特許 6097988 超音波センサユニット及びその製造方法、超音波計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6097988

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】超音波センサユニット及びその製造方法、超音波計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/66 20060101AFI20170313BHJP

   H04R 1/00 20060101ALI20170313BHJP

   H04R 31/00 20060101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   G01F1/66 A

   H04R1/00 330A

   H04R31/00 330

【請求項の数】10

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-565357(P2016-565357)

(86)(22)【出願日】2016年6月22日

(86)【国際出願番号】JP2016068483

【審査請求日】2016年10月28日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000243364

【氏名又は名称】本多電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114605

【弁理士】

【氏名又は名称】渥美 久彦

(72)【発明者】

【氏名】流田 賢治

【審査官】 山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１４４２７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１１５５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７０８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−５５９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５０９１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１７２５６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ １／６６

Ｈ０４Ｒ １／００

Ｈ０４Ｒ １７／００

Ｈ０４Ｒ ３１／００

Ａ６１Ｂ ８／００

Ｇ０１Ｓ ７／５２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凸曲面状の超音波放射面を先端部に有する超音波センサと、
前端面及び後端面を連通するとともに前記超音波センサが配置される収納穴が形成されたセンサ収納部材と、前記収納穴内の前記超音波センサを基端部側から抑えつけるとともに前記超音波センサの前記先端部を前記前端面から突出させた状態で固定するセンサ抑え部材とを含むセンサホルダと
を備え、前記超音波センサの前記先端部を対象物に押し当てた状態で前記超音波放射面から超音波を放射する超音波センサユニットであって、
前記超音波放射面に沿って引き伸ばされた状態で前記超音波放射面を覆う第１領域と、
前記第１領域の外周側に位置し、前記収納穴の内周面と前記超音波センサの外周面との隙間に挟み込まれることで前記隙間をシールする第２領域と
を有する弾性体シートを備えた
ことを特徴とする超音波センサユニット。

【請求項2】

前記弾性体シートは、前記超音波放射面に対して非接着状態かつ交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサユニット。

【請求項3】

前記弾性体シートはゴムシートであり、
前記ゴムシートにおいて、前記第２領域は前記ゴムシートの厚さ方向に圧縮される一方、前記第１領域は前記ゴムシートの面方向に伸張されて前記第２領域よりも薄くなっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波センサユニット。

【請求項4】

前記弾性体シートは、ゴム製の基材に粘着層を積層してなり、自身の伸縮によって密着する自己融着型のゴムシートであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波センサユニット。

【請求項5】

前記超音波センサの基端側にはフランジ部が形成されるとともに、
前記収納穴は、小径部と前記小径部よりも前記後端面側に位置する大径部とからなり、
前記小径部と前記大径部との接続部分には、前記フランジ部が前記センサ収納部材の前記後端面側から係止可能な段差面が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波センサユニット。

【請求項6】

前記弾性体シートは円形のシートであり、その直径は、前記収納穴における前記小径部の内径よりも大きく、かつ前記大径部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の超音波センサユニット。

【請求項7】

前記対象物は、液体を流す計測用配管であり、
前記計測用配管を挟んで対向するよう一対の前記超音波センサが配置されており、
前記一対の超音波センサのうちの少なくとも一方の前記超音波放射面を前記計測用配管に押し当てて前記計測用配管をクランプするための付勢力を前記センサホルダに付与する付勢部材をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波センサユニット。

【請求項8】

前記計測用配管は、前記液体としての輸液を流す輸液チューブの途中に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の超音波センサユニット。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超音波センサユニットと、
前記超音波センサに電気的に接続され、前記超音波センサの検出信号に基づいて超音波計測のための演算処理を行う演算手段と
を備えたことを特徴とする超音波計測装置。

【請求項10】

請求項６に記載の超音波センサユニットを製造する方法であって、
前記センサ収納部材において、前記収納穴における前記段差面に前記弾性体シートを位置決めしつつ配置するシート配置工程と、
前記センサ収納部材の前記後端面側から前記収納穴内に前記超音波センサを挿入するとともに、前記センサ抑え部材を用いて前記後端面を抑えつけることにより、前記収納穴の前記小径部内に前記弾性体シートを介して前記超音波センサを押し込み、前記弾性体シートの前記第１領域で覆われた前記超音波放射面を前記センサ収納部材の前記前端面から突出させるとともに、前記第２領域で前記収納穴の内周面と前記超音波センサの外周面との隙間をシールするセンサ押込工程と、
前記段差面に前記フランジ部を当接させた状態で、前記センサ収納部材に前記センサ抑え部材を固定することにより、前記センサホルダを形成するホルダ形成工程と
を含むことを特徴とする超音波センサユニットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波放射面から超音波を伝搬させる超音波センサを備えた超音波センサユニット及びその製造方法、超音波センサユニットを用いて超音波計測を行う超音波計測装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、超音波を用いた計測装置として、液体の流量計測を行う超音波流量計や液体に含まれる気泡の検出を行う気泡検出装置などの超音波計測装置が実用化されている。これら計測装置では、液体を流す配管に超音波センサの超音波放射面を押し当てて配管内の液体中に超音波を伝搬させるように構成されている。

【0003】

配管が硬い樹脂材料等で形成される場合、超音波センサの超音波放射面と配管との密着性が不十分となることがある。このため、超音波放射面と配管との間にゴムシート（音響カプラとして機能する弾性体シート）を設け、配管に対する超音波放射面の密着性を向上させることで超音波の伝搬効率を高めるようにしている（例えば、特許文献１参照）。また、超音波センサに用いるドライカップリング用ゴムとして、ゴムキャップやゴムシートの製品が提供されている（非特許文献１）。ゴムキャップは、超音波センサの超音波放射面を覆うようにセンサ先端側に装着されるキャップ部材であり、超音波センサの外縁部に係止され固定（ホールド）されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００２−５２０５８４号公報（図２Ａ等参照）

【非特許文献1】アイ・エス・エル社 ホームページ、[平成２８年５月２３日検索]、インターネット<URL:http://www1.kcn.ne.jp/~isl/pdf/drycoupj.pdf>

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、カップリング用ゴムとしてゴムキャップを用いる場合、超音波センサに対するホールド力を確保する必要があるため、ゴムの肉厚が厚くなり成型コストが高くなってしまう。特に、超音波放射面のサイズが小さい超音波センサに適用する場合、ゴムキャップを小型にする必要があるがその成型が困難となりコストがかかる。さらに、ゴムキャップが小型になると、超音波センサに対する十分なホールド力を確保することが困難となる。またこの場合、超音波センサにゴムキャップを装着し難くなるため、位置ズレ等によって超音波放射面とゴムキャップとの間に隙間が生じると、正確な超音波計測ができなくなってしまう。

【0006】

カップリング用ゴムとしてゴムシートを用いる場合、測定部位にゴムシートをその都度手作業で挟み込んで抑えつける必要があり、作業性が悪い。このため、通常は、接着剤や両面テープなどを用いて超音波放射面にゴムシートを接着固定している。しかしながら、ゴムシートを接着する場合、長期間の使用によって接着剥がれ等の故障モードが生じるおそれがある。さらに、長期間の使用によってゴムが摩耗すると、超音波の伝搬効率が下がるため、ゴムシートの交換が必要となる。この場合、接着剤で固定されたゴムシートを超音波放射面からきれいに剥がすことが困難であり、ゴムシートの交換作業には手間やコストがかかってしまう。

【0007】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波放射面に対する弾性体シートの密着性を十分に確保することができるとともに弾性体シートの交換を容易に行うことができる超音波センサユニットを提供することにある。また、別の目的は、上記超音波センサユニットを用いて超音波計測をより確実に行うことができる超音波計測装置を提供することにある。さらに、別の目的は、上記超音波センサユニットを製造するのに好適な製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、凸曲面状の超音波放射面を先端部に有する超音波センサと、前端面及び後端面を連通するとともに前記超音波センサが配置される収納穴が形成されたセンサ収納部材と、前記収納穴内の前記超音波センサを基端部側から抑えつけるとともに前記超音波センサの前記先端部を前記前端面から突出させた状態で固定するセンサ抑え部材とを含むセンサホルダとを備え、前記超音波センサの前記先端部を対象物に押し当てた状態で前記超音波放射面から超音波を放射する超音波センサユニットであって、前記超音波放射面に沿って引き伸ばされた状態で前記超音波放射面を覆う第１領域と、前記第１領域の外周側に位置し、前記収納穴の内周面と前記超音波センサの外周面との隙間に挟み込まれることで前記隙間をシールする第２領域とを有する弾性体シートを備えたことを特徴とする超音波センサユニットをその要旨とする。

【0009】

従って、請求項１に記載の発明によると、弾性体シートは、第１領域とその外周側に位置する第２領域とを有し、弾性体シートの中央部側にある第１領域が超音波放射面に沿って引き伸ばされた状態でその放射面を覆うように設けられている。このように弾性体シートを設けることで、対象物の表面に対して超音波放射面を確実に密着させることができる。特に、本発明では、超音波放射面が凸曲面状に形成されているため、弾性体シートの第１領域を均等に引き伸ばすことができ、超音波放射面に対する弾性体シートの密着状態を良好に維持することができる。この結果、弾性体シートが破れたり、弾性体シートと放射面との間に空気が入り込んだりするといった問題を防止することができ、対象物に超音波を効率よく伝搬させることができる。さらに、弾性体シートの外周側にある第２領域によって、収納穴の内周面と超音波センサの外周面との隙間がシールされるので、超音波センサが収納されているセンサホルダ内の気密性が確保される。この結果、センサホルダ内において、超音波センサの電気端子や接続配線等が腐食したりショートしたりするといった問題を回避できる。

【0010】

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記弾性体シートは、前記超音波放射面に対して非接着状態かつ交換可能に設けられていることをその要旨とする。

【0011】

従って、請求項２に記載の発明によると、超音波センサユニットを繰り返し使用して弾性体シートが摩耗した場合、センサホルダをセンサ収納部材とセンサ抑え部材とに分解して超音波センサをセンサホルダから取り外すことにより、弾性体シートを消耗パーツとして容易に交換することができる。

【0012】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記弾性体シートはゴムシートであり、前記ゴムシートにおいて、前記第２領域は前記ゴムシートの厚さ方向に圧縮される一方、前記第１領域は前記ゴムシートの面方向に伸張されて前記第２領域よりも薄くなっていることをその要旨とする。

【0013】

従って、請求項３に記載の発明によると、弾性体シートは、比較的安価なゴムシートであるため、部品コストを抑えることができる。また、ゴムシートは十分な伸縮性を有し、収納穴と超音波センサとの間に第２領域が挟み込まれて圧縮されることにより隙間を確実にシールすることができる。また、ゴムシートにおいて超音波放射面を覆う第１領域が伸びて薄くなるため、超音波の伝搬効率をより高めることができる。

【0014】

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記弾性体シートは、ゴム製の基材に粘着層を積層してなり、自身の伸縮によって密着する自己融着型のゴムシートであることをその要旨とする。

【0015】

従って、請求項４に記載の発明によると、弾性体シートが自己融着型のゴムシートであるため、ゴムシートの外周側にある第２領域が圧縮されることで密着性が高まり、収納穴の内周面と超音波センサの外周面との隙間を確実にシールすることができる。また、ゴムシートの中央側にある第１領域が伸張されることで、超音波放射面に沿ってゴムシートを確実に密着させることができる。

【0016】

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記超音波センサの基端側にはフランジ部が形成されるとともに、前記収納穴は、小径部と前記小径部よりも前記後端面側に位置する大径部とからなり、前記小径部と前記大径部との接続部分には、前記フランジ部が前記センサ収納部材の前記後端面側から係止可能な段差面が形成されていることをその要旨とする。

【0017】

従って、請求項５に記載の発明によると、収納部材において、収納穴の小径部と大径部との接続部分に形成された段差面にフランジ部が後端面側から当接して係止することにより、収納穴における軸線方向の超音波センサの移動を規制することができる。この構成により、センサ収納部材の前端面から超音波センサの先端部を所定量だけ確実に突出させることができる。

【0018】

請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記弾性体シートは円形のシートであり、その直径は、前記収納穴における前記小径部の内径よりも大きく、かつ前記大径部の内径よりも小さいことをその要旨とする。

【0019】

従って、請求項６に記載の発明によると、円形の弾性体シートの直径は、収納穴における小径部の内径よりも大きく、かつ大径部の内径よりも小さいため、収納穴の段差面に弾性体シートを確実に配置させることができる。この場合、収納穴に対して円形の弾性体シートの位置決めを正確に行うことができるため、弾性体シートの組み付け精度を高めることができる。この結果、超音波放射面の中心と弾性体シートの中心との位置合わせを正確に行うことができ、超音波放射面に沿って第１領域が均等に伸びた状態で弾性体シートを容易に設置することができる。

【0020】

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記対象物は、液体を流す計測用配管であり、前記計測用配管を挟んで対向するよう一対の前記超音波センサが配置されており、前記一対の超音波センサのうちの少なくとも一方の前記超音波放射面を前記計測用配管に押し当てて前記計測用配管をクランプするための付勢力を前記センサホルダに付与する付勢部材をさらに備えたことをその要旨とする。

【0021】

従って、請求項７に記載の発明によると、計測用配管を挟んで対向するよう一対の超音波センサが配置されており、少なくとも一方の超音波センサを保持するセンサホルダが付勢部材により付勢される。この結果、超音波センサの超音波放射面が計測用配管に押し当てられ一対の超音波センサによって計測用配管がクランプされる。この場合、超音波センサの超音波放射面から計測用配管内の液体中に超音波を効率よく伝搬させることができ、液体の流量計測や液体に含まれる気泡の検出などの超音波計測を確実に行うことができる。

【0022】

請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記計測用配管は、前記液体としての輸液を流す輸液チューブの途中に設けられていることをその要旨とする。

【0023】

従って、請求項８に記載の発明によると、輸液を流す輸液チューブの途中に計測用配管が設けられているため、超音波センサの超音波放射面から計測用配管を介して輸液中に超音波を効率よく伝搬させることができ、輸液の流量計測や輸液に含まれる気泡の検出などの超音波計測を確実に行うことができる。また、輸液チューブは細いため、それに繋がる計測用配管を細く形成することができる。この場合、超音波センサとして、例えば直径が１５ｍｍ以下の小型センサを用いることができ、超音波センサユニットをコンパクトに形成することができる。

【0024】

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超音波センサユニットと、前記超音波センサに電気的に接続され、前記超音波センサの検出信号に基づいて超音波計測のための演算処理を行う演算手段とを備えたことを特徴とする超音波計測装置をその要旨とする。

【0025】

従って、請求項９に記載の発明によると、超音波センサユニットにおける超音波センサの検出信号が演算手段に取り込まれ、その検出信号に基づいて超音波計測のための演算処理が行われる。このように、超音波センサユニットを用いて超音波計測装置を構成することにより、超音波センサの超音波放射面における密着性が確保されるため、超音波の伝搬効率を高めることができ、超音波計測をより確実に行うことができる。また、センサホルダ内の気密性が確保されるため、超音波センサの電気端子や接続配線等が腐食したりショートしたりするといった問題を回避することができる。

【0026】

請求項１０に記載の発明は、請求項６に記載の超音波センサユニットを製造する方法であって、前記センサ収納部材において、前記収納穴における前記段差面に前記弾性体シートを位置決めしつつ配置するシート配置工程と、前記センサ収納部材の前記後端面側から前記収納穴内に前記超音波センサを挿入するとともに、前記センサ抑え部材を用いて前記後端面を抑えつけることにより、前記収納穴の前記小径部内に前記弾性体シートを介して前記超音波センサを押し込み、前記弾性体シートの前記第１領域で覆われた前記超音波放射面を前記センサ収納部材の前記前端面から突出させるとともに、前記第２領域で前記収納穴の内周面と前記超音波センサの外周面との隙間をシールするセンサ押込工程と、前記段差面に前記フランジ部を当接させた状態で、前記センサ収納部材に前記センサ抑え部材を固定することにより、前記センサホルダを形成するホルダ形成工程とを含むことを特徴とする超音波センサユニットの製造方法をその要旨とする。

【0027】

従って、請求項１０に記載の発明によると、シート設置工程では、収納穴における段差面に弾性体シートが位置決めされて配置される。具体的には、収納穴の中心に合わせた状態で段差面に円形の弾性体シートが配置される。そして、センサ押込工程では、センサ収納部材の後端面側から収納穴内に超音波センサが挿入されるとともに、センサ抑え部材を用いて後端面が抑えつけられる。これにより、収納穴の小径部内に弾性体シートを介して超音波センサが押し込まれる。このとき、弾性体シートの外周側にある第２領域は、収納穴の内周面と超音波センサの外周面との間に挟み込まれた状態で固定される。また、弾性体シートの中央側にある第１領域は、超音波センサが収納穴内に押し込まれるときの超音波放射面の移動によって引っ張られてその放射面に沿って均一に伸びていく。さらに、弾性体シートにおいて、第１領域が伸びるのに対して外周側にシートの余肉が寄せ集められる。この結果、弾性体シートの第２領域は、収納穴の内周面と超音波センサの外周面との隙間に圧縮された状態で密着される。このようにして、弾性体シートの第１領域により覆われた超音波放射面がセンサ収納部材の前端面から突出されるとともに、第２領域によって収納穴の内周面と超音波センサの外周面との隙間がシールされる。その後、ホルダ形成工程では、段差面にフランジ部が当接された状態で、センサ収納部材にセンサ抑え部材が固定されることにより、センサホルダが形成される。これら工程を経て超音波センサユニットを製造すると、弾性体シートの第１領域によって、超音波センサの超音波放射面における密着性が確保されるため、超音波の伝搬効率を高めることができ、超音波計測をより確実に行うことができる。また、弾性体シートの第２領域によってセンサホルダ内の気密性が確保されるため、超音波センサの電気端子や接続配線等が腐食したりショートしたりするといった問題を回避することができる。

【発明の効果】

【0028】

以上詳述したように、請求項１〜８に記載の発明によると、超音波放射面に対する弾性体シートの密着性を十分に確保することができるとともに弾性体シートの交換を容易に行うことができる超音波センサユニットを提供することができる。また、請求項９に記載の発明によると、上記超音波センサユニットを用いて超音波計測をより確実に行うことができる超音波計測装置を提供することができる。さらに、請求項１０に記載の発明によると、上記超音波センサユニットを製造するのに好適な製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】第１の実施の形態の超音波流量計の概略構成を示す斜視図。

【図2】第１の実施の形態の超音波センサユニットを示す分解斜視図。

【図3】第１の実施の形態の超音波センサユニットを示す断面図。

【図4】超音波流量計の電気的構成を示すブロック図。

【図5】超音波センサユニットの製造方法を示す説明図。

【図6】超音波センサユニットの製造方法を示す説明図。

【図7】超音波センサユニットの製造方法を示す説明図。

【図8】実験用の超音波センサユニットを示す説明図。

【図9】ゴムシートの有無に応じた超音波の送受感度を示すグラフ。

【図10】第２の実施の形態の超音波センサユニットを示す斜視図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0030】

［第１の実施の形態］
以下、本発明を超音波計測装置としての超音波流量計に具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

【0031】

図１に示されるように、超音波流量計１は、超音波センサユニット２と、演算手段としての計測制御装置３とを備える。超音波流量計１は、例えば医療現場において、輸液チューブ４を流れる輸液Ｗ１(薬液などの液体)の流量を超音波伝搬時間差方式で測定する。

【0032】

図１〜図３に示されるように、超音波センサユニット２は、輸液チューブ４に接続される計測用配管１０（対象物）と、計測用配管１０を介して対向配置される一対の超音波センサ１１，１２と、各超音波センサ１１，１２及び計測用配管１０が設置されるベース１４と、超音波センサ１２を計測用配管１０に付勢するバネユニット１５（付勢手段）とを備える。

【0033】

計測用配管１０は、直管部１７とそれに繋がる流入口１８及び流出口１９を有し、流入口１８及び流出口１９に輸液チューブ４がそれぞれ接続されている。つまり、計測用配管１０は、輸液チューブ４の途中に設けられており、直管部１７には流入口１８から流出口１９に向けて輸液Ｗ１が流れるようになっている。計測用配管１０は、例えばボリカーボネイトなどの樹脂材料を用いて形成されている。

【0034】

図３に示されるように、一対の超音波センサ１１，１２は、ともに同じ構造を有するセンサである。各超音波センサ１１，１２は、直径が１０ｍｍの小型のセンサであり、凸曲面状の超音波放射面２１を先端部に有する。より詳しくは、超音波センサ１１，１２は、先端側の外縁部がＲ面状に面取りされた円筒状をなし基端部側にフランジ部２５を有するキャップ状のセンサケース２６と、センサケース２６内に内蔵され、超音波の送受信が可能な超音波振動子２７とを備える。超音波振動子２７は、例えばＰＺＴなどの圧電セラミックスを用いて円板状に形成された圧電素子である。

【0035】

キャップ状のセンサケース２６において、先端部となる頂部の内面側に超音波振動子２７の振動面が接着固定されており、その先端部の外面が超音波放射面２１となっている。超音波センサ１１，１２は、先端部の超音波放射面２１を計測用配管１０に押し当てた状態で超音波放射面２１から超音波を放射する。センサケース２６内において超音波振動子２７に接続された配線２８が外部に引き出されており、超音波振動子２７を収納した状態でケース２６内の隙間が樹脂充填剤２９で埋められている。この樹脂充填剤２９によってセンサケース２６内が密閉されることで超音波センサ１１，１２が形成されている。そして、超音波センサ１１，１２において、フランジ部２５が形成されている基端部側の端面（基端面）の中央から配線２８が引き出されている。

【0036】

図１〜図３に示されるように、ベース１４は、ＡＢＳ樹脂など樹脂材料を用いて略四角板状に形成されており、その一端には、センサ収納部材となる固定壁部３１が突設されている。固定壁部３１には前端面３３と後端面３４とを連通する収納穴３５が形成されており、その収納穴３５に超音波センサ１１が配置される。収納穴３５は、小径部３７と小径部３７よりも後端面３４側に位置する大径部３８とからなり、小径部３７と大径部３８との接続部分には、超音波センサ１１のフランジ部２５が後端面３４側から係止可能な段差面３９（図３参照）が形成されている。そして、固定壁部３１の後端面３４にセンサ抑え板４１（センサ抑え部材）がネジ止めされている。センサ抑え板４１は、収納穴３５内に配置されている超音波センサ１１をその基端部側から抑えつけるとともに、超音波センサ１１の先端部（超音波放射面２１）を固定壁部３１の前端面３３から突出させた状態で固定する。センサ抑え板４１もＡＢＳ樹脂などの樹脂材料からなる。

【0037】

本実施の形態では、ベース１４の固定壁部３１とセンサ抑え板４１とによってセンサホルダ４２が構成される。このセンサホルダ４２は、ベース１４に対して移動不能に設けられた固定型のセンサホルダとなっている。一方、ベース１４において固定壁部３１と対向する他端側には、可動型のセンサホルダ４３がベース１４の長手方向に移動可能に配置されている。具体的には、ベース１４の他端側に、ホルダ収納溝４５（図２参照）がベース１４の長手方向に切り欠かれるようにして形成されている。ホルダ収納溝４５の対向する側面上部には、センサホルダ４３を移動させるためのガイドとして機能する一対のガイド突起４６がベース１４の長手方向に沿って設けられている。

【0038】

可動型のセンサホルダ４３は、超音波センサ１２を収納する略円筒状の収納部４８と、その収納部４８の下方に設けられた台座部４９とからなるホルダ本体５０（センサ収納部材）と、収納部４８に収納された超音波センサ１２をその基端部側から抑えつけるセンサ抑え蓋５１（センサ抑え部材）とを備える。センサホルダ４３のホルダ本体５０及びセンサ抑え蓋５１もＡＢＳ樹脂などの樹脂材料からなる。

【0039】

センサホルダ４３において、ホルダ本体５０の収納部４８における外周面には、軸線方向に沿って延びるように形成されたガイド溝５３を有するガイド部５４が一対設けられている。ガイド部５４において、ガイド溝５３は２本の凸条部５５の間に形成されている。ホルダ本体５０におけるガイド部５４のガイド溝５３をベース１４側のガイド突起４６に嵌合させた状態で台座部４９をホルダ収納溝４５に嵌め込むことで、センサホルダ４３が軸線方向にスライド可能に設けられている。

【0040】

ホルダ本体５０における収納部４８には、前端面５７と後端面５８とを連通する収納穴５９が形成されており、その収納穴５９に超音波センサ１２が配置される。収納穴５９は、小径部６１と小径部６１よりも後端面５８側に位置する大径部６２とからなり、小径部６１と大径部６２との接続部分には、超音波センサ１２のフランジ部２５が後端面５８側から係止可能な段差面６３（図３参照）が形成されている。そして、センサ抑え蓋５１は、収納穴５９内に配置されている超音波センサ１２をその基端部側から抑えつけるとともに、超音波センサ１２の先端部２１をホルダ本体５０の前端面５７から突出させた状態で固定する。ここでは、収納部４８においてガイド部５４よりも中央寄りの位置には収納穴５９に連通する貫通穴６５が形成されており、貫通穴６５にはスプリングピン６６が挿入されている。このスプリングピン６６が収納穴５９内にてセンサ抑え蓋５１に当接することによりセンサ抑え蓋５１が収納部４８に固定される。

【0041】

バネユニット１５は、コイル状の圧縮バネ７０と、ベース１４の端面にネジ止めされるサイド板７１とを備え、超音波センサ１２の超音波放射面２１を計測用配管１０に押し当てて計測用配管１０をクランプするための付勢力をセンサホルダ４３に付与する。具体的には、バネユニット１５のサイド板７１には、圧縮バネ７０の基端側を収納して固定するための中空円筒状のバネ収納部７３が形成されている。このバネユニット１５に固定された圧縮バネ７０の先端側がセンサ抑え蓋５１に当接し、圧縮バネ７０の付勢力がセンサ抑え蓋５１を介してセンサホルダ４３に作用するようになっている。

【0042】

ホルダ本体５０の後端側において収納部４８と台座部４９との接続部分には、引き棒７４の先端部を固定するための切欠き部７５が形成されるとともに、台座部４９の側面にはスプリングピン６６を挿入する貫通穴７７が形成されている。引き棒７４の基端部側は丸棒状をなし、引き棒７４の先端部は、切欠き部７５に挿入すべく薄板状に形成されている。引き棒７４の基端部及び先端部には、スプリングピン６６を挿入するための貫通穴７８が形成されている。引き棒７４の先端部をホルダ本体５０の切欠き部７５に挿入するとともに、ホルダ本体５０の貫通穴７７を通して引き棒７４の先端部の貫通穴７８にスプリングピン６６を挿入することにより、引き棒７４がホルダ本体５０に固定されている。さらに、バネユニット１５のサイド板７１には、引き棒７４の基端部を挿通してユニット外部に突出させる貫通穴７９が形成されており、貫通穴７９から突出した引き棒７４の基端部にグリップ８１がスプリングピン６６を用いて固定されている。このグリップ８１を引っ張ることで引き棒７４を介してセンサホルダ４３が圧縮バネ７０の付勢力に抗して引き戻される。この結果、一対の超音波センサ１１，１２による計測用配管１０のクランプが解除され、ベース１４に設置された計測用配管１０の取り外しや計測用配管１０の再セットが可能となる。

【0043】

ベース１４において、固定型のセンサホルダ４２と可動型のセンサホルダ４３との間（一対の超音波センサ１１，１２の間）となる位置には、肉厚が若干厚く形成された厚肉部８３が設けられており、その厚肉部８３の中央部分には凹状に形成された配管配置溝８４が形成されている。この配管配置溝８４に沿って計測用配管１０の直管部１７が配置される。この状態において、各センサホルダ４２，４３に保持されている一対の超音波センサ１１，１２が直管部１７を挟んで対向配置されるようになっている。

【0044】

本実施の形態では、固定型のセンサホルダ４２及び可動型のセンサホルダ４３において、超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１に対して非接着状態かつ交換可能にゴムシート９０（弾性体シート）が設けられている。ゴムシート９０は、超音波放射面２１に沿って引き伸ばされた状態で超音波放射面２１を覆う第１領域９１と、第１領域９１の外周側に位置し、収納穴３５，５９の内周面と超音波センサ１１，１２の外周面との隙間に挟み込まれることで隙間をシールする第２領域９２とを有する。ゴムシート９０は、シリコンゴム製の基材に粘着層を積層してなり、自身の伸縮によって密着する自己融着型のゴムシートである。図７に示されるように、ゴムシート９０において、第２領域９２はゴムシート９０の厚さ方向に圧縮される一方、第１領域９１はゴムシート９０の面方向に伸張されるため、第１領域９１の厚さｔ１は第２領域９２の厚さｔ２よりも薄くなっている（ｔ１＜ｔ２）。本実施の形態において、ゴムシート９０として、円形のシートが用いられる。ゴムシート９０は、センサホルダ４２，４３に装着される前の未装着状態（図２参照）での直径は、例えば１４ｍｍ程度であり、収納穴３５，５９における小径部３７，６１の内径（例えば１１ｍｍ程度）よりも大きく、かつ大径部３８，６２の内径（例えば１５ｍｍ）よりも小さくなっている。また、未装着状態でのゴムシート９０の厚さは０．５ｍｍ程度である。

【0045】

固定型のセンサホルダ４２において、超音波センサ１１の基端部から延びる配線２８は、センサ抑え板４１の貫通穴９５を通じて超音波センサユニット２の外部に引き出され、計測制御装置３に接続されている。また、可動型のセンサホルダ４３において、超音波センサ１２の基端部から延びる配線２８は、センサ抑え蓋５１の中心穴９６、圧縮バネ７０の内側、サイド板７１の貫通穴９７を通じて超音波センサユニット２の外部に引き出され、計測制御装置３に接続されている。つまり、超音波センサユニット２の各超音波センサ１１，１２は、配線２８を介して計測制御装置３に電気的に接続されている。

【0046】

計測制御装置３は、超音波センサ１１，１２で送受信される超音波の伝搬時間差に応じた輸液Ｗ１の流量を演算により求める。以下、計測制御装置３の構成について図４を用いて詳述する。

【0047】

図４に示されるように、計測制御装置３は、信号処理部１００、演算処理部１０１、入力装置１０２、及び表示装置１０３等を備える。信号処理部１００は、各超音波センサ１１，１２を駆動するための駆動信号を出力する回路や、超音波の伝搬時間を検出する回路などを含む。演算処理部１０１は、従来周知のＣＰＵ１０５やメモリ１０６等を含んで構成された処理回路である。演算処理部１０１において、メモリ１０６には、制御プログラムやデータが記憶されており、ＣＰＵ１０５はそのメモリ１０６の制御プログラムに従って流量の演算処理や表示処理を行う。

【0048】

より詳しくは、信号処理部１００は、各超音波センサ１１，１２を駆動して、相互に超音波を送受信させる。このとき、信号処理部１００は、一対の超音波センサ１１，１２において上流側の超音波センサ１１から送信され下流側の超音波センサ１２で受信された超音波の正方向の伝搬時間（輸液Ｗ１の流れに対して正方向に伝搬した超音波の伝搬時間）を検出する。また、信号処理部１００は、下流側の超音波センサ１２から送信され上流側の超音波センサ１１で受信された超音波の逆方向の伝搬時間（輸液Ｗ１の流れに対して逆方向に伝搬した超音波の伝搬時間）を検出する。そして、信号処理部１００は、正方向の伝搬時間と逆方向の伝搬時間とを演算処理部１０１に出力する。演算処理部１０１は、信号処理部１００から出力された正方向の伝搬時間と逆方向の伝搬時間とを取り込み、伝搬時間に応じた輸液Ｗ１の流量を演算により求める。

【0049】

入力装置１０２は、各種の操作ボタンを含み、測定の開始・終了、表示モードの設定などを行う。表示装置１０３は、例えば液晶ディスプレイであり、演算処理部１０１で求められた流量を表示する。

【0050】

次に、各部材を組み付けて超音波センサユニット２を製造する方法について説明する。

【0051】

まず、図５に示されるように、ベース１４において、固定壁部３１の収納穴３５における段差面３９にゴムシート９０を位置決めしつつ配置する（シート配置工程）。ここでは、収納穴３５の中心に合わせた状態で段差面３９に円形のゴムシート９０を配置する。その後、図６に示されるように、固定壁部３１の後端面３４側から収納穴３５内に超音波センサ１１を挿入するとともに、センサ抑え板４１を用いて固定壁部３１の後端面３４を抑えつける。これにより、図７に示されるように、収納穴３５の小径部３７内にゴムシート９０を介して超音波センサ１１が押し込まれる（センサ押込工程）。

【0052】

このとき、ゴムシート９０の外周側にある第２領域９２は、収納穴３５の内周面と超音波センサ１１の外周面との間に挟み込まれた状態で固定される。また、ゴムシート９０の中央側にある第１領域９１は、超音波センサ１１が収納穴３５内に押し込まれるときの超音波放射面２１の移動によって矢印Ａ１方向に引っ張られて、その放射面２１に沿って均一に伸びていく（図７の矢印Ａ１を参照）。さらに、ゴムシート９０において、第１領域９１が伸びるのに対して外周側にシートの余肉が寄せ集められる。この結果、ゴムシート９０の第２領域９２は、収納穴３５の内周面と超音波センサ１１の外周面との隙間にて、矢印Ａ２の方向から圧縮された状態で密着される（図７の矢印Ａ２を参照）。このようにして、ゴムシート９０の第１領域９１により覆われた超音波放射面２１が固定壁部３１の前端面３３から突出されるとともに、第２領域９２により収納穴３５の内周面と超音波センサ１１の外周面との隙間がシールされる。また、この状態では、ゴムシート９０の第２領域９２の外端は、収納穴３５の貫通方向の中央部付近に位置している。つまり、第２領域９２の幅は、貫通穴３５の貫通方向（軸方向）の長さの半分程度である。なお、第２領域９２の幅は、シール性を確保できる幅であれば適宜変更してもよい。

【0053】

そして、収納穴３５の段差面９３に超音波センサ１１のフランジ部２５を当接させた状態で、固定壁部３１の後端面３４にセンサ抑え板４１をネジ止め固定することにより、センサホルダ４２を形成する（ホルダ形成工程）。

【0054】

次に、可動型のセンサホルダ４３をベース１４に装着する。具体的には、ホルダ本体５０の収納部４８の収納穴５９における段差面６３に、ゴムシート９０を位置決めしつつ配置する（シート配置工程）。その後、収納部４８の後端面５８側から収納穴５９内に超音波センサ１２を挿入するとともに、センサ抑え蓋５１を用いて超音波センサ１２を抑えつける。これにより、収納穴５９の小径部６１内にゴムシート９０を介して超音波センサ１２を押し込み、ゴムシート９０の第１領域９１で覆われた超音波放射面２１を収納部４８の前端面５７から突出させるとともに、第２領域９２で収納穴５９の内周面と超音波センサ１２の外周面との隙間をシールする（センサ押込工程）。そして、収納穴５９の段差面６３に超音波センサ１２のフランジ部２５を当接させた状態で、収納部４８にセンサ抑え蓋５１をスプリングピン６６で固定することにより、センサホルダ４３を形成する（ホルダ形成工程）。さらに、引き棒７４の先端部をホルダ本体５０の切欠き部７５に挿入した後、その先端部をスプリングピン６６で固定する。この後、ホルダ本体５０の収納部４８に形成されたガイド溝５３をベース１４のホルダ収納溝４５におけるガイド突起４６に嵌め込み、センサホルダ４３をガイド突起４６に沿ってスライドさせて収納溝４５内に配置させる。

【0055】

次に、ベース１４の端部にバネユニット１５を組み付ける。詳しくは、サイド板７１のバネ収納部７３に圧縮バネ７０の基端側を収納するとともに、圧縮バネ７０の先端側を収納穴５９内のセンサ抑え蓋５１に当接させる。さらに、引き棒７４の基端部をサイド板７１の貫通穴７９に挿入した状態でサイド板７１をベース１４の端部にネジ止め固定する。そして、バネユニット１５の圧縮バネ７０の付勢力に抗してセンサホルダ４３をサイド板７１側に若干押し戻し、サイド板７１の貫通穴７９から引き棒７４の基端部を突出させる。その後、引き棒７４の基端部にグリップ８１を装着してスプリングピン６６を用いて固定する。この結果、超音波センサユニット２が製造される。

【0056】

超音波センサユニット２において、手でグリップ８１を引いて圧縮バネ７０の付勢力に抗してセンサホルダ４３をサイド板７１側に移動させた状態でベース１４の配管配置溝８４に計測用配管１０を設置する。その後、グリップ８１から手を放すことで圧縮バネ７０の付勢力によってセンサホルダ４３が押し出され、センサホルダ４３に保持されている超音波センサ１２の超音波放射面２１が計測用配管１０の直管部１７に押し当てられる。この結果、一対の超音波センサ１１，１２によって計測用配管１０の直管部１７がクランプされるため、超音波流量計１によって輸液Ｗ１の流量計測が可能となる。

【0057】

本発明者らは、実験用の超音波センサユニット２００（図８参照）を作成し、ゴムシート９０の有無による一対の超音波センサ１１，１２の送受信感度の違いを確認した。図８に示されるように、実験用の超音波センサユニット２００において、ベース１４Ａの一端に形成される固定型のセンサホルダ４２は、図３に示す本実施の形態のセンサホルダ４２と同じ構成である。つまり、センサホルダ４２は、収納穴３５が形成された固定壁部３１と、収納穴３５に配置された超音波センサ１１を基端側から抑えつけて固定するセンサ抑え板４１とからなる。可動型のセンサホルダ４３Ａは、ベースの長手方向に移動可能に設けられる可動壁部２０１とセンサ抑え板４１とからなる。センサホルダ４３Ａの可動壁部２０１には、固定壁部３１と同様に収納穴３５が形成されており、収納穴３５内に超音波センサ１２が配置された状態でセンサ抑え板４１によって固定されている。さらに、可動壁部２０１の下端は、ベース１４Ａに設けられた２本のガイド溝２０２に嵌め込まれるスライド部（図示略）が設けられている。そして、実験用の超音波センサユニット２００では、リニアスライダ２０３を操作することでセンサホルダ４３Ａをガイド溝２０２に沿って移動させるとともに、各センサホルダ４２，４３Ａに保持されている一対の超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１同士を当接させることができるようになっている。また、リニアスライダ２０３の操作量を変化させることにより、各超音波放射面２１に加わる荷重も調整できるようになっている。なお、実験用の超音波センサユニット２００においても、各センサホルダ４２，４３Ａに対するゴムシート９０の装着方法は上記超音波センサユニット２と同じである。

【0058】

図９に示されるように、各センサホルダ４２，４３Ａにおいて超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１にゴムシート９０を装着した場合の方がゴムシート９０を装着しない場合よりも送受感度が１０ｄＢ程度高くなることが確認された。また、ゴムシート９０を装着した場合、荷重が高いほど、ゴムが潰れて密着性が高まるとともに超音波放射面２１でのゴムの肉厚が薄くなり超音波の減衰率が減ることから、送受感度が上昇することが確認された。

【0059】

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

【0060】

（１）本実施の形態の超音波センサユニット２では、ゴムシート９０は、第１領域９１とその外周側に位置する第２領域９２とを有し、ゴムシート９０の中央部側にある第１領域９１が超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１に沿って引き伸ばされた状態でその放射面２１を覆うように設けられている。このようにゴムシート９０を設けることで、計測用配管１０の表面に対して超音波放射面２１を確実に密着させることができる。特に、本実施の形態では、超音波放射面２１が凸曲面状に形成されているため、ゴムシート９０の第１領域９１を均等に引き伸ばすことができ、超音波放射面２１に対するゴムシート９０の密着状態を良好に維持することができる。この結果、ゴムシート９０が破れたり、ゴムシート９０と超音波放射面２１との間に空気が入り込んだりするといった問題を防止することができ、計測用配管１０内の輸液Ｗ１に超音波を効率よく伝搬させることができる。さらに、ゴムシート９０の外周側にある第２領域９２によって、収納穴３５，５９の内周面と超音波センサ１１，１２の外周面との隙間がシールされるので、超音波センサ１１，１２が収納されているセンサホルダ４２，４３内の気密性が確保される。この結果、センサホルダ４２，４３内において、超音波センサ１１，１２の電気端子や接続配線２８等が腐食したりショートしたりするといった問題を回避できる。

【0061】

（２）本実施の形態の超音波センサユニット２において、ゴムシート９０は、超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１に対して非接着状態かつ交換可能に設けられている。従って、超音波センサユニット２を繰り返し使用してゴムシート９０が摩耗した場合、センサホルダ４２，４３を分解して超音波センサ１１，１２をセンサホルダ４２，４３から取り外すことにより、ゴムシート９０を消耗パーツとして容易に交換することができる。

【0062】

（３）本実施の形態の超音波センサユニット２において、弾性体シートとして比較的安価なゴムシート９０を用いているため、部品コストを抑えることができる。また、ゴムシート９０は十分な伸縮性を有し、収納穴３５，５９と超音波センサ１１，１２との間に第２領域９２が挟み込まれて圧縮されることにより隙間を確実にシールすることができる。また、ゴムシート９０において超音波放射面２１を覆う第１領域９１が伸びて薄くなるため、超音波の伝搬効率をより高めることができる。

【0063】

（４）本実施の形態の超音波センサユニット２において、ゴムシート９０が自己融着型のシートであるため、ゴムシート９０の外周側にある第２領域９２が圧縮されることで密着性が高まり、収納穴３５，５９の内周面と超音波センサ１１，１２の外周面との隙間を確実にシールすることができる。また、ゴムシート９０の中央側にある第１領域９１が伸張されることで、超音波放射面２１に沿ってゴムシート９０を確実に密着させることができる。

【0064】

（５）本実施の形態の超音波センサユニット２では、センサホルダ４２の固定壁部３１及びセンサホルダ４３のホルダ本体５０において、収納穴３５，５９の小径部３７，６１と大径部３８，６２との接続部分に段差面３９，６３が形成されている。そして、段差面３９，６３に超音波センサ１１，１２のフランジ部２５が後端面３４，５８側から当接して係止することにより、収納穴３５，５９における軸線方向の超音波センサ１１，１２の移動を規制することができる。この構成により、固定壁部３１及びホルダ本体５０の前端面３３，５７から超音波センサ１１，１２の先端部（超音波放射面２１）を所定量だけ確実に突出させることができる。

【0065】

（６）本実施の形態の超音波センサユニット２において、円形のゴムシート９０の直径は、収納穴３５，５９における小径部３７，６１の内径よりも大きく、かつ大径部３８，６２の内径よりも小さいため、収納穴３５，５９における段差面３９，６３にゴムシート９０を確実に配置させることができる。この場合、収納穴３５，５９に対して円形のゴムシート９０の位置決めを正確に行うことができるため、ゴムシート９０の組み付け精度を高めることができる。この結果、超音波放射面２１の中心とゴムシート９０の中心との位置合わせを正確に行うことができ、超音波放射面２１に沿って第１領域９１が均等に伸びた状態でゴムシート９０を容易に設置することができる。

【0066】

（７）本実施の形態の超音波流量計１では、バネユニット１５によって超音波センサ１２を保持する可動型のセンサホルダ４３が付勢されることにより、超音波センサ１２の超音波放射面２１が計測用配管１０に押し当てられ、一対の超音波センサ１１，１２によって計測用配管１０がクランプされる。そして、各超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１は、ゴムシート９０を介して計測用配管１０に密着している。このため、超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１から計測用配管１０内の輸液Ｗ１中に超音波を効率よく伝搬させることができ、輸液Ｗ１の流量計測を確実に行うことができる。

【0067】

（８）本実施の形態の超音波流量計１では、液体としての輸液Ｗ１を流す輸液チューブ４の途中に計測用配管１０が設けられている。この場合、輸液チューブ４は細くそれに繋がる計測用配管１０を細く形成することができる。このため、超音波センサ１１，１２として、直径が１０ｍｍの小型センサを用いることができ、超音波センサユニット２をコンパクトに形成することができる。
［第２の実施の形態］

【0068】

次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図１０に基づき説明する。上記実施の超音波センサユニット２において、一対の超音波センサ１１，１２は、計測用配管１０の直管部１７の上流側及び下流側において対向するよう配置されるものであった。これに対して、図１０に示されるように、本実施の形態の超音波センサユニット２Ａにおける一対の超音波センサ１１，１２は、計測用配管１０Ａの側面を挟んで対向するよう配置されている。この超音波センサユニット２Ａは、例えば輸液Ｗ１に含まれる気泡を検知するための気泡検知装置に用いられる。

【0069】

具体的には、本実施の形態の超音波センサユニット２Ａでは、固定型のセンサホルダ４２及び可動型のセンサホルダ４３の構成は上記第１の実施の形態と同じであり、ベース１４における計測用配管１０Ａの設置が上記第１の実施の形態と異なっている。

【0070】

また、本実施の形態では、超音波センサユニット２Ａにおける一方の超音波センサ１１を送信用センサとして用いるとともに他方の超音波センサ１２を受信用センサとして用い、各超音波センサ１１，１２の配線２８は図示しない制御装置（演算手段）に接続されている。制御装置は、送信用の超音波センサ１１から輸液Ｗ１中に超音波を伝搬させ受信用の超音波センサ１２で受信した超音波の信号強度に基づいて輸液Ｗ１に含まれる気泡の有無を検出する。

【0071】

本実施の形態の超音波センサユニット２Ａでも、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１から計測用配管１０Ａ内の輸液Ｗ１中に超音波を効率よく伝搬させることができるため、輸液Ｗ１に含まれる気泡の検出を精度良く確実に行うことができる。

【0072】

なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。

【0073】

・上記第１の実施の形態の超音波センサユニット２は、輸液Ｗ１の流量を計測する超音波流量計１に用いるものであったが、これに限定されるものではなく、例えば液体の濃度を測定するための超音波濃度計などの超音波計測装置に用いてもよい。また、第２の実施の形態の超音波センサユニット２Ａは、輸液Ｗ１に含まれる気泡を検知するための気泡検知装置に用いるものであったが、これに限定されるものではなく、液体中に存在する異物を検知する異物検知装置や、液体中に存在する物質の濃度を測定する超音波濃度計などの超音波計測装置に用いてもよい。

【0074】

・第２の実施の形態の超音波センサユニット２Ａでは、一対の超音波センサ１１，１２を用いて気泡の有無を検出していたが、例えば送受信兼用の１つの超音波センサを用い超音波の反射を利用することで気泡の有無を検出してもよい。

【0075】

・上記各実施の形態の超音波センサユニット２，２Ａでは、可動型のセンサホルダ４３を付勢するバネユニット１５を用いて一方の超音波センサ１２の超音波放射面２１を計測用配管１０，１０Ａに押し付ける構成としていたが、バネユニット１５以外の他の付勢部材を用いて構成してもよい。また、付勢部材を用いずに作業者の手で超音波センサ１１の超音波放射面２１を対象物に押し付ける構成の超音波センサユニットに本発明を具体化してもよい。この超音波センサユニットを用いる場合、例えば化粧パネルなどの板材が接着層を介して固定される構造体において、超音波センサ１１の超音波放射面２１を板材表面に押し当てて超音波を送受信することで、接着層の不均一な部分や剥離部分を検出する。この超音波センサユニットでも、ゴムシート９０を介して超音波放射面２１を板材表面に確実に密着させることができる。また、ゴムシート９０によってセンサホルダ内がシールされるため、超音波センサ１１の電気端子や接続配線等が腐食したりショートしたりするといった問題を回避できる。

【0076】

・上記各実施の形態の超音波センサユニット２，２Ａでは、センサホルダ４３のセンサ抑え蓋５１をスプリングピン６６により固定するよう構成したが、これに限定されるものではない。例えば、収納穴５９内における後端側の内周面に雌ネジを形成するとともにセンサ抑え蓋５１の外周面に雄ネジを形成し、ネジ止めによって収納穴５９内にセンサ抑え蓋５１を固定するように構成してもよい。

【0077】

・上記各実施の形態の超音波センサユニット２，２Ａにおいて、ゴムシート９０は、シリコンゴム製のシートであったが、弾性を有する弾性体シートであれば、フッ素樹脂やエラストマー樹脂などからなる樹脂製のシートを用いてもよい。

【0078】

・上記各実施の形態において、超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１は、先端側の外縁部がＲ面状に面取りされた円筒状をなす放射面であったが、これに限定されるものではない。超音波センサ１１，１２の超音波放射面２１は、凸曲面状に形成されるものであればよく、例えば半球状に形成されていてもよい。

【0079】

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

【0080】

（１）請求項７または８において、前記計測用配管は、液体の流量または濃度を測定するための配管であり、前記一対の前記超音波センサは、その配管の上流側及び下流側において対向するよう配置されることを特徴とする超音波センサユニット。

【0081】

（２）請求項９において、一対の前記超音波センサを送受信兼用のセンサとして用い、前記演算手段は、前記一対の超音波センサにより前記液体の流れの正逆方向に超音波を伝搬させてその正方向に伝搬した超音波と逆方向に伝搬した超音波とを受信して該各超音波の伝搬時間差を検出するとともに、前記伝搬時間差に基づいて前記液体の流量を演算により求めることを特徴とする超音波計測装置。

【0082】

（３）請求項７または８において、前記計測用配管は、前記液体内に混在する気泡または異物を検知するための配管であり、前記一対の前記超音波センサは、その配管の側面を挟んで対向するよう配置されることを特徴とする超音波センサユニット。

【0083】

（４）請求項９において、一対の前記超音波センサのうちの一方を送信用センサとして用いるとともに他方を受信用センサとして用い、前記演算手段は、前記送信用センサから前記液体中に超音波を伝搬させ前記受信用センサで受信した前記超音波の信号強度に基づいて前記気泡または異物の有無を検出することを特徴とする超音波流量計。

【0084】

（５）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記超音波センサは、直径が１５ｍｍ以下の小型センサであることを特徴とする超音波センサユニット。

【0085】

（６）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記対象物は、前記弾性体シートよりも硬い部材を用いて形成されることを特徴とする超音波センサユニット。

【0086】

（７）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記弾性体シートは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の厚さを有するシートであることを特徴とする超音波センサユニット。

【符号の説明】

【0087】

１…超音波計測装置としての超音波流量計
２，２Ａ…超音波センサユニット
３…演算手段としての計測制御装置
４…輸液チューブ
１０，１０Ａ…対象物としての計測用配管
１１，１２…超音波センサ
１５…付勢手段としてのバネユニット
２１…超音波放射面
２５…フランジ部
３１…センサ収納部材としての固定壁部
３３，５７…前端面
３４，５８…後端面
３５，５９…収納穴
３７，６１…小径部
３８，６２…大径部
３９，６３…段差面
４２…固定型のセンサホルダ
４３…可動型のセンサホルダ
５０…センサ収納部材としてのホルダ本体
５１…センサ抑え部材としてのセンサ抑え蓋
９０…弾性体シートとしてのゴムシート
９１…第１領域
９２…第２領域
Ｗ１…液体としての輸液

【要約】

超音波放射面に対する弾性体シートの密着性を十分に確保することができるとともに弾性体シートの交換を容易に行うことができる超音波センサユニットを提供する。超音波センサユニット２は、一対の超音波センサ１１，１２と超音波センサ１１，１２が配置される収納穴３５，５９を有するセンサホルダ４２，４３と弾性体シートとしてのゴムシート９０とを備える。超音波センサ１１，１２は、凸曲面状の超音波放射面２１を先端部に有し、その先端部を計測用配管１０に押し当てた状態で超音波を放射する。ゴムシート９０は、超音波放射面２１に沿って引き伸ばされた状態で超音波放射面２１を覆う第１領域９１と、収納穴３５，５９の内周面と超音波センサ１１，１２の外周面との隙間に挟み込まれることで隙間をシールする第２領域９２とを有する。
選択図：図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】