JPH02306115A - タービン式流量計 - 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】 産業上の利用分野 本発明はタービン式１５１　ｉｆに係り、特に羽根車を
組付けてなる際の組付精瓜を保ちつつ組付調整作業が容
易となるよう構成したタービン式流吊計に関する。

従来の技術 例えば、都市ガス等の被側流体の流量を測定するタービ
ン式１１１においては、上、下流側コーンに人造サファ
イア等の宝石よりなるピボット軸受を設け、ピボット軸
受の軸受部で羽根車の回転軸を回転０右に軸承するよう
に構成されたものが考えられている。又、上記のような
タービン式流吊計では流＃３削測性能、ｒｊｉ差性能及
び耐久性を向上させるため、羽根車の回転軸を軸受部と
の間の□ｅ低抵抗減らし回転軸を円滑且つ安定に軸承す
る必要がある。そこで、軸受部に開口する小孔をピボッ
ト軸受に設け、この小孔を介して軸受部に鍔ｆＪ油を供
給することが考えられている。

そして、このような軸受の製造方法としては、例えば■
サフアイア等の宝石あるいはセラミックを木材にして軸
受部としての半球形状の凹部を研削、研摩した後、放電
加工あるいはレーザ加工ｎにより小孔を形成する方法、
あるいは■セラミック製のｎ通孔を有する管を素材にし
て半球形状の凹部を研削、研摩して軸受部を形成する方
法等が考えられる。

発明が解決しようとするａ題 ところが、上記■、■の製造方法では比較的高価な宝石
、１ラミツク等を使用するため安価に製造することがで
きないといった課題や、ピボット軸受になる素材がナフ
ァイア嘗の宝Ｇあるいはセラミック等の高硬１αの素材
であるため、研削、研摩により半球状の四部（軸受部）
を形成するのに１問がかかるといった課題がある。

さらに、上２タービン式流聞３１において、ＨＩＩＦＩ
精ｊ立を高めるには微少流量から４流ωまで羽根車の回
転がスムーズであり、ｆｌつ回転軸が偏ることのないこ
とが必要である。従って、羽根中が微少流量でも回転し
、１つ＾流量域でもスムーズに回転するためには、羽根
中の回転軸の端部とピボット軸受の軸受部との隙間が数
μｌ稈麿の微少な適正値となるように：Ｉ４整しなけれ
ばならない。即ら、羽根車を上流側コーンと下流側コー
ンとの間に組付ける際は、ピボット軸を保持する十Ｆｌ
ｙ！側」−ンの位四を少しずつ軸方向にずらしながら回
転軸の端部とピボット軸受の軸受部との隙間を調整する
ことになる。ところが、ピボット軸受が宝石又はセラミ
ックといった高硬度の木材により形成されているため、
上記調整時ピボット軸受が回転軸の両端部に押圧される
と両端部が破ｔ】又は変形しやすい。そのため、従来の
タービン式流聞泪では、上記調整作業が鱈しく、手間が
かかるばかりか、回転軸が破損すると羽根車の回転が安
定せず副側感度が低下し、又回転抵抗の増加により微少
流量を正＆市に４測することができないといった課題が
生ずる。

そこで、本発明は上記課題を解決したタービン式流邑語
を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、上記タービン式流量計において、軸受が薄板
状に形成されるとともに、羽根車の回転軸の軸方向に弾
性変形しつるよう保持されてなる。

作用 羽根車を組付ける際、軸受が弾性変形して回転軸を破損
すること＜ｒ　＜、軸受と回転軸との隙間を羽根車が安
定かつスムーズに回転するのに必要な微少な隙間となる
、Ｊ、う容易に調整できる。

実施例 ｉｉ図に本発明になるタニどン式流ｍａｔの一実施例を
示す。第１図中、タービン式流量計１の流石計本体２は
その軸心を上下方向へ一致さけて、ガス等の被測流体が
給送される配管途中に配設される。なお、流体は図中矢
印で示す如く、給送される。

３は１−流側コーンで、流最計本体２の流路２ａ内に下
方よりトＦ人された支持部材４の中央孔４ａにロッド５
を仲通し、ｆ１ツド５のネジ部５ａに螺合するナツト６
の締付けにより固定される。又、７は下流側コーンで、
流路２ａ内に−Ｌ方より挿入された支持部材８の中央孔
８ａにロッド９を峰通し、０ツド９のネジ部９ａに螺合
するナツト１゜により締付は固定される。

上流側コーン３と下流側コーン７との聞には外周に複数
の羽１１１ａを有りる羽根車１１が介在している。１２
は羽根中１１の回転軸で、ハブ中央孔１１ｂに挿通され
ている。尚、回転軸１２の両端部１２ａ、１２ｂは円錐
形状に形成されている。

上流鋼コーン３及び下流鋼コーン７の羽根車１１に相対
向する面の軸心には、所定深さの軸受孔３ａ、７’ａが
形成されており、この軸受孔３ａ。

７ａには羽根車１１の回転軸１２を軸承するピボット軸
受１３．１４及び潤滑油の油溜め部１５゜するが設けで
ある。

尚、ピボット軸受１３と１４及び油溜め部１５とすると
は夫々同一構成であるので、上流側のピボット軸受１３
及び油溜め部１５について第２図を併せ参照して説明し
、下流側のピボット軸受１４及ｑ２［１ＩＷＩめ部する
の説明は省略する。

第２図中、ピボット軸受１３は後述するように例えばバ
ネ用ステンレス鋼の金属板により円板状に形成されてい
る。ピボット軸受１３は回転軸１２の端部１２ａが摺接
する軸受部１３ａと、その外側の鍔部１３ｂとよりなる
。軸受部１３ａは半球形状の凹部であり、その！！１部
中央で回転軸１２を軸承する。

ピボット軸受１３は外周側の鍔部１３ｂを軸受孔３ａの
開［１部３ｂに設Ｃ）られた段部３Ｃに当接させ、開口
？ｊ５３ｂに１人された環状の押え部材１７により押圧
保持されている。この押え部材１７は軸受１１１３　ｂ
より外側の鍔部１３ｂに当接する。そのため、押え部材
１７にＪ、りその周縁部分を軸受孔３ａ内に保持された
ピボット軸受１３は板バネ状に形成されるとともに、軸
り向に弾性変形しうるように保持されている。

従って、ごポット軸受１３は軸方向の押Ｆｉｌ　ｊＪが
ｎｍしたとき、即ち回転軸１２が当接したときにはその
抑圧方向に１比むことがさる。

又、ピボット軸受１３には軸方向に沿うよう形成され軸
受ｔｊ５１３ａと油溜め部１５とを連通する連通孔１３
ｃが２個所に穿設されている。この連通孔１３ｃは孔径
が極めて微小な小孔であり、一端が回転軸１２の端部１
２ａが摺接する軸受部１３ａの凹部中央よりで開口し、
他端が油溜め部１５に開口する。

上記ピボット軸１３はプレス加１−技術により容易に作
り出りことかできる。その製造工程を第３図、第４図に
示す。即ち、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、まず、
薄板状の金属板（例えばバネ用ステンレス鋼鉄）を打ち
汰いて円板１３′を得る。次いで、円板１３′の中央近
傍に２個の小孔１３Ｃ′を穿設する。この小孔１３Ｃ′
は前述の連通孔１３ｃを形成するものであり、例えばエ
ツチング加工等により穿設される。

このエツチング加工によれば、例えば０．０５゜の厚さ
を有する円板１３′に直径０．０５Ｊ１１の小孔１３Ｃ
′を穿設するのが有効である。尚、小孔１３Ｃ′の加工
方法としては、上記以外に−ｂ、放電加二［、レーザー
加工、プレス加工等の方法もある。

次に、第４図（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、円板１３′の
中央部を半球状に絞り加工して軸受１３が完成する。従
って、ピボット軸受１３は宝石又はセラミックス等によ
り製造される場合よりも、少ない工程数で容易に、しか
ら安価に製作される。

又、軸受孔３ａの奥部に′は蓄油体１８が嵌入しており
、蓄油体１８とピボット軸受１３との間には潤滑油が貯
溜される油溜め室１９が形成される。

即ち、油溜め部１５は上記蓄油体１８と、油溜め室１９
とよりなる。

蓄油体１８は、ピボット軸受１３の連通孔１３ｃよりも
大径な複数の中空部１８ａを右してＪ３す、この中空部
１８ａ内には潤滑油が充填されている。

ここで、回転軸１２の端部１２ａが軸受部１３ａに接す
ると、油溜め室１９及び中空部１８ａ内に満たされた！
？Ｉｆｆ）油は、連通孔１３ｃ内の毛管現象によりピボ
ットイー受１３の軸受部１３ａに少ωずつ供給される。

１１ち、第２図に示すように、軸受部１３ａ。

１４ａの中央部にはわ滑油の表面張力と、中空部１８ａ
の開放端の表面張ノ」及び中空部１８　ａの間口端の水
頭と釣り合う大きざの潤滑油のメニスカス２０が形成さ
れる。そのため、回転軸１２のピボット軸受１３．”Ｉ
ｎに対する摺接ｔｔｔｂ″Ｌが極めて小さくなり、羽根
車１１は流ｈ１に応じて円滑かつ安定に回転する。又、
回転軸１２の端部１２ａ。

１２ｂ及び軸受部１３ａ、１４ａの摩耗が減少し、耐久
性が向上する。

尚、軸受部１３ａ、１４ａの潤滑油が揮発して減少して
も、弯小な連通孔１３ｃ、１４Ｇの毛管現象により潤滑
油が適固ずつ供給されるため、潤消辿のメニスカス２０
は常に連通孔１３ｃ、１４ｃの内径と中空部１８ａの内
径とによって定まる所定の大きさを保つ。従？て、軸受
部１３ａｔ−１ｌフ滑不犀が生ずることがなく、又ｒｒ
ＪＷ１油が過剰に供給されることもない。

再び第１図に戻って説明するに、２１はピックアップと
しての磁気センサで、上流側コーン３に埋設されている
。２２はマグネットで、磁気センサ２１に対向するよう
ロータハブ１１ｃに取ｒ；Ｉけられている。したがって
、流路２ａ内を流れる流体の流量は、磁気センサ２１に
より流出に応じて回転する羽根車１１のマグネット２２
を磁気的に検出することにより計測される。

ここで、上記構成になるタービン式流量計１の組付工程
につき説明する。

第１図に示す如く、タービン式流量計１は上記の如く羽
根中１１を上流側」−ン３と、下流側−’Ｊ−ン７との
間で回転目（ｒに支承してなる。そして羽根車１１が紺
付けられる際は、まず上流側コーン３が支持部材４を介
して流路２ａ内に流量計本体２の下方より組（ＪＩＪら
れる。支持部材４μ流路２ａ内の段部２ｂに嵌合保持さ
れる。次に１回転軸１２を有する羽根車１１が十りから
流路２ａ内に挿入される。その際、回転軸１２の下りの
端部１２ａはピボット軸１３の軸受部１３ａに当接する
。

その後、下流側」−ン７が支ト１部４４８とともに流路
２ａに挿入され、支持部材８は流路２の段部２Ｃに嵌合
し保持される。尚、羽根車１１の羽根１１ａの先端が流
路２ａの内壁に接触しないように、羽根車１１と流路２
ａとの間にはクリアランスが設けられている。そのため
、羽根車１１を組付ける際は、羽根車１１自体が上２ク
リアランスの分だｔＪａＲｆｆ１２ａ内で傾くことがあ
る。

しかしながら、上記組付部回転軸１２の下方の端部１２
ｂは環状に形成された押え部材１７のＬ１通孔１７ａ内
に嵌入するため、貫通孔１７Ｈの内壁にカイトされて確
実にピボット軸受１４の軸受部１４に当接する。

又、上記タービン式流量計１においては羽根車１１が微
少流量域でも回転し、且つ高流量域でも偏よることなく
スムーズに回転するには、回転軸１２ａ、１２ｂと軸受
部１３ａ、１４ａとの隙間が極めて重要である。この間
隔は４〜６μ−程度の適正範囲にする必要がある。しか
るに、この組付精度を得るには、回転軸１２の全長の加
工精度。

ピボット軸受１３．１４の位置即ち上、下流側コーン３
．７の位ｎ及び軸受部１３ａ、１４ａの球面加工精度等
をサブミグ０ン以下に管理する必要があるが、実際には
これら各部の寸払粕度を高精度に保つことは困難である
。

そこで、組付■稈においては、流路２ａに空気をテスト
用のガスとして流しながら上、下流側コーン３，７の位
置を調整する。即ち、上、下流側コーン３，７のＯラド
５．９は夫々支持部材４゜８の中央孔４ａ、８ａに嵌合
しているのでナツト６．１０の締付は具合により軸方向
の位置が調整される。

ここで、ピボット軸受１３．１４が従来のように宝石又
はセラミックにより形成されている場合、上記調整時に
回転軸１２と軸受部１３ａ、１４ｂとの隙間が適正以下
に調整されると、回転軸１２の両端部１２ａ、１２ｂが
軸受部１３ａ、１４ａに押圧される。

この場合、従来の軸受では硬度が高く、しかも押Ｊ］−
力が強いため、回転軸１２の両端は破１（４シやすかっ
た。

しかしながら、本発明ではピボット軸受１３゜１４が板
バネの如く弾性変形できるので、回転軸１２とピボット
軸受１３．１４との隙間を調整する際、回転軸１２の両
ＪＷｒＡ１２ａ、　１２ｂが軸受部１３ａ、１４ａに押
圧されてもピボット軸受１３．１４自体がその弾性範囲
内で叩圧り向に撓むことができ、これにより回転軸１２
の破開は防止される。尚、上記調整作業は流路２ａ内に
空気を流しているため、回転軸１２がピボット軸受１３
．１４に当接した際は羽根車１１が回転しなくなるので
、回転軸１２の両端部１２ａ、１２ｂが軸受部１３ａ、
１４ａに当接したことは容易に判断される。

従って、羽根１ｉ１１の回転が止った後は、土。

上流側コーン３．７のいずれか一方を離間方向にずらし
て、羽根車１１がスムーズに回転する位置まで再調整す
れば良い。

これにより、回転＠１２の両端部１２ａ、１２ｂと軸受
部１３ａ、１４ａとの隙間が最小限に調整され、羽根車
１１は微少流量域から高流量域までスムーズに４転する
ことができる。

従って、従来の宝石又はセラミック製の軸受を使用する
場合よりも、調整作業が容易であり、紺ＩＪ作業工程を
より短時間で行なうことができる。

尚、上記実施例ではピボット軸受の素材としてバネ用ス
テンレス鋼を用いたが、これに限らず、羽根車の回転軸
を支承するのに必要な弾性及び強度を看していれば他の
金属板を用いても良い。

発明の効果 上述の如く、本発明になるタービン式流！ｔ）　ＢＨに
よれば、ピボット軸受が軸方向に弾性変形可能なため、
組付１程においては回転軸の端部が軸受部に当接した際
破Ｍ４することを防１１゛でき、しから回転軸の両端部
とピボット軸受の軸受部との隙間を羽根中が微少流量域
から高流量域まで安全■１つスムーズに回転するのに必
要な最小限の適任碩に容易に調整することができる。従
って、ｉｉ’ｌ測感度全感度さμ、流量計測を１［確に
ｔ−ｉなえるとともに、組（４’　Ｉ秤部の調整１侍間
の短縮化に五り相イ・１能率を高めることもできる。ざ
らに、ピボット軸受は薄板状の金属板により容易に製作
することが川面なため、従来のピボット軸受よりも手間
がかからず容易に加工でき、製造コストを安価にでさ゛
る秀の特長をｈする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるタービン式流ｔｔＶ＋の一実ｔ＾
例の縦断面図、第２図ｔよ本立１１の要部を説＋１１Ｊ
するための縦断面図、第３図（Ａ＞、（８）及び第４図
（Ａ＞、（Ｂ）は夫々ピボット軸受を製作する際の工程
を説明するための工程図である。 １・・・タービン式流ｆＥ１　ｉｔ、２・−・流ｎ；計
木休体２ａ・・・流路、３・・・上流側コーン、７・・
・下流側コーン、１１・・・羽根車、１２・・・回転軸
、１３．１４・・−ピボット軸受、１３ａ、ｌ４ａ−・
・軸受部、１３ｂ。 １４ｂ・・・鍔部、１３Ｇ、１４Ｇ・・・小孔、１５゜
する・・・油溜部、１７・・・押え部材、１８・・・浩
油体、１９・・・油溜め窄。 特許出願人　　ト　キ　」　株式会社 同　　　　　　弁理士　　松　　浦　　兼　　ｔｒ　　
、　’、’、　　”、’。 ′ｍ１．ｉ−ニリ 第１図 １　タービン式流量計 第２図 回転軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測流体の流量に応じて回転する羽根車と、該羽根車と
   ともに回転する回転軸と、該回転軸の端部を一側に摺接
   させて前記回転軸を軸承する軸受とを有してなるタービ
   ン式流量計において、前記軸受は、薄板状に形成される
   とともに、前記回転軸の軸方向に弾性変形可能に保持さ
   れてなることを特徴とするタービン式流量計。