(57)【要約】【課題】羽根車２を収納するセンサケース１と、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材３，４と、筒状であって、出口側軸受部材に設けられた放射状のスポーク部４３に軸方向に移動自在に係合するスリット５１を形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部２３に係合して羽根車の回転を抑止する突起５２を突設して成る回転抑止部材５とを備える流量センサにおいて、止水の検出応答性の悪化を生ずることなく、感度を向上できるようにする。【解決手段】突起５２を、羽根車２の正逆何れの方向の回転も抑止できるように形成する。そして、回転抑止部材５の下部に、径方向に張出す張出し部５３を形成する。【選択図】図１
2010181250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れで回転する羽根車を備える流量センサであって、
羽根車を収納するセンサケースと、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材と、筒状であって、出口側の軸受部材に設けられた放射状のスポーク部に軸方向に移動自在に係合するスリットを形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部に係合して羽根車の回転を抑止する突起を突設して成る回転抑止部材とを備えるものにおいて、
突起は、羽根車の正逆何れの方向の回転も抑止できるように形成され、
回転抑止部材に、径方向に張出す張出し部が形成されていることを特徴とする流量センサ。
【請求項２】
請求項１記載の流量センサであって、前記センサケースの入口側を下方、出口側を上方に向けた起立姿勢で配置されるものにおいて、
前記張出し部は、前記回転抑止部材の下部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の流量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として給湯器に用いられる、流体の流れで回転する羽根車を備える流量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に給湯器では、熱交換器に連なる給水路に流量センサを介設し、流量センサで検出される通水流量が所定の最小流量以上になったときに、熱交換器を加熱するバーナに着火させるようにしている。
【０００３】
従来、このような給湯器に用いられる流量センサとして、羽根車を収納するセンサケースと、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材と、筒状であって、出口側の軸受部材に設けられた放射状のスポーク部に軸方向に移動自在に係合するスリットを形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部に係合して羽根車の回転を抑止する突起を突設して成る回転抑止部材とを備えるものは知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
このものでは、センサケースの入口側から出口側に向う軸方向を順方向として、センサケース内に順方向に水(流体)が流れるときに、回転抑止部材が順方向に押し動かされて、突起による羽根車の回転抑止が解除され、羽根車が回転する。一方、水抜き等でセンサケース内に出口側から入口側に向けて水が逆流するときは、回転抑止部材が順方向とは反対方向、即ち、羽根車に接近する方向に押し動かされて、突起により羽根車の回転が抑止される。これにより、水の逆流時にバーナに着火することを防止できる。
【０００５】
また、従来、羽根車の羽根部を軸方向に平行とし、入口側軸受部材に、軸方向に対し傾斜した斜状案内羽根を設けて、センサケース内に流体が順方向に流れるときに、斜状案内羽根により流体の流れが旋回流となって羽根車に回転力が付与されるようにした流量センサも知られている(例えば、特許文献２参照)。このものでは、逆流時には出口側から流入する流体に旋回運動が与えられないため、羽根車は回転しないとしている。然し、実際には、斜状案内羽根における流体の旋回の影響が羽根車の配置部にまで及び、羽根車が正転方向や逆転方向に回転してしまうことがある。従って、このものでも、上記従来例のような回転抑止部材を付設して、逆流時の羽根車の回転を防止することが必要になる。
【０００６】
ところで、流量センサは、一般的に、センサケースの入口側を下方、出口側を上方に向けた起立姿勢で配置される。この場合、回転抑止部材をその重量に抗して押し上げるにはある程度の流量が必要になり、この流量以下では羽根車の回転が抑止されたままになって、感度が悪くなる。そこで、上記特許文献１記載のものでは、突起をその下端から逆転方向に向けて上方に傾斜してのびるカム部を有するものに形成している。これによれば、順方向(下方から上方)に流体が流れて羽根車に正転方向の回転力が付与されると、羽根車の羽根部がカム部に当接したところで、正転方向への回転力によりカム部を介して回転抑止部材に上方への推力が作用する。そして、この推力により回転抑止部材の押し上げがアシストされて、比較的小流量でも回転抑止部材による羽根車の回転抑止が解除され、感度が向上する。
【０００７】
然し、突起にカム部を形成すると、止水時に、羽根車が慣性で正転することを抑止できなくなり、止水の検出応答性が悪くなる。その結果、流量センサを給湯器に使用した場合、止水時にバーナを応答性良く消火できなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平２−７９４２３号公報
【特許文献２】特開昭６４−２３１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、止水の検出応答性の悪化を生ずることなく、感度を向上できるようにした流量センサを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、流体の流れで回転する羽根車を備える流量センサであって、羽根車を収納するセンサケースと、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材と、筒状であって、出口側の軸受部材に設けられた放射状のスポーク部に軸方向に移動自在に係合するスリットを形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部に係合して羽根車の回転を抑止する突起を突設して成る回転抑止部材とを備えるものにおいて、突起は、羽根車の正逆何れの方向の回転も抑止できるように形成され、回転抑止部材に、径方向に張出す張出し部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、突起が羽根車の正転も抑止できるように形成されているため、止水時に羽根車が慣性で正転することを抑止できる。従って、止水の検出応答性が良くなる。また、張出し部が流体圧を受ける受圧部となって、順方向に流体が流れるときや逆流時に回転抑止部材に作用する順方向や反対方向への押圧力が張出し部の面積分増強され、比較的小流量であっても、流体の流れ方向に応じて回転抑止部材が動く。従って、順方向に流体が流れるときは、比較的小流量から羽根車が回転して、感度が向上し、また、逆流時に羽根車が回転することを確実に防止できる。
【００１２】
ところで、流量センサは、一般的に、センサケースの入口側を下方、出口側を上方に向けた起立姿勢で配置される。この場合、張出し部は、回転抑止部材の下部に形成されていることが望ましい。これによれば、回転抑止部材の重心位置が低くなって、回転抑止部材が安定する。その結果、流体が下方から上方に向けて順方向に流れたとき、回転抑止部材が傾くことなく押し上げられ、突起による羽根車の回転抑止が確実に解除される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の流量センサの切断側面図。
【図２】実施形態の流量センサの分解斜視図。
【図３】実施形態の流量センサの回転抑止部材の下端部の展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の実施形態の流量センサを示している。この流量センサは、給湯器の熱交換器に連なる給水路に介設されるものであり、流量センサで検出した通水流量が所定の最低流量以上になったときに、熱交換器を加熱するバーナに着火される。
【００１５】
流量センサは、筒状のセンサケース１と、センサケース１内に収納される羽根車２と、センサケース１の入口側と出口側に設けられ、羽根車２をセンサケース１内で回転自在に保持する一対の軸受部材３，４と、出口側軸受部材４に装着される回転抑止部材５とを主要部材として構成されている。尚、流量センサは、センサケース１の入口側を下方、出口側を上方に向けた起立姿勢で設置される。
【００１６】
羽根車２は、軸方向(上下方向)に長手の筒状の胴体部２１と、胴体部２１に貫通させた回転軸２２と、胴体部２１の外周面に放射状に配置した、磁気を帯びた複数の羽根部２３とを有している。図示しないが、センサケース１の外面にはホール素子等から成る磁気センサが設置されており、各羽根部２３が磁気センサに対向する位置を通過する度に磁気センサからパルスが出力される。そして、単位時間当たりの出力パルス数をカウントして、通水流量を検出する。
【００１７】
入口側軸受部材３は、センサケース１に一体成形されるもので、羽根車２の回転軸２２の下端部を挿入保持する筒状の軸受部３１と、図２に示す如く、軸受部３１から外方に放射状にのびる、軸方向に対し傾斜した複数の斜状案内羽根３２とを有している。この斜状案内羽根３２により、センサケース１内に入口側から流入する水(流体)の流れが旋回流となる。ここで、羽根車２の羽根部２３は軸方向に平行であるが、旋回流によって羽根車２に回転力が付与される。
【００１８】
出口側軸受部材４は、羽根車２の回転軸２２の上端部を挿入保持する筒状の軸受部４１と、センサケース１の上端部に嵌合固定される環状のリム部４２と、軸受部４１とリム部４２との間に放射状に配置した複数のスポーク部４３とを有している。
【００１９】
回転抑止部材５は、筒状であって、その上半部には、出口側軸受部材４の複数のスポーク部４３に夫々軸方向に移動自在に係合する複数のスリット５１が形成されている。また、回転抑止部材５の羽根車２に対向する下端面には、羽根車２の羽根部２３に係合して羽根車２の回転を抑止する突起５２が複数突設されている。
【００２０】
各突起５２の周方向両側面５２ａ，５２ｂは、図３に示す如く、軸方向(上下方向)に平行に形成されている。そのため、回転抑止部材５が下降している状態では、羽根車２の正転方向の回転が突起５２の周方向一側面５２ａへの羽根部２３の係合で抑止されると共に、羽根車２の逆転方向への回転が突起５２の周方向他側面５２ｂへの羽根部２３の係合で抑止される。
【００２１】
ここで、センサケース１の入口側から出口側に向う軸方向を順方向として、センサケース１内に水が順方向に流れるときは、回転抑止部材５が、図１に示す如く、その下端面に作用する水圧により順方向、即ち、上方に押し動かされ、突起５２による羽根車２の回転抑止が解除されて、羽根車２が正転する。また、止水時には、羽根車２に当接する位置まで回転抑止部材５が下降する。そして、突起５２が羽根車２の正転も抑止できるように形成されているため、止水時に羽根車２が慣性で正転することを抑止できる。従って、止水の検出応答性が良くなり、止水時にバーナを応答性良く消火できる。
【００２２】
水抜き等でセンサケース１内に出口側から入口側に向けて水が逆流するときは、回転抑止部材５がその上端面に作用する水圧で下方に押され、突起５２が羽根部２３に係合して、羽根車２の回転が抑止される。これにより、水の逆流時にバーナに着火することを防止できる。尚、水の逆流時には、羽根車２に然程大きな回転力は付与されないが、斜状案内羽根３２における水の旋回の影響が斜状案内羽根３２の配置部よりも上方部分に及び、羽根車２に回転力が付与されてしまう。従って、水の逆流時に突起５２によって羽根車２の回転を抑止することが必要になる。
【００２３】
ところで、水が順方向に流れるときに、回転抑止部材５の下端面に作用する水圧だけでは、回転抑止部材５をその重量に抗して押し上げるのに必要な流量が比較的大きくなり、この流量以下では回転抑止部材５を押し上げることができず、羽根車２の回転が抑止されたままになって、感度が悪くなる。そこで、本実施形態では、回転抑止部材５の下部に径方向外方に張出すフランジ状の張出し部５３を形成している。
【００２４】
これによれば、張出し部５３が水圧を受ける受圧部となって、順方向に水が流れるときや逆流時に回転抑止部材５に作用する上方や下方への押圧力が張出し部５３の面積分増強され、比較的小流量であっても、水の流れ方向に応じて回転抑止部材５が動く。従って、順方向に水が流れるときは、比較的小流量から羽根車２が回転して、感度が向上し、また、逆流時に羽根車２が回転することを確実に防止できる。
【００２５】
尚、張出し部５３を回転抑止部材５の上部に形成することも可能である。然し、この場合には、回転抑止部材５の重心位置が高くなって、回転抑止部材５が不安定になり、押し上げ時に回転抑止部材５が傾き易くなる。そして、回転抑止部材５の傾きにより、スリット５１の側縁とスポーク部４３とのこじりを生じ、回転抑止部材５の押し上げが妨げられることがある。これに対し、張出し部５３を本実施形態のように回転抑止部材５の下部に形成すれば、回転抑止部材５の重心位置が低くなって、回転抑止部材５が安定する。その結果、水が順方向に流れたとき、回転抑止部材５が傾くことなくスムーズに押し上げられ、羽根車２の回転抑止が確実に解除される。
【００２６】
また、本実施形態では、回転抑止部材５の材質を比重が水に近いもの、例えば、ＰＰＥやＰＰＯ(比重約１．０９)としている。これによれば、張出し部５３の張出し量を小さくしても、小流量で回転抑止部材５が押し上げられる。そして、張出し部５３の張出し量を小さくすることで、圧損を低減することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、回転抑止部材５に径方向外方に張出す張出し部５３を形成したが、出口側軸受部材４の軸受部４１の下端と羽根車２の羽根部２３の上端との距離をある程度長くすれば、回転抑止部材５の下部に径方向内方に張出すように張出し部を形成することも可能である。また、上記実施形態では、入口側軸受部材３に斜状案内羽根３２を設けて、通水時に旋回流を生じさせるようにしたが、羽根車２の羽根部２３を軸方向に対し傾斜させれば、旋回流を生じさせなくても羽根車２は回転するから、斜状案内羽根３２は必要不可欠ではない。
【００２８】
また、上記実施形態は、流体として水を流す給湯器用の流量センサに本発明を適用したものであるが、給湯器以外の装置で使用する流量センサにも同様に本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１…センサケース、２…羽根車、２３…羽根部、３…入口側軸受部材、４…出口側軸受部材、４３…スポーク部、５…回転抑止部材、５１…スリット、５２…突起、５３…張出し部。
【図１】
2010181250.tif 000003
【図２】
2010181250.tif 000004
【図３】
2010181250.tif 000005