JP6489341B1

JP6489341B1 - 流量検出装置

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Publication number: JP6489341B1
Application number: JP2018135210A
Authority: JP
Inventors: 章夫信長
Original assignee: Toshin Inc
Current assignee: Toshin Inc
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2038-07-18
Also published as: JP2020012734A

Abstract

【課題】少ない電力消費量で水の積算流量のデータを外部に送信でき、このデータが外部に送信できない状況になっても、水の積算流量を数字で示しているデジタル表示部を検針員が直接読み取れる流量検出装置を提供する。【解決手段】流量検出装置１０は、水道メータＭの流量表示部２２を覆う透明板２４の上に配置される透光部４１と、透光部４１を通して前記流量表示部２２のデジタル表示部３４を撮影するカメラ４３と、このカメラ４３で取得したデジタル表示部３４の画像データを水の積算流量の数値データに変換する変換部と、を備える。変換部で変換された数値データは外部に送信される。【選択図】図２

Description

本発明は、水道メータの水の積算流量のデータを外部に送信して、遠隔地でも水の使用量がわかる流量検出装置に関するものである。

水道メータの検針員は、水道メータの表示部を読み取って、所定期間の水の使用量を算出している。しかし、施錠された領域内に水道メータがある場合等では、検針員が水道メータの表示部を読み取れないことがある。この課題を解決するため、水道メータの表示部をカメラで撮影し、取得した画像データを外部に送信するメータ装置が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されたメータ装置によれば、蓋体のみを取り換えるだけで、遠隔管理が可能となる。しかしながら、カメラで撮影した画像データを外部に送信する場合、電力消費量が多くなってしまうため、電源が電池のときには、頻繁に電池を交換しなければならない。また、例えば、画像データを外部に送信するシステムが故障したとき等に、蓋体を開けるのが容易でなく、検針員が水道メータの表示部を直接読み取るのは困難である。

特許第５８８２５１９号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、少ない電力消費量で水の積算流量のデータを外部に送信でき、万が一、水の積算流量のデータが外部に送信できない状況になっても、検針員が水道メータの水の積算流量を視認できる流量検出装置を提供することを目的とする。

本発明の流量検出装置は、水道メータの流量表示部を覆う透明板の上に配置される透光部と、この透光部と一体に形成され前記透明板の一部を覆うように配置されるケース部と、を備え、前記ケース部は、透光部を通して前記流量表示部のデジタル表示部を撮影するカメラ及び照明装置が収容される密閉空間と、カメラ用窓及び照明用窓が設けられる周側面と、を有し、前記カメラで取得したデジタル表示部の画像データを水の積算流量の数値データに変換し、変換した数値データを外部に送信する。

本発明の流量検出装置は、デジタル表示部の画像データを水の積算流量の数値データに変換してから外部に送信するので、画像データを外部に送信する流量検出装置と比べて電力消費量が少ない。また、水の積算流量を数字で表示するデジタル表示部が透光部を通して視認できるように流量検出装置が設けられているため、検針員がデジタル表示部を直接読み取ることもできる。

第１実施形態の流量検出装置が装着された状態の水道メータの斜視図。第１実施形態の流量検出装置が装着された状態の水道メータの縦断面図。第１実施形態の流量検出装置の分解斜視図。第１実施形態の流量検出装置のシステム構成を示すブロック図。第１実施形態の流量検出装置の検針時のフローチャート。第２実施形態の流量検出装置が装着された状態の水道メータの縦断面図。第３実施形態の流量検出装置が装着される前の状態の水道メータの斜視図。第３実施形態の流量検出装置が装着された状態の水道メータの斜視図。

以下、本発明の流量検出装置について、図面を参照しながら実施形態に基づいて説明する。なお、図面は、流量検出装置、流量検出装置の構成部材、および流量検出装置の周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略する。図１は、本発明の第１実施形態に係る流量検出装置１０が装着された状態の水道メータＭを示している。図２は、流量検出装置１０が水道メータＭに装着された状態で、水道メータＭの中心を通り、水道水の流路方向に沿って縦方向に切断したときの断面図である。

水道メータＭは、下部容器１２と上部容器１４を備えている。下部容器１２内の計量部１６には、羽根車１８とマグネット２０が設けられている。計量部１６は水道水の流路である。計量部１６を通過する水道水の流量の増減に応じて、羽根車１８の回転速度も増減する。マグネット２０は、羽根車１８の回転軸１８ａの上部に設けられており、羽根車１８の回転に応じて回転する。上部容器１４内には、流量表示部２２と、透明板２４と、マグネット２６と、歯車２８と、複数の数字車３０と、減速歯車３２が設けられている。

マグネット２６は、マグネット２０と対向するようにマグネット２０の上方に設けられており、マグネット２０の回転に応じて回転する。歯車２８は、マグネット２６の回転と連動するように、マグネット２６に取り付けられている。このため、水道水の計量部１６の通過によって羽根車１８が回転すると、この回転に応じて歯車２８も回転する。なお、マグネット２０，２６を設けずに、歯車２８が羽根車１８と一体に回転するように、歯車２８と羽根車１８が連結されていてもよい。

図３は、水道メータＭの流量表示部２２の上面と流量検出装置１０を示している。流量表示部２２は、デジタル表示部３４と、一対の円板３６ａ，３６ｂを備えている。デジタル表示部３４は、水道水が計量部１６を通過するときの羽根車１８の回転に基づいて、水の積算流量を数字で表示する。円板３６ａ，３６ｂは、水道水が計量部１６を通過するときの羽根車１８の回転に基づき、水の流量に応じて回転する。円板３６ａは、例えば、水が１００Ｌ流れると１回転する。また、円板３６ｂは、例えば、水が１０Ｌ流れると１回転する。透明板２４は、流量表示部２２を覆う透明の板状部材で、例えばガラス製である。

数字車３０の周側面には、０から９の数字が表示されている。すなわち、数字車３０の回転に伴って、デジタル表示部３４に表示される数値が変化する。歯車２８と数字車３０の間には、複数の歯車から構成される減速用歯車列が設けられている。この減速用歯車列は、回転速度を変えながら、歯車２８から数字車３０に回転運動を伝達している。すなわち、羽根車１８の回転運動は、マグネット２０，２６、歯車２８、および減速用歯車列を介して、数字車３０に伝達される。このため、デジタル表示部３４は、水道水が計量部１６を通過するときの羽根車１８の回転に基づいて、水の積算流量を数字で表示できる。

減速歯車３２は、上記の減速用歯車列を構成している一つの歯車である。減速歯車３２の中心の回転軸３２ａは一対の円板３６ａ，３６ｂと連結されており、減速歯車３２の回転と連動して円板３６ａ，３６ｂを回転させる。すなわち、羽根車１８の回転運動は、マグネット２０，２６、歯車２８、および減速用歯車列を構成する減速歯車３２を介して、円板３６ａ，３６ｂに伝達される。このため、一対の円板３６ａ，３６ｂは、水道水が計量部１６を通過するときの羽根車１８の回転に基づき、水の流量に応じて回転する。

流量検出装置１０は透明板２４上に配置される透光部４１を備えている。また、水道メータＭは、透明板２４を開閉可能に覆う蓋体３８を備えている。つまり、流量検出装置１０の透光部４１は、蓋体３８と透明板２４の間に配置されている。蓋体３８は、例えば不透明な樹脂製で、端部が上部容器１４に固定されており、ヒンジ機構によって、閉状態と開状態が切り替えられる。流量検出装置１０は、ケース部４２内に収容されたカメラ４３を備えている。この実施形態において、透光部４１とケース部４２は一体構造となっている。

透光部４１は、無色透明の中実体からなり、この透光部４１を通して流量表示部２２のデジタル表示部３４がカメラ４３によって撮影される。透光部４１は、透明板２４に向かって低く傾斜する上面４１ａと、透明板２４の上面全体に密着する下面４１ｂと、ケース部４２との間を仕切る後面４１ｃとを有する。前記カメラ４３は、透光部４１の後面４１ｃ（カメラ４３が近接配置される他面）と透光部４１の下面４１ｂ（透明板２４に密着する一面）との間を通して前記流量表示部２２のデジタル表示部３４を撮影する。なお、透光部４１は、例えば透明度の高いアクリル材などによって内部まで中実に形成され、平面視では透明板２４の形状に対応した円形をしている。

一方、ケース部４２は、前記透光部４１の背面側において透光部４１に連結される中空状の密閉ケースであり、この実施形態では透光部４１の左右両側に大きく張り出した略直方体形状をしている。ケース部４２は、透光部４１の後面４１ｃの周縁部に配設したシーリング材４２ｃを介して連結されており、ケース部４２の内部に密閉空間４２ｂを形成している。また、ケース部４２は前記透光部４１の傾斜する上面４１ａと面一につながる上面４２ａを有している。このように、透光部４１とケース部４２とが一体に形成されており、透光部４１を通して流量表示部２２のデジタル表示部３４が外部から視認できるように透明板２４を覆っている。このため、流量検出装置１０が使用できないときでも、検針員がデジタル表示部３４を直接読み取れる。なお、ケース部４２は、遮光性又は透光性のプラスチック材などによって形成される。

また、流量検出装置１０は、カメラ４３で取得したデジタル表示部３４の数字の画像データを水の積算流量の数値データに変換する変換部６０(図４参照)を備える。そして、変換部６０で変換した数値データを外部に送信する。このため、少ない消費電力で、水道の使用量が遠隔管理できる。また、透光部４１の上面４１ａがデジタル表示部３４に向かって低くなる傾斜面を形成しているので、蓋体３８を閉じたときに、透光部４１の上面４１ａに密着するように、蓋体３８の下面３８ａで透光部４１を覆うことができる。したがって、透光部４１が汚れにくくなり、透光部４１の透光性が維持できる。また、蓋体３８を閉じた状態でデジタル表示部３４をカメラ４３で撮影するときに、撮影を妨げる余分な光を蓋体３８で遮断できる。なお、本発明の流量検出装置１０は、前記蓋体３８を備えていない水道メータＭにも装着できるものである。

この実施形態において、流量検出装置１０は、ケース部４２に形成される密閉空間４２ｂ内に、回路基板４４を備えている。カメラ４３は、撮像素子及びレンズを備えている（いずれも不図示）。撮像素子は、回路基板４４と電気的に接続されており、レンズを通してデジタル表示部３４に表示されている数字から入射された光情報を画像データに変換する。カメラ４３は、ケース部４２の密閉空間４２ｂ内において透光部４１の後面４１ｃに近接して配置される。透光部４１が無色透明の中実体によって形成されている上に、カメラ４３の前面４３ａが透光部４０の後面４１ｃに近接しているので、ケース４２の内部及び外部からの温度変化や湿気の影響を受けにくく、撮像素子の劣化やレンズの曇りなどが抑えられて、画像データの信頼性が高まる。なお、カメラ４３を透光部４１の後面４１ｃに密着するように配置してもよく、また、透光部４１の後面４１ｃにカメラ４３の先端部が入り込む凹部を設けてもよい。

前記カメラ４３の近傍には、透光部４１を介してデジタル表示部３４を照明するための照明装置４５が配置されている。照明装置４５の光源としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。なお、前記照明装置４５に代えてカメラ４３の内部に照明用ランプを備えていてもよい。

また、本実施形態では、カメラ４３と回路基板４４がケース部４２の密閉空間４２ｂ内に配置されている。回路基板４４には、制御手段であるマイクロプロセッサ４６、電池などの電源４８、及び無線機５０などの電子部品が搭載されている(図４参照)。このため、カメラ４３と電子部品が搭載された回路基板４４を湿気から保護したり、カメラ４３と回路基板４４の腐食を抑えたりすることができる。密閉空間４２ｂ内にシリカゲル等の吸湿剤を設けてもよい。なお、本体ケース４０の大きさの都合や、電池交換の便宜等のため、カメラ４３と照明装置４５を除いて、マイクロプロセッサ４６、電源４８、及び無線機５０などの電子部品が搭載された回路基板４４を本体ケース４０外に設置してもよい。また、電源４８は家庭用電源であってもよい。この場合、家庭用電源からの給電線を回路基板４４に接続する。

本発明の流量検出装置１０は、漏水検知部をさらに備えていてもよい。漏水検知部は、ケース部４２内またはケース部４２外に設けられた加速度センサで、水道管の漏水に伴う水道メータＭの振動を検知する。検知された漏水は、データとして外部に送信してもよいし、警告音等などで使用者に喚起してもよい。

図４は、流量検出装置１０のシステム構成を示している。マイクロプロセッサ４６は、変換部６０と、記憶部６２と、送信部６４を備えている。変換部６０は、カメラ４３からの画像データを水の積算流量の数値データに変換する。この数値データは記憶部６２で記憶される。送信部６４は、記憶部６２に記憶された数値データを、無線機５０を使って外部に送信する。なお、回路基板４４に接続された有線ケーブル６６を用いて、送信部６４からの数値データを、外部に有線送信してもよい。この有線ケーブル６６は、例えば、建物の外壁などに配置された流量表示装置６７に接続されており、この流量表示装置６７に表示された数値を視認して、水の積算流量を把握することもできる。

図５は、流量検出装置１０の検針時の動作を示している。流量検出装置１０は以下のように動作する。まず、所定の周期、例えば１時間間隔、２４時間間隔、１０日間隔、または１か月間隔等で、カメラ４３で流量表示部２２のデジタル表示部３４を撮影する（ＳＴＥＰ１）。このとき、一対の円板３６ａ，３６ｂ等のデジタル表示部３４以外の目盛を一緒に撮影してもよい。次いで、カメラ４３で取得したデジタル表示部３４の画像データを水の積算流量の数値データに変換する（ＳＴＥＰ２）。このとき、デジタル表示部３４以外の目盛の画像データを一緒に数値データに変換してもよい。そして、この数値データを記憶する（ＳＴＥＰ３）。最後に、水の積算流量の数値データを外部に送信する（ＳＴＥＰ４）。こうして、水の使用量が遠隔管理できる。

図６には本発明の第２実施形態に係る流量検出装置１０’が装着された水道メータが示されている。この実施形態に係る流量検出装置１０’は、カメラ４３が収容されるケース部４０が透光部４１とは独立して設けられている点が第１実施形態に係る流量検出装置１０と異なっており、他の点では第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付することで、詳細な説明は省略する。

この実施形態に係るケース部４０は、カメラ収納スペース４０ａとは別に回路基板４４の基板収納スペース４０ｂを備えている。カメラ収納スペース４０ａはケース部４０の上部に位置しており、カメラ４３の他に照明装置４５が収容されている。カメラ収納スペース４０ａは、前面壁４０ｃと左右の側面壁と下面壁４０ｄとで囲まれている。前面壁４０ｃは、前記透光部４１の後面４１ｃの傾斜角度に対応するように傾斜しており、水道メータＭ装着時には前面壁４０ｃが透光部４１の後面４１ｃにほぼ密着する。なお、前記前面壁４０ｃにはカメラ用窓及び照明用窓が設けられている。

一方、基板収納スペース４０ｂは、ケース部４０の後側に位置するボックス状のスペースを有しており、スペース内には回路基板４４の他、電源４８や無線機５０などが配設される。基板収納スペース４０ｂ内の防水性を確保するため、回路基板４４を樹脂ポッティングすることが望ましい。また、ケース部４０内の密閉を確保するため、ケース部４０の上面は上蓋４０ｇによって閉じられる。

この実施形態に係る流量検出装置１０’のシステム構成及び動作は、第１実施形態において説明した図４及び図５とほぼ同一なので、ここでは詳細な説明を省略する。

図７及び図８には本発明の第３実施形態に係る流量検出装置１０’’が装着された水道メータが示されている。この実施形態に係る流量検出装置１０’’は、水道メータＭの流量表示部を覆う透明板２４と同じ形状の円形枠７０の内部において、透光部７１とケース部７２とが一体に形成されたものである。すなわち、ケース部７２が透明板２４の一部、この実施形態では透明板の１／４を覆うように配置され、透光部７１が透明板２４の前記一部を除く他の部分、この実施形態では透明板の３／４を覆うように配置されている。

前記ケース部７２は、上面と、下面と、上面と下面との間の周囲を取り囲む３つの周側面とで内部に密閉空間を形成しており、密閉空間内にカメラ４３と照明装置４５が収容されている。周側面の一部にはカメラ用窓７２ａと照明用窓７２ｂが設けられている。

前記透光部７１は、無色透明の中実体からなり、水道メータＭの透明板２４に密着する下面と、透明板２４とほぼ平行な上面と、下面と上面との間の周囲を取り囲む周側面とを有する。上面は下面とほぼ平行であり、ケース部７２の上面と面一につながる水平面を形成する。また、周側面の一部がケース部７２の周側面に密着し、周側面の残りの部分が円形枠７０の内周面に密着している。透光部７１の上面及びケース部７２の上面は、蓋体３８を閉じたときに、蓋体３８の下面３８ａが透光部７１の上面及びケース部７２の上面に密着するようにして覆われる。

図８に示されるように、流量検出装置１０’’は、ケース部７２のカメラ用窓７２ａが水道メータＭのデジタル表示部３４に向かうような位置関係に配置され、その状態で水道メータＭに固定される。固定手段としては水道メータＭの外周に回し込んだ固定バンド(図示せず)などを利用することができる。ケース部７２内に収容されたカメラ４３は、ケース部７２と密着する透光部７１の周側面（カメラ４３が近接配置される他面）と透光部７１の下面（透明板２４に密着する一面）との間を通して前記流量表示部のデジタル表示部３４を撮影する。なお、本実施形態ではマイクロプロセッサなどの電子部品が搭載された回路基板、電源、無線機などは、前記固定バンドなどに装着されたボックス内に収容され、前記カメラ４３は回路基板にケーブルなどによって配線される。

この実施形態に係る流量検出装置のシステム構成及び動作は、第１実施形態において説明した図４及び図５とほぼ同一なので、ここでは詳細な説明を省略する。

１０流量検出装置
１２下部容器
１４上部容器
１６計量部
１８羽根車
１８ａ回転軸
２０，２６マグネット
２２流量表示部
２４透明板
２８歯車
３０数字車
３２減速歯車
３２ａ回転軸
３４デジタル表示部
３６ａ，３６ｂ円板
３８蓋体
３８ａ蓋体の下面
４０ケース部
４０ａカメラ収納スペース
４０ｂ基板収納スペース
４０ｃ前面壁
４０ｄ下面壁
４０ｅカメラ用窓
４０ｆ照明用窓
４０ｇ上蓋
４１透光部
４１ａ透光部の上面
４１ｂ透光部の下面
４１ｃ透光部の後面
４２ケース部
４２ａケース部の上面
４２ｂ密閉空間
４２ｃシーリング材
４３カメラ
４３ａカメラの前面
４４回路基板
４５照明装置
４６マイクロプロセッサ
４８電源
５０無線機
６０変換部
６２記憶部
６４送信部
６６有線ケーブル
６７流量表示装置
７０円形枠
７１透光部
７２ケース部
７２ａカメラ用窓
７２ｂ照明用窓
Ｍ水道メータ

Claims

水道メータの流量表示部を覆う透明板の上に配置される透光部と、この透光部と一体に形成され前記透明板の一部を覆うように配置されるケース部と、を備え、
前記ケース部は、透光部を通して前記流量表示部のデジタル表示部を撮影するカメラ及び照明装置が収容される密閉空間と、カメラ用窓及び照明用窓が設けられる周側面と、を有し、
前記カメラで取得したデジタル表示部の画像データを水の積算流量の数値データに変換し、変換した数値データを外部に送信する流量検出装置。
前記透光部が無色透明の中実体からなり、前記透明板に密着する一面と、カメラが近接配置される他面とを有し、前記カメラが透光部の他面と一面との間を通して前記流量表示部のデジタル表示部を撮影する請求項１に記載の流量検出装置。
前記ケース部に前記変換部が収容される請求項１に記載の流量検出装置。
前記水道メータが前記透明板を開閉可能に覆う蓋体を備え、
前記蓋体と前記透明板の間に、透光部が配置される請求項１に記載の流量検出装置。
前記蓋体が閉じられた状態で、透光部の上面が前記蓋体によって覆われる請求項４に記載の流量検出装置。
漏水検知部をさらに有する請求項１から５のいずれかに記載の流量検出装置。