JPH06100486B2 - ガスメータ用合成ダイアフラムの製造方法およびその方法で作られたダイアフラムを有するガスメータ - Google Patents

ガスメータ用合成ダイアフラムの製造方法およびその方法で作られたダイアフラムを有するガスメータ

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JPH06100486B2
JPH06100486B2 JP2873486A JP2873486A JPH06100486B2 JP H06100486 B2 JPH06100486 B2 JP H06100486B2 JP 2873486 A JP2873486 A JP 2873486A JP 2873486 A JP2873486 A JP 2873486A JP H06100486 B2 JPH06100486 B2 JP H06100486B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスメータ用合成ダイアフラムの製造方法お
よびその方法で作られたダイアフラムを有するガスメー
タに関する。
〔従来の技術〕
互いに隣接する２つの変位測定室を分割する少なくとも
１枚の変形可能なダイアフラムを有するいわゆる“チャ
ンバ”ガスメータは良く知られている。その流量を測定
すべきガスは測定室に注入され、そこから出され、ダイ
アフラムを前後に移動させる。このダイアフラムの運動
は機械的な機構によって、測定室を通過するガスの量を
表示するカウンタに伝達される。ダイアフラムの周辺は
測定室の普通の壁に固定され、ダイアフラムの中央部分
は、ダイアフラムをカウンタに接続する機構に固定され
ている。
ガスメータを所望の測定精度にするために、ダイアフラ
ム自体に特殊な特性をもたせる必要がある。非常に高度
な気密性を持たせねばならない。例えばダイアフラムは
１分間にわたって漏洩なしに50ミリバールの圧力に耐え
ることができねばならない。またダイアフラムは非常に
たわみ易く、耐久試験によって試験した際の機械疲労に
耐えることができねばならない。例えばダイアフラムは
特性を悪くすることなく毎分100回の周波数で200万回に
耐えねばならない。更にダイアフラムは測定すべきガス
の中にある種々の炭化水素で傷められないようにしなけ
ればならない。特に試験はダイアフラムがトルエンとヘ
プタンの混合物に耐えることを要求している。
伝統的にこの形式のメータは、特別に選択され処理され
たやぎ皮製のダイアフラムを使用して作られている。こ
れは非常に高価である。上述した条件のために、所望の
特性を持った合成材料でダイアフラムを作ることは長い
間非常に困難であった。しかし織物繊維例えばポリエス
テル繊維の合成ゴム層で含浸される構造物からダイアフ
ラムを作ることが既に提案されている。かかるゴム含浸
構造物は、大気温度で時間の経過につれて生ずる種々の
自己加硫現象により貯蔵上の問題がある。この方式は、
合成ゴムがその最終特性を得るために加硫処理しなけれ
ばならないという欠点を生ずる。かかる加硫処理は多量
のエネルギを消費する。更に良く知られているように、
合成ゴム製造は無視できない汚染の問題を高める。
また単一の合成樹脂層を使用してダイアフラムを作るこ
とも提案されている。しかしガスメータの用途に満足な
結果をもたらす方式はまだ存在していない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、これらの欠点を除去し、ガスメータに
使用でき、加硫処理を必要とせず、十分な機械的強度お
よび柔軟性を有し、測定すべきガスの中に存在する材料
に対して化学的に不活性であるようなダイアフラムを製
造する方法を提供することにある。
〔問題点の解決手段〕
本発明によればこの目的は、熱可塑性エラストマ材料製
のフィルムを、ほぼ一定した厚さの織物あるいは非織物
合成繊維構造物の片側面に当てて配置し、前記エラスト
マ材料をその軟化点まで加熱し、同時に前記エラストマ
材料を前記構造物に接着し前記フィルムの変形によって
前記構造物の前記面を覆うために、前記構造物とフィル
ムとから成る集合体に圧力を加え、その後この圧力を除
去し、製造された複合材を冷却し、この複合材を所望の
形状のダイアフラムを作るために成形加工することを特
徴とするガスメータ用合成ダイアフラムの製造方法によ
って達成できる。
本発明に基づくダイアフラムは十分な柔軟性と機械的強
度を有し、なんらの加硫処理も必要としない。
本発明に基づく方法の有利な実施形態において、熱可塑
性エラストマ材料製のフィルムを、前記構造物の両側面
に当てて配置し、前記圧力の前記構造物と２枚の熱可塑
性フィルムとから成る集合体に加える。
これにより得られるダイアフラムは構造的に完全に対称
な形となる。
また合成繊維の材料がポリエステルであり、前記構造物
が織物であると有利である。
また熱可塑性エラストマフィルムはポリウレタンである
と良い。
また本発明の別の目的は、ダイアフラムの周辺をメータ
の本体に簡単に気密に固定できるようなガスメータを提
供することにある。この目的は本発明によれば、ケーシ
ングが熱可塑性材料で作られ、そのダイアフラムが上述
した本発明に基づく方法で作られ、ダイアフラムの周辺
が加熱溶着によってハウジングに加熱溶着されることに
よって達成される。
〔実施例〕
以下本発明の特徴および利点を図面に示した実施例を参
照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。
まず第1a図および第1b図を参照して本発明に基づくガス
メータ用合成ダイアフラムの第１の実施例について説明
する。この実施例のダイアフラムは、全体を符号10で示
した合成繊維の構造物と熱可塑性エラストマ材料12とか
ら構成されている。合成繊維11の構造物10は織物である
が、非織物でも編物でもよい。この実施例の場合、繊維
11はポリエステルで作られ、この繊維の重量は50g/1000
0mである。更に精密には使用される繊維は33デシテック
スファイバ（33g/10000m）である。この織物のメッシュ
は、一辺が約2/10mmの正方形をしている。またその厚さ
はほぼ一定であり、約10/10mmである。ポリアミド繊維
も利用できる。熱可塑性フィルム12は好ましくはドイツ
のPLATE BONN社製造の商品名“PLATILON U"で市販され
ている材料がよい。この材料はポリウレタンである。こ
のフィルムは好適には約100分の2.5〜3mmの厚さを有す
る。なおフィルム12は例えばオランダのAKZO PLASTICS
社製造の商品名“ARNITEL"で市販されているようなポリ
エーテルエステルを基礎とした熱可塑性ポリエステルエ
ラストマでもよい。
構造物10およびフィルム12からダイアフラムを作るため
に、構造物10はプレート14の上に置かれ、フィルム12は
この構造物10の片側面10aの上に置かれる。電熱線16で
略示されたヒータを持った第２のプレート15が、構造物
10およびフィルム12から成る堆積物に対して所定の圧力
を与えるために押しつけられ、その間ポリウレタンフィ
ルム12はその軟化点まで加熱される。この実施例の場
合、軟化点は170℃であり、圧力は約50バールである。
この圧力はプレート15を利用して約１分間にわたり維持
され、その後除去され、製造された複合材18が冷却され
る。熱可塑性材料がその軟化点まで加熱されたので、第
1b図に明らかに示されているようにその最終製品は、全
体を符号20で示した合成樹脂材料が変形しており、構造
物10の繊維11で規定された隙間22に入り込んでいる。け
れど合成樹脂材料20は熱可塑性フィルムが当てて配置さ
れた構造物10の表面10aを完全に覆うことが確認され
た。複合材18は完全に気密性を有し、特に合成樹脂材料
20の厚さにおいて十分な可撓性を維持した状態で、数回
の設置に耐えるために必要な機械的強度を有している。
ダイアフラム自体はその複合材18を成形加工して作られ
る。これは主に、複合材を曲線形状にする工程とそれを
ダイアフラムの周辺形状に所望の寸法で切断する工程と
から成っている。これらの工程はダイアフラムの所望の
最終形状をしている成形型を使用して行われる。この成
形型は複合材の軟化点以下の温度、例えば120℃〜130℃
まで10分間にわたって加熱される。その後成形型は、ダ
イアフラムが型から外される前に、それと一緒に冷却さ
れる。
第３図は本発明に基づく成形済のダイアフラムを示して
いる。ダイアフラム30はほぼ平らなフランジ32、ほぼ平
坦な底部分34およびベローズ形成部分36を有している。
簡略に示すために第３図には第1a図および第1b図で示し
たようなダイアフラムの構成は示されていない。
別の実験において、一辺が３〜4mmのほぼ正方形をした
構造物も利用できることが分かっている。
この実施例において、ダイアフラムは固定プレート14お
よび可動プレート15によって間欠的に作られる。勿論塗
布ローラを使用して連続的にダイアフラムを作ることも
できる。
第3a図はガスメータ用ダイアフラムを作るための半製品
複合材を成形する機械を断面図で示している。この機械
は枠形をしたサポート300を有し、これは成形されるダ
イアフラムの円形の平坦なフランジの所望の寸法に対応
した寸法をしている。このサポート300はプレスの固定
プレート302の上に立っている。成形すべき複合材304は
サポート300の上に置かれている。またこの機械はスラ
スト部材308と雄型部分310とを持った可動部分306を有
している。スラスト部材308はプレスの可動プレートに
固定されている。スラスト部材308は、それが下降する
際に複合材の周辺をスラスト部材308とサポート300の縁
300aとの間で締め付けるような枠形をしている。
雄型部分310の作用面310aはダイアフラムに与える形に
対応した形をしている。雄型部分310は電熱線312で略示
されたヒータを有している。
この機械はそれから次のように運転される。まずスラス
ト部材306が複合材304の周辺を締め付けるために下降さ
れる。その後雄型部分310がダイアフラムを成形するた
めにそれに作用面310aを当てて加熱および加圧のもとで
下降される。その下降行程は横に突き出したストッパ31
1で制限される。続いてヒータが切られ、適当な冷却時
間の経過後にダイアフラムが型から外される。
第3b図は複合材の製造およびその成形を同時に行う第3a
図の機械の変形例を示している。この機械は第3a図の機
械に非常に類似しており、両者の機械において共通する
部分には同一の符号が付けられている。
第3b図の実施例は、サポート300が部分的にエラストマ
材料320で満たされている点において第3a図の実施例と
相違している。そのエラストマ材料はポリウレタンある
いはシリコンである。それはサポート300の中に注ぎ込
まれ、その上面320aが雄型部分310の作用面310aに対し
て補足的な中空形をしている。このようにして充填物32
0は幾分変形できる雌型部分を構成している。
ダイアフラムに形成される３枚のシート、即ち２枚の熱
可塑性フィルム322,324とこれらの間に挟まれた繊維構
造物326が、サポート300の上に置かれている。
スラスト部材308がまず下降され、雄型部分310が追従す
る。この雄型部分310はヒータ312によって熱可塑性フィ
ルム322,324をその軟化点まで加熱する。同時に雌型部
分320によって、互いに圧縮された３枚のシートはまず
複合材を構成し、続いてダイアフラムに形成される。そ
の後既に第3a図で述べたようにしてダイアフラムが型か
ら外される。
基礎織物へのエラストマ材料の接着が、接着剤を使用せ
ずに溶着で行われるようにした点が重要である。更に熱
可塑性のエラストマが用いられるので、最終状態にする
ために加硫処理をする必要がない。
第2a図および第2b図で明らかなように、第1a図における
構造物10と同一の織物10を、その両側面に最初に配置さ
れた２枚の熱可塑性フィルム26,28と一緒に用いて、対
称な構造のダイアフラムを作ることが有利である。その
両方の熱可塑性フィルム26,28は、それらのフィルムを
基礎構造物10に対して変形し第2b図に示したような複合
材を作るために、第1a図および第1b図を参照して説明し
たと同じ工程でそれらの軟化点まで加熱される。この場
合基礎構造物10の両側面は高温で溶融する材料20で覆わ
れる。上述した特性をしたポリエステル布および熱可塑
性フィルムから作られたダイアフラムは、約15/100mmの
厚さを有している。
良く知られているように、ガスメーターに有効に使用で
きるダイアフラムを作るために、複合材を切断加工し、
最初の平面形状と違った所望の形状に加工しなければな
らない。このダイアフラム成形加工は普通に上述したよ
うにして行われる。
上述したように織物構造物を利用する代わりに編物を使
用することもできる。編物は特に単一熱可塑性フィルム
と一緒に使用する場合に適している。
本発明に基づく方法で得られたイアフラムは、既に上述
した利点に加えて、メータ測定室の合成樹脂製の壁に従
来のダイアフラムよりも容易に固定できるという利点を
有している。普通のダイアフラムを使用する場合、本件
出願人の出願にかかわるガスメータに関するヨーロッパ
特許出願第128838号明細書に記載されているように、ダ
イアフラムの周辺は、測定室の壁にそこに固定された保
持座金によって固定されており、そのダイアフラムの周
辺は座金と壁の段部との間に締め付けられる。本発明に
基づくダイアフラムは溶着によって気密に測定室の壁に
直接固定される。
次に第４図および第５図を参照して本発明に基づくガス
メータの実施例を説明するに、このガスメータは本発明
に基づく方法で得られた２枚のダイアフラムを有してい
る。
このメータは、ダイアフラムがベローズを形成している
点、ベローズをメータハウジングに固定する方式および
メーター駆動系のレバー端がベローズに接続されている
点を除いては、上述のヨーロッパ特許出願明細書におけ
るメータと同じ構造をしている。従ってメータの全体構
造は簡単に説明する。
メータは、２つのケーシング半部50,52から成り測定す
べきガスの入口ノズル54と出口ノズル56とを備えたケー
シングＡを有している。ケーシングＡの中にメータは、
ハウジングＤと回転分配器Ｅとを持った測定ユニットＢ
を有している。更にメータはカウンタＦを有している。
ハウジングＤは中央ブロック60、両側面カバー62,64お
よび分配器カバー66を有している。中付ブロック60およ
び側面カバー60,62は熱可塑性材料で作られている。例
えばこれらは商品名“Nylon"あるいは“Delrin"で市販
されている熱可塑性材料で作られる。側面カバー62,64
は２つの測定区画室68,70を画成するために中央ブロッ
ク60に溶着されている。測定区画室68は変形可能なベロ
ーズ76によって２つの測定室72,74に区画されている。
同様に測定区画室70は変形可能なベローズ82によって２
つの測定室78,80に区画されている。本発明に基づい
て、ベローズ76,82は第１図から第３図を参照して述べ
た成形済のダイアフラムによって構成されている。ベロ
ーズ76を構成するダイアフラムの縁84は、側面カバー62
に面している中央ブロック60の部分にある段部86に溶着
されている。同様にベローズ82を構成するダイアフラム
の縁88は、側面カバー64に面している中央ブロック60の
部分にある段部90に溶着されている。溶着は好ましく
は、ダイアフラムの周辺形状とほぼ同じ形をしてそこに
当てられる加熱工具を用いて行われる。ダイアフラムが
それを加熱する工具の端部に付着することを防止するた
めに、この工具端はダイアフラムの軟化点よりもかなり
高い軟化点を持った合成被覆材で防護されている。この
被覆材には市販の例えば商品名“Teflon"が用いられ
る。また溶着は超音波溶接でも行える。
なおダイアフラムの周辺のこの気密固定方式は、メータ
ハウジングと同様に熱可塑性樹脂で作られたダイアフラ
ムの外側面を構成するエラストマの存在によって可能と
なっている。このメータハウジングへのベローズの固定
方式は、前記ヨーロッパ特許出願明細書に記載された方
式よりも非常に簡単であり、非常に良好な気密性を生ず
る。
ハウジングＤにおいて、分配器カバー66は４つの開口を
有し、そのうちの２つの開口100,102が第５図において
中央ガス出口オリフィス104と共に見える。各開口はそ
れぞれ中央ブロック60に貫通して形成された通路を介し
て室72,74,78,80のひとつに接続されている。中央オリ
フィス104は内側通路106およびダクト108を介して出口
ノズルに接続されている。
回転分配器Ｅは軸心Ｘ−Ｘ′を中心として回転可能に設
けられ、分配器カバー66の頂上面の上で滑動する。分配
器Ｅは前記ヨーロッパ特許出願明細書に詳細に記載され
ており、各開口を出口オリフィス104および測定すべき
ガスが流入するケーシングＡの内側に連通させる働きを
する。このようにして各室72,74,78,80は順々にガス入
口54およびガス出口56に接続される。ベローズ76,82の
変位および分配器Ｅの回転が同期するようにするため
に、測定ユニットはそれぞれベローズ76,82の一方を分
配器Ｅに接続する２つの駆動伝達装置を有している。か
くしてベローズ76は室68の内側において一端がベローズ
板122にヒンジ接続されたレバー120に接続されている。
本発明に基づいてこのベローズ板122は熱可塑性材料で
作られている。この板122はダイアフラムの周辺をメー
タハウジングに溶着するために前述したと同じヒータで
溶着され、ベローズ板とダイアフラムとの間の接続は、
前記ヨーロッパ特許明細書におけるよりも非常に単純に
なる。
第１の機械的な駆動系において、これは前記レバー120
の他端に下端が固定されている軸126を有している。こ
の軸126の上端は別のレバー128に固定され、このレバー
128の他端は第３のレバー130にヒンジ接続されている。
このレバー130の他端は、ハンドルを構成し分配器Ｅに
回転のために固定された部分132にヒンジ接続されてい
る。他方の機械的な駆動系は上述した駆動チェーンと同
一であり、特にベローズ82を構成する合成ダイアフラム
に溶着された熱可塑性材料から成るベローズ板134を有
している。レバー136の一端はベローズ板134にヒンジ接
続されている。
測定されたガス量を表示するためのカウンタＦは、歯車
140,142および磁石伝達装置144によってハンドル成形部
分132に接続されている。これらの伝達装置は前記ヨー
ロッパ特許出願明細書に詳細に記載されている。
第４図および第５図を参照して上述したメータの運転は
前記ヨーロッパ特許出願明細書に記載されたメータの運
転と同じである。
勿論本発明は上述した形式のメータに限定されるもので
はない。本発明は、２つの測定室が可撓性ダイアフラム
で分割され、ダイアフラムの周辺と測定室の内壁とを直
接溶着するために、メータハウジングが熱可塑性材料で
作られているような別のガスメータにも適用できる。特
に本発明は４つ以上の測定室を持ったメータに適用でき
る。また分配器が上述したような回転運動ではなく直線
運動を利用している場合にも適用できる。
なお第４図および第５図を参照して述べたメータの場
合、側面カバー62,64と中央ブロック60との間の溶着面
は平らではない。これはベローズの周辺が溶着される段
部を形成する必要があったからである。
第６図は異なった実施例のメータの一部を示している。
この図面において、中央ブロック200の一部が測定室20
4,206を規定するための側面カバー202と共に概略的に示
されている。側面カバー202は中央ブロック200に対する
平らな面をした溶着面208を有している。同様に第６図
に示した中央ブロック200の部分は平らな溶着面210を有
している。第６図は測定室204,206が上述した合成ダイ
アフラムで構成された変形可能なベローズ212で分割さ
れている。ベローズ212は平らな縁214を有し、この縁21
4は中央ブロック200と側面カバー202の溶着面208,210の
間に加熱溶着される。同様に熱可塑性材料のベローズ板
216はベローズの平らな中央部分218に加熱溶着される。
機械的駆動系に属したレバー220の一端は前記ベローズ
板216に固定されている。
なおガスメータを製造するために合成ダイアフラムを使
用することにより、メータハウジング内におけるベロー
ズが単純になるだけでなく、ダイアフラム打抜き工程、
特にベローズ板が固定されるかベローズ保持座金が固定
される孔をあけるために必要な工程がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1a図および第1b図は本発明に基づく合成ダイアフラム
の第１の実施例の垂直断面図、第2a図および第2b図はダ
イアフラムの異なる実施例の垂直断面図、第３図は本発
明に基づく成形済ダイアフラムの断面図、第3a図はダイ
アフラムを成形する機械の垂直断面図、第3b図は同時に
複合材を製造して成形する機械の垂直断面図、第４図は
本発明に基づくガスメータの一部断面平面図、第５図は
第４図におけるV-V線に沿う断面図、第６図は本発明に
基づくガスメータの異なった実施例の一部断面図であ
る。 10:合成繊維構造物、11:繊維、12:熱可塑性フィルム、1
8:複合材、20:合成樹脂材料、26,28:熱可塑性フィル
ム、30,76,82:ダイアフラム、A:ケーシング、D:ハウジ
ング、E:分配器、F:カウンタ。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内壁を有すると共に変形可能なダイアフラ
    ムで分割された少なくとも２つの測定室を形成する熱可
    塑性材料製のハウジングを形成し、ほぼ一定の厚さの織
    物又は非織物合成繊維構造物の片側面に熱可塑性エラス
    トマ材料製のフィルムを当てて配置し、上記エラストマ
    材料をその軟化点まで加熱し、同時に上記エラストマ材
    料を上記構造物に接着し上記フィルムの変形によって上
    記構造物の上記面を完全に覆うために上記構造物と上記
    フィルムとから成る集合体に圧力を加え、上記圧力を除
    去すると共に製造された複合材を冷却し、所望の形状の
    ダイアフラムを得るために上記複合材を成形加工し、上
    記ダイアフラムの周辺を加熱溶着によって気密に上記内
    壁に固定することを特徴とするガスメータの製造方法。
  2. 【請求項２】さらに、上記ハウジングの外側に配置され
    た可動分配器と、上記ダイアフラムを上記分配器に接続
    するための機械的駆動系とを付与し、上記駆動系は少な
    くとも１つのレバーと、このレバーの一端を上記ダイア
    フラムにヒンジ式に取り付ける部分とを有し、熱可塑性
    材料製の上記部分を上記ダイアフラムの中央に加熱溶着
    することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス
    メータの製造方法。
  3. 【請求項３】内壁を有すると共に変形可能なダイアフラ
    ムで分割された少なくとも２つの測定室を形成する熱可
    塑性材料製のハウジングを備え、上記ダイアフラムはほ
    ぼ一定の厚さの織物又は非織物合成繊維構造物の片側面
    に当てて配置された熱可塑性エラストマ材料製のフィル
    ムを有する複合体から成り、上記エラストマ材料は上記
    構造物に接着されて上記構造物の上記面を覆い、上記ダ
    イアフラムは加熱溶着によって気密に上記内壁に固定さ
    れる周辺部分を有することを特徴とするガスメータ。
  4. 【請求項４】上記ハウジングの外側に配置された可動分
    配器と、上記ダイアフラムを上記分配器に接続するため
    の機械的駆動系とを備え、上記駆動系は少なくとも１つ
    のレバーと、このレバーの一端を上記ダイアフラムにヒ
    ンジ式に取り付ける部分とを有し、熱可塑性材料製の上
    記部分は上記ダイアフラムの中央に加熱溶着されるよう
    にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガ
    スメータの製造方法によって製造されたガスメータ。
  5. 【請求項５】上記ダイアフラムは上記構造物の反側面に
    別の熱可塑性エラストマ材料製のフィルムを有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第３項記載のガスメータ。
  6. 【請求項６】上記熱可塑性エラストマ材料はポリウレタ
    ンであることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
    ガスメータ。
  7. 【請求項７】上記構造物の上記繊維はポリエステルで作
    られていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
    のガスメータ。
  8. 【請求項８】上記繊維はポリアミドで作られていること
    を特徴とする特許請求の範囲第７項記載のガスメータ。
  9. 【請求項９】上記構造物は織物であり、一辺が2/10mm〜
    4mmのほぼ正方形をしたメッシュを有していることを特
    徴とする特許請求の範囲第３項記載のガスメータ。
  10. 【請求項１０】上記熱可塑性エラストマ材料製のフィル
    ムの厚さが25〜30μｍであることを特徴とする特許請求
    の範囲第３項又は第４項記載のガスメータ。
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