(57)【要約】  【課題】  ガスを用いた減衰装置や緩衝装置において、ガス透過に基づく性能低下がなくなる充填用ガス及びその充填用ガスを封入したガス封入体を提供する。  【解決手段】  ゴム製可撓膜(４)やゴム製シール部を有するガス封入体(１)へ封入充填するガスであって、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスで構成されており、この２種混合ガスでのアルゴンガスと窒素ガスとの混合体積比率を、アルゴンガスの含有量が２.５〜１０ vol％となるように構成してある【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム製可撓膜(４)を有するガス封入体(１)へ封入充填するガスであって、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスで構成されており、この２種混合ガスでのアルゴンガスと窒素ガスとの体積比率を、アルゴンガス含有量が２.５〜１０ vol％となるように構成してあることを特徴とするゴム製可撓膜を有するガス封入体への充填用ガス。
【請求項２】
ゴム製シール部を有するガス封入体(１)へ封入充填するガスであって、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスで構成されており、この２種混合ガスでのアルゴンガスと窒素ガスとの体積比率を、アルゴンガス含有量が２.５〜１０ vol％となるように構成してあることを特徴とするゴム製シール部を有するガス封入体への充填用ガス。
【請求項３】
少なくとも一部をゴム製可撓膜(４)で構成したガス封入体(１)の内部空間(８)に、アルゴンガスと窒素ガスとを体積比率でアルゴンガスが２.５〜１０ vol％となる状態に混合させた不活性の２種混合ガスを充填してあることを特徴とするゴム製可撓壁を有するガス封入体。
【請求項４】
少なくとも一部にゴム製シール部を有するガス封入体(１)の内部空間(８)に、アルゴンガスと窒素ガスとを体積比率でアルゴンガスが２.５〜１０ vol％となる状態に混合させた不活性の２種混合ガスを充填してあることを特徴とするゴム製シール部を有するガス封入体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム製可撓膜を有するガス封入体やゴム製シール部を有するガス封入体に充填する充填用ガス及び、その充填用ガスを充填したガス封入体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショックアブソーバなどのガスを用いた減衰装置(ダンパ)や、ガスクッションなどの緩衝器では、ガス収容空間の少なくとも一部をゴム製可撓膜で形成したり、その一部にゴム製シール材を配置したりして、ガス収容空間の体積変化で圧力変化を緩衝したり、減衰したりしている。
【０００３】
そして、従来の減衰装置や緩衝装置では、スプリング、ガスや油などの流体を単体で、あるいは組み合わせて使用したものがある。このような減衰装置にあっては、ガス収容空間に充填封入されるガスとして、ガス収容空間に同時に封入されているスプリングに悪影響を与えたりや作動油と反応して劣化させたりしにくい窒素ガスが使用されていることが多い。
【特許文献１】特開２００６−７０９５０号公報
【特許文献２】特開２００５−３６８８７号公報
【特許文献３】特開２００５−１８０６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前述した減衰装置や緩衝装置では、封入されている窒素ガスと油分とがゴム膜やシールリングで仕切られているだけであり、経時的に見ると、窒素ガスがゴム体を透過して、ガスが抜け、本来の性能を低下させるという問題があった。
【０００５】
また、バルーン形式などの減衰装置や緩衝装置でも、窒素ガス等のガス体を封入充填しているが、この場合でもゴム部をガス体が透過し、内圧が低下することから、頻繁にガスを補充する必要があった。
【０００６】
本発明は、このような点に着目してなされてたもので、ガスを用いた減衰装置や緩衝装置において、ガス透過に基づく性能低下がなくなる充填用ガス及びその充填用ガスを封入したガス封入体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、ゴム製可撓膜を有するガス封入体を有するガス封入体へ封入するガスとして、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスで構成されており、この２種混合ガスでのアルゴンガスと窒素ガスとの体積比率を、アルゴンガス含有量が２.５〜１０ vol％となるように構成したことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の本発明は、ゴム製シール部を有するガス封入体へ封入するガスとして、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスで構成されており、この２種混合ガスでのアルゴンガスと窒素ガスとの体積比率を、アルゴンガス含有量が２.５〜１０ vol％となるように構成したことを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の本発明は、少なくとも一部をゴム製可撓膜で構成したガス封入体の内部空間に、アルゴンガスと窒素ガスとを体積比率でアルゴンガスが２.５〜１０ vol％となる状態に混合させた不活性の２種混合ガスを充填してあることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、少なくとも一部にゴム製シール部を有するガス封入体の内部空間に、アルゴンガスと窒素ガスとを体積比率でアルゴンガスが２.５〜１０ vol％となる状態に混合させた不活性の２種混合ガスを充填してあることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスで、上記混合ガスの混合割合を体積比でアルゴンガス含有量２.５〜１０ vol％となるように構成してあるから、懲りの不活性の２種混合ガスを使用する場合に限り、空気単独又は窒素ガス単独の場合に比して、ゴム体を透過してのガスの漏れ率がきわめて少なくなる。これにより、ガスを封入して緩衝させたり、減衰させたりする場合の内圧低下を極力抑制することができる。
【００１２】
また、不活性の２種混合ガスがもたらす内圧長期安定保持作用に伴って、減衰装置や緩衝装置などの一部をゴム製可撓膜で構成したガス封入体あるいは少なくとも一部にゴム製シール部を有するガス封入体の作業安定性を長期に保持することができるうえ、不活性の２種混合ガス自体が減衰装置や緩衝装置の金属部分や一緒に封入されている部品や油の酸化や劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、ゴム製可撓膜を有するガス封入体(１)の一例としての空気ばね式減衰装置の概略断面図であって、相対出退可能に組み付けた外筒体(２)と内筒体(３)とを可撓性を有するゴム製ダイヤフラム(４)で連結して構成してある。
【００１４】
外筒体(２)と内筒体(３)とは、それぞれ有底筒体で構成され、その開口部同士を対向させた状態で組みつけてあり、その底壁部分(５)(６)同士をシリンダ(７)で連結するとともに、内筒体(３)の開口端側外周面部分と、外筒体(２)の底部側内周面部分との間に略逆Ｕ字状に位置させたゴム製ダイヤフラム(４)が配置してあり、このダイヤフラム(４)で区画されている内外筒体(３)(２)の内側部分を密閉したガス充填空間(内部空間)(８)に形成している。
【００１５】
このガス充填空間(８)に窒素ガスとアルゴンガスとからなる不活性の２種混合ガスが充填してある。この場合、窒素ガスを単独で使用した場合、空気を充填した場合に比してゴムに対する透過性が低いことは既に知られている。また、本発明者らが行った実験により、アルゴンガス単独のゴムへの透過性が空気に較べて高いことが確認されている。(表２参照)
【００１６】
このような知見に基づいて、充填すべき混合ガスにおけるアルゴンガスと窒素ガスとの混合比について、実用面並びに経済面での得失を考慮しながら通常空気と比較の上で種々の実験を行うことにより、下記の実施例に記載のテスト結果が好適な条件を見出すに至ったのである。
【実施例】
【００１７】
まず、定温の室内において、充填すべき混合ガスにおけるアルゴンガスと窒素ガスの混合ガスの体積比率、即ち、アルゴン濃度を０〜１００％の間で変化させて、ラボテストにより、ガス充填空間(８)に充填した内圧の変化で漏れ率を温度補正を行ったうえで測定した。その結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2008115061.tif 000002
【００１９】
上記表１の試験結果に基づく漏れ率の動態をグラフに表したものを図２に示した。表１及び図２を参照して漏れ率の変化を観察する。空気のみを充填した時の漏れ率を１００とし、窒素ガスに対するアルゴンガスの混合比率を変化させた混合ガスを充填した場合には、特定の体積比率の範囲では、空気や窒素に比べ漏れ率の高いアルゴンガスが含まれているにもかかわらず、窒素ガス単体の場合よりも漏れ率が小さくなることが判明した。つまり、ガス漏れ率が窒素ガス単体の漏れ率よりも小さくなる特定の混合比率(体積比)の範囲で本発明に係る窒素−アルゴン２種混合ガスはゴム製ダイヤフラム(３)で区画されているガス充填空間(７)への充填用ガスとして効果的に機能する。
【００２０】
特定の体積比率の範囲とは、表１及び図２に示される如く、アルゴン濃度がゼロを超えておよそ３１ vol％近傍の範囲までを指す。この範囲ではガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる。さらに詳細には、アルゴン濃度(vol％，in窒素−アルゴン混合ガス)が５ vol％で漏れ率が３４と最小となり、しかもその前後数％(２.５〜１０ vol％)の領域では、漏れ率が格段に小さい範囲となっていることが分かる。
【００２１】
以上の結果からして、充填すべき混合ガスにおけるアルゴンガスと窒素ガスの２種混合ガスの体積比率、即ち、アルゴン濃度がゼロを超えておよそ３１ vol％近傍の範囲では窒素ガス単体よりも漏れ率が小さく、アルゴンガス濃度が５ vol％前後の２.５〜１０ vol％の範囲において窒素ガス単体よりも漏れ率が一層小さくなることが分かった。かくして特定の体積比を持つアルゴンガスと窒素ガスからなる不活性の２種混合ガスがゴム製ダイヤフラムで区画されているガス充填空間に対する内圧保持性の向上に充分資することが明らかである。この場合、特定の体積比は、費用対効果の面を考えると、アルゴンガス濃度が２.５〜１０ vol％の範囲が適している。
【００２２】
ところで、アルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスをガス充填空間に充填するに際しては、その内部に不可避的に残留する空気の割合を可能な限り下げる必要がある。そこで、上記混合ガスを一度充填した後、一旦このガスを抜いて、再度この混合ガスを充填する工程をいつ買い以上実施することが望ましい。つまり、現実問題としてガス充填空間内に不可避的に残留する空気、本発明における「充填」には該当しない。また、窒素ガスやアルゴンガス中に生成しきれずに不可避的に混入しているガス種も混合成分とはしない。したがって、充填を意図しない微量の空気等がガス充填空間内に残留する場合や、窒素ガスやアルゴンガス中に除去しきれない不純ガスが微量に混入している場合も、本発明の技術範囲から排除するものではない。
【００２３】
次いで、窒素ガス単独、アルゴンガス単独、窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスのゴムシートに対する透過度を測定した。その結果は、表２に示す通りである。ただし、透過度についてはゴムシートでの試験であり、そのままゴム製可撓膜を有するガス封入体でのガス漏れ率に換算できるものではないが、定性的な傾向を示すものである。
【００２４】
【表２】
2008115061.tif 000003
【００２５】
この表２によれば、混合ガス(窒素９５ vol％＋アルゴン５ vol％)では窒素ガス単独の場合よりもゴムシートに対する透過度が低いことが明確である。これは、混合ガスのゴム透過度が当該ガスの混合比によって影響を受けることを示すもので、窒素ガスとアルゴンガスの溶解度の相違に起因するものと思われる。前記定性的な傾向は前記混合ガスの特定体積比率で漏れ率が小さくなることと整合する。
【００２６】
上記の実施形態では、外筒体(２)と内筒体(３)との間をゴム製ダイヤフラム(４)で区画するものについて説明したが、筒状体の内部にプランジャを出退可能に配置し、プランジャ外周面と筒体内周面との間にゴム製シール材を配置して、筒体内部の空間をプランジャ及びゴム製シール材で区画するようにしたものにも利用することができる。
【００２７】
また、例えば゛バランスボールなどのようにゴム製膜で全周を形成し、その内部にガスを封入充填するものにも応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、減衰装置や緩衝装置など、内部の空間部分にガス体を封入充填する機器類のの封入用ガスとして好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】空気ばね式減衰装置の概略断面図である。
【図２】ガス漏れ試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１…ガス封入体、４…ゴム製可撓膜、８…ガス封入体の内部空間。
【図１】
2008115061.tif 000004
【図２】
2008115061.tif 000005