JP4010910B2 - 膜式ガスメータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、計量室へのガスの給排により往復動する膜部の1往復で1回転するように、前記膜部に連動連結された回転体と、
回転軸芯から径方向に離れた位置に位置して、前記膜部の往復動に伴って、その回転軸芯周りに回転するように設けられた磁石と、
その磁石が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチと、
そのリードスイッチからの信号に基づいて、流量を求める演算部とが備えられた膜式ガスメータに関する。
【0002】
【従来の技術】
かかる膜式ガスメータでは、膜部が1往復するのに伴って回転体が1回転するのを1サイクルとすると、その1サイクルの間に、計量室に供給されて排出されるガスの流量(以下、計測基準流量と称する場合がある)は、機種ごとに決まっている。例えば、最大計測流量が6m3/hである6号メータと呼称されるものでは、計測基準量は1.3リットルである。
そして、膜部の往復動に伴って、磁石が、回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転すると共に、その磁石が特定回転位置に回転したときに、リードスイッチが動作するようにして、膜部が1往復する毎に、リードスイッチにてパルス状の信号(以下、流量信号と称する場合がある)を取得して、その流量信号と計測基準流量に基づいて、演算部により流量を求めるようにしてある。
かかる膜式ガスメータにおいて、従来は、1個の磁石を、回転体の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転する状態で、回転体に設け、1個のリードスイッチを、回転体と共にその回転体の軸芯周りで回転する磁石が特定回転位置に回転したときに動作するように設けていた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
実開平4−126126号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膜式ガスメータでは、1サイクルで1個の流量信号しか得られないので、計測可能最小流量が大きく、分解能が低いという問題があった。ちなみに、パルス状の流量信号の立ち上がりと立下りを分割してカウントすると、分解能は2倍になるが、それでも、分解能が低いという問題は解消できないものであった。
【0005】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低廉化を図りながら分解能を向上し得る膜式ガスメータを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
〔参考の発明〕
参考の発明の膜式ガスメータは、計量室へのガスの給排により往復動する膜部の1往復で1回転するように、前記膜部に連動連結された回転体と、
回転軸芯から径方向に離れた位置に位置して、前記膜部の往復動に伴って、その回転軸芯周りに回転するように設けられた磁石と、
その磁石が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチと、
そのリードスイッチからの信号に基づいて、流量を求める演算部とが備えられたものであって、
前記磁石として、2個の磁石が、前記回転体の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転する状態で、且つ、前記回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で、前記回転体に設けられ、
前記リードスイッチとして、2個のリードスイッチが、前記回転体の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられている点を特徴とする。
即ち、膜部の往復動に伴って、膜部が1往復すると1回転する状態で回転体が回転し、その回転体と共に、その回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で回転体に設けられている2個の磁石が回転し、その回転する2個の磁石により、回転体の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられている2個のリードスイッチが、交互に動作することとなり、1サイクルで4個の流量信号が得られる。
つまり、2個の磁石を、回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で回転体に設けることにより、2個の磁石の間隔を広くし易いことから、リードスイッチの動作領域(リードスイッチをオンさせることが可能な磁石の存在領域)内に位置してそのリードスイッチをオンさせていた磁石が、その動作領域から出てリードスイッチをオフさせてから、別の磁石がそのリードスイッチの動作領域に入ってリードスイッチをオンさせるまでの時間間隔を、演算部が認識可能なように長くすることが可能となるので、1個のリードスイッチにより、1サイクルに2個の流量信号が適切に得られ、又、2個のリードスイッチが、回転体の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられていることから、回転体の回転方向に位相が180°ずれた状態で位置して回転体と共に回転する2個の磁石により、交互に適切に動作されることとなるので、2個のリードスイッチにより、1サイクルで4個の流量信号を得ることができる。
従って、1サイクルで1個の流量信号しか得られなかった従来のものに比べて、分解能を4倍に向上することが可能となり、又、流量信号の立ち上がりと立下りを分割してカウントするようにすると、分解能を更に2倍にすることが可能となる。
ちなみに、1サイクルで4個の流量信号を得られるようにするための比較例として、以下の3例が考えられる。
即ち、第1の比較例は、図13に示すように、磁石5として、4個の磁石5を、回転体R1の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転する状態で、且つ、回転体R1の回転方向に位相を90°ずつずらした状態で、回転体R1に設け、リードスイッチ6として、1個のリードスイッチ6を、各磁石5が特定回転位相に回転したときに動作するように設けたものである。
この第1の比較例のものでは、回転体の回転方向に位相が90°ずつずれて位置する4個の磁石により、1個のリードスイッチが順次動作されるので、1サイクルで4個の流量信号を得られる。しかしながら、リードスイッチには、オンオフする磁束密度の閾値にバラツキがあることから、その動作領域の広さにバラツキがあり、又、磁石の磁力にもバラツキがある。一方、4個の磁石を、回転体の回転方向に位相を90°ずつずらした状態で回転体に設けることから、磁石同士の間隔が狭くなる。従って、1個のリードスイッチと4個の磁石の組み合わせにおいて、リードスイッチの動作領域の広さ及び磁石の磁力のバラツキに起因して、4個の磁石によりリードスイッチが順次オンオフされずにオン状態が続く状態となったり、オフからオンの間隔が短すぎて演算部にて認識できなくなる等、所謂パルス欠けが発生して、適切に流量を計測できない組み合わせのものが生じる場合がある。従って、パルス欠けを生じさせないようにするには、リードスイッチ及び磁石の性能のバラツキを小さくする必要があり、高騰化の原因となる。
これに対して、参考の発明の特徴構成によれば、磁石同士の間隔を広くし易く、パルス欠けが生じ難いようにすることが可能となることから、リードスイッチ及び磁石の性能のバラツキを上述の第1の比較例のように小さくする必要がなく、低廉化が可能になる。
ちなみに、2個の磁石を回転体の回転方向に位相をずらして設ける場合に、位相のずれを180°よりも小さくするほど、又は、2個のリードスイッチを回転体の回転方向に位相をずらして設ける場合に、位相のずれを90°よりも小さくするほど若しくは大きくするほど、リードスイッチ及び磁石の性能のバラツキが大きくなることに起因して、パルス欠けが生じ易くなるものであり、2個の磁石を回転体の回転方向に位相を180°(略180°も含む)ずらして設け、2個のリードスイッチを回転体の回転方向に位相を90°(略90°を含む)ずらして設けると、適切にパルス欠けの発生を防止することができる。
又、第2の比較例については図14に、第3の比較例については図15に示すように、第2及び第2の比較例は、回転体R1の回転方向に位相を180°ずらした2個の磁石5から成る磁石対の2対を、回転体R1の回転方向に位相を90°ずらした状態で、且つ、回転体R1の回転軸芯方向に離して位置させた状態で、回転体R1に設け、2個のリードスイッチ6を、回転体R1の回転方向に位相を180°ずらした状態で、且つ、一方のリードスイッチ6が2対の磁石対のうちの一方の磁石対により動作し、他方のリードスイッチ6が2対の磁石対のうちの他方の磁石対により動作するように設けて、1サイクルで4個の流量信号を得られるようにしたものである。
ちなみに、図14に示す第2の比較例は、2対の磁石対を回転体R1を構成する円板31の両面に振り分けて配置した状態で、スペーサ32を用いて、回転体R1の回転軸芯方向に離して位置させて、回転体R1に設けたものであり、図15に示す第3の比較例は、2対の磁石対を、回転体R1を構成する円板31の一方の面に、スペーサ32を用いて、回転体R1の回転軸芯方向に離して位置させた状態で設けたものである。
これら第2及び第3の比較例のものは、磁石が4個、リードスイッチが2個必要となって、部品点数が多くなると共に、2対の磁石対をスペーサを用いて回転体の回転軸芯方向に離した状態で回転体に設ける必要があって、構成が複雑化するので、高騰化することになる。
これに対して、参考の発明の特徴構成によれば、リードスイッチは第2及び第3の比較例と同様に2個設けるが、磁石は2個で済み、又、2個の磁石を、回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で、回転体に単純に設けるだけの簡単な構成であるので、第2及び第3の比較例に比べて低廉化が可能となる。
要するに、参考の発明の特徴構成によれば、低廉化を図りながら分解能を向上し得る膜式ガスメータを提供することができる。
【0007】
〔請求項1記載の発明〕
請求項1に記載の膜式ガスメータは、計量室へのガスの給排により往復動する膜部の1往復で1回転するように、前記膜部に連動連結された回転体と、
回転軸芯から径方向に離れた位置に位置して、前記膜部の往復動に伴って、その回転軸芯周りに回転するように設けられた磁石と、
その磁石が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチと、
そのリードスイッチからの信号に基づいて、流量を求める演算部とが備えられたものであって、
前記回転体よりも高速回転するようにギア式の増速連結機構にて前記回転体に連動連結された磁石取付用回転体が設けられ、
前記増速連結機構が、前記磁石取付用回転体を前記回転体の1.5〜4倍速で回転するように連動連結するように構成され、
前記磁石として、2個の磁石が、前記磁石取付用回転体の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転する状態で、且つ、前記磁石取付用回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で、前記磁石取付用回転体に設けられている点を特徴とする。
即ち、回転体の回転に伴って、その回転体に増速連結機構で連結された磁石取付用回転体が、回転体よりも高速で回転するので、その磁石取付用回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で磁石取付用回転体に設けられている2個の磁石は、回転体よりも高速回転することになり、そのように回転体よりも高速回転する2個の磁石により、リードスイッチが動作されるので、1サイクルで得られる流量信号が2個よりも多くなる。
例えば、増速連結機構を、回転体の2倍の速さで回転するように磁石取付用回転体を回転体に連動連結するように構成すると、1サイクルで4個の流量信号が得られることになる。
そして、2個の磁石を、磁石取付用回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で磁石取付用回転体に設けることにより、2個の磁石の間隔を広くし易いことから、リードスイッチの動作領域内に位置してそのリードスイッチをオンさせていた磁石が、その動作領域から出てリードスイッチをオフさせてから、別の磁石がそのリードスイッチの動作領域に入ってリードスイッチをオンさせるまでの時間間隔を、演算部が認識可能なように長くすることが可能となるので、2個の磁石によりリードスイッチを適切に順次動作させることが可能となる。
従って、例えば、磁石取付用回転体を2倍速で回転体に連動連結するようにすると、1サイクルで4個の流量信号が得られることになり、1サイクルで1個の流量信号しか得られなかった従来のものに比べて、分解能を4倍に向上することが可能となり、又、流量信号の立ち上がりと立下りを分割してカウントするようにすると、分解能を更に2倍にすることが可能となる。
又、請求項1の特徴構成によれば、磁石同士の間隔を広くし易く、パルス欠けが生じ難いようにすることが可能となることから、上述の第1の比較例、即ち、磁石同士の間隔が狭くなって、リードスイッチ及び磁石の性能のバラツキに起因してパルス欠けが発生し易いもののように、リードスイッチ及び磁石の性能のバラツキを小さくする必要がなく、低廉化が可能になる。
ちなみに、2個の磁石を回転体の回転方向に位相をずらして設ける場合に、位相のずれを180°よりも小さくするほど、パルス欠けが生じ易くなるものであり、2個の磁石を回転体の回転方向に位相を180°(略180°も含む)ずらして設けると、適切にパルス欠けの発生を防止することができる。
又、請求項1の特徴構成によれば、磁石の設置個数が2個で済むことから、上述の第2及び第3の比較例のように磁石が4個必要なものに比べて、部品点数を少なくすることが可能となり、又、請求項1の特徴構成によれば、磁石取付用回転体をギア等の簡素な増速連結機構にて回転体に連結し、2個の磁石を磁石取付用回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で、磁石取付用回転体に単純に設けるだけの簡単な構成とすることが可能となることから、上述の第2及び第3の比較例のように、2対の磁石対をスペーサを用いて回転体の回転軸芯方向に離した状態で回転体に設ける必要があるものに比べて、構成を簡素化することが可能となり、それらの相乗効果により低廉化を図ることができる。
要するに、第1の特徴構成によれば、低廉化を図りながら分解能を向上し得る膜式ガスメータを提供することができる。
【0008】
〔請求項2記載の発明〕
請求項2に記載の膜式ガスメータは、請求項1において、前記リードスイッチとして、2個のリードスイッチが、前記磁石取付用回転体の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられている点を特徴とする。
即ち、回転体の回転に伴って、その回転体に増速連結機構で連結された磁石取付用回転体が、回転体よりも高速で回転するので、その磁石取付用回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で磁石取付用回転体に設けられている2個の磁石は、回転体よりも高速回転することになり、そのように回転体よりも高速回転する2個の磁石により、磁石取付用回転体の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられている2個のリードスイッチが交互に動作される。
つまり、1サイクルで得られる流量信号の個数を、1個のリードスイッチを設ける場合に比べて2倍にすることができる。
例えば、増速連結機構を、回転体の2倍の速さで回転するように磁石取付用回転体を回転体に連動連結するように構成すると、1サイクルで8個の流量信号が得られることになる。
従って、1サイクルで得られる流量信号の個数を一層多くすることができるので、分解能を一層向上することができる。
【0009】
〔請求項3記載の発明〕
請求項3に記載の膜式ガスメータは、請求項1又は2において、前記2個の磁石が設けられた前記磁石取付用回転体が、複数設けられ、
前記リードスイッチが、複数の前記磁石取付用回転体の夫々に対応し、且つ、対応する磁石取付用回転体が異なるもの同士では前記磁石により動作するタイミングが異なる状態で設けられている点を特徴とする。
即ち、回転体の回転に伴って、その回転体にそれぞれ増速連結機構で連結された複数の磁石取付用回転体が、回転体よりも高速で回転し、各磁石取付用回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で磁石取付用回転体に設けられている2個の磁石が、回転体よりも高速回転し、そのように回転体よりも高速回転する各磁石取付用回転体の2個の磁石により、各磁石取付用回転体に対応するリードスイッチが、対応する磁石取付用回転体が異なるもの同士ではタイミングが異なる状態で動作される。
例えば、増速連結機にて磁石取付用回転体を2倍速で回転体に連動連結し、リードスイッチを1個設ける場合に、磁石取付用回転体を2個設けると、1サイクルで8個の流量信号が得られることになり、磁石取付用回転体を3個設けると、1サイクルで12個の流量信号が得られることになる。
又、増速連結機にて磁石取付用回転体を2倍速で回転体に連動連結し、リードスイッチを2個設ける場合に、磁石取付用回転体を2個設けると、1サイクルで16個の流量信号が得られることになり、磁石取付用回転体を3個設けると、1サイクルで24個の流量信号が得られることになる。
従って、1サイクルで得られる流量信号の個数を更に一層多くすることができるので、分解能を更に一層向上することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
〔参考の実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の参考の実施形態を説明する。
膜式ガスメータは、図1に示すように、ガス供給口1及びガス排出口2を備えたケーシングCを用いて組み付けて構成してあり、ガス供給口1及びガス排出口2により、住宅等のガス需要先にガスを供給するガス供給管(図示省略)の途中に接続して、ガス供給管を流れるガスの流量を計測して、ケーシングCの外部に設けた表示部3に計測したガス流量を表示するように構成してある。
【0011】
図3に示すように、膜式ガスメータは、計量室4へのガスの給排を制御する弁部V、計量室4へのガスの給排により往復動する膜部F、その膜部Fの1往復で1回転するように、膜部Fにリンク機構Lにて連動連結された回転体R1、回転軸芯から径方向に離れた位置に位置して、膜部Fの往復動に伴って、その回転軸芯周りに回転するように設けられた磁石5、その磁石5が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチ6、及び、そのリードスイッチ6からの信号に基づいて、流量を求めると共に求めた流量を上述の表示部3に表示させる演算部としてのコントローラ7(図4参照)を、ケーシングC内に組み付けて構成してある。
【0012】
ケーシングCは、下ケーシング部C1及び上ケーシング部C2から成る。
周知であるので詳細な説明並びに図示は省略するが、上ケーシング部C2内には、上述のコントローラ7の他に、膜式ガスメータに供給されるガス圧力を検出する圧力センサ、地震の震動を検出する感震器、及び、ガス供給遮断弁を設けて、前記圧力センサが異常圧力を検出したときや前記感震器が地震を検出したとき等、異常が発生したときに、上述のコントローラ7により、前記ガス供給遮断弁を遮断制御すると共に、異常情報を前記表示部に表示するように構成してあり、図1において、8は、前記ガス供給遮断弁の遮断状態を解除するための復帰軸(図示せず)の操作部を覆う復帰軸キャップである。
【0013】
図2及び図3に示すように、下ケーシング部C1は、その中央を仕切り壁9にて仕切り、その仕切り壁9の両側それぞれに仕切り壁9を底部とする概ね円筒形状の計量室形成用空間を備え、各計量室形成用空間の中央部を膜部Fにて仕切ると共に、各計量室形成用空間の開口部を蓋10にて閉じて、各膜部Fの両側夫々に計量室5を形成してある。即ち、膜部Fは1対設け、計量室4は4室形成してある
【0014】
図2及び図3に基づいて、膜部Fについて説明を加えると、膜部Fは、膜体11と、その膜体11の両面夫々の中央部に保持した円形の膜板12と、外側の膜板12の中央に保持した丁番台13にて構成してあり、その膜部Fを、膜体11の周縁部を枠状の整膜板14にて下ケーシング部C1に保持した状態で、設けてある。
各膜部Fの丁番台13夫々に翼15の一端を枢支し、翼軸16を、その軸心を上下方向に向けて上端側を下ケーシング部C1の上部壁に形成した穴に気密状に貫通させた状態で、回動自在に支承、その翼軸16の下端と、翼15における枢支支持側とは反対側とを連結してある。
【0015】
図3及び図4に示すように、リンク機構Lは、端部同士を互いに枢支連結した大肘金17と小肘金18との組を2組備えて構成してある。
そして、各翼軸16の上端部に、各大肘金17の一端を枢支連結してある。
【0016】
図4及び図5に示すように、参考の実施形態においては、回転体R1は、下ケーシング部C1の上部壁上に取り付けた支持台19に上下方向の軸心周りで回転自在に支持したクランク軸20と、そのクランク軸20の上端に同軸芯状に取り付けた回転円板21とを備えて構成し、クランク軸20には、その径方向外方に突出する状態でクランクアーム22を取り付けてある。
【0017】
図4及び図5に示すように、参考の実施形態においては、磁石5として、2個の磁石5を、回転体R1の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転する状態で、且つ、回転体R1の回転方向に位相を180°ずらした状態で、回転体R1に設け、リードスイッチ6として、2個のリードスイッチ6を、回転体R1の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けてある。
説明を加えると、2個の磁石5を、回転円板21の上面の外周側に、回転体R1の回転方向に位相を180°ずらした状態で設けてある。尚、2個の磁石5は、異極同士が対向するように、それぞれN極5n及びS極5sの並び方向を回転円板21の径方向に沿わせた状態で、回転円板21の上面に設けてある。
又、2個のリードスイッチ6を、回転体R1の回転方向に位相を90°ずらした状態で回転円板21の外周に位置させて、支持台19に支持させて設けてある。
【0018】
図3及び図4に示すように、弁部Vは、上記の4室の計量室4のガスの給排を制御するように下ケーシング部C1の上部壁に設け、弁部Vが膜部Fの往復動にて開閉操作されるように設けてある。
図4に基づいて弁部Vについて説明を加えると、下ケーシング部C1の上部壁には、膜体11を介して対向する2室の計量室4に各別に連通する2個のガス給排口Xを間隔を隔てて並べて設けることにより、2個のガス給排口Xが並ぶガス給排口Xの組を2組設けると共に、各組のガス給排口Xの間にはガス排出口Yを設けてある。つまり、ガス排出口Yの両側に2個のガス給排口Xが並ぶ給排用開口部列を2列形成してある。
各給排用開口部列のガス排出口Yは、下ケーシング部C1の上部壁に設けたガス排出用接続口Zに対して、ガス排出路(図示省略)にて接続し、このガス排出用接続口Zは、下ケーシング部C1上に上ケーシング部C2を設けた状態で、上ケーシング部C2内に設けたガス排出路(図示省略)にてガス排出口2に接続されるようになっている。
【0019】
各給排用開口部列の上部に、揺動バルブ23を上下方向の軸部にて給排用開口部列の開口部並び方向に揺動自在に支持して設けてある。
揺動バルブ23の裏面には連通用凹部(図示省略)を設けてあり、揺動バルブ23は、各揺動端に位置する状態で、揺動端側のガス給排口Xとガス排出口Yとを前記連通用凹部にて接続し且つ揺動端と反対側のガス給排口Xを開口し、揺動方向の中央に位置する状態で、両方のガス給排口Xを閉じるように構成してある。
【0020】
図4及び図5に示すように、クランク台24の一端を、クランクアーム22の先端に軸心が上下方向を向くように設けた軸部22aに枢支し、各翼軸16の上端部に、各大肘金17の一端を枢支し、両方の小肘金18の一端をクランク台24におけるクランクアーム22に対する枢支軸芯から偏芯させた位置に枢支することにより、膜部Fと回転体R1とを連動連結し、クランクアーム22の軸部22aに連結した2本のクランクロッド25夫々を各揺動バルブ23に連結してある。そして、1対の膜部Fが1往復すると、各翼軸16が所定角度で回動し、その回動に伴って、リンク機構Lにより回転体R1が1回転して、各揺動バルブ23が揺動し、4個の計量室4に対するガスの給排を制御するように構成してある。
つまり、弁部Vは、2個の揺動バルブ23、各揺動バルブ23に夫々対応する2列の給排用開口部列(ガス排出口Yの両側に2個のガス給排口Xが並ぶもの)を備えて、2個の揺動バルブ23夫々の揺動によって4室の計量室4へのガスの給排を行うように構成し、その弁部Vが膜部Fの往復動にて開閉操作されるように、翼軸16と弁部Vとを、リンク機構L及びクランク軸20とクランクアーム22とから構成されるクランク機構にて連結してある。
【0021】
次に、図6に基づいて、4室の計量室4に対するガスの給排制御について説明を加える。
尚、4室の計量室4は夫々同様の機能を果たすが、説明を分かり易くするために、図6において、左側から右側に向けて、4a,4b,4c,4dと記載し、同様に、4個のガス給排口Xも左側から右側に向けて、Xa,Xb,Xc,Xdと記載する。又、揺動バルブ23は、左側のものを23a、右側のものを23bと記載する。
図6の(イ)は、左側の揺動バルブ23aの動きが停止して、右側の揺動バルブ23bはガス給排口Xdを開き、ガス給排口Xcはガス排出口Yに連通しているので、計量室4dに入るガスの圧力により膜部Fが計量4c側に押されるので、計量室4c内のガスはガス排出口Yを通じて排出される。この膜部Fの動きにより回転体R1が回転して左側の揺動バルブ23aが右側に動き、ガス給排口Xaが開き、計量室4aにガスが流入し始めると共に、計量室4b内に充満していたガスが排出され始め(図6の(ロ)参照)、このときの膜部Fの動きにより、右側の揺動バルブ23bが作動して右側に動き、ガス給排路口Xcが開き、計量室4cにガスが流入し始めると共に、計量室4d内に充満していたガスが排出され始め(図6の(ハ)参照)、以降、図6の(ニ)、(イ)、(ロ)、(ハ)の順に連続して繰り返される。
【0022】
図4に示すように、コントローラ7は、2個のリードスイッチ6からの信号に基づいて流量を求めると共に、求めた流量を表示部3に表示させるように構成してある。
以下、図7に基づいて、リードスイッチ6からの信号に基づいて流量を求めるときのコントローラ7の動作について説明する。
1対の膜部Fそれぞれが1往復すると、回転体R1が1回転し、その回転体R1の回転方向に位相を180°ずらした状態で回転体R1に設けられている2個の磁石5が回転する。
すると、図7に示すように、その回転する2個の磁石5により、回転体R1の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられている2個のリードスイッチ6が、交互に動作することとなり、1サイクルで4個のパルス状の流量信号が得られる。
コントローラ7は、各パルス状の流量信号の立ち上がりと立下りを分割してカウントし、そのカウント数と計測基準流量とに基づいて、流量を求める。従って、1サイクルで1個の流量信号を得て、その1個の流量信号に基づいて流量を求めるものに比べて、分解能を8倍に向上することができる。
【0023】
以下、本発明の第1及び第2の実施形態を説明するが、各実施形態においては、流量を求めるための構成が異なる以外は、参考の実施形態と同様に構成してあるので、参考の実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、流量を求めるための構成について説明する。
即ち、第1及び第2の各実施形態は、流量を求めるための構成、即ち、回転体R1の構成、並びに、磁石5及びリードスイッチ6の設置形態等において参考の実施形態と異なり、それ以外の構成は、図1ないし図3に示すように、参考の実施形態と同様であるので、説明を省略する。但し、図2においては、回転体R1の構成、並びに、磁石5及びリードスイッチ6の設置形態については、参考の実施形態に関して示している。
又、第1及び第2の各実施形態において、4室の計量室4に対するガスの給排制御も、図6に示すように参考の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【0024】
〔第1実施形態〕
以下、第1実施形態を説明する。
図8及び図9に示すように、第1実施形態においては、回転体R1よりも高速回転するように増速連結機構Gにて回転体R1に連動連結された磁石取付用回転体R2を設け、磁石5として、2個の磁石5を、磁石取付用回転体R2の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転する状態で、且つ、磁石取付用回転R2の回転方向に位相を180°ずらした状態で、磁石取付用回転体R2に設け、リードスイッチ6として、2個のリードスイッチ6を、磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けてある。
【0025】
説明を加えると、回転体R1は、参考の実施形態と同様のクランク軸20と、そのクランク軸20の上端に取り付けた基準ギア25とを備えて構成し、クランク軸20にはクランクアーム22を、参考の実施形態と同様に取り付けてある。
【0026】
磁石取付用回転体R2は、支持台19に上下方向の軸心周りで回転自在に支持した回転軸26と、基準ギア25に噛み合わせた状態で回転軸26に同軸芯状に取り付けた増速ギア27とを備えて構成してある。
そして、基準ギア25及び増速ギア27それぞれの歯数を、増速ギア27が基準ギア25の2倍の回転速度で回転するように設定して、基準ギア25と増速ギア27とにより、増速連結機構Gを構成してある。
【0027】
2個の磁石5の設置形態について説明を加えると、2個の磁石5を、増速ギア27の上面の外周側に、磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を180°ずらした状態で設けてある。
2個のリードスイッチ6の設置形態について説明を加えると、2個のリードスイッチ6を、磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を90°ずらした状態で増速ギア27の外周に位置させて、支持台19に支持させて設けてある。
【0028】
図8に示すように、コントローラ7は、2個のリードスイッチ6からの信号に基づいて流量を求めると共に、求めた流量を表示部3に表示させるように構成してある。
以下、リードスイッチ6からの信号に基づいて流量を求めるときのコントローラ7の動作について説明する。
1対の膜部Fそれぞれが1往復すると、回転体R1が1回転し、その回転体R1に増速連結機構Gにて連結された磁石取付用回転体R2が2回転し、その磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を180°ずらした状態で磁石取付用回転体R2に設けられている2個の磁石5が2回転する。
すると、その回転する2個の磁石5により、磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられている2個のリードスイッチ6が、交互に動作することとなり、1サイクルで8個のパルス状の流量信号が得られる。
コントローラ7は、パルス状の流量信号をカウントし、そのカウント数と計測基準流量とに基づいて、流量を求める。従って、1サイクルで1個の流量信号を得て、その1個の流量信号に基づいて流量を求めるものに比べて、分解能を8倍に向上することができる。
尚、各パルス状の流量信号の立ち上がりと立下りを分割してカウントし、そのカウント数と計測基準流量とに基づいて、流量を求めるようにすると、分解能を更に2倍に向上することができる。
【0029】
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態を説明する。
図10及び図11に示すように、第2実施形態においては、第1実施形態のように2個の磁石5を設けた磁石取付用回転体R2を2個設け、リードスイッチ6を、それら2個の磁石取付用回転体R2の夫々に対して1個ずつ、且つ、対応する磁石取付用回転体R2が異なるもの同士では磁石5により動作するタイミングが異なる状態で設けてある。
【0030】
説明を加えると、第1実施形態と同様に、回転体R1は、クランク軸20と基準ギア25とを備えて構成し、クランク軸20にはクランクアーム22取り付けてある。
磁石取付用回転体R2も、第1実施形態と同様に、回転軸26と増速ギア27とを備えて構成し、そのように構成した磁石取付用回転体R2を2個設けてある。又、第1実施形態と同様に、基準ギア25及び増速ギア27それぞれの歯数を、増速ギア27が基準ギア25の2倍の回転速度で回転するように設定して、基準ギア25と増速ギア27とにより、増速連結機構Gを構成してある。
各増速ギア27に対して、第1実施形態と同様に、2個の磁石5を設け、2個のリードスイッチ6を、各増速ギア27の外周に振り分けて、且つ、互いに交互に磁石5により動作する配置形態にて設けてある。
【0031】
図10に示すように、コントローラ7は、2個のリードスイッチ6からの信号に基づいて流量を求めると共に、求めた流量を表示部3に表示させるように構成してある。
以下、リードスイッチ6からの信号に基づいて流量を求めるときのコントローラ7の動作について説明する。
1対の膜部Fそれぞれが1往復すると、回転体R1が1回転し、その回転体に夫々増速連結機構Gにて連結された2個の磁石取付用回転体R2が夫々2回転し、各磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を180°ずらした状態で磁石取付用回転体R2に設けられている2個の磁石5が2回転する。
すると、2個のリードスイッチ6が、互いに異なるタイミングで、夫々に対応する2個の磁石5により動作することとなり、1サイクルで8個のパルス状の流量信号が得られる。
従って、第1実施形態と同様に、パルス状の流量信号をカウントし、そのカウント数と計測基準流量とに基づいて、流量を求めるようにすると、1サイクルで1個の流量信号を得て、その1個の流量信号に基づいて流量を求めるものに比べて、分解能を8倍に向上することができる。
又、各パルス状の流量信号の立ち上がりと立下りを分割してカウントし、そのカウント数と計測基準流量とに基づいて、流量を求めるようにすると、分解能を更に2倍に向上することができる。
【0032】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
回転体R1よりも高速回転するように増速連結機構Gにて回転体R1に連動連結された磁石取付用回転体R2を1個設け、磁石5として、2個の磁石5を、磁石取付用回転体R2の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯
周りに回転する状態で、且つ、磁石取付用回転R2の回転方向に位相を180°ずらした状態で、磁石取付用回転体R2に設ける場合に、上記の第2実施形態では、リードスイッチ6として、2個のリードスイッチ6を、磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を90°ずらした状態で設ける場合について例示したが、図12に示すように、リードスイッチ6として、1個のリードスイッチ6を設けても良い。
この場合、増速連結機構Gを、第1実施形態と同様に、磁石取付用回転体R2を2倍速で回転体R1に連動連結するように構成すると、1サイクルで4個のパルス状の流量信号が得られるので、各パルス状の流量信号の立ち上がりと立下りを分割してカウントし、そのカウント数と計測基準流量とに基づいて、流量を求めるようにすると、1サイクルで1個の流量信号を得て、その1個の流量信号に基づいて流量を求めるものに比べて、分解能を8倍に向上することができる。
【0033】
上記の第2実施形態のように、2個の磁石5を設けた磁石取付用回転体R2を2個設ける場合に、それら2個の磁石取付用回転体R2の夫々に対して、2個のリードスイッチ6を磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を90°ずらした状態で、且つ、対応する磁石取付用回転体R2が異なるもの同士では磁石5により動作するタイミングが異なる状態で設けても良い。
【0034】
2個の磁石5を第1実施形態のように設けた磁石取付用回転体R2を複数設ける場合、その個数は上記の第2実施形態において例示した2個に限定されるものではなく、例えば、3個あるいは4個でも良い。尚、磁石取付用回転体R2を3個又は4個設ける場合に、各磁石取付用回転体R2に対して、2個のリードスイッチ6を、磁石取付用回転体R2の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けると、対応する磁石取付用回転体R2が異なるもの同士では磁石5により動作するタイミングが異なる状態で設けるための配置形態が複雑になるので、各磁石取付用回転体R2に対して、1個のリードスイッチ6を設けるのが好ましい。
【0035】
増速連結機構Gにて、磁石取付用回転体R2を回転体R1よりも高速回転するように、その回転体R2に連動連結する場合、その増速の程度は、上記の第1及び第2の各実施形態において例示した2倍速に限定されるものではなく、例えば、1,5倍速や、3倍速や、4倍速でも良い。但し、増速の程度が大きくなるほど、増速連結機構Gが作動する際の騒音が大きくなると共に、磨耗が早くなるので、例えば4倍速程度までに止めるのが好ましい。
【0036】
上記の実施形態においては、磁石取付用回転体R2を、回転軸26と増速ギア27にて構成して、2個の磁石5を増速ギア27に直接設ける場合について例示したが、磁石取付用回転体R2を、回転軸26及び増速ギア27に加えて、回転軸2に同軸状に取り付けた磁石取付用円板を備えて構成し、その磁石取付用円板に2個の磁石5を設けるように構成しても良い。この場合は、前記磁石取付用円板を増速ギア27よりも大径にして、2個の磁石5の間隔を広くすると、パルス欠けを一段と発生し難いようにすることが可能となる。
【0038】
本発明を適用することができる膜式ガスメータは、上記の実施形態において例示した膜式ガスメータ以外にも、種々の膜式ガスメータに適用することができる。
例えば、上記の各実施形態においては、揺動操作することにより2室の計量室4に対するガスの給排を制御する揺動バルブ23を2個備えて弁部Vを構成した膜式ガスメータに適用する場合について例示したが、回転操作することにより4室の計量室4に対するガスの給排を制御するロータリーバルブを備えて弁部Vを構成した膜式ガスメータにも適用可能である。
あるいは、上記の実施形態においては、計量室4を4室設け、膜部Fを一対設けた膜式ガスメータ適用する場合について例示したが、計量室4を2室設け、膜部Fを1個設けた膜式ガスメータにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る膜式ガスメータの斜視図
【図2】実施形態に係る膜式ガスメータの要部の縦断面図
【図3】実施形態に係る膜式ガスメータの要部の分解斜視図
【図4】第1実施形態に係る膜式ガスメータの要部の平面図
【図5】第1実施形態に係る膜式ガスメータの要部の斜視図
【図6】実施形態に係る膜式ガスメータにおける各計量室に対するガス給排制御を説明する図
【図7】第1実施形態に係る膜式ガスメータの流量信号を示す図
【図8】第2実施形態に係る膜式ガスメータの要部の平面図
【図9】第2実施形態に係る膜式ガスメータの要部の斜視図
【図10】第3実施形態に係る膜式ガスメータの要部の平面図
【図11】第3実施形態に係る膜式ガスメータの要部の斜視図
【図12】別実施形態に係る膜式ガスメータの要部の平面図
【図13】第1の比較例に係る膜式ガスメータの要部の斜視図
【図14】第2の比較例に係る膜式ガスメータの要部の斜視図
【図15】第3の比較例に係る膜式ガスメータの要部の斜視図
【符号の説明】
4 計量室
5 磁石
6 リードスイッチ
7 演算部
F 膜部
G 連動連結機構
R1 回転体
R2 磁石取付用回転体
Claims (3)
- 計量室へのガスの給排により往復動する膜部の1往復で1回転するように、前記膜部に連動連結された回転体と、
回転軸芯から径方向に離れた位置に位置して、前記膜部の往復動に伴って、その回転軸芯周りに回転するように設けられた磁石と、
その磁石が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチと、
そのリードスイッチからの信号に基づいて、流量を求める演算部とが備えられた膜式ガスメータであって、
前記回転体よりも高速回転するようにギア式の増速連結機構にて前記回転体に連動連結された磁石取付用回転体が設けられ、
前記増速連結機構が、前記磁石取付用回転体を前記回転体の1.5〜4倍速で回転するように連動連結するように構成され、
前記磁石として、2個の磁石が、前記磁石取付用回転体の回転軸芯から径方向に離れた位置に位置してその回転軸芯周りに回転する状態で、且つ、前記磁石取付用回転体の回転方向に位相を180°ずらした状態で、前記磁石取付用回転体に設けられている膜式ガスメータ。 - 前記リードスイッチとして、2個のリードスイッチが、前記磁石取付用回転体の回転方向に位相を90°ずらした状態で設けられている請求項1記載の膜式ガスメータ。
- 前記2個の磁石が設けられた前記磁石取付用回転体が、複数設けられ、
前記リードスイッチが、複数の前記磁石取付用回転体の夫々に対応し、且つ、対応する磁石取付用回転体が異なるもの同士では前記磁石により動作するタイミングが異なる状態で設けられている請求項1又は2記載の膜式ガスメータ。
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