JP2018155616A - 水道メータ - Google Patents

Abstract

【課題】 凍結等に伴うケース本体内での圧力増加を分散させることによって、ケース本体やこのケース本体内に収容されている流量計測部等の損傷を未然に防止することのできる水道メータを提供することである。【解決手段】 ケース本体２１と、ケース本体２１の両側に設けられる入口管２２及び出口管２３と、ケース本体２１に内蔵される流量計測部と、ケース本体２１内において前記入口管２２と出口管２３との間に設けられる通水路１４とを備えた水道メータ１１において、前記通水路１４内に少なくとも一部が変形可能な壁面３３と、この壁面３３によって前記入口管２２及び出口管２３と仕切られた閉空間部３４とが設けられ、前記壁面３３の少なくとも一部が前記通水路１４内の圧力増加に伴って変形することで、増加した圧力を前記閉空間部３４に分散させる。【選択図】 図３

Description

本発明は、水道管に取り付けられる水道メータに関するものである。

現在、一般に使用されている水道メータは、流量計測部を内蔵したケース本体と、このケース本体からそれぞれ対向する方向に延び、水道管に連結される入口管及び出口管とを有する下ケースをベースにして構成されている。前記流量計測部は、円筒形状のインナーケースに収容され、入口管から出口管に向かう水流によって回転する羽根車を有する流量検知部と、この流量検知部の上方に配置され、前記羽根車の回転数を計測表示する流量表示部とによって構成されている（特許文献１，２）。

水道メータは、長期に亘って地中に埋設されるため、特に下ケースは水道管と同じように強度が高く、さびに強い真鍮などの鋳造体によって形成されるのが一般的である。また、水道の使用量の検針や保守等の作業がし易いように地表面に近い場所に埋設されることから、凍結による影響を受けないように、強度の高い金属材料を用いた下ケースが採用されている。

特許文献１には、鋳造体からなる下ケースの一部に開口部を設け、この開口部に下ケースよりも機械的強度が弱く、下ケース内に滞留した水道水が凍結した際、その凍結による圧力増加によって破損可能なキャップを装着した水道メータが開示されている。また、特許文献２には、外部からメータ内に浸入した雨水等が凍結した際、メータに損傷が生じないように受圧板とメータの指示ユニットとの間に環状の凍結防止壁を設けている。これによって、内側に溜まる水が外側よりも低く、上方に空間を確保することで凍結を防止する効果を有したものとなっている。

実開平３−１６０２４号公報 特開２０１６−９９２９７号公報

上記従来の水道メータは、強度の高い鋳造体で形成されたケース本体、入口管及び出口管からなる下ケースを使用しているため、下ケース内で凍結等による圧力増加が生じた場合であっても損傷等に至ることは稀である。しかしながら、全ての水道メータの下ケースを金属製の鋳造体で形成するとなると、製造コストが増加するといった問題があった。

一方欧州では、比較的安価で強度の高い樹脂製の下ケースを採用した水道メータも使用されているが、日本国内では、凍結等による損傷が懸念されるため、樹脂製の下ケースを採用した水道メータの普及が進んでいない。

また、金属製の下ケースを採用している水道メータであっても、下ケース自体には大きな損傷が生じないものの、凍結した際には、流量計測部に支障を及ぼす場合があり、特に、流量表示部に浸水すると計測不能となる場合がある。

そこで、本発明の目的は、凍結等に伴うケース本体内での圧力増加を分散させることによって、ケース本体やこのケース本体内に収容されている流量計測部等の損傷を未然に防止することのできる水道メータを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の水道メータは、ケース本体と、ケース本体の両側に設けられる入口管及び出口管と、ケース本体に内蔵される流量計測部と、ケース本体内において前記入口管と出口管との間に設けられる通水路と、を備えた水道メータにおいて、前記通水路内に少なくとも一部が変形可能な壁面と、この壁面によって前記入口管及び出口管と仕切られた閉空間部とが設けられ、前記壁面の少なくとも一部が前記通水路内の圧力増加に伴って変形することで、増加した圧力を前記閉空間部に分散する。

本発明に係る水道メータによれば、通水路内に変形可能な壁面を介して閉空間部が形成されているので、通水路内の水が凍結した際、その圧力増加に応じて前記壁面が変形し、増加した圧力をケース本体内で分散させることができる。これによって、ケース本体、入口管及び出口管からなる下ケースが樹脂で形成されたものであっても大きな損傷を受けることがないので、前記壁面を交換すれば、下ケース自体の交換は不要となり、繰り返し使用することができる。また、前記下ケースが金属で形成されたものであっても、内部的な損傷を防止し、さらなる長期使用が可能となる。

また、前記壁面を通水路内の一部に設けるだけで済むので、既存の下ケースにも前記壁面の設置が可能な構成とすることで、外観的に大きな加工を要することなく、本発明の効果を得ることができる。このため、凍結対策を低コストで行うことができる。

さらに、前記壁面に変形を検知する検知手段を設けることによって、凍結によって破損等した際の情報が記録され、その情報をリアルタイムで確認することが可能となるので、メンテナンス等を迅速且つ的確に行うことができる。

本発明の第１の凍結対策を備えた水道メータの分解斜視図である。 上記水道メータの透過斜視図である。 上記水道メータの断面図である。 第１の凍結対策を構成する壁面の破断前（ａ）及び破断後（ｂ）の拡大断面図である。 第１の凍結対策を備えた水道メータの通常使用時の断面図である。 上記第１の凍結対策を備えた水道メータの凍結時の断面図である。 第２の凍結対策を備えた水道メータの通常使用時の断面図である。 上記第２の凍結対策を備えた水道メータの凍結時の断面図である。 検知手段を備えた壁面の破断前（ａ）及び破断後（ｂ）の拡大断面図である。

以下、本発明に係る水道メータの実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１乃至図３に示すように、本発明の水道メータ１１は、通水路１４が形成される下ケース１２と、この下ケース１２に収容される流量計測部１３とを備えている。前記下ケース１２は、流量計測部１３が収容される上部が開口した円筒状の内部スペースを有するケース本体２１と、このケース本体２１の対向する側面から外側にそれぞれ延び、流量計測部１３に連通する入口管２２及び出口管２３とを備えている。前記入口管２２及び出口管２３は、図示しない水道管に連結される。このような構成からなる下ケース１２は、ナイロンやポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等からなる成形品あるいは鉛レス銅合金等からなる鋳造体によって形成されている。前記通水路１４は、入口管２２から流量計測部１３を経て出口管２３に連通している。

前記流量計測部１３は、ケース本体２１の通水路１４を流れる水の流量に応じて回転する羽根車１７を有する流量検知部１８と、前記羽根車１７の回転数を計測及び表示する流量表示部１９とを備えている。

前記ケース本体２１は、前記入口管２２及びで出口管２３よりも下方側と上方側に突出した底面２１ａ及び開口部２０を有しており、前記底面２１ａ側には、所定の下部スペース３１が設けられる。この下部スペース３１には、後述する壁面３３を介した閉空間部３４が設けられる。また、前記開口部２０には、受圧板３５を介して流量表示部１９が配置される。

前記ケース本体２１には、羽根車１７が回転可能に収容される円筒形状のインナーケース２４が配置される。このインナーケース２４は、羽根車１７を軸支持するシャフト１７ａが設けられる円形状の底面と、羽根車１７に向けて水を通過させる複数の開口窓（図示せず）が形成された筒状の側面とを有している。

前記インナーケース２４の上方には、受圧板３５と、この受圧板３５を押える押えリング２６が配置されている。前記受圧板３５は、ケース本体２１の開口部２０の内周面との間にＯリング２５を介して密接され、これによって流量表示部１９内への浸水を防止している。

前記流量表示部１９は、受圧板３５の上方に配置されるアナログ式あるいはデジタル式の流量計（図示せず）と、この流量計の上面を覆う透明なガラス窓２７とを備えている。通常、前記ガラス窓２７は蓋体２８で覆われており、流量検知部１８で検出された水道の使用量を確認する際には、蓋体２８を開いてガラス窓２７を露出する。

前記蓋体２８は、メータカバー１６の外周面の一端に設けられる回転軸２９を介して取り付けられ、前記回転軸２９を中心にしてガラス窓２７を完全に覆う位置から１２０度以上の角度で開閉可能となっている。また、前記蓋体２８のガラス窓２７に対向する裏面には、水道メータ１１の製造年月日や使用期限等の情報を記載したラベル（図示せず）が設けられており、検針やメンテナンス時において確認できるようになっている。

前記ケース本体２１の下部スペース３１には、第１の凍結対策手段が設けられている。この第１の凍結対策手段は、インナーケース２４の底面２４ａとケース本体２１の底面２１ａとの間に配置される壁面３３と、この壁面３３によって入口管２２及び出口管２３と仕切られる閉空間部３４とを備えている。前記閉空間部３４は、入口管２２及び出口管２３と連通する通水路１４と隔離され、通常の使用状態では水が浸入することがない空洞となっている。図１及び図４（ａ）に示したように、前記壁面３３は、樹脂部材によって円形板状に形成され、中央部が所定の圧力によって破断される薄肉状の変形部３３ａ、この変形部３３ａを取り囲む部分が隔壁部３３ｂとなっている。前記隔壁部３３ｂの外周部は厚肉状に形成され、外周底部に設けられている溝部３７にＯリング３６を介して前記ケース本体２１の底面２１ａの縁部に沿って密接されている。

図５に示すように、前記通水路１４内を入口管２２から出口管２３に向けて水が通常の状態で流れている場合には、壁面３３の変形部３３ａは破断せずに隔壁部３３ｂと一体となっており、このときの閉空間部３４は空洞のままである。一方、水道を使用しない夜間等において、外気温が氷点下近辺まで低下すると、通水路１４内に滞留した水が入口管２２及び出口管２３からケース本体２１の中心部に向かって次第に凍結していく場合がある。このとき、図４（ｂ）及び図６に示すように、ケース本体２１の中心部分の圧力Ｐが凍結した水の体積増加に伴って増加する。そして、この増加した圧力Ｐが所定の限界に達すると、変形部３３ａが破断し、通水路１４内で凍結した水の一部が閉空間部３４に浸入する。このように、破断された変形部３３ａを介して閉空間部３４が開放されるので、この閉空間部３４に増加した圧力Ｐが分散され、下ケース１２や羽根車１７等の流量検知部１８の損傷を防止することができる。

前記変形部３３ａは、通水路１４内を流れる水の通常の圧力によっては、破断等の変形が生じることなく、所定の圧力増加があったときに破断するように形成される。例えば、約１０％以上の体積増加に伴う圧力増加が生じた際に破断が生じるように、大きさや厚みが設定される。

前記壁面３３によって隔離された閉空間部３４の容量は、通水路１４の容量に対して約１０％以上確保するのが好ましい。このような容量を確保することによって、通水路１４内で凍結した水の体積増加分を安全かつ確実に分散させることができる。このように、閉空間部３４を通水路１４とは別に確保することによって、下ケース１２等の損傷を未然に防止することができる。なお、前記変形部３３ａの破断によって、通水路１４が閉空間部３４の容量分拡張されることとなるので、そのままの状態で使用を継続することができる。そして、メンテナンス時に前記壁面３３の損傷が確認されれば、壁面３３を交換することで、次回の凍結時に対応することができる。

本実施形態では、変形部３３ａを凍結に伴う体積増加が集中する前記通水路１４の中心部に対応するように、壁面３３の中央部に円形状に設けたが、１か所だけでなく、ケース本体２１の広さや通水路１４を満たす水の流量等に応じて複数設けてもよい。

図７及び図８は、第２の凍結対策手段を構成する壁面４３を備えた水道メータ４１を示したものである。この実施形態の壁面４３は、特に中央部分の撓み量が大きくなるような可撓性のシート部材によって形成されており、シート部材全体が変形部４３ａとなっている。この変形部４３ａは、通水路１４内の圧力が一定以上増加したときに閉空間部４４側に撓み変形し、第１実施形態で示したように前記壁面３３の変形部３３ａのように通水路１４内の圧力が高まった場合であっても破断が生じない（図７）。前記通水路１４内での圧力Ｐが増加した際、前記変形部４３ａが閉空間部４４側に撓み変形することで、通水路１４内の容量を拡張することで通水路１４内に増加した圧力を分散させることができる（図８）。また、前記通水路１４内で凍結した水が解凍した際には、通水路１４内の圧力の低下に伴って変形部４３ａが元の状態に戻る（図７）。これによって、凍結が複数回生じた場合であっても、壁面４３を交換する必要がなくなるので、メンテナンス性に優れている。

図９は図１乃至図６に示した第１の凍結対策手段である壁面３３に変形を検知するための検知手段を設けたものである。この検知手段は、前記壁面３３の変形部３３ａに装着することによって、破損等の異常が生じた日時等の情報を記録するシール状のＩＣタグ５０と、このＩＣタグ５０によって記録された情報を読み取る読取装置（図示せず）とを備えている。

前記ＩＣタグ５０は、薄いフィルム素材にＩＣチップ、アンテナ回路及び断線を検知する断線検知回路等が組み込まれている。前記断線検知回路によって、ＩＣタグ５０の一部の欠損や破断等を検知し、その日時等の情報をＩＣチップ内に記録する。また、前記アンテナ回路を介して、ＩＣチップに記録された情報をケース本体２１内に内蔵されている読取装置に伝達して流量表示部１９等に表示させたり、無線通信機能を用いてスマートフォン等の通信機器に伝達させたりすることが可能となる。これによって、水道メータ１１内で凍結した際の異常をリアルタイムで確認することができるので、補修や交換等のメンテナンスを迅速且つ的確に行うことができる。なお、図７及び図８に示した第２の凍結対策手段である壁面４３の変形部４３ａに対して前記ＩＣタグ５０を設けた場合であっても、変形に伴う欠損が生じることで検知が可能となるので、同様の効果を得ることができる。

上記各実施形態では、前記壁面３３，４３をケース本体２１の底面側に設けたが、受圧板３５との間に設けたり、インナーケース２４の外周面とケース本体２１の内側面との間のスペースに複数分散して設けたりすることも可能である。このように、羽根車１７が収容されたインナーケース２４の下部や上部あるいは側面のスペースに壁面３３，４３を介した閉空間部３４，４４を設けることによって、ケース本体２１内での水流に影響を及ぼすことなく、流量計測を正確に行うことができる。そして、凍結が生じた際には、壁面３３の一部を破断させて閉空間部３４に体積増加による圧力の増加分を逃がしたり、壁面４３を閉空間部４４側に拡張させたりすることで、増加した圧力の分散化が有効に図られる。これによって、羽根車等の流量検知部１８や下ケース１２に大きな負荷が掛かることなく、損傷等を有効に防止することができる。

また、通水路１４内に壁面３３，３４を設けるだけで済むので、各規格に応じて製造あるいは使用されている既存の水道メータに対しても設置が可能となり、下ケース１２全体を交換することなく、凍結等に備える対策を低コストで実施することができる。

本発明の構成は、下ケースの材料に関わらず、凍結等による圧力増加によって生じる損傷の対策として有効であるが、金属に比べて強度や耐久性が弱いとされている樹脂製の下ケースに対する凍結対策として有用なものとなる。このため、比較的安価で製造が容易な樹脂製ケースを備えた水道メータの普及が図られることとなる。

Ｐ 圧力
１１ 水道メータ
１２ 下ケース
１３ 流量計測部
１４ 通水路
１６ メータカバー
１７ 羽根車
１７ａ シャフト
１８ 流量検知部
１９ 流量表示部
２０ 開口部
２１ ケース本体
２１ａ 底面
２２ 入口管
２３ 出口管
２４ インナーケース
２４ａ 底面
２５ Ｏリング
２６ 押えリング
２７ ガラス窓
２８ 蓋体
２９ 回転軸
３１ 下部スペース
３３ 壁面
３３ａ 変形部
３３ｂ 隔壁部
３４ 閉空間部
３５ 受圧板
３６ Ｏリング
３７ 溝部
４１ 水道メータ
４３ 壁面
４３ａ 変形部
４４ 閉空間部
５０ ＩＣタグ

上記課題を解決するため、本発明の水道メータは、ケース本体と、ケース本体の両側に設けられる入口管及び出口管と、ケース本体に内蔵される流量計測部と、ケース本体内において前記入口管と出口管との間に設けられる通水路と、を備えた水道メータにおいて、前記ケース本体の底部に配置され少なくとも一部が変形可能な変形部を有する壁面と、この壁面とケース本体の底面との間に設けられ前記入口管及び出口管と仕切られた閉空間部と、を備え、前記壁面の変形部が前記通水路内の圧力増加に伴って変形することで、増加した圧力を前記閉空間部に分散する。

Claims (11)

1. ケース本体と、
   ケース本体の両側に設けられる入口管及び出口管と、
   ケース本体に内蔵される流量計測部と、
   ケース本体内において前記入口管と出口管との間に設けられる通水路と、を備えた水道メータにおいて、
   前記通水路内に少なくとも一部が変形可能な壁面と、この壁面によって前記入口管及び出口管と仕切られた閉空間部とが設けられ、
   前記壁面の少なくとも一部が前記通水路内の圧力増加に伴って変形することで、増加した圧力を前記閉空間部に分散する水道メータ。
2. 前記壁面は、前記通水路内の圧力増加によって破断する変形部を有し、破断された前記変形部を介して前記閉空間部が開放される請求項１に記載の水道メータ。
3. 前記壁面は、前記通水路内の圧力増加によって撓み変形する変形部を有し、該変形部が前記閉空間部側に撓み変形する請求項１に記載の水道メータ。
4. 前記ケース本体の底部に前記壁面によって仕切られた閉空間部が設けられている請求項１に記載の水道メータ。
5. 前記通水路内に前記流量計測部の一部を収容するインナーケースが配置され、該インナーケースと前記ケース本体の底部との間に前記壁面によって仕切られた閉空間部が設けられる請求項１に記載の水道メータ。
6. 前記壁面は、前記通水路内の体積増加率が１０％を超えた際に変形する請求項１、２、３、５のいずれかに記載の水道メータ。
7. 前記閉空間部は、前記通水路内全体の容量の１０％以上の容量を有している請求項１、２、３、５のいずれかに記載の水道メータ。
8. 前記壁面の変形部を中心に、変形を検知する検知手段を設けた請求項１乃至６のいずれかに記載の水道メータ。
9. 前記検知手段は、前記壁面の変形部に装着されるシール状のＩＣタグによって構成され、前記変形部に変形が生じた際の情報を記録する請求項８に記載の水道メータ。
10. 前記検知手段は、前記ＩＣタグと、このＩＣタグに記録された情報を読み取る読取装置とを備えている請求項９に記載の水道メータ。
11. 前記ケース本体、入口管及び出口管は、樹脂材料によって形成されている請求項１に記載の水道メータ。

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