(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口をつなぐ方向に対して、流体の流量を計測する羽根車の回転軸線が交差するように縦方向に配置された縦型ウォルトマン式流量計において、
前記羽根車の上流近傍には整流器が設けられ、該整流器に設けられた複数のリブにより前記流入口から導入される被計量流体を整流状態となして、前記羽根車に軸方向から当てつつ通過させることにより羽根車に回転力を付与する際の、その羽根車に当てる被計量流体の流れの向きを変化させることにより羽根車の回転速度を調整する調整器が設けられ、
その調整器は、前記整流器内の流路中において被計量流体の流れ方向に沿って配置される平板状の流体ガイド板部と、
その流体ガイド板部に一体形成され、該流体ガイド板部を前記被計量流体の流れ方向に沿った状態から被計量流体の流れの向きを変化させる角度まで回動可能に保持する回動軸と、
前記流体ガイド板部の回動方向に沿って、その流体ガイド板部と一体的かつ交差するように形成された固定用板部とを備え、
前記回動軸は前記整流器に設けられた軸穴によって支持され、
前記固定用板部を前記整流器に設けられた固定面に固定するために、前記回動軸の中心線から所定量距離離れた位置に設けられ、前記固定用板部を介して前記流体ガイド板部を所定の角度姿勢で固定する固定部材が設けられたことを特徴とする流量計。
【請求項２】
前記整流器に設けられた固定面は、前記整流器の中心側に存在するボス部の外周面部分に、このボス部の中心線と平行に形成された平面形態であり、
かかる固定面には前記軸穴が設けられ、該軸穴には前記流体ガイド板部の前記回動軸が嵌合され、該回動軸を支点として前記流体ガイド板部が回動可能に設けられ、かつ前記回動軸とは偏心した部位に位置する前記固定部材によって平板状に形成された前記固定用板部が前記ボス部の固定面に固定される請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
前記固定部材は前記固定面に締め込まれる雄ねじ部材であり、前記固定用板部には、前記流体ガイド板部の回動軸部を中心とする円孤に沿った円弧状の長穴が形成され、前記雄ねじ部材はその長穴を貫通して、前記固定面に形成されたねじ穴に締め込まれ、前記流体ガイド板部を所定の角度姿勢で固定するとともに、その流体ガイド板部は前記固定部材が貫通する長穴の範囲内で前記回動軸部を支点として角度姿勢が調整可能とされる請求項２に記載の流量計。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の調整器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は水道メータ等の流量計、特に縦型ウォルトマン式流量計と、それに用いる調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、縦型ウォルトマン式流量計においては、図８に示すように、水道メータの１次側（上流側）より流入した水（被計量流体）１５は、補足管８を通過した後、下ケース９の下部へと入り、整流器５を通って羽根車６に軸方向から当たる。羽根車６は自身の回転軸１３に対して角度のある捻れた複数枚の板羽根を有し、その板羽根にほぼ軸方向から水が当たることにより、その水流の力で羽根車６が回転する。その回転数が機械的又は電気的に取り出されることにより流量が測定されて、それが上ケース１６の計量表示部１７に表示され、羽根車６を通過した水は下ケース９の流出口から下流に流れる。
【０００３】
ここで、各流量計（水道メータ）の計量特性に応じて計量誤差を小さくする目的等で、羽根車６の回転数（回転速度）を調整する調整器１が羽根車６の上流に近接して設けられるのが普通である。この調整器１は、水流を導くガイド板を所定の角度範囲で回動調整して、羽根車６の角度のある捻れた板羽根に当たる水流の向きを微妙に変化させることにより、同じ流量・流速でも羽根車６の回転速度を増大又は減少させる補正をして、適正な計量特性が得られるようにするものである。
【０００４】
従来、この種の調整器においては、図９又は図１０に示すように、ガイド板部１ａ又は１ｂは、自身を回動可能に支持する回動軸の軸線と同軸上において、ねじ類２又は２ｂにより固定又は保持され、回動軸とクランプねじとが同軸上で兼用されるものであった。そのため従来は、調整器材料を樹脂製とした場合は（金属製の調整器もあるが）、雌ねじ部（ナット部）又は保持部、あるいはその両部品を金属製のブッシュ３、４又は３ｂとし、これを樹脂材料に圧入もしくはインサート成形等により組み込んでいた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この場合、その金属製のブッシュ３、４又は３ｂ等、若しくはねじ軸体、あるいはその両部品とも特殊専用部品となり、部品点数の増大及び部品単価の増大を招いていた。
また、回動軸（回転軸芯）上に固定（保持）軸芯を設置するため、その軸芯外周部（固定部材の外端部）が調整器固定面となる平板部から突出する形状となり、幅寸法（肉厚）が大きくなって、コンパクト化が図りにくく、また流体のスムーズな流れを阻害しやすい状況にあった。
【０００６】
この発明の課題は、流量計の調整器における特殊専用部品の減少化と、部品単価の低減化を実現するとともに、平板部からの突出量が少ない薄肉で簡単な構造の調整器、及びその調整器を備えた流量計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
この発明は、流入口と流出口をつなぐ方向に対して、流体の流量を計測する羽根車の回転軸線が交差するように縦方向に配置された縦型ウォルトマン式流量計において、羽根車の上流近傍には整流器が設けられ、該整流器に設けられた複数のリブにより前記流入口から導入される被計量流体を整流状態となして、前記羽根車に軸方向から当てつつ通過させることにより羽根車に回転力を付与する際の、その羽根車に当てる被計量流体の流れの向きを変化させることにより羽根車の回転速度を調整する調整器が設けられ、その調整器は、整流器内の流路中において被計量流体の流れ方向に沿って配置される平板状の流体ガイド板部と、その流体ガイド板部に一体形成され、該流体ガイド板部を前記被計量流体の流れ方向に沿った状態から被計量流体の流れの向きを変化させる角度まで回動可能に保持する回動軸と、前記流体ガイド板部の回動方向に沿って、その流体ガイド板部と一体的かつ交差するように形成された固定用板部とを備え、前記回動軸は前記整流器に設けられた軸穴によって支持され、前記固定用板部を前記整流器に設けられた固定面に固定するために、前記回動軸の中心線から所定量距離離れた位置に設けられ、前記固定用板部を介して前記流体ガイド板部を所定の角度姿勢で固定する固定部材とを備える。
【０００８】
さらに、前記回動軸は前記整流器に設けられた軸穴によって支持され、前記固定用板部を前記整流器に設けられた固定面に固定するために前記回動軸の中心線から所定量距離離れた位置に設けられ、前記固定用板部を介して前記流体ガイド板部を所定の角度姿勢で固定する固定部材が設けられる。
【０００９】
さらに具体的には、前記固定部材は前記固定面に締め込まれる雄ねじ部材であり、前記固定用板部には、前記流体ガイド板部の回動軸を中心とする円孤に沿った円弧状の長穴が形成され、前記雄ねじ部材はその長穴を貫通して、前記固定面に形成されたねじ穴に締め込まれ、前記流体ガイド板部を所定の角度姿勢で固定するとともに、その流体ガイド板部は前記固定部材が貫通する長穴の範囲内で前記回動軸を支点として角度姿勢が調整可能とされる。
【００１０】
また、整流器に設けられた固定面は、整流器の中心側に存在するボス部の外周面部分に、このボス部の中心線と平行に形成された平面形態であり、かかる固定面には前記軸穴が設けられ、該軸穴には前記流体ガイド板部の前記回動軸が嵌合され、該回動軸を支点として前記流体ガイド板部が回動可能に設けられ、かつ前記回動軸とは偏心した部位に位置する前記固定部材によって平板状に形成された前記固定用板部が前記ボス部の固定面に固定されるようにすることができる。
【００１１】
上記のように、調整器の回動軸の軸芯と固定部材の軸芯とを異なる位置に設定したことにより、調整板部の肉厚を薄くすることが容易となり、このことにより、ロスの少ないスムーズな水流の角度変更ができる。
また、固定用（保持用）の固定部材としてねじ部品を使用する際に、通常一般に使用されているねじ部品を使用することができ、（つまり回動軸と固定用ねじとが一体的となった特殊部品ではなく）、またこれまでは調整板部に圧入したりインサート成形したりしていた固定用（保持用）のブッシュ（スリーブ）を省略することも可能となり、これにより特殊専用部品点数の減少化とともに、コストの低減化を図ることができる。つまり、水流のスムーズな流れを保つ整流板の機能も期待でき、かつ抵抗も少なく、コンパクトな調整器となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面に示す実施例を参照しつつ説明する。
以下の例は、例えば水道メータに適用される流量計であり、その場合の被計量流体は水である。
【００１３】
図８を援用して流量計１０の全体を説明すると、流量計１０は、補足管８と、その一端が接続された下ケース９と、下ケース９の上部に合体した上側部材１６とを備え、下ケース９の上部には、計量室ケース７に収容された羽根車６を回転自在に支持する回転支持軸（ピボット）１３が縦方向に配置されている。羽根車６の下側近傍には、羽根車６に至る水流を整流する整流器５が下ケース９内に嵌合・固定され、その整流器５の中心側のボス部１８（図１）の中心に、上記羽根車６の回転軸１３が上向きに突出するように固定されている。羽根車６は自身の中心穴１１の底部においてその回転支持軸１３の上端でピボット状に回転自在に支持される。羽根車６の上端は公知の計量機構に接続され、羽根車の回転が機械的又は電気的に取り出されて、その回転数が流量に換算されて計量表示部１７（図８）に表示され、上部のカバー１２を開けてその流量を確認することができる。
【００１４】
羽根車６はその回転軸支持１３の軸方向に対して３次元的に捻れた複数枚の板羽根６ａ（図１）を有し、それらの板羽根６ａに下側から当たる水流が、羽根車６に回転力を付与する。その羽根車６を軸方向に通過して、計量室ケース７の上端から流出した水流は側方に流れを変えて流出口から流出する。羽根車６の下側に隣接して前記整流器５には、調整器２０が組み込まれている。調整器２０は、上述のように羽根車６の板羽根６ａに当たる水流の角度（向き）を変えて、羽根車６の回転速度を調整するものである。
【００１５】
図１に示すようにこの調整器２０は、整流器５のボス部１８の側面（ガイド面を兼ねる固定平面１９）に対し、回動軸部２２によって回動可能に取り付けられた流体ガイド板部２３と、そのガイド板部２３の内側縁にほぼ直角（Ｌ字状）に交差するように一体的に形成された固定用板部２４と、その固定用板部２４を整流器５の固定平面１９に締め付けて固定（保持）する固定ねじ部材２５とを備えている。流体ガイド板部２３及び固定用板部２４はいずれも平板状をなす。
【００１６】
上記ボス部１８の外周面が円筒面状等の曲面とされる場合、調整器２０が取り付けられる側面部分は、円柱をボス部１８の中心線と平行な平面で切り取ったような形態の固定平面１９とされる。この調整器２０の流体ガイド板部２３、固定用板部２４及び回動軸部２２は、樹脂材料による一体成形されたもので、回動軸部２２は整流器５の中心側に円柱状に突出した形態を有し、整流器５のボス部１８の固定平面１９に形成された軸穴２６に回転可能に嵌合しており、固定ねじ部材２５はその回動軸部２２から所定距離だけ離れた部位に位置している。
【００１７】
固定用板部２４には、流体ガイド板部２３の回動軸部２２（の軸線）を中心とする円弧状の長穴２７（図２）が形成され、固定ねじ部材（ボルト、ビス等の雄ねじ部材）２５は、その長穴２７を貫通して、整流器ボス部１８の側面（固定平面１９）に形成された雌ねじ穴２８に締め込まれ、この固定用板部２４と一体の流体ガイド板部２３を所定の角度姿勢に固定、保持するようになっている。円弧状の長穴２７は、そのほぼ中央（中点）に上記固定ねじ部材２５が位置する状態で、流体ガイド板部２３が羽根車６の回転軸１３とほぼ平行な中立位置となるように形成される。つまり、円弧状の長穴２７の中央を基準位置として、第１の方向とこれとは反対の第２の方向にそれぞれ円弧状に長穴が延びて、一体的な長穴２７とされる。
【００１８】
そして、固定ねじ部材２５を緩めた状態で、調整器２０の流体ガイド板部２３を回動軸部２２のまわりに固定用板部２４と共に、羽根車６の回転支持軸１３とほぼ平行な姿勢から第１の方向に回動軸部２２のまわりに回動させれば、流体ガイド板部２３の羽根車６の板羽根６ａに対する角度が小さくなるように角度変更され、羽根車６の回転速度は低下するように調整される。逆に、流体ガイド板部２３を第２の方向に回動させて上記羽根車６の板羽根６ａに対する角度が大きくなるように角度変更すれば、羽根車６の回転速度が増加するように調整される。
【００１９】
この羽根車６の減速方向における流体ガイド板部２３の回動限度は、固定用板部２４の長穴２７の一端が固定ねじ部材２５に当接することによって規定され、また羽根車の増速方向における流体ガイド板部２３の回動限度は、固定用板部２４の長穴２７の他端が固定ねじ部材２５に当接することによって規定される。言い換えれば、上記円弧状の長穴２７は調整器２０（流体ガイド板部２３）の回動をガイドするとともに、所定の角度で調整器２０を固定する手段、さらには調整器２０の双方向の回動限度を規定するストッパ（又は固定ねじ部材２５をストッパとするならばストッパ対向部）として機能することとなる。
【００２０】
調整器２０の固定用板部２４は、図２のように流体ガイド板部２３の片側にＬ字状に形成される場合の他、図３に示すように、流体ガイド板部２３ａから両側に直角かつ対称に延びるようにＴ字状に形成されてもよい。図３の例では、流体ガイド用板部２３ａの一側縁に円板状の固定用板部２９が直交するように形成され、その固定用板部２９の直径方向に流体ガイド板部２３ａが一体化された形態をなしている。そして、流体ガイド板部２３ａの回動軸部３０は、円形状の固定用板部２９のほぼ中心部から整流器ボス部１８の側に突出するように形成され、そのボス部側面１９の軸穴２６（図１）に回動可能に嵌合する。
【００２１】
その回動軸部３０の軸芯を中心にして円弧状の長穴３１が形成され、この長穴３１は流体ガイド板部２３ａに関し対称的に、言い換えればそのガイド板部２３ａに関して固定用板部２９の両側に対称的に延びるように形成されている。この例でも固定ねじ部材２５を緩めて、ガイド板部２３ａを所定の方向に適宜の小角度回動させることにより、羽根車６に対する水流の角度を変更して羽根車６の回転速度を調整できる。
【００２２】
さらに、図４に示す例では、流体ガイド板部２３ｂに対し、固定用板部３２が対称的かつＴ字状に直交するように一体的に形成され、流体ガイド板部２３ｂの回動軸部３３が整流器ボス部１８の軸穴２６に回動可能に嵌合する。さらに、円弧状の長穴３４ａ、３４ｂが、流体ガイド板部２３ｂを基準にして固定用板部３２の両側の板部に対称的に、回動軸部３３の軸芯を中心としてそれぞれ形成されている。
【００２３】
これに対応して、固定用ねじ部材２５も、長穴３２ａを貫通して整流器の固定平面１９に形成された雌ねじ穴２８（図１）に螺合して締め込まれるものと、もう一方の長穴３２ｂを貫通して固定平面１９の別の雌ねじ穴（図示せず）に螺合して締め込まれるものとの２本を備える。そして、双方の固定ねじ部材２５を緩めて流体ガイド板部２３ｂの角度を変更すれば、羽根車６の回転速度を調整できる。この例にように流体ガイド板部２３ｂの両側の２箇所で角度調整後の流体ガイド板部２３ｂの姿勢を固定すれば、その固定の信頼性がより向上する。
【００２４】
なお、図１において、調整器２０の流体ガイド板部２３は、例えば整流器５の中心部のボス部１８から放射状に複数のリブが整流器５の外周ケース５ａに接続されるように半径方向に形成される場合、そのリブの一部のもの（１枚又は複数枚）と置き換えられる（置換する）形態で、又はリブの一部が切り欠かかれて、そこの部分に置換する形態で、調整器２０（流体ガイド板部２３）が配置されるようにすることができる。
【００２５】
さらに、図８の補足管８から下ケース９に流入する水流が、上方の羽根車６に向かって方向を変えるようにほぼ９０度曲げられる下ケース９内の流路において、上記羽根車６の下側近傍に、図５に示すように、その流路の曲がり部に対応して所定の曲率で形成された湾曲状の整流板３５〜３７を配置することができる。この整流板３５〜３７は水流を乱さないようにするもので、管壁の曲がりに沿って所定長さ延び、配置される枚数としては例えば１〜４枚、好適には３枚程度のものを用いることができる。
【００２６】
また、各整流板３５〜３７と垂直に交わるように、整流板３５等の幅方向の中間に適数（例えば１枚）のリブ３８が、各整流板３５〜３７にまたがり、それらと一体的に形成されている。言い換えればリブ３８が各整流板３５〜３７を連結して一定の強度を確保する。これらの整流板３５〜３７は、整流器５の下端部に連結されて、その整流器５によって位置固定に支持されている。
【００２７】
そして、図５に示すように、それらの湾曲した整流板３５〜３７の所定のもの、例えば羽根車６の回転軸線を含む平面にほぼ対応して中央に位置する整流板３６の上端（羽根車６側の端部）の延長上に位置するように、前述の調整器２０の流体ガイド板部２３を配置することができる。つまり、整流板３６は流入側からほぼ横方向へ導かれる流体を縦方向に方向変換するように湾曲し、その下流端近傍では水流は羽根車６のほぼ軸方向に誘導され、その近傍に位置して整流器５に上記流体ガイド板部２３が回動可能に設けられる。
【００２８】
この流体ガイド板部２３の回動軸部２２は、整流板３６の上端部に近接して形成され、その流体ガイド板部２３の下端側（回動支点側）と整流板３６の上端とは位置がほとんどずれないようにされ、流体ガイド板部２３の羽根車６側の端部が自由端部とされる。流体ガイド板部２３の基準位置では、整流板３６の下流側（上部側）と流体ガイド板部２３とがほぼ一直線上に連なるように（羽根車６の軸方向にほぼ沿うように）両者の位置関係が設定される。
【００２９】
そして、上述の固定ねじ部材２５を緩めて、流体ガイド板部２３をその回動軸部２２のまわりに、図５のように整流板３６との連続性を保ちながら一方向へ小角度回動させると、整流板３６と流体ガイド板部２３とは一直線状からやや折れ線状になる。また、図６に示すように、反対向きに流体ガイド板部２３を回動させると、整流板３６と流体ガイド板部２３とは一直線状から図５とは反対側にやや折れ線状になる。いずれの方向に回動させるかで、羽根車６の回転速度を増速する補正調整か減速する補正調整かが選択される。
【００３０】
さらに図７に示すように、整流器５のボス部１８には、前述のように羽根車６の回転支持軸（ピボット）１３が立設されているが、このボス部１８から計量室ケース７をつなぐ複数本のリブ３９が設けられ、計量室ケース７内に羽根車６が収容される。そしてこの例では、リブ３９は半径方向にあたかも等角度間隔で複数（例えば４個）形成されているように見えるが、実はこのリブ３９の一つに見えるものが前述の調整器２０（流体ガイド板部２３）とされている。
【００３１】
つまり、整流器５のボス部１８と計量室ケース７を連結するリブ３９が所定の角度間隔（９０度間隔）で複数（例えば３個）形成され、それらリブ３９と等角度間隔をなす（均等になる）ように、１枚の調整器２０（流体ガイド板部２３）が、ボス部１８の固定平面１９に取り付けられ、計量室ケース７の内周の接線方向とほぼ平行な方向に回動可能に支持されている。これにより、水流のスムーズな流れを保つ整流板の機能も期待でき、かつ抵抗も少なく、コンパクトな調整器２０となる。
【００３２】
なお、以上の説明において、調整器２０の回動軸芯と、固定ねじ部材２５の固定軸芯との、両者の水流に対する上下（上流・下流）の関係を逆にすることも可能である。例えば、水流の下流側（上部）に調整器５の回動軸線が設定され、それより上流側（下部）に固定ねじ部材２５がくるようにしてもよい。
【００３３】
また、以上の説明では、調整器２０の取付位置が整流器５のボス部１８の側面であったが、これに限らず、整流器２０の外周壁（外周ケース）の内面に調整器２０を回動可能に設置してもよい。
【００３４】
以上は、図８等で補足管８が水平配置で、羽根車６が垂直配置となるものとして縦型ウォルトマン式流量計の実施例を説明した。もちろん図８等の配置で流量計が設置され、固定されるのが一般的ではあるが、図８等に示した縦型ウォルトマン式流量計において、補足管８が垂直等の上下配置になるように９０度等の角度範囲で倒立させた姿勢で設置・固定される場合もある。前記説明における上下、あるいは水平・垂直等の表現は、説明を簡単にするための便宜上のもので、発明の本質を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例である流量計の要部断面図。
【図２】その流量計に使用される調整器の第１の例を示す図。
【図３】同じく第２の例を示す図。
【図４】同じく第３の例を示す図。
【図５】調整器と湾曲した整流板とを組み合わせた例を示す正面図。
【図６】図５とは調整器の角度を変えた正面図。
【図７】図５及び図６の平面図。
【図８】従来の調整器を備えた縦型ウォルトマン式流量計の全体を示す断面図。
【図９】調整器の従来の第１の例を示す要部断面図。
【図１０】調整器の従来の第２の例を示す要部断面図。
【符号の説明】
５    整流器
６    羽根車
８    補足管
９    下ケース
１０  流量計
１３  回転支持軸
１８  整流器のボス部
１９  ボス部の固定平面
２０  調整器
２２、３０、３３  回動軸部
２３、２３ａ、２３ｂ  流体ガイド板部
２４、２９、３２  固定用板部
２７、３１、３４ａ、３４ｂ  円弧状の長穴
３５、３６、３７  整流板
３９  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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