(57)【要約】【課題】絶縁紙と絶縁チューブとの間の結合強度を高める。【解決手段】絶縁紙５１，５２の筒部５１ｂ，５２ｂの外周面５１ｂ１，５２ｂ１と絶縁チューブ５３の外周面５３−３とによって作られる筒状面５４に、その筒状面５４から径方向の所定範囲Ｌ１まで熱融着被覆導線６１を巻回して加熱融着硬化させる。この後、加熱融着させずに、熱融着被覆導線６１を径方向の終端まで巻回し、励磁コイル６とする。そして、この励磁コイル６が巻回された全体の構成をコイルニット７とし、このコイルユニット７を円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させた後、励磁コイル６の加熱融着されていない残りの熱融着被覆導線６１を加熱融着硬化させる。【選択図】  図１
2012013643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板部とこの平板部の中央部に突設された筒部とからなる第１および第２の絶縁紙と、
一端側の開口部の外周面に形成された第１の段差周面に前記第１の絶縁紙の筒部が嵌合され、他端側の開口部の外周面に形成された第２の段差周面に前記第２の絶縁紙の筒部が嵌合された絶縁チューブと、
前記第１および第２の絶縁紙の筒部の外周面と前記絶縁チューブの外周面とによって作られる筒状面に巻回された励磁コイルとを備えたコイルユニットを、
円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させて配置させた電磁流量計のコイル構造において、
前記励磁コイルは、前記筒状面から径方向の所定範囲まで巻回して加熱融着硬化させた後、加熱融着させずに径方向の終端まで巻回された熱融着被覆導線とされ、
前記コイルユニットは、前記円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させた状態で、前記励磁コイルの加熱融着されていない残りの熱融着被覆導線が加熱融着硬化されている
ことを特徴とする電磁流量計のコイル構造。
【請求項２】
平板部とこの平板部の中央部に突設された筒部とからなる第１および第２の絶縁紙の筒部を絶縁チューブの一端側の開口部の外周面に形成された第１の段差周面および他端側の開口部の外周面に形成された第２の段差周面にそれぞれ嵌合する第１工程と、
前記第１工程の後、前記第１および第２の絶縁紙の筒部の外周面と前記絶縁チューブの外周面とによって作られる筒状面に、その筒状面から径方向の所定範囲まで熱融着被覆導線を巻回して加熱融着硬化させる第２工程と、
前記第２工程の後、加熱融着させずに、前記熱融着被覆導線を前記径方向の終端まで巻回する第３工程と、
前記第３工程の後、前記筒状面に巻回された熱融着被覆導線を励磁コイルとし、この励磁コイルが巻回された全体の構成をコイルニットとし、このコイルユニットを円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させる第４工程と、
前記第４工程の後、前記励磁コイルの加熱融着されていない残りの熱融着被覆導線を加熱融着硬化させる第５工程と
を備えることを特徴とする電磁流量計のコイル製造方法。
【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のコイル構造およびコイル製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の電磁流量計では、導電性を有する流体が磁場を横切って流れる時に、その流速に比例する起電力がその流れの方向と磁場の方向とに直交する方向に誘起されるというファラデーの電磁誘導の法則を利用して、流体の流量を測定するようにしている。
【０００３】
このために、電磁流量計には、測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る一対又は１個の励磁コイルと、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に対向して測定管の内周面に設けられた一対の電極とを有している。
【０００４】
さらに、測定管の外部には、一対の励磁コイルに励磁電流を供給する励磁回路や一対の電極に生じる流体の流量に応じて発生する起電力を増幅して流量信号とする増幅回路、その流量信号をサンプリングするサンプリング回路、およびサンプリング回路でサンプリングされた流量信号から流量を演算する流量演算回路などの電気回路を搭載した基板などが搭載されている。
【０００５】
このような電磁流量計において、励磁コイルはコイルボビンに巻回されたコイルユニットとして、円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させて配置される。図３に特許文献１に示されたコイルユニットの構造を示す。同図において、１はコイルボビン、２はコイルボビン１に巻回された励磁コイルである。このコイルボビン１と励磁コイル２とでコイルユニット３が構成され、図４に示すように、円筒状の測定管４の外周面に沿うように湾曲させて配置される。
【０００６】
なお、この円筒状の測定管４の外周面に沿うように湾曲されたコイルユニット３は、鞍型のコイルユニットと呼ばれている。また、図４には、コイルユニット３を１つしか示していないが、同様にしてもう１つのコイルユニット３が測定管４の外周面に対向して配置される。
【０００７】
〔コイルボビン〕
コイルユニット３において、コイルボビン１は、図５に示すように、同一形状からなる上下一対の絶縁紙１１，１２と、円筒状に形成された絶縁チューブ１３とで構成されている。
【０００８】
絶縁紙１１，１２は、平板部１１ａ，１２ａと、平板部１１ａ，１２ａの中央部を切り起こして形成された筒部１１ｂ，１２ｂとを備えている。平板部１１ａ，１２ａは、その中央部に、孔１１ｃ，１２ｃを有している。この孔１１ｃ，１２ｃは、筒部１１ｂ，１２ｂの切り起こしにより生じたものであり、この孔１１ｃ，１２ｃに沿って筒部１１ｂ，１２ｂが突設されている。
【０００９】
絶縁チューブ１３には、その一端側の開口部１３ａの外周面に第１の段差周面１３−１が形成され、他端側の開口部１３ｂの外周面に第２の段差周面１３−２が形成されている。この段差周面１３−１，１３−２の幅Ｗは絶縁紙１１，１２の筒部１１ｂ，１２ｂの高さと略等しくされている。また、段差周面１３−１，１３−２の段差（外周面からの深さ）Ｄは絶縁紙１１，１２の厚みと略等しくされ、段差周面１３−１，１３−２の外径φは絶縁紙１１，１２の筒部１１ｂ，１２ｂの内径と略等しくされている。
【００１０】
コイルボビン１は、絶縁チューブ１３の上下面に絶縁紙１１，１２を取り付けることによって、すなわち絶縁チューブ１３の段差周面１３−１に絶縁紙１１の筒部１１ｂを嵌合（圧入）し、絶縁チューブ１３の段差周面１３−２に絶縁紙１２の筒部１２ｂを嵌合（圧入）することによって、組み立てられている。
【００１１】
〔励磁コイル〕
コイルユニット３において、励磁コイル２は、コイルボビン１の絶縁紙１１，１２の筒部１１ｂ，１２ｂの外周面１１ｂ１，１２ｂ１と絶縁チューブ１３の外周面１３−３とによって作られる筒状面１４に巻回されている。すなわち、コイルボビン１の筒状面１４から径方向の終端（絶縁紙の外縁面近傍）まで導線を巻回することによって、その巻回された導線が励磁コイル２としてコイルボビン１に収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１２８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
最近では、外部から電力の供給を受けて動作する２線式・４線式の電磁流量計に対し、電池駆動型の電磁流量計が用いられる機会が増えている。電池駆動型の電磁流量計では、電池で駆動するために流すことが可能な励磁電流が限られているので、２線式・４線式の電磁流量計よりもコイルの巻量を増やす必要がある。このため、結果として、絶縁紙の筒部と絶縁チューブの段差周面を単に嵌合させるという特許文献１に示された構造では、コイル線の重さに耐えきれず、コイルボビンの形状を保持できない場合があった。
【００１４】
なお、絶縁紙の筒部と絶縁チューブの段差周面との間に接着剤を塗布して、絶縁紙と絶縁チューブとの間の結合強度を高めようとすることも考えられるが、接着剤を塗布する工程が必要になるとともに、嵌合後に接着剤の硬化時間を待たなければならず、生産性が落ちるという問題がある。また、接着剤がコイルの巻回部にはみだして固化し不規則な凹凸ができると、コイルを同心円状にきれいに巻くことが困難となり、設計どおりの磁界が得られずに測定誤差の原因となる。
【００１５】
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、接着剤などを用いることなく、絶縁紙と絶縁チューブとの間の結合強度を高めることができる電磁流量計のコイル構造およびコイル製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために、本発明に係る電磁流量計のコイル構造は、平板部とこの平板部の中央部に突設された筒部とからなる第１および第２の絶縁紙と、一端側の開口部の外周面に形成された第１の段差周面に第１の絶縁紙の筒部が嵌合され、他端側の開口部の外周面に形成された第２の段差周面に第２の絶縁紙の筒部が嵌合された絶縁チューブと、第１および第２の絶縁紙の筒部の外周面と絶縁チューブの外周面とによって作られる筒状面に巻回された励磁コイルとを備えたコイルユニットを、円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させて配置させた電磁流量計のコイル構造において、励磁コイルは、筒状面から径方向の所定範囲まで巻回して加熱融着硬化させた後、加熱融着させずに径方向の終端まで巻回された熱融着被覆導線とされ、コイルユニットは、円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させた状態で、励磁コイルの加熱融着されていない残りの熱融着被覆導線が加熱融着硬化されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る電磁流量計のコイル製造方法は、平板部とこの平板部の中央部に突設された筒部とからなる第１および第２の絶縁紙の筒部を絶縁チューブの一端側の開口部の外周面に形成された第１の段差周面および他端側の開口部の外周面に形成された第２の段差周面にそれぞれ嵌合する第１工程と、第１工程の後、第１および第２の絶縁紙の筒部の外周面と絶縁チューブの外周面とによって作られる筒状面に、その筒状面から径方向の所定範囲まで熱融着被覆導線を巻回して加熱融着硬化させる第２工程と、第２工程の後、加熱融着させずに、熱融着被覆導線を径方向の終端まで巻回する第３工程と、第３工程の後、筒状面に巻回された熱融着被覆導線を励磁コイルとし、この励磁コイルが巻回された全体の構成をコイルニットとし、このコイルユニットを円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させる第４工程と、第４工程の後、励磁コイルの加熱融着されていない残りの熱融着被覆導線を加熱融着硬化させる第５工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１および第２の絶縁紙の筒部の外周面と絶縁チューブの外周面とによって作られる筒状面に、その筒状面から径方向の所定範囲まで熱融着被覆導線を巻回して加熱融着硬化させるようにしているので、この加熱融着硬化された熱融着被覆導線が絶縁チューブの外周面と第１および第２の絶縁紙の筒部の外周面とで作られる筒状面に強固に固着されるものとなり、絶縁紙と絶縁チューブとの間の結合強度が高められ、電池駆動型の電磁流量計のようなコイルの巻量を増やす必要がある場合でも、コイルボビンの形状を保持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る電磁流量計のコイル構造に用いるコイルユニットの製作過程の一例を示す図である。
【図２】図１に続くコイルユニットの製作過程の一例を示す図である。
【図３】特許文献１に示された従来のコイルユニットの構造を示す断面図である。
【図４】従来のコイルユニットを円筒状の測定管の外周面に沿うように湾曲させて配置した状態を示す図である。
【図５】従来のコイルユニットに用いるコイルボビンの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２はこの発明に係る電磁流量計のコイル構造に用いるコイルユニットの製作過程の一例を示す図である。図１（ａ）は第１工程、図１（ｂ）は第２工程、図１（ｃ）は第３工程、図２（ａ）は第４工程、図２（ｂ）は第５工程の要部を示す。
【００２１】
〔第１工程〕
図１（ａ）において、５１，５２は同一形状からなる上下一対の絶縁紙、５３は円筒状に形成された絶縁チューブである。
【００２２】
絶縁紙５１，５２は、平板部５１ａ，５２ａと、平板部５１ａ，５２ａの中央部を切り起こして形成された筒部５１ｂ，５２ｂとを備えている。平板部５１ａ，５２ａは、その中央部に、筒部５１ｂ，５２ｂの切り起こしにより生じた孔５１ｃ，５２ｃを有している。すなわち、この孔５１ｃ，５２ｃに沿って、筒部５１ｂ，５２ｂが突設されている。絶縁紙５１，５２の材質としては、絶縁加工された厚さ０．２５ｍｍ程度のノーメックスアラミド紙が用いられる。
【００２３】
絶縁チューブ５３には、その一端側の開口部５３ａの外周面に第１の段差周面５３−１が形成され、他端側の開口部５３ｂの外周面に第２の段差周面５３−２が形成されている。この段差周面５３−１，５３−２の幅Ｗは絶縁紙５１，５２の筒部５１ｂ，５２ｂの高さと略等しくされている。また、段差周面５３−１，５３−２の段差（外周面からの深さ）Ｄは絶縁紙５１，５２の厚みと略等しくされ、段差周面５３−１，５３−２の外径φは絶縁紙５１，５２の筒部５１ｂ，５２ｂの内径と略等しくされている。
【００２４】
この第１工程では、絶縁チューブ５３の段差周面５３−１に絶縁紙５１の筒部５１ｂを嵌合（圧入）し、絶縁チューブ５３の段差周面５３−２に絶縁紙５２の筒部５２ｂを嵌合（圧入）する。これによって、コイルボビン５が組み立てられる。
【００２５】
〔第２工程〕
図１（ｂ）において、６１は熱融着被覆導線であり、銅線にポリアミド系の熱融着被膜が施されている。この第２工程では、第１工程の後、絶縁紙５１，５２の筒部５１ｂ，５２ｂの外周面と絶縁チューブ５３の外周面５３−３とによって作られる筒状面５４に、その筒状面５４から径方向の所定範囲Ｌ１まで熱融着被覆導線６１を巻回して加熱融着硬化させる。
【００２６】
なお、この例では、筒状面５４の所定範囲Ｌ１まで巻回された熱融着被覆導線６１に熱風をかけることにより、熱融着被覆導線６１を加熱融着硬化させている。この場合、所定範囲Ｌ１まで巻きながら熱融着被覆導線６１に熱風をかけるようにしてもよいし、所定範囲Ｌ１まで巻いた後に熱融着被覆導線６１に熱風をかけるようにしてもよい。また、熱風をかけるのではなく、絶縁チューブ５３の中空部にヒータを入れて加熱するようにしてもよい。所定範囲Ｌ１まで巻きながら熱融着被覆導線６１を加熱するようにすれば、熱融着被覆導線６１の巻回と加熱融着を同工程で行うことができるため、生産性が向上する。  
【００２７】
〔第３工程〕
第３工程では、図１（ｃ）に示されるように、第２工程の後、加熱融着させずに、熱融着被覆導線６１を径方向の終端（絶縁紙の外縁面近傍）まで巻回する。これにより、その径方向の終端まで巻回された熱融着被覆導線６１を励磁コイル６とし、この励磁コイル６をコイルボビン５に収容させたコイルユニット７が得られる。なお、第２工程および第３工程の熱融着被覆導線６１の筒状面５４への巻回は、図示されていない巻線機にコイルボビン５をセットして行う。
【００２８】
〔第４工程〕
第４工程では、第３工程の後、巻線機からコイルユニット７を取り外し、図２（ａ）に示すように、その取り外したコイルユニット７を円筒状の測定管４の外周面に沿うように湾曲させる。
【００２９】
この第４工程では、励磁コイル６の低層部分において加熱融着硬化された熱融着被覆導線６１が絶縁チューブ５３の筒状面５４に強固に固着されているので、励磁コイル６の巻量が多くても、コイルユニット７を巻線機から取り外した段階で、コイルボビン５の形状が崩れてしまうということはない。
【００３０】
すなわち、熱融着被覆導線６１の低層部分を加熱融着硬化することによって、絶縁紙５１，５２と絶縁チューブ５３との間の結合強度が高められているので、電池駆動型の電磁流量計のようなコイルの巻量を増やす必要がある場合でも、コイルボビン５の形状が保持されるものとなる。
【００３１】
また、この第４工程では、コイルユニット７を円筒状の測定管４の外周面に沿うように湾曲（鞍型に湾曲）させる際に、巻回された熱融着被覆導線６１の外側ほど湾曲率が高くなる。しかし、熱融着被覆導線６１の低層部分から先は加熱融着されていないので、すなわち熱融着被覆導線６１の低層部分から先は固着されていないので、湾曲させ易く、また、湾曲によるストレスが低減される。
【００３２】
〔第５工程〕
第５工程では、第４工程の後、第２図（ｂ）に示すように、励磁コイル６の加熱融着されていない残りの熱融着被覆導線６１を加熱融着硬化させる。この例では、コイルユニット７全体をヒータで挟んで、加熱するようにする。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の電磁流量計のコイル構造は、導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計のコイル構造として、電池駆動型の電磁流量計など各種の電磁流量計に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
４…測定管、５…コイルボビン、５１，５２…絶縁紙、５１ａ，５２ａ…平板部、５１ｂ，５２ｂ…筒部、５１ｃ，５２ｃ…孔、５１ｂ１，５２ｂ１…外周面、５３…チューブ、５３ａ…一端側の開口部、５３ｂ…他端側の開口部、５３−１…第１の段差周面、５３−２…第２の段差周面、５３−３…外周面、５４…筒状面、６…励磁コイル、６１…熱融着被覆導線、７…コイルユニット。
【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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