(57)【要約】【課題】非円形回転子の回転計測にも対応でき、微少回転域における脈動や回転ゼロの状態を検知することが可能な回転検出器を提供する。【解決手段】一対の非円形回転子のうち第１回転子３に被検出用部材５を備え、回転検出器側に、第１回転子３の回転をその回転に伴う被検出用部材５の回転として検出する回転検出素子２を備える。回転検出素子２は、第１回転子３の回転方向と逆の方向に所定の角速度ω３で回転する回転板１等の回転手段に搭載する。ここで、被検出用部材５及び回転検出素子２の組み合わせにより、磁気的，電磁的，光学的のいずれの検出方式を採用してもよい。【選択図】        図１
2005009908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの被検出用部材を有する回転子の回転を検出する回転検出器であって、前記回転子の回転に伴う前記被検出用部材の回転方向と逆の方向に回転して、前記被検出用部材の回転を検出する回転検出手段を有することを特徴とする回転検出器。
【請求項２】
前記回転検出手段は、前記被検出用部材を検出した検出間隔により、前記被検出用部材の回転の角速度を検出する手段であることを特徴とする請求項１に記載の回転検出器。
【請求項３】
前記被検出用部材の回転軌跡と前記回転検出手段における検出部の回転軌跡とが、同じ円筒上にあるよう構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転検出器。
【請求項４】
前記回転検出手段は、前記被検出用部材の回転に伴う断続信号をとりだすセンサと、該センサを装着し、該センサを前記被検出用部材の回転方向と逆の方向に回転させる回転体と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転検出器。
【請求項５】
前記被検出用部材は磁石であり、前記センサは磁気センサであることを特徴とする請求項４に記載の回転検出器。
【請求項６】
前記被検出用部材は光反射体であり、前記センサは光電センサであることを特徴とする請求項４に記載の回転検出器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転検出器と、被測定流体の流入口及び流出口を有する計量室内に設けられた、該計量室に流入する被測定流体の体積に比例して回転する、少なくとも１つの被検出用部材を有する回転子とを備え、前記回転検出器により前記回転子の回転を検出して、被測定流体の流量を測定する容積式流量計。
【請求項８】
少なくとも１つの被検出用部材を有する回転子の回転の角速度を検出する回転検出方法であって、前記回転子の回転に伴う前記被検出用部材の回転方向と逆の方向に回転するセンサによって前記被検出用部材を検出し、該検出した検出間隔により、前記被検出用部材の回転の角速度を検出することを特徴とする回転検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出器、容積式流量計、及び回転検出方法に関し、より詳細には、回転子の回転を検出する回転検出器及び回転検出方法、及び計量室内に設けられた回転子の回転をその回転検出器で検出することで被測定流体の容積流量を測定する容積式流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、容積式流量計は、被測定流体が流入，流出する計量室と、その計量室内で回転する回転子等の運動子を備えている。ここで、運動子は計量室とで定められる基準の流体体積を排出する。回転子を備えた容積式流量計は、計量室を通過する流量が回転子の回転に比例した流量であり、流入する流体のフローパターンに影響されない高精度の流量であることを利用して、容積流量を測定する流量計である。
【０００３】
回転子の回転は、磁気接手等の回転伝達機構を介して液密に流量表示器に機械的に伝達する方法と、回転子の回転を、光学的，磁気的，電磁的等に回転子の位置を検出する位置検出器を用いて検出して、直接回転信号を流量パルスとして出力する方法とに大別される。
【０００４】
回転子の回転を機械的に伝達する方法は、回転伝達機構が回転子の負荷となるため、誤差要因となり、特に小流量域の測定には不向きである。従って、同方法は、小型の流量計のみならず、測定レンジの広い流量計には不適である。
【０００５】
一方、位置検出器を有する方式、特に電磁的又は磁気的に位置を検出する磁気検出方式は、測定流体の性状に影響されることなく流量検出が可能であるので、容積式流量計、特に小型の流量計において、流量検出の主流をなしている。その中でも、流量計回転子に埋設された磁石の磁力を、隔板を介して接液外に配置した感磁素子に与えてこれを働かせるようにした磁気感知方式が一般的に採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
図５は、従来技術（特許文献１）による、磁気感知方式を採用した容積式流量計の一例を示す図であり、図５（Ａ）は図５（Ｂ）の矢視Ａ−Ａ線断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図である。図５中、５０は容積式流量計、５１は筐体（外筐）、５２は端面板、５５は磁気センサ、６０は計量室、６１は流入口、６２は流出口、６３，６７は回転子、６３ａは回転子６３の歯車部（噛合部）、６３ｂは回転子６３の端面、６４は回転子６３の回転軸、６５，６６は磁石である。
【０００７】
容積式流量計５０は、外筐５１と、端面板５２と、外筐５１及び端面板５２により形成される空間に相当する計量室６０と、及び計量室６０内に配設され回転軸６４まわりに回転可能に支持される回転子６３及びそれと同様の回転子６７と、をその主要な構成要素とする。計量室６０は、流入口６１及び流出口６２に連通した外筐５１の内壁と、開口した外筐５１を封止するために外筐５１に取り付けられた非磁性材からなる端面板５２と、により構成される。また、計量室６０内には、回転軸６４が垂直に且つ互いに平行に埋設され、回転軸６４に回転可能に支持された非円形歯車の回転子６３及び同様の回転軸に回転可能に支持された非円形歯車の回転子６７が各々噛合するよう配設されている。また、回転子６３の端面６３ｂの長径上には軸対称な位置に磁石６５，６６が埋設されている。このように、計量室６０内で流入する流体の体積に比例して回転する回転子６３の端面６３ｂに、柱状の磁石６５，６６を圧入して磁石６５，６６の磁束が端面板５２に配設された磁気センサ５５により検出できるようにしている。
【０００８】
さらに、光学的に回転子の位置を検出する方式（光学式位置検出方式）を採用し、回転子の回転操作を、光を利用して計測するようにした容積式流量計も、様々なものが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００９】
図６は、従来技術（特許文献２）による、光学式位置検出方式を採用した容積式流量計の一例を示す図であり、図６（Ａ）は容積式流量計の縦断正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図である。図６中、７０は容積式流量計、７１は光透過性をもたない筐体（外筐）、７２，７３は外筐７１に配設した光路、７４は受光部、７５は光源、８０は計量室、８１は流入口、８２は流出口、８３，８７は回転子、８３ａは回転子８３の歯車部（噛合部）、８４は回転子８３の回転軸、８５，８６は回転子に配設した光路である。図５で説明した容積式流量計と異なる点は、磁石及び磁気センサの代わりに光学的な位置検出手段を設けたところであり、その他の部分の説明は省略する。
【００１０】
光路８５は、回転子８３の回転方向を横切る方向に穿った光路で、図示では一方の回転子８３に対し回転軸８４に平行な方向に穿ってあるが、光路８５は回転軸８４とは必ずしも平行である必要はなく、斜め方向に穿っても差支えなく、しかも両方の回転子８３，８７に穿ってもよい。さらにまた、光路は、回転子につき１箇所だけでなく、光路８５，８６として図示のように、１つの回転子につき回転軸に対称な位置に複数穿っても差支えない。一方、光路７２，７３は、容積式流量計７０の外筐７１において光路８５の延長上で同一線上に配設した、流体が漏れない構成の光路で、石英ガラス，光ファイバなどを埋設して形成する。光源７５が一方の光路７３の外側に配置され、センサなどの受光部７４が他方の光路７２の外側に配置されている。なお、この例では、非円形歯車を一対の回転子とした容積式流量計に用いた場合を示したが、他の容積式流量計、例えばルーツ型などの回転子を有する全てのこの種の流量計に適用できることは勿論である。
【００１１】
上述のごとき構成に基づいて、容積式流量計７０の作用を説明する。被測定流体が容積式流量計７０内を流入口８１より流出口８２に向かって流れると、回転子８３，８７が回転する。回転子８３には光路８５等が穿ってあるので、回転の度毎に容積式流量計７０の外筐７１の光路７２，７３を横切る。光路７２，７３上には、光源７５と受光部７４が配設されてあるので、光路８５が同一線上に達すると光源７５からの光を受光部７４が受光し、これを検出することができる。したがって、回転子８３の回転数に応じた受光作用が行われるので、受光部７４での受光検知を積算計数すれば、流量に比例した積算計数を知ることができる。しかも回転子８３に穿った光路８５は、その設置数を増やせばより微細な計数が可能となるので、測定精度を向上できる。
【００１２】
また、光学式位置検出方式としては、回転子に薄板円環状のエンコーダを埋没させ、そのエンコーダのスリットを光学的に検出する流量計発信器も提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平７−１２６１３号公報
【特許文献２】
実開昭５６−１２４８２９号公報
【特許文献３】
特公平７−１１８６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術による位置検出方式を採用した容積式流量計は、小流量の測定を可能とするために、回転子や回転板に埋め込む磁石の数，光路の数，エンコーダのスリット数等、回転子側に設ける被検出用部材の数を増やすことで分解能（回転子１回転当りのパルス数）を上げることしか考えられていない。
【００１５】
この被検出用部材の数を増やすためには回転子及び計量室内の構造が複雑になり、計量室の密閉性や回転子で吐出する容積の見積もりの正確性を要求される容積式流量計では、流量計によって器差のばらつきが大きくなり、微小流量域での測定精度を確保できない。特に、オーバル歯車式容積式流量計など、非円形歯車等の非円形回転子を用いた容積式流量計は、回転子の回転角と吐出量との関係が一定でないため、回転角を等間隔でとる高分解能方式（ハイパルス方式）を採用すると誤差が生じ得る。さらに、回転子の大きさ（軸方向断面の広さ）によっては、設置できる被検出用部材の数に限りがあり、要求される分解能を得られるように設計できない場合もある。
【００１６】
また、従来技術による位置検出方式では、被検出用部材の数（例えば回転子上の穴の数）を増やすことで微小流量の検出は可能であっても、被検出用部材が検出位置に到達した際の検出器側のパルスを計測する方式であるため、回転子の回転が超低速回転（極微小流量）の状態であるのか、流量ゼロの状態であるのかを判別することができない。さらに、流量ゼロの状態であるのか、流体揺動（脈動）等によって逆回転している状態であるのかを判別することもできない。
【００１７】
以上、回転子を有する容積式流量計においてその回転子の回転を検出する方式に関する課題を述べたが、これは容積式流量計に限らず、回転子の回転を検出する一般の回転検出器に対しても、回転子の大きさが限られている場合や、回転子を複雑な構造にできない場合などに、同様に成立する。すなわち、非円形歯車等の回転子に回転角を等間隔でとる高分解能方式（ハイパルス方式）を採用すると誤差が生じ得ることや、微小回転域における揺動（脈動）や回転ゼロの状態を検知することが難しいことなどの課題が存在する。
【００１８】
本発明は、上述のごとき実情を鑑みてなされたものであり、回転子の回転を検出するに際し、非円形回転子の回転計測にも対応でき、微小回転域における脈動や回転ゼロの状態を検知することが可能な回転検出器及び回転検出方法を提供することをその目的とする。
【００１９】
また、本発明は、回転子の回転から容積流量を測定するに際し、非円形回転子であっても対応可能で、微小流量域における脈動や流量ゼロの状態を検知することが可能な、回転検出器を備えた容積式流量計を提供することを他の目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の各技術手段により構成される。
第１の技術手段は、少なくとも１つの被検出用部材を有する回転子の回転を検出する回転検出器であって、前記回転子の回転に伴う前記被検出用部材の回転方向と逆の方向に回転して、前記被検出用部材の回転を検出する回転検出手段を有することを特徴としたものである。
【００２１】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記回転検出手段は、前記被検出用部材を検出した検出間隔により、前記被検出用部材の回転の角速度を検出する手段であることを特徴としたものである。
【００２２】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記被検出用部材の回転軌跡と前記回転検出手段における検出部の回転軌跡とが、同じ円筒上にあるよう構成することを特徴としたものである。
【００２３】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれか１の技術手段において、前記回転検出手段は、前記被検出用部材の回転に伴う断続信号をとりだすセンサと、該センサを装着し、該センサを前記被検出用部材の回転方向と逆の方向に回転させる回転体と、を有することを特徴としたものである。
【００２４】
第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記被検出用部材は磁石であり、前記センサは磁気センサであることを特徴としたものである。
【００２５】
第６の技術手段は、第４の技術手段において、前記被検出用部材は光反射体であり、前記センサは光電センサであることを特徴としたものである。
【００２６】
第７の技術手段は、第１乃至第６のいずれか１の技術手段における回転検出器と、被測定流体の流入口及び流出口を有する計量室内に設けられた、該計量室に流入する被測定流体の体積に比例して回転する、少なくとも１つの被検出用部材を有する回転子とを備え、前記回転検出器により前記回転子の回転を検出して、被測定流体の流量を測定する容積式流量計である。
【００２７】
第８の技術手段は、少なくとも１つの被検出用部材を有する回転子の回転の角速度を検出する回転検出方法であって、前記回転子の回転に伴う前記被検出用部材の回転方向と逆の方向に回転するセンサによって前記被検出用部材を検出し、該検出した検出間隔により、前記被検出用部材の回転の角速度を検出することを特徴としたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る回転検出器における回転子位置検出原理を説明するための模式図で、図２は、非円形回転子の一定流量時における角速度の変化を示す図である。図１中、１は回転板、２は回転検出素子、３は第１回転子、４は第２回転子、５は被検出用部材である。また、本明細書中では、第１回転子３の角速度ω１，第２回転子４の角速度ω２，回転板１の角速度ω３は図１の矢印で示す方向を正として説明する。
【００２９】
本発明に係る回転検出器は、図１で例示するように第１回転子３に被検出用部材５を備えておくことを条件として、第１回転子３の回転を、その回転に伴う被検出用部材５の回転として検出する回転検出センサ（回転検出素子ともいう）２を備えるものとする。さらに、この回転検出素子２は、第１回転子３の回転方向と逆の方向に回転する回転板１等の回転手段（回転体）に搭載されているものとする。本発明に係る回転検出方法もこの回転体上に搭載された回転検出センサを用いて回転子の回転を検出する。また、図１の構成例においては、回転子として一対の非円形回転子（非円形歯車回転子）を適用したものを例示するが、例えばルーツ型などの他の回転子や円形の回転子に対しても適用可能である。なお、回転手段による回転の角速度ω３は、一定にしておくことを基本とするが、回転検出素子２で検出した第１回転子３の回転角速度をフィードバックさせるなどして、変化させることを可能としてもよい。
【００３０】
ここで、被検出用部材５及び回転検出素子２の組み合わせとしては、磁気的，電磁的，光学的やその他のいずれの検出方式を採用してもよい。また、第１回転子３及び第２回転子４の２つの回転子が噛合した系を想定して説明するが、回転子の数は１つでもよいし、３つ以上の回転子が噛合った系でもよいが、回転検出素子２はそのうち１つの回転子に対する回転を検出できるよう１つ備えれば十分である。
【００３１】
回転検出素子２は、被検出用部材５、すなわち第１回転子３の回転を、被検出用部材５を前回検出してから今回検出するまでの時間間隔に基づいて演算するための素子である。回転検出素子２は、第１回転子３における被検出用部材５の回転軸と同じ回転軸をもち、被検出用部材５と同半径をもつ回転軌跡をもつようにすることが好ましい。
【００３２】
この場合、回転検出素子２の回転角速度をω３（＝一定）とし、被検出用部材５を検出してから再度検出するまでの時間がΔｔであったとすると、その時の被検出用部材５の回転角速度ω１は、下式で求まることとなる。
１／Δｔ＝ω３＋ω１
ω１＝１／Δｔ−ω３
【００３３】
ここで、Δｔ＝１／ω３の時はω１＝０で、第１回転子３が止っている（容積流量計に適用した場合には流量がゼロである）ことを意味し、Δｔ＞１／ω３の時はω１＜０で、第１回転子３は逆回転をしていることを意味する。
【００３４】
なお、図１のごとく第１回転子３（被検出用部材５を備えた回転子）が非円形である場合には、流量が一定であっても図２に例示するように回転角度（θ）に応じてその角速度ω１も変化するが、平均角速度＜ω１＞は流量が一定であれば一定であるので、ここでの説明のように被検出用部材５を１つだけ設けた場合には基本的に噛合位置を鑑みた補正は必要ない。なお、回転角度θは、図１に示したように第１回転子３の長軸上の歯部を０°とし、そこから回転子同士の噛合点の歯部までの間の回転角度を指している。但し、被検出用部材５を複数設けた場合には、その数の多さに従って補正の必要度が増してくるが、第１の被検出用部材と第２の被検出用部材との間，第２の被検出用部材と第３の被検出用部材との間などの経過時間に基づいた計算ではなく、あくまで第１の被検出用部材を前回検出してから今回検出するまでの時間Δｔ１に基づいた計算を行って測定値を算出し、次の測定値には第２の被検出用部材を前回検出してから今回検出するまでの時間Δｔ２に基づいた計算を行って測定値を算出し、これを被検出用部材の数だけ行っていき、それを繰り返していくようにすれば噛合位置θによる補正は必要ない。
【００３５】
一方、回転検出素子２及び被検出用部材５の回転軸がお互い傾いているが、その回転軌跡が同一円筒上にある場合（但し回転検出素子２が被検出用部材５の軌跡の方向を向いている必要がある）には、換算すれば回転子の回転は求まる。しかしながら、回転検出素子２の回転軌跡が被検出用部材５の回転軌跡と同一円筒上になく、一点や二点でのみ検出可能に交わる場合には、回転検出素子２の角速度ω３を、想定できる第１回転子３の角速度ω１に比べかなり大きめに設定しておく必要がある。
【００３６】
本実施形態によれば、微小回転域における脈動や回転ゼロの状態を検知することも可能となる。例えば、角速度ω３によっては現状の数十倍ものハイパルスを得ることも、特に極微小回転時において回転板の回転数を上げることでハイパルスを得ることも可能である。また、非円形歯車等の非円形回転子の回転計測にも、回転子の回転角に応じた回転数を正確に求めることができる。
【００３７】
図３は、本発明の一実施形態に係る容積式流量計の一構成例を示す図で、磁気感知方式を採用した容積式流量計の一例を示す図であり、図３（Ａ）は図３（Ｂ）の矢視Ａ−Ａ線断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図である。図３中、１０は容積式流量計、１１は筐体（外筐）、１２は端面板、１５は磁気センサ、２０は計量室、２１は流入口、２２は流出口、２３，２７は回転子、２３ａは回転子２３の歯車部（噛合部）、２３ｂは回転子２３の端面、２４は回転子２３の回転軸、２５，２６は磁石である。
【００３８】
本実施形態に係る容積式流量計は、図１及び図２で説明した回転検出器を適用して回転子の回転を検出し、その検出された値を元に計量室内の２つの回転子が吐出する被測定流体の容積流量を求める流量計である。以下、回転検出器における測定原理は図１及び図２で説明済みであり省略して説明する。また、図３の構成例においては、回転子として一対の非円形回転子（非円形歯車回転子）を適用した容積式流量計を例示するが、他の容積式流量計、例えばルーツ型などの回転子を有する全てのこの種の流量計に適用できることは勿論である。
【００３９】
容積式流量計１０は、外筐１１と、蓋部（端面板）１２と、外筐１１及び端面板１２により形成される空間に相当する計量室２０と、及び計量室２０内に配設され回転軸２４のまわりに回転可能に支持される回転子２３及びそれと同様の回転子２７と、磁気センサ１５と、回転軸１４のまわりに回転可能に支持される回転板１３と、をその主要な構成要素とする。
【００４０】
計量室２０は、流入口２１及び流出口２２に連通した外筐１１の内壁と、開口した外筐１１を封止するために外筐１１に取り付けられた非磁性材からなる端面板１２と、により構成される。また、計量室２０内には、回転軸２４が垂直に且つ互いに平行に埋設され、回転軸２４に回転可能に支持された非円形歯車の回転子２３及び同様の回転軸に回転可能に支持された非円形歯車の回転子２７が各々噛合するよう配設されている。
【００４１】
また、一方の回転子２３の端面２３ｂには軸対称な位置（ここでは長径上）に磁石２５，２６が埋設されている。このように、計量室２０内で流入する流体の体積に比例して回転する回転子２３の端面２３ｂに、柱状の磁石２５，２６を圧入して、磁石２５，２６の磁束が端面板１２の上で回転する回転板１３に配設された磁気センサ１５により検出できるようにしている。本構成例では、磁石２５，２６を回転子２３に埋設した例を示したが、図１及び図２で説明したように１つの磁石のみを埋設するようにしてもよい。
【００４２】
図３の構成例では、回転検出手段として、回転子２３の回転軸２４と位置的に同じ回転軸１４を中心に回転する回転板１３を端面板１２上に配設し、磁石２５（及び磁石２６）の回転軌跡と真上から見て同一の回転軌跡（回転方向は逆）をもつように磁気センサ１５を回転板１３の下側に埋設している。回転板１３は、端面板１２上に設けられたアーム部１７に保持されたモータ等の回転手段１８によって、回転軸１４を中心に角速度ω３で、磁石２５（及び磁石２６）の回転と逆の回転方向に回転させる。図１及び図２で上述したように角速度ω３は一定としても可変としてもよい。また、磁気センサ１５の出力はコード１６を介して回転軸１４上の接触部まで送られ、アーム部１７の回転手段１８側に送信され、図示しない演算器にて演算処理がなされる。
【００４３】
本実施形態によれば、微小流量域における脈動や流量ゼロの状態を検知することも可能となる。例えば、角速度ω３によっては現状の数十倍ものハイパルスを得ることも、特に極微小流量時において回転板の回転数を上げることでハイパルスを得ることも可能である。また、非円形歯車等の非円形回転子を用いた場合にも、回転子の回転角に応じた回転数を正確に求めることができる。
【００４４】
図４は、本発明の他の実施形態に係る容積式流量計の一構成例を示す図で、光学式位置検出方式を採用した容積式流量計の一例を示す図であり、図４（Ａ）は図４（Ｂ）の矢視Ａ−Ａ線断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図である。図４中、３０は容積式流量計、３１は筐体（外筐）、３２は端面板、３５は光電センサ、４０は計量室、４１は流入口、４２は流出口、４３，４７は回転子、４３ａは回転子４３の歯車部（噛合部）、４３ｂは回転子４３の端面、４４は回転子４３の回転軸、４５は光反射体である。
【００４５】
本実施形態に係る容積式流量計は、図１及び図２で説明した回転検出器を適用して回転子の回転を検出し、その検出された値を元に計量室内の２つの回転子が吐出する被測定流体の容積流量を求める流量計であり、図３で説明した容積式流量計と異なる点は、磁石及び磁気センサの代わりに光学的な位置検出手段を設けたところである。以下、回転検出器における測定原理は図１及び図２で説明済みであり、また本実施形態の効果は図３を参照して説明済みであり、省略して説明する。また、図４の構成例においては、回転子として一対の非円形回転子（非円形歯車回転子）を適用した容積式流量計を例示するが、他の容積式流量計、例えばルーツ型などの回転子を有する全てのこの種の流量計に適用できることは勿論である。
【００４６】
容積式流量計３０は、外筐３１と、蓋部（端面板）３２と、外筐３１及び端面板３２により形成される空間に相当する計量室４０と、及び計量室４０内に配設され回転軸４４まわりに回転可能に支持される回転子４３及びそれと同様の回転子４７と、光電センサ３５と、回転軸３４のまわりに回転可能に支持される回転板３３と、をその主要な構成要素とする。
【００４７】
計量室４０は、流入口４１及び流出口４２に連通した外筐３１の内壁と、開口した外筐３１を封止するために外筐３１に取り付けられた光透過性（透光性）のある材質で形成された端面板３２と、により構成される。また、計量室４０内には、回転軸４４が垂直に且つ互いに平行に埋設され、回転軸４４に回転可能に支持された非円形歯車の回転子４３及び同様の回転軸に回転可能に支持された非円形歯車の回転子４７が各々噛合するよう配設されている。
【００４８】
また、一方の回転子４３の端面４３ｂの長径上等に光反射体（光反射板等）４５が埋設されている。光電センサ（光センサ）３５は、ＬＥＤ等で構成される発光部及び反射光を受光する受光部が設けられたセンサである。好ましくは、光電センサ３５において、この発光部及び受光部は一体に組み込まれたものが好ましい。このように、計量室４０内で流入する流体の体積に比例して回転する回転子４３の端面４３ｂに、光反射体４５を張り付け或いは塗布して、端面板３２の上で回転する回転板３３に配設された光電センサ３５から発せられた光が、光反射体４５で反射し、光電センサ３５により検出できるようにしている。本構成例では、光反射体４５を回転子４３に１つ設けた例を示したが、図１及び図２で説明したように複数の光反射体を設けるようにしてもよい。
【００４９】
図３の構成例では、回転検出手段として、回転子４３の回転軸４４と位置的に同じ回転軸３４を中心に回転する回転板３３を端面板３２上に配設し、光反射体４５の回転軌跡と真上から見て同一の回転軌跡（回転方向は逆）をもつように光電センサ３５を回転板３３の下側に埋設している。回転板３３は、端面板３２上に設けられたアーム部３７に保持されたモータ等の回転手段３８によって、回転軸３４を中心に角速度ω３で、光反射体４５の回転と逆の回転方向に回転させる。図１及び図２で上述したように角速度ω３は一定としても可変としてもよい。また、光電センサ３５の出力はコード３６を介して回転軸３４上の接触部まで送られ、アーム部３７の回転手段３８側に送信され、図示しない演算器にて演算処理がなされる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係る回転検出器によれば、非円形歯車等の非円形回転子の回転計測にも対応でき、微小回転域における脈動や回転ゼロの状態を検知することが可能となる。
【００５１】
また、本発明に係る容積式流量計によれば、非円形歯車等の非円形回転子を用いた容積式流量計にも対応でき、微小流量域における脈動や流量ゼロの状態を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転検出器における回転子位置検出原理を説明するための模式図である。
【図２】非円形回転子の一定流量時における角速度の変化を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る容積式流量計の一構成例を示す図で、磁気感知方式を採用した容積式流量計の一例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る容積式流量計の一構成例を示す図で、光学式位置検出方式を採用した容積式流量計の一例を示す図である。
【図５】従来技術による、磁気感知方式を採用した容積式流量計の一例を示す図である。
【図６】従来技術による、光学式位置検出方式を採用した容積式流量計の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，１３，３３…回転板、２…回転検出素子、３…第１回転子、４…第２回転子、５…被検出用部材、１０，３０…容積式流量計、１１，３１…外筐、１２，３２…端面板、１４，２４，３４，４４…回転軸、１５…磁気センサ、１６，３６…コード、１７，３７…アーム部、１８，３８…回転手段、２０，４０…計量室、２１，４１…流入口、２２，４２…流出口、２３，２７，４３，４７…回転子、２３ａ，４３ａ…歯車部（噛合部）、２３ｂ，４３ｂ…端面、２５，２６…磁石、３５…光電センサ、４５…光反射体。
【図１】
2005009908.tif 000003
【図２】
2005009908.tif 000004
【図３】
2005009908.tif 000005
【図４】
2005009908.tif 000006
【図５】
2005009908.tif 000007
【図６】
2005009908.tif 000008