JP2004233252A - 水道メータのレジスタボックス - Google Patents

Abstract

【課題】耐圧性および耐久性に優れ、経年変形が極めて小さく、水分が浸入することもなく、製造コストの削減も図ることができる、水道メータのレジスタボックスを提供する。
【解決手段】水道メータのレジスタボックス１は、内壁層２ａ、外壁層２ｂからなる２層構造の隔壁２で形成され、片方の端面が開口した有底円筒状であり、下部ケース５３内に嵌め込み可能な形状となっている。内壁層２ａはガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂で形成され、外壁層２ｂは非透水性に優れたＰＰ樹脂で形成され、隔壁２の底部には、羽根車５６上端部分が収容される凹部２ｃが設けられている。内壁層２ａには、防磁部材３がその鍔部３ａを底部に埋設させ、突出部３ｂを露出させた状態で一体成形されている。内壁層２ａの底部内面には、複数のリブ４，５が内壁層２ａと一体的に形成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道メータの下方部分を構成するレジスタボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、従来の水道メータ７０は、水道水の流入口５１と流出口５２とを備えた下部ケース５３内に着脱可能に嵌め込まれ、下部ケース５３の上方は上部ケース６４で気密状態に押圧保持され、この上部ケース６４には、その上面を覆う開閉蓋６５が取り付けられている。下部ケース５３内には羽根車室５４が設けられ、羽根車室５４内には、支軸５５によって回転自在に軸支された羽根車５６が配置され、支軸５７の上端部分には磁石５８が内蔵されている。この羽根車室５４の上方において、この羽根車室５４と隔離した状態で水道メータ７０が下部ケース５３内に嵌め込まれている。
【０００３】
水道メータ７０の下方部分を構成するレジスタボックス５７内においては、その中心付近に磁石付きギア５９が回転軸６０に軸支され、回転軸６０の下端部は、レジスタボックス５７内の底部中央に組み込まれた軸受部材６８に軸支されている。なお、軸受部材６８は、滑り抵抗の低い人造宝石で形成され、熱カシメによってレジスタボックス５７内の底部中央に組み込まれている。
【０００４】
レジスタボックス５７の上方の開口部には、リング状のガスケット６２を介在させた状態で透明なカバーガラス６３が気密状に取り付けられている。また、外部からの磁力の作用によって磁石付きギア５９が悪影響を受けるのを防止するため、磁石付きギア５９の周囲を囲む状態でリング状の防磁部材６６が配置されている。
【０００５】
流入口５１から流出口５２に向かって羽根車室５４内を水道水が通過すると、水道水の流動エネルギによって羽根車５６が支軸５５を中心として回転し、羽根車５６の上端部分の磁石５８と磁石付きギア５９との相互作用によって、磁石付きギア５９が羽根車５６に同期して回転し、その回転が図示しない複数の歯車を経て数字車６１に伝達され、水道使用量が表示される。
【０００６】
前述したように、水道メータ７０は、レジスタボックス５７部分を下部ケース５３内に嵌め込んだ状態で取り付けられており、一定期間（８年間）が経過すると、その状態の如何に関わらず交換されるようになっている。ところが、使用中の水道メータ７０のレジスタボックス５７には、羽根車室５４からの静圧（７ＭＰａ〜１０ＭＰａ）が常に加わるだけでなく、ウォータハンマ現象に起因する大きな衝撃波圧（７０ＭＰａ〜８０ＭＰａ）も加わるため、取り付け後のレジスタボックス５７の経年変形により水道メータ７０の交換作業が困難となることがある。そこで、このような事態を回避する趣旨から、８年後のレジスタボックス５７の予想変形量が０．５ｍｍを超えてはならない旨の規定がある。
【０００７】
このため、従来、レジスタボックス５７は、比較的安価で寸法精度も良好な、強度の高いガラス繊維強化ＡＢＳ樹脂で形成されることが多かったが、このガラス繊維強化ＡＢＳ樹脂は僅かながら透水性を有しているため、羽根車室５４を通過する水道水の一部が、レジスタボックス５７を構成する隔壁を透過して水道メータ７０の内部に浸入することがある。
【０００８】
レジスタボックス５７の隔壁を通して水道メータ７０内へ浸入した水分は外気温の上昇などによって水蒸気化するが、気温が低下するとカバーガラス６３の下面に結露してカバーガラス６３を曇らせるため、水道メータ７０を検針する際の妨げとなっている。また、水道メータ７０内へ浸入した水分が磁石付きギア５９や数字車６１などの回転部品に付着すると、これらの回転部品が回転する際に抵抗が増し、羽根車５６と磁石付きギア５９との同期が不完全となることから、正確な計量という水道メータ７０本来の機能に支障が生じることもある。
【０００９】
そこで、レジスタボックスの隔壁を通して水道メータ内へ浸入した水分に起因するカバーガラスの曇りなどを防止する機能を備えたものとして、数字車の上部とカバーガラス（窓ガラス）との間に透明な樹脂製の曇り防止板を配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２３０８１１号公報（第４−７頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されている乾式水道メータは曇り防止板などを設けることによって窓ガラスの曇りを防止するものであり、ある程度の効果を得ることはできるが、レジスタボックスの隔壁を経由しての水道メータ内への水分浸入そのものを回避するものではないので、水分浸入に起因する様々なトラブル、特に、前述した水道メータ本来の機能である正確な計量に関する問題を根本的に解決することはできない。
【００１２】
また、特許文献１には、水道メータを構成するレジスタボックスをガラス繊維強化ポリプロピレンまたはガラス繊維強化ＰＰＳを用いて形成すれば、水分透過を減少させることができる旨の記載があるが、ポリプロピレン樹脂自体の透水性は低いものの樹脂強度も低いため、しばしばガラス繊維を入れて強化して使用されている。ところが、ポリプロピレン樹脂にガラス繊維を混入させると、ポリプロピレン樹脂とガラス繊維との境界に存在する微細な隙間を通じて水分が透過することがあり、この現象はポリプロピレン樹脂に混入させるガラス繊維の長さが増大するほど顕著となるため、ガラス繊維強化ポリプロピレンを用いてレジスタボックスを形成しても水道メータ内への水分浸入をなくすことはできない。
【００１３】
一方、成形材料としては高価ではあるが、高い強度と比較的良好な非透水性を有するＰＰＳ（ポリファレンサルファイド）樹脂を用いても、従来の構造では前述の高い衝撃波圧に耐えることができない。すなわち、特許文献１に記載されている乾式水道メータは、レジスタボックスを通して水道メータ内に浸入した水分に起因する窓ガラスの曇りを、曇り防止板を配置することによって防止するものであるため、ＰＰＳ樹脂を用いてレジスタボックスを形成しても、耐水性に優れているというＰＰＳ樹脂の特長を生かすことのできる構造となっていない。
【００１４】
そのほか、図６に示すように、従来のレジスタボックス５７においては、隔壁の底部に放射方向および円周方向に複雑な形状のリブ６７を形成したり、樹脂量を増やして隔壁を厚くしたりすることによって強度を高めるとともに、隔壁の内面全体にアルミ蒸着を施して浸水を防止するなどの対策が講じられているが、十分な効果が得られていないのが実状である。
【００１５】
さらに、ＰＰ（ポロプロピレン）樹脂は、成形工程において比較的長い硬化時間を必要とする樹脂であるため、例えば、図６に示すレジスタボックス５７を成形する場合、６０秒〜９０秒程度の成形時間を要している。また、隔壁内面に肉厚のリブを形成すると樹脂量が増すため、成形工程においては冷却時間が必要となり、成形時間がさらに延びることとなる。そのほか、ＰＰ樹脂はアルミニウムが付着し難い性質であるため、アルミ蒸着を行う場合、２回のアンダーコート、アルミ蒸着およびトップコートの合計４層処理を必要とし、コスト高となっている。このように、従来の技術では、十分な防水性を得ることができないだけでなく、コスト面でも課題を残したままであった。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、耐圧性および耐久性に優れ、経年変形が極めて小さく、水分が浸入することもなく、製造コストの削減も図ることができる、水道メータのレジスタボックスを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る水道メータのレジスタボックスは、種類の異なる合成樹脂を用いて構成した複層構造の隔壁で形成され、片方の端面が開口した有底筒状のレジスタボックスであって、外壁層を非透水性の合成樹脂で形成し、内壁層を外壁層より曲げ弾性率の高い合成樹脂で形成したことを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることにより、曲げ弾性率の高い合成樹脂で形成した内壁層で強度を確保し、非透水性の合成樹脂で形成した外壁層で水の透過をほぼ完全に阻止することができるようになるため、優れた耐圧性および耐久性を発揮し、経年変形が極めて小さくなり、水分が浸入することもなくなり、当該レジスタボックスを用いて水道メータを形成した場合、カバーガラスの曇りや回転部品の動作不良など、水浸入に起因する様々なトラブルをなくすことができる。
【００１９】
なお、曲げ弾性率の高い合成樹脂としては、例えば、ＳＡＮ（スチレン・アクリロニトリル）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、Ｈ−ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）などが好適である。
【００２０】
ここで、前記内壁層をガラス繊維または炭素繊維を混合した強化合成樹脂で形成することが望ましく、これによって、高い曲げ弾性率を有する高強度の内壁層を形成することができるため、さらに優れた耐圧性および耐久性を発揮するようになる。
【００２１】
また、前記内壁層の底部に防磁部材の少なくとも一部を埋設することにより、内壁層の底部の強度（特に剛性）を高めることができるため、全体的な強度をさらに向上させることができる。なお、防磁部材は内壁層と一体成形することが望ましく、これによって、従来は独立部品であった防磁部材がレジスタボックスの内壁層と一体化するので、従来、組立工程において、磁石付きギアと一緒に組み込まれていた防磁リング（防磁部材）の組込作業が不要となり、熟練を要する前記組込み作業がなくなることで、製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。
【００２２】
なお、防磁部材の材質としては、例えば、透磁率の高いパーマロイ（ニッケルと鉄との合金）が最も好適であるが、防磁部材をリング形状とすれば閉じた磁性回路が形成されるため、一般的な鉄材であっても十分な防磁効果を得ることができる。
【００２３】
この場合、前記防磁部材の形状を、頂上部が開口した鍔付き帽子形状とすることにより、内壁層の底部の比較的広範囲に防磁部材の鍔部を埋設することができるようになるため、内壁層の剛性が大幅に高まり耐圧性および耐久性がさらに向上する。また、内壁の剛性が高まることで、内壁層の底部に形成されていた複雑な形状のリブを単純な形状のものへ変更することができるようになるため、成形工程におけるヒケ、ウェルドラインの発生などが抑制され、当該レジスタボックスの成形用金型についても設計工数や製作工数を低減することができる。さらに、レジスタボックスの経年変形も大幅に減少するので、８年経過後、当該レジスタボックスで構成された水道メータの交換作業も容易となる。
【００２４】
また、前記内壁層をガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂で形成し、前記外壁層を非透水性に最も優れたガラス繊維なしのＰＰ樹脂を用いて必要最小限の層厚で一体形成することにより、成形時間の短縮を図りながら、耐圧性および耐久性を高め、優れた浸水防止機能を得ることができるほか、内壁層と外壁層との密着性を高めることができる。
【００２５】
この場合、前記ガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂としては、繊維長５ｍｍ〜１０ｍｍのガラス繊維を２０重量％〜４０重量％含有するものであることが望ましく、これによって、実用上全く問題のない耐圧性、耐久性および浸水防止機能を得ることができる。
【００２６】
なお、ガラス繊維の繊維長が前記範囲より短くなると必要な強度が得られなくなり、前記範囲より長くなると樹脂材料のチップ長が過大となるため、射出成形装置への材料供給時にスクリューの食い込みが悪化して生産性が低下する。また、ガラス繊維の含有率が前記範囲より小さくなると前述と同様に強度不足となり、ガラス繊維の含有率が前記範囲より大きくなると射出成形装置の射出部ノズルやスクリューあるいは金型のゲートやランナー部などの樹脂通過経路部分の磨耗が著しく増大し、メンテナンスコストの増大を招来するため、ＡＢＳ樹脂に添加するガラス繊維の繊維長および含有率は前記範囲が最適範囲である。
【００２７】
一方、水道メータの構成部品である回転軸の下端部を軸支するための軸受部材を内壁層の底部に埋設することにより、従来の組立工程で行われていた、人造宝石製の軸受部材を熱カシメによって組み込む作業が不要となり、熟練を要する前記組み込み作業をなくすことができるため、製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。なお、軸受部材の材質としては、例えば、人工サファイアなどの人造宝石のほか、セラミックス、ガラスあるいは耐磨耗性の良好なガラス繊維入りの合成樹脂などが好適である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態である水道メータのレジスタボックスを示す平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１に示すレジスタボックスに用いる防磁部材の平面図、図４は図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００２９】
図１，２に示すように、本実施形態に係る水道メータのレジスタボックス１は、種類の異なる合成樹脂を用いて構成した内壁層２ａおよび外壁層２ｂからなる２層構造の隔壁２で形成され、全体的な形状は片方の端面が開口した有底円筒状であり、外周は底部に向かって階段状に縮径しており、図５で示した下部ケース５３内に嵌め込み可能な形状となっている。隔壁２を構成する内壁層２ａはガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂で形成され、外壁層２ｂは非透水性に最も優れたガラス繊維なしのＰＰ樹脂で形成され、隔壁２の底部には、図５で示した羽根車５６上端の磁石５８を内蔵した部分が収容される凹部２ｃが設けられている。
【００３０】
内壁層２ａには、図３，図４に示すように頂上部が開口した鍔付き帽子形状の防磁部材３が、その鍔部３ａを内壁層２ａの底部に埋設させ、倒立擂鉢形状の突出部３ｂを露出させた状態で一体成形されている。また、内壁層２ａの底部内面には、補強用として、半径方向の複数のリブ４および弦方向の複数のリブ５が内壁層２ａと一体的に形成されている。また、内壁層２ａの底部内面の中央には、水道メータの構成部品である回転軸（図５で示した回転軸６０に相当する部品）の下端部を回動自在に軸支するための軸受部材６が埋設されている。なお、防磁部材３の突出部３ｂが、図５で示したリング状の防磁部材６６と同じ機能を発揮する。
【００３１】
図３に示すように、防磁部材３の鍔部３ａに９０度間隔で合計４つ設けられた貫通孔３ｃは、防磁部材３を内壁層２ａの底部内に一体成形する際に樹脂を充填させるためのものである。そして、成形後においては、図２に示すように、これらの貫通孔３ｃに樹脂が充填された状態となることによって防磁部材３と内壁層２ａとを強固に一体化されるため、強度向上に有効である。
【００３２】
このような構成とすることにより、ガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂で形成した内壁層２ａで強度を確保し、最も優れた非透水性を有する合成樹脂であるガラスなしＰＰ樹脂で形成した外壁層２ｂで水の透過をほぼ完全に阻止することができるため、このような２層構造から成る隔壁２で形成されたレジスタボックス１は優れた耐圧性および耐久性を発揮し、経年変形が極めて少なく、水分が浸入することもない。
【００３３】
したがって、レジスタボックス１内に歯車や数字車などの回転部品やその他の構成部品（いずれも図示せず）を組込み、上面開口部にカバーガラス（図示せず）を気密状に装着して水道メータを形成した場合、カバーガラスの曇りや回転部品の動作不良など、水浸入に起因する様々なトラブルをなくすことができる。
【００３４】
また、内壁層２ａの底部に防磁部材３の鍔部３ａを埋設することにより、内壁層２ａの底部の強度（特に剛性）を高めることができるため、レジスタボックス１の全体的な強度をさらに向上させることができる。なお、防磁部材３は内壁層２ａと一体成形しているため、従来の組立工程では、熟練作業者が磁石付きギアと一緒に組み込んでいた防磁リング（防磁部材）の組込作業が不要となるため、製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。
【００３５】
また、防磁部材３の形状を、頂上部が開口した鍔付き帽子形状とすることにより、内壁層２ａの底部の比較的広範囲に防磁部材３の鍔部３ａを埋設した構造としているため、内壁層２ａの剛性が高く、耐圧性および耐久性の向上に大きく寄与する。また、内壁層２ａの剛性が高まることにより、内壁層２ａの底部のリブ４，５を、図６に示す従来のリブ６７に比べ大幅に単純化することができるため、成形工程におけるヒケ、ウェルドラインの発生などを抑制し、成形時間の短縮化を図るとともに、成形用金型の設計工数や製作工数を低減することができ、製造コストの削減も可能である。
【００３６】
また、内壁層２ａの底部のリブ４，５を従来よりも少なく、薄くすることが可能となるため、成形工程における冷却時間を従来より大幅に短縮することができる。したがって、レジスタボックス１は多重成形であるにも関わらず、従来の一体成形のレジスタボックスよりも短時間で成形することが可能であり、これによって生産性が著しく向上し、製造コストを低減することができる。
【００３７】
さらに、内壁層２ａの剛性が高まることで、レジスタボックス１の経年変形が極めて小さくなるので、レジスタボックス１を用いて構成した水道メータ（図示せず）を図５に示す下部ケース５３内に嵌め込んで使用した場合、８年経過後におけるレジスタボックス１の変形量は規定値を大きく下回るものとなるため、水道メータの交換作業も容易である。
【００３８】
本実施形態において、隔壁２の内壁層２ａを構成する、ガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂として、繊維長１０ｍｍのガラス繊維を３０重量％程度含有するものを使用したところ、レジスタボックス１に求められる水準を十分に満たすだけの耐圧性、耐久性を得ることができた。
【００３９】
レジスタボックス１のような構成とすることにより、従来のレジスタボックスよりも隔壁を薄くし、リブを減らすことができるようになるため、原料となる合成樹脂の使用量を低減し、軽量化を図ることができる。また、隔壁内面へのアルミ蒸着なども不要となるため、製造工程を簡略化することができるだけでなく、使用後のレジスタボックス１を廃棄処分する際のアルミニウム回収工程をなくすこともできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００４１】
（１）種類の異なる合成樹脂を用いて構成した複層構造の隔壁で形成され片方の端面が開口した有底筒状であり、外壁層を非透水性の合成樹脂で形成し、内壁層を外壁層より曲げ弾性率の高い合成樹脂で形成したことにより、内壁層で強度を確保し、外壁層で透水を阻止することができるようになるため、優れた耐圧性および耐久性を発揮し、経年変形が極めて小さくなり、水分が浸入することもなくなり、水道メータを形成した場合のガラスカバーの曇りや回転部品の動作不良など、水浸入に起因する様々なトラブル、特に、水道メータ本来の機能である正確な計量に関する問題を根本的に解決することができる。
【００４２】
（２）前記内壁層をガラス繊維または炭素繊維を混合した強化合成樹脂で形成することにより、高い曲げ弾性率を有する高強度の内壁層を形成することができるため、さらに優れた耐圧性および耐久性が得られる。
【００４３】
（３）前記内壁層の底部に防磁部材の少なくとも一部を埋設することにより、内壁層の底部の強度（特に剛性）を高めることができるため、全体的な強度をさらに向上させることができ、水道メータの組立工程の簡略化も図ることができる。
【００４４】
（４）前記防磁部材の形状を、頂上部が開口した鍔付き帽子形状とすることにより、内壁層底部の比較的広い範囲に防磁部材の鍔部を埋設することができるため、内壁層の剛性が大幅に高まり耐圧性および耐久性がさらに向上し、補強用のリブの削減、薄肉化を通じて成形時間の短縮、製造コストの低減を図ることができる。
【００４５】
（５）前記内壁層をガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂で形成し、前記外壁層をＰＰ樹脂で形成することにより、成形時間の短縮を図りながら、耐圧性および耐久性を高め、経年変形を大幅に低減し、優れた浸水防止機能を得ることができ、製造コストの低減も図ることができる。
【００４６】
（６）前記ガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂として、繊維長５ｍｍ〜１０ｍｍのガラス繊維を２０重量％〜４０重量％含有するものを用いることにより、実用上、必要かつ十分な耐圧性、耐久性および浸水防止機能を得ることができる。
【００４７】
（７）水道メータの構成部品である回転軸の下端部を軸支するための軸受部材を内壁層の底部に埋設することにより、熟練を要する軸受部材の組込み作業が不要となるため、製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である水道メータのレジスタボックスを示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すレジスタボックスに用いる防磁部材の平面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】従来の水道メータを示す垂直断面図である。
【図６】従来の水道メータのレジスタボックスを示す平面図である。
【符号の説明】
１ レジスタボックス
２ 隔壁
２ａ 内壁層
２ｂ 外壁層
２ｃ 凹部
３ 防磁部材
３ａ 鍔部
３ｂ 突出部
３ｃ 貫通孔
４，５ リブ
６ 軸受部材

Claims (7)

1. 種類の異なる合成樹脂を用いて構成した複層構造の隔壁で形成され片方の端面が開口した有底筒状のレジスタボックスであって、外壁層を非透水性の合成樹脂で形成し、内壁層を前記外壁層より曲げ弾性率の高い合成樹脂で形成したことを特徴とする水道メータのレジスタボックス。
2. 前記内壁層をガラス繊維または炭素繊維を混合した強化合成樹脂で形成した請求項１記載の水道メータのレジスタボックス。
3. 前記内壁層の底部に防磁部材の少なくとも一部を埋設した請求項１または２記載の水道メータのレジスタボックス。
4. 前記防磁部材の形状が、頂上部が開口した鍔付き帽子形状である請求項３記載の水道メータのレジスタボックス。
5. 前記内壁層をガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂で形成し、前記外壁層をＰＰ樹脂で形成した請求項２記載の水道メータのレジスタボックス。
6. 前記ガラス繊維を混合した強化ＡＢＳ樹脂が繊維長５ｍｍ〜１０ｍｍのガラス繊維を２０重量％〜４０重量％含有するものである請求項５記載の水道メータのレジスタボックス。
7. 水道メータの構成部品である回転軸の下端部を軸支するための軸受部材を前記内壁層の底部に埋設した請求項１〜６のいずれかに記載の水道メータのレジスタボックス。

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