JP3521263B2 - コリオリ質量流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部振動の絶縁性
を向上させる事により、安定性、精度、耐振性が向上さ
れるコリオリ質量流量計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４５は、従来より一般に使用されてい
る従来例の構成説明図で、例えば、特開平６−１０９５
１２号の従来例に示されている。図において、振動チュ
ーブ１はフランジ２に、両端が取付けられている。フラ
ンジ２は管路へ振動チューブ１を取付けるためのもので
ある。

【０００３】励振器３は、振動チューブ１の中央部に設
けられている。振動検出センサ４，５は、振動チューブ
１の両側にそれぞれ設けられている。ハウジング６に
は、振動チューブ１の両端が固定されている。

【０００４】以上の構成において、振動チューブ１に測
定流体が流され、励振器３が駆動される。励振器３の振
動方向の角速度『ω』、測定流体の流速『Ｖ』（以
下『』で囲まれた記号はベクトル量を表す。）とする
と、

【０００５】Ｆｃ＝―２ｍ『ω』×『Ｖ』 のコリオリ力が働く、コリオリ力に比例した振動の振幅
を測定すれば、質量流量が測定出来る。

【０００６】図４６は、従来より一般に使用されている
他の従来例の構成説明図である。本従来例では、振動チ
ューブ１を２管式にしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４５のような一般的
な１本直管式コリオリ質量流量計では、振動チューブ１
を両端で固定しているが、限られた大きさの流量計で
は、端点を完全固定にすることはできず、わずかに振動
してしまう。

【０００８】振動が発生する理由として、以下の原因が
考えられる。内部を流体が流れる振動チューブ１を、図
４７のように変形（近似的に１次モード共振状態）させ
ると、変形によりチューブの長さが長くなるので、振動
チューブの軸方向に引っ張り応力が発生する。

【０００９】例えば、ステンレスのφ９.６×０.９１
t、４００Ｌの振動チューブ１の、中央部分を１ｍｍ変
形させると、図４７のように軸方向に、７.５kgfの大き
さの引っ張り力が発生する。

【００１０】振動チューブ１を１次の共振モードで励振
させた場合、プラスとマイナスの変形最大の時に、引っ
張り力も最大になり、変形のない基本形状の時は、引っ
張り力は最小でゼロである。

【００１１】励振振動の１周期中に、引っ張り力は最
大、最小を２回繰り返す。すなわち、振動チューブ１の
軸方向の引っ張り力は、励振周波数の２倍の周波数で発
生する。この引っ張り力による振動があると、以下のよ
うな問題が発生する。

【００１２】振動絶縁が不十分であると、 （１）Ｑ値が低くなるので、内部の振動が不安定にな
り、励振振動以外の余計な振動ノイズの影響を受けやす
くなる。 （２）励振に大きなエネルギーが必要になり、消費電力
が増加する。

【００１３】（３）設置方法や、配管応力、温度等の環
境変化や外的要因により、振動の漏れ程度も大きく変わ
り、振動チューブの振動状況も変化し、零点やスパンが
変化しやすくなる。

【００１４】すなわち、これらの環境変化や外的要因に
対し、不安定で、耐振性、精度が悪いコリオリ流量計に
なりがちである。

【００１５】一方、図４６従来例では、２本の振動チュ
ーブ１が互いに反対方向に振動することで、分岐部で力
が打ち消しあって、図４８，４９に示す如く、音叉の原
理により振動が外に漏れにくい構造となつている。しか
し、分岐点の無い振動チューブ１本の構造は取れなくな
る。

【００１６】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、内部振動の絶縁性を向上させる事
により、安定性、精度、耐振性が向上されるコリオリ質
量流量計を提供するにある。

【００１７】

【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、 （１）振動チューブ内に測定流体が流れ、該測定流体の
流れと前記振動チューブの角振動によって生じるコリオ
リ力により、該振動チューブを変形振動させるコリオリ
質量流量計において、前記振動チューブの上流側固定端
と下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸
あるいは前記振動チューブの中心軸に直交し一端がこの
振動チューブに固定され前記固定端より外部に振動が漏
れないように振動絶縁されるように構成された板状の振
動体を具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計。 （２）前記振動チューブの質量分布と形状と前記振動体
の質量分布と形状とを調整して振動系全体の重心が前記
基準軸上に配置されるようにされたことを特徴とする請
求項１記載のコリオリ質量流量計。 （３）前記振動チューブの質量分布と形状と剛性と前記
振動体の質量分布と形状と剛性と間隔とを調整して振動
系全体の重心が励振振動の振動の節の位置に配置される
ようにされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記
載のコリオリ質量流量計。 （４）前記振動チューブの質量分布と形状と剛性と、前
記振動体の質量分布と形状と剛性と間隔とを調整して定
常励振状態の前記振動チューブの両端固定部に発生する
力を前記基準軸周りのねじれ成分のみにして励振器によ
る加振力に起因する前記基準軸に直交する成分が生じ無
いようにされたことを特徴とする請求項１又は請求項２
又は請求項３記載のコリオリ質量流量計。 （５）前記上流側固定端と前記下流側固定端から等距離
の中線に線対称であって少なくとも１個の緩やかな曲部
を有し前記上流側固定端と前記下流側固定端とを結ぶ直
線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距
離の円周線上で単振動をする一本の振動チューブを具備
したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに
記載のコリオリ質量流量計。 （６）前記基準軸あるいは前記振動チューブに直交し一
端が配置された板状の振動体と、この振動体の他端に設
けられた振動検出センサとを具備したことを特徴とする
請求項１乃至請求項５の何れかに記載のコリオリ質量流
量計。 （７）前記振動チューブを２次モード以上の高次の振動
モードで励振する励振器を具備したことを特徴とする請
求項１乃至請求項６の何れかに記載のコリオリ質量流量
計。 （８）前記基準軸に平行して設けられ両端が前記振動チ
ューブの両端にそれぞれ固定支持される補償体と、この
補償体と前記振動チューブとの間に設けられた励振器と
検出器とを具備したことを特徴とする請求項１乃至請求
項７の何れかに記載のコリオリ質量流量計。 （９）前記上流側固定端と前記下流側固定端と前記補償
体との間の前記振動チューブに設けられ前記基準軸の方
向の伸縮と前記基準軸回りの回転振動を吸収する柔構造
部を具備したことを特徴とする請求項８記載のコリオリ
質量流量計。 を構成したものである。

【００１８】

【作用】以上の構成において、振動チューブに測定流体
が流され、励振器が駆動されると、コリオリ力が働く、
このコリオリ力に比例した振動の振幅を測定すれば、質
量流量が測定出来る。

【００１９】而して、振動チューブに固定され、固定端
より外部に振動が漏れないように、振動絶縁されるよう
にされた板状の振動体が設けられた。以下、実施例に基
づき詳細に説明する。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の要部
構成説明図で、請求項１と請求項２の一実施例である。
図において、図４５と同一記号の構成は同一機能を表わ
す。以下、図４５と相違部分のみ説明する。

【００２１】板状の振動体１１，１２は、振動チューブ
１の上流側固定端１３と下流側固定端１４とを結ぶ直線
を基準軸１５として、この基準軸１５、あるいは振動チ
ューブ１の中心軸に直交し、一端がこの振動チューブ１
に固定され、固定端１３，１４よりハウジング６の外部
に振動が漏れないように、振動絶縁されるように構成さ
れている。

【００２２】この場合は、振動チューブ１の質量分布と
形状と、振動体の質量分布と形状とを調整して、振動系
全体の重心が、基準軸１５上に、配置されるようにされ
ている。

【００２３】図１に示す如く、振動系は、Ｘ軸方向に関
し線対称な形状である。上流側固定端１３と下流側固定
端１４の中線１６（線対称の基準軸）に対し、振動チュ
ーブ１，振動検出センサ４，５、振動体１１，１２は、
対称な位置に存在する。

【００２４】その際、振動体１１，１２の質量及び質量
分布を調整して、振動系全体（振動チューブ１と、振動
検出センサ４，５と、励振器３と、振動体１１，１２）
の重心を基準軸１５上に配置する。

【００２５】この結果、振動チューブ１に固定され、固
定端１３，１４より外部に振動が漏れないように、振動
絶縁されるようにされた板状の振動体１１，１２が設け
られたので、以下の利点が生ずる。

【００２６】（１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外
部ノイズが加わってもその影響が相対的に少なく、振動
が安定なので、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量
計が得られる。

【００２７】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【００２８】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
変化がおこり、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【００２９】本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
ので、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が
得られる。

【００３０】また、振動系全体の重心が基準軸１５上に
あるので、 （１）外部から振動ノイズが加わったり、衝撃を受けた
場合でも、重心から離れた部分が異常振動をするなど
の、異常動作が発生し難い、コリオリ質量流量計が得ら
れる。

【００３１】（２）また、影響を受けた場合でも、振動
系全体に対称で、比較的均一に影響が出やすく、たとえ
正常な振動でなくても、上下流２点の振動を検出するこ
とで、ノイズをキャンセルすることが可能なコリオリ質
量流量計が得られる。

【００３２】結局、上記のことから、外部振動や衝撃に
対して、影響を受け難い、安定した高精度なコリオリ質
量流量計が実現出来る。

【００３３】図２は、本発明の他の実施例の要部構成説
明図で、請求項１と請求項２の他の実施例である。本実
施例において、振動チューブ１７は、上流側固定端１３
と下流側固定端１４から等距離の中線１６に線対称であ
って、少なくとも、１個の緩やかな曲部１９を有する。
この場合は、１個の緩やかな曲部１９を有する。

【００３４】板状の振動体１８は、振動チューブ１７の
上流側固定端１３と下流側固定端１４とを結ぶ直線を基
準軸１５として、この基準軸１５、あるいは、振動チュ
ーブ１７の中心軸に直交し、一端がこの振動チューブ１
７に固定され、固定端１３，１４よりハウジング６の外
部に振動が漏れないように、振動絶縁されるように構成
されている。

【００３５】この場合は、振動チューブ１７の質量分布
と形状と、振動体１８の質量分布と形状とを調整して、
振動系全体の重心が、基準軸１５上に配置されるように
されている。また、振動体１８は、中線１６の線上に１
個配置されている。

【００３６】この結果、本実施例においては、更に、 （１）測定流体流路は、流量計の入り口（インレット）
から出口（アウトレット）まで、分岐や、隙間の無い、
１本の貫通構造であるので、流速損失が少なく、詰まり
難く、洗浄しやすいコリオリ質量流量計が得られる。

【００３７】（２）完全な直管でなく、振動チューブ１
７が、非励振状態で、予め所定形状に湾曲１９されてい
れば、周囲温度変化に対して、湾曲部分１９で吸収も容
易であり、温度特性が良好なコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【００３８】一般的な曲管でもなく、完全な直管でもな
く、適度な湾曲１９を持つことで、曲管と直管の長所を
同時に実現できるコリオリ質量流量計が得られる。

【００３９】図３は本発明の他の実施例の要部構成説明
図で、請求項３の一実施例である。図４は図３の動作説
明図である。

【００４０】板状の振動体２１，２２は、振動チューブ
１の上流側固定端１３と下流側固定端１４とを結ぶ直線
を基準軸１５として、この基準軸１５、あるいは振動チ
ューブ１の中心軸に直交し、一端がこの振動チューブ１
に固定され、固定端１３，１４よりハウジング６の外部
に振動が漏れないように、振動絶縁されるように構成さ
れている。

【００４１】励振器２３、２４は、振動体２１，２２の
一端側にそれぞれ設けられている。この場合は、図４に
示す如く、振動チューブ１の質量分布と形状と剛性と、
振動体２１，２２の質量分布と形状と剛性と間隔とを調
整して、振動系全体の重心が励振振動の振動の節Ｇの位
置に配置されるようにされている。ここで、Ｄは振動チ
ューブの初期位置、Ｅは最大変形時を示す。

【００４２】この結果、振動系全体の重心が、励振振動
の振動の節の位置に配置されるように構成されたので、
振動系全体の重心が移動せず、無駄な振動がなくなり、
振動の絶縁がより高められる。このように振動絶縁が高
められることで、以下のような利点を発揮する。

【００４３】（１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外
部ノイズが加わってもその影響が相対的に少なく、振動
が安定なので、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量
計が得られる。

【００４４】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【００４５】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【００４６】本発明では、内部に振動を閉じこめやすい
のでその心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が得
られる。

【００４７】（４）また、外部から、通常受ける並進方
向のノイズや衝撃が加わわり、重心が並進運動をして
も、通常の励振振動とは異なる運動なので、モード形状
や周波数から、ノイズによる振動を区別できる。従っ
て、外部振動や衝撃に対して、影響を受け難い、安定し
た高精度なコリオリ質量流量計が得られる。

【００４８】図５は本発明の他の実施例の要部構成説明
図で、請求項３の別の一実施例である。図６，図７，図
８，図９は図５の動作説明図である。

【００４９】板状の振動体３１，３２は、振動チューブ
１７の上流側固定端１３と下流側固定端１４とを結ぶ直
線を基準軸１５として、この基準軸１５、あるいは、振
動チューブ１７の中心軸に直交し、一端がこの振動チュ
ーブ１７に固定され、固定端１３，１４よりハウジング
６の外部に振動が漏れないように、振動絶縁されるよう
に構成されている。

【００５０】この場合は、図５に示す如く、振動チュー
ブ１７の質量分布と形状と剛性と、振動体３１，３２の
質量分布と形状と剛性と間隔とを調整して、振動系全体
の重心が励振振動の振動の節Ｇの位置に配置されるよう
にされている。

【００５１】即ち振動系は、Ｘ軸方向に関し線対称な形
状である。上流側固定端１３と下流側固定端１４の中線
１６（線対称の基準軸）に対し、振動チューブ１７，振
動検出センサ４，５、振動体３１，３２は、対称な位置
に存在する。

【００５２】図６，図７，図８，図９は、図５の振動説
明図で、図５のモデルを、ビーム要素を用いた有限要素
法モーダル解析を行った結果である。図６は斜視図、図
７はＸ方向からの投影図、図８はＹ方向からの投影図、
図９はＺ方向からの投影図であり、初期状態の形状Ｄ
と、最大変形時の形状Ｅの両方がプロットされている。

【００５３】振動チューブ１７や振動体３１，３２は、
図に矢印Ｆで示したように、初期状態位置Ｄから、正の
最大変形位置Ｅまで変形し、再び初期位置Ｄに戻り、正
の最大変形ＥとＸＹ平面に対し、対称な負の最大変形に
なり、初期位置Ｄに戻る。振動系は、このような単振動
を繰り返す。

【００５４】なお、この解析は、変形量が小さいときの
線形解析であり、図６，図７，図８，図９では、分かり
やすいように、実際の変形量を拡大して表記してある。

【００５５】図５発明では、振動チューブ１７の剛性、
２つの振動体３１，３２の間隔、振動体３１，３２の形
状と質量分布とを調整することで、振動系全体（振動チ
ューブ１７と、振動検出センサ４，５と、励振器３と、
振動体３１，３２）の重心位置を、振動の節Ｇ（図７参
照）上に設置したことを特徴とする。

【００５６】振動の節Ｇの位置では、振動系はＸ軸回り
の回転成分は発生するが、位置は移動しない（Ｘ，Ｙ，
Ｚ座標は変化しない）。振動チューブ１７の形状が予め
決まっている場合は、振動体３１，３２の重量を調整す
れば、振動の節Ｇ上に振動系全体の重心を配置すること
が出来る。

【００５７】なお、振動の節Ｇの位置は、振動体３１，
３２の取り付け位置に大きく左右される。一般的に、中
央によれば（あるいは中央１本に集約すれば）、図１
０，図１１，図１２，図１３のように、振動の節ＧはＹ
軸のプラスの方向になる。

【００５８】図１４，図１５，図１６，図１７のよう
に、適度な値に調整すれば、基準軸上に振動の節Ｇを配
置することが可能である。

【００５９】これは、振動チューブ１７と振動体３１，
３２の連結点のＹ座標が大きい上に、中央付近では振動
チューブ１７は管軸回りの変形角が大きく、そこに連結
してある振動体３１，３２も大角度になるので、振動体
３１，３２とＹ軸との交差点は、Ｙ軸のプラス方向にな
るからと、考えられる。

【００６０】このような理由で、重心を基準軸１５上か
つ、振動の節Ｇ上に設置する為には、中央に１個の振動
体ではその目的を満足することはできない。上下流対称
な２つの振動体３１，３２が必要になる。

【００６１】図１８は、本発明の他の実施例の要部構成
説明図で、請求項４の一実施例である。

【００６２】振動チューブ１７の質量分布と形状と剛性
と、振動体４１，４２の質量分布と形状と剛性と間隔と
を調整して、定常励振状態の振動チューブ１７の両端固
定部１３、１４に発生する力を、記基準軸１５周りのね
じれ成分ＲＯＴＸのみにして、励振器３による加振力に
起因する、基準軸１５に直交する成分ＦＹ、ＦＺが生じ
無いようにされている。

【００６３】振動チューブ１７や振動体４１，４２は、
図中矢印Ｆで示したように、初期位置を中心に正と負の
最大変形位置まで単振動を繰り返す。

【００６４】振動チューブ１７の剛性、２つの振動体４
１，４２の間隔、振動体４１，４２の形状と質量分布を
調整すれば、定常振動状態で、チューブ両端固定部１
３、１４に発生する力に関して、基準軸１５回りのねじ
れ成分（図のＲＯＴＸ）は生じるが、励振振動に起因す
る並進方向成分（図のＦＹ、ＦＺ）が生じない状態にす
ることが可能であり、ＦＥＭ解析で確かめられた。

【００６５】この結果、定常励振状態において、振動チ
ューブ１７の両端の固定部１３，１４に、基準軸１５回
りのねじれ成分以外の、並進方向成分の力が生じないの
で、振動が外に漏れにくい。

【００６６】基準軸１５回りの回転力に対しては、振動
チューブに比べ、はるかに大きいねじり剛性（ねじり剛
性＝ＧＩ_P＝Ｇπｄ⁴／３２ 剛性は直径の４乗で効く）
を有するコリオリ質量流量計のハウジング６の存在によ
り、強固に抑えることが可能である。

【００６７】このように振動絶縁を高めることで、以下
のような利点を発揮する。 （１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外部ノイズが加
わってもその影響が相対的に少なく、振動が安定なの
で、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量計が得られ
る。

【００６８】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【００６９】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【００７０】本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
ので、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が
得られる。

【００７１】（４）また、外部から通常受ける並進方向
のノイズや衝撃が加わり、重心位置が移動しても、通常
の励振振動では無い運動なので、モード形状や周波数か
ら、ノイズによる振動を区分して、除去出来る。

【００７２】外部振動や衝撃に対して、影響が受けにく
い、安定した高精度なコリオリ質量流量計が得られる。

【００７３】図１９は、本発明の他の実施例の要部構成
説明図で、請求項５の一実施例である。図２０は図１９
の側面図、図２１，図２２，図２３は、図１９の動作説
明図である。

【００７４】振動チューブ１７は、上流側固定端１３と
下流側固定端１４から等距離の中線１６に線対称であっ
て、少なくとも１個の緩やかな曲部１９を有し、上流側
固定端１３と下流側固定端１４とを結ぶ直線を基準軸１
５として、この基準軸１５の各点からそれぞれ所定距離
の円周線上で単振動をする一本のチューブよりなる。

【００７５】なお、この場合は、上流側固定端１３と下
流側固定端１４間の距離をＬとして、基準軸１５と振動
チューブ１７間の距離をｈとすると、概ね ｈ≦０.２
Ｌを満たす形状である事が望ましい。

【００７６】励振器３は、振動チューブ１７の中央部分
に設けらている。また、振動体５１は、この場合は、一
端が振動チューブ１７の中央部分に接続され、他端が基
準軸１５を挟んで、振動チューブ１７と反対側にある。
振動検出センサ４，５は、振動チューブ１７の両側に、
それぞれ、設けられている。

【００７７】以上の構成において、図２１は、図１９の
振動チューブ１７のｂ−ｂ断面図、図２２は図１９の振
動チューブ１７のａ−ａ，ｃ−ｃ断面図、図２３は振動
チューブ１７の振動の様子を示す斜視図である。図２
１，図２２において、非励振状態の時、振動チューブ１
７はＡの位置近傍にある。

【００７８】励振状態になると、振動チューブ１７の中
心は、基準軸１５から半径Ｒ(x)離れた円周上を移動す
る。

【００７９】断面ｂ−ｂの位置では、基準軸１５から半
径Ｒ(b) 離れた円周上を、断面ａ−ａやｃ−ｃの位置で
は、基準軸１５から半径Ｒ(a) や Ｒ(c) 離れた円周上
を、Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→(繰り返し)のように振動
する。

【００８０】図２３において、Ａ，Ｂ，Ｃは図２１，図
２２の振動チューブ１７の各位置に一致する。なお、１
３，１４は固定端、１５は基準軸を示す。

【００８１】なお、振動検出と信号処理に関しては、通
常のコリオリ質量流量計と同様な処理をすれば良い。例
えば、振動検出センサ４，５で、振動のＹ成分を検出
し、２つのセンサ出力の位相差を求め、周波数補正、温
度補正等を加えて、チューブ１７の内部を流れる質量流
量を求める事が出来る。

【００８２】振動チューブ１７は、基準軸１５から等距
離にある円周面内のみでの振動なので、振動チューブ１
７の位置がどこであっても、振動チューブ１７の長さが
変わることはない。

【００８３】従って、軸方向の引っ張りの力が常に一定
である。すなわち、軸方向の力が変化することによる、
振動の漏れを無くすことができる。振動絶縁が高まるこ
とにより、流量計内部の振動が安定になり、高精度で安
定したコリオリ質量流量計を実現出来る。

【００８４】具体的には、内部振動のＱ値が高くなるの
で、振動ノイズの影響を受け難くなり、低消費電力を実
現し、振動の漏れ量の変化によるゼロ点やスパン変化を
低減できるコリオリ質量流量計が得られる。このように
振動絶縁を高めることで、以下のような利点を発揮す
る。

【００８５】この結果、 （１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外部ノイズが加
わってもその影響が相対的に少なく、振動が安定なの
で、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量計が得られ
る。

【００８６】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【００８７】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【００８８】本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
ので、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が
得られる。

【００８９】また、 （４）測定流体ＦＬ_o流路は、流量計の入り口（インレ
ット）から出口（アウトレット）まで、分岐や、隙間の
無い、１本の貫通構造であるので、流速損失の少なく、
詰まり難く、洗浄しやすいコリオリ質量流量計が得られ
る。

【００９０】（５）完全な直管でなく、振動チューブ１
７が、非励振状態で、予め所定形状に湾曲５２されてい
るので、周囲温度変化に対して、湾曲部分５２で吸収も
容易であり、温度特性が良好なコリオリ質量流量計が得
られる。

【００９１】一般的な曲管でもなく、完全な直管でもな
く、適度な湾曲を持つことで、曲管と直管の長所を同時
に実現できるコリオリ質量流量計が得られる。

【００９２】図２４は、請求項６の一実施例のＦＥＭ解
析モデルである。構成材料としてステンレス材が使用さ
れ、図２４に示す如き寸法で、シェル要素を用いて解析
を行った。

【００９３】振動チューブ１７は、上流側固定端１３と
下流側固定端１４から等距離の中線１６に線対称であっ
て、少なくとも１個の緩やかな曲部１９を有し、上流側
固定端１３と下流側固定端１４とを結ぶ直線を基準軸１
５として、この基準軸１５の各点からそれぞれ所定距離
の円周線上で単振動をする一本のチューブよりなる。

【００９４】振動体４１，４２において、基準軸１５を
はさんで、振動チューブ１７とは反対方向（図では振動
体の先端付近）に、振動検出センサ４，５を設置したこ
とを特徴とする。

【００９５】両端の固定部１３，１４に加わるＺ方向力
の総和は、振動検出センサ４，５の質量Ｍにより以下の
ように変わる。 Ｍ＝１４．５ｇで ΣFZ≒−０.８２kgf Ｍ＝１５．８ｇで ΣFZ≒ ０.０４kgf Ｍ＝１６．３ｇで、 ΣFZ≒ ０.３９kgf であり、振動体４１、４２の先端に１７．４ｇの振動検
出センサ４，５を設置したときに、両端固定端１３，１
４部に加わる力が、ほぼ無くなった。

【００９６】振動検出センサ４，５を基準軸１５をはさ
んで、振動チューブ１７とは反対方向の、振動体４１，
４２の先端付近に設置することにより、最適な位置で振
動の検出が可能になる。

【００９７】即ち、振動体４１，４２の先端に位置する
ことで、振動系の中でも、最も振幅が大きい所で振動測
定が可能になる。また、コリオリ力によって発生する位
相差も、大変大きくなる。

【００９８】実際、図５実施例と、図２４実施例（請求
項６相当）を実験で比較した結果、一例として、下記の
ようになった。

【００９９】センサ振幅／ドライブ振幅の比は、図５実
施例は０.８、図２５実施例では３.５で、４.４倍であ
る。発生位相差 < m rad >は、図５実施例は８.８、図
２５実施例では３７.５で、４.３倍である。となる。

【０１００】このように、振幅比でも、発生位相差で
も、図５実施例の場合に比較して、４倍強大きい値が観
測された。

【０１０１】この結果、 （１）測定振幅が大きければ、Ｓ／Ｎが向上する。逆
に、従来と同程度の測定振幅でよいのなら、励振力を小
さくすることが可能で、低消費電力のコリオリ質量流量
計が得られる。

【０１０２】最大振幅が小さければ、振動エネルギーも
小さく、外部への漏れも小さくなり、振動絶縁も容易に
なり、高精度で安定したコリオリ質量流量計が得られ
る。

【０１０３】（２）発生位相差が大きければ、信号変換
部分の信号処理が容易になる。すなわち、単純で安価な
信号処理回路でも、安定で高精度な性能を実現できるコ
リオリ質量流量計が得られる。

【０１０４】逆に、従来と同等の信号処理性能であれ
ば、発生位相差の小さい低流量域まで安定して測定が可
能になったり、もとから発生位相差の小さい気体の質量
流量測定が可能になるコリオリ質量流量計が得られる。

【０１０５】結局、振幅も位相差も４倍以上大きいの
で、非常に有利で、劇的な改善効果が得られる。

【０１０６】図２５、図２６、図２７，図２８は、本発
明の他の実施例の要部動作説明図で、請求項７の振動動
作説明図で、励振器３により、振動チューブ１７を２次
モード以上の高次の振動モードで励振する。図５実施例
をシェル要素を用いた有限要素法で、モーダル解析を行
った結果である。

【０１０７】図２５は斜視図、図２６は図２５のＸ方向
からの投影図、図２７は図２５のＹ方向からの投影図、
図２８は図２５のＺ方向からの投影図であり、初期状態
の形状Ｄと、最大変形時の形状Ｅの両方が示されてい
る。

【０１０８】図５実施例の３次モード共振状態で、共振
周波数は２２８Hzである。通常、自励振させると、最も
低次の振動モードが励起しやすいが、本実施例では、３
次モードが励起するように励振器３を調整して、自励振
させる。

【０１０９】なお、図５実施例における、１次モード共
振周波数は１２７Hzで、図２９、図３０、図３１，図３
２に示したような振動モード形状である。

【０１１０】図２９は斜視図、図３０は図２９のＸ方向
からの投影図、図３１は図２９のＹ方向からの投影図、
図３２は図２９のＺ方向からの投影図であり、初期状態
の形状Ｄと、最大変形時の形状Ｅの両方が示されてい
る。

【０１１１】図２９、図３０、図３１，図３２におい
て、振動系全体が＋Ｚの方向に変形している。円周振動
ではないし、励振力がもろに端部に加わるので、端部に
はＸ方向と、Ｚ方向の大きな力が加わる。

【０１１２】図５実施例における、２次モード共振周波
数は２０４Hzで、図３３、図３４、図３５、図３６に示
したような振動モード形状である。

【０１１３】図３３は斜視図、図３４は図３３のＸ方向
からの投影図、図３５は図３３のＹ方向からの投影図、
図３６は図３３のＺ方向からの投影図であり、初期状態
の形状Ｄと、最大変形時の形状Ｅの両方が示されてい
る。

【０１１４】図３３、図３４、図３５、図３６におい
て、振動チューブ１７はその中央付近でＺ方向の変形
が、プラスマイナス逆転している。チューブ１７自体の
変形量が小さいので、コリオリ力の発生も小さく、あま
り実用的な振動モードではない。

【０１１５】図５実施例における、４次モード共振周波
数は２９４Hzで、図３７、図３８、図３９、図４０に示
したような振動モード形状である。

【０１１６】図３７は斜視図、図３８は図３７のＸ方向
からの投影図、図３９は図３７のＹ方向からの投影図、
図４０は図３７のＺ方向からの投影図であり、初期状態
の形状Ｄと、最大変形時の形状Ｅの両方が示されてい
る。

【０１１７】図３７、図３８、図３９、図４０におい
て、振動チューブ１７全体がＹＺ平面上でＹ方向に上下
し、発生するコリオリ力もＹ方向である。円周振動でな
く、励振力がもろに端部１３、１４に加わるので、端部
１３、１４にはＸ方向と、Ｙ方向の大きな力が加わる。

【０１１８】このように、３次モードで励振させたと
き、測定流体ＦＬ_oが流れることにより発生するコリオ
リ力により、近似的に２次モード形状似の変形がおき
る。すなわち、３次モード励振で、２次モードのコリオ
リ変形を検出することで、質量流量を求めることが可能
になるのである。

【０１１９】この結果、２次、３次あるいは、それ以上
の高次モードで励振することで、以下のような利点があ
る。 （１）励振周波数を高めに設定しやすい。低周波数での
振動では、フィールドの振動ノイズを受け易いのに対
し、高周波数励振では、振動ノイズの影響を受けにく
い、コリオリ質量流量計が得られる。

【０１２０】（２）励振モードと、コリオリ力によって
発生する振動モードの共振周波数を近づけることができ
る。図５実施例では、駆動周波数は２２８Hz、コリオリ
近似モードは２０４Hzと近いので、

【０１２１】下式より、P＝1.117, Q=1000 とすると、動
倍率Ｇ＝4.0と大きくなり、発生位相差も大きい。 ただし、動倍率Ｇ＝（１−Ｐ²）／（（１−Ｐ²）²＋
（Ｐ／Ｑ）） Ｐ＝（駆動周波数）／（コリオリ近似モードの共振周波
数）

【０１２２】（３）発生位相差が大きければ、信号変換
部の信号処理が容易になる。すなわち、単純で安価な信
号処理回路でも、安定で高精度な性能を実現できるコリ
オリ質量流量計が得られる。

【０１２３】逆に、従来と同等の信号処理性能であれ
ば、発生位相差の小さい低流量域まで安定して測定が可
能になったり、もとから発生位相差の小さい気体の質量
流量測定が可能になるコリオリ質量流量計が得られる。

【０１２４】図４１、図４２、図４３は、本発明の他の
実施例の要部構成説明図で、請求項８の一実施例であ
る。図４１は正面図、図４２は図４１の平面図、図４３
は図４１の側面図である。

【０１２５】補償体６３は、ハウジング６の内部に設け
られている。補償体６３内には、、振動チューブ１７
と、励振器３と、振動検出センサ４，５とが設置されい
ている。

【０１２６】この場合は、励振器３と振動検出センサ
４，５として、コイル３０１，４０１，５０１とマグネ
ット３０２，４０２，５０２とを用いた例が、示されて
いる。補償体６３は、基準軸１５に平行して設けられ、
平行方向に長く、両端が振動チューブ１７の両端に、そ
れぞれ固定支持されている。

【０１２７】以上の構成において、図４３に示す如く、
励振器３が作動している時、Ｆ₁とＦ₂の力で、コイル３
０１とマグネット３０２が反発する。その力により、振
動チューブ１７と振動体６１，６２とは、Ｔ_1, Ｔ₃のよ
うに基準軸１５付近を中心に、図４３で右回りの方向に
回転する。

【０１２８】一方、補償体６３は、その反力でＴ₂、Ｔ₄
のように、振動チューブ１７や振動体６１，６２とは
逆回りの左回りに回転する。

【０１２９】振動チューブ１７と補償体６３とは繋がっ
ているので、その結合部である固定端１３，１４では、
右回りの力と、左回りの力が打ち消し合い、このような
軸回りの成分を減じる効果がある。補償体６３外部に、
基準軸１５回りの回転成分を、漏らさなくすることがで
きる。

【０１３０】この結果、ハウジング６内に、補償体６３
が設置されたので、振動チューブ１７、振動体６１，６
２、振動検出センサ４，５と補償体６３とは、励振器３
を介して、互いに逆方向に力が働き、基準軸１５を中心
にした、逆回転の振動が発生する。

【０１３１】振動チューブ１７と補償体６３とが結合し
ている固定端１３，１４で、逆方向に力が働き合い、互
いに打ち消し合って、振動の節を形成する。並進方向成
分だけでなく、基準軸１５回りの回転成分も抑えること
ができるので、より一層振動絶縁性を高めることができ
る。

【０１３２】このように振動絶縁を高めることで、以下
のような利点を発揮する。 （１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外部ノイズが加
わってもその影響が相対的に少なく、振動が安定なの
で、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量計が得られ
る。

【０１３３】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【０１３４】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部
の振動系に影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしま
う。本発明では、内部に振動を閉じ込めやすいので、そ
の心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が得られ
る。

【０１３５】（４）外部から応力が加わっても、補償体
６３で支えることで、内部の振動は安定した励振を続け
ることが出来る すなわち、配管応力や熱応力の影響を受けにくい、安定
して高精度なコリオリ質量流量計が得られる。

【０１３６】図４４は、本発明の他の実施例の要部構成
説明図で、請求項９の一実施例を示す。本実施例におい
ては、基準軸１５の方向の伸縮と、基準軸１５回りの回
転振動とを吸収する柔構造部７１が、上流側固定端１３
と下流側固定端１４と、補償体６３との間の、振動チュ
ーブ１７に設けられている。

【０１３７】この結果、柔構造部７１が、上流側固定端
１３と下流側固定端１４と、補償体６３との間の、振動
チューブ１７に設けられたので、 （１）熱膨張を吸収することが可能になり、広い温度範
囲で安定して高精度で測定が可能なコリオリ質量流量計
が得られる。

【０１３８】（２）配管応力が加わった場合でも、柔構
造部７１で吸収出来、内部まで影響を及ぼさず、安定し
て高精度なコリオリ質量流量計が得られる。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、振動チューブに固定され固定端より外部に振
動が漏れないように振動絶縁されるようにされた板状の
振動体が設けられたので、以下の利点が生ずる。

【０１４０】（１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外
部ノイズが加わってもその影響が相対的に少なく、振動
が安定なので、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量
計が得られる。

【０１４１】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【０１４２】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
変化がおこり、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【０１４３】本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
ので、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が
得られる。

【０１４４】本発明の請求項２によれば、振動系全体の
重心が基準軸上にあるので、 （１）外部から振動ノイズが加わったり、衝撃を受けた
場合でも、基準軸から離れた場所に振動系の重心がある
と、異常振動を起こし易い。しかし、振動系全体の重心
が基準軸上にあるので、異常動作が発生し難い、コリオ
リ質量流量計が得られる。

【０１４５】（２）また、影響を受けた場合でも、振動
系全体に対称で、比較的均一に影響が出やすく、たとえ
正常な振動でなくても、上下流２点の振動を検出するこ
とで、ノイズをキャンセルすることが可能なコリオリ質
量流量計が得られる。

【０１４６】結局、上記のことから、外部振動や衝撃に
対して、影響を受け難い、安定した高精度なコリオリ質
量流量計が実現出来る。

【０１４７】本発明の請求項３によれば、振動系全体の
重心が移動しないので、無駄な振動がなくなり、振動の
絶縁がより高められる。このように振動絶縁を高めるこ
とで、以下のような利点が得られる。

【０１４８】（１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外
部ノイズが加わっても、その影響が相対的に少なく、振
動が安定なので、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流
量計が得られる。

【０１４９】（２）少ないエネルギで安定した励振が実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【０１５０】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【０１５１】本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
のでその心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が得
られる。

【０１５２】（４）外部から、通常受ける並進方向のノ
イズや衝撃が加わわり、重心が並進運動をしても、通常
の励振振動とは異なる運動なので、モード形状や周波数
から、ノイズによる振動を区別して、除去出来る。

【０１５３】従って、外部振動や衝撃に対して、影響を
受けにくい、安定した高精度なコリオリ質量流量計が得
られる。

【０１５４】本発明の請求項４によれば、定常励振状態
において、振動チューブの両端の固定部に、基準軸回り
のねじれ成分以外の、並進方向成分の力が生じないの
で、振動が外に漏れにくい。

【０１５５】基準軸回りの回転力に対しては、振動チュ
ーブに比べ、はるかに大きいねじり剛性（ねじり剛性＝
ＧＩ_P＝Ｇπｄ⁴／３２、剛性は直径の４乗で効く）を有
する、コリオリ質量流量計のハウジングの存在により、
強固に抑えることが可能である。

【０１５６】このように振動絶縁を高めることで、以下
のような利点を発揮する。 （１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外部ノイズが加
わってもその影響が相対的に少なく、振動が安定なの
で、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量計が得られ
る。

【０１５７】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【０１５８】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
振動チューブの上下流で、散逸量のバランスが崩れる
と、内部の振動系に影響が及び、ゼロ点やスパンが変動
してしまう。本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
ので、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が
得られる。

【０１５９】本発明の請求項５によれば、振動チューブ
は、基準軸から等距離にある円周面内のみでの振動なの
で、振動チューブの位置がどこであっても、振動チュー
ブの長さが変わることはない。

【０１６０】従って、軸方向の引っ張りの力が常に一定
である。すなわち、軸方向の力が変化することによる、
振動の漏れを、無くすことができる。振動絶縁が高まる
ことにより、流量計内部の振動が安定になり、高精度で
安定したコリオリ質量流量計を実現出来る。

【０１６１】具体的には、内部振動のＱ値が高くなるの
で、振動ノイズの影響を受け難くなり、低消費電力を実
現し、振動の漏れ量の変化によるゼロ点やスパン変化を
低減できるコリオリ質量流量計が得られる。このように
振動絶縁を高めることで、以下のような利点を発揮す
る。

【０１６２】この結果、 （１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外部ノイズが加
わってもその影響が相対的に少なく、振動が安定なの
で、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量計が得られ
る。

【０１６３】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【０１６４】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【０１６５】本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
ので、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が
得られる。

【０１６６】また、 （４）測定流体流路は、流量計の入り口（インレット）
から出口（アウトレット）まで、分岐や、隙間の無い、
１本の貫通構造であるので、流速損失の少なく、詰まり
難く、洗浄しやすいコリオリ質量流量計が得られる。

【０１６７】（５）完全な直管でなく、振動チューブ
が、非励振状態で、予め所定形状に湾曲されているの
で、周囲温度変化に対して、湾曲部分で吸収も容易であ
り、温度特性が良好なコリオリ質量流量計が得られる。

【０１６８】一般的な曲管でもなく、完全な直管でもな
く、適度な湾曲を持つことで、曲管と直管の長所を同時
に実現できるコリオリ質量流量計が得られる。

【０１６９】本発明の請求項６によれば、振動検出セン
サを、基準軸をはさんで、振動チューブとは反対方向の
振動体の先端付近に設置することにより、最適な位置で
振動の検出が可能になる。

【０１７０】即ち、振動体の先端に位置することで、振
動系の中でも、最も振幅が大きい所で振動測定が可能に
なる。

【０１７１】実際、図５実施例と、図２４実施例（請求
項６相当）を実験で比較した結果、一例として、下記の
ようになった。

【０１７２】センサ振幅／ドライブ振幅の比は、図５実
施例は０.８、図２５実施例では３.５で、４.４倍であ
る。発生位相差 < m rad >は、図５実施例は８.８、図
２５実施例では３７.５で、４.３倍である。となる。

【０１７３】このように、振幅比でも、発生位相差で
も、図５実施例の場合に比較して、４倍強大きい値が観
測された。

【０１７４】この結果、このように、振動絶縁を高める
ことで、以下のような利点を、発揮する。

【０１７５】（１）測定振幅が大きければ、Ｓ／Ｎが向
上する。逆に、従来と同程度の測定振幅でよいのなら、
励振力を小さくすることが可能で、低消費電力のコリオ
リ質量流量計が得られる。

【０１７６】最大振幅が小さければ、振動エネルギーも
小さく、外部への漏れも小さくなり、振動絶縁も容易に
なり、高精度で安定したコリオリ質量流量計が得られ
る。

【０１７７】（２）発生位相差が大きければ、信号変換
部分の信号処理が容易になる。すなわち、単純で安価な
信号処理回路でも、安定で高精度な性能を実現できるコ
リオリ質量流量計が得られる。

【０１７８】逆に、従来と同等の信号処理性能であれ
ば、発生位相差の小さい低流量域まで安定して測定が可
能になったり、もとから発生位相差の小さい気体の質量
流量測定が可能になるコリオリ質量流量計が得られる。

【０１７９】結局、振幅も位相差も４倍以上大きいの
で、非常に有利で、劇的な改善効果が得られる。

【０１８０】本発明の請求項７によれば、２次、３次あ
るいは、それ以上の高次モードで励振することで、以下
のような利点がある。

【０１８１】（１）励振周波数を高めに設定しやすい。
低周波数での振動では、フィールドの振動ノイズを受け
易いのに対し、高周波数励振では、振動ノイズの影響を
受けにくい、コリオリ質量流量計が得られる。

【０１８２】（２）励振モードと、コリオリ力によって
発生する振動モードの共振周波数を近づけることが出来
る。発生位相差も大きい。

【０１８３】（３）発生位相差が大きければ、信号変換
部の信号処理が容易になる。すなわち、単純で安価な信
号処理回路でも、安定で高精度な性能を実現できるコリ
オリ質量流量計が得られる。

【０１８４】逆に、従来と同等の信号処理性能であれ
ば、発生位相差の小さい低流量域まで安定して測定が可
能になったり、もとから発生位相差の小さい気体の質量
流量測定が可能になるコリオリ質量流量計が得られる。

【０１８５】本発明の請求項８によれば、ハウジング内
に補償体が設置されたので、振動チューブ、振動体、振
動検出センサと補償体とは、励振器を介して、互いに逆
方向に力が働き、基準軸を中心にした、逆回転の振動が
発生する。

【０１８６】振動チューブと補償体とが結合している固
定端で、逆方向に力が働き合い、互いに打ち消し合っ
て、振動の節を形成する。並進方向成分だけでなく、基
準軸回りの回転成分も抑えることができるので、より一
層振動絶縁性を高めることができる。

【０１８７】このように振動絶縁を高めることで、以下
のような利点を発揮する。 （１）内部振動系は高Ｑ値を実現でき、外部ノイズが加
わってもその影響が相対的に少なく、振動が安定なの
で、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量計が得られ
る。

【０１８８】（２）少ないエネルギで安定した励振を実
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。

【０１８９】（３）外部への振動エネルギの散逸量が変
化したり、外部に逃げた振動が再び内部に加わったり、
上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部の振動系に
影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしまう。

【０１９０】本発明では、内部に振動を閉じ込めやすい
ので、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が
得られる。

【０１９１】（４）外部から応力が加わっても、補償体
で支えることで、内部の振動は安定した励振を続けるこ
とが出来る すなわち、配管応力や熱応力の影響を受けにくい安定し
て高精度なコリオリ質量流量計が得られる。

【０１９２】本発明の請求項９によれば、柔構造部が、
上流側固定端と下流側固定端と、補償体との間の、振動
チューブに設けられたので、

【０１９３】（１）熱膨張を吸収することが可能にな
り、広い温度範囲で安定して高精度で測定が可能なコリ
オリ質量流量計が得られる。

【０１９４】（２）配管応力が加わった場合でも、柔構
造部で吸収出来、内部まで影響を及ぼさず、安定して高
精度なコリオリ質量流量計が得られる。

【０１９５】従って、本発明によれば、内部振動の絶縁
性を向上させる事により、安定性、精度、耐振性が向上
されるコリオリ質量流量計を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図４】図３の動作説明図である。

【図５】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図６】図５の動作説明斜視図である。

【図７】図５の動作説明図で、Ｘ方向からの投影図であ
る。

【図８】図５の動作説明図で、Ｙ方向からの投影図であ
る。

【図９】図５の動作説明図で、Ｚ方向からの投影図であ
る。

【図１０】図５の動作説明斜視図である。

【図１１】図５の動作説明図で、Ｘ方向からの投影図で
ある。

【図１２】図５の動作説明図で、Ｙ方向からの投影図で
ある。

【図１３】図５の動作説明図で、Ｚ方向からの投影図で
ある。

【図１４】図５の動作説明斜視図である。

【図１５】図５の動作説明図で、Ｘ方向からの投影図で
ある。

【図１６】図５の動作説明図で、Ｙ方向からの投影図で
ある。

【図１７】図５の動作説明図で、Ｚ方向からの投影図で
ある。

【図１８】本発明の他の実施例の要部構成説明図であ
る。

【図１９】本発明の他の実施例の要部構成説明図であ
る。

【図２０】図１９の側面図である。

【図２１】図１９の動作説明図である。

【図２２】図１９の動作説明図である。

【図２３】図１９の動作説明図である。

【図２４】本発明の他の実施例のＦＥＭ解析モデルであ
る。

【図２５】本発明の他の実施例の動作説明斜視図であ
る。

【図２６】図２５のＸ方向からの投影図である。

【図２７】図２５のＹ方向からの投影図である。

【図２８】図２５のＺ方向からの投影図である。

【図２９】図５の１次モードの動作説明斜視図である。

【図３０】図２９のＸ方向からの投影図である。

【図３１】図２９のＹ方向からの投影図である。

【図３２】図２９のＺ方向からの投影図である。

【図３３】図５の２次モードの動作説明斜視図である。

【図３４】図３３のＸ方向からの投影図である。

【図３５】図３３のＹ方向からの投影図である。

【図３６】図３３のＺ方向からの投影図である。

【図３７】図５の４次モードの動作説明斜視図である。

【図３８】図３７のＸ方向からの投影図である。

【図３９】図３７のＹ方向からの投影図である。

【図４０】図３７のＺ方向からの投影図である。

【図４１】本発明の他の実施例の要部構成説明図であ
る。

【図４２】図４１の平面図である。

【図４３】図４１の側面図である。

【図４４】本発明の他の実施例の要部構成説明図であ
る。

【図４５】従来より一般に使用されている従来例の構成
説明図である。

【図４６】従来より一般に使用されている他の従来例の
構成説明図である。

【図４７】図４５の動作説明図である。

【図４８】図４６の動作説明図である。

【図４９】図４６の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 振動チューブ ２ フランジ ３ 励振器 ４ 振動検出センサ ５ 振動検出センサ ５０１ コイル ５０２ マグネット ６ ハウジング １１ 振動体 １２ 振動体 １３ 上流側固定端 １４ 下流側固定端 １５ 基準軸 １６ 中線 １７ 振動チューブ １８ 振動体 １９ 緩やかな曲部 ２１ 振動体 ２２ 振動体 ２３ 励振器 ２４ 励振器 ３１ 振動体 ３２ 振動体 ４１ 振動体 ４２ 振動体 ５１ 振動体 ６１ 振動体 ６２ 振動体 ６３ 補償体 ７１ 柔構造部 ３０１ コイル ３０２ マグネット ４０１ コイル ４０２ マグネット ５０１ コイル ５０２ マグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/00 - 9/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動チューブ内に測定流体が流れ、該測定
   流体の流れと前記振動チューブの角振動によって生じる
   コリオリ力により、該振動チューブを変形振動させるコ
   リオリ質量流量計において、 前記振動チューブの上流側固定端と下流側固定端とを結
   ぶ直線を基準軸としてこの基準軸あるいは前記振動チュ
   ーブの中心軸に直交し一端がこの振動チューブに固定さ
   れ前記固定端より外部に振動が漏れないように振動絶縁
   されるように構成された板状の振動体を具備したことを
   特徴とするコリオリ質量流量計。
2. 【請求項２】前記振動チューブの質量分布と形状と前記
   振動体の質量分布と形状とを調整して振動系全体の重心
   が前記基準軸上に配置されるようにされたことを特徴と
   する請求項１記載のコリオリ質量流量計。
3. 【請求項３】前記振動チューブの質量分布と形状と剛性
   と前記振動体の質量分布と形状と剛性と間隔とを調整し
   て振動系全体の重心が励振振動の振動の節の位置に配置
   されるようにされたことを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載のコリオリ質量流量計。
4. 【請求項４】前記振動チューブの質量分布と形状と剛性
   と、前記振動体の質量分布と形状と剛性と間隔とを調整
   して定常励振状態の前記振動チューブの両端固定部に発
   生する力を前記基準軸周りのねじれ成分のみにして励振
   器による加振力に起因する前記基準軸に直交する成分が
   生じ無いようにされたことを特徴とする請求項１又は請
   求項２又は請求項３記載のコリオリ質量流量計。
5. 【請求項５】前記上流側固定端と前記下流側固定端から
   等距離の中線に線対称であって少なくとも１個の緩やか
   な曲部を有し前記上流側固定端と前記下流側固定端とを
   結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ
   所定距離の円周線上で単振動をする一本の振動チューブ
   を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何
   れかに記載のコリオリ質量流量計。
6. 【請求項６】前記基準軸あるいは前記振動チューブに直
   交し一端が配置された板状の振動体と、 この振動体の他端に設けられた振動検出センサとを具備
   したことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに
   記載のコリオリ質量流量計。
7. 【請求項７】前記振動チューブを２次モード以上の高次
   の振動モードで励振する励振器を具備したことを特徴と
   する請求項１乃至請求項６の何れかに記載のコリオリ質
   量流量計。
8. 【請求項８】前記基準軸に平行して設けられ両端が前記
   振動チューブの両端にそれぞれ固定支持される補償体
   と、 この補償体と前記振動チューブとの間に設けられた励振
   器と検出器とを具備したことを特徴とする請求項１乃至
   請求項７の何れかに記載のコリオリ質量流量計。
9. 【請求項９】前記上流側固定端と前記下流側固定端と前
   記補償体との間の前記振動チューブに設けられ前記基準
   軸の方向の伸縮と前記基準軸回りの回転振動を吸収する
   柔構造部を具備したことを特徴とする請求項８記載のコ
   リオリ質量流量計。