JPH07109356B2 - ポンプの密封機構、密封機構を有する液体推進剤銃、およびピストンに対する減圧封じを作る方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は液体推進剤銃の様な流体高圧装置に対する潤
滑封じに関する。

従来技術 環状封じは周知であり、例えば米国特許第2,117,885
号、同第1,376,130号、同第539,733号、同第3,006,254
号、西ドイツ特許第1,096,697号、米国特許第3,783,737
号及び同第3,996,837号に記載されている。この各々の
封じは、中孔と突合せにリングを圧入して閉じた面の連
続体を構成することによって作用し、程度の差はある
が、限られた数の発射に対して有効である。米国特許第
4,050,352号には、液体推進剤銃の発射室に対する液体
インベストメント封じが記載されている。この封じは毎
回の発射が開始する時に更新される。潤滑面も周知であ
り、例えば米国特許第2,409,057号、同第3,113,491号、
同第3,155,439号、同第3,677,141号、同第3,905,281
号、同第3,982,471号、同第4,067,401号、同第4,218,96
1号、同第4,253,714号、同第4,301,213号、同第4,316,9
21号、同第4,466,165号、同第4,474,106号、同第4,553,
417号及び同第4,557,351号に記載されている。

発明の要約 この発明は高い圧力、例えば100,000psiで使う潤滑封じ
に関する。上流側の減圧封じと下流側のピストン・リン
グ封じの組合せは従来知られている。減圧封じが、この
空所内に発生された乱流により、高圧を一層低い圧力に
下げる様に作用して、リング封じが確実な封じ作用が出
来る様にする。然し、減圧封じの空所は推進剤がその中
に蓄積しない様に駆逐しなければならない。そうしない
と、推進剤が燃焼して、減圧封じの故障を招くことがあ
る。

従って、この発明の目的は、各々の発射サイクルの間、
空所が確実に駆逐される様な減圧封じ機構を提供するこ
とである。

別の目的は、潤滑の確実な流れを持つこの様な封じ機構
を提供することである。

別の目的は、封じ機構を利用して、この封じ機構を取入
れたピストンの後向きの移動を減衰することである。

別の目的は、この様な封じ機構を製造する方法を提供す
ることである。

この発明の特徴は、交互の溝とランドによって形成され
た一連の空所を持つと共に多孔質構造で形成された本
体、及び該多孔質構造に液体潤滑剤の確実な流れを供給
する手段を持つ減圧封じ機構を提供することである。

この発明の上記並びにその他の目的、特徴及び利点は、
以下図面について説明する所から明らかになろう。

発明の説明 第１図は米国特許第4,523,507号に示された構造の詳細
図であり、この出願で説明しない細部については同米国
特許を参照されたい。この液体推進剤銃がハウジング10
を持ち、その銃身12が中孔14及び発射体18を挿入するこ
とが出来る室16を持っている。中心ジャーナル又は不動
のボルト20が充填ピストン又は弁22を支持し、それが再
生ピストン24を支持している。ピストンはヘッド26及び
スカート部28を持っている。充填ピストン22の外面32に
ある溝30がＯリング封じ34を持ち、これがスカート部28
の内面36に接する。ハウジングの内面40にある溝38がＯ
リング封じ42を持ち、これがスカート部の外面44に接す
る。２つのピストン22,24のヘッドの間に構成された圧
送室46に液体推進剤を圧送する。燃焼室48の発射体18の
底とピストンヘッド26の前面の間に限定される。点火器
50が不動のボルト20に対する再生ピストン24の最初の後
向きの変位を生ずるのに適切な初期圧力を燃焼室48内に
発生して、ボルトとピストンの間に環状開口又はすき間
を作り、このすき間を介して液体推進剤を圧送室46から
燃焼室48に噴射する。

この発明の封じ機構が第２図及び第３図に示されてい
る。何れもこの発明を実施した内側及び外側機構の両方
が示されているが、普通の内側機構と共に外側機構だけ
を用いてもよい。この封じ機構は次の様にして作られ
る。

1.あり形断面を持つ、即ち底に対して鋭角の側壁を持つ
外側の環状溝100及び同様な内側の環状溝102をピストン
のスカート部28の外面44及び内面36に夫々切込む。

2.スカート部の末端から溝100に、その底に沿って複数
個の縦方向の通路104を穿孔し、同様に複数個の通路106
を溝102に対して穿孔する。

3.通路104及び106は、その内、溝100及び102と同じ所に
ある部分を含めて、後で除くことが出来る材料で充填す
る。例えば、熱によって溶融して除くことが出来るか或
いは水銀によってアマルガムとして取出すことが出来る
鉛、又は酸を用いて溶解することの出来る塩を用いる。
特定の方法は、具体的な用途及び使われる特定の封じ及
びピストン材料に関係する。

4.減圧封じの本体108,110を溝100,102の中に組込む。こ
れらの本体は電気アーク又はその他のプラズマ吹付け方
法によって沈積された金属の様な多孔質材料で作られ
る。

5.夫々一連の空所116,118を外面112,114から夫々の本体
108,110に研削によって作る。

6.通路104及び106は、溝100及び102と同じ所にある部分
を含めて、酸熱又は水銀を用いること等により、充填材
料を除く。

封じ本体108とスカート部の末端の間にあるスカート部
の外面44の環状溝120を加工し、内面36に同様な溝122を
加工する。外側Ｏリング封じ124を溝120に配置し、内側
Ｏリング封じ125を溝122に配置する。

ハウジングの内面40及び充填ピストンの外面32はかじり
を防止する適当な材料で被覆することが出来る。例え
ば、プラズマアークによってセラミック材料を吹付け、
その後、それに黒鉛又はMoS₂の様な固体潤滑剤を含浸す
る。こういう被覆がピストンとＯリングの間の接触部を
潤滑する。

潤滑剤の供給源126が逆止弁130及び通路132を介してダ
ッシュポット室128に結合される。この室はハウジン
グ、充填ピストン及びピストンのスカート部によって構
成される。潤滑剤は発射サイクルの前は空所内の圧力よ
りも高い圧力で供給され、通路104,106,本体108,110を
介して空所116,118及び全体的な減圧封じ区域に滲み出
す。これは、この区域が圧密な境界ではないからであ
る。この流れが封じを更に潤滑し、空所及びランドから
残留推進剤を駆逐する。

発射の際、点火の後、再生ピストン24が強制的に後向き
に押され、圧送室46の容積を減少すると共に、推進剤を
燃焼室48に噴射する。この後向きの動きが、室124の容
積を減少する様にも作用し、潤滑剤を確実に通路104,10
6及び本体108,110に押出す。多孔質本体108,110が流れ
に対する抵抗として作用するから、ピストンの後向きの
動きに対する制動作用が得られる。制動係数は孔度の直
接的な関係であり、それによって予め決定することが出
来る。

希望によっては、1967年にニューヨーク州のメトコ・イ
ンコーポレーテッド社から出版されたビュレチン136C,
改訂版2/83に記載される「メトコ・フレーム・スプレー
イング・プロセッセズ」を利用して、金属及びセラミッ
ク被覆を沈積することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は米国特許第4,341,147号、同第4,523,507号、同
第4,523,508号、同第4,586,422号に記載される形式の１
例としての液体推進剤を用いる銃の細部を示す図であ
り、高圧の下に於ける普通のＯリング形封じ機構を示し
ている。 第２図は第１図と同様な銃の細部を示す図であるが、環
状外側差動ピストンのスカート部と内側充填ピストンの
間の封じ機構と、スカート部とハウジングの間の封じ機
構を示しており、この何れの機構もこの発明を実施した
ものである。 第３図は第２図のIII−III平面で切った断面図である。 主な符号の説明 10:ハウジング 20:不動のボルト 22:充填ピストン 24:再生ピストン 26:ピストンヘッド 28:スカート部 34,42:Oリング封じ 46:圧送室 104,106:通路 108,110:多孔質本体 116,118:空所 120:環状溝 126:潤滑剤の源

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空所を持つと共に内壁を持つハウジング、 該ハウジングの空所内に配置された中心ジャーナル、 ピストンヘッド及び中心空所を限定するスカート部を持
   ち、該スカート部の末端領域が前記中心ジャーナル上に
   配置されていて、該ジャーナルの１端が前記ピストンの
   中心空所に突入して該ジャーナルの突入する１端及び前
   記ピストンヘッドの間に圧送室を構成すると共に前記ス
   カート部及び前記ハウジングの空所の内壁の間にすき間
   を作っているピストン、及び 前記すき間を密封する密封機構を有するポンプの密封機
   構に於て、 前記ハウジングの空所の内壁、前記ジャーナル及び前記
   スカート部の末端面によって構成される別の圧送室と、 前記ハウジングの空所の内壁に隣接して前記スカート部
   の環状外面内に配置された多孔質環状本体と、 該本体内に設けられていて、各々ハウジングの空所の内
   壁に向って開口する複数個の環状溝と、 前記スカート部を通り、前記多孔質本体をスカート部の
   末端面と結合する通路と、 前記別の圧送室に液体を供給する手段とを有し、液体が
   前記別の圧送室から前記通路、前記多孔室本体及び前記
   環状溝を通って前記すき間に流れる様な動作モードを持
   つ密封機構。
2. 【請求項２】内壁をもつ空所を有するハウジング、 該ハウジングの空所内に配置された中心ジャーナル、 ピストンヘッド及び中心空所を限定する環状スカート部
   を持つ再生ピストンを持ち、 該スカート部の末端領域が前記中心ジャーナル上に配置
   されていて、該ジャーナルの１端が前記ピストンの中心
   空所内に突入して該ジャーナルの突入する１端及びピス
   トンヘッドの間に推進剤圧送室を構成すると共に、前記
   スカート部及びハウジングの空所の内壁の間のすき間を
   含めて、前記ピストンヘッド及びハウジングの間に燃焼
   室を限定しており、更に 前記すき間を密封する密封機構を有する液体推進剤銃に
   於て、 前記密封機構が、 前記ハウジングの空所の内壁、及び前記スカート部の末
   端面によって構成された潤滑剤圧送室と、 前記ハウジングの空所の内壁に隣接して前記スカート部
   の環状外面内に配置された多孔質環状本体と、 該本体内に設けられていて、各々ハウジングの空所の内
   壁に向って開口する複数個の環状溝と、 前記スカート部を通り、前記多孔質本体をスカート部の
   末端面と結合する通路と、 前記環状溝の内の１つにピストンヘッドから離れて且つ
   前記スカート部の末端に接近して配置されていて、前記
   すき間を閉塞する封じ部材と、 前記潤滑剤圧送室に潤滑液体を供給する手段とを有し、 液体が前記潤滑剤圧送室から前記通路、前記多孔質本体
   及び前記環状溝を介して前記すき間に流れる様な動作モ
   ードを持つ液体推進剤銃。
3. 【請求項３】ピストンに対する減圧封じを作る方法に於
   て、円柱形外面、ピストンヘッド外面及び末端面を持つ
   ピストンを用意し、 前記円柱形外面に外側環状溝を形成し、 前記末端面から前記外側環状溝の中に、その基部に沿っ
   て前記ピストンを通る通路を形成し、 前記通路の内、前記外側環状溝と同じ所にある部分を含
   めて、該通路を後で除くことが出来る材料で充填し、 前記外側環状溝を円柱形外面を持つ多孔質材料の本体で
   充填し、 該本体の円柱形外面に一連の相隔たる環状溝を形成し、 前記材料を前記材料を前記通路から取除く工程を含む方
   法。
4. 【請求項４】特許請求の範囲３）に記載した方法に於
   て、前記本体及び前記末端面の間で前記ピストンの外面
   に別の環状溝を形成して、その中に封じを配置する工程
   を含む方法。
5. 【請求項５】特許請求の範囲４）に記載した方法に於
   て、前記本体が電気アーク吹付け方法によって沈積され
   た金属で形成されている方法。
6. 【請求項６】特許請求の範囲３）に記載した方法に於
   て、前記通路の末端面にダッシュポット機構を結合し、
   該ダッシュポット内に液体推進剤を配置することによ
   り、前記潤滑剤が該ダッシュポット機構から前記通路、
   前記多孔質本体を通って一連の相隔たる環状溝へ流れる
   様に結合される様にすることを含む方法。