JP2000513782A - 高圧流体システム用の低漏れプランジャおよびバレル組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 バレルに形成された空胴内に往復運動可能に取り付けられたプランジャおよびプランジャの周囲の流体漏れ流量を減少させるために空胴内に配置された漏れ流量減少装置とを含み、したがってシステムの効率が向上した改良されたプランジャおよびバレル組立体を提供する。漏れ流量減少装置は、プランジャとバレルとの間に取外し可能に空胴内に取り付けられたシーリングスリーブを含み、これはプランジャを摺動可能に受容するボアを含み、プランジャとボアとの間に環状隙間を形成する。シーリングスリーブは、流体圧力に応答して環状隙間からの流体漏れを最小化するように弾性的に撓んで、環状隙間を減少させるように設計される。シーリングスリーブは、簡単に低価格で交換ができるように、バレルとは別個の部品として形成される。シーリングスリーブは、高圧室内の燃料を加圧するためにポンププランジャを有する燃料ポンプに適用することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧流体システム用の低漏れプランジャおよびバレル組立体 技術分野 本発明は、プランジャとバレル組立体とのクリアランスからの漏れを効果的に 最小化する流体システム用のプランジャおよびバレル組立体に関する。 発明の背景 エンジン設計者は、エンジン効率を改善するエンジン設計の改良を絶えず追及 している。エンジン効率を改善する１つの方法は、流体システムの動作効率を改 善することである。特に、流体システム内の高圧燃料の漏れは、エンジン効率を 低下させるおそれのあるエネルギ損失を意味する。燃料経済を改善すると共に、 最近および近く制定される法律の要求に従って排気ガスを減少しようとして、噴 射圧力レベルを高くするにつれて、高圧燃料の損失は最近ますます大きな問題に なってきている。 望ましくない燃料の漏れは、本体に形成されたボア（bore）中に往復運動する ように装着されると共に本体の内表面とすべり嵌め合い（close sliding fit） を形成する大きさに形成されて隣接する表面間に部分流体密封を形成する、弁要 素または燃料プランジャなどの部材を有する燃料システムの構成部品でしばしば 発生する。燃料の圧力が増加すると、シールの長さ方向に沿って、すなわち前記 部材とボアを形成する相対する壁とのクリアランスに沿って、圧力勾配が生じる 。前記クリアランスからの漏れ流量は、主に圧力勾配の大きさ、係合の長さ、作 動クリアランス（operating clearance）の大きさ、および流体の粘度に依存す る。前記動作クリアランスの大きさは、前記ボアを形成する前記本体の燃圧誘導 膨張または変形の量によって影響される。漏れを低減する１つの方法は、前記プ ランジャと前記バレルとのクリアランスをより小さくするように構成部品を設計 することである。しかし、公差をより小さくしようとすると、製造コストが増加 する。漏れを低減する別の方法は、ボアを形成する本体またはハウジングの大き さおよび／または強度を増大することによって圧力誘導膨張に対抗するように、 本体を 設計することである。しかし、この方法は構成部品およびひいては燃料システム の大きさおよび重量を増大するので望ましくない。 現代のエンジンに使用されている多くの燃料システムは、例えば、米国特許第 ５，０７２，７０９号に開示されているような単体燃料噴射器、または米国特許 第４，５３０，３３５号に開示されているような燃料ポンプ組立体に、組み込ま れ往復運動するように装着された燃料加圧プランジャを備えている。各プランジ ャは一般的に機械的または油圧的に作動して、圧力チャンバの燃料を加圧してエ ンジンシリンダに噴射させる。例えば、米国特許第５，０９６，１２１号および 第５，４４１，０２７号は油圧作動する圧力増強プランジャ組立体を開示してい る。しかし、これらの参考文献は、プランジャと隣接するボア壁との間の漏れの 低減を示唆しておらず、したがって上述の不利益を免れない。 Ｌｏｅｇｅｌ，Ｓｒ．らの米国特許第４，９９１，４９５号は、ボアに装着さ れたプランジャ、および前記プランジャとそのハウジングとの間の空間をシール するために前記プランジャに沿って直列に配置された複数のインサートを含むポ ンピング機構を開示している。インサートは、隣接するインサートによって与え られる軸方向の流体誘導力に応答して半径方向に変形および膨張するスラストお よびシールリングを含む。しかし、このシーリング組立体は、費用がかかり維持 しにくい複雑かつ高価な装置から成る余分なディスクおよびその他の部品を必要 とする。さらに、この装置は、プランジャの各ポンピング行程中にインサートの 両側に各１つ、計２つの間隙を再シールし、こうして最小限度以下の漏れの可能 性を高める必要があるので、望ましくない。 Ｋａｂａｉらの米国特許第５，０３８，８２６号は、弁体に摺動可能に配置さ れたピストンを含む三方弁を開示している。高圧燃料は、前記弁体および前記ピ ストンに形成された整列ポートを介して前記弁に送り込まれる。ピストンまたは 弁体の一体部（integral portion）は供給燃料圧力によって作動して、ピストン と弁体とのクリアランスを減少し、それによって構成部品間の漏れを低減する。 一体部の変形はクリアランスを詰めて漏れを減少する傾向にあるが、その結果生 じる小さい許容誤差は、弁体またはピストンの摩耗またはおそらく摩擦による掻 き傷（scuffing）の増大を引き起こし、時間の経過につれて過剰なクリアランス が生じる可能性がある。Ｋａｂａｉらの設計の場合、過剰な摩耗は最終的に、ピ ストンおよび／または弁体全体の交換を必要とし、費用が余計に増大する。また 、一体部はシール長の限られた局所化された部分だけの圧力勾配を低下するだけ であり、したがって漏れを最適に最小化することはできないので、不利である。 さらに、一体部は、弁体またはピストンに内部流路を機械加工することによって 形成するので、製造時間および費用が増加する。 したがって、組立体の費用および大きさを最小化しながら、プランジャとバレ ルとのクリアランスからの流体の漏れを効果的かつ最適に最小化する、改善され たプランジャおよびバレル組立体のニーズがある。 発明の概要 したがって、本発明の目的は、先行技術の欠点を克服し、プランジャとバレル の間の燃料漏れを最適に最小化し、したがって効率を増大することのできる、改 善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明の別の目的は、弁またはポンプのどちらにでも適用することができ、ポ ンプまたは弁部材とボアを形成するその本体との間の流体漏れを効果的に減少す る、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、高圧燃料システムにおける単体燃料噴射器および 燃料噴射器の上流に配置された往復プランジャ型ポンプを含む燃料ポンプに適用 できる、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、燃圧が高くなるにつれてプランジャとバレルの間 の作動クリアランスが減少する、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提 供することである。 本発明のさらに別の目的は、構成部品の潤滑および構造上の要求事項を満たす ために弾性部の材料をバレルとは独立して選択することができる弾性部を含む、 改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、バレルに形成されるブラインドボア（blind bore ）を製造する費用を最小化する、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提 供することである。 本発明のさらに別の目的は、プランジャボア（plunger bore）が組立体に対す る締付け負荷または取付け負荷のひずみ効果に実質的に影響されない、改善され たプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、バレルを交換せずに新しいボア形成表面を得られ て容易かつ安価に改修できる、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供 することである。 本発明のさらに別の目的は、バレルから流体密閉機能を除去する弾性シーリン グスリーブを含む、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することで ある。 本発明のさらに別の目的は、容易に交換可能な弾性シーリングスリーブを含む 、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、動作応力を制限するようにバレルを設計しその大 きさを決定することができ、かつ半径方向の膨張を制限するような大きさにする 代わりにバレルの半径方向の膨張の増大を可能にする弾性シーリングスリーブを 含む、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、燃料システムの効率を向上させ、必要とするポン プ吐出量を最小化する燃料ポンプ用の改善されたプランジャおよびバレル組立体 を提供することである。 本発明のこれらおよびその他の目的は、空胴（cavity）および高圧流回路を含 む装置本体と、空胴内で往復運動するように配置されたプランジャと、流体回路 からの流体の漏れ流量を減少させるために空胴内に配置された漏れ流量減少装置 とで構成される、高圧流体システム用の流体制御装置を提供することによって達 成される。漏れ流量減少装置は、空胴内のプランジャと装置本体との間に取外し 可能に取り付けられ、プランジャを摺動可能に受容するためのボアを含み、プラ ンジャとボアの間に環状隙間を形成するシーリングスリーブを含む。シーリング スリーブは、流体圧力に対して弾性的に撓んで環状隙間を減少し、環状隙間から の流体の漏れを最小化するように設計される。シーリングスリーブは、流体圧力 が直接作用してシーリングスリーブを半径方向に内向きに撓ませて環状隙間を減 少させる外側環状表面を含むことができる。シーリングスリーブはまた、内側可 撓部と装置本体にしっかりと取り付けられた外側部とを含むこともできる。外側 部は、装置本体に形成された環状ランドと密閉状態に隣接するための環状ステッ プを含むことができる。外側部に作用する軸方向の締付け力を使用して、シーリ ングスリーブを環状ランドに押しつけるように所定位置にしっかりと保持するこ とができる。シーリングスリーブは、装置本体に押しつけるように空胴内に圧入 することができる。シーリングスリーブの内側端部に作用する流体の圧力により 、スリーブが環状ランドに対し隣接して密封するように偏りやすくして、シーリ ングスリーブの内側端部は、空胴の内側端部から間隔を置いて配置される。した がって、空胴を１つの部品で構成された装置本体に形成し、シーリングスリーブ を軸方向締付け力により空胴内に保持することができるようにするか、あるいは 代替的に、装置本体を２つの部分で構成し、それらが１つに接続されたときにシ ーリングスリーブを固定する空胴が形成されるようにすることができる。 本発明は、プランジャが周期的なポンピングストロークで運動し、空胴の内側 端部に形成された高圧燃料室内で燃料を加圧するように作動できるようストロー ク高圧燃料システム用の燃料ポンプに組み込まれることが望ましい。 図面の簡単な説明 第１図は、先行技術の燃料ポンプに使用される従来のプランジャおよびバレル 組立体の部分断面図である。 第２図は、本発明の好適な実施例に従って設計されたプランジャおよびバレル 組立体の部分断面図である。 第３図は、本発明のプランジャおよびバレル組立体の第２実施例の部分断面図 である。 第４図は、第１図に開示するような従来の組立体と比較した本発明の漏れ低減 効果を示すグラフである。 第５図は、本発明のプランジャおよびバレル組立体のプランジャとバレルの半 径方向の変位とシーリングスリーブの長さに沿った隙間の半径方向のクリアラン スを表わすグラフである。 第６図は、本発明のシーリングスリーブの長さに沿った環状隙間内の圧力を示 すグラフである。 好適な実施の形態の説明 第１図は、従来のプランジャおよびバレル組立体を使用する他の燃料ポンプに 対し、本発明のプランジャおよびバレル組立体を燃料ポンプに組み込んだ場合の 利点を明確に示すために呈示される。第１図は、プランジャボア１４を含むバレ ル１２と、ボア１４内で往復運動するように取り付けられたプランジャ１６とを 含む、符号１０で示された先行技術のプランジャおよびバレル組立体を表わす。 プランジャ１６は、前進および後退の行程で運動して、ボア１４の一端に形成さ れた高圧室１８内で流体すなわち燃料を周期的に加圧するように作動する。高圧 室１８の高圧燃料は、高圧流回路２０を介してエンジンへ送り込まれる。プラン ジャ１６およびボア１４は相互に、プランジャ１６がボア１４を形成するバレル １２の内側表面とすべり嵌め合いを形成し、隣接する表面間に形成される環状隙 間に部分流体密閉を形成するような大きさに形成される。プランジャ１６の往復 運動中に、環状間隙の係合またはシーリングの長さに沿って軸方向に圧力勾配が 形成され、高圧室１８から外側に向かって漏れ流量が生じる。また、高圧室１８ 内の燃圧が増加するにつれて、漏れ流量は増大する。高圧室１８の圧力はしばし ば、バレル１２を膨張させる、すなわち弾性的に半径方向に外向きに変形させる のに充分に高くなり、環状隙間の大きさが増加し、したがって望ましくないこと に、漏れ流量が増大する。この漏れ流量がプランジャ１６を潤滑するように機能 することは望ましいことであるが、漏れ流量は燃料システムの効率を低下させる と共に組立体の必要ポンプ吐出し量を増大させるエネルギの損失をも意味する。 第２図および第３図に示す本発明のプランジャおよびバレル組立体は、プラン ジャ周辺の漏れ流量を最小化するように機能し、したがって燃料システムの効率 を高め、必要ポンプ吐出し量を低下させながら、組立体の大きさを増大すること なく、プランジャの効果的な往復運動を可能にする。第２図を参照すると、全体 を符号３０で示された燃料ポンプに適用された本発明のプランジャおよびバレル 組立体の好適な実施の形態が示されている。燃料ポンプ３０は、空胴３４が形成 された本体またはバレル３２と、空胴３４内で往復運動するように取り付けられ たプランジャと、空胴３４内のプランジャ３６とバレル３２の間に取り付けられ た漏れ流量減少装置３８とを含む。本発明の燃料ポンプ３０は、単体燃料噴射器 に一体化されたものや、燃料噴射器の上流に配置された高圧燃料システム内の燃 料ポンプなど、様々な適用例に組み込むことができる。プランジャおよびバレル 組立体はまた、油圧作動式圧力増強ポンプ装置に組み込むこともできる。また、 本発明のプランジャおよびバレル組立体は、プランジャ３６が例えばバレルに形 成された弁座を係合するための弁体として機能する高圧燃料弁など、別のタイプ の流体制御装置に組み込むことも可能である。 漏れ流量減少装置３８は、空胴３４内に配置されたシーリングスリーブ４０を 含み、これはプランジャ３６を受容するためのボア４２を含む。シーリングスリ ーブ４０は、バレル３２のボア３４の内部に形成された環状ランド４８に隣接し て密封するための環状ステップ４６を含む外側部４４を含む。シーリングスリー ブ４０は、環状ステップ４６を環状ランド４８と隣接して密封するのを維持する ように取付け装置または締付け装置（図示せず）によって付与される、符号５０ で示される軸方向の締付け力によって空胴３４内の所定位置にしっかりと保持さ れる。したがってシーリングスリーブ４０は、空胴３４内に取外し可能に配置さ れるように設計される。軸方向の締付け力５０は、参照によってここに組み込ま れる米国特許第５，５０３，１２８号に示されるような噴射器締付け装置によっ て提供することができ、この場合、燃料ポンプ３０は噴射器に一体化され、締付 け装置は、エンジンに形成される噴射器取付けボアの所定の位置に燃料噴射器お よびバレル３２を保持するのに充分な力をも提供する。 シーリングスリーブ４０はまた、外側部４４と一体的に形成され、空胴３４内 に内向きに伸長する内側可撓部５２をも含む。内側可撓部５２の内側端部５４は 、空胴３４の内側端部とは間隔を置いて終端する。プランジャ３６は、空胴３４ の内側端部に高圧流体室５６を形成するように、ボア４２に往復運動するように 取り付けられる。高圧燃料回路５８は供給燃料を高圧室５６内に向かわせ、高圧 室５６からの高圧燃料の流量を、例えば燃料噴射器のノズル組立体を介してエン ジンへ噴射させる。 内側可撓部５２は一般に円筒形であり、外側環状室６０が形成されるように空 胴３４の内径より充分に小さい外径を有する。外側環状室６０は、内側可撓部５ ２の内側端部５４と空胴３４の内側端部との間に形成された端部間隙６１を介し て、高圧室５６と連続流体連絡状態にある。したがって、外側環状室６０の燃圧 は、プランジャ３６の運動中ずっと、高圧室５６内での燃圧と実質的に同一であ る。また、プランジャ３６の外径とシーリングスリーブ４４の内径は、プランジ ャ３６の外側表面とシーリングスリーブ４０の内側表面との間に隙間６２が形成 され、摺動締り嵌めおよび部分流体密閉が形成されるような大きさになる。その 結果、外側環状室６０の燃圧は、環状隙間６２の少なくとも一部分における燃圧 より高くなり、したがって内側可撓部５２は内側に向かって撓み、隙間６２の大 きさおよび隙間からの漏れ流量は減少する。 動作中、プランジャ３６が後退すると高圧室５６は拡大し、回路５８から供給 燃料が高圧室５６に流入する。高圧室５６の方向へのプランジャ３６の内向きつ まり前進行程中のある時点で、高圧室５６内の燃料はプランジャ３６によって圧 縮され、それにより高圧室５６および外側環状室６０の両方の燃圧が同様に増加 する。したがって、同一圧力の高圧燃料が、高圧室５６に隣接する可撓部５２の 内側表面および外側環状室６０を形成する内側可撓部５２の外側環状表面の両方 に作用する。その結果、内側可撓部５２の内側端部は同一圧力を受けて、それに より、高圧室５６に隣接して位置する内側可撓部５２の部分の燃圧誘導膨張は回 避される。さらに、プランジャ３６と内側可撓部５２との間の環状隙間６２に形 成される部分流体密封は、環状隙間６２の軸方向長さに沿った圧力を低下させる 絞り効果を生む傾向がある。しかし、環状隙間６２の反対側に位置する外側環状 室６０の燃圧は、高圧室５６の圧力に等しい高圧レベルに維持される。したがっ て、プランジャ３６と重なる、すなわち環状間隙６２に隣接して位置する内側可 撓部５２の部分は、その外側表面に流体圧力を受け、シーリングスリーブ４０の その部分が半径方向に内向きに撓む、つまり弾性的に変形する傾向がある。した がって、シーリングスリーブ４０の流体圧力誘導撓みによって環状隙間６２は減 少し、その結果、環状隙間６２からの漏れ流量は減少する。外側環状室６０内の 高圧燃料によりバレル３２の燃料誘導膨張が生じるかもしれないが、その膨張は プランジャ３６とシーリングスリーブ４０との間の密封に悪影響を及ぼさない。 第３図は本発明のプランジャおよびバレル組立体の第２の実施の形態を示し、 ここでは漏れ流量減少装置７０は、ツーピースバレル７４とプランジャ７５との 間に配置された、略円筒形のシーリングスリーブ７２を含む。ツーピースバレル ７４は、各々がそれぞれの空胴８０、８２を有する第１ピース７６および第２ピ ース７８を含み、第１ピース７６が第２ピース７８に対し一直線に隣接して配置 されたときに、完全な空胴８４を形成する。第２バレルピース７８は上部環状ラ ンド８６および環状凹所８８を含み、スリーブ７２を第２バレルピース７８にし っかりと接続するために、シーリングスリーブ７２はその中に圧入される。シー リングスリーブ７２の外側端部は上部環状ランド８６に隣接し、シーリングスリ ーブ７２は空胴８４内に軸方向に配置される。シーリングスリーブ７２が環状凹 所８８に圧入された後、第１バレルピース７６は任意の従来の方法で、例えば外 側保持器で第２バレルピース７８をねじ込み可能に係合して第１および第２ピー ス７６、７８を圧縮隣接関係に保持することによって、第２バレルピース７８に 接続することができる。シーリングスリーブ７２は、構造的および機能的に第２ 図の前述の例の内側可撓部５２と同じ内側可撓部９０を含む。高圧室５６の燃圧 は内側可撓部８０の内側端部５４に作用し、シーリングスリーブ７２を上部環状 ランド８６と隣接するように上向きに偏らせ、シーリングスリーブ７２と第２バ レルピース７８との間の接続の密封を補助する。９２に示す締付け力は燃料ポン プを所定位置に保持するように機能させ、また第１および第２バレルピース７６ 、７８を相互に隣接した状態に固定するように用いられる。 シーリングスリーブ４０、７２は、任意の適用例に対し改善された漏れ流量の 減少を達成する最適量の半径方向の撓みまたは変位を可能にする材料と、内側可 撓部厚さで形成される。スリーブ４０、７０の望ましい半径方向の変位は、隙間 ６２の無負荷時の初期半径方向のクリアランスの大きさおよび高圧室５６内での 燃圧に依存する。 本発明の低漏れプランジャおよびバレル組立体は、従来の高圧流体制御装置よ り優れた著しい利点を生じる。第１に本発明の漏れ流量減少装置は、ポンプまた は弁部材と部材ボアを形成する本体との間の流体の漏れを効果的に減少し、高圧 流体システムの効率を向上させる。燃料ポンプの適用例では、本発明はさらに、 燃料ポンプの必要ポンプ吐出し量を最小化する機能を果たす。この利点を第４図 ないし第６図に示す。第４図に示すように、本発明のシーリングスリーブは漏れ を、標準的なバレルおよびスリーブに比べて９０％減少する。環状隙間６２の半 径方向のクリアランスは、圧力に誘導されるスリーブの半径方向への偏りを可能 にするために従来の隙間の半径方向のクリアランスより大きいことが望ましい。 いうまでもなく、燃圧の増加につれて徐々に偏リ、結果的に環状隙間６２が小さ くなる本発明のシーリングスリーブの逆反応とは異なり、標準的な組立体に対し てより小さいクリアランスは、燃圧が増加するにつれて、バレルの燃圧誘導膨張 のために増加する。第５図は、バレルとプランジャの半径方向の変位、およびシ ーリングスリーブ４０の長さに沿った隙間６２の半径方向のクリアランスを示す 。図から分かるように、隙間６２の半径方向のクリアランスは、内側可撓部５２ の最外部に隣接する領域で著しく減少する。第６図を参照すると、隙間６２の圧 力は、半径方向のクリアランスが最小となる領域で著しく減少することが分かる 。動作中、隙間の部分流体密封による内側可撓部５２の最外部における圧力の差 から、最外部は半径方向に内向きに変位するか撓み、第４図に示すように隙間の 大きさは減少し、したがって圧力はさらに低下する。いうまでもなく、内側撓み 部５２に隣接する位置における環状隙間６２の部分の圧力は、高圧室５６から最 も遠い位置で最小になるので、内側撓み部５２の変位は最外部で発生する。 本発明の第２の利点は、本発明のシーリングスリーブ４０、７２を容易に取り 外して、新しいシーリングスリーブと交換することができ、それにより簡単に素 早く低コストの保守が可能になることである。第３に、内側撓み部５２、８０を 本体またはバレルとは別個にシーリングスリーブの一部として形成することによ り、本発明の漏れ流量減少装置は、シーリングスリーブを、バレルの材料選択と は独立して、その要求事項すなわち潤滑、耐摩耗性、および弾力性をよりよく達 成することができる材料から形成することが可能である。したがって、シーリン グスリーブ４０、７２は、例えば金属、非金属、または複合材料など、漏れ流量 を最適に最小化するために適切な柔軟性および弾力性もたらす任意の材料から形 成することができる。第４に、本発明の漏れ流量減少装置は、より高い圧力レベ ルでは隙間が増加する先行技術の装置とは異なり、燃圧が増加するにつれて、プ ランジャとバレルとの間の作動隙間を減少するように機能する。第５に、第１図 と第２図を比較することによって、本発明のスリーブ４０、７２は、プランジャ ３６とその相補的ボアとの間の係合の長さが増加し、したがって漏れ流量をさら に減少できることが分かる。第６に、本発明は、シーリングスリーブに形成する のが貫通ボアであることによって、精密な直径を有するブラインドボアの形成に 伴う高い製造コストが回避される。第７に、本発明はまたバレルから密封機能を 取り除くことにより、動作応力を制限するようにバレルを設計しながら、バレル の流体圧力誘導膨張がプランジャのクリアランス密封に影響を及ぼさないように できるので、有利である。第８に、本発明のプランジャおよびバレル組立体は、 組立体に加えられる締付け負荷または取付け負荷５０、９２によってしばしば経 験する歪み効果に実質的に影響されないプランジャボアを形成する。内側可撓部 ５２、９０はバレルによって直接支持されず、高圧燃料によって周囲を囲まれる ので、取付け負荷の歪み効果はシーリングスリーブのこの部分から実質的に分離 される。 産業上の適用可能性 本発明の漏れ流量減少装置を含むプランジャおよびバレル組立体は、可動プラ ンジャと対応するボアの間の漏れ流量を効果的に最小化することが望ましい多く の高圧流体システムで使用することができる。本発明は、例えば自動車や工業用 機器の内燃機関の高圧燃料システムに配置された高圧燃料ポンプに使用するのに 特に有利である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ１６Ｋ 25/00 Ｆ１６Ｋ 25/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ベンソン、ドナルド ジェー. アメリカ合衆国 47203 インディアナ州 コロンバス グリーンブライアー ロー ド 3954

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空胴および高圧流回路を含む装置本体と、 ある直径範囲を有し、前記空胴内で往復運動するように配置されたプランジャ と、 前記流体回路からの流体漏れ流量を減少するために前記空胴内に配置された漏 れ流量減少手段であって、前記漏れ流量減少手段は前記プランジャと前記装置本 体との間に取外し可能に前記空胴内に取り付けられたシーリングスリーブを含み 、前記シーリングスリーブは前記プランジャを摺動可能に受容するボアを画定す る内部環状表面を含み、前記ボアは前記プランジャの直径範囲より大きい直径範 囲を有し、前記プランジャと前記内部環状表面との間に環状隙間を形成し、前記 シーリングスリーブは流体圧力に応答して弾性的に撓んで前記環状隙間を通る流 体漏れ流量を最小化するように前記環状隙間を減少させるが前記環状隙間を維持 し、前記シーリングスリーブは外側環状表面を含み、前記流体圧力は前記外側環 状表面に直接作用して前記シーリングスリーブを半径方向に内向きに撓ませ、前 記シーリングスリーブは内側可撓部および前記装置本体にしっかりと取り付けら れた外側部とを含み、前記外側環状表面は前記内側可撓部に形成され、さらに前 記外側環状表面に隣接して形成された外側環状室を含み、前記外側部は、前記外 側環状室の一端を流体で密封するように、前記装置本体に形成された環状ランド と当接して密封するための環状ステップを含み、前記シーリングスリーブは前記 外側部に作用する軸方向の締付け力によって前記環状ランドに対し密封位置にし っかりと保持されることを特徴とする漏れ流量減少手段と、 によって構成される高圧流体システムに使用される流体制御装置。 ２．前記シーリングスリーブが前記装置本体に押しつけるように前記空胴内に圧 入され、前記シーリングスリーブの内側端部に作用する流体圧力が前記スリーブ を前記環状ランドと密封隣接状態に変位させることを特徴とする請求項１記載の 流体制御装置。 ３．前記スリーブが前記装置本体を形成する材料より高い弾力性を有する材料で 形成されることを特徴とする請求項１記載の流体制御装置。 ４．前記装置本体が第１部分および前記第１部分と当接している第２部分とを含 み、前記空胴が前記第１および前記第２部分の両方に形成され、前記シーリング スリーブが前記第１部分に圧入されて前記空胴に沿って前記本体の前記第２部分 と間隔を置いて伸長して前記外側環状室を形成することを特徴とする請求項２記 載の流体制御装置。 ５．空胴および高圧燃料回路を含むバレルと、 前記空胴内に配置された高圧燃料室と、 前記空胴内で往復運動するように配置され、前記高圧燃料室内の燃料を加圧す るために周期的ポンピング行程で運動するように作動するプランジャと、 前記高圧燃料室からの流体漏れ流量を減少するために前記空胴内に配置された 漏れ流量減少手段であって、前記漏れ流量減少手段は前記プランジャと前記バレ ルの間に取外し可能に前記空胴内に取り付けられたシーリングスリーブを含み、 前記シーリングスリーブは外側環状表面および前記プランジャを摺動可能に受容 するボアを含み、前記プランジャと前記ボアの間に環状隙間を形成し、前記シー リングスリーブは前記外側環状表面に作用する燃圧誘導力に応答して前記環状隙 間内の流体漏れ流量を最小化するように、弾性的に撓んで前記環状隙間を減少さ せ前記シーリングスリーブは内側可撓部および前記バレルにしっかりと取り付け られた外側部とを含み、前記内側可撓部は前記バレルとの軸方向の当接から自由 な遠端を含み燃料流動隙間を画定することを特徴とする漏れ流量減少手段と、 によって構成される高圧燃料システム用の燃料ポンプ。 ６．前記燃料圧力が前記外側環状表面に直接作用して前記シーリングスリーブを 半径方向に内向きに撓ませることを特徴とする請求項５記載の燃料ポンプ。 ７．前記外側部が前記バレルに形成された環状ランドと当接して密封するように 環状ステップを含むことを特徴とする請求項６記載の燃料ポンプ。 ８．前記シーリングスリーブが前記外側部に作用する軸方向の締付け力によって 前記環状ランドに対し押しつけるように所定位置にしっかりと保持されることを 特徴とする請求項７記載の燃料ポンプ。 ９．前記シーリングスリーブが前記バレルに押しつけるように前記空胴内に圧入 され、前記シーリングスリーブの内側端部に作用する燃料圧力が前記スリーブを 前記環状ランドと密封当接状態に変位させることを特徴とする請求項７記載の燃 料ポンプ。 １０．前記スリーブが前記バレルを形成する材料より高い弾力性を有する材料で 形成されることを特徴とする請求項５記載の燃料ポンプ。 １１．前記バレルが第１部分および前記第１部分と当接している第２部分とを含 み、前記空胴が前記第１および前記第２部分の両方に形成され、前記シーリング スリーブが前記第１部分に圧入されて前記空胴に沿って前記本体の前記第２部分 と間隔を置いて伸長して環状高圧室を形成することを特徴とする請求項９記載の 流体制御装置。 １２．空胴を含むバレルと、前記空胴内に配置された高圧燃料室と、高圧燃料室 へ／からの流動を与える高圧燃料回路と、前記空胴内で往復運動をするように配 置され、高圧燃料室内の燃料を加圧するように周期的ポンピング行程で運動する ように作動するプランジャとを含む高圧燃料ポンプに使用される漏れ流量減少装 置において、 高圧燃料室からの燃料漏れ流量を減少するためにプランジャとバレルとの間に 空胴内に取外し可能に取り付けられた交換可能なシーリングスリーブであって、 前記交換可能なシーリングスリーブは外側環状表面とプランジャを摺動可能に受 容するボアとを含み、プランジャと前記ボアとの間に環状隙間を形成し、前記高 圧室からの高圧燃料が前記外側環状表面に作用して、前記環状隙間を通る燃料漏 れ流量の増加を防止するように、前記交換可能なシーリングスリーブの膨張を防 止し、前記交換可能なシーリングスリーブは遠端部の外周全体にわたって半径方 向に非支持状態にするようにバレルに取付け可能な前記遠端部を含む内部撓み部 を有することを特徴とする交換可能なシーリングスリーブによって構成される漏 れ流量減少装置。 １３．前記交換可能なシーリングスリーブが前記外側環状表面に作用する燃圧誘 導力に応答して弾性的に撓んで前記環状隙間を減少させ、それによって前記環状 隙間内の燃料漏れ流量を低下させることを特徴とする請求項１２記載の漏れ流量 減少装置。