(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波溶着法を用いて、磁気センサの構成要素であるマグネットを熱可塑性のマグネットホルダに形成したマグネット封入部に封入固定する方法において、
前記マグネット封入部の開口を封止するための熱可塑性の蓋の前記マグネット封入部の開口縁に対応する部分に、蓋溶着用の突起と共に、この突起よりも大きなマグネット固定用の突起を形成しておき、
前記マグネットを前記マグネット封入部に挿入した後に、当該マグネット封入部に前記蓋を被せ、
しかる後に、当該蓋に形成した前記蓋溶着用の突起を前記マグネット封入部の開口縁に超音波溶着すると共に、当該超音波溶着時に前記マグネット固定用の突起を溶融させて前記マグネットの側に流し込むことにより、前記マグネットが封入部内において移動しないように固定することを特徴とするマグネットの封入固定方法。
【請求項２】
超音波溶着法を用いて、磁気センサの構成要素であるマグネットを熱可塑性のマグネットホルダに形成したマグネット封入部に封入固定する方法において、
前記マグネット封入部の開口を封止するための熱可塑性の蓋の裏面に、前記マグネット封入部の開口の段付き内周縁に嵌り込む輪郭形状の周囲枠を形成し、当該周囲枠の端面に、蓋溶着用の突起を全周に亘って連続して形成すると共に、当該周囲枠の端面に沿って、前記蓋溶着用の突起よりも幅および／または長さの大きなマグネット固定用の突起を複数箇所に形成しておき、
前記マグネットを前記マグネット封入部に挿入した後に、当該マグネット封入部に前記蓋を被せ、前記蓋の裏面の周囲枠が前記マグネット封入部の開口の前記段付き内周縁に嵌め込まれた状態を形成し、
当該蓋に形成した前記蓋溶着用の突起を前記マグネット封入部の前記段付き内周縁に超音波溶着すると共に、当該超音波溶着時に前記マグネット固定用の突起を溶融させて前記マグネットの側に流し込むことにより、前記マグネットを当該マグネット封入部内において移動しないように固定することを特徴とするマグネットの封入固定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマグネットの封入固定方法によってマグネットがマグネットホルダに封入された構成となっている磁気センサを有していることを特徴とする水道メータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波溶着法を用いて磁気センサの構成要素であるマグネットをマグネットホルダに形成したマグネット封入部に封入固定するための方法に関するものである。
【０００２】
さらに詳しくは、水道メータなどにおいて、流体通路内に流量測定等のために配置される羽根車の回転状態を検出するために使用される磁気センサのマグネットを封入固定するのに適したマグネットの封入固定方向に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
非接触型の磁気センサは、計測器部分と測定対象側の部分とを物理的に分離する必要のある箇所に広く使用されている。例えば、水道メータにおいては、測定対象側である水道管の内部にそこを流れる水の流量、流速に応じて回転する羽根車を配置し、この羽根車と一体回転するマグネットホルダ内にマグネットが保持されている。計測器側の部分は、水道管とは仕切り板によって完全に仕切られており、回転するマグネットホルダに保持されているマグネットによる回転磁界をＭＲ素子等の磁気ヘッドを用いて検出し、この検出結果に基づき、水道管内を流れる水の流量等を算出するようになっている。
【０００４】
水道メータ等に磁気センサを用いる場合には、マグネットホルダに保持されているマグネットに錆等が発生することの無いように、マグネットホルダ内にマグネットを液密状態で封入する必要がある。このために、従来においては、マグネットホルダに形成したマグネット封入部にマグネットを収納した後に、そのマグネット封入部の開口に蓋を被せ、この蓋を接着剤あるいは超音波溶着法によってマグネット封入部に取り付けている。
【０００５】
ここで、マグネット製造における寸法の製造誤差は一般に大きいので、それに合わせてマグネットホルダのマグネット封入部も大きめに設定される。このため、この封入部に封入したマグネットは内部でがた付くおそれがある。これを防止するために、マグネット封入部とここに入れたマグネットの隙間に接着剤を流し込み、マグネットを接着固定する方法が採用されている。この方法では人手に頼って接着剤を流し込む必要があるので作業効率が悪い。
【０００６】
この点に鑑みて、本願人は、先に、特開平６−１０２０６７号公報において、マグネット封入部を封鎖する蓋の裏面に突起を形成しておき、蓋を超音波溶着によって取り付けた状態において、この突起が丁度封入されたマグネットに当たった状態を形成し、これによって、マグネットを封入部内で固定する方法を提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようにマグネット封入部を封鎖するための蓋の裏面にマグネットに当接可能な突起を形成する方法においては、蓋を取付けた状態において、丁度、その突起がマグネットの表面に当たるように、予め突起の大きさ、形成位置を規定する必要がある。
【０００８】
しかし、上記したようにマグネットの製造誤差は大きいので、蓋の裏面に精度良く突起を形成したとしても、必ずしも正確に、この突起がマグネットに当たる状態が形成されるとは限らない。例えば、マグネットが大き目の場合には、突起がマグネットに対して過剰に圧接された状態となり、マグネット、マグネットホルダ自体、あるいは蓋に無理な応力が発生してしまう。逆に、マグネットが小さ目であると、突起とマグネットの当たりが弱く、マグネットを確実に固定した状態に保持できないおそれもある。
【０００９】
本発明の課題は、この点に鑑みて、マグネット等に不所望な応力が作用することなく、常に適切な状態でマグネットホルダ内のマグネットを移動しないように封入固定することの可能な方法を提案することにある。
【００１０】
【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、超音波溶着法を用いて、磁気センサの構成要素であるマグネットを熱可塑性のマグネットホルダに形成したマグネット封入部に封入固定する方法において、前記マグネット封入部の開口を封止するための熱可塑性の蓋の前記マグネット封入部の開口縁に対応する部分に、蓋溶着用の突起と共に、この突起よりも大きなマグネット固定用の突起を形成しておき、前記マグネットを前記マグネット封入部に挿入した後に、当該マグネット封入部に前記蓋を被せ、しかる後に、当該蓋に形成した前記蓋溶着用の突起を前記マグネット封入部の開口縁に超音波溶着すると共に、当該超音波溶着時に前記マグネット固定用の突起を溶融させて前記マグネットの側に流し込むことにより、前記マグネットが封入部内において移動しないように固定するようにしている。
【００１１】
この方法によれば、超音波溶着時に、マグネット固定用の突起がマグネット側に流れ込み、マグネットと、その封入部の間の隙間に入り込む。隙間に流れ込んだ部分はその状態で再び硬化するので、マグネットは、封入部内において移動しないように固定される。
【００１２】
一般的には、このようなマグネット固定用の突起を、複数箇所、通常は３か所以上に形成しておけば、マグネットは、その封入部内において横方向および上下方向に移動しない状態に固定される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施例である水道メータを説明する。
【００１４】
（全体構成）
図１には、本発明を適用した水道メータが取付けられた水道管の部分を示してある。図に示すように、本例の水道メータ１は、水道管２、３に介挿入されており、この中を流れる水の流量あるいは流速を測定する。水道メータ１は、流路１１が形成されたメータケース１２と、流路１１を流れる水によって回転する羽根車１３を回転自在に支持している計量室１４と、計量室１４に対して仕切り板１５を介して隣接配置されている計測器部１６から基本的に構成されている。
【００１５】
水道メータ１は、磁気センサを用いて羽根車１３の回転状態を検出するものである。磁気センサの磁気ヘッドの側は計測器部１６の側に内蔵されており、マグネットの側は羽根車１３の側に取付けられ、羽根車１３と一体回転するように設定されている。すなわち、羽根車１３の回転軸１３１における仕切り板１５の側に端には、円柱状のマグネットホルダ装着溝１３２が形成されており、ここに、円筒状のマグネットホルダ１７が装着固定されている。
【００１６】
図２にはマグネットホルダ１７の取付け部分を示してある。この図に示すように、マグネットホルダ１７の仕切り板１５に対峙している側の端部は大径となっており、その環状の端面には、１８０度離れた位置にマグネット封入部１８、１９が形成されている。これらの封入部１８、１９の中には、マグネット２１、２２が挿入されている。各封入部１８、１９の開口１８１、１９１は、一部品として形成された蓋２３、２４を超音波溶着することによって、液密状態に封鎖されている。なお、マグネットホルダ１７の中心には、その軸線方向にピボット軸２５が装着されており、このピボット軸２５は仕切り板１５の側に対して回転自在に支持されている。
【００１７】
メータケース１２の中の流路１１に沿って水が流れると、それによって羽根車１３が回転する。羽根車１３の回転と共に、そこに固着されているマグネットホルダ１７に封入されている一対のマグネット２１、２２も回転するので、周囲には回転磁界が形成される。仕切り板１５を挟み計測器部１６の側には、マグネット２１、２２に対峙させて磁気ヘッド（図示せず）が配置されているので、回転磁界がこの磁気ヘッドによって検出される。検出結果に基づき、公知の信号処理によって水の流量、流速を計測できる。計測結果は、計測器部１６に設置されている表示部１６１に表示される。
【００１８】
（マグネットの封入固定構造）
図３には本例のマグネットホルダ１７のみを取り出して示してある。まず、図３（Ａ）、（Ｂ）には、マグネットホルダ１７の本体のみを示してある。マグネットホルダ１７は熱可塑性樹脂の成形品であり、その上側の環状端面１７１には、ホルダ軸線１７ａの方向に延びる一定の深さのマグネット封入部１８、１９が点対称の位置に形成されている。また、複数の貫通孔１７２がホルダ軽量化のために形成されている。各マグネット封入部１８、１９の上端開口１８１、１９１の内周縁は段付き面とされている。
【００１９】
図３（Ｃ）、（Ｄ）には、これらの開口１８１、１９１を封鎖するための蓋２３、２４を示してある。図に示す状態は、超音波溶着するまえの状態である。これらの蓋２３、２４は、リング状の連結枠２０によって連結された形状の熱可塑性樹脂からなる一体成形品である。各蓋２３、２４の裏面には、対応する封入部開口１８１、１９１の段付き内周縁に丁度嵌まり込む輪郭形状の周囲枠２３１、２４１が形成されている。各周囲枠２３１、２４１の端面には、蓋溶着用の突起２３２、２４２が全周に渡って連続形成されている。
【００２０】
ここで、本例の蓋２３、２４においては、蓋溶着用の突起２３２、２４２に加えて、これよりも大きな寸法のマグネット固定用の突起２３３、２４３が形成されている。すなわち、本例では、マグネット封入部開口１８１、１９１の形状は一定幅の円弧形状をしており、これに対応して、蓋２３、２４に形成した周囲枠２３１、２４１も同様の形状をしている。図３（Ｃ）に示すように、この周囲枠２３１、２４１の四隅（図において丸で囲んである部分）には、マグネット固定用の突起２３３、２４３を形成してある。これらの突起は、図３（Ｅ）に示すように、蓋裏面側に向けてほぼ垂直に延びており、一般的には、全体として円錐形状あるいは多角錐形状をしている。また、これらの突起は、超音波溶着用の突起２３２、２４２に比べて幅および長さ、あるいはその一方が大きくなるように設定されている。
【００２１】
このように構成した蓋２３、２４は、マグネット１８、１９を挿入した封入部１８、１９の開口１８１、１９１に超音波溶着されている。図４（Ａ）、（Ｂ）にはこの状態を示してある。
【００２２】
マグネット２１、２２の封入作業は次の手順によって行う。まず、マグネットホルダ１７の各封入部１８、１９に、それぞれマグネット２１、２２を挿入する。次に、蓋２３、２４をそれらの開口１８１、１９１に被せて、蓋裏面の周囲枠２３１、２４２が開口１８１、１９１の段付き内周縁に嵌まり込んだ状態にする。しかる後に、蓋２３、２４の超音波溶着を行う。この超音波溶着時には、蓋溶着用の突起２３２、２４２が溶融して開口１８１、１９１の内周縁の側に溶着する。これによって、蓋２３、２４によって封入部１８、１９は完全に液密状態に封鎖された状態となる。
【００２３】
これに加えて、本例では、マグネット固定用の突起２３３、２４３を備えている。これらの突起２３３、２４３は、超音波溶着時に溶けて、マグネット２１、２２の側に流れることなる。したがって、マグネット２１、２２と、その封入部１８、１９の内周側面の隙間に流れこみ、部分的に隙間を充填した状態となる。
【００２４】
この結果、このような流れ込み部分によって、マグネット２１、２２は封入部１８、１９内において移動しないように固定された状態となる。
【００２５】
特に本例では、封入部開口１８１、１９１の四隅の部分から内側に向けてマグネット固定用の突起２３３、２４３が溶けて流れ込むので、マグネット２１、２２は、封入部１８、１９内において丁度中央の位置において横方向および上下方向に移動しないように固定された状態となる。
【００２６】
また、これらのマグネット固定用の突起２３３、２４３は、蓋溶着用の突起２３２、２４２と共に、蓋２３、２４を封入部開口１８１、１９１の側に溶着する部分としても当然に機能する。したがって、このような大きな突起２３３、２４３を形成したことにより、蓋２３、２４も強固に封入部開口１８１、１９１の側に溶着されて、そこから剥離するおそれが無いという利点も得られる。
【００２７】
以上のように、本例においては、超音波溶着時に、蓋２３、２４がマグネット封入部開口１８１、１９１に溶着されると共に、封入されているマグネットの固定が同時が行われる。マグネット固定用の突起は、一旦溶融してマグネットががた付かないように固定するので、マグネットあるいは蓋に無理な応力が発生する等の弊害は発生せずに、常に、適切な状態でマグネットを固定することができる。
【００２８】
なお、蓋溶着用の突起の全体をマグネット固定用の突起と同様な大きなものとすることも考えられる。しかし、このようにすると、超音波溶着時に必要が電力が膨大となり、現実的な解決とはならないので採用できない。
【００２９】
（その他の実施形態）
上記の例においては、４本のマグネット固定用の突起を蓋に形成してある。この本数は、３本以下であってもよいし、あるいは５本以上としてもよい。また、突起の形状については詳しくは説明しなかったが、超音波溶着時に、マグネットの側に速やかに流れ込むような形状であればどのような形状であってもよい。さらには、このような突起が位置するマグネット封入部の側の開口内周縁の形状を適切に設定することにより、溶融した突起が内側（マグネットの側）に向けて流れ易くしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のマグネット封入固定方向においては、マグネットホルダに挿入したマグネットを封入するための蓋に、蓋溶着用の突起と共にこれよりも大きな寸法のマグネット固定用の突起を形成しておき、超音波溶着時にこの突起を溶融させてマグネットとこれが挿入されている封入部の内周面の隙間に流し込むようにしている。したがって、本発明によれば、この隙間に流れ込んだ部分によって、マグネットの少なくとも横方向および上下方向の一方の方向へのがた付きが拘束される。このように、マグネットあるいは蓋等に無理な応力を発生させることなく、しかも簡単に、マグネットの封入固定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した水道メータが取付けられた水道管の部分を示す概略構成図である。
【図２】図１の水道メータにおけるマグネットホルダの部分を取り出して示す部分断面図である。
【図３】図１の水道メータにおけるマグネットホルダ、そこに超音波溶着する蓋を示す図であり、（Ａ）はマグネットホルダの本体部分の端面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線で切断した部分の縦断面図であり、（Ｃ）はマグネットホルダの封入部開口に被せた蓋を示す裏面図、（Ｄ）はそのＤ−Ｄ線で切断した部分の断面図、（Ｅ）はそのＥ−Ｅ線で切断した部分の部分断面図である。
【図４】蓋が超音波溶着された状態のマグネットホルダを示す図であり、（Ａ）はマグネットが挿入されて蓋で封入された状態のマグネットホルダの端面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線で切断した部分の縦断面図である。
【符号の説明】
１      水道メータ
１３    羽根車
２１、２２    マグネット
１７    マグネットホルダ
１８、１９    マグネット封入部
１８１、１９１  封入部開口
２３、２４    蓋
２３１、２４１    周囲枠
２３２、２４２    蓋溶着用の突起
２３３、２４３    マグネット固定用の突起
【図１】
0003631826.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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