(57)【要約】  流量計(28)における使用のためのオーバルギヤセット(46)は、それぞれ同一であって、全ての角度位置で第１オーバルギヤ(46A)と第２オーバルギヤ(46B)が噛み合うように、固定中心間隔ＣＤで噛み合うために構成される第１オーバルギヤ(46A)と第２オーバルギヤ(46B)とで構成されている。オーバルギヤセット(46)の各ギヤは、ハブと複数のギヤ歯(95)とで構成されている。ハブは、ハブの中心(100A,100B)を通って延びる長軸と短軸とを有するオーバルボディ(99A,99B)と、長軸と短軸とで制限されるルートプロファイルRP壁とで構成されている。複数のギヤ歯(95)は、ルートプロファイルRP壁から延びている。各ギヤ歯(95)は、円形インボリュート曲線プロファイル(IC1,IC2)との一対の接触面を有している。【選択図】図５
2011524985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量計に使用するためのオーバルギヤセットであって、前記オーバルギヤセットは互いに等しい第１と第２ギヤとを備え、全ての角度位置で前記第１と前記第２のギヤが噛み合うように固定した中心間隔で噛み合うために構成される前記オーバルギヤセットの各ギヤにおいて、
ハブは、前記ハブの中心を通って延びる長軸と短軸とを有するオーバルボディと、前記長軸と前記短軸とを取り囲むルートプロファイル壁とを有し、
複数のギヤ歯は、前記ルートプロファイル壁から延び、各ギヤ歯は円形インボリュート曲線プロファイルに一対の接触面を有することを特徴とするオーバルギヤセット。
【請求項２】
前記第１ギヤの各歯の円形インボリュート曲線プロファイルは、中心からの角度位置Θでピッチ半径Ｒ1を有する改良長円ピッチ曲線から分岐した半径Ｒｂ1を有する基準円から生成されることを特徴とする、請求項１に記載のオーバルギヤセット。
【請求項３】
前記改良長円ピッチ曲線は、下記極座標の方程式によって定義され、
Ｒ1（Θ）＝Ｓ（１−（Ｅ）２）／（１−（Ｅ）ｃｏｓ（２Θ））
ＳとＥは、前記改良長円ピッチ曲線の尺度と偏心をそれぞれ表す定数であることを特徴とする、請求項２に記載のオーバルギヤセット。
【請求項４】
前記基準円の半径Ｒｂ1は、前記改良長円ピッチ曲線と下記方程式の関係によって定義され、
Ｒｂ1＝Ｒ1（ｃｏｓθ）
ＣＤ＝Ｒ1＋Ｒ2
ｃｏｓ（θ）＝（Ｒｂ1＋Ｒｂ2）／ＣＤ
ＣＤは、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの中心間隔であり、θは、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間の接触面で噛み合い歯との間の圧力角であり、Ｒ2は、前記第１ギヤとの接触面での前記第２ギヤのピッチ半径であり、そして、Ｒｂ2は、前記第１ギヤの接触面での前記第２ギヤの基準円の半径であることを特徴とする、請求項３に記載のオーバルギヤセット。
【請求項５】
各歯の中心間距離は、前記改良長円ピッチ曲線の全体の周囲に等しいことを特徴とする請求項１に記載のオーバルギヤセット。
【請求項６】
各ギヤ歯の中心線は、前記ハブの中心から延びる半径に沿って向けられることを特徴とする、請求項１に記載のオーバルギヤセット。
【請求項７】
加圧流体を分配するための携帯式流量計測装置において、
前記加圧流体を受け入れるための内部流体通路を有するプラットホームと、
前記携帯式流量計測装置を通る前記加圧流体の流れを調節するために前記内部流体通路の中に延びるバルブと、
前記内部通路に交差し、ギヤボックスの中でそれぞれの中央でしっかりと固定され、前記ギヤボックスを通る流体に沿って前記加圧流体の流れの中でそれぞれの中心を繰り返し回転させる、改良長円ピッチプロファイルと前記改良長円ピッチプロファイルから分岐した円形インボリュート曲線プロファイルとの一対の接触面を有するギヤ歯とを備える第１噛合オーバルギヤと第２噛合オーバルギヤとを含み前記プラットホームに固定される流量計測機構と、
前記プラットホームに固定され、前記流体計測機構に接続され、前記バルブによって分配され前記携帯式流量計測装置を通る前記加圧流体の体積流量を計測及び表示するための計測電子部品とを備えることを特徴とする携帯式流量計測装置。
【請求項８】
前記第１噛合オーバルギヤの各歯の前記円形インボリュート曲線プロファイルは、各ギヤ歯の角度位置Θで半径Ｒ1を有する曲線によって定義される前記改良長円ピッチプロファイルから分岐する半径Ｒ1を有する基準円から生成されることを特徴とする、請求項７に記載の携帯式流量計測装置。
【請求項９】
前記改良長円ピッチプロファイルは、下記方程式によって定義され、
Ｒ1（Θ）＝Ｓ（１−（Ｅ）２）／（１−（Ｅ）ｃｏｓ（２Θ））
ＳとＥは、前記改良長円ピッチプロファイルの尺度と偏心をそれぞれ表す定数であることを特徴とする、請求項８に記載の携帯式流量計測装置。
【請求項１０】
前記基準円の半径Ｒｂ1は、前記改良長円ピッチプロファイルと下記方程式の関係によって定義され、
Ｒｂ1＝Ｒ1（ｃｏｓθ）
ＣＤ＝Ｒ1＋Ｒ2
ｃｏｓ（θ）＝（Ｒｂ1＋Ｒｂ2）／ＣＤ
ＣＤは、前記第１噛合オーバルギヤと前記第２噛合オーバルギヤとの中心間隔であり、θは、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間の接触面で噛み合い歯との間の圧力角であり、Ｒ2は、前記第１噛合オーバルギヤとの接触面での前記第２噛合オーバルギヤのピッチ半径であり、そして、Ｒｂ2は、前記第１噛合オーバルギヤの接触面での前記第２噛合オーバルギヤの基準円の半径であることを特徴とする、請求項９に記載の携帯式流量計測装置。
【請求項１１】
前記ギヤ歯は、前記改良長円ピッチプロファイルの全体の周囲に等しい中心間距離を有し、各ギヤ歯の中心線は、前記ギヤの中心から延びる半径に沿って向けられることを特徴とする、請求項７に記載の携帯式流量計測装置。
【請求項１２】
前記プラットホームに固定され、前記バルブを開くために構成されるトリガーレバーと、
各ギヤに接続する磁石と、
電極と相互に作用するために前記ギヤボックスに面し、前記プラットホームに固定される電気スイッチとを備え、
前記計測電子部品は、前記ギヤの回転に基づいて、前記トリガーレバーによって分配された前記バルブを通過した加圧流体の体積流量を計測できるように、前記磁石の動作を検出するために、前記電気スイッチに接続されることを特徴とする、請求項７に記載の携帯式流量計測装置。
【請求項１３】
前記トリガーレバーと前記計測電子部品とに接続され、トリガーレバーが分配する時に、前記バルブを開いてから前記トリガーレバーを機械的に止めるために選択的に作動するトリガーリリース機構を更に含んで構成されることを特徴とする、請求項１２に記載の携帯式流量計測装置。
【請求項１４】
オーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法において、
改良長円プロファイルを有するピッチ曲線を描き、
前記ピッチ曲線に沿ってギヤ歯位置のための改良長円プロファイルからピッチ半径を決定し、
前記ピッチ半径から基準円半径を決定し、
前記基準円半径を有する基準円を描き、
前記ギヤ歯位置のギヤ歯のための歯形を形成するために前記基準円から一対の円形インボリュート曲線を描くことを特徴とするオーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法。
【請求項１５】
前記ピッチ半径と前記基準円半径は、前記ピッチ曲線の中央から放射状に延びることを特徴とする、請求項１４に記載のオーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法。
【請求項１６】
前記ピッチ曲線は、下記方程式によって定義され、
Ｒ1（Θ）＝Ｓ（１−（Ｅ）２）／（１−（Ｅ）ｃｏｓ（２Θ））
ＳとＥは、前記ピッチ曲線の尺度と偏心をそれぞれ表す定数であることを特徴とする、請求項１４に記載のオーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法。
【請求項１７】
前記基準円半径は、前記ピッチ曲線と下記方程式の関係によって定義され、
Ｒｂ1＝Ｒ1（ｃｏｓθ）
ＣＤ＝Ｒ1＋Ｒ2
ｃｏｓ（θ）＝（Ｒｂ1＋Ｒｂ2）／ＣＤ
ＣＤは、前記オーバルギヤと同一の噛み合いオーバルギヤとの固定中心間隔であり、θは、前記噛み合いオーバルギヤの間の接触面での噛み合いギヤの間の圧力角であり、Ｒ2は、前記オーバルギヤの接触面での前記同一の噛み合いオーバルギヤのピッチ半径であり、そして、Ｒｂ2は、前記オーバルギヤの接触面での前記同一の噛み合いオーバルギヤの基準円の半径であることを特徴とする、請求項１６に記載のオーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法。
【請求項１８】
前記ピッチ曲線は、前記ピッチ曲線に沿ってギヤ歯位置を決定するためにギヤ歯セグメントの偶数に分割され、そして、ピッチ半径の生成手順は、基準円半径を生成し、基準円を描き、一対の円形インボリュート曲線を描き、複数のギヤ歯の歯形を形成するために各ギヤ歯位置毎に繰り返されることを特徴とする、請求項１７に記載のオーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法。
【請求項１９】
各ギヤの歯形のための前記ピッチ曲線、前記ピッチ半径、前記基準円半径、前記基準円及び前記一対の円形インボリュート曲線を生成するためにコンピュータ支援設計ソフトウェアを使用し、
オーバルギヤプロファイルを形成するためにギヤ歯形を接続する歯元プロファイル及び歯先プロファイルを生成し、
前記オーバルギヤプロファイルを表す機械可読座標セットを生成することを更に含んで構成されることを特徴とする、請求項１８に記載のオーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法。
【請求項２０】
ＥＤＭ手法を使用し、前記機械可読座標セットから射出成型用キャビティを生成することを更に含んで構成されることを特徴とする、請求項１９に記載のオーバルギヤのインボリュートギヤ歯製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体計測装置のためのオーバルギヤに係り、特にオーバルギヤのためのオーバルギヤ歯形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯装置は、大きな容器から流体の計測量を分配するためにしばしば用いられている。例えば、自動車の給油所は、大きなドラム缶から自動車のエンジンの中に少量の潤滑油を分配するために携帯測定器をしばしば用いている。このような携帯計測器及び他の同様の流体分配装置は、一般的に分配装置を通過する流体の体積流量を計測する容積式計測機構を含んでいる。従来の容積式計測機構では、加圧流体がギヤの回転を引き起こすために間に流れる噛み合い長円或いは改良長円オーバルギヤのセットが含まれている。ギヤは、流体の流量を検出するためにギヤの回転を数える電子制御システムに一般的に接続されている。またギヤは、ギヤの中心の間の距離が固定されるように支えられている。そして、ギヤ歯は、このように複雑なギヤ歯の接触面で導入する異なる曲率を有するギヤピッチ曲線のセグメントに沿って噛み合いに導かれている。しかしながら、分配装置の性能は、ギヤの間のギヤ歯の接触面の有効性に関係づけられている。例えば、計測機構の正確さは、ギヤの回転に寄与しないギヤの間の流体の洩れを防止し、封鎖するために、歯の接触面の能力に基づいて依存する流れを決定することができる。その上、歯の接触面は、ギヤの寿命、ギヤによって生成される騒音の量及びギヤによって生成される振動の量に影響する。その影響される全ては、互いに滑らかに回転するためのギヤ歯の能力に依存している。このように、ギヤ歯の設計は、有能な計測装置及び流体の正確な分配に重要である。
【０００３】
従来の円形の平歯車は、しばしばインボリュートギヤ歯面を有するギヤ歯が使用されている。また従来の円形の平歯車は、ギヤが回転するように互いに交差して回転するよりもむしろ互いに向かって滑り或いはチャタリングする傾向にある。一般的に知られているようなインボリュートカーブは、非伸長性インエクステンシブルコードの端が長円或いは円形のような曲面から解き放たれるとき、非伸長性インエクステンシブルコードの端が移動する通路として描くことができる。ギヤの基準プロファイルは、一般的にインボリュートギヤ歯形を形成するための曲面として使用されている。このように、円形の平歯車は、円形インボリュート歯形に起因する円形基準曲線プロファイルを有している。円形ギヤのインボリュート面は各ギヤ歯で同一であり、ギヤ歯のピッチ半径は各歯で同一となっている。そのため、インボリュートギヤ歯は、従来のホブ盤や同様なもので円形ギヤが容易に生産されている。一般的なホブ工程は、ギヤ歯のプロファイルを反転した螺旋状の切り刃を有する円筒の切削工具であるホブ刃が回転するギヤ素材に向かって回転して巻き込んでいる。オーバルギヤの間の入射角の変化により、オーバルギヤのインボリュートギヤ歯を生産するために従来のホブ工程を使用することは非現実的である。例えば、オーバルギヤ素材は、長円の変化する半径に対応する間隔でホビングラックから離れたり、向かったり垂直に移動させる必要がある。ギヤ素材を移動するための能力があっても、ギヤ歯は、長円のピッチ曲線のためにアンダーカットされる傾向に有る。改良歯形状とピッチプロファイルの双方、或いはどちらか一方を有する様々なギヤは、より容易に製造され、滑らかに接続するオーバルギヤを生産するために設計されている。
【０００４】
初期のギヤの設計は、滑らかに接続するギヤを完成するために歯形状とピッチ曲線の形状を近似している。米国特許第２３１，９３９号明細書には、ピッチ曲線は、葉形状（lobe-shape）ギヤを形成するために短軸に近いギヤの中心により接近する改良長円ギヤを記述している。ギヤ歯形は、セグメントの中にピッチ曲線の分割、及びインボリュートプロファイルを有していない滑らかに回転する形状を生成するためのピッチ線に交差する一連の小さい円弧の生成によって近似されている。その後の設計では、ギヤ歯の尺度は、実際の長円ギヤの長円インボリュート歯形を完成させるために、そして、ホブ盤で容易に製造するために変更されている。例えば、米国特許２，８４２，９７７号明細書は、表面にホブ盤で生産することのできる長円ピッチ曲線のインボリュートのギヤ歯を有する長円ギヤについて記述されている。しかしながら、ホビングラックで素材を垂直に移動する必要性を避けるために、ギヤ歯の大きさは、長軸から短軸に増やし、このように、特別な設計のホブ歯を必要としている。更に、長円ギヤは、回転する長円ギヤの間の中心を固定することができないので流体計測装置における使用に適していない。他の設計では、ピッチ曲線と歯形状の両方は、改良されたギヤ歯の相互作用を達成するために変更されている。米国特許第２，８９７，７６５号明細書のギヤは、伝達圧力を低減するために真長円と比較するように長軸と短軸の近いギヤの中心にピッチ曲線がより接近する改良長円ピッチ曲線を有して生成されている。しかしながら、ギヤ歯は、短軸の近くと比べて長軸の近くでは、歯の強度を増やし歯の数を減らすために広く高くしている。
【０００５】
技術が進んでいるように、より精密なギヤ歯形とピッチ曲線は、長円インボリュート歯を生成するために進化してきた。例えば、米国特許第４，０３６，０７３号明細書は、ホブラックに相対的な二つの軸に沿ってギヤ素材を移動するホブ盤でギヤを生産することができるようにギヤ歯が様々なツール圧力角を有している長円ギヤについて記述している。しかしながら、精密なホブ盤を必要とすることに加えて、長軸と短軸に近く、及び長軸と短軸で歯は、アンダーカットされることを避けるために広い歯先を有している。米国特許第５，５４５，８７１号明細書は、ピッチ曲線が長軸と短軸の間の曲線の位置で真長円ギヤに比例して膨らまされている改良長円ギヤについて記述されている。
【０００６】
最後に、ギヤの性能の改良を完成させるための試みにインボリュート歯の使用を避ける他のギヤ設計が発展した。米国特許第６，０４８，１８６号明細書では、ギヤは真長円と比べて、長軸と短軸に近いギヤの中央により近い改良長円ピッチ曲線を有して生産されている。ギヤ歯は、トラッピングに関連する問題を防ぐため、及びギヤが噛み合いより出ることを防止するために、長軸に面してインボリュート形状の表面、及び短軸に面してサイクロイドギヤ形状の表面を有している。しかし、他の設計は、全くインボリュートギヤ歯の使用を避けている。米国特許第６，６４４，９４７号明細書は、インボリュートギヤ歯の使用を思いとどまらせ、”波歯”型を有するギヤ歯のオーバルギヤについて記述されている。歯先は第１半径を有する円弧によって形成され、歯元は第２半径を有する円弧によって形成されている。平らなギヤ歯面の設計結果は滑りを減らすが、長円インボリュートでも円形インボリュートでもない。前述のギヤ設計は、歯元のアンダーカット、歯面のスコーリング、歯の間の流体のトラッピングからの回転への抵抗、噛み合い歯を通過する液体の洩れ、及び同様なものによる流体計測装置の性能問題を避けることに関してギヤ歯面の重要性を説明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第２３１，９３９号明細書
【特許文献２】米国特許第２，８４２，９７７号明細書
【特許文献３】米国特許第２，８９７，７６５号明細書
【特許文献４】米国特許第４，０３６，０７３号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５４５，８７１号明細書
【特許文献６】米国特許第６，０４８，１８６号明細書
【特許文献７】米国特許第６，６４４，９４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般的にそのような設計は、ギヤ歯の接触面のための性能パラメータ及び製造パラメータの一つ或いは複数の間でトレードオフしている。例えば、非インボリュートギヤ歯は、製造しやすいが、ギヤ歯の間の相対的な角速度によって歯の摩耗及び騒音の結果となる滑り及びビビリを生成するという結果となる。
【０００９】
従って、特に流体計測装置に使用されるオーバルギヤの改良されたギヤ歯の設計が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、流量計における使用のためのオーバルギヤセットに関するものである。オーバルギヤセットは、それぞれ同一であって、全ての角度位置で第１オーバルギヤと第２オーバルギヤが噛み合うように、固定中心間隔で噛み合うために構成される第１オーバルギヤと第２オーバルギヤとで構成されている。オーバルギヤセットの各ギヤは、ハブと複数のギヤ歯とで構成されている。ハブは、ハブの中心を通って延びる長軸と短軸とを有するオーバルボディと、長軸と短軸とで制限されるルートプロファイル壁とで構成されている。複数のギヤ歯は、ルートプロファイル壁から延びている。各ギヤ歯は、円形インボリュート曲線プロファイルとの一対の接触面を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のインボリュートギヤ歯を有するオーバルギヤを用いた携帯式流体分配装置の斜視図である。
【図２】本発明のオーバルギヤを用いる計測機構を示す図１の携帯式流体分配装置の分解図の後方視図である。
【図３】本発明のオーバルギヤを用いる計測機構を示す図１の携帯式流体分配装置の分解図の前方視図である。
【図４】インボリュートギヤ歯を有するオーバルギヤを含んだ流量計測機構を含む図１の携帯式流体分配装置の断面図である。
【図５】図４の流量計測機構のギヤボックス内に配設されるインボリュートギヤ歯を有するオーバルギヤの上面視図である。
【図６】本発明のインボリュートギヤ歯を有するオーバルギヤ生産のための手法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、流体計測機構の中に本発明のインボリュートギヤ歯を有するオーバルギヤを用いた携帯式流体分配装置１０の斜視図である。
携帯式燃料分配装置１０は、プラットホーム１２と、カバー１４と、高圧流体継手１６と、分配配管１８と、トリガーレバー２０と、ユーザーインターフェース２２と、ディスプレイ２４とで構成されている。
【００１３】
携帯式流体分配装置１０は、大容量の容器に貯蔵された流体を小容量の運搬に便利な容器へ分配を可能にするものである。例えば、一つの具体例として、携帯式流体分配装置１０は、貯蔵ドラムから車両のエンジンに少量の潤滑油を供給する時に潤滑油販売店で用いられる計量器を構成している。
【００１４】
高圧流体継手１６は、図示しない流体供給ホースを介して例えば空圧ポンプで加圧された大容量の容器に接続されている。
流体供給ホースの長さは、移動することが不可能な大容量の容器と携帯式流体分配装置１０とを届かせることを可能とし、携帯式流体分配装置１０を便利にするものである。
【００１５】
分配配管１８は、エンジンのクランクケース等の小容量の容器の開口部内に容易に挿入可能に構成されている。そして、容量を測定された流体は、分配配管１８により小容量の容器に分配される。
トリガーレバー２０は、プラットホーム１２の中でバルブを開き、分配配管１８で大容量の容器から小容量の容器に流体を分配するためにオペレータによって変位される。
【００１６】
ユーザーインターフェース２２とディスプレイ２４は、カバー１４の中で電子部品と流体計測機構に接続され、オペレータが携帯式流体分配装置１０によって分配された流体の容量を監視することを可能にしている。また、ユーザーインターフェース２２、ディスプレイ２４及び電子部品は、携帯式流体分配装置１０が作業指令、請求額と在庫データの処理、中央制御システムとの通信、及び他の同様の機能の実行することを可能にしている。
【００１７】
流体計測機構は、流体の体積流量を検出するために携帯式流体分配装置１０を通る流体の流れと交差する容積式計測装置を含んでいる。詳しくは、流体計測機構は、流体からの圧力下で互いに対して回転する一対の噛み合いオーバルギヤを含んでいる。ギヤは、オーバルギヤを通る流体の洩れを抑制し、流体計測機能の円滑な運用を容易にするために、特に、本発明のインボリュートギヤ歯に沿いながら互いに接触している。
【００１８】
図２及び図３は、図１の携帯式流体分配装置１０の分解図である。そして、図２は、シールリテイニングバルブ２６、流量計２８及びトリガーリリース３０が示される携帯式流体分配装置１０の後方視図である。また、図３は、カバー１４、流量計２８、トリガーリリース３０、バッテリ３１及びソレノイド３２が示される携帯式流体分配装置１０の前方視図である。
【００１９】
高圧流体継手１６は、スイベル締結具３３、フィルタ３４及びホースシュラウド３５で構成されている。また、高圧流体継手１６は、プラットホーム１２のハンドル部３６に接続されている。即ち、スイベル締結具３３の雄ネジは、高圧流体通路３９の雌ネジとハンドル部３６内で螺合されている。
【００２０】
ハンドル部３６は、トリガーレバー２０とシールリテイニングバルブ２６の予期しない作動を防ぐためのトリガーガード３７を含んで構成されている。また、トリガーガード３７は、パッド３８Ａ，３８Ｂを含んで構成されている。
シールリテイニングバルブ２６は、バルブカートリッジ４０と、バルブステム４２と、バルブスプリング４４とを含んで構成されている。また、シールリテイニングバルブ２６は、高圧流体通路３９と分配配管１８との間の流れを遮断するためにプラットホーム１２の中に配設されている。
【００２１】
流量計２８は、オーバルギヤ４６と、カバー４８と、締結具４９とを含んで構成されている。
オーバルギヤ４６は、高圧流体継手１６とシールリテイニングバルブ２６との間を流れている流体をひくために、ギヤボックス５０の中に配設されている。
ギヤボックス５０は、締結具４９によって固定されるカバー４８によって密封されている。
【００２２】
トリガーリリース機構３０は、トリップロッド５１と、リリーススプリング５２と、カラー５３と、ベアリング５４とを含んで構成されている。また、トリガーリリース機構３０は、トリップロッド５１の底がトリガーレバー２０に接触するようにリリースボア５５の中に配設されている。
【００２３】
トリガーレバー２０は、トリップロッド５１にトリガーピン５６によって回動可能に接続されている。また、トリガーレバー２０は、ガード５７によってプラットホーム１２の中に囲まれている。
ガード５７は、プラットホーム１２からガード５７を取り外すことにより破損する一度だけ取付可能なフランジブルタブ（frangible tab）５８を含んでいる。
【００２４】
トリガーレバー２０は、途中でバルブステム４２に噛み合うようにトリガーピン５６からハンドル部３６とトリガーガード３７との間のプラットホーム１２を通って延びている。
分配配管１８は、ノズル６０と、結合部６１とで構成されている。そして、分配配管１８は、プラットホーム１２の中の低圧流体通路６２に接続されている。詳しくは、カップリング６１の雄ネジは、低圧流体通路６２の雌ネジに螺合されている。
【００２５】
トリガーレバー２０は、流体を割合範囲より多く分配するためにシールリテイニングバルブ２６を作動させるものである。更にトリガーレバー２０は、分配配管１８に多くの流体を分配させるために移動される。また、トリガーレバー２０は、トリガーロック６３とスプリング６４を用いることにより、シールリテイニングバルブ２６が開いた状態の作動位置で保持されることができる。トリガーロック６３とスプリング６４は、ピン６５によってトリガーレバー２０に接続されている。
【００２６】
トリガーロック６３は、ラチェットプレート６６と噛み合っている。そして、トリガーロック６３は、トリガーピン５６でトリガーレバー２０に接続されている
携帯式流体分配装置１０のシールリテイニングバルブ２６は、高い液体の圧力を用いることで可能となる１４ｇｐｍ（gallons per minute）［〜８８３．６ｃｃ／ｓ（cubic centimeters per second）］或いはそれ以上の高排出容積の液体を分配するための大きさにされている。高い流体の圧力は、携帯式流体分配装置１０が時間を節約するためにより速く流体を分配することができ、また、携帯式流体分配装置１０が容易に高粘着性流体を分配することができる。
【００２７】
計測電子部品に関連して、トリガーリリース３０は、予め設定した流量が分配された後のトリガーレバー２０の不作動による過分配を防止し、新しい作業指示が受け取られるまで、トリガーレバー２０の不作動の維持による無許可の分配を防止するものである。また、計測電子部品に関連して、流量計２８は、トリガーレバー２０の操作によって正確な流体の量が的確に分配するためにシールリテイニングバルブ２６を通って流体が流れる量を監視するものである。
【００２８】
流量計２８のオーバルギヤ４６は、漏れを低減し、分配量の広範囲を越えて流量計２８を通る流体の流れをより均一に整える本発明のインボリュートギヤ歯を含んでいる。
このように、携帯式流体分配装置１０は、流体の浪費と他のソースの在庫の減少を抑制するために計量された配分の使用と分配制御機構を調整するものである。
【００２９】
図４は、プラットホーム１２内のギヤボックス５０の中に流量計２８のオーバルギヤ４６が配設される図１の断面５−５での携帯式流体分配装置の断面図である。
携帯式流体分配装置１０は、プラットホーム１２と、カバー１４と、高圧流体継手１６と、分配配管１８と、トリガーレバー２０と、ユーザーインターフェース２２と、ディスプレイ２４と、シールリテイニングバルブ２６と、流量計２８と、トリガーリリース機構３０と、電子部品６８とで構成されている。
【００３０】
シールリテイニングバルブ２６は、バルブカートリッジ４０と、バルブステム４２と、バルブスプリング４４とを含んで構成されている。
流量計２８は、オーバルギヤ４６と、カバー４８とを含んで構成されている。
【００３１】
トリガーリリース機構３０は、ソレノイド３２と、トリップロッド５１と、リリーススプリング５２と、カラー５３と、ベアリング５４と、トリガーピン５６とプランジャーピン７０と、ソレノイドハウジング７２と、首部７４と、プランジャーボア７６とを含んで構成されている。
【００３２】
プラットホーム１２は、高圧流体通路３９を有するハンドル部３６と、（図４中の破線及び図３中の分配部８０の後方に示された）低圧流体通路６２を有する分配部８０とを含んで構成されている。
【００３３】
高圧流体通路３９は、高圧流体継手１６から分配配管１８までの流体を管理するためのシールリテイニングバルブ２６を通って低圧流体通路６２と流体連通にある。また、高圧流体通路３９は、ハンドル部３６の中でプラットホーム１２を通って中央まで延びている。そして、高圧流体通路３９は、シールリテイニングバルブ２６と交差している。
【００３４】
低圧流体通路６２は、高圧流体配管３９と平行に、リリースボア５５を越えて分配配管１８にシールリテイニングバルブ２６から離れて延びている。
高圧流体継手１６は、ネジ締結部にて高圧流体通路３９の上流端に接続されている。
流量計２８のオーバルギヤ４６は、高圧流体通路３９の中間に位置するギヤボックス５０内に配設されている。
【００３５】
ギヤボックス５０は、カバー４８によって覆われて封鎖されている。
シールリテイニングバルブ２６とトリガーリリース機構３０は、それぞれプラットホーム１２に延びるバルブボア８２とリリースボア５５の中に配設されている。
【００３６】
バルブボア８２は、高圧流体通路３９におおよそ垂直に交差するようにおおよそ横切ってプラットホーム１２の中へ延びて形成されている。また、バルブボア８２の上部は、高圧流体通路３９の下流に接続するように形成されている。そして、バルブボア８２の下部は、低圧流体通路６２の上流に接続するように形成されている。
【００３７】
リリースボア５５は、高圧流体通路３９に関する垂直線から約５°ずれてプラットホーム１２の中に延びている。リリースボア５５は、高圧流体通路３９或いは低圧流体通路６２とは交差していない。
【００３８】
リリースボア５５の上部は、首部７４を受けるためのシート８４を形成するためのネジ付座ぐりを含んで構成されている。リリースボア５５の中央部は、リリーススプリング５２とカラー５３とを滑らせて受け取り可能な大きさで形成されている。リリースボア５５の下部は、トリップロッド５１を滑らせて受け取り可能な大きさで形成されている。
【００３９】
結合部６１は、携帯式流体分配装置１０から分配配管１８まで流体を誘導するために低圧流体通路６２の下流端に接続するように形成されている。
シールリテイニングバルブ２６は、高圧流体通路３９と低圧流体通路６２との間で流量を調整するためにバルブボア８２内に配設されている。
【００４０】
バルブカートリッジ４０の雄ネジは、バルブステム４２に挿入されたバルブスプリング４４と、バルブカートリッジ４０に挿入されたバルブステム４２と共にプラットホーム１２の中でバルブボア８２に螺合されている。このように挿入されて、バルブスプリング４４は、プラットホーム１２の中でバルブボア８２の終端に固定されている。そして、バルブスプリング４４は、バルブカートリッジ４０に向かってバルブステム４２を一方向によせるように圧縮されている。
【００４１】
バルブカートリッジ４０は、バルブカートリッジ４０を通過することを防ぐためにバルブステム４２のリップと当接するリップ８６を含んで構成されている。
バルブステム４２の作動部８８は、トリガーレバー２０と当接するためにバルブカートリッジ４０を通ってバルブボア８２から延びている。シールリテイニングバルブ２６の更なる詳細な説明は、「流体計測装置用シールリテイニングバルブ」と題する前記同時係属中の出願により得られ、ここに参照される。
【００４２】
トリガーリリース機構３０は、ソレノイド３２と、トリップロッド５１と、リリーススプリング５２と、カラー５３と、ベアリング５４と、プランジャーピン７０と、ソレノイドハウジング７２と、首部７４と、プランジャーボア７６とを有している。また、トリガーリリース機構３０は、流体の閾値が流量計２８を通過した後にトリガーレバー２０を無効とするように構成されている。
【００４３】
ソレノイド３２は、トリップロッド５１と接続するためにリリースボア５５の中にプランジャーピン７０が伸びるようにプラットホーム１２の頂部に取り付けられている。
ソレノイドハウジング７２の首部７４は、ソレノイドハウジング７２がプラットホーム１２から延び上がり、ピン溝７６がリリースボアと直線に並べられるようにリリースボア５５の中に螺合されている。
【００４４】
プランジャーピン７０は、トリップロッド５１のカラー５３を作動可能に噛み合わせるためにピン溝７６から伸ばされている。
トリップロッド５１は、第１端部でプランジャーピン７０と第２端部でトリガーレバー２０と接続するためにリリースボア５５を通って延びている。
【００４５】
詳しくは、カラー５３のボア９０の中のベアリング５４は、第１端部でプランジャーピン７０と接続されている。そして、トリガーピン５６は、トリップロッド５１と第２端部でトリガーレバー２０とを通って延びている。
トリガーレバー２０は、シールリテイニングバルブ２６と接続するためにトリガーピン５６から一般に横に延びている。
【００４６】
トリガーロック６３は、ピン６５でトリガーレバー２０に接続されている。そして、ラチェットプレート６６は、トリガーピン５６でトリガーレバー２０に接続されている。
トリガーリリース機構３０は、トリガーレバー２０の作動のための固定回転部を提供することでプラットホーム１２に選択的にトリガーレバー２０を接続している。
【００４７】
トリガーリリース機構３０の更なる詳細な説明は、「流体計測装置用トリガーリリース機構」と題する前記同時係属中の出願により得られ、ここに参照される。
流量計２８は、高圧流体継手１６とシールリテイニングバルブ２６との間の高圧流体通路３９の中に配設されている。一般に流量計２８は、ギヤボックス５０の中で高圧流体継手１６からの加圧流体の流れによって回転する容積式のオーバルギヤ４６の一式を含んで構成されている。
【００４８】
各オーバルギヤ４６は、電極或いは磁石９２を含んでいる。オーバルギヤ４６の位置は、オーバルギヤ４６の回転速度を測定するためのカバー４８の中に配設される電子部品９４によって検出される。
カバー４８は、オーバルギヤ４６の回転速度を高圧流体通路３９を通過した流体の体積流量に変換することができる電子部品６８に接続されている。更に、流量計２８の詳細な説明は、図５にて説明される。
【００４９】
図５は、流量計２８のギヤボックス５０の中に配設したインボリュートギヤ歯９５を有するオーバルギヤ４６の上面視図である。
ギヤボックス５０は、高圧流体通路３９の一部の間のプラットホーム１２の中に一般的な長円形状の空間で構成されている。ギヤボックス５０は、壁９６によって取り囲まれている。そして、ギヤボックス５０は、カバー４８(図２参照)を固定するために締結具４９を挿入するためのボア９８を含んでいる。
【００５０】
オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂは、各ギヤの長軸と短軸が延び、長軸と短軸を通るそれぞれの中心軸１００Ａ，１００Ｂを有する同一の長円形状のハブボディ９９Ａ，９９Ｂを構成している。
インボリュートギヤ歯９５は、中心軸１００Ａ，１００Ｂから放射状にハブボディ９９Ａ，９９Ｂから延びている。
【００５１】
そして、マグネット９２は、中心軸１００Ａ，１００Ｂと平行にハブボディ９９Ａ，９９Ｂを通って延びている。
オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂは、それぞれの中心軸１００Ａ，１００Ｂでギヤボックス５０の中に嵌められている。
【００５２】
このように、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂは、ギヤボックス５０の中で中心軸１００Ａ，１００Ｂの周りを自由に回転することができる。そして中心軸１００Ａと中心軸１００Ｂとの間の幅ＣＤは、固定されている。ギヤボックス５０の幅（図５参照）は、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの長軸の長さとおおよそ同じである。ギヤボックス５０の高さ（図５参照）は、長軸の長さを加えた幅ＣＤとおおよそ同じである。
【００５３】
オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂは、もう一つの長軸が高圧流体通路３９と垂直である時に、ギヤの長軸が互いに垂直となるようにギヤの長軸（ギヤの短軸も同様）が向かされている。そのように向いて、ギヤ４６Ａ，４６Ｂは、それぞれの中心軸の周りをギヤが回転するように常に接触し、それらが回転し、噛み合うように入口ポケット１０２Ａと、出口ポケット１０２Ｂと移行ポケット１０２Ｃを形成して留まっている。
【００５４】
オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂは、ギヤボックス５０の中で回転し、長軸の近くのインボリュートギヤ歯９５は、壁９６のアーチ部に向かって急激になる。また、オーバルギヤ４６Ａのインボリュートギヤ歯９５は、オーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂとの間に流体を抑制するタイトシールを形成するためにオーバルギヤ４６Ｂのインボリュートギヤ歯９５と噛み合っている。
【００５５】
シールリテイニングバルブ２６（図４参照）の開閉は、ギヤボックス５０を通って流体が流れるようにオーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂが交わるところで圧力低下を発生している。
【００５６】
高圧流体継手１６（図１参照）からの高圧流体は、高圧流体通路３９の上流部（図５中の右側）からギヤボックス５０の入口ポケット１０２Ａの中に入る。相対的に低圧流体は、高圧流体通路３９の下流部（図５中の左側）にギヤボックス５０の出口ポケット１０２Ｂから出る。高圧流体の流れは、オーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂの流体圧力の力のバランスによりオーバルギヤ４６Ａの反時計回りの回転とオーバルギヤ４６Ｂの時計回りの回転（図５中の矢印参照）が引き起こされる。詳しくは、図５に示された方向でオーバルギヤ４６Ｂに作用する入口ポケット１０２Ａの中の流体圧力は、高圧流体の流れ方向に垂直なオーバルギヤ４６Ｂの長軸に指向され、オーバルギヤ４６Ｂの長軸に沿って等しく高圧力流体にオーバルギヤ４６Ｂがさらされるので中心軸１００Ｂの周りにおおよそ中立な力のバランスが引き起こされる。しかしながら、オーバルギヤ４６Ａに作用する流体圧力は、高圧流体の流れの方向と平行なオーバルギヤ４６Ａの長軸に指向され、オーバルギヤ４６Ａの長軸の半分のみに沿って高圧流体にオーバルギヤ４６Ａがさらされるので中心軸１００Ａの周りに反時計回りのモーメントが引き起こされる。インボリュートギヤ歯９５の接触面を通じて、オーバルギヤ４６Ｂは、時計回り方向に回転させられる。このように、出口ポケット１０２Ｂの中の流体は、分配配管１８（図４参照）に向かって高圧流体通路３９の下流部を通って押し出され、移行ポケット１０２Ｃは、高圧流体通路３９の下流部の中へ移行ポケット１０２Ｃの流体が空になることができるように出口ポケット１０２Ｂに開き、出口ポケット１０２Ｂとなる。そして、入口ポケット１０２Ａの中の流体は、オーバルギヤ４６Ｂと壁９６との間の新しい移行ポケットに入口ポケット１０２Ａの流体を閉じこめように中心軸１００Ｂの周りでオーバルギヤ４６Ｂにより押し込まれる。オーバルギヤ４６Ａ、４６Ｂが回転を続けるように、高圧流体は入口ポケット１０２Ａから移動することによってギヤボックス５０を通って、壁９６とオーバルギヤ４６Ａ或いはオーバルギヤ４６Ｂのいずれか一方との間の移行ポケットに押し込まれ続け、そして、出口ポケット１０２Ｂに出る。
【００５７】
中心軸１００Ａ，１００Ｂの周りのオーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転は、中心軸１００Ａ，１００Ｂの周りを回る磁石９２がもたらす。オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの上面は、壁９６の上面とほぼ同一平面上にある。そのように、カバー４８は、ハブボディ９９Ａ，９９Ｂと磁石９２に極めて近接して壁９６を横切って置かれている。
【００５８】
電子部品９４（図４参照）は、カバー４８の中に組み込まれ、磁石の存在を検出することのできるリードスイッチやホール効果センサのような近接検出要素を含んでいる。詳しくは、各ハブボディ９９Ａ，９９Ｂに配設された一対の磁石９２は、各磁石の磁極に反対側向きに指向されている。そのように、磁界は、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転に応じて電子部品９４を通り抜ける各一対の磁石の間に生成されている。近接検出要素は、磁界の振動を記録でき、各オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転速度に関連する出力を生成することができる。本発明の他の具体例では、当技術分野で知られているような他の形式の近接センサシステムが使用される。
【００５９】
電子部品９４は、ユーザーインターフェース２２（図４参照）に接続され、ソフトウェアとディスプレイ２４（図１参照）に表示するための適した信号に電子部品９４の出力を変換することのできる構成要素を含んでいる。例えば、電子部品２２は、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの各回転のために、どれだけの流量がギヤボックス５０を通過するかを検出し、ディスプレイ２４で類似の体積流量信号を示すよう較正している。
【００６０】
流量計２８の測定は、オーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂの間、或いはオーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂの上の通過よりも、ギヤボックス５０を通って流れるほぼ全ての流体がオーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転に非常に寄与するので最適に噛み合うインボリュートギヤ歯９５の能力に依存している。
【００６１】
本発明のインボリュートギヤ歯９５は、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転を容易にするオーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂとの間の接触面を提供する。インボリュートギヤ歯９５は、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂを生成するために選択されたピッチ曲線が導かれている。
【００６２】
各オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂのピッチ曲線は、オーバルギヤ４６Ａのインボリュートギヤ歯９５がオーバルギヤ４６Ｂのインボリュートギヤ歯９５と接触する曲線と定義され、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂが歯のない単に長円形状であれば、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂがお互いに対して回転する曲線を表している。
【００６３】
オーバルギヤ４６Ａは、中心線１００Ａからピッチ曲線が交わるピッチポイントまでの半径Ｒ1を有している。同様にオーバルギヤ４６Ｂは、中心線１００Ｂからピッチ曲線が交わるピッチポイントまでの半径Ｒ2を有している。
半径Ｒ1，Ｒ2は、幅ＣＤに沿って下がり、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの角度位置に依存して変化する長さを有している。最小長さは、短軸に沿っており、最大長さは、長軸に沿っている。
【００６４】
幅ＣＤは、常にＲ1とＲ2を加算した値と等しく、従ってオーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂのためのピッチ曲線は、同一である。
【００６５】
ＣＤ＝Ｒ1＋Ｒ2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
【００６６】
オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂは、Ｒ1とＲ2で各ギヤのためのピッチ曲線の交点のピッチポイントで幅ＣＤに沿って相互に作用する。そのように、オーバルギヤ４６Ａの長軸は、オーバルギヤ４６Ｂの短軸でオーバルギヤ４６Ｂに常に交わっている。このように、オーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂの角速度は、他のギヤの速度に対応するために各ギヤが連続して緩急するように変化している。ギヤの速度の違いは、より速く動くギヤがより遅く動くギヤを押し、流量計を通る流体の流れからエネルギを引き出す要因となる。オーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂとの間のきつい接触は、しばしばインボリュートギヤ歯を有しないことに起因するが、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転に、より多くの抵抗力を生成し、ギヤボックス５０を越えて大きな圧力低下を起こすという結果になる。オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転の違いは、流体がギヤを回すためにより多くのエネルギが浪費されると言う結果になる。流体の流れによって回転されるギヤの抵抗力は、オーバルギヤ４６Ａとオーバルギヤ４６Ｂとの間或いは上のように、流体がギヤボックス５０を通る他の通路を探り、漏れを発生させるという結果になる。そのうえ、流量計の漏れは、流量計を通過する体積流量を増加したり減少したり変化している。
【００６７】
本発明のインボリュートギヤ歯９５は、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの生産性をより良くし、噛み合うインボリュートギヤ歯９５の間の回転をより良くして、オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂの回転を円滑にし、流体流れの広範囲でギヤの寿命を向上させる。例えば、オーバルギヤ４６Ａのインボリュートギヤ歯９５は、ギヤの角度位置に関わらず、オーバルギヤ４６Ｂのそれぞれの噛み合うギヤ歯に影響を受けることなく、このように流体がギヤの間を移動することを防止する。また、インボリュートギヤ歯９５、それらの噛み合う歯に向かって円滑に回転して、ギヤが回転するために要求する流体エネルギを減らし、流体の漏れを防止する。
【００６８】
図６は、本発明のインボリュートギヤ歯９５を有するオーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂを設計するため手法の説明図である。図６は、インボリュートギヤ歯９５のインボリュートプロファイルの軌跡をなすために使用され、対応する曲線で展開されたオーバルギヤ４６Ａである。オーバルギヤ４６Ａは、中心線１００Ａを取り囲むハブボディ９９Ａを含んでいる。インボリュートギヤ歯９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｄ，９５Ｄは、ハブボディ９９Ａの周囲に配設され、中心線１００Ａから放射状に延びている。各ギヤ歯は、ピッチプロファイル曲線ＰＰに沿って、ギヤ歯の位置によってカスタマイズインボリュートプロファイルを有している。例えば、インボリュートギヤ歯９５Ｃは、長軸から角度Θでピッチ半径Ｒ1に沿って中心軸１００Ａから放射状に延びている。ピッチ半径Ｒ1は、オーバルギヤ４６Ａのために選択されたピッチ曲線から決定される。本発明の一つの具体例では、オーバルギヤ４６Ａのピッチプロファイル曲線は、下記式（２）によって定義される。
【００６９】
Ｒ1＝Ｓ（１−（Ｅ）２）／（１−（Ｅ）ｃｏｓ（２Θ））・・・（２）
【００７０】
Ｓ及びＥは、スケール、ピッチプロファイル曲線ＰＰのそれぞれの偏心を表す定数であり、設計要求に基づいて選択される。このように、各ピッチプロファイル曲線ＰＰに沿って各ポイントは、式（２）によって定義された極座標（Ｒ1、Θ）を有している。このような曲線は、Faydor L. LitvinとAlfonso Fuentesによる「歯車幾何学と応用理論（第２版）（Gear Geometry and Applied Theory （2nd Edition））」と題する本の中で論じられている。
【００７１】
ピッチプロファイル曲線ＰＰは、コンピュータワークステーションで使用するための商業上使用可能なコンピュータ支援設計（CAD）ソフトウェアプログラムを使用して生成され描かれている。ピッチプロファイル曲線ＰＰは、各歯のプロファイルを生成するために使用される等角セグメントの偶数に分割されている。詳しくは、ピッチプロファイル曲線ＰＰの３６０度の周囲は、歯の選択された数によって分割されている。歯の数の選択は、滑らかに相互作用を生成するより大きい数であって、設計上の考慮事項である。偶数の歯は、各ギヤ歯が噛み合いギヤ上の同じ噛み合い歯に相互作用するように選択される。
【００７２】
半径線は、各セグメントの中心を通って描かれ、基準点は、半径線とピッチプロファイル曲線ＰＰの交点に配置されている。例えば、半径線ＲＬは、インボリュートギヤ歯９５Ｃのために描かれて、基準点ＤＰは、半径線ＲＬとピッチプロファイル曲線ＰＰとの交点に配置されている。基準点から、式（２）によって定義されるピッチプロファイル曲線ＰＰは、各セグメントのピッチ半径を決定するために使用されている。例えば、基準点ＤＰは、インボリュートギヤ歯９５Ｃのピッチ半径Ｒ1を決定するために使用されている。
【００７３】
各セグメントのピッチ半径Ｒ1は、基準円を決定するために使用される。円形ギヤのインボリュートギヤ歯は、インエクステンシブルコードの端が基準円から解き放たれるとき、インエクステンシブルコードの端が移動する通路に対応する形状を有している。インボリュートギヤ歯によって駆動されたギヤは、ギヤ歯を容易に回転するようなギヤ歯のプロファイルのために一定の相対角速度を有している。知られているように、一対の円形ギヤの基準円は、ギヤの中心間隔とギヤの圧力角によって決定される。中心間隔は、各ギヤのピッチ円の半径の和のように定義され、式（１）と同様である。圧力角θは、慣例的に定義されるように、ピッチポイントを通過するピッチ曲線への接線と、噛み合うギヤとの間の作動線との間に形成された角度である。圧力角は、当技術分野で知られるような設計上の考慮事項であって、歯の強度とトルク伝達能力との間には典型的なトレードオフの関係がある。各円形ギヤの基準円の半径Ｒｂ1、Ｒｂ2は、下記式とピッチ半径Ｒ1，Ｒ2と圧力角θの関係によって決定することができる。
【００７４】
Ｒｂ1＝Ｒ1（ｃｏｓθ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
Ｒｂ2＝Ｒ2（ｃｏｓθ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
ｃｏｓ（θ）＝（Ｒｂ1＋Ｒｂ2）／ＣＤ・・・・・・・・・・・（５）
【００７５】
円形ギヤのピッチプロファイルは、各ギヤ歯と同じであり、各ギヤ歯に同じピッチ円をもたらす。そのように、各ギヤ歯は、円形ギヤの中心から放射状に延びている。しかしながら、オーバルギヤのピッチプロファイルは、各ギヤ歯で異なる曲率を有している。このように、オーバルインボリュートギヤ歯を有する従来のオーバルギヤの各ギヤ歯中心の半径は、長円の中心を通って延びていない。本発明は、オーバルギヤの各ギヤ歯の円形インボリュート歯形を決定するために式（１）〜（５）の関係を利用する。詳しくは、式（１）〜（５）は、インボリュートギヤ歯９５Ｃの基準円の半径Ｒｂ1を決定するために使用されている。
【００７６】
ＣＡＤプログラムを使用して、基準円ＢＣの半径Ｒｂ1に等しい半径を有する基準円ＢＣは、中心軸１００Ａに中心を有するように描かれる。基準円ＢＣからのインボリュート曲線ＩＣ1，ＩＣ2は、第１端Ｅ1と第２端Ｅ2との間の固定距離を有する線Ｓを作成することによって生成される。第２端Ｅ2は、基準円ＢＣ上のインボリュートギヤ歯９５Ｃのピッチプロファイル曲線ＰＰのセグメントの中の位置に配置される。そして、線Ｓは、反時計回り方向の基準円ＢＣを横切って展開され、第１端Ｅ1は、基準円ＢＣのセグメントの外側に固定される。線Ｓの長さとこのように第２端に固定される位置は、インボリュートギヤ歯９５Ｃの要求厚さに基づく設計上の考慮事項である。しかしながら、インボリュートギヤ歯９５Ｃは、他のギヤ歯に対応するためにインボリュートギヤ歯９５Ｃのセグメントの中に制限する必要がある。線Ｓの第２端Ｅ2は、線Ｓが最大限に広がりを維持しながら、反時計回り方向に基準円ＢＣから広がっている。このように、線Ｓは、基準円ＢＣから解けないコードを解くことをシミュレートする。第２端Ｅ2を通過する一連の基準点は、インボリュート曲線ＩＣ1を形成するために描かれている。
【００７７】
インボリュート曲線ＩＣ2は、第１端Ｅ1から第１端Ｅ1をセグメントの内側に、第２端Ｅ2を時計回りのセグメントの外側に固定した後に、時計回り方向に基準円ＢＣから広がる線Ｓよって類似した手法で描かれている。インボリュート曲線ＩＣ1とインボリュート曲線ＩＣ2は、インボリュートギヤ歯９５Ｃの基準形状を形成するために半径線ＲＬで交差する。図６に見ることができるように、インボリュートギヤ歯９５Ｃは、中心線１００Ａから放射状にハブボディ９９Ａから外に延び、各噛み合いギヤの表面に円形インボリュートプロファイルを有している。
【００７８】
インボリュートギヤ歯９５Ｂ，９５Ｃのように他のギヤの基準形状は、異なる半径Ｒｂ1を有する基準円から以外、インボリュートギヤ歯９５Ｃの場合と同様の方法で達成されている。しかしながら、オーバルギヤ４６Ａの歯毎に形成する方法は、それぞれに行われる必要がない。オーバルギヤ４６Ａのピッチ曲線は、式（２）によって決定されるようにオーバルギヤ４６Ａの各象限に対象である。このように、長軸と短軸との間の歯のギヤ歯形状は、必要に応じて長軸及び短軸の周りで映し出され、各象限に繰り返すことができる。オーバルギヤ４６Ａの各象限のギヤ歯形状を繰り返すための能力は、オーバルギヤ４６Ｂにおいてオーバルギヤ４６Ａの相互作用によって促進される。オーバルギヤ４６Ａ，４６Ｂは、各ギヤ歯は常に同じ歯に対して回転するように同じ数のギヤ歯を有している。各歯は、各歯に対応する噛み合い歯の完全な円形インボリュート曲線を有する。このように、例えば、長軸に近いオーバルギヤ４６Ａのギヤ歯のプロファイルは、オーバルギヤ４６Ｂの短軸に近いギヤ歯のプロファイルのための完全なインボリュートを有している。これは、各歯と各歯に噛み合う歯との間の接触を維持することを助けるものである。噛み合い歯の間の相対的な動作はおおよそゼロで、歯は少し或いは全く滑らずに相互に対して回転している。
【００７９】
各歯の基本的な形状は、全体のピッチプロファイル曲線ＰＰの周りで生成され、各歯の一定の歯先とピッチ円との距離及び歯元とピッチ円との距離は、ルートプロファイル曲線ＲＰとアウトサイドプロファイル曲線ＯＰの配置によって決定される。ルートプロファイル曲線ＲＰとアウトサイドプロファイル曲線ＯＰの配置は、噛み合うギヤ歯の歯先と歯元との間の干渉を防止するために選択される。詳しくは、各ギヤの先は、各歯のチッププロファイルを形成するためにアウトサイドプロファイル曲線ＯＰの範囲内で面取りされ、丸くされ、各歯の根元は、ルートプロファイル曲線ＲＰで切断される。更に、各歯の形状は、オーバルギヤ４６Ａを製造するために使用される製造の制限に適応させるためにわずかに大きさを縮小されてもよい。各歯の最終形状とルートプロファイル曲線ＲＰが決定され、各歯のインボリュート曲線を含むオーバルギヤ４６Ａの最終プロファイルを表すデータポイントセットは、ＣＡＤソフトウェアを使用することで生成される。データポイントセットは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械と関連して使用することのできる機械可読コード或いは他の方法の使用に適するように変換されている。本発明の一つの具体例では、データポイントセットは、当技術分野で知られるように、ギヤを生産するための射出成形工程で使用することができるギヤの原型を生産するための放電加工（ＥＤＭ）工程によって使用される。
【００８０】
本発明は、好ましい実施例に関して述べたが、技術に精通した労働者であれば発明の趣旨および範囲からはずれることなく形式及び細部を変更し得ることは分かるであろう。
【符号の説明】
【００８１】
１０  携帯式流体分配装置
１２  プラットホーム
１４  カバー
２２  ユーザーインターフェース
２４  ディスプレイ
２８  流量計
【図１】
2011524985.tif 000003
【図２】
2011524985.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2011524985.tif 000010