(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部に前記回転軸の中心に対し偏心された円に沿って形成された油溝と、
を有することを特徴とするピストン往復動型流量計。
【請求項２】
被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部に曲率の異なる曲線となるように形成された油溝と、
を有することを特徴とするピストン往復動型流量計。
【請求項３】
被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部に前記回転軸の中心を軸とする円に対し偏心しそれぞれの偏心方向を異ならせて形成された複数の油溝と、
を有することを特徴とするピストン往復動型流量計。
【請求項４】
被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部の表面に被覆される被膜により形成された微細な凹凸部と、
を有することを特徴とするピストン往復動型流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はピストン往復動型流量計に係り、特に被測流体の流量に応じてピストンを往復動させ、ピストンの往復動作に応じた回転軸の回転数から流量を求めるよう構成されたピストン往復動型流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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ピストン形の流量計がある。
【０００３】
この種の４ピストン形の流量計の特徴としては、微小流量の測定が可能であるばかりか、取扱及び調整が簡単に行えると共に、給油ノズル又はポンプによる急激な給油開始、給油停止にも機構的に耐えられる強度を有する構造である。さらに、この流量計は、流量計測可能範囲が広く設定されており、流量変化に対してもリニアリティな器差特性が得られる。
【０００４】
従来のピストン往復動型流量計としては、例えば実公昭５８−７２９６号に開示されたものがある。このものは、各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回転軸が回転する構成である。そのため、回転軸の回転数から流量を求めることができる。また、回転軸の下端部には、回転弁よりなる切替弁が取り付けられている。
【０００５】
そのため、切替弁は、回転軸と同一方向に回転して各シリンダの流路を流入口あるいは流出口に連通させるように切り替え動作を行う。切替弁の摺接部で液漏れがあると流量計の計測精度が低下するため、ケーシング本体の底部には、シール部材が装着されている。
切替弁の摺接部は、シール部材の平面部を摺動しながらシール部材との間での液漏れを防止される。また、切替弁の外周には、被測流体の流体圧力が作用しているため、切替弁の摺接部はシール部材に押圧された状態で回転している。
【０００６】
このように切替弁は、シール部材に押圧された状態で回転されるため、回転により生ずる摺動抵抗が発生しやすい。切替弁に摺動抵抗が付加された場合、回転軸の回転数が乱れてしまう。その結果、流量計測値が変動して計測精度が低下することになる。
そのため、切替弁の摺接部とシール部材との間を被測流体により潤滑して切替弁の摺動抵抗を減らしている。その際、切替弁の摺接部の形状としては、摺動速度の最も早い部分に溝を設ける方法、あるいは摺接部を幅広くして波形状に形成する方法等がある。
【０００７】
図３２は従来のピストン往復型流量計に用いられた切替弁の摺接部の形状を示す平面図である。また、図３３は従来のピストン往復型流量計に用いられた切替弁の内部形状を示す縦断面図である。
図３２及び図３３に示されるように、切替弁１は内部に流出側通路を切り替える空洞部２が設けられている。また、切替弁１の外周には、流入側通路を切り替える切欠部３が設けられている。
【０００８】
そのため、切替弁１は上方からみると図３２に示されるように歪な形状となっている。また、回転軸が嵌合する軸受け部４は、空洞部２の内部に設けられている。そして、切替弁１の摺接部５は、空洞部２と切欠部３とを除いた部分である。この摺接部５には、軸受け部４の中心を軸とする半径で描かれた円形の油溝６が形成されている。この油溝６は、油溜めとして作用する。
【０００９】
油溝６は、微細な幅で設けられている。また、油溝６の断面を拡大してみると、Ｖ字形状に形成されている。そのため、摺接部５のうち油溝６を除く平面部７がシール部材に摺接する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のピストン往復動型流量計に適用されたシール構造では、以下のような問題があった。
▲１▼  上記のようなシール構造に使用されるシール部材には、切替弁１とシール部材との間は摺動抵抗が低いこと、被測流体や流体中の介在物に対する物理的・化学的安定性、液漏れ等の要因が低いことが要求される。また、シール部材は、シール性を確保するため緻密な構成の材質であると共に、ある程度柔軟であることが必要である。あるいはなじみ性の良好な材料を選択する必要がある。そのため、シール部材としては、カーボン等の摺動材料を採用する。
【００１１】
切替弁１がシール部材の表面を摺動すると、カーボン等よりなるシール部材の表面が次第に磨耗する。そして、切替弁１の摺接部５には、回転軸を中心とする円形に形成された油溝６が設けられている。そのため、油溝６はシール部材の表面に対し常に同じ位置を通過することになる。
図３４は従来の構成においてシール部材が磨耗した状態を拡大して示す縦断面図である。
【００１２】
図３４に示されるように、切替弁１が回転しながら被測流体の液圧によりシール部材８に押圧されると、シール部材８の表面のうち切替弁１の摺接部５が摺動する部分（イ）（ロ）が磨耗し、油溝６に対向する部分が磨耗されずに残ってしまう。そのため、シール部材８の磨耗が進むにつれて、相対的にシール部材８の表面に油溝６の断面形状に対応した突起９が盛り上がった状態となる。この突起９は、周方向に延在形成される。
【００１３】
これにより、シール部材８が磨耗すると、シール部材８の表面に形成された突起９が油溝６の全周に嵌入されるため、油溝６から被測流体が押し出されてしまう。よって、従来のシール構造では、シール部材８の磨耗により油溝６が油溜めとして機能しなくなるといった問題が生じる。
▲２▼  また、シール部材８の磨耗が進むと共に突起９の突出高さが大きくなる。そして、突起９は断面が油溝６の形状に対応した台形状あるいは三角形状であるため、突起９の両側面が油溝６の内壁に摺動することになる。
【００１４】
このため、摺動する表面積が増大すると共に平面度が上がることによって、切替弁１の摺接部５はシール部材８に食い込んだ状態となる。この状態は、潤滑性が良好でなく、且つ粘度の低い流体を潤滑材として使用する場合、あるいは潤滑性の如何を問わず粘度の著しく高い液体を潤滑材として使用する場合に顕著である。その結果、従来のシール構造では、切替弁１の摺動抵抗が増大して計測精度の低下を招くといった問題が生じる。
▲３▼  また、上記のようなシール構造において、潤滑性能を確保するために油溝６を油溜まり状態となるように油溝６の周囲を閉塞して設置する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、油膜形成には効果があるもののカーボン材等の摺動材料から発生する磨耗粉により油溝６が徐々に埋められてしまい、油溝６が油溜めとして機能しなくなるおそれがある。
【００１５】
そこで、本発明は上記問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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。
上記請求項１記載の発明は、被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部に前記回転軸の中心に対し偏心された円に沿って形成された油溝と、
を有することを特徴とするものである。
【００１７】
従って、請求項１記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部に回転軸の中心に対し偏心された円に沿って形成された油溝を有するため、油溝がシール部材に対し常に同じ場所を通過しないようにでき、これにより、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、油溝を油溜まりとして機能させることができる。そのため、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部に曲率の異なる曲線となるように形成された油溝と、
を有することを特徴とするものである。
【００１９】
従って、請求項２記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部に曲率の異なる曲線となるように形成された油溝を有するため、油溝がシール部材に対し常に同じ場所を通過しないようにでき、これにより、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、油溝を油溜まりとして機能させることができる。そのため、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部に前記回転軸の中心を軸とする円に対し偏心しそれぞれの偏心方向を異ならせて形成された複数の油溝と、
を有することを特徴とするものである。
【００２１】
従って、請求項３記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部に回転軸の中心を軸とする円に対し偏心しそれぞれの偏心方向を異ならせて形成された複数の油溝を有するため、複数の油溝がシール部材に対し常に同じ場所を通過しないようにでき、これにより、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、油溝を油溜まりとして機能させることができる。そのため、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、被測流体が供給される複数のピストン・シリンダ機構を有する流量計本体と、
各シリンダ内に形成された計量室に流入した被測流体の流量に応じて各ピストンが順次移動することにより回転される回転軸と、
該回転軸の回転により同一方向に回転駆動されて該複数の計量室のうち一の計量室を前記流量計本体の流出口に連通すると共に、他の計量室を前記流量計本体の流入口に連通する切替弁と、
該切替弁と前記該複数の計量室に連通された通路との間に装着されるシール部材と、
該シール部材に摺接する前記切替弁の摺接部の表面に被覆される被膜により形成された微細な凹凸部と、
を有することを特徴とするものである。
【００２３】
従って、請求項４記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部の表面に被覆される被膜により微細な凹凸部を形成したため、微細な凹部が油溝として機能し、油溝を油溜まりとして機能させることができる。そのため、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
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。また、図２は本発明のピストン往復動型流量計の構成を示す横断面図である。
ピストン往復動型流量計１１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ピストン形の流量計である。
【００２５】
図１及び図２に示されるように互いに直交する２つの軸線上に対向して配置された２対のシリンダ１１Ａ〜１１Ｄを有するケーシング１２を備えてなる。ケーシング１２は、ケーシング本体１４と、上蓋１５と下蓋１６と、側蓋１７Ａ〜１７Ｄとから構成されている。
ケーシング本体１４は、シリンダ１１Ａ〜１１Ｄ及び各シリンダ１１Ａ〜１１Ｄが連通する連通室１３を有する。上蓋１５はケーシング本体１４の連通室１３に通じる上開口を閉塞している。また、下蓋１６はケーシング本体１４の下開口を閉塞している。側蓋１７Ａ〜１７Ｄは、夫々各シリンダ１Ａ〜１Ｄの外側開口を閉塞している。
【００２６】
各シリンダ１１Ａ〜１１Ｄには、ピストン１８Ａ〜１８Ｄが摺動自在に嵌合している。これら４個のピストン１８Ａ〜１８Ｄのうち同一軸線上に対向配置された一対のピストン１８Ａとピストン１８Ｂとはヨーク１９Ａに連結されている。また、一対のピストン１８Ｃとピストン１８Ｄとはヨーク１９Ｂに連結されている。
【００２７】
このヨーク１９Ａ，１９Ｂは、湾曲した左右にＹ字状に形成された一対のアーム２０とこの一対のアーム２０を連結する連結部２１とからなる。そして、一対のアーム２０の両端は、各ピストン１８Ａ〜１８Ｄの表面側から挿入したボルト２２により各ピストン１８Ａ〜１８Ｄに固定される。
尚、各ピストン１８Ａ〜１８Ｄは、ピストン本体２３と、ピストン本体２３の外側面に配置されたシール部材２４及びリテーナ２５とからなる。シール部材２４はリテーナ２５とピストン本体２３との間で挟持されている。
【００２８】
ケーシング１２には、連通室１３を上下方向に延在する回転軸２６が装架されている。この回転軸２６は、上蓋１５に設けた軸受２７とケーシング本体１４の下部に設けた軸受２８により回動自在に支持されている。また、回転軸２６には、連通室１３内において偏心カム２９が取り付けられている。偏心カム２９の外周には、各ピストン１８Ａ〜１８Ｄの裏面に突設されたボス３０にボルト３１を用いて回動自在に取り付けられたカムローラ３２に当接している。
【００２９】
上記ヨーク１９Ａ，１９Ｂは、偏心カム２９の上・下位置に対応して横方向に延在している。また、ヨーク１９Ａ，１９Ｂは、偏心カム２９との干渉を避けるためその中央部分が上方又は下方へ湾曲させられている。また、ヨーク１９Ａ，１９Ｂの一対のアーム２０は、その中央部分が回転軸２６の挿通を許容する最小限の間隔に設定されている。
【００３０】
各シリンダ１１Ａ〜１１Ｄの内部空間のうち各ピストン１８Ａ〜１８Ｄが摺動する範囲の空間が計量室３３Ａ〜３３Ｄとして機能する。計量室３３Ａ〜３３Ｄの容積を合計した体積分の被測流体がピストン１８Ａ〜１８Ｄの動作に伴って各計量室３３Ａ〜３３Ｄから吐出される。すなわち、回転軸２６の１回転と各計量室３３Ａ〜３３Ｄから吐出された流量の合計値とが対応している。
【００３１】
図１に示されるように、計量室３３Ａ，３３Ｂは、ケーシング本体１４内の底部に形成された流路３４Ａ，３４Ｂ（図１において、シリンダ１１Ｃ，１１Ｄ側は見えないので流路３４Ｃ，３４Ｃは省略する）を介してケーシング本体１４の下面に取り付けられたカップ状の下蓋１６の流入口３５に連通されている。
さらに、計量室３３Ａ，３３Ｂは、下蓋１６の内部空間及び、下側の軸受２８の周りの流路４０及び連通室１３を介して上蓋１５の流出口３６と連通されている。
【００３２】
尚、本実施例では、流入口３５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２６は、ケーシング本体４の下壁を挿通されて下蓋１６内まで延在している。回転軸２６の下端には、カップ状の切替弁３７が取り付けられている。この切替弁３７の底部と下蓋１６の内壁との間には、コイルバネ３９が取り付けられている。コイルバネ３９は、切替弁３７を上方に附勢してケーシング本体１４に押圧している。
【００３３】
また、切替弁３７は流入口３５の近傍に設けられているので、切替弁３７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３７は、流出側圧力Ｐ2 と流入口３５の流入側圧力Ｐ1 との圧力差によりケーシング本体４の下部に押圧されている。
このように切替弁３７に圧力がかかった状態では、切替弁３７に摺動抵抗が生じやすい。そのため、切替弁３７が摺動するケーシング本体４の下端には、シール部材４１が装着されている。このシール部材４１は、切替弁３７が液圧に押圧されて空洞部３７ａの液漏れを防止する。そして、切替弁３７とシール部材４１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。
【００３４】
図３は回転軸の軸受周りの流路形状を部分的に示す横断面図である。
図３に示されるように、下側の軸受２８は、円形の貫通孔１４ａを横断するブリッジ部１４ｂに支持されている。そして、流路４０は貫通孔１４ａのブリッジ部１４ｂを除く半円形状の円弧状通路４０ａにより形成されている。
図４は切替弁３７を上方からみた形状を示す平面図である。また、図５は切替弁３７の内部形状を示す縦断面図である。
【００３５】
図４及び図５に示されるように、切替弁３７は内部に流出側通路を切り替える空洞部３７ａが設けられている。また、切替弁３７の外周には、流入側通路を切り替える切欠部３７ｂが設けられている。切替弁３７の上面には、シール部材４１を摺接する摺接部３７ｃが形成されている。この摺接部３７ｃは空洞部３７ａを囲むように形成され、且つ空洞部３７ａと切欠部３７ｂとを隔てるような形状に形成されている。
【００３６】
空洞部３７ａの内部には、嵌合部３７ｄが設けられている。この嵌合部３７ｄには、回転軸２６の下端が嵌合される円形凹部３７ｅと、円形凹部３７ｅから両側に延在する係合凹部３７ｆとが形成されている。
そして、回転軸２６は、下端外周に側方に突出する一対の突出部２６ａを有する。この一対の突出部２６ａは係合凹部３７ｆ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３７は、回転軸２６と一体的に回転することができる。
【００３７】
また、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝４２が形成されている。この油溝４２は、回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒ1 の円弧に沿って形成されている。そのため、油溝４２は、摺接部３７ｃを上方からみた場合、回転軸２６の軸心を中心とする円と同心円ではなく、偏心量Ｌ1 だけ半径方向にずれた円弧となる。
【００３８】
すなわち、円弧状に形成された油溝４２は、中間部分に位置するＡ部付近（図４参照）で摺接部３７ｃの外周に最も接近すると共に、両端部分に位置するＢ部付近（図４参照）で摺接部３７ｃの外周から最も離間する。
ここで、油溝４２が円形に形成される際の位置Ｏ1 の偏心量Ｌ1 は、次式の条件を満足するように設定することが望ましい。
【００３９】
Ｌ1 ＞Ｌ2 ＋（Φ２−Φ１）  …  （１）
この（１）式において、Ｌ1 は軸心ＯとＯ1 との離間距離、Ｌa は油溝４２の溝幅、Φ１は回転軸２６の直径、Φ２は円形凹部３７ｅの直径である。
図５に示されるように、シール部材４１は、ケーシング本体４内に形成された流路３４Ａ〜３４Ｄに連通する４個の穴４１ａと、円弧状通路４０ａに連通する穴４１ｂとを有する。そのため、切替弁３７の摺接部３７ｃはシール部材４１に押圧されたシールされているが、空洞部３７ａは４個の穴４１ａのうちの何れかと穴４１ｂとを連通する。また、切欠部３７ｂは、空洞部３７ａが対向する穴４１ａに対し１８０度の位置にある穴４１ａに対向している。
【００４０】
そのため、切替弁３７は回転軸１６と同一方向に回転することにより、空洞部３７ａが流路２４Ａ〜２４Ｄのいずれか一つに対向すると共に、切欠部３７ｂが流路２４Ａ〜２４Ｄのうち残る他の流路の一つに対向する。
例えば、図１に示すように流入口３５が切欠部３７ｂを介して流路３４Ｂと連通されると同時に、１８０度の方向に位置する２４Ａが空洞部３７ａを介して流出口３６に連通する。そして、切替弁３７は回転することにより流路３４Ａ〜３４Ｄの夫々が順次流出口３６又は流入口３５と連通されるように切替え動作する。
【００４１】
すなわち、一方の計量室３３Ｂは、切替弁３７の切欠部３７ｂ及び通路３４Ｂを介して流入口３５と連通される。このとき、他方の計量室３３Ａは、切替弁３７の空洞部３７ａ及び通路３４Ａを介して流出口３６と連通している。そのため、一対のピストン１８Ａ，１８Ｂは、計量室３３Ａと計量室３３Ｂとの圧力差により図１中左方向に一体に移動する。よって、計量室３３Ａに供給された流体は、矢印で示すように流路３４Ａ、切替弁２７の空洞部３７ａ、流路４０、連通室１３を通過して流出口３６から外部に吐出される。
【００４２】
また、ピストン１８Ａ，１８Ｂが左方向へ移動することにより偏心カム２９を介して回転軸２６が９０度回動される。これと同時に切替弁３７も同一方向に９０度回動する。その結果、他のピストン１８Ｃ，１８Ｄは、計量室３３Ｃ，３３Ｄ内を移動する。
回転軸２６がさらに９０度回動して図１の位置から１８０度回動した位置に至ると、流路３４Ａと流入口３５と連通されると共に、流路３４Ｂが流出口３６と連通され、一対のピストン１８Ａ，１８Ｂは図１の右方向へ移動する。そのため、一方の計量室３３Ａ内に流体が流入すると共に、他方の計量室３３Ｂ内の流体が外部に排出される。
【００４３】
２対のピストン・シリンダ機構の各ピストン１８Ａ〜１８Ｄのストロークが一定であるので、回転軸２６の１回転当たりの流体の吐出量は一定となる。よって、回転軸２６の回転数を計測することにより被測流体の流量を求めることができる。
図６（Ａ）〜（Ｄ）は切替弁３７が回転して流路３４Ａ〜３４Ｄを切り替える様子を示す平面図である。尚、図６（Ａ）〜（Ｄ）において、ハッチング部分が切替弁３７の動作状態を示している。
【００４４】
図６（Ａ）において、切替弁３７は切欠部３７ｂが流路３４Ａに対向すると共に、空洞部３７ａが流路３４Ｂに対向している。そのため、流入側圧力Ｐ1 が流路３４Ａに導入されると共に、流出側圧力Ｐ2 が流路３４Ｂに導入される。
切替弁３７が反時計方向に９０度回動すると、図６（Ｂ）に示されるように、切欠部３７ｂは流路３４Ｃに対向すると共に、空洞部３７ａが流路３４Ｄに対向する。そのため、流入側圧力Ｐ1 が流路３４Ｃに導入されると共に、流出側圧力Ｐ2 が流路３４Ｄに導入される。
【００４５】
さらに、切替弁３７が反時計方向に９０度回動すると、図６（Ｃ）に示されるように、切欠部３７ｂは流路３４Ｂに対向すると共に、空洞部３７ａが流路３４Ａに対向する。そのため、流入側圧力Ｐ1 が流路３４Ｂに導入されると共に、流出側圧力Ｐ2 が流路３４Ａに導入される。
この後、切替弁３７が反時計方向に９０度回動すると、図６（Ｄ）に示されるように、切欠部３７ｂは流路３４Ｄに対向すると共に、空洞部３７ａが流路３４Ｃに対向する。そのため、流入側圧力Ｐ1 が流路３４Ｄに導入されると共に、流出側圧力Ｐ2 が流路３４Ｃに導入される。
【００４６】
このように構成されたピストン往復動型流量計１１では、切替弁３７が回転することにより各計量室３３Ａ〜３３Ｄへ導入された圧力を切り替えながら流量計測している。
また、切替弁３７では、外周部分に流入側圧力Ｐ1 が作用すると共に、内周側の空洞部３７ａに流出側圧力Ｐ2 が作用している。そのため、摺接部３７ｃが摺接するシール面に作用する力Ｆｓは、次式のように表せる。
【００４７】
Ｆｓ＝Ｐ1 （Ｓ1 −Ｓ2 ）−Ｐ1 ・Ｓ3 ＋ＦSP    …  （２）
この（２）式において、Ｓ1 は流入側圧力Ｐ1 が作用する切替弁３７の面積である。Ｓ2 は、シール部材４１の流入側圧力Ｐ1 が作用する面積（切欠部３７ｂに対向する部分）である。Ｓ3 は、シール部材４１の流出側圧力Ｐ2 が作用する面積（空洞部３７ａに対向する部分）である。そして、ＦSPはコイルバネ２９のバネ力による初期セット力である。
【００４８】
従って、切替弁３７は、上記（２）式の力Ｆｓでシール部材４１に押圧されながら回転する。そのため、切替弁３７が摺接する部分において、シール部材４１の磨耗により油溝４２が油溜まりとして機能しなくなると、切替弁３７の摺動抵抗が増大することになる。
しかしながら、本実施例では、図４に示されるように油溝４２が回転軸２６の軸心Ｏから距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒ1 の円弧となるように形成されている。そのため、油溝４２は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面の同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。
【００４９】
図７は油溝４２がシール部材４１に摺接する状態を拡大して示す図である。
図７に示されるように、切替弁３７が回転して摺接部３７ｃがシール部材４１のシール面４１ｃを摺接する際、油溝４２が半径方向（Ｈ方向）に移動する。シール面４１ｃのＣ点だけをみると、油溝４２は溝幅Ｌa の分移動する間のみシール面４１ｃのＣ点に対向している。そのため、油溝４２はシール面４１ｃのＣ点を常に通過するのではなく、切替弁３７が１回転する間の僅かな時間だけシール面４１ｃのＣ点を通過し、それ以外のときはＣ点より半径方向にずれた位置を通過する。
【００５０】
従って、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。すなわち、シール部材４１は従来のように油溝４２に対向する部分だけが磨耗せずに突起が形成されることを防止される。そのため、油溝４２はシール面４１ｃに食い込むことがなく、シール面４１ｃが磨耗しても油溜まりとして機能することができる。
【００５１】
よって、シール面４１ｃと摺接部３７ｃとの間には、常に油膜が形成された状態が維持されるため、切替弁３７の摺動抵抗が小さく抑えられる。これにより、流量計測が長時間行われても切替弁３７の摺接部３７ｃとシール部材４１との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
図８は従来のシール構造を採用した場合のシール部材に対する切替弁の摺動抵抗の変化を示す実験結果である。また、図９は本実施例のシール構造を採用した場合のシール部材に対する切替弁の摺動抵抗の変化を示す実験結果である。
【００５２】
図８に示すグラフＩをみると、流量計測が開始された当初の摺動損失トルクＴ（摺動抵抗）は、流体圧力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）が大きくなるのにつれて一定の割合で増加するだけである。しかしながら、図８に示すグラフIIをみると、一定時間連続して流量計測した場合、摺動抵抗は流体圧力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）がある値以上になった時点で急激に増大する。
【００５３】
従って、従来のシール構造の場合、一定時間経過すると切替弁の摺動抵抗Ｔが急激に増大して正確な流量計測が行えない状態となってしまう。
しかしながら、本実施例の実験結果を示す図９のグラフIII 及びIVをみると、摺動抵抗は一定時間連続して流量計測した場合も計測開始当初と同様に変化することが分かる。そのため、本実施例のシール構造の場合、一定時間経過しても切替弁の摺動抵抗が急激に増大することがなく、例え流体圧力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）がある値以上になっても摺動抵抗はほぼ一定の割合で増加している。
【００５４】
従って、本実施例においては、油溝４２が回転軸２６の軸心に対して偏心させることにより、長時間流量計測が行われても切替弁３７の摺動抵抗が安定しているため、計測精度を確保することができる。
図１０は本発明の変形例１を示す切替弁の平面図である。また、図１１は変形例１の縦断面図である。
【００５５】
図１０及び図１１に示されるように、摺接部３７ｃの端面内周近傍には、油溝４４が形成されている。この油溝４４は、回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ2 だけ偏心された位置Ｏ2 を中心とする半径Ｒ2 の円弧に沿って形成されている。そのため、油溝４４は、摺接部３７ｃを上方からみた場合、回転軸２６の軸心を中心とする円と同心円ではなく、偏心量Ｌ2 だけ半径方向にずれた円に沿った円弧となる。
【００５６】
すなわち、円弧状に形成された油溝４４は、中間部分に位置するＡ部付近（図１０参照）で摺接部３７ｃの内周に最も接近すると共に、両端部分に位置するＢ部付近（図１０参照）で摺接部３７ｃの内周から最も離間している。
このように油溝４４は回転軸２６の軸心Ｏから距離Ｌ2 だけ偏心された位置Ｏ2 を中心とする半径Ｒ2 の円弧となるように形成されている。そのため、油溝４４は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。
【００５７】
従って、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。すなわち、シール部材４１は従来のように油溝４４に対向する部分だけが磨耗せずに突起が形成されることを防止される。そのため、油溝４４はシール面４１ｃに食い込むことがなく、シール面４１ｃが磨耗しても油溜まりとして機能することができる。
【００５８】
図１２は本発明の変形例２を示す切替弁の平面図である。
図１２に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝４６，４７が形成されている。この油溝４６，４７は、回転軸２６の軸心ＯからＹ1 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒ1 の円弧に沿って形成されている。そのため、油溝４６，４７は、摺接部３７ｃを上方からみた場合、回転軸２６の軸心を中心とする円と同心円ではなく、偏心量Ｌ1 だけ半径方向にずれた円弧となる。
【００５９】
また、油溝４６と４７との間には、ランド４８が設けられている。そのため、油溝４６と４７とは連続しているのではなく、ランド４８により部分的に分断されている。すなわち、ランド４８は、油溝４６，４７が摺接部３７ｃの外周に最も接近する中間部分（Ａ部付近）に設けられている。そして、油溝４６，４７は、両端部分（Ｂ部付近）で摺接部３７ｃの外周から最も離間している。
【００６０】
シール部材４１のシール面４１ｃにおいては、油溝４６，４７だけでなくランド４８も摺動することにより、油溝４６，４７が通過する部分も磨耗する。そのため、シール部材４１のシール面４１ｃはランド４８が摺動することにより、上記実施例の場合よりも均一な平面状態で磨耗する。よって、油溝４６，４７により油膜を確保できると共に、シール部材４１のシール面４１ｃの磨耗を均一化することができる。
【００６１】
また、油溝４６と４７との間にランド４８が設けられているため、油溝４６又は４７内に進入したシール部材４１の磨耗粉が流体の流れと共にランド４８で排出される。
図１３は本発明の変形例３を示す切替弁の平面図である。
図１３に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝５０，５１が形成されている。左側の油溝５０は、回転軸２６の軸心ＯからＸ1 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒa の円弧に沿って形成されている。また、右側の油溝５１は、回転軸２６の軸心ＯからＸ1 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒb の円弧に沿って形成されている。
【００６２】
従って、油溝５０，５１は、連続して形成されているが、夫々異なる曲率の半径Ｒa ，Ｒb の円弧に沿って設けられている。そのため、油溝５０，５１は、左右非対称に形成されている。すなわち、油溝５０の左側端部付近が摺接部３７ｃの外周に最も接近し、油溝５１の右側端部付近が摺接部３７ｃの外周から最も離間している。
【００６３】
このように油溝５０，５１は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。そのため、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
図１４は本発明の変形例４を示す切替弁の平面図である。
図１４に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝５３，５４が形成されている。左側の油溝５３は、回転軸２６の軸心ＯからＸ1 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒ1 の円弧に沿って形成されている。また、右側の油溝５４は、回転軸２６の軸心ＯからＸ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ2 を中心とする半径Ｒ1 の円弧に沿って形成されている。
【００６４】
従って、油溝５３，５４は、連続して形成されているが、夫々逆方向に偏心した円弧に沿って設けられている。そのため、油溝５３，５４は、左右対称となるように形成されている。すなわち、油溝５３，５４の両端部付近で摺接部３７ｃの外周に最も接近し、油溝５３，５４の中間部付近で摺接部３７ｃの外周に最も離間するように形成されている。
【００６５】
このように油溝５３，５４は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。そのため、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
図１５は本発明の変形例５を示す切替弁の平面図である。
図１５に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝５６，５７が形成されている。この油溝５６，５７は、回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒ1 の円弧に沿って形成されている。そのため、油溝５６，５７は、摺接部３７ｃを上方からみた場合、偏心量Ｌ1 だけＹ2 方向にずれた円に沿った円弧である。
【００６６】
この円弧は、図１５中破線で示すようにＹ2 方向の円弧部分が摺接部３７ｃの外周からはみ出した状態に形成される。そのため、油溝５６，５７は共に同一半径Ｒ1 による円弧に沿って形成されているが、Ｙ2 方向の円弧部分により分断された状態で形成されている。
すなわち、油溝５６，５７は、中間部分に向かう途中で摺接部３７ｃの外周に最も接近すると共に、両端部分で摺接部３７ｃの外周から最も離間している。そのため、油溝５６，５７は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。よって、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
【００６７】
図１６は本発明の変形例６を示す切替弁の平面図である。
図１６に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝５９が形成されている。この油溝５９は、回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Θ（θ）の円弧に沿って形成されている。
半径Θ（θ）は、例えば一定の半径の円に正弦波を重畳させた曲線である。そのため、油溝５９は、回転軸２６の軸心Ｏに対して距離Ｌ1 だけ偏心すると共に一定の周期で曲率が変化する曲線に形成されている。
【００６８】
そのため、油溝５９は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。よって、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
図１７は本発明の変形例７を示す切替弁の平面図である。
図１７に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝６０が形成されている。この油溝６０は、上記変形例６と同様に回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Θ（θ）の円弧に沿って形成されている。
【００６９】
半径Θ（θ）は、例えば一定の半径の円に正弦波を重畳させた曲線であるが、上記変形例６の場合よりも正弦波の振幅が大きくしてある。そのため、図１７中破線で示すように、正弦波の半分が摺接部３７ｃの外周から外側にはみ出すように形成されている。その結果、摺接部３７ｃの外周近傍には、半円形状に形成された油溝６０が一定間隔毎に設けられている。
【００７０】
このように、油溝６０は、回転軸２６の軸心Ｏに対して距離Ｌ1 だけ偏心すると共に一定の周期で曲率が変化する曲線に形成されたため、油溝６０は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。よって、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
【００７１】
図１８は本発明の変形例８を示す切替弁の平面図である。
図１８に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、油溝６１が形成されている。この油溝６１は、上記変形例６と同様に回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Θ（θ）の円弧に沿って形成されている。
【００７２】
半径Θ（θ）は、曲率が一定ではなく螺旋状に形成されている。そのため、油溝６１は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。よって、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
尚、油溝６１の曲率は、任意に変化させることが可能であり、例えばインボリュート曲線あるいは代数螺旋、対数螺旋などにより形成することができる。
【００７３】
図１９は本発明の変形例９を示す切替弁の平面図である。
図１９に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、楕円形状の油溝６２が形成されている。この油溝６２は、上記変形例６と同様に回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Θ（θ）の楕円に沿って形成されている。
【００７４】
そのため、油溝６２は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。よって、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
図２０は本発明の変形例１０を示す切替弁の平面図である。
図２０に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、曲率が変化する曲線に沿った油溝６３，６４が連続して形成されている。油溝６３，６４の曲率は、任意に変化させることが可能であり、例えばインボリュート曲線あるいは代数螺旋、対数螺旋などにより形成されている。
【００７５】
左側の油溝６３は、回転軸２６の軸心ＯからＸ1 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Θ（θ）の曲線に沿って形成されている。また、右側の油溝６４は、回転軸２６の軸心ＯからＸ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ2 を中心とする半径Θ（θ）’の曲線に沿って形成されている。
従って、油溝６３，６４は、連続して形成されているが、夫々逆方向に偏心した曲線に沿って設けられている。そのため、油溝６３，６４は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。その結果、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
【００７６】
図２１は本発明の変形例１１を示す切替弁の平面図である。
図２１に示されるように、摺接部３７ｃの端面外周近傍には、曲率が変化する曲線に沿った油溝６５，６６が形成されている。油溝６５と６６とは、互い違いになるように設けられている。そのため、油溝６５と６６との間にはランド６７が設けられている。尚、油溝６５，６６の曲率は、任意に変化させることが可能であり、例えばインボリュート曲線あるいは代数螺旋、対数螺旋などにより形成されている。
【００７７】
左側の油溝６５は、回転軸２６の軸心ＯからＸ1 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Θ（θ）の曲線に沿って形成されている。また、右側の油溝６６は、回転軸２６の軸心ＯからＸ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ2 を中心とする半径Θ（θ）’の曲線に沿って形成されている。
従って、油溝６５，６６は連続していないが、夫々逆方向に偏心した曲線に沿って設けられている。そのため、油溝６５，６６は切替弁３７の回転と共にシール部材４１のシール面４１ｃの同一箇所を摺接しないように半径方向に移動する。その結果、シール面４１ｃは、切替弁３７の回転により均一に磨耗する。
【００７８】
図２２は本発明の変形例１２を示す切替弁の平面図である。
図２２（Ａ）（Ｂ）に示されるように、切替弁３７の摺接部３７ｃには、微細な凹凸部７１が形成されている。この凹凸部７１は、Ｘ方向に延在する複数の凹部７１ａとＹ方向に延在する複数の凹部７１ｂとが交差する格子状の油溝を有する。そして、凹部７１ａと凹部７１ｂと除く部分が四角形状の凸部７１ｃ（図２２（Ａ）において、なし地模様で示す）である。
【００７９】
切替弁３７はアルミニウム合金よりなる。そして、凹凸部７１の凸部７１ｃは、表面加工技術の一つである陽極酸化被膜処理により被覆された薄膜よりなる。すなわち、凸部７１ｃは、薄膜形成技術により精密に形成されたものであり、凹部７１ａとの段差寸法ｔu がおよそ１０μｍである。
そして、凹凸部７１の凹部７１ａ，７１ｂは、油溜まりとして機能するため摺接部３７ｃの潤滑性が維持される。また、摺接部３７ｃに格子状に形成された凹凸部７１の凸部７１ｃが回転方向に不均一なパターンである。そのため、切替弁３７の回転により凸部７１ｃがシール部材４１のシール面４１ｃに摺接すると、シール面４１ｃは均一に磨耗する。
【００８０】
すなわち、シール部材４１は従来のように油溝に対向する部分だけが磨耗せずに突起が形成されることを防止される。そのため、凹凸部７１はシール部材４１のシール面４１ｃに食い込むことがなく、シール面４１ｃが磨耗しても油溜まりとして機能することができる。
よって、シール面４１ｃと凹凸部７１との間には、常に油膜が形成された状態が維持されるため、切替弁３７の摺動抵抗が小さく抑えられる。これにより、流量計測が長時間行われても切替弁３７の摺接部３７ｃに形成された凹凸部７１とシール部材４１との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
【００８１】
また、陽極酸化被膜処理により形成された凸部７１ｃの表面は、多孔性の硬い酸化被膜であるので、微細な多孔部分に油が含有された状態となり、常に潤滑状態に保たれ微小な摩擦係数となっている。
図２３乃至図２７は切替弁３７の摺接部３７ｃに微細な凹凸部７１を形成する手順を説明するための工程図である。
【００８２】
工程１：図２３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、切替弁３７の摺接部３７ｃの表面を平滑な平面に加工する。
工程２：図２４（Ａ）（Ｂ）に示されるように、格子状に形成されたマスキング部材７２を切替弁３７の摺接部３７ｃの表面に貼着する。マスキング部材７２は、鉛板をプレス加工で打ち抜くことにより任意のパターンに形成される。
【００８３】
工程３：図２５に示されるように、マスキング部材７２が貼着された切替弁３７をシュウ酸あるいは硫酸等の水溶液が貯溜された処理槽７３に挿入する。切替弁３７の摺接部３７ｃには、陽極電極７４が接続され、処理槽７３には陰極電極７５が挿入される。そして、切替弁３７を処理槽７３のシュウ酸あるいは硫酸等の水溶液中に浸した状態で定電流を加えてアノード処理を行う。
【００８４】
これにより、水溶液中の被酸化性物質や溶媒等が酸化されて摺接部３７ｃの表面に酸化被膜が析出される。上記のような陽極酸化被膜処理が施されると、マスキング部材７２により覆われた部分を除く摺接部３７ｃの表面に酸化被膜７６が形成される。
工程４：図２６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、上記マスキング部材７２を切替弁３７の摺接部３７ｃから剥がすと、酸化被膜７６（図２６（Ａ）において、なし地模様で示す）が上記凸部７１ｃとして残る。
【００８５】
酸化被膜７６は、摺接部３７ｃより厚さｔ≒４０μｍに形成される。また、酸化被膜７６は、厚さｔ／２≒２０μｍで摺接部３７ｃ内部にも形成されるため、摺接部３７ｃからの突出する厚さｔ／２≒２０μｍとなる。そのため、単に被膜を被覆する場合よりも摺接部３７ｃに対する酸化被膜７６の結合強度が強固であり、酸化被膜７６が剥離しにくい。
【００８６】
工程５：図２７（Ａ）（Ｂ）に示されるように、上記酸化被膜７６の表面を研削またはラッピング加工を施す。このとき、酸化被膜７６の表面の１０μｍの厚さ分が削られると、摺接部３７ｃから酸化被膜７６の表面までの高さがｔu ＝１０μｍとなる。よって、凸部７１ｃ間の凹部７１ａの深さは、１０μｍとなる。このように、凹凸部７１は、精密に形成される。これで、陽極酸化被膜処理の各工程が終了する。
【００８７】
図２８は本発明の変形例１３を示す切替弁の平面図である。
図２８に示されるように、切替弁３７の摺接部３７ｃには、微細な凹凸部８１が形成されている。この凹凸部８１は、不規則に配設された円形の凹部８１ａと、凹部８１ａを除く部分が凸部８１ｂ（図２８において、なし地模様で示す）である。
【００８８】
凹凸部８１の凸部８１ｂは、上記変形例１２の場合と同様に表面加工技術の一つである陽極酸化被膜処理により任意のパターンに被覆された薄膜よりなる。すなわち、凸部８１ｂは、前述したマスキング部材７２の形状を変更することにより所定のパターンに形成される。また、凸部８１ｂは、薄膜形成技術により精密に形成されたものであり、凹部８１ａとの段差寸法ｔu がおよそ１０μｍである。
【００８９】
そして、凹凸部８１の凹部８１ａは、油溜まりとして機能するため摺接部３７ｃの潤滑性が維持される。また、凹部８１ａは回転方向に不規則に並設されたパターンであるため、切替弁３７の回転により凸部８１ｂがシール部材４１のシール面４１ｃに摺接すると、シール面４１ｃは均一に磨耗する。
すなわち、シール部材４１は従来のように油溝に対向する部分だけが磨耗せずに突起が形成されることを防止される。そのため、凹凸部８１はシール部材４１のシール面４１ｃに食い込むことがなく、シール面４１ｃが磨耗しても油溜まりとして機能することができる。
【００９０】
よって、シール面４１ｃと凹凸部８１との間には、常に油膜が形成された状態が維持されるため、切替弁３７の摺動抵抗が小さく抑えられる。これにより、流量計測が長時間行われても切替弁３７の摺接部３７ｃに形成された凹凸部８１とシール部材４１との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
また、陽極酸化被膜処理により形成された凸部８１ｂの表面は、多孔性の硬い酸化被膜であるので、微細な多孔部分に油が含有された状態となり、常に潤滑状態に保たれ微小な摩擦係数となっている。
【００９１】
図２９は本発明の変形例１４を示す切替弁の平面図である。
図２９に示されるように、切替弁３７の摺接部３７ｃには、微細な凹凸部８３が形成されている。この凹凸部８３は、摺接部３７ｃの内周縁と外周縁に配設された三角形状の凹部８３ａ，８３ｂと、凹部８３ａ，８３ｂを除く部分が凸部８３ｃ（図２９において、なし地模様で示す）である。
【００９２】
凹凸部８１の凸部８１ｂは、上記変形例１２の場合と同様に表面加工技術の一つである陽極酸化被膜処理により任意のパターンに被覆された薄膜よりなる。すなわち、凸部８３ｂは、前述したマスキング部材７２の形状を変更することにより所定のパターンに形成される。また、凸部８３ｃは、薄膜形成技術により精密に形成されたものであり、凹部８１ａとの段差寸法ｔu がおよそ１０μｍである。
【００９３】
そして、凹凸部８３の凹部８３ａ，８３ｂは、油溜まりとして機能するため摺接部３７ｃの潤滑性が維持される。また、凹部８３ａ，８３ｂは回転方向に不規則に並設されたパターンであるため、切替弁３７の回転により凸部８３ｂがシール部材４１のシール面４１ｃに摺接すると、シール面４１ｃは均一に磨耗する。
図３０は本発明の変形例１５を示す切替弁の平面図である。
【００９４】
図３０（Ａ）（Ｂ）に示されるように、切替弁３７の摺接部３７ｃには、微細な凹凸部８５が形成されている。この凹凸部８５は、摺接部３７ｃの外周近傍に設けられた凹部としての油溝８５ａと、油溝８５ａを除く部分が凸部８５ｂ（図３０（Ａ）において、なし地模様で示す）である。凸部８５ｂは、陽極酸化被膜処理により任意のパターンに被覆された薄膜よりなる。
【００９５】
この油溝８５ａは、回転軸２６の軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒ1 の円弧に沿って形成されている。そのため、油溝８５ａは、摺接部３７ｃを上方からみた場合、偏心量Ｌ1 だけ半径方向に偏心した円弧となる。
凹凸部８５の凸部８５ｂは、上記変形例１２の場合と同様に表面加工技術の一つである陽極酸化被膜処理により任意のパターンに被覆された薄膜よりなる。すなわち、凸部８５ｂは、前述したマスキング部材７２の形状を変更することにより所定のパターンに形成される。また、凸部８５ｂは、薄膜形成技術により精密に形成されたものであり、油溝８５ａとの段差寸法ｔu がおよそ１０μｍである。
【００９６】
そして、凹凸部８５の油溝８５ａは、油溜まりとして機能するため摺接部３７ｃの潤滑性が維持される。また、油溝８５ａは半径方向に変化するパターンであるため、切替弁３７の回転により凸部８５ｂがシール部材４１のシール面４１ｃに摺接すると、シール面４１ｃは均一に磨耗する。
図３１は本発明の変形例１６を示す切替弁の平面図である。
【００９７】
図３１に示されるように、切替弁３７の摺接部３７ｃには、微細な凹凸部８７が形成されている。この凹凸部８７は、摺接部３７ｃの外周近傍に設けられた凹部としての外周側油溝８７ａと、摺接部３７ｃの内周近傍に設けられた凹部としての内周側油溝８７ｂと、油溝８７ａ，８７ｂを除く部分が凸部８７ｃ（図３１において、なし地模様で示す）である。凸部８７ｃは、陽極酸化被膜処理により任意のパターンに被覆された薄膜よりなる。
【００９８】
外周側油溝８５ａは、軸心ＯからＹ2 方向に距離Ｌ1 だけ偏心された位置Ｏ1 を中心とする半径Ｒ1 の円弧に沿って形成されている。また、内周側油溝８７ｂは、軸心ＯからＹ1 方向に距離Ｌ2 だけ偏心された位置Ｏ2 を中心とする半径Ｒ2 の円弧に沿って形成されている。そのため、油溝８７ｂ，８７ｃは、摺接部３７ｃを上方からみた場合、偏心量Ｌ1 ，Ｌ2 だけ半径方向に偏心した円弧となる。
【００９９】
凹凸部８７の凸部８７ｃは、上記変形例１２の場合と同様に表面加工技術の一つである陽極酸化被膜処理により任意のパターンに被覆された薄膜よりなる。すなわち、凸部８７ｃは、前述したマスキング部材７２の形状を変更することにより所定のパターンに形成される。また、凸部８７ｃは、薄膜形成技術により精密に形成されたものであり、油溝８７ｂ，８７ｃとの段差寸法ｔu がおよそ１０μｍである。
【０１００】
そして、凹凸部８７の油溝８７ｂ，８７ｃは、油溜まりとして機能するため摺接部３７ｃの潤滑性が維持される。また、油溝８７ｂ，８７ｃは半径方向に変化するパターンであるため、切替弁３７の回転により凸部８７ｃがシール部材４１のシール面４１ｃに摺接すると、シール面４１ｃは均一に磨耗する。
尚、上記実施例においては、給油装置に用いられた流量計として説明したが、本発明は給油装置以外の箇所で流量を計測するように設置される流量計にも適用できる。
【０１０１】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部に回転軸の中心に対し微小量偏心された円に沿って形成された油溝を有するため、油溝がシール部材に対し常に同じ場所を通過しないようにでき、これにより、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、シール部材のシール面を均一に磨耗させて磨耗部分の平面度を確保できる。その結果、シール部材の磨耗に拘わらず油溝を油溜まりとして機能させることができる。
【０１０２】
従って、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。よって、計測精度を維持すると共に、耐久性の向上を図ることができる。
また、請求項２記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部に曲率の異なる曲線となるように形成された油溝を有するため、油溝がシール部材に対し常に同じ場所を通過しないようにでき、これにより、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、シール部材のシール面を均一に磨耗させて磨耗部分の平面度を確保できる。その結果、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、油溝を油溜まりとして機能させることができる。
【０１０３】
従って、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。よって、計測精度を維持すると共に、耐久性の向上を図ることができる。
また、請求項３記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部に回転軸の中心を軸とする円に対し微小量偏心しそれぞれの偏心方向を異ならせて形成された複数の油溝を有するため、複数の油溝がシール部材に対し常に同じ場所を通過しないようにでき、これにより、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、シール部材のシール面を均一に磨耗させて磨耗部分の平面度を確保できる。その結果、シール部材が磨耗しても油溝に対応する突起が形成されず、油溝を油溜まりとして機能させることができる。
【０１０４】
従って、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。よって、計測精度を維持すると共に、耐久性の向上を図ることができる。
また、請求項４記載の発明によれば、シール部材に摺接する切替弁の摺接部の表面に被覆される被膜により微細な凹凸部を形成したため、微細な凹部が油溝として機能し、油溝を油溜まりとして機能させることができる。そのため、流量計測が長期間行われても切替弁の摺接部とシール部材との間の潤滑性及びシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【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】本発明のピストン往復動型流量計の構成を示す横断面図である。
【図３】回転軸の軸受周りの流路形状を部分的に示す横断面図である。
【図４】切替弁を上方からみた形状を示す平面図である。
【図５】切替弁の内部形状を示す縦断面図である。
【図６】切替弁が回転して流路を切り替える様子を示す平面図である。
【図７】油溝がシール部材に摺接する状態を拡大して示す図である。
【図８】従来のシール構造を採用した場合のシール部材に対する切替弁の摺動抵抗の変化を示す実験結果を示すグラフである。
【図９】本実施例のシール構造を採用した場合のシール部材に対する切替弁の摺動抵抗の変化を示す実験結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は本発明の変形例１を示す切替弁の平面図である。
【図１１】変形例１の縦断面図である。
【図１２】本発明の変形例２を示す切替弁の平面図である。
【図１３】本発明の変形例３を示す切替弁の平面図である。
【図１４】本発明の変形例４を示す切替弁の平面図である。
【図１５】本発明の変形例５を示す切替弁の平面図である。
【図１６】本発明の変形例６を示す切替弁の平面図である。
【図１７】本発明の変形例７を示す切替弁の平面図である。
【図１８】本発明の変形例８を示す切替弁の平面図である。
【図１９】本発明の変形例９を示す切替弁の平面図である。
【図２０】本発明の変形例１０を示す切替弁の平面図である。
【図２１】本発明の変形例１１を示す切替弁の平面図である。
【図２２】本発明の変形例１２を示す切替弁の平面図である。
【図２３】本発明の変形例１２の切替弁の摺接部に微細な凹凸部を形成する工程１を説明するための工程図である。
【図２４】本発明の変形例１２の切替弁の摺接部に微細な凹凸部を形成する工程２を説明するための工程図である。
【図２５】本発明の変形例１２の切替弁の摺接部に微細な凹凸部を形成する工程３を説明するための工程図である。
【図２６】本発明の変形例１２の切替弁の摺接部に微細な凹凸部を形成する工程４を説明するための工程図である。
【図２７】本発明の変形例１２の切替弁の摺接部に微細な凹凸部を形成する工程５を説明するための工程図である。
【図２８】本発明の変形例１３を示す切替弁の平面図である。
【図２９】本発明の変形例１４を示す切替弁の平面図である。
【図３０】本発明の変形例１５を示す切替弁の平面図である。
【図３１】本発明の変形例１６を示す切替弁の平面図である。
【図３２】従来のピストン往復型流量計に用いられた切替弁の摺接部の形状を示す平面図である。
【図３３】従来のピストン往復型流量計に用いられた切替弁の内部形状を示す縦断面図である。
【図３４】従来の構成においてシール部材が磨耗した状態を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１  ピストン往復動型流量計
１１Ａ〜１１Ｄ  シリンダ
１２  ケーシング
１３  連通室
１４  ケーシング本体
１５  上蓋
１６  下蓋
１７Ａ〜１７Ｄ  側蓋
１８Ａ〜１８Ｄ  ピストン
１９Ａ，１９Ｂ  ヨーク
２０  アーム
２３  ピストン本体
２６  回転軸
２９  偏心カム
３２  カムローラ
３３Ａ〜３３Ｄ  計量室
３４Ａ〜３４Ｄ  流路
３５  流入口
３６  流出口
３７  切替弁
３７ａ  空洞部
３７ｂ  切欠部
３７ｃ  摺接部
４０  流路
４１  シール部材
４２，４４，４６，４７，５３，５４，５６，５７，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６  油溝
４８，６７  ランド
７１，８１，８３，８５，８７  凹凸部
７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８３ａ，８３ｂ  凹部
７１ｃ，８１ｂ，８３ｃ，８５ｂ，８７ｃ  凸部
７２  マスキング部材
７３  処理槽
７４  陽極電極
７５  陰極電極
７６  酸化被膜
８５ａ，８７ａ，８７ｂ  油溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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