JP2001074524A - フルイディック素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズル２の流路軸Ｚに対して対称な位置に配
置された拡大流路形成部材５間に形成した流路拡大部１
４における流路中央部にターゲット４を設け、下流側に
絞り流路部１５を設け、ノズル噴出面３から主円弧半径
（Ｒ）の位置に中心を有する主円弧Ｃ１上に中心を有す
る副円弧Ｃ２に沿う副円弧部９と、主円弧Ｃ１と副円弧
Ｃ２との共通接線に沿って副円弧部９から滑らかに延出
して平面部１０を拡大流路形成部材５の内面６形成して
あるフルイディック素子における流量測定範囲を広く維
持しながら、十分な測定精度を保ち得るようにする。 【解決手段】 主円弧Ｃ１の半径Ｒのノズル幅Ｗに対す
る比を、Ｒ／Ｗ＝３．２５〜３．５とするフルイディッ
ク素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流路方向に直交す
るノズル噴出面を有するノズルを前記流路内に配設して
あり、そのノズルの噴出側に、その流路軸に対して前記
ノズルの幅方向に対称な位置に配置された拡大流路形成
部材間に形成される流路拡大部を設けると共に、その流
路拡大部における流路中央部に、前記ノズルより噴出す
る噴流の直進を阻止するターゲットを設けてあり、前記
ノズル噴出面から前記下流側に主円弧半径だけ離間する
位置に中心を有して前記主円弧半径を半径とする主円弧
上で、前記ノズル噴出面に対して前記下流側に離間距離
だけ離間する前記ノズル噴出面に対する平行直線上に中
心を有し、副円弧半径を半径として形成される副円弧に
沿う副円弧部を、前記拡大流路形成部材の後端側の内面
に形成し、前記離間距離と、前記副円弧半径とが、前記
主円弧半径に対して所定の寸法関係を満足すると共に、
前記主円弧と前記副円弧とに対する、前記ノズル噴出面
に向けて前記ノズル側に寄せて描かれた共通接線に沿っ
て、前記ノズル噴出面側に前記副円弧部から滑らかに延
出して前記拡大流路形成部材の前端側の内面に平面部を
形成し、さらに、前記流路拡大部の下流側に前記流路拡
大部の後端部よりも狭い流路幅を有する絞り流路部を設
けて、前記流路拡大部を構成してあるフルイディック素
子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フルイディック素子を用いた流体
振動型流量計においては、図１２に示すように、測定対
象の流体Ｆの流入方向Ｉが、流出方向Ｏに対して１８０
°逆になるように構成されている。つまり、ガス、水等
の流体Ｆが、装置流入口２１から流れ込み、圧力変動吸
収機構２２を備えた略Ｌ字型の屈曲路２３を経て貯留部
２５に流入する。この貯留部２５に流入した前記流体Ｆ
は、フルイディック素子１への導入部を介して、ノズル
２に流入する。このノズル２から前記フルイディック素
子１内に噴出する前記流体Ｆが、その噴流の方向を変え
て振動しながら、そのノズル噴出面３よりも下流側に設
けられている流路拡大部１４、絞り流路部１５を経て装
置流出口２６から流出するように構成されている。この
噴流の振動を検出するために、前記ノズル２の両側で、
前記ノズル噴出面３の近傍に、一対の流体振動検出端１
８を配置してある。

【０００３】前記フルイディック素子１には、図１４に
示すように、流路方向に直交するノズル噴出面３を有す
るノズル２を前記流路内に配設し、そのノズル２の噴出
側に、その流路軸Ｚに対して前記ノズル２の幅方向に対
称に拡大流路形成部材５を配置し、前記両拡大流路形成
部材５の間に流路拡大部１４を形成してある。その流路
拡大部１４における流路中央部、即ち前記流路軸Ｚ上
に、前記ノズル２より噴出する噴流ｆの直進を阻止する
ターゲット４を設けてあり、前記ターゲット４の下流側
に前記流路拡大部１４の後端部よりも狭い流路幅を有す
る絞り流路部１５を設けて、前記ノズル２からの噴流主
流ｆ１が、前記ターゲット４の何れかの側部を通って前
記絞り流路部１５へ流れると共に、前記噴流主流ｆ１か
ら分岐した分岐流ｆ３が前記拡大流路形成部材５の内面
６に沿って逆流して、前記ノズル２側へ帰還する帰還流
ｆ２となり、前記噴流主流ｆ１が、その帰還流ｆ２の作
用により前記ターゲット４を挟んで、その両側の一方側
から他方側への移動を繰り返して、流体振動を発振する
ように構成してある。前記ターゲット４は、前記ノズル
噴出面３からの距離（Ｄｔ）をノズルの幅（Ｗ）に対し
て所定の寸法比に設定した主円弧半径（Ｒ）に一致させ
るようにして配置してあった。

【０００４】前記流路拡大部１４の外形は、図１３に示
したように、前記拡大流路形成部材５の内面６に形成さ
れ、上流側から順次配置された主円弧部８と平面部１０
と副円弧部９とで形成される。前記主円弧部８は、前記
ノズル噴出面３から前記下流側に前記主円弧半径（Ｒ）
だけ離間して前記流路軸Ｚ上の主円弧中心Ｐ１に中心を
有し、前記主円弧半径（Ｒ）を半径とする主円弧Ｃ１で
形成され、前記副円弧部９は、前記主円弧Ｃ１上で、前
記ノズル噴出面３に対して前記下流側に離間距離（Ｄ）
だけ離間する前記ノズル噴出面３に対する平行直線Ｓ上
の副円弧中心Ｐ２に中心を有し、副円弧半径（ｒ）を半
径とする副円弧Ｃ２で形成されている。前記平面部１０
は、前記ノズル噴出面３に向けて前記ノズル２側に寄せ
て描かれた、前記主円弧Ｃ１と前記副円弧Ｃ２との共通
接線に沿って形成されている。前記絞り流路部１５の絞
り流路幅（Ｐｗ）が、前記ノズル噴出面３から前記下流
側にノズルの幅（Ｗ）に対して所定の寸法比に設定した
主円弧半径（Ｒ）に対する比として、１．２７〜１．６
０となるように（通常は、約１．３）形成してあった。
前記副円弧部９と前記絞り流路部１５とは、４分円で形
成された排出円弧部１１で滑らかに接続するように形成
され、前記排出円弧部１１は、前記主円弧半径（Ｒ）に
対して約０．３３倍の半径で形成されていた。

【０００５】前記ターゲット４は、例えば図５に示すよ
うに、その平断面形状を円弧で囲んで形成し、前記ノズ
ル噴出面３に対抗する面は凹曲率半径（Ｒｈ）を曲率半
径とする凹曲面に形成し、背面は凸曲率半径（Ｒｃ）を
曲率とする凸曲面で形成し、その幅方向両端部は端部局
率半径（Ｒｔ）を曲率とする凸曲面で形成してある。そ
して、前記ターゲット４の前記流路軸Ｚ方向の厚さ（Ｔ
ｄ）を、幅（Ｔｗ）に対して約０．５７倍に設定し、前
記端部局率半径（Ｒｔ）を、前記幅（Ｔｗ）に対して約
０．０６８倍に設定して、前記ノズル噴出面３に対抗す
る凹曲面の凹入深さ（Ｄｈ）を、前記幅（Ｔｗ）に対し
て約０．２４倍に設定してあった。前記凹曲率半径（Ｒ
ｈ）及び前記凸曲率半径（Ｒｃ）は、上記条件に合わせ
て前記ターゲット４全体が滑らかな曲面で形成されるよ
うに設定してあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のフルイディ
ック素子においては、フルイディック素子内における流
体振動の発振下限を低流量側に拡大することで、素子自
体の流量測定範囲を拡大することを主眼として素子の諸
元を定めてきた。また、前記発振下限を低流量側に拡大
するために、図１４に示すように、前記拡大流路形成部
材５と前記ノズル噴出面３との間にノズルの幅に対して
所定の寸法比に設定した逃がし流路開口部１３を設け、
前記拡大流路形成部材５の裏側に、前記逃がし流路開口
部１３と前記絞り流路部１５の下流側とを連通する逃が
し流路部１７を形成したが、前記発振下限の拡大は達成
したものの、その測定精度を確保しにくい場合がある。
図示の例は、都市ガス計量用の６号ガスメータ（測定量
３００〜６０００リットル／ｈ）に使用されるフルイデ
ィック素子の場合であるが、上記発振下限を低流量側に
拡大できたものの、流体振動型流量計の流量測定精度の
面から寸法関係を未だ確定していない部分があった。

【０００７】上述のフルイディック素子１を組み込んだ
流体振動型流量計２０の大流量側の測定精度を維持しな
がら、前記フルイディック素子１内における流体振動の
発振下限を低流量側に拡大することで、素子自体の流量
測定範囲を拡大することを主眼として、上述の諸元を定
めてきたものであるが、前記フルイディック素子１の組
立精度を高めることを目的として、前記流体振動型流量
計２０に前記フルイディック素子１を収容自在な周壁部
２８を備える流路形成空間２７を凹入形成し、例えば図
４に示すように前記流路形成空間２７を密閉自在な蓋体
２９を構成する板状体に、前記ターゲット４及び前記拡
大流路形成部材５を一体に立設し、前記蓋体２９により
前記流路形成空間２７を密閉することで、前記フルイデ
ィック素子１を形成しようとすることを試みた。前記蓋
体２９に前記ターゲット４と前記拡大流路形成部材５と
を立設して一体に形成するには、射出成形が好適であ
り、精度管理上からも効果的である。しかし、前記拡大
流路形成部材５が前記蓋体２９に対して傾き等を生ずる
おそれもあり、結果的に、前記主円弧半径（Ｒ）の許容
範囲を確認する必要が生じた。そこで、副円弧半径
（ｒ）、前記平行直線Ｓの前記ノズル噴出面３からの離
間距離（Ｄ）、前記主円弧中心Ｐ１の流路軸Ｚからの偏
位距離（α）、前記逃がし流路開口部１３の逃がし流路
開口幅（β）、前記絞り流路部１５の絞り流路幅（Ｐ
ｗ）といった主要なフルイディック素子基準寸法を固定
するとともに、その主円弧半径Ｒの許容範囲を求めた。

【０００８】本発明の目的は、流量測定範囲を広く維持
しながら、十分な測定精度を保ち得るフルイディック素
子を提供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】〔本発明の特徴構成〕請
求項１に係る本発明のフルイディック素子の第１特徴構
成は、流路方向に直交するノズル噴出面を有する流路幅
（Ｗ）のノズルを前記流路内に配設し、そのノズルの噴
出側に、その流路軸に対して前記ノズルの幅方向に対称
な位置に配置された拡大流路形成部材間に形成される流
路拡大部を設けると共に、その流路拡大部における流路
中央部に、前記ノズルより噴出する噴流の直進を阻止す
るターゲットを設け、さらに、前記流路拡大部の下流側
に前記流路拡大部の後端部よりも狭い流路幅（Ｐｗ）
を、有する絞り流路部を設けて、前記ノズル噴出面から
前記下流側に主円弧半径（Ｒ）だけ離間する位置に中心
を有し、前記主円弧半径（Ｒ）を半径とする主円弧上
で、前記ノズル噴出面に対して前記下流側に離間距離
（Ｄ）だけ離間する、前記ノズル噴出面に対する平行直
線上に中心を有し、副円弧半径（ｒ）を半径として形成
される副円弧に沿う副円弧部を、前記拡大流路形成部材
の後端側の内面に形成し、前記ノズル噴出面に向けて前
記ノズル側に寄せて描かれた、前記主円弧と前記副円弧
とに対する共通接線に沿って、前記ノズル噴出面側に前
記副円弧部から滑らかに延出して前記拡大流路形成部材
の前端側の内面に平面部を形成して、前記流路拡大部を
構成してあるフルイディック素子であって、前記主円弧
を、前記流路軸に関して対称に、前記流路軸から夫々特
定の偏位距離（α）の位置にある二点を中心として二つ
形成し、前記二つの主円弧夫々の前記平行直線との交点
の内、最外側の交点を、夫々前記副円弧の中心として、
前記二つの主円弧とその主円弧上に中心を有する副円弧
との共通接線とで前記平面部を夫々形成してあると共
に、前記平面部と前記ノズル噴出面との間に特定流路幅
（β）の逃がし流路開口部を形成して、前記拡大流路形
成部材の外側に、前記逃がし流路開口部と前記絞り流路
部の下流側とを連通する逃がし流路部を形成して、

【００１０】

【数３】 １／２．１≦ｒ／Ｒ≦１／１．９ １．５≦Ｄ／Ｒ≦１．６５ ０．０４≦α／Ｒ≦０．１２ ０．５７≦β／Ｒ≦０．６６ １．１２≦Ｐｗ／Ｒ≦１．２５ に設定されるとともに、 Ｒ／Ｗ＝３．２５〜３．５ を満足するように設定してある点にある。

【００１１】即ち、多数製造されるフルイディク素子に
おいて、基準形状に適合するものを選別する場合は、請
求項２に記載されているように、流路方向に直交するノ
ズル噴出面を有する流路幅（Ｗ）のノズルを前記流路内
に配設し、そのノズルの噴出側に、その流路軸に対して
前記ノズルの幅方向に対称な位置に配置された拡大流路
形成部材間に形成される流路拡大部を設けると共に、そ
の流路拡大部における流路中央部に、前記ノズルより噴
出する噴流の直進を阻止するターゲットを設け、さら
に、前記流路拡大部の下流側に前記流路拡大部の後端部
よりも狭い流路幅（Ｐｗ）を有する絞り流路部を設け
て、前記ノズル噴出面から前記下流側に主円弧半径
（Ｒ）だけ離間する位置に中心を有し、前記主円弧半径
を半径とする主円弧上で、前記ノズル噴出面に対して前
記下流側に離間距離（Ｄ）だけ離間する、前記ノズル噴
出面に対する平行直線上に中心を有し、副円弧半径
（ｒ）を半径として形成される副円弧に沿う副円弧部
を、前記拡大流路形成部材の後端側の内面に形成し、前
記離間距離と、前記副円弧半径とが、前記主円弧半径に
対して所定の寸法関係を満足すると共に、前記ノズル噴
出面に向けて前記ノズル側に寄せて描かれた、前記主円
弧と前記副円弧とに対する共通接線に沿って、前記ノズ
ル噴出面側に前記副円弧部から滑らかに延出して前記拡
大流路形成部材の前端側の内面に平面部を形成して、前
記流路拡大部を構成してあるフルイディック素子を型成
型する場合の適合品の選別方法において、前記主円弧
を、前記流路軸に関して対称に、前記流路軸から夫々特
定の偏位距離（α）の位置にある二点を中心として二つ
形成し、前記二つの主円弧夫々の前記平行直線との交点
の内、最外側の交点を、夫々前記副円弧の中心として、
前記二つの主円弧とその主円弧上に中心を有する副円弧
との共通接線とで前記平面部を夫々形成してあると共
に、前記平面部と前記ノズル噴出面との間に特定流路幅
（β）の逃がし流路開口部を形成して、前記拡大流路形
成部材の外側に、前記逃がし流路開口部と前記絞り流路
部の下流側とを連通する逃がし流路部を形成し、

【００１２】

【数４】 １／２．１≦ｒ／Ｒ≦１／１．９ １．５≦Ｄ／Ｒ≦１．６５ ０．０４≦α／Ｒ≦０．１２ ０．５７≦β／Ｒ≦０．６６ １．１２≦Ｐｗ／Ｒ≦１．２５

【００１３】に設定されるとともに、Ｒ／Ｗとしてその
基準を３．４５とし、Ｒ／Ｗが３．２５〜３．５の範囲
にあるものを適合品とすることにある。

【００１４】〔特徴構成の作用及び効果〕上記本発明に
係るフルイディック素子の第１特徴構成によれば、流体
振動型流量計における測定範囲を低流量側に拡大しなが
ら、その測定精度を法定限界内に維持できるようにな
る。つまり、ノズル噴出面から拡大流路測定部材の先端
の位置を適切に設定することにより、流体振動型流量計
における小流量側の流体振動の検出洩れを防止し、且
つ、その測定誤差を全測定範囲にわたって３％以下に維
持することが可能になる。結果、この様に、形状の最適
化に加えて、サイズ的にも最適化されたので、性能を２
重に安定化でき、量産時に生じる素子固体間の寸法公差
が原因となって、性能が悪化する心配・可能性を、従来
技術の素子よりも少なくでき その結果、金型でのショ
ット数（金型寿命内で生産可能な製品数）を増やせる。
即ち、金型の経費を少なくできる効果が得られることと
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるフルイディ
ック素子について説明する。図１は本発明に係るフルイ
ディック素子の平断面図であり、図２はそのフルイディ
ック素子を用いたガスメータの一例の平断面図であり、
図３はそのフルイディック素子の寸法関係を示す説明図
であり、図４はそのフルイディック素子を形成する部材
の斜視図であり、図５はターゲットの形状を示す平断面
図である。尚、上記従来の技術に用いた図１２乃至図１
４における要素と同一の要素乃至同様の機能を果たす要
素については、先の図１２乃至図１４に付した符号と同
一の、或いは関連する符号を付し、詳細の説明の一部を
省略する。

【００１６】以下に説明するフルイディック素子におい
ては、図１に示すように、流路方向に直交するノズル噴
出面３を有するノズル２を前記流路内に配設してあり、
そのノズル２の噴出側に、その流路軸Ｚに対して前記ノ
ズル２の幅方向に対称な位置に配置され、内面６と裏面
７とを有する拡大流路形成部材５を配置して、前記拡大
流路形成部材５間に流路拡大部１４を形成する。また、
前記流路拡大部１４の下流側に前記流路拡大部１４の後
端部よりも狭い流路幅である絞り流路幅で形成された絞
り流路部１５を設ける。前記拡大流路形成部材５には、
前記絞り流路部１５の平行で直線的な両側壁を形成する
流路絞り部１２を設け、前記副円弧部９を前記流路絞り
部１２に滑らかに接続する排出円弧部１１を形成する。
さらに、前記拡大流路形成部材５と前記ノズル噴出面３
の間に逃がし流路開口部１３を形成し、前記拡大流路形
成部材５の裏面７側に、前記逃がし流路開口部１３と前
記絞り流路部１５とを連通する逃がし流路部１７を形成
する。前記拡大流路形成部材５は、その厚みＴｓが一定
に形成されており、流路軸方向で噴出面側に位置するそ
の先端部位は、この拡大流路形成部材厚Ｔｓを直径とす
る円弧部５０として構成されている。そして、前記流路
拡大部１４における流路中央部に、前記ノズル２より噴
出する噴流ｆの直進を阻止するターゲット４を設ける
（図２参照）。

【００１７】上記フルイディック素子１は、例えば図２
に示すように、ガスメータに組み込まれる。つまり、前
記ガスメータを構成する流体振動型流量計２０は、測定
対象の流体Ｆの流入方向Ｉが、流出方向Ｏに対して１８
０°逆になるように構成されている。つまり、ガス、水
等の流体Ｆが、装置流入口２１から流れ込み、圧力変動
吸収機構２２を備えた屈曲路２３を経て遮断弁部２４に
至る。そして、この遮断弁部２４を通過した前記流体Ｆ
は貯留部２５に流入する。この貯留部２５に流入した前
記流体Ｆは、前記フルイディック素子１を経て装置流出
口２６から流出するように構成されている。前記フルイ
ディック素子１に流入し、ノズル２から噴出する前記噴
流ｆとして、その噴流の方向を変えて振動しながら、そ
のノズル噴出面３よりも下流側に設けられている流路拡
大部１４、絞り流路部１５を経て装置流出口２６に向け
て流出する。前記フルイディック素子１には、前記ノズ
ル２の両側で、前記ノズル噴出面３の近傍に、前記噴流
の振動を検出する一対の流体振動検出端１８を配置して
ある。この流体振動検出端１８は小径に形成した開口で
あり、これを一対の圧力導入部を備える流体振動検出部
に連通して流体振動を検出するものである。

【００１８】前記フルイディック素子１の形状は、以下
のように決定される。つまり、図１に示したように、ノ
ズル噴出面３から下流側に主円弧半径（Ｒ）だけ離間す
る位置に、ノズル２の流路軸Ｚに関して対称に、前記流
路軸Ｚから夫々特定の偏位距離（α）の位置にある二点
を主円弧中心Ｐ１とし、夫々の主円弧中心Ｐ１を中心と
した、主円弧半径（Ｒ）を半径として形成される二つの
主円弧Ｃ１上で、前記ノズル噴出面３から下流側に離間
距離（Ｄ）だけ離間する平行直線Ｓとの最外側の交点に
位置する副円弧中心Ｐ２を夫々中心とする副円弧半径
（ｒ）を半径として形成される副円弧Ｃ２に沿う副円弧
部９を、前記拡大流路形成部材５の後端側の内面６に形
成する（図３参照）。そして、前記ノズル噴出面３に向
けて前記ノズル２側に寄せて描かれた、前記主円弧Ｃ１
と前記副円弧Ｃ２とに対する共通接線（図３参照）に沿
って、前記ノズル噴出面３側に前記副円弧部９から滑ら
かに延出して前記拡大流路形成部材５の前端側の内面６
に平面部１０を形成し、前記流路拡大部１４を構成す
る。さらに、前記副円弧部９を前記流路絞り部１２に滑
らかに接続する排出円弧部１１を形成する。また、前記
拡大流路形成部材５と前記ノズル噴出面３との間を所定
間隔とした逃がし流路開口部１３を形成し、前記拡大流
路形成部材５の外側に、前記逃がし流路開口部１３と前
記絞り流路部１５の下流側とを連通する逃がし流路部１
７を形成する。前記副円弧半径（ｒ）、前記平行直線Ｓ
の前記ノズル噴出面３からの離間距離（Ｄ）、前記主円
弧中心Ｐ１の流路軸Ｚからの偏位距離（α）、前記逃が
し流路開口部１３の逃がし流路開口幅（β）、前記絞り
流路部１５の絞り流路幅（Ｐｗ）、前記ターゲット４の
幅 （Ｔｗ）、前記排出円弧部１１を形成する円弧の半
径である排出円弧半径（Ｒｗ）、前記排出円弧部１１を
形成する円弧の中心Ｐ３から前記絞り流路部１５の排出
端１６までの絞り流路長（Ｌｒ）を、夫々、前記主円弧
半径（Ｒ）に対して、

【００１９】

【数５】 ｒ／Ｒ＝１／２ Ｄ／Ｒ＝３／２ ０．０４≦α／Ｒ≦０．１２ ０．５７≦β／Ｒ≦０．６６ １．１２≦Ｐｗ／Ｒ≦１．２５ ０．５７≦Ｔｗ／Ｒ≦０．６２ ０．１６≦Ｒｗ／Ｒ≦０．２９ Ｌｒ／Ｒ≧０．５４ を満足するように設定する。

【００２０】尚、前記絞り流路長（Ｌｒ）には上限値は
設定しないが、流体振動型流量計２０の設計上で制限さ
れる長さ以下に設定される。

【００２１】前記ターゲット４及び前記拡大流路形成部
材５は、例えば図４に示すように、プラスチック素材を
射出成形して、夫々一枚の板状の蓋体２９に一体に立設
して形成する。前記蓋体２９の前記流路軸方向の長さ
（Ｌｚ）は、前記主円弧半径（Ｒ）に対する寸法関係
が、 ３．２１≦Ｌｚ／Ｒ≦４．３３ を満足するように設定する。尚、図２は、流体振動型流
量計２０を、前記蓋体２９の側に向けて見た平断面図で
ある。前記ターゲット４の平断面形状は、図５に示すよ
うに、円弧で囲んで形成し、前記ノズル噴出面３に対抗
する面は凹曲率半径（Ｒｈ）を曲率半径とする凹曲面に
形成し、背面は凸曲率半径（Ｒｃ）を曲率とする凸曲面
で形成し、その幅方向両端部は端部曲率半径（Ｒｔ）を
曲率とする凸曲面で形成して、前記ターゲット４の外面
を滑らかに連続曲面で形成してある。そして、前記ノズ
ル噴出面３に対抗する凹曲面の凹入深さ（Ｄｈ）、前記
ターゲットの厚み方向の寸法（Ｔｄ）、及び前記端部曲
率半径（Ｒｔ）の、前記ターゲットの幅（Ｔｗ）に対す
る寸法関係が、夫々、

【００２２】

【数６】 ０．１８≦Ｄｈ／Ｔｗ≦０．２８ ０．３９≦Ｔｄ／Ｔｗ≦０．７８ ０．０６２≦Ｒｔ／Ｔｗ≦０．０８３ を満足するように設定する。

【００２３】前記蓋体２９は、上流側の端部を前記ノズ
ル噴出面３に接当させ（図２参照）、前記ターゲット４
は、前記蓋体２９の上流側端縁からターゲット離間距離
（Ｄｔ）だけ隔てた位置に立設する。前記蓋体２９は、
前記上流側端縁を前記ノズル噴出面３に接当させて取り
付けられるのである。前記ターゲット離間距離（Ｄｔ）
は、本発明の特徴として、前記主円弧半径（Ｒ）に対す
る比が、 ０．９５≦Ｄｔ／Ｒ≦１．０５ を満足するように設定する。これは、前記ターゲット離
間距離（Ｄｔ）を変化させてあるフルイディック素子１
を図２に示した流体振動型流量計２０に組み込んで行っ
た、さらに、前記拡大流路形成部材５に関しては、この
厚みＴｓを以下のように設定する。 ０．１８≦Ｔｓ／Ｒ≦０．２６ 又、前記拡大流路形成部材５に関しては、前記円弧部の
中心位置（Ｘ₅ 、Ｙ₅）（ここで、図１に示すように、
Ｘ₅ は流路幅方向に於ける前記ノズル中央から前記円弧
部との離間距離であり、Ｙ₅ はノズル噴出面と前記円弧
部先端との流路軸方向の離間距離である）は、 １．１９≦Ｘ₅ ／Ｒ≦１．２７（基準形状Ｘ₅ ／Ｒ＝
１．２３） Ｙ₅ ＝β＋Ｔｓ／２ とする。即ち、流路軸方向における離間距離は一定に固
定するが、流路幅方向においてはそれに余裕を与える。
この構成にあって、前記逃がし流路部１５の最小流路幅
Ｂｗは、０．４８≦Ｂｗ／Ｒ≦０．６４とする。この結
果は、後述の実験結果に基づき、前記流体振動型流量計
２０の測定誤差をガスメータにおける法定限界誤差であ
る３％以内に収めることが出来るものとして見出した条
件である。

【００２４】〔別実施形態〕 〈１〉 上記実施の形態においては、副円弧半径（ｒ）
を、主円弧半径（Ｒ）に対して、 ｒ／Ｒ＝１／２ として規定される寸法関係を満足するように設定する例
について説明したが、前記副円弧半径（ｒ）が前記主円
弧半径（Ｒ）に対して正確に１／２倍であることが必要
ではなく、概略１／２倍（例えば、１／２．１〜１／
１．９倍）であれば目的に適うフルイディック素子を形
成できる。 〈２〉 上記実施の形態においては、離間距離（Ｄ）
は、主円弧半径（Ｒ）に対して、 Ｄ／Ｒ＝３／２ として規定される寸法関係を満足するように設定する例
について説明したが、前記離間距離（Ｄ）が前記主円弧
半径（Ｒ）に対して正確に１．５倍であることが必要で
はなく、概略１．５倍（例えば、１．４５〜１．６５
倍）であれば目的に適うフルイディック素子を形成でき
る。 〈３〉 上記実施の形態においては、ターゲット４の幅
（Ｔｗ）は、前記主円弧半径（Ｒ）に対して、 ０．５７≦Ｔｗ／Ｒ≦０．６２ の関係を満足するように設定する例について説明した
が、これは、前記ターゲット４の幅（Ｔｗ）に関するよ
り好ましい範囲を示したものであって、前記幅（Ｔｗ）
が上記範囲外に設定されていても目的に適うフルイディ
ック素子を形成できる。 〈４〉 上記実施の形態においては、主円弧中心Ｐ１の
流路軸Ｚからの偏位距離（α）を、主円弧半径（Ｒ）に
対して、 ０．０４≦α／Ｒ≦０．１２ の寸法関係を満足するように設定する例について説明し
たが、これは、前記偏位距離（α）に関するより好まし
い範囲を示したものであって、 ０．０５≦α／Ｒ≦０．１１５ の寸法関係を満足するように設定してあればさらに好ま
しい。尚、前記偏位距離（α）が上記範囲外に設定され
ていても、他の諸元に関する設定との組み合わせにより
目的に適うフルイディック素子を形成できる。 〈５〉 上記実施の形態においては、逃がし流路開口部
１３の逃がし流路開口幅（β）を、主円弧半径（Ｒ）に
対して、 ０．５７≦β／Ｒ≦０．６６ の関係を満足するように設定する例について説明した
が、これは、前記逃がし流路開口幅（β）のより好まし
い範囲を示したものであって、前記逃がし流路開口幅
（β）が上記範囲外に設定されていても目的に適うフル
イディック素子を形成できる。 〈６〉 上記実施の形態においては、絞り流路部１５の
絞り流路幅（Ｐｗ）を、主円弧半径（Ｒ）に対して、 １．１２≦Ｐｗ／Ｒ≦１．２５ の関係を満足するように設定する例について説明した
が、これは、前記絞り流路幅（Ｐｗ）のより好ましい範
囲を示したものであって、前記絞り流路幅（Ｐｗ）が上
記範囲外に設定されていても目的に適うフルイディック
素子を形成できる。 〈７〉 上記実施の形態においては、排出円弧半径（Ｒ
ｗ）を、主円弧半径（Ｒ）に対する比が、 ０．１６≦Ｒｗ／Ｒ≦０．２９ の関係を満足するように設定する例について説明した
が、前記排出円弧半径（Ｒｗ）を、前記主円弧半径
（Ｒ）に対する比が、 ０．１８≦Ｒｗ／Ｒ≦０．２６ の関係を満足するように設定すれば、前記最大誤差幅
（ΔＥ）を２％以内に抑えることが可能である。 〈８〉 上記実施の形態においては、排出円弧部１１を
形成する円弧の中心Ｐ３から絞り流路部１５の排出端１
６までの絞り流路長（Ｌｒ）を、主円弧半径（Ｒ）の
０．５４倍以上に設定する例について説明したが、これ
は、前記絞り流路長（Ｌｒ）に関するより好ましい範囲
を示したものであって、前記絞り流路長（Ｌｒ）が上記
範囲外に、即ち Ｌｒ／Ｒ＜０．５４ に設定されていても目的に適うフルイディック素子を形
成できる。 〈９〉上記実施の形態においては、ターゲット４及び拡
大流路形成部材５を、プラスチック素材を射出成形し
て、夫々一枚の板状の蓋体２９に一体に立設して形成す
る例について説明したが、前記ターゲット４のみを前記
蓋体２９に一体に立設形成してあってもよく、また、前
記拡大流路形成部材５のみを前記蓋体２９に一体成形し
てあってもよく、前者の場合には、前記拡大流路形成部
材５を前記蓋体２９に例えば接着により立設するように
してあってもよく、また、後者の場合には、前記ターゲ
ット４を前記蓋体２９に接着或いは植設することで立設
するようにしてあってもよい。

【００２５】

【実施例】以上説明したフルイディック素子に関して、
６号ガスメータに適用した具体的な例について夫々のメ
ータの流量測定誤差について調べた。適用したフルイデ
ィック素子の諸元は表１に示す通りである。尚、無次元
化指標とは、その寸法を主円弧半径（Ｒ）で除したもの
である。前記ノズルの開口のアスペクト比は約９．２３
である。

【００２６】

【表１】

【００２７】注．(*) ：ノズル噴出面からの距離を示
す。 尚、上記表１には、凹曲面の凹入深さ（Ｄｈ）、ターゲ
ットの厚み方向の寸法（Ｔｄ）及び端部曲率半径（Ｒ
ｔ）は、夫々無次元化指数とするために、先に記述した
ターゲットの幅（Ｔｗ）に対する比に対して、夫々前記
ターゲットの幅（Ｔｗ）の無次元化指数を乗じた値を示
した。

【００２８】試験に供したフルイディック素子は、拡大
流路形成部材５の先端に設けられる円弧部５０の中心位
置（Ｘ₅ 、Ｙ₅ ）を、以下のように設定した。Ｘ₅ はＸ
₅ ／Ｒ＝１．２３に、Ｙ₅ はβ＋Ｔｓ／２に、さらに、
前記拡大流路形成部材の厚みＴｓを３ｍｍに、逃がし流
路部１５の最小流路幅Ｂｗを８．１ｍｍに固定した。
尚、実験にあたって、主円弧の半径Ｒをノズル幅Ｗに対
して変化させて実験をおこなった。即ち、前記主円弧の
半径（Ｒ）を夫々１２．６、１３．０、１３．４、１
３．８ｍｍとしたフルイディック素子（Ｒ／Ｗ＝３．２
３、３．３３、３．４４、３．５４）を用意した。各例
の主円弧半径（Ｒ）と、そのノズル幅Ｗに対する比は、
表２に示すとおりである。

【００２９】

【表２】

【００３０】上記各例に示したフルイディック素子を組
み込んだ６号ガスメータ夫々ついて、１５０リットル／
ｈから７２００リットル／ｈに亘る範囲について、都市
ガスに代えて空気を流してその測定誤差（Ｅ）を調べ
た。その結果を、図６乃至図９に示した。図６は、実施
例１について誤差測定を行った結果を示したものであ
り、図７は、実施例２に関する誤差測定結果を示したも
のであり、図８は、実施例３に関する誤差測定結果を示
したものであり、図９は、実施例４に関する誤差測定結
果を示したものであり、図１０は、上記実施例１〜４及
び比較例１夫々の誤差測定結果から求めた、流量測定範
囲（即ち３００〜６０００リットル／ｈの範囲）内にお
けるプラス側の最大誤差とマイナス側の最大誤差との間
の最大誤差幅（ΔＥ）を示したものである。各図を比較
すれば明らかなように、主円弧半径（Ｒ）のノズル幅
（Ｗ）に対する比が３．２５よりも小さい場合には、小
流量側で誤差（Ｅ）のマイナス側ピークがマイナス方向
で大きくなる傾向を有し、前記主円弧半径（Ｒ）のノズ
ル幅（Ｗ）に対する比が３．５よりも大きい場合には、
小流量側で誤差（Ｅ）のマイナス側ピークがプラス方向
に偏る傾向を示し、最大誤差幅（ΔＥ）が大きくなる傾
向を示している。上記実施例中では、実施例３（図８参
照）が最も良好な結果を示しており、３００リットル／
ｈ以上、６０００リットル／ｈ以下の範囲（流量測定範
囲Ｒｄ）内では、最大誤差幅（ΔＥ）は、２．０％以内
に収まっている。また、実施例２（図７参照）において
も、前記最大誤差幅（ΔＥ）は、２．５％以内に収まっ
ている。さらに、図１１に各実施例の計測下限流量を示
した。各例とも許容範囲内に収まっている。以上から、
主円孔半径（Ｒ）にノズル幅（Ｗ）に対する比を３．２
５〜３．５の範囲内では、確実に法定誤差範囲内に収ま
ることが判明した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフルイディック素子の一例を示す
平断面図

【図２】図１に示すフルイディック素子を適用したガス
メータの一例を示す平断面図

【図３】図１に示したフルイディック素子の寸法関係を
示す平断面説明図

【図４】図１に示したフルイディック素子の要部を示す
斜視図

【図５】図１に示したターゲットの形状を示す平断面図

【図６】本発明に係るガスメータの一例の特性線図

【図７】本発明に係るガスメータの他の例の特性線図

【図８】本発明に係るガスメータの他の例の特性線図

【図９】本発明に係るガスメータの他の例の特性線図

【図１０】ガスメータの他の例の特性線図

【図１１】本発明に係るガスメータの計測下限を示す線
図

【図１２】従来のガスメータの一例を示す平断面図

【図１３】図１２に示したガスメータに備えるフルイデ
ィック素子を説明する平断面図

【図１４】従来のフルイディック素子の他の例を説明す
る平断面図

【符号の説明】 ２ ノズル ３ ノズル噴出面 ４ ターゲット ５ 拡大流路形成部材 ６ 拡大流路形成部材の内面 ９ 副円弧部 １０ 平面部 １１ 排出円弧部 １３ 逃がし流路開口部 １４ 流路拡大部 １５ 絞り流路部 １６ 排出端 １７ 逃がし流路部 Ｃ１ 主円弧 Ｃ２ 副円弧 Ｄ 離間距離 Ｄｔ ターゲット離間距離 ｆ 噴流 Ｐ３ 排出円弧部の中心 ｒ 副円弧半径 Ｒ 主円弧半径 Ｒｗ 排出円弧半径 Ｓ 平行直線 Ｚ 流路軸 α 主円弧中心の離間距離

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路方向に直交するノズル噴出面を有す
   る流路幅（Ｗ）のノズルを前記流路内に配設し、そのノ
   ズルの噴出側に、その流路軸に対して前記ノズルの幅方
   向に対称な位置に配置された拡大流路形成部材間に形成
   される流路拡大部を設けると共に、その流路拡大部にお
   ける流路中央部に、前記ノズルより噴出する噴流の直進
   を阻止するターゲットを設け、さらに、前記流路拡大部
   の下流側に前記流路拡大部の後端部よりも狭い流路幅
   （Ｐｗ）を有する絞り流路部を設けて、 前記ノズル噴出面から前記下流側に主円弧半径（Ｒ）だ
   け離間する位置に中心を有し、前記主円弧半径（Ｒ）を
   半径とする主円弧上で、前記ノズル噴出面に対して前記
   下流側に離間距離（Ｄ）だけ離間する、前記ノズル噴出
   面に対する平行直線Ｓ上に中心を有し、副円弧半径
   （ｒ）を半径として形成される副円弧に沿う副円弧部
   を、前記拡大流路形成部材の後端側の内面に形成し、 前記ノズル噴出面に向けて前記ノズル側に寄せて描かれ
   た、前記主円弧と前記副円弧とに対する共通接線に沿っ
   て、前記ノズル噴出面側に前記副円弧部から滑らかに延
   出して前記拡大流路形成部材の前端側の内面に平面部を
   形成して、前記流路拡大部を構成してあるフルイディッ
   ク素子であって、 前記主円弧を、前記流路軸に関して対称に、前記流路軸
   から夫々特定の偏位距離（α）の位置にある二点を中心
   として二つ形成し、前記二つの主円弧夫々の前記平行直
   線との交点の内、最外側の交点を、夫々前記副円弧の中
   心として、前記二つの主円弧とその主円弧上に中心を有
   する副円弧との共通接線とで前記平面部を夫々形成して
   あると共に、前記平面部と前記ノズル噴出面との間に特
   定流路幅（β）の逃がし流路開口部を形成して、前記拡
   大流路形成部材の外側に、前記逃がし流路開口部と前記
   絞り流路部の下流側とを連通する逃がし流路部を形成
   し、 【数１】 １／２．１≦ｒ／Ｒ≦１／１．９ １．５≦Ｄ／Ｒ≦１．６５ ０．０４≦α／Ｒ≦０．１２ ０．５７≦β／Ｒ≦０．６６ １．１２≦Ｐｗ／Ｒ≦１．２５ に設定されるとともに、 Ｒ／Ｗ＝３．２５〜３．５ とするフルイディック素子。
2. 【請求項２】 流路方向に直交するノズル噴出面を有す
   る流路幅（Ｗ）のノズルを前記流路内に配設し、そのノ
   ズルの噴出側に、その流路軸に対して前記ノズルの幅方
   向に対称な位置に配置された拡大流路形成部材間に形成
   される流路拡大部を設けると共に、その流路拡大部にお
   ける流路中央部に、前記ノズルより噴出する噴流の直進
   を阻止するターゲットを設け、さらに、前記流路拡大部
   の下流側に前記流路拡大部の後端部よりも狭い流路幅
   （Ｐｗ）を有する絞り流路部を設けて、 前記ノズル噴出面から前記下流側に主円弧半径（Ｒ）だ
   け離間する位置に中心を有し、前記主円弧半径を半径と
   する主円弧上で、前記ノズル噴出面に対して前記下流側
   に離間距離（Ｄ）だけ離間する、前記ノズル噴出面に対
   する平行直線上に中心を有し、副円弧半径（ｒ）を半径
   として形成される副円弧に沿う副円弧部を、前記拡大流
   路形成部材の後端側の内面に形成し、 前記離間距離と、前記副円弧半径とが、前記主円弧半径
   に対して所定の寸法関係を満足すると共に、 前記ノズル噴出面に向けて前記ノズル側に寄せて描かれ
   た、前記主円弧と前記副円弧とに対する共通接線に沿っ
   て、前記ノズル噴出面側に前記副円弧部から滑らかに延
   出して前記拡大流路形成部材の前端側の内面に平面部を
   形成して、前記流路拡大部を構成してあるフルイディッ
   ク素子を型成型する場合の適合品の選別方法であって、 前記主円弧を、前記流路軸に関して対称に、前記流路軸
   から夫々特定の偏位距離（α）の位置にある二点を中心
   として二つ形成し、前記二つの主円弧夫々の前記平行直
   線との交点の内、最外側の交点を、夫々前記副円弧の中
   心として、前記二つの主円弧とその主円弧上に中心を有
   する副円弧との共通接線とで前記平面部を夫々形成して
   あると共に、前記平面部と前記ノズル噴出面との間に特
   定流路幅（β）の逃がし流路開口部を形成して、前記拡
   大流路形成部材の外側に、前記逃がし流路開口部と前記
   絞り流路部の下流側とを連通する逃がし流路部を形成
   し、 【数２】 １／２．１≦ｒ／Ｒ≦１／１．９ １．５≦Ｄ／Ｒ≦１．６５ ０．０４≦α／Ｒ≦０．１２ ０．５７≦β／Ｒ≦０．６６ １．１２≦Ｐｗ／Ｒ≦１．２５ に設定されるとともに、Ｒ／Ｗとしてその基準を３．４
   ５とし、 Ｒ／Ｗが３．２５〜３．５の範囲にあるものを適合品と
   する選別方法。