JP4986517B2

JP4986517B2 - 電子式流量計のユニットケースおよびその成形の良否を判定する方法、ならびに電子式流量計

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Publication number: JP4986517B2
Application number: JP2006184837A
Authority: JP
Inventors: 泰秀土田; 進太郎唐沢
Original assignee: 東洋計器株式会社
Priority date: 2006-07-04
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-07-04
Also published as: JP2008014725A

Description

本発明は、電子式水道メータなどの電子式流量計における流量演算回路などが搭載されている電子回路部を気密状態で封入するために用いる樹脂製のユニットケースに関し、簡単に成形状態の良否を検査可能なユニットケース、およびユニットケースの成形の良否を簡単に判定可能な方法に関するものである。

また、本発明は上記のようなユニットケースを有する電子式流量計に関するものである。

電子式流量計、例えば、電子式水道メータは、流水量に応じて回転する羽根車に取り付けた磁石により回転磁界を発生させ、この回転磁界を電子ユニットに内蔵されている磁気センサにより検出し、磁気センサの検出出力を電気的に処理することにより流量の演算、演算させた流量の表示等を行うように構成されている。

この構成の電子式水道メータでは、流水通路に配置した羽根車に、電子ユニットが隣接配置されているので、電子ユニットのユニットケースとしては、封入されている電子回路部等が湿気等により劣化、あるいは誤動作することの無いように、防水性および防湿性に優れたものとする必要がある。また、高い耐水性、耐圧性も要求される。ユニットケースとして金属ケースを用いる場合には、一般にこのような必要特性を確保できる。

しかしながら、近年においては、電子式水道メータの小型化に伴ない、そこに搭載されている電子ユニットの形状も複雑化している。従って、ユニットケースの形状寸法の精度を高める必要がある。また、電子式水道メータのコストダウンに対する要求は常にあるので、その構成部品であるユニットケースを廉価に製造できることが望ましい。このような点に鑑み、金属ケースの代わりに、ユニットケースとして樹脂の射出成形品を用いて、形状寸法の高精度化、コストダウンを図っている。特許文献１には、樹脂製のユニットケースを備えた電子式水道メータが開示されている。
特開２００１−２８９６８８号公報

ここで、ユニットケースとして樹脂の射出成形品を用いる場合には、耐水特性、耐圧特性、寸法精度などを確保するために、射出成形時の成形条件を精度良く管理する必要がある。例えば、同一の射出成形機を用いて同一成形条件の下で成形を行っても、材料ロット、外気温などの環境条件の変化、その他の成形条件の変化により成形品の品質にばらつきが生じてしまう。

成形品の良否を検査するために、成形品が冷却した後に、その断面のボイド、破壊強度などを調べるための破壊検査、寸法精度を調べるための寸法検査などを行うことが一般的である。しかしながら、この方法では、検査結果が出た時点では、既に多数の成形品が出来上がっており、最悪の場合には全ての成形品が不良品として廃棄されることもある。

一方、機械式指示機構が収納されている乾式流量計には、水圧を直接に受ける受圧ケースに、樹脂の射出成形品が用いられている。このような受圧ケースにおいても、耐水特性、耐圧特性、寸法精度などを確保するために、射出成形時の成形条件を精度良く管理する必要がある。したがって、上記のユニットケースの場合と同様な問題がある。

また、電子式流量計、乾式流量計のいずれにおいても、流量に応じて回転する羽根車などの部品にも、樹脂の射出成形品が用いられている。これらの部品を精度良く製造できないと、精度良く流量を計測できず、また、設置時における調整作業に時間を要するなどの問題が発生する。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、電子式流量計のユニットケースの成形の良否を、射出成形された離型直後に、目視により、その場で簡単に判断できるようにすることにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、電子式流量計における流量演算処理回路等が実装されている電子回路部を封入するために用いるユニットケースであって、樹脂の射出成形品からなる一端が開口している第１ケース片と、樹脂の射出成形品からなる一端が開口している第２ケース片とを有し、前記第１ケース片の開口端部には第１融着用突起部が形成されており、前記第２ケース片の開口端部には第２融着用突起部が形成されており、当該第１および第２融着用突起部を押し潰しながら前記第１および第２ケース片の開口端部が相互に気密状態で接合されて、前記電子回路部を気密状態で封入するための封入部が形成されており、前記第１ケース片の開口端部の表面には、射出成形時における当該第１ケース片成形用の金型キャビティに射出された溶融樹脂材料の流動性に対応した長さの第１突起が一体成形され、当該第１突起は前記第１融着用突起部の一部となっており、前記第２ケース片の開口端部の表面には、射出成形時における当該第２ケース片成形用の金型キャビティに射出された溶融樹脂材料の流動性に対応した長さの第２突起が一体成形され、当該第２突起は前記第２融着用突起部の一部となっていることを特徴としている。

射出成形時における溶融樹脂材料の流動性を一定に保持できれば、成形品の品質を良好な状態に維持できる。本発明では、溶融樹脂材料の流動性に応じて長さが変化する突起を、射出成形品であるユニットケースの第１および第２ケース片に一体成形している。得られた成形品の突起の長さ(流動長さ)を目視により確認することにより、射出成形時における溶融樹脂材料の流動性を判別できる。すなわち、突起の長さが所定の範囲内の寸法であれば、成形品の品質が良好であると判別できる。逆に、突起の長さが所定の範囲に納まらない長さの場合には、成形品が不良品であると判別できる。

双方のケース片を融着によって接合するため、前記第１ケース片の前記開口端部に第１融着用突起部を成形しておき、前記第２ケース片の前記開口端部に第２融着用突起部を成形しておき、これら第１および第２融着用突起部を押し潰しながら前記第１ケース片および前記第２ケース片のそれぞれの開口端部を気密状態で融着している。そして、前記第１融着用突起部の一部に前記第１突起を形成し、前記第２融着用突起部の一部に前記第２突起を形成している。

ここで、前記第１および第２突起は、前記第１および第２ケース片成形用の各金型キャビティ内における前記溶融樹脂材料の流れ方向に沿って断面積が漸減している形状のものとすればよい。金型キャビティ内に溶融樹脂材料を射出すると、キャビティ内のガスが溶融樹脂材料によって押し出されながらキャビティ内に溶融樹脂材料が充填されていく。溶融樹脂の流れ方向に沿って断面積が漸減している突起を成形するために、金型キャビティの内周面には断面積が流れ方向に沿って漸減する形状の突起成形用の溝が形成される。金型キャビティ内のガスは射出された溶融樹脂材料に押されて当該溝内の先端部分にトラップされる。溶融樹脂材料の流動性が高い場合にはガスのトラップ量が少なく、流動性が低い場合にはガスのトラップ量が多くなる。ガスのトラップ量が少ないと、溝内の先端まで溶融樹脂材料が流れ込み、ガスのトラップ量が多い場合には溝内の先端側には流れ込まないまま溶融樹脂材料が硬化する。この結果、流動性が高い場合にはユニットケースに一体成形される突起が長くなり、流動性が低い場合には突起が短くなる。したがって、突起の長短に基づき溶融樹脂材料の流動性の高低が分かる。

例えば、前記第１および第２突起は、前記第１および第２ケース片における各開口端部の表面に沿った方向に延びているものとすることができる。この代わりに、前記第１および第２突起は、前記第１および第２ケース片における各開口端部の表面から離れる方向に延びているものとすることができる。

また、前記第１および第２突起を、前記第１および第２ケース片成形用の各金型キャビティ内における前記溶融樹脂材料の流れ方向の末端部分に位置する各開口端部の表面の部位に形成しておくことができる。

さらに、複数の第１突起あるいは複数の前記第２突起を、前記第１および第２ケース片の各表面における異なる部位に形成しておくこともできる。

次に、第１および第２突起の長さを目視により直ちに認識できるようにするためには、前記第１および第２突起の表面、あるいは、当該第１および第２突起の近傍のユニットケース表面部分に、当該第１および第２突起の長さを確認するための凹凸状の目盛りを一体成形しておくことが望ましい。

一方、本発明は、上記のユニットケースを、樹脂を用いて射出成形し、射出成形用の金型キャビティから離型した直後に、その成形の良否を判定する電子式流量計のユニットケースの成形の良否を判定する方法であって、前記第１および第２突起を、前記第１および第２ケース片のそれぞれに一体成形し、離型した直後に、前記第１および第２ケース片に一体成形された前記第１および第２突起の長さを確認し、当該第１および第２突起の長短に基づき、前記第１および第２ケース片の成形の良否を判定することを特徴としている。

本発明の電子式流量計における流量演算処理回路等が実装されている電子回路部を封入するために用いるユニットケースにおいては、樹脂の射出成形品からなる第１および第２ケース片を射出成形する際の溶融樹脂材料の流動性を示す突起が第１および第２ケース片に一体成形されている。この突起の状態を目視により確認することにより、ユニットケースの第１および第２ケース片が不良品であるか否かを判別できる。よって、ユニットケースの破壊検査、寸法検査などを行うことなく、ユニットケースが不良品であるか否かを判別できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したユニットケースを備えた電子式水道メータの実施の形態を説明する。

図１は電子式水道メータを示す概略縦断面図であり、図２はユニットケースを示す側面図である。電子式水道メータ１は、メータケース２と、ここに取り付けられた電子ユニット３と、電子ユニット３をメータケース２に固定している固定用環状部材４とから構成されている。

メータケース２は、ほぼ円形断面をした流水路２１を備え、この流水路２１には流量計測用の羽根車２２が流水方向に直交する回転軸２３を中心として回転自在の状態で配置されている。流水路２１の入口２４から出口２５に向けて流れる水量に応じて羽根車２２が回転する。この羽根車２２が配置されているメータケース２の部分は、流水方向に直交する方向に延びている電子ユニット収納用円筒部２６となっている。

電子ユニット３は、円筒状のユニットケース３１と、ここに内蔵された流量演算部３２および液晶表示部３３等を含む電子回路部３０とを備えている。流量演算部３２は磁気センサ３４を備えており、この磁気センサ３４は、ユニットケース３１の底面に配置され、当該ユニットケース底板の中央部分３１ａを介して、羽根車２２の先端部に内蔵されている一対の永久磁石３５に対峙している。羽根車２２と共に永久磁石３５が回転して回転磁界を発生させ、この回転磁界が磁気センサ３４によって検出される。流量演算部３２は磁気センサ出力に基づき水量を演算し、算出された水量等を液晶表示部３３に表示させる。液晶表示部３３の表示面に対峙するユニットケース３１の上面部分には透明板３６が取り付けられている。また、ユニットケース３１の上面側は開閉蓋３７によって覆い隠されている。

固定用環状部材４は、その内周面に雌ねじ部４１が形成され、この雌ねじ部４１がメータケース２の電子ユニット収納用円筒部２６の先端部分における外周面に形成されている雄ねじ部４２に螺合している。この固定用環状部材４の内周面には上側から電子ユニット３を押し下げるための電子ユニット固定用環状段面４３が形成されており、メータケース側の電子ユニット収納用円筒部２６の内周面には、下側から電子ユニット３を押し上げるための電子ユニット固定用環状段面４４が形成されている。電子ユニット３のユニットケース３１の外周面には、これらに当接する環状段面４５、４６が形成されている。また、固定用環状部材４には、電子ユニット収納用円筒部２６の円環状上端面２６ａに対峙する下向きの円環状段面４７が形成されている。

この円環状上端面２６ａと円環状段面４７の間にＯリング４８を挟んだ状態となるように、固定用環状部材４がメータケース２の電子ユニット収納用円筒部２６に上側から差し込まれている。この状態で、固定用環状部材４が電子ユニット収納用円筒部２６にねじ込まれて、電子ユニット３がメータケース２に気密状態で固定されている。

(ユニットケース)
電子ユニット３のユニットケース３１は、ケース本体５(第１ケース片)とケース蓋６(第２ケース片)から構成されている。ケース本体５は上方に開口しているカップ形状のものであり、円形の底板部分５１と、この外周縁から垂直に起立している円筒状の側板部分５２を備え、上側が円形開口部とされている。ケース蓋６は下方に開口している浅いカップ形状のものであり、円形の天板部分６１と、この外周縁から下方に垂直に延びている円筒状の側板部分６２を備えている。これらケース本体５およびケース蓋６は、共に樹脂の射出成形品であり、相互に気密状態で接合されて、内部に電子回路部３０が封入されている。

ケース本体５の側板部分５２の上端部分には、一段広くなった側板部分５３が形成されており、この内周面５４および環状段面５５により規定されている環状段部に、上側からケース蓋６の側板部分６２の先端部分６３が嵌め込まれている。これら環状段面５５と、先端部分６３の環状端面６４とが、気密状態で接合されている。

これらのケース本体５およびケース蓋６は、例えば、耐水性、耐圧性などに優れたＰＰＳ樹脂の射出成形品からなっている。

(成形良否判定用の突起)
図３(ａ)はケース蓋６を示す概略斜視図である。図２および図３(ａ)に示すように、ＰＰＳ樹脂の射出成形品からなるケース蓋６の円筒状の側板部分６２の外側表面６２ａには、細長い三角形状をした成形良否判定用の突起１０が一体成形されている。突起１０はケース蓋６の組付けの際に邪魔にならない部位に位置していると共に、ケース蓋６の射出成形時における溶融樹脂材料の流動性に対応する長さを有している。また、本例では、この突起１０の上側に隣接する外側表面６２ａの部位に一定間隔に配列された複数本(本例では４本)の凸状の縦筋からなる目盛り１１(１)〜１１(４)も一体成形されている。

図３(ｂ)はケース蓋６を射出成形するための金型キャビティの概略横断面図であり、図３(ｃ)はその突起成形用の溝を示す説明図である。ケース蓋６を射出成形するための金型キャビティ１５を規定している金型成形面には、突起成形用の細長い三角形の溝１６が形成されている。金型キャビティ１５には、ケース蓋６の円筒状の側板部分６２の外側表面における突起形成位置から最も離れた部位にゲート１７が設けられており、ここから金型キャビティ１５の内部に射出された溶融樹脂材料は、矢印で示すように、側板部分６２に対応する円筒状のキャビティ１５に沿って反対側に形成されているガス抜き穴１８に向かって流れ、当該ガス抜き穴１８の位置において合流して、キャビティ内に充填される。

突起成形用の溝１６は、キャビティ１５内における溶融樹脂材料の流れ方向のほぼ末端位置に形成されており、当該溶融樹脂材料の流れ方向に沿って形成されている。また、その溝の断面積が流れ方向に沿って漸減するように、幅および深さが設定されている。一方、溝１６の上側には、目盛り１１(１)〜１１(４)を成形するための細い縦溝１９(１)〜１９(４)が形成されている。

なお、このような突起１０を、ケース蓋６の外側表面の複数の個所に形成しておいてもよい。また、形成位置としては、ケース蓋６の円筒状の側板部分６２の外側表面６２ａに限らず、その内側表面、天板部分６１の外側表面あるいは内側表面に形成することもできる。

また、図示および説明を省略したが、本例ではケース本体５にも同様な突起が形成されている。ケース本体５に形成される突起も、その円筒状の側板部分５２の外側表面、内側表面、その底板部分５１の外側表面、内側表面などに形成することができる。また、突起を１箇所でなく、複数の箇所に形成することもできる。

(突起による成形の良否判定)
上記の溝１６によって形成される突起１０は、金型キャビティ１５内における溶融樹脂材料の流れ方向に沿って断面積が漸減している形状のものとなる。

金型キャビティ１５内に溶融樹脂材料を射出すると、キャビティ１５内のガスが溶融樹脂材料によって押し出されながらキャビティ内１５に溶融樹脂材料が充填されていく。溶融樹脂の流れ方向に沿って断面積が漸減している突起１０を成形するために、金型キャビティ１５の内周面には断面積が流れ方向に沿って漸減する形状の突起成形用の溝１６が形成される。金型キャビティ１５内のガスは射出された溶融樹脂材料に押されて当該溝１６内の先端部分にトラップされる。溶融樹脂材料の流動性が高い場合にはガスのトラップ量が少なく、流動性が低い場合にはガスのトラップ量が多くなる。

図４(ａ)、(ｂ)に示すように、ガスＡのトラップ量が少ないと、溝１６内の先端まで溶融樹脂材料が流れ込む。図４(ｃ)、(ｄ)に示すように、ガスＡのトラップ量が多い場合には溝１６内の先端側には流れ込まないまま溶融樹脂材料が硬化する。この結果、流動性が高い場合にはケース蓋６の外周面に一体成形される突起１０が長くなり、流動性が低い場合には突起１０が短くなる。したがって、突起１０の長短に基づき溶融樹脂材料の流動性の高低が分かる。

本例では、４本の目盛り１１(１)〜１１(４)も形成される。図４(ａ)、(ｂ)に示すように溝１６の先まで溶融樹脂材料が流れ込んで硬化した場合には、目盛り１１(３)あるいは１１(４)の位置まで延びる長い突起１０が成形される。これに対して、図４(ｃ)、(ｄ)に示すように、溝１６の先まで溶融樹脂材料が流れ込まないまま硬化した場合には、目盛り１１(１)あるいは１１(２)に達する程度の短い突起１０が形成される。

射出成形により得られたケース蓋６の突起１０を、離型直後に、目視により確認することにより、突起１０の長短が分かる。例えば、流動性が低い場合に得られる目盛り１１(３)に至らない短い突起１０が形成されている場合には、成形不良であると判断できる。勿論、目標とする成形条件に応じて、突起１０の長短による成形不良の判別基準は異なったものとなる。

なお、ケース本体５についても、そこに形成される突起の長短に基づき、その成形の良否を同様に判別できる。

(突起の各例)
図５には成形良否判別用の突起の各種の形状を示してある。図５(ａ)および(ｂ)に示す突起１０Ａは、溶融樹脂材料の流れ方向に沿って平面形状が先細りとなっているが、その高さは一定のものである。図５(ｃ)および(ｄ)に示す突起１０Ｂは、溶融樹脂材料の流れ方向に沿って平面形状は一定幅であるが、その高さが漸減しているものである。図５(ｅ)および(ｆ)に示す突起１０Ｃは、図３に示す突起１０と同様に、溶融樹脂材料の流れ方向に沿って平面形状および高さ共に先細りとなっているものである。

一方、成形良否判定用の突起としては、図５(ｇ)に示すように、ユニットケースの外側表面あるいは内側表面に沿った方向に形成されている上記の突起の他に、これらの表面から離れた方向、例えば垂直に突出している形状のものでもよい。

(その他の実施の形態)
上記の例は本発明を電子式水道メータのユニットケースに適用した場合のものである。本発明は電子式水道メータ以外の電子式流量計のユニットケースに対しても同様に適用可能である。

また、上記の構成は機械式指示機構が内蔵されている乾式流量計などの各種の流量計における樹脂の射出成形品に対しても同様に適用可能である。例えば、乾式流量計の受圧ケースに対して上記の構成を適用可能である。

また、流量計における羽根車、整流板、インナーケースなどの各種の樹脂の射出成形品に対しても上記の構成を同様に適用可能である。

本発明を適用した電子式水道メータの概略断面図である。ユニットケースを取り出して示す側面図である。ケース蓋を示す斜視図、その射出成形用の金型キャビティの横断面を示す説明図、および、金型キャビティの溝形成部分を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)は長い突起が形成されている場合の状態を示す説明図であり、(ｃ)および(ｄ)は短い突起が形成される場合の状態を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)、(ｃ)および(ｄ)、並びに、(ｅ)および(ｆ)は、それぞれ、突起の各例を示す平面図および断面図であり、(ｇ)は突起の別の例を示す断面図である。

１電子式水道メータ
２メータケース
３電子ユニット
４円環状固定部材
３０電子回路部
３１ユニットケース
５ケース本体
５１底板部分
５２円筒状の側板部分
６ケース蓋
６１天板部分
６２円筒状の側板部分
６２ａ外側表面
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ成形良否判定用の突起
１１(１)〜１１(４) 目盛り
１５金型キャビティ
１６溝
１７ゲート
１８ガス抜き穴
１９(１)〜１９(４) 縦溝

Claims

電子式流量計における流量演算処理回路等が実装されている電子回路部を封入するために用いるユニットケースであって、
樹脂の射出成形品からなる一端が開口している第１ケース片と、
樹脂の射出成形品からなる一端が開口している第２ケース片とを有し、
前記第１ケース片の開口端部には第１融着用突起部が形成されており、
前記第２ケース片の開口端部には第２融着用突起部が形成されており、
当該第１および第２融着用突起部を押し潰しながら前記第１および第２ケース片の開口端部が相互に気密状態で接合されて、前記電子回路部を気密状態で封入するための封入部が形成されており、
前記第１ケース片の開口端部の表面には、射出成形時における当該第１ケース片成形用の金型キャビティに射出された溶融樹脂材料の流動性に対応した長さの第１突起が一体成形され、当該第１突起は前記第１融着用突起部の一部となっており、
前記第２ケース片の開口端部の表面には、射出成形時における当該第２ケース片成形用の金型キャビティに射出された溶融樹脂材料の流動性に対応した長さの第２突起が一体成形され、当該第２突起は前記第２融着用突起部の一部となっていることを特徴とする電子式流量計のユニットケース。
請求項１において、
前記第１および第２突起は、前記第１および第２ケース片成形用の各金型キャビティ内における前記溶融樹脂材料の流れ方向に沿って断面積が漸減している形状のものであることを特徴とする電子式流量計のユニットケース。
請求項２において、
前記第１および第２突起は、前記第１および第２ケース片における各開口端部の表面に沿った方向に延びていることを特徴とする電子式流量計のユニットケース。
請求項２において、
前記第１および第２突起は、前記第１および第２ケース片における各開口端部の表面から離れる方向に延びていることを特徴とする電子式流量計のユニットケース。
請求項１において、
前記第１および第２突起は、前記第１および第２ケース片成形用の各金型キャビティ内における前記溶融樹脂材料の流れ方向の末端部分に位置する各開口端部の表面の部位に形成されていることを特徴とする電子式流量計のユニットケース。
請求項１において、
前記第１および第２ケース片の各表面における異なる部位に形成された複数の前記第１突起あるいは複数の前記第２突起を備えていることを特徴とする電子式流量計のユニットケース。
請求項１において、
前記第１および第２突起の表面、あるいは、当該第１および第２突起の近傍のユニットケース表面部分には、当該第１および第２突起の長さを確認するための凹凸状の目盛りが一体成形されていることを特徴とする電子式流量計のユニットケース。
請求項１ないし７のうちのいずれかの項に記載のユニットケースを有していることを特徴とする電子式流量計。
請求項１ないし７のうちのいずれかの項に記載のユニットケースを、樹脂を用いて射出成形し、射出成形用の金型キャビティから離型した直後に、その成形の良否を判定する電子式流量計のユニットケースの成形の良否を判定する方法であって、
前記第１および第２突起を、前記第１および第２ケース片のそれぞれに一体成形し、
離型した直後に、前記第１および第２ケース片に一体成形された前記第１および第２突起の長さを確認し、
当該第１および第２突起の長短に基づき、前記第１および第２ケース片の成形の良否を判定することを特徴とする電子式流量計のユニットケースの成形の良否を判定する方法。