(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの流量を測定して積算するガスメータであって、
ガスが流れる主流路を形成するバルブケーシングと、その主流路を開閉するバルブ装置とを備える流路切替装置を設け、
前記バルブ装置は、前記バルブケーシング内に設けたバルブシートと、そのバルブシート上に対し相対的に摺動して開閉作用をなすバルブとを備え、
前記バルブケーシングには、該バルブケーシングの外側に配管されるバイパス管の両端部が接続され、
前記バイパス管によって前記主流路に連通しかつ前記バルブ装置をバイパスする副流路が形成される構成とし、
前記バルブ装置は、前記バルブケーシング内にモーターケーシングを介して支持されたバルブ駆動モーターを備え、
前記バルブ装置のバルブが、前記バルブ駆動モーターによる軸回り方向の所定角度範囲内の往復運動によって開閉されるロータリーバルブであり、
前記ロータリーバルブの軸心部にバルブシャフトが配置され、
前記バルブシャフトは、円板状の取付板部と、その取付板部の両面に同心状に突出する支軸部及び係合筒部とを有し、
前記支軸部は、前記ロータリーバルブの軸心部に形成されたバルブ内筒部を通して、前記バルブシートの軸心部に形成されたシート内筒部に対して回転可能に係合され、
前記取付板部は、前記バルブ内筒部上に回転力を伝達可能に設けられ、
前記バルブ駆動モーターのモーター軸にクラッチ部材が取付けられ、
前記クラッチ部材が前記バルブシャフトの係合筒部に対して動力伝達可能に係合されている
ことを特徴とするガスメータ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスメータであって、
前記バルブシャフトの係合筒部の軸心部にセンターピンが取付けられ、そのセンターピンが前記クラッチ部材の軸心部に形成された軸孔に挿入されていることを特徴とするガスメータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスメータであって、
前記クラッチ部材に対面するバルブ駆動モーターの端面には、ストッパ突起が突出され、
前記バルブ駆動モーターに対面するクラッチ部材の端面には、段付状をなす閉ストッパ面及び開ストッパ面が形成され、
前記ストッパ突起と前記閉ストッパ面及び前記開ストッパ面とにより、前記ロータリーバルブを開位置及び閉位置に位置決めする位置決め手段が構成されている
ことを特徴とするガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスの流量を測定して積算するガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスの流量を測定して積算するガスメータには、流路切替装置を設けたものがある。そこで、従来例１及び従来例２について説明する。
従来例１を図１８及び図１９により説明する。図１８は流路切替装置の電磁弁の開状態を示す模式図、図１９は同じく電磁弁の閉状態を示す模式図である。
流路切替装置１１０のバルブケーシング１１１には、ガスが流れるガス流路１０６が形成されている。ガス流路１０６には、電磁弁１１５（後述する）が配置される主流路１１２と、その電磁弁１１５をバイパスする副流路１１４とが形成されている。この場合、副流路１１４の流路断面積は、主流路１１２の流路断面積よりも小さい。
【０００３】
また、前記主流路１１２には、その主流路１１２を開閉するための電磁弁１１５が配設されている。電磁弁１１５は、前記主流路１１２側に設けた弁座１１６と、その弁座１１６に対し相対的に開離（図１８参照）又は当接（図１９参照）することによって開閉作用をなす弁体１２０とを備えている。
【０００４】
上記したガスメータの流路切替装置において、図１８に示すように、電磁弁１１５により弁体１２０が開かれると、ガス流路１０６の上流側（ガス供給側が相当する）から流れてくるガス（図１８中、太線矢印参照）が主として主流路１１２を通って下流側（ガス需要側が相当する）へ流れる。このとき、ガスは副流路１１４を通ることもできる。
また、図１９に示すように、電磁弁１１５により弁体１２０が閉じられると、ガス流路１０６の上流側から流れてくるガス（図１９中、太線矢印参照）が、副流路１１４のみを通って下流側へ流れる。
【０００５】
したがって、電磁弁１１５の開状態（図１８参照）ではその閉状態に比べ多い量（大流量という）のガスが供給され、また逆に、電磁弁１１５の閉状態（図１９参照）では開状態（図１８参照）に比べ少ない量に制限された小流量のガスが供給される。すなわち、ガス需要側のガス使用量に応じて、電磁弁１１５により電磁弁１１５を開閉することによって適切な流量のガスを供給することができる。
【０００６】
次に、従来例２を図２０により説明する。従来例２は特開２０００−２４１２１９号公報により開示されたガスメータであって、図２０はガスメータの概略図である。小流量のときは、双方向遮断弁２０５が開いて、他の双方向遮断弁２０６，２０７が閉じている。ガスは、流入口２１２からガスメータ２０１へ入り、双方向遮断弁２０５と超音波流量計２０２を流れて流出口２１４から出る。
そして、小流量より大きい流量では、双方向遮断弁２０５，２０６が開いて、超音波流量計２０２，２０３にガスが流れる。さらに、それ以上の流量では、双方向遮断弁２０７も開いて、３つの超音波流量計２０２，２０３，２０４にガスが流れる。
【０００７】
したがって、双方向遮断弁２０５，２０６，２０７を開閉することによって適切な流量のガスを供給することができる。なお、制御部２１７は、ガス使用量を演算表示し、異常流量時に全ての双方向遮断弁２０５，２０６，２０７を閉じる。また、前記双方向遮断弁２０５，２０６，２０７は、弁体の開方向と閉方向の動作を１個のソレノイドで行なう電動式のバルブ装置になっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来例１に用いられている電磁弁１１５（図１８及び図１９参照）、あるいは、従来例２に用いられている双方向遮断弁２０５，２０６，２０７（図２０参照）では、ガスの流れ方向が２回以上曲がるために圧力損失が大きいという問題があった。
また、この問題を回避するためには、例えば従来例１においては、弁体１２０（図１８及び図１９参照）が相対的に開離又は当接する弁座１１６の内径を必要以上の大きさにしなければならない。このため、ガスメータを小型化することが困難になっている。また従来例２も、従来例１と同様にガスメータの小型化が困難である。
【０００９】
本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、流路切替装置における圧力損失を低減し、もって小型化を実現することのできるガスメータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするガスメータにより解決することができる。
すなわち、請求項１に記載されたガスメータによると、ガスの流量を測定して積算するものであって、流路切替装置のバルブケーシングの主流路がバルブ装置によって開閉されることによって適切な流量のガスを供給することができる。また、バルブ装置が閉状態ときは、バルブケーシングの外側に配管されたバイパス管の副流路を介してガスが流れる。また、流路切替装置のバルブ装置は、バルブシートに対しバルブが相対的に摺動して開閉作用をなすものであるから、ガスの流れ方向がほとんど変化されないので、流路切替装置における圧力損失を低減することができ、もってガスメータを小型化することができる。
【００１１】
また、バルブ装置は、バルブケーシング内にモーターケーシングを介して支持されたバルブ駆動モーターを備え、バルブ装置のバルブが軸回り方向の所定角度範囲内の往復運動によって開閉されるロータリーバルブである。したがって、小さいストロークすなわち回転角度でもってロータリーバルブを開閉することができる。
また、ロータリーバルブの軸心部にバルブシャフトが配置され、バルブシャフトは、円板状の取付板部と、その取付板部の両面に同心状に突出する支軸部及び係合筒部とを有し、支軸部は、バルブシートの軸心部に形成されたシート内筒部に対して回転可能に係合され、取付板部は、ロータリーバルブの軸心部に形成されたバルブ内筒部上に回転力を伝達可能に設けられ、バルブ駆動モーターのモーター軸にクラッチ部材が取付けられ、クラッチ部材がバルブシャフトの係合筒部に対して動力伝達可能に係合されている。
【００１２】
また、請求項２に記載されたガスメータによると、バルブシャフトの係合筒部の軸心部にセンターピンが取付けられ、そのセンターピンがクラッチ部材の軸心部に形成された軸孔に挿入されている。
【００１４】
また、請求項３に記載されたガスメータによると、クラッチ部材に対面するバルブ駆動モーターの端面には、ストッパ突起が突出され、バルブ駆動モーターに対面するクラッチ部材の端面には、段付状をなす閉ストッパ面及び開ストッパ面が形成され、ストッパ突起と閉ストッパ面及び開ストッパ面とにより、ロータリーバルブを開位置及び閉位置に位置決めする位置決め手段が構成されているため、その位置決め手段により、ロータリーバルブを開位置及び閉位置に位置決めすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１を説明する。ガスメータの斜視図を示した図１において、ガスメータ１のメータ本体１ａの上面には、ガス流入口３を形成する入口金２と、ガス流出口５を形成する出口金４とが設けられている。なお、入口金２にはガス供給側の配管（図示省略）が接続されるとともに、出口金４にはガス需要側の配管（図示省略）が接続される。
【００１７】
前記メータ本体１ａの内部には、前記ガス流入口３及び前記ガス流出口５に連通するほぼＵ字状のガス流路６が形成されている。したがって、ガス供給側の配管（図示省略）から流れてくるガス（図１中、白抜き矢印参照）は、ガス流入口３からガス流路６を通ってガス流出口５よりガス需要側の配管（図示省略）へ流れる。なおガス流路６は、入口側の縦形流路部（符号、６ａを付す）と横形流路部（符号、６ｂを付す）と出口側の縦形流路部（符号、６ｃを付す）とを有している。
【００１８】
前記ガス流路６の入口側の縦形流路部６ａには、遮断弁ユニット７が組込まれている。遮断弁ユニット７は、異常発生時においてガス流路６を閉じる遮断弁７ａ、及び、遮断弁７ａを手動で開状態に復帰させるための復帰部材７ｂ等から構成されている。なお、遮断弁ユニット７については、周知のものであるからその説明を省略する。
【００１９】
前記ガス流路６の横形流路部６ｂには、整流部材８が組込まれている。整流部材８は、例えば断面ハニカム状をなしており、ガスの流れを整流する機能を有する。
【００２０】
前記整流部材８の下流における横形流路部６ｂには、対向状をなす一対の超音波センサ９ａ，９ｂが配置されている。各超音波センサ９ａ，９ｂは、横形流路部６ｂの軸線に対して所定角度で傾斜する直線上に位置されている。各超音波センサ９ａ，９ｂは、超音波を相互に発信及び受信し、その受信信号を大流量計測回路９（図８及び図９参照）に入力する。なお、大流量計測回路９は、各超音波センサ９ａ，９ｂからの発信信号と受信信号とから超音波の到達時間を計測演算し、それに基づいて横形流路部６ｂを流れるガスの流量及びその積算流量を演算する。
【００２１】
前記ガス流路６の出口側の縦形流路部６ｃには、流路切替装置１０が組込まれている。以下、流路切替装置１０について図２〜図７に基づいて詳述する。図２は流路切替装置１０のバルブ装置１５の開状態を示す断面図、図３は同じくバルブ装置１５の開状態を示す平面図、図４は同じくバルブ装置１５の閉状態を示す断面図、図５は同じくバルブ装置１５の閉状態を示す平面図である。
【００２２】
図２に示すように、流路切替装置１０のバルブケーシング１１の中空部により主流路１２が形成されている。その主流路１２は、前記ガス流路６における出口側の縦形流路部６ｃ（図１参照）のほぼ中央部分に相当している。なお、バルブケーシング１１の内周面には、その内径を所定長さ（高さ）に亘って小さくすることによって上部段付面１１ａ及び下部段付面１１ｂが形成されている。
【００２３】
図２に示すように、前記バルブケーシング１１内にはバルブ装置１５（後述する）が設けられる。また、バルブケーシング１１には、その外側に配管されるバイパス管１３の両端部が接続されている。バイパス管１３によって、前記主流路１２に連通しかつバルブ装置１５をバイパスする副流路１４が形成されている。本実施の形態の場合、副流路１４の流路断面積は、主流路１２の流路断面積よりも小さい。
【００２４】
前記バルブ装置１５は、大略、バルブシート１６とロータリーバルブ２０と電動式のバルブ駆動モーター２８とにより構成されている。以下、バルブシート１６、ロータリーバルブ２０、バルブ駆動モーター２８を順に詳述する。
【００２５】
まず、バルブシート１６から述べる。バルブシート１６は、図６に平面図で示すように、ほぼ円環状のシート外輪部１６ａと、シート外輪部１６ａの軸心部に形成されたほぼ円筒状（図２参照）のシート内筒部１６ｂと、シート外輪部１６ａとシート内筒部１６ｂとの間に径方向に架設された適数本（図６では６本を示す）のほぼ三角形状のシート閉口板部１６ｃとを有している。シート閉口板部１６ｃは、周方向にほぼ等間隔（図６では６０°間隔）で形成されている。バルブシート１６の周方向に隣合うシート閉口板部１６ｃの間には、ほぼ三角形状のシート開口部１７が形成されている。なお、バルブシート１６の上面において、シート外輪部１６ａの内周縁、シート内筒部１６ｂの外周縁及びシート閉口板部１６ｃの両側縁には、シール縁１６ｄが突出されている（図２参照）。
【００２６】
上記バルブシート１６のシート外輪部１６ａは、図２に示すように、前記バルブケーシング１１の下部段付面１１ｂに対し適数本（例えば４本）のシート止めねじ１９によって締付けられて固定されている。なお、バルブシート１６のシート外輪部１６ａとバルブケーシング１１の下部段付面１１ｂとの間には、その間をシールするパッキン（符号省略）が介在されている。
【００２７】
次に、ロータリーバルブ２０を述べる。ロータリーバルブ２０は、図７に平面図で示すように、ほぼ円環状のバルブ外輪部２０ａと、バルブ外輪部２０ａの軸心部に形成されたほぼ円筒状（図２参照）のバルブ内筒部２０ｂと、バルブ外輪部２０ａとバルブ内筒部２０ｂとの間に径方向に架設された適数本（図６では６本を示す）のバルブ閉口板部２０ｃとを有している。バルブ内筒部２０ｂは、前記バルブシート１６のシート内筒部１６ｂ（図２参照）よりも大きい外径で形成されている。バルブ閉口板部２０ｃは、前記バルブシート１６のシート閉口板部１６ｃ（図６参照）とほぼ整合可能に形成されている。ロータリーバルブ２０の周方向に隣合うバルブ閉口板部２０ｃの間には、前記バルブシート１６のシート開口部１７（図６参照）とほぼ整合可能なバルブ開口部２１が形成されている。また、バルブ外輪部２０ａ及びバルブ内筒部２０ｂは、バルブ閉口板部２０ｃの上面より上方に突出している（図４参照）。
【００２８】
上記ロータリーバルブ２０は、図２に示すように、前記バルブシート１６の上面に対し、バルブシャフト２４（後述する）を介して、軸回り方向に相対的に摺動可能に配置されている。したがって、ロータリーバルブ２０は、その軸回り方向の所定角度（本実施の形態の場合、３０°）の範囲内の往復運動すなわち回転によって、バルブシート１６に対し相対的に摺動して開閉作用をなす。すなわち、ロータリーバルブ２０のバルブ開口部２１がバルブシート１６のシート開口部１７と合致することにより開状態となり（図２及び図３参照）、また、ロータリーバルブ２０のバルブ閉口板部２０ｃがバルブシート１６のシート開口部１７と合致することにより閉状態となる（図４及び図５参照）。図４に示すように、ロータリーバルブ２０のバルブ内筒部２０ｂには、適数本のバルブピン２３がその頭部を露出した状態でかつ周方向に等間隔で取付けられている。なお、ロータリーバルブ２０は本明細書でいう「バルブ装置１５のバルブ」に相当する。
【００２９】
前記バルブシャフト２４は、図２に示すように、前記ロータリーバルブ２０の軸心部に配置される。バルブシャフト２４は、ほぼ円板状の取付板部２４ａと、その取付板部２４ａの下面に同心状に突出する支軸部２４ｂと、取付板部２４ａの上面に同心状に突出するほぼ円筒状の係合筒部２４ｄとを有している。
【００３０】
図４に示すように、取付板部２４ａの外周部には、前記ロータリーバルブ２０のバルブピン２３に対応する孔（符号省略）が形成されている。また、支軸部２４ｂの下端部には、弾性変形いわゆる撓み変形可能な適数本の係合片２４ｃが形成されている。また、係合筒部２４ｄ内には、コイルばねからなるバルブ押えばね（符号省略）が嵌合されている。また、係合筒部２４ｄの底面の軸心部には、センターピン２６がその頭部を露出した状態で取付けられている。
【００３１】
図４に示すように、前記バルブシャフト２４の支軸部２４ｂは、前記バルブシート１６のシート内筒部１６ｂ内に挿入されることにより、その支軸部２４ｂの複数本の係合片２４ｃがバルブシート１６のシート内筒部１６ｂの下縁部に対し弾性変形を利用して係合している。
この状態で、図４に示すように、前記バルブシャフト２４の取付板部２４ａの孔は、前記ロータリーバルブ２０におけるバルブ内筒部２０ｂのバルブピン２３に嵌合されている。このようにして、バルブシャフト２４の軸回りの回転力がロータリーバルブ２０に伝達可能とされている。なお、ロータリーバルブ２０のバルブ内筒部２０ｂには、そのバルブ内筒部２０ｂとバルブシャフト２４との間をシールするパッキン（符号省略）が組込まれている。
【００３２】
次に、バルブ駆動モーター２８を説明する。図２及び図３に示すように、バルブ駆動モーター２８は、バルブケーシング１１に対してモーターケーシング３０によって支持されている。そのバルブ駆動モーター２８は、例えばステッピングモータからなる。
【００３３】
前記モーターケーシング３０は、図３に示すように、ほぼ円環状の外輪部３０ａと、その外輪部３０ａの軸心部に形成されたほぼ有底円筒状（図２参照）のモーター収容部３０ｂと、外輪部３０ａとモーター収容部３０ｂとの間に径方向に架設された適数本（図３では４本を示す）のほぼ棒状の支持部３０ｃとを有している。なお、モーターケーシング３０の周方向に隣合う支持部３０ｃの間は、主流路１２（図２参照）を貫通する開口部（符号省略）となっている。
【００３４】
図２に示すように、前記モーターケーシング３０のモーター収容部３０ｂに、前記バルブ駆動モーター２８が収容されている。バルブ駆動モーター２８のモーター軸２８ａは、モーター収容部３０ｂの底板部に形成された孔（符号省略）を通して下方に突出されている。バルブ駆動モーター２８は、モーター収容部３０ｂの底板部にモーター止めねじ３２によって締付けられて固定されている（図２及び図３参照）。なお、モーター収容部３０ｂの底板部には、その底板部とモーター軸２８ａとの間をシールするパッキン（符号省略）が組込まれている。
【００３５】
図２に示すように、前記モーターケーシング３０のモーター収容部３０ｂの底面に突出する前記モーター軸２８ａには、クラッチ部材３３が取付けられている。詳しくは、モーター軸２８ａをクラッチ部材３３の軸孔（符号省略）に挿入した状態で、そのクラッチ部材３３の径方向にねじ合わせた止めねじ（符号省略）がモーター軸２８ａに締付けられている。
【００３６】
そして、図２に示すように、前記モーターケーシング３０の外輪部３０ａは、前記バルブケーシング１１の上部段付面１１ａに適数本（図３では４本を示す）のケーシング止めねじ３５によって締付けられて固定されている。これにともない、前記クラッチ部材３３が前記バルブシャフト２４の係合筒部２４ｄに対し動力伝達可能に係合される。
また、前記クラッチ部材３３の軸孔（符号省略）に、バルブシャフト２４のセンターピン２６が挿入される。
また、クラッチ部材３３は、前記バルブ押えばね（符号省略）の上半部に嵌合しそのばねを押圧している。バルブ押えばね（符号省略）は、その弾性を利用して、クラッチ部材３３とバルブシャフト２４との間の相対的ながた付きを抑制する。
【００３７】
引き続いて、上記流路切替装置１０の作動について説明する。いま、図２に示すように、バルブ装置１５におけるロータリーバルブ２０のバルブ開口部２１がバルブシート１６のシート開口部１７に対し合致している開状態にあるものとする（図３参照）。この開状態では、シート開口部１７及びバルブ開口部２１を介して主流路１２が連通される。このため、図１に示すように、ガス流入口３に流入してガス流路６の上流側（ガス供給側が相当する）から流れてくるガス（図１中、白抜き矢印参照）が主として主流路１２を通って下流側（ガス需要側が相当する）へ流れる（図２中、白抜き矢印参照）。このとき、ガスは副流路１４を通ることもできる。なお、流路切替装置１０のバルブ装置１５の開状態が図８に模式図で示されている。
【００３８】
前記開状態において、バルブ装置１５のバルブ駆動モーター２８によりロータリーバルブ２０が３０°回転されると、図４に示すように、ロータリーバルブ２０のバルブ閉口板部２０ｃがバルブシート１６のシート開口部１７に合致して閉状態になる（図５参照）。この閉状態では、シート開口部１７及びバルブ開口部２１がバルブ閉口板部２０ｃ又はシート閉口板部１６ｃによって閉止されることにより主流路１２が遮断される。このため、図１に示すように、ガス流入口３に流入してガス流路６の上流側から流れてくるガス（図１中、白抜き矢印参照）が、主流路１２に流れず、副流路１４のみを通って下流側へ流れる（図４中、白抜き矢印参照）。なお、流路切替装置１０のバルブ装置１５の閉状態が図９に模式図で示されている。
【００３９】
したがって、バルブ装置１５の開状態（図８参照）では閉状態（図９参照）に比べ多い量（大流量という）のガスを供給し、また逆に、バルブ装置１５の閉状態（図９参照）では開状態（図８参照）に比べ少ない量に制限された小流量のガスを供給することができる。すなわち、ガス需要側のガス使用量に応じて、流路切替装置１０により主流路１２を開閉することによって、適切な流量のガスを供給することができる。
【００４０】
なお、図１に示すように、前記流路切替装置１０の副流路１４には、前記超音波センサ９ａ，９ｂと同様に、対向状をなす一対の超音波センサ３７ａ，３７ｂが配置されている。各超音波センサ３７ａ，３７ｂは、副流路１４の軸線に対して所定角度で傾斜する直線上に位置されている。各超音波センサ３７ａ，３７ｂは、超音波を相互に発信及び受信し、その受信信号を小流量計測回路３７（図８及び図９参照）に入力する。なお、小流量計測回路３７は、各超音波センサ３７ａ，３７ｂからの発信信号と受信信号とから超音波の到達時間を計測演算し、それに基づいて副流路１４を流れるガスの流量及びその積算流量を演算する。
【００４１】
なお図示は省略するが、上記ガスメータ１はマイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータは、前記超音波センサ９ａ，９ｂ及び３７ａ，３７ｂからの超音波信号から演算されたガス流量に基づいて、前記バルブ駆動モーター２８の駆動を制御したり、両流量計測回路９，３７からの流量信号に基づいて表示器等に積算流量を表示したり、ガス流路６に異常流量のガスが流れた場合には遮断弁ユニット７の遮断弁７ａ（図１参照）を閉じたりする。
【００４２】
上記したガスメータ１（図１参照）によると、ガスの流量を測定して積算するものであって、流路切替装置１０（図８及び図９参照）のガスが流れる主流路１２及び副流路１４のうち主流路１２が電動式のバルブ装置１５によって開閉されることによって適切な流量のガスを供給することができる。また、流路切替装置１０のバルブ装置１５は、バルブシート１６に対しロータリーバルブ２０が相対的に摺動して開閉作用をなすものであるから、流路切替装置１０における圧力損失を低減することができ、もってガスメータ１を小型化することができる。
【００４３】
また、バルブ装置１５のロータリーバルブ２０が軸回り方向の所定角度範囲内の往復運動によって開閉するものである（図２〜図４参照）。したがって、小さいストロークすなわち回転角度でもってロータリーバルブ２０を開閉することができる。
【００４４】
また、バルブ装置１５が電動式でありながら、ガス流路（主流路１２）を開閉するための消費電力を低減することができる。
この点について詳述すると、例えば、従来例１で述べたような電磁弁１１５（図１８及び図１９参照）では、圧力損失を許容値以下にするために弁座１１６の内径に応じた大きな弁ストロークが必要で、弁ストロークの大きさにしたがって弁体１２０の駆動すなわちガス流路の開閉に要する消費電力が大きくなる。とくに、大流量を必要とするガスメータに内蔵する電磁弁の場合には消費電力が大きいという問題があった。
しかしながら、本実施の形態における電動式のバルブ装置１５によると、前にも述べたように圧力損失が低減されるため、圧力損失を許容値以下にするために弁ストロークを増大する必要がなくなる。したがって、ガス流路（主流路１２）を開閉するための消費電力を低減することができる。
【００４５】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２を説明する。図１０に流路切替装置１０の斜視図が示されている。なお、実施の形態２は、実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、実施の形態１と同一構成部位には同一符号を付して重複する説明は省略する。
すなわち、実施の形態２は、実施の形態１のガスメータ１における流路切替装置１０のみを単独で製品化したものである。したがって、図１０に示すように、バルブケーシング１１の下面にガス流入口３を形成する入口金２が設けられ、同バルブケーシング１１の上面にガス流出口５を形成する出口金４が設けられている。
【００４６】
実施の形態２の流路切替装置１０によると、ガスが流れる主流路１２及び副流路１４のうち主流路１２が電動式のバルブ装置１５によって開閉されることによって適切な流量のガスを供給することができる。また、バルブ装置１５は、バルブシート１６に対しロータリーバルブ２０が相対的に摺動して開閉作用をなすものであるから、ガスの流れ方向がほとんど変化されないので、流路切替装置１０における圧力損失を低減することができ、もって流路切替装置１０を小型化することができる。なお、上記流路切替装置１０には、ガスの他、種々の流体を流すことが可能である。
【００４７】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３を説明する。図１１にバルブ装置の開状態の平面図、図１２は同じく閉状態の平面図が示されている。なお、図１１及び図１２において、バルブ駆動モーター２８を含むモーターケーシング３０（図３及び図５参照）が省略されている。また、実施の形態３は、実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。
【００４８】
バルブ装置１５のバルブケーシング１１には、例えばリードスイッチからなる位置検出センサ４０が取付けられている。また、ロータリーバルブ２０には、例えば磁石からなる検出子４２が取付けられている。
図１１に示すように、バルブ装置１５の開状態では、位置検出センサ４０に検出子４２が接近することにより、位置検出センサ４０によって検出子４２が検出される。これによって、ロータリーバルブ２０の開位置を検出することができる。
また、図１２に示すように、ロータリーバルブ２０が開位置から閉じられると、位置検出センサ４０に対して検出子４２が離れるため、位置検出センサ４０は検出子４２を検出できない。
【００４９】
ガスメータ１（図１参照）のマイクロコンピュータは、位置検出センサ４０からの検出信号に基づいて、ロータリーバルブ２０の開位置が位置ずれしていることを判定したとき、すなわちロータリーバルブ２０が開位置になるときでも位置検出センサ４０が検出子４２を検出できないときには、バルブ駆動モーター２８（図２参照）を駆動し、前記位置ずれを補正する。なお、位置検出センサ４０と検出子４２とにより、本明細書でいう「位置検出手段」が構成されている。
【００５０】
実施の形態３のバルブ装置１５によると、位置検出センサ４０と検出子４２とによる位置検出手段により、ロータリーバルブ２０の開位置を検出することができる。したがって、位置検出センサ４０と検出子４２とによる位置検出手段を利用して、ロータリーバルブ２０の開位置の位置ずれを補正することができる。また、位置検出センサ４０と検出子４２とによる位置検出手段を利用して、バルブ装置１５の故障をチェックすることができる。
【００５１】
なお、検出子４２は、位置検出センサ４０によりロータリーバルブ２０の閉位置を検出する位置に配置しても良い。このように構成すると、位置検出センサ４０と検出子４２とによる位置検出手段により、ロータリーバルブ２０の閉位置を検出することができ、前記位置検出手段を利用して、ロータリーバルブ２０の閉位置の位置ずれを補正したり、バルブ装置１５の故障をチェックしたりすることができる。
【００５２】
［実施の形態４］
本発明の実施の形態４を説明する。図１３はバルブ装置の開状態の平面図、図１４は同じく閉状態の平面図が示されている。なお、図１３及び図１４において、バルブ駆動モーター２８を含むモーターケーシング３０（図３及び図５参照）は、図１１及び図１２と同様、省略されている。また、実施の形態４は、実施の形態３の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。
【００５３】
バルブ装置１５のバルブケーシング１１には、前記位置検出センサ（開位置検出センサという）４０に加え、もう一つ同様の位置検出センサ（閉位置検出センサという）４４が取付けられている。
図１３に示すように、バルブ装置１５の開状態では、位置検出センサ４０に検出子４２が接近することにより、位置検出センサ４０によって検出子４２が検出される。これによって、ロータリーバルブ２０の開位置を検出することができる。
また、図１４に示すように、ロータリーバルブ２０が開位置から閉じられると、閉位置検出センサ４４に検出子４２が接近することにより、閉位置検出センサ４４によって検出子４２が検出される。これによって、ロータリーバルブ２０の閉位置を検出することができる。
【００５４】
ガスメータ１（図１参照）のマイクロコンピュータは、開位置検出センサ４０及び閉位置検出センサ４４からの検出信号に基づいて、ロータリーバルブ２０の開位置及び閉位置が位置ずれしていることを判定したとき、すなわちロータリーバルブ２０が開位置（又は閉位置）になるときでも開位置検出センサ４０（又は閉位置検出センサ４４）が検出子４２を検出できないときには、バルブ駆動モーター２８（図２参照）を駆動し、前記位置ずれを補正する。なお、開位置検出センサ４０及び閉位置検出センサ４４と検出子４２とにより、本明細書でいう「位置検出手段」が構成されている。
【００５５】
実施の形態４のバルブ装置１５によると、開位置検出センサ４０及び閉位置検出センサ４４と検出子４２とによる位置検出手段により、ロータリーバルブ２０の開位置及び閉位置を検出することができる。したがって、開位置検出センサ４０及び閉位置検出センサ４４と検出子４２とによる位置検出手段を利用して、ロータリーバルブ２０の開位置及び閉位置の位置ずれを補正することができる。また、開位置検出センサ４０及び閉位置検出センサ４４と検出子４２とによる位置検出手段を利用して、バルブ装置１５の故障をチェックすることができる。
【００５６】
［実施の形態５］
本発明の実施の形態５を説明する。図１５にバルブ装置の閉状態の断面図が示されている。なお、実施の形態５は、実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。
バルブ装置１５のバルブケーシング１１には、その外側に配管される連通管４６の両端部が接続されている。連通管４６によって、前記主流路１２に連通しかつバルブ装置１５をバイパスする連通路４７が形成されている。連通管４６には、バルブ装置１５の上流側におけるガス圧力と下流側におけるガス圧力との差圧を検出する差圧計４８が組込まれている。なお、連通路４７の流路断面積は、副流路１４の流路断面積よりも小さい。
【００５７】
ガスメータ１（図１参照）のマイクロコンピュータは、差圧計４８からの差圧信号に基づいて、ガス圧力の差圧が適正か否かを判断することにより、バルブ装置１５が故障したか否かをチェックする。すなわち、マイクロコンピュータは、ガス圧力の差圧が適正範囲から外れたときにバルブ装置１５を故障したものと判断する。なお、差圧計４８により、本明細書でいう「差圧検出手段」が構成されている。
【００５８】
実施の形態５のバルブ装置１５によると、差圧計４８により、バルブ装置１５の上流側におけるガス圧力とその下流側におけるガス圧力との差圧を検出することができる。したがって、差圧計４８を利用して、バルブ装置１５の故障をチェックすることができる。
【００５９】
［実施の形態６］
本発明の実施の形態６を説明する。図１６にバルブ装置の開状態の平面図が示されている。なお、実施の形態６は、実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。
バルブ装置１５のバルブケーシング１１には、開ストッパ５０と閉ストッパ５２が設けられている。一方、ロータリーバルブ２０には、開ストッパ５０と閉ストッパ５２との間を移動可能な当接片５４が設けられている。
【００６０】
バルブ装置１５の開状態では、開ストッパ５０に当接片５４が当接することにより、ロータリーバルブ２０が開位置に位置決めされる。また、バルブ装置１５の閉状態では、閉ストッパ５２に当接片５４が当接することにより（図１６中、二点鎖線５４参照）、ロータリーバルブ２０が閉位置に位置決めされる。なお、開ストッパ５０及び閉ストッパ５２と当接片５４とにより、本明細書でいう「バルブを開位置及び閉位置に位置決めする位置決め手段」が構成されている。
【００６１】
実施の形態６のバルブ装置１５によると、開ストッパ５０及び閉ストッパ５２と当接片５４とによる位置決め手段により、ロータリーバルブ２０の開位置と閉位置を位置決めすることができる。なお、位置決め手段は、ロータリーバルブ２０を開位置又は閉位置の一方のみで位置決めするものとしてもよい。
【００６２】
［実施の形態７］
本発明の実施の形態７を説明する。図１７にバルブ駆動モーターとクラッチ部材の斜視図が示されている。なお、実施の形態７は、実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。
クラッチ部材３３に対面するバルブ駆動モーター２８の下面には、ストッパ突起５５が突出されている。ストッパ突起５５は、バルブ駆動モーター２８と同心状をなす円弧状をなしている。ストッパ突起５５は、所定角度θ１（例えば、１５０°）で形成されている。
【００６３】
また、バルブ駆動モーター２８に対面するクラッチ部材３３の上面には、ほぼ半月状の凹所５７が形成されることにより、段付状をなす閉ストッパ面５８と開ストッパ面５９とが形成されている。閉ストッパ面５８と開ストッパ面５９とは、所定角度θ２（例えば、１８０°）をなしている。
前記バルブ駆動モーター２８のストッパ突起５５は、クラッチ部材３３の凹所５７に対し所定の角度範囲（θ２−θ１）で相対的に回動可能に係合される。
【００６４】
バルブ装置１５の開状態（図２及び図３参照）では、ストッパ突起５５に開ストッパ面５９が当接することにより、ロータリーバルブ２０が開位置に位置決めされる。また、バルブ装置１５の閉状態（図４及び図５参照）では、ストッパ突起５５に閉ストッパ面５８が当接することにより、ロータリーバルブ２０が閉位置に位置決めされる。なお、ストッパ突起５５と閉ストッパ面５８及び開ストッパ面５９とにより、本明細書でいう「バルブを開位置及び閉位置に位置決めする位置決め手段」が構成されている。
【００６５】
実施の形態７によると、ストッパ突起５５と閉ストッパ面５８及び開ストッパ面５９とによる位置決め手段により、ロータリーバルブ２０の開位置と閉位置を位置決めすることができる。なお、実施の形態７の位置決め手段も、実施の形態６と同様に、ロータリーバルブ２０を開位置又は閉位置の一方のみで位置決めするものとしてもよい。
【００６６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、超音波センサ９ａ，９ｂ、３７ａ，３７ｂに代え、当該流路６，１４のガス圧力を検出する圧力センサを用いてもよい。
【００６７】
また、本発明は、上記実施の形態で示したような超音波式のガスメータ１に代え、膜式、フルイディック式、フローセンサ式、タービン式、渦式等のガスメータ１にも適用することができる。
また、ガスメータ１の流路切替装置１０のバルブ装置１５において、ロータリーバルブ２０に代えて、ほぼ扇形板状をした扇形バルブを用いることができる。また、ロータリーバルブ２０の回転角度は３０°に限定されず、各種の条件によって自由に決めることができる。
【００６８】
また、ガスメータ１の流路切替装置１０のバルブ装置１５において、ロータリーバルブ２０を開閉させる駆動手段としては、ステッピングモータの他、ＤＣモータ等のバルブ駆動モーター２８や、ロータリーソレノイド等を用いることができる。
【００６９】
また、バルブ装置１５の上流側におけるガス流量を検出する流量計と、その下流側におけるガス流量を検出する流量計との検出信号に基づいて、ガスメータ１のマイクロコンピュータで流量差を検出し、その流量差の検出によってバルブ装置１５の故障をチェックすることができる。
【００７０】
また、ガスメータ１の流路切替装置１０の流通過程において、バルブの位置がずれないように、開位置及び／又は閉位置を位置決めする機械的なロック手段を設けるとよい。
【００７１】
また、ガスメータ１の使用開始時、ガスメータ１の遮断弁ユニット７の遮断時、その復帰後には、バルブ位置が原点に復帰するように構成することができる。
また、バルブ位置が所定位置から変化したとき等の異常時には、バルブ位置が原点に復帰するように構成することができる。
【００７２】
また、ガスメータ１の流路切替装置１０のバルブ装置１５におけるバルブが閉状態（全閉状態ともいう）、開状態（全開状態ともいう）又は作動中に故障したときには、表示通報するように構成することができる。また、その状態が改善されないときには、ガス供給を遮断、表示又は通報するように構成することができる。
【００７３】
また、ガスメータ１の流路切替装置１０のバルブ装置１５におけるバルブが全閉状態で故障した場合には、別設したバイパス流路を開く、あるいはバルブがガス圧で開くように構成すると、ガスの供給不足を生じなくて済む。
また、バルブが全閉状態で故障した場合には、例えば、プッシュボタン、非常ボタン、ソレノイド等の手動操作あるいは自動的に、バルブを強制的に全開状態、又は所定量開くように構成しても、ガスの供給不足を生じなくて済む。
【００７４】
また、ガスメータ１の流路切替装置１０のバルブ装置１５におけるバルブが全開状態で故障した場合には、例えば、プッシュボタン、非常ボタン、ソレノイド等の手動操作あるいは自動的に、バルブを強制的に全閉状態、又は所定量閉じるように構成することができる。
【００７５】
また、上記実施の形態において、ガスメータ１の流路切替装置１０のバルブ装置１５において、ロータリーバルブ２０の重負荷時には、そのロータリーバルブ２０を上方へ移動すると同時に回転駆動する構成にすると、ロータリーバルブ２０とバルブシート１６との間に対する異物に噛み込みや、粘着によるロックを防止することができる。
【００７６】
また、ロータリーバルブ２０の回転開始及び終了直前には、必要回転トルクが大きく、回転中は小さくても良いので、バルブ駆動モーター２８の回転周期を可変にして、更に消費電力を低減することができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明のガスメータによれば、流路切替装置のバルブ装置がバルブシートに対しバルブが相対的に摺動して開閉するため、ガスの流れ方向がほとんど変化されないので、流路切替装置における圧力損失を低減することができ、もってガスメータの小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るガスメータを示す斜視図である。
【図２】ガスメータの流路切替装置のバルブ装置の開状態を示す断面図である。
【図３】同じくバルブ装置の開状態を示す平面図である。
【図４】同じくバルブ装置の閉状態を示す断面図である。
【図５】同じくバルブ装置の閉状態を示す平面図である。
【図６】バルブシートの平面図である。
【図７】ロータリーバルブの平面図である。
【図８】ガスメータの流路切替装置のバルブ装置の開状態を示す模式図である。
【図９】同じくバルブ装置の閉状態を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２に係る流路切替装置を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態３に係るバルブ装置の開状態を示す平面図である。
【図１２】同じくバルブ装置の閉状態を示す平面図である。
【図１３】実施の形態４に係るバルブ装置の変更例を開状態で示す平面図である。
【図１４】同じくバルブ装置の変更例を閉状態で示す平面図である。
【図１５】実施の形態５に係るバルブ装置の閉状態を示す断面図である。
【図１６】実施の形態６に係るバルブ装置の開状態を示す平面図である。
【図１７】実施の形態７に係るバルブ駆動モーターとクラッチ部材を示す斜視図である。
【図１８】従来例１に係るガスメータの流路切替装置の電磁弁の開状態を示す模式図である。
【図１９】同じく電磁弁の閉状態を示す模式図である。
【図２０】従来例２に係るガスメータを示す概略図である。
【符号の説明】
１  ガスメータ
１０  流路切替装置
１２  主流路
１４  副流路
１５  バルブ装置
１６  バルブシート
２０  ロータリーバルブ（バルブ）
２８  バルブ駆動モーター
４０  位置検出センサ（開位置検出センサ）
４２  検出子
４４  位置検出センサ（閉位置検出センサ）
４８  差圧計
５０  開ストッパ
５２  閉ストッパ
５４  当接片
５５  ストッパ突起
５８  閉ストッパ面
５９  開ストッパ面
【図１】
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【図２】
0004788037.tif 000003
【図３】
0004788037.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004788037.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004788037.tif 000010
【図１０】
0004788037.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004788037.tif 000017
【図１７】
0004788037.tif 000018
【図１８】
0004788037.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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