JPH08240608A

JPH08240608A - 流量計

Info

Publication number: JPH08240608A
Application number: JP4266295A
Authority: JP
Inventors: Masaya Naito; 真哉内藤; Yasuyuki Morita; 泰之森田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】配管を流れる流体の流量を計測する流量計に
おいて、耐久性を高め、検出精度をより長く維持できる
ようにする。【構成】流体４１が流れると、フロースイッチ１３の
抵抗受け面１３ａがその力を受け、フロースイッチ１３
が回動する。このとき、ダンパ１４も流体４１の力を受
けて、フロースイッチ１３の動きを緩衝する。フロース
イッチ１３は、抵抗受け面１３ａの受ける力と、ダンパ
１４からの力と、磁石１３ｂの重量とがつり合ったとき
に停止し、そのとき、磁力スイッチ２０が磁石１３ｂの
磁力を感知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配管を流れる流体の流量
を計測する流量計に関し、特に流体の流量が上限もしく
は下限を越えた場合にアラームを出力する流量計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷却装置等の配管を流れる流体の
流量を計測する流量計としては、流路にバネの反力を利
用した弁を設け、この弁の回動角度によって流量を検出
するタイプがある。このタイプの流量計では、弁の端部
に磁石が設けられる一方、この磁石に反応するリードス
イッチが所定の位置に設けられている。そして、正常時
にはリードスイッチが弁の磁石の磁力を感知し、流体の
流量が上限または下限を越えた場合には、リードスイッ
チが弁の磁石と反応しなくなり、異常を検知するように
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、流量計にバネ
を使用していると、錆や長時間使用での疲労によりバネ
定数に変化が生じ、正確な測定ができなくなるという問
題があった。

【０００４】また、流体の脈流によって弁は絶えず大き
く振動しているが、従来の流量計では、この脈流を抑え
る機能がないため、軸が磨耗し、破損を引き起こす危険
性が高かった。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、耐久性に優れ、検出精度をより長く維持でき
る流量計を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、配管を流れる流体の流量を計測する流量
計において、前記流体の流路方向とほぼ直角に前記配管
に設けられた軸と、前記軸に回動自在に取り付けられ、
一端側に前記流体の抵抗を受ける抵抗受け部が設けられ
かつ他端側に磁石が設けられたフロースイッチ部材と、
前記フロースイッチ部材に取り付けられ、前記流体の抵
抗に応じた力で前記フロースイッチ部材の回動を緩衝す
るダンパと、前記磁石の磁力を感知する磁力スイッチ
と、を有することを特徴とする流量計が提供される。

【０００７】

【作用】流体が流れる配管には、流体の流路方向とほぼ
直角に軸が設けられている。この軸には、一端側に流体
の抵抗を受ける抵抗受け部が設けられかつ他端側に磁石
が設けられたフロースイッチ部材が、回動自在に取り付
けられている。また、フロースイッチ部材には、流体の
抵抗に応じた力でフロースイッチ部材の回動を緩衝する
ダンパが設けられている。

【０００８】抵抗受け部が流体の抵抗を受けると、フロ
ースイッチ部材は、その軸を中心に回動する。また、こ
れと同時に、流体の抵抗に応じた力でダンパがフロース
イッチ部材の回動を緩衝する。磁力スイッチは、その設
けられた位置において、フロースイッチ部材の磁石の磁
力を感知する。これにより、例えば流体の流量の上限や
下限を検知することができる。

【０００９】この流量計では、バネの代わりにダンパが
流量に応じて作用するので、錆や長時間の使用によって
能力が低下することがない。また、ダンパは、流体の抵
抗に応じた力でフロースイッチ部材の回動を緩衝するの
で、微小振動を抑えることができ、軸の磨耗を低減でき
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本実施例の流量計の外観の構成を示す図
である。流量計１は、レーザ発振器の冷却水等が供給さ
れる配管２に取り付けられている。流量計１は、主にフ
ロースイッチユニット１０と、磁力スイッチ２０と、位
置調節器３０とから構成されている。フロースイッチユ
ニット１０は、そのケース１１がボルト１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄによって配管２に固着されている。

【００１１】ケース１１のフランジ部１１ａには、配管
２の上下方向に延びる長孔１１０，１１１が形成されて
いる。この長孔１１０，１１１には、磁力スイッチ２０
のケース２１が、ボルト２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０
ｄと図示されていないナットによって、固定されてい
る。このとき、磁力スイッチ２０は、後述する位置調節
器３０で調節された位置に固定される。磁力スイッチ２
０のリード線２２，２３は、図示されていない制御装置
に接続されており、後述するように、磁力感知信号を制
御装置に送る。

【００１２】磁力スイッチ２０の外側には、位置調節器
３０が取り付けられている。位置調節器３０は、そのカ
バー３１がボルト３０ａ，３０ｂによりケース１１に固
着されている。カバー３１には、配管２の軸芯と平行な
ネジ軸３２が取り付けられている。ネジ軸３２のネジ溝
には、調節ネジ３３が螺合している。

【００１３】図３は磁力スイッチ２０の構成を示す図で
ある。磁力スイッチ２０のケース２１には、孔２１ａ，
２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが形成されており、それぞれに
前述のボルト２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが挿入さ
れる。ケース２１の中央部には、長孔２４および２５が
並列に形成されている。長孔２４には、リード線２２お
よび２３のそれぞれから延びる接触子２６ａおよび２６
ｂによって、磁力感知部２６が形成されている。この磁
力感知部２６は、一定値以上の磁力を感知すると、接触
子２６ａおよび２６ｂが接触するようになっている。接
触子２６ａおよび２６ｂが接触することによって、磁力
感知信号が出力され、リード線２２，２３を介して制御
装置側に送られる。

【００１４】一方、長孔２５には、前述の位置調節器３
０の調節ネジ３３の一部が嵌合される。磁力スイッチ２
０は、この調節ネジ３３によって、後述するような所望
の位置に調節される。この調節の後でボルト２０ａ，２
０ｂ，２０ｃ，２０ｄが締められ、磁力スイッチ２０が
その位置でケース１１に固定される。

【００１５】図１は図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図であ
る。磁力スイッチ２０の長孔２５には、調節ネジ３３の
一部が嵌入している。調節ネジ３３は、左右に手動で回
すことにより、軸３２に沿って上下動する。このため、
磁力スイッチ２０は、図２で示したボルト２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２０ｄを締めない状態では、調節ネジ３３
の動きに応じて上下動する。そして、磁力感知部２６が
後述する設定位置にある状態でボルト２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ，２０ｄを締めることにより、磁力スイッチ２０
はその位置で確実に固定される。

【００１６】フロースイッチユニット１０のケース１１
には、円盤状のフランジ部１１ａと、円筒状の連結部１
１ｂとが形成されている。また、ケース１１内には、空
間１１ｃが形成されている。ケース１１全体は、樹脂性
のＯリング１５を介して配管２の取り付け口２ａに取り
付けられている。ケース１１の空間１１ｃ内には、軸１
２が流体（例えば水）４１の流路４０と直角方向に設け
られている。この軸１２には、フロースイッチ１３が回
動自在に取り付けられている。

【００１７】図４はフロースイッチ１３の構成を示す図
であり、（Ａ）は軸１２の軸芯方向から見た図、（Ｂ）
は（Ａ）の矢印Ｙ方向から見た図である。フロースイッ
チ１３は、Ｅ型止め輪１６ａ，１６ｂによって軸１２の
ほぼ中心部分に回動自在に取り付けられている。フロー
スイッチ１３の配管２側部分には、流路４０に対して所
定角度傾斜した抵抗受け面１３ａが形成されている。ま
た、フロースイッチ１３の磁力スイッチ２０側部分に
は、磁石１３ｂが取り付けられている。フロースイッチ
１３は、外部から特別な力を受けていない場合には、磁
石１３ｂ側が下がるように重量配分されている。

【００１８】また、フロースイッチ１３の軸１２の下側
部分には、ダンパ１４が回動自在に取り付けられてい
る。ダンパ１４は、矩形のリング状に形成され、かつそ
の矩形の面積が抵抗受け面１３ａの面積よりもやや大き
くなるように形成されている。また、ダンパ１４の先端
１４ａは適度な角度で流路４０側に屈曲している。な
お、ダンパ１４の形状は、矩形に限られず、円形等でも
よい。

【００１９】図１に戻り、このような構成のフロースイ
ッチ１３は、抵抗受け面１３ａが流路４０とほぼ垂直に
向くように取り付けられている。このとき、ダンパ１４
は、その重みにより鉛直方向に下がっている。

【００２０】次に、このような構成のフロースイッチ１
３の作用について説明する。図５はフロースイッチ１３
の作用を説明する図である。なお、ここでは、位置調節
器３０の図示は省略してある。流体４１が配管２内を流
れると、その流量によってフロースイッチ１３の抵抗受
け面１３ａには流体４１方向の力Ｗ１がかかる。また、
これと同様に、ダンパ１４には、流体４１方向の力Ｗ２
がかかる。ただし、この力Ｗ２は、先端１４ａの折り曲
げ角度によって変わる。Ｗ２が点Ｐ１を支点としてフロ
ースイッチ１３の軸１２周りに与える力は、Ｗ３とな
る。また、フロースイッチ１３には、磁石１３ｂの重量
による力Ｇ１が下方にかかる。

【００２１】このように、フロースイッチ１３の軸１２
周りの力がつり合うためには、Ｗ１，Ｗ３，Ｇ１の関係
が次式（１）となる必要がある。〔Ｗ１〕＝〔Ｗ３〕＋〔Ｇ１〕・・・・（１）なお、ここで、〔〕は中の値がベクトル量であること
を示す。

【００２２】流体４１が流れると、フロースイッチ１３
は図中右回りに回動を始める。このとき、フロースイッ
チ１３は、ダンパ１４からの抵抗力Ｗ３を受け続ける。
このダンパ１４は、流量の力に応じてフロースイッチ１
３に抵抗するので、流体４１の脈流等の影響を緩衝でき
る。したがって、フロースイッチ１３の微小振動を低減
することができる。

【００２３】こうして、ダンパ１４の抵抗を受けながら
フロースイッチ１３が回動して行くと、式（１）が成り
立つ位置で停止する。本実施例では、このフロースイッ
チ１３が停止している状態で、磁力スイッチ２０の磁力
感知部２６が作動するように、磁力スイッチ２０の位置
が調節されている。

【００２４】図６は磁石１３ｂとの位置関係による磁力
感知部２６のオン・オフの範囲を示す図である。磁力感
知部２６は、磁石１３ｂの中心から例えばＬ１の半径を
持つ円Ｓ１外にあるときは磁力を感知せずにオフとな
り、Ｌ２の半径を持つ円Ｓ２内にあるときは磁力を感知
してオンになる。なお、円Ｓ１と円Ｓ２との間の部分
は、磁力感知部２６のオンからオフになるまでのヒステ
リシス領域である。

【００２５】図７はフロースイッチ１３に対する磁力ス
イッチ２０の設置の例を示す図であり、（Ａ）は磁力ス
イッチ２０がオンの状態を示す図、（Ｂ）は磁力スイッ
チ２０がオフの状態を示す図である。磁力スイッチ２０
は、流体４１が所定の流量で流れているとき、すなわ
ち、フロースイッチ１３が回動角度Ｒ１（Ａ）を保持し
ているときに磁力感知部２６が円Ｓ２内に位置するよう
に設置されている。この場合、流体が所定の流量以上を
保持していれば、磁力感知部２６のリード線２２，２３
からは磁力感知信号が出力されるので、これを図示され
ていない制御装置が検知し、流体の流量が正常であるこ
とを検知する。

【００２６】一方、何らかの原因で流体の流量が低下す
ると、フロースイッチ１３の回動角度が小さくなる。そ
して、フロースイッチ１３の回動角度が（Ｂ）のように
角度Ｒ２以下となると、磁力感知部２６が円Ｓ１の範囲
から外れ、磁力感知信号が停止する。これにより、制御
装置側では、流量に異常が生じたことを検知し、アラー
ムを出力する。

【００２７】なお、ここでは、磁力感知部２６が磁石１
３ｂの磁力を感知しなくなったときにアラームを出力す
る例を示したが、磁石１３ｂの磁力を感知したときにア
ラームを出力するように磁力スイッチ２０の位置を調節
することもできる。

【００２８】このように、本実施例では、フロースイッ
チ１３に、流体４１の力に応じてフロースイッチ１３の
動作を緩衝するダンパ１４を設けたので、バネのように
錆や長時間使用での疲労がなく、常に正確な流量測定が
できる。また、流体の脈流によるフロースイッチ１３の
振動を小さくできるので、軸１２の磨耗を低減でき、耐
久性を高めることができる。また、バネを使用しないの
で、構造も簡単になり、メンテナンスも容易になる。

【００２９】なお、図１および図２で示した位置調節器
３０は、磁力スイッチ２０の位置調節が終了した後は取
り外してもよい。図８は位置調節器３０を取り外した場
合の流量計１の外観を示す図であり、（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は側面図である。位置調節器３０を取り外すこと
で、スペースが節約できるとともに、位置調節器３０の
劣化を防止でき、他の流量計での使用も可能となる。

【００３０】また、図８のように位置調節器３０を取り
外した後に、磁力スイッチ２０の上に保護カバーを取り
付けることも可能である。図９は保護カバーを取り付け
た場合の流量計１の外観を示す図であり、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は側面図である。保護カバー５０は、四方に
それぞれ折り返し部５１，５２，５３，５４が形成され
ており、これらを折り返すことにより全体が箱型に形成
されている。折り返し部５１，５２は、前述の位置調節
器３０が取り付けられていた部分に、ボルト５０ａ，５
０ｂを介して取り付けられている。これにより、位置調
節器３０を取り外したことにより剥き出しになった磁気
スイッチ２０を保護することができ、磁気感知部２６の
位置ずれ等を防止することができる。

【００３１】さらに、本実施例では、流量計１の軸１
２、フロースイッチ１３、ダンパ１４および磁力スイッ
チ２０をケース１１に一体的に設けて、ケース１１ごと
配管２の取り付け口２ａに取り付けるようにしたが、ケ
ース１１を用いずに、軸１２、フロースイッチ１３、ダ
ンパ１４および磁力スイッチ２０を配管２に直接取り付
けるようにしてもよい。

【００３２】次に、フロースイッチの他の実施例を説明
する。図１０は他の実施例のフロースイッチの構成を示
す図であり、（Ａ）はフロースイッチの軸芯方向から見
た図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｚ方向から見た図である。
フロースイッチ６０は、Ｅ型止め輪７０ａ，７０ｂによ
って軸７０に回動自在に取り付けられている。フロース
イッチ６０の配管側部分には、流路４０の下流側に向か
って湾曲した抵抗受け部材６１が、ピン６１ａによって
取り付けられている。また、フロースイッチ６０の抵抗
受け部材６１とは反対側の部分には、磁石６２が取り付
けられている。フロースイッチ６０は、外部から力を受
けていない場合には、磁石６２側が下がるように重量配
分されている。

【００３３】また、フロースイッチ６０の軸７０の下側
部分には、ダンパ６３が回動自在に取り付けられてい
る。ダンパ６３は、矩形のリング状に形成され、かつそ
の矩形の面積が抵抗受け部材６１の面積よりも大きくな
るように形成されている。また、ダンパ６３の先端６３
ａは適度な角度で流路側に屈曲している。なお、ダンパ
６３の形状は、矩形に限られず、円形等でもよい。

【００３４】図１１は他の実施例のフロースイッチ６０
の取り付け状態を示す図である。なお、ここでは、図１
と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明を省略
する。フロースイッチ６０は、抵抗受け面６１が流路４
０とほぼ垂直に向くように設けられている。このとき、
ダンパ６３は、その重みによって鉛直方向に下がってい
る。

【００３５】流体４１が配管２内を流れると、その流量
によってフロースイッチ６０の抵抗受け部材６１には流
体４１方向の力がかかり、フロースイッチ６０が回動す
る。また、これと同様に、ダンパ６３にも流体４１方向
の力がかかり、フロースイッチ６０の回動を止める方向
に力を与える。さらに、フロースイッチ６０には、磁石
６２の重量による力が下方にかかる。これらの３つの力
がつり合ったとき、図５のフロースイッチ１３と同様
に、フロースイッチ６０が静止する。

【００３６】図１２は他の実施例のフロースイッチ６０
の静止状態を示す図である。ここでは、フロースイッチ
６０がほぼ水平になったときにつり合っている場合を示
す。このつり合いがとれている状態では、磁力スイッチ
２０の磁力感知部２６は、感知信号を出力している。こ
れにより、流体４１の流量が正常であることが、図示さ
れていない制御装置により検知される。流量が低下して
磁力感知部２６が磁力感知信号を出力しなくなった場合
には、制御装置はアラームを出力する。

【００３７】ところで、フロースイッチ６０の抵抗受け
部材６１は、流路４０の下流側に向かって湾曲してい
る。これにより、抵抗受け部材６１の後の流体４１の乱
流が低減されてダンパ６３への流体４１の抵抗が安定
し、フロースイッチ６０全体の振動をより低減できる。
したがって、耐久性がより向上する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、流体の
抵抗を受ける抵抗受け部が設けられかつ他端側に磁石が
設けられたフロースイッチ部材に、流体の抵抗に応じた
力でフロースイッチ部材の回動を緩衝するダンパを設け
るようにしたので、バネの代わりにダンパが流量に応じ
て作用し、錆や長時間の使用による能力が低下すること
がない。また、構造も簡単になり、メンテナンスも容易
になる。

【００３９】さらに、ダンパは、流体の抵抗に応じた力
でフロースイッチ部材の回動を緩衝するので、微小振動
を抑えることができ、軸の磨耗を低減できる。よって、
耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図２】本実施例の流量計の外観の構成を示す図であ
る。

【図３】磁力スイッチの構成を示す図である。

【図４】フロースイッチの構成を示す図であり、（Ａ）
は軸芯方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｙ方向か
ら見た図である。

【図５】フロースイッチの作用を説明する図である。

【図６】磁石との位置関係による磁力感知部のオン・オ
フの範囲を示す図である。

【図７】フロースイッチに対する磁力スイッチの設置の
例を示す図であり、（Ａ）は磁力スイッチがオンの状態
を示す図、（Ｂ）は磁力スイッチがオフの状態を示す図
である。

【図８】位置調節器を取り外した場合の流量計の外観を
示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図であ
る。

【図９】保護カバーを取り付けた場合の流量計の外観を
示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図であ
る。

【図１０】他の実施例のフロースイッチの構成を示す図
であり、（Ａ）はフロースイッチの軸芯方向から見た
図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｚ方向から見た図である。

【図１１】他の実施例のフロースイッチの取り付け状態
を示す図である。

【図１２】他の実施例のフロースイッチの静止状態を示
す図である。

【符号の説明】

１流量計２配管１０フロースイッチユニット１１ケース１１ａフランジ部１１ｃ空間１２軸１３フロースイッチ１３ａ抵抗受け面（抵抗受け部）１３ｂ磁石１４ダンパ２０磁力スイッチ２５長孔２６磁力感知部３０位置調節器３３調節ネジ５０保護カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管を流れる流体の流量を計測する流量
計において、前記流体の流路方向とほぼ直角に前記配管に設けられた
軸と、前記軸に回動自在に取り付けられ、一端側に前記流体の
抵抗を受ける抵抗受け部が設けられかつ他端側に磁石が
設けられたフロースイッチ部材と、前記フロースイッチ部材に取り付けられ、前記流体の抵
抗に応じた力で前記フロースイッチ部材の回動を緩衝す
るダンパと、前記磁石の磁力を感知して磁力感知信号を出力する磁力
スイッチと、を有することを特徴とする流量計。
【請求項２】前記磁力スイッチが前記磁力感知信号を
出力したときにアラームを出力する磁気感知動作型のア
ラーム出力手段を有することを特徴とする請求項１記載
の流量計。
【請求項３】前記磁力スイッチが前記磁力感知信号を
出力しなくなったときにアラームを出力する磁気不感知
動作型のアラーム出力手段を有することを特徴とする請
求項１記載の流量計。
【請求項４】前記フロースイッチ部材の抵抗受け部
は、前記流路に対して所定角度傾斜した面を有すること
を特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項５】前記フロースイッチ部材の抵抗受け部
は、前記流路の下流に向かって湾曲する面を有すること
を特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項６】前記ダンパは、ほぼ矩形のリング状であ
ることを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項７】前記ダンパは、ほぼ円形のリング状であ
ることを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項８】前記磁力スイッチは、設置位置がスライ
ド調節可能に取り付けられていることを特徴とする請求
項１記載の流量計。
【請求項９】前記磁力スイッチの設置位置を間接的に
スライド調節する位置調節器が設けられていることを特
徴とする請求項８記載の流量計。
【請求項１０】前記位置調節器は、軸芯が前記スライ
ド方向に向くように固定されたネジ軸と、前記ネジ軸と
螺合しかつ前記磁力スイッチと連結された調節ネジと、
を有することを特徴とする請求項９記載の流量計。
【請求項１１】前記位置調節器は、着脱可能な構成で
あることを特徴とする請求項９記載の流量計。
【請求項１２】取り付け用のフランジ部と、前記配管
との連結部と、前記フロースイッチ部材が前記流体の力
を受けて回動できる空間とが形成されたケースに、前記
軸、前記フロースイッチ部材、前記ダンパ、および前記
磁力スイッチが一体的に取り付けられていることを特徴
とする請求項１記載の流量計。
【請求項１３】前記磁力スイッチは、前記ケースに対
してスライド調節可能に取り付けられていることを特徴
とする請求項１２記載の流量計。
【請求項１４】前記ケースには、前記磁力スイッチの
設置位置を間接的にスライド調節する位置調節器が設け
られていることを特徴とする請求項１３記載の流量計。
【請求項１５】前記位置調節器は、軸芯が前記スライ
ド方向に向くように固定されたネジ軸と、前記ネジ軸と
螺合しかつ前記磁力スイッチと連結された調節ネジと、
を有することを特徴とする請求項１４記載の流量計。
【請求項１６】前記位置調節器は、前記ケースに対し
て着脱可能であることを特徴とする請求項１４記載の流
量計。