JP2012072899A - 気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気体の封止性能を向上させること。
【解決手段】筒状の密閉されたタンク２と、タンク２内を上下に仕切ると共に上下へと移動可能なピストン３と、タンク２の側壁の内周面２ｃとピストン３との間に当該ピストン３の上下動に合わせて移動し得るよう配設し、ピストン３で仕切られた上下夫々の空間の間を密閉させる気体封止装置１０と、を備えた気体貯蔵容器１において、気体封止装置１０は、タンク２の側壁の内周面２ｃに対して上下へと摺動自在に嵌合している環状の第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを備え、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、タンク２の側壁の内周面２ｃと対向する外周面に、その外周面側全体の柔軟性を高め、且つ、環状の上下夫々の端面側に連通させない周方向の溝部１３を少なくとも１本有すること。
【選択図】図２

Description

本発明は、タンク内に区画された上下夫々の空間の間の密閉性を向上させる気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置に関する。

従来、筒状の密閉されたタンクと、このタンク内を上下に仕切ると共に上下へと移動可能なピストンと、タンクの側壁の内周面とピストンとの間に当該ピストンの上下動に合わせて移動し得るよう配設し、そのピストンで仕切られた上下夫々の空間の間を密閉させる気体封止装置と、を備えた気体貯蔵容器が知られている。例えば、この種の気体貯蔵容器は、下記の特許文献１に開示されている。尚、下記の特許文献２には、円柱状の軸の外周面に対して摺動自在に嵌合させた環状のオイルシールを有する密封装置について開示されている。そのオイルシールにおいては、軸の外周面に当接させるべく環状の第２のシールリップ部が内周面側に突設されており、その当接面たる第２のシールリップ部の内周面に溝が形成されている。

特開２００３−１９４２９５号公報 特開２０００−３４６２０３号公報

ところで、気体貯蔵容器の気体封止装置には、タンクの側壁の内周面に対して摺動自在に嵌合させた環状の弾性封止部材が設けられている。その弾性封止部材は、ピストンの上下動に伴いタンクの側壁の内周面に沿って上下へと摺動する。ここで、この気体封止装置においては、弾性封止部材の外周面をタンクの側壁の内周面に押し付ける押圧部が設けられており、タンク内における上下夫々の空間の間の密閉性を向上させている。また、この気体封止装置は、間隙を空けて複数設けた弾性封止部材の間に充填したグリスや、タンクの側壁の内周面とピストンとの間に貯留させた封止油によって、一方の空間（気体の貯蔵室）内の気体が他方の空間へと移動できないようにしている。

しかしながら、図９に示すように、例えば弾性封止部材２１３が新品のときには、径方向外側への押圧力を押圧部から加えたとしても、その外周面の周方向における一部がタンク２０２の側壁の内周面に馴染まずに、その外周面２１３ａと内周面２０２ｃとの間に隙間を生じさせてしまう可能性がある。何故ならば、弾性封止部材は、弾性を有してはいるが、その強度や耐久性等を鑑みて例えば上下動に伴い大幅に変形しない程度の剛性も有しているので、その外周面の周方向における全てを内周面に押し付けることができるほど変形できない場合も有り得るからである。そして、そのような隙間が生じると、タンク内においては、上下夫々の空間の間の封止性能が低下するので、気体の貯蔵室内の気体が他方の空間へと移動するだけでなく、上述したグリスや封止油が漏れ出てしまう可能性もある。これが為、例えば弾性封止部材の外径を大きくすることで、この種の封止性能の低下を或る程度まで抑えることはできるが、その反面、ピストンの上下動が阻害されたり、弾性封止部材の外周面が摩耗したりする虞がある。尚、上記特許文献２の溝は、環状の第２のシールリップ部の軸線方向における両側の空間を連通させてしまう形状なので、気体封止装置には適しておらず、また、グリスや封止油を垂れ流してしまう虞もある。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、気体の封止性能を向上させることが可能な気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明は、筒状の密閉されたタンクと、該タンク内を上下に仕切ると共に上下へと移動可能なピストンと、前記タンクの側壁の内周面と前記ピストンとの間に当該ピストンの上下動に合わせて移動し得るよう配設し、該ピストンで仕切られた上下夫々の空間の間を密閉させる気体封止装置と、を備えた気体貯蔵容器において、前記気体封止装置は、前記タンクの側壁の内周面に対して上下へと摺動自在に嵌合している環状の弾性封止部材を備え、該弾性封止部材は、前記タンクの側壁の内周面と対向する外周面に、該外周面側全体の柔軟性を高め、且つ、環状の上下夫々の端面側に連通させない周方向の溝部を少なくとも１本有することを特徴としている。

また、上記目的を達成する為、本発明は、筒状の密閉されたタンクの側壁の内周面と当該タンク内を上下に仕切るピストンとの間に当該ピストンの上下動に合わせて移動し得るよう配設し、該ピストンで仕切られた上下夫々の空間の間を密閉させる気体貯蔵容器の気体封止装置において、前記タンクの側壁の内周面に対して上下へと摺動自在に嵌合している環状の弾性封止部材を設け、該弾性封止部材は、前記タンクの側壁の内周面と対向する外周面に、該外周面側全体の柔軟性を高め、且つ、環状の上下夫々の端面側に連通させない周方向の溝部を少なくとも１本有することを特徴としている。

ここで、前記弾性封止部材の溝部は、該弾性封止部材に対して前記タンクの側壁の内周面に向けた押圧力が加えられ、該溝部の側壁を成す突出部分が前記タンクの側壁の内周面に当接した際に当該突出部分を撓ませることが可能な形状及び本数に設定することが望ましい。

また、前記弾性封止部材は、前記溝部を複数本有していてもよい。

本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置は、外周面側全体の柔軟性を高め、且つ、環状の上下夫々の端面側に連通させない周方向の溝部を弾性封止部材に設けているので、その外周面側を周方向の全ての領域でタンクの側壁の内周面に押し付けることができるようになる。従って、この気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置に依れば、気体の封止性能を向上させることができる。更に、この気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置に依れば、環状の上下夫々の端面側に溝部を連通させないので、その溝部からの気体の漏出を抑えることができる。また、本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置は、溝部の側壁を成す突出部分を撓ませることが可能なので、その外周面側を周方向の全ての領域でタンクの側壁の内周面に押し付けることができ、封止性能を高めることができる。例えば、その溝部を複数本用意することによって、柔軟性をより高めることが可能なので、更に封止性能を向上させることができる。

図１は、本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置を示す図である。 図２は、図１のＡ部の拡大図である。 図３は、追従性試験の試験装置について示す図である。 図４は、追従性試験の試験結果を示す図である。 図５は、図３のＸ−Ｘ線で切った試験片の断面図である。 図６は、追従性試験の試験結果をグラフ化したものである。 図７は、本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置の他の例を示す図である。 図８は、図７のＢ部の拡大図である。 図９は、従来の気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置を上方から観た図である。

以下に、本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置の実施例を図１から図８に基づいて説明する。

本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置は、タンク内における上下夫々の空間の間の密閉性（封止性能）の向上を図ったものであり、その基本構造が当該技術分野において周知のものと同一である。従って、ここで例示する気体貯蔵容器については、その基本構造についての説明を省略し、封止性能に係る部分に重きを置いて説明する。

図１は、タンクの中心軸に沿って切った断面図である。この図１の符号１は、本実施例の気体貯蔵容器を示す。この気体貯蔵容器１は、筒状の密閉されたタンク２と、このタンク２内を上下に仕切ると共に上下へと移動可能な円盤状のピストン３と、を備える。ここで例示している気体貯蔵容器１においては、ピストン３で区画された下側の空間２ａを気体の貯蔵室として利用する。これが為、タンク２には、その空間２ａに気体を出入りさせる気体出入部４が設けられている。尚、ここで云う上下とは、気体貯蔵容器１が設置された状態での上下のことを指す。また、径方向とはタンク２の中心軸を中心とした放射方向のことであり、径方向外側はタンク２の中心軸から側壁側へと向かう方向のことを指し、径方向内側はその側壁側から中心軸へと向かう方向のことを指す。

更に、本実施例の気体貯蔵容器１には、そのピストン３で仕切られた上下夫々の空間２ａ，２ｂの間を密閉させる環状の気体封止装置１０が設けられている。その気体封止装置１０は、タンク２の側壁の内周面２ｃとピストン３との間に当該ピストン３の上下動に合わせて同一方向へと移動し得るよう配設する。

本実施例の気体封止装置１０は、タンク２の上下方向にて所定の間隔を空けて少なくとも１つずつ配設した環状の封止部材と、この夫々の封止部材の間の環状の空間に充填したグリスと、を備え、これらによって封止性能を発揮させるものである。

具体的に、この気体封止装置１０は、図２に示すように、タンク２の側壁の内周面２ｃに対して上下方向（軸線方向）へと摺動自在に嵌合させた環状の第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを備える。これら第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、ゴム等の弾性材料で環状に成形されたものであり、タンク２の側壁の内径と略同等の大きさの外径を有している。その外径は、封止性能を確保すると共にピストン３や気体封止装置１０の上下動の動きを阻害せぬ範囲内で、例えばタンク２の側壁の内径よりも僅かに大きく設定すればよい。その設定の際には、後述する押圧部５の押圧力が加わったときの径方向外側への自身の変形量を考慮することが好ましい。これが為、外径は、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが径方向外側に変形したときに外周面側をタンク２の側壁の内周面２ｃへと密着させることのできる範囲内で、その側壁の内径と同じ又は当該内径よりも僅かに小さく設定してもよい。ここで、その径方向外側への変形量については、後述する外周面の溝部の存在、そしてその形状によって変わるので、その溝部による変形量についても加味することが望ましい。一方、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの内径については、必ずしも夫々が同じ大きさである必要はない。但し、この例示では、夫々の内径を同じ大きさに統一している。また、これら第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにおいては、その軸線方向の高さについても夫々が同じ高さである必要はないが、この例示では夫々を同じ高さに統一している。

ここでは、第１弾性封止部材１１Ａの下端の環状面と第２弾性封止部材１１Ｂの上端の環状面とを当接させると共に、第３弾性封止部材１１Ｃの下端の環状面と第４弾性封止部材１１Ｄの上端の環状面とを当接させ、その第１及び第２の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂの組と第３及び第４の弾性封止部材１１Ｃ，１１Ｄの組との間にタンク２の上下方向にて所定の間隔を設けている。この気体封止装置１０においては、その夫々の組の間に形成された環状の空間にグリス１２を充填する。グリス１２は、このままでは径方向内側から漏れ出てしまうので、その漏出を抑える為の壁面部材（図示略）を径方向内側に設けることが好ましい。

このように構成した気体封止装置１０は、下記の押圧部５における保持部材５ａで保持する。

押圧部５は、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを内周面側から保持する保持部材５ａを備える。その保持部材５ａは、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの内周面に沿った曲面を有しており、その曲面で第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを保持する。例えば、この保持部材５ａは、その曲面を径方向外側に有する湾曲した板状部材であり、タンク２の中心軸を中心にして放射状に複数設ける。この保持部材５ａは、少なくとも第１弾性封止部材１１Ａの上端の環状面と第４弾性封止部材１１Ｄの下端の環状面との間の距離以上の高さに成形する。そして、この保持部材５ａは、例えば、その外周面としての曲面に第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの夫々の内周面を嵌合することで保持させたり、その外周面に設けた周方向の各溝部（図示略）に第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの内周面側を各々嵌め込んで保持させたりすればよい。また、この保持部材５ａは、例えば、その下部側をピストン３の外周縁上に径方向へと移動できるように保持させる。これが為、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、ピストン３の上下動に合わせた移動が可能になる。

また、この押圧部５には、その各保持部材５ａの内周面側から各々突設させた複数本のレバー５ｂと、この各レバー５ｂの夫々の突設端側に設けたカウンターウエイト５ｃと、を備える。そのレバー５ｂは、保持部材５ａの内周面側から径方向内側で且つ上方に向けて突設させた棒状部材である。夫々のレバー５ｂは、タンク２（ピストン３）の中心軸を中心にして略等間隔で放射状に配置する。そして、各レバー５ｂの夫々の突設端側に１つずつカウンターウエイト５ｃを取り付ける。これにより、レバー５ｂは、カウンターウエイト５ｃの重力方向の力を径方向外側の力に変換し、押圧力として保持部材５ａに伝える。各保持部材５ａに発生した押圧力は、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに伝わり、これらの外周面をタンク２の側壁の内周面２ｃに押し付ける。つまり、保持部材５ａは、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの保持機能だけでなく、押圧部５における第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄへの押圧力の伝達部材としての機能も有する。

ところで、気体封止装置１０の封止性能を十分に発揮させる為には、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの夫々の外周面側を周方向の全ての領域で内周面２ｃに密着させればよい。そこで、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄには、その内周面２ｃと対向する外周面に周方向に向けて少なくとも３６０度繋がる溝部を少なくとも１本ずつ形成する。つまり、ここでは、その溝部によって第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの外周面側の柔軟性を高めて、その夫々の外周面側を周方向の全ての領域で内周面２ｃに押し付けることができるようにする。これにより、その外周面側においては、その内周面２ｃに向けた径方向外側の押圧力が第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに加わると、その溝部の側壁を成す環状の突出部分が内周面２ｃに当接した際に、その突出部分を撓ませることができる。従って、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、その夫々の外周面側を周方向の全ての領域で内周面２ｃに押し付けることが可能になり、封止性能を高めることができる。これらについて纏めれば、溝部は、そのような環状の突出部分を撓ませることが可能な形状（溝深さ及び溝幅）と本数に設定すればよい。

また、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、空間２ａと空間２ｂとの間の封止性能を確保する為のものである。これが為、溝部は、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにおける上下夫々の環状面側へと連通させぬように形成する。従って、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、溝部からの気体やグリス１２の漏出が抑えられるので、気体封止装置１０の封止性能を向上させることができる。

そのグリス１２は、気体の封止性能を確保する為のものであるが、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの外周面側とタンク２の側壁の内周面２ｃとの間の潤滑剤としても機能する。尚、このグリス１２は、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの上下動に伴い溝部の中に入り込む。これが為、この溝部のグリス１２は、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの外周面側とタンク２の側壁の内周面２ｃとの間の潤滑機能を高めることができると共に、気体の封止性能を高めることもできる。

具体的に、この例示では、図２に示すように、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの夫々において、上下方向（高さ方向）にて略等間隔で４本の環状の溝部１３を形成している。

ここで、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの封止性能は、夫々の外周面側が径方向外側に向けた押圧力に対して如何に追従して変形できるのかにかかっており、その押圧力に対する外周面側の変形が大きく追従性が良ければ良好なものとなる。その変形量（追従量）Ｑｔは、その外周面側における溝部１３の占める割合が多くなるにつれて、換言するならば溝部１３の側壁を成す残存している突出部分の占める割合が少なくなるにつれて大きくなる。これらの関係は、下記の式１によって線形性を持つものとして示すことができる。

Ｑｔ＝α＊Ｗ／Ｆ … （１）

この式１の「α」は、溝部の無い現行品における変形量と、弾性封止部材の材料と、例えば押圧部５の仕様又は下記の試験装置の仕様等による測定誤差などを考慮に入れた係数と、によって決まる比例係数である。「Ｗ」は、弾性封止部材の外観形状の１つを示す幅である（図５のＷに相当）。「Ｆ」は、幅Ｗから全ての溝部１３の溝幅Ｗｓの合計を差し引いたものであり、溝部１３を有する外周面側における残存している幅方向の肉厚（以下、「残存肉厚」という。）である。尚、この式１は、結果としては分子と分母で相殺されてしまうが、幅Ｗと残存肉厚Ｆとに各々溝部１３の溝深さＤｓを乗算することで、溝部１３を有する外周面側の断面積に応じた関係式として示すこともできる。

以下、溝部の形状を変更した弾性封止部材の試験片を複数用意すると共に溝部の無い弾性封止部材の現行品の試験片も用意し、その夫々に対して押圧力に対する追従性の試験を行って溝部の有無による変形量の違いを検証する。

この追従性試験は、図３の装置１００を用いて行った。この装置１００は、間隔を空けて配置した２つの支持治具１０１，１０２の上に試験片Ｓを載置し、その試験片Ｓを載荷治具１０３で下方に押圧するものである。その試験片Ｓは、支持治具１０１，１０２側をタンク２の側壁の内周面２ｃ側に見立てると共に、載荷治具１０３を押圧部５に見立てるので、その支持治具１０１，１０２側に溝部が来るように置く。

この追従性試験の試験条件は、載荷治具１０３による載荷速度を約５ｍ／ｍｉｎ、載荷治具１０３による試験片Ｓへの面圧を０〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２、測定ピッチを１回／５ｋｇｆとする。また、この追従性試験においては、２つの支持治具１０１，１０２に跨がっている試験片Ｓにおける測定部位Ｍの下方への変形量を追従量として測定する。その試験結果として用いる変形量は、測定部位Ｍにおける或る特定の箇所（中心部分等）の測定結果を用いてもよく、測定部位Ｍにおける複数箇所の測定結果の平均値等を用いてもよい。

その試験結果を図４に示す。ここでは、溝部１３の無い現行品の試験片、本発明に係る溝部１３を有する試験片１〜４の素材や外形（直方体の外観形状）を全て均一にしており、図５に示す幅Ｗを２５ｍｍに統一している。１つの試験片１（２〜４）の溝部１３については、溝本数Ｎを４本とし、その全てを同一の形状（溝幅Ｗｓ、溝深さＤｓ）にしている。ここでは、試験片１〜４の夫々の溝部１３は、溝深さＤｓを１０ｍｍで統一する一方、溝幅Ｗｓを試験片１〜４の順に広くしている。つまり、溝部１３の部分における幅方向の残存肉厚Ｆは、試験片１〜４の順に少なくなっている。尚、「幅Ｗ／残存肉厚Ｆ」は、溝幅Ｗｓが広くなるほどに大きくなる。

この試験結果に依れば、変形量は、溝部１３の無い現行品よりも溝部１３を有する試験片１〜４の方が多いことが判る。その変形量を現行品の変形量で除算した指数の比較からも明らかである。また、この試験結果に依れば、溝幅Ｗｓが広くなるほど、換言するならば残存肉厚Ｆが薄くなるほど、変形量が多くなっていることも判る。このことについては、縦軸を上記の指数、横軸を「Ｗ／Ｆ」とした図６の比例関係からも明らかである。ここで、封止性能は、その変形量が大きいほど高くなるので、溝幅Ｗｓを広くするにつれて（残存肉厚Ｆを薄くするにつれて）向上することが判る。

尚、ここでは幅に着目した試験結果となっているが、幅Ｗと残存肉厚Ｆに各々溝深さＤｓを乗算することで各試験片Ｓ（現行品も含む）における断面積が得られるので、その断面積に着目してもよい。その場合においても、図６の横軸は溝深さＤｓ分が相殺されるので同じ値を示すことになる。

上記の結果により、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、溝幅Ｗｓを広くするにつれて（残存肉厚Ｆを薄くするにつれて）その外周面側の柔軟性が増したと云え、これ故に追従性が向上して封止性能が高まっている。これが為、溝深さＤｓに着目した場合、その外周面側は、溝深さＤｓを深くするにつれて柔軟性が向上し、変形量が大きくなると云える。従って、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、溝幅Ｗｓを広くする又は／及び溝深さＤｓを深くするにつれて追従性が向上し、良好な封止性能を得ることができる。

ここで、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、外周面側の柔軟性が増すことでタンク２の側壁の内周面２ｃへの密着性が高まるので、溝幅Ｗｓを広くする又は／及び溝深さＤｓを深くするにつれて上下動に伴う摩耗が進展する可能性がある。これが為、溝部（溝部１３）の形状を決める際には、例えば少なくとも気体貯蔵容器１のメンテナンスの間隔分耐え得る外周面側の耐摩耗性が確保できるように溝部の形状選定を行えばよい。また、溝部は、気体貯蔵容器１のメンテナンスの間隔を延ばしたければ、その間隔に応じた耐摩耗性が得られるように形状を決めればよい。

ところで、本実施例では２つの弾性封止部材の組（第１及び第２の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂの組と第３及び第４の弾性封止部材１１Ｃ，１１Ｄの組）でグリス１２を挟み込む形態を採っているが、気体封止装置１０は、間隔を空けて配置した２つの弾性封止部材でグリス１２を挟み込む構造としてもよく、また、３つ以上の弾性封止部材の組でグリス１２を挟み込む構造としてもよい。また、この気体封止装置１０においては、グリス１２を挟み込む上下双方の弾性封止部材が少なくとも１つあればよい。更に、間隔を空けてグリス１２を複数段設け、その夫々のグリス１２を少なくとも１つ以上の弾性封止部材で挟み込むようにしてもよい。

また、本実施例では上述した気体封止装置１０を備えた気体貯蔵容器１を例示したが、本発明は、その気体封止装置１０を別形態のものに置き換えた図７に示す気体貯蔵容器１Ａに適用することもできる。その気体貯蔵容器１Ａは、気体貯蔵容器１に対して、その気体封止装置１０を気体封止装置２０に置き換えただけでなく、ピストン３についてもピストン６に置き換えている。ピストン６は、基本的にピストン３と同じであるが、図８に示す如く、その主体６ａの外周端から下方に向けて第１筒部６ｂを延設し、その第１筒部６ｂの延設端から径方向外側に向けて環状部６ｃを延設し、更にその環状部６ｃの延設端から上方に向けて第２筒部６ｄを延設している。これら第１筒部６ｂと環状部６ｃと第２筒部６ｄとで囲まれた環状の空間は、下記の気体封止装置２０における封止油２２の貯留室の一部を成す。

気体封止装置２０は、先に例示した気体封止装置１０と同様に、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを備えている。これら第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、気体封止装置１０の第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと同様の形状に成形されたものであり、その外周面に少なくとも１つ溝部（図８においては４本の環状の溝部２３）が形成されている。その溝部は、気体封止装置１０で説明したものと同じものである。ここでは、第１及び第２の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂの組と第３及び第４の弾性封止部材２１Ｃ，２１Ｄの組との間にタンク２の上下方向にて所定の間隔を設けている。この気体封止装置２０においても、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄが内周面側から径方向外側に向けて下記の押圧部７で押圧される。

その押圧部７は、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを内周面側から保持する複数の保持部材７ａと、これら各保持部材７ａの内周面から各々突設させた複数本のレバー７ｂと、この各レバー７ｂの夫々の突設端側に設けたカウンターウエイト７ｃと、を備える。

保持部材７ａは、押圧部５の保持部材５ａと同様のものである。この保持部材７ａは、その下部側をピストン６の第２筒部６ｄに径方向へと移動できるように保持させる。これが為、この保持部材７ａは、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄをピストン６の上下動に合わせて移動させると共に、押圧力を第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに伝えることができる。

レバー７ｂは、押圧部５のレバー５ｂと同様に、保持部材７ａの内周面から径方向内側で且つ上方に向けて突設させた棒状部材であり、カウンターウエイト７ｃの重力方向の力を径方向外側の力に変換し、押圧力として保持部材７ａに伝える。その保持部材７ａに発生した押圧力は、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに伝わり、これらの外周面をタンク２の側壁の内周面２ｃに押し付ける。各レバー７ｂは、タンク２（ピストン６）の中心軸を中心にして略等間隔で放射状に配置し、夫々の突設端側に１つずつカウンターウエイト７ｃを取り付けている。

この気体封止装置２０においては、第１弾性封止部材２１Ａの環状の上端よりも上方にまで封止油２２を貯留してある。その封止油２２は、前述したグリス１２と同様に、気体の封止性能を確保する為のものであると共に、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの潤滑剤としても機能する。

この気体封止装置２０においても、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの外周面に先の例示と同様の溝部を形成しているので、その外周面側の柔軟性が高くなって、封止性能が向上している。また、この気体封止装置２０においても、第１から第４の弾性封止部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄにおける上下夫々の端面側へと連通させぬように溝部を形成するので、その溝部からの気体や封止油２２の漏出を抑えることができる。

このように、ここで例示した気体封止装置１０，２０に依れば、外周面側の剛性を低下させている第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）によって、新品時（使用初期）におけるタンク２の側壁の内周面２ｃへの密着性を高くし、気体の封止性能を向上させている。一方、この気体封止装置１０，２０は、摩耗に伴い溝部１３（２３）の溝深さが浅くなる又は溝部１３（２３）が消失することによって、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）の外周面の剛性が新品時に比べて高くなる。しかしながら、従来より知られているが、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）は、溝部１３（２３）が無くても、経年変化によって内周面２ｃへの密着性が増す。従って、この気体封止装置１０，２０は、摩耗に伴い溝部１３（２３）の溝深さが浅くなっても又は溝部１３（２３）が消失しても、気体の封止性能を維持することができる。

このことから、溝部１３（２３）は、経年変化により密着性が得られるようになるまでの使用期間の間だけ存在していればよいので、この点を考慮に入れて溝深さを設定することが好ましい。これにより、この気体封止装置１０，２０は、耐久性の低下を抑えつつ、新品時からの気体の封止性能を確保することができる。

ここで、これまでの説明においては環状に形成した溝部１３，２３を例示しているが、溝部は、弾性封止部材における環状の上端面と下端面とに連通させない範囲内において、周方向に向けて螺旋状に形成したものであってもよい。

更に、これまでの説明においては周方向に向けて少なくとも３６０度繋がっている溝部を例示したが、溝部は、３６０度に達していないものであってもよい。第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）の外周面側においては、溝部が３６０度に達していなければ、その溝部を有する部分の剛性に対して、その溝部の両端に挟まれた溝の無い部分の剛性が高くなる。しかし、溝の無い部分の大きさ如何では、その周囲の溝部を有する部分の柔軟性につられて溝の無い部分も変形可能なので、その外周面側を周方向の全ての領域でタンク２の側壁の内周面２ｃに押し付けることができるからである。従って、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）の外周面には、その外周面側全体の柔軟性を高め、これにより上記の例示と同等の気体の封止性能向上等の効果が得られる溝部が形成されていればよい。

例えば、３６０度に達していない溝部としては、軸線方向（摺動方向）に観て所謂Ｃの字状を成すもの（換言するならば環状の溝部１３，２３の一部を埋めたもの）が考えられる。このＣの字状の溝部は、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）に少なくとも１本ずつ形成する。このＣの字状の溝部を１本だけ形成する場合には、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）の外周面側全体の柔軟性を高めることのできる範囲内で、そのＣの字の切欠きに相当する部分の幅を設定することが望ましい。また、複数本のＣの字状の溝部を形成する場合には、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）の周方向における剛性の偏りを可能な限り抑えるべく、夫々のＣの字の切欠き部分に相当する箇所が軸線方向で重ならないように形成することが望ましい。

更に、この種の溝部としては、そのＣの字状の溝部の溝長さを短くした弧状のものも考えられる。この場合には、その弧状の溝部を軸線方向に観て複数本形成することにより、第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）の外周面側全体の柔軟性を高める。その際、夫々の弧状の溝部は、軸線方向から観て、隣り合う溝部の端部同士が重なり合うように配置してもよく、隣り合う溝部の端部が重ならないように配置してもよい。前者の配置のときには、隣り合う溝部同士を軸線方向にてずらして配置する。一方、後者の配置のときには、夫々の弧状の溝部を軸線方向において同じ位置に配置してもよく、軸線方向にずらして配置してもよい。

また、これまでの説明では第１から第４の弾性封止部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）外周面に対して溝部を形成しているが、その溝部に替えて切り込み部を形成してもよい。その切り込み部は、上述した様々な溝部において可能な限り溝幅を狭くしたものであると言い換えることができる。

以上のように、本発明に係る気体貯蔵容器及び気体貯蔵容器の気体封止装置は、気体の封止性能を向上させる技術に有用である。

１，１Ａ 気体貯蔵容器
２ タンク
２ｃ 内周面
３，６ ピストン
５，７ 押圧部
１０，２０ 気体封止装置
１１Ａ，２１Ａ 第１弾性封止部材
１１Ｂ，２１Ｂ 第２弾性封止部材
１１Ｃ，２１Ｃ 第３弾性封止部材
１１Ｄ，２１Ｄ 第４弾性封止部材
１２ グリス
１３，２３ 溝部
２２ 封止油

Claims (6)

1. 筒状の密閉されたタンクと、該タンク内を上下に仕切ると共に上下へと移動可能なピストンと、前記タンクの側壁の内周面と前記ピストンとの間に当該ピストンの上下動に合わせて移動し得るよう配設し、該ピストンで仕切られた上下夫々の空間の間を密閉させる気体封止装置と、を備えた気体貯蔵容器において、
   前記気体封止装置は、前記タンクの側壁の内周面に対して上下へと摺動自在に嵌合している環状の弾性封止部材を備え、
   該弾性封止部材は、前記タンクの側壁の内周面と対向する外周面に、該外周面側全体の柔軟性を高め、且つ、環状の上下夫々の端面側に連通させない周方向の溝部を少なくとも１本有することを特徴とした気体貯蔵容器。
2. 前記弾性封止部材の溝部は、該弾性封止部材に対して前記タンクの側壁の内周面に向けた押圧力が加えられ、該溝部の側壁を成す突出部分が前記タンクの側壁の内周面に当接した際に当該突出部分を撓ませることが可能な形状及び本数に設定することを特徴とした請求項１記載の気体貯蔵容器。
3. 前記弾性封止部材は、前記溝部を複数本有することを特徴とした請求項１又は２に記載の気体貯蔵容器。
4. 筒状の密閉されたタンクの側壁の内周面と当該タンク内を上下に仕切るピストンとの間に当該ピストンの上下動に合わせて移動し得るよう配設し、該ピストンで仕切られた上下夫々の空間の間を密閉させる気体貯蔵容器の気体封止装置において、
   前記タンクの側壁の内周面に対して上下へと摺動自在に嵌合している環状の弾性封止部材を設け、
   該弾性封止部材は、前記タンクの側壁の内周面と対向する外周面に、該外周面側全体の柔軟性を高め、且つ、環状の上下夫々の端面側に連通させない周方向の溝部を少なくとも１本有することを特徴とした気体貯蔵容器の気体封止装置。
5. 前記弾性封止部材の溝部は、該弾性封止部材に対して前記タンクの側壁の内周面に向けた押圧力が加えられ、該溝部の側壁を成す突出部分が前記タンクの側壁の内周面に当接した際に当該突出部分を撓ませることが可能な形状及び本数に設定することを特徴とした請求項４記載の気体貯蔵容器の気体封止装置。
6. 前記弾性封止部材は、前記溝部を複数本有することを特徴とした請求項４又は５に記載の気体貯蔵容器の気体封止装置。

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