(57)【要約】【課題】流体の計測精度を向上する高精度な多層流路部材および同多層流路部材を用いた超音波式流体計測装置を提供することを目的とする。【解決手段】仕切板１１の支持部１１ｂを側板１２，１３の挿入孔１９の挿入部１９ａへ挿入したのち、側部に位置する固定部１９ｂへスライドさせることで、側板１２，１３に仕切板１１が固定され、固定部２０ｂで精度よく保持される。つまり、側板１２，１３の挿入部１９ａで仕切板１１の支持部１１ｂの挿入しやすさを確保するとともに、固定部１９ｂへスライドさせることで、支持部１１ｂの高精度な固定を確保することができるようになる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記側板と結合し両縁部を支持し合う天板および底板とを備え、前記仕切板の両縁部の一部に前記側板で支持される支持部を形成するとともに、前記側板に前記支持部を挿入する挿入孔を設け、前記挿入孔は前記支持部を挿入しやすいように前記支持部より大きい孔形状の挿入部と、前記挿入部に前記支持部を挿入する方向に直交する平面方向に隣接させて配設され、前記支持部の断面形状と略同一形状部分を有し前記支持部を固定する固定部とから形成した多層流路部材。
【請求項２】
挿入部は支持部の幅および厚さより広い隙間に、固定部は支持部の厚さと略同一の隙間にそれぞれ設定した請求項１記載の多層流路部材。
【請求項３】
挿入部の上下方向のいずれかに位置して固定部を形成した請求項１記載の多層流路部材。
【請求項４】
支持部を挿入部へ挿入してから固定部にスライドさせて側板に仕切板を固定した状態で生じる挿入部の隙間を閉塞手段で閉塞するようにした請求項１〜３いずれか一項記載の多層流路部材。
【請求項５】
閉塞手段は天板および底板のいずれか一方、あるいは両方に一体形成した請求項４記載の多層流路部材。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項記載の多層流路部材を計測部に配置した超音波式流体計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の扁平流路を形成する多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波式流体計測装置は、計測用流路に流体を流して超音波を放射させ、この超音波の伝搬時間の情報に基づいて流体の流速を求めるものである。
【０００３】
この計測用流路は、断面長方形の角筒形状で対向する短辺側面の流れ方向上手側と下手側に一対の超音波送受波器を設け、流体の流れに対して斜めに横切るように超音波を伝播するようにしている。
【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超音波式流体計測装置が提案されている。
【０００５】
そして、計測用流路を多層流路として用いる場合の種々の改良がなされている。例えば、図９に示すように、複数の整流板４０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４１であって、前記複数の整流板４０と、これら整流板４０を支持する支持部４２とを熱硬化性樹脂を用いて一体に形成していた。
【０００６】
前記支持部４２は、複数の整流板４１をインサートした状態で形成されるようにしてある。
【０００７】
これによれば、整流板４０と支持部４２とが一体に形成されているため、整流板４０を一枚、一枚、支持部４２に差し込む作業を必要としない。
【０００８】
また、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。
【０００９】
また、図１０に示すように、計測管部材５０に開口部５１と収納部５２とからなる溝部５３を形成して、整流板５４を挿入するようにしたものも見受けられる。
【００１０】
開口部５１の開口寸法は整流板５４の板厚よりも大きく、収納部５２の収納高さ寸法は、整流板５４の板厚と同等の大きさを有する。
【００１１】
したがって、収納部５２に収納された整流板５４は、その厚み方向から収納部５２の内壁面によって接触支持された状態となる。
【００１２】
また、開口部５１から収納部５２に至る溝部５３の部位（以下、案内部位と呼ぶ）は、その開口寸法が徐々に小さくなる形状に形成されている。つまり、案内部位には、開口部５１から収納部５２へと至る傾斜面が形成されている。
【００１３】
挿入動作時の整流板５４が案内部位に接触すると、この傾斜面に沿って溝部５３の深さ方向先端へと導かれる。
【００１４】
同方向先端へと導かれた整流板５４は、上述の通り同方向先端に位置する収納部５２に
収納されることとなる。
【００１５】
案内部位により整流板５４が収納部５２に案内されるため、挿入動作時の整流板５４と収納部５２とが開口部５１の開口寸法の範囲内で傾いていた（若しくはズレていた）としても整流板５４の挿入動作を継続することができる。
【００１６】
このため、挿入時の整流板５４と収納部５２との位置関係の自由度が広がる。すなわち、両者の位置関係の自由度が広がるだけ、整流板５４の嵌め込み作業が容易となる。
【００１７】
また、収納状態の整流板５４を収納部５２が接触支持するため、整流板５４のガタつきを従来通り防止又は低減することができる（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【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２００４−３１６６８５号公報
【特許文献３】特開２００６−０２９９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
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超音波送受波器と、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った。
【００１９】
そして、図９の例では、複数の整流板４０と、これらを支持する支持部４２とが熱硬化性樹脂を用いて一体にインサート成形するようになっていて、熱硬化性樹脂を用いているため、硬化時間に時間を要し、成形型に樹脂を注入してから冷却して成形型から成型品を取り出す時間が非常に長くかかり、生産性にかけ、その分コストも高くなってしまう欠点があった。
【００２０】
そのため、熱硬化性樹脂を用いずに、熱可塑性の樹脂を用いると、収縮が大きいところから、今度は寸法精度がでないという欠点がある。
【００２１】
また、成形型にインサートする複数の整流板４０を狭いピッチでセットする手間は必要で、やはり、インサート成形する時間と手間を要してしまうものであった。
【００２２】
また、図１０の例では、溝部５３が整流板５４の板厚よりも大きい開口部５１と、整流板５４の板厚と同等の大きさ収納部５２とからなり、同収納部５２は開口部５１よりも溝部５３の深さ方向先端に形成されており、整流板５４は開口部５１の案内部位に案内され、収納部５２に導かれるようになっているが、整流板５４を寸法精度良く保持させるためには、保持する収納部５２にモーメントがかかり、よって、強度が必要で、収納部５２の奥行き寸法が十分確保されている必要がある。
【００２３】
しかしながら、収納部５２を形成する計測管部材５０を成型性の観点より樹脂を用いると、保持強度を有させるためには、厚さを厚くしなければならないが、厚くすると収縮、ひけ等により寸法精度が低下すると言う相反する課題を生じ、そのため、強度と精度と併せて挿入のしやすさという作業性などのバランスが必要となり、結果的に高精度が追求できないという欠点があった。
【００２４】
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高精度な多層流路部材および該多層流路部材を用いた超音波式流体計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は前記従来の課題を解決したもので、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、前記側板と結合し両縁部を支持し合う天板および底板とを備え、前記仕切板の両縁部の一部に前記側板で支持される支持部を形成するとともに、前記側板に前記支持部を挿入する挿入孔を設け、前記挿入孔は前記支持部を挿入しやすいように前記支持部より大きい孔形状の挿入部と、前記挿入部に前記支持部を挿入する方向に直交する平面方向に隣接させて配設され、前記支持部の断面形状と略同一形状部分を有し前記支持部を固定する固定部とから形成したものである。
【００２６】
これにより、仕切板の支持部を側板の挿入孔の挿入部へ挿入したのち、挿入部の側部に位置する固定部へスライドさせることで、側板に仕切板が固定されるようになり、仕切板は挿入孔の固定部の位置精度で保持される。つまり、側板の挿入孔の挿入部で、仕切板の支持部の挿入しやすさを確保するとともに、固定部へスライドさせることで、支持部の高精度な固定を確保することができるようになる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、側板の挿入孔の挿入部で、仕切板の支持部の挿入しやすさを確保するとともに、固定部へスライドさせることで、仕切板の支持部の高精度な固定を確保することができ、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、側板への仕切板の固定強度を十分確保するようにでき、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができ、流体の計測精度を向上する高精度な多層流路部材および該多層流路部材を用いた超音波式流体計測装置を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
第１の発明は、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、前記側板と結合し両縁部を支持し合う天板および底板とを備え、前記仕切板の両縁部の一部に前記側板で支持される支持部を形成するとともに、前記側板に前記支持部を挿入する挿入孔を設け、前記挿入孔は前記支持部を挿入しやすいように前記支持部より大きい孔形状の挿入部と、前記挿入部に前記支持部を挿入する方向に直交する平面方向に隣接させて配設され、前記支持部の断面形状と略同一形状部分を有し前記支持部を固定する固定部とから形成したものである。
【００２９】
したがって、仕切板の支持部を側板の挿入孔の挿入部へ挿入したのち、挿入部の側部に位置する固定部へスライドさせることで、側板に仕切板が固定されるようになり、仕切板は挿入孔の固定部の位置精度で保持される。つまり、側板の挿入孔の挿入部で、仕切板の支持部の挿入しやすさを確保するとともに、固定部へスライドさせることで、支持部の高精度な固定を確保することができるようになる。
【００３０】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記挿入部は支持部の幅および厚さより広い隙間に、固定部は支持部の厚さと略同一の隙間にそれぞれ設定したものである。
【００３１】
第３の発明は、前記第１の発明において、前記挿入部の上下方向のいずれかに位置して固定部を形成した。
【００３２】
したがって、仕切板の支持部を側板の挿入孔の挿入部へ挿入したのち、挿入部の上下方向のいずれかに位置する固定部へスライドさせることで、側板に仕切板が固定されるようになり、また、仕切板は挿入孔の固定部の位置精度で保持される。
【００３３】
第４の発明は、前記第１〜３の発明において、前記支持部を挿入部へ挿入してから固定部にスライドさせて側板に仕切板を固定した状態で生じる挿入部の隙間を閉塞手段で閉塞するようにした。
【００３４】
このように、閉塞手段で側板への仕切板の固定ために生じる開口を閉塞することができるとともに、仕切板の支持部がスライドした固定部から挿入孔の挿入部に戻ることができなくなり、支持部が挿入部に戻って外れてしまう心配がなくなる。
【００３５】
第５の発明は、前記第４の発明において、閉塞手段は天板および底板のいずれか一方、あるいは両方に一体形成した。
【００３６】
したがって、仕切板と側板の固定と側板と天板および底板のいずれか、あるいは両方を同時に固定ができるようになり、簡単な構成で多層流路部材の組立構成ができるようになる。
【００３７】
第６の発明は、前記第１〜５の発明の多層流路部材を超音波式流体計測装置の計測部に配置したものである。
【００３８】
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。
【００３９】
（実施の形態１）
図１に示すように、超音波式流体計測装置１の流体路２は、左右の鉛直流路３ａ、３ｂと、この左右の鉛直流路３ａ、３ｂの上端部同士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。
【００４０】
水平流路４は、上面が開口した断面長方形の矩形状をなす計測流路収容部５を有しており、この対向する短辺側壁部には送受波器取付部６が形成され、超音波計測部７を構成している。
【００４１】
そして、この計測流路収容部５には、流体を複数の扁平流路に区画する多層流路部材８が収納され、上方開放部が蓋部９で密閉されるようにしてある。
【００４２】
前記計測流路収容部５における短辺側壁部の送受波器取付部６には、円形の貫通穴６ａが設けることで、流動する流体を斜めに横切るような超音波伝播路６ｂが形成されている。このような超音波伝搬路６ｂが流れに対して角度をもって設定されている配置パターンは、所謂、Ｚパス（Ｚ−ｐａｔｈ）またはＺ法と呼ばれている。
【００４３】
図２〜図４に示すように、多層流路部材８は、計測流路を複数の扁平流路１０に区画するための薄板状部材からなる仕切板１１と、これら仕切板１１における流体の流れ方向に沿った縁部１１ａを支持する側板１２，１３と、前記側板１２，１３の上下方向に配置させた天板１４、および底板１５によって矩形箱状に形成されている。そして、前記左右の側板１２，１３に仕切板１１が水平に所定間隔で保持されている。
【００４４】
側板１２，１３の内面には、前記仕切板１１を所定間隔で保持するため複数本のスリット１６が設けられている。このスリット１６は、各仕切板１１によって仕切られる扁平流路１０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。
【００４５】
また、多層流路部材１０の側板１２，１３には、超音波伝搬路６ｂと対応して超音波通
過用開口１７が設けられている。この開口１７には、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・パンチングメタル等のフィルタ部材１８が取り付けられている。
【００４６】
仕切板１１における縁部１１ａの前後、および中央部からは幅方向外側へ突出する支持部１１ｂが形成されている。
【００４７】
一方、側板１２，１３に設けられているスリット１６には、前記支持部１１ｂに対応した位置に挿入孔１９が設けられており、これら挿入孔１９を通して支持部１１ｂの端面１１ｃが外側に露出するようにしてある。
【００４８】
また、挿入孔１９は、支持部１１ｂの幅と厚さより広い隙間の挿入部１９ａと、支持部１１ｂの厚さと略同一の固定部１９ｂと、これら挿入部１９ａと固定部１９ｂをなだらかに結ぶガイド部１９ｃとから形成されている。
【００４９】
ここで、仕切板１１の支持部１１ｂを側板１２，１３の挿入孔１９の挿入部１９ａへ挿入したのち、ガイド部１９ｃを介して固定部１９ｂへスライドさせることで、側板１２，１３に仕切板１１が固定される。
【００５０】
これによって、仕切板１１は挿入孔１９の固定部１９ｂで保持され、高精度で仕切板１１の間隔を位置決めできるようになる。
【００５１】
つまり、側板１２，１３４の挿入孔１９の挿入部１９ａで、仕切板１１の支持部１１ｂの挿入しやすさを確保するとともに、固定部１９ｂへスライドさせることで、支持部１１ｂの高精度な固定が図られることとなる。
【００５２】
また、挿入部１９ａと固定部１９ｂとをなだらかに結ぶガイド部１９ｃで連絡するによって、前記作業がスムーズにできるようになっている。
【００５３】
さらに、側板１２，１３の挿入孔１９の挿入部１９ａは、天板１４、および底板１５の両方に一体形成した閉塞手段２０ａ，２０ｂを差し込むことで閉塞されるように構成してある。
【００５４】
よって、側板１２，１３への仕切板１１の固定ために生じる挿入部１９ａの存在により生じる開口を閉塞することができるとともに、仕切板１１の支持部１１ｂが固定部１９ｂから挿入部１９ａに戻ることも防止できるものである。
【００５５】
したがって、仕切板１１と側板１２，１３の固定と、側板１２，１３と天板１４、および底板１５のいずれか、あるいは両方を同時に固定ができるようになり、簡単な構成で多層流路部材の組立が容易にできるようになる。
【００５６】
つまり、仕切板１１と側板１２，１３の固定は、仕切板１１が内側に位置し、その両サイドを側板１２，１３で支持するようになっているとともに、その側板１２，１３の外側から閉塞手段２０ａ，２０ｂを一体形成したコ形形状の天板１４、および底板１５が押さえるようにしてある。
【００５７】
またさらに、閉塞手段２０ａ，２０ｂで仕切板１１の支持部１１ｂが固定部１９ｂから外れないようにしてあるとともに、挿入部１９ａにはまり込んだ閉塞手段２０ａ，２０ｂが抜け止めをするため、他の固定手段を用いなくても、多層流路部材の組立構成ができ、部品点数を少なくかつ組立工数も削減でき、安価で高精度の多層流路部材が得られるようになる。
【００５８】
特に、仕切板１１と側板１２，１３の固定が外れようとする力、つまり、仕切板１１の支持部１１ｂが固定部１９ｂから挿入部１９ａに戻って外れようとする力と、天板１４、および底板１５６に一体形成した閉塞手段２０ａ，２０ｂを挿入孔挿入部１９ａにはめ込み保持する力の方向と異なることや、閉塞手段２０ａ，２０ｂの挿入部１９ａにはめ込み保持される力と閉塞手段２０ａ，２０ｂを一体形成した天板１４、および底板１５が側板１２，１３を押さえる力の方向が異なり干渉するため、より固定がしっかりするようになる。
【００５９】
（実施の形態２）
図５〜図８は実施の形態２を示すもので、図３，４と同作用を行う構成には便宜上同一符号を付し、具体的説明は実施の形態１のものを援用する。
【００６０】
図５，６のように、挿入孔１９は、支持部１１ｂの幅と厚さより広い隙間の挿入部１９ａと、挿入部１９ａの下方向に位置させ、支持部１１ｂの幅と略同一の幅を有する固定部１９ｂと、これら挿入部１９ａと固定部１９ｂをなだらかに結ぶガイド部１９ｃから形成されている。
【００６１】
上記した構成で、仕切板１１の支持部１１ｂを側板１２，１３の挿入部１９ａへ挿入したのち、下方向に位置する固定部１９ｂへスライドさせることで、側板１２，１３に仕切板１１が固定されるようになる。
【００６２】
つまり、側板１２，１３の挿入部１９ａで仕切板１１の支持部１１ｂの挿入しやすさを確保するとともに、固定部１９ｂへスライドさせることで、仕切板１１の支持部１１ｂの高精度な固定を確保することができるようになる。
【００６３】
このように、側板１２，１３の固定部１９ｂに固定された仕切板１１は保持代を側板１１２，１３のほぼ板厚全域で、かつ、固定部１９ｂの幅とすることができ、仕切板１１の間隔を挿入孔１９の固定部１９ｂの位置精度に保持することができるので、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、側板１２，１３への仕切板１１の固定強度を十分確保するようにでき、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができることとなる。
【００６４】
なお、実施の形態２では、仕切板１１の支持部１１ｂを側板１２，１３の挿入孔１９の挿入部１９ａから固定部１９ｂへスライドする方向が、仕切板１１の積み重ねる方向と同一なので、積み重ねる仕切板１１の支持部１１ｂと固定部１９ｂの幅と方向を変えることで、ひとつの挿入孔１９で複数の仕切板１１を固定することができるようになる。
【００６５】
例えば、図７に示すように、挿入孔１９の挿入部１９ａの上下に固定部１９ｂを設けることで、１つの挿入孔１９で２枚の仕切板１１の支持部１１ｂを固定することができ、また、図８に示すように、挿入孔１９に幅の異なる固定部１９ｂとガイド部１９ｃを多段に設けることで、１つの挿入孔１９で複数の仕切板１１の支持部１１ｂを固定することができるようになる。
【００６６】
また、実施の形態１の例では、挿入部１９ａの側部に固定１９ｂを位置するようにしたが、これは、実施の形態２の例に比べ、仕切板１１の支持部１１ｂの上下面が挿入孔１９の固定部１９ｂで保持されるので、その保持力が強い利点があり、また、実施の形態２の例では、挿入部１９ａの下方向に固定部１９ｂを位置するようにしたが、これは、移動距離が短いので作業性がよいという利点があり、閉塞手段２０ａ，２０ｂを挿入部１９ａに嵌め込むことで、保持力を得られるので、何れの構成を選択しても良くても良く、その他
各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように本発明にかかる多層流路部材は、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができるようになり、信頼性の高い多層流路部材および該多層流路部材を用いた超音波式流体計測装置を提供することができるようになるので、ガスメータ等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１における超音波式流体計測装置の分解斜視図
【図２】同超音波式流体計測装置の要部断面図
【図３】同超音波式流体計測装置の多層流路部材の分解斜視図
【図４】多層流路部材の組立工程を示す説明図
【図５】本発明の実施の形態２における多層流路部材の分解斜視図
【図６】同多層流路部材の組立工程を示す説明図
【図７】他の例における多層流路部材の組立工程を示す説明図
【図８】さらに他の例における多層流路部材の組立工程を示す説明図
【図９】従来の同超音波式流体計測装置の要部断面図
【図１０】従来の同超音波式流体計測装置の他の例の要部断面図
【符号の説明】
【００６９】
１  超音波式流体計測装置
５  計測流路収容部
８  多層流路部材
１１  仕切板
１１ｂ  支持部
１２，１３  側板
１４  天板
２０ａ，２０ｂ  閉塞手段
１５  底板
１９  挿入孔
１９ａ  挿入部
１９ｂ  固定部
２０ａ，２０ｂ  閉塞手段
【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】
2010112775.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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