電子式水道メータ
【課題】非常事態時などに水道使用量の積算値データを保持でき、且つ、水道水の逆流による計測誤差を防止し、電池の消費電力を低減させる。
【解決手段】電子式水道メータ１１は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車１４を計量部１５に有し、羽根車１４の回転数を複数の歯車２８等を介して伝達し積算表示する。歯車２８の歯車軸２７には回転部材３０を一体に設け、該回転部材３０の光反射部３２を光センサ３３〜３５で間欠的にセンシングして羽根車１４の回転状態を検出する。該光センサ３３〜３５には、記憶部４０、正逆転判定部４１及び演算・積算回路部４２を有するマイクロコンピュータ３９に接続し、羽根車１４の正転又は逆転に対応して積算値を加算又は減算し、該積算値は無線機４４にて外部に送受信され、該無線機４４の電源電池４７は水道メータ本体部に内蔵する。
【解決手段】電子式水道メータ１１は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車１４を計量部１５に有し、羽根車１４の回転数を複数の歯車２８等を介して伝達し積算表示する。歯車２８の歯車軸２７には回転部材３０を一体に設け、該回転部材３０の光反射部３２を光センサ３３〜３５で間欠的にセンシングして羽根車１４の回転状態を検出する。該光センサ３３〜３５には、記憶部４０、正逆転判定部４１及び演算・積算回路部４２を有するマイクロコンピュータ３９に接続し、羽根車１４の正転又は逆転に対応して積算値を加算又は減算し、該積算値は無線機４４にて外部に送受信され、該無線機４４の電源電池４７は水道メータ本体部に内蔵する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子式水道メータに関するものであり、特に、羽根車の回転を歯車で減速して積算値を機械的に表示でき、且つ、該積算値を記憶部に保持して外部に送出できるように構成した電子式水道メータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種電子式水道メータ１は一般に、図１５に示すように、計量部２内に、永久磁石３が上頭部に固定された羽根車４を回転可能に設け、計量部２を通過する水道水の流量に応じて羽根車４を回転させ、前記永久磁石３の回転数を磁気センサ（流量センサ）５により検知するように構成されている。そして、該磁気センサ５により検知された信号を、プリント回路基板６に搭載されたマイクロコンピュータ（制御手段）の内部回路にて演算・積算処理し、その処理結果を記憶部に積算値データとして記憶保持し、該積算値データを液晶表示部７に送出して、液晶表示する様に構成されている。尚、図中、８はレジスターボックス、９は指示窓、１０は電池である。
【０００３】
又、無線通信機能を有する電子式水道メータにあっては、前記積算値データをシリアル通信で受け取る無線機を備え、外部の自動検針器にデータ送信できるように構成されている。これにより、前記積算値は、電子式水道メータから離れた場所からでも、検針データを容易に知ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５７２７３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の電子式水道メータは、積算値として液晶表示するように構成しているが、電子式であるために、落雷などによって記憶部などが破壊されたり、或いは、マイクロコンピュータ等に電源を供給する電池の寿命が無くなった時、計測不良な状態に陥ることがある。このような非常事態時になると、最悪の場合、積算値のデータが保持できないという不具合を生じる。
【０００５】
又、電子式水道メータは、羽根車の回転数を磁気センサによりデジタル変換する方式を採用しているが、機械式水道メータに比べて、磁気による悪影響を受け易いということが判っている。従って、磁気の影響を受けにくい安定した計測結果を得るためには、機械式水道メータの方が優れているが、この場合、水道水の逆流に起因する計測誤差を無くして、高い計測精度を確保する必要がある。
【０００６】
更に、一般に電子式水道メータと前記無線機には専用の電源電池（一次電池）が夫々内蔵されている。このため、コスト寄与率の高い部品、即ち、電力消費量の大きい電池を重複して別個に使用する結果となり、コスト的に不利になるという問題があった。
【０００７】
そこで、非常事態時に水道水の積算値データを安定に保持でき、且つ、水道水の逆流による計測誤差を防止し、電池の使用コストを低減させるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて
、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周上に光反射部等の被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転方向などの回転状態をセンシングするための光センサを３個以上配設し、該光センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えて成る電子式水道メータを提供する。なお、回転部材は前記歯車と一体に回転するように構成されれば、歯車と連動連結したものでもよいし、該歯車に一体に設けたものでもよく、具体的な実施形態は特に限定されない
【０００９】
この構成によれば、上記羽根車の回転に伴い、歯車と一体に回転部材が回転すると、該回転部材の被検出部（例えば、光反射部、光遮断部、スリット等）は３個以上の光センサにより検出され、前記羽根車の回転状態がセンシングされる。そして、該光センサの検出信号はマイクロコンピュータの演算・積算回路部に送出され、前記羽根車が正転の時は積算値が加算される一方、前記羽根車が逆転の時は積算値が減算される。この積算値は上記記憶部に記憶され、電子カウンタにて表示される。又、要求に応じて該記憶データは、外部に接続された自動検針器などに送信される。この信号処理方式は光学的に演算・積算処理を行うので、外部からの磁力に対して影響を殆ど受けない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記被検出部の数が１箇所であり、且つ、上記光センサの数が３個であって、該３個の光センサは上記回転部材の回転方向に沿って所定間隔を有して配置され、更に、上記マイクロコンピュータは、前記３個の光センサから送出される検出信号の入力順番に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えて成る請求項１記載の電子式水道メータを提供する。
【００１１】
この構成によれば、３個の光センサは、回転部材の円周方向において所定間隔を有して配設される。そして、３個の光センサにより、回転部材の被検出部を順番に検出して、各検出信号を順次マイクロコンピュータの正逆転判定部に送出する。その結果、予め定めた番号１、番号２及び番号３の各光センサの入力順番と一致した場合、羽根車の回転方向は「正転」であると判定され、これと逆の入力順番の場合は、羽根車の回転方向は「逆転」であると判定される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周に沿って被検出部たる一対のＮ極とＳ極を配置して成る回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための磁気センサを２個配設し、該２個の磁気センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えて成る電子式水道メータを提供する。
【００１３】
この構成によれば、上記羽根車の回転に伴い、上記歯車と一体に回転部材が回転すると、該回転部材に設けた被検出部、即ち、Ｎ極とＳ極は２個の磁気センサにより検出され、前記羽根車の回転状態がセンシングされる。そして、２個の磁気センサの検出信号はマイクロコンピュータの演算・積算回路部に送出され、羽根車が正転の時は積算値に加算処理が行われる一方、該羽根車が逆転の時は積算値に逆算処理が行われる。この積算値は上記記憶部に記憶され、要求に応じて該記憶データは、外部に接続された自動検針器などに送信される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記マイクロコンピュータは、上記２個の磁気センサから送出される検知信号の位相差に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えて成る請求項３記載の電子式水道メータを提供する。
【００１５】
この構成によれば、２個の磁気センサの検知信号をマイクロコンピュータの正逆転判定部に送出され、該正逆転判定部は、２つの検知信号の位相差を羽根車の正転時の位相差と比較し、一致すれば正位相、即ち、羽根車が「正転」状態であると判断され、そうでない場合は「逆転」であると判断される。
【００１６】
請求項５記載の発明は、上記光センサ又は磁気センサは間欠的に駆動してセンシングを行う請求項１，２，３又は４記載の電子式水道メータを提供する。
【００１７】
この構成によれば、上記光センサ又は磁気センサは、羽根車の回転速度等に応じて設定した周期ごとに間欠駆動される。即ち、前記センサには、必要な時間のみ駆動電流が供給される。
【００１８】
請求項６記載の発明は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための光センサ、磁気センサ等の検出センサを配設し、該検出センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備え、更に、前記積算値データ等を外部に送受信して無線検針を行うための無線機を前記マイクロコンピュータに接続し、該無線機に電源を供給する電池を前記水道メータの本体部に配設して成る電子式水道メータを提供する。
【００１９】
この構成によれば、前記無線機に電源を供給する電池は、地中の所定深さに設置した水道メータの本体部に配設される。従って、特に寒冷地において無線機を地表近傍に取り付けた場合でも、電池は地表よりも温度低下の小さい地中に配置されるので、気温低下による悪影響が殆どない。又、この電池は無線機と水道メータに内蔵された電子部品（マイクロコンピュータ部品、センサ部品等）の電源として併用される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明は、歯車連動伝達方式であるので、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥っても、積算値はそのまま保存され、且つ、外部データ出力機能を除く主なメータ機能も良好に維持することができる。又、羽根車の回転状態はフォトインタ−ラプタ等の光学的方法にてセンシングして信号変換するので、外部からの磁力に対して影響を受けにくい安定した計測結果が得られる。更に、羽根車が逆転した場合は、積算値を減算して補正するので、水道水の逆流による誤計測を防止して、水道水使用量を常に正確に算出することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、羽根車の回転方向の判定は３個の光センサにより行うので、請求項１記載の発明の効果に加えて、光センサの数が必要最小限で済み、構造が簡単であり、羽根車の回転方向を正確に検知することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の効果と同様に、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥っても、積算値はそのまま保存でき、外部データ出力機能は除く主なメータ機能も良好に維持することができる。又、磁気センサの数は２個で済み、簡単な
構造であり、羽根車の逆転による誤計測を防止することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、２個の磁気センサの検知信号の位相差により、羽根車の回転方向を判別するので、請求項３記載の発明の効果に加えて、正逆転判定部などの回路構成を一層シンプルにでき、且つ、羽根車の回転数及び回転方向を正確に把握できるメリットがある。
【００２４】
請求項５記載の発明は、上記光センサ又は磁気センサは間欠的に駆動されるので、請求項１，２，３又は４記載の発明の効果に加えて、不必要な電流供給が無くなり、その分だけ電流消費量を低減してコスト的に有利になる。
【００２５】
請求項６記載の発明は、無線機に電源を供給するための電池は、地表側よりも気温低下の少ない地中に配置したので、温度低下に伴う電池の性能低下又は寿命低下が防止される。又、前記電池は無線機と水道メータ本体の電源として兼用されるので、コスト的及び設置スペース的に有利になるメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、非常事態時において積算値（水道使用流量）のデータを安定に保持でき、且つ、水道水の逆流による計測誤差を防止し、電源電池の使用コスト等を低減させるという目的を、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための光センサ、磁気センサ等の検出センサを配設し、該検出センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備え、更に、前記積算値データ等を外部に送受信して無線検針を行うための無線機を前記マイクロコンピュータに接続し、該無線機に電源を供給する電池を前記水道メータの本体部に配設したことにより実現した。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図８に従って詳述する。図１は本実施例に係る電子式水道メータの概略構成を示す縦断面図である。同図において、１１は電子式水道メータであって、相互一体に組付けた下ケース１２と上ケース１３を備え、下ケース１２には、羽根車１４が回転自在に設けられた計量部１５が形成されている。又、上ケース１３の上部は透明なカバー１６により施蓋され、このカバー１６は凹部を有している。更に、上ケース１３内側には、下側有底型のレジスターボックス１７が固定され、レジスターボックス１７内には指示表示部１８が形成されている。
【００２８】
計量部１５内は水道水が流れる通路であって、水道水の流量に応じて羽根車１４の回転数が増減する。この羽根車１４の上頭部には駆動側マグネット１９が取り付けられ、該マグネット１９は、レジスターボックス１７上面に回転可能に設けた歯車２０付きの被駆動側マグネット２１に磁気結合されている。従って、水道水の通過により羽根車１４が回転すると、その回転力は駆動側マグネット２１に伝達されて歯車２０が回転する。尚、歯車２０は羽根車１４と一体回転するように連結することもできる。
【００２９】
又、前記指示表示部１８には数字車２２が配置され、数字車２２と前記歯車２０との間には、複数個の歯車から成る減速用歯車列が駆動伝達可能に設けられている。この減速用歯車列及び歯車２０付きのマグネット２１を介して、前記羽根車１４の回転は数字車２２
に伝達される。これにより、数字車２２は羽根車１４の回転数に応じた積算値を表示する。尚、数字車２２と対応する前記カバー１６の箇所には指示窓２３が形成されている。なお、２４はカバー１６の上面側に設けた透明な基板ケースである。
【００３０】
指示表示部１８内における数字車２２と反対側の箇所には、下台板２５と上台板２６が固設され、該下台板２５に歯車軸２７が一体に設けられている。この歯車軸２７には歯車２８が回転自在に取り付けられ、該歯車２８は上記減速用歯車列の一つを構成している。又、この歯車軸２７の上端部は、図２に示すように、上台板２６に穿設した孔２９を貫通している。この歯車軸２７の上端部には、回転部材３０が歯車２８と一体に回転するように設けられ、該回転部材３０は上台板２６の上側に配置されている。
【００３１】
更に、回転部材３０上面の外周縁部における１箇所には、図３に示すように、被検出部である略扇形の光反射部３２が形成されている。又、該回転部材３０と対向する固定部、ここでは、基板ケース２４に固定したプリント回路基板３１の下側固定面に、第１〜第３の光センサ（検知センサ）３３〜３５が３個配設されている。第１〜第３の各光センサ３３〜３５は、図３に示すように、回転部材３０の円周方向において３等分した箇所と対応する各位置、即ち、回転部材３０の回転方向に沿って所定角度、図示例では１２０°間隔を有して配設されている。
【００３２】
各第１〜第３の光センサ３３〜３５は、ここでは発光素子３６と受光素子３７から成る反射型の光検出器であって、該光反射部３２を検出して前記羽根車１４の回転状態、即ち、回転方向、回転数、回転速度を検出すべく間欠的にセンシングする。発光素子３６から出射された光線は、回転する回転部材３０の光反射部３２に当たって反射した後、受光素子３７に戻り、光電変換してデジタル信号を出力する。
【００３３】
前記プリント回路基板３１には、図６に示すように、制御手段たるマイクロコンピュータ３９が搭載され、マイクロコンピュータ３９には、３個の第１〜第３の光センサ３３〜３５が接続されている。マイクロコンピュータ３９は、記憶部４０、正逆転判定部４１及び演算・積算回路部４２を備えている。ここでは、第１の光センサ３３を基準にして、第１〜３の第１〜第３の光センサ３３〜３５の検出信号がこの順番で、マイクロコンピュータ３９に送出される。
【００３４】
正逆転判定部４１は、第１〜第３の光センサ３３〜３５からの検出信号を入力して、該検出信号の入力順番を判別して、羽根車１４の回転方向を判断する。尚、水道水が順方向に通過するときの羽根車１４及び回転部材３０の回転方向を正転と定義する。又、演算・積算回路部４２は、正逆転判定部４１の判定結果に応じて、羽根車１４の回転数を加算又は減算して積算値を算出する。更に、記憶部４０は、第１〜３の光センサ３３〜３５からの検出信号を一時保持すると共に、演算・積算回路部４２で算出された積算値等のデータを記憶し、該記憶データを要求に応じて外部に送信する。
【００３５】
さらに、マイクロコンピュータ３９にはケーブル４３を介して無線機４４が接続され、無線機４４は、例えば、電子式水道メータ１１が設置されたメーターボックスの蓋部直下側（図示せず）の地表近傍に配設される。無線機４４は、プリント回路基板４５及びアンテナ４６等を備え、該プリント回路基板４５には、無線通信回路を形成する電子部品が搭載されている。この無線機４４は、外部の無線ユニット又は管理サーバ等からの指令信号を受信したり、或いは、前記記憶データを外部の無線ユニット等に送信する。
【００３６】
又、４７は該無線機４４に電源を供給するための電池であって、該電池４７は、電子式水道メータ１１の本体上部、ここでは前記カバー１６の凹部に設置されている。この電池４７は、電子式水道メータ１１に内蔵されたマイクロコンピュータ３９、第１〜第３の光
センサ３３〜３５等の電源としても使用されている。尚、マイクロコンピュータ３９の記憶部４０には、前記積算値等をデジタル表示するための液晶表示部を接続することができる。
【００３７】
次に、上記センサ信号の演算・積算処理について詳しく説明するが、第１〜３の光センサ３３〜３５の検出信号を夫々第１〜３の出力Ｓ１〜Ｓ３と定める。今、水道水が順方向に流れて、羽根車１４が正転方向に１回転したとすると、第１〜３の光センサ３３〜３５は、図７に示すように、第１の出力Ｓ１、第２の出力Ｓ２、第３の出力Ｓ３及び第１の出力Ｓ１の順番で検知して、マイクロコンピュータ３９の記憶部４０に記憶保持される。
【００３８】
この記憶データは、正逆転判定部４１に送出される。正逆転判定部４１では、検出信号の入力順番が上記の順番であることを感知したうえで、 羽根車１４の回転方向が「正転」であると判定し、その結果を演算・積算回路部４２に送る。すると、演算・積算回路部４２は現在の積算値に１だけ加算（＋１）処理を行う。要するに、この加算処理では第１の出力Ｓ１が検知される前に、第２の出力Ｓ２及び第３の出力Ｓ３がこの順番で検知された時には＋１カウントされる。
【００３９】
上記とは異なり、水道水が逆流して、羽根車４が逆方向に１回転したとすると、第１〜３の光センサ３３〜３５の検出信号は、図８に示すように、第１の出力Ｓ１、第３の出力Ｓ３、第２の出力Ｓ２及び第１の出力Ｓ１の順番で検知して、マイクロコンピュータ３９の記憶部４０に記憶保持される。
【００４０】
この記憶データは、前述と同様に、正逆転判定部４１に送出され、正逆転判定部４１では、検出信号の入力順番が前記の順番であることを感知したうえで、 羽根車１４の回転方向が「逆転」であると判定し、その結果を演算・積算回路部４２に送る。すると、演算・積算回路部４２は現在の積算値に１だけ減算（−１）処理を行う。要するに、この減算処理では、第１の出力Ｓ１が検知される前に、第３の出力Ｓ３及び第２の出力Ｓ２がこの順番で検知された時には−１カウントされる。
【００４１】
本実施例では、第１〜３の光センサ３３〜３５からマイクロコンピュータ３９の正逆転判定部４１に入力された検出信号が同一番号である場合、すなわち、第１の出力Ｓ１、第２の出力Ｓ２又は第３の出力Ｓ３のいずれかが連続して入力された場合は、第１の光センサ３３、第２の光センサ３４又は第３の光センサ３５のいずれか１個のみから入力があったものと見做して処理する。
【００４２】
又、第１の出力Ｓ１が検知された後、第２の出力Ｓ２、第３の出力Ｓ３及び第１の出力Ｓ１が検知された場合に、羽根車１４が１回転した旨の認定がなされるのは、第２の出力Ｓ２及び第３の出力Ｓ３のパルス数が同数のときのみとし、これを加算処理又は減算処理の対象とする。
【００４３】
このように、水道水の逆流に伴い羽根車４が逆回転した場合は、減算処理して積算値を補正する。従って、水道水の逆流によって生じる誤算出を防止して、水道水使用量を常に正確に計測することができる。
【００４４】
又、本発明は、歯車伝達方式の機械的構造を具備しているので、前記羽根車１４の回転数を複数の歯車２８等を介して数字車２２に伝達し、該回転数の積算値を表示することができる。従って、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥った場合であっても、積算値はそのまま保存され、主なメータ機能（外部データ出力機能を除く）も良好に維持することができる。
【００４５】
更に、羽根車１４の回転状態は光学的にセンシングして、水道水使用量の演算・積算処理を行うため、磁気の影響を殆ど受けず、正確な計測結果が長期間安定して得られる。又、第１〜第３の光センサ３３〜３５によるセンシングは間欠駆動して行うので、光センサ３３〜３５に供給される消費電気量が低減する。
【００４６】
更に又、無線機４４を地表近傍に取り付けた場合でも、無線機４４に電源を供給する電池４７は、電子式水道メータ１１の本体上部に内蔵されている。従って、電池４７を地表近傍に設置した場合に比べて、気温の低下が小さくなる。斯くして、温度低下に伴う電池４７の性能低下などが殆ど無く、長期間に渡って電池を安定して使用できる。
【００４７】
次に、本発明の他の実施例を図９〜図１４に従って説明する。本実施例は前記実施例とは、羽根車の正逆回転を検知する手段として、上記３個の光センサ及び光反射部付き回転部材に代えて、２個の磁気センサ５０，５１及び着磁部（被検出部）付きの回転部材５２を使用した点が相違する。他の構成は前記実施例と同様であるので、同一の部品にはそれと同一の符号を付して説明する。
【００４８】
前記実施例と同一の機械的構成を有する電子式水道メータにおいて、図９に示すように、歯車軸２７の上端部は、上台板２６側の孔２９を貫通している。この歯車軸２７の上端部には、回転部材５２が一体に固定して設けられ、該回転部材５２は上台板２６の上側に配置されている。本実施例では、回転部材５２は、円周に沿って一対のＮ極とＳ極（被検出部）を配置して成る円板形の磁石から構成されている。
【００４９】
前記Ｎ極とＳ極は、図１１に例示するように、回転部材５２の円周方向において１８０°の間隔を有して形成されている。又、回転部材５２の側方近傍の固定部、ここではプリント回路基板３１の下面又は該下面に形成した突起に、正逆転用検知センサである第１，第２の磁気センサ５０，５１が２個固定されている。第１の磁気センサ５０と第２の磁気センサ５１は、前記Ｎ極とＳ極を感知するが、これらセンサ出力Ｔ，Ｔ２は所定の位相差が生じるように、ここでは、図示例の回転部材５２の円周方向に沿って４５°の間隔を有して配置されている。更に、第１，第２の磁気センサ５０，５１は回転部材５２の回転を電磁気的に検出して、デジタル信号に変換する。
【００５０】
本実施例では、第１，第２の磁気センサ５０，５１は、図１０に示すように、プリント回路基板３１に搭載したマイクロコンピュータ３９に接続されている。このマイクロコンピュータ３９は、記憶部４０、正逆転判定部４１及び演算・積算回路部４２を備えている。ここでは、第１の磁気センサ５０の検出信号と第２の磁気センサ５１の検出信号はこの順番で、マイクロコンピュータ３９に送出される。
【００５１】
回転部材５２が正回転した場合と逆回転した場合とでは、第１，第２の磁気センサ５０，５１によって検出される位相は１８０°異なる。この位相差を判別することにより、回転部材５２の回転方向が検出される。又、第１，第２の磁気センサ５０，５１から出力されるパルス数をカウントすることにより、回転部材５２の回転数の積算値等が算出される。
【００５２】
次に、上記センサ信号の処理について詳しく説明する。今、水道水が順方向に流れて、回転部材５２が正方向に１/２回転したとすると、図１２に示すように、第１の磁気センサ５０がＮ極を検出した後に、４５°遅れて第２の磁気センサ５１がＮ極を検出する。第１，２の磁気センサ５０，５１で検知された出力波形Ｔ１，Ｔ２はマイクロコンピュータ３９の記憶部４０に記憶される。
【００５３】
次いで、該記憶データは記憶部４０から正逆転判定部４１に送出され、羽根車の回転方
向が「正転」であると判定され、その結果を演算・積算回路部４２に送る。すると、演算・積算回路部４２は、回転部材５２が１８０°回転した時に、現在の積算値に１だけ加算（＋１）処理を行う。要するに、この加算処理では、第１の磁気センサ５０がＮ極を検出した後に、第２の磁気センサ５１がＮ極を検出し、且つ、回転部材５２が１/２回転した時に＋１カウントされる。
【００５４】
一方、水道水が逆流して、羽根車及び回転部材５２が逆方向に１/２回転したとする（図１３参照）。すると、図１４に示すように、第２の磁気センサ５１がＳ極を検出した後に、４５°遅れて第１の磁気センサ５０がＳ極を検出し、該検出された出力波形Ｔ１，Ｔ２はマイクロコンピュータ３９の記憶部４０及び正逆転判定部４１に送出される。そして、正逆転判定部４１では、羽根車の回転方向が「逆転」であると判定し、その結果を演算・積算回路部４２に送る。
【００５５】
而して、演算・積算回路部４２は、回転部材５２が１８０°回転した時に、現在の積算値に１だけ減算（−１）処理を行う。要するに、この減算処理では、第２の磁気センサ５１がＮ極を検出した後に、第１の磁気センサ５０がＮ極を検出し、且つ、回転部材５２が１/２回転した時に−１カウントされる。
【００５６】
このように、水道水の逆流に伴い羽根車が逆回転した場合は、減算処理して積算値を補正する。従って、水道水の逆流による算出誤差を防止して、水道水の使用量を常に正確に計測することができる。
【００５７】
本実施例では、第１，第２の磁気センサ５０，５１の消費電流が大きいので、消費電流の低減化のために、第１，第２の磁気センサ５０，５１を間欠的にサンプリングして動作させる。この場合、第１，第２の磁気センサ５０，５１の電源を間欠的にサンプリングさせると、そのセンサ出力も間欠的にサンプリングされる。
【００５８】
そこで、第１，第２の磁気センサ５０，５１により検出された出力波形を整形して、図示の出力波形に戻すものとする。尚、前記間欠的サンプリングの動作機構、及び出力波形の整形機能は、マイクロコンピュータ３９に搭載されているため、該マイクロコンピュータ３９を介して、第１，第２の磁気センサ５０，５１の動作制御が行われる。
【００５９】
このように、第１，第２の磁気センサ５０，５１によるセンシングは間欠駆動して行われているので、第１，第２の磁気センサ５０，５１に供給される消費電気量は、連続駆動した時に比べて低減する。又、本実施例においても、上記実施例同様に、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥っても、積算値はそのまま保存され、主なメータ機能も良好に維持される。
【００６０】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る一実施例を示し、電子式水道メータの概略構成を説明する縦断面図。
【図２】図１の電子式水道メータの光反射部付き回転部材付近を示す拡大図。
【図３】図２の光反射部付き回転部材を示す平面図。
【図４】図１の電子式水道メータの光センサの位置を示す説明図。
【図５】一実施例に係る光センサの検出状態を示す説明図。
【図６】一実施例に係る光反射部付き回転部材が正回転する時の光センサのパルス信号を説明する出力波形図。
【図７】一実施例に係る光反射部付き回転部材が逆回転する時の光センサのパルス信号を説明する出力波形図。
【図８】一実施例に係る一実施例に係るマイクロコンピュータの構成を説明するブロック図。
【図９】本発明に係る他の実施例を示し、電子式水道メータの回転部材付近を示す要部詳細図。
【図１０】他の実施例に係る回転部材が正回転するときの状態を示す説明図。
【図１１】図１０の回転部材が正回転するときの磁気センサによる信号出力を説明する出力波形図。
【図１２】他の実施例に係る回転部材が逆回転するときの状態を示す説明図。
【図１３】図１２の回転部材が逆回転するときの磁気センサによる信号出力を説明する出力波形図。
【図１４】他の実施例に係るマイクロコンピュータの構成を説明するブロック図。
【図１５】従来例を示し、電子式水道メータの概略構成を説明する縦断面図。
【図１６】図１５の平面図。
【符号の説明】
【００６２】
１１ 電子式水道メータ
１４ 羽根車
１５ 計量部
１７ レジスターボックス
１８ 指示表示部
１９ 駆動側マグネット
２０ 歯車
２１ 被駆動側マグネット
２２ 数字車
２７ 歯車軸
２８ 歯車
３０ 回転部材
３１ プリント回路基板
３２ 光反射部
３３ 第１の光センサ（検知センサ）
３４ 第２の光センサ（検知センサ）
３５ 第３の光センサ（検知センサ）
３６ 発光素子
３７ 受光素子
３９ マイクロコンピュータ
４０ 記憶部
４１ 正逆転判定部
４２ 演算・積算回路部
４４ 無線機
４７ 電池
４０ 第１の磁気センサ（検知センサ）
５１ 第２の磁気センサ（検知センサ）
５２ 回転部材（磁石）
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子式水道メータに関するものであり、特に、羽根車の回転を歯車で減速して積算値を機械的に表示でき、且つ、該積算値を記憶部に保持して外部に送出できるように構成した電子式水道メータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種電子式水道メータ１は一般に、図１５に示すように、計量部２内に、永久磁石３が上頭部に固定された羽根車４を回転可能に設け、計量部２を通過する水道水の流量に応じて羽根車４を回転させ、前記永久磁石３の回転数を磁気センサ（流量センサ）５により検知するように構成されている。そして、該磁気センサ５により検知された信号を、プリント回路基板６に搭載されたマイクロコンピュータ（制御手段）の内部回路にて演算・積算処理し、その処理結果を記憶部に積算値データとして記憶保持し、該積算値データを液晶表示部７に送出して、液晶表示する様に構成されている。尚、図中、８はレジスターボックス、９は指示窓、１０は電池である。
【０００３】
又、無線通信機能を有する電子式水道メータにあっては、前記積算値データをシリアル通信で受け取る無線機を備え、外部の自動検針器にデータ送信できるように構成されている。これにより、前記積算値は、電子式水道メータから離れた場所からでも、検針データを容易に知ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５７２７３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の電子式水道メータは、積算値として液晶表示するように構成しているが、電子式であるために、落雷などによって記憶部などが破壊されたり、或いは、マイクロコンピュータ等に電源を供給する電池の寿命が無くなった時、計測不良な状態に陥ることがある。このような非常事態時になると、最悪の場合、積算値のデータが保持できないという不具合を生じる。
【０００５】
又、電子式水道メータは、羽根車の回転数を磁気センサによりデジタル変換する方式を採用しているが、機械式水道メータに比べて、磁気による悪影響を受け易いということが判っている。従って、磁気の影響を受けにくい安定した計測結果を得るためには、機械式水道メータの方が優れているが、この場合、水道水の逆流に起因する計測誤差を無くして、高い計測精度を確保する必要がある。
【０００６】
更に、一般に電子式水道メータと前記無線機には専用の電源電池（一次電池）が夫々内蔵されている。このため、コスト寄与率の高い部品、即ち、電力消費量の大きい電池を重複して別個に使用する結果となり、コスト的に不利になるという問題があった。
【０００７】
そこで、非常事態時に水道水の積算値データを安定に保持でき、且つ、水道水の逆流による計測誤差を防止し、電池の使用コストを低減させるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて
、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周上に光反射部等の被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転方向などの回転状態をセンシングするための光センサを３個以上配設し、該光センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えて成る電子式水道メータを提供する。なお、回転部材は前記歯車と一体に回転するように構成されれば、歯車と連動連結したものでもよいし、該歯車に一体に設けたものでもよく、具体的な実施形態は特に限定されない
【０００９】
この構成によれば、上記羽根車の回転に伴い、歯車と一体に回転部材が回転すると、該回転部材の被検出部（例えば、光反射部、光遮断部、スリット等）は３個以上の光センサにより検出され、前記羽根車の回転状態がセンシングされる。そして、該光センサの検出信号はマイクロコンピュータの演算・積算回路部に送出され、前記羽根車が正転の時は積算値が加算される一方、前記羽根車が逆転の時は積算値が減算される。この積算値は上記記憶部に記憶され、電子カウンタにて表示される。又、要求に応じて該記憶データは、外部に接続された自動検針器などに送信される。この信号処理方式は光学的に演算・積算処理を行うので、外部からの磁力に対して影響を殆ど受けない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記被検出部の数が１箇所であり、且つ、上記光センサの数が３個であって、該３個の光センサは上記回転部材の回転方向に沿って所定間隔を有して配置され、更に、上記マイクロコンピュータは、前記３個の光センサから送出される検出信号の入力順番に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えて成る請求項１記載の電子式水道メータを提供する。
【００１１】
この構成によれば、３個の光センサは、回転部材の円周方向において所定間隔を有して配設される。そして、３個の光センサにより、回転部材の被検出部を順番に検出して、各検出信号を順次マイクロコンピュータの正逆転判定部に送出する。その結果、予め定めた番号１、番号２及び番号３の各光センサの入力順番と一致した場合、羽根車の回転方向は「正転」であると判定され、これと逆の入力順番の場合は、羽根車の回転方向は「逆転」であると判定される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周に沿って被検出部たる一対のＮ極とＳ極を配置して成る回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための磁気センサを２個配設し、該２個の磁気センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えて成る電子式水道メータを提供する。
【００１３】
この構成によれば、上記羽根車の回転に伴い、上記歯車と一体に回転部材が回転すると、該回転部材に設けた被検出部、即ち、Ｎ極とＳ極は２個の磁気センサにより検出され、前記羽根車の回転状態がセンシングされる。そして、２個の磁気センサの検出信号はマイクロコンピュータの演算・積算回路部に送出され、羽根車が正転の時は積算値に加算処理が行われる一方、該羽根車が逆転の時は積算値に逆算処理が行われる。この積算値は上記記憶部に記憶され、要求に応じて該記憶データは、外部に接続された自動検針器などに送信される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記マイクロコンピュータは、上記２個の磁気センサから送出される検知信号の位相差に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えて成る請求項３記載の電子式水道メータを提供する。
【００１５】
この構成によれば、２個の磁気センサの検知信号をマイクロコンピュータの正逆転判定部に送出され、該正逆転判定部は、２つの検知信号の位相差を羽根車の正転時の位相差と比較し、一致すれば正位相、即ち、羽根車が「正転」状態であると判断され、そうでない場合は「逆転」であると判断される。
【００１６】
請求項５記載の発明は、上記光センサ又は磁気センサは間欠的に駆動してセンシングを行う請求項１，２，３又は４記載の電子式水道メータを提供する。
【００１７】
この構成によれば、上記光センサ又は磁気センサは、羽根車の回転速度等に応じて設定した周期ごとに間欠駆動される。即ち、前記センサには、必要な時間のみ駆動電流が供給される。
【００１８】
請求項６記載の発明は、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための光センサ、磁気センサ等の検出センサを配設し、該検出センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備え、更に、前記積算値データ等を外部に送受信して無線検針を行うための無線機を前記マイクロコンピュータに接続し、該無線機に電源を供給する電池を前記水道メータの本体部に配設して成る電子式水道メータを提供する。
【００１９】
この構成によれば、前記無線機に電源を供給する電池は、地中の所定深さに設置した水道メータの本体部に配設される。従って、特に寒冷地において無線機を地表近傍に取り付けた場合でも、電池は地表よりも温度低下の小さい地中に配置されるので、気温低下による悪影響が殆どない。又、この電池は無線機と水道メータに内蔵された電子部品（マイクロコンピュータ部品、センサ部品等）の電源として併用される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明は、歯車連動伝達方式であるので、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥っても、積算値はそのまま保存され、且つ、外部データ出力機能を除く主なメータ機能も良好に維持することができる。又、羽根車の回転状態はフォトインタ−ラプタ等の光学的方法にてセンシングして信号変換するので、外部からの磁力に対して影響を受けにくい安定した計測結果が得られる。更に、羽根車が逆転した場合は、積算値を減算して補正するので、水道水の逆流による誤計測を防止して、水道水使用量を常に正確に算出することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、羽根車の回転方向の判定は３個の光センサにより行うので、請求項１記載の発明の効果に加えて、光センサの数が必要最小限で済み、構造が簡単であり、羽根車の回転方向を正確に検知することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の効果と同様に、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥っても、積算値はそのまま保存でき、外部データ出力機能は除く主なメータ機能も良好に維持することができる。又、磁気センサの数は２個で済み、簡単な
構造であり、羽根車の逆転による誤計測を防止することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、２個の磁気センサの検知信号の位相差により、羽根車の回転方向を判別するので、請求項３記載の発明の効果に加えて、正逆転判定部などの回路構成を一層シンプルにでき、且つ、羽根車の回転数及び回転方向を正確に把握できるメリットがある。
【００２４】
請求項５記載の発明は、上記光センサ又は磁気センサは間欠的に駆動されるので、請求項１，２，３又は４記載の発明の効果に加えて、不必要な電流供給が無くなり、その分だけ電流消費量を低減してコスト的に有利になる。
【００２５】
請求項６記載の発明は、無線機に電源を供給するための電池は、地表側よりも気温低下の少ない地中に配置したので、温度低下に伴う電池の性能低下又は寿命低下が防止される。又、前記電池は無線機と水道メータ本体の電源として兼用されるので、コスト的及び設置スペース的に有利になるメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、非常事態時において積算値（水道使用流量）のデータを安定に保持でき、且つ、水道水の逆流による計測誤差を防止し、電源電池の使用コスト等を低減させるという目的を、水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための光センサ、磁気センサ等の検出センサを配設し、該検出センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備え、更に、前記積算値データ等を外部に送受信して無線検針を行うための無線機を前記マイクロコンピュータに接続し、該無線機に電源を供給する電池を前記水道メータの本体部に配設したことにより実現した。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図８に従って詳述する。図１は本実施例に係る電子式水道メータの概略構成を示す縦断面図である。同図において、１１は電子式水道メータであって、相互一体に組付けた下ケース１２と上ケース１３を備え、下ケース１２には、羽根車１４が回転自在に設けられた計量部１５が形成されている。又、上ケース１３の上部は透明なカバー１６により施蓋され、このカバー１６は凹部を有している。更に、上ケース１３内側には、下側有底型のレジスターボックス１７が固定され、レジスターボックス１７内には指示表示部１８が形成されている。
【００２８】
計量部１５内は水道水が流れる通路であって、水道水の流量に応じて羽根車１４の回転数が増減する。この羽根車１４の上頭部には駆動側マグネット１９が取り付けられ、該マグネット１９は、レジスターボックス１７上面に回転可能に設けた歯車２０付きの被駆動側マグネット２１に磁気結合されている。従って、水道水の通過により羽根車１４が回転すると、その回転力は駆動側マグネット２１に伝達されて歯車２０が回転する。尚、歯車２０は羽根車１４と一体回転するように連結することもできる。
【００２９】
又、前記指示表示部１８には数字車２２が配置され、数字車２２と前記歯車２０との間には、複数個の歯車から成る減速用歯車列が駆動伝達可能に設けられている。この減速用歯車列及び歯車２０付きのマグネット２１を介して、前記羽根車１４の回転は数字車２２
に伝達される。これにより、数字車２２は羽根車１４の回転数に応じた積算値を表示する。尚、数字車２２と対応する前記カバー１６の箇所には指示窓２３が形成されている。なお、２４はカバー１６の上面側に設けた透明な基板ケースである。
【００３０】
指示表示部１８内における数字車２２と反対側の箇所には、下台板２５と上台板２６が固設され、該下台板２５に歯車軸２７が一体に設けられている。この歯車軸２７には歯車２８が回転自在に取り付けられ、該歯車２８は上記減速用歯車列の一つを構成している。又、この歯車軸２７の上端部は、図２に示すように、上台板２６に穿設した孔２９を貫通している。この歯車軸２７の上端部には、回転部材３０が歯車２８と一体に回転するように設けられ、該回転部材３０は上台板２６の上側に配置されている。
【００３１】
更に、回転部材３０上面の外周縁部における１箇所には、図３に示すように、被検出部である略扇形の光反射部３２が形成されている。又、該回転部材３０と対向する固定部、ここでは、基板ケース２４に固定したプリント回路基板３１の下側固定面に、第１〜第３の光センサ（検知センサ）３３〜３５が３個配設されている。第１〜第３の各光センサ３３〜３５は、図３に示すように、回転部材３０の円周方向において３等分した箇所と対応する各位置、即ち、回転部材３０の回転方向に沿って所定角度、図示例では１２０°間隔を有して配設されている。
【００３２】
各第１〜第３の光センサ３３〜３５は、ここでは発光素子３６と受光素子３７から成る反射型の光検出器であって、該光反射部３２を検出して前記羽根車１４の回転状態、即ち、回転方向、回転数、回転速度を検出すべく間欠的にセンシングする。発光素子３６から出射された光線は、回転する回転部材３０の光反射部３２に当たって反射した後、受光素子３７に戻り、光電変換してデジタル信号を出力する。
【００３３】
前記プリント回路基板３１には、図６に示すように、制御手段たるマイクロコンピュータ３９が搭載され、マイクロコンピュータ３９には、３個の第１〜第３の光センサ３３〜３５が接続されている。マイクロコンピュータ３９は、記憶部４０、正逆転判定部４１及び演算・積算回路部４２を備えている。ここでは、第１の光センサ３３を基準にして、第１〜３の第１〜第３の光センサ３３〜３５の検出信号がこの順番で、マイクロコンピュータ３９に送出される。
【００３４】
正逆転判定部４１は、第１〜第３の光センサ３３〜３５からの検出信号を入力して、該検出信号の入力順番を判別して、羽根車１４の回転方向を判断する。尚、水道水が順方向に通過するときの羽根車１４及び回転部材３０の回転方向を正転と定義する。又、演算・積算回路部４２は、正逆転判定部４１の判定結果に応じて、羽根車１４の回転数を加算又は減算して積算値を算出する。更に、記憶部４０は、第１〜３の光センサ３３〜３５からの検出信号を一時保持すると共に、演算・積算回路部４２で算出された積算値等のデータを記憶し、該記憶データを要求に応じて外部に送信する。
【００３５】
さらに、マイクロコンピュータ３９にはケーブル４３を介して無線機４４が接続され、無線機４４は、例えば、電子式水道メータ１１が設置されたメーターボックスの蓋部直下側（図示せず）の地表近傍に配設される。無線機４４は、プリント回路基板４５及びアンテナ４６等を備え、該プリント回路基板４５には、無線通信回路を形成する電子部品が搭載されている。この無線機４４は、外部の無線ユニット又は管理サーバ等からの指令信号を受信したり、或いは、前記記憶データを外部の無線ユニット等に送信する。
【００３６】
又、４７は該無線機４４に電源を供給するための電池であって、該電池４７は、電子式水道メータ１１の本体上部、ここでは前記カバー１６の凹部に設置されている。この電池４７は、電子式水道メータ１１に内蔵されたマイクロコンピュータ３９、第１〜第３の光
センサ３３〜３５等の電源としても使用されている。尚、マイクロコンピュータ３９の記憶部４０には、前記積算値等をデジタル表示するための液晶表示部を接続することができる。
【００３７】
次に、上記センサ信号の演算・積算処理について詳しく説明するが、第１〜３の光センサ３３〜３５の検出信号を夫々第１〜３の出力Ｓ１〜Ｓ３と定める。今、水道水が順方向に流れて、羽根車１４が正転方向に１回転したとすると、第１〜３の光センサ３３〜３５は、図７に示すように、第１の出力Ｓ１、第２の出力Ｓ２、第３の出力Ｓ３及び第１の出力Ｓ１の順番で検知して、マイクロコンピュータ３９の記憶部４０に記憶保持される。
【００３８】
この記憶データは、正逆転判定部４１に送出される。正逆転判定部４１では、検出信号の入力順番が上記の順番であることを感知したうえで、 羽根車１４の回転方向が「正転」であると判定し、その結果を演算・積算回路部４２に送る。すると、演算・積算回路部４２は現在の積算値に１だけ加算（＋１）処理を行う。要するに、この加算処理では第１の出力Ｓ１が検知される前に、第２の出力Ｓ２及び第３の出力Ｓ３がこの順番で検知された時には＋１カウントされる。
【００３９】
上記とは異なり、水道水が逆流して、羽根車４が逆方向に１回転したとすると、第１〜３の光センサ３３〜３５の検出信号は、図８に示すように、第１の出力Ｓ１、第３の出力Ｓ３、第２の出力Ｓ２及び第１の出力Ｓ１の順番で検知して、マイクロコンピュータ３９の記憶部４０に記憶保持される。
【００４０】
この記憶データは、前述と同様に、正逆転判定部４１に送出され、正逆転判定部４１では、検出信号の入力順番が前記の順番であることを感知したうえで、 羽根車１４の回転方向が「逆転」であると判定し、その結果を演算・積算回路部４２に送る。すると、演算・積算回路部４２は現在の積算値に１だけ減算（−１）処理を行う。要するに、この減算処理では、第１の出力Ｓ１が検知される前に、第３の出力Ｓ３及び第２の出力Ｓ２がこの順番で検知された時には−１カウントされる。
【００４１】
本実施例では、第１〜３の光センサ３３〜３５からマイクロコンピュータ３９の正逆転判定部４１に入力された検出信号が同一番号である場合、すなわち、第１の出力Ｓ１、第２の出力Ｓ２又は第３の出力Ｓ３のいずれかが連続して入力された場合は、第１の光センサ３３、第２の光センサ３４又は第３の光センサ３５のいずれか１個のみから入力があったものと見做して処理する。
【００４２】
又、第１の出力Ｓ１が検知された後、第２の出力Ｓ２、第３の出力Ｓ３及び第１の出力Ｓ１が検知された場合に、羽根車１４が１回転した旨の認定がなされるのは、第２の出力Ｓ２及び第３の出力Ｓ３のパルス数が同数のときのみとし、これを加算処理又は減算処理の対象とする。
【００４３】
このように、水道水の逆流に伴い羽根車４が逆回転した場合は、減算処理して積算値を補正する。従って、水道水の逆流によって生じる誤算出を防止して、水道水使用量を常に正確に計測することができる。
【００４４】
又、本発明は、歯車伝達方式の機械的構造を具備しているので、前記羽根車１４の回転数を複数の歯車２８等を介して数字車２２に伝達し、該回転数の積算値を表示することができる。従って、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥った場合であっても、積算値はそのまま保存され、主なメータ機能（外部データ出力機能を除く）も良好に維持することができる。
【００４５】
更に、羽根車１４の回転状態は光学的にセンシングして、水道水使用量の演算・積算処理を行うため、磁気の影響を殆ど受けず、正確な計測結果が長期間安定して得られる。又、第１〜第３の光センサ３３〜３５によるセンシングは間欠駆動して行うので、光センサ３３〜３５に供給される消費電気量が低減する。
【００４６】
更に又、無線機４４を地表近傍に取り付けた場合でも、無線機４４に電源を供給する電池４７は、電子式水道メータ１１の本体上部に内蔵されている。従って、電池４７を地表近傍に設置した場合に比べて、気温の低下が小さくなる。斯くして、温度低下に伴う電池４７の性能低下などが殆ど無く、長期間に渡って電池を安定して使用できる。
【００４７】
次に、本発明の他の実施例を図９〜図１４に従って説明する。本実施例は前記実施例とは、羽根車の正逆回転を検知する手段として、上記３個の光センサ及び光反射部付き回転部材に代えて、２個の磁気センサ５０，５１及び着磁部（被検出部）付きの回転部材５２を使用した点が相違する。他の構成は前記実施例と同様であるので、同一の部品にはそれと同一の符号を付して説明する。
【００４８】
前記実施例と同一の機械的構成を有する電子式水道メータにおいて、図９に示すように、歯車軸２７の上端部は、上台板２６側の孔２９を貫通している。この歯車軸２７の上端部には、回転部材５２が一体に固定して設けられ、該回転部材５２は上台板２６の上側に配置されている。本実施例では、回転部材５２は、円周に沿って一対のＮ極とＳ極（被検出部）を配置して成る円板形の磁石から構成されている。
【００４９】
前記Ｎ極とＳ極は、図１１に例示するように、回転部材５２の円周方向において１８０°の間隔を有して形成されている。又、回転部材５２の側方近傍の固定部、ここではプリント回路基板３１の下面又は該下面に形成した突起に、正逆転用検知センサである第１，第２の磁気センサ５０，５１が２個固定されている。第１の磁気センサ５０と第２の磁気センサ５１は、前記Ｎ極とＳ極を感知するが、これらセンサ出力Ｔ，Ｔ２は所定の位相差が生じるように、ここでは、図示例の回転部材５２の円周方向に沿って４５°の間隔を有して配置されている。更に、第１，第２の磁気センサ５０，５１は回転部材５２の回転を電磁気的に検出して、デジタル信号に変換する。
【００５０】
本実施例では、第１，第２の磁気センサ５０，５１は、図１０に示すように、プリント回路基板３１に搭載したマイクロコンピュータ３９に接続されている。このマイクロコンピュータ３９は、記憶部４０、正逆転判定部４１及び演算・積算回路部４２を備えている。ここでは、第１の磁気センサ５０の検出信号と第２の磁気センサ５１の検出信号はこの順番で、マイクロコンピュータ３９に送出される。
【００５１】
回転部材５２が正回転した場合と逆回転した場合とでは、第１，第２の磁気センサ５０，５１によって検出される位相は１８０°異なる。この位相差を判別することにより、回転部材５２の回転方向が検出される。又、第１，第２の磁気センサ５０，５１から出力されるパルス数をカウントすることにより、回転部材５２の回転数の積算値等が算出される。
【００５２】
次に、上記センサ信号の処理について詳しく説明する。今、水道水が順方向に流れて、回転部材５２が正方向に１/２回転したとすると、図１２に示すように、第１の磁気センサ５０がＮ極を検出した後に、４５°遅れて第２の磁気センサ５１がＮ極を検出する。第１，２の磁気センサ５０，５１で検知された出力波形Ｔ１，Ｔ２はマイクロコンピュータ３９の記憶部４０に記憶される。
【００５３】
次いで、該記憶データは記憶部４０から正逆転判定部４１に送出され、羽根車の回転方
向が「正転」であると判定され、その結果を演算・積算回路部４２に送る。すると、演算・積算回路部４２は、回転部材５２が１８０°回転した時に、現在の積算値に１だけ加算（＋１）処理を行う。要するに、この加算処理では、第１の磁気センサ５０がＮ極を検出した後に、第２の磁気センサ５１がＮ極を検出し、且つ、回転部材５２が１/２回転した時に＋１カウントされる。
【００５４】
一方、水道水が逆流して、羽根車及び回転部材５２が逆方向に１/２回転したとする（図１３参照）。すると、図１４に示すように、第２の磁気センサ５１がＳ極を検出した後に、４５°遅れて第１の磁気センサ５０がＳ極を検出し、該検出された出力波形Ｔ１，Ｔ２はマイクロコンピュータ３９の記憶部４０及び正逆転判定部４１に送出される。そして、正逆転判定部４１では、羽根車の回転方向が「逆転」であると判定し、その結果を演算・積算回路部４２に送る。
【００５５】
而して、演算・積算回路部４２は、回転部材５２が１８０°回転した時に、現在の積算値に１だけ減算（−１）処理を行う。要するに、この減算処理では、第２の磁気センサ５１がＮ極を検出した後に、第１の磁気センサ５０がＮ極を検出し、且つ、回転部材５２が１/２回転した時に−１カウントされる。
【００５６】
このように、水道水の逆流に伴い羽根車が逆回転した場合は、減算処理して積算値を補正する。従って、水道水の逆流による算出誤差を防止して、水道水の使用量を常に正確に計測することができる。
【００５７】
本実施例では、第１，第２の磁気センサ５０，５１の消費電流が大きいので、消費電流の低減化のために、第１，第２の磁気センサ５０，５１を間欠的にサンプリングして動作させる。この場合、第１，第２の磁気センサ５０，５１の電源を間欠的にサンプリングさせると、そのセンサ出力も間欠的にサンプリングされる。
【００５８】
そこで、第１，第２の磁気センサ５０，５１により検出された出力波形を整形して、図示の出力波形に戻すものとする。尚、前記間欠的サンプリングの動作機構、及び出力波形の整形機能は、マイクロコンピュータ３９に搭載されているため、該マイクロコンピュータ３９を介して、第１，第２の磁気センサ５０，５１の動作制御が行われる。
【００５９】
このように、第１，第２の磁気センサ５０，５１によるセンシングは間欠駆動して行われているので、第１，第２の磁気センサ５０，５１に供給される消費電気量は、連続駆動した時に比べて低減する。又、本実施例においても、上記実施例同様に、仮に落雷や電池寿命等により計測不能状態に陥っても、積算値はそのまま保存され、主なメータ機能も良好に維持される。
【００６０】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る一実施例を示し、電子式水道メータの概略構成を説明する縦断面図。
【図２】図１の電子式水道メータの光反射部付き回転部材付近を示す拡大図。
【図３】図２の光反射部付き回転部材を示す平面図。
【図４】図１の電子式水道メータの光センサの位置を示す説明図。
【図５】一実施例に係る光センサの検出状態を示す説明図。
【図６】一実施例に係る光反射部付き回転部材が正回転する時の光センサのパルス信号を説明する出力波形図。
【図７】一実施例に係る光反射部付き回転部材が逆回転する時の光センサのパルス信号を説明する出力波形図。
【図８】一実施例に係る一実施例に係るマイクロコンピュータの構成を説明するブロック図。
【図９】本発明に係る他の実施例を示し、電子式水道メータの回転部材付近を示す要部詳細図。
【図１０】他の実施例に係る回転部材が正回転するときの状態を示す説明図。
【図１１】図１０の回転部材が正回転するときの磁気センサによる信号出力を説明する出力波形図。
【図１２】他の実施例に係る回転部材が逆回転するときの状態を示す説明図。
【図１３】図１２の回転部材が逆回転するときの磁気センサによる信号出力を説明する出力波形図。
【図１４】他の実施例に係るマイクロコンピュータの構成を説明するブロック図。
【図１５】従来例を示し、電子式水道メータの概略構成を説明する縦断面図。
【図１６】図１５の平面図。
【符号の説明】
【００６２】
１１ 電子式水道メータ
１４ 羽根車
１５ 計量部
１７ レジスターボックス
１８ 指示表示部
１９ 駆動側マグネット
２０ 歯車
２１ 被駆動側マグネット
２２ 数字車
２７ 歯車軸
２８ 歯車
３０ 回転部材
３１ プリント回路基板
３２ 光反射部
３３ 第１の光センサ（検知センサ）
３４ 第２の光センサ（検知センサ）
３５ 第３の光センサ（検知センサ）
３６ 発光素子
３７ 受光素子
３９ マイクロコンピュータ
４０ 記憶部
４１ 正逆転判定部
４２ 演算・積算回路部
４４ 無線機
４７ 電池
４０ 第１の磁気センサ（検知センサ）
５１ 第２の磁気センサ（検知センサ）
５２ 回転部材（磁石）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、
前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周上に光反射部等の被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転方向などの回転状態をセンシングするための光センサを３個以上配設し、
該光センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えることを特徴とする電子式水道メータ。
【請求項２】
上記被検出部の数が１箇所であり、且つ、上記光センサの数が３個であって、該３個の光センサは上記回転部材の回転方向に沿って所定間隔を有して配置され、更に、上記マイクロコンピュータは、前記３個の光センサから送出される検出信号の入力順番に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えることを特徴とする請求項１記載の電子式水道メータ。
【請求項３】
水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、
前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周に沿って被検出部たる一対のＮ極とＳ極を配置して成る回転部材を、前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための磁気センサを２個配設し、
該２個の磁気センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えることを特徴とする電子式水道メータ。
【請求項４】
上記マイクロコンピュータは、上記２個の磁気センサから送出される検知信号の位相差に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えることを特徴とする請求項３記載の電子式水道メータ。
【請求項５】
上記光センサ又は磁気センサは間欠的に駆動してセンシングを行うことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の電子式水道メータ。
【請求項６】
水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、
前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための光センサ、磁気センサ等の検出センサを配設し、
該検出センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備え、
更に、前記積算値データ等を外部に送受信して無線検針を行うための無線機を前記マイクロコンピュータに接続し、該無線機に電源を供給する電池を前記水道メータの本体部に配設したことを特徴とする電子式水道メータ。
【請求項１】
水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、
前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周上に光反射部等の被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転方向などの回転状態をセンシングするための光センサを３個以上配設し、
該光センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えることを特徴とする電子式水道メータ。
【請求項２】
上記被検出部の数が１箇所であり、且つ、上記光センサの数が３個であって、該３個の光センサは上記回転部材の回転方向に沿って所定間隔を有して配置され、更に、上記マイクロコンピュータは、前記３個の光センサから送出される検出信号の入力順番に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えることを特徴とする請求項１記載の電子式水道メータ。
【請求項３】
水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、
前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、円周に沿って被検出部たる一対のＮ極とＳ極を配置して成る回転部材を、前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための磁気センサを２個配設し、
該２個の磁気センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備えることを特徴とする電子式水道メータ。
【請求項４】
上記マイクロコンピュータは、上記２個の磁気センサから送出される検知信号の位相差に基づき上記羽根車の回転方向を判断する正逆転判定部を備えることを特徴とする請求項３記載の電子式水道メータ。
【請求項５】
上記光センサ又は磁気センサは間欠的に駆動してセンシングを行うことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の電子式水道メータ。
【請求項６】
水道水の流量に応じて回転数が増減する羽根車を有し、且つ、該羽根車の回転数を複数の歯車を介して数字車に伝達して該回転数の積算値を表示するようにした水道メータにおいて、
前記複数の歯車のいずれか１つの歯車軸に、被検出部を有する回転部材を前記歯車と一体に回転するように設けると共に、該被検出部を検出して前記羽根車の回転状態をセンシングするための光センサ、磁気センサ等の検出センサを配設し、
該検出センサにマイクロコンピュータを接続し、該マイクロコンピュータは、前記羽根車が正転の時に前記積算値に加算処理を行い、且つ、該羽根車が逆転の時に前記積算値に減算処理を行う演算・積算回路部と、該積算値データを記憶する記憶部とを備え、
更に、前記積算値データ等を外部に送受信して無線検針を行うための無線機を前記マイクロコンピュータに接続し、該無線機に電源を供給する電池を前記水道メータの本体部に配設したことを特徴とする電子式水道メータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−３０１２（Ｐ２００８−３０１２Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７４５５６（Ｐ２００６−１７４５５６）
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（５９１０８５４２２）高畑精工株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（５９１０８５４２２）高畑精工株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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