(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路に形成された孔に設置され、前記孔に挿入された棒部を有する機器と前記孔とを、前記機器が前記孔に対して移動可能な状態で、密閉するシール機構であって、
筒形状であり、内周面の内側に前記棒部が挿入され、外周面が前記孔と密着し前記外周面と前記孔との間がシールされる第１シール部材と、
前記管路の外側に配置され、内壁が前記第１シール部材の外周面と密着し前記内壁と前記第１シール部材の外周面との間がシールされ、かつ、前記内壁の内側に前記棒部が挿入される管と、
前記第１シール部材よりも前記孔から離れた位置の前記管に配置され、筒形状であり、内周面と前記棒部とが密着して固定されかつ前記内周面と前記棒部とがシールされ、外周面が前記管の軸方向に移動自在な状態で支持されかつ前記外周面と前記管とシールされている第２シール部材と、を有するシール機構。
【請求項２】
前記孔は、前記管路に複数設けられており、
前記機器が挿入されていない前記孔に挿入され、前記孔を塞ぐ第３シール部材をさらに有する請求項１に記載のシール機構。
【請求項３】
前記機器と、
請求項１または請求項２に記載のシール機構と、を有し、
前記機器は、前記棒部の先端に固定され、前記管路内に配置される計測部を有する計測装置である計測ユニット。
【請求項４】
前記管は、前記第２シール部材を当該位置に合わせることで、前記機器の前記管路内への挿入量が示される目盛が形成されている請求項３に記載の計測ユニット。
【請求項５】
前記管路の表面に固定され、前記管路の延在方向に直交する面が、前記管と対面する第１板部材と、
前記管路の表面に固定され、前記管路の延在方向に直交する面が、前記管と対面する第２板部材と、
前記第１板部材及び前記第２板部材に連結され、前記管路の延在方向に沿った面が、前記管と対面する連結部材と、を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材と前記連結部材で、前記管を囲み、前記管を前記管路に対して固定する請求項３または４に記載の計測ユニット。
【請求項６】
前記管路は、前記延在方向に直交する断面が前記管路内に中心がある円弧に囲まれた形状であり、
前記第１板部材及び前記第２板部材の少なくとも一方は、前記中心からの放射線を表示した補助線及び前記中心を通る基準位置からの角度が表示されている請求項５に記載の計測ユニット。
【請求項７】
前記計測部は、配置されている位置を流れる流体によって回転するプロペラを有し、
前記プロペラの回転に基づいて、前記流体の流速を計測することを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の計測ユニット。
【請求項８】
前記棒部は、前記プロペラの向きを示す印が形成されている請求項７に記載の計測ユニット。
【請求項９】
前記機器は、前記プロペラを前記流体の流れに沿った向きに配置した場合、前記管路の内部を流れる流体に接触する部分が、前記流体の流れに沿った曲面である請求項７または請求項８に記載の計測ユニット。
【請求項１０】
前記機器は、前記棒部に固定され、前記管の外側に突出したハンドルを有する請求項３から９のいずれか一項に記載の計測ユニット。
【請求項１１】
前記棒部を前記管に対して移動させる移動機構をさらに有する請求項３から９のいずれか一項に記載の計測ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール機構及びこれを用いる計測ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
配管等の管路は、内部に流体が流れている。管路で閉じられた領域の流体の状態を計測する計測ユニットがある。計測ユニットは、計測部を管路内に挿入して計測を行う。このため、計測装置は、管路に計測部を挿入する領域をシールするシール機構を備えている。
【０００３】
特許文献１には、二つの接続口を有する配管具を、被測定流体が流れる配管の途中に接続し、配管具に設けられた取付け口に、固定リング及びＯリングが取り付けられたプローブ本体を挿入する流速計のセンサ装置が記載されている。特許文献１に係る発明は、固定リングに対してプローブ本体を摺動させることで、配管具内への突出量を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０６−０７６８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、流路内の流速分布の測定等、流路内の多くの点で測定を行う必要がある場合は、一回の測定ごとに、孔と計測装置との間のシールを解く作業、計測装置を挿入しない孔を塞ぐ作業、計測装置を挿入する孔を開ける作業及び孔と計測装置との間をシールする作業が必要になる。このため、測定作業が煩雑になるという問題がある。
【０００６】
これに対して、特許文献１に記載の装置は、プローブ本体を摺動させることで、配管具内への突出量を調整することができる。しかしながら、特許文献１に記載の装置は、プローブ本体を配管に接続するための配管具が必要になるため、被測定流体が流れる配管に配管具を取り付ける作業が煩雑になる。また、配管具の両端に被測定流体が流れる配管を接続する必要があるため、プローブ本体を取り付けることができる位置が限られてしまう可能性がある。さらに、プローブ本体と固定リングとの間のシールを、Ｏリングのみで行っている。このため、配管内の多くの点で測定を行うために何度もプローブ本体を移動させると、Ｏリングが破損し、被測定流体が漏洩する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、流路に設けられた孔と、孔に挿入された計測装置等の機器との間からの流体の漏洩をより確実に抑制しつつ、流路に対する機器の位置を移動させることができるシール機構及びこれを用いる計測ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、管路に形成された孔に設置され、前記孔に挿入された棒部を有する機器と前記孔とを、前記機器が前記孔に対して移動可能な状態で、密閉するシール機構であって、筒形状であり、内周面の内側に前記棒部が挿入され、外周面が前記孔と密着し外周面と前記孔との間がシールされる第１シール部材と、前記管路の外側に配置され、内壁が前記第１シール部材の外周面と密着し前記内壁と前記第１シール部材の外周面との間がシールされ、かつ、前記内壁の内側に前記棒部が挿入される管と、前記第１シール部材よりも前記孔から離れた位置の前記管に配置され、筒形状であり、内周面と前記棒部とが密着して固定されかつ内周面と前記棒部とがシールされ、外周面が前記管の軸方向に移動自在な状態で支持されかつ外周面と前記管とシールされている第２シール部材と、を有する。
【０００９】
また、前記孔は、前記管路に複数設けられており、前記機器が挿入されていない前記孔に挿入され、前記孔を塞ぐ第３シール部材をさらに有することが好ましい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、計測ユニットであって、前記機器と、請求項１または請求項２に記載のシール機構と、を有し、前記機器は、前記棒部の先端に固定され、前記管路内に配置される計測部を有する計測装置である。
【００１１】
また、前記管は、前記第２シール部材を当該位置に合わせることで、前記機器の前記管路内への挿入量が示される目盛が形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記管路の表面に固定され、前記管路の延在方向に直交する面が、前記管と対面する第１板部材と、前記管路の表面に固定され、前記管路の延在方向に直交する面が、前記管と対面する第２板部材と、前記第１板部材及び前記第２板部材に連結され、前記管路の延在方向に沿った面が、前記管と対面する連結部材と、を有し、前記第１板部材と前記第２板部材と前記連結部材で、前記管を囲み、前記管を前記管路に対して固定することが好ましい。
【００１３】
また、前記管路は、前記延在方向に直交する断面が前記管路内に中心がある円弧に囲まれた形状であり、前記第１板部材及び前記第２板部材の少なくとも一方は、前記中心からの放射線を表示した補助線及び前記中心を通る基準位置からの角度が表示されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記計測部は、配置されている位置を流れる流体によって回転するプロペラを有し、前記プロペラの回転に基づいて、前記流体の流速を計測することが好ましい。
【００１５】
また、前記棒部は、前記プロペラの向きを示す印が形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記機器は、前記プロペラを前記流体の流れに沿った向きに配置した場合、前記管路の内部を流れる流体に接触する部分が、前記流体の流れに沿った曲面であることが好ましい。
【００１７】
また、前記機器は、前記棒部に固定され、前記管の外側に突出したハンドルを有することが好ましい。
【００１８】
また、前記棒部を前記管に対して移動させる移動機構をさらに有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、流路に設けられた孔と、前記孔に挿入された機器と、の間からの流体の漏洩をより確実に抑制しつつ、流路に対する機器の位置を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態に係るシール機構を有する計測ユニットの側面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、計測ユニットを管の延在方向から見た図である。
【図４】図４は、図２において機器を挿入する孔を変更した場合を示す図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るシール機構を有する計測ユニットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るシール機構を有する計測ユニットの側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、計測ユニットを管の延在方向から見た図である。図１は、構成要素の一部を切り欠いて示している。図２は、図１に示した計測ユニット１を流れ方向と直交する平面で切断し、流れ方向の上流側から流れ方向の下流側に向かって見た図である。
【００２３】
図１から図３に示すように、第１実施形態に係る計測ユニット１は、管路３に設けられている。管路３は、流体Ｆが流れる流路である。本実施形態の管路３は、断面が馬蹄形と円弧をつなげた形状（基準馬蹄形、２Ｒ馬蹄形）となる。管路３は、例えば、無色透明の樹脂で作製された筒状の部材であり、内部には流体Ｆが流れている。管路３には、孔３Ｈが複数設けられている。また、管路３は、管路３の断面の中心を結んだ線（延在方向の線）が直線でも曲がっていてもよい。また、管路３の断面は、円形でもよいし、矩形でもよい。また、管路３は、流体を流す流路であればよく、上水道、下水道、実際の水路構造物を所定の縮小比で縮小した水路構造物模型等が例示される。また、本実施形態の計測ユニット１は、水等の流体が満ちている管路３に好適に用いることができる。
【００２４】
第１実施形態に係る計測ユニット１は、計測装置１０と、第１補助部材１１と、第２補助部材１２と、固定部材４０と、把持部材５０と、シール機構６０と、を有する。
【００２５】
まず、本実施形態のシール機構６０について説明する。シール機構６０は、管路３に設けられた孔３Ｈをシールする、つまり孔３Ｈから流体Ｆが漏れないように孔３Ｈを塞ぐ機構である。本実施形態の計測ユニット１は、複数の孔３Ｈのうち少なくとも１つの孔３Ｈに計測装置１０が挿入されている。シール機構６０は、計測装置１０が挿入されている孔３Ｈも、計測装置１０の挿入されている部分が管路３に対して、移動可能な状態でシールを維持している。
【００２６】
図１及び図２を用いて、シール機構６０の構造について説明する。シール機構６０は、管２２と、第１シール部材６１と、第２シール部材６２と、第３シール部材６３と、を有する。シール機構６０は、計測装置１０が挿入されている孔３Ｈに管２２、第１シール部材６１及び第２シール部材６２が設けられ、計測装置１０が挿入されていない孔３Ｈに第３シール部材６３が設けられている。
【００２７】
第１シール部材６１は、内周面６１ｉ及び外周面６１ｏを有する筒状の部材である。第１シール部材６１は、ゴム、コルク等の弾性変形し、管路３の内部を流れる流体Ｆが浸透しにくい材料で作製されている。第１シール部材６１は、管路３に設けられた孔３Ｈに、第１シール部材６１の外周面６１ｏと孔３Ｈとの間がシールされるように挿入される。ここで、外周面６１ｏと孔３Ｈとの間がシールされるとは、第１シール部材６１の外周面６１ｏと孔３Ｈとの間から、管路３の内部を流れる流体Ｆが漏洩しない状態であることを意味する。具体的には、第１シール部材６１は、外周面６１ｏの一部が、少なくとも、孔３Ｈの内面３Ｈｉに描くことができ、その内側を孔３Ｈの中心線が貫通する単一閉曲線上で孔３Ｈの内面３Ｈｉと密着している。これにより、単一閉曲線を介して、管路３の内側の空間と管路３の外側の空間とのつながりが遮断された状態となり、管路３内の流体（水）Ｆが孔３Ｈと第１シール部材６１の外周面６１ｏとの間から漏れることを防ぐことができる。第１シール部材６１は、ゴム等の弾性材料で作製されており、孔３Ｈに挿入される際に圧縮されることで、復元力が孔３Ｈに対して密着する力となり、孔３Ｈが塞がれる。また、第１シール部材６１は、一部が管路３の外側に突出している。第１シール部材６１は、内周面６１ｉの内側に計測装置１０が挿入されている。なお、内周面６１ｉと計測装置１０の挿入されている部分には隙間があり、計測装置１０は、第１シール部材６１に対して移動自在の状態となる。
【００２８】
管２２は、断面の中心を結んだ軸が直線となる、中空の筒状の部材である。管２２は、アクリルの樹脂等で作製されており、所定の剛性を備えている。筒２２は、透明の材料で形成することが好ましい。管２２には、計測装置１０の後述する計測部２９の位置、つまり計測装置１０で計測を行う計測点の位置を示す目盛Ｓが描かれている。管２２は、軸方向の一方の端部の、内壁２２ｉに囲まれた空間、つまり中空の部分に第１シール部材６１が配置されている。ここで、管２２と第１シール部材６１とは、管２２の内壁２２ｉと第１シール部材６１の外周面６１ｏとの間がシールされている。管２２の内壁２２ｉと第１シール部材６１の外周面６１ｏとの間がシールされるとは、管２２の内壁２２ｉと第１シール部材６１の外周面６１ｏとの間から、管２２の内部の流体Ｆが漏洩しない状態であることを意味する。具体的には、管２２は、内壁２２ｉの一部が、少なくとも管２２の内壁２２ｉに描くことができ、内側を第１シール部材６１のうち管路３の外側に突出する部分が貫通する単一閉曲線上で、第１シール部材６１のうち管路３の外側に突出する部分と密着している。ここで、管２２は、内壁２２ｉに囲まれた部分が、第１シール部材６１の内周面６１ｉで形成される孔３Ｈを介して管路３と繋がっている。したがって、管路３を流れる流体Ｆは、管２２の内部に流入する。管２２は、単一閉曲線を介して、管２２の第１シール部材６１側の端部において、管２２の内側の空間と管２２の外側の空間とのつながりが遮断された状態となることで、管２２内の流体（水）Ｆが管２２と第１シール部材６１の外周面６１ｏとの間から漏れることを防ぐことができる。また、管２２は、内壁２２ｉの内側に計測装置１０が挿入されている。また、計測装置１０、第１シール部材６１に対して移動自在の状態となる。
【００２９】
第２シール部材６２は、内周面６２ｉ及び外周面６２ｏを有する筒状の部材である。第２シール部材６２は、ゴム、コルク等の弾性変形し、管路３の内部を流れる流体Ｆが浸透しにくい材料で作製されている。第２シール部材６２は、管２２の軸方向（延在方向）において、管２２の第１シール部材６１より管路３から離れた部分に配置されている。第２シール部材６２は、外周面６２ｏと管２２の内壁２２ｉとの間をシールし、かつ、管２２に対して摺動自在な状態で管２２に挿入される。シールされている状態は、上述した第１シール部材６１と孔３Ｈと同様の状態である。
【００３０】
第２シール部材６２は、内周面６２ｉ及び外周面６２ｏを有する筒状の部材である。第２シール部材６２は、内周面６２ｉの内側に計測装置１０が挿入されている。第２シール部材６２は、内周面６２ｉと計測装置１０との間がシールされ、かつ、計測装置１０に固定され、計測装置１０と一体で移動する。シールされている状態は、上述した第１シール部材６１と孔３Ｈと同様の状態である。
【００３１】
第３シール部材６３は、計測装置１０が挿入されていない孔３Ｈに配置され、孔３Ｈをシールしている。第３シール部材６３は、柱状の部材であり、外周面が孔３Ｈの周方向の全域に密着している。第３シール部材６３は、ゴム等の弾性材料で作製されており、孔３Ｈに挿入される際に圧縮されることで、復元力が孔３Ｈに対して密着する力となり、孔３Ｈが塞がれる。これにより、計測ユニット１は、計測装置１０が挿入されていない孔３Ｈから、管路３の内部の流体Ｆが漏洩することを抑制することができる。
【００３２】
第１実施形態の計測装置１０は、計測位置における流体Ｆの流速を計測する流速計である。図１及び図２に示すように、計測装置１０は、ケーブル２３と、治具２５と、第１コネクタ２６と、第２コネクタ２７と、導線２８と、計測部２９と、管状部材３０と、演算処理部３１と、を有する。ケーブル２３、治具２５、第１コネクタ２６、第２コネクタ２７、導線２８及び管状部材３０は、管２２の内部に挿入されている。ケーブル２３は、一端が演算処理部３１に接続され、他端が第１コネクタ２６に接続されている。ケーブル２３の第１コネクタ２６側の表面には、治具２５が取り付けられている。ケーブル２３と治具２５とは、接着材で接着されている。なお、ケーブル２３を冶具２５に固定する方法は特に限定されず、冶具２５でケーブル２３を把持して固定してもよい。また、図２に示すように、治具２５には、ハンドル２５Ｔが取り付けられている。ハンドル２５Ｔは、管２２の管路３側とは反対側の端部から突出している。
【００３３】
第１コネクタ２６は、ケーブル２３と第２コネクタ２７とに接続されている。図１に示すように、第１コネクタ２６は、管路３の内部を流れる流体Ｆの流れ方向に対するプロペラ２９Ｐの向きを調節するための印Ｍが設けられている。第２コネクタ２７は、第１コネクタ２６と導線２８とに接続されている。導線２８は、第２コネクタ２７と計測部２９とに接続されている。計測部２９は、プロペラ２９Ｐを有する。管状部材３０は、第２コネクタ２７と計測部２９との間に配置され、内部に導線２８が挿入されている。管状部材３０は、第２コネクタ２７と計測部２９の両方に固定されている。これにより、計測部２９は、第２コネクタ２７と一体になって移動する。また、管状部材３０は、両端が第２コネクタ２７と計測部２９によって塞がれている。これにより、管状部材３０の内部に挿入されている導線２８は、管状部材３０の外側の領域から区画されている。
【００３４】
また、管状部材３０は、第２コネクタ２７に接触する部分及び計測部２９に接触する部分を除いた部分、すなわち管路３の内部を流れる流体Ｆと接触する部分は、角が取れた形状、具体的には、曲面となっている。このため、流体Ｆの流れから受ける力が小さくなる。したがって、流体Ｆの流れによって、計測部２９の位置が変動することを抑制することができる。
【００３５】
次に、第１補助部材１１及び第２補助部材１２は、扇型の板状部材であり、同一の形状である。具体的には、第１補助部材１１及び第２補助部材１２は、半径が異なる中心角が１８０度の二つの円弧の中心を一致させ、二つの円弧の弦を同一直線上にのせ、二つの円弧が弦に対して同じ側に来るようにした場合に、二つの円弧及び直線によって囲まれる形状を有する板状の部材である。第１補助部材１１及び第２補助部材１２は、半径が小さい方の円弧が管路３の外側に沿うように取り付けられている。第１補助部材１１及び第２補助部材１２が延在する方向は、管路３が延在する方向と直交している。第１補助部材１１は、第２補助部材１２よりも流れ方向の上流側に位置する。第１補助部材１１及び第２補助部材１２は、無色透明の樹脂で作製されている。第１補助部材１１及び第２補助部材１２には、角度目盛ＡＳが描かれている。また、角度目盛ＡＳは、第１補助部材１１及び第２補助部材１２の円弧の中心から放射状に延びた直線で示されている。
【００３６】
固定部材４０及び把持部材５０は、管２２を第１補助部材１１及び第２補助部材１２に固定する。固定部材４０は、第１補助部材１１と第２補助部材１２との間に配置されている。固定部材４０は、図３に示すように、二枚の第１部材４１と、第２部材４２と、第３部材４３と、第４部材４４と、第５部材４５と、を有する。固定部材４０は、樹脂で作製されている。第１部材４１、第２部材４２、第３部材４３、第４部材４４と、第５部材４５のそれぞれが板状の部材であり、それぞれ連結して枠となる。第２部材４２、第３部材４３、第４部材４４及び第５部材４５は、面積が最も大きい面が、第１補助部材１１及び第２補助部材１２の放射線とほぼ平行な向きとなる。二枚の第１部材４１は、面積が最も大きい面が、第１補助部材１１と第２補助部材１２の面積が最も大きい面に直交する向きで配置されている。二枚の第１部材４１は、間に管２２を挟み対向して配置されている。二枚の第１部材４１の間隔は、管２２の外径２２Ｄとほぼ等しい。第２部材４２、第３部材４３、第４部材４４及び第５部材４５は、二枚の第１部材４１の間に、面積が最も大きい面が、第１部材４１の面積が最も大きい面に直交する向きで配置されている。第２部材４２、第３部材４３、第４部材４４及び第５部材４５は、対向する２面がそれぞれ第１部材４１に連結している。固定部材４０は、二枚の第１部材４１と、第２部材４２と、第４部材４４とで囲まれた領域、二枚の第１部材４１と、第３部材４３と、第５部材４５とで囲まれた領域及び二枚の第１部材４１と、第４部材４４と、第５部材４５とで囲まれた領域が、いずれも底面が一辺の長さが管２２の外径２２Ｄとほぼ等しい正方形で、管２２が延在する方向と平行な方向に延びた角柱の形をなしている。また、第２部材４２は、一つの面が第１補助部材１１の下流側の面に接触する。第３部材４３は、一つの面が第２補助部材１２の上流側の面に接触する。
【００３７】
図３に示すように、固定部材４０は、二枚の第１部材４１と、第４部材４４と、第５部材４５とで囲まれた領域に、管２２が挿入される。二枚の第１部材４１並びに第４部材４４及び第５部材４５は、管２２に接触している。第４部材４４は、一つの面が管２２に上流側から接触する。第５部材４５は、一つの面が管２２に下流側から接触する。
【００３８】
２つの把持部材５０は、クリップ等であり、固定部材４０を第１補助部材１１または第２補助部材１２に固定する。１つの把持部材５０は、第２部材４２と第１補助部材１１とを挟みこむことで、第２部材４２を第１補助部材１１に固定する。もう１つの把持部材５０は、第３部材４３と第２補助部材１２とを挟み込むことで、第３部材４３を第２補助部材１２に固定する。
【００３９】
固定部材４０及び把持部材５０は、管２２の断面（延在方向に直交する面）において、固定部材４０で管２２の周囲を囲み、かつ固定部材４０を把持部材５０で第１補助部材１１及び第２補助部材１２に固定することで、管２２の断面における管２２の位置を所定の位置に固定する。これにより、管２２の内部に挿入された計測装置１０の軸方向における位置を所定位置に固定する。ここで、管２２は、先端が第１シール部材６１に固定されている。したがって、固定部材４０及び把持部材５０によって、任意の位置の計測装置１０の軸方向における位置を所定位置に固定することで、管２２の管路３の表面に対する向きを所定の向きに固定することができる。これにより、計測装置１０の管路３に対する向きを所定の向きに固定することができる。
【００４０】
ここで、本実施形態は、固定部材４０で管２２の全周を囲ったが本発明はこれに限定されない。固定部材４０は、計測装置１０の管路３に対する向きを所定の向きに固定（支持）することができればよい。例えば、管２２の周囲の一部を囲っていなくてもよい。また、第１補助部材１１及び第２補助部材１２を、固定部材４０の一部としてもよい。また、固定部材４０は、一体の部材としたが、複数の部材を着脱可能に組み合わせた構造としてもよい。
【００４１】
次に、図１、図２及び図４を用いて、第１実施形態に係る計測ユニット１の使用方法について説明する。なお、使用方法はこれに限定されない。まず、計測装置１０、管２２、第１シール部材６１及び第２シール部材６２を組み合わせ、管２２に計測装置１０、第１シール部材６１及び第２シール部材６２が挿入され、第１シール部材６１及び第２シール部材６２に計測装置１０が挿入された状態とする。その後、管２２を固定部材４０の、二枚の第１部材４１と、第４部材４４と、第５部材４５とで囲まれた領域に挿入する。次に、第１シール部材６１を、管路３に設けられた複数の孔３Ｈの一つに、第１シール部材６１の外周面６１ｉと孔３Ｈとの間がシールされるように挿入し、固定部材４０の一端を管路３に接触させる。計測装置１０が挿入されない孔３Ｈには、第３シール部材６３を挿入する。この時、管路３は、流体Ｆがない状態または孔３Ｈが形成されている位置に流体Ｆが到達しない、例えば水面が孔３Ｈよりも低い位置にある。また、管路３の孔３Ｈを挟む位置には、第１補助部材１１と第２補助部材１２とが固定されている。
【００４２】
このように、計測装置１０は、管路３に設けられた孔３Ｈに挿入される。このため、孔３Ｈを設ける位置を変えることで、管路３の内部のあらゆる位置に、計測部２９を到達させることができる。また、あらかじめ計測装置１０を挿入する孔３Ｈを開けておけば、計測時に孔３Ｈを開ける作業は不要になる。このため、計測作業を効率的に進めることができる。
【００４３】
次に、把持部材５０を用いて、固定部材４０の第２部材４２を第１補助部材１１に、固定部材４０の第３部材４３を第２補助部材１２に固定する。これにより、計測装置１０を管路３に確実に固定することができる。このため、計測中に計測装置１０が傾いて、計測部２９の位置がずれること及び計測中に計測装置１０が傾いて、第１シール部材６１が変形し、第１シール部材６１の外周面６１ｏと孔３Ｈの内面３Ｈｉとの間から流体Ｆが漏洩することを抑制することができる。また、第１補助部材１１及び第２補助部材１２に描かれた角度目盛ＡＳによって、管路３に対する計測装置１０の挿入角度を容易に確認することができる。
【００４４】
その後、管路３の内部を流体Ｆで満たし、流路内３の内部に流体Ｆの流れを発生させる。この時、計測位置を調整する場合、ハンドル２５Ｔを持って計測装置１０を動かす。第２シール部材６２は、第２シール部材６２の外周面６２ｏと管２２の内壁２２ｉとの間がシールされた状態を保ったまま、管２２の内部を摺動する。また、第１シール部材６１の外周面６１ｏと、孔３Ｈの内面３Ｈｉとの間もシールされている。このため、管路３に設けられた孔３Ｈと、孔３Ｈに挿入された計測装置１０との間からの流体Ｆの漏洩をより確実に抑制しつつ、管路３に対する計測装置１０の位置を移動させることができる。また、計測位置を調整する場合、管２２に設けられた目盛Ｓを確認しながら、計測装置１０の挿入量を計測する位置に合わせる。具体的には、計測装置１０と一体で移動する第２シール６２の位置を目盛Ｓで確認しながら移動させることで、計測部２９の位置合わせを行うことができる。このように、管２２に描かれた目盛Ｓによって、計測装置１０の挿入量を容易に確認することができる。
【００４５】
また、位置調整を行う場合、計測装置１０に設けられた印Ｍを確認しながら、流体Ｆの流れ方向に対する計測装置１０の計測部２９のプロペラ２９Ｐの向きを調節する。これにより、計測部２９のプロペラ２９Ｐの向きを、流体Ｆの流れ方向に対して適正な方向に向けることができるため、正確な計測結果を得ることができる。
【００４６】
位置調整が終了したら、計測装置１０の電源を入れ、管路３の内部を流れる流体Ｆの流速を、所定の時間だけ計測する。計測装置１０は、プロペラ２９Ｐは、流体Ｆの流れを受けて回転する。プロペラ２９Ｐの回転によって、計測部２９の内部に設けられた図示しない発電機が駆動され、電力が発生する。発生した電力は、導線２８、第２コネクタ２７、第１コネクタ２６及びケーブル２３を介して、演算処理部３１へ送られる。演算処理部３１は、送られてきた電力の値に基づいて管路３の内部を流れる流体Ｆの流速を算出する。なお、計測装置１０の計測原理はこれに限定されない。
【００４７】
計測が終了したら、ハンドル２５Ｔを持って目盛Ｓを確認しながら計測装置１０の挿入量を調節し、印Ｍを確認しながら流体Ｆの流れ方向に対するプロペラ２９Ｐの向きを調節し、流速を計測する。これらの作業を複数回繰り返し、計測装置１０が延在する直線上の複数の点で流体Ｆの流速を計測する。
【００４８】
１つの孔３Ｈでの計測が終了したら、管路３の内部の流体Ｆを抜き、次に計測装置１０を挿入する孔３Ｈに挿入された第３シール部材６３をはずす。把持部材５０をはずし、固定部材４０の第２部材４２と管路３の第１補助部材１１との固定及び固定部材４０の第３部材４３と管路３の第２補助部材１２との固定を解く。第１シール部材６１を、次に計測を行う位置に対応する孔３Ｈに、第１シール部材６１の外周面６１ｉと孔３Ｈとの間がシールされるように挿入する。計測装置１０が挿入されない孔３Ｈには、第３シール部材６３を挿入する。
【００４９】
このように、計測装置１０を挿入する角度を変える場合は、孔３Ｈから、計測装置１０を第１シール部材６１と一緒に引き抜き、別の孔３Ｈに挿入すればよい。このため、孔３Ｈと計測装置１０との間のシールを解く作業、計測装置１０を挿入しない孔３Ｈを塞ぐ作業及び孔３Ｈと計測装置１０との間をシールする作業が簡略化され、計測作業を効率的に進めることができる。
【００５０】
把持部材５０を用いて、固定部材４０の第２部材４２を管路３の第１補助部材１１に、固定部材４０の第３部材４３を管路３の第２補助部材１２に、固定する。管路３の内部を流体Ｆで満たし、流路内３の内部に流体Ｆの流れを発生させる。再度、計測装置１０が延在する直線上の複数の点で流体Ｆの流速を計測する。以上の作業を行うことで、管路３の内部を流れる流体Ｆの流速分布を効率的に得ることができる。
【００５１】
また、治具２５の外径２５Ｄは、管２２の内径２２Ｒに比べ、少しだけ小さくなっている。このため、管２２の内部における治具２５のがたつきが抑制され、計測装置１０が移動する方向と直交する方向に掛かる力の大きさが小さくなる。また、ハンドル２５Ｔが無い場合に比べ、計測装置１０を持ちやすくなるため、計測装置１０が移動する方向と直交する方向に掛かる力の大きさが小さくなる。したがって、計測装置１０の移動方向と直交する方向に掛かる力によって、第１シール部材６１及び第２シール部材６２の少なくとも一方が変形して、管路３の内部を流れる流体Ｆが漏洩することを好適に抑制することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るシール機構を有する計測ユニットの側面図である。図５に示した計測ユニット１０１は、構成要素の一部を切り欠いて示してある。図５を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。前述した第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５３】
図５に示すように、第２実施形態に係るシール機構１６０を有する計測装置１０は、治具２５に取り付けられたハンドル２５Ｔの代わりに、治具２５に形成されたねじ山２５ＳＣと、移動機構７０と、を有する。移動機構７０は、棒状部材７１、減速機７３、モータ７５及び制御部７７を有する。棒状部材７１の側面には、ねじ山７１ＳＣが形成されている。棒状部材７１の側面に形成されたねじ山７１ＳＣは、治具２５に形成されたねじ山２５ＳＣと組み合わされる。つまり、棒状部材７１がボルト、冶具２５がナットとなる。棒状部材７１の一端は、減速機７３を介して、モータ７５に接続されている。モータ７５は、制御部７７に接続されている。
【００５４】
計測装置１０は、計測部２９を移動させる場合、制御部７７が計測部２９の移動距離に対応する分だけ、モータ７５を回転させる。モータ７５の回転は、減速機７３によって、棒状部材７１の軸周りの回転運動に変換される。棒状部材７１の軸周りの回転運動は、棒状部材７１の側面に形成されたねじ山７１ＳＣ及び治具２５に形成されたねじ山２５ＳＣによって、治具２５の直線運動に変換される。これにより、計測装置１０を所定の距離だけ移動させることができる。
【００５５】
このように、第２実施形態に係るシール機構１６０を有する装置は、治具２５に形成されたねじ山２５ＳＣと、移動機構７０とによって、計測装置１０を移動させる。このため、計測装置１０を手動で移動させる場合に比べ、計測装置１０が移動する方向と直交する方向に掛かる力の大きさが小さくなる。したがって、計測装置１０の移動方向と直交する方向に掛かる力によって、第１シール部材６１及び第２シール部材６２の少なくとも一方が変形して、管路３の内部を流れる流体Ｆの漏洩することを、より好適に抑制することができる。
【００５６】
以上、第１実施形態及び第２実施形態に係るシール機構１６０について説明したが、上述した内容により本発明が限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、上述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【００５７】
例えば、本実施形態は、計測装置１０を流速計としたが、温度計や濃度計等、他の物理量を計測するものでもよい。また、シール機構６０、１６０に挿入する機器は、計測装置１０に限定されず、内視鏡や簡易な構造の器具でもよい。また、上記実施形態では、孔３Ｈを円形としたが、矩形でもよいし、多角形でもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０１  計測ユニット
３  管路
３Ｈ  孔
３Ｈｉ  内面
１０  計測装置
１１  第１補助部材
１２  第２補助部材
２２  管
２２ｉ  内壁
２２Ｒ  内径
２２Ｄ  外径
２３  ケーブル
２５  治具
２５Ｄ  外径
２５Ｔ  ハンドル
２５ＳＣ  ねじ山
２６  第１コネクタ
２７  第２コネクタ
２８  導線
２９  計測部
２９Ｐ  プロペラ
３０  管状部材
３１  演算処理部
４０  固定部材
４１  第１部材
４２  第２部材
４３  第３部材
４４  第４部材
４５  第５部材
５０  把持部材
６０、１６０  シール機構
６１  第１シール部材
６１ｉ  内周面
６１ｏ  外周面
６２  第２シール部材
６２ｉ  内周面
６２ｏ  外周面
６３  第３シール部材
７０  移動機構
７１  棒状部材
７１ＳＣ  ねじ山
７３  減速機
７５  モータ
７７  制御部
ＡＳ  角度目盛
Ｆ  流体
Ｍ  印
Ｓ  目盛
【図１】
0005848318.tif 000002
【図２】
0005848318.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005848318.tif 000006