特許 7349878 超音波流量計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-14

(45)【発行日】2023-09-25

(54)【発明の名称】超音波流量計

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/667 20220101AFI20230915BHJP

   G01F 1/66 20220101ALI20230915BHJP

【ＦＩ】

G01F1/667 A

G01F1/66 101

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019190742

(22)【出願日】2019-10-18

(65)【公開番号】P2021067478

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-08-31

(73)【特許権者】

【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】伊藤 健太郎

【審査官】羽飼 知佳

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１１１６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２７６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９９６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０７１０５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ １／６６－１／６６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１対の配管の端部同士を同一直線上に並んだ状態に接続するハウジングと、
前記ハウジングの内部に形成されて前記１対の配管に連通しかつ、前記同一直線と平行な第１基準方向に延びる流路と、
前記流路の長手方向の２箇所を側方に拡張してなる１対の拡張部と、
前記１対の拡張部に収容され、前記流路に対して傾斜する方向に対向配置される複数対の超音波センサと、
前記１対の拡張部に形成されて、前記第１基準方向で相反する向きに開口しかつ１対の蓋部にて閉塞される１対の端部開口と、
前記１対の拡張部のうち前記第１基準方向で前記１対の端部開口と対向する部分に配置されて、各前記超音波センサを螺子止めするための複数の螺子孔と、を備え、
各前記螺子孔は前記第１基準方向に延びている超音波流量計。

【請求項2】

前記ハウジングは、
前記第１基準方向に延びる外部スリーブと、
前記外部スリーブの中心部を貫通する内部スリーブと、
前記外部スリーブに形成され、前記外部スリーブと前記内部スリーブとの間の筒状空間を前記第１基準方向の一端側と他端側とに仕切る中間壁部と、
前記第１基準方向に対して傾斜する方向で前記内部スリーブを貫通し、前記筒状空間の前記一端側と前記他端側とに連通する複数対の超音波伝播用貫通孔と、
を有し、
前記筒状空間の前記一端側と前記他端側とが、前記内部スリーブの内側の前記流路から拡張された前記１対の拡張部をなし、
前記中間壁部に、前記複数の螺子孔が配置されている請求項１に記載の超音波流量計。

【請求項3】

前記中間壁部は、前記筒状空間を周方向で仕切る板状をなして、前記内部スリーブの回りに放射状に配置される複数の放射リブと、隣り合う前記放射リブ同士の間を前記第１基準方向の一端側と他端側とで交互に連絡する複数の扇形リブとを備えてなり、
各前記超音波伝播用貫通孔は、前記中間壁部のうち隣り合う前記扇形リブの間の扇形開口部に臨んで開口し、
各前記螺子孔は、前記扇形開口部の両側の開口縁に配置されている請求項２に記載の超音波流量計。

【請求項4】

前記内部スリーブから側方に張り出して前記中間壁部に重ねて固定される複数のスリーブ取付突部が設けられている請求項２又は３に記載の超音波流量計。

【請求項5】

前記蓋部の内縁部から延長されたパイプ部の先端部にフランジ部を一体に備える請求項２乃至４の何れか１の請求項に記載の超音波流量計。

【請求項6】

各前記超音波センサは、前記外部スリーブを周方向で複数分割する位置に配置されている請求項２乃至５の何れか１の請求項に記載の超音波流量計。

【請求項7】

前記超音波センサは、超音波の送受波面を有するセンサ本体と、前記センサ本体を保持するセンサホルダとを備えてなり、
前記センサホルダには、前記センサ本体が嵌合した状態に固定され、前記第１基準方向に対して傾斜した中心軸を有するリング部と、
前記リング部から側方に張り出し、前記第１基準方向に貫通して前記螺子孔と連通させる取付孔を有するセンサ取付突部と、が備えられている請求項１乃至６の何れか１の請求項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、１対又は複数対の超音波センサが流路に対して傾斜する方向に対向配置される超音波流量計に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の超音波流量計として、流路を内側に有する直管部分から１対又は複数対の分枝管が斜め側方に延び、各分枝管の端部に超音波センサが取付けられ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】

【文献】特開２０１０－２１９８６３号公報（段落［００２４］、［００２５］及び図１）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した従来の超音波流量計では、超音波センサを流路に対して傾斜する方向から取り付けるという困難な作業を強いられ、特に、複数対の超音波センサを備えるものでは、超音波センサ毎にハウジングの向きを変更して取り付ける作業を多数回（例えば、図１５に示すように３対の超音波センサが取り付けられるハウジングであれば６回）行う必要があり、手間もかかっていた。このため、超音波センサの取り付け作業を容易に行うことが可能な超音波流量計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、１対の配管の端部同士を同一直線上に並んだ状態に接続するハウジングと、前記ハウジングの内部に形成されて前記１対の配管に連通しかつ、前記同一直線と平行な第１基準方向に延びる流路と、前記流路の長手方向の２箇所を側方に拡張してなる１対の拡張部と、前記１対の拡張部に収容され、前記流路に対して傾斜する方向に対向配置される複数対の超音波センサと、前記１対の拡張部に形成されて、前記第１基準方向で相反する向きに開口しかつ１対の蓋部にて閉塞される１対の端部開口と、前記１対の拡張部のうち前記第１基準方向で前記１対の端部開口と対向する部分に配置されて、各前記超音波センサを螺子止めするための複数の螺子孔と、を備え、各前記螺子孔は前記第１基準方向に延びている超音波流量計である。

【0006】

請求項２の発明は、前記ハウジングは、前記第１基準方向に延びる外部スリーブと、前記外部スリーブの中心部を貫通する内部スリーブと、前記外部スリーブに形成され、前記外部スリーブと前記内部スリーブとの間の筒状空間を前記第１基準方向の一端側と他端側とに仕切る中間壁部と、前記第１基準方向に対して傾斜する方向で前記内部スリーブを貫通し、前記筒状空間の前記一端側と前記他端側とに連通する複数対の超音波伝播用貫通孔と、を有し、前記筒状空間の前記一端側と前記他端側とが、前記内部スリーブの内側の前記流路から拡張された前記１対の拡張部をなし、前記中間壁部に、前記複数の螺子孔が配置されている請求項１に記載の超音波流量計である。

【0007】

請求項３の発明は、前記中間壁部は、前記筒状空間を周方向で仕切る板状をなして、前記内部スリーブの回りに放射状に配置される複数の放射リブと、隣り合う前記放射リブ同士の間を前記第１基準方向の一端側と他端側とで交互に連絡する複数の扇形リブとを備えてなり、各前記超音波伝播用貫通孔は、前記中間壁部のうち隣り合う前記扇形リブの間の扇形開口部に臨んで開口し、各前記螺子孔は、前記扇形開口部の両側の開口縁に配置されている請求項２に記載の超音波流量計である。

【0008】

請求項４の発明は、前記内部スリーブから側方に張り出して前記中間壁部に重ねて固定される複数のスリーブ取付突部が設けられている請求項２又は３に記載の超音波流量計である。

【0009】

請求項５の発明は、前記蓋部の内縁部から延長されたパイプ部の先端部にフランジ部を一体に備える請求項２乃至４の何れか１の請求項に記載の超音波流量計である。

【0010】

請求項６の発明は、各前記超音波センサは、前記外部スリーブを周方向で複数分割する位置に配置されている請求項２乃至５の何れか１の請求項に記載の超音波流量計である。

【0011】

請求項７の発明は、前記超音波センサは、超音波の送受波面を有するセンサ本体と、前記センサ本体を保持するセンサホルダとを備えてなり、前記センサホルダには、前記センサ本体が嵌合した状態に固定され、前記第１基準方向に対して傾斜した中心軸を有するリング部と、前記リング部から側方に張り出し、前記第１基準方向に貫通して前記螺子孔と連通させる取付孔を有するセンサ取付突部と、が備えられている請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載の超音波流量計である。

【発明の効果】

【0012】

［請求項１の発明］
請求項１の超音波流量計では、流路の２箇所を側方に拡張してなる１対の拡張部に、その流路の長手方向である第１基準方向に向かって開口する端部開口が設けられて蓋部で閉じられ、それら１対の拡張部に第１基準方向から超音波センサが固定されるセンサ固定部が設けられている。これにより、超音波センサを、流路の軸方向（第１基準方向）から取り付けられることができ、流路に対して傾斜する方向から超音波センサが取り付けられていた従来に比べて、超音波センサの取付作業が容易になる。また、超音波流量計に複数対の超音波センサが備えられていても、それら複数対の超音波センサのうちの半分の複数の超音波センサはハウジング１１に対して流路の一端側から取り付けられ、残り半分の複数の超音波センサはハウジング１１に対して流路の他端側から取り付けられるので、ハウジング１１の向きを変更する手間が低減される。

【0013】

［請求項２の発明］
請求項２の超音波流量計では、ハウジングが外部スリーブと内部スリーブとを有し、それらの間の筒状空間が中間壁部によって一端側と他端側とに仕切られると共に、内部スリーブには筒状空間の一端側と他端側とに連通する複数対の超音波伝播用貫通孔が形成されているので、筒状空間の一端側と他端側とが、内部スリーブの内側の流路から拡張された１対の拡張部になる。また、この構成では、流路と１対の拡張部とが内部スリーブにて仕切られるので、１対の拡張部による乱流の発生が防がれる。

【0014】

［請求項３の発明］
請求項３の構成では、中間壁部が、複数の放射リブと複数の扇形リブとを接続してなり、外部スリーブの周方向で蛇行した形状に形成されるので、外部スリーブを樹脂成形品やダイキャスト成形品として製造する場合に、外部スリーブの軸方向の両側に成形金型の型抜きを行うことができ、金型制作費を抑えることができる。また、各超音波伝播用貫通孔が、中間壁部のうち隣り合う扇形リブの間の扇形開口部に臨んで開口し、各センサ固定部は、扇形開口部の両側の開口縁に配置されているので、放射リブが超音波センサ同士の間を仕切る壁として利用することができる。

【0015】

［請求項４の発明］
請求項４の構成では、内部スリーブが外部スリーブに固定されるので、蓋部の取り付け作業を容易に行うことができる。

【0016】

［請求項５の発明］
請求項５の構成では、配管に取り付けられるフランジ部が蓋部と一体に備えられているので、部品点数の削減が図られる。

【0017】

［請求項６の発明］
超音波センサが複数対備えられている場合には、それら超音波センサを請求項７の構成のように外部スリーブを周方向で複数分割する位置に配置することで、超音波流量計をコンパクトにすることができる。

【0018】

［請求項７の発明］
請求項７の構成では、超音波センサが、センサ本体とセンサホルダとに分かれているので、ハウジングの形状に応じてセンサホルダの形状を変更して対応することができる。

【0019】

なお、超音波センサは、螺子にてハウジングに固定されてもよいし、ピンの圧入により固定されていてもよいし、接着剤や震動溶着にて固定されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の実施形態に係る超音波流量計の斜視図

【図2】超音波流量計の側断面図

【図3】蓋体が外された超音波流量計の一端側の斜視図

【図4】蓋体が外された超音波流量計の他端側の斜視図

【図5】超音波センサとセンサ固定部とを拡大した斜視図

【図6】超音波センサの（Ａ）側面図、（Ｂ）正面図

【図7】超音波センサの斜視図

【図8】蓋体が外された超音波流量計の一端の正面図

【図9】１対の配管の間の取り付けられた超音波流量計の側面図

【図10】超音波流量計の変形例１の斜視図

【図11】超音波流量計の変形例２の斜視図

【図12】超音波流量計の変形例３の斜視図

【図13】超音波流量計の変形例３の正面図

【図14】超音波流量計の（Ａ）変形例４の側断面図，（Ｂ）変形例５の側断面図

【図15】従来の超音波流量計の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図１～図９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のハウジング１１は、外部スリーブ３０と内部スリーブ２０と１対の中継部材４０とを含む複数の部品に分割されている。

【0022】

図３に示すように、外部スリーブ３０は、円筒状をなして、その両端部からは１対のフランジ部３２が側方に張り出している。以下、外部スリーブ３０の中心軸Ｊ１（図２参照）が延びる方向を第１基準方向Ｈ１という。

【0023】

外部スリーブ３０の外面を周方向に複数等分（例えば、６等分）する位置には、１対のフランジ部３２の間を連絡するよう延びる複数の外面突部３１が形成されている。そして、各フランジ部３２から各外面突部３１の両端寄り位置に亘って螺子孔３１Ｎが形成されている。なお、外部スリーブ３０の外面には、流体を流す方向を示す矢印形状のマーク３０Ｍが付されている。

【0024】

１対のフランジ部３２は、図３における上部に位置する１対の外面突部３１の間と、下部に位置する１対の外面突部３１の間が平坦にカットされている。また、上部の１対の外面突部３１と１対のフランジ部３２とに四方を包囲された部屋は、配線収容部屋３９になっている。その配線収容部屋３９内には、外部スリーブ３０を内外に貫通する１対のケーブル挿通孔３９Ａが形成されている。また、配線収容部屋３９の開口縁からは四角形の枠形突壁３９Ｔが突出し、図示しない回路ユニットが枠形突壁３９Ｔに嵌合した状態に取り付けられて配線収容部屋３９が閉塞される。

【0025】

外部スリーブ３０の両端部には、内面を段付き状に拡径して蓋嵌合部３０Ｋが形成されている。また、外部スリーブ３０の中間部には、外部スリーブ３０の中心部に向かって中間壁部３３が突出している。中間壁部３３は、外部スリーブ３０の内面から中心寄り位置まで張り出す複数（例えば、６つ）の放射リブ３３Ａと、隣り合う放射リブ３３Ａ同士の間を第１基準方向Ｈ１の一端側と他端側とで交互に連絡する複数の扇形リブ３３Ｂとを備えてなり、隣り合う扇形リブ３３Ｂの間が、扇形開口部３３Ｃになっている。

【0026】

図４に示すように、各扇形リブ３３Ｂには、外部スリーブ３０の近い側の端部開口を向いた面にセンサ固定部３４が設けられている。センサ固定部３４は、扇形リブ３３Ｂのうち先端側（外部スリーブ３０の中心側）の両角部から第１基準方向Ｈ１に突出する円筒状をなしている。また、図４に示すように、扇形リブ３３Ｂのうち、マーク３０Ｍの矢印が示す下流側の外部スリーブ３０の端部開口を向く面に配置された各センサ固定部３４の隣には、それぞれスリーブ固定部３５が設けられ、スリーブ固定部３５も、中間壁部３３から第１基準方向Ｈ１に突出する円筒状をなしている。また、図５に拡大して示すように、センサ固定部３４及びスリーブ固定部３５の先端面は、第１基準方向Ｈ１に対して直交する平坦面になっている。さらに、センサ固定部３４及びスリーブ固定部３５の内側には、螺子孔３４Ａ，３５Ａが形成されている。詳細には、センサ固定部３４には、螺子孔３４Ａの手前に、螺子孔３４Ａより内径が大きな嵌合孔３４Ｂが備えられている。また、スリーブ固定部３５には、螺子孔３５Ａの手前に嵌合孔は備えられていない。

【0027】

なお、本実施形態の外部スリーブ３０は、円筒形であるが、それに限定されるものではなく、楕円筒状や、断面多角形の角筒状であってもよい。また、外部スリーブ３０は、樹脂や金属の成形品（例えば、ダイキャスト成形品や鋳造品）でもよいし、金属加工品でもよい。また、外部スリーブ３０を、樹脂の成形品とする場合には螺子孔３１Ｎ，３４Ａ，３５Ａが金属ナットによって構成されるように外部スリーブ３０をインサート成形品としてもよいし、螺子孔３１Ｎを単なる孔にして、先細り状の螺子（所謂、木ねじ）がねじ込まれるようにしてもよい。さらに、図３及び図４等では、放射リブ３３Ａ及び扇形リブ３３Ｂは、簡略化されて平板状に示されているが一部が屈曲したり切り欠かれたりしている。そして、外部スリーブ３０を成形品とした場合に容易に第１基準方向Ｈ１に型抜きができるようになっている。

【0028】

図２に示すように、内部スリーブ２０は、外部スリーブ３０より長い円筒状をなしている。また、図５に示すように、内部スリーブ２０の一端寄り位置（例えば、下流側端部寄り位置）を周方向で複数等分（例えば、３等分）する位置からは、スリーブ取付突部２２が側方に張り出している。各スリーブ取付突部２２は、三角形の突片状をなし、先端部に貫通孔２２Ａを有する。そして、貫通孔２２Ａに通された螺子Ｂ４が、スリーブ固定部３５の螺子孔３５Ａに螺合されて内部スリーブ２０が外部スリーブ３０に固定されている。また、内部スリーブ２０及び外部スリーブ３０は、同心軸状に配置されて前述の中心軸Ｊ１（図２参照）を共有している。

【0029】

図２に示すように、内部スリーブ２０の両端部には、外径を段付き状に縮径して嵌合部２９が形成されている。また、嵌合部２９の周方向を複数等分する位置には、第１基準方向Ｈ１に延びかつ嵌合部２９の周面から僅かに突出する突条２９Ｌ（図５参照）が形成され、嵌合部２９が中継部材４０の後述する嵌合部４３Ｋに嵌合されるときに、それら突条２９Ｌが押し潰される。また、内部スリーブ２０の内面は、スリーブ取付突部２２が配置されている部分に向かって徐々に縮径している。

【0030】

なお、内部スリーブ２０は、円筒形に限定されるものではなく、楕円筒状や、断面多角形の角筒状であってもよい。また、本実施形態の内部スリーブ２０は、樹脂の成形品であるが、金属の成形品や加工品であってもよい。

【0031】

図２に示すように、内部スリーブ２０には、複数対（例えば、３対）の超音波伝播用貫通孔２１が形成されている。各対の超音波伝播用貫通孔２１は、内部スリーブ２０の中心軸Ｊ１に対して斜めに交差する中心軸Ｊ２を有する丸孔になっていて、それ故に、内部スリーブ２０の径方向から見ると超音波伝播用貫通孔２１は楕円形状をなしている。詳細には、複数の中心軸Ｊ２は、中心軸Ｊ１における長手方向の略中央の点Ｐ１で交差し、中心軸Ｊ１の軸方向から見ると複数の中心軸Ｊ２が中心軸Ｊ１回りを複数等分する方向に延びている。また、各中心軸Ｊ２のうち内部スリーブ２０から外側に延びる部分は、外部スリーブ３０の隣り合う扇形リブ３３Ｂの間の中央に配置されて、各超音波伝播用貫通孔２１が外部スリーブ３０の扇形開口部３３Ｃに臨んで開口している。

【0032】

図１に示すように、１対の中継部材４０は、ハウジング１１の端部開口を閉塞する蓋部４１と、その蓋部４１に対向する円板状のフランジ部４５とをパイプ部４０Ｐで接続してなる。

【0033】

蓋部４１は、外部スリーブ３０のフランジ部３２と同様に、円板の周方向の２箇所を平坦にカットした形状をなしている。また、図２に示すように、蓋部４１の外縁部からは、外部スリーブ３０側に向かって土手部４１Ｄが突出し、その土手部４１Ｄの先端面の内縁部から嵌合筒部４２が延設されている。そして、外部スリーブ３０の蓋嵌合部３０Ｋに嵌合筒部４２が嵌合され、土手部４１Ｄの先端面が外部スリーブ３０の先端面に重ねられる。また、土手部４１Ｄを含む蓋部４１の外縁部には、外部スリーブ３０の複数の螺子孔３１Ｎに対応して複数の貫通孔４１Ａが形成されている。そして、貫通孔４１Ａに通した螺子Ｂ１を外部スリーブ３０の螺子孔３１Ｎに締め付けて外部スリーブ３０に中継部材４０が固定される。

【0034】

図１に示すように、フランジ部４５は、円板状をなし、フランジ部４５の外周面のうち配線収容部屋３９と反対側部分は平坦にカットされて載置面４５Ｂになっている。また、フランジ部４５を周方向で複数等分する位置には、貫通孔４５Ａが形成されている。そして、図９に示すように、配管９０のフランジ部９１にフランジ部４５が重ねられ、フランジ部９１に設けられた図示しない複数の貫通孔とフランジ部４５の複数の貫通孔４５Ａとに図示しないボルトが通されてナットと螺合されることで、１対の配管９０の間に超音波流量計１０のハウジング１１が固定される。

【0035】

図２に示すように、中継部材４０の中心部を貫通する中心孔４３の内面には、蓋部４１側の端部を段付き状に拡径して嵌合部４３Ｋが形成されている。そして、嵌合部４３Ｋに内部スリーブ２０の嵌合部２９が嵌合されて、中心孔４３の内面と超音波伝播用貫通孔２１の内面とが面一に配置されている。また、中心孔４３は、嵌合部４３Ｋからフランジ部４５寄り位置まで僅かに拡径し、そこからフランジ部４５側の開口までの間が均一径になっている。なお、本実施形態の中継部材４０は、金属製であるが樹脂製でもよい。

【0036】

ハウジング１１の構造に関しては以上である。このハウジング１１は、上述したように外部スリーブ３０と内部スリーブ２０とを有し、それらの間の筒状空間７０が中間壁部３３によって一端側と他端側とに仕切られる共に、内部スリーブ２０には筒状空間７０の一端側と他端側とに連通する複数対の超音波伝播用貫通孔２１が形成されているので、筒状空間７０の一端側と他端側とが、内部スリーブ２０の内側の流路１０Ｒから拡張された１対の拡張部７１になる。そして、それら各拡張部７１に複数ずつ（例えば、３つずつ）の超音波センサ５０が取り付けられ、各拡張部７１の端部開口７１Ａが、蓋部４１にて閉塞される。

【0037】

以下、超音波センサ５０の構造及び超音波センサ５０の拡張部７１への取り付け方法について説明する。図６（Ｂ）に示すように、超音波センサ５０は、センサ本体５１と中継リング５２とセンサホルダ６０とを備えてなる。また、センサ本体５１は、円柱状をなして、その一端面にドーム状に膨出した超音波送受波面５３を有する。以下、センサ本体５１、中継リング５２及びセンサホルダ６０においては、センサ本体５１の軸方向を前後方向、超音波送受波面５３を有する側を前側、その反対側を後側ということとする。

【0038】

センサ本体５１の側面には、前後方向の中間部分に段付き状に拡径した大径部５４が備えられている。また、センサ本体５１の後面は、平坦になっていて、その中心部から図示しないケーブルが延びている。

【0039】

中継リング５２は、例えば、センサ本体５１及びセンサホルダ６０より弾性が高く、超音波が伝播し難い部材で構成されている。また、中継リング５２の内面には、周方向の全体に亘って角溝部５２Ｍが形成され、そこにセンサ本体５１の大径部５４が嵌合することでセンサ本体５１と中継リング５２とが一体に固定されている。また、中継リング５２の後端部から側方にフランジ部５２Ｆが張り出している。

【0040】

図７（Ａ）に示すように、センサホルダ６０は、リング部６１の周方向の２箇所から１対のセンサ取付突部６２が側方に張り出した構造をなしている。図６（Ｂ）に示すように、リング部６１は、第１基準方向Ｈ１に対して傾斜した中心軸Ｊ３を有する円環状をなしている。リング部６１の内面には、前側から小径部６１Ａと大径部６１Ｂとが備えられ、大径部６１Ｂに中継リング５２のフランジ部５２Ｆが嵌合し、小径部６１Ａと大径部６１Ｂとの段差面にフランジ部５２Ｆの前面が重ねられている。また、フランジ部５２Ｆの後面は、リング部６１の後面より僅かに後方に位置している。

【0041】

図７に示すように、１対のセンサ取付突部６２は、リング部６１を挟んで左右対称に形成されている。図６（Ａ）には、センサ取付突部６２を、１対のセンサ取付突部６２の並び方向から見た形状が示されている。同図に示すようにセンサ取付突部６２は、第１基準方向Ｈ１と直交する第１平面６２Ａと、リング部６１の後面と面一になった第２平面６２Ｂと、第１基準方向Ｈ１と平行な第３平面６２Ｃとを有する。第３平面６２Ｃは、リング部６１にも形成されて、その平面形状は円弧状になっている（図７（Ｂ）参照）。また、センサ取付突部６２には、第２平面６２Ｂと直交するように螺子孔６２Ｎが形成されている。さらに、螺子孔６２Ｎに螺合した螺子Ｂ２にて押え板６３が各センサ取付突部６２の各第２平面６２Ｂに重ねられてそれぞれ固定されている。そして、それら押え板６３の一部が中継リング５２のフランジ部５２Ｆの後面に重ねられ、これによりセンサ本体５１及び中継リング５２がリング部６１に固定されている。

【0042】

各センサ取付突部６２は、リング部６１から離れる側に張り出す側突部６４を有する。側突部６４は、センサ取付突部６２のうち第２平面６２Ｂから離れた側に配置され、第１平面６２Ａとそれに平行な面とを表裏に備える。また、側突部６４には、第１基準方向Ｈ１に貫通する貫通孔６２Ｕが備えられ、側突部６４のうち第１平面６２Ａ側の貫通孔６２Ｕの開口縁からは、貫通孔６２Ｕと中心軸Ｊ４を共有する円筒状の係合突部６２Ｔが突出している。また、１対のセンサ取付突部６２の係合突部６２Ｔ同士の間隔は、外部スリーブ３０の扇形開口部３３Ｃの両側のセンサ固定部３４同士の間隔と同じになっている。

【0043】

複数の超音波センサ５０は、内部スリーブ２０及び１対の中継部材４０が組み付けられる前の状態の外部スリーブ３０に組み付けられる。具体的には、例えば、水平な載置面に対し、外部スリーブ３０が、マーク３０Ｍの矢印を下に向けた状態にして載置される。この状態で、図８に示すように、上方を向いて開放した一方の拡張部７１内に複数（例えば、３つ）の超音波センサ５０が組み付けられる。

【0044】

具体的には、各扇形開口部３３Ｃに超音波センサ５０がそれぞれ配置され、それら扇形開口部３３Ｃの両側のセンサ固定部３４の嵌合孔３４Ｂに各超音波センサ５０の１対の係合突部６２Ｔが嵌合される。そして、各超音波センサ５０の各貫通孔６２Ｕに、螺子Ｂ３が挿入され、この状態で、例えば電動ドライバーにて各螺子Ｂ３が順次締め付け操作されて、複数の超音波センサ５０が外部スリーブ３０に固定される。

【0045】

次いで、複数の超音波センサ５０の図示しないケーブルが、拡張部７１内に取り回されて配線収容部屋３９寄りの扇形開口部３３Ｃに通され、一方のケーブル挿通孔３９Ａ（図３参照）から配線収容部屋３９内に引き出される。

【0046】

次いで、一方の中継部材４０の蓋部４１が、外部スリーブ３０の上面に重ねられて複数の螺子Ｂ１によって固定されることで、一方の拡張部７１の端部開口７１Ａが閉塞される。

【0047】

次いで、一方の中継部材４０と共に外部スリーブ３０の上下が反転され、マーク３０Ｍの矢印が上方を向いた状態にされる。この状態で、上方を向いて開放している他方の拡張部７１内に、一方の拡張部７１の場合と同様に複数の超音波センサ５０が組み付けられる。これにより、図２に示すように、各中心軸Ｊ２上に１対ずつの超音波センサ５０のセンサ本体５１が配置されて対向する。

【0048】

次いで、内部スリーブ２０が外部スリーブ３０の中心部に挿入され、図５に示すように、内部スリーブ２０の複数のスリーブ取付突部２２が外部スリーブ３０の複数のスリーブ固定部３５に重ねられて螺子Ｂ４にて固定される。

【0049】

次いで、超音波センサ５０のケーブルが他方のケーブル挿通孔３９Ａから配線収容部屋３９内に引き出される。また、他方の中継部材４０の蓋部４１が、外部スリーブ３０の上面に重ねられて固定され、他方の拡張部７１の端部開口７１Ａが閉塞される。そして、図示しない回路ユニットに対して、配線収容部屋３９内の超音波センサ５０のケーブルが接続されてから、回路ユニットが配線収容部屋３９に重ねて固定される。これにより、超音波流量計１０の組み付けが完了する。

【0050】

超音波流量計１０を使用する際は、前述の如く図９に示すように１対の配管９０の間に超音波流量計１０が接続され、マーク３０Ｍの矢印の方向に流体（気体）が流される。そして、互いに対向する各対の超音波センサ５０の間で、一方から他方の超音波センサ５０への超音波の伝播時間と、他方から一方の超音波センサ５０への超音波の伝播時間との差分が求められる。そして、複数対の超音波センサ５０にて求めた複数の差分データの平均に基づいて流量が演算されたり、差分データ同士の大小関係によって、渦流や乱流の発生が検出される。

【0051】

本実施形態の超音波流量計１０によれば、以下の効果を奏する。即ち、本実施形態の超音波流量計１０では、流路１０Ｒの２箇所を側方に拡張してなる１対の拡張部７１に、その流路１０Ｒの長手方向である第１基準方向Ｈ１に向かって開口する端部開口７１Ａが設けられて蓋部４１で閉じられ、それら１対の拡張部７１に第１基準方向Ｈ１から超音波センサ５０が固定されるセンサ固定部３４が設けられている。これにより、超音波センサ５０を、流路１０Ｒの軸方向（第１基準方向Ｈ１）から取り付けられることができ、流路に対して傾斜する方向から超音波センサが取り付けられていた従来に比べて、超音波センサ５０の取付作業が容易になる。また、本実施形態の超音波流量計１０のように複数対の超音波センサ５０が備えられていても、それら複数対の超音波センサ５０のうちの半分の複数の超音波センサ５０はハウジング１１に対して流路１０Ｒの一端側から取り付けられ、残り半分の複数の超音波センサ５０はハウジング１１に対して流路１０Ｒの他端側から取り付けられるので、ハウジング１１の向きを変更する手間が低減される。

【0052】

具体的には、図１５に示すように３対の超音波センサ（図示せず）が取り付けられる従来構造の超音波流量計１では、６方向から超音波センサを組み付ける必要があるため、少なくとも６回はハウジングの向きを変更する必要があるが、本実施形態の超音波流量計１０によれば、前述の如く、２回のハウジング１１（詳細には、外部スリーブ３０）の向きの変更で済むので、超音波センサ５０を組み付ける手間が大幅に低減される。

【0053】

また、本実施形態の超音波流量計１０では、外部スリーブ３０と内部スリーブ２０との間の筒状空間７０が中間壁部３３によって一端側と他端側とに仕切り、内部スリーブ２０に筒状空間７０の一端側と他端側とに連通する複数対の超音波伝播用貫通孔２１を形成したことで、筒状空間７０の一端側と他端側とが、内部スリーブ２０の内側の流路１０Ｒから拡張された１対の拡張部７１になっている。この構成により、流路１０Ｒと１対の拡張部７１とが内部スリーブ２０にて仕切られ、１対の拡張部７１による乱流の発生が防がれる。

【0054】

また、内部スリーブ２０は外部スリーブ３０に固定されるので、外部スリーブ３０に対する中継部材４０の取り付け作業を容易に行うことができる。さらに、超音波センサ５０が、センサ本体５１とセンサホルダ６０とに分かれているので、ハウジング１１の形状に応じてセンサホルダ６０の形状を変更して対応することができる。また、配管９０に取り付けられるフランジ部４５と蓋部４１とが一体に備えられているので部品点数の削減が図られる。

【0055】

さらに、筒状空間７０を一端側と他端側とに仕切る中間壁部３３は、複数の放射リブ３３Ａと複数の扇形リブ３３Ｂとを接続してなり、外部スリーブ３０の周方向で蛇行した形状に形成されるので、外部スリーブ３０をダイキャスト成形品として製造する場合に、外部スリーブ３０の軸方向の両側に成形金型の型抜きを行うことができ、金型制作費を抑えることができる。また、各超音波伝播用貫通孔２１が、中間壁部３３のうち隣り合う扇形リブ３３Ｂの間の扇形開口部３３Ｃに臨んで開口し、各センサ固定部３４は、扇形開口部３３Ｃの両側の開口縁に配置されているので、放射リブ３３Ａが超音波センサ５０同士の間を仕切る壁として利用することができる。

【0056】

［他の実施形態］

【0057】

（１）図１０に示した超音波流量計１０Ａのように、パイプ部４０Ｐとフランジ部４５を有さず、蓋部４１Ｖのみを備えた構造にしてもよい。この場合、１対の配管９０のフランジ部９１（図９参照）の間に超音波流量計１０Ａを挟み、１対の配管９０のフランジ部９１に複数のボルトを差し渡して固定すればよい。

【0058】

（２）また、図１１に示した超音波流量計１０Ｂのように、各蓋部４１Ｗの中心部から角柱状の突部４９を突出させて、それら突部４９の中心部に内部スリーブ２０内に連通する貫通孔を備え、その貫通孔に螺子孔部４９Ｎを形成して、配管９０の端部の雄螺子部と螺合結合されるようにしてもよい。

【0059】

（３）前記実施形態の超音波流量計１０は、３対計６個の超音波センサ５０を備えていたが、例えば、図１２及び図１３に示した超音波流量計１０Ｃのように６対計１２個の超音波センサ５０を備えた構成としてもよいし、それ以外の任意複数対の超音波センサを備えた構成としてもよいし、さらには超音波センサの数が１対にしてもよい。

【0060】

（４）図１４（Ａ）に概念的に示した超音波流量計１０Ｄのハウジング１１Ｄは、１対の配管に接続される直管部８０の一端寄り位置と他端寄り位置とに、相反する側方に張り出す１対のフード部８１を備える。それら１対のフード部８１の内側は、直管部８０内の流路１０Ｒから側方に拡張された１対の拡張部７１をなし、１対の拡張部７１のうち第１基準方向Ｈ１を向いた端部開口７１Ａは蓋体８２にて閉じられている。また、１対の拡張部７１のうち端部開口７１Ａに対向する部分にはセンサ固定部８１Ｖがそれぞれ設けられ、両センサ固定部８１Ｖに取り付けられた１対の超音波センサ５０が第１基準方向Ｈ１に対して傾斜する方向で対向している。この超音波流量計１０Ｄでも、流路１０Ｒの長手方向（即ち、第１基準方向Ｈ１）から超音波センサ５０をハウジング１１Ｄに組み付けることができ、前記実施形態の超音波流量計１０と一部同様に効果を奏する。

【0061】

（５）図１４（Ｂ）に概念的に示した超音波流量計１０Ｅのハウジング１１Ｅは、小径管部８３の両側に１対の大径管部８４を備えたベース管部を有する。また、ベース管部内の小径管部８３と１対の大径管部８４との段差面には、１対の延長管部８５が固定されて、大径管部８４より外側まで延びている。そして、小径管部８３と１対の延長管部８５の内側が流路１０Ｒをなしている。また、１対の延長管部８５は、大径管部８４と延長管部８５の間の空間に連通する１つ又は複数の超音波伝播用貫通孔２１を有する。そして、大径管部８４と延長管部８５の間の空間が流路１０Ｒから側方に拡張された１対の拡張部７１をなし、それら１対の拡張部７１のうち第１基準方向Ｈ１を向いた端部開口７１Ａが蓋体４１で閉じられている。また、１対の拡張部７１のうち端部開口７１Ａに対向する部分にはセンサ固定部８４Ｖがそれぞれ設けられ、両センサ固定部８４Ｖに取り付けられた１対又は複数の超音波センサ５０が第１基準方向Ｈ１に対して傾斜する方向で対向している。このような超音波流量計１０Ｅでも、流路１０Ｒが延びる方向（即ち、第１基準方向Ｈ１）から超音波センサ５０をハウジング１１Ｅに組み付けることができ、前記実施形態の超音波流量計１０と一部同様に効果を奏する。

【0062】

（６）前記実施形態の超音波流量計１０では、超音波センサ５０は螺子Ｂ３にてハウジング１１に固定されていたが、ピンの圧入により固定されていてもよいし、接着剤や震動溶着にて固定されていてもよい。

【0063】

（７）前記実施形態の超音波流量計１０では、１対の配管９０の間を直線状に連絡する流路１０Ｒに対して拡張部７１が内部スリーブ２０にて仕切られていたが、拡張部７１と流路１０Ｒとが仕切られていなくてもよい。

【0064】

（８）前記実施形態の超音波流量計１０では、複数の超音波センサ５０が外部スリーブ３０を周方向で複数等分する位置に配置され、周方向で隣合う超音波センサ５０同士の間隔が均一になっていたが、超音波センサ５０同士の間隔は均一でなくてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０～１０Ｅ 超音波流量計
１０Ｒ 流路
１１ ハウジング
２０ 内部スリーブ
２１ 超音波伝播用貫通孔
２２ スリーブ取付突部
３０ 外部スリーブ
３３ 中間壁部
３３Ａ 放射リブ
３３Ｂ 扇形リブ
３３Ｃ 扇形開口部
３４ センサ固定部
３５ スリーブ固定部
４０ 中継部材
４０Ｐ パイプ部
４１ 蓋部
４５ フランジ部
５０ 超音波センサ
５１ センサ本体
５２ 中継リング
５３ 超音波送受波面
６０ センサホルダ
６１ リング部
６２ センサ取付突部
７０ 筒状空間
７１ 拡張部
７１Ａ 端部開口
９０ 配管
Ｈ１ 第１基準方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】