JPH0148969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、単条螺旋ねじ形状をもつ内側の部材
を固定し、外側に位置する２条螺旋ねじを内穿し
た部材を回転自在にケーシング内に設け、外側の
部材の流体による偏心回転から通過流量を測定す
るようにした容積式流量計に関する。

（従来技術） 従来、高粘度流体の流量測定に利用される所謂
モノフロー式の流量計としては、例えば特開昭57
−88323号のものが知られている。

この容積式流量計にあつては、２条螺旋の雌ね
じを内穿したステータの中に単条のねじ形状をも
つたロータを回転自在に組み込んだ基本構造をも
ち、ステータとロータとの間に形成される空隙に
加圧流体を押し込むことでロータをステータに内
接しながら偏心回転させ、このロータの偏心回転
を検出することで通過流量を測定するようにして
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の容積式流量計
にあつては、流体力によりステータ内でロータを
偏心回転（自転を伴なう公転運動）させ、ロータ
の偏心回転から通過流量を測定する構造であつた
ため、流体の流路内にロータを偏心回転自在に支
持する軸受構造を設けなければならず、しかも軸
受け部分は流体の中にさらされているので流体に
よる腐蝕やゴミによる損耗を充分考慮した構造と
しなければならず、更にロータの偏心回転をステ
ータ軸心線回りの回転運動に変換するユニバーサ
ルジヨイントや遊星歯車を利用するため、軸受け
部が複雑で大型化し、ロータの回転抵抗および騒
音も大きくなるという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、回転部の軸受け構造が簡単で且つ
流体にさらされることのない信頼性と耐久性に優
れた容積式流量計を提供することを目的とし、次
のように構成したものである。

即ち、流体通路が貫通されたケーシング内に円
筒ロータ室を形成し、このロータ室の中の２条螺
旋ねじを内穿した円筒外形をもつロータ部材を偏
心回転自在に組み込み、このロータ部材内部の２
条螺旋ねじに内接して単条螺旋ねじ形状を有する
ステータ部材をケーシング側に固定して設置し、
更に流体によるロータ室内でのステータ部材の偏
心回転を磁気ピツクアツプ等の検出手段で検知し
て通過流量を測定表示するようにしたものであ
る。

即ち、本発明では従来のロータ部材を固定し、
外側のステータ部材を回転させる逆の構成とする
ことで上記目的を達成するようにしたものであ
る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した断面図であ
る。

まず構成を説明すると、１は内部に流体通路が
貫通形成された２分割構造をもつケーシングであ
り、ケーシング１の両側には配管と連結するため
のフランジ部２が一体に形成されている。ケーシ
ング１の内部には円筒状のロータ室３が形成さ
れ、このロータ室３の中に２条螺旋の雌ねじ８を
内穿した円筒外形形状をもつロータ部材４を偏心
回転、即ちロータ室３との摺接でロータ軸心線５
回りに自転運動を行ない、且つケーシング軸心線
６回りに公転運動を起こすように組み込んでい
る。ロータ部材４はロータ室３の内周壁との接触
面積を小さくして滑らかな偏心回転を可能とする
ため、両端に大径の転動フランジ部７を形成して
いる。

ロータ室３に偏心回転自在に組み込まれたロー
タ部材４に内穿した２条螺旋の雌ねじ８の中には
単条螺旋ねじの外形形状を有するステータ部材１
０が内接して配置され、ステータ部材１０は両端
の固定軸１１をケーシング１の内部に延在した軸
固定部１２に嵌め入れて固定配置されている。

このようなロータ室３の中に偏心回転自在に組
み込んだ２条螺旋の雌ねじ８を有するロータ部材
４と、ロータ部材４の中に内接して固定配置した
単条螺旋ねじの外形形状を有するステータ部材１
０とによつて本発明の流量計の基本構造が実現さ
れる。即ち、偏心回転自在なロータ部材４と固定
配置したステータ部材１０との間には空隙Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３が仕切り形成され、例えば矢印で示す
ケーシング１の左側から加圧流体を供給したとす
ると、流体圧力を受けて固定配置した内側のステ
ータ部材１０に対し外側のロータ部材４がロータ
室３内で偏心回転を起こし、空隙Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３の容積は予め定まつていることから、ロータ部
材４は通過流量に応じた偏心回路を起こすように
なり、従つて、ロータ部材４の偏心回転を検出す
ることで通過流量を測定することができる。

次にロータ部材４の偏心回転を検出して測定流
量を表示する手段を説明すると、まずロータ部材
４及びケーシング１はアルミニウム等の非磁性材
料で作られており、ロータ部材４の外周にマグネ
ツトリング１３を固定し、マグネツト１３に相対
したケーシング１の上部内にピツクアツプコイル
１４を設け、図示のようにロータ部材４が上側へ
偏心回転したときのマグネツトリング１３の近接
による磁束変化を受けてピツクアツプコイル１４
にパルス状の電圧を誘起させるようにしている。
ロータ部材４の１偏心回転で得られるピツクアッ
プコイル１４のパルス電圧は、ケーシング１の上
部に設置した表示器１５の内部に設けた流量測定
回路に与えられ、この流量測定回路にはピツクア
ツプコイル１４からの電圧パルスを計数するカウ
ンタが内蔵されており、ロータ部材４の１偏心回
転当りの通過流量が決まつていることから、単位
時間当りのパルス数を計数し、これに通過流量を
掛け合せることで流量表示部１６に通過流量を数
値表示するようにしている。

次に、第１図の実施例による流量測定動作を説
明する。

今、矢印に示すようにケーシング１の左側から
加圧流体の供給が行なわれたとすると、加圧流体
はロータ部材４とステータ部材１０との間に形成
された入口側の空隙Ｃ１に入り込み、内側のステ
ータ部材４が固定されていることから、外側のロ
ータ部材１０に回転力を与え、この結果、外側の
ロータ部材４は内側のステータ部材１０に内接し
た状態でロータ軸心線５回りに自転運動を起こ
し、且つケーシング軸心線６回りに公転運動を起
こす偏心回転を始める。

第２，３，４図のそれぞれは加圧流体の供給を
受けたときの固定設置した内側のステータ部材１
０に対する外側のロータ部材４の偏心回転を取り
出して示したもので、第２図は第１図の初期状態
を取り出して示しており、このとき、ロータ部材
４はケーシング軸心線６に対し上側に偏心した位
置にある。この第２図の状態で左側から加圧流体
の供給を受けると、ロータ部材４は２条螺旋ねじ
のねじ切り方向で定まる所定方向に偏心回転を起
こし、第２図の状態から90度公転した位置では第
３図に示すようにロータ部材４とステータ部材１
０との間の空隙Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は出口側となる
右方向に移動し、更に第２図の位置から180度公
転すると、第４図に示すロータ部材４がケーシン
グ軸心線６の下側に偏心した状態となり、ロータ
部材４とステータ部材１０との間の空隙Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３は更に出口側に移動する。このような内
側に固定したステータ部材１０との内接による外
側のロータ部材４の流体圧力による偏心回転をも
つて入口側からの流体は空隙の移動で出口側に移
送され、空隙の容積が一定であることから通過流
量に比例したロータ部材の偏心回転を得ることが
できる。

ロータ部材４の外側にはマグネツトリング１３
が固定されており、第１図に示すようにロータ部
材４の偏心回転でケーシング軸心線６の上側に偏
心したとき、ケーシング１内のピツクアツプコイ
ル１４にマグネツトリング１３が最も近接し、こ
のマグネツトリング１３の近接による磁束変化で
ピツクアツプコイル１４にパルス状の電圧が誘起
され、ロータ部材４の１偏心回転、即ち１公転毎
にピツクアツプコイル１４はパルス電圧を１つ発
生する。ピツクアップコイル１４のパルス電圧は
表示器１５に内蔵した測定回路のカウンタで計数
され、単位時間当りのカウント値に空隙Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３の合計容積（定数）を掛け合せることで
単位時間当りの通過流量を演算し、この演算流量
を流量表示部１８に数値表示する。

次に、第１図の実施例における作用を、従来の
内側のステータ１０を偏心回転自在に設け外側の
ロータ部材４を固定した場合と対比して説明する
と、流路の中央に置かれる単条外形ねじ形状をも
つステータ部材４は軸固定部１２によつて固定配
置されているだけであることから、このステータ
部材１０については軸受構造が全く不要となり、
流路の中に軸受構造を設けないことから、軸受構
造の腐食や耐久性を考慮する必要が全くない。ま
た、外側のロータ部材４は内側のステータ部材１
０に内接した状態でケーシング１のロータ室３に
組み込むだけで特別な軸受構造を必要とすること
なくロータ室３の中で偏心回転することができ、
構造が極めてシンプルとなる。

尚、ロータ室３の中でのロータ部材４の偏心回
転を滑らかにするため、ロータ部材４の使用材料
を選択して、より軽量化を図ることが望ましい。
また、ロータ部材４は流体圧力によるフラスト方
向の力を受けるので、ロータ部材４の端面にボー
ルベアリング等を介在させ、スラスト力によつて
ロータ部材４の動きが妨げられないようにするこ
とが望ましい。

更に、第１図の実施例では、ロータ部材４の外
側にマグネツトリング１３を直接固定し、ロータ
部材４のケーシング軸心線６に対する偏心位置の
変化に応じてピツクアップコイル１４で回転検出
を行なうようにしているが、他の実施例としてロ
ータ部材４の端面に所定間隔で複数のマグネツト
バーを放射状に埋め込んでおき、このマグネツト
バーを埋め込んだ端面に相対してピツクアツプコ
イルを設け、ロータ部材４の自転回数から通過流
量を測定するようにしてもよい。勿論、ロータ部
材４の偏心回転における公転運動のみを取り出し
て磁極ロータを回転し、この磁極ロータの回転数
から通過流量を測定することも可能である。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、流体
通路が貫通されたケーシング内に円筒ロータ室を
形成し、このロータ室内に２条螺旋ねじを内穿し
た円筒外形形状をもつロータ部材を偏心回転自在
に組み込み、ロータ部材の２条螺旋ねじに内接し
て単条螺旋ねじの外形形状を有するステータ部材
をケーシング内に固定設置し、更に加圧流体の供
給によるロータ部材のロータ室内での偏心回転を
検出して通過流量を測定表示する手段を設けるよ
うにしたため、流体通路を内部にもつた螺旋ロー
タの回転であることから、流体通路の中に軸受構
造を設ける必要がなく、また外側のロータ部材は
ケーシングのロータ室に格別な支持構造を必要と
することなく、組み込むだけで内側に固定設置さ
れたステータ部材との内接で加圧流体の供給を受
けて偏心回転を起こすことができ、通過流量に応
じた偏心回転を得るための構造が極めて簡潔とな
り、ロータ回転の検出も内部を通過する流体通路
から切り離して行なうことができるため、砂やゴ
ミ等が混入した流体の測定であつても、測定流体
による影響を受けることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した断面図、第
２，３，４図は流体によるロータ部材の偏心回転
を取り出して示した説明図である。 １：ケーシング、２：フランジ部、３：ロータ
室、４：ロータ部材、５：ロータ軸心線、６：ケ
ーシング軸心線、７：転動フランジ部、８：雌ね
じ、１０：ステータ部材、１１：固定軸、１２：
軸固定部、１３：マグネツトリング、１４：ピツ
クアツプコイル、１５：表示器、１８：流量表示
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体通路が貫通されたケーシング内に円筒ロ
   ータ室を形成し、該ロータ室内に２条螺旋の雌ね
   じを内穿した円筒外形をもつロータ部材を偏心回
   転自在に組み込み、該ロータ部材の２条螺旋ねじ
   に内接して単条螺旋ねじの外形形状を有するステ
   ータ部材をケーシング側に固定して設置し、更に
   加圧流体の供給による前記ロータ部材のロータ室
   内での偏心回転を検出して通過流量を測定表示す
   る手段を設けたことを特徴とする容積式流量計。