(57)【要約】【課題】使用流体の土砂がボトムカバー３とピストン１２の間にかみ込むのを有効に防止することができるアキュムレータ１を提供し、またこれに加えて、ピストンシール１３を有効に保護することができるアキュムレータ１を提供する。【解決手段】シリンダ２の一端に設けられたボトムカバー３と、シリンダ２に摺動自在に内挿され、摺動時にボトムカバー３に当接するピストン１２と、ピストン１２の外周に装着され、シリンダ２との間をシールするピストンシール１３とを有するアキュムレータ１において、ボトムカバー３とピストン１２の接触面にテーパ２１，２２を設け、ピストン１２のボトムカバー側端面またはボトムカバー３のピストン側端面にスリット２３を設けることにした。また、ピストンシール１３の流体側に、Ｕパッキン等よりなるダストシール２４を設けることにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（２）の一端に設けられたボトムカバー（３）と、前記シリンダ（２）に摺動自在に内挿され、摺動時に前記ボトムカバー（３）に当接するピストン（１２）と、前記ピストン（１２）の外周に装着され、前記シリンダ（２）との間をシールするピストンシール（１３）とを有するアキュムレータ（１）において、前記ボトムカバー（３）とピストン（１２）の接触面にテーパ（２１）（２２）を設け、前記ピストン（１２）のボトムカバー側端面または前記ボトムカバー（３）のピストン側端面にスリット（２３）を設けたことを特徴とするアキュムレータ。
【請求項２】
請求項１のアキュムレータにおいて、
ピストンシール（１３）の流体側に、Ｕパッキン等よりなるダストシール（２４）を設けたことを特徴とするアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄圧装置または脈圧減衰装置等として用いられるアキュムレータに係り、更に詳しくは、内部作動体としてピストンを備えたピストン型アキュムレータに関するものである。このアキュムレータは例えば、トンネル掘削機等の土砂圧送ポンプ配管に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図３に示すように、シリンダ５２、ボトムカバー５３、トップカバー５４、ピストン５５およびピストンシール５６等を備えたピストン型アキュムレータ５１が知られているが、このアキュムレータ５１においては、図示したようにピストン５５がその軸直角端面５５ａでボトムカバー５３に当接するように構成されている。したがって、このアキュムレータ５１が上記したようにトンネル掘削機等における土砂圧送ポンプ配管に用いられると、使用流体が土砂（水を含む）であることから、以下のような不具合を生じている。
【０００３】
すなわち、ピストン５５が底付きした（ピストン５５がボトムカバー５３に当接した）場合、使用流体の土砂がボトムカバー５３とピストン５５の間にかみ込む事態が発生し、これにより、かみ込んだ土砂がピストン５５の円滑な摺動を妨げたり、ピストンシール５６の方まで回り込んでピストンシール５６を傷付けたりする虞がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、使用流体の土砂がボトムカバーとピストンの間にかみ込むのを有効に防止することができるアキュムレータを提供することを目的とし、またこれに加えて、ピストンシールを有効に保護することができるアキュムレータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるアキュムレータは、シリンダの一端に設けられたボトムカバーと、前記シリンダに摺動自在に内挿され、摺動時に前記ボトムカバーに当接するピストンと、前記ピストンの外周に装着され、前記シリンダとの間をシールするピストンシールとを有するアキュムレータにおいて、前記ボトムカバーとピストンの接触面にテーパを設け、前記ピストンのボトムカバー側端面または前記ボトムカバーのピストン側端面にスリットを設けたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項２によるアキュムレータは、上記した請求項１のアキュムレータにおいて、ピストンシールの流体側に、Ｕパッキン等よりなるダストシールを設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成を備えた本発明の請求項１によるアキュムレータのように、ボトムカバーとピストンの接触面にテーパを設けると、使用流体の土砂の流れが良くなるために、土砂をボトムカバーとピストンの間から外部へ排出し易くなる。また、ピストンのボトムカバー側端面またはボトムカバーのピストン側端面にスリットを設けると、土砂をボトムカバーとピストンの間からスリットへ排出することが可能となる。
【０００８】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２によるアキュムレータのように、ピストンシールの流体側にＵパッキン等よりなるダストシールを設けると、仮に土砂がかみ込んでも、かみ込んだ土砂がピストンシールの方へ回り込むのをダストシールにより阻止することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施例に係るアキュムレータの断面を示しており、その要部が図２に拡大して示されている。
【００１１】
当該実施例に係るアキュムレータ１は、以下のように構成されている。
【００１２】
すなわち先ず、筒状を呈するシリンダ２が設けられており、その一端にボトムカバー３が設けられるとともに、他端にトップカバー４が設けられている。ボトムカバー３およびトップカバー４はそれぞれシリンダ２に対して別体で成形されて螺合等の締結手段により固定されているが、シリンダ２に対して一体に成形されたものであっても良い。ボトムカバー３には、流体ポート５、取付用フランジ６および取付ネジ差込み孔７等が設けられている。トップカバー４には、ガスバルブアッセンブリ８、バルブガード９、六角プラグ１０およびアイボルト１１等が取り付けられている。
【００１３】
また、上記シリンダ２の内周側にピストン１２が軸方向摺動可能に内挿されており、その外周面にシリンダ２との間をシールするピストンシール１３が設けられている。図２に拡大して示すように、このピストンシール１３は軸方向に一対が設けられており、それぞれピストン１２の外周面に形成した装着溝１４に装着されてシリンダ２の内周面に摺動自在に密接するＴリング等よりなるパッキン１５と、このパッキン１５の軸方向両側に配置されたバックアップリング１６とを有している。
【００１４】
上記ピストンシール１３によってシリンダ２およびピストン１２間がシールされることにより、ピストン１２およびトップカバー４間に気密空間が設けられており、この気密空間にガスバルブアッセンブリ８から所定圧力のガスが注入されることにより、気密空間が圧力室１７とされている。そして、当該アキュムレータ１がボトムカバー３の取付用フランジ６において配管に連結されて流体ポート５からピストン１２に配管圧力が作用すると、この配管圧力と圧力室１７内のガス圧とを均衡させるべくピストン１２が軸方向に摺動する。
【００１５】
このピストン１２の図上下向きの、ボトムカバー３へ向けての摺動は、ピストン１２がボトムカバー３に当接することによって停止せしめられるが、ピストン１２のボトムカバー側端面が軸直角端面のままであると土砂のかみ込みが発生することは上記したとおりである。そこで、当該実施例では、以下の構成が採用されている。
【００１６】
すなわち、ボトムカバー３とピストン１２の接触面に環状のテーパ２１，２２が設けられており、また、ピストン１２のボトムカバー側端面にスリット２３が放射状に設けられている。
【００１７】
このうち、テーパ２１，２２は、ピストン１２のボトムカバー側端面の外周縁部と、これと当接するボトムカバー３のピストン側端面の双方に対応して設けられており、ボトムカバー３とピストン１２がテーパ２１，２２同士で面接触するように形成されている。円錐面状を呈するテーパ２１，２２の傾きの向きは、ピストン１２においてその外径寸法が図上下方の流体側へ向けて徐々に先窄まりとなる向きである。
【００１８】
また、スリット２３は、複数（例えば四箇所）がピストン１２のボトムカバー側端面の外周縁部に放射状に設けられている。各スリット２３において、その外周部は上記テーパ２１に開口しているが、その内周部はテーパ２１の内周側においてピストン１２の軸直角端面部に開口している。
【００１９】
また、当該実施例では併せて、ピストンシール１３の流体側にＵパッキン等よりなるダストシール２４が設けられており、このダストシール２４が、ピストン１２の外周面に形成した装着溝２５に装着されている。
【００２０】
上記構成のアキュムレータ１がトンネル掘削機等における土砂圧送ポンプ配管に用いられる場合、以下の作用効果を奏することが可能である。
【００２１】
すなわち先ず、上記したようにボトムカバー３とピストン１２の接触面にテーパ２１，２２が設けられているために、作動時、ピストン１２が摺動してボトムカバー３に近付いて来ると、テーパ２１，２２の傾斜に沿って使用流体に比較的円滑な流れが発生し、この流れに乗って土砂がボトムカバー３とピストン１２の間から外部（流体ポート５側）へ排出される。また、ピストン１２のボトムカバー側端面にスリット２３が設けられているために、一部の土砂はボトムカバー３とピストン１２の間からこのスリット２３を介して外部へ排出される。したがってこれらの作用により、土砂がボトムカバー３とピストン１２の間に多く残ってかみ込むのを防止することができる。
【００２２】
また、上記構成のアキュムレータ１においては併せて、ピストンシール１３の流体側にＵパッキン等よりなるダストシール２４が設けられているために、仮に土砂がかみ込んでも、かみ込んだ土砂がピストンシール１３の方へ回り込むのをこのダストシール２４によって遮ることができる。したがって、土砂がピストンシール２４に達してピストンシール２４を傷付けるのを防止することができる。
【００２３】
ダストシール２４の種類としては、Ｕパッキンの他、Ｖパッキンやその他のリップシール等であっても良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００２５】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１によるアキュムレータにおいては、ボトムカバーとピストンの接触面にテーパを設けたために、作動時、ピストンが摺動してボトムカバーに近付くと、テーパの傾斜に沿って使用流体に流れが発生し、この流れに乗って土砂がボトムカバーとピストンの間から外部へ排出される。また、ピストンのボトムカバー側端面またはボトムカバーのピストン側端面にスリットを設けたために、一部の土砂がボトムカバーとピストンの間からスリットへ排出される。したがってこれらの作用により、土砂がボトムカバーとピストンの間に多く残ってかみ込むのを有効に防止することができる。かみ込みが減少すれば、かみ込んだ土砂がピストンシールを傷付ける虞も小さくなる。
【００２６】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２によるアキュムレータにおいては、ピストンシールの流体側にＵパッキン等よりなるダストシールを設けたために、仮に土砂がかみ込んでも、かみ込んだ土砂がピストンシールの方へ回り込むのをダストシールにより阻止することができる。したがって、土砂がピストンシールに達してピストンシールを傷付けるのを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るアキュムレータの断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】従来例に係るアキュムレータの断面図
【符号の説明】
１　アキュムレータ
２　シリンダ
３　ボトムカバー
４　トップカバー
５　流体ポート
６　取付用フランジ
７　取付ネジ差込み孔
８　ガスバルブアッセンブリ
９　バルブガード
１０　六角プラグ
１１　アイボルト
１２　ピストン
１３　ピストンシール
１４，２５　装着溝
１５　パッキン
１６　バックアップリング
１７　圧力室
２１，２２　テーパ
２３　スリット
２４　ダストシール
【図１】
2004069006.tif 000003
【図２】
2004069006.tif 000004
【図３】
2004069006.tif 000005