JP2009186318A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】ばらつきなく、設計上の適正締め代で、ガスケットを締め付けることができるようにする。
【解決手段】電極部４ａの裏面と測定管１の内周面（ライニング３の表面）との間にリング状のガスケット９およびストッパ１０を介在させて、軸部４ｂを測定管１に設けられた貫通孔６を通して測定管１の外周面に突出させ、この測定管１の外周面に突出する軸部４ｂに台座７を介してナット８を締め付けることによって、測定管１の内周面に信号電極４を取り付ける。ストッパ１０はガスケット９よりも大きな反力を要する部材とする。また、ストッパ１０の厚みｔ１をガスケット９の厚みｔ２よりも薄くする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、測定管の内周面に信号電極を備えた電磁流量計に関するものである。

従来より、この種の電磁流量計は、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信号電極とを有し、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出すようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図９に従来の電磁流量計の要部を示す。同図において、１は測定管であり、非磁性金属製パイプ（例えば、非磁性ステンレス製のパイプ）２と、この非磁性金属製パイプ２の内側に形成されたライニング３とから構成される。この例では、絶縁性の樹脂粉末が粉体塗装により非磁性金属製パイプ２の内側に接着され、ライニング３とされている。４，４は測定管１の内周面に対向して設けられた信号電極である。

なお、図９には示されていないが、測定管１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励磁コイルが設けられており、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に、対向して信号電極４，４が設けられている。

〔信号電極の取付構造：第１例〕
図１０に測定管１の内周面への信号電極４の取付構造の第１例を示す。この第１例では、信号電極４の電極部４ａを平板状とし、この平板状の電極部４ａの裏面中央に突出して軸部４ｂを設け、電極部４ａの裏面と測定管１の内周面（ライニング３の内周面）との間にリング状のガスケット５を介在させて、軸部４ｂを測定管１に設けられた貫通孔６を通して測定管１の外周面に突出させ、この測定管１の外周面に突出する軸部４ｂに台座７を介してナット８を締め付けることによって、測定管１の内周面に信号電極４を取り付けている。

〔信号電極の取付構造：第２例〕
図１１に測定管１の内周面への信号電極４の取付構造の第２例を示す。この第２例では、信号電極４の電極部４ａを漏斗状とし、この漏斗状の電極部４ａの首元から延出して軸部４ｂを設け、測定管１の貫通孔６の縁面６ａを電極部４ａの形状に合わせて漏斗状に窪ませ、電極部４ａの裏面と漏斗状に窪んだ貫通孔６の縁面６ａ（ライニング３の表面）との間にリング状のガスケット５を介在させて、軸部４ｂを貫通孔６を通して測定管１の外周面に突出させ、この測定管１の外周面に突出する軸部４ｂに台座７を介してナット８を締め付けることによって、測定管１の内周面に信号電極４を取り付けている。

この信号電極の取付構造（第１例，第２例）において、ガスケット５はゴムなどの弾性体とされ、信号電極４の軸部４ｂに台座７を介してナット８を締め付けることによって、ガスケット５が電極部４ａと測定管１の内周面（ライニング３の表面）との間に挟まれて弾性変化し、電極部４ａおよび測定管１の内周面にガスケット５が密着し、測定管１の内部を流れる流体が貫通孔６を通って測定管１の外部に漏れないようにシールされる。なお、ライニング３は粉体塗装によって形成されており、絶縁性能を有するが、弾性体ではない。このため、弾性を有するガスケット５を介在させ、シール性を確保するという方法がとられる。

特開平４−３１９６２２号公報

弾性を有するガスケットでシールを行う場合、ガスケットの締め代が小さいと内圧に対し十分なシールができない反面、締めすぎるとガスケットの劣化を早めてしまうため、締め代を設計上の適正値とすることが長期製品寿命を達成するうえで重要である。

しかしながら、上述した従来の信号電極の取付構造では、信号電極４の軸部４ｂにナット８を締め付けることによってガスケット５を弾性変形させているが、ナット８のトルク管理だけでは締め代のばらつきが大きく、設計上の適正締め代でガスケット５を締め付けることは困難であった。

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、ばらつきなく、設計上の適正締め代で、ガスケットを締め付けることが可能な電磁流量計を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、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信号電極とを備え、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出す電磁流量計において、信号電極の電極部の裏面と測定管の内周面との間に小さい反力を要する第１の部材とこの第１の部材よりも大きな反力を要する第２の部材とを介在させ、信号電極の裏面側に設けられた軸部を測定管に設けられた貫通孔を通して測定管の外周面に突出させ、第１の部材が電極部の裏面と測定管の内周面との間に挟まれて弾性変形するように測定管の外周面に突出する軸部に締結部材を締結して、測定管の内周面に信号電極を取り付けるようにしたものである。第１の部材及び第２の部材の選定にあたっては、選定される材料の弾性（硬さ、軟らかさ）と信号電極の締結力との関係から、小さい反力を要する第１の部材は締結力よりも十分小さな反力になるように、接触面積や形状を決定し、一方、大きい反力を要する第２の部材は締結力とほぼ同等の大きな反力になるように接触面積や形状を決定すればよい。この条件を満たすためには、反力に十分な差がつきやすい材料を選定するのが好ましく、例えば、小さい反力を要する部材としてはゴムを、大きい反力を要する部材としてはフッ素樹脂（テフロン（登録商標））などの樹脂が好適である。以下、第１の部材をガスケット、第２の部材をストッパと呼ぶ。

この発明によれば、小さい反力を要するガスケットの厚さは、大きな反力を要するストッパの厚さより厚くしても締結が可能である。測定管の外周面に突出する軸部に例えば締結部材としてナットを締め付けると、小さい締結力でガスケットが電極部の裏面と測定管の内周面との間に挟まれて弾性変形して、その厚さが薄くなる。さらに、軸部にナットを締め付けて大きな締結力を加えると、ガスケットの厚さがストッパの厚さと等しくなり、ガスケットの弾性変形がストッパで規制される。ここで、軸部へのナットの締め付けを完了することにより、ばらつきなく、設計上の適正締め代で、ガスケットを締め付けることが可能となる。

また、本発明において、ストッパをリング状にテフロンなどの弾性を有する樹脂部材とすることにより、ガスケットとストッパで二重に流体の外部への漏洩を防ぐことが可能となり、シール性が向上する。
本発明は、信号電極の取付構造の第１例（平板状の電極部を用いた例）でも、信号電極の取付構造の第２例（漏斗状の電極部を用いた例）でも、同様にして適用することができる。
また、本発明において、ガスケットは、ストッパの内側に設けてもよいし、外側に設けてもよい。

本発明によれば、小さい反力を要するガスケットとこのガスケットよりも大きな反力を要するストッパとを信号電極の電極部の裏面と測定管の内周面との間に介在させ、信号電極の軸部を測定管に設けられた貫通孔を通して測定管の外周面に突出させ、ガスケットが電極部の裏面と測定管の内周面との間に挟まれて弾性変形するように測定管の外周面に突出する軸部に締結部材を締結して、測定管の内周面に信号電極を取り付けるようにしたので、ガスケットの弾性変形がストッパの硬さによって規制されるものとなり、ばらつきなく、設計上の適正締め代で、ガスケットを締め付けることが可能となる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔信号電極の取付構造：第１例〕
図１はこの発明に係る電磁流量計における信号電極の取付構造の第１例を示す図である。同図において、図１０と同一符号は図１０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。

図１（ａ）は信号電極４の軸部４ｂにナット８を取り付ける前の状態を示し、図１（ｂ）は信号電極４の軸部４ｂにナット８を取り付けた状態を示し、図１（ｃ）は信号電極４の軸部４ｂに取り付けたナット８の締め付けを完了した状態を示す。

この信号電極の取付構造の第１例では、電極部４ａの裏面と測定管１の内周面（ライニング３の表面）との間にガスケット９およびストッパ１０を介在させて、軸部４ｂを測定管１に設けられた貫通孔６を通して測定管１の外周面に突出させ、この測定管１の外周面に突出する軸部４ｂに台座７を介してナット８を締め付けることによって、測定管１の内周面に信号電極４を取り付けるようにしている。

この第１例において、ガスケット９はゴムなどの弾性体とされ、ストッパ１０はガスケット９よりも硬い部材（例えば、テフロン）とされている。また、ガスケット９およびストッパ１０はリング状とされ、ガスケット９を外側、ストッパ１０を内側として、軸部４ｂに挿通し、電極部４ａの裏面と測定管１の内周面との間に位置させている。

また、ストッパ１０の厚みｔ１は、ガスケット９の厚みｔ２よりも薄くされている（ｔ１＜ｔ２）。このストッパ１０の厚みｔ１は、ガスケット９が弾性変形してその厚みｔ２がｔ１になったときに、ガスケット９に設計上の適正締め代が与えらることを条件として定められている。

今、図１（ａ）に示された状態から、測定管１の外周面に突出する軸部４ｂに台座７を介してナット８を取り付けて（図１（ｂ））、ナット８を締め付けると、ガスケット９が電極部４ａの裏面と測定管１の内周面との間に挟まれて弾性変形し、その厚さｔ２が薄くなる。

さらに、ナット８を軸部４ｂに締め付け、ガスケット９の厚さｔ２がストッパ１０の厚さｔ１と等しくなると（図１（ｃ））、ガスケット９の弾性変形がストッパ１０の硬さによって規制される。ここで、軸部４ｂへのナット８の締め付けを完了することにより、ばらつきなく、設計上の適正締め代で、ガスケット９を締め付けることができる。

なお、この第１例では、ガスケット９をストッパ１０の外側に設けるようにしたが、ガスケット９をストッパ１０の内側に設けるようにしてもよい（図２参照）。ガスケット９をストッパ１０の内側に設ける場合、ガスケット９の弾性変形によってガスゲット９が横方向へ広がるので、ガスケット９とストッパ１０との間に隙間を設けるようにするとよい。

また、図３に示すように、測定管１の貫通孔６に入り込むように、ストッパ１０に凸部１０ａを設けるようにしてもよい。また、図４に示すように、測定管１の貫通孔６に入り込むように、ガスケット９に凸部９ａを設けるようにしてもよい。

〔信号電極の取付構造：第２例〕
図５はこの発明に係る電磁流量計における信号電極の取付構造の第２例を示す図である。同図において、図１１と同一符号は図１１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。

図５（ａ）は信号電極４の軸部４ｂにナット８を取り付ける前の状態を示し、図５（ｂ）は信号電極４の軸部４ｂにナット８を取り付けた状態を示し、図５（ｃ）は信号電極４の軸部４ｂに取り付けたナット８の締め付けを完了した状態を示す。

この信号電極の取付構造の第２例では、電極部４ａの裏面と漏斗状に窪んだ貫通孔６の縁面６ａ（ライニング３の表面）との間にガスケット９およびストッパ１０を介在させて、軸部４ｂを貫通孔６を通して測定管１の外周面に突出させ、この測定管１の外周面に突出する軸部４ｂを台座７を介してナット８を締め付けることによって、測定管１の内周面に信号電極４を取り付けるようにしている。

この第２例において、ガスケット９はゴムなどの弾性体とされ、ストッパ１０はガスケット９よりも硬い部材（例えば、フッ素樹脂）とされている。また、ガスケット９およびストッパ１０はリング状とされ、ガスケット９を外側、ストッパ１０を内側として、軸部４ｂに挿通し、電極部４ａの裏面と測定管１の内周面との間に位置させている。

また、ストッパ１０の厚みｔ１は、ガスケット９の厚みｔ２よりも薄くされている（ｔ１＜ｔ２）。このストッパ１０の厚みｔ１は、ガスケット９が弾性変形してその厚みｔ２がｔ１になったときに、ガスケット９に設計上の適正締め代が与えられることを条件として定められている。

今、図５（ａ）に示された状態から、測定管１の外周面に突出する軸部４ｂに台座７を介してナット８を取り付けて（図５（ｂ））、ナット８を締め付けると、ガスケット９が電極部４ａの裏面と測定管１の内周面との間に挟まれて弾性変形し、その厚さｔ２が薄くなる。

さらに、ナット８を軸部４ｂに締め付け、ガスケット９の厚さｔ２がストッパ１０の厚さｔ１と等しくなると（図５（ｃ））、ガスケット９の弾性変形がストッパ１０の硬さによって規制される。ここで、軸部４ｂへのナット８の締め付けを完了することにより、ばらつきなく、設計上の適正締め代で、ガスケット９を締め付けることができる。

なお、この第２例では、ガスケット９をストッパ１０の外側に設けるようにしたが、ガスケット９をストッパ１０の内側に設けるようにしてもよい（図６参照）。ガスケット９をストッパ１０の内側に設ける場合、ガスケット９の弾性変形によってガスゲット９が横方向へ広がるので、ガスケット９とストッパ１０との間に隙間を設けるようにするとよい。

また、図７に示すように、測定管１の貫通孔６に入り込むように、ストッパ１０に凸部１０ａを設けるようにしてもよい。また、図８に示すように、測定管１の貫通孔６に入り込むように、ガスケット９に凸部９ａを設けるようにしてもよい。

〔変形例〕
上述した信号電極の取付構造の第１例，第２例において、ストッパ１０はガスケット９よりも硬ければよく、弾性を有する部材としてもよい。ストッパ１０を弾性を有する部材とすることにより、ガスケット９とストッパ１０で二重に流体の外部への漏洩を防ぐことが可能となり、シール性が向上する。

また、上述した信号電極の取付構造の第１例，第２例において、ガスケット９をゴム、ストッパ１０をフッ素樹脂（テフロン）とする組合せの他、ガスケット９をフッ素樹脂（テフロン）、ストッパ１０をポリカーボネートとする組合せなども考えられ、その材料の組合せは多種多様である。

また、上述した信号電極の取付構造の第１例，第２例において、ライニング３は必ずしも絶縁性の樹脂粉末の粉体塗装としなくてもよく、テフロンのライニングであってもよい。

この発明に係る電磁流量計における信号電極の取付構造の第１例（ガスケットを外側、ストッパを内側とした場合）を示す図である。 この発明に係る電磁流量計における信号電極の取付構造の第１例（ストッパを外側、ガスケットを内側とした場合）を示す図である。 図１の例においてストッパに測定管の貫通孔に入り込む凸部を設けた例を示す図である。 図２の例においてガスケットに測定管の貫通孔に入り込む凸部を設けた例を示す図である。 この発明に係る電磁流量計における信号電極の取付構造の第２例（ガスケットを外側、ストッパを内側とした場合）を示す図である。 この発明に係る電磁流量計における信号電極の取付構造の第２例（ストッパを外側、ガスケットを内側とした場合）を示す図である。 図５の例においてストッパに測定管の貫通孔に入り込む凸部を設けた例を示す図である。 図６の例においてガスケットに測定管の貫通孔に入り込む凸部を設けた例を示す図である。 従来の電磁流量計の要部を示す図である。 従来の電磁流量計における信号電極の取付構造の第１例を示す図である。 従来の電磁流量計における信号電極の取付構造の第２例を示す図である。

符号の説明

１…測定管、２…金属製パイプ、３…ライニング、４…信号電極、４ａ…電極部、４ｂ…軸部、６…貫通孔、６ａ…縁面、７…台座、８…ナット、９…ガスケット、９ａ…突部、１０…ストッパ、１０ａ…突部。

Claims (5)

1. 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前記測定管の内周面に設けられた信号電極とを備え、前記励磁コイルが作る磁界により前記測定管内を流れる流体に発生する起電力を前記信号電極より取り出す電磁流量計において、
   前記信号電極は、
   電極部と、この電極部の裏面側に設けられた軸部とを有し、
   前記電極部の裏面と前記測定管の内周面との間に小さい反力を要する第１の部材とこの第１の部材よりも大きな反力を要する第２の部材とを介在させ、
   前記軸部を前記測定管に設けられた貫通孔を通して測定管の外周面に突出させ、
   前記第１の部材が前記電極部の裏面と前記測定管の内周面との間に挟まれて弾性変形するように前記測定管の外周面に突出する軸部に締結部材を締結して、
   前記測定管の内周面に取り付けられている
   ことを特徴とする電磁流量計。
2. 請求項１に記載された電磁流量計において、
   前記第１の部材はゴムであるとともに前記第２の部材は樹脂である
   ことを特徴とする電磁流量計。
3. 請求項１に記載された電磁流量計において、
   前記第２の部材がリング状に形成されている
   ことを特徴とする電磁流量計。
4. 請求項３に記載された電磁流量計において、
   前記信号電極の電極部は、平板状とされ、
   前記信号電極の軸部は、前記平板状の電極部の裏面側に突出して設けられ、
   前記第１の部材および前記第２の部材は、その何れか一方を内側，他方を外側として、前記信号電極の軸部を通して、前記電極部の裏面と前記測定管の内周面との間に介在されている
   ことを特徴とする電磁流量計。
5. 請求項３に記載された電磁流量計において、
   前記信号電極の電極部は、漏斗状とされ、
   前記信号電極の軸部は、前記漏斗状の電極部の首元から延出し、
   前記信号電極の軸部が通る測定管の貫通孔は、その縁面が前記電極部の漏斗状の形状に合わせた窪み部を有し、
   前記第１の部材および前記第２の部材は、その何れか一方を内側，他方を外側とし、前記信号電極の軸部を通して、前記電極部の裏面と前記測定管の貫通孔の縁面との間に介在されている
   ことを特徴とする電磁流量計。

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