(57)【要約】【課題】本発明は回転切替弁を押圧するバネ部材の摺動抵抗を緩和して回転切替弁のシール性を高め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。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。また、回転軸１００には、ピストン・シリンダ機構３０の各ピストンを駆動する偏心カム１３０が嵌合固定されている。さらに、回転軸１００の下端は、回転切替弁２００を貫通し、円盤形状のバネ受け２３０が嵌合され、止め輪１０３により掛止されている。バネ受け２３０は、回転切替弁２００の底部に対向するように設けられ、回転軸１００と共に回転する。また、回転切替弁２００の底部のバネ受け部２０３ａとバネ受け２３０との間には、回転切替弁２００をシート面に押圧するバネ部材２１０が配されている。【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回転切替弁と、
前記回転切替弁を前記流量計本体のシート面に押圧するバネ部材と、
を備えたピストン往復動型流量計において、
前記回転軸の端部にバネ受け部材を設け、
前記回転軸と共に回転する前記バネ受け部材と前記回転切替弁との間に前記バネ部材を配置したことを特徴とするピストン往復動型流量計。
【請求項２】
前記回転切替弁は、前記流量計本体の底部に設けられ、外壁が前記被測流体の流入圧力を受け、内壁が前記流出流路及び複数のシリンダの吐出流路の何れかに連通する連通流路を形成す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】
前記回転切替弁は、前記各シリンダに連通されたシリンダ流路の何れかと前記流出流路に連通された中心側流路とを囲むように形成された端部が前記バネ部材のバネ力と前記流入流路と前記流出流路との圧力差により前記シート面に押圧された状態で回転することを特徴とする請求項１又は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、特に回転切替弁の回転により複数のシリンダ内に流入する被測流体を振り分けると共に、各ピストンが各シリンダ内を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を供給する燃料供給装置には、供給量を計測するための流量計が設けられている。特にガソリン等の燃料を供給する場合、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供給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】
ピストン往復動型流量計は、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回転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）とから供給量を演算することが可能になる。
【０００４】
また、上記ピストン往復動型流量計の回転切替弁は、流量計本体の底部に回転可能に設けられ、回転位置に応じて各シリンダに連通された流路の何れかと流入流路又は流出流路とを連通する。また、回転切替弁は、流量計本体の壁面に形成されたシート面にバネ部材の押圧により押圧されている。当該バネ部材は、コイルバネからなり、一端が流量計本体の下蓋の内壁に形成されたバネ受けに当接し、他端が回転切替弁の外壁に当接するように取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７２３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ピストン往復動型流量計においては、バネ部材は、一端が流量計本体の下蓋の内壁に接触し、他端が回転体である回転切替弁に接触している。このため、回転切替弁の回転によりバネ部材の両端のうち少なくとも何れか一方においては、相手側の部材（下蓋の内壁或いは回転切替弁）との接触面において摺動抵抗が発生することになる。この結果、摺動抵抗により回転切替弁をシート面に押圧するバネ部材のバネ力が変動して回転切替弁の端部とシート面のシールが低下し、流量計測精度が低下するおそれがあった。
【０００７】
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】
【０００８】
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。
（１）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回転切替弁と、
前記回転切替弁を前記流量計本体のシート面に押圧するバネ部材と、
を備えたピストン往復動型流量計において、
前記回転軸の端部にバネ受け部材を設け、
前記回転軸と共に回転する前記バネ受け部材と前記回転切替弁との間に前記バネ部材を配置したことを特徴とする。
（２）本発明の前記回転切替弁は、前記流量計本体の底部に設けられ、外壁が前記被測流体の流入圧力を受け、内壁が前記流出流路及び複数のシリンダの吐出流路の何れかに連通する連通流路を形成することを特徴とする。
（３）本発明の前記回転切替弁は、前記各シリンダに連通されたシリンダ流路の何れかと前記流出流路に連通された中心側流路とを囲むように形成された端部が前記バネ部材のバネ力と前記流入流路と前記流出流路との圧力差により前記シート面に押圧された状態で回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転軸の端部にバネ受け部材を設け、回転軸と共に回転するバネ受け部材と回転切替弁との間にバネ部材を配置したため、回転切替弁が回転してもバネ部材と接する部材との間で摺動抵抗が発生することはなく、この結果、回転切替弁のシール性が維持され、流量計測精度の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるピストン往復動型流量計の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】ピストン往復動型流量計の回転切替弁を外した状態を示す底面図である。
【図３Ａ】回転切替弁の底面図である。
【図３Ｂ】回転切替弁の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明によ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はピストン往復動型流量計の回転切替弁を外した状態を示す底面図である。
【００１３】
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、自動車の燃料タンクに燃料を供給する燃料供給装置に搭載され、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。
【００１４】
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。
【００１５】
ケーシング４０は、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。流量計本体４２は、内部に各シリンダ５０及び各シリンダ５０が連通する中央に形成された連通室６０を有する。上蓋４４は流量計本体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。
【００１６】
また、下蓋４６は流量計本体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。各シリンダ５０の内壁には、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。
【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により連結されている。
【００１８】
この連結部材８０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。
【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、何れか一方が被測流体をシリンダ５０に流入させる吸い込み行程のとき、他方がシリンダ５０の被測流体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に設けた上側の軸受１１０と、流量計本体４２の下部に設けられた下側の軸受１２０と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（図１では隠れて見えない）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は、夫々偏心カム１３０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及び流量計本体４２内の底部の四方向に形成された各シリンダ流路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）を介して流量計本体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、流量計本体４２内のシリンダ流路１９０、回転切替弁２００の内部に形成された連通路２０２及び、下側の軸受１２０の周りの中心側流路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１９６が燃料供給ノズル（図示せず）に接続された燃料供給経路（図示せず）に接続されている。回転軸１００は、流量計本体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、カップ状の回転切替弁２００が取り付けられている。この回転切替弁２００の底部と下蓋４６の内壁との間には、バネ部材２１０が取り付けられている。コイルバネ２１０は、回転切替弁２００を上方に附勢して流量計本体４２に押圧している。
【００２６】
また、回転切替弁２００は流入口１９２の近傍に設けられているので、回転切替弁２００の外周には流入側圧力が作用している。そのため、回転切替弁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、及びバネ部材２１０のバネ力により流量計本体４２の下部のシート面に押圧保持されている。このように回転切替弁２００に圧力がかかった状態では、回転切替弁２００に摺動抵抗が生じやすい。そのため、回転切替弁２００が摺動する流量計本体４２の下端には、シール部材２２０が装着されている。
【００２７】
図２に示されるように、シール部材２２０は、中心側流路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とを有し、下面側が回転切替弁２００が摺接するシート面２２０ｃが設けられている。
【００２８】
シール部材２２０は、回転切替弁２００が流入側圧力Ｐ１により押圧されることで回転切替弁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、回転切替弁２００の端部２０１とシール部材２２０のシート面２０１との間は、被測流体（この場合、ガソリン等の燃料）の油膜により潤滑されて摺動抵抗が緩和されている。
【００２９】
回転軸１００の下端は、回転切替弁２００を貫通し、円盤形状のバネ受け２３０が嵌合され、止め輪１０３により掛止されている。バネ受け２３０は、回転切替弁２００の底部（下側外壁）に対向するように設けられ、回転軸１００と共に回転する。また、回転軸１００及びバネ受け２３０は、下蓋４６に接触しておらず、下蓋４６の振動が伝達されない構成になっている。
【００３０】
ここで、回転切替弁２００の構成について説明する。図３Ａは回転切替弁２００の底面図である。図３Ｂは回転切替弁２００の側断面図である。
【００３１】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、回転切替弁２００は、連通路２０２と、軸嵌合部２０３と、閉止部２０４、２０５と、開口部２０６とを有する。また、連通路２０２は、中心側開口２０２ａと、外側開口２０２ｂとを有する。
【００３２】
連通路２０２は、内側壁面により形成され、中心側開口２０２ａが流量計本体４２の中心部に形成された中心側流路１９４に連通し、外側開口２０２ｂが中心側開口２０２ａより外側で開口する扇形状に形成されている。軸嵌合部２０３は、回転軸１００が貫通する貫通孔であり、且つ回転軸１００の突出部１０２が係合する係合凹部が設けられている。
また、閉止部２０４、２０５は、外側開口２０２ｂと９０度異なる方向に形成された鍔部であり、連通路２０２の回転方向の両側に配された平面部を有する。開口部２０６は、外側開口２０２ｂと１８０度異なる方向に形成され、閉止部２０４、２０５間に配されている。
【００３３】
上記連通路２０２の外側開口２０２ｂと、閉止部２０４、２０５と、開口部２０６とは、回転切替弁２００の回転位置に応じてシール部材２２０の４つの流入ポート２２０ｂの何れかに対向することで各流入ポート２２０ｂを開閉すると共に、流入口１９２と吸込み工程のシリンダ流路１９０とを連通し、または吐出工程のシリンダ流路１９０と中心側流路１９４とを連通する。
【００３４】
また、回転切替弁２００は、軸嵌合部２０３の外壁に環状段部からなるバネ受け部２０３ａを有する。
【００３５】
再び、図１に戻って説明する。バネ受け２３０と回転切替弁２００との間には、バネ部材２１０が介在している。バネ部材２１０は、コイルバネからなり、一端（上端）が回転切替弁２００のバネ受け部２０３ａに当接し、他端（下端）がバネ受け２３０に当接している。
【００３６】
このように、バネ受け２３０は、回転軸１００の下端に支持されているので、下蓋４６に接触することなく、回転切替弁２００と共に回転する。従って、回転軸１００（回転切替弁２００）が回転しても、軸嵌合部２０３のバネ受け部２０３ａとバネ部材２１０との間で摺動抵抗が発生することがないため、バネ部材２１０は安定したバネ力で回転切替弁２００を押圧することができ、回転切替弁２００の端部２０１とシール部材２２０のシート面２２０ｃとの間のシール性を確保する。そのため、流量計１０による流量計測の計測精度を維持することができる。さらに、軸嵌合部２０３のバネ受け部２０３ａとバネ部材２１０とは一体的に回転するため、バネ部材２１０やバネ受け部２０３ａの磨耗や変形も防止することができる。
【００３７】
回転軸１００の下端には、側方に突出する一対の突出部１０２が設けられている。この一対の突出部１０２は、回転切替弁２００の軸嵌合部２０３の内側に設けられた凹部２０７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、回転切替弁２００は、回転軸１００と一体的に回転することができ、回転位置によって連通路２０２が中心側の流出ポート２２０ａと、周方向に４つ設けられた流入ポート２２０ｂのうち吐出行程となった一の流入ポート２２０ｂとを連通する。
【００３８】
従って、回転切替弁２００は、回転軸１００の回転角度によって連通路２０２が中心側の連通室６０と吐出行程となった流入ポート２２０ｂとを連通すると共に、他の流入ポート２２０ｂのうち吸引行程となった流入ポート２２０ｂと流入口１９２とを連通する。このように、回転切替弁２００の回転位置により吐出行程を行なっている計量室５２の被測流体は連通路２０２を介して連通室６０に吐出され、吸い込み行程を行なっている計量室５２には、開放された一の流入ポート２２０ｂを介して下側の流入口１９２と連通されて被測流体が供給される。尚、残る２つの流入ポート２２０ｂは、回転切替弁２００の閉止部２０４、２０５によって閉止される。
【００３９】
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被測流体が側蓋４８の流路１８０、流量計本体４２のシリンダ流路１９０、回転切替弁２００の連通路２０２、軸受１２０の周りの中心側流路１９４、連通室６０、上蓋４４の流出口１９６を介して燃料供給ノズル（図示せず）を有する燃料供給経路に供給される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
上記実施例では、本発明が燃料供給装置の流量計に適用された場合について説明したが、本発明が燃料以外の被測流体を計測する場合にも適用できるのは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ピストン往復動型流量計
２０  ピストン
３０  ピストン・シリンダ機構
４０  ケーシング
４６  下蓋
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
８０  連結部材
１００  回転軸
１３０  偏心カム
１３２  カム面
１４０  カムローラ
１９０  シリンダ流路
１９２  流入口
１９４  中心側流路
１９６  流出口
２００  回転切替弁
２０２  連通路
２０２ａ  中心側開口
２０２ｂ  外側開口
２０３  軸嵌合部
２０３ａ  バネ受け部
２０４、２０５  閉止部
２０６  開口部
２１０  バネ部材
２２０  シール部材
２２０ａ  流出ポート
２２０ｂ  流入ポート
２３０  バネ受け
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2012103011.tif 000006