(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過ガス流量を測定する流量測定手段と、ガス通路を遮断する遮断弁と、前記遮断弁を開閉駆動する駆動回路と、前記遮断弁として使用が想定される遮断弁ごとに対応して設けられ、前記対応する遮断弁に適合して設定された制限抵抗を介して前記遮断弁に開閉動作なしに電圧を印加する複数の制限駆動回路と、前記複数の制限駆動回路のうち、実際に使用される遮断弁に適合する制限駆動回路がどれであるかをあらかじめ記憶する記憶手段と、前記制限駆動回路を動作させたときの前記遮断弁の過渡応答を入力し、前記過渡応答の状況を検知して出力する過渡応答検知部と、全体の動作を制御する制御部と、電源としての電池とを備え、前記制御部は、前記流量測定手段によって異常な流量パターンを検知したときには前記駆動回路により前記遮断弁を閉状態にし、また、必要に応じて前記記憶手段に記憶された適合の制限駆動回路を動作させ、前記過渡応答検知部により検知した過渡応答の状況に基づいて前記遮断弁の開閉状態を検知するようにしたガス遮断装置。
【請求項２】
制御部は制限駆動回路選択手段を備え、前記制限駆動回路選択手段は、個別に制限駆動回路を動作させたときの過渡応答の状況に基づいて遮断弁の開閉状態を検知し、その検知結果を判定として実際の開閉状態と照合することにより遮断弁に適合する制限駆動回路を特定し、記憶手段に出力してあらかじめ記憶させるようにした請求項１記載のガス遮断装置。
【請求項３】
制御部には過渡応答検知部により検知した過渡応答の状況を参照するための１つの判定時間を備え、制限駆動回路を動作させてから前記判定時間を経過した時点における過渡応答の状況を入力して遮断弁の開閉状態を検知するようにした請求項１または２記載のガス遮断装置。
【請求項４】
制御部には過渡応答検知部により検知した過渡応答の状況を参照するための第１の判定時間と、それよりも長い第２の判定時間とを備え、制限駆動回路を動作させてから第１の判定時間を経過した時点の過渡応答の状況に基づいて遮断弁の開閉状態を検知し、第２の判定時間を経過した時点の過渡応答の状況に基づいて前記検知結果を確認するようにした請求項１または２記載のガス遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスの事故を未然に防止するガス遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一旦発生すれば大惨事になる可能性が高いガス事故を未然に防止するために、従来から種々の安全装置が利用されており、中でもガスメータに内蔵された流量センサによりガスの流量を監視し、マイクロコンピュータによりガスの使用状態が異常使用であると判断した場合や、地震センサ、ガス圧力センサ、ガス警報器などのセンサの状況を監視して危険状態であると判断した場合に、前記ガスメータに内蔵された遮断弁によりガスを遮断するようにした電池電源によるマイクロコンピュータ搭載のガス遮断装置を内蔵したガスメータ（以下、マイコンメータと称す）が、安全性、ガス配管の容易性、低価格などの優位性の点から普及が促進され、近年は全世帯普及が実施されるに至っている。また、前記流量センサによって計測されたガス流量情報を電話回線などを利用して集中監視するテレメータ機能を備えた集中監視型のマイコンメータの比率も増加し、情報端末として利便性の向上がますます求められている。
【０００３】
このガス遮断装置の遮断弁として、電池の電力消耗を抑えるため、遮断動作時または復帰動作時のみ電流を流し、その他の場合は永久磁石の吸引力とスプリングの反力とのバランスにより開状態または閉状態を保持するようにした自己保持型電磁弁が遮断弁として一般的に使用されている。しかし、この遮断弁は、衝撃などが与えられた場合に開閉状態が変化すると言う誤動作が発生する可能性がある。そこで、遮断弁の動作確認や衝撃などによる状態変化を検知して通報したり誤動作を修正するために、遮断弁の開閉状態を検知する手段を備えたガス遮断装置が求められている。
【０００４】
以下、従来のガス遮断装置について説明する。上記のように遮断弁の開閉状態を検知する手段を備えたガス遮断装置が特開平７−５５０５２号公報に開示されている。図８はそのガス遮断装置の構成を示す回路図である。図８において、１０１は等価抵抗１０２と等価インダクタンス１０３とからなり、ガス通路を遮断する遮断弁、１０４はトランジスタ１０５と抵抗１０６とから構成され、遮断弁１０１を開閉駆動する駆動回路、１０７は制限抵抗１０８とトランジスタ１０９と抵抗１１０とから構成され、制限抵抗１０８を介して遮断弁１０１に電圧を印加する制限駆動回路、１１１は抵抗１１２と抵抗１１３と抵抗１１４とコンパレータ１１５とで構成され、制限駆動回路１０７を動作させたときの遮断弁１０１の過渡応答を入力し、過渡応答の状況を検知して出力する過渡応答検知部、１１６は通過ガス流量を測定する流量測定手段、１１７は流量測定手段１１６によって異常な流量パターンを検知すると駆動回路１０４を駆動して遮断弁１０１を閉状態にするとともに、制限駆動回路１０７を動作させ、過渡応答検知部１１１により検知した過渡応答の状況に基づいて遮断弁１０１の開閉状態を検知する制御部、１１８は制御状態を表示する表示部、１１９は電源としての電池である。
【０００５】
遮断弁１０１において、等価抵抗１０２は電磁コイルの等価抵抗であり、等価インダクタンス１０３は前記電磁コイルの等価インダクタンスである。この等価インダクタンス１０３の値は遮断弁１０１の開閉状態により差があり、開状態における値をＬ1 、閉状態における値をＬ2 とするとＬ1 ＞Ｌ2 である。また、過渡応答検知部１１１において、抵抗１１２と抵抗１１３とはコンパレータ１１５の基準電位を設定し、抵抗１１４はコンパレータ１１５の出力をプルアップしている。なお、制限駆動回路１０７は制限抵抗１０８を介して遮断弁１０１に電圧を印加して過渡応答を出力させるための手段であって、電流が小さいので遮断弁１０１を開閉することはない。
【０００６】
上記構成のガス遮断装置の動作について説明する。図９は制限駆動回路１０７を動作させたときに過渡応答検知部１１１に入力される過渡応答を示す特性図である。遮断弁１０１を開閉した直後などに制限駆動回路１０７を動作させたとき、過渡応答検知部１１１のコンパレータ１１５に入力される過渡応答は、遮断弁１０１の開閉状態で等価インダクタンス１０３の値に差があるため、図９に示したように、遮断弁１０１の開閉状態に対応した波形になる。コンパレータ１１５の基準電位をＶref とすると、制限駆動回路１０７が動作し始めてからコンパレータ１１５に入力される過渡応答の電位が前記基準電位Ｖref より低くなる時間を遮断弁１０１の閉状態時にＴ1 、開状態時にＴ2 とすると、遮断弁１０１の等価インダクタンス１０３が前述のようにＬ1 ＞Ｌ2 であるため、Ｔ1 ＞Ｔ 2となる。
【０００７】
制御部１１７にはタイマが組み込まれており、ＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）などに書き込まれた前記タイマのプログラムに、Ｔ1 とＴ2 のほぼ中間の判定時間Ｔ3 が設定されていて、制限駆動回路１０７が動作し始めてから判定時間Ｔ3 を経過した時点のコンパレータ１１５の出力電位を取り込み、出力電位がＨ（高電位）である場合は遮断弁１０１が閉状態にあると判定し、Ｌ（低電位）である場合は遮断弁１０１が開状態にあると判定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このようなガス遮断装置においては、遮断弁１０１の開閉状態を確実に検知できることが要求される。一方、遮断弁１０１は省電力で確実に開閉動作することを重点に設計されるため、開閉状態の等価インダクタンス１０３の値を所定値にする設計が困難になる。そのため、設計が修正されたり、メーカが異なる場合には等価インダクタンス１０３の値が統一されずに幾通りにもなるのが一般的である。この場合、上記従来の構成では、制御部１１７のＲＯＭには焼き付け手段で所定の判定時間Ｔ3 が設定されているため、遮断弁１０１が設計が変更されたり、異なるメーカの遮断弁を併用する場合、制御部１１７は開閉状態を誤って検知してしまう可能性がある。そのため、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合は、それぞれに適した判定時間が設定された制御部を仕様やメーカごとに準備する必要があり、このガス遮断装置をガスメータなどに組み込むセットメーカの負担が増大すると言う問題があった。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するもので、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合でも、１種類の制御部で確実に遮断弁の開閉状態を検知できるガス遮断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、通過ガス流量を測定する流量測定手段と、ガス通路を遮断する遮断弁と、前記遮断弁を開閉駆動する駆動回路と、前記遮断弁として使用が想定される遮断弁ごとに対応して設けられ、前記対応する遮断弁に適合して設定された制限抵抗を介して前記遮断弁に開閉動作なしに電圧を印加する複数の制限駆動回路と、前記複数の制限駆動回路のうち、実際に使用される遮断弁に適合する制限駆動回路がどれであるかをあらかじめ記憶する記憶手段と、前記制限駆動回路を動作させたときの前記遮断弁の過渡応答を入力し、前記過渡応答の状況を検知して出力する過渡応答検知部と、全体の動作を制御する制御部と、電源としての電池とを備え、前記制御部は、前記流量測定手段によって異常な流量パターンを検知したときには前記駆動回路により前記遮断弁を閉状態にし、また、必要に応じて前記記憶手段に記憶された適合の制限駆動回路を動作させ、前記過渡応答検知部により検知した過渡応答の状況に基づいて前記遮断弁の開閉状態を検知するようにしたガス遮断装置である。
【００１１】
本発明によれば、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合でも、複数の制限駆動回路のうち、実際に使用する遮断弁の電気的特性に適合した制限抵抗を備えた制限駆動回路を記憶手段の指定により選択し、その制限駆動回路を動作させたときの過渡応答の状況を過渡応答検知部で検知し、その結果に基づいて遮断弁の開閉を検知するので、１種類の制御部で遮断弁の開閉状態を確実に検知できるガス遮断装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる本発明は、通過ガス流量を測定する流量測定手段と、ガス通路を遮断する遮断弁と、前記遮断弁を開閉駆動する駆動回路と、前記遮断弁として使用が想定される遮断弁ごとに対応して設けられ、前記対応する遮断弁に適合して設定された制限抵抗を介して前記遮断弁に開閉動作なしに電圧を印加する複数の制限駆動回路と、前記複数の制限駆動回路のうち、実際に使用される遮断弁に適合する制限駆動回路がどれであるかをあらかじめ記憶する記憶手段と、前記制限駆動回路を動作させたときの前記遮断弁の過渡応答を入力し、前記過渡応答の状況を検知して出力する過渡応答検知部と、全体の動作を制御する制御部と、電源としての電池とを備え、前記制御部は、前記流量測定手段によって異常な流量パターンを検知したときには前記駆動回路により前記遮断弁を閉状態にし、また、必要に応じて前記記憶手段に記憶された適合の制限駆動回路を動作させ、前記過渡応答検知部により検知した過渡応答の状況に基づいて前記遮断弁の開閉状態を検知するようにしたガス遮断装置である。
【００１３】
本発明において、各制限駆動回路は、制限抵抗を介して遮断弁に開閉動作なしに電圧を印加する手段であり、使用が想定される遮断弁のうちのいずれか１つに対応しており、対応する遮断弁の電気的特性に適合した抵抗値の制限抵抗を備え、対応する遮断弁と組み合わせて動作させたときには、遮断弁からは同じ過渡応答が出力されるようにでき、したがって、１種類の制御部で遮断弁の開閉状態を検知することができる。
【００１４】
記憶手段は複数の制限駆動回路のうちのいずれを用いるかを記憶する手段であって、ＲＡＭなどで実現され、実際に使用する遮断弁に適合する制限駆動回路がどれであるかを記憶する。この記憶入力は人的行為で入力手段を介してあらかじめ入力したり、請求項２に係わる本発明のように、制限駆動回路選択手段が学習により特定した制限駆動回路について入力するようにできる。
【００１５】
過渡応答検知部は遮断弁の過渡応答の状況を検知する手段であり、実施の形態では、制限駆動回路を動作させたときの遮断弁の過渡応答の電位を所定の基準電位と比較し、過渡応答の電位が前記基準電位より高いか低いかを時間経過で出力する手段とする。この出力は過渡応答の電位の時間変化を過渡応答の状況として検出したものである。なお、この過渡応答検知部は、抵抗分割で生成した基準電位とコンパレータとで構成でき、比較結果をＨレベルまたはＬレベルの信号を出力する。また、基準電位をコンパレータの正入力端子と負入力端子のいずれに設定するかで比較結果が反転し、実施の形態では正入力端子を基準電位としているが、これに限定されるものではない。
【００１６】
制御部はマイクロコンピュータなどで構成され、全体の動作を制御するが、とくに通過ガス流量が異常な流量パターンであるときには遮断弁を閉状態として安全を確保するように作用し、また、遮断弁の動作確認のために、その遮断弁に適合した前記制限駆動回路を動作させ、前記過渡応答検知部が検知した遮断弁の過渡応答の状況に基づいて開閉状態を判定する手段である。この場合、前記制限駆動回路が動作し始めてから所定の判定時間を経過した時点の過渡応答検知部の出力がＨレベルであるかＬレベルであるかにより判定して検知するが、これには遮断弁の開状態と閉状態とで過渡応答が異なることを利用している。
【００１７】
以上の各作用により、判定時間が固定され、かつ仕様やメーカの異なる遮断弁を併用する場合でも、同じ過渡応答が出力されることにより、１種類の制御部で開閉状態を確実に検知することができる。
【００１８】
請求項２に係わる本発明は、制御部は制限駆動回路選択手段を備え、前記制限駆動回路選択手段は、個別に制限駆動回路を動作させたときの過渡応答の状況に基づいて遮断弁の開閉状態を検知し、その検知結果を判定として実際の開閉状態と照合することにより遮断弁に適合する制限駆動回路を特定し、記憶手段に出力してあらかじめ記憶させるようにした請求項１に係わるガス遮断装置である。
【００１９】
本発明において、制限駆動回路選択手段は、複数の制限駆動回路のうち、実際に使用される遮断弁に対して使用すべき制限駆動回路がどれであるかを学習により選択して記憶手段に記憶させる手段であり、たとえばマイクロコンピュータに記憶させた学習手順のプログラムにより実現される。この学習手順の基本は、制御部を介して強制的に遮断弁を開状態または閉状態に設定し、その状態のもとで複数の制限駆動回路を順次に動作させ、過渡応答検知部が出力する過渡応答の状況に基づいて制御部が判定した開閉状態と先に設定した遮断弁の開閉状態とが合致する制限駆動回路を選択する処理である。なお、この処理における制御部の検知結果は判定として扱う。
【００２０】
以上の作用により、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合、ディップスイッチや通信などの積極的手段で使用する制限駆動回路がどれかをあらかじめ記憶手段に書き込む必要がなくなり、また、その制限駆動回路を用いて１種類の制御部で遮断弁の開閉状態を確実に検知することができる。
【００２１】
請求項３に係わる本発明は、制御部には過渡応答検知部により検知した過渡応答の状況を参照するための１つの判定時間を備え、制限駆動回路を動作させてから前記判定時間を経過した時点における過渡応答の状況を入力して遮断弁の開閉状態を検知するようにした請求項１または２のいずれかに係わるガス遮断装置である。
【００２２】
本発明において、制御部はタイマを内蔵して備え、たとえば前記タイマのプログラム中に１つの判定時間が設定されている。請求項１に係わる発明で説明したように、上記判定時間を経過して時点で過渡応答検知部が過渡応答の状況として出力するＨレベルまたはＬレベルの信号を参照し、遮断弁の開閉状態を検知する。
【００２３】
請求項４に係わる本発明は、制御部には過渡応答検知部により検知した過渡応答の状況を参照するための第１の判定時間と、それよりも長い第２の判定時間とを備え、制限駆動回路を動作させてから第１の判定時間を経過した時点の過渡応答の状況に基づいて遮断弁の開閉状態を検知し、第２の判定時間を経過した時点の過渡応答の状況に基づいて前記検知結果を確認するようにした請求項１または２のいずれかに係わるガス遮断装置である。
【００２４】
本発明において、制御部はタイマを内蔵して備え、たとえば前記タイマのプログラム中に２つの判定時間が設定されている。この２つの判定時間を用いて遮断弁を開状態としたままで開閉状態を検知することができる。本来、過渡応答の電位は経過時間とともに減衰して変化する特性を備えており、１つの制限駆動回路を動作させたとき、最初の判定時間における検知結果の判定と第２の判定時間における検知結果の判定とが同じである場合には応答が異常であると判断できることを利用している。なお、この場合の第２の判定時間は最初の判定時間とはかなり大きく設定される。たとえば、最初の判定時間で開状態と判定される状態が第２の判定時間では閉状態と判定されるような第２の判定時間を設定しておけば、上記過渡応答の特性を考慮した第２の判定時間の設定になり、これに合致する過渡応答の状況は正常であったとしてよく、最初の判定時間における判定が正解になる。また、そうでない場合には異常状態であるとしてよい。このような判定方法では遮断弁の状態を強制的に切り替える必要がなく、また、同じ制限駆動回路を再度、動作させる必要もない。
【００２５】
以上の作用により、駆動回路や制限駆動回路を駆動する回数を少なくし、ガス通路の開閉による混乱や電力消費を抑えることができる。
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００２７】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明のガス遮断装置の実施例１について図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項１および請求項３に係わる。
【００２８】
図１は本実施例の構成を示す回路図である。図において、１は遮断弁であり、仕様またはメーカの異なる２種類の遮断弁を併用する場合、１方を１ａ、他方を１ｂとする。２は遮断弁１における電磁コイルの等価抵抗、３は前記電磁コイルの等価インダクタンス、４はトランジスタ５と抵抗６とで構成され、遮断弁１を開閉駆動する駆動回路、７は第１の制限抵抗８とトランジスタ９と抵抗１０とで構成され、第１の制限抵抗８を介して遮断弁１に電圧を印加する第１の制限駆動回路、１１は第２の制限抵抗１２とトランジスタ１３と抵抗１４とで構成され、第２の制限抵抗１２を介して遮断弁１に電圧を印加する第２の制限駆動回路、１５は抵抗１６、抵抗１７、抵抗１８および抵抗１９とコンパレータ２０とで構成され、第１の制限駆動回路７または第２の制限駆動回路１１のいずれかにより遮断弁１に電圧を印加したときの遮断弁１の過渡応答の電位を入力して所定の基準電位と比較し、その結果を出力する過渡応答検知部、２１は通過ガス流量を測定する流量測定手段である。
【００２９】
また、２２は第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１のうちのいずれを使用するかを記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などで構成された記憶手段、２３は流量測定手段２１の流量信号が異常な流量パターンである場合に駆動回路４を駆動して遮断弁１でガス通路を遮断するとともに、遮断弁１の開閉状態を検知するために記憶手段２２で記憶されている第１の制限駆動回路７または第２の制限駆動回路１１のいずれかを動作させ、過渡応答検知部１５の出力に基づいて遮断弁１の開閉状態を検知する制御部、２４は制御部２３から遮断弁１の開閉状態や異常状態などを外部に報知する報知手段、２５は第１の制限駆動回路７または第２の制限駆動回路１１のいずれを使用するかの情報を制御部２３を介して記憶手段２２に書き込むための、主に通信などによる入力手段、２６はガス遮断装置全体の電源としての電池である。
【００３０】
上記構成において、遮断弁１および駆動回路４は従来例における遮断弁１０１および駆動回路１０４と実質同じである。また、第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１とは従来例における制限駆動回路１０７の構成と同じ構成であるが、第１の制限抵抗８と第２の制限抵抗１２は、あらかじめ想定される２種類の遮断弁１の主として等価インダクタンス３に対応した適切な値の抵抗がそれぞれ設定されている。また、過渡応答検知部１５において、抵抗１６と抵抗１７とは第１の制限駆動回路７を動作させたときにコンパレータ２０の基準電位を生成し、抵抗１６と抵抗１８とは第２の制限駆動回路１１を動作させたときにコンパレータ２０の基準電位を生成する。
【００３１】
図２は本実施例における遮断弁１の概略構成を示す断面図である。図２（ａ）は遮断弁１の開状態、図２（ｂ）は遮断弁１の閉状態を示す。図２において、永久磁石２７と継鉄２８と可動鉄芯２９とにより磁気回路が形成され、この磁気回路を励磁可能な電磁コイル３０と、可動鉄芯２９の一端に配された弁体３１と、弁体３１を閉弁方向に付勢するスプリング３２とにより遮断弁１が構成されている。図２に示したように、遮断弁１は開状態と閉状態とで可動鉄芯２９の位置が違うために、等価インダクタンス３の値に差がある。等価インダクタンス３の開状態における値をＬ1 、閉状態における値をＬ2 とすると、Ｌ1 ＞Ｌ2 となる。
【００３２】
上記構成のガス遮断装置の動作について説明する。いま、遮断弁１は併用される２種類のうちの一方の遮断弁１ａであるとする。通常状態において遮断弁１ａは、図２（ａ）に示したように、可動鉄芯２９が電磁コイル３０内に入り込んだ状態となって開弁しており、その状態は可動鉄芯２９が永久磁石２７に吸着されることにより保持され、その結果、ガス通路が開放されてガスを使用できる状態になっている。一方、制御部２３は流量測定手段２１により異常な流量パターンを検知すると駆動回路４を駆動して遮断弁１ａの電磁コイル３０を励磁し、スプリング３２により付勢されて可動鉄芯２９が電磁コイル３０から突出し、図２（ｂ）に示した閉状態になる。
【００３３】
図３は過渡応答検知部１５に入力される過渡応答を示す特性図であり、図３（ａ）は第１の制限駆動回路７を動作させたときの過渡応答、図３（ｂ）は第２の制限駆動回路１１を動作させたときの過渡応答を示す。
【００３４】
第１の制限駆動回路７を動作させると過渡応答検知部１５のコンパレータ２０に入力される過渡応答は、遮断弁１ａの開閉状態により等価インダクタンス３の値にＬ1 ＞Ｌ2 の差があるため、図３（ａ）に示したように、遮断弁１ａの開閉状態に対応した過渡応答になる。いま、第１の制限抵抗８の値をＲ１、遮断弁１ａの等価抵抗２の値をｒ、等価インダクタンス３の値をＬ、電池２６の電圧をＥとしたとき、トランジスタ９のＶccsat を無視すると、遮断弁１ａの過渡応答の電位Ｖ0 は、抵抗Ｒ１、抵抗ｒ、および等価インダクタンスＬによる過渡応答から、
【００３５】
【数１】
0003867371.tif 000002
【００３６】
で与えられる。
コンパレータ２０の基準電位をＶref とすると、第１の制限駆動回路７が動作し始めてから過渡応答検知部１５のコンパレータ２０に入力される過渡応答の電位が前記基準電位Ｖref より低くなるまでの時間を、遮断弁１の開状態でＴ1 、閉状態でＴ2 とすると、前述のように遮断弁１ａの等価インダクタンス３の値がＬ1 ＞Ｌ2 であるので、Ｔ1 ＞Ｔ2 となる。制御部２３は内部にタイマを備え、このタイマにはＲＯＭに焼き付けられたプログラムなどにＴ1 とＴ2 のほぼ中間の判定時間Ｔ3 があらかじめ設定されていて、第１の制限駆動回路７が動作し始めてから判定時間Ｔ3 を経過したときのコンパレータ２０の出力電位を取り込み、出力電位がＨ（高電位）である場合は遮断弁１ａが閉状態、Ｌ（低電位）である場合は遮断弁１ａは開状態と判定する。
【００３７】
一方、第２の制限駆動回路１１において、第２の制限抵抗１２の値は想定されている他の遮断弁１ｂと組み合わせたとき、過渡応答検知部１５のコンパレータ２０に入力する過渡応答が、遮断弁１ａと第１の制限駆動回路７とを組み合せたときの過渡応答とほぼ同じになるよう設定されており、第２の制限駆動回路１１を駆動すると、第２の制限駆動回路１１が動作し始めてからコンパレータ２０に入力する過渡応答の電位がコンパレータ２０の基準電位Ｖref より低くなるまでの時間は、遮断弁１ｂの開状態でＴ4 、閉状態でＴ5 となり、図３（ｂ）に示したように、それぞれＴ4 ≒Ｔ1 、Ｔ5 ≒Ｔ2 となる。したがって、第１の制限駆動回路７の判定時間Ｔ3 と同じ判定時間Ｔ3 で遮断弁１ｂの開閉状態を検知することが可能になる。
【００３８】
ガス遮断装置の組立メーカや管理者は、併用する遮断弁１ａと遮断弁１ｂのいずれを実際に使用するかによって第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１のいずれを使用すべきかを決定し、外部から設定装置の電文などで入力手段２５にその情報を入力し、制御部２３を介して記憶手段２２のＲＡＭに第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１のいずれを使用するかの情報を書き込む。
【００３９】
遮断弁１を開閉した直後や衝撃などの検知情報を得たときなどに遮断弁１の開閉状態を検知する必要がある場合、制御部２３は、記憶手段２２の情報を参照して第１の制限駆動回路７または第２の制限駆動回路１１を動作させ、過渡応答検知部１５により過渡応答の状況を検知し、その結果に基づいて遮断弁１の開閉状態を検知し、報知手段２４に出力する。
【００４０】
以上のように、本実施例のガス遮断装置によれば、異なる仕様やメーカの遮断弁１ａと遮断弁１ｂとを併用する場合、それぞれの特性に適した抵抗値の制限抵抗を備えた第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１とを準備し、実際に使用する遮断弁１の仕様やメーカに応じて第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路のいずれを使用するかの情報を電気信号の手段であらかじめ記憶手段２２に記憶しておき、この記憶手段２２で記憶されている制限駆動回路を動作させ、過渡応答検知部１５により過渡応答の状況を検知し、その結果に基づいて遮断弁１の開閉状態を検知するため、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合でも、１種類の制御部２３で遮断弁１の開閉状態を確実に検知することができる。
【００４１】
なお、本実施例では、２種類の遮断弁を併用する場合について説明したが、さらに多種類の遮断弁を併用する場合にも、それぞれに適合する制限駆動回路を準備することにより対応できることは言うまでもない。また、駆動回路４は遮断動作のみ可能な構成について説明したが、正逆双方向に通電可能として遮断と復帰とが可能な構成としてもよい。また、コンパレータ２０の基準電位を第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１とに対して同一とした構成について説明したが、抵抗１７の値と抵抗１８の値とを異なる値に設定することより異なる基準電位を用いる構成にしてもよい。また、記憶手段２２は入力手段２５からの情報で書き換え可能なＲＡＭで構成した例で説明したが、切り替え可能なディップスイッチなどで構成してもよいことは言うまでもない。
【００４２】
（実施例２）
以下、本発明のガス遮断装置の実施例２について図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項２に係わる。
【００４３】
図４は本実施例の構成を示す回路図である。なお、実施例１と同じ構成要素には同一符号を付与して説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、制御部２３に制限駆動回路選択手段３３を備え、第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１とを用いて過渡応答の状況を検知し、その結果に基づいて検知した遮断弁の状態と実際の状態とを比較して第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１のいずれを使用するべきかを決定し、記憶手段２２に出力してあらかじめ記憶させ、以降の検知処理にその制限駆動回路を使用するようにしたことにある。したがって、ガス遮断装置を実働させる前に制限駆動回路選択手段３３を動作させて適合する制限駆動回路を記憶手段２２に記憶させることになる。
【００４４】
制御部２３のタイマには、実施例１と同様に、判定時間Ｔ3 が設定され、第１の制限駆動回路７が動作し始めてから判定時間Ｔ3 を経過した時点のコンパレータ２０の出力電位を取り込み、出力電位がＨ（高電位）である場合は遮断弁１は閉状態、Ｌ（低電位）である場合は遮断弁１は開状態と判定する。第２の制限駆動回路１１についても同様である。いま、遮断弁１として等価インダクタンスが高い遮断弁１ａと等価インダクタンスが低い遮断弁１ｂとを併用する可能性があるとして、第１の制限駆動回路７における第１の制限抵抗８は、遮断弁１ａについては開閉状態が判定でき、遮断弁１ｂについては開閉状態に拘わらず閉状態と判定されるように設定され、また、第２の制限駆動回路１１における第２の制限抵抗１２は、遮断弁１ｂについては開閉状態が判定でき、遮断弁１ａについては開閉状態に関わらず開状態と判定されるように設定されている。図５は上記設定に対応する過渡応答を示す特性図である。なお、制限駆動回路選択手段３３はＲＯＭに書き込まれたプログラムで構成されている。
【００４５】
上記構成のガス遮断装置の動作について図面を参照しながら説明する。図６は本実施例の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
ガス遮断装置を搭載したガスメータを使用開始するとき、復帰信号や外部との電文通信などのトリガによる学習開始命令を受けて、制限駆動回路選択手段３３が起動され、学習処理が開始される。まず、ステップ１において、駆動回路４により遮断弁１を復帰して開状態とする。つぎに、ステップ２において第１の制限駆動回路７をさせ、ステップ３において過渡応答検知部１５は第１の制限抵抗８による過渡応答の電位を基準電位Ｖref と比較して、その結果に対応するＨまたはＬの電位を出力する。つぎに、ステップ４において過渡応答検知部１５の出力電位がＨであるかＬであるかをチェックし、Ｈである場合は遮断弁１は閉状態、Ｌである場合は遮断弁１は開状態であると判定する。
【００４７】
ステップ４で閉状態であると判定した場合、遮断弁１は復帰されて開状態であるので、閉状態であるとの判定は偽であり、第１の制限駆動回路７は適切でないので、ステップ５に移行して遮断弁１は遮断弁１ｂであると判断し、ステップ６に移行して記憶手段２２に第２の制限駆動回路１１を使用することを記憶させる。また、ステップ４で開状態であると判定した場合は、ステップ７に移行して駆動回路４により遮断弁１を遮断して閉状態に切り替える。つぎにステップ８で再度、第１の制限駆動回路７を駆動し、ステップ９で過渡応答検知部１５により第１の制限抵抗８による過渡応答の電位を基準電位Ｖref と比較し、結果に対応するＨまたはＬの電位を出力する。つぎにステップ１０に移行して制御部２３は出力電位がＨであるかＬであるかをチェックし、出力電位がＨである場合は遮断弁１が閉状態、Ｌである場合は遮断弁１は開状態と判定する。
【００４８】
ステップ１０で閉状態であると判定した場合、閉状態であるとの判定は真であり、第１の制限駆動回路７は適切であるので、ステップ１１に移行して遮断弁１は遮断弁１ａであると判断し、ステップ１２で記憶手段２２に第１の制限駆動回路７を使用することを記憶させる。また、ステップ１０で開状態であると判定した場合、この時点まで過渡応答検知部１５の出力電位がＨである状態が継続しているため、ステップ１３において遮断弁１の接続ミスによる未接続状態か、または遮断弁１が遮断動作しない異常状態であると判断し、制限駆動回路選択未終了、すなわち異常終了する。なお、その他の動作は実施例１と同等であるため説明を省略する。
【００４９】
以上のように本実施例のガス遮断装置は、使用が想定される遮断弁が遮断弁１ａと遮断弁１ｂとである場合、制御部２３は使用開始時の復帰信号や通信などのトリガによる学習開始命令を受けて駆動回路４と第１の制限駆動回路７を動作させ、そのときの遮断弁１の状態と判定結果とを照合し、合致しない場合は他方の第２の制限駆動回路１１が適切であると判断して選択し、また、合致した場合には遮断弁１の状態を変えて第１の制限駆動回路７を再度動作させ、判定結果を遮断弁１の状態と照合し、合致した場合には第１の制限駆動回路７が適切であると判断して選択し、合致しない場合には遮断弁１の接続ミスや動作異常とすることにより、適合する制限駆動回路がどれであるかを学習して記憶手段２２に記憶させ、また異常状態を検出することにより、異なる仕様やメーカの遮断弁１ａと遮断弁１ｂとを併用する場合、第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１のいずれを使用するかをディップスイッチや通信などの積極的手段で記憶手段２２に書き込まなくても制限駆動回路選択手段３３が学習して書き込むので、１種類の制御部２３で遮断弁１の開閉状態を確実に検知することができる。
【００５０】
なお、本実施例では、遮断弁１が２種類である場合に第１の制限駆動回路７のみを使用して適否を学習する処理について説明したが、第２の制限駆動回路１１のみを使用して学習してもよい。
【００５１】
また、本実施例における学習処理の基本は、遮断弁１の実際の開閉状態と１つの判定時間Ｔ3 を用いた判定結果とが合致する制限駆動回路を選択し、いずれにも合致しない場合は異常状態と判断することを基本としており、複数の制限駆動回路を順次に動作させて合致するものを選択して記憶させたり異常状態を検知することができ、したがって、図６に示した処理に限定されないことは言うまでもない。
【００５２】
（実施例３）
以下、本発明のガス遮断装置の実施例３について図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項２および請求項４に係わる。
【００５３】
本実施例の構成は図４に示した実施例２の構成とほぼ同じである。本実施例が実施例２と異なる点は、制御部２３におけるタイマに短長２つの判定時間、すなわち判定時間Ｔ3 に対して第２の判定時間Ｔ6 が設定され、この２つの判定時間を用いた判定も併せて行うこと、および制限駆動回路選択手段３３の動作にある。ここで、判定時間Ｔ3 は実施例２における判定時間Ｔ3 と同じ時間である。前記第２の判定時間Ｔ6 は、制限抵抗の値の低い第２の制限駆動回路１１を動作させたとき、等価インダクタンス３の値が大きい遮断弁１ａの開状態における過渡応答の電位が基準電位Ｖref より低くなる時間よりも長く設定されている。図５に示したＴ6 はこの第２の判定時間Ｔ6 である。なお、本実施例における制御部と制限駆動回路選択手段とは実施例２におけるそれらと若干異なるが、実施例２と同じく制御部２３、制限駆動回路選択手段３３として説明する。
【００５４】
上記構成のガス遮断装置の動作について図面を参照しながら説明する。図７は本実施例の動作を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、ガス遮断装置を搭載したガスメータを使用開始するときの復帰信号や、外部との電文通信などのトリガによる学習開始命令を受けて、制限駆動回路選択手段３３が起動され、学習処理が開始される。まず、ステップ１において駆動回路４によって遮断弁１を復帰して開状態とする。つぎにステップ２において第１の制限駆動回路７を駆動し、ステップ３において過渡応答検知部１５により判定時間Ｔ3 を経過した時点で第１の制限抵抗８による過渡応答の電位を基準電位Ｖref と比較し、判定結果に対応するＨまたはＬの電位が出力される。つぎにステップ４において過渡応答検知部１５の出力電位がＨであるかＬであるかをチェックし、出力電位がＨならば遮断弁１は閉状態、Ｌならば遮断弁１は開状態であると判定する。
【００５６】
ステップ４において閉状態であると判定した場合、遮断弁１は復帰されて開状態であるので閉状態であるとの判定は偽であり、第１の制限駆動回路７は適切でないので、ステップ５に移行して遮断弁１は遮断弁１ｂであると判定し、ステップ６で記憶手段２２に第２の制限駆動回路１１を使用することを記憶させる。ここまでの動作は実施例２の動作と同じである。つぎに、ステップ４において開状態であると判定した場合、ステップ７に移行して、過渡応答検知部１５により第１の制限駆動回路７の駆動から第２の判定時間Ｔ6 を経過した時点における過渡応答の電位を基準電位Ｖref と比較し、判定結果に対応するＨまたはＬの電位が出力される。つぎにステップ８において、出力電位がＨであるかＬであるかをチェックする。
【００５７】
ここで第２の判定時間Ｔ6 は、制限抵抗の値の低い第２の制限駆動回路１１を動作させたとき、等価インダクタンスの値の大きい遮断弁１ａの開状態における過渡応答の電位が基準電位Ｖref より低くなる時間よりも長く設定されていることから、制御部２３は、出力電位がＬである場合はステップ９に移行して遮断弁１は接続ミスによる未接続状態か異常状態と判断し、制限駆動回路選択未終了として異常終了する。また、ステップ８で出力電位がＨである場合は遮断弁１は正常であり、先ほどの判定時間Ｔ3 による判定結果が真であることから、ステップ１０で遮断弁は１ａであると判断し、ステップ１１で記憶手段２２に第１の制限駆動回路７を使用することを記憶させる。なお、その他の動作は実施例１のガス遮断装置と同等のため説明を省略する。
【００５８】
以上のように本実施例のガス遮断装置は、使用が想定される遮断弁が遮断弁１ａと遮断弁１ｂとである場合、使用開始時の復帰信号や通信などのトリガによる学習開始命令を受けて制限駆動回路選択手段３３が起動され、駆動回路４と第１の制限駆動回路７を動作させ、そのときの遮断弁１の状態と判定時間Ｔ3 による判定結果とを照合し、合致しない場合は他方の第２の制限駆動回路１１が適切であると判断して選択し、また、合致した場合には第２の判定時間Ｔ6 による判定結果と遮断弁１の状態とを照合し、合致した場合には第１の制限駆動回路７が適切であると判断して選択し、合致しない場合には遮断弁１の接続ミスや動作異常とすることにより、適合する制限駆動回路がどれであるかを学習して記憶させ、また異常状態を検出することにより、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合、第１の制限駆動回路７と第２の制限駆動回路１１のいずれを使用するかをディップスイッチや通信などの積極的な手段で記憶手段２２に書き込まなくても制限駆動回路選択手段３３が学習して書き込むので、１種類の制御部２３で遮断弁１の開閉状態を確実に検知できるとともに、判定時に駆動回路４や第１の制限駆動回路７または第２の制限駆動回路１１を動作させる回数が少なくなるので、判定時におけるガス通路の遮断による混乱を回避し、消費電力を低減できるガス遮断装置を提供することができる。
【００５９】
なお、本実施例では、遮断弁１が２種類である場合に第１の制限駆動回路７のみを使用して適否を学習する処理について説明したが、第２の制限駆動回路１１のみを使用して学習してもよい。
【００６０】
また、本実施例における学習処理は、遮断弁１の実際の開閉状態と判定時間Ｔ3 を用いた判定結果との照合と、判定時間Ｔ3 よりも長い第２の判定時間Ｔ6 を用いた判定結果との照合とにより開閉状態と異常状態とを検知することを基本としており、図６に示した処理に限定されないことは言うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１に係わる本発明は、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合、それぞれに適合した制限抵抗を備えた複数の制限駆動回路を備え、仕様やメーカに対応してこれら制限駆動回路のうちのいずれを使用するかを記憶手段にあらかじめ記憶し、この記憶手段に記憶された適合の制限駆動回路を動作させ、そのときの遮断弁の過渡応答の状況を過渡応答検知部で検知し、その結果に基づいて遮断弁の開閉状態を検知するようにしたガス遮断装置とすることにより、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合でも、１種類の制御部により遮断弁の開閉状態を確実に検知することができる。
【００６２】
請求項２に係わる本発明は、制限駆動回路選択手段を備え、遮断弁の実際の開閉状態と過渡応答の状況に基づいて判定した開閉状態との比較により適合する制限駆動回路がどれであるかを学習し、記憶手段に記憶させるようにした請求項１に係わるガス遮断装置としたことにより、異なる仕様やメーカの遮断弁を併用する場合、適合する制限駆動回路がどれであるかをあらかじめ記憶手段に書き込んでおく必要がなく、かつ１種類の制御部により遮断弁の開閉状態を確実に検知することができる。
【００６３】
請求項３に係わる本発明は、制限駆動回路を動作させてから１つの所定の判定時間を経過した時点における過渡応答の状況に基づいて遮断弁の開閉状態を判定し、その判定結果と遮断弁の状態とを照合して適合する制限駆動回路がどれであるかを判断するようにした請求項１ないし請求項２のいずれかに係わるガス遮断装置としたことにより、遮断弁の２つの状態と過渡応答の状況に基づく判定結果との照合から適合する制限駆動回路を特定したり遮断弁の異常状態を検知することができる。
【００６４】
請求項４に係わる本発明は、制限駆動回路を動作させてから２つの所定の判定時間を経過した時点におけるそれぞれの過渡応答の状況に基づいて遮断弁の開閉を判定し、それらの判定結果と遮断弁の１つの状態とを照合して適合する制限駆動回路がどれであるかを判断するようにした請求項２に係わるガス遮断装置としたことにより、遮断弁の状態を変えずに適合する制限駆動回路を特定したり遮断弁の異常状態を検知することができ、遮断弁を開閉したり制限駆動回路を動作させる回数を少なくできて、ガス通路を遮断することによる混乱を回避し、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるガス遮断装置の構成を示す回路図
【図２】同実施例１で使用される遮断弁の概略構成を示す断面図
【図３】同実施例１における過渡応答を示す特性図
【図４】本発明の実施例２におけるガス遮断装置の構成を示す回路図
【図５】同実施例２における過渡応答を示す特性図
【図６】同実施例２における制限駆動回路選択手段の動作を示すフローチャート
【図７】本発明実施例３におけるガス遮断装置の動作を示すフローチャート
【図８】従来のガス遮断装置の構成を示す回路図
【図９】同従来例における過渡応答を示す特性図
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  遮断弁
２，１０２  等価抵抗
３，１０３  等価インダクタンス
４，１０４  駆動回路
５，９，１３，１０５，１０９  トランジスタ
６，１０，１４，１６，１７，１８，１９，１０６，１１０  抵抗
７  第１の制限駆動回路
８  第１の制限抵抗
１１  第２の制限駆動回路
１２  第２の制限抵抗
１５  過渡応答検知部
２０  コンパレータ
２１  流量測定手段
２２  記憶手段
２３，１１７  制御部
２４  報知手段
２５  入力手段
２６，１１９  電池
２７  永久磁石
２８  継鉄
２９  可動鉄芯
３０  電磁コイル
３１  弁体
３２  スプリング
３３  制限駆動回路選択手段
１０１  遮断弁
１０７  制限駆動回路
１０８  制限抵抗
１１１  過渡応答検知部
１１２，１１３，１１４  抵抗
１１５  コンパレータ
１１６  流量測定手段
１１８  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003867371.tif 000009
【図８】
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【図９】
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