JPS5990017A - 非円型歯車式流量計 - Google Patents
非円型歯車式流量計Info
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- JPS5990017A JPS5990017A JP19212383A JP19212383A JPS5990017A JP S5990017 A JPS5990017 A JP S5990017A JP 19212383 A JP19212383 A JP 19212383A JP 19212383 A JP19212383 A JP 19212383A JP S5990017 A JPS5990017 A JP S5990017A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- tooth
- confinement
- gear rotating
- 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.)
- Pending
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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は互に滑べることなく展転する一対の非円型曲線
をピツチ線とし、該曲線に設歯した回転体を匡体内に回
転自在に收装してなる非円型歯車式流量計において、回
転体相互の噛合部の閉ぢ込み現象を除き円滑なる回転体
の回転を与えることにより流量計として再現性に優れた
精度の高い計量機能を発揮する工業計器を提供するにあ
る。
をピツチ線とし、該曲線に設歯した回転体を匡体内に回
転自在に收装してなる非円型歯車式流量計において、回
転体相互の噛合部の閉ぢ込み現象を除き円滑なる回転体
の回転を与えることにより流量計として再現性に優れた
精度の高い計量機能を発揮する工業計器を提供するにあ
る。
非円型歯車式流量計は計量精度が高いとされるが回転体
の回転容積に対する吐出流量の比（以下吐出率と称す）
が大きくなる程、吐出流量に対する洩れの量が相対的に
小さい値となるため誤差すなわち流量計の器差が小さく
なり計量精度が高くなる。
の回転容積に対する吐出流量の比（以下吐出率と称す）
が大きくなる程、吐出流量に対する洩れの量が相対的に
小さい値となるため誤差すなわち流量計の器差が小さく
なり計量精度が高くなる。
吐出率の大なる回転体の形状はその非円型ピツチ線の形
状が偏平となる程大きくなり、またそのピツチ線の長径
部歯型のアデンダムが大きい程吐出率が大きくなる。し
かし非円型歯車式流量計の回転体の歯型は従来インボリ
ユート歯型が用いられ非円型ピツチ線に対して歯数の少
いモヂユールの大きい歯型では噛合う歯面の歯末部分の
滑べり量が大きくなる。更に非円型歯車回転体はピツチ
線の偏平度すなわち曲線の長径と短径の比が大きい程大
型歯型の回転時における閉ぢ込み量が増大し、かつ滑べ
り量の多い歯面で所謂スコーリング現象による傷が発生
する。
状が偏平となる程大きくなり、またそのピツチ線の長径
部歯型のアデンダムが大きい程吐出率が大きくなる。し
かし非円型歯車式流量計の回転体の歯型は従来インボリ
ユート歯型が用いられ非円型ピツチ線に対して歯数の少
いモヂユールの大きい歯型では噛合う歯面の歯末部分の
滑べり量が大きくなる。更に非円型歯車回転体はピツチ
線の偏平度すなわち曲線の長径と短径の比が大きい程大
型歯型の回転時における閉ぢ込み量が増大し、かつ滑べ
り量の多い歯面で所謂スコーリング現象による傷が発生
する。
閉ち込み現象が生じない程度の小さいモヂユールの歯型
を用うるならば長径部のアデンダムは小さくなり吐出率
は著しく減少する。ピツチ線に対し大型の歯型を設歯し
た回転体とするためには閉ぢ込みのないサイクロイド歯
型を用いた歯車回転体として設計することにより可能と
なる。本発明は閉ぢ込み現象のない非円型歯車回転体を
用うることにあるが閉ぢ込み現象を正円歯車回転体の場
合と非円型歯車回転体の場合を比較説明する。
を用うるならば長径部のアデンダムは小さくなり吐出率
は著しく減少する。ピツチ線に対し大型の歯型を設歯し
た回転体とするためには閉ぢ込みのないサイクロイド歯
型を用いた歯車回転体として設計することにより可能と
なる。本発明は閉ぢ込み現象のない非円型歯車回転体を
用うることにあるが閉ぢ込み現象を正円歯車回転体の場
合と非円型歯車回転体の場合を比較説明する。
第１図は非円型歯車式流量計の歯車回転体の回転状態を
示す。
示す。
軸Ｏ１を回転軸とする非円型歯車１のピツチ線２および
軸Ｏ２を回転軸とする非円型歯車３のピツチ線４が互に
係合するようケーシング５内に回転自在に收装され流体
の矢印の方向の流れによつて図において歯車回転体１は
右廻りに、歯車回転体３は左廻りに回転し、ピツチ線２
および４の接点Ｐは軸Ｏ１と軸Ｏ２を結ぶ線Ｏ１Ｏ２上
にある。歯車回転体１は歯車回転体３よりも大きい回転
モーメントを受けることは図より明らかであり、第１図
の拡大説明図第２図に示すごとくインボリユート歯型の
噛合部は記号イ、ハの点で接し斜影線で示した両歯車回
転体の歯型で囲まれる閉鎖空間の閉ぢ込み域を形成する
。その容積を記号Ａで示す。前述の歯車に加えられる回
転モーメントで両歯車回転体が矢印の方向に回転する際
歯車回転体３の回転モーメントは歯車回転体１よりも小
さく、かつ第３図に示す位置まで回転する場合閉ぢ込み
空間の容積Ａは縮小する傾向にある。記号口点は面圧が
加らす歯車間の背隙を有す。閉ぢ込み域を形成する噛合
部イ点は軸Ｏ１および軸Ｏ２を結ぶ線Ｏ１Ｏ２に対し閉
ぢ込み域を形成する他の噛合部八点よりも離れた位置か
ら該線に近付かんとするため、非圧縮性の液体、水等の
流体を空間に閉ぢ込んた侭空間Ａは縮小せんとする。歯
車回転体３は点イ、ハで支えられた状態で軸Ｏ１と軸Ｏ
２を支点とする回転運動によつてあたかもテコの作用で
出口のないピストンシリンダー内の水をピストンで無理
に押し込むごとき現象が生ずる。そのため歯車回転体３
は歯車回転体１の回動で押しつけられ自由回転（図にお
いて左廻りの回転）が不可能となる。しかし管流によつ
て歯車回転体１には強い回転モーメントが作用して無理
に回転するから接触点イおよびハには強力な面圧荷重が
加わる。インボリユート歯型では接触点イにおける滑べ
り量が大きいため低速回転すなわち微小流量で擦過傷（
スコーリング傷）が歯面に生じ、潤滑性の低い水用流量
計では特に著しい。この傷は通水時間の経過と共に進行
し歯型が急速に変形する。そのため器差特性曲線の変化
が甚しく，流量計としての再現性が失われる。
軸Ｏ２を回転軸とする非円型歯車３のピツチ線４が互に
係合するようケーシング５内に回転自在に收装され流体
の矢印の方向の流れによつて図において歯車回転体１は
右廻りに、歯車回転体３は左廻りに回転し、ピツチ線２
および４の接点Ｐは軸Ｏ１と軸Ｏ２を結ぶ線Ｏ１Ｏ２上
にある。歯車回転体１は歯車回転体３よりも大きい回転
モーメントを受けることは図より明らかであり、第１図
の拡大説明図第２図に示すごとくインボリユート歯型の
噛合部は記号イ、ハの点で接し斜影線で示した両歯車回
転体の歯型で囲まれる閉鎖空間の閉ぢ込み域を形成する
。その容積を記号Ａで示す。前述の歯車に加えられる回
転モーメントで両歯車回転体が矢印の方向に回転する際
歯車回転体３の回転モーメントは歯車回転体１よりも小
さく、かつ第３図に示す位置まで回転する場合閉ぢ込み
空間の容積Ａは縮小する傾向にある。記号口点は面圧が
加らす歯車間の背隙を有す。閉ぢ込み域を形成する噛合
部イ点は軸Ｏ１および軸Ｏ２を結ぶ線Ｏ１Ｏ２に対し閉
ぢ込み域を形成する他の噛合部八点よりも離れた位置か
ら該線に近付かんとするため、非圧縮性の液体、水等の
流体を空間に閉ぢ込んた侭空間Ａは縮小せんとする。歯
車回転体３は点イ、ハで支えられた状態で軸Ｏ１と軸Ｏ
２を支点とする回転運動によつてあたかもテコの作用で
出口のないピストンシリンダー内の水をピストンで無理
に押し込むごとき現象が生ずる。そのため歯車回転体３
は歯車回転体１の回動で押しつけられ自由回転（図にお
いて左廻りの回転）が不可能となる。しかし管流によつ
て歯車回転体１には強い回転モーメントが作用して無理
に回転するから接触点イおよびハには強力な面圧荷重が
加わる。インボリユート歯型では接触点イにおける滑べ
り量が大きいため低速回転すなわち微小流量で擦過傷（
スコーリング傷）が歯面に生じ、潤滑性の低い水用流量
計では特に著しい。この傷は通水時間の経過と共に進行
し歯型が急速に変形する。そのため器差特性曲線の変化
が甚しく，流量計としての再現性が失われる。
容積式流量計の再現性を保つことは重要であり歯車回転
体の噛合歯面が変形磨耗しないことが精度を保証する要
件である。第４図にインボリユート歯型の非円型歯車回
転体に生ずるスコーリング傷を示す。閉ぢ込み現象すな
わちスコーリングによる傷の発生は歯車回転体の回転に
伴つて閉ぢ込み域の容積が縮小せんとする場合の噛合部
にのみ発生し。閉ぢ込み域の容積が拡大する場合の噛合
歯面には生じない。スコーリング傷発生とその進行によ
る噛合歯面の変型は非円型歯車式流量計としての精度と
再現性を劣化させるのであるからこの傷発生問題の解決
は極めて重要である。インボリユート歯型は閉ぢ込み域
の大きい歯型であり。しかも非円型歯車式流量計の歯車
回転体の閉ぢ込み現象は特異な現象であり、大きい歯型
、ピツチ曲線の偏平度の大きい程顕著となる。
体の噛合歯面が変形磨耗しないことが精度を保証する要
件である。第４図にインボリユート歯型の非円型歯車回
転体に生ずるスコーリング傷を示す。閉ぢ込み現象すな
わちスコーリングによる傷の発生は歯車回転体の回転に
伴つて閉ぢ込み域の容積が縮小せんとする場合の噛合部
にのみ発生し。閉ぢ込み域の容積が拡大する場合の噛合
歯面には生じない。スコーリング傷発生とその進行によ
る噛合歯面の変型は非円型歯車式流量計としての精度と
再現性を劣化させるのであるからこの傷発生問題の解決
は極めて重要である。インボリユート歯型は閉ぢ込み域
の大きい歯型であり。しかも非円型歯車式流量計の歯車
回転体の閉ぢ込み現象は特異な現象であり、大きい歯型
、ピツチ曲線の偏平度の大きい程顕著となる。
閉ぢ込み現象による歯面のスコーリング傷発生を解決す
るため回転体となる非円型歯車の歯型をサイクロイド曲
線或は噛合時の閉ぢ込み量の少い歯型曲線を用い、非円
型ピツチ曲線に設歯される歯の短軸に面した側の歯型曲
線にすることにより前記閉ぢ込みによるスコーリング傷
を解消することが可能となる。
るため回転体となる非円型歯車の歯型をサイクロイド曲
線或は噛合時の閉ぢ込み量の少い歯型曲線を用い、非円
型ピツチ曲線に設歯される歯の短軸に面した側の歯型曲
線にすることにより前記閉ぢ込みによるスコーリング傷
を解消することが可能となる。
インボリユート歯型の非円型歯車は回転速度によつて噛
合状態が変化する。そのため閉ぢ込み域内の流体が入口
側に戻り、或は吐出側に送り出される変化を起し測定誤
差があらわれる。閉ぢ込み量の小さい歯型を用いる場合
は斯様な欠点がなく微小流量から大流量まで一定条件の
計量機能を保ち歯車回転体の回転に抵抗がなく高粘度流
体の計量に際し静粛な運転となる。
合状態が変化する。そのため閉ぢ込み域内の流体が入口
側に戻り、或は吐出側に送り出される変化を起し測定誤
差があらわれる。閉ぢ込み量の小さい歯型を用いる場合
は斯様な欠点がなく微小流量から大流量まで一定条件の
計量機能を保ち歯車回転体の回転に抵抗がなく高粘度流
体の計量に際し静粛な運転となる。
非円型歯車回転体は低速回転時には流体圧によつて各回
転体に与えられる回転モーメントが効果的に作用する。
転体に与えられる回転モーメントが効果的に作用する。
第５図の回転体Ｉは状態（１）より状態（２）までは回
転体ＩＩによつて図において右廻りの回転モーメントを
受ける。状態（２）より状態（３）までは回転体Ｉは回
転体ＩＩを廻わす作用をする。状態（３）より状態（４
）までは回転体Ｉが回転体ＩＩを廻わす作用をなし、状
態（４）より状態（５）までは回転体ＩＩによつて回転
体Ｉが廻わされる作用をなし、以下同称の繰り返元しと
なる。
転体ＩＩによつて図において右廻りの回転モーメントを
受ける。状態（２）より状態（３）までは回転体Ｉは回
転体ＩＩを廻わす作用をする。状態（３）より状態（４
）までは回転体Ｉが回転体ＩＩを廻わす作用をなし、状
態（４）より状態（５）までは回転体ＩＩによつて回転
体Ｉが廻わされる作用をなし、以下同称の繰り返元しと
なる。
高速回転時には各回転体には慣性モーメント（イナーシ
ヤ）が効果的に作用し、回転体Ｉは状態（１）より状態
（３）まで回転体ＩＩによつて回転させられる。状態（
３）より状態（５）までは回転体ＩＩが回転Ｉによつて
廻わされる。以下同様の繰り返えしが行なわれる。回転
体の回転速度によつて回転体の歯の噛合条件が変るため
、歯車間の閉ぢ込み域である空間に閉ぢ込まれた液体は
閉ぢ込み域の縮少に伴つて、低速回転の場合は閉ぢ込ま
れた量は入口側に戻され、高速回転ではそれが吐出側に
送り出される現象が生ずる。従つて閉ぢ込み量の大きい
回転体では第６図に示す器差性能曲線をなす。同図のグ
ラフは横軸を流量すなわち回転体の回転速度、縦軸に器
差の値をとつたものである。
ヤ）が効果的に作用し、回転体Ｉは状態（１）より状態
（３）まで回転体ＩＩによつて回転させられる。状態（
３）より状態（５）までは回転体ＩＩが回転Ｉによつて
廻わされる。以下同様の繰り返えしが行なわれる。回転
体の回転速度によつて回転体の歯の噛合条件が変るため
、歯車間の閉ぢ込み域である空間に閉ぢ込まれた液体は
閉ぢ込み域の縮少に伴つて、低速回転の場合は閉ぢ込ま
れた量は入口側に戻され、高速回転ではそれが吐出側に
送り出される現象が生ずる。従つて閉ぢ込み量の大きい
回転体では第６図に示す器差性能曲線をなす。同図のグ
ラフは横軸を流量すなわち回転体の回転速度、縦軸に器
差の値をとつたものである。
歯車回転体の歯間に閉ぢ込まれる量が少い程流量に対す
る誤差の変化が少くなり、器差特性曲線（流量対器差曲
線）の直線性が向上する。正円歯車を流量計の計量素子
とした場合。インボリユート歯型による噛み合い部の閉
ぢ込み条件は回転速度によつて変化しないが、非円型歯
車では前述の動く速度によつて歯車回転体の噛合条件が
交互に変化しながら廻るため閉ぢ込み空間が最小値とな
る歯型としなければならない。閉ぢ込み空間の容積が小
さくても回転角度のある場合、すなわち閉ぢ込みが始ま
り、最小閉ぢ込み量に達するまでの回転角度の大きい場
合はスコーリング傷が発生する。インボリユート歯型に
比しサイクロイド歯型は閉ぢ込み量 回転角共に小さい
値であるため傷の発生がなくなるのである。
る誤差の変化が少くなり、器差特性曲線（流量対器差曲
線）の直線性が向上する。正円歯車を流量計の計量素子
とした場合。インボリユート歯型による噛み合い部の閉
ぢ込み条件は回転速度によつて変化しないが、非円型歯
車では前述の動く速度によつて歯車回転体の噛合条件が
交互に変化しながら廻るため閉ぢ込み空間が最小値とな
る歯型としなければならない。閉ぢ込み空間の容積が小
さくても回転角度のある場合、すなわち閉ぢ込みが始ま
り、最小閉ぢ込み量に達するまでの回転角度の大きい場
合はスコーリング傷が発生する。インボリユート歯型に
比しサイクロイド歯型は閉ぢ込み量 回転角共に小さい
値であるため傷の発生がなくなるのである。
以下実施例について説明する。第７図は非円型ピツチ線
にサイクロイド歯型を設歯した非円型歯車回転体の噛合
いを示す。
にサイクロイド歯型を設歯した非円型歯車回転体の噛合
いを示す。
軸Ｏ１を有する歯車回転１のピツチ線２は軸Ｏ２を有す
る歯車回転体３のピツチ線４と滑べることなく矢印の方
向に展転し回転モーメントの大きい回転体１が回転３を
廻わす。両ピツチ線は軸Ｏ１と軸Ｏ２を結ぶ線Ｏ１Ｏ２
上の点Ｐで接する。回転体１および３のサイクロイド歯
型は回転に伴つて記号二で示す点で互上接し、背隙を有
する接点木で囲まれる狭い閉ぢ込み域Ｂで示す空間に流
体び閉ぢ込まれるが両回転体が更に回転して第８図に示
す噛合位置に移行する。点木は第７図より第８図に至る
間に軸を結ぶ線Ｏ１Ｏ２に対し図に於て点二に対し反対
側に移るため前記インボリユート歯型の場合に起る閉ぢ
込み現象を生じない。
る歯車回転体３のピツチ線４と滑べることなく矢印の方
向に展転し回転モーメントの大きい回転体１が回転３を
廻わす。両ピツチ線は軸Ｏ１と軸Ｏ２を結ぶ線Ｏ１Ｏ２
上の点Ｐで接する。回転体１および３のサイクロイド歯
型は回転に伴つて記号二で示す点で互上接し、背隙を有
する接点木で囲まれる狭い閉ぢ込み域Ｂで示す空間に流
体び閉ぢ込まれるが両回転体が更に回転して第８図に示
す噛合位置に移行する。点木は第７図より第８図に至る
間に軸を結ぶ線Ｏ１Ｏ２に対し図に於て点二に対し反対
側に移るため前記インボリユート歯型の場合に起る閉ぢ
込み現象を生じない。
従つて非圧縮性の水等の被計測流体による閉ぢ込みによ
るスコーリング傷を発生することなく、円滑な回転抵抗
のない回転が与えられる。閉ぢ込み量が僅小なため前述
の如き回転速度による器差変化も現れない。しかし閉ぢ
込み量の多少に拘らず傷を生ずるため閉ぢ込み防止溝お
よび空隙を回転体の歯面に設けることにより完全に斯る
現象を除くことが可能である。
るスコーリング傷を発生することなく、円滑な回転抵抗
のない回転が与えられる。閉ぢ込み量が僅小なため前述
の如き回転速度による器差変化も現れない。しかし閉ぢ
込み量の多少に拘らず傷を生ずるため閉ぢ込み防止溝お
よび空隙を回転体の歯面に設けることにより完全に斯る
現象を除くことが可能である。
第１図は非円型歯車式流量計の歯車回転体の回転状態を
示した説明図、第２図は非円型歯車回転体、第３図は前
記第２図より回転体が更に回転し閉ぢ込み域が縮小した
場合の説明図、第４図は回転体のインボリユート歯面の
スコーリング傷を示す。 第５図は一対の非円型歯車回転体の速度による回転モー
メントの変化による作用の説明図、第６図はインボリユ
ート歯型の非円型歯車式流量計の器差−流量曲線、第７
図は非円型ピツチ線にサイクロイド歯型を設歯した本発
明に係る回転体の噛合説明図および第８図は第７図に示
す噛合位置から回転角度を与えた回転体の噛合状態の説
明図である。 １、３…非円型歯車回転体 ２、４…非円型ピツチ線
５…匡体
示した説明図、第２図は非円型歯車回転体、第３図は前
記第２図より回転体が更に回転し閉ぢ込み域が縮小した
場合の説明図、第４図は回転体のインボリユート歯面の
スコーリング傷を示す。 第５図は一対の非円型歯車回転体の速度による回転モー
メントの変化による作用の説明図、第６図はインボリユ
ート歯型の非円型歯車式流量計の器差−流量曲線、第７
図は非円型ピツチ線にサイクロイド歯型を設歯した本発
明に係る回転体の噛合説明図および第８図は第７図に示
す噛合位置から回転角度を与えた回転体の噛合状態の説
明図である。 １、３…非円型歯車回転体 ２、４…非円型ピツチ線
５…匡体
Claims (2)
- １．長径および短径を有しかつ滑べることなく互に展転
する一対の非円型曲線をピツチ線とする非円型歯車回転
体をそれぞれ長径および短径を係合させて匡体内に收装
して構成される流量計において、前記非円型歯車回転体
の歯型の短径軸側に面した歯面をサイクロイド曲線また
はその類似曲線の歯型となし非円型歯車相互の閉ぢ込み
現象を除くことを特長とする非円型歯車式流量計。 - ２．非円型歯車回転体の軸方向の任意部介の歯面に背隙
状閉ぢ込み防止溝または空隙を設けたことを特長とする
特許請求の範囲第１項記載の非円型歯車式流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19212383A JPS5990017A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 非円型歯車式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19212383A JPS5990017A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 非円型歯車式流量計 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49141673A Division JPS6027930B2 (ja) | 1974-12-10 | 1974-12-10 | 非円型歯車式流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990017A true JPS5990017A (ja) | 1984-05-24 |
Family
ID=16286052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19212383A Pending JPS5990017A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 非円型歯車式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5990017A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63132117A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Oval Eng Co Ltd | 容積流量計 |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP19212383A patent/JPS5990017A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63132117A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Oval Eng Co Ltd | 容積流量計 |
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