JP2002195860A - 渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立て工数の削減を図るとともに流体の種
類に対する適用範囲の拡大を図った渦流量計を提供す
る。 【解決手段】 測定管路に直交して設けられた柱状の渦
発生体と、圧電素子が埋設され前記渦発生体の下流に設
けられた渦検出器とを具備し、渦発生体により発生する
カルマン渦が圧電素子に作用する交番力を検出して流量
を測定する渦流量計において、渦検出器は管路を構成す
る管体に超音波溶接により気密に固定されている。ま
た、渦検出器に形成されたフランジには円状の突起を設
け、管体との接続面には「しぼ模様」を形成して溶接性
の向上を図っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小口径の管路に流
れる流体の流量を測定する小型プラスチック渦流量計に
関し、組み立て工数の削減を図るとともに流体の種類に
対する適用範囲の拡大を図った渦流量計に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来例を示す小型プラスチック渦
流量計の断面構成図である。図４において、１は管体で
あり、測定流体２が流れる管路１ａが形成されている。
この管路１内には渦発生体３が形成されており、その下
流側にはさや６の内部に圧電素子４が収納された渦検出
器７が配置されている。

【０００３】一般に管体１およびさや６の材質は、測定
流体２が一般工業水の場合は例えばＰＰＳ樹脂が用いら
れ、測定流体が純水や薬品の場合は、例えばＰＦＡ樹脂
が用いられる。

【０００４】図５は渦検出器７を管体１に固定した状態
の要部断面図である。渦検出器７はフランジ部７ａを備
えた断面Ｔ字状に形成されており、管体１に形成された
貫通孔８から管路１ａ内に挿入され、ねじ９によって管
体１に固定されている。また、管体１と渦検出器７はＯ
−リング１０によってシールされ、測定流体が管体１の
外部に漏れ出すことを防止している。

【０００５】図４に戻り、管路１ａに測定流体２が流れ
ると渦発生体３によりカルマン渦が発生し、このカルマ
ン渦により圧電素子４に作用する交番力を信号処理回路
（ＰＣＢ）１１によって検出し、測定流体２の流量を測
定することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この様な従
来装置においては、シール部材としてＯ−リングを用い
ているため測定対象の流体に対して材質を選択する必要
がある。即ち、一般用としてはニトリルゴム、高温用に
はフッ素ゴム、薬液用にはパーフロロエストラマが用い
られるが、測定対象流体が超純水や高純度の薬液の場
合、Ｏ−リングの隙間の液だまりやＯ−リング自身から
のイオン溶出が問題となり、Ｏ−リングの使用を望まな
いアプリケーションもある。

【０００７】図６（ａ，ｂ）はこのようなＯ−リングを
用いず管体１と渦検出器７を溶接により固定した従来例
を示すものである。図では（ａ）において管体１と渦検
出器７を溶接接続する。次に図（ｂ）に示すように信号
処理回路（ＰＣＢ）１１を取付けた上面カバー２０と下
面カバー２１で管体１を挟んで固定する。

【０００８】溶接接続では溶接棒の使用を妨げるので、
溶接箇所の周囲に空間を確保する必要がある。即ち、空
間が取れない場合は溶接作業時に周囲の樹脂管体が溶け
てしまう。また、信号処理回路１１等を保護するための
上下面カバーが必要であり、その場合は部品点数も増加
して、組み立て工数がかかりコスト高となる。

【０００９】本発明は、上述の問題点を解決するもので
ある。本発明は、組み立て工数の削減を図るとともに流
体の種類に対する適用範囲の拡大を図った渦流量計を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、請求項１においては、測定管路に直交し
て設けられた柱状の渦発生体と、圧電素子が埋設され前
記渦発生体の下流に設けられた渦検出器とを具備し、前
記渦発生体により発生するカルマン渦が前記圧電素子に
作用する交番力を検出して流量を測定する渦流量計にお
いて、前記渦検出器は前記管路を構成する管体に超音波
溶接により気密に固定されたことを特徴とする。

【００１１】請求項２においては、請求項１記載の熱式
流量計において、前記渦検出器にはフランジ部が形成さ
れており、フランジ部と前記管体が超音波溶接により固
定されたことを特徴とする。ことを特徴とする。

【００１２】請求項３においては、請求項２記載の熱式
流量計において、前記フランジ部が管体と接触する部分
には表面にリング状の凸部が形成されていることを特徴
とする。

【００１３】請求項４においては、請求項２記載の熱式
流量計において、前記フランジ部が管体と接触する部分
には「しぼ模様」が形成されていることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１（ａ〜ｃ）は、本発明の実施
形態の一例を示す要部構成説明図であり、図（ａ）は平
面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図、図（ｃ）は
図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。これらの図において、
図４に示す従来例とは管体１の構造と渦検出器７の管体
への固定方法が異なっている。

【００１５】即ち、本実施例においては管体１と渦検出
器７の固定を超音波溶接により行なっている。この発明
で使用する管体１は図６で示す従来例の下面カバー２０
と管体１が一体成形され、この一体成形された管体に上
面カバー２１が取付けられる。１１は信号処理回路（Ｐ
ＣＢ）固定部材である。

【００１６】２４は中央に孔２４ａが形成されたフラン
ジ押えである。このフランジ押えは測定流体圧が高い場
合に溶接部の補強をするもので、断面凸状に形成されて
おり、前記孔２４ａに渦検出器７の先端部を挿入してね
じ９によりフランジ７を管体１側に押圧する。

【００１７】図２（ａ〜ｃ）は本発明に使用する渦検出
器７のさやの形状を示すもので、図（ａ）は平面図、図
（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図、図（ｃ）は図（ａ）
のＢ−Ｂ断面図であり、図（ｂ）のｅで示す部分が管路
内に露出する。これらの図において、イで示す部分はシ
ール用接触点でありフランジ部７ａが管体１と接触する
部分の中央付近に円状に形成された突起である。

【００１８】この突起は超音波溶接に際してエネルギー
を集中させ溶着を促進させる手段として機能する。な
お、イで示す突起部は例えば図（Ｄ）に示すように９０
°の角度で高さ０．２ｍｍ程度とした。また、突起が形
成された側のフランジ部７ａが管体１と接触する部分に
は「しぼ模様」が形成されている。

【００１９】「しぼ模様」とは表面に数十μｍｐｐ程度
の粗さのしわを形成したもので、予め型にしぼ模様を設
けておいて渦検出器を成形する際に同時に形成するもの
とする。なお、「しぼ模様」については次のように定義
されている。 「しぼ」＝「ｔｅｘｔｕｒｅ」＝「皺（しわ）」

【００２０】プラスチック工業用語では、成形品表面に
デザイン模様としてつける皮・梨地・木目・布目などを
「しぼ」または「しぼ模様」という。一般的には、織物
の糸の撚り方の具合で、織物の表面にあらわれた凹凸。
または皮や紙に加工した皺のような凹凸である。

【００２１】図３（ａ〜ｃ）は本発明に使用する超音波
溶接の溶接ホーンの形状を示すもので、図（ａ）は平面
図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図、図（ｃ）は図
（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。これらの図において、溶
接ホーン３０には穴３０ａが形成されており、この穴に
渦検出器７の先端部を挿入して超音波溶接を行なう。

【００２２】上述の構成によれば渦検出器７と管体１が
超音波溶接により接続され、更にその接触面に突起や
「しぼ模様」が形成されているので良好な溶着が可能で
あり、溶接ホーンに形成された穴に渦検出器７の先端部
を挿入して超音波溶接を行なうので溶接箇所の周囲に空
間を確保する必要がなく周囲の樹脂管体が溶けるという
心配がない。

【００２３】本発明の以上の説明は、説明および例示を
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。本
発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし
得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄
の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の
変更、変形を包含するものとする。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１によれば、渦検出器を管路を構成する管体に超音
波溶接により固定したので、組み立て工数の削減を図る
とともに流体の種類に対する適用範囲の拡大することが
できる。

【００２５】請求項２においては、渦検出器にフランジ
部を形成し、そのフランジ部と管体を超音波溶接により
固定したので溶接ホーンを用いて全周を同時に溶接する
ことができる。

【００２６】請求項３においては、フランジ部が管体と
接触する部分に表面にリング状の突起を形成したので溶
接性が向上する。

【００２７】請求項４においては、フランジ部が管体と
接触する部分に「しぼ模様」を形成したのでックで形成
したので、前述の突起との相乗効果により溶接性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例を示す要部構成説明図
である。

【図２】本発明で使用する渦検出器の拡大断面図であ
る。

【図３】本発明で使用する溶接ホーンを用いた超音波溶
接の一例を示す図である。

【図４】従来例を示す要部構成図である。

【図５】従来のＯ−リングによるシール構造を示す断面
図である。

【図６】従来の溶接構造による組み立て状態を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 管体 ２ 測定流体 ３ 渦発生体 ４ 圧電素子 ７ 渦検出器 ７ａ フランジ部 ９ ねじ １０ Ｏ−リング １１ 信号処理回路（ＰＣＢ） ２１ 上面カバー ２４ フランジ押え ３０ 超音波溶接ホーン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定管路に直交して設けられた柱状の渦発
   生体と、圧電素子が埋設され前記渦発生体の下流に設け
   られた渦検出器とを具備し、前記渦発生体により発生す
   るカルマン渦が前記圧電素子に作用する交番力を検出し
   て流量を測定する渦流量計において、 前記渦検出器は前記管路を構成する管体に超音波溶接に
   より気密に固定されたことを特徴とする渦流量計。
2. 【請求項２】前記渦検出器にはフランジ部が形成されて
   おり、該フランジ部と前記管体が超音波溶接により固定
   されたことを特徴とする請求項１記載の渦流量計。
3. 【請求項３】前記フランジ部が管体と接触する部分には
   表面にリング状の凸部が形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の渦流量計。
4. 【請求項４】前記フランジ部が管体と接触する部分には
   「しぼ模様」が形成されていることを特徴とする請求項
   １記載の渦流量計。