(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-30
(45)【発行日】2022-12-08
(54)【発明の名称】膜式ガスメータおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
G01F 3/22 20060101AFI20221201BHJP
【FI】
G01F3/22 A
(21)【出願番号】P 2018242391
(22)【出願日】2018-12-26
【審査請求日】2021-09-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000150109
【氏名又は名称】株式会社竹中製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100083725
【氏名又は名称】畝本 正一
(74)【代理人】
【識別番号】100140349
【氏名又は名称】畝本 継立
(74)【代理人】
【識別番号】100153305
【氏名又は名称】畝本 卓弥
(74)【代理人】
【識別番号】100206933
【氏名又は名称】沖田 正樹
(72)【発明者】
【氏名】飯田 雄太
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 多佳子
【審査官】後藤 順也
(56)【参考文献】
【文献】特開2004-151023(JP,A)
【文献】特開平11-173897(JP,A)
【文献】特開2015-232511(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01F 3/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の筐体内に設置され、ガス計量膜の往復動を変換した第1の方向の回転動を、該第1の筐体の前面部側に向いた第2の方向の回転動に変換する方向変換部を含む変換機構部と、
前記変換機構部から前記第2の方向の回転動を受けてその回転を増速させる増速機構部と、
前記変換機構部を通じて伝達された前記第2の方向の回転動により回転する磁石と、
前記第1の筐体の前面側に配置され
て開口部を通じて前記第1の筐体内部に挿入されている第2の筐体
の一部の収納部内に収納されており、前記磁石の回転を検出して、その回転数に応じたパルス信号を出力するセンサーと、
前記第1の筐体内で前記第2の筐体に固定されており、前記磁石が設置された磁石ホルダーおよび前記増速機構部を保持して前記開口部から挿入された前記収納部に面する位置に配置させる固定プレートと、
を備えることを特徴とする膜式ガスメータ。
【請求項2】
前記第2の筐体の前記収納部は、前記開口部から前記第1の筐体内部への突出量を異ならせた段差部と、該段差部に形成されており前記固定プレートを前記第2の筐体と対向して固定する載置部とを備え、
前記固定プレートは、前記段差部により前記第2の筐体との間に形成される空間部内に前記磁石ホルダーを配置して保持するとともに、第2の筐体に固定される一部の固定軸と同軸上で前記増速機構部の一部を支持することを特徴とする請求項1に記載の膜式ガスメータ。
【請求項3】
さらに、前記第1の筐体の前面側であり、かつ前記第2の筐体に接触またはこれに近い位置に配置され、前記センサーからのパルス信号を受けてガス流量の計測処理および、その計測結果の生成処理を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載の膜式ガスメータ。
【請求項4】
前記変換機構部は、
前記ガス計量膜の往復動により前記第1の方向に回転する第1の軸と、
前記第1の軸とともに回転する第1の回転伝達部と、
前記第1の軸に対して交差し、かつ回転中心軸を前記第1の筐体の前面部に向けて配置されている第2の軸と、
前記第1の回転伝達部と係合し、前記第1の軸の回転を前記第2の軸に伝達する第2の回転伝達部と、
を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかの請求項に記載の膜式ガスメータ。
【請求項5】
前記増速機構部は、
前記変換機構部の回転動を受けて回転する第1の歯車と、
前記第1の歯車に対する歯車比を小さくし、前記第1の歯車の回転動により高速回転する第2の歯車と、
を備え、前記第2の歯車と前記磁石が同軸上で回転することを特徴とする請求項1に記載の膜式ガスメータ。
【請求項6】
ガスの流れにより往復動するガス計量膜を備える膜式ガスメータの製造方法であって、
ガス計量膜の往復動を変換した第1の方向の回転動を、該第1の筐体の前面部側に向いた第2の方向の回転動に変換する方向変換部を形成し、
前記方向変換部を含む変換機構部を第1の筐体内に設置し、
前記変換機構部から前記第2の方向の回転動を受けてその回転を増速させる増速機構部を形成して、前記第1の筐体内に設置し、
前記変換機構部を通じて伝達された前記第2の方向の回転動により回転する磁石を前記第1の筐体に設置し、
前記磁石の回転を検出して、その回転数に応じたパルス信号を出力するセンサーを、
開口部を通じて前記第1の筐体内部に挿入されている第2の筐体
の一部の収納部内に収納
し、
前記第1の筐体内で前記第2の筐体に固定される固定プレートにより、前記磁石が設置された磁石ホルダーおよび前記増速機構部を保持して前記開口部から挿入された前記収納部に面する位置に配置させる、
処理を含むことを特徴とする膜式ガスメータの製造方法。
【請求項7】
前記開口部から前記第1の筐体内部への突出量を異ならせた段差部に形成されている載置部に、前記固定プレートを固定して前記固定プレートを前記第2の筐体と対向して配置し、
前記第2の筐体との間に形成される空間部内で、前記固定プレートに前記磁石ホルダーを配置して保持させ、
前記
第2の筐体に固定される一部の固定軸と同軸上で、前記固定プレートに前記増速機構部の一部を支持させる、
処理を含む請求項6に記載の膜式ガスメータの製造方法。
【請求項8】
前記センサーからのパルス信号を受けてガス流量の計測処理およびその計測結果の生成処理を行う制御装置を形成して、前記第1の筐体の前面側であり、かつ前記第2の筐体に接触またはこれに近い位置に配置する処理と、
を含むことを特徴とする請求項
6に記載の膜式ガスメータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、計量膜の往復動により、ガス量を計測する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
ガス使用量などの計測には膜式のガスメータが用いられている。この膜式のガスメータは、ガス流によって往復動する計量膜の動きを利用して磁石が回動することで生じる磁界変化により、この回動状態をセンサーで検出する手法が採られている。
このような膜式のガスメータでの計測に関し、計量膜の往復動をクランク機構で伝達し、クランク機構のクランク軸と同軸に回転する流量発信磁石をMR(Magneto Resistive)センサーで検出するものがある(例えば、特許文献1、2)。またメータ筐体の天井にガス流量の計測結果の算出処理を行うコントローラが設置されるものがある(例えば、特許文献3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2015-206656号公報
【文献】特開2016-075712号公報
【文献】特開2002-333359号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来の膜式ガスメータは、たとえば
図16に示すように、筐体が直方体またはこれに近い形状であって、コントローラボックス200が筐体202の天井部分に設置されるものがある。このコントローラボックス200には、たとえばガス流を受けた計量膜の往復動によって動作するマグネットの磁界変化を検出するセンサーや、このセンサーが生成したパルス信号を受けてガス量を算出するコントローラ基板などを収納している。そのほか、コントローラボックス200は、ガスメータの前面側に計測結果を表示する表示手段などを備える。このためコントローラボックス200は、たとえばセンサーの検出範囲の確保やコントローラの基板の大きさや、表示画面の視認性を確保するために、ある程度の高さが必要となる。
【0005】
また筐体202の天井側には、計測対象であるガスを流すガス管接続部204-1、204-2が設置される。そのためガスメータでは、コントローラボックス200に収納する部品を平面方向に広く配置して、高さを抑えるなどの手段をとるのは困難である。このようにガスメータでは、筐体を小型化しても、コントローラボックス200が設置されることでガスメータの全体を低背化するのが困難であった。
膜式ガスメータは、たとえばマグネットとセンサーのみを筐体202の上部側に配置し、センサーパルス信号を受けるコントローラ基板を他の場所に設置することもできるが、センサーから基板に向けてパルス信号を伝送するためのケーブルなどの設置が必要となり、部品の増加、筐体内の配線による組立て作業の煩雑化を招くなどの課題がある。
斯かる課題について、特許文献1ないし特許文献3には開示や示唆はなく、これらの文献に開示された構成では斯かる課題を解決することができない。
【0006】
そこで、斯かる課題に鑑み、本発明の目的は、筐体天井側からガス流の計測手段を除き、ガスメータの低背化を図ることにある。
また、本発明の他の目的は、センサーやコントローラ基板などを近接配置することで、ガス量計測手段の設置範囲の低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明の膜式ガスメータの一側面は、第1の筐体内に設置され、ガス計量膜の往復動を変換した第1の方向の回転動を、該第1の筐体の前面部側に向いた第2の方向の回転動に変換する方向変換部を含む変換機構部と、前記変換機構部から前記第2の方向の回転動を受けてその回転を増速させる増速機構部と、前記変換機構部を通じて伝達された前記第2の方向の回転動により回転する磁石と、前記第1の筐体の前面側に配置されて開口部を通じて前記第1の筐体内部に挿入されている第2の筐体の一部の収納部内に収納されており、前記磁石の回転を検出して、その回転数に応じたパルス信号を出力するセンサーと、前記第1の筐体内で前記第2の筐体に固定されており、前記磁石が設置された磁石ホルダーおよび前記増速機構部を保持して前記開口部から挿入された前記収納部に面する位置に配置させる固定プレートとを備える。
【0008】
上記膜式ガスメータにおいて、前記第2の筐体の前記収納部は、前記開口部から前記第1の筐体内部への突出量を異ならせた段差部と、該段差部に形成されており前記固定プレートを前記第2の筐体と対向して固定する載置部とを備え、前記固定プレートは、前記段差部により前記第2の筐体との間に形成される空間部内に前記磁石ホルダーを配置して保持するとともに、第2の筐体に固定される一部の固定軸と同軸上で前記増速機構部の一部を支持してよい。
上記膜式ガスメータにおいて、さらに、前記第1の筐体の前面側であり、かつ前記第2の筐体に接触またはこれに近い位置に配置され、前記センサーからのパルス信号を受けてガス流量の計測処理および、その計測結果の生成処理を行う制御装置とを備えてよい。
上記膜式ガスメータにおいて、前記変換機構部は、前記ガス計量膜の往復動により前記第1の方向に回転する第1の軸と、前記第1の軸とともに回転する第1の回転伝達部と、前記第1の軸に対して交差し、かつ回転中心軸を前記第1の筐体の前面部に向けて配置されている第2の軸と、前記第1の回転伝達部と係合し、前記第1の軸の回転を前記第2の軸に伝達する第2の回転伝達部とを備えてよい。
【0009】
上記膜式ガスメータにおいて、前記増速機構部は、前記変換機構部の回転動を受けて回転する第1の歯車と、前記第1の歯車に対する歯車比を小さくし、前記第1の歯車の回転動により高速回転する第2の歯車とを備え、前記第2の歯車と前記磁石が同軸上で回転させてよい。
【0010】
上記目的を達成するため、本発明の膜式ガスメータの製造方法の一側面は、ガスの流れにより往復動するガス計量膜を備える膜式ガスメータの製造方法であって、ガス計量膜の往復動を変換した第1の方向の回転動を、該第1の筐体の前面部側に向いた第2の方向の回転動に変換する方向変換部を形成し、前記方向変換部を含む変換機構部を第1の筐体内に設置し、前記変換機構部から前記第2の方向の回転動を受けてその回転を増速させる増速機構部を形成して、前記第1の筐体内に設置し、前記変換機構部を通じて伝達された前記第2の方向の回転動により回転する磁石を前記第1の筐体に設置し、前記磁石の回転を検出して、その回転数に応じたパルス信号を出力するセンサーを、開口部を通じて前記第1の筐体内部に挿入されている第2の筐体の一部の収納部内に収納し、前記第1の筐体内で前記第2の筐体に固定される固定プレートにより、前記磁石が設置された磁石ホルダーおよび前記増速機構部を保持して前記開口部から挿入された前記収納部に面する位置に配置させる処理を含む。
【0011】
上記膜式ガスメータの製造方法において、前記開口部から前記第1の筐体内部への突出量を異ならせた段差部に形成されている載置部に、前記固定プレートを固定して前記固定プレートを前記第2の筐体と対向して配置し、前記第2の筐体との間に形成される空間部内で、前記固定プレートに前記磁石ホルダーを配置して保持させ、前記第2の筐体に固定される一部の固定軸と同軸上で、前記固定プレートに前記増速機構部の一部を支持させる処理を含んでよい。
上記膜式ガスメータの製造方法において、前記センサーからのパルス信号を受けてガス流量の計測処理およびその計測結果の生成処理を行う制御装置を形成して、前記第1の筐体の前面側であり、かつ前記第2の筐体に接触またはこれに近い位置に配置する処理とを含んでよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【0013】
(1) ガスメータ筐体内に配置される磁石やセンサーをガスメータの前面側に集めて配置することで、筐体を低背化することができる。
(2) センサーとセンサーからのパルス信号を取り込んで計測処理を行う制御装置とを筐体の前面側に近接して配置することで、筐体内の配線構造を単純化し省スペース化が図れる。
(3) また、筐体内部に長大な通信線の配線やデータ送付用の通信端末などが不要となり、部品数の削減ができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】第1の実施の形態に係るガスメータの機能構成例を示す図である。
【
図3】第2の実施の形態に係るガスメータの機能構成例を示す図である。
【
図5】実施例に係るガスメータの外観構成例を示す図である。
【
図7】ガスメータの方向変換部の構成例を示す図である。
【
図8】筐体前面側の構成をガスメータ内部から示した図である。
【
図9】センサケースの背面側の構成例を示す図である。
【
図10】変換機構部、増速機構部およびセンサー類の構成例を示す分解斜視図である。
【
図11】筐体前面側から示したセンサー筐体内部の構成例を示す図である。
【
図12】コントローラケースの内部構成例を示す図である。
【
図14】変形例に係るコントローラ基板の構成例を示す図である。
【
図15】変形例に係るガスメータの外観構成例を示す図である。
【
図16】従来のガスメータの外観構成の比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係るガスメータの構成例を示す図である。
図1に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されない。
図1に示すガスメータ2は、ガス管内に流れるガスGの流れを検出する本発明の膜式ガスメータの計量機構の一例であり、たとえば第1の筐体4、第2の筐体6を備えている。第2の筐体6は、第1の筐体4の前面側の一部または全部に接続されている。
第1の筐体4には、たとえばガスGの流れの状態を動的な情報として取り出す機能部として、計量膜8、方向変換部12を含む変換機構部10、およびマグネット14を備える。また第2の筐体6には、取り出したガス流の動的な情報を計測するセンサー16を備える。
【0016】
計量膜8は、ガスメータ内部に取り込んだガスGに接触する。これによりガスメータ2は、計量膜8がガスGの流れの力を受けて往復動することで、ガスGの利用流量に応じた流れの状態を一定の動作情報として抽出する。第1の筐体4には、たとえばガスGを流動させるメータ本体部22-1、22-2(
図2)および計量膜8-1、8-2(
図2)が少なくとも2つ以上であって、かつメータ本体部22-1、22-2および計量膜8-1、8-2を同数備えている。計量膜8-1、8-2は、たとえばメータ本体部22-1、22-2の内部に配置されている。ガス流の計量では、複数のメータ本体部22-1、22-2に対して順にガスGを流していく。このときに計量膜8-1、8-2は、メータ本体部22-1、22-2へのガスの充填やガス消費による容積の変化を受けて往復動する。変換機構部10は、計量膜8-1、8-2の往復動を受けて動作する。
【0017】
変換機構部10は、計量膜8の往復動を回転動作に変換してガス流量を計測する計測部側 に伝達する機構部の一例である。また、方向変換部12は、計量膜8の往復動により動作する機能構成部に対し、その一部の向きを変更して、回転の伝達方向を変換する手段の一例である。これにより、ガスメータ2では、計量膜8を介して取り出した回転運動の情報の伝達方向を変更させる。ここでは、方向変換部12は、第1の筐体4の前面側に向けて回転運動情報の伝達方向を変換させる。
【0018】
マグネット14は、方向変換部12を介して伝達された回転運動を受ける。そしてこの回転運動により、マグネット14はたとえば方向変換部12との接続部分を回転中心、またはそれ以外の部分を回転中心として、所定位置に留まって回転する。このマグネット14は、たとえばN極とS極が1つずつ形成されたものであってもよく、または2以上のN極とS極とが交互に配置されたものであってもよい。そして、このガスメータ2では、計量膜8の往復動作に連動してマグネット14を回転させることで磁界変化を発生させ、この磁界変化をセンサー16で検出する。
【0019】
センサー16は、検出した磁界変化を受け、この磁界の大きさに比例した磁界検出信号(パルス信号)を生成する。このセンサー16は、たとえば磁界変化を検出するために、回転するマグネット14に対して対向正面、またはマグネット14の周縁側に配置されればよい。
【0020】
そのほか、ガスメータ2は、たとえば第2の筐体6の前面側に、センサー16が生成したパルス信号を受けて、ガス量の計測処理や、その計測結果の表示画面の生成や表示処理を行う制御装置18を備える。
【0021】
<ガスメータ2の内部構成>
図2は、ガスメータの内部構成例を示している。
図2において
図1と同一部分には同一符号を付している。
ガスメータ2は、たとえば
図2に示すように第1の筐体であるメイン筐体20の内部にガスを流すメータ本体部22-1、22-2や変換機構部10、マグネット14などが収納される。
変換機構部10は、たとえば鉛直方向またはそれに近い方向に立設されたクランク軸26を備えている。このクランク軸26は、たとえば一部が計量膜8-1および計量膜8-2に接続され、それぞれの往復動を水平運動または回転運動に変換して伝達する図示しない伝達手段が接続されている。この伝達手段は、接続された計量膜8の往復動を受けて変位することで計量膜8の往復動により生じる変位力FAによりクランク軸26を回転させる。
クランク軸26は、本発明の変換機構部を構成する第1の軸であり、伝達歯車28を備える。この伝達歯車28は、本発明の第1の回転伝達部の一例であり、クランク軸26に設置されており、クランク軸26と同じ回転数で回転する。
また伝達歯車28は、たとえばクランク軸26に対して直交方向に回転中心軸を向けた変換歯車30と係合する。伝達歯車28と変換歯車30は、本発明の方向変換部12の一例であり、たとえば交差状態で螺合する斜刃歯車(ヘリカルギア)で構成される。この変換歯車30は、本発明の第2の回転伝達部の一例である。これにより変換機構部10では、第1の回転方向(R1方向)に回転するクランク軸26に対して90〔°〕方向に向きを変えた第2の回転方向(R2方向)にクランク軸26の回転を伝達する。
なお、クランク軸26の回転方向を変換する手段は斜刃歯車に限られない。
【0022】
さらにメイン筐体20には、ガスメータ2の前面側に、変換機構部10を介して伝達された回転R2によって回転する回転伝達部32およびマグネット14を保持するマグネットホルダ34を備える。この回転伝達部32は、たとえばマグネットホルダ34と、このマグネットホルダ34に載置されマグネット14と同一の軸L1上で接続されている。
また、マグネット14やマグネットホルダ34よりもガスメータ2の前面側には、一部がメイン筐体20内に設置され、他部がコントローラケース38の内部に収納された第2の筐体6であるセンサケース36が設置されている。コントローラケース38は、ガス量の計測処理や計測結果の表示機能などを含む本発明の制御装置の一例である。このコントローラケース38の内部には、図示しないコントローラ基板が収納されており、センサー16が検出して生成したパルス信号を受信している。
【0023】
<ガスメータの製造工程>
次に、ガスメータ2の製造工程について説明する。この製造工程は、本発明の膜式ガスメータの製造方法の一例であり、
(a) 計量膜8-1、8-2の往復動を変換した第1の方向の回転動を、第1の筐体の前面部側に向いた第2の方向の回転動に変換する方向変換部12を形成する工程、
(b) 方向変換部12を含む変換機構部10を第1の筐体4内に設置する工程、
(c) 変換機構部10を通じて伝達された第2の方向の回転動により回転するマグネット14を第1の筐体4に設置する工程、
(d) マグネット14の回転を検出して、その回転数に応じた数のパルス信号を出力するセンサー16を第1の筐体4の前面側に配置された第2の筐体内6に収納する工程、
によりガスメータ2を製造することができる。
【0024】
<第1の実施の形態の効果>
斯かる構成によれば、次のいずれかの効果が得られる。
(1) クランク軸26の回転方向をガスメータ2のメイン筐体20の前面側に変換して伝達させ、この回転方向に対応してマグネット14やセンサー16をガスメータの前面側に設置することで、ガスの計測に用いる構成を垂直方向に積層させず、ガスメータ2の低背化が実現できる。
(2) マグネット14や回転伝達部32、センサー16をメイン筐体20の内部に配置させることで、ガスメータ2の天井に長大なコントローラボックスの設置が不要なる。
(3) センサー16とセンサー16からのパルス信号を取り込んで計測処理を行う制御装置18とを筐体の前面側に近接して配置することで、筐体内の配線構造を単純化し省スペース化が図れる。
(4) メイン筐体20の前面側にコントローラ基板が配置され、その背面側の近い位置にセンサー16を設置することで、センサー16で検出した信号をコントローラに送信する場合に、筐体内部に長大な通信線の配線やデータ送付用の通信端末などが不要となり、部品数の削減ができる。
(5) また、コントローラ基板とセンサー16とを近接されることで、機能部品の配置位置が集中し、ガスメータ2の組立てやメンテナンス性が向上する。
【0025】
〔第2の実施の形態〕
図3は、第2の実施の形態のガスメータの機能構成例を示している。
図3において、
図1と同一部分には同一符号を付している。
図3に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されない。
このガスメータ2は、たとえば
図3に示すように、計量膜8の往復動を回転動に変換し、方向変換部12で伝達方向を変換して伝達された回転動を増速させる増速機構部40を備える。
増速機構部40は、たとえば
図4に示すように、方向変換部12を通じて伝達された回転により回動する押圧部42と、この押圧部42の回動により押圧される羽根部44とこの羽根部44と一体に形成され、または羽根部44が接続された増速回転伝達部46とマグネットホルダ34を回動する回転伝達部32を含む。
押圧部42は、たとえば方向変換部12を通じて回転する図示しない回転軸を中心軸とし、回転軸の周囲を回転方向R2に回動するように設置されている。押圧部42は、回転軸の回転力を受けて回動する。
羽根部44は、回動する押圧部42と接触すること押圧力FRを受ける。羽根部44は、たとえば押圧力FRを受けると、増速回転伝達部46の中心軸を中心に回動し、増速回転伝達部46を回転させる。
【0026】
増速回転伝達部46は、マグネットホルダ34と同軸上で一体化した回転伝達部32と係合している。増速回転伝達部46は、たとえば本発明の増速機構部40の第1の歯車の一例である。回転伝達部32は、増速回転伝達部46の回転動により高速回転する第2の歯車の一例である。
増速回転伝達部46と回転伝達部32は、たとえばそれぞれ異なる歯数の歯車で構成されており、係合させることで回転を伝達するとともに回転速度を増加させる。増速回転伝達部46と回転伝達部32は、たとえば歯車比がM:N(M>N)で形成されている。これによりマグネットホルダ34は、伝達された計量膜8-1、8-2の往復動により回動する押圧部42の回転数に対し、(M/N)(>1)倍の回転数となる。
なお、増速回転伝達部46と回転伝達部32の歯車比は、計量膜8-1、8-2の往復動の回数に対し、センサー16の分解能の要求に応じて設定される。また、歯車比は、回転伝達部32を回転させるのに必要なトルク(Torque)と、押圧部42の押圧力に従って上限を設定してもよい。
【0027】
<ガスメータの製造工程>
このガスメータ2の製造処理では、第1の実施の形態に示す製造工程に加えて、
(e) さらに、マグネット14の回転を増速させる増速機構部40を形成する工程、
(f) この増速機構部40を第1の筐体4内に設置する工程、
により製造することができる。
【0028】
<第2の実施の形態の効果>
斯かる構成によれば、次のいずれかのような効果が得られる。
(1) 上記第1の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。
(2) ガス流による計量膜8-1、8-2の往復動に対し、増速機構部40で回転伝達量を増幅させることで、センサー16からの信号パルス数を増加させ、ガス流の検出分解能を向上させることができる。
(3) 増速機構部40が押圧部42の接触によって回転伝達部32に回転力を伝達させることで、方向変換部12側に増速機構部40で増加した回転数の影響を与えない。
(4) 方向変換部12から伝達された回転力を2つの歯車の係合により増速して伝達することができ、低コスト化やメンテナンス性の向上が図れる。
【実施例】
【0029】
図5は、実施例に係る膜式ガスメータの外観構成例を示している。
このガスメータ50は、たとえば外装ケースとして上側ケース52と下側ケース54を備えている。上側ケース52には、計量膜8で取り出した往復動を伝達する変換機構部10や増速機構部40などを収納している。下側ケース54には、取り込んだガスを流動させるメータ本体部22-1、22-2(
図6)やメータ本体部22-1、22-2内のガス流により往復動する計量膜8-1、8-2(
図6)などが収納される。
ガスメータ50には、たとえば上側ケース52の前面側に、センサケース36やコントローラケース38、計測結果を表示する計測表示窓部56を備える。さらに、上側ケース52の天井部には、蓋によって閉止された開口部57や計測対象であるガスGを取込みまたは排出する口金部などを備える。
【0030】
図6は、上側ケース52の内部構成例を示している。
図6に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
図6において、
図1~
図5と同一部分には同一符号を付している。
上側ケース52の内部には、たとえば
図6に示すように、メータ本体部22-1、22-2内に設置された計量膜8-1、8-2の往復動を受けて回転運動する回動シャフト58-1、58-2が設置されている。この回動シャフト58-1、58-2は、一端側が肘金60-1、60-2の一端側に回動可能に接続されている。この肘金60-1、60-2は、回転を伝達するアームの一例であり、たとえば回動シャフト58-1、58-2の回動によって水平方向に変位する。これにより肘金60-1、60-2は、他端側に接続する回動アーム62-1、62-2を変位させており、回動アーム62-1、62-2を介してクランク支持部63を回動させる。
【0031】
回動アーム62-1、62-2は、先端側がクランク支持部63により回動可能に軸支されている。さらにこのクランク支持部63には、下部側にクランク64の一端側が連結されている。これによりクランク64は、クランク支持部63を介して回動アーム62-1、62-2の変位動作が伝達されて所定の位置を回転中心として回動する。クランク64の他端側は、クランク軸26に連結されており、クランクの回動によってクランク軸26が回転する。
【0032】
<方向変換部12について>
上側ケース52には、クランク軸26に対して直交またはそれに近い角度で交差方向に設置された回転軸66を備えている。この回転軸66は、本発明の方向変換部の第2の軸の一例であり、たとえば
図7に示すように上側ケース52の内部側であってクランク軸26に近接した一端側に変換歯車72を備える。この変換歯車72は、クランク軸26に設置される伝達歯車28と係合しており、伝達歯車28の回転力を受けて回転する。変換歯車72と伝達歯車28は、たとえば歯車比が1:1、またはそれに近い比率が設定されており、クランク軸26と回転軸66とは同等、またはそれに近い回転数が伝達される。
なお、変換歯車72と伝達歯車28は、たとえば歯車比を調整して、回転軸66の回転を増速または減速させる、増速機構部または減速機構部として機能させてもよい。
【0033】
また回転軸66の他端側には、プロペラ部材68を備える。プロペラ部材68は、たとえば
図8に示すように、回転軸66の回転中心から所定距離dだけ変位して形成されている。このプロペラ部材68は、本発明の押圧部の一例であり、羽根部44に形成された接触片70に接触することで、増速回転伝達部46を回転させるための押圧力FRを羽根部44に付与する。このプロペラ部材68は、たとえば回転軸66との連結部分を狭小な幅で形成し、この連結部分から離間するにしたがって曲面状に幅広となる。つまり、プロペラ部材68は、回転軸66の回転に対し、狭小部が常に内側を回動し、幅広部が外側を回動する。
【0034】
<上側ケース52の前面部側の構成について>
上側ケース52は、たとえば
図8に示すように、前面側の一部に開口部74が形成されており、その開口部74に対してセンサケース36が配置されている。また上側ケース52の開口部74には、センサケース36の前面および周面を覆うようにコントローラケース38が設置される。このコントローラケース38には、背面側にセンサケース36の前面側を収納する収納部76が形成されている。
【0035】
<センサケース36の構成について>
図9は、センサケースの背面側の構成例を示している。
センサケース36は、たとえば上側ケース52の開口部74の周面側と係合させるフランジ部78と、内部にセンサー16が収納されており開口部74内に挿入されるセンサー保持部80で構成される。フランジ部78はセンサー保持部80の周面の一部または全部に沿って、平板状に形成されている。
センサー保持部80の上には、増速機構部40が設置される。この増速機構部40は、たとえば固定プレート82を介して固定部材84によりセンサー保持部80上に設置される。
【0036】
センサケース36の一面側に形成されたセンサー保持部80は、たとえば
図10に示すように、横方向に対して高さを異ならせた段差形状に形成されている。センサー保持部80には、低部側の段差面に固定プレート82の一部を載置させるとともに。固定部材84を締結させる載置部92が複数個設置されている。これによりセンサケース36の上面部分には、載置部92に固定プレート82を載置することで、固定プレート82よりも下部側に所定の空間部が形成される。
固定プレート82は、増速機構部40およびマグネットホルダ34を保持する手段の一例であり、たとえば三角形状や四角形などの形状で形成される。固定プレート82には、中央側に径大な開口部90が形成されるとともに、その周辺に径小な複数の貫通孔86を備える。開口部90には、たとえばマグネットホルダ34の背面側に形成された係合凸部が挿入されるとともに、回転伝達部32の回転面が配置される。これにより回転伝達部32とマグネットホルダ34とは、回転面に形成された係合凹部と係合凸部が係合し、固定プレート82を介して一体化する。
また、固定プレート82は、貫通孔86を通じて固定部材84が挿入され、センサケース36の載置部92に係合する。
【0037】
さらに固定プレート82には、増速回転伝達部46の回転中心軸上に貫通孔88が形成されている。この貫通孔88には、たとえば内部に増速回転伝達部46の保持性を高めるためのネジ部材がインサート成型されており、増速回転伝達部46の貫通孔を通じて固定軸94が挿通される。また増速回転伝達部46の下方には、回転止め部材93が固定軸94によって軸支される。
この回転止め部材93は、たとえばガス流が停止したときに、増速回転伝達部46に生じる慣性力などによる回転を阻止する手段の一例である。この回転止め部材93は、たとえば増速回転伝達部46の底面側の一部に接触させることで、摩擦により回転を停止させる。
固定軸94に軸支された回転止め部材93は、増速回転伝達部46とともに固定軸94を中心に回動する。
【0038】
センサケース36の他端面側には、たとえば
図11に示すように、センサー保持部80内にセンサー16や圧力センサー102などが収納される。センサー16は、磁気変化を検出するMRセンサーである。このセンサー16には、たとえば上部および側面側の一部または全部を包囲してセンサー保持部80内に固定させるセンサー保持ケース98がネジなどの固定手段100により設置される。センサー保持ケース98は、たとえば金属板や磁気吸収素材で形成される磁気シールド96を介してセンサー16や図示しない基板などを保持する。この磁気シールド96は、天井側や側面側からの磁気を遮断し、マグネット14の回転により生じる磁気変化のみをセンサー16に計測させる。
そのほか、センサー保持部80内には、圧力センサー102の上部および側面部に保持ケース104が設置される。
【0039】
<コントローラケース38内の構成について>
図12は、コントローラケース内部の構成例を示している。
図12に示す構成は一例である。
コントローラケース38には、収納部110内にバッテリー112が平行に配置されるとともに、コントローラ基板116が設置されたコントローラ基板ホルダ114が収納される。このコントローラ基板116は、センサー16が生成したパルス信号を取込んでガスGの流量や使用量を計測する機能を備える。またコントローラ基板116は、表示部118を備えている。この表示部118は、コントローラ基板116のガス計測機能で生成した計測結果情報などを表示する手段の一例である。そのほか、表示部118には、たとえばガスGの自動遮断や異常状態などの状態情報を表示してもよい。
【0040】
<上側ケース52の天井部について>
上側ケース52には、たとえば
図13に示すように、天井部分の開口部57に複数枚の封止部材が設置される。この開口部57は、たとえばガスメータ50の内部点検やメンテナンスなどに利用される。開口部57には、たとえばケース内部に設置されたベース部材120上にフランジ部材121、パッキン122が積層され、最上部に蓋123が載置されており、図示しないネジなどの固定手段によって固定されればよい。
【0041】
<実施例の効果>
斯かる構成によれば、以下のような効果が得られる。
(1) 計量膜8-1、8-2で取り出したガスGの流動状態の動きを変換機構部で回転動に変換し、かつ増速機構部を通じてガスメータ50の前面側に伝達して計測することで、筐体の小型化や低背化を実現できる。
(2) ガスメータの前面側に設置されるコントローラ基板116の背面側にセンサー16を配置してガスGの流動状態を計測することで、ケース内部にデータ転送用のケーブルなどの設置が不要となる。
(3) 回転を伝達するプロペラ部材68の軸部側を狭小にし、外周側を幅広にして、かつ軸部側から外周側に向けて曲面状に形成することで、上側ケース52の取り外し時に増速機構部40の分解が容易となり、メンテナンス性の向上が図れる。
(4) また、プロペラ部材68を取り外し易くすることで、歯車を含む回転伝達機構の分解性が高められ、ガスメータの分解時や組立て時に部品の破損の可能性を低くできる。
【0042】
以上説明した実施の形態および実施例について、変形例を以下に列挙する。
【0043】
(1) 上記実施の形態および実施例では、コントローラ基板116のガス計測機能が、センサー16で生成されたパルス信号を利用してガス流を計測する場合を示したがこれに限られない。コントローラ基板116は、たとえば
図14に示すように、ガス計測部130とカウンタ機能部132を備えており、受信したパルス信号を利用してガス流を計測するとともに、ガスGの利用状態を表すカウンタ情報を生成してもよい。そして、生成されたカウンタ情報は、たとえば表示部118や図示しないカウンタ表示部に表示してもよい。
【0044】
(2) 上記実施例では、コントローラケース38内の、コントローラ基板ホルダ114の背面側にバッテリー112が配置される場合を示したがこれに限らない。ガスメータ140は、たとえば
図15に示すように、コントローラ基板ホルダ114が収納されるコントローラケース142の下部側にバッテリホルダ144を備えてもよい。斯かる構成によれば、コントローラ基板ホルダ114とバッテリー112とが前後方向に重ならないので、ガスメータ140の前面側へのコントローラケースの突出量が抑えられる。そして、ガスメータ140は、コントローラケースの突出量が抑えられることでコンパクト化でき、輸送性の向上やコントローラの設置環境の自由度が向上する。
【0045】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0046】
本発明は、方向変換部を設置して、ガスの流動情報をケースの前面側に伝達して計測することで、筐体の低背化やコンパクト化を図ることができ、有用である。
【符号の説明】
【0047】
2、50、140 ガスメータ
4 第1の筐体
6 第2の筐体
8、8-1、8-2 計量膜
10 変換機構部
12 方向変換部
14 マグネット
16 センサー
18 制御装置
20 メイン筐体
22-1、22-2 メータ本体部
26 クランク軸
28 伝達歯車
30 変換歯車
32 回転伝達部
34 マグネットホルダ
36 センサケース
38 コントローラケース
40 増速機構部
42 押圧部
44 羽根部
46 増速回転伝達部
52 上側ケース
54 下側ケース
56 計測表示窓部
57 開口部
58-1、58-2 回動シャフト
60-1、60-2 肘金
62-1、62-2 回動アーム
63 クランク支持部
64 クランク
66 回転軸
68 プロペラ部材
70 接触片
72 変換歯車
74 開口部
76 収納部
78 フランジ部
80 センサー保持部
82 固定プレート
84 固定部材
86、88 貫通孔
90 開口部
92 載置部
93 回転止め部材
94 固定軸
96 磁気シールド
98 センサー保持ケース
100 固定手段
102 圧力センサー
104 保持ケース
110 収納部
112 バッテリー
114 コントローラ基板ホルダ
116 コントローラ基板
118 表示部
120 ベース部材
121 フランジ部材
122 パッキン
123 蓋
130 ガス計測部
132 カウンタ機能部
142 コントローラケース
144 バッテリホルダ