[go: up one dir, main page]

WO2010052912A1 - 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置 - Google Patents

多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2010052912A1
WO2010052912A1 PCT/JP2009/005889 JP2009005889W WO2010052912A1 WO 2010052912 A1 WO2010052912 A1 WO 2010052912A1 JP 2009005889 W JP2009005889 W JP 2009005889W WO 2010052912 A1 WO2010052912 A1 WO 2010052912A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
partition plate
plate
insertion hole
flow path
path member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/005889
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
後藤尋一
重岡武彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008283845A external-priority patent/JP5125996B2/ja
Priority claimed from JP2008283846A external-priority patent/JP5125997B2/ja
Priority claimed from JP2008289540A external-priority patent/JP5126004B2/ja
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to CN200980134518.1A priority Critical patent/CN102144147B/zh
Priority to EP09824612A priority patent/EP2343516A4/en
Priority to US13/062,862 priority patent/US8418566B2/en
Publication of WO2010052912A1 publication Critical patent/WO2010052912A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662Constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/14Casings, e.g. of special material

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer flow path member having a measurement flow path composed of a plurality of flat flow paths, and an ultrasonic fluid measurement device using the same.
  • the ultrasonic fluid measurement device flows a fluid through a measurement channel, propagates the ultrasonic wave in the measurement channel, measures the propagation time of the ultrasonic wave, and obtains the flow velocity of the fluid based on the measured information. Is.
  • the measurement channel has a rectangular shape with a rectangular cross section, and a pair of ultrasonic transducers are provided on opposite short sides.
  • These pair of ultrasonic transducers are arranged so that an ultrasonic propagation path is formed at a predetermined angle with respect to the flow direction of the measurement channel, that is, as the fluid flow is crossed obliquely.
  • FIG. 23 shows a conventional multilayer flow path member of this type, in which a flow path unit 101 is partitioned by a rectifying plate 102 to form a plurality of small flow paths 103.
  • the plurality of rectifying plates 102 and the support portion 104 that supports the rectifying plates 102 are integrally formed using a thermosetting resin.
  • the support portion 104 was molded with a plurality of current plates 102 inserted.
  • the current plate 102 and the support portion 104 that supports them are integrally formed, it is not necessary to insert the current plate 102 into the support portion 104 one by one.
  • thermosetting resin since it is integrally formed using a thermosetting resin, shrinkage during curing can be suppressed as compared with the case where it is integrally formed with a thermoplastic resin.
  • the groove 112 of the measuring tube member 111 is composed of an opening 113 and a storage 114.
  • the storage part 114 is formed at the front end of the groove part 112 in the depth direction, and the opening dimension of the opening part 113 is set larger than the plate thickness of the rectifying plate 115.
  • the current plate 115 is inserted into the groove 112 through the opening 113. And since the storage height dimension of the accommodating part 114 is a magnitude
  • a portion of the groove 112 (hereinafter referred to as a guide portion) extending from the opening 113 to the storage portion 114 is formed in a shape in which the opening size gradually decreases. That is, an inclined surface 116 extending from the opening 113 to the storage portion 114 is formed at the guide portion.
  • the rectifying plate 115 guided to the front end in the same direction is stored in the storage portion 114 located at the front end in the same direction as described above.
  • the rectifying plate 115 Since the rectifying plate 115 is guided to the storage portion 114 by the guide part, even if the rectifying plate 115 and the storage portion 114 during the insertion operation are inclined (or misaligned) within the range of the opening dimension of the opening 113. The operation of inserting the current plate 115 can be continued.
  • the degree of freedom in the positional relationship between the rectifying plate 115 and the storage portion 114 at the time of insertion is widened, and the fitting operation of the rectifying plate 115 is facilitated.
  • the measurement flow path is a multi-layer flow path
  • the positional relationship between the pair of ultrasonic transducers and multi-layer flow paths provided in the measurement flow path and the rectifying plate for forming the multi-layer flow path There is a problem that the measurement accuracy is lowered due to the dimensional variation between the rectifying plates when both edges are supported by the frame, and a highly accurate multilayer flow path member has been demanded in order to perform highly accurate measurement.
  • the plurality of rectifying plates and the support portions that support them are integrally insert-molded using a thermosetting resin, and the curing time is It takes a long time, and it takes a very long time to inject the resin into the mold and then cool it down to take out the molded product from the mold, which increases productivity and increases the cost. It was.
  • the groove is larger than the thickness of the current plate.
  • a large opening and a storage part having a size equivalent to the plate thickness of the current plate, and the storage part is formed at the tip in the depth direction of the groove rather than the opening, and the current plate is located at the guide part of the opening.
  • the thickness must be increased in order to have the holding strength.
  • the dimensional accuracy decreases due to shrinkage, sink marks, etc. Therefore, there is a disadvantage that it is necessary to balance workability such as ease of insertion in combination with strength and accuracy, and consequently high accuracy cannot be pursued.
  • the present invention has been made to solve the conventional problems, and aims to provide a highly accurate multilayer flow path member and an ultrasonic fluid measuring device using the same.
  • the 1st invention is arrange
  • the partition plate which divides the said measurement flow path into several flat flow paths, and the said partition plate A multi-layer flow path member that is formed by a side plate that is orthogonal to each other and that supports both edge portions, and is arranged vertically in parallel with the partition plate, and is coupled to the side plate to support both edge portions, and a lower plate.
  • An insertion hole for inserting a part of the partition plate into the side plate, and a fusion projection portion provided above and below the insertion hole, and the fusion projection portion is welded in a state where the partition plate is inserted into the side plate.
  • the partition plate is fixed to the side plate by being melted by the means, and the melted state by the welding means is different between the front and back surfaces of the partition plate so that the gap between the insertion hole and the partition plate is formed in a certain direction. And have a partial welding means.
  • the partial welding means moves up and down the welding surface of the tip end portion of the melting projection provided above and below the insertion hole for inserting a part of the partition plate into the side plate.
  • the gap between the insertion hole and the partition plate is formed in a certain direction so that the melted state is different between the upper and lower surfaces of the partition plate. It is made to do.
  • the welding surface of the tip portion of the melting projection is inclined in the vertical direction.
  • the most advanced part of the melting projection part first contacting the welding means is melted first and then gradually toward the root part of the melting projection part.
  • the gap between the insertion hole and the partition plate is filled from the vicinity of the most advanced portion to be melted.
  • the partition plate is pressed against the end of the insertion hole on the side opposite to the most advanced portion to be melted first, and the partition plate is positioned to be biased with respect to the insertion hole, and is fixed with the positional accuracy of the insertion hole. Even if there is a gap between the partition plate and the insertion hole, it can be welded and fixed with high accuracy. As a result, the spacing between the partition plates can be maintained at the position accuracy of the insertion hole, and the dimensional accuracy can be maintained without increasing the strength of the side plate to which the partition plates are mounted while maintaining the ease of insertion. Without using a separate member for securing the high-precision multi-layer flow path member with a simple configuration.
  • the shape or number of the melt projections provided above and below the insertion hole into which a part of the partition plate is inserted is changed, and the side plate is provided with the partition plate.
  • the melting amount of the melt projections provided above and below the insertion hole for inserting a part thereof is different between the upper and lower sides of the partition plate so that the gap between the insertion hole and the partition plate is formed in a certain direction. It is.
  • the uneven welding means changes the shape or number of the melt projections provided above and below the insertion hole into which the part of the partition plate is inserted to change the upper and lower sides of the insertion hole into which the part of the partition plate is inserted into the side plate. Since the melting amount of the melt projections provided on the upper and lower sides of the partition plate is different, the melting state by the welding means is different between the upper and lower surfaces of the partition plate, and the melted portions of the melt projection portions are sequentially melted by the melt projection portions. Since the flow is smoothed from the larger amount to the smaller amount, the gap between the insertion hole and the partition plate is filled from the vicinity of the larger melting amount of the melt projection.
  • the partition plate is pressed against the end of the insertion hole on the side opposite to the side where the melting amount of the melt projection portion is large, and the partition plate is biased with respect to the insertion hole. Even if there is a gap between the partition plate and the insertion hole, it can be welded and fixed accurately. As a result, the spacing between the partition plates can be maintained at the position accuracy of the insertion hole, and the dimensional accuracy can be maintained without increasing the strength of the side plate to which the partition plates are mounted while maintaining the ease of insertion. Without using a separate member for securing the high-precision multi-layer flow path member with a simple configuration.
  • a partition plate that is divided into a plurality of flat flow paths, a side plate that is orthogonal to the partition plate and supports both edge portions, and that is disposed vertically in parallel with the partition plate and coupled to the side plate.
  • An insertion hole including a top plate and a bottom plate that support both edge portions, and forming a support portion supported by the side plate at a part of both edge portions of the partition plate, and inserting the support portion into the side plate
  • the insertion hole is disposed adjacent to the insertion portion having a hole shape larger than the support portion and in a plane direction perpendicular to the insertion direction of the support portion so that the support portion can be easily inserted.
  • a fixing portion that has a portion having substantially the same shape as the cross-sectional shape of the support portion and fixes the support portion.
  • the partition plate After inserting the support portion of the partition plate into the insertion portion of the insertion hole of the side plate, the partition plate is fixed to the side plate by sliding to the fixing portion located on the side portion of the insertion portion. Is held with the positional accuracy of the fixing portion of the insertion hole.
  • the insertion portion of the insertion hole of the side plate ensures the ease of insertion of the support portion of the partition plate and can be secured to the support portion with high accuracy by sliding to the fixing portion. .
  • the insertion portion is set to a gap wider than the width and thickness of the support portion
  • the fixing portion is set to a gap substantially the same as the thickness of the support portion
  • the fixing portion is formed in any one of the vertical directions of the insertion portion.
  • the partition plate is fixed to the side plate by inserting the support portion of the partition plate into the insertion portion of the insertion hole of the side plate and then sliding it to the fixing portion located in any one of the vertical directions of the insertion portion. Moreover, the partition plate is held with the positional accuracy of the fixing portion of the insertion hole.
  • the insertion portion is formed in a state where the support portion is inserted into the insertion portion and then slid to the fixing portion and the partition plate is fixed to the side plate.
  • the gap was closed with closing means.
  • the opening generated for fixing the partition plate to the side plate can be closed by the closing means, and the support portion of the partition plate cannot be returned from the fixed portion to which the partition plate slides to the insertion portion of the insertion hole. There is no need to worry about the support portion returning to the insertion portion and coming off.
  • the closing means is integrally formed on one or both of the top plate and the bottom plate.
  • a partition plate that divides the measurement channel into a plurality of flat channels, a side plate that is orthogonal to the partition plate and supports both edge portions, and the partition plate are arranged vertically in parallel.
  • a top plate and a bottom plate, the side plate is provided with an insertion hole for inserting a part of the partition plate, and a melt projection is provided above and below the insertion hole.
  • the partition plate is welded and fixed to the side plate by melting the melt projection with a part inserted.
  • the interval between the partition plates can be maintained with high accuracy, and the workability can be improved.
  • a tenth aspect of the invention is the ninth aspect of the invention, wherein the welding fixing portions for welding and fixing the partition plate to the side plate are provided at three locations at the center and both ends in the longitudinal direction, and after welding from the center, Both ends were welded.
  • the side plate has a thin and elongated shape and is easily warped due to its structure, it is possible to weld and fix the partition plate by regulating the warp.
  • the multilayer flow path member according to any one of the first to tenth aspects is mounted on an ultrasonic fluid measuring device.
  • the partition plate can be positioned biased with respect to the insertion hole, so that the spacing between the partition plates can be maintained with the positional accuracy of the insertion hole. It is possible to achieve high accuracy with a simple configuration without increasing the strength of the side plate to which the partition plate is attached and without using a separate member for ensuring dimensional accuracy, while maintaining the workability of ease of insertion.
  • a multilayer flow path member can be formed, and a highly accurate multilayer flow path member that improves fluid measurement accuracy and an ultrasonic fluid measurement apparatus using the multilayer flow path member can be provided.
  • FIG. 1 is an overall exploded perspective view of an ultrasonic fluid measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Cross-sectional view of the main part of the ultrasonic fluid measuring device (A) is an exploded perspective view of the multilayer flow path member
  • (B) is an enlarged perspective view of the main part.
  • Explanatory drawing which shows the welding fixation process of a multilayer channel member (A) is an exploded perspective view of the multilayer flow path member in Embodiment 2 of this invention
  • (B) is a principal part expansion perspective view.
  • Explanatory drawing which shows the welding fixation process of the multilayer flow path member
  • Explanatory drawing which shows the manufacturing process of the multilayer flow path member
  • (A) is an exploded perspective view of a multilayer flow path member according to another embodiment of the present invention
  • (B) is an enlarged perspective view of a main part.
  • the disassembled perspective view of the ultrasonic fluid measuring apparatus in Embodiment 3 of this invention Cross-sectional view of the main part of the ultrasonic fluid measuring device Exploded perspective view of multilayer flow path member of the same ultrasonic fluid measuring device Explanatory drawing which shows the assembly process of a multilayer channel member
  • the disassembled perspective view of the multilayer flow-path member in Embodiment 4 of this invention Explanatory drawing which shows the assembly process of the same multilayer flow path member
  • Explanatory drawing which shows the assembly process of the multilayer flow-path member in another example
  • Explanatory drawing which shows the assembly process of the multilayer flow-path member in another example Whole disassembled perspective view of ultrasonic fluid measuring apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
  • Sectional view of the multilayer flow path member of the ultrasonic fluid measuring device Exploded perspective view of the multilayer flow path member Part X enlarged perspective view of FIG. (A), (B), (C) Explanatory drawing which shows the manufacturing process of the multilayer flow path member (A), (B) is explanatory drawing which shows the welding fixing process of the multilayer flow-path member, (C) is the X section expanded sectional view of (B).
  • (A) is a main part front sectional view of the conventional ultrasonic fluid measuring device, and (B) is a side sectional view. Sectional drawing of the principal part showing another example of a conventional ultrasonic fluid measuring device
  • the fluid path 2 of the ultrasonic fluid measuring apparatus 1 includes left and right vertical flow paths 3a and 3b, and a horizontal flow path 4 that connects upper ends of the left and right vertical flow paths 3a and 3b. It is formed in a substantially inverted U shape.
  • the horizontal flow path 4 has a square-tube-shaped measurement flow path accommodating portion 5 whose upper surface for measuring fluid is opened, and a pair of transducers so as to face each other in the measurement flow path accommodating portion 5.
  • An ultrasonic measurement unit 9 having a transducer (not shown) is provided on the attachment unit 8.
  • the measurement flow path housing part 5 includes a multilayer flow path member 10 that divides the fluid into a plurality of flat flow paths, and a lid part 7 that houses the multilayer flow path member 10 in the measurement flow path storage part 5 and seals it.
  • a multilayer flow path member 10 that divides the fluid into a plurality of flat flow paths
  • a lid part 7 that houses the multilayer flow path member 10 in the measurement flow path storage part 5 and seals it.
  • the measurement flow path accommodating part 5 is formed in a rectangular tube shape having a rectangular cross section.
  • both the transducer attachment parts 8 and 8 are provided with a circular through hole 8a penetrating in the direction connecting the both transducer attachment parts 8 and 8 to form an ultrasonic wave propagation path 8b.
  • the ultrasonic wave propagation path 8b in the measurement direction connecting each other is provided so as to cross obliquely with respect to the fluid flowing direction.
  • the multilayer flow path member 10 includes a partition plate 11 for partitioning the measurement flow path housing portion 5 into a plurality of flat flow paths 6, and a fluid flow direction in the partition plate 11. It is formed in a rectangular box shape by side plates 13 and 14 that support the edge 11a, and a top plate 15 and a bottom plate 16 that are arranged in the vertical direction of the left and right side plates 13 and 14, and between the left and right side plates 13 and 14 The partition plate 11 is held horizontally at a predetermined interval.
  • a plurality of slits 17 are provided on the inner surfaces of the side plates 13 and 14 in order to hold the partition plate 11 at a predetermined interval.
  • the slits 17 are provided at equal intervals along the upper and lower sides orthogonal to the fluid flow so that the cross-sectional areas of the flat flow paths 6 partitioned by the partition plates 11 are uniform.
  • the side plates 13, 14 of the multilayer flow path member 10 located in the ultrasonic wave propagation path 8b are provided with openings 18 for passing ultrasonic waves. It has been.
  • a filter member 19 such as a fine mesh punching metal that can transmit ultrasonic waves is attached to the opening 18.
  • the partition plate 11 is an overall rectangular thin plate-like member, and is provided on the edge portion 11a of the partition plate 11 so as to protrude from the four corners and the central portion of the partition plate 11 to the outside in the width direction, and has a plurality of flange portions 11b having end surfaces 11c.
  • the longitudinal ends 11d and 11d are provided on the upstream side and the downstream side in the fluid flow direction.
  • the slit 17 provided in the side plates 13 and 14 is provided with an insertion hole 17a at a position corresponding to the flange 11b of the partition plate 11, and the end surface of the flange 11b of the partition plate 11 through the insertion hole 17a. 11 c is exposed to the outside, and the partition plate 11 is supported by the side plates 13 and 14.
  • melting projections 20 are provided above and below the insertion holes 17a of the side plates 13 and 14, and the melting projections 20 are melted in a state where the side plates 13 and 14 are inserted into the flanges 11b of the partition plate 11, The partition plate 11 is welded and fixed to the side plates 13 and 14.
  • the partition plate 11 is used.
  • the upper and lower surfaces have different melting states so that the gap between the insertion hole 17a and the partition plate 11 is formed in a certain direction.
  • a heater or the like was used as a means for melting the molten protrusion 20 above and below the insertion hole 17a from the lateral direction of the side plates 13 and 14.
  • the heating head 21 is pressed to melt the melt projection 20 and its vicinity above and below the insertion hole 17a.
  • a part of the melted molten projection 20 fills the gap between the end surface 11c of the partition plate 11 and the insertion hole 17a, or the resin in the vicinity of the insertion hole 17a melts to leave the gap between the end surface 11c of the partition plate 11 and the insertion hole 17a. Fill and solidify.
  • the melting state by the heating head 21 is different between the upper and lower surfaces of the partition plate 11, and the most advanced portion of the melting projection 20 that is first in contact with the heating head 21 is melted first.
  • the gap between the insertion hole 17a and the partition plate 11 is filled from the vicinity of the most advanced part to be melted first.
  • the partition plate 11 is inserted into the insertion holes 17a of the side plates 13 and 14 by the dead weight of the partition plate 11.
  • the partition plate 11 is positioned below the insertion hole 17a, and further, the partition plate 11 is pressed against the lower end portion of the insertion hole 17a opposite to the most distal portion melted at the beginning of the melt projection portion 20.
  • the partition plate 11 is biased with respect to the insertion hole 17a, and is fixed with the positional accuracy of the insertion hole 17a. Even if there is a gap between the partition plate 11 and the insertion hole 17a, the partition plate 11 can be welded and fixed with high accuracy. become able to.
  • a highly accurate multilayer flow path member can be formed with a simple configuration without using a separate member for ensuring dimensional accuracy.
  • the top plate 15 and the bottom plate 16 can be fixed using an adhesive or the like, but fitting portions are provided on the top and bottom end surfaces of the side plates 13 and 14 and the top plate 15 and the bottom plate 16 to be fitted. In this state, when the melting projection 20 is melted above and below the insertion hole 17a, a part of the fitting portion can be simultaneously melted and fixed by the heating head 21.
  • FIGS. 5 to 7 show the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the components that perform the same operations as those in FIGS. 3 and 4, and the specific explanations of the first embodiment are used.
  • the fusion projection 25 provided above and below the insertion hole 17 a into which a part of the partition plate 11 is inserted has a weld surface at the tip thereof inclined in the vertical direction and its shape, that is, Change the height so that the melting amount of the melt projections 25 provided above and below the insertion holes 17a and 17a for inserting a part of the partition plate 11 into the side plates 13 and 14 is different between the upper and lower portions of the partition plate 11.
  • a gap between the hole 17a and the partition plate 11 is formed in a certain direction.
  • the assembly uses a positioning jig 30 having slits 32 set at intervals of the partition plate 11.
  • a pair of holding portions 31 a and 31 b having slits 32 set at a desired interval between the partition plates 11 are arranged so that the slits 32 face each other. To do.
  • the longitudinal ends 11d and 11d of the partition plates 11 are inserted and held in the slits 32 of the holding portions 31a and 31b arranged to face each other.
  • the positions and widths of the slits 32 of the holding portions 31a and 31b are set with high accuracy to the interval and thickness of the partition plate 11 as compared with the slits 17 provided in the side plates 13 and 14.
  • the plate 11 is positioned with high accuracy.
  • the partition plate 11 is set with high accuracy.
  • the slits 32 of the holding portions 31a and 31b can secure a sufficient holding allowance, so that a guide portion (not shown) such as a taper is provided so that the longitudinal end portions 11d and 11d of the partition plate 11 can be easily inserted. And workability is further improved.
  • the side plates 13 and 14 are brought close to the side end surface 11 c of the partition plate 11 held by the positioning jig 30 and partitioned into the insertion holes 17 a of the slits 17 of the side plates 13 and 14.
  • the edge 11a of the plate 11 is inserted.
  • each flange portion 11 b provided in the partition plate 11 is fitted into the insertion hole 17 a provided in the slit 17.
  • the partition plate 11 can be easily inserted.
  • the heating head 21 heated by a heater or the like is pressed as a means for melting the melt projection 25 above and below the insertion hole 17a from the lateral direction of the side plates 13 and 14, respectively.
  • the melting projection 25 and the vicinity thereof are melted above and below the insertion hole 17a.
  • a part of the melted molten projection 25 fills the gap between the end surface 11c of the partition plate 11 and the insertion hole 17a, or the resin in the vicinity of the insertion hole 17a melts to leave the gap between the end surface 11c of the partition plate 11 and the insertion hole 17a. It is buried and solidified while maintaining the state of being accurately positioned by the positioning jig 30.
  • the top plate 15 and the bottom plate 16 are attached to the upper and lower sides of the side plates 13 and 14 to form a multilayer.
  • the flow path member 10 is completed.
  • the fusion projection part 25 has the welding surface of the tip part thereof inclined in the vertical direction and the shape, that is, the height thereof is changed, the effect of inclining the welding surface of the tip part in the vertical direction can be obtained.
  • the melt projections 25 provided above and below the insertion hole 17a for inserting a part of the partition plate 11 are changed in shape, that is, height, and the insertion hole 17a for inserting a part of the partition plate 11 into the side plates 13 and 14 is inserted. Since the melting amount of the melt projections 25 provided on the upper and lower sides of the partition plate 11 is different between the upper and lower sides of the partition plate 11, the melting state by the heating head 21 is different on the upper and lower surfaces of the partition plate 11, Since the melted projection 25 flows from the larger melting amount toward the smaller melting amount and is smoothed, the gap between the insertion hole 17a and the partition plate 11 is filled from the vicinity of the larger melting amount of the melting projection 25. Will go.
  • the partition plate 11 is further pressed from the larger melting amount of the melt projection 25 to the smaller one, and the partition plate 11 is positioned to be biased with respect to the slit 32 of the positioning jig 30 and positioned.
  • the position accuracy of the slit 32 of the jig 30 is further biased and fixed, and even if there is a gap between the partition plate 11 and the insertion hole 17a, it can be welded and fixed with high accuracy.
  • a high-precision multilayer flow path member can be formed with a simple configuration without using a separate member for ensuring dimensional accuracy.
  • the positioning jig 30 is used in the assembly method of the multilayer flow path member 10, the positioning accuracy of the slit 32 of the positioning jig 30 can be further biased and fixed. With the configuration, it is possible to form the multi-layer flow path member 10 with a high accuracy of the positioning jig 30 or more.
  • melt projection part 25 provided above and below the insertion hole 17a into which a part of the partition plate is inserted has been described with the same number, this may be changed as shown in FIG. Further, the diameter and cross-sectional shape (not shown) of the melt projection 25 may be changed, and may be adjusted according to the welding conditions of the heating head 21, and the configuration of each other part is within the scope of achieving the object of the present invention. Any configuration may be used.
  • the fluid path 202 of the ultrasonic fluid measuring apparatus 201 includes left and right vertical flow paths 203a and 203b and a horizontal flow path 204 that connects the upper ends of the left and right vertical flow paths 203a and 203b. And is formed in a substantially inverted U shape.
  • the horizontal flow path 204 has a measurement flow path accommodating portion 205 having a rectangular cross section with an open top surface, and a transducer mounting portion 206 is formed on the opposing short side wall portion, and an ultrasonic wave
  • the measuring unit 207 is configured.
  • a multilayer flow path member 208 that divides the fluid into a plurality of flat flow paths is accommodated, and the upper open portion is sealed by the lid portion 209.
  • the transducer mounting portion 206 on the short side wall portion in the measurement flow path accommodating portion 205 is provided with a circular through hole 206a, so that an ultrasonic propagation path 206b is formed so as to cross the flowing fluid obliquely. Yes.
  • Such an arrangement pattern in which the ultrasonic wave propagation path 206b is set with an angle with respect to the flow is called a so-called Z path or Z method.
  • the multilayer flow path member 208 includes a partition plate 211 made of a thin plate member for partitioning the measurement flow path into a plurality of flat flow paths 210, and a flow of fluid in the partition plate 211.
  • the side plates 212 and 213 that support the edge portion 211a along the direction, the top plate 214 disposed in the vertical direction of the side plates 212 and 213, and the bottom plate 215 are formed in a rectangular box shape.
  • the left and right side plates 212 and 213 hold the partition plate 211 horizontally at a predetermined interval.
  • a plurality of slits 216 are provided on the inner surfaces of the side plates 212 and 213 in order to hold the partition plate 211 at a predetermined interval.
  • the slits 216 are provided at equal intervals along the upper and lower sides perpendicular to the fluid flow so that the cross-sectional area of the flat flow path 210 partitioned by the partition plates 211 is uniform.
  • the side plates 212 and 213 of the multilayer flow path member 210 are provided with ultrasonic wave passing openings 217 corresponding to the ultrasonic wave propagation paths 206b.
  • a filter member 218 such as a fine mesh punching metal that can transmit ultrasonic waves is attached to the opening 217.
  • Support portions 211b are formed to protrude outward in the width direction from the front and rear of the edge portion 211a and the central portion of the partition plate 211.
  • the slits 216 provided in the side plates 212 and 213 are provided with insertion holes 219 at positions corresponding to the support portions 211b, and the end surfaces 211c of the support portions 211b are exposed to the outside through the insertion holes 219. It is like that.
  • the insertion hole 219 includes an insertion portion 219a having a gap wider than the width and thickness of the support portion 211b, a fixing portion 219b substantially the same as the thickness of the support portion 211b, and a guide that gently connects the insertion portion 219a and the fixing portion 219b. Part 219c.
  • the support plate 211b of the partition plate 211 is slid to the fixing portion 219b via the guide portion 219c. 211 is fixed.
  • the partition plate 211 is held by the fixing portion 219b of the insertion hole 219, and the interval between the partition plates 211 can be positioned with high accuracy.
  • the above-described operation can be performed smoothly by communicating with the guide portion 219c that gently connects the insertion portion 219a and the fixing portion 219b.
  • the insertion portions 219a of the insertion holes 219 of the side plates 212 and 213 are configured to be closed by inserting closing means 220a and 220b integrally formed on both the top plate 214 and the bottom plate 215.
  • the opening caused by the presence of the insertion portion 219a generated for fixing the partition plate 211 to the side plates 212 and 213 can be closed, and the support portion 211b of the partition plate 211 returns from the fixing portion 219b to the insertion portion 219a. Can also be prevented.
  • the partition plate 211 and the side plates 212 and 213 can be fixed, and the side plates 212 and 213 and the top plate 214 and / or the bottom plate 215 can be fixed at the same time. Assembling becomes easy.
  • the partition plate 211 and the side plates 212 and 213 are fixed by positioning the partition plate 211 on the inner side and supporting both sides thereof with the side plates 212 and 213 and closing the side plates 212 and 213 from the outside.
  • a U-shaped top plate 214 and a bottom plate 215 integrally formed with the means 220a and 220b are pressed.
  • the blocking means 220a and 220b prevent the support portion 211b of the partition plate 211 from being detached from the fixed portion 219b, and the blocking means 220a and 220b fitted in the insertion portion 219a prevent the other portions from being removed. Even if the fixing means is not used, the multilayer flow path member can be assembled, the number of parts can be reduced and the number of assembling steps can be reduced, and an inexpensive and highly accurate multilayer flow path member can be obtained.
  • the force that causes the partition plate 211 and the side plates 212 and 213 to be unfixed that is, the force that the support portion 211b of the partition plate 211 returns from the fixing portion 219b to the insertion portion 219a, and the top plate 214
  • the closing means 220a and 220b integrally formed on the bottom plate 215 are different from the direction of the force for fitting and holding the closing means 220a and 220b in the insertion hole inserting portion 219a, and the force and the closing means 220a and Since the top plate 214 and the bottom plate 215 integrally formed with 220b are different in the direction of the force for pressing the side plates 212 and 213 and interfere with each other, the fixation becomes more secure.
  • FIGS. 13 to 16 show the fourth embodiment, and the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIGS. 11 and 12 for the sake of convenience, and the specific descriptions of the first embodiment are used.
  • the insertion hole 219 is positioned below the insertion portion 219a having a gap wider than the width and thickness of the support portion 211b and the insertion portion 219a, and has a width substantially the same as the width of the support portion 211b.
  • the fixing portion 219b has a guide portion 219c that gently connects the insertion portion 219a and the fixing portion 219b.
  • the partition plate 211 is fixed to the side plates 212 and 213 by inserting the support portion 211b of the partition plate 211 into the insertion portion 219a of the side plates 212 and 213 and then sliding it to the fixing portion 219b positioned downward. Will come to be.
  • the insertion portions 219a of the side plates 212 and 213 ensure the ease of insertion of the support portions 211b of the partition plate 211, and by sliding to the fixing portions 219b, the support portions 211b of the partition plates 211 can be fixed with high accuracy. It will be possible to secure.
  • the partition plate 211 fixed to the fixing portions 219b of the side plates 212 and 213 can have the holding allowance almost in the entire plate thickness of the side plates 212 and 213 and the width of the fixing portion 219b. Can be maintained with the positional accuracy of the fixing portion 219b of the insertion hole 219, so that the fixing strength of the partition plate 211 to the side plates 212 and 213 is sufficiently secured while maintaining the ease of insertion.
  • a highly accurate multilayer flow path member can be formed with a simple configuration without using a separate member for ensuring dimensional accuracy.
  • the sliding direction of the support portion 211b of the partition plate 211 from the insertion portion 219a of the insertion hole 219 of the side plates 212 and 213 to the fixed portion 219b is the same as the stacking direction of the partition plate 211.
  • the support portions 211b of the two partition plates 211 can be fixed by one insertion hole 219,
  • the support portions 211 b of the plurality of partition plates 211 can be fixed by one insertion hole 219. become able to.
  • the fixing 219b is positioned on the side portion of the insertion portion 219a, but this is because the upper and lower surfaces of the support portion 211b of the partition plate 211 are different from the example of the fourth embodiment. Since it is held by the fixing portion 219b of the insertion hole 219, there is an advantage that the holding force is strong, and in the example of Embodiment 4, the fixing portion 219b is positioned below the insertion portion 219a. This has an advantage that workability is good because the moving distance is short, and a holding force can be obtained by fitting the closing means 220a, 220b into the insertion portion 219a, so any configuration may be selected. In addition, the configuration of each part may be any configuration as long as the object of the present invention is achieved.
  • the fluid path 302 in the ultrasonic fluid measurement device 301 is, for example, a horizontal flow that connects the left and right vertical flow paths 303a and 303b and the upper ends of the left and right vertical flow paths 303a and 303b.
  • the channel 304 is formed in a substantially inverted U shape.
  • the horizontal flow path 304 has a measurement flow path accommodating portion 305 having a rectangular shape with an open top surface, and a transducer mounting portion 306 is formed on the opposing short side wall portion, and an ultrasonic wave A measurement unit 307 is configured.
  • the measurement flow path accommodating portion 305 accommodates a multilayer flow path member 308 that divides the fluid into a plurality of flat flow paths, and the upper open portion is sealed with a lid portion 309.
  • An ultrasonic wave propagation path 306b that obliquely crosses the flowing fluid is formed in the transducer mounting portion 306 on the short side wall portion of the measurement flow path accommodating portion 305 by providing a circular through hole 306a. Yes.
  • Such an arrangement pattern in which the ultrasonic wave propagation path 306b is set with an angle with respect to the flow is called a so-called Z-path or Z-method.
  • the multilayer flow path member 308 includes a partition plate 311 made of a thin plate member for partitioning the measurement flow path into a plurality of flat flow paths 310, and a flow of fluid in the partition plate 311.
  • the side plates 312 and 313 that support the edge 311a along the direction, the top plate 314 disposed in the vertical direction of the side plates 312 and 313, and the bottom plate 315 are formed in a rectangular box shape.
  • the partition plates 311 are horizontally held at predetermined intervals on the left and right side plates 312 and 313.
  • a plurality of slits 316 are provided on the inner surfaces of the side plates 312 and 313 in order to hold the partition plate 311 at a predetermined interval.
  • the slits 316 are provided at equal intervals along the upper and lower sides orthogonal to the fluid flow so that the cross-sectional area of the flat flow path 310 partitioned by the partition plates 311 is uniform.
  • the side plates 312 and 313 of the multilayer flow path member 308 are provided with ultrasonic wave passing openings 317 corresponding to the ultrasonic wave propagation paths 306b.
  • a filter member 318 such as a fine mesh punching metal that can transmit ultrasonic waves is attached to the opening 317.
  • Projections 311b projecting outward in the width direction are formed before and after the edge 311a of the partition plate 311 and from the center.
  • the slits 316 provided in the side plates 312 and 313 are provided with insertion holes 319 at positions corresponding to the projections 311b, and the end surfaces 311c of the projections 311b are exposed to the outside through the insertion holes 319. It is like that.
  • melt projections 320 are integrally provided above and below the insertion holes 319 of the side plates 312 and 313.
  • the positioning treatment that inserts the protrusion 311b of the partition plate 311 into the insertion holes 319 of the side plates 312 and 313 and regulates the clearance between the partition plates 311 and the clearance between the partition plate 311 and the top plate 314 and the bottom plate 315.
  • the partition plate 311 is welded and fixed to the side plates 312 and 313 by melting the melt projection 320 with the tool inserted.
  • the partition plate 311 is set to a desired interval via the positioning jig F, and further, the pair of side plates 312 and 313 so that the slits 316 face each other. Place.
  • the edge portions 311a of the partition plates 311 are inserted into the slits 316 of the side plates 312 and 313 arranged to face each other, and the protruding portions 311b are inserted through the insertion holes 319.
  • the heating head H is applied from the lateral direction of the side plates 312 and 313 to melt the melting protrusion 320.
  • the melt also enters the insertion hole 319 and fills the gap with the protrusion 311b.
  • top plate 314 and the bottom plate 315 are attached to the upper and lower sides of the side plates 312 and 313, and the multilayer flow path member 308 is completed.
  • the top plate 314 and the bottom plate 315 can be fixed using an adhesive or the like, but fitting portions are provided on both the upper and lower end surfaces of the side plates 312 and 313 and the top plate 314 and the bottom plate 315 to be fitted. In this state, when the melting projection 320 is melted above and below the insertion hole 319, a part of the fitting portion can be simultaneously melted and fixed by the heating head H.
  • the partition plate 311 is inserted into the side plates 312 and 313 constituting the multilayer flow path member 308 of the ultrasonic fluid measuring device 301, and the gap between the partition plates 311 or the partition plate 311 and the measurement flow path is inserted. With the positioning jig for restricting the gap between the inner walls (the top plate 314 and the bottom plate 315) inserted, the molten projection 320 is melted to maintain the positioned position and partition the side plates 312 and 313.
  • the plate 311 can be fixed by welding.
  • the high-precision multilayer flow path member 308 can be formed with a simple configuration without increasing accuracy and without using another member for ensuring dimensional accuracy.
  • the side plates 312 and 313 are thin and elongated, and have a shape that is easily warped.
  • the welding fixing portion for welding and fixing the partition plate 311 to the side plates 312 and 313 is provided on the side of the multilayer flow path member 308. Since the part is provided at least at three positions in the center and both ends in the longitudinal direction, the warping of the side plates 312 and 313 is restricted, and the partition plate 311 can be welded and fixed with strength.
  • the positioning jig that regulates the gap between the partition plates 311 or the gap between the partition plate 311 and the measurement channel inner wall with the partition plate 311 inserted into the side plates 312 and 313 is provided on the multilayer channel member 308.
  • a part of the partition plate 311 is disposed outside the multilayer flow path member 308, for example, in the vicinity of a welding portion for fixing the partition plate 311 to the side plates 312 and 313.
  • the welded portion may be welded in a state in which a part of the partition plate 311 is protruded from the positioning insertion hole 319 for inserting the positioning plate 311 with a positioning jig.
  • the positioning jig is located outside the multilayer flow path member 308, it is easy to attach and detach the layer flow path member to the positioning jig, and there is an advantage that workability is improved. Any configuration may be used as long as the object of the present invention is achieved.
  • the multilayer channel member according to the present invention can form a highly accurate multilayer channel member with a simple configuration. Since the used ultrasonic fluid measuring apparatus can be provided, it can be applied to uses such as a gas meter.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

 超音波式流体計測装置の流体の計測精度を向上する多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置を提供することを目的とする。  側板13、14に仕切板11を挿入した状態で、溶融突起部20を加熱ヘッド21で溶融するときに、溶融突起部20の先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させてあるので、仕切板11の上下面で加熱ヘッド21による溶融状態が異なり、加熱ヘッド21に最初に接する溶融突起部25の最先端部分がまず最初に溶融していき、順次溶融突起部25の根本部分に向かって溶融していく過程で、仕切板11は初めに溶融する最先端部分と反対側の挿入穴17aの端部に押しつけられることとなり、仕切板11は挿入穴17aに対し偏って位置するようになり、挿入穴17aの位置精度で固定され、仕切板11と挿入穴17aに隙間があっても精度よく溶着固定することができるようになる。

Description

多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
 本発明は、複数の扁平流路からなる計測流路を有する多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置に関するものである。
 超音波式流体計測装置は、計測用流路に流体を流し、計測用流路内に超音波を伝搬させて、超音波の伝搬時間を計測し、計測した情報に基づいて流体の流速を求めるものである。
 そして、その計測用流路は、断面長方形の矩形状で、対向する短辺側に一対の超音波送受波器が設けられている。
 これら一対の超音波送受波器は、計測用流路の流れ方向に対して所定の角度、つまりは流体の流れを斜めに横切るごとく超音波伝播路が形成されるように配置されている。
 そして、近年では、計測精度を向上させるために、計測用流路に複数の隔壁を並行に配置することにより、計測用流路を多層流路とした超音波式流体計測装置が提案されている。
 図23は従来のこの種多層流路部材を示し、流路ユニット101を整流板102で仕切って複数の小流路103が形成してある。
 そして、前記複数の整流板102と、これら整流板102を支持する支持部104とは熱硬化性樹脂を用いて一体に形成されていた。
 具体的には、支持部104の成型は複数の整流板102をインサートした状態で行われていた。
 これによれば、整流板102とこれらを支持する支持部104とが一体に形成されているため、整流板102を一枚、一枚、支持部104に差し込む作業を必要としない。
 また、熱硬化性樹脂を用いて一体に形成されているため、熱可塑性の樹脂にて一体形成した場合に比べて、硬化時の収縮を抑えることができる。
 また、他の例としては、図24に示すように、計測管部材111の溝部112が開口部113と収納部114とからなるものが見受けられる。
 収納部114は、溝部112の深さ方向先端に形成されてあり、また、開口部113の開口寸法は、整流板115の板厚よりも大きく設定されている。
 整流板115は開口部113を介して溝部112に挿入される。そして、収納部114の収納高さ寸法が整流板115の板厚と同等の大きさであるため、収納された整流板115は、収納部114の内壁面と接触して支持されることとなる。
 また、開口部113から収納部114に至る溝部112の部位(以下、案内部位と呼ぶ)は、その開口寸法が徐々に小さくなる形状に形成されている。つまり案内部位には、開口部113から収納部114へと至る傾斜面116が形成されている。
 したがって、挿入動作時、整流板115が案内部位に接触すると、この傾斜面116に沿って溝部112の深さ方向先端へと導かれる。
 同方向先端へと導かれた整流板115は、上述の通り同方向先端に位置する収納部114に収納されることとなる。
 案内部位により整流板115が収納部114に案内されるため、挿入動作時の整流板115と収納部114とが開口部113の開口寸法の範囲内で傾いていた(若しくはズレていた)としても整流板115の挿入動作を継続することができる。
 このため、挿入時の整流板115と収納部114との位置関係の自由度が広がることとなり、整流板115の嵌め込み作業が容易となる。
 また、収納状態の整流板115を収納部114で接触支持するため、整流板115のがたつきを防止、または低減することができる(例えば、特許文献1~3参照)。
国際公開第2004/074783号パンフレット 日本国特開2004-316685号公報 日本国特開2006-029907号公報
 しかしながら、計測用流路を多層流路とする際に、計測用流路に設けた一対の超音波送受波器と多層流路との位置関係や、多層流路を形成するための整流板の両縁をフレームにより支持した場合の整流板間の寸法ばらつきで、計測精度を低下させるという問題があり、高精度の計測を行うためには、高精度の多層流路部材が求められていた。
 そして、計測用流路を多層流路として用いる前者の例では、複数の整流板とこれらを支持する支持部とが熱硬化性樹脂を用いて一体にインサート成形するようになっていて、硬化時間に時間を要し、成形型に樹脂を注入してから冷却して成形型から成型品を取り出す時間が非常に長くかかり、これにより、生産性にかけ、その分コストも高くなってしまう欠点があった。
 そのため、熱硬化性樹脂を用いずに、熱可塑性の樹脂を用いると、収縮が大きいため、今度は寸法精度がでないという欠点があり、また、後者の例では、溝部が整流板の板厚よりも大きい開口部と、整流板の板厚と同等の大きさ収納部とからなり、収納部は開口部よりも溝部の深さ方向先端に形成されており、整流板が開口部の案内部位に案内され、収納部に導かれるようになっているが、整流板を寸法精度良く保持させるためには、保持する収納部にモーメントがかかるため、強度が必要で、収納部の奥行き寸法が十分確保されている必要がある。
 しかしながら、収納部を形成する計測管を成型性の観点より樹脂を用いると、保持強度を有させるためには、厚さを厚くしなければならないが、厚くすると収縮、ひけ等により寸法精度が低下するという相反する課題を生じ、そのため、強度と精度と併せて挿入のしやすさという作業性などのバランスが必要となり、結果的に高精度が追求できないという欠点があった。
 本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、高精度な多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置を提供することを目的としたものである。
 第1の発明は、超音波式流体計測装置に形成された角筒状の計測流路に配置されるもので、前記計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交し両縁部を支持する側板と、前記仕切板と並行に上下に配設され、前記側板と結合して両縁部を支持し合う上、下板とから構成される多層流路部材であって、前記側板に前記仕切板の一部を挿入する挿入孔と、前記挿入孔の上下に溶融突起部を設け、前記側板に前記仕切板を挿入した状態で、前記溶融突起部を溶着手段で溶融することで前記側板に前記仕切板を固定するとともに、前記挿入孔と前記仕切板の隙間が一定方向に形成するように前記溶着手段による溶融状態が前記仕切板の表裏面で異なるように偏溶着手段を有するものである。
 第2の発明は、第1の発明において、前記偏溶着手段は、前記側板に前記仕切板の一部を挿入する前記挿入孔の上下に設けた前記溶融突起部の先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させて、前記溶融突起部を前記溶着手段で溶融するときに、前記仕切板の上下面で溶融状態が異なるようにして、前記挿入孔と前記仕切板の隙間が一定方向に形成されるようにしてある。
 そして、側板に前記仕切板を挿入した状態で、前記溶融突起部を溶着手段で溶融するときに、溶融突起部の先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させてあるので、仕切板の上下面で溶着手段による溶融状態が異なり、溶着手段に最初に接する溶融突起部の最先端部分がまず最初に溶融していき、順次溶融突起部の根本部分に向かって溶融していく過程で、初めに溶融する最先端部分の近傍から挿入孔と仕切板の隙間を埋めていくこととなる。
 したがって、仕切板は初めに溶融する最先端部分と反対側の挿入孔の端部に押しつけられることとなり、仕切板は挿入孔に対し偏って位置するようになり、挿入孔の位置精度で固定され、仕切板と挿入孔に隙間があっても精度よく溶着固定することができるようになる。その結果、仕切板の間隔を挿入孔の位置精度に保持することができるので、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、仕切板を取付ける側板の強度を上げることなく、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができることとなる。
 第3の発明は、特に、第1の発明において、前記仕切板の一部を挿入する前記挿入孔の上下に設けた前記溶融突起部の形状あるいは数を変えて、前記側板に前記仕切板の一部を挿入する前記挿入孔の上下に設けた前記溶融突起部の溶融量が前記仕切板の上下で異なるようにして、前記挿入孔と前記仕切板の隙間が一定方向に形成されるようにしてある。
 そして、偏溶着手段は、前記仕切板の一部を挿入する挿入孔の上下に設けた溶融突起部の形状あるいは数を変えて、前記側板に前記仕切板の一部を挿入する挿入孔の上下に設けた溶融突起部の溶融量が前記仕切板の上下で異なるようにしてあるので、仕切板の上下面で溶着手段による溶融状態が異なり、順次溶融突起部の溶融部分が溶融突起部の溶融量が大きい方から少ない方へ向かって流れ平滑化されていくため、溶融突起部の溶融量が大きい方の近傍から挿入孔と仕切板の隙間を埋めていくこととなる。
 したがって、仕切板は溶融突起部の溶融量が大きい方と反対側の挿入孔の端部に押しつけられることとなり、仕切板は挿入孔に対し偏って位置するようになり、挿入孔の位置精度で固定され、仕切板と挿入孔に隙間があっても精度よく溶着固定することができるようになる。その結果、仕切板の間隔を挿入孔の位置精度に保持することができるので、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、仕切板を取付ける側板の強度を上げることなく、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができることとなる。
 第4の発明は、複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交し両縁部を支持する側板と、前記仕切板と並行に上下に配設され、前記側板と結合し両縁部を支持し合う天板および底板とを備え、前記仕切板の両縁部の一部に前記側板で支持される支持部を形成するとともに、前記側板に前記支持部を挿入する挿入孔を設け、前記挿入孔は前記支持部を挿入しやすいように前記支持部より大きい孔形状の挿入部と、前記挿入部に前記支持部を挿入する方向に直交する平面方向に隣接させて配設され、前記支持部の断面形状と略同一形状部分を有し前記支持部を固定する固定部とから形成したものである。
 したがって、仕切板の支持部を側板の挿入孔の挿入部へ挿入したのち、挿入部の側部に位置する固定部へスライドさせることで、側板に仕切板が固定されるようになり、仕切板は挿入孔の固定部の位置精度で保持される。つまり、側板の挿入孔の挿入部で、仕切板の支持部の挿入しやすさを確保するとともに、固定部へスライドさせることで、支持部の高精度な固定を確保することができるようになる。
 第5の発明は、前記第4の発明において、前記挿入部は前記支持部の幅および厚さより広い隙間に、前記固定部は支持部の厚さと略同一の隙間にそれぞれ設定したものである。
 第6の発明は、前記第4の発明において、前記挿入部の上下方向のいずれかに位置して前記固定部を形成した。
 したがって、仕切板の支持部を側板の挿入孔の挿入部へ挿入したのち、挿入部の上下方向のいずれかに位置する固定部へスライドさせることで、側板に仕切板が固定されるようになり、また、仕切板は挿入孔の固定部の位置精度で保持される。
 第7の発明は、前記第4~6の発明において、前記支持部を前記挿入部へ挿入してから前記固定部にスライドさせて前記側板に前記仕切板を固定した状態で生じる前記挿入部の隙間を閉塞手段で閉塞するようにした。
 このように、閉塞手段で側板への仕切板の固定のために生じる開口を閉塞することができるとともに、仕切板の支持部がスライドした固定部から挿入孔の挿入部に戻ることができなくなり、支持部が挿入部に戻って外れてしまう心配がなくなる。
 第8の発明は、前記第7の発明において、前記閉塞手段は前記天板および前記底板のいずれか一方、あるいは両方に一体形成した。
 したがって、仕切板と側板の固定と側板と天板および底板のいずれか、あるいは両方を同時に固定ができるようになり、簡単な構成で多層流路部材の組立構成ができるようになる。
 第9の発明は、計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交して両縁部を支持する側板と、前記仕切板に並行に上下に配設された天板、底板とを具備し、前記側板には前記仕切板の一部を挿入する挿入孔、およびこの挿入孔の上下に位置したところに溶融突起部をそれぞれ設け、前記挿入孔に仕切板の一部を挿入した状態で、前記溶融突起部を溶融してすることで前記側板に仕切板を溶着固定したものである。
 これにより、仕切板の間隔を高精度に保持することができ、作業性の向上をも図ることができるものである。
 第10の発明は、前記第9の発明において、前記側板に前記仕切板を溶着固定する溶着固定部は長手方向の中央と両端の3カ所に設けるとともに、前記中央から溶着を行った後、前記両端を溶着するようにした。
 したがって、側板が薄くて細長い形状となっていて構造上どうしてもそりやすい形状であっても、そのそり等を規制して仕切板を溶着固定できる。
 第11の発明は、前記第1からは第10いずれか一項記載の発明の多層流路部材を超音波式流体計測装置に搭載したものである。
 本発明によれば、仕切板と挿入孔に隙間を有していても仕切板を挿入孔に対し偏って位置させることができるので、仕切板の間隔を挿入孔の位置精度に保持することができ、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、仕切板を取付ける側板の強度を上げることなく、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができ、流体の計測精度を向上する高精度な多層流路部材および該多層流路部材を用いた超音波式流体計測装置を提供することができるようになる。
本発明の実施の形態1における超音波式流体計測装置の全体分解斜視図 同超音波式流体計測装置の要部断面図 (A)は多層流路部材の分解斜視図、(B)は要部拡大斜視図 多層流路部材の溶着固定工程を示す説明図 (A)は本発明の実施の形態2における多層流路部材の分解斜視図、(B)は要部拡大斜視図 同多層流路部材の溶着固定工程を示す説明図 同多層流路部材の製造工程を示す説明図 (A)は本発明の他の実施の形態における多層流路部材の分解斜視図、(B)は要部拡大斜視図 本発明の実施の形態3における超音波式流体計測装置の分解斜視図 同超音波式流体計測装置の要部断面図 同超音波式流体計測装置の多層流路部材の分解斜視図 多層流路部材の組立工程を示す説明図 本発明の実施の形態4における多層流路部材の分解斜視図 同多層流路部材の組立工程を示す説明図 他の例における多層流路部材の組立工程を示す説明図 さらに他の例における多層流路部材の組立工程を示す説明図 本発明の実施の形態5における超音波式流体計測装置の全体分解斜視図 同超音波式流体計測装置の多層流路部材の断面図 同多層流路部材の分解斜視図 図19のX部拡大斜視図 (A),(B),(C)同多層流路部材の製造工程を示す説明図 (A),(B)は同多層流路部材の溶着固定工程を示す説明図、(C)は(B)のX部拡大断面図 (A)は従来の同超音波式流体計測装置の要部正断面図、(B)は側断面図 従来の超音波式流体計測装置の他の例を示す要部断面図
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
 (実施の形態1)
 図1~4において、超音波式流体計測装置1の流体路2は、左右の鉛直流路3a、3bと、この左右の鉛直流路3a、3bの上端部同士を連結する水平流路4とで略逆U字状に形成されている。
 水平流路4は、流体を計測するための上面が開口した角筒状の計測流路収容部5を有しており、この計測流路収容部5における一対の対向するように両送受波器取付部8にそれぞれ送受波器(図示省略)を有する超音波計測部9が設けられている。
 さらに、計測流路収容部5には、流体を複数の扁平流路に区画する多層流路部材10と、多層流路部材10を計測流路収容部5に収容して密閉する蓋部7を有している。
 従って、蓋部7を水平流路4に被せると、計測流路収容部5は断面矩形の角筒状に形成されることになる。
 なお、両送受波器取付部8、8には、両送受波器取付部8、8を結ぶ方向に貫通する円形の貫通穴8aが設けて、超音波伝播路8bが形成され、送受波器同士を結ぶ計測方向の超音波伝搬路8bは、流体の流れる方向に対して斜めに交差するように設けられている。
 このように、超音波伝搬路8bを流れに対して角度を有し対向して配置している配置パターンは、Zパス(Z-path)またはZ法と呼ばれており、本実施の形態では、このZパス配置について例示する。
 図2および図3に示すように、多層流路部材10は、計測流路収容部5を複数の扁平流路6に区画するための仕切板11と、仕切板11における流体の流れ方向に沿った縁部11aを支持する側板13、14と、左右の側板13、14の上下方向に配置させた天板15および底板16によって矩形箱状に形成されており、左右の側板13、14間に仕切板11が水平に所定間隔で保持される。
 側板13、14の内面には、仕切板11を所定間隔で保持するため複数本のスリット17が設けられている。このスリット17は、各仕切板11によって仕切られる扁平流路6の断面積が均一になるように、流体の流れに対して直交する上下方に沿って等間隔で設けられている。
 また、多層流路部材10を計測流路収容部5に嵌めた状態で、超音波伝搬路8bに位置する多層流路部材10の側板13、14には、超音波通過用の開口18が設けられている。この開口18には、超音波を透過させることができる例えば細かなメッシュ・パンチングメタル等のフィルタ部材19が取り付けられている。
 仕切板11は全体矩形の薄板状部材であり、仕切板11における縁部11aに、仕切板11の四隅および中央部から幅方向外側へ突出して設けるとともに端面11cを有する複数個の鍔部11bと、流体の流れ方向の上流側と下流側に位置する長手方向両端部11d、11dが設けられている。
 一方、側板13、14に設けられているスリット17には、仕切板11の鍔部11bに対応した位置に挿入穴17aが設けられており、挿入穴17aを通して仕切板11の鍔部11bの端面11cが外側に露出するようになっていて、仕切板11は側板13、14に支持される。
 また、側板13、14の挿入穴17aの上下に溶融突起部20を設けてあり、側板13、14に仕切板11の鍔部11bに挿入した状態で、溶融突起部20を溶融することで、側板13、14に仕切板11を溶着固定するようにしてある。
 この溶融突起部20は図3、図4に示すように、その先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させて、溶融突起部20を溶着手段の加熱ヘッド21で溶融するときに、仕切板11の上下面で溶融状態が異なるようにして、挿入穴17aと仕切板11の隙間が一定方向に形成されるようにしてある。
 そして、溶着固定方法としては、側板13、14の横方向から、挿入穴17aの上下に溶融突起部20を溶融する手段として、図4(A)に示すように、例えばヒータ等で加熱された加熱ヘッド21を押し当て、挿入穴17aの上下に溶融突起部20およびその近傍を溶融する。
 溶融した溶融突起部20の一部が仕切板11の端面11cと挿入穴17aの隙間を埋め、あるいは、挿入穴17a近傍の樹脂が溶融して仕切板11の端面11cと挿入穴17aの隙間を埋めて、固化する。
 そして、図5(B)に示すように、加熱ヘッド21を遠ざけて、溶融していた樹脂が冷却してが固化したら、側板13、14の上下に天板15および底板16を取付けて、多層流路部材10が完成する。
 ここで、側板13、14の挿入穴17aに仕切板11を挿入した状態で、溶融突起部20を加熱ヘッド21で溶融するときに、溶融突起部20の先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させてあるので、仕切板11の上下面で加熱ヘッド21による溶融状態が異なり、加熱ヘッド21に最初に接する溶融突起部20の最先端部分がまず最初に溶融していき、順次溶融突起部20の根本部分に向かって溶融していく過程で、初めに溶融する最先端部分の近傍から挿入穴17aと仕切板11の隙間を埋めていくこととなる。
 したがって、加熱ヘッド21に最初に接する溶融突起部20の最先端部分が下側に位置するようにしてあり、仕切板11の自重により、側板13、14の挿入穴17aに仕切板11を挿入した状態で、仕切板11は挿入穴17aに対し下方に位置しており、さらに、溶融突起部20の初めに溶融する最先端部分と反対側の挿入穴17aの下端部に仕切板11は押しつけられることとなり、仕切板11は挿入穴17aに対し偏って位置するようになり、挿入穴17aの位置精度で固定され、仕切板11と挿入穴17aに隙間があっても精度よく溶着固定することができるようになる。
 これにより、仕切板11の間隔を挿入穴17aの位置精度に保持することができるので、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、仕切板11を取付ける側板13、14の強度を上げることなく、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができることとなる。
 なお、天板15および底板16は、接着剤等を用いて固定することができるが、側板13、14の上下両端面と天板15および底板16に嵌合部を設けておき、嵌合させた状態で、挿入穴17aの上下に溶融突起部20を溶融する際に同時に、加熱ヘッド21で嵌合部の一部分も同時に溶融させて固定することもできる。
 (実施の形態2)
 図5~7は本発明の実施の形態2を示し、図3,4と同作用を行う構成にいては同一符号を付し、具体的説明は実施の形態1のものを援用する。
 図5、図6に示すように、仕切板11の一部を挿入する挿入穴17aの上下に設けた溶融突起部25は、その先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させるとともにその形状、つまり高さを変えて、側板13、14に仕切板11の一部を挿入する挿入穴17a、17aの上下に設けた溶融突起部25の溶融量が仕切板11の上下で異なるようにして、挿入穴17aと仕切板11の隙間が一定方向に形成されるようにしてある。
 また、組立は、図7に示すように、仕切板11間隔に設定されたスリット32を有する位置決め治具30を用いる。
 多層流路部材10の組立方法は、まず、位置決め治具30において、所望の仕切板11の間隔に設定されたスリット32を有する一対の保持部31a、31bを、スリット32が対向するように配置する。
 図7(B)に示すように、対向配置された保持部31a、31bのスリット32に、各仕切板11の長手方向両端部11d、11dを挿入して保持する。
 なお、保持部31a、31bのスリット32の位置および幅は、側板13、14に設けられているスリット17に比較して、高精度で仕切板11の間隔および厚さに設定されており、仕切板11を高精度で位置決めするものである。
 従って、仕切板11をスリット32に挿嵌することにより、仕切板11は高精度で間隔が設定される。
 なお、保持部31a、31bのスリット32は、保持代が十分確保できるので、仕切板11の長手方向両端部11d、11dを挿入しやすいように、テーパ等のガイド部分(図示せず)を設けると、さらに作業性が向上する。
 次いで、図7(C)に示すように、側板13、14を位置決め治具30に保持されている仕切板11の側端面11cに接近させ、側板13、14のスリット17の挿入穴17aに仕切板11の縁部11aを挿入する。このとき、仕切板11に設けられている各鍔部11bがスリット17に設けられている挿入穴17aに嵌合するようにする。
 側板13、14のスリット17および挿入穴17aは、保持部31のスリット31aに比して余裕を持って形成されているので、容易に仕切板11を挿入することができる。
 次に、側板13、14の横方向から、挿入穴17aの上下に溶融突起部25を溶融する手段として、図6(A)に示すように、例えばヒータ等で加熱された加熱ヘッド21を押し当て、挿入穴17aの上下に溶融突起部25およびその近傍を溶融する。
 溶融した溶融突起部25の一部が仕切板11の端面11cと挿入穴17aの隙間を埋め、あるいは、挿入穴17a近傍の樹脂が溶融して仕切板11の端面11cと挿入穴17aの隙間を埋めて、位置決め治具30により正確に位置決めされた状態を保って固化する。
 そして、図6(B)に示すように、加熱ヘッド21を遠ざけて、溶融していた樹脂が冷却してが固化したら、側板13、14の上下に天板15および底板16を取付けて、多層流路部材10が完成する。
 ここで、溶融突起部25はその先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させるとともにその形状つまり高さを変えてあるので、その先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させる効果がえられる。
 また、仕切板11の一部を挿入する挿入穴17aの上下に設けた溶融突起部25はその形状つまり高さを変えて、側板13、14に仕切板11の一部を挿入する挿入穴17aの上下に設けた溶融突起部25の溶融量が仕切板11の上下で異なるようにしてあるので、仕切板11の上下面で加熱ヘッド21による溶融状態が異なり、順次溶融突起部25の溶融部分が溶融突起部25の溶融量が大きい方から少ない方へ向かって流れ平滑化されていくため、溶融突起部25の溶融量が大きい方の近傍から挿入穴17aと仕切板11の隙間を埋めていくこととなる。
 したがって、よりいっそう、仕切板11は溶融突起部25の溶融量が大きい方から小さい方へ押しつけられることとなり、仕切板11は位置決め治具30のスリット32に対し偏って位置するようになり、位置決め治具30のスリット32の位置精度でさらに偏って固定されるようになり、仕切板11と挿入穴17aに隙間があっても精度よく溶着固定することができるようになる。
 これにより、仕切板11の間隔を高精度に保持することができるので、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、仕切板11を取付ける側板13、14の強度を上げることなく、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができることとなる。
 このように、多層流路部材10の組立方法で、位置決め治具30を用いるようにしても、位置決め治具30のスリット32の位置精度でさらに偏って固定することができるので、更に、簡易な構成で位置決め治具30以上の高精度の多層流路部材10を形成することができることとなる。
 なお、仕切板の一部を挿入する挿入穴17aの上下に設けた溶融突起部25はその本数を同じ本数で説明したが、これは、図8に示すように、本数を変化させてもよく、さらに溶融突起部25の径や断面形状(図示せず)を変えても良く、加熱ヘッド21の溶着条件等で調製してもよく、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。
 (実施の形態3)
 図9に示すように、超音波式流体計測装置201の流体路202は、左右の鉛直流路203a、203bと、この左右の鉛直流路203a、203bの上端部同士を連結する水平流路204とで略逆U字状に形成されている。
 水平流路204は、上面が開口した断面長方形の矩形状をなす計測流路収容部205を有しており、この対向する短辺側壁部には送受波器取付部206が形成され、超音波計測部207を構成している。
 そして、この計測流路収容部205には、流体を複数の扁平流路に区画する多層流路部材208が収納され、上方開放部が蓋部209で密閉されるようにしてある。
 前記計測流路収容部205における短辺側壁部の送受波器取付部206には、円形の貫通穴206aが設けることで、流動する流体を斜めに横切るような超音波伝播路206bが形成されている。このような超音波伝搬路206bが流れに対して角度をもって設定されている配置パターンは、所謂、Zパス(Z-path)またはZ法と呼ばれている。
 図10~図12に示すように、多層流路部材208は、計測流路を複数の扁平流路210に区画するための薄板状部材からなる仕切板211と、これら仕切板211における流体の流れ方向に沿った縁部211aを支持する側板212,213と、前記側板212,213の上下方向に配置させた天板214、および底板215によって矩形箱状に形成されている。そして、前記左右の側板212,213に仕切板211が水平に所定間隔で保持されている。
 側板212,213の内面には、前記仕切板211を所定間隔で保持するため複数本のスリット216が設けられている。このスリット216は、各仕切板211によって仕切られる扁平流路210の断面積が均一になるように、流体の流れに対して直交する上下方に沿って等間隔で設けられている。
 また、多層流路部材210の側板212,213には、超音波伝搬路206bと対応して超音波通過用開口217が設けられている。この開口217には、超音波を透過させることができる、例えば細かなメッシュ・パンチングメタル等のフィルタ部材218が取り付けられている。
 仕切板211における縁部211aの前後、および中央部からは幅方向外側へ突出する支持部211bが形成されている。
 一方、側板212,213に設けられているスリット216には、前記支持部211bに対応した位置に挿入孔219が設けられており、これら挿入孔219を通して支持部211bの端面211cが外側に露出するようにしてある。
 また、挿入孔219は、支持部211bの幅と厚さより広い隙間の挿入部219aと、支持部211bの厚さと略同一の固定部219bと、これら挿入部219aと固定部219bをなだらかに結ぶガイド部219cとから形成されている。
 ここで、仕切板211の支持部211bを側板212,213の挿入孔219の挿入部219aへ挿入したのち、ガイド部219cを介して固定部219bへスライドさせることで、側板212,213に仕切板211が固定される。
 これによって、仕切板211は挿入孔219の固定部219bで保持され、高精度で仕切板211の間隔を位置決めできるようになる。
 つまり、側板212,213の挿入孔219の挿入部219aで、仕切板211の支持部211bの挿入しやすさを確保するとともに、固定部219bへスライドさせることで、支持部211bの高精度な固定が図られることとなる。
 また、挿入部219aと固定部219bとをなだらかに結ぶガイド部219cで連絡するによって、前記作業がスムーズにできるようになっている。
 さらに、側板212,213の挿入孔219の挿入部219aは、天板214、および底板215の両方に一体形成した閉塞手段220a,220bを差し込むことで閉塞されるように構成してある。
 よって、側板212,213への仕切板211の固定ために生じる挿入部219aの存在により生じる開口を閉塞することができるとともに、仕切板211の支持部211bが固定部219bから挿入部219aに戻ることも防止できるものである。
 したがって、仕切板211と側板212,213の固定と、側板212,213と天板214、および底板215のいずれか、あるいは両方を同時に固定ができるようになり、簡単な構成で多層流路部材の組立が容易にできるようになる。
 つまり、仕切板211と側板212,213の固定は、仕切板211が内側に位置し、その両サイドを側板212,213で支持するようになっているとともに、その側板212,213の外側から閉塞手段220a,220bを一体形成したコ形形状の天板214、および底板215が押さえるようにしてある。
 またさらに、閉塞手段220a,220bで仕切板211の支持部211bが固定部219bから外れないようにしてあるとともに、挿入部219aにはまり込んだ閉塞手段220a,220bが抜け止めをするため、他の固定手段を用いなくても、多層流路部材の組立構成ができ、部品点数を少なくかつ組立工数も削減でき、安価で高精度の多層流路部材が得られるようになる。
 特に、仕切板211と側板212,213の固定が外れようとする力、つまり、仕切板211の支持部211bが固定部219bから挿入部219aに戻って外れようとする力と、天板214、および底板215に一体形成した閉塞手段220a,220bを挿入孔挿入部219aにはめ込み保持する力の方向と異なることや、閉塞手段220a,220bの挿入部219aにはめ込み保持される力と閉塞手段220a,220bを一体形成した天板214、および底板215が側板212,213を押さえる力の方向が異なり干渉するため、より固定がしっかりするようになる。
 (実施の形態4)
 図13~図16は実施の形態4を示すもので、図11,12と同作用を行う構成には便宜上同一符号を付し、具体的説明は実施の形態1のものを援用する。
 図13,14のように、挿入孔219は、支持部211bの幅と厚さより広い隙間の挿入部219aと、挿入部219aの下方向に位置させ、支持部211bの幅と略同一の幅を有する固定部219bと、これら挿入部219aと固定部219bをなだらかに結ぶガイド部219cから形成されている。
 上記した構成で、仕切板211の支持部211bを側板212,213の挿入部219aへ挿入したのち、下方向に位置する固定部219bへスライドさせることで、側板212,213に仕切板211が固定されるようになる。
 つまり、側板212,213の挿入部219aで仕切板211の支持部211bの挿入しやすさを確保するとともに、固定部219bへスライドさせることで、仕切板211の支持部211bの高精度な固定を確保することができるようになる。
 このように、側板212,213の固定部219bに固定された仕切板211は保持代を側板212,213のほぼ板厚全域で、かつ、固定部219bの幅とすることができ、仕切板211の間隔を挿入孔219の固定部219bの位置精度に保持することができるので、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、側板212,213への仕切板211の固定強度を十分確保するようにでき、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができることとなる。
 なお、実施の形態4では、仕切板211の支持部211bを側板212,213の挿入孔219の挿入部219aから固定部219bへスライドする方向が、仕切板211の積み重ねる方向と同一なので、積み重ねる仕切板11の支持部211bと固定部219bの幅と方向を変えることで、ひとつの挿入孔219で複数の仕切板11を固定することができるようになる。
 例えば、図15に示すように、挿入孔219の挿入部219aの上下に固定部219bを設けることで、1つの挿入孔219で2枚の仕切板211の支持部211bを固定することができ、また、図16に示すように、挿入孔219に幅の異なる固定部219bとガイド部219cを多段に設けることで、1つの挿入孔219で複数の仕切板211の支持部211bを固定することができるようになる。
 また、実施の形態3の例では、挿入部219aの側部に固定219bを位置するようにしたが、これは、実施の形態4の例に比べ、仕切板211の支持部211bの上下面が挿入孔219の固定部219bで保持されるので、その保持力が強い利点があり、また、実施の形態4の例では、挿入部219aの下方向に固定部219bを位置するようにしたが、これは、移動距離が短いので作業性がよいという利点があり、閉塞手段220a,220bを挿入部219aに嵌め込むことで、保持力を得られるので、何れの構成を選択しても良くても良く、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。
 (実施の形態5)
 図17に示すように、超音波式流体計測装置301における流体路302は、例えば、左右の鉛直流路303a、303bと、この左右の鉛直流路303a、303bの上端部同士を連結する水平流路304とで略逆U字状に形成されている。
 水平流路304は、上面が開口した断面長方形の矩形状をなす計測流路収容部305を有しており、この対向する短辺側壁部には送受波器取付部306が形成され、超音波計測部307を構成している。
 そして、この計測流路収容部305には、流体を複数の扁平流路に区画する多層流路部材308が収納され、上方開放部が蓋部309で密閉されるようにしてある。
 前記計測流路収容部305における短辺側壁部の送受波器取付部306には、円形の貫通穴306aを設けることで、流動する流体を斜めに横切るような超音波伝播路306bが形成されている。このような超音波伝搬路306bが流れに対して角度をもって設定されている配置パターンは、所謂、Zパス(Z-path)またはZ法と呼ばれている。
 図18~図20に示すように、多層流路部材308は、計測流路を複数の扁平流路310に区画するための薄板状部材からなる仕切板311と、これら仕切板311における流体の流れ方向に沿った縁部311aを支持する側板312,313と、前記側板312,313の上下方向に配置させた天板314、および底板315によって矩形箱状に形成されている。
 そして、前記左右の側板312,313に仕切板311が水平に所定間隔で保持されるようにしてある。
 すなわち、側板312,313の内面には、前記仕切板311を所定間隔で保持するため複数本のスリット316が設けられている。このスリット316は、各仕切板311によって仕切られる扁平流路310の断面積が均一になるように、流体の流れに対して直交する上下方に沿って等間隔で設けられている。
 また、多層流路部材308の側板312,313には、超音波伝播路306bと対応して超音波通過用開口317が設けられている。
 この開口317には、超音波を透過させることができる、例えば細かなメッシュ・パンチングメタル等のフィルタ部材318が取り付けられている。
 仕切板311における縁部311aの前後、および中央部からは幅方向外側へ突出する突起部311bが形成されている。
 一方、側板312,313に設けられているスリット316には、前記突起部311bに対応した位置に挿入孔319が設けられており、これら挿入孔319を通して突起部311bの端面311cが外側に露出するようにしてある。
 また、側板312,313の挿入孔319の上下には溶融突起部320が一体に設けてある。
 つまり、側板312,313の挿入孔319に仕切板311の突起部311bを挿入し、かつ、仕切板311間の隙間、および仕切板311と天板314、底板315間の隙間を規制する位置決め治具を挿入した状態で、溶融突起部320を溶融することで、側板312,313に仕切板311を溶着固定するようにしてある。
 前記多層流路部材308において、図21に示すように、まず、位置決め治具Fを介して仕切板311を所望の間隔に設定し、さらに、スリット316が対向するように一対の側板312,313を配置する。
 次いで、図22(A)のように、対向配置された側板312,313のスリット316に各仕切板311の縁部311aを挿入するとともに、それらの突起部311bを挿入孔319して貫通させる。
 なお、突起部311bを先細のテーパ形状にしておけば、挿入孔319に対する貫通作業が向上する。
 その後、図22(B)~(C)に示すように、側板312,313の横方向から加熱ヘッドHを当て、溶融突起部320を溶融する。
 したがって、溶融突起部320、および各仕切板311の突起部311bが溶融され、それが冷却されて固化した場合に、側板312,313と各仕切板311とが一体化されることとなる。
 また、溶融物は挿入穴319にも侵入して突起部311bとの隙間をも埋め尽くすものでもある。
 最後に、側板312,313の上下に天板314、および底板315を取付けて、多層流路部材308が完成する。
 なお、天板314および底板315は、接着剤等を用いて固定することができるが、側板312,313の上下両端面と天板314および底板315に嵌合部を設けておき、嵌合させた状態で、挿入穴319の上下に溶融突起部320を溶融する際に同時に、加熱ヘッドHで嵌合部の一部分も同時に溶融させて固定することもできる。
 このように、超音波式流体計測装置301の多層流路部材308を構成する側板312,313に仕切板311を挿入し、かつ、前記仕切板311間の隙間あるいは前記仕切板311と計測流路内壁(天板314、底板315)間の隙間を規制する位置決め治具を挿入した状態で、溶融突起部320を溶融することで、位置決めされている位置を保持して、側板312,313に仕切板311を溶着固定することができる。
 これにより、仕切板311の間隔を高精度な位置決め治具の寸法に保持することができるので、挿入のしやすさという作業性を保持したまま、仕切板311を取付ける側板312,313の強度や精度を上げることなく、また、寸法精度を確保するための別部材を用いることなく、簡易な構成で高精度の多層流路部材308を形成することができることとなる。
 そして、側板312,313は薄くて細長い形状となっていて、構造上どうしてもそりやすい形状であり、側板312,313に仕切板311を溶着固定する溶着固定部は、前記多層流路部材308の側部に少なくとも長手方向の中央と両端の3カ所に設けてあるので、側板312,313のソリを規制して強度を有して仕切板311を溶着固定できる。
 また、側板312,313がソリを有している場合、長手方向の両端どちらかを固定して順次中央、もう一方端を固定するようにすると、どうしても長手方向の寸法規制がずれる傾向を生じる。
 また、長手方向の両端を先に固定して最後に中央を固定すると、どうしても、中央部に浮きを生じやすく、あまり部分ができるので、寸法精度がでにくくなるとともに、テンションを有するようになるため、固定部分が外れやすくなる。
 そのため、溶着固定順序をまず中央から溶着を行い、ついで両端を溶着するようにすれば、側板312,313の中央部の浮きを生じにくくなるとともに、長手方向の寸法ばらつきが1/2となり寸法精度の向上も図れるようになる。
 なお、側板312,313に前記仕切板311を挿入した状態でこれら仕切板311間の隙間、あるいは仕切板311と計測流路内壁間の隙間を規制する位置決め治具は、多層流路部材308の内側に位置するように設定した例で説明したが、これは、多層流路部材308の外側、例えば、側板312,313に仕切板311を固定する溶着部の近傍に、仕切板311の一部を挿入する位置決め挿入孔319から仕切板311の一部を突出させた部分を、位置決め治具で固定した状態で前記溶着部を溶着するようにしてもよい。
 これによれば、位置決め治具が多層流路部材308の外側に位置するので、位置決め治具へ層流路部材の取り付け取り外しが容易となり、作業性が向上する利点があり、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。
 本出願は、2008年11月5日出願の日本国特許出願(特願2008-283845)、2008年11月5日出願の日本国特許出願(特願2008-283846)、2008年11月12日出願の日本国特許出願(特願2008-289540)に基づくものであり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。
 以上のように本発明にかかる多層流路部材は、簡易な構成で高精度の多層流路部材を形成することができるようになり、信頼性の高い多層流路部材および該多層流路部材を用いた超音波式流体計測装置を提供することができるようになるので、ガスメータ等の用途に適用できる。
 1 超音波式流体計測装置
 5 計測流路収容部
 10 多層流路部材
 11 仕切板
 13,14  側板
 15  天板
 16 底板
 20 溶融突起部
 21 加熱ヘッド(溶着手段)
 201 超音波式流体計測装置
 205 計測流路収容部
 208 多層流路部材
 211 仕切板
 211b 支持部
 212,213 側板
 214 天板
 220a,220b 閉塞手段
 215 底板
 219 挿入孔
 219a 挿入部
 219b 固定部
 220a,220b 閉塞手段
 301 超音波式流体計測装置
 308 多層流路部材
 310 扁平流路
 311 仕切板
 311b 突起部
 312,313 側板
 314 天板
 315 底板
 319 挿入孔
 320 溶融突起部

Claims (11)

  1.  超音波式流体計測装置に形成された角筒状の計測流路に配置されるもので、前記計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交し両縁部を支持する側板と、前記仕切板と並行に上下に配設され、前記側板と結合して両縁部を支持し合う上、下板とから構成される多層流路部材であって、前記側板に前記仕切板の一部を挿入する挿入孔と、前記挿入孔の上下に溶融突起部を設け、前記側板に前記仕切板を挿入した状態で、前記溶融突起部を溶着手段で溶融することで前記側板に前記仕切板を固定するとともに、前記挿入孔と前記仕切板の隙間が一定方向に形成するように前記溶着手段による溶融状態が前記仕切板の表裏面で異なるように偏溶着手段を有する多層流路部材。
  2.  前記偏溶着手段は、前記側板に前記仕切板の一部を挿入する前記挿入孔の上下に設けた前記溶融突起部の先端部分の溶着面を上下方向に傾斜させて、前記溶融突起部を前記溶着手段で溶融するときに、前記仕切板の上下面で溶融状態が異なるようにして、前記挿入孔と前記仕切板の隙間が一定方向に形成するようにした請求項1記載の多層流路部材。
  3.  前記偏溶着手段は、前記仕切板の一部を挿入する前記挿入孔の上下に設けた前記溶融突起部の形状あるいは数を変えて、前記側板に前記仕切板の一部を挿入する前記挿入孔の上下に設けた前記溶融突起部の溶融量が前記仕切板の上下で異なるようにして、前記挿入孔と前記仕切板の隙間が一定方向に形成するようにした請求項1記載の多層流路部材。
  4.  複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交し両縁部を支持する側板と、前記仕切板と並行に上下に配設され、前記側板と結合し両縁部を支持し合う天板および底板とを備え、前記仕切板の両縁部の一部に前記側板で支持される支持部を形成するとともに、前記側板に前記支持部を挿入する挿入孔を設け、前記挿入孔は前記支持部を挿入しやすいように前記支持部より大きい孔形状の挿入部と、前記挿入部に前記支持部を挿入する方向に直交する平面方向に隣接させて配設され、前記支持部の断面形状と略同一形状部分を有し前記支持部を固定する固定部とから形成した多層流路部材。
  5.  前記挿入部は前記支持部の幅および厚さより広い隙間に、前記固定部は前記支持部の厚さと略同一の隙間にそれぞれ設定した請求項4記載の多層流路部材。
  6.  前記挿入部の上下方向のいずれかに位置して前記固定部を形成した請求項4記載の多層流路部材。
  7.  前記支持部を前記挿入部へ挿入してから前記固定部にスライドさせて前記側板に前記仕切板を固定した状態で生じる前記挿入部の隙間を閉塞手段で閉塞するようにした請求項4~6いずれか一項記載の多層流路部材。
  8.  前記閉塞手段は前記天板および前記底板のいずれか一方、あるいは両方に一体形成した請求項7記載の多層流路部材。
  9.  計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板に直交して両縁部を支持する側板と、前記仕切板に並行に上下に配設された天板、底板とを具備し、前記側板には前記仕切板の一部を挿入する挿入孔、およびこの挿入孔の上下に位置したところに溶融突起部をそれぞれ設け、前記挿入孔に仕切板の一部を挿入した状態で、前記溶融突起部を溶融してすることで前記側板に仕切板を溶着固定した多層流路部材。
  10.  前記側板に前記仕切板を溶着固定する溶着固定部は長手方向の中央と両端の3カ所に設けるとともに、前記中央から溶着を行った後、前記両端を溶着するようにした請求項9記載の多層流路部材。
  11.  請求項1~10いずれか一項記載の多層流路部材を用いた超音波式流体計測装置。
PCT/JP2009/005889 2008-11-05 2009-11-05 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置 Ceased WO2010052912A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200980134518.1A CN102144147B (zh) 2008-11-05 2009-11-05 多层流路部件及使用它的超声波式流体计测装置
EP09824612A EP2343516A4 (en) 2008-11-05 2009-11-05 MULTILAYER CHANNEL ELEMENT AND ULTRASONIC LIQUID MEASURING DEVICE THEREWITH
US13/062,862 US8418566B2 (en) 2008-11-05 2009-11-05 Multi-layered flow passage member and ultrasonic wave fluid measuring device

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008283845A JP5125996B2 (ja) 2008-11-05 2008-11-05 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
JP2008283846A JP5125997B2 (ja) 2008-11-05 2008-11-05 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
JP2008-283845 2008-11-05
JP2008-283846 2008-11-05
JP2008-289540 2008-11-12
JP2008289540A JP5126004B2 (ja) 2008-11-12 2008-11-12 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010052912A1 true WO2010052912A1 (ja) 2010-05-14

Family

ID=42152725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/005889 Ceased WO2010052912A1 (ja) 2008-11-05 2009-11-05 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8418566B2 (ja)
EP (1) EP2343516A4 (ja)
CN (2) CN102144147B (ja)
WO (1) WO2010052912A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012164859A1 (ja) * 2011-05-27 2012-12-06 パナソニック株式会社 超音波式流量計測ユニットおよびこれを用いたガス流量計
CN113588021A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 关红君 一种超声波燃气表砌块式分隔整流流道装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102144147B (zh) 2008-11-05 2014-02-05 松下电器产业株式会社 多层流路部件及使用它的超声波式流体计测装置
CN102257366A (zh) * 2008-12-18 2011-11-23 松下电器产业株式会社 超声波流量计
CN103175581A (zh) * 2011-12-21 2013-06-26 新奥科技发展有限公司 流道结构及流体流量测量装置
US10823597B2 (en) * 2017-12-14 2020-11-03 Arad Ltd. Ultrasonic water meter including a metallic outer body and polymeric inner lining sleeve
JP7126048B2 (ja) * 2018-08-08 2022-08-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 超音波流量計

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003269417A (ja) * 2002-03-13 2003-09-25 Yazaki Corp 整流用メッシュユニット及び整流用メッシュの固定方法
WO2004074783A1 (ja) 2003-02-24 2004-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 超音波式流体計測装置
JP2004316685A (ja) 2003-04-11 2004-11-11 Yazaki Corp 流路ユニット、積層部及び当該積層部の製造方法
JP2006017499A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Toyo Gas Meter Kk ガスメータ
JP2006029907A (ja) 2004-07-14 2006-02-02 Toyo Gas Meter Kk ガスメータ
JP2006038627A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Toyo Gas Meter Kk ガスメータ
JP2008107234A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波式流体計測装置
JP2008283845A (ja) 2007-04-09 2008-11-20 Seiko Epson Corp ブラシレスモータ
JP2008283846A (ja) 2007-05-11 2008-11-20 Taida Electronic Ind Co Ltd センサレスモータの制御回路及びその制御方法
JP2008289540A (ja) 2007-05-22 2008-12-04 Aruze Corp 遊技機
JP2009210525A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Panasonic Corp 超音波式流体計測装置の多層流路部材の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3927460B2 (ja) * 2002-03-06 2007-06-06 三菱電機株式会社 熱可塑性樹脂部材の溶着方法
JP4579220B2 (ja) * 2006-11-08 2010-11-10 パナソニック株式会社 超音波式流体計測装置
CN101688800B (zh) * 2007-07-09 2012-10-31 松下电器产业株式会社 超声波流体测量装置的多层流路构件和超声波流体测量装置
US8085076B2 (en) * 2008-07-03 2011-12-27 Broadcom Corporation Data retention flip flop for low power applications
JP5125996B2 (ja) 2008-11-05 2013-01-23 パナソニック株式会社 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
CN102144147B (zh) 2008-11-05 2014-02-05 松下电器产业株式会社 多层流路部件及使用它的超声波式流体计测装置
JP5126004B2 (ja) * 2008-11-12 2013-01-23 パナソニック株式会社 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003269417A (ja) * 2002-03-13 2003-09-25 Yazaki Corp 整流用メッシュユニット及び整流用メッシュの固定方法
WO2004074783A1 (ja) 2003-02-24 2004-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 超音波式流体計測装置
JP2004316685A (ja) 2003-04-11 2004-11-11 Yazaki Corp 流路ユニット、積層部及び当該積層部の製造方法
JP2006017499A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Toyo Gas Meter Kk ガスメータ
JP2006029907A (ja) 2004-07-14 2006-02-02 Toyo Gas Meter Kk ガスメータ
JP2006038627A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Toyo Gas Meter Kk ガスメータ
JP2008107234A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波式流体計測装置
JP2008283845A (ja) 2007-04-09 2008-11-20 Seiko Epson Corp ブラシレスモータ
JP2008283846A (ja) 2007-05-11 2008-11-20 Taida Electronic Ind Co Ltd センサレスモータの制御回路及びその制御方法
JP2008289540A (ja) 2007-05-22 2008-12-04 Aruze Corp 遊技機
JP2009210525A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Panasonic Corp 超音波式流体計測装置の多層流路部材の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2343516A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012164859A1 (ja) * 2011-05-27 2012-12-06 パナソニック株式会社 超音波式流量計測ユニットおよびこれを用いたガス流量計
CN113588021A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 关红君 一种超声波燃气表砌块式分隔整流流道装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102144147A (zh) 2011-08-03
US8418566B2 (en) 2013-04-16
EP2343516A1 (en) 2011-07-13
EP2343516A4 (en) 2012-05-02
CN102944695B (zh) 2014-12-10
US20110167926A1 (en) 2011-07-14
CN102144147B (zh) 2014-02-05
CN102944695A (zh) 2013-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010052912A1 (ja) 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
US8727503B2 (en) Liquid jet recording head and manufacturing method thereof
JP5125996B2 (ja) 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
JP5126004B2 (ja) 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
KR20080074770A (ko) 포장 백 및 이의 제조 방법
CN101150887A (zh) 扬声器机壳的超声波熔敷接合方法
JP2018016026A (ja) 液体供給部材の製造方法
US20180103133A1 (en) Connector and method of manufacturing the same
JP5241686B2 (ja) 油入変圧器用タンク
CN102227617A (zh) 流体计测用流路装置
JP4898724B2 (ja) 超音波式流体計測装置の多層流路部材の製造方法
JP4893754B2 (ja) 流体計測用流路装置及びこれを用いた超音波式流量計測メータ
JP5125997B2 (ja) 多層流路部材およびそれを用いた超音波式流体計測装置
CN114430813A (zh) 用于表的表壳中间部件-表耳连接装置
JP4140973B2 (ja) 内部に液体流路を有する成形品の製造方法および成形品
JP6106059B2 (ja) 車両構成部材
JP4898723B2 (ja) 超音波式流体計測装置の多層流路部材
JP4741207B2 (ja) ガスメータ
JP3957563B2 (ja) 断熱箱体及びその製造方法
JP6031966B2 (ja) 樹脂成型品の溶着構造
CN115140175B (zh) 车身侧部构造
JP6437296B2 (ja) シートパッドの成形型およびシートパッドの製造方法
JP2019142013A (ja) 液体供給部品の製造方法、製造装置、液体供給部品、液体吐出ヘッド、および液体吐出装置
JP2025009295A (ja) カートリッジ、記録装置およびカートリッジの製造方法
JP5065990B2 (ja) 組立式ケースのコーナー部構造

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980134518.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09824612

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13062862

Country of ref document: US

Ref document number: 2009824612

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE