(57)【要約】【課題】電磁流量計のさらなる小型軽量化を図る。【解決手段】電磁流量計１０は、ボディ１２の内部に収納されるソレノイド部１８のヨーク６２が断面Ｕ字状に形成され、その内部にパイプ４４を含む管体ユニット１４が配置される。このパイプ４４は、一端部４４ａ及び他端部４４ｂが断面真円状に形成され、該一端部４４ａと他端部４４ｂとの間となる中間部４４ｃが断面長円状に形成される。そして、パイプ４４は、中間部４４ｃに形成された断面直線部５３が鉛直方向となるように配置され、ソレノイド部１８のコイル７０ａ、７０ｂ及び励磁プレート６８ａ、６８ｂが前記断面直線部５３に臨むように配置される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路に接続される上流側ポート及び下流側ポートを有したボディと、該ボディの内部において前記上流側ポートと前記下流側ポートの間に設けられる測定管と、前記測定管の外周側に対向するようにそれぞれ配置された一対のコイル及び電極とを有した電磁流量計において、
前記測定管は、樹脂製材料から一体に形成され、前記上流側ポート及び下流側ポートに接続される軸方向に沿った一端部及び他端部がそれぞれ断面真円状に形成され、前記一端部と前記他端部との間の中間部が断面長円状に形成され、前記中間部の外周面に形成された断面直線部位に臨むように前記コイルが配置されると共に、前記コイルと直交するように前記電極が配置されることを特徴とする電磁流量計。
【請求項２】
請求項１記載の電磁流量計において、
前記コイルは、断面Ｕ字状に形成されたヨークに保持され、前記ヨークの内部に前記測定管が配置されることを特徴とする電磁流量計。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電磁流量計において、
前記ボディに装着され金属製材料からなるカバーとアース電位とを分離して設けることを特徴とする電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を流通する流体の流量を測定可能な電磁流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、コイルに電流を流して流体の流通する流路内に磁場を形成し、その中を流れる流体の導電率に従って発生する起電力に基づいて流量を算出する電磁流量計が知られている。
【０００３】
このような電磁流量計は、例えば、特許文献１に開示されるように、流体を導く測定管と、前記測定管の外側に装着される一対の電極と、該測定管の外側において前記電極と直交するように配置される一対の励磁コイル及びコアとを備える。そして、励磁コイルで発生した磁界が、測定管と直交するように形成され、一対の電極によって流体内で生じた起電力を取り出して制御部において流体の流量へと変換している。また、この電磁流量計では、測定管内に形成される流路を軸方向に沿った入口及び出口を断面円形状、中間部位を断面楕円形状に形成することで、一対の励磁コイルを前記中間部位において近接配置し、空隙部を小さくすることで磁気損失を抑制して少ない電力で大きな信号を得る構成としている。
【０００４】
また、特許文献２に開示された電磁流量計では、励磁コイルの装着された励磁プレートの上部にヨーク蓋を締結することで、測定管の外周部位を金属部材で囲んで前記励磁コイルで発生する磁界によって磁気回路を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５９１０１５号公報
【特許文献２】特許第５１０２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に係る電磁流量計においては、測定管内の流路は入口及び出口となる一端部及び他端部が断面円形状であり、しかも、中間部位も含め一端部から他端部まで同一の断面積で形成されている。そのため、断面楕円形状に形成された中間部位は、その長軸部（長円部）が断面円形状の一端部及び他端部の外周径に対して大きくなり、それに伴って、測定管が拡径して電磁流量計の大型化を招くこととなる。
【０００７】
また、上述した電磁流量計では、断面円形状の測定管の内周面にライニングを設け、該ライニングの形状を変化させることで中間部位の流路を断面楕円形状としている。しかしながら、例えば、樹脂製材料を測定管の内周面に接着してライニングを形成する際、断面楕円形状とすることが困難であり、且つ、流路断面積を所望の寸法で高精度に製造することが難しい。
【０００８】
一方、特許文献２に係る電磁流量計では、測定管の外周側をヨーク蓋及び励磁プレートで囲む構成としているため、該ヨークにかかる部品コスト及び重量が増加してしまうと共に、前記ヨーク蓋を前記励磁プレートに締結することで組み付け工数の増加を招くこととなり、それに伴って、製造コストが増加してしまうという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、さらなる小型軽量化を図ることが可能な電磁流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、流体通路に接続される上流側ポート及び下流側ポートを有したボディと、該ボディの内部において前記上流側ポートと前記下流側ポートの間に設けられる測定管と、前記測定管の外周側に対向するようにそれぞれ配置された一対のコイル及び電極とを有した電磁流量計において、
前記測定管は、樹脂製材料から一体に形成され、前記上流側ポート及び下流側ポートに接続される軸方向に沿った一端部及び他端部がそれぞれ断面真円状に形成され、前記一端部と前記他端部との間の中間部が断面長円状に形成され、前記中間部の外周面に形成された断面直線部位に臨むように前記コイルが配置されると共に、前記コイルと直交するように前記電極が配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、樹脂製材料からなる測定管がボディに設けられ、該測定管の外周側に対向するようにそれぞれ一対のコイル及び電極が配置された電磁流量計において、測定管は、その一端部及び他端部が前記ボディにおける上流側ポート及び下流側ポートにそれぞれ接続され、前記一端部及び他端部がそれぞれ断面真円状に形成され、前記一端部と前記他端部との間の中間部が断面長円状に形成される。そして、測定管における中間部の外周面に形成された断面直線部位に臨むように前記コイルが配置され、前記コイルと直交するように前記電極が配置されている。
【００１２】
従って、断面長円状に形成された測定管の中間部を挟んで一対のコイルを近接配置できるため、磁気損失を抑制して少ない電力で大きな信号が得られ、しかも、従来技術の電磁流量計のように測定管の外周径が大きくなることが防止される。その結果、電磁流量計の小型軽量化を図ることができる。
【００１３】
また、コイルは、断面Ｕ字状に形成されたヨークに保持され、前記ヨークの内部に測定管を配置することにより、前記ヨークの開口部位から前記測定管を内部へと収納して組み付けることができる。そのため、従来の電磁流量計と比較して組付性を向上させることができると共に、前記ヨークによって測定管の外周側を完全に囲う場合と比較し、部品点数を削減できるため、小型軽量化を図ることが可能となる。
【００１４】
さらに、ボディに装着され金属製材料からなるカバーとアース電位とを分離して設けることにより、例えば、前記カバーでボディの全体を囲んでアース電位としていた従来技術に係る電磁流量計と比較し、前記アース電位を前記カバーと分離することで、前記電磁流量計の組付性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１６】
すなわち、電磁流量計を構成する測定管において、ボディにおける上流側ポート及び下流側ポートに接続される一端部及び他端部をそれぞれ断面真円状に形成し、前記一端部と前記他端部との間の中間部を断面長円状に形成することにより、前記中間部を挟んで一対のコイルを近接配置できる。そのため、磁気損失を抑制して少ない電力で大きな信号が得られると共に、従来技術の電磁流量計のように測定管の外周径が大きくなることが防止されるため、電磁流量計の小型軽量化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁流量計の外観斜視図である。
【図２】図１に示す電磁流量計の分解斜視図である。
【図３】図１に示す電磁流量計の縦断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る電磁流量計について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電磁流量計を示す。
【００１９】
この電磁流量計１０は、図１〜図４に示されるように、ボディ１２と、該ボディ１２の内部に収容される管体ユニット１４と、前記ボディ１２及び管体ユニット１４の両端部に接続される一組のアタッチメント（アース電位）１６ａ、１６ｂと、前記ボディ１２の内部において前記管体ユニット１４の両側部に設けられるソレノイド部１８と、前記ボディ１２の側面を覆うカバー部材２０と、前記ボディ１２の上面に設けられる表示ユニット２２を含む。
【００２０】
ボディ１２は、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成され、その内部に空間部を有した中空状に形成される。このボディ１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った両端部には、アタッチメント１６ａ、１６ｂの装着される装着孔２４が開口すると共に、前記ボディ１２の上面には表示ユニット２２の装着される開口部２６が設けられる。また、ボディ１２には、その底部及び両側部を覆うように断面Ｕ字状のカバー部材２０が装着される（図４参照）。
【００２１】
装着孔２４は、図３に示されるように、略中央に開口したアタッチメント孔３０を有し、該アタッチメント孔３０の開口端部における外周側には環状溝を介してＯリング３２ａがそれぞれ装着される。
【００２２】
アタッチメント１６ａ、１６ｂは、矩形状に形成されたベース部３４と、該ベース部３４の中心に設けられ、該ベース部３４の両側面からそれぞれ軸方向に突出した一組の第１及び第２筒部３６、３８とから構成される。そして、第１及び第２筒部３６、３８、ベース部３４の内部を貫通するように貫通孔４０が一直線上に形成される。このアタッチメント１６ａ、１６ｂをボディ１２に装着する際、第１筒部３６をアタッチメント孔３０に挿通させ、複数の取付ボルト４２によって前記ベース部３４をボディ１２に対して締結する。この場合、第２筒部３８は、ボディ１２の両端部から突出するように配置され、前記第２筒部３８には、例えば、図示しない配管等が接続される。
【００２３】
このように、一組のアタッチメント１６ａ、１６ｂは、ボディ１２を挟んで互いに同軸上となるように配置される。
【００２４】
管体ユニット１４は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有する管状のパイプ（測定管）４４と、前記パイプ４４の側面に貼着される一対の電極４６ａ、４６ｂと、前記電極４６ａ、４６ｂを覆う一対の発泡シート４８ａ、４８ｂと、前記発泡シート４８ａ、４８ｂの外側に設けられ、基板５８ａ、５８ｂを保持する一対の基板ホルダ５０ａ、５０ｂと、前記基板ホルダ５０ａ、５０ｂの外周側に設けられ基板５８ａ、５８ｂを覆う一組のシールドカバー５２ａ、５２ｂとを含む。
【００２５】
このパイプ４４は、例えば、樹脂製材料から軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さで形成され、その一端部４４ａ及び他端部４４ｂが断面真円状に形成され、該一端部４４ａと他端部４４ｂとの間となる中間部４４ｃが断面長円状に形成される。詳細には、パイプ４４の断面形状は、一端部４４ａから軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って徐々に断面長円状となるように変化して中間部４４ｃが形成され、該中間部４４ｃから他端部４４ｂに向かって徐々に断面真円状となるように変化するように形成される。
【００２６】
なお、パイプ４４は樹脂製材料から形成されているため、その内周面には、従来技術に係る電磁流量計で設けられていたライニングが設けられていない。
【００２７】
この中間部４４ｃは、図４に示されるように、鉛直上下方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に長尺な断面長円状に形成され、その両側部に形成された一対の断面直線部５３が後述するソレノイド部１８のコイル７０ａ、７０ｂに臨むように配置される。換言すれば、パイプ４４は、断面長円状に形成された中間部４４ｃの長軸が鉛直方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）、短軸が水平方向となるようにボディ１２の内部に設けられる。
【００２８】
また、パイプ４４の一端部４４ａ及び他端部４４ｂには、図２及び図３に示されるように、その外周面にリング状に突出した鍔部５４が形成され、該鍔部５４に対してＯリング３２ｂがそれぞれ装着される。
【００２９】
電極４６ａ、４６ｂは、図３及び図４に示されるように、その一方と他方とがパイプ４４を中心として対称となる位置に設けられ、例えば、導電性接着剤によってパイプ４４の外周面に接着されて固定される。換言すれば、パイプ４４の軸線に対して直交する方向に一直線上に配置される。この電極４６ａ、４６ｂは、パイプ４４の外周断面形状に応じて断面円弧状に形成され、その外周側には該電極４６ａ、４６ｂを完全に覆うように発泡シート４８ａ、４８ｂがそれぞれ装着される。
【００３０】
基板ホルダ５０ａ、５０ｂは、図４に示されるように、例えば、樹脂製材料から形成され、パイプ４４の外周面に応じた断面円弧状に形成された本体部５６と、前記本体部５６の上部に形成され基板５８ａ、５８ｂを保持可能な基板保持部６０とを有する。そして、基板ホルダ５０ａ、５０ｂは、本体部５６を介して発泡シート４８ａ、４８ｂの外周側を覆うように装着され、基板保持部６０にプレート状の基板５８ａ、５８ｂが装着され、該基板５８ａ、５８ｂと電極４６ａ、４６ｂとが電気的に接続される。
【００３１】
シールドカバー５２ａ、５２ｂは、例えば、金属製材料から断面Ｕ字状に形成され、一方のシールドカバー５２ａがパイプ４４及び基板ホルダ５０ａを上方から囲むように装着され、他方のシールドカバー５２ｂが、パイプ４４及び基板ホルダ５０ｂを下方から囲むように装着される。そして、一方のシールドカバー５２ａの開口した端部と他方のシールドカバー５２ｂの開口した端部とが重なり合った状態で互いに固定される。これにより、パイプ４４、電極４６ａ、４６ｂ及び基板５８ａ、５８ｂを含む基板ホルダ５０ａ、５０ｂが一組のシールドカバー５２ａ、５２ｂによって外周側が覆われた状態となる。
【００３２】
ソレノイド部１８は、図２及び図４に示されるように、管体ユニット１４を構成するパイプ４４の外周側に設けられるヨーク６２と、該ヨーク６２に固定される一対のボビン６４ａ、６４ｂと、該ボビン６４ａ、６４ｂの中央部に鉄心６６ａ、６６ｂを介して固定される一対の励磁プレート６８ａ、６８ｂと、前記ボビン６４ａ、６４ｂに巻回されるコイル７０ａ、７０ｂとを含む。
【００３３】
なお、コイル７０ａ、７０ｂ、ボビン６４ａ、６４ｂ及び励磁プレート６８ａ、６８ｂは、パイプ４４を挟んで対称となる位置に一直線上に設けられる。
【００３４】
ヨーク６２は、例えば、金属製材料からなるプレートをプレス成形することによって断面略Ｕ字状に形成され、平面部７２と、該平面部７２の両端部から直交方向に立設した一対の直交壁７４ａ、７４ｂとを有する。すなわち、一対の直交壁７４ａ、７４ｂは互いに略平行に設けられる。
【００３５】
このヨーク６２には、直交壁７４ａ、７４ｂにコイル７０ａ、７０ｂの巻回されたボビン６４ａ、６４ｂがボルト７６を介して固定されると共に、前記ボビン６４ａ、６４ｂの中央部には、予め励磁プレート６８ａ、６８ｂの加締められた鉄心６６ａ、６６ｂが挿通され該ボルト７６によって固定される。
【００３６】
そして、このようにボビン６４ａ、６４ｂ、励磁プレート６８ａ、６８ｂ等の組み付けられたヨーク６２は、その平面部７２が下方（矢印Ｃ方向）となり、且つ、水平となるように配置され、直交壁７４ａ、７４ｂが上方（矢印Ｄ方向）に向かって延在するように配置され、ボディ１２の底部に対して固定される。
【００３７】
また、ボディ１２の開口部２６に臨むように励磁検出基板７８が設けられ、該励磁検出基板７８による電流制御によってコイル７０ａ、７０ｂへと電流が供給される。
【００３８】
ヨーク６２の内部に管体ユニット１４が配置される際、パイプ４４における一対の断面直線部５３がそれぞれコイル７０ａ、７０ｂ及び励磁プレート６８ａ、６８ｂに対向するように設けられる。これにより、例えば、断面真円状に形成されたパイプの外周側に一対のコイル７０ａ、７０ｂを配置する場合と比較し、断面長円状で幅狭となる短軸部位の断面直線部５３に臨む位置に前記コイル７０ａ、７０ｂを配置することで、より近接させて配置させることが可能となる。
【００３９】
表示ユニット２２は、図１〜図４に示されるように、開口部２６に閉塞するようにボディ１２の上面に設けられ、そのケーシング８０が前記ボディ１２の上面に装着された際、防水シール８２に当接することで外部から表示ユニット２２の内部への水分の進入が阻止される。
【００４０】
図１〜図３に示されるように、このケーシング８０の一端部側（矢印Ａ方向）には、図示しない信号ケーブルを接続可能なコネクタ部８４が設けられ、該コネクタ部８４に信号ケーブルを接続することにより、電磁流量計１０で検出された検出結果を検出信号として外部に出力することが可能となる。
【００４１】
また、ケーシング８０の中央部には、例えば、電磁流量計１０によって測定された被測定流体の流量等が表示されるディスプレイ８６を有した表示部８８が設けられる。一方、ケーシング８０の他端部側（矢印Ｂ方向）には、ディスプレイ８６等の制御を行う制御基板９０と、表示部８８の表示切替等の操作が可能なボタン９２とが形成される。
【００４２】
本発明の実施の形態に係る電磁流量計１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４３】
この電磁流量計１０は、一組のアタッチメント１６ａ、１６ｂに図示しない配管が接続され、該配管を通じて図示しない被測定流体供給源から被測定流体（液体）が供給される。そして、上流側となる一方のアタッチメント１６ａを通じて被測定流体が管体ユニット１４を構成するパイプ４４の内部へと流通し、下流側に設けられた他方のアタッチメント１６ｂを通じて導出される。
【００４４】
この際、ソレノイド部１８を構成するコイル７０ａ、７０ｂが通電されることによって励磁し、該コイル７０ａ、７０ｂと対向配置されたパイプ４４と直交方向に磁界が発生し、この磁界と直交方向に配置された一対の電極４６ａ、４６ｂによって起電力を検知して制御部（図示せず）へと出力することによって前記被測定流体の流量を算出する。これにより、電磁流量計１０の内部を流通する被測定流体の流量が検出され、表示ユニット２２の表示部８８に表示される。
【００４５】
以上のように、本実施の形態では、管体ユニット１４を構成するパイプ４４を樹脂製材料から一体的に形成し、その一端部４４ａ及び他端部４４ｂを断面真円状に形成し、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った中間部４４ｃを断面長円状に形成することで、従来技術の電磁流量計のように測定管の外周径が大きくなることが防止される。その結果、従来の電磁流量計と比較し、パイプ４４が拡径することがないため電磁流量計１０の小型化を図りつつ、パイプ４４を挟んで一対のコイル７０ａ、７０ｂを近接配置することで、磁気損失を抑制して少ない電力で大きな信号を得ることが可能となる。
【００４６】
また、パイプ４４を樹脂製材料から形成することで、その内部にライニングを設ける必要がなく、しかも、断面真円状の一端部４４ａ及び他端部４４ｂと、断面長円状の中間部４４ｃとを前記パイプ４４において一体的に形成することが可能となる。その結果、被測定流体の流通するパイプ４４を所望の流路断面積で高精度に形成することが可能となる。
【００４７】
さらに、コイル７０ａ、７０ｂ及びボビン６４ａ、６４ｂの保持されるヨーク６２を金属製材料から断面Ｕ字状に形成することにより、上方（矢印Ｄ方向）を開口させることができるため、前記ヨーク６２の内部に管体ユニット１４を組み付ける際の組付性を向上させることが可能となる。しかも、ヨーク６２によって管体ユニット１４の外周側を完全に囲う場合と比較し、部品点数の削減を図ることができるため、小型軽量化を図ることが可能となる。
【００４８】
さらにまた、金属製材料からなるカバー部材２０を、アース電位として機能する一対のアタッチメント１６ａ、１６ｂと電気的に分離して設けているため、カバー部材でボディ等を全体的に囲んでアース電位としていた従来技術に係る電磁流量計と比較し、組付性を向上させることができる。
【００４９】
なお、本発明に係る電磁流量計は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５０】
１０…電磁流量計                    １２…ボディ
１４…管体ユニット                  １６ａ、１６ｂ…アタッチメント
１８…ソレノイド部                  ２０…カバー部材
２２…表示ユニット                  ４２…取付ボルト
４４…パイプ                        ４６ａ、４６ｂ…電極
５０ａ、５０ｂ…基板ホルダ          ５２ａ、５２ｂ…シールドカバー
５３…断面直線部                    ６２…ヨーク
６４ａ、６４ｂ…ボビン              ６８ａ、６８ｂ…励磁プレート
７０ａ、７０ｂ…コイル              ７２…平面部
７４ａ、７４ｂ…直交壁              ８８…表示部
９０…制御基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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