(57)【要約】【課題】本発明は、腐食性流体や電食が防止可能であり、さらに経済的で量産が可能なロジックプレートを提供することを課題としたものである。【解決手段】非金属材料より構成される上板２上に、各種部品や機器５が配設されており、これら機器５の間を流体が流動するために、各機器５の接続口の直下において、上板２に連通孔６が加工されている。非金属材料より構成される下板３には、各機器５の間を連通させるために連通孔６に接続して、適当な巾と深さの溝８が加工されており、連通孔６及び溝８は各々の機器５を継ぐ配管としての機能を担うものである。更に、下板３下面には金属材料より構成される下支持板１２が設けられている。そして、各々の機器５は連通孔６との接続部における流体の漏れ防止のために、通常Ｏーリング７等を介して、上板２及び下板３と共にボルト９及びナット１０で固定してある。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を有する溝手段と、前記溝に蓋をして閉塞路を形成する蓋手段とを備えたロジックプレートにおいて、非金属材料で構成された前記溝手段と、非金属材料で構成された前記蓋手段と、少なくとも前記溝手段又は前記蓋手段を支持する支持手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のロジックプレート。
【請求項２】
複数の前記支持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のロジックプレート。
【請求項３】
前記溝手段の前記溝の隅部に丸みを形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のロジックプレート。
【請求項４】
前記溝手段と前記蓋手段とが非金属材料の接合材で接合されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のロジックプレート。
【請求項５】
前記溝手段又は前記蓋手段の少なくとも一方の前記非金属材料が樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のロジックプレート。
【請求項６】
前記溝手段又は前記蓋手段の少なくとも一方の前記非金属材料がゴムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のロジックプレート。
【請求項７】
前記溝手段又は前記蓋手段の少なくとも一方の前記非金属材料がセラミックであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のロジックプレート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管、配線等を装置内に組込んでコンパクトに一体化した固定式ユニット及び組立輸送可能なロジックプレートに関し、その内部を流体等が流動可能な又は配線等が設置可能な閉塞路を持つロジックプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、燃料電池システムや流体制御装置等の産業分野において配管、配線等を装置内に組込んでコンパクトに一体化した固定式ユニット及び組立輸送可能なロジックプレートが多用されるようになった（例えば、特許文献１参照。）。図５に従来の技術に係るロジックプレートの概略の構成を示す。
【０００３】
図５において、ロジックプレート５１は、上板５２と下板５３を適当な接合剤６３で接合し、上板５２上に適当に配置された一点鎖線で示している部品や機器５７を上板５２及び下板５３と共に一体的に植込みボルト５９及びナット６０等で固定して構成されている。
【０００４】
下板５３の上面には所定の断面積を有し、適当な長さと方向に溝６２が成形されており、この溝６２は、システム構成に必要な液体やガスが流動する配管、及び信号や電力を供給するための配線通路等の機能を担うものである。したがって、溝６２の断面積は流動する流体の性状、流速及び圧力損失等から決定され、その長さや方向は上板５２上に配置される機器５７を含む構成部品の配置によって決定される。
【０００５】
従来、ロジックプレートで使用されてきた流体は、制御空気あるいは油圧制御用油等腐食性の殆どない流体であることから、上板５２及び下板５３の材質は通常、移動用として重量を低減し、かつ溝６２の形成加工や接合作業の容易さからもアルミニウム板が多く使用され、鋼板や鋳造品が使用される場合もあった。
【０００６】
また、上板５２と下板５３の接合方法については、溝６２内を流動する流体が高温、高圧の場合には、その接合部の強度及び信頼性等の面から公知の摩擦攪拌接合法やその他の溶接法がもっぱら採用されており、流体が比較的低温又は低圧で使用される場合には、熱硬化型接着剤等も採用される。また、接合されない場合は、漏れを考慮してパッキング等が使用される場合もある。
【０００７】
さらに、ロジックプレート５２内の管路としての溝６２を流動する流体中にアルミニウムやその他の金属を腐食する性質のある場合又は局部電池作用等による腐食の可能性のある場合においても、ロジックプレートを金属材料で構成し、流体と接触する表面をアルマイト処理したり四弗化エチレン樹脂コーティング等を施工して防食を行なっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３０５０１０号公報（第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの防食方法は、ロジックプレートの製造工程を複雑にし、かつ長時間を必要とするため、コスト高の要因となっていた。また、上記表面処理による防食方法は防食被膜のピンホール等の可能性もあり、その信頼性から完璧な方法とは云い難い。さらに、技術の進歩により、腐食性の流体を使用した機器等が車輛等に搭載されるようになると、軽量で安価で且つ安全なロジックプレートの量産化が求められるようになってきた。
【００１０】
本発明は、上記事情にかんがみ、腐食性流体や電食が防止可能であり、さらに経済的で量産が可能なロジックプレートを提供することを課題としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、溝を有する溝手段と、前記溝に蓋をして閉塞路を形成する蓋手段とを備えたロジックプレートにおいて、非金属材料で構成された前記溝手段と、非金属材料で構成された前記蓋手段と、少なくとも前記溝手段又は前記蓋手段を支持する支持手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
従来ロジックプレートは金属材料で構成されたが、ロジックプレートに非金属材料を採用することにより、軽量で安全なロジックプレートを大量に安く生産することが出来るようになった。しかしながら、ロジックプレートを多量に生産する場合においては、一旦金型等の型を製作してしまえば、溝板及び蓋板を非金属材料で構成するほうがより効果的であるが、非金属材料は金属材料に比較し強度が劣り、従って、ロジックプレートを非金属材料のみで構成するには強度的に問題がある場合がある。
【００１３】
上記構成によれば、非金属材料及び金属材料の互いの欠点を補って、即ち、耐腐食性部材を非金属材料とすると共に強度部材を金属材料又は剛性を保持できる非金属材料とすることにより、腐食性流体や電食の防止が可能な強固なロジックプレートを安価に製作することが出来る。補強である支持手段は溝手段又は蓋手段の全面を支持する必要はなく、部分的に支持を行っても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。また、支持手段は、ロジックプレートを他の部品に取付ける為の取付手段を兼ねることができる。即ち、他の部品に取付ける為の取付手段も、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。また、ロジックプレートの剛性に余裕がある場合は、支持手段を省略することができる。
【００１４】
また、溝手段及び蓋手段の区分において、蓋手段にも溝を備えて溝手段を兼ねても、一方の溝手段に蓋をして溝を形成する以上、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００１５】
また、本発明は、複数の前記支持手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
複数の支持手段で溝手段と蓋手段を補強及び支持することにより、効果的な補強及び支持ができる。特に、溝手段と蓋手段を二の支持手段で挟むことにより、外面の保護にも使用することができる。また、支持手段と同様に、複数の溝手段と蓋手段とを積層してロジックプレートを構成しても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００１７】
また、本発明は、前記溝手段の前記溝の隅部に丸みを形成したことを特徴とする。
【００１８】
溝手段が非金属材料で形成された場合は、金属材料に比較して強度的に弱い場合があり、特に溝の隅部に応力集中を受け、亀裂が発生することがある。また、非金属材料は、金属材料に比べ、一般的に流体に対する抵抗が大きく、溝により形成される流路が四角形の場合に比較し、隅部が丸みが形成されていると、流体抵抗が減少する効果がある。従って、応力集中と流体抵抗の両面から溝手段の溝の隅部に丸みを形成した。
【００１９】
また、本発明は、前記溝手段と前記蓋手段とが非金属材料の接合材で接合されたことを特徴とする。
【００２０】
溝手段と蓋手段とが金属材料で構成され互いに接合される場合は、それらの接合には主として溶接が用いられ、手間と時間が必要であった。非金属材料同士を接合する場合には、接着剤等の接合材があり、比較的容易に接合することができる。
【００２１】
また、本発明は、前記溝手段又は前記蓋手段の少なくとも一方の前記非金属材料が樹脂であることを特徴とする。
【００２２】
樹脂は、酸又はアルカリに対し耐腐食性に優れたものが多く、金型を用いれば所望の形状のものが容易に大量に製作できる。また、溝手段及び蓋手段共熱可塑性樹脂を用いることにより、加熱して接合することができる。
【００２３】
また、本発明は、前記溝手段又は前記蓋手段の少なくとも一方の前記非金属材料がゴムであることを特徴とする。
【００２４】
ゴムは、樹脂に比較し耐磨耗性に優れ、磨耗性の高い紛体を含有する流体等については優れた性質を備えている。加硫及び接合等の加工も容易である。
【００２５】
また、本発明は、前記溝手段又は前記蓋手段の少なくとも一方の前記非金属材料がセラミックであることを特徴とする。
【００２６】
セラミックは、樹脂及びゴムに比較して一般的に高価であるが、耐腐食性及び耐磨耗性に優れ、更に高温に強い優れた性質がある。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に従って詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る、下面に支持板を設けたロジックプレートの断面構成を示す。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ視を示す。図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す。図２は本発明の第２の実施の形態に係る、上、下面に支持板を設けたロジックプレートの断面構成を示す。図３（ａ）は第３の実施の形態に係る、上、下両面に支持板を設けた断面構造を示す。図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ視を示す。図４（ａ）は本発明の第４の実施の形態に係る、リブ付支持板を設けたロジックプレートの断面構成を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）のＥ−Ｅ視を示す。図４（ｃ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ断面を示す。なお、図１乃至図４において、同じ構成の部分には同一の符号を付し、それらについての重複する説明は省略する。
【００２８】
（本発明の第１の実施の形態）
図１（ａ）乃至図１（ｃ）は本発明に係るロジックプレートを示しており、合成樹脂等の非金属材料で成る上板２と同様の非金属材料で成る下板３は適当な接着剤等の接合剤４で接合され密着している。また、下板３の下面には適当な厚さの下支持板１２が直に取付けられている。上板２と下板３とに剛性の余裕がある場合は、下支持板１２を省略することができる。
【００２９】
上板２上には、各種部品や機器５が配設されており、これら機器５の間を流体が流動するために、各機器５の接続口の直下において、上板２に連通孔６が加工されている。下板３には、各機器５の間を連通させるために連通孔６に接続して、適当な巾と深さの溝８が加工されており、連通孔６及び溝８は各々の機器５を継ぐ配管としての機能を担うものである。また、溝８の隅部には丸み９が形成されている。
【００３０】
そして、各々の機器５は連通孔６との接続部における流体の漏れ防止のために、通常Ｏーリング７等を介して、上板２、下板３及び下支持板１２と共にボルト１３及びナット１４で固定してある。
【００３１】
ここで上板２及び下板３を構成する非金属材料には、熱可塑性及び熱硬化性の硬質樹脂や一般的な軟質樹脂の他、軟質及び硬質ゴム、セラミック等が使用される。特に、四弗化エチレン樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ユリア樹脂、塩ビ、合成ゴム等の使用が、加工性、耐食性等に優れた性質を有し、適当である。
【００３２】
また接合方法としては、一般的な熱硬化型又は常温硬化型の接着剤を使用する場合もあるが、接着剤の腐食性が問題となるような場合には摩擦溶接、高周波溶接及び超音波による溶接等の物理的な方法で直接接合する。また、上板２及び下板３の材質を熱可塑性樹脂とすることにより加熱により接合することができる。さらに、溝８の形成についても一般的な射出成形の他、機械加工やダイキャスト法等も採用できる。
【００３３】
（本発明の第２の実施の形態）
図２は、ロジックプレート１の上板２及び下板３の表面に接して、上支持板１１及び下支持板１２を設けた実施の形態を示している。図２に示すように、各々の機器５は上支持板１１を介して取付けられることになり、上支持板１１にも連通孔３０が加工されている。したがって、上板２と上支持板１１の間にも流体漏れ防止のためのＯーリング７等が取付けられている。
【００３４】
また、上支持板１１は連通孔３０において内部を流動する流体と接触するために上板２と同等の材質とするか、流体との接触部のみ適当な防食措置が行われる。下板１２は流体と接触することはないので材質は問わないが、一般には、機械強度が高く、かつ剛性も高い金属材料が多用される。
【００３５】
（本発明の第３の実施の形態）
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、流体が支持板と接触しない上支持板３２の取付けを示したものである。
【００３６】
さきに説明したように、上支持板１１、下支持板１２には通常、剛性が高く機械強度の大きい金属材料を用いる場合が多い。このため本実施例では、上支持板３２とロジックプレート１の内部を流動する流体が直接接触することを避けるために、上支持板３２は、機器５が取付けられる部分を切り取っており、取付作業を容易にするため、機器５の側面との間には適当な隙間ｆが確保されている。
【００３７】
そして、上支持板３２を取付けるために、適当な間隔で配設されたボルト２０及びナット２２又はビス２４などで固定されている。ボルト２０及びナット２２又はビス２４によって固定する方法の他に、適当な接合剤による固定方法や溶接等による物理的接合方法も有効である。
【００３８】
（本発明の第４の実施の形態）
図４（ａ）乃至図４（ｃ）はさらに曲げ剛性を強化し支持効果を上げるために、リブ付の上支持板２６及び下支持板２８を設けた実施の形態を示している。
【００３９】
上支持板２６及び下支持板２８には、適当な厚みと高さを有するリブ３４が縦横に適当な間隔を保って設けられている。そして、上支持板２６はボルト２０、ナット２２、又はビス２４等によって固定されており、下支持板２８はボルト１３、ナット１４及びボルト２０、ナット２２により固定されている。
【００４０】
本実施の形態においても、上支持板２６及び下支持板２８の取付けに接着及び適当な溶接等による方法も有効である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係るロジックプレートにより、その内部の連通孔及び溝を流動する流体中に金属を腐食させる成分が含まれていたり、極部電池を形成して電食が発生するような場合でも、非金属材料を採用しているために腐食されることなく安全に使用することができる。また、軽量のロジックプレートを大量に安く生産することができるようになり、経済的効果が大きい。
【００４２】
また、曲げ剛性、機械強度ともに高い金属材料でなる支持手段を設けることにより、ロジックプレートの曲げ剛性は飛躍的に増加し、機械的強度が強化される。さらに、溝の隅部に丸みを形成することにより、ロジックプレートの溝強度及び流体抵抗を改善することが出来る。
【００４３】
さらに、各種部品や機器の取付け部を切り欠いた支持手段を採用することにより、腐食性流体と接触することがなく、腐食や漏液の心配なく支持が実施できる。
【００４４】
また、リブ付の支持手段を設けることにより支持がより強化される。その結果、一般に金属材料よりも機械的強度の低い、非金属材料で成るロジックプレートにおいても十分な機械的強度を確保することができ、取付けられた各々の機器による荷重や運転中又は運搬移動中の衝撃荷重及び振動等に対して十分に安全を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る、下面に支持板を設けたロジックプレートの説明図であって、（ａ）は断面構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る、上、下面に支持板を設けたロジックプレートの断面構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る、ロジックプレートの説明図であって、（ａ）は、上、下両面に支持板を設けた断面構造図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ視図。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る、ロジックプレートの説明図であって、（ａ）はリブ付支持板を設けたロジックプレートの断面構成図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ視図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図。
【図５】従来の技術に係るロジックプレートの概略の構成図。
【符号の説明】
１  ロジックプレート
２  上板
３  下板
４  接合剤
８  溝
９  丸み
１１  上支持板
１２  下支持板
２６  上支持板
２８  下支持板
３２  上支持板
【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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