CN1954149B - 泵用活塞密封件 - Google Patents

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Abstract

本发明目的是提供一种泵用活塞密封件(1)，其在汽油直喷式发动机用燃料喷射泵中使用，并使用树脂材料制造燃料密封部件(12)，能够提高紧凑化、密封性、降低组装工序数。此外，在使用在形成在燃料密封部件(12)上的槽(41)上给予径向付势力的U字形弹性部件(33)的场合下，能够确保设定的通常密封性能。通过对树脂制的燃料密封部件(12)和油密封部件(13)进行组装，成为1个密封系统。此外在将U字形弹性部件(33)安装在槽(41)上时，形成在槽(41)内周面上的固定用台肩(44)的反密封对象侧端面(44a)的轴向位置(L1)比燃料密封部件(12)上的密封唇(15)前端部(15b)的轴向位置(L2)更靠反密封对象侧(B)。

Description

泵用活塞密封件
技术领域
本发明涉及作为高压燃料泵的往复运动用密封件而在汽油直喷式发动机用燃料喷射泵中使用以及在其它油压·空压·水压机器中使用的泵用活塞密封件。
背景技术
汽油直喷式发动机，近年来以符合排气规格和改善燃料费用等为目的，将高压燃料直接喷射到缸体内而使其燃烧，所以要求用于直接喷射高压燃料的燃料喷射泵具备高压性，因而，要求在燃料喷射泵中所使用的泵用活塞密封件具备耐高压性能。
一直以来，作为在这种燃料喷射泵中使用的泵用活塞密封件，公知的有橡胶唇类型的密封部件(参考下述专利文献1)，该橡胶唇类型的密封部件一体地具有在密封对象侧对燃料即汽油等在高压下进行密封的燃料密封唇、位于反密封对象侧并对用于冷却或润滑的油进行密封的油密封唇。但是，由于密封唇的材质是橡胶，针对由高压化所引起的耐压性不足以及伴随着燃料的乙醇含有率增加而耐燃料油性不足，存在不能充分满足密封性能的问题。
提出了下述方案，即由树脂制造燃料密封唇，由橡胶分体制造油密封唇，即使高压燃料的压力增高，也能维持耐压性，针对加入了酒精的燃料等，能够防止膨润或硬度·强度下降(参考专利文献2)。但是，由于燃料密封唇和油密封唇分体设置，设置空间变大，存在不适应紧凑化，而且针对燃料喷射泵的高性能化，不能确保稳定的密封性能的问题。而且，目前低成本的需求增加，对应于此，为了降低密封件的组装工序数量，需要减少密封件数量。
而且，在将给予径向付势力且断面大致为U字形的金属弹簧内装在橡胶制的燃料密封唇上所形成的槽内的场合下，在槽的开口部上设置了用于防止该金属弹簧飞出的固定用台肩是公知的(参考下述专利文献3)。然而，在树脂材料制造燃料密封唇的场合下，如果设置固定用台肩，则形状复杂，由于由通常所使用的注塑成形机制造树脂材料的密封唇困难，因而，提出以下方案，即，当由注塑成形机制造内装有断面大致为U字形的金属弹簧的树脂制燃料密封唇时，废除固定用台肩，使槽内面为平面(参考下述专利文献4)。
而且如图16所示，在使用现有橡胶材的燃料密封唇101中，通过设定安装在活塞102上时，密封唇101的两侧面(103，104)与活塞102接触所组成的角度α、β，规定密封唇101的形状，如图17所示那样，对安装在活塞102上时在密封唇101接触面上所产生的面压斜度P进行控制，从而，能够控制位于密封唇101和活塞102之间的密封媒体的厚度t，确保设定的普通的密封性能(泄漏量)。但是，如果将燃料密封唇101的材质变更为PTFE等树脂，则利用蠕变特性，密封唇101的形状即角度α、β变形·变化，因而在密封唇101的接触面上所产生的面压斜度P变化，难以确保设定的普通的密封性能(泄漏量)。
专利文献1：特开平8-68370号公报
专利文献2：WO02/099320A1公报
专利文献3：特许2651407号公报
专利文献4：特许2955822号公报
发明内容
本发明鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种泵用活塞密封件，在汽油直喷式发动机用燃料喷射泵中所使用的泵用活塞密封件中，即使以燃料密封件耐压性、耐热性为目的而使用树脂材料，也能实现紧凑化、耐压性和密封性的提高、低成本化和组装工序数的降低。
本发明的另一目的是提供一种泵用活塞密封件，在将给予径向付势力且断面大致为U字形的金属弹簧内装在使用树脂材料的燃料密封部件上所形成的槽内的场合下，即使因使用而密封唇的形状变形等，也能确保设定的通用的密封性能(泄漏量)。
解决问题所需的措施
为了实现上述目的，本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：通过密接地在上述轴上自由滑动的树脂制唇形密封件并对上述高压燃料进行密封的燃料密封部件、比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封的油密封部件进行一体组装，构成密封系统。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：将用于将径向付势力给予密接地在上述轴上自由滑动的树脂制唇形密封件的弹性部件安装在密封唇的前端部的外周并对直接上述高压燃料进行密封的燃料密封部件、比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封的树脂制油密封部件进行一体组装，构成密封系统。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：上述树脂制油密封部件与树脂制的用于直接密封上述高压燃料的燃料密封部件形成为一体，构成密封系统，所述燃料密封部件具有与在密封对象侧开口的槽内外周侧密接地在上述轴上自由滑动的唇形密封件内周侧的唇形密封件、壳体密接的外周侧的固定密封件，并且内置对上述沟施加径向付势力的U字形的弹性部件；所述油密封部件比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：树脂制的用于直接密封上述高压燃料的燃料密封部件与上述树脂制油密封部件进行一体组装，构成密封系统，所述燃料密封部件将用于将径向付势力给予密接地在上述轴上自由滑动的树脂制唇形密封件的弹性部件安装在密封唇的前端部的外周上；所述油密封部件，比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧，截面呈矩形，使其向反密封对象侧弯曲并密接地在上述轴上自由滑动，并对上述油进行密封。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：上述树脂制的用于直接密封上述高压燃料的燃料密封部件与橡胶制油密封部件进行一体组装，构成密封系统，所述燃料密封部件包括：具有位于密封对象侧开口的槽内外周侧密接地在上述轴上自由滑动的唇形密封件内周侧的唇形密封件、及具有与壳体密接的外周侧的固定密封件，并且内置对上述槽施加径向付势力的U字形的弹性部件；所述油密封部件比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧，截面呈矩形，并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：上述树脂制的用于密封上述高压燃料的燃料密封部件与橡胶制油密封部件进行组装，构成密封系统，所述燃料密封部件具有：截面呈矩形并与外周侧的固定部一体形成的、在上述轴上自由滑动的前端部以及将施加付势力的U字形的弹性部件安装在其外周侧的内周侧的唇形密封件；所述油密封部件比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧，并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：上述树脂制的用于密封上述高压燃料的燃料密封部件与橡胶制油密封部件进行组装，构成密封系统，所述燃料密封部件具有：与壳体嵌合的截面呈矩形的外周侧的密封固定部以及密接地在从其内周端面向密封对象侧延伸的轴上自由滑动的内周侧的唇形密封件；所述油密封部件比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧，并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是一种对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于：上述用于密封上述高压燃料的燃料密封部件与橡胶制油密封部件进行组装，构成密封系统，所述燃料密封部件，通过安装在外周测的橡胶制密封固定部的密封对象侧部位施加径方向的付势力，并通过树脂制的断面呈多角形的唇形密封件密接地在上述轴上自由滑动；所述油密封部件比所述燃料密封部件更靠近反密封对象侧，并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封。
本发明所涉及的泵用活塞密封件是对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴和壳体之间的环状空间内的密封对象即高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧的油进行密封的泵用活塞密封件，其特征在于，包括：具有树脂制的截面为矩形的外周侧密封固定部、以及与其一体形成、并具有可滑动自如地与轴紧密接触的前端部的内周侧密封唇的燃料密封部件，安装于前端部的外周侧、并施加径向付势力从而密封上述高压燃料的弹性部件，比上述燃料密封部件靠近反密封对象侧并密接地在上述轴上自由滑动并对上述油进行密封的橡胶状油密封部件；上述橡胶状油密封部件与密封固定部一体成形；上述密封固定部被第一金属环和第三金属环所夹持，由圆筒部和凸缘部所构成的第二金属环嵌合于上述第三金属环的内周侧；上述橡胶状油密封部件粘接于上述圆筒部的内侧，并且，上述凸缘部支持上述燃料密封部件。
发明效果
本发明可以获得下述效果。
也就是具有下述机构的本发明所涉及的泵用活塞密封件，由于燃料密封部件是唇形密封部件因而密封性良好，另外两密封部件的材料都是树脂，因而即便直接密封被高压化的燃料等也能维持充分的耐压性，同时即使针对伴随着燃料的酒精含有率的增加二燃料油性不足，膨润或硬度·强度等也不下降，能够提高耐磨耗性。而且由于燃料密封部件和油密封部件不是分体的，而被组装为一体进而构成1个密封系统，因而能够实现紧凑化、低成本化，同时减少组装工序数。
在本发明所涉及的泵用活塞密封件中，并且，由于用于给予径向付势力的弹性部件安装在燃料密封部件上，能够对因燃料密封部件由树脂制造而引起的潜伸(クリ一プ)特性进行补充，能够进一步提高密封性。
在本发明所涉及的泵用活塞密封件中，并且，因为在外周侧有固定密封部而提高机密性，由燃料密封部件和壳体所形成的空间的压力进一步提高时，提高了内周侧密封唇的紧迫力，在能够提高直接密封高压燃料的燃料密封部件的密封性的同时，因为油密封部件与树脂制的燃料密封部件被组装为一体，所以能够进一步实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。
在本发明所涉及的泵用活塞密封件中，在上述所取得的效果的基础上，由于在油密封部件没有使用弹性部件金属环也只用了一个，所以能够较少组装时部件数目、实现现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。而且，油密封部件的形状并不复杂加工容易，更加降低成本。
此外，在本发明所涉及的泵用活塞密封件中，由于燃料密封部件是唇形密封部件因而密封性良好，另外两密封部件的材料都是树脂，因而对于燃料等高压化也能维持充分的耐压性，同时即使针对伴随着燃料的酒精含有率的增加二燃料油性不足，膨润或硬度·强度等也不下降，能够提高耐磨耗性。而且，由于用于给予径向付势力的弹性部件安装在燃料密封部件上，能够对因燃料密封部件由树脂制造而引起的潜伸特性进行补充，能够进一步提高密封性。另外，因为在外周侧有固定密封部而提高机密性，由燃料密封部件和壳体所形成的空间的压力进一步提高时，提高了内周侧密封唇的紧迫力，在能够提高直接密封高压燃料的燃料密封部件的密封性的同时，因为油密封部件与树脂制的燃料密封部件一体成形，所以能够进一步实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。而且，因为燃料密封部件和油密封部件并不是相互独立的而是被组装成一体，进而构成一个密封系统，所以在实现紧凑化·低成本化的同时，能够减少组装工序数。
此外，在本发明所涉及的泵用活塞密封件中，由于燃料密封部件的密封唇的前端部与轴密接地自由滑动因而密封性良好，另外两密封部件的材料都是树脂，因而对于燃料等高压化也能维持充分的耐压性，同时即使针对伴随着燃料的酒精含有率的增加二燃料油性不足，膨润或硬度·强度等也不下降，能够提高耐磨耗性。而且，由于用于给予径向付势力的弹性部件安装在燃料密封部件上，能够对因燃料密封部件由树脂制造而引起的潜伸特性进行补充，能够进一步提高密封性。另外，因为在外周侧有固定密封部而提高机密性，由对燃料进行密封的燃料密封部件和壳体所形成的空间的压力进一步提高，提高了内周侧密封唇的紧迫力，在能够提高密封性的同时，因为油密封部件与树脂制的燃料密封部件一体成形，所以能够进一步实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。而且，因为燃料密封部件和油密封部件并不是相互独立的而是组装起来构成一个密封系统，所以在实现紧凑化·低成本化的同时，能够减少组装工序数。
在本发明所涉及的泵用活塞密封件中，在上述所取得的效果的基础上，密封固定部的截面呈矩形形状并不复杂加工容易，因此，在进一步实现低成本化的同时，外周侧端面与壳体内接，由对燃料进行密封的燃料密封部件和壳体所形成的空间的压力进一步提高。
在本发明所涉及的泵用活塞密封件中，因为燃料密封部件的材料是树脂，对于燃料等高压化也能维持充分的耐压性，同时即使针对伴随着燃料的酒精含有率的增加二燃料油性不足，膨润或硬度·强度等也不下降，能够提高耐磨耗性，同时，因为截面形状是多角形状的并不复杂加工容易。另外，燃料密封部件并没有使用通过密封固定部的密封对象侧部位施加径方向的付势力的弹性部件，同时因为燃料密封部件和油密封部件并不是相互独立的而是组装起来构成一个密封系统，所以在实现紧凑化·低成本化的同时，能够减少组装工序数。而且，油密封部件是橡胶制的所以能够提高对油的密封性。
附图说明[0033]图1是本发明第1实施例所涉及泵用活塞密封件的剖视图；
图2是本发明第2实施所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图3是本发明第3实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图4是图3中的面压斜度的说明图；
图5是本发明第4实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图6是本发明第5实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图7是本发明第6实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图8是本发明第7实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图9是本发明第8实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图10是本发明第9实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图11是本发明第10实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图12是本发明第11实施所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图13是本发明第12实施所涉及的泵用活塞密封件的剖视图；
图14是本发明第13实施例所涉及泵用活塞密封件的剖视图；
图15是本发明第14实施例所涉及的泵用活塞密封件的剖视图。
图16是现有弹性密封唇的剖视图；
图17是图16中的面压斜度的说明图。
符号说明
1泵用活塞密封件  2活塞(轴)  3壳体  11密封部件
12燃料密封部件  13油密封部件  14密封唇部
15，16密封唇    15a，16a辅助唇
15b，16b前端部  15c，15b侧面
17，18，19密封固定部  21，22，23金属环  21a，22a，23a圆筒部
21b，22b，23b凸缘部  31，32卷簧  33金属弹簧(弹性部件)
41槽  42，43固定密封部  44固定用台肩
A密封对象侧
B反密封对象侧具体实施方式
下文将参考附图对该发明优选实施例进行说明。但是该发明的范围并不局限于该特殊的限定，并不局限于该实施例所记载的内容范围内。
(第1实施例)
图1是本发明第1实施例所涉及的泵用活塞密封件1安装在由在高压燃料喷射泵内往复运动的轴即活塞2和壳体3所形成的环状空间内状态的剖视图。
泵用活塞密封件1在汽油直喷式发动机用燃料喷射泵中使用，具有对处于密封对象侧并处于高压下的汽油等燃料进行密封功能，对处于反密封对象侧以冷却或润滑为目的的油进行密封的功能。
在图1中，泵用活塞密封件1由密封部件11；保持该密封部件11的3个金属环21、22、23；将轴向付势力给予形成在密封部件11的密封唇部14上的2个密封唇15、16的2个卷簧31、32构成。
3个金属环21、22、23由嵌合在壳体3内周侧上的第1金属环21、具有嵌合在第1金属环21内周侧上的圆筒部22a以及从圆筒部22a的反密封对象侧B的端部朝向活塞2延伸的凸缘部22b的大致倒L字形的第2金属环22、从第2金属环22的凸缘部22b与位于反密封对象侧B的壳体3嵌合的第3金属环23构成。
密封部件11是燃料密封部件12和油密封部件13一体成型后的产品。密封部件11由密封唇部14、位于密封唇部14外周侧的密封固定部17构成，该密封唇部14具有与活塞2滑动接触并主要对高压的汽油等燃料进行密封的燃料侧密封唇15、与活塞2滑动接触且与密封唇15相比位于反密封对象侧B并主要对以冷却和润滑为目的的油进行密封的油侧密封唇16。燃料侧密封唇15和油侧密封唇16的形状都是中央前端部在径向突出的断面大致呈倒三角形，在密封唇15和16的前端部的外周侧上形成了用于安装卷簧31和32的凹部。密封固定部17具有从密封唇部14向外周方向延伸的凸缘部17a和从凸缘部17a的侧面向反密封对象侧B延伸的圆筒部17b，并由第1金属环21、第2金属环22和第3金属环23保持。作为密封部件11的材质，使用耐压性优良的PTFE等树脂。
2个卷簧31和32分别安装在形成在燃料侧密封唇15和油侧密封唇16的外周侧上的凹部内，将径向弹力给予各个密封唇15和16。
具有上述结构的泵用活塞密封件1，由于具有对燃料进行密封的密封唇15和对油进行密封的密封唇16的密封部件11的材质是树脂材料，并构成为一体形成的1个密封系统，因而，耐压性·耐油性优良，同时部件数量减少，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。此外，由于在由对燃料进行密封的密封唇15侧和壳体3所形成的空间P变为高压时，从密封对象侧A向反密封对象侧B沿箭头α方向对倒L字形安装的金属环22的凸缘部22b进行推压，使密封固定部17的保持力增大，因而能够提高密封性.
(第2实施例)
图2是本发明第2实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图2的泵用活塞密封件1中，与第1实施例不同，密封固定部17由壳体3的扩径后的端面和第1金属环21夹持，具有对金属环21的内周侧进行密封的密封唇17a。不使用其它金属环。燃料侧的密封唇15具有辅助唇15a。而且，由于由油侧的密封唇16的形状断面为矩形且在反密封对象侧B缩径，确保密封性，因而不使用卷簧。
在上述结构中，由于具有对燃料进行密封的密封唇15和对油进行密封的密封唇16的密封部件11的材质是树脂材料，并构成为一体形成的1个密封系统，因而，耐压性·耐油性优良，同时部件数量减少，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。此外，由于在油侧的密封唇16上不使用卷簧，而且金属环21是1个，因而能够实现由部件数量减少所引起的更加紧凑化和低成本化以及组装工序数的减少。此外，由于在密封固定部17上形成了对金属环21的内周侧进行密封的密封唇17a而提高机密性，因而在由对燃料进行密封的密封唇15侧和壳体3所形成的空间P变为高压时，由于空间P的压力进一步增加，能够提高密封唇15的紧迫力，提高密封性。
(第3实施例)
图3是本发明第3实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图3的泵用活塞密封件1中，与第2实施例不同的是燃料密封部件12的形状不同。也就是燃料密封部件12具有在密封对象侧A开口的槽41且断面大致呈U字形，其由嵌合在金属环21上的外周固定密封部42以及具有与活塞2滑动接触的密封唇15的内周固定密封部43组成，金属环21嵌合在壳体3内周面上，将给予径向付势力的金属弹簧33内装在槽41内。而且没有设置辅助唇15a。
金属弹簧33断面形状大致为U字形，内周侧的前端部端面33a结合在槽41的开口部，即结合在形成在活塞侧内面41a上的固定用台肩44的反密封对象侧端面44a上。
固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1形成得比密封唇15的前端部15b轴向位置L2更靠近反密封对象侧B(图中右侧)，因而，对固定用台肩44的端面44a的轴向位置L1和密封唇15的前端部15b轴向位置L2的轴向距离C进行控制，成为在图4所示密封唇15的接触面上产生的面压斜度P的控制中积极地活用设置在密封唇15上的金属弹簧33的扩张力的结构。
在上述结构中，能够实现与第2实施例相同的效果。此外，由于燃料密封部件12是树脂材料制造，即使因使用而确定密封唇15形状的密封唇15的两侧面15c、15d和活塞2所形成的角度α、β因蠕变和磨耗而变形·变化时，通过对固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1和密封唇15的前端部15b轴向位置L2的轴向距离C进行控制，能够控制面压斜度P的变化水平。
而且形成在槽41的内面上的固定用台肩44也可以不设置在活塞2侧，而是设置在壳体3侧上。
而且，密封唇15的前端部15b轴向位置L2和固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1的轴向距离C最好比密封唇15的前端部15b轴向位置L2和密封唇15的下部15e的轴向位置L3的距离D的20％还小，但是并不局限于该范围内。
虽然所介绍弹簧的种类是U字形的金属弹簧33，但是并不局限于金属弹簧，也可以是其它种类。
(第4实施例)
图5是本发明第4实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图5的泵用活塞密封件1中，与第3实施例不同的是，形成在槽41的开口部侧的固定用台肩44设置在活塞侧内面41a和壳体侧内面41b这两侧上。其它与第3实施例相同。因而在上述结构中，能够获得与第3实施例相同的作用效果。
(第5实施例)
图6是本发明第5实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图6的泵用活塞密封件1中，与第1实施例不同的是密封部件11，燃料密封部件12和油密封部件13由树脂分体成形。在燃料密封部件12的密封固定部18和油密封部件13的密封固定部19组装状态下，由壳体3扩径后的端面和第1金属环21夹持，燃料密封部件12具有辅助唇部15a。油密封部件13的形状为矩形断面，在安装时，使密封唇16向反密封对象侧B弯曲，与活塞2的周面滑动接触并给予付势力，因而，不使用卷簧。
在上述结构中，燃料侧的密封唇15和油侧的密封唇16的材质是树脂材料，因而，耐压性·耐油性优良，同时燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且在油密封部件13上不使用卷簧，由于金属环21是1个，减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。此外，油密封部件13的形状不复杂，容易加工，能够进一步实现低成本化。
(第6实施例)
图7是本发明第6实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图7的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12断面形状大致为U形，并由树脂制造，由嵌合在壳体3上的第1金属环21和第三金属环23对密封固定部18进行夹持，由设置在于密封对象侧开口的槽41内的U字形金属弹簧33而给予径向付势力，具有辅助唇15a。作为所使用的树脂材料，最好是耐压性优良的PTFE等树脂。而且，油密封部件13由橡胶制造，密封固定部19加硫接着在大致倒L形的第2金属环22的内侧上。密封唇16与密封固定部19一体成形，形状为矩形断面，朝向反密封对象侧缩径，而确保密封性，在密封对象侧A设置了辅助唇16a。第2金属环22的凸缘部22b在密封对象侧对燃料密封部件12进行支撑，圆筒部22a嵌合在第3金属环23的内周侧上。作为所使用的橡胶材料，最好选用丁腈橡胶、氢化腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅酮橡胶，也可以使用其它的合成橡胶。
在上述结构中，由于燃料密封部件12的材质是树脂，因而，耐压性·耐油性优良，同时，由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。此外，由于密封固定部18被燃料密封部件12夹持固定，而且油密封部件12的密封固定部19加硫接着并被第2金属环22的凸缘部22b支撑，因而环状空间内的两密封部件12和13的举动少，因而，即使在高压化中的高频率振动状态下，也可以获得稳定的密封性。
此外，与第3实施例相同，也可以在槽41的开口部即壳体侧内面41b上突设了固定用台肩44，使U字形金属弹簧33的外周侧前端面33b结合在固定用台肩44的反密封侧端面44a上。
在此场合下，固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1形成在比密封唇15的前端部15b轴向位置L2更靠反密封对象侧B(图中右侧)，因而，对固定用台肩44的端面44a的轴向位置L1和密封唇15的前端部15b轴向位置L2的轴向距离C进行控制，成为在图4所示密封唇15的接触面上产生的面压斜度P的控制中积极地活用设置在密封唇15上的金属弹簧33的扩张力的结构。
在这种结构中，燃料密封部件是树脂材料，即使因使用而确定密封唇15形状的密封唇15的两侧面15c、15d和活塞2所形成的角度α、β因蠕变和磨耗而变形·变化时，通过对固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1和密封唇15的前端部15b轴向位置L2的轴向距离C进行控制，能够控制面压斜度P的变化水平。
而且，密封唇15的前端部15b轴向位置L2和固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1的轴向距离C最好比密封唇15的前端部15b轴向位置L2和密封唇15的下部15e的轴向位置L3的距离D的20％还小，但是并不局限于该范围内。
(第7实施例)
图8是本发明第7实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图8的泵用活塞密封件1中，与第6实施例不同的是使用燃料密封部件12的形状不同，使用给予付势力的卷簧31。
在上述结构中，由于燃料密封部件12唇的材质是树脂，因而，耐压性·耐油性优良，同时，由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。此外，由于密封固定部18被燃料密封部件12夹持固定，而且油密封部件13的密封固定部19加硫接着并被第2金属环22的凸缘部22b支撑，因而环状空间内的两密封部件12和13的举动少，因而即使在高压化中的高频率振动状态下，也可以获得稳定的密封性。
(第8实施例)
图9是本发明第8实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图9的泵用活塞密封件1中，由于燃料密封部件12为矩形形状，并由树脂制造，密封固定部18由第1金属环21的凸缘部21b和第2金属环22的凸缘部22b夹持，在安装时，使密封唇15向密封对象侧A弯曲地与活塞2的周面滑动接触，并给予付势力，因而不使用卷簧。油密封部件13由橡胶制造，密封唇16的断面形状是矩形并朝向反密封对象侧B缩径，并具有辅助唇16a。密封固定部19覆盖第2金属环22的圆筒部22a地与第2金属环22加硫接着。第2金属环22的圆筒部22a在密封对象侧A与第1金属环21的圆筒部21a的内周侧嵌合，在反密封对象侧B通过覆盖第2金属环22的圆筒部22a的密封固定部19而与壳体3嵌合，凸缘部22b在密封对象侧A与燃料密封部件12的密封固定部18接触。
在上述结构中，由于燃料密封部件12由树脂制造，因而，耐压性·耐油性优良，同时，由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在两密封部件12和13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。特别由于燃料密封部件12的形状不复杂，加工容易，低成本化的效果增大。
(第9实施例)
图10是本发明第9实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图10的泵用活塞密封件中，燃料密封部件12的形状与第8实施例的形状不同。燃料密封部件12具有从密封固定部18的内周侧端部向密封对象侧A延伸的中央前端部在径向突出的断面大致倒三角形即密封唇15、比密封唇15靠反密封对象侧的辅助唇15a，在形成在密封唇15的外周侧上的凹部上安装了给予径向付势力的卷簧31。
在上述结构中，由于燃料密封部件12由树脂制造，因而，耐压性·耐油性优良，同时由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。
(第10实施例)
图11是本发明第10实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图11的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由树脂成形，密封固定部18和密封唇15一体地成形，密封唇15从密封固定部18的内周侧端部向密封对象侧A延伸且中央前端部在径向突出断面大致为倒三角形，在反密封对象侧具有辅助唇15a，用于给予付势力的卷簧31安装在外周侧上。油密封部件13由加硫接着在阶梯状的第2金属环22内周侧凸缘部22c的前端部上的橡胶制的密封唇16构成。密封唇16的前端部形状为断面矩形，在反密封对象侧缩径，确保密封性。燃料密封部件12的密封固定部18与和密封唇16接着的第2金属环22的外周侧凸缘部22b由断面大致コ字形的第1金属环21的两侧凸缘部(21b，21c)夹持。第1金属环21的圆筒部21a在中央具有台阶，反密封对象侧B的大径圆筒部与壳体3直接嵌合，密封对象侧A的小径圆筒部通过覆盖密封对象侧A的凸缘部21b地接着的固定密封部24与壳体3嵌合。在固定密封部24上一体设置了与在密封对象侧A延伸的壳体内周侧端面滑动接触的密封唇24a。
在上述结构中，由于燃料密封部件12由树脂制造，因而，耐压性·耐油性优良，同时，由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。而且，由于在固定密封部24上形成了对壳体3的内周端面进行密封的密封唇24a，提高了机密性，因而，由燃料密封部件12和壳体3所形成的空间P变为高压时，由于空间P的压力进一步增加，能够提高密封性。
(第11实施例)
图12是本发明第11实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图12的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由树脂成形，密封固定部18和密封唇15一体地成形，密封唇15从密封固定部18的内周侧端部向密封对象侧A延伸且中央前端部在径向突出，断面大致为倒三角形，用于给予付势力的卷簧31安装在外周侧上。油密封部件13由加硫接着在从第3金属环23的凸缘部23a的内周侧端部向反密封对象侧B倾斜延伸的倾斜部23b前端部上的橡胶制的密封唇16构成。密封唇16的前端部形状为断面矩形，在反密封对象侧缩径，确保密封性。燃料密封部件12的密封固定部18与和密封唇16接着的第3金属环23的凸缘部23a，由与壳体3的内周端面嵌合的第1金属环21、与第1金属环21的内周面嵌合的第2金属环22的凸缘部22b以及扩径的壳体3的端面保持。
在上述结构中，由于燃料密封部件12由树脂制造，因而，耐压性·耐油性优良，同时由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。
(第12实施例)
图13是本发明第12实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图13的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由树脂制造，并成形为大致U字形状，嵌合在第1金属环21的内周上，将用于在径向上给予付势力的U字形金属弹簧33内装在密封对象侧A开口的槽41的内部上，并具有辅助唇15a。油密封部件13由加硫接着在从第1金属环21的凸缘部21b的内周侧端部向反密封对象侧B倾斜延伸的倾斜部21c前端部上的橡胶制的密封唇16构成。密封唇16的前端部形状为断面矩形，在反密封对象侧缩径，确保密封性。
在上述结构中，由于燃料密封部件12由树脂制造，因而，耐压性·耐油性优良，同时由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。
与第4实施例相同，也可以在槽41的开口部即两侧内面(41a，41b)上突设固定用台肩44，使U字形金属弹簧33的前端面(33a，33b)结合在固定用台肩44的反密封侧端面44a上。
在此场合下，固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1形成在比密封唇15的前端部15b轴向位置L2更靠反密封对象侧B(图中右侧)，因而，对固定用台肩44的端面44a的轴向位置L1和密封唇15的前端部15b轴向位置L2的轴向距离C进行控制，成为在图4所示密封唇15的接触面上产生的面压斜度P的控制中积极地活用设置在密封唇15上的金属弹簧33的扩张力的结构。
在这种结构中，燃料密封部件12是树脂材料，即使因使用而确定密封唇15形状的密封唇15的两侧面15c、15d和活塞2所形成的角度α、β因蠕变和磨耗而变形·变化时，通过对固定用台肩44的端面44a所形成的轴向位置L1和密封唇15的前端部15b轴向位置L2的轴向距离C进行控制，能够控制面压斜度P的变化水平。
(第13实施例)
图14是本发明第13实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
在图14的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由树脂制作的密封唇15构成。密封唇15的外周侧对覆盖第1金属环21并加硫接着的橡胶制油密封部件13的密封固定部19的密封对象侧部位19a进行压缩地与壳体3嵌合，因而，由使该部位19a复位的弹性力而被给予径向付势力。油密封部件13具有与密封固定部19一体形成并与第1金属环的内周侧凸缘部21c前端加硫接着的密封唇16以及辅助唇16a，辅助唇16a位于密封对象侧A，且中央前端部在径向突出，断面大致为倒三角形。密封唇16的前端部形状为断面矩形，在反密封对象侧B缩径，确保密封性。
在上述结构中，由于燃料密封部件12由树脂制造，因而，耐压性·耐油性优良，同时由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。燃料密封部件12和油密封部件13组装并构成为1个密封系统，而且由于在两密封部件12和13上不使用卷簧，因而减少了组装时的部件数量，能够实现紧凑化·低成本化和组装工序数的下降。特别由于燃料密封部件12的形状不复杂，加工容易，低成本化的效果增大。
(第14实施例)
图15是本发明第14实施例所涉及的泵用活塞密封件1关键部位的剖视图。
图15的泵用活塞密封件1包括嵌合在壳体3内周上的金属环21、加硫接着在金属环21上的橡胶制的油密封部件13、嵌合在金属环21内周上的树脂制的燃料密封部件12、安装在金属环21和燃料密封部件12之间的指形弹簧5。
金属环21由嵌合在壳体3内周上并在密封对象侧A末端设置了突起部21d的外周侧圆筒部21a、从外周侧圆筒部21a的反密封对象侧B末端向内周方向延伸的凸缘部21b、从凸缘部21b的内周末端向反密封对象侧B延伸的内周侧圆筒部21c构成。
油密封部件13是将密封固定部19、密封唇16、比密封唇16更靠密封对象侧A的辅助唇16a、从密封固定部19向密封对象侧A延伸的第二密封唇16b一体形成，密封固定部19从金属环21的凸缘部21b至内周侧圆筒部21c接着在金属环21上同时与壳体3的内周侧端面密接，密封唇16主要从密封固定部19向反密封对象侧B延伸并形成有用于安装卷簧32的凹部，卷簧32在对油进行密封的外周侧上施加付势力。
燃料密封部件12由嵌合在金属环21的外周侧圆筒部21a内周侧上的密封固定部18、与密封固定部18一体形成并在密封对象侧延伸且与活塞2接触并主要对燃料进行密封的密封唇15构成。将指形弹簧5安装在由密封唇15的外周侧、金属环21的外周侧圆筒部21a的内周侧所形成的空间内。指形弹簧5朝向活塞2方向对密封唇15的前端部15b施加弹力，同时使指形弹簧5的前端部5a与金属环21的外周侧圆筒部21a的突起部21d接触，对燃料密封部件12在轴向上可动距离进行控制。
在上述结构中，由于燃料密封部件12由树脂制造，因而，耐压性·耐油性优良，同时由于油密封部件13由橡胶制造，因而，密封性优良。由于燃料密封部件12和油密封部件13构成为一体化的1个密封系统，因而在将泵用活塞密封件1与配合部件即壳体3组装时，能够使壳体3的结构简单化，同时能够减少了组装工序数。而且在由来自燃料密封部件12的微量燃料泄漏所引起的蓄压时，由于由指形弹簧5的自由度，燃料密封部件12向密封对象侧A可动而释放蓄压，能够减轻油密封部件13的磨耗。此外，由于比油密封部件13靠密封对象侧A的燃料密封部件12控制过大压力或变动压作用，油密封部件13中沿密封对象侧A延伸的第二密封唇16b对通过燃料密封部件12的微量燃料进行密封，因而，能够提高密封性。

Claims (1)

1.一种泵用活塞密封件，其是对设置在于高压燃料喷射泵中往复运动的轴(2)和壳体(3)之间的环状空间内的、密封对象侧(A)的高压燃料进行密封，同时对反密封对象侧(B)的油进行密封的泵用活塞密封件(1)，其特征在于：所述泵用活塞密封件(1)由金属环(21)、树脂制的燃料密封部件(12)、树脂制的油封部件(11)、截面为U字形的弹性部件(33)构成，
所述金属环(21)紧密接触地嵌合于所述壳体(3)的扩径内周；
所述树脂制的燃料密封部件(12)，密封所述密封对象侧(A)的高压燃料，该燃料密封部件(12)具有：具备设置于所述密封对象侧(A)的内周、并且可自由滑动地紧密接触于所述轴(2)的外周的密封唇(15)的内周固定密封部(43)；设置于所述密封对象侧(A)的外周、并且可自由滑动地紧密接触于所述金属环(21)内周的外周固定密封部(42)；在所述内周固定密封部(43)与所述外周固定密封部(42)之间形成开口于所述密封对象侧(A)的截面为U字形的槽(41)，在该槽(41)的内周固定密封部(43)侧设置有固定用台肩(44)，
所述树脂制的油封部件(11)，与所述燃料密封部件(12)的所述反密封对象侧(B)的后端一体成形且密封所述反密封对象侧(B)的油，该油封部件(11)具有：向所述反密封对象侧(B)倾斜延伸且可自由滑动地紧密接触于所述轴(2)的外周的密封唇(16)；从所述油封部件(11)的所述反密封对象侧(B)的后端向所述壳体(3)的扩径内周垂直地延伸且被夹持于该扩径内周的所述反密封对象侧(B)的端面与所述金属环(21)的所述反密封对象侧(B)的端面之间的密封固定部(17)；
所述截面为U字形的弹性部件(33)，紧密接触地安装于所述燃料密封部件(12)的所述截面为U字形的槽(41)，将该燃料密封部件(12)的所述内周固定密封部(43)向所述轴(2)的外周推压、及将所述燃料密封部件(12)的所述外周固定密封部(42)向所述金属环(21)的内周推压，该弹性部件(33)的所述内周固定密封部(43)侧的一端与所述固定用台肩(44)的反密封对象侧(B)的端面抵接。
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