JPH0544748Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、ガス計量装置に係り、特に前金式
のガス計量装置に関する。

［従来の技術］ 家庭等に設置されている都市ガス用のガス計量
装置は、通常、ガス流量に応じた回転運動あるい
は往復運動を行なう機構と、この機構の運動で歩
進するカウンタとを主体にして構成されている。
そして、実際の運用に当たつては、ガス供給者が
定期的にカウンタの指示値を検針し、これに基づ
いて利用者にガス代金を請求すると言う方式が採
用されている。しかし、このような方式では、検
針や代金の回収に膨大な費用を要するのを免れ得
ない。

そこで、このような不具合を解消するために、
最近では前近式と呼称されているガス計量装置が
考えられている。この前金式のガス計量装置は、
最近の磁気カード製作技術とマイクロプロセツサ
技術とを応用したもので、ガス供給者から購入し
た使用可能ガス量データの記録されているカード
をセツトすると、このカードに記録されている量
のガスを自由に使用できるように構成されてい
る。すなわち、この前金式のガス計量装置は、ガ
ス供給管とガス燃焼器具との間に直列に挿設され
た弁機構および発信器付き流量計と、カードによ
つて与えられた使用可能ガス量データと前記発信
器付き流量計で得られた積算流量データとが一致
した時点で前記弁機構を強制的に閉じる手段とで
構成されている。そして、弁機構としては通常、
電磁弁が使用され、この電磁弁の解放制御系はカ
ードによつて与えられた使用可能ガス量データが
零のときには動作しないように構成されている。
このような構成のガス計量装置であると、指針の
必要はなく、また代金の回収漏れも発生しないの
でガス事業の効率的な運営に寄与できる。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のように構成されたカード
式のガス計量装置にあつても次のような問題があ
つた。すなわち、このガス計量装置は、カードリ
ーダ、マイクロプロセツサ、電磁弁等を動作させ
るために電源を必要とする。カードリーダやマイ
クロプロセツサを動作させるには大電力を必要と
しないが、電磁弁を動作させるには、特に解放さ
せるときには大電力を必要とする。このため、電
源として電池を使用することが困難で、商用電源
を使用しなければならない。このように商用電源
を必要とするため、設置場所が大幅に制限される
問題があつた。

そこでこの考案は、カード式の特徴を損うこと
なく電源として電池の使用を可能化でき、設置場
所の制限を受けることのないガス計量装置を提供
することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この考案に係るガス計量装置は、弁機構とし
て、一般にガス系統の安全弁として使用されてい
る自己保持形ソレノイド内蔵式の遮断弁を使用し
ている。この遮断弁は、一般に解放動作は手動操
作機構を保作することによつて行われ、また閉塞
動作は電気信号によつて行われるように構成され
ている。すなわち、この自己保持形ソレノイド内
蔵式の遮断弁は、弁座と、この弁座に対して接離
自在に設けられた弁体と、この弁体を閉弁方向に
付勢するスプリングと、このスプリングの復元力
に抗して弁体を開弁状態に保持する永久磁石と、
励磁されたとき上記永久磁石の磁束を打ち消す方
向の磁束を発生して前記保持状態を解除するコイ
ルと、閉弁状態にある前記弁体に外部から力を加
えて前記永久磁石による開弁保持状態に切換える
手動操作機構とで構成されている。このように構
成された遮断弁では、コイルを励磁したときだけ
電力消費が起こるが、その電力消費は非常に少な
く、電源として電池を使用しても何等支障は起こ
らない。しかし、上記のように構成された遮断弁
では解放動作が手動操作で行われるので、カード
式のガス計量装置に組み込んだ場合、カード式の
特徴が損われる虞れがある。この考案は上記問題
点を解決したものである。すなわち、この考案に
係るガス計量装置は、ガス通路に挿設される発信
器付き流量計と、この発信器付き流量計と直列に
前記ガス通路に挿設され、開弁力が与えられたと
きには開弁動作を行い、電気的な閉弁信号が与え
られたときには閉弁動作を行う自己保持形ソレノ
イド内蔵式の遮断弁本体および押込操作されたと
きにその押込操作力を前記開弁力として前記遮断
弁本体に伝える自己復帰形の手動操作機構を備え
た遮断弁と、この遮断弁の前記手動操作機構にお
ける操作力伝達経路に設けられ、切換信号の印加
形態に応じて上記操作力伝達経路を剛から柔およ
び柔から剛へ切換えて操作力伝達可状態と操作力
伝達不可状態とに切換える剛柔切換機構と、使用
可能ガス量データの書込まれた記録媒体がセツト
されたときには前記剛柔切換機構に柔から剛への
切換信号を与え、セツトされた記録媒体に書込ま
れている使用可能ガス量データと前記発信器付き
流量計で得られた積算流量データとが一致したと
きには前記遮断弁本体に開弁信号を与えるととも
に上記剛柔切換機構に剛から柔への切換信号を与
える使用量監視装置とを具備し、前記剛柔切換機
構が、前記操作力伝達経路に直列に介挿された永
久磁石と、この永久磁石の磁気力によつて前記操
作力伝達経路に直列に介挿される磁性部材と、こ
の磁性部材に対して前記操作力伝達経路から離脱
する向きの力を常時与えるばね部材と、剛から柔
への切換に際しては前記切換信号によつて前記永
久磁石の磁束を打消す向きの磁束を発生するよう
に励磁されて前記磁性部材を前記操作力伝達経路
から離脱させ、柔から剛への切換に際しては前記
切換信号によつて前記永久磁石の磁束の方向と同
方向の磁束を発生するように励磁されて前記磁性
部材を前記操作力伝達経路に介挿させるコイルと
を備えていることを特徴としている。

［作用］ 前記構成の遮断弁の使用で消費電力が大幅に抑
えられ、電源として電池の使用を可能化する。ま
た、上記関係に切換信号を送出する使用量監視手
段と、自己保持形ソレノイド内蔵式遮断弁の手動
操作機構に組込まれた上記構成の剛柔切換機構と
の組合せによつてカード式の特徴が損われるのを
解消する。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図面を参照しながら
説明する。

第１図はこの考案の一実施例に係るガス計量装
置をガス供給管と燃焼器具との間に設置した例を
示すものである。

同図において、１はガス供給管、２は手元弁、
３は燃焼器具を示しており、ガス供給管１と手元
弁２との間にガス計量装置４が設けられている。
ガス計量装置４は、図中２点鎖線で囲まれた部分
が１つの密閉ケース内に収容されて、いわゆるユ
ニツト化されている。そして、この装置４は具体
的には次のように構成されている。

すなわち、ガス供給管１と手元弁２との間に
は、これらを接続するガス案内路５が設けてあ
り、このガス案内路５に発信器付き流量計６と遮
断弁７とが直列に接続されている。流量計６は、
単位流量のガスが通過する度にパルス出力を送出
するように構成されている。遮断弁７は、後述す
るように解放動作は手動操作機構８を操作するこ
とによつて行われ、また閉塞動作は遮断コイル９
を励磁することによつて行われる自己保持形ソレ
ノイド内蔵式のものが用いられている。

流量計６は、インタフエース１０を介して、使
用量監視部を構成しているCPU（中央処理装置）
１２に接続されており、また遮断弁７の手動操作
機構８に内蔵された後述するロツクおよびロツク
解除用（剛柔切換用）のコイル５５および遮断コ
イル９もインタフエース１０を介してCPU１２
に接続されている。一方、使用可能ガス量データ
の記録された磁気カード１３の挿入口を有すると
ともにカードイレーザ機能をも有したカードリー
ダ１４が設けられてあり、このカードリーダ１４
もCPU１２に接続されている。さらに、ケース
内には外部から視認できる表示器１５、外部から
操作できる停止スイツチ１６、地震等に感応する
感震センサ１７が設けてあり、表示器１５および
停止スイツチ１６はCPU１２に接続され、感震
センサ１７はインタフエース１８を介してCPU
１２に接続されている。なお、停止スイツチ１６
は、異常時や長期間に亙つてガスを使用しないと
きに人為的に遮断弁７を閉じるときに使用される
ものである。また、燃焼器具３の近傍に設けられ
たブザーおよびCOセンサもインタフエース１８
を介してCPU１２に接続されている。そして、
これら要素の電源としては図示しない内蔵電池が
用いられている。

ここで、前述した遮断弁７の具体的構成を第２
図および第３図を参照しながら説明する。

第２図中、２１はガス計量装置のケースを示
し、２２はガス流入路を示し、２３はガス流出路
を示している。ガス流入路２２とガス流出路２３
とは筒状のガス通路２４によつて接続されてお
り、このガス通路２４の図中下縁部には環状の係
止壁２５が形成されている。そして、ガス通路２
４内には弁座２６が図中上下方向に摺動自在に収
容されている。ガス通路２４の図中上端開口は自
己保持形ソレノイド２７のヨークを兼ねたケース
２８によつて気密に閉塞されている。自己保持形
ソレノイド２７は、ケース２８内に収容された遮
断コイル９と、この遮断コイル９の中央部空間に
挿入されたプランジヤ２９と、ケース２８の底壁
内面に固定された永久磁石３０とで構成されてい
る。プランジヤ２９の先端には前記弁座２６に対
向する関係に弁体３１が取付けてあり、この弁体
３１はコイルスプリング３２によつて弁座２６の
方向へ付勢されている。すなわち、自己保持形ソ
レノイド２７は、遮断コイル９が無通電状態で、
かつプランジヤ２９が図示位置にあるときには、
プランジヤ２９を永久磁石３０に吸着させて保持
し、これによつて弁体３１を開弁状態にし、ま
た、この状態で永久磁石３０の磁束を打ち消す向
きに遮断コイル９が励磁されたとき前記吸着状態
を解除して弁体３１を閉弁状態に切換えるように
している。

一方、前記弁座２６にはプツシユロツド３３の
一端側が接続されており、このプツシユロツド３
３の他端側はガス流出路２３を構成する壁３４に
形成された孔３５ａに装着されているシール部材
３５ｂを気密に、かつ摺動自在に貫通して外部へ
導かれている。プツシユロツド３３の外部に突出
している先端には鍔３６が設けてあり、この鍔３
６とシール部材３５ｂとの間にはコイルスプリン
グ３７が装着されている。そして、プツシユロツ
ド３３の鍔３６に対し次に述べる手動操作機構８
から選択的に押圧力が与えられる。

手動操作機構８は、具体的には第３図に示すよ
うに構成されている。すなわち、図中４１は筒状
に形成されたケースであり、このケース４１の一
端側には前記壁３４へねじ止めするためのフラン
ジ部４２が形成されている。ケース４１の内面で
フランジ部４２に近い位置には環状壁４３が形成
されている。図中４４はケース４１の他端側開口
を閉塞する蓋板で、この蓋板４４の中央部には孔
４５が設けられ、またケース４１側に位置する内
面にはケース４１内に所定距離だけ入り込む突周
壁４６が形成されている。ケース４１内で前記突
周壁４６と環状壁４３との間には、一部が上記環
状壁４３の中央部に存在する孔から突出する関係
に可動体４７が収容されている。この可動体４７
は、磁性材で前記突周壁４６の外径より僅かに小
径の円板状に形成された第１のヨーク４８と、こ
の第１のヨーク４８の図中上面で外周縁から所定
だけ中心寄りの３箇所の位置から軸方向へ延びた
磁性材製の第２のヨーク４９と、これら第２のヨ
ーク４９の先端部に固定され磁性材で環状に形成
された第３のヨーク５０と、基端部が第２のヨー
ク４９の先端部に固定され、、先端部が前記環状
壁４３の中央部に存在する孔を通してフランジ部
４２側へ突出した押圧子５１とで構成されてい
る。第１のヨーク４８の周縁部と環状壁４３との
間にはコイルスプリング５２が装着してあり、こ
のコイルスプリング５２の復元力で可動体４７は
常時、突周壁４６側へ付勢されている。

可動体４７内で第１のヨーク４８と第３のヨー
ク５０との間には、第１のヨーク４８側から順に
環状の永久磁石５３、磁性筒５４およびコイル５
５が同軸的に収容されている。磁性筒５４は、一
部がコイル５５の中央に存在する空間に侵入する
形状に形成されている。そして、磁性筒５４の図
中上方でコイル５５で囲まれた空間には磁性材で
円柱状に形成されたロツク素子５６が摺動自在に
収容されている。このロツク素子５６には上記磁
性筒５４に連通可能な有底の孔５７が形成されて
いる。

一方、前記第１のヨーク４８には磁性筒５４と
同軸的に孔５８が設けてある。そして、上記孔５
８、磁性筒５４およびロツク素子５６に設けられ
た孔５７には操作力を伝達するための軸５９の一
端側が差し込まれている。また、前記蓋板４４の
中央部に設けられた孔４５には、開口縁部に上記
孔４５より大径な鍔を有した有底筒状の操作子６
０が内側から差し込まれており、この操作子６０
の開口部は前記軸５９に固定された円板６１によ
つて閉塞されている。そして、操作子６０の底壁
内面と円板６１との間にはコイルスプリング６２
が装着されている。なお、コイル５５の両線端は
第１のヨーク４８および蓋板４４に設けられた孔
を通して外部に導き出されている。

上記のように構成された手動操作機構８は次の
ように動作する。すなわち、ロツク素子５６が第
３図に示す位置にあるとき、このロツク素子５６
は磁性筒５４に磁気的に吸着される。この結果、
軸５９がコイルスプリング６２を圧縮する方向に
移動し、これによつて円板６１が操作子６０の開
口部を閉塞した状態となる。このような状態で操
作子６０を指で押し込み操作すると、この押し込
み力は軸５９、ロツク素子５６、磁性筒５４、永
久磁石５３を介して可動体４７へ伝達される。こ
のため、押圧子５１が前進して第２図に示したプ
ツシユロツド３３を押す。プツシユロツド３３が
自己保持形ソレノイド２７の方向へ移動すると、
これに伴つて弁座２６が移動して弁体３１を自己
保持形ソレノイド２７の方向へ移動させる。そし
て、弁体３１の移動に伴つてプランジヤ２９が、
丁度第２図に示す位置まで移動すると、プランジ
ヤ２９が永久磁石３０に吸着されて弁体３１が開
弁位置に保持される。この状態で操作子６０から
指を離すと、弁座２６がコイルスプリング３７の
復元力で第２図に示す位置に復帰し、また可動体
４７もコイルスプリング５２の復元力で第３図に
示す位置に復帰する。上記説明から判かるよう
に、ロツク素子５６が磁性筒５４に吸着されてい
る条件下では操作子６０を押し込み操作すること
によつて開弁状態にすることができる。すなわ
ち、この場合には操作子６０に与えられた操作力
をそのまま弁座２６を介して弁体３１に伝えるこ
とができる。換言すると、この場合には、操作子
６０から押圧子５１に至る操作力伝達経路が剛状
態に保持される。一方、上記のようにロツク素子
５６が磁性筒５４に吸着されているとき、永久磁
石５３の磁束を打ち消す方向にコイル５５を極く
短時間だけ励磁すると、ロツク素子５６はコイル
スプリング６２の復元力を受けて磁性筒５４から
離れる方向へ移動する。そして、コイルスプリン
グ６２は最大に伸長した状態となる。したがつ
て、今、コイルスプリング６２としてコイルスプ
リング５２より弱いものが組み込まれているもの
とすると、この条件下では操作子６０を押し込み
操作してもコイルスプリング６２が縮むだけで可
動体４７は移動しないことになる。つまり、ロツ
ク状態が形成される。換言すると、この場合に
は、操作子６０から押圧子５１に至る操作力伝達
経路が柔状態に保持される。そして、このロツク
状態を解除するには、永久磁石５３の磁束を増す
方向にコイル５５を短時間だけ励磁すればよい。
このように励磁すると、磁気力によつてロツク素
子５６がコイルスプリング６２に抗して磁性筒５
４側へ移動し、ついには磁性筒５４に吸着されて
第３図に示す状態となり、ロツク状態が解除され
る。上記の説明から判るように、手動操作機構８
内には、切換信号の印加形態に応じて操作力伝達
経路をを剛から柔および柔から剛へ切換えて動作
力伝達可状態と操作力伝達不可状態とに切換わ
る、いわゆふ剛柔切換機構が組込まれているので
ある。

次に、上記のように構成されたガス計量装置の
使用手順および動作を第４図ａ，ｂを参照しなが
ら説明する。

まず、利用者がカードリーダ１４のカード挿入
口に使用可能ガス量データの記録された磁気カー
ド１３を挿入する（100）。カードリーダ１４は磁
気カード１３のデータを読取り、CPU１２に読
取完了信号を伝送する（101）。続いてCPU１２
はカードをチエツク（102）する。もし、異種カ
ードがあつたり、挿入ミスのときには表示器１５
にその旨の表示（103）を行ない、磁気カード１
３を返却（104）する。

一方、正常であるときには、磁気カード１３に
記録されている使用可能ガス量データをCPU１
２内のカウンタへ読み込む（105）。そして、残量
チエツク（106）を行ない、残量の無いときには
表示器１５に残量無しの表示（107）を行なつた
後、磁気カード１３を返却（108）する。

残量が有るときには遮断弁７の手動操作機構８
のロツクを解除（109）した後、すなわち手動操
作機構８の操作力伝達経路を剛状態に切換えた
後、表示器１５に使用可能の旨の表示（110）を
行なう。

この状態で利用者が遮断弁７の手動操作機構８
を操作（111）して、遮断弁７を開け、続いて手
元弁２を開ける（112）ことによつて燃焼器具３
の使用が可能となる（113）。

燃焼器具３が使用開始されると、使用ガス流量
に応じて発信器付き流量計６が発信を開始する
（114）。この発信パルスはインタフエース１０を
介してCPU１２へ送られる（115）。この結果、
CPU１２内の前記カウンタが減算動作を開始す
る（116）。

また、CPU１２は、ガス使用量が異常に多く
ないか否か、使用時間が異常に長くないか否か、
感震センサ１７から出力信号が送出されていない
か否か、COセンサから出力信号が送出されてい
ないか否か、停止スイツチ１６が操作されたか否
かを常にチエツクする（117）。もし、異常であつ
たり、停止スイツチ１６が操作されたりしたとき
には遮断弁７を閉に制御する（119）。一方、正常
であるときには磁気カード１３から読み込まれた
使用可能ガス量データと現在までのガス使用量と
を比較して残量が有るか否かをチエツクする
（118）。そして、残量が無くなつた時点で遮断弁
７を閉に制御（119）し、続いて遮断弁７の手動
操作機構８をロツク状態に切換える。すなわち手
動操作機構８の操作力伝達経路を柔状態に切換え
る（120）。また、ブザーで一定時間報知（121）
した後、カードリーダ１４に挿入されている磁気
カードの記録値を使用量分だけ消去（122）して
磁気カード１３を返却（123）する。

このように、制御弁として低消費電力形の弁、
つまり解放動作は手動操作機構８を操作すること
によつて行われるとともに閉塞動作は電気信号に
よつて行われる自己保持形ソレノイド内蔵式の遮
断弁７を使用し、かつカードによつて与えられた
使用可能ガス量データが零のときには上記手動操
作機構８の操作力伝達経路を柔状態に切換えるこ
とによつて手動操作解放形の弁がカード式ガス計
量装置に馴染まない点を解消して全体の低消費電
力化を実現している。したがつて、電源として電
池の使用が可能となり、設置自由度を大幅に拡大
できる。

なお、上記実施例ではカードとして磁気カード
を使用しているが、書込みおよび消去可能な光学
式記録媒体を用いたカードを使用するようにして
もよい。また、テープ状の記録媒体を使用し、こ
れを計量装置内に保持するようにしたものにも適
用できる。上述した実施例では残量が零になつた
時点でブザーを鳴動させるようにしているが、残
量がある値以下になつた時点でブザーを鳴動させ
るようにしてもよい。

［考案の効果］ 以上述べたように、この考案によれば、自己保
持形ソレノイド内蔵式の遮断弁をカード式のガス
計量装置に組込んだときに起こる不利な面を、こ
の遮断弁が持つ特徴を損なうことなく克服でき
る。この結果、電源として電池の使用を可能化で
き、もつて設置自由度を拡大できるガス計量装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係るガス計量装
置のブロツク的構成図、第２図は同装置に組み込
まれた遮断弁の縦断面図、第３図は同遮断弁に付
設された手動操作機構の縦断面図、第４図ａ，ｂ
は同ガス計量装置の使用手順および動作を示す流
れ図である。 １……ガス供給管、２……手元弁、３……燃焼
器具、４……ガス計量装置、５……案内路、６…
…発信器付き流量計、７……手動操作解放形の遮
断弁、８……手動操作機構、１２……中央処理装
置、１３……磁気カード、１４……カードリー
ダ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ガス通路に挿設される発信器付き流量計と、 この発信器付き流量計と直列に前記ガス通路に
   挿設され、開弁力が与えられたときには開弁動作
   を行い、電気的な閉弁信号が与えられたときには
   閉弁動作を行う自己保持形ソレノイド内蔵式の遮
   断弁本体および押込操作されたときにその押込操
   作力を前記開弁力として前記遮断弁本体に伝える
   自己復帰形の手動操作機構を備えた遮断弁と、 この遮断弁の前記手動操作機構における操作力
   伝達経路に設けられ、切換信号の印加形態に応じ
   て上記操作力伝達経路を剛から柔および柔から剛
   へ切換えて操作力伝達可状態と操作力伝達不可状
   態とに切換える剛柔切換機構と、 使用可能ガス量データの書込まれた記録媒体が
   セツトされたときには前記剛柔切換機構が柔から
   剛への切換信号を与え、セツトされた記録媒体に
   書込まれている使用可能ガス量データと前記発信
   器付き流量計で得られた積算流量データとが一致
   したときには前記遮断弁本体に閉弁信号を与える
   とともに上記剛柔切換機構に剛から柔への切換信
   号を与える使用量監視装置とを具備し、 前記剛柔切換機構は、前記操作力伝達経路に直
   列に介挿された永久磁石と、この永久磁石の磁気
   力によつて前記操作力伝達経路に直列に介挿され
   る磁性部材と、この磁性部材に対して前記操作力
   伝達経路から離脱する向きの力を常時与えるばね
   部材と、剛から柔への切換に際しては前記切換信
   号によつて前記永久磁石の磁束を打消す向きの磁
   束を発生するように励磁されて前記磁性部材を前
   記操作力伝達経路から離脱させ、柔から剛への切
   換に際しては前記切換信号によつて前記永久磁石
   の磁束の方向と同方向の磁束を発生するように励
   磁されて前記磁性部材を前記操作力伝達経路に介
   挿させるコイルとを備えてなることを特徴とする
   ガス計量装置。