(57)【要約】【課題】シール油およびシール部材を用いつつ、円滑な昇降が可能かつシール油の漏れ出しを防止できるシール装置およびこれを備えたガスホルダの提供。【解決手段】ガスホルダのピストンの外周に設置されてピストンの下方に貯留されたガスをシールするシール装置３０であって、ガスホルダのホルダ本体１０の内面１０１に摺動する、内部が同一素材で充填された固体のシール部材４０と、シール部材４０の上側にシール油３１を貯留する油槽３３とを有し、シール部材４０は、ホルダ本体１０の内面１０１に接触するシール面４３と、シール面４３とシール部材４０の上面または下面とを接続しかつシール面４３から離れた側がホルダ本体１０の内面１０１から離れる方向へ傾斜した傾斜面４１，４２とを有した形状であり、前記傾斜面は、シール部材自体が静的に有している形状である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスホルダのピストンの外周に設置されてピストンの下方に貯留されたガスをシールするシール装置であって、
前記ガスホルダのホルダ本体の内面に摺動する、内部が同一素材で充填された固体のシール部材と、前記シール部材の上側にシール油を貯留する油槽とを有し、
前記シール部材は、前記ホルダ本体の内面に接触するシール面と、前記シール面と前記シール部材の上面または下面とを接続しかつ前記シール面から離れた側が前記ホルダ本体の内面から離れる方向へ傾斜した傾斜面とを有した形状であり、
前記傾斜面は、シール部材自体が静的に有している形状であることを特徴とするシール装置。
【請求項２】
請求項１に記載したシール装置において、
前記傾斜面は曲面で形成され、前記シール面は平坦面で形成され、前記傾斜面と前記シール面とは連続的に形成されていることを特徴とするシール装置。
【請求項３】
請求項１に記載したシール装置において、
前記傾斜面および前記シール面は、互いに連続した曲面で形成されていることを特徴とするシール装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載したシール装置において、
前記シール部材の上面および下面の少なくとも一方には、前記上面または前記下面に沿ったサポート部材が接合されていることを特徴とするシール装置。
【請求項５】
ホルダ本体と、前記ホルダ本体の内部を昇降するピストンと、前記ピストンの外周に設置されて前記ピストンの下方に貯留されたガスをシールするシール装置とを備え、前記シール装置が請求項１から請求項４のいずれか一項に記載されたシール装置であることを特徴とするガスホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール装置およびこれを備えたガスホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所においては、高炉や転炉から発生する可燃性の副生ガスをエネルギ源として有効利用するために、当該副生ガスを一旦貯留するピストン昇降式のガスホルダが設置されている。
ピストン昇降式のガスホルダは、外面を基柱と回廊に支持された複数枚の側板で構成された円筒状のホルダ本体と、ホルダ本体の内部においてガス量の増減に応じて自在に昇降するピストンとを備えている。
このようなピストン昇降式のガスホルダは、製鉄所に限らず、貯留量が増減するガスを取り扱うさまざまなプラントで利用されている。
【０００３】
ピストン昇降式のガスホルダでは、ピストンの昇降時に、ピストンの外周部とホルダ本体の内面との摺動部からのガス漏洩を防止する必要がある。このために、ピストンの外周部には、環状のシール装置が設置される（特許文献１，２参照）。
シール装置は、ピストンの外周部に支持されたシール部材と、シール部材をホルダ本体の内面に押し付ける支持機構と、このシール部材を囲むように設置された油槽とを有する。油槽にはシール油が貯留され、シール部材をホルダ本体の内面との僅かな隙間から一部が流下される。これにより、シール部材をホルダ本体の内面との摺動が円滑に行われるとともに、この摺動部からのガス漏洩が防止できる。
【０００４】
シール装置において、支持機構は、錘に対する重力を、リンク機構を介してピストンから外向きの力に変えることで、シール部材をホルダ本体の内面に一定の力で押し付けている。シール部材は、２枚のゴム板の間に木材などのスペーサを挟んで重ね合わせた構造とされ、２枚一対のゴム板の先端縁がホルダ本体の内面に摺動される。
このような２枚のゴム板とシール油を用いるシール装置は、ＣＯＳ型と称されるガスホルダにおいて常用されている。
ＣＯＳ型は、円筒形の側壁を有することと、シール材としてシール油を使用することに特徴を有するガスホルダの形式である。ＣＯＳ型において、２枚のゴム板を用いるのは、それ以前から用いられていた、円筒形の側壁を有し、シール材としてグリスを使用するクレンネ型の伝統である。また、シール油を用いるのは、多角形の側壁を有するマン型の伝統といわれている。
２枚のゴム板を用いることは、従来のクレンネ型で培った装置設計を流用できる、というメリットがあると考えられる。ＣＯＳ型では、そのシール部材やホルダ等のサイズや形状等の設計において、クレンネ型の設計を踏襲しつつ、そうした設計に適合した２枚のゴム板を用いることが一般的である。
マン型では、２枚のゴム板を有するシール部材ではなく、鋼製の滑板を用い、これにシール油を満たした油槽を組み合わせる。クレンネ型では、２枚のゴム板の間の凹部にグリスを充填することで気密性を確保しており、シール油を満たした油槽は用いない。
【０００５】
シール装置としては、特殊なシール部材を用いるものも知られている（特許文献３参照）。
特許文献３のシール部材は、弾性体を液密性弾性膜で被覆したものであり、重力によって水滴状に垂れ下がった状態で使用するものである。特許文献３のシール部材は、内部に液体が含まれており、袋状であることから、シール部材が持つ静的な形状は一定ではなく、摺動方向、ホルダ本体への圧力およびシール部材に掛る重力等によって、使用の都度形状が定まる。なお、特許文献３では、シール部材が磨耗した場合についての開示はなされておらず、液密性弾性膜で被覆されていることからすれば、磨耗耐久性は極めて低いものと考えられる。
【０００６】
ところで、従来のシール装置の多くは、シール部材の摩耗を検知するために、ガスホルダを停止させたうえで、ガスホルダの内部に作業者が入り、シール装置を分解して点検する必要があった。
これに対し、前述した特許文献１では、シール部材に磁石を埋め込んでおき、ホルダ本体の外側に設置した磁力検出器で磁石までの距離を検出する構成としている。このような構成では、ガスホルダが稼働状態のまま、外部からシール部材の摩耗量を検出することができ、稼働効率あるいは作業効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０２００８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１０９２１４号公報
【特許文献３】実開昭６１−６４５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したＣＯＳ型つまり２枚のゴム板（エラストマ素材製の板材）とシール油を用いるシール装置においては、普及に伴って以下に述べる問題があることがわかってきた。
すなわち、ホルダ本体の内面には、微小ながら凹凸が生じる。例えば、ホルダ本体を補強するために、ホルダ本体の外周には環状のスティフナが装着される。このようなスティフナの装着部位では、ホルダ本体の内面が内側へ膨出し、他の部位に対して凸となる。
このようなホルダ本体の内面の凹凸があると、ホルダ本体の内面に対して摺動するシール部材が凸部分にひっかかりを生じ、円滑な昇降動作が行われなくなる可能性があった。
【０００９】
さらに、従来のＣＯＳ型つまり２枚のゴム板を用いるシール部材では、ホルダ本体の内面の凹凸に起因して、ホルダ内に貯留されるガスの漏れ出しが顕著となる、という問題が認識されている。
これは、シール部材には一対のゴム板の間に窪みが形成されており、この窪みがホルダ本体の内面の凸部分を通過する際に、一対のゴム板の一方のみが凸部分に接触し、他方は凸部分より相対的に低い部位（ホルダの外周側に偏位した部位）との間に微小ながら隙間を生じるためと考えられる。
【００１０】
図１０に、従来のＣＯＳ型ガスホルダで推定されるガスの漏れ出し状況を示す。
図１０の（Ａ）部において、ガスホルダ９０は、円筒状のホルダ本体９１を有する。ホルダ本体９１の外周には、所定高さ位置に環状のスティフナ９１１が設置されている。
ホルダ本体９１は、スティフナ９１１による締め付けを受けて、スティフナ９１１が設置された高さ位置の内面が内側に膨出する。これにより、ホルダ本体９１の内面には環状に連続した凸部分９１２が形成される。
【００１１】
ホルダ本体９１の内側には、図示しない昇降可能なピストンが設置されている。ピストンの外周には、ホルダ本体９１の内面に沿って略環状に連続したシール装置９２が設置されている。
シール装置９２は、ホルダ本体９１の内面に摺動するシール部材９３を備えている。シール部材９３は、２枚のゴム板９３１，９３２の間に木材などのスペーサ９３３を挟んで重ね合わせた構造とされ、２枚一対のゴム板９３１，９３２の先端縁がホルダ本体９１の内面に摺動される。スペーサ９３３は一対のゴム板９３１，９３２よりも短く形成され、一対のゴム板９３１，９３２の先端縁の間には、スペーサ９３３の厚みに相当する間隔の凹部９３９が形成されている。
シール装置９２には、シール部材９３の上側にシール油９２１が貯留されている。シール油９２１は、一部がシール部材９３とホルダ本体９１の内面との間に浸入し、一部が凹部９３９に貯留され、シール部材９３とホルダ本体９１との摺動時の潤滑が行われる。潤滑に用いられたシール油のうち、僅かな量のシール油９２２がシール部材９３より下方へ流下する。
【００１２】
図１０の（Ｂ）部において、ガスホルダ９０に貯留されるガスが増加すると、ピストンおよびシール装置９２がホルダ本体９１の内部を上昇する。シール部材９３が、前述したホルダ本体９１の凸部分９１２を通過する際には、まず上側のゴム板９３１が凸部分９１２に乗り上げ、下側のゴム板９３２とホルダ本体９１の内面（凸部分９１２より相対的に低い部分）との間に隙間が生じ、凹部９３９に貯留されていたシール油９２３がシール部材９３より下方へ流下する。代わりに、凹部９３９にはガスホルダ９０に貯留されるガスが満たされる。
図１０の（Ｃ）部において、シール装置９２が更に上昇すると、シール部材９３は凸部分９１２に乗り上げ、２枚一対のゴム板９３１，９３２の先端縁がともにホルダ本体９１の内面に摺動する状態で凸部分９１２を通過してゆく。この際、シール部材９３の凹部９３９には、シール油９２３と置換されたガスが満たされている。
図１０の（Ｄ）部において、シール装置９２が更に上昇し、シール部材９３が凸部分９１２から離れようとする際には、上側のゴム板９３１の先端縁がホルダ本体９１の内面から離れ、凹部９３９はシール装置９２に貯留されたシール油９２１に開放される。これにより、凹部９３９に満たされていたガスがシール油９２１に流出して気泡９３８となって上昇し、シール油９２１の液面から外部に漏れ出すことになる。
【００１３】
以上のように、従来のＣＯＳ型のシール部材９３では、ホルダ本体９１の内面の凹凸に起因して、ホルダ内に貯留されるガスの漏れ出しが顕著となる。
この問題を解消するために、シール部材９３の凹部９３９をなくすこと、具体的には、一対のゴム板９３１，９３２の間に、スペーサ９３３に代えてゴム板を挟み、３枚重ねのゴム板によりシール部材９３を形成すること、あるいは、一対のゴム板９３１，９３２およびスペーサ９３３を含めたサイズのゴムブロックを用いることが考えられている。
【００１４】
しかし、このような３枚重ねのゴム板を用いたシール部材９３あるいはゴムブロックを用いたシール部材９３においては、ホルダ本体９１の内面に対する摺動が、一対のゴム板９３１，９３２の先端縁よりも大きな面積となる。このため、ホルダ本体９１の内面との摺動抵抗が増加する。その結果、前述したホルダ本体の内面の凹凸によるひっかかりの問題に加え、ホルダ本体の内面の平坦な部分においても円滑な昇降動作が行われなくなる可能性があった。
【００１５】
ところで、前述した３枚重ねのゴム板を用いたシール部材９３あるいはゴムブロックを用いたシール部材９３においても、前述した特許文献１のような摩耗量の検出、つまりシール部材に磁石を埋め込んでおき、ホルダ本体の外側に設置した磁力検出器で磁石までの距離を検出する構成を用いることができる。
しかし、シール部材に磁石を埋め込んでおく等の加工が必要であることから、設備コストの増加が避けられないという問題があった。
【００１６】
本発明の主な目的は、シール油およびエラストマ素材製のシール部材を用いつつ、円滑な昇降が可能かつシール油の漏れ出しを防止できるシール装置およびこれを備えたガスホルダを提供することにある。
本発明の他の目的は、シール部材の摩耗量の検出が容易かつ設備コストを抑制できるシール装置およびこれを備えたガスホルダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のシール装置は、ガスホルダのピストンの外周に設置されてピストンの下方に貯留されたガスをシールするシール装置であって、前記ガスホルダのホルダ本体の内面に摺動する、内部が同一素材で充填された固体のシール部材と、前記シール部材の上側にシール油を貯留する油槽とを有し、前記シール部材は、前記ホルダ本体の内面に接触するシール面と、前記シール面と前記シール部材の上面または下面とを接続しかつ前記シール面から離れた側が前記ホルダ本体の内面から離れる方向へ傾斜した傾斜面とを有した形状であり、前記傾斜面は、シール部材自体が静的に有している形状であることを特徴とする。
【００１８】
本発明において、例えばシール面を有するシール部材において、シール面に沿った上下の辺縁にいわゆる面取りを形成することで、この面取り形状を傾斜面とすることができる。傾斜面は、平坦な面であってもよく、曲面例えば円筒面などであってもよい。傾斜面は、シール面の上下に形成されることが好ましいが、上下いずれかであってもよい。
シール部材は、表面から内部までの全体が固体（弾性材料を含む）の同一素材で形成されたものであり、高さ方向に連続した一体物のゴムブロックとすることができる。シール面には、従来のような凹部がないことが望ましい。
傾斜面に関して、シール部材自体が静的に有している形状であるとは、シール部材に外力が加わっていない状態でのシール部材の形状において、前述した傾斜の傾斜面が形成される、ということである。
【００１９】
シール部材は、３枚のゴム板を重ね合わせて形成してもよい。３枚重ねとする場合も、シール面に凹部が生じないようにホルダ本体側を揃えることが望ましい。なお、上下のゴム板のホルダ本体側に傾斜面を形成しておき、中間のゴム板のホルダ本体側に平坦なシール面を形成しておき、これらを３枚重ねにすることで、ホルダ本体側に上下の傾斜面で挟まれたシール面が得られるようにしてもよい。
一方、ホルダ本体と反対側においては、上下のゴム板の形状を従来のＣＯＳ型のシール部材と同様に形成しておくことで、ＣＯＳ型のシール部材ホルダに装着することが容易にできる。
【００２０】
本発明によれば、シール部材のシール面により、シール油のシール機能が得られる。また、シール部材の傾斜面により、シール部材がホルダ本体の内面に凸部分を乗り越えるようにガイドすることができ、ひっかかりを無くして、円滑な昇降動作を実現できる。
さらに、シール部材は、シール面では上下方向の高さが小さく、傾斜面を経てシール部材の最大高さに達することになる。つまり、設置時のシール面の表面積に対し、シール面の摩耗が進行すると、傾斜面の傾斜の分だけシール面の面積が増大し、ホルダ本体の内面との摩擦抵抗が増大する。この摩擦抵抗の変化は、ガスの貯蔵量の変化があった際のピストンの昇降挙動から検出することができる。
従って、シール部材に傾斜面を設けるという簡単な構成だけで、特許文献１のような磁石の埋め込み無しに、シール部材の摩耗を外部から検出することができる。
【００２１】
本発明のシール装置において、前記傾斜面は曲面で形成され、前記シール面は平坦面で形成され、前記傾斜面と前記シール面とは連続的に形成されていることが好ましい。
本発明では、シール面が平坦面で形成されるため、ホルダ本体の内面に圧接される際に、ホルダ本体の内面に対して、シールを弾性変形させる様な過剰な圧力が掛けることなく接触領域を形成することができ、所期のシール性能を確保することができる。一方、傾斜面が曲面で形成されることで、シール部材がホルダ本体の内面に対して傾いた状態となっても、ある程度の傾斜であれば、曲面の最もホルダ本体寄りの部分に所期の接触領域を形成することができる。
本発明によれば、傾斜面とシール面との接続部分に凹凸が生じず、傾斜面に摺動してガイドされたホルダ本体の内面の凸部分を円滑にシール面に送ることができる。
【００２２】
本発明のシール装置において、前記傾斜面および前記シール面は、互いに連続した曲面で形成されていることが好ましい。
本発明において、傾斜面およびシール面を形成する曲面は、全体に一様な曲率であってもよく、傾斜面部分とシール面部分とで曲率が異なっていてもよく、あるいは曲率が徐々に変化するものであってもよい。
【００２３】
本発明では、シール面は曲面であるが、ホルダ本体の内面に圧接されることで所定広さの平坦な接触領域を形成することができ、所期のシール性能を確保することができる。そして、シール面も曲面で形成されることで、シール部材がホルダ本体の内面に対して傾いた状態となっても、その傾斜に拘わらず、曲面の最もホルダ本体寄りの部分に所期の接触領域を形成することができる。
本発明によれば、傾斜面とシール面とが連続しており、互いの接続部分に凹凸がないため、傾斜面に摺動してガイドされたホルダ本体の内面の凸部分を円滑にシール面に送ることができる。
【００２４】
本発明のシール装置において、前記シール部材の上面および下面の少なくとも一方には、前記上面または前記下面に沿ったサポート部材が接合されていることが好ましい。
本発明では、シール部材の高さ寸法を小さく（薄く）した場合でも、サポート部材により全体としての高さ寸法を大きくすることができ、例えばＣＯＳ型のシール部材ホルダに装着する際のサイズ調整を容易にできる。とくに、シール部材の上下にサポート部材を接合して３枚重ねとすることで、上下一対のサポート部材が従来のシール部材に対応する形態とすることができ、ＣＯＳ型のシール部材ホルダに装着することが容易にできる。
【００２５】
本発明において、シール部材のシール面および傾斜面は、サポート部材のホルダ本体側よりもホルダ本体側に突出されていることが望ましい。サポート部材のホルダ本体側は、平坦面でも傾斜面でもよいが、なるべくホルダ本体と平行に近い角度であることが望ましい。このようなサポート部材により、シール部材の摩耗が進行し、シール面がサポート部材まで達した際に摺動面積が急激に増加し、明らかな摩擦抵抗増として検出することができる。この点で、上下のサポート部材のホルダ本体側の位置を変えておくことで、急激な摩擦抵抗増を２回にわたって検出することもできる。
【００２６】
本発明のガスホルダは、ホルダ本体と、前記ホルダ本体の内部を昇降するピストンと、前記ピストンの外周に設置されて前記ピストンの下方に貯留されたガスをシールするシール装置とを備え、前記シール装置が前述した本発明に基づくシール装置であることを特徴とする。
本発明によれば、本発明のシール装置において説明した効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、シール油およびエラストマ素材製のシール部材を用いつつ、円滑な昇降が可能かつシール油の漏れ出しを防止できるシール装置およびこれを備えたガスホルダを提供することができる。
併せて、シール部材の摩耗量の検出が容易かつ設備コストを抑制できるシール装置およびこれを備えたガスホルダを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態のガスホルダを示す模式図。
【図２】前記第１実施形態のピストン外周部を示す模式図。
【図３】前記第１実施形態のシール装置を示す模式図。
【図４】前記第１実施形態のシール部材の支持機構を示す模式図。
【図５】前記第１実施形態のシール部材を示す模式図。
【図６】本発明の第２実施形態のシール部材を示す模式図。
【図７】本発明の第３実施形態のシール部材を示す模式図。
【図８】本発明の第４実施形態のシール部材を示す模式図。
【図９】本発明の第５実施形態のシール部材を示す模式図。
【図１０】従来のＣＯＳ型のシール部材の動作を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
図１から図５には、本発明の第１実施形態が示されている。
図１において、ガスホルダ１は、高炉ガスなどを貯留するものであり、円筒状のホルダ本体１０を有し、ホルダ本体１０の上面は部分球面状の屋根１１で覆われている。
【００３０】
ホルダ本体１０は、多数の側板１２を接続して円筒状に形成され、外周面に沿って設置された縦方向の基柱１３、並びに周方向に延びる環状の回廊１７および環状のスティフナ１４により、所期の構造強度が確保されている。
ホルダ本体１０の外周には、作業者が昇降するためのエレベータ装置１５が設置されている。ホルダ本体１０の下端部には、貯留するガスを出し入れするためのガス配管１６が接続されている。
【００３１】
ホルダ本体１０の内部には、ピストン２０が昇降自在に設置されている。ピストン２０により、ホルダ本体１０の内部空間は、上側の空気室１０Ｕと下側のガス室１０Ｌとに仕切られている。
ピストン２０は、ガス室１０Ｌに貯留されるガスにより荷重支持され、このガスの量が増加した際に上昇し、ガスの量が減少した際に重力により下降する。
【００３２】
ピストン２０は、屋根と同様な部分球面状に形成されたピストン本体２１を有し、その外周縁部には、矩形断面が環状に連続するフートリング２２が設置されている。
図２に示すように、フートリング２２の上面側には、周方向に所定間隔で、ホルダ本体１０の内面１０１に沿って転動するガイド機構２３が配列されている。
【００３３】
ガイド機構２３は、フートリング２２および隣接するピストン本体２１から起立したフレーム２３１を有する。フレーム２３１は、ホルダ本体１０の内面１０１に沿って上方に延びている。フレーム２３１には、上端近傍および下端近傍に内面１０１に転動するローラ２３２，２３３が支持されている。
ガイド機構２３は、ローラ２３２，２３３を介して内面１０１に接触することで、ピストン２０の外周とホルダ本体１０の内面１０１との間に所期の間隔を維持する。そして、ピストン２０がホルダ本体１０に対して昇降しても、ローラ２３２，２３３が内面１０１に転動するため、ピストン２０と内面１０１との間隔は一定に維持される。
【００３４】
フートリング２２の外周側には、ホルダ本体１０の内面１０１との間に気密シールを形成するためのシール装置３０が設置されている。
図３にも示すように、シール装置３０は、シール油３１とシール部材４０とを用いて気密シールを行うものである。
【００３５】
シール装置３０は、シール油３１を貯留するために、フートリング２２の外周面からホルダ本体１０の内面１０１に向かって延びる底板３２およびシート３２１を有する。
底板３２の先端縁はシート３２１に接続され、シート３２１がさらにシール部材４０に接続されており、シール部材４０が内面１０１に押し付けられることで、ホルダ本体１０の内面１０１に接続される。
これにより、フートリング２２の外周面とホルダ本体１０の内面１０１との間隔が、底板３２およびシート３２１により仕切られ、底板３２およびシート３２１の上方に油槽３３が形成される。油槽３３にはシール油３１が貯留される。
【００３６】
シール装置３０は、シール部材４０をホルダ本体１０の内面１０１に押し付けるための支持機構３４を備えている。
支持機構３４は、フートリング２２に設置されたブラケット３４１と、ブラケット３４１に回動自在に支持された吊下アーム３４２とを有する。シール部材４０は、吊下アーム３４２に吊下げ支持され、吊下アーム３４２の回動により内面１０１に向けて近接離隔可能である。
支持機構３４は、さらにシール部材４０が装着されるベース板３４３と、ベース板３４３に接続されたリンク機構３４４と、リンク機構３４４に接続された錘３４５とを有する。錘３４５にかかる重力は、リンク機構３４４を介してベース板３４３およびシール部材４０に伝達され、シール部材４０は内面１０１に向けて付勢される。
【００３７】
このような支持機構３４により、シール部材４０はホルダ本体１０の内面１０１に押し付けられる。そして、シール部材４０が内面１０１に押し付けられることで、底板３２およびシート３２１による仕切が行われ、シール油３１が油槽３３に貯留されて維持され、殆ど底板３２およびシート３２１より下方へ流下することはない。
ただし、シール部材４０と内面１０１とが密着する面間には、僅かな量のシール油３１が浸入し、内面１０１を伝って流下する。これにより、ピストン２０の昇降時のシール部材４０と内面１０１との摺動を円滑にすることができる。
【００３８】
図４において、シール部材４０は、一対のゴム板４０１，４０２とこれらに挟まれた中間のゴム板４０３とを有し、これら３枚の固体であるゴム板４０１，４０２，４０３を積層して形成されている。ゴム板４０１，４０２，４０３は、それぞれ、内部が同一素材で充填された単一部材で形成されている。
ゴム板４０１，４０２，４０３のベース板３４３の側は、既存のＣＯＳ型のシール部材と同様な形状とされ、ベース板３４３がＣＯＳ型であれば、容易に装着できる。
ゴム板４０１，４０２，４０３の内面１０１に対向する側の端面は、それぞれ、圧力の掛っていない静的な状態のゴム板本来の形状として、円筒面状に形成され、シール部材４０として積層した状態では、各々の円弧面が互いに連続してひとつの円筒面を形成している。
【００３９】
シール部材４０は、中間のゴム板４０３の内面１０１に対向する側の端面が、主にホルダ本体１０の内面１０１に接触するシール面４３とされている。一対のゴム板４０１，４０２の内面１０１に対向する側の端面は、圧力の掛っていない静的な状態のゴム板本来の形状として、傾斜面４１，４２とされている。傾斜面４１，４２は、シール面４３とシール部材４０の上面または下面と（上側のゴム板４０１の上面または下側のゴム板４０２の下面）を接続し、かつシール面４３から離れた側が内面１０１から離れる方向へ傾斜した形状とされている。
【００４０】
シール部材４０をベース板３４３に固定するために、ベース板３４３には下側取付部材３４６および上側取付部材３４７が設置されている。
シール部材４０は、スペーサ３４８とともに下側取付部材３４６と上側取付部材３４７との間に配置され、ボルト３４９により締め付け固定される。
下側取付部材３４６には、前述した底板３２から延びる、可撓性を有するキャンバス素材等により形成されたシート３２１が接続されている。これにより、底板３２からシール部材４０までが連続し、油槽３３に貯留されたシール油３１が漏れ留めされる。また、シール部材４０が揺動などしても、シート３２１が撓むことで、固定的な底板３２に対して変位を許容することができる。
【００４１】
本実施形態のシール部材４０では、ゴム板４０１，４０２，４０３の内面１０１に対向する側の端面は一連の円筒面とされており、シール部材４０が単独の状態では一対の傾斜面４１，４２とシール面４３との境界は確定されない。
ここで、シール部材４０をシール装置３０に組み込んでホルダ本体１０の内面１０１に押し付けた状態とすることで、シール部材４０が弾性変形して内面１０１に密着する平坦面を形成するが、この平坦面がシール面４３に該当し、その上下に連続する円筒面が傾斜面に該当する。
さらに、シール部材４０が使用されて内面１０１との摺動で摩耗した場合、内面１０１に対向する面に平坦なシール面４３が現れることになる。
【００４２】
〔第１実施形態の効果〕
本実施形態によれば、シール部材４０のシール面４３により、シール油３１のシール機能が得られる。
また、ホルダ本体１０の内面１０１に凸部分があっても、シール部材４０の傾斜面４１，４２により、シール部材４０が凸部分を乗り越えるようにガイドすることができ、ひっかかりを無くして、円滑な昇降動作を実現できる。
【００４３】
さらに、シール部材４０のシール面４３には、従来のＣＯＳ型のシール部材のような凹部がなく、ホルダ本体１０の内面１０１に凹凸があっても、貯留されるガスの漏れ出しを防止できる。
また、シール部材４０のシール面４３は、傾斜面４１，４２の分だけ高さ方向寸法（幅Ｔ１）が小さくなるため、シール部材４０の全高におよぶシール面に比べて、ホルダ本体１０の内面１０１との接触面積を小さくできる。その結果、前述したホルダ本体１０の内面１０１の凹凸によるひっかかりの問題の解消に加え、凹凸がない平坦な部分においても円滑な昇降動作を行うのに有効である。
【００４４】
さらに、シール部材４０は、シール面４３では上下方向の高さが小さく、傾斜面４１，４２を経てシール部材４０の最大高さ（全厚み）に達する（増加する）ことになる。つまり、設置時のシール面４３の表面積に対し、シール面の摩耗が進行すると、傾斜面４１，４２の傾斜の分だけシール面４３の面積が増大し、ホルダ本体１０の内面１０１との摩擦抵抗が増大する。
【００４５】
図５において、未使用のシール部材４０をホルダ本体１０の内面１０１に押し付けた際、円筒面状のシール面４３（図５の実線表示）は、弾性変形して平坦になる（図５の左側一点鎖線）。このとき、シール面４３の幅（高さ方向寸法）はＴ１である。
ガスホルダ１を稼働させ、所定時間が経過すると、内面１０１との摺動によりシール部材４０が摩耗し、シール面４３が図５の右側一点鎖線まで進行する。このとき、シール面４３の幅（高さ方向寸法）はＴ２であり、摩耗前の幅Ｔ１に対して、傾斜面４１，４２の傾斜に応じた変化を生じる。このようなシール面４３の幅の変化に応じて、シール面４３と内面１０１との接触面積（幅と周長との積）も変化する。
【００４６】
シール部材４０の摩耗に伴う摩擦抵抗の変化は、ガスの貯蔵量の変化があった際のピストン２０の昇降挙動から検出することができる。
従って、シール部材４０に傾斜面４１，４２を設けるという簡単な構成だけで、特許文献１のような磁石の埋め込み無しに、シール部材４０の摩耗を外部から検出することができる。
【００４７】
本実施形態では、傾斜面４１，４２およびシール面４３が、互いに連続した曲面（円筒面）に形成されている。
このため、傾斜面４１，４２とシール面４３との接続部分に凹凸が生じず、ホルダ本体１０の内面１０１に凸部分があっても、これを傾斜面４１，４２に摺動させてガイドし、さらにシール面４３へと円滑に送ることができる。
さらに、本実施形態では、シール面４３が当初は円筒面であるが、ホルダ本体１０の内面１０１に圧接されることで所定広さの平坦な接触領域を形成することができ、所期のシール性能を確保することができる。そして、シール面４３も曲面で形成されることで、シール部材４０がホルダ本体１０の内面１０１に対して傾いた状態となっても、その傾斜に拘わらず、曲面の最もホルダ本体１０寄りの部分に所期の接触領域を形成することができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
本実施形態は、シール部材４０を除いて、シール装置３０の各部およびガスホルダ１の各部が前述した第１実施形態と同様である。このため、重複する説明は省略し、以下には相違する部分のみ説明する。
図６には、本実施形態のシール部材４０Ａが示されている。本実施形態のシール部材４０Ａも、前述した第１実施形態と同様に３枚のゴム板４０１〜４０３を積層して形成されている。
【００４９】
前述した第１実施形態では、ゴム板４０１〜４０３のホルダ本体１０の内面１０１に対向する端面を、連続した同じ円筒面に形成した。これにより、一対の傾斜面４１，４２およびその間のシール面４３が連続した円筒面となっていた。
これに対し、本実施形態では、一対のゴム板４０１，４０２の内面１０１側は円筒面とされ、中間のゴム板４０３の内面１０１側は平坦面とされている。また、傾斜面４１とシール面４３とは連続的な滑らかな面で接続されており、シール面４３と傾斜面４２も連続的な滑らかな面で接続されている。
【００５０】
本実施形態においては、一対のゴム板４０１，４０２の内面１０１側の端面により傾斜面４１，４２が形成され、中間のゴム板４０３の内面１０１側の端面によりシール面４３が形成される。
そして、使用当初は中間のゴム板４０３の端面だけがシール面４３として内面１０１に密接する（幅Ｔ１）。そして、使用に伴ってゴム板４０３が摩耗し、徐々にシール面４３の上下のゴム板４０１，４０２にまでシール面４３が拡がり、傾斜面４１，４２に沿って接触面積が拡張してゆく（幅Ｔ２）。
その結果、本実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５１】
〔第３実施形態〕
本実施形態は、シール部材４０を除いて、シール装置３０の各部およびガスホルダ１の各部が前述した第１実施形態と同様である。このため、重複する説明は省略し、以下には相違する部分のみ説明する。
図７には、本実施形態のシール部材４０Ｂが示されている。本実施形態のシール部材４０Ｂは、前述した第２実施形態と略同様な構成を有する。ただし、一対のゴム板４０１，４０２の内面１０１側の端面により形成される傾斜面４１，４２が円筒面でなく、平坦面であることが異なる。
このような本実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５２】
〔第４実施形態〕
本実施形態は、シール部材４０を除いて、シール装置３０の各部およびガスホルダ１の各部が前述した第１実施形態と同様である。このため、重複する説明は省略し、以下には相違する部分のみ説明する。
前述した第１実施形態では、３枚のゴム板４０１，４０２，４０３を積層してシール部材４０を形成した（図５参照）。
図８に示すように、本実施形態では、シール部材４０Ｃが、一個のゴムブロック４００から形成されている。
【００５３】
ゴムブロック４００は、前述した３枚のゴム板４０１，４０２，４０３を積層したものと同じ寸法を有し、ホルダ本体１０の内面１０１側に一対の傾斜面４１，４２およびその間のシール面４３が形成されている。
このような本実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
ただし、既存のＣＯＳ型シール装置を利用する場合、前述した第１実施形態のような３枚のゴム板４０１，４０２，４０３を用いる構成が適していることがある。
【００５４】
〔第５実施形態〕
本実施形態は、シール部材４０を除いて、シール装置３０の各部およびガスホルダ１の各部が前述した第１実施形態と同様である。このため、重複する説明は省略し、以下には相違する部分のみ説明する。
前述した第１実施形態では、シール部材４０の上面から下面におよぶ全高さにわたって、一対の傾斜面４１，４２およびその間のシール面４３を形成した。
図９に示すように、本実施形態では、シール部材４０Ｄが３枚のゴム板４０１，４０２，４０３を積層して形成される点は同じである。しかし、一対の傾斜面４１，４２およびその間のシール面４３は、中間のゴム板４０３のみにまとめて形成されている。そして、上下のゴム板４０１，４０２は、サポート部材として中間のゴム板４０３を挟み込むように配置されている。
【００５５】
このような本実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、一対の傾斜面４１，４２およびその間のシール面４３は、中間のゴム板４０３のみにまとめて形成されるため、シール面４３の接触面積をさらに小さくすることができ、摩擦抵抗をさらに低減できる。
一方、中間のゴム板４０３を挟み込むサポート部材としてのゴム板４０１，４０２を用いることで、シール部材４０Ｄのベース板３４３の側は、３枚のゴム板４０１，４０２，４０３を積層した形状となり、ベース板３４３が既存のＣＯＳ型と同様のサイズや形状で設計されているのであれば、既存のＣＯＳ型のシール部材と同様に容易に装着できる。
【００５６】
〔他の実施形態〕
本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは、本発明に含まれる。
前記各実施形態では、シール部材４０〜４０Ｄをゴム板あるいはゴムブロックで形成したが、これらはゴム材料に限らず、他のエラストマ素材製であるとしてもよい。
前記各実施形態において、シール部材４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｄは３枚のゴム板を積層したものとしたが、４枚以上あるいは２枚のゴム板を積層したものであってもよい。
【００５７】
前記各実施形態において、シール部材４０を除くシール装置３０の各部は、各実施形態で説明した構成に限らず、同様な機能が得られる構成であればそれで代替してもよい。
前記各実施形態において、シール装置３０以外のガスホルダ１の各部は、第１実施形態で説明した構成に限らず、同様な機能が得られる構成であればそれで代替してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、シール装置およびこれを備えたガスホルダに利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１…ガスホルダ、１０…ホルダ本体、１０Ｌ…ガス室、１０Ｕ…空気室、１１…屋根、１２…側板、１３…基柱、１４…スティフナ、１５…エレベータ装置、１６…ガス配管、１７…回廊、２０…ピストン、２１…ピストン本体、２２…フートリング、２３…ガイド機構、３０…シール装置、３１…シール油、３２…底板、３３…油槽、３４…支持機構、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ…シール部材、４１，４２…傾斜面、４３…シール面、１０１…内面、２３１…フレーム、２３２，２３３…ローラ、３２１…シート、３４１…ブラケット、３４２…吊下アーム、３４３…ベース板、３４４…リンク機構、３４５…錘、３４６…下側取付部材、３４７…上側取付部材、３４８…スペーサ、３４９…ボルト、４００…ゴムブロック、４０１，４０２，４０３…ゴム板、９０…ガスホルダ、９１…ホルダ本体、９２…シール装置、９３…シール部材、９１１…スティフナ、９１２…凸部分、９２１，９２２，９２３…シール油、９３１，９３２…ゴム板、９３３…スペーサ、９３８…気泡、９３９…凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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