JPH0350304Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は超高圧水ポンプに関するものであ
る。

超高圧水ポンプは強力な噴射圧力を有する噴射
水を作成するために使用される。この種の超高圧
水ポンプにより作られる強力な噴射圧力を有する
噴射水は例えば塗装の剥離、化学反応釜内部の清
掃、航空機などのオーバーホールに伴う洗浄など
を行なう装置に使用して極めて効果的である。

従来使用されているこの種の超高圧水ポンプで
は、シリンダとピストン間の間隙からのリークを
防止するためにピストンの外周面に対してパツキ
ンやピストンリングを取付けることが行なわれて
いる。これらのパツキン或はピストンリングを超
高圧水ポンプに使用すると、ポンプの超高圧発生
動作時において、これらのパツキン或はピストン
リングはシリンダの内周面に強い圧力で圧着され
た状態で摺動運動を繰返すことになる。このため
に被圧縮液体の潤滑性の有無により、これらのパ
ツキン或はピストンリングの消耗度が大きく左右
されることになる。従つて水を被圧縮液体とする
超高圧水ポンプにおいてはシリンダの内周面とパ
ツキン或はピストンリング間における潤滑性が悪
いために、パツキン或はピストンリングにかじり
や焼付が生じポンプ動作にリークが生じることが
ある。

この現象を解決するために、水に溶解しにくく
且つ良潤滑性を有する油類をシリンダの内周面に
塗布した状態として動作を行なわせる構造の超高
圧水ポンプが提案されている。

第１図は従来提案されているこの種の超高圧水
ポンプの構成を示すもので、一端が閉塞面１１と
された円筒状シリンダ１２に対してピストン１３
が気密的に嵌合配設される。ピストン１３にはそ
の挿入先端側において径が狭められた円柱体部１
４が一体に形成され、ピストン１３の挿入の後端
側にはピストンリング１５−１〜１５−３がその
外周面に持設されている。

シリンダ１２内において円柱体部１４の外径よ
り僅かに大きな内径を有する円環状のフリーピス
トン１６が円柱体部１４に対して嵌挿され、円柱
体部１４の先端にはこのフリーピストン１６の抜
け出しを防止するストツパ１７が固定して取付け
られる。円柱体部１４のフリーピストン１６との
嵌装部分の外周面にはパツキン１８が持設され、
フリーピストン１６の外周面にはパツキン１９が
持設されている。

シリンダ１２の閉塞面１１近傍においてその内
部に通じるように水の流入路２１及び流出路２２
が取付けられ、それぞれに弁２３，２４が設けら
れている。これらの流入路２１及び流出路２２は
その路径が小さく設定され、図示していないが流
入路２１の端部は水タンクに、又流出路２２の端
部は例えば噴射水放出用ガンに接続される。

ピストン１３の広径部分とフリーピストン１６
間において円柱体部１４の外周面とシリンダ１２
の内周面間に潤滑油２５が充填される。この潤滑
油２５が充填される位置においてシリンダ１２を
貫通して油流入路２６が形成され、この油流入路
２６は弁２７を介して図示していない潤滑油タン
クに接続されている。

潤滑油タンクにより一定圧の潤滑油が供給さ
れ、この潤滑油２５はシリンダ１２の内周面に対
してほゞその中央位置において塗布された状態と
なり、さらに潤滑油はピストンリング１５−１〜
１５−３方向及びパツキン１９方向に薄膜状に浸
透している。従つてピストン１３の往復運動時に
ピストン１３とシリンダ１２の対接面間隙に潤滑
油２５の薄膜が存在するのでピストンリング１５
−１〜１５−３のピストンの往復運動により生ず
る摩耗が大幅に減少する。しかし圧縮動作時にお
けるフリーピストンの移動量が大きいためにパツ
キン１９の摩耗が比較的大きい。

またこの従来提案されている構造の超高圧水ポ
ンプでは、ピストン１３の径が円柱体部１４で狭
められ、且つこの円柱体部１４の長さが比較的長
いのでピストン１３の強度が低下する。従つてそ
の往復運動時にこの円柱体部１４の部分でピスト
ン１３が破損したり、変形したりすることがあ
る。特に近年この種の超高圧水ポンプも小型化さ
れる傾向にあるためにピストン１３の径が小さく
なり、その強度の低下は大きな問題となる。

さらにこの従来提案されている構造のものでは
フリーピストン１６の摺動抵抗により水と油の圧
力のバランスが均一に保持されなくなり、加えて
フリーピストン１６がピストン１３の往復運動と
ピストンリングからもれる潤滑油２５の量に比例
して体積の減じる油溜の長さとが複合して極めて
複雑な動作を行なうために、ポンプ動作が安定に
行なわれないという欠点がある。

この考案は従来提案されているこの種の超高圧
水ポンプにおける欠点を解決し、安定したポンプ
動作が可能でピストンリングやパツキンの摩耗も
少なくピストンの強度も増大させることが可能な
超高圧水ポンプを提供するものである。

この考案ではシリンダ内において軸心方向に往
復自在に気密的に配設されるピストンに対して、
その押込み方向の内端面側から軸心位置に挿入孔
が形成される。この挿入孔内には軸心方向におい
て摺動自在にフリーピストンが配され、このフリ
ーピストンの挿入孔から飛び出しを阻止するスト
ツパがピストンの押込み方向の内端面に取付けら
れ、このストツパの中心に開孔が形成される。挿
入孔位置に対応するピストンの外周面に沿つて凹
状の油溜が形成され、この油溜と挿入孔の内側端
部間は連通孔で連通され、この油溜の前後にはピ
ストンとシリンダの間にパツキンとピストンリン
グが介在され、ピストンの往復運動中にシリンダ
内の水圧とほぼ等しい圧力が油溜に供給される潤
滑油に加圧されている。

以下この考案の超高圧水ポンプをその実施例に
基づき図面を使用して詳細に説明する。

第２図に第１図と同一部分に対して同一符号を
付してその構成を示すのは、この考案の超高圧水
ポンプの実施例であり、ピストン１３はその全長
にわたつて同一外径を有する形状とされ、このピ
ストン１３の軸心位置に形成された挿入孔３１に
フリーピストン１６が摺動自在に取付けられる。
即ちピストン１３には押込み方向の内端面側から
軸心位置に挿入孔３１が形成されている。この挿
入孔３１の内径よりも僅かに外径の小さなフリー
ピストン１６が、この挿入孔３１内に挿入配設さ
れる。

ピストン１３の押込み方向の内端面に対してス
トツパ１７が固定して取付けられ、フリーピスト
ン１６の挿入孔３１からの飛び出しが阻止され
る。このストツパ１７の中心には開孔３２が形成
される。又挿入孔３１の内側端部とフリーピスト
ン１６間にスプリング３３が配設される。

挿入孔３１位置に対応するピストン１３の外周
面に凹状の油溜３５が形成され、この油溜３５と
挿入孔３１の内側端部間は連通孔３６により連通
されている。図示していない潤滑油タンクから油
流入路２６を通して油留３５に対して潤滑油が供
給される。

フリーピストン１６は挿入孔３１内に挿入配設
されているので、ピストンリング１５−３とパツ
キン１８間の広い範囲にわたつて油溜３５が形成
可能で、シリンダ１２の内周面により広く潤滑油
２５を塗布配設することができる。

第２図の状態では図示していない水タンクから
水がシリンダ１２内に吸入されていて、この水３
８がシリンダ１２の端板１１側においてシリンダ
１２とピストン１３間に充填されているものとす
る。この水３８は開孔３２から挿入孔３１内に流
入し、フリーピストン１６はこの水と挿入孔３１
の内側端部に充填されている潤滑油間に位置して
いる。スプリング３３によりフリーピストン１６
は水３８側に偏倚されており、フリーピストン１
６が水圧により移動し過ぎて連通孔３６を塞ぐこ
とが防止される。

この状態からピストン１３を押込んで行くとシ
リンダ内の水３８の圧力が高められ、その圧力が
ストツパ１７の中心開孔３２を通してフリーピス
トン１６に印加される。つまりシリンダ内の水３
８の圧力とほぼ等しい圧力が潤滑油に印加され、
その油圧は連通孔３６を通してピストン１３の外
周面凹状の油溜３５の潤滑油に加圧される。加圧
水は流出路２２から弁２４を開いて噴射される。
従つて流出路２２の先端に噴射水放出用ガンを取
付けておくと高圧噴射水を得ることが可能で、こ
の高圧噴射水により例えば塗装の剥離或は洗浄な
どを行なわせることができる。

シリンダ１２内の水３８を放出させた後にピス
トン１３をシリンダ１２から引き抜く方向に移動
させると弁２４が閉じ、弁２３が開いて図示して
いない水タンクから流入路２１を通じてシリンダ
１２内に水が吸込まれる。従つてこのような往復
運動をピストン１３に対して行なわせることによ
り水タンクからシリンダ１２内に水を吸引し、こ
の水を流出路２２から高圧の噴射水として放出さ
せるポンプ動作が行なわれる。

この往復運動中においてはピストン１３の往復
運動とフリーピストン１６の運動とがそれぞれ別
の摺動面で行なわれ、しかも水圧にほぼ等しい油
圧を高めることができるので、ピストンリング及
びパツキンに潤滑油が充分浸透されるために水と
潤滑油のバランス保持状態を安定させることがで
き、安定したポンプ動作を行なわせることができ
る。ピストン１３のシリンダ１２の内周面との摺
動は潤滑油２５の薄膜が広い周面にわたつて存在
するため極めて円滑に行なわれる。従つてピスト
ンリング１５−１〜１５−３及びパツキン１８に
対して焼付け変形が生じることがない。又ピスト
ン１３はその全長にわたつて広径状に形成可能と
なり、その断面積を有効に利用できるためにピス
トン１３の強度が大幅に増大する。

一方フリーピストン１６はその径が小さくな
り、油溜３５の形状と相俟つて圧縮動作時におけ
るフリーピストン１６の移動量が減少しパツキン
１９の摩耗も極めて少なくなる。さらに全体的に
超高圧水ポンプの構造を簡単にすることができる
ので従来の構造のものに比較してその製作が極め
て容易となる。

以上詳細に説明したように、この考案によると
全体の構造が簡単で小型化され、且つその強度を
大幅に増加させ、さらに潤滑油を摺動面のより広
い範囲にわたつて供給可能な構造とすることが可
能で、円滑なポンプ動作が行なわれ、摺動部分の
摩耗を低下させて、動作寿命を延長することがで
きる超高圧水ポンプを提供することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来提案されている超高圧水ポンプの
構成を示す断面図、第２図はこの考案の超高圧水
ポンプの実施例の構成を示す断面図である。 １２：シリンダ、１３：ピストン、１４：円柱
体部、１５−１〜１５−３：ピストンリング、１
６：フリーピストン、１７：ストツパ、１８，１
９：パツキン、２１：流入路、２２：流出路、２
３，２４，２７：弁、２５：潤滑油、２６：油流
入路、３１：挿入孔、３２：開孔、３３：スプリ
ング、３５：油溜、３６：連通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ内において軸心方向に往復自在にピス
   トンが気密的に配設され、前記ピストンにはその
   押込み方向の内端面側から軸心位置に挿入孔が形
   成され、この挿入孔内にフリーピストンが軸心方
   向において摺動自在に配され、このフリーピスト
   ンの前記挿入孔から飛び出しを阻止するストツパ
   が前記ピストンの押込み方向の内端面に取付けら
   れ、このストツパの中心に開孔が形成され、前記
   挿入孔位置に対応する前記ピストンの外周面に沿
   つて凹状の油溜が形成され、この油溜と前記挿入
   孔の内側端部間が連通孔により連通され、前記油
   溜の前後においてピストンとシリンダの間にパツ
   キンとピストンリングが介在され、上記ピストン
   の往復運動中に上記シリンダ内の水圧とほぼ等し
   い圧力が、前記フリーピストンを介して上記油溜
   に供給される潤滑油に加圧されることを特徴とす
   る超高圧水ポンプ。