JPH11294624A - フロースイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 家庭用電気機器等に搭載されている可動弁ス
ライド式フロースイッチにおいて、水道水圧の変動によ
るバウンス現象やリードスイッチの電気的ＯＦＦ状態と
電気的ＯＮ状態とが不安定に繰り返される現象によるリ
ードスイッチの機械的短寿命化を改善すると共に流体流
検出精度の向上ならびに小形化を課題とする。 【解決手段】 フロースイッチの小形化と共に、可動弁
５０の軽量化等のために、可動弁においては、該着座弁
体を環装する凹溝５１と、流動抵抗円板５２と、該案内
羽根摺動溝内を摺動し磁石３２が内蔵できる凹部５４を
設けた案内羽根５３と、整流じゃま円板５５と、該圧縮
コイルスプリングが装着される案内軸５６とを一体形成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水等の流体の流路
に設置して、流体の流れを検出する可動弁スライド式フ
ロースイッチに係るものであり、詳しくはフロースイッ
チの小形化と共に可動弁を軽量化させて、フロースイッ
チの作動開始流量定格近辺等の流体流検出精度を改善す
ることに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体の流れを検出するフロースイ
ッチにおいては、例えば、フラッパー式、水車式、可動
弁スライド式等があり、可動弁スライド式フロースイッ
チにおいては、例えば、実開昭５５−１３４５７５号公
報、特開昭６２−６６５２２号公報等で開示されている
ように、流入口と弁座と流出口とを有する弁本体と、該
弁本体内に配設し磁石内蔵の可動弁と、該可動弁を復帰
させる圧縮コイルスプリングと、該弁本体に嵌入し該可
動弁を案内する案内筒が凸設された弁蓋体と、該案内筒
の内部に配設された磁性感動素子と、からなり、該可動
弁が該弁座に着座することにより逆止作用を有するもの
が知られている。又、小形化に適した可動弁スライド式
フロースイッチにおいては、例えば、実開平３−１２１
６９号公報等で開示されているように、流入口と弁座と
流出口とを有する弁本体と、該弁本体内に配設し磁石内
蔵の可動弁と、該可動弁を復帰させる圧縮コイルスプリ
ングと、該弁本体に嵌入し該可動弁を案内する案内筒
と、該弁本体の外周壁に配設された磁性感動素子と、か
らなり、該可動弁が該弁座に着座することにより逆止作
用を有するものが知られている。

【０００３】又磁性感動素子には、例えば、リードスイ
ッチ、ホールＩＣ等があり、通常はガラス管封入形リー
ドコンタクト式の常時開路接点（ａ接点又はメーク接点
ともいう。）のリードスイッチが多用されている。ここ
で、常時閉路接点（ｂ接点又はブレーク接点ともい
う。）のものを使用する場合は、常時開路接点のもので
いう非感動状態又はリード接点開路状態、電気的ＯＦＦ
状態は、非感動状態又はリード接点閉路状態、電気的Ｏ
Ｎ状態に読み替え、常時開路接点のものでいう感動状態
又はリード接点閉路状態、電気的ＯＮ状態は、感動状態
又はリード接点開路状態、電気的ＯＦＦ状態に読み替え
るものとする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報等で開示されている可動弁スライド式フロースイッチ
では、流体流がフロースイッチの作動開始流量定格近辺
等においては、重量的に可動弁が移動しない、リードス
イッチの故障等により流体流検出精度が良くない等の障
害が発生するという問題点があった。

【０００５】因みに発明者がリードスイッチの故障のメ
カニズムを調査した結果、基本的には多頻度のバウンス
現象が要因で短寿命になったと推定される。リードスイ
ッチ単体の機械的寿命（リード接点部の開閉回数など）
は、部品カタログ、部品仕様書等で公表されていて、製
造メーカーやリード接点に流す電流値によっても異なる
が、リード接点に１〜１０ｍＡの電流を流した場合の寿
命公表値は、通常１００万回以上となっているものが多
い。

【０００６】従来、磁石とリードスイッチを組み合わせ
た近接スイッチにおいては、リードスイッチに磁石の磁
界を与えるか与えないかで、電気的にＯＮ状態（リード
接点閉路状態）とＯＦＦ状態（リード接点開路状態）を
作りだすものである。通常、リードスイッチに急激に磁
石の磁界を与える（当初、リードスイッチから磁石を離
しておいて、徐々にリードスイッチに磁石を近づける方
式においては、クーロンの法則により距離の二乗で磁石
の磁界の強さが変化し、或る距離から急激に磁界が強く
なる。）と、リードスイッチのリード接点がバウンス現
象（振動接触、チャッタリング現象ともいう。）を起こ
しながら完全接触するのが一般的である。しかし、この
ようなリード接点接触方法でリードスイッチを使用する
と、寿命公表値に比べ、機械的寿命が短くなることが知
られている。因みに発明者が実験した場合では通常使用
で平均１０〜３０万回の機械的寿命だった。

【０００７】流体供給源から流体供給先までのポンプ装
置を有する配管路内に設置されている可動弁スライド式
フロースイッチにおいては、ある程度の一定流体圧にお
ける流体の流れがあるので、軽量の可動弁でなくても十
分にスライドして、リードスイッチの電気的ＯＦＦ状態
や電気的ＯＮ状態が十分に維持されているので、バウン
ス現象を起こす頻度が少なく、機械的寿命は寿命公表値
に近いものとなっている。

【０００８】一方、家庭用電気機器（例えば、全自動洗
濯機、食器洗い乾燥機、浄水器、アルカリイオン整水
器、洗浄水生成器等）等に搭載されている可動弁スライ
ド式フロースイッチにおいては、流体供給源が水道水な
ので、幅広い水圧と給水流量において作動している。例
えば、家庭用電気機器の通常使用流量が２〜８Ｌ／分、
フロースイッチの作動開始流量定格が２Ｌ／分とする
と、実質的にはフロースイッチの流体流検出精度により
１〜３Ｌ／分のような作動誤差が有り、又水道水圧の変
動により給水流量も常に変化しているので、例えば、該
定格近辺の流体流においては、バウンス現象（リードス
イッチの電気的ＯＦＦ状態と電気的ＯＮ状態とが不安定
に繰り返される現象も含む）が発生しやすい位置となっ
ていて、可動弁が微小往復移動（振動）を起こし、磁石
とリードスイッチの距離（磁界の強さ）を変化させてし
まい、無用なバウンス現象が発生して機械的寿命が短く
なってしまったと推定される。最近は、家庭用電気機器
等のコンパクト化から、可動弁スライド式フロースイッ
チにおいても小形化が要求されてきている。

【００１０】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、フロースイッチの小形化と共に、可動弁の軽量
化及び形状改変により、フロースイッチの作動開始流量
定格から略正確に可動弁が移動し、又流量変動等の影響
による微小往復移動（振動）が防止可能な可動弁スライ
ド式フロースイッチを提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の可動弁スライド式フロースイッチにおいて
は、次の構造としたものである。弁本体外周壁に磁性感
動素子を配設した弁本体と、該弁本体内に配設されて逆
止作用を有する可動弁機構と、弁蓋体外周壁に水密パッ
キンを環装し該弁本体の組立口を閉塞するように該弁本
体と嵌合する弁蓋体と、からなる可動弁スライド式フロ
ースイッチであって、該弁本体には流入口と、弁座と、
流入管路と、該流入管路壁に設けられた案内羽根摺動溝
と、流出口と、組立口とを設け、該可動弁機構は着座弁
体と、該着座弁体を環装した可動弁と、磁石と、該可動
弁を常時弾発付勢する圧縮コイルスプリングと、可動弁
の案内軸が摺動する穴を略中央部に設けた案内筒とを備
えてなり、該弁蓋体には該案内筒を固定する凹部と、該
水密パッキンを環装する凹溝とを設けたものにおいて、
該可動弁には該着座弁体を環装する凹溝と、流動抵抗円
板と、該案内羽根摺動溝内を摺動し磁石が内蔵できる凹
部を設けた案内羽根と、整流じゃま円板と、該圧縮コイ
ルスプリングが装着される案内軸とを一体形成したもの
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例
のフロースイッチ１０の静止時（リード接点開路状態）
の断面図であり、図２は本発明の一実施例のフロースイ
ッチ１０の作動時（リード接点閉路状態）の断面図であ
る。可動弁スライド式フロースイッチ１０は、弁本体２
０と、可動弁機構３０と、弁蓋体４０とで構成されてい
る。弁本体２０は、流入口２１と、流入口２１の流入管
路２３側端面部に設けられた弁座２２と、流入管路２３
と、該流入管路２３に設けられた案内羽根摺動溝２４
と、流出口２５と、組立口２６とを樹脂成形部材（例え
ば、ポリプロピレン樹脂）で一体形成したものである。
該弁本体２０外周壁には、磁性感動素子（例えば、ガラ
ス管封入形リードコンタクト式の常時開路接点のリード
スイッチ）１１が配設されている。

【００１３】参考ではあるが、リードスイッチ単体を該
弁本体に配設する場合もあるが、ガラスエポキシ樹脂等
の印刷配線基板、配線材、接続コネクタ、半田、リード
スイッチ、ネジ類、保護ケース又はカバー、防湿・防塵
・防水等を目的としたウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、シリコン等の充填物などを組み合わせ
てリードスイッチ装置として配設する場合もある。

【００１４】可動弁機構３０は、弾性部材の着座弁体
（通常、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッソゴム等の
Ｏリングを使用するが、角リング、Ｘリング、ゴム厚
板、ゴムシート、Ｕパッキン、Ｕカップパッキン、Ｖパ
ッキン、Ｗパッキン等でも良い。）３１と、該着座弁体
３１を環装した可動弁５０と、磁石３２と、該可動弁５
０を常時弾発付勢する圧縮コイルスプリング（例えば、
ステンレススチール線）３３と、該可動弁５０の案内軸
５６が摺動する穴３５を略中央部に有する案内筒３４
（例えば、ポリプロピレン樹脂）とで構成される。本発
明で使用する磁石３２は、特に指定しない限り、Ｎ極と
Ｓ極の一対の磁極を持つ磁石である。磁石は、永久磁
石、マグネットとも言い、強磁性体、ハードフェライ
ト、磁石に成り得る磁性材料等の部材も含むものとす
る。又、磁石表面の腐食防止のために、例えば、フッ素
コーティングするとよい。

【００１５】図３は可動弁５０の右側面図であり、図４
は可動弁５０の斜視図である。可動弁５０は、該着座弁
体３１を環装する凹溝５１と、流動抵抗円板５２と、該
磁石３２が内蔵できる凹部５４を有する案内羽根５３
と、該案内羽根５３の略案内軸側端面部に整流じゃま円
板５５と、該圧縮コイルスプリング３３が装着される案
内軸５６とを樹脂成形部材（例えば、ポリプロピレン樹
脂）で一体形成したものである。

【００１６】該流入管路２３と、該流動抵抗円板５２と
の間の隙間が、流体が通過する流路となっている。流体
が流れる方向に働く正圧に対し、可動弁５０に凹部や凸
部が有る故に発生する局部的な渦が負圧を発生させて、
結果的に該正圧が減少して可動弁５０を移動させること
ができなくなるおそれがあるので、整流じゃま円板５５
を設けて、渦運動等の影響による微小往復移動（振動）
を抑え、リードスイッチのバウンス現象を防止して、流
体流検出精度を改善している。

【００１７】弁蓋体４０は、該案内筒３４を固定する凹
部４１と、水密パッキン４３を環装する凹溝４２とを樹
脂成形部材（例えば、ポリプロピレン樹脂）で形成した
ものである。該弁蓋体４０は、該凹部４１に水密パッキ
ン（例えば、Ｏリング）４３を環装し、該可動弁機構３
０（該案内筒３４）を挿入し、該弁本体２０の組立口２
６を閉塞するように、該弁本体２０と嵌合する。

【００１８】本発明の可動弁スライド式フロースイッチ
においては、従来のフロースイッチと比較して、５０％
以上の小形化と、１５％以上の可動弁の軽量化が達成で
き、フロースイッチの作動開始流量定格（例えば、２Ｌ
／分）に対し、±０．５Ｌ／分以下の作動誤差に抑える
ことができた。又流量変動等の影響による微小往復移動
（振動）が抑えられ、リードスイッチの寿命も５０％以
上改善できた。因みに使用材料の低減等によりコストも
３０％以上低減できた。

【００１９】以上、本発明の好適な実施の形態について
述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定され
るものでなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの組
合せ、改変等を施し得るのはもちろんである。

【００２０】

【発明の効果】本発明の可動弁スライド式フロースイッ
チにおいては、フロースイッチの小形化と共に、可動弁
の軽量化及び形状改変により、フロースイッチの作動開
始流量定格から略正確に可動弁が移動し、又流量変動等
の影響による微小往復移動（振動）が防止可能であると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のフロースイッチの静止時の
断面図である。

【図２】本発明の一実施例のフロースイッチの作動時の
断面図である。

【図３】可動弁の右側面図である。

【図４】図３の斜視図である。

【符号の説明】

１０…フロースイッチ、１１…磁性感動素子、１２…配
線材、１３…接続コネクタ、２０…弁本体、２１…流入
口、２２…弁座、２３…流入管路、２４…案内羽根摺動
溝、２５…流出口、２６…組立口、３０…可動弁機構、
３１…着座弁体、３２…磁石、３３…圧縮コイルスプリ
ング、３４…案内筒、３５…穴、４０…弁蓋体、４１…
凹部、４２…凹溝、４３…水密パッキン、５０…可動
弁、５１…凹溝、５２…流動抵抗円板、５３…案内羽
根、５４…凹部、５５…整流じゃま円板、５６…案内軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体外周壁に磁性感動素子を配設した
   弁本体と、該弁本体内に配設されて逆止作用を有する可
   動弁機構と、弁蓋体外周壁に水密パッキンを環装し該弁
   本体の組立口を閉塞するように該弁本体と嵌合する弁蓋
   体と、からなる可動弁スライド式フロースイッチであっ
   て、該弁本体には流入口と、弁座と、流入管路と、該流
   入管路壁に設けられた案内羽根摺動溝と、流出口と、組
   立口とを設け、該可動弁機構は着座弁体と、該着座弁体
   を環装した可動弁と、磁石と、該可動弁を常時弾発付勢
   する圧縮コイルスプリングと、可動弁の案内軸が摺動す
   る穴を略中央部に設けた案内筒とを備えてなり、該弁蓋
   体には該案内筒を固定する凹部と、該水密パッキンを環
   装する凹溝とを設けたものにおいて、該可動弁は該着座
   弁体を環装する凹溝と、流動抵抗円板と、該案内羽根摺
   動溝内を摺動することができて磁石が内蔵できる凹部を
   設けた案内羽根と、整流じゃま円板と、該圧縮コイルス
   プリングが装着される案内軸とを一体形成したことを特
   徴とするフロースイッチ。