(57)【要約】【課題】流体の計測精度を向上する高精度な流体計測用流路装置を提供することを目的とする。【解決手段】計測流路を複数の扁平流路７に区画する仕切板１３と、前記仕切板１３の両縁部を支持する側板１４，１５と、前記仕切板１３と並行に上下に配設され、前記側板１４，１５と結合して両縁部を支持する天板１６、および底板１７とから構成された多層流路部材８と、前記多層流路部材８を上方の開口を介して収容するようにした収容部６と、前記開口を閉じる蓋部９とを備え、前記蓋部９を含む収容部６、または多層流路部材８の一方に外力によって変形する突起部２０を設け、この突起部２０の変形によって収容部６に多層流路部材８を固定するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交し両縁部を支持する側板と、前記仕切板と並行に上下に配設され、前記側板と結合して両縁部を支持する天板、および底板とから構成された多層流路部材と、前記多層流路部材を上方の開口を介して収容するようにした収容部と、前記開口を閉じる蓋部とを備え、前記蓋部を含む収容部、または多層流路部材の一方に外力によって変形する突起部を設け、この突起部の変形によって前記蓋部を含む収容部に多層流路部材を固定するようにした流体計測用流路装置。
【請求項２】
多層流路部材を構成する側板の端部に突起部を形成した請求項１記載の流体計測用流路装置。
【請求項３】
突起部を先細状のテーパ状に構成した請求項１または２記載の流体計測用流路装置。
【請求項４】
突起部の周囲に溝を形成した請求項１〜３いずれか１項記載の流体計測用流路装置。
【請求項５】
多層流路部材を構成する側板の端部に突起部を、蓋部を含む収容部の前記突起部と対応する部位には凹部をそれぞれ形成し、かつこの凹部の容積は突起部の体積よりも小さく設定した請求項１〜４いずれか１項記載の流体計測用流路装置。
【請求項６】
蓋部を含む収容部と多層流路部材とに、相嵌合する位置決め用の凸部と穴とを別に形成した請求項１〜５いずれか１項記載の流体計測用流路装置。
【請求項７】
凸部と穴とは左右非対称位置に形成した請求項６記載の流体計測用流路装置。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項記載の流体計測用流路装置を用いた超音波式流量計測メータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の扁平流路を有する流体計測用流路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、超音波式流量計測メータは、計測用流路に流体を流すとともに、その上下流側に配置した超音波送受器間の超音波伝播時間で流体流速を測定して流量などを演算するものであった。
【０００３】
この計測用流路は、断面長方形の矩形状であって、その対向する短辺側に超音波送受器が設けられており、一方の超音波送受器から発信された超音波は、計測用流路を流れる流体を斜めに横切って他方の超音波送受器に受信されるものである。
【０００４】
そして、近年では、計測精度を向上させるために、計測用流路に複数の隔壁を並行に配置することにより、計測用流路を多層流路としたものが見受けられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、計測用流路を多層流路として用いる場合の種々の改良も提案されている。例えば、図８に示すように、計測用流路１０１の外部面にシールリングを兼ねた凸部１０２を形成するとともに、収納部材１０３の対向部位には凹部１０４を設け、この凹部１０４に凸部１０２を嵌め込むことで、収納部材１０３内における計測用流路１０３の位置決め固定が行なうようになっており、組付け作業の簡素化を促進するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】国際公開第２００４／０７４７８３号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−０５３０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、計測用流路を多層流路とする際に、計測用流路に設けた一対の送受波部と、計測用流路を層流通路に分割する多層流路との位置関係や、さらに、多層流路を形成するための仕切板の両縁をフレームにより支持した場合の仕切板間の寸法ばらつきで、計測精度を低下させるという問題があり、高精度の計測を行うためには、高精度の多層流路部材が求められている。
【０００７】
また、計測用流路の外部面に凸部を形成するとともに、収納部材の対向面には凹部を形成して、組付け作業時において凹部に凸部を嵌め込む構成のものにおいては、組付け作業時、凹、凸部に寸法ばらつきが生起し、収納部材への計測用流路の嵌め込み寸法精度が低下してしまう課題があった。
【０００８】
したがって、計測用流路を流れる流体にも影響を及ぼし高精度測定ができなくなることがあった。
【０００９】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、流体の計測精度を向上する流体計測用流路装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明の流体計測用流路装置は、計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交し両縁部を支持する側板と、前記仕切板と並
行に上下に配設され、前記側板と結合して両縁部を支持する天板、および底板とから構成された多層流路部材と、前記多層流路部材を上方の開口を介して収容するようにした収容部と、前記開口を閉じる蓋部とを備え、前記蓋部を含む収容部、または多層流路部材の一方に外力によって変形する突起部を設け、この突起部の変形によって前記蓋部を含む収容部に多層流路部材を固定するようにしたものである。
【００１１】
このように、蓋部を含む収容部、または多層流路部材の一方に外力によって変形する突起部を設けたことによって、正確に、しかもガタツキなく収容部に対する多層流路部材の固定が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、正確に、しかもガタツキなく収容部に対する多層流路部材の固定ができ、したがって、流体の計測精度を高めることができるとともに、取り付け作業の効率化も促進できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交し両縁部を支持する側板と、前記仕切板と並行に上下に配設され、前記側板と結合して両縁部を支持する天板、および底板とから構成された多層流路部材と、前記多層流路部材を上方の開口を介して収容するようにした収容部と、前記開口を閉じる蓋部とを備え、前記蓋部を含む収容部、または多層流路部材の一方に外力によって変形する突起部を設け、この突起部の変形によって前記蓋部を含む収容部に多層流路部材を固定するようにしたものである。
【００１４】
このように、蓋部を含む収容部、または多層流路部材の一方に外力によって変形する突起部を設けたことによって、正確に、しかもガタツキなく収容部に対する多層流路部材の固定が可能となる。
【００１５】
前記突起部は多層流路部材を構成する側板の端部に形成するのが望ましい。こうすることで、突起部の変形に伴う応力は側板の幅方向に加わり、変形などを生じないものとなる。
【００１６】
また、突起部を先細状のテーパ状に構成しておけば、同突起部の変形が的確になされ、作業性をさらに高めることができる。
【００１７】
加えて、突起部の周囲に溝を形成することで、同突起部の変形分がこの溝に吸収されることとなる。
【００１８】
多層流路部材を構成する側板の端部に突起部を、蓋部を含む収容部の前記突起部と対応する部位には凹部をそれぞれ形成し、かつこの凹部の容積は突起部の体積よりも小さく設定しておくことも考えられる。この場合にも、突起部の変形分がこの凹部に吸収されることとなる。
【００１９】
好ましくは、蓋部を含む収容部と多層流路部材とに、相嵌合する位置決め用の凸部と穴とを別に形成しておく。
【００２０】
これによって、突起部の変形などに伴うずれがこの凸部と穴の嵌合で阻止され、収容部への多層流路部材の取り付け精度をより一層高めることができる。
【００２１】
そして、凸部と穴とを左右非対称位置に形成しておくことで、左右逆の取り付けなどが防止できるものである。
【００２２】
これら流体計測用流路装置を超音波式流量計測メータに搭載することで、流量などの高精度計測を実現できる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１〜図４は実施の形態１として、超音波式流量計測メータ１に実施した場合を示し、その流体路２は左右の鉛直流路３ａ，３ｂと、これらを連結する水平流路４とで略逆Ｕ字状に形成されている。
【００２５】
水平流路４は、長方形の矩形断面をなし、上面が開口するとともに、対向する側壁には超音波送受器取付部５ａ，５ｂを形成した収容部６を有している。
【００２６】
前記収容部６には、複数の扁平流路７からなる多層流路部材８が収納され、蓋部９で上面の開口が密閉されるようにしてある。
【００２７】
したがって、鉛直流路３ａに流入した流体は多層流路部材８の複数の扁平流路７に分流され、次いで、鉛直流路３ｂに流動して流出されるものである。
【００２８】
前記超音波送受器取付部５ａ，５ｂに対応する収容部６、および多層流路部材８の側壁には超音波通過口１０，１１を設けることで超音波伝播路１２が形成されている。
【００２９】
この超音波伝播路１２は多層流路部材８の扁平流路７を層流状態で流れる流体を斜めに横切るように形成されるものである。
【００３０】
このように、超音波伝搬路１２が斜めに形成されている配置パターンは、所謂、Ｚパス（Ｚ−ｐａｔｈ）またはＺ法と呼ばれており、本実施の形態では、このＺパス配置について例示する。
【００３１】
図２および図３に示すように、多層流路部材８は複数の扁平流路７に区画するための複数の仕切板１３と、これら仕切板１３における流体の流れ方向に沿った縁部１３ａを支持する側板１４，１５と、天板１６、および底板１７とによって矩形箱状に形成されており、左右の側板１４，１５間に仕切板１３が水平に所定間隔で保持されている。
【００３２】
さらに述べると、側板１４，１５の対向する内面には、仕切板１３を所定間隔で保持するため複数本のスリット１８が設けられている。
【００３３】
これらスリット１８は、各仕切板１３によって仕切られる扁平流路７の断面積が均一になるように、流体の流れに対して直交する上下方に沿って等間隔で設けられている。
【００３４】
なお、多層流路部材８の側壁に形成した超音波通過口１１は、超音波を透過させることができる、例えば細かなメッシュ、パンチングメタルなどのフィルタ部材１９が取り付けられている。
【００３５】
仕切板１３は全体矩形の薄板状部材であり、それらの縁部１３ａには、複数個の鍔部１３ｂが設けられている。
【００３６】
これら鍔部１３ｂは、例えば、仕切板１３の四隅および中央部から幅方向外側へ突出し
て設けてある。
【００３７】
一方、側板１４，１５に設けられているスリット１８には、仕切板１３の鍔部１３ｂに対応した位置に貫通孔１８ａを設け、これら貫通孔１８ａを通して鍔部１３ｂの端面が外側に露出するようになっていている。
【００３８】
さて、側板１４，１５の上、下端部の前後には先端が小径のテーパ状突起部２０をそれぞれ一体形成するとともに、これら突起部２０に相対して収容部６の底壁と蓋部９に凹部２１が形成してある。
【００３９】
凹部２１の容積は突起部２０の体積よりも大きく、また、突起部２０の高さは凹部２１の深さよりも大にそれぞれ設定されている。
【００４０】
さらに、天板１４、および底板１５の突起部２０の近傍には位置決め用の凸部２２を配設するとともに、これら凸部２２と相対して収容部６の底壁と蓋部９とには凹部２３が形成してある。
【００４１】
ここで、前記多層流路部材８は計測流路２の収容部６に収容され、蓋部９で密閉するようにしてあるので、多層流路部材８の周囲の隙間は、あってもなくても流体漏れなどの支障はないが、超音波伝播路１２の流体の流れを代表値として計測することから、多層流路部材６の外側を流れる量と内部、つまりは扁平流路７を流れる流体量のバランスや、超音波伝播路１２を形成する多層流路部材８の位置関係は重要である。
【００４２】
つまり、多層流路部材８ががたつきを有していたり、その周囲の隙間がばらついていたりすると、流体の流れの計測精度に影響を与えるので、超音波伝播路１２の流体の流れを安定させるため、収容部６に多層流路部材８を収容して蓋部９で密閉したときに、多層流路部材８がきっちりと固定されていなければならない。
【００４３】
本実施の形態では、図４に示すように、収容部６に多層流路部材８を収容して蓋部９で密閉したときに、凹部２１とこれに挿入される突起部２０が、突起部２０の高さ＞凹部２１の深さに設定されているため、突起部２０の各先端部が変形した状態となり、したがって、収容部６に多層流路部材８が動かないように固定され、他の部品を用いずに簡単な構成で、安価にそのがたつきなどを防止できる。
【００４４】
また、突起部２０の体積が凹部２１の容積より小としてあるので、突起部２０が変形しても凹部２１からはみ出すことがなく、収容部６と多層流路部材８の外壁の間にはみ出した部分が挟まって、収容部６と蓋部９がしまらないという心配がなく、寸法ばらつきの影響を受けずに固定ができるようになり、収容部６と収容した多層流路部材８の隙間を小さく設定することができようになる。
【００４５】
そして、突起部２０は変形するため位置規制が不安定となりやすく、また、突起部２０が変形代の分遊び部分が必要となり寸法精度を高めにくいが、この突起部２０の近傍位置に、位置決め用の凸部２２を配設するとともに、これら凸部２２と相対して収容部６の底壁と蓋部９とに凹部２３が形成してあるため、位置決め性の阻害はこれによって排除されるもので、組立性も向上できることとなる。
【００４６】
また、収容部６に多層流路部材８を収容して蓋部９で密閉したときに、突起部２０がテーパ状であるところから、その先端が座屈して根本から折れる心配がなくなり、多層流路部材８を確実に動かないように固定することができるとともに、密閉するときの力も小さくなる。
【００４７】
そして、突起部２０を、側板１４，１５の平面方向に直交する端部に形成してあるので、それが変形する際の応力で多層流路部材８が変形することもなくなり、併せて、突起部２０による固定力も向上させ、多層流路部材８を確実に固定できる。
【００４８】
（実施の形態２）
図５は実施の形態２を示し、図４と同作用を行う構成には同一符号を付し、具体的説明は実施の形態１のものを援用する。
【００４９】
実施の形態１と相違するところは、突起部３１の周囲で、かつこの突起部３１より低い環状の溝３２を設け、かつ、突起部３１の体積を溝３２の容積より小とし、さらに、蓋部９を含む収容部６の側には突起部３１が嵌る凹部は形成していない点である。
【００５０】
前記構成において、収容部６に多層流路部材８を収容して蓋部９で密閉したときに、突起部３１が変形して、収容部６に収容した多層流路部材８は動かないように固定できるものである。
【００５１】
そして、突起部３１の体積が溝部３２の容積より小としてあるので、それが変形してもはみ出す心配がない。そのため、収容部６と蓋部９の間にはみ出した部分が挟まって、収容部６と蓋部９がしまらないという心配がなく、寸法ばらつきの影響を受けずに固定ができるようになり、収容部６と収容した多層流路部材９の隙間を小さく設定することができようになる。
【００５２】
なお、実施の形態２では、突起部３１の周囲に溝部３２を設け、蓋部９を含む収容部６の側には突起部３１が嵌る凹部は形成していないが、図６に示すように、実施の形態１と同様に凹部２１を設けても同様の効果が得られ、これによれば、突起部３１の溝部３２と、凹部２１で突起部３１の変形代を分散できるので、溝部３２と、凹部２１を小さくできるようになる。
【００５３】
また、実施の形態１および実施の形態２の位置合わせ部は多層流路部材８の中心に配設したが、これは多層流路部材８の収容方向に方向性がない場合に有効で、収容方向に方向性がある場合には、図７に示すように、位置合わせ部の数を変えたり、あるいは、左右非対称の形状となるようにして、逆方向に組み込めないようにすると、組み込みミスを防止できるようになる。
【００５４】
さらに、収容部６に多層流路部材８を収容して蓋部９で密閉したときに、突起部２０，３１が変形して、収容部６に多層流路部材８が動かないように固定する構成で説明したが、これに加え、突起部２０，３１の近傍に位置させ、多層流路部材８の外周と収容部６と蓋部９との隙間を一定に規制するように、多層流路部材８の外周、あるいは収容部６と蓋部９のいずれかに位置合わせの段部（図示せず）を設けるようにしてもよい。
【００５５】
これによれば、多層流路部材８を収容して収容部６と蓋部９を密閉したときに、段部に相対する壁面に接するまで、突起部２０，３１が変形するようにできるので、多層流路部材８の外周と収容部６、および蓋部９との隙間を一定に規制することができるとともに、突起部２０，３１の変形代を制御できるようになり、安定した固定力を得ることができるようになる。
【００５６】
また、突起部２０，３１は多層流路部材８の側に設けたが、これとは逆に、蓋部９を含む収容部６の側に形成することも考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように本発明にかかる流体計測用流路装置は、簡単な構成で、多層流路部材をがたつきを防止して固定できるようになり、高い信頼性が得られるもので、超音波式流量計測メータに応用すれば高精度の計測を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１における超音波式流量計測メータの全体分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における流体計測用流路装置の要部断面図
【図３】同流体計測用流路装置の分解斜視図
【図４】組み立作業説明図
【図５】本発明の実施の形態２における組み立作業説明図
【図６】実施の形態２における他の例を示す組み立作業説明図
【図７】実施の形態２におけるさらに他の例を示す要部断面図
【図８】従来の流体計測用流路装置の要部断面図
【符号の説明】
【００５９】
１  超音波式流体計測装置
６  収容部
７  扁平流路
８  多層流路部材
９  蓋部
１３  仕切板
１４，１５  側板
１６  天板
１７  底板
２０，３１  突起部
２１，３２  凹部
【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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