JPS5922492Y2 - 流量検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はたとえば自動車用エンジンの燃料消費料を計測
する流量計等に使用される接線流式羽根車形流量検出器
に関する。

この種流量検出器は、ハウジングに形成した流入孔から
このハウジング内に接線方向の流体流を導入し、この流
体流がハウジング内において旋回流を生じることにより
該ハウジング内の羽根車を回転させるようになっている
。

そして羽根車には回転面に立設して遮蔽板を設け、この
遮蔽板の回転軌跡を挾んだ内外位置に発光素子と受光素
子とを対設し、上記羽根車の回転に伴う遮蔽板の旋回で
該発光素子から発せられている光線を遮断し、この光遮
蔽作用を電気的信号に変換して羽根車の回転速度を検出
し、もって流体流量を検知するようになっている。

しかしながらこの種流量検出器にあっては、低流量域か
ら高流量域に亘って第５図に特性Ａとして示されるよう
な器差特性のばらつきを生じることが判明している。

すなわち、第５図から明らかな通り、従来の流量検出器
においては低流量（低回転）域においては精度がマイナ
ス方向へばらつくとともに、高流量（高回転）域にあっ
ては精度がプラス方向に偏位する傾向がある。

この原因は必ずしも明確ではないが、低回転域では流体
の粘性による抵抗が原因し、高回転域では羽根車の回転
慣性などが原因するものと考えられる。

このような器差特性は測定値が実際値からばらついてい
るので流量測定の精度が低下し、信頼性に乏しくなるこ
とはもちろんである。

したがって器差特性の改善が要請されている。

本考案はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、上述した従来の器差ばらつきを
簡単な構造で改善し、測定精度が向上した流量検出器を
提供しようとするものである。

すなわち本考案は、羽根車に立設した遮蔽板の内方に位
置されるハウジング側のボス部に、流体流に乱流を生ヒ
させる切欠などの凹凸面を形成して、ハウジングを大形
化することなくかつ格別な部品を用いることなく器差特
性を改善したことを特徴とする。

以下本考案の一実施例を図面にもとづき説明する。

図中１は流量検出器のハウジングであり、内部に回転室
２を有している。

回転室２には流入孔３および流出孔４が連通されており
、流入孔３から導入された流体、たとえばエンジンの燃
料は回転室２を経て流出孔４から導出されるようになっ
ている。

この場合、流入孔３には絞り口５を形成して回転室２に
向かう流体の速度を増加させるようになっているととも
に、この流入孔３は第２図から判るように回転室２の接
線方向に沿って開設されており、この回転室２に旋回流
を生じさせるようになっている。

上記回転室２の底部中央には、ハウジング１と一体をな
してボス部６が形成されている。

このボス部６の中央上面には軸受７が取着されている。

また上記ボス部６に対向して回転室２の上部には、支持
板８が形設されている。

この支持板８には回転室２の中心線上に位置してスラス
ト調整用のねじ棒９が螺着されており、このねじ棒９は
ロックナツト１０によって固定されている。

ねじ棒９の下端面には、前記ボス部６側の軸受７と正対
して他の軸受１１が取り付けられている。

これら軸受７および１１間には羽根車１２が回転自在に
軸支されている。

羽根車１２は第３図に示される通り、中心軸１３に回転
円板１４を固着し、この回転円板１４の上面に複数個の
翼１５・・・・・・を放射状に立設しである。

また回転円板１４の下面には、その周縁に位置して多数
個の遮蔽板１６・・・・・・が周方向に等間隔を存して
垂下されている。

このような羽根車１２はその中心軸１３を前記軸受７と
１１とで軸支されることにより回転室２内に収容される
が、この際翼１５・・・・・・は前述した流入孔３から
導入された接線方向の流体流を受けて回転力を受けるよ
うになっており、また遮蔽板１６・・・・・・はハウジ
ング１とボス部６との間に形成された環形溝１７内を旋
回されるようになっている。

ハウジング１の上面は上蓋１８によって液密に閉止され
ている。

なお１９はシール材、２０は固定ねしである。

しかして、上記ボス部６には、たとえば赤外線発光ダイ
オードなどからなる発光素子２１が取り付けられており
、この発光素子２１に対して前記環形溝１７を挾んだ対
向壁には、たとえばフォトトランジスタなどの受光素子
２２が対設されている。

したがって発光素子２１から発せられた光線は環形溝１
７を横切って受光素子２２に入光するようになっている
が、前記羽根車１２の回転に伴って遮蔽板１６がこの光
線を遮えぎるので受光素子２２においては光線の通断に
よる電気的信号を生ずることになる。

上記発光素子２１および受光素子２２はユニット化して
組立てられている。

すなわち２３は透明な成形材料、たとえば透明性ナイロ
ンによって形成されたケーシングで゛あり、このケーシ
ング２３内に上記発光素子２１および受光素子２２が所
定位置を保って収容されている。

上記発光素子２１および受光素子２２はプリント基板２
４に取着されており、このプリント基板２４には抵抗２
５．２６および端子２７．２８．２９が取着されている
。

そしてこれらプリント基板２４、抵抗２５．２６、端子
２７．２Ｂ、 ２９も透明ケーシング２３内に収容され
ており、この透明ケーシング２３内に充填された絶縁樹
脂３０、たとえばエポキシ系樹脂によってモールドされ
ている。

なお３１．３２．３３は各端子２７．２８．２９と接続
された外部リード線であり、これらの接続箇所も他の絶
縁樹脂３４によってモールドされている。

また受光素子２２の受光面にはスリット３５を有する制
光板３６が取り付けられている。

このようなユニットは予めハウジング１の外部で成形さ
れたのちハウジング１内に組み込まれ、下蓋３７および
ボルト３８によって支持されているものである。

ところで、回転室２における環形溝１７にあっては、そ
のボス部６側の外周面に、第２図と第４図に示されるよ
うな切欠状の凹面４０・・・・・・が形成されている。

これら凹面４０・・・・・・は矢印Ｘで示された羽根車
１２の回転方向に沿って、その回転前方よりも後方が深
く切り欠かれており、凹面４０の終端はほは゛放射方向
に沿う面４１をなしているものである。

上記の構成にもとづ〈実施例の作用を第５図の特性図を
加えて説明する。

測定しようとする流体が流入孔３から回転室２内に流れ
込む際、絞り口５によって流速が増大されるので回転室
２内では接線方向の噴流となり、よって旋回流を生じさ
せる。

この旋回流は羽根車１２の翼１５・・・・・・に当るの
で羽根車１２は旋回流を受けて回転する。

この回転に伴って遮蔽板１６・・・・・・が環状溝１７
内において一体的に回転する。

したがって発光素子２１から出た光線は遮蔽板１６・・
・・・・によって断続的に遮断され、このため受光素子
２２は上記断続の速度に応じたパネルの電気的信号を発
生させる。

このパルス信号は図示しない波形整形回路を経てカウン
タによって計数され、このカウント値が流体の流量とし
て表示される。

よって燃料などの消費率もしくは消費量が検知されるこ
とになる。

しかして、このような羽根車１２の回転中において、ボ
ス部６の外周面に切欠状の凹面４０・・・・・・を形成
したので、器差による特性のばらつきが修正される。

すなわち本実施例における器差特性は第５図の特性Ｂで
示される通りであり、低流量域ではマイナスの偏差が、
また高流量域ではプラスの偏差が各々従来の特性Ａに比
べて減少されており、よってばらつきが小さくなり、測
定値が高精度になる。

凹面４０・・・・・・を形成したことにより器差特性が
何故改善されるのかについてのメカニズムは定かではな
いが、以下の点が推察される。

すなわち低回転（低流量）域においては、凹面４０を形
成しない従来の場合ボス部６の形状は第４図の想像線に
示されるように円形となり、環状溝１７の幅は周方向に
一様となっているので遮蔽板１６・・・・・・に作用す
る流体の抵抗は環状溝１７の表面粗さ、つまり壁面抵抗
に影響されてマイナス方向の偏差を生じると考えられる
。

これに対して凹面４０・・・・・・を形成すると環状溝
１７は周方向に部分的であるが、幅広部分を形成してお
り、この部分の壁面抵抗が減少されるから、この抵抗減
少分によってマイナス方向の偏差が修正されると考えら
れる。

一方、高回転（高流量）域においては、凹面４０・・・
・・・を形成したことによって凹面４０・・・・・・で
渦流を生じさせ、この渦流が乱流を生じさせて抵抗とな
り、遮蔽板１６・・・・・・の回転抵抗を生じさせる結
果、プラス方向の偏差が修正されると考えられる。

なお、ボス部１６に切欠状凹面４０・・・・・・を形成
すれば格別な部品を必要としないばかりでなく、回転室
２を大形化する必要がないのでハウジング１を大きくす
る必要がないものである。

上記実施例においては羽根車の回転速度を検出する手段
として、遮蔽板１６を挾んだ一方に発光素子を、また他
方に受光素子を形成した例について説明したが、本考案
はこれに制約されるものではなく、たとえば一方に発光
、受光素子、他方に反射板を備えて光学的に回転速度を
検知するもの、また一方から他方に向って磁力線を出す
ようにし、遮蔽板によってこの磁力を断続することによ
って回転速度を検出するものなどであっても実施可能で
ある。

以上詳述したように本考案によれば、遮蔽板の内方に位
置されたボス部の外周面に凹凸面を形成したので、器差
ばらつきが修正されて測定精度が向上し、信頼性が高く
なる。

しかも凹凸面はボス部外周面に形成したので、格別な部
品などを必要とせず、かつハウジングを大形化する必要
もなく、コンパクトな構成が可能となる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は全体の縦断面
図、第２図は第１図中■■−Ｉ■線に沿う断面図、第３
図は羽根車の斜視図、第４図は作用を説明するための要
部を拡大した図、第５図は従来の特性と比較して示す誤
差の特性図である。 １・・・・・・ハウジング、２・・・・・・回転室、３
・・・・・・流入孔、４・・・・・・流出孔、６・・・
・・・ボス部、１２・・・・・・羽根車、１５・・・・
・・翼、１６・・・・・・遮蔽板、１７・・・・・・環
状溝、２１・・・・・・発光素子、２２・・・・・・受
光素子、４０・・・・・・凹面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジングの流入孔から導入した流体流を該ハウジング
   に収容した羽根車に作用させてこの羽根車を回転させ、
   この羽根車の回転面に立設した遮蔽板により光もしくは
   磁力を遮蔽し、この遮蔽作用によって上記羽根車の回転
   速度を電気的に検出して流体の流量を検出する検出器に
   おいて、上記遮蔽板の内方に位置されたハウジング側ボ
   ス部の外周面に、流体流に乱流を生じさせる凹凸面を形
   成したことを特徴とする流量検出器。