール部材４は、外周部４ａが外周溝２７ａに嵌合され、仕切部４ｂが仕切溝２７ｂに嵌合される。仕切溝２７ｂは、彎曲していることによりその長さがシール部材４の仕切部４ｂの長さ（自由長）よりも長くなる。この結果、仕切部４ｂに張力が付与され、この仕切部４ｂの一側の側面が仕切溝２７ｂの凸形をなす彎曲部２７ｃの凸側の側壁２７ｄに圧接することとなる。これにより、仕切部４ｂが仕切溝２７ｂ内に強固に保持される。従って、流量計１をマニホールド本体７に位置決めする際にシール部材４が脱落することが防止される。
【００５１】
外周部４ａは、外周溝２７ａに単に嵌合されていることで、下面２３ａからの高さが全周に亘り一様となり、上下方向に波打つことなく外周溝２７ａに嵌合されている。従って、前述と同様にマニホールド本体７との接続面のシール性が確保され、従来技術のように外周部のシール部材に突起が設けられているような不具合は生じない。
【００５２】
尚、上述したように仕切部４ｂが仕切溝２７ｂに張力を付与されて嵌合されることにより上下方向に波打ち、上面７ａに一様に押し付けられない箇所があり得る。しかしながら、流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間に気密性が多少弱い箇所がある場合でもこれらの流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間における被測定流体の差圧は殆どなく、特に問題はない。
【００５３】
図８は流量計本体２の下面２３ａに形成するシール部材が嵌合する溝の別の実施形態を示す。溝２８は、図２に示した溝２６と同様に外周溝２８ａと仕切溝２８ｂが連続して形成されており、外周溝２８ａは、溝２６の外周溝２６ａと同様の形状をなしている。また、仕切溝２８ｂは、その幅が外周溝２８ａと同じ幅とされており、かつ直線状に形成されている。
【００５４】
一方、この溝２８に嵌合するシール部材５は、図１０に示すように溝２８の状と同じ形状とされており、外周部５ａと仕切部５ｂが連続して形成されている。そして、外周部５ａは、外周溝２８ａに単に嵌合可能とされている。仕切部５ｂは、両側部に長手方向に沿って圧接部５ｃが一体に延在して形成されている。この圧接部５ｃは、図１１の断面図に示すように仕切部５ｂの両側部の中央に略半円形状をなして側方に膨出して形成されている。従って、仕切部５ｂは、これら両側部に形成された圧接部５ｃの高さ分だけ仕切溝２８ｂの幅よりも幅広に形成されている。
【００５５】
そして、溝２８にシール部材５が嵌合される。シール部材５の外周部５ａは、外周溝２８ａに単に嵌合される。一方、仕切部５ｂは、両側部に形成されている圧接部５ｃにより仕切溝２８ｂに圧入され、両側部の圧接部５ｃがこの仕切溝２８ｂの対向する側壁２８ｃ，２８ｄに圧接する。これにより、仕切部５ｂが仕切溝２８ｂ内に強固に保持される。従って、流量計１をマニホールド本体７に位置決めする際にシール部材５が脱落することが防止される。
【００５６】
外周部５ａは、外周溝２８ａに単に嵌合されていることで、流量計本体２の下面２３ａからの高さが全周に亘り一様となり、上下方向に波打つことなく外周溝２８ａに嵌合される。従って、前述と同様にマニホールド本体７との接続面のシール性が確保され、従来技術のように外周部のシール部材に突起が設けられているような不具合は生じない。
【００５７】
尚、仕切部５ｂが仕切溝２８ｂに圧入されることで上下方向に波打ち、上面７ａに一様に押し付けられない箇所がある、即ち流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間に気密性が多少弱い箇所がある場合でも上述したように流入口２３ｂと流出口２３ｃとの間における被測定流体の差圧は殆どなく、特に問題はない。
【００５８】
また、シール部材５の仕切部５ｂの側部に形成する圧接部５ｃは、断面略半円形状に膨出させる形状に限るものではなく、他の形状、例えば側面の下部又は中央部近傍から斜め上方に向かって広がる舌片状に形成しても良い。また、圧接部５ｃは、仕切部５ｂの一側に形成するようにしても良い。
【００５９】
尚、本実施形態における流量計は、チップマウンタ装置におけるチップの吸着状態の確認のための流量計として使用した場合について説明したが、必ずしもこれに限るものではなく管路内を流れる流体（気体）の流量を測定するアプリケーションに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る流量計の一実施形態を示す組立斜視図である。
【図２】図１に示した流量計の下面図である。
【図３】図１に示した流量計本体に回路基板を収容した状態の矢線III―III方向に沿う断面図である。
【図４】図２に示した流量計の下面の溝に嵌合するシール部材の平面図である。
【図５】図４に示したシール部材の矢線Ｖ―Ｖに沿う断面図である。
【図６】図３に示した流量計の下面の溝に図４に示したシール部材を嵌合させた状態の説明図である。
【図７】図１に示した流量計をマニホールド体に取り付けた状態の断面図である。
【図８】図２に示した流量計の別の実施形態を示す下面図である。
【図９】図２に示した流量計の別の実施形態を示す下面図である。
【図１０】図９に示した流量計に適用するシール部材の別の実施形態を示す平面図である。
【図１１】図１０に示したシール部材の矢線XI―XIに沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 流量計
２ 流量計本体
３ 回路基板
３ａ 下面
３ｂ 上面
４ シール部材（パッキン）
４ａ 外周部
４ｂ 仕切部
５ シール部材
５ａ 外周部
５ｂ 仕切部
５ｃ 圧接部
７ マニホールド体（取付対象物）
７ａ 上面
８ 導入路
８ａ 開口部
９ 導出路
９ａ 開口部
１０ 固定部材
１１ ねじ
２１ 上部
２１ａ 基板収容部
２１ｂ 底面
２１ｃ 開口凹部
２１ｄ 周縁部
２１ｅ ボス
２１ｆ 切欠
２２ 中央部
２２ａ，２２ｂ 連通路
２３ 下部
２３ａ 下面
２３ｂ 流入口
２３ｃ 流出口
２４ 流路
２６ 溝
２６ａ 外周溝
２６ｂ 仕切溝
２６ｃ，２６ｄ 側壁
２６ｅ，２６ｆ 突起（張力付与手段）
２７ 溝
２７ａ 外周溝
２７ｂ 仕切溝
２７ｃ 彎曲部
２７ｄ 彎曲部側壁
２８ 溝
２８ａ 外周溝
２８ｂ 仕切溝
２８ｃ，２８ｄ 側壁
３１ 流量センサ
３２ 検出回路
３３ コネクタ
ＣＬ 中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切溝には前記仕切部に張力を付与する張力付与手段が設けられていることを特徴とする流量計。
【請求項２】
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を直線状に形成しかつ側壁に前記シール部材の仕切部を湾曲させて張力を付与する少なくとも１つの突起を形成することで前記仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を湾曲させて形成して前記仕切部を湾曲させることで当該仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の流量計。
【請求項４】
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記溝と略同形状をなし外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切部は少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部が形成され、当該圧接部が前記仕切溝の内面に圧接することを特徴とする流量計。
【請求項１】
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切溝には前記仕切部に張力を付与する張力付与手段が設けられていることを特徴とする流量計。
【請求項２】
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を直線状に形成しかつ側壁に前記シール部材の仕切部を湾曲させて張力を付与する少なくとも１つの突起を形成することで前記仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
前記張力付与手段は、前記仕切部を直線状に形成し、前記仕切溝を湾曲させて形成して前記仕切部を湾曲させることで当該仕切部に張力を付与するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の流量計。
【請求項４】
流体の導入路と導出路の各一側端が一面に並んで開口して形成された取付対象物の前記一面に取り付けられて前記導入路と導出路の開口端に連通する流入口と流出口が一面に並んで形成され、かつこれらの流入口と流出口を連通する流路に設けられた流量センサにより前記取付対象物を介して流れる流体の流量を計測する流量計であって、
前記流量計の一面には前記流入口及び流出口を取り囲むように形成された外周溝と前記流入口と流出口との間を仕切るように形成された仕切溝からなる溝が連続して形成され、
前記溝には前記溝と略同形状をなし外周溝に嵌合する外周部と仕切溝に嵌合する仕切部が弾性部材で一体に形成されたシール部材が嵌合され、
前記仕切部は少なくとも一側面に長手方向に沿って延在する圧接部が形成され、当該圧接部が前記仕切溝の内面に圧接することを特徴とする流量計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２６７８２１（Ｐ２００８−２６７８２１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０７１６８（Ｐ２００７−１０７１６８）
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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