JPH0786427B2 - バルブ凍結解除機能を備えたガスメータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、一般の家庭等においてガスの使用量を測定
するガスメータに関するものである。

［従来の技術］ 従来、ガスの圧力差に基づくダイヤフラムの往復運動に
基づいてガス流量を検出するガスメータの代表的なもの
には、次のような構造のものがある。

ガスメータのハウジングの上部には、ガス流入口及びガ
ス流出口が設けられている。また、このハウジング内に
は２つの計量室が形成され、各計量室内には各々ダイヤ
フラムにより区切られて２つの区画室が形成されてい
る。

各計量室の上部には、各区画室に連通する開口を有する
バルブシートが各々取り付けられている。これら各バル
ブシートの近傍には各々バルブ軸が設けられ、それら各
バルブ軸には、前記各ダイヤフラムの往復運動と連動し
て回動するように各々バルブが取り付けられている。各
バルブは常に各々のバルブシートに接しており、その回
動の際にはバルブシート上を摺動する。そして、バルブ
シートの前記開口を交互に開閉し、ハウジングの前記ガ
ス流入口，ガス流出口に各区画室を交互に連通させる。
これによりダイヤフラムが往復運動し、このダイヤフラ
ムの往復運動に基づいてガスメータを通るガス流量が検
出される。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、この種のガスメータでは、気温の変化によって
ガス中の水分の一部がガスメータ中で凝結してミスト状
となり、これがバルブとバルブシートとの間に付着しや
すい。そして、寒冷時には、その付着した水分が夜間等
ガスの使用しない時間中に凍結することがある。その場
合、朝等においてガスを使用しようとしても、凍結のた
めにバルブが回動できないため、ダイヤフラムも往復運
動できず、各計量室の各区画室にガスの流入，流出がで
きないことになる。そのため、ガスはガスーメータを通
過して流れることができず、ガスが使用できない状態に
なる。

この発明は、バルブの凍結解除機能を備えたガスメータ
を提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので
あり、次のようなハウジングと、バルブと、バルブ駆動
部材と、運動伝達機構と、バネ部材と、カムと、カム従
動体と、バルブリフト部材とを有するガスメータであ
る。

前記ハウジングは、ガス流入口及びガス流出口と、ダイ
ヤフラムによって２つの区画室に区切られた計量室と、
その各区画室にそれぞれ連通する開口が形成されたバル
ブシートを有する。

前記バルブ，前記カム，前記カム従動体，前記バルブ駆
動部材は、鉛直な共通軸線回りに回動可能にかつ下方か
ら上方に向けてその順に設けられている。

前記バルブは、前記共通軸線回りに一定角度範囲内で往
復回動することによって前記バルブシート上を摺動して
前記各開口を交互に塞いで各区画室を前記ガス流入口と
ガス流出口とに交互に連通させるとともに、そのバルブ
シートから浮き上がることが許容されているものであ
る。

前記運動伝達機構は、前記各区画室内のガスの圧力の差
に基づく前記ダイヤフラムの前記計量室内における往復
運動をバルブ駆動運動に変換して前記バルブ駆動部材に
対して伝達するものである。

前記バネ部材は、通常は前記バルブ及びバルブ駆動部材
を一体的な回動状態に維持するが、前記共通軸線回りに
おいて両部材間に作用する負荷が所定値を越えるとそれ
ら両部材間において前記共通軸線回りのねじれ回動が生
じることを許容するものである。

前記バルブリフト部材は、前記バルブ駆動部材に対して
設けられている。

前記カムは前記バルブに対して固定され、前記カム従動
体は前記バルブ駆動部材に対して固定され、前記カムの
上部・前記カム従動体の下部には、各々対応する非水平
なカム面・カム従動面が形成され、通常は前記カム従動
面が前記カム面に対して面的に接している。

そして、前記バルブと前記バルブ駆動部材との間におけ
る前記共通軸線回りのねじれ回動に基づいて、前記カム
面に対する前記カム従動面のカム作用によって前記カム
従動体が上昇し、それに伴う前記バルブ駆動部材の上昇
を経て、前記バルブリフト部材が前記バルブを前記バル
ブシートから浮き上がらせるものである。

［作 用］ 上記のガスメータにおいては、ダイヤフラムの往復運動
が運動伝達機構によってバルブ駆動部材の回動運動に変
換される。そして、通常は、バネ部材によってバルブ駆
動部材と一体的にバルブが共通軸線回りに回動し、バル
ブはバルブシート上を摺動し、各区画室をハウジングの
ガス流入口とガス流出口との交互に連通させる。これに
よってダイヤフラムが往復運動する。このようにして、
ガス流入口から流入しガス流出口から流出するガス流量
が測定される。

バルブがバルブシートに凍結した場合には、次のような
作用をする。

ダイヤフラムの両側に生じるガスの圧力差によってバル
ブ駆動部材が前述のようにバルブを回動させようとする
が、バルブは凍結のために動きがとれないため、共通軸
線回りのバルブ・バルブ駆動部材間の負荷が高まる。そ
の負荷が所定値を越えると、バネ部材の弾性力に抗し
て、それら両部材間にはその共通軸線回りにねじれ回動
が生じる。

そのねじれ回動に基づいて、カムとカム従動体との間で
はカム作用が生じる。すなわち、カムのカム面とカム従
動体のカム従動面とは、ともに対応する非水平な面であ
って通常は面的に接しているが、前記ねじれ回動が生じ
ると、その面的な接触ができなくなり、カム従動面とカ
ム面とが部分的に接触した状態でカム従動体がカムから
上方に移動する。

これに伴ってバルブ駆動部材が上昇し、バルブリフタが
上昇し、それによってバルブがバルブシートから凍結氷
層を破壊しつつ強制的にリフトさせられる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、そのガスメータ２の全体的構造について第３図〜
第５図に基づいて説明する。

第３図に示すようにハウジング本体10の両側には各々腹
板14が取り付けられ、図中ほぼ左右対称的に、気密性を
有する２つの計量室12がそれぞれ独立して形成されてい
る。各計量室12の内部は、ダイヤフラム30によりそれぞ
れ左右の区画室12A,12Bに分割されている。

各計量室12の上部には、各々の区画室12A,12Bとは独立
に各々ガス流出路20が設けられている（図には一方のみ
を示す）。これらのガス流出路20は第３図における紙面
の手前へ延びた後に合流し、後述するガス流出口72（第
４図参照）に連通している。

ハウジング本体10の上面には、各計量室12の各々の区画
室12A,12Bに通じる開口16,18（図には１組のみを示す）
が形成され、その間に各ガス流出路20の各開口21が形成
されている。

第３図〜第５図に示すように、ハウジング本体10の上面
には分配室ハウジング22が固定されている。この分配室
ハウジング22には前記の各開口16,18,21に対応する通孔
22aがそれぞれ形成されている（第３図参照）。また、
分配室ハウジング22の第５図中の下側には、前記ガス流
出路22の送気通路接続孔22bが形成されている。

分配室ハウジング22の上面には、その各通孔22aと対応
する開口を有するバルブシート24が固定されている。各
バルブシート24の上面には、左右の計量室12に対応させ
て各々バルブ26が設けられている。各バルブ26は上方に
膨らみ、その部分が空洞状となっている。各バルブ26は
各バルブシート24上を摺動しつつ一定範囲で回動するよ
うに、分配室ハウジング22に立てられた各バルブ軸28
（第５図参照）に取り付けられている。これらの各バル
ブ26の回動により、各計量室12のそれぞれの区画室12A,
12Bに通じる開口16,18が選択的に開放される。そして、
その際の開放されていない開口はバルブ26の内部を経て
ガス流出路20に連通される。

第３図，第４図に示すように、前記各計量室12の各ダイ
ヤフラム30には、その両側から挟み付けるように膜板32
が固定されている。腹板14側の膜板32の中心箇所には、
ほぼコの字形状の軸受34が固定され、これらの軸受34に
は、軸36が回転可能に取り付けられている。各軸36には
翼38の一端が固定されており、これら各翼38の他端は、
ハウジング本体10に対して回転可能に取り付けられた翼
軸40に固定されている。したがって、ダイヤフラム30が
第３図において左右方向に往復運動をすると、前記の翼
38を通じて翼軸40がその軸心回りに往復回動をすること
になる。

分配室ハウジング22の近傍には箱状のクランク軸受51
（第４図参照）が取り付けられ、そのクランク軸受51を
貫いてクランク軸50が回転可能に支持されている。クラ
ンク軸50の下部に取り付けられた下クランクアーム53に
は、２つの小ひじ金44がピン連結され、これらは各々ひ
じ金42にピン連結され、各ひじ金42は翼軸40に固定され
ている。したがって、ダイヤフラム30の往復回動に基づ
いて翼軸40が往復回動すれば、ひじ金42及び小ひじ金44
を通じてクランク軸50が回転させられることになる。

また、クランク軸50の上部に取り付けられた上クランク
アーム52には２つのロッド54の一端がピン結合され、こ
れらの各ロッド54の他端には、各々、前バルブアーム55
（バルブ駆動部材）の一端がピン結合されている。これ
らの各前バルブアーム55の他端は、前記のバルブ軸28の
各バルブ26より上側に、回動可能に取り付けられてい
る。

また、バルブ軸28には、上下方向においてバルブ26と前
バルブアーム55との間に、後バルブアーム57が回動可能
に取り付けられている。この後バルブアーム57の先端57
aはバルブ26の先端の２つの爪部26aの間に嵌入されてお
り、後バルブアーム57とバルブ26とは、バルブ軸28に対
して一体的に回動する。そして、前バルブアーム55と後
バルブアーム57とは、後に詳述するように、板バネ80で
バルブ軸28まわりに通常は一定の角度を保つようにされ
ている。したがって、クランク軸50が一方向に連続して
回転すると、上クランクアーム52,ロッド54,前バルブア
ーム55,後バルブアーム57を通じて、それぞれのバルブ2
6がそのバルブ軸28を回動支点として往復回動を繰り返
すこととなる。

なお、クランク軸受51のバルブ26側壁面には小突起60が
設けられ、その小突起60をほぼ取り囲むようにレの字状
の逆転止具61がピン止めされている。この逆転止具61の
上部は上クランクアーム52の回転軌道面より少し上に突
出しており、上クランクアーム52の一方向の回転は許容
し、その逆方向の回転は逆転止具61が小突起60に係合す
ることにより阻止する。これにより、クランク軸50の回
転は一方向のみに規制される。

また、クランク軸50にはウォームギヤ62が取り付けられ
ており、これに対応するホイールギヤ64を有する水平ク
ランク軸66が、クランク軸受51に取り付けられている。
このため、クランク軸50の回転により、水平クランク軸
66が回転させられる。この回転に基づいて第３図，第５
図に示すカウンター77が駆動され、ガス流量をカウント
する。カウンター77はカウンターカバー76の内部に納め
られており、このカバー76の前面にはカウンター77によ
って積算されたガス流量を表示する表示部78が設けられ
ている。

ハウジング本体10の上部には、上ケース70が固定されて
いる。この上ケース70には、図示しないガスパイプがそ
れぞれ接続されるガス流入口71及びガス流出口72が形成
されている（第４図参照）。このガス流出口72は送気通
路73によって分配室ハウジング22の送気通路接続孔22b
（第５図参照）に連通させられ、ハウジング本体10のガ
ス流出路20に連通している。

次に、このガスメータ２のバルブ凍結解除機能に関する
部分について第１図（ａ），第２図（ａ）を中心に説明
する。

前述のように、バルブ軸28へはバルブ26,後バルブアー
ム57、前バルブアーム55が下（バルブシート24側）から
この順序で取り付けられており、全てバルブ軸28の回り
に回動可能とされている。バルブ軸28の下部のすぐ外側
には、肉薄の小円筒28aが回動可能に嵌入されている。
この小円筒28aの下部は、バルブ軸28の分配室ハウジン
グ22近傍の肉厚部分28bの上面に着座している。そし
て、バルブ26はこの小円筒28aに対して回動可能に、か
つ軸方向に移動方向に嵌入されている。後バルブアーム
57はその小円筒の上部に固定されている。前バルブアー
ム55の取り付けは、バルブ軸28の軸方向にも移動可能な
ものである。

前バルブアーム55の一側部には、板バネ80がその基端部
において取り付けられている。後バルブアーム57には板
バネ取付部82が設けられている。これは、後バルブアー
ム57の一側部において隣り合って、かつ後バルブアーム
57の幅方向に少しズレを有して上方に突出する突出片82
a,82bからなっており、その隙間に板バネ80の先端部が
差し入れられている。これにより、前バルブアーム55と
後バルブアーム57とは、通常は一体的に回動する。そし
て、両アーム55,57間に作用する負荷が所定値を越える
と、両アーム55,57間には一定のねじれ回動が許容され
る。

後バルブアーム57の上面のバルブ軸28の近傍部分には、
バルブ軸28に回動可能に嵌入するカム84が固定されてい
る。このカム84は斜面状の上面を有する肉厚円筒形状を
している。また、前バルブアーム55の下面のバルブ軸28
の近傍部分には、バルブ軸28に回動可能に（軸方向にも
移動可能に）嵌入するカム従動体86が固定されている。
このカム従動体86がカム84と同様の肉厚円筒形状をして
おり、カム84の上面に対応する斜面状の下面を有してい
る。このカム84とカム従動体86とが前バルブアーム55を
上方へ浮き上がらせるカム機構を形成している。

また、前バルブアーム55のロッド54とは反対側の端に
は、鉛直下方向の折曲部55aが形成されており、この折
曲部55aには、バルブリフタ88が取付けられている。バ
ルブリフタ88は鉤形状をしており、その下部はバルブ26
の後端26bの下面に接している。バルブリフタ88は、後
バルブアーム57に上下方向に調整可能にねじ止めされた
スライダ90に対し、折曲部55aに設けられた縦長孔55bを
通して高さ調整可能にねじ止めされている。

次に、このガスメータ２の、通常の状態（バルブ26が凍
結していない状態）の全体的な作動を第３図〜第５図に
基づいて説明する。

いま、ハウジング本体10の左右の計量室12内の各ダイヤ
フラム30と、各バルブ26とは第３図，第５図に示す状態
にあるものとする。ガスが使用されることにより、ガス
流入口71から上ケース70内に流入したガスは、その時点
において開放されている右側の計量室12の開口18から、
区画室12Bに流入する。このときその計量室12の区画室1
2Aは、開口16及びバルブ26の内部を通じてガス流出路20
に連通し、ガス流出口72に連通している。そのため、第
３図中の右側のダイヤフラム30は、区画室12Bに流入す
るガス圧と区画室12Aから流出するガス圧との差圧によ
り、第３図に示す状態から図中の右方向に作動する。こ
のダイヤフラム30の作動に基づいてクランク軸50が回転
し、そして各バルブ26が回動する。そのため、今度はこ
の開口16が上ケース70の内部に開放され、開口18がバル
ブ26の内部を経てガス流出路20に通じることになる。ま
た、これと相前後して、第３図，第５図中の左側の計量
室12のダイヤフラム30,バルブ26も同様に作動する。

このように各計量室12の各々の区画室12A,12Bが相互に
ガス流入状態，ガス流出状態となり各ダイヤフラムが往
復回動し、これに基づいてカウンタ77によりガスメータ
２中を流れるガス流量が検出されるとともに、各バルブ
26が駆動される。

次に、このガスメータ２のバルブ凍結解除機能に関する
作動について、第１図，第２図を中心に説明する。

低温状態下におけるガスの不使用時（すなわちバルブ26
が回動していないとき）に、ガス中の水分によりバルブ
26がバルブシート24に凍結した場合において、再びガス
を使用しようとするとき、本ガスメータ２は次のような
作動をする。

第１図（ａ），第２図（ａ）は、ガスを再使用する前の
バルブ26等の状態を示した図である。

ガスを再使用しようとすると、前述のように、ダイヤフ
ラム30の両側に生じる差圧により駆動力が生じ、クラン
ク軸50等を経て、各前バルブアーム55が第２図（ｂ）に
おいて矢印で示す時計方向へ回動しようとする。

しかし、バルブ26がバルブシート24に凍結しているた
め、前バルブアーム55と後バルブアーム57とのバルブ軸
28まわりの負荷が増大し、これが板バネ80のバネ力より
大きくなると、第２図（ｂ）のように板バネ80がたわ
み、前バルブアーム55のみが少し回動（ねじれ回動）す
る。その際、カム従動体86もカム84の上面に当接しつつ
少し回動する。

このため、第１図（ｂ）のように、カム84とカム従動体
86との間にはバルブ軸28の軸回り方向にズレが生じ、カ
ム従動体86は小距離上方に移動する。これに伴い、前バ
ルブアーム55,バルブリフタ88もほぼ同じ量だけ上方へ
移動し、バルブリフタ88がバルブ26をバルブシート24か
ら少し上方へ浮き上がらせる。これにより、バルブ26と
バルブシート24との凍結が解除され、バルブ26ひいては
このガスメータ２は正常に機能する状態となる。

［発明の効果］ この発明によれば、バルブがバルブシートに凍結した場
合でも、ダイヤフラムの回動に基づいてカム機構（カム
及びカム従動体）の作用でバルブが強制的にバルブシー
トから引き上げられ、その凍結が簡単に解除される。

また、本発明のバルブの凍結解除は、電気等によって加
熱するものではなく、ガスの流入，流出によってダイヤ
フラムに生じる。ガスメータが本来的に有する駆動力を
利用するものであるため専用のエネルギー（加熱用熱源
等）が不要で経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例であるガスメ
ータの主要部をバルブ凍結解除の過程に着目して示す左
側側面図であり、第２図（ａ），（ｂ）は同じくその平
面図である。第３図は、そのガスメータの全体を示す縦
断面図（第５図中のIII…III線で切断）であり、第４図
はその左側面図（その一部は第５図中のIV…IV線で切
断）、第５図はその横断面図（第３図中のＶ…Ｖ線で切
断）である。 ２……ガスメータ、24……バルブシート 26……バルブ、55……前バルブアーム 57……後バルブアーム、80……板バネ 84……カム、86……カム従動体 88……バルブリフタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、バルブと、バルブ駆動部材
   と、運動伝達機構と、バネ部材と、カムと、カム従動体
   と、バルブリフト部材とを有するガスメータであって、 前記ハウジングは、ガス流入口及びガス流出口と、ダイ
   ヤフラムによって２つの区画室に区切られた計量室と、
   その各区画室にそれぞれ連通する開口が形成されたバル
   ブシートを有するものであり、 前記バルブ，前記カム，前記カム従動体，前記バルブ駆
   動部材は、鉛直な共通軸線回りに回動可能にかつ下方か
   ら上方に向けてその順に設けられており、 前記バルブは、前記共通軸線回りに一定角度範囲内で往
   復回動することによって前記バルブシート上を摺動して
   前記各開口を交互に塞いで各区画室を前記ガス流入口と
   ガス流出口とに交互に連通させるとともに、そのバルブ
   シートから浮き上がることが許容されているものであ
   り、 前記運動伝達機構は、前記各区画室内のガスの圧力の差
   に基づく前記ダイヤフラムの前記計量室内における往復
   運動をバルブ駆動運動に変換して前記バルブ駆動部材に
   対して伝達するものであり、 前記バネ部材は、通常は前記バルブ及びバルブ駆動部材
   を一体的な回動状態に維持するが、前記共通軸線回りに
   おいて両部材間に作用する負荷が所定値を越えるとそれ
   ら両部材間において前記共通軸線回りのねじれ回動が生
   じることを許容するものであり、 前記バルブリフト部材は、前記バルブ駆動部材に対して
   設けられており、 前記カムは前記バルブに対して固定され、前記カム従動
   体は前記バルブ駆動部材に対して固定され、前記カムの
   上部・前記カム従動体の下部には、各々対応する非水平
   なカム面・カム従動面が形成され、通常は前記カム従動
   面が前記カム面に対して面的に接しており、 前記バルブと前記バルブ駆動部材との間における前記共
   通軸線回りのねじれ回動に基づいて、前記カム面に対す
   る前記カム従動面のカム作用によって前記カム従動体が
   上昇し、それに伴う前記バルブ駆動部材の上昇を経て、
   前記バルブリフト部材が前記バルブを前記バルブシート
   から浮き上がらせるものであることを特徴とするガスメ
   ータ。