JPH10266946A - 斜板式アキシャルプランジャーポンプ用軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガソリンのように潤滑性の低い媒体を用いて
潤滑されていた燃料ポンプにおいて、軸受部分の異常摩
耗を回避し、高速回転や過酷な使用条件に耐え得る斜板
式アキシャルプランジャーポンプ用軸受装置を提供する
こと。 【解決手段】 主軸２０の回転による斜板２３の動作
を、圧縮用のピストンの往復直線運動に変換する際に、
この斜板２３の動作を円滑にする斜板式アキシャルプラ
ンジャーポンプ用軸受装置１Ａ，１Ｂである。前記軸受
装置の少なくとも外周に、潤滑剤の軸受領域外への漏れ
を阻止する密封手段８を備えている構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸により回転す
る斜板の傾斜面の動作を、圧縮用のピストンの往復直線
運動に変換する際に、斜板を回転可能とする斜板式アキ
シャルプランジャーポンプ用軸受装置に関し、特に、燃
料噴射用として好適な斜板式アキシャルプランジャーポ
ンプ用軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等の動力源により駆動
される主軸によって回転する斜板の傾斜面の動作を、圧
縮用のピストンの往復直線運動に変換して、エアコン、
クーラー、更には燃料噴射等の圧力源に用いられる斜板
式アキシャルプランジャーポンプがある。この斜板式ア
キシャルプランジャーポンプは、周知のように例えばエ
ンジン等、外部から受ける駆動力により主軸が回転し、
この主軸の内端に嵌合した楔形ロータが同時に回転する
ことによって斜板上に所定の間隔で複数連接しているロ
ッドが各シリンダー内に配しているピストンを往復運動
させることにより、冷媒ガスや燃料の吸入・圧縮作用を
複数のシリンダーが順次連続的に行なうように構成され
ている。

【０００３】この種の斜板式アキシャルプランジャーポ
ンプにあっては、周知のように、ピストンによる圧縮時
に該ピストンに加わる圧縮力はロッドを通して斜板に伝
達され、更に楔形ロータを介してフロントハウジングで
受けていたが、圧縮力に抗して楔形ロータが円滑に回転
運動を行なえるようにフロントハウジングと楔形ロータ
及び楔形ロータと斜板の間隙にスラストレースを配し、
このスラストレース上にスラストころ軸受を配置した構
成にすることによって、圧縮時の圧縮力を和らげてい
た。

【０００４】しかし、上述のピストンに加わる圧縮力は
楔形ロータの傾斜面に斜板を介して伝達されると、この
斜板を常にその傾斜面に沿って特定方向に押圧するよう
な分力を生じさせ、一方、スラストころ軸受はその回転
運動(主軸まわりの回転運動)によって遠心力を生じ、前
記圧縮力による前記分力とは反対方向に作用する力が働
く。このように斜板式アキシャルプランジャーポンプの
作動中においては、その作動条件が急激に変化すること
は常であり、したがって、特にスラストころ軸受及び該
スラストころ軸受の取り付け部分には、絶えず複雑かつ
急激に力が作用するため、極めて高い耐久性が要求され
ている。

【０００５】特に、近年においては、駆動系の性能が高
くなった結果、高速かつ急激な回転変化によるスラスト
ころ軸受装置(スラストころ軸受及びその周辺部材)への
負荷は高くなってきている。

【０００６】このような状況下において、冷凍機用の斜
板式アキシャルプランジャーポンプに適用した軸受は、
比較的粘性の高い潤滑性の高い冷凍機油にて常時潤滑さ
れているので、潤滑上の大きな問題は発生なかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料噴
射ポンプにおいては、比較的潤滑性の低い（粘性の低
い）燃料により潤滑されることになることから、軸受部
分の摩耗によるトラブルが発生し易いという問題を抱え
ていた。特に、ガソリンを噴射する燃料ポンプにおいて
は、該ガソリンの粘性が低く潤滑性が極めて低いことか
ら、軸受部分の異常摩耗が発生し、該軸受部分の寿命が
極端に短くなるという問題を抱えていた。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、特に、ガソリンのように潤滑性の低い媒体を用
いて潤滑されていた燃料ポンプにおいて、軸受部分の異
常摩耗を回避し、高速回転や過酷な使用条件に耐え得る
斜板式アキシャルプランジャーポンプ用軸受装置を提供
することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る斜板式アキ
シャルプランジャーポンプ用軸受装置は、主軸の回転に
よる斜板の揺動を、圧縮用のピストンの往復直線運動に
変換する際に、前記斜板の動作を円滑にするための斜板
式アキシャルプランジャーポンプ用軸受装置において、
前記斜板の回転を可能とするスラスト軸受の少なくとも
外周に、潤滑剤の軸受領域外への漏れを阻止する密封手
段を備えていることを特徴とし、これにより上記目的を
達成することができる。

【００１０】本発明に係る斜板式アキシャルプランジャ
ーポンプ用軸受装置において、前記スラスト軸受がスラ
スト玉軸受からなることが好ましい。本発明に係る斜板
式アキシャルプランジャーポンプ用軸受装置において、
前記主軸を支持するラジアル軸受に、潤滑剤の軸受領域
外への漏れを阻止する密封手段が設けられていることが
好ましい。本発明に係る斜板式アキシャルプランジャー
ポンプ用軸受装置において、前記スラスト軸受又はラジ
アル軸受のレースの両端部分に、潤滑剤の軸受領域外へ
の漏れを防止する密封手段が設けられていることが好ま
しい。本発明に係る斜板式アキシャルプランジャーポン
プ用軸受装置において、前記潤滑剤として、グリースを
用いることが好ましい。

【００１１】

【作用】このように、スラスト軸受の少なくとも外周
に、潤滑剤の軸受領域外への漏れを阻止する密封手段を
備えていることで、組み立て当初に封入した例えばグリ
ース等の潤滑剤が遠心力によって飛散することが回避さ
れ、該潤滑剤を補充することなく長期に保持でき、潤滑
性を長期にわたって維持することができる。

【００１２】本発明において、前記斜板等を支持するス
ラスト軸受は、スラスト玉軸受又はスラストころ軸受の
いずれでもよいが、スラスト軸受がスラスト玉軸受であ
ると、スラストころ軸受のような差動すべりによる焼き
付けもなく、グリース潤滑が容易に可能となる。

【００１３】また、前記主軸を支持するラジアル軸受に
も、潤滑剤の軸受領域外への漏れを阻止する密封手段を
設けることにより、該ラジアル軸受に対する潤滑剤の補
充が不要になる。更に、潤滑領域が密封されることによ
り、外部から潤滑性の低い他の液体等の侵入を防止する
ことができる。

【００１４】また、密封手段が、前記スラスト軸受又は
ラジアル軸受のレースの両端部分に取り付けられた構造
であることにより、潤滑剤の密封領域を小さくすること
ができ、潤滑剤の使用量を少なくでき、また潤滑性の維
持が容易である。

【００１５】前記潤滑剤として、グリースを用いること
により、比較的簡単な密封構造によって、該グリースを
所望の箇所に保持することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る斜板式アキシ
ャルプランジャーポンプ用軸受装置の好ましい実施の形
態について図を参照しつつ詳細に説明する。

【００１７】（第１の実施の形態）図１に示す斜板式ア
キシャルプランジャーポンプ用軸受装置１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ（以下、単に「軸受装置」という）は、本発明に係る
軸受装置の一実施の形態(第１の実施の形態)であって、
アキシャルプランジャーポンプ１００における楔形のロ
ータ２２や斜板(揺動板)２３更には主軸２０の支持手段
として適応した場合の構成である。なお、図１は、アキ
シャルプランジャーポンプ１００における主軸２０に沿
った部分の要部断面図であり、図２及び図３は、図１に
示した密封手段の拡大断面図である。

【００１８】図１に示す斜板式アキシャルプランジャー
ポンプ１００は、所定の空間を構成したハウジング２１
（一部のみ図示）の中まで延びた主軸２０の回転（矢印
Ｚ方向）により揺動する斜板２３の動作を、ロッド２４
に取り付けられた圧縮用のピストン（図示せず）の往復
直線運動（Ｘ−Ｙ方向の運動）に変換することにより、
ピストンにより所定の圧縮動作を行って、例えば、燃料
噴射に供するように構成されている。

【００１９】このポンプ１００において、斜板２３とロ
ータ２２との間に軸受装置１Ａが配置されている。ま
た、ロータ２２とハウジング２１（フロントハウジン
グ）との間に軸受装置１Ｂが配置されている。更に、主
軸２０とハウジング２１との間に軸受装置１Ｃが配置さ
れている。

【００２０】前記軸受装置１Ａ，１Ｂは、対向する一対
のレース２ａ，２ｂ間に適宜間隔で回転可能に配置され
たボール３を具備したスラスト玉軸受からなっている。
そして、両軸受装置１Ａ，１Ｂは、ボール３及びその周
辺に例えばグリース等の潤滑剤が塗着されており、更に
この潤滑剤の塗着領域を覆うように軸受装置の外周、す
なわち、レース２ａ，２ｂの外周部分に、潤滑剤の軸受
領域外への漏れを阻止する密封手段である密封リング８
が設けられている。

【００２１】また、前記主軸２０とハウジング２１との
間に設けた軸受装置１Ｃは、ラジアル軸受であり、この
軸受装置１Ｃにも、潤滑剤の軸受領域外への漏れを阻止
する密封手段である密封リング１０が設けられている。
このように、各潤滑領域が密封されたことにより、外部
から潤滑性の低い、例えばガソリンの侵入を防止するこ
とができる。

【００２２】また、前記主軸２０を支持する軸受装置１
Ｃは、保持器１１により回転可能に保持されたころ４が
断面コ字形状のレース７の内側に支持され、このころ４
よりもハウジング外側寄りに、潤滑剤の軸受領域外への
漏れを阻止する密封リング１０が設けられている。

【００２３】図２に示すように、軸受装置１Ａ，１Ｂに
設けられた密封リング８は、金属製の芯金８ａと弾性材
よりなるシールリップ８ｂにより構成され、その一端８
ｃが、対向する一方のレース２ａの外周寄りの部分に形
成された溝５に嵌着され、他端８ｄが、他方のレース２
ｂの外周寄りの部分に形成された溝の側面６に接触する
ように構成されている。なお、密封リング８は、リング
内側にラビリンスシール８ｅを有する構造である。

【００２４】このような密封リング８によって、該リン
グ８よりも左側（ボール３側）に潤滑剤を保持する密封
空間１５が形成されている。このように、軸受の外周
に、潤滑剤の軸受領域外への漏れを阻止する密封リング
８を備えていることで、組み立て当初に封入したグリー
スが遠心力によって飛散することが回避されて、潤滑性
を長期にわたって維持できる。この密封リング８のシー
ルリップ８ｂは、例えば、アクリルゴム等の素材により
構成することができる。

【００２５】潤滑剤として、グリースを用いた場合、該
グリースは粘度が高く比較的簡単な密封構造によって、
その移動が阻止される。

【００２６】図３に示すように、密封リング１０は、金
属製材料より形成され断面形状が略Ｌ字形状の外周部１
２と、該外周部１２の内側に設けられ弾性材より形成さ
れた断面略へ字形状ともいえる内周部１３と、該内周部
１３の屈曲部分の外周に設けられたサポート環１４とか
ら構成されている。そして、外周部１２がハウジング側
に圧入嵌合され、一方、内周部１３の最小径部分１６
（サポート環１４が配置された部分の内側）が主軸２０
に摺動接触するように構成されている。この密封リング
１０の内周部１３は、例えば、アクリルゴム等の素材に
より構成することができる。

【００２７】（第２の実施形態）図４に示す軸受装置１
Ｄ，１Ｅ，１Ｆは、本発明に係る軸受装置の他の実施の
形態(第２の実施の形態)であって、第１の実施の形態と
同様に、アキシャルプランジャーポンプ２００における
楔形のロータ２２や斜板(揺動板)２３更には主軸２０の
支持手段として適応した場合の構成である。なお、図４
は、アキシャルプランジャーポンプ２００における主軸
２０に沿った部分の要部断面図であり、図５及び図６
は、図４に示した密封手段の拡大断面図である。

【００２８】図４に示す軸受装置１Ｄ，１Ｅ，１Ｆにお
いては、前記第１の実施形態と大きく異なる点は、各軸
受のレースの両端部分に、潤滑剤の軸受領域外への漏れ
を阻止する密封手段が設けられている構造である。した
がって、第１の実施の形態と同様な構成部材に関して
は、同符号を付してその説明を適宜省略する。

【００２９】図５に示すように、軸受装置１Ｄ，１Ｅに
設けられた外側の密封リング８は、第１の実施の形態と
同様に、その一端８ｃが、対向する一方のレース２ｃの
一方側に形成された溝５ａに嵌着され、他端８ｄが、他
方のレース２ｄの外周寄りの部分に形成された溝の側面
６ａに接触するように構成され、密封リング８には、リ
ング内側に、ラビリンスシール８ｅを有する構造であ
る。

【００３０】一方、軸受装置１Ｄ，１Ｅに設けられた内
側の密封リング９（密封リング８との間でボール３を挟
む位置に設けられた密封リング）は、密封リング８と同
構造のものを反対向きに取り付けられたものであり、そ
の作用は密封リング８と同様である。

【００３１】このような密封リング８と９とによって、
両リング間に潤滑剤を保持する密封空間１５が形成され
ている。

【００３２】潤滑剤として、グリースを用いた場合、該
グリースは粘度が高く比較的簡単な密封構造によって、
その移動が阻止される。また、密封手段である密封リン
グ８と９が、レース２の内側及び外側の両端部分に取り
付けられた構造であることにより、潤滑剤の密封領域を
小さくすることができ、グリースの量を最小限にでき、
グリースの飛散をより効果的に阻止することができる。

【００３３】前記主軸２０を支持する軸受装置１Ｆは、
保持器１１により回転可能に保持されたころ４がレース
７ａの内側に支持され、このころ４の両端側に位置した
密封リング５０により、潤滑剤の軸受領域外への漏れを
阻止するように構成されている。

【００３４】図６に示すように、密封リング５０は、弾
性材により形成され断面形状が略Ｌ字形状の外周部５１
と、該外周部５１の内側に設けられた断面略へ字形状と
もいえる内周部５２とから構成されている。そして、密
封リング５０は、外周部５１の外周端がレース７ａの両
端に形成された段部６０に装着され、一方、内周部５２
の両端が主軸２０に摺動接触するように構成されてい
る。

【００３５】この密封リング５０は、例えば、アクリル
ゴム等の素材により構成することができる。

【００３６】（第３の実施の形態）図７に示す軸受装置
１Ｇ，１Ｈは、本発明に係る軸受装置の第３の実施の形
態であって、アキシャルプランジャーポンプ３００にお
ける楔形のロータ２２や斜板(揺動板)２３の支持手段と
して、スラストころ軸受装置１Ｇ，１Ｈを適応した場合
の構成である。したがって、第１の実施の形態と同様な
構成部材に関しては、同符号を付してその説明を適宜省
略する。

【００３７】このポンプ３００において、斜板２３とロ
ータ２２との間にスラストころ軸受装置１Ｇが配置され
ている。また、ロータ２２とハウジング２１（フロント
ハウジング）との間にスラストころ軸受装置１Ｈが配置
されている。

【００３８】前記スラストころ軸受装置１Ｇ，１Ｈは、
対向する一対のスラストレース３２ａ，３２ｂ間におい
て、保持器３９によって適宜間隔で回転可能に保持され
たころ３３を具備した構成である。そして、両軸受装置
１Ｇ，１Ｈの特徴は、軸受装置の外周部分に密封リング
３８が設けられていることである。すなわち、スラスト
レース３２ａ，３２ｂの外周部分に、両レース３２ａ，
３２ｂ間を掛け渡すように、潤滑剤の軸受領域外への漏
れを阻止する密封手段である密封リング３８が設けられ
ている。

【００３９】この密封リング３８は、金属製の芯金３８
ａと弾性材よりなるシールリップ３８ｂにより構成さ
れ、シールリップ３８ｂの横断面がＹ字形状とも云える
形状であり、芯金３８ａの円筒部がスラストレース３２
ａ，３２ｂのいずれか一方に固定されている。

【００４０】図８に示すように、軸受装置１Ｇ，１Ｈに
設けられた密封リング３８は、芯金３８ａが、スラスト
レース３２ａに圧入嵌合され、端部３８ｃが、Ｙ字に分
かれて他方のスラストレース３２ｂに摺動接触するよう
に構成されている。

【００４１】このように設けられた密封リング３８によ
って、該リング３８よりも内側に潤滑剤を保持する密封
空間４５が形成される。このように、軸受の外周に、潤
滑剤の軸受領域外への漏れを阻止する密封リング３８を
備えていることで、組み立て当初において、密封空間４
５内に封入された潤滑剤は、遠心力によって飛散するこ
とが回避されて、潤滑性を長期にわたって維持できる。
なお、この密封リング３８のシールリップ３８ｂは、例
えば、アクリルゴム等の素材により構成することができ
る。

【００４２】密封リング３８のシールリップ３８ｂは、
端部３８ｃが図８に示す矢印Ｌ，Ｍのように、変形しや
すい構造であるので、実質的にＹ字の縦方向にある程度
の弾性を有することができる。したがって、レース３２
ａ，３２ｂ間の密封を良好に維持することができる。

【００４３】以上、３つの実施形態について説明した
が、本発明に係る軸受装置は、前掲の実施形態に何ら制
限されるものではなく、各本発明の要旨を逸脱するもの
でなければ、その形態は種々変更可能であることは勿論
である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る斜板
式アキシャルプランジャーポンプ用軸受装置は、スラス
ト軸受の少なくとも外周に、潤滑剤の軸受領域外への漏
れを阻止する密封手段を備えていることで、組み立て当
初に設けた潤滑剤が遠心力によって飛散が防止され、潤
滑性を長期にわたって維持することができる。

【００４５】したがって、ガソリン用の燃料ポンプにお
ける軸受装置に適応した場合、従来のように、ガソリン
による潤滑とは異なり、軸受部分の異常摩耗が回避さ
れ、高速回転や過酷な使用条件に耐え得る斜板式アキシ
ャルプランジャーポンプ用軸受装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る斜板式アキシャルプランジャーポ
ンプ用軸受装置の一実施形態（第１の実施形態）におけ
る要部断面図である。

【図２】図１におけるスラスト軸受部分における密封リ
ング及びその周辺部分の要部断面図である。

【図３】図１におけるラジアル軸受部分における密封リ
ングの断面図である。

【図４】本発明に係る斜板式アキシャルプランジャーポ
ンプ用軸受装置の他の実施形態（第２の実施形態）にお
ける要部断面図である。

【図５】図４におけるスラスト軸受部分における密封リ
ング及びその周辺部分の要部断面図である。

【図６】図４におけるラジアル軸受部分における密封リ
ング及びその周辺部分の要部の断面図である。

【図７】本発明に係る斜板式アキシャルプランジャーポ
ンプ用軸受装置の他の実施形態（第３の実施形態）にお
ける要部断面図である。

【図８】図７におけるスラスト軸受部分における密封リ
ングおよびその周辺部分の要部断面図である。

【符号の説明】

1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H 斜板式アキシャルプランジ
ャーポンプ用軸受装置 2,2C,2F,32a,32b レース ３ ボール ４，３３ ころ 8,9,10,,38,50 密封リング １１，３９ 保持器 １５ 密封領域 ２０ 主軸 ２１ ハウジング ２２ ロータ ２３ 斜板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸の回転による斜板の揺動を、圧縮用
   のピストンの往復直線運動に変換する際に、前記斜板の
   動作を円滑にするための斜板式アキシャルプランジャー
   ポンプ用軸受装置において、 前記斜板の回転を可能とするスラスト軸受の少なくとも
   外周に、潤滑剤の軸受領域外への漏れを阻止する密封手
   段を備えていることを特徴とする斜板式アキシャルプラ
   ンジャーポンプ用軸受装置。