(57)【要約】【課題】  内挿部品を筒体の内部に安定に組み付けるに好適な固定具、およびこの固定具を用いて筒体の内部に内挿部品を安定に組み付けた組立構造体を提供する。【解決手段】  筒体の内部に嵌め込まれた部品を上記筒体の軸方向に押さえ込んで該筒体に固定する固定具であって、軸方向に弾性変形可能に設けられたコイルばね部と、このコイルばね部の一端部に連接された該コイルばね部よりも大径の部位からなり、径方向に弾性変形可能に設けられて前記筒体の内壁面にリング状に設けられた溝に嵌合する穴用止め輪部とを備える。特に上記コイルばね部をスクロウェーブスプリングとして実現する。【選択図】      図２
2006105234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体の内部に嵌め込まれた部品を上記筒体の軸方向に押さえ込んで該筒体に固定する固定具であって、
軸方向に弾性変形可能に設けられたコイルばね部と、
このコイルばね部の一端部に連接された該コイルばね部よりも大径の部位からなり、径方向に弾性変形可能に設けられて前記筒体の内壁面にリング状に設けられた溝に嵌合する穴用止め輪部と
を具備したことを特徴とする固定具。
【請求項２】
前記コイルばね部は、板厚方向に波状に変化する板体を上記板厚方向に複数ターンに亘って螺旋状に巻回したスクロウェーブスプリングからなり、
前記穴用止め輪部は、上記スクロウェーブスプリングの一端に連なって該スクロウェーブスプリングと同軸に螺旋状に巻回された少なくとも１ターンの前記板厚方向に平坦な板状体からなる請求項１に記載の固定具。
【請求項３】
筒部を有する筐体と、上記筒部に嵌め込まれる内挿部品と、前記筒部の内壁面における上記内挿部品の装着位置を規定する位置に設けられたリング状の溝と、前記内挿部品を押さえ込んで前記筒部に嵌め込まれて前記溝に装着される請求項１または２に記載の固定具とを具備したことを特徴とする組立構造体。
【請求項４】
前記筐体は、流体の通流孔を前記筒部として備えて上記通流孔を通流する流体の流量を計測する流量計であって、上記通流孔に装着される前記内挿部品は、上記流体を整流する整流体である請求項３に記載の組立構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒体の内部に嵌め込まれた部品を上記筒体の軸方向に押さえ込んで該筒体に固定するに好適な固定具およびこの固定具を用いた組立構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス等の流体の流量を計測する流量計は、概略的には、例えば図５に断面構成を示すように筒状の流路１を形成したブロック体（筒体）２の内壁面に流量センサ３を取り付けると共に、上記流路１における流量センサ３の上流側に整流体４を組み付けた構造を有する（例えば特許文献１を参照）。尚、上記整流体４は流路１を通流するガスを整流し、その流れの乱れを防止する役割を担う。
【０００３】
この種の流量計は、図示しないガスの供給流路（ガス配管）に介挿されて用いられるものであり、通常、上記ブロック体２における流路１の上流側および下流側の開口端内壁面には継ぎ手用のねじ５ａ,５ｂが刻設されている。また筒状の前記流路１の内壁面には、図６にその分解構造を示すように整流体４の装着位置を規定する段差（ストッパ）１ａと上記整流体４を固定するためのリング状の溝１ｂが形成されている。
【０００４】
このようなブロック体２の流路１への前記整流体４の組み付けは、例えば図６に示すように、円柱状の整流体４を前記流路１の一端側から上記段差１ａに当接する位置まで挿入した後、この整流体４を軸方向に押え付けるリング状の緩衝体６を挿入し、更にこの緩衝体６の上からＣ字状の穴用止め輪（Ｃリング）７を前記流路１に挿入して該穴用止め輪７を前述したリング状の溝１ｂに嵌め込むことによって行われる。尚、前記整流体４は、例えば複数枚の金網４ａを所定厚みの円筒状のスペーサ４ｂを介して順に積層して形成したものからなる。また前記緩衝体６としては、例えばゴム製のＯリングやコイルばね、更には特許文献２,３等に紹介されるようなスクロウェーブスプリングが用いられる。
【特許文献１】特開平１１−１３２８１４号公報
【特許文献２】特開平９−２２９１１９号公報
【特許文献３】実開平５−６７８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら緩衝体６により整流体４を流路１の奥部に押さえ込みながら、更に上記緩衝体６の上から穴用止め輪（Ｃリング）７を流路１に挿入して該穴用止め輪７を溝１ｂに嵌め込む作業は、一般的に非常に困難である。しかもこの際、緩衝体６と穴用止め輪７と接触摩擦によって穴用止め輪７の径方向への弾性変形が妨げられることが否めない。すると流路１の壁面に設けられた溝１ｂへの穴用止め輪７の円滑な嵌まり込みが阻害され、いわゆる片嵌めが生じて流路１内に整流体４を安定・確実に装着することができなくなる虞がある。
【０００６】
また緩衝体６と穴用止め輪７との間に軸ずれが生じると上記緩衝体６を押さえ込む力が不均一となり、緩衝体６を介する整流体４の押さえ込み姿勢に傾きが生じることがあり、整流体４を安定に組み付けることができなくなる虞がある。更には上述した組み付け構造においては、緩衝体６と穴用止め輪７とを別々に準備することが必要となるので、部品コストやその組み付けコストの増大となることが否めない。
【０００７】
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、例えば整流体のような筒体への内挿部品を上記筒体の内部に安定に組み付けるに好適な固定具、およびこの固定具を用いて筒体の内部に部品を安定に組み付けた、例えば流量計のような組立構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するべく本発明に係る固定具は、筒体の内部に嵌め込まれた部品を上記筒体の軸方向に押さえ込んで該筒体に固定するためのものであって、
軸方向に弾性変形可能に設けられたコイルばね部と、
このコイルばね部の一端部に連接された該コイルばね部よりも大径の部位からなり、径方向に弾性変形可能に設けられて前記筒体の内壁面にリング状に設けられた溝に嵌合する穴用止め輪部と
を備えたことを特徴としている。
【０００９】
好ましくは請求項２に記載するように前記コイルばね部は、板厚方向に波状に変化する板体を上記板厚方向に複数ターンに亘って螺旋状に巻回したスクロウェーブスプリングからなり、また前記穴用止め輪部は、上記スクロウェーブスプリングの一端に連なって該スクロウェーブスプリングと同軸に螺旋状に巻回された少なくとも１ターンの前記板厚方向に平坦な板状体として実現される。
【００１０】
また本発明に係る組立構造体は、筒部を有する筐体と、上記筒部に嵌め込まれる内挿部品と、前記筒部の内壁面における上記内挿部品の装着位置を規定する位置に設けられたリング状の溝と、前記内挿部品を押さえ込んで前記筒部に嵌め込まれて前記溝に装着される前述した固定具とを備えて構成される。
好ましくは請求項４に記載するように前記筐体は、流体の通流孔を前記筒部として備えて該通流孔を通流する流体の流量を計測する流量計を構成するものであって、上記通流孔に装着される前記内挿部品は、上記流体を整流する整流体からなる。
【発明の効果】
【００１１】
上述した構成の固定具によれば、穴用止め輪部をコイルばね部の一端部に連接した一体化構造をなすので、この固定具を筒状体に装着するだけで該筒状体の内部に嵌め込まれた部品をその軸方向に安定に押さえ込んで該筒状体に組み付けることができる。特に穴用止め輪部とコイルばね部との間に軸ずれが生じることがないので、筒状体の内部に嵌め込まれた部品を不均一に押圧するような不具合がない。また穴用止め輪部の径方向への弾性変形がコイルばね部によって妨げられることもないので、固定具の筒状体への挿入と該固定具の溝への嵌め込みを容易に、しかも確実に行うことが可能となる。
【００１２】
特にコイルばね部を複数ターンに亘るスクロウェーブスプリングとして実現し、また前記穴用止め輪部を少なくとも１ターンの板状体として実現した構造の固定具によれば、コイルばね部の弾性力を十分に確保しながらその軸方向の全長を短くすることができ、ひいては筒状体への取り付けに要するスペース（取り付け空間）を小さくすることが可能となる。逆に上記固定具を用いて筒状体の内部に部品を組み込んだ組立構造体によれば、固定具の取り付け空間を小さくし得る分、そのコンパクト化を図ることができる。また筒状体への固定具の装着が容易なので、その組み付け作業コストの低減を図ることができる等の効果も奏せられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る固定具と、この固定具を用いた組立構造体について説明する。
図１はこの実施形態に係る固定具の概略的な形状を示す斜視図であり、図２(ａ)(ｂ)はその構造を示す平面図および側面図である。この固定具１０は、ばね鋼等の弾性体を軸方向に数ターンに亘って巻回したコイルばね部１１と、このコイルばね部１１の一端に該コイルばね部１１と一体に連接された穴用止め輪部１２とを備えて構成される。特に上記コイルばね部１１は、板厚方向に波状に変化する所定幅の板体をその板厚方向に複数ターンに亘って螺旋状に巻回して構成された、軸方向（板厚方向）に弾性変形可能なスクロウェーブスプリングとして実現されている。また穴用止め輪部１２は、平坦な板体をその板面方向に略１ターンに亘って巻回して構成された、径方向に弾性的に縮径可能な、いわゆるＣリングとして実現されている。特にこの穴用止め輪部１２は、前記コイルばね部（スクロウェーブスプリング）１１よりも若干大径のＣリングとして実現されている。
【００１４】
ちなみにこの実施形態における固定具１０は、板厚０.２ｍｍ、板幅０.８ｍｍのばね鋼（例えば燐青銅やステンレス鋼）を、外径１１ｍｍ、コイル長３.３ｍｍのコイルばね部（スクロウェーブスプリング）１１として５ターンに亘って巻回し、穴用止め輪部１２を外径１１.９ｍｍの略１ターンの平坦なＣリングとして実現している。尚、上記コイルばね部（スクロウェーブスプリング）１１は、例えば１ターン当たり３.５回の波（ウェーブ）を形成するように加工されている。
【００１５】
このような形状・構造の固定具１０を用いれば、例えば図３(ａ)に示すように円柱状の整流体４を前記流路１の一端側から上記流路１に設けた段差１ａに当接する位置まで挿入した後、その上から固定具１０を挿入して該固定具１０の穴用止め輪部１２を前記流路１の内壁に設けたリング状の溝１ａに嵌め込むだけで、固定具１０が一体に備えたコイルばね部１１にて、図３(ｂ)に示すように上記流路１の内部に整流体４を安定に固定することができる。特に固定具１０の穴用止め輪部１２がコイルばね部１１よりも若干大径に形成されているので、上記穴用止め輪部１２の周縁部を流路１の内壁に設けたリング状の溝１ａに嵌め込むだけで、コイルばね部１１を流路１内に偏りなく同軸に位置付けることができる。従ってコイルばね部１１が流路１の内壁面に接触してその軸方向の弾性力が妨げられる等の不具合を招来することがない。またコイルばね部１１がスクロウェーブスプリングからなるので、整流体４の周縁部をその全周に亘って均一な力で安定に押圧することができる。
【００１６】
また固定具１０がコイルばね部１１と穴用止め輪部１２とを一体に備えているので、例えば上記コイルばね部１１の端部を支持し、上記コイルばね部１１側から該固定具１０を流路１内に挿入するだけで、予め流路１内に挿入した整流体４をそのままその奥部に向けて押圧することができる。従って従来のように穴用止め輪７とは別体の緩衝体６を用いて整流体４を押さえ込む必要がないので、固定具１０の取り扱いが容易な上、その装着固定作業の容易化を図ることができる。更には固定具１０がコイルばね部１１と穴用止め輪部１２と一体化し、これらの各部が持つ機能を統合した構造をなすので、その分、流路１内に整流体４を組み込むための部品点数を少なくすることができ、上述した組み付け作業の容易化と相俟ってその製作コストを低減することが可能となる等の二次的な効果も奏せられる。
【００１７】
ここで上述した固定具１０を用いた流路１内への整流体４の組み込み作業について説明する。この組み込み作業は、例えば図４(ａ)に示すような組み付け治具２０を用いて行われる。この治具２０は、弾性的に縮径可能な棒状体からなり、その先端部に前記固定具１０の穴用止め輪部１１に内側から係合して該固定具１０を装着可能な係止部２１を備えた軸体２２と、先端部に前記固定具１０を装着した上記軸体２２を挿通可能な貫通孔３１を備え、該貫通孔３１に挿入された前記軸体２２をその挿入長に応じて縮径させる筒体３０とを備えて構成される。
【００１８】
ちなみに上記軸体２２は、その先端部から大径の把持部をなす基部２３に向けて軸方向に切り込まれた長尺のスリット２４を備え、上記先端部を径方向に圧縮することにより上記スリット２４の間隙を狭めることで縮径する。また前記筒体３０は、前述した流路１の開口端部に装着されるもので、特にこの例において前記流路１の継ぎ手用ねじ５ａの内面に沿って嵌め込まれる肉薄の円筒状ガイド３２を備えている。そして前記軸体２２が挿入される貫通孔３１は、その一端部側から上記円筒状ガイド３２を形成した他端部側に向けて徐々に縮径する内壁面３１ａを有する。この内壁面３２は、例えば１°程度の傾斜面からなり、貫通孔３１内への前記軸体２２の押し込み量に応じて該軸体２２の先端部を径方向に押圧することで、軸体２２を先端部を徐々に縮径させる役割を担う。
【００１９】
尚、前記軸体２２の先端部に設けられた係止部２１は、図４(ａ)において部分的に拡大して示すように、前記固定具１０の穴用止め輪部１１の内側に入り込む小径部２５と、この小径部２５の根元部から外側に張り出して前記穴用止め輪部１１の上面に当接する段差部２６と、前記小径部２５の先端部から外側に張り出して前記固定具１０の前記穴用止め輪部１１の下面側と前記コイルばね部１２の上端部との間に入り込む張出部２７とを備えている。上記段差部２６の外径は、前述した穴用止め輪部１１を最大限に縮径させたときの径よりも若干小さく設定され、且つその幅は穴用止め輪部１１の板幅程度に設定されている。また前記小径部２５の長さは上記穴用止め輪部１１の板厚よりも若干長く設定されている。そして前記張出部２７の外径は、前述したコイルばね部１２の内径よりも若干大きく設定されている。
【００２０】
このような治具２０を用いた前記固定具１０の前記流路１内への装着、つまり整流体４の組み付けは、先ず流路１内に整流体４を挿入し、この状態で図４(ｂ)に示すように流路１の開口端部に前記筒体３０の円筒状ガイド３２を挿入して該筒体３０を流路１に装着する。そして前記軸体２０の先端部に固定具１０を装着し、この軸体２０をその先端部側から筒体３０の貫通孔３１に挿入して上記固定具１０を流路１内に導く。この際、貫通孔３１内への軸体２０の押し込みに伴ってその内壁面３１ａにより押圧されて前記軸体２０の先端部が縮径し、同時に固定具１０の穴用止め輪部１１も縮径する。従って固定具１０が軸体２０の先端部から外れることがない。
【００２１】
そして軸体２０の更なる押し込みに伴って固定具１０が円筒状ガイド３２の先端部から抜け出ると、今度は流路１の内壁面により穴用止め輪部１１の拡径が規制されるので、固定具１０は上記穴用止め輪部１１の縮径状態を保ったまま更に流路１の奥部へと押し込まれる。そして固定具１０のコイルばね部１２の先端が整流体４に当接した後には、上記コイルばね部１２の軸方向への弾性変形に伴って前記整流体４を軸方向に押圧しながら固定具１０が更に押し込まれ、前記穴用止め輪部１１がリング状の溝１ｂの形成位置に至ると該穴用止め輪部１１は溝１ｂに嵌り込んで拡径する。そして穴用止め輪部１１の上記溝１ｂへの嵌合により流路１内に固定具１０が固定される。またこれに伴って上記固定具１０のコイルばね部１２によって前記整流体４がその軸方向に押圧された状態で流路１内に固定されることになる。
【００２２】
尚、上述したようにして固定具１０を流路１内に装着した後、この状態で前記軸体２２を筒体３０から引き抜けば、前記固定具１０の穴用止め輪部１１は既に前記溝１ｂに嵌り込んで拡径しており、同時に軸体２２の先端部との係合が解除されているので、軸体２２だけが引き抜かれることになる。その後、筒体３０を流路１から取り外すことで、その組み付け作業を終了する。
【００２３】
かくして上述した治具２０を用いて流路１への固定具１０の取り付けを行えば、流路１の開口端部に設けられている継ぎ手用のねじ５ａを、筒体３０の円筒状ガイド３２で覆った状態で流路１内の所定位置まで挿入することができるので、その挿入作業を容易に行うことができる。しかも筒体３０により軸体２２の挿入姿勢を安定に保持することができるので、軸体２２の先端部に装着した固定具１０の姿勢を安定に保持したまま、整流体４を軸方向に安定に押圧する位置まで容易に導くことができる。
【００２４】
そして筒体３０への軸体２２の挿入によって該軸体２２の先端部が縮径されており、穴用止め輪部１１が流路１の内壁面にリング状に形成された溝１ｂに嵌り込んで拡径することにより該固定具１０が上記軸体２２から外れて流路１内に固定される。従って上記固定具１０の穴用止め輪部１１が溝１ｂに嵌り込んだ後には、単に軸体２２を引き抜くだけで上記固定具１０を上記溝１ｂに嵌り込んだ位置に残した状態のまま筒体３０から軸体２２を取り外し、更には筒体３０を流路１から取り外すことができる。従ってその作業性が非常に良好である。
【００２５】
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。ここではコイルばね部１２としてスクロウェーブスプリングを備えたものを例示したが、線状体または平板体を軸方向に巻回したコイルスプリングであっても良い。また穴用止め輪部１１については二重リング構造のものであっても良い。また固定具１０の大きさ（径および長さ）や、コイルばね部１２のばね力等については、その固定対象物の仕様に応じて設定すれば良いものであい。またここでは流路１内に整流体４を組み付けた流量計を例に説明したが、本発明は筒状体の内部に内挿部品を正確に組み付ける必要のある種々の組立構造体に幅広く適用することができる。要は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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る固定具の概略構成を示す斜視図。
【図２】図１に示す固定具の平面図および側面図。
【図３】流路を形成した筒体内への固定具を用いた内挿部品（整流体）の装着構造を示す断面図。
【図４】治具を用いた筒体内への固定具の装着形態を示す図。
【図５】流量計の概略構造を示す断面図。
【図６】図５に示す流量計の分解構造を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１  流路（筒部）
１ａ  段差（ストッパ）
１ｂ  溝
２  ブロック体（筒体）
４  整流体（内挿部品）
１０  固定具
１１  穴用止め輪部
１２  コイルばね部
２０  治具
２１  係止部
２２  軸部
２４  スリット
３０  筒体
３２  円筒状ガイド
【図１】
2006105234.tif 000003
【図２】
2006105234.tif 000004
【図３】
2006105234.tif 000005
【図４】
2006105234.tif 000006
【図５】
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【図６】
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