(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路と、この流体通路内において同軸状態に配置された回転磁界発生用の軸流回転式の羽根車と、この羽根車の上流側に配置された整流器と、前記羽根車の下流側において流体通路内に突出している回転磁界検出用の検出素子が内蔵されているセンサ収納部とを有し、
前記羽根車が前記整流器と前記センサ収納部の間に回転自在の状態で架け渡されており、
前記整流器は、前記羽根車における前記センサ収納部の突出側の部分に対して、当該センサ収納部の突出側とは反対側の部分に対してよりも多量の流体を導くことを特徴とする流量メータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記整流器は、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数に区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えており、
前記整流器本体部分の輪郭形状は、前記中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側の部分と、その反対側の部分とが非対称な形状とされていることを特徴とする流量メータ。
【請求項３】
請求項１において、
前記整流器は、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数の区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えており、
前記整流器本体部分の輪郭形状は回転対称な形状であり、当該整流器本体部分の中心軸線は、前記流体通路の中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側とは反対側にずれた位置にあることを特徴とする流量メータ。
【請求項４】
請求項１において、
前記整流器は、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数に区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えており、
前記整流板部分は、前記流体通路の中心軸線方向に見た場合に、下流側部分が、前記センサ収納部の突出側に向けて傾斜した傾斜部を備えていることを特徴とする流量メータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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整流器の改良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回転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。図４に示すように、この形式の流量メータ１００では、羽根車１０１の端部における回転中心から外れた位置に磁石１０２を埋め込み、この磁石１０２により発生する回転磁界を、流体通路１０３内に突出したセンサ収納部１０４に収納されている検出素子１０５によって検出するように構成されている。
【０００３】
羽根車１０１の上流側には整流器１０６が配置されており、羽根車１０１は、この整流器１０６と、下流側の流体通路内に突出しているセンサ収納部１０４との間に、回転自在の状態で架け渡されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、羽根車１０１の下流側の流体通路内にはセンサ収納部１０４が突出しているので、当該センサ収納部１０４によって流体通路１０３の一部が塞がれている。このため、羽根車１０１を通過した後の流体は、全体として、センサ収納部１０４が突出している側とは反対側、すなわち流体通路が塞がれていない側に向けて流れる。
【０００５】
従って、羽根車１０１が位置している流体通路部分からセンサ収納部１０４が位置している流体通路部分における流体の流れ方向は、図において矢印で示すように、全体として、流体通路１０３の中心軸線１０３ａに対して、センサ収納部突出側とは反対側に向けて傾斜した方向となる。この結果、このような斜めの流体流によって、流体通路１０３の中心軸線１０３ａと同軸状態に配置されている羽根車１０１には斜めに流体圧が作用する。
【０００６】
また、羽根車１０１に対して、磁石１０２は、軸線１０３ａの方向に沿って見た場合に、羽根車中心から下流側に片寄った位置に取り付けられている。このため、羽根車の重心位置が下流側に片寄っている。従って、磁石取付け位置も、羽根車１０１を下流側が下方となるように傾ける要因となっている。
【０００７】
このように、水流方向および磁石取付け位置等が原因となって、羽根車にはその軸線方向とは直交する方向のラジアル力がアンバランスの状態で作用する。このために、羽根車の軸受け部分等に無理な力が作用するので、羽根車の耐久性が低下してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、このような不均衡な流体圧が羽根車に作用することのない流量メータを提案することにある。
【０００９】
【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、本発明の流量メータは、流体通路と、この流体通路内において同軸状態に配置された回転磁界発生用の軸流回転式の羽根車と、この羽根車の上流側に配置された整流器と、前記羽根車の下流側において流体通路内に突出している回転磁界検出用の検出素子が内蔵されているセンサ収納部とを有し、前記羽根車が前記整流器と前記センサ収納部の間に回転自在の状態で架け渡されており、前記整流器は、前記羽根車における前記センサ収納部の突出側の部分に対して、当該センサ収納部の突出側とは反対側の部分に対してよりも多量の流体を導くことを特徴としている。
【００１０】
ここで、前記整流器は、一般に、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数に区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えている。
【００１１】
この場合、前記整流器本体部分の輪郭形状を、前記中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側の部分と、その反対側の部分とが非対称な形状となるように規定し、これにより、センサ収納部突出側の部分に向けて多くの流体を導くようにすることができる。
【００１２】
このようにする代わりに、前記整流器本体部分の輪郭形状を回転対称な形状のものとし、当該整流器本体部分の中心軸線が、前記流体通路の中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側とは反対側にずれた位置となるようにしてもよい。
【００１３】
さらには、前記整流板部分に、前記流体通路の中心軸線方向に見た場合に、下流側部分が、前記センサ収納部の突出側に向けて傾斜した傾斜部を設けてもよい。
【００１４】
このように構成した本発明の流量メータでは、整流器によって、羽根車に対して、センサ収納部の突出側の部分により多量の流体が導かれる。この結果、センサ収納部が流体通路内に突出していることに起因して羽根車に作用する不均衡なラジアル力を抑制あるいは低減できる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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軸流式の羽根車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。
【００１８】
整流器７は、流体通路３の中心軸線３ａに直交する断面で見た場合に、当該中心軸線３ａを通って十文字状に延び、流体通路断面を四分割している縦整流板７１および横整流板７２と、この整流板７１、７２の下流側端部に一体形成されている整流器本体部分７３と、羽根車６を支持するための支軸７４とを備えている。整流器本体部分７３は、回転対称な輪郭形状をしており、本例では、円柱状部分７３ａと、その上流側端面に形成された半球状部分７３ｂから形成されている。
【００１９】
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（センサ収納部）が形成されている。この突出部８は流体通路３内に半径方向に突出しており、その先端部は、流体通路中心を超えて延びており、半円形の輪郭形状となっている。この突出部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。
【００２０】
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の下流側端面に形成された支軸７４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。
【００２１】
ここで、羽根車６の下流側端部にはその回転中心線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突出部８の内部に形成されたセンサ収納孔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。
【００２２】
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。
【００２３】
ここで、本例の整流器７においては、その整流器本体部分７３の中心軸線７３ａが、流体通路３の中心軸線３ａに対して、突出部８の突出方向に所定の距離だけずれた状態となるように、当該整流器本体部分７３が形成されている。換言すると、整流器本体部分７３は、突出部８の突出側とは反対側にずれた位置となるように配置されている。
【００２４】
このように整流器７が形成されている本例の流量メータ１においては、整流器本体部分７３が流体通路中心軸線３ａに対して、突出部８が突出している側とは反対側にずれた位置にある。この結果、当該整流器本体部分７３が配置されている流体通路部分では、突出部８の突出側部分３Ａの方が反対側部分３Ｂよりも広く、突出側部分３Ａの通過水量が多くなる。従って、突出部８が配置されていることに起因して羽根車６に作用する不均衡なラジアル方向の水圧を抑制あるいは緩和できる。同様に、磁石取付け位置に起因した羽根車の傾斜も抑制できる。この結果、羽根車の耐久性の低下を防止できる。
【００２５】
次に、図２には、整流器７の別の例を示してある。この図に示す整流器７Ａの基本構造は図１の整流器７と同一であり、異なる点は、その整流器本体部分７３Ａが、通路中心軸線３ａに対して、突出部８の突出側の部分と、その反対側とが非対称の輪郭形状をしていることである。すなわち、突出部８の突出側の通路部分３Ａにより多くの水が流れるような輪郭形状とされている。この構成の整流板７Ａを用いた場合も、図１の場合と同様な作用効果が得られる。
【００２６】
次に、図３には、さらに別の整流器の例を示してある。この図に示す整流器７Ｂも基本構造は図１の整流器７と同一である。異なる点は、整流器本体部分７３Ｂが通路中心軸線３ａと同軸状態に配置されている点と、横整流板７２が、下流側に向けて、突出部８の突出側に傾斜している点である。
【００２７】
このように、横整流板７２を斜め配置すると、これにより、突出部８の突出側に向かう斜めの水流が形成される。従って、この横整流板７２によって形成された斜め方向の水流により、突出部８によって形成される逆方向の水流とが相殺されて、羽根車６に対して不均衡なラジアル方向の水圧が作用することを抑制あるいは低減できる。よって、この構成の整流器７Ｂによっても図１の場合と同様な作用効果が得られる。
【００２８】
なお、上記の各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。
【００２９】
【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、流体通路内に突出しているセンサ収納部が原因となって発生する通路中心軸線に対して傾斜した流体の流れを、整流器によって打ち消すようにしている。従って、軸流式の羽根車に対してラジアル方向に不均衡な流体圧が作用することを抑制あるいは低減できる。また、かかる流体の流れによって、磁石取付け位置の片寄りに起因した羽根車の傾斜を補正できるので、羽根車軸受け部分に不均衡なラジアル力が作用することを抑制あるは回避できる。この結果、本発明によれば、羽根車の耐久性の低下を防止あるいは抑制できる。
【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】図１の整流器の別の実施例を示す説明図である。
【図３】図１の整流器の更に別の実施例を示す説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、従来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。
【符号の説明】
１    水道メータ
２    メータケース
３    流体通路
３ａ  通路中心軸線
３Ａ、３Ｂ  整流器本体部分が配置されている流体通路部分
６    羽根車
７、７Ａ、７Ｂ    整流器
７１  縦整流板
７２、７２Ｂ  横整流板
７３、７３Ａ  整流器本体部分
７３ａ  中心軸線
７４  支軸
８    突出部（センサ収納部）
１３  磁石
２１  センサ収納孔
２２  磁気センサ
２３  検出素子
【図１】
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【図２】
0004594499.tif 000003
【図３】
0004594499.tif 000004
【図４】
0004594499.tif 000005