JPH07167689A - 流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロペラを円滑に回転させて的確な風量検出
を達成する。 【構成】 プロペラ５を構成する各羽根７の外周縁部７
ａに円周方向へ突出する磁性体からなる突片７ｃを設
け、上記プロペラの羽根の外周縁部が上記検出センサ８
の検出面８ａを横切るたびごとに検出パルス信号を出力
するように構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば給湯器の風
洞内に設置されて風量を検出し、換気扇の駆動モータの
回転を制御するプロペラ式の流量センサに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流量センサ３として、図
１３に示すものが知られている。同図において、ベ−ス
１の主面１ａには逆Ｕ字状支持枠２が一体に突設され、
この支持枠２の対向片２ａ，２ｂには上記主面１ａにほ
ぼ平行な軸受部材３，４がそれぞれ同軸に固定されると
ともに、これら両軸受部材３，４にプロペラ５の回転シ
ャフト６の両端部６ａ，６ｂが回転自在に軸支されてい
る。また、上記ベ−ス１には検出センサ８が上記プロペ
ラ５を構成する羽根７の外周縁７ｂに対向させて固定さ
れている。

【０００３】上記プロペラ５の回転シャフト６の両端部
６ａ，６ｂが円錐凸状に形成されるとともに、上記両端
部６ａ，６ｂが各軸受部材３，４に形成された円錐凹部
３ａ，４ａに回転可能に当接して保持されている。

【０００４】いま、上記プロペラ５が軸線方向の空気Ａ
の流れを受けて回転し、磁性体からなる羽根７の外周縁
７ｂが検出センサ８の検出面８ａを横切る際、上記検出
コイル８のインダクタンスが変化する。このインダクタ
ンスの変化を発振回路で検出し、上記羽根７の外周縁７
ｂが検出センサ８の検出面８ａを横切るたびごとに検出
パルス信号を信号処理回路を介して出力し、上記プロペ
ラ５の回転数に応じた風量が検出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記検出に
あたり、羽根７の外周縁７ｂは薄肉であるから、上記検
出面８ａを横切る際における上記検出コイル８のインダ
クタンスの変化が小さく、検出センサ８の検出感度が悪
い。

【０００６】したがって、上記プロペラ５の回転に応じ
た風量を検出する際に、上記プロペラ５における各羽根
７の外周縁７ｂと、検出センサ８の検出面８ａとの設定
間隔Ｇを小さくしなければならない。そのため、上記プ
ロペラ５と検出コイル８との間に塵埃などが噛み込ん
で、上記プロペラ５の円滑な回転を阻害し、的確な風量
の検出を達成することができないおそれがある。

【０００７】また、上記プロペラ５の回転シャフト６を
軸支する軸受部材４は上流側に向かって開口された円錐
凹部４ａを有し、この円錐凹部４ａが空気Ａの流れに常
時さらされているため、上記空気Ａの流れで送られてき
た塵埃などが上記円錐凹部４ａに堆積し、上記プロペラ
５の円滑な回転を確保することができない。

【０００８】この発明は、従来の課題を解消するために
なされたもので、プロペラを円滑に回転させて的確な風
量検出を達成することができる流量センサを提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明による請求項１
の流量センサは、ベ−スに突設された互いに対向する支
持枠に軸受部材を保持し、これら両軸受部材にプロペラ
の回転シャフトの両端部を回転自在に軸支し、上記プロ
ペラを構成する複数枚の各羽根の外周縁に検出センサの
検出面を対向させてなる流量センサにおいて、上記プロ
ペラを構成する各羽根の外周縁部に円周方向へ突出する
磁性体からなる突片を設け、上記プロペラの羽根の外周
縁部が上記検出センサの検出面を横切るたびごとに検出
パルス信号を出力するように構成したことを特徴とす
る。

【００１０】請求項２の流量センサは、プロペラの各羽
根が非磁性体である場合、その外周縁部に磁性体からな
る突片が別体に設定される。請求項３の流量センサは、
プロペラの回転シャフトが両端部を下流側へ開口された
スカート部でそれぞれ覆われる。

【００１１】請求項４の流量センサは、上記プロペラの
固定にあたり、羽根のねじりによってボス部を変形さ
せ、このボス部の変形で上記回転シャフの中央部に形成
された環状溝に係合される。

【００１２】請求項５の流量センサは、上流側の軸受部
材を支持枠に軸移動可能に支持し、上記軸受部材にプロ
ペラの回転シャフトの先端部を軸支するとともに、ベ−
スに片持ち支持されたばね製の流体圧受け片に上記軸受
部材を当接させて、上記回転シャフトの両端部を弾性的
に軸支される。

【００１３】

【作用】請求項１の発明によれば、各羽根の外周縁部に
円周方向へ突出する磁性体からなる突片を設け、この突
片が検出センサの検出面を横切るように構成したから、
検出センサの検出感度を高め、上記プロペラにおける各
羽根の外周縁と、検出センサの検出面との設定間隔を大
きくすることができ、もって上記プロペラと検出コイル
との間に塵埃などが噛み込むおそれがなく、上記プロペ
ラの円滑な回転を確保して的確な風量の検出を達成する
ことができる。

【００１４】請求項２の発明によれば、羽根が合成樹脂
やアルミニウム合金のような非磁性体である場合、上記
各羽根の外周縁の近傍に磁性体が別体に設けられるた
め、検出センサの検出感度を高めて初期の目的を達成す
ることができる。

【００１５】請求項３の発明によれば、プロペラの回転
シャフトが、両端部が下流側へ開口するスカート部で覆
われているから、その軸支部が軸線方向の流体の流れを
受けるのを阻止し、流体の流れに沿って送られてきた塵
埃などが上記軸支部に堆積するのを防止し、上記プロペ
ラの円滑な回転を確保することができる。請求項４の発
明によれば、プロペラが金属平板の各羽根をねじること
により、そのボス部を変形させて環状溝に係合して固定
されるため、回転シャフトに対する固定構造が簡素化さ
れる。

【００１６】請求項５の発明によれば、回転シャフトが
流体圧受け片のばね力を受けて弾性的に軸支されている
ため、プロペラが軸線方向の流体の流れを受けて回転す
る際、上記流体圧受け片が流体圧を受けてガタツキなく
軸支され、上記プロペラの軸受部の損傷を有効に防止す
ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、この発明による流量センサの一例を
示す要部の切欠された側面図である。同図において、ベ
−ス１の主面１ａには逆Ｕ字状支持枠２が一体に突設さ
れ、この支持枠２の対向片２ａ，２ｂには上記主面１ａ
にほぼ平行な軸受部材３，４がそれぞれ同軸に固定され
るとともに、これら両軸受部材３，４にプロペラ５の回
転シャフト６の両端部６ａ，６ｂが回転自在に軸支され
ている。

【００１８】また、上記ベ−ス１には検出センサ８が上
記プロペラ５を構成する羽根７の外周縁７ｂに対向させ
て固定されている。上記検出センサ８は、磁性材料から
なる円環状コア９の環状凹部に検出コイル１０を、たと
えばコイルスプール（図示せず）を介して収納され、そ
の検出面８ａが上記ベ−ス１の主面１ａとほぼ同一面と
なるように、上記ベ−ス１のねじ孔１ｂにねじ込まれた
筒状体１１に固定されている。

【００１９】上記検出センサ８は、上記検出コイル１０
の引出線を介してプリント配線基板１２に設けられた発
振回路や信号処理回路などの所定の電子回路に電気的に
接続されるとともに、上記プリント配線基板１２には電
子回路の構成素子１３が装着され、かつ、ケーブル１４
が電気的に接続されてケース１５の外部に導出されてい
る。

【００２０】図２は上記プロペラ５の一例を拡大して示
す分解斜視図、図３は組み立てられた要部の断面図であ
る。同図で示すように、プロペラ５の回転シャフト６
は、その先端部６ａを円錐凸状に形成するとともに、後
端部６ｂに円錐凹部６ｃを形成し、中央部に大径の段部
６ｄが形成されている。

【００２１】上記プロペラ５は、たとえばＦｅ−Ｎｉ合
金のような磁性体からなる金属平板を打ち抜いて円環状
のボス部７ａの外周に４枚の羽根７を一体に形成し、各
羽根７の外周縁７ｂに突設された突片７ｃを円周方向へ
折曲したのち、上記ボス部７ａの取付孔７ｄに回転シャ
フト６を先端部６ａ側から挿入して、上記ボス部７ａを
上記回転シャフト６の段部６ｄに当接させ、その後、先
端部６ａ側から挿入された環状固定部材１６を嵌着し
て、上記ボス部７ａを固定部材１６と段部６ｄとで上記
回転シャフト６を挟持して構成されている。

【００２２】上記回転シャフト６は、その先端凸部６ａ
１を上流側の軸受部材３の後端部に形成された円錐凹部
３ａに回転可能に当接させるとともに、上記後端凹部６
ｃを下流側の軸受部材４の先端部４ａに形成された円錐
凸部４ａ１を回転可能に当接させて保持されている。

【００２３】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。プロペラ５が、図１で示す軸線方向への空気Ａの流
れを受けて回転すると、磁性体からなる羽根７の外周縁
７ｂに突設された突片７ｃが検出センサ８の検出面８ａ
を横切る。これによって、上記検出コイル８のインダク
タンスが変化し、その変化を発振回路で検出し、上記突
片７ｃが検出センサ８の検出面８ａを横切るたびごとに
検出パルス信号を信号処理回路を介して出力し、上記プ
ロペラ５の回転数に応じた風量を検出することができ
る。

【００２４】上記検出にあたり、羽根７の外周縁７ｂに
は磁性体からなる突片７ｃが突設されて、この突片７ｃ
が上記検出センサ８の検出面８ａを横切るために、上記
検出コイル８のインダクタンスを大きく変化させて、そ
の検出感度を高めることができる。したがって、上記プ
ロペラ５の回転に応じた風量を検出するに際し、上記プ
ロペラ５における各羽根７の外周縁７ｂと、検出センサ
８の検出面８ａとの設定間隔Ｇを大きくすることができ
るため、これによって、上記プロペラ５と検出コイル８
との間に塵埃などが噛み込むおそれがなく、上記プロペ
ラ５の円滑な回転を確保して、的確な風量の検出を達成
することができる。

【００２５】ところで、上記突片７ｃは磁性体からなる
各羽根７の外周縁７ｂに一体に１個づつ突設されて、プ
ロペラ５の回転方向へ折曲したけれども、上記突片７ｃ
は図４で示すように各羽根７の外周縁７ｂに２個づつ突
設されて、プロペラ５の回転方向に対し互いに異方向へ
折曲してもよい。また、上記羽根７が合成樹脂やアルミ
ニウム合金のような非磁性体である場合には、上記各羽
根７に各羽根７の外周縁７ｂの近傍に図５で示すような
磁性体７０が露出状態でもしくは埋設状態で別体に固定
されてもよい。その場合、上記磁性体７０が磁化された
マグネットであれば上記検出感度を一層高めることがで
きる。したがって、上記プロペラ５と検出センサ８との
設定間隔を一層大きくして、上記プロペラ５と検出コイ
ル８との間に対する塵埃などの噛み込みを一層有効に防
止することができる。

【００２６】また、上記プロペラ５の回転シャフト６
は、その軸支部６ａ１，４ａ１が下流側へ開口された円
錐凹部３ａ，６ｃからなるスカート部７１で覆われてい
るから、上記軸支部６ａ１，４ａ１が軸線方向への空気
Ａの流れを受けるのを阻止することができる。したがっ
て、空気Ａの流れに沿って送られてきた塵埃などが上記
軸支部６ａ１，４ａ１に堆積して噛み込むのを防止し、
上記プロペラ５の円滑な回転を確保することができる。
上記スカート部７１は回転シャフト６に一体形成された
円錐凹部３ａ，６ｃで形成したけれども、上記回転シャ
フト６の両端部６ａ，６ｂが円錐凸部である場合には、
図６で示すように、下流側のスカート部７１は上記回転
シャフト６と別体に構成してもよい。

【００２７】図７および図８は、上記プロペラ５の組立
構造の他の例を示す分解斜視図および組立斜視図であ
る。同図で示すように、プロペラ５の回転シャフト６
は、その両端部６ａ，６ｂを円錐状に形成するととも
に、中央部に環状のフランジ部６ｅを突設し、かつこの
フランジ部６ｅに隣接した上流側にＶ形環状溝６ｆが形
成されている。

【００２８】図７で示すように、金属平板の打ち抜きで
形成されたプロペラ５は、そのボス部７ａの取付孔７ｄ
に回転シャフト６が先端部６ａ側から挿入されて、上記
ボス部７ａをフランジ部６ｃに当接させ、その後、上記
各羽根７を図８で示すように、回転軸ａに対する放射方
向軸ｂのまわりに矢印ｃ方向へねじることにより、上記
取付孔７ｄを変形させて、上記ボス部７ａを上記回転シ
ャフト６の環状溝６ｆに係合して固定される。

【００２９】図９は上記プロペラ５の軸受構造の他の例
を示す要部を切欠した側面図、図１０は同正面図であ
る。プロペラ５の回転シャフト６の先端部６ａを軸支す
る軸受部材３は、その支持枠２の一方の対向片２ａに軸
移動可能に支持されるとともに、上記ベ−ス１に片持ち
支持されたばね製の流体圧受け片１７が、上記支持枠２
の対向片２ａから先端部を離間させた状態で上記軸受部
材３の先端部に当接されている。１８は上記支持枠２に
直交させて組み合わされた支持枠である。

【００３０】上記プロペラ５が軸線方向への空気Ａの流
れを受けて回転する際、上記流体圧受け片１７が上記空
気Ａからの空気圧を受けて上記軸受部材３を押圧し、こ
の軸受部材３を軸方向下流側へ常時変移させるから、上
記回転シャフト６の両端部６ａ，６ｂが軸受部材３，４
にガタツキなく軸支される。また、上記流体圧受け片１
７は上記空気Ａの流速が増大するのにともなって大きな
空気圧を受け、図１１で示すように下流側へ変移し、上
記回転シャフト６の両端部６ａ，６ｂの軸支力を増大さ
せて円滑な回転を達成し、上記プロペラ５の軸受部の損
傷を有効に防止することができる。

【００３１】なお、上記プロペラ５の回転シャフト６の
先端部６ａを軸支する軸受部材３は、上記支持枠２の対
向片２ａに軸移動可能に支持されるとともに、上記対向
片２ａの凹所１９に収納されたばね部材２０で弾性的に
支持されて、上記回転シャフト６をガタツキなく軸支し
てもよい。これによって、上記回転シャフト６は円滑な
回転を確保してその軸受部の損傷を有効に防止すること
ができる。また、上記プロペラ５の回転シャフト６は、
他のばね部材で弾性的かつガタツキなく軸支するように
構成してもよいことはいうまでもない。さらに、上記実
施例においては、風量を検出する場合について説明した
けれども、この流量センサは他の気体や液体の流量を検
出するものであってもよいことはいうまでもない。

【００３２】

【考案の効果】以上のように、この発明によれば、プロ
ペラを円滑に回転させて的確な風量検出を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による流量センサの一例を示す要部の
切欠された側面図である。

【図２】同上実施例におけるプロペラの要部の分解斜視
図である。

【図３】同上実施例におけるプロペラの要部の断面図で
ある。

【図４】プロペラの羽根の他の例を示す斜視図である。

【図５】プロペラの羽根の他の例を示す斜視図である。

【図６】プロペラの軸支部の他の例を示す要部の断面図
である。

【図７】プロペラの他の例を示す分解斜視図である。

【図８】同上実施例におけるプロペラの組立斜視図であ
る。

【図９】この発明による流量センサの他の例を示す側面
図である。

【図１０】同上実施例における流量センサの正面図であ
る。

【図１１】同上実施例における流量センサの動作を説明
する側面図である。

【図１２】プロペラの軸支部の他の例を示す要部の断面
図である。

【図１３】従来の流量センサの一例を示す要部の切欠さ
れた側面図である。

【符号の説明】

１ ベ−ス ２ 支持枠 ３ 上流側の軸受部材 ４ 下流側の軸受部材 ５ プロペラ ６ 回転シャフト ６ａ 回転シャフトの先端部 ６ｆ 環状溝 ７ 羽根 ７ａ ボス部 ７ｃ 突片 ７ｂ 外周縁 ８ 検出センサ ８ａ 検出面 １７ 流体圧受け片 ７１ スカート部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベ−スに突設された互いに対向する支持枠
   に軸受部材を保持し、これら両軸受部材にプロペラの回
   転シャフトの両端部を回転自在に軸支し、上記プロペラ
   を構成する複数枚の各羽根の外周縁に検出センサの検出
   面を対向させてなる流量センサにおいて、上記プロペラ
   を構成する各羽根の外周縁部に円周方向へ突出する磁性
   体からなる突片を設け、上記プロペラの羽根の外周縁部
   が上記検出センサの検出面を横切るたびごとに検出パル
   ス信号を出力するように構成したことを特徴とする流量
   センサ。
2. 【請求項２】非磁性体から構成されたプロペラの各羽根
   の外周縁部に、磁性体からなる突片を別体に設けてなる
   請求項１に記載の流量センサ。
3. 【請求項３】上記プロペラの回転シャフトの両端部は、
   軸支部が下流側へ開口されたスカート部でそれぞれ覆わ
   れてなる請求項１または２に記載の流量センサ。
4. 【請求項４】上記プロペラは、羽根のねじりによって形
   成されたボス部の変形で、上記回転シャフの中央部に形
   成された環状溝に係合して固定してなる請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の流量センサ。
5. 【請求項５】上流側の軸受部材を支持枠に軸移動可能に
   支持し、上記軸受部材にプロペラの回転シャフトの先端
   部を軸支するとともに、ベ−スに片持ち支持されたばね
   製の流体圧受け片に上記軸受部材を当接させて、上記回
   転シャフトの両端部を弾性的に軸支してなる請求項１な
   いし４のいずれかに記載の流量センサ。