JP3258477B2 - 流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流量計に関し、特に、
回転体の回転を磁気的に計測する手段を備えているもの
の改良に係り、例えば、非円形歯車式流量計に利用して
有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の非円形歯車式流量計として、ギア
ハウジング内に噛合された一対の非円形歯車の少なくと
も一方の端面に永久磁石（以下、マグネットという。）
が設けられているとともに、ギアハウジング上のケース
に磁気検出素子が設けられており、流体の流れによって
回転される非円形歯車の回転数を、歯車と一体回転する
マグネットを磁気検出素子において検出することによっ
て測定し、その回転数に比例する流量を測定するように
構成されているものがある（実公昭５６ー３８４３４号
公報参照）。

【０００３】このような非円形歯車式流量計において
は、非円形歯車の端面に被検出体としてのマグネットを
固定的に埋設する必要がある。一般的には、歯車の長軸
上の限定された場所にマグネットを埋設する構成が採用
されている。

【０００４】そして、マグネットを埋設するに際して
は、非円形歯車を樹脂が用いられた一体成形法により精
度よく製造した後、非円形歯車の指定の箇所にドリル加
工によってマグネット固定用の穴明けを行い、この穴内
にマグネットを圧入もしくは接着等によって固定するこ
とが行われている。そのため、多くの加工工数と精度の
高い穴明け加工が必要になっている。さらに、各マグネ
ットは独立しているため、マグネットの個数に応じて穴
明け加工が複数回必要である。また、非円形歯車は小さ
くなると、埋め込む個数が制限されるため、パルス発生
数が制限されることになる。

【０００５】ところで、特開平２ー２４７５２７号公報
には、次のような非円形歯車式流量計が記載されてい
る。Ｎ極およびＳ極が円周方向に交互に並んで着磁され
た環状のマグネットが、非円形歯車の一端面に同心円に
没設された穴に嵌入されて固定されている。このような
マグネットを用いれば、非円形歯車にマグネットを固定
するための加工が容易になるとともに、一回転当りのパ
ルス数が多くなり、計測精度を高めることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
マグネットが非円形歯車の一端面に配設された従来の非
円形歯車式流量計においては、マグネットの検出面が露
出しているため、マグネットの露出面が錆やすいという
問題点がある。

【０００７】本発明の目的は、マグネットが錆るのを防
止することができる流量計を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る流量計は、
入口通路と出口通路との間に作動室が形成されているハ
ウジングと、作動室内に支軸により回転自在に軸支され
て作動流体の流量に比例して回転する一対の回転体と、
少なくとも一方の回転体に固定されているマグネット
と、作動室の外部にマグネットに磁気的に対向するよう
に配されてマグネットを磁気的に検出する磁気検出素子
とを備えており、磁気検出素子によるマグネットの検出
回数に基づいて作動室を通過する作動流体の流量を計測
するように構成されている流量計において、前記一対の
回転体のうち前記マグネットが固定される回転体は成形
材料によって一体成形されており、前記マグネットは円
筒形状に形成されてＮ極Ｓ極が交互に周方向に配されて
着磁されているとともに、その円筒中空部には軸受が圧
入されており、このマグネットは前記回転体の内部に前
記支軸と同心に配されてインサート成形されることによ
り、前記軸受内周面を除く円筒外周面および両端面が前
記成形材料によって被覆されており、このマグネットが
インサート成形された回転体は前記軸受の内周面が前記
支軸の外周に摺接されて回転自在に軸支されていること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】前記した手段によれば、回転体にインサート成
形されたマグネットは回転体の成形材料および軸受によ
って完全に被覆された状態になるため、マグネットが作
動流体によって錆びたり腐食されたりすることはない。
また、マグネットを回転体にインサート成形することに
より、部品点数や加工工数および組付工数を低減するこ
とができるため、流量計の製造コストを大幅に低減する
ことができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例である非円形歯車式
流量計を示す縦断面図である。図２は図１のIIーII線に
沿う平面断面図である。図３は非円形歯車へのマグネッ
トおよびブッシュのインサート成形作業を示しており、
（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図である。

【００１１】本実施例において、本発明に係る流量計は
非円形歯車式流量計として構成されている。非円形歯車
式流量計はステンレス鋼が用いられて平面形状が略正方
形の直方体に形成されているギヤハウジング１を備えて
いる。ギヤハウジング１には作動室２がギヤハウジング
１の一端面（以下、上面とする）において開口されてお
り、この作動室２は平面形状が半円形と略正方形とを十
字形に配してなる柱形状の空所に形成されている。ギヤ
ハウジング１には入口通路３および出口通路４が互いに
１８０度方向（以下、左右方向とする。）に配されて、
作動室２の両正方形室にそれぞれ連通するように開設さ
れている。さらに、ギヤハウジング１の左側および右側
にはインレットパイプ５およびアウトレットパイプ６が
入口通路３および出口通路４にそれぞれ接続するように
突設されている。

【００１２】作動室２には非円形歯車７が一対、互いに
噛合されて配設されており、両非円形歯車７、７はギヤ
ハウジング１に互いに平行に立設された各支軸８、８に
回転自在にそれぞれ支承されている。非円形歯車７は樹
脂が用いられて一体成形されており、非円形歯車７の支
軸８との間には自己潤滑性を有する後記する軸受が介設
されている。

【００１３】両非円形歯車７、７のうち一方の非円形歯
車７には、被検出体としてのマグネット９が次のような
構造により固定されている。すなわち、一方の非円形歯
車７の中央部には環状の凹所１０が仮想的に形成されて
おり、この凹所１０内にはマグネット９と軸受としての
ブッシュ１１が一体的に埋め込まれている。軸受として
のブッシュ１１は非磁性で、かつ、自己潤滑性を有する
材料、例えば、カーボンや弗素系樹脂が用いられて円筒
形状に形成されている。このブッシュ１１はマグネット
９の内周側に固定されて支軸８の外周に滑動自在に嵌合
されている。マグネット９は円筒形状に形成されてお
り、複数組のＮ極およびＳ極が交互に円周方向に着磁さ
れている。そして、マグネット９の周囲はブッシュ１１
と非円形歯車７を形成している樹脂とによって完全に被
覆された状態になっている。

【００１４】ギヤハウジング１の上面には円形環状溝１
２が作動室２の開口を取り囲むように配されて没設され
ており、この環状溝１２内には円形のＯリング１３が収
容されている。ギヤハウジング１にはギヤハウジング１
と同質の材料を用いてギヤハウジング１と略同一の平面
形状に形成されているケース１４が、Ｏリング１３を挟
んで重ね合わされており、ギヤハウジング１とケース１
４とはその四隅に配されたボルト１５により一体的に締
結されている。このケース１４の底壁により作動室２の
上面は閉塞されている。

【００１５】ケース１４内の底部にはホール素子等のよ
うな磁気検出素子１６が、一方の非円形歯車７に固設さ
れたマグネット９を磁気的に検出するように配されて装
備されている。そして、ケース１４内には計測に必要な
電子部品ないしは電子機器等からなる計測装置１７が組
み込まれており、磁気検出素子１６は計測装置１７に電
気的に接続されている。

【００１６】次に、前記構成に係る非円形歯車７へのマ
グネット９およびブッシュ１１のインサート成形方法に
ついて説明する。非円形歯車へのインサート成形方法に
は、図３に示されている成形型２０が使用される。この
成形型２０は上型２１と下型２２とを備えている。上型
２１と下型２２との合わせ面には、非円形歯車７を成形
するためのキャビティー２３が形成されている。上型２
１には上型キャビティー凹部２３ａおよび樹脂を注入す
るためのゲート２４が開設されている。上型キャビティ
ー凹部２３ａは非円形歯車７の上端部と共に中子軸２５
の上端部を収容し得るように形成されている。

【００１７】一方、下型２２には略中央に中子軸２５が
垂直に立設されており、中子軸２５は支軸８と同一形状
に形成されている。中子軸２５の周囲には下型キャビテ
ィー凹部２３ｂが形成されており、この下型キャビティ
ー凹部２３ｂはブッシュ１１を嵌入されたマグネット９
を収容するように形成されている。さらに、下型キャビ
ティー凹部２３ｂの底面には一対の位置決め用突起２
６、２６が、中子軸２５の両側に配されて膨出形成され
ている。この位置決め用突起２６はブッシュ１１の底部
に開設された位置決め穴２７と嵌合されるように形成さ
れている。

【００１８】非円形歯車７が樹脂成形されるに際して、
まず、マグネット９の内周にブッシュ１１が圧入され
る。マグネット９にブッシュ１１が圧入されて固定的に
結合されると、ブッシュ１１が中子軸２５に嵌合され
る。このとき、ブッシュ１１の位置決め穴２７内に位置
決め用突起２６が嵌合されることによって、マグネット
９のキャビティー２３に対する位置決めが行われる。

【００１９】マグネット９およびブッシュ１１が中子軸
２５にセットされると、上型２１と下型２２とが型締め
され、ゲート２４からキャビティー２３に成形材料とし
ての樹脂２８が注入される。

【００２０】樹脂が硬化された後に、上型２１と下型２
２とが型開きされ、非円形歯車７がマグネット９とブッ
シュ１１と共に離型される。

【００２１】このようにしてマグネット９およびブッシ
ュ１１をインサート成形された非円形歯車７が作動室２
内の支軸８に装着されると、マグネット９は非円形歯車
７とブッシュ１１とによって全体が被覆された状態で、
支軸８に回転自在に支承される。このため、マグネット
９は作動流体に接触することはない。したがって、マグ
ネット９は作動流体によって、錆たり腐食されたりする
のが防止されることになる。

【００２２】次に、非歯車式流量計の作用を説明する。
作動流体としての被流量測定液体がインレットパイプ５
から入口通路３を経て作動室２へ導入されると、液体は
作動室２で仕事をした後、出口通路４を通ってアウトレ
ットパイプ６から導出されて行く。液体が作動室２を通
過するとき、互いに噛合して作動室２を仕切っている一
対の非円形歯車７はその流れにより、図２に破線矢印で
示されている方向に回転される。このとき、作動流体は
非歯車７内に埋め込まれたマグネット９に接触すること
はない。

【００２３】一方、磁気検出素子１６は非円形歯車７に
埋設されたマグネット９の各磁極が通過する都度、これ
を磁気的に検出する。すなわち、非円形歯車７が一回転
するときに複数個のパルス信号が計測装置１７へ出力さ
れる。そして、マグネット９は非円形歯車７と一体的に
公転するため、磁気検出素子１６の出力によって非円形
歯車７の回転速度を測定することができる。非円形歯車
７の回転速度はこれを回転させている流体の流量に比例
するため、回転速度を測定することにより流量が実質的
に計測されることになる。本実施例においては、一回転
当たりのパルス数が多いため、分解能の高い計測をする
ことができる。

【００２４】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００２５】例えば、マグネットおよびブッシュを埋め
込む回転体は、非円形歯車に限らず、円形歯車であって
もよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
錆易いマグネットを回転体の成形材料とブッシュとによ
って完全に被覆するように構成したため、作動流体によ
ってマグネットが腐食されたり錆たりするのを防止する
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である非円形歯車式流量計を
示す縦断面図である。

【図２】図１のIIーII線に沿う平面断面図である。

【図３】非円形歯車へのマグネットおよびブッシュのイ
ンサート成形作業を示しており、（ａ）は平面断面図、
（ｂ）は正面断面図である。

【符号の説明】

１…ギヤハウジング、２…作動室、３…入口通路、４…
出口通路、５…インレットパイプ、６…アウトレットパ
イプ、７…非円形歯車（回転体）、８…支軸、９…マグ
ネット、１０…凹所、１１…ブッシュ（軸受）、１２…
円形環状溝、１３…Ｏリング、１４…ケース、１５…ボ
ルト、１６…磁気検出素子、１７…計測装置、２０…成
形型、２１…上型、２２…下型、２３…キャビティー、
２４…ゲート、２５…中子軸、２６…位置決め用突起、
２７…位置決め穴。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 3/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口通路と出口通路との間に作動室が形
   成されているハウジングと、作動室内に支軸により回転
   自在に軸支されて作動流体の流量に比例して回転する一
   対の回転体と、少なくとも一方の回転体に固定されてい
   るマグネットと、作動室の外部にマグネットに磁気的に
   対向するように配されてマグネットを磁気的に検出する
   磁気検出素子とを備えており、磁気検出素子によるマグ
   ネットの検出回数に基づいて作動室を通過する作動流体
   の流量を計測するように構成されている流量計におい
   て、前記一対の回転体のうち前記マグネットが固定される回
   転体は成形材料によって一体成形されており、 前記マグネットは円筒形状に形成されてＮ極Ｓ極が交互
   に周方向に配されて着磁されているとともに、その円筒
   中空部には軸受が圧入されており、このマグネットは前記回転体の内部に前記支軸と同心に
   配されてインサート成形されることにより、前記軸受内
   周面を除く円筒外周面および両端面が前記成形材料によ
   って被覆されており、 このマグネットがインサート成形された 回転体は前記軸
   受の内周面が前記支軸の外周に摺接されて回転自在に軸
   支されていることを特徴とする流量計。