JP5597898B2 - ガスホルダ、およびこれに用いられるダイヤフラム - Google Patents

Description

本発明は、ホルダ本体とピストンの間をシールするダイヤフラムを備え、ホルダ本体の内部にてピストンが昇降する可変容量式のガスホルダ、および当該ガスホルダに用いられるダイヤフラムに関する。

製鉄所から排出されるコークス炉ガスなどの可燃ガスは、燃料として利用されている。この可燃性ガスの需要変動に対応するために、製鉄所から排出された可燃性ガスは、例えば可変容量式のガスホルダに一旦貯蔵される。このような可変容量式のガスホルダは、製鉄所のコークス炉ガスなどの貯蔵の他に、畜産廃棄物、し尿処理汚泥などから発生するバイオガスを貯蔵し、或いは、排出されたアルゴンやヘリウムなどの有用な工業用ガスを回収するのに際し、バッファタンクとして使用するといった用途が見込まれている。

可変容量式のガスホルダは、一般に、密閉構造を有する円筒容器状のホルダ本体の内部に昇降可能なピストンが設けられた構成とされている。ホルダ本体とピストンの間は、適宜手段によってシールされている（例えば、特許文献１，２を参照）。

特許文献１には、ホルダ本体とピストンとの間をダイヤフラム（シールゴム）によってシールする構成が開示されている。ダイヤフラムは、筒状とされており、その一方端がピストンの外周部に固着されるとともに、他方端がホルダ本体の側壁内面に取り付けられている。なお、特許文献１では、ピストンを２重構造とすることによってガス収容量の増大が図られている。

特許文献２には、ホルダ本体とピストンとの間をシール装置によってシールする構成が開示されている。シール装置は、ホルダ本体の側壁内面に押し付けられるゴム製のシール材を有し、このシール材を押付機構によって側壁内面に押し付けるように構成されている。また、このシール装置は、ホルダ本体に対するシール材の摺動を阻害しないように、潤滑油を供給する機構を備えている。

しかしながら、特許文献１に開示されたガスホルダにおいては、ダイヤフラムは空孔を有する筒状とされている。このため、ダイヤフラムのピストン外周部への取付部やホルダ本体内面への取付部においてガスシール構造が必要となり、ダイヤフラムの取付構造が複雑となっていた。一方、特許文献２に開示されたガスホルダでは、シール材押付機構や潤滑油供給機構を有するシール装置が設けられている。このようなシール装置を具備する構成によると、複雑な機械的構造が必要となっていた。

さらに、ガスホルダの組立時には、特許文献１に記載のガスホルダにおいては、ホルダ本体内面へのダイヤフラムの取付作業が必要であり、特許文献２に記載のガスホルダにおいては、ホルダ本体内でのシール装置の組み込み作業が必要となる。したがって、上記従来のガスホルダでは、組立時にホルダ本体とピストンの間に作業者が入って作業を行うための作業スペースを確保する必要がある。このような作業スペースを確保することは、ガスホルダ全体の大型化を招き、また、無駄な空間（デッドスペース）が生ずる場合があった。

特開平５−１８４９４号公報 特開２００８−２８６２５５号公報

本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、ダイヤフラムの取付構造を簡単にしつつ、組立時の作業スペースを省いて組立作業を容易に行うのに適したガスホルダ、およびこのガスホルダに使用するのに適したダイヤフラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の側面によって提供されるガスホルダは、第１フランジが上端部に設けられた下部本体、および上記第１フランジに接合される第２フランジが下端部に設けられた上部本体、を有する円筒容器状のホルダ本体と、上記第１フランジと上記第２フランジに挟まれる鍔部、当該鍔部につながって延びる円筒状部、および当該円筒状部の下端を塞ぐ底部、を有し、一連に形成されたダイヤフラムと、上記円筒状部の内側に配置され、上記ダイヤフラムに支持されるピストンと、を備え、上記ピストンは、上記ダイヤフラムの円筒状部に囲まれ、上下方向に延びる円筒状のピストン筒部と、上記ピストン筒部の下端から当該ピストン筒部の径方向内方に延びており、上記ダイヤフラムの底部に重なるピストン底部と、を有し、上記ダイヤフラムの底部には、上方を向く突起が設けられており、上記ピストン底部には、上記突起が嵌入する孔部が設けられており、上記ピストン底部と上記ダイヤフラムの底部との間に介在し、上記突起が貫通する孔を有する型板をさらに備える。

好ましくは、上記突起は、金属製である。

好ましくは、上記ピストン筒部の外周面と上記上部本体の内周面との間の隙間は、５０〜２００ｍｍの範囲である。

好ましくは、上記ピストン底部の下面と上記ピストン筒部の外周面とがなす角部には、曲率半径にして２〜１０ｍｍの丸みがつけられている。

好ましくは、上記ダイヤフラムはゴム布を用いて構成されており、上記ゴム布は、織物と、当該織物の両面に積層した合成ゴムと、を含む。

好ましくは、上記円筒状部における上記織物の織り目方向が、上記円筒状部が延びる方向である上下方向に対して傾斜している。

好ましくは、上記織り目方向が上記上下方向に対して傾斜する傾斜角度は、２０〜４０°もしくは５０〜７０°の範囲である。

好ましくは、上記円筒状部は、上記ゴム布からなるゴム布片が周方向に並んで繋ぎ合わされた円筒状基体を含んで構成され、繋ぎ合わされた上記ゴム布片の互いの端部は、上記上下方向に対して傾斜する方向に延びており、上記端部の延びる方向が上記上下方向に対して傾斜する傾斜角度は、２０〜４０°もしくは５０〜７０°の範囲である。

本発明の第２の側面によって提供されるガスホルダ用ダイヤフラムは、本発明の第１の側面により提供されるガスホルダに用いられるダイヤフラムであって、鍔部、当該鍔部につながって延びる円筒状部、および当該円筒状部の下端を塞ぐ底部、を有し、織物と、当該織物の両面に積層した合成ゴムと、を含むゴム布を用いて構成されており、上記円筒状部は、上記ゴム布からなるゴム布片が周方向に並んで繋ぎ合わされた円筒状基体を含んで構成され、上記鍔部は、上記円筒状基体の一方端において周方向に間隔を隔てて複数の切り込みが形成されるとともに当該切り込みを含む部位を外側に折り曲げて形成された第１の折り曲げ部と、上記第１の折り曲げ部を厚み方向の両側から挟むとともに当該第１の折り曲げ部よりも径方向外側において互いに重ね合わせて接合された第１および第２の座板と、を含んで構成されており、上記底部は、上記円筒状基体の他方端において周方向に間隔を隔てて複数の切り込みが形成されるとともに当該切り込みを含む部位を内側に折り曲げて形成された第２の折り曲げ部と、上記第２の折り曲げ部に重ね合わせて接合された円形の底板と、上記第２の折り曲げ部および上記底板の重合部分を厚み方向の両側から挟むとともに当該第２の折り曲げ部よりも径方向内側において上記底板を厚み方向の両側から挟んで接合された第３および第４の座板と、を含んで構成される。

好ましくは、上記円筒状部における上記織物の織り目方向は、上記円筒状部が延びる方向に対して２０〜４０°もしくは５０〜７０°の範囲で傾斜しており、上記円筒状基体において繋ぎ合わされた上記ゴム布片の互いの端部は、上記円筒状部が延びる方向に対して２０〜４０°もしくは５０〜７０°の範囲で傾斜する方向に沿って延びる。

本発明の第３の側面によって提供されるガスホルダ用ダイヤフラムは、本発明の第１の側面により提供されるガスホルダに用いられるダイヤフラムであって、鍔部、当該鍔部につながって延びる円筒状部、および当該円筒状部の下端を塞ぐ底部、を有し、織物と、当該織物の両面に積層した合成ゴムと、を含むゴム布を用いて構成されており、上記円筒状部は、上記ゴム布からなるゴム布片が周方向に並んで繋ぎ合わされた円筒状基体を含んで構成され、上記鍔部に対応する平面リング部と、当該平面リング部の内側縁から延びる円筒リング部と、を有するリング部材を備え、上記円筒状基体の一方端と上記円筒リング部の先端とが接合されており、上記円筒状基体および上記円筒リング部によって上記円筒状部が構成される。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の実施形態に係るガスホルダの概略構成を示す縦断面図である。 図１に示すガスホルダの平面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部断面図である。 図１の要部拡大図である。 ダイヤフラムの作製手順を説明するための図である。 ダイヤフラムの作製手順を説明するための図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う拡大断面図である。 ダイヤフラムの作製手順を説明するための図である。 ダイヤフラムの作製手順を説明するための図である。 ダイヤフラムの作製手順を説明するための図である。 ダイヤフラムの鍔部の断面構造を模式的に表した断面図である。 ダイヤフラムの底部に対する突起の取付手順を説明するための図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。 ダイヤフラムの底部に対する突起の取付手順を説明するための図である。 ダイヤフラムの他の例の概略構成を示す斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図４は、本発明の実施形態に係るガスホルダを示している。図１および図２に示すように、本実施形態のガスホルダＸは、ホルダ本体１と、ダイヤフラム２と、ピストン３とを備えて構成されている。

ホルダ本体１は、下部本体１１および上部本体１２を有し、これらが一体に組み合わされることにより、円筒容器状をなしている。下部本体１１は、円盤状の底壁１１１と、底壁１１１の外周縁から上向きに延びる円筒状の側壁１１２とを有する。側壁１１２の上端部の外周には円環状のフランジ１１３が一体的に設けられており、フランジ１１３には複数のボルト孔１１３ａが形成されている。下部本体１１の下端寄りの適所には、ガス導入口１１Ａおよびガス排出口１１Ｂが設けられている。上部本体１２は、ドーム状の天井壁１２１と、天井壁１２１の周縁から下向きに延びる円筒状の側壁１２２とを有する。側壁１２２の下端部の外周には円環状のフランジ１２３が一体的に設けられており、フランジ１２３には、フランジ１１３のボルト孔１１３ａに対応するボルト孔１２３ａが形成されている。

フランジ１１３とフランジ１２３とは、これらの間に後述するダイヤフラム２の鍔部２１を挟んだ状態にて、それぞれのボルト孔１１３ａ，１２３ａに挿入されるボルト１３（図２においては図示略）によって接合される。これにより、下部本体１１と上部本体１２とは、相互に密封状態にて固定されている。なお、本実施形態では、側壁１１２の内径と側壁１２２の内径とが同一の設計寸法とされており、フランジ１１３，１２３が接合された状態において側壁１１２の内周面と側壁１２２の内周面とは上下方向において同一面状となっている。

図１に示すように、ダイヤフラム２は、鍔部２１と、円筒状部２２と、底部２３とを有し、一連のシート状に形成されている。詳細は後述するが、ダイヤフラム２は、ゴム布を用いて構成されている。鍔部２１は、フランジ１１３，１２３に挟まれる部分であり、円環状とされている。本実施形態では、鍔部２１の幅はフランジ１１３，１２３の幅よりも大とされている。

円筒状部２２は、鍔部２１の内周縁につながって延びている。本実施形態では、円筒状部２２は、ピストン３を囲むように上方に延びており、その先端寄りの部位が外側に折り返されて、鍔部２１に向かって下方に延びている。円筒状部２２の内径寸法は、例えば約１０００ｍｍである。

底部２３は、円筒状部２２の下端を塞いでいる。底部２３の上面には、先端が上方を向く丸棒状の突起２４が設けられている。図３に示すように、本実施形態では、４つの突起２４が設けられており、所定のピッチ円に沿って等間隔に配置されている。これら突起２４の底部２３に対する取付構造の詳細については後述する。

図１に示すように、ピストン３は、ダイヤフラム２の円筒状部２２の内側に配置され、ダイヤフラム２に支持されている。ピストン３は、例えば金属製であり、上下方向に延びる円筒状のピストン筒部３１と、ピストン筒部３１の下端につながるピストン底部３２とを有する。ピストン筒部３１は、ダイヤフラム２の円筒状部２２に囲まれている。ピストン底部３２は、ピストン筒部３１の下端から径方向内方に延びる円板状とされており、ピストン筒部３１の下端内側を塞いでいる。

ピストン筒部３１の上端近傍には、取付具３１１を介してガイドローラ３１２が設けられている。ガイドローラ３１２は少なくとも３つ設けられており、これらガイドローラ３１２は、ピストン筒部３１における周方向の異なる位置に配されている。ガイドローラ３１２は、好ましくは、ピストン筒部３１の周方向において一定間隔を隔てて配される。各ガイドローラ３１２は、上部本体１２の側壁１２２の内周面に接触するとともに水平軸周りに回転自在とされている。ピストン筒部３１の外径寸法は、例えば約１０００ｍｍである。ピストン筒部３１の外周面と上部本体１２の内周面との間の隙間は、例えば５０〜２００ｍｍとされ、好ましくは１００〜１５０ｍｍとされる。

図１および図３に示すように、ピストン底部３２には、４つの孔部３２ａが形成されている。本実施形態では、これら孔部３２ａは、ピストン底部３２の厚み方向に貫通状に形成されており、ダイヤフラム２に設けられた突起２４に対応するように、突起２４が配置されたピッチ円と同一のピッチ円に沿って等間隔に位置している。このような構成により、ピストン３がダイヤフラム２に支持された状態においては、ピストン底部３２の孔部３２ａには突起２４が各々嵌入しており、ピストン底部３２はダイヤフラム２の底部２３に重ね合わされている。

図４に示すように、ピストン底部３２の下面とピストン筒部３１の外面とがなす角部には、適度な丸みがつけられている。この角部の丸みは、例えば曲率半径Ｒにして２〜１０ｍｍとされ、好ましくは、曲率半径Ｒにして３ｍｍ程度とされる。

次に、ダイヤフラム２の詳細構造および作製手順の一例について説明する。

ダイヤフラム２は、ゴム布を用いて構成されており、このゴム布は、繊維からなる織物の両面に合成ゴム（例えばクロロプレンゴム）を積層して形成されたものである。織物は、例えば多軸の合成樹脂繊維からなり、例えば２軸織物、３軸織物等を挙げることができ、好ましくは、２軸織物の一種である平織物が用いられる。

ダイヤフラム２を作製する際に使用するゴム布としては、図５に示すように、例えばロール状に巻かれたゴム布シート４が用いられる。図５に模式的に示すように、ゴム布シート４において、織物の織り目方向（繊維方向）は幅方向および長手方向（シートの展開方向）に沿っている。ゴム布シート４の幅方向の寸法は、例えば６００〜１２００ｍｍ程度である。

ダイヤフラム２を作製する際には、まず、ゴム布シート４を所定長さごとに破線部で切断し、複数のゴム布片４１を得る。ここで、ゴム布シート４の切断方向をゴム布シート４の長手方向に対して傾斜させる。上記長手方向に対する切断方向の傾斜角度αは、例えば６０°である。このようにして、平行四辺形状の同一サイズのゴム布片４１が得られる。次に、図６に示すように、複数のゴム布片４１を、ゴム布シート４の長手方向に沿う端部４１ａどうしを接合し、図８に示すように、ゴム布片４１が周方向に並んで繋ぎ合わされた円筒状基体４２を得る。ゴム布片４１どうしの接合は、図７から理解されるように、例えば、互いの端部４１ａどうしを所定幅重ねて縫い合わせ、重合部分の両側からゴムシート４１Ｂを接着することにより行う。ここで、端部４１ａは、円筒状基体４２が延びる方向（上下方向）に対して傾斜している。端部４１ａの延びる方向が上下方向に対して傾斜する傾斜角度βは、２０〜４０°もしくは５０〜７０°の範囲とされ、好ましくは、２５〜３５°もしくは５５〜６５°の範囲とされる。本実施形態において、上記傾斜角度βは、３０°である。

円筒状基体４２は、ダイヤフラム２の円筒状部２２を構成するものである。この円筒状基体４２において、織物の織り目方向は上下方向に対して傾斜している。織物の織り目方向が上下方向に対して傾斜する傾斜角度γは、２０〜４０°もしくは５０〜７０°の範囲とされ、好ましくは、２５〜３５°もしくは５５〜６５°の範囲とされる。本実施形態において、上記傾斜角度γは、３０°である。

次に、円筒状基体４２の上部を外側に折り返し、その先端において周方向に間隔を隔てて所定長さの切り込みを入れる。その後、図９に示すように、切り込みを含む部位を外側に折り曲げることにより、折り曲げ部４２１（第１の折り曲げ部）を形成する。引き続き、折り曲げ部４２１を、その厚み方向の両側から座板４３１，４３２によって挟み、接着剤を用いて接合する。ここで、座板４３１，４３２としては、例えば上記したゴム布からなるものが用いられる。座板４３１，４３２は、図１０に示すように、各々が複数の分割片によって構成されており、全体として円環状となるように構成されている。図１０においては、理解のために上下を反転させて表している。なお、座板４３１，４３２については、複数の分割片からなる構成に代えて、一体状のリング体からなる構成としてもよい。座板４３１，４３２の幅は、折り曲げ部４２１の長さ（基端から先端までの寸法）よりも大とされている。座板４３１，４３２によって折り曲げ部４２１の基端から先端までを挟むとともに、折り曲げ部４２１よりも径方向外側において座板４３１，４３２が互いに重ね合わされる。ここで、隣接する座板４３１どうしの境界部と隣接する座板４３２どうしの境界部とが、平面視において重ならないようにする。そして、折り曲げ部４２１と座板４３１，４３２とのそれぞれの間、および座板４３１，４３２の重合部の間に接着剤を充填して接着する。当該接着剤としては、例えばクロロプレン系接着剤が用いられる。なお、座板４３１，４３２を貼り合わせる際に、必要に応じて、隣り合う折り曲げ部４２１の間に上記ゴム布からなる空間補充片４３３を挿入してもよい（図１０参照）。また、図１１に示すように、座板４３１，４３２を両側から挟むようにゴムシート４３４，４３５を貼り合わせてもよい。このようにして、鍔部２１が形成される。なお、鍔部２１には、フランジ取付用の貫通孔が形成される。図１１においては、折り曲げ部４２１と、座板４３１，４３２と、ゴムシート４３４，４３５とを、接着剤４３６を介して積層した場合の鍔部２１の断面構造を模式的に表す。

次に、円筒状基体４２の下端において周方向に間隔を隔てて所定長さの切り込みを入れる。その後、図９に示すように、切り込みを含む部位を内側に折り曲げることにより、折り曲げ部４２２（第２の折り曲げ部）を形成する。このとき、隣り合う折り曲げ部４２２どうしが互いに重なる部分については、必要に応じて切除する。引き続き、円形の底板４４を折り曲げ部４２２の下側に重ね合わせ、これらを接合する。ここで、底板４４としては、例えば上記したゴム布からなり、円筒状基体４２の外径と略同径のものが用いられる。折り曲げ部４２２と底板４４との接合は、例えばこれら折り曲げ部４２２および底板４４の外周近傍を縫い合わせることにより行う。次いで、折り曲げ部４２２および底板４４を、その厚み方向の両側から座板４５１，４５２によって挟み、接着剤を用いて接合する。ここで、座板４５１，４５２としては、例えば上記したゴム布からなるものが用いられる。座板４５１，４５２は、各々が複数の分割片によって構成されており、全体として円環状となるように構成されている。なお、座板４５１，４５２については、複数の分割片からなる構成に代えて、一体状のリング体からなる構成としてもよい。座板４５１，４５２の幅は、折り曲げ部４２２の長さ（基端から先端までの寸法）よりも大とされている。座板４５１，４５２によって、折り曲げ部４２２および底板４４の重合部分を挟むとともに、折り曲げ部４２２よりも径方向内側において底板４４を挟む。ここで、隣接する座板４５１どうしの境界部と隣接する座板４５２どうしの境界部とが、平面視において重ならないようにする。そして、座板４５１と折り曲げ部４２２および底板４４との間、ならびに座板４５２と底板４４との間に接着剤を充填して接着する。当該接着剤としては、例えばクロロプレン系接着剤が用いられる。このようにして、底部２３が形成される。そして、円筒状基体４２のうち円筒状に残存する部分が円筒状部２２となり、鍔部２１、円筒状部２２および底部２３を有するダイヤフラム２が得られる。

次に、ダイヤフラム２の底部２３に対する突起２４の取付構造の一例について説明する。

図１２〜図１４に示すように、突起２４は、例えば金属製からなり、土台となる金属プレート２５に直立状に固定されている。突起２４は、例えば外径１２ｍｍ程度の丸棒状であり、突起２４の先端側は先細りテーパ状とされている。金属プレート２５は、突起２４が露出する状態にて例えば上記ゴム布からなる２枚のシート材２６，２７によって包囲されており、シート材２６，２７の重合部分が接着固定されている。ダイヤフラム２の底部２３に対する突起２４の取り付けは、シート材２７の下面を底部２３の上面に接着することにより行う。

本実施形態では、突起２４の取り付けは型板５を用いて行う。型板５は、突起２４の取付位置とピストン底部３２の孔部３２ａの形成位置とを合わせるためのものである。型板５は、例えば外径が７００ｍｍ程度、幅が５０ｍｍ程度の円環状であり、突起２４の取付位置に対応する４つの孔５ａが設けられている。これら孔５ａの内径は、突起２４の外径よりも僅かに大きい寸法とされている。

そして、図１２、図１３に示すように各孔５ａに突起２４を嵌めた状態にて、型板５を、その中心がダイヤフラム２の底部２３の中心と一致するようにセットし、シート材２７の下面を底部２３の上面に接着する。このようにして、シート材２６，２７を介して突起２４が底部２３に設けられる。

また、ピストン底部３２の孔部３２ａを形成する際にも、型板５を用いる。型板５を、その中心がピストン底部３２の中心と一致するように位置合わせし、ピストン底部３２に型板５の孔５ａと同じ位置に同じ寸法の貫通孔（孔部３２ａ）を形成する。

上記構成のガスホルダＸを組み立てる際には、まず、下部本体１１の内部にダイヤフラム２を入れ、ダイヤフラム２の円筒状部２２の内側にピストン３を挿入する。このとき、ダイヤフラム２に設けられた突起２４を、型板５の孔５ａに貫通させながらピストン底部３２の孔部３２ａに嵌入させ、ピストン底部３２とダイヤフラム２の底部２３との間に型板５を挟み込む。これにより、ピストン３の中心位置とダイヤフラム２の中心位置との芯合わせを容易に行うことができ、ピストン底部３２とダイヤフラム２の底部２３の重ね合わせがスムーズにできる。また、ダイヤフラム２の突起２４を型板５に嵌め込んだ状態で当該型板５を恒久的に残しておくと、後述のようにピストン３が上下運動をするとき、ダイヤフラム２の底部２３における皺の発生を防止することができる。

次に、下部本体１１の上方から上部本体１２を被せて、下部本体１１および上部本体１２のフランジ１１３，１２３をボルト１３によって接合する。ここで、鍔部２１をフランジ１１３，１２３間に挟んでおくことにより、ダイヤフラム２がホルダ本体１に取り付けられる。このような作業によって、ガスホルダＸを簡単に組み立てることができる。

本実施形態のガスホルダＸの使用時には、ガス導入口１１Ａを介してガスが導入されつつガス排出口１１Ｂを通じてガスが排出される。ここで、ガス導入量がガス排出量を上回ると、ホルダ本体１内においてダイヤフラム２によって仕切られた下側領域の内部圧力が上昇しようとする。そうすると、ピストン３の重量に抗して、ダイヤフラム２およびこのダイヤフラム２に囲まれたピストン３が押し上げられ、ガスが蓄えられる。ダイヤフラム２については、上昇にともない、円筒状部２２における内側部分がその上端から順次外側に折り返されて反転していく。図１においては、ピストン３が上昇した状態を仮想線で示している。一方、ガス排出量がガス導入量を上回ると、ピストン３が下降し、元の位置に戻る。このように、ガスホルダＸの使用時には、ガス量の変化によってピストン３がホルダ本体１内において上下動する。

本実施形態のガスホルダＸにおいて、ダイヤフラム２は、鍔部２１、円筒状部２２、および底部２３を有するとともにこれらが一連に形成されている。ダイヤフラム２のホルダ本体１への取り付けは、鍔部２１をフランジ１１３，１２３間に挟んだ状態にてボルト１３を締結することによって行う。このような取付構造によって、ホルダ本体１（下部本体１１および上部本体１２）とダイヤフラム２との間のガスシール機能が維持されている。このため、上記構成によれば、ダイヤフラム２の取付構造の簡素化を図ることができる。また、ダイヤフラム２の取付に際しては、ホルダ本体１内での作業が不要であるので、ダイヤフラム２の取付作業を容易に行うことができる。したがって、ガスホルダＸは、無駄なデッドスペースを少なくできると同時に、比較的にガス容量を小さくして小型化を図るのに適している。

ダイヤフラム２の作製に関して上述したように、鍔部２１は、円筒状基体４２の一方端に折り曲げ部４２１を形成し、この折り曲げ部４２１が、その両側から折り曲げ部４２１よりも幅広の座板４３１，４３２によって挟まれた構成を有している。このような構成により、ダイヤフラム２は、円筒状部２２から鍔部２１にいたる範囲において一連のシート状となっており、ガスシール機能が適切に維持される。底部２３については、円筒状基体４２の他方端に折り曲げ部４２２を形成し、この折り曲げ部４２２と円形の底板４４とが、その両側から折り曲げ部４２２よりも幅広の座板４５１，４５２によって挟まれた構成を有している。このような構成により、ダイヤフラム２は、円筒状部２２から底部２３にいたる範囲において一連のシート状となっており、ガスシール機能が適切に維持される。また、このように、鍔部２１が折り曲げ部４２１および座板４３１，４３２を含み、底部２３が、折り曲げ部４２２、底板４４、および座板４５１，４５２を含む構成によれば、ガスホルダＸのサイズに応じてダイヤフラム２のサイズを種々異ならせる場合においても、容易に作製することが可能である。

ダイヤフラム２は、織物の両面に合成ゴムを積層して形成されたゴム布を用いて構成されているため、強度面において有利である。ピストン３が上下移動すると、このピストン３の上下動にともなって、円筒状部２２は屈曲しながら反転する動作を繰り返す。本実施形態においては、図８および図９を参照すると理解できるように、円筒状部２２における織物の織り目方向（繊維方向）が、円筒状部２２が延びる上下方向（換言すると、ピストン３の移動方向）に対して傾斜している。このため、円筒状部２２が屈曲・反転する際に直角に曲がったとしても、織物の繊維は直角よりも大である鈍角に曲がる。また、ゴム布片４１どうしを周方向に繋ぎ合わした図７の接合部分（端部４１ａ）も、繊維方向と同じ傾斜角度βで傾斜しているので同様の効果が得られ、円筒状部２２を構成する織物に加わる負荷が軽減される。このことは、ダイヤフラム２の耐久性向上に資する。

本実施形態では、ダイヤフラム２の円筒状部２２における織物の織り目方向（繊維方向）が上下方向に対して傾斜する傾斜角度γは、２０〜４０°もしくは５０〜７０°の範囲とされている。円筒状部における織り目方向（繊維方向）が上下方向に対して４５°傾斜するときに、上下方向の引張力に対して織物が延びやすいところ、本実施形態では、傾斜角度γを、４５°付近を含まない上記範囲にすることにより、ダイヤフラム２の変形を抑制することができる。このことは、ダイヤフラム２の耐久性向上に資する。

本実施形態において、ダイヤフラム２の円筒状部２２は、円筒状基体４２を含んで構成されており、円筒状基体４２は、ゴム布からなるゴム布片４１を周方向に傾斜角度βをもたせて繋ぎ合わせて形成されている。このような構成によれば、ゴム布片４１を切り出す際に、その切断方向を適宜調整すれば、円筒状部２２における織物の織り目方向の傾斜角度γが所望となるように構成されたダイヤフラム２を容易に作製することができる。

図４を参照して説明したように、ピストン底部３２の下面とピストン筒部３１の外面とがなす角部には、適度な丸みがつけられている。これにより、円筒状部２２の下端において、当該円筒状部２２を構成する織物の繊維の曲がり角度が緩くなる。したがって、円筒状部２２の織物に加わる負荷が軽減される。このことは、ダイヤフラム２の耐久性向上に資する。

本実施形態において、ピストン３（ピストン筒部３１）には、上部本体１２の側壁１２２の内周面に周方向の異なる位置にて接触しつつ水平軸周りに回転自在なガイドローラ３１２が設けられている。これにより、ピストン３が上下動する際には、ガイドローラ３１２は、側壁１２２の内面に接触する状態を維持しつつ上下方向に転がりながら移動する。したがって、ピストン３はガイドローラ３１２を介してホルダ本体１（上部本体１２）に支えられており、上下動にともなってピストン３が傾くのを防止することができる。

また、このようにガイドローラ３１２を設けた構成において、ピストン筒部３１の外周面と上部本体１２の内周面との間の隙間は、５０〜２００ｍｍと比較的狭くされている。このように上記隙間を狭くすれば、ピストン３の傾きを抑制するうえで好ましく、また、ガスホルダＸの小型化を図るのに適している。

以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。本発明に係るガスホルダおよびダイヤフラムの各部の具体的な構成については、上記実施形態に限定されない。

上記実施形態においては、ダイヤフラム２の鍔部２１について、円筒状基体４２を折り曲げた折り曲げ部４２１を含んで構成された場合を例に挙げて説明したが、鍔部は、円筒状基体４２とは異なる別部材によって構成してもよい。図１５は、鍔部が円筒状基体とは異なる別部材によって構成されたダイヤフラムの一例を示す。図１５に示されたダイヤフラム２’は、リング部材２８を備える。このリング部材２８は、鍔部に対応する平面リング部２８１と、平面リング部２８１の内側縁から延びる円筒リング部２８２とを有する。円筒状基体４２’の一方端と円筒リング部２８２の先端とが例えば縫い付けによって接合されており、円筒状基体４２’および円筒リング部２８２によって円筒状部が形成される。このような構成によれば、リング部材２８を成型によって作製することができ、例えばダイヤフラム２’のサイズが比較的大きい場合において、その生産性を高めるのに適している。

Ｘ ガスホルダ
１ ホルダ本体
１１ 下部本体
１１３ フランジ（第１フランジ）
１２ 上部本体
１２３ フランジ（第２フランジ）
２，２’ ダイヤフラム
２１ 鍔部
２２ 円筒状部
２３ 底部
２４ 突起
２８ リング部材
２８１ 平面リング部
２８２ 円筒リング部
３ ピストン
３１ ピストン筒部
３１２ ガイドローラ
３２ ピストン底部
３２ａ 孔部
４１ ゴム布片
４１ａ 端部
４２，４２’ 円筒状基体
４２１ （第１の）折り曲げ部
４２２ （第２の）折り曲げ部
４３１ （第１の）座板
４３２ （第２の）座板
４４ 底板
４５１ （第３の）座板
４５２ （第４の）座板

Claims (5)

1. 第１フランジが上端部に設けられた下部本体、および上記第１フランジに接合される第２フランジが下端部に設けられた上部本体、を有する円筒容器状のホルダ本体と、
   上記第１フランジと上記第２フランジに挟まれる鍔部、当該鍔部につながって延びる円筒状部、および当該円筒状部の下端を塞ぐ底部、を有し、一連に形成されたダイヤフラムと、
   上記円筒状部の内側に配置され、上記ダイヤフラムに支持されるピストンと、
   を備え、
   上記ピストンは、上記ダイヤフラムの円筒状部に囲まれ、上下方向に延びる円筒状のピストン筒部と、上記ピストン筒部の下端から当該ピストン筒部の径方向内方に延びており、上記ダイヤフラムの底部に重なるピストン底部と、を有し、
   上記ダイヤフラムの底部には、上方を向く突起が設けられており、
   上記ピストン底部には、上記突起が嵌入する孔部が設けられており、
   上記ピストン底部と上記ダイヤフラムの底部との間に介在し、上記突起が貫通する孔を有する型板をさらに備える、ガスホルダ。
2. 上記ピストン筒部の外周面と上記上部本体の内周面との間の隙間は、５０〜２００ｍｍの範囲である、請求項１に記載のガスホルダ。
3. 上記ピストン底部の下面と上記ピストン筒部の外周面とがなす角部には、曲率半径にして２〜１０ｍｍの丸みがつけられている、請求項１に記載のガスホルダ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のガスホルダに用いられるダイヤフラムであって、
   鍔部、当該鍔部につながって延びる円筒状部、および当該円筒状部の下端を塞ぐ底部、を有し、
   織物と、当該織物の両面に積層した合成ゴムと、を含むゴム布を用いて構成されており、
   上記円筒状部は、上記ゴム布からなるゴム布片が周方向に並んで繋ぎ合わされた円筒状基体を含んで構成され、
   上記鍔部は、上記円筒状基体の一方端において周方向に間隔を隔てて複数の切り込みが形成されるとともに当該切り込みを含む部位を外側に折り曲げて形成された第１の折り曲げ部と、上記第１の折り曲げ部を厚み方向の両側から挟むとともに当該第１の折り曲げ部よりも径方向外側において互いに重ね合わせて接合された第１および第２の座板と、を含んで構成されており、
   上記底部は、上記円筒状基体の他方端において周方向に間隔を隔てて複数の切り込みが形成されるとともに当該切り込みを含む部位を内側に折り曲げて形成された第２の折り曲げ部と、上記第２の折り曲げ部に重ね合わせて接合された円形の底板と、上記第２の折り曲げ部および上記底板の重合部分を厚み方向の両側から挟むとともに当該第２の折り曲げ部よりも径方向内側において上記底板を厚み方向の両側から挟んで接合された第３および第４の座板と、を含んで構成される、ガスホルダ用ダイヤフラム。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載のガスホルダに用いられるダイヤフラムであって、
   鍔部、当該鍔部につながって延びる円筒状部、および当該円筒状部の下端を塞ぐ底部、を有し、
   織物と、当該織物の両面に積層した合成ゴムと、を含むゴム布を用いて構成されており、
   上記円筒状部は、上記ゴム布からなるゴム布片が周方向に並んで繋ぎ合わされた円筒状基体を含んで構成され、
   上記鍔部に対応する平面リング部と、当該平面リング部の内側縁から延びる円筒リング部と、を有するリング部材を備え、
   上記円筒状基体の一方端と上記円筒リング部の先端とが接合されており、
   上記円筒状基体および上記円筒リング部によって上記円筒状部が構成される、ガスホルダ用ダイヤフラム。

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