JPH0556452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 イ-1産業上の利用分野 この発明は水道メータが、間違つて配管に逆向
きに接続されていることを見出す装置に関する。

イ-2 従来技術 発電式水道メータの発信器は計量部とともに地
中に埋設され、離れた場所に配置されている受信
器と２本の電線で接続されている。そして、発信
部からの電気パルスは１m³／パルスの単位流量パ
ルスが用いられている。

第１３図で、１は計量部で羽根車２が流体通路
中に回転可能に軸受けされていて、減速歯車列３
を介して指針４を駆動するとともに、磁気結合を
構成する駆動磁石５を回転させる。

水は入口６から入つて羽根車２を回転させて出
口７から下流に流れる。８は文字板、９はガラ
ス、１０はガラス９の中央に固定された発信器装
着用部材、１１は部材１０をガラス９に固定する
ためのナツト、１２はナツト１１と座金１３とで
ガラス９の中央に固定された板ばねである。

なおこの図の駆動磁石５は直径方向に２極に着
磁されていて、水の通過流量40につき１回転す
るよう前記減速歯車列３の歯車比が定めてある。

１４は発信器で、全体がほゞ円筒状のケースを
有し、そのケースの下端突出部１５が前記発信器
装着用部材１０の中央のくぼみにはまり、ケース
外周の溝部に前記板ばね１２が係合することで、
発信器１４が計量部１の上部に装着固定されてい
る。１６は発信器１４の下台板１７に固定された
軸１８に回転可能に遊合するピニオン１９に固着
された従動磁石で、前記駆動磁石５とともに磁気
結合を構成し、計量部１の回転を発信器１４に伝
え、40計量する毎に１回転の速さで回転する。
発信器１４は、発電機２０と、後述するように、
従動磁石１６の回転を減速する歯輪列と、この歯
輪列中に設けた逆転止め機構と、歯輪列により巻
き上げられてエネルギーを貯えるスプリングと、
このスプリングのエネルギーを歯輪列の定量回転
毎に放出して前記発電機２０を間欠駆動する間欠
送り機構を有しており、発電機２０のコイルに各
一端を接続された２本の電線を有する伝送用コー
ド２３により、電気パルス（単位流量パルス）を
第１５０図の受信機２４に伝える。伝送用コード
２３の２本の電線は、受信器２４の端子箱２５内
で、受信器２４の図示されてないパルスモータの
コイルに接続される。パルスモータは、前記単位
流量パルスを受ける都度に歩進し、表示用数字車
を回転させ、表示数字２６が積算流量をm³単位で
表示する。

上記従来の発信器１４と受信器２４は第１６図
に示すように、発電機コイル２７と、パルスモー
タのコイル２７′とが２本の電線２１，２２を有
する伝送用コード２３で電気的に接続され受信器
２４の前記端子箱内の端子２８，２９で取外し可
能に接続されている。

イ-3本発明が解決しようとする問題点 上記従来の発電式水道メータでは計量部１と発
信器１４が地中埋設されているため、メータの作
動確認は受信器２４の表示が単位流量パルス毎に
歩進することを目視で行なつていた。ところが、
メータ下流のじや口を全開して１〜２m³／ｈの水
を流したとしても、30分〜１時間流しつぱなし
で、ようやく１パルス歩進するだけであるため、
時間がかかり過ぎて、実用的でない。

水道メータの不動故障、出入口逆接続などの点
検を行なうにも同様である。不動故障は長時間を
要し、出入口逆接続の場合は発信器の発電機が作
動しないため不動故障と見分けがつかない。

そこで、従来は、このような懸念のある場合
は、メータ（計量部と発信器）を堀り起して点検
する必要があり、不便であつた。

この発明は上記にかんがみ、前記従動磁石の回
転を検出して電気信号を発生するセンサを発信器
に内蔵させ、別に、この電気信号の波形を判断す
るチエツカを設けることにより、メータの出入口
逆接続の発見をメータを堀り起こすことなく短時
間でできるようにしたものである。

ロ 発明の構成 ロ-1 問題点を解決するための手段 この発明は、計量部の駆動磁石の回転を磁気結
合で伝達する従動磁石と、この従動磁石の回転を
減速する歯輪列と、この歯輪列中の歯車軸に取付
けられた切り欠き歯車５６と該歯車軸と隣接する
歯車軸に遊合されたクラツチ歯車５７との係合に
よつて構成される逆転止め機構と、ぜんまい軸・
該軸に取り付けられた香箱、歯輪列の歯車と係合
する前記香箱とで構成される間欠送り機構と、こ
の間欠送り機構により間欠駆動されて単位流量パ
ルスを発生する発電機とを有する発信器と、この
発信器の発電機のコイルに２本の電線で接続さ
れ、発信器と離れた場所に設置される受信器とか
らなる遠隔指示式水道メータにおいて、前記従動
磁石の回転を検出するセンサと、このセンサの電
気信号を受け、この信号を従動磁石の１回転に対
し複数個のパルスに整形し、このパルスの間隔を
パルス毎に測定し、連続する２つのパルス間隔に
ついて、後の新しいパルス間隔が、前の古いパル
ス間隔より比較的大きいことを判断して逆接続信
号を出すチエツカを設けたことを特徴とする。

ロ-2 作用 メータ下流のじや口を全開して水を流すと、１
〜２m³／ｈの水が流れ、水道メータが正しい向き
で配管に接続されているときは、従動磁石は正方
向に比較的速く連続回転する。１〜２m³／ｈの流
量で40毎に１回転する歯車比であると、従動磁
石は1.2〜2.4分で１回転する。センサはこの回転
を検出して高密度パルスを連続的に発生する。

又、メータの出入口が逆接続のときは、従動磁
石に噛合う歯輪列中に設けた逆点防止機構が作用
するため、水を流して羽根車を逆転させると、後
述するように、従動磁石は駆動磁石と同じ速さの
逆転→停止→急速正転を繰り返す。そのため、セ
ンサに生じる電気信号の間隔は短かい間隔と長い
間隔とが隣接することになる。これをチエツカで
観測することで、出入口逆接続であることが確認
できる。

ロ-3 実施例 第１図において、３０は従動磁石１６の回転軸
（ピニオン）に取り付けた４極磁石で、その近く
にセンサ３１が取付部材３２で下台板１７に固着
されている。この実施例ではセンサ３１として磁
気抵抗素子を用いている。３３はセンサ３１に接
続した電線で、一本は前記一方の電線２２の一端
に接続され、もう一本は別に設けた電線３４の一
端に接続されている。

伝送用コード３５は３本の電線２１，２２，３
４を有し、第２図〜第５図の受信器２４の端子箱
２５内の端子２８，２９と３６にそれぞれ接続さ
れる。端子２９と３６は第３、第４図に示すよう
に雌端子３７と３８にそれぞれ電気的に接続され
ている。この雌端子３７，３８には第２図に示す
ようにチエツカ３９の２本の電線４０の端に設け
たプラグ４１，４２が挿入され電気的に接続され
る。

第２図のチエツカ３９は、２本のプラグ４１，
４２を受信器２４の端子箱の雌端子に挿入するこ
とで、発信器１４のセンサ３１と電気的に接続さ
れ、センサ３１からの電気信号を観測することが
できるものであり、電源スイツチ４３、従動磁石
１６が回転してセンサ３１からの信号が変動する
のを表示したり内蔵電池の電圧を表示するバツテ
リチエツカ４４、センサ３１の信号レベルを調整
する調整ポリユーム４５と、メータが出入口逆接
続で逆転しているときに点灯する逆転表示ランプ
４６と、計測開始押ボタンスイツチ４７と、バツ
テリチエツク押ボタンスイツチ４８と、計測開始
からの時間と、計測開始からの積算流量とを表示
する表示器４９とを備えている。発信器１４は第
６図と第７図に示すように、ピニオン１９に固着
した２極の従動磁石１６と別の４極の磁石３０と
が設けてあり、このピニオンが第６図の軸１８に
回動可能に遊合されている。５０は２番軸５１と
ともに回転可能の２番歯車、５２は２番ピニオ
ン、５３は３番軸５４及び３番ピニオン５５と共
に回転可能の３番歯車、５６は２番軸５１に取付
けた切り欠き歯車で３番軸５４に遊合したクラツ
チ歯車５７とともに前記逆転止め機構７０を構成
する。５８は４番車、５９は５番車、６０は全舞
軸、６１は発電機２０の軸に取付けられた歯車
で、全舞６２の香箱に設けたピニオンと噛合う。
従動磁石の正方向回転は２番車〜５番車からなる
減速歯輪列６３で減速されて全舞軸６０の全舞
（スプリング）６２を巻き込む。５番車５９と全
舞軸６０の香箱６０ａには周知の間欠送り機構７
１が設けられている。これらの従動磁石１６、減
速歯輪列６３、逆転止め機構７０、スプリング
（全舞）６２、間欠送り機構７１、発電機２０は
第１１図の従来技術と全く同じである。

今、水道メータが正常に作動しているとき、水
道メータ下流のじや口を全開し、１〜２m³／ｈの
流量を流すと、従動磁石１６は駆動磁石に追従し
て回転する。駆動磁石５の回転が第１１図の従来
技術と同じ40毎に１回転するものとすれば、駆
動磁石５は2.4分〜1.2分で１回転する。磁石３０
が４極であるので、駆動磁石５の１回転の間にセ
ンサ３１の抵抗値は第８図に示すように、４回変
動する。そして１回の変動が10の流量に対応す
るため、センサを構成する磁気抵抗素子の抵抗値
変化による高密度の電気パルスを前記チエツカ３
９で積算すれば積算流量を10の分解能で表示で
きる。

水道メータの計量部１が出入口逆接続である
と、羽根車２が逆転し、駆動磁石５が連続的に逆
転する。従動磁石１６は駆動磁石５に追従して逆
転しようとするが、逆転止め機構７０により阻止
されるため継続して逆転することができない。

逆転止め機構７０は２番軸に取付けられた切り
欠き歯車５６と、３番軸に遊合するクラツチ歯車
５７とで構成され、第９図Ａに示すように切り欠
き歯車５６は10枚の歯を有し、各歯の一側が切り
欠いてある。又、クラツチ歯車５７は６枚の低い
歯と、４枚の高い歯とからなつている。

計量部１の羽根車が逆転するとき（つまり出入
口が逆接続のとき）は、第９図Ａに示すように駆
動磁石５が時計方向に逆回転し、従動磁石もこれ
に追従して逆転しようとする。又、切り欠き歯車
５６はスプリング（全舞）６２の力で図示の破線
矢印のように反時計方向に逆回転しようとする
が、同図Ａのように、切り欠き歯車５６の歯５６
ａがクラツチ歯車５７の歯５７ａに係止されて逆
転が止められるため、従動磁石１６は同図Ａの状
態で止められる。

なお第９図では、説明の便宜上、駆動磁石５を
外の円で、従動磁石１６を内の円で示している。

この状態から、駆動磁石５がさらに45度逆転し
たときの様子を同図Ｂに示すが、従動磁石は逆転
止め機構の作用で同図Ａのまゝの状態である。さ
らに駆動磁石が回転して、同図Ａの状態から180
度（1/2回転）すると、同図Ｃの状態となり、こ
の状態をわずか過ぎると駆動磁石５と従動磁石１
６とが反撥吸引し合つて、従動磁石１６が同図Ｄ
に示す位置まで180度（1/2回転）正転する。その
ため、切り欠き歯車５６も時計方向（正方向）に
２歯だけ回転し、図示の位置に歯５６ａが移動す
る。この第９図Ｄから、駆動磁石５がさらに180
度（1/2回転）時計方向に逆回転して同図Ａの状
態に戻るまでの間は、従動磁石１６は駆動磁石５
に追従して逆回転し、同図Ａの状態になると逆転
止め機構７０が作動して、従動磁石１６が停止す
る。このように、第９図ＤからＡまでの駆動磁石
１／２回転の間は、従動磁石が駆動磁石に追従して
逆回転し、同図ＡからＣまでの約半回転の間は、
従動磁石が停止し、同図Ｄの状態で瞬間的に従動
磁石が半回だけ正転することを繰り返す。

従つて、メータが出入口逆接続でメータが逆転
するときは、従動磁石１６は、駆動磁石に追従し
て半回逆転→駆動磁石半回転の間停止→瞬間的に
半回転の正転という運動を繰り返す。このとき、
センサ３１の抵抗は第１０図のように変化し、メ
ータが正常作動の場合の第８図と異なり、断続的
に抵抗値が変るため、チエツカ３９でその違いを
判断し、メータが出入口逆接続であることを知る
ことができる。

なおチエツカ３９は計測開始押ボタンスイツチ
４７を押すと、時間と、積算流量の表示が零にリ
セツトされるようになつている。

次にチエツカの逆転検出回路について説明す
る。

第１１図はチエツカの逆転検出回路のブロツク
図で、第１２図はその作動を説明する図である。

センサ３１からの電気信号は磁気抵抗素子の抵
抗値変化信号としてチエツカ３９に伝送され、パ
ルス整形回路７２で従動磁石の１回転に対し複数
個のパルスに整形される。第１２図に示すよう
に、センサの抵抗変化の信号が、パルス整形回路
の出力では従動磁石の１回転当り４個の矩形パル
スに整形される。このパルスは、Ｄ入力が高レベ
ルＤフリツプフロツプ７３のＣ入力と立上り検出
回路７４とに入力される。立上り検出回路７４は
パルス整形回路７２の出力パルスの立上り時に非
常に短かい時間巾の矩形パルスを出力し、この短
かいパルスはラツチ回路７５のラツチ信号入力
と、２入力OR回路７６の一方の入力と、遅延回
路７７の入力に印加される。

遅延回路７７の出力はカウンタＡ７８のリセツ
ト端子Ｒに入力される。Ｄフリツプフロツプ７３
の出力は前記２入力OR回路７６のもう一つの
入力と遅延回路７９の入力に印加され、遅延回路
７９の出力は前記ラツチ回路７５のリセツト端子
Ｒと保持回路８０のリセツト端子Ｒとに入力され
る。ラツチ回路７５はリセツト端子Ｒに印加され
るリセツト入力が高レベルのときは出力はすべて
高レベルの「１」となる。つまり出力端子で表現
できる最大の２進数となる。

このラツチ回路７５には前記カウンタＡ７８の
出力（２進値）が入力されていて、リセツト端子
Ｒが低レベルの時はラツチ信号入力の立上りでそ
の瞬間のカウンタＡ７８の値（カウント値）を記
憶保持し、その記憶した値を比較回路８１のＡ入
力に出力する。

カウンタＡ７８のクロツク入力端子Ｃにはクロ
ツク発振器８２からのクロツク信号が入力され
る。このクロツク信号は1/2分周回路８３を介し
てカウンタＢ８４のクロク入力端子Ｃにも印加さ
れる。２入力OR回路７６の出力はカウンタＢ８
４のリセツト端子(R)に印加される。比較回路８１
の入力ＢにはカウンタＢの出力（カウント値）入
力されていて、「入力Ａ」の２進数より「入力Ｂ」
の２進数が大きいときに出力が高レベルとなる。
この出力は前記保持回路８０のセツト入力Ｓに印
加されて保持され逆転検出信号となる。

センサ３１からの信号がパルス整形回路７２で
整形され、そのパルスの立上り時点で、カウンタ
Ａ７８のカウント値がラツチ回路７５に記憶さ
れ、つづいて、遅延回路７７の遅延時間のわずか
な時間だけ送れてカウンタＡ７８がリセツトされ
る。つまり、ラツチ回路７５はいつも最新（直
前）のパルス間隔を記憶している。

カウンタＢ８４はカウンタＡと同様にパルスの
立上り時にリセツトされるが、数えるクロツク信
号は1/2分周されたものであるためカウンタＡの
１／２のカウント値である。

上記説明の第１図の構造の発電式水道メータが
配管に逆向きに接続されていると、メータ下流の
じや口を開いて一定流量で水を流すと、センサ３
１を構成する磁気抵抗素子の抵抗値は第１２図Ａ
のように変化する。（メータの接続が逆向きでな
く正しい方向のときは破線のように変化する。）
この抵抗変化の信号をパルス整形回路７２で整形
したパルスを同図Ｂに示す。

Ｄフリツプフロツプ７３のリセツト端子Ｒには
スタート信号が印加されていて、測定開始時に高
レベルから低エベルになる。この信号が高レベル
のときは、Ｄフリツプフロツプ７３の出力高レ
ベルであるため、OR回路７６の出力も高レベル
でカウンタＢ８４はリセツト状態にあり、その出
力は最小数の０である。又ラツチ回路７５のリセ
ツト端子Ｒは高レベルのため前述のようにラツチ
回路７５の出力端は全て「１」で最大数となつて
いる。

従つて保持回路８０の出力である逆転検出信号
は低レベルである。第１２図のt₁においてスター
ト信号が低レベルとなつて測定が開始されても、
最初のパルス入力が印加されるt₂まではＤフリツ
プフロツプ７３の出力は高レベルのまゝであ
り、t₂において出力が低レベルとなる。このと
き、ラツチ回路７５のラツチ入力の立上りに比し
て、リセツト入力の立下り時期が遅延回路７９に
より遅れるため、ラツチ回路７５の出力は変化せ
ず最大数のまゝである。t₃において、第１２図の
パルス間隔ａに相当するクロツクパルスの数がカ
ウンタＡ７８からラツチ回路７５に記憶保持され
る。t₄において、カウンタＢ８４のカウント値が
ａに相当するクロツクパルス数をこえ、隣り合う
パルス間隔ａ，ｂの間に2a＜ｂの関係が確定し、
比較回路８１の入力Ｂが入力Ａより大きくなり、
出力が高レベルとなり、保持回路８０によりこの
出力が保持され、高レベルの逆転検出信号が出力
され、前記第２図の逆転表示ランプ４６が点灯す
る。

駆動磁石が逆転中に従動磁石が急速正転する時
のパルス間隔は第１２図のt₅とt₆との間隔であ
り、t₂とt₃との通常の間隔に比べて十分小さいた
め、測定開始が従動磁石の「停止」期間であつた
場合、この「急速正転」後「逆転」に移つた少し
後にt₇で逆転検出信号が高レベルとなる。このよ
うに実施例では、駆動磁石の１回転に対し、２か
所で逆転検出できる点がある。

この実施例では、クロツク発振器８２のクロツ
ク信号をカウンタＡ７８に直接、カウンタＢ８４
に1/2分周回路８３を介して入力し、比較回路７
５でＡ＜Ｂの条件を判断して、逆転信号を保持回
路８０で出力するようにしたため、第１２図でパ
ルス間隔ｂが直前のパルス間隔ａの２倍以上にな
ると逆転信号を出すものであるが、一般に１以上
の数値Ｋに対し、パルス間隔ｂが直前のパルス間
隔ａのＫ倍以上になると逆転信号を出すように分
周回路８３の分周比を適宜に定めても、メータの
逆転を検出し、逆接続を知ることができる。

又、上記実施例では、磁気抵抗素子３１に作用
する磁石３０を従動磁石１６とは別の４極磁石に
したが、第１６図のように、磁気結合の従動磁石
１６を大形にし、４極にして、この磁界で磁気抵
抗素子３１の抵抗値が変化するようにすることも
できる。

ハ 発明の効果 この発明では、比較的速く回転する従動磁石の
回転を磁気抵抗素子等のセンサ３１で検出するよ
うにし、メータ逆接続時にセンサ３１で生じる電
気信号の間隔が特異な点に注目し、これをチエツ
カで検出して逆接続を判断するようにしたため、
短時間に自動的にメータの逆接続を点検すること
が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明の実施例で、第１図
は計量部と発信器の縦断面、第２図は受信器とチ
エツカの正面図、第３図と第４図は受信器の端子
箱の縦断面、第５図は電気回路図、第６図は発信
器の輪列を展開した縦断面、第７図は従動磁石ま
わりの図で同Ａは正面図、Ｂは縦断面図、Ｃは下
面図、第８図と第１０図はセンサ（磁気抵抗素
子）の抵抗値の変化を示す線図、第９図は逆転止
め機構の作動を説明する図、第１１図はこの発明
の実施例でチエツカのブロツク線図、第１２図は
作動を説明する線図、第１３図〜第１５図は従来
技術で、第１３図は計量部と発信器の縦断面、第
１４図は受信器の正面図、第１５図は電気回路
図、第１６図は他の実施例の従動磁石まわりを示
し、同図Ａは縦断面図、Ｂは下面図である。 １……計量部、５……駆動磁石、１４……発信
器、１６……従動磁石、２０……発電機、２４…
…受信器、３０……別の磁石、３１……センサ、
３９……チエツカ、６３……歯輪列、６４……ス
プリング、７０……逆転止め機構、７１……間欠
送り機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 計量部の駆動磁石の回転を磁気結合で伝達す
   る従動磁石と、この従動磁石の回転を減速する歯
   輪列と、この歯輪列中の歯車軸に取付けられた切
   り欠き歯車５６と該歯車軸と隣接する歯車軸に遊
   合されたクラツチ歯車５７との係合によつて構成
   される逆転止め機構と、ぜんまい軸・該軸に取り
   付けられた香箱、歯輪列の歯車と係合する前記香
   箱とで構成される間欠送り機構と、この間欠送り
   機構により間欠駆動されて単位流量パルスを発生
   する発電機とを有する発信器と、この発信器の発
   電機のコイルに２本の電線で接続され、発信器と
   離れた場所に設置される受信器とからなる遠隔指
   示式水道メータにおいて、前記従動磁石の回転を
   検出するセンサと、このセンサの電気信号を受
   け、この信号を従動磁石の１回転に対し複数個の
   パルスに整形し、このパルスの間隔をパルス毎に
   測定し、連続する２つのパルス間隔について後の
   新しいパルス間隔が、前の古いパルス間隔より比
   較的大きいことを判断して逆接続信号を出すチエ
   ツカを設けた水道メータ点検装置。