(57)【要約】【課題】部品等の管理負担が小さく、小型で安価な流量計を提供する。【解決手段】この流量計１は、内部に流路３を有するボディ（本体）２と、このボディ２の壁部２ａを貫通する貫通穴４と、この貫通穴４を通して流路３を臨むマイクロフローセンサ５を先端に取り付けたケース６とを備え、ケース６の裾部（溶接面）６ａをボディ２の貫通穴４の周囲に直接溶接して固定している。ケース６の溶接面には周回凸部１５が形成されており、周回凸部１５は、その全ての部分が溶解して本体２とケース６を溶接できる高さを有している。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流路を有する筒状の本体と、該本体の壁部を貫通する貫通穴と、該貫通穴を通して前記流路に臨むマイクロフローセンサを先端に取り付け、前記本体の前記貫通穴の周囲に直接溶接して固定したケースとを備えた流量計。
【請求項２】
ケース側の溶接面に周回凸部を形成したことを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項３】
周回凸部はその全ての部分が溶解して本体とケースを溶接可能な高さを有することを特徴とする請求項２記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被計測流体の流速を測定するマイクロフローセンサを用いた流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流量計としては、例えば特開平１１−２３０８０３号公報等に開示されているように種々の構造が知られている。図９は従来の流量計の内部構成を示す断面図である。図において１は流量計である。流量計１は、切削性に優れたステンレス３０３等からなる筒状のボディ２と、このボディ２の内部に形成された流路３と、ボディ２の壁部２ａを貫通して流路３に連通する貫通穴４と、この貫通穴４を通して流路３に臨むマイクロフローセンサ５を接着等により取り付けた、例えば鉄・ニッケル・コバルト三合金からなるケース６とから概略構成されている。流路３の両端には開口３ａおよび３ｂが設けられている。また、貫通穴４は、被計測流体（図示せず）の通流方向（矢印Ａ方向）に対してマイクロフローセンサ５が設けいられている。
【０００３】
マイクロフローセンサ５は、例えばシリコン基板（図示せず）上に１つのヒータ（図示せず）を設け、このヒータの両側に小さい金属薄膜からなる２つの温度センサ（図示せず）を設けたもので、両温度センサによりヒータの両側の温度変化を検出して被計測流体の流速を計測する質量流量計である。
【０００４】
ケース６の後部は、図９に示すようにブラケット７上に溶接固定されており、ケース６とブランケット７はセンサブラケット組立体８を構成している。センサブラケット組立体８をボディ２に固定する場合には、貫通穴４の周囲に形成された大径穴９の底部に形成された円周溝１０内に流路３の気密性を保持するＯリング１１を配設し、ブラケット７を大径穴９の底部に配設し、ブラケット７を大径部９の底部に形成された穴（図示せず）にボルト１２で締結固定する。なお、１３はマイクロフローセンサ５の配線である。
【０００５】
次に動作について説明する。
被計測流体（図示せず）が流路３内を通流方向（矢印Ａ方向）へ流れ、マイクロフローセンサ５を通過すると、その２つの温度センサ（図示せず）により流速が計測される。この流速データから被計測流体（図示せず）の質量流量が演算部（図示せず）により算出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の流量計は上述のような構成を有しているので、ケース６をボディ２に固定するのに、ブラケット７、Ｏリング１１やボルト１２等の複数の部品を必要とすると共に、ブラケット７を収容する大径穴９、Ｏリング１１を収容する円周溝１０やボルト１２の締結用穴（図示せず）の加工をボディ２側に施す必要もある。このため、製造コストが高いという課題があった。また、ブラケット７、Ｏリング１１やボルト１２等の部品によりスペースを取られることは小型化を図る上で大きな障害となるという課題があった。さらに、被計測流体（図示せず）がガスである場合には、そのガス種によってＯリング１１の材質を変える必要からＯリング１１の型番を増やす必要があるなど、部品等の管理負担が大きいという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、部品等の管理負担が小さく、小型で安価な流量計を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る流量計は、内部に流路を有する筒状の本体と、該本体の壁部を貫通する貫通穴と、該貫通穴を通して前記流路に臨むマイクロフローセンサを先端に取り付け、前記本体の前記貫通穴の周囲に直接溶接して固定したケースを備えたものである。
【０００９】
この発明に係る流量計は、ケース側の溶接面に周回凸部を形成するように構成したものである。
【００１０】
この発明に係る流量計は、周回凸部に、その全ての部分が溶解して本体とケースを溶接可能な高さを持たせるように構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による流量計の外部構成を示す斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は図２に示した本体の貫通穴の拡大断面図であり、図４は図２に示した本体の貫通穴に溶接固定可能なケースおよびこのケースの先端に取り付けられたマイクロフローセンサの外部構成を示す正面図であり、図５は図２に示したケースの外部構成を示す平面図であり、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線断面図であり、図７は図６の要部Ｘを拡大して示す断面図であり、図８は図２に示す本体の上部構成を示す平面図である。なお、この実施の形態１の構成要素のうち、図９に示した従来の流量計の構成要素と共通する部分については同一符号を付し、その部分の説明を省略する。
【００１２】
この実施の形態１の特徴は、内部に流路３を有するボディ（本体）２と、このボディ２の壁部２ａを貫通する貫通穴４と、この貫通穴４を通して流路３を臨むマイクロフローセンサ５を先端に取り付けたケース６とを備え、このケース６の裾部（溶接面）６ａをボディ２の貫通穴４の周囲に直接溶接して固定した点にある。この実施の形態１では、従来のブラケットを使用せずに、ケース６をボディ２に直接固定するように構成したので、貫通穴４の周囲に形成された大径穴１４の内径を従来の大径穴９の内径よりも小さく設定できる。大径穴１４の底部１４ａにはケース６の裾部（溶接面）６ａが溶接により固定されている。この実施の形態１では、固定手段として溶接を用いているため、ボディ２の形成材料として、例えば防錆性に優れたステンレス３０４、３１６、３１６Ｌ等の材料の中から選択され、ケース６の形成材料として、例えば鉄・ニッケル・コバルト三合金やステンレス等が選択される。
【００１３】
ケース６の裾部６ａ上には、図５から図７に示すように、周回凸部１５が形成されている。この周回凸部１５の頂角Ｙは、溶接時に周回凸部１５に電流を集中させてこれを効率よく溶解させるため、例えば６０°から９０°までの範囲で適宜設定される。周回凸部１５の裾部６ａからの高さＨは、周回凸部１５が溶接時に溶解変形してボディ２とケース６との両溶接間で必要な結合力を発揮することを想定して設定される。即ち、周回凸部１５の一部が溶解されず、必要な結合力が得られない場合は、流体のリークを招き、計測される流量に誤差が生じる。このような不都合は避けなければならない。また、ボディ２の貫通穴４や大径穴１４の加工誤差やケース６等の部品の取付誤差は製造過程で当然生じるものであるが、これらの誤差も周回凸部１５の全てを溶解変形する際に吸収されて溶接面の遮蔽性を確保し流路の気密性を高めることが望ましい。周回凸部１５の一部でも溶解変形しない場合には、ボディ２とケース６との両溶接間で必要な結合力を発揮することができないため、周回凸部１５の裾部６ａからの高さＨは周回凸部１５の全ての部分が溶解変形し得ることを想定して設定される必要がある。従って、この実施の形態１では、裾部６ａの厚さが０．２５ｍｍである場合、周回凸部１５の裾部６ａからの高さＨを、例えば０．１ｍｍから０．１５ｍｍまでの範囲で設定している。なお、ケース６の中央部には、図５および図６に示すように、マイクロフローセンサ５を固定するための開口６ｂが形成されている。マイクロフローセンサ５は、図４に示すようにケース６の開口６ｂ内に配設された台座１６上に接着固定されている。
【００１４】
貫通穴４は従来と同様に被計測流体（図示せず）の通流方向（矢印Ａ方向）に対してマイクロフローセンサ５が向くように所定角度（図３に示す傾斜角Ｂは約５°）傾けて形成されている。これにより、マイクロフローセンサ５を被計測流体（図示せず）の層流に晒すことができると共に、貫通穴４を傾けずにマイクロフローセンサ５を被計測流体（図示せず）の流れに平行に配置したときに生じる流体の剥離を確実に防止できる。
【００１５】
ボディ２の上面には、図８に示すように４つのボルト穴１７が形成されており、これらにボルト１８を締結することで、図１に示すように、マイクロフローセンサ５等を保護するカバー１９が固定される。なお、図８における２０は基板（図示せず）を固定するボルト（図示せず）を締結するためのボルト穴である。
【００１６】
次に動作について説明する。
被計測流体（図示せず）が流路３内を通流方向（矢印Ａ方向）へ流れ、その流れがマイクロフローセンサ５を通過すると、マイクロフローセンサ５のその２つの温度センサ（図示せず）に作用する温度に差が生じ、この温度差に基づく検出信号から流速が計測される。この流速データから被計測流体（図示せず）の流量が演算部（図示せず）により算出される。
【００１７】
以上のように、この実施の形態１によれば、内部に流路３を有するボディ（本体）２と、このボディ２の壁部２ａを貫通する貫通穴４と、この貫通穴４を通して流路３を臨むマイクロフローセンサ５を先端に取り付けたケース６とを備え、ケース６の裾部（溶接面）６ａをボディ２の貫通穴４の周囲に直接溶接して固定するように構成したので、流路３の気密性を確実に保持できるという効果がある。また、従来ケース６をボディ２に固定するのに用いていたブラケットやそれを締結するボルト１２、さらにＯリング１１自体を使用する必要がなくなるので、部品点数の大幅削減や部品の管理負担の軽減を図ることができるという効果がある。さらに、ボルト１２やＯリング１１に占有されていた貫通穴４の周囲に形成された大径穴９をこれより小さな内径を有する大径穴１４のスペースまで縮小でき、流量計１の小型化を図ることができるという効果がある。また、従来の流量計と比べて貫通穴４の周囲における穴加工量が減るので、コストダウンを図ることができるという効果がある。
【００１８】
この実施の形態１によれば、ケース６側の裾部（溶接面）６ａに周回凸部１５を形成するように構成したので、溶接時に周回凸部１５を溶解変形させ溶接面の遮蔽性を確保することで、流路３の気密性を得ることができるという効果がある。
【００１９】
この実施の形態１によれば、周回凸部１５に、その全ての部分が溶解して本体２とケース６を溶接可能な高さを持たせるように構成したので、溶接時に周回凸部１５を溶解変形させることで本体２とケース６との溶接間で必要な結合力を得ることができ、被計測流体（図示せず）のリークを防止することができるという効果がある。また、溶接時に加工誤差および取付誤差があっても、周回凸部１５の溶解変形により当該誤差を吸収できるので、溶接面の遮蔽性を確保することができ、流路３の気密性を高めることができるという効果がある。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内部に流路を有する筒状の本体と、該本体の壁部を貫通する貫通穴と、該貫通穴を通して前記流路に臨むマイクロフローセンサを先端に取り付け、前記本体の前記貫通穴の周囲に直接溶接して固定したケースとで構成したので、流路の気密性を確実に保持できるという効果がある。また、従来ケースを本体に固定するのに用いていたブラケットやそれを締結する締結部品、さらにシール部品を使用する必要がなくなるので、部品点数の大幅削減や部品の管理負担の軽減を図ることができるという効果がある。さらに、締結部品やシール部品に占有されていた貫通穴の周囲のスペースを縮小でき、流量計の小型化を図ることができるという効果がある。
【００２１】
この発明によれば、ケース側の溶接面に周回凸部を形成するように構成したので、溶接時に周回凸部を溶解変形させ溶接面の遮蔽性を確保することで、流路の気密性を得ることができるという効果がある。
【００２２】
この発明によれば、周回凸部に、その全ての部分が溶解して本体とケースを溶接可能な高さを持たせるように構成したので、溶接時に周回凸部を溶解変形させることで本体とケースとの溶接間で必要な結合力を得ることができ、被計測流体のリークを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による流量計の外部構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図２に示した本体の貫通穴の拡大断面図である。
【図４】図２に示した本体の貫通穴に溶接固定可能なケースおよびこのケースの先端に取り付けられたマイクロフローセンサの外部構成を示す正面図である。
【図５】図２に示したケースの外部構成を示す平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図６の要部Ｘを拡大して示す断面図である。
【図８】図２に示す本体の上部構成を示す平面図である。
【図９】従来の流量計の内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　流量計
２　ボディ（本体）
２ａ　壁部
３　流路
３ａ、３ｂ　開口
４　貫通穴
５　マイクロフローセンサ
６　ケース
６ａ　裾部（溶接面）
６ｂ　開口
７　ブラケット
８　センサブラケット組立体
９　大径穴
１０　円周溝
１１　Ｏリング
１２　ボルト
１３　配線
１４　大径穴
１５　周回凸部
１６　台座
１７　ボルト穴
１８　ボルト
１９　カバー
２０　ボルト穴
【図１】
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【図２】
2004093348.tif 000004
【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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