(57)【要約】【課題】整流板を一枚、一枚、支持部に差し込む必要をなくして、量産性の向上を図った流路ユニット、積層部及び当該積層部の製造方法を提供する。【解決手段】複数の整流板７０と、流路の左右側を形成し、整流板７０を支持する左右側流路形成板１１１、１１２と、流路の上下側を形成する上下側流路形成板１２１、１２２とを、熱硬化性樹脂により一体に形成する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の整流板が積層された積層部によって複数の小流路に分割される流路を形成する流路ユニットであって、
前記積層部は、前記複数の整流板と、該整流板を支持する支持部とが一体に形成されている
ことを特徴とする流路ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の流路ユニットであって、
熱硬化性樹脂を用いて一体に形成されている
ことを特徴とする流路ユニット。
【請求項３】
複数の整流板が積層された積層部によって複数の小流路に分割される流路を形成する流路ユニットであって、
前記積層部において、前記複数の整流板を支持する支持部は、前記複数の整流板をインサートした状態で形成されたものである
ことを特徴とする流路ユニット。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の流路ユニットであって、
前記支持部は、前記流路の少なくとも一部を形成する流路形成板により構成される
ことを特徴とする流路ユニット。
【請求項５】
請求項４記載の流路ユニットであって、
前記支持部としての流路形成板には、開口部が設けられている
ことを特徴とする流路ユニット。
【請求項６】
請求項５記載の流路ユニットであって、
前記開口部は、メッシュホルダによって塞がれている
ことを特徴とする流路ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６何れか１項記載の流路ユニットであって、
前記流路の出入り口付近は、前記整流板によって、分割されていない
ことを特徴とする流路ユニット。
【請求項８】
ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部であって、
前記複数の整流板と、該整流板を支持する支持部とが一体に形成されている
ことを特徴とする積層部。
【請求項９】
請求項８記載の積層部であって、
前記整流板は、互いに対向する一対の辺のうち、一辺が板状の支持部によって積層方向上方に積層されている整流板の前記一辺側の辺と連結され、他辺が板状の支持部によって積層方向下方に積層されている整流板の前記他辺側の辺と連結されている
ことを特徴とする計測流路部。
【請求項１０】
ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部であって、
前記複数の整流板を支持する支持部は、前記複数の整流板をインサートした状態で形成されたものである
ことを特徴とする積層部。
【請求項１１】
ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部の製造方法であって、
前記複数の整流板と、該整流板を支持する支持部とを一体に形成する
ことを特徴とする積層部の製造方法。
【請求項１２】
ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部の製造方法であって、
前記複数の整流板を支持する支持部の金型に、前記複数の整流板をインサートした状態で、前記支持部を形成する形成剤を注入する
ことを特徴とする流路ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流路ユニット、積層部及び当該積層部の製造方法に係わり、特に、流速センサが設けられると共に、積層された複数の整流板によって複数の小流路に分割される流路を形成する流路ユニット、ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部及び当該積層部の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マイクロコンピュータを利用して、流速センサが検出した流速からガス流量を求め、求めたガス流量を積算してガス使用量を算出したり、異常時には保安のために流路を遮断する遮断弁装置等を備えたガスメータが普及している。ところが、ガスメータの小型化が進むと、流速センサ前後の流路直線部を十分確保しきれなくなり、流速センサは、その上流側のガス供給圧力や下流側のガス使用状況の影響を受けやすくなると言う問題が発生する。
【０００３】
また、ガス消費設備としての給湯器やガスヒートポンプなどは、間欠駆動されていることが多く、このため流路内に圧力変動、すなわち脈動が発生して、逆流が発生することがある。特に、給湯器のバルブオン／オフ制御により発生する脈動は、周波数的には５０Ｈｚ〜１５０Ｈｚで圧力波形的には正弦波であり、ガスヒートポンプと比較してより厳しい環境になっている。
【０００４】
そこで、この逆流を検出してより正確な流量を検出する必要があるが、遮断弁装置等の内蔵部品の存在によって、流速センサの設置位置から見た場合の流路が非対称にならざるを得ず、このため、正流時と逆流時のセンサ出力特性が不均一になって、マイクロコンピュータの流量演算処理時の負担が大きくなるという問題が発生する。
【０００５】
そこで、上述の問題を緩和するために、流速センサが取り付けられているメータ内の流路に整流板を装着した電子式ガスメータが提案されている。
【０００６】
図６は、従来の電子式ガスメータの構成例を示す概略構成図である。図６において、電子式ガスメータは、ガス供給側である上流側配管１１およびガス消費源側である下流側配管１２の間に接続される。この上流側配管１１および下流側配管１２は、電子式ガスメータの上面に設けられたガス流入口２１およびガス流出口２２がそれぞれ連結されている。
【０００７】
ガス流入口２１から流入したガスは、ガスメータ内部の流路ユニット３０内を通過し、ガス流出口２２に流出していく。この流路ユニット３０の一部には流速センサ４０が取り付けられ、ここでのガス流速が流速センサ４０により検出される。流速センサ４０としては、例えば、超音波センサや熱式センサが用いられる。
【０００８】
この流速センサ４０で発生したガス流速に応じた電気信号は、マイクロコンピュータに出力され、マイクロコンピュータ内のＣＰＵ５０は、この電気信号に基づいて、流路ユニット３０内に流れるガスの瞬時的な流速を求め、これに流路ユニット３０の断面積及びその構造に依存する係数を乗じて、流路ユニット３０内を流れるガスの瞬時流量を求める。また、ＣＰＵ５０は、流路内のガス圧またはガス流量の異常値を検出した場合には遮断弁装置６０の遮断弁を閉制御して流路を流れるガスを遮断する。
【０００９】
流速センサ４０が取り付けられている流路ユニット３０部分には、複数の整流板７０が積層されて装着されている。この整流板７０によって、流速センサ４０付近のガスの流れは整流され、それにより流速センサ４０に対する上流側及び下流側からの影響が軽減されて、流速センサ４０の検出精度が高められる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、上述した整流板７０の積層方法は確立していないが、例えば、図７に示すような方法が考えられる。つまり、同図（ａ）に示すように、整流板７０を支持するキャップ８１の内部に溝（図示せず）を設け、この溝に整流板７０の一端を一枚、一枚差し込む。次に、同図（ｂ）に示すように、整流板７０の他端を、一枚、一枚、もう一つのキャップ８２の内部に設けた溝に差し込んで、同図（ｃ）に示すように、整流板７０を積層する方法があった。
【００１１】
上述した積層方法では、整流板７０を一枚、一枚、支持部であるキャップ８１及び８２に差し込む必要があり、量産性を考慮した構成になっていないという問題があった。
【００１２】
また、図８に示すように、ガスの流れ方向に対して、角度θで対向する位置に流速センサとしての一対の超音波センサ４１及び４２を配置すると、流路に窪み９１、９２が生じてしまう。この窪み９１、９２があることで流れに渦が発生する可能性がある。この渦により正確な流速計測ができなくなる可能性があるため、これを防止するために、超音波センサ４１、４２が発生する超音波を通すための流路の開口部となる部分にメッシュを取り付ける必要がある。
【００１３】
しかしながら、上述した整流板７０の積層方法では、キャップ８１、８２に設けた溝に差し込んで整流板７０を支持しているだけなので、非常に安定性が悪い。そこで、従来では、上記メッシュを保持するメッシュホルダにも溝を設け、溝部に各整流板７０を差し込んで安定性の向上を図っていた。この意味でも、従来の積層方法では、量産性を考慮した構成になっていないという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、整流板を一枚、一枚、支持部に差し込む必要をなくして、量産性の向上を図った流路ユニット、積層部及び当該積層部の製造方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、複数の整流板が積層された積層部によって複数の小流路に分割される流路を形成する流路ユニットであって、前記積層部は、前記複数の整流板と、該整流板を支持する支持部とが一体に形成されていることを特徴とする流路ユニットに存する。
【００１６】
請求項８記載の発明は、ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部であって、前記複数の整流板と、該整流板を支持する支持部とが一体に形成されていることを特徴とする積層部に存する。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部の製造方法であって、前記複数の整流板と、該整流板を支持する支持部とを一体に形成することを特徴とする積層部の製造方法に存する。
【００１８】
請求項１、８及び１１記載の発明によれば、整流板とこの整流板を支持する支持部とが一体に形成されているため、整流板を一枚、一枚、支持部に差し込む作業を必要としない。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の流路ユニットであって、熱硬化性樹脂を用いて一体に形成されていることを特徴とする流路ユニットに存する。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、熱硬化性樹脂を用いて一体に形成されているため、例えば、熱可塑性の樹脂にて一体形成した場合に比べて、硬化時の収縮を抑えることができる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、複数の整流板が積層された積層部によって複数の小流路に分割される流路を形成する流路ユニットであって、前記積層部において、前記複数の整流板を支持する支持部は、前記複数の整流板をインサートした状態で形成されたものであることを特徴とする流路ユニットに存する。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部であって、前記複数の整流板を支持する支持部は、前記複数の整流板をインサートした状態で形成されたものであることを特徴とする積層部に存する。
【００２３】
請求項１２記載の発明は、ガスが流れる流路を分割する複数の整流板が積層されている積層部の製造方法であって、前記複数の整流板を支持する支持部の金型に、前記複数の整流板をインサートした状態で、前記支持部を形成する形成剤を注入することを特徴とする流路ユニットに存する。
【００２４】
請求項３、１０及び１２記載の発明によれば、複数の整流板を支持する支持部は、複数の整流板をインサートした状態で形成されたものであるため、整流板を一枚、一枚、支持部に差し込む作業を必要としない。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の流路ユニットであって、前記支持部は、前記流路の少なくとも一部を形成する流路形成板により構成されることを特徴とする流路ユニットに存する。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、支持部が、流路の少なくとも一部を形成する流路形成板により構成される。従って、流路形成板を流用して支持部とすることができ、流路形成板と支持部とを別々に設ける必要がない。しかも、流路を形成する流路形成板に対して、整流板及び支持部を一体形成したものを組み付ける作業も必要としない。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の流路ユニットであって、前記支持部としての流路形成板には、開口部が設けられていることを特徴とする流路ユニットに存する。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、支持部としての流路形成板には、開口部が設けられている。従って、この開口部を通じて流速計測のための超音波を流路内に出射することができたり、開口部にメッシュホルダを装着することができる。しかも、整流板が支持部である流路形成板と一体に形成されているため、支持部としての流路形成板に開口部を設け、この部分の整流板が支持されなくても、整流板の固定を安定させることができる。
【００２９】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の流路ユニットであって、前記開口部は、メッシュホルダによって塞がれていることを特徴とする流路ユニットに存する。
【００３０】
請求項６記載の発明によれば、開口部が、メッシュホルダによって塞がれている。従って、開口部に設けたメッシュによって、超音波発生部分と開口部との間に窪みが生じたとしても、その窪みによって生じる渦をなくすことができる。しかも、整流板が支持部である流路形成板と一体に形成されているため、整流板の固定が安定している。このため、メッシュホルダには整流板を支持するための溝などを設ける必要もなくなる。
【００３１】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６何れか１項記載の流路ユニットであって、前記流路の出入り口付近は、前記整流板によって、分割されていないことを特徴とする流路ユニットに存する。
【００３２】
請求項７記載の発明によれば、流路の出入り口付近は、整流板によって、分割されていない。従って、ガスの流れを安定した状態で積層部に入れることができ、より一層、ガスの流れを整流することができる。
【００３３】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の積層部であって、前記整流板は、互いに対向する一対の辺のうち、一辺が板状の支持部によって積層方向上方に積層されている整流板の前記一辺側の辺と連結され、他辺が板状の支持部によって積層方向下方に積層されている整流板の前記他辺側の辺と連結されていることを特徴とする計測流路部に存する。
【００３４】
請求項９記載の発明によれば、整流板は、互いに対向する一対の辺のうち、一辺が板状の支持部によって積層方向上方に積層されている整流板の一辺側の辺と連結され、他辺が板状の支持部によって積層方向下方に積層されている整流板の他辺側の辺と連結されている。以上の構成により、例えば樹脂による一体形成の他に、一枚の板をプレスする方法を用いても、整流板と支持部とを一体形成することができるようになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流路ユニット、積層部及び該積層部の製造方法を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の積層部と一体形成された流路ユニット３０の一実施の形態を示す分解斜視図であり、図２は図１の流路ユニット３０の斜視図である。また、図３（ａ）は、図１の流路ユニット３０のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線断面図である。
【００３６】
図１及び図２に示すように、流路ユニット３０は、流路の左右側に配置された左右側流路形成板１１１、１１２、流路の上下側に配置された上下側流路形成板１２１、１２２によって断面略四角形の流路が形成されている。この左右側流路形成板１１１、１１２及び上下側流路形成板１２１、１２２によって形成された流路内には、図３（ｂ）に示すように、上下側流路形成面１２１、１２２と平行に積層された複数の整流板７０が設けられている。この整流板７０は、上記流路を例えば、第１層〜第４層の小流路に所定の比率で（例えば均等に）分割するように積層されている。
【００３７】
また、この整流板７０は、図１及び図２に示すように、整流板７０と垂直に配置される左右側流路形成板１１１、１１２によって支持されている。なお、上述した複数の整流板７０と左右側流路形成板１１１、１１２と上下側流路形成板１２１、１２２とは、図３（ａ）の断面図に示すように、例えば、熱硬化性樹脂によって一体に形成されている。
【００３８】
さらに、支持部としての左右側流路形成板１１１、１１２には、図１に示すように、それぞれ形成板開口部１３１、１３２が設けられており、この形成板開口部１３１、１３２は、メッシュホルダ１００によって塞がれている。このメッシュホルダ１００は、ホルダ開口部１０１に貼り付けられたメッシュ１０２を保持している。
【００３９】
以上の構成にすることにより、ホルダ開口部１０１を通じて流速計測のための超音波を流路内に出射することができる。しかも、ホルダ開口部１０１に設けたメッシュ１０２によって、超音波発生部分とホルダ開口部１０１との間に、図８に示すような窪み９１、９２が発生したとしても、その窪み９１、９２によって生じる渦をなくすことができる。
【００４０】
さらに、上述したように整流板７０が支持部である左右側流路形成板１１１、１１２と一体に形成されているため、整流板７０の固定が安定している。このため、左右側流路形成板１１１、１１２に形成板開口部１３１、１３２を設けることにより、この部分の整流板７０が支持されていなくても、整流板７０の固定を十分安定させることができる。
【００４１】
従って、形成板開口部１３１、１３２を塞ぐメッシュホルダ１００に、形成板開口部１３１、１３２部分の整流板７０を支持するための溝などを設ける必要もなくなり、量産性の向上を図ることができる。また、この形成板開口部１３１、１３２に対するメッシュホルダ１００の固定方法としては、例えば、メッシュホルダ１００や、形成板開口部１３１、１３２にツメを設けて固定する方法が考えられる。
【００４２】
上述した流路ユニット３０によれば、整流板７０とこの整流板７０を支持する左右側流路形成板１１１、１１２とが一体に形成されている。このため、整流板７０を一枚、一枚、左右側流路形成板１１１、１１２に設けた溝に差し込む作業を必要せず、量産性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、上述した流路ユニット３０によれば、整流板７０には、流路を形成する左右側流路形成板１１１、１１２、上下側流路形成板１２１、１２２が一体に形成されている。このため、流路を形成する左右側流路形成板１１１、１１２、上下側流路形成板１２１、１２２に対して、整流板７０を組み付ける作業を必要としないので、より一層量産性の向上を図ることができる。
【００４４】
また、上述した流路ユニット３０によれば、複数の整流板７０を支持する支持部が、流路の一部を形成する左右側流路形成板１１１、１１２から構成されている。このため、左右側流路形成板１１１、１１２を流用して支持部とすることができ、左右側流路形成板１１１、１１２と支持部とを別々に設ける必要がない。しかも、流路を形成する左右側流路形成板１１１、１１２に対して、整流板７０を組み付ける作業も必要としないので、コストダウン及びより一層の量産性の向上を図ることができる。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、一体形成を熱硬化性樹脂を用いて行っていたが、例えば、熱可塑性の樹脂等を用いて行うことも考えられる。しかしながら、熱可塑性の樹脂では、硬化時の収縮がおおきいため、抜き勾配を大きくとる必要があった。この勾配があることで場所によって整流板７０や、上下側流路形成板１２１、１２２の積層間隔にズレが発生してしまう。また、熱可塑性樹脂では成型時に冷やすことで樹脂を硬化させるため、整流板や上下流路面の肉厚が均一でなければ、冷える時間に差が発生し変形する恐れもある。
【００４６】
そこで、上述した実施形態のように熱硬化性樹脂を使用することにより、硬化時の収縮を抑えることができ、整流板７０や、上下側流路形成板１２１、１２２の積層間隔にズレを抑えることができ、この積層間隔にズレを抑えるための抜き勾配を考慮する必要がなくなる。０．５ｍｍ以下という薄い板を何層も構成することが可能になる。
【００４７】
また、上述した実施形態では、整流板７０と垂直に、かつ、複数の整流板７０を挟んで配置される一対の上下側流路形成板１２１、１２２によって、整流板７０が支持されていた。また、整流板７０が複数積層されている積層部が、流路を形成する流路形成板１１１、１１２、１２１、１２２と一体に形成されていた。しかしながら、例えば、積層部を流路形成板１１１、１１２、１２１、１２２とは別体に形成し、さらに、図４に示すように構成することも考えられる。
【００４８】
同図に示すように、積層部は、整流板７０と、隣接する整流板７０同士を連結して支持する支持板１４０とから構成されている。そして、整流板７０は、互いに対向する一対の辺のうち、右側の一辺が支持板１４０よって積層方向上方に積層されている整流板７０の右側の一辺と連結され、左側の一辺が支持板１４０によって積層方向下方に積層されている整流板７０の左側の一辺と連結されている。以上のような構成であれば、樹脂による一体形成の他に、一枚の板をプレスする方法を用いても、整流板７０と支持部とを一体に形成することもできるようになる。
【００４９】
さらに、上述した実施形態では、整流板７０と、支持部としての左右側流路形成板１１１、１１２とを一体に形成していた。しかしながら、左右側流路形成板１１１、１１２の金型に、例えば金属性の整流板７０をインサートした状態で、左右側流路形成板１１１、１１２を形成する樹脂などの形成剤を注入して、流路ユニットを形成することも考えられる。このようにすれば、図５に示すように、整流板７０と、左右側流路形成板１１１、１１２とが別体であっても、上述した実施形態と同様に、整流板７０を一枚、一枚、左右側流路形成板１１１、１１２に差し込む作業を必要としない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、８及び１１記載の発明によれば、整流板とこの整流板を支持する支持部とが一体に形成されているため、整流板を一枚、一枚、支持部に差し込む作業を必要としないので、量産性の向上を図った流路ユニット、積層部及び当該積層部の製造方法を得ることができる。
【００５１】
請求項２記載の発明は、熱硬化性樹脂を用いて一体に形成されているため、例えば、熱可塑性の樹脂にて一体形成した場合に比べて、硬化時の収縮を抑えることができるので、整流板同士の積層間隔のズレなどを抑えることができ、抜き勾配を考慮する必要がない流路ユニットを得ることができる。
【００５２】
請求項３、１０及び１２記載の発明によれば、複数の整流板を支持する支持部は、複数の整流板をインサートした状態で形成されたものであるため、整流板を一枚、一枚、支持部に差し込む作業を必要としないので、量産性の向上を図った流路ユニット、積層部及び当該積層部の製造方法を得ることができる。
【００５３】
請求項４記載の発明によれば、流路形成板を流用して支持部とすることができ、流路形成板と支持部とを別々に設ける必要がない。しかも、流路を形成する流路形成板に対して、整流板及び支持部を一体形成したものを組み付ける作業も必要としないので、コストダウン及びより一層の量産性の向上を図った流路ユニットを得ることができる。
【００５４】
請求項５記載の発明は、この開口部を通じて流速計測のための超音波を流路内に出射することができたり、開口部にメッシュホルダを装着することができる。しかも、整流板が支持部である流路形成板と一体に形成されているため、支持部としての流路形成板に開口部を設け、この部分の整流板が支持されなくても、整流板の固定を安定させることができる流路ユニットを得ることができる。
【００５５】
請求項６記載の発明は、開口部に設けたメッシュによって、超音波発生部分と開口部との間に窪みが生じたとしても、その窪みによって生じる渦をなくすことができる。しかも、整流板が支持部である流路形成板と一体に形成されているため、整流板の固定が安定している。このため、メッシュホルダには整流板を支持するための溝などを設ける必要もなくなるので、より一層、量産性の向上を図った流路ユニットを得ることができる。
【００５６】
請求項７記載の発明によれば、ガスの流れを安定した状態で積層部に入れることができ、より一層、ガスの流れを整流することができるので、整流されたガスの流速を計測すれば、計測精度の向上を図ることができる流路ユニットを得ることができる。
【００５７】
請求項９記載の発明は、例えば樹脂による一体形成の他に、一枚の板をプレスする方法を用いても、整流板と支持部とを一体形成することができるようになる積層部を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層部と一体形成された流路ユニット３０の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の流路ユニット３０の斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１の流路ユニット３０のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の積層部の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の積層部を有する流路ユニット３０の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】従来の電子式ガスメータの構成例を示す概略構成図である。
【図７】従来の整流板７０の積層方法を説明するための図である。
【図８】超音波センサ４１、４２の設置位置を示す図である。
【符号の説明】
３０            流路ユニット
７０            整流板
１１１、１１２  左右側流路形成板（支持部、流路形成板）
１２１、１２２  上下側流路形成板（流路形成板）
１３１、１３２  形成板開口部（開口部）
１００          メッシュホルダ
【図１】
2004316685.tif 000003
【図２】
2004316685.tif 000004
【図３】
2004316685.tif 000005
【図４】
2004316685.tif 000006
【図５】
2004316685.tif 000007
【図６】
2004316685.tif 000008
【図７】
2004316685.tif 000009
【図８】
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