JPS62814A - 容積流量計の非円形歯車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １皇よ立机五立夏 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。

災來立扱監 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０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ｒｔ＊　ｒ。

の距離においてころがり接触をする条件であるｆ’ｌ　
＋　　ｒ２　＝一定　　　　　　・・・・・・（１）ｒ
１ｄθ、＝ｒ、ｄθ２・・・・・・（２）を満足するピ
ッチ曲線 １±ｂ　ｃｏｔ２θｉ　　（ｉ＝１．２）　　　”’“
°（３）（但しａを相似係数、ｂを偏平度とする）であ
られ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。

上記非円形量式流量計は液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、 ・・・・・・（４） ・・・・・・（５） であられされる（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ｃｖｉは曲線Ａ２ＰＡ１でしめされ（５）式
で表わされる相対角加速度ふは曲線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Ｉｃｖはピッチ曲線ｒｉ＝ｒｉ（θ）の
中間点１’１：ｉ’２で最大となる。

明が　゛　しようとする問題点 上述のごと〈従来の非円形歯車式流量計においては、慣
性力がｌ’ｔ：ｐ２で極大となり、この附近で歯形が摩
耗し、従って、騒音も大きく公害的面からみても問題点
があった。

。　　を　゛するための 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６０−５７４８
８号）、シかし、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０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、ｒｌ　＋ｒ２　＝Ｋ（中心距離）＝１とすると、
運動エネルギーＥは、 となる。

（６）式よりω１−ω２を求め、相対角加速度ω＝ω１
−ω２＝α＝一定としてｒｉ（ｉ＝１．２）を求めると
、 となる（ただし、Ｏ≦ｔ≦ｔｏ）。

二こで、ｒ＾はピッチ曲線の長径で、１＝０の時、ｒ１
＝ｒ＾でｔ。はω、−ω２＝Ｏのときで、このときｌ’
ｔ：ｌ’＾である。また、ころがり接触の条件ｒ１ω、
＝ｒ２ω２によりθｉを求めると、＋］「ｔ（ｔｏ−１
「）　　　（ただし、０≦ｔ≦ｔｏ）　　−−−−−−
（１３）となり、該（７）、（８）式からピッチ曲線ｒ
ｉ。

θｉが求められる。

このときの相対角加速度二＝フ□−二２＝αはで一定と
なる。

来−隻一貫 第１図は、本発明による非円形歯車のピッチ曲線と従来
の非円形歯車のピッチ曲線を示す図で、実線１０は前記
（７）、（８）式であられされる本発明による非円形歯
車のピッチ曲線、点線２０は従来の楕円系非円形歯車の
ピッチ曲線である。

第２図は、第１図に実線にて示した本発明における非円
形歯車のピッチ曲線において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
角加速度二ｉ及び角速度ωｉを、曲線りは相対角加速度
ωをしめす。相対角加速度ω＝ω、−ω２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＝Ｏにおけるω＝
一定値は、Ｔ＝Ｏにおけるω１０からＴ／４における一
ω２ｏ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ω、４からＴ／２における一ω２□を
減じた値となる。各々Ｏ，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ッ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っ
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による非円形歯車のプロフィルを示す
図、第２図は１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ィル。 第　　１　°図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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ッ
   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。