特開 2022-159654 超音波送受波器及び超音波流量計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022159654

(43)【公開日】2022-10-18

(54)【発明の名称】超音波送受波器及び超音波流量計

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/66 20220101AFI20221011BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20221011BHJP

【ＦＩ】

G01F1/66 A

H04R17/00 330G

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021063985

(22)【出願日】2021-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】000116633

【氏名又は名称】愛知時計電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】松岡 幸広

(72)【発明者】

【氏名】堀田 浩之

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅子

【テーマコード（参考）】

2F035

5D019

【Ｆターム（参考）】

2F035DA05

2F035DA07

2F035DA22

5D019AA26

5D019EE02

5D019FF02

(57)【要約】

【課題】従来より端子ホルダに振動板を容易に組み付け可能な超音波送受波器を提供する。
【解決手段】本開示の超音波送受波器２０では、端子ホルダ２２に嵌合するキャップ４０の前端が振動板４７となっているので、端子ホルダ２２に振動板４７を容易に組み付けることが可能になる。しかも、振動板４７がキャップ４０の一部を構成することにより、振動板４７とリング部４１との界面から端子ホルダ２２の内部に計測流路１２内の液体が入り込むことを防止することができる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波流量計に使用される超音波送受波器であって、
１対の端子金具が前後に貫通している樹脂製の端子ホルダと、
前記端子ホルダの前面に重ねられ、前記１対の端子金具が当接する１対の電極を後面、又は後面と側面とに有する圧電素子と、
前記端子ホルダに嵌合されるリング部の前端を振動板で閉塞してなり、前記振動板に前記圧電素子が貼着される金属製のキャップと、を備える超音波送受波器。

【請求項2】

前記振動板の厚みは、送受信される超音波の波長の１／１０以下であり、前記リング部は、前記振動板よりも厚くなっている請求項１に記載の超音波送受波器。

【請求項3】

前記リング部と前記振動板とは、別体に形成され、蝋付け又は溶接又は接着材により固定されている請求項１又は２に記載の超音波送受波器。

【請求項4】

前記端子ホルダには、
前記圧電素子の外側に嵌合される素子嵌合部と、
前記素子嵌合部より後側で側方に張り出す側方張出部と、が備えられ、
前記リング部には、
前記素子嵌合部の外側に嵌合される第１嵌合部と、
前記側方張出部の外側に嵌合される第３嵌合部と、が備えられている請求項１から３の何れか１の請求項に記載の超音波送受波器。

【請求項5】

前記端子ホルダの外面には、前記素子嵌合部より後側でかつ、前記側方張出部より前側に設けられてＯリングの内側に嵌合されるシール嵌合部が備えられ、
前記リング部には、前記Ｏリングを挟んで前記シール嵌合部の外側に嵌合される第２嵌合部が備えられている請求項４に記載の超音波送受波器。

【請求項6】

前記シール嵌合部における前記Ｏリングとの当接面は、前後方向に対してテーパー状に傾斜し、
前記第２嵌合部における前記Ｏリングとの当接面は、前後方向と平行であり、
前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との間には、前後方向と直交した前記Ｏリングとの当接面を有する第１段差部が設けられている請求項５に記載の超音波送受波器。

【請求項7】

前記端子ホルダには、前記側方張出部の後面から後方に突出し、後端面に前記１対の端子金具の後端部が露出している後側突部が備えられ、
前記後側突部の外側に嵌合しかつ前記後側突部より後方に延びる金属製の延長スリーブが設けられている請求項４から６の何れか１の請求項に記載の超音波送受波器。

【請求項8】

前記後側突部には、Ｏリングの内側に嵌合される後側シール部が設けられ、
前記延長スリーブが前記Ｏリングに密着する請求項７に記載の超音波送受波器。

【請求項9】

前記延長スリーブには、前端から側方に張り出し、外縁部を前記第３嵌合部の後端に蝋付け、溶接又は接着されている第１フランジ部が設けられている請求項７又は８に記載の超音波送受波器。

【請求項10】

前記リング部には、前記第３嵌合部の後端に設けられ、前記側方張出部に後方から係止するカシメ部が備えられている請求項４から８の何れか１の請求項に記載の超音波送受波器。

【請求項11】

計測流路を内側に有するハウジングと、
前記計測流路の内面に開口する１対の貫通孔と、
前記１対の貫通孔を閉塞し、前記計測流路内を流れる液体を介して超音波を送受波する請求項１から１０の何れか１の請求項に記載の１対の超音波送受波器と、を備える超音波流量計。

【請求項12】

各前記超音波送受波器には、前記リング部の後端から側方に張り出し、各前記貫通孔の外側開口縁に重ねて固定される第２フランジ部と、
前記リング部の外側面に設けられ、各前記貫通孔の内側面との間でＯリングを押し潰すＯリング嵌合部と、とが備えられている請求項１１に記載の超音波流量計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、超音波送受波器及びそれを備えた超音波流量計に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の超音波送受波器として、１対の端子金具を保持している端子ホルダに、圧電素子が貼着された振動板を組み付けてなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－１５９５５１（段落［００１６］、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した従来の超音波送受波器に対し、端子ホルダに振動板を容易に組み付け可能な技術の開発が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、超音波流量計に使用される超音波送受波器であって、１対の端子金具が前後に貫通している樹脂製の端子ホルダと、前記端子ホルダの前面に重ねられ、前記１対の端子金具が当接する１対の電極を後面、又は後面と側面とに有する圧電素子と、前記端子ホルダに嵌合されるリング部の前端を振動板で閉塞してなり、前記振動板に前記圧電素子が貼着される金属製のキャップと、を備える超音波送受波器である。

【0006】

請求項２の発明は、前記振動板の厚みは、送受信される超音波の波長の１／１０以下であり、前記リング部は、前記振動板よりも厚くなっている請求項１に記載の超音波送受波器である。

【0007】

請求項３の発明は、前記リング部と前記振動板とは、別体に形成され、蝋付け又は溶接又は接着剤により固定されている請求項１又は２に記載の超音波送受波器である。

【0008】

請求項４の発明は、前記端子ホルダには、前記圧電素子の外側に嵌合される素子嵌合部と、前記素子嵌合部より後側で側方に張り出す側方張出部と、が備えられ、前記リング部には、前記素子嵌合部の外側に嵌合される第１嵌合部と、前記側方張出部の外側に嵌合される第３嵌合部と、が備えられている請求項１から３の何れか１の請求項に記載の超音波送受波器である。

【0009】

請求項５の発明は、前記端子ホルダの外面には、前記素子嵌合部より後側でかつ、前記側方張出部より前側に設けられてＯリングの内側に嵌合されるシール嵌合部が備えられ、前記リング部には、前記Ｏリングを挟んで前記シール嵌合部の外側に嵌合される第２嵌合部が備えられている請求項４に記載の超音波送受波器である。

【0010】

請求項６の発明は、前記シール嵌合部における前記Ｏリングとの当接面は、前後方向に対してテーパー状に傾斜し、前記第２嵌合部における前記Ｏリングとの当接面は、前後方向と平行であり、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との間には、前後方向と直交した前記Ｏリングとの当接面を有する第１段差部が設けられている請求項５に記載の超音波送受波器である。

【0011】

請求項７の発明は、前記端子ホルダには、前記側方張出部の後面から後方に突出し、後端面に前記１対の端子金具の後端部が露出している後側突部が備えられ、前記後側突部の外側に嵌合しかつ前記後側突部より後方に延びる金属製の延長スリーブが設けられている請求項４から６の何れか１の請求項に記載の超音波送受波器である。

【0012】

請求項８の発明は、前記後側突部には、Ｏリングの内側に嵌合される後側シール部が設けられ、前記延長スリーブが前記Ｏリングに密着する請求項７に記載の超音波送受波器である。

【0013】

請求項９の発明は、前記延長スリーブには、前端から側方に張り出し、外縁部を前記第３嵌合部の後端に蝋付け、溶接又は接着されている第１フランジ部が設けられている請求項７又は８に記載の超音波送受波器である。

【0014】

請求項１０の発明は、前記リング部には、前記第３嵌合部の後端に設けられ、前記側方張出部に後方から係止するカシメ部が備えられている請求項４から８の何れか１の請求項に記載の超音波送受波器である。

【0015】

請求項１１の発明は、計測流路を内側に有するハウジングと、前記計測流路の内面に開口する１対の貫通孔と、前記１対の貫通孔を閉塞し、前記計測流路内を流れる液体を介して超音波を送受波する請求項１から１０の何れか１の請求項に記載の１対の超音波送受波器と、を備える超音波流量計である。

【0016】

請求項１２の発明は、各前記超音波送受波器には、前記リング部の後端から側方に張り出し、各前記貫通孔の外側開口縁に重ねて固定される第２フランジ部と、前記リング部の外側面に設けられ、各前記貫通孔の内側面との間でＯリングを押し潰すＯリング嵌合部と、とが備えられている請求項１１に記載の超音波流量計である。

【発明の効果】

【0017】

請求項１の超音波送受波器では、端子ホルダに嵌合するキャップの前端が振動板となっているので、端子ホルダに振動板を容易に組み付けることが可能になる。ここで、振動板の厚みは、送受信される超音波の波長の１／１０以下が好ましく、リング部は、振動板よりも厚くなっていることが好ましい（請求項２の発明）。

【0018】

また、振動板とリング部とは一体に形成されていてもよいし、請求項３のように、振動板とリング部とは、別体に形成され、蝋付け又は溶接又は接着剤により一体化されてもよい。この構成にすれば、複雑な金属加工が不要となり、安価に製造することができる。

【0019】

さらに、請求項１１のように、液体が流れる計測流路に本開示の超音波送受波器を備えた超音波流量計では、振動板がキャップの一部を構成することにより、振動板とリング部との界面から端子ホルダ内部に計測流路内の液体が入り込むことを防止することができる。

【0020】

ここで、リング部と端子ホルダとの嵌合構造として、例えば、請求項４の構成のように、端子ホルダには、圧電素子の外側に嵌合される素子嵌合部と、素子嵌合部より後側で側方に張り出す側方張出部が備えられ、リング部には、素子嵌合部の外側に嵌合される第１嵌合部と、側方張出部の外側に嵌合される第３嵌合部が備えられていてもよい。

【0021】

このとき、請求項５の構成のように、端子ホルダには、素子嵌合部より後側でかつ、側方張出部より前側に設けられてＯリングの内側に嵌合されるシール嵌合部が備えられて、リング部には、そのＯリングを挟んでシール嵌合部の外側に嵌合される第２嵌合部が備えられている構成とすれば、リング部の端子ホルダに対するシール性を向上させることができる。また、シール嵌合部におけるＯリングとの当接面は、請求項６の構成のように、前後方向に対してテーパー状に傾斜する一方、第２嵌合部におけるＯリングとの当接面は、前後方向と平行であり、第１嵌合部と第２嵌合部との間には、前後方向と直交したＯリングとの当接面を有する第１段差部が設けられた構成でもよい。

【0022】

さらに、請求項１０の構成のように、リング部のうち第３嵌合部の後端に、側方張出部に後方から係止するカシメ部が備えられた構成とすれば、リング部と端子ホルダとの嵌合を強固にして端子ホルダの内部のシール性を向上させることができる。

【0023】

また、端子ホルダに、側方張出部の後面から後方に突出し、後端面に１対の端子金具の後端部が露出している後側突部を備え、後側突部の外側に嵌合しかつ後側突部より後方に延びる金属製の延長スリーブを設けておいて（請求項７の構成）、前述のカシメ部の代わりに、延長スリーブの前端から側方に張り出し、外縁部を第３嵌合部の後端に蝋付け、溶接又は接着されている第１フランジ部を設けた構成としても（請求項９の構成）、端子ホルダの内部のシール性を向上させることができる。

【0024】

また、請求項８の構成のように、後側突部に、Ｏリングの内側に嵌合される後側シール部を設けておいて、延長スリーブがそのＯリングに密着する構成とすれば、延長スリーブの端子ホルダに対するシール性を向上させることができる。

【0025】

さらに、請求項１２の超音波流量計のように、リング部の外側面に設けられたＯリング嵌合部と、ハウジングの貫通孔の内側面との間でＯリングが押し潰される構成とすれば、振動板ではなくリング部が貫通孔の内側面との間のシール部分として構成されるので、薄板状の振動板が計測流路内の液体から圧力を受けて変形したとしても、シール性が低下することを抑制できる。しかも、Ｏリング嵌合部は、超音波送受波器と別部品ではなく、ユニットとして振動板と一体化したリング部に備えられるので超音波流量計の組み立てが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本開示の一実施形態に係る超音波流量計の断面図

【図2】図１のＡ－Ａ切断面における分岐管の断面図

【図3】超音波送受波器の側断面図

【図4】圧電素子の（Ａ）側断面図、（Ｂ）後面図

【図5】圧電素子が備えられたキャップの側断面図

【図6】分岐管に取り付けられた超音波送受波器の拡大側断面図

【図7】第２実施形態に係る超音波送受波器の側断面図

【図8】第３実施形態に係る超音波送受波器の側断面図

【図9】第４実施形態に係る超音波送受波器の側断面図

【図10】他の実施形態に係る圧電素子が備えられたキャップの（Ａ）後面図、（Ｂ）側断面図

【発明を実施するための形態】

【0027】

［第１実施形態］
以下、図１～図６を参照して、本開示の超音波流量計１０の一実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の超音波流量計１０は、計測スリーブ１１と、この計測スリーブ１１と斜めに交差する分岐管１３とを有するハウジング１０Ａを備え、分岐管１３の両端部に１対の超音波送受波器２０を備えている。計測スリーブ１１は、例えば、配管の途中に取り付けられ、内側の計測流路１２には、液体が流れる。

【0028】

分岐管１３は、計測流路１２に連通して、円筒状をなし、その両端部は、図２に示すように、鉛直方向上方に曲げられて、上端開口を有する１対の受容部１４となっている。そして、各受容部１４の上端開口に、送受波面が下方を向くように配置された超音波送受波器２０が嵌合されている。また、分岐管１３には、各超音波送受波器２０の下方に、水平方向に対して４５度の傾きで保持された反射板８０が備えられ、図示しない信号処理回路により１対の超音波送受波器２０，２０の間で超音波を送受波させると、一方の超音波送受波器２０から送波された超音波が、各反射板８０で反射されて他方の超音波送受波器２０に到達する構成となっている。そして、公知な超音波流量計と同様に、一方の超音波送受波器２０から他方の超音波送受波器２０までの超音波の伝播時間と、他方の超音波送受波器２０から一方の超音波送受波器２０までの超音波の伝播時間とに基づき、計測流路１２内を流れる液体の流量を計測する。

【0029】

超音波送受波器２０は、図３に示すように、圧電素子３０と、１対の端子金具２１を保持する端子ホルダ２２と、キャップ４０と、を有している（図３には、一方の端子金具２１のみが示されている）。以下、端子金具２１が延びる方向を前後方向とし、端子金具２１に対して圧電素子３０が配置される側を前側とする。

【0030】

圧電素子３０は、図４（Ａ）に示すように、第１と第２の電極３２，３３と、これら電極３２，３３により挟まれる圧電部３１とを有する。圧電部３１は、円盤状をなし、電圧が印可されることによって電圧印加方向に伸縮するものであり、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等で構成される。

【0031】

第１の電極３２は、圧電部３１の後面３１Ｂの中央部分に配置され、平面視形状は、図４（Ｂ）に示すように、円形の一部が切り欠かれた凹状部３２Ｅを有する形状となっている。第２の電極３３は、図４（Ａ）に示すように、圧電部３１の前面３１Ａ全体を覆う前面電極部３３Ａと、圧電部３１の後面３１Ｂの外縁に配置される後面電極部３３Ｃと、圧電部３１の側面に配置されて前面電極部３３Ａと後面電極部３３Ｃとを接続する側面電極部３３Ｂとを有している。なお、後面電極部３３Ｃのうち、第１の電極３２の凹状部３２Ｅとの対向面は、図４（Ｂ）に示すように、凹状部３２Ｅに沿った円弧面となっている。

【0032】

端子ホルダ２２は、樹脂製であって、図３に示すように、前端に、圧電素子３０が嵌合する素子嵌合部２３を備えている。素子嵌合部２３は、圧電素子３０の中心軸Ｊ１と同心の円筒状をなし、内周面には、前端側に縮径する段差面が備えられて、その段差面に圧電素子３０の後面が突き当てられている。

【0033】

また、端子ホルダ２２は、素子嵌合部２３に嵌合された圧電素子３０の後側に、１対の端子金具２１が貫通する後部壁２２Ａを備えている。そして、圧電素子３０と後部壁２２Ａとの間に内部空間２２Ｎが形成されている。１対の端子金具２１は、図示しない弾性当接部を備えて、内部空間２２Ｎ内で、圧電素子３０の後面に備えられた第２の電極３３の後面電極部３３Ｃと、第１の電極３２とに当接している。なお、後部壁２２Ａのうち１対の端子金具２１が貫通する図示しない貫通孔は、例えばポッティング等で閉塞されている。

【0034】

１対の端子金具２１の後端部は、後部壁２２Ａの後面から突出し、リード線２１Ｒに接続されている。リード線２１Ｒは、外側を絶縁性樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル）の被覆材で覆われて後方に延ばされ、後述する延長スリーブ５０の内側に通されて外部へ引き出されて、前述の信号処理回路に接続されている。

【0035】

端子ホルダ２２の後端部には、側方に張り出す側方張出部２５が備えられている。そして、端子ホルダ２２の外側面のうち素子嵌合部２３と側方張出部２５との間には、後側に向かって徐々に拡径するテーパー形状をなして、Ｏリング９１が嵌合されるシール嵌合部２４が備えられている。

【0036】

側方張出部２５の後面からは、円筒状の後側突部２６が後方に突出し、後部壁２２Ａから突出する１対の端子金具２１の後端部を外側から囲んでいる。なお、後部壁２２Ａの後面のうち後側突部２６の内側と重なる部分は、側方張出部２５の後面よりも後方に配置されている。

【0037】

後側突部２６の外側面には、後端側を段付き状に縮径する段差面により後側シール部２６Ｄが設けられ、後側シール部２６ＤにはＯリング９０が嵌合されている。また、側方張出部２５の後面には、後側突部２６の外周面に沿って環状溝２２Ｍが形成されている。

【0038】

また、後側突部２６には、Ｏリング９０を挟んで金属製の延長スリーブ５０が外側から嵌合している。延長スリーブ５０は、後側突部２６より後方に延び、リード線２１Ｒが通される後側は、前側よりも小径となっている。また、延長スリーブ５０の前端部には、側方に張り出すフランジ部５０Ｆが設けられていて、側方張出部２５の環状溝２２Ｍに嵌合している。

【0039】

なお、延長スリーブ５０の内側には、熱硬化樹脂が充填され、硬化することによってリード線２１Ｒが固定されると共に、１対の端子金具２１とリード線２１Ｒが超音波送受波器２０周辺に付着する水と接触しないようになっている。

【0040】

キャップ４０は、導電性を有する材料、例えば、鉄、ステンレス、銅、アルミ等の金属で形成される。キャップ４０は、図３に示すように、端子ホルダ２２の外側面に嵌合される円筒状のリング部４１と、リング部４１の前端を閉塞する振動板４７とを備えている。

【0041】

振動板４７は、円形の薄板状をなし、後面に圧電素子３０が固定される。具体的には、振動板４７は、圧電素子３０の第２の電極３３の前面電極部３３Ａに重ねられる。なお、振動板４７は、圧電素子３０よりも大きい円形をなしている。

【0042】

図５に示すように、リング部４１の内側面には、後端側を段付き状に拡径する複数の段差面により、前端側から順に、第１嵌合部４２、第２嵌合部４３及び第３嵌合部４４が形成されている。そして、図６に示すように、第１嵌合部４２は素子嵌合部２３の外側面に嵌合され、第３嵌合部４４は側方張出部２５の外側面に嵌合される。また、第１嵌合部４２と第２嵌合部４３との間に形成される第１段差部４３Ｄと、第２嵌合部４３とは、それぞれＯリング９１と当接してシール嵌合部２４の外側に嵌合される。また、リング部４１の後端には、側方張出部２５に後方から係止するカシメ部４４Ｔが突出形成されている。

【0043】

また、第１嵌合部４２の前端寄り位置には、周方向に沿ってリブ４２Ｒが突出形成され、リブ４２Ｒの前面に、振動板４７の後面の周縁部が重ねられている。また、リブ４２Ｒの内側面は、圧電素子３０の外周面を包囲している。本実施形態では、振動板４７は、溶接によりリブ４２Ｒの前面に固定されているが、蝋付け又は接着剤により固定されてもよい。

【0044】

リング部４１の外側面には、前端側から順に、後端側を段付き状に拡径する第２段差面４５Ｄと第３段差面４６Ｄとが形成されている。そして、第２段差面４５Ｄとその前側の外側面とにＯリング９２が嵌合されて、図６に示すように、分岐管１３の受容部１４の内側面に嵌合する。また、リング部４１のうち第３段差部４６Ｄより後端側が分岐管１３の受容部１４の上端開口縁に嵌合する。なお、本実施形態の第２段差面４５Ｄとその前側の外側面とが、特許請求の範囲の「Ｏリング嵌合部」に相当し、リング部４１のうち第３段差面４６Ｄより後端側が、特許請求の範囲の「第２フランジ部」に相当し、分岐管１３の１対の受容部１４が、特許請求の範囲の「１対の貫通孔」に相当する。

【0045】

本実施形態の超音波流量計１０の構成に関する説明は以上である。次に、超音波送受波器２０及び超音波流量計１０の組み立て手順について説明する。

【0046】

まず、リング部４１のリブ４２Ｒの前面に、振動板４７の後面の周縁部を重ねて溶接し、リング部４１と振動板４７とを一体化させたキャップ４０を形成する。

【0047】

次に、振動板４７の後面に、接着剤により、圧電素子３０を貼着し、振動板４７に圧電素子３０の第２の電極３３の前面電極部３３Ａを固定する。

【0048】

それから、リング部４１の第２嵌合部４３にＯリング９１を装着し、１対の端子金具２１を保持した端子ホルダ２２を、キャップ４０に対して後方から挿し込んでリング部４１と嵌合させる。これにより、端子ホルダ２２の前面に振動板４７を固定することができる。このとき、１対の端子金具２１は、圧電素子３０の第１の電極３２と、第２の電極３３の後面電極部３３Ｃとに電気的に接続される。また、リング部４１の後端に設けられたカシメ部４４Ｔが側方張出部２５に後方から係止する。

【0049】

さらに、１対の端子金具２１に、リード線２１Ｒを接続してはんだ付けを行う。続いて、端子ホルダ２２の後側突部２６に、後側シール部２６ＤにＯリング９０を装着した状態で、外側から延長スリーブ５０を外側から嵌合させる。このとき、延長スリーブ５０のフランジ部５０Ｆは側方張出部２５の環状溝２２Ｍに嵌合する。その後、延長スリーブ５０内に熱硬化樹脂を充填し、硬化させる。これにより、超音波送受波器２０の組み立てが完成する。

【0050】

そして、リング部４１の第２段差面４５Ｄとその前側の外側面とにＯリング９２を装着した状態で、分岐管１３の受容部１４に嵌合させる。これにより、超音波流量計１０の組み立てが完成する。

【0051】

次に、超音波流量計１０の作用効果について説明する。本実施形態では、端子ホルダ２２に嵌合するキャップ４０の前端が振動板４７となっているので、端子ホルダ２２に振動板４７を容易に組み付けることが可能になる。しかも、振動板４７がキャップ４０の一部を構成することにより、振動板４７とリング部４１との界面から端子ホルダ２２の内部に計測流路１２内の液体が入り込むことを防止することができる。

【0052】

さらに、本実施形態では、リング部４１と振動板４７とは、別体に形成され、溶接により一体化されるので、複雑な金属加工が不要となり、安価に製造することができる。

【0053】

また、リング部４１には、Ｏリング９２の内側に嵌合される第２段差部４５Ｄ及びその前側の外周面が備えられて、分岐管１３の受容部１４の内側面との間でＯリング９２を押し潰して嵌合する。このように、振動板４７ではなく、リング部４１が受容部１４の内側面との間のシール部分として構成されるので、薄板状の振動板４７が計測流路１２内の液体から圧力を受けて変形したとしても、シール性が低下することを抑制できる。

【0054】

しかも、受容部１４の内側面との嵌合部分が超音波送受波器２０と別部品ではなく、ユニットとして振動板と一体化したリング部に備えられるので超音波流量計１０の組み立てが容易となる。

【0055】

また、端子ホルダ２２には、Ｏリング９１が嵌合されるシール嵌合部２４が備えられて、リング部２２には、そのＯリング９１を挟んでシール嵌合部２４の外側に嵌合される第１段差部４３Ｄと第２嵌合部４３が備えられているので、リング部４１の端子ホルダ２２に対するシール性を向上させることができる。しかも、本実施形態では、リング部４１の後端に、側方張出部２５に後方から係止するカシメ部４４Ｔが備えられているので、リング部４１と端子ホルダ２２との嵌合を強固にしてリング部４１の端子ホルダ２２に対するシール性をさらに向上させることができる。

【0056】

さらに、端子ホルダ２２の後側突部２６に、Ｏリング９０の内側に嵌合される後側シール部２６Ｄが設けられて、延長スリーブ５０がそのＯリング９０に密着するので、延長スリーブ５０の端子ホルダ２２に対するシール性を向上させることができる。

【0057】

［第２実施形態］
図７には、第２実施形態の超音波送受波器２０Ｖが示されている。以下、この超音波送受波器２０Ｖの構成について、前記第１実施形態と相違する点に関してのみ説明する。本実施形態の超音波送受波器２０Ｖでは、リング部４１の後端には、側方張出部２５に後方から係止するカシメ部４４Ｔは形成されておらず、その代わりに、延長スリーブ５０のフランジ部５０Ｆが、リング部４１の後端まで延びて第１フランジ部５１を構成し、側方張出部２５の後面全体を覆っている。そして、第１フランジ部５１の外縁部は、リング部４１の後端に蝋付け、溶接又は接着された構成となっている。この構成によれば、キャップ４０と延長スリーブ５０と第１フランジ部５１とで端子ホルダ２２の全体を覆うことができるので、端子ホルダ２２の内部のシール性を向上させることができる。

【0058】

なお、本実施形態では、端子ホルダ２２に、第１実施形態の後側シール部２６Ｄや、シール嵌合部２４を備えていない。

【0059】

［第３実施形態］
本実施形態の超音波送受波器２０Ｗは、図８に示されており、前記第１実施形態の超音波送受波器２０とは異なり、延長スリーブ５０の前端部にフランジ部５０Ｆが設けられておらず、延長スリーブ５０の前端部は側方張出部２５の後面に突き当てられている。また、側方張出部２５の後面には環状溝２２Ｍは形成されていない。なお、延長スリーブ５０の前端開口縁は、前端に向かって拡径するテーパ形状をなしている。

【0060】

［第４実施形態］
本実施形態の超音波送受波器２０Ｘは、図９に示されており、前記第２実施形態の超音波送受波器２０Ｖとは異なり、延長スリーブ５０と第１フランジ部５１Ｘとが別体に構成され、延長スリーブ５０の前端部に第１フランジ部５１Ｘの内縁部が蝋付け、溶接又は接着により一体化された構成となっている。

【0061】

［他の実施形態］
（１）前記実施形態の超音波送受波器２０，２０Ｖ～２０Ｘでは、リング部４１と振動板４７とは別体に構成されていたが、一体に形成されていてもよい。

【0062】

（２）前記実施形態の超音波送受波器２０，２０Ｖ～２０Ｘの端子ホルダ２２の内部空間２２Ｎに、充填材が充填されていてもよい。

【0063】

（３）前記実施形態の超音波送受波器２０，２０Ｖ～２０Ｘでは、１対の端子金具２１は、圧電素子３０の後面に配置された第１の電極３２と、第２の電極３３の後面電極部３３Ｃとにそれぞれ接続されていたが、第２の電極３３に後面電極部３３Ｃを備えない構成として、１対の端子金具２１は、圧電素子３０の後面に配置された第１の電極３２と、圧電素子３０の側面に配置された第２の電極３３の側面電極部３３Ｂとにそれぞれ接続される構成であってもよい。

【0064】

（４）図１０（Ａ）に示すように、リング部４１Ｙの後端部の外周縁の一箇所に、外側面に開放する位置決め凹部４１Ｍを設けてもよい。本実施形態のように、位置決め凹部４１Ｍを設けておいて、例えば、位置決め凹部４１Ｍ側に、圧電素子３０の第２の電極３３の後面電極部３３Ｃを配置する（図１０（Ｂ）の状態）こととすれば、キャップ４０Ｙに端子ホルダ２２を嵌合させる工程で、１対の端子金具２１と圧電素子３０の各電極３２，３３との接続間違いを抑制し、スムーズに組み付け作業を行うことができる。

【0065】

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

【符号の説明】

【0066】

１０ 超音波流量計
１０Ａ ハウジング
１２ 計測流路
１４ 受容部
２０ 超音波送受波器
２１ 端子金具
２２ 端子ホルダ
２３ 素子嵌合部
２４ シール嵌合部
２５ 側方張出部
２６ 後側突部
２６Ｄ 後側シール部
３０ 圧電素子
３２ 第１の電極
３３ 第２の電極
４０ キャップ
４１ リング部
４２ 第１嵌合部
４３ 第２嵌合部
４３Ｄ 第１段差部
４４ 第３嵌合部
４４Ｔ カシメ部
４５Ｄ 第２段差部（Ｏリング嵌合部）
４６Ｄ 第３段差部（第２フランジ部）
４７ 振動板
５０ 延長スリーブ
５１ 第１フランジ部
９０，９１，９２ Ｏリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】