JPH06201437A - 水道メーター指示ユニット回転試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 試験すべき指示ユニットの外部からユニット
の小流量時の回転性能の良否及び不良原因を非接触状態
で高精度に検査できる試験装置を提供する。 【構成】 モータ５を一定速度で回転させ主動回転円盤
１を一定速度で回転させると、これに付随して従動回転
円盤３が低トルクで回転し、その軸端に取り付けた駆動
磁石４によって試験すべき指示ユニット内のマグネット
歯車が回転する。そのとき指示ユニット内の歯車機構の
回転性能に異常があると、これが従動回転円盤３の回転
に変動を及ぼし、この回転変動をフォトセンサ７で検出
し、その検出データをパーソナルコンピュータで解析す
ることにより、指示ユニットの回転性能の良否及び不良
原因等を判別し得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道メーター指示ユニ
ットの回転性能を非接触で高精度に試験する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】乾式水道メーターは、一般に、翼車ユニ
ットと指示ユニットとから構成され、翼車ユニットに
は、配管中を通過する水道水によって回転する翼車が収
容され、指示ユニットには、上記翼車の回転軸の一端に
取り付けたマグネットと非接触状態で磁気結合されたマ
グネットを有するマグネット歯車と、その回転を所定の
減速比で指針及びカウンタに順次伝達する歯車列が設け
られている。

【０００３】而して、乾式水道メーターに使用される上
記指示ユニットは、指示機構内部への水の侵入及び結露
を防ぐために気密性の高い構造になっているため、指示
ユニット内部の検査は困難であり、ユニットを開くこと
なくその回転性能等を試験できる装置の開発が望まれて
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためなされたものであり、その目的とすると
ころは、指示ユニットを開くことなくユニット外部から
ユニットの小流量時の回転性能を高精度に検出し、その
検出データをコンピュータ処理することにより、指示ユ
ニットの不良原因まで究明し得る水道メーター指示ユニ
ット回転試験装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る水道メーター指示ユニット回転試験装
置は、磁石を具えた主動回転円盤と、その主動回転円盤
に平行に回転自在に支承され、上記主動回転円盤の磁石
の回転に付随するアラゴーの回転盤となって主動回転円
盤と同方向に低トルクで回転駆動される金属製の従動回
転円盤と、上記従動回転円盤の回転軸の一端に設けら
れ、水道メーター指示ユニット内の従動磁石と磁気結合
せしめられる駆動磁石と、上記主動回転円盤を一定速度
で回転させる駆動装置とから成る低トルク駆動装置と、
水道メーター指示ユニット内の従動磁石が、上記低トル
ク駆動装置の駆動磁石と対向するように、水道メーター
指示ユニットを支持する装置と、従動回転円盤の回転速
度検出装置と、装置全体の作動を制御すると共に、従動
回転円盤の回転速度検出装置の出力を解析し記録する中
央制御装置と、から構成されたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】上記の如き構成であると、主動回転円盤と従動
回転円盤がアラゴーの回転盤の原理により低トルクで非
接触滑り結合せしめられているため、水道メーター指示
ユニットの回転性能に異常があると、指示ユニット内の
従動磁石の回転異常が試験装置内の従動回転円盤の回転
状態に敏感に反映し、従って、当該従動回転円盤の回転
状態を検知することにより、水道メーター指示ユニット
の回転性能を非接触で高精度に検査し得るものである。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しつゝ本発明を具体的に説
明する。図１は本発明に係る水道メーター指示ユニット
回転試験装置を具備した試験機の全体構成を示す外観
図、図２は本発明に係る水道メーター指示ユニット回転
試験装置の作動原理を示す断面説明図、図３は本発明に
係る水道メーター指示ユニット回転試験装置の一実施例
を示す断面図、図４は本発明に係る水道メーター指示ユ
ニット回転試験装置を具備した試験機全体の作動を制御
する回路構成を示すブロック図、図５は本発明に係る水
道メーター指示ユニット回転試験装置による試験データ
を示すグラフである。

【０００８】而して、図１に示した試験機１００は、水
道メーター指示ユニット２０の小流量時における回転性
能をテストする本発明に係る水道メーター指示ユニット
回転試験装置１０１と、もう一つの水道メーター指示ユ
ニット３０の大流量時における回転追従能力をテストす
る別種の回転試験装置１０２と、これらの回転試験装置
１０１及び１０２の出力データをパーソナルコンピュー
タ１０４に入出力するＩ／Ｏモジュール１０３とから構
成され、上記回転試験装置１０１及び１０２の出力デー
タはパーソナルコンピュータ１０４によって解析されて
そのディスプレイ画面上に表示されると共に、プリンタ
１０５によってプリントアウトされ、また必要に応じて
磁気フロッピーディスク１０６に記録、保存できるよう
になっている。

【０００９】本発明は、上記試験機１００に設けた小流
量時の回転性能をテストする水道メーター指示ユニット
回転試験装置１０１に関するものであり、水道メーター
指示ユニット中に設けられているマグネット歯車の始動
流量時の回転変化を「非接触滑り結合」方式により高精
度に自動検出し得るように構成したものである。

【００１０】図２には、その基本構成と作動原理が示さ
れており、同図に示すように、本発明に係る水道メータ
ー指示ユニット回転試験装置は、外周に沿って複数の永
久磁石２，２を取り付けた主動回転円盤１と、これに平
行に回転自在に支承されたアルミニウム等の金属製の従
動回転円盤３と、上記従動回転円盤の回転軸３ａの一端
に設けられた駆動磁石４と、上記主動回転円盤１を一定
速度で回転させるモータ５及びベルト６から成る駆動装
置等々により構成される低トルク駆動装置と、水道メー
ター指示ユニット２０内のマグネット歯車２２の回転軸
の一端に取り付けた従動磁石２１が、上記低トルク駆動
装置の駆動磁石４と対向するように、水道メーター指示
ユニットを支持する装置１０と、従動回転円盤３の回転
速度を検出するフォトセンサ等から成る回転速度検出装
置７と、装置全体の作動を制御すると共に、上記回転速
度検出装置７の出力を解析し記録する中央制御装置（図
１におけるパーソナルコンピュータ１０４）と、から構
成されている。８は主動回転円盤１に設けた永久磁石
２，２の磁束が指示ユニットのマグネット歯車等に影響
を与えないようにするための磁気シールド板、９は装置
全体を支持する基板であり、２３は指示ユニット２０の
マグネット歯車２２に噛み合わせられた初段の減速歯
車、２４はその回転軸に取り付けられたパイロットキャ
ップである。

【００１１】指示ユニット２０のマグネット歯車２２に
取り付けた従動磁石２１は、現実のメーター使用時にお
いては、前記翼車ユニットの翼車の回転軸に取り付けた
磁石と非接触状態で磁気結合され、翼車の回転に追随し
て回転し、これによってマグネット歯車２２が回転し、
所定の減速歯車を介してメーターの指針及びカウンタを
駆動するようになっている。本発明においては、この翼
車の回転軸に取り付けた磁石の代わりに、低トルクで回
転する従動回転円盤３の回転軸に取り付けた駆動磁石４
によってマグネット歯車２２を回転させ、マグネット歯
車２２や指示ユニット内のその他の歯車列の回転性能を
テストしようとするものである。

【００１２】即ち、主動回転円盤１をモータ５により一
定速度で回転させると、これに取り付けた駆動磁石２，
２の移動に伴う誘導作用（フレミング右手法則）によっ
てアルミニウム等の導電体で作製された従動回転円盤３
中に渦電流を生じ、その渦電流が上記駆動磁石２，２の
磁界内で流れるためフレミング左手法則によって従動回
転円盤３に力が付与され、そのため従動回転円盤３はい
わゆるアラゴーの回転盤となって主動回転円盤１に付随
して回転することになる。

【００１３】従動回転円盤３が上記の如くして回転する
と、その回転軸に取り付けた駆動磁石４と非接触状態で
磁気結合された指示ユニット２０内のマグネット歯車２
２の従動磁石２１も回転せしめられる。

【００１４】而して、従動回転円盤３の回転トルクは、
上記の如く主動回転円盤１の磁石２，２の電磁誘導作用
に基づく非接触滑り結合であるところから極めて弱く、
微小な外力が加わっても直ちに影響を受けて従動回転円
盤３の回転速度に微小な変動を生じるものである。従っ
て、指示ユニット内の歯車の回転性能に異常があるとマ
グネット歯車２２が従動回転円盤３の駆動磁石４に円滑
に追従して回転せず、そうするとこのマグネット歯車２
２の回転異常が低トルクで回転している駆動磁石４の回
転にも反映して、従動回転円盤３の回転にも微小な変動
が生じることになる。従って、従動回転円盤３の外周に
沿って等間隔に多数のスリットを形成しておき、これを
フォトセンサ等の回転速度検出装置７で検知することに
より従動回転円盤３の回転速度の変動を測定すれば、指
示ユニット２０内の歯車の回転速度が非接触で測定でき
ることになる。そこで、この測定データを分析すれば、
指示ユニット２０の回転性能の良否を判定できるもので
ある。モータ５の回転速度を上下させれば、主動回転円
盤１、従動回転円盤３及びマグネット歯車２２の回転速
度が上下するので、回転速度検出装置７で従動回転円盤
３の回転速度を測定しつつ設定流量時の速度データとな
るようにモータ５の回転速度を設定した上で、指示ユニ
ット２０を取り付けて測定すれば、所望の流量時におけ
る指示ユニット２０の回転性能が検査できるものであ
る。

【００１５】図３は、上記の如き作動原理を有する本発
明に係る水道メーター指示ユニット回転試験装置の具体
的構成の一実施例を示している。同図中、、図２と同一
の符号を付したものは同一又は同等の機能を有する構成
要素を示しており、１は主動回転円盤、２，２は永久磁
石、３は従動回転円盤、４は駆動磁石、５はモータ、６
はベルト、７は回転速度検出装置、８は磁気シールド
板、９は基板、１０は検査すべき指示ユニットを支持す
る装置である。

【００１６】主動回転円盤１は、その回転軸１ａがベア
リング９ａ，９ｂによって基板９に対して回転自在なよ
う取り付けられ、回転軸１ａの他端にはプーリ１ｂが取
り付けられ、ベルト６を介してモータ５により一定速度
で回転せしめられるようになっている。主動回転円盤１
の上面には中心穴１ｃが設けられ、その内部に従動回転
円盤３の軸芯３ｂが回転自在なよう挿入されている。従
動回転円盤３の回転軸３ａの上端には駆動磁石４が固着
され、図２で示した指示ユニット２０のマグネット歯車
２２の従動磁石２１と非接触状態で磁気結合がなされる
ようになっている。検査すべき指示ユニットを支持する
装置１０は、外周にネジを刻設した環状の部材から成
り、このネジを基板９の上面に固設したホルダ９ｃにね
じ込むことにより取り付けられ、そのねじ込み量を加減
することにより、環状部材１０の上部から嵌め込まれる
試験すべき指示ユニット２０（図２参照）のマグネット
歯車に取り付けた従動磁石２１と主動回転円盤３の駆動
磁石４との距離を調節できるようになっている。

【００１７】図３に示した試験装置の作動は、図２で説
明したものと同様であり、モータ５を一定速度で回転さ
せ主動回転円盤１を一定速度で回転させると、これに付
随して従動回転円盤３が低トルクで回転し、その軸端に
取り付けた駆動磁石４によって試験すべき指示ユニット
内のマグネット歯車が回転する。そのとき指示ユニット
内の歯車機構の回転性能に異常があると、これが従動回
転円盤３の回転に変動を及ぼし、この回転変動をフォト
センサ７で検出し、その検出データをパーソナルコンピ
ュータ１０４で解析することにより、指示ユニットの回
転性能の良否及び不良原因等を判別し得るものである。

【００１８】而して、測定精度を高精度にするには、従
動回転円盤３の回転トルクを可能な限り低トルクとする
ため、アルミニウム等の軽量の金属で作製するほか、指
示ユニット内のマグネット歯車２２の歯数（通常１４）
に合わせて、従動回転円盤３が１回転時に回転速度検出
装置７に１４パルスの出力が得られるように構成するこ
とが推奨される。

【００１９】図５は、このように構成された本発明に係
る水道メーター指示ユニット回転試験装置によって測定
したデータをグラフ化したものである。この場合のマグ
ネット歯車スピード変化率Ａは以下の如くして算出され
る。

【００２０】Ｖ₀ ：被試験指示ユニット無し（無負荷）
時の平均速度 Ｖ_t ：被試験指示ユニット有り（有負荷）時の速度 Ｔ₀ ：被試験指示ユニット無し（無負荷）時の平均パル
ス周期 Ｔ_t ：被試験指示ユニット有り（有負荷）時の各パルス
周期 とすれば、マグネット歯車スピード変化率Ａ＝（Ｖ_t −
Ｖ₀ ）／Ｖ₀ ×１００（％） と表される。 こゝで、 Ｖ₀ ＝１／Ｔ₀ ， Ｖ_t ＝１／Ｔ_t と等価
であるため、 上記Ａ＝（１／Ｔ_t −１／Ｔ₀ ）／（１／Ｔ₀ ）×１０
０（％） ＝（Ｔ₀ ／Ｔ_t −Ｔ₀ ／Ｔ₀ ）×１００（％） ＝（Ｔ₀ ／Ｔ_t −１）×１００（％） となり、このＡの値をグラフ表示したものが図５という
ことになる。

【００２１】従って、本発明に係る水道メーター指示ユ
ニット回転試験装置によって測定したデータをグラフ化
した図５のグラフの値から、指示ユニット内の歯車の回
転ムラのみならず、スピード変化率Ａの増減の周期から
不良な歯車を特定することもでき、被試験指示ユニット
の内部の診断が可能となるものである。

【００２２】図４は、上記の如き本発明に係る水道メー
ター指示ユニット回転試験装置１０１を具備した試験機
全体（図１参照）の作動を制御する回路構成を示すブロ
ック図であり、図中、１０１が水道メーター指示ユニッ
ト２０の小流量時における回転性能をテストするための
図２及び図３に示したような本発明に係る水道メーター
指示ユニット回転試験装置、１０２はもう一つの水道メ
ーター指示ユニット３０の大流量時における回転追従能
力をテストする別種の回転試験装置、１０３はこれらの
回転試験装置１０１及び１０２の出力データをパーソナ
ルコンピュータ１０４に入出力するＩ／Ｏモジュール、
１０５は試験データをプリントアウトするプリンタであ
る。この回路の作動は、図中の各ブロックの説明文字か
ら明らかであるので、詳しい説明は省略する。

【００２３】

【発明の効果】本発明は叙上の如く構成されるから、水
道メーター指示ユニット２０の回転性能に異常がある
と、指示ユニット内の従動磁石２１の回転異常が試験装
置内の低トルクで回転する従動回転円盤３の回転状態に
敏感に反映するため、当該従動回転円盤３の回転状態を
検知し解析することにより、指示ユニット２０の回転性
能の良否及びその不良原因を非接触で正確に検査し得る
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水道メーター指示ユニット回転試
験装置を具備した試験機の全体構成を示す外観図であ
る。

【図２】本発明に係る水道メーター指示ユニット回転試
験装置の作動原理を示す断面説明図である。

【図３】本発明に係る水道メーター指示ユニット回転試
験装置の一実施例を示す断面図である。

【図４】本発明に係る水道メーター指示ユニット回転試
験装置を具備した試験機全体の作動を制御する回路構成
を示すブロック図である。

【図５】本発明に係る水道メーター指示ユニット回転試
験装置による試験データを示すグラフである。

【符号の説明】

1 主動回転円盤 2 磁石 3 従動回転円盤 4 駆動磁石 5 モータ 6 ベルト 7 回転速度検出装置 8 磁気シールド板 9 基板 10 指示ユニット支持装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁石（２）を具えた主動回転円盤（１）
   と、その主動回転円盤に平行に回転自在に支承され、上
   記主動回転円盤の磁石の回転に付随するアラゴーの回転
   盤となって主動回転円盤と同方向に低トルクで回転駆動
   される金属製の従動回転円盤（３）と、上記従動回転円
   盤の回転軸（３ａ）の一端に設けられ、水道メーター指
   示ユニット（２０）内の従動磁石（２１）と磁気結合せ
   しめられる駆動磁石（４）と、上記主動回転円盤（１）
   を一定速度で回転させる駆動装置（５，６）とから成る
   低トルク駆動装置と、 水道メーター指示ユニット（２０）内の従動磁石（２
   １）が、上記低トルク駆動装置の駆動磁石（４）と対向
   するように、水道メーター指示ユニットを支持する装置
   （１０）と、 従動回転円盤（３）の回転速度検出装置（７）と、 装置全体の作動を制御すると共に、従動回転円盤の回転
   速度検出装置（７）の出力を解析し記録する中央制御装
   置と、 から構成されたことを特徴とする水道メーター指示ユニ
   ット回転試験装置。