(57)【要約】【課題】角形や角丸形に比べてシワができにくく、圧力損失を軽減でき、またガスメータの高さ寸法を低く構成できる膜式ガスメータを提供することにある。【解決手段】計量室１６に計量膜を設け、ガス流入口１４から流入するガス圧によって計量膜２１を往復運動させ、この計量膜２１の往復運動を翼軸２２及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、計量室１６に設けられる計量膜２１の形状を横長楕円形にしたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、
前記計量室に設けられる計量膜の形状を横長楕円形にしたことを特徴とする膜式ガスメータ。
【請求項２】
計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、
前記計量室に設けられる計量膜の形状を横長楕円形と縦長楕円形とを交差させ、その重なりによって構成される共通部分とすることを特徴とする膜式ガスメータ。
【請求項３】
計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、
前記計量室に設けられる計量膜の形状を横長楕円形と円形とを交差させ、その重なりによって構成される共通部分とすることを特徴とする膜式ガスメータ。
【請求項４】
前記共通部分の四隅にＲを付けたことを特徴とする請求項２または３記載の膜式ガスメータ。
【請求項５】
交差する横長楕円形と縦長楕円形は、同一または異なる大きさであることを特徴とする請求項２記載の膜式ガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス流量を計量する膜式ガスメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
膜式ガスメータは、一般に、図４（ａ）（ｂ）に示すように構成されている。すなわち、ガスメータ本体１１は上部ケース１２と下部ケース１３とからなり、上部ケース１２にはガス流入口１４とガス流出口１５が設けられている。下部ケース１３には計量室１６が設けられ、この計量室１６には計量膜１７が設けられている。
【０００３】
そして、ガスメータ本体１１のガス流入口１４から流入するガス圧によって計量膜１７を往復運動させ、この計量膜１７の往復運動を翼軸（図示しない）を介してクランク機構及びバルブ機構からなる連動機構１８を介して積算表示部１９に連動させて積算値を表示するようになっている。
【０００４】
前記クランク機構は、大肘金、小肘金とからなり、計量膜１７の往復運動は、翼軸の回動運動によってクランク運動し、連動機構１８を介して積算表示部１９に積算値が表示されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
計量膜１７は、ゴム等の可撓性を有する材料によって形成され、図４（ａ）に示すように、計量膜１７の正面形状が円形あるいは同図（ｂ）に示すように、角形あるいは四隅にＲを付けた角形（以下、角丸形という）である。この計量膜１７の中央部に膜板（図示しない）が取付けられている。計量膜１７の外周縁部は計量室１６を形成する下部ケース１３に固定され、膜板は回動アームを介して翼軸に連結されている。そして、計量室１６に交互に流入するガス圧によって計量膜１７が往復運動し、この往復運動が膜板から回動アームを介して翼軸に回動運動として伝達されるようになっている。
【特許文献１】特開平５−１６４５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の膜式ガスメータにおける計量膜１７において、その計量膜形状が、図４（ｂ）に示すように、角形や角丸形のものは、往復運動時に四隅にシワができ、このシワが伸びたり縮んだりして抵抗となり、往復運動がスムーズに行われず、圧力変動として大きなあおりの原因となっている。そして、計量膜は、本来一定となるべき膜の１往復分のガスの体積（１周期体積）が必ずしも一定とならず、性能が安定しないという問題があった。
【０００７】
そこで、計量膜のシワの問題を解消するために、同図（ａ）に示すように、円形の計量膜１７が開発された。円形の計量膜１７は往復運動時にシワが発生しにくいため、往復運動がスムーズに行われる。また、円形の計量膜１７は、ガスメータの限られた空間の中では角形や角丸形より膜正面の面積が小さくなり、１周期体積も小さくなる。
【０００８】
従って、同じ時間間隔の間に通過するガスの同じ体積、すなわち同じ流量に対して角形や角丸形を使用した場合に比較して円形膜を使用した場合の方が膜の運動は速くなり、膜の往復運動の数は多くならざるを得ない。これに伴い、ガスの圧力損失やガスメータの耐久性などに影響する。換言すれば、ガスの排出体積を角形や角丸形と同一にしようとするならば、ガスメータの高さと幅が大きくなり、形状をコンパクトにしずらい点があった。
【０００９】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ガスメータ本体の高さまたは幅を大きくすることなく、計量膜にシワが発生しにくく、圧力損失を軽減できる膜式ガスメータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、前記計量室に設けられる計量膜の形状を横長楕円形にしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２は、計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、前記計量室に設けられる計量膜の形状を横長楕円形と縦長楕円形とを交差させ、その重なりによって構成される共通部分とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項３は、計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、前記計量室に設けられる計量膜の形状を横長楕円形と円形とを交差させ、その重なりによって構成される共通部分とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項４は、請求項２または３の前記共通部分の四隅にＲを付けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５は、請求項２の交差する横長楕円形と縦長楕円形は、同一または異なる大きさであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項1の発明によれば、従来の角形や角丸形に比べてシワができにくく、圧力損失を軽減でき、またガスメータの高さ寸法を低く構成できる。また、従来の円形膜に比べて横長となるため、計量膜の往復運動を取り出す翼軸を計量室の中心から離れた位置に配置できる。このため、回動アームが長くなり、翼軸の回転トルクを利用してバルブを駆動する駆動力を大きくすることができる。
【００１６】
請求項２〜５の発明によれば、従来の角形や角丸形に比べてシワができにくく、圧力損失を軽減でき、またガスメータの高さ寸法を高くすることなく、計量体積を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は第１の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図である。膜式ガスメータの構成は従来と基本的に同一であり、同一構成部分に同一番号を付して説明を省略する。
【００１９】
計量室１６に組み込まれる計量膜２１は、ゴム等の可撓性を有する材料によって横長楕円形をなしている。計量膜２１の長径を２ａ、短径を２ｂとすると、１＞２ｂ／２ａである。楕円形状の面積Ｓは、Ｓ＝πａｂであり、例えば、仮に、ａ＝２ｂならば、Ｓ＝２πｂ２となる。直径２ｂの円形膜（破線で示す）の面積はπｂ２であるので、同一ストロークであれば排出体積は、横長楕円形の計量膜２１は、円形膜（破線で示す）の２倍となる。
【００２０】
第１の実施形態によれば、計量膜２１は、従来の角形や角丸形に比べてシワができにくく、圧力損失を軽減でき、またガスメータの高さ寸法を低く構成できる。また、従来の円形膜に比べて横長となるため、計量膜２１の往復運動を取り出す翼軸２２を、図１（ａ）に示すように、計量室１６の中心から離れた位置に配置できる。このため、回動アーム２３が長くなり、翼軸２２の回転トルクを利用してバルブを駆動する駆動力を大きくすることができる。
【００２１】
図２は第２の実施形態を示し、計量膜２４の形状を横長楕円形２４ａと縦長楕円形２４ｂとを直交する状態に交差させ、その重なった共通部分２４ｃとするとともに、この共通部分２４ｃの四隅にできるコーナ部２４ｄにＲを付けたものである。
【００２２】
計量膜２４の形状は、円形膜（破線で示す）に比べ、共通部分２４ｃの四隅にできるコーナ部２４ｄの部分の面積が増加するので、その分だけ排出体積を大きくすることができる。
【００２３】
異なる大きさの２つの楕円が交わる部分の面積Ｓは、
Ｓ＝２ａ１ｂ１［ｓｉｎ−１ｘ１／ａ１＋ｘ１（１−ｘ１２／ａ１２）１／２／ａ１］＋２ａ２ｂ２［ｃｏｓ−１ｘ１／ｂ２−ｘ１（１−ｘ１２／ｂ２２）１／２／ｂ２］である。
【００２４】
ただし、ｘ１＝ａ１ｂ２［（ａ２２−ｂ１２）／（ａ１２ａ２２−ｂ１２ｂ２２）］１／２
同一の２つの楕円の場合には、ａ１＝ａ２、ｂ１＝ｂ２であるので、Ｓ＝４ａｂｔａｎ−１ｂ／ａとなる。ここで、例えば、仮に、ａ＝２ｂならば、Ｓ＝３．７１ｂ２となる。半径ｂの円形膜（破線で示す）の面積はπｂ２であるので、同一ストロークであれば排出体積は、円形膜（破線で示す）の１．１８倍となる。（厳密には、Ｒで少なくなった部分の面積も考慮しなければならないが、ここでは省略する。）または、円形と同一体積とするならば、専有面積を減少させることができる。
【００２５】
第２の実施形態によれば、従来の角形や角丸形に比べてシワができにくく、圧力損失を軽減でき、またガスメータの高さ寸法を高くすることなく、計量体積を大きくすることができる。
【００２６】
なお、第２の実施形態においては、小さい横長楕円形２４ａと大きい縦長楕円形２４ｂとを直交した構成であるが、同一の楕円形を交差させてもよく、一般に離心率の同一または異なる楕円が直交する構成であればよい。
【００２７】
図３は第３の実施形態を示し、計量膜２５の形状を円形２５ａと横長楕円形２５ｂとを交差させ、その重なった共通部分２５ｃとするとともに、この共通部分２５ｃの四隅にできるコーナ部２５ｄにＲを付けたものである。
【００２８】
計量膜２５の形状は、円形膜（破線で示す）に比べ、共通部分２５ｃの左右にできる２５ａと破線の間の部分の面積が増加するので、その分だけ排出体積を大きくすることができる。
【００２９】
直径が２ｒの円と楕円が交わる部分の面積Ｓは、
Ｓ＝２ａｂ［ｓｉｎ−１ｘ１／ａ＋ｘ１（１−ｘ１２／ａ２）１／２／ａ］＋２ｒ２［ｃｏｓ−１ｘ１／ｒ−ｘ１（１−ｘ１２／ｒ２）１／２／ｒ］となる。
【００３０】
ただし、ａ≧ｒ≧ｂ、ｘ１＝ａ［（ｒ２−ｂ２）／（ａ２−ｂ２）］１／２
例えば、仮に、ａ＝２ｂ、ｒ＝２ｂ／１．５ならば、Ｓ＝４．６３ｂ２となる。半径ｂの円形膜（破線で示す）の面積はπｂ２であるので、同一ストロークであれば排出体積は、円形膜（破線で示す）の１．４７倍となる。（厳密には、Ｒで少なくなった部分の面積も考慮しなければならないが、ここでは省略する。）または、円形と同一体積とするならば、専有面積を減少させることができる。
【００３１】
第３の実施形態によれば、従来の角形や角丸形に比べてシワができにくく、圧力損失を軽減でき、またガスメータの高さ寸法を高くすることなく、計量体積を大きくすることができる。
【００３２】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の考案を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図。
【図２】この発明の第２の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図。
【図３】この発明の第３の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図。
【図４】従来の膜式ガスメータを示し、（ａ）は丸形の計量膜を使用した正面図、（ｂ）は角形・角丸形の計量膜を使用した正面図。
【符号の説明】
【００３４】
１６…計量室、２１，２４，２５…計量膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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