JP2009258052A - 膜式流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体に周設されたマグネットの振動等に起因する流量の誤積算を防止できる膜式流量計を提供する。
【解決手段】膜式流量計は、流体の供給及び排出によって往復運動する計量膜と、複数のマグネット６ａ〜６ｄが周設されたマグネットディスク６と、計量膜の往復運動をマグネットディスク６の回転運動に変換するリンク機構とを備え、マグネットディスク６が回転したときに複数のマグネット６ａ〜６ｄが発生する磁界を検出することにより流体の流量を計測する。膜式流量計は、マグネットディスク６の振動を抑制するための振動抑制手段７を備え、この振動抑制手段７は、コイルスプリングなどの弾性部材で構成され、弾性部材によりマグネットディスク６の上面を押圧する。
【選択図】図４

Description

本発明は、膜式流量計、より詳細には、計量膜（ダイヤフラム）を用いて流体の流量を計測する膜式流量計に関する。

現在ガスメータなどに一般に使用されている膜式流量計において、装置内部を流れる流体の流れによって計量膜（ダイヤフラム）を往復動作させ、この往復動作をリンク機構によって回転運動へと変えている。メカ式カウンタを回転させて積算流量を表示させる場合は、この回転運動を数字車へ伝達し、カウンタを回転させている。一方、電気的に流量を積算する場合は、リンク機構によって得られた回転によって磁石を回転させ、リードスイッチなどによって回転する磁石の磁気の変化を検出することで電気的な積算を行っている。

図７は、従来のガスメータの回転軸近傍を上面から見た図である。図中、１００は回転軸、１０１はマグネットディスク、１０１ａ〜１０１ｄはマグネット、１０２は磁気検出範囲、１０３は磁気検出手段を示す。回転軸１００には、回転軸１００を中心としてマグネット１０１ａ〜１０１ｄを４個周設するためのマグネットディスク１０１が一体で設けられている。図示しないリンク機構により変換された回転軸１００の回転運動に伴い、マグネットディスク１０１が矢印の方向に回転され、マグネットディスク１０１が発生する磁界が磁気検出範囲１０２に入ったときに、リードスイッチなどの磁気検出手段１０３がこれを検出する。

上記のような方法により、電気的にリンク機構の動きを検出する場合、リンク機構によるマグネットディスク１０１の回転運動が無くても、機器の外部もしくは内部で発生する振動等により、磁気検出範囲１０２の境界付近でマグネットの動きが図８に示すように逆転したり、図９に示すように振動したりすることがある。このような場合、磁気検出手段１０３がマグネットの動きを誤って検出してしまい、積算してはいけない場合に積算してしまうという誤積算の問題がある。

このような誤積算をしてしまった場合、ガスの使用者は、使用していないガスの料金をガス提供業者から請求されることになり、不利益を被ることになる。また、ガス提供業者にとっても、誤ったガス料金を請求することにより、ガスの使用者に不利益を与えてしまい、信頼を損なうことになる。

上記の誤積算の問題に対して、特許文献１には、ガスメータ内をガスが逆流したときに、磁石が載った回転体を回転させないための機構を備えることで、ガスメータの電子式カウンタが誤ってカウントアップすることを防止したガスメータが記載されている。このガスメータは磁石の載った回転体を備え、この回転体が、クランク軸と同心の軸に、クランク軸とは実質的に縁が切れた状態で回転自在に軸支される。クランク軸と回転体にはそれぞれに回転軸周りの一方向に突き出た突片を備え、クランク軸が回転すると、突片同士が接触し、回転体はクランク軸と共に連れ回りする。このため、ガスの逆流によりクランク軸が逆方向に回転した場合でも、略一回転以上回転しない限り、回転体は回転せずに静止したままとなり、ガスの逆流によってカウントアップすることを防止できる。
特開２００１−３４９７６２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のガスメータの場合、ガスの逆流によりクランク軸が逆方向に回転する際に誤積算を防止することができるが、マグネットの振動自体を抑制できるようにはなっていないため、マグネットの振動に起因する誤積算を防止することはできない。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、回転体に周設されたマグネットの振動等に起因する流量の誤積算を防止できる膜式流量計を提供すること、を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、流体の供給及び排出によって往復運動する計量膜と、複数の磁石が周設された回転体と、前記計量膜の往復運動を前記回転体の回転運動に変換するリンク機構とを備え、前記回転体が回転したときに前記複数の磁石が発生する磁界を検出することにより前記流体の流量を計測する膜式流量計であって、前記回転体の振動を抑制するための振動抑制手段を備えたことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記回転体は、前記複数の磁石が周設された円板と、該円板と一体的に設けられた回転軸とを備え、前記振動抑制手段は、弾性部材で構成され、該弾性部材により前記円板の上面を押圧することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記回転体は、前記複数の磁石が周設された円板と、該円板と一体的に設けられた回転軸とを備え、前記振動抑制手段は、一対の弾性部材で構成され、該一対の弾性部材により前記回転軸の側面を挟み込んで押圧することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第２の技術手段において、前記弾性部材は、コイルスプリングで構成されていることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第２又は第３の技術手段において、前記弾性部材は、板バネで構成されていることを特徴としたものである。

本発明によれば、マグネットが周設された回転体を弾性部材で押圧することにより、マグネットの振動等を抑制し、この振動等に起因する流量の誤積算を防止することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の膜式流量計に係る好適な実施の形態について説明する。なお、膜式流量計の代表例としてガスメータを例示して説明するが、膜式の容積流量計に適用することも可能である。

図１は、ガスメータ内部のガスの流れと機構動作の一例を説明するための図である。ガスメータは、カウンタ１、回転軸２、リンク機構３、計量膜４、及び計量室５を備えている。流入口からのガスは回転軸２と共に回転する回転弁の開口部を通過して計量室５に流入する。計量室５は２枚の計量膜４で仕切られた４個の部屋で構成されている。回転軸２と共に回転する回転弁の開口部の位置で決まるいずれかの計量室５に流入したガスは、その圧力で計量膜４を並進運動（往復運動）させ、この往復運動をリンク機構３を用いて回転軸２の回転運動に変換し、回転軸２を回転させる。その回転運動をカウンタ１に伝達し、カウンタ１は積算流量を表示する。

図２は、本発明に係るガスメータの回転軸及びリンク機構近傍を上面から見た図である。図中、７は振動抑制手段を示す。回転軸２には、回転軸２を中心としてマグネット６ａ〜６ｄを４個周設するためのマグネットディスク６が一体で設けられている。本発明の回転体は回転軸２とマグネットディスク６とにより構成される。図１において説明したように、計量室５に流入したガスはその圧力で計量膜４を往復運動させ、この往復運動はリンク機構３により回転軸２の回転運動に変換される。回転軸２の回転運動に伴い、マグネットディスク６が回転され、マグネットディスク６が発生する磁界が後述の図３に示す磁気検出部により検出される。

図２において、マグネットディスク６は、振動抑制手段７により下向きに押圧されている。この振動抑制手段７は、例えば、コイルスプリングや板バネなどの弾性部材で構成され、これにより、外部あるいは機器内部からの振動に対して、マグネットディスク６が振動することを防止することができる。マグネットディスク６の振動を防止することで、リードスイッチなどの磁気検出部が流量を誤積算することがなくなり、正確な積算値を出力することができる。振動抑制手段７の具体的な実施形態については後述の図４〜図６において説明する。

図３は、本発明のガスメータにおける積算回路の構成例を示すブロック図である。積算回路は、マグネット６ａ〜６ｄが周設されたマグネットディスク６と、マグネットディスク６が発生する磁界を検出する磁気検出部８と、磁気検出部８に定期的に電力を供給し、磁気検出部８からの信号に基づいてガス流量を計測する制御部（ＣＰＵ）９とで構成される。なお、磁気検出部８は、２つの磁気検出部８ａ，８ｂで構成される。

図３において、ガスメータにガスが流入すると、マグネットディスク６が回転し、磁気検出部８に対して磁界が変化する。制御部９は２つの磁気検出部８ａ，８ｂに定期的に電力が供給されるように制御し、磁気検出部８ａ，８ｂは電力が供給されたときに磁界の状態を信号として制御部９に出力する。制御部９は磁気検出部８ａ，８ｂからの信号を入力し、ガスの流量、流速を計測する。

図４は、本発明のガスメータが備える振動抑制手段の構成例を示す図である。図４（Ａ）は振動抑制手段の周辺部分を横から見た図であり、図４（Ｂ）は振動抑制手段の周辺部分を斜め上から見た図である。本例の振動抑制手段７は、回転軸２に取り付けられた押さえ板７ａと、押さえ板７ａとマグネットディスク６との間に配置されたコイルスプリング７ｂとで構成される。コイルスプリング７ｂは、押さえ板７ａによりマグネットディスク６の上面を押圧する。このように、マグネット６ａ〜６ｄが固定されているマグネットディスク６をコイルスプリング７ｂによって押さえつけることで、マグネットディスク６の振動を防止することができる。

図５は、本発明のガスメータが備える振動抑制手段の他の構成例を示す図である。図５（Ａ）は振動抑制手段の周辺部分を横から見た図であり、図５（Ｂ）は振動抑制手段の周辺部分を斜め上から見た図である。図中、１０は振動抑制手段で、該振動抑制手段１０は、回転軸２に取り付けられた押さえ板１０ａと、押さえ板１０ａとマグネットディスク６との間に配置された板バネ１０ｂとで構成される。板バネ１０ｂは、押さえ板１０ａによりマグネットディスク６の上面を押圧する。このように、マグネット６ａ〜６ｄが固定されているマグネットディスク６を板バネ１０ｂによって押さえつけることで、マグネットディスク６の振動を防止することができる。

なお、図４及び図５において、押さえ板は、コイルスプリングや板バネをマグネットディスクの上面に対して押圧することができればよく、その形状については特に問わない。

図６は、本発明のガスメータが備える振動抑制手段の他の構成例を示す図である。図６（Ａ）は振動抑制手段の周辺部分を上から見た図であり、図６（Ｂ）は振動抑制手段の周辺部分を斜め上から見た図である。図中、１１は振動抑制手段で、該振動抑制手段１１は、マグネットディスク６の上面に設けられた固定部１１ａと、固定部１１ａにより固定され回転軸２を挟んで配置された一対の板バネ１１ｂとで構成される。一対の板バネ１１ｂは、一端が固定部１１ａにより固定され、他端が回転軸２の側面を押圧するように配置される。このように、マグネット６ａ〜６ｄが固定されているマグネットディスク６の回転軸２の側面を板バネ１１ｂによって挟みつけることで、マグネットディスク６の振動を防止することができる。

このように、マグネット６ａ〜６ｄが固定されているマグネットディスク６をコイルスプリングや板バネ等の弾性部材によって押さえつけることで、機器の外部もしくは内部からの振動に応じて、マグネット（マグネットディスク）が振動することを防止できるため、リードスイッチなどの磁気検出部が流量を誤積算することを防止し、正しい積算値を計上することができる。

図４〜図６に示したように、コイルスプリングや板バネ等の弾性部材の押圧力を強く設定することで、マグネットディスクの振動防止の効果を大きく見込めるが、マグネットディスクを必要以上に強く押さえつけることは、膜式流量計の計量精度に影響が出るため、マグネットディスクの振動を防止する上で最低限必要な押圧力に設定することが望ましい。
この弾性部材の設計においては、振動を防止したい部品（ここではマグネットが固定されたマグネットディスク）の部品重量等を考慮して適切な設計値を設定することが望ましい。

ガスメータ内部のガスの流れと機構動作の一例を説明するための図である。 本発明に係るガスメータの回転軸及びリンク機構近傍を上面から見た図である。 本発明のガスメータにおける積算回路の構成例を示すブロック図である。 本発明のガスメータが備える振動抑制手段の構成例を示す図である。 本発明のガスメータが備える振動抑制手段の他の構成例を示す図である。 本発明のガスメータが備える振動抑制手段の他の構成例を示す図である。 従来のガスメータの回転軸近傍を上面から見た図である。 従来のガスメータの回転軸近傍を上面から見た図である。 従来のガスメータの回転軸近傍を上面から見た図である。

符号の説明

１…カウンタ、２…回転軸、３…リンク機構、４…計量膜、５…計量室、６…マグネットディスク、６ａ〜６ｄ…マグネット、７，１０，１１…振動抑制手段、７ａ，１０ａ…押さえ板、７ｂ…コイルマグネット、１０ｂ，１１ｂ…板バネ、１１ａ…固定部、８…磁気検出部、９…制御部。

Claims (5)

1. 流体の供給及び排出によって往復運動する計量膜と、複数の磁石が周設された回転体と、前記計量膜の往復運動を前記回転体の回転運動に変換するリンク機構とを備え、前記回転体が回転したときに前記複数の磁石が発生する磁界を検出することにより前記流体の流量を計測する膜式流量計であって、
   前記回転体の振動を抑制するための振動抑制手段を備えたことを特徴とする膜式流量計。
2. 前記回転体は、前記複数の磁石が周設された円板と、該円板と一体的に設けられた回転軸とを備え、
   前記振動抑制手段は、弾性部材で構成され、該弾性部材により前記円板の上面を押圧することを特徴とする請求項１に記載の膜式流量計。
3. 前記回転体は、前記複数の磁石が周設された円板と、該円板と一体的に設けられた回転軸とを備え、
   前記振動抑制手段は、一対の弾性部材で構成され、該一対の弾性部材により前記回転軸の側面を挟み込んで押圧することを特徴とする請求項１に記載の膜式流量計。
4. 前記弾性部材は、コイルスプリングで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の膜式流量計。
5. 前記弾性部材は、板バネで構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の膜式流量計。

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