(57)【要約】【課題】製造が比較的容易であり、耐食性および耐久性に優れた風速センサを提供する。【解決手段】風速センサ１０は、矢印２４方向の気流を受けて回転軸１１と共に回転するプロペラ１２と、プロペラ１２より風下側において回転軸１１を回転自在に軸支する軸受１３を内蔵するケーシング１４と、回転軸１１の回転数を検出するためケーシング１４内に設けられた検出部１５と、ケーシング１４の風上側の先端部１４ａの外周および先端部１４ａから突出する回転軸１１の先端部１１ａを包囲する状態でプロペラ１２の回転中心部に設けられたキャップ形状のハブ１６と、を備え、プロペラ１２およびケーシング１４を合成樹脂で形成している。検出部１５は、回転軸１１と共に回転する磁石１５ａと、その外周領域の一部に配置されたホール素子１５ｂとで形成され、ハブ１６の風下側の端部に回転軸１１を中心にスカート状に拡径した誘導部１６ａを設けている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略一定方向に流れる気流を受けて回転軸と共に回転するプロペラと、前記プロペラより風下側において前記回転軸を回転自在に軸支する軸受を内蔵するケーシングと、前記回転軸の回転数を検出するため前記ケーシング内に設けられた非接触方式の検出部と、前記ケーシングの風上側の先端部外周および前記先端部から突出した前記回転軸を包囲する状態で前記プロペラの回転中心部に設けられたキャップ形状のハブと、を備えたことを特徴とする風速センサ。
【請求項２】
前記ハブの風下側の端部に、前記回転軸を中心にスカート状に拡径した誘導部を設けた請求項１記載の風速センサ。
【請求項３】
前記プロペラおよび前記ケーシングを合成樹脂で形成した請求項１または２記載の風速センサ。
【請求項４】
前記検出部として、前記回転軸とともに回転する磁石と、前記磁石の回転で生じる磁界変化を検知するホール素子とを設けた請求項１〜３のいずれかに記載の風速センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調設備を構成する空調用ダンパあるいは空調用ダクトなどの各種送風経路内に配置して使用される風速センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調設備の一部をなす空調用ダンパ内には、その内部を流通する風速を検出するための風速センサが配置されている。従来の風速センサは、プロペラ方式あるいはサーミスタ方式などが代表的であったが、プロペラ方式の風速センサは構造が簡単で製造も容易であるため、空気調和設備の構成部材として多用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】実開平２−３４９３１号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の風速センサ（風量センサ３６）など従来の風速センサにおいては、プロペラ部分を軸支する回転軸および軸受分は長期間にわたる使用に耐える強度と耐久性を確保するために金属製とする必要がある。しかしながら、これらの金属部分は露出した状態でダンパ内（送風経路内）に配置されているため、ダンパ内を通過する空気流が、例えば、腐食性雰囲気である場合、金属部分が腐食するおそれがあった。
【０００５】
そこで、ダンパ内で露出状態にある金属部分に耐食性コーティングを施すなどの手段が講じられているが、完成品にコーティングすることは困難であり、組立前の部品単位でコーティングする必要があるため、製造工程の煩雑化を招いている。また、完全な耐食性を得ることは極めて困難であり、耐食性コーティング自体の耐久性にも限界があるのが実状である。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、気流や塵埃などによる悪影響を受けにくく、耐久性に優れた風速センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の風速センサは、略一定方向に流れる気流を受けて回転軸と共に回転するプロペラと、前記プロペラより風下側において前記回転軸を回転自在に軸支する軸受を内蔵するケーシングと、前記回転軸の回転数を検出するため前記ケーシング内に設けられた非接触方式の検出部と、前記ケーシングの風上側の先端部外周および前記先端部から突出した前記回転軸を包囲する状態で前記プロペラの回転中心部に設けられたキャップ形状のハブと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすれば、軸受などを内蔵するケーシングの風上側の先端部外周およびこの先端部から突出する回転軸がハブで包囲された状態となるため、風上側から流れてくる気流や塵埃などがハブ内部に進入して回転軸および軸受に当接するのを防止することができる。従って、気流や塵埃などによる悪影響を受けにくくなり、耐久性にも優れたものとなる。
【０００９】
ここで、前記ハブの風下側の端部に、前記回転軸を中心にスカート状に拡径した誘導部を設ければ、ハブの外周面に沿って流れた気流は誘導部に沿って広がる方向に拡散するようになるため、ハブの風下側の端部からハブ内部に気流が流れ込むことがなくなる。また、流れてくる気流が湿気を含む雰囲気である場合、例えば、霧状の水分を含む場合、ハブ表面に液滴が付着することがあっても、プロペラの回転で生じる遠心力によって誘導部から拡散されるため、腐食の原因となる液滴がハブ内部に進入することがなくなり、耐食性および耐久性がさらに向上する。また、誘導部に沿って拡散する気流が生じることにより、プロペラ、ハブおよびケーシングに塵埃などが付着するのを抑制することができる。
【００１０】
また、前記プロペラおよび前記ケーシングを合成樹脂で形成すれば、これらに当接する気流が腐食性雰囲気であっても腐食することがなくなるため、耐食性がさらに向上する。また、一般的な樹脂成型工程によって容易に製造することが可能となる。
【００１１】
一方、前記検出部として、前記回転軸とともに回転する磁石と、前記磁石の回転で生じる磁界変化を検知するホール素子とを設ければ、光電素子方式のようなランプ部の劣化が生じないので、信頼性および耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００１３】
（１）略一定方向に流れる気流を受けて回転軸と共に回転するプロペラと、前記プロペラより風下側において前記回転軸を回転自在に軸支する軸受を内蔵するケーシングと、前記回転軸の回転数を検出するため前記ケーシング内に設けられた非接触方式の検出部と、前記ケーシングの風上側の先端部外周および前記先端部から突出した回転軸を包囲する状態で前記プロペラの回転中心部に設けられたキャップ形状のハブと、を備えたことにより、気流や塵埃などによる悪影響を受けにくく、耐久性に優れた風速センサを得ることができる。
【００１４】
（２）前記ハブの風下側の端部に、前記回転軸を中心にスカート状に拡径した誘導部を設ければ、ハブの風下側の端部からハブ内部に空気流が流れ込むことがなくなり、また、気流が霧状の水分などの湿気を含む雰囲気である場合、ハブ表面に液滴が付着することがあってもプロペラの遠心力によって誘導部から拡散されるため、腐食の原因となる液滴がハブ内部に進入することがなくなり、耐食性および耐久性がさらに向上する。
【００１５】
（３）前記プロペラおよび前記ケーシングを合成樹脂で形成すれば、これらに当接する気流が腐食性雰囲気であっても腐食することがなくなるため、耐食性および耐久性がさらに向上するほか、製造も容易となる。
【００１６】
（４）前記検出部として、前記回転軸とともに回転する磁石と、前記磁石の回転で生じる磁界変化を検知するホール素子とを設けることにより、信頼性および耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態である風速センサを示す平面図、図２は図１に示す風速センサの正面図、図３は図１に示す風速センサの側面図、図４は図１に示す風速センサの背面図、図５は図２におけるＡ−Ａ線断面図、図６は図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００１８】
図１〜図６に示すように、本実施形態の風速センサ１０は、矢印２４の方向に流れる気流を受けて回転軸１１と共に回転するプロペラ１２と、プロペラ１２より風下側において回転軸１１を回転自在に軸支する軸受１３を内蔵するケーシング１４と、回転軸１１の回転数を検出するためケーシング１４内に設けられた非接触方式の検出部１５と、ケーシング１４の風上側の先端部１４ａの外周および先端部１４ａから突出する回転軸１１の先端部１１ａを包囲する状態でプロペラ１２の回転中心部に設けられたキャップ形状のハブ１６と、を備えている。本実施形態において、プロペラ１２は９０度間隔で配置された４枚の羽根１２ａを備え、プロペラ１２とハブ１６およびケーシング１４は合成樹脂で形成され、プロペラ１２とハブ１６とは一体成形されている。また、軸受１３はボールベアリングを用いている。
【００１９】
ケーシング１４は、略直方体形状の本体部１４ｂと、この本体部１４ｂから突出した円柱状の軸部１４ｃとで形成され、本体部１４ｂの背面部分には開閉蓋１４ｄがネジ１８によって着脱可能に取り付けられている。本体部１４ｂの両側にはそれぞれ、風速センサ１０を空調用チャンバなどの送風経路内に固定するための略Ｌ字形状の取り付け具１７が装着されている。取り付け具１７は、その上方部分に設けられた係止孔１７ａに、本体部１４ｂの両側面に設けられた突起部１４ｅを挿入し、取り付け具１７の外側から本体部１４ｂにネジ１９を螺着することによって固定されている。また、取り付け具１７の下端部分をそれぞれ外側に向かって折り曲げることによって固定部１７ｃが形成され、固定部１７ｃには、後述するネジ２３（図７参照）を通すための貫通孔１７ｂが開設されている。
【００２０】
ケーシング１４の軸部１４ｃの本体部１４ｂ寄りの部分および先端部１４ａ寄りの部分にそれぞれ配置された軸受１３に回転軸１１が回転自在に軸支され、先端部１４ａから突出する回転軸１１の先端部１１ａにはプロペラ１２が取り付けられている。また、本体部１４ｂ内に位置する回転軸１１の基端部１１ｂに取り付けられた合成樹脂製の回転体２０の外周にリング状の磁石１５ａが固定され、磁石１５ａの外周領域の一部にホール素子１５ｂが配置されている。磁石１５ａとホール素子１５ｂとによって検出部１５が形成されている。
【００２１】
後述するように、一定方向に流れる気流によってプロペラ１２と共に回転する回転軸１１によって、ケーシング１４の本体部１４ｂ内に配置された回転体２０および磁石１５ａが回転するので、このときの磁石１５ａの回転による磁界の変化をホール素子１５ｂが検出し、その検出信号を配線２１を経由して、例えば、制御部２２（図７参照）へ送信するようになっている。また、ケーシング１４の本体部１４ｂ背面の開閉蓋１４ｄには回転軸１１と略平行方向に突出した板状の突出部１４ｆを設けているが、この突出部１４ｆは、ホール素子１５ｂからの配線２１を結束バンドで束ねて固定するためのものである。
【００２２】
風速センサ１０においては、ケーシング１４の軸部１４ｃの外径よりもハブ１６の内径が大きくなっており、軸受１３を有するケーシング１４の風上側の先端部１４ａの外周およびこの先端部１４ａから突出する回転軸１１の先端部１１ａがハブ１６で包囲された状態となっている。このため、風上側から流れる気流が回転軸１１の先端部１１ａおよび軸受１３に当接することがない。従って、回転軸１１および軸受１３などが容易に腐食することがなく、耐食性および耐久性に優れている。また、プロペラ１２およびケーシング１４は合成樹脂製であるため製造が容易であり、これらに当接する気流が腐食性雰囲気であっても腐食することがない。
【００２３】
また、ハブ１６の風下側の端部に回転軸１１を中心にスカート状に拡径した誘導部１６ａを設けているため、風上から流れてくる気流はハブ１６の外周面に沿って流れていった後、誘導部１６ａに沿って広がる方向に拡散するようになる。このため、ハブ１６の風下側の端部からハブ１６の内部に気流が流れ込むことがなくなり、耐食性および耐久性のさらなる向上を図ることができる。また、気流が誘導部１６ａに沿って拡散することによって、プロペラ１２，ハブ１６およびケーシング１４に塵埃などが付着するのを抑制することができる。また、流れてくる気流が湿気を含む雰囲気である場合、例えば、霧状の水分を含む場合、ハブ１６表面に液滴が付着することがあっても、プロペラ１２の回転で生じる遠心力によって誘導部１６ａから拡散されるため、腐食の原因となる液滴がハブ１６内部に進入することもなく、優れた耐食性および耐久性を発揮する。さらに、ハブ１６は、風上に向かって尖ったキャップ形状であるため、気流の抵抗が比較的小さく、騒音も抑制することができる。
【００２４】
さらに、検出部１５として、回転軸１１とともに回転する磁石１５ａと、磁石１５ａの回転で生じる磁界変化を検知するホール素子１５ｂとを設けているため、信頼性が高く、耐久性にも優れている。なお、ホール素子１５ｂの代わりに、ホール素子とアンプなどの周辺回路を集積化したホールＩＣを使用することもできる。ホールＩＣを使用することにより、検出部の構造を簡素化することができる。
【００２５】
また、特許文献１に記載の従来の風速センサにおいては露出状態にあった部材が、風速センサ１０においては全てケーシング１４内に収容されているため、プロペラ１２およびケーシング１４に流体の雰囲気に応じたコーティングを施せば、例えば、有機溶剤系流体を含む雰囲気やさらに過酷な腐食性雰囲気においても使用することが可能となる。また、プロペラ１２およびケーシング１４を合成樹脂以外の他の材料（例えば、金属材料など）で形成した場合であっても、これらの表面に流体の雰囲気に応じたコーティングを施せば、前述したような様々な種類の流体を含む雰囲気において使用可能となる。この場合、プロペラ１２およびケーシング１４の２つの部材の表面にコーティングすればよいので、コーティング作業も容易である。
【００２６】
次に、図７，図８を参照して、風速センサ１０を使用した空調用ダンパについて説明する。図７は図１に示す風速センサ１０を使用した空調用ダンパの一部切欠側面図、図８は図７に示す空調用ダンパの一部省略正面図である。
【００２７】
図７，図８に示すように、空調用ダンパ３０は、送風経路である円筒状のケーシング３１内に、風速センサ１０が配置され、その風下側に、送風経路を拡げたり、狭めたりするための開閉式の羽根板３２が配置されている。風速センサ１０は、取り付け具１７の下端の固定部１７ｃに設けられた貫通孔１７ｂ（図６参照）にネジ２３を通し、ケーシング３１を形成する壁体に螺着することによって固定されている。本実施形態では、風速センサ１０は、その回転軸１１が、ケーシング３１の軸心に位置するように配置されている。
【００２８】
また、この羽根板３２の開閉機構（図示せず）および羽根板３２の開度を設定するための制御部２２などが内蔵された制御装置３４が、ケーシング３１の側面部分に配置されている。制御装置３４の側面には、羽根板３２の開度を表示する表示部３３が設けられている。表示部３３は、羽根板３２の開度に応じて支軸３３ａを中心に回動する指針３３ｂと、指針３３ｂの指す位置を示す目盛板３３ｃとで形成されている。なお、目盛板３３ｃの右上に表示された矢印３３ｄの示す方向が空調用ダンパ３０内における気流の流れ方向である。
【００２９】
円筒状のケーシング３１の両端は開口しており、それぞれに他のダクト（図示せず）を連結することによって目的地点までの送風経路を形成することができる。ケーシング３１内を一定方向（矢印３３ｄの方向）に流れる気流を受けたプロペラ１２が回転すると、その回転は回転軸１１に伝わり、図５，図６で示したケーシング１４の本体部１４ｂ内の回転体２０および磁石１５ａが回転する。このときの磁石１５ａによる磁界の変化をホール素子１５ｂが検出し、その検出信号を、配線２１を経由して制御装置３４内の制御部２２へ送信する。
【００３０】
ホール素子１５ｂからの検出信号に基づいて、制御部２２はケーシング３１内を流れる気流の風速を算出し、送風経路がその風速に応じた状態となるように、開閉機構（図示せず）を作動させて羽根板３２の開度を設定する。そして、このときの羽根板３２の開度は表示部３３の指針３３ｂによって表示される。また、ケーシング３１内を流れる気流の風速が変化すると、風速センサ１０のプロペラ１２の回転数が変化し、そのときの磁界の変化をホール素子１５ｂが検出し、その検出信号が配線２１を経由して制御装置３４内の制御部２２へ送信され、それに適した状態に羽根板３２の開度が設定される。
【００３１】
このように、空調用ダンパ３０内を流れる気流の風速を風速センサ１０で検出して、羽根板３２の開度を適正に設定することができるので、常に良好な空調状態を得ることができる。また、風速センサ１０を用いることにより、耐食性および耐久性にも優れたものとなる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、風速センサ１０の回転軸１１が、ケーシング３１の軸心に位置するように風速センサ１０を配置しているが、これに限定するものではなく、ケーシング３１内の任意の位置に配置することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の風速センサは、空調設備を構成する空調用ダンパあるいは空調用ダクトなどの各種送風経路内における風速検出手段として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態である風速センサを示す平面図である。
【図２】図１に示す風速センサの正面図である。
【図３】図１に示す風速センサの側面図である。
【図４】図１に示す風速センサの背面図である。
【図５】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図１に示す風速センサを使用した空調用ダンパの一部切欠側面図である。
【図８】図７に示す空調用ダンパの一部省略正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  風速センサ
１１  回転軸
１１ａ  先端部
１１ｂ  基端部
１２  プロペラ
１２ａ  羽根
１３  軸受
１４，３１  ケーシング
１４ａ  先端部
１４ｂ  本体部
１４ｃ  軸部
１４ｄ  開閉蓋
１４ｅ  突起部
１４ｆ  突出部
１５  検出部
１５ａ  磁石
１５ｂ  ホール素子
１６  ハブ
１６ａ  誘導部
１７  取り付け具
１７ａ  係止孔
１７ｂ  貫通孔
１７ｃ  固定部
１８，１９，２３  ネジ
２０  回転体
２１  配線
２２  制御部
２４，３３ｄ  矢印
３０  空調用ダンパ
３２  羽根板
３３  表示部
３３ａ  支軸
３３ｂ  指針
３３ｃ  目盛板
３４  制御装置
【図１】
2006052952.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006052952.tif 000008
【図７】
2006052952.tif 000009
【図８】
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