JPH1048013A - 流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボディに固定して設ける案内羽根および回転
子の周面に設ける羽根板を直板状に形成しながら、上流
側から直進してくる水等の液体の流れを回転子の羽根板
に斜めに当てるようにして、上述の形態の回転子を用い
る流量センサを安価に作り得るようにする。 【解決手段】 軸筒状に形成したボディ１の途中に設け
た縮径部１０の上流側にボディ１内の上流側の流路Ｙを
放射方向に拡げる環状の流路Ｗを形成し、その環状の流
路Ｗの内側に、周面に放射状に突出する直板状の羽根板
３１…を設けた回転子３を、それの軸方向がボディ１の
軸方向に沿わせて軸支し、それの周囲の前記環状の流路
Ｗ内に、直板状に形成した複数の案内羽根２４…を、後
面視において巴状に配位して、ボディ１に固定装設し、
それら案内羽根２４…の前記回転子３の回転方向におけ
る前位の案内羽根２４と後位の案内羽根２４との間に、
環状の流路Ｗを回転子３の周面に連通させる水入口ａ…
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転子を用いて水等の
液体の流量を検出する形態の流量センサのうちで、ボデ
ィに設ける固定の案内羽根と回転子に設ける羽根板とに
より回転子を回転させる形態の流量センサについての改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転子が液体の流れを受ける羽根によ
り、液体の流量に応じて回転することで、流量を検出す
るようにした形態の流量センサには、上流側から直進し
てくる液体を、回転子に設けておくひねり羽根の羽根板
に当てることで回転子を回転させる方式のものと、直進
してくる液体を、ボディに固定して設けておく固定の案
内羽根により旋回させて、回転子に設ける羽根板に斜め
に当てることで回転子を回転させる方式のものとがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の形態の回転子を
用いる流量センサのうちの、ボディに設ける固定の案内
羽根と回転子に設ける羽根板とを具備する形態の流量セ
ンサは、従前にあっては、上流側から直進してくる水等
の液体を、回転子に設ける羽根板に斜めに衝突させるた
めに、ボディに固定して設けておく案内羽根を、ひねり
羽根に形成することが必要で、そのため案内羽根の加工
が面倒で、かつ、その案内羽根を成形する金型の製作が
高価になる問題がある。

【０００４】本発明は、従来手段に生じているこの問題
を解決するためになされたものであって、ボディに固定
して設ける案内羽根および回転子の周面に設ける羽根板
を直板状に形成しながら、上流側から直進してくる水等
の液体の流れを回転子の羽根板に斜めに当てるようにし
て、上述の形態の回転子を用いる流量センサを安価に作
り得るようにする新たな手段を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そして、本発明において
は、上述の目的を達成するための手段として、軸筒状に
形成したボディ１の途中に縮径部１０を形成し、その縮
径部１０より後端側となる上流側の中心部位に、その縮
径部１０の内径に略対応する径の堰板７を配設して、そ
の堰板７と前記縮径部１０の上流側の端面との間に、ボ
ディ１内の上流側の流路Ｙを放射方向に拡げる環状の流
路Ｗを形成し、その環状の流路Ｗの内側に、周面に放射
状に突出する直板状の羽根板３１…を設けた回転子３
を、それの軸方向がボディ１の軸方向に沿わせて軸支
し、それの周囲の前記環状の流路Ｗ内に、直板状に形成
した複数の案内羽根２４…を、後面視において巴状に配
位して、ボディ１に固定装設し、それら案内羽根２４…
の前記回転子３の回転方向における前位の案内羽根２４
と後位の案内羽根２４との間に、環状の流路Ｗを回転子
３の周面に連通させる水入口ａ…を形成したことを特徴
とする流量センサを提起するものである。

【０００６】

【作用】上述の如く構成せる本発明手段は、ボディ１内
の回転子３の外周を囲う部位に、その回転子３の羽根板
３１…の外縁の回転軌跡の外側を環状に囲う流路Ｗを形
成して、この流路Ｗに、前記羽根板３１…の外縁の回転
軌跡に対して、それの接線方向に傾く直板状に形成した
固定の案内羽根２４…を、回転子３の回転軸３２の軸方
向視において巴状に配設しておくことで、ボディ１内を
それの軸方向に沿い上流側から流過してくる水等の液体
の流れが、回転子３を軸支した部位に流れてくると、そ
の回転子３の羽根板３１…の外縁の回転軌跡の外周側に
形成してある環状の流路Ｗ内に流れ込んで、回転子３に
対してそれの側面に回わり込み、そこから、回転子３の
羽根板３１…の間隔内に流入して、その間隔内をボディ
１の下流側に流過していくようになる。

【０００７】このとき、環状の流路Ｗ内には、回転子３
の回転軸３２の軸方向視において、巴状に配設してある
固定の案内羽根２４…により、この流路Ｗ内に流入した
液体が、回転子３の羽根板３１…の外縁の回転軌跡の接
線方向に沿う方向に誘導されて、回転子３の軸心に対し
斜めに直板状に形成してあるその回転子３の羽根板３１
…に衝突していき、その羽根板３１…を、回転子３を回
転させる方向に押し出していくようになる。

【０００８】このため、ボディ１に固定して設ける案内
羽根２４…と回転子３の羽根板３１を直板状に形成して
おいて、ボディ１内を上流側から下流側に流過する流れ
を、回転子３の羽根板３１…に対し、回転子３の回転軸
３２の軸方向視において、その回転子３の羽根板３１…
に対し渦流状に流れ込ませて、回転子３を回転させ得る
ようになる。

【０００９】

【実施例】次に実施例を図面に従い詳述する。図１は本
発明を実施せる流量センサＡの、下流側（図において左
端側）の継手管Ｂを組付ける前の状態における縦断側面
図で、同図において、１は軸筒状に形成したボディ、２
はボディ１の内腔に内筒状に嵌装したケース、３はその
内筒状のケース２の内腔に軸支した回転子、４は回転子
３に組付けたマグネット、５は、ボディ１の外周に組付
けた磁気センサを示す。

【００１０】ボディ１は、軸方向の中間部位に、小径に
くびれたくびれ部１ａを具備し、それの内周側が縮径部
１０に形成された軸筒状に形成してあって、軸方向の両
端部は、上流側（図において右端側）および下流側（図
において左端側）はそれぞれ開放口１ｂ・１ｃとして開
放してある。

【００１１】そして、この上流側および下流側のそれぞ
れの開放口１ｂ・１ｃには、外径をボディ１の内径に対
応する筒状に形成した継手管Ｂが、Ｏリング６０を介し
て水密に嵌合される。この継手管Ｂは、ボディ１の上流
側および下流側に接続して取付けるそれぞれが、同形に
形成してあって、それの軸方向を正逆に入れかえて、そ
れぞれを、図１において右端側に示している如く、基端
側の外周に設けた鍔部６１がボディ１の開放口１ｂ・１
ｃの開口端縁に当接するまで押し込むことで接続嵌合
し、かつ、この状態で前記鍔部６１よりも基端側に寄る
部位の外周に装着したＯリング６０によって水密に接続
する状態に保持される。

【００１２】このボディ１の内腔に内筒状に装着するケ
ース２は、合成樹脂材により、図３乃至図６に示してい
る如き形状に形成してある。そしてこのケース２の前記
ボディ１の下流側に向う前半側は、図１にあるように、
そのボディ１の軸方向の中間部位に形設してある縮径部
１０の内周面に嵌合する円筒部２０に形成してあり、そ
れの前端部位には、図３および図４に示している如く銛
状の係合突起２１…が形設してある。

【００１３】このケース２の前半側となる円筒部２０
は、ボディ１の上流側から挿入して縮径部１０の内側に
押し込み嵌合していくことで、前述の係合突起２１…が
縮径部１０の前面（下流側の端面）に突出することによ
り、その係合突起２１…によって上流側への戻りが阻止
されて、縮径部１０の内周面に一体に固定された状態と
なる。

【００１４】このケース２の円筒部２０の前端側には、
図３および図６に示している如く、軸心部位に回転子３
の回転軸３２を支承する軸受を支持せしめる軸受支持部
材２２が配設してあり、それの周面から放射状に突出す
る整流板２３…により円筒部２０に一体に連結して装設
してある。

【００１５】ケース２の前記円筒部２０をボディ１の縮
径部１０に嵌装したときに、その縮径部１０の後方に突
出する該ケース２の後半側には、図８に示している如
く、後面視において、円筒部２０の軸心から放射方向に
向う仮想線Ｚに対して直交する姿勢となる直板状の５枚
の案内羽根２４…が、円筒部２０を五等配した位置から
円筒部２０の接線方向に沿い外周方向に突出して、その
突出端となる外端側が、ボディ１の内周面に突き当たる
ように装設してあり、かつ、これら案内羽根２４…は、
それの内端部の前縁側が前記円筒部２０の後縁に一体に
連続し、これにより、前記円筒部２０がボディ１の縮径
部１０の内周面に嵌着してボディ１に固定されること
で、その円筒部２０を介して、これら案内羽根２４…が
ボディ１に対し固定した状態に取付けられるようにな
る。

【００１６】また、これら案内羽根２４…は、円筒部２
０の後端縁に連続する内端部を除いてそこから外周方向
に向う外端側が自由空間に突出するように形成してあっ
て、周方向に並列するそれぞれの案内羽根２４…の、次
位の案内羽根２４との間が、放射方向に抜ける通路を形
成されて、その通路がケース２内に装設する回転子３に
向う水入口 を形成している。

【００１７】そして、これら案内羽根２４…の後端側に
は、図３および図４にあるように、後面視において先端
側がケース２の軸心部に向け突出して側面視において後
方に突出する銛状の係合突起２５…がそれぞれ装設して
ある。

【００１８】また、このケース２の後半側を形成する前
記案内羽根２４…の後面側には、前記円筒部２０の外径
に略対応する外径で、図７に示している如く後面視にお
いて五角形状に形成された堰板７が、円筒部２０の後方
を塞ぐように当接されて、前述の銛状の係合突起２５…
によりケース２の後端側に組付けられる。

【００１９】これにより、ボディ１の上流側の内腔に
は、前記堰板７とボディ１の縮径部１０の後面との間
に、ケース２の後半側を囲う環状の流路Ｗが形成される
ようになって、上流側の継手管Ｂの内腔により形成され
るボディ１内の流路Ｙを上流側から流れてくる液体の流
れが、堰板７に衝突する位置にまでくると、図１におい
て矢印に示している如く、放射方向に拡げられて、この
環状の流路Ｗ内に流入し、その流路Ｗを経てケース２内
腔に流れ込み、下流側の継手管Ｂに流過していくように
してある。

【００２０】そして、この環状の流路Ｗ内に、前述のケ
ース２の後半側に形成した案内羽根２４…が、図８にあ
るように位置して、堰板７により放射方向に拡げられ、
この環状の流路Ｗ内に流入してくる水の流れを、図８に
おいて矢印に示しているように、周方向に並列する案内
羽根２４…の間隔により形成される水入口ａ…からケー
ス２の内腔に導くようにしてある。

【００２１】ケース２内に軸支する回転子３は、図９乃
至図１２に示している如く、合成樹脂材により、軸筒状
のボス部３０の周面から四枚の直板状の羽根板３１…が
軸方向視において十字状に突出する回転体３ａを成形
し、それのボス部３０に金属材よりなる回転軸３２を貫
挿して構成してあり、それの四枚の羽根板３１…のうち
の一対の羽根板３１・３１の前縁には、マグネット４と
係合させる係合突起３３・３３がそれぞれ設けられ、ま
た、金属材よりなる回転軸３２には、ボス部３０から突
出する前端側に、落下防止爪３４が装着してある。

【００２２】この回転子３に組付けるマグネット４は、
図１３乃至図１６にあるように、軸方向視において、前
述の合成樹脂材よりなる回転体３ａと重合する十字状に
形成してあり、中心部位には、前記回転軸３２に嵌合す
る軸穴４０が開設され、また、後面側には前記回転体３
ａの一対の羽根板３１・３１の係合突起３３・３３と嵌
合する係合凹部４１・４１と、回転軸３２に設けた落下
防止爪３４を嵌合させる係合凹部４２・４２とが形設し
てある。

【００２３】そして、このマグネット４は、それの軸穴
４０を回転軸３２に、それの前端側から嵌挿して、係合
凹部４１…４２…を、係合突起３３…および落下防止爪
３４に、かたく嵌め合わせることで、回転子３に一体的
に組付けられている。

【００２４】このマグネット４の極性は、図１３にある
ように４本の棒状に突出する部位に、Ｎ極・Ｎ極・Ｓ極
・Ｓ極がそれぞれ存在するようにしてある。

【００２５】このマグネット４を組付けた回転子３は前
述のボディ１内に嵌装したケース２に堰板７を取付ける
前に、そのケース２内に後面側から挿入して、回転軸３
２の前端部を、ケース２の前端側に設けた軸受支持部材
２２にベアリングを介して軸支し、その回転軸３２の後
端部を、堰板７の軸心部位に設けた軸受支持部材７０に
ベアリングを介して軸支させながら、その蓋板７をケー
ス２の後面側に組付けることで、ケース２内に回転自在
に軸支される。

【００２６】そして、これにより、ボディ１の上流側か
ら流れてくる水（液体）の流れが、環状の流路Ｗに流入
して、そこに軸方向視において巴状に配設してある固定
の案内羽根２４…で誘導されてケース２内に向う流れ
が、図１７に示している如く、回転子３の回転軸心に対
し斜めに偏位して、渦流状に流れ込み、羽根板３１…に
対し斜めに衝突するようになって回転子３を回転させ、
回転子３を流過したところで、整流板２３…により整流
されて下流側の継手管Ｂ内に流れ込んでいくようにな
る。

【００２７】磁気センサ５は、上述の回転子３の回転作
動を、前述のマグネット４の極の動きを検出することで
カウントするためのもので、ボディ１の軸方向の中間部
位に形成したくびれ部１ａの外周部位に組付けてあり、
リード線５０によりカウンターと接続するようにしてあ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による流量
センサＡは、それの回転子３を、周面に直板状の羽根板
３１…が放射状に突出する形状に形成して、軸筒状のボ
ディ１内に、軸方向をボディ１のそれに揃えて収蔵軸支
しておき、ボディ１内には、その回転子３の側面を囲う
外周部位に、環状の流路Ｗを形成して、ボディ１の上流
側から流れてくる水等の液体の流れを、この環状の流路
Ｗにより回転子３の側面に導いて、そこから、回転子３
の軸方向と直交する方向に沿い回転子３の羽根板３１…
に対し衝突していくようにし、その水等の液体の流れ
を、環状の流路Ｗ内に、後面視において、巴状に配設し
ておく直板状の固定の案内羽根２４…により、回転子３
の羽根板３１…の板面に対して、後面視において渦流状
に衝突していくよう案内させているのだから、ボディ１
に固定して設ける案内羽根２４…と回転子３の周面に設
ける羽根板３１…との両者を、直板状に形成しながら、
回転子３を流過する水等の流量に応じて回転させ得るよ
うになって、流量センサを安価に形成し得るようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施せる流量センサの縦断側面図であ
る。

【図２】同上の流量センサの前面図である。

【図３】同上の流量センサのボディ内に組付けるケース
の縦断側面図である。

【図４】同上の流量センサの同上ケースの側面図であ
る。

【図５】同上の流量センサの同上ケースの後面図であ
る。

【図６】同上流量センサの同上ケースの前面図である。

【図７】同上流量センサの後面図である。

【図８】同上流量センサの要部の縦断面図である。

【図９】同上流量センサのボディ内に組付ける回転子の
前面図である。

【図１０】同上流量センサの同上回転子の縦断側面図で
ある。

【図１１】同上流量センサの同上回転子の平面図であ
る。

【図１２】同上流量センサの同上回転子の前面図であ
る。

【図１３】同上流量センサの同上回転子に組付けるマグ
ネットの前面図である。

【図１４】同上流量センサの同上マグネットの縦断側面
図である。

【図１５】同上流量センサの同上マグネットの横断平面
図である。

【図１６】同上流量センサの同上マグネットの後面図で
ある。

【図１７】同上流量センサの作用の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…流量センサ、Ｂ…継手管、Ｗ・Ｙ…流路、Ｚ…仮想
線、ａ…水入口、１…ボディ、１ａ…くびれ部、１ｂ・
１ｃ…開放口、１０…縮径部、２…ケース、２０…円筒
部、２１…係合突起、２２…軸受支持部材、２３…整流
板、２４…案内羽根、２５…係合突起、３…回転子、３
ａ…回転体、３０…ボス部、３１…羽根板、３２…回転
軸、３３…係合突起、３４…落下防止爪、４…マグネッ
ト、４０…軸穴、４１・４２…係合凹部、５…磁気セン
サ、５０…リード線、６０…Ｏリング、６１…鍔部、７
…堰板、７０…軸受支持部材。

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【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸筒状に形成したボディ１の途中に縮径
   部１０を形成し、その縮径部１０より後端側となる上流
   側の中心部位に、その縮径部１０の内径に略対応する径
   の堰板７を配設して、その堰板７と前記縮径部１０の上
   流側の端面との間に、ボディ１内の上流側の流路Ｙを放
   射方向に拡げる環状の流路Ｗを形成し、その環状の流路
   Ｗの内側に、周面に放射状に突出する直板状の羽根板３
   １…を設けた回転子３を、それの軸方向がボディ１の軸
   方向に沿わせて軸支し、それの周囲の前記環状の流路Ｗ
   内に、直板状に形成した複数の案内羽根２４…を、後面
   視において巴状に配位して、ボディ１に固定装設し、そ
   れら案内羽根２４…の前記回転子３の回転方向における
   前位の案内羽根２４と後位の案内羽根２４との間に、環
   状の流路Ｗを回転子３の周面に連通させる水入口ａ…を
   形成したことを特徴とする流量センサ。
2. 【請求項２】 軸筒状に形成したボディ１の軸方向にお
   ける中間部位に、縮径部１０を形成し、それの内周側
   に、筒状に形成したケース２を、ボディ１の上流側とな
   るそれの後半側が前記縮径部１０の後方に突出するよう
   装設し、そのケース２内の後方に寄る部位に、周面に放
   射状に突出する直板状の羽根板３１…を設けた回転子３
   を、軸方向がボディ１の軸方向に沿う姿勢として収蔵軸
   架せしめ、そのケース２の後端部には、前記縮径部１０
   の内径に略対応する径の堰板７を装設して、その堰板７
   と前記縮径部１０の後面部との間に、前記回転子３の外
   周側を取り囲む環状の流路Ｗを、ボディ１内の上流側の
   流路Ｙの前端部に接続するよう形成し、その環状の流路
   Ｙ内に、直板状に形成した複数の案内羽根２４…を、後
   面視において巴状に配位して、ボディ１に対し固定装設
   し、それら複数の案内羽根２４…の回転子３の回転方向
   における前位の案内羽根２４と後位の案内羽根２４との
   間に、環状の流路Ｗを回転子３の周面に対して連通させ
   る水入口ａ…を形成したことを特徴とする流量センサ。
3. 【請求項３】 案内羽根２４…をケース２の後半側に連
   結させて装設した請求項２記載の流量センサ。