JPS63132118A

JPS63132118A - 容積流量計

Info

Publication number: JPS63132118A
Application number: JP27805686A
Authority: JP
Inventors: Seigo Ono; 精悟小野
Original assignee: Oval Engineering Co Ltd
Current assignee: Oval Engineering Co Ltd
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1988-06-04
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH083435B2

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】狡権分更本発明は、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。

灸米技先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０１，０２を
定点として、この各々の定点から回転角θ□、θ２の関
数として与えられるｒｘｐ　Ｉ’、の距離にころがり接
触をする条件であるｒ、＋ｒ、＝一定　　　　　・・・（１）ｒ１ｄθ１＝
ｒ、ｄθ２　　　　”’（２）を満足するピッチ曲線１±ｂ　ｃｏｓ２θｉ　（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□、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ＣＢ）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摂
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。

盗米肢生二皿呈立上述のように非円形歯車のピッチ曲線は（３）式であら
れ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
１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ｔ％
Ｉを示しており、この場合、歯厚と歯溝の幅とは等しく
ｔｏ＝ｔｔｚ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ｒ’ｓ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ｒ８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ｒ
ｓと直交する位置、つまり、頂点歯形が短径ｒ８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
。

□　　　　のための本発明は、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。

湛」【匠第１図は、前述のごとく非円形歯車の第１象限における
歯形曲線で歯数がＴ工〜Ｔ、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′
ＣＴ１゜Ｔ２・・・Ｔ、とし、ピッチ曲線上の歯幅ｔｏ
および歯溝ｔｖとすると、従来例においては各々の幅ｔ
ｏ＝Ｌｗであるが、実線で示した本発明では、非円形歯
車の動程が等しい長さｒｏで噛合する歯形Ｔ、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、Ｔ、、Ｔ
、、Ｔ、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Ｔ
３．Ｔ、、Ｔｉ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ｒしに向って
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ｒし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Ｔ、で
は微小幅ａよりも大きい微小幅すを噛合面側に、反噛合
面側に微小幅すよりも大きい微小幅Ｃを、同様に歯形Ｔ
、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／ｈ幅ｄよりも大きい微小幅ｅ
を、頂点歯形Ｔ、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Ｔ、、　Ｔ、
、　Ｔ、では反噛合面側、噛合面側に順次と微小幅ａｔ
　ｔｚ　ａｔ　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１
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１．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。

【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１
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□〜Ｔ、・・・歯形。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、流量に比例して噛合回転する一対等大な非円形
歯車を要部とする容積流量計の前記非円形歯車のピッチ
曲線における歯厚を長径に向けて大きく、短径に向けて
小さくしたことを特徴とする容積流量計。
（２）、前記ピッチ曲線における歯厚を動径が等しい位
置を基準とし、長径および短径に向けて段階的に変更し
たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の
容積流量計。