JP2018053859A

JP2018053859A - 往復動ポンプ

Info

Publication number: JP2018053859A
Application number: JP2016193069A
Authority: JP
Inventors: 孔明杉山; Komei Sugiyama; 信宏油橋; Nobuhiro Aburabashi; 金子　貴之; Takayuki Kaneko; 貴之金子
Original assignee: Maruyama Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Maruyama Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2018-04-05

Abstract

【課題】低コスト化を図り、且つ、マニホルドの駆動部ケースに対する傾斜固定を防止し、又、駆動部ケースとマニホルドで発生した振動の伝播を減衰し、又、誤組立を防止する。
【解決手段】往復動部材３に摺接するリング状のパッキン部３０から延出部３１が延出し、パッキン部３０及び延出部３１がシールケース２３に収容されると共に、延出部３１の端部の鍔部３２がオイルシール１２とケース２３との間に位置するようにし、パッキン部３０が使用液体の漏出防止の機能を有するのに加えて、鍔部３２がケース２３、マニホルド２を介してオイルシール１２を固定する機能を有し、パッキン押さえを不要として部品点数を低減する。また、ポンプ運転時に駆動部ケース１及びマニホルド２で発生した振動を、駆動部ケース１とケース２３との間のシール手段２２の鍔部３２で緩衝する。また、鍔部３２を有するシール手段２２により組み付け方向を明確にする。
【選択図】図３

Description

本発明は、往復動ポンプに関する。

従来、往復動ポンプとして、クランク軸やコンロッド等を含む駆動部及び当該駆動部を冷却するためのオイルを収容したクランクケースと、クランクケースに対して固定されるマニホルドと、を備え、駆動部の駆動に従い往復動部材がクランクケース及びマニホルド内を往復動することにより、往復動部材の先端側でマニホルド内に形成されたポンプ室にて使用液体のポンプ作用を行う往復動ポンプが知られている。このような往復動ポンプにあっては、クランクケース内のオイルがポンプ室側へ漏出するのを防止するためのオイルシールや、ポンプ室の使用液体が駆動部側へ漏出するのを防止するためのシールパッキンを備えている。このような構成は、以下の特許文献１の図１を始めとして一般的に知られている。

この従来技術の構成は、図４を参照して説明すると、マニホルド５０内のポンプ室５１側からクランクケース５２の駆動部側（図示右側）へ向かって、Ｕパッキン（高圧シールとも呼ぶ）５３、Ｕパッキン（低圧シールとも呼ぶ）５４、オイルシール５５が、この順に往復動部材５６に液密に摺接するように並設される。駆動部側（後側）のＵパッキン５４はシールケース５７の後部内に収容され、シールケース５７とオイルシール５５との間に、シールパッキン押さえ５８が介在している。そして、複数本のボルト５９により、マニホルド５０をクランクケース５２に固定することにより、シールケース５７、シールパッキン押さえ５８を介して、オイルシール５５がクランクケース５２内の段差面に押圧され固定されるようになっている。また、ポンプ室５１側（前側）のＵパッキン５３は、シールケース５７とマニホルド５０内の段差面との間に挟まれ固定され、駆動部側のＵパッキン５４は、シールパッキン押さえ５８とシールケース５７内の段差面との間に挟まれ固定されている。

特開２００５−８３５６４号公報

ここで、上記のようなシール構造にあっては、できるだけ部品点数を削減し低コスト化を図ることが求められている。また、クランクケース５２とマニホルド５０とは、オイルシール５５、シールパッキン押さえ５８、シールケース５７等の多数の部品を介して、ボルト５９により固定されているため、マニホルド５０が傾いてクランクケース５２に取り付けられる可能性がある。また、往復動ポンプの運転時には、クランクケース５２とマニホルド５０は、それぞれ振動を発生するため、シールパッキン押さえ５８、シールケース５７を介して、互いに振動が伝播し、クランクケース５２及びマニホルド５０から大きな音が放射される虞がある。さらに、組立時に、Ｕパッキン５４を軸線方向に逆向きにしてシールケース５７に組み付けることが可能であり、誤組立の虞がある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、部品点数を削減することにより、低コスト化を図ると共に、マニホルドがクランクケースを始めとした駆動部ケースに傾いて取り付けられる可能性を低減でき、また、駆動部ケースとマニホルドで発生した振動を緩衝することにより、振動の伝播を減衰でき、加えて、Ｕパッキンを始めとしたシール手段の組み付け方向を明確にすることにより、誤組立を防止できる往復動ポンプを提供することを目的とする。

本発明による往復動ポンプ（１００）は、駆動部（９）及び当該駆動部（９）を冷却するためのオイル（Ｌ）を収容した駆動部ケース（１）と、駆動部ケース（１）に対して固定されるマニホルド（２）と、を備え、駆動部（９）の駆動に従い往復動部材（３）が駆動部ケース（１）及びマニホルド（２）内を往復動することにより、往復動部材（３）の先端側でマニホルド（２）内に形成されたポンプ室（４）にて使用液体のポンプ作用を行う往復動ポンプ（１００）であって、往復動部材（３）に液密に摺接するオイルシール（１２）と、オイルシール（１２）よりポンプ室（４）側に配置され往復動部材（３）に液密に摺接するシール手段（２２）と、シール手段（２２）を内部に収容したシールケース（２３）と、を備える往復動ポンプ（１００）において、シール手段（２２）は、シールケース（２３）に収容され往復動部材（３）に摺接するリング状のパッキン部（３０）と、シールケース（２３）に収容されその内径がパッキン部（３０）の内径より大径とされ、パッキン部（３０）から駆動部（９）側へ延出する円筒状の延出部（３１）と、延出部（３１）の駆動部（９）側の端部から径方向外側に張り出し、オイルシール（１２）とシールケース（２３）との間に位置する鍔部（３２）と、を備え、マニホルド（２）の駆動部ケース（１）に対する固定により、シールケース（２３）、シール手段（２２）の鍔部（３２）を介して、オイルシール（１２）が駆動部ケース（１）の内部（１３）に押圧され固定されることを特徴としている。

このような往復動ポンプ（１００）によれば、シール手段（２２）の構成が、往復動部材（３）に摺接するリング状のパッキン部（３０）から、円筒状の延出部（３１）が延出し、これらパッキン部（３０）及び延出部（３１）がシールケース（２３）に収容されると共に、延出部（３１）の端部から径方向外側に張り出す鍔部（３２）が、オイルシール（１２）とシールケース（２３）との間に位置する構成のため、シール手段（２２）は、そのパッキン部（３０）が、使用液体の駆動部（９）側への漏出を防止する機能を有しているのに加えて、その鍔部（３２）が、シールケース（２３）、マニホルド（２）を介してオイルシール（１２）を固定する機能を有しており、従来のシールパッキン押さえを不要にできる。従って、部品点数を低減でき、その結果、低コスト化を図ることができると共に、マニホルド（２）が駆動部ケース（１）に傾いて取り付けられる可能性を低減できる。また、往復動ポンプ（１００）の運転時に駆動部ケース（１）及びマニホルド（２）で発生したそれぞれの振動は、駆動部ケース（１）とシールケース（２３）との間のシール手段（２２）の鍔部（３２）により緩衝され、振動の伝播を減衰できる。また、シール手段（２２）は、片側の端部に鍔部（３２）を有しているため、組み付け方向が明確になり、誤組立を防止できる。

このように本発明によれば、部品点数を低減でき、低コスト化を図ると共に、マニホルドが駆動部ケースに傾いて取り付けられる可能性を低減でき、また、駆動部ケースとマニホルドで発生した振動の伝播を減衰でき、加えて、Ｕパッキンを始めとしたシール手段の誤組立を防止できる。

本発明の実施形態に係る往復動ポンプの正面図である。図１のII-II矢視図であり、往復動部材の軸線に沿う断面図である。図２の要部の拡大図である。従来技術の往復動ポンプの要部の断面図である。

以下、本発明に係る往復動ポンプの好適な実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る往復動ポンプの正面図、図２は、図１のII-II矢視図であり往復動部材の軸線に沿う断面図、図３は、図２の要部の拡大図である。往復動ポンプは、ここでは、プランジャポンプであり、往復動部材を構成するプランジャが水平方向に３列並設された所謂横型３連プランジャポンプである。

図１及び図２に示すように、プランジャポンプ１００は、クランクケース（駆動部ケース）１と、クランクケース１に連結されたマニホルド２と、により外形が構成される。このプランジャポンプ１００は、図２に示すように、クランクケース１及びマニホルド２内に配置された往復動部材３が往復動することにより、マニホルド２内のポンプ室４でポンプ作用を行うものである。

クランクケース１は中空に構成され、当該クランクケース１内には、クランク軸（駆動軸）５、クランク軸５に回転可能に連結されたコンロッド６、及び、コンロッド６にプランジャ７を回転可能に連結するピストンピン８等が配置され、これらにより、往復動部材３を往復駆動させる駆動部９が構成される。

プランジャ７と、当該プランジャ７よりポンプ室４側に配置されたプランジャスリーブ１０とは、ボルト１１により連結されており、これらのプランジャ７及びプランジャスリーブ１０により往復動部材３が構成される。クランクケース１からマニホルド２に亘る内部においては、クランクケース１側にプランジャ７が配置され、マニホルド２側にプランジャスリーブ１０が配置される。そして、クランク軸５とコンロッド６との間の回転部分や、コンロッド６とピストンピン８との間の回転部分等が、クランクケース１内の摺動部となっており、これらの摺動部は、クランクケース１内の半分程度まで充填されたオイルＬに浸され浴しており、ポンプ運転時に十分に冷却及び潤滑がなされるようになっている。

また、クランクケース１のマニホルド２側には、クランクケース１内のオイルＬの漏出を防止すべく、プランジャ７の外周面に液密に摺接するオイルシール１２が収容されている。オイルシール１２は、その駆動部９側の端面が、クランクケース１の内部の段差面１３（図３参照）に当接するように配置されている。

マニホルド２内には、プランジャスリーブ１０が往復動するシリンダ部１４が形成されると共に、シリンダ部１４の先端側に、上記ポンプ室４が形成される。また、マニホルド２には、ポンプ室４に例えば水等の使用液体を導入するための吸入口１６と、ポンプ室４内で圧縮された使用液体を吐出するための吐出口１７が設けられる。吸入口１６と吐出口１７とは流路１８により連絡されており、流路１８の吸入口１６側には吸入弁１９が設けられ、流路１８の吐出口１７側には吐出弁２０が設けられる。そして、流路１８のうちの吸入弁１９と吐出弁２０との間の部分がポンプ室４に繋がっている。

また、マニホルド２のシリンダ部１４にあっては、プランジャスリーブ１０との間を使用流体が伝ってポンプ室４側から駆動部９側へ漏出するのを防止するためのリング状のＵパッキン（高圧シールとも呼ぶ）２１及びＵパッキン（低圧シールとも呼ぶ）２２が、プランジャスリーブ１０の外周面に液密に摺接するように、ポンプ室４側からこの順に離間して配設されている。これらのＵパッキン２１，２２は、例えばゴム等の弾性材より成形される。

シール手段としてのＵパッキン２２は、マニホルド２内に配置されたシールケース２３内に収容される。シールケース２３は、略円筒状に構成され、図３に示すように、そのポンプ室４側の端部２４が、マニホルド２内に形成された段差面２５に当接するように収容される。そして、シールケース２３のポンプ室４側の端部２４とマニホルド２内の段差面２６との間に、ポンプ室４側のＵパッキン２１が挟まれるように配置される。

また、シールケース２３の内周面は、ポンプ室４側の端部２４から駆動部９側へ向かって、傾斜面２７、段差面２８を介して２段階で拡径されており、段差面２８より駆動部９側の領域に、Ｕパッキン２２が配置される。

Ｕパッキン２２は、断面Ｕ字状を成しプランジャスリーブ１０の外周面に摺接するリング状のパッキン部３０と、その内径がパッキン部３０の内径より大径とされ、パッキン部３０から駆動部９側へ延出する円筒状の延出部３１と、延出部３１の駆動部９側の端部から径方向外側に張り出す鍔部３２と、を備える。

パッキン部３０は、そのポンプ室４側の端面が、段差面２８に当接するように配置され、当該パッキン部３０及び延出部３１は、シールケース２３内に収容される。また、鍔部３２は、オイルシール１２のポンプ室４側の端面とシールケース２３の駆動部９側の端面との間に挟まれるように配置される。なお、シールケース２３の傾斜面２７とＵパッキン２２のポンプ室４側の端面とシールケース２３の内周面とにより囲まれる空間３４は、吸入口１６から吸入された使用液体の一部が流路３５を介して供給され、プランジャスリーブ１０及びＵパッキン２２を冷却するための領域である。

そして、図１及び図２に示すように、クランクケース１に対してマニホルド２が、複数の六角穴付きボルト等のボルト３６により固定されることによって、図３に示すように、シールケース２３、Ｕパッキン２２の鍔部３２を介して、オイルシール１２がクランクケース１の内部の段差面１３に押圧され固定される。また、Ｕパッキン２２は、オイルシール１２とシールケース２３の段差面２８との間に挟まれ固定される。また、Ｕパッキン２１は、シールケース２３のポンプ室４側の端部２４とマニホルド２の内部の段差面２６との間に挟まれ固定される。

このように、本実施形態のプランジャポンプ１００においては、Ｕパッキン２２の構成が、断面Ｕ字状を成し往復動部材３に摺接するリング状のパッキン部３０から、円筒状の延出部３１が延出し、これらパッキン部３０及び延出部３１がシールケース２３に収容されると共に、延出部３１の端部から径方向外側に張り出す鍔部３２が、オイルシール１２とシールケース２３との間に位置する構成のため、Ｕパッキン２２は、そのパッキン部３０が、使用液体の駆動部９側への漏出を防止する機能を有しているのに加えて、その鍔部３２が、シールケース２３、マニホルド２を介してオイルシール１２を固定する機能を有しており、従来のシールパッキン押さえ（図４に示した従来技術の符号５８参照）を不要にできる。従って、部品点数を低減でき、その結果、低コスト化を図ることができると共に、マニホルド２がクランクケース１に傾いて取り付けられる可能性を低減できる。また、Ｕパッキン２２は、片側の端部に鍔部３２を有しているため、組み付け方向が明確になり、誤組立を防止できる。

そして、このようなプランジャポンプ１００の運転時には、クランク軸５が回転し、クランク軸５にコンロッド６を介して連結された往復動部材３が往復動し、往復動部材３が駆動部９側へ向かい移動することによってポンプ室４が減圧され、マニホルド２の吸入弁１９、吐出弁２０がそれぞれ開、閉となり、使用液体は、吸入口１６、吸入弁１９を通してポンプ室４へ吸入される一方で、往復動部材３が逆方向へ移動することによりポンプ室４が加圧され、吸入弁１９、吐出弁２０がそれぞれ閉、開となり、ポンプ室４の使用液体は吐出弁２０を通して吐出口１７へ吐出されるポンプ作用が行われる。

このポンプ運転時にあっては、クランクケース１及びマニホルド２でそれぞれ振動が発生するが、この振動は、クランクケース１とシールケース２３との間のＵパッキン２２の鍔部３２により緩衝され、振動の伝播を減衰できる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、プランジャポンプ１００を多連式としているが、単式（プランジャが１個）のプランジャポンプに対しても適用可能である。

また、本発明は、クランクケースを始めとした駆動部ケース内に収容される駆動部の駆動に従い、往復動部材が往復動しポンプ作用を行う往復動ポンプ全てに対して適用できる。

また、シール手段は、Ｕパッキンに限定されるものではなく、他のパッキンでも良く、要は、上述したパッキン部と延出部と鍔部を有していれば良い。

１…クランクケース（駆動部ケース）、２…マニホルド、３…往復動部材、４…ポンプ室、９…駆動部、１２…オイルシール、１３…段差面（内部）、２２…Ｕパッキン（シール手段）、２３…シールケース、３０…パッキン部、３１…延出部、３２…鍔部、１００…プランジャポンプ（往復動ポンプ）、Ｌ…オイル。

Claims

駆動部（９）及び当該駆動部（９）を冷却するためのオイル（Ｌ）を収容した駆動部ケース（１）と、前記駆動部ケース（１）に対して固定されるマニホルド（２）と、を備え、前記駆動部（９）の駆動に従い往復動部材（３）が前記駆動部ケース（１）及び前記マニホルド（２）内を往復動することにより、前記往復動部材（３）の先端側で前記マニホルド（２）内に形成されたポンプ室（４）にて使用液体のポンプ作用を行う往復動ポンプ（１００）であって、前記往復動部材（３）に液密に摺接するオイルシール（１２）と、前記オイルシール（１２）よりポンプ室（４）側に配置され前記往復動部材（３）に液密に摺接するシール手段（２２）と、前記シール手段（２２）を内部に収容したシールケース（２３）と、を備える往復動ポンプ（１００）において、
前記シール手段（２２）は、前記シールケース（２３）に収容され前記往復動部材（３）に摺接するリング状のパッキン部（３０）と、
前記シールケース（２３）に収容されその内径が前記パッキン部（３０）の内径より大径とされ、前記パッキン部（３０）から駆動部（９）側へ延出する円筒状の延出部（３１）と、
前記延出部（３１）の駆動部（９）側の端部から径方向外側に張り出し、前記オイルシール（１２）と前記シールケース（２３）との間に位置する鍔部（３２）と、を備え、
前記マニホルド（２）の前記駆動部ケース（１）に対する固定により、前記シールケース（２３）、前記シール手段（２２）の前記鍔部（３２）を介して、前記オイルシール（１２）が前記駆動部ケース（１）の内部（１３）に押圧され固定されることを特徴とする往復動ポンプ（１００）。