(57)【要約】【課題】異物が混入しても作動部材が正常に作動して常に正確な流量を検知し得るようにする。【解決手段】ポンプ１内に流入する流体の流量を検知する流量検知装置４は、流体から作動圧力を受ける流水作動部８を一端に有した作動部材９と、作動部材の他端に設けられたマグネット１０と、作動部材に固定される軸１１と、軸の両端部１１ａ、１１ｂを挿入させて該作動部材を回転自在且つスライド自在に支持する溝部１２を形成した支持部材１３と、流体の流れがない時には、マグネットの自重により作動部材の回転を止めて第１の角度位置に該作動部材を保持する固定部材１４と、流体の流れがある時には、流体からの作動圧力を受けて回転する作動部材がある角度までしか回転できないように回転を制限して第２の角度位置に該作動部材を保持するストッパ１５と、マグネットの磁気により作動部材の回転角度及び回転位置を検知する磁気検知手段１６とから構成される。【選択図】図６
2007170249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ内に流入する流体の流量を検知する流量検知手段を備えたポンプにおいて、
前記流量検知手段は、
前記ポンプ内に流入する流体から作動圧力を受ける流水作動部を一端に有した作動部材と、
前記作動部材の他端に設けられたマグネットと、
前記作動部材に固定される軸と、
前記作動部材の両側から突出する前記軸の両端部を挿入させて該作動部材を回転自在且つスライド自在に支持する長穴形状をなす溝部を形成した支持部材と、
流体の流れがない時には、前記マグネットの自重により前記作動部材の回転を止めて第１の角度位置に該作動部材を保持する固定部材と、
流体の流れがある時には、流体からの作動圧力を受けて回転する前記作動部材がある角度までしか回転できないように回転を制限して第２の角度位置に該作動部材を保持するストッパと、
前記作動部材の近傍に配置され、前記マグネットの磁気により前記作動部材の回転角度及び回転位置を検知する磁気検知手段とからなる
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプであって、
前記軸の両端部の形状が半球状である
ことを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のポンプであって、
前記溝部に角度を持たせた
ことを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一つに記載のポンプであって、
前記流量検知手段を、前記ポンプの吐出側に配置した
ことを特徴とするポンプ。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一つに記載のポンプであって、
前記流量検知手段を、ポンプを構成するケーシングカバーに対して着脱自在とした
ことを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ内に流入する水の流量を検知する流量検知手段を備えたポンプに関し、詳細には異物が混入しても正常に作動部材を作動させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、流量検知手段を有するポンプが提案されている。この流量検知手段は、ケーシングカバーの吸込水路の仕切壁と対向する位置に、開口側端部から中間部に至る支持溝を形成し、作動片を揺動自由に支持した取付軸の両端を、前記支持溝の端部まで挿入すると共に、両端にコの字型保持部材で軸両端を保持し、前記作動片は一端側を流水作動部に構成すると共に他端側に重り兼用の磁石を設け、流水による作動片の揺動に際して前記磁石が近接する位置に、該磁石により作動する近接スイッチとで構成されている。
【特許文献１】特公平６−１０４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の流量検知手段は、異物、例えば砂、砂利、土などが流体に混入していた場合、前記作動片を支持する取付軸と支持溝との隙間にそれらが詰まり、作動片が流れによって作動せず、流量検知が困難となるという問題が生じる。
【０００４】
そこで本発明は、このような従来の課題を解決するために提案されたものであり、砂のような異物が混入しても作動部材が正常に作動して常に正確な流量を検知することのできるポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために、ポンプ内に流入する流体の流量を検知する流量検知手段を備えたポンプにおいて、前記流量検知手段は、前記ポンプ内に流入する流体から作動圧力を受ける流水作動部を一端に有した作動部材と、前記作動部材の他端に設けられたマグネットと、前記作動部材に固定される軸と、前記作動部材の両側から突出する前記軸の両端部を挿入させて該作動部材を回転自在且つスライド自在に支持する長穴形状をなす溝部を形成した支持部材と、流体の流れがない時には、前記マグネットの自重により前記作動部材の回転を止めて第１の角度位置に該作動部材を保持する固定部材と、流体の流れがある時には、流体からの作動圧力を受けて回転する前記作動部材がある角度までしか回転できないように回転を制限して第２の角度位置に該作動部材を保持するストッパと、前記作動部材の近傍に配置され、前記マグネットの磁気により前記作動部材の回転角度及び回転位置を検知する磁気検知手段とからなる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のポンプによれば、異物が混入した流体がポンプ内に流れても、作動部材に固定される軸が長穴形状をなす溝部に対して回転自在とされると共にその溝部に沿ってスライド自在とされるので、仮に溝部内に異物が詰まったとしても軸周りに詰まった異物を自ずと排除させることができる。したがって、本発明によれば、作動部材付近に循環する流れを発生させて異物を取り除くことができるから、常に正常に作動部材を作動させ流量を正確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
「流量検知装置を備えたポンプの構成」
図１はポンプの側面図、図２はポンプの平面図、図３はケーシングカバー３を取り外したときのケーシングカバーの裏面図、図４は図３に示される流量検知手段の部位を拡大して示す平面図、図５は流量検知手段の一部を構成する部位の分解斜視図、図６は図３のＡ−Ａ線断面図、図７は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００９】
本実施形態のポンプ１は、図１及び図２に示すように、例えばモータや羽根車などを収容するポンプ本体２と、このポンプ本体２に着脱自在なケーシングカバー３と、ポンプ内に流入する流量を検知する流量検知手段である流量検知装置４とから構成され、ケーシングカバー３に設けられた吸込み口５、６からポンプ本体２内に流入した流体の流量を前記流量検知装置４で検知した後、同じくケーシングカバー３に設けられた吐出口７から流体を吐出するように構成されている。
【００１０】
流量検知装置４は、図４から図７に示すように、ポンプ内に流入する流体から作動圧力を受ける流水作動部８を一端に有した作動部材９と、作動部材９の他端に設けられたマグネット１０と、作動部材９に固定される軸１１と、作動部材９の両側から突出する前記軸１１の両端部１１ａ、１１ｂを挿入させて該作動部材９を回転自在且つスライド自在に支持する長穴形状をなす溝部１２を形成した支持部材１３と、流体の流れがない時には、前記マグネット１０の自重により前記作動部材９の回転を止めて第１の角度位置（図６（Ａ）に示す位置）に該作動部材９を保持する固定部材１４と、流体の流れがある時には、流体からの作動圧力を受けて回転する前記作動部材９がある角度までしか回転できないように回転を制限して第２の角度位置（図６（Ｂ）に示す位置）に該作動部材９を保持するストッパ１５と、前記作動部材９の近傍に配置され、前記マグネット１０の磁気により前記作動部材９の回転角度及び回転位置を検知する磁気検知手段１６とからなる。
【００１１】
前記流量検知装置４は、吐出口７が設けられる吐出側に配置され、前記ストッパ１５を除く作動部材９、マグネット１０、軸１１、支持部材１３、固定部材１４及び磁気検知手段１６をカバー兼用の装置本体１７にアッセンブリーとして組み付けることで構成されている。そして、この流量検知装置４は、前記ケーシングカバー３に対してボルトナットなどの締結手段により着脱自在とされている。
【００１２】
前記装置本体１７は、カバー部分となる天井部１７Ａと、その天井部１７Ａの内面に前記支持部材１３を先端側に設ける略コ字状の枠部材１７Ｂと、前記磁気検知手段１６を配置固定させる磁気検知手段配置部１７Ｃとを有している。
【００１３】
作動部材９は、吸込み口５、６からポンプ本体２内に流入し流量検知装置４の中に流れ込んだ流体から作動圧力を受ける流水作動部８と、この流水作動部８とは反対側に前記マグネット１０を埋設し且つ前記固定部材１４及び前記ストッパ１５と当接する被検知部１８とからなる。流水作動部８は、流水を受けるに足る面積を有した所定厚みの平板として形成されている。この流水作動部８の先端部は、渦の発生、音の発生を抑え、動作の不安定性をなくすために、その先端部の角が丸められている。被検知部１８は、流水作動部８の他端表面から突出して形成された突条部とされており、その突条部にマグネット１０を埋設している。また、この作動部材９には、流水作動部８と被検知部１８との間に前記軸１１を挿通させる軸挿通孔１９が形成されている。
【００１４】
前記軸１１は、前記軸挿通孔１９に挿通固定されると共に、その両端部１１ａ、１１ｂを前記した支持部材１３の内面１３ａに形成した長穴形状の溝部１２に挿入係合されて前記支持部材１３を当該軸１１を中心として回転自在に支持する。この軸１１の両端部１１ａ、１１ｂは、前記溝部１２内に砂などの異物が詰まった際に該異物が溝部１２から取り除かれ易いように半球状とされている。また、この軸１１の両端部１１ａ、１１ｂを半球状とすることで、前記溝部１２に対する接触抵抗を低減して当該軸１１の溝部１２に対するスライドをスムーズなものとしている。
【００１５】
前記溝部１２は、長穴形状として形成されており、前記軸１１の端部１１ａ、１１ｂを挿入係合させるようになっている。また、溝部１２は、図６（Ａ）に示す作動部材９がポンプ本体２内へと垂下するように配置された第１の角度位置に対して前記磁気検知手段１６が設けられた側へと所定の角度θを持って斜めに形成されている。
【００１６】
前記支持部材１３は、前記枠部材１７Ｂの両サイドからポンプ本体２内へと垂下するように相対向して設けられている。この支持部材１３の内面１３ａには、前記した所定の角度θを持った溝部１２が形成されている。
【００１７】
前記固定部材１４は、前記枠部材１７Ｂの両サイド内面に連結して設けられたベース板２０上に固定されている。この固定部材１４は、天井部１７Ａの内面から作動部材９が取付られる側へその長手方向を一致させて前記ベース板２０に固定され或いはこのベース板２０と一体的に形成されている。かかる固定部材１４は、先端を尖らせた尖塔形状をなす突条部材として形成され、前記作動部材９の背面側で前記被検知部１８と接触することで当該作動部材９を第１の角度位置に保持させる。この固定部材１４の両側には、作動部材９とベース部材２０とで囲まれる空間部２１がそれぞれ形成されており、それら空間部２１に流体が流通可能となっている。
【００１８】
前記磁気検知手段１６は、作動部材９が軸１１を中心として回転すると共にその軸１１が溝部１２に沿ってスライドして被検知部１８のマグネット１０が当該磁気検知手段１６に接近することで変化する磁気を読み取ることにより、前記作動部材９の回転角度及び回転位置を検知する。この磁気検知手段１６は、前記装置本体１７の磁気検知手段配置部１７Ｃに固定されている。
【００１９】
前記ストッパ１５は、ケーシングカバー３に設けられており、作動部材９がこれ以上回転できないようにその回転を制限して当該作動部材９を第２の角度位置に保持する役目をする。
【００２０】
「動作説明」
次に、上述のように構成されたポンプ１の流量検知装置４による流量検知動作について説明する。
【００２１】
ポンプ１が作動して流体が吸込み口５、６からケーシングカバー２内に導入されると、吐出側に着脱自在に設けられた流量検知装置４の中に流体が流れ込む。すると、固定部材１４に被検知部１８を当接させた第１の角度位置（図６（Ａ）に示す位置）にある作動部材９の流水作動部８に、同図中矢印Ｘで示す方向に流れる流体の流体力が作用する。
【００２２】
作動部材９は、前記流水作動部８に流体力が作用すると軸１１を中心に時計回り方向に回転運動を始める。そして、作動部材９は、ある回転角度まで回転すると、前記軸１１の両端部１１ａ、１１ｂが前記溝部１２に沿って最下端の一端から最上端の他端へスライド移動し、最終的に被検知部１８が前記ストッパ１５の壁に突き当たることでその回転運動及びスライド運動が停止する。これにより、作動部材９は、第２の角度位置に保持される。
【００２３】
このとき、軸１１の両端部１１ａ、１１ｂは、スライドして溝部１２の他端に到達することから、作動部材９の被検知部１８に設けられたマグネット１０が前記磁気検知手段１６に最接近する。このマグネット１０が磁気検知手段１６に対して接近することで、その変化する磁気を磁気検知手段１６が読み取り、当該作動部材９の回転角度及び回転位置として検出し、それらから流体の流量が検知される。
【００２４】
ポンプ１の作動が停止して流体の流れが無くなると、作動部材９は、マグネット１０の自重により逆回転運動をし元の位置へと戻る。このとき、溝部１２には所定の角度θが与えられているので、前記軸１１の両端部１１ａ、１１ｂは、溝部１２に沿ってスライドして当該溝部１２の一端である最下端位置に戻る。その結果、作動部材９は、被検知部１８の裏面が前記固定部材１４に再び当接し、第１の角度位置を保持する。このように、流量検知装置４による流量検知は、前記した作動部材９の回転動作及びスライド動作の繰り返しによりポンプ１内に流入する流体の流量が検出される。
【００２５】
本実施形態のポンプ１によれば、異物が混入した流体がポンプ１内に流れても、作動部材９に固定される軸１１が長穴形状をなす溝部１２に対して回転自在とされると共にその溝部１２に沿ってスライド自在とされるので、仮に溝部１２内に異物が詰まったとしても、軸１１の回転運動及びスライド運動にて軸１１周りに詰まった異物を自ずと排除させることができ、しかも繰り返し行われるこれらの運動により軸１１の近傍には異物が蓄積せず、常に作動部材９をスムーズに回転させることができる。したがって、本実施形態では、混入した異物を除去できるので、常に感度良好な流量検知を行うことができる。
【００２６】
また、本実施形態のポンプ１によれば、軸１１の両端部１１ａ、１１ｂの形状を半球状としているので、当該軸１１の両端部１１ａ、１１ｂと溝部１２に詰まる異物を、前記作動部材９の作動時により一層スムーズに除去することができる。
【００２７】
また、本実施形態のポンプ１によれば、溝部１２に角度θを持たせているので、さらに軸１１の両端部１１ａ、１１ｂと溝部１２に詰まる異物を、前記作動部材９の作動時に効率よく除去することができる。
【００２８】
また、本実施形態のポンプ１によれば、流量検知装置４をポンプ１の吐出側に配置しているので、吸い込み側に配置した場合には吸い込み側の負荷が増加しキャビテーションの原因になるが、吐出側に配置することでこれを回避することができる。
【００２９】
また、本実施形態のポンプ１によれば、流量検知装置４をケーシングカバー３に対して着脱自在としたので、万が一異物が詰まった場合でも流量検知装置４をポンプ１から取り外すことができ、それによりメンテナンス性を高めることができる。
【００３０】
また、本実施形態のポンプ１によれば、固定部材１４の両側に空間部２１を設けたので、被検知部１８の上面から流体が流れ込み、マグネット１０側端部で１８０度流れ方向が変わり、前記空間部２１を流れて吐き出され、その流により異物を一掃することができる。
【００３１】
以上、本発明を適用した具体的な実施形態を説明したが、上述の実施形態は本発明の一例であり、この実施形態に制限されることはない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の流量検知手段を有するポンプは、自動車の駆動源として利用される燃料電池の流体循環ポンプとして利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ポンプの側面図である。
【図２】ポンプの平面図である。
【図３】ケーシングカバーを取り外したときのケーシングカバーの裏面図である。
【図４】図３に示される流量検知手段の部位を拡大して示す平面図である。
【図５】流量検知手段の一部を構成する部位の分解斜視図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…ポンプ
２…ポンプ本体
３…ケーシングカバー
４…流量検知装置（流量検知手段）
７…吐出口
８…流水作動部
９…作動部材
１０…マグネット
１１…軸
１１ａ、１１ｂ…軸の端部
１２…溝部
１３…支持部材
１４…固定部材
１５…ストッパ
１６…磁気検知手段
１８…被検知部
２１…空間部  
【図１】
2007170249.tif 000003
【図２】
2007170249.tif 000004
【図３】
2007170249.tif 000005
【図４】
2007170249.tif 000006
【図５】
2007170249.tif 000007
【図６】
2007170249.tif 000008
【図７】
2007170249.tif 000009