(57)【要約】【課題】短時間の作業で、シールド付きのリード線を外部へ引き出す際の内部空間の気密性を確実に確保する。電磁流量計の口径毎に接着剤付熱収縮チューブの取り付け位置が異なるリード線を用意する必要をなくし、管理項目を少なくして、製造上効率的とする。【解決手段】パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４を設置し、シールドＳ１〜Ｓ４で覆われたリード線１２−１’〜１２−４’を第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４に通し、パッキング１６の外側（リード線１２−１’〜１２−４’が引き出される側）に突出する第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の端部に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４とシールドＳ１〜Ｓ４とをまたがるようにして、内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブを第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４として配置した後、この第２のチューブ（熱収縮チューブ）チューブＴＢ１〜ＴＢ４を加熱することによって収縮させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、この励磁コイルの発生磁界と直交して前記測定管内に対向して配置された検出電極と、前記励磁コイルおよび前記検出電極に接続されたリード線群と、このリード線群の外部への引出通路と、この引出通路の開口部に圧入され軸方向に形成された各貫通路を通る前記リード線群の各リード線を半径方向に押圧してシールする柱状のパッキングとを備え、前記検出電極間に得られる信号起電力に基づいて前記測定管内を流れる流体の流量を測定する電磁流量計において、
前記リード線群の各リード線は、
そのリード線の外周面を覆う可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドと、
このシールドの前記パッキングの貫通路に位置する部分に装着された第１のチューブと、
前記パッキングの前記リード線群が引き出される側に突出する前記第１のチューブの端部に当該第１のチューブと前記シールドとをまたがるようにして装着された第２のチューブとを備え、
前記第２のチューブは、内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブである
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】
この発明は、導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は一般的に使用されている電磁流量計の要部を示すブロック図である。同図において、１は測定管、２は測定管１内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイル、３は励磁コイル２へ矩形状の励磁電流を周期的に供給する励磁回路、４ａ，４ｂは励磁コイル２の発生磁界と直交して測定管１内に対向して配置された検出電極（以下、単に電極という）、５はアースリング、６は電極４ａ，４ｂ間に得られる信号起電力を検出する初段増幅回路、７は初段増幅回路６が検出する信号起電力を周期的に励磁電流の流れ方向が切り換わる直前で保持し、この保持した信号起電力をアナログ流量信号とするサンプルホールド回路、８はサンプルホールド回路７からのアナログ流量信号をデジタル流量信号に変換するＡ／Ｄ変換器、９はＣＰＵ、１０はＤ／Ａ変換器である。
【０００３】
この電磁流量計１００において、励磁回路３は、励磁コイル２へ励磁電流を周期的に供給し、測定管１内に交流磁界を発生させる。これにより、電極４ａ，４ｂ間に測定管１を流れる流体の流速と磁界との相互作用により信号起電力が生じ、この信号起電力が初段増幅回路６を介してサンプルホールド回路７へ与えられる。なお、サンプルホールド回路７へ与えられる信号起電力ｅは、ｋを定数、Ｄを測定管１の内径、ｖを流体の平均流速、Ｂを発生磁束密度とした時、ｅ＝ｋ・Ｂ・ｖ・Ｄとして表される。
【０００４】
初段増幅回路６からの信号起電力ｅは、周期的に励磁電流の流れ方向が切り換わる直前でサンプルホールド回路７にて保持され、この保持された信号起電力ｅがアナログ流量信号とされる。そして、このサンプルホールド回路７からのアナログ流量信号がＡ／Ｄ変換器８へ与えられ、ＣＰＵ９からの指令に基づくサンプリング周期でデジタル流量信号に変換され、ＣＰＵ９へ取り込まれる。ＣＰＵ９は、このＡ／Ｄ変換器８からのデジタル流量信号より計測値を０〜１００％値として求め、その求めた計測値に応じたアナログ信号（４〜２０ｍＡ範囲の電流信号）をＤ／Ａ変換器１０を介して出力する。
【０００５】
この電磁流量計１００の構成において、励磁回路３、初段増幅回路６、サンプルホールド回路７、Ａ／Ｄ変換器８、ＣＰＵ９、Ｄ／Ａ変換器１０などの電気回路は基板１１に搭載され、この基板１１と励磁コイル２や電極４ａ，４ｂとはリード線群１２（リード線１２−１〜１２−４）で接続される。
【０００６】
このリード線群１２は、測定管１の外壁と測定管１を収納するケース１３の内壁とで構成される内部空間１４を経て、ケース１３に形成された引出通路１５を通して、外部の基板１１へと導かれる。ここで、引出通路１５は、内部空間１４の気密性を確保するために厳重にシール必要があり、この引出通路１５のシール構造として、特許文献１や特許文献２に提案されているようなグロメット構造が採用される。
【０００７】
図３に引出通路１５のシール構造として提案されている従来のグロメット構造の一例を示す。図３（ａ）はこのグロメット構造の平面図、図３（ｂ）はその縦断面図である。このグロメット構造において、引出通路１５の開口部１５ａには内段部１５ｂが設けられており、この内段部１５ｂが設けられた開口部１５ａにゴムなどの弾性を有する材料からなる柱状のパッキング１６が圧入される。
【０００８】
パッキング１６には、その軸方向にリード線１２−１〜１２−４を通す貫通路１６−１〜１６−４が形成されている。この貫通路１６−１〜１６−４にリード線１２−１〜１２−４を通した状態で、パッキング１６が引出通路１５の開口部１５ａに圧入される。
【０００９】
ここで、リード線１２−１〜１２−４が樹脂製の被覆を有する一般的なリード線であれば、すなわちリード線１２−１〜１２−４の外周が樹脂被覆で覆われていれば、リード線１２−１〜１２−４の樹脂被覆がパッキング１６によって半径方向に押圧され、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１〜１２−４の外周面とが密着し、内部空間１４の気密性が確保される。なお、引出通路１５の開口部１５ａには、パッキング１６が飛び出さないように、押さえ板１７がボルト１８で締結固定される。
【００１０】
この電磁流量計１００において、引出通路１５のシール構造として採用されるグロメット構造は、リード線１２−１〜１２−４の外周が樹脂被覆で覆われた一般的なリード線を用いることを前提としており、リード線１２−１〜１２−４の樹脂被覆がシールドで覆われていたような場合、内部空間１４の気密性を確保することができないという問題がある。以下、この問題について、具体的に説明する。
【００１１】
この電磁流量計１００において、リード線１２−１〜１２−４は、励磁による磁束微分ノイズやその他の電気ノイズを拾い易く、これらのノイズは計測精度に影響を及ぼす。このための対策として、リード線１２−１〜１２−４の樹脂被覆の上を高い透磁率と導電性を有する材料により形成した管で覆って磁気シールドするとともに、接地して電気シールドする技術が知られている。具体的には、配線や取り回しの容易さを考慮して、樹脂被覆の上を可撓性を有するメッシュ状の組成管で覆ったリード線が用いられる。なお、このリード線を電磁流量計１００に適用する場合、電気ノイズの影響を排除するために、そのリード線の始端から末端まで可能な限り、可撓性を有するメッシュ状の組成管で覆うようにすることが望ましい。
【００１２】
図４に、図３に示したグロメット構造において、可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドをその外周に備えたリード線（シールド付きのリード線）を用いた例を示す。この例において、リード線１２−１’〜１２−４’外周は、可撓性を有するメッシュ状の組成管かなるシールドＳ１〜Ｓ４で覆われている。シールドＳ１〜Ｓ４は高い透磁率と導電性を有している。この場合、リード線１２−１’〜１２−４’は、パッキング１６によって半径方向に押圧される。しかし、シールドＳ１〜Ｓ４がメッシュ状とされており、このシールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間を完全にシールすることができないため、内部空間１４の気密性が損なわれる。
【００１３】
そこで、図５に示すように、リード線１２−１’〜１２−４’のパッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に位置するシールドＳ１〜Ｓ４の部分にチューブＴ１〜Ｔ４を装着し、このチューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間に接着剤を流し込んで接合するグロメット構造が提案されている（特許文献３参照）。このグロメット構造では、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の外周面との間が密着により、リード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間が接着剤（シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間に浸透し硬化した接着剤）により、気密が保たれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−１７８５２２号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２８０３号公報
【特許文献３】特開２００９−３００３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図５に示したグロメット構造では、チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間に接着剤を流し込んだ後、その接着剤の硬化に時間を要するので、作業時間が長くなってしまうという問題があった。また、接着剤の液たれが生じたり、接着剤が隙間へ浸透し難いために、確実な封止ができず、気密性能に問題が生じ易い。
【００１６】
なお、チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間に接着剤を流し込む代わりに、チューブＴ１〜Ｔ４を内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブ（接着剤付熱収縮チューブ）とすることも考えられている。しかしながら、チューブＴ１〜Ｔ４を接着剤付熱収縮チューブとする場合、あらかじめリード線１２−１’〜１２−４’にチューブＴ１〜Ｔ４を熱収縮させて取り付けておく必要がある。
【００１７】
この場合、リード線１２−１’〜１２−４’におけるチューブＴ１〜Ｔ４の取り付け位置は、パッキング１６の設置位置に合わせて定められることになる。一方、電磁流量計のサイズは、小口径から大口径まで複数種類あるため、リード線１２−１’〜１２−４’の始端からパッキング１６の設置位置までの長さも口径により様々である。このため、電磁流量計の口径毎に、チューブ（接着剤付熱収縮チューブ）Ｔ１〜Ｔ４の取り付け位置が異なるリード線１２−１’〜１２−４’を用意する必要があり、管理項目が増え、製造上効率的ではない。
【００１８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、短時間の作業で、シールド付きのリード線を外部へ引き出す際の内部空間の気密性を確実に確保することができる電磁流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このような目的を達成するために本発明は、測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、この励磁コイルの発生磁界と直交して測定管内に対向して配置された検出電極と、励磁コイルおよび検出電極に接続されたリード線群と、このリード線群の外部への引出通路と、この引出通路の開口部に圧入され軸方向に形成された各貫通路を通るリード線群の各リード線を半径方向に押圧してシールする柱状のパッキングとを備え、検出電極間に得られる信号起電力に基づいて測定管内を流れる流体の流量を測定する電磁流量計において、リード線群の各リード線に、そのリード線の外周面を覆う可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドと、このシールドのパッキングの貫通路に位置する部分に装着された第１のチューブと、パッキングのリード線群が引き出される側に突出する第１のチューブの端部に当該第１のチューブとシールドとをまたがるようにして装着された第２のチューブとを設け、第２のチューブを内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブとしたものである。
【００２０】
この発明において、パッキングは、その軸方向に形成された各貫通路に各リード線の第１のチューブが装着されたシールド部分を位置させた状態で、引出通路の開口部に圧入される。この場合、各リード線は、その第１のチューブが装着されたシールド部分が、パッキングによって半径方向に押圧される。ここで、パッキングの各貫通路の内周面と各リード線のチューブの外周面との間は、密着することによって気密が保たれる。また、各リード線の第１のチューブの内周面とシールドとの間は、第２のチューブによって気密が保たれる。
【００２１】
本発明では、例えば、パッキングの貫通路に第１のチューブを設置し、シールドで覆われたリード線を第１のチューブに通し、パッキングのリード線が引き出される側に突出する第１のチューブの端部に当該第１のチューブとシールドとをまたがるようにして、内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブを第２のチューブとして配置した後、この第２のチューブ（熱収縮チューブ）を加熱することによって収縮させる。第２のチューブは熱を加えることによりその径が収縮し、第１のチューブの端部およびシールドに密着すると同時に、その熱で内周面の接着剤が溶け、シールドのメッシュの隙間に均一に流れ込む。このメッシュの隙間に流れ込んだ接着剤は、加熱を終了後、短時間で自然冷却され、硬化する。これにより、第２のチューブの内周面とシールドとの間および第２のチューブの内周面と第１のチューブの端部との間の隙間が塞がれ、第１のチューブの内周面とシールドとの間の気密が保たれる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブを第２のチューブとし、この第２のチューブをパッキングのリード線が引き出される側に突出する第１のチューブの端部に当該第１のチューブとシールドとをまたがるようにして装着するようにしたので、短時間の作業で、パッキングの各貫通路の内周面と各リード線の第１のチューブの外周面との間および各リード線の第１のチューブの内周面とシールドとの間の気密を保ち、シールド付きのリード線を外部へ引き出す際の内部空間の気密性を確実に確保することができるようになる。
【００２３】
また、本発明では、パッキングの貫通路に第１のチューブを設置し、シールドで覆われたリード線を第１のチューブに通した後、第１のチューブの端部に第２のチューブを装着するというような作業方法をとることが可能となり、電磁流量計の口径毎に接着剤付熱収縮チューブの取り付け位置が異なるリード線を用意する必要をなくし、管理項目を少なくして、製造上効率的とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電磁流量計の一実施の形態の要部（グロメット構造）を示す図である。
【図２】一般的な電磁流量計の要部を示すブロック図である。
【図３】従来のグロメット構造の一例を示す図である。
【図４】従来のグロメット構造においてその外周面にシールド（可撓性を有するメッシュ状の組成管）を備えたリード線を用いた例を示す図である。
【図５】従来のグロメット構造においてその外周面にシールドを備えたリード線を用いるとともにパッキングの貫通路に位置するシールドの部分にチューブを装着した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る電磁流量計の一実施の形態の要部（グロメット構造）を示す図である。同図において、図５と同一符号は図５を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００２６】
この実施の形態では、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４を設置し、シールドＳ１〜Ｓ４で覆われたリード線１２−１’〜１２−４’を第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４に通し、パッキング１６の外側（リード線１２−１’〜１２−４’が引き出される側）に突出する第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の端部に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４とシールドＳ１〜Ｓ４とをまたがるようにして第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４を装着している。
【００２７】
この実施の形態において、第１のチューブＴ１〜Ｔ４は、樹脂または金属など、パッキング１６の押圧により十分気密が得られるような外周面が滑らかなもので、耐食性や耐熱性などそのグロメット部に要求される設計事項を満足するものであればよい。この実施の形態において、第１のチューブＴ１〜Ｔ４は、耐食性および耐熱性を有する外周面が滑らかな樹脂製のチューブを用いているものとする。
【００２８】
また、この実施の形態において、第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４は、内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブとしている。すなわち、第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４を第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の端部に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４とシールドＳ１〜Ｓ４とをまたがるようにして配置した後、この第２のチューブ（熱収縮チューブ）ＴＢ１〜ＴＢ４を加熱することによって収縮させている。
【００２９】
第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４は熱を加えることによりその径が収縮し、第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の端部およびシールドＳ１〜Ｓ４に密着すると同時に、その熱で内周面の接着剤が溶け、シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間に均一に流れ込む。このメッシュの隙間に流れ込んだ接着剤は、加熱を終了後、短時間で自然冷却され、硬化する。これにより、第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間および第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４の内周面と第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の端部との間の隙間が塞がれ、第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間の気密が保たれる。
【００３０】
なお、第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４の内周面に塗布する接着剤は、シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間に十分浸透しチューブとメッシュ間での気密性を得るのに十分な特性を有し、作業性や耐食性、耐熱性などそのグロメット部に要求される設計事項を満足するものであればよい。
【００３１】
また、この実施の形態において、パッキング１６は、第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４および第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４を装着したリード線１２−１’〜１２−４’を貫通路１６−１〜１６−４に通した状態で、引出通路１５の開口部１５ａに圧入している。
【００３２】
これにより、リード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴＡ１〜ＴＡ４が装着されたシールドＳ１〜Ｓ４の部分が、パッキング１６によって半径方向に押圧される。この場合、チューブＴＡ１〜ＴＡ４に加わる半径方向への押圧力は、パッキング１６の外径と引出通路１５の開口部１５ａの内径との関係などから定められた適切な面圧とされる。
【００３３】
ここで、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の外周面との間は、密着によって気密が保たれる。すなわち、チューブＴＡ１〜ＴＡ４の外周面は滑らかとされており、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面がチューブＴＡ１〜ＴＡ４の外周面に密着することによって、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とチューブＴＡ１〜ＴＡ４の外周面との間の気密が保たれる。
【００３４】
以上の説明から分かるように、本実施の形態によれば、 リード線１２−１’〜１２−４’の外周面に可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドＳ１〜Ｓ４を設け、このシールドＳ１〜Ｓ４のパッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に位置する部分に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４を装着し、内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブを第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４とし、この第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４をパッキング１６の外側（リード線１２−１’〜１２−４’が引き出される側）に突出する第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の端部に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４とシールドＳ１〜Ｓ４とまたがるようにして装着しているので、短時間の作業で、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１’〜１２−４’の第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の外周面との間およびリード線１２−１’〜１２−４’の第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間の気密を保ち、シールド付きのリード線１２−１’〜１２−４’を外部へ引き出す際の内部空間１４の気密性を確実に確保することができるようになる。
【００３５】
また、本実施の形態では、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４を設置し、シールドＳ１〜Ｓ４で覆われたリード線１２−１’〜１２−４’を第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４に通した後、第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４の端部に第２のチューブＴＢ１〜ＴＢ４を装着するというような作業方法をとっているので、図５に示した従来のグロメット構造においてチューブＴ１〜Ｔ４を接着剤付熱収縮チューブとした場合のように、電磁流量計の口径毎に接着剤付熱収縮チューブの取り付け位置が異なるリード線を用意する必要がなく、管理項目を少なくして、製造上効率的とすることが可能となる。
【００３６】
なお、図１に示したグロメット構造では、パッキング１６の飛び出しを防止するために押さえ板１７をボルト１８で開口部１５ａに締結固定するようにしているが、Ｅリングなどを開口部１５ａに装着してパッキング１６の飛び出しを防止するようにしてもよい。
また、第１のチューブＴＡ１〜ＴＡ４が弾性部材であれば、パッキング１６は硬質性のパッキングとすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の電磁流量計は、配管内を流れる流体の流量を計測する機器として、プロセス制御など様々な分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…測定管、２…励磁コイル、３…励磁回路、４ａ，４ｂ…検出電極、５…アースリング、６…初段増幅回路、７…サンプルホールド回路、８…Ａ／Ｄ変換器、９…ＣＰＵ、１０…Ｄ／Ａ変換器、１１…基板、１２’…リード線群、１２−１’〜１２−３’…リード線、１３…ケース、１４…内部空間、１５…引出通路、１５ａ…開口部、１５ｂ…内段部、１６…パッキング、１６−１〜１６−４…貫通路、１７…押さえ板、１８…ボルト、Ｓ１〜Ｓ４…シールド、ＴＡ１〜ＴＡ４…第１のチューブ、ＴＢ１〜ＴＢ４…第２のチューブ（熱収縮チューブ）、１００…電磁流量計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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