JP2002098563A - 流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的に開閉可能な遮断弁の開閉の有無を容
易に確認することが可能な流量計を提供する。 【解決手段】 圧力センサ１３によって検出された圧力
が所定の圧力範囲外の値である場合、判定処理部２５
は、遮断弁１１を閉じた状態になるように遮断弁駆動回
路２３を制御する。その後、遮断弁１１のコイルに位置
検出用電流を流すと、位置検出部２４は、コイルの端子
電圧の過渡応答特性を示す応答波形から時定数を取得
し、この時定数をメモリ２４ａに記憶されている基準時
定数と比較することにより弁体の位置を検出する。判定
処理部２５は、検出された弁体の位置に基づいて例えば
遮断弁１１が閉じた状態にあると判断した場合に、閉状
態表示情報を表示部１４に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管にガスのよう
な流体の漏洩などの異常が発生した時にその流路を閉鎖
する機能などを備えたガスメータなどの流量計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、流量計、例えばガスメータとし
て、配管内の流路を流れるガスの圧力や流量などを計測
する機能の他に、マイクロコンピュータを搭載し、配管
においてガスの漏洩などの異常が発生した時にガスの流
路を閉鎖できる機能などを備えた、いわゆるマイコンメ
ータと呼ばれるものが実用化されている。このような機
能を備えたガスメータにおいて、ガスの流路を閉鎖する
ための遮断弁は、通常では開いた状態にあるが、計測し
たガスの圧力などに基づいてガスの漏洩などの異常が発
生したと判断した時には、遮断弁を閉じた状態にして流
路を閉鎖している。その後、閉じた状態にある遮断弁
は、作業者が復帰ボタンなどを用いた手動の復帰操作を
行うことによって、開いた状態に復帰される。

【０００３】しかし、このようなガスメータでは、作業
者が遮断弁の開閉の有無を容易に確認できるように構成
されていなかったため、遮断弁が動作不良か否かの判断
を迅速に行うことができなかった。また、遮断弁が開い
た状態にあるにもかかわらず作業者が無駄な復帰操作を
行ってしまうことなどがあった。そこで、これらを避け
るために、ガスの漏洩などにより遮断弁が閉じた状態に
なった時と、復帰ボタン（復帰軸）を指で押すことによ
り開いた状態に戻った時とにおいて、復帰軸に設けられ
ている表示部の色が変わるような開閉状態表示機構を有
するガスメータが提案されている（公開実用新案公報第
３−１１７１８６号）。このガスメータでは、作業者が
復帰軸の表示部の色を見ることにより、遮断弁の開閉の
有無を容易に確認できるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電気
的に開閉可能な遮断弁を備えたガスメータも用いられて
いる。このようなガスメータには、復帰軸などが設けら
れていないので、上述したような開閉状態表示機構をそ
のまま適用することができない。しかし、電気的に開閉
可能な遮断弁においても、その開閉の有無を容易に確認
できない場合には、上述したように、遮断弁が動作不良
か否かの判断を迅速に行うことができないなどの問題が
あった。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、電気的に開閉可能な遮断弁の開閉の
有無を容易に確認することが可能な流量計を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による流量計は、
配管内を流れる流体の流量を計測する計測手段と、流量
を表示する表示部と、電気信号を受けて、弁体が変位す
ることにより配管の流路を閉鎖または開放させる遮断弁
と、遮断弁の開閉の有無を検知する検知手段と、遮断弁
の開閉を電気的に制御し、かつ、計測手段により得られ
た流量とともに、検知手段の検知結果に基づいて遮断弁
の開閉の有無に関する情報を、表示部に表示させる制御
手段とを備えた構成を有している。

【０００７】この流量計では、配管内を流れる流体の流
量が計測されるとともに、電気信号を受けて、弁体が変
位することにより配管の流路を電気的に閉鎖または開放
させる遮断弁の開閉の有無が検知手段により検知され
る。そして、計測された流量とともに、検知手段の検知
結果に基づいて遮断弁の開閉の有無に関する情報が表示
部に表示される。

【０００８】この流量計では、検知手段は、弁体の位置
に基づいて遮断弁の開閉の有無を検出するものであるこ
とが好ましい。

【０００９】この流量計では、遮断弁は、弁体を変位さ
せるためのコイルを有し、検知手段は、このコイルの端
子電圧の過渡応答特性に基づいて、弁体の位置を検出す
るようにしてもよい。

【００１０】この流量計では、遮断弁は、弁体とともに
変位する磁石を有し、検知手段は、磁気検出素子を有
し、この磁気検出素子が磁石からの磁束を検出したか否
かに応じて、弁体の位置を検出するようにしてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態に係る流量計
としてのガスメータ１０の概略構成をその周辺部の構成
とともに表すものである。このガスメータ１０は、配管
内の流路を流れるガスのような流体の圧力や流量の計測
などを行うものである。

【００１３】ガスメータ１０は、遮断弁１１と、流量検
出部１２と、圧力センサ１３と、表示部１４と、制御部
１５とを備えている。遮断弁１１、流量検出部１２およ
び圧力センサ１３はそれぞれ配管２に設けられている。
表示部１４は、ガスメータ１０の本体部分（図示せず）
の表面の、作業者などが外部から視認可能な位置に設け
られている。配管２におけるガスメータ１０の上流側に
はメータ元栓３が、その下流側には器具栓４を介してガ
ス器具５がそれぞれ設けられている。流体であるガス１
は、メータ元栓３側から器具栓４側に向かって配管２内
を流れるようになっている。

【００１４】遮断弁１１は、電気的に開閉可能に構成さ
れており、ガス器具５に対してガス１の供給を行う場合
には開いた状態を維持して流路を開放したままとすると
ともに、ガス１の供給を中断する場合には開いた状態か
ら閉じた状態に移行して流路を閉鎖するようになってい
る。図２および図３は遮断弁１１の概略構成を表すもの
であり、図２は開いた状態を、図３は閉じた状態を示し
ている。なお、ガスメータ１０内の流路における開口部
１６と遮断弁１１の位置関係に関しては、開口部１６を
上側とし、遮断弁１１を下側として説明する。

【００１５】この遮断弁１１は、ハウジング４１を備え
ている。このハウジング４１は、上部が小径の円筒状
に、下部が大径の円筒状に形成されているとともに、上
端が開放され、下端が閉塞されている。ハウジング４１
の上下方向（垂直方向）における中央部分の外側には、
フランジ部４２が固定されている。このフランジ部４２
は、ガスメータ１０の本体部分に固定されている。ま
た、ハウジング４１の中央部から上部にかけての内側に
は円筒状の永久磁石４３が、その下部の内側（永久磁石
４３の下側）には電磁石として機能するコイル４４がそ
れぞれ設けられている。これら永久磁石４３およびコイ
ル４４によって形成される中空部には、プランジャ４５
がその軸方向（垂直方向）に変位可能に挿入されてい
る。このプランジャ４５は、上部に設けられている磁性
体４５ａおよび下部に設けられている非磁性体４５ｂを
有している。このプランジャ４５の上端部はハウジング
４１の上端部より突出しており、プランジャ４５の上端
部には開口部１６を閉塞可能な弁体４６が取り付けられ
ている。弁体４６とフランジ部４２の間には、弁体４６
を上方に付勢するためのばね４７が設けられている。

【００１６】遮断弁１１のコイル４４には、通常のガス
使用可能状態では、駆動電流が流れていない。そのた
め、図２に示したように、永久磁石４３において発生す
る磁力が方向４８に沿って作用することにより、プラン
ジャ４５は、永久磁石４３の中空部内に引き込まれるよ
うに変位する。これにより、弁体４６が開口部１６から
離れるので、遮断弁１１は開いた状態となり、開口部１
６が開放される。その結果、ガス１は、上方向（ガス器
具５に向かう方向）４９に流れることが可能となる。図
２の開いた状態にある遮断弁１１を閉じた状態にして流
路を閉鎖するためには、コイル４４に駆動電流を流すこ
とにより、図３に示したように、永久磁石４３による磁
界を打ち消すような磁界をコイル４４において発生させ
る。このコイル４４による磁力が破線で示す方向５０に
沿って作用することにより、ばね４７の力によりプラン
ジャ４５が突出し、弁体４６が開口部１６に接触して開
口部１６が閉じられる。

【００１７】図３に示した閉じた状態にある遮断弁１１
を開いた状態にするためには、閉じた状態にした時とは
逆方向の駆動電流をコイル４４に流すことにより、永久
磁石４３による磁界を強めるような磁界をコイル４４に
おいて発生させる。これにより、プランジャ４５は、ば
ね４７の上方への力に打ち勝って永久磁石４３の中空部
内に引き込まれるように変位する。その結果、弁体４６
が開口部１６から離れて開口部１６が開放される。

【００１８】図１に戻って説明を続けると、流量検出部
１２は、例えばフルイディック流量計などによって構成
され、配管２における遮断弁１１の下流側を流れるガス
１の流量を検出し、検出した流量に応じた流量信号を制
御部１５に出力するようになっている。圧力センサ１３
は、遮断弁１１の下流側を流れるガス１の圧力を検出
し、検出した圧力を示す圧力信号を制御回路１５に出力
するものである。表示部１４は、例えばＬＣＤ（Liquid
Crystal Display；液晶ディスプレイ）によって構成さ
れており、流量検出部１２の検出結果に基づいて得られ
た積算流量などを表示するようになっている。

【００１９】図４は制御部１５の概略構成をその周辺部
の構成とともに表したものである。この制御部１５は、
例えばマイクロコンピュータによって構成され、配管２
内のガス１の漏洩などの異常の有無を監視し、その監視
結果に応じて流路の遮断制御などを行うものであり、流
量演算部２１、流量積算部２２、遮断弁駆動回路２３、
位置検出部２４および判定処理部２５を備えている。流
量演算部２１は、流量検出部１２から出力された流量に
応じた流量信号に基づいてガス１の流量を演算し、その
演算結果を流量積算部２２および判定処理部２５にそれ
ぞれ出力するようになっている。流量積算部２２は、流
量演算部２１によって演算された流量を積算し、その積
算流量を表示部１４に出力するものである。遮断弁駆動
回路２３は、判定処理部２５の制御の下で駆動電流を供
給することにより、遮断弁１１の弁体４６を開閉方向
（図２および図３における垂直方向）に駆動するように
なっている。ここで、流量検出部１２、流量演算部２１
および流量積算部２２により本発明の「計測手段」が構
成されている。

【００２０】位置検出部２４は、遮断弁駆動回路２３か
ら供給されて遮断弁１１のコイル４４を流れた、駆動電
流よりも低く、弁体４６の駆動に寄与しない程度の位置
検出用電流に対応するコイル４４の端子電圧の過渡応答
特性を示す応答波形に基づいて、弁体４６の位置を検出
するようになっており、メモリ２４ａを有している。こ
のメモリ２４ａは、この応答波形から得られる時定数と
比較するための後述する基準時定数などを記憶するよう
になっている。ここで、位置検出部２４が本発明の「検
知手段」に相当する。

【００２１】判定処理部２５は、圧力センサ１３によっ
て検出された圧力や流量演算部２１によって演算された
流量に基づいて遮断弁駆動回路２３を制御するととも
に、位置検出部２４によって検出された弁体４６の位置
に基づいて遮断弁１１の開閉の有無を判断するようにな
っており、メモリ２５ａを有している。メモリ２５ａ
は、配管２内の所定の圧力範囲の上限値および下限値な
どを記憶するようになっている。ここで、遮断弁駆動回
路２３および判定処理部２５により本発明の「制御手
段」が構成されている。

【００２２】次に、以上のように構成されたガスメータ
１０の作用について説明する。

【００２３】ガス１がガス器具５によって使用されてい
る時には、遮断弁１１は開いた状態にあり、流量演算部
２１は、流量検出部１２によって検出された流量に応じ
た流量信号に基づいてガス１の流量を算出する。流量積
算部２２は、算出された流量を積算し、その積算流量を
表示部１４に出力する。図５は遮断弁１１が開いた状態
にある時の表示部１４における表示例を表したものであ
る。表示画面３０には、流量積算部２２から出力された
積算流量を示す数値３１およびその単位（ｍ³）が表示
される。

【００２４】また、圧力センサ１３によって検出された
ガス１の圧力や流量演算部２１によって算出されたガス
１の流量に基づいて、配管２におけるガス１の漏洩など
の異常の有無が判定処理部２５によって判定される。例
えば、ガス１の圧力に基づく判定は、検出された圧力
を、メモリ２５ａに記憶されている所定の圧力範囲の上
限値および下限値とそれぞれ比較することによって行わ
れる。検出された圧力が所定の圧力範囲内の値である場
合、ガス１の漏洩は発生しておらず、その危険性もない
と判断し、判定処理部２５は、遮断弁１１により流路を
閉鎖しないように遮断弁駆動回路２３を制御する。これ
により、遮断弁１１において開いた状態が維持され、流
路は開放されたままとなる。

【００２５】一方、検出された圧力が所定の圧力範囲外
の値である場合、ガス１の漏洩が発生しているまたはそ
の危険性が高いと判断し、判定処理部２５は、遮断弁１
１を閉じた状態にして流路を閉鎖するように遮断弁駆動
回路２３を制御する。

【００２６】ここで、遮断弁１１の開閉の有無の判断
は、弁体４６の位置を検出することによって行われる。
すなわち、弁体４６が開口部１６から離れている（遮断
弁１１が開いた状態にある）時には、プランジャ４５
は、ほぼ全体がコイル４４内に挿入された状態となる。
一方、弁体４６が開口部１６に接触している（遮断弁１
１が閉じた状態にある）時には、プランジャ４５は、ほ
ぼ全体がコイル４４内から突出した状態となる。これに
より、両者の場合でコイル４４のインダクタンスが異な
るので、このインダクタンスの差を利用して弁体４６の
位置を検出する。

【００２７】具体的には、判定処理部２５の制御の下
で、遮断弁駆動回路２３からコイル４４に対して位置検
出用電流を流す。位置検出部２４は、コイル４４を流れ
た電流に対応するコイル４４の端子電圧の応答波形を検
出し、この応答波形から時定数を取得する。図６は位置
検出部２４における、コイル４４の端子電圧の応答波形
に基づく弁体４６の位置の検出方法を説明するためのも
のである。ここで、時定数は、コイル４４のインダクタ
ンスによって異なるが、その端子電圧が所定電圧Ｖsat
に達するまでの時間をタイマ（図示せず）などによって
計測することによって得られる。遮断弁１１が閉じた状
態の時の応答波形（（２））から得られる時定数（例え
ばＴ２）は、開いた状態の時の応答波形（（１））から
得られる時定数（例えばＴ１）よりも大きくなる。従っ
て、これらの時定数Ｔ１，Ｔ２の中間の値を示す上述し
た基準時定数Ｔthを用いて時定数の大小関係を判断する
ために、位置検出部２４は、取得した時定数を、メモリ
２４ａに記憶されている基準時定数Ｔthと比較し、この
比較結果から弁体４６の位置を検出する。取得した時定
数が基準時定数Ｔthよりも大きいＴ２である場合、弁体
４６は遮断弁１１が閉じた状態に相当する位置にある。
一方、基準時定数Ｔthよりも小さいＴ１である場合、弁
体４６は開いた状態に相当する位置にある。この検出結
果は判定処理部２５に出力される。

【００２８】また、次のようにして弁体４６の位置を検
出するようにしてもよい。図７は位置検出部２４におけ
る、コイル４４の端子電圧の応答波形に基づく弁体４６
の位置の他の検出方法を説明するためのものである。コ
イル４４に位置検出用電流を流すと、位置検出器２４
は、上述と同様な応答波形に基づいて、位置検出用電流
が流されてから所定時間経過後の所定時刻Ｔdet におけ
るコイル４４の端子電圧を検出する。遮断弁１１が閉じ
た状態の時の応答波形（（２））から得られる端子電圧
（例えばＶ２）は、開いた状態の時の応答波形
（（１））から得られる端子電圧（例えばＶ１）よりも
小さくなる。従って、これらの端子電圧Ｖ１，Ｖ２の中
間の値を示す基準電圧Ｖthを用いて端子電圧の大小関係
を判断するために、位置検出部２４は、取得した端子電
圧を、例えばメモリ２４ａに記憶されている基準電圧Ｖ
thと比較し、この比較結果から弁体４６の位置を検出す
る。取得した端子電圧が基準電圧Ｖthよりも小さいＶ２
である場合、弁体４６は遮断弁１１が閉じた状態に相当
する位置にある。一方、基準電圧Ｖthよりも大きいＶ１
である場合、弁体４６は開いた状態に相当する位置にあ
る。

【００２９】上記の検出方法の他、弁体４６の位置の検
出は、例えば、非磁性体４５ｂの底面に永久磁石など
を、また、ハウジング４１の底面の内側に磁気検出素子
であるリードスイッチなどをそれぞれ設け、弁体４６と
ともに変位するこの永久磁石からの磁束をリードスイッ
チが検出したか否か（リードスイッチがオン状態となっ
ているか否か）により行うようにしてもよい。リードス
イッチがオン状態の場合、弁体４６は遮断弁１１が開い
た状態に相当する位置にあり、オフ状態の場合、弁体４
６は閉じた状態に相当する位置にある。

【００３０】判定処理部２５は、位置検出部２４によっ
て検出された弁体４６の位置に基づいて遮断弁１１の開
閉の有無を判断し、その開閉の有無に関する情報を表示
部１４に出力する。ここでは、遮断弁１１が閉じた状態
にあると判断した場合に、閉じた状態にあることを示す
閉状態表示情報が表示部１４に出力される。

【００３１】図８は遮断弁１１が閉じた状態にある時の
表示部１４における表示例を表したものである。表示画
面３０には、積算流量を示す数値３１およびその単位
（ｍ³）の他、閉状態表示情報（例えば「ガス止め」）
３２が表示される。表示画面３０には、また、配管２に
おいてガス１の漏洩があることを示す英字（例えば
「Ｎ」）３３も表示される。

【００３２】遮断弁１１が閉じた状態になった後、作業
者による点検および修理作業などにより配管２をガス使
用可能状態に復帰させた場合、判定処理部２５は、遮断
弁１１を閉じた状態から開いた状態に移行させるように
遮断弁駆動回路２３を制御する。この時、上述の場合と
同様にして、判定処理部２５は、位置検出部２４によっ
て検出された弁体４６の位置に基づいて遮断弁１１の開
閉の有無を判断する。開いた状態になっていると判断し
た場合には、表示部１４の表示画面３０において閉状態
表示情報３２を非表示にする。もちろん、閉じた状態の
ままであると判断した場合には、閉状態表示情報３２を
表示させたままにする。この時、警報発生部（図示せ
ず）などにより、遮断弁１１が動作不良であることを示
す警報を発するようにしてもよい。

【００３３】以上のように、本実施の形態では、弁体４
６の位置を検出して遮断弁１１の開閉の有無を判断し、
この判断結果に基づいて閉状態表示情報３２の表示また
は非表示を、外部から視認可能な位置に設けられている
表示部１４において行うようにしている。従って、作業
者が遮断弁１１の開閉の有無を容易に確認することがで
き、これにより、遮断弁が動作不良か否かの判断などを
迅速に行うことが可能となる。

【００３４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の実施の形態に限定されることな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形
態では、検出した弁体の位置に基づき、遮断弁が閉じた
状態にあると判断した場合に閉状態表示情報を表示部に
表示させるようにしているが、開いた状態にあると判断
した場合にも開いた状態にあることを示す開状態表示情
報（例えば「ガス開放」）を表示部に表示させるように
してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の流量計によれば、配管内を流れる
流体の流量を計測するとともに、電気信号を受けて、弁
体が変位することにより配管の流路を電気的に閉鎖また
は開放させる遮断弁の開閉の有無を検知し、計測された
流量とともに、検知結果に基づいて遮断弁の開閉の有無
に関する情報を表示部に表示させるようにしたので、遮
断弁の開閉の有無を容易に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る流量計としてのガ
スメータの概略構成をその周辺部の構成とともに示す図
である。

【図２】図１に示した、開いた状態にある遮断弁の概略
構成を示す断面図である。

【図３】図１に示した、閉じた状態にある遮断弁の概略
構成を示す断面図である。

【図４】図１に示した制御部の概略構成をその周辺部の
構成とともに示すブロック図である。

【図５】図１に示した、遮断弁が開いた状態にある時の
表示部における表示例を示す図である。

【図６】図４に示した位置検出部における、コイルの端
子電圧の応答波形に基づく弁体の位置の検出方法を説明
するための図である。

【図７】図４に示した位置検出部における、コイルの端
子電圧の応答波形に基づく弁体の位置の他の検出方法を
説明するための図である。

【図８】図１に示した、遮断弁が閉じた状態にある時の
表示部における表示例を示す図である。

【符号の説明】

２…配管、３…メータ元栓、４…器具栓、５…ガス器
具、１０…ガスメータ、１１…遮断弁、１２…流量検出
部、１３…圧力センサ、１４…表示部、１５…制御部、
２１…流量演算部、２２…流量積算部、２３…遮断弁駆
動回路、２４…位置検出部、２４ａ、２５ａ…メモリ、
２５…判定処理部、４４…コイル、４５…プランジャ、
４６…弁体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000116633 愛知時計電機株式会社 愛知県名古屋市熱田区千年１丁目２番70号 (72)発明者 温井 一光 東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 酒井 克人 東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 佐藤 真一 東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 岡田 修一 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 木村 幸雄 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯株 式会社内 (72)発明者 佐藤 孝人 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯株 式会社内 (72)発明者 堀 逸郎 愛知県名古屋市熱田区千年１丁目２番70号 愛知時計電機株式会社内 (72)発明者 大橋 正樹 愛知県名古屋市熱田区千年１丁目２番70号 愛知時計電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CB02 CB04 CC13 CE22 CE25 CE27 CF05 CF11 CF20 3J071 AA02 BB14 CC14 DD30 EE02 EE07 EE18 EE24 EE25 EE37 FF03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管内を流れる流体の流量を計測する計
   測手段と、 流量を表示する表示部と、 電気信号を受けて、弁体が変位することにより前記配管
   の流路を閉鎖または開放させる遮断弁と、 前記遮断弁の開閉の有無を検知する検知手段と、 前記遮断弁の開閉を電気的に制御し、かつ、前記計測手
   段により得られた流量とともに、前記検知手段の検知結
   果に基づいて前記遮断弁の開閉の有無に関する情報を、
   前記表示部に表示させる制御手段とを備えたことを特徴
   とする流量計。
2. 【請求項２】 前記検知手段は、前記弁体の位置に基づ
   いて前記遮断弁の開閉の有無を検知するものであること
   を特徴とする請求項１記載の流量計。
3. 【請求項３】 前記遮断弁は、前記弁体を変位させるた
   めのコイルを有し、 前記検知手段は、前記コイルの端子電圧の過渡応答特性
   に基づいて、前記弁体の位置を検出することを特徴とす
   る請求項２記載の流量計。
4. 【請求項４】 前記遮断弁は、前記弁体とともに変位す
   る磁石を有し、前記検知手段は、磁気検出素子を有し、
   前記磁気検出素子が前記磁石からの磁束を検出したか否
   かに応じて、前記弁体の位置を検出することを特徴とす
   る請求項２記載の流量計。