JPS63132117A - 容積流量計 - 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】 肢豊立災 本発明は、背隙を非噛合面のみに配設した容積流量計に
関する。

災米挟嵐 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、゛１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０１，０２
を定点として、この各々の定点から回転角θ０．θ２の
関数として与えられるＩ”ｌ＋ｒ’！の距離にころがり
接触をする条件である ｒ１＋ｒ、＝一定　　　　　・・・（１）ｒ、ｄθ、＝
ｒ、ｄθ、　　　　−（２）を満足するピッチ曲線 １±ｂｃｏｓ２θｌ　（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Ｐい流出圧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１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０□に関するトルクは等しく何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１回転子４を主動側とし回転子５を特徴とする
特許の噛合いとなり、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（Ｑ）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１７２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ｍ揉ｍ週Ａ２ 通常、円歯車の歯形には背隙が設けられており、歯車創
成時に付与される０例えば、歯車を基準ラック又はホブ
等の切削工具で創成するときは、該工具に予め工具背隙
と呼ばれる背隙が付与されており、これらの背隙は歯車
の側歯面に均等に配分される。非円形歯車は通常インボ
リュート歯形をもっておりピッチ曲線は非円形であるこ
とから基礎円もピッチ曲線上の位置により異なり円歯車
の場合の創成とは異なる高度な技術を要するが、背隙に
関しては、内歯車同様に両側歯面に均等に配分されてい
る。容積流量計の非円形歯車の運動は前記のごとく各々
の非円形歯車の等同径位置を基準としてトルクの主動、
従動関係を反転するが、この場合、両側歯面に均等に付
与された背隙は非噛合面に２倍の背隙をもつこととなる
。逆に、噛合面においては噛合点は基準ピッチ曲線から
外れるため、通常のころがり接触は行われずすべり率が
増大することとなり、歯面の摩耗、騒音の増大をもたら
すものである。これらによるエネルギの損失分は圧力損
失を生み、流量計の精度を低下させる一要因となってい
た。

ｔｌ　　ヤ　　のための 本発明は、斜上の問題点を解決することを目的とするも
ので、容積流量計における非円形歯車のトルク主動、従
動が反転する運動において、歯形の噛合面と、非噛合面
とは一義的に定まることに着目して噛合面の歯面に背隙
をなくし、非噛合面のみに背隙を設けることにより、実
質的には背隙をもっているが、噛合面においては正確な
ピッチ曲線のころがり接触が維持される効果を与えるも
のである。

３】１に 第１図は、本発明の容積流量計における基準ピッチ曲線
Ｐｓの非円形歯車の短径ｒｓ上の第１゜■象限の歯形曲
線を示し、第２図は、基準ピッチ曲線を直線上に展開し
て得た歯厚を示す、第１図において、実線は背隙のない
非円形歯車の歯形曲線をしめすものでインボリュート歯
形をもっている。ｒｌ、は長径をしめし、Ｓは噛合する
一対の非円形歯車の動径が等しいｒｏの点である。

第２図（Ａ）は第１図に示す実線の基準歯厚を示すもの
で、歯厚ｔｏと歯溝の幅ｔｗとは等しく、第２図（Ｂ）
は従来の非円形歯車で、歯面両側に等しい背隙ＢＬを削
除しており、その分歯厚ｔ。

は歯溝の幅ｔｗよりも大きい。

第１図の第１象限が主動側となる歯形曲線の非円形歯車
の運動において、該非円形歯車の回転モーメントが無視
でき歯車の流入・流呂側間の差圧に依存する回転トルク
のみによる運動の場合は非円形歯車の動径の等しい８点
で主動・従動のトルク受授が転換することを述べたが、
実際の流量計においては各々の非円形歯車は慣性モーメ
ントがあるので、８点においても回転運動は維持し、８
点を過ぎて差圧による反転トルクが上記慣性トルクに打
勝つ位置において初めて主動・従動の切換えが行われる
。従って、この切換点は非円形歯車の慣性モーメント、
流量変動による回転速度、被測定流体の粘性等により変
化するものであるが、本出願人は主動側非円形歯車で最
大トルク点である短径ｒｓ近傍の歯形Ｔ、から、該主動
側非円形歯車と噛合する従動側非円形歯車が次の周期で
主動側に変換して最大トルク点となる短径歯形と噛合す
る長径ｒ’Ｌの歯形Ｔｎまで、噛合は、歯形Ａ面で行わ
れることを見出した。従って、歯形Ａ面の反対歯面Ｂは
非噛合面となり、該歯形８面に第２図（０）に示すよう
に従来の背隙ＢＬの２倍の背隙を与えるものである。こ
の背隙の量は、噛合する一対の非円形歯車の噛合特性に
関係するものではないので、特別に規定できる量ではな
く、単なる目安となる値である。この時の基準歯厚と背
隙との関係を第２図（Ｑ）に示す。

第１図の■象限の歯形曲線においては、前記第１象限の
場合と逆に従動側となるので噛合面はＣとなり背隙は非
噛合面りに穿設される。同様な関係を図示しない第■、
■象限においても適用される。なお、このような背隙関
係をもたせるときは、長径ｒｉ−側の頂点歯形Ｔｎの第
１象限側には僅かの背隙ＢＬｏを穿設しておくことが必
要であり、同様に第■象限側でもＢＬＯ’が穿設される
。同様な僅かな背隙は短径部歯形溝歯面および長径部歯
面と短径部歯溝歯面の相方に設けてもよい、更に、上記
説明においては長径ｒＬ側に頂点歯形Ｔｎがある場合に
ついて述べたが非円形歯車においては短径ｒｓ側に頂点
歯形がある場合も噛合は成立するもので、この場合にお
いても背隙を非噛合側に穿設する本発明の思想を同じよ
うに適用することができる。

勿−−−逮２ 上述のように、本発明によると、流量計の要部として噛
合回転する非円形歯車の噛合は基準ピッチ曲線上でころ
がり接触する正規の運動となるので、従来の両歯面に背
隙をもつことによる接触歯面のすべり等がなくなり、歯
面の摩耗、騒音が減少し、この分、圧力損失の減少、器
差精度の向上をもたらし、総合的に流量計としての性能
の向上をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の容積流量計における非円形歯車を説
明する歯車曲線の一部を示す図、第２図は、直線上に展
開した基準ピッチ曲線上の歯厚を示す図、第３図及び第
４図は、非円形歯車の運動を説明するための図である。 １・・・流入口、２・・・流出口、３・・・本体、４，
５・・・回転子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流量に比例して噛合回転する一対の非円形歯車の歯形に
   おいて、背隙を歯形の非噛合面のみに配設したことを特
   徴とする容積流量計。