JP4763116B2

JP4763116B2 - 流量メータ

Info

Publication number: JP4763116B2
Application number: JP2000106120A
Authority: JP
Inventors: 泰秀土田; 進太郎唐沢; 陽一船木
Original assignee: 東洋計器株式会社
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2001289676A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等の流量を測定するための流量メータに関するものであり、更に詳しくは、流体流量に応じて回転する羽根車の回転を磁気センサにより検出する形式の流量メータにおける磁気センサ検出素子の位置決め機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水道水等の流体流量を測定するための流量メータとしては、通過流量に応じた速度で回転する軸流式等の羽根車を流体通路内に配置し、この羽根車の回転状態を非接触型の磁気センサにより検出する形式のものが知られている。この形式の流量メータでは、羽根車の端部における回転中心から外れた位置に磁石を埋め込み、この磁石により発生する回転磁界を、流体通路外部に配置した磁気センサの検出素子によって検出するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、流体通路内に配置されている羽根車側の磁石と、流体通路外に配置されている磁気センサの検出素子との距離を、設計通りに精度良く設定しておかないと、磁気センサから適切な検出出力を得ることができず、検出精度が低下するなどのおそれもある。
【０００４】
従来では、流量メータのメータケース外面に磁気センサ検出素子を取り付けるための凹部等を形成し、ここに検出素子を単に取り付けている。このために、検出素子と磁石の距離を精度良く設定することができないという解決すべき課題がある。また、取付けが不完全な場合には、検出素子が浮き上がる等して、検出素子と流体通路内の磁石との距離が変動して、検出精度が低下する等の弊害を引き起こすという解決すべき課題がある。
【０００５】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、検出素子を精度良く取り付けることができ、また、取り付けられた検出素子の移動を防止可能な構成を備えた流量メータを提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、流体通路と、この流体通路を流れる流体量に応じた回転磁界を発生する回転磁界発生手段と、発生した前記回転磁界を非接触状態で検出する磁気センサとを有する流量メータにおいて、前記流体通路が形成されているメータケースに形成したセンサ収納部と、このセンサ収納部内に収納された前記磁気センサの検出素子の位置決めを行うセンサホルダと、当該センサホルダに取り付けられ、強磁性体から形成されていると共に弾性変形可能なバックヨークとを有し、前記バックヨークは、弾性力によって前記検出素子を前記センサホルダに押し付けると共に、当該センサホルダを前記センサ収納部の内面に押し付けている位置決め部として機能することを特徴としている。
【０００７】
この構成を備えた本発明の流量メータでは、センサホルダに取り付けた位置決め部の弾性力によって磁気センサの検出素子が位置決めされる。よって、センサホルダに磁気センサの検出素子を取り付けて、メータケースに形成されているセンサ収納部に収納するという簡単な作業によって、検出素子が位置決め部の弾性力によって自動的に位置決めされる。また、位置決めされた検出素子が移動することもない。
【０００８】
特に、磁気センサにおいては、検出素子の背面側にバックヨークを配置することにより磁力を高めて検出感度を改善している。このようなバックヨークを備えている場合には、当該バックヨークを前記位置決め部として利用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用した水道メータの実施例を説明する。
【００１０】
図１（ａ）ないし（ｃ）は、本例の水道メータを示す縦断面図、左側側面図および右側側面図である。この図を参照して本例の水道メータの全体構成を説明すると、本例の水道メータ１は、円筒状のメータケース２を有しており、この内部には全体として円形断面の流体通路３が形成されている。この流体通路３の一方の端が流入口４とされ、他方の端が流出口５とされており、当該流体通路３内部にはここを流れる水道水の流量に応じて回転する羽根車６が流体通路３と同軸状態に配置され、この羽根車６の上流側には、流入口４から羽根車６に向かう水に渦流を発生させて羽根車６に加わるスラスト力を低減させるための整流器７が配置されている。
【００１１】
羽根車６の下流側にはメータケース２の内周面から流体通路３の中心部分にまで突出した突出部８が形成されており、当該内側突出部８と整流器７の間に、羽根車６が回転自在の状態で支持されている。
【００１２】
詳細に説明すると、羽根車６の下流側端面中央には下流側に突出した回転軸９が形成され、この回転軸９を回転自在の状態で受け入れている軸溝１０が突出部８の上流側端面に形成されている。これに対して、羽根車６の上流側端面にはその中心に軸溝１１が形成され、ここには、上流側の整流器７の下流側端面の中心に形成された支軸１２が回転自在の状態で差し込まれている。このように、羽根車６は両側から流体通路の中心軸線３ａを中心として回転自在の状態で支持されている。
【００１３】
ここで、羽根車６の下流側端部にはその回転中心線（３ａ）から外れた位置に磁石片１３が埋め込まれており、羽根車６が回転すると、それに伴って回転する当該磁石片１３によって回転磁界が発生する。この回転磁界は、メータケース２に形成された上記の内側突出部８の内部に形成されたセンサ収納部２１に対してメータケース外側から装着された磁気センサ２２の検出素子２３によって非接触状態で検出可能となっている。
【００１４】
磁気センサ２２は、当該検出素子２３と、これに電気的に接続されている信号処理回路が作り込まれている回路基板２４を備えている。本例では、検出素子２３はセンサホルダ３０に取り付けられた状態でセンサ収納部２１内に装着されている。磁気センサ２２の回路基板２４は不図示の電子式計測ユニットに電気的に接続されており、この電子式計測ユニットにおいて流量算出処理等が行われる。
【００１５】
図２は、検出素子２３が収納されているセンサ収納部２１の部分を示す部分断面図およびそのＢＢ線断面図である。また、図３は、センサホルダを示す側面図、背面図およびそのＣ−Ｃ線断面図である。これらの図を参照して説明すると、メータケース２に形成されているセンサ収納部２１は、その下半部分が小断面の検出素子収納部分４１とされ、上側がメータケース外に開放している上半部分が大断面の基板収納部４２とされている。このセンサ収納部２１に差し込まれているセンサホルダ３０は、クランク状に折れ曲がった後板部分３１と、この下端から前方に水平に延びている底板部分３２と、この底板部分３２の前端から上方に垂直に延びている前板部分３３とを備えている。さらに、後板部分３１の下端部分の左右には対称形状の位置決め用筒状部３４、３５が垂直に形成されている。これに加えて、後板部分３１の前側面における前板部分３３の上端とほぼ同一高さ位置には前方に突き出た円弧状突起３６が形成されている。
【００１６】
検出素子２３は、センサホルダ３０の前板部分３３および後板部分３１の間に差し込み可能であり、その幅は、センサホルダ３０よりも広い寸法とされている。また、センサホルダ３０の高さは、突起３６の頂点よりも低い位置とされている。
【００１７】
一対の位置決め用筒状部３４、３５は、センサホルダ後板部分３１の左右から横方向および前方向に広がった筒状断面をしており、弾性変形可能な厚さに設定されている。また、一方の位置決め用筒状部３４から他方の筒状部３５までの幅Ｗ（３０）は、検出素子収納部分４１の幅Ｗ（４１）よりも広くなるように設定されている。
【００１８】
上記構成のセンサホルダ３０の前板部分３３と後板部分３１の間に磁気センサ検出素子２１を上方から差し込み、センサホルダ３０の位置決め用筒状部３４、３５を左右から押しつぶした状態で、当該センサホルダ３０をセンサ収納部２１に差し込む。この結果、図２に示す状態が形成される。すなわち、検出素子２３はセンサホルダ３０の底板部分３２と突起３６の間に挟まれているので、検出素子２１のセンサホルダ３０に対する上下方向の取付け位置が規定されている。また、センサホルダ３０の底板部分３２の平坦な下面３２ａがセンサ収納部２１の平坦な底面２１ａに密着した状態となるので、センサホルダ３０のセンサ収納部２１に対する上下方向の取付け位置が規定されている。よって、検出素子２３のセンサ収納部２１に対する上下方向の取付け位置が規定される。
【００１９】
また、検出素子２３は、一対の位置決め用筒状部３４、３５の弾性復帰力によって、前板部分３３に押し付けられていると共に、両側から押されている。したがって、検出素子２３のセンサホルダ３０に対する前後方向および左右方向の取付け位置が規定されている。これら位置決め用筒状部３４、３５は、強制的に押しつぶされた状態でセンサ収納部２１に差し込まれているので、これらの筒状部３４、３５がセンサ収納部２１の内周面に押し付けられることにより、センサホルダ３０のセンサ収納部２１に対する前後方向および左右方向の取付け位置が規定されている。よって、検出素子２３のセンサ収納部２１に対する前後方向および左右方向の位置が規定される。
【００２０】
このように、本例の水道メータ１では、磁気センサ２２の検出素子２３の取付け位置が、センサホルダ３０の弾性力によって自動的に規定され、また、当該検出素子２３が設定位置からずれてしまうこともない。よって、簡単な取付け作業により、当該検出素子２３と流体通路内の羽根車６に取り付けた磁石との間隔を所定の寸法に設定でき、また、設定された寸法に保持できる。
【００２１】
なお、本例の磁気センサ２２では検出素子２３と回路基板２４とが別体構成であるが、回路基板表面に検出素子（検出面）が形成された構成のものの場合においても、検出素子付き回路基板をセンサホルダに挟み込むことにより、同様の作用効果が得られることは勿論である。
【００２２】
また、センサホルダ３０の素材については特には言及しなかったが、一般的には合成樹脂から成形することができる。
【００２３】
（別の実施形態）
ここで、磁気センサ２２の感度を高めるためには、磁石の磁力を強化するために、検出素子２２の背面に強磁性体からなるバックヨークを配置することが有効な手段である。この場合には、図３（ａ）に示すように、上記構成のセンサホルダ３０における後板部分３１内にバックヨーク５０を埋め込めばよい。
【００２４】
また、バックヨークを備えたセンサホルダにおいては、センサホルダ自体に位置決め用筒状部３４、３５を形成する代わりに、バックヨーク自体を板ばね状に形成するなどして、バックヨーク自体に弾性特性を付与し、当該バックヨークの弾性力によってセンサホルダに取り付けた磁気センサ検出素子の位置決めを行うようにしてもよい。
【００２５】
なお、上記の例は本発明を水道メータに適用した例であるが、水以外の流体流量を測定する流量メータに対しても本発明を同様に適用できることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流量メータでは、磁気センサの検出素子をセンサホルダに取り付けて、メータケースに形成したセンサ収納部に収納すると共に、当該センサホルダに、弾性特性を備えた位置決め部を形成し、当該位置決め部の弾性変形によって発生する弾性力によって当該センサホルダに取り付けた検出素子の位置決めを行うようにしている。具体的には、センサホルダ３０における後板部分３１内に強磁性体からなるバックヨーク５０を埋め込み、当該バックヨークの弾性力によってセンサホルダに取り付けた磁気センサ検出素子の位置決めを行う。
【００２７】
従って、本発明によれば、検出素子が保持されたセンサホルダをメータケースのセンサ収納部に差し込むのみで、位置決め部の弾性力によってそこに保持されている検出素子が位置決めされる。また、当該位置決め部の弾性力によって検出素子の位置がずれることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、本発明を適用した水道メータを示す縦断面図、左側側面図および右側側面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１の水道メータにおけるセンサ収納部２１の部分を示す部分断面図およびそのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図１の水道メータにおけるセンサホルダを示す側面図、背面図およびそのＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１水道メータ
２メータケース
３流体通路
６羽根車
７整流器
８内側突出部
１３磁石
２１センサ収納部
２２磁気センサ
２３検出素子
３０センサホルダ
３１後板部分
３２底板部分
３３前板部分
３４、３５位置決め用筒状部
３６球面状突起
Ｗ（３０）センサホルダの幅
Ｗ（４１）センサ収納部の幅
５０バックヨーク

Claims

流体通路と、この流体通路を流れる流体量に応じた回転磁界を発生する回転磁界発生手段と、発生した前記回転磁界を非接触状態で検出する磁気センサとを有する流量メータにおいて、
前記流体通路が形成されているメータケースに形成したセンサ収納部と、このセンサ収納部内に収納された前記磁気センサの検出素子の位置決めを行うセンサホルダと、当該センサホルダに取り付けられ、強磁性体から形成されていると共に弾性変形可能なバックヨークとを有し、
前記バックヨークは、弾性力によって前記検出素子を前記センサホルダに押し付けると共に、当該センサホルダを前記センサ収納部の内面に押し付けている位置決め部として機能することを特徴とする流量メータ。
請求項１において、
前記回転磁界発生手段は、前記流体通路内を流れる流体流量に応じて回転する羽根車と、この羽根車の端面部分における回転中心から外れた位置に取り付けられている磁石とを備えており、
前記磁気センサの前記検出素子は、前記センサ収納部を形成しているメータケース部分を介して前記磁石に対抗配置されていることを特徴とする流量メータ。