JP2013251113A - フロースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減し、組立てを容易にすることで、フロースイッチの製造コストを低減する。
【解決手段】流入口２ｂと流出口２ｃとに連通する流体流路２ａを有する本体２と、流体流路内に回動可能に支持され、流体流路を通過する流体によって揺動すると共に、磁石６を備えるフラップ３と、フラップを回動可能に支持する軸８と、本体に開口する開放口２ｄを塞ぐ蓋体５と、フラップが所定の位置に回動したときに、磁石の磁力を検知するセンサ４とを備え、軸の両端部を、本体の突出部２ｅと蓋体の凹部５ｂとの間で支持すると共に、軸の中央部を蓋体の凹部から突出する突出部５ｃに当接させ、本体の突出部と蓋体の凹部の内面との間に隙間Ｃ１、Ｃ２を設けた状態で、本体の突出部に連続する開放口の周辺部（フランジ部２ｋ）と、蓋体の凹部に連続し、本体の開放口の周辺部に当接する部分（フランジ部５ｉ）とを溶着するフロースイッチ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯器や風呂等に用いられ、流体流路中に配置したフラップ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。

従来、上記フラップ式のフロースイッチとして、特許文献１には、追焚き回路において、浴槽から熱交換器へ至る回路中の水流の有無を検知するため、本体内部を空洞にして形成された検知室内に、検知片（フラップ）とこの検知片を揺動自在に支持するコの字状に折曲された軸体とからなる検知ユニットを検知室の開放部より収容し、その後、検知室の開放口を蓋体で閉塞し、軸体を蓋体で保持したフロースイッチが提案されている。この構成により検知片の回動軸は、本体開放口の奥側の、開放口とは反対側の本体側面に配置される。

また、特許文献２には、フラップ板を揺動可能に支持する軸を、上側ケース（蓋）と下側ケースとをシールするＯリングにより上側ケースに保持するフロースイッチが開示されている。

特許第４１６５８７２号公報 特許第３９０１２７２号公報

上記特許文献に記載の従来のフロースイッチでは、本体の開放口を塞ぐ蓋体を本体に装着したり、あるいは下側ケースの開放口を上側ケースで塞ぐに当たり、ねじやＯリングを用いるため、部品点数が多くなると共に、組立てに手間が掛かり、製造コストが上昇するという問題があった。

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、部品点数を削減し、組立てを容易にすることで、フロースイッチの製造コストを低減することを目的とする。

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、流入口と流出口とに連通する流体流路を有する本体と、前記流体流路内に回動可能に支持され、該流体流路を通過する流体によって揺動すると共に、磁石を備えるフラップと、該フラップを回動可能に支持する軸と、前記本体に開口する開放口を塞ぐ蓋体と、前記フラップが所定の位置に回動したときに、前記磁石の磁力を検知するセンサとを備え、前記軸の両端部を、前記本体の突出部と前記蓋体の凹部との間で支持すると共に、前記軸の中央部を前記蓋体の凹部から突出する突出部に当接させ、前記本体の突出部と前記蓋体の凹部の内面との間に隙間を設けた状態で、前記本体の突出部に連続する前記開放口の周辺部と、前記蓋体の凹部に連続し、前記本体の開放口の周辺部に当接する部分とを溶着することを特徴とする。

そして、本発明によれば、本体に開口する開放口を塞ぐ蓋体を本体に装着するにあたって溶着を用い、従来のようなねじやＯリングを用いないため、フロースイッチの部品点数を削減することができる。この際、本体の突出部と蓋体の凹部の内面との間に隙間を設けた状態で溶着するため、突出部等が溶着時に発生する熱や振動の影響を受けて変形することを防止することができ、安定した状態で軸を保持し、フラップを円滑に回動させることができる。

また、フラップを回動可能に支持する軸の両端部を、本体の突出部と蓋体の凹部との間で支持すると共に、軸の中央部を蓋体の凹部から突出する突出部に当接させて軸を支持するため、組立てが容易で、軸を安定した状態で支持することができる。

上記フロースイッチにおいて、前記本体と前記蓋体の溶着部の輪郭を円形とすることができる。

また、望ましくは、前記溶着は、超音波溶着又は熱溶着とすることができる。熱溶着の場合は、望ましくは、前記本体の突出部に連続する前記開放口の周辺部と、前記蓋体の凹部に連続し、前記本体の開放口の周辺部に当接する部分との間に発熱抵抗体を挟み、この状態で前記発熱抵抗体に通電して発熱させることにより行うことができる。

以上のように、本発明によれば、部品点数を削減し、組立てを容易にすることで、フロースイッチの製造コストを低減することができる。

本発明に係るフロースイッチの一実施の形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。 図１に示すフロースイッチを示す図であって、（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は図１（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。 図２（ｃ）のＥ部拡大図である。 図１に示すフロースイッチの蓋体を取り外した状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。 図１に示すフロースイッチの組立要領を説明するための分解斜視図である。 図１に示すフロースイッチの組立要領を説明するための分解斜視図であり、図５に示されたフロースイッチを裏側から見た図である。 図１のフロースイッチが設定流量を検知した状態を示す断面図である。 本発明に係るフロースイッチの他の実施の形態を示す図であって、（ａ）は縦断面図であり図２の（ａ）に相当する図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図であり図２の（ｃ）に相当する図である。 図８（ｂ）のＨ部拡大図である。 図８に示すフロースイッチの分解斜視図である。

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。

図１〜図４は、本発明の一実施の形態に係るフロースイッチを組み立てた状態を示し、このフロースイッチ１は、内部に流体流路２ａを有する本体２と、流体流路２ａを通過する流体によって揺動するフラップ３と、フラップ３に装着された磁石６の磁力を検知するためのセンサ４と、本体２に開口する開放口２ｄを塞ぐ蓋体５等で構成される。

本体２は、熱可塑性樹脂で一体成型され、流体流路２ａに連通する流入口２ｂ及び流出口２ｃを備える。本体２は、図２及び図４に明示されるように、側方に開口する開放口２ｄを備え、この開放口２ｄを蓋体５が塞ぐ。

フラップ３は、本体２の流体流路２ａにおいて軸８に回動可能に支持される。このフラップ３は、図２（ｂ）に明示するように、板状の基部３ａに、基部３ａとの間で磁石６を挟持する磁石保持部３ｂが、例えばリベット３ｄによってかしめ固定され、基部３ａの両端部に軸８が挿通する挿通孔３ｅを備えた板状の回動部３ｃを備える。

蓋体５は、熱可塑性樹脂で一体成型され、図２（ａ）等に示すように、本体２の開放口２ｄを覆うように円板状に形成された蓋部５ａを備え、図３に明示するように、蓋部５ａに、本体２の突出部２ｅを収容する凹部５ｂと、凹部５ｂから突出する突出部５ｃとが形成される。

軸８は、フラップ３を回動可能に支持するために設けられ、図３に明示するように、この軸８の両端部を本体２に設けられた２つの突出部２ｅの先端部に形成された軸受部（凹部）２ｆに入れた後、蓋体５の突出部５ｃの上面５ｅを軸８の中央部に当接させる。これにより軸８はその両端と中央部との３箇所で支持される。

図１及び図２に示すように、センサ４は、フラップ３に装着された磁石６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、図２（ａ）に示すように、蓋体５の突出部５ｆ及び係止部５ｇによって蓋体５の表面に固定される。このセンサ４は、本体２の流体流路２ａを流れる流体が設定流量に達し、フラップ３が回動してセンサ４に近接した際に磁石６の磁力を検出し、リード線１１を介して検出信号を出力する。

次に、上記フロースイッチ１の組立要領について、図３、図５及び図６を中心に参照しながら説明する。

磁石６を装着したフラップ３の挿通孔３ｅに軸８を挿通し、軸８の両端部を本体２の軸受部２ｆに載置する。この状態で本体２の開放口２ｄに蓋体５を装着し、蓋体５の突出部５ｃの上面５ｅを軸８の中央部に当接させ、本体２及び蓋体５によって３箇所で軸８を支持する。また、蓋体５の円柱状の突出部５ｈを本体２の係合孔２ｊに係合させることで、本体２に対して蓋体５全体が回動するのを防止する。

上記の状態で、図示されないリング状のホーンを有する振動子を用い、図２（ｃ）に示すように、本体２のフランジ部２ｋと蓋体５のフランジ部５ｉとを超音波溶着する（溶着部１０）。この際、図３に示すように、本体２の突出部２ｅと蓋体５の凹部５ｂの内面との間に隙間Ｃ１、Ｃ２を設けたため、本体２のフランジ部２ｋと蓋体５のフランジ部５ｉとに加えられた振動が本体２の突出部２ｅ等に伝達されることがなく、突出部２ｅ等が超音波溶着時に発生する熱や振動の影響を受けて変形するのを防止することができる。これにより、安定した状態で軸８を保持し、フラップ３を円滑に回動させることができる。また、超音波溶着時に本体２のフランジ部２ｋに生ずる熱や振動による内部変形を逃げ部２ｍによって吸収しながら、両フランジ部２ｋ、５ｉを強固に溶着することができる。

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、流入口２ｂが下側に、また流出口２ｃが上側となるように配置されているものとし、本体２の流入管２ｇが相手方の流出管路に、流出管２ｈが相手方の流入管路に各々接続されているものとする。

図１〜図３に示すように、流入口２ｂから流体が流入していないか、流体流路２ａ内に流れる流体の量が少ない場合には、フラップ３は回動せず、自重によって流体流路２ａ内の下ストッパ２ｉ（図２（ａ）参照）に当接したままの状態を維持する。流入口２ｂから流入した流体は、フラップ３と本体２の内面との間の流体流路２ａを通って上方（矢印Ｆ方向）へ流れ、流出口２ｃから流出する。

流入口２ｂから流入した流体の流量が増加すると、フラップ３は、図２（ａ）、（ｂ）に示す状態から徐々に反時計回りに回動し、流入口２ｂから流入した流体の流量が設定流量に達すると、図７に示すように、フラップ３の磁石保持部３ｂが蓋体５の内面に当接して回動が規制され、センサ４がフラップ３に装着された磁石６の磁力を検知し、リード線１１を介して制御装置等に検出信号を出力する。

次に、本発明の他の実施の形態に係るフロースイッチについて、図８〜図１０を参照しながら説明する。

フロースイッチ２１は、上記フロースイッチ１における超音波溶着に代え、ニクロム線等の発熱抵抗体２７による熱溶着を用いるものであって、本体２２と蓋体２５以外の構成要素は、フロースイッチ１と同様である。そこで、本体２２と蓋体２５以外の構成要素については詳細説明を省略する。

本体２２は、熱可塑性樹脂で一体成型され、流体流路２２ａに連通する流入口２２ｂ及び流出口２２ｃと、側方に開口する開放口２２ｄを備え、この開放口２２ｄを蓋体２５が塞ぐ。

蓋体２５は、熱可塑性樹脂で一体成型され、本体２２の開放口２２ｄを覆うように円板状に形成された蓋部２５ａを備え、蓋部２５ａに、本体２２の突出部２２ｅを収容する凹部２５ｂと、凹部２５ｂから突出する突出部２５ｃとが形成される。

センサ４は、蓋体２５の突出部２５ｆ及び係止部２５ｇによって蓋体２５の表面に固定される。

次に、上記フロースイッチ２１の組立要領について説明する。

磁石６を装着したフラップ３の挿通孔３ｅに軸８を挿通し、軸８の両端部を本体２２の軸受部２２ｆに載置する。この状態で本体２２のガイド溝２２ｎに発熱抵抗体２７の一対の突出部２７ａを収容するようにして、発熱抵抗体２７を本体２２と蓋体２５との間に介在させて発熱抵抗体２７を本体２２と蓋体２５とで押圧し、本体２２の開放口２２ｄに蓋体２５を装着し、蓋体２５の突出部２５ｃの上面２５ｅを軸８の中央部に当接させ、本体２２及び蓋体２５によって３箇所で軸８を支持する。

上記の状態で、発熱抵抗体２７に通電し、発熱抵抗体２７を発熱させて本体２２と蓋体２５とを熱溶着し、溶着後に発熱抵抗体２７の突出部２７ａを切断する。この際、図９に示すように、本体２２の突出部２２ｅと蓋体２５の凹部２５ｂの内面との間に隙間Ｃ３、Ｃ４を設けたため、発熱抵抗体２７から本体２２のフランジ部２２ｋや蓋体２５のフランジ部２５ｉに伝導した熱が本体２２の突出部２２ｅ等に伝導することがなく、突出部２２ｅ等が熱溶着時に発生する熱の影響を受けて変形するのを防止することができる。これにより、安定した状態で軸８を保持し、フラップ３を円滑に回動させることができる。

上記構成を有するフロースイッチ２１もフロースイッチ１と同様に動作し、本体２２の流入口２２ｂから流体が流入していないか、流体流路２２ａ内に流れる流体の量が少ない場合には、フラップ３は回動せず、自重によって流体流路２２ａ内の下ストッパ２２ｉに当接したままの状態を維持し、流入口２２ｂから流入した流体は、フラップ３と本体２２の内面との間の流体流路２２ａを通って上方（矢印Ｆ方向）へ流れ、流出口２２ｃから流出する。

流入口２２ｂから流入した流体の流量が増加すると、フラップ３は、図８（ａ）に示す状態から徐々に反時計回りに回動し、流入口２２ｂから流入した流体の流量が設定流量に達すると、フラップ３の磁石保持部３ｂが蓋体２５の内面に当接して回動が規制され、センサ４がフラップ３に装着された磁石６の磁力を検知し、リード線（不図示）を介して制御装置等に検出信号を出力する。

１ フロースイッチ
２ 本体
２ａ 流体流路
２ｂ 流入口
２ｃ 流出口
２ｄ 開放口
２ｅ 突出部
２ｆ 軸受部（凹部）
２ｇ 流入管
２ｈ 流出管
２ｉ 下ストッパ
２ｊ 係合孔
２ｋ フランジ部
２ｍ 逃げ部
３ フラップ
３ａ 基部
３ｂ 磁石保持部
３ｃ 回動部
３ｄ リベット
３ｅ 挿通孔
４ センサ
５ 蓋体
５ａ 蓋部
５ｂ 凹部
５ｃ 突出部
５ｅ 上面
５ｆ 突出部
５ｇ 係止部
５ｈ 突出部
５ｉ フランジ部
６ 磁石
８ 軸
１０ 溶着部
１１ リード線
２２ 本体
２２ａ 流体流路
２２ｂ 流入口
２２ｃ 流出口
２２ｄ 開放口
２２ｅ 突出部
２２ｆ 軸受部（凹部）
２２ｉ 下ストッパ
２２ｋ フランジ部
２２ｎ ガイド溝
２５ 蓋体
２５ａ 蓋部
２５ｂ 凹部
２５ｃ 突出部
２５ｅ 上面
２５ｆ 突出部
２５ｇ 係止部
２５ｉ フランジ部
２７ 発熱抵抗体
２７ａ 突出部
Ｃ１〜Ｃ４ 隙間

Claims (4)

1. 流入口と流出口とに連通する流体流路を有する本体と、
   前記流体流路内に回動可能に支持され、該流体流路を通過する流体によって揺動すると共に、磁石を備えるフラップと、
   該フラップを回動可能に支持する軸と、
   前記本体に開口する開放口を塞ぐ蓋体と、
   前記フラップが所定の位置に回動したときに、前記磁石の磁力を検知するセンサとを備え、
   前記軸の両端部を、前記本体の突出部と前記蓋体の凹部との間で支持すると共に、前記軸の中央部を前記蓋体の凹部から突出する突出部に当接させ、
   前記本体の突出部と前記蓋体の凹部の内面との間に隙間を設けた状態で、前記本体の突出部に連続する前記開放口の周辺部と、前記蓋体の凹部に連続し、前記本体の開放口の周辺部に当接する部分とを溶着することを特徴とするフロースイッチ。
2. 前記本体と前記蓋体の溶着部の輪郭を円形としたことを特徴とする請求項１に記載のフロースイッチ。
3. 前記溶着は、超音波溶着又は熱溶着であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロースイッチ。
4. 前記溶着は、熱溶着であり、
   前記熱溶着は、前記本体の突出部に連続する前記開放口の周辺部と、前記蓋体の凹部に連続し、前記本体の開放口の周辺部に当接する部分との間に発熱抵抗体を挟み、該状態で前記発熱抵抗体に通電して発熱させることにより行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロースイッチ。

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