JP6928201B2 - マイコンメーターの制御室構造 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品等が収容されるマイコンメーターの制御室構造に関する。

ガスメーターは、家庭や事業所等、需要者毎にガスの消費量を計測するために用いられるが、近年は計測だけに留まらず、地震のほか、ガスの供給圧力や使用状態の異常を検知し、ガスを自動で遮断する保安機能が組み込まれた「マイコンメーター」が広く普及しており、安全性の向上に貢献している。またガスメーターは、公平性や安全性の観点から高い信頼性を要求され、その外殻は強固なケーシングで囲まれており、経年劣化や不正な取り扱いを防いでいる。

これまでに普及しているマイコンメーターの形状例を図５に示す。このマイコンメーターの外殻は、複数のケーシングで構成され、そのうち本体ケースと称するケーシングは、下方に位置し、ガスの流れに伴って変位するダイヤフラムなどの部品が組み込まれている。また上ケースと称するケーシングは、本体ケースの上面に載るように配置され、ダイヤフラムの変位を駆動源として磁石を回転させるクランク機構や、磁石の回転を検知するセンサーや、マイコンメーターの頭脳部分となる電子部品等が収容される。

次に、前カバーと称するケーシングは、上ケースの前部を塞ぐように配置され、マイコンメーターの顔としての機能を果たし、液晶パネルや復帰ボタンなどが組み込まれる。そして、上ケースと前カバーに跨る内部空間は、各種電子部品が収容されるため、制御室と称するものとする。また、本体ケースと上ケースは、締結ビスなどで一体化するが、その軸部を差し込むため、上ケースの下部には、前方通し穴と後方通し穴を設けてあり、さらに本体ケースの上面には、これらの通し穴と同心となる位置にメネジを設けてある。

本願発明と関連のある技術の例として後記特許文献が挙げられ、そのうち特許文献１では、膜式ガスメータにおけるカウンタカバーの取付構造が開示されている。この発明は、カウンタカバーの取付け操作を容易に実施できるほか、カウンタカバーの取付け部の気密性を高めることを目的としており、上ケースの周壁の前部外面には、係止面を形成してある。また、上ケースに取り付けられるカウンタカバーについては、その周壁の外側に係止爪を突設してあるほか、周壁の内側にシール面を形成してある。さらに、上ケースの周壁とカウンタカバーのシール面との間には、パッキンを介在させる。

この発明では、係止爪を係止面に係止させるだけで、カウンタカバーの取り付けが完了し、ネジ類が不要になる。そのため、メネジの形成やネジ類の締め付けといった工程も不要になり、カウンタカバーの取付け操作が容易になる。しかもパッキンを介在させることで気密性も高まる。

次の特許文献２では、ガスメータの金属板等の影響を受けることなく、アンテナの放射特性および指向性を向上させた自動検針用無線装置が開示されている。この装置は、ガスメータ金属筐体の上部に突出する二本のガス配管の間に金属板を架設し、この金属板の下側に無線装置筐体を設けた構造としてある。そして無線装置筐体の内部には、金属板から遠ざけるように線状逆Ｆアンテナを配置し、さらに線状逆Ｆアンテナのアンテナグランド板と、無線回路グランド板は、離して配置することで、両者の高周波的結合力が弱まるほか、線状逆Ｆアンテナのグランドとガスメータ金属筐体との高周波的な結合を強めている。その結果、アンテナの放射特性が向上するほか、指向性が少なくなる。

特開平８−１１４４７７号公報 特開平１１−８６１７４号公報

図５に示すように、一般的なマイコンメーターのケーシングにおいて、上ケースと前カバーとの境界は垂直面になっており、必然的に前方通し穴は、制御室の中の底部に位置し、その真上からドライバーなどの工具を差し込むことが難しい。そのため前方通し穴については、締結ビスの締め付けが不適切になりやすく、メネジが破損する恐れがある。

この課題を解消するため、締結ビスの代替として六角穴付ボルトを用い、その締め付けのため、六角棒スパナ（ボールポイント付）を斜方向に差し込むといった対策を講じている。このように前方通し穴については、六角穴付ボルトを用い、しかもその締め付け作業に例外的な手順が要求され、工程に要する時間が伸びるほか、締め付け作業を低コストで自動化することも難しい。

マイコンメーターには、検針やメンテナンスを省力化するため、通信機能を組み込むことがあり、その場合、何らかの無線装置を装備する必要がある。従来この無線装置は、マイコンメーターとは別体として、外部に取り付けることが一般的だったが、破損の防止やコストダウンといった観点から、ケーシング内の制御室に収容することが望ましい。ただしケーシングには、アルミニウム合金などの金属を用いることが多く、電波を反射するため、アンテナを含めた無線装置を制御室に収容するには、何らかの対策が必要になる。

本発明はこのような実情を基に開発されたもので、上ケースの取り付け作業を無理なく実施できるほか、通信機能の組み込みにも適したマイコンメーターの制御室構造の提供を目的としている。

前記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、マイコンメーターの制御室構造であって、該マイコンメーターの外殻は複数のケーシングで構成されており、該ケーシングは、少なくとも本体ケースと上ケースと前カバーとの三要素からなり、前記本体ケースにはガス流量の計測手段を収容してあり、該本体ケースの上面には前記上ケースが載り、前記前カバーは該上ケースの前部を塞いでおり、また該上ケースと該前カバーのそれぞれの内部空間は電子部品を収容するための制御室としてあり、前記本体ケースと前記上ケースは、複数の締結ビスで一体化する構成で、該上ケースの前方下部には、該締結ビスを差し込むための前方通し穴を設け、該上ケースの後方下部には、同様に後方通し穴を設け、前記上ケースと前記前カバーとの境界は、上から下に向かうに連れて前方に進む傾斜面としてあり、且つ該傾斜面には、双方の前記制御室をつなぐ開口部を設けてあり、前記前方通し穴は、前記開口部の上縁部よりも前方に位置しており、前記上ケースを俯瞰した場合、該開口部で遮られることなく、該前方通し穴の全域が視認可能であることを特徴とする。

本発明では、マイコンメーターのケーシングが本体ケースと上ケースと前カバーの三要素を中心に構成されることを前提としており、本体ケースの内部には、ガスの流れに伴って変位するダイヤフラムなど、ガスの消費量を実際に計測するための機能が組み込まれる。また上ケースは、本体ケースの上面に載り、マイコンメーターの上部を構成するほか、その内部の下方の区画には、ダイヤフラムの変位を回転運動に変換するクランク機構や、このクランク機構によって回転する磁石や、磁石の回転を検知する磁気センサーなどが収容される。

前カバーは、上ケースの前部を塞ぐように配置し、且つ上ケースに取り付けられ、本体ケースとは接触しない。また前カバーには、ガスの消費量を中心に様々な情報を表示する液晶パネルや、ガスの遮断時に操作する復帰ボタンなどが配置され、マイコンメーターの顔としての機能を果たす。そして、上ケースと前カバーの内部空間はつながっており、ここに液晶パネルや集積回路などの電子部品が一括して収容される。そこで、この内部空間を制御室と称するものとする。さらに、上ケースと前カバーとの境界において、制御室の入口となる領域は、開口部と称するものとする。

上ケースは、本体ケースの上面に載り、双方は締結ビスを介して一体化する。そのため上ケースの下部には、締結ビスの軸部を差し込むため、前方通し穴および後方通し穴を設け、本体ケースの上面には、締結ビスと螺合するメネジを設ける。当然ながら、各通し穴とメネジは、同心に揃える。また、本体ケースと上ケースとの境界には、額縁状のシール部材を挟み込み、外部へのガス漏れを防ぐ。

前方通し穴は、上ケースの下部において、前カバーと隣接する前方寄りに配置してあり、しかも上ケースの制御室の底部に設ける。そのため締結ビスを組み込む際は、まず締結ビスを開口部に差し入れ、次に前方通し穴に差し込むといった手順になり、その後に前カバーを取り付けると、締結ビスは完全に覆い隠される。また後方通し穴は、上ケースの後部でフランジ状に突出した箇所に設けるため、他のケーシングで覆い隠されることはなく、ここに差し込まれた締結ビスの頭部は、外部に露出する。

上ケースと前カバーとの境界は、単純な垂直面ではなく、下方に向かうに連れて前方に進む傾斜面としてある。ここで前方とは、液晶パネルなどが組み込まれる正面に近い方を指す。さらに本発明では、開口部と前方通し穴との位置関係を規定しており、前方通し穴は、開口部の上縁部よりも前方に位置しているものとする。その結果、上ケースを俯瞰した場合、開口部で遮られることなく、前方通し穴の全域が視認可能になる。なお「開口部の上縁部」とは、開口部を取り囲む外縁線のうち、上端でほぼ水平方向に伸びる区間を指す。

このように前方通し穴は、開口部の上縁部よりも前方に配置することで、そこに差し込んだ締結ビスを締め付ける際、工具（ドライバー）と締結ビスを一直線に並べることができ、自然な姿勢で締め付けを行うことができる。なお実際には、開口部の上縁部に工具が接触しないよう、前方通し穴の位置を決めることが望ましい。そのほか、開口部（上ケースと前カバーとの境界）についても、密閉性を確保するため、額縁状のシール部材を挟み込む。

請求項２記載の発明は、前カバーの素材に関するもので、前カバーは、合成樹脂を素材としていることを特徴とする。マイコンメーターに通信機能を組み込む場合、破損などを考慮し、アンテナを含めた無線装置を制御室に収容することが望ましい。したがってケーシングの全てを金属製にするのではなく、この発明のように、前カバーの素材を合成樹脂とすることで、電波が内外を透過しやすくなる。ただしこの場合でも、他のケーシングと同様の強度を確保するものとする。

上ケースと前カバーとの境界を単純な垂直面とした場合、無線装置のアンテナは、上ケースよりも前方に突出させる必要があり、必然的にマイコンメーターの前方の寸法も増大してしまう。そこで本発明では、前カバーの素材として合成樹脂を用い、無線装置などを制御室に収容することで、寸法の増大を防ぐ。しかも上ケースと前カバーとの境界は傾斜面であり、上方に向かうに連れ、前カバーの寸法は増大していく。そのためマイコンメーターの前方のほか、上方からも電波が放射され、指向性が弱まるほか、遠方にも届きやすい。

このように、前カバーの素材を合成樹脂とすることに加え、上方に向かうに連れてその寸法を増大させることで、電波の伝達特性を十分に確保しながらアンテナを含めた無線装置を制御室に収容することができ、マイコンメーターの構造が簡素化され、製造コストの削減が実現する。

請求項１記載の発明のように、上ケースと前カバーとの境界は、単純な垂直面ではなく、下方に向かうに連れて前方に進む傾斜面としてあり、しかも前方通し穴は、開口部の上縁部よりも前方に配置し、上ケースを俯瞰した場合、前方通し穴の全域を視認可能な構造とすることで、前方通し穴に差し込んだ締結ビスを締め付ける際、ドライバーなどの工具と締結ビスを一直線に並べることができ、自然な姿勢で締め付けを行うことができる。そのため従来のように、六角穴付ボルトを使用するなど、製造時の例外的な対応が不要になり、生産性が向上するほか、自動化への対応も容易になる。

請求項２記載の発明のように、前カバーの素材として金属ではなく合成樹脂を用いることで、電波が透過しやすくなる。しかも、上ケースと前カバーとの境界は傾斜面であり、上方に向かうに連れ、前カバーの寸法は増大するため、マイコンメーターの前方のほか、上方からも電波が放射され、指向性が弱まるほか、遠方にも届きやすい。そのため、アンテナを含めた無線装置を制御室に収容することができ、マイコンメーターの構造が簡素化され、製造コストの削減が実現する。

本発明によるマイコンメーターの側面図で、マイコンメーターの外殻は、本体ケースと上ケースと前カバーを中心に構成され、これらは締結ビスで一体化される。なお上ケースについては、内部構造を示すため、縦断面を描いてある。 図１の本体ケースと上ケースと前カバーを一体化した状態を示す側面図で、上ケースおよび前カバーは縦断面を描いてあり、制御室内には、アンテナを搭載したコントローラを簡略的に描いてある。 図１の上ケースと前カバーの平面図である。 本発明によるマイコンメーターの形状例を示す斜視図で、上ケースと前カバーとの境界は、垂直ではなく傾いており、上方に向かうに連れ、前カバーの占める割合が増える。 これまでに普及しているマイコンメーターの形状例を示す側面図で、マイコンメーターの外殻は、本体ケースと上ケースと前カバーを中心に構成され、これらは締結ビスなどで一体化される。なお上ケースについては、内部構造を示すため、縦断面を描いてある。

図１は、本発明によるマイコンメーターの側面を示しているが、上ケース２１については、内部構造を示すため、縦断面を描いてある。図１のマイコンメーターの外殻となるケーシングは、下方に位置する本体ケース１１と、本体ケース１１の上面に載る上ケース２１と、上ケース２１の前部を塞ぐ前カバー３１と、の三要素を中心に構成され、そのうち本体ケース１１には、ガスの流れに伴って変位するダイヤフラムなど、ガスの消費量を実際に計測するための機能が組み込まれる。

上ケース２１の内部は、上下二箇所に区画され、そのうち下方の区画は、本体ケース１１と一体化してガス室２６を形成しており、ここには、ダイヤフラムの変位を回転運動に変換するクランク機構や、クランク機構で回転する磁石４２や、磁石４２の回転を検知する磁気センサーなどが収容される。

上ケース２１内部の上方の区画は、制御室２５と称し、マイコンメーターの頭脳部分となる電子部品などが収容され、磁気センサーからの信号に基づいてガスの消費量を算出するなど、様々な情報処理を行う。ここで制御室２５の入口は、開口部２７と称するものとする。なお上ケース２１の制御室２５とガス室２６は、隔壁で気密性が確保されており、制御室２５にガスが流入することはない。

前カバー３１は、上ケース２１の前部を塞ぐように配置され、マイコンメーターの顔としての機能を果たす。前カバー３１は、上ケース２１と同様に中空状で、前カバー３１の内部についても制御室３５となり、上ケース２１と前カバー３１で一体的な制御室２５、３５が形成される。そして前カバー３１においても、制御室３５の入口を開口部３７と称するものとする。双方の開口部２７、３７は形状を揃えてあり、上ケース２１と前カバー３１を密着させると、これらが段差なく並ぶ。

上ケース２１は、シール部材１９を介して本体ケース１１の上面に載り、さらに上方から差し込む締結ビス２８により、本体ケース１１と上ケース２１が一体化する。そのため上ケース２１には、締結ビス２８の軸部を差し込むため、前方通し穴２３と後方通し穴２４を設けてある。前方通し穴２３は、前カバー３１と隣接し、しかも制御室２５の底部に位置する。対して後方通し穴２４は、上ケース２１の後部でフランジ状に突出した箇所に位置する。そして本体ケース１１の上面には、締結ビス２８と螺合するため、前方通し穴２３や後方通し穴２４と同心でメネジ１８を設けてある。

上ケース２１と前カバー３１との境界は、垂直ではなく、下方に向かうに連れて前方に進む傾斜面としてあり、双方の開口部２７、３７についても、必然的に傾いている。また前方通し穴２３は、開口部２７の上縁部よりも前方に配置してある。そのため上ケース２１を俯瞰した場合、開口部２７で遮られることなく、前方通し穴２３の全域が視認可能である。

前方通し穴２３をこのように配置することで、そこに締結ビス２８を差し込む際は、締結ビス２８を垂直方向に下降させればよく、途中で姿勢を変換する必要がない。しかも締結ビス２８を締め付ける際は、ドライバーなどの工具と締結ビス２８が一直線に並び、作業を円滑に終えることができる。そのため製造工程での不具合を防止できるほか、自動化への対応も容易である。

前カバー３１についても、締結ビス２８で上ケース２１に取り付けるが、この締結ビス２８は、水平方向に差し込む。このように前カバー３１を取り付けることで、前方通し穴２３に差し込んだ締結ビス２８は、完全に覆い隠される。なお、上ケース２１と前カバー３１との境界についても、額縁状のシール部材２９を挟み込み、制御室２５、３５に雨水などが入り込むことを防ぐ。

図２は、図１の本体ケース１１と上ケース２１と前カバー３１を一体化した状態を示し、制御室２５、３５内には、アンテナ５２、５３を搭載したコントローラ５１を簡略的に描いてある。上ケース２１の前部は前カバー３１で覆い隠され、必然的に前方通し穴２３に差し込んだ締結ビス２８も覆い隠される。対して、後方通し穴２４に差し込んだ締結ビス２８は、その頭部が露出している。

前カバー３１は合成樹脂製で、電波を透過する。そのため、上ケース２１と前カバー３１に跨る制御室２５、３５には、無線装置などの電子部品が搭載されたコントローラ５１や、電波の送受信を行うアンテナ５２、５３を収容することができる。アンテナ５２、５３については、信頼性を確保するため二重化してあり、コントローラ５１の上方に位置するアンテナ５２は水平方向に配置してあり、その下方のアンテナ５３は垂直方向に配置してある。

図３は、図１の上ケース２１と前カバー３１を真上から見た状態を示す。上ケース２１の制御室２５の入口となる開口部２７は、傾斜面となっている。そのためこの図に描くように、上ケース２１を俯瞰すると、開口部２７を視認することができ、その中で前方通し穴２３が露出している。このように、前方通し穴２３の上方には、何らの障害物も存在しないため、そこに差し込んだ締結ビス２８を締め付ける際は、ドライバーなどの工具を無理なく直立させることができる。なお図３では、前方通し穴２３と後方通し穴２４のいずれも、三箇所に設けてあり、それぞれ二箇所に締結ビス２８を差し込んだ状態を描いてある。

図４は、本発明によるマイコンメーターの形状例を立体的に示しており、上ケース２１と前カバー３１との境界は、垂直ではなく傾いており、上方に向かうに連れ、前カバー３１の占める割合が増える。前カバー３１は合成樹脂製であり、内部のアンテナから送信される電波は、マイコンメーターの前方のほか上方にも透過しやすく、指向性が弱まり、広域に拡散しやすい。

本体ケース１１と上ケース２１を一体化する締結ビス２８は、後方通し穴２４に差し込んだ方だけが露出している。同様に、上ケース２１と前カバー３１を一体化する締結ビス２８についても、一部は覆い隠されることなく露出している。そのほか、上ケース２１と前カバー３１との境界以外は、一般的なマイコンメーターと同様の構造で、上ケース２１の上面中央には持ち手４１を設けてあり、その両側にはガスの流路となる吸気口４３と排気口４４を設けてあり、前カバー３１には液晶パネル４５や復帰ボタン４６が組み込まれている。

１１ 本体ケース（ケーシング）
１８ メネジ
１９ シール部材（本体ケースと上ケースとの境界に配置）
２１ 上ケース（ケーシング）
２３ 前方通し穴
２４ 後方通し穴
２５ 制御室
２６ ガス室
２７ 開口部
２８ 締結ビス
２９ シール部材（上ケースとの前カバーとの境界に配置）
３１ 前カバー（ケーシング）
３５ 制御室
３７ 開口部
４１ 持ち手
４２ 磁石
４３ 吸気口
４４ 排気口
４５ 液晶パネル
４６ 復帰ボタン
５１ コントローラ
５２ アンテナ（水平配置）
５３ アンテナ（垂直配置）

Claims (2)

1. マイコンメーターの制御室構造であって、該マイコンメーターの外殻は複数のケーシングで構成されており、該ケーシングは、少なくとも本体ケース（１１）と上ケース（２１）と前カバー（３１）との三要素からなり、
   前記本体ケース（１１）にはガス流量の計測手段を収容してあり、該本体ケース（１１）の上面には前記上ケース（２１）が載り、前記前カバー（３１）は該上ケース（２１）の前部を塞いでおり、また該上ケース（２１）と該前カバー（３１）のそれぞれの内部空間は電子部品を収容するための制御室（２５、３５）としてあり、
   前記本体ケース（１１）と前記上ケース（２１）は、複数の締結ビス（２８）で一体化する構成で、該上ケース（２１）の前方下部には、該締結ビス（２８）を差し込むための前方通し穴（２３）を設け、該上ケース（２１）の後方下部には、同様に後方通し穴（２４）を設け、
   前記上ケース（２１）と前記前カバー（３１）との境界は、上から下に向かうに連れて前方に進む傾斜面としてあり、且つ該傾斜面には、双方の前記制御室（２５、３５）をつなぐ開口部（２７、３７）を設けてあり、
   前記前方通し穴（２３）は、前記開口部（２７）の上縁部よりも前方に位置しており、前記上ケース（２１）を俯瞰した場合、該開口部（２７）で遮られることなく、該前方通し穴（２３）の全域が視認可能であることを特徴とするマイコンメーターの制御室構造。
2. 前記前カバー（３１）は、合成樹脂を素材としていることを特徴とする請求項１記載のマイコンメーターの制御室構造。

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