JP5149214B2 - ガスメータ - Google Patents

Description

本発明は、遮断弁、流量センサ等を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）を搭載した基板を内蔵するガスメータに関する。

ガスメータは、室外に設置されるため、通常、防水構造を各所に有する。例えば、特許文献１には、メータケース内に設けられた内機に接続するリード線を、メータケースを貫通して外部へ引き出すガスメータのリード線引出し構造について、開示されている。

このリード線引出し構造は、内機を収納する内機ケースに固定されガスメータ内の配線を集約した第１のコネクタと、第１のコネクタに対応する位置に形成された貫通孔を気密に閉塞して取り付けられた第２のコネクタと、メータケースを被覆するカバーの第２のコネクタと対応する位置に固定され外部のリード線が接続された第３のコネクタとからなり、カバーをメータケースに固定することにより、第１、第２及び第３のコネクタが同心上に接続されるとともに、第３のコネクタを介して第２のコネクタがメータケースに気密に押圧されるようにしている。

このように、特許文献１に記載の構造は、コネクタ部を３つの部品に分け、各々がコネクタの芯の同一線上にあり３つの部品の間にシール材を配置することにより、気密状態を保っている。このコネクタ構造は、気密部分から大気開放側へリード線を引き出すための構造である。

図５は、従来の膜式ガスメータにおける電子制御部ケース及びコネクタ部分を示す組み立て構成図で、図６は、図５のコネクタ部分を拡大した正面図である。図５で示すガスメータは、電子制御部ケース７１は、マイコンを搭載した基板を覆うように配設されている。

電子制御部ケース７１は、リード側コネクタ８１及びリード線パッキン８３を収納するための凹部７１ｂと、凹部７１ｂの奥側に基板側コネクタ７１ｃを固定する固定部とを有する。また、凹部７１ｂは、リード線パッキン８３の外形と嵌合するための嵌合部を有する。リード線パッキン８３は、リード側コネクタ８１をシールするためのパッキンであり、弾性体で形成されている。リード線パッキン８３は、リード側コネクタ８１から引き出されたリード線８２を束ね、リード線８２の長さ方向に沿った一部を収納するリード線収納部８３ａとを有する。リード線収納部８３ａは、リード線８２を通すための穴部である。また、この防水構造は、リード線パッキン８３電子制御部ケース７１に固定するための固定部材８５を備える。この固定部材８５は、通常、絶縁体で形成されており、絶縁カバーともいう。

この防水構造は上述した構成をもち、リード側コネクタ８１をリード線パッキン８３の上に載置した状態で、リード側コネクタ８１を基板側コネクタ７１ｃに取り付け且つリード線パッキン８３を嵌合部に嵌合させるように、リード側コネクタ８１及びリード線パッキン８３が凹部７１ｂに挿入されて取り付けられる。そして、固定部材８５は、凹部７１ｂに収納したリード線パッキン８３を（その奥側に）押圧した状態で電子制御部ケース７１に固定される。

このように取り付けることにより、凹部７１ｂの正面側の面７１ｄとリード線パッキン８３の正面側の面とで、図６において斜線で示すシール面が構成される。リード線パッキン８３の正面側の面は固定部材８５の取り付けによって凹部７１ｂの正面側の面７１ｄと同面になる。図５の例では、シール面と固定部材８５との間に、固定部材８５用に弾性材料で形成されたパッキン８４を狭持した状態で、固定部材８５を電子制御部ケース７１に固定している。

このように、従来の膜式ガスメータにおけるコネクタ部分の防水構造は、リード線パッキン８３の一部（設置時の正面側の面）と電子制御部ケース７１の一部（面７１ｄ）とで形成されるシール面を当り面として、固定部材８５用のパッキン８４がシールしてコネクタ部の防水を機能させている。また、この防水構造では、リード線パッキン８３にある穴８３ａからリード線８２が導出される。

しかしながら、図５及び図６で示すような従来のリード線パッキン８３の形状では、切り込み部（穴８３ａ）からリード線８２を通して、リード線パッキン８３とリード側コネクタ８１とを手で挟んだ状態で、電子制御部ケース７１の凹部７１ｂに取り付けるため、リード線パッキン８３が歪んでしまうことがある。特にリード線パッキン８３は、凹部７１ｂにリード側コネクタ８１と共に設置しなければならず、必然的に肉薄の形状となるため、元々歪み易くなっている。

そして、このような歪みにより、固定部材用パッキン８４との当り面が、リード線パッキン８３の正面側の面のうち一部と凹部７１ｂの面７１ｄとだけになって、少なくなり、浸水の恐れがある。

さらにこのような歪みが無くても、従来のリード線パッキン８３の形状では、部品レイアウト上、電子制御部ケース７１の当り面（リード線パッキン８３の正面側の面と凹部７１ｂの面７１ｄ）を広く取れないため、浸水の恐れがある。

逆に、可能な限り電子制御部ケース７１の当り面を広く取ろうとすると、リード側コネクタ８１と電子制御部ケース７１の凹部７１ｂとの隙間（図６でいう幅方向の隙間Ｗ及び高さ方向の隙間Ｈ）が少なくなり、組付け作業がし難いといった問題もある。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、浸水を防止し、且つコネクタの取り付け作業を行い易い構造を採用することが可能なガスメータを提供することを、その目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、マイクロコンピュータを搭載した基板と、前記基板に接続された基板側コネクタと、リード線が接続され、前記基板側コネクタに接続するためのリード側コネクタと、前記基板を覆うように配設された正面ケースとを備えたガスメータであって、前記リード側コネクタをシールするための、前記リード側コネクタより大きい弾性材料で形成されたシール部材と、該シール部材を前記正面ケースに固定するための固定部材とを備え、前記シール部材は、前記リード側コネクタの一部を収納するコネクタ収納部と、前記リード側コネクタから引き出された前記リード線を束ね、前記リード線の引き出し方向と異なる方向に曲げた状態で、前記リード線の長さ方向に沿った一部を収納するリード線収納部とを有し、前記正面ケースは、前記リード側コネクタ及び前記シール部材を収納するための凹部と、該凹部の奥側に前記基板側コネクタを固定する固定部とを有し、前記凹部は、前記シール部材の外形と嵌合するための或いは前記シール部材の外形を変形させた状態で嵌合するための嵌合部を有し、前記シール部材は、前記基板側コネクタと前記リード側コネクタとが接続され、前記リード側コネクタの一部を前記コネクタ収納部に収納し且つ前記リード線の一部を前記リード線収納部に収納した状態で、前記嵌合部に嵌合させて前記凹部に収納され、前記固定部材は、前記凹部に収納した前記シール部材を押圧した状態で、前記正面ケースに固定される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、前記基板側コネクタと前記リード側コネクタとの接続を行ったときに、前記リード側コネクタにおける該接続の方向に平行な面と、前記凹部との間に、空間が形成されることを特徴としたものである。

本発明のガスメータによれば、浸水を防止し、且つコネクタの取り付け作業を行い易い構造を採用することが可能になる。

本発明に係る膜式ガスメータの一例を示す外観図である。 図１の膜式ガスメータにおいてカウンタケースを取り外しカウンタ表示部の内部を露出させた様子を示す外観図である。 図１及び図２の膜式ガスメータにおける電子制御部ケース及びコネクタ部分の一例を示す組み立て構成図である。 図３のコネクタ部分を拡大した正面図である。 従来の膜式ガスメータにおける電子制御部ケース及びコネクタ部分を示す組み立て構成図である。 図５のコネクタ部分を拡大した正面図である。

図１は、本発明に係る膜式ガスメータの一例を示す外観図で、図２は、図１の膜式ガスメータにおいてカウンタケースを取り外しカウンタ表示部の内部を露出させた様子を示す外観図である。

膜式ガスメータ１は、図１に示すように、後方上側ケース３０及び後方下側ケース４０で構成される計量部と、カウンタ表示部１０と、電子制御部２０とを備えている。後方下側ケース４０には主に計量室が設けられており、後方上側ケース３０には主に圧力センサや遮断弁が設けられている。

電子制御部２０は、電子制御部ケース（電子ユニットケース）２１と、マイコンを搭載した基板を有する電子制御ユニットとを有する。ここで、後方下側ケース４０の前面に電子制御ユニットが設けられ、さらにそれらを覆うように電子制御部ケース２１が設けられている。また、上述の電子制御ユニットには端子台が接続されており、この端子台は、電子制御部ケース２１とフラットになるように端子台カバー２１ａで覆われ、ネジ５０ｂで電子制御ユニット又は後方下側ケース４０に取り付けられている。

図２に示すように、カウンタ表示部１０は、カウンタ筐体１２、ガラス１３、及びカウンタケース１１を有する。カウンタ筐体１２は、剛性のあるアルミダイカストでできており、内部に設けられたカウンタ筒の周囲を囲むものである。カウンタ筒は、ガス流量の積算値をカウント表示する数字車である。カウンタ筐体１２は、気密を必要とし且つそのカウンタ筒が示す流量積算値を視認可能とする必要があるため、正面に開口部を設け、その開口部にガラス１３を接着して開口部が塞がれている。カウンタ表示部１０は、このようにカウンタ筐体１２にガラス１３を接着してなる部分が後方上側ケース３０の前面に配設され、さらにそれらを覆うように開口部１４を有するカウンタケース１１が設けられ、後方上側ケース３０にネジ５０ａで取り付けられている。

カウンタケース１１は、樹脂製であることがコストの面で好ましく、開口部１４がガラス１３の配設された位置に合うように設けられている。カウンタケース１１が取り付けられたとき、パッキン１５を押し付け、さらにカウンタ筐体１２に接着されているガラス１３がカウンタケース１１の開口部１４の周囲に取り付けられているパッキン１６で押し付けられて、外部から雨等の水の浸入を防いでいる。

また、カウンタケース１１を後方上側ケース３０側に取り付けるときには、カウンタケース１１に形成された凸部が、電子制御部ケース２１に形成されている凹部の間に入り、カウンタケース１１と電子制御部ケース２１との隙間からの水の浸入を防いでいる。凸部と凹部の隙間を狭くし、更に凹凸を増やすことで、より防水効果を増加させることができる。

また、膜式ガスメータ１では、カウンタケース１１及び電子制御部ケース２１のように前面に設けるケースを２つに分けているが、これは、剛性に難のある樹脂を前面のケースの材料として使用するに際し、その防水性への影響を低減させるためである。ケースを２つに分けることで、ケース毎の変形量を低減させ、結果的に水を侵入し難くすることができる。そして、カウンタケース１１と電子制御部ケース２１とのつなぎ目にも防水加工が施されている。

本発明の主たる特徴は、膜式ガスメータ１におけるコネクタ部分の防水構造（防雨構造、防滴構造ともいう）にある。以下、このコネクタ部分及びその防水構造について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、図１及び図２の膜式ガスメータにおける電子制御部ケース及びコネクタ部分の一例を示す組み立て構成図である。

膜式ガスメータ１は、上述したようにマイコンを搭載した基板と、基板を覆うように配設された正面ケースとを備える。以下、この正面ケースが、図１及び図２を参照して説明したように、基板を覆うように配設された電子制御部ケース２１と、その上方に配設されたカウンタケース１１とを含んで構成される例を挙げて説明する。

膜式ガスメータ１は、さらに、上記基板に接続された基板側コネクタ２１ｃと、リード線６２が接続されたリード側コネクタ６１とを備える。基板側コネクタ２１ｃは、上記基板に直接取り付けられていてもよいし、リード線により上記基板に接続されていてもよい。リード側コネクタ６１は、基板側コネクタ２１ｃに接続するためのコネクタである。両コネクタ６１，２１ｃの形状は両者が電気的に接続可能なものであればよい。また、リード側コネクタ６１から引き出されるリード線６２は、膜式ガスメータ１の各機能部品（基板に搭載された以外の電子部品であって、例えば圧力センサや遮断弁等）に接続されている。また、リード線６２は、電文設定器や警報器等の外部機器に接続するために用いるように構成してもよい。

膜式ガスメータ１は、リード側コネクタ６１をシールするためのシール部材６３を備える。シール部材６３は、弾性材料で形成されており、その大きさはリード側コネクタ６１より大きいものとする。

そして、シール部材６３は、コネクタ収納部６３ｃとリード線収納部６３ａとを有する。コネクタ収納部６３ｃは、リード側コネクタ６１の一部（又は全部）を収納する。リード側コネクタ６１の一部をコネクタ収納部６３ｃで収納する場合、リード側コネクタ６１の他の部分は、基板側コネクタ２１ｃへの接続に必要な部分などとなる。シール部材６３には、リード側コネクタ６１を設置時の正面側から通すための穴が設けられており、この穴は、リード側コネクタ６１の外形形状より小さく、シール部材６３を変形させることによりリード側コネクタ６１を通せる大きさになることが好ましい。勿論、変形なしにリード側コネクタ６１を通せる大きさの穴であってもよい。リード線収納部６３ａは、リード側コネクタ６１から引き出されたリード線６２を束ね、リード線６２の引き出し方向と異なる方向に曲げた状態で、リード線６２の長さ方向に沿った一部（図３でリード線収納部６３ａに位置する部分）を収納する。リード線収納部６３ａは、穴として形成する必要がないためリード線６２の取付及び取外しが容易となる。リード線収納部６３ａは、例えばＵ字管のような形状をもたせておけばよい。

このように、シール部材６３は、リード側コネクタ６１からリード線６２を引き出すためのリード線引き出し用のパッキンとして機能している。また、シール部材６３は、弾性体であるが肉厚の形状であるため、図５及び図６を参照して説明した従来技術のように歪むようなことはない。特に、コネクタ収納部６３ｃの穴を小さく形成することで、シール部材６３を肉厚に形成することができる。

また、膜式ガスメータ１は、シール部材６３を正面ケース（この例では電子制御部ケース２１）に固定するための固定部材６５を備える。この固定部材６５は、通常、絶縁体で形成されており、絶縁カバーともいう。

また、正面ケース（この例では電子制御部ケース２１）は、リード側コネクタ６１及びシール部材６３を収納するための凹部２１ｂと、凹部２１ｂの奥側に基板側コネクタ２１ｃを固定する固定部とを有する。また、凹部２１ｂは嵌合部を有する。この嵌合部は、シール部材６３の外形と嵌合するため、或いはシール部材６３の外形を変形させた状態で嵌合するために設けられる。

図４は、図３のコネクタ部分を拡大した正面図で、図４（Ａ）はリード側コネクタ及びシール部材を取り付ける前の電子制御部ケースの正面図で、図４（Ｂ）はリード側コネクタ及びシール部材を取り付けた後の電子制御部ケースの正面図である。

膜式ガスメータ１は上述した構成をもち、リード側コネクタ６１及びシール部材６３の凹部２１ｂへの取り付けは次のように行う。シール部材６３は、基板側コネクタ２１ｃとリード側コネクタ６１とが接続され、リード側コネクタ６１の一部をコネクタ収納部６３ｃに収納し且つリード線６２の一部をリード線収納部６３ａに収納した状態で、嵌合部に嵌合させて凹部２１ｂに収納される。

より具体的には、シール部材６３を変形させて、シール部材６３の穴にリード側コネクタ６１を通し、リード側コネクタ６１を基板側コネクタ２１ｃに接続する。このとき、リード側コネクタ６１から上記穴を経由して引き出されるリード線６２を曲げ、その一部をリード線収納部６３ａに収納し、リード線６２を上方向に引っ張り弛みを除きながら且つシール部材６３のコネクタ収納部６３ｃにリード側コネクタ６１の一部を収納しながら、シール部材６３を凹部２１ｂの嵌合部に嵌合する。ここで、リード線収納部６３ａには、リード線６２を水平方向から垂直方向へ引き出し易くするために、水平方向から垂直方向へ湾曲する湾曲形状（Ｒ形状）をつけておくことが好ましい。

シール部材６３を嵌合部に嵌合させて凹部２１ｂに収納するときには、凹部２１ｂの断面形状（シール部材６３の挿入方向に垂直な断面の形状）に合うようにシール部材６３を小さく変形させて、シール部材６３を凹部２１ｂに嵌め込んで取り付ければよい。この結果、図４（Ａ）に示すような状態から図４（Ｂ）に示すような状態となる。シール部材６３の外形と嵌合部とがシール部材６３を変形せずとも嵌合する形状を採用した場合には、そのまま嵌め込めばよい。

なお、図４（Ｂ）では分かり易くするため、リード側コネクタ６１及びリード線６２を図示していない。また、リード線６２が外部機器を取り付けるためのものである場合、リード側コネクタ６１及びリード線６２は、通常（外部機器取り付け時以外）、膜式ガスメータ１に設置しておく必要がない。従って、このような場合には、シール部材６３を凹部２１ｂに取り付けた状態は、図４（Ｂ）に示す状態そのものとなる。

そして、固定部材６５は、凹部２１ｂに収納したシール部材６３を（その奥側に）押圧した状態で、正面ケース（この例では電子制御部ケース２１）に固定される。また、凹部２１ｂの正面側の面２１ｄとシール部材６３の正面側の面とで、図４（Ｂ）において斜線で示すシール面が構成されるが、シール部材６３の正面側の面は固定部材６５の取り付けによって凹部２１ｂの正面側の面２１ｄと同面になるようにすればよい。図３の例では、シール面と固定部材６５との間に、固定部材６５用に弾性材料で形成されたパッキン６４を狭持した状態で、固定部材６５を電子制御部ケース２１に固定している。

以上、説明したように、本発明の防水構造をもった膜式ガスメータ１では、リード側コネクタ６１より大きなシール部材６３を使用することにより、シール部材６３の歪みもなく、大きなシール面（この例ではパッキン６４のシール面）を得ることができ、防水効果が十分発揮され、浸水を防止することができる。

そして、浸水をより防止できる構造であるため、可能な限り電子制御部ケース２１の当り面（シール面）を広く取ろうとして、凹部２１ｂの正面側の面２１ｄの面積を広く形成する必要がなく、リード側コネクタ６１と凹部２１ｂとの隙間を少なく形成する必要がなくなる。つまり、上述したシール部材６３を使用していることで、電子制御部ケース２１の取付形状（凹部２１ｂの形状）は、固定部材６５用のパッキン６４の当り面（凹部２１ｂの正面側の面２１ｄ）を小さく取れるので、リード側コネクタ６１との隙間を大きくとれるようになる。そして、隙間を多く取れることで、リード側コネクタ６１の組付け作業が行い易くなる。

このように隙間を少なく形成する必要がないため、上述した防水構造においては、実際に隙間が形成される構造を採用することが好ましい。つまり、本発明の防水構造では、基板側コネクタ２１ｃとリード側コネクタ６１との接続を行ったときに、リード側コネクタ６１における接続方向（リード側コネクタ６１の挿入方向）に平行な面と凹部２１ｂとの間に、隙間が形成される構造を採用することが好ましい。より具体的には、リード側コネクタ６１を凹部２１ｂに取り付けたときに、リード側コネクタ６１の周囲に凹部２１ｂとの間に隙間（空間）が生じるように、凹部２１ｂの形状を決めて生成するとよい。そのためには、凹部２１ｂの形状を、リード側コネクタ６１の周囲に合うような形状にしなければよいだけである。上記隙間は、図４（Ａ）において、幅方向の隙間をＷで、高さ方向の隙間をＨで図示したものであり、図６のそれらに比べて大きくなっていることが分かる。

このように、電子制御部ケース２１の凹部２１ｂと設置したリード側コネクタ６１との間に隙間（スペース）を形成しておくことで、リード側コネクタ６１を手で持って取り外し作業が行えるので、図５及び図６で説明したような従来技術のようにコネクタが手で持てない場合に比べて、作業性が向上する。また、リード線６２をリード側コネクタ６１との接触を不良にしてしまうほど引っ張る必要もない。また、上記隙間は、シール部材６３を凹部２１ｂから外して、シール部材６３からリード側コネクタ６１を取り外した状態で形成されていればよい。つまり、リード側コネクタ６１だけでなくシール部材６３も凹部２１ｂに取り付けたときには、上記隙間がシール部材６３により埋まるような構成でもよい。

なお、図１〜図４では、電子制御部ケース２１のリード側コネクタ６１等を設置する部分に、カウンタケース１１を重ねる構造を挙げて説明したため、図２及び図３では固定部材６５に穴が穿たれている例を図示したが、そのようなケース構造を採用しない場合には、防水上、固定部材６５に穴を設けなければよい。

以上、本発明に係るガスメータについて、膜式ガスメータを例に挙げて説明したが、他の計測方式のガスメータであっても同様に本発明の防水構造が適用できる。

１…膜式ガスメータ、１０…カウンタ表示部、１１…カウンタケース、１２…カウンタ筐体、１３…ガラス、１４…開口部、１５，１６…パッキン、２０…電子制御部、２１…電子制御部ケース、２１ａ…端子台カバー、２１ｂ…凹部、２１ｃ…基板側コネクタ、２１ｄ…面、３０…後方上側ケース、４０…後方下側ケース、５０ａ，５０ｂ…ネジ、６１…リード側コネクタ、６２…リード線、６３…シール部材、６３ａ…リード線収納部、６３ｃ…コネクタ収納部、６４…固定部材用パッキン、６５…固定部材。

実公平８−９６１３号公報

Claims (2)

1. マイクロコンピュータを搭載した基板と、前記基板に接続された基板側コネクタと、リード線が接続され、前記基板側コネクタに接続するためのリード側コネクタと、前記基板を覆うように配設された正面ケースとを備えたガスメータであって、
   前記リード側コネクタをシールするための、前記リード側コネクタより大きい弾性材料で形成されたシール部材と、該シール部材を前記正面ケースに固定するための固定部材とを備え、
   前記シール部材は、前記リード側コネクタの一部を収納するコネクタ収納部と、前記リード側コネクタから引き出された前記リード線を束ね、前記リード線の引き出し方向と異なる方向に曲げた状態で、前記リード線の長さ方向に沿った一部を収納するリード線収納部とを有し、
   前記正面ケースは、前記リード側コネクタ及び前記シール部材を収納するための凹部と、該凹部の奥側に前記基板側コネクタを固定する固定部とを有し、前記凹部は、前記シール部材の外形と嵌合するための或いは前記シール部材の外形を変形させた状態で嵌合するための嵌合部を有し、
   前記シール部材は、前記基板側コネクタと前記リード側コネクタとが接続され、前記リード側コネクタの一部を前記コネクタ収納部に収納し且つ前記リード線の一部を前記リード線収納部に収納した状態で、前記嵌合部に嵌合させて前記凹部に収納され、
   前記固定部材は、前記凹部に収納した前記シール部材を押圧した状態で、前記正面ケースに固定されることを特徴とするガスメータ。
2. 前記基板側コネクタと前記リード側コネクタとの接続を行ったときに、前記リード側コネクタにおける該接続の方向に平行な面と、前記凹部との間に、空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載のガスメータ。

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