JP6607833B2 - 膜式ガスメータの組立方法及び膜式ガスメータ - Google Patents

Description

この発明は、タイプが異なる膜式ガスメータを再利用することによる、スマートメータタイプの膜式ガスメータの組立方法に関するものである。

例えば特許文献１，２に示されるように、広く一般に用いられているガスメータとして、いわゆる膜式ガスメータがある。膜式ガスメータは、筐体内部に、ガスの圧力差によって駆動する膜を有している。この膜の駆動による容積変化に対応して、ガスの流量が計測される。
また、ガスメータとしては、ガス流量値の計測及びその積算値の演算を、電子回路を用いて演算処理し表示するという機能、さらにはそのデータをガスメータ外部の情報管理システム等に伝送する機能、あるいはガスメータ、配管等に異常が発生したことを電子回路とセンサとを用いた自動検知装置で検知する機能等、種々の機能をマイコン及び当該マイコンを中心とする周辺機器を用いて構築する方式の、いわゆるマイコンメータと呼ばれる電子回路内蔵型のガスメータが広く用いられている。
例えば特許文献２に記載のように、膜式ガスメータでは、膜の駆動が一旦、機械的な回転軸の回転に変換されて、その回転軸上に付設されたアームの先端に支持されているフェライト永久磁石のような磁性体を回転させる。すると、この磁性体の回転運動に伴って、その回転軌道の周囲に磁界変化が生じ、この磁界変化によってリードスイッチの開閉動作が繰り返される。電子回路は、このリードスイッチの開閉動作をパルス波形として電気的に検出し、パルス波形の発生回数を電気的にカウントすることで、ガス流量を算出していた。

特開平７−２３４１４４号公報 特開２０００−３５６５４０号公報

近年、ガスメータのスマートメータ化が進められつつある。スマートメータは、メータとガス事業者との間で双方向にデータ通信を行うなどの機能を有するタイプのメータである。
また、ガスメータは、計量法の規定によって、検定有効期間の満了を迎えたガスメータいわゆる戻入品が発生する。
従って、スマートメータでないタイプの膜式ガスメータ、特に、戻入品となったスマートメータでないタイプの膜式ガスメータを再利用して、スマートメータタイプの膜式ガスメータを製造することができれば、コスト及び資源の再利用等の点で好ましい。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、タイプが異なる膜式ガスメータを再利用した、スマートメータタイプの膜式ガスメータの組立方法を得ることを目的とする。

この発明に係る膜式ガスメータの組立方法は、圧力スイッチが取り付けられていた開口部に、開口部に対する取付構造が圧力スイッチと同じであり、開口部の内外を連通するガス圧力導通孔を有するアダプタを取り付ける第１工程と、第１工程により取り付けられたアダプタに、圧力センサを取り付ける第２工程と、コントローラと、ガスを遮断する遮断弁、流量計測用の磁気センサ、圧力センサとを接続するリード線を、コントローラから見て背面側に位置し、ＬＥＤの発光を透過させるために設けられていたＬＥＤ窓部の孔に通す第３工程とを備えることを特徴とするものである。

この発明によれば、タイプが異なる膜式ガスメータを再利用して、スマートメータタイプの膜式ガスメータを組み立てることができる。

この発明の実施の形態１に係る膜式ガスメータの組立方法によって組み立てられた膜式ガスメータの正面図である。 図１に示す膜式ガスメータの断面図である。 図１に示す膜式ガスメータの断面図である。 図１に示す膜式ガスメータの上ケースの背面図である。 図１に示す膜式ガスメータを得るために再利用する膜式ガスメータの上ケースの正面図である。 図４の一部を拡大した図である。 圧力センサを取り付ける工程を示す断面図である。 図７の工程に続く圧力センサを取り付ける工程を示す断面図である。 圧力スイッチを取り付ける工程を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る膜式ガスメータの組立方法によって組み立てられた膜式ガスメータ１の正面図である。図２は、膜式ガスメータ１を鉛直方向に切断した際の断面図である。図３は、膜式ガスメータ１を上ケース２の部分で水平方向に切断した際の断面図である。図４は、膜式ガスメータ１の上ケース２の部分を、背板２ｃを取り外して示した背面図である。
膜式ガスメータ１は、例えば戻入品となった、タイプが異なる膜式ガスメータを再利用して組み立てられたものである。具体的には、膜式ガスメータ１は、スマートメータでないマイコンメータタイプの膜式ガスメータを再利用して組み立てられたスマートメータとなっている。

膜式ガスメータ１は、上ケース２に形成されたガス流入口２ａから流入したガスが、ガス流入口２ａ下部の弁室３及び緊急遮断口４を通って、下ケース５内の計量室６に導かれた後、ガス流出口２ｂから流出するような流路を有する。計量室６には、ガスの圧力差によって駆動する膜７が設けられている。膜式ガスメータ１では、膜７の駆動を検出することで、ガスの流量が計測される。

計量室６に設けられた膜７の駆動は、動力伝達機構８によって、磁石９の回転運動に変換される。磁石９の回転運動による磁界変化を検出可能な位置に、流量計測用の磁気センサ１０が設けられている。磁気センサ１０は、例えば、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子を用いて構成された磁気センサであり、磁石９の回転運動による磁界変化を検出してパルス信号をコントローラ１４に出力する。
圧力センサ１１は、膜式ガスメータ１内部でガスの圧力を検出するものであり、圧力に応じた検出信号をコントローラ１４に出力する。

遮断弁１２は、緊急遮断口４を遮断してガスを遮断するためのものであり、その弁体１２ａが弁室３に置かれている。弁体１２ａは、筒状のスペーサ１３に対向して置かれており、スペーサ１３に当接することで緊急遮断口４を遮断する。また、当接した弁体１２ａがスペーサ１３から離れることで、緊急遮断口４の遮断が解除される。遮断弁１２の駆動部１２ｂは、スペーサ１３に当接する方向とスペーサ１３から離れる方向という双方向に弁体１２ａを駆動させることができるように、例えばステッピングモータ等で構成される。駆動部１２ｂは、コントローラ１４が出力する制御信号により、その動作が制御される。

コントローラ１４は、膜式ガスメータ１を全体的に制御するものであり、回路基板として膜式ガスメータ１に設けられている。例えば、コントローラ１４は、磁気センサ１０が出力するパルス信号を用いて、ガスの流量を算出する。また、コントローラ１４は、圧力センサ１１が出力する検出信号を用いて、ガスの圧力異常を判定する。また、コントローラ１４は、状況に応じて遮断弁１２に制御信号を出力し、緊急遮断口４を遮断させたり、緊急遮断口４の遮断を解除させたりする。
コントローラ１４は、磁気センサ１０、圧力センサ１１、遮断弁１２のそれぞれと、リード線１５を介して電気的に接続される。

また、コントローラ１４は、不図示の外部機器と通信可能に構成されている。外部機器は、例えばガス事業者の管理装置等である。コントローラ１４は、算出したガスの流量、ガスの圧力値、遮断弁１２の状態等を外部機器に送信する。また、コントローラ１４は、緊急遮断口４の遮断及び遮断の解除等の指令を外部機器から受信する。
コントローラ１４は、コントローラ用ケース１６に納められた状態で、上ケース２の前面に設けられている。

以上のようなスマートメータタイプの膜式ガスメータ１を、スマートメータでないタイプの膜式ガスメータを再利用して組み立てるにあたっては、部品の付け替えが必要となる。具体的には、コントローラをスマートメータ仕様のコントローラ１４に付け替え、リードスイッチを磁気センサ１０に付け替え、圧力スイッチを圧力センサ１１に付け替え、駆動が単方向の遮断弁を駆動が双方向の遮断弁１２に付け替える。駆動が単方向の遮断弁とは、遮断は電動で行われるが、遮断の解除は、弁体が緊急遮断口４から離れるような力を人が加えることによって手動で行われるものである。

部品の付け替え等、膜式ガスメータ１を組み立てる方法について、再度図１〜図４を用いて説明する。
スマートメータでないタイプの膜式ガスメータ用に設けられていたコントローラ、リードスイッチ、圧力スイッチ、単方向の遮断弁等は、取り外される。
コントローラ１４は、膜式ガスメータ１の前面に、コントローラ用ケース１６によって保持される。
ここで、図５に、部品の付け替え等の加工をする前の状態の上ケース２、つまり、スマートメータでないタイプの膜式ガスメータでの上ケース２の正面図を示す。図５に示すように、前面にはガス使用量を示すカウンタ１００が設けられている。一方、図１〜図３に示すように、コントローラ１４を納めたコントローラ用ケース１６は、カウンタ１００が設けられていた部分を前面から覆うようにして設けられる。

磁気センサ１０は、リードスイッチが設けられていた場所とほぼ同じ場所に取り付けられる。
ここで、図６に、図４の磁気センサ１０付近を拡大して示す。磁気センサ１０は、台座１７に取り付けられている。台座１７は、リードスイッチが取り付けられていた台座をそのまま使ってもよい。

遮断弁１２は、取り外した単方向の遮断弁と同様に、弁体１２ａが弁室３内で緊急遮断口４に対向するように取り付けられる。なお、その際、単方向の遮断弁と遮断弁１２とのストロークの違いを考慮して、スペーサ１３を緊急遮断口４の周縁に取り付けた上で、遮断弁１２を取り付ける。単方向の遮断弁と遮断弁１２とのストロークに大きな差が無いのであれば、スペーサ１３の省略も可能である。

圧力センサ１１は、アダプタ１８を用いて取り付ける。図７及び図８は、圧力センサ１１を取り付ける工程を示した断面図である。また、図９は、参考例として圧力スイッチ１０１を取り付ける工程を示した断面図である。
アダプタ１８は、上ケース２内部の開口部１９に取り付けられる略筒状の部材であり、内部にガス圧力導通孔１８ａが形成されている。ガス圧力導通孔１８ａは、途中で略Ｌ字に曲げられている。

圧力センサ１１を取り付ける場合は、まず、アダプタ１８を取り付ける。具体的には、図７に示すように、開口部１９にアダプタ１８を差し込み、ねじ２０を用いて上ケース２にねじ止めする。これにより、開口部１９の内外は、ガス圧力導通孔１８ａによって連通される。またこのとき、ガス圧力導通孔１８ａの一端は、膜式ガスメータ１の外部に露出する開口部２１に向けられた状態となる。ガス圧力導通孔１８ａの一端は、後述するように、圧力センサ１１が取り付けられる側の端である。また、開口部２１は、図２及び図３に示す背板２ｃを取り外すことで、外部に露出して現れる開口部である。磁気センサ１０、圧力センサ１１、遮断弁１２等を取り付ける際は、背板２ｃを取り外した状態で取り付け作業が行われる。

続いて、開口部１９に取り付けられたアダプタ１８に、圧力センサ１１を取り付ける。具体的には、図８に示すように、開口部２１から圧力センサ１１を上ケース２内部に入れて、ガス圧力導通孔１８ａの一端に差し込み、ねじ２２を用いてねじ止めする。このように、ガス圧力導通孔１８ａが途中で略Ｌ字に曲げられており、その一端が開口部２１に向けられていると、圧力センサ１１の取り付けがしやすいので、好ましい。

図９の参考例に示すように、開口部１９は、もともと圧力スイッチ１０１が取り付けられていた開口部である。圧力スイッチ１０１は、ねじ１０２を用いて取り付けられていた。
一方、圧力センサ１１は、取り付けに用いるねじ２２の本数、圧力センサ１１に設けられたねじ２２用の挿通孔のピッチ等が必ずしも圧力スイッチ１０１と同じではなく、つまり、圧力スイッチ１０１と圧力センサ１１とでは、取付構造が異なる。

このため、実施の形態１では、アダプタ１８を用意している。アダプタ１８は、開口部１９への取り付けに用いるねじ２０の本数、アダプタ１８に設けられたねじ２０用の挿通孔のピッチ等が圧力スイッチ１０１と同じとなっている。つまり、アダプタ１８は、開口部１９に対する取付構造が圧力スイッチ１０１と同じである。従って、圧力スイッチ１０１を取り付けていた開口部１９に、特に変更を加えることなく、そのままアダプタ１８を取り付けることができる。このように、取付相手の構造に変更を加えることなく、互いに異なる部品それぞれを当該取付相手に取り付けることができる場合、それら異なる部品同士は、取付構造が同じであると言える。
そして、アダプタ１８には、圧力センサ１１の取り付けに対応するねじ孔１８ｂが形成されるなどして、開口部１９にそのまま取り付けることができない圧力センサ１１を、アダプタ１８を介して取り付ける構造となっている。
アダプタ１８は、Ｃ３６０４ＢＤ等の真鍮で構成される。

また、スマートメータタイプとするために付け替えられた磁気センサ１０、圧力センサ１１、遮断弁１２は、同じく付け替えられたコントローラ１４との接続に、コントローラ１４から見て背面側に位置するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）窓部の孔２３を通ったリード線１５を利用する。
ＬＥＤ窓部の孔２３は、ＬＥＤの発光状態を外部からユーザ等が視認可能なように設けられた孔であり、図５及び図９に示すように透明なキャップ１０３が嵌め込まれる。当該ＬＥＤは、不図示としているが、遮断弁が作動した場合に点灯したり、内部漏洩を確認する復帰安全確認中に点滅したりする。
なお、図１と図５とを比較して分かるように、孔２３を有するＬＥＤ窓部は、スマートメータ化するにあたってコントローラ用ケース１６で覆われてしまう。従って、スマートメータタイプの膜式ガスメータ１では、図１に示すようにコントローラ用ケース１６にＬＥＤ窓部２４を設け、コントローラ１４を構成する回路基板に実装されたＬＥＤの発光状態が外部から視認できるようになっている。

ＬＥＤ窓部の孔２３は、上記のようにもともとはＬＥＤの発光を透過させるためのものであるので、スマートメータ化するにあたって、キャップ１０３を取り外すとともにリード線１５を通しやすくするために、孔２３を拡げる加工を行う。図７と図９とを比較すると、スマートメータ化するにあたって孔２３が拡げられていることが分かる。

この拡げられた孔２３にリード線１５を通し、リード線１５の一端とコントローラ１４とを接続し、当該リード線１５の他端と磁気センサ１０とを接続する。孔２３を通したリード線１５とコントローラ１４、また、当該リード線１５と磁気センサ１０との接続は、コントローラ１４及び磁気センサ１０を取り付けた後に行ってもよいし、孔２３を通したリード線１５とコントローラ１４及び磁気センサ１０とを接続してから、コントローラ１４及び磁気センサ１０を取り付けてもよい。
圧力センサ１１及び遮断弁１２についても、磁気センサ１０と同様にリード線１５を介してコントローラ１４と接続する。
孔２３の周縁部にリード線１５が接触して擦れて、リード線１５が傷付くことのないように、筒状のキャップ２５を孔２３に嵌めた上で、リード線１５を孔２３に通すようにするとよい。

なお、上記では、リード線１５を孔２３に通してから、リード線１５の一端とコントローラ１４、リード線１５の他端と磁気センサ１０又は圧力センサ１１又は遮断弁１２とを接続した。しかしながら、リード線１５の一端とコントローラ１４とを接続した状態にしてからリード線１５を孔２３に通して、リード線１５の他端と磁気センサ１０又は圧力センサ１１又は遮断弁１２とを接続してもよい。または、リード線１５の一端と磁気センサ１０又は圧力センサ１１又は遮断弁１２とを接続した状態にしてからリード線１５を孔２３に通して、リード線１５の他端とコントローラ１４とを接続してもよい。

このように、スマートメータタイプの膜式ガスメータ１を、スマートメータでないタイプの膜式ガスメータを再利用して組み立てるにあたって、磁気センサ１０、圧力センサ１１、遮断弁１２、コントローラ１４等の部品の付け替えを、最小限の追加の加工及び追加部品によって実現する。

以上のように、この発明の実施の形態１に係る膜式ガスメータの組立方法によれば、スマートメータタイプ用の磁気センサ１０、圧力センサ１１、遮断弁１２、コントローラ１４等を、アダプタ１８、ＬＥＤ窓部の孔２３等を利用して配置することによって、スマートメータでないタイプの膜式ガスメータを再利用して、スマートメータタイプの膜式ガスメータ１を得ることができる。

また、取り付けられた状態でのアダプタ１８は、圧力センサ１１が取り付けられる側のガス圧力導通孔１８ａの一端を、膜式ガスメータ１の外部に露出する開口部２１に向けていることとした。このようにすると、アダプタ１８に圧力センサ１１を取り付けやすくなる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 膜式ガスメータ
２ 上ケース
２ａ ガス流入口
２ｂ ガス流出口
２ｃ 背板
３ 弁室
４ 緊急遮断口
５ 下ケース
６ 計量室
７ 膜
８ 動力伝達機構
９ 磁石
１０ 磁気センサ
１１ 圧力センサ
１２ 遮断弁
１２ａ 弁体
１２ｂ 駆動部
１３ スペーサ
１４ コントローラ
１５ リード線
１６ コントローラ用ケース
１７ 台座
１８ アダプタ
１８ａ ガス圧力導通孔
１８ｂ ねじ孔
１９ 開口部
２０ ねじ
２１ 開口部
２２ ねじ
２３ 孔
２４ ＬＥＤ窓部
２５ キャップ
１００ カウンタ
１０１ 圧力スイッチ
１０２ ねじ
１０３ キャップ

Claims (3)

1. 圧力スイッチが取り付けられていた開口部に、前記開口部に対する取付構造が前記圧力スイッチと同じであり、前記開口部の内外を連通するガス圧力導通孔を有するアダプタを取り付ける第１工程と、
   前記第１工程により取り付けられた前記アダプタに、圧力センサを取り付ける第２工程と、
   コントローラと、ガスを遮断する遮断弁、流量計測用の磁気センサ、前記圧力センサとを接続するリード線を、前記コントローラから見て背面側に位置し、ＬＥＤの発光を透過させるために設けられていたＬＥＤ窓部の孔に通す第３工程とを備えることを特徴とするスマートメータタイプの膜式ガスメータの組立方法。
2. 前記第１工程により取り付けられた状態での前記アダプタは、前記圧力センサが取り付けられる側の前記ガス圧力導通孔の一端を、膜式ガスメータの外部に露出する開口部に向けていることを特徴とする請求項１記載の膜式ガスメータの組立方法。
3. 圧力スイッチが取り付けられていた開口部に取り付けられた、前記開口部に対する取付構造が前記圧力スイッチと同じであり、前記開口部の内外を連通するガス圧力導通孔を有するアダプタと、
   前記アダプタに取り付けられた圧力センサと、
   ガスを遮断する遮断弁と、
   流量計測用の磁気センサと、
   背面側に位置し、ＬＥＤの発光を透過させるために設けられていたＬＥＤ窓部の孔を通るリード線を介して、前記圧力センサと前記遮断弁と前記磁気センサとに接続するコントローラとを備えることを特徴とするスマートメータタイプの膜式ガスメータ。

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