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JP2832735B2 - 容量計 - Google Patents

容量計

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JP2832735B2
JP2832735B2 JP1270512A JP27051289A JP2832735B2 JP 2832735 B2 JP2832735 B2 JP 2832735B2 JP 1270512 A JP1270512 A JP 1270512A JP 27051289 A JP27051289 A JP 27051289A JP 2832735 B2 JP2832735 B2 JP 2832735B2
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Japan
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rotor
rollers
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cylindrical chamber
outer casing
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ジョルジョ・ベルガミーニ
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NUOBO PINYOONE IND MEKANIKE E FUONDERIE SpA
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NUOBO PINYOONE IND MEKANIKE E FUONDERIE SpA
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Publication date
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    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
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    • G—PHYSICS
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    • 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
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    • G01F3/065—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 sliding-vane meters
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体およびまたは気体用の容量計に関する。
この容量計は、摩擦を最小限とすることにより、また容
量計外部ケーシングの内面上を回転する密封要素に、よ
り信頼性がありより均一な密着を与えることにより、さ
らに入口ポートと出口ポート間に決して連通が生じない
ようにすることにより、たとえ非常に流量が少ない場合
であっても効果的で信頼性があり、極度に正確で経済的
な測定が行なえるようにし、これによってガソリンスタ
ンドで燃料油を正確に計量するのに特に好適なメータと
して用いることができる。
ベーン型の容量計は既にこの業界において知られてい
る。このような容量計は、その外部ケーシング内に形成
された円筒室内に偏心して装架されたロータから実質的
に成るものであって、このロータと円筒室との間に最小
間隙および最大間隙が形成される。このロータはベーン
のための半径方向収容空所をそなえており、これらベー
ンは円筒室の内面に対して半径方向に弾性的に付勢され
ている。円筒室には入口ポートと出口ポートとがあっ
て、これらはロータとこの円筒室の内面との間の最小間
隙の附近に対称的に配置してある。
しかしながらこのような従来の容量計には一連の欠点
がある。そのうちの最も重大な欠点は滑り摩擦が大きい
ことである。これは潤滑油の使用を必要とし、このため
容量計は実際上気体に対して不安定となり、その使用が
液体の測定のみに制限される。さらに、このような高摩
擦は容量計の上流側と下流側との間で可成りの圧力降下
を生じ、間隙を介して流体が漏出し易くなり、その結果
測定誤差を生じ正確さを欠くこととなる。
このような流体の漏出は、測定しようとする流れの流
量が少なくなるにつれ一層重大な問題となる。すなわち
このような容量計は、たとえばサービスステーションに
おけるガソリンの計量のように流量に可成りの変動があ
る時にも高度の正確さが要求されるような分野に適用す
るには全く不向きとなる。
最後に、前記円筒室の内面に対して密封を形成するよ
うにベーンを半径方向に付勢する弾性要素は、単に摩擦
を誘起するばかりでなく、信頼性があり均一に耐えるシ
ールが保証され得ないこととなり、その結果容量計の精
度が減ずる。
本発明の目的は、潤滑の必要なく摩擦が最小限である
という条件を達成して、これによって気体でも液体で
も、その流量が非常に少なくても、経時的に一定で可成
りの精度で流量測定ができる容量計を提供することによ
って前述の諸欠点を克服することにある。
これは、ベーンをローラと取り換えることによって実
質的に達成されるのである。ローラの転動摩擦はベーン
の滑り摩擦よりも明かに可成り小さい。これらのローラ
には磁石が埋設してあり、これらの磁石の磁化軸をすべ
て同一方向とし、前記ローラと前記外部ケーシングの円
筒室の内面との間の密封を、これらローラ間に発生しロ
ーラを前記内面に対して半径方向に付勢する磁気的反発
効果によって永続的に保証されるものとする。
作用的な利点のほかに、このような構造はまた、可成
りなコスト面での利点を生ずる。これは、容量計のすべ
ての要素が金属ではなくプラスチックとすることがで
き、その上たとえばホール効果型の磁気センサのような
簡単なセンサでも充分に磁石と協働して流量に比例する
パルス信号を直接発生せしめ得るという事実による。
また、容量計の最小最大間隙帯域内においてハウジン
グ空所の一方の内面から他方の内面へローラの円周方向
移動を誘起せしめ、容量計入口ポートと出口ポート間の
直接連通を生じさせて容量計精度を落してしまうコリオ
リの力の効果をなくすために、本発明によれば、外部ケ
ーシングの前記円筒室の内面に、前述の対向する最大お
よび最小間隙領域にまたがって、ロータ軸上に中心を有
する一定曲率を有し、ふたつの相続くローラ間の角度ピ
ッチ、すなわち使用するローラ数で360度を除した数、
に大略等しい角度にわたって延在する部分を設ける。
このようにすることにより、ローラはその一定曲率ゆ
えに前記領域内外において半径方向の移動がなく、従っ
てコリオリの力も生じない。
また、前記領域は、入口ポートと出口ポートとの間に
常に少なくともひとつの密封ローラがあることを保証す
る。
最後に、ローラとその各別のハウジング空所との間の
間隙は既に最小限のものとされて容量計の作動の静しゅ
く性および規則性を増し、かつ衝撃による摩耗を減じせ
しめられているが、本発明によればさらに、入口ポート
と出口ポートとをハウジング空所内のローラとロータと
の間の間隙と協働するように設けてある。これにより既
に最小限のものとされている間隙を介する漏出損失を制
限し、このようにして作動を最適なものとするのであ
る。
流量がどのようであれ高い精度を与えることのほか
に、本発明によれば燃料ポンプで用いられる容量計の場
合に要求されるセッティングの目的のために、簡易で微
細に調節できるという利点を有する。このセッティング
調節は前述の最大最小間隙を変えるようにロータ軸を微
細に移動させることにより行なう。この移動は、ロータ
軸を偏心支持するピンを基板上で異なった角度位置に鎖
錠することによって達成される。
このようにして本発明は、外部ケーシングの円筒室内
に偏心的に装架され対向する領域に最小間隙と最大間隙
を形成するロータと、このロータに設けられ前記円筒室
の内面に対して半径方向に付勢される密封要素を収容す
る半径方向の空所と、前記最小間隙の附近に対称的に位
置せしめた入口ポートおよび出口ポートとを実質的に包
含して成る液体およびまたは気体用の容量計において、
前記密封要素が転動ローラであって、これら転動ローラ
の中に磁化方向がすべて同じ軸線方向とした磁石を埋設
し、たとえばホール効果型の少なくともひとつの外部磁
気センサと協動せしめ、前記外部ケーシングの円筒室の
内面には前記対向する最小および最大間隙領域をまたぐ
位置に、前記ロータ軸上に中心を有する一定曲率を持ち
ふたつの相続くローラ間の角度ピッチすなわち360度を
使用ローラ数で除した数に大略等しい角度にわたって延
在する部分を設け、さらに入口ポートおよび出口ポート
を前記ロータと前記空所内のローラとの間の空隙に協働
させるように設けたことを特徴とする容量計にある。
本発明の好適な１実施例によれば、前述の液体および
または気体のための容量計は、前記外部ケーシングが強
磁性材料で作られ、磁性ローラと前記外部ケーシングの
円筒室の内面との間の密封が改善されていることを特徴
としている。
本発明の他の好適な実施例によれば、前記外部ケーシ
ング、前記ロータおよび前記転動ローラがすべてプラス
チック材料でできていることを特徴としている。
本発明のさらに他の好適な実施例によれば、ロータは
回転カウンタに機械的に接続されていることを特徴とし
ている。
本発明の別の好適な実施例によれば外部ケーシングの
円筒室の内面の、ロータ軸上に中心を有する一定の曲率
を有する前記ふたつの部分は、多中心を有するふたつの
円弧だけによって結合されており、これにより工学上の
コストを最小限としている。
最後に、本発明のさらに別の好適な実施例によれば、
ロータ回転軸は、基板上に異なった角度位置で鎖錠でき
るピンに偏心的に装架されている。
以下、本発明を添付図面に例示したその好適な実施例
について詳述する。
第１図において、符号１は容量計の円筒形外部ケーシ
ング２を固定した基板を示す。この外部ケーシング２の
円筒室３の中にはロータ５が、基板１で支持された回転
軸４に回転可能に装架されている。
ロータ５の回転軸４は、下方のピン27によって偏心量
26で偏心して支持されている。ピン27自体は基板１に回
転可能に装架されており、この基板１上で適当な既知手
段により異なった角度位置で鎖錠せしめ得る。このよう
にして単にピン27を或る角度だけ回転せしめることによ
って、回転軸線17を上方または下方に移動せしめて、容
量計の微セッティングを行なうことを可能としている。
ロータ５が円筒室３内に偏心的に装架されているので、
ふたつの対向する領域が、それぞれ最小間隙６および最
大間隙７を有するものとして形成される。ロータ５には
半径方向の空所８（図面ではこれが５つ示されている）
が形成されている。これらの空所８はそれぞれ転動ロー
ラ9,10,11,12および13を収容している。これらのローラ
には磁石14が埋設してある。これらの磁石はすべて同じ
方向すなわち軸線方向に帯磁させてある。
このようにすれば、磁石９〜13は軸線方向に互いに磁
気的に反発し合い、円筒室３の内面15に対する密封状態
に付勢される。また磁石14が磁気センサ16と共に用いら
れている。この磁気センサはホール効果型のもので、問
題の流量を決定するに好適な信号を発生する。
最小間隙６および最大間隙７の対向するふたつの領域
に対応して、円筒室３の内面15にはふたつの部分ABおよ
びCDが設けられている。これらの部分はロータ５の軸線
17を中心とする一定の曲率を有し、たとえばローラ９お
よび10のようなふたつの相続くローラの間に角度ピッチ
18に大略等しい角度にわたって延在している。この角度
は使用ローラの数で360度を除した数に大略等しい。
図示するごとく基板１に設けられるかまたはその代り
に外側ケーシング２自体に設けてもよい入口ポート19お
よび出口ポート20に加えて、さらに別の入口ポート21お
よび出口ポート22が設けてある。これらのポートは空所
８内の後部空間23と協働するように配設してある。
第１図ないし第４図から明かなように、たとえばロー
ラ対9,10および11,12のようなローラ対は、部分ABおよ
び部分CDのそれぞれの中でコリオリの力の効果で円周方
向の移動を行なうことはない。その代りに、それぞれ点
24（第１図）および点25（第３図）のような同一点にお
いてローラ５の本体と常時接触しており、その結果とし
て入口ポート19および21と出口ポート20および22との間
に直接連通は決して行なわれないのである。
以上本発明を添付図面に例示したその好適な実施例に
ついて詳述したが、本発明はこの特定の実施例に限定さ
れるものではなく、本発明を逸脱しないで幾多の変化変
形をなし得ることはもちろんである。たとえば、最高値
からゼロまでと広く変化する流量を高精度をもって測定
できるという特長はサービスステーションで販売する燃
料の計量に特に好適であり、またそのはっきりした対称
形の構造は液体または気体に用いられる優秀な可逆容量
計として特に好適であるが、本発明はまた、液体および
または気体用の可逆体積計量ポンプとしても用いること
ができる。このようなポンプとしてもなお精度特性を有
するものである。この場合ロータは外部のモータで駆動
される。さらに本発明は、ロータの軸から動力を取り出
すかまたは制御流体量に精密にロータ角度位置を関連せ
しめる可逆モータポジショナとしても用いることができ
る。いずれの場合でも液体または気体で作動せしめるこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、カバーを外して示す本発明の液体およびまた
は気体用の容量計の平面図、第２図、第３図および第４
図は第１図の容量計の相続く作動段階を略図的に示す容
量計の平面図、第５図は第１図の一部分を詳細に示す斜
視図である。 １……基板、２……外部ケーシング、３……円筒室、４
……回転軸、５……ロータ、6,7……間隙、８……空
所、9,10,11,12,13……ローラ、14……磁石、15……内
面、16……磁気センサ、17……ロータ軸、19,21……入
口ポート、20,22……出口ポート、27……ピン。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外部ケーシングの円筒室内に偏心的に装架
    され対向する領域に最小間隙と最大間隙を形成するロー
    タと、このロータに設けられ前記円筒室の内面に対して
    半径方向に付勢される密封要素を収容する半径方向の空
    所と、前記最小間隙の附近に対称的に位置せしめた入口
    ポートおよび出口ポートとを実質的に包含して成る液体
    およびまたは気体用の容量計において、前記密封要素が
    転動ローラであって、これら転動ローラの中に磁化方向
    がすべて同じ軸線方向とした磁石を埋設し、たとえばホ
    ール効果型の少なくともひとつの外部磁気センサと協動
    せしめ、前記外部ケーシングの円筒室の内面には前記対
    向する最小および最大間隙領域をまたぐ位置に、前記ロ
    ータ軸上に中心を有する一定曲率を持ちふたつの相続く
    ローラ間の角度ピッチすなわち360度を使用ローラ数で
    除した数に大略等しい角度にわたって延在する部分を設
    け、さらに入口ポートおよび出口ポートを前記ロータと
    前記空所内のローラとの間に空隙に協働させるように設
    けたことを特徴とする容量計。
  2. 【請求項２】請求項１記載の容量計において、ロータ軸
    上に中心を有する一定曲率を持つ前記外部ケーシングの
    円筒室の内面の前記ふたつの部分が、多中心を有するふ
    たつの円弧だけにより結合せしめられていることを特徴
    とする容量計。
  3. 【請求項３】請求項１記載の容量計において、前記外部
    ケーシングを強磁性材料で作ったことを特徴とする容量
    計。
  4. 【請求項４】請求項１記載の容量計において、前記外部
    ケーシング、前記ロータおよび前記転動ローラをプラス
    チック材料で作ったことを特徴とする容量計。
  5. 【請求項５】請求項１記載の容量計において、前記ロー
    タを機械的に回転カウンタに接続したことを特徴とする
    容量計。
  6. 【請求項６】請求項１記載の容量計において、ロータ回
    転軸をモータに接続して計量ポンプを形成せしめたこと
    を特徴とする容量計。
  7. 【請求項７】請求項１記載の容量計において、加圧流体
    を供給してモータポジショナとして作動せしめたことを
    特徴とする容量計。
  8. 【請求項８】請求項１記載の容量計において、前記基板
    上で異なった角度位置に鎖錠できるピン上にロータ回転
    軸を偏心的に装架したことを特徴とする容量計。
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