JPH08247876A - 圧電性膜およびこれを用いた流体振動検出センサ並びにフルイディック流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 打ち抜き加工後の圧電性膜の柔軟性を増し、
流体振動センサの筒状支持部材に対する取付作業を容易
とし、２つの圧電性膜間で張力などの取付状態を同じに
でき、同相の圧力変動や機械的振動などの影響を十分に
排除できるようにする。 【構成】 圧電性膜本体３５ａには１条の襞部３５ｃが
形成されている。この襞部３５ｃは、圧電性膜本体３５
ａの表面から上方に向かって突出するように弯曲形成さ
れている。襞部３５ｃの平面形状は、圧電性膜本体３５
ａの周縁部３５ｂと同心円をなすように円形となってい
る。この圧電性膜３５は、シート状の圧電性材料を所定
の大きさの形状（円形）に打ち抜くことにより圧電性膜
本体３５ａを形成した後、この圧電性膜本体３５ａを加
圧成形して襞部３５ｃを形成することにより製造され
る。襞部３５ｃにより圧電性膜本体３５ａの柔軟性が増
し、筒状支持部材に対して無理なく取り付けることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体振動に基づく差圧
により振動し、差圧に応じた電気信号を出力する圧電性
膜、およびこれを用いた流体振動検出センサ並びにフル
イディック流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧電性膜としては、フル
イディック流量計に適用されたものが知られている。こ
のフルイディック流量計は、圧力変動検出部の２つの圧
力室間に圧電性膜を張設させると共に、一対のフィード
バック流路を交互に流れる流体の流体振動に応じた圧力
を２つの圧力室に導入し、２つの圧力室間の差圧に応じ
て圧電性膜を振動させるもので、圧電性膜の圧電性を利
用して流体振動に応じた電気信号を出力するものであ
る。

【０００３】この流体振動検出センサとして、例えば実
開平１−５８１１９号公報に開示されたように、同相の
圧力変動および外部からの機械的振動などのノイズを除
去する目的で、一対の圧力変動検出部を備えたものがあ
る。この流体振動センサでは、流体振動による圧力が２
つの圧電性膜間では互いに逆方向となるように加わるの
に対し、同相の圧力変動および外部からの機械的振動な
どによる圧力の場合には各々同一方向となることを利用
し、２つの圧電性膜の出力を相殺させることによりその
影響を排除している。従って、この種の流体振動センサ
では、その検出精度を確保するために、２つの圧力変動
検出部それぞれにおいて、圧電性膜の均一性、並びに圧
力室に対する取付状態が均一である必要がある。

【０００４】ところで、従来の流体振動検出センサで
は、その圧電性膜は、平らで大きなシート状態のものか
ら円形状に打ち抜くことにより製造されており、打ち抜
き後においては、図１１に示したように、圧電性膜１３
５は打ち抜き方向に球面状に反り返った状態となる。一
方、図１２および図１３に示したように、圧電性膜本体
１３５ａの周縁部１３５ｂを両面から把持するための筒
状支持部材１３６Ａ，１３６Ｂにおける把持面１３６
ａ，１３６ｂは水平面であり、これら把持面１３６ａ，
１３６ｂにより圧電性膜１３５を固定させるようにして
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方法では、２つの圧力変動検出部に用いる圧電性膜
１３５各々を互いに均一に形成したとしても、圧電性膜
１３５は反り返ったままの柔軟性に乏しい状態であるた
め、２つの圧力変動検出部間では取付状態（取付時の圧
電性膜１３５に生ずる張力、球面度の差など）を完全に
同じにすることは困難であった。そのため、２つの圧電
性膜１３５それぞれの機械的特性が大きく異なり、前述
の同相の圧力変動や外部からの機械的振動などのノイズ
が生じた場合には、これらの影響を十分に排除すること
ができないという問題があった。

【０００６】また、筒状支持部材１３６Ａ，１３６Ｂに
対する圧電性膜１３５の取付作業も煩雑であるという問
題があった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、打ち抜き加工後の柔軟性が高
まり、流体振動センサの筒状支持部材に対して無理なく
取り付けることができ、取付作業が容易になると共に、
本体に加わる張力などの取付状態を実質的に均一にする
ことができる圧電性膜を提供することにある。

【０００８】また、本発明の第２の目的は、筒状支持部
材の工作作業が容易であり、かつ圧電性膜の筒状支持部
材への取付作業も簡易とでき、更には同相の圧力変動お
よび外部から加わる機械的振動などの影響を充分に排除
することが可能であり、検出精度の向上した流体振動検
出センサを提供することにある。

【０００９】更に、本発明の第３の目的は、本発明の流
体振動検出センサを用いることにより、流体振動を精度
良く検出して正確な流量を演算できるフルイディック流
量計を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電性膜は、シ
ート状圧電性材料を打ち抜き加工することにより形成さ
れる圧電性膜であって、圧電性膜本体と、この圧電性膜
本体の周縁部に沿うと共に、前記圧電膜本体の表面から
突出するように弯曲形成された少なくとも１条の襞部と
を有するものである。

【００１１】この圧電性膜では、圧電性膜本体に対して
襞部が形成されているため、打ち抜きにより反り返った
状態に形成されたとしても、襞部により圧電性膜本体全
体の柔軟性が高まる。従って、筒状支持体に対して無理
なく取り付けることができ、取付作業が容易になると共
に、圧電性膜の取付状態（すなわち圧電性膜本体に生ず
る張力など）を均一にすることが可能になる。

【００１２】なお、圧電膜本体に形成する襞部は、複数
条の襞部がともに圧電膜本体の表面から同一方向に突出
してなる態様、複数条の襞部の隣接する襞部同士が互い
に圧電膜本体の表面から異なる方向に突出してなる態
様、複数条の襞部の隣接する襞部同士が互いに連続して
設けられてなる態様、複数条の襞部のうち隣接する襞部
同士が互いに一定の距離を隔てて設けられてなる態様の
いずれとしてもよい。

【００１３】本発明の流体振動センサは、互いに対向配
置された一対の圧力室間の差圧変動を基に流体振動を検
出するための流体振動検出センサであって、前記一対の
圧力室間に配設されると共に前記２つの圧力室間の差圧
変動に応じて振動する請求項１ないし５のいずれか１に
記載の圧電性膜と、各々前記圧電性膜との接触面が前記
圧電性膜の配設方向に対して実質的に平行な平坦面とな
るように形成され、これら平坦面により前記圧電性膜の
周縁部を両面から把持する一対の筒状支持部材とを備え
たものである。

【００１４】この流体振動検出センサでは、柔軟性の増
した本発明の圧電性膜を用いるため、一対の筒状支持部
材各々の圧電性膜との接触面（把持面）が圧電性膜の配
設方向に対して実質的に平行な平坦面となるように形成
しても、圧電性膜を筒状支持部材へ容易に取り付けるこ
とができる。すなわち、筒状支持部材の圧電性膜との接
触面を、打ち抜き加工後の圧電性膜の形状に対応させた
傾斜面としなくてもよく、よって、筒状支持部材の工作
作業が容易であり、かつ圧電性膜の筒状支持部材への取
付作業も簡易になる。

【００１５】また、本発明の流体振動検出センサは、第
１の圧力室および第２の圧力室を有する第１の圧力変動
検出部と、この第１の圧力変動検出部の第１の圧力室お
よび第２の圧力室に対して互いに位置関係が逆に設定さ
れた第１の圧力室および第２の圧力室を有する第２の圧
力変動検出部とを備え、流体が交互に流れる２つの流路
のうちの一方の流路の流体振動に基づく圧力を前記第１
の圧力変動検出部および前記第２の圧力変動検出部の第
１の圧力室に導入し、かつ他方の流路の流体振動に基づ
く圧力を前記第１の圧力変動検出部および前記第２の圧
力変動検出部の第２の圧力室に導入するようにしてなる
流体振動検出センサであって、前記第１の圧力変動検出
部および第２の圧力変動検出部それぞれにおいて第１の
圧力室と第２の圧力室との間に本発明の圧電性膜を配設
させたものである。

【００１６】この流体振動検出センサでは、第１の圧力
変動検出部および第１の圧力変動検出部各々において、
差圧変動により各圧電性膜が振動する。ここで、第１の
圧力変動検出部および第１の圧力変動検出部において、
第１の圧力室同士および第２の圧力室同士の位置関係が
互いに逆となるように設定されていることから、各圧電
性膜が互いに逆方向に振動して流体振動に応じた電気信
号が出力される。一方、同相の圧力変動が生じたり外部
から機械的振動などが加わると、２つの圧電性膜はとも
に同一方向に振動することから、流体振動の場合と区別
される。

【００１７】このとき、本発明の流体振動検出センサで
は、第１の圧力変動検出部および第２の圧力変動検出部
それぞれにおいて本発明の圧電性膜を用いているため、
２つの圧電性膜の取付状態（圧電性膜に加わる張力等）
の個々の差が減少して、実質的に均一、すなわちその機
械的特性が同じになる。このため、同相の圧力変動や外
部から加わる機械的振動などの影響を十分に排除でき、
その結果、流体振動の検出精度が向上する。

【００１８】本発明のフルイディック流量計は、流体を
受け入れる入口部と、この入口部より受け入れた流体を
通過させて噴流を発生させるノズル部と、このノズル部
を通過した流体をノズル部の噴出口側へ導く一対のフィ
ードバック流路と、この一対のフィードバック流路を交
互に流れる流体を導入して流体振動を検出する請求項６
または７記載の流体振動検出センサと、この流体振動検
出センサによって検出された流体振動に基づいて前記入
口部より受け入れた流体の流量を演算する流量演算手段
とを備えたものである。

【００１９】このフルイディック流量計では、入口部よ
り受け入た流体がノズル部を通過して噴流となり、この
噴流が一対のフィードバック流路を交互に流れる。この
一対のフィードバック流路を交互に流れる流体の流体振
動が、本発明の流体振動検出センサによって検出され
る。更に、この検出した流体振動に基づいて入口部より
受け入れた流体の流量が演算される。本発明のフルイデ
ィック流量計では、流体振動の検出精度の向上した本発
明の流体振動検出センサを用いているため、流量検出精
度が向上する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例に係るフルイディ
ック流量計の概略構成を表すものである。このフルイデ
ィック流量計は、流量計本体１０の内部に形成された一
対のフィードバック流路２１，２２を交互に流れる流体
の流体振動を、流体振動検出センサ３０によって検出
し、この流体振動が流体の流量と相関関係があることに
基づいて流量演算部６０により流体の流量を演算するも
のである。

【００２２】図２は本実施例に係る流量計本体１０の断
面構成を表すものである。流量計本体１０は、流体を受
け入れる入口部１１と流体を排出する出口部１２とを有
している。流量計本体１０内には、入口部１１と出口部
１２との間に流体流路１３が形成されている。流体流路
１３内には、入口部１１から受け入れられた流体を通過
させて噴流を発生させるためのノズル部１４が設けられ
ている。ノズル部１４の下流側には、拡大された流路を
形成する一対の側壁１６，１７が設けられている。これ
らの側壁１６，１７の間には、所定の間隔を開けて、上
流側にターゲット１８、下流側にターゲット１９がそれ
ぞれ配設されている。側壁１６，１７の外側には、ノズ
ル部１４を通過した流体を各側壁１６，１７の外周部に
沿ってノズル部１４の噴出口側へ帰還させる一対のフィ
ードバック流路２１，２２を形成するリターンガイド２
３が配設されている。フィードバック流路２１，２２の
各出口部分と出口部１２との間には、リターンガイド２
３の背面と流量計本体１０とによって、一対の排出路２
４，２５が形成されている。ノズル部１４の噴出口の近
傍にはフィードバック流路２１，２２に対応して導圧孔
２６，２７が設けられている。これら導圧孔２６，２７
は、後述の流体振動検出センサ３０（図３参照）に連通
されている。

【００２３】図３は本実施例に係る流体振動検出センサ
３０の断面構成を表すものである。この流体振動検出セ
ンサ３０は密閉容器３１を備え、この密閉容器３１の内
部空間が中容器３２によって第１の圧力変動検出部とし
ての圧力変動検出部３３および第２の圧力変動検出部と
しての圧力変動検出部３４に区画されている。中容器３
２は絶縁性の合成樹脂により形成されている。中容器３
２と密閉容器３１との間には図示しないシール部材（Ｏ
リング）が配設されており、圧力変動検出部３３，３４
各々の気密性をそれぞれ確保している。

【００２４】圧力変動検出部３３は第１の圧力室として
の圧力室３３Ａおよび第２の圧力室としての圧力室３３
Ｂを有しており、これら圧力室３３Ａ，３３Ｂの間は圧
電性膜３５によって仕切られている。同様に、圧力変動
検出部３４は第１の圧力室としての圧力室３４Ａおよび
第２の圧力室としての圧力室３４Ｂを有しており、これ
ら圧力室３４Ａ，３４Ｂの間も圧電性膜３５によって仕
切られている。

【００２５】圧電性膜３５は、２つの圧力室間の隔壁を
なすと共に、圧力変動検出部３３，３４内に導入された
圧力変動に基づく２つの圧力室間の差圧の変動による圧
力を受けて、それを電気信号に変換して出力するもの
で、膜状の圧電性材料によって形成される。具体的に
は、例えばポリビニリデン・フロライド（ＰＶＤＦ）膜
等の高分子圧電膜が用いられる。圧電性膜３５の両表面
にはそれぞれアルミニウムなどの金属を蒸着することに
より電極が形成されている。なお、これら電極の表面は
腐食を防止する目的で、図示しない被覆膜によって被覆
されている。

【００２６】この圧電性膜３５は圧電性膜本体３５ａを
有し、その圧電性膜本体３５ａの周縁部３５ｂが、円筒
形状の筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂによって両面から把
持されると共に、圧力室３３Ａ，３３Ｂ間および圧力室
３４Ａ，３４Ｂ間にそれぞれ張設された状態となってい
る。筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂは圧力変動検出部３
３，３４各々の内周面に沿って配設されている。圧電性
膜３５と筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂとの間には図示し
ないシール部材（Ｏリング）が配設されており、圧力室
３３Ａと圧力室３３Ｂとの間、および圧力室３４Ａと圧
力室３４Ｂとの間の気密性をそれぞれ確保している。

【００２７】図４は圧電性膜３５の半径方向に沿った断
面形状を表すものである。圧電性膜本体３５ａの周縁部
３５ｂの近傍には、周縁部３５ｂに沿って例えば１条の
襞部３５ｃが形成されている。この襞部３５ｃは、圧電
性膜本体３５ａの表面から上方にに向かって（すなわ
ち、一面（一方の分極極性の面）から他面（他方の分極
極性の面）に向かって突出するように弯曲形成されてい
る。

【００２８】この襞部３５ｃの平面形状は、本実施例に
おいては圧電性膜本体３５ａの平面形状が円形であるた
め、圧電性膜３５の周縁部３５ｂと同心円をなすように
円形（リング状）に形成されている。ここで、この圧電
性膜３５は、シート状に形成された圧電性材料を適宜の
大きさの形状（本実施例においては円形）に打ち抜くこ
とにより形成されるもので、圧力変動検出部３３，３４
内に取り付けられる前は図４に示したように球面状に反
り返っていることは前述の通りである。

【００２９】図５は筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂを取り
出して表すものである。筒状支持部材３６Ａは圧力室３
３Ａおよび圧力室３４Ａ各々を構成し、筒状支持部材３
６Ｂは圧力室３３Ｂおよび圧力室３４Ｂ各々を構成して
いる。筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂの対向面はそれぞれ
把持面３６ａ、３６ｂとなっており、これら把持面３６
ａ、３６ｂはそれぞれ圧電性膜３５の配設方向に対して
実質的に平行な平坦面となっている。

【００３０】本実施例の圧電性膜３５は襞部３５ｃの形
成により柔軟性が増しており、その周縁部３５ｂが筒状
支持部材３６Ａ，３６Ｂに把持されると、図４に二点鎖
線で示したように、圧電性膜本体３５ａの打ち抜き加工
による反り返りの状態が修正され、全体としてほぼ水平
に張設された状態となる。なお、この圧電性膜３５は図
示しない導線を介して後述の回路基板４０に接続され
る。

【００３１】図３に戻って説明を続けると、圧力変動検
出部３３の圧力室３３Ａおよび圧力変動検出部３３の圧
力室３４Ａは、中容器３２に形成された導圧孔３２Ａお
よび密閉容器３１に形成された導圧口３１Ａを介して、
流量計本体１０の一方のフィードバック流路２１に形成
された導圧孔２６に対しそれぞれ連通され、フィードバ
ック流路２１を流れる流体の流量に応じた圧力がそれぞ
れ導入されるようになっている。

【００３２】圧力変動検出部３３の圧力室３３Ｂおよび
圧力変動検出部３３の圧力室３４Ｂは、中容器３２に形
成された導圧孔３２Ｂおよび密閉容器３１に形成された
導圧口３１Ｂを介して、流量計本体１０の他方のフィー
ドバック流路２２に形成された導圧孔２７に対してそれ
ぞれ連通され、他方のフィードバック流路２２を流れる
流体の流量に応じた圧力がそれぞれ導入されるようにな
っている。すなわち、一対のフィードバック流路２１，
２２を交互に流れる流体の流体変動により、圧力変動検
出部３３では圧力室３３Ａと圧力室３３Ｂとの間、圧力
変動検出部３３では圧力室３４Ａと圧力室３４Ｂとの間
の差圧が変動し、これにより圧電性膜３５が中央部を中
心にして振動するようになっている。

【００３３】なお、圧力変動検出部３３，３４は同一の
大きさであり、かつ各圧電性膜３５は互いに平行に配設
されており、一方のフィードバック流路２１を流れる流
体の圧力が同時に導入される圧力室３３Ａと圧力室３４
Ａとは、この圧電性膜３５に対して上下方向の位置が互
いに逆になるように設定されている。すなわち、本実施
例では、圧力室３３Ａが圧電性膜３５に対して上、圧力
室３４Ａが圧電性膜３５に対して下の位置に設定されて
いる。また、他方のフィードバック流路２２を流れる流
体の圧力が同時に導入される圧力室３３Ｂと圧力室３４
Ｂとの圧電性膜３５に対する関係も、圧力室３３Ａと圧
力室３４Ａとの関係と同様になっている。なお、２つの
圧電性膜３５は同一方向の面が互いに逆の分極極性とな
るよう配設されている。すなわち、圧力室３３Ａ，３４
Ａが各圧電性膜３５の一面（一方の分極極性の面）にそ
れぞれ面し、圧力室３３Ｂ，３４Ｂが各圧電性膜３５の
他面（他方の分極極性の面）にそれぞれ面している。

【００３４】密閉容器３１内には中容器３２によって区
画された空間部３１Ｃが設けられている。空間部３１Ｃ
内には上述の圧電性膜３５から出力された電気信号を検
出するための回路基板４０が配設されている。回路基板
４０は中容器３２に対してリードネジ４１により固定さ
れている。

【００３５】図６はこの回路基板４０の具体的な回路構
成を表すものである。この回路基板４０には、圧力変動
検出部３３，３４各々の圧電性膜３５から出力された電
気信号を増幅するための増幅回路４５Ａ，４５Ｂと、こ
れら増幅回路４５Ａ，４５Ｂ各々から出力された増幅信
号をそれぞれ検出するための信号検出回路４２Ａ，４２
Ｂと、これら信号検出回路４２Ａ，４２Ｂ各々の出力を
加算するための加算回路４３と、この加算回路４３の出
力に基づいて流体振動の周波数（すなわち流体が一対の
フィードバック流路２１，２２を交互に流れる切り換わ
り周波数；フルイディック発信周波数ともいう）を演算
するための演算回路４４とが形成されている。

【００３６】演算回路４４の出力端は図１で示した流量
演算部６０の入力端に接続されており、演算した周波数
信号を流量演算部６０に対して出力するようになってい
る。

【００３７】このような構成を有する流体振動検出セン
サ３０は次のようにして製造される。まず、シート状の
圧電性材料を適宜の大きさの形状（円形）に打ち抜くこ
とにより圧電性膜本体３５ａを形成すると、前述のよう
に圧電性膜本体３５ａが反り返った状態となる。次い
で、加圧成形によって圧電性膜本体３５ａの周縁部３５
ｂ近傍に襞部３５ｃを形成する。そののち、圧電性膜３
５の両表面にそれぞれ金属を蒸着して電極を形成する。

【００３８】そして、この圧電性膜本体３５の周縁部３
５ｂをその両面から筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂの把持
面３６ａ，３６ｂで挟むように取り付け、圧電性膜３５
を圧力変動検出部３３，３４内にそれぞれ配設させる。

【００３９】このとき本実施例では、圧電性膜本体３５
ａに襞部３５ｃが形成されているため、この襞部３５ｃ
により圧電性膜３５全体の柔軟性が増している。従っ
て、把持面３６ａ，３６ｂが圧電性膜３５の配設方向
（水平方向）に対して実質的に平行な平坦面となるよう
に形成された筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂに対して圧電
性膜３５を容易に取り付けることができる。すなわち、
圧電性膜３５との接触面を打ち抜き加工後の圧電性膜３
５の形状に対応させた傾斜面としなくてもよく、よっ
て、筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂの工作作業が容易であ
り、かつ圧電性膜３５を水平状態に保持した状態で、無
理なく、筒状支持部材３６Ａ，３６Ｂに対して取り付け
ることができるので、その取付作業も簡易になる。従っ
て、圧力変動検出部３３，３４における２つの圧電性膜
３５の取付状態（張力など）にばらつきがなくなる。

【００４０】次に、本実施例に係るフルイディック流量
計の動作について説明する。

【００４１】まず、フルイディック流量計が流体を受け
入れていないときは、流量計本体１０の一対のフィード
バック流路２１，２２には流体が流れておらず、流体振
動検出センサ３０の圧力室３３Ａ，３４Ａと圧力室３３
Ｂ，３４Ｂのいずれの室内圧も変動しない。従って、こ
の状態では、圧電性膜３５は差圧を受けることがなく、
図３に示したように、圧電性膜３５は平衡状態を保持し
ている（以下、初期状態という）。

【００４２】フルイディック流量計が流体を受け入れる
と、流量計本体１０の入口部１１から受け入れられた流
体は、流体流路１３を経てノズル部１４に入る。ノズル
部１４を通過した流体は、噴流となって噴出口１４より
噴出される。噴出口１４より噴出された流体は、一対の
フィードバック流路２１，２２を交互に流れる。

【００４３】ここで、一方のフィードバック流路２１に
流体が流れると、圧力変動検出部３３の圧力室３３Ａお
よび圧力変動検出部３４の圧力室３４Ａ各々の室内圧は
初期状態に比べて低くなる。これに対して、圧力変動検
出部３３の圧力室３３Ｂおよび圧力変動検出部３４の圧
力室３４Ｂ各々の室内圧は初期状態と同じである。従っ
て、圧力変動検出部３３，３４では、その差圧により圧
電性膜３５が圧力室３３Ａ，３４Ａ側に向かって（すな
わち互いに逆方向に向かって）それぞれ変位する。

【００４４】逆に、他方のフィードバック流路２２に流
体が流れると、圧力変動検出部３３側の圧力室３３Ｂお
よび圧力変動検出部３４側の圧力室３４Ｂの室内圧が初
期状態に比べて低くなる。これに対し、圧力室３３Ａ，
３４Ａの室内圧は初期状態と同じになっているので、各
圧電性膜３５は圧力室３３Ｂ，３４Ｂ側に向かって（す
なわち互いに逆方向に向かって）それぞれ変位する。以
下、同様の動作により圧電性膜３５が流体振動に応じて
上下に振動する。

【００４５】このような圧電性膜３５の振動に応じて、
２つの圧電性膜３５から電気信号が出力される。２つの
圧電性膜３５から出力された電気信号は、それぞれ増幅
回路４５Ａ，４５Ｂにより所定の大きさにそれぞれ増幅
された後、信号検出回路４２Ａ，４２Ｂによって検出さ
れる。そして、これらの信号検出回路４２Ａ，４２Ｂに
よって検出された信号は加算回路４３に対してそれぞれ
出力される。加算回路４３は、信号検出回路４２Ａ，４
２Ｂの各出力信号を加算したのち、その加算値を演算回
路４４に対して出力する。演算回路４４は、加算回路４
３の出力に基づき、一対のフィードバック流路２１，２
２を流れる流体の流体振動の周波数（すなわちフルイデ
ィック発振周波数）を演算し、その周波数を流量演算部
５０に対して出力する。流量演算部５０は、一対のフィ
ードバック流路２１，２２を流れる流体の流体振動が流
体の流量と相関関係があることに基づいて、演算回路４
４の出力から流体の流量を演算する。

【００４６】このとき、流体振動に加えて外部から機械
的振動などの影響を受けると、各圧電性膜３５は、流体
振動による圧力の他に、この機械的振動などによる圧力
も受ける。この機械的振動などによる圧力は、流体振動
による圧力とは異なり、各圧電性膜３５に対してともに
同一方向に加わる。従って、一方の圧電性膜３５には外
部からの機械的振動などによる圧力に応じた分だけ増加
した信号が発生し、他方の圧電性膜３５には外部からの
機械的振動などによる圧力に応じた分だけ減少した信号
が発生する。

【００４７】ここにおいて本実施例の流体振動検出セン
サでは、前述のように圧電性膜本体３５ａに襞部３５ｃ
が形成され、圧電性膜本体３５ａの柔軟性が高まってい
るので、取り付け時において、２つの圧力変動検出部３
３，３４間において、圧電性膜３５に生ずる張力を同じ
にすることが容易である。従って、圧電性膜３５が受け
る圧力と発生する電気信号との関係が２つの圧電性膜３
５では同じとなる。すなわち、外部からの機械的振動な
どの影響を受けたときの一方の圧電性膜３５から出力さ
れる電気信号の増加量と他方の圧電性膜３５から出力さ
れる電気信号の減少量とが同じになる。従って、信号検
出回路４２Ａ，４２Ｂによってそれぞれ検出された電気
信号を、加算回路４３によって加算することにより、外
部からの機械的振動などの影響を排除でき、そのため検
出精度が向上する。

【００４８】なお、本実施例においては圧電性膜本体３
５ａに対して襞部３５ｃを１条形成したが、図７に示し
たように、複数条の襞部３５ｃを圧電性膜本体３５ａの
周縁部３５ｂと同心円をなすように形成するようにして
もよい。

【００４９】また、複数の襞部３５ｃの突出方向は同じ
方向に限らず、互いに異なる方向に突出させるようにし
てもよい。そして、この場合、図８に示したように、襞
部３５ｃに対して反対方向に突出する襞部３５ｄを襞部
３５ｃと隣接して形成するようにしても良く、また、図
９に示したように、襞部３５ｄを襞部３５ｃと所定の距
離を隔てて形成するようにしてもよい。更には、図１０
に示したように、上述の襞部３５ｃと襞部３５ｄとの組
み合わせを複数（図では２条づつ）形成するようにして
もよい。

【００５０】このように、圧電性膜３５ａに対して互い
に反対方向に突出する襞部３５ｃと襞部３５ｄとを形成
することにより、圧電性膜３５が一方向に変形した場合
と他方向に変形した場合とで機械的特性を同じにするこ
とができ、その結果、同相の圧力変動や外部からの機械
的振動などによる影響をより有効に排除することができ
る。

【００５１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の均等の範囲内で、種々変形可能で
ある。例えば、上記実施例では、２つの圧電性膜３５を
同一方向の面がそれぞれ逆の分極極性となるよう並設し
たが、同一方向の面がそれぞれ同一の分極極性となるよ
う並設してもよい。また、上記実施例では、圧電性膜３
５の平面形状を円形としたが、圧力室の形状に合わせて
その他の形状としてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし５の
いずれかに記載の圧電性膜によれば、圧電性膜本体の周
縁部に沿って少なくとも１条の襞部を設けるようにした
ので、圧電性膜本体が打ち抜きにより反り返った状態に
形成されたとしても、襞部により圧電性膜本体全体とし
ての柔軟性が高まる。従って、流体振動検出センサの筒
状支持体に対する取付作業が容易になると共に、圧電性
膜本体に加わる張力などの取付状態を同じにすることが
可能になるという効果を奏する。

【００５３】また、請求項６記載の流体振動検出センサ
によれば、柔軟性の増した本発明の圧電性膜を用いるた
め、一対の筒状支持部材各々の圧電性膜との接触面を、
圧電性膜の配設方向に対して実質的に平行な平坦面とな
るように形成しても、圧電性膜を筒状支持部材へ容易に
取り付けることができる。すなわち、圧電性膜との接触
面を打ち抜き加工後の圧電性膜の形状に対応させた傾斜
面としなくてもよく、よって、筒状支持部材の工作作業
が容易であり、かつ圧電性膜の筒状支持部材への取付作
業も簡易になるという効果を奏する。

【００５４】また、請求項７記載の流体振動検出センサ
によれば、第１の圧力変動検出部および第２の圧力変動
検出部それぞれにおいて第１の圧力室と第２の圧力室と
の間に本発明の圧電性膜を配設させるようにしたので、
２つの圧電性膜の取付状態（張力等）が均一、すなわち
その機械的特性が均一になり、同相の圧力変動や外部か
ら加わる機械的振動などの影響を十分に排除することが
可能となり、これにより従来に比べて流体振動の検出精
度が向上する。

【００５５】特に、この流体振動検出センサに請求項３
記載の圧電性膜を用いた場合には、襞部が圧電性膜本体
の両面それぞれから突出するように形成されているの
で、圧電性膜本体の両面間での機械的特性に差がなくな
る。従って、同相の圧力変動や外部からの機械的振動な
どによる影響をより有効に排除することができ、より検
出精度が向上する。

【００５６】更に、請求項８記載のフルイディック流量
計によれば、流体振動の検出精度の向上した本発明の流
体振動検出センサを用いるようにしたので、流量検出精
度が向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフルイディック流量計
の概略構成を表すブロック図である。

【図２】図１に示したフルイディック流量計における流
量計本体の構成を表す断面図である。

【図３】図１に示したフルイディック流量計における流
体振動検出センサの構成を表す断面図である。

【図４】図３に示した流体振動検出センサの圧電性膜を
取り出して表す断面図である。

【図５】図３に示した流体振動検出センサの筒状支持部
材を取り出して表す分解斜視図である。

【図６】図３に示した流体振動検出センサの回路構成を
表すブロック図である。

【図７】図４に示した圧電性膜の変形例を表す断面図で
ある。

【図８】図４に示した圧電性膜の他の変形例を表す断面
図である。

【図９】図４に示した圧電性膜の他の変形例を表す断面
図である。

【図１０】図４に示した圧電性膜の他の変形例を表す断
面図である。

【図１１】従来の圧電性膜の構成を表す断面図である。

【図１２】従来の圧電性膜の筒状支持部材に対する取付
前の状態を表す断面図である。

【図１３】従来の圧電性膜の筒状支持部材に対する取付
後の状態を表す断面図である。

【符号の説明】

１０ 流量計本体 １１ 入口部 １４ ノズル部 ２１，２２ フィードバック流路 ３０ 流体振動検出センサ ３３，３４ 圧力変動検出部 ３３Ａ，３４Ａ 圧力室（第１の圧力室） ３３Ｂ，３４Ｂ 圧力室（第２の圧力室） ３５ 圧電性膜 ３５ａ 圧電性膜本体 ３５ｃ，３５ｄ 襞部 ３６Ａ，３６Ｂ 筒状支持部材 ３６ａ，３６ｂ 把持面 ５０ 流量演算部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状圧電性材料を打ち抜き加工する
   ことにより形成される圧電性膜であって、 圧電性膜本体と、 この圧電性膜本体の周縁部に沿うと共に、前記圧電膜本
   体の表面から突出するように弯曲形成された少なくとも
   １条の襞部とを有することを特徴とする圧電性膜。
2. 【請求項２】 複数条の襞部を有し、これら襞部がとも
   に前記圧電膜本体の表面から同一方向に突出してなる請
   求項１記載の圧電性膜。
3. 【請求項３】 複数条の襞部を有し、これら襞部の隣接
   する襞部同士が互いに前記圧電膜本体の表面から異なる
   方向に突出してなる請求項１記載の圧電性膜。
4. 【請求項４】 複数条の襞部の隣接する襞部同士が互い
   に連続して設けられてなる請求項２または３記載の圧電
   性膜。
5. 【請求項５】 複数条の襞部のうち隣接する襞部同士が
   互いに一定の距離を隔てて設けられてなる請求項２また
   は３記載の圧電性膜。
6. 【請求項６】 互いに対向配置された一対の圧力室間の
   差圧変動を基に流体振動を検出するための流体振動検出
   センサであって、 前記一対の圧力室間に配設されると共に前記２つの圧力
   室間の差圧変動に応じて振動する請求項１ないし５のい
   ずれか１に記載の圧電性膜と、 各々前記圧電性膜との接触面が前記圧電性膜の配設方向
   に対して実質的に平行な平坦面となるように形成され、
   これら平坦面により前記圧電性膜の周縁部を両面から把
   持する一対の筒状支持部材とを備えたことを特徴とする
   請求項１記載の流体振動検出センサ。
7. 【請求項７】 第１の圧力室および第２の圧力室を有す
   る第１の圧力変動検出部と、この第１の圧力変動検出部
   の第１の圧力室および第２の圧力室に対して互いに位置
   関係が逆に設定された第１の圧力室および第２の圧力室
   を有する第２の圧力変動検出部とを備え、流体が交互に
   流れる２つの流路のうちの一方の流路の流体振動に基づ
   く圧力を前記第１の圧力変動検出部および前記第２の圧
   力変動検出部の第１の圧力室に導入し、かつ他方の流路
   の流体振動に基づく圧力を前記第１の圧力変動検出部お
   よび前記第２の圧力変動検出部の第２の圧力室に導入す
   るようにしてなる流体振動検出センサであって、 前記第１の圧力変動検出部および第２の圧力変動検出部
   それぞれにおいて第１の圧力室と第２の圧力室との間に
   請求項１ないし５のいずれか１に記載の圧電性膜を配設
   させたことを特徴とする流体振動検出センサ。
8. 【請求項８】 流体を受け入れる入口部と、 この入口部より受け入れた流体を通過させて噴流を発生
   させるノズル部と、 このノズル部を通過した流体をノズル部の噴出口側へ導
   く一対のフィードバック流路と、 この一対のフィードバック流路を交互に流れる流体を導
   入して流体振動を検出する請求項７記載の流体振動検出
   センサと、 この流体振動検出センサによって検出された流体振動に
   基づいて前記入口部より受け入れた流体の流量を演算す
   る流量演算手段とを備えたことを特徴とするフルイディ
   ック流量計。