(57)【要約】【課題】  不測に膜式流量計が落とされて、流量計に不測の衝撃（主に上下方向の衝撃）が加わった場合にあっても、この衝撃により計量性能が低下しない膜式流量計を得る。【解決手段】  可撓性材からなる膜材１１と、前記膜材１１の中心側部位に設けられる膜板１２とを備え、前記膜板１２により前記膜材１１の中心側部位が固定される構造で、前記膜材の周縁部が計量室４を形成するケーシングＣに固定され、前記計量室４へのガスの給排により往復動する膜式流量計の膜部Ｆを構成するに、前記膜材１１がインサート成形により樹脂材からなる前記膜板１２に一体成形されてなる構造とする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性材からなる膜材と、前記膜材の中心側部位に設けられる膜板とを備え、前記膜板により前記膜材の中心側部位が固定される構造で、前記膜材の周縁部が計量室を形成するケーシングに固定され、前記計量室へのガスの給排により往復動する膜式流量計の膜部であって、前記膜材がインサート成形により樹脂材からなる前記膜板に一体成形されてなる膜式流量計の膜部。
【請求項２】
前記膜板が表面板および裏面板との一対の板材を一体成形して形成され、前記膜材の中心貫通孔に挿通される第一接続部と、前記膜材の周縁側に設けられる周縁貫通孔に挿通される第二接続部とを備えた請求項１記載の膜式流量計の膜部。
【請求項３】
前記周縁貫通孔が周方向で均等に配置された複数の小孔からなり、前記第二接続部が前記複数の小孔を貫通して設けられる複数の小接続部からなる請求項２記載の膜式流量計の膜部。
【請求項４】
前記膜板の一方側の面に丁番台を備え、前記丁番台が前記膜板と一体成形されている請求項１〜３のいずれか1項記載の膜式流量計の膜部。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の膜式流量計の膜部を備えた膜式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性材からなる膜材と、前記膜材の中心側部位に設けられる膜板とを備え、前記膜板により前記膜材の中心側部位が固定される構造で、前記膜材の周縁部が計量室を形成するケーシングに固定され、前記計量室へのガスの給排により往復動する膜式流量計の膜部、及びこの構成の膜部を備えた膜式流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の膜式流量計の基本的構造を、その一例である本願例示の膜式ガスメータを取って説明する。図１に示すように、ガス供給口１及びガス排出口２を備えたケーシングＣを用いて組み付けて構成してあり、ガス供給口１及びガス排出口２により、住宅等のガス需要先にガスを供給するガス供給管（図示省略）の途中に接続して、ガス供給管を流れるガスの流量を計測して、ケーシングＣの外部に設けた表示部３に計測したガス流量を表示するように構成してある。
【０００３】
さらに、図３に示すように、計量室４へのガスの給排を制御する弁部Ｖ、計量室４へのガスの給排により往復動する膜部Ｆ、その膜部Ｆの１往復で１回転するように、膜部Ｆにリンク機構Ｌにて連動連結された回転体Ｒ、その回転軸芯から径方向に離れた位置に位置して、膜部Ｆの往復動に伴って、その回転軸芯周りに回転するように設けられた磁石５、その磁石５が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチ６、及び、そのリードスイッチ６からの信号と前記設定計測基準流量とに基づいて流量を求めると共に求めた流量を上述の表示部３に表示させるコントローラ７（図８参照）を、ケーシングＣ内に組み付けて構成してある。
【０００４】
膜式流量計にあっては、膜部Ｆは膜材１１と膜板１２との組み合わせとして構成されており、上述のように、ガスの給排気に従って膜部Ｆが往復動する。
膜部Ｆと翼軸１６との間は翼１５によって接続されており、図２右側の室内にある翼部Ｆ、翼１５、翼軸１６が取る姿勢が排気完了時の姿勢である。一方、図２左側の室内にある翼部Ｆ、翼１５、翼軸１６が取る姿勢が、室内に所定流量が給気された状態で取る姿勢である。
【０００５】
従来型の膜部では、特許文献１または２に見られるように、例えば、円環状の膜材に対して、その中心側部位に表裏一対の膜板を固定取り付けするのであるが、その取り付け構造は、膜板中心近傍に設けられた締結部で表裏一対の膜板を、膜材を挟持した状態で締結するものとされていた。
一方、膜材の外周近傍部位は、整膜板１４でケーシングに固定される構造が採用されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５０１４７（図１、図５）
【特許文献２】特開２００３−６５８２２（図１、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記構成において、膜式流量計が例えば、誤操作等により不測に落とされ流量計に衝撃が加わった場合、膜部特に、膜材と膜板との相対位置関係に変化が起こりやすいことが判明した。
この種の変化が発生すると、計量部（翼と翼部とを接続する部位に設けられる丁板台、膜材を支持する膜板、膜材）にずれが発生し、計量性能に誤差が発生する。
【０００８】
従って、本発明の目的は、例えば、不測に膜式流量計が落とされて、流量計に不測の衝撃（主に上下方向の衝撃）が加わった場合にあっても、この衝撃により計量性能が低下しない膜式流量計を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達するための、可撓性材からなる膜材と、前記膜材の中心側部位に設けられる膜板とを備え、前記膜板により前記膜材の中心側部位が固定される構造で、前記膜材の周縁部が計量室を形成するケーシングに固定され、前記計量室へのガスの給排により往復動する膜式流量計の膜部の特徴構成は、前記膜材がインサート成形により樹脂材からなる前記膜板に一体成形されてなることにある。
【００１０】
このように、膜材と膜板とを一体成形品とする場合は、不測に膜式流量計が落下等され、衝撃が膜部にかかった場合にも、両者間の相対位置移動を発生することはなく、この要因から計量性能が低下しない膜式流量計を得ることができた。
【００１１】
さて、上記構成において、前記膜板が表面板および裏面板との一対の板材を一体成形して形成され、前記膜材の中心貫通孔に挿通される第一接続部と、前記膜材の周縁側に設けられる周縁貫通孔に挿通される第二接続部とを備えることが、好ましい。
第一接続部において膜材の中心側部位に関して、一方、第二接続部において膜材の周縁側部位に関して、膜材と膜板との固定関係を強固なものとできる。この構成の場合、ケーシング、整膜板、膜材及び膜板の膜式流量計内における相対位置関係を、本来、設計的に求められている位置関係により確実に保つことが可能となる。
【００１２】
また、周縁貫通孔が周方向で均等に配置された複数の小孔からなり、前記第二接続部が前記複数の小孔を貫通して設けられる複数の小接続部からなることが好ましい。
先に説明した構成にあっては、膜材の中心側と周縁部側との関係において、強固な固定状態を実現できるが、第二接続部位を複数の小孔からなる構成とし、対応する小接続部を設けることによって、周方向においても、膜材と膜板との間での相対移動が発生しないものとすることができる。
【００１３】
さらに、前記膜板の一方側の面に丁番台を備え、前記丁番台が前記膜板と一体成形されている構成を採用すると、部材精度を確保して、信頼性の高い計量結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
膜材と膜板との間に発生する可能性がある相対移動を防止することで、不測に計量性能が低下するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
膜式ガスメータは、図１に示すように、ガス供給口１及びガス排出口２を備えたケーシングＣを用いて組み付けて構成してあり、ガス供給口１及びガス排出口２により、住宅等のガス需要先にガスを供給するガス供給管（図示省略）の途中に接続して、ガス供給管を流れるガスの流量を計測して、ケーシングＣの外部に設けた表示部３に計測したガス流量を表示するように構成してある。
【００１６】
図３に示すように、膜式ガスメータは、計量室４へのガスの給排を制御する弁部Ｖ、計量室４へのガスの給排により往復動する膜部Ｆ、その膜部Ｆの１往復で１回転するように、膜部Ｆにリンク機構Ｌにて連動連結された回転体Ｒ、その回転軸芯から径方向に離れた位置に位置して、膜部Ｆの往復動に伴って、その回転軸芯周りに回転するように設けられた磁石５、その磁石５が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチ６、及び、そのリードスイッチ６からの信号と前記設定計測基準流量とに基づいて流量を求めると共に求めた流量を上述の表示部３に表示させるコントローラ７（図８参照）を、ケーシングＣ内に組み付けて構成してある。
【００１７】
ケーシングＣは、図１、図２に示すように、下ケーシングＣ１及び上ケーシングＣ２から成る。周知であるので詳細な説明並びに図示は省略するが、上ケーシングＣ２内には、上述のコントローラ７の他に、膜式ガスメータに供給されるガス圧力を検出する圧力センサ、地震の震動を検出する感震器、及び、ガス供給遮断弁を設けて、前記圧力センサが異常圧力を検出したときや前記感震器が地震を検出したとき等、異常が発生したときに、上述のコントローラ７により、前記ガス供給遮断弁を遮断制御すると共に、異常情報を前記表示部に表示するように構成してある。
図１において、８は、前記ガス供給遮断弁の遮断状態を解除するための復帰軸（図示せず）の操作部を覆う復帰軸キャップである。
【００１８】
図２及び図３に示すように、下ケーシングＣ１は、その中央を仕切り壁９にて仕切り、その仕切り壁９の両側それぞれに仕切り壁９を底部とする概ね円筒形状の計量室形成用空間を備え、各計量室形成用空間の中央部を膜部Ｆにて仕切ると共に、各計量室形成用空間の開口部を蓋１０にて閉じて、各膜部Ｆの両側夫々に計量室４を形成してある。即ち、膜部Ｆは１対設け、計量室４は４室形成してある。
【００１９】
図２ないし図４に基づいて、膜部Ｆについて説明を加えると、膜部Ｆは、計量室４を形成する下ケーシングＣ１に枠状の整膜板１４により周縁部を固定した状態で設けた膜材（具体的にはゴム膜で構成される）１１と、その膜材１１の両面夫々の中央部に保持した円形の膜板１２にて構成してあり、外側の膜板１２の中央には、丁番台１３を設けてある。膜材１１は、可撓性を有する材料にて形成してある。
【００２０】
図５、６に示すように、前記膜材１１は、インサート成形により樹脂材からなる膜板１２に一体成形されている。さらに詳細には、膜板１２は、表面板１２ａおよび裏面板１２ｂとの一対の円板を一体成形して形成され、円環状の膜材１１の中心貫通孔１１ａに挿通される第一接続部１２１と、膜材１１の周縁側に設けられる周縁貫通孔１１ｂに挿通される第二接続部１２２とを備えて構成されている。また、図５、６に示すように、この周縁貫通孔１１ｂは周方向で均等に配置された複数の小孔からなり、膜板１２に設けられる第二接続部１２２も、同様に複数の小孔を貫通して設けられる複数の小接続部から構成されている。
【００２１】
さらに、膜板１２の一方側の面に丁番台１３を備え、この丁番台１３が膜板１２と一体成形されている。
従って、この膜部Ｆの製造に際しては、膜材１１と丁番付の膜板１２とを別途製造しておき、膜材１１を挟持した状態で一体化成形することで、膜部Ｆは製造される。
【００２２】
図２ないし図７に示すように、翼軸１６を、その軸心を上下方向に向けて上端側を下ケーシングＣ１の上部壁に形成した穴に気密状に貫通させた状態で、回動自在に支承し、その翼軸１６に翼１５を支持してある。つまり、翼１５を翼軸１６により下ケーシングＣ１に揺動自在に支承してある。
【００２３】
更に詳細には、下ケーシングＣ１の上部壁の貫通部位には、図７に示す様に、この部位に螺合される翼軸ボックス１６０が設けられており、このボックス１６０内を翼軸１６が貫通する構成が採用されている。翼軸ボックス１６０の上側にはシール用のゴム材１６１が嵌め込まれており、機密状態が保たれる。
【００２４】
さらに、翼軸ボックス１６０近傍の断面図である図７からも判明するように、正常な組み付け状態で、翼軸１６が翼軸ボックス１６０内に位置する部位に、翼軸１６の径が上側で小径となる翼軸段差部１６ａが設けられている。これに対応して、翼軸ボックス１６０にも翼軸ボックス段差部１６０ａが設けられている。さらに、翼軸ボックス段差部１６０ａの下側には緩衝用のゴム製の緩衝リング１６０ｂが備えられている。
【００２５】
このように、翼軸段差部１６ａを設け、翼軸ボックス１６０にそれに対応する翼軸ボックス段差部１６０ａを設置することにより、流量計が不測に衝撃を受けた場合にも、両者間でがたつきが発生するのを抑制することができる。また、段差箇所に緩衝材１６０ｂを挿入（もしくは一体成形）することにより、衝撃緩和性能を得ることができる。
【００２６】
図４に示すように、翼軸に接続された翼１５の先端に支持した丁番軸２６を、その軸心周りに相対回転自在に丁番台１３に挿通して、膜部Ｆの往復動に伴って翼１５が揺動するように、膜部Ｆと翼１５とを連結してある。丁板台１３には、挿通孔形成部分１３ａ及び丁番軸挿通孔１３ｂが設けられている。
【００２７】
この構造において、丁番軸２６を、膜部Ｆの膜面に沿う膜面方向であって、丁番軸２６の軸心方向（即ち、膜面沿い軸心方向）及びその軸心と交差する軸心交差方向（即ち、膜面沿い軸心交差方向）の相対移動が許容される融通がある状態で丁番台１３に挿通してある。ちなみに、膜部Ｆの膜面に沿う膜面方向は、膜部Ｆの往復動方向（以下、膜部往復動方向と記載する場合がある）に直交する面方向に相当する。
この様に、丁番軸２６と丁番台１３とを、膜面沿い軸心交差方向の相対移動を許容しながらも、膜部往復動方向での相対移動を極力抑制することで、膜部Ｆの往復動範囲のバラツキを極力小さくして、流量計測の信頼性を一層向上することができる。
【００２８】
図３及び図８に示すように、リンク機構Ｌは、端部同士を互いに枢支連結した大肘金１７と小肘金１８との組を２組備えて構成してある。
そして、各翼軸１６の上端部は、各大肘金１７の一端を固定連結してある。
【００２９】
図３及び図８に示すように、回転体Ｒは、下ケーシングＣ１の上部壁上に取り付けた支持台１９に上下方向の軸心周りで回転自在に支持したクランク軸２０と、そのクランク軸２０の上端に同軸芯状に取り付けた回転円板２１とを備えて構成し、クランク軸２０には、その径方向外方に突出する状態でクランクアーム２２を取り付けてある。
前記磁石５は、回転円板２１の上面の外周側に設けて、前記リードスイッチ６は、回転円板２１の外周に位置させて、支持台１９に支持させて設けてある。
【００３０】
図３及び図８に示すように、弁部Ｖは、上記の４室の計量室４のガスの給排を制御するように下ケーシングＣ１の上部壁に設け、弁部Ｖが膜部Ｆの往復動にて開閉操作されるように設けてある。
図８に基づいて弁部Ｖについて説明を加えると、下ケーシングＣ１の上部壁には、膜部Ｆを介して対向する２室の計量室４に各別に連通する２個のガス給排口Ｘを間隔を隔てて並べて設けることにより、２個のガス給排口Ｘが並ぶガス給排口Ｘの組を２組設けると共に、各組のガス給排口Ｘの間にはガス排出口Ｙを設けてある。つまり、ガス排出口Ｙの両側に２個のガス給排口Ｘが並ぶ給排用開口部列を２列形成してある。
【００３１】
各給排用開口部列のガス排出口Ｙは、下ケーシングＣ１の上部壁に設けたガス排出用接続口Ｚに対して、ガス排出路（図示省略）にて接続し、このガス排出用接続口Ｚは、下ケーシングＣ１上に上ケーシングＣ２を設けた状態で、上ケーシングＣ２内に設けたガス排出路（図示省略）にてガス排出口２に接続されるようになっている。
【００３２】
各給排用開口部列の上部に、揺動バルブ２３を上下方向の軸部にて給排用開口部列の開口部並び方向に揺動自在に支持して設けてある。
揺動バルブ２３の裏面には連通用凹部（図示省略）を設けてあり、揺動バルブ２３は、各揺動端に位置する状態で、揺動端側のガス給排口Ｘとガス排出口Ｙとを前記連通用凹部にて接続し且つ揺動端と反対側のガス給排口Ｘを開口し、揺動方向の中央に位置する状態で、両方のガス給排口Ｘを閉じるように構成してある。
【００３３】
図８に示すように、クランク台２４の一端を、クランクアーム２２の先端に軸心が上下方向を向くように設けた軸部２２ａに枢支し、各翼軸１６の上端部に、各大肘金１７の一端を枢支し、両方の小肘金１８の一端をクランク台２４におけるクランクアーム２２に対する枢支軸芯から偏芯させた位置に枢支することにより、膜部Ｆと回転体Ｒとを連動連結し、クランクアーム２２の軸部２２ａに連結した２本のクランクロッド２５夫々を各揺動バルブ２３に連結してある。
【００３４】
そして、１対の膜部Ｆが１往復すると、各翼軸１６が所定角度で回動し、その回動に伴って、リンク機構Ｌにより回転体Ｒが１回転して、各揺動バルブ２３が揺動し、４個の計量室４に対するガスの給排を制御するように構成してある。
【００３５】
つまり、弁部Ｖは、２個の揺動バルブ２３、各揺動バルブ２３に夫々対応する２列の給排用開口部列（ガス排出口Ｙの両側に２個のガス給排口Ｘが並ぶもの）を備えて、２個の揺動バルブ２３夫々の揺動によって４室の計量室４へのガスの給排を行うように構成し、その弁部Ｖが膜部Ｆの往復動にて開閉操作されるように、翼軸１６と弁部Ｖとを、リンク機構Ｌ及びクランク軸２０とクランクアーム２２とから構成されるクランク機構にて連結してある。
【００３６】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  上記の実施の形態にあっては、膜材の形状を円環状としたが、膜材の形状としては円環状のほか、楕円環状、方形環状、トラック状等、任意環状のものでもよい。
さらに、膜板に備える第二接続部として、複数の小接続部を備える構成としたが、この接続部形状は円形とする他、任意の多角形状としてもよい。さらに、例えば、周方向に伸びる円弧形状としてもよい。
【００３７】
（ロ）  上記の実施形態においては、丁番台１３に、丁番軸２６を挿通させる挿通孔形成部分１３ａを一対設ける場合について例示したが、挿通孔形成部分１３ａを１個設けても良い。
【００３８】
（ハ）  上記の実施形態においては、回転体Ｒに設けた磁石５によりリードスイッチ６を動作させるようにして、リードスイッチ６からの信号に基づいて流量を計測するように構成したが、これに代えて、カウンタを回転体Ｒにより操作されるように設けて、そのカウンタにて流量を表示するように構成しても良い。
【００３９】
（ニ）  本発明を適用することができる膜式流量計は、上記の実施形態において例示した膜式流量計以外にも、種々の膜式ガスメータに適用することができる。
例えば、上記の実施形態においては、揺動操作することにより２室の計量室４に対するガスの給排を制御する揺動バルブ２３を２個備えて弁部Ｖを構成した膜式ガスメータに適用する場合について例示したが、回転操作することにより４室の計量室４に対するガスの給排を制御するロータリーバルブを備えて弁部Ｖを構成した膜式ガスメータにも適用可能である。
あるいは、上記の実施形態においては、計量室４を４室設け、膜部Ｆを一対設けた膜式ガスメータ適用する場合について例示したが、計量室４を２室設け、膜部Ｆを１個設けた膜式ガスメータにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係る膜式ガスメータの斜視図
【図２】実施形態に係る膜式ガスメータの要部の縦断面図
【図３】実施形態に係る膜式ガスメータの要部の分解斜視図
【図４】実施形態に係る膜式ガスメータの要部の斜視図
【図５】膜部の構成を示す分解斜視図
【図６】膜部の製造工程を示す分解斜視図
【図７】膜式ガスメータの翼軸ボックス周辺の断面図
【図８】実施形態に係る膜式ガスメータの要部の平面図
【符号の説明】
【００４１】
４        計量室
１１      膜材
１１ａ    中心貫通孔
１１ｂ    周縁貫通孔
１２      膜板
１２ａ    表面板
１２ｂ    裏面板
１３      丁番台
１３ａ    挿通孔形成部分
１３ｂ    丁番軸挿通孔
１５      翼
１６      翼軸
１６ａ    翼軸段差部
２６      丁番軸
１２１    第一接続部
１２２    第二接続部
１６０    翼軸ボックス
１６０ａ  翼軸ボックス段差部
１６０ｂ  緩衝リング
１６１    ゴム材
Ｃ１      ケーシング
Ｆ        膜部
【図１】
2005283460.tif 000003
【図２】
2005283460.tif 000004
【図３】
2005283460.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005283460.tif 000007
【図６】
2005283460.tif 000008
【図７】
2005283460.tif 000009
【図８】
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