特開 2022-99365 スライダクランク機構及び温度補正装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022099365

(43)【公開日】2022-07-05

(54)【発明の名称】スライダクランク機構及び温度補正装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 3/22 20060101AFI20220628BHJP

   G01F 1/00 20220101ALI20220628BHJP

   G01F 15/07 20060101ALI20220628BHJP

【ＦＩ】

G01F3/22 Z

G01F1/00 W

G01F15/07

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020213069

(22)【出願日】2020-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】000142425

【氏名又は名称】アズビル金門株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】特許業務法人山王内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】布村 崇裕

(72)【発明者】

【氏名】小林 成広

(72)【発明者】

【氏名】金子 強志

【テーマコード（参考）】

2F030

2F031

【Ｆターム（参考）】

2F030CC13

2F030CD15

2F030CE04

2F030CE14

2F031AC01

2F031AF04

(57)【要約】

【課題】従来に対してリンクの数を削減可能とする。
【解決手段】一端が回動可能に固定されたリンク１１と、軸心方向がリンク１１の軸心方向に対して垂直な方向を向き、一端が当該リンク１１の他端に連結された関節ピン１３と、直動可能に構成され、一端に、関節ピン１３の他端が摺動可能な、当該直動方向に垂直な方向に形成された直線状の溝部１２１を有するスライダ部１２とを備えた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が回動可能に固定されたリンクと、
軸心方向が前記リンクの軸心方向に対して垂直な方向を向き、一端が当該リンクの他端に連結された関節ピンと、
直動可能に構成され、一端に、前記関節ピンの他端が摺動可能な、当該直動方向に垂直な方向に形成された直線状の溝部を有するスライダ部と
を備えたスライダクランク機構。

【請求項2】

前記スライダ部の軸心方向は、当該軸心方向に垂直な方向における前記関節ピンの稼働範囲の中心に合わせられた
ことを特徴とする請求項１記載のスライダクランク機構。

【請求項3】

前記関節ピンの他端に設けられ、回動しながら前記溝部を摺動可能なブッシュが設けられた
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスライダクランク機構。

【請求項4】

流量計が計測対象とする流体の温度に応じた角度を出力する温度検出部と、
前記温度検出部により出力された角度の変位を直線変位に変換する請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載のスライダクランク機構とを備え、
前記スライダクランク機構により変換された直線変位に応じて前記流量計による計測値を補正する
ことを特徴とする温度補正装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、スライダクランク機構、及び、スライダクランク機構を備え、流量計が計測対象とする流体の温度に応じて流量計による計測値を補正する温度補正装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガス等の流体は、温度によって体積が変化する。そのため、流量計を通過する流体の通過体積は、流体の使用温度によって変化する。従って、流量計が流体の流量を正確に計測するためには、流体の使用温度によって計測値を補正する必要がある。

【0003】

そこで、従来の流量計では、機械式の温度補正装置が設けられ、流体の温度変化に応じた補正を自動的且つ連続的に行い、使用温度での体積を基準温度における体積に換算している（例えば特許文献１参照）。このような温度補正装置には、スライダクランク機構が設けられている。

【0004】

従来のスライダクランク機構の構成例を図６に示す。
図６に示す従来のスライダクランク機構１ｂは、リンク１１ｂ、リンク１２ｂ及びスライダ部１３ｂを有している。
リンク１１ｂは、一端が回動可能に固定されている。
リンク１２ｂは、一端がリンク１１ｂの他端に回動可能に連結され、他端がスライダ部１３ｂに回動可能に連結されている。
スライダ部１３ｂは、直動可能に構成されている。

【0005】

このスライダクランク機構１ｂは、リンク１１ｂ及びリンク１２ｂの回動とスライダ部１３ｂの滑りによって、リンク１１ｂの回動移動をスライダ部１３ｂの直動移動に変換する。図６において、符号６０１はリンク１１ｂの他端の回動軌跡を示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２－３６５１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来のスライダクランク機構は、リンクが２つ必要であり、また、リンクを滑らかに回動させる必要があるため、組立て及び部品の嵌合い公差において高コストとなりやすい。
また、例えば、スライダ部の位置精度を高くしようとした場合、部品が多いために、理論上の位置からずれやすい、リンクの隙間により回動の正逆でヒステリシスが発生する等によって、適さない場合がある。

【0008】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来に対してリンクの数を削減可能なスライダクランク機構を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明に係るスライダクランク機構は、一端が回動可能に固定されたリンクと、軸心方向がリンクの軸心方向に対して垂直な方向を向き、一端が当該リンクの他端に連結された関節ピンと、直動可能に構成され、一端に、関節ピンの他端が摺動可能な、当該直動方向に垂直な方向に形成された直線状の溝部を有するスライダ部とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、上記のように構成したので、従来に対してリンクの数を削減可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係るスライダクランク機構の構成例を示す図である。

【図2】実施の形態１における関節ピンの構成例を示す図である。

【図3】実施の形態１における関節ピンの別の構成例を示す図である。

【図4】実施の形態１に係るスライダクランク機構の別の構成例を示す図である。

【図5】実施の形態１に係るスライダクランク機構を備えた温度補正装置の構成例を示す図である。

【図6】従来のスライダクランク機構の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るスライダクランク機構１の構成例を示す図である。
スライダクランク機構１は、回動移動を直動移動に変換する機構である。このスライダクランク機構１は、図１に示すように、リンク１１及びスライダ部１２を備えている。

【0013】

リンク１１は一端が回動可能に固定されている。また、リンク１１には、他端に孔１１１が設けられ、当該孔１１１に関節ピン１３が取付けられている。

【0014】

関節ピン１３は、図２に示すように、軸心方向が、リンク１１の軸心方向に対して垂直な方向を向いている。この関節ピン１３は、一端に固定部１３１が設けられ、リンク１１の他端（孔１１１）にネジ等の締結部材により固定されている。
図１に示す符号１０１は関節ピン１３の回動軌跡を示している。

【0015】

また、関節ピン１３には、他端に、ブッシュ１３２が設けられていてもよい。図２に示すブッシュ１３２は、関節ピン１３に対して回動可能に取付けられている。

【0016】

スライダ部１２は、直動可能に構成され、一端に溝部１２１が設けられている。溝部１２１は、上記直動方向とは垂直な方向に形成された直線状の溝であり、関節ピン１３の他端が摺動可能である。この溝部１２１により、関節ピン１３が溝部１２１を摺動することで、スライダ部１２が押し引きされ、スライダ部１２が直動する。

【0017】

また、図１に示すスライダ部１２はＴ字型に構成され、スライダ部１２の軸心方向と、当該軸心方向に垂直な方向における関節ピン１３の稼働範囲の中心とが合わせられている。図１において、符号１０２はスライダ部１２の軸心を示している。

【0018】

次に、実施の形態１に係るスライダクランク機構１による効果について説明する。
実施の形態１に係るスライダクランク機構１は、関節ピン１３が取付けられたリンク１１及び溝部１２１を有するスライダ部１２から構成されている。これにより、このスライダクランク機構１は、従来構成に対して、リンクの数を減らすことが可能となる。その結果、このスライダクランク機構１は、従来構成に対して、コストを低減可能となり、容易に組立て可能となり、また、スライダ部１２の位置精度を比較的容易に高くすることが可能となる。

【0019】

また図１では、スライダクランク機構１は、スライダ部１２の軸心方向と当該軸心方向に垂直な方向における関節ピン１３の稼働範囲の中心とが合わせられている。これにより、スライダクランク機構１は、軸ずれを軽減可能であり、スライダ部１２に加わる余分な荷重を軽減可能となる。

【0020】

また、関節ピン１３がスライダ部１２に直接連結されると、摩擦による摩耗が発生する可能性がある。そこで、例えば図２に示すように、関節ピン１３の他端にブッシュ１３２が設けられ、関節ピン１３がブッシュ１３２を介してスライダ部１２に連結されるように構成されてもよい。これにより、スライダクランク機構１は、関節ピン１３の回動に伴ってブッシュ１３２が回動しながらスライダ部１２の溝部１２１を移動することになり、摩擦の低減及び接触部の分散により摩耗を軽減可能となる。

【0021】

なお図２では、関節ピン１３に対してブッシュ１３２が回動可能に構成された場合を示した。しかしながら、これに限らず、例えば図３に示すように、ブッシュ１３２及び関節ピン１３が回動可能に構成されていてもよく、上記と同様の効果が得られる。

【0022】

また図１では、関節ピン１３の回動軌跡が円である場合を示した。しかしながら、これに限らず、例えば図４に示すように、関節ピン１３の回動軌跡は任意の円弧であってもよい。図４において、符号４０１はスライダ部１２の軸心を示し、符号４０２は関節ピン１３の回動軌跡を示している。

【0023】

最後に、実施の形態１に係るスライダクランク機構１の適用例について説明する。
図５では、実施の形態１に係るスライダクランク機構１が、流量計２に設けられた温度補正装置３に適用された場合を示している。
温度補正装置３は、流量計２に設けられ、流量計２が計測対象とする流体の温度に応じて流量計２による計測値を補正する。図５に示す温度補正装置３は、従動軸３１、円板３２、温度検出部（温度エレメント）３３、スライダクランク機構１、リング３４及び駆動軸３５を備えている。

【0024】

円板３２は、例えばステンレス等の金属部材から成り、従動軸３１を軸心として回転可能に構成されている。この円板３２は、流量計２を通過する流体により回転する回転力が伝達されることで回転される。また、流量計２の回転は非補正積算カウンタ（不図示）にも伝達されて流量計測が行われる。

【0025】

温度検出部３３は、流量計２が計測対象とする流体の温度に応じて出力軸の角度が変位する。
図５に示す温度検出部３３は、直線変位部３３１、直線変位部（第２の直線変位部）３３２及びリンク機構３３３を備えている。

【0026】

直線変位部３３１は、流量計２が計測対象とする流体の温度に応じて直線変位する。この直線変位部３３１としては、ひずみ変位機構が用いられる。ひずみ変位機構は、密閉容器に封入された溶媒の熱膨張及び熱収縮による体積変化を密閉容器の一端の膜変位に変換する機構である。上記膜の材質としては金属ベローズ、ダイヤフラム又は合成樹脂等が用いられる。図５に示す直線変位部３３１では、ひずみ変位機構の密閉容器がプレート等の固定部材に固定され、密閉容器の一端（出力端）が上記流体の温度に応じて直線変位する。

【0027】

直線変位部３３２は、温度補正装置３の周囲の温度（大気）に応じて直線変位する。この直線変位部３３２としては、ひずみ変位機構が用いられる。ひずみ変位機構は、密閉容器に封入された溶媒の熱膨張及び熱収縮による体積変化を密閉容器の一端の膜変位に変換する機構である。上記膜の材質としては金属ベローズ、ダイヤフラム又は合成樹脂等が用いられる。図５に示す直線変位部３３２では、ひずみ変位機構の密閉容器が固定部材に固定され、密閉容器の一端（出力端）が上記周囲の温度に応じて直線変位する。

【0028】

リンク機構３３３は、直線変位部３３１による直線変位を角度変位に変換する。なお、図５に示すリンク機構３３３では、直線変位部３３１による直線変位の量から直線変位部３３２による直線変位の量を差し引いた直線変位の量に応じた角度変位に変換する。なお、図５に示すリンク機構３３３は、出力端（温度検出部２３の出力軸）が回動可能（角度変位可能）に固定部材に固定されている。

【0029】

なお、図５では、温度検出部３３として、ひずみ変位機構を有する構成を示した。しかしながら、これに限らず、温度検出部３３は、流量計２が計測対象とする流体の温度に応じた角度を出力可能な構成であればよい。例えば、温度検出部３３として、ブルドン管が用いられていてもよい。

【0030】

スライダクランク機構１は、温度検出部３３の出力軸における角度変位を直線変位に変換する。このスライダクランク機構１は実施の形態１に係るスライダクランク機構１である。
この場合、リンク１１は一端が温度検出部３３の出力軸に連結されている。そして、リンク１１は、温度検出部３３の出力軸の角度変位に伴って角度が変位する。

【0031】

リング３４は、軸心方向が円板３２の軸心方向に対して垂直な方向を向き、当該円板３２の上面に当接している。リング３４は、円板３２の回転に伴って回転する。また、このリング３４は、円板３２に対して軸心から径方向に移動可能に構成されており、円板３２の軸心からの径方向における位置により周速度が変わることで回転速度が増減する。このリング３４は、スライダクランク機構１（スライダ部１２）に連結されており、スライダクランク機構１（スライダ部１２）の直動に伴って軸心方向に移動される。

【0032】

駆動軸３５は、リング３４に連結され、当該リング３４の回転に伴って回転する。この駆動軸３５の回転は、流量計２の回転に対して温度補正された回転に相当し、これにより流量計２が計測する計測値の補正を行うことができる。すなわち、この駆動軸３５の回転（温度補正された回転）は補正積算カウンタ（不図示）に伝達され、補正積算カウンタは、使用温度での体積を基準温度における体積に換算して流量計測が行われる。

【0033】

このように、温度補正装置３では、リング３４の位置に応じて温度補正を行う。よって、リング３４を移動するためのスライダ部１２の位置精度が求められる。これに対し、実施の形態１に係るスライダクランク機構１では、従来に対してリンクの数を削減することで、スライダ部１２の位置精度を比較的容易に高めることが可能であり、温度補正装置３への適用が有効である。

【0034】

以上のように、この実施の形態１によれば、スライダクランク機構１は、一端が回動可能に固定されたリンク１１と、軸心方向がリンク１１の軸心方向に対して垂直な方向を向き、一端が当該リンク１１の他端に連結された関節ピン１３と、直動可能に構成され、一端に、関節ピン１３の他端が摺動可能な、当該直動方向に垂直な方向に形成された直線状の溝部１２１を有するスライダ部１２とを備えた。これにより、実施の形態１に係るスライダクランク機構１は、従来に対してリンクの数を削減可能となる。

【0035】

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0036】

１ スライダクランク機構
２ 流量計
３ 温度補正装置
１１ リンク
１２ スライダ部
１３ 関節ピン
３１ 従動軸
３２ 円板
３３ 温度検出部（温度エレメント）
３４ リング
３５ 駆動軸
１１１ 孔
１２１ 溝部
１３１ 固定部
１３２ ブッシュ
３３１ 直線変位部
３３２ 直線変位部（第２の直線変位部）
３３３ リンク機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】