JPH0262914A - タービン式流量計用回転体 - 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流吊計用回転体に係り、特に回転体
の軸部に軸受に当接するボールを精度良く組込めるよう
構成したタービン式流石計用回転体に関する。

従来の技術 従来都市ガス等の流体（本実施例では、以下ガスという
）の流ｈ）計測を行うタービン式流出計、１４にＩＮ／
ｈｒ以下の微少流量を５１測するのに適用されるタービ
ン式流吊計用回転体は、流量に応じて回転する羽根車の
回転軸の両端部を球面形状に加工し、羽根車に対向する
軸受部により回転軸を軸承される構成であった。ところ
が、」−記従来の回転体では回転軸の材質高度が高いの
で回転軸の両端部間の寸法精度が低く、球面粘度も低か
った。また、上記問題点を解決するのに種々な回転体が
従業されつつある。その促案されているタービン式流帛
訓用回転体としては、例えば０回転軸の両端に凹部を設
け、この凹部にボールを？ｆ人人後郡部周縁かしめる（
特開昭６２−２１５８２６号）、■筒状の回転軸の両端
の中空部内にボールを接着あるいは圧入する（実開昭６
０−７４４９７号）、■筒状の回転軸の中空部内に高粘
度に位置決めした中軸を挿入してボールを中軸の両端に
当接させて位置決めし／ｊ後同転１１１の両端をかしめ
る方法（実開昭６１−１９０８１９号）、■羽根車と端
部に凹部を有する軸部とを一体成形し、固定軸受部に当
接するボールを前記凹部に１茨合させる（特開昭６２−
２１５１３２７号）、等の回転体が考えられている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記タービン式流聞計用回転体は、■で
は回転軸の凹部を精度良く加工することが難しくボール
と回転軸との同芯度、回転軸の両端のボールの同軸度及
びかしめ後のボールの露出面積を高精度でバラツ１なく
組込むことができなかった。また、■ではボールを接着
固定するため、−４度不足が住ｆるおそれがある。また
、■では回転軸、中軸の加工、ボールの固定、回転軸の
羽根車への挿入と加ＩＩ程が多く、またいｆれも精密加
工を要し、′！Ａ造コストが高１凸である。

また、上記■では軸部が合成樹脂製であるので、金属製
の流ｆｆｌＡｌ本体、上、）流側コーン雪′との線膨張
係数の差により、高温時ボールと軸受との隙間がなくな
り、また低温時にはボールと軸受との隙間が大きくなっ
てしまい、回転体が円滑に回転できない場合があるとい
った問題点がある。

そこで、本発明は上記諸問題点を解決したターどン式２
ｉ（ＨＬｉｌ用回転体を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は、被１ｌｌＩｌ流体の流量に応じて回転する合
成樹脂製の回転体本体の軸中心に金属製の軸を埋設し、
金属製の軸の両９ｆ部分に至るように回転体本体に孔を
形成し、回転体本体の上、下流側に固定された軸受に当
接するボールを前記孔に嵌入するとともに、ボールを前
記軸の端部に当接させてなり、多くの手間を要すること
なくボール取付精度を高め、流量計測り安定した回転が
得られるようにしたらのである。

実施例 第１図に本発明になるタービン式流損語用回転体の一実
施例を適用したタービン式流量泪を示す。

第２図に回転体の要部を示す。。

両図中、ターごン式流ｆ７１．３１は配管の流路１内を
通過するガスの流量をＪｆ測するように流路１内に紺伺
けられている。２は回転体で、合成樹脂製の回転体本体
３の軸中心に金属製の軸４をインサート成形してなる。

軸４は第２図に示すように、両端部分がテーバ状となっ
ており、その両端には円錐状の凹部４ａ、４ｂｆｆｉ設
けである。尚、軸４は例えばステンレス製又は超硬合＆
％１等の丸棒材を切削加工することにより得られるので
、その外径、全長、及び凹部４ａ、４ｂ’Ｊの各寸法が
高精度に加工される。尚、本実施例では、軸４の両端部
に円錐状の凹部４ａ、４ｂｆ！：設置）だが、＠４の両
端部は平面であっても良い。又、軸４の両端部分がテー
パ状となっているのは、１咄４自体の外径をできるだけ
太くして軸４自体の強度を高めるためである。

回転体本体３はハブ外周に複数の羽根３Ｃを有し、ハブ
内壁に回転検出用のマグネツ１−１６を保持してなる１
、又、ハブ内周に上記幀４をインサート成形された回転
体本体３の軸部両端には、Ｔｄ１４の両端凹部４ａ、４
ｂに至るように孔３ａ、３ｂが形成されている。この孔
３ａ、３ｂの内壁は球面状にへこんでおり、孔３ａ、３
ｂ内にはボール５ａ、５ｂが圧入されている。

なお、ボール５ａ、５ｂは超硬、セラミック、宝石（Ｓ
ｉＣ、ルビー、ＡＰ、２０ｉ等）製であり、その真球度
、寸法精度Ｆよ極めて高い値となっている。一般に球体
の製造技術は確立されており、高精度を有した球体は比
較的容易にかつ安価に製造することができる。、また、
ボール５ａ、５ｂは極めて高い硬度をイｊ°シており合
成樹脂製の回転体本体３よりも剛性を有している。

回転体本体３は例えば弾性率が１ｘｌＯ５Ｋｙ／α２以
下であり、ボール５ａ、５ｂが孔３ａ。

３ｂ内に押し込まれると、孔３ａ、３ｂは若干外周方向
に拡がってボール５ａ、５ｂを保１）する。

又、ボール５ａ、５ｂは孔３ａ、３ｂｋ：保持されると
ともに、円錐状の凹部／１ａ、４ｂに当接して位置決め
される。

そのため、ボール５ａ、５ｂは軸４の軸芯に対して芯ず
れのないように組付けられる。尚、孔３ａ、３ｂ内に圧
入されたボール５ａ、５ｂは、その外周の一部を第２図
に示すように孔３ａ。

３ｂより突出させる。

又、第１図中、６．７は例えばサファイア等の硬質材料
により形成されたピボットｌ１１１！受で、上記回転体
２のボール５ａ、５ｂが摺接する球面四部６ａ、７ａを
有する。上流側のピボット１ｒｌｌｌ受６は上流側コー
ン８に設けられ、下流側のピボット軸受７は下流側コー
ン９に設けられている。

上、下流側コーン８．９は夫々流路１内に嵌入した支枠
１０の中心孔ＩＣ）ａにＩＩＶｉ通されたＤラド１１．
１２を有する。各」−ン８．９はロッド１１．１２のお
ねじ部１１ａ、１２ａに螺合するナツト１３．１／Ｉの
締付けにより支枠１０に固定される。

回転体２は上記上、下流側コーン８と９との間で、ボー
ル５ａ、５ｂがピボットｔｈｌｌ受６，７の球面四部６
ａ、７ａに摺接した状態で回転自在に支承される。

１５は磁気センサ等よりなるピックアップで、回転体２
に対向するよう上流側コーン８に設けられ、マグネット
１６の通過を検出してパルス信号を出力する。

ここで、十記タービン式流量５１の５１測動作につき説
明する。

第１図中、ガスが矢印の方向に流路１内を給送されると
、ガスは回転体２の羽根３Ｃ問を通過して下流側へ流れ
る。羽根Ｆｊｉ２は流路１内を流れる流量に比例した回
転数で回転する。

回転体２は＃Ｊ述したように、軸４をインサート成形さ
れているので軸部の強度が高く、さらに、ボール５ａ、
５ｂは凹部４ａ、４ｂとの当接により軸４との同芯度が
高い。そのため、回転体２はガスの流量に応じて安定に
回転覆る１、又、回転体２内に金属製の軸４がイン１ノ
ート成形されているので、回転体２の軸部とピボット軸
受６．７を右する上、下流側コーン８．９’Ｓとの線膨
張係数が略等しくなっている。従って、温１σ変化がク
ーじても、ボール５ａ、５ｂとピボット軸受６．７の球
面四部６ａ、７ａとの隙間がほとんど変化せず、回転体
２は温度変化の影響を受けることなく安定に回転づる１
゜ 回転体２の回転数はマグネット１６の通過に伴ってパル
ス信号を出力するピックアップ１５により検出される。

そして、ピックアップ１５からのパルス信号は増幅器（
図示せず）を介して流ω指小部（図示Ｉ！ｆ）に供給さ
れ、流量に換算される。

次に、上記回転体２の製造工稈につき第３図乃至第７図
を参照して説明する。

まず、第３図に丞す如く、ステンレス等の丸棒材を切削
加工して軸４を製作する。１即ち、長い丸棒材を軸４の
全長之に切断し、外径を寸法ｄに加工した後、軸４の両
端部分をテーバ状に切削する１、そして、１１自４の両
端面には円錐状の凹部４ａ。

４ｂがドリル（図示せ１′）＠によりＪｊＧ　ｉｎされ
る。。

上記のように加工された軸４μ射出成形用の金型に装着
される。第４図は、軸４が固定金型１７と可動金型１８
との間に形成されるキャピテイ１９内に装着された状態
を示す、１ 尚、固定金型１７及び可動金型１８は回転体本体３の外
観形状に対応した形状の）ニャビティ１つを形成するよ
うに精密加工されている。２０は各金型１７．１８に取
付けられたピンで、軸４の凹部４ａ、４ｂに嵌合する先
端部２０ａを有する。

尚、先端部２０ａはその端部が凹部４ａ、４ｂに対応す
る円ｚＵ状の突部となっており、又先端部２０ａの外周
はボール５ａ、５ｂ１．：対応する球面形状になってい
る１、 従って、軸４の凹部４ａを固定金型１７のピン２０の先
端部２０ａｆ、：あてがった状態で、可動金型１８を矢
印Ｘ２方向に［習動さＵると、＋１伯４の他端側の凹部
／！ｂにｂピン２０の先※ぶ部２０ａが嵌入し、軸４は
両端を保持される。続いて、固定金型１７のランナー１
７ａから溶Ｅａ樹脂が注入される。溶融樹脂はゲート１
７ｂを通過して４ヤビテイ１つ内に充填される。その結
果、軸４と固定金型１７、可動金型１８との間に６溶融
樹脂が充填され、ピン２０の先端部２０ａを除く軸４の
表面が樹脂によって被覆される。ぞして、軸４は両端の
凹部４ａ、４ｂとピン２０の先端部２０ａとの係合によ
り、４−ヤビティ１つの中心に位置決めされているため
、回転体本体３の軸中心にインサート成形される。

尚、軸４の凹部４ａ、４ｂを高精度に加工しておき、そ
して高粘度に加工された金型１７．１８を使用して上記
のように射出成形することにより、回転体本体３と軸４
との同芯麿及び回転体２の寸法精度は高精度に形成され
る。

上記のように溶融樹脂を充填した後金型１７゜１８を冷
却する。次いで、可動金型１８を矢印×１方向に摺動し
て離間して、第５図に示す射出成形された回転体２が取
り出される。

尚、第５図に示すように成形された回転体本体３の孔３
ａ、３ｂはボール５ａ、５ｂの直径しに対して、その内
径す法Ｌ１がＬ＋　＜Ｌである。又、孔３ａ、３ｂ、凹
部４ａ、４ｂの深さ１法１２はＬ２＜１／２とな・ンて
いる。

次に、第６図に示す如く、上記のように軸４をインリー
ト成形された回転体本体３の孔３ａ。

３ｂにボール５ａ　　５ｂを矢印で示すように押圧する
。孔３ａ、３ｂは弾性を有するため、高硬度のボール５
ａ、５ｂが押し込まれると、外周方向に拡径する３、よ
って、ボール５ａ、５ｂは孔３ａ。

３ｂ自体の弾性により外周を押圧保持されるとともに、
円相状の凹部４ａ、４ｂに当接し位置決めされる。

このようにして、第７図に示す回転体２が容易に製造さ
れる。尚、回転体本体３の軸中心にインリート成形され
た軸４の両端凹部４ａ、４ｂとの当接によって、ボール
５ａ、５ｂは＠４１：り・１して芯ずれなく絹イ」けら
れる。又、ボール５ａ、５ｂの孔３ａ、３ｂからの突出
量は、−１１１１１４の四部４ａ。

４ｂの加工精度を高めることにより精度良ぐ管理される
。

発明の効果 上述の如く１本発明になるタービン底流早計用回転体は
、高精度に加工された金型を使用して金属製の軸を回転
体本体の軸中心にインリート成形し、軸の端部に至る孔
にボールを１戊人させてなるため、回転体本体と軸、さ
らに軸とボールとの同芯度が高く、しかも両端のボール
の同軸度が高い高品質の回転体を容易に製作することが
でき、又従来のようにボールをかしめにより固定したり
あるいは接着したりしないため￥Ｊ４時の工数が少なく
安価に製造しうる。さらに、金属製の軸を回転体本体の
軸中心にインサートすることにより温度変化によって生
ずるボールと軸受との隙間の変化を小さく抑えることが
でき、常に安定した流量計測性能を維持できる等の特長
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるタービン式流苗バ１用回転体の一
実施ＰＡを適用したタービン式流量ａ１の縦断面図、第
２図は本発明の要部を拡大して示した縦断面図、第３図
は切削加工された軸の形状を示す図、第４図は第３図に
示す軸を成形用金型に装着した状態４示ず１＆断面図、
第５図は成形された回転体の縦断面図、第６図はボール
を回転体本体の孔に嵌入ざゼるのを１説明するための縦
断面図、第７図はボールが組付（Ｊられた回転体要部の
縦断面図である。 ２・・・回転体、３・・・回転体本体、４・・・軸、４
ａ。 ４ｂ・・・凹部、５ａ、５ｂ・・・ボール、６，７・・
・ピボット軸受、１７・・・固定金型、１８・・・可動
金４；１．２０・・・ピン。 特許出願人　ト　キ　コ　株　式　会　社同 東京瓦斯株式会社 同 大阪瓦斯株式会社 同 東邦瓦斯株式会社 代　　埋　　人　　弁狸土　　伊　　東　　忠　　彦同 弁即士　　松　　浦　　兼　　行 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

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合成樹脂製の回転体
   本体の軸中心に金属製の軸を埋設し、前記金属製の軸の
   両端部分に至るように前記回転体本体に孔を形成し、前
   記回転体本体の上、下流側に固定された軸受に当接する
   ボールを該孔に嵌入するとともに、該ボールを前記軸の
   端部に当接させてなることを特徴とするタービン式流量
   計用回転体。