JPH10288146A

JPH10288146A - ラジアルプランジャポンプ

Info

Publication number: JPH10288146A
Application number: JP9110232A
Authority: JP
Inventors: Yukio Honmo; 行雄本望; Takehiko Hamada; 武彦浜田; Yutaka Enomoto; 裕榎本; Kenzo Iwano; 健三岩野
Original assignee: GIJUTSU KAIHATSU SOGO KENKYUSHO KK; YUUEI KK
Current assignee: GIJUTSU KAIHATSU SOGO KENKYUSHO KK; YUUEI KK
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】回転・摺動部の焼付防止等を図ったラジアル
プランジャポンプを提供する。【解決手段】スラストリング６６は、カーボン等のコ
ンパウンドを含有した高潤滑性ナイロン樹脂を素材とし
ており、その内周面に軸方向に沿って４本の円弧溝が形
成され、一方の側面にこれら円弧溝に連続するかたちで
４本の矩形溝が放射状に形成されている。また、ニード
ルローラ６４の内輪６５は、その内周面および外周面に
二硫化モリブデンがコーティングされ、偏心部６２との
間およびニードルローラ６４との間の摩擦係数が極めて
小さくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧燃料ポンプの
試験等に用いられるラジアルプランジャポンプに係り、
詳しくは、回転・摺動部の焼付防止等を図る技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ラジアルプランジャポンプは、高油圧を
発生する油圧ポンプとして、各種油圧装置等の油圧発生
源に用いられている。ラジアルプランジャポンプには、
固定シリンダ型と回転シリンダ型とがあるが、回転質量
が小さく、構造も比較的簡便であることから、特開平３
−１７５１５８号公報等に記載された固定シリンダ型が
主流となっている。固定シリンダ型ラジアルプランジャ
ポンプは、複数のプランジャ穴を放射状に形成する一体
または別体のシリンダと、各プランジャ穴内に摺動自在
に保持されたプランジャと、シリンダの中央に配置され
た偏心カムシャフトとからなっている。偏心カムシャフ
トの偏心カム面（あるいは、偏心部に回動自在に外嵌さ
れたカムローラ）はプランジャの端部に摺接しており、
原動機に駆動されて偏心カムシャフトが回転すると、各
プランジャがプランジャ穴内に順次押込まれ、これによ
り、プランジャ穴内に存在していた作動油等が吐出ポー
トを介して油圧装置等に供給される。

【０００３】一方、自動車等に搭載される燃料噴射式の
火花点火エンジン（以下、ガソリンエンジンに代表させ
る）では、近年、旧来の吸気管噴射型に代わり、燃焼室
内にガソリンやアルコール等の低粘度燃料（以下、ガソ
リンに代表させる）を直接噴射する筒内噴射型が出現し
ている。筒内噴射型ガソリンエンジンでは、吸気行程や
圧縮行程において、最適なタイミングで適量のガソリン
を噴射できるため、吸気管噴射型ではなし得ない希薄混
合比での運転が実現される。これにより、吸気管噴射型
に比して燃料消費量や有害排出ガス成分の大幅な低減が
可能となり、省エネルギーや大気汚染抑制を高いレベル
で実現できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】筒内噴射型ガソリンエ
ンジンでは、圧縮行程中に正確な燃料噴射を行う都合
上、高燃圧（５０kgf／cm²以上）を発生する燃料ポンプ
や、燃料ポンプから吐出された高圧ガソリンを噴射する
電磁燃料噴射弁等が必要となる他、燃料パイプやジョイ
ント類等から燃料リークがないことも求められる。その
ため、燃料系に対しては、各構成部品毎に耐圧テストが
行われると共に、エンジンの組立が完了した時点でリー
クテストが実施される。通常、この種のテストには前述
したラジアルプランジャポンプが用いられるが、ガソリ
ンをテスト圧力（例えば、１００kgf／cm²以上）に昇圧
するにあたって種々の問題が発生していた。

【０００５】例えば、偏心カムシャフトの偏心カム面
は、プランジャの端部（プランジャシュー）を強く押し
付けた状態で回転するため、潤滑性のないガソリン中で
はごく短時間で両者の摺動面に摩耗や焼付きが生じる。
また、偏心部にカムローラを外嵌させたものでは、偏心
部とカムローラとの摺接面において、相対回動による摩
耗や焼付きが生じる。そして、摩耗により発生した微細
な摩耗粉がガソリン中に混入した場合、これが被試験装
置内に流入して、電磁燃料噴射弁の噴射ノズル等の作動
を阻害する要因となっていた。そこで、発明者等は、偏
心カムシャフトの偏心部外周に円筒状のカムローラを外
嵌させると共に、両者の間にニードルローラを介装し、
ニードルローラの転動によってカムローラが抵抗なく回
転する構造を試みた。これにより、上述した摩耗や焼付
きを解消することができたが、ニードルローラの転動不
良に伴う別種の不具合が生じることがあった。

【０００６】すなわち、ラジアルプランジャポンプの運
転時には、偏心カムシャフトの偏心部外周面とカムロー
ラの内周面とに対しニードルローラが転動するが、ガソ
リン中に微少な異物（スラッジや塵埃）が存在すると、
その転動が一瞬妨げられることがある。この場合、カム
ローラがごく短時間回転しなくなり、カムローラとプラ
ンジャシューとの接触面に摩耗や焼付きが生じたり、あ
るいは、ニードルローラが転動しないにも拘わらずカム
ローラが回転し続け、ニードルローラとカムローラとの
接触面に摩耗や焼付きが生じることがある。尚、従来の
ラジアルプランジャポンプでは、全ての作動部品が密閉
型のケーシングに収納されているため、ガソリンの汚損
状態やポンプ機構の作動不良等を外部から観測すること
ができなかった。

【０００７】一方、ニードルローラは転動の際に若干発
熱することが避けられず、この熱は周囲のガソリン中に
放出される。ところが、ガソリンがニードルローラの周
囲で停滞する構造になっていると、低沸点流体であるガ
ソリンは、その温度が徐々に上昇し、終には沸騰して蒸
気となる。この場合、ニードルローラを始め、これに接
する偏心カムシャフトの偏心部外周やカムローラの内周
面の温度が急上昇し、ごく短時間でこれらの部品に摩耗
や焼付きが生じる。尚、発明者等は、リング状のシール
を用いてニードルローラの周囲にグリスを封入し、この
グリスによって潤滑を行うことも試みた。ところが、封
入性の高いシールを用いた場合には、摺動抵抗によりカ
ムローラと偏心カムシャフトとの間の相対回転が阻害さ
れる一方、封入性の低いシールを用いた場合には、浸透
性の高いガソリンがグリス中に浸入してこれを希釈・流
出させる等の問題を解決できなかった。

【０００８】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
回転・摺動部の焼付防止等を図ったラジアルプランジャ
ポンプを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明では、複数のプランジャ穴を放射状
に形成するシリンダと、前記各プランジャ穴内に摺動自
在に保持されたプランジャと、前記シリンダの中央に配
置された偏心カムシャフトとを有し、前記偏心カムシャ
フトを回転させることにより、前記偏心カムシャフトの
偏心部を介して前記プランジャを前記シリンダ内に押し
込み、これにより、当該シリンダ内の液体を加圧・吐出
するラジアルプランジャポンプにおいて、前記偏心カム
シャフトの偏心部に外嵌する円筒状のカムローラと、当
該偏心カムシャフトと当該カムローラとの間に介装され
た転がり軸受とを備え、前記偏心部の外周面と前記転が
り軸受と前記カムローラの内周面と前記カムローラの外
周面とプランジャのシュー部とのうちの少なくとも一つ
に低摩擦材をコーティングしたものを提案する。

【００１０】この発明によれば、例えば、偏心部の外周
面に低摩擦材がコーティングされている場合、ガソリン
中に異物によって転がり軸受内での転動体の転動が妨げ
られても、転がり軸受とカムローラとが一体となって偏
心部のコーティング面を滑動し、カムローラとプランジ
ャシューとの接触面での焼付き等が起こらなくなる。

【００１１】また、請求項２の発明では、複数のプラン
ジャ穴を放射状に形成するシリンダと、前記各プランジ
ャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャと、前記シリ
ンダの中央に配置された偏心カムシャフトとを有し、前
記偏心カムシャフトを回転させることにより、前記偏心
カムシャフトの偏心部を介して前記プランジャを前記シ
リンダ内に押し込み、これにより、当該シリンダ内の液
体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプにおい
て、前記偏心カムシャフトの偏心部に外嵌する円筒状の
カムローラと、当該偏心カムシャフトと当該カムローラ
との間に介装された転がり軸受とを備え、前記偏心部の
外周面と前記転がり軸受と前記カムローラの内周面と前
記カムローラの外周面とプランジャのシュー部とのうち
の少なくとも一つに低摩擦材からなるリングを固着させ
たものを提案する。

【００１２】この発明によれば、例えば、カムローラの
外周面に低摩擦材からなるリングが固着されている場
合、ガソリン中に異物によって転がり軸受内での転動体
の転動が妨げられても、プランジャシューがカムローラ
の外周面を滑動し、プランジャのととの接触面での焼付
き等が起こらなくなる。

【００１３】また、請求項３の発明では、請求項１記載
のラジアルプランジャポンプにおいて、前記低摩擦材が
二硫化モリブデンまたは四弗化エチレンであるものを提
案する。

【００１４】この発明によれば、低摩擦材の摩擦係数が
極めて小さいため、滑動の際における抵抗が殆どなくな
る一方、低摩擦材の化学的活性が低いため、流体との間
で化学反応を起こすこともなくなる。

【００１５】また、請求項４の発明では、請求項２記載
のラジアルプランジャポンプにおいて、前記低摩擦材が
ナイロン系樹脂または四弗化エチレン系樹脂またはポリ
イミド系樹脂であるものを提案する。

【００１６】この発明によれば、低摩擦材の摩擦係数が
極めて小さいため、滑動の際における抵抗が殆どなくな
る一方、低摩擦材の化学的活性が低いため、流体との間
で化学反応を起こすこともなくなる。

【００１７】また、請求項５の発明では、複数のプラン
ジャ穴を放射状に形成するシリンダと、前記各プランジ
ャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャと、前記シリ
ンダの中央に配置された偏心カムシャフトとを有し、前
記偏心カムシャフトを回転させることにより、前記偏心
カムシャフトの偏心部を介して前記プランジャを前記シ
リンダ内に押し込み、これにより、当該シリンダ内の液
体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプにおい
て、前記偏心カムシャフトの偏心部に外嵌する円筒状の
カムローラと、当該偏心カムシャフトと当該カムローラ
との間に介装された転がり軸受と、前記偏心カムシャフ
トの偏心部に嵌着され、前記カムローラの両側を係止す
る一対のスラストリングとを備え、当該スラストリング
の少なくとも一方には、前記カムローラに面した側面の
内周部を外周面に連通させる連通溝または連通孔を形成
したものを提案する。

【００１８】この発明によれば、偏心カムシャフトと伴
にスラストリングが回転すると、連通溝あるいは連通孔
内の液体が遠心力により外周方向に排出され、これによ
り、転がり軸受の周囲を液体が循環する。

【００１９】また、請求項６の発明では、複数のプラン
ジャ穴を放射状に形成するシリンダと、前記各プランジ
ャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャと、前記シリ
ンダの中央に配置された偏心カムシャフトとを有し、前
記偏心カムシャフトを回転させることにより、前記偏心
カムシャフトの偏心部を介して前記プランジャを前記シ
リンダ内に押し込み、これにより、当該シリンダ内の液
体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプにおい
て、ポンプ外郭を構成するケーシングに、透明素材から
なる観測窓を形成したものを提案する。

【００２０】この発明によれば、液体の汚損や作動部品
の故障等が生じた際には、テスト作業者が観測窓からこ
れを確認し、液体の交換やポンプの運転停止を行える。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明に係るラジアルプランジャ
ポンプ（以下、ポンプと略称する）を備えた高圧ガソリ
ン供給システムの側面図である。尚、本実施形態では、
説明の便宜上、図１の左方を前方とする。

【００２３】図１に示したように、高圧ガソリン供給シ
ステムは、ポンプ１と電動機２とを鋼板製の架台３に載
置したもので、電動機２の回転力がラバーカップリング
４を介してポンプ１に伝達される。図１中、５は脚であ
り、防震ゴム製のクッション６を介して架台３の下面四
隅に取り付けられている。７は鋼板製のポンプブラケッ
ト、８は鋼メッシュ製のカップリングカバーであり、こ
れらは溶接やボルト等により架台３の上面に固着されて
いる。また、ポンプ１の上面には、前後に吸入ポート９
と吐出ポート１０とが形成されている。吸入ポート９に
は、ジョイント１１を介して図示しないガソリン貯蔵槽
からの低圧ガソリン配管１２が接続し、吐出ポート１０
にはジョイント１３を介して図示しない耐圧試験機への
高圧ガソリン配管１４が接続する。

【００２４】図２はポンプ１の内部構造を示す縦断面図
であり、同図に示すように、ポンプ１の外郭は、いずれ
も円形断面を有する、メインハウジング２１と、吸入側
ハウジング２２と、サイドカバー２３とから形成されて
いる。

【００２５】メインハウジング２１の軸心部には、一対
のテーパローラベアリング３１を介して、偏心カムシャ
フト３２が回動自在に保持されている。図２中、３３は
ディスタンスカラー、３４はベアリングナット、３５は
ロックワッシャである。メインハウジング１１の後端面
には、Ｏリング３６の保持に供されるＯリングホルダ３
７がボルト止めされ、更に、Ｏリングホルダ３７の後端
面には、キャップシール３８の保持に供されるキャップ
シールホルダ３９がボルト止めされている。尚、両テー
パローラベアリング３１はグリスにより潤滑されてお
り、グリス中への塵埃や水等の浸入がＯリング３６とキ
ャップシール３９とにより防止される。

【００２６】メインハウジング２１内には、吐出ポート
１０に連通する円環状の集合路４１と、この集合路４１
と後述するポンプユニットとを連通する７本の連通路４
２とが形成されている。メインハウジング１１の前端面
には、シールフランジ４４とＯリングホルダ４５とがボ
ルト止めされ、これらにより、一対のキャップシール４
６とＯリング４７とが保持されている。キャップシール
４６およびＯリング４７は、テーパローラベアリング３
１の潤滑用グリスにガソリンが浸入することを防止す
る。

【００２７】図２，図３（図２中のＡ−Ａ階段断面図）
に示したように、吸入側ハウジング２２は円筒形状であ
り、その前後端部５１，５２がサイドカバー２３の後端
面およびメインハウジング２１の前端面の円環溝５３，
５４にそれぞれ嵌入し、これにより、ガソリン５５の充
たされた液室５６が形成されている。図中、５７は液封
用のＯリングであり、５８は吸入側ハウジング２２およ
びサイドカバー２３をメインハウジング２１に締結する
ボルトであり、５９はドレンプラグである。

【００２８】液室５６内には、放射状に配置された７つ
のポンプユニット６１と、偏心カムシャフト３２の偏心
部６２に外嵌したカムローラ６３とからなる圧縮機構が
配設されている。ポンプユニット６１は、メインハウジ
ング２１の前端面にボルト止めされている。また、カム
ローラ６３は、ニードルローラ６４とその内輪６５とを
介し、偏心カムシャフト３２の偏心部６２に保持されて
いる。本実施形態の場合、ニードルローラ６４の内輪６
５は、その内周面および外周面に二硫化モリブデンがコ
ーティングされ、偏心部６２との間およびニードルロー
ラ６４との間の摩擦係数が極めて小さくなっている。図
中、６６はニードルローラ６４および内輪６５の左右方
向の位置決めを行うスラストリングであり、偏心カムシ
ャフト３２の偏心部６２に嵌合している。

【００２９】図４には、スラストリング６６を斜視によ
り示してある。本実施形態のスラストリング６６は、カ
ーボン等のコンパウンドを含有した高潤滑性ナイロン樹
脂を素材としており、その内周面に軸方向に沿って４本
の円弧溝６７が形成され、一方の側面にこれら円弧溝６
７に連続するかたちで４本の矩形溝６８が放射状に形成
されている。

【００３０】サイドカバー２３には、その中央部に円形
の窓穴７１が形成されると共に、後端面にガラスホルダ
７２を介して強化ガラスからなる観測窓７３がボルト止
めされている。図中、７４は液封用のＯリングである。

【００３１】図５には、ポンプユニット６１の縦断面を
示してある。同図に示したように、ポンプユニット６１
は、プランジャ穴８１を有するシリンダ８２と、プラン
ジャ穴８１内に摺動自在に保持されたプランジャ８３
と、プランジャ８３をカムローラ６３に押し付けるプラ
ンジャスプリング８４とを主要構成部材としている。シ
リンダ８２には、共に鋼球８５と円錐スプリング８６と
からなる、吸入側逆止弁８７と吐出側逆止弁８８とが内
蔵されている。図中、８９はねじ込み型バルブシート、
９０はプランジャ８３とプランジャスプリング８４との
間に介装されたスプリングガイド、９１はＣ形止め輪、
９２は液封用のＯリングである。本実施形態の場合、ス
プリングガイド９０は、低摩擦係数のポリイミド樹脂を
切削加工したもので、プランジャ８３の貫通部位の内径
がプランジャ８３の外径より大きくされ、これにより、
プランジャ８３とスプリングガイド９０との接触面積が
小さくなっている。

【００３２】図６には、プランジャ８３の半裁縦断面を
示してある。プランジャ８３は、プランジャ穴８１に嵌
合する円柱状のプランジャ部９３と、カムローラ６３に
接する円盤状のヒール部９４とからなっており、プラン
ジャ部９３には、比較的浅い複数本（本実施形態では、
３本）の環状溝９５と比較的深い１本のリング溝９６と
が形成され、リング溝９６には図７に斜視を示したポリ
イミド樹脂製のシールリング９７が係合している。尚、
シールリング９７は、リング溝９６の深さに対応して、
比較的幅の狭いものが用いられている。

【００３３】プランジャ８３は、芯金たるプランジャイ
ンナ９８と、プランジャインナ９８に外嵌してプランジ
ャ部９３の外郭を形成するプランジャスリーブ９９とか
らなっている。プランジャインナ９８は、合金工具鋼
（本実施形態の場合、ＳＫＤ１種）を切削成形し、真空
焼き入れ後に窒化処理を施こしたもので、基端側（ヒー
ル部９４側）が太く、先端側が細い段付きに形成されて
いる。また、プランジャスリーブ９９は、ポリイミド樹
脂を切削加工したもので、プランジャインナ９８との間
に間隙ができないように形成され、両者は圧入・接着
（接着剤塗布後に圧入）により強固に固着されている。
尚、上述した環状溝９５はプランジャスリーブ９９に形
成されているが、リング溝９６の内周部はプランジャイ
ンナ９８に侵入するかたちとなっている。

【００３４】本実施形態において、シールリング９７お
よびプランジャスリーブ９９の素材たるポリイミド樹脂
は、以下に列挙する物性を有している。

【００３５】圧縮強さ：≧1,200 kgf／cm²（at 23℃）動摩擦係数：≦0.25（at ＰＶ＝500 kgf／cm²・m／mi
n），≦0.08（at ＰＶ＝3,000 kgf／cm²・m／min）限界ＰＶ値：≧3,000 kgf／cm²・m／min 曲強さ：≧1,800 kgf／cm²（at 23℃）引張強さ：≧1,500 kgf／cm²（at 23℃），≧500 kgf／
cm²（at 250℃）連続使用温度：≧250℃ 線膨張係数：≦4.0×10^-5cm／cm／℃ 以下、本実施形態に係るガソリン加圧システムの作用を
説明する。

【００３６】自動車燃料系等の耐圧試験を行う場合、試
験作業者は、高圧ガソリン供給システムに接続された耐
圧試験機に被試験機器をセットした後、図示しないコン
トロール装置を介して電動機２を起動する。すると、電
動機２に連結されたポンプ１の偏心カムシャフト３２が
回転駆動され、これにより、偏心カムシャフト３２の偏
心部６２に嵌合したカムローラ６３は、所定の偏心量を
もって偏心回転して、各ポンプユニット６１のプランジ
ャ８３を順次シリンダ８２のプランジャ穴８１に押し込
む。この際、カムローラ６３は、ニードルローラ６４を
介して偏心部６２に回動自在に保持されているため、偏
心部６２に対しては偏心回転量に等しい分だけ逆方向に
回転し、プランジャ８３のヒール部９４とは殆ど摺動し
ない。

【００３７】一方、プランジャ８３には、カムローラ６
３により押し込まれる際の面圧の不均一等により、プラ
ンジャ穴８１に対する僅かな回転力が作用する。そし
て、本実施形態ではスプリングガイド９０がポリイミド
樹脂により形成され、かつ、プランジャ８３とスプリン
グガイド９０との接触面積が小さくされているために、
プランジャ８３とスプリングガイド９０との間の摺動抵
抗がごく小さくなり、回転力によってプランジャ８３が
徐々にかつ円滑に回転する。その結果、プランジャ８３
のヒール部９４は、長時間の運転によりカムローラ６３
に対して均一に接触することになり、その偏摩耗が起こ
らなくなる。

【００３８】ポンプユニット６１では、プランジャ８３
が押し込まれることにより、プランジャ穴８１内に溜ま
っていたガソリンが加圧され、所定の圧力（本実施形態
では、５０kgf／cm²以上）となった時点で吐出側逆止弁
８８から連通路４２内に流入する。高圧のガソリンは、
連通路４２から集合路４１を経て吐出ポート１０に至
り、高圧ガソリン配管１４を介して耐圧試験機に供給さ
れる。また、プランジャ８３は、カムローラ６３がシリ
ンダ８２に対して離間すると、プランジャスプリング８
４のばね力により元位置に復帰し、その際に液室５６内
のガソリン５５が吸入側逆止弁８７からプランジャ穴８
１内に流入する。そして、この作動が７つのポンプユニ
ット６１で順次行われることにより、液室５６内のガソ
リン５５が耐圧試験機に連続的に圧送され、精度の高い
耐圧試験が実現される。

【００３９】さて、ガソリン加圧システムが長期間に亘
り運転されると、ガソリン中の不揮発成分が固化してス
ラッジを生成したり、外部（ガソリン貯蔵槽の給油口
等）からガソリン中に塵埃が侵入することがある。そし
て、これらスラッジや塵埃が異物としてニードルローラ
６４内（ケージとローラとの隙間等）に噛み込まれる
と、前述したように、ニードルローラ６４が一瞬転動し
なくなることがある。

【００４０】この場合、本実施形態では、コーティング
された二硫化モリブデンにより内輪６５の偏心部６２と
の間およびニードルローラ６４との間の摩擦係数が極め
て小さいため、カムローラ６３の偏心部６２に対する回
転が確保される。すなわち、図８に示したように、カム
ローラ６３とニードルローラ６４とが一体となって内輪
６５に対して回動したり、あるいは、図９に示したよう
に、カムローラ６３とニードルローラ６４と内輪６５と
が一体となって偏心部６２に対して回動することで、カ
ムローラ６３が偏心部６２に対して偏心回転量に等しい
分だけ逆方向に回転する。

【００４１】これにより、カムローラ６３の外周面とプ
ランジャ８３のヒール部９４との間で摺動が起こり難く
なり、従来装置で生じていた摩耗や焼付き等が防止され
る。尚、異物によるニードルローラ６４の転動不良は、
通常、装置の運転に伴うガソリン５５の流れによりごく
短時間で解消されることが多く、その後はニードルロー
ラ６４の転動によりカムローラ６３が円滑に回転するこ
とになる。尚、本実施形態では、内輪６５の内外周面に
二硫化モリブデンをコーティングしたが、四弗化エチレ
ン等をコーティングしてもよいし、内輪６５自体をナイ
ロン系樹脂や四弗化エチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂
等により製作してもよく、これらの場合にも同様の効果
が得られる。

【００４２】一方、ガソリンにスラッジや塵埃が混入し
た場合、上述したニードルローラ６４の転動不良や被試
験装置への異物の流入を防ぐべく、ガソリン５５の交換
やポンプ１の洗浄を行わねばならない。また、カムロー
ラ６３やプランジャ８３等に作動不良が生じた場合、こ
れらが破損等を起こす前に装置を停止し、分解修理等を
行う必要がある。この際、本実施形態では、試験作業者
は、観測窓７３を覗くことにより、図１０（図２中のＢ
矢視図）に示したように、ガソリンの清浄度や機構部品
の作動状態を容易に確認でき、適切な処理を速やかにと
ることができる。

【００４３】また一方、本実施形態では、スラストリン
グ６６に形成された円弧溝６７と矩形溝６８との作用に
より、ニードルローラ６４内でのガソリンの流通が促進
され、ニードルローラ６４の焼付き等が防止される。す
なわち、装置の運転によって偏心カムシャフト３２と伴
にスラストリング６６が回転すると、図１１に示したよ
うに、矩形溝６８内のガソリンは遠心力により液室６５
側に放出されるため、円弧溝６７内のガソリンが矩形溝
６８に流入する。これにより、ニードルローラ６４内で
は、ガソリンが、カムローラ６３とスラストリング６６
との間隙等から流入した後、円弧溝６７側に流れること
になる。その結果、ニードルローラ６４には液室５６内
の比較的低温のガソリン５５が常に循環することにな
り、前述したガソリンの停滞に起因するニードルローラ
等の摩耗や焼付きが防止される。

【００４４】次に、プランジャ８３について述べる。装
置が運転されると、偏心回転するカムローラ６３により
シリンダ８２のプランジャ穴８１にプランジャ８３が押
し込まれ、プランジャ８３には吐出側の燃料圧力に応じ
た大きな軸力が作用する他、カムローラ６３とプランジ
ャ８３のヒール部９４との位置関係等によっては、プラ
ンジャ部９３に大きな曲げ力が作用する。しかし、本実
施形態では、プランジャインナ９８の素材に高強度の合
金工具鋼が用いられ、更に基端側が太い段付きとなって
いるため、長期間に亘る使用が行われてもプランジャ部
９３が曲げ変形することがない。

【００４５】また、プランジャ８３がプランジャ穴８１
内を摺動する際には、多少なりとも摩擦熱が発生し、両
者の間に存在するガソリンの温度が上昇する。しかし、
本実施形態では、プランジャ部９３に３本の環状溝９５
が形成されているため、摺動面が少なくなることで摩擦
熱の発生が抑制されると同時に、環状溝９５内でガソリ
ンの沸騰・気化が生じた場合には、これがシリンダ８２
およびプランジャ８３を冷却するように作用する。

【００４６】図１２，図１３には、環状溝９５の近傍に
おけるシリンダ８２およびプランジャ８３の拡大縦断面
を示してあるが、図１２から判るように、環状溝９５内
で沸騰・気化したガソリンは、その体積が急激に膨張す
ることも相俟って、プランジャ８３の吸込行程でプラン
ジャ穴８１（図中上方）内に気泡となって放出される。
これにより、環状溝９５には、図１３に示したように、
プランジャ８３の圧縮行程で新たなガソリンが流入し、
シリンダ８２およびプランジャ８３の温度が低下する。

【００４７】ポンプユニット６１は、上述したように非
常に高い圧力を発生するため、シリンダ８２からのガソ
リンのリークが問題となる。そこで、プランジャ８３と
プランジャ穴８１との間の軸封は、環状溝９５によるラ
ビリンスシール作用と、リング溝９６に嵌合したシール
リング９７とに依っており、その他の部位の液封はＯリ
ングによってなされている。シールリング９７は、背圧
によりプランジャ穴８１の壁面に押し付けられるが、そ
の押付力Ｆが過大である場合には、長期間に亘る運転に
よりプランジャ穴８１の壁面が摩耗する。また、押付力
Ｆが大きい場合、プランジャ８３が回転し難くなり、ヒ
ール部９４に偏摩耗が起こる虞がある。しかし、本実施
形態では、リング溝９６を深くし、幅の狭いシールリン
グ９７を用いることにより、シールリング９７がプラン
ジャ穴８１の壁面に強く押し付けられることを防止し、
これにより、プランジャ８３が容易に回転してヒール部
９４の偏摩耗が起こり難くしている。

【００４８】図１４に示したように、シールリング９７
の内径をＤ1，外径をＤ2，厚みをｔ、圧縮行程における
ガソリンの圧力をＰ（kgf／cm²）とすると、シールリン
グ９７のプランジャ穴８１への押付力Ｆ（kgf／cm²）は
以下の式で求められる。

【００４９】Ｆ＝Ｐ×（（π／４）×Ｄ1²×ｔ）×ｔ／（（π／４）×Ｄ2²×ｔ）＝Ｐ×（Ｄ1²／Ｄ2²）×ｔ本実施形態のシールリング９７では、Ｄ1をＤ2に対して
十分に小さくし、かつ、厚みｔを比較的大きく（２mm以
上）とするしたことにより、押付力Ｆが必要以上に大き
くならず、これにより、プランジャ穴８１の壁面の摩耗
をごく少なく抑えることができた。また、リング溝９６
の内周部がプランジャインナ９８に侵入すると共に、シ
ールリング９７の内周側がプランジャインナ９８に保持
されているため、ポンプユニット６１の圧縮行程でシー
ルリング９７に高圧が作用しても、プランジャスリーブ
９９が挫屈することがない。

【００５０】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、図１５と図１６とには、ヒール部９４にポリイ
ミド樹脂製のシュー１００を取り付けたプランジャ８３
の半裁縦断面を示してある。

【００５１】図１５のプランジャ８３は、ヒール部９４
の中央部分に円形の保持凹部１０１を形成し、この保持
凹部１０１に円盤状のシュー１００を埋め込んだもので
ある。シュー１００は、その外周部に半径Ｒ（本実施形
態では、１．５ｍｍ）の面取り１０３が施される一方、
圧入・接着により保持凹部１０１に対して強固に固着さ
れている。このプランジャ８３を採用することにより、
カムローラ６３が摩擦係数の小さいシュー１００と接触
することになり、長期間に亘る運転が行われてもカムロ
ーラ６３やシュー１００の摩耗が殆ど起こらなくなっ
た。また、シュー１００は、ポンプユニット６１の圧縮
行程においてカムローラ６３から大きな力で押圧される
が、面取り１０３の作用によって外周部への応力集中が
起こらなくなり、該部の割れや欠けが防止される。

【００５２】図１６のプランジャ８３は、ヒール部９４
の中心に円柱状の保持軸部１０４を形成し、この保持軸
部１０４に円環状のシュー１００を嵌合させたものであ
る。この例でも、シュー１００は、その外周部に面取り
１０３が施される一方、圧入・接着により保持軸部１０
４に対して強固に固着されている。この例でも、カムロ
ーラ６３やプランジャ８３に対する作用は図１５のもの
と同様である。

【００５３】また、上記実施形態では、プランジャイン
ナ９８の素材として、合金工具鋼（ＳＫＤ等）を用いた
が、ニッケルクロームモリブデン鋼（ＳＮＣＭ３やＳＮ
ＣＭ等）を始め、軸受鋼（ＳＵＪ２等）や高速度工具鋼
（ＳＫＨ９等）等の強靭な鋼種を用いてもよい。また、
上記実施形態は本発明をガソリン加圧システムに適用し
たものであるが、ガソホール（ガソリンとアルコールの
混合物）や軽油等の加圧に供されるラジアルプランジャ
ポンプに適用してもよい。その他、ラジアルプランジャ
ポンプの具体的構成や各部品の形状等についても、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１に
よれば、複数のプランジャ穴を放射状に形成するシリン
ダと、前記各プランジャ穴内に摺動自在に保持されたプ
ランジャと、前記シリンダの中央に配置された偏心カム
シャフトとを有し、前記偏心カムシャフトを回転させる
ことにより、前記偏心カムシャフトの偏心部を介して前
記プランジャを前記シリンダ内に押し込み、これによ
り、当該シリンダ内の液体を加圧・吐出するラジアルプ
ランジャポンプにおいて、前記偏心カムシャフトの偏心
部に外嵌する円筒状のカムローラと、当該偏心カムシャ
フトと当該カムローラとの間に介装された転がり軸受と
を備え、前記偏心部の外周面と前記転がり軸受と前記カ
ムローラの内周面と前記カムローラの外周面とプランジ
ャのシュー部とのうちの少なくとも一つに低摩擦材をコ
ーティングしたため、例えば、偏心部の外周面に低摩擦
材がコーティングされている場合、ガソリン中に異物に
よって転がり軸受内での転動体の転動が妨げられても、
転がり軸受とカムローラとが一体となって偏心部のコー
ティング面を滑動し、カムローラとプランジャシューと
の接触面での焼付き等が起こらなくなる。

【００５５】また、本発明の請求項２によれば、複数の
プランジャ穴を放射状に形成するシリンダと、前記各プ
ランジャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャと、前
記シリンダの中央に配置された偏心カムシャフトとを有
し、前記偏心カムシャフトを回転させることにより、前
記偏心カムシャフトの偏心部を介して前記プランジャを
前記シリンダ内に押し込み、これにより、当該シリンダ
内の液体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプに
おいて、前記偏心カムシャフトの偏心部に外嵌する円筒
状のカムローラと、当該偏心カムシャフトと当該カムロ
ーラとの間に介装された転がり軸受とを備え、前記偏心
部の外周面と前記転がり軸受と前記カムローラの内周面
と前記カムローラの外周面とプランジャのシュー部との
うちの少なくとも一つに低摩擦材からなるリングを固着
させたため、例えば、カムローラの外周面に低摩擦材か
らなるリングが固着されている場合、ガソリン中に異物
によって転がり軸受内での転動体の転動が妨げられて
も、プランジャシューがカムローラの外周面を滑動し、
プランジャのととの接触面での焼付き等が起こらなくな
る。

【００５６】また、本発明の請求項３によれば、請求項
１記載のラジアルプランジャポンプにおいて、前記低摩
擦材が二硫化モリブデンまたは四弗化エチレンとしたた
め、低摩擦材の摩擦係数が極めて小さいため、滑動の際
における抵抗が殆どなくなる一方、低摩擦材の化学的活
性が低いため、流体との間で化学反応を起こすこともな
くなる。

【００５７】また、請求項４の発明では、請求項２記載
のラジアルプランジャポンプにおいて、前記低摩擦材が
ナイロン系樹脂または四弗化エチレン系樹脂またはポリ
イミド系樹脂としたため、低摩擦材の摩擦係数が極めて
小さいため、滑動の際における抵抗が殆どなくなる一
方、低摩擦材の化学的活性が低いため、流体との間で化
学反応を起こすこともなくなる。

【００５８】また、本発明の請求５によれば、複数のプ
ランジャ穴を放射状に形成するシリンダと、前記各プラ
ンジャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャと、前記
シリンダの中央に配置された偏心カムシャフトとを有
し、前記偏心カムシャフトを回転させることにより、前
記偏心カムシャフトの偏心部を介して前記プランジャを
前記シリンダ内に押し込み、これにより、当該シリンダ
内の液体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプに
おいて、前記偏心カムシャフトの偏心部に外嵌する円筒
状のカムローラと、当該偏心カムシャフトと当該カムロ
ーラとの間に介装された転がり軸受と、前記偏心カムシ
ャフトの偏心部に嵌着され、前記カムローラの両側を係
止する一対のスラストリングとを備え、当該スラストリ
ングの少なくとも一方には、前記カムローラに面した側
面の内周部を外周面に連通させる連通溝または連通孔を
形成したため、偏心カムシャフトと伴にスラストリング
が回転すると、連通溝あるいは連通孔内の液体が遠心力
により外周方向に排出され、これにより、転がり軸受の
周囲を液体が循環して、転がり軸受や内輪等が冷却され
る。

【００５９】また、本発明の請求項６によれば、複数の
プランジャ穴を放射状に形成するシリンダと、前記各プ
ランジャ穴内に摺動自在に保持されたプランジャと、前
記シリンダの中央に配置された偏心カムシャフトとを有
し、前記偏心カムシャフトを回転させることにより、前
記偏心カムシャフトの偏心部を介して前記プランジャを
前記シリンダ内に押し込み、これにより、当該シリンダ
内の液体を加圧・吐出するラジアルプランジャポンプに
おいて、ポンプ外郭を構成するケーシングに、透明素材
からなる観測窓を形成したため、液体の汚損や作動部品
の故障等が生じた際には、テスト作業者が観測窓からこ
れを確認し、液体の交換やポンプの運転停止を行えるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るガソリン加圧システ
ムを示す側面図である。

【図２】ラジアルプランジャポンプの内部構造を示す縦
断面図である。

【図３】図２中のＡ−Ａ階段断面図である。

【図４】スラストリングの斜視図である。

【図５】ポンプユニットの内部構造を示す縦断面図であ
る。

【図６】プランジャの構造を示す縦断面図である。

【図７】シールリングの斜視図である。

【図８】ニードルローラの転動不良時における内輪の作
動状態を示す説明図である。

【図９】ニードルローラの転動不良時における内輪の作
動状態を示す説明図である。

【図１０】図２中のＢ矢視図である。

【図１１】スラストリングの作用を示す説明図である。

【図１２】環状溝の作用を示す説明図である。

【図１３】環状溝の作用を示す説明図である。

【図１４】プランジャのシールリング取付部を示す拡大
図である。

【図１５】プランジャの変形実施形態を示す半裁縦断面
図である。

【図１６】プランジャの変形実施形態を示す半裁縦断面
図である。

【符号の説明】

１ラジアルプランジャポンプ２電動機９吸入ポート１０吐出ポート２１メインハウジング２２吸入側ハウジング２３サイドカバー３２偏心カムシャフト４１集合路４２連通路６１ポンプユニット６１６２偏心部６３カムローラ６４ニードルローラ６５内輪６６スラストリング６７円弧溝６８矩形溝８１プランジャ穴８２シリンダ８３プランジャ８７吸入側逆止弁８８吐出側逆止弁９３プランジャ部９４ヒール部９５環状溝９６リング溝９７シールリング９８プランジャインナ９９プランジャスリーブ１００シュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩野健三東京都千代田区三崎町３−７−５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のプランジャ穴を放射状に形成する
シリンダと、前記各プランジャ穴内に摺動自在に保持さ
れたプランジャと、前記シリンダの中央に配置された偏
心カムシャフトとを有し、前記偏心カムシャフトを回転
させることにより、前記偏心カムシャフトの偏心部を介
して前記プランジャを前記シリンダ内に押し込み、これ
により、当該シリンダ内の液体を加圧・吐出するラジア
ルプランジャポンプにおいて、前記偏心カムシャフトの偏心部に外嵌する円筒状のカム
ローラと、当該偏心カムシャフトと当該カムローラとの間に介装さ
れた転がり軸受とを備え、前記偏心部の外周面と前記転がり軸受と前記カムローラ
の内周面と前記カムローラの外周面とプランジャのシュ
ー部とのうちの少なくとも一つに低摩擦材をコーティン
グしてなることを特徴とするラジアルプランジャポン
プ。
【請求項２】複数のプランジャ穴を放射状に形成する
シリンダと、前記各プランジャ穴内に摺動自在に保持さ
れたプランジャと、前記シリンダの中央に配置された偏
心カムシャフトとを有し、前記偏心カムシャフトを回転
させることにより、前記偏心カムシャフトの偏心部を介
して前記プランジャを前記シリンダ内に押し込み、これ
により、当該シリンダ内の液体を加圧・吐出するラジア
ルプランジャポンプにおいて、前記偏心カムシャフトの偏心部に外嵌する円筒状のカム
ローラと、当該偏心カムシャフトと当該カムローラとの間に介装さ
れた転がり軸受とを備え、前記偏心部の外周面と前記転がり軸受と前記カムローラ
の内周面と前記カムローラの外周面とプランジャのシュ
ー部とのうちの少なくとも一つに低摩擦材からなるリン
グを固着させたことを特徴とするラジアルプランジャポ
ンプ。
【請求項３】前記低摩擦材が二硫化モリブデンまたは
四弗化エチレンであることを特徴とする、請求項１記載
のラジアルプランジャポンプ。
【請求項４】前記低摩擦材がナイロン系樹脂または四
弗化エチレン系樹脂またはポリイミド系樹脂であること
を特徴とする、請求項２記載のラジアルプランジャポン
プ。
【請求項５】複数のプランジャ穴を放射状に形成する
シリンダと、前記各プランジャ穴内に摺動自在に保持さ
れたプランジャと、前記シリンダの中央に配置された偏
心カムシャフトとを有し、前記偏心カムシャフトを回転
させることにより、前記偏心カムシャフトの偏心部を介
して前記プランジャを前記シリンダ内に押し込み、これ
により、当該シリンダ内の液体を加圧・吐出するラジア
ルプランジャポンプにおいて、前記偏心カムシャフトの偏心部に外嵌する円筒状のカム
ローラと、当該偏心カムシャフトと当該カムローラとの間に介装さ
れた転がり軸受と、前記偏心カムシャフトの偏心部に嵌着され、前記カムロ
ーラの両側を係止する一対のスラストリングとを備え、当該スラストリングの少なくとも一方には、前記カムロ
ーラに面した側面の内周部を外周面に連通させる連通溝
または連通孔を形成したことを特徴とするラジアルプラ
ンジャポンプ。
【請求項６】複数のプランジャ穴を放射状に形成する
シリンダと、前記各プランジャ穴内に摺動自在に保持さ
れたプランジャと、前記シリンダの中央に配置された偏
心カムシャフトとを有し、前記偏心カムシャフトを回転
させることにより、前記偏心カムシャフトの偏心部を介
して前記プランジャを前記シリンダ内に押し込み、これ
により、当該シリンダ内の液体を加圧・吐出するラジア
ルプランジャポンプにおいて、ポンプ外郭を構成するケーシングに、透明素材からなる
観測窓を形成したことを特徴とするラジアルプランジャ
ポンプ。