(57)【要約】【課題】水道メーターに使用される水道メーター用羽根車と、その製造方法を提供する【解決手段】２材射出成形装置を用いて第１次成形と第２次成形とを行うことにより水道メーター用羽根車を製造する水道メーター用羽根車の製造方法であって、成形型のキャビティ内に環状磁石を挿入し、次いで回転軸形成用金型をキャビティ内に取り付けた後回転軸形成用樹脂をキャビティ内に射出することにより環状磁石が回転軸の一端側の磁石挿入溝に装置された回転軸を一体成形する第１次成形工程と、成形型のキャビティ内から回転軸形成用金型を取り外した後、回転軸が残っている前記成形型のキャビティに回転羽根形成用金型を取り付け、次いで回転羽根形成用樹脂をキャビティ内に射出することにより、前記回転軸の他端側に回転羽根を形成する第２次成形工程とを有する水道メーター用羽根車の製造方法。【選択図】図１
2009204461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に環状磁石を埋め込んでなる、樹脂で一体成形された回転軸と、前記回転軸の他端側に回転軸の軸心とその軸心とを一致させて取付けた回転羽根とを有し、前記環状磁石は環状磁石の一端側の径方向に沿う平面に少なくとも一対のＮ極及びＳ極が形成された環状磁石である、水道メーター用羽根車。
【請求項２】
２材射出成形装置を用いて第１次成形と第２次成形とを行うことにより水道メーター用羽根車を製造する水道メーター用羽根車の製造方法であって、成形型のキャビティ内に環状磁石を挿入し、次いで回転軸形成用金型をキャビティ内に取り付けた後回転軸形成用樹脂をキャビティ内に射出することにより環状磁石が回転軸の一端側に埋め込まれた回転軸を一体成形する第１次成形工程と、成形型のキャビティ内から回転軸形成用金型を取り外した後、回転軸が残っている前記成形型のキャビティに回転羽根形成用金型を取り付け、次いで回転羽根形成用樹脂をキャビティ内に射出することにより、前記回転軸の他端側に回転羽根を形成する第２次成形工程とを有する水道メーター用羽根車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道メーターに使用される水道メーター用羽根車と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来水道メーターは上水道に取り付けられ、水道管内を流れる上水の水量を測定する目的で広く使用されている。図４に示すように、従来の水道メーター２００は、上ケース１０２と下ケース１０４とからなり、上ケース１０２と下ケース１０４とは水密に取り付けられている。下ケース１０４内には、羽根車１０６が収納されている。下ケースの入口部１０８及び出口部１１０はそれぞれ水道管（不図示）に接続される。
【０００３】
羽根車１０６の支持軸１１９の上端側には円環状の永久磁石１１４が取り付けられ、磁石押さえ１１６により支持軸１１９に固定されている。永久磁石１１４には二極の平面着磁が成されている。
【０００４】
上ケース１０２内には、前記永久磁石１１４と対向して永久磁石からなる従動磁石１１８が回転自在に不図示の上部歯車機構に取り付けられている。
【０００５】
上記従来の水道メーター２００において、水道管から供給される上水は入口部１０８から下ケース１０４内に流入し、その流量に比例した回転速度で羽根車１０６を回転させ、出口部１１０から流出する。
【０００６】
羽根車１０６の回転は磁気的に接続された上ケースの従動磁石１１８に伝えられ、従動磁石１１８を回転させ、上ケース１０２内の上部歯車機構を動かして、上水の表示メーターに上水の流量を表示させる。
【０００７】
図５は、上記水道メーター２００の羽根車１０６の（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は平面図である。この羽根車１０６は、支持軸１１９の一端側に環状の永久磁石１１４が挿入されている。更に永久磁石１１４を覆って磁石押さえ１１６が取り付けられ、回転軸１１２に溶着させてある。これにより、永久磁石１１４が回転軸１１２から脱離することを防止している。
【０００８】
従来の水道メーター用羽根車の製造方法は、先ず第１の成形金型で回転軸を樹脂材料を用いて成形する。樹脂材料としては、例えば水中摩耗性、摺動性の高いＰＯＭ（ポリオキシメチレン）とカーボン繊維の複合成形材料が用いられる。次に回転軸を第２の成形金型に挿入し、汎用材料を用いて回転軸の外周に回転羽根を作る。樹脂材料としては、例えばＡＢＳ樹脂等の汎用材料が用いられる。この樹脂は比較的安価で、平滑な平面に仕上げることができ、流体との摩擦を低減でき、上水流量を正確に測定できる。回転軸は長期の使用で摩耗したりして、計測に不都合があってはならないので、水中での耐摩耗、摺動性に優れた材料が使われる。
【０００９】
その後羽根車に磁石を乗せ、離脱しないように磁石押さえを圧入すると同時に回転軸と磁石押さえとを超音波溶着し、水道メーター用羽根車が完成する。
【特許文献１】特開２００２−１８１５９６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の製造方法による場合は、前述したように第１の金型で１次成形をし、第２の金型で回転羽根を取り付ける２次成形をした後、回転軸に磁石を組み込み、磁石押さえを圧入し、超音波溶着の工程を経て水道メーター用羽根車が完成される。従って、作業工程が多く、多工程を経ることによる成形時間のロスが大きい問題がある。
【００１１】
本発明者は、上記問題を解決するために、種々検討した結果、２材射出成形装置を用いて第１次成形と第２次成形とを連続的に行うことにより水道メーター用羽根車を簡単な工程で製造できることを知得した。本発明は、上記発見に基づいて完成するに至ったものである。
【００１２】
従って、本発明の目的は水道メーターに使用される水道メーター用羽根車と、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
〔１〕  一端側に環状磁石を埋め込んでなる、樹脂で一体成形された回転軸と、前記回転軸の他端側に回転軸の軸心とその軸心とを一致させて取付けた回転羽根とを有し、前記環状磁石は環状磁石の一端側の径方向に沿う平面に少なくとも一対のＮ極及びＳ極が形成された環状磁石である、水道メーター用羽根車。
〔２〕  ２材射出成形装置を用いて第１次成形と第２次成形とを行うことにより水道メーター用羽根車を製造する水道メーター用羽根車の製造方法であって、成形型のキャビティ内に環状磁石を挿入し、次いで回転軸形成用金型をキャビティ内に取り付けた後回転軸形成用樹脂をキャビティ内に射出することにより環状磁石が回転軸の一端側に埋め込まれた回転軸を一体成形する第１次成形工程と、成形型のキャビティ内から回転軸形成用金型を取り外した後、回転軸が残っている前記成形型のキャビティに回転羽根形成用金型を取り付け、次いで回転羽根形成用樹脂をキャビティ内に射出することにより、前記回転軸の他端側に回転羽根を形成する第２次成形工程とを有する水道メーター用羽根車の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の水道メーター用羽根車の製造方法によれば、挿入成形と２材成形法を組み合わせることで、１台の２材射出成形装置で全ての工程を処理できるので、成形設備的にも大幅な償却費用の削減、成形時間の短縮を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面を参照にして詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の羽根車の一例を示す（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は平面図である。図１において、１００は羽根車で、５０は一端が閉じた円筒状の回転軸である。この回転軸５０の一端側外周には、周方向に沿って磁石挿入溝５２が形成され、この磁石挿入溝５２に環状磁石５４がその外周を外部に露出した状態で埋め込まれている。なお、この回転軸５０は樹脂で一体成形することにより環状磁石５４を埋め込んでいる。
【００１７】
前記回転軸５０の他端側は回転軸５０の外周を覆って、円筒状の回転羽根主体５６がはめ込んで固定してある。前記回転羽根主体５６からは、その軸心から放射状に延長された複数（本図においては６枚）の羽根部５８が形成されている。
【００１８】
図２は羽根車１００の回転軸５０に埋め込まれている環状磁石５４の（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【００１９】
この環状磁石５４は所定厚さの円盤状に形成され、その中心部には四角形の貫通孔６０が形成されている。環状磁石５４の径方向に沿う平面にはＮ極とＳ極とが交互に配列するように２極着磁されている。なお、着磁は２極に限らず、任意の複数着磁が可能である。
【００２０】
本例の羽根車１００は、後述するように成形型の内部に環状磁石を予め挿入しておいて、射出成形により回転軸５０を一体成形するので、回転軸は接着箇所の無い一体構造である。
【００２１】
次に、本羽根車の製造方法に付、説明する。
【００２２】
図３の（Ａ）において１００は２材射出成形装置の１次成形側の一例を示す概略断面図である。図１（Ａ）において、水中摺動性の優れた熱可塑性材料（例えばＰＯＭ＋カーボン繊維入り）で環状磁石５２が組み込まれた回転軸が一体成形される。先ず、１次成形専用の可動側金型１０内に環状磁石５４が取り付けられる。次に、１次成形専用の可動側金型１０と共通の固定側金型５が可動側金型１０に取り付けられる。
【００２３】
これら金型１０、５で構成される空間に１次成形専用の射出装置（不図示）を用いて溶融樹脂が射出される。1次専用の射出装置より射出された溶融樹脂は、スプル３、ゲート４を通過し、更に環状磁石５４に形成された貫通孔６０を通って可動側金型１０最奥部６２まで到達して金型１０内を満たし、その後冷却されることにより固化して、前記回転軸５０が形成される。
【００２４】
次に、前記可動側金型１０が取り外され、２次成形側の固定金型７に対向する位置に移動される。その後、２次成形用固定側金型７に可動側金型１０が取り付けられる。図３（Ｂ）はこの状態を示している。
【００２５】
図３の（Ｂ）において２００は２材射出成形装置の２次成形側の一例を示す概略断面図である。2次成形では安価なエンジニアリングプラスチックである熱可塑性樹脂（ガラス繊維入りのＡＢＳ）で羽根車が成形される。2次成形専用の射出装置において、2次成形用の固定側金型７と、可動側金型１０とで構成される金型空間内に上記熱可塑性樹脂が射出される。図（Ｂ）に示す2次成形では、溶融樹脂が、スプル１４、ゲート１５を通過して、1次成形で形成された回転軸５０の外表面と金型７及び１０とで形成される空間に充填され、回転軸５０の他端側外周面に回転羽根５８が形成される。
【００２６】
全体の動作を俯瞰すると、１次成形側で磁石をインサートし、水中摺動性の優れた熱可塑性材料（ＰＯＭ＋カーボン繊維入り）で軸が成形され、金型が開く時、前記ゲート４で樹脂が切断され、前記スプル３が金型外に取り出される。可動側金型１０と同金型１０内にある前記回転軸５０は、反転装置で２次成形側に移動し、２次成形用固定側金型と係合される。その後、安価なエンジニアリングプラスチックである熱可塑性材料（ガラス繊維入りのＡＢＳ等）で羽根車が成形され、金型が開く時前記ゲート１５で切断され、前記スプル１４と一体の成形体（環状磁石５４、回転軸５０、回転羽根５８）が取り出される。取り出された可動側金型１０は１次成形側に移動し、次の成形サイクルに入る。２次成形側で羽根車が成形されている間、１次成形側では次の回転軸５０を同時に成形されており、型開きの動作中、１次成形側ではスプルのみを取り出し、２次成形側ではスプルと一体の成形体を同時に取り出し、効率よく成形が継続される。
【００２７】
本製造方法は挿入成形と２材成形法を組み合わせることで、従来必要であった磁石押さえ及び磁石の組み込み作業、超音波溶着作業が不要になる。
【００２８】
また、従来法による場合、成型機は２台必要であったが、１台の２材射出成形装置で全ての工程を処理できるので、成形設備的にも大幅な償却費用削減、スペースの削減、オペレータ人数の削減、各工程間の在庫、物流コストのゼロ化、成形時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の羽根車の一例を示す（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の羽根車の回転軸に埋め込まれた環状磁石の（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の製造方法の説明図であり、（Ａ）は１次成形側、（Ｂ）は２次成形側の成形状態を示す。
【図４】従来の水道用メーターの一例を示す断面図である。
【図５】従来の水道用メーターの羽根車の一例を示す（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  本発明の羽根車
３  スプル（１次成形用）
４  ゲート（１次成形用）
５  固定側金型（１次成形用）
７    固定側金型（２次成形用）
１０  可動側金型
１４  スプル（２次成形用）
１５  ゲート（２次成形用）
５０  回転軸
５２  磁石挿入溝
５４  環状磁石
５６  回転羽根主体
５８  回転羽根
６０  貫通孔
６２  最奥部
２００  水道メーター
１０２  上ケース
１０４  下ケース
１０６  羽根車
１０８  下ケースの入口部
１１０  下ケースの出口部
１１２  回転軸
１１４  永久磁石
１１６  磁石押さえ
１１８  従動磁石
１１９  支持軸
【図１】
2009204461.tif 000003
【図２】
2009204461.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009204461.tif 000006
【図５】
2009204461.tif 000007