JPH0139052B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0139052B2 JPH0139052B2 JP1933881A JP1933881A JPH0139052B2 JP H0139052 B2 JPH0139052 B2 JP H0139052B2 JP 1933881 A JP1933881 A JP 1933881A JP 1933881 A JP1933881 A JP 1933881A JP H0139052 B2 JPH0139052 B2 JP H0139052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tooth profile
- curve
- pressure angle
- meshing
- circular gear
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
- G01F3/02—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
- G01F3/04—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls
- G01F3/06—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls comprising members rotating in a fluid-tight or substantially fluid-tight manner in a housing
- G01F3/10—Geared or lobed impeller meters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は噛合圧力角の変化が少くしかも摩耗
の少い耐久性のある新規な非円形歯車を用いた容
積型流量計に関する。
の少い耐久性のある新規な非円形歯車を用いた容
積型流量計に関する。
一般に、容積型流量計に回転子として用いられ
る非円形歯車（商標名オーバルと呼ばれる楕円形
歯車）の歯形は、インボリユート歯形として形成
され、しかもピツチ曲線と転がり接触をする基準
ラツク歯形は圧力角を一定とする直線である。即
ち、第１図ないし第４図に示す従来例の楕円形歯
車に係る構造解析図について説明すれば、前述の
ピツチ曲線ｌと転がり接触をする基準ラツク歯形
曲線ｇは圧力角αを一定とする直線である。
る非円形歯車（商標名オーバルと呼ばれる楕円形
歯車）の歯形は、インボリユート歯形として形成
され、しかもピツチ曲線と転がり接触をする基準
ラツク歯形は圧力角を一定とする直線である。即
ち、第１図ないし第４図に示す従来例の楕円形歯
車に係る構造解析図について説明すれば、前述の
ピツチ曲線ｌと転がり接触をする基準ラツク歯形
曲線ｇは圧力角αを一定とする直線である。
このために、非円形ピツチ曲線ｌの瞬間中心ｏ
（ピツチ曲線の曲率中心）に対して歯形が刻まれ、
この瞬間中心ｏに於ける噛合圧力角αcは近似的に
通常の内歯車と同一の構成を備える。
（ピツチ曲線の曲率中心）に対して歯形が刻まれ、
この瞬間中心ｏに於ける噛合圧力角αcは近似的に
通常の内歯車と同一の構成を備える。
しかしながら、楕円形歯車の回転中心o′に対す
る噛合圧力角α′cは、ピツチ曲線ｌの接線角をσ
とすると、 α′c＝β′±（π／２−σ）＋α ……（） となり、特にピツチ点Ｐに於ては α′＝α±（π／２−σ） ……（） となる。従つて、αの値が一定であると、ピツチ
曲線ｌ上に歯付けをするときの各ピツチ点Ｐの接
線角σによつて、一方の歯形は噛合圧力角が大き
くなり、他方の歯形は小さく負になることもあ
る。
る噛合圧力角α′cは、ピツチ曲線ｌの接線角をσ
とすると、 α′c＝β′±（π／２−σ）＋α ……（） となり、特にピツチ点Ｐに於ては α′＝α±（π／２−σ） ……（） となる。従つて、αの値が一定であると、ピツチ
曲線ｌ上に歯付けをするときの各ピツチ点Ｐの接
線角σによつて、一方の歯形は噛合圧力角が大き
くなり、他方の歯形は小さく負になることもあ
る。
この回転中心o′に対する噛合圧力角α′cが負に
なる現象は、楕円形歯車独特のもので、αc＞０の
場合は、中心距離が大きくなる方向（正方向）に
軸力Pd（Pd＞０）が働くが、αc＜０の場合はPd
＜０で中心距離を縮める方向に力が働き（クサビ
効果）、円滑な回転を阻害し、騒音、振動の原因
を生ずるばかりでなく、流量計の器差性能（特に
少流特性）に重大な影響を及ぼす。
なる現象は、楕円形歯車独特のもので、αc＞０の
場合は、中心距離が大きくなる方向（正方向）に
軸力Pd（Pd＞０）が働くが、αc＜０の場合はPd
＜０で中心距離を縮める方向に力が働き（クサビ
効果）、円滑な回転を阻害し、騒音、振動の原因
を生ずるばかりでなく、流量計の器差性能（特に
少流特性）に重大な影響を及ぼす。
この発明は叙上の点に着目して成されたもので
各歯形の歯付位置に対応して、夫々異なつた基準
ラツク歯形を想定し、理想的な噛合関係を保持す
るよう構成し、特に噛合圧力角αcが負にならない
ようにした非円形歯車を用いた容積型流量計を得
ることを目的とする。また、この発明の他の目的
とするところは非円形歯車の扁平度の小さい、す
なわち円歯車に近いものでは、ピツチ点に於ける
回転中心の噛合圧力角が一定となるように構成す
るようにした非円形歯車を用いた容積型流量計を
提供することにある。
各歯形の歯付位置に対応して、夫々異なつた基準
ラツク歯形を想定し、理想的な噛合関係を保持す
るよう構成し、特に噛合圧力角αcが負にならない
ようにした非円形歯車を用いた容積型流量計を得
ることを目的とする。また、この発明の他の目的
とするところは非円形歯車の扁平度の小さい、す
なわち円歯車に近いものでは、ピツチ点に於ける
回転中心の噛合圧力角が一定となるように構成す
るようにした非円形歯車を用いた容積型流量計を
提供することにある。
以下にピツチ曲線ｌがρ＝ａ／１−ｂ cos2θで表
わされる商標名オーバルと呼ばれる楕円形歯車に
ついてこの発明の実施例を述べる。
ついてこの発明の実施例を述べる。
まず、第５図に示す実施例は扁平度の大きいピ
ツチ曲線ｌを備える一実施例で図示された左半分
にこの発明に係る歯形曲線ｇを形成し右半分は従
来の歯形曲線ｇを比較するために抽出してある。
このとき、ｂ＝0.3、ｚ＝26（ｚは歯数）とした。
符号１〜１３及び１′〜１３′は夫々の歯形部の位
置を示す。
ツチ曲線ｌを備える一実施例で図示された左半分
にこの発明に係る歯形曲線ｇを形成し右半分は従
来の歯形曲線ｇを比較するために抽出してある。
このとき、ｂ＝0.3、ｚ＝26（ｚは歯数）とした。
符号１〜１３及び１′〜１３′は夫々の歯形部の位
置を示す。
従来の楕円歯車の回転中心噛合圧力角α′cはα
＝20゜とすると第６図のようになり、偶数歯の噛
合圧力角は負になることがあり、特に歯形部６の
噛合圧力角は歯形上全て負のかみ合いとなる。
＝20゜とすると第６図のようになり、偶数歯の噛
合圧力角は負になることがあり、特に歯形部６の
噛合圧力角は歯形上全て負のかみ合いとなる。
ところで、この発明にあつては非円形歯車のピ
ツチ曲線上に刻まれる歯形曲線の実質部が常に回
転中心方向に歯付けすることにより、歯形部１〜
１３の位置をできるだけ回転中心o′の方向に向
け、噛合圧力角α′cの変化を少なくすると共にさ
らに絶対に負にならないように構成している。即
ち、奇数の歯形部１′，３′，５′，７′，９′，１
１′，１３′は、サイクロイド曲線を用いることに
よつて、噛合圧力角α′cの増加を防ぎ（ピツチ点
に於ける噛合圧力角がπ／２−σ）偶数の歯形部 ２′，４′，６′，８′，１０′，１２′は、インボリ
ユート歯形（瞬間中心圧力角αの大きい）で噛合
圧力角α′cを増加させて負になることを防いでい
る。また一対で噛合させた場合、噛合関係の歯形
部１′と１３′、２′と１２′、３′と１１′、４′と
１０′、５′と９′、６′と８′、７′と７′とは互い
に相接触するので、インボリユート歯形の場合は
瞬間中心方向圧力角αを共有し、サイクロイド歯
形の場合は、その転り円を共有関係に保つ必要が
ある。
ツチ曲線上に刻まれる歯形曲線の実質部が常に回
転中心方向に歯付けすることにより、歯形部１〜
１３の位置をできるだけ回転中心o′の方向に向
け、噛合圧力角α′cの変化を少なくすると共にさ
らに絶対に負にならないように構成している。即
ち、奇数の歯形部１′，３′，５′，７′，９′，１
１′，１３′は、サイクロイド曲線を用いることに
よつて、噛合圧力角α′cの増加を防ぎ（ピツチ点
に於ける噛合圧力角がπ／２−σ）偶数の歯形部 ２′，４′，６′，８′，１０′，１２′は、インボリ
ユート歯形（瞬間中心圧力角αの大きい）で噛合
圧力角α′cを増加させて負になることを防いでい
る。また一対で噛合させた場合、噛合関係の歯形
部１′と１３′、２′と１２′、３′と１１′、４′と
１０′、５′と９′、６′と８′、７′と７′とは互い
に相接触するので、インボリユート歯形の場合は
瞬間中心方向圧力角αを共有し、サイクロイド歯
形の場合は、その転り円を共有関係に保つ必要が
ある。
このようにして、計算した結果の回転中心噛合
圧力角α′cを第７図に示すが、これは最小噛合圧
力角α′cmin＝０の条件で求めたものである。
圧力角α′cを第７図に示すが、これは最小噛合圧
力角α′cmin＝０の条件で求めたものである。
この実施例によれば前述した第６図の従来例と
異なり、すべての歯形部１′〜１３′の噛合圧力角
α′cは正となり、無理なく円滑に噛合回転させる
ことができる。
異なり、すべての歯形部１′〜１３′の噛合圧力角
α′cは正となり、無理なく円滑に噛合回転させる
ことができる。
つぎに第８図について扁平度が小さいピツチ曲
線に基づく他の実施例を説明する。この実施例も
第５図と同様に図示された左半分にこの発明に係
る歯形を形成し右半分に従来の歯形を比較するた
めに抽出してある。すなわち、歯数が前述の実施
例と同数であるがｂの値の比較的小さい場合、例
えばｂ＝0.15の実施例を示している。
線に基づく他の実施例を説明する。この実施例も
第５図と同様に図示された左半分にこの発明に係
る歯形を形成し右半分に従来の歯形を比較するた
めに抽出してある。すなわち、歯数が前述の実施
例と同数であるがｂの値の比較的小さい場合、例
えばｂ＝0.15の実施例を示している。
この場合では、ピツチ点に於ける回転中心噛合
圧力角を一定（＝20゜）とすることができ、夫々
の歯付位置に関して、α＝20゜〓（π／２−σ）と し、偶数歯はインボリユート歯形、奇数個はイン
ボリユートとサイクロイドの合成歯形とすること
により、回転中心噛合圧力角の変化の少ない楕円
形歯車を得ることができる。なお、第９図には従
来の歯車の噛合圧力角α′cの変化を示してあり、
負のかみ合いが生ずるが本実施例では第１０図の
とおり噛合圧力角α′cはすべて正のかみ合いとな
り前述の実施例と同様の作用効果を呈することが
できる。
圧力角を一定（＝20゜）とすることができ、夫々
の歯付位置に関して、α＝20゜〓（π／２−σ）と し、偶数歯はインボリユート歯形、奇数個はイン
ボリユートとサイクロイドの合成歯形とすること
により、回転中心噛合圧力角の変化の少ない楕円
形歯車を得ることができる。なお、第９図には従
来の歯車の噛合圧力角α′cの変化を示してあり、
負のかみ合いが生ずるが本実施例では第１０図の
とおり噛合圧力角α′cはすべて正のかみ合いとな
り前述の実施例と同様の作用効果を呈することが
できる。
なお、上述した二実施例は、図示された左半分
の構成を左右上下に線対称、斜方向に点対称とし
て組合せることにより求める楕円形歯車を得るこ
とができる。
の構成を左右上下に線対称、斜方向に点対称とし
て組合せることにより求める楕円形歯車を得るこ
とができる。
以上述べた二つの実施例で示される楕円歯車は
その軸方向の肉厚を大きくして所望の計量空間を
占める流量計本体内に二個一対を回転自在に収納
することにより所望の容積型流量計を得ることが
できる。
その軸方向の肉厚を大きくして所望の計量空間を
占める流量計本体内に二個一対を回転自在に収納
することにより所望の容積型流量計を得ることが
できる。
また、以上の実施例ではこの発明に係る非円形
歯車を、楕円形歯車とした場合についてのみ記述
したが全く同様にして三葉、四葉などの非円形歯
車として得ることもできる。
歯車を、楕円形歯車とした場合についてのみ記述
したが全く同様にして三葉、四葉などの非円形歯
車として得ることもできる。
この発明によれば、そのピツチ曲線に刻まれる
歯形が回転中心方向に歯付けされているので噛合
いに無理がなく、円歯車と同様に噛合回転させる
ことができ、したがつて、噛合音を小さくして滑
らかな回転を行わせることができると共に耐久性
を著しく向上できるので、回転子として容積型流
量計に用いた場合は回転抵抗を軽減して測定精度
を猶一層長期に亘り保持できる効果がある。
歯形が回転中心方向に歯付けされているので噛合
いに無理がなく、円歯車と同様に噛合回転させる
ことができ、したがつて、噛合音を小さくして滑
らかな回転を行わせることができると共に耐久性
を著しく向上できるので、回転子として容積型流
量計に用いた場合は回転抵抗を軽減して測定精度
を猶一層長期に亘り保持できる効果がある。
第１図ないし第４図は従来の楕円形歯車の構造
解析を示した図、第５図はこの発明に係る非円形
歯車の一実施例と従来例の歯車とを合成した比較
説明図、第６図および第７図は同上の噛合圧力角
のそれぞれのグラフ、第８図はこの発明に係る非
円形歯車の他の実施例と従来例の歯車とを合成し
た比較説明図、第９図および第１０図は同上の噛
合圧力角のそれぞれのグラフである。 １〜１３……従来の楕円形歯車の歯形部、１′
〜１３′……この発明に係る楕円形歯車の歯形部、
ｌ……ピツチ曲線、ｏ……瞬間中心、o′……回転
中心、αc，α′c……噛合圧力角。
解析を示した図、第５図はこの発明に係る非円形
歯車の一実施例と従来例の歯車とを合成した比較
説明図、第６図および第７図は同上の噛合圧力角
のそれぞれのグラフ、第８図はこの発明に係る非
円形歯車の他の実施例と従来例の歯車とを合成し
た比較説明図、第９図および第１０図は同上の噛
合圧力角のそれぞれのグラフである。 １〜１３……従来の楕円形歯車の歯形部、１′
〜１３′……この発明に係る楕円形歯車の歯形部、
ｌ……ピツチ曲線、ｏ……瞬間中心、o′……回転
中心、αc，α′c……噛合圧力角。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非円形歯車のピツチ曲線上に刻まれる歯形曲
線の実質部が常に回転中心方向に歯付けされた非
円形歯車を２個噛合させるように回転子として組
込んだことを特徴とする非円形歯車を用いた容積
型流量計。 ２ 歯形曲線がインボリユート曲線で構成された
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非
円形歯車を用いた容積型流量計。 ３ 歯形曲線がサイクロイド曲線で構成されたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非円
形歯車を用いた容積型流量計。 ４ 歯形曲線がインボリユート曲線とサイクロイ
ド曲線の合成曲線で構成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の非円形歯車を用いた
容積型流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1933881A JPS57133320A (en) | 1981-02-12 | 1981-02-12 | Non-circular gear and flowmeter thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1933881A JPS57133320A (en) | 1981-02-12 | 1981-02-12 | Non-circular gear and flowmeter thereby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57133320A JPS57133320A (en) | 1982-08-18 |
| JPH0139052B2 true JPH0139052B2 (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=11996609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1933881A Granted JPS57133320A (en) | 1981-02-12 | 1981-02-12 | Non-circular gear and flowmeter thereby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57133320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005017001A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Oval Corp | 非円形歯車及び非円形歯車を用いた容積式流量計 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5879118A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-12 | Oval Eng Co Ltd | 段付歯車および葉形段付歯車を用いた容積型流量計 |
| JPH067326Y2 (ja) * | 1986-12-26 | 1994-02-23 | オ−バル機器工業株式会社 | 容積流量計 |
| DE69027027T2 (de) * | 1990-08-20 | 1996-09-26 | Oval Eng Co Ltd | Volumetrischer Verdrängungsdurchflussmesser |
| US8312785B2 (en) * | 2008-06-20 | 2012-11-20 | Graco Minnesota Inc. | Involute gear teeth for fluid metering device |
-
1981
- 1981-02-12 JP JP1933881A patent/JPS57133320A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005017001A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Oval Corp | 非円形歯車及び非円形歯車を用いた容積式流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57133320A (en) | 1982-08-18 |
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