JP2008267888A - Flow rate sensor - Google Patents

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Hirotoshi Taki
啓東志 瀧
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve flow rate sensing precision of a flow rate sensor 1 by reducing a rotation load of a vane wheel 30, the flow rate sensor 1 having a casing 20 in which a fluid path 200 is provided to penetrate it, the vane wheel 30 supported freely rotatably in the peripheral direction in the fluid path 200, and a rotation detecting means S for detecting the rotational frequency of the vane wheel 30. <P>SOLUTION: A first magnet 34 is provided at the rotation center part of the vane wheel 30, a second magnet 24 is provided from the down stream side of the fluid path 200 while facing to the first magnet 34, and the mutual facing surfaces of the first magnet 34 and the second magnet 24 are set to have same polarity, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、羽根車の回転数から流体の流量を測定する流量センサに関するものである。   The present invention relates to a flow sensor that measures the flow rate of a fluid from the rotational speed of an impeller.

給湯機や温水暖房機等の配管に接続して使用される従来の流量センサにおいて、羽根車の回転数から流量を検知する羽根車式のものがある。このものは、良好な流量検知精度を発揮させる観点から、羽根車の回動負荷が極力小さくなるように構成されている。   Among conventional flow rate sensors used by connecting to piping such as a hot water heater or a hot water heater, there is an impeller type that detects the flow rate from the rotational speed of the impeller. This is configured so that the rotational load of the impeller becomes as small as possible from the viewpoint of exhibiting good flow rate detection accuracy.

図7は、従来の流量センサ7の概略構成図であり、流体通路800が貫設されたケーシング80と、流体通路800内で周方向へ回動自在に軸支された羽根車90と、羽根車90の回転数に対応した磁場の強弱変化を検知する磁気検知素子Sとを備えている。
上記流体通路800の上流側開口部80aおよび下流側開口部80bの各中央には、軸受け部81a,81bが形成されており、その下流側開口部80bの軸受け部81bには、球体84が嵌入されている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional flow rate sensor 7, and a casing 80 in which a fluid passage 800 is provided, an impeller 90 that is pivotally supported in the circumferential direction in the fluid passage 800, and a blade And a magnetic detection element S for detecting a change in the strength of the magnetic field corresponding to the rotational speed of the vehicle 90.
Bearing portions 81a and 81b are formed at the centers of the upstream opening 80a and the downstream opening 80b of the fluid passage 800, and a sphere 84 is fitted into the bearing 81b of the downstream opening 80b. Has been.

羽根車90は、磁性材料で形成し磁化させた複数の羽根92を回転軸91に周設固定した構成のものであり、この回転軸91の両軸端が、上記軸受け部81a,81bに対して回動可能且つ軸線方向へ摺動可能な状態で差し込まれている。従って、流体通路800内に流体が流れ込み、その流体の動圧力が下流側方向(流体通路800の下流側開口部80b方向)へ加わった場合は、回転軸91の下流側端面910を球体84に当接させた状態でその流量に応じた回転数にて回転する。
また、上記羽根92は、回転軸91の周面から流体通路800の内周面801近傍へ放射状に広がっている。
The impeller 90 has a configuration in which a plurality of blades 92 made of a magnetic material and magnetized are circumferentially fixed to a rotation shaft 91. Both shaft ends of the rotation shaft 91 are connected to the bearing portions 81a and 81b. So that it can be rotated and slidable in the axial direction. Therefore, when the fluid flows into the fluid passage 800 and the dynamic pressure of the fluid is applied in the downstream direction (in the direction of the downstream opening 80b of the fluid passage 800), the downstream end surface 910 of the rotating shaft 91 is formed on the sphere 84. It rotates at the number of rotations corresponding to the flow rate in the contacted state.
Further, the blades 92 spread radially from the peripheral surface of the rotating shaft 91 to the vicinity of the inner peripheral surface 801 of the fluid passage 800.

一方、磁気検知素子Sは、その検知面S1が流体通路800の内周面801へ臨んでおり、羽根車90が回転した際に上記検知面S1の前方を通過する羽根92先端の磁場を検知し、その磁場を検知する毎にパルス信号を出力するように構成されている。
このものでは、流体通路800内に流体が流れ込んだ際、羽根車90は、回転軸91の下流側端面910と球体84とを点接触させて回転するから、回動負荷が小さく、比較的安定した流量検知性能が発揮される。
実開昭63−188522号公報
On the other hand, the magnetic detection element S has its detection surface S1 facing the inner peripheral surface 801 of the fluid passage 800, and detects the magnetic field at the tip of the blade 92 that passes in front of the detection surface S1 when the impeller 90 rotates. Each time the magnetic field is detected, a pulse signal is output.
In this configuration, when the fluid flows into the fluid passage 800, the impeller 90 rotates by bringing the downstream end surface 910 of the rotating shaft 91 and the sphere 84 into point contact with each other, so that the rotational load is small and relatively stable. The flow rate detection performance is demonstrated.
Japanese Utility Model Publication No. 63-188522

しかしながら、上記従来のものでは、下流側端面910および球体84相互の回動摩擦抵抗によって、羽根車90の回動負荷が十分に小さくならないから、上記流量検知性能が未だ不十分であった。   However, in the conventional device, the rotational load of the impeller 90 is not sufficiently reduced due to the rotational frictional resistance between the downstream end surface 910 and the sphere 84, and thus the flow rate detection performance is still insufficient.

本発明は係る点に鑑みてなされたもので、
『流体通路が貫設されたケーシングと、前記流体通路内で周方向へ回動自在に軸支される羽根車と、羽根車の回転数を検知する回転検知手段とを備えた』流量センサにおいて、羽根車の回動負荷を低減させることにより、流量検知精度の向上を図ることを課題とする。
The present invention has been made in view of such points,
In a flow sensor comprising a casing having a fluid passage therethrough, an impeller pivotally supported in the fluid passage in the circumferential direction, and a rotation detecting means for detecting the rotational speed of the impeller. It is an object to improve flow rate detection accuracy by reducing the rotational load of the impeller.

上記課題を解決するための請求項1に係る発明の技術的手段は、
『羽根車の回転中央部に第1磁石を設け、
流体通路の下流側から前記第1磁石と対向する位置に第2磁石を設け、
第1磁石および第2磁石の対向面相互は、それぞれ同一磁極に設定された』ことである。
上記技術的手段によれば、羽根車の回転中央部に設けられた第1磁石と、その第1磁石へ流体通路の下流側から対向する第2磁石との対向面相互が、それら同一磁極間の反発力によって離反する方向へ付勢されるから、羽根車は、回転中央部とその対向面とを接触させない状態、即ち、回動摩擦抵抗の極めて小さな状態で回動する。その結果、羽根車の回動負荷が既述従来のものより低減される。
The technical means of the invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is as follows:
“A first magnet is installed at the center of rotation of the impeller.
A second magnet is provided at a position facing the first magnet from the downstream side of the fluid passage;
The opposing surfaces of the first magnet and the second magnet are set to the same magnetic pole.
According to the above technical means, the opposing surfaces of the first magnet provided at the center of rotation of the impeller and the second magnet facing the first magnet from the downstream side of the fluid passage are between the same magnetic poles. Therefore, the impeller rotates in a state where the rotation center portion and the opposed surface thereof are not in contact with each other, that is, in a state where the rotational frictional resistance is extremely small. As a result, the rotational load of the impeller is reduced as compared with the conventional one.

請求項2に係る発明の技術的手段は、
前記請求項1において、
『第1磁石は、羽根車から流体通路の下流側へ突出する回転軸の端部に固設され、第2磁石は、前記端部を支持する軸受け部に固設された』ことである。
このものでは、回動自在に支持された羽根車の回転軸の端部に第1磁石を設け、その回転軸の端部を支持する軸受け部に第2磁石を設けたことによって、上述の反発力が作用する第1磁石および第2磁石の対向面相互の相対的な位置関係に、回転軸の軸線と交差する方向へのずれが生じ難い。その結果、羽根車の回転が安定する。
The technical means of the invention according to claim 2 is:
In claim 1,
“The first magnet is fixed to the end of the rotating shaft that projects from the impeller to the downstream side of the fluid passage, and the second magnet is fixed to the bearing that supports the end”.
In this configuration, the first magnet is provided at the end of the rotating shaft of the impeller that is rotatably supported, and the second magnet is provided at the bearing portion that supports the end of the rotating shaft, whereby the above-mentioned repulsion is achieved. The relative positional relationship between the opposing surfaces of the first magnet and the second magnet on which the force acts is unlikely to shift in the direction intersecting the axis of the rotation axis. As a result, the rotation of the impeller is stabilized.

請求項3に係る発明の技術的手段は、
前記請求項1または2において、
『第1磁石もしくは第2磁石のいずれか一方の前記対向面に球面状凸部を設けた』ことである。
このものでは、流体通路内へ多量の流体が流れ込み、羽根車に上述の反発力より大きい下流方向への動圧力が加わった場合には、上記第1磁石および第2磁石の対向面相互が、その球面状凸部によって上述の反発力を維持した状態で点接触する。即ち、羽根車は、上述の反発力が維持されたままの状態で、回転中央部とその対向面とを球面状凸部で点接触させて回動する。
これにより、既述従来のものに比べて、羽根車の回動負荷が低減されるだけでなく、第1磁石および第2磁石の対向面相互の磨耗も抑制される。
The technical means of the invention according to claim 3 is:
In the claim 1 or 2,
“A spherical convex portion is provided on the facing surface of either the first magnet or the second magnet”.
In this case, when a large amount of fluid flows into the fluid passage and a dynamic pressure in the downstream direction larger than the repulsive force is applied to the impeller, the opposing surfaces of the first magnet and the second magnet are The spherical convex portion makes point contact while maintaining the above repulsive force. In other words, the impeller rotates by making point contact between the rotation center portion and the opposing surface with the spherical convex portion while the above-described repulsive force is maintained.
This not only reduces the rotational load of the impeller, but also suppresses the wear between the opposing surfaces of the first magnet and the second magnet, as compared with the conventional one described above.

本発明は、上記構成であるから次の特有の効果を有する。
請求項1に係る発明では、羽根車が回転中央部とその対向面とを接触させずに回動することによって、羽根車の回動負荷が既述従来のものより低減されるから、流量検知精度が向上する。
Since the present invention has the above configuration, the present invention has the following specific effects.
In the invention according to claim 1, since the impeller rotates without contacting the rotation center portion and the facing surface thereof, the rotation load of the impeller is reduced as compared with the conventional one, so that the flow rate detection is performed. Accuracy is improved.

また、羽根車が回転中央部とその対向面とを接触させずに回動することによって、それら回転中央部や対向面が磨耗しないから、羽根車の経年的な回動負荷の増加も防止される。これにより、長期に亘って流量検知精度を維持できる。   In addition, since the impeller rotates without contacting the rotation center portion and the facing surface thereof, the rotation center portion and the facing surface do not wear, and thus an increase in rotational load of the impeller over time can be prevented. The Thereby, the flow rate detection accuracy can be maintained over a long period of time.

請求項2に係る発明では、第1磁石および第2磁石の対向面相互間の相対的な位置関係にずれが生じ難いことにより、羽根車の回転が安定するから、流量検知精度が一層向上する。   In the invention according to claim 2, since the relative positional relationship between the opposed surfaces of the first magnet and the second magnet is less likely to be shifted, the rotation of the impeller is stabilized, so that the flow rate detection accuracy is further improved. .

請求項3に係る発明では、羽根車が上述の反発力より大きな下流方向への動圧力を受け、流体通路の下流側で対向する第1磁石および第2磁石の対向面相互が接触した場合であっても、上述の反発力によってその接触部の磨耗が抑制されるから、一層長期に亘って流量検知精度を維持できる。   In the invention which concerns on Claim 3, when the impeller receives the dynamic pressure in the downstream direction larger than the above-mentioned repulsive force, the opposing surfaces of the first magnet and the second magnet facing each other on the downstream side of the fluid passage come into contact with each other. Even if it exists, since the abrasion of the contact part is suppressed by the above-mentioned repulsive force, the flow rate detection accuracy can be maintained for a longer period.

次に、上記した本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図1は、本発明の実施の形態に係る流量センサ1の概略構成図である。
上記流量センサ1は、羽根車30の回転数から流量を検知する羽根車式の流量センサであり、図示しない給湯機や温水暖房機等の配管に接続して使用される。
上記流量センサ1のケーシング20内には、上流側開口部20aと下流側開口部20bとを繋ぐ流体通路200が貫設されており、羽根車30は、この流体通路200内で周方向へ回動自在に軸支されている。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a flow sensor 1 according to an embodiment of the present invention.
The flow rate sensor 1 is an impeller-type flow rate sensor that detects a flow rate from the number of revolutions of the impeller 30, and is used by being connected to a pipe such as a hot water heater or a hot water heater (not shown).
A fluid passage 200 that connects the upstream opening 20a and the downstream opening 20b is provided in the casing 20 of the flow sensor 1, and the impeller 30 rotates in the circumferential direction within the fluid passage 200. It is pivotally supported.

また、ケーシング20の外壁201には、磁場の強弱変化を検知する磁気検知素子Sが着設されている。
磁気検知素子Sは、その検知面S1が上記外壁201へ密着しており、羽根車30が回動した際に上記検知面S1の前方を通過する円筒磁石33(後述する)外周の磁場を検知し、その磁場が連続的に変化するのに合わせてパルス信号を出力するように構成されている。
尚、上記「磁気検知素子S」が、既述請求項1の発明特定事項としての「回転検知手段」に対応する。
In addition, a magnetic detection element S for detecting a change in strength of the magnetic field is attached to the outer wall 201 of the casing 20.
The magnetic detection element S has a detection surface S1 that is in close contact with the outer wall 201, and detects an outer peripheral magnetic field of a cylindrical magnet 33 (described later) that passes in front of the detection surface S1 when the impeller 30 rotates. In addition, a pulse signal is output as the magnetic field continuously changes.
The “magnetic detecting element S” corresponds to “rotation detecting means” as the invention specifying matter of claim 1 described above.

また、上流側開口部20aおよび下流側開口部20bの各中央には、羽根車30の回転軸31を支持する軸受け部21a,21bが形成されている。
上流側開口部20aの中央に設けられた軸受け部(以下、「上流側軸受け部」という)21aは、上流側から下流側へ開放する略円筒状に形成されており、その下流側の端面21fは、螺旋状に傾斜している。そして、この螺旋終端には、起立部21gが形成されている。
In addition, bearings 21 a and 21 b that support the rotating shaft 31 of the impeller 30 are formed at the centers of the upstream opening 20 a and the downstream opening 20 b.
A bearing portion (hereinafter referred to as “upstream bearing portion”) 21a provided in the center of the upstream opening 20a is formed in a substantially cylindrical shape that opens from the upstream side to the downstream side, and has an end face 21f on the downstream side. Is inclined in a spiral. And the standing part 21g is formed in this spiral termination.

一方、下流側開口部20bの中央に設けられた軸受け部(以下、「下流側軸受け部」という)21bは、上流側へ開放する略円筒状に形成されており、その下流側の奥端には、短円柱状の第2磁石24が埋設されている。
上記第2磁石24は、一方の端面にN極、他方の端面にS極を着磁させた両面二極形式の磁石であり、その一方の端面(ここでは、N極面)240が後述する第1磁石34に面している。
On the other hand, a bearing portion (hereinafter referred to as a “downstream bearing portion”) 21b provided at the center of the downstream opening 20b is formed in a substantially cylindrical shape that opens to the upstream side. Is embedded with a short cylindrical second magnet 24.
The second magnet 24 is a double-sided bipolar magnet in which one end face is magnetized with N pole and the other end face is magnetized with S pole, and one end face (here, N pole face) 240 will be described later. It faces the first magnet 34.

さらに、上記第2磁石24のN極面240は、球面状に形成されている。
尚、球面状に形成された上記「N極面240」の全面が、既述請求項3の発明特定事項としての「球面状凸部」に対応する。
Further, the N pole surface 240 of the second magnet 24 is formed in a spherical shape.
The entire surface of the “N pole surface 240” formed in a spherical shape corresponds to the “spherical convex portion” as the invention specific matter of the third aspect.

羽根車30は、流体通路200の上流側から下流側へ延びる回転軸31に複数の羽根32を一体形成したものであり、羽根32の根元部から上流側へ突出する回転軸31の上流側軸端部31aが上流側軸受け部21aに、羽根32の根元部から下流側へ突出する回転軸31の下流側軸端部31bが下流側軸受け部21bに対してそれぞれ回動可能且つその軸線方向へ摺動可能な状態で差し込まれている。   The impeller 30 is formed by integrally forming a plurality of blades 32 on a rotating shaft 31 extending from the upstream side to the downstream side of the fluid passage 200, and the upstream shaft of the rotating shaft 31 protruding upstream from the root portion of the blade 32. The end portion 31a can turn to the upstream bearing portion 21a, and the downstream shaft end portion 31b of the rotating shaft 31 protruding from the root portion of the blade 32 to the downstream side can rotate with respect to the downstream bearing portion 21b and in the axial direction thereof. It is inserted in a slidable state.

また、羽根32の先端側には、流体通路200の内径より小径の円筒磁石33が周設されている。
上記円筒磁石33は、複数のN極およびS極をその外周に沿って交互に着磁させた外周多極形式の磁石であり、羽根車30が回動した際に流体通路200の内周面に沿って回動し、上記検知面S1周辺の磁場を連続的に変化させる。
A cylindrical magnet 33 having a smaller diameter than the inner diameter of the fluid passage 200 is provided around the tip end side of the blade 32.
The cylindrical magnet 33 is an outer peripheral multipolar magnet in which a plurality of N poles and S poles are alternately magnetized along the outer periphery thereof, and the inner peripheral surface of the fluid passage 200 when the impeller 30 rotates. And the magnetic field around the detection surface S1 is continuously changed.

一方、回転軸31の上流側軸端部31aには、その根元に段差面31fが形成されている。上記段差面31fは、螺旋状に傾斜しており、その螺旋終端には、起立部31gが形成されている。   On the other hand, a step surface 31f is formed at the base of the upstream shaft end 31a of the rotary shaft 31. The step surface 31f is inclined in a spiral shape, and a standing portion 31g is formed at the end of the spiral.

従って、流体が下流側開口部20bから流体通路200内へ逆流し、羽根車30が上流側方向(流体通路200の上流側開口部20a方向)へ摺動した場合は、その起立部31gと上流側軸受け部21aの起立部21gとが係合し、羽根車30の回動を阻止する。   Accordingly, when the fluid flows backward from the downstream opening 20b into the fluid passage 200 and the impeller 30 slides in the upstream direction (in the direction of the upstream opening 20a of the fluid passage 200), the rising portion 31g and the upstream The upright portion 21g of the side bearing portion 21a is engaged, and the impeller 30 is prevented from rotating.

また、回転軸31の下流側軸端部31bには、短円柱状の第1磁石34が固設されている。
尚、上記下流側軸端部31bの「先端」が、既述請求項1の発明特定事項としての「回転中央部」に対応する。
上記第1磁石34は、一方の端面にN極、他方の端面にS極を着磁させた両面二極形式の磁石であり、その一方の端面(ここでは、N極面)340が上記第2磁石24に面している。即ち、第1磁石34および第2磁石24の対向面相互は、それぞれ同一磁極になるように設定されている。
A short columnar first magnet 34 is fixed to the downstream shaft end 31 b of the rotating shaft 31.
The “tip” of the downstream shaft end portion 31b corresponds to the “rotation center portion” as the invention specific matter of claim 1 described above.
The first magnet 34 is a double-sided, two-pole magnet in which one end face is magnetized with an N pole and the other end face is magnetized with an S pole, and one end face (here, the N pole face) 340 is the first pole. Two magnets 24 are faced. That is, the opposing surfaces of the first magnet 34 and the second magnet 24 are set to have the same magnetic pole.

従って、第1磁石34のN極面340と第2磁石24のN極面240とは、それら同一磁極間の反発力によって離反する方向へ付勢される。尚、この反発力は、予め設定された最大流量(例えば、30リットル/分)の流体が流体通路200内に流れ込んだ際の羽根車30にかかる下流側方向への動圧力より大きくなるように設定されている。   Therefore, the N pole surface 340 of the first magnet 34 and the N pole surface 240 of the second magnet 24 are biased in a direction away from each other by the repulsive force between the same magnetic poles. This repulsive force is larger than the dynamic pressure in the downstream direction applied to the impeller 30 when a fluid having a preset maximum flow rate (for example, 30 liters / minute) flows into the fluid passage 200. Is set.

さらに、上記第1磁石34のN極面340は、平面状に形成されている。
このものでは、流体が上流側開口部20aから流体通路200内へ流れ込むと、羽根車30には下流側方向への動圧力が加わるが、このとき、下流側軸受け部21bに設けられた第2磁石24のN極面240と、下流側軸端部31bに設けられた第1磁石34のN極面340とが、それら同一磁極間の反発力によって離反する方向へ付勢される。
Further, the N pole surface 340 of the first magnet 34 is formed in a planar shape.
In this configuration, when the fluid flows from the upstream opening 20a into the fluid passage 200, dynamic pressure is applied to the impeller 30 in the downstream direction. At this time, the second pressure provided in the downstream bearing portion 21b is applied. The N pole surface 240 of the magnet 24 and the N pole surface 340 of the first magnet 34 provided at the downstream shaft end portion 31b are biased in a direction away from each other by the repulsive force between the same magnetic poles.

従って、羽根車30は、下流側軸端部31bの端面(第1磁石34のN極面340)とその対向面(第2磁石24のN極面240)とを接触させない状態、即ち、回動摩擦抵抗の極めて小さな状態で回動する。これにより、従来のものに比べて羽根車30の回動負荷が低減され、流量検知精度が向上する。   Accordingly, the impeller 30 is in a state where the end surface of the downstream shaft end portion 31b (N pole surface 340 of the first magnet 34) and its opposing surface (N pole surface 240 of the second magnet 24) are not in contact, that is, the rotation. It rotates with a very small dynamic frictional resistance. Thereby, the rotational load of the impeller 30 is reduced compared with the conventional one, and the flow rate detection accuracy is improved.

また、上述の反発力によって、下流側軸端部31bの端面(第1磁石34のN極面340)およびその対向面(第2磁石24のN極面240)の磨耗が防止されるから、羽根車30の経年的な回動負荷の増加も防止される。これにより、長期に亘って流量検知精度を維持できる。   In addition, the above-described repulsive force prevents wear on the end surface of the downstream shaft end portion 31b (N pole surface 340 of the first magnet 34) and its opposing surface (N pole surface 240 of the second magnet 24). An increase in the rotational load of the impeller 30 over time is also prevented. Thereby, the flow rate detection accuracy can be maintained over a long period of time.

さらに、下流側軸受け部21bに第2磁石24を設け、下流側軸端部31bに第1磁石34を設けたことによって、第1磁石34のN極面340および第2磁石24のN極面240相互間の相対的な位置関係に、回転軸31の軸線と交差する方向へのずれが生じ難いから、羽根車30の回転が安定する。これにより、流量検知精度が一層向上する。   Furthermore, by providing the second magnet 24 at the downstream bearing portion 21b and the first magnet 34 at the downstream shaft end portion 31b, the N pole surface 340 of the first magnet 34 and the N pole surface of the second magnet 24 are provided. Since the relative positional relationship between 240 hardly shifts in the direction intersecting the axis of the rotation shaft 31, the rotation of the impeller 30 is stabilized. Thereby, the flow rate detection accuracy is further improved.

また、第2磁石24のN極面240を球面状に形成したことによって、流体通路200内の流量が予め設定された最大流量を超えて、羽根車30にかかる下流方向への動圧力が上述の反発力より大きくなった場合にも、羽根車30は、上述の反発力が維持されたままの状態で、第2磁石24のN極面240と第1磁石34のN極面340とを点接触させて回動する。
これにより、既述従来のものに比べて、羽根車30の回動負荷が低減されるだけでなく、第2磁石24のN極面240および第1磁石34のN極面340の磨耗も抑制されるから、一層長期に亘って流量検知精度を維持できる。
Further, since the N pole surface 240 of the second magnet 24 is formed in a spherical shape, the flow rate in the fluid passage 200 exceeds the preset maximum flow rate, and the dynamic pressure in the downstream direction applied to the impeller 30 is the above-described. When the impeller 30 is larger than the repulsive force of the second magnet 24, the impeller 30 maintains the N-pole surface 240 of the second magnet 24 and the N-pole surface 340 of the first magnet 34 while maintaining the repulsive force. It turns with point contact.
This not only reduces the rotational load of the impeller 30 but also suppresses the wear of the N pole surface 240 of the second magnet 24 and the N pole surface 340 of the first magnet 34 compared to the conventional one described above. Therefore, the flow rate detection accuracy can be maintained for a longer period.

[その他]
尚、上記実施の形態では、回転軸31の下流側軸端部31bに短円柱状の第1磁石34を固設したものであるが、図2に示すように、下流側軸端部31bの先端に棒状の第1磁石34を埋設し、その第1磁石34の下流端側のN極面340を第2磁石24のN極面240に対向させたものであっても良い。
[Others]
In the above embodiment, the short columnar first magnet 34 is fixed to the downstream shaft end 31b of the rotating shaft 31, but as shown in FIG. A rod-shaped first magnet 34 may be embedded at the tip, and the N pole surface 340 on the downstream end side of the first magnet 34 may be opposed to the N pole surface 240 of the second magnet 24.

また、図3に示す羽根車30のように、回転軸31自体を磁性材料で形成し、その下流側軸端部31bにN極、上流側軸端部31aにS極を着磁させたものであっても良い。この場合、上記回転軸31が既述請求項1の発明特定事項としての「回転中央部」および「第1磁石」に対応する。   Further, like the impeller 30 shown in FIG. 3, the rotating shaft 31 itself is made of a magnetic material, and the downstream shaft end 31b is magnetized with the N pole and the upstream shaft end 31a is magnetized with the S pole. It may be. In this case, the rotating shaft 31 corresponds to the “rotation center” and the “first magnet” as the invention specifying matters of the first aspect.

さらに、上記実施の形態では、第2磁石24の上流側端面240を球面状に形成し、第1磁石34の下流側端面340を平面状に形成したものであるが、図4(a)に示すように、第2磁石24の上流側端面240を平面状に形成し、第1磁石34の下流側端面340を球面状に形成しても良いし、図4(b)に示すように、第2磁石24の上流側端面240を平面状に形成し、第1磁石34の下流側端面340に球状突起341を設けたものであっても良い。
この場合、図4(a)における上記「下流側端面340」の球面全体、図4(b)における上記「球状突起341」が、それぞれ既述請求項3の発明特定事項としての「球面状凸部」に対応する。
Furthermore, in the above embodiment, the upstream end surface 240 of the second magnet 24 is formed into a spherical shape, and the downstream end surface 340 of the first magnet 34 is formed into a flat shape, but FIG. As shown, the upstream end surface 240 of the second magnet 24 may be formed in a planar shape, and the downstream end surface 340 of the first magnet 34 may be formed in a spherical shape, or as shown in FIG. The upstream end surface 240 of the second magnet 24 may be formed in a flat shape, and the spherical protrusion 341 may be provided on the downstream end surface 340 of the first magnet 34.
In this case, the entire spherical surface of the “downstream end surface 340” in FIG. 4A and the “spherical protrusion 341” in FIG. Part.

[他の実施形態に係る流量センサ1B]
上記実施の形態における流量センサ1は、羽根32の根元部から上流側および下流側へ突出する回転軸31の軸端部31a,31bを、上流側開口部20aおよび下流側開口部20bの各中央に設けられた軸受け部21a,21bへ支持させた構成のものであるが、図5に示す流量センサ1Bように、流体通路400内に固設された主軸41に羽根車50を回動可能な状態で挿設させた構成のものであっても良い。
[Flow sensor 1B according to another embodiment]
The flow rate sensor 1 in the above embodiment includes shaft ends 31a and 31b of the rotating shaft 31 protruding from the root portion of the blade 32 to the upstream side and the downstream side, and the centers of the upstream side opening 20a and the downstream side opening 20b. Is supported by the bearing portions 21a and 21b provided in the shaft, but the impeller 50 can be rotated around the main shaft 41 fixed in the fluid passage 400 as in the flow rate sensor 1B shown in FIG. The thing of the structure inserted in the state may be sufficient.

上記主軸41は、その下流側軸端部41bがケーシング40の下流側開口部40bの中央に固定されており、流体通路400の上流側へ延びている。そして、この上流側軸端部41cに円柱状の第2磁石44が固設されている。
上記第2磁石44の上流側の端面(ここでは、N極面)440は、平面状に形成されており、後述する第1磁石54に面している。
The main shaft 41 has a downstream shaft end 41 b fixed at the center of the downstream opening 40 b of the casing 40, and extends to the upstream side of the fluid passage 400. A cylindrical second magnet 44 is fixed to the upstream shaft end 41c.
The upstream end face (here, the N pole face) 440 of the second magnet 44 is formed in a planar shape and faces the first magnet 54 described later.

一方、羽根車50の回転中央部には、上記主軸41を挿入するスリーブ51が形成されており、このスリーブ51の上流側の奥端に、短円柱状の第1磁石54が埋設されている。   On the other hand, a sleeve 51 into which the main shaft 41 is inserted is formed at the center of rotation of the impeller 50, and a short columnar first magnet 54 is embedded at the upstream end of the sleeve 51. .

上記第1磁石54の下流側の端面(ここでは、N極面)540は、球面状に形成されており、上記第2磁石44に面している。即ち、第1磁石54および第2磁石44の対向面相互は、それぞれ同一磁極になるように設定されている。
尚、上記スリーブ51の上流側の「奥端」が、既述請求項1の発明特定事項としての「回転中央部」に対応し、球面状に形成された上記「N極面540」の全面が、既述請求項3の発明特定事項としての「球面状凸部」に対応する。
An end face (here, an N pole face) 540 on the downstream side of the first magnet 54 is formed in a spherical shape and faces the second magnet 44. That is, the opposing surfaces of the first magnet 54 and the second magnet 44 are set to have the same magnetic pole.
The “back end” on the upstream side of the sleeve 51 corresponds to the “rotation center” as the invention specific matter of the first aspect of the invention, and the entire surface of the “N pole surface 540” formed in a spherical shape. Corresponds to the “spherical convex portion” as the invention specifying matter of claim 3 described above.

また、上記スリーブ51の上流側端部には、円柱状の支軸51aが突設されており、ケーシング40の上流側開口部40aの中央に形成された軸受け部41aに対して回動可能に支持されている。
このものでは、羽根車50が、第2磁石44のN極面440と第1磁石54のN極面540との同一磁極間の反発力によって、スリーブ51の上流側の奥端(第1磁石54のN極面540)とその対向面(第2磁石44のN極面440)とを接触させない状態で回動するから、上記実施の形態と同様、流量検知精度が向上するとともに、長期に亘って流量検知精度を維持できる。
A cylindrical support shaft 51a is projected from the upstream end of the sleeve 51 so as to be rotatable with respect to a bearing portion 41a formed at the center of the upstream opening 40a of the casing 40. It is supported.
In this configuration, the impeller 50 is connected to the rear end (first magnet) on the upstream side of the sleeve 51 by the repulsive force between the same magnetic poles of the N pole surface 440 of the second magnet 44 and the N pole surface 540 of the first magnet 54. 54 N pole surface 540) and its opposite surface (N pole surface 440 of the second magnet 44) are rotated without contacting each other, so that the flow rate detection accuracy is improved as in the above embodiment, and for a long time. The flow rate detection accuracy can be maintained.

さらに、第1磁石54のN極面540を球面状に形成したことによって、羽根車50にかかる下流方向への動圧力が上述の反発力より大きくなった場合にも、羽根車50は、上述の反発力が維持されたままの状態で、第2磁石44のN極面440と第1磁石54のN極面540とを点接触させて回動するから、上記実施の形態と同様、一層長期に亘って流量検知精度を維持できる。   Further, since the N-pole surface 540 of the first magnet 54 is formed in a spherical shape, the impeller 50 is not limited to the above-described repulsive force even when the dynamic pressure in the downstream direction applied to the impeller 50 becomes larger than the above-described repulsive force. The N pole surface 440 of the second magnet 44 and the N pole surface 540 of the first magnet 54 are rotated in a point contact manner while the repulsive force is maintained, and thus, as in the above embodiment, further Flow rate detection accuracy can be maintained over a long period of time.

[他の実施形態に係る流量センサ1C]
また、図6に示す流量センサ1Cのように、流体通路600内に固設された主軸61に羽根車70を回動可能な状態で挿設させた構成のものであっても良い。
上記主軸61は、その上流側軸端部61aがケーシング60の上流側開口部60aの中央に固定されており、流体通路600の下流側へ延びている。また、ケーシング60の下流側開口部60bの中央には、円柱状の第2磁石64が固設されている。
上記第2磁石64の上流側の端面(ここでは、N極面)640は、平面状に形成されており、後述する第1磁石74に面している。
[Flow sensor 1C according to another embodiment]
Further, as in the flow sensor 1C shown in FIG. 6, a configuration in which the impeller 70 is rotatably inserted in the main shaft 61 fixed in the fluid passage 600 may be used.
The main shaft 61 has an upstream shaft end 61 a fixed at the center of the upstream opening 60 a of the casing 60, and extends to the downstream side of the fluid passage 600. A cylindrical second magnet 64 is fixedly provided at the center of the downstream opening 60b of the casing 60.
The upstream end face (here, the N pole face) 640 of the second magnet 64 is formed in a planar shape and faces the first magnet 74 described later.

一方、羽根車70の回転中央部には、上記主軸61を挿入するスリーブ71が形成されており、このスリーブ71の下流側端部に、短円柱状の第1磁石74が埋設されている。
上記第1磁石74の下流側の端面(ここでは、N極面)740は、球面状に形成されており、上記第2磁石64に面している。即ち、第1磁石74および第2磁石64の対向面相互は、それぞれ同一磁極になるように設定されている。
尚、上記スリーブ71の「下流側端部」が、既述請求項1の発明特定事項としての「回転中央部」に対応し、球面状に形成された上記「N極面740」の全面が、既述請求項3の発明特定事項としての「球面状凸部」に対応する。
On the other hand, a sleeve 71 into which the main shaft 61 is inserted is formed at the center of rotation of the impeller 70, and a short columnar first magnet 74 is embedded at the downstream end of the sleeve 71.
An end surface (here, N pole surface) 740 on the downstream side of the first magnet 74 is formed in a spherical shape and faces the second magnet 64. That is, the opposing surfaces of the first magnet 74 and the second magnet 64 are set to have the same magnetic pole.
Incidentally, the “downstream end portion” of the sleeve 71 corresponds to the “rotation center portion” as the invention specific matter of the first claim, and the entire surface of the “N pole surface 740” formed in a spherical shape is formed. This corresponds to the “spherical convex portion” as the invention specific matter of claim 3 described above.

このものでは、羽根車70が、第2磁石64のN極面640と第1磁石74のN極面740との同一磁極間の反発力によって、スリーブ71の下流側端部(第1磁石74のN極面740)とその対向面(第2磁石64のN極面640)とを接触させない状態で回動するから、上記実施の形態と同様、流量検知精度が向上するとともに、長期に亘って流量検知精度を維持できる。   In this configuration, the impeller 70 is connected to the downstream end (first magnet 74) of the sleeve 71 by the repulsive force between the same magnetic poles of the N pole surface 640 of the second magnet 64 and the N pole surface 740 of the first magnet 74. The N-pole surface 740) and the opposite surface (N-pole surface 640 of the second magnet 64) are rotated without being in contact with each other. The flow rate detection accuracy can be maintained.

さらに、第1磁石74のN極面740を球面状に形成したことによって、羽根車70にかかる下流方向への動圧力が上述の反発力より大きくなった場合にも、羽根車70は、上述の反発力が維持されたままの状態で、第2磁石64のN極面640と第1磁石74のN極面740とを点接触させて回動するから、上記実施の形態と同様、一層長期に亘って流量検知精度を維持できる。   Further, since the N-pole surface 740 of the first magnet 74 is formed in a spherical shape, the impeller 70 is not affected by the above-described repulsive force when the dynamic pressure in the downstream direction applied to the impeller 70 is larger than the above-described repulsive force. In this state, the N pole surface 640 of the second magnet 64 and the N pole surface 740 of the first magnet 74 are rotated in point contact with each other, so that the repulsive force of the second magnet 64 is maintained. Flow rate detection accuracy can be maintained over a long period of time.

本発明の実施の形態に係る流量センサ1の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of a flow sensor 1 according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る流量センサの第1磁石34の説明図Explanatory drawing of the 1st magnet 34 of the flow sensor concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る流量センサの羽根車30の説明図Explanatory drawing of the impeller 30 of the flow sensor which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る流量センサの第2磁石24および第1磁石34の説明図Explanatory drawing of the 2nd magnet 24 and the 1st magnet 34 of the flow sensor concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る流量センサ1Bの概略構成図Schematic configuration diagram of a flow sensor 1B according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る流量センサ1Cの概略構成図Schematic configuration diagram of a flow sensor 1C according to another embodiment of the present invention. 従来の流量センサ9の概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional flow sensor 9

符号の説明Explanation of symbols

1・・・流量センサ
20・・・ケーシング
200・・・流体通路
24・・・第2磁石
30・・・羽根車
34・・・第1磁石
S・・・回転検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flow sensor 20 ... Casing 200 ... Fluid passage 24 ... 2nd magnet 30 ... Impeller 34 ... 1st magnet S ... Rotation detection means

Claims (3)

流体通路が貫設されたケーシングと、前記流体通路内で周方向へ回動自在に軸支される羽根車と、羽根車の回転数を検知する回転検知手段とを備えた流量センサにおいて、
羽根車の回転中央部に第1磁石を設け、
流体通路の下流側から前記第1磁石と対向する位置に第2磁石を設け、
第1磁石および第2磁石の対向面相互は、それぞれ同一磁極に設定された、流量センサ。
In a flow sensor comprising a casing having a fluid passage therethrough, an impeller that is pivotally supported in the fluid passage so as to be rotatable in the circumferential direction, and a rotation detecting means for detecting the rotation speed of the impeller.
A first magnet is provided at the center of rotation of the impeller,
A second magnet is provided at a position facing the first magnet from the downstream side of the fluid passage;
The flow rate sensor in which the opposing surfaces of the first magnet and the second magnet are set to the same magnetic pole.
請求項1に記載の流量センサにおいて、
第1磁石は、羽根車から流体通路の下流側へ突出する回転軸の端部に固設され、第2磁石は、前記端部を支持する軸受け部に固設された、流量センサ。
The flow sensor according to claim 1,
The first magnet is fixed to an end portion of a rotating shaft that protrudes from the impeller to the downstream side of the fluid passage, and the second magnet is fixed to a bearing portion that supports the end portion.
請求項1または2に記載の流量センサにおいて、
第1磁石もしくは第2磁石のいずれか一方の前記対向面に球面状凸部を設けた、流量センサ。
The flow sensor according to claim 1 or 2,
A flow sensor in which a spherical convex portion is provided on the facing surface of either the first magnet or the second magnet.
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