JP5035957B2 - Gas flow meter and method for mounting the same - Google Patents
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Description
本発明は、気体の導入路および排出路を形成したマニホールド体に装着して用いられる小型の流量計に係り、例えばチップマウンタにおける微小部品の吸着確認に用いるに好適な気体流量計およびその取り付け方法に関する。 The present invention relates to a small-sized flow meter used by being mounted on a manifold body in which a gas introduction path and a discharge path are formed. For example, a gas flow meter suitable for use in confirming the adsorption of minute parts in a chip mounter and a method for attaching the same About.
チップマウンタにおける吸着ノズルによる微小部品の吸着確認の手法として、従来一般的な圧力センサに代えて流量センサを用い、上記吸着ノズルにおける微小流量の変化を検出することが試みられている。この種の用途に用いられる流量計として、相対向して設けられた流体導入口と流体排出口との間にコの字状に屈曲した流路を形成することで、小型化を図りながら流速分布の安定化を図ったものが提唱されている(例えば特許文献1を参照)。 As a technique for confirming the adsorption of a minute part by an adsorption nozzle in a chip mounter, an attempt has been made to detect a change in the minute flow rate in the adsorption nozzle by using a flow rate sensor instead of a conventional pressure sensor. As a flow meter used in this type of application, a flow path bent in a U-shape is formed between the fluid inlet and the fluid outlet provided opposite to each other, thereby reducing the flow rate while reducing the size. The thing which aimed at stabilization of distribution is proposed (for example, refer patent document 1).
またこのような小型の流量計を複数個、気体の導入路および排出路を形成したブロック状のマニホールド体に並べて装着して用いることも提唱されている(例えば特許文献2を参照)。
しかしながら前述したチップマウンタは、専ら、小型の圧力センサを用いることを前提として設計されていることが多い。この為、圧力センサの設置スペースに流量計を組み込む上での取り付け高さの制約が非常に厳しいと言う課題がある。ちなみに従来一般的には、流量計の上下面を貫通して設けた取り付け穴に挿通したねじを用いて該流量計をマニホールド体に固定している。或いは流量計本体の上面を覆う取り付け部材を用いて流量計をマニホールド体に押さえ込むことも考えられている。しかしこのような取り付け法を採用した場合、ねじの頭部や取り付け部材が流量計の上面から突出するので、その実質的な取り付け高さが高くなる等の問題がある。 However, the chip mounter described above is often designed exclusively on the assumption that a small pressure sensor is used. For this reason, there is a problem that the restriction on the height of mounting the flow meter in the installation space of the pressure sensor is very severe. Incidentally, conventionally, the flowmeter is generally fixed to the manifold body using screws inserted through mounting holes provided through the upper and lower surfaces of the flowmeter. Alternatively, it is considered that the flow meter is pressed into the manifold body by using an attachment member that covers the upper surface of the flow meter main body. However, when such an attachment method is adopted, the head of the screw and the attachment member protrude from the upper surface of the flow meter, and thus there is a problem that the substantial attachment height becomes high.
またこの種の流量計においては、或る程度の流路長を確保して流速分布の安定化を図ることが必要であり、流量計自体の高さを低くするにも限界がある。また複数の気体の導入路および排出路を形成したブロック状のマニホールド体に複数の流量計を並べて装着して用いるような場合、マニホールド体に形成される複数の気体の導入路および排出路との干渉を防ぎながら、如何にして各流量計をマニホールド体に装着するかと言う点でも課題が残る。 Further, in this type of flow meter, it is necessary to secure a certain flow path length to stabilize the flow velocity distribution, and there is a limit to reducing the height of the flow meter itself. In addition, when a plurality of flow meters are mounted side by side on a block-like manifold body in which a plurality of gas introduction paths and discharge paths are formed, a plurality of gas introduction paths and discharge paths formed in the manifold body are used. The problem remains in how to attach each flow meter to the manifold body while preventing interference.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、気体の導入路および排出路を形成したマニホールド体に装着して用いるに好適な簡易な構造の気体流量計とその取り付け方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to provide a gas flow meter having a simple structure suitable for use by mounting on a manifold body in which a gas introduction path and a discharge path are formed, and its attachment. It is to provide a method.
上述した目的を達成するべく本発明に係る気体流量計は、気体の導入路および排出路を形成したマニホールド体に装着して用いられて上記導入路と排出路とを結ぶ流路を形成すると共に、上記流路に設けた質量流量センサの出力から前記マニホールド体を介して通流する気体の流量を計測するものであって、
前記マニホールド体の導入路および排出路にそれぞれ連結される流体導入口および流体排出口を下面に備えると共に、これらの流体導入口と流体排出口とを結ぶ流路をその内部に形成した略直方体形状の流量計本体の相対向する両端部に、その下面に連なって上記各端部からそれぞれ突出する鍔部を設けたことを特徴としている。好ましくは前記鍔部は、前記流量計本体における前記流体導入口および流体排出口の並び方向の両端部に、その幅方向に設けた横溝の下面側の突出縁部として形成される。
In order to achieve the above-mentioned object, the gas flowmeter according to the present invention is used by being attached to a manifold body in which a gas introduction path and a discharge path are formed to form a flow path connecting the introduction path and the discharge path. Measuring the flow rate of the gas flowing through the manifold body from the output of the mass flow sensor provided in the flow path,
A substantially rectangular parallelepiped shape having a fluid introduction port and a fluid discharge port connected to the introduction path and the discharge path of the manifold body on the lower surface, and a flow path connecting the fluid introduction port and the fluid discharge port formed therein. The flowmeter main body is provided with flanges that protrude from the respective end portions, which are connected to the lower surface thereof, at opposite ends of the flow meter body. Preferably, the flange portion is formed as a protruding edge portion on the lower surface side of the lateral groove provided in the width direction at both ends of the flow meter body in the arrangement direction of the fluid inlet and the fluid outlet.
また本発明に係る気体流量計の取り付け方法は、下面に流体導入口および流体排出口を備えると共に、これらの流体導入口と流体排出口とを結ぶ流路をその内部に形成した略直方体形状の流量計本体と、この流量計本体の上記流路に設けた質量流量センサとを備えた気体流量計を、気体の導入路および排出路を形成したマニホールド体に装着して用いるに際して、前記流量計本体の相対向する両端部にその下面に連なって上記各端部からそれぞれ突出する鍔部をそれぞれ設け、この鍔部の上面に係合させた固定部材の前記流量計本体から離して位置付けられる端部を前記マニホールド体にねじ止めして前記気体流量計をマニホールド体に装着することを特徴としている。好ましくは前記固定部材として、前記流量計本体の端部の幅よりも長尺の棒状体からなり、その端部にねじ穴を穿いたものを用いる。 In addition, the gas flow meter mounting method according to the present invention is provided with a fluid inlet and a fluid outlet on the lower surface, and a substantially rectangular parallelepiped shape in which a flow path connecting the fluid inlet and the fluid outlet is formed therein. When a gas flow meter including a flow meter main body and a mass flow sensor provided in the flow path of the flow meter main body is attached to a manifold body in which a gas introduction path and a discharge path are formed, the flow meter is used. Ends that are positioned away from the flowmeter body of the fixing member that is provided on both opposing ends of the main body and that is provided with flanges that protrude from the respective end portions and that are connected to the lower surface of the main body. The gas flowmeter is attached to the manifold body by screwing the part to the manifold body. Preferably, the fixing member is made of a rod-like body that is longer than the width of the end portion of the flowmeter body, and has a screw hole at the end portion.
上記構成の気体流量計によれば、略直方体形状の流量計本体の相対向する両端下部にそれぞれ鍔部が突出形成されているので、マニホールド体に平行に組み付けられる固定部材にて上記鍔部を前記マニホールド体との間に挟み込むだけで、その取り付け高さを増やすことなく流量計本体をマニホールド体上に確実に装着することができる。また上記鍔部を前記流量計本体の相対向する両端部にそれぞれその幅方向に設けられた横溝の下面側の突出縁部として形成するようにすれば、流量計本体そのものの外観寸法を小さくすることができるので、限られた設置スペースへの組み込みの容易化を図ることができる。 According to the gas flowmeter having the above-described configuration, since the flanges are formed so as to protrude from the opposite lower ends of the substantially rectangular parallelepiped flowmeter body, the flange is fixed by a fixing member assembled in parallel to the manifold body. The flowmeter main body can be securely mounted on the manifold body without increasing the mounting height simply by being sandwiched between the manifold body. Further, if the flanges are formed as projecting edge portions on the lower surface side of the lateral grooves provided in the width direction at opposite ends of the flow meter body, the external dimensions of the flow meter body itself are reduced. Therefore, it is possible to facilitate the incorporation into a limited installation space.
また長尺の棒状体からなる固定部材を前記流量計本体の鍔部上面に係合させ、コの固定部材の端部をマニホールド体にねじ止め固定するだけで、該固定部材とマニホールド体との間に鍔部を挟み込むことができるので、マニホールド体への気体流量計の取り付けを簡易に行うことができる。特に複数の気体流量計を並べてマニホールド体に設置するような場合であっても、複数の気体流量計並び幅に見合う長尺の固定部材を用いることで、これらの気体流量計を一括して簡易に装着することが可能となる等の効果が奏せられる。 In addition, a fixing member made of a long rod-like body is engaged with the upper surface of the flange portion of the flowmeter body, and the end of the fixing member is screwed and fixed to the manifold body. Since the collar portion can be sandwiched between them, the gas flow meter can be easily attached to the manifold body. Even when multiple gas flow meters are installed side by side in the manifold body, these gas flow meters can be simplified in a lump by using a long fixed member that matches the width of the multiple gas flow meters. The effect that it becomes possible to mount | wear to is produced.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る気体流量計と、この気体流量計のマニホールド体への取り付け方法について説明する。
この気体流量計は、気体の導入路および排出路をなす透孔を形成した、例えばアルミニウム製の厚板からなるブロック状のマニホールド体に装着して用いられる小型のものであって、基本的には上記導入路と排出路とを結ぶ流路を形成する流量計本体と、この流量計本体の上記流路に組み込まれて前記マニホールド体を介して通流する気体の流量を計測する為の質量流量センサとを備えて構成される。
Hereinafter, a gas flow meter according to an embodiment of the present invention and a method of attaching the gas flow meter to a manifold body will be described with reference to the drawings.
This gas flow meter is a small one that is used by being mounted on a block-like manifold body made of a thick plate made of aluminum, for example, in which a through hole forming a gas introduction path and a discharge path is formed. Is a flow meter body that forms a flow path connecting the introduction path and the discharge path, and a mass for measuring the flow rate of the gas that is incorporated into the flow path of the flow meter body and flows through the manifold body And a flow sensor.
図1はこの実施形態に係る気体流量計の概略構成を示す外観斜視図であり、図2はその内部構造とマニホールド体への組み付け構造を示す断面図である。流量計本体10は略直方体形状をなす樹脂モールド製のものであって、マニホールド体30の導入路31および排出路32にそれぞれ連結される流体導入口11および流体排出口12をその下面に備えると共に、後述するようにその内部に上記流体導入口11と流体排出口12とを結ぶ流路を形成したものである。またこの流量計本体10の上面には、後述する長方形状の回路基板20を装着する所定深さの凹状の基板装着部13が設けられる。
FIG. 1 is an external perspective view showing a schematic configuration of a gas flow meter according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing its internal structure and a structure assembled to a manifold body. The flow meter
上述した流体導入口11および流体排出口12は、流量計本体10の長手方向に所定の距離を隔てて並べて設けられたものであって、その開口縁部にはOリングが装着されている。また流量計本体10における上記基板装着部13の底部の略中央部には、該基板装着部13に装着される回路基板20に沿って前記流体導入口11および流体排出口12が並ぶ向きに計測流路部を形成する開口凹部14が形成されている。この開口凹部14は、前記基板装着部13に装着される回路基板20によりその周縁部が閉塞されることで、前記流体導入口11と流体排出口12とを結ぶ流路の一部を形成する。
The
更に前記流量計本体10には、上記開口凹部14の両端部と前記流体導入口11および流体排出口12とをそれぞれ結ぶ連通路15,16が形成されている。これらの連通路15,16は、前述した回路基板20によりその周縁部が閉塞される開口凹部14を介して相互に連結されて、前記流体導入口11と流体排出口12とを結ぶ気体の通流路を形成する。
Further, the
尚、これらの連通路15,16は、図2に示すように流量計本体10の上面側(開口凹部14の両端部)および下面側から、その軸心位置をずらして流量計本体10の高さ方向にその途中位置まで穿たれた2つの縦穴部と、これらの縦穴部の底部間を横方向に連通する結合部とからなり、鈎型に屈曲した流路を形成している。このような屈曲構造をなす連通路15,16は、流体導入口11から流入する気体を、その壁面に衝突させながら導くことでその流速分布を安定化する作用を呈する。
As shown in FIG. 2, these
一方、前記基板装着部13に装着される回路基板20は、その下面側の略中央部に質量流量センサ21を搭載すると共に、その上面側に上記質量流量センサ21の駆動回路22およびこの駆動回路22の外部接続部品(コネクタ)23を搭載したものである。ちなみに前記質量流量センサ21は、特に図示ないが、例えば半導体チップに形成した肉薄ダイヤフラム上に発熱抵抗素子を設けると共に、気体の通流方向に上記発熱抵抗素子を挟んで一対の温度センサを設けたものからなる。この質量流量センサ21は、上記発熱抵抗素子により加熱される肉薄ダイヤフラム近傍の雰囲気ガスの温度分布が、該肉薄ダイヤフラムに沿って通流する気体の流量によって変化することから、その温度変化を前記温度センサにより検出することで上記気体の流速、ひいてはその質量流量を検出する役割を担う。また前記駆動回路22は、質量流量センサ21における上述した発熱抵抗素子および温度センサをそれぞれ駆動する抵抗ブリッジ回路等を構築する複数の抵抗器やトランジスタ、更には温度センサの出力から流量を算出するマイクロプロセッサ等からなる。
On the other hand, the
このような質量流量センサ21とその駆動回路22を搭載した回路基板20は、その下面側を前記開口凹部14に向けて前記基板装着部13に装着される。この結果、前記開口凹部14が形成する計測流路に面して前記回路基板20に搭載された質量流量センサ21が位置付けられる。この際、接着剤により前記開口凹部14の周縁部と前記回路基板20の下面との間を接着することで前記開口凹部14の周縁部が前記回路基板20にて閉塞される。
The
さて基本的には上述した構造の流量計本体10と回路基板20とを備えて構成される本発明に係る気体流量計が特徴とするところは、前記流量計本体10の長手方向における相対向する両端部の下部に、その下面に連なって上記各端部からそれぞれ突出する一対の鍔部18を備えている点にある。特にこれらの鍔部18は、前記流量計本体10における前記流体導入口11および流体排出口12の並び方向の両端部、つまり流量計本体10の短辺側の端部における中腹部に、その幅方向に設けた横溝19の下面側の突出縁部として形成されている。尚、鍔部18を含む前記流量計本体10の下面の前記流体導入口および流体排出口の並び方向の長さ、つまり長手方向の長さは、該流量計本体10の上面の長さ以下に設定されている。好ましくは後述する固定部材40を上記鍔部18に係合させたときの該固定部材18を含む長手方向の長さが、前記流量計本体10の上面の長手方向の長さより以下となるように、上記鍔部18を含む下面の長さが設定される。
Now, the gas flow meter according to the present invention basically comprising the flow meter
これらの鍔部18は、前記マニホールド体30に平行に組み付けられる棒状の固定部材40によりその上面が押さえ込まれて前記マニホールド体30との間に挟持され、これによって流量計本体10をマニホールド体30上に強固に装着する役割を担う。尚、棒状の固定部材40は、その両端部にそれぞれねじ孔41を設けたものであって、前記流量計本体10の前記鍔部18を設けた端部の幅に上記ねじ止め固定部分の長さを加えた長尺のものからなる。この固定部材40は、前記ねじ孔41を挿通してマニホールド体30に螺着されるねじ42により流量計本体10の側部から離れた位置にて前記マニホールド体30に固定され、この固定部材40により前記鍔部18が押さえ込まれることにより流量計本体10がマニホールド体30に固定される。
The upper surfaces of these
尚、固定部材40に、前記鍔部18に係合する段差部43が設けておく場合には、その段差の高さは前記鍔部18の厚みよりの若干低く設定される。この際、固定部材40の長手方向における段差部43の開口幅を前記流量計本体10の短辺側の端面の幅と同程度に設定しておけば、この段差部43に鍔部18を嵌合することで流量計本体10の横ずれを防止することができる。このような構造の固定部材40をマニホールド体30に固定したとき、該固定部材40により前記流量計本体10がマニホールド体30の上面に密着固定されるものとなっている。
In the case where the fixing
またマニホールド体30への流量計(流量計本体10)の取り付けは、流量計本体10の下面に設けた流体導入口11および流体排出口12を、マニホールド体30における導入路31および排出路32の各開口部に位置合わせして行うことは勿論のことである。またこのようにしてマニホールド体30の上面に流量計(流量計本体10)を固定したとき、前述したように流体導入口11および流体排出口12の各開口縁部に装着されたOリングによって該流量計本体10の下面と前記マニホールド体30の上面との接合部が気密にシールされ、流体導入口11と導入路31とが隙間なく連結されると共に、流体排出口12と排出路32とが隙間なく連結される。
Further, the flow meter (flow meter main body 10) is attached to the
ところでマニホールド体30に複数の気体流量計を並べて装着する(連装する)場合には、例えば図3に示すように複数の気体流量計(流量計本体10)の並び幅よりも長尺の固定部材45を用い、上記複数の気体流量計(流量計本体10)を一括してマニホールド体30に装着するようにすれば良い。尚、ここでは6個の気体流量計を横並びに連装した例を示しているが、その数は特に限られるものではない。この場合、気体流量計の連装数に応じた長さの固定部材を用いるようにすれば十分である。
By the way, when a plurality of gas flow meters are mounted side by side (connected) to the
かくして上述した構成の気体流量計およびその取り付け方法によれば、流量計本体10両端部の下部に、その下面に連なって上記各端部からそれぞれ突出させて設けた鍔部18を固定部材40にて押さえ込むことによって該気体流量計をマニホールド体40に固定するので、気体流量計の取り付け高さに制約がある場合でも流量計本体10の高さの範囲内でその取り付けを簡易に行うことができる。従ってその取り付け高さを確保するべく、例えば流量計本体10自体の高さを低くする必要がないので該流量計本体10に形成する流路長を十分に確保することができ、その計測精度を犠牲にすることがない。
Thus, according to the gas flowmeter having the above-described configuration and the mounting method thereof, the
また上述した取り付け構造を採用しているので、気体流量計(流量計本体10)を個々にマニホールド体30にねじ止めする必要がなく、また固定部材40をねじ止めする為のマニホールド体40におけるねじ孔を個々の気体流量計(流量計本体10)の装着位置から離れた位置に設けることが可能となる。この結果、マニホールド体40の表裏面を貫通して前述した導入路31および排出路32を形成することに代えて、例えば図2および図4にそれぞれ示すようにマニホールド体40の板面に沿って導入路31および排出路32を設ける場合であっても、ねじ孔の存在が導入路31および排出路32の形成を妨げることがない。換言すれば固定部材40を固定する為のねじ孔46を、図4に示すように導入路31および排出路32を避けた位置に形成することができる。故に複数の気体流量計をマニホールド体40に連装した組み立て構造体における気体の通流方向を、マニホールド体40の板面に沿った向きにすることができるので、実質的にその取り付けスペースのコンパクト化を図り得る等の効果が奏せられる。
In addition, since the mounting structure described above is employed, it is not necessary to screw the gas flowmeter (flowmeter main body 10) to the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態においては流量計本体10の端部に横溝(凹部)19を設けることで鍔部18を形成したが、図5に示すように単に流量計本体10の端部からフランジ状に突出する鍔部18を設けるようにしても良い。またこの鍔部18を上下に貫通する丸穴を設けておき、この丸穴を挿通させて気体流量計をマニホールド体40にねじ止め固定し得るようにしておくことも可能である。更には気体流量計を使用する際の実質的な高さを低くする上で、前述した回路基板20に設ける外部接続部品(コネクタ)23の向きを横向きにしておき、流量計本体10の長手方向の端部から接続ケーブル(図示せず)を引き出すように構成することも有用である。このような構成を採用すれば、複数の気体流量計の連装を妨げることもない等の効果が奏せられる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above. In the embodiment, the
10 流量計本体
11 流体導入口
12 流体排出口
13 基板装着部
14 開口凹部(計測流路)
15,16 連通路
18 鍔部
19 横溝
20 回路基板
30 マニホールド体
40,45 固定部材
DESCRIPTION OF
15,16
Claims (4)
前記マニホールド体の導入路および排出路にそれぞれ連結される流体導入口および流体排出口を下面に備えると共に、これらの流体導入口と流体排出口とを結ぶ流路をその内部に形成した略直方体形状の流量計本体の前記流体導入口および前記流体排出口の並び方向の相対向する両端部に、その下面に連なって上記各端部からそれぞれ突出し、その幅方向に設けた横溝の下面側の突出縁部として形成される鍔部を設けたことを特徴とする気体流量計。 The manifold body is used by being attached to a manifold body in which a gas introduction path and a discharge path are formed to connect the introduction path and the discharge path, and from the output of a mass flow sensor provided in the flow path. A gas flow meter for measuring the flow rate of the gas flowing through
A substantially rectangular parallelepiped shape having a fluid introduction port and a fluid discharge port connected to the introduction path and the discharge path of the manifold body on the lower surface, and a flow path connecting the fluid introduction port and the fluid discharge port formed therein. of the fluid inlet and both end portions facing each other in the arrangement direction of the fluid outlet of the flowmeter body, continuous to the lower surface thereof to protrude from the respective ends, the lateral grooves provided in the width direction lower side of the A gas flow meter characterized in that a collar portion formed as a protruding edge portion is provided.
前記流量計本体の前記流体導入口および前記流体排出口の並び方向の相対向する両端部に、その下面に連なって上記各端部からそれぞれ突出し、その幅方向に設けた横溝の下面側の突出縁部として形成される鍔部をそれぞれ設け、この鍔部の上面に係合させた固定部材の前記流量計本体から離して位置付けられる端部を前記マニホールド体にねじ止めして前記気体流量計をマニホールド体に装着することを特徴とする気体流量計の取り付け方法。 A flow meter body having a substantially rectangular parallelepiped shape having a fluid introduction port and a fluid discharge port on the lower surface, and a flow path connecting the fluid introduction port and the fluid discharge port formed therein, and the flow path of the flow meter body When using a gas flow meter provided with a mass flow sensor provided in the manifold body formed with the gas introduction path and the discharge path,
The both end portions facing each other in the arrangement direction of the fluid inlet and said fluid outlet of said flowmeter body, continuous to the lower surface thereof to protrude from the respective ends, the lateral grooves provided in the width direction lower side of the The gas flowmeter is provided with a flange formed as a protruding edge, and an end portion of the fixing member engaged with the upper surface of the flange being positioned away from the flowmeter body is screwed to the manifold body. A method for attaching a gas flowmeter, comprising attaching a manifold to a manifold body.
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2006
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