JP3347500B2 - 流量センサー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケース本体内の流路
に、流体の流れによって回転する回転体を備え、その回
転によるパルスをカウントして流量を測定する流量セン
サーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記流量センサーとしては、特開昭５９
−１７１８０２号公報に開示の如く、回転体としての樹
脂製の羽根車や図６に示すような球体２０に、鉄メッキ
等の強磁性表面処理を施すと共に、流路２１外に永久磁
石２２を配し、前記磁性を有した球体２０等の回転に伴
う磁界の変化を、同じく流路２１外で前記永久磁石２２
の近傍に設けた磁気センサー２３でパルス的に検出する
ものが知られている。これは従来、逆に流路内の羽根車
等に磁石を設けていたことで、流体中の鉄粉が磁石に付
着して作動不良を起こすという不具合の解決を目的とし
たものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記流量セン
サーでは、磁石を流路外に配置したことにより、回転体
によるもの以外の外部の磁力の影響を受けやすくなり、
外部の磁界の変化によって磁気センサーがパルスを誤検
出してしまうという問題が生じている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、磁石を
流路外に配置したものであっても、外部の磁界の変化に
影響されず、確実で精度の高い検出ができる流量センサ
ーを提供するもので、その構成は、流路の外部に、回転
体側へ向けて開放され、磁石、又は磁石及びヨークと、
磁界の変化を検出する磁気センサーとを有した磁気回路
を構成する流量センサーであって、回転体を、複数の案
内羽根からなる羽根車とする一方、磁気回路における磁
石又はヨークのケース本体側との当接面積を、磁気セン
サー側との当接面積より大きくしたことを特徴とするも
のである。又前記磁気回路を、一方の端部間を回転体側
に向けて並列配置された２本の棒状磁石と、その棒状磁
石の他方の端部間に配置された前記磁気センサーとで構
成するのが望ましい。尚本発明でいう棒状磁石とは、板
状や丸棒のものや、又若干の曲がりや折れ部分があるも
のも含む。

【０００５】

【作用】磁性を有する羽根車が回転し、羽根車側へ向け
て開放した磁気回路に羽根車の案内羽根が最接近する
と、ここで閉回路が構成されて磁気センサーが検知する
磁石の磁力が最も強くなり、案内羽根が磁気回路から離
反すると、磁気センサーが検知する磁石の磁力が弱くな
る。この磁力の強弱が流量パルスとして得られる。又磁
石と磁気センサーは、案内羽根のみを磁力変化の要因と
した磁気回路を構成するから、羽根車の回転による以外
には外部の磁界の影響を殆ど受けなくなる。特に、回転
体は複数の案内羽根からなる羽根車であるから、より多
くのパルスが規則的に得られて検出精度が向上する。さ
らに、磁気回路における磁石又はヨークのケース本体側
との当接面積を、磁気センサー側との当接面積より大き
くしているから、羽根車への反応が敏感になり、磁力の
変化への対応が良好となる。又磁気回路を前記並列配置
した２本の棒状磁石と磁気センサーとで構成すると、閉
回路中の磁気センサーへの磁力がより強くなり、磁力の
強弱がはっきり現われる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１，２は夫々流量センサー１の横断面、縦断面を
示す説明図で、筒状のケース本体２の上流側（図２の下
側）には、中央の固定軸３からケース本体２内壁へ放射
状に形成され、且つ螺旋状にねじれさせた４枚の固定案
内羽根４，４が設けられており、下流側（上側）には、
軸５から放射状に設けられ、ケース本体２の軸心と平行
な複数の固定板６，６で内筒７を連結してなるリング体
８が圧入されている。又リング体８と固定案内羽根４，
４との間は空間の収納室９で、その収納室９内には、鉄
球１０がフリーの状態で収納されている。更にケース本
体２外部で収納室９の上方位置には、ケース本体２の軸
方向と垂直な２本の棒状磁石１１，１１が、異極の端部
１１ａ，１１ａを夫々ケース本体２外面に当接させて平
行に配列されると共に、若干対向状に折曲させた反対側
の異極の端部１１ｂ，１１ｂ間には、ホール素子を利用
して磁界の変化を検知する磁気センサー１２が備えられ
て、磁気回路ユニット１４を構成している。このように
構成された流量センサー１は、上流から流れ込む流体
は、固定案内羽根４，４によって旋回流となり、その旋
回流が収納室９内の鉄球１０へ回転運動を与える。この
とき鉄球１０は旋回流により、収納室９の上方でリング
体８側へ押し付けられると共に、遠心力も加わって図２
のようにケース本体２の内壁に沿って回転する。そして
鉄球１０が棒状磁石の端部１１ａ，１１ａ間に最も近い
位置Ａにあるとき、鉄球１０がヨークとなって棒状磁石
における磁気センサー１２側の端部１１ｂ，１１ｂ間の
磁力が最も強くなり、逆に鉄球１０が棒状磁石１１，１
１から離れた位置では、前記端部１１ｂ，１１ｂ間の磁
力が弱くなる。よって磁気センサー１２は、そこに印加
される磁力により生じるホール電圧の強弱に応じてパル
ス信号を出力し、そのカウントにより流量が測定される
ことになる。又棒状磁石１１，１１と磁気センサー１２
とからなる磁気回路は、ケース本体２側のみを開放し、
鉄球１０が前記位置Ａにあるときに閉回路となるから、
この磁気回路における磁力変化の要因が鉄球１０のみと
なり、外部の磁界の影響を受けにくくなって精度の高い
検出ができることとなる。勿論回転体が磁気を帯びてい
ないので鉄粉が付着しない、ケース内面に沿って回転す
るので検出感度が良くなるという従来の効果も維持でき
る。

【０００７】尚磁気回路は、上記の如く２本の棒状磁石
１１，１１と磁気センサー１２とによるものに限らず、
回転体をその一部とした閉回路ができれば、図３の如
く、１本の棒状磁石１３と複数のヨーク１５，１５を用
いても一部開放の磁気回路を構成することができ、種々
の設計変更は可能である。又上記棒状磁石１１，１３の
代わりに電磁石を採用しても良い。更にこれらの磁気回
路において、ケース本体側の磁石やヨークの当接面積
を、磁気センサー側との当接面積より大きくすれば、回
転体への反応が敏感になり、磁力の変化への対応が良好
となる。一方回転体についても、上記実施例のように球
体でなくても、図４の如く、鉄等の磁性体で形成され、
複数の案内羽根１６，１６からなる羽根車１７とした
り、或は前記案内羽根１６，１６を樹脂製としてその先
端に磁性体を固着したりすれば、上記と同様の作用効果
に加え、より多くのパルスが規則的に得られて検出精度
が向上する。これは上記鉄球１０を用いたものでも、図
５のように樹脂製の羽根車１７ａの案内羽根１６ａ間に
配置すれば、上記と同様に複数のパルスが得られる。又
樹脂製の球体や案内羽根の表面に磁性材料でメッキを施
して軽量化を図っても良い。

【０００８】

【発明の効果】以上本発明によれば、磁性を有した羽根
車のみを磁力変化の要因とした磁気回路を構成したこと
で、ケース本体外部の磁界の影響を受けにくくなって精
度の高い流量検出が可能となる。勿論羽根車が磁気を帯
びていないので鉄粉が付着しない、磁気回路に最も接近
した状態で回転するので検出感度が良くなるという従来
の効果も維持できる。特に、羽根車の採用によって、よ
り多くのパルスが規則的に得られて検出精度が向上し、
磁気回路における磁石又はヨークのケース本体側との当
接面積を、磁気センサー側との当接面積より大きくした
ことで、羽根車への反応が敏感になり、磁力の変化への
対応が良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】上記実施例における流量センサーの横断面説明
図である。

【図２】上記実施例における流量センサーの縦断面説明
図である。

【図３】磁気回路の変更例を示す説明図である。

【図４】回転体の変更例を示す説明図である。

【図５】回転体の変更例を示す説明図である。

【図６】従来の流量センサーを示す説明図である。

【符号の説明】

１・・流量センサー、２・・ケース本体、３・・固定
軸、４・・固定案内羽根、５・・軸、６・・固定板、７
・・内筒、８・・リング体、９・・収納室、１０・・鉄
球、１１，１３・・棒状磁石、１２・・磁気センサー、
１４・・磁気回路ユニット、１５・・ヨーク。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−168022（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−107021（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース本体内の流路に、流体の流れによ
   って回転する磁性を有した回転体を備える一方、前記流
   路の外部に、前記回転体側へ向けて開放され、磁石、又
   は磁石及びヨークと、磁界の変化を検出する磁気センサ
   ーとを有した磁気回路を構成した流量センサーであっ
   て、 前記回転体を、複数の案内羽根からなる羽根車とする一
   方、前記磁気回路における前記磁石又はヨークの前記ケ
   ース本体側との当接面積を、前記磁気センサー側との当
   接面積より大きくした ことを特徴とする流量センサー。
2. 【請求項２】 前記磁気回路が、一方の端部間を回転体
   側に向けて並列配置された２本の棒状磁石と、その棒状
   磁石の他方の端部間に配置された前記磁気センサーとか
   らなるものである請求項１に記載の流量センサー。