(57)【要約】【課題】小型で簡単な構成で、かつ耐震性、信頼性、耐久性に優れるとともに精度の良い流量センサを提供する。【解決手段】流体の流量を検出する流量センサにおいて、オリフィスと、オリフィスの上流側圧力と下流側圧力の差圧により移動する一つのスプールと、スプールの移動量を測定して求めた差圧から流量を検出し、検出した流量に応じた電気信号を発生する一つの差圧センサとからなり、差圧センサがスプールに付設した被検出体と、被検出体の位置を測定して差圧を求める差動トランスとからなることを特徴とする流量センサ。【選択図】　　　　図１
2004012394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流量を検出する流量センサにおいて、
オリフィスと、
オリフィスの上流側圧力と下流側圧力の差圧から流量を検出し、検出した流量に応じた電気信号を発生する一つの差圧センサとからなることを特徴とする流量センサ。
【請求項２】
流体の流量を検出する流量センサにおいて、
オリフィスと、
オリフィスの上流側圧力と下流側圧力の差圧により移動するスプールと、
スプールの移動量を測定して求めた差圧から流量を検出する一つの差圧センサとからなることを特徴とする流量センサ。
【請求項３】
請求項２記載の流量センサにおいて、
差圧センサがスプールに付設した被検出体と、
被検出体の位置を測定して差圧を求める非接触式ストロークセンサとからなることを特徴とする流量センサ。
【請求項４】
請求項３記載の流量センサにおいて、
差圧を求める非接触式ストロークセンサが差動トランスよりなることを特徴とする流量センサ。
【請求項５】
請求項１から請求項４記載の流量センサにおいて、
スプールが最大移動量に到達するとき、および／あるいは中立位置に復帰するときに衝撃を吸収する衝撃吸収機構をスプールに付設し設けてなることを特徴とする流量センサ。
【請求項６】
請求項１から請求項５記載の流量センサにおいて、
オリフィスを内蔵するとともに管フランジに接続可能なブロックに差圧センサを付設してなることを特徴とする流量センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量センサに係り、特に、オリフィスの上流側圧力と下流側圧力の差圧から流量を求める流量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に流体の流量はオーバル歯車式容積流量計、回転式流量計等が多く用いられている。オーバル歯車式容積流量計は一対の楕円形状の歯車を噛み合せて回転させ、歯車を通過した流量を歯車の回転から測定している。このオーバル歯車式容積流量計は精度が優れているためテストベンチに多く使用されている。
回転式流量計では、主に回転羽根が付いているタービンを回転させ、タービンを通過する流量をタービンの回転数から測定している。この回転式流量計は小型であるため多方面で用いられている。
他の方法としては管オリフィスあるいは管ノズルを用いて差圧を生じさせ、その差圧を二つの圧力計あるいはベンチュリー計により測定して流量を求めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方法で流量を検出する場合にオーバル歯車式容積流量計は高精度であるが、場積が大きいとともに耐震性が劣るために振動が多い車両等に搭載することは困難である。またオーバル歯車式容積流量計は高価であるため、車両等では多数用いることができないという問題がある。
回転式流量計は場積が小さいため車両等に搭載可能であるが、小流量しか測れないため大流量あるいは中流量を用いる車両等のような油圧回路では使用が困難である。またタービンを用いた流量計では抵抗が大きいため圧損が大きく、発熱が生じ易いため冷却装置等の余分な設備が必要になり、場積が大きくなるとともに価格が高くなってしまうという問題がある。
【０００４】
管オリフィスあるいは管ノズルを用いて差圧を測定し流量を検出する場合には、二つの圧力計あるいはベンチュリー計には性能に差があるため初期設定に時間を要するとともに、差圧の精度が悪くなるという問題がある。また２個の圧力センサおよび減算器を用いているため回路が複雑になるとともに、コストがアップする。
建設機械、産業機械あるいは産業車両等の油圧機器を用いた油圧回路においてはエンジン又は電動モータの回転速度、油圧ポンプの吐出量、あるいは作業機の作動等の制御を行なうため複数の回路の流量を検出する必要が生じ、耐震性が優れるとともに配管の途中に取着できる小型の流量計の開発が望まれている。
【０００５】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、小型で簡単な構成で、かつ耐震性、信頼性、耐久性に優れるとともに精度の良い流量センサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するために、本発明に係る流量センサの発明は、流体の流量を検出する流量センサにおいて、オリフィスと、オリフィスの上流側圧力と下流側圧力の差圧から流量を検出し、検出した流量に応じた電気信号を発生する一つの差圧センサとからなる構成とし、また、流体の流量を検出する流量センサにおいて、流路に設けたオリフィスと、オリフィスの上流側圧力と下流側圧力の差圧により移動するスプールと、スプールの移動量を測定して求めた差圧から流量を検出する一つの差圧センサとからなる構成にしている。
この場合において、差圧センサがスプールに付設した被検出体と、
被検出体の位置を測定して差圧を求める非接触式ストロークセンサとからなるようにしている。
また差圧を求める非接触式ストロークセンサが差動トランスよりなるようにすると良い。
またスプールが最大移動量に到達するとき、および／あるいは中立位置に復帰するときに衝撃を吸収する衝撃吸収機構をスプールに付設し設けてなるようにすると良い。
またオリフィスを内蔵するとともに管フランジに接続可能なブロックに差圧センサを付設してなるようにすると良い。
【０００７】
上記構成によれば、流量センサは、オリフィスの上流側の高圧流体と下流側の低圧流体を受けてその差圧に応じて流量を検出し、また、ばねにより押圧されているスプールがオリフィスの上流側の高圧流体と下流側の低圧流体を受けてその差圧に応じて移動するが、そのときの移動量を測定して高圧流体と低圧流体との差圧を検出し、その差圧より流量を得ている。
これにより流量センサは、従来のように二つの圧力センサを用いて差圧を検出する必要がなくなり、一つの圧力センサで差圧を測定でき、また、一つのスプールで差圧を測定できるため簡単な構成で小型になるとともに精度良く流量を得ることができる。流量センサはスプールを用いて流量を検出しているためスプールのストロークを大きく取ることにより大流量の測定が可能になるとともに耐震性の良いセンサを得ることができる。
【０００８】
流量センサがスプールに付設した被検出体の位置を測定して非接触式ストロークセンサで流量を求めて電気信号で出力しているため、その後にいろいろな制御に容易に利用することができる。多数の流量センサが用いられる建設機械、産業機械あるいは産業車両等の車両においても配線が容易にできるとともに制御が容易になる。
差圧を求める非接触式ストロークセンサが差動トランスよりなるため、センサの耐久性が向上するとともに振動に対して優れている。
【０００９】
流量センサはスプールが最大移動量に到達するとき、および／あるいは中立位置に復帰するときに衝撃を吸収する衝撃吸収機構を設けているため、流量の変動が大きくて差圧の増幅が大きいところに使用しても流量センサの耐久性が向上するとともに信頼性が増している。したがって回転変動が大きい車両でも故障することなく使用できる。
【００１０】
流量センサは、オリフィスを内蔵するとともに管フランジに接続可能なブロックに差圧センサを付設して流量を得ているため、配管の途中のフランジ部に設置することができる。このため、車両等に搭載が容易になるとともに、場積を小さく出来て、建設機械、産業機械あるいは産業車両等の車両に多数使用することが可能になり、かつ安価に設置することができる。
【００１１】
つまり、以上のように上記の流量センサは、一つの流量センサで、また、一つのスプールにより差圧を求めるとともに衝撃吸収機構を設けているため、小型で、構造が簡単で安価で、性能が良く、かつ耐震性、耐久性、信頼性の高いセンサが得られ、特に振動が多く、かつ多数個用いる建設機械、産業機械あるいは産業車両等の車両の搭載に適している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る流量センサの実施形態について図面を参照して説明する。
先ず、第１実施例の流量センサ１について図１から図８を用いて説明する。図１は流量センサ１の正面断面図、図２は流量センサ１の側面断面図、図３は差圧センサ２の正面断面図、図４は差圧センサ２の平面断面図、図５は弁本体部４の正面断面図、図６はスプールの正面断面図、図７はスプールの断面図で、第１衝撃吸収機構を示す図、および図８はスプール移動量と差圧、流量信号出力電圧の関係を説明する図である。
【００１３】
図１、図２において、流量センサ１は差圧センサ２とブロック部３とから構成されている。差圧センサ２は、主に弁本体部４、スプール５、第１ばね部６、第２ばね部７および差圧検出部９により構成されている。
図３、図４において、弁本体部４は、主に、弁本体１１、カラー１３およびプラグ１５から構成されている。弁本体１１は略中空長方形状で形成されており、その中空部には段付のスプール孔１６および複数の環状弁本体溝１７が形成されている。スプール孔１６には段付のスプール５が摺動自在に枢密に挿入されている。
図５において、弁本体１１のスプール孔１６および環状弁本体溝１７は、図示右側（差圧検出部９側）から順次、第１環状弁本体溝１７ａ、第１スプール孔１６ａ、第２環状弁本体溝１７ｂ、第２スプール孔１６ｂ、第３環状弁本体溝１７ｃ、第３スプール孔１６ｃ、第４環状弁本体溝１７ｄ、第５環状弁本体溝１７ｅおよび第６環状弁本体溝１７ｆが形成されている。
【００１４】
第２スプール孔１６ｂと第３スプール孔１６ｃは同じ直径Ｄｂである。第２スプール孔１６ｂと第３スプール孔１６ｃの直径Ｄｂは第１スプール孔１６ａの直径Ｄａおよびカラー１３の直径Ｄｃよりも大きい孔径で形成されている。また第１スプール孔１６ａの直径Ｄａとカラー１３の直径Ｄｃとは同じ直径で形成すると良い。
第１環状弁本体溝１７ａはばね室１８を形成し第２ばね部７が収容されている。第３環状弁本体溝１７ｃは弁本体１１の外形の一面に設けられた高圧ポート２０に接続している。第４環状弁本体溝１７ｄはカラー１３の一端面１３ａとで溝を形成するとともに、弁本体１１の外形の一面に設けられた低圧ポート２１に接続している。
【００１５】
高圧ポート２０はブロック部３の管オリフィス４１の上流側に接続されて高い圧力の流体（以下、高圧流体という）を後述する第１差圧室２３に導いている。また低圧ポート２１は管オリフィス４１の下流側に接続されて低い圧力の流体（以下、低圧流体という）を後述する第２差圧室２５に導いている。
第５環状弁本体溝１７ｅにはカラー１３が挿嵌されている。カラー１３は、その外径１３ｃが第５環状弁本体溝１７ｅに挿嵌されるとともに、その内径面１３ｂにはスプール５が摺動自在に枢密に挿入されている。プラグ１５は弁本体１１の図示左側の端部に螺合しており、プラグ１５は第１ばね部６を保持している。
ばね室１８にはタンクポート２２が接続されており、スプール５とスプール孔１６から漏れた流体を図示しないタンクに戻している。
【００１６】
スプール５は、図６に示すように、図示右側（差圧検出部９側）から順次、第１スプール外径部５ａ、第２スプール外径部５ｂ、第１環状スプール外径部５ｃ、第３スプール外径部５ｄ、第２環状スプール外径部５ｅおよび第４スプール外径部５ｆが形成されている。第１環状スプール外径部５ｃおよび第２環状スプール外径部５ｅはスプール５の加工精度を高めるとともに、加工を容易にするために設けている。
第３スプール外径部５ｄの直径ｄｂは第２スプール外径部５ｂの直径ｄａおよび第４スプール外径部５ｆの直径ｄｃよりも大きい直径で形成されている。第２スプール外径部５ｂの直径ｄａと４スプール外径部５ｆの直径ｄｃとは同じ直径で構成すると良い。
【００１７】
第３スプール外径部５ｄには、図７（ａ）に示すように外周の均等区分位置に衝撃吸収用スリット５ｇ（以下、スリット５ｇという）が形成されている。このスリット５ｇは図６に示すように第３スプール外径部５ｄの長さの内側に設けられ、その一端の終了点Ｍｐは図３に示すように第２スプール孔１６ｂの端部から所定距離Ｓｔだけ離れた位置に設けられている。この所定距離Ｓｔはスプール５の最大移動量より若干小さく設定する、差圧センサ１の最大ストロークである。
またスリット５ｇの他端の終了点Ｍｓは、図４に示すようにスプール５が最大ストロークＳｔしたときに第３スプール孔１６ｃの中にあり、流体がスリット５ｇから第４環状弁本体溝１７ｄに漏れないようにしている。
【００１８】
スリット５ｇは、図３に示す中立時に第２スプール孔１６ｂを跨いで第２環状弁本体溝１７ｂと第３環状弁本体溝１７ｃとを連通しており、高圧流体の導入通路である。スリット５ｇは、第３環状弁本体溝１７ｃから第２環状弁本体溝１７ｂに高圧流体を導入通路で供給するとともに、図４に示すようにスプール５の図示左側への移動が終了点Ｍｐの近傍に到達すると高圧流体の供給を絞っている。
終了点Ｍｓ手前ではスリット５ｇの導入通路を遮断して高圧流体の供給が停止され、スプール５の移動は停止する。このため、例えばスプール５はプラグ１５に当接することがなく停止するため、スプール５の破損を防止できるとともに衝撃なく停止できる。このように、スプール５は最大移動量Ｓｔ時にスリット５ｇよりなる第１衝撃吸収機構で衝撃が緩和して停止するため耐久性が向上し信頼性も増している。第１衝撃吸収機構は、図７（ｂ）に示すように、スプール５の外径と同芯の浅い溝５ｎで形成しても良い。
【００１９】
スプール５には小径孔５ｈと有底穴５ｊと連通孔５ｋからなる段付孔があけられており、その一端側の連通孔５ｋにはねじ孔５ｍがあけられている。一端側の小径孔５ｈとねじ孔５ｍには後述する差圧検出部９の被検出体３６が取着されており、また他端側の有底孔５ｊには第１ばね２７の一端部が収容されている。
第１スプール孔１６ａにはスプール５の第２スプール外径部５ｂが、また第２スプール孔１６ｂおよび第３スプール孔１６ｃには第３スプール外径部５ｄが、更にカラー１３の内径面１３ｂには第４スプール外径部５ｆがそれぞれ摺動自在に枢密に挿入されている。
【００２０】
第１差圧室２３は、主に第２環状弁本体溝１７ｂと第２スプール外径部５ｂと第３スプール外径部５ｄとで構成されており、スプール５のスリット５ｇ、第３環状弁本体溝１７ｃを経て高圧ポート２０に接続している。第１差圧室２３は第３スプール外径部５ｄの直径ｄｂと第２スプール外径部５ｂの直径ｄａとの差よりなる高圧側受圧面積Ａｈに高圧流体を受けて高圧側押し力Ｆｈを生じ、スプール５を第１ばね２７に抗して図示の左側に押圧している。
第２差圧室２５は、主に第４環状弁本体溝１７ｄとカラー１３の一端面１３ａと第３スプール外径部５ｄと第４スプール外径部５ｆとで構成されており、第４環状弁本体溝１７ｄにより低圧ポート２１に接続している。第２差圧室２５は第３スプール外径部５ｄの直径ｄｂと第４スプール外径部５ｆの直径ｄｃとの差よりなる低圧側受圧面積Ａｒに低圧流体を受けて低圧側押し力Ｆｒを生じ、スプール５を第１ばね２７のばね力Ｆｓとともに図示の右側に押圧している。
【００２１】
第１ばね部６は、主に第１ばね２７、調整ボルト２８、ナット２９で構成されている。第１ばね２７は一端側がスプール５の有底孔５ｊに、また他端側が調整ボルト２８に当接して支持されており、ばね力Ｆｓでスプール５を押圧している。
調整ボルト２８は、プラグ１５により螺合して支持されるとともに、第１ばね２７の他端部を支持している。調整ボルト２８は回転により図示の左右方向に移動し第１ばね２７のばね力Ｆｓを可変にしている。これにより第１ばね２７は高圧流体の圧力Ｐｈと低圧流体の圧力Ｐｒとの差圧が所定値になるように調整可能にしている。ナット２９は差圧が調整ボルト２８で調整された後に調整ボルト２８をプラグ１５に締結している。
【００２２】
第２ばね部７は、主にケース３０、第２ばね３１、ばね受け３２で構成されている。ケース３０は弁本体１１にボルトにより取着されおり、ケース３０には第１有底孔３０ａ、第２有底孔３０ｂ、連通孔３０ｃが設けられている。
第２ばね３１は一端側がばね受け３２を介して第１環状弁本体溝１７ａに、他端側が第１有底孔３０ａに当接して支持されている。第２ばね３１は、ばね受け３２を介してスプール５の端面に当接して図３に示す中立位置を保つとともに、ばね受け３２を介してスプール５が移動時より中立位置に復帰するときの衝撃を緩和している。
【００２３】
このため、例えばスプール５がケース３０に当接することがなく停止するため、スプール５の破損を防止できるとともに衝撃なく停止できる。このように、スプール５は中立復帰時に第２ばね３１よりなる第２衝撃吸収機構で衝撃が緩和して停止するため耐久性が向上し信頼性も増している。
第２有底孔３０ｂには差圧検出部９の差圧検出器３５を保持するねじ孔３０ｄが形成されている。スプール５に取着された被検出体３６は連通孔３０ｃを貫通し、被検出体３６は差圧検出器３５の内部に収容されている。
【００２４】
差圧検出部９は、差圧検出器３５、被検出体３６により構成されている。差圧検出器３５は、例えば非接触式ストロークセンサである差動トランスを用いて被検出体３６の作動位置に比例した電気信号を取り出し、スプール５に作用する高圧流体の圧力Ｐｈと低圧流体の圧力Ｐｒとの差圧を検出し下記のごとく数式１により流量Ｑを得ている。
被検出体３６はスプール５の一端側に形成された小径孔５ｈに嵌合するとともにねじ孔５ｍに螺合して取着されている。これにより被検出体３６は差圧検出器３５の所定位置に容易に挿入することができる。被検出体３６はスプール５と一体となって移動するコアとなり、その位置が差動トランス（差圧検出器３５）により検出されている。
【００２５】
差圧検出器３５はケース３０のねじ孔３０ｄに移動自在に取着されており、その移動により中立位置の差圧値を調整できる。差圧検出器３５は調整後にナット３７によりケース３０に締結される。
差圧検出器３５は第１有底孔３０ａ側から流体が入らないようにシール部材、容器等により保護されている。また差圧検出器３５は、接触式、非接触式を問わずポテンショメータ等の変位量を検出できるセンサならどのようなセンサでも使用することができるが、振動に対して優れているとともに耐久性がよい非接触式の差動トランスで被検出体３６をスプール５に付設して用いることにより、振動の多い建設機械、産業機械あるいは産業車両等の車両に搭載することができる。
【００２６】
差圧検出器３５はスプール５に作用する高圧流体の圧力Ｐｈと低圧流体の圧力Ｐｒとの差圧（Ｐｈ−Ｐｒ）を検出し、次の流量Ｑを流量信号として出力している。この流量Ｑは、下記の数式により、
Ｑ＝ｋ・Ａ・｛２ｇ（Ｐｈ−Ｐｒ）／γ｝１／２
ｋ：液体、空気等の流量係数、
Ａ：オリフィス４１ａの断面積、
ｇ：重力の加速度、
γ：オリフィス４１ａ直前の流体の被重量、
として求められる。
上記数式よりスプール５の移動量に応じた図８の実線で示す差圧（Ｐｈ−Ｐｒ）を検出するとともに、この差圧（Ｐｈ−Ｐｒ）より対応する流量Ｑを二点鎖線で示す流量信号として差圧検出器３５より電気信号で出力し、流量センサ１として機能している。
【００２７】
図１、図２においてブロック部３は、ブロック４０、管オリフィス４１、押え板４２により構成されている。ブロック４０は略中空長方体形状よりなり、その中央部には段付の中空孔４０ａがあけられている。
ブロック４０には管オリフィス４１が挿入されており、その上流側に差圧センサ２の高圧ポート２０に接続される上流側取出し孔４０ｂと、下流側に差圧センサ２の低圧ポート２１に接続される下流側取出し孔４０ｃとがあけられている。
ブロック４０には、上流側取出し孔４０ｂと下流側取出し孔４０ｃとがあけられている一面に差圧センサ２が取着されている。
【００２８】
ブロック４０の中空孔４０ａを有する一対の面には、それぞれ配管の管フランジ４４が着脱自在に取着されるように、ねじ孔４０ｄあるいはボルト孔が形成されている。ブロック４０の中空孔４０ａおよび押え板４２の孔４２ａとで流体の流路を形成している。
管オリフィス４１は、その中央部に断面積Ａを有するオリフィス４１ａがあけられている。管オリフィス４１は、段付中空孔４０ａの小径側に挿入されるとともに、押え板４２により固定されてブロック４０に取着されている。管オリフィス４１はブロック４０と別体で形成することにより流量Ｑに適したオリフィス４１ａが選定できるが、オリフィス４１ａが決定した後にはブロック４０と押え板４２とで一体に形成しても良い。
【００２９】
上記構成において、流量センサ１の作動について図１から図８を用いて説明する。
流量センサ１は流体がブロック４０の流路内を流れないときにはオリフィス４１ａの前後に圧力が生じない。このため差圧センサ２は第１差圧室２３に高圧流体が、また第２差圧室２５に低圧流体が供給される前の図１に示す中立状態にあり、スプール５は第２ばね３１により中立位置に停止している。
この中立状態から流体がブロック４０の流路内を流れると、第１差圧室２３にはオリフィス４１ａの前側の高い圧力Ｐｈの高圧流体が上流側取出し孔４０ｂ、高圧ポート２０、第３環状弁本体溝１７ｃ、スリット５ｇを順次経て供給される。また同時に第２差圧室２５にはオリフィス４１ａの後側の低い圧力Ｐｒの低圧流体が下流側取出し孔４０ｃ、低圧ポート２１、第４環状弁本体溝１７ｄを順次経て供給される。
【００３０】
スプール５は、第１差圧室２３の高圧流体の圧力Ｐｈにより生ずる高圧側押し力Ｆｈと、第２差圧室２５の低圧流体の圧力Ｐｒにより生ずる低圧側押し力Ｆｒとの差の力Ｆｄ（Ｆｄ＝Ｆｈ−Ｆｒ）によって図３の左方向に移動し第１ばね２７を圧縮する方向に押圧する。スプール５は、差圧により生ずる差の力Ｆｄと第１ばね２７のばね力Ｆｓとが釣り合った位置で移動が停止する。
このとき第２スプール外径部５ｂの直径ｄａと第４スプール外径部５ｆの直径ｄｃとが同じ直径で構成され、高圧側受圧面積Ａｈと低圧側受圧面積Ａｒとを等しくすることにより、差の力Ｆｄは高圧流体の圧力Ｐｈと低圧流体の圧力Ｐｒとの差圧に等しくなり、スプール５の移動量がそのまま差圧として出力できる。
【００３１】
スプール５の移動に伴い取着されている被検出体３６はスプール５と共に移動する。差圧検出器３５は、被検出体３６の作動位置に比例した信号より高圧流体の圧力Ｐｈと低圧流体の圧力Ｐｒとの差圧を検出し、その差圧を用いて前記の数式１より流量Ｑの流量信号を出力する。
例えば差圧検出器３５は、図８に示すようにスプール５の移動量より差圧を検出し、その差圧より流量Ｑの流量信号として出力するようにしている。このように差圧検出器３５はスプール５に作用する差圧をスプールの移動量にして検出し、その差圧より流量Ｑを求め電気信号として取り出しているため、その後にいろいろな制御に利用することができるようになる。
【００３２】
上記において、測定中に流路を流れる流量Ｑが変動しオリフィス４１ａの前後の差圧が大きくなると、それに伴って第１差圧室２３と第２差圧室２５との差圧が大きくなる。このためスプール５の移動量が大きくなって最大ストロークＳｔ時の終了点Ｍｐに到達する。このときスプール５に設けたスリット５ｇは、第３環状弁本体溝１７ｃから第２環状弁本体溝１７ｂに供給する高圧流体を終了点Ｍｐの手前近傍で絞り始める。
終了点Ｍｐ手前でスリット５ｇの開口は、第２スプール孔１６ｂで遮断され、第３環状弁本体溝１７ｃから第２環状弁本体溝１７ｂに供給する高圧流体を停止する。このとき更にスプール５が移動しようとすると、第１差圧室２３の高圧流体の圧力Ｐｈが低下してスプール５の押圧力が低下する。これにより終了点Ｍｐの後方近傍でスプール５は減速され確実に停止する。このようにスリット５ｇよりなる第１衝撃吸収機構でスプール５の停止時の衝撃が緩和しながら停止するので、流量センサ１の耐久性が向上し信頼性も増すことになる。
【００３３】
計測中に差圧が変動し、スプール５が計測点と中立位置との間を往復するとき、あるいは計測が終了しスプール５が元の中立位置に復帰するとき、スプール５は第１ばね２７に押圧されながら元の中立位置に移動する。このときスプール５はばね受け３２を介して第２ばね３１により緩衝しながら受けられて停止しているため、スプール５が中立位置に復帰するとき衝撃が緩和されるので流量センサ１の信頼性、耐久性が向上する。
【００３４】
次に、第２実施例の流量センサ１Ａについて、図９を用いて説明する。なお、第１実施例の流量センサ１と同一箇所には同一符号を付して説明は省略する。
第１実施例の流量センサ１と第２実施例の流量センサ１Ａでは、スプール５と弁本体１１の形状、カラー１３の位置、調整ボルト２８と第２ばね部７の有無が異なっている。
第１流量センサ１Ａは第１差圧センサ２Ａとブロック部３とから構成されている。第１差圧センサ２Ａは、主に第１弁本体部４Ａ、第１スプール５Ａ、第１ばね２７および第１差圧検出部９Ａにより構成されている。
【００３５】
第１弁本体部４Ａは、主に、第１弁本体１１Ａおよび第１カラー１３Ａから構成されている。第１弁本体１１Ａは略中空長方形状で形成されており、その中空部の段付スプール孔に段付の第１スプール５Ａが摺動自在に枢密に挿入されている。
図９において、第１弁本体１１Ａには第１差圧検出部９Ａ側から順次、第５環状弁本体溝１７ｅ、第２環状弁本体溝１７ｂ、第３スプール孔１６ｃ、第４環状弁本体溝１７ｄ、第４スプール孔１６ｄおよび第６環状弁本体溝１７ｆが形成されている。
第３スプール孔１６ｃの直径Ｄｂは第４スプール孔１６ｄの直径Ｄｃおよび第１カラー１３Ａの直径Ｄａよりも大きい孔径で形成されている。第４スプール孔１６ｄの直径Ｄｃと第１カラー１３Ａの直径Ｄａとは同じ直径で構成すると良い。
【００３６】
第２環状弁本体溝１７ｂは第１カラー１３Ａの一端面１３ａとで溝を形成するとともに、第１弁本体１１Ａの外形の一面に設けられた高圧ポート２０に接続している。第４環状弁本体溝１７ｄは第１弁本体１１Ａの外形の一面に設けられた低圧ポート２１に接続している。
ばね室１８にはタンクポート２２が接続されており、スプール５とスプール孔１６から漏れた流体を図示しないタンクに戻している。
【００３７】
第１スプール５Ａは、図９に示すように、図示右側（第１差圧検出部９Ａ側）から順次、第２スプール外径部５ｂ、第１環状スプール外径部５ｃ、第３スプール外径部５ｄ、第２環状スプール外径部５ｅおよび第４スプール外径部５ｆが形成されている。
第３スプール外径部５ｄの直径ｄｂは第２スプール外径部５ｂの直径ｄａおよび第４スプール外径部５ｆの直径ｄｃよりも大きい直径で形成されている。第２スプール外径部５ｂの直径ｄａと第４スプール外径部５ｆの直径ｄｃとは同じ直径で構成すると良い。なお、図中にはｄａ、ｄｂ、ｄｃは記載されていないが、図示のＤａ、Ｄｂ、Ｄｃの位置に相当させている。
第１カラー１３Ａの内径面１３ｅにはスプール５の第２スプール外径部５ｂが、また第３スプール孔１６ｃには第３スプール外径部５ｄが、更に第４スプール孔１６ｄには第４スプール外径部５ｆがそれぞれ摺動自在に枢密に挿入されている。
【００３８】
第１差圧室２３は、主に第２環状弁本体溝１７ｂと第１カラー１３Ａの一端面１３ａと第１環状スプール外径部５ｃとで構成されており、第２環状弁本体溝１７ｂにより高圧ポート２０に接続している。第１差圧室２３は第３スプール外径部５ｄの直径ｄｂと第２スプール外径部５ｂの直径ｄａとの差よりなる高圧側受圧面積Ａｈに高圧流体を受けて高圧側押し力Ｆｈを生じ、第１スプール５Ａを第１ばね２７に抗して図示の左側に押圧している。
第２差圧室２５は、主に第４環状弁本体溝１７ｄと第２環状スプール外径部５ｅと第４スプール外径部５ｆとで構成されており、第４環状弁本体溝１７ｄにより低圧ポート２１に接続している。第２差圧室２５は第３スプール外径部５ｄの直径ｄｂと第４スプール外径部５ｆの直径ｄｃとの差よりなる低圧側受圧面積Ａｒに低圧流体を受けて低圧側押し力Ｆｒを生じ、第１スプール５Ａを第１ばね２７のばね力Ｆｓとともに図示の右側に押圧している。
第１ばね２７は一端側がスプール５の有底孔５ｊに、また他端側が第１弁本体１１Ａに当接して支持されており、ばね力Ｆｓで第１スプール５Ａを押圧している。
【００３９】
第１弁本体１１Ａには、フランジ４６を介して第１差圧検出部９Ａの第１差圧検出器３５Ａが取着されている。
第１差圧検出部９Ａは、第１差圧検出器３５Ａ、被検出体３６により構成されている。第１差圧検出器３５Ａは差圧検出器３５と同じ機能を有しており、例えば非接触式の差動トランスを用いて被検出体３６の作動位置に比例した信号を取り出し、第１スプール５Ａに作用する高圧流体の圧力Ｐｈと低圧流体の圧力Ｐｒとの差圧を検出し、数式１より流量Ｑを得ている。
【００４０】
被検出体３６は第１スプール５Ａの一端側に形成された小径孔５ｈに嵌合するとともにねじ孔５ｍに螺合して取着されている。被検出体３６は第１スプール５Ａと一体となって移動するコアとなり、その位置が差動トランス（第１差圧検出器３５Ａ）により検出されている。
第１差圧検出器３５Ａは第１弁本体１１Ａ側から流体が入らないようにシール部材、容器等により保護されている。
【００４１】
第２実施例の作動については第１実施例と同様であり詳細な説明は省略するが、その作動は主に第１実施例と同様に第１差圧室２３に作用する高圧流体の圧力Ｐｈと、第２差圧室２５に作用する低圧流体の圧力Ｐｒとの差圧（Ｐｈ−Ｐｒ）により第１スプール５Ａを移動させるとともに、その第１スプール５Ａの移動量に応じた流量Ｑを流量信号として第１差圧検出器３５Ａより出力し、第１流量センサ１Ａとしている。この第１流量センサ１Ａはさらに小型になっているため流量が安定して流れている箇所に多数個用いるときには利点が多く得られる。
【００４２】
なお、上記において第１実施例の流量センサ１と第２実施例の第１流量センサ１Ａとの構造等は適宜組み合わせて構成することができる。また第２衝撃吸収機構はばね受け３２を介して第２ばね３１で受けるようにしたが、ばね受け３２にゴムあるいは合成樹脂等の弾性体を付設して衝撃を吸収するようにしても良い。第１衝撃吸収機構と第２衝撃吸収機構は併用しても良く、いずれか一方を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施例の流量センサの正面断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施例の流量センサの側面断面図である。
【図３】本発明に係る第１実施例の差圧センサの正面断面図である。
【図４】本発明に係る第１実施例の差圧センサの平面断面図である。
【図５】本発明に係る差圧センサの弁本体の正面断面図である。
【図６】本発明に係る差圧センサのスプールの正面断面図である。
【図７】スプールの断面図で、第１衝撃吸収機構を示す図である。
【図８】差圧とスプール移動量、流量信号出力電圧の関係を説明する図である。
【図９】本発明に係る第２実施例の流量センサの正面断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ…流量センサ、２，２Ａ…差圧センサ、３…ブロック部、４，４Ａ…弁本体部、５，５Ａ…スプール、５ｇ…衝撃吸収用スリット（第１衝撃吸収機構）、６…第１ばね部、７…第２ばね部、９，９Ａ…差圧検出部、１１，１１Ａ…弁本体、１３，１３Ａ…カラー、１５…プラグ、１６…プール孔、１７…環状弁本体溝、２０…高圧ポート、２１…低圧ポート、２２…タンクポート、２３…第１差圧室、２５…第２差圧室、２７…第１ばね、２８…調整ボルト、３０…ケース、３１…第２ばね（第２衝撃吸収機構）、３５…差圧検出器、３６…被検出体、４０…ブロック、４１…管オリフィス、４１ａ…オリフィス、４２…押え板。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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