JP5548857B2 - 超音波流量計 - Google Patents

Description

本発明は、流動する流体中に超音波を伝搬させ、その伝搬時間に基づいてこの流体の流量を検知する超音波流量計に関する。

気体や液体等の流体の流量を検知するのに、超音波を用いる超音波流量計が知られている(特許文献１参照）。この特許文献１には、液体が内側に流される流路構成壁14に一対の超音波センサ30,30が取り付けられ、それら超音波センサ30の間で送受波される超音波の伝播時間に基づいて液体の流量を計測する超音波流量計10が開示されている。そして、超音波を発生する圧電振動子45の入出力は、２本のリード線31,31で行っている。

特開２００５−３３８０５５号公報（第６〜７頁、図１，図２）

しかしながら、この様なリード線の取り出し手法では、リード線にノイズが重畳し、適切な計測が行えない虞がある。また、２本のリード線を用いたのでは、取扱がし難い。
そこで、２本のリード線に代えて、同軸ケーブルを用いることが考えられる。さらには、同軸ケーブルの先端に同軸接栓（同軸プラグなど）を設けると共に、超音波流量計にはこれに適合する同軸接栓座（同軸レセプタクル）などを設けることで、同軸ケーブルの接続・脱着が容易になると考えられる。
しかし、この超音波流量計の所定位置に超音波トランスデューサを設けるのに加えて、超音波流量計に同軸接栓座を設けるのは、その場所を確保しにくい。

本発明は、かかる知見に鑑みてなされたものであって、同軸ケーブルを使用可能として、超音波トランスデューサの出力信号などにノイズが重畳しにくく、しかも、同軸接栓の着脱が可能な同軸接栓座を適切に有した超音波流量計を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、流体が流される流路を構成する流路壁部を有する流量計本体であって、上記流路壁部の一部をなし、超音波を透過させる超音波透過壁部であって、上記流路に面する超音波透過流路面をなす超音波透過壁部を有すると共に、上記超音波透過壁部を底部とする有底筒状の収容凹部をなす収容部を有する流量計本体と、上記収容凹部内に配置され、上記流体に向けての上記超音波透過壁部を通した上記超音波の放射及び上記流体からの上記超音波透過壁部を通した上記超音波の受波を行う、板状で、両面にそれぞれ電極層を有する超音波トランスデューサと、内部に上記超音波トランスデューサを収容する有底筒状の有底筒部材であって、上記超音波トランスデューサよりも径大の板状で、上記超音波トランスデューサが固着され、上記超音波透過壁部に直接又は間接に密着する底部、及び、上記超音波トランスデューサを囲む筒状の筒部、を有する有底筒部材と、上記収容凹部を閉塞すると共に、上記有底筒部材の開口端を押圧し、この有底筒部材の上記底部を上記超音波透過壁部に向けて付勢する蓋機構と、を備え、上記有底筒部材は、上記筒部に、自身を貫通する貫通孔または上記開口端から上記底部側に延びる切り欠き部からなる欠損部を有し、上記流量計本体の上記収容部は、上記有底筒部材の上記欠損部に連通するコネクタ挿通孔を有し、自身の一部が上記コネクタ挿通孔を挿通して、上記収容部に固定された同軸接栓座であって、上記有底筒部材内に、少なくとも自身の中心導体が突出し、かつ上記有底筒部材と離間した形態に固定されてなる同軸接栓座を備え、上記超音波トランスデューサの上記電極層のうち、上記超音波透過壁部側に位置する接地電極層は、上記同軸接栓座のうち、上記中心導体の周りを囲む接地導体に導通し、他方の信号電極層は、信号リード線を介して、上記同軸接栓座の上記中心導体に導通してなる超音波流量計である。

この超音波流量計では、超音波トランスデューサを固着した有底筒部材の底部を、有底筒部材の筒部を介し蓋機構で、超音波透過壁部に向けて付勢する。このため、収容凹部の底部に位置する超音波透過壁部に、容易かつ適切に、有底筒部材の底部を直接又は間接に密着させることができる。
さらに、同軸接栓座を収容部に固定したので、超音波トランスデューサと外部との入出力を行うにあたり、同軸接栓座と対をなす同軸接栓を先端部に形成した同軸ケーブルを用いれば足りるうえ、同軸接栓座と同軸接栓との結合・脱着で、同軸ケーブルの接続・脱離が可能であるので、取り扱いが容易である。
しかも、同軸接栓座は、有底筒部材とは離間して流量計本体の収容部に固定されているので、有底筒部材は、同軸接栓座の固定に関わらない。このため、同軸接栓座の固定の影響を受けることなく、有底筒部材の底部及びこれに固着した超音波トランスデューサを、超音波透過壁部に向けて付勢できる。

なお、超音波流量計としては、例えば、流路を挟む一対の超音波透過壁部、および、これらにそれぞれ取り付けられ、超音波の流路への送波及び受波を行う超音波トランスデューサを一対有するものが挙げられる。
この超音波流量計に流す流体としては、水、薬液、溶剤等の液体や、水素、酸素などの気体が挙げられる。
また、流量計本体、特に流路壁部をなす部位の材質としては、金属、セラミック、樹脂など流体の反応性や温度などに応じて、適宜選択することができる。

さらに、超音波透過壁部は、一方面が超音波透過流路面をなし、他方面が収容凹部の底面をなすものである。
また、超音波トランスデューサとしては、共振により、超音波振動を発生する、公知の板状（例えば円板状)の圧電素子が挙げられる。
有底筒部材としては、底部及び筒部が一体に成形されたもののほか、底部をなす底板部材と筒部をなす両端開放された筒部材とからなるものとすることもできる。この場合には、底板部材の周縁部を空けて、超音波トランスデューサを固着すると共に、この底板部材の周縁部に、筒部材の先端面が当接する構成とすると良い。
また、有底筒部材の材質としては、金属（例えば、銅、アルミニウム）などのほか、プラスチック（例えば、ＰＥ，ＰＰ，アラミド樹脂等）、セラミック（例えば、シリカ、アルミナ）、ガラスなどを用いることができる。有底筒部材が底部をなす底板部材と筒部をなす筒部材とからなる場合には、材質が異なっていても良い。また、これらの部材が、プラスチックやセラミック、ガラスなどを用いる場合には、メッキ、蒸着、スパッタリング、導電性塗料の塗布などにより、その表面（内周面や外周面）に導電性（電磁シールド性）を付与するための導電層を形成すると良い。
また、底部或いは底部をなす底板部材の厚さは、これを伝わる超音波の音速と周波数から、λ／２、λ／４等の厚さ（λは、底板部材についての超音波の波長）として、超音波トランスデューサと超音波透過壁部との音響インピーダンスの不整合を調整する、音響整合層としても機能させると良い。
さらに、この底部は、超音波透過壁部に直接に密着しているほか、例えば、シリコーンなどのグリスからなる音響カップリング材を介することもできる。

なお、同軸接栓は、同軸ケーブルの端部に接続されるコネクタであり、プラグ及びジャックの形式のものが含まれる。
また、同軸接栓座は、機器の壁部やパネル等に取り付けられる側のコネクタである。この同軸接栓座には、レセプタクル（同軸接栓の取付側とは逆側（機器内部側）に、同軸ケーブルが取り付けられないもの）のほか、パネルジャック（機器内部側に同軸ケーブルが取り付けられながらも、パネル等に取り付け得る形態のもの）が含まれうる。また、レセプタクルには、同軸接栓との結合部分がジャック形式となったジャックレセプタクルのほか、プラグ形式となったプラグレセプタクルも含まれる。
一般に、同軸コネクタの接続方式としては、ネジタイプ（例えば、ＳＭＡ，ＳＭＣコネクタ）、バヨネットタイプ（例えば、ＢＮＣコネクタ）、スナップオン／プルオフタイプ（例えば、ＳＭＢコネクタ）などが挙げられる。
このうち、スナップオン／プルオフタイプの同軸コネクタを用いた場合には、同軸コネクタ同士の接続／脱離が容易である。また、この構造体では、同軸コネクタ同士の接続或いは脱離の際に、ネジタイプやバヨネットタイプの同軸コネクタのように、捻りの操作を行なわない。このため、同軸接栓の接続或いは脱離の際に、同軸接栓座に捻り（第１軸線の周りに回転する）力が加わりにくく、このような外力による同軸接栓座と被接続体との間の緩み、被接続体の変形などを防止できる。
なお、スナップオン／プルオフタイプの同軸コネクタとしては、例えば、ＳＭＢ，ＳＭＰ，ＳＭＰＭ，ＭＣＸ，ＭＭＣＸの同軸コネクタが挙げられる。

また、前述の超音波流量計であって、前記有底筒部材のうち、少なくとも前記筒部は、電磁シールド性を有してなり、前記蓋機構は、上記有底筒部材の前記開口端に当接して上記有底筒部材の開口を閉塞する板状で、電磁シールド性を有する蓋板材と、上記蓋板材を前記底部側に向けて付勢する付勢機構と、を有する超音波流量計とすると良い。

超音波流量計に同軸接栓座を設けた場合でも、同軸接栓座の中心導体と、超音波トランスデューサ（圧電振動子）の電極との接続に当たっては、信号リード線を用いているため、この部分でノイズが重畳することは避けられなかった。
これに対し、上述の超音波流量計では、有底筒部材の筒部が電磁シールド性を有し、蓋機構のうち蓋板材も電磁シールド性を有している。加えて既に記載したように、超音波トランスデューサは、両面に電極層（接地電極層と信号電極層）、即ち電磁シールド性を有する導電層を有している。従って、超音波トランスデューサの信号電極層から、同軸接栓座の中心導体に導通する信号リード線は、電磁シールド性を有する、超音波トランスデューサの接地電極層、有底筒部材の筒部、及び、蓋板材で囲まれた空間内に位置することとなり、この信号リード線を伝わる信号に外部からのノイズが重畳するのを抑制することができる。

なお、有底筒部材の筒部や蓋板材に、電磁シールド性を付与する手法としては、これらを金属材（銅、アルミニウム等）で構成するほか、導電性プラスチック、導電性セラミック、導電性ガラスで構成する手法が挙げられる。なお、筒部や板部材に、１または複数の孔が空いていても良く、この場合には、侵入を防ぎたいノイズの周波数を考慮して、孔の大きさを考慮すると良い。
或いは、絶縁性のプラスチックやセラミック、ガラスからなる蓋板材などの内側或いは外側表面に、導電性の被膜を形成する手法も挙げられる。導電性の被膜手法としては、メッキ、蒸着、スパッタリング、導電性塗料の塗布などが挙げられる。また、この被膜としては、ベタ状に形成するほか、メッシュ状としても良い。この場合には、侵入を防ぎたいノイズの周波数を考慮して、目開きの大きさを考慮すると良い。

実施形態にかかる超音波流量計接続構造体の構造を示す部分破断断面図である。 実施形態にかかる超音波流量計接続構造体のうち、超音波トランスデューサ及び同軸ケーブルの接続部分の近傍の構造を示す、部分拡大断面図である。 実施形態にかかる超音波流量計接続構造体のうち、超音波流量計の構造を示す部分破断断面図である。 実施形態にかかる超音波流量計のうち、超音波トランスデューサ及びレセプタクルの近傍の構造を示す、部分拡大断面図である。 実施形態にかかる超音波流量計に用いる超音波トランスデューサ及びこれの取付構造を説明する分解斜視図である。 実施形態にかかる超音波流量計接続構造体のうち、同軸プラグを有する接続体の構造を示す部分破断断面図である。 実施形態にかかる超音波流量計接続構造体のうち、接続体の構造を説明する分解説明図である。

(実施形態１）
実施形態に係る超音波流量計２１を用いた超音波流量計接続構造体２０について、図１〜図７を参照して説明する。この超音波流量計接続構造体２０は、超音波流量計２１に、接続体３０，４０を接続して用いる。
先ず、超音波流量計２１について説明する。この超音波流量計２１は、主として、流量計本体部材１、及び、一対の超音波トランスデューサ５，６からなる。
このうち、流量計本体部材１は、耐熱性を有するフッ素樹脂（例えば、ＰＦＡ）からなり、図１及び図３に示すように、図中左右方向に長い形態を有する。この流量計本体部材１内には、流路壁部２により、流路２Ｒが構成されている。具体的には、図中上下方向に延びる導入路２ＲＡ，２ＲＣと、この間に位置し、導入路２ＲＡ，２ＲＣよりも長く、図中左右方向に延びる測定路２ＲＢとからなる、コ字状に折り曲げられた流路２Ｒが構成されている。この流路２Ｒには、液体Ｌが矢印で示すように流通される。

この流量計本体部材１の流路壁部２のうち、測定路２ＲＢの測定路軸線２ＲＢＸに直交する部位は、次述する超音波透過壁部３，４とされている。この超音波透過壁部３，４は、図２及び図４に示すように、それぞれ流路２Ｒに面する超音波透過流路面３Ａ，４Ａと、これの裏面にあたり、外側（図中、左あるいは右方向）を向く超音波透過外側面３Ｂ，４Ｂとをなす、円板形状を有している。流量計本体部材１のうち、この超音波透過壁部３，４の軸線２ＲＢＸ方向の外側（図１及び図３中、超音波透過壁部３の右側、超音波透過壁部４の左側）の収容部１Ｒには、後述する超音波トランスデューサ５，６を収容する収容凹部１Ｓ，１Ｓが形成されており、上述した超音波透過外側面３Ｂ，４Ｂが、この収容凹部１Ｓ，１Ｓにそれぞれ面している。従って、この超音波透過壁部３，４は、収容凹部１Ｓ，１Ｓの底部をなしている。

この収容凹部１Ｓ，１Ｓ内のうち、超音波透過外側面３Ｂ，４Ｂには、円板状の音響整合板７を介して、前述した超音波トランスデューサ５，６がそれぞれ接して配置されている。
図５に示すように、この超音波トランスデューサ５，６は、円板状の圧電セラミックからなり、その両面に、銀からなる電極層５Ｄ，５Ｇ，６Ｄ，６Ｇが形成されており、一方面が、図示しない接着剤によって、音響整合板７に貼り付けられている。なお、音響整合板７側の接地電極層５Ｇ，６Ｇを取り出し容易にするため、信号電極層５Ｄ，６Ｄは円板形状から一部が欠けた形状とされる一方、この部分に、裏面側の接地電極層５Ｇ，６Ｇが回り込んで、回り込み部５ＧＲ，６ＧＲを形成している。この超音波トランスデューサ５，６は、信号電極層５Ｄ，６Ｄと接地電極層５Ｇ，６Ｇとの間に、所定周波数の交流電圧を印加すると、音響整合板７から超音波を放射することができ、逆に、超音波を受波すると、信号電極層５Ｄ，６Ｄと接地電極層５Ｇ，６Ｇとの間に、交流信号を発生する。

音響整合板７は、シリカからなる薄い円板状とされ、超音波トランスデューサ５，６で発生する超音波の周波数に適合する厚みとされると共に、収容凹部１Ｓの底面をなす超音波透過外側面３Ｂ，４Ｂに当接して配置されている。
なお、音響整合板７と超音波透過外側面３Ｂ，４Ｂとの間を、直接密着させるほか、両者間に、図示しないシリコーングリスを塗布して、両者の密着性を保つようにすることもできる。

これら超音波トランスデューサ５，６は、音響整合板７および超音波透過壁部３，４を介して、流路２Ｒのうち測定路２ＲＢに超音波（本実施例形態１では、周波数ｆ＝１．５ＭＨｚ）を放射し、或いは測定路２ＲＢからの超音波を受波するものであり、自身の軸線が、測定路２ＲＢの軸線２ＲＢＸに一致するように、また、収容凹部１Ｓ内に配置されている。また、互いに内側を向いて対向し、超音波を放射／受波する超音波振動面５Ａ，６Ａが、測定路２ＲＢの軸線２ＲＢＸに直交するように、配置されている。
この超音波流量計２１では、超音波トランスデューサ５から放射された超音波を、超音波トランスデューサ６で受波するのと、これとは逆に超音波トランスデューサ６から放射された超音波を、超音波トランスデューサ５で受波するのとでは、送波から受波までの時間に差があり、その大きさが測定路２ＲＢ中を流れる液体Ｌの流速、従って流量の影響を受けることを利用して、液体Ｌの流量を検知する。

図５に示すように、収容凹部１Ｓ内において、音響整合板７及び超音波トランスデューサ５，６の軸線２ＲＢＸ方向の外側（図中、右下側）には、超音波トランスデューサ５，６よりも若干内径が大きく、外径が音響整合板７とほぼ同寸法の筒状で、銅からなるシールド筒８が配置され、その先端面８Ａで、音響整合板７の周縁部分に当接している。従って、このシールド筒８は、超音波トランスデューサ５，６に当接することなく音響整合板７の環状の周縁部分に当接する。音響整合板７とシールド筒８とで、有底筒状の有底筒部材２６をなしている。

さらに、このシールド筒８は、基端面８Ａから先端面８Ｂ側に延びるＵ字状の切り欠き部８Ｃが形成されている。さらに、このシールド筒８の基端面８Ａの外側（図中右下側）には、銅からなり円板状のシールド蓋９が、基端面８Ａに当接して配置される。これにより、超音波トランスデューサ５，６は、それぞれ、音響整合板７、シールド筒８，及びシールド蓋９で囲まれる。但し、シールド筒８に、切り欠き部８Ｃが形成されているので、各図において上方が開いた形態となる。
なお、この切り欠き部８Ｃ内には、後述するように、同軸レセプタクル１３，１４が配置される。

また、超音波トランスデューサ５，６の信号電極層５Ｄ，６Ｄには、図１〜図４に示すように、それぞれ信号リード線５Ｌ，６Ｌがハンダ付けされて、後述する同軸レセプタクル１３，１４の中心導体に接続している。
一方、超音波トランスデューサ５，６の接地電極層５Ｇ，６Ｇの回り込み部５ＧＲ，６ＧＲ（図５参照）にそれぞれハンダ付けされた接地リード線５Ｍ，６Ｍは、シールド筒８にも接続されている。これにより、接地電極層５Ｇ，６Ｇが、シールド筒８及びシールド蓋９と同電位とされる。さらに、シールド筒８と、同軸レセプタクル１３，１４の接地導体１３Ｇ，１４Ｇとが、コネクタ接地リード線８Ｌによって接続されている。
これにより、信号リード線５Ｌ，６Ｌは、いずれも接地された接地電極層５Ｇ，６Ｇ、シールド筒８、シールド蓋９、及び同軸レセプタクル１３，１４の接地導体１３Ｇ，１４Ｇによって囲まれた空間内に配置されているので、この信号リード線５Ｌ，６Ｌを流れる信号、特に超音波トランスデューサ５，６から外部に向けての出力信号にノイズが重畳することを、効果的に防止できる。
なお、超音波トランスデューサ５，６の外側（図４中、右側）は、スポンジ状のバック材１８で覆われて、外側への超音波の放射を抑制すると共に、信号リード線５Ｌ，６Ｌ、及び接地リード線５Ｍ，６Ｍを、このスポンジ状のバック材１８で保持して、振動による折損を防止している。

さらに、シールド蓋９の外側（図５中、右下方向）には、それぞれ、スプリングワッシャ１１を介して、押さえ蓋１２が配置されており、この押さえ蓋１２を収容凹部１Ｓに螺着し、スプリングワッシャ１１によって、シールド蓋９，シールド筒８，及び音響整合板７を、それぞれ内側（図５中、右下方向）に向けて付勢することで、超音波透過壁部３，４と、音響整合板７とを、互いに密着させている。このように、シールド蓋９、スプリングワッシャ１１及び押さえ蓋１２は、収容凹部１Ｓを閉塞すると共に、有底筒部材２６（シールド筒８）の開口端である基端面８Ａを押圧し、この有底筒部材２６の底部である音響整合板７を超音波透過壁部３，４に向けて付勢する蓋機構２７をなしている。また、スプリングワッシャ１１及び押さえ蓋１２は、シールド蓋９を超音波透過壁部３，４に向けて付勢する付勢機構１０をなしている。なお、スプリングワッシャ１１に代えて、波ワッシャや皿バネを用いることもできる。

次いで、この超音波流量計２１のうち、後述する接続体３０，４０の接続が可能に構成された、被接続部２１Ａ，２１Ｂについて、図３，図４を参照して説明する。被接続部２１Ａ，２１Ｂは、主として、流量計本体部材１に固着された同軸レセプタクル１３，１４と、この同軸レセプタクル１３，１４の周囲に形成された被接続側ネジ部１Ａ，１Ｂとを含む。

本実施形態１の同軸レセプタクル１３，１４は、レセプタクル固定ナット１５を用いて、固着するネジ固定タイプのジャックレセプタクルであり、ＳＭＢ仕様の同軸コネクタである。この同軸レセプタクル１３，１４は、流量計本体部材１の収容部１Ｒにおいて、収容凹部１Ｓに連通するように形成したコネクタ挿通孔１Ｈに挿通し、レセプタクルワッシャ１６とレセプタクル固定ナット１５とを用いて、このコネクタ挿通孔１Ｈをなす収容部１Ｒに固定されてなる。これにより、同軸レセプタクル１３，１４の中心導体１３Ｃ，１４Ｃが、収容凹部１Ｓ内、従って、切り欠き部８Ｃを通して、シールド筒８内に突出する形態に保持される。

シールド筒８（有底筒部材２６）には切り欠き部８Ｃを設けており、シールド筒８は、コネクタ挿通孔１Ｈがこの切り欠き部８Ｃに連通する形態に、収容凹部１Ｓ内に配置されている。しかも、同軸レセプタクル１３，１４及びレセプタクルワッシャ１６と、シールド筒８（有底筒部材２６）とは離間した形態としている。
このため、同軸レセプタクル１３，１４を、レセプタクルワッシャ１６とレセプタクル固定ナット１５とを用いて収容部１Ｒに固定するにあたり、シールド筒８との干渉がなく、確実にコネクタ挿通孔１Ｈへの締結が可能である。また、有底筒部材２６においても、同軸レセプタクル１３，１４の存在や固定の影響を受けることなく、音響整合板７及びこれに固着した超音波トランスデューサ５，６を、超音波透過壁部３，４に向けて付勢できる。

一方、この同軸レセプタクル１３，１４のうち、先端部分（図中、上端部分）は、同軸プラグ３３，４３が結合する結合部１３Ａ，１４Ａである。本実施形態１では、この結合部１３Ａ，１４Ａよりも、同軸レセプタクル１３，１４のレセプタクル軸線ＣＸ１の径方向外側ＤＱ１において、この結合部１３Ａ，１４Ａを囲むように、かつ、レセプタクル１３，１４と同芯に、即ちレセプタクル軸線ＣＸ１を軸芯として、円筒状の被接続側ネジ部１Ａ，１Ｂが、形成されている。
なお、本実施形態１では、被接続側ネジ部１Ａ，１Ｂに雄ネジが形成されている。

次いで、接続体３０，４０について、図６，図７を参照して説明する。接続体３０と４０とは、同一の形態であるので、以下では、主として、接続体３０について説明する。
この接続体３０，４０は、主として、カバー部材３１と、同軸ケーブル３２，４２と、同軸プラグ３３，４３と、Ｏリング３４と、筒部材３５とからなる。
このうち、カバー部材３１は、流量計本体部材２１と同じく、耐熱性のあるフッ素樹脂（例えば、ＰＦＡ）からなり、外形は、先端側（図６中、下方）が径大とされた、二段円柱形状である。さらに、この内部には、先端側に開口する二段円柱形状の凹部３１Ｕが形成され、カバー部材３１全体としては有底二段円筒形状とされている。即ち、開口３１Ｐから見て、凹部３１Ｕの奥側（基端側、図７中、上方)の内径ＤＵ１が、入口側（先端側、図７中、下方)の内径ＤＵ２よりも小さい形態とされている。

但し、この凹部３１Ｕの底面３１ＶＳをなす底部３１Ｖには、その中心に、同軸ケーブル３２の外径よりも、やや径大のケーブル貫通孔３１Ｈが穿孔されている。また、凹部３１Ｕをなす二段形状の側面３１ＷＳをなす筒部３１Ｗのうち、径大の先端部分（図６中、下方）は、その内周に雌ネジが螺刻され、前述した被接続側ネジ部１Ａ，１Ｂと螺合するカバーネジ部３１Ｓが形成されている。
底部３１Ｖから開口３１Ｐを向く方向（図６，図７において、下方）を、開口方向ＤＰとし、この逆の方向を奥方向ＤＲとする。

カバー部材３１のケーブル貫通孔３１Ｈには、遊嵌状に同軸ケーブル３２，４２が貫通している。この同軸ケーブル３２，４２は、外径ＤＣであり、次述するＳＭＢ仕様の同軸プラグ３３，４３に適合する公知のフレキシブル同軸ケーブルである。具体的には、図示しないが、銅からなる芯線（内部導体）を中心として、ポリエチレンからなる絶縁体（誘導体）、銅線の編組（外部導体）、及びポリ塩化ビニルからなる保護被覆が、同軸に配置されたケーブルである。

この同軸ケーブル３２，４２の先端部３２Ｔには、同軸プラグ３３，４３がそれぞれ取り付けられている。この同軸プラグ３３，４３は、前述した同軸レセプタクル１３，１４とそれぞれ対をなし、この同軸レセプタクル１３，１４にそれぞれ結合可能な構成を有する、プラグ型のＳＭＢ同軸コネクタである。
この同軸プラグ３３は、基端側（図６中、上方）で、同軸ケーブル３２をカシメ固定しており、比較的小径(外径ＤＰ１）の基端小径部３３Ｋ、先端部分に位置し、同軸レセプタクル１３と結合する径大(外径ＤＰ３）な先端部３３Ｔ、及び、これらの間に位置し、基端小径部３３Ｋより径大(外径ＤＰ２）な中間径大部３３Ｍからなる（図７参照)。

さらに、図７に示すように、同軸ケーブル３２，４２には、Ｏリング３４が外嵌しており、さらに、このＯリング３４と同軸プラグ３３，４３との間には、円筒形状の筒部材３５が外嵌している。このうち、Ｏリング３４は、フッ素樹脂系のゴム状弾性体からなり、自由断面が直径ＤＲ１の円形で、円環形状(内径ＤＲ２，外径ＤＲ３）とされている。このＯリング３４の自由状態における内径は、同軸ケーブル３２，４２の外径ＤＣと、ほぼ同じ（ＤＲ２≒ＤＣ）とされ、同軸ケーブル３２，４２に対し、Ｏリング３４が、遊嵌状、あるいは緩嵌状にはめ込まれている。また、Ｏリング３４の外径ＤＲ３は、カバー部材３１の凹部３１Ｕの奥側の内径ＤＵ１とほぼ同じ（ＤＲ３≒ＤＵ１）とされ、カバー部材３１の凹部３１Ｕの奥側に、Ｏリング３４を、遊嵌状、あるいは緩嵌状にはめ込むことができる。

また、筒部材３５は、フッ素樹脂からなり、その内径ＤＳ１は、同軸プラグ３３の基端小径部３３Ｋの外径ＤＰ１よりやや大きく（ＤＳ１＞ＤＰ１）、かつ、中間径大部３３Ｍの外径ＤＰ２よりも径小（ＤＳ１＜ＤＰ２）とされている。このため、この筒部材３５は、同軸ケーブル３２のみならず、同軸プラグ３３のうち基端小径部３３Ｋの周囲に外嵌可能な寸法とされている。
一方、この筒部材３５の外径ＤＳ２は、カバー部材３１の凹部３１Ｕの奥方向ＤＲの内径ＤＵ１よりも小さく（ＤＳ２＜ＤＵ１）されている。このため、この筒部材３５を、カバー部材３１の凹部３１Ｕの奥方向ＤＲに遊挿可能とされている。

接続体３０，４０では、各部材を前述の寸法としているので、図６に示すように、同軸プラグ３３を、カバー部材３１の凹部３１Ｕ内に引き込むと、その中間径大部３３Ｍに筒部材３５の先端面（図６，図７中、下端面）３５Ｔが係合する。さらに、筒部材３５の基端面（図６，図７中、上端面）３５Ｋが、Ｏリング３４に当接すると共に、このＯリング３４が、カバー部材３１の凹部３１Ｕの底面３１ＶＳ（底部３１Ｖ）にも当接する。
逆に、この接続体３０，４０では、各部材を前述の寸法としているので、図７に示すように、同軸プラグ３３をカバー部材３１から容易に引き出すことができる。このため、前述の同軸レセプタクル１３，１４に同軸プラグ３３，４３を接続させる、あるいは脱着するに当たり、カバー部材３１等が邪魔にならず、この同軸プラグ３３，４３を同軸レセプタクル１３，１４と容易に結合、あるいは脱着させることができる。

なお、このカバー部材３１の凹部３１Ｕは、その開口３１Ｐに連なり、相対的に径大(内径ＤＵ２）とされた入口部３１ＵＩと、相対的に径小（内径ＤＵ１）とされた奥部３１ＵＯとに分けられる。本実施形態１では、筒部３１Ｗのうち、この入口部３１ＵＩと奥部３１ＵＯとの境界をなす段部３１ＷＤには、図６に示すように、フッ素樹脂からなる円環板状の滑りワッシャ３７と、これに基端側（図６中、上側）が当接するカバー部Ｏリング３６が配置されている。

次に、接続体３０，４０と超音波流量計２１の被接続部２１Ａ，２１Ｂの接続について、図２，図６，図７を参照して説明する。先ず、カバー部材３１から同軸プラグ３３，４３を引き出した状態（図７参照)において、同軸プラグ３３，４３を同軸レセプタクル
１３，１４にそれぞれ接続する。さらに、同軸プラグ３３，４３、筒部材３５、及びＯリング３４を、カバー部材３１の凹部３１Ｕ内に納めるようにして、カバー部材３１を回転させ、そのカバーネジ部３１Ｓを、流量計本体部材１の被接続側ネジ部１Ａ，１Ｂに螺合させる。
この状態では、カバー部材３１のケーブル貫通孔３１Ｈが、軸線ＣＸ１上に位置することとなる。このため、カバーネジ部３１Ｓと流量計本体部材１の被接続側ネジ部１Ａ，１Ｂにとの螺合（カバー部材３１の回転）に際し、同軸ケーブル３３に屈曲等の応力が掛からずに、螺合させることができる。

また、Ｏリング３４は、カバー部材３１の凹部３１Ｕの底面３１ＶＳに接して配置され、筒部材３５が、同軸プラグ３３のうちの基端側の基端径大部３３Ｋを取り囲み、開口方向ＤＰを向く先端面３５Ｔで、同軸プラグ３３の中間径大部３３Ｍに当接する。これにより、筒部材３５の基端面３５Ｋで、Ｏリング３４に当接して、このＯリング３４を底部３１Ｖに向けて押圧する。
これにより、Ｏリング３４とカバー部材３１の底部３１Ｖとが、Ｏリング３４の全周にわたって、液密に圧接する。さらに、この押圧により、Ｏリング３４は、開口方向ＤＰ（プラグ軸線ＣＸ２に沿う方向)に押しつぶされ、プラグ軸線ＣＸ２に直交する方向（図
２において左右方向）の厚みが増加する。これにより、Ｏリング３４がカバー部材３１の筒部３１Ｗに、このＯリング３４の外周全周に亘って圧接する。さらに、Ｏリング３４と同軸ケーブル３２，４２とが、Ｏリング３４の内周全周に亘って液密に圧接する。

以上に説明したように、本実施形態１の超音波流量計２１では、超音波トランスデューサ５，６を固着した有底筒部材２６の底部をなす音響整合板７を、シールド筒８を介し蓋機構２７で、超音波透過壁部３，４に向けて付勢する。このため、収容凹部１Ｓの底部に位置する超音波透過壁部３，４に、容易かつ適切に、音響整合板７を直接又は間接に密着させることができる。
さらに、同軸レセプタクル１３，１４を収容部１Ｒに固定したので、超音波トランスデューサ５，６と外部との入出力を行うにあたり、同軸レセプタクル１３，１４と対をなす同軸プラグ３３，４３を先端部３２Ｓに形成した同軸ケーブル３２，４２を用いれば足りる。そのうえ、同軸レセプタクル１３，１４と同軸プラグ３３，４３との結合・脱着で、同軸ケーブル３２，４２の接続・脱離が可能であるので、取り扱いが容易である。
しかも、同軸レセプタクル１３，１４は、有底筒部材２６（シールド筒８）とは離間して流量計本体部材１の収容部１Ｒに固定されている。このため、有底筒部材２６（シールド筒８）は、同軸レセプタクル１３，１４の固定に関わらない。このため、同軸レセプタクル１３，１４の固定の影響を受けることなく、有底筒部材２６の底部をなす音響整合板７及びこれに固着した超音波トランスデューサ５，６を、超音波透過壁部３，４に向けて付勢できる。

この超音波流量計２１では、シールド筒８が金属からなるため電磁シールド性を有し、蓋機構２７のうちシールド蓋９も同じく電磁シールド性を有している。加えて既に記載したように、超音波トランスデューサ５，６は、両面に電極層（接地電極層５Ｇ，６Ｇと信号電極層５Ｄ，６Ｄ）、即ち電磁シールド性を有する導電層を有している。従って、超音波トランスデューサ５，６の信号電極層５Ｄ，６Ｄから、同軸レセプタクルの中心導体１３Ｃ，１４Ｃに導通する信号リード線５Ｌ，６Ｌは、電磁シールド性を有する、超音波トランスデューサ５，６の接地電極層５Ｇ，６Ｇ、シールド筒８、及び、シールド蓋９で囲まれた空間内に位置することとなり、この信号リード線５Ｌ，６Ｌを伝わる信号に外部からのノイズが重畳するのを効果的に抑制することができる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態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、実施形態では、超音波流量計として使用する場合に、超音波トランスデューサ５，６が、測定路２ＲＢの軸線２ＲＢＸ（２０２ＲＢＸ）にそれぞれ直交し、互いに対向する形態に、超音波トランスデューサ５，６を配置した例を示した。
しかし、測定路２ＲＢの軸線２ＲＢＸと、超音波振動面５Ａと超音波振動面６Ａとを結ぶ軸線とが斜交するように、超音波トランスデューサ５，６を配置するようにしても良い。

また、ジャックレセプタクル自身にネジ部を形成し、レセプタクル固定ナットを用いて、これを固定するタイプのレセプタクルを用いた例を示した。しかし、他の形態のレセプタクルを用いても良い。
また、一対の同軸コネクタとして、超音波流量計２１にジャックレセプタクルを、他方接続体３０，４０にプラグを用いた例を示した。しかし、ジャックレセプタクルに代えてプラグレセプタクルを用い、プラグに代えてジャックを用いることも出来る。
また、シールド筒８には、Ｕ字状の切り欠き部（欠損部）を設けた例を示したが、これに代えて、貫通孔を設けても良い。また、有底筒部材２６として、音響整合板７とシールド筒８とを別体に設けたが、一体の有底筒状の有底筒部材を用いることもできる。

Ｌ 液体（流体）
２０ 超音波流量計接続構造体
２１ 超音波流量計（被接続体）
１ 流量計本体部材
１Ｒ 収容部
１Ｓ 収容凹部
１Ｈ コネクタ挿通孔
２ 流路壁部
２Ｒ （流路壁部で構成される）流路
３，４ 超音波透過壁部
５，６ 超音波トランスデューサ
５Ｌ，６Ｌ （超音波トランスデューサの）信号リード線
５Ｄ，６Ｄ 信号電極層
５Ｇ，６Ｇ 接地電極層
７ 音響整合板（底板部材、有底筒部材の底部）
８ シールド筒（筒部材、有底筒部材の筒部）
８Ａ 基端面（開口端面）
８Ｂ 先端面
８Ｃ (シールド筒の）切り欠き部（欠損部）
２６ 有底筒部材
９ シールド蓋（蓋板材、蓋機構）
１０ 付勢機構
１１ スプリングワッシャ（蓋機構）
１２ 押さえ蓋（蓋機構）
２７ 蓋機構
１３，１４ 同軸レセプタクル（同軸接栓座）
３０，４０ 接続体
３２，４２ 同軸ケーブル
３２Ｔ （同軸ケーブルの）先端部
３３，４３ 同軸プラグ（同軸接栓）

Claims (2)

1. 流体が流される流路を構成する流路壁部を有する流量計本体であって、
   上記流路壁部の一部をなし、超音波を透過させる超音波透過壁部であって、
   上記流路に面する超音波透過流路面をなす
   超音波透過壁部を有すると共に、
   上記超音波透過壁部を底部とする有底筒状の収容凹部をなす収容部を有する
   流量計本体と、
   上記収容凹部内に配置され、上記流体に向けての上記超音波透過壁部を通した上記超音波の放射及び上記流体からの上記超音波透過壁部を通した上記超音波の受波を行う、板状で、両面にそれぞれ電極層を有する超音波トランスデューサと、
   内部に上記超音波トランスデューサを収容する有底筒状の有底筒部材であって、
   上記超音波トランスデューサよりも径大の板状で、上記超音波トランスデューサが固着され、上記超音波透過壁部に直接又は間接に密着する底部、及び、上記超音波トランスデューサを囲む筒状の筒部、を有する
   有底筒部材と、
   上記収容凹部を閉塞すると共に、上記有底筒部材の開口端を押圧し、この有底筒部材の上記底部を上記超音波透過壁部に向けて付勢する蓋機構と、を備え、
   上記有底筒部材は、上記筒部に、自身を貫通する貫通孔または上記開口端から上記底部側に延びる切り欠き部からなる欠損部を有し、
   上記流量計本体の上記収容部は、上記有底筒部材の上記欠損部に連通するコネクタ挿通孔を有し、
   自身の一部が上記コネクタ挿通孔を挿通して、上記収容部に固定された同軸接栓座であって、
   上記有底筒部材内に、少なくとも自身の中心導体が突出し、かつ上記有底筒部材と離間した形態に固定されてなる
   同軸接栓座を備え、
   上記超音波トランスデューサの上記電極層のうち、
   上記超音波透過壁部側に位置する接地電極層は、上記同軸接栓座のうち、上記中心導体の周りを囲む接地導体に導通し、
   他方の信号電極層は、信号リード線を介して、上記同軸接栓座の上記中心導体に導通してなる
   超音波流量計。
2. 請求項１に記載の超音波流量計であって、
   前記有底筒部材のうち、少なくとも前記筒部は、電磁シールド性を有してなり、
   前記蓋機構は、
   上記有底筒部材の前記開口端に当接して上記有底筒部材の開口を閉塞する板状で、電磁シールド性を有する蓋板材と、
   上記蓋板材を前記底部側に向けて付勢する付勢機構と、を有する
   超音波流量計。

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