JP6413681B2

JP6413681B2 - 電磁流量計

Info

Publication number: JP6413681B2
Application number: JP2014232359A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　弘一; 弘一佐藤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: JP2016095257A

Description

本発明は、電磁流量計に関し、詳しくは、コイルとコアとリターンコアで形成される磁気回路の改良に関する。

図４は従来の電磁流量計の一例を示す構成説明図であり、（Ａ）は全体の斜視図、（Ｂ）は全体の分解図、（Ｃ）はコイル部分の分解図である。図４において、流体が流れるパイプ１の内周面には絶縁物よりなるライニング２が施され、パイプ１の直径方向に対向する管壁には流体の流速に比例した起電力をピックアップするための一対の検出電極部３が設けられている。

パイプ１の外周には、パイプ１の外周に沿うように鞍形に形成されパイプ１の内部を流れる流体の流れ方向および検出電極部３と直交して流体を励磁する一対の励磁コイル４が対向して設けられている。パイプ１の外周上面には、取付部として機能する２個の突起体１ａ、１ｂが設けられている。

励磁コイル４は、コア４１とコイル４２とリターンコア４３とで構成される。

コア４１は、パイプ１の外周面に密着するように円弧状に湾曲形成されていて、中央部分にはパイプ１の外周上面に設けられている２個の突起体１ａ、１ｂを挿入するための取付穴４１ａ、４１ｂが設けられている。

コイル４２は、中央部分に矩形の窓部４２ａが形成されるようにほぼ矩形に巻回されるとともに、パイプ１の外周に沿うように鞍形に成形されている。

リターンコア４３は、コア４１とコイル４２を積層した状態で包み込むように連結辺４３ａと左右の側辺４３ｂ、４３ｃとでほぼＭ字形に形成されたものであり、コイル４２の外周において帰還磁路を構成する。なお、連結辺４３ａにも、コア４１の取付穴４１ａ、４１ｂと重なるように取付穴４３ｄ、４３ｅが設けられている。

励磁コイル４は、コア４１とコイル４２とリターンコア４３を（Ｂ）および（Ｃ）に示すように組み合わせることにより構成される。まず、コア４１の取付穴４１ａ、４１ｂにパイプ１の外周上面に設けられている２個の突起体１ａ、１ｂを挿入してコア４１をパイプ１に取り付ける。

その後、コア４１にコイル４２を積層してさらにリターンコア４３を重ね合わせ、これらコイル４２とリターンコア４３をパイプ１の外周面に押し付けるようにしてリターンコア４３をねじ止めにより固定する。

非特許文献１には、電磁流量計の原理や具体的な構成が記載されている。

吉川修、外５名、「新電磁流量計 ADMAG AXFシリーズ」、横河技報、横河電機株式会社、２００４年１月２０日、Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．１（２００４年）ｐ．１９−２５

ところで、このような電磁流量計の磁気回路を構成するコア４１とコイル４２とリターンコア４３は、パイプ１の外周に取り付けられる前の段階では、それぞれが個別に分離独立した単体の部品である。

このため、これら複数の部品をパイプ１の外周に取り付けて磁気回路を構成するのにあたっては、これら複数の部品をパイプ１の外周に取り付ける前段階で、パイプ１の外周に取り付け可能な所定の状態に組み付ける作業工数が必要になる。

また、これら複数の部品をパイプ１の外周に取り付け可能な所定の状態に組み付ける前の部品状態での保管にあたっては、部品点数分だけ保管管理のためのスペースと作業工数が発生することになる。

さらに、個別に分離独立した単体の部品であるコア４１とコイル４２とリターンコア４３を順次パイプ１の外周に取り付けて励磁コイル４として一体化していることから、たとえば水撃などの衝撃が励磁コイル４に加わると、パイプ１の外周に取り付けられているコイル４２の取付位置が変動し、流量の測定値が不安定になってしまうこともある。

本発明は、これらの課題を解決するものであって、その目的は、部品の組み付け工数や管理工数を削減でき、安定した流量測定値が得られる電磁流量計を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
パイプの内部を流れる流体を励磁する励磁コイルがパイプの外周に設けられた電磁流量計において、
前記励磁コイルは、
前記パイプの外周面に密着するように円弧状に形成されたコアと、前記パイプの外周に沿うように鞍形に形成されたコイルと、これらコアとコイルが組み付けられて一体化され前記パイプの外周に固着されるリターンコアとで構成され、
前記コアには前記コイルの取付位置を設定する位置決め部である折り曲げ辺が設けられており、
前記折り曲げ辺の中央部の一部分から切り出された爪部が、前記リターンコアに設けられたくぼみ部に係止されていることで前記コアと前記リターンコアとが前記コイルを挟んだ状態で互いに一体化されていることを特徴とする。

これらにより、部品の組み付け工数や管理工数を削減でき、安定した流量測定値が得られる電磁流量計が実現できる。

本発明の一実施例を示す構成説明図である。図１のデータリンク部２０１の動作例を説明するフローチャートである。管路の異常個所を示す３ＤＣＡＤデータの表示例図である。従来の電磁流量計の一例を示す構成説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、図４と共通する部分には同一の符号を付けている。図１において、（Ａ）は全体の斜視図、（Ｂ）は全体の分解図、（Ｃ）は本発明に基づく励磁コイルの斜視図、（Ｄ）は本発明に基づくコアの斜視図である。

パイプ１の外周には、パイプ１の外周に沿うように鞍形に形成されパイプ１の内部を流れる流体の流れ方向および検出電極部３と直交して流体を励磁する一対の励磁コイル５が対向して設けられている。

励磁コイル５は、（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、コア５１とコイル５２を積層した状態でパイプ１の外周面に押し付けるようにしてリターンコア５３を介してねじ止めにより固定される。

コア５１は、（Ｄ）に示すように、図４のコア４１と同様にパイプ１の外周面に密着するように円弧状に湾曲形成された主平面５１ａと、主平面５１ａの長手方向に沿った両側の側辺が対向するように円弧状の湾曲凸面の方向にＬ字形に折り曲げられた折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃと、折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃの中央部の一部分から切り出されて主平面５１ａ側に折り曲げ可能な爪部５１ｄ、５１ｅとで構成されている。

ここで、折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃは、鞍形に形成されたコイル５２の窓部５２ａの長手方向の内壁に沿って嵌め合うように形成されている。

コイル５２とリターンコア５３は図４のコイル４２とリターンコア４３と同一形状に形成されている。

これらコア５１とコイル５２とリターンコア５３を、（Ｃ）に示すような励磁コイル５として組み付けて一体化する手順を説明する。

まずはじめに、折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃに形成された爪部５１ｄ、５１ｅが主平面５１ａ側に折り曲げられていない状態のコア５１の折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃを、コイル５２の窓部５２ａに嵌め合わせる。

これにより、コイル５２は、円弧状に湾曲形成されたコア５１の主平面５１ａに密着し安定した状態で支持される。

次に、コイル５２が密着し安定した状態で支持されているコア５１の主平面５１ａに、ほぼコの字形に形成されたリターンコア５３の連結辺５３ａを重ね合わせる。

そして、（Ｃ）に示すように、爪部５１ｄ、５１ｅを折り曲げて、コア５１の主平面５１ａに重ね合わされたリターンコア５３の連結辺５３ａを主平面５１ａに固着する。

図２はコア５１とリターンコア５３の固着状態を示す説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はコア５１の部分断面図、（Ｃ）は（Ａ）の部分断面図である。

コア５１は、爪部５１ｄ、５１ｅで抱え込むようにしてリターンコア５３を固定する。コア５１にリターンコア５３を組み込むときは、コア５１の折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃを広げるようにして爪部５１ｄ、５１ｅをリターンコア５３の上面に係止させる。

図２の実施例では、コア５１の主平面５１ａとリターンコア５３の連結辺５３ａとの重ね合わせ部分に設けられている面取加工が施された取付穴５３ｄ、５３ｅの面取部分のくぼみ部に爪部５１ｄ、５１ｅを係止させているが、取付穴の面取部に限るものではなく、リターンコア５３になんらかのくぼみ部を設けてコア５１の爪部５１ｄ、５１ｅを係止させればよい。

このように、リターンコア５３のくぼみ部に爪部５１ｄ、５１ｅを係止させることによって機械的にも安定した位置決めが実現でき、固定後も横ずれを生じることはない。

また、コア５１の折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃがコイル５２の動きを拘束することから、水撃などの衝撃が流量計に加わったとしてもコイル５２がぐらつくことを防止でき、安定した流量測定信号が得られる。

さらに、磁束が集まってくる場所にコア５１の折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃのような磁性材の曲げ部を設けることで磁束の漏れが抑制されるので、磁気回路全体としての効率アップが期待できる。

なお、上記実施例では、コア５１の爪部５１ｄ、５１ｅでリターンコア５３を抱え込むようにして固定する例について説明したが、爪部に限るものではなく、たとえば図３に示すような半球状の突起部５１ｆ、５１ｇであってもよい。

また、爪部を設けるのはコア５１側に限るものではなく、たとえばリターンコア５３であってもよい。
たとえば、爪をひっかける場所をコアに持たせる必要がある。

また、爪部は２つ以上であってもよく、たとえば４か所に設けてもよい。

また、実施例のコア５１は矩形状の折り曲げ辺５１ｂ、５１ｃについて示したが、その形状や大きさは実施例に限るものではない。

また、コア５１は矩形である必要はなく、対向する折り曲げ辺が性能に影響を与えない範囲であれば対称である必要はない。

以上説明したように、本発明によれば、部品の組み付け工数や管理工数を削減でき、安定した流量測定値が得られる電磁流量計を実現できる。

１パイプ
３検出電極部
５励磁コイル
５１コア
５２コイル
５３リターンコア

Claims

パイプの内部を流れる流体を励磁する励磁コイルがパイプの外周に設けられた電磁流量計において、
前記励磁コイルは、
前記パイプの外周面に密着するように円弧状に形成されたコアと、前記パイプの外周に沿うように鞍形に形成されたコイルと、これらコアとコイルが組み付けられて一体化され前記パイプの外周に固着されるリターンコアとで構成され、
前記コアには前記コイルの取付位置を設定する位置決め部である折り曲げ辺が設けられており、
前記折り曲げ辺の中央部の一部分から切り出された爪部が、前記リターンコアに設けられたくぼみ部に係止されていることで前記コアと前記リターンコアとが前記コイルを挟んだ状態で互いに一体化されていることを特徴とする電磁流量計。