JP3310239B2 - ヘリカルギヤ式容積流量計 - Google Patents
ヘリカルギヤ式容積流量計Info
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- JP3310239B2 JP3310239B2 JP20085699A JP20085699A JP3310239B2 JP 3310239 B2 JP3310239 B2 JP 3310239B2 JP 20085699 A JP20085699 A JP 20085699A JP 20085699 A JP20085699 A JP 20085699A JP 3310239 B2 JP3310239 B2 JP 3310239B2
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- Japan
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- tooth profile
- helical gear
- positive displacement
- gear type
- type positive
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリカルギヤ式容
積流量計におけるヘリカルギヤの改良に関し、ヘリカル
ギヤの回転軸に直角な断面の歯形形状に工夫を加えたも
のである。
積流量計におけるヘリカルギヤの改良に関し、ヘリカル
ギヤの回転軸に直角な断面の歯形形状に工夫を加えたも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ヘリカルギヤ式容積流量計は、ほかの回
転子型流量計と比べ、回転子の回転が等速回転、等流
量、等トルクであるため、無脈動で振動，騒音の発生が
きわめて少ないという特徴を有している。そして、回転
子として、比較的歯数の少ない歯車（歯数Ｚ＝２〜４）
において、歯車歯形の全面にわたりかみ合いが行われる
連続接触歯形は、閉じ込み現象がなく、流量計の回転子
として適性があり、種々実用化されている。図６は、そ
のような回転子のヘリカルギヤの基準ラック歯形の一部
を示す図で、その代表的な例は、サイクロイド曲線を歯
形とするものである。
転子型流量計と比べ、回転子の回転が等速回転、等流
量、等トルクであるため、無脈動で振動，騒音の発生が
きわめて少ないという特徴を有している。そして、回転
子として、比較的歯数の少ない歯車（歯数Ｚ＝２〜４）
において、歯車歯形の全面にわたりかみ合いが行われる
連続接触歯形は、閉じ込み現象がなく、流量計の回転子
として適性があり、種々実用化されている。図６は、そ
のような回転子のヘリカルギヤの基準ラック歯形の一部
を示す図で、その代表的な例は、サイクロイド曲線を歯
形とするものである。
【０００３】なお、本明細書においては、変数は同一の
符号を使用し、図面での対応箇所には同一の符号を付し
て説明する。図において、曲線ＡＰは、基準ラックのア
デンダム歯形、曲線ＰＤは、デデンダム歯形で、ピッチ
点Ｐに対して点対称となっている。直線ＢＰＣは、ピッ
チライン、円弧ｂＰｃは、ピッチ円で、その半径Ｒは、
歯数をＺ、モジュールをｍとすると、Ｒ＝（Ｚ／２）・
ｍとなる。点線は、接触点の軌跡を示す。（但し図面
は、歯数Ｚ＝４として画かれている。） このサイクロイド曲線を断面歯形としてもつ歯形は、滑
り率が全歯面において常に一定であるという利点がある
が、回転子の吐出量の要素である歯高率ｈが０.５と低
く（理論上、最大歯高率はπ／４＝０.７８５）さら
に、ピッチ点Ｐにおける圧力角（最小圧力角）α0が０
°で、歯切工具製作上、工具自体の寿命、工作精度等に
不利な欠点を有する。
符号を使用し、図面での対応箇所には同一の符号を付し
て説明する。図において、曲線ＡＰは、基準ラックのア
デンダム歯形、曲線ＰＤは、デデンダム歯形で、ピッチ
点Ｐに対して点対称となっている。直線ＢＰＣは、ピッ
チライン、円弧ｂＰｃは、ピッチ円で、その半径Ｒは、
歯数をＺ、モジュールをｍとすると、Ｒ＝（Ｚ／２）・
ｍとなる。点線は、接触点の軌跡を示す。（但し図面
は、歯数Ｚ＝４として画かれている。） このサイクロイド曲線を断面歯形としてもつ歯形は、滑
り率が全歯面において常に一定であるという利点がある
が、回転子の吐出量の要素である歯高率ｈが０.５と低
く（理論上、最大歯高率はπ／４＝０.７８５）さら
に、ピッチ点Ｐにおける圧力角（最小圧力角）α0が０
°で、歯切工具製作上、工具自体の寿命、工作精度等に
不利な欠点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、最小圧力角
α0を任意の角度（例えば、１０0以上が望ましい。）に
設定でき、しかも歯高率ｈも充分確保されるような基準
ラック歯形を有するヘリカルギヤを回転子とする容積流
量計を提供することを目的とする。
α0を任意の角度（例えば、１０0以上が望ましい。）に
設定でき、しかも歯高率ｈも充分確保されるような基準
ラック歯形を有するヘリカルギヤを回転子とする容積流
量計を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】計量室内で互いに噛合回
転する一対のヘリカルギヤを回転子とする容積流量計に
おいて、前記ヘリカルギヤの基準ラック歯形曲線を、ピ
ッチ円近傍を、圧力角α0の直線とし、アデンダムの歯
先近傍及びデデンダムの歯底近傍を、ｈ0を直線歯形の
高さ、Ｚを歯数とすると、基礎円半径ｇが、
転する一対のヘリカルギヤを回転子とする容積流量計に
おいて、前記ヘリカルギヤの基準ラック歯形曲線を、ピ
ッチ円近傍を、圧力角α0の直線とし、アデンダムの歯
先近傍及びデデンダムの歯底近傍を、ｈ0を直線歯形の
高さ、Ｚを歯数とすると、基礎円半径ｇが、
【０００６】
【数２】
【０００７】（但し、０≦ｈ0≦（Ｚ／２）・ｓｉｎ2α
0）で表されるインボリュート曲線とし、それらを結合
させたものとし、一対のヘリカルギヤの歯形を連続接触
歯形としたものである。
0）で表されるインボリュート曲線とし、それらを結合
させたものとし、一対のヘリカルギヤの歯形を連続接触
歯形としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に用いられるヘリ
カルギヤの一実施例の回転軸に直角な断面の歯形曲線を
示す図である。図面に基づいて、本発明を説明する。図
中、１，２は回転子で、ねじれ方向の異なる一対の互い
に噛合する同形同大の歯数を４としたヘリカルギヤから
構成したもので、所定の流量計本体のケーシング３内で
軸心４，５を中心として回転可能に設けられている。
６，７は回転子２のピッチ円と歯先円、８，９は回転子
１のピッチ円と歯先円、１０，１１は両回転子１，２の
歯底円を示している。Ｐ1，Ｐ2は、それぞれ上流側圧
力、下流側圧力である。
カルギヤの一実施例の回転軸に直角な断面の歯形曲線を
示す図である。図面に基づいて、本発明を説明する。図
中、１，２は回転子で、ねじれ方向の異なる一対の互い
に噛合する同形同大の歯数を４としたヘリカルギヤから
構成したもので、所定の流量計本体のケーシング３内で
軸心４，５を中心として回転可能に設けられている。
６，７は回転子２のピッチ円と歯先円、８，９は回転子
１のピッチ円と歯先円、１０，１１は両回転子１，２の
歯底円を示している。Ｐ1，Ｐ2は、それぞれ上流側圧
力、下流側圧力である。
【０００９】図２は、本実施例に用いられるヘリカルギ
ヤの基準ラック歯形を示す図である。図示したように、
基準ラック歯形は、ＥＦに、圧力角α0の直線、従っ
て、被削歯車歯形は、インボリュート曲線を与え、ＡＥ
及びＤＦは、ｇを基礎円半径とするインボリュート曲線
により創成される曲線から構成されている。このとき、
ｇは、式（１）のように表される。
ヤの基準ラック歯形を示す図である。図示したように、
基準ラック歯形は、ＥＦに、圧力角α0の直線、従っ
て、被削歯車歯形は、インボリュート曲線を与え、ＡＥ
及びＤＦは、ｇを基礎円半径とするインボリュート曲線
により創成される曲線から構成されている。このとき、
ｇは、式（１）のように表される。
【００１０】
【数３】
【００１１】そして、直線歯形の高さｈ0の取り得る範
囲は、次のとおりである。 ０≦ｈ0≦（Ｚ／２）・ｓｉｎ2α0
囲は、次のとおりである。 ０≦ｈ0≦（Ｚ／２）・ｓｉｎ2α0
【００１２】また、接触点の軌跡をｒ（ψ）とすれば、
θをパラメータとして、次式（２）のように表される。
θをパラメータとして、次式（２）のように表される。
【００１３】
【数４】
【００１４】但し、 ψ＝（π／２）−α0−θ （０≦θ≦（π／２）−
α0） そして、歯高率ｈは、式（３）のように表される。
α0） そして、歯高率ｈは、式（３）のように表される。
【００１５】
【数５】
【００１６】図３は、本発明の他の実施例の基準ラック
歯形を示す図である。上記式（３）において、ｈ0＝０
としたものである。図４、及び図５は、さらに本発明の
他の実施例の歯車歯形と接触点の軌跡を示す図である。
図４は、Ｚ＝４、α0＝１５°、ｈ0を最大値である（Ｚ
／２）ｓｉｎ2α0としたときの基準ラックと歯車歯形の
関係図、図５は、Ｚ＝４、α0＝１５°、ｈ0を最小値で
ある０としたときの基準ラックと歯車歯形の関係図を示
している。このとき歯高率ｈは、図４のものでｈ≒０.
７２５、図５のものでｈ≒０.６６５となり、前記した
サイクロイド歯形のものと比べ充分な大きさをとること
ができる。
歯形を示す図である。上記式（３）において、ｈ0＝０
としたものである。図４、及び図５は、さらに本発明の
他の実施例の歯車歯形と接触点の軌跡を示す図である。
図４は、Ｚ＝４、α0＝１５°、ｈ0を最大値である（Ｚ
／２）ｓｉｎ2α0としたときの基準ラックと歯車歯形の
関係図、図５は、Ｚ＝４、α0＝１５°、ｈ0を最小値で
ある０としたときの基準ラックと歯車歯形の関係図を示
している。このとき歯高率ｈは、図４のものでｈ≒０.
７２５、図５のものでｈ≒０.６６５となり、前記した
サイクロイド歯形のものと比べ充分な大きさをとること
ができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、最小圧力角α0を、必
要角度（例えば、１０0以上が望ましい）に任意に設定
でき、しかも歯高率ｈも充分確保されるような基準ラッ
ク歯形を有するヘリカルギヤを回転子とする容積流量計
を提供することができる。
要角度（例えば、１０0以上が望ましい）に任意に設定
でき、しかも歯高率ｈも充分確保されるような基準ラッ
ク歯形を有するヘリカルギヤを回転子とする容積流量計
を提供することができる。
【図１】 本発明のヘリカルギヤ式容積流量計に用いら
れるヘリカルギヤの一実施例の回転軸に直角な断面の歯
形曲線を示す図である。
れるヘリカルギヤの一実施例の回転軸に直角な断面の歯
形曲線を示す図である。
【図２】 本発明のヘリカルギヤ式容積流量計に用いら
れるヘリカルギヤの一実施例の基準ラック歯形を示す図
である。
れるヘリカルギヤの一実施例の基準ラック歯形を示す図
である。
【図３】 本発明のヘリカルギヤ式容積流量計に用いら
れるヘリカルギヤの他の実施例の基準ラック歯形を示す
図である。
れるヘリカルギヤの他の実施例の基準ラック歯形を示す
図である。
【図４】 本発明のヘリカルギヤ式容積流量計に用いら
れるヘリカルギヤの一実施例の基準ラック歯形と歯車歯
形を示す図である。
れるヘリカルギヤの一実施例の基準ラック歯形と歯車歯
形を示す図である。
【図５】 本発明のヘリカルギヤ式容積流量計に用いら
れるヘリカルギヤの他の実施例の基準ラック歯形と歯車
歯形を示す図である。
れるヘリカルギヤの他の実施例の基準ラック歯形と歯車
歯形を示す図である。
【図６】 従来のヘリカルギヤ式容積流量計に用いられ
るヘリカルギヤの基準ラック歯形と歯車歯形の一例を示
す図である。
るヘリカルギヤの基準ラック歯形と歯車歯形の一例を示
す図である。
１，２…回転子、３…ケーシング、４，５…軸心、６，
８…回転子２，１のピッチ円、７，９…回転子２，１の
歯先円、１０，１１…回転子１，２の歯底円、Ｐ 1…上
流側圧力、Ｐ2…下流側圧力。
８…回転子２，１のピッチ円、７，９…回転子２，１の
歯先円、１０，１１…回転子１，２の歯底円、Ｐ 1…上
流側圧力、Ｐ2…下流側圧力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 精悟 東京都新宿区上落合３丁目10番８号 株 式会社オーバル内 (56)参考文献 特開 昭54−73305（ＪＰ，Ａ) 特公 昭34−3807（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭32−2287（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/00 - 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】 計量室内で互いに噛合回転する一対のヘ
リカルギヤを回転子とする容積流量計において、前記ヘ
リカルギヤの基準ラック歯形曲線を、ピッチ円近傍を、
圧力角α0の直線とし、アデンダムの歯先近傍及びデデ
ンダムの歯底近傍を、ｈ0を直線歯形の高さ、Ｚを歯数
とすると、 基礎円半径ｇが 【数１】 （但し、０≦ｈ0≦（Ｚ／２）・ｓｉｎ2α0）で表され
るインボリュート曲線とし、それらを結合させたものと
したことを特徴とするヘリカルギヤ式容量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20085699A JP3310239B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | ヘリカルギヤ式容積流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20085699A JP3310239B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | ヘリカルギヤ式容積流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001027560A JP2001027560A (ja) | 2001-01-30 |
| JP3310239B2 true JP3310239B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=16431369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20085699A Expired - Fee Related JP3310239B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | ヘリカルギヤ式容積流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310239B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009093342A1 (ja) | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Oval Corporation | 容積流量計 |
| WO2009110108A1 (ja) | 2008-03-03 | 2009-09-11 | 株式会社オーバル | 容積流量計及びヘリカル歯車 |
| CN106292531A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-04 | 西华大学 | 一种计算加工zn1蜗杆盘状成形刀具廓形边界的算法 |
| KR20200029097A (ko) | 2018-09-07 | 2020-03-18 | 한국생산기술연구원 | 회전자가 트위스트 된 용적식 수차 장치 |
| KR102160408B1 (ko) | 2019-04-15 | 2020-10-05 | 한국생산기술연구원 | 차압조절 및 유량적산 기능을 갖는 용적식 수차 |
| KR20210130867A (ko) | 2020-04-22 | 2021-11-02 | 한국생산기술연구원 | 회전자가 트위스트 된 용적식 수차의 설계방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5458063B2 (ja) * | 2011-07-12 | 2014-04-02 | 株式会社豊田中央研究所 | 歯車および歯車の歯形設計方法 |
| CN103942396B (zh) * | 2014-04-30 | 2017-03-08 | 武汉理工大学 | 一种含齿向误差的斜齿轮精确建模方法 |
-
1999
- 1999-07-14 JP JP20085699A patent/JP3310239B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009093342A1 (ja) | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Oval Corporation | 容積流量計 |
| US7870785B2 (en) | 2008-01-24 | 2011-01-18 | Oval Corporation | Positive displacement flowmeter |
| WO2009110108A1 (ja) | 2008-03-03 | 2009-09-11 | 株式会社オーバル | 容積流量計及びヘリカル歯車 |
| CN101960265B (zh) * | 2008-03-03 | 2012-12-05 | 株式会社奥巴尔 | 容积流量计以及螺旋齿轮 |
| US8425212B2 (en) | 2008-03-03 | 2013-04-23 | Oval Corporation | Positive displacement flowmeter and helical gear |
| CN106292531A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-04 | 西华大学 | 一种计算加工zn1蜗杆盘状成形刀具廓形边界的算法 |
| CN106292531B (zh) * | 2016-09-09 | 2019-01-04 | 西华大学 | 一种计算加工zn1蜗杆盘状成形刀具廓形边界的算法 |
| KR20200029097A (ko) | 2018-09-07 | 2020-03-18 | 한국생산기술연구원 | 회전자가 트위스트 된 용적식 수차 장치 |
| KR102160408B1 (ko) | 2019-04-15 | 2020-10-05 | 한국생산기술연구원 | 차압조절 및 유량적산 기능을 갖는 용적식 수차 |
| KR20210130867A (ko) | 2020-04-22 | 2021-11-02 | 한국생산기술연구원 | 회전자가 트위스트 된 용적식 수차의 설계방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001027560A (ja) | 2001-01-30 |
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