JP3886604B2 - Radial plunger pump - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い吐出圧力を備えたラジアルプランジャポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、シリンダの中央に配置されたカムシャフトを回転させることにより、シリンダに形成されたプランジャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャを、前記カムシャフトの偏心部を介してシリンダ内に押し込み、これにより当該シリンダ内の液体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプは知られている。
【0003】
この種のポンプの用途として、近年では、例えば筒内噴射型ガソリンエンジンの燃料ポンプ、電磁燃料噴射弁等の実機試験用に供されることがある。
【0004】
筒内噴射型ガソリンエンジンでは、噴射燃料の高圧化が時代の要請であり、従って、筒内噴射型ガソリンエンジンの燃料ポンプ、電磁燃料噴射弁等の実機試験用に供されるラジアルプランジャポンプにあっても、近年では吐出圧力が200kgf/cm2以上のポンプが要求されるようになっている。
【0005】
ラジアルプランジャポンプにおいて、潤滑性のないガソリン中で吐出圧力が前記のように高圧化されると、プランジャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャの外周部に、摩耗や焼付きが生じるという問題がある。
【0006】
これを解消するために、プランジャのプランジャ部を金属からなるプランジャインナで形成し、このプランジャインナの外周部ほぼ全域に低摩擦材からなるプランジャスリーブを外嵌したものが提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、吐出圧力が例えば200kgf/cm2を越えるような場合、プランジャインナの外周部に外嵌されたプランジャスリーブに当該高圧がそのままかかるので、プランジャスリーブが割れたり、プランジャインナの外周部から剥がれたり或いは膨らんだりするといった問題がある。
【0008】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術の課題を解消し、吐出圧力が例えば200kgf/cm2を越えるような場合であってもプランジャスリーブが割れたりすることのないラジアルプランジャポンプを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、シリンダの中央に配置されたカムシャフトを回転させることにより、シリンダに形成されたプランジャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャを、前記カムシャフトの偏心部を介してシリンダ内に押し込み、これにより当該シリンダ内の液体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプにおいて、前記プランジャはプランジャ穴に嵌合するプランジャ部と前記偏心部により押圧されるヒール部とを備え、前記プランジャ部はプランジャインナを備え、このプランジャインナには前記ヒール部側に第一プランジャスリーブを設け、この第一プランジャスリーブに圧力が作用しないように剛性の高い圧力受けを設け、先端部側に第二プランジャスリーブを設け、前記圧力受けよりも前記先端部側にシールリングを設けたものである。
【0010】
この発明によれば、ラジアルプランジャポンプの吐出圧力は、まずシールリングに作用し、このシールリングを介して剛性の高い圧力受けに作用する。この圧力受けは、第一プランジャスリーブに圧力が作用しないように設けられているので、吐出圧力が例えば200kgf/cm2を越えるような場合であっても、この圧力が第一プランジャスリーブに作用することはなく、この第一プランジャスリーブが割れたりすることはない。
【0011】
第二プランジャスリーブには200kgf/cm2の圧力がそのまま作用することはないので、この第二プランジャスリーブも割れたり、プランジャインナの外周部から剥がれたり或いは膨らんだりすることはない。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のものにおいて、プランジャ部は金属からなるプランジャインナに前記第一プランジャスリーブ、および前記第二プランジャスリーブをコーティングしたものである。
【0013】
この請求項2に記載の発明によれば、プランジャは、その強度および剛性がプランジャインナにより比較的高く保たれるために折損や挫屈等が起こり難くなる一方、プランジャ穴とはコーティングされた低摩擦材が摺動するために摩耗や焼付きが生じ難くなる。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載のものにおいて、プランジャインナは前記先端部側が細く前記ヒール部側が太い段付き状またはテーパ状に形成されているものである。
【0015】
この発明によれば、プランジャの先端部側ではプランジャスリーブの肉厚を比較的大きくできるために割れ等が起こり難くなる一方、ヒール部側では大きな剪断力や曲げ力が作用してもプランジャに折損等が起こり難くなる。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、請求項1〜3のいずれか1項に記載のものにおいて、プランジャ部の第二プランジャスリーブの外周部に、ラビリンス環状溝が形成されているものである。
【0017】
この発明によれば、ラビリンス環状溝によるラビリンス効果によって液体の漏洩が抑制される一方、ラビリンス環状溝内の液体が摩擦熱等で沸騰・気化すると、これがポンプ吸入行程で気泡となってプランジャ穴内に流出し、ポンプ圧縮行程で新たな液体が環状溝内に流入する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0019】
図1は、筒内噴射型ガソリンエンジン(図示せず)の燃料ポンプ、電磁燃料噴射弁等の実機試験用に供される高圧ガソリン供給システムを示す。この高圧ガソリン供給システムは、ラジアルプランジャポンプ(以下、ポンプという。)1と電動機2とを鋼板製の架台3に載置したもので、電動機2の回転力がラバーカップリング4を介してポンプ1に伝達される。図1中、5は脚であり、防震ゴム製のクッション6を介して架台3の下面四隅に取り付けられている。7は鋼板製のポンプブラケット、8は鋼メッシュ製のカップリングカバーであり、これらは溶接やボルト等により架台3の上面に固着されている。
【0020】
また、ポンプ1の上面には、前後に吸入ポート9と吐出ポート10とが形成されている。吸入ポート9には、ジョイント11を介して図示しないガソリン貯蔵槽からの低圧ガソリン配管12が接続されており、吐出ポート10には、ジョイント13を介して、図示を省略した前記の実機試験用耐圧試験機への高圧ガソリン配管14が接続されている。
【0021】
図2はポンプ1の内部構造を示す縦断面図であり、同図に示すように、ポンプ1の外郭は、いずれも円形断面を有する、メインハウジング21と、吸入側ハウジング22と、サイドカバー23とから形成されている。
【0022】
メインハウジング21の軸心部には、一対のテーパローラベアリング31を介して、偏心カムシャフト32が回動自在に保持されている。図2中、33はディスタンスカラー、34はベアリングナット、35はロックワッシャである。メインハウジング11の後端面には、Oリング36の保持に供されるOリングホルダ37がボルト止めされ、更に、Oリングホルダ37の後端面には、キャップシール38の保持に供されるキャップシールホルダ39がボルト止めされている。尚、両テーパローラベアリング31はグリスにより潤滑されており、グリス中への塵埃や水等の浸入がOリング36とキャップシール39とにより防止される。
【0023】
メインハウジング21内には、吐出ポート10に連通する円環状の集合路41と、この集合路41と後述するポンプユニットとを連通する7本の連通路42とが形成されている。メインハウジング11の前端面には、シールフランジ44とOリングホルダ45とがボルト止めされ、これらにより、一対のキャップシール46とOリング47とが保持されている。
【0024】
キャップシール46およびOリング47は、テーパローラベアリング31の潤滑用グリスにガソリンが浸入することを防止する。
【0025】
図2,図3(図2中のA−A階段断面図)に示したように、吸入側ハウジング22は円筒形状であり、その前後端部51,52がサイドカバー23の後端面およびメインハウジング21の前端面の円環溝53,54にそれぞれ嵌入し、これにより、ガソリン55の充たされた液室56が形成されている。57は液封用のOリングであり、58は吸入側ハウジング22およびサイドカバー23をメインハウジング21に締結するボルトであり、59はドレンプラグである。
【0026】
液室56内には、放射状に配置された7つのポンプユニット61と、偏心カムシャフト32の偏心部62に外嵌したカムローラ63とからなる圧縮機構が配設されている。ポンプユニット61は、メインハウジング21の前端面にボルト止めされている。また、カムローラ63は、ニードルローラ64とその内輪65とを介し、偏心カムシャフト32の偏心部62に保持されている。本実施形態の場合、ニードルローラ64の内輪65は、その内周面および外周面に二硫化モリブデンがコーティングされ、偏心部62との間およびニードルローラ64との間の摩擦係数が極めて小さくなっている。図中で、66はニードルローラ64および内輪65の左右方向の位置決めを行うスラストリングであり、偏心カムシャフト32の偏心部62に嵌合している。
【0027】
図4には、スラストリング66を斜視により示してある。本実施形態のスラストリング66は、カーボン等のコンパウンドを含有した高潤滑性ナイロン樹脂を素材としており、その内周面に軸方向に沿って4本の円弧溝67が形成され、一方の側面にこれら円弧溝67に連続するかたちで4本の矩形溝68が放射状に形成されている。サイドカバー23には、その中央部に円形の窓穴71が形成されると共に、後端面にガラスホルダ72を介して強化ガラスからなる観測窓73がボルト止めされている。図中、74は液封用のOリングである。
【0028】
図5には、ポンプユニット61の縦断面を示してある。同図に示したように、ポンプユニット61は、プランジャ穴81を有するシリンダ82と、プランジャ穴81内に摺動自在に保持されたプランジャ83と、プランジャ83をカムローラ63に押し付けるプランジャスプリング84とを主要構成部材としている。シリンダ82には、共に鋼球85と円錐スプリング86とからなる、吸入側逆止弁87と吐出側逆止弁88とが内蔵されている。図中、89はねじ込み型バルブシート、90はプランジャ83とプランジャスプリング84との間に介装されたスプリングガイド、91はC形止め輪、92は液封用のOリングである。
【0029】
スプリングガイド90は、低摩擦係数のポリイミド樹脂を切削加工したもので、プランジャ83の貫通部位の内径がプランジャ83の外径より大きくされ、プランジャ83とスプリングガイド90との接触面積が小さくなっている。
【0030】
本実施形態では、図6に示すようにプランジャ83の構造に特徴を有する。このプランジャ83は、プランジャ穴81に嵌合する円柱状のプランジャ部93と、カムローラ63に接する円盤状のヒール部94とからなっている。
【0031】
プランジャ部93は、芯金たるプランジャインナ98を備えている。このプランジャインナ98はヒール部94と一体になっており、合金工具鋼(本実施形態の場合、SKD1種)を切削成形し、真空焼き入れ後に窒化処理を施こしたもので、このヒール部94側の基端部98aの直径が最も大きく形成され、中間部98bの直径がその次に大きく形成されこれを挟んで先端部98cの直径が最も小さくいわゆる段付きに形成されている。なおヒール部94と基端部98aとの間には応力集中を避けるため周方向に延びる適度な曲部Rが形成されている。
【0032】
このプランジャインナ98のヒール部94側(基端部98a)には第一プランジャスリーブ101が外嵌され、中間部98bには第一プランジャスリーブ101に圧力が作用しないように剛性の高い環状の圧力受け103が外嵌されている。この圧力受け103には剛性の高い例えば金属、或いはグラスファイバ、カーボンファイバ樹脂等の素材が用いられる。プランジャインナ98の先端部98cには第二プランジャスリーブ105が外嵌されている。
【0033】
第二プランジャスリーブ105の外周には、先端部側からほぼ等間隔で3本のラビリンス環状溝106,107,108が形成され、更に圧力受け103側に環状の凹部109が形成され、この凹部109にはポンプ1の吐出圧力を、図6の上面で受けるシールリング111(図7)が設けられている。尚、シールリング111は、凹部109の深さに対応し、比較的幅の狭いものが用いられる。第一、第二プランジャスリーブ101,105は好ましくはポリイミド樹脂を切削加工したもので、プランジャインナ98との間に間隙ができないように形成され、両者は接着剤の塗布後に圧入により強固に固着されている。好ましくはプランジャインナ98の外周部にローレット加工(図示せず)が施され、その上に接着剤が塗布され、その上に第一、第二プランジャスリーブ101,105が圧入により強固に固着されている。
【0034】
本実施形態において、シールリング111およびプランジャスリーブ101,105の素材たるポリイミド樹脂は、以下に列挙する物性を有する。ただし、最も重要な物性は動摩擦係数にあるため、すべり性がよければ、ポリイミド樹脂に限定されるものでないことはあきらかである。
【0035】
以下、本実施形態に係るガソリン加圧システムの作用を説明する。
【0036】
自動車燃料系等の耐圧試験を行う場合、試験作業者は、高圧ガソリン供給システムに接続された耐圧試験機に被試験機器をセットした後、図示しないコントロール装置を介して電動機2を起動する。すると、電動機2に連結されたポンプ1の偏心カムシャフト32が回転駆動され、これにより、偏心カムシャフト32の偏心部62に嵌合したカムローラ63は、所定の偏心量をもって偏心回転して、各ポンプユニット61のプランジャ83を順次シリンダ82のプランジャ穴81に押し込む。この際、カムローラ63は、ニードルローラ64を介して偏心部62に回動自在に保持されているため、偏心部62に対しては偏心回転量に等しい分だけ逆方向に回転し、プランジャ83のヒール部94は殆ど摺動しない。
【0037】
一方、プランジャ83には、カムローラ63により押し込まれる際の面圧の不均一等により、プランジャ穴81に対する僅かな回転力が作用する。そして、本実施形態ではスプリングガイド90がポリイミド樹脂により形成され、かつ、プランジャ83とスプリングガイド90との接触面積が小さくされているために、プランジャ83とスプリングガイド90との間の摺動抵抗がごく小さくなり、回転力によってプランジャ83が徐々にかつ円滑に回転する。その結果、プランジャ83のヒール部94は、長時間の運転によりカムローラ63に対して均一に接触することになり、その偏摩耗が起こらなくなる。
【0038】
ポンプユニット61では、プランジャ83が押し込まれることにより、プランジャ穴81内に溜まっていたガソリンが加圧され、所定の圧力(本実施形態では、200kgf/cm2以上)となった時点で吐出側逆止弁88から連通路42内に流入する。高圧のガソリンは、連通路42から集合路41を経て吐出ポート10に至り、高圧ガソリン配管14を介して耐圧試験機に供給される。また、プランジャ83は、カムローラ63がシリンダ82に対して離間すると、プランジャスプリング84のばね力により元位置に復帰し、その際に液室56内のガソリン55が吸入側逆止弁87からプランジャ穴81内に流入する。そして、この作動が7つのポンプユニット61で順次行われることにより、液室56内のガソリン55が耐圧試験機に連続的に圧送され、精度の高い耐圧試験が実現される。
【0039】
ガソリン加圧システムが長期間に亘り運転されると、ガソリン中の不揮発成分が固化してスラッジを生成したり、外部(ガソリン貯蔵槽の給油口等)からガソリン中に塵埃が侵入することがある。そして、これらスラッジや塵埃が異物としてニードルローラ64内(ケージとローラとの隙間等)に噛み込まれると、前述したように、ニードルローラ64が一瞬転動しなくなることがある。
【0040】
この場合、本実施形態では、コーティングされた二硫化モリブデンにより内輪65の偏心部62との間およびニードルローラ64との間の摩擦係数が極めて小さいため、カムローラ63の偏心部62に対する回転が確保される。
【0041】
すなわち、図8に示したように、カムローラ63とニードルローラ64とが一体となって内輪65に対して回動したり、あるいは、図9に示したように、カムローラ63とニードルローラ64と内輪65とが一体となって偏心部62に対して回動することで、カムローラ63が偏心部62に対して偏心回転量に等しい分だけ逆方向に回転する。これにより、カムローラ63の外周面とプランジャ83のヒール部94との間で摺動が起こり難くなり、従来装置で生じていた摩耗や焼付き等が防止される。尚、異物によるニードルローラ64の転動不良は、通常、装置の運転に伴うガソリン55の流れによりごく短時間で解消されることが多く、その後はニードルローラ64の転動によりカムローラ63が円滑に回転することになる。尚、本実施形態では、内輪65の内外周面に二硫化モリブデンをコーティングしたが、四弗化エチレン等をコーティングしてもよいし、内輪65自体をナイロン系樹脂や四弗化エチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂等により製作してもよく、これらの場合にも同様の効果が得られる。
【0042】
次に、プランジャ83の動作について述べる。
【0043】
装置が運転されると、偏心回転するカムローラ63によりシリンダ82のプランジャ穴81にプランジャ83が押し込まれ、プランジャ83には吐出側の燃料圧力に応じた大きな軸力(例えば200kgf/cm2)が作用する。
【0044】
この実施形態によれば、図6を参照して、ポンプ1の吐出圧力は、まずシールリング111に作用し、このシールリング111を介して剛性の高い圧力受け103に作用する。この圧力受け103は、プランジャインナ98の中間部98bに外嵌され、当該圧力受け103はプランジャインナ98の基端部98aの肩部98dに当接するので、ポンプ1の吐出圧力は全てこの圧力受け103で受けられる。すなわちこの圧力受け103は、第一プランジャスリーブ101に圧力が作用しないように設けられるので、吐出圧力が例えば200kgf/cm2を越えるような場合であっても、この圧力が第一プランジャスリーブ101に直接作用することはなく、第一プランジャスリーブ101の損傷は防止される。
【0045】
第二プランジャスリーブ105には200kgf/cm2の圧力がそのまま作用することはないので、この第二プランジャスリーブ105も割れたり、プランジャインナ98の基端部98aから剥がれたり或いは膨らんだりすることはない。
【0046】
また、装置が運転されると、カムローラ63とプランジャ83のヒール部94との位置関係等によっては、プランジャ部93に大きな曲げ力が作用する。しかし、本実施形態では、プランジャインナ98の素材に高強度の合金工具鋼が用いられ、更に基端部98aが太い段付きとなっているため、長期間に亘る使用が行われてもプランジャ部93が曲げ変形することがない。
【0047】
プランジャ83がプランジャ穴81内を摺動する際には、多少なりとも摩擦熱が発生し、両者の間に存在するガソリンの温度が上昇する。
【0048】
しかしながら、本実施形態では、第二プランジャスリーブ105の外周にほぼ等間隔で3本のラビリンス環状溝106,107,108が形成されているため、摺動面が少なくなることで摩擦熱の発生が抑制されると同時に、ラビリンス環状溝106,107,108内でガソリンの沸騰・気化が生じた場合には、これがシリンダ82およびプランジャ83を冷却するように作用する。
【0049】
図10,図11には、ラビリンス環状溝95の近傍におけるシリンダ82およびプランジャ83の拡大縦断面を示してあるが、図10から判るように、ラビリンス環状溝95内で沸騰・気化したガソリンは、その体積が急激に膨張することも相俟って、プランジャ83の吸込行程でプランジャ穴81(図中上方)内に気泡となって放出される。これにより、ラビリンス環状溝95には、図11に示したように、プランジャ83の圧縮行程で新たなガソリンが流入するので、シリンダ82およびプランジャ83の温度が低下する。
【0050】
ポンプユニット61は、上述したように非常に高い圧力を発生するため、シリンダ82からのガソリンのリークが問題となる。
【0051】
そこで、プランジャ83とプランジャ穴81との間の軸封は、環状溝106,107,108によるラビリンスシール作用と、凹部109に嵌合したシールリング111とに依っており、その他の部位の液封はOリングによってなされている。シールリング111は、背圧によりプランジャ穴81の壁面に押し付けられるが、その押付力Fが過大である場合には、長期間に亘る運転によりプランジャ穴81の壁面が摩耗する。また、押付力Fが大きい場合、プランジャ83が回転し難くなり、ヒール部94に偏摩耗が起こる虞がある。
【0052】
しかし、本実施形態によれば、凹部109を深く形成し、幅の狭いシールリング111を用いることにより、シールリング111がプランジャ穴81の壁面に強く押し付けられることを防止し、これによりプランジャ83が容易に回転してヒール部94の偏摩耗が起こり難くしている。
【0053】
図12に示したように、シールリング111の内径をD1,外径をD2,厚みをt1、圧縮行程におけるガソリンの圧力をP(kgf/cm2)とすると、シールリング111のプランジャ穴81への押付力F(kgf/cm2)は下記式で求められる。
【0054】
本実施形態のシールリング111によれば、内径D1を外径D2に対して十分に小さくし、かつ、厚みt1を比較的大きく(2mm以上)したことにより、押付力Fが必要以上に大きくならず、これによって、プランジャ穴81の壁面の摩耗をごく少なく抑えることができたものである。
【0055】
以上の実施形態では、圧力受け103の外径はプランジャ穴81の穴壁との間に隙間(例えばt2=0.05mm)があくように形成される。このように設定すれば仮に第一プランジャスリーブ101、第二プランジャスリーブ105が磨耗しても圧力受け103がプランジャ穴81の穴壁に当接することはなく当該プランジャ穴81の穴壁の損傷を防止することができる。
【0056】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では第一プランジャスリーブ101と第二プランジャスリーブ105とを別部品として形成したが、これに限定されるものではなく、例えば両者を一対物として形成してもよい。ただし第一プランジャスリーブ101に圧力が作用しないようにプランジャ83に圧力受け103を設けることは必要である。また、プランジャインナ98の素材として、合金工具鋼(SKD等)を用いたが、ニッケルクロームモリブデン鋼(SNCM3やSNCM等)を始め、軸受鋼(SUJ2等)や高速度工具鋼(SKH9等)等の強靭な鋼種を用いてもよい。また、上記実施形態は本発明をガソリン加圧システムに適用したものであるが、ガソホール(ガソリンとアルコールの混合物)や軽油等の加圧に供されるラジアルプランジャポンプに適用してもよい。その他、ラジアルプランジャポンプの具体的構成や各部品の形状等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。
【0057】
【発明の効果】
この発明によれば、吐出圧力はまずシールリングに作用し、このシールリングを介して剛性の高い圧力受けに作用する。この圧力受けは、第一プランジャスリーブに圧力が作用しないように設けられているので、吐出圧力が例えば200kgf/cm2を越えるような場合であっても、この圧力が第一プランジャスリーブに作用することはなく、このプランジャスリーブの損傷は防止される。
【0058】
また、第二プランジャスリーブには、例えば200kgf/cm2の圧力がそのまま作用することはないので、この第二プランジャスリーブも割れたり、プランジャインナの外周部から剥がれたり或いは膨らんだりすることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るガソリン加圧システムを示す側面図である。
【図2】ラジアルプランジャポンプの内部構造を示す縦断面図である。
【図3】図2中のA−A階段断面図である。
【図4】スラストリングの斜視図である。
【図5】ポンプユニットの内部構造を示す縦断面図である。
【図6】プランジャの構造を示す縦断面図である。
【図7】シールリングの斜視図である。
【図8】ニードルローラの転動不良時における内輪の作動状態を示す説明図である。
【図9】ニードルローラの転動不良時における内輪の作動状態を示す説明図である。
【図10】環状溝の作用を示す説明図である。
【図11】環状溝の作用を示す説明図である。
【図12】プランジャのシールリング取付部を示す拡大図である。
【符号の説明】
1 ラジアルプランジャポンプ
9 吸入ポート
10 吐出ポート
21 メインハウジング
22 吸入側ハウジング
23 サイドカバー
32 偏心カムシャフト
61 ポンプユニット61
62 偏心部
63 カムローラ
64 ニードルローラ
65 内輪
66 スラストリング
81 プランジャ穴
82 シリンダ
83 プランジャ
93 プランジャ部
94 ヒール部
98 プランジャインナ
101 第一プランジャスリーブ
103 圧力受け
105 第二プランジャスリーブ
106,107,108 ラビリンス環状溝
109 凹部
111 シールリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radial plunger pump having a high discharge pressure.
[0002]
[Prior art]
Generally, by rotating a camshaft disposed in the center of the cylinder, a plunger slidably held in a plunger hole formed in the cylinder is pushed into the cylinder through the eccentric portion of the camshaft, A radial plunger pump that pressurizes and discharges the liquid in the cylinder is known.
[0003]
In recent years, this type of pump is sometimes used for testing actual machines such as a fuel pump and an electromagnetic fuel injection valve of a direct injection gasoline engine.
[0004]
In-cylinder injection type gasoline engines, the high pressure of the injected fuel is a request of the times. Therefore, there is a need for radial plunger pumps used for actual test of fuel pumps, electromagnetic fuel injection valves, etc. In recent years, however, the discharge pressure is 200 kgf / cm. 2 The above pumps are required.
[0005]
In a radial plunger pump, when the discharge pressure is increased as described above in non-lubricating gasoline, there is a problem that the outer peripheral portion of the plunger slidably held in the plunger hole is worn or seized. is there.
[0006]
In order to solve this problem, there has been proposed a structure in which the plunger portion of the plunger is formed of a plunger inner made of metal, and a plunger sleeve made of a low friction material is fitted over almost the entire outer peripheral portion of the plunger inner.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, the discharge pressure is, for example, 200 kgf / cm. 2 In such a case, since the high pressure is directly applied to the plunger sleeve fitted on the outer peripheral portion of the plunger inner, there is a problem that the plunger sleeve is cracked, peeled off or swelled from the outer peripheral portion of the plunger inner.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the discharge pressure is, for example, 200 kgf / cm. 2 It is an object of the present invention to provide a radial plunger pump in which the plunger sleeve is not cracked even when exceeding the above range.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, by rotating the camshaft disposed in the center of the cylinder, the plunger slidably held in the plunger hole formed in the cylinder is interposed via the eccentric portion of the camshaft. In the radial plunger pump that presses and discharges the liquid in the cylinder by this, the plunger includes a plunger portion that fits into a plunger hole and a heel portion that is pressed by the eccentric portion, The plunger portion includes a plunger inner. The plunger inner is provided with a first plunger sleeve on the heel portion side, a highly rigid pressure receiver is provided so that pressure does not act on the first plunger sleeve, and a first inner end is provided on the tip end side. Two plunger sleeves are provided, and a seal ring is provided on the tip side from the pressure receiver. Than is.
[0010]
According to the present invention, the discharge pressure of the radial plunger pump first acts on the seal ring, and acts on a highly rigid pressure receiver via the seal ring. Since this pressure receiver is provided so that no pressure acts on the first plunger sleeve, the discharge pressure is, for example, 200 kgf / cm. 2 Even in the case of exceeding, the pressure does not act on the first plunger sleeve, and the first plunger sleeve does not crack.
[0011]
200kgf / cm for the second plunger sleeve 2 Therefore, the second plunger sleeve is not cracked, peeled off from the outer periphery of the plunger inner, or swelled.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plunger portion is formed by coating the first plunger sleeve and the second plunger sleeve on a plunger inner made of metal.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, the plunger is kept relatively high in strength and rigidity by the plunger inner, so that breakage, buckling, and the like are unlikely to occur. Since the friction material slides, wear and seizure hardly occur.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the one according to the first or second aspect, the plunger inner is formed in a stepped shape or a tapered shape in which the tip end side is thin and the heel side is thick.
[0015]
According to this invention, the plunger sleeve can be made relatively thick on the tip end side of the plunger, so that cracking and the like are unlikely to occur, while the heel side breaks the plunger even if a large shearing force or bending force is applied. Etc. are less likely to occur.
[0016]
According to invention of Claim 4, in the thing of any one of Claims 1-3, the labyrinth annular groove is formed in the outer peripheral part of the 2nd plunger sleeve of a plunger part. .
[0017]
According to the present invention, the leakage of liquid is suppressed by the labyrinth effect by the labyrinth annular groove. On the other hand, when the liquid in the labyrinth annular groove boils and vaporizes due to frictional heat or the like, this becomes a bubble in the pump suction stroke and enters the plunger hole. Outflow and new liquid flows into the annular groove in the pump compression stroke.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a high-pressure gasoline supply system used for an actual machine test of a fuel pump, an electromagnetic fuel injection valve and the like of a direct injection gasoline engine (not shown). In this high-pressure gasoline supply system, a radial plunger pump (hereinafter referred to as “pump”) 1 and an electric motor 2 are mounted on a
[0020]
In addition, a
[0021]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the pump 1. As shown in FIG. 2, the outer shell of the pump 1 has a circular cross section, a
[0022]
An
[0023]
In the
[0024]
The cap seal 46 and the O-
[0025]
As shown in FIGS. 2 and 3 (AA step cross-sectional view in FIG. 2), the
[0026]
In the
[0027]
FIG. 4 shows the
[0028]
FIG. 5 shows a longitudinal section of the
[0029]
The
[0030]
This embodiment is characterized by the structure of the
[0031]
The
[0032]
A
[0033]
Three labyrinth
[0034]
In the present embodiment, the polyimide resin as the material of the
[0035]
Hereinafter, the operation of the gasoline pressurizing system according to the present embodiment will be described.
[0036]
When performing a pressure test of an automobile fuel system or the like, the test operator sets the device under test in a pressure test machine connected to the high-pressure gasoline supply system, and then activates the electric motor 2 via a control device (not shown). Then, the
[0037]
On the other hand, a slight rotational force against the
[0038]
In the
[0039]
If the gasoline pressurization system is operated for a long period of time, non-volatile components in the gasoline may solidify to generate sludge, or dust may enter the gasoline from the outside (such as the fuel tank filling port). . When these sludge and dust are caught as foreign matter in the needle roller 64 (such as a gap between the cage and the roller), the
[0040]
In this case, in this embodiment, the coated molybdenum disulfide has a very small coefficient of friction between the
[0041]
That is, as shown in FIG. 8, the
[0042]
Next, the operation of the
[0043]
When the apparatus is operated, the
[0044]
According to this embodiment, referring to FIG. 6, the discharge pressure of the pump 1 first acts on the
[0045]
The
[0046]
When the apparatus is operated, a large bending force acts on the
[0047]
When the
[0048]
However, in this embodiment, since the three labyrinth
[0049]
10 and 11 show enlarged longitudinal sections of the
[0050]
Since the
[0051]
Therefore, the shaft seal between the
[0052]
However, according to the present embodiment, the
[0053]
As shown in FIG. 12, the inner diameter of the
[0054]
According to the
[0055]
In the above embodiment, the outer diameter of the
[0056]
The description of the specific embodiment is finished above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. In the above embodiment, the
[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention, the discharge pressure first acts on the seal ring, and acts on the highly rigid pressure receiver via the seal ring. Since this pressure receiver is provided so that no pressure acts on the first plunger sleeve, the discharge pressure is, for example, 200 kgf / cm. 2 Even in the case of exceeding this, this pressure does not act on the first plunger sleeve, and damage to this plunger sleeve is prevented.
[0058]
The second plunger sleeve has, for example, 200 kgf / cm. 2 Therefore, the second plunger sleeve is not cracked, peeled off from the outer periphery of the plunger inner, or swelled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a gasoline pressurizing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the radial plunger pump.
3 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of a thrust ring.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the pump unit.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the structure of a plunger.
FIG. 7 is a perspective view of a seal ring.
FIG. 8 is an explanatory view showing an operating state of the inner ring when the needle roller is poorly rolled.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an operating state of the inner ring when the needle roller is poorly rolled.
FIG. 10 is an explanatory view showing the action of the annular groove.
FIG. 11 is an explanatory view showing the action of the annular groove.
FIG. 12 is an enlarged view showing a seal ring mounting portion of the plunger.
[Explanation of symbols]
1 Radial plunger pump
9 Suction port
10 Discharge port
21 Main housing
22 Suction side housing
23 Side cover
32 Eccentric camshaft
61
62 Eccentric part
63 Cam Roller
64 needle roller
65 inner ring
66 thrust ring
81 Plunger hole
82 cylinders
83 Plunger
93 Plunger part
94 Heel
98 Plunger inner
101 First plunger sleeve
103 Pressure receiver
105 Second plunger sleeve
106,107,108 Labyrinth annular groove
109 recess
111 seal ring
Claims (4)
前記プランジャはプランジャ穴に嵌合するプランジャ部と前記偏心部により押圧されるヒール部とを備え、前記プランジャ部はプランジャインナを備え、このプランジャインナには前記ヒール部側に第一プランジャスリーブを設け、この第一プランジャスリーブに圧力が作用しないように剛性の高い圧力受けを設け、先端部側に第二プランジャスリーブを設け、前記圧力受けよりも前記先端部側にシールリングを設けたことを特徴とするラジアルプランジャポンプ。By rotating the camshaft arranged at the center of the cylinder, the plunger slidably held in the plunger hole formed in the cylinder is pushed into the cylinder through the eccentric portion of the camshaft, and thereby In the radial plunger pump that pressurizes and discharges the liquid in the cylinder,
The plunger includes a plunger portion that fits into a plunger hole and a heel portion that is pressed by the eccentric portion. The plunger portion includes a plunger inner. The plunger inner includes a first plunger sleeve on the heel portion side. The first plunger sleeve is provided with a highly rigid pressure receiver so that no pressure acts, the second plunger sleeve is provided on the distal end side, and the seal ring is provided on the distal end side of the pressure receiver. And radial plunger pump.
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