(57)【要約】【課題】流路に臨むように配置され、該流路を流れる被測定流体の流量を検出するためのセンサの破損を回避することができ、さらに、小型化が可能となるフローセンサを提供する。【解決手段】フローセンサ１０は、被測定流体の流量を測定する流量計である。該フローセンサ１０は、被測定流体が流れる流路１２と、前記流路１２を画成する天壁２６から流路１２に臨むように配置されたセンサ１６と、前記センサ１６が配置された部分の天壁２６と対向する絞り面２４ａと、前記絞り面２４ａの上流側に設けられ、前記流路１２の入口側に向かって流路が広くなるように設けられた傾斜面２４ｂとを有する。そして、前記傾斜面２４ｂはその延長線が前記センサ１６の検出部１６ａよりも上流側に偏位した位置を通過する角度に形成されている。【選択図】図３
2008014789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定流体が流れる流路を形成した本体と、
前記流路を画成する天壁から該流路に臨むように配置されたセンサと、
前記センサと対向する絞り面と、
前記絞り面の上流側に連続して形成され、前記天壁との間で形成される流路が上流側に向かって広くなるように設けられた第１傾斜面と、
を有し、
前記第１傾斜面はその延長線が前記センサの検出面に設けられた検出部よりも上流側に偏位した位置を通過する角度に形成されていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のフローセンサにおいて、
さらに、前記絞り面の下流側に連続して形成され、前記天壁との間で形成される流路が下流側に向かって広くなるように設けられた第２傾斜面を有し、
前記第２傾斜面はその延長線が前記センサの検出面に設けられた検出部よりも下流側に偏位した位置を通過する角度に形成されていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のフローセンサにおいて、
前記第１傾斜面の上流側に連続する底壁と該第１傾斜面とがなす角度、及び（又は）、前記第２傾斜面の下流側に連続する底壁と該第２傾斜面とがなす角度は、１５０°以下であることを特徴とするフローセンサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフローセンサにおいて、
前記被測定流体の流れ方向での前記絞り面の長さは、該流れ方向での前記センサの長さよりも大きいことを特徴とするフローセンサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフローセンサにおいて、
前記流路の入口側及び（又は）出口側には網体が設けられていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項６】
請求項５記載のフローセンサにおいて、
前記網体は、該網体に対して前記被測定流体を流通させる固定ネジにより取り付けられていることを特徴とするフローセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を測定するフローセンサに関し、詳しくは、該フローセンサの流路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば空気や窒素等の流体の流量を測定するために、流体が流れる流路と、該流路に臨むように設置されたセンサとを有するフローセンサ（流量計）が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、上部が開放した溝部を蓋体により封止することで形成された流路と、該流路に臨むように設置されたセンサと、前記流路の入口部（上流側）及び出口部（下流側）にそれぞれ２枚ずつ設けられたメッシュ（網体）とを有するフローセンサが記載されている。該フローセンサでは、前記メッシュにより流路を流れる流体を整流することにより測定精度を向上させている。
【０００４】
ところが、このような構成のフローセンサでは、前記センサによる流量の測定精度を保持するため、前記メッシュを複数枚設置する必要があり、また、メッシュの直後では流体の流れが乱れるためメッシュとセンサとの間の距離を所定長確保する必要がある。従って、流路の長さが長くなる傾向にあり、結果としてフローセンサ全体の構造が大きくなってしまう。さらに、前記メッシュに塵やゴミ等が付着した場合でも、容易にメッシュを交換することができず、また、メッシュを交換した場合には測定精度が変動するため再調整が必要であった。
【０００５】
一方、特許文献２には、前記のようなメッシュを用いずに、小型化を目的としたフローセンサが記載されている。該フローセンサでは、センサの位置する流路部分をその上流の流路部分に対して略直角に構成し、さらに、センサの位位置する流路部分を画成する壁の少なくとも一部に流路内に突出する弧状面を形成することで、メッシュを設けることなく流体の整流を図っている。
【０００６】
このような構成のフローセンサでは、前記のように略直角に構成した流路の壁面で塵やゴミ等の異物を除去する構造となっているが、流体の流速が大きい場合等では異物を除去することが難しい。さらに、前記のようにセンサの位置する流路部分に弧状面を形成していると、突発的に大流量の流体が流れ込んできた場合等に、前記弧状面で跳ね上げられた流体がセンサに衝撃的に当たることになり、使用条件等によってはセンサが破損してしまう懸念がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３１５７８８号公報
【特許文献２】特開２００４−３８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、流路に臨むように配置され、該流路を流れる被測定流体の流量を検出するセンサの破損を回避することができ、さらに、小型化が可能となるフローセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のフローセンサは、被測定流体が流れる流路を形成した本体と、前記流路を画成する天壁から該流路に臨むように配置されたセンサと、前記センサと対向する絞り面と、前記絞り面の上流側に連続して形成され、前記天壁との間で形成される流路が上流側に向かって広くなるように設けられた第１傾斜面と、を有し、前記第１傾斜面はその延長線が前記センサの検出面に設けられた検出部よりも上流側に偏位した位置を通過する角度に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、前記天壁と絞り面との間の流路部分がその上流側の流路部分よりも絞られ、流路内を流れる被測定流体を整流することができるため、センサの測定精度が向上する。さらに、流路内に流入した被測定流体は、前記第１傾斜面に沿って流れた後、センサの検出部から偏位した位置で上流側の天壁に当たり、その後、絞り面に沿って出口側へと通過する。これにより、突発的に大流量の被測定流体が流れ込んできた場合等でも、センサの検出部に直接的に該被測定流体が衝突することが防止されるため、センサの破損を回避することが可能となる。
【００１１】
さらに、前記絞り面の下流側に連続して形成され、前記天壁との間で形成される流路が下流側に向かって広くなるように設けられた第２傾斜面を有し、前記第２傾斜面はその延長線が前記センサの検出面に設けられた検出部よりも下流側に偏位した位置を通過する角度に形成されていると、フローセンサの流れ方向を容易に反転させることができるようになる。このため、本発明に係るフローセンサの設置自由度が大幅に向上する。
【００１２】
また、前記第１傾斜面の上流側に連続する底壁と該第１傾斜面とがなす角度、及び（又は）、前記第２傾斜面の下流側に連続する底壁と該第２傾斜面とがなす角度が、１５０°以下であると、これら第１傾斜面や第２傾斜面の延長線がより確実にセンサの検出部よりも外側に偏位した位置を通過するように設定できる。従って、被測定流体が第１傾斜面や第２傾斜面に沿って流れた後、センサの検出部に直接衝突することを有効に防止することができるようになり、センサの破損等を回避することができる。
【００１３】
しかも、前記被測定流体の流れ方向での前記絞り面の長さが、該流れ方向での前記センサの長さよりも大きいと、該絞り面部分にて確実に整流した状態の被測定流体をセンサの検出面に沿って流通させることができるため、測定精度を向上させることができる。
【００１４】
さらに、前記流路の入口側及び（又は）出口側に網体が設けられていると、被測定流体が該網体により整流され、さらに、被測定流体中のゴミや塵等を除去することができるようになる。
【００１５】
さらにまた、前記網体が、該網体に対して前記被測定流体を流通させる固定ネジにより取り付けられていると、該固定ネジを着脱することで、容易に網体の交換を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被測定流体が流れる流路中に絞り面及び第１傾斜面を設けたことにより、天壁と絞り面との間の流路部分がその上流側の流路部分よりも絞られことになる。このため、流路内を流れる被測定流体を整流することができ、センサの測定精度が向上する。さらに、流路内に流入した被測定流体は、前記第１傾斜面に沿って流れた後、センサの検出部よりも偏位した位置で上流側の天壁に当たり、その後、前記絞り面に沿って出口側へと通過する。これにより、突発的に大流量の被測定流体が流れ込んできた場合等でも、該被測定流体がセンサの検出部を回避するため、センサの検出部に被測定流体が衝撃的に当たることが防止され、センサの破損を回避することが可能となる。
【００１７】
また、前記絞り面及び第１傾斜面による整流作用により、流路の入口部等に設置する網体の枚数を最小限とすることができるため、構造が簡素化され、フローセンサを一層小型化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の係るフローセンサについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るフローセンサ１０の外観を示す斜視図である。図２は、図１に示すフローセンサ１０の各構成部品を分解した状態を示す分解斜視図である。図３は、図１、図２に示すフローセンサ１０の流体の流れ方向に沿う縦断面図である。
【００２０】
フローセンサ１０は、例えば空気や窒素等からなる被測定流体の流量（質量流量）を測定するための流量計である。なお、以下では、被測定流体として空気の流量を測定する場合を例示して本発明を説明する。
【００２１】
このようなフローセンサ１０は、空気が流れる流路（測定室）１２が内部に形成された本体１４と、前記流路１２に臨むように配置されることで該流路１２内を流れる空気の流量を測定するセンサ１６とを有する。センサ１６は、センサ基板１８の下面（裏面）に一体に取り付けられており、空気の流量を測定するための検出部１６ａを有する検出面１６ｂが流路１２に臨んでいる（図３及び図６参照）。このようなセンサ１６は、例えば１辺（図３の長さＬ１）が約１．４ｍｍの略正方形形状からなるＭＥＭＳ熱式フローセンサチップである。
【００２２】
図３及び図４に示すように、流路１２は、本体１４の長手方向両端部の中央よりやや下方に設けられている入口部２０及び出口部２２の間に形成されている。該流路１２は、空気の流れ方向と垂直な方向の断面（図５参照）が円形形状であって、空気の流れ方向の断面（図３参照）における略中央部には台形形状の突起部２４が形成されている。また、流路１２の上方の天壁（天井壁）２６の略中央部には前記センサ１６を流路１２に臨ませるためのセンサ孔２６ａが設けられている。一方、流路１２の下方で天壁２６と対向する底壁２８の略中央部には前記突起部２４が設けられている。
【００２３】
突起部２４は、前記センサ１６と対向するように設けられ、台形の上面に相当する平面である絞り面２４ａと、該絞り面２４ａの上流側（入口部２０側）及び下流側（出口部２２側）に連続して設けられ、外側（上流側、下流側）に向かって流路１２が広くなるように形成された傾斜面（第１傾斜面）２４ｂ及び傾斜面（第２傾斜面）２４ｃとから構成されている。前記傾斜面２４ｂの上流側に連続する底壁２８は入口部２０に連通し、前記傾斜面２４ｃの下流側に連続する底壁２８は出口部２２に連通している。
【００２４】
前記絞り面２４ａの空気の流れ方向の長さＬ２は、例えば約５ｍｍであり、その略中央部が前記センサ１６の中央部と略同位置とされている。なお、この場合、絞り面２４ａの上流側端部はセンサ１６の上流側端部よりも上流側に位置している必要がある。また、絞り面２４ａ部分での整流作用を十分に得るため、該絞り面２４ａの長さＬ２は、センサ１６の長さＬ１よりも大きく設定される必要がある。ところが、長さＬ２から長さＬ１を引いた値が大きすぎると測定精度を低下させ、逆に小さすぎてもセンサ１６の破損や測定精度の低下を生じてしまうことになる。従って、センサ１６の長さＬ１と、絞り面２４ａの長さＬ２との関係は、長さＬ２が長さＬ１の２〜５倍程度が好ましく、特に３〜４倍程度がより好ましい。
【００２５】
また、前記傾斜面２４ｂ、２４ｃからそれぞれ外側に向かって連続する部分での底壁２８と天壁２６との間の高さｈ１（流路１２の直径）は、例えば約２．６ｍｍである。一方、絞り面２４ａと天壁２６との間の高さｈ２は、例えば約１ｍｍである。なお、前記高さｈ２は、大きすぎると突起部２４での整流作用が低下し、逆に小さすぎると圧損の増加や整流作用の低下が生じることになる。従って、高さｈ１と高さｈ２との関係において、高さｈ１が高さｈ２の１．５〜４倍程度となるように設定されることが好ましい。
【００２６】
さらに、底壁２８と各傾斜面２４ｂ、２４ｃとがなす角度θ（図３参照）は、例えば１５０°以下と設定されている。このような角度θとすることで、突起部２４では、各傾斜面２４ｂ、２４ｃの延長線がセンサ１６の前記検出部１６ａから偏位した外側（入口部２０側、出口部２２側）を通過するように構成されている。つまり、各傾斜面２４ｂ、２４ｃは、それらの延長線がセンサ１６の検出部１６ａよりも外側に偏位した位置で天壁２６と交差するような角度に設定されている。これにより、入口部２０から流入した空気は、傾斜面２４ｂに沿って流れた（上昇した）後、センサ１６の検出部１６ａよりも上流側で天壁２６に当たり、その後、絞り面２４ａに沿って出口部２２方向へと流れることになるが、詳細は後述する。
【００２７】
このような流路１２が形成された本体１４は、前記入口部２０が形成された前壁３０と、前記出口部２２が形成された後壁３２と、前壁３０及び後壁３２の間に設けられた一対の側壁３４、３４と、これらの底部に設けられた外底壁３６とから構成される箱体である。本体１４の上部には、前壁３０、後壁３２及び側壁３４、３４の各内側面と、流路１２の天壁２６の上面とにより溝部３８が形成されている（図２参照）。また、本体１４の下部には、幅方向に貫通する２つの孔部１４ａ、１４ｂが設けられている。該孔部１４ａ、１４ｂは、フローセンサ１０を固定する際に用いられる取り付け用孔部である。なお、本体１４は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の高分子材料により成形されている。
【００２８】
さらに、前記入口部２０及び出口部２２の内周面にはそれぞれ２つの溝部２０ａ及び２０ｂ、２２ａ及び２２ｂが周設されている（図３参照）。そして、入口部２０及び出口部２２には、溝部２０ａ及び２０ｂ、２２ａ及び２２ｂに嵌挿される形状の突起４０ｃ及び４０ｄ、４２ｃ及び４２ｄが周設されたインサートナット４０、４２が配設されている。このようなインサートナット４０、４２の内周面にはネジ部４０ａ、４２ａが形成されており、該ネジ部４０ａ、４２ａに、図示しない継手部材等を取り付けることで、フローセンサ１０を所定の配管等に接続することができる。
【００２９】
また、流路１２の上流側端部及び下流側端部には、流路１２の内径（ｈ１）よりも大径の凹部４１、４３が設けられている。該凹部４１、４３には、入口部２０及び出口部２２の外側からインサートナット４０、４２内を通してメッシュ（網体）４４、４５が配設される。該メッシュ４４、４５は前記ネジ部４０ａ、４２ａに螺合する固定ネジ４６、４８により固定されている。なお、例えば入口部２０側のみにメッシュ４４を設置し、出口部２２側のメッシュ４５を設置しないようにすることもできる。
【００３０】
メッシュ４４、４５は、流路１２の内径（ｈ１）よりも大径の円形形状であり、例えば、ステンレス製等からなる金属製の金網である。このようなメッシュ４４、４５は、フローセンサ１０を流れる空気を整流する整流作用と、該空気中のゴミや塵等を除去する除塵作用とを兼ねている。
【００３１】
固定ネジ４６、４８は、空気をメッシュ４４、４５へと流通させるため、前記流路１２と略同径からなる孔部４６ａ、４８ａを有し、前記の通り、ネジ部４０ａ、４２ａに螺合することでメッシュ４４、４５を固定する機能を果たす。なお、図２及び図３等において、固定ネジ４６、４８の外側に位置する切欠部４６ｂ、４８ｂは、図示しない工具が係合する係合溝である。
【００３２】
前記の通り、センサ基板１８の下面（天壁２６側）にはセンサ１６が設けられている。このようなセンサ基板１８が前記溝部３８内で天壁２６の上面に載置されると、センサ１６がセンサ孔２６ａから流路１２に臨むと共に、該センサ基板１８によりセンサ孔２６ａが封止される。ここで、センサ１６の高さ（厚さ）は前記天壁２６の厚さと略同様であり、このため、センサ１６の検出面１６ｂは天壁２６の下面（流路１２側面）と略同位置となるように配置される。また、天壁２６の上面において、センサ孔２６ａの周囲には、ドーナツ状の凹部２６ｂが形成されている。該凹部２６ｂは、その外周部にセンサ孔２６ａからの空気のリークを防止するための図示しない液状シール材を塗布し、センサ基板１８を天壁２６上面に密着させて配置した際に、前記液状シール材がセンサ孔２６ａから流路１２内へと流れ出すことや、センサ１６に付着してしまうことを防止するための流出防止部（ダム）として機能する。なお、このような液状シール材は温度を上昇させることで硬化する。また、前記液状シール材に代えて、弾性材料等からなるガスケット（シール材）を用いて、センサ孔２６ａからの空気のリークを防止するように構成することもできる。
【００３３】
図６は、センサ１６近傍の拡大断面図である。センサ１６において、流路１２に臨む検出面１６ｂには、上流側から順に、前記検出部１６ａを構成する上流側測温体５０と、発熱体（ヒータ）５２と、下流側測温体５４と、周囲用測温体５６とが設けられ、これらはセンサ１６内部等にてブリッジ回路により互いに接続されている。発熱体５２と、上流側測温体５０及び下流側測温体５４との間は同間隔に設定される。一方、周囲用測温体５６は発熱体５２からの熱の影響が及ばないように下流側測温体５４からやや離れた位置に設けられ、周囲用測温体５６と下流側測温体５４との間隔は、発熱体５２と上流側測温体５０等との間隔よりも十分に大きなものに設定される。このように構成されるセンサ１６は、上流側測温体５０及び下流側測温体５４により測定される発熱体５２の前後の温度差と、周囲用測温体５６により測定される流入又は流出する空気温度（周囲温度）との関係から流速及び流量を算定するＭＥＭＳ熱式フローセンサチップである。
【００３４】
一方、センサ基板１８の上面（センサ１６の反対側）には、コネクタ５８と、各種機能を有する図示しない素子とが設けられている。
【００３５】
このように構成されたセンサ基板１８は、前記溝部３８内で天壁２６の上面に載置された状態で、その上部からスペーサ６０により固定される。スペーサ６０は、溝部３８内に収納可能な枠体であって、フレーム６０ａと、該フレーム６０ａから下方に突設されてセンサ基板１８を押圧する４つの爪部材６２ａ〜６２ｄと、後述するカバー６４を固定するための係合爪６６と、フレーム６０ａに形成された４つの孔部６８とを有する。孔部６８にはそれぞれボルト７０が挿通され、該ボルト７０が本体１４の溝部３８内に設けられた４つのネジ部７２に螺合する。これにより、スペーサ６０がセンサ基板１８を狭持した状態で本体１４に固定されることになる。つまり、センサ基板１８が本体１４に固定される。
【００３６】
さらに、溝部３８内において、前記スペーサ６０の上部には出力基板７４が配置される。該出力基板７４はカバー６４とスナップピン７６とにより、スペーサ６０に固定され、センサ１６への給電や外部への電圧出力等の機能を果たす基板である。
【００３７】
出力基板７４は、下面には前記コネクタ５８に係合するコネクタ７８が設けられ、上面には各種機能を有する図示しない素子が設けられている。さらに、出力基板７４の下流側端面には電源ケーブル８０が取り付けられている。該出力基板７４は、コネクタ７８からコネクタ５８を介してセンサ基板１８と電気的に接続されることで、図示しない電源からセンサ１６へと給電すると共に、センサ１６からの出力信号（電圧）を外部機器へと送信する機能を果たす。
【００３８】
カバー６４は、溝部３８の上部を封止する蓋の機能を果たす。該カバー６４は、上流側端部に設けられ、前記係合爪６６が貫通し且つ係合する係合部６４ａと、下流側端部に設けられ、前記スナップピン７６の爪部７６ａが挿通する孔部６４ｂとを有する。なお、孔部６４ｂを挿通した爪部７６ａは、前記フレーム６０ａに係合する。
【００３９】
そして、出力基板７４がスペーサ６０のフレーム６０ａ上に載置された状態で、その上部からカバー６４が、係合部６４ａと係合爪６６との係合作用、及び、スナップピン７６とフレーム６０ａとの係合作用によりスペーサ６０に固定されることになる。この際、電源ケーブル８０は、本体１４の後壁３２上部に設けられた下側半円部８２及びフレーム６０ａの下流側端面に設けられた下側半円部８４と、カバー６４の下流側端面に設けられた上側半円部８６とにより挟まれ、固定される。これにより、出力基板７４がスペーサ６０に対して確実に固定される。
【００４０】
カバー６４の上面は、周縁部よりもやや低く形成され、該上面には表示銘版８８が貼り付けられる。表示銘版８８は、フローセンサ１０の型番や空気の流れ方向等を表示するものである。
【００４１】
フローセンサ１０は、以上のようにして本体１４の溝部３８へとセンサ基板１８や出力基板７４等が収納及び固定され、カバー６４により閉蓋されることで、各部品が一体に組み立てられている。
【００４２】
次に、基本的には以上のように構成されるフローセンサ１０の作用効果について説明する。
【００４３】
フローセンサ１０は、入口部２０のインサートナット４０及び出口部２２のインサートナット４２に図示しない継手部材等が取り付けられることで、被測定流体である空気が流れる流路途中に接続される。さらに、電源ケーブル８０が図示しない電源及び外部機器に接続されることで空気の流量を測定できる。
【００４４】
この場合、図３に示すように、矢印の方向に沿って入口部２０から流入する空気は、メッシュ４４により整流及び除塵された後、流路１２へと流通する。そして、流路１２へと流入した空気の一部は天壁２６に沿って流路１２の上部を流れつつ、絞り面２４ａと天壁２６との間を通過して出口部２２から流出する。一方、流路１２へと流入した空気の一部は底壁２８に沿って流路１２の下部を流れつつ、傾斜面２４ｂに沿って上昇した後、絞り面２４ａと天壁２６との間を通過して出口部２２から流出する。ここで、絞り面２４ａと天壁２６との間は入口部２０に比べて十分に絞られている（狭くなっている）ため、空気は十分に整流された状態でセンサ１６の検出面１６ｂ側を通過する。これによりセンサ１６で空気の流量が測定され、例えば、流量の大きさに比例する電圧が電源ケーブル８０を介して前記外部機器へと出力される。
【００４５】
前記のような流量測定に際し、本実施形態に係るフローセンサ１０では、流路１２内に台形形状の突起部２４が形成されている。このように、フローセンサ１０では流路１２の構造を絞り面２４ａ及び傾斜面２４ｂを有した台形構造としたことにより、メッシュ４４、４５による整流作用に加え、傾斜面２４ｂ部分での空気の流れが安定するため、流路１２の各壁面における空気の剥離現象を抑えることができる。このため、低流量から高流量まで幅広い流量に対して、安定した流量測定を行うことができる。
【００４６】
さらに、流路１２が前記台形構造とされることにより、フローセンサ１０に接続される前後の配管形状が、例えば、直径８ｍｍから４ｍｍへと変更されたような場合であっても十分な精度での流量測定が可能である。また、前記台形構造により、フローセンサ１０に接続される前後の配管部分に、流れを安定させるための直線部分を特別に設ける必要がなく、このため、フローセンサ１０の設置自由度が大幅に向上する。
【００４７】
さらにまた、前記台形構造による整流作用により、メッシュ４４、４５の枚数を最小枚数、例えば１枚とすることができる。このため、製品サイズや製造コストを抑えることができると共に、生産効率が向上する。
【００４８】
ところで、上記特許文献２に記載の従来技術では、流路に弧状面を形成することで流れる空気を整流していたため、突発的に大流量の空気が流れ込んできた場合には、前記弧状面で跳ね上げられた空気がセンサに衝突し、該センサが破損する懸念があった。これに対して、本実施形態に係るフローセンサ１０では、前記台形構造により、傾斜面２４ｂに沿った空気は、センサ１６の検出部１６ａに直接衝突することなく、該検出部１６ａよりも偏位した上流側へと吹き付けられた後、検出面１６ｂ部分を通過することになる。このため、突発的に大流量の空気が流れ込んだ場合等であっても、センサ１６の検出部１６ａの破損を防止することができる。また、メッシュ４４、４５は、固定ネジ４６、４８により容易に着脱可能である。従って、例えばメッシュ４４に塵等が付着した場合に、該メッシュ４４をユーザが容易に交換することができる。
【００４９】
ところで、上記特許文献１に記載の従来技術のような網体を用いた構造では、該網体を交換した場合に測定精度が変動するため、再調整作業が必要となっていた。しかしながら、本実施形態に係るフローセンサ１０では、前記台形構造による整流作用が営まれ、メッシュ４４、４５の枚数が最小限とされているため、メッシュ４４、４５の交換での測定精度の変動幅が非常に小さいものとなっている。つまり、フローセンサ１０では、突起部２４による台形構造により空気の整流が可能であるため、メッシュ４４、４５の交換による流路１２全体での整流作用への影響が小さく、このため、ユーザが容易にメッシュ４４、４５の交換作業を行うことができる。
【００５０】
ここで、図７〜図９を参照して、前記突起部２４の台形構造によるセンサ１６の検出精度への影響について、実施例を示して説明する。図７〜図９は、一定流量の空気を流し続けている状態でのセンサ１６による出力電圧値（流量値）を示したグラフであり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は電圧（ｍＶ）である。この場合、前記のような一定流量の空気が流れた際におけるセンサ１６の理論出力電圧は、図７〜図９のＡ（ｍＶ）となるように設定されている。
【００５１】
なお、図７は、メッシュ４４、４５及び突起部２４を設けない構成での結果であり、図８は、メッシュ４４、４５を１枚設け、突起部２４を設けない構成での結果であり、図９は、メッシュ４４、４５を１枚設け、突起部２４を設けた構成、つまり、本実施形態に係るフローセンサ１０での結果である。
【００５２】
図７及び図８に示すように、突起部２４を設けず、メッシュ４４、４５が０枚又は１枚の構成では、センサ１６の出力電圧が安定せず、大きなノイズが発生した。このようなノイズは、空気が十分に整流されていないためであると考えられる。
【００５３】
一方、図９に示すように、突起部２４を設け、メッシュ４４、４５を１枚とした構成、つまり、本実施形態のフローセンサ１０の構成では、ノイズが非常に小さく、流量が安定して高精度に測定された。この結果から諒解されるように、突起部２４を設けて流路１２を台形構造とすることで、安定した高精度な測定が可能となることが明らかとなった。
【００５４】
なお、前記突起部２４を設けていない条件であっても、メッシュ４４、４５の枚数を増加させることで空気を十分に整流することは可能であるが、この場合には、フローセンサの長手方向の長さが大きくなってしまう不都合がある。また、メッシュ４４、４５を複数枚取り付ける場合には、その取り付け位置、精度や枚数に製品の再現性が依存するため、製造性や品質が劣るという問題がある。これに対して、本実施形態のフローセンサ１０では、突起部２４を設けた台形構造により、小型化を図りつつ、製造性や品質の向上が可能となっている。
【００５５】
上記したように、実施形態では、入口部２０から流路１２へと空気を流通させることとしたが、フローセンサ１０では、傾斜面２４ｂに加えて傾斜面２４ｃを有しているため、出口部２２から流路１２へと空気を流通させるように設置することも可能である。このため、フローセンサ１０は高い設置自由度を有している。
【００５６】
また、上記実施形態では、被測定流体として空気を例示して説明したが、本発明は空気以外にも窒素や各種気体等の流量を測定することができることは言うまでもない。
【００５７】
さらに、上記実施形態では、流路１２は円形形状であるものとしたが、これに限らず、矩形形状等にも変更可能である。
【００５８】
なお、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係るフローセンサの斜視図である。
【図２】図１に示すフローセンサの分解斜視図である。
【図３】図１に示すフローセンサの流体の流れ方向に沿う縦断面図である。
【図４】図３中の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】図３中の線Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【図６】図３に示すフローセンサのセンサ近傍の拡大断面図である。
【図７】メッシュ及び突起部を設けない構成での流量測定結果を示すグラフである。
【図８】メッシュを１枚設け、突起部を設けない構成での流量測定結果を示すグラフである。
【図９】メッシュを１枚設け、突起部を設けた構成での流量測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１０…フローセンサ                  １２…流路
１４…本体
１４ａ、１４ｂ、４６ａ、４８ａ、６４ｂ、６８…孔部
１６…センサ                        １６ａ…検出部
１６ｂ…検出面                      １８…センサ基板
２０…入口部
２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ、３８…溝部
２２…出口部                        ２４…突起部
２４ａ…絞り面                      ２４ｂ、２４ｃ…傾斜面
２６…天壁                          ２６ａ…センサ孔
２８…底壁                          ４０、４２…インサートナット
４０ａ、４２ａ、７２…ネジ部        ４０ｃ、４０ｄ、４２ｃ、４２ｄ…突起
４１、４３…凹部                    ４４、４５…メッシュ
４６、４８…固定ネジ                ６０…スペーサ
７４…出力基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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