JP2023151375A - 超音波渦流量計、超音波渦流量計の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波渦流量計の製造工程における工数を抑制することが可能な技術を提供する。【解決手段】一実施形態に係る超音波渦流量計１は、カルマン渦を通流する流体に発生させる渦発生体１１０を流路に有する測定管１１と、測定管１１の流路を挟んで対向するように測定管１１に固定され、カルマン渦を検出する一対の超音波センサ１４，１５と、一対の超音波センサ１４，１５と電気的に接続される基板２０と、測定管１１のうちの一対の超音波センサ１４，１５が固定される取付部１２，１３を含む測定部と、基板２０とを隔壁部によって異なる区画に収容するケース４０と、を備え、ケース４０は、互いに分割されるケース部材４１とケース部材４２とを含み、隔壁部のうちの一部に相当する隔壁部４１１は、ケース部材４１に設けられ、隔壁部のうちの残りの部分に相当する隔壁部４２１は、ケース部材４２に設けられる。【選択図】図３

Description

本開示は、超音波渦流量計等に関する。

従来、カルマン渦を発生させる部材を流路に有する測定管に、流路を挟んで対向するように一対の超音波センサを配置し、流路のカルマン渦を検出することにより測定管を通流する流体の流量を計測する超音波渦流量計が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１では、超音波渦流量計のケース（筐体）は、基板を収容するアンプケースと、アンプケースの底部を閉塞する底板と、超音波センサを収容するように測定管を保持しアンプケースに組付けられる本体ケースとによって構成されている。これにより、ケース内において、基板を収容する空間と、測定管が保持収容される空間とをアンプケースの底板とによって区画することができる。

特開２０１０－１６４３７１号公報

しかしながら、特許文献１では、製造工程において、基板を収容した状態のアンプケースに底板をアンプケースに組付ける工程と、測定管を保持した状態の本体ケースを底板と一体化されたアンプケースに組み付ける工程との２つの工程が必要になる。そのため、製造工程のおける工数が相対的に大きくなる可能性がある。

そこで、上記課題に鑑み、超音波渦流量計の製造工程における工数を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
カルマン渦を通流する流体に発生させる部材を流路に有する測定管と、
前記測定管の流路を挟んで対向するように前記測定管に固定され、前記カルマン渦を検出する一対の超音波センサと、
前記一対の超音波センサと電気的に接続される基板と、
前記測定管のうちの前記一対の超音波センサが固定される箇所を含む測定部と、前記基板とを隔壁部によって異なる区画に収容する筐体と、を備え、
前記筐体は、互いに分割される第１の筐体部と第２の筐体部とを含み、
前記隔壁部のうちの一部に相当する第１の隔壁部は、前記第１の筐体部に設けられ、前記隔壁部のうちの残りの部分に相当する第２の隔壁部は、前記第２の筐体部に設けられる、
超音波渦流量計が提供される。

また、本開示の他の実施形態では、
前記第１の筐体部又は前記第２の筐体部の内側に前記基板を取り付ける第１の工程と、
前記第１の筐体部又は前記第２の筐体部の内側に前記一対の超音波センサを含む前記測定管を取り付ける第２の工程と、
前記第１の筐体部及び前記第２の筐体部を組み付ける第３の工程と、を含む、
上述の超音波渦流量計の製造方法が提供される。

上述の実施形態によれば、超音波渦流量計の製造工程における工数を抑制することができる。

超音波渦流量計の一例を示す分解斜視図である。 超音波渦流量計の一例を示す外観図である。 超音波渦流量計の一例を示す断面図である。 超音波渦流量計の一例を示す断面図である。 超音波渦流量計の一例を示す断面図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

［超音波渦流量計の構造］
図１～図５を参照して、本実施形態に係る超音波渦流量計１の構造について説明する。

図１は、超音波渦流量計１の一例を示す分解斜視図である。図２は、超音波渦流量計１の一例を示す外観図である。具体的には、図２は、超音波渦流量計１をＹ軸に沿ってＹ軸負方向から見た側面図である。図３～図５は、超音波渦流量計１の一例を示す断面図である。具体的には、図３は、超音波渦流量計１のＹ軸方向の中央におけるＸ軸及びＺ軸に平行な平面による断面図であり、図４、図５は、それぞれ、図２のＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線の断面図である。

以下、図１～図５に記載のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸で規定される直交座標系を用いて説明を行う場合がある。また、Ｘ軸正方向（＋Ｘ）及びＸ軸負方向（－Ｘ）を包括的にＸ軸方向と称する場合がある。同様に、Ｙ軸正方向（＋Ｙ）及びＹ軸負方向（－Ｙ）を包括的にＹ軸方向と称する場合がある。同様に、Ｚ軸正方向（＋Ｚ）及びＺ軸負方向（－Ｚ）を包括的にＺ軸方向と称する場合がある。

図１～図５に示すように、超音波渦流量計１は、本体部１０と、基板２０と、通信線３０と、ケース４０と、パッキン５０と、グロメット６０と、Ｏリング７０，８０と、ねじ９０とを含む。

超音波渦流量計１は、測定管１１の流路（管路）内に配置される渦発生体１１０によって測定管１１の流路を流れる流体にカルマン渦を発生させ、流路のカルマン渦を一対の超音波センサ１４，１５で検出することにより流体の流量を計測する。

本体部１０は、測定管１１と、取付部１２，１３と、超音波センサ１４，１５とを含む。

測定管１１は、流量の測定対象の流体が通流する管である。測定管１１は、略円形状の流路の断面を有し、Ｘ軸に沿って延びるように設けられる。具体的には、測定管１１は、Ｘ軸方向の中央部の測定管１１Ａと、測定管１１ＡのＸ軸負方向に接続され、測定管１１Ａに流体を流入させる流入管１１Ｂと、測定管１１ＡのＸ軸正方向に接続され、測定管１１Ａから流体を流出させる流出管１１Ｃとを含む。測定管１１Ａは、ケース４０に収容される。以下、測定管１１Ａ、及び測定管に設けられる取付部１２，１３、並びに超音波センサ１４，１５を便宜的に「測定部」と称する場合がある。

図３に示すように、測定管１１Ａの流路には、柱状の渦発生体１１０が設けられる。

渦発生体１１０は、超音波センサ１４，１５が設けられるＸ軸方向の位置よりも上流側、即ち、Ｘ軸負方向側に配置される。

また、測定管１１Ａには、測定管１１をケース４０に固定するためのボス１１１～１１４が設けられる。

ボス１１１は、測定管１１Ａの超音波センサ１４，１５が設けられるＸ軸方向の中央からＸ軸正方向寄りの箇所において、Ｚ軸正方向の円頂部からＺ軸正方向に突出するように設けられる。ボス１１１のＹ軸方向の幅は、ボス１１３，１１４と略同じである。略は、例えば、製造上の誤差を許容する意図であり、以下同様の意味で用いる。ボス１１１は、ケース４０（ケース部材４１）の溝部４１４に嵌合する。

ボス１１２は、測定管１１Ａの超音波センサ１４，１５が設けられるＸ軸方向の中央からＸ軸正方向寄りの箇所において、Ｚ軸負方向の円頂部からＺ軸負方向に突出するように設けられる。ボス１１２のＹ軸方向の幅は、ボス１１１，１１３，１１４よりも大きく設定される。ボス１１２は、ケース４０（ケース部材４１）の溝部４１５に嵌合する。

ボス１１３は、測定管１１Ａの超音波センサ１４，１５が設けられるＸ軸方向の中央からＸ軸負方向寄りの箇所において、Ｚ軸正方向の円頂部からＺ軸正方向に突出するように設けられる。ボス１１３のＹ軸方向の幅は、ボス１１１，１１４と略同じである。ボス１１３は、ケース４０（ケース部材４２）の溝部４２４に嵌合する。

ボス１１４は、測定管１１Ａの超音波センサ１４，１５が設けられるＸ軸方向の中央からＸ軸負方向寄りの箇所において、Ｚ軸負方向の円頂部からＺ軸負方向に突出するように設けられる。ボス１１４のＹ軸方向の幅は、ボス１１１，１１３と略同じである。ボス１１４は、ケース４０（ケース部材４２）の溝部４２５に嵌合する。

取付部１２，１３は、測定管１１Ａに設けられ、それぞれ、超音波センサ１４，１５を取り付けるために用いられる。

取付部１２は、測定管１１ＡのＸ軸方向の中央部において、Ｚ軸正方向の円頂部に設けられ、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に各辺が沿う略直方体形状を有する。取付部１２は、Ｚ軸正方向に開口を有し、超音波センサ１４を取付可能な内部空間を有する。

取付部１３は、測定管１１ＡのＸ軸方向の中央部において、Ｚ軸負方向の円頂部に設けられ、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に各辺が沿う略直方体形状を有する。取付部１３は、Ｚ軸負方向に開口を有し、超音波センサ１５を収容可能な内部空間を有する。

超音波センサ１４は、取付部１２に取り付けられる。超音波センサ１４は、圧電素子１４１と、固定部材１４２，１４３と、蓋部材１４４とを含む。

圧電素子１４１は、取付部１２の内部空間の最奥部（Ｚ軸負方向の端部）に配置される。

固定部材１４２，１４３は、圧電素子１４１と蓋部材１４４との間の空間を埋めるように、圧電素子１４１のＺ軸正方向に隣接して配置される。

蓋部材１４４は、取付部１２のＺ軸正方向の端部に熱溶着されることにより当該端部の開口を閉塞する。また、蓋部材１４４のＺ軸正方向の表面は、ケース部材４１の内側に設けられる所定の部位とは所定の隙間を有するように構成される。

超音波センサ１５は、取付部１３に取り付けられる。超音波センサ１５は、圧電素子１５１と、固定部材１５２，１５３と、蓋部材１５４と含む。

圧電素子１５１は、取付部１３の内部空間の最奥部（Ｚ軸正方向の端部）に配置される。

固定部材１５２，１５３は、圧電素子１５１と蓋部材１５４との間の空間を埋めるように、圧電素子１５１のＺ軸負方向に隣接して配置される。

蓋部材１５４は、取付部１３のＺ軸負方向の端部に熱溶着されることにより当該端部の開口を閉塞する。また、蓋部材１５４のＺ軸負方向の表面は、ケース部材４１の内側に設けられる所定の部位と所定の隙間を有するように構成される。

本体部１０のうちの測定部（測定管１１Ａ及び、測定管１１Ａに設けられる取付部１２，１３、並びに超音波センサ１４，１５）は、ケース４０の内部の空間ＳＰ１に収容される。

基板２０は、所定の導線を通じて、超音波センサ１４，１５と電気的に接続され、超音波センサ１４，１５の何れか一方から出力され、他方の超音波センサにて受信された信号に基づき各種処理を行う。各種処理には、超音波センサ１４，１５の信号に基づき、測定管１１を通流する流体の流量を計測（演算）する処理が含まれる。具体的には、超音波センサ１４，１５の何れか一方から出力された超音波は、被測流体の流れによって渦発生体１１０の下流に生じるカルマン渦によって変調を受けた後、他方の超音波センサによって受信され、基板２０は、この信号を用いて被測流体の計測流量を演算する。基板２０は、通信線３０を通じて、処理の結果を外部に送信する。

基板２０は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に各辺が沿う平板の略直方体形状を有し、ケース４０の内部の空間ＳＰ１と区画される空間ＳＰ２に配置される。

通信線３０は、基板２０と外部装置との間の通信のために用いられる。これにより、基板２０の処理の結果を外部装置に出力することができる。

通信線３０は、ケース４０の空間ＳＰ２からＸ軸負方向に延び出すように設けられる。

ケース４０（筐体の一例）は、本体部１０、基板２０、及び通信線３０等の超音波渦流量計１の構成部品を固定するために用いられる。ケース４０は、本体部１０のうちの測定部、基板２０、及び通信線３０の基端部を内部に収容し、本体部１０のうちの流入管１１Ｂ及び流出管１１Ｃ並びに通信線３０の基端部を除く部分を外部に露出する態様で保持する。

ケース４０は、Ｘ軸方向に対向するように組み合わせられるケース部材４１，４２を含む。ケース部材４１，４２は、例えば、樹脂成型品である。

ケース部材４１（第１の筐体部の一例）は、ケース部材４２のＸ軸正方向に対向して配置される。ケース部材４１は、概ね、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に各辺を有する直方体形状を有し、ケース部材４２が配置されるＸ軸負方向に開口を有する。

ケース部材４１は、隔壁部４１１と、貫通孔４１２と、溝部４１３と、溝部４１４，４１５と、座面部４１６，４１７，４１８とを含む。

隔壁部４１１（第１の隔壁部の一例）は、ケース部材４１の内部のＺ軸方向の中央部において、Ｘ軸及びＹ軸に略平行に延びるように設けられ、ケース部材４１の内部空間をＺ軸正方向の空間とＺ軸負方向の空間とに区画する。これにより、ケース部材４１の開口は、Ｚ軸正方向の開口とＺ軸負方向の開口に区画されている。隔壁部４１１のＸ軸負方向の端部は、ケース部材４１のＸ軸方向の端部と略同じ位置にある。

貫通孔４１２は、ケース部材４１の隔壁部４１１よりもＺ軸負方向の位置におけるＸ軸正方向の端面に設けられ、ケース部材４１の内部と外部との間をＸ軸方向に貫通する。貫通孔４１２には、流出管１１Ｃがケース部材４１の外部に突出するように、測定管１１が挿通される。

溝部４１３（第１の溝部の一例）は、ケース部材４１の隔壁部４１１よりもＺ軸正方向の位置のＸ軸正方向寄り内面に設けられる。溝部４１３は、Ｙ軸正方向及びＹ軸負方向のそれぞれの内面にＸ軸方向に延びるように設けられる、一組の溝部４１３ａ，４１３ｂを含む。溝部４１３は、Ｚ軸方向の幅が基板２０の厚みと同じ或いはそれより若干大きく、且つ、Ｙ軸正方向及びＹ軸負方向の溝部４１３ａ，４１３ｂの底部同士のＹ軸方向の間隔が基板２０のＹ軸方向の寸法と略同じ或いはそれより若干大きく設定される。これにより、基板２０が差し込まれることで、溝部４１３は、基板２０を保持することができる。

また、例えば、図３に示すように、溝部４１３は、Ｚ軸方向において互いに異なる２つの位置に設けられる。具体的には、図５に示すように、一方の溝部４１３は、ケース部材４１内部のＺ軸方向の第１の位置において、Ｚ軸方向の同じ位置であり、かつ、ケース部材４１内部のＹ軸正方向及びＹ軸負方向のそれぞれに形成された一組の溝部４１３ａ，４１３ｂを含む。同様に、他方の溝部４１３は、Ｚ軸方向の第１の位置と異なる第２の位置に設けられる、もう一組の溝部４１３ａ，４１３ｂを含む。これにより、例えば、基板２０を２枚搭載する場合には、二組の溝部４１３ａ，４１３ｂにそれぞれ一枚の基板２０を搭載することができる。また、同じ製品（超音波渦流量計１）を製造する製造ラインごとの制約の違いや、異なる仕様の基板２０に合わせて、適宜、Ｚ軸方向の異なる２つの位置の溝部４１３のうち、適切な溝部４１３を選択することができる。

尚、溝部４１３（溝部４１３ａ，４１３ｂ）は、搭載される基板２０の枚数が１枚の場合、１つだけ設けられてもよいし、基板２０の枚数が３枚以上の場合、Ｚ軸方向の互いに異なる位置に基板２０の枚数以上の数が設けられてもよい。以下、後述の溝部４２３についても同様であってよい。

溝部４１４は、貫通孔４１２の内周面のＺ軸正方向の円頂部において、Ｚ軸正方向に窪み且つＸ軸方向に延びるように設けられる。溝部４１４には、測定管１１Ａのボス１１１が収容される。溝部４１４の幅（Ｙ軸方向の寸法）は、後述の溝部４２４，４２５と略同じである。

溝部４１５は、貫通孔４１２の内周面のＺ軸負方向の円頂部において、Ｚ軸負方向に窪み且つＸ軸方向に延びるように設けられる。溝部４１５には、測定管１１Ａのボス１１２が収容される。溝部４１５の幅（Ｙ軸方向の寸法）は、ボス１１１，１１３，１１４の幅よりも大きいボス１１２の幅に合わせて、溝部４１４や後述の溝部４２４，４２５よりも大きい。これにより、作業者は、測定管１１Ａのボス１１２とボス１１１，１１３，１１４との幅の違いと、ケース４０の溝部４１５と、溝部４１４，４２４，４２５との幅の違いを確認して組付け作業を正確に行うことができ、誤組付けを抑制することができる。

座面部４１６～４１８は、ねじ９０の座面のために設けられる。

座面部４１６は、ケース部材４１のＺ軸正方向の端面のＸ軸正方向の端部からＺ軸正方向に突出し、Ｙ軸及びＺ軸に略平行な平板形状を有する。座面部４１６のＹ軸正方向及びＹ軸負方向の両端部には、ねじ９０を略Ｘ軸方向に沿って挿通可能な貫通孔が設けられる。

座面部４１７は、ケース部材４１のＸ軸負方向の端部且つＺ軸負方向の端部におけるＹ軸正方向及びＹ軸負方向のそれぞれの隅部に設けられ、Ｙ軸及びＺ軸に略平行な平板形状を有する。座面部４１７には、略Ｘ軸方向に沿ってねじ９０を挿通可能な貫通孔が設けられる。座面部４１７よりもＸ軸正方向において、ケース部材４１のＺ軸負方向且つＹ軸正方向の角部及びＺ軸負方向且つＹ軸負方向の角部は、切り欠かれるように内側に窪んでいる。これにより、ケース部材４１をＸ軸正方向から見たときに、座面部４１７を露出させ、ねじ９０を座面部４１７の貫通孔に貫通させることができる。

座面部４１８は、ケース部材４１の隔壁部４１１と略同じＺ軸方向の位置且つＸ軸方向の端部において、Ｙ軸正方向及びＹ軸負方向の両端部に設けられ、Ｙ軸及びＺ軸に略平行な平板形状を有する。座面部４１８には、略Ｘ軸方向に沿ってねじ９０を挿通可能な貫通孔が設けられる。座面部４１８よりもＸ軸正方向において、ケース部材４１の隔壁部４１１と略同じＺ軸方向の位置のＹ軸正方向及びＹ軸負方向の両端面は、内側に窪んでいる。これにより、ケース部材４１をＸ軸正方向から見たときに、座面部４１８を露出させ、ねじ９０を座面部４１８の貫通孔に貫通させることができる。

ケース部材４２（第２の筐体部の一例）は、ケース部材４１のＸ軸負方向に対向して配置される。ケース部材４２は、概ね、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に各辺を有する直方体形状を有し、ケース部材４１が配置されるＸ軸正方向に開口を有する。

ケース部材４２は、隔壁部４２１と、貫通孔４２２と、溝部４２３と、溝部４２４，４２５と、突起部４２６と、ねじ穴４２７とを含む。

隔壁部４２１（第２の隔壁部の一例）は、ケース部材４２の内部のＺ軸方向の中央部において、Ｘ軸及びＹ軸に略平行に延びるように設けられ、ケース部材４２の内部空間をＺ軸正方向の空間とＺ軸負方向の空間とに区画する。隔壁部４２１のＺ軸方向の位置は、ケース部材４１の隔壁部４１１と略同じである。これにより、隔壁部４１１，４２１は、ケース４０の内部空間をＺ軸正方向の空間ＳＰ２と、Ｚ軸負方向の空間ＳＰ１とに区画することができる。

隔壁部４２１のＸ軸正方向の端部は、Ｙ軸方向の一部、例えば、Ｙ軸方向の中央部がＸ軸負方向に窪んでおり、この箇所では、隔壁部４２１と隔壁部４１１（具体的には、隔壁部４１１に当接するパッキン５０）との間に隙間が設けられる。これにより、この隙間（窪み）を利用して、超音波センサ１４，１５と基板２０との間を電気的に接続するための導線を通過させることができる。

貫通孔４２２は、ケース部材４２の隔壁部４２１よりもＺ軸負方向の位置のＸ軸負方向の端面に設けられ、ケース部材４２の内部と外部との間をＸ軸方向に貫通する。貫通孔４２２には、流入管１１Ｂがケース部材４２の外部に突出するように、測定管１１が挿通される。

溝部４２３（第２の溝部の一例）は、ケース部材４２の隔壁部４２１よりもＺ軸正方向の位置におけるＸ軸正方向寄りの内面に設けられる。溝部４２３は、Ｘ軸方向で溝部４１３に対向するように、溝部４１３とＺ軸方向の略同じ位置に設けられている。溝部４２３は、Ｙ軸正方向及びＹ軸負方向のそれぞれの内面にＸ軸方向に延びるように設けられる一組の溝部４２３ａ，４２３ｂを含む。溝部４２３は、Ｚ軸方向の幅が基板２０の厚みと同じ或いはそれより若干大きく、且つ、Ｙ軸正方向及びＹ軸負方向の溝部４２３ａ，４２３ｂの底部同士のＹ軸方向の間隔が基板２０のＹ軸方向の寸法と略同じ或いはそれより若干大きく設定される。これにより、基板２０が差し込まれることで、溝部４２３は、基板２０を保持することができる。

溝部４２４は、貫通孔４２２の内周面のＺ軸正方向の円頂部において、Ｚ軸正方向に窪み且つＸ軸方向に延びるように設けられる。溝部４２４には、測定管１１Ａのボス１１３が収容される。溝部４２４の幅（Ｙ軸方向の寸法）は、溝部４１４，４２５と略同じである。

溝部４２５は、貫通孔４２２の内周面のＺ軸負方向の円頂部において、Ｚ軸負方向に窪み且つＸ軸方向に延びるように設けられる。溝部４２５には、測定管１１Ａのボス１１４が収容される。溝部４２５の幅（Ｙ軸方向の寸法）は、溝部４１４，４２４と略同じである。

突起部４２６は、ケース部材４２のＹ軸正方向及びＹ軸負方向の内面において、ケース部材４２のＸ軸正方向の端部を起点として、Ｘ軸負方向に延びるように設けられる。これにより、例えば、超音波渦流量計１の製造工程において、パッキン５０のＹ軸方向の位置が若干ずれるような力がパッキン５０に付加されても、パッキン５０がケース部材４２の内部の空間に沈みこんでしまうような事態を抑制することができる。そのため、パッキン５０の機能をより適切に発揮させることができる。例えば、図４に示すように、突起部４２６は、ケース部材４２のＹ軸正方向の内面の異なる４つのＺ軸方向の位置のそれぞれに設けられる。具体的には、突起部４２６は、ケース部材４２のＹ軸正方向の内面において、隔壁部４２１よりＺ軸正方向寄りのＺ軸方向の異なる２つの位置、及び隔壁部４２１よりＺ軸負方向寄りのＺ軸方向の異なる２つの位置に配置されてよい。同様に、例えば、突起部４２６は、ケース部材４２のＹ軸負方向の内面の異なる４つのＺ軸方向の位置のそれぞれに設けられる。具体的には、突起部４２６は、ケース部材４２のＹ軸負方向の内面において、隔壁部４２１よりＺ軸正方向寄りのＺ軸方向の異なる２つの位置、及び隔壁部４２１よりＺ軸負方向寄りのＺ軸方向の異なる２つの位置に配置されてよい。また、Ｙ軸正方向の内面の突起部４２６と、Ｙ軸負方向の内面の突起部４２６とは、同じＺ軸方向の位置になるようにＺ軸方向に並べられてもよい。

ねじ穴４２７は、ケース部材４２のＸ軸正方向の端面からＸ軸方向に延びるように設けられ、内面に雌ねじが形成される。ねじ穴４２７は、ケース部材４１の座面部４１６～４１８の６つの貫通孔のそれぞれと対応する位置に設けられる。

パッキン５０は、ケース部材４１のＸ軸負方向の端部とケース部材４２のＸ軸正方向の端部との間に挟み込まれるように配置される。パッキン５０は、相対的にヤング率が大きいゴム材料や樹脂材料等で構成される弾性部材である。これにより、ケース４０の防水性能を向上させることができる。パッキン５０は、ケース部材４１のＺ軸正方向、Ｚ軸負方向、Ｙ軸正方向、及びＹ軸負方向のそれぞれの端面に相当する外壁のＸ軸負方向の端面、座面部４１６～４１８のＸ軸負方向の端面、並びに、隔壁部４１１のＸ軸負方向の端面の全体に当接する。また、パッキン５０は、ケース部材４２のＺ軸正方向、Ｚ軸負方向、Ｙ軸正方向、及びＹ軸負方向のそれぞれの端面に相当する外壁のＸ軸正方向の端面、並びに、隔壁部４２１のＸ軸正方向の端面のうちの導線を通過させるための窪みを除く端面に当接する。

グロメット６０（弾性部材の一例）は、ケース部材４１（隔壁部４１１）に当接するパッキン５０と、ケース部材４２の隔壁部４２１のＸ軸負方向に窪んだ箇所との間のＸ軸方向の隙間に配置される。グロメット６０は、相対的にヤング率が大きいゴム材料や樹脂材料等で構成される弾性部材である。そして、グロメット６０は、隔壁部４１１に当接するパッキン５０と、隔壁部４２１との間の隙間よりも相対的に大きく、ケース部材４１（隔壁部４１１）に当接するパッキン５０と、ケース部材４２の隔壁部４２１との間で潰されるように弾性変形する。また、グロメット６０には、Ｘ軸方向に貫通する溝や貫通孔が設けられる。これにより、グロメット６０は、超音波センサ１４，１５（圧電素子１４１，１５１）と基板２０との間の導線を溝や貫通孔に保持しつつ、隔壁部４２１と隔壁部４１１に当接するパッキン５０との間のＸ軸方向の隙間を封止することができる。そのため、測定管１１Ａを含む測定部が配置される空間ＳＰ１と、基板２０が配置される空間ＳＰ２との間を相対的に高い気密性で区画することができる。よって、例えば、測定管１１Ａの流路に高温の流体が通流する場合であっても、その流体の熱が基板２０に伝わりにくくし、基板２０の過熱による故障等を抑制することができる。また、例えば、温度変化により測定管１１Ａの外面に生じ得る結露の影響で基板２０が故障するような事態を抑制することができる。

Ｏリング７０は、測定管１１ＡのＸ軸正方向の端部付近の外周、及び貫通孔４１２の内周に沿って当接するように配置される。Ｏリング７０は、相対的にヤング率が大きいゴム材料や樹脂材料である。これにより、測定管１１が貫通する貫通孔４１２におけるケース４０の防水性能を向上させることができる。

Ｏリング８０は、測定管１１ＡのＸ軸負方向の端部付近の外周、及び貫通孔４２２の内周に沿って当接するように配置される。Ｏリング８０は、相対的にヤング率が大きいゴム材料や樹脂材料である。これにより、測定管１１が貫通する貫通孔４２２におけるケース４０の防水性能を向上させることができる。

ねじ９０は、６個あり、ケース部材４１の座面部４１６～４１８の６個の貫通孔のそれぞれに挿通され、ケース部材４２の対応する位置のねじ穴４２７にねじ込まれる。これにより、ねじ９０は、ケース部材４１，４２を一体化し固定することができる。

［超音波渦流量計の組立方法］
次に、引き続き、図１～図５を参照して、超音波渦流量計１の組立方法の一例について説明する。

例えば、超音波渦流量計１は、以下の（１）～（６）の手順で組み立てることができる。

（１）ケース部材４１及びケース部材４２の何れか一方の溝部（溝部４１３及び溝部４２３の何れか一方）に基板２０を差し込み保持させる。

（２）ケース部材４１及びケース部材４２の何れか一方の貫通孔４１２、４２２に測定管１１を挿通し、測定管１１Ａのボスをケース部材の溝部に合わせることで位置決めし保持させる。ケース部材４１の場合、ケース部材４１の貫通孔４１２に測定管１１を挿通し、測定管１１Ａのボス１１１，１１２をケース部材４１の溝部４１４，４１５に合わせることで位置決めし保持させる。同様に、ケース部材４２の場合、ケース部材４２の貫通孔４２２に測定管１１を挿通し、測定管１１Ａのボス１１３，１１４をケース部材４２の溝部４２４，４２５に合わせることで位置決めし保持させる。また、測定管１１Ａに設けられたＯリング７０は、測定管１１ＡのＸ軸正方向の端部付近の外周、及び貫通孔４１２の内周に沿って当接するように配置される。同様に、Ｏリング８０は、測定管１１ＡのＸ軸負方向の端部付近の外周、及び貫通孔４２２の内周に沿って当接するように配置される。

（３）グロメット６０の貫通孔或いは溝に挿通された状態の導線の両端部を基板２０、及び超音波センサ１４，１５（圧電素子１４１，１５１）に接続する。

（４）ケース部材４１及びケース部材４２の何れか一方の端面にパッキン５０を設置する。

（５）ケース部材４１及びケース部材４２の何れか他方の溝部に基板２０を差し込み、且つ、貫通孔４１２、４２２に測定管１１を挿通し、測定管１１Ａのボスをケース部材の溝に合わせながら、パッキン５０を介してケース部材４１，４２を当接させる。この際、グロメット６０がケース部材４２のＸ軸正方向の端面の窪みに収容されるようにする。

（６）ねじ６０を座面部４１６～４１８の貫通孔からねじ穴４２７にねじ込み、ケース部材４１，４２を固定する。

尚、上記の組立の順序やその内容は一例であり、適宜、順序やその内容は変更されてもよい。

［作用］
次に、本実施形態に係る超音波渦流量計１の作用について説明する。

本実施形態では、超音波渦流量計１は、測定管１１と、一対の超音波センサ１４，１５と、基板２０と、ケース４０とを備える。具体的には、測定管１１は、カルマン渦を通流する流体に発生させる渦発生体１１０を流路に有する。また一対の超音波センサ１４，１５は、測定管１１の流路を挟んで対向するように測定管１１に固定され、カルマン渦を検出する。また、基板２０は、一対の超音波センサ１４，１５と電気的に接続される。また、ケース４０は、測定管１１のうちの一対の超音波センサ１４，１５が固定される箇所（取付部１２，１３）を含む測定部と、基板２０とを隔壁部によって異なる区画に収容する。そして、ケース４０は、互いに分割されるケース部材４１とケース部材４２とを含み、隔壁部のうちの一部に相当する隔壁部４１１は、ケース部材４１に設けられ、隔壁部のうちの残りの部分に相当する隔壁部４２１は、ケース部材４２に設けられる。

これにより、ケース部材４１，４２の２つの部材を組み付けるだけで、測定管１１（測定部）を収容する空間ＳＰ１と、基板２０を収容する空間ＳＰ２とを区画することができる。そのため、例えば、測定管１１（測定部）を収容するケース部材と、基板２０を収容するケース部材と、隔壁部に相当するケース部材の３つが必要な場合に比して、製造工程における工数を抑制することができる。また、部材数も削減できることから、コストを削減することができる。

また、本実施形態では、ケース部材４１及びケース部材４２の内面には、それぞれ、溝部４１３及ぶ溝部４２３が設けられてもよい。そして、基板２０は、溝部４１３及び溝部４２３により固定されてもよい。

これにより、ケース部材４１，４２を組み合わせる際に、ケース部材４１，４２の何れか一方の溝部に基板２０を固定することができ、製造工程における作業性を向上させることができる。

また、本実施形態では、隔壁部４１１及び隔壁部４２１の間には、基板２０と一対の超音波センサ１４，１５との間を電気的に接続する導線が配置される隙間が設けられてもよい。そして、その隙間には、グロメット６０が配置されてもよい。

これにより、グロメット６０の弾性変形によって隙間を埋めることができる。そのため、隙間によって、導線を空間ＳＰ１，ＳＰ２との間を繋ぐように配置しつつ、グロメット６０によって、空間ＳＰ１，ＳＰ２の間をより高い気密性で区画することができる。

また、本実施形態では、超音波渦流量計１の製造方法は、第１の工程～第３の工程を含んでもよい。具体的には、第１の工程では、ケース部材４１或いはケース部材４２の内側に基板２０を取り付けてよい。また、第２の工程では、ケース部材４１或いはケース部材４２の内側に一対の超音波センサ１４，１５を含む測定管１１を取り付けてよい。そして、第３の工程では、ケース部材４１及びケース部材４２を組み付けてよい。

これにより、超音波渦流量計１を組み立てることができる。

以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 超音波渦流量計
１０ 本体部
１１ 測定管
１１Ａ 測定管
１１Ｂ 流入管
１１Ｃ 流出管
１２ 取付部
１３ 取付部
１４ 超音波センサ
１５ 超音波センサ
２０ 基板
３０ 通信線
４０ ケース
４１ ケース部材
４２ ケース部材
５０ パッキン
６０ グロメット
７０ Ｏリング
８０ Ｏリング
１１０ 渦発生体
１１１ ボス
１１２ ボス
１１３ ボス
１１４ ボス
１４１ 圧電素子
１４２ 固定部材
１４３ 固定部材
１４４ 蓋部材
１５１ 圧電素子
１５２ 固定部材
１５３ 固定部材
１５４ 蓋部材
４１１ 隔壁部
４１２ 貫通孔
４１３ 溝部
４１４ 溝部
４１５ 溝部
４１６ 座面部
４１７ 座面部
４１８ 座面部
４２１ 隔壁部
４２２ 貫通孔
４２３ 溝部
４２４ 溝部
４２５ 溝部
４２６ 突起部
４２７ ねじ穴
ＳＰ１ 空間
ＳＰ２ 空間

Claims (4)

1. カルマン渦を通流する流体に発生させる部材を流路に有する測定管と、
   前記測定管の流路を挟んで対向するように前記測定管に固定され、前記カルマン渦を検出する一対の超音波センサと、
   前記一対の超音波センサと電気的に接続される基板と、
   前記測定管のうちの前記一対の超音波センサが固定される箇所を含む測定部と、前記基板とを隔壁部によって異なる区画に収容する筐体と、を備え、
   前記筐体は、互いに分割される第１の筐体部と第２の筐体部とを含み、
   前記隔壁部のうちの一部に相当する第１の隔壁部は、前記第１の筐体部に設けられ、前記隔壁部のうちの残りの部分に相当する第２の隔壁部は、前記第２の筐体部に設けられる、
   超音波渦流量計。
2. 前記第１の筐体部及び第２の筐体部の内面には、それぞれ、第１の溝部及ぶ第２の溝部が設けられ、
   前記基板は、前記第１の溝部及び第２の溝部により固定される、
   請求項１に記載の超音波渦流量計。
3. 前記第１の隔壁部及び前記第２の隔壁部の間には、前記基板と前記一対の超音波センサとの間を電気的に接続する導線が配置される隙間が設けられ、
   前記隙間には、弾性部材が配置される、
   請求項１又は２に記載の超音波渦流量計。
4. 前記第１の筐体部又は前記第２の筐体部の内側に前記基板を取り付ける第１の工程と、
   前記第１の筐体部又は前記第２の筐体部の内側に前記一対の超音波センサを含む前記測定管を取り付ける第２の工程と、
   前記第１の筐体部及び前記第２の筐体部を組み付ける第３の工程と、を含む、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の超音波渦流量計の製造方法。

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