(57)【要約】【課題】粘性が比較的高く、小流量の流体の流量計測でも無理なく正確に計測することを可能とし、流体が塗料等の場合でも発火し難くすることを可能とし、洗浄を的確に行うことを可能とする。【解決手段】流路孔５７を流れる塗料を外周部に備えた羽根部１５Ａで受け塗料の流量に応じて回転する羽根車３Ａと、羽根車３Ａに連結された電動機５とを備え、羽根車３Ａの回転に応じた電動機５の出力電圧に基づいて流量計測を行う発電型流量計において、羽根車３Ａの回転軸７９を、流路孔５７を流れる塗料の流れ方向に交差配置し、羽根部１５Ａは、少なくとも径方向先端１５Ａａ側が流路孔５７断面内全体に臨むように設けられ、羽根部１５Ａで流路孔５７断面内の塗料をほぼ全体的に受けることを特徴とする。【選択図】      図６
2004251718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を流れる流体を外周部に備えた羽根部で受け該流体の流量に応じて回転する羽根車と、
前記羽根車に連結された電動機とを備え、
前記羽根車の回転に応じた電動機の出力電圧に基づいて流量計測を行う発電型流量計において、
前記羽根車の回転軸を、前記流路を流れる流体の流れ方向に交差配置し、
前記羽根部は、少なくとも径方向先端側が前記流路断面内全体に臨むように設けられ、該羽根部で流路断面内の流体をほぼ全体的に受けることを特徴とする発電型流量計。
【請求項２】
請求項１記載の発電型流量計であって、
前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部で前記羽根部の回転円に対する接線方向に沿ってそれぞれ直線的に配置されていることを特徴とする発電型流量計。
【請求項３】
請求項２記載の発電型流量計であって、
前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部相互が直線状に配置されたことを特徴とする発電型流量計。
【請求項４】
請求項２記載の発電型流量計であって、
前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部相互が交差状に配置され、
前記羽根車は、その回転軸が水平方向となるように配置され、
前記流路の入口側部が、前記羽根車に上方から前記流体を供給するように配置されたことを特徴とする発電型流量計。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の発電型流量計であって、
前記羽根車の軸心部に、リング状の永久磁石を設け、
前記永久磁石の内周側を、前記羽根車側に対して密閉形成して外部内周空間を設け、
前記外部内周空間に、巻線を配置し、
前記永久磁石及び前記巻線により前記電動機を構成したことを特徴とする発電型流量計。
【請求項６】
請求項５記載の発電型流量計であって、
前記羽根車は、前記流路の入口側部及び出口側部を備え離脱自在な合わせ構造のハウジング内に回転自在に支持され、
前記ハウジングに、前記外部内周空間をハウジング外部に開放する軸穴部を設け、
前記ハウジングに、前記軸穴部を閉塞する蓋部材を着脱自在に取り付け、
前記蓋部材に、前記外部内周空間に臨む支持部を設け、
前記支持部に、前記巻線を取り付けたことを特徴とする発電型流量計。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の発電型流量計であって、
前記流路は、塗装用のスプレーガンに塗料を供給する供給路であり、
前記電動機の出力電圧に基づく流量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする発電型流量計。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の発電型流量計であって、
前記電動機に洗浄駆動用の電流を供給する給電手段を備えたことを特徴とする発電型流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料などの流体の発電型流量計測に供する発電型流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流量計としては、例えば図１１に示すようなものがある。図１１は、流量計を配置した流路の断面図である。この図１１のように、管体１０１によって構成された流路２０３内に、羽根車２０５が配置されている。羽根車２０５には、電動機２０７が連結されている。電動機２０７には、定電圧電源装置２０９が接続されている。電動機２０７及び定電圧電源装置２０９には、電流検出器２１１が接続されている。電流検出器２１１には表示器２１３が接続されている。
【０００３】
従って、定電圧電源装置２０９によって電動機２０７が一定電圧で駆動される。この状態で、流路２０３内の気流の流量に変化が生じると、電動機２０７の負荷電流が変化する。この変化は、電流検出器２１１によって電流値の変化として検出され、電圧に変換されて表示器２１３に出力される。表示器２１３では、前記電圧変換に応じた流量変化を表示することができる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５６−５１２８２号公報（第２頁第３欄、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記流量計では、羽根車２０５及びモータ２０７の回転軸が流体の流れに沿った方向に配置されているため、羽根車２０５及びモータ２０７の全体が流路２０３内に配置され、且つ羽根車２０５が流れの方向に向いた配置となる。このため、流量が少ない場合に計測が困難となる虞がある。
【０００６】
すなわち、上記流量計では、流体の持つ運動エネルギーを羽根車２０５に作用させて流量計測を行うが、流体の流れ方向の運動エネルギーを羽根車２０５の直交する回転に変換するものであるため、流体から羽根車２０５に作用する運動エネルギーの無駄が多く、小流量の流量計測は困難であるか、大きな誤差を招く虞がある。
【０００７】
また、上記流量計では、図１１のように羽根車２０５等全体が流路２０３内に収容されるため、流路２０３が太くなり、かかる点からも小流量の流量計測には困難を伴う。
【０００８】
ここで、一般に、携帯電話のハウジング、化粧品の入れ物、あるいはおもちゃなどをスプレーガンから塗料を吹き出して種々の色に塗装することが行われている。この場合、一台のポンプから複数のスプレーガンに塗料を圧送する形態を採ることがある。ポンプから各スプレーガンまでは比較的細いチューブ等で接続され、ポンプから各スプレーガンまでは各チューブを介して塗料が圧送される。一台のポンプから各スプレーガンに圧送される塗料の流量は、流路長が同じであるならば基本的には同一である。
【０００９】
しかし、ポンプと各スプレーガンとの配置関係により、ポンプから各スプレーガンまでのチューブの長さは異なることがあり、流路長の違いで各スプレーガンに到達する流量が異なる場合がある。このような状態で、各スプレーガンから塗料を吹き付けて塗装を行うと、各スプレーガン毎の流量の誤差により各塗装対象物毎に著しい塗装むらを招く虞がある。従って、各スプレーガンに圧送される塗料の流量を計測し、各スプレーガン毎に流量を調整しながら塗料の吹き付けを行うのが肝要である。
【００１０】
これに対し、上記のような小流量の塗料の流量計測を図１１のような流量計で行うことは上記のように極めて困難であるか、極めて誤差の多いものとなる。従って、図１１のような流量計を用いた場合には、流量計測をしながら塗料の吹き付けを行うにもかかわらず、塗装むらを改善できない虞がある。
【００１１】
また、図１１のように電動機２０７が流路２０３内に配置されると、塗料等の場合にはそこに含まれる化学成分に対し、電動機２０７の発熱、スパーク等が作用して発火の可能性もある。
【００１２】
さらに、スプレーガンから吹き付けて塗装を行う塗装対象物の種類が変わるなどした場合には塗料の色を変更する必要がある。この場合、ポンプからスプレーガンに至るまでの流路の洗浄を的確に行う必要がある。しかし、前記のように流路の途中に流量計を取り付けると、流量計、及びその周辺において洗浄が不十分になる虞がある。
【００１３】
本発明は、粘性が比較的高く、小流量の流体の流量計測でも無理なく正確に計測することのできる流量計の提供を第１の課題とし、流体が塗料等の場合でも発火し難くすることを第２の課題とし、洗浄を的確に行うことを第３の課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、流路を流れる流体を外周部に備えた羽根部で受け該流体の流量に応じて回転する羽根車と、前記羽根車に連結された電動機とを備え、前記羽根車の回転に応じた電動機の出力電圧に基づいて流量計測を行う発電型流量計において、前記羽根車の回転軸を、前記流路を流れる流体の流れ方向に交差配置し、前記羽根部は、少なくとも径方向先端側が前記流路断面内全体に臨むように設けられ、該羽根部で流路断面内の流体をほぼ全体的に受けることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の発電型流量計であって、前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部で前記羽根部の回転円に対する接線方向に沿ってそれぞれ直線的に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２記載の発電型流量計であって、前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部相互が直線状に配置されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項２記載の発電型流量計であって、前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部相互が交差状に配置され、前記羽根車は、その回転軸が水平方向となるように配置され、前記流路の入口側部が、前記羽根車に上方から前記流体を供給するように配置されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発電型流量計であって、前記羽根車の軸心部に、リング状の永久磁石を設け、前記永久磁石の内周側を、前記羽根車側に対して密閉形成して外部内周空間を設け、前記外部内周空間に、巻線を配置し、前記永久磁石及び前記巻線により前記電動機を構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５記載の発電型流量計であって、前記羽根車は、前記流路の入口側部及び出口側部を備え離脱自在な合わせ構造のハウジング内に回転自在に支持され、前記ハウジングに、前記外部内周空間をハウジング外部に開放する軸穴部を設け、前記ハウジングに、前記軸穴部を閉塞する蓋部材を着脱自在に取り付け、前記蓋部材に、前記外部内周空間に臨む支持部を設け、前記支持部に、前記巻線を取り付けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発電型流量計であって、前記流路は、塗装用のスプレーガンに塗料を供給する供給路であり、前記電動機の出力電圧に基づく流量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の発電型流量計であって、前記電動機に洗浄駆動用の電流を供給する給電手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明では、流路を流れる流体を外周部に備えた羽根部で受け、流体の流量に応じて羽根車が回転する。この羽根車の回転に応じた電動機の出力電圧に基づいて流量計測を行うことができる。
【００２３】
しかも、前記羽根車の回転軸を、前記流路を流れる流体の流れ方向に交差配置し、前記羽根部は、少なくとも径方向先端側が前記流路断面内全体に臨むように設けられ、該羽根部で流路断面内の流体をほぼ全体的に受けるため、羽根部で流路断面内の流体を的確に捉えることができ、流路が狭く小流量の流体であっても、流量計測を無理なく正確に行うことができる。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加え、前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部で前記羽根部の回転円に対する接線方向に沿ってそれぞれ直線的に配置されているため、入口側部では流路の流体の運動エネルギを羽根部でそのまま無駄なく受けることができ、出口側部では流出抵抗を抑制して円滑に排出することができ、小流量の流体であっても、流量計測を無理なく正確に行うことができる。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項２の発明の効果に加え、前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部相互が直線状に配置されたため、流体の運動エネルギを羽根車の回転により確実に変換することができ、小流量の流体であっても、流量計測を無理なく正確に行うことができる。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項２の発明の効果に加え、前記流路は、前記羽根車に対する入口側部及び出口側部相互が交差状に配置され、前記羽根車は、その回転軸が水平方向となるように配置され、前記流路の入口側部が、前記羽根車に上方から前記流体を供給するように配置されたため、流体の位置エネルギを有効に活用して羽根車を的確に回転させ、小流量の流体であっても、流量計測を無理なく正確に行うことができる。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１〜４の発明の効果に加え、前記羽根車の軸心部に、リング状の永久磁石を設け、前記永久磁石の内周側を、前記羽根車側に対して密閉形成して外部内周空間を設け、前記外部内周空間に、巻線を配置し、前記永久磁石及び前記巻線により前記電動機を構成したため、電動機を羽根車の軸心部側に収納配置することができ、全体をコンパクトに形成することができる。しかも、前記羽根車側に対して密閉形成された外部内周空間に巻線が配置されているため、流体が塗料などであっても、化学成分の発火を抑制することができる。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項５の発明の効果に加え、前記羽根車は、前記流路の入口側部及び出口側部を備え離脱自在な合わせ構造のハウジング内に回転自在に支持され、前記ハウジングに、前記外部内周空間をハウジング外部に開放する軸穴部を設け、前記ハウジングに、前記軸穴部を閉塞する蓋部材を着脱自在に取り付け、前記蓋部材に、前記外部内周空間に臨む支持部を設け、前記支持部に、前記巻線を取り付けたため、ハウジングに対し巻線を蓋部材と共に着脱することができ、巻線の修理、点検、交換等が極めて容易となる。
【００２９】
また、合わせ構造のハウジング内に羽根車を回転自在に組み付け、前記蓋部材を組み付ければ前記電動機の組み付けも完了し、組み立て、分解等を極めて簡単に行うことができる。
【００３０】
請求項７の発明では、請求項１〜６の何れかの発明の効果に加え、前記流路は、塗装用のスプレーガンに塗料を供給する供給路であり、前記電動機の出力電圧に基づく流量を表示する表示手段を備えたため、前記供給路を流れる小流量の塗料の流量を表示手段によって無理なく正確に表示することができる。
【００３１】
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかの発明の効果に加え、前記電動機に洗浄駆動用の電流を供給する給電手段を備えたため、例えば流路にシンナー等を流して洗浄する場合に、給電手段から電動機に電流を供給して洗浄を駆動することにより発電型流量計の部分も的確に洗浄することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る流量計の概念図を示している。この図１のように、流量計１は羽根車３と、電動機５とを備えている。羽根車３は、カップリング７を介して電動機５に連結されている。電動機５には、検出器９が接続されている。
【００３３】
前記羽根車３は、いわゆる水車型に形成され、対向するフランジ１１，１３を外周部に備え、フランジ１１，１３間に羽根部１５を周方向に所定間隔で複数備えている。従って、羽根車３が羽根部１５において流路を流れる流体を受けると、該流体の流量に応じて羽根車３が流体の流れ方向である運動エネルギーの方向に沿って回転する。羽根車３の回転は、カップリング７を介して電動機５に入力され、電動機５が羽根車３の回転に応じて回転する。電動機５が回転すると、回転数に応じて電流を生じ、検出器９に入力される。検出器９は、電圧計で構成され、入力された電流を電圧に変換する。すなわちこの電圧は、電動機５の出力電圧となっている。
【００３４】
前記検出器９は、前記出力電圧の変化と前記流体の流量変化との直線的な比例関係から流量を表示する。本実施形態では、流量が一定であることを確認できれば良く、流量に対応した電圧そのものを表示し、表示電圧が一定であることを見て流量が一定であることを確認する。但し、前記出力電圧の変化と前記流体の流量変化との直線的な比例関係から、電圧に応じた流量そのものを表示する構成にすることもできる。
【００３５】
こうして、羽根車３の回転に応じた電動機５の出力電圧に基づいて、流量計測を行うことができる。
【００３６】
図２，図３は、前記電動機５の出力電圧と流路を流れる流体の流量とが直線関係に比例していることを検証したもので、図２は実験装置の概略全体図、図３（ａ）は羽根車の回転数と電動機出力電圧との関係を示すグラフ、同（ｂ）は羽根車の回転数と流量との関係を示すグラフである。
【００３７】
まず、図２の実験装置では、図１に示した羽根車３をフレーム１７に回転自在に取り付け、この羽根車３にカップリング７を介して電動機５を連結した。電動機５には、テスタ１９を接続した。流体としては、水を用いた。
【００３８】
そして、所定流量の水を羽根車３の羽根部１５に当てて、羽根車３を回転させる。羽根車３の回転は、前記同様にカップリング７を介して電動機５に入力される。この回転入力によって電動機５では電流を生じ、この電流変化がテスタ１９によって電圧変化として表示される。
【００３９】
検出結果は図３のようになった。羽根車３と電動機５の出力電圧との関係は（ａ）のように直線関係に比例した。また、羽根車３の回転数と羽根車３の羽根部１５に当てた水の流量との関係は（ｂ）のように直線関係に比例した。これら第３図（ａ），（ｂ）のように、電動機５の出力電圧と流体の流量と羽根車３の回転数とは、直線関係に比例することが明らかである。従って、図１のようにして流体の流量に応じた羽根車３の回転により、前記のようにして検出器９により流量計測を行うことができる。
【００４０】
図４〜図７は、前記流量計１の原理を塗装装置２１に流量計１Ａとして適用したものである。図４のように、この塗装装置２１は、スプレーガン２３と、ポンプ２５と、塗料タンク２７とを備えている。
【００４１】
前記スプレーガン２３は、塗装対象物である携帯電話のハウジング、化粧品の入れ物、あるいはおもちゃ等に塗料を吹き付けて塗装をするものである。スプレーガン２３には、吹き付け量を微調整する調整ダイヤル２９が備えられている。調整ダイヤル２９を調整することによって、スプレーガン２３内の絞りを調整し、吹き付け量を制御することができる。スプレーガン２３は、チューブ３１を介して前記ポンプ２５に接続され、ポンプ２５はパイプ３３を介して前記塗料タンク３３に接続されている。
【００４２】
前記チューブ３１は、例えばテフロン（登録商標）チューブであり、内径は４〜６ｍｍなど細いものが用いられ、流れる塗料の流量は少量となっている。例えば、チューブ３１内の流量は５０ｍｌ／ｍｉｎであり、内圧は１〜１．５ｋｇ／ｃｍ２程度となっている。
【００４３】
前記チューブ３１は、保持部材３５によって支柱３７に支持されている。保持部材３５は、ハンドル３９を緩めることによって支柱３７に対する上下高さを調整できるようになっている。
【００４４】
前記支柱３７には、流量計１Ａが支持されている。この流量計１Ａは、図１の概念図で示した流量計１と同様な構成となっており、前記チューブ３１に介設されている。前記流量計１Ａは、ケース４１にメータ４３を備えている。
【００４５】
なお、前記スプレーガン２３は多数連接されているのに対し、前記ポンプ２５は例えば１台備えられ、該ポンプ２５から各別のチューブ３１…を介して各スプレーガン２３…に接続されている。また、流量計１Ａも各スプレーガン２３…毎に配置されている。但し、１台のポンプ２５に対し１つのスプレーガン２３、１つの流量計１Ａを配置する構成にすることも可能である。
【００４６】
前記流量計１Ａを図５〜図７によりさらに説明する。
【００４７】
図５〜図７は、前記ケース４１内に固定された流量計本体１Ａａを示している。図５は流量計本体１Ａａの全体断面図、図６は図５のＳＡ−ＳＡ矢視断面図、図７は図５のＢ矢視図である。
【００４８】
図５，図６のように、前記流量計本体ケース４２は、羽根車側ケース部４５と電動機側ケース部４７との２分割構成となっている。羽根車側ケース部４５、電動機側ケース部４７とは、ボルト４９によって締結固定されている。羽根車側ケース部４５、電動機側ケース部４７のそれぞれの外面には、カバー５１，５３がそれぞれボルト５５によって締結固定されている。
【００４９】
前記羽根車側ケース部４５には、図６のように比較的細い流路孔５７が貫通形成されている。この流路孔５７は塗装用の前記スプレーガン２３に塗料を供給する供給路を構成し、流体としての塗料が流れる流路を構成している。流路孔５７の両端には、雌ねじ部５９が設けられ、前記チューブ３１結合用のプラグをねじ込むことができる。
【００５０】
前記流路の側部すなわち流路孔５７の側部には、回転用空間部６１が設けられている。回転用空間部６１は、前記流路孔５７に連通している。すなわち、前記回転用空間部６１は図６のように断面円形に形成され、この回転用空間部６１の外周部が同図のように流路孔５７と交わるように形成されている。
【００５１】
前記回転用空間部６１の幅方向両側には、図５のように軸孔６３が設けられている。軸孔６３の両側には、軸受孔６５が設けられている。前記羽根車側ケース部４５に固定された前記カバー５１にも貫通孔６７が設けられている。
【００５２】
前記電動機側ケース部４７には、断面円形の収容部６９が設けられている。収容部６９の中心部には、軸孔７１が連通形成されている。軸孔７１は前記羽根車側ケース部４５の軸受孔６５に連通している。前記軸孔７１の周囲において、前記収容部６９には、前記ボルト４９を挿入するための挿入凹部７３が設けられている。前記電動機側ケース部４７に締結固定されたカバー５３にも、貫通孔７５が設けられている。
【００５３】
前記回転用空間部６１には、羽根車３Ａが回転可能に収容支持されている。羽根車３Ａは、例えばアルミニウム等の軽金属で形成され、羽根部１５Ａを備えた羽根部本体７７と回転軸７９とからなっている。従って、羽根車３Ａは全体的に軽量化が図られ、慣性力が流量計測に影響しにくく、小流量にも対応できる。なお、羽根部本体７７は、アルミニウム等の軽金属以外にテフロン（登録商標）樹脂等によっても形成することもできる。また、計測対象である流体が、シンナーを含まないものである場合などは、羽根部本体７７、回転軸７９共に、対象とする流体に合わせて材質をその他の樹脂、金属等自由に選択することができる。
【００５４】
前記羽根車３Ａは、前記図１の羽根車３と同様に、フランジ１１，１３を備え、該フランジ１１，１３間に羽根部１５Ａを備えている。前記羽根部１５Ａの先端１５Ａａは、羽根車３Ａ半径方向において前記フランジ１１，１３の外周縁よりも内側に位置している。従って、測定対象の塗料が、羽根車３Ａの外側に漏れることを防止できる。このため、塗料の持つ運動エネルギーを羽根車３Ａの回転運動に、より確実に無駄なく利用することができる。
【００５５】
前記羽根部１５Ａの高さは、前記流路孔５７の直径の大きさと同等か或いは若干低く形成されている。羽根部１５Ａの先端１５Ａａが形成する回転円は、第６図の断面状態において流路孔５７の一側縁５７ａの延長線上に接するか、一側縁５７ａを僅かに越えた位置となっている。また前記フランジ１１，１３間の対向幅は、前記流路孔５７の直径と等しいか、これよりも若干大きく形成されたものである。そして、第５図，第６図の配置状態において、流路孔５７はフランジ１１，１３間に対向する配置状態となっている。
【００５６】
前記流路である流路孔５７は、前記羽根車３に対する入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃで前記羽根部３の回転円に対する接線方向に沿ってそれぞれ直線的に配置されている。さらに、前記流路孔５７は、前記羽根車３に対する入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃ相互が直線状に配置されている。
【００５７】
前記回転軸７９は段付き状に形成され、該回転軸７９の軸心方向一端から前記羽根部本体７７が挿入され、ナット８１の締結により回転軸７９に対する羽根部本体７７の固定が行われている。なお、回転軸７９に対する羽根部本体７７の固定は、圧入等によって行うこともできる。この場合は、ナット８１を不用とし、羽根車３Ａをより軽量に形成することができる。
【００５８】
前記回転軸７９は一対のベアリング８３によって羽根車側ケース部４５の軸受孔６５に回転自在に支持されている。前記軸受孔６５と回転軸７９との間には、パッキン８５が介設されている。この状態で、前記回転軸７９は軸孔６３を貫通すると共に、一方において前記カバー５１の貫通孔６７内に臨み、他方において前記電動機側ケース部４７の軸孔７１内に挿通されている。この羽根車３Ａの回転軸７９は、軸孔７１内においてカップリング７を介し電動機５に結合されている。
【００５９】
上記構成により、前記羽根車３Ａの回転軸７９を前記流路（流路孔５７）を流れる流体（塗料）の流れ方向に直交配置し、前記羽根部１５Ａは、少なくとも径方向先端側、本実施形態では全体が前記流路（流路孔５７）断面内全体に臨むように設けられ、該羽根部１５Ａで流路断面内の流体をほぼ全体的に受ける構成となっている。また、前記羽根車３Ａを、前記回転用空間部６１に回転可能に収容支持すると共に該羽根車３Ａの外周部で前記羽根部１５Ａを流路（流路孔５７）に臨ませた構成となっている。
【００６０】
前記電動機５は、前記収容部６９内に配置された支持ブロック８７に支持されている。支持ブロック８７は、収容部６９内においてボルト８９により電動機側ケース部４７に締結固定されている。これにより、電動機５は、前記流路（流路孔５７）から区画された外側（収容部６９）に配置された構成となっている。
【００６１】
前記メータ４３は、内部に電流電圧変換部を備え、外面に電圧表示部９１を備えている。電圧表示部９１には、図７のように指針９１ａが設けられている。このメータ４３は、図５のように前記カバー５３の貫通孔７５に嵌合支持されている。電圧表示部９１外周側の雄ねじ部９３は、カバー５３を貫通し、収容部６９内でナット９５により締結固定されている。このメータ４３は、前記電動機５に電気的に接続されている。メータ４３は、前記電動機５の出力電圧に基づく流量を表示する表示手段を構成している。なお、本実施形態では、メータ４３の表示をアナログ表示としているが、デジタル表示にすることもできる。
【００６２】
このような構成において、ポンプ２５を駆動すると、塗料タンク２７からパイプ３３、ポンプ２５、チューブ３１を介してスプレーガン２３に塗料が供給される。スプレーガン２３では、例えば調整ダイヤル２９の調整によって噴射量が調整され、一定した噴射量によって各スプレーガン２３間でむらのない塗布を行うことができる。
【００６３】
すなわち、１台のポンプ２５から各スプレーガン２３までの各チューブ３１の長さが、それぞれ異なる場合、ポンプ２５から各スプレーガン２３に到達する流量は僅かであるがそれぞれ異なった量になることがある。各スプレーガン２３でむらのない均一な塗布を行うためには、ポンプ２５からスプレーガン２３に到達する塗料の供給量が多少異なっても各スプレーガン２３毎の調整ダイヤル２９の調整によって噴射量を各スプレーガン２３間で均一とする必要がある。
【００６４】
前記各スプレーガン２３間で均一な噴射量を確保するには、流量計１Ａのメータ４３を確認しながら調整ダイヤル２９を調整する。これにより、各スプレーガン２３からの噴射量を微細に調整し、各スプレーガン２３毎に均一な塗布を行わせることができる。
【００６５】
前記流量計本体１Ａａにおいては、塗料が図６の矢印Ｃのようにチューブ３１から流路孔５７を通過する。流路孔５７ではその途中において、羽根部１５Ａが塗料を受ける。羽根部１５Ａは、塗料の流れの運動エネルギーの方向と同一方向に駆動力を受ける。この駆動力により羽根部本体７７、回転軸７９が流れる塗料の流量に応じて回転する。
【００６６】
前記回転軸７９の回転出力は、カップリング７を介して電動機５に入力される。電動機５では、その回転に応じて電流が発生し、該電流がメータ４３に入力される。メータ４３では、入力された電流変化を電圧変化に変換し、電圧表示部９１の指針９１ａを駆動し、電圧変化を表示させる。
【００６７】
この電圧変化は前記のように、塗料の流量と直線関係に比例している。従って、設定された流量に対応する電圧を維持するように前記調整ダイヤル２９を調整し、各スプレーガン２３からの噴射量を一定にすることができる。
【００６８】
このように前記流量計１Ａでは、羽根車３Ａの回転軸７９を前記流路孔５７（流路）を流れる塗料（流体）の流れ方向に直交配置し、前記羽根車３Ａを前記塗料（流体）の流れ方向に沿って回転させるように該塗料（流体）を前記羽根部１５Ａで受けるようにし、羽根部１５Ａは、少なくとも径方向先端側が前記流路断面内全体に臨むように設けられ、該羽根部１５Ａでのみ塗料を受けるたため、流路孔５７が小さく、流量が小さい場合でも塗料の運動エネルギーを羽根部１５Ａに無駄なく伝えることができる。従って、塗料の流量に応じて羽根車３Ａを的確に回転させることができ、小流量であっても流量を無理なく正確に計測することができる。すなわち、上記塗装装置２１のように流量が５０ｍｌ／ｍｉｎであり、内圧が１〜１．５ｋｇ／ｃｍ２程度の場合であっても、流量を無理なく正確に計測することができる。
【００６９】
本実施形態では、前記流路孔５７を通る塗料が、フランジ１１，１３間で受けられるため、運動エネルギーを羽根部１５Ａに対しより確実に伝えることができる。
【００７０】
前記塗料はある程度粘性が高い流体である。このように粘性が比較的高く、小流量であっても、前記のように無理なく正確に流量計測を行うことができる。
【００７１】
前記流路孔５７は、前記羽根車３Ａに対する入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃで前記羽根部１５Ａの回転円に対する接線方向に沿ってそれぞれ直線的に配置されているため、入口側部５７ｂでは流路孔５７内の塗料の運動エネルギを羽根部１５Ａでそのまま無駄なく受けることができ、出口側部５７ｃでは流出抵抗を抑制して円滑に排出することができ、小流量の流体であっても、流量計測を無理なく正確に行うことができる。
【００７２】
前記流路孔５７は、前記羽根車３Ａに対する入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃ相互が直線状に配置されたため、塗料の運動エネルギを羽根車３Ａの回転により確実に変換することができ、小流量の流体であっても、流量計測を無理なく正確に行うことができる。
【００７３】
前記流路孔５７を流れる塗料は、羽根部本体７７の回転によって軸孔６３内にも入り込むが、パッキン８５によって塗料がベアリング８３に至るのを防止することができる。従って、羽根車３Ａによる正確な流量計測を長く維持することが可能となる。
【００７４】
前記羽根車３Ａ、電動機５、カップリング７は、ケース４１内に一体的に収容され、極めてコンパクトに構成することができ、取り扱いもユニットとして行うことができ、組み付け等を極めて容易に行うことができる。
【００７５】
前記流体が塗料などのように発火性であっても電動機５が流路孔５７から区画された外側である収容部６９内に支持されているため、電動機５に起因する発火を抑制することができる。特に、電動機５は、流量検出に際し電流供給を行うことが無いので、発火をより確実に抑制することができる。
【００７６】
このような塗装装置２１においては、塗装対象物に応じて塗料の色を変更する必要がある。塗料の色は種々あるが、メタリック調の色などにおいては、金属粉が混入する場合もある。このような場合、羽根車３Ａの回転を磁界で検出するものでは、金属粉によって磁界変化に影響し、流量計測を行うことはできない。また、羽根車３Ａの回転を光によって検出するものでは、流体が塗料のような場合に光が通らず、流量を検出することができない。しかし、上記構成によって通常の塗料は勿論、金属粉を含んだ塗料などあらゆる流体について流量計測を的確に行うことができる。
【００７７】
前記塗料の色の変更に際しては、塗料タンク２７からスプレーガン２３に至るまで全体的にシンナーによって洗浄される。すなわち、燃料タンク２７にシンナーが収容され、ポンプ２５を駆動することによって塗料タンク２７内のシンナーをパイプ３３、ポンプ２５、チューブ３１、スプレーガン２３と通過させ、スプレーガン２３から噴出させることによって前回に用いた塗料の洗浄を行う。この場合、流量計１Ａにおいては、羽根車３Ａの回転によってシンナーが回転用空間部６１内にまで至り、各部を洗浄することができる。
【００７８】
洗浄が完了した後、燃料タンク２７内に他の色の塗料を収容して、再びポンプ２５を回転させ、前記同様にして塗装対象物に他の色の塗料を吹き付けることができる。
【００７９】
図８は本発明の他の流量計１Ｂを示す概念図である。尚、図１と対応する構成部分には同符号を付して説明する。図８においては、電動機５に洗浄駆動用の電流を供給する給電手段９５を備えたものである。
【００８０】
前記給電手段９５は、バッテリ９７を電圧計９と並列に配置して電動機５に接続したものである。バッテリ９７側の回路には、スイッチ９９が設けられている。
【００８１】
従って、流量測定時にはスイッチ９９はＯＦＦとなっており、前記のようにして塗料の流量に応じた羽根車３の回転により流量を計測することができる。また、塗料を変更するために前記のようにして洗浄するときには、スイッチ９９をＯＮにし、電動機５に電流を供給することで電動機５を駆動する。
【００８２】
前記電動機５の駆動によって、カップリング７を介し羽根車３が回転し、洗浄駆動が行われる。このような羽根車３の洗浄駆動によって、洗浄用のシンナーが回転用空間部の隅々まで十分に至り、洗浄をより的確に行うことができる。また、その他上記実施形態と同様な効果を奏することができるのは勿論である。
【００８３】
図９，図１０は、本発明のさらに他の実施形態に係る発電型流量計に係り、図９は発電型流量計本体の断面図、図１０は図９のＳＢ−ＳＢ矢視断面図である。尚、上記実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００８４】
図９，図１０のように、羽根車３Ｂは、その回転軸が水平方向となるようにハウジング９７内に配置され、該ハウジング９７に回転自在に支持されている。ハウジング９７は、ハウジング部材９９，１０１の合わせ構造となっている。ハウジング部材９９，１０１は、ボルトナット１０２により複数個所、例えば図１０のように４個所において締結固定され、相互に離脱自在となっている。ハウジング部材９９，１０１相互間には、前記同様の回転用空間部６１が形成されている。ハウジング部材９９，１０１相互間には、Ｏリング等のシール１０３が介設され、前記回転用空間部６１の外周側が、密閉されている。
【００８５】
前記回転用空間部６１には、羽根収容空間部１０５の内周側に支持用空間部１０７が設けられ、該支持用空間部１０７の内周側に磁石収容空間部１０９が設けられている。前記支持用空間部１０７は、前記羽根収容空間部１０５よりも幅広に形成され、前記磁石収容空間部１０９は、前記支持用空間部１０７よりも幅広に形成されている。
【００８６】
前記ハウジング９７は、流路を構成する流路孔５７の入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃを備えている。前記流路孔５７は、前記羽根車３Ｂに対する入口側部５７ｂ、出口側部５７ｃで羽根部１５Ｂの回転円に対する接線方向に沿ってそれぞれ直線的に配置されている。
【００８７】
前記流路孔５７の入口側部５７ｂ、出口側部５７ｃは、羽根収容空間部１０５の外周縁に沿って配置され、羽根車３Ｂの羽根部１５Ｂの少なくとも径方向先端側が流路孔５７の入口側部５７ｂ、出口側部５７ｃの断面内全体に臨むように設けられている。従って、入口側部５７ｂでは、羽根部１５Ｂで入口側部５７ｂ断面内の塗料をほぼ全体的に受ける構成となっている。
【００８８】
前記流路孔５７は、入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃ相互が交差状、例えば直交状に配置されている。前記流路孔５７の入口側部５７ｂは、羽根車３Ｂに上方から流体としての塗料を供給するように配置され、出口側部５７ｃは塗料を水平方向に排出するように配置されている。なお、入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃの配置は、特に限定されるものではなく、双方とも水平方向に配置する形態、入口側部５７ｂを水平方向に配置し出口側部５７ｃを上方に向けて配置する形態、双方とも上方に向けて配置する形態等にすることもできる。流路孔５７の出口側部５７ｃは、入口側部５７ｂよりも若干大径に形成され、塗料の流出抵抗を減少するようにしている。
【００８９】
前記羽根車３Ｂの内周側に、回転支持用のボス部１１１が一体に設けられ、該羽根車３Ｂは、前記回転用空間部６１内に収容されている。ボス部１１１は、前記支持用空間部１０７内に収容され、該羽ボス部１１１の側面及び肩部がハウジング部材９９，１０１側に回転可能に支持されている。従って、羽根車３Ｂは、ハウジング９７に対して回転自在に支持された構成となっている。
【００９０】
前記ボス部１１１の内周側には、羽根車３Ｂの軸芯部においてリング状の永久磁石１１３が設けられている。永久磁石１１３の内周側は、羽根車３Ｂ側に対して密閉形成された外部内周空間１１５となっている。この外部内周空間１１５内に巻線１１７が設けられている。前記永久磁石１１３と巻線１１７とにより、本実施形態の電動機５Ｂが構成されている。
【００９１】
前記外部内周空間１１５に対し、前記ハウジング部材１０１に嵌合孔１１９が設けられている。嵌合孔１１９には、閉止蓋部材１２１が取り付けられている。閉止蓋部材１２１は、本体部１２３の先端側に中空部１２５が設けられたもので、該中空部１２５の内周側に、前記外部内周空間１１５が形成されている。この閉止蓋部材１２１の外周と、前記ハウジング部材９９，１０１との間にＯリング等のシール１２７，１２９が介設されている。これによって羽根車３Ｂ側の回転用空間部６１は、外部内周空間１１５に対して密閉形成された構成となっている。
【００９２】
前記閉止蓋部材１２１は、前記ハウジング部材１０１にボルト１３１によって着脱自在に固定されている。
【００９３】
前記ハウジング部９９には、軸穴部１３３が設けられている。軸穴部１３３は、前記外部内周空間１１５をハウジング９７外部に開放するものである。軸穴部１３３には、蓋部材１３４が着脱自在に取り付けられている。蓋部材１３４の先端には、突条１３５が周回状に形成され、該突条１３５の内周側に前記閉止蓋部材１２１側の中空部１２５先端が嵌合している。
【００９４】
前記蓋部材１３４には、突条１３５の内周側に支持部１３６が設けられている。支持部１３６は、前記外部内周空間１１５内に臨むように突設されている。この支持部１３６に、前記巻線１１７が着脱可能に取り付けられている。
【００９５】
前記蓋部材１３４には、前記外部内周空間１１５からハウジング９７外部へ貫通する貫通孔１３７が設けられている。貫通孔１３７には、前記電圧計９に接続されたリード線１３９が配索されている。リード線１３９は、前記巻線１１７に導通接続されている。前記蓋部材１３１は、複数のボルト１４１によってハウジング部材９９に着脱自在に締結固定されている。
【００９６】
従って、本実施形態においても、羽根部１５Ｂによって塗料を受けると、羽根車３Ｂが回転する。この回転によって、永久磁石１１３が羽根車３Ｂと共に回転し、巻線１１７にて発電する。このときの電圧量を前記同様、電圧計９で測定することにより、羽根車３Ｂの回転数をモニタリングすることができる。或いは、巻線１１７は、複数本巻かれていることから、前記発電は周期的に変化し、この周期を測定することにより、羽根車３Ｂの回転数をモニタリングすることも可能である。
【００９７】
前記羽根車３Ｂの回転軸部にＯリング等のシールが存在しないために摩擦力が少なく、少流量を測定するのに有効となっている。
【００９８】
前記流路孔５７は、前記羽根車３Ｂに対する入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃ相互が交差状に配置され、前記羽根車３Ｂは、その回転軸が水平方向となるように配置され、前記流路孔５７の入口側部５７ｂが、前記羽根車３Ｂに上方から塗料を供給するように配置されたため、塗料の位置エネルギを有効に活用して羽根車３Ｂを的確に回転させ、小流量の塗料であっても、流量計測を無理なく正確に行うことができる。
【００９９】
前記羽根車３Ｂの軸心部に、リング状の永久磁石１１３を設け、前記永久磁石１１３の内周側を、前記羽根車３Ｂ側に対して密閉形成して外部内周空間１１５を設け、前記外部内周空間１１５に、巻線１１７を配置し、前記永久磁石１１３及び前記巻線１１７により前記電動機５Ｂを構成したため、電動機５Ｂを羽根車３Ｂの軸心部側に収納配置することができ、全体をコンパクトに形成することができる。
【０１００】
しかも、前記羽根車３Ｂ側に対して密閉形成された外部内周空間１１５に巻線１１７が配置されているため、流体が塗料などであっても、化学成分の発火を抑制することができる。
【０１０１】
前記羽根車３Ｂは、前記流路孔５７の入口側部５７ｂ及び出口側部５７ｃを備え離脱自在な合わせ構造のハウジング９７内に回転自在に支持され、前記ハウジング９７に、前記外部内周空間１１５をハウジング９７外部に開放する軸穴部１３３を設け、前記ハウジング９７に、前記軸穴部１３３を閉塞する蓋部材１３４を着脱自在に取り付け、前記蓋部材１３４に、前記外部内周空間１１５に臨む支持部１３６を設け、前記支持部１３６に、前記巻線１１７を取り付けたため、ハウジング９７に対し巻線１１７を蓋部材１３４と共に着脱することができ、巻線１１７の修理、点検、交換等が極めて容易となる。
【０１０２】
また、合わせ構造のハウジング９７内に羽根車３Ｂを回転自在に組み付け、前記蓋部材１３４を組み付ければ前記電動機５Ｂの組み付けも完了し、組み立て、分解等を極めて簡単に行うことができる。
【０１０３】
尚、上記実施形態では、流量計１Ａ，１Ｂによって流量を計測し、メータ４３によって流量（電圧）を確認することにより調整ダイヤル２９を手動調整するようにしたが、マイクロコンピュータ等で構成したコントローラを設けることによってフィードバック制御を行い、流量計１Ａ，１Ｂで計測した流量が一定となるようにスプレーガン２３をモータ駆動等によって自動的に調整する構成にすることも可能である。
【０１０４】
前記電動機５には、ＤＣモータ、コアレスモータ等、必要に応じて種々のものを採用することができる。
【０１０５】
前記羽根車３，３Ａ，３Ｂの直径、羽根部１５，１５Ａ，１５Ｂの形状等は、必要に応じて種々の効率的な大きさ、形状に形成することが可能である。
【０１０６】
前記羽根車３，３Ａを定電圧電源装置により一定電圧下で駆動し、塗料の流量変化に応じた電動機５の負荷電流の変化に基づき流量変化の検出を行う構成にすることも可能である。
【０１０７】
図９，図１０の実施形態では、閉止蓋部材１２１を省略し、ハウジング部材１０１に嵌合孔１１９を設けず蓋部材１３４に中空部１２５を設ける構成にすることもできる。かかる場合、部品点数がより減少し、組み付け、部品管理がより容易となる。
【０１０８】
流量計測を行う流体として、塗料以外の液体、その他気体にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流量計を示す概略斜視図である。
【図２】実験装置の構成図である。
【図３】実験結果を示し、（ａ）は羽根車の回転数と電動機出力電圧との関係を示すグラフ、（ｂ）は羽根車の回転数と流量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係る流量計を備えた塗装装置の全体概略構成図である。
【図５】一実施形態に係り、流量計本体の断面図である。
【図６】一実施形態に係り、図５のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である。
【図７】一実施形態に係り、図５のＢ矢視図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る流量計の概略斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係り、流量計本体の断面図である。
【図１０】図９のＳＢ−ＳＢ矢視断面図である。
【図１１】従来例に係る流量計の断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ  発電型流量計
３，３Ａ  羽根車
５，５Ｂ  電動機
９  電圧計（表示手段）
１５，１５Ａ，１５Ｂ  羽根部
１５Ａａ  羽根部の先端
２３  スプレーガン
４３  メータ（表示手段）
５７  流路孔（流路）
５７ｂ  流路の入口側部
５７ｃ  流路の出口側部
７９  回転軸
９５  給電手段
【図１】
2004251718.tif 000003
【図２】
2004251718.tif 000004
【図３】
2004251718.tif 000005
【図４】
2004251718.tif 000006
【図５】
2004251718.tif 000007
【図６】
2004251718.tif 000008
【図７】
2004251718.tif 000009
【図８】
2004251718.tif 000010
【図９】
2004251718.tif 000011
【図１０】
2004251718.tif 000012
【図１１】
2004251718.tif 000013