JP5948265B2 - 液体ポンプ - Google Patents

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Description

本発明は、シールから漏れ出る液体を回収可能な液体ポンプに関する。
従来、シリンダ内で往復動部材を往復させることにより、シリンダ内のポンプ室を加圧および減圧して、例えば液体の吸入と吐出を行う往復ポンプが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
往復ポンプとしてのプランジャポンプは、例えば、図3に示すように、マニホルド5にシリンダ部4が設けられ、シリンダ部4の円柱状の内部空間を往復動部材1の先端側のプランジャ1aが往復することにより、シリンダ部4の先端側のポンプ室40内が減圧または加圧される。
この際に、吐出口56の吐出弁52が開閉するとともに吸入口55の吸入弁51が開閉し、吸入口55から液体を吸入して、吐出口56から液体を吐出する。
シリンダ部4には、ポンプ室40に近い側に高圧シール45が配置され、高圧シール45は、プランジャ1aに液密に摺接している。また、シリンダ部4の高圧シール45よりポンプ室40から遠い側で低圧シール46がプランジャ1aに液密に摺接している。
これら高圧シール45および低圧シール46が、ポンプ室40の液体がシリンダ部4の内周面とプランジャ1aの外周面との間のクリアランスから漏れるのを防止している。
また、プランジャ1aと摺接する高圧シール45および低圧シール46には、潤滑のために潤滑油が供給されることが好ましい。
図3に示すプランジャポンプでは、低圧シール46の高圧シール45の反対側において、潤滑油を浸み込ませることが可能なフェルトパッキン60が、プランジャ1aを囲むように設けられている。また、フェルトパッキン60の部分の下側には、潤滑油を回収するオイルパン62が設けられ、フェルトパッキン60の上には、フェルトパッキン60に潤滑油を注油するための注油口63が設けられている。
このような往復ポンプにおいては、フェルトパッキン60に潤滑油が染み込んだ状態で、往復動部材1にフェルトパッキン60から潤滑油が染み出し、低圧シール46と往復動部材1との間を潤滑する。また、フェルトパッキン60から下側に染み出た潤滑油は、オイルパン62によって受け止められる。
なお、特許文献1には、複数組のシリンダ部4と往復動部材1を備える多連式往復ポンプにおいて、複数の往復動部材1に対してフェルトパッキン60をまとめて一つだけ設けることが提案されている。
特開2006−29117号公報 特開平10−274158号公報 特開2012−47160号公報
ところで、上述のようなポンプにおいて、高圧シール45および低圧シール46で液体の漏れが生じる虞がある。この場合に高圧シール45および低圧シール46から漏れ出た液体がポンプの外部に流出し、ポンプ下部に広がり、ポンプの下側の装置(例えば、モータセット等)の表面を汚してしまう。
上述のようにフェルトパッキン60がある場合に、漏れ出た液体がフェルトパッキン60に吸収される場合もあるが、フェルトパッキン60の吸収量には限界があり、限界を越えれば、液体がオーバーフローして、外部に流出することになる。また、フェルトパッキン60に吸収された液体がオイルパン62側に流れた場合でも、液体がオイルパン62からオーバーフローする虞がある。
また、高圧シール45および低圧シール46が十分機能する状態でも、使用開始時に初期漏れが生じる虞があり、この初期漏れが問題視される場合に、何等かの対策が必要になる。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、シールから液漏れが生じた場合に、漏れた液体を回収することにより漏れた液体が外部に流出するのを防止できる液体ポンプを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の液体ポンプは、ポンプ室(40)からポンプ駆動部(21,22,23)側へ向かう液体の移動を抑止するシール部材(46)を備え、前記液体の吸入と吐出を行う液体ポンプであって、
前記シール部材(46)の前記ポンプ室(40)の反対側に設けられた空間(36)に連通し、かつ、前記シール部材(46)から前記空間(36)に漏れ出た前記液体を回収するための回収管(76)が設けられていることを特徴とする。
このような構成によれば、シール部材から漏れ出た液体を回収管により回収することができる。また、回収管の液体の流出側の位置を所望の位置に設定できるので、所望の位置で回収管に回収された液体を貯留または排出を行うことができる。この場合に、漏れ出た液体が、液体ポンプの外側に流出して、例えば、液体ポンプの下側の装置を汚すことを防止することができる。また、回収管により回収した液体を任意の位置に設けた容器に貯留させたり、任意の位置の排出口に排出したりすることが可能なので、液体ポンプから漏れ出た液体がその場に貯留された後にオーバーフローして、液体ポンプの外側に流出してしまうのを防止できる。
本発明の前記構成において、前記シール部材(46)が摺接し、往復動することにより前記ポンプ室(40)の加圧および減圧を行う往復動部材(1)を備え、
前記空間(36)の前記シール部材(46)の反対側に、前記往復動部材(1)が貫通するとともに、漏れ出た前記液体を堰き止めて前記回収管(76)側に誘導する堰止部材(39)が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、シール部材から漏れ出た液体が回収管の液体の流入側を通過して往復動部材のポンプ駆動部側に流出するのを防止し、効率的に液体を回収することができる。
また、本発明の前記構成において、前記空間(36)と外部を連通させて、前記空間(36)と外部との間で空気の出入を可能にする空気穴(79)が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、液体を回収管に回収する際に、前記空気穴により前記空間に空気の出入が可能になり、円滑に回収管に液体を流入させることができる。
また、本発明の前記構成において、前記空間(36)内に、前記往復動部材(1)に摺接し、漏れ出た前記液体を吸収するとともに吸収した前記液体を前記回収管(76)側に流出可能な吸収材(82)が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、シール部材から漏れ出た液体を吸収材に吸収させてから回収管側に排出させるようにすることによって、漏れ出た液体が液体ポンプの外に流出してしまう前に、液体を容易に捕捉することができる。また、吸収材に液体を吸収する構造であっても、液体は吸収材から回収管側に流れることが可能であり、吸収材に吸収された液体がオーバーフローして、液体ポンプ外に流出するのを防止できる。
また、吸収材に予め潤滑油等の潤滑用液体を浸み込ませておけば、シール部材と、シール部材に摺動する部材との間を潤滑することが可能になる。
また、本発明の前記構成において、前記吸収材(82)の下側に前記回収管(76)が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、吸収材に吸収されるとともに、吸収材から下側に流出する液体を回収管に容易に誘導することが可能になり、吸収材で吸収された液体を円滑に回収管で回収することができる。
また、本発明の前記構成において、前記吸収材(82)の上側に、前記空間(36)と外部を連通させて、前記空間(36)において外部との間で空気の出入を可能にする空気穴(79)が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、空気穴を設けることにより、吸収材に吸収される液体により吸収材中の空気が追い出されるような場合に、空気穴により円滑に空気を空間の外部に放出させることが可能になり、漏れ出た液体を吸収材に円滑に吸収させることができる。また、吸収材に潤滑油を吸収させておくことにより、潤滑油をシール部材に供給する場合に、空気穴を注油口として用いて、吸収材の上側の空気穴から下側の吸収材に、潤滑油を容易に供給することができる。
本発明によれば、液体ポンプにおいてシール部材から漏れ出た液体が液体ポンプの外部に流出しないように回収することができ、漏出した液体による汚れ等の発生を防止することができる。
本発明の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。 図1の要部を拡大した断面図である。 従来のポンプの一例を示す要部断面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1および図2に示すように、この液体ポンプは、プランジャ(プランジャB)1aおよびこれに連結されたプランジャロッド(プランジャA)1bを有する往復動部材1を1つ備えるか、または複数並列して成る往復ポンプであって、各往復動部材1毎に設けられたシリンダ部4の基端側が、クランクシャフト21を収容しているクランクケース2にシリンダ元金具(プレート)3を介して連結され、一つまたは複数のシリンダ部4の先端側に一つのマニホルド5が連結されることで構成されている。
マニホルド5は、シリンダ部4の先端側および先端のポンプ室40を収容すると共に、ポンプ室40内で圧縮された液体を吐出する吐出口56を有し、更に、ポンプ室40と後述の吸入口55との間に吸入弁51を、ポンプ室40と吐出口56との間に吐出弁52をそれぞれ有している。また、ポンプ室40内に液体を導入する吸入口55がマニホルド5の先端面側に取り付けられた吸水箱55aに設けられている。
シリンダ部4は、クランクケース2側の部分がマニホルド5から突出し、この突出した部位(シリンダ突出部4a)は、その外側が連通管6によって覆われている。
マニホルド5とシリンダ元金具3とは、シリンダ元金具3から通された六角穴付ボルト80をマニホルド5に螺合させることによって、シリンダ部4および連通管6を間に挟んだ状態で連結される。また、シリンダ元金具3は、クランクケース2にボルト90により締結されている。また、吸水箱55aは、ボルト81によりマニホルド5に締結されている。
クランクケース2の内部には、往復動部材1のポンプ駆動部を構成するクランクシャフト21、コンロッド22およびピストンピン23が配置され、クランクシャフト21が回転することで、コンロッド22およびピストンピン23を介して、往復動部材1がシリンダ部4内を図1中の左右方向に往復し、シリンダ部4内の先端側にそれぞれ形成されたポンプ室40が往復動部材1によって加圧および減圧される構成とされている。
具体的には、往復動部材1がクランクシャフト21側に向かって移動すると、ポンプ室40が減圧され、マニホルド5に設けられた吸入弁51の弁体51aおよび吐出弁52の弁体52aが各々開および閉となり、液体は、マニホルド5に設けられた吸入口55から吸入弁51の流路を通ってポンプ室40へ吸入され、一方、往復動部材1がクランクシャフト21と反対側に向かって移動すると、ポンプ室40が加圧され、吸入弁51の弁体51aおよび吐出弁52の弁体52aが各々閉および開となり、ポンプ室40の液体は吐出弁52の流路を通って、マニホルド5に設けられた吐出口56へ吐出され、液体を吸入し吐出するポンプ作用を行う構成とされている。
クランクケース2には、潤滑油を注入するための注油口71、吊り上げ用のアイボルト72、潤滑油の油量を見るためのオイルゲージ73、潤滑油を排出するためのドレンプラグ74が設けられている。
マニホルド5には、クランクケース2側の端面に、シリンダ部4および連通管6の先端部が差し込まれる差込穴58が形成されている。
シリンダ部4は、特に図2に示すように、前半部を構成する管状の第1シリンダ部(シリンダパイプ)41と、後半部を構成する管状の第2シリンダ部(シールケース)42とを連結することにより構成されている。シリンダ部4は、第1シリンダ部41の先側の一部がマニホルド5内に挿入されている。また、シリンダ部4は、マニホルド5から突出する第1シリンダ部41の後側の一部および第2シリンダ部42によって構成されたシリンダ突出部4aを有している。
第1シリンダ部41の先端部の外周とマニホルド5の差込穴58の内周面との間は、Oリング47によって液密に封止されている。
第1シリンダ部41における第2シリンダ部42と連結される側の端部内周側には、他の部位よりも内径が大径の大径部41bが形成されている。大径部41bには、往復動部材1に液密に摺接する高圧シール45が配置されている。高圧シール45は、例えば合成ゴム等からなる環状体である。この、高圧シール45(大径部41b)は、マニホルド5から突出した位置(マニホルド5より外方)に配置されている。
第2シリンダ部42におけるシリンダ元金具3に挿入される側の端部内周側には、他の部位よりも内径が大径のシール収納部42bが形成されている。シール収納部42bには、往復動部材1に液密に摺接する低圧シール46が配置されている。低圧シール46は、例えば合成ゴム等からなる環状体である。このように、高圧シール45および低圧シール46は、共にシリンダ突出部4a内に配置されている。
第2シリンダ部42には、第1シリンダ部41に連結される側の端部に、外径が小径の小径部42cが形成されている。第2シリンダ部42の外周において、小径部42cよりも後ろ側(シリンダ元金具3側)の大径部位には、環状のOリングであるシール42aが配置されている。また、第2シリンダ部42の小径部42cには、第2シリンダ部42内側と第2シリンダ部42外側の後述の連通流路61とを貫通する貫通流路43が設けられている。小径部42cを設けることにより、連通流路61の流路幅を確保することができる。
連通管6は、特に図2に示すように、マニホルド5側の端部が差込穴58内に差し込まれ、シリンダ突出部4aの外側を当該シリンダ突出部4aの外周面と所定の隙間を設けて覆う筒状に形成されて、シリンダ突出部4aの外側を覆うようにして配置されている。
これにより、連通管6の内周面とシリンダ突出部4aの外周面(第1シリンダ部41と第2シリンダ部42の外周面)との間に連通流路61が形成される。
六角穴付ボルト80によってシリンダ元金具3、シリンダ部4、連通管6、マニホルド5を連結することにより、高圧シール45は、大径部41b内において、第2シリンダ部42によってマニホルド5側へ押圧され、これによりシリンダ部4に装着される。同様に、低圧シール46は、シール収納部42b内において、シリンダ元金具3によってマニホルド5側へ押圧され、これによりシリンダ部4に装着される。
また、連通管6における差込穴58内に差し込まれる側の端部の外周面には、環状のOリングであるシール6aが配置され、連通管6とマニホルド5とが液密に封止される。また、連通管6におけるシリンダ元金具3側の端部の内周面と第2シリンダ部42の外周面との間は、シール42aによって液密に封止されている。
図2に示すように、シリンダ元金具3には、往復動部材1のプランジャ1aが挿通されている挿通穴31が設けられている。この挿通穴31のマニホルド5側には、第2シリンダ部42のシール収納部42bを含む基端部が挿入されるシリンダ挿入部32となっている。
また、シリンダ元金具3の挿通穴31のクランクケース2側には、シリンダ元金具3とクランクケース2とに跨って配置される円筒状のカラー33の先端側が挿入されるカラー挿入部34が形成されている。また、カラー挿入部34の内周面とカラー33の外周面との間の先端側(カラー33のシリンダ元金具3の挿通穴31に挿入された側の端部)は、Oリング35によって液密に封止されている。
シリンダ元金具3の挿通穴31のシリンダ挿入部32と、カラー挿入部34との間の空間部36の内径は、カラー挿入部34の内径より狭く、挿通されたプランジャ1aの外径より広くなっている。したがって、空間部36では、プランジャ1aの外周面と、挿通穴31の内周面との間に、間隔が開けられ、円環状の空間が形成されている。
この空間部36は、先端側(シリンダ部4側)の第1空間部37と、第1空間部37より内径が広い第2空間部38とが設けられている。シリンダ部4側の第1空間部37は、低圧シール46に隣接し、第2空間部38は、カラー33に後述の座金(堰止部材)39を介して隣接している。
また、第1空間部37と、第2空間部38とが隣接して上述の空間部36となっている。
円筒状のカラー33の内部空間と、第2空間部38とは、座金39により仕切られており、高圧シール45および低圧シール46から漏れ出たポンプ室40内の液体が挿通穴31からカラー33内部に流入するのを堰き止めるようになっている。
また、第2空間部38には、その下側から下に向かう回収穴75が接続されている。回収穴75は、シリンダ元金具3の第2空間部38の内周面から外周面に至る直線状に設けられている。液体ポンプを正常に配置した状態では、回収穴75は、略鉛直方向に沿って、第2空間部38の下端部からシリンダ元金具3の外周面の下端部まで設けられて、第2空間部38とシリンダ元金具3の外周面側の外部(液体ポンプの外部)とを連通させている。
回収穴75の下端部は、回収管76を接続するためのカプラ77を保持するように、他の部分より径が大きくされ、この部分にカプラ77が固定されている。また、回収管76の一方の端部には、シリンダ元金具3に固定されたカプラ77に接続されるカプラ78が取り付けられている。カプラ77とカプラ78は着脱自在であり、カプラ77にカプラ78を接続することで、回収穴75に回収管76を接続可能となっている。
また、第2空間部38には、その上側から上に向かう空気穴79が接続されている。空気穴79は、シリンダ元金具3の第2空間部38の内周面から外周面に至る直線状に設けられている。液体ポンプを正常に配置した状態では、空気穴79は、略鉛直方向に沿って、第2空間部38の上端部からシリンダ元金具3の外周面の上端部まで設けられて、第2空間部38とシリンダ元金具3の外周面側の外部(液体ポンプの外部)とを連通させている。また、空気穴79は、上側(シリンダ元金具3の外周側)
の略半分の内径が下側(シリンダ元金具3の内周側)の略半分より径が広くされている。
また、第2空間部38には、ポンプ室40から漏れ出た液体を吸収可能で、かつ、吸収した液体を前記回収穴75を介して回収管76に流出可能な吸収材82が収納されている。この吸収材82は、厚みのある円板状の空間でかつプランジャ1aが貫通している第2空間部38に対応してプランジャ1aを囲む円環状(中央部分に穴のあいた円板状)に形成されている。
吸収材82は、内部に液体を吸収可能な構造を有するもので、たとえば、多くの繊維を圧縮して固めた状態の部材であるフェルトや、連続孔を有する多孔質な部材(例えば、スポンジ状の発泡樹脂)などであり、接触した液体を吸収可能で、かつ、下側に流出可能なものである。
このような液体ポンプにあっては、ポンプ室40に吸入された液体が、ポンプ室40を往復動部材1により加圧された場合に、高圧シール45および低圧シール46から低圧シール46のポンプ室40の反対側の空間である空間部36に漏れ出た場合に、液体が吸収材82に吸収されるとともに、吸収材82を伝わって下側に流れ、液体が回収穴75側に流出され、回収穴75側に流出した液体は、回収穴75から回収管76に流下する。回収管76に流入した液体は、回収管76の配置された状態が液体が流下可能な状態、すなわち、基本的に下り勾配となっていれば、回収管76内を流下して回収管76の末端から流出することになる。
なお、回収管76の末端は、たとえば、液体を貯留可能な容器や、液体を排出可能な排水口に配置されることになり、液体を任意の位置(但し、回収管76内を液体が流下可能な状況)に導出させて貯留または排出させることができる。
したがって、液体ポンプの下側に液体を流出させて、液体ポンプの下側を汚してしまうようなことがない。
また、シリンダ元金具3の挿通穴31内において、低圧シール46から液体が漏れ出る空間部36の隣に円筒状のカラー33が配置され、低圧シール46から漏れ出た液体が、空間部36を超えてカラー33内に流出する虞があるが、堰止部材としての座金39により、低圧シール46側からカラー33内に流出しようとする液体が堰き止められ、第2空間の吸収材82側に誘導されることになる。この吸収材82側に誘導される液体は、吸収材82、回収穴75を流下して回収管76に至ることになる。
これにより、漏れ出た液体が液体ポンプの駆動装置側であるクランクケース側に流出するのを防止し、効率的に回収管76に誘導することができる。なお、回収穴75および回収管76が空間部36(第2空間部38)より下側にあることにより、漏れ出た液体が第2空間部38から回収管76側にスムーズに流下し、効率的に液体を排出可能になる。
また、空間部36には、空気穴79が連通しており、吸収材82に液体が吸収される際に吸収材82から排出される空気を排気するとともに、液体が回収穴75側に流下する際に空気を導入可能となっており、空間部36内の気圧変化等により、液体の吸収材82への吸収や流下が妨げられるのを防止し、円滑に液体を回収管76側に流下させることができる。
また、前記吸収材82は、プランジャ1aの周囲を囲む状態でかつ、プランジャ1aの外周に略接触する状態で配置されるとともに、液体を吸収可能なことから、吸収材82に潤滑油を浸み込ませておくことにより、プランジャ1aの外周面と低圧シール46の内種面との間に潤滑油を供給して、これらを潤滑することが可能になる。
この際に、吸収材82の上側にある空気穴79を用いて空気穴79の下側の吸収材82に潤滑油を供給することが可能になる。
なお、この実施の形態では、本発明を往復動部材1を有する往復ポンプ(プランジャポンプ、ピストンポンプ等)に適用した場合について説明したが、往復ポンプ以外にギアポンプやベーンポンプ等の回転ポンプに適用することもできる。すなわち、本発明は、回転ポンプのポンプ室側から外部に突出する回転軸の軸シールの液漏れにも適用可能であり、ポンプ室から突出する回転軸のシール部分から漏れ出る液体を上述のように回収する構造に用いてもよい。
1 往復動部材
21 クランクシャフト(ポンプ駆動部)
22 コンロッド(ポンプ駆動部)
23 ピストンピン(ポンプ駆動部)
36 空間部(空間)
37 第1空間部(空間)
38 第2空間部
39 座金(堰止部材)
40 ポンプ室
45 高圧シール(シール部材)
46 低圧シール(シール部材)
76 回収管
79 空気穴
82 吸収材

Claims (4)

  1. ポンプ室(40)からポンプ駆動部(21,22,23)側へ向かう液体の移動を抑止するシール部材(46)を備え、前記液体の吸入と吐出を行う液体ポンプであって、
    前記シール部材(46)の前記ポンプ室(40)の反対側に設けられた空間(36)に連通し、かつ、前記シール部材(46)から前記空間(36)に漏れ出た前記液体を回収するための回収管(76)が、前記液体が流下可能な状態で前記空間(36)の下側に設けられており、
    前記シール部材(46)が摺接し、往復動することにより前記ポンプ室(40)の加圧および減圧を行う往復動部材(1)を備え、
    前記空間(36)の前記シール部材(46)の反対側に、前記往復動部材(1)が貫通するとともに、漏れ出た前記液体を堰き止めて前記回収管(76)側に誘導する堰止部材(39)が設けられていることを特徴とする液体ポンプ。
  2. 前記空間(36)と外部を連通させて、前記空間(36)と外部との間で空気の出入を可能にする空気穴(79)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体ポンプ。
  3. 前記空間(36)内に、前記往復動部材(1)に摺接し、漏れ出た前記液体を吸収するとともに吸収した前記液体を前記回収管(76)側に流出可能な吸収材(82)が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体ポンプ。
  4. 前記吸収材(82)の上側に、前記空間(36)と外部を連通させて、前記空間(36)において外部との間で空気の出入を可能にする空気穴(79)が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の液体ポンプ。
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