JP4840644B2 - Plunger pump - Google Patents
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Description
本発明は、プランジャの往復動により流体を圧縮して吐出するプランジャポンプに関し、特に、内燃機関(以下、エンジンと称す)の摺動面に潤滑油を供給するのに適用される電磁駆動型のプランジャポンプに関する。 The present invention relates to a plunger pump that compresses and discharges fluid by reciprocation of a plunger, and more particularly, is an electromagnetically driven type that is applied to supply lubricating oil to a sliding surface of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine). It relates to a plunger pump.
ロータリエンジンあるいは2サイクルレシプロエンジン等においては、ロータが摺動するトロコイド状の内周面(摺動面)に向けてあるいはピストンが往復動するボアの内周面(摺動面)に向けて、潤滑油を供給するようになっている。このように、エンジンに潤滑油を供給するポンプとしては、例えば、電磁駆動力によりプランジャを駆動して、潤滑油を圧縮しつつ吐出するプランジャポンプが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In a rotary engine or a two-cycle reciprocating engine or the like, toward a trochoidal inner peripheral surface (sliding surface) on which the rotor slides or toward an inner peripheral surface (sliding surface) of the bore on which the piston reciprocates, Lubricating oil is supplied. Thus, as a pump that supplies lubricating oil to an engine, for example, a plunger pump that drives a plunger with an electromagnetic driving force and discharges the lubricating oil while compressing it is known (for example, see Patent Document 1). .
このプランジャポンプは、ポンプ室,ポンプ室に連通して潤滑油を吸入する吸入通路,ポンプ室に連通して潤滑油を吐出する吐出通路等を形成するポンプボデー、ポンプ室を往復動するプランジャ(ピストン)、プランジャを電磁力により駆動するソレノイド、ソレノイドへの非通電時にプランジャを後退した位置に戻すスプリング、プランジャが後退するときに開弁して吸入通路からポンプ室に潤滑油を流入させる吸込側の弁体、プランジャが前進してポンプ室内の潤滑油を所定レベルまで圧縮したとき、開弁してポンプ室から吐出通路に潤滑油を吐出させる吐出側の弁体等を備えている。 This plunger pump is composed of a pump body, a suction passage that communicates with the pump chamber and sucks lubricating oil, a pump body that communicates with the pump chamber and discharges lubricating oil, and a plunger that reciprocates in the pump chamber ( Piston), solenoid that drives the plunger by electromagnetic force, spring that returns the plunger to the retracted position when the solenoid is de-energized, and the suction side that opens when the plunger retracts and allows the lubricating oil to flow into the pump chamber from the suction passage The valve body and the plunger move forward, and when the lubricating oil in the pump chamber is compressed to a predetermined level, the valve body is opened, and a discharge-side valve body that discharges the lubricating oil from the pump chamber to the discharge passage is provided.
しかしながら、このプランジャポンプにおいては、吸入側と吐出側にそれぞれボール弁及びスプリングからなる弁体が配置されているため、部品点数が多く、ポンプボデーの構造も複雑になり、さらには組立ての煩雑化を招くという問題がある。
また、二つの弁体をポンプ室の近傍に配置するため、ポンプボデーの大型化を招くと共に、ポンプ室の内容積全体を圧縮空間として有効に利用することができず、それ故に圧縮率が低下し、所望の吐出圧が得られず、又、混入したエアを確実に排除できないという問題があった。
さらに、プランジャとポンプ室(プランジャが摺動する通路)内に異物が入り込んだ際には、その異物が摺動界面に入り込んでプランジャがロックする虞があり、それ故に、異物を積極的に排出できるようにする必要があった。
Further, since the two valve bodies are arranged in the vicinity of the pump chamber, the pump body is increased in size, and the entire internal volume of the pump chamber cannot be effectively used as the compression space, and therefore the compression rate is reduced. However, there is a problem that a desired discharge pressure cannot be obtained and mixed air cannot be reliably removed.
Furthermore, when foreign matter enters the plunger and the pump chamber (the passage where the plunger slides), the foreign matter may enter the sliding interface and the plunger may be locked. Therefore, the foreign matter is positively discharged. I needed to be able to do that.
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化及び部品点数の削減等により小型化を図り、所望の吐出圧(圧縮率)を確保でき、異物の噛み込みを防止してプランジャのロックを回避でき、又、混入したエアを効率よく排出できるプランジャポンプを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its object is to achieve a desired discharge pressure (compression ratio) by reducing the size by simplifying the structure and reducing the number of parts. Another object of the present invention is to provide a plunger pump capable of preventing the foreign matter from being caught and avoiding the locking of the plunger, and efficiently discharging the mixed air.
本発明のプランジャポンプは、プランジャと、プランジャを駆動可能に収容する駆動室と、駆動室に流体を流入させる流入通路と、駆動室から流体を流出させる流出通路と、駆動室に連通すると共にプランジャを往復動自在に嵌合させその前方に流体を吸入及び圧縮するポンプ室を画定するプランジャ通路と、プランジャの後退により駆動室とポンプ室を連通させかつプランジャが所定量前進したときプランジャにより駆動室とポンプ室の連通を遮断するように形成された吸入通路と、ポンプ室の下流側に連通する吐出通路と、ポンプ室内の流体が所定以上の圧力のとき吐出通路を開放する弁体を備え、上記流入通路は、外部の通路から吸入通路を経由して駆動室に連通するように形成されている、構成となっている。 The plunger pump of the present invention includes a plunger, a drive chamber that accommodates the plunger in a drivable manner, an inflow passage that allows fluid to flow into the drive chamber, an outflow passage that allows fluid to flow out from the drive chamber, and a plunger that communicates with the drive chamber. And a plunger passage defining a pump chamber for sucking and compressing fluid in front of and reciprocatingly, a drive chamber and the pump chamber communicating with each other by retreating the plunger, and when the plunger moves forward by a predetermined amount, the drive chamber is driven by the plunger. A suction passage formed so as to block communication between the pump chamber, a discharge passage communicating with the downstream side of the pump chamber, and a valve body that opens the discharge passage when the fluid in the pump chamber is at a predetermined pressure or more, the inflow communication path via the suction passage from the outside of the passage is formed so as to communicate with the drive chamber has a configuration.
この構成によれば、流体は、流入通路から駆動室に流入すると共に流出通路から流出して例えば外部の循環ポンプにより循環する一方で、プランジャがプランジャ通路から飛び出す方向に後退する(吸入行程を行う)と、駆動室及び流入通路(又は流出通路)に溜まった流体が吸入通路を経てポンプ室に吸入され、プランジャがプランジャ通路内に向けて前進する(圧縮及び吐出行程を行う)と、プランジャが吸入通路を閉塞すると共にポンプ室内の流体を圧縮し、所定以上の圧力になると、弁体が開弁して、ポンプ室内の加圧流体が吐出通路を経て吐出される。
ここで、流入通路は外部の通路から吸入通路を経由して駆動室に連通するように形成されているため、プランジャが低周波で駆動される場合又は非駆動時において、混入した異物等は、流入通路→吸入通路→駆動室→流出通路を経て外部に排出されてポンプ室及び吸入通路内に堆積するのを防止でき、異物の噛み込みによりプランジャがロックするのを防止できる。
また、プランジャが弁体としても機能するため、従来に比べて構造を簡素化、部品点数を削減でき、又、ポンプ室を有効に利用して所望の圧縮率を確保しつつ、プランジャポンプを小型化することができる。
さらに、流体がエンジンの潤滑油である場合に、冷間にて停止すると、粘度が高くなった潤滑油がプランジャの周りに溜まるが、始動と同時に温度が上昇(粘度が低くなった)した潤滑油が流入通路を介して吸入通路内及びプランジャの近傍に直接流入するため、正常に作動するまでの時間を短縮でき、冷間時におけるエンジンの始動性を向上させることができる。
また、上記構成において、流出通路は、駆動室から吸入通路を経由して外部の通路に連通するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、流出通路が駆動室から吸入通路を経由して外部の通路に連通するように形成されているため、プランジャが低周波で駆動される場合又は非駆動時において、混入した異物等は、駆動室→吸入通路→流出通路を経て外部に排出されてポンプ室及び吸入通路内に堆積するのを防止でき、異物の噛み込みによりプランジャがロックするのを防止できる。
According to this configuration, the fluid flows into the drive chamber from the inflow passage and out of the outflow passage and circulates by, for example, the external circulation pump, while the plunger moves backward in the direction of jumping out of the plunger passage (performs the suction stroke). ), And the fluid accumulated in the drive chamber and the inflow passage (or outflow passage) is sucked into the pump chamber through the suction passage, and the plunger moves forward into the plunger passage (compressing and discharging strokes). When the suction passage is closed and the fluid in the pump chamber is compressed and the pressure becomes a predetermined pressure or higher, the valve element opens, and the pressurized fluid in the pump chamber is discharged through the discharge passage.
Here, since the inflow passage is formed so as to communicate with the drive chamber from the external passage through the suction passage, foreign matter mixed in when the plunger is driven at a low frequency or not driven, inflow passage → the suction passage → the driving chamber → is discharged to the outside through the outflow passage path can be prevented from being deposited in the pump chamber and the suction passage, the plunger can be prevented from being locked by biting of the foreign matter.
In addition, since the plunger also functions as a valve body, the structure can be simplified and the number of parts can be reduced compared to the conventional one. In addition, the plunger pump can be made smaller while effectively using the pump chamber to ensure the desired compression ratio. Can be
Furthermore, when the fluid is engine lubricating oil, if it is stopped in the cold, the lubricating oil with higher viscosity will collect around the plunger, but the temperature will rise (lower in viscosity) at the same time as starting. since the oil flows directly to the vicinity of the suction passage and the plunger through the inflow communication path, it can reduce the time required for proper operation it is possible to improve the startability of the engine during cold.
In the above configuration, the outflow passage may be configured to communicate with the external passage from the drive chamber via the suction passage.
According to this configuration, since the outflow passage is formed so as to communicate with the external passage from the driving chamber via the suction passage, the foreign matter mixed in when the plunger is driven at a low frequency or when it is not driven. Can be prevented from being discharged to the outside through the drive chamber → the suction passage → the outflow passage and deposited in the pump chamber and the suction passage, and the plunger can be prevented from being locked due to the biting of foreign matter.
上記構成において、駆動室は、鉛直方向の上方領域に配置され、駆動室には、エア抜き通路が連通するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、流体に混入したエアは、駆動室に一旦溜められ、作動開始(エンジンの始動)と同時に、エア抜き通路から外部に排出される。これにより、所定の吐出量にて流体を吐出させることができる。
In the above configuration, the drive chamber may be disposed in an upper region in the vertical direction, and a configuration in which an air vent passage is formed in the drive chamber so as to communicate with the drive chamber may be employed.
According to this configuration, the air mixed in the fluid is temporarily stored in the drive chamber, and is discharged to the outside through the air vent passage simultaneously with the start of operation (engine start). Thereby, the fluid can be discharged at a predetermined discharge amount.
上記構成において、流出通路は、エア抜き通路を兼ねるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、駆動室に溜まったエアは、流出通路から流れ出る流体と一緒になって外部に排出され、駆動室内に留まるのを防止できる。また、流出通路がエア抜き通路を兼ねるため、構造が一層簡素化され、低コスト化、小型化に寄与する。
The said structure WHEREIN: The structure currently formed so that the outflow channel may serve as an air bleeding channel | path can be employ | adopted.
According to this configuration, the air accumulated in the driving chamber can be prevented from staying in the driving chamber by being discharged to the outside together with the fluid flowing out from the outflow passage. Further, since the outflow passage also serves as the air vent passage, the structure is further simplified, contributing to cost reduction and downsizing.
上記構成において、駆動室は、混入したエアを溜めるエア溜め部を画定するように形成され、エア抜き通路は、エア溜め部に連通するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、駆動室内に混入したエアは、エア溜め部に積極的に集められ、エア抜き通路から効率よく排出される。
In the above-described configuration, the drive chamber may be formed so as to define an air reservoir for storing the mixed air, and the air vent passage may be formed so as to communicate with the air reservoir.
According to this configuration, the air mixed in the drive chamber is actively collected in the air reservoir and is efficiently discharged from the air vent passage.
上記構成において、駆動室は、水平方向に対して傾斜した方向に略扁平に拡張する空間を画定するように形成され、エア抜き通路及びエア溜め部は、駆動室に対して鉛直方向の上方に位置するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、例えば、プランジャの往復動方向に対して駆動室が垂直な方向に拡張する略扁平な空間として形成されている場合、駆動室が傾斜して配置されることにより、混入したエアは駆動室の高い位置にある一側領域に積極的に導かれ、エア抜き通路から駆動室の外部に効率よく排出される。また、駆動室を略扁平な空間としたことにより、プランジャポンプの高さ寸法を抑えることができ、小型化に寄与する。
In the above configuration, the drive chamber is formed so as to define a space that extends substantially flat in a direction inclined with respect to the horizontal direction, and the air vent passage and the air reservoir are located above the drive chamber in the vertical direction. The structure formed so that it may be located can be employ | adopted.
According to this configuration, for example, when the driving chamber is formed as a substantially flat space extending in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the plunger, the driving chamber is inclined and mixed. Air is actively guided to one side region at a high position of the driving chamber, and is efficiently discharged from the air vent passage to the outside of the driving chamber. Moreover, by making the drive chamber a substantially flat space, the height of the plunger pump can be suppressed, which contributes to downsizing.
上記構成において、プランジャを駆動する駆動手段を含み、駆動手段は、プランジャをプランジャ通路から後退させる方向に付勢するスプリングと、プランジャをプランジャ通路内に前進させる方向に駆動力を及ぼすソレノイドと、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ソレノイドが非通電の状態で、プランジャはスプリングの付勢力によりプランジャ通路から飛び出す方向に後退しつつ吸入行程を行って休止位置に停止し、ソレノイドが通電されると、スプリングの付勢力に抗して、プランジャはプランジャ通路内に向けて前進して圧縮及び吐出行程を行う。このように、簡単なソレノイドのオン/オフ制御により、流体を吐出するポンプ作用が得られる。
In the above configuration, the driving unit includes a driving unit that drives the plunger, and the driving unit includes a spring that biases the plunger in a direction in which the plunger is retracted from the plunger passage, and a solenoid that exerts a driving force in the direction in which the plunger is advanced into the plunger passage. Including configurations can be employed.
According to this configuration, when the solenoid is in a non-energized state, the plunger performs a suction stroke while moving backward from the plunger passage by the biasing force of the spring, stops at the rest position, and when the solenoid is energized, Against the biasing force, the plunger moves forward into the plunger passage for compression and discharge strokes. In this way, a pump action for discharging fluid can be obtained by simple solenoid on / off control.
上記構成において、駆動室には、複数のプランジャが収容され、プランジャ通路,吸入通路,吐出通路,及び弁体は、複数のプランジャにそれぞれ対応して複数設けられ、流入通路又は流出通路は、複数配置された吸入通路同士を連通させるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、複数のプランジャがそれぞれ往復動することにより、対応する吐出通路から流体がそれぞれ吐出される多吐出型プランジャポンプが得られ、この多吐出型プランジャポンプにおいて、上記のようなプランジャのロック防止、所望の圧縮率の確保、冷間時におけるエンジンの始動性の向上等を達成することができる。
In the above configuration, a plurality of plungers are accommodated in the drive chamber, and a plurality of plunger passages, suction passages, discharge passages, and valve bodies are provided corresponding to the plurality of plungers, and a plurality of inflow passages or outflow passages are provided. The structure formed so that the arrange | positioned suction | inhalation passage may be connected can be employ | adopted.
According to this configuration, a plurality of plungers are reciprocated to obtain a multi-discharge plunger pump that discharges fluid from the corresponding discharge passages. In this multi-discharge plunger pump, the plunger as described above is obtained. It is possible to achieve prevention of locking, securing of a desired compression ratio, improvement of engine startability when cold, and the like.
上記構成において、複数のプランジャを駆動する駆動手段を含み、駆動手段は、複数のプランジャを連結するディスクと、複数のプランジャをプランジャ通路から後退させる方向に付勢するスプリングと、複数のプランジャをプランジャ通路内に前進させる方向にディスクを駆動するソレノイドと、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ソレノイドが非通電の状態で、複数のプランジャはディスクを介して一体となってスプリングの付勢力によりプランジャ通路から飛び出す方向に後退した位置に戻って吸入行程を行い、ソレノイドが通電されると、スプリングの付勢力に抗して、複数のプランジャはディスクを介して一体となってプランジャ通路内に向けて前進して圧縮行程を行う。このように、簡単なソレノイドのオン/オフ制御により、複数個所から流体を吐出する多吐出のポンプ作用が得られる。
In the above configuration, the driving unit includes a driving unit that drives the plurality of plungers, and the driving unit includes a disk that couples the plurality of plungers, a spring that biases the plurality of plungers in the direction of retreating from the plunger passage, and a plurality of plungers that are plungers. A configuration including a solenoid that drives the disk in a direction to advance into the passage may be employed.
According to this configuration, when the solenoid is in a non-energized state, the plurality of plungers are integrated with each other through the disk to return to the position retracted in the direction of jumping out of the plunger passage by the biasing force of the spring, and the solenoid performs the suction stroke. When energized, the plurality of plungers move forward together into the plunger passage through the disk against the biasing force of the spring to perform a compression stroke. In this way, a simple multi-pump pumping action that discharges fluid from a plurality of locations can be obtained by simple solenoid on / off control.
上記構成をなすプランジャポンプによれば、構造の簡略化及び部品点数の削減等により小型化を達成しつつ、所望の吐出圧(圧縮率)を確保でき、異物の噛み込みを防止してプランジャのロックを回避でき、又、混入したエアを効率よく排出でき、さらに、エンジンの潤滑油を供給する際には冷間時の始動性を向上させることができる。 According to the plunger pump configured as described above, a desired discharge pressure (compression ratio) can be ensured while achieving downsizing by simplifying the structure and reducing the number of parts, etc. Locking can be avoided, mixed air can be discharged efficiently, and when the engine lubricating oil is supplied, it is possible to improve cold startability.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図5は、本発明に係るプランジャポンプの一実施形態を示すものであり、図1は概略断面図、図2は図1中のE1−E1における断面図、図3ないし図5は作動図である。この実施形態においては、プランジャポンプが流体としての潤滑油を供給するべくエンジンEに適用された場合を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 5 show an embodiment of a plunger pump according to the present invention. FIG. 1 is a schematic sectional view, FIG. 2 is a sectional view taken along line E1-E1 in FIG. 1, and FIGS. FIG. In this embodiment, the case where the plunger pump is applied to the engine E to supply lubricating oil as a fluid is shown.
このプランジャポンプは、図1及び図2に示すように、ポンプボデー10、ポンプボデー10内に配置された4つのプランジャ20、それぞれのプランジャ20に対応してポンプボデー10内に配置された4つの弁体30、それぞれのプランジャ20に対応して配置された4つのプランジャスプリング40、4つのプランジャ20を一体的に連結するディスク50、ディスク50に連結されたソレノイドプランジャ61を含むソレノイド60等を備えている。
そして、プランジャスプリング40,ディスク50,及びソレノイド60により、プランジャ20を駆動する駆動手段が構成されている。
尚、プランジャポンプは、図1に示すように、その長手方向(プランジャ20の往復動方向)が水平方向H(あるいは鉛直方向V)に対して傾斜するように、エンジンEに取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the plunger pump includes a
The
As shown in FIG. 1, the plunger pump is attached to the engine E so that its longitudinal direction (reciprocating direction of the plunger 20) is inclined with respect to the horizontal direction H (or the vertical direction V).
ポンプボデー10は、図1及び図2に示すように、プランジャ20を駆動可能に収容する駆動室11、駆動室11に潤滑油を流入させる流入通路12、駆動室11から潤滑油を流出させる流出通路13、駆動室11に連通すると共にプランジャ20を往復動自在に嵌合させるプランジャ通路14、プランジャ通路14の先端に形成された吐出口15、吐出口15の下流側に連通し加圧された潤滑油を吐出する吐出通路16、プランジャ通路14に連通するように形成された吸入通路17、駆動室11に連通するエア抜き通路18等を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
駆動室11は、ポンプボデー10において鉛直方向Vの上方領域に形成され、後述するソレノイド60のエンドヨーク67と協働して密閉空間として画定され、プランジャ20を駆動可能に収容すると共に流入した潤滑油を一時的に溜めるようになっている。
駆動室11は、プランジャ20の往復動方向に対して垂直方向に略扁平となるように形成されており、エンジンEに取り付けられた状態では、水平方向Hに対して傾斜した方向に略扁平に拡張する空間を画定するように形成されている。
そして、駆動室11の最も高い位置にある上方領域は、混入したエアを一時的に溜めるエア溜め部11aとして機能するようになっている。このように、エア溜め部11aを設けることにより、潤滑油内に混入して駆動室11内に導かれたエアが、プランジャ通路14及び吸入通路17から離れた高い一側領域に局部的にかつ積極的に集められるようになっている。
The
The
And the upper area | region in the highest position of the
エア抜き通路18は、図1に示すように、駆動室11のエア溜め部11aに連通するように形成されており、駆動室11内のエア溜め部11aに溜まったエアを効率よく外部に排出する役割をなすものである。
すなわち、エンジンEの始動と同時に、循環ポンプにより潤滑油が循環されると、駆動室11(エア溜め部11a)内に溜まったエアがエア抜き通路18を介してポンプボデー10の外部(例えば、エンジンE内の空間あるいは吸気通路内)に排出されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
That is, when the lubricating oil is circulated by the circulation pump simultaneously with the start of the engine E, the air accumulated in the drive chamber 11 (
流入通路12は、循環ポンプ等により供給された潤滑油を駆動室11に流入させるものであり、図1及び図2に示すように、外部の通路(不図示)から4つの吸入通路17のうち2つの吸入通路17を経由して駆動室11に連通するように形成されている。
流出通路13は、駆動室11に流入した潤滑油を外部(例えば、エンジンEのオイルパン)に流出させるものであり、図1及び図2に示すように、駆動室11から4つの吸入通路17のうち他の2つの吸入通路17を経由して外部の通路(不図示)に連通するように形成されている。
The
The
4つのプランジャ通路14は、図1、図3ないし図5に示すように、駆動室11に連通すると共にプランジャ20を往復動自在に嵌合させ、その前方において潤滑油を吸入及び圧縮するポンプ室Pを画定するように形成されている。
吐出口15は、プランジャ通路14の先端において開口して形成され、その下流側の端面には弁体30が着座する座面15aを画定している。
As shown in FIGS. 1, 3 to 5, the four
The
4つの吐出通路16は、図1、図3ないし図5に示すように、プランジャ通路14(ポンプ室P)及び吐出口15の下流側において略L字状に屈曲して連通するように形成され、プランジャ通路14と同一方向に伸長して弁室を画定する拡径通路16aと、拡径通路16aから垂直に延出する延出通路16bにより形成されている。
そして、拡径通路(弁室)16aには、吐出口15を開閉する弁体30が配置され、弁体30の周りを潤滑油が流れるようになっている。
As shown in FIGS. 1, 3 to 5, the four
A
4つの吸入通路17は、図1、図3ないし図5に示すように、駆動室11及びプランジャ通路14に連通するように形成され、プランジャ20がプランジャ通路14から飛び出す方向に後退することにより駆動室11とポンプ室Pを連通させ、かつ、プランジャ20がプランジャ通路14内に向けて所定量前進したとき駆動室11とポンプ室Pの連通を遮断するように形成されている。
また、4つの吸入通路17のうち2つの吸入通路17は、流入通路12から駆動室11に潤滑油が流入するときの流入通路としても機能し、4つの吸入通路17のうち他の2つの吸入通路17は、駆動室11から外部に潤滑油が流出するときの流出通路としても機能するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 3 to 5, the four
The two
上記吸入通路17は、流入通路12又は流出通路13の一部をなすように、すなわち、流入通路12→吸入通路17→駆動室11、駆動室11→吸入通路17→流出通路13、と直列的に連通するように形成されているため、潤滑油に混じり込んで流入通路12から流入した異物は、ポンプ室Pの近傍に淀む(堆積する)ことなく、吸入通路17から駆動室11まで導かれ、一方、駆動室11内に流入した異物は、ポンプ室Pの近傍に淀む(堆積する)ことなく、吸入通路17から流出通路13に導かれるようになっている。
したがって、潤滑油内に混じり込んだ異物が、プランジャ20の摺動界面に入り込むのを防止でき、その結果、異物の噛み込みによりプランジャ20がロックするのを防止できる。
The
Therefore, the foreign matter mixed in the lubricating oil can be prevented from entering the sliding interface of the
4つのプランジャ20は、図1、図3ないし図5に示すように、所定の長さをなす円柱状に形成され、プランジャ通路14に対して摺動自在に挿入(嵌合)されており、その先端面とプランジャ通路14によりポンプ室Pを画定している。
そして、それぞれのプランジャ20は、その上端がディスク50に連結されて、ディスク50と一緒に往復動するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 3 to 5, the four
Each of the
4つの弁体30は、図1、図3ないし図5に示すように、弁座15aに着座する部分が円錐面状に形成された弁部31と、弁部31を閉弁する(弁部31が座面15aに着座する)方向に付勢する弁スプリング32により形成されている。
このように、弁部31の先端が円錐面状に形成されてポンプ室Pに向けて(吐出口15を画定する通路領域に)突出しているため、ポンプ作用に寄与しないデッドボリュームを極力小さくすることができる。その結果、ポンプ室P内にエアが溜まるのを極力防止でき、所望の圧縮率(吐出圧)を確保することができる。
As shown in FIGS. 1, 3 to 5, the four
In this way, the tip of the
4つのプランジャスプリング40は、それぞれのプランジャ20の周りに遊びをもって外嵌されると共に、その一端がポンプボデー10の環状凹部19に嵌めこまれて当接され、その他端部がディスク50の下面に当接されて、プランジャ20をプランジャ通路14から飛び出す方向に付勢するように、圧縮した状態で(所定の圧縮代にて)取り付けられている。
すなわち、プランジャ20は、非駆動の状態で、プランジャスプリング40の付勢力により、プランジャ通路14から飛び出す方向に後退する(吸入行程を行う)ように付勢されて所定の停止位置に保持されるようになっている。
The four plunger springs 40 are fitted around the
That is, in a non-driven state, the
ディスク50は、図1に示すように、略扁平な駆動室11内に収容されて往復動自在となるように薄い円板状に形成され、その下面に4つのプランジャ20を一体的に連結すると共に、その上面がソレノイド60のソレノイドプランジャ61に連結されている。
そして、ディスク50は、その下面がポンプボデー10のストッパS1に当接して、圧縮及び吐出行程の終端を規定し、その上面が後述するソレノイド60のシート部材62の下端により画定されるストッパS2に当接して、吸入行程の終端及び休止位置を規定するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
The lower surface of the
ソレノイド60は、図1に示すように、ソレノイドプランジャ61、略円筒状のシート部材62、ソレノイドプランジャ61を摺動自在にガイドするスリーブ63、ボビン64、ボビン64に巻回された励磁用のコイル65、ソレノイドプランジャ61を一方向に付勢するソレノイドスプリング66、磁路を形成するエンドヨーク67及びアウターヨーク68等を備えている。
ソレノイドスプリング66は、ソレノイドプランジャ61のガタツキを抑えるための付勢力を及ぼすものであり、4つのプランジャスプリング40の付勢力よりも小さくかつ対抗する向きに付勢力を生じるように設定されている。
エンドヨーク67は平板状に形成されて、ポンプボデー10の上端面に接合されるようになっている。すなわち、エンドヨーク67は、ポンプボデー10と協働して、略扁平な空間としての駆動室11を画定している。
As shown in FIG. 1, the
The
The
すなわち、ソレノイド60は、コイル65に所定の通電がなされると、電磁駆動力が発生して、ソレノイドプランジャ61がシート部材62から飛び出す方向に移動し、一方、コイル65が非通電にされると、ソレノイドスプリング66の付勢力に抗して、プランジャスプリング40の付勢力により、ソレノイドプランジャ61がシート部材62内に入り込む方向に移動するようになっている。
That is, when a predetermined energization is applied to the
次に、このプランジャポンプの動作について、図1、図3ないし図5を参照しつつ説明する。
先ず、非駆動時(コイル65が非通電の状態)においては、プランジャスプリング40の付勢力により、図3に示すように、4つのプランジャ20はプランジャ通路14から飛び出す方向に後退して、ディスク50がストッパS2に当接して停止している。この非駆動状態で、吸入通路17はポンプ室P及び流入通路12と連通した状態にあり、弁体30は閉弁すると共にポンプ室Pは潤滑油で満たされている。さらに、駆動室11内に混じり込んだエアは、エア溜め部11aに積極的に集められている。
Next, the operation of the plunger pump will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 5.
First, when not driven (when the
この状態から、エンジンEが始動すると、循環ポンプ(不図示)により、潤滑油が、流入通路12から駆動室11に流入すると共に流出通路13から流出してエンジンE内を循環する。このとき、エア溜め部11aに溜まっていたエアは、エア抜き通路18を介して外部(例えばエンジンEの内部空間あるいは吸気通路)に排出される。
また、潤滑油に混じり込んだ異物が吸入通路17又はポンプ室Pの近傍に堆積していた場合は、流入通路12→2つの吸入通路17→駆動室11→他の2つの吸入通路17→流出通路13を経て循環する潤滑油の流れに乗って、ポンプボデー10の外部に排出され、プランジャ20の摺動界面にその異物が入り込むのを防止することができる。
When the engine E starts from this state, the lubricating oil flows from the
If foreign matter mixed in the lubricating oil is accumulated in the vicinity of the
そして、所定のタイミングでコイル65への通電がオンにされると、ソレノイド60に発生する電磁駆動力により、プランジャ20がプランジャ通路14内に向けて前進し、図4に示すようにプランジャ20(の側面)が吸入通路17とポンプ室Pの連通を遮断した時点でポンプ室Pの圧縮が開始され、図5に示すようにプランジャ20がさらに前進して所定以上の圧力になった時点で、弁体30が開弁して、加圧された潤滑油が吐出口15及び吐出通路16を経て、エンジンEの所定の潤滑領域に供給される。これにより、4つのプランジャ20による一回の多吐出行程が完了する。
When energization of the
一方、コイル65への通電がオフにされると、発生していた電磁駆動力が消滅するため、4つのプランジャ20は、プランジャスプリング40の付勢力により、プランジャ通路14から飛び出す方向に後退し、ディスク50がストッパS2に当接して停止する。この際に、プランジャ20はポンプ室Pに連通するように吸入通路17を開放し、流入通路12及び駆動室11並びに流出通路13に溜まった潤滑油がポンプ室Pに吸入される((吸入行程が行われる)。
On the other hand, when the energization to the
ここで、流入通路12又は流出通路13が吸入通路17を経由するように形成されているため、プランジャ20が低周波で駆動される場合又は非駆動時において、混入した異物等は、流入通路12→2つの吸入通路17→駆動室11→他の2つの吸入通路17→流出通路13を経て外部に排出され、ポンプ室P及び吸入通路17内への堆積が防止され、異物の噛み込みによるプランジャ20のロックが防止される。
Here, since the
また、プランジャ20がポンプ室Pを開閉する弁体としても機能するため、従来に比べて構造を簡素化、部品点数を削減でき、又、ポンプ室Pを有効に利用して所望の圧縮率を確保しつつ、プランジャポンプを小型化することができる。
In addition, since the
さらに、エンジンEが冷間にて停止すると、粘度が高くなった潤滑油がプランジャ20の周りに溜まるが、エンジンEの始動と同時に、温度が上昇(粘度が低くなった)した潤滑油が流入通路12又は流出通路13を介して、吸入通路17内及びプランジャ20の近傍に直接流入するため、正常に作動するまでの時間を短縮でき、冷間時におけるエンジンEの始動性を向上させることができる。
Further, when the engine E stops in the cold state, the lubricating oil whose viscosity has been increased is collected around the
図6及び図7は、本発明に係るプランジャポンプの他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。尚、図6はプランジャポンプの概略断面図、図7は図6中のE2−E2における断面図である。 6 and 7 show another embodiment of the plunger pump according to the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those of the above-mentioned embodiment, and the description thereof is omitted. 6 is a schematic sectional view of the plunger pump, and FIG. 7 is a sectional view taken along line E2-E2 in FIG.
このプランジャポンプにおいては、図6及び図7に示すように、流入通路12´が、全て(4つ)の吸入通路17を経由して、駆動室11に連通するように形成されている。
すなわち、流入通路12´から流入した潤滑油は、4つの吸入通路17を経由して駆動室11に導かれるようになっている。
また、流出通路18´は、駆動室11のエア溜め部11aの近傍に連通して、エア抜き通路を兼ねるように形成されている。
In this plunger pump, as shown in FIGS. 6 and 7, the
In other words, the lubricating oil flowing in from the
Further, the
すなわち、駆動室11に導かれた潤滑油及び混入したエアは、吸入通路17を経由することなく、流出通路18´から直接外部に流出あるいは排出されるようになっている。
このプランジャポンプによれば、流出通路18´がエア抜き通路を兼ねるため、ポンプボデー10の通路構造が一層簡素化され、低コスト化、小型化に寄与する。
また、ポンプ室P及び吸入通路17の近傍に堆積した異物等は、流入通路12´から流れ込む潤滑油と一緒になって駆動室11に流れ、その後は、再び吸入通路17に流れ込むことなく、流出通路18´からポンプボデー10の外部に排出されるため、異物等をより確実に排出することができる。その結果、異物等の噛み込みによるプランジャ20のロックをより確実に防止することができる。
That is, the lubricating oil introduced into the
According to this plunger pump, since the
In addition, foreign matter or the like accumulated in the vicinity of the pump chamber P and the
また、プランジャ20がポンプ室Pを開閉する弁体としても機能するため、従来に比べて構造を簡素化、部品点数を削減でき、又、ポンプ室Pを有効に利用して所望の圧縮率を確保しつつ、プランジャポンプを小型化することができる。
さらに、エンジンEが冷間にて停止すると、粘度が高くなった潤滑油がプランジャ20の周りに溜まるが、始動と同時に温度が上昇(粘度が低くなった)した潤滑油が流入通路12´を介して全ての吸入通路17内及びプランジャ20の近傍に直接流入するため、正常に作動するまでの時間を短縮でき、冷間時におけるエンジンEの始動性を向上させることができる。
In addition, since the
Further, when the engine E is stopped in the cold state, the lubricating oil whose viscosity has been increased is collected around the
図8は、本発明に係るプランジャポンプのさらに他の実施形態を示す概略断面図であり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
このプランジャポンプは、図8に示すように、ポンプボデー10´、ポンプボデー10´内に配置された1つのプランジャ20、プランジャ20に対応してポンプボデー10´内に配置された1つの弁体30、プランジャ20に対応して配置された1つのプランジャスプリング40、1つのプランジャ20に一体的に形成された鍔部50´、プランジャ20に連結されたソレノイドプランジャ61を含むソレノイド60等を備えている。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing still another embodiment of the plunger pump according to the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those of the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 8, this plunger pump includes a
ポンプボデー10´は、図8に示すように、駆動室11、流入通路12´´、流出通路18´、1つのプランジャ通路14、1つの吐出口15、1つの吐出通路16、プランジャ通路14に連通するように形成された1つの吸入通路17等を備えている。
鍔部50´は、プランジャスプリング40を受けると共にシール部材62のストッパS2に当接して休止位置を規定するようになっている。
尚、ここでは、ソレノイドプランジャ61の拡径部61´がシール部材62の上端部(ストッパ)S3に当接することにより、プランジャ20が前進した際の圧縮及び吐出行程の終端が規定されるようになっている。
As shown in FIG. 8, the
The flange 50 'receives the
Here, the end of the compression and discharge stroke when the
このプランジャポンプによれば、流入通路12´´が吸入通路17を経由するように形成されているため、プランジャ20が低周波で駆動される場合又は非駆動時において、混入した異物等は、流入通路12´´→駆動室11→流出通路18´を経て外部に排出されて、ポンプ室P及び吸入通路17内に堆積するのを防止でき、異物の噛み込みによりプランジャ20がロックするのを防止できる。
また、プランジャ20がポンプ室Pを開閉する弁体としても機能するため、従来に比べて構造を簡素化、部品点数を削減でき、又、ポンプ室Pを有効に利用して所望の圧縮率を確保しつつ、プランジャポンプを小型化することができる。
さらに、エンジンEが冷間にて停止すると、粘度が高くなった潤滑油がプランジャ20の周りに溜まるが、始動と同時に温度が上昇(粘度が低くなった)した潤滑油が流入通路12´´を介して吸入通路17内及びプランジャ20の近傍に直接流入するため、正常に作動するまでの時間を短縮でき、冷間時におけるエンジンEの始動性を向上させることができる。
According to this plunger pump, since the
In addition, since the
Further, when the engine E is stopped in the cold state, the lubricating oil whose viscosity is increased is collected around the
上記実施形態においては、流入通路12及び流出通路13がそれぞれ吸入通路17を経由する場合、流入通路12´のみが全ての吸入通路17を経由する場合、流入通路12´´が一つの吸入通路17を経由する場合について示したが、これに限定されるものではなく、流出通路のみが全ての吸入通路を経由する構成を採用してもよく、流出通路が一つの吸入通路を経由する構成を採用してもよい。
In the above embodiment, when each of the
上記実施形態においては、プランジャポンプを適用する対象として、エンジンEの潤滑油を吸入して吐出する場合を示したが、これに限定されるものではく、潤滑油以外のその他の流体を吸入して吐出するのに適用してもよい。 In the above-described embodiment, the case where the lubricating oil of the engine E is sucked and discharged is shown as an object to which the plunger pump is applied. However, the present invention is not limited to this, and other fluids other than the lubricating oil are sucked. It may be applied to discharge.
上記実施形態においては、プランジャ20の駆動手段として、電磁駆動力を発生するソレノイド60を適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、機械的な駆動機構あるいはモータ等のその他の駆動手段を適用してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
以上述べたように、本発明のプランジャポンプは、構造の簡略化及び部品点数の削減等により小型化を達成しつつ、所望の吐出圧(圧縮率)を確保し、プランジャのロックを回避し、又、混入したエアを効率よく排出できるため、潤滑油を吸入及び吐出する必要のあるロータリエンジンあるいは2サイクルレシプロエンジン等に適用できるのは勿論のこと、その他のエンジンの潤滑油供給用として、さらには潤滑油以外の流体を吸入及び吐出する必要のある機械あるいは装置等においても有用である。 As described above, the plunger pump of the present invention achieves a small size by simplifying the structure and reducing the number of parts, etc., while ensuring a desired discharge pressure (compression ratio), avoiding plunger locking, In addition, since the mixed air can be efficiently discharged, it can be applied to a rotary engine or a two-cycle reciprocating engine that needs to suck and discharge the lubricating oil. Is also useful in machines or devices that need to suck and discharge fluids other than lubricating oil.
10,10´ ポンプボデー
11 駆動室
11a エア溜め部
12,12´,12´´ 流入通路
13 流出通路
14 プランジャ通路
P ポンプ室
15 吐出口
15a 座面
16 吐出通路
17 吸入通路
18 エア抜き通路
18´流出通路
19 環状凹部
S1 ストッパ
20 プランジャ
30 弁体
31 弁部
32 弁スプリング
40 プランジャスプリング(駆動手段)
50 ディスク(駆動手段)
60 ソレノイド(駆動手段)
61 ソレノイドプランジャ
65 コイル
66 ソレノイドスプリング
67 エンドヨーク
68 アウターヨーク
10, 10 '
50 discs (drive means)
60 Solenoid (drive means)
61
Claims (9)
前記流入通路は、外部の通路から前記吸入通路を経由して前記駆動室に連通するように形成されている、
ことを特徴とするプランジャポンプ。 A plunger, a drive chamber that accommodates the plunger in a drivable manner, an inflow passage that allows fluid to flow into the drive chamber, an outflow passage that allows fluid to flow out of the drive chamber, and a reciprocation of the plunger that communicates with the drive chamber A plunger passage defining a pump chamber that is movably fitted and sucks and compresses fluid in front of the plunger, and when the plunger moves forward by a predetermined amount when the drive chamber communicates with the pump chamber by retreating the plunger. A suction passage formed so as to block communication between the drive chamber and the pump chamber, a discharge passage communicating with the downstream side of the pump chamber, and the discharge passage when the fluid in the pump chamber has a pressure higher than a predetermined level. Equipped with a valve body to release
The inflow communication path is formed so as to communicate with the drive chamber via said suction passage from the outside of the passage,
Plunger pump characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のプランジャポンプ。 The outflow passage is formed to communicate with an external passage from the drive chamber via the suction passage.
Plunger pump according to claim 1, characterized in that.
前記駆動室には、エア抜き通路が連通するように形成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプランジャポンプ。 The drive room is arranged in an upper region in the vertical direction,
In the drive chamber, an air vent passage is formed to communicate with each other.
The plunger pump according to claim 1 or 2, characterized in that.
ことを特徴とする請求項3に記載のプランジャポンプ。 The outflow passage is formed to double as the air vent passage.
The plunger pump according to claim 3 .
前記エア抜き通路は、前記エア溜め部に連通するように形成されている、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載のプランジャポンプ。 The drive chamber is formed so as to define an air reservoir for storing mixed air,
The air vent passage is formed so as to communicate with the air reservoir.
The plunger pump according to claim 3 or 4 , wherein the plunger pump is provided.
前記エア抜き通路及びエア溜め部は、前記駆動室に対して鉛直方向の上方に位置するように形成されている、
ことを特徴とする請求項5に記載のプランジャポンプ。 The drive chamber is formed so as to define a space that extends substantially flat in a direction inclined with respect to a horizontal direction,
The air vent passage and the air reservoir are formed so as to be positioned above the drive chamber in the vertical direction.
The plunger pump according to claim 5 .
前記駆動手段は、前記プランジャを前記プランジャ通路から後退させる方向に付勢するスプリングと、前記プランジャを前記プランジャ通路内に前進させる方向に駆動力を及ぼすソレノイドと、を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれかに記載のプランジャポンプ。 Drive means for driving the plunger;
The drive means includes a spring that urges the plunger in a direction to retract the plunger from the plunger passage, and a solenoid that exerts a drive force in a direction to advance the plunger into the plunger passage.
The plunger pump according to any one of claims 1 to 6, wherein
前記プランジャ通路、前記吸入通路、前記吐出通路、及び前記弁体は、前記複数のプランジャにそれぞれ対応して複数設けられ、
前記流入通路又は流出通路は、複数配置された前記吸入通路同士を連通させるように形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれかに記載のプランジャポンプ。 The drive chamber contains a plurality of the plungers,
The plunger passage, the suction passage, the discharge passage, and the valve body are provided in a plurality corresponding to the plurality of plungers, respectively.
The inflow passage or the outflow passage is formed to communicate a plurality of the suction passages arranged,
The plunger pump according to any one of claims 1 to 6, wherein
前記駆動手段は、前記複数のプランジャを連結するディスクと、前記複数のプランジャを前記プランジャ通路から後退させる方向に付勢するスプリングと、前記複数のプランジャを前記プランジャ通路内に前進させる方向に前記ディスクを駆動するソレノイドと、を含む、
ことを特徴とする請求項8に記載のプランジャポンプ。 Drive means for driving the plurality of plungers;
The drive means includes: a disk for connecting the plurality of plungers; a spring for biasing the plurality of plungers in a direction for retreating the plungers from the plunger path; and the disk in a direction for advancing the plurality of plungers into the plunger path. Including a solenoid for driving,
The plunger pump according to claim 8 .
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