JP5391402B2 - 超音波流量検出器及びこれを用いた超音波流量計センサ - Google Patents

Description

本発明は、超音波センサ素子を用いた超音波流量検出器、及び、これを用いて流体の流量を計測する超音波流量計に関する。

従来より、超音波センサ素子を装着した超音波流量検出器を用い、超音波によって流体の流量を計測する超音波流量計が知られている。このような超音波流量検出器として、たとえば、特許文献１に示される構造を有するものが知られている。
このものでは、端子部材の装着部内に、超音波振動子を配置すると共に、この超音波振動子に接続したケーブルにかしめ金具をかしめ固定しておく。コネクタの中心に形成されケーブルが挿通された貫通孔の内側端には、かしめ金具を収容する偏平形状の金具溝が形成されている。そこで、コネクタをその外側に設けたネジを用いて、端子部材の装着部に螺合する。その後、ケーブルを引いて、かしめ金具を金具溝に挿入した後、コネクタの外側端に形成された突出部とケーブル固定部材とを螺合すれば、ケーブル固定部材を回転させた場合でも、ケーブルが回転することはなく、これに接続するリード線も、ねじれて断線することがない。

特開２００４−１２５４７３号公報（図１参照）

しかしながら、この特許文献１に記載のものでは、完成後にケーブルをコネクタの貫通孔に押しこむようにすると、かしめ金具が金具溝から容易に離脱してしまう。
するとその後には、使用時のケーブルのねじれやケーブルの延伸方向に加わる力などが、装着部内のケーブルやリード線に伝わり、リード線が断線したり、超音波振動子との接続が外れるなどの不具合を生じやすくなる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、超音波センサ素子を用いた超音波流量検出器について、その製造における閉塞部材の螺合段階及び使用段階のいずれにおいても、超音波流量検出器内での、超音波センサ素子に接続した接続配線の回転や延伸方向の移動を防止して、接続配線の断線や超音波センサ素子との接続が外れる不具合の発生を防止した超音波流量検出器を提供することを目的とする。また、このような超音波流量検出器を用いた超音波流量計を提供することを目的とする。

その解決手段は、流体が流通する流通路であって、少なくともこの流通路の一部に、上記流体の流量を計測する計測流通路を含む流通路をなし、樹脂からなる流量検出器本体と、上記計測流通路を挟んで互いに対向して配置された一対の超音波センサ素子と、を備える超音波流量検出器であって、上記流量検出器本体は、上記超音波センサ素子をそれぞれ収容する一対のセンサ収容室をなす一対の収容部を有してなり、上記一対のセンサ収容室のうち、少なくともいずれかは、上記超音波センサ素子のほか、この超音波センサ素子に接続し、上記超音波流量検出器の外部まで延伸してなる接続配線と、上記接続配線のうち、延伸方向の一部である被固着部に固着され、自身の外形が上記延伸方向に延びる軸線の周りに回転対称の回転体でない非回転体形状である被制限部材と、上記被制限部材と係合して、この被制限部材の上記軸線周りの回転及び上記延伸方向の移動を防止する移動防止部材と、を収容し、上記移動防止部材とは別体であり、螺合により上記センサ収容室を閉塞する閉塞部材で閉塞されてなる超音波流量検出器である。

この超音波流量検出器では、接続配線の被固着部に固着した被制限部材が、移動防止部材に係合することで、この被制限部材の軸線周りの回転及び延伸方向への移動が防止されている。従って、この被制限部材が固着した、センサ収容部内の接続配線についても、回転（ねじり）や延伸方向への移動が制限される。
このため、超音波流量検出器の外部に位置する接続配線を、捻ったり、あるいは延伸方向に引っ張ったり押したりしても、センサ収容室内において、接続配線が移動して、断線したり超音波センサ素子との接続が外れる不具合を生じない。かくして、信頼性の高い超音波流量検出器とすることができる。
しかも、この移動防止部材は、閉塞部材とは別体とされているので、閉塞部材をセンサ収容室に螺合させる場合にも、被制限部材及びこれが固着した接続配線の回転や延伸方向の移動を防止できるため、閉塞部材の螺合の際に、接続配線自身が共回りして捻れて、断線したり、超音波センサ素子との接続が外れる不具合を生じないため、この点でも、信頼性の高い超音波流量検出器とすることができる。
なお、被制限部材は、移動防止部材に係合するほか、螺合された閉塞部材にも係合する形態としていても良い。

流量検出器本体は、樹脂、金属、セラミックス等の材質を用い、或いはこれらを適宜の部材として用いて良い。なお特に、不純物の混入や流体との反応等を考慮して、全体をテフロン（登録商標）などのフッ素樹脂で形成するのが好ましい。
超音波センサ素子は、計測流通路内に露出していても良いし、流量検出器本体をなす樹脂や金属が介在するなど、計測流通路内に露出していなくても良い。
また、接続配線は、複数のリード線であっても良いし、これらを束ねた複合線であっても、同軸線であっても良い。また、たとえば、超音波センサ素子には複数のリード線を接続する一方、センサ収容室内において、同軸線の芯線あるいは編組と各リード線をそれぞれハンダ付けや接続端子部材で接続して、この同軸線を外部に延伸させても良い。この場合には、被固着部を同軸線中に設ける、つまり、被固着部よりも超音波センサ素子側で、同軸線と各リード線とを接続する形態とするのが好ましい。外部に延出した同軸線を引っ張る等しても、同軸線（接続配線）に固着されて被制限部材が移動防止部材に係合しているので、同軸線とリード線の接続部分に力が加わることがないからである。

さらに、被制限部材は、接続配線の被固着部に固着されている。その固着の手法としては、カシメ、接着などが挙げられる。接続配線の被覆にフッ素樹脂など接着の難しい材料を用いている場合には、金属スリーブなどの金属材をカシメ変形させた被制限部材とするのが好ましい。
また、被制限部材は、非回転体形状とされている。具体的には、たとえば、金属からなる円筒体を押し潰すカシメ変形により形成した、概略、断面長円の筒体が挙げられる。その他、移動防止部材との係合による回転及び延伸方向の移動防止を考慮して、移動防止部材の形態と適合する形態とすればよい。
またさらに、移動防止部材は、被制限部材と互いに係合して、被制限部材の回転及び移動を防止する。その係合の手法としては、たとえば、移動防止部材に収容凹部を設けて、被制限部材の一部を、あるいは、被制限部材及び接続配線のうち被固着部とその近傍を収容すると共に、この収容凹部と被制限部材との係合により、被制限部材の回転及び延伸方向の移動を防止する形態が挙げられる。そのほか、被制限部材に設けた突起部が移動防止部材に係合することで、被制限部材の回転や移動を防止する形態としたり、被制限部材に設けた凹部、切り欠き部などに係合する凸部を移動防止部材に設けて、被制限部材の回転や移動を防止する形態とすることもできる。
また、閉塞部材は、螺合によりセンサ収容室を閉塞する。その形態としては、閉塞部材に雄ねじを形成する一方、センサ収容室に雌ネジを形成してこれに螺合させるほか、収容部の外周に雄ねじを形成する一方、閉塞部材に雌ネジを形成して螺合させても良い。

さらに、上述の超音波流量検出器であって、前記移動防止部材は、前記被制限部材の少なくとも一部を収容する収容凹部であって、上記被制限部材とこの収容凹部との係合により、上記被制限部材の前記軸線周りの回転及び前記延伸方向の移動を防止する形態の収容凹部を有する超音波流量検出器とすると良い。

この超音波流量検出器では、移動防止部材に収容凹部を有しており、この収容凹部に被制限部材の一部または全部を収容することで、センサ収容室内における被制限部材の位置を容易に決めることができる。このため、センサ収容室内において、この被制限部材のみならず、これが固着している接続配線を適切に配置することができる。

さらに、上述の超音波流量検出器であって、前記移動防止部材の収容凹部は、前記被制限部材のほか、前記接続配線のうち前記被固着部とその近傍部位を収容する収容凹部である超音波流量検出器とすると良い。

この超音波流量検出器では、収容凹部に、被制限部材のみならず、接続配線のうち被固着部とその近傍部位を収容する。このため、センサ収容室内における、被制限部材の位置のみならず接続配線の被固着部とその近傍部位の位置をも決めることができるから、センサ収容室内において、より適切に接続配線を配置できる。

さらに、上述のいずれか１項に記載の超音波流量検出器であって、前記移動防止部材は、前記閉塞部材に対向する閉塞部材対向面をなす対向部を有し、前記収容凹部は、上記対向部に形成されてなり、前記被制限部材は、上記移動防止部材のうち上記対向部に係合して、前記軸線周りの回転及び前記延伸方向の移動が防止されてなる超音波流量検出器とすると良い。

この超音波流量検出器では、被制限部材が、閉塞部材対向面をなす対向部に係合している。このため、閉塞部材をセンサ収容室に螺合する際には、この対向部に係合している被制限部材及び接続配線のうちの被固着部やその付近の部位の配置や様子を確認してから螺合することができる。従って、確実に被制限部材を移動防止部材に係合させた、信頼性の高い超音波流量検出器とすることができる。

さらに上述の超音波流量検出器であって、前記接続配線は、前記移動防止部材と前記閉塞部材の間を通り、前記流量検出器本体の収容部を貫通して外部に延出してなる超音波流量検出器とすると良い。

この超音波流量検出器では、接続配線が、閉塞部材を貫通することなく、移動防止部材と閉塞部材の間を通り、流量検出器本体の収容部を貫通して外部に延出している。このため、閉塞部材をセンサ収容室に螺合する際、接続配線が共回りすることが無い。また、接続配線が閉塞部材を貫通していないので、閉塞部材を容易に螺合できる。さらに、被制限部材及び接続配線のうちの被固着部やその付近の部位の配置や様子を容易に確認でき、その後に、閉塞部材を螺合することができる。かくして、さらに確実に被制限部材を移動防止部材に係合させた、より信頼性の高い超音波流量検出器とすることができる。

さらに他の解決手段は、上述のいずれか１項に記載の超音波流量検出器と、この超音波流量検出器の前記超音波センサ素子を駆動して、前記計測流通路における前記流体の流量を計測する駆動計測装置と、を備える超音波流量計である。

この超音波流量計では、前述の超音波流量検出器を用いているので、この超音波流量検出器内における接続配線の断線や超音波センサ素子との接続外れ等の不具合を生じ難く、信頼性の高い超音波流量計とすることができる。

実施形態１にかかる超音波流量計を示す図である。 実施形態１にかかる超音波流量検出器を示す部分破断断面図である。 実施形態１にかかる超音波流量検出器のうち、図２におけるIII部拡大断面図である。 実施形態１にかかる超音波流量検出器のうち、図３におけるIV−IV部矢視断面図である。 実施形態１にかかる超音波流量検出器のうち、ネジ形蓋（閉塞部材）を除去した状態での、図３におけるV部矢視図である。 実施形態１の超音波流量検出器に用いる移動防止部材にかかり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）におけるVI−VI部矢視断面図である。 実施形態２及び変形形態１にかかる超音波流量検出器（超音波流量計）を示す図である。 実施形態２にかかる超音波流量検出器のうち、図７におけるVIII部拡大断面図である。 実施形態２にかかる超音波流量検出器のうち、図８におけるIX−IX部矢視拡大断面図である。 実施形態２の超音波流量検出器に用いる移動防止部材にかかり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 変形形態１にかかる超音波流量検出器のうち、図７におけるXI部拡大断面図である。 変形形態１にかかる超音波流量検出器のうち、図１１におけるXII−XII部矢視拡大断面図である。 変形形態１の超音波流量検出器に用いる第１移動防止部材にかかり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はXIII−XIII部矢視断面図である。 変形形態１の超音波流量検出器に用いる第２移動防止部材にかかり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

（実施形態１）
本発明にかかる、超音波流量検出器及びこれを用いた超音波流量計の第１の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示す本実施形態１の超音波流量計１００は、計測対象の流体ＬＱが流通する経路の一部に挿入する超音波流量検出器１２０と、駆動計測装置１１０からなり、この超音波流量検出器１２０内に配置した送波部１２２内の圧電素子１４１（図３等参照）を駆動し、超音波を計測流通路１３１Ｓ（図２参照）中の流体ＬＱを媒体として伝搬させ、受波部１２３内の圧電素子１４１の出力を計測し、この出力から流体ＬＱの流量を測定する流量計である。
即ち、この超音波流量計１００は、超音波流量検出器１２０と、この超音波流量検出器１２０内の圧電素子１４１を駆動して、計測流通路１３１Ｓにおける流体ＬＱの流量を計測する駆動計測装置１１０とからなる。

このうち、図２に示す超音波流量検出器１２０は、大別すると、流体ＬＱが流通する流通部１２１と、超音波を送波する送波部１２２と、超音波を受波する受波部１２３とからなる。また、この超音波流量検出器１２０は、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂からなる流量検出器本体１３０と、この流量検出器本体１３０のセンサ収容室１３５Ｓに収容されたセンサユニット１４１，１４１等の部材とからなる。

このうち、流量検出器本体１３０は、流体ＬＱが流れる流通路１３１Ｒをなす流通部１３１と、圧電素子１４１等を収容するセンサ収容室１３５Ｓを構成する一対の収容部１３５，１３５とからなる。本実施形態１では、流通部１３１において、流通路１３１Ｒは、コ字状に折れ曲がって形成されており、このうち、中央の直線部分は、前述したように、流体ＬＱに超音波を伝搬させる計測流通路１３１Ｓとされている。

次いで、収容部１３５のセンサ収容室１３５Ｓ内に収容された各部材及びその配置について、図３〜図５を参照して説明する。図３は、図２のうちIII部拡大断面図である。また、図４は、図３のIV−IV部矢視断面図である。さらに、図５は、ネジ形蓋１７０を除いた状態での、図３のV部矢視図である。なお、送波部１２２における収容部１３５について説明するが、受波部１２３の収容部１３５も同様である。
まず、センサユニット１４０について説明する。このセンサユニット１４０は、圧電セラミックスからなる円板状の圧電素子１４１、その前面（図中左側）に配置された音響整合層１４２、金属からなり、圧電素子１４１の側方（図中、上下方向）及び後方（図中右側）を囲むハウジング１４３、ゴム製のＯリング１４４、及び、圧電素子１４１に接続されたフッ素樹脂被覆のリード線１４５，１４５からなる。このセンサユニット１４０は、センサ収容室１３５Ｓの底面１３５ＳＳに、その前面（音響整合層１４２）が圧接するように、保持バネ１４７を介して、リング状の押さえ金具１４８によって付勢されている。なお、この押さえ金具１４８は、センサ収容室１３５Ｓの内壁に形成された第１雌ネジ部１３６と螺合している。
このように配置しているので、一対の圧電素子１４１，１４１は、計測流通路１３１Ｓを挟んで互いに対向して配置されている。

リード線１４５は、この押さえ金具１４８の中央の貫通孔１４８Ｈを通って、後方（図中右側）に引き出されている。さらに、これらのリード線１４５は、同軸ケーブル１５０の芯線及び編組とそれぞれ半田付け部１４６において半田付けにより接続されている。この同軸ケーブル１５０もフッ素樹脂被覆されている。この同軸ケーブル１５０は、収容部１３５の側方から突出する筒状のケーブル保持部１３８のケーブル挿通孔１３８Ｈに挿通されて、外部に延出している。

さらに、この同軸ケーブル１５０のうち、金具カシメ部１５０Ｋには、係合金具１５５がカシメ固定されて、断面略長円形状で筒形とされている。従って、この係合金具１５５は、金具カシメ部１５０Ｋにおける同軸ケーブル１５０の延伸方向ＥＴ（図中、上下方向）を軸線ＡＸとした場合の回転体ではない、非回転体形状となっている。

本実施形態１では、この係合金具１５５のほか、同軸ケーブル１５０のうち、金具カシメ部１５０Ｋ及びこの両隣に隣在する隣在部１５０Ｌも、固定部材１６０の収容凹部１６０Ｒに収容されている。この固定部材１６０は、フッ素樹脂からなり、図６に示すように、平面視、半円形状を有し、後述するネジ形蓋１７０に対向する蓋対向面１６４を構成する対向部１６３に、収容凹部１６０Ｒが凹設されている。

さらに、センサ収容室１３５Ｓは、ネジ形蓋１７０によって閉塞されている。具体的には、センサ収容室１３５Ｓの開口付近に形成した第２雌ネジ部１３７と、ネジ形蓋１７０の外周に形成した雄ネジ部１７１とを螺合している。このため、収容凹部１６０Ｒも、ネジ形蓋１７０によって蓋をされた状態となっている。

この収容凹部１６０Ｒは、図５及び図６（ａ）を参照すると容易に理解できるように、平面視すると、係合金具１５５を収容する部分が、同軸ケーブル１５０の隣在部１５０Ｌを収容する部分よりも、幅広となっている。それ故、この流量検出器本体１３０の外部に延出している同軸ケーブル１５０を、延伸方向ＥＴ（図中、上下方向）に押したり引いたりして移動させようとした場合でも、係合金具１５５が収容凹部１６０Ｒに係合するため、この係合金具１５５が固着している同軸ケーブル１５０の延伸方向ＥＴの移動も、ごくわずかな量に制限されている。即ち、移動が防止されている。

また、係合金具１５５は、非回転体形状である断面長円形状とされているので、図４を参照すると容易に理解できるように、この流量検出器本体１３０の外部に延出している同軸ケーブル１５０を軸線ＡＸの周りに回転させようとした場合（捻ろうとした場合）でも、係合金具１５５が収容凹部１６０Ｒ及びネジ形蓋１７０に係合する。このため、この係合金具１５５が固着している同軸ケーブル１５０の軸線ＡＸ周りの回転も、ごくわずかな量に制限される。即ち、回転が防止されている。

このように、本実施形態１の超音波流量検出器１２０及びこれを用いた超音波流量計１００では、同軸ケーブル１５０の金具カシメ部１５０Ｋに固着した係合金具１５５が、固定部材１６０に係合することで、この係合金具１５５の軸線ＡＸ周りの回転及び延伸方向ＥＴへの移動が防止されている。従って、この係合金具１５５が固着した、センサ収容部１３５Ｓ内の同軸がーブル１５０及びリード線１４５についても、回転（ねじり）や延伸方向ＥＴへの移動を制限される。
このため、超音波流量検出器１２０の外部に位置する同軸ケーブル１５０を、捻ったり、あるいは延伸方向ＥＴに引っ張ったり押したりしても、センサ収容室１３５Ｓ内において、同軸ケーブル１５０及びリード線１４５が移動して、断線したり圧電素子１４１との接続が外れる不具合を生じない。かくして、信頼性の高い超音波流量検出器１２０及び超音波流量計１００とすることができる。
しかも、この固定部材１６０は、ネジ形蓋１７０とは別体とされているので、ネジ形蓋１７０をセンサ収容室１３５Ｓに螺合させる場合にも、係合金具１５５及びこれが固着した同軸ケーブル１５０及びリード線１４５の回転や延伸方向ＥＴの移動を防止できるため、ネジ形蓋１７０の螺合の際に、同軸ケーブル１５０及びリード線１４５自身が共回りして捻れて、断線したり、圧電素子１４１との接続が外れる不具合を生じない。このため、この点でも、信頼性の高い超音波流量検出器１２０とすることができる。
さらに、係合金具１５５が固定部材１６０に係合することで、係合金具１５５及びこれが固着した同軸ケーブル１５０及びリード線１４５は、延伸方向ＥＴへの移動も防止されている。

しかもこの超音波流量検出器１２０では、固定部材１６０に収容凹部１６０Ｒを有しており、この収容凹部１６０Ｒに係合金具１５５を収容することで、センサ収容室１３５Ｓ内における係合金具１５５の位置を容易に決めることができる。このため、センサ収容室１３５Ｓ内において、この係合金具１５５のみならず、これが固着している同軸ケーブル１５０を適切に配置することができる。

またこの超音波流量検出器１２０では、収容凹部１６０Ｒに、係合金具１５５のみならず、同軸ケーブル１５０のうち金具カシメ部１５０Ｋとその近傍の隣在部１５０Ｌを収容する。このため、センサ収容室１３５Ｓ内における、係合金具１５５の位置のみならず同軸ケーブル１５０の金具カシメ部１５０Ｋとその近傍の隣在部１５０Ｌの位置をも決めることができるから、センサ収容室１３５Ｓ内において、より適切に同軸ケーブル１５０及びリード線１４５を配置できる。

さらに、この超音波流量検出器１２０では、係合金具１５５が、蓋対向面１６４をなす対向部１６３に係合している。このため、ネジ形蓋１７０を螺合する際には、この対向部１６３に係合している係合金具１５５及び同軸ケーブル１５０のうちの金具カシメ部１５０Ｋやその付近の部位の配置や様子を確認してから螺合することができる。従って、確実に係合金具１５５を固定部材１６０に係合させた、信頼性の高い超音波流量検出器１２０及び超音波流量計１００とすることができる。

その上、この超音波流量検出器１２０では、同軸ケーブル１５０が、ネジ形蓋１７０を貫通することなく、固定部材１６０とネジ形蓋１７０の間を通り、流量検出器本体１３０の収容部１３５を貫通して外部に延出している。このため、ネジ形蓋１７０をセンサ収容室１３５Ｓに螺合する際、同軸ケーブル１５０が共回りすることが無い。また、同軸ケーブル１５０がネジ形蓋１７０を貫通していないので、このネジ形蓋１７０を容易に螺合できる。さらに、係合金具１５５及び同軸ケーブル１５０のうちの金具カシメ部１５０Ｋやその付近の部位の配置や様子を容易に確認でき、その後に、ネジ形蓋１７０を螺合することができる。かくして、さらに確実に係合金具１５５を固定部材１６０に係合させた、より信頼性の高い超音波流量検出器１２０及び超音波流量計１００とすることができる。

次いで、超音波流量検出器１２０の製造方法について説明する。流量検出器本体１３０のセンサ収容室１３５Ｓ内に、センサユニット１４０を挿入し、保持バネ１４７を介して、螺挿した押さえ金具１４８でセンサユニット１４０を前方（図中左側）に付勢する。一方、同軸ケーブル１５０をケーブル保持部１３８のケーブル挿通孔１３８Ｈを通す。その後、金具カシメ部１５０Ｋに、カシメ変形させる前（円筒状）の係合金具を位置させ、これをカシメ変形させて、係合金具１５５を形成するとともに、係合金具１５５を同軸ケーブル１５０の金具カシメ部１５０Ｋに固着する。

リード線１４５と同軸ケーブル１５０の芯線及び編組とを、半田付けにより半田付け部１４６で接続する。その後、係合金具１５５及び同軸ケーブル１５０の隣在部１５０Ｌを固定部材１６０の収容凹部１６０Ｒ内に収容する。次いで、ネジ形蓋１７０をセンサ収容室１３５Ｓに螺挿して、これを閉塞する。ケーブル保持部１３８にケーブル保持キャップ１３９を螺合させて、超音波流量検出器１２０を完成する。
その後、同軸ケーブル１５０の端子を駆動計測装置１１０に接続して、超音波流量計１００とする。

（実施形態２）
次いで、本発明の第２の実施形態について、図７〜図１０を参照して説明する。
前述した実施形態１では、収容部１３５にケーブル保持部１３８を設けて、同軸ケーブル１５０を、ネジ形蓋１７０を貫通することなく、固定部材１６０とネジ形蓋１７０の間を通り、流量検出器本体１３０の収容部１３５のケーブル保持部１３８に設けたケーブル挿通孔１３８Ｈを貫通して外部に延出する形態とした。

これに対し、本実施形態２では、後述するネジ形蓋２７０にケーブル保持部２３８を設け、このネジ形蓋２７０を同軸ケーブル２５０が貫通する形態にされている点、固定部材２６０の外形を正方形とした点で異なる。そこで、本実施形態２では、実施形態１と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、説明を省略或いは簡略化する。

図７に示す本実施形態２の超音波流量計２００は、超音波流量検出器２２０と、実施形態１と同様の駆動計測装置１１０（図１参照）とからなり、この超音波流量検出器２２０内に配置した送波部２２２内の圧電素子１４１（図８等参照）を駆動し、超音波を計測流通路２３１Ｓ（図７参照）中の流体を媒体として伝搬させ、受波部２２３内の圧電素子１４１の出力を計測し、この出力から流体の流量を測定する流量計である。

このうち、図７に示す超音波流量検出器２２０は、大別すると、流体が流通する流通部２２１と、超音波を送波する送波部２２２と、超音波を受波する受波部２２３とからなる。また、この超音波流量検出器２２０も、フッ素樹脂からなる流量検出器本体２３０と、この流量検出器本体２３０のセンサ収容室２３５Ｓに収容されたセンサユニット１４１,１４１等の部材とからなる。

このうち、流量検出器本体２３０は、実施形態１と同様形態で流体が流れる流通路２３１Ｒをなす流通部２３１と、圧電素子１４１等を収容するセンサ収容室２３５Ｓを構成する一対の収容部２３５，２３５とからなる。本実施形態２でも、流通部２３１において、コ字状の流通路２３１Ｒのうち、中央の直線部分は、流体に超音波を伝搬させる計測流通路２３１Ｓとされている。

次いで、収容部２３５のセンサ収容室２３５Ｓ内に収容された各部材及びその配置について、図８を参照して説明する。この図８は、図７のうちVIII部拡大断面図である。また、図９は、図８のIX−IX部矢視断面図である。
センサ収容室２３５Ｓに収容されている、センサユニット１４０は、実施形態１と同様であるので、説明を省略する。このセンサユニット１４０は、センサ収容室２３５Ｓの底面２３５ＳＳに、音響整合層１４２が圧接するように、保持バネ１４７を介して、リング状の押さえ金具１４８によって付勢されている。押さえ金具１４８は、センサ収容室２３５Ｓの内壁に形成された第１雌ネジ部２３６と螺合している。

また、リード線１４５は、押さえ金具１４８の中央の貫通孔１４８Ｈを通って、後方（図中右側）に引き出され、実施形態１と同様の同軸ケーブル２５０の芯線及び編組とそれぞれ半田付け部１４６で半田付けにより接続されている。同軸ケーブル２５０は、実施形態１とは異なり、センサ収容部２３５Ｓを閉塞するネジ形蓋２７０に設けた筒状のケーブル保持部２３８のケーブル挿通孔２３８Ｈに挿通されて、外部に延出している。

また、実施形態１と同じく、この同軸ケーブル２５０のうち、金具カシメ部２５０Ｋにも、係合金具２５５がカシメ固定されて、断面略長円形状で筒形とされている。従って、この係合金具２５５も、金具カシメ部２５０Ｋにおける同軸ケーブル２５０の延伸方向ＥＴ（図８中、左右方向）を軸線ＡＸとした場合に回転体ではない、非回転体形状となっている。

本実施形態２でも、この係合金具２５５のほか、同軸ケーブル２５０のうち、金具カシメ部２５０Ｋも、固定部材２６０の収容凹部２６０Ｒに収容されている。この固定部材２６０は、フッ素樹脂からなる点では実施形態１と同様であるが、図１０に示すように、正方形板状とされている。なお、ネジ形蓋２７０に対向する蓋対向面２６４を構成する対向部２６３に、収容凹部２６０Ｒが凹設されている点は同様である。

さらに、センサ収容室２３５Ｓは、実施形態２と同様、ネジ形蓋２７０によって閉塞されている。具体的には、センサ収容室２３５Ｓの開口付近に形成した第２雌ネジ部２３７と、ネジ形蓋２７０の外周に形成した雄ネジ部２７１とを螺合している。このため、収容凹部２６０Ｒも、ネジ形蓋２７０によって蓋をされた状態となっている。さらに、収容部２３５のうち、第１雌ネジ部２３６と第２雌ネジ部２３７の間には、上述した正方形板状の固定部材２６０を嵌合して収容する正方形孔状の嵌合部２３４を有している。

この収容凹部２６０Ｒは、図８、図９及び図１０を参照すると容易に理解できるように、平面視すると、係合金具２５５を収容する部分が、同軸ケーブル２５０の隣在部２５０Ｌを収容する部分よりも、図８において上下方向に幅広となっている。さらに、ネジ形蓋２７０に形成したケーブル挿通孔２３８Ｈよりも幅広となっている。このため、この流量検出器本体２３０の外部に延出している同軸ケーブル２５０を、延伸方向ＥＴ（図中、左右方向）に押したり引いたりして移動させようとした場合でも、係合金具２５５が収容凹部２６０Ｒ及びネジ形蓋２７０に係合するため、この係合金具２５５が固着している同軸ケーブル２５０の延伸方向ＥＴの移動も、ごくわずかな量に制限されている。即ち、移動が防止されている。

また、係合金具２５５は、断面長円形状とされているので、図９を参照すると容易に理解できるように、この流量検出器本体２３０の外部に延出している同軸ケーブル２５０を軸線ＡＸの周りに回転させようとした場合（捻ろうとした場合）でも、係合金具２５５が収容凹部２６０Ｒに係合する。このため、この係合金具２５５が固着している同軸ケーブル２５０の軸線ＡＸ周りの回転も、ごくわずかな量に制限される。即ち、回転が防止されている。なお、正方形板状の固定部材２６０は、収容部２３５の嵌合部２３４に嵌合して収容されて、この収容部２３５に、軸線ＡＸ周りに回転不能に保持されている。このため、同軸ケーブル２５０を軸線ＡＸ周りに回転させた場合に、係合金具２５５と共に固定部材２６０が共回りすることはない。

このように、本実施形態２の超音波流量検出器２２０及びこれを用いた超音波流量計２００でも、同軸ケーブル２５０の金具カシメ部２５０Ｋに固着した係合金具２５５が、固定部材２６０に係合することで、この係合金具２５５の軸線ＡＸ周りの回転及び延伸方向ＥＴへの移動が防止されている。従って、この係合金具２５５が固着した、センサ収容部２３５Ｓ内の同軸ケーブル２５０及びリード線２４５についても、回転（ねじり）や延伸方向ＥＴへの移動が制限される。
このため、超音波流量検出器２２０の外部に位置する同軸ケーブル２５０を、捻ったり、あるいは延伸方向ＥＴに引っ張ったり押したりしても、センサ収容室２３５Ｓ内において、同軸ケーブル２５０及びリード線１４５が移動して、断線したり圧電素子１４１との接続が外れる不具合を生じない。かくして、信頼性の高い超音波流量検出器２２０及び超音波流量計２００とすることができる。
しかも、この固定部材２６０は、ネジ形蓋２７０とは別体とされている。このため、ネジ形蓋２７０をセンサ収容室２３５Ｓに螺合させる場合にも、係合金具２５５及びこれが固着した同軸ケーブル２５０及びリード線１４５の回転や延伸方向ＥＴの移動を防止できるため、ネジ形蓋２７０の螺合の際に、同軸ケーブル２５０及びリード線１４５自身が共回りして捻れて、断線したり、圧電素子１４１との接続が外れる不具合を生じない。かくして、この点でも、信頼性の高い超音波流量検出器２２０とすることができる。

また実施形態２の超音波流量検出器２２０でも、固定部材２６０に収容凹部２６０Ｒを有しており、これに係合金具２５５を収容させることで、センサ収容室２３５Ｓ内における係合金具２５５の位置を容易に決めして、センサ収容室２３５Ｓ内における係合金具２５５のみならず、同軸ケーブル２５０を適切に配置することができる。

さらに、この超音波流量検出器２２０でも、係合金具２５５が、蓋対向面２６４をなす対向部２６３に係合している。このため、ネジ形蓋２７０を螺合する際、対向部２６３に係合している係合金具２５５及び同軸ケーブル２５０の金具カシメ部２５０Ｋやその付近の部位の配置や様子を確認してから螺合できる。従って、確実に係合金具２５５を固定部材２６０に係合させた、信頼性の高い超音波流量検出器２２０及び超音波流量計２００とすることができる。
その他、実施形態１と同様な部分は、この実施形態１と同様の作用効果を奏する。

本実施形態２の超音波流量検出器２２０の製造方法について説明する。
流量検出器本体２３０のセンサ収容室２３５Ｓ内に、実施形態１と同様に、センサユニット１４０を挿入して、保持バネ１４７を介して、螺挿した押さえ金具１４８でセンサユニット１４０を前方（図中左側）に付勢する。一方、同軸ケーブル２５０をケーブル保持部２３８のケーブル挿通孔２３８Ｈを通す。その後、金具カシメ部２５０Ｋに、カシメ変形させる前（円筒状）の係合金具を位置させ、これをカシメ変形させて、係合金具２５５を形成するとともに、係合金具２５５を同軸ケーブル２５０の金具カシメ部２５０Ｋに固着する。

リード線１４５と同軸ケーブル２５０とを、半田付け部１４６で接続する。その後、係合金具２５５及び同軸ケーブル２５０の隣在部２５０Ｌを固定部材２６０の収容凹部２６０Ｒ内に収容する。次いで、ネジ形蓋２７０をセンサ収容室２３５Ｓに螺挿して、これを閉塞する。ケーブル保持部２３８にケーブル保持キャップ２３９を螺合させて、超音波流量検出器２２０を完成する。
その後、同軸ケーブル２５０の端子を駆動計測装置１１０に接続して、超音波流量計２００とする。

（変形形態１）
次いで、実施形態２の変形形態について、図１１〜図１４を参照して説明する。
本変形形態１は、上述の実施形態２とほぼ同一形状であるが、固定部材３６０を、第１固定部材３６１と第２固定部材３６２の２部材で構成し、これらで収容凹部３６０Ｒを形成した点、固定部材３６０の外形を楕円板状とした点で異なる。従って、異なる部分を説明し、同様な部分については説明を省略あるいは簡略化する。
図１１は、図７に示す本変形形態１の超音波流量計３００の超音波流量検出器３２０のうち、XI部拡大断面図である。実施形態２では、正方形板状の固定部材２６０を用いていた。これに代えて、本変形形態１では、この図１１〜図１４（特に、図１２）を参照すれば容易に理解できるように、固定部材３６０は、全体として楕円板状とされ、しかも、略２／３楕円柱状の第１固定部材３６１と、略１／３楕円柱状の第２固定部材３６２とから形成されている。
さらに、収容部３３５のうち、第１雌ネジ部３３６と第２雌ネジ部３３７との間には、上述した楕円板状の固定部材３６０を嵌合して収容する楕円孔状の嵌合部３３４を有している。

図１３に示すように、この第１固定部材３６１の対向面３６１Ｐには、実施形態２と同様に、係合金具２５５及び同軸ケーブル２５０の金具カシメ部２５０Ｋ及び隣在部２５０Ｌを収容する収容凹部３６１Ｒが凹設されている。一方、図１４に示すように、第２固定部材３６２の対向面３６２Ｐは、平面とされている。そして、本変形形態１の超音波流量検出器３２０では、収容凹部３６１Ｒ内に、係合金具２５５及び同軸ケーブル２５０の金具カシメ部２５０Ｋ及び隣在部２５０Ｌを収容させた状態で、対向面３６１Ｐと３６２Ｐとを対向させるように、第１固定部材３６１と第２固定部材３６２とを配置して、これらをセンサ収容室３３５Ｓ内に挿入し嵌合部３３４で固定している。このため、実施形態１，２とは異なり、ネジ形蓋３７０の有無にかかわらず、収容凹部３６１Ｒは、第２固定部材３６２の対向面３６２Ｐによって対向面３６１Ｐ側から閉塞されている。このため、ネジ形蓋３７０を螺合する際の回転に影響を受けることなく、同軸ケーブル２５０を保持することができる。なお、楕円板状の固定部材３６０は、収容部３３５の嵌合部３３４に嵌合して収容されて、この収容部３３５に、軸線ＡＸ周りに回転不能に保持されている。このため、同軸ケーブル２５０を軸線ＡＸ周りに回転させた場合に、係合金具２５５と共に固定部材３６０が共回りすることはない。
そのほか、実施形態２と同様の部分は、同様の効果を奏する。

以上において、本発明を実施形態１，２及び変形形態１に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態１では、係合金具１５５として、断面長円形状で円筒状にカシメられた金具を例示したが、カシメ後の形態は、これに限定されない。また、接着等によって係合金具などの被制限部材を、同軸ケーブルなどの接続配線に固着しても良い。

１００，２００，３００ 超音波流量計
１１０ 駆動計測装置
１２０，２２０，３２０ 超音波流量検出器
１２１，２２１ 流通部
１２２，２２２，３２２ 送波部
１２３，２２３，３２３ 受波部
１３０，２３０，３３０ 流量検出器本体
１３１，２３１ 流通部
１３１Ｒ，２３１Ｒ 流通路
１３１Ｓ，２３１Ｓ 計測流通路
１３５，２３５，３３５ 収容部
１３５Ｓ，２３５Ｓ，３３５Ｓ センサ収容室
１３５ＳＳ，２３５ＳＳ （センサ収容室の）底面
１３６，２３６，３３６ 第１雌ネジ部
１３７，２３７，３３７ 第２雌ネジ部
１３８，２３８ ケーブル保持部
１３８Ｈ，２３８Ｈ ケーブル挿通孔
１３９，２３９ ケーブル保持キャップ
２３４，３３４ 嵌合部
１４０ センサユニット
１４１ 圧電素子（超音波センサ素子）
１４２ 音響整合層
１４３ ハウジング
１４４ Ｏリング
１４５ リード線（接続配線）
１４６ 半田付け部
１４７ 保持バネ
１４８ 押さえ金具
１４８Ｈ 貫通孔
１５０，２５０ 同軸ケーブル（接続配線）
１５０Ｋ，２５０Ｋ 金具カシメ部（被固着部）
１５０Ｌ，２５０Ｌ 隣在部（近傍部位）
１５５，２５５ 係合金具（被制限部材）
１６０，２６０，３６０ 固定部材（移動防止部材）
３６１ 第１固定部材（移動防止部材）
３６２ 第２固定部材（移動防止部材）
１６０Ｒ，２６０Ｒ，３６１Ｒ 収容凹部
３６１Ｐ，３６２Ｐ 対向面
１６３，２６３ 対向部
１６４，２６４ 蓋対向面
１７０，２７０，３７０ ネジ形蓋（閉塞部材）
１７１，２７１，３７１ 雄ネジ部
ＡＸ 軸線
ＥＴ 延伸方向
ＬＱ 流体

Claims (6)

1. 流体が流通する流通路であって、少なくともこの流通路の一部に、上記流体の流量を計測する計測流通路を含む流通路をなし、樹脂からなる流量検出器本体と、
   上記計測流通路を挟んで互いに対向して配置された一対の超音波センサ素子と、を備える
   超音波流量検出器であって、
   上記流量検出器本体は、上記超音波センサ素子をそれぞれ収容する一対のセンサ収容室をなす一対の収容部を有してなり、
   上記一対のセンサ収容室のうち、少なくともいずれかは、
   上記超音波センサ素子のほか、
   この超音波センサ素子に接続し、上記超音波流量検出器の外部まで延伸してなる接続配線と、
   上記接続配線のうち、延伸方向の一部である被固着部に固着され、自身の外形が上記延伸方向に延びる軸線の周りに回転対称の回転体でない非回転体形状である被制限部材と、
   上記被制限部材と係合して、この被制限部材の上記軸線周りの回転及び上記延伸方向の移動を防止する移動防止部材と、を収容し、
   上記移動防止部材とは別体であり、螺合により上記センサ収容室を閉塞する閉塞部材で閉塞されてなる
   超音波流量検出器。
2. 請求項１に記載の超音波流量検出器であって、
   前記移動防止部材は、
   前記被制限部材の少なくとも一部を収容する収容凹部であって、上記被制限部材とこの収容凹部との係合により、上記被制限部材の前記軸線周りの回転及び前記延伸方向の移動を防止する形態の収容凹部を有する
   超音波流量検出器。
3. 請求項２に記載の超音波流量検出器であって、
   前記移動防止部材の収容凹部は、
   前記被制限部材のほか、前記接続配線のうち前記被固着部とその近傍部位を収容する収容凹部である
   超音波流量検出器。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の超音波流量検出器であって、
   前記移動防止部材は、
   前記閉塞部材に対向する閉塞部材対向面をなす対向部を有し、
   前記収容凹部は、上記対向部に形成されてなり、
   前記被制限部材は、上記移動防止部材のうち上記対向部に係合して、前記軸線周りの回転及び前記延伸方向の移動が防止されてなる
   超音波流量検出器。
5. 請求項４に記載の超音波流量検出器であって、
   前記接続配線は、
   前記移動防止部材と前記閉塞部材の間を通り、前記流量検出器本体の収容部を貫通して外部に延出してなる
   超音波流量検出器。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の超音波流量検出器と、
   この超音波流量検出器の前記超音波センサ素子を駆動して、前記計測流通路における前記流体の流量を計測する駆動計測装置と、を備える
   超音波流量計。

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