JPH0551090B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0551090B2 JPH0551090B2 JP13994085A JP13994085A JPH0551090B2 JP H0551090 B2 JPH0551090 B2 JP H0551090B2 JP 13994085 A JP13994085 A JP 13994085A JP 13994085 A JP13994085 A JP 13994085A JP H0551090 B2 JPH0551090 B2 JP H0551090B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circular gear
- constant
- angular acceleration
- circular
- flowmeter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、非円形歯車を主動部とした容積流量
計における非円形歯車の改良に関するものであ
る。
計における非円形歯車の改良に関するものであ
る。
従来の技術
非円形歯車式容積流量計は、特許第189464号で
登録されて以来、オーバル歯車式流量計として容
積流量計の主流をなしている。周知の如く、非円
形歯車式流量計は第3図にしめすごとく流入口
1、流出口2を一体的に構成した外筒3内に回転
中心01、02を定点として、この各々の定点から回
転角θ1、θ2の関数として与えられるr1、r2の距離
においてころがり接触をする条件である r1+r2=一定 ……(1) r1dθ1=r2dθ2 ……(2) を満足するピツチ曲線 r=a/1±bcos2θi(i=1、2) ……(3) (但しaを相似係数、bを偏平度とする) であらわされる非円形歯車の回転子4,5を回転
自在に支承し内包する構成となつている。
登録されて以来、オーバル歯車式流量計として容
積流量計の主流をなしている。周知の如く、非円
形歯車式流量計は第3図にしめすごとく流入口
1、流出口2を一体的に構成した外筒3内に回転
中心01、02を定点として、この各々の定点から回
転角θ1、θ2の関数として与えられるr1、r2の距離
においてころがり接触をする条件である r1+r2=一定 ……(1) r1dθ1=r2dθ2 ……(2) を満足するピツチ曲線 r=a/1±bcos2θi(i=1、2) ……(3) (但しaを相似係数、bを偏平度とする) であらわされる非円形歯車の回転子4,5を回転
自在に支承し内包する構成となつている。
上記非円形歯式流量計は流体が送通された場合
は回転子4,5に各々作用する流入圧P1、流出
圧P2の圧力差に基づくトルク差により、流速一
定の場合は面積速度一定の運動をするが、流体の
ない慣性体としてみると回転エネルギー一定な自
由運動をする。この角速度ωはr1=r2のときをω0
として、 ωi=ω0√21−2bcos2θi+b/√(1−2
bcos2θi+b2)2+(1−b2)2……(4) ω・i=8ω0bsin2θi(1−2bcos2θi+b
)(1−b2)2/{(1−2bcos2θi+b2)2+(1−b2
)2……(5) であらわされる(ただし、i=1、2)。
は回転子4,5に各々作用する流入圧P1、流出
圧P2の圧力差に基づくトルク差により、流速一
定の場合は面積速度一定の運動をするが、流体の
ない慣性体としてみると回転エネルギー一定な自
由運動をする。この角速度ωはr1=r2のときをω0
として、 ωi=ω0√21−2bcos2θi+b/√(1−2
bcos2θi+b2)2+(1−b2)2……(4) ω・i=8ω0bsin2θi(1−2bcos2θi+b
)(1−b2)2/{(1−2bcos2θi+b2)2+(1−b2
)2……(5) であらわされる(ただし、i=1、2)。
第2図は、1回転の時間経過Tにに対し、T=
0〜T/2までの角速度ωi及び角加速度ω・をし
めしたものであるが、前記(4)、(5)式で表わされる
角速度ωi及び角加速度ω・iは曲線A2,A1でしめ
され(5)式で表わされる相対角加速度ω・ωは曲線B
でしめされる。曲線BはT/4ごとに極値をもつ
が、これは非円形歯車4,5が1/4周期ごとに主
動、従動のトルク変化をもたらすことをしめすも
ので、回転子の慣性モーメントをIとすると慣性
力Iω・はピツチ曲線ri=ri(θ)の中間点r1=r2で
最大となる。
0〜T/2までの角速度ωi及び角加速度ω・をし
めしたものであるが、前記(4)、(5)式で表わされる
角速度ωi及び角加速度ω・iは曲線A2,A1でしめ
され(5)式で表わされる相対角加速度ω・ωは曲線B
でしめされる。曲線BはT/4ごとに極値をもつ
が、これは非円形歯車4,5が1/4周期ごとに主
動、従動のトルク変化をもたらすことをしめすも
ので、回転子の慣性モーメントをIとすると慣性
力Iω・はピツチ曲線ri=ri(θ)の中間点r1=r2で
最大となる。
本発明が解決しようとする問題点
上述のごとく従来の非円形歯車式流量計におい
ては、慣性力がr1=r2で極大となり、この附近で
波形が摩耗し、従つて、騒音も大きく公害的面か
らみても問題点があつた。
ては、慣性力がr1=r2で極大となり、この附近で
波形が摩耗し、従つて、騒音も大きく公害的面か
らみても問題点があつた。
問題点を解決するための手段
本出願人は、先に面積速度、角加速度一定の条
件における非円形歯車流量計を提案した(特願昭
60−57488号)、しかし、面積速度一定の条件は流
体が流速一定で流れる非圧縮流体において実現さ
れるものであり、圧縮流体では自由回転を条件と
した方が合理的である。本発明はこの自由回転に
おいて、回転子の運動エネルギー一定で且つ相対
角速度を一定とする条件を満す非円形歯車を提供
しようとするものである。今、運動エネルギーを
E、r1+r2=K(中心距離)=1とすると、運動エ
ネルギーEは、 E=I/2(ω1 2+ω2 2) =I/2ω1 2{1+r2 2/(1−r2)2} =I/2ω2 2{1−r2 2/(1−r2)2}=一定……(6
) となる。
件における非円形歯車流量計を提案した(特願昭
60−57488号)、しかし、面積速度一定の条件は流
体が流速一定で流れる非圧縮流体において実現さ
れるものであり、圧縮流体では自由回転を条件と
した方が合理的である。本発明はこの自由回転に
おいて、回転子の運動エネルギー一定で且つ相対
角速度を一定とする条件を満す非円形歯車を提供
しようとするものである。今、運動エネルギーを
E、r1+r2=K(中心距離)=1とすると、運動エ
ネルギーEは、 E=I/2(ω1 2+ω2 2) =I/2ω1 2{1+r2 2/(1−r2)2} =I/2ω2 2{1−r2 2/(1−r2)2}=一定……(6
) となる。
(6)式よりω1−ω2を求め、相対角加速度ω・=ω・1
−ω・2=α=一定としてri(i=1、2)を求める
と、 となる(ただし、0≦t≦t0)。
−ω・2=α=一定としてri(i=1、2)を求める
と、 となる(ただし、0≦t≦t0)。
ここで、rAはピツチ曲線の長径で、t=0の
時、r1=rAでt0はω1−ω2=0のときで、このとき
r1=rAである。また、ころがり接触の条件r1ω1=
r2ω2によりθiを求めると、 θi=α/4(2rA−1)[t0 2−(t0−t)√{(2A
−1)2+1}0 2−(2A−1)2(0−)2 +(2rA−1)2+1/2rA−1t0 2{sin-12rA−1/√
(2rA−1)2+1 −sin-12rA−1/√(2rA−1)2+1(1−t/t0)
}]〓α/2t(t0−t/2)(ただし、0≦t≦t0)
……(8) となり、該(7)、(8)式からピツチ曲線ri,θiが求め
られる。
時、r1=rAでt0はω1−ω2=0のときで、このとき
r1=rAである。また、ころがり接触の条件r1ω1=
r2ω2によりθiを求めると、 θi=α/4(2rA−1)[t0 2−(t0−t)√{(2A
−1)2+1}0 2−(2A−1)2(0−)2 +(2rA−1)2+1/2rA−1t0 2{sin-12rA−1/√
(2rA−1)2+1 −sin-12rA−1/√(2rA−1)2+1(1−t/t0)
}]〓α/2t(t0−t/2)(ただし、0≦t≦t0)
……(8) となり、該(7)、(8)式からピツチ曲線ri,θiが求め
られる。
このときの相対角加速度ω・=ω・1−ω・2=αは
α=(2rA−1)2π/t0 2[(2rA−1)+{(2rA−1
)2+1}sin-12rA−1/√2rA−1)2+1……(9) で一定となる。
)2+1}sin-12rA−1/√2rA−1)2+1……(9) で一定となる。
実施例
第1図は、本発明による非円形歯車のピツチ曲
線と従来の非円形歯車のピツチ曲線を示す図で、
実線10は前記(7)、(8)式であらわされる本発明に
よる非円形歯車のピツチ曲線、点線20は従来の
楕円系非円形歯車のピツチ曲線である。
線と従来の非円形歯車のピツチ曲線を示す図で、
実線10は前記(7)、(8)式であらわされる本発明に
よる非円形歯車のピツチ曲線、点線20は従来の
楕円系非円形歯車のピツチ曲線である。
第2図は、第1図に実線にて示した本発明にお
ける非円形歯車のピツチ曲線において1/2回転区
間の角速度及び角加速度をしめすもので、曲線
C1,C2はそれぞれ角加速度ω・i及び角速度ωiを、
曲線Dは相対角加速度ω・をしめす。相対角加速度
ω・=ω・1−ω・2であるが、長径、短径の突点間にお
ける各々の相対角加速度は一定となる。一回転の
時間経過Tに対し、T=0におけるω・=一定値
は、T=0におけるω10からT/4における−
ω20を滅じた値であり、T/4におけるω・=一定
値は、T/4におけるω14からT/2における−
ω22を減じた値となる。各々0、T/4、T/2
の突点において、ω・から−ω・に不連続に変化して
いるが、これは一対の非円形歯車が主動又は従動
に変換することをしめす。
ける非円形歯車のピツチ曲線において1/2回転区
間の角速度及び角加速度をしめすもので、曲線
C1,C2はそれぞれ角加速度ω・i及び角速度ωiを、
曲線Dは相対角加速度ω・をしめす。相対角加速度
ω・=ω・1−ω・2であるが、長径、短径の突点間にお
ける各々の相対角加速度は一定となる。一回転の
時間経過Tに対し、T=0におけるω・=一定値
は、T=0におけるω10からT/4における−
ω20を滅じた値であり、T/4におけるω・=一定
値は、T/4におけるω14からT/2における−
ω22を減じた値となる。各々0、T/4、T/2
の突点において、ω・から−ω・に不連続に変化して
いるが、これは一対の非円形歯車が主動又は従動
に変換することをしめす。
効 果
叙上の如く、本発明によれば、運動エネルギー
及び相対角加速度が一定のピツチ曲線をもつ非円
形歯車が実現されるため、該非円形歯車に相互に
作用する慣性力が一定となる。その結果、従来例
の如く局所的に歯形を摩耗することがなくなり、
耐久性を増大するだけでなく、歯形接触圧の増大
によつて生ずる摩擦トルクの増加もなくなるた
め、流量計の機器精度が向上するとともに安定
し、更に、運転時の騒音も減少する等極めて優れ
た特性の容積流量計を実現することができる。
及び相対角加速度が一定のピツチ曲線をもつ非円
形歯車が実現されるため、該非円形歯車に相互に
作用する慣性力が一定となる。その結果、従来例
の如く局所的に歯形を摩耗することがなくなり、
耐久性を増大するだけでなく、歯形接触圧の増大
によつて生ずる摩擦トルクの増加もなくなるた
め、流量計の機器精度が向上するとともに安定
し、更に、運転時の騒音も減少する等極めて優れ
た特性の容積流量計を実現することができる。
第1図は、本発明による非円形歯車のプロフイ
ルを示す図、第2図は、本発明による非円形歯車
を使用した時の1/2回転区間の角速度及び角加速
度を示す図、第3図は、従来の非円形歯車を使用
した容積流量計の一例を説明するための図であ
る。 1……流入口、2……流出口、3……外筒、
4,5……回転子(非円形歯車)、10……本発
明による非円形歯車のプロフイル。
ルを示す図、第2図は、本発明による非円形歯車
を使用した時の1/2回転区間の角速度及び角加速
度を示す図、第3図は、従来の非円形歯車を使用
した容積流量計の一例を説明するための図であ
る。 1……流入口、2……流出口、3……外筒、
4,5……回転子(非円形歯車)、10……本発
明による非円形歯車のプロフイル。
Claims (1)
- 1 流量に応じて噛合回転する一対の非円形歯車
を主動部とする容積流量計において、上記一対の
非円形歯車を回転運動エネルギー及び相対角加速
度を常に一定とするピツチ曲線で構成したことを
特徴とする容積流量計の非円形歯車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13994085A JPS62814A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 容積流量計の非円形歯車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13994085A JPS62814A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 容積流量計の非円形歯車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62814A JPS62814A (ja) | 1987-01-06 |
JPH0551090B2 true JPH0551090B2 (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=15257215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13994085A Granted JPS62814A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 容積流量計の非円形歯車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62814A (ja) |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP13994085A patent/JPS62814A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62814A (ja) | 1987-01-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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EXPY | Cancellation because of completion of term |