(57)【要約】【課題】検知する流体流量の大小に容易に対応することができて製造コストの上昇を抑え、部品や製品管理も容易で、流体中の異物の影響を受け難く、長期間安定して使用を継続することのできるフロースイッチを提供する。【解決手段】錘３ｃと磁石３ｂとを備え、底部に下方に向かって開口する凹部３ｅを有するフロート３と、下方に位置する流入口２ｄと、上方に位置する流出口２ｅとに連通すると共に、フロートが上下方向に移動する流体流路２ｇと、流体流路内のフロートの上下方向の移動を規制する上下ストッパ２ｈ、２ｉと、フロートの鉛直軸周りの回転を規制する回転防止部材（ガイドレール）２ｆとを有する本体２と、フロートが所定の位置に浮上したときに、磁石の磁力を検知するセンサ４とを備えるフロースイッチ１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錘と磁石とを備え、底部に下方に向かって開口する凹部を有するフロートと、
下方に位置する流入口と、上方に位置する流出口とに連通すると共に、前記フロートが上下方向に移動する流体流路と、該流体流路内のフロートの上下方向の移動を規制する上下ストッパと、前記フロートの鉛直軸周りの回転を規制する回転防止部材とを有する本体と、
前記フロートが所定の位置に浮上したときに、前記磁石の磁力を検知するセンサとを備えることを特徴とするフロースイッチ。
【請求項２】
前記フロートは、水平方向に放射状に延びる複数のリブを備え、
前記回転防止部材は、前記フロートの隣接する２つのリブの間に介在し、上下方向に延設されるガイドレールであることを特徴とする請求項１に記載のフロースイッチ。
【請求項３】
前記本体は、前記フロートの前記複数のリブの先端から離間する内壁面を有する大径部を備えることを特徴とする請求項２に記載のフロースイッチ。
【請求項４】
前記本体の下ストッパは、前記フロートが該下ストッパに当接しているときに、前記フロートが移動する流体流路と前記流入口とに連通する流体流路を備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のフロースイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風呂の追い炊きを行う際にポンプへ湯が流れていることを検知する際などに用いられ、流体流路中に配置したフロートにより流体の流量が設定流量に達したか否かを検知するフロースイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記用途等に用いられるフロースイッチとして、フラッパー式や、フロート式のフロースイッチが存在する。フロート式のフロースイッチとして、特許文献１に記載のものは、内周に軸線方向に延びる非円形面を形成した流体通路の上下にストッパを設け、両ストッパ間の流体通路中に非円形面で回転止めされるフロートを設け、フロート外周部に磁石を固定し、流体通路の壁に磁石の移動位置に対応して磁石の磁力を検出するホールＩＣを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０３４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のフロースイッチ等は、検知する流体流量（設定流量）の大小に応じて異なる寸法や構成のものを揃える必要があり、部品点数が多くなって製造コストが上昇すると共に、部品や製品の管理の面でも煩雑になるという問題があった。
【０００５】
また、上述のように、風呂の追い炊き用などに使用された場合には、湯水中の髪の毛、水垢、ごみ等の異物がフロースイッチに流入するため、これらの異物によってフロースイッチの正常な作動が妨げられるおそれもあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、検知する流体流量の大小に容易に対応することができて製造コストの上昇を抑えると共に、部品点数の削減及び部品管理や製品管理も容易に行うことができ、流体中の異物の影響を受け難く、長期間安定して使用を継続することのできるフロースイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、フロースイッチであって、錘と磁石とを備え、底部に下方に向かって開口する凹部を有するフロートと、下方に位置する流入口と、上方に位置する流出口とに連通すると共に、前記フロートが上下方向に移動する流体流路と、該流体流路内のフロートの上下方向の移動を規制する上下ストッパと、前記フロートの鉛直軸周りの回転を規制する回転防止部材とを有する本体と、前記フロートが所定の位置に浮上したときに、前記磁石の磁力を検知するセンサとを備えることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明によれば、本体の寸法や形状、及びフロートの全体的な寸法や形状を維持した状態で、フロート底部の凹部で流体の受圧面積を確保すると共に、この凹部の寸法及び形状と、錘の重量とを変化させることによって、このフロースイッチによって検知する流体流量を変化させることができるため、検知する流体流量の大小に容易に対応することができ、部品点数の増加を抑えて製造コストの上昇を抑えることができると共に、部品や製品管理を容易に行うこともできる。
【０００９】
上記フロースイッチにおいて、前記フロートを、水平方向に放射状に延びる複数のリブを備えるように構成し、前記回転防止部材を、前記フロートの隣接する２つのリブの間に介在し、上下方向に延設されるガイドレールとすることができる。ガイドレールによってフロートが回転するのを防止し、流体流路内でフロートの上下方向の移動を円滑に行わせることができる。
【００１０】
上記フロースイッチにおいて、前記本体は、前記フロートの前記複数のリブの先端から離間する内壁面を有する大径部を備えることができる。これにより、本体の内壁面とフロートの表面との間に広い流体流路を確保することができ、大流量の流体を流すことが可能となる。また、本体内に広い流体流路を確保することで、髪の毛、水垢、ごみ等の異物が流体流路に滞留して流体流路が閉塞することを防止することもできる。
【００１１】
上記フロースイッチにおいて、前記本体の下ストッパは、前記フロートが該下ストッパに当接しているときに、前記フロートが移動する流体流路と前記流入口とに連通する流体流路を備えることができる。これにより、フロートが下ストッパに当接しているときでも、流体がフロースイッチ内を流れることができるため、流量が少ない場合でも、髪の毛等の異物がフロートの下部と本体の下ストッパとの間に滞留して両者の間に噛み込むようなことがなく、長期間安定した状態で使用を継続することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、検知する流体流量の大小に容易に対応することができて製造コストの上昇を抑え、部品や製品管理も容易で、流体中の異物の影響を受け難く安定使用を長期間継続することのできるフロースイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るフロースイッチの一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すフロースイッチの詳細図であり、（ａ）はフロートが上昇した状態を示す縦断面図、（ｂ）はフロートが下降した状態を示す縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｄ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１及び図２に示すフロースイッチの構成部品であるフロートを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図１及び図２に示すフロースイッチの構成部品であるフロートの他の例を示す断面図であって、図３（ｃ）に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図３は、本発明に係るフロースイッチの一実施の形態を示し、このフロースイッチ１は、内部に流体流路２ｇを有する本体２と、この本体２の流体流路２ｇを上下方向に移動するフロート３と、フロート３の磁力を検知するためのセンサ４等から構成される。
【００１６】
本体２は、上下２分割された樹脂製部材が接合部２ｊで一体化されて形成され、小径の入口管２ｂと出口管２ｃとを接続する大径部２ａを備える。入口管２ｂの下端部に流入口２ｄが、出口管２ｃの上端部に流出口２ｅが形成される。流体流路２ｇの入口管２ｂ側には、フロート３の下方への移動を規制する下ストッパ２ｈと、出口管２ｃ側には、フロート３の上方への移動を規制する上ストッパ２ｉとが突設される。本体２の内壁には、フロート３の鉛直軸周りの回転を規制するための回転防止部材として、２本のガイドレール２ｆが突設される（図２（ｃ）参照）。
【００１７】
また、図２（ｄ）に示すように、本体２の下ストッパ２ｈには、フロート３が下ストッパ２ｈに当接しているときでも、流体流路２ｇと流入口２ｄとを連通させる流体流路２ｋ、２ｍが形成される（同図では、流体流路２ｋ、２ｍを明示するため、これらを黒塗りで示している）。
【００１８】
フロート３は、内部に磁石３ｂと錘３ｃとを一体成形した樹脂等からなる本体３ａを備え、本体３ａの底部に凹部３ｅが形成される。この凹部３ｅは、球面や回転楕円面等の一部とすることができる。
【００１９】
本体３ａは、図３（ｂ）に明示されるように、６つのリブ３ｄを備える。この例では、フロート３の重心は、浮上した際の安定性を考慮して、フロート３の幾何学中心よりも下方になるように設定される。尚、磁石３ｂと錘３ｃは、必ずしも本体３ａと一体成形する必要はなく、本体３ａの内部に収容した後、蓋等を用いて密閉してもよく、本体３ａの表面に磁石３ｂや錘３ｃを露出させた状態であってもよい。また、本実施の形態では、磁石３ｂを上側に、錘３ｃを下側に配置したが、この上下関係が逆であってもよい。リブ３ｄの数も６つに限定されず、少なくとも本体２の２本のガイドレール２ｆによってフロート３の回転が規制された状態で流体流路２ｇを上下移動することができればよい。なお、ガイドレール２ｆは、１本あるいは３本以上であってもよい。
【００２０】
センサ４は、フロート３の磁石３ｂの磁力を検出して検出信号を制御装置等（不図示）に出力するホールＩＣ等であって、本体２の突出部２ｎに固定される。このセンサ４は、本体２の流体流路２ｇを流れる流体が設定流量に達し、フロート３が浮上して上ストッパ２ｉに当接した図２（ａ）の状態でフロート３の磁石３ｂの磁力を検出し、検出信号を出力するものとする。
【００２１】
次に、上記構成を有するフロースイッチ１の動作について詳細に説明する。尚、フロースイッチ１は、湯水等の流体が流れる管路の途中に配置されているものとし、本体２の入口管２ｂが相手方の流出管路に、出口管２ｃが相手方の流入管路に各々接続されているものとする。
【００２２】
図１及び図２（ｂ）に示すように、流入口２ｄから流体が流入していないか、流体流路２ｇ内に流れる流体の量が少ない場合には、フロート３は、上昇せず、下ストッパ２ｈに当接したままの状態を維持する。但し、この状態でも、下ストッパ２ｈに流体流路２ｋ、２ｍが形成されているため、流入口２ｄから流入した流体は、これらの流体流路２ｋ、２ｍ、及びフロート３の下部の隣接するリブ３ｄの間を通って上方へ流れる。これにより、髪の毛等の異物がフロート３の下部と下ストッパ２ｈとの間に滞留して両者の間に噛み込むことを防止することができる。流入口２ｄから流体流路２ｇに流れ込んだ流体は、流出口２ｅから流出する。
【００２３】
流入口２ｄから流入した流体の流量が増加すると、フロート３は、図１及び図２（ｂ）に示す状態から徐々に上昇する。この際、フロート３の底部の凹部３ｅで流体の受圧面積を確保すると共に、図２（ｃ）に明示するように、フロート３の隣接する２つのリブ３ｄの間にガイドレール２ｆが介在するため、フロート３は、鉛直軸周りの回転が規制された状態でガイドレール２ｆに案内されながら上昇する。流入口２ｄから流体流路２ｇに流れ込んだ流体は、流出口２ｅから流出するが、図２（ａ）に明示されるように、流体は、隣接するリブ３ｄの間だけでなく、大径部２ａの内壁面と、フロート３の６つのリブ３ｄの先端との間に形成された空間を流れることができるため、大流量の流体を流すことが可能となると共に、流体流路２ｇの異物による閉塞も回避することができる。
【００２４】
流入口２ｄから流入した流体の流量が設定流量に達すると、図２（ａ）に示すように、フロート３は、上ストッパ２ｉに当接して上昇が規制され、センサ４がフロート３の磁石３ｂの磁力を検知し、制御装置等に検出信号を出力する。
【００２５】
次に、フロースイッチ１によって検知する流体流量（設定流量）を変化させる方法について、図４を参照しながら説明する。
【００２６】
フロースイッチ１の設定流量を変化させるには、図１〜図３に示した本体２及びセンサ４をそのまま用い、フロート３の構成のみを変更する。
【００２７】
例えば、フロースイッチ１の設定流量を小さくするには、図４（ａ）に示すように、フロート１３の本体１３ａの内部に設けられる錘１３ｃ、１３ｄの重量を小さくすると共に、フロート１３の底部の凹部１３ｅを大きくする。すなわち、凹部１３ｅの開口部の面積や深さを変えて該凹部１３ｅを大きくする。フロート１３の凹部１３ｅ以外の形状及び寸法は、フロート３と同様である。凹部１３ｅを大きくするのは、凹部１３ｅでの流体の受圧面積を大きくし、より浮上し易くするためである。
なお、錘１３ｃ、１３ｄは別体であってもよいが、１つの錘の中心部に孔を形成することにより一体として構成することもできる。そしてこの場合、孔の内径を変更することにより、錘の外形寸法は同一でありながら異なる重量の錘を容易に形成することができる。
【００２８】
一方、フロースイッチ１の設定流量を大きくするには、図４（ｂ）に示すように、フロート２３の本体２３ａの内部に設けられる錘２３ｃの重量を大きくすると共に、フロート２３の底部の凹部２３ｅを小さくする。フロート２３の凹部２３ｅ以外の形状及び寸法は、フロート３と同様である。凹部２３ｅを小さくするのは、凹部２３ｅでの流体の受圧面積を小さくし、より浮上し難くするためである。
【００２９】
上記のように、同一の本体２及びセンサ４を用いながら、フロート３の底部の凹部３ｅの寸法及び形状と、錘３ｃの重量とを変化させることによってフロースイッチ１の設定流量を変化させることができるため、容易に設定流量を変更することができ、部品点数も少なくなるため、フロースイッチ１の製造コストの上昇を抑えることができる。また、フロースイッチ１の部品や製品管理を容易に行うこともできる。
【符号の説明】
【００３０】
１  フロースイッチ
２  本体
２ａ  大径部
２ｂ  入口管
２ｃ  出口管
２ｄ  流入口
２ｅ  流出口
２ｆ  ガイドレール
２ｇ  流体流路
２ｈ  下ストッパ
２ｉ  上ストッパ
２ｊ  接合部
２ｋ  流体流路
２ｍ  流体流路
２ｎ  突出部
３  フロート
３ａ  本体
３ｂ  磁石
３ｃ  錘
３ｄ  リブ
３ｅ  凹部
４  センサ
１３  フロート
１３ａ  本体
１３ｂ  磁石
１３ｃ、１３ｄ  錘
１３ｅ  凹部
２３  フロート
２３ａ  本体
２３ｂ  磁石
２３ｃ  錘
２３ｅ  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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