JP2003021545A - 流量計測装置およびガスメータならびに遮断弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーボモータ方式の遮断弁を有するガスメー
タなどの流量計測装置において、長年月の継続使用に伴
って遮断弁の密閉材の劣化や温度変化等に起因して弁体
と弁座との間などに間隙が生じても、その間隙を塞いで
常に弁閉状態での密閉性を保つ。 【解決手段】 遮断弁４が弁閉状態となってからの継続
時間を計時する弁閉計時部８を備えていると共に、遮断
弁制御部７が、弁閉計時部８によって計時された時間に
基づいて、遮断弁４が弁閉状態となってからの継続時間
が所定の時間に達したとき、および弁閉状態となってか
ら所定の周期が経過する毎に、バルブ駆動部６を動作さ
せて、バルブ３を流入口２に付設されている弁座９に近
付ける方向に動かして増し閉めを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タのようなサーボモータによって弁体の開閉および位置
の移動を行う遮断弁を備えた流量計測装置およびガスメ
ータならびに遮断弁制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ガスやＬＰガス（液化プロパンガ
ス）のような燃料ガスの使用量を計測するガスメータは
一般に、ガス漏れの防止や、地震が発生した際の安全性
の確保のために、遮断弁が内蔵されている。

【０００３】さらに詳細には、従来の電磁弁方式の遮断
弁は、弁体の開閉動作を行うための電磁コイルと、弁体
を弁座に押し付けるためのスプリングとを備えており、
例えばガスメータに内蔵されている検知装置によって所
定の時間に亘って微少流量漏洩の発生が検知された場合
や、感震装置によって地震の発生が検知された場合など
には、危険回避のために、弁体を閉じた状態（以下、こ
れを弁閉状態と呼ぶ）にすることにより、ガスメータか
ら下流側へのガス供給を停止する。あるいは、例えばユ
ーザーの都合などで暫くの期間に亘ってガスの使用を継
続的に停止する場合などにも弁閉状態にする動作（以
下、これを弁閉動作と呼ぶ）を行う。

【０００４】ところで、近年、ステッピングモータのよ
うなサーボモータを用いた遮断弁が提案されている。そ
のサーボモータとしては、さらに詳細には、直流モータ
とロータリーエンコーダと弁体に駆動力を伝達するため
のギヤ系とを用いて構成されたものなどを好適に用いる
ことができる。

【０００５】このようなサーボモータを用いた遮断弁
（以下、サーボモータ方式の遮断弁と呼ぶ）によれば、
弁体の停止位置を、電磁弁方式のような開・閉という２
値的な動作ではなく、連続量的（あるいは多値的）に動
作させることが可能であることから、弁の開度（弁の開
き具合によってガスを流すことができる度合い）を多値
的に制御することができるという利点がある。

【０００６】また、電磁式の遮断弁では弁閉動作の際に
大きな電流が流れて消費電力が大きくなる傾向にある
が、サーボモータ方式の遮断弁によれば、モータの出力
をギヤ系で倍力して弁閉動作を行うことができるので、
消費電力の低減化を達成することができるという利点が
ある。

【０００７】また、電磁弁方式と比較してサーボモータ
を含めた遮断弁全体の寸法のさらなる小型化を達成する
ことができるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遮断弁
では一般に、弁閉状態での弁体と弁座との間の密閉性を
確保するために、ゴムや軟質ウレタン樹脂などの軟質材
料からなる密閉材が弁体側あるいは弁座側に用いられて
いるが、それらの軟質材料はガスメータを長期間使用し
ている間に劣化して、縮み変形や歪みなどを生じること
が避け難い。

【０００９】このため、上記のようなサーボモータ方式
の遮断弁では、密閉材が劣化していない正常な弁閉状態
での遮断弁における密閉性が確保できるように、弁体の
弁閉状態での停止位置を精確に制御するようにしている
ということが、むしろ仇となって、劣化して変形した密
閉材によって弁体と弁座との間に隙間が生じてしまい、
その部分で密閉性が損なわれる場合があるという問題が
ある。

【００１０】また、メータが設置されている環境に急激
な温度変化が生じると、弁体を機械的に支持している弁
軸が温度収縮して、サーボモータによる弁体の位置制御
は当初の設定通りの適正位置であるにも関わらず、弁体
と弁座との間に隙間が生じて、その部分で密閉性が損な
われる場合があるという問題がある。しかもこのとき、
密閉材に上記のような縮み変形や歪み変形が生じている
と、弁体と弁座との間の隙間はさらに顕著なものとな
る。

【００１１】ここで、電磁弁方式の遮断弁の場合には、
弁閉状態では常に弁体がスプリングの弾性力によって弁
座方向に押し付けられているので、密閉材に多少の縮み
変形や歪みなどが生じても、弁閉状態での密閉性が損な
われることは少ない。すなわち、上記のような弁体と弁
座との間隙が生じることに起因して遮断弁の密閉性が低
下するという問題は、特にサーボモータ方式の遮断弁に
おいて顕著に生じるものである。このため、従来の電磁
弁方式の遮断弁では、上記のような密閉材の劣化に起因
した多少の縮み変形や歪みについては実用上問題のない
ものとして、特に劣化防止策などについては、問題が生
じるほどの大幅な劣化が生じない程度の耐久性の維持あ
るいは向上が図られているのみであった。そこで、劣化
が生じやすいゴムのような軟質材料ではなく、長年月の
継続使用にも劣化することが少ない金属やエポキシ樹脂
のようなリジッド（硬質）な材料を、密閉材に用いるこ
とも考えられる。ところが実際には、そのようなリジッ
ドな材料では、完全な面的平坦性を得ることは極めて困
難であるため、弁体と弁座との当接面の完全な密着性を
得ることが実質的に不可能である。また、密閉材および
弁座の両方を金属材料で形成した場合、その密閉材にも
弁座にも温度収縮が生じるので、温度変化等に起因して
弁体と弁座との間にさらなる間隙が生じてしまう。

【００１２】このように、サーボモータ方式の遮断弁で
は、弁閉状態での弁体と弁座との間に間隙が生じること
に起因して、弁閉状態での密閉性が損なわれるという問
題があった。

【００１３】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、サーボモータ方式の遮断弁を有する
ガスメータなどの流量計測装置において、長年月の継続
使用に伴って遮断弁の密閉材の劣化や温度変化等に起因
して弁体と弁座との間などに間隙が生じても、その間隙
を塞いで常に弁閉状態での密閉性を保つことを可能とす
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による流量計測装
置は、流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流体
が上流側から流入して来る流入口を密閉用の弁体で塞い
で前記流体の流れを遮断する遮断弁と、前記弁体を動か
してその弁体の前記流入口に対する距離または押圧力を
サーボモータによって変化させる弁体駆動手段と、前記
弁体駆動手段による前記弁体の動作を制御する遮断弁制
御手段とを有する流量計測装置において、前記遮断弁が
弁閉状態となってからの継続時間を計時する弁閉計時手
段をさらに備え、前記遮断弁制御手段が、前記弁閉計時
手段によって計時された時間に基づいて、前記遮断弁が
弁閉状態となってからの継続時間が所定の時間に達した
とき、または前記弁閉状態となってから所定の周期が経
過する毎に、前記弁体駆動手段を動作させて前記弁体を
前記流入口に近付ける方向に動かして増し閉めする制御
を行うというものである。

【００１５】また、本発明による他の流量計測装置は、
流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流体が下流
側へと流出して行く流出口を密閉用の弁体で塞いで前記
流体の流れを遮断する遮断弁と、前記弁体を動かしてそ
の弁体の前記流出口に対する距離または押圧力をサーボ
モータによって変化させる弁体駆動手段と、前記弁体駆
動手段による前記弁体の動作を制御する遮断弁制御手段
とを有する流量計測装置において、前記遮断弁が弁閉状
態となってからの継続時間を計時する弁閉計時手段をさ
らに備え、前記遮断弁制御手段が、前記弁閉計時手段に
よって計時された時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状
態となってからの継続時間が所定の時間に達したとき、
または前記弁閉状態となってから所定の周期が経過する
毎に、前記弁体駆動手段を動作させて前記弁体を前記流
出口に近付ける方向に動かして増し閉めする制御を行う
というものである。

【００１６】本発明によるガスメータは、ガスの流量を
計測する流量計測手段と、前記ガスが上流側から流入し
て来る流入口を密閉用の弁体で塞いで前記ガスの流れを
遮断する遮断弁と、前記弁体を動かしてその弁体の前記
流入口に対する距離または押圧力をサーボモータによっ
て変化させる弁体駆動手段と、前記弁体駆動手段による
前記弁体の動作を制御する遮断弁制御手段とを有するガ
スメータにおいて、前記遮断弁が弁閉状態となってから
の継続時間を計時する弁閉計時手段をさらに備え、前記
遮断弁制御手段が、前記弁閉計時手段によって計時され
た時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となってから
の継続時間が所定の時間に達したとき、または前記弁閉
状態となってから所定の周期が経過する毎に、前記弁体
駆動手段を動作させて前記弁体を前記流入口に近付ける
方向に動かして増し閉めする制御を行うというものであ
る。

【００１７】また、本発明による他のガスメータは、ガ
スの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスが下流側
へと流出して行く流出口を密閉用の弁体で塞いで前記ガ
スの流れを遮断する遮断弁と、前記弁体を動かしてその
弁体の前記流出口に対する距離または押圧力をサーボモ
ータによって変化させる弁体駆動手段と、前記弁体駆動
手段による前記弁体の動作を制御する遮断弁制御手段と
を有するガスメータにおいて、前記遮断弁が弁閉状態と
なってからの継続時間を計時する弁閉計時手段をさらに
備え、前記遮断弁制御手段が、前記弁閉計時手段によっ
て計時された時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態と
なってからの継続時間が所定の時間に達したとき、また
は前記弁閉状態となってから所定の周期が経過する毎
に、前記弁体駆動手段を動作させて前記弁体を前記流出
口に近付ける方向に動かして増し閉めする制御を行うと
いうものである。

【００１８】本発明による遮断弁制御装置は、流体の流
量を計測する流量計測手段と、前記流体が上流側から流
入して来る流入口を密閉用の弁体で塞いで前記流体の流
れを遮断する遮断弁と、前記弁体を動かして該弁体の前
記流入口に対する距離または押圧力をサーボモータによ
って変化させる弁体駆動手段とを有する流量計測装置に
用いられて前記弁体駆動手段による前記弁体の動作を制
御する遮断弁制御装置であって、前記遮断弁が弁閉状態
となってからの継続時間を計時する弁閉計時手段を備え
ると共に、前記弁閉計時手段によって計時された時間に
基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時
間が所定の時間に達したとき、または前記弁閉状態とな
ってから所定の周期が経過する毎に、前記弁体駆動手段
を動作させて前記弁体を前記流入口に近付ける方向に動
かして増し閉めする制御を行うというものである。

【００１９】また、本発明による他の遮断弁制御装置
は、流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流体が
下流側へと流出して行く流出口を密閉用の弁体で塞いで
前記流体の流れを遮断する遮断弁と、前記弁体を動かし
て該弁体の前記流出口に対する距離または押圧力をサー
ボモータによって変化させる弁体駆動手段とを有する流
量計測装置に用いられて前記弁体駆動手段による前記弁
体の動作を制御する遮断弁制御装置であって、前記遮断
弁が弁閉状態となってからの継続時間を計時する弁閉計
時手段を備えると共に、前記弁閉計時手段によって計時
された時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となって
からの継続時間が所定の時間に達したとき、または前記
弁閉状態となってから所定の周期が経過する毎に、前記
弁体駆動手段を動作させて前記弁体を前記流出口に近付
ける方向に動かして増し閉めする制御を行うというもの
である。

【００２０】すなわち、本発明による流量計測装置また
はガスメータまたは遮断弁制御装置では、弁体または弁
座に設けられたゴム製などの密閉材が経年変化などによ
って縮み変形したり歪み変形することや温度変化によっ
て弁体を機械的に支えている機構部品などが温度収縮す
ることなどに起因して、流入口または流出口と弁体との
間に間隙が生じても、弁閉計時手段によって計時された
時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となってからの
継続時間が所定の時間に達したとき、または前記弁閉状
態となってから所定の周期が経過する毎に、前記弁体駆
動手段を動作させて前記弁体を前記流入り口または流出
口に近付ける方向に動かして増し閉めすることにより、
流入口または流出口と弁体との間に生じた間隙を完全な
密閉状態にすることが可能となる。

【００２１】しかも、その増し閉め量は、密閉材の劣化
による縮み変形や、弁体の支持機構部品や弁座などの温
度収縮に起因して生じる小さな間隙を完全に押圧して密
着状態にすればよい程度のものであるから、そのような
微妙な位置制御が可能であるというサーボモータ方式の
遮断弁の特質を積極的に用いて、必要十分な増し閉めを
極めて微少な消費電力量で行うことができる。従って、
例えば電磁弁式の遮断弁の場合に従来から用いられてい
るテスト遮断などを行うために消費される電力量とは桁
違いに低い消費電力量で、遮断弁の十分な密閉性を確保
することが可能である。

【００２２】なお、上記の遮断弁制御手段または遮断弁
制御装置によって制御される弁体の増し閉め量は、弁閉
状態の継続時間が所定の時間に達したとき、または弁閉
状態となってから所定の周期が経過する毎に、流入口ま
たは流出口と弁体との間に生じることが統計的または実
験則的に確認されている間隙の大きさに対応して、あら
かじめ定めておくようにしてもよい。

【００２３】あるいは、弁体の増し閉めの際に、サーボ
モータの消費電流または消費電力が所定のしきい値以上
になると、それ以上は弁体を流出口または流入口（弁座
などが設けられていて、その弁座に弁体を当接させて流
体の流れを塞ぐべき位置）に近付ける方向には動かさな
いようにしてもよい。すなわち、サーボモータには一般
に直流モータのような電動機が用いられているが、電動
機の出力特性は一般に、負荷トルクが大きくなるに連れ
て消費電流が大きくなるので、前述の所定のしきい値を
適切な値に設定しておけば、サーボモータで弁体を動か
して行ったときに、弁座に対する弁体の押圧力が十分な
大きさになると、サーボモータの消費電流が所定のしき
い値以上になって、必要十分な押圧力が得られているこ
とを検知することができる。このようにすることによ
り、弁体の増し閉めの際に必要十分な押圧力を得ること
が可能となる。しかも、このときの制御は、結果的にサ
ーボモータの消費電流を所定のしきい値電流量以上には
大きくしないようにするものであるから、さらなる低消
費電力化に寄与することが可能であり、この点からも望
ましいものである。

【００２４】また、遮断弁の弁閉状態が解除されると、
遮断弁制御手段または遮断弁制御装置が、遮断弁を増し
閉めする制御を解除し、弁閉計時手段が、弁閉状態とな
ってからの継続時間の計時動作を停止すると共に、それ
までに計時した時間のデータをゼロ・リセットして次回
の計時開始の待ち状態に入るようにしてもよい。

【００２５】

【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。

【００２６】図１は、本発明の一実施の形態に係るガス
メータの概要構成を模式的に表したものである。このガ
スメータは、ガスの流量を計測する流量計測部１と、ガ
スが上流側から流入して来る流入口２を密閉用のバルブ
（弁体）３で塞いで、ガスの流れを遮断する遮断弁４
と、支持ロッド５を介してバルブ３を動かして、そのバ
ルブ３の流入口２に対する距離や押圧力をサーボモータ
（図示省略）によって変化させるバルブ駆動部（弁体駆
動手段）６と、バルブ駆動部６によるバルブ３の動作を
制御する遮断弁制御部（遮断弁制御手段）７と、弁閉計
時部（弁閉計時手段）８とを、その主要部として備えて
いる。

【００２７】ここで、このガスメータは、上記の他に
も、例えば流量計測部１で計測された流量の積算値を機
械式カウンタなどに表示する積算流量表示部や、ガスの
微少漏洩を検知する微少漏洩検知装置（いずれも図示省
略）など、ガスメータとして必要な各種の装置や回路等
を備えていることは言うまでもないが、そのような種々
の構成は、本発明の遮断弁４の増し閉め動作の制御に関
する主要な機能やそれを実行するための構成とは直接的
な関係性が低いので、それらの詳細な説明については省
略する。また、流量計測部１の構成および機能は、一般
的なガスメータのそれでも構わないので、この流量計測
部１についても詳細な説明は省略する。

【００２８】このガスメータでは、特に、遮断弁４が弁
閉状態となってからの継続時間を計時する弁閉計時部８
を備えていると共に、遮断弁制御部７が、弁閉計時部８
によって計時された時間に基づいて、遮断弁４が弁閉状
態となってからの継続時間が所定の時間に達したとき、
および弁閉状態となってから所定の周期が経過する毎
に、バルブ駆動部６を動作させて、流入口２に付設され
ているリング状の弁座９に近付ける方向へとバルブ３を
動かして、遮断弁の増し閉めを行うことが、概要構成お
よびその機能上の特徴となっている。

【００２９】さらに詳細には、遮断弁４は、バルブ駆動
部６によって機械的に動かされる支持ロッド５と、その
支持ロッド５の先端に取り付けられ、支持ロッド５の動
きに伴って弁座９および流入口２の方向またはそれから
離れる方向に位置を動かされるバルブ３とからその主要
部が構成されている。このバルブ３の少なくとも表面に
は、ゴム製の密閉材１０が設けられており、そのバルブ
３の密閉材１０がバルブ駆動部６によって支持ロッド５
を介して（換言すれば支持ロッド５と共に）所定の距離
だけ動かされて弁座９に押し付けられると、密閉材１０
の有する柔軟性によって、密閉材１０の表面とそれに圧
接される弁座９の表面とが隙間なく密着した状態となっ
て、流入口２から下流へのガスの流れを遮断するように
設定されている。

【００３０】バルブ駆動部６は、遮断弁制御部７によっ
て動作を制御されるサーボモータが内蔵されており、そ
のサーボモータを駆動源として遮断弁４の支持ロッド５
を動かして、その支持ロッド５の先端に設けられている
バルブ３の位置を機械的に制御するものである。このバ
ルブ駆動部６は、さらに具体的には、例えばロータリー
エンコーダと直流モータとギヤ系と（いずれも図示省
略）を備えており、ギヤ系によって直流モータの軸出力
のトルクを倍力すると共にその軸出力の回転運動を支持
ロッド５の直線方向の動きに変換し、かつそのときの軸
出力または支持ロッド５の動作量をロータリーエンコー
ダによって計測する。その計測された動作量の情報は、
例えば動作量に対応したパルス波形（周波数または電圧
レベルなど）として出力されて、遮断弁制御部７へと送
出される。

【００３１】弁閉計時部８は、例えば手動操作による弁
閉命令の入力または図示しない微少流量漏洩検知部によ
る微少漏洩の検知などによって遮断弁４が弁閉状態とな
ってからの継続時間を計時するものである。また、この
弁閉計時部８は、例えば図示しない遮断復帰ボタンを用
いた手動操作や、自動的な遮断解除機能などによって、
遮断弁４の弁閉状態が解除されると、弁閉状態となって
からの継続時間の計時動作を中止すると共に、それまで
に計時した時間のデータをゼロ・リセットして、次回の
計時開始の待ち状態に入る。

【００３２】遮断弁制御部７は、通常のガス使用時に
は、バルブ３を流入口２から離れた位置に保って遮断弁
４を弁開状態にしているが、例えば図示しない微少流量
漏洩検知部によって微少漏洩が検知されたときや、図示
しない感震装置によって地震の発生が検知されたとき、
あるいは手動操作による弁閉命令が入力されたときなど
には、遮断弁４を弁開状態から弁閉状態にする。さらに
具体的には、バルブ３を所定の位置まで動かして弁座９
に押し付けることにより、流入口２を塞いでガスの流れ
を遮断する。そして、前述の弁閉計時部８によって計時
された時間に基づいて、遮断弁４が弁閉状態となってか
らの継続時間が所定の時間に達したとき、および弁閉状
態となってから所定の周期が経過する毎に、バルブ駆動
部６を動作させて、バルブ３を流入口２に付設されてい
る弁座９に近付ける方向に所定の距離だけ動かして、遮
断弁４の増し閉めを行う。

【００３３】このときの遮断弁４の増し閉め量（換言す
れば、増し閉めの際に遮断弁４を動かす距離）として
は、流入口２または流出口とバルブ３との間に生じるこ
とが統計的または実験則的に確認されている間隙の大き
さに対応して、あらかじめ定めておくようにすることな
どが可能である。

【００３４】あるいは、遮断弁４の増し閉めの際にサー
ボモータの消費電流（または消費電力）が所定のしきい
値以上になると、それ以上はバルブ３を流入口２に近付
ける方向には動かさないようにしてもよい。サーボモー
タに用いられている直流モータの出力特性は一般に、負
荷トルクが大きくなるに連れて消費電流が大きくなるの
で、サーボモータでバルブ３を動かして行ったときに、
流入口２に設けられている弁座９に対するバルブ３の押
圧力が十分な大きさになると、サーボモータの消費電流
が所定のしきい値以上になって、必要十分な押圧力が得
られていることを検知することができるからである。こ
のようにすれば、遮断弁４の増し閉めの際に必要十分な
押圧力を得ることが可能となり、かつこのときサーボモ
ータで消費される電流は所定のしきい値以上には大きく
ならないので、低消費電力化を達成することができる。
これら二重の意味で、サーボモータの消費電流による増
し閉め量の制御には利点がある。

【００３５】次に、このガスメータの主要な動作を、遮
断弁４の増し閉め機能を中心として説明する。

【００３６】図２は、本実施の形態のガスメータにおけ
る遮断弁の増し閉め機能を中心とした主要な動作の流れ
を表したものである。まず、手動操作による入力または
微少漏洩検知などによって、遮断弁４を弁閉状態にする
命令が遮断弁制御部７に入力されると（Ｓ１のＹ）、遮
断弁制御部７は、遮断弁４を弁閉状態にする（Ｓ２）。
それと共に、弁閉計時部８が、弁閉状態の継続時間
（ｔ）の計時を開始する（Ｓ３）。

【００３７】そして弁閉計時部８によって計時された弁
閉状態の開始からの継続時間（ｔ）が、例えば１時間周
期のようにあらかじめ定められた周期（Ｔs）の自然数
倍（Ｔs×Ｎ）になると（Ｓ４のＹ）、遮断弁制御部７
がバルブ駆動部６を制御して遮断弁４を動かして、所定
の増し閉め動作を実行する（Ｓ５）。また、継続時間
（ｔ）が、例えば１週間（Ｗ）のような所定の時期（タ
イミング）に達すると（Ｓ６のＹ）、周期（Ｔs）の場
合と同様に、遮断弁制御部７がバルブ駆動部６を制御し
て遮断弁４を動かして、所定の増し閉め動作を実行する
（Ｓ５）。

【００３８】このとき実行される増し閉め動作は、さら
に詳細には、例えば図３に示したような流れとなる。ま
ず、遮断弁制御部７が、弁座９や支持ロッド５の温度収
縮や密閉材１０の劣化などに起因して生じることが推定
される間隙の大きさに対応してあらかじめ定められてい
る増し閉め量（δｘ）だけ遮断弁４の位置（ｘ）を動か
すための駆動電圧パルスをバルブ駆動部６に送出する
（Ｓ３１）。すると、バルブ駆動部６では、送出されて
来た（遮断弁制御部７から与えられた）駆動電圧パルス
によって、サーボモータが動作開始して（Ｓ３２）、バ
ルブ３の位置（ｘ）を所定の増し閉め量（δｘ）だけ弁
座９（流入口２）の方向へと移動させる（Ｓ３３の
Ｙ）。このときの移動の途中、換言すればバルブ３の位
置移動量（Δｘ）が（δｘ）に達するまでの間（Ｓ３３
のＮ）、遮断弁制御部７はバルブ駆動部６のサーボモー
タの消費電流（ｉ）をモニタリングし（Ｓ３４）、消費
電流（ｉ）が所定のしきい値（ｉth）以上になると（Ｓ
３４のＹ）、バルブ３の流入口２に近付ける方向への移
動を停止（中止）する（Ｓ３５）。しかし消費電流
（ｉ）が所定のしきい値（ｉth）未満である間は（Ｓ３
４のＮ）、バルブ３の位置（ｘ）の移動を継続する（Ｓ
３４のＮ〜Ｓ３３）。なお、所定の周期（Ｔs×Ｎ）が
巡って来るまでの間および所定の時期（Ｗ）に至までの
間は（Ｓ４のＮおよびＳ６のＮ）、バルブ駆動部６には
遮断弁４の位置を動かすための駆動用電流が供給される
ことはなく、従ってその間、遮断弁４の流入口２に対す
る位置は、バルブ駆動部６のサーボモータの位置保持力
によって機械的に保持される。

【００３９】そして遮断弁による遮断が解除されると
（Ｓ７のＹ）、遮断弁制御部７はバルブ駆動部６を動作
させて、遮断弁を弁閉状態から弁開状態にする（Ｓ
８）。

【００４０】このように、上記の実施の形態のガスメー
タでは、遮断弁制御部７がバルブ駆動部６を動作させて
遮断弁４を増し閉めする制御を、所定の周期や所定のタ
イミングで行うことにより、例えばバルブ３に設けられ
たゴム製の密閉材１０の経年変化による縮み変形や歪み
変形あるいは温度変化による支持ロッド５の温度収縮な
どに起因して流入口２の弁座９とバルブ３の密閉材１０
との間に図４（Ａ）に示したような間隙が生じても、そ
の間隙を図４（Ｂ）に示したように増し閉めして、完全
な密閉状態を保つことができる。

【００４１】なお、上記の実施の形態では、ガスメータ
の内部に、あらかじめ遮断弁制御部７および弁閉計時部
８が内蔵されている場合について詳述したが、遮断弁制
御部７および弁閉計時部８は、ガスメータとは別体で、
上記のような遮断弁４およびバルブ駆動部６を備えたガ
スメータに対して後付け可能であるような独立した遮断
弁制御装置としてもよい。

【００４２】また、上記の実施の形態では、流入口２側
に遮断弁４が設けられているガスメータの場合について
説明したが、これのみには限定されず、ガスが下流側へ
と流出して行く流出口１１に遮断弁４が設けられている
場合についても本発明は適用可能であることは言うまで
もない。

【００４３】また、上記の実施の形態では、典型的な流
量計測装置の一つであるガスメータに本発明に係る遮断
弁の増し閉めの技術を適用した場合について説明した
が、本発明の適用が可能な流量計測装置としては、この
ようなガスメータのみには限定されないことは言うまで
もない。この他にも、例えば水道メータや、液体燃料の
流量を計測する燃料流量メータなど、ガス以外の流体の
流量計測に用いられる種々の流量計測装置にも本発明は
適用可能である。

【００４４】また、増し閉めの際のサーボモータの消費
電流に基づく位置制御については省略して、所定の増し
閉め量のバルブ位置制御のみを行うようにしてもよいこ
とは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし５
のいずれかに記載の流量計測装置または請求項６ないし
１０のいずれかに記載のガスメータまたは請求項１１な
いし１５のいずれかに記載の遮断弁制御装置によれば、
弁閉計時手段によって計時された時間に基づいて、前記
遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間が所定の時間
に達したとき、または前記弁閉状態となってから所定の
周期が経過する毎に、前記弁体駆動手段を動作させて前
記弁体を前記流出口に近付ける方向に動かして増し閉め
するようにしたので、弁体または弁座に設けられたゴム
製などの密閉材が経年変化等によって縮み変形したり歪
み変形することや、温度変化によって弁体を機械的に支
えている機構部品などが温度収縮することなどに起因し
て、流入口または流出口と弁体との間に間隙が生じて
も、その間隙を完全な密閉状態にすることが可能とな
り、その結果、常に弁閉状態での密閉性を保つことがで
きる。

【００４６】また、請求項５記載の流量計測装置または
請求項１０記載のガスメータまたは請求項１５記載の遮
断弁制御装置によれば、弁体の増し閉めの際に、サーボ
モータの消費電流または消費電力が所定のしきい値以上
になると、それ以上は弁体を流出口または流入口に近付
ける方向には動かさないようにしたので、サーボモータ
で弁体を動かして行ったときに、流出口または流入口
（に設けられている弁座など）に対する弁体の押圧力が
十分な大きさになると、サーボモータの消費電流が所定
のしきい値以上になって、必要十分な押圧力が得られて
いることを検知することができ、弁体の増し閉めの際に
必要十分な押圧力を得ることが可能となり、延いてはサ
ーボモータの消費電流を所定のしきい値電流量以上には
大きくしなくとも必要十分な密閉性を保つことが可能と
なり、遮断弁の増し閉めの際のさらなる低消費電力化を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るガスメータの概要
構成を表した図である。

【図２】図１の形態のガスメータにおける遮断弁の増し
閉め機能を中心とした主要な動作の流れを表した図であ
る。

【図３】図２の形態のガスメータにおける増し閉め動作
のさらに詳細な流れを表した図である。

【図４】流入口の弁座とバルブの密閉材との間に間隙が
生じた状態を表した図（Ａ）、および遮断弁を増し閉め
することによって弁座と密閉材との間隙の密閉性を取り
戻した状態を表した図（Ｂ）である。

【符号の説明】

１…流量計測部、２…流入口、３…バルブ、４…遮断
弁、５…支持ロッド、６…バルブ駆動部、７…遮断弁制
御部、８…弁閉計時部、９…弁座、１０…密閉材、１１
…流出口

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の流量を計測する流量計測手段と、
   前記流体が上流側から流入して来る流入口を密閉用の弁
   体で塞いで前記流体の流れを遮断する遮断弁と、前記弁
   体を動かしてその弁体の前記流入口に対する距離または
   押圧力をサーボモータによって変化させる弁体駆動手段
   と、前記弁体駆動手段による前記弁体の動作を制御する
   遮断弁制御手段とを有する流量計測装置において、 前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間を計時す
   る弁閉計時手段をさらに備え、 前記遮断弁制御手段が、前記弁閉計時手段によって計時
   された時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となって
   からの継続時間が所定の時間に達したとき、または前記
   弁閉状態となってから所定の周期が経過する毎に、前記
   弁体駆動手段を動作させて前記弁体を前記流入口に近付
   ける方向に動かして増し閉めする制御を行うことを特徴
   とする流量計測装置。
2. 【請求項２】 流体の流量を計測する流量計測手段と、
   前記流体が下流側へと流出して行く流出口を密閉用の弁
   体で塞いで前記流体の流れを遮断する遮断弁と、前記弁
   体を動かしてその弁体の前記流出口に対する距離または
   押圧力をサーボモータによって変化させる弁体駆動手段
   と、前記弁体駆動手段による前記弁体の動作を制御する
   遮断弁制御手段とを有する流量計測装置において、 前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間を計時す
   る弁閉計時手段をさらに備え、 前記遮断弁制御手段が、前記弁閉計時手段によって計時
   された時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となって
   からの継続時間が所定の時間に達したとき、または前記
   弁閉状態となってから所定の周期が経過する毎に、前記
   弁体駆動手段を動作させて前記弁体を前記流出口に近付
   ける方向に動かして増し閉めする制御を行うことを特徴
   とする流量計測装置。
3. 【請求項３】 前記遮断弁の弁閉状態が解除されると、
   前記遮断弁制御手段が前記遮断弁を増し閉めする制御を
   解除し、前記弁閉計時手段が前記弁閉状態となってから
   の継続時間の計時動作を停止すると共にそれまでに計時
   した時間のデータをゼロ・リセットして次回の計時開始
   の待ち状態に入ることを特徴とする請求項１または２記
   載の流量計測装置。
4. 【請求項４】 前記遮断弁制御手段によって制御される
   弁体の増し閉め量が、前記継続時間が所定の時間に達し
   たときまたは前記弁閉状態となってから所定の周期が経
   過する毎に前記流入口と前記弁体との間に生じることが
   統計的または実験則的に確認されている間隙の大きさに
   対応してあらかじめ定められていることを特徴とする請
   求項１または２記載の流量計測装置。
5. 【請求項５】 前記遮断弁制御手段が、前記弁体の増し
   閉めの際に、前記サーボモータの消費電流または消費電
   力が所定のしきい値以上になると、それ以上に前記弁体
   を前記流出口に近付ける方向には動かさないようにする
   ことを特徴とする請求項１または２記載の流量計測装
   置。
6. 【請求項６】 ガスの流量を計測する流量計測手段と、
   前記ガスが上流側から流入して来る流入口を密閉用の弁
   体で塞いで前記ガスの流れを遮断する遮断弁と、前記弁
   体を動かしてその弁体の前記流入口に対する距離または
   押圧力をサーボモータによって変化させる弁体駆動手段
   と、前記弁体駆動手段による前記弁体の動作を制御する
   遮断弁制御手段とを有するガスメータにおいて、 前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間を計時す
   る弁閉計時手段をさらに備え、 前記遮断弁制御手段が、前記弁閉計時手段によって計時
   された時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となって
   からの継続時間が所定の時間に達したとき、または前記
   弁閉状態となってから所定の周期が経過する毎に、前記
   弁体駆動手段を動作させて前記弁体を前記流入口に近付
   ける方向に動かして増し閉めする制御を行うことを特徴
   とするガスメータ。
7. 【請求項７】 ガスの流量を計測する流量計測手段と、
   前記ガスが下流側へと流出して行く流出口を密閉用の弁
   体で塞いで前記ガスの流れを遮断する遮断弁と、前記弁
   体を動かしてその弁体の前記流出口に対する距離または
   押圧力をサーボモータによって変化させる弁体駆動手段
   と、前記弁体駆動手段による前記弁体の動作を制御する
   遮断弁制御手段とを有するガスメータにおいて、 前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間を計時す
   る弁閉計時手段をさらに備え、 前記遮断弁制御手段が、前記弁閉計時手段によって計時
   された時間に基づいて、前記遮断弁が弁閉状態となって
   からの継続時間が所定の時間に達したとき、または前記
   弁閉状態となってから所定の周期が経過する毎に、前記
   弁体駆動手段を動作させて前記弁体を前記流出口に近付
   ける方向に動かして増し閉めする制御を行うことを特徴
   とするガスメータ。
8. 【請求項８】 前記遮断弁の弁閉状態が解除されると、
   前記遮断弁制御手段が前記遮断弁を増し閉めする制御を
   解除し、前記弁閉計時手段が前記弁閉状態となってから
   の継続時間の計時動作を停止すると共にそれまでに計時
   した時間のデータをゼロ・リセットして次回の計時開始
   の待ち状態に入ることを特徴とする請求項６または７記
   載のガスメータ。
9. 【請求項９】 前記遮断弁制御手段によって制御される
   弁体の増し閉め量が、前記継続時間が所定の時間に達し
   たときまたは前記弁閉状態となってから所定の周期が経
   過する毎に前記流入口と前記弁体との間に生じることが
   統計的または実験則的に確認されている間隙の大きさに
   対応してあらかじめ定められていることを特徴とする請
   求項６または７記載のガスメータ。
10. 【請求項１０】 前記遮断弁制御手段が、前記弁体の増
    し閉めの際に、前記サーボモータの消費電流または消費
    電力が所定のしきい値以上になると、それ以上に前記弁
    体を前記流出口に近付ける方向には動かさないようにす
    ることを特徴とする請求項６または７記載のガスメー
    タ。
11. 【請求項１１】 流体の流量を計測する流量計測手段
    と、前記流体が上流側から流入して来る流入口を密閉用
    の弁体で塞いで前記流体の流れを遮断する遮断弁と、前
    記弁体を動かして該弁体の前記流入口に対する距離また
    は押圧力をサーボモータによって変化させる弁体駆動手
    段とを有する流量計測装置に用いられて前記弁体駆動手
    段による前記弁体の動作を制御する遮断弁制御装置であ
    って、 前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間を計時す
    る弁閉計時手段を備えると共に、 前記弁閉計時手段によって計時された時間に基づいて、
    前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間が所定の
    時間に達したとき、または前記弁閉状態となってから所
    定の周期が経過する毎に、前記弁体駆動手段を動作させ
    て前記弁体を前記流入口に近付ける方向に動かして増し
    閉めする制御を行うことを特徴とする遮断弁制御装置。
12. 【請求項１２】 流体の流量を計測する流量計測手段
    と、前記流体が下流側へと流出して行く流出口を密閉用
    の弁体で塞いで前記流体の流れを遮断する遮断弁と、前
    記弁体を動かして該弁体の前記流出口に対する距離また
    は押圧力をサーボモータによって変化させる弁体駆動手
    段とを有する流量計測装置に用いられて前記弁体駆動手
    段による前記弁体の動作を制御する遮断弁制御装置であ
    って、 前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間を計時す
    る弁閉計時手段を備えると共に、 前記弁閉計時手段によって計時された時間に基づいて、
    前記遮断弁が弁閉状態となってからの継続時間が所定の
    時間に達したとき、または前記弁閉状態となってから所
    定の周期が経過する毎に、前記弁体駆動手段を動作させ
    て前記弁体を前記流出口に近付ける方向に動かして増し
    閉めする制御を行うことを特徴とする遮断弁制御装置。
13. 【請求項１３】 前記遮断弁の弁閉状態が解除される
    と、前記遮断弁を増し閉めする制御を解除し、前記弁閉
    計時手段が前記弁閉状態となってからの継続時間の計時
    動作を停止すると共にそれまでに計時した時間のデータ
    をゼロ・リセットして次回の計時開始の待ち状態に入る
    ことを特徴とする請求項１１または１２記載の遮断弁制
    御装置。
14. 【請求項１４】 前記弁体の増し閉め量が、前記継続時
    間が所定の時間に達したときまたは前記弁閉状態となっ
    てから所定の周期が経過する毎に前記流入口と前記弁体
    との間に生じることが統計的または実験則的に確認され
    ている間隙の大きさに対応してあらかじめ定められてい
    ることを特徴とする請求項１１または１２記載の遮断弁
    制御装置。
15. 【請求項１５】 前記弁体の増し閉めの際に、前記サー
    ボモータの消費電流または消費電力が所定のしきい値以
    上になると、それ以上に前記弁体を前記流出口に近付け
    る方向には動かさないようにすることを特徴とする請求
    項１１または１２記載の遮断弁制御装置。