JP3004135B2 - 電磁流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の導電性流体の流
量を測定する電磁流量計に係わり、特に測定管，コアお
よびコイル等の流量測定要素の位置合わせおよび外部応
力からの保護構造を改良した電磁流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電磁流量計の測定原理は、「導
体が磁界内を移動するとき、導体の両端に起電力が誘起
する」という電磁誘導の法則に着目し、測定管の外側に
磁界発生手段を設け、この磁界発生手段から発生する磁
界を測定管内を流れる導電性流体に直角に作用させ、こ
のとき導電性流体に誘起する起電力を測定管に対向設置
される一対の電極で検出し、導電性流体の流速または流
量に比例する信号を測定することにある。図１３はかか
る従来の電磁流量計の構造を示す図である。

【０００３】この電磁流量計は、被検出体である導電性
流体を流通する測定管１を２分するライン上の測定管内
壁部に導電性流体と接液するように一対の電極２ａ，２
ｂが対向設置され、さらに一対の電極２ａ，２ｂを結ぶ
ラインを挟んで前記測定管１の外周に対称的に一対のコ
イル３，３が配置されている。そして、これらコイル
３，３の外側を覆うように分割された帰還磁路を構成す
るコア４が設けられている。

【０００４】このコア４は、コア外側からネジ５が貫通
されて測定管外側の所定位置に付設されたスタッド６に
締め付け固定されるが、このときのネジ５の締め付け時
にコア４を介して各コイル３，３を押圧固定している。

【０００５】従って、以上のような電磁流量計の構造に
よれば、各コイル３，３に励磁電流を供給すれば、一方
のコイル３から発生された磁界が測定管内を流通する流
体と鎖交しながら他方のコイル３を通ってコア４に到達
し、ここで当該コア４を介して前記一方のコイル３側に
対応するコア４に帰還するが、このとき測定管内の導電
性流体は磁界を切った状態で作用しながら流体の流速に
比例する起電力を誘起するので、この起電力を一対の電
極２ａ，２ｂを用いて取り出せば、流体の流速に比例す
る流量信号を測定できる。

【０００６】また、従来の他の電磁流量計として、図１
４に示すような構造のものがある。この電磁流量計は、
ネジ５およびスタッド６を用いてコア４を締め付け固定
する構造をなくし、その代りに一対のコイル３，３の外
側に分割された帰還磁路を構成する一対のコア４ａ，４
ｂを配置するとともに、これらのコア４ａ，４ｂの突合
わせ部分を外側に折り曲げて形成された相対するつば部
７ａ，７ｂどうしをネジ８で締め付けることにより、分
割されたコア４ａ，４ｂの固定および一対のコイル３，
３を押圧固定する構造である。

【０００７】さらに、従来の他の電磁流量計として、図
１５に示すように測定管１およびコア４を、両側から伸
びてくる相手側配管９，９′で押さえ込んだ後、相手配
管９，９′の相対向するフランジをボルト・ナット１０
で締め付けることにより、測定管１、コイル３およびコ
ア４を固定する構造のものが開発されている（米国特許
４，４２０，９８２号明細書）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような電磁流量計のうち、例えば図１３および図１４の
構造のものは、ネジ５，８を用いて各コア４，４ａ，４
ｂおよび一対のコイル３，３を締め付け固定しているの
で、コア４，４ａ，４ｂ等に局部的な応力が加わり、ま
たコアおよびコイル等に形状変形が発生し、これに伴っ
て測定管１内の流体に及ぼす磁束分布が変化し、満足す
る測定精度が得られないばかりか、測定精度にバラツキ
が発生する問題がある。

【０００９】一方、前述する米国特許の電磁流量計は、
測定管１とコア４の両方が相手配管９，９′から外部応
力を受ける構造となっているので、例えばセラミックス
材料で作った脆弱な測定管１を用いたとき、現場の施工
時、或いは実測定時に当該測定管１が破壊される虞れが
ある。

【００１０】さらに、従来の電磁流量計について全般的
に言えることは、本来，満足できる測定精度を得るため
には、一対のコイル３，３の位置精度が重要となるが、
そのためには専用の治具を用いたり、熟練者でないとコ
イルの位置合せ作業が難しく、コイル３，３の位置合せ
およびコイル３，３、コア４，４ａ，４ｂの装着作業に
長時間を要する問題があり、これに伴なって製造コスト
も高価となる問題がある。

【００１１】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、流量測定要素の位置合せを容易に行い得るととも
に、測定管に局部的な応力を発生させることがなく、材
質の脆弱な測定管でも十分に安心して使用し得る電磁流
量計を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明の他の目的は、流量測定要素
の位置合せを容易に行い得るとともに、測定管および磁
界発生手段に局部的な応力や形状変形を発生させること
がなく、これによって満足できる測定精度を得る電磁流
量計を提供することを目的とする。

【００１３】また、本発明の他の目的は、流量測定要素
の位置合せを容易に行い得るとともに、測定管に局部的
な応力を発生させることがなく、材質の脆弱な測定管で
も十分に安心して使用可能であり、しかも磁界発生手段
からの磁束分布を意識的に変化させうる電磁流量計を提
供することにある。

【００１４】さらに、本発明の他の目的は、流量測定要
素の位置合せを容易に行い得るとともに、測定管に局部
的な応力を発生させることがなく、材質の脆弱な測定管
でも安心して使用可能であり、かつ、測定管内面に施こ
されるライニングの端部を適切に処理する電磁流量計を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、被検出体である流体を
通し、両端部にテーパー部を形成した円筒形の測定管
と、この測定管の外周に対向配置された一対のコイルお
よびこれらコイルの外周に設けられた円筒状帰還磁路を
有し、前記測定管内に磁界を発生させる磁界発生手段
と、絶縁体で形成され、前記磁界発生手段を着脱可能に
装着するとともに、所定部位に凹部または凸部が形成さ
れた収納手段と、両端部に前記収納手段の所定部位に形
成された凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部を設
けたフランジを有し、前記測定管を含む前記磁界発生手
段を覆う外筐と、前記測定管のテーパー部と前記外筐の
フランジとの間に介挿され、前記測定管の両端面と前記
フランジの内面との間に所定の隙間を形成する弾性体と
を設けた電磁流量計である。

【００１６】次に、請求項２に対応する発明は、被検出
体である流体を通し、両端部にテーパー部を形成した円
筒形の測定管と、この測定管の外周に対向配置された一
対のコイルおよびこれらコイルの外周に設けられた円筒
状帰還磁路を有し、前記測定管内に磁界を発生させる磁
界発生手段と、絶縁体で形成され、前記磁界発生手段を
着脱可能に装着するとともに、所定部位に凹部または凸
部が形成された収納手段と、両端部に前記収納手段の所
定部位に形成された凹部または凸部と嵌合する凸部また
は凹部を設けたフランジを有し、前記測定管を含む前記
磁界発生手段を覆う外筐と、前記測定管と前記収納手段
と前記外筐のフランジとの当接部分に介挿された第１の
弾性体と、前記測定管のテーパー部と前記外筐のフラン
ジとの間に介挿され、前記測定管の両端面と前記フラン
ジの内面との間に所定の隙間を形成する第２の弾性体と
を設けた電磁流量計である。

【００１７】また、請求項３に対応する発明は、被検出
体である流体を通し、両端部にテーパー部を形成した円
筒形の測定管と、この測定管の外周に対向配置された一
対のコイル、これらコイルの外周に設けられた円筒状帰
還磁路および前記各コイル中央部の空間部分に配置され
た突起状帰還磁路を有し、前記測定管内に磁界を発生さ
せる磁界発生手段と、絶縁体で形成され、前記磁界発生
手段を着脱可能に装着するとともに、所定部位に凹部ま
たは凸部が形成された収納手段と、両端部に前記収納手
段の所定部位に形成された凹部または凸部と嵌合する凸
部または凹部を設けたフランジを有し、前記測定管を含
む前記磁界発生手段を覆う外筐と、前記測定管のテーパ
ー部と前記外筐のフランジとの間に介挿され、前記測定
管の両端面と前記フランジの内面との間に所定の隙間を
形成する弾性体とを設けた電磁流量計である。

【００１８】さらに、請求項４および５に対応する発明
は、外筐のフランジとして、収納手段の所定部位に形成
された凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部を設け
た内側リングと、この内側リングに固定されたアースリ
ングとで構成し、しかも前記外筐のフランジが前記収納
手段の所定部位に形成された凹部または凸部と嵌合する
凸部または凹部を設けた内側リングおよびこの内側リン
グに固定されたアースリングとで構成したとき、測定管
のテーパー部と前記内側リングと前記アースリングとの
３者の間に弾性体を介挿し、前記測定管の両端面と前記
アースリングの内面との間に所定の隙間を形成するよう
な構造とする。

【００１９】さらに、請求項６に対応する発明は、被検
出体である流体を通し、両端部にテーパー部を形成した
円筒形の測定管と、この測定管の外周に対向配置された
一対のコイルおよびこれらコイルの外周に設けられた円
筒状帰還磁路を有し、前記測定管内に磁界を発生させる
磁界発生手段と、絶縁体で形成され、前記磁界発生手段
を着脱可能に装着するとともに、所定部位に凹部または
凸部が形成された収納手段と、両端部に前記収納手段の
所定部位に形成された凹部または凸部と嵌合する凸部ま
たは凹部を設けた内側リングを有し、前記測定管を含む
前記磁界発生手段を覆う外筐と、前記測定管の内面を覆
うとともに前記内側リングに跨がるように施されたライ
ニングと、前記測定管のテーパー部と前記内側リングと
前記ライニングとの対峙部分に介挿された弾性体と、前
記ライニングの端部を押さえるように前記内側リングに
固定されたアースリングとを設けた電磁流量計である。
さらに、請求項７，８に対応する発明は、測定管の外側
円周方向または収納手段の測定管対向側に配線用の溝を
設けた構造である。

【００２０】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、収納手段に一対のコイルお
よび円筒状帰還磁路を着脱可能に装着するとともに、こ
の収納手段と外筐とを凹・凸部で嵌合したので、流量測
定要素の位置合わせが非常に簡単に行うことができ、し
かも測定管のテーパー部と外筐のフランジとの間に弾性
体を介挿して測定管の両端面とフランジの内面との間に
所定の隙間を設けたので、相手配管から応力や締付け力
を外筐で受けることになり、測定管に加わるべき外部応
力の影響を大幅に低減でき、材質上脆弱な測定管でも充
分に利用でき、かつ、流体に対する収納手段の液密性を
高めることができる。

【００２１】次に、請求項２に対応する発明は、収納手
段に一対のコイルおよび円筒状帰還磁路を着脱可能に装
着するとともに、この収納手段と外筐とを凹・凸部で嵌
合したので、流量測定要素の位置合わせが非常に簡単に
行うことができ、しかも測定管のテーパー部と外筐のフ
ランジとの間に第２の弾性体を介挿して測定管の両端面
とフランジの内面との間に所定の隙間を設けたので、相
手配管から応力や締付け力を外筐で受けることになり、
測定管に加わるべき外部応力の影響を大幅に低減でき、
材質上脆弱な測定管でも充分に利用でき、かつ、流体に
対する収納手段の液密性を高めることができる。さら
に、測定管と収納手段と外筐のフランジとの当接部分に
第１の弾性体を介挿することにより、コイル収納部を所
定の高さ位置に設定でき、所要とする磁束分布を形成で
き、外部応力に対しても一対のコイルおよび円筒状帰還
磁路の変形等を防止できる。

【００２２】また、請求項３に対応する発明は、収納手
段に一対のコイルおよび円筒状帰還磁路を着脱可能に装
着するとともに、この収納手段と外筐とを凹・凸部で嵌
合したので、流量測定要素の位置合わせが非常に簡単に
行うことができ、しかも測定管のテーパー部と外筐のフ
ランジとの間に弾性体を介挿して測定管の両端面とフラ
ンジの内面との間に所定の隙間を設けたので、相手配管
から応力や締付け力を外筐で受けることになり、測定管
に加わるべき外部応力の影響を大幅に低減でき、材質上
脆弱な測定管でも充分に利用でき、かつ、流体に対する
収納手段の液密性を高めることができる。さらに、コイ
ル中央部の空間部分に突起状帰還磁路を配置したことに
より、磁界発生手段から発生する磁束分布を適宜に可変
でき、ひいては測定管内の流体に対する磁界の寄与度を
高めることができる。

【００２３】また、請求項４に対応する発明は、外筐の
フランジとして、収納手段の所定部位の凹・凸部と嵌合
する凸・凹部を設けた内側リングと、この内側リングに
取り付けられたアースリングとに分けることにより、作
業上の取扱いが容易となり、内側リングとアースリング
との材質を適宜に選択することが可能である。さらに、
請求項５に対応する発明は、請求項４に対応する発明と
同様の作用を有する。

【００２４】さらに、請求項６に対応する発明は、収納
手段に一対のコイルおよび円筒状帰還磁路を着脱可能に
装着するとともに、この収納手段と外筐とを凹・凸部で
嵌合したので、流量測定要素の位置合わせが非常に簡単
に行うことができ、しかも測定管のテーパー部と外筐の
フランジとの間に弾性体を介挿して測定管の両端面とフ
ランジの内面との間に所定の隙間を設けたので、相手配
管から応力や締付け力を外筐で受けることになり、測定
管に加わるべき外部応力の影響を大幅に低減できるとと
もに、流体に対する収納手段の液密性を高めることがで
きる。また、測定管の内面にライニングを施す場合があ
るが、そのライニングの端部を有効に利用して外部応力
の緩衝作用および液密化を図ることができる。

【００２５】さらに、請求項７に対応する発明は、測定
管の外側円周方向に配線用の溝を形成し、この溝に流量
信号を取り出す電極のリード線の配線するようにすれ
ば、配線作業がし易くなり、リード線のふらつきによる
ノイズの影響等をなくすことができる。さらに、請求項
８に対応する発明についても、請求項７に対応する発明
と同様な作用を有する。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。先ず、請求項１，２に係わる電磁流量計の
一実施例について図１ないし図４を参照して説明する。

【００２７】図１は本実施例の電磁流量計Ａの設置状態
を概略的に示す図である。この電磁流量計Ａは、同図か
ら明らかなように図示実線で示すような外観形態を有
し、例えば外側から伸びてくる相手配管Ｂ，Ｂで挟み込
んでボルト・ナットＣで締め付けることにより、当該相
手配管Ｂ，Ｂの間に挟んで固定する構造となっている。

【００２８】この電磁流量計Ａは、具体的には図２ない
し図４に示すように、例えばセラミックス材などを用い
て作られた筒状の測定管２１を有し、この測定管２１の
両端外側角部にはテーパー部２１ａが形成され、さらに
測定管２１の中央外周部分には所定幅の凹部２１ｂが形
成されている。但し、図４に示す測定管２１には凹部２
１ｂが省略してある。この測定管２１の外周に凹部２１
ｂを設けた理由は、例えば未焼成セラミックス材から焼
成セラミックスの測定管２１を作るときに所定の寸法に
入るように研削加工を行う必要があるが、この研削加工
時のセラミックスの研削量を少なくするためである。図
４では測定管２１外周の凹部２１ｂは省略してある。ま
た、図３では、測定管２１の凹部２１ｂを描いている
が、当該測定管２１の端部外周面は描いていない。

【００２９】前記測定管２１の内壁部には孔２０１を介
して一対の電極２２ａ，２２ｂが対向設置されている。
この一対の電極２２ａ，２２ｂの取り付け位置は、流体
の流通方向と直交する方向に２分するライン上に位置す
るように測定管２１の内壁部に取り付けられる。また、
測定管２１外周には当該測定管２１を覆い囲むように測
定管２１とほぼ同心で円筒状のコイル収納部２３が設け
られている。

【００３０】このコイル収納部２３は、絶縁体で構成さ
れ、図４から明らかなように一端部にコイル受け部２３
ａを有し、かつ、２分するライン上にコイル位置規制突
起部２３ｂをもった筒状のコイル収納部本体２３ｃと、
このコイル収納部本体２３ｃのコイル受け部２３ａとは
反対側にネジ止めその他の手段で取り付けられる環状の
コイル押え部２３ｄとで構成されている。

【００３１】このコイル収納部２３には、コイル位置規
制突起部２３ｂを境としてコイル収納部本体２３ｃの外
周に対向するように一対のサドル形コイル２４ａ，２４
ｂが装着され、さらにこれらコイル２４ａ，２４ｂの装
着後に当該コイル２４ａ，２４ｂを覆い囲むように、磁
性材で構成された円筒状の帰還磁路２５が設けられてい
る。なお、この円筒上帰還磁路２５は、全体的に磁性材
で構成してもよく、或いは内面部分だけ所定の厚さの磁
性材を張り付けて構成してもよい。

【００３２】なお、図４に示すように帰還磁路２５の所
定部分に孔部２６が形成されているが、電極２２ａ，２
２ｂを測定管２１に取り付けるために、この孔２６より
電極２２ａ，２２ｂを挿入するためである。

【００３３】以上のようにしてコイル収納部本体２３ｃ
にコイル２４ａ，２４ｂおよび帰還磁路２５を装着した
後、前記コイル受け部２３ａとは反対側からコイル押え
部２３ｄで押さえるようにコイル収納部本体２３ｃにネ
ジ止め等をすることにより、コイル２４ａ，２４ｂ、帰
還磁路２５等をコイル収納部２３に収納する。必要に応
じてコイル収納部本体２３ｃとコイル押え部２３ｄと帰
還磁路２５との中空部分にモールド樹脂等が充填される
ものである。

【００３４】また、コイル収納部２３においては、測定
管２１と対面する側の両端角部にテーパー部２７が形成
され、かつ、両端面の所定部位にはそれぞれ凹部または
凸部（以下、凸部と総称する）２８が設けられている。

【００３５】３０は測定管２１およびコイル収納部２３
等を覆い囲む外筐の役割を司る円筒形のハウジング３０
である。このハウジング３０は、円筒状のハウジング本
体３１と、このハウジング本体３１の両端部に一体的ま
たは別体的に接続される環状フランジ３２ａ，３２ｂと
で構成され、そのうち環状フランジ３２ａ，３２ｂの前
記コイル収納部２３と対面する面部にはコイル収納部２
３の凸部２８と嵌合する凸部または凹部（以下、凹部と
総称する）３３が設けられている。このコイル収納部２
３の凸部２８と環状フランジ３２ａ，３２ｂの凹部３３
とを嵌合することにより、コイル収納部２３の位置決め
が簡単に行うことができる。また、凸部２８もしくは凹
部３３の内部周囲にパッキンをさう挿入することによ
り、コイル収納部２３の位置決めをより精度よく簡単に
行ってもよい。

【００３６】また、本発明の電磁流量計においては、測
定管２１とコイル収納部２３のテーパー部２７と環状フ
ランジ３２ａ，３２ｂとの当接部分にＯリング３４を介
挿し、かつ、測定管２１のテーパー部２１ａと環状フラ
ンジ３２ａ，３２ｂの内面との間にＯリング３５を介挿
している。

【００３７】ここで、測定管２１とテーパー部２７と環
状フランジ３２ａ，３２ｂとの当接部分にＯリング３４
を介挿させたのは、測定管２１からコイル収納部２３を
所定の距離だけ浮かせることによりコイル２４ａ，２４
ｂの位置決めを正確に行い、これによって磁束分布を均
一に形成するとともに、流体の流通による測定管２１の
振動や流体から発生する熱の伝達を防ぎ、また測定管２
１内を流通する流体の液密化および外部応力に対してコ
イル収容部２３を保護するためである。

【００３８】一方、このＯリング３５は、測定管２１の
両端面と環状フランジ３２ａ，３２ｂの内側面とに所定
の隙間３６を形成することにより、相手配管から応力や
締付け力をハウジング３０で受けることにより、測定管
２１に対する外部応力の影響を低減化し、また測定管２
１内の流体が測定管２１と環状フランジ３２ａ，３２ｂ
との隙間を通ってコイル収納部２３に浸入するのを防ぐ
ためのシール機能を有している。なお、ハウジング本体
３１と環状フランジ３２ａ，３２ｂが別体のときには溶
接または嵌合等により接続するものとする。

【００３９】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、コイル収納部本体２３ｃのコイル位置規制突起部２
３ｂ，２３ｂを境として一対のコイル２４ａ，２４ｂを
簡単に位置決めしながら装着でき、しかも円筒状帰還磁
路２５を収納部本体２３ｃに嵌め込むだけで簡単に装着
でき、コイルおよび帰還磁路の取付け作業が短時間、か
つ、円滑に進めることができる。また、測定管２１の内
径が例えば５０mmのとき、Ｏリング３５を介して測定管
２１の両端面と環状フランジ３２ａ，３２ｂの内側面と
の隙間３６を例えば０．５mm程度に形成するので、相手
配管から応力や締付け力がハウジング３０に加わり、測
定管２１には加わらないので、外部応力に対して脆弱な
例えばセラミックス材の測定管２１でも破壊されること
がなくなる。

【００４０】同様に、測定管２１とコイル収納部２３の
テーパー部２７と環状フランジ３２ａ，３２ｂとの当接
部分にＯリング３４を介挿することにより、測定管２１
および環状フランジ３２ａ，３２ｂからＯリング３４を
介して離反することができ、これによってコイル収納部
２３，ひいてはコイルの位置決めを正確に行え、また流
体の流通による測定管２１の振動や流体から発生する熱
の伝達を防ぎ、外部応力に対してコイル収容部２３を保
護することができる。

【００４１】さらに、Ｏリング３４，３５の２者によ
り、測定管２１内を流通する流体がコイル収容部２３側
に浸入するのを防止することができる。また、コイル収
納部２３と環状フランジ３２ａ，３２ｂが凸部２８と凹
部３３の嵌合によって位置決めされるので、コイル軸お
よび電極軸とを容易に直角に位置決めでき、流体に対す
る磁界の寄与度が対象化し、測定精度の向上に大きく貢
献する。

【００４２】次に、請求項３に係わる発明の一実施例に
ついて図５および図６を参照して説明する。なお、同図
においても図１ないし図４と同一部分には同一符号を付
し、その詳しい説明は省略する。この発明の実施例は、
コイル収納部２３内部の帰還磁路の構造を改良したこと
にある。

【００４３】すなわち、このコイル収納部２３は、測定
管２１の外側を覆う円筒状のコイル収納部本体４１と、
このコイル収納部本体４１の外側に対向配置された一対
の例えばサドル形コイル４２ａ，４２ｂと、この一対の
サドル形コイル４２ａ，４２ｂの外部を包囲するように
配置された円筒状の帰還磁路４３と、このサドル形コイ
ル４２ａ，４２ｂの内側に形成される空間部に配置され
たブロック化された突起状の帰還磁路４４ａ、４４ｂと
によって構成され、必要に応じてコイル収納部の内部空
間部分にモールド樹脂等によって充填されている。

【００４４】なお、このコイル収納部２３は、図２と同
様に測定管２１と対面する側の両端角部にテーパー部２
７が形成され、かつ、両端面の所定部位にはそれぞれ凹
部または凸部２８が設けられている。従って、この構成
の場合にも、収納コイル部２３の両端面の凸部２８と環
状フランジ３２ａ，３２ｂの凹部３３とを嵌合すること
により位置合せを行う構成であり、また測定管２１のテ
ーパー部２１ａと環状フランジ３２ａ，３２ｂの内側面
との間にＯリング３５を介挿することにより、測定管２
１の内径が例えば５０mmのとき、測定管２１の両端面と
環状フランジ３２ａ，３２ｂの内面との間に例えば０．
５mm程度の隙間３６を形成している。

【００４５】さらに、測定管２１，コイル収納部２３お
よび環状フランジ３２ａ，３２ｂはＯリング３４を介し
て固定され、かつ、測定管２１および環状フランジ３２
ａ，３２ｂはＯリング３５を介して固定されているの
で、測定管２１内を流通する流体が測定管２１のテーパ
ー部２１ａと環状フランジ３２ａ，３２ｂの内側面との
隙間からコイル収納部２３に入り込まないようにシール
されている。

【００４６】従って、このような実施例の構成によれ
ば、コイル収納部２３と環状フランジ３２ａ，３２ｂと
が位置決め用の凸部３２８および凹部３３によって嵌合
し位置合わせを行っているので、容易にコイル軸および
電極軸を直角に位置決めでき、流体に対する磁界の寄与
度が対象化し、測定精度の向上に大きく貢献できる。ま
た、測定管２１のテーパー部２１ａと環状フランジ３２
ａ，３２ｂの内側面との間にＯリング３３を介挿し、測
定管２１の内径が例えば５０mmのとき、測定管２１の両
端面と環状フランジ３２ａ，３２ｂの内面との間に例え
ば０．５mm程度の隙間３６を形成しているので、外部応
力から測定管２１を保護することができるとともに、こ
れらＯリング３４，３５の２者により、測定管２１内を
流通する流体がコイル収容部２３側に浸入するのを防止
することができる

【００４７】さらに、一対のコイル４２ａ，４２ｂの中
央部分の空間部に突起状帰還磁路４４ａ，４４ｂを配置
したことにより、測定管２１内の磁束分布を意識的に変
化させることが可能であり、ひいては測定管内の流体に
対する磁界の寄与度を対称化でき、測定精度の向上にも
寄与する。さらに、円筒状の帰還磁路４３の強度の増加
にも貢献する。

【００４８】さらに、請求項４および請求項５に係わる
発明の一実施例について図７および図８を参照して説明
する。なお、これらの図において図１ないし図４と同一
部分には同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
この実施例はハウジング３０に相当する部分を改良した
ものであって、前述する全ての発明に適用できるもので
ある。つまり、前記環状フランジ３２ａ，３２ｂを下記
するごとく２つに分けた構造とするものである。

【００４９】具体的には、コイル収納部２３の外側を覆
い囲むような径をもった円筒状のハウジング本体５１の
両端部に一体的または溶接等の接合により別体的に内側
リング５２ａ，５２ｂを設けるとともに、これら内側リ
ング５２ａ，５２ｂの外側にアースリング５３ａ，５３
ｂを取り付けた構造である。なお、図７ではコイル収納
部２３の内部構成部材を省略しており、また図８では円
筒状のハウジング本体５１と内側リング５２ｂとは既に
溶接等により接続されている。

【００５０】この内側リング５２ａ，５２ｂは、コイル
収納部２３の内径とほぼ同じ大きさの内径を有し、か
つ、その外側の位置が測定管２１の両端面よりも所要と
する距離だけ突き出る程度に形成され、しかも当該コイ
ル収納部２３と対峙する側の面部にはコイル収納部２３
の凸部２８と嵌合する位置決め用の凹部５４が設けら
れ、さらに外側の面部にはネジ孔部５５が設けられてい
る。これら内側リング５２ａ，５２ｂは、測定管２１お
よびコイル収納部２３のテーパー部２７の３者でＯリン
グ３４を挟持するような形態で設けられている。

【００５１】一方、アースリング５３ａ，５３ｂは、測
定管２１の内径とほぼ同じ内径を有し、外側からボルト
ネジ５６などをネジ孔部５５に螺入することにより、内
側リング５２ａ，５２ｂに固定されている。ゆえに、測
定管２１、内側リング５２ａ，５２ｂおよびアースリン
グ５３ａ，５３ｂは、測定管２１のテーパー部２１ａと
内側リング５２ａ，５２ｂの内径面とアースリング５３
ａ，５３ｂの内側面とでＯリング３５を挟持するような
状態で設けられている。

【００５２】従って、このような実施例の構成によれ
ば、アースリング５３ａ，５３ｂがハウジング本体５１
の両端部に内側リング５２ａ，５２ｂを介して固定さ
れ、かつ、測定管２１の内径が例えば５０mmのとき、測
定管２１の端面とアースリング５３ａ，５３ｂの内側面
とが例えば０．５mm程度の隙間３６を設けているので、
相手配管からの外部応力や締付け力がハウジング３０に
加わり、測定管２１に直接作用しない。その結果、脆弱
な例えばセラミックス材で作った測定管２１であって
も、外部応力によって破壊されることはない。

【００５３】また、コイル収納部２３と内部リング５２
ａ，５２ｂとは位置決め用の凸部２８および凹部５４に
よって嵌合して位置合わせを行っているので、容易にコ
イル軸および電極軸を直角に位置決め可能であり、これ
によってコイルから発生する磁束の均一化，対称化に寄
与し、また測定管２１とコイル収納部２３のテーパー部
２７と内側リング５２ａ，５２ｂとで形成される隙間部
分にＯリング３４を介在することから、測定管２１から
のコイル収納部２３の位置決めを正確に行うことがで
き、しかも外部応力に対してコイル収納部２３を構成す
るコイルや帰還磁路等に局部的な応力や形状変形がなく
なり、測定精度の向上に貢献する。

【００５４】さらに、環状フランジ３２ａ，３２ｂを内
側リング５２ａ，５２ｂと、アースリング５３ａ，５３
ｂとに分けることにより、作業上の取扱いが容易とな
り、内側リングとアースリングとの材質を機能に合わせ
て適宜に選択することが可能である。

【００５５】さらに、請求項６に係わる発明の一実施例
について図９および図１０を参照して説明する。この実
施例の電磁流量計は、図７の構成のものにライニングを
施したものであるので、図６と同一部分には同一符号を
付し、その詳しい説明は省略する。

【００５６】この電磁流量計は、例えばプラスチック材
料を用いて測定管２１を作ったとき、この測定管２１の
液体と接する内側にテフロン材料のライニング６１を施
すとともに、このライニング６１の両端部が測定管２１
の両端面およびＯリング３５を経て内側リング５２ａ，
５２ｂの一部まで跨がるように添設されている。

【００５７】そして、内側リング５２ａ，５２ｂの両端
部にアースリング６２ａ，６２ｂがボルトネジ６３でネ
ジ止めされるが、このアースリング６２ａ，６２ｂの内
側面のうちライニング６１の端部と接する部分にはライ
ニング厚さよりも僅かに低くした段差部６４が形成さ
れ、アースリング６２ａ，６２ｂの取り付け時に前記段
差部６４でライニング端部を押し付けるようにしながら
取り付けるものである。つまり、ライニング６１の両端
部は測定管２１の両端縁部でほぼ９０°に折り曲げてＯ
リング３５および内側リング５２ａ，５２ｂの一部分ま
で延長させ、さらに必要に応じて内側リング５２ａ，５
２ｂの一部分に接着した後、アースリング６２ａ，６２
ｂで内側リング５２ａ，５２ｂに押し付けるように固定
する。従って、前記Ｏリング３５は、測定管２１と内側
リング５２ａ，５２ｂとライニング６１の端部とで包囲
する形となる。勿論、コイル収納部２３と内側リング５
２ａ，５２ｂとが位置決め用凹凸部で嵌合する構成とな
っていることは言うまでもない。

【００５８】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、コイル収納部２３と内側リング５２ａ，５２ｂとが
位置決め用凹・凸部によって嵌合し位置合わせを行うの
で、容易にコイル軸および電極軸とを直角に位置決めで
きる。また、測定管２１とコイル収納部２３と内側リン
グ５２ａ，５２ｂとの間にＯリング３４を介挿している
ので、コイルの位置合わせおよび測定管２１からの振動
（例えば流体圧力）や熱、外部応力からコイル収納部２
３から保護することができる。

【００５９】さらに、測定管２１のテーパー部２１ａと
内側リング５２ａ，５２ｂとの間にはＯリング３５を介
挿し、しかもＯリング３５は外側からライニング６１の
端部で囲むように設けたので、測定管２１内の流体がコ
イル収納部２３に入る込むことを確実に防止できる。

【００６０】次に、図１１は請求項７に係わる発明の一
実施例を説明する電磁流量計の断面図である。なお、同
図において図１ないし図４と同一部分には同一符号を付
し、その部分の説明は省略する。

【００６１】すなわち、この電磁流量計は、測定管２１
の例えば中央部分に位置して当該測定管２１の円周方向
にそって溝７１を形成するとともに、この溝７１にそっ
て電極２２ａ，２２ｂのリード線（図示せず）を配線
し、適宜な個所から外部に引き出す構成である。さら
に、図示されていないが、コイル収納部２３の測定管面
と対向する側に溝を形成してもよいことはもちろんであ
る。この実施例の構成は全ての請求項の発明に適用でき
ることは言うまでもない。

【００６２】従って、このような実施例の構成であれ
ば、電極リード線の配線作業が容易、かつ、確実に行う
ことができ、しかも電極２２ａ，２２ｂのリード線を溝
７１にそって配線しながら適宜な個所から外部に引き出
すことができる。また、溝７１にそって配線された電極
リード線はコイル収納部２３の内壁面により一部閉塞し
て逃げないように押さえているので、電極リード線の振
らつきがなくなり、ノイズ発生の原因を防ぐことができ
る。

【００６３】なお、上記実施例では、各図ともハウジン
グ本体３１，５１と環状フランジ３２ａ，３２ｂまたは
内側リング５２ａ，５２ｂとをそれぞれ別体として示し
ているが、図１２に示すようにハウジング本体３１，５
１と一部の環状フランジ３２ａ，３２ｂまたは一部の内
側リング５２ａ，５２ｂとを一体的な構成としてもよ
い。別体となる他方の環状フランジ、内側リングはハウ
ジング本体に溶接等により固着される。その他、本発明
はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。

【００６５】先ず、請求項１の発明においては、流量測
定要素の位置合せを容易に行うことができ、材質上脆弱
な測定管でも外部応力から十分に保護することができ、
かつ、流体に対する収納手段の液密性を高めることがで
きる。

【００６６】請求項２の発明では、流量測定要素の位置
合せを正確に行うことができ、また測定管および磁界発
生手段に局部的な応力や形状変形を発生させることがな
く、これによって満足できる測定精度を得ることができ
る。

【００６７】また、請求項３の発明では、流量測定要素
の位置合せを正確に行うことができ、材質上脆弱な測定
管でも外部応力から十分に保護することができ、しかも
磁界発生手段からの磁束分布を意識的に変化させつつ測
定管内の磁界を最適な状態に調整できる。

【００６８】さらに、請求項４、５の発明では、フラン
ジを内側リングとアースリングとに分けて取り付けるこ
とにより、作業上の取扱いが容易となり、機能に合わせ
て種々の材質を選択して組立てることが可能である。

【００６９】さらに、請求項６の発明では、流量測定要
素の位置合せを正確に行うことができ、材質上脆弱な測
定管でも外部応力から十分に保護することができ、測定
管内面に施こされるライニングの端部を有効に利用しつ
つ測定管の保護および液密化に大きく貢献させることが
できる。

【００７０】さらに、請求項７の発明では，測定管外側
の溝にそって流量信号を取り出す電極のリード線の配線
するようにすれば、配線作業がし易くなり、リード線の
ふらつきによるノイズの影響等をなくすことができる。
さらに、請求項８の発明では，コイル収納部２３の測定
管面側に対向する側に溝を形成したので、請求項７の発
明と同様の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電磁流量計の取り付け状態を概
略的に示す図。

【図２】請求項１，２に係わる発明の一実施例としての
電磁流量計の断面図。

【図３】図２に示す電磁流量計のＡ−Ａ′矢視方向から
見た概略断面図。

【図４】図２に示す電磁流量計の分解斜視図。

【図５】請求項３に係わる発明の一実施例としての電磁
流量計の断面図。

【図６】図６に示す電磁流量計のＢ−Ｂ′矢視方向から
見た概略断面図。

【図７】請求項４、５に係わる発明の一実施例としての
電磁流量計の断面図。

【図８】図７に示す電磁流量計の分解斜視図。

【図９】請求項６に係わる発明の一実施例としての電磁
流量計の断面図。

【図１０】図９に示す電磁流量計のＣ−Ｃ′矢視方向か
ら見た概略断面図。

【図１１】請求項７に係わる発明の一実施例としての電
磁流量計の断面図。

【図１２】本発明に係わる電磁流量計の他の例を説明す
る断面図。

【図１３】従来の電磁流量計の流体の流れと直交する方
向の断面図。

【図１４】同じく従来の他の電磁流量計の流体の流れと
直交する方向の断面図。

【図１５】さらに、従来の他の電磁流量計を説明する
図。

【符号の説明】 ２１…測定管、２１ａ…テーパー部、２２ａ，２２ｂ…
電極、２３…コイル収納部、２４ａ，２４ｂ…コイル、
２５…円筒状の帰還磁路、２８…凹・凸部、３０…ハウ
ジング、３１…ハウジング本体、３２ａ，３２ｂ…環状
フランジ、３３…凹・凸部、３４、３５…Ｏリング、３
６…隙間、４１…ハウジング本体、４２ａ，４２ｂ…コ
イル，４３…円筒状の帰還磁路、４４ａ，４４ｂ…突起
状の帰還磁路、５１…ハウジング本体，５２ａ，５２ｂ
…内側リング、５３ａ，５３ｂ…アースリング、６１…
ライニング、６２ａ，６２ｂ…アースリング、６４…段
差部、７１…溝。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/58

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体である流体を通し、両端部にテ
   ーパー部を形成した円筒形の測定管と、この測定管の外
   周に対向配置された一対のコイルおよびこれらコイルの
   外周に設けられた円筒状帰還磁路を有し、前記測定管内
   に磁界を発生させる磁界発生手段と、絶縁体で形成さ
   れ、前記磁界発生手段を着脱可能に装着するとともに、
   所定部位に凹部または凸部が形成された収納手段と、両
   端部に前記収納手段の所定部位に形成された凹部または
   凸部と嵌合する凸部または凹部を設けたフランジを有
   し、前記測定管を含む前記磁界発生手段を覆う外筐と、
   前記測定管のテーパー部と前記外筐のフランジとの間に
   介挿され、前記測定管の両端面と前記フランジの内面と
   の間に所定の隙間を形成する弾性体とを備えたことを特
   徴とする電磁流量計。
2. 【請求項２】 被検出体である流体を通し、両端部にテ
   ーパー部を形成した円筒形の測定管と、この測定管の外
   周に対向配置された一対のコイルおよびこれらコイルの
   外周に設けられた円筒状帰還磁路を有し、前記測定管内
   に磁界を発生させる磁界発生手段と、絶縁体で形成さ
   れ、前記磁界発生手段を着脱可能に装着するとともに、
   所定部位に凹部または凸部が形成された収納手段と、両
   端部に前記収納手段の所定部位に形成された凹部または
   凸部と嵌合する凸部または凹部を設けたフランジを有
   し、前記測定管を含む前記磁界発生手段を覆う外筐と、
   前記測定管と前記収納手段と前記外筐のフランジとの当
   接部分に介挿された第１の弾性体と、前記測定管のテー
   パー部と前記外筐のフランジとの間に介挿され、前記測
   定管の両端面と前記フランジの内面との間に所定の隙間
   を形成する第２の弾性体とを備えたことを特徴とする電
   磁流量計。
3. 【請求項３】 被検出体である流体を通し、両端部にテ
   ーパー部を形成した円筒形の測定管と、この測定管の外
   周に対向配置された一対のコイル、これらコイルの外周
   に設けられた円筒状帰還磁路および前記各コイル中央部
   の空間部分に配置された突起状帰還磁路を有し、前記測
   定管内に磁界を発生させる磁界発生手段と、絶縁体で形
   成され、前記磁界発生手段を着脱可能に装着するととも
   に、所定部位に凹部または凸部が形成された収納手段
   と、両端部に前記収納手段の所定部位に形成された凹部
   または凸部と嵌合する凸部または凹部を設けたフランジ
   を有し、前記測定管を含む前記磁界発生手段を覆う外筐
   と、前記測定管のテーパー部と前記外筐のフランジとの
   間に介挿され、前記測定管の両端面と前記フランジの内
   面との間に所定の隙間を形成する弾性体とを備えたこと
   を特徴とする電磁流量計。
4. 【請求項４】 外筐のフランジは、前記収納手段の所定
   部位に形成された凹部または凸部と嵌合する凸部または
   凹部を設けた内側リングと、この内側リングに固定され
   たアースリングとからなることを特徴とする請求項１な
   いし３の何れか１つに記載の電磁流量計。
5. 【請求項５】 外筐のフランジが前記収納手段の所定部
   位に形成された凹部または凸部と嵌合する凸部または凹
   部を設けた内側リングおよびこの内側リングに固定され
   たアースリングとで構成されている場合、前記測定管の
   テーパー部と前記内側リングと前記アースリングとの３
   者の間に前記弾性体を介挿し、前記測定管の両端面と前
   記アースリングの内面との間に所定の隙間を形成したこ
   とを特徴とする請求項１ないし３の何れか１つに記載の
   電磁流量計。
6. 【請求項６】 被検出体である流体を通し、両端部にテ
   ーパー部を形成した円筒形の測定管と、この測定管の外
   周に対向配置された一対のコイルおよびこれらコイルの
   外周に設けられた円筒状帰還磁路を有し、前記測定管内
   に磁界を発生させる磁界発生手段と、絶縁体で形成さ
   れ、前記磁界発生手段を着脱可能に装着するとともに、
   所定部位に凹部または凸部が形成された収納手段と、両
   端部に前記収納手段の所定部位に形成された凹部または
   凸部と嵌合する凸部または凹部を設けた内側リングを有
   し、前記測定管を含む前記磁界発生手段を覆う外筐と、
   前記測定管の内面を覆うとともに前記内側リングに跨が
   るように施されたライニングと、前記測定管のテーパー
   部と前記内側リングと前記ライニングとの対峙部分に介
   挿された弾性体と、前記ライニングの端部を押さえるよ
   うに前記内側リングに固定されたアースリングとを備え
   たことを特徴とする電磁流量計。
7. 【請求項７】 測定管は、外側円周方向に配線用の溝を
   形成したことを特徴とする請求項１ないし３および６の
   何れか１つに記載の電磁流量計。
8. 【請求項８】 収納手段の測定管側に溝を形成したこと
   を特徴とする請求項１ないし３および６の何れか１つに
   記載の電磁流量計。