(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンダを用いて信号取り出し用のリード線が一端に接続された圧電素子を検出部の内部に挿入して、この圧電素子によって前記検出部にかかる力を検出する力検出器において、
前記リード線と前記圧電素子の接続部が前記検出部に接触するように、前記圧電素子を挿入する深さを調整するようにしたことを特徴とする力検出器。
【請求項２】
前記検出部の前記圧電素子が挿入される位置に格納部を設け、この格納部に前記圧電素子と前記リード線の接続部が入るように、前記圧電素子の挿入長さを調整するようにしたことを特徴とする請求項１記載の力検出器。
【請求項３】
前記リード線と前記圧電素子の接続部にハンダを半球状に盛り上げ、このハンダが前記検出部と接触するように、前記圧電素子の挿入長さを調整するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の力検出器。
【請求項４】
渦検出部により渦発生体から発生した渦を検出し、この渦によって流量を測定する渦流量計において、
前記渦検出部に、ハンダを用いて信号取り出し用のリード線が一端に接続された圧電素子を挿入し、この圧電素子と前記リード線の接続部が前記渦検出部に接触するように、前記圧電素子の挿入深さを調整するようにしたことを特徴とする渦流量計。
【請求項５】
前記渦検出部の前記圧電素子を挿入する位置に格納部を設け、この格納部に前記圧電素子と前記リード線の接続部が入るように、前記圧電素子の挿入長さを調整するようにしたことを特徴とする請求項４記載の渦流量計。
【請求項６】
前記圧電素子と前記リード線の接続部にハンダを半球状に盛り上げ、このハンダが前記渦検出部と接触するように、前記圧電素子の挿入長さを調整するようにしたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の渦流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、検出部にかかる力およびこの力の変化を検出する力検出器およびそれを用いた渦流量計に関し、特に耐振動特性を向上させた力検出器およびそれを用いた渦流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に渦流量計の構成を示す。図３において、ボディ３には流路５が形成され、この流路５に流量を測定する流体が流れる。渦検出部４は固定具６によってボディ３に固定される。渦検出部４の一端には突出部４１が形成され、この突出部４１は流路５に突出している。この部分で渦発生体（図示せず）から発生したカルマン渦を検出する。
【０００３】
渦検出部４は内部に圧電素子を挿入したシース構造を有している。渦検出部４には穴４２が形成され、この穴４２に連通して突出部４１に向かって細い鞘が形成されている。圧電素子７はこの鞘に挿入される。リード線７１は接続部７２において圧電素子７にハンダ付けされる。このリード線７１は回路基板８に接続される。また、穴４２は接着剤でポッティングされ、これによって圧電素子７は固定される。
【０００４】
このような構成において、カルマン渦が発生する揚力によって突出部４１が微小変形し、そのため圧電素子７も微小変形する。圧電素子７は変形すると電圧信号を発生するので、この電圧信号を回路基板８で増幅・波形整形することによって、カルマン渦を検出することができる。
【０００５】
図４に圧電素子７を拡大した図を示す。なお、図３と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図４（Ａ）は側面図、同図（Ｂ）は正面図である。圧電素子７はバイモルフ型のＰＺＴ素子である。リード線７１と圧電素子７は接続部７２でハンダ付けによって接続される。図４に示すように、圧電素子７は板状であり、変形するとリード線７１間に誘起される電圧が変化する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような渦検出器には、次のような課題があった。
【０００７】
図３からわかるように、圧電素子７は鞘から上方に突出しており、片持ち梁構造になっている。そのため、外部から振動が与えられるとリード線７１や圧電素子７が振動して、誤った信号、すなわち渦が発生していないのに、発生しているような信号を出力してしまうという課題があった。
【０００８】
従って本発明が解決しようとする課題は、外部から振動が与えられても誤った信号を発生することがない力検出器およびそれを用いた渦流量計を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、ハンダを用いて信号取り出し用のリード線７１が一端に接続された圧電素子７を検出部４の内部に挿入して、この圧電素子７によって検出部４にかかる力を検出する力検出器であって、リード線７１と圧電素子７の接続部７２が検出部４に接触するように、圧電素子７を挿入する深さを調整するようにしたものである。外部振動が与えられても誤った信号を発生することがない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、検出部４に圧電素子７が挿入される位置に格納部２を設け、この格納部２に圧電素子７とリード線７１の接続部７２が入るように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにしたものである。外部振動が与えられても、誤った信号を発生することがない。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、リード線７１と圧電素子７の接続部７２にハンダ１を半球状に盛り上げ、このハンダ１が検出部４と接触するように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにしたものである。リード線接続用のハンダを振動抑止に利用することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、渦流量計において、渦検出部４にハンダを用いて信号取り出し用のリード線７１が一端に接続された圧電素子７を挿入して、この圧電素子７とリード線７１の接続部７２が渦検出部４に接触するように、圧電素子７の挿入深さを調整するようにしたものである。外部振動によって誤った信号が発生することがなくなり、正確に流量を測定できる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、渦検出部４に圧電素子７を挿入する位置に格納部２を設け、この格納部２に圧電素子７とリード線７１の接続部７２が入るように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにしたものである。外部振動によって誤った信号が発生することがなくなり、正確に流量を測定できる。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項４または請求項５記載の発明において、圧電素子７とリード線７１の接続部７２にハンダ１を半球状に盛り上げ、このハンダ１が渦検出部４と接触するように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにしたものである。リード線接続用のハンダを振動抑止に利用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係る渦流量計の一実施例の構成図である。なお、図３と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図１において、１は圧電素子７とリード線７１を接続するために使用するハンダであり、接続部７２に置かれている。この実施例では、ハンダ１を半球状に盛り上げている。また、突出部４１の内部に形成する鞘を図３の従来例よりも深くしている。
【００１６】
圧電素子７は渦検出部４の上端から穴４２に差し込まれ、さらに鞘に挿入されて、ハンダ１が穴４２の底部に接触した状態で止まる。つまり、ハンダ１が穴４２の底部に接触した位置で止まるように、鞘の深さを調整するようにする。
【００１７】
このようにすることにより、圧電素子７の上端はハンダ１を介して渦検出部４で支えられた状態になるので、片持ち梁構造でなくなる。また、圧電素子７の鞘から出ている部分を必要最小限にすることができる。そのため、外部から振動が与えられても圧電素子７が振動することがなくなり、誤った信号が発生することがない。また、圧電素子７とリード線７１を接続するハンダを振動防止に使用しているので、部品点数が増加することがなく、コストアップになることもない。この実施例では、周波数５０〜５００Ｈｚの範囲で、２Ｇの耐振動特性が得られた。
【００１８】
図２に、本発明の他の実施例を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図２において、２は穴４２の底部に形成された格納部である。この格納部２の幅および深さは、盛り上げたハンダ１がちょうど入る大きさか、それより若干大きくする。この場合も、図１実施例と同じように、ハンダ１を盛り上げた接続部７２が格納部２に入るように、鞘の長さを調整する。
【００１９】
このようにすることにより、図１実施例と同様に圧電素子７は片持ち梁構造でなくなる。そのため、外部振動によって圧電素子７が振動することがなくなり、誤った信号を発生することがない。また、図１実施例よりもハンダ１と格納部２の側面との接触面積が大きくなるので、振動を抑制する効果はより大きくなる。
【００２０】
なお、これらの実施例は渦流量計の渦検出部について説明したが、それに限られることはない。突出部４１にかかる力あるいはその変化を検出する力検出器として用いることもできる。
【００２１】
また、これらの実施例では盛り上げたハンダで圧電素子７を支えるように構成したが、これに限られるものではない。要は、接続部７２を渦検出器４に接触させて、圧電素子７の上端を渦検出部４で支える構成であればよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項１記載の発明によれば、ハンダを用いて信号取り出し用のリード線７１が一端に接続された圧電素子７を検出部４の内部に挿入して、この圧電素子７によって検出部４にかかる力を検出する力検出器であって、リード線７１と圧電素子７の接続部７２が検出部４に接触するように、圧電素子７を挿入する深さを調整するようにした。
【００２３】
圧電素子７の上端が検出部４によって支えられるために片持ち梁構造でなくなり、かつ鞘から出ている部分が短くなる。そのため、不用な振動が抑制されて、外部振動が与えられても誤った信号を発生することがなくなるという効果がある。また、新たな部品を使用することがないので、コストアップにならないという効果もある。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、検出部４に圧電素子７が挿入される位置に格納部２を設け、この格納部２に圧電素子７とリード線７１の接続部７２が入るように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにした。
【００２５】
接続部７２を格納部２の中に納めることによって、接続部７２と検出部４との接触面積が大きくなるので、振動の抑制効果がより大きくなり、より誤った信号が発生し難いという効果がある。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明において、リード線７１と圧電素子７の接続部７２にハンダ１を半球状に盛り上げ、このハンダ１が検出部４と接触するように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにした。
【００２７】
ハンダを盛り上げることにより検出部４との接触面積が増大するために振動の抑制効果がより大きくなり、誤った信号が発生し難いという効果がある。また、リード線接続用のハンダを振動抑止に利用するので、コストアップの要因になることがないという効果もある。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、渦流量計において、渦検出部４にハンダを用いて信号取り出し用のリード線７１が一端に接続された圧電素子７を挿入して、この圧電素子７とリード線７１の接続部７２が渦検出部４に接触するように、圧電素子７の挿入深さを調整するようにした。
【００２９】
圧電素子７の片持ち梁構造が解消され、外部振動によって誤った信号が発生することがなくなるので、高精度の流量測定が可能になるという効果がある。また、より振動が大きい設置場所での使用が可能になるという効果もある。さらに、コストアップにならないという効果もある。
【００３０】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明において、渦検出部４に圧電素子７を挿入する位置に格納部２を設け、この格納部２に圧電素子７とリード線７１の接続部７２が入るように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにした。
【００３１】
接続部４と圧電素子７との接触面積がより大きくなるので振動抑制効果がより大きくなり、より高精度の流量測定が可能になるという効果がある。また、より振動が大きい場所に設置することができるという効果もある。
【００３２】
請求項６記載の発明によれば、請求項４または請求項５記載の発明において、圧電素子７とリード線７１の接続部７２にハンダ１を半球状に盛り上げ、このハンダ１が渦検出部４と接触するように、圧電素子７の挿入長さを調整するようにした。
【００３３】
ハンダを盛り上げることによって渦検出部４との接触面積が大きくなり、振動の抑制効果が大きくなる。そのため、より高精度の流量測定ができ、またより振動が大きい場所に渦流量計を設置することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る渦流量計の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る渦流量計の他の実施例を示す構成図である。
【図３】従来の渦流量計の構成図である。
【図４】圧電素子の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    ハンダ
２    格納部
４    渦検出部
４１  突出部
４２  穴
７    圧電素子
７１  リード線
７２  接続部
【図１】
0004502102.tif 000002
【図２】
0004502102.tif 000003
【図３】
0004502102.tif 000004
【図４】
0004502102.tif 000005