JPH04110923U - 非円形歯車式流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非円形歯車の回転を検出する検出器を複数個
配置して、一回転当たりの分解能を上げた非円形歯車式
流量計の提供を目的とする。 【構成】 流体の通路に二個の非円形歯車１，２を噛み
合わせて配置する。歯車１の上面に磁石３を取り付け
る。更に該磁石３の通過を検出するため、該磁石３の回
転軌跡上で歯車の回転軸１ａに対し対称な位置に検出器
４，５を配置する。液体の通過による該歯車１の回転を
２個の検出器４，５で検出して流体の通過流量を計測す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、非円形歯車式流量計に係り、詳しくは流体の通路に二個の非円形歯 車を噛み合わせて配置して、流体の通過による該歯車の回転を検出し、流体の流 量を測定する非円形歯車式流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、車両等の燃料消費量を計測する場合等のように、流体の流量を計測する ものとして、非円形歯車式流量計が多く用いられている。該流量計には、流体の 流入口と流出口とがあって、内部には、図５に示すような、断面略楕円形の歯車 １，２が噛み合わされていて、流体が流入口から流入して流出口から流出すると 、流体の通過により歯車１，２が軸１ａ，２ａを中心軸として回転するようにな っている。

【０００３】 また、歯車１の上面には磁石３が取り付けられており、更に歯車１が回転した ときに生じる該磁石の回転軌跡上にコイル等からなる検出器４が配置されている 。そして、流体が通過して歯車１が回転すると検出器４の下を磁石３が通過し、 検出器４はパルスを発生する。歯車１が１回転した場合の流体の通過流量は予め わかるため、このパルスの数及び周期をカウントすることにより、流体の積算流 量及び瞬時流量（単位時間当たりの流量）等が計算される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このように歯車の１回転につき１パルスのみを検出するようにした のでは、例えば、歯車が最後のパルスが有った後すぐ停止した場合と、次のパル スの有る手前まで進んで停止した場合とで、検出パルス数は同一であるが流体の 通過流量には略歯車一回転分の違いが生じる。この場合に、積算流量が多量の場 合には問題は少ないが、積算流量をトリップして細かく計ろうとする場合には精 度すなわち分解能が低いことになる。

【０００５】 このような場合に、分解能を上げようとして磁石を複数個取り付けると、歯車 の重量が重くなり、歯車同士及び回転軸の摩擦抵抗が増大してしまう。これは、 摩擦抵抗を極力少なくして微小流量に対する精度を上げようとする課題に反して しまうことになる。また、逆流防止弁の作動範囲以内での流体の逆流により歯車 が逆回転すると、検出器が磁石の通過を検出してしまって、実際の積算流量より も多く計測されてしまうことになる。また更に、歯車が非円形（略楕円形）であ るため、各磁石によるパルスの周期にばらつきがでて瞬時流量の計算精度にも影 響が生じることになる。

【０００６】 本考案は、非円形歯車の回転を検出する検出器を複数個配置して、一回転当た りの分解能を上げた非円形歯車式流量計の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、流体の通路に二個の非円形歯車を噛み合わせて配置し、かつ該歯車 の上面に磁石を取り付け、更に該磁石の回転軌跡上に該磁石の通過を検出する検 出器を配置して、流体の通過による該歯車の回転を検出して流体の通過流量を計 測する非円形歯車式流量計において、前記磁石の回転軌跡上で、かつ歯車の回転 軸に対し対称の位置に複数の検出器を配置したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】

上述構成により、非円形歯車式流量計内部を流体が通過すると、非円形歯車が 回転する。該歯車の回転にともない磁石も円弧を描いて回転し、その軌跡上に設 けられた複数の検出器から磁石の通過によりそれぞれパルスが出力される。積算 流量はこれら全てのパルスを計測しておこなわれ、瞬時流量は一の検出器からの パルスの周期を計測することによっておこなわれる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例について説明する。なお、従来の技術のと ころで示したものと同じものは同符号を付している。

【００１０】 図１には、本考案に係る非円形歯車式流量計１０の内部に配置されている略楕 円形の歯車１，２が示されている。これらの歯車は回転軸１ａ，２ａを中心にし てそれぞれ回転自在に構成され、かつ互いに噛み合わされており、流体が該流量 計１０の流入口から流入して流出口から流出すると、流体の通過により歯車１， ２は軸１ａ，２ａを中心軸として回転するようになっている。

【００１１】 また、歯車１の上面には磁石３が取り付けられており、更に歯車１が回転した ときに生じる該磁石の回転軌跡上で、かつ歯車１の回転軸１ａに対し対称の位置 にコイル等からなる検出器４，５が配置されている。そして、流体が通過して歯 車１が回転すると検出器４，５の下を磁石３が通過し、検出器４，５からはパル スが発生する。

【００１２】 図２には、本考案に係る非円形歯車式流量計１０をディーゼル車用の燃料消費 計として使用した場合の燃料供給系統のブロック図が示されている。燃料タンク １１の燃料は２００メッシュのフィルタ１２にて濾過されて非円形歯車式流量計 １０に流入する。該流量計１０にて通過流量が歯車の回転に基づくパルスとして 計測され、更に燃料は分配弁１３に入ってエンジン１４へ供給される。また、前 記フィルタ１２で濾過された燃料の一部は冷却用燃料として冷却器１５へ送られ 、エンジン１４からの戻り燃料を冷却して燃料タンク１１へと戻される。一方、 冷却器で冷却されたエンジン１４からの戻り燃料は分配弁１３に送られて再度エ ンジン１４に供給される。

【００１３】 このように、エンジン１４からの戻り燃料は再度分配弁１３を介してエンジン １４に供給されるため、非円形歯車式流量計１０を通過した燃料の積算流量とエ ンジン１４で消費される燃料の積算消費量とは完全に一致することになる。そし て、該流量計１０を燃料が通過することにより楕円形歯車１，２が回転して、検 出器４，５により検出されたパルスはインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６を介して ＣＰＵ１７に送られて燃料の積算流量、瞬時流量等が計算されて表示部１８によ り表示される。

【００１４】 また、車両のタイヤ等の回転数を検出する車速センサからインターフェイス１ ６を介してＣＰＵ１７にパルス信号が送られて車速が計算され、前記瞬時流量と から燃料消費率も計算され表示される。

【００１５】 図３には、図２で示した燃料供給系統の燃料消費計の電気回路ブロック図が詳 示されている。流量計１０の楕円形歯車１の回転を検出する検出器４，５はイン ターフェース１６を介してＣＰＵ１７と接続されている。また、車載バッテリの 電圧は定電圧電源１９及びロジック電源２０を介して所定電圧にされて各部に供 給されている。なお、Ｋｅｙ２１はＣＰＵ１７にデータ等を入力するためのもの である。

【００１６】 燃料の積算流量、瞬時流量の計測は、図３に示す電気回路によりおこなわれる が、その作用を図４（ａ）に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図４ （ｂ）には検出器４，５からそれぞれ送られてくるパルスＡとパルスＢのタイム チャートが示されている。

【００１７】 流量計測がスタートすると、パルスＡの存在が判断される（Ｓ１）。パルスＡ があったならば、フラグＡが立てられているか否かが判断され（Ｓ２）、立てら れていない場合はフラグＡが立ち（Ｓ３）、次のパルスＡとの間の周期計測がス タートするとともに（Ｓ４）、パルスをカウントアップする（Ｓ５）。

【００１８】 続いて、パルスＢの存在が判断され（Ｓ６）、パルスＢがあればカウントアッ プされて（Ｓ７）、このカウントされたパルスＢの総数と先にカウントされたパ ルスＡの総数とが合計されて積算流量が算出され、表示部１８に表示される（Ｓ ８）。Ｓ６でパルスＢが無い場合は、その前にカウントされたパルスＡの段階ま での積算流量が算出されて表示される（Ｓ８）。このため、検出器が１個のとき に比べ積算流量の計測の分解能が増すことになる。また、歯車に磁石を複数取り 付けて検出器を１個とした場合には、解決しようとする課題のところで述べた問 題の発生が考えられるが、本考案の場合には、どちらかの検出器により連続した パルスが発生するため、このパルスをカウントしないように制御しておけばこの 問題は解決する。

【００１９】 また一方、瞬時流量の計測は、Ｓ４でパルスＡの周期計測がスタートし、リタ ーンしたときに次のパルスＡが有ると、Ｓ２でフラグＡが立てられたままなので 周期計測は終了して周期Ｔが格納されるとともに（Ｓ１０）、パルスＡはカウン トアップされ（Ｓ１１）、フラグＡはリセットされる（Ｓ１２）。そして、この 格納された周期Ｔからその時点の瞬時流量が算出される（Ｓ９）。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によると、流体の流入により回転する歯車の回転 状態を、回転軸に対し対称に配置した複数の検出器で検出するようにしたので、 歯車の１回転内の状態が細分されて検出されるため、積算流量の計測の分解能が 上がり正確になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例に係る非円形歯車式流量計内の非
円形歯車が噛み合わされた状態を示す斜視図である。

【図２】非円形歯車式流量計をディーゼル車用の燃料消
費計として使用した場合の燃料供給系統のブロック図で
ある。

【図３】図２で示す燃料供給系統の燃料消費計の電気回
路ブロック図である。

【図４】図３で示す電気回路の作用を説明するフローチ
ャートである。

【図５】従来の非円形歯車式流量計内の非円形歯車が噛
み合わされた状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 非円形歯車 ２ 非円形歯車 ３ 磁石 ４，５ 検出器 １０ 非円形歯車式流量計

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の通路に二個の非円形歯車を噛み合
   わせて配置し、かつ該歯車の上面に磁石を取り付け、更
   に該磁石の回転軌跡上に該磁石の通過を検出する検出器
   を配置して、流体の通過による該歯車の回転を検出して
   流体の通過流量を計測する非円形歯車式流量計におい
   て、前記磁石の回転軌跡上で、かつ歯車の回転軸に対し
   対称な位置に複数の検出器を配置したことを特徴とする
   非円形歯車式流量計。