(57)【要約】【課題】本発明は摺動部分の摩耗によりピストンストロークが変化することを課題とする。【解決手段】ピストン往復動型流量計１０のシリンダ５０には、ピストン２０の摺動をガイドするピストンガイド部材７０が圧入されている。ピストンガイド部材７０は、円筒形状に加工され、且つ内側の端部にピストンストッパ部７２が設けられている。このピストンストッパ部７２は、ピストンガイド部材７０の内周側に曲げ加工されており、ピストン２０が下死点に移動したときに、ピストン２０の端部に突出する突起２１に当接することによりピストン２０の摺動位置を規制する。ピストンストッパ部７２は、ピストン２０が下死点に移動したときに、ピストン２０の突起２１が接触する位置に設けられており、各摺動部の摩耗状態に拘わらず、ピストン２０の往復動により突起２１が当接するように設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測流体が流入する流入流路と計量された被測流体を吐出する流出流路とを有する流量計本体と、
被測流体が供給される複数のシリンダと該各シリンダ内に流入した被測流体の流量に応じて順次往復動する複数のピストンとを有する複数のピストン・シリンダ機構と、
前記各シリンダ内に流入した被測流体の流量に応じて前記各ピストンが順次往復動することで回転する回転軸と、
該回転軸の回転により前記各シリンダを流入流路または流出流路に連通するように切り替える切替弁と、
を備えたピストン往復動型流量計において、
前記シリンダ内に前記ピストンの移動範囲を規制する規制手段を設けたことを特徴とするピストン往復動型流量計。
【請求項２】
前記規制手段は、前記ピストンが下死点に移動したときに前記ピストンに当接するストッパ部であることを特徴とする請求項１に記載のピストン往復動型流量計。
【請求項３】
前記ストッパ部は、前記シリンダ内に挿入され、前記ピストンの往復動をガイドするピストンガイド部材と一体に形成されたことを特徴とする請求項２に記載のピストン往復動型流量計。
【請求項４】
前記ストッパ部は、前記シリンダの内壁と一体に形成されたことを特徴とする請求項２に記載のピストン往復動型流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストン往復動型流量計に係り、特にシリンダ内に流入する被測流体の流量に応じてピストンが往復動してピストンのストローク分に相当する容積を流量として計測するピストン往復動型流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の燃料タンクに燃料としての油液を給油する給油装置には、給油量を計測するための流量計が設けられている。特にガソリン等の油液を給油する場合、取り引きの公正さを維持するため、微小流量を正確に測定できる流量計を用いて給油量を計測する必要がある。この種の流量計としては、２個のピストンが一対となって往復運動するピストン・シリンダ機構を２対備えた構成の４ピストン形のピストン往復動型流量計がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の流量計は、流入流路からシリンダに供給される被測流体の圧力によりピストンが駆動されることによりピストンロッドに設けられたローラピンが回転軸に設けられたカムを押圧して回転させると共に、当該ピストンと１８０度の位置に配置されたピストンを同方向に移動させてシリンダ内の被測流体を流出流路に吐出させるように構成されている。また、回転軸の下端部には、各シリンダ内と流入流路または流出流路とを連通する切替弁が取り付けられており、この切替弁は回転軸と共に回転して各ピストンの移動方向（吸い込み行程または吐出行程）に応じて各シリンダと流入流路または流出流路とが連通するように切り替え動作する。そして、上記流量計においては、回転軸の回転数とシリンダ内を往復するピストンのストロークの容積（１ストローク当たりの流量）とから給油量を演算することが可能になる。
【特許文献１】特開平１１−７２３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された従来のピストン往復動型流量計では、ローラピンの軸受けやカムなどの摺動部分での摩耗が進むと、ピストンの遊びが増大したり、あるいはカムとローラピンとの隙間が増大してピストンのストロークが徐々に増大することになり、流量計測精度が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したピストン往復動型流量計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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００７】
本発明は、被測流体が流入する流入流路と計量された被測流体を吐出する流出流路とを有する流量計本体と、被測流体が供給される複数のシリンダと該各シリンダ内に流入した被測流体の流量に応じて順次往復動する複数のピストンとを有する複数のピストン・シリンダ機構と、前記各シリンダ内に流入した被測流体の流量に応じて前記各ピストンが順次往復動することで回転する回転軸と、該回転軸の回転により前記各シリンダを流入流路または流出流路に連通するように切り替える切替弁と、を備えたピストン往復動型流量計において、前記シリンダ内に前記ピストンの移動範囲を規制する規制手段を設けることにより、上記課題を解決するものである。
前記規制手段は、前記ピストンが下死点に移動したときに前記ピストンに当接するストッパ部であることが望ましい。
【０００８】
前記ストッパ部は、前記シリンダ内に挿入され、前記ピストンの往復動をガイドするピストンガイド部材と一体に形成されることが望ましい。
【０００９】
前記ストッパ部は、前記シリンダの内壁と一体に形成されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シリンダ内にピストンの移動範囲を規制する規制手段を設けたため、例え摺動部分で摩耗が生じてもピストンのストロークを一定に保つことができ、シリンダ内に流入される流量を常に一定量に維持して計測精度のばらつき（誤差）を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明になるピストン往復動型流量計の一実施例の縦断面図である。図２は図１中Ａ部を拡大して示す縦断面図である。図１及び図２に示されるようにピストン往復動型流量計（以下「流量計」という）１０は、２個のピストン２０が一対となって往復運動するピストン・シリンダ機構３０を２対備えた構成の４ピストン形の流量計である。
【００１３】
ピストン・シリンダ機構３０は、ケーシング４０の水平な４方向に設けられ、２対のシリンダ５０を有する。２対のシリンダ５０は、ケーシング４０を上方から見下ろすと、互いに水平方向で直交する２つの軸線上（Ｘ，Ｙ軸）に対向配置されてなる。尚、図１では、Ｘ軸方向に切断された断面が図示されており、Ｙ軸方向の断面はＸ軸方向の断面とほぼ同じであるので図示を省略する。
【００１４】
ケーシング４０は、ケーシング本体（流量計本体）４２と、上蓋４４と、下蓋４６と、側蓋４８とから構成されている。ケーシング本体４２は、内部にシリンダ５０及び各シリンダ５０が連通する連通室６０を有する。上蓋４４はケーシング本体４２の連通室１３に通じる上部開口を閉塞しており、流出口１９６を有する。また、下蓋４６はケーシング本体４２の下部開口を閉塞しており、流入口１９２を有する。そして、側蓋４８は、夫々各シリンダ５０の外側開口を閉塞している。
【００１５】
各シリンダ５０には、アルミニウム材により形成されており、ピストン２０の摺動をガイドするピストンガイド部材７０が圧入されている。ピストンガイド部材７０は、ステンレス材により円筒形状に加工されたライナであり、内側の端部にピストンストッパ部７２が設けられている。このピストンストッパ部７２は、ピストンガイド部材７０の内周側に曲げ加工されており、ピストン２０が下死点に移動したときに、ピストン２０の端部に突出する突起２１に当接することによりピストン２０の摺動位置を規制する規制手段として機能するものである。突起２１は、ピストン２０の内側端面に突出するように環状に形成されており、突起２１の内周及び外周には段差が設けられている。
【００１６】
本実施例では、ピストンストッパ部７２がピストンガイド部材７０と一体に設けられているので、例えば、ピストンガイド部材７０をプレス加工などにより加工する過程でピストンストッパ部７２を加工することができる。そのため、ピストンストッパ部７２は、加工精度が高く、且つ安価に製作することが可能になる。尚、ピストンストッパ部７２は、ピストン２０が下死点に移動したときに、ピストン２０の突起２１が接触する位置に設けられており、各摺動部が摩耗していない状態でもピストン２０の往復動により突起２１に接するように設けられている。
【００１７】
４個のピストン２０のうち同一軸線（Ｘ軸）上に対向配置されたピストン２０は、Ｘ方向に横架された連結部材８０により連結されている。また、４個のピストン２０のうちＸ軸と直交するＹ軸上に対向配置された他のピストン２０も同様にＹ方向に延在する向きに配置された連結部材８１により連結されている。
【００１８】
この連結部材８０，８１は、湾曲した左右にＹ字状に形成された一対のアーム８２と、この一対のアーム８２を連結する連結部８４とからなる。そして、一対のアーム８２の両端は、各ピストン２０の表面側から挿入したボルト９０により各ピストン２０に締結される。尚、各ピストン２０は、ピストン本体２２と、ピストン本体２２の外周とピストンガイド部材７０との間をシールするシール部材２４と、シール部材２４をピストン本体２２に挟持するリテーナ２６とを有する。
【００１９】
また、同一軸線（Ｘ軸またはＹ軸）上に対向配置されたピストン２０は、互いに連結部材８０を介して連結されているため、何れか一方が油液をシリンダ５０に流入させる吸い込み行程のとき、他方がシリンダ５０の油液を流出させる吐出行程を行なうように１８０度の位相差で動作する。
【００２０】
さらに、ケーシング４０には、連通室６０の中央を上下方向に延在する回転軸１００が保持されている。この回転軸１００は、上蓋４４に設けた軸受１１０とケーシング本体４２の下部に設けた軸受１２０により回転自在に支持されている。また、回転軸１００には、連通室６０内において回転する偏心カム１３０が嵌合固定されている。偏心カム１３０の外周は、カム面１３２が形成されており、このカム面１３２には、各ピストン２０毎に設けられたカムローラ１４０が摺接している。
【００２１】
カムローラ１４０は、各ピストン２０の裏面に突設されたボス１５０に対して垂直方向から螺入されたボルト１６０に嵌合する軸受１７０により回転自在に支持されている。尚、カムローラ１４０の外周とカム面１３２との間には、微小な隙間Ｓが設けられており、ピストン２０が吐出行程を行なう際にカムローラ１４０がカム面１３２を摺接しないように構成されている。従って、吸い込み行程を行なう際は、ピストン２０に液圧が作用してカムローラ１４０がカム面１３２を摺接することで偏心カム１３０に回転力を付与するが、吐出行程を行ない際は、反対側のピストン２０に作用する液圧による駆動力が連結部材８０を介して吐出行程側のピストン２０に伝達される。そのため、カムローラ１４０及びカム面１３２に過大な力が作用しない構成になっており、カムローラ１４０及びカム面１３２の摩耗を抑制している。
【００２２】
一方の連結部材８０は、Ｘ方向から偏心カム１３０の下方位置に横架されており、他方の連結部材８１は、Ｙ方向から偏心カム１３０の上方位置に横架されている。そして、各連結部材８０，８１は、夫々偏心カム２９との干渉を避けるためその中央部分が下方又は上方へ湾曲させられている。また、連結部材８０，８１の両端に形成されたアーム８２は、その中央部分が回転軸１００の挿通を許容する最小限の間隔に設定されている。
【００２３】
各シリンダ５０に圧入されたピストンガイド部材７０の内部空間のうち各ピストン２０が摺動する範囲（ストローク）の空間が計量室５２として機能する。各計量室５２の容積を合計した体積分の被測流体がピストン２０の動作に伴って各計量室５２から吐出される。すなわち、回転軸１００の１回転と各計量室５２から吐出された流量の合計値とが対応している。
【００２４】
図１に示されるように、各計量室５２は、後述する吸い込み行程のとき、側蓋４８の内部に形成された流路１８０及びケーシング本体４２内の底部に形成された流路１９０（図１において、Ｙ方向シリンダ側は見えないので、Ｙ方向側流路は省略する）を介してケーシング本体４２の下面に取り付けられたカップ状の下蓋４６の流入口１９２に連通されている。さらに、各計量室５２は、後述する吐出行程のとき、ケーシング本体４２内の流路１９０、切替弁２００の内部に形成された連通路２０２及び、下側の軸受１２０の周りの流路１９４及び連通室６０を介して上蓋４４の流出口１９６と連通されている。
【００２５】
尚、本実施例では、流入口１９２がポンプ等の送液手段（図示せず）に接続されており、流出口３６が給油ノズル（図示せず）等の給液手段（図示せず）に接続されている。回転軸１００は、ケーシング本体４２の下壁を挿通されて下蓋４６内まで延在している。回転軸１００の下端には、カップ状の切替弁２００が取り付けられている。この切替弁２００の底部と下蓋４６の内壁との間には、コイルバネ２１０が取り付けられている。コイルバネ２１０は、切替弁２００を上方に附勢してケーシング本体４２に押圧している。
【００２６】
また、切替弁２００は流入口１９２の近傍に設けられているので、切替弁２００の外周には流入側の圧力が作用している。そのため、切替弁２００は、流出側圧力Ｐ２と流入口１９２の流入側圧力Ｐ１との圧力差によりケーシング本体４２の下部に押圧保持されている。このように切替弁２００に圧力がかかった状態では、切替弁２００に摺動抵抗が生じやすい。そのため、切替弁２００が摺動するケーシング本体４２の下端には、シール部材２２０が装着されている。このシール部材２２０は、回転軸１００の回りを囲む軸受１２０の周りの流路１９４に連通するように中央部分に配された流出ポート２２０ａと、流出ポート２２０ａより外側の４方向に形成された４つの流入ポート２２０ｂとを有する。
【００２７】
シール部材２２０は、切替弁２００が流入側圧力Ｐ１により押圧されることで切替弁２００の内部に形成された空洞からなる連通路２０２の液漏れを防止する。そして、切替弁２００とシール部材２２０との間は、被測流体（この場合、ガソリン等の油液）の油膜により潤滑されて摺動抵抗が緩和されている。
【００２８】
回転軸１００は、下端外周に側方に突出する一対の突出部１０２を有する。この一対の突出部１０２は、切替弁２００の係合凹部２０４に挿入されて回転方向に対して係合状態となる。これにより、切替弁２００は、回転軸１００と一体的に回転することができ、回転方向によって連通路２０２が流出ポート２２０ａと吐出行程となった計量室５２に連通された流入ポート２２０ｂを連通する。
【００２９】
従って、切替弁２００は、回転軸１００の回転角度によって連通室６０と４方向の各計量室５２のうちの何れかとを連通するように連通路２０２を偏心回転させる。このように、切替弁２００の回転により連通路２０２を介して連通室６０と連通される各４方向の計量室５２のうちピストン２０が吐出行程を行なっているタイミングで流出ポート２２０ａと流入ポート２２０ｂを連通する。
【００３０】
そのため、４つの各計量室５２で順次計量されて吐出された油液が側蓋４８の流路１８０、ケーシング本体４２の流路１９０、切替弁２００の連通路２０２、軸受１２０の周りの流路１９４、連通室６０、上蓋４４の流出口１９６を介して給油ホース、給油ノズル（共に図示せず）等の給油系統に供給される。また、各４方向の計量室５２のうち吸い込み行程を行なっている計量室５２は、流入ポート２２０ｂを介して流入口１９２と連通されて油液が供給される。
【００３１】
ここで、図３、図４を参照して各ピストン２０の往復動作について説明する。図３に示されるように、連結部材８０により連結された一対のピストン２０は、左方向（Ｘａ方向）に移動しており、左側のピストン２０が吐出行程、右側のピストン２０が吸い込み行程を行なう。左側の吸い込み行程の計量室５２は、流入口１９２からの油液がケーシング本体４２内の底部に形成された流路１９０及び側蓋４８の流路１８０を介して流入するため、流入側圧力Ｐ１になっている。
【００３２】
また、右側の吐出行程の計量室５２においては、ピストン２０により押し出された油液をケーシング本体４２内の流路１９０、切替弁２００の内部に形成された連通路２０２及び、下側の軸受１２０の周りの流路１９４及び連通室６０を介して上蓋４４の流出口１９６へ吐出させるため、流出側圧力Ｐ2になっている。流出側圧力Ｐ２は、流入側圧力Ｐ１よりも小さいので（Ｐ１＞Ｐ２）、右側のピストン２０に作用した液圧により連結部材８０を介して連結された一対のピストン２０が左方向に移動する。
【００３３】
この動作状態では、左側のピストン２０がストロークの上死点に達すると共に、右側のピストン２０がストロークの下死点に達する。そのため、右側のピストン２０は、下死点に達すると、同時にピストンガイド部材７０の端部より計量室５２内に曲げられたピストンストッパ部７２にピストン２０の突起２１が当接する。これにより、一対のピストン２０は、それ以上の移動が規制され、摺動動作を停止する。
【００３４】
さらに、ピストン２０の摺動動作は、カムローラ１４０からカム面１３２を有する偏心カム１３０に伝達され、回転軸１００の回転に変換される。そして、回転軸１００の下端に連結された切替弁２００が回転軸１００と共に回転することにより、図３に示す左側の計量室５２が流入口１９２と連通されると共に、右側の計量室５２が切替弁２００を介して流出口１９６と連通される
これにより、図４に示されるように、左側の計量室５２は、吸い込み行程となり、流入口１９２からの油液がケーシング本体４２内の底部に形成された流路１９０及び側蓋４８の流路１８０を介して流入するため、流入側圧力Ｐ１になっている。
【００３５】
また、右側の計量室５２においては、吐出行程となり、ピストン２０により押し出された油液をケーシング本体４２内の流路１９０、切替弁２００の内部に形成された連通路２０２及び、下側の軸受１２０の周りの流路１９４及び連通室６０を介して上蓋４４の流出口１９６へ吐出させるため、流出側圧力Ｐ２になっている。流出側圧力Ｐ２は、流入側圧力Ｐ１よりも小さいので（Ｐ１＞Ｐ２）、左側のピストン２０に作用した液圧により連結部材８０を介して連結された一対のピストン２０が右方向（Ｘｂ方向）に移動する。
【００３６】
この動作状態では、図３に示す動作位置とは逆に、右側のピストン２０がストロークの上死点に達すると共に、左側のピストン２０がストロークの下死点に達する。そのため、左側のピストン２０は、下死点に達すると、同時にピストンガイド部材７０の端部より計量室５２内に曲げられたピストンストッパ部７２にピストン２０の突起２１が当接する。これにより、一対のピストン２０は、それ以上の移動が規制され、摺動動作を停止する。
【００３７】
従って、カムローラ１４０や偏心カム１３０の摺接部分、あるいはカムローラ１４０の軸受１７０が摩耗した場合でも、ピストン２０の突起２１がピストンストッパ部７２に当接してピストン２０がそれ以上移動しないように規制される。そのため、ピストン２０は、常に規定のストロークで計量室５２内を往復動することができ、摺動部分の摩耗に拘わらず、計量室５２における初期の計測精度を維持することが可能になり、経年変化による計測精度のばらつき（誤差）も解消することができる。
図５は変形例の要部を拡大して示す縦断面図である。図５に示されるように、この変形例では、シリンダ５０の内壁にピストンストッパ部３００が設けられている。ピストンストッパ部３００は、シリンダ５０と一体に形成され、シリンダ５０内を切削加工する際に加工される。このピストンストッパ部３００は、ピストン２０の突起２１が当接する位置まで内周側に張り出すように形成されており、ピストン２０の下死点位置を正確に規制することが可能になる。
【００３８】
また、ピストンストッパ部３００としては、シリンダ５０と別体に形成された規制部材をシリンダ５０の内壁に締結するように構成したものを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明になるピストン往復動型流量計の一実施例の縦断面図である。
【図２】図１中Ａ部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】ピストン２０の往路動作を説明するための縦断面図である。
【図４】ピストン２０の復路動作を説明するための縦断面図である。
【図５】変形例の要部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ピストン往復動型流量計
２０  ピストン
２１  突起
３０  ピストン・シリンダ機構
４０  ケーシング
４２  ケーシング本体
５０  シリンダ
５２  計量室
６０  連通室
７０  ピストンガイド部材
７２，３００  ピストンストッパ部
８０，８１  連結部材
１００  回転軸
１３０  偏心カム
１３２  カム面
１４０  カムローラ
１９２  流入口
１９６  流出口
２００  切替弁
２０２  連通路
２２０  シール部材
２２０ａ  流出ポート
２２０ｂ  流入ポート
【図１】
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【図２】
2008241261.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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