JP2008215867A - 羽根車式流量計 - Google Patents
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Abstract
【課題】 羽根車のシャフトが軸受穴に入っているのを目視で確認しながら組み立てることができる羽根車式流量計の提供。
【解決手段】 管状のハウジング4と、このハウジング4内に回転自在に収容される羽根車5と、この羽根車5の回転を検出するセンサとを備える。ハウジング4は、互いに接続される第一ハウジング10と第二ハウジング11とから構成される。各ハウジング10,11の中空穴12,13には、それぞれ軸受30が保持されている。羽根車5のシャフト34は、一端部が第一ハウジング10の軸受30に保持された状態で、他端部が第一ハウジング10の開口から突出する。第二ハウジング11の軸受30は、その端面を第二ハウジング11の開口から突出して配置される。第二ハウジング11の軸受30への羽根車5のシャフト34他端部の保持を確認しながら、両ハウジング10,11を接続できる。
【選択図】 図4
【解決手段】 管状のハウジング4と、このハウジング4内に回転自在に収容される羽根車5と、この羽根車5の回転を検出するセンサとを備える。ハウジング4は、互いに接続される第一ハウジング10と第二ハウジング11とから構成される。各ハウジング10,11の中空穴12,13には、それぞれ軸受30が保持されている。羽根車5のシャフト34は、一端部が第一ハウジング10の軸受30に保持された状態で、他端部が第一ハウジング10の開口から突出する。第二ハウジング11の軸受30は、その端面を第二ハウジング11の開口から突出して配置される。第二ハウジング11の軸受30への羽根車5のシャフト34他端部の保持を確認しながら、両ハウジング10,11を接続できる。
【選択図】 図4
Description
この発明は、流量(流速)を計測するための流量計に関するものである。特に、被計測流体の流れにより羽根車を回転させ、その羽根車の回転により流量を計測する羽根車式流量計に関するものである。
羽根車式流量計は、下記各特許文献に開示されるように、管状のハウジング内に、羽根車が回転自在に設けられて構成される。下記特許文献1に記載の発明では、羽根車は、ハウジングの管端の開口部から設けられる一方、羽根車の回転を検出するセンサは、ハウジングの周側壁に形成した半径方向内側への凹部に設けられる。また、下記特許文献2に記載の発明では、ハウジングの周側壁に開口部を設け、その開口部を塞ぐ部材に、羽根車やセンサを設けている。
特開2002−39818号公報
特開2005−321214号公報
しかしながら、前記特許文献1に記載の発明では、ハウジングに羽根車を組み付ける際、羽根車のシャフトが軸受穴に無理なく確実に入っているのを目視で確認しながら組み立てることはできなかった。そのため、部品同士が干渉して、部品を傷付けたり、羽根車の円滑な回転が阻害されたりするおそれがあった。
また、流量計のメンテナンスは、羽根車が設けられたハウジング内のメンテナンスと、センサが設けられたハウジング外のメンテナンスとに分けられるが、従来の構成では、そのいずれか一方のメンテナンスのみを簡易に行うことは考慮されていなかった。
この発明が解決しようとする課題は、流量計を組み立てる際に、シャフト先端が軸受穴に入っているのを目視で確認しながら組み立てることができ、シャフトなどの損傷を防止することにある。また、ハウジング内のメンテナンスと、ハウジング外のメンテナンスとを、個別に簡易に行うことを課題とする。好ましくは、流量を表示する表示器が付設された流量計において、表示器を取り外したり分解したりすることなく流量計本体の分解を可能とし、また逆に、流量計を配管したままでセンサや表示器を取替可能として、メンテナンス性を向上することを課題とする。
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、流体が通されるハウジング内に羽根車が回転自在に収容され、その羽根車の回転をセンサにより検出する羽根車式流量計において、前記ハウジングは、互いに組み立てられる第一ハウジングと第二ハウジングとを有して構成され、前記羽根車は、一端部が前記第一ハウジング内に回転自在に保持された状態で、他端部が前記第二ハウジングとの接続開口から突出して設けられ、この突出部を回転自在に保持する部分が、前記第二ハウジングに突出して設けられたことを特徴とする羽根車式流量計である。
請求項1に記載の発明によれば、ハウジングは、第一ハウジングと第二ハウジングとから構成され、第一ハウジングに第二ハウジングを接続する際に、羽根車がハウジング内に回転自在に組み付けられる。すなわち、まず、羽根車の一端部を第一ハウジング内に回転自在に保持する。この状態では、羽根車の他端部は、接続開口から突出して配置される。一方、この突出部を回転自在に保持する部分は、第二ハウジングに突出して設けられている。このようにして、羽根車を回転自在に保持するシャフトと軸受とがそれぞれ突出して配置されることになり、第二ハウジングへの羽根車の他端部の保持を目視で確認しながら、第一ハウジングに第二ハウジングを取り付けることができる。
請求項2に記載の発明は、管状の第一ハウジングと、一端部が前記第一ハウジング内の軸受に保持された状態で、他端部が前記第一ハウジングの開口から突出するシャフトに設けられた羽根車と、前記第一ハウジングに接続される管状に形成され、その接続側の開口から突出した位置に端面を配置して軸受が設けられ、この軸受に前記シャフトの他端部が保持される第二ハウジングと、前記羽根車の回転を検出するセンサとを備えることを特徴とする羽根車式流量計である。
請求項2に記載の発明によれば、それぞれ管状の第一ハウジングと第二ハウジングとを備え、第一ハウジングに第二ハウジングを接続する際に、羽根車が回転自在に組み付けられる。すなわち、まず、羽根車は、シャフトの一端部を第一ハウジング内の軸受に回転自在に保持されて、シャフトの他端部を接続開口から突出して配置される。一方、第二ハウジングには、シャフトの他端部を回転自在に保持する軸受が突出して設けられている。このようにして、羽根車を回転自在に保持するシャフトと軸受とがそれぞれ突出して配置されることになり、第二ハウジングの軸受穴への羽根車のシャフトの挿入を目視で確認しながら、第一ハウジングに第二ハウジングを取り付けることができる。
請求項3に記載の発明は、前記第一ハウジングおよび前記第二ハウジングは、それぞれ断面円形の中空穴が直線状に貫通形成された管状とされ、前記第一ハウジングおよび前記第二ハウジングの前記各中空穴には、周方向複数箇所において半径方向および軸方向へ延出する板状部を介して、前記各軸受が同一軸線上に保持されており、前記板状部は、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの接続状態において、前記羽根車よりも軸方向外側に配置されることを特徴とする請求項2に記載の羽根車式流量計である。
請求項3に記載の発明によれば、第一ハウジングおよび第二ハウジングは、それぞれ断面円形の中空穴が直線状に貫通形成された管状とされるから、簡易な構成で正確な流量計測が可能となる。また、第一ハウジングおよび第二ハウジングの各中空穴にそれぞれ設けられる軸受は、複数の板状部を介して保持される。各板状部は、羽根車よりも軸方向外側に配置されて、各ハウジングの半径方向および軸方向へ延出して設けられる。従って、各板状部は、軸受の保持だけでなく、整流板としても機能する。
請求項4に記載の発明は、前記センサからの検出信号に基づき流量を算出して表示する表示器を備え、前記センサおよび前記表示器は、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの内、いずれか一方に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の羽根車式流量計である。
請求項4に記載の発明によれば、センサおよび表示器が、第一ハウジングまたは第二ハウジングの一方に設けられているので、表示器を取り外したり分解したりすることなく、第一ハウジングと第二ハウジングとの着脱が可能で、メンテナンスがし易い。
さらに、請求項5に記載の発明は、前記センサからの検出信号に基づき流量を算出して表示する表示器を備え、前記センサおよび/または前記表示器の回路基板が取替可能とされたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の羽根車式流量計である。
請求項5に記載の発明によれば、流量計を配管したままで、センサや表示器が取替可能で、メンテナンスがし易い。
この発明の羽根車式流量計によれば、流量計を組み立てる際に、シャフト先端が軸受穴に入っているのを目視で確認しながら組み立てることができ、シャフトなどの損傷を防止することができる。また、ハウジング内のメンテナンスと、ハウジング外のメンテナンスとを、個別に簡易に行うことができる。具体的には、流量を表示する表示器が付設された流量計において、表示器を取り外したり分解したりすることなく流量計本体の分解を可能とし、また逆に、流量計を配管したままでセンサや表示器を取替可能として、メンテナンス性を向上することができる。
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明の羽根車式流量計は、被計測流体が通されるハウジングと、このハウジング内に回転自在に保持される羽根車と、この羽根車の回転を検出するセンサとを備える。被計測流体は、液体または気体であり、その種類は特に問わない。たとえば、水、空気、ガス、油または蒸気などであるが、これに限定されるものではない。
本発明の羽根車式流量計は、被計測流体が通されるハウジングと、このハウジング内に回転自在に保持される羽根車と、この羽根車の回転を検出するセンサとを備える。被計測流体は、液体または気体であり、その種類は特に問わない。たとえば、水、空気、ガス、油または蒸気などであるが、これに限定されるものではない。
ハウジングは、被計測流体が通される流路を有し、この流路内に羽根車が設けられる。流路は、ハウジングを貫通して設けられており、一方の開口部が被計測流体の流入口とされ、他方の開口部が被計測流体の流出口とされる。
流路の形状は、特に問わないが、ハウジングを直線状に貫通する断面円形穴とするのが好ましい。また、ハウジングの形状は、特に問わないが、典型的には管状、特に直管状とするのが好ましい。特に、円管状の直管から構成するのが好ましい。
羽根車は、その回転軸としてのシャフトが軸受に回転自在に保持されて、ハウジング内に設けられる。典型的には、ハウジングに設けた軸受に、羽根車に設けたシャフトがはめ込まれるが、これとは逆に、羽根車に設けた軸受に、ハウジングに設けたシャフトがはめ込まれてもよい。
羽根車にシャフトを設ける場合、羽根車とシャフトとは一体形成してもよいし、インサート成型により一体化してもよいし、あるいは分離可能な別部品であるがキーなどを介して一体回転可能としてもよい。また、ハウジングに軸受を設ける場合、ハウジングにシャフトを回転保持する軸受穴があれば足りるが、好ましくは、ハウジングに設けた円筒部にすべり軸受を収容して構成する。
シャフトは、流路に沿って配置してもよいし(軸流式)、流路と直交して配置してもよい(接線式)。すなわち、ハウジングが直管状の場合、シャフトは中空穴の軸線に沿って配置してもよいし、中空穴の軸線と直交して配置してもよい。いずれの場合も、ハウジングを第一ハウジングと第二ハウジングとから構成し、この第一ハウジングと第二ハウジングとを互いに組み立てる際に、ハウジング内に羽根車が組み付けられる。
具体的には、まず、羽根車の一端部を第一ハウジング内に回転自在に保持する。この状態では、羽根車の他端部は、第二ハウジングとの接続開口から突出して配置される。たとえば、ハウジングの側に軸受を設け、羽根車の側にシャフトを設けた場合、第一ハウジングに設けた軸受の軸受穴に、羽根車の両端面から突出して設けたシャフトの一端部をはめ込んで保持する。この状態では、シャフトの他端部は、その少なくとも一部が、第二ハウジングとの接続開口から突出して配置される。たとえば、シャフトの先端部が、第二ハウジングとの接続開口から突出して配置される。
一方、この突出部を回転自在に保持する部分は、第二ハウジングに突出して設けられている。いまの例では、第二ハウジングには、軸受が、第一ハウジングとの接続側へ突出した位置に端面を配置して設けられる。
このようにして、羽根車を回転自在に保持するシャフトと軸受とがそれぞれ突出して配置されることになり、第二ハウジングへの羽根車の他端部の保持を目視で確認しながら、第一ハウジングに第二ハウジングを取り付けることができる。つまり、軸受の軸受穴にシャフトが確実に無理なくはまり込んでいるのを目視で確認しながら、第一ハウジングと第二ハウジングとを接続すると共に、ハウジング内に羽根車を取り付けることができる。
第一ハウジングおよび第二ハウジングがそれぞれ直管状で、フランジなどを介して互いに着脱可能に接続され、その接続部に羽根車が収容される場合について、さらに説明する。ここでは、各ハウジングの側に軸受が設けられ、羽根車の側にシャフトが設けられるとする。この場合、第一ハウジングの軸受は、第一ハウジングを構成する管の中空穴内に収容されるが、第二ハウジングの軸受は、第二ハウジングを構成する管の端面(管端)から僅かに突出して設けられる。たとえば、軸受保持用の円筒部の端部が、管端から突出しており、その円筒部にはめ込まれた軸受は、その端面が管端よりも僅かに突出した位置に配置される。一方、羽根車は、その両端面から突出してシャフトが設けられており、まず、第一ハウジング内の軸受にその一端部が保持される。この状態では、シャフトの他端部の先端部が、第一ハウジングを構成する管の端面から突出する。
このようにして、第一ハウジングの管端からシャフトを突出させる一方、第二ハウジングの管端から軸受を突出させることができる。従って、第二ハウジングの軸受の軸受穴にシャフトが確実に無理なくはまり込んでいるのを目視で確認しながら、第一ハウジングと第二ハウジングとを接続すると共に、両ハウジング内に羽根車を回転自在に収容することができる。
このような構成の場合、第一ハウジングおよび第二ハウジングの各軸受は、各ハウジングに形成された中空穴の中央部に保持される。そのために、各ハウジングの各中空穴には、周方向複数箇所において半径方向および軸方向へ延出する板状部を介して円筒部が設けられる。逆にいうと、円筒部は、その外周面から放射状に延出する複数の板状部を介して、中空穴内に保持される。このようにして、各ハウジングの中空穴には、その軸線に沿って円筒部が設けられ、それら各円筒部内にすべり軸受が保持される。
第一ハウジングと第二ハウジングとの接続状態において、前記板状部は、羽根車よりも軸方向外側に配置される。従って、これら板状部は、軸受を保持するだけでなく、流路を流れる被計測流体の整流板としても機能する。羽根車の両側に整流板を設けることで、流れ方向を問わずに使用することが可能となる。但し、羽根車の両側の整流板で軸方向長さが異なる場合には、長い側を上流側(流入口側)として使用するのがよい。
羽根車の回転はセンサにより検出される。典型的には、羽根車の各羽根に磁石を取り付けるか着磁しておき、羽根車の回転による磁界の変化を、磁気センサにより検出する。センサは、ハウジングに設けられる。通常、羽根車が収容される第一ハウジングの周側壁に有底のセンサ取付穴を形成し、このセンサ取付穴にセンサが設けられる。
センサからの検出信号に基づき流量を算出することができる。流量計には、その算出結果を表示する表示器を設けることができる。その場合、表示器は、ハウジング側の流量計本体とケーブルを介して接続してもよいが、流量計本体に付設してもよい。具体的には、第一ハウジングに表示器を取り付けてもよい。表示器は、ケース内に回路基板が内蔵されて構成され、その回路基板に設けた複数の7セグメントLEDなどに流量表示を行う。
ところで、センサおよび表示器は、ハウジングに対し着脱可能に設けるのが好ましい。このように構成した場合には、センサまたは表示器が故障した場合には、センサまたは表示器だけを取り替えることができる。また、表示器の回路基板を取替可能としておけば、回路基板の故障にも容易に対応することができる。
また、センサおよび表示器は、第一ハウジングと第二ハウジングとの内、いずれか一方のハウジングに設けるのがよい。通常、羽根車が収容される第一ハウジングの周側壁に、センサおよび表示器が設けられる。このような構成の場合、センサおよび表示器を取り外したり分解したりすることなく、第一ハウジングと第二ハウジングとの着脱が可能となり、メンテナンスが容易である。一方、前述したように、ハウジングの外周壁にセンサを設けることで、流量計本体は配管したままで、センサや表示器を取替可能となり、メンテナンスが容易である。
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1から図9は、本発明の羽根車式流量計の実施例1を示す図である。図1および図2は、平面図とその分解図であり、図3および図4は、図1におけるIII−III断面図とその分解図であり、図5および図6は、斜視図とその分解図であり、図7および図8は、図1におけるVII−VII断面図とその分解図であり、図9は、図1におけるIX−IX矢視図(正面図)であり一部を切り欠いて示している。ここで、図1、図5、図6および図9では、流量計を配管した使用状態を示している。
図1から図9は、本発明の羽根車式流量計の実施例1を示す図である。図1および図2は、平面図とその分解図であり、図3および図4は、図1におけるIII−III断面図とその分解図であり、図5および図6は、斜視図とその分解図であり、図7および図8は、図1におけるVII−VII断面図とその分解図であり、図9は、図1におけるIX−IX矢視図(正面図)であり一部を切り欠いて示している。ここで、図1、図5、図6および図9では、流量計を配管した使用状態を示している。
本実施例の羽根車式流量計1は、流量計本体2と表示器3とを備える。流量計本体2は、ハウジング4に羽根車5とセンサホルダ6とが設けられて構成される。流量計本体2は、被計測流体が通される管路の中途に、ハウジング4が設けられて使用される。具体的には、管路を構成する第一管7と第二管8との間に、ハウジング4が接続されて設けられる。ハウジング4内を流れる被計測流体により羽根車5が回転され、この回転をセンサホルダ6のセンサ9で検出し、この検出信号に基づき表示器3が流量を算出して表示する。被計測流体は、その種類を特に問わないが、たとえば温水とされる。
ハウジング4は、互いに着脱可能に接続される第一ハウジング10と第二ハウジング11とから構成される。各ハウジング10,11は、同一直径の円管から構成され、それぞれ直線状に延出し、同一軸線上に配置されて接続される。円管状の各ハウジング10,11は、その軸線に沿って貫通する断面円形の中空穴12,13を有する。各ハウジング10,11の長さは適宜に設定されるが、本実施例では、第一ハウジング10は第二ハウジング11よりも長く形成されている。
図1に示すように、第一ハウジング10は、左端部が、第一管7への接続部とされる一方、右端部が、第二ハウジング11への接続部とされる。具体的には、図3に示すように、第一ハウジング10は、中空穴12の左開口部がネジ穴14に形成されており、このネジ穴14に第一管7がねじ込まれて接続される。このねじ込み時の作業性を考慮して、図1および図2に示すように、第一ハウジング10の左端部の外周部は、断面六角形状部15とされており、レンチを引っ掛けることができる。一方、第一ハウジング10の右端部の外周部には、断面正方形状の第一フランジ16が形成されている。この第一フランジ16の四隅には、第一フランジ16の右端面から左側へ向けて、ボルト穴17,17,…が形成されている。各ボルト穴17は、第一ハウジング10の軸方向へ延出して形成されている。ところで、第一ハウジング10の中空穴12は、図4に示すように、右開口部が拡径して形成されており、第二ハウジング11への嵌合穴18とされている。
図1に示すように、第二ハウジング11は、右端部が、第二管8への接続部とされる一方、左端部が、第一ハウジング10への接続部とされる。具体的には、図3に示すように、第二ハウジング11は、中空穴13の右開口部がネジ穴19に形成されており、このネジ穴19に第二管8がねじ込まれて接続される。このねじ込み時の作業性を考慮して、図1および図2に示すように、第二ハウジング11の右端部の外周部は、断面六角形状部20とされており、レンチを引っ掛けることができる。一方、第二ハウジング11の左端部の外周部には、前記第一フランジ16と対応した断面形状の第二フランジ21が形成されている。この第二フランジ21の四隅には、第二ハウジング11の軸方向へ貫通して、ボルト挿通穴22,22,…(図2)が形成されている。第一フランジ16と第二フランジ21とを重ね合わせた状態では、各ボルト穴17と各ボルト挿通穴22とは同一軸線上に配置される。
図4に示すように、第二フランジ21には、左側へ突出して、短円筒状の嵌合部23が設けられている。この嵌合部23の中央穴は、第二ハウジング11の中空穴13の一部を構成する。第一ハウジング10と第二ハウジング11とは、嵌合穴18に嵌合部23がはめ込まれて接続される。この際、第一フランジ16と第二フランジ21とが重ね合わされると共に、各ボルト穴17と各ボルト挿通穴22とが同一軸線上に配置される。そして、図2に示すように、各ボルト挿通穴22を貫通して各ボルト穴17に、それぞれ六角穴付きボルト24をねじ込むことで、第一ハウジング10と第二ハウジング11とを接続することができる。図3および図4に示すように、第二フランジ16の左端面にはOリング25が設けられており、これにより両フランジ16,21間の隙間が封止される。
第一ハウジング10と第二ハウジング11との接続状態では、同一直径の各中空穴12,13が、同一軸線上に配置される。しかも、各ハウジング10,11の中空穴12,13は、その内周面が段差なく連続的に配置されて接続される。このようにして接続された各ハウジング10,11の中空穴12,13が、被計測流体の流路26を構成する。ところで、本実施例では、図7に示すように、断面正方形状の各フランジ16,21は、隣接する二辺が適宜の特有形状に形成されている。従って、この二辺を目印として両フランジ16,21を位置合わせして、両ハウジング10,11を接続することができる。
各ハウジング10,11の中空穴12,13には、その軸線に沿って丸棒状の軸受保持部27,27が設けられている。各軸受保持部27は、その外周面から放射状に延出する複数(本実施例では周方向等間隔に三枚)の板状部28,28,…を介して、各ハウジング10,11の中空穴12,13に保持されている。各板状部28は、各ハウジング10,11の中空穴12,13の半径方向および軸方向へ沿って延出している。第一ハウジング10と第二ハウジング11との接続状態では、各ハウジング10,11の各板状部28は、周方向対応位置に配置される。本実施例の場合、第一ハウジング10と第二ハウジング11とは、ねじ込みではなくフランジ16,21で接続されるので、各ハウジング10,11の各板状部28の周方向位置がずれるおそれはない。
第一ハウジング10の軸受保持部27は、第一ハウジング10の中途部に設けられており、左端部は先細りの略円錐状に形成されている。そして、第一ハウジング10の各板状部28は、軸受保持部27の左端部から右側に設けられており、それぞれ同一の形状および大きさとされている。また、第一ハウジング10の軸受保持部27は、各板状部28の右端辺よりも右側へ延出して円筒部29を有する。この円筒部29は、右側へ開口して形成されている。
一方、第二ハウジング11の軸受保持部27は、第二ハウジング11の中途部から左開口部に亘って設けられており、右端部は先細りの略円錐状に形成されている。そして、第二ハウジング11の各板状部28は、軸受保持部27の右端部から左側に設けられており、それぞれ同一の形状および大きさとされている。また、第二ハウジング11の軸受保持部27は、各板状部28の左端辺よりも左側へ延出して円筒部29を有する。この円筒部29は、左側へ開口して形成されている。この円筒部29の左端面は、嵌合部23の左端面よりも僅かに左側へ突出している。たとえば約1〜3mmだけ突出する。
各円筒部29内には、すべり軸受(ラジアル軸受)30がはめ込まれて設けられる。このすべり軸受30は、円筒状の部材であり、その一端面を各円筒部29の端面とほぼ合わせて取り付けられる。従って、各円筒部29の開口部には、すべり軸受30の軸受穴が開口して配置される。また、各円筒部29(より具体的にはすべり軸受30の軸受穴)の奥部には、スラスト軸受31が設けられる。
羽根車5は、中央のボス部32と、その周囲に周方向等間隔に設けられた複数(図示例では四枚)の羽根33,33,…とから構成される。羽根車5は、たとえばプラスチックマグネットから形成され、各羽根33の外周縁に着磁される。この際、隣接する羽根33,33同士で磁極が異なるように、N極とS極とに交互に着磁される。一方、各ハウジング10,11などは、非磁性体とされている。
羽根車5のボス部32の中央には、シャフト34が貫通して設けられる。本実施例のシャフト34は、細長い丸棒状とされ、長手方向中央部が大径部35に形成されている。この大径部35の断面は、たとえば略D字状などに形成されている。そして、この大径部35が羽根車5のボス部32に埋設されるように、羽根車5を形成する際に、シャフト34が羽根車5にインサート成型にて取り付けられる。このようにして、羽根車5のボス部32に、シャフト34の長手方向中央部が埋設され、シャフト34に対し羽根車5が軸方向および周方向に固定される。
羽根車5の左右両端面から突出するシャフト34は、その先端部がそれぞれ先細りに形成されている。ハウジング4への羽根車5の取付けについて説明すると、まず、図4に示すように、第一ハウジング10内のすべり軸受30に、シャフト34の左端部を回転自在に保持する。この状態では、第一ハウジング10の中空穴12に羽根車5が収容されると共に、シャフト34の右端部は、その先端部が第一ハウジング10の右開口部から突出する。たとえば約1〜3mmだけ突出する。一方、前述したように、第二ハウジング11の左開口部には、すべり軸受30の端面が突出して配置されている。従って、第一ハウジング10と第二ハウジング11との接続部において、シャフト34とすべり軸受30とがそれぞれ突出して配置されることになる。これにより、第二ハウジング11のすべり軸受30へのシャフト34の右端部のはめ込みを目視で確認しながら、第一ハウジング10の嵌合穴18に第二ハウジング11の嵌合部23をはめ込んで、第一ハウジング10と第二ハウジング11とを接続することができる。両ハウジング10,11の接続状態では、図3に示すように、羽根車5は、シャフト34の両端部が各ハウジング10,11のすべり軸受30,30に保持されて、流路26内で回転自在に保持される。
図8に示すように、第一ハウジング10の周側壁には、ホルダ取付部36が設けられている。本実施例では、第一フランジ16の一側面の中央部に、円柱状に突出してホルダ取付部36が設けられている。この際、ホルダ取付部36の軸線は、第一ハウジング10の中空穴12の軸線と垂直に配置される。ホルダ取付部36の基端部(第一ハウジング10から離隔する方向に配置された端部)には、径方向外側へ延出して円板状のツバ部37が設けられている。
円柱状のホルダ取付部36には、その軸線に沿って、基端面から先端側へ向けてセンサ取付穴38が形成されている。センサ取付穴38の断面形状は、特に問わないが、本実施例では円形とされている。センサ取付穴38は、第一ハウジング10の中空穴12とは連通しないように、有底に形成されている。センサ取付穴38は、第一ハウジング10の中空穴12の内周面から径方向内側へ突出せずに形成されている。センサ取付穴38の底部は、第一ハウジング10内の羽根車5の外周部に近接して配置される。
ホルダ取付部36には、センサホルダ6が着脱可能に設けられる。具体的には、ホルダ取付部36のセンサ取付穴38に、センサホルダ6がはめ込まれて設けられる。センサホルダ6は、たとえばPPE(ポリフェニレンエーテル)などの合成樹脂により形成されており、基端側の大径部39と、先端側の小径部40とからなる段付き円柱状に形成されている。
センサホルダ6の先端面には、たとえばホールICから構成される磁気センサ9が設けられる。このセンサ9は、本実施例ではポッティングによって、センサホルダ6に固定される。具体的には、センサホルダ6には中空部が形成されており、小径部40の先端面にセンサ9を配置した状態で、この中空部内に充填される合成樹脂により、センサ9が小径部40に固定される。この際、センサ9からの配線41は、センサホルダ6の基端側へ導出されている。
センサホルダ6は、小径部40がセンサ取付穴38にはめ込まれると共に、大径部39がツバ部37にはめ込まれて設けられる。大径部39の先端面には、円環状溝42が形成されており、この円環状溝42にツバ部37がはめ込まれる。これにより、ホルダ取付部36のツバ部37は、その基端面および外周面が、センサホルダ6の大径部39にて覆われる。
センサホルダ6は、さらに固定ネジ(図示省略)により、ホルダ取付部36ひいては第一ハウジング10に固定される。本実施例では、ツバ部37の基端面に形成したネジ穴(図示省略)に、センサホルダ6の基端面から固定ネジをねじ込むことで、ホルダ取付部36にセンサホルダ6が固定される。このようにして、第一ハウジング10へのセンサホルダ6の取付状態では、センサ取付穴38の底面にセンサ9が配置されると共に、ホルダ取付部36の基端部がセンサホルダ6の大径部39にて覆われる。
センサホルダ6の大径部39には、表示器3が回転可能に取り付けられる。表示器3は、ケース43内に、一または複数の回路基板44,44が収容されて構成される。ケース43は、ケース本体45とケース蓋46とから構成される。ケース本体45は、略矩形の中空ボックス状に形成されており、図6に示すように、下方へ開口して形成されている。ケース蓋46は、略矩形の板状に形成されており、ケース本体45の下部開口に着脱可能に設けられる。すなわち、ケース蓋46の左右両端部には、ネジ挿通穴47,47が上下に貫通形成されており、各ネジ挿通穴47を介して取付ネジ48をケース本体45のネジ穴形成部49にねじ込むことで、ケース本体45の下部開口にケース蓋46を設けることができる。
ケース蓋46の上面四隅には、支柱50,50,…が立設されており、各支柱50を介して回路基板44が保持される。図示例では、各支柱50の上部に回路基板44がネジ(図示省略)で着脱可能に設けられ、その上部にさらに別の回路基板44が着脱可能に設けられる。この際、上下の回路基板44,44は、互いを電気的に接続するソケット51を介して、着脱可能に設けられる。
図示例の場合、下側の回路基板44には、端子盤などが備えられ、センサ9からの配線が着脱可能に接続されると共に、電源コード52およびパルス出力コード53が接続される(図9)。電源コード52およびパルス出力コード53は、ケース蓋46に設けられた穴を介して、ケース43の内外を貫通して設けられる。一方、上側の回路基板44には、複数(図示例では九つ)の7セグメントLED54,54,…が一列に設けられると共に、複数(図示例では三つ)のLED(発光ダイオード)55,55,…の他、各種ボタン56,56,…などが設けられる。
ケース本体45の上面には、透明部57が設けられており、ケース43内に各回路基板44を内蔵した状態では、その透明部57に前記各7セグメントLED54が対応して配置される。また、同様にして、前記各LED55もケース本体45の上面から視認可能とされている。さらに、ケース本体45の上面には、前記各LED55と対応した位置に、「瞬間流量[L/h]」、「積算流量[m3]」および「総積算流量[m3]」の表示がなされている。
ケース本体45の背面には、図1の他、図7から図9に示すように、装着部58が突出して形成されている。本実施例の装着部58は、図9に示すように、下端部が半円形状とされた略矩形状に形成されている。装着部58には、図8に示すように、第一ハウジング10に固定されたセンサホルダ6の大径部39への装着穴59が、前後方向へ沿って貫通して形成されている。この装着穴59は、段付きの円形穴とされており、先端側の大径穴60がセンサホルダ6の大径部39にはめ込まれる。大径穴60の基端部には円環状溝が形成されており、この円環状溝にはOリング61が収容される。このOリング61により、センサホルダ6の大径部39の外周面と、ケース本体45の装着穴59の内周面との間の隙間が封止される。
ケース本体45は、その装着穴59の大径穴60をセンサホルダ6の大径部39にはめ込んだ状態で、略L字形状の接続板62により、第一ハウジング10からの脱落が防止される。接続板62は、図7に示すように、一片63が装着部58の上面に重ね合わされると共に、他片64が装着部58の先端面、およびそれと略平行なツバ部37や大径部39の先端面に沿って配置される。接続板62の他片64の下端部には、図8に示すように、略半円形状の切欠き65が形成されており、この切欠き65がホルダ取付部36の外周部に差し込まれる。そして、このような状態で、図1に示すように、接続板62は、一片63の左右両端部において、止めネジ66,66により装着部58に固定される。
このようにして、第一ハウジング10に固定されたセンサホルダ6の大径部39に、表示器3のケース43の装着穴59が脱落不能にはめ込まれて設けられる。センサホルダ6の大径部39は、外面が円周面に形成されており、装着穴59の大径穴60がはめ込まれることで、表示器3はハウジング4に対し回転自在に保持される。
装着穴59の小径部67には、周方向の一箇所に、径方向内側へ突出して第一突起68が設けられている(図9)。一方、センサホルダ6の大径部39の基端面には、周方向の一箇所に、基端側へ突出して第二突起69が設けられている。大径穴60に大径部39がはめ込まれた状態で、第二突起69は小径部67へ突出して配置される。図9に示すように、ハウジング4に対し表示器3を回転させると、両突起68,69が当接することで、ハウジング4に対し表示器3は一回転以上回転しない。従って、センサ9と回路基板44とを接続する配線41がねじ切れるのが防止される。
前述したとおり、一回転以内において、流量計本体2に対し表示器3は回転可能である。但し、装着部58に設けた六角穴付き止めネジ70をねじ込んで、センサホルダ6の大径部39の外周面に押し当てることで、流量計本体2に対し表示器3を位置決めすることができる。図1に示すように、接続板62の一片63の左右方向中央部には、貫通穴71が形成されており、六角穴付き止めネジ70の六角穴が露出する。従って、接続板62を取り付けた状態のままで、六角穴付き止めネジ70を回転させて進退させることができる。
表示器3の回路基板44は、センサ9からの検出信号に基づき、流量を算出して7セグメントLED54に表示する。本実施例では、瞬間流量[L/h]、積算流量[m3]および総積算流量[m3]を算出する。瞬間流量は、所定時間ごとに算出されるその時点での一時的流量である。また、積算流量は、リセット可能な流量の積算値であり、総積算流量は、原則としてリセット不能な流量の積算値である。
瞬間流量、積算流量および総積算流量の内、いずれを7セグメントLED54に表示するかの切替えは、切替ボタン72を押すことで行われる。切替ボタン72は、回路基板に設けられているボタンを操作するが、ケース43の上面から操作することができる。切替ボタン72を押すごとに、7セグメントLED54の表示が、瞬間流量、積算流量または総積算流量と順次に切り替えられる。7セグメントLED54に表示中の流量が、瞬間流量、積算流量または総積算流量のいずれであるかは、切替ボタン72を押すごとに択一的に点灯するLED55により把握される。たとえば、瞬間流量を表示中の場合には、ケース43の上面に表示した「瞬間流量[L/h]」に対応したLED55が点灯することで、その旨が知らされる。積算流量を表示中に、切替ボタン72を長押しすることで、積算流量をリセットすることができる。一方、総積算流量は、表示器3の外側からはリセット不能とされ、ケース蓋46を開けてケース43から回路基板44を引き出した後、その回路基板44のボタン56を操作してリセットすることができる。
さらに、本実施例の表示器3は、パルス出力コード53を用いて、外部装置(図示省略)にパルスを出力することもできる。この際、一パルス当たりの流量を、たとえば1〜100リットルの範囲で任意に設定可能とされている。この設定は、回路基板44に設けたボタン56により行うことができる。また、回路基板44に設けたボタン56では、前述した総積算流量のリセットの他、パルス定数の設定などが可能とされている。
前述したように、本実施例の場合、第一ハウジング10に第二ハウジング11を接続する際に、両ハウジング10,11間に羽根車5が収容されて取り付けられる。その際、まず、第一ハウジング10のすべり軸受30に羽根車5のシャフト34の左端部が保持されるが、その状態では、シャフト34の右端部は、第一ハウジング10の右開口部から突出される。そして、第二ハウジング11のすべり軸受30は、第二ハウジング11の左開口部から端面を突出して配置される。このようにして、第一ハウジング10と第二ハウジング11との接続部では、シャフト34と軸受穴とが突出した状態になるので、目視にてシャフト34が軸受穴に入っているのを確認しながら、両ハウジング10,11を接続することができる。
本実施例の場合、センサホルダ6および表示器3は、第一ハウジング10のみに接続されている。従って、センサホルダ6や表示器3を取り外さなくても、流量計本体2の分解が可能である。つまり、センサホルダ6や表示器3を取り外さなくても、第一ハウジング10と第二ハウジング11との接続を解除することができる。
その一方、第一ハウジング10に対し、センサホルダ6が着脱可能で、そのセンサホルダ6に対し表示器3が着脱可能である。従って、流量計本体2を配管したままで、センサホルダ6および表示器3が取替可能である。さらに、ケース本体45に対しケース蓋46を取り外すことで、回路基板44を取り出せ、しかも各回路基板44が取替可能である。
本実施例の場合、センサホルダ6にセンサ9を取り付け、そのセンサホルダ6が流量計本体2に固定される。従って、センサホルダ6の着脱が容易で、センサ9の交換を容易に行うことができる。しかも、センサ取付穴38と中空穴12とは連通していないので、センサ9が被計測流体に接触することが防止される。従って、センサ9の故障などを防止することができる。
本実施例の場合、センサホルダ6と表示器3とをはめ合い構造とすることで、流量計本体2に対し表示器3を回転させることができる。このはめ合い部には、Oリング61が設けられているので、外部から表示器3内への水や埃などの進入を防止することができる。
さらに、センサホルダ6と装着穴59とに突起69,68を設けることで、流量計本体2に対し表示器3が一回転以上回転しない。従って、センサ9と表示器3とを結ぶ配線41のねじ切れを防止することができる。また、六角穴付き止めネジ70を締め込むことで、流量計本体2に対し表示器3を固定することができる。このようにして、配管への流量計本体2の取付姿勢に拘わらず、見やすい位置に表示器3を配置して使用することができる。
ところで、流量計本体2のハウジング4と、表示器3のケース43とを金属製とした場合、被計測流体が高温のときは、流量計本体2から表示器3への伝熱が問題となる。ところが、本実施例の場合、表示器3は樹脂製のセンサホルダ6を介してのみ流量計本体2に保持される。金属と比較して熱伝導率の低い樹脂を挟むことにより、表示器3内の温度上昇を抑制することができる。
本実施例の場合、流量計本体2の流路26内には、羽根車5より軸方向外側に、複数の板状部28,28,…が設けられる。各板状部28は、流路26内に各すべり軸受30を保持するだけでなく、被計測流体の整流板としても機能する。羽根車5を挟んだ両側に整流板としての各板状部28を配置することで、被計測流体の流れの方向は、図1において、左から右へ、または右から左への、いずれでもよい。但し、図示例の場合、第一ハウジング10内の各板状部28は、第二ハウジング11内の各板状部28よりも長く形成されているので、第一ハウジング10を上流側として使用するのが好ましい。すなわち、図1において、左から右へ被計測流体を流して使用するのが好ましい。
図10は、本発明の羽根車式流量計1の実施例2を示す図であり、実施例1における図7と対応する。本実施例2の羽根車式流量計1は、基本的には前記実施例1の羽根車式流量計と同様の構成である。そこで、以下においては、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
前記実施例1では、第一ハウジング10に固定したセンサホルダ6に、表示器3のケース43を回転可能に設けたが、本実施例2では、第一ハウジング10に固定したセンサホルダ6からケーブル73を介して表示器3が接続される。この構成の場合、表示器3は、流量計本体2には直接には設けられず、別の箇所に設置することができる。他の構成は、前記実施例1と同様であるため、説明は省略する。
本発明の羽根車式流量計1は、前記各実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記各実施例では、羽根車5のシャフト34をハウジング4の中空穴12,13の軸線に沿って配置した軸流式としたが、羽根車5のシャフト34をハウジング4の中空穴12,13の軸線と垂直に配置した接線式としてもよい。この場合、第一ハウジング10の周側壁に開口部を開け、その開口部を閉じる部材が第二ハウジング11とされる。
また、前記板状部28は、すべり軸受30を保持する円筒部29を中空穴12,13に保持するために、少なくとも一つを備えておれば足りる。従って、必ずしも軸受保持部27から放射状に複数の板状部28が設けられる必要はない。
また、前記各実施例では、羽根車5は、プラスチックマグネットに着磁して構成したが、材質は適宜に変更可能である。また、着磁ではなく、羽根車5の各羽根33に永久磁石を埋め込んで構成してもよい。
さらに、前記各実施例では、各ハウジング10,11の中空穴12,13にすべり軸受30を保持し、羽根車5の両端面にシャフト34を設けたが、これとは逆に、各ハウジング10,11の中空穴12,13にシャフト34を保持し、羽根車5の両端面にすべり軸受30(軸受穴)を設けてもよい。
1 羽根車式流量計
2 流量計本体
3 表示器
4 ハウジング
5 羽根車
6 センサホルダ
9 センサ
10 第一ハウジング
11 第二ハウジング
12 (第一ハウジングの)中空穴
13 (第二ハウジングの)中空穴
28 板状部(整流板)
30 すべり軸受
34 シャフト
44 回路基板
2 流量計本体
3 表示器
4 ハウジング
5 羽根車
6 センサホルダ
9 センサ
10 第一ハウジング
11 第二ハウジング
12 (第一ハウジングの)中空穴
13 (第二ハウジングの)中空穴
28 板状部(整流板)
30 すべり軸受
34 シャフト
44 回路基板
Claims (5)
- 流体が通されるハウジング内に羽根車が回転自在に収容され、その羽根車の回転をセンサにより検出する羽根車式流量計において、
前記ハウジングは、互いに組み立てられる第一ハウジングと第二ハウジングとを有して構成され、
前記羽根車は、一端部が前記第一ハウジング内に回転自在に保持された状態で、他端部が前記第二ハウジングとの接続開口から突出して設けられ、
この突出部を回転自在に保持する部分が、前記第二ハウジングに突出して設けられた
ことを特徴とする羽根車式流量計。 - 管状の第一ハウジングと、
一端部が前記第一ハウジング内の軸受に保持された状態で、他端部が前記第一ハウジングの開口から突出するシャフトに設けられた羽根車と、
前記第一ハウジングに接続される管状に形成され、その接続側の開口から突出した位置に端面を配置して軸受が設けられ、この軸受に前記シャフトの他端部が保持される第二ハウジングと、
前記羽根車の回転を検出するセンサと
を備えることを特徴とする羽根車式流量計。 - 前記第一ハウジングおよび前記第二ハウジングは、それぞれ断面円形の中空穴が直線状に貫通形成された管状とされ、
前記第一ハウジングおよび前記第二ハウジングの前記各中空穴には、周方向複数箇所において半径方向および軸方向へ延出する板状部を介して、前記各軸受が同一軸線上に保持されており、
前記板状部は、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの接続状態において、前記羽根車よりも軸方向外側に配置される
ことを特徴とする請求項2に記載の羽根車式流量計。 - 前記センサからの検出信号に基づき流量を算出して表示する表示器を備え、
前記センサおよび前記表示器は、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの内、いずれか一方に設けられている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の羽根車式流量計。 - 前記センサからの検出信号に基づき流量を算出して表示する表示器を備え、
前記センサおよび/または前記表示器の回路基板が取替可能とされた
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の羽根車式流量計。
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