JPH0327846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は給湯装置や温水暖房装置の水又は湯の
流量を検出したり、液体燃料供給装置の燃料流量
を検色する目的で使用する流量検出器に係るもの
である 従来の技術 流量を計測する手段は各種あるが、一般民生機
器に適用できる簡便な手段として流量に比例した
回転をする羽根車などの可動体の回転数を電気信
号に変換するものがある、。例えば、流路中に軸
支持された羽根車を設け、羽根車の外周に埋設し
た永久磁石によつて管路の外に取付けた磁気検出
素子を動作させ、流量に比例した周波数のパルス
出力を得るものである。この手段では、流路中に
軸受があつて異物の侵入で回転数精度が低下した
り軸受劣化を生じる恐れと、流路中の永久磁石に
異物が付着されて回転精度の劣化を生じる恐れが
ある。このために、流路中に軸受部と永久磁石を
持たない形式の流量検出器がある。第６図はその
従来例の縦断面図であつて、ハウジング１と２が
形成する流路の入口３が出口４に向つて固定され
た翼５と球体６と球体受け７の順に設けられてい
る。翼５は流れに旋回成分を与え、その下流にあ
る球体６を流路方向と垂直の軌道で回転させる。
流体は旋回しつつ球体受け７の周囲の穴８から流
出するが、球体６は球体受け７の中央突起の傾斜
面９と流路内周壁１０と接触して回転するもので
ある。この回転軌道面の径方向外側には回転基板
１１にハンダ付された磁気抵抗素子１２が設けら
れ、この磁気抵抗素子１２と向かいあつて永久磁
石１３が取付けられている。そして１４と１５は
回転検出部を収納しているケースである。この従
来例では、球体６は流量に比例した回転数を示
し、球体６を強磁性材料で作成することによつ
て、磁気抵抗素子１２へ接近したり離反したりす
るたびに、磁石抵抗素子１２を通る永久磁石１３
の磁束分布を変化させることになる。この結果、
磁気抵抗素子は回転数すなわち流量に比例した周
波数で抵抗変化を示すことになり、これを流量信
号として利用するものであつた。

発明が解決しようとする問題点 前述の従来例は流路中の永久磁石や軸受のよう
な小さな隙間部分を持たないので流体中に混入し
ている各種の異物の影響を受けないという特長を
持つているが、球体の接近と離反による永久磁石
の磁束分布の変化を検出するものであるから、磁
気抵抗素子１２が示す抵抗変化の率はわずかであ
る。従つて、流量信号として他の制御器で利用で
きるレベルまで高増幅する必要がある。この増幅
の各種のノイズが入らぬように磁気抵抗素子を持
つ回路基板に組込まねばならないし、場合によつ
てはケース１４と１５で電気及び磁気的なシール
ドを必要とするものであつた。これらは、最初の
磁気抵抗素子の信号レベルが低いために高増幅を
行うことによる問題である。本発明では、軸受や
永久磁石を流路中に設けず且つ検出信号レベルを
高く得られる流体検出器を目的としている。

問題点を解決するための手段 この問題を解決するために本発明では、流れを
旋回させる旋回手段と、この旋回手段下方の旋回
流の中で回転運動を行う強磁性球体と、球体が接
触回転する平坦面を形成した球体支持環と、流路
の外周に位置する磁気検出素子と、近傍に設けた
永久磁石とから構成し、永久磁石と磁気抵抗素子
と球体を通る磁気回路中に含まれる球体支持環又
は旋回手段を強磁性材料で形成した。このことに
よつて、強磁性球体が磁気検出素子に接近した時
と離反した時の時速変化量を拡大し、電気抵抗値
の変化率を大きくするものである。

作 用 磁気検出素子は近傍にある永久磁石の影響下に
あるが球体が接近した場合と離れた場合では磁気
検出素子を通る磁束の量と方向が変化する。この
変化は永久磁石の磁気回路の一部となる球体支持
環又は旋回手段を強磁性体で造ることによつて拡
大される。これは球体は永久磁石はもちろん磁気
検出素子よりも球体支持環及び旋回手段に接近し
ているから、これらの材料を強磁性体で造ること
によつて球体の有無による磁気抵抗の変化割合を
多く得られる結果である。こうして、磁気抵抗素
子の電気抵抗値の変化率が大きくなれば適度の増
幅で利用しやすい信号レベルに到達できる。これ
は、外部からの電気的、磁気的なノイズに対して
も誤動作しにくくなるという効果をもたらすこと
になる。尚、球体の回転数が流量に比例している
ことは従来例と同様である。

実施例 次に本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図ａ，ｂにおいて、第１図６は第１図ａのＡ
−Ａ線断面を示すものである。流路を形成するハ
ウジング１６と１７は各々に流入口１８と流出口
１９があつて、その中間には上流側から順に旋回
手段２０と強磁性球体２１と球体支持環２２が適
当な間隔をおいて設けられている。旋回手段２０
は外周と中心の間に同方向にひねられた翼を複数
枚有していて流入口１８から直進して来た流れに
旋回流を与える。球体支持環２２は中央穴２３と
周囲の弧状穴２４が設けられており、その中間の
上流端は流れ方向には垂直の円環状をなし端部は
平担面２５となつている。旋回手段２０と一体に
成型されている筒体２６の内周面と平担面２５に
接触しつつ強磁性球体２１は回転運動を行うもの
である。

ハウジング１６の外側で、球体２１の回転軌道
中心面の径方向外側には磁気抵抗素子又はホール
素子などの磁気検出素子２７が回路基板２８に取
り付けられている。この磁気抵抗素子２７に対し
永久磁石２９が下ケース３０に保持されている。
尚、３１は、これらの回路基板２８や永久磁石２
９を収納している上ケースである。

さて、第２図ａ，ｂには永久磁石２９と磁気検
出素子２７と球体２１と球体支持環２２の位置と
磁束の流れを示したものである。球体２１と球体
支持環２２は磁性ステンレス材料や、ソフトフエ
ライトを含む樹脂材料や、内部に強磁性体をイン
サートした樹脂材料で作成されている。従つて、
第２図ａのように球体２１が離れている場合に比
して第２図ｂのように接近した場合の磁気検出素
子２７を通る磁束量は大きくなる。その割合は、
球体支持環２２が強磁性材料でない場合に比べて
大きい。磁気検出素子２７の感度方向を球体２１
の円軌道の径方向になるよう取付けると、第２図
ａの場合に比べ第２図ｂでは抵抗変化又はホール
電圧などの電気信号をより大きく得ることが出来
る。

第３図は本発明の他の実施例を示したもので、
永久磁石２９の着磁方向が流路方向に対して垂直
となり、上端には磁気検出素子の方向に延びた継
鉄３２を有する構成である。他の部分は第１図
ａ，ｂの実施例と同様である。第４図ａのように
球体２１が離反している時は感度方向の磁束は点
線で示したように少いが、第４図ｂのように球体
２１が接近すると磁気抵抗が減少するため実線で
示したように感度方向の磁束が急増する。球体支
持環２２を強磁性体で作成することによつて全体
の磁気抵抗が少なくなつているので球体２１の近
接又は離反による影響が大きくなつたのである。

次に、第５図は旋回手段２０を強磁性体で作成
した場合を示す実施例である。永久磁石２９は流
路と平行方向に着磁してある。磁束は、旋回手段
２０の外径リングから翼板を経て中央芯部に至
り、ここから球体２１を通り磁気検出素子２７を
経て永久磁石２９にもどる。従つて、磁気検出素
子２７の感度方向である径方向磁束は、球体２１
の接近と離反で異るし、旋回手段２０全体を強磁
性体で作成して全体の磁気抵抗を下げることによ
つて、その変化はより拡大されている。従つて、
磁気検出素子２７自体の電気信号レベルを高く得
ることが容易となるものである。

発明の効果 以上の実施例でも明らかなように本発明では球
体と最も近い位置にある球体支持環又は旋回手段
を強磁性体で作成することによつて、磁気検出素
子の感度方向磁束に対する磁気抵抗のレベルを低
下させ、球体の離反、接近による磁束変化幅を拡
大した。この結果、素子自体の信号出力を高く得
ることが出来るものである。この他、本発明の構
成によれば次のような効果がある。

(1) 球体支持環又は旋回手段が磁性体となつて永
久磁石の影響を受けるが、その磁束は球体の回
転に伴つて増減を繰り返すので、永久磁石を流
路中に設ける構成に対しては磁性異物が吸着さ
れにくく誤動作で検出不能に陥いる心配がな
い。

(2) 素子の信号レベルが高いので高増幅する必要
がなく回路基板の小型化が図られ、検出器とし
て機器への内蔵が容易となる。

(3) 高増幅による電気的磁気的ノイズを受け易い
という問題がないので、他の機能部品と近接し
て取付けるいわゆる高密度実装が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明の第１実施例における流
量検出器の縦断面図および横断面図、第２図ａ，
ｂは同球体位置と磁束の関係を示す要部断面図、
第３図は本発明の第２実施例における流量検出器
の縦断面図、第４図ａ，ｂは第３図の実施例にお
ける動作説明のための要部断面図、第５図は本発
明の第３実施例を示す縦断面図、第６図は従来の
流量検出器を示す縦断面図である。 ２０……旋回手段、２１……強磁性球体、２２
……球体支持環、２５……平担面、２７……磁気
検出素子、２９……永久磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流路の流れを旋回させる旋回手段と、前記旋
   回手段による旋回流の中に位置し回転運動を行う
   強磁性球体と、前記球体が接触回転する平担面を
   形成した球体支持環と、流路の外周に位置する磁
   気検出素子と、前記磁気検出素子の近傍に設けた
   永久磁石とから構成され前記永久磁石と磁気検出
   素子と球体から成る磁気回路中に含まれる球体支
   持環又は旋回手段を強磁性材料で形成した流量検
   出器。 ２ 磁気検出素子は、球体軌道面の径方向外側で
   径方向を感度方向と一致して設けた特許請求の範
   囲第１項記載の流量検出器。