JPH0861999A - 流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微小流量から大流量までの広い流量範囲を計
測できる安価な羽根車式流量センサを実現する。羽根車
の摩擦力を減らす。微小流量時の回転バランスを良くす
る。マグネットと磁気センサとの吸引力による弊害を避
ける。 【構成】 入口２から流入する流水は羽根車６をピポッ
ト５の周りに回転させる。気室９の浮力は羽根車５の摩
擦力を小さくする。羽根車６の下部にバランスして取付
けた２個のマグネット１１は羽根車の低速回転を安定さ
せる。本体ケース１の下部に取付けた２個の磁気センサ
１２は、マグネット１１との吸引力をバランスさせる。
磁気センサ１２は羽根車６の回転を検出して電気信号を
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微小流量を計測するのに
好適な羽根車式の流量センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】水等の液体の微小流量を計測するため
に、シャワートイレ、浄水器又はコーヒーメーカー等の
機器に組み込まれて使用される安価な流量センサが求め
られている。

【０００３】微小流量計測に使用する流量センサとして
は、上・下流の圧力差により駆動される歯車式容積計な
どの実測式流量計や、ノズルの水流により羽根車を回転
させる羽根車流量計などの推測式流量計が知られてい
る。

【０００４】そして、羽根車式流量計では、電気信号と
しての流量パルスを取り出すために、羽根車の上端にマ
グネット（永久磁石）を取り付け、このマグネットの回
転を磁気センサで検出して流量パルスを取り出してい
た。マグネットの取付位置は、ピポットと羽根車の接点
である支点より高い位置にあった。

【０００５】また、羽根車式流量計の羽根車の回転を計
測する方法として、光による計測方法も知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】シャワートイレ、浄水
器又はコーヒーメーカー等の機器に組み込む流量センサ
としては、前記従来技術のうちの実測式流量計が用いら
れているが、実測式では部品精度を極力厳しいものにし
なくてはいけないので、結果的に高価なものになるとい
う問題点があった。また異物により可動部が固定されて
流体が流れなくなるという問題点もあった。

【０００７】推測式流量計では、同じ流量での回転力が
実測式流量計の回転力より小さいので、回転部の摩擦等
による機械的損失をできるだけ少なくする必要がある。
ところが、前記羽根車式流量計で、羽根車の上端（先
端）に固着したマグネットを、その周囲からセンシング
するものでは、羽根車の重心位置がかなり上部即ち支点
より上になり、羽根車のバランスが取れなかった。

【０００８】そのため、自重による摩擦力に加えてモー
メントによる摩擦力も加わり、微小流量域での羽根車の
円滑な回転を阻害していた。これは、微小流量域になる
と、羽根車が低速回転となり、前述のようにバランスが
悪い羽根車の芯振れが大きくなって、より大きな摩擦力
が加わるからである。

【０００９】このようなことから、かかる羽根車式流量
計は、シャワートイレ、浄水器又はコーヒーメーカー等
の機器に組み込んで使用する流量センサとしては実用化
されていない。

【００１０】また、羽根車の回転を光で検出する羽根車
式流量計は、検出回路素子が高価であるのに加え、光透
過度が阻害されると計測不能となるという問題点がある
ため、これも、シャワートイレ、浄水器又はコーヒーメ
ーカー等の機器に組み込んで使用する流量センサとして
は実用化されていなかった。

【００１１】上記にかんがみ、本発明は、羽根車にマグ
ネットを取付けた羽根車式流量計が前記実測式流量計よ
りも低コストであるという利点を活かし、しかも、微小
流量域における前記芯振れを解消して、羽根車が円滑に
回転する羽根車式の流量センサ、特にシャワートイレ、
浄水器又はコーヒーメーカー等の機器に組み込んで使用
するのに好適な羽根車式流量センサを提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、ピポットにより回転可能に支承
された羽根車にマグネットを取付け、該マグネットの動
きを磁気センサでセンシングして羽根車の回転を検出す
る羽根車式流量センサにおいて、マグネット（１１）
（１１）を羽根車（６）の下部で円周を２等分した２箇
所、即ち、羽根車の直径上で、かつ垂直な軸線から等距
離だけ離れた２箇所に設けるとともに、マグネット（１
１）（１１）の動きをセンシングする磁気センサ（１
２）（１２）を流量計の下部に設けたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、羽根車（６）の上部に気室（９）を設けたことを特
徴とする。そして請求項３の発明は、請求項１又は２の
発明において、垂直に配設されたピポット（５）の軸に
対して、軸対称の２箇所に磁気センサ（１２）（１２）
を設けたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】マグネット（１１）（１１）の取付位置が、ピ
ポット（５）によって羽根車（６）を支承する支点より
低い位置となり、羽根車の重心位置が低くなり、バラン
スが取れて回転が安定する。

【００１５】気室は液体を計量するときに、浮力によっ
て羽根車（６）の重量を軽減するので、ピポット（５）
にかかる力を減少させる。また、磁気センサ（１２）
（１２）をピポットの軸に対して軸対称の２箇所にに設
けたものでは、マグネット（１１）（１１）と磁気セン
サ（１２）（１２）との間に作用する磁気吸引力がバラ
ンスして作用し平均化される。

【００１６】

【実施例】図１の実施例において、１は流量センサの本
体ケースで、プラスチックを成形して形成してある。２
は流体（水）の入口、３は出口、４は羽根車室、５は本
体ケース１の底部に植設したピポットで、本体ケース１
の底部から上方に垂直に立設されている。

【００１７】６は羽根車で、その中央には垂直方向に前
記ピポット５が嵌挿される孔が形成され、その孔の上部
に位置して受石７が固設されている。８は羽根車６の上
端部に固着した羽根車キャップ、９は空気等の気体を封
入した気室、１０は上ケースで本体ケース１に対して気
密的に固定されている。

【００１８】１１，１１は小形のマグネットで、羽根車
６の下部にバランスして取付けられている。実施例で
は、羽根車の直径上でかつ羽根車６の垂直な軸線から近
接位置において等距離だけ離れた２箇所、即ち、羽根車
の円周を２等分した２箇所に対称的に設けられ、熱かし
め等で羽根車に固着されている。

【００１９】１２，１２は磁気センサで、本体ケース１
の下側に、ピポット５の軸に対して軸対称の２箇所に設
けてある。被計測流体（水）は、入口２のノズルから羽
根車室４に流入した水流により羽根車６を回転させる。
この作用はいわゆる接線流羽根車式水道メータの場合と
同じである。

【００２０】羽根車６の重心点は、ピポット５の上端、
つまり羽根車６を支承する点より下方に位置し、羽根車
６は、いわゆるやじろべえのようにピポットに支承され
て、バランスを取って回転する。

【００２１】従って、微流量域の低速回転でも、ピポッ
トとの間の摩擦力が一定で、従来技術のように増大する
虞れがない。その結果、推測式であるにもかかわらず、
微小流量域の流量計測ができ、微流から大流まで広い流
量域の計測が可能である。

【００２２】尚、マグネット１１，１１を羽根車６の垂
直な軸線から近接位置に設けると羽根車の慣性力が小さ
くなって計測誤差が少なくなる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の流量センサは上述のように構成
されているので、羽根車式の安価な構造で、推測式であ
るにもかかわらず、広い流量範囲の計測が可能となっ
た。特に微小流量域での羽根車の回転バランスが良く、
安定して羽根車が回転することから、器差性能も向上す
る。

【００２４】また、請求項２の発明では、液体を計量す
る場合に、ピポットの支点の摩擦が減少し、計測性能が
より向上する。更にまた、請求項３の発明では、磁気セ
ンサとマグネットの磁気吸引力がバランスするため、磁
気吸引力による器差性能の悪化がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の縦断面図。

【符号の説明】

１ 本体ケース ５ ピポット ６ 羽根 ９ 気室 １０ 上ケース １１ マグネット １２ 磁気センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピポットにより回転可能に支承された羽
   根車にマグネットを取付け、該マグネットの動きを磁気
   センサでセンシングして羽根車の回転を検出する羽根車
   式流量センサにおいて、 マグネット（１１）（１１）を羽根車（６）の下部で円
   周を２等分した２箇所、即ち、羽根車の直径上で、かつ
   垂直な軸線から等距離だけ離れた２箇所に設けるととも
   に、 マグネット（１１）（１１）の動きをセンシングする磁
   気センサ（１２）（１２）を流量計の下部に設けたこと
   を特徴とする流量センサ。
2. 【請求項２】 羽根車（６）の上部に気室（９）を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の流量センサ。
3. 【請求項３】 垂直に配設されたピポット（５）の軸に
   対して、軸対称の２箇所に磁気センサ（１２）（１２）
   を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の流量セ
   ンサ。