JPH083435B2 - 容積流量計 - Google Patents
容積流量計Info
- Publication number
- JPH083435B2 JPH083435B2 JP61278056A JP27805686A JPH083435B2 JP H083435 B2 JPH083435 B2 JP H083435B2 JP 61278056 A JP61278056 A JP 61278056A JP 27805686 A JP27805686 A JP 27805686A JP H083435 B2 JPH083435 B2 JP H083435B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tooth
- circular gear
- pitch curve
- tooth profile
- tooth thickness
- 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
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、基準ピッチ曲線上における歯厚を短径から
長径に向けて変化させた非円形歯車を要部とした容積流
量計に関する。
長径に向けて変化させた非円形歯車を要部とした容積流
量計に関する。
従来技術 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、“オーバル流量計”として商品化され容積流量
計の主流をなしている。周知のごとく、非円形歯車式容
積流量計は第３図に示すごとく、流入口１、流出口２を
一体的に構成した本体３内に回転中心O1,O2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） を満足するピッチ曲線 （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っている。
て以来、“オーバル流量計”として商品化され容積流量
計の主流をなしている。周知のごとく、非円形歯車式容
積流量計は第３図に示すごとく、流入口１、流出口２を
一体的に構成した本体３内に回転中心O1,O2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） を満足するピッチ曲線 （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っている。
上記非円形歯車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。
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。
第４図は、回転子4,5の上記運動の詳細を示す図で、
（Ａ）は回転子4,5の長径が直交している場合で、この
場合は、回転子５に作用する圧力差は等しく、従って、
軸O2に関するトルクは等しく回転力は発生しないが、回
転子４は流入流出側の圧力差による回転力が発生する。
即ち、回転子４を主動側とし回転子５を従動側とする歯
車の噛合いとなり、時計方向に回転する。（Ａ）図の場
合を最大トルクとして（Ｂ）図に示す動径が等しくなっ
たところで回転子4,5のトルクが等しくなり、この瞬間
から回転子５の回転トルクは回転子４の回転トルクより
も大きくなり（Ａ）図の場合とは逆に回転子５を主動側
とし回転子４を従動側とする（ｃ）図の回転運動とな
り、相方の動径が等しくなるまで上記トルクの受授関係
が維持し、この瞬間から再度前記（Ａ）図のトルク受授
関係に移行する。以下、上記のトルク関係をもって各々
の回転子が１回転当り２回主動、従動を繰り返し乍ら計
測流体からエネルギ供給を受けて回転を継続し、各々の
回転子と本体３とで形成する容積Ｑを回転子1/2回転毎
に排出することにより回転子の回転数に比例した流量を
計測する。
（Ａ）は回転子4,5の長径が直交している場合で、この
場合は、回転子５に作用する圧力差は等しく、従って、
軸O2に関するトルクは等しく回転力は発生しないが、回
転子４は流入流出側の圧力差による回転力が発生する。
即ち、回転子４を主動側とし回転子５を従動側とする歯
車の噛合いとなり、時計方向に回転する。（Ａ）図の場
合を最大トルクとして（Ｂ）図に示す動径が等しくなっ
たところで回転子4,5のトルクが等しくなり、この瞬間
から回転子５の回転トルクは回転子４の回転トルクより
も大きくなり（Ａ）図の場合とは逆に回転子５を主動側
とし回転子４を従動側とする（ｃ）図の回転運動とな
り、相方の動径が等しくなるまで上記トルクの受授関係
が維持し、この瞬間から再度前記（Ａ）図のトルク受授
関係に移行する。以下、上記のトルク関係をもって各々
の回転子が１回転当り２回主動、従動を繰り返し乍ら計
測流体からエネルギ供給を受けて回転を継続し、各々の
回転子と本体３とで形成する容積Ｑを回転子1/2回転毎
に排出することにより回転子の回転数に比例した流量を
計測する。
従来技術の問題点 上述のように非円形歯車のピッチ曲線は（３）式であ
らわされるものであるが、該ピッチ曲線に対して歯形は
通常インボリュート歯形が適用される。また、ピッチ曲
線上の歯厚は円歯車の場合と同様にすべて等しい基準の
歯厚が選ばれている。
らわされるものであるが、該ピッチ曲線に対して歯形は
通常インボリュート歯形が適用される。また、ピッチ曲
線上の歯厚は円歯車の場合と同様にすべて等しい基準の
歯厚が選ばれている。
第１図は、本発明の容積流量計における非円形歯形の
第Ｉ象限における歯形曲線を示すものであるが、上に述
べた従来の等歯厚の歯形曲線との差異を明確に示すため
に同一図面上に点線で示した。
第Ｉ象限における歯形曲線を示すものであるが、上に述
べた従来の等歯厚の歯形曲線との差異を明確に示すため
に同一図面上に点線で示した。
第２図は、ピッチ曲線Ps上の歯厚を直線上に展開した
もので（Ａ）に従来例における歯厚toと歯溝の幅twを示
しており、この場合、歯厚と歯溝の幅とは等しくto＝tw
である。また、歯形をインボリュート曲線とした場合、
該インボリュート曲線の基礎円の半径は、円歯車では一
定であるが、非円形歯車ではピッチ曲線に従い長径rLで
小さく、短径rsで大きくなり、ラックに近づく。従っ
て、歯元における歯厚は、長径rLで小さく、短径rsに向
って段階的に大きくなり，各歯形の曲げ強度は短径rsで
大きく長径rLの頂点歯形において最低となる。更に、非
円形歯車式流量計の運動は、前述したように、非円形歯
形の噛合い位置により、対をなす非円形歯車に作用する
回転トルクの主動・従動関係を逆転するが、最大トルク
点は直径rLが短径rsと直交する位置、つまり、頂点歯形
が短径rsの歯溝と噛合するところにある。以上に述べた
ように、従来の容積流量計における非円形歯車において
の歯形曲げ強度は短径から長径に向って低下するという
問題点があった。
もので（Ａ）に従来例における歯厚toと歯溝の幅twを示
しており、この場合、歯厚と歯溝の幅とは等しくto＝tw
である。また、歯形をインボリュート曲線とした場合、
該インボリュート曲線の基礎円の半径は、円歯車では一
定であるが、非円形歯車ではピッチ曲線に従い長径rLで
小さく、短径rsで大きくなり、ラックに近づく。従っ
て、歯元における歯厚は、長径rLで小さく、短径rsに向
って段階的に大きくなり，各歯形の曲げ強度は短径rsで
大きく長径rLの頂点歯形において最低となる。更に、非
円形歯車式流量計の運動は、前述したように、非円形歯
形の噛合い位置により、対をなす非円形歯車に作用する
回転トルクの主動・従動関係を逆転するが、最大トルク
点は直径rLが短径rsと直交する位置、つまり、頂点歯形
が短径rsの歯溝と噛合するところにある。以上に述べた
ように、従来の容積流量計における非円形歯車において
の歯形曲げ強度は短径から長径に向って低下するという
問題点があった。
問題点解決のための手段 本発明は、非円形歯車の噛合条件を満足する歯形にお
いて歯元の曲げ強度を均一化するため、ピッチ曲線上の
歯厚を変化させ、耐久性の優れた容積流量計を提供する
ことを目的としてなされたものである。
いて歯元の曲げ強度を均一化するため、ピッチ曲線上の
歯厚を変化させ、耐久性の優れた容積流量計を提供する
ことを目的としてなされたものである。
実施例 第１図は、前述のごとく非円形歯車の第Ｉ象限におけ
る歯形曲線で歯数がT1〜T7の７枚の例を示したもので、
本発明と従来例とを比較するための従来例の歯形を点線
で、本発明および本発明と共通する従来の歯形部分は実
線で示した。第２図はピッチ曲線上の歯厚を直線上に展
開したもので（Ａ）は従来例，（Ｂ）は本発明を示す。
図において、歯形を短径rsから長径rL側に亘ってT1,T2
…T7とし、ピッチ曲線上の歯幅toおよび歯溝twとする
と、従来例においては各々の幅to＝twであるが、実線で
示した本発明では、非円形歯車の動径が等しい長さroで
噛合する歯形T4の噛合面のピッチ曲線上の基点Ｓを基準
として、長径rL側に向って配列される歯形すなわちT4の
反噛合面、T5,T6,T7の両歯面に、T7側に順次と増大する
微小幅の歯厚を加え、逆に短径rs側に向って配列される
歯形T3,T2,T1の両歯幅を順次と歯厚を小さくするもので
ある。しかも、このことによって、長径rLに向って増大
する歯厚の歯形は、短径rsに向って増大する歯溝の幅と
対応し、短径rLに向って減少する歯厚の歯形は長径rLに
向って減少する歯溝の幅と対応し、非円形歯車としての
噛合関係が満足される。
る歯形曲線で歯数がT1〜T7の７枚の例を示したもので、
本発明と従来例とを比較するための従来例の歯形を点線
で、本発明および本発明と共通する従来の歯形部分は実
線で示した。第２図はピッチ曲線上の歯厚を直線上に展
開したもので（Ａ）は従来例，（Ｂ）は本発明を示す。
図において、歯形を短径rsから長径rL側に亘ってT1,T2
…T7とし、ピッチ曲線上の歯幅toおよび歯溝twとする
と、従来例においては各々の幅to＝twであるが、実線で
示した本発明では、非円形歯車の動径が等しい長さroで
噛合する歯形T4の噛合面のピッチ曲線上の基点Ｓを基準
として、長径rL側に向って配列される歯形すなわちT4の
反噛合面、T5,T6,T7の両歯面に、T7側に順次と増大する
微小幅の歯厚を加え、逆に短径rs側に向って配列される
歯形T3,T2,T1の両歯幅を順次と歯厚を小さくするもので
ある。しかも、このことによって、長径rLに向って増大
する歯厚の歯形は、短径rsに向って増大する歯溝の幅と
対応し、短径rLに向って減少する歯厚の歯形は長径rLに
向って減少する歯溝の幅と対応し、非円形歯車としての
噛合関係が満足される。
第２図（Ｂ）は、上記の関係を具体的に説明するため
の展開図で、（Ｂ）図において、歯形T4は動径が等しい
位置の歯形で該T4の噛合面を基準とし、該T4の基準ピッ
チ曲線上の歯厚を微小幅ａだけ増加し、歯形T5では微小
幅ａよりも大きい微小幅ｂを噛合面側に、反噛合面側に
微小幅ｂよりも大きい微小幅ｃを、同様に歯形T6に関し
ても噛合面側に、微小幅ｃよりも大きい微小幅ｄを、反
噛合面側には微小幅ｄよりも大きい微小幅ｅを、頂点歯
形T7では、微小幅ｅよりも大きい微小幅ｆを各々基準歯
厚に対して増加し、逆に歯形T3,T2,T1では反噛合面側、
噛合面側に順次と微小幅a,b,c,d,e,fだけ歯厚を減少さ
せて、上記同様の関係をもった歯厚の図示しない非円形
歯車との噛合関係を満足させるものである。上記におい
ては、第Ｉ象限の歯数７枚の非円形歯車について述べた
が、本発明は、この歯数に限定されるものではない。
の展開図で、（Ｂ）図において、歯形T4は動径が等しい
位置の歯形で該T4の噛合面を基準とし、該T4の基準ピッ
チ曲線上の歯厚を微小幅ａだけ増加し、歯形T5では微小
幅ａよりも大きい微小幅ｂを噛合面側に、反噛合面側に
微小幅ｂよりも大きい微小幅ｃを、同様に歯形T6に関し
ても噛合面側に、微小幅ｃよりも大きい微小幅ｄを、反
噛合面側には微小幅ｄよりも大きい微小幅ｅを、頂点歯
形T7では、微小幅ｅよりも大きい微小幅ｆを各々基準歯
厚に対して増加し、逆に歯形T3,T2,T1では反噛合面側、
噛合面側に順次と微小幅a,b,c,d,e,fだけ歯厚を減少さ
せて、上記同様の関係をもった歯厚の図示しない非円形
歯車との噛合関係を満足させるものである。上記におい
ては、第Ｉ象限の歯数７枚の非円形歯車について述べた
が、本発明は、この歯数に限定されるものではない。
効果 従来の非円形歯車を要部とした容積流量計において
は、要部非円形歯形が長径方向に向って曲げ強度が弱く
なり、この結果、高速回転を伴なう大流量の計測におい
て流量制限されたが、本発明においては、従来の欠点を
補い歯形の曲げ強度は均一化するため、計測流量範囲を
拡大することが可能となり、更に、耐摩耗強度が増大す
るので信頼性の高い、低コストの容積流量計を提供でき
る。
は、要部非円形歯形が長径方向に向って曲げ強度が弱く
なり、この結果、高速回転を伴なう大流量の計測におい
て流量制限されたが、本発明においては、従来の欠点を
補い歯形の曲げ強度は均一化するため、計測流量範囲を
拡大することが可能となり、更に、耐摩耗強度が増大す
るので信頼性の高い、低コストの容積流量計を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の容積流量計の要部非円形歯車の第Ｉ
象限における歯形曲線で、第２図はピッチ曲線上におけ
る歯厚を直線上に展開した図、第３図及び第４図は非円
形歯車式流量計の運動原理を示す説明図である。 １……流入口,2……流出口,3……本体,4,5……回転子,T
1〜T7……歯形。
象限における歯形曲線で、第２図はピッチ曲線上におけ
る歯厚を直線上に展開した図、第３図及び第４図は非円
形歯車式流量計の運動原理を示す説明図である。 １……流入口,2……流出口,3……本体,4,5……回転子,T
1〜T7……歯形。
Claims (1)
- 【請求項１】回転可能に軸支され、流入する流体による
流入側と流出側との圧力差により流量に比例して噛合回
転する一対の非円形歯車を有する容積形流量計におい
て、前記一対の非円形歯車が回転し、ピッチ曲線上の各
々の動径が等しいときの該ピッチ曲線上の噛合面の位置
を基準として、該ピッチ曲線上での前記非円形歯車の歯
厚を、短径側の歯厚は短径に向けて順次薄く、長径側の
歯厚は長径に向けて順次厚くしたことを特徴とする容積
流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278056A JPH083435B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 容積流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278056A JPH083435B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 容積流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63132118A JPS63132118A (ja) | 1988-06-04 |
| JPH083435B2 true JPH083435B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17592039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61278056A Expired - Lifetime JPH083435B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 容積流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083435B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105821U (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166775A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Kinmon Seisakusho:Kk | 非円形歯車 |
-
1986
- 1986-11-21 JP JP61278056A patent/JPH083435B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166775A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Kinmon Seisakusho:Kk | 非円形歯車 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63132118A (ja) | 1988-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |