JP2652376B2 - 往復ポンプのシール機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、往復ポンプのシール機構に係り、詳しく
は、往復動部材の摺動に対して所定のシールを行うシー
ル部材を簡単に交換することができる往復ポンプのシー
ル機構に関するものである。

〔従来の技術〕

一般の往復ポンプでは、往復動部材を挿入されポンプ
室を内部にもつポンプハウジングは、複数個の部材から
成り、クランクケース等に組付けられている。シール部
材は、往復動部材の摺動に対してポンプ室のシールを行
っているが、往復動ポンプの運転に伴って摩耗するの
で、定期的に交換する必要がある。

ポンプハウジングは比較的重く、ポンプハウジングの
分解作業は煩雑かつ危険となるので、ポンプハウジング
を分解せずに、シール部材を交換できるようにするため
に、従来技術では（例：特公昭53−18722号公報及び特
願昭61−200145号等）、ポンプハウジングの端壁部分に
ポンプ室の開口部を形成し、内周にシール部材を保持す
るシールケースをその開口部から出し入れできるように
している。従来技術におけるこのようなシールケース
は、ポンプハウジングの開口部を閉塞する閉塞部分と、
シール部材を保持する保持部分とが一体に形成されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来のシールケースの問題を列挙すると、
次の通りである。

（ａ）シールケースの内側のポンプ室とシールケースの
外側の吸込口及び吐出口を連通する通孔をシールケース
に形成する必要があり、また、シールケースは閉塞部分
と保持部分とを一体に有するため、シールケースの構造
が複雑になるとともに、シールケースが大型化し、シー
ルケースのコストを上げるとともに、重量が嵩み、取扱
いに非常な労力を要していた。

（ｂ）シールケースがポンプ室の高圧を受ける必要があ
り、シールケースに大きな耐圧強度をもたせる必要があ
る。

（ｃ）一般に、ポンプハウジングは、吸込口をもつ第一
のマニホルドと、吐出口をもち第一のマニホルドの先端
側に組付けられる第二のマニホルドとを含むので、従来
のシールケースはこれら第一及び第二のマニホルドにま
たがって挿通されるため、シールケースが第一及び第二
のマニホルドの芯出しの役割をもたされ、シールケース
並びに第一及び第二のマニホルドの寸法に高い精度が要
求される。

（ｄ）シールケースの内側のポンプ室とシールケースの
外側の吸込口及び吐出口を連通するためにシールケース
に通孔が形成されるために、大容量の往復ポンプでは、
シールケースの強度確保上、この通孔の断面積を十分に
大きくすることができず、支障となっている。

この発明の目的は、これらの問題点を克服することが
できる往復ポンプのシール機構を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による往復ポンプのシール機構は、ポンプハ
ウジング内のポンプ室に進退される往復動部材に内周縁
を摺接されるシールを収容してなるシールケースを具え
る往復ポンプのシール機構において、前記ポンプハウジ
ング（25）には、一端を前方へ開口する開口部（44）と
他端から前記往復動部材（20）を挿入可能な通孔（43）
を形成されるとともに、前記開口部（44）から挿入可能
に前記シールケース（46）（46b）（46c）を嵌挿する挿
入孔（42）を形成され、前記開口部（44）には、開閉自
在に閉塞する栓（60）が配設され、この栓（60）と対峙
しつつポンプ室（45）を画設する前記シールケース（4
6）（46b）（46c）又は前記シール部材（54）との間に
縮設される圧縮ばね（64）とを有することを特徴とする
往復ポンプのシール機構。

〔作用〕

往復ポンプの運転時間の経過に連れて、シール部材が
摩耗し、シール部材の交換が必要になると、最初に、栓
をポンプハウジングから外し、ポンプハウジングの開口
部を開ける。次にこの開口部から圧縮ばねをポンプハウ
ジングの外へ取り出すとともに、所定の治具を介してシ
ール部材をシールケースと共に開口部からポンプハウジ
ングの外へ引き出す。

ポンプ室と吸込口及び吐出口との流体の出入りは圧縮
ばねの範囲、すなわち、シールケースと栓との間の範囲
において行なわれる。

シールケースは、端縁をポンプ室に臨まされており、
液圧を受けてマニホルド内に安定抱持される。

〔実施例〕

以下、この発明を図面の実施例について説明する。

第１図はこの発明に係るプランジャポンプの全体をそ
の駆動部とともに示している。クランク軸10は、クラン
クケース12内に配設され、プランジャポンプとは反対側
の端部開口は蓋14により塞がれている。注油口16及びド
レン18はクランクケース12のそれぞれ上部及び下部に設
けられ、新しい潤滑油は注油口16からクランクケース12
内へ注入され、古くなった潤滑油はドレン18よりクラン
クケース12の外部へ排出される。往復動部材としてのプ
ランジャ20は、コンロッド22を介してクランク軸10から
動力を伝達され、クランク軸10の回転に伴なって往復動
するようになっている。オイルシール24はクランクケー
ス12におけるプランジャ20の貫通部に配設され、クラン
クケース12内の液密を保持している。

ポンプハウジング25は、クランクケース12に接合され
プランジャ20を内部に挿通される第一のマニホルド26
と、取付けボルト30により第一のマニホルド26に接合さ
れる第二のマニホルド28とからなる。吸込口32は、第一
のマニホルド26に形成され、第二のマニホルド28の吸入
通路34は吸込口32へ連通し、吸入弁36は吸入通路34に配
設されてプランジャ20の吸入行程時に吸入通路34を開
く。吐出弁38は、吸入通路34と同様に第二のマニホルド
28内に形成され、吐出弁38は吐出通路40に配設されてプ
ランジャ20の吐出行程時に吐出通路40を開く。

挿入孔42は、ポンプハウジング25内において第一のマ
ニホルド26及び第二のマニホルド28にまたがって形成さ
れ、一端において開口部44を介して第二のマニホルド28
の外部へ開口するとともに、他端に形成した通孔43から
はプランジャ20の先端部を挿入されている。ポンプ室45
は、挿入孔42の一部として形成され、第二のマニホルド
28の吸入通路34及び吐出通路40へ連通している。シール
ケース46は、内周の軸方向中間部に内方突出部48を有
し、挿入孔42の開口部44側の端部の内周にねじ溝50を形
成されている。プランジャ20の周面と内方突出部48との
間にはわずかに隙間が残されている。プランジャ20の軸
方向に関して内方突出部48の両側にはそれぞれ段部が形
成され、クランクケース12側及び開口部44側の段部にそ
れそれ低圧側シール部材52及び高圧側シール部材54が嵌
入され、プランジャ20の周面が低圧側シール部材52及び
止め輪84の内周縁を摺動する。第１図では、低圧側シー
ル部材52はＵパッキンから成り、高圧側シール部材54は
積層に配列されたＶパッキンから成る。

通孔56は、シールケース46の内方突出部48にその半径
方向へ延びるように形成され、吸込口32の液圧を軸方向
に関して低圧側シール部材52と高圧側シール部材54との
間でかつプランジャ20の外周側の半径方向間隙に導入す
る。潤滑油注入孔58は、第一のマニホルド26にその半径
方向へ延びるように形成され、第一のマニホルド26の外
部から注入された潤滑油を低圧側シール部材52へ導く。

盲栓60は、ボルト62により第二のマニホルド28に着脱
自在に固定され、開口部44を閉塞する。圧縮コイルばね
64は、プランジャ20に対してほぼ同軸的に高圧側シール
部材54の端と盲栓60との間に縮設され、高圧側シール部
材54をシールケース46の内方突出部48へ押圧する。

Ｏリング66,68は、シールケース46の外周の環状溝に
嵌着され、吸込み口32と通孔56との間からの液体の漏れ
を防止する。Ｃリング70は、盲栓60の周面の環状溝に嵌
着され、ポンプ室45内の液体が開口部44と盲栓60の周面
との間から第二のマニホルド28の外部へ漏れるのを防止
する。Ｏリング72は、第一のマニホルド26と第二のマニ
ホルド28との接合部の環状溝に嵌着され、その接合部を
介しての液漏れを防止する。

第２図はシールケース46及びそれに係止可能な筒状治
具74を示している。筒状治具74は、第二のマニホルド38
の外部から開口部44を介してポンプハウジング25内のシ
ールケース46に届くのに必要な長さを有しており、プラ
ンジャ20の先端部を内側に挿入可能であり、先端部の外
周においてシールケース46のねじ溝50に螺合可能なねじ
溝76を形成されている。

往復ポンプの運転時間の経過に連れて、低圧側及び高
圧側シール部材52,54が摩耗し、低圧側及び高圧側シー
ル部材52,54の交換が必要になる。低圧側及び高圧側シ
ール部材52,54の交換に当たり、最初に、ボルト62を緩
めて、盲栓60を第二のマニホルド28から外し、第二のマ
ニホルド28の開口部44を開け、圧縮ばね64を第二のマニ
ホルド28の外へ取り出す。次に筒状治具74を開口部44か
らポンプハウジング25内へ入れて、筒状治具74のねじ溝
76をシールケース46のねじ溝50に螺合させ、筒状治具74
を引き出して、低圧側及び高圧側シール部材52,54をシ
ールケース46と共に開口部44から第二のマニホルド28の
外へ引き出す。低圧側及び高圧側シール部材52及び54を
新しいものと取換えてシールケース46に保持させると、
再び、筒状治具74のねじ溝76をシールケース46のねじ溝
50に螺合させて、第二のマニホルド28の開口部44を介し
て挿入孔42の奥へ入れ、シールケース46のねじ溝50と筒
状治具74のねじ溝76との螺合を解除してから、筒状治具
74を第二のマニホルド28の外へ引出し、圧縮ばね64を挿
入孔42内へ入れた後、開口部44を盲栓60により閉塞す
る。

第３図はシールケース及びシール部材の別の固定態様
を示している。高圧側シール部材54bはＵパッキンから
成り、カラー78がシールケース46の内周に嵌入され、ば
ね座金80がシールケース46の端面に当てられる。圧縮ば
ね64は、両端をそれぞれ盲栓60及びばね座金80に当て
て、ばね座金80をプランジャ20の基端の方へ付勢してい
る。圧縮ばね64からのばね座金80への付勢力によりカラ
ー78は高圧側シール部材54bを内方突出部48へ押圧す
る。止め輪82は、低圧側シール部材52側の内周に嵌着さ
れ、低圧側シール部材52を固定している。第１図のよう
に高圧側シール部材54がＶパッキンから成る場合では、
高圧側シール部材54を雄アダプタによりくさび状に広げ
るために、大きな力を必要とするのに対し、Ｕパッキン
から成る高圧側シール部材54bは、大きな押し付け荷重
を必要としないので、カラー78により段部に当てられる
だけでよく、また、カラー78の長さを適当に変えて、高
圧側シール部材54bの押し代を調整することができる。
また、シールケース46は圧縮ばね64から直接押圧されの
で、シールケース46を強固に固定することができる。

第４図はシールケース及びシール部材のさらに別の固
定態様を示している。第３図のカラー78の代わりに圧縮
ばね83が高圧側シール部材54とばね座金80との間に縮設
される。シールケース46は大きなばね力の圧縮ばね64に
より強固に固定され、Ｖパッキンの高圧側シール部材54
は圧縮ばね64のばね力より小さいばね力の圧縮ばね83の
ばね力を変えて押し付け荷重を適当に調整される。

第５図は高圧側シール部材54bの別の固定態様を示し
ている。止め輪84が、シールケース46内の内周に嵌着さ
れ、高圧側シール部材54bを固定する。止め輪82及び84
により低圧側及び高圧側シール部材52及び54bをシール
ケース46に組付けることができるので、シールケース4
6、低圧側及び高圧側シール部材52,54bをカセット化し
て取り扱うことができ、保管及び交換が便利となる。

第６図は高圧側シール部材54bのさらに別の固足態様
を示している。シールケース46の低圧側シール部材52側
の内周にもねじ溝86が形成され、ねじ溝86,50にそれぞ
れシール押さえ88a,88bが螺合され、低圧側及び高圧側
シール部材52,54bを固定している。

第７図はシールケースの別の構造を示している。低圧
側シール部材52は省略され、シールケース46bは高圧側
シール部材54のみを保持している。

第８図は栓の別の構造を示している。盲栓60bの周面
にねじ溝90が形成され、盲栓60bは第１図のボルト62に
第二のマニホルド28に刻設されるねじ溝90を介して第二
のマニホルド28の開口部44に螺合して固定される。第二
のマニホルド28の壁部にボルト62を螺合させるためのね
じ加工のスペースが十分にない場合に有利である。

第９図はシールケースのさらに別の構造を示してい
る。シールケース46cの内周にはねじ溝50の代わりに係
止溝92が形成される。シールケース46cを第二のマニホ
ルド28の開口部44を介してポンプハウジング25の内外に
出し入れするときは、先端をフック状に曲げた所定長さ
の針金等を利用し、フック状先端を係止溝92に引っ掛け
る。

なお、シールケース46の盲栓60側の端部外径を縮小
し、その外周部にねじ溝50及び係止溝92を設けることも
可能である。

〔発明の効果〕

このように、この発明によれば、ポンプハウジングの
開口部からポンプハウジングの内外へ挿抜可能なシール
ケースはシール部材を保持する役目のみを有し、ポンプ
ハウジングの開口部を閉塞する役目はシールケースとは
別体の栓により担当され、ポンプ室と吸込口及び吐出口
との流体の出入りは圧縮ばねの範囲、すなわち、シール
ケースと栓との間の範囲において行なわれる。したがっ
て、この発明により以下の効果を得ることができる。

（ａ）ポンプ室を吸込口及び吐出口へ連通する通孔をシ
ールケース及び栓に形成することが省略され、また、シ
ール部材の保持部分としてのシールケースとポンプハウ
ジングの開口部を閉塞する部分としての栓とは互いに別
体に形成されるため、シールケース及び栓は、個々の構
造が簡単になるとともに、小型となり、コストの低減を
図ることができる。

（ｂ）シールケースが高圧のポンプ室を内側に形成する
必要がないので、シールケースの耐圧強度を下げること
ができる。

（ｃ）一般に、ポンプハウジングは、吸込口をもつ第一
のマニホルドと、吐出口をもち第一のマニホルドの先端
側に組付けられる第二のマニホルドとを含むが、この発
明によるシールケースはこれら第一及び第二のマニホル
ドにまたがって挿通されることなく、第一のマニホルド
のみに挿通されれば足りるた、シールケースが第一及び
第二のマニホルドの芯出しの役割を果たす必要はなく、
芯出しのためにシールケース並びに第一及び第二のマニ
ホルドの寸法の精度を高くする必要を排除することがで
きる。

（ｄ）シールケースにポンプ室を吸込口及び吐出口へ連
通する通孔を形成することが省略されるために、大容量
の往復ポンプにおいても、シールケースの強度確保に支
障を生じることなく、ポンプ室の吸込口及び吐出口との
連通部の断面積を十分に大きくすることができる。

（ｅ）マニホルド、プランジヤを組み立てたまま、マニ
ホルド前面からシールケースを外し、消耗品であるシー
ル部材（Ｖパツキン）の交換が容易に行なえる。

（ｆ）シールケースの前端がポンプ室に面していて、ポ
ンプ圧により、ポンプハウジング内に安定的に把持され
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例に関し、第１図はこの発明を適
用されているプランジャポンプの全体の構造図、第２図
はシールケース及びそれに係止可能な筒状治具を示す
図、第３図及び第４図はシールケース及びシール部材の
別の固定態様を示す図、第５図及び第６図は高圧側シー
ル部材の別の固定態様を示す図、第７図はシールケース
の別の構造を示す図、第８図は栓の別の構造を示す図、
第９図はシールケースのさらに別の構造を示す図であ
る。 20……プランジャ（往復動部材）、25……ポンプハウジ
ング、42……挿入孔、44……開口部、46,46b,46c……シ
ールケース、52……低圧側シール部材、54,54b……高圧
側シール部材、60,60b……盲栓、64……圧縮ばね

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプハウジング内のポンプ室に進退され
   る往復動部材に内周縁を摺接されるシールを収容してな
   るシールケースを具える往復ポンプのシール機構におい
   て、前記ポンプハウジング（25）には、一端を前方へ開
   口する開口部（44）と他端から前記往復動部材（20）を
   挿入可能な通孔（43）を形成されるとともに、前記開口
   部（44）から挿入可能に前記シールケース（46）（46
   b）（46c）を嵌挿する挿入孔（42）を形成され、前記開
   口部（44）には、開閉自在に閉塞する栓（60）が配設さ
   れ、この栓（60）と対峙しつつポンプ室（45）を画設す
   る前記シールケース（46）（46b）（46c）又は前記シー
   ル部材（54）との間に縮設される圧縮ばね（64）とを有
   することを特徴とする往復ポンプのシール機構。
2. 【請求項２】ポンプハウジング（25）は、吸込口（32）
   をもつ第一のマニホルド（26）と、吐出口をもち前記第
   一のマニホルド（26）の先端側に組付けられる第二のマ
   ニホルド（28）とを含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の往復ポンプのシール機構。
3. 【請求項３】前記シールケース（46）（46b）（46c）
   は、前記ポンプハウジング（25）の前記開口部（44）か
   ら前記挿入孔（42）内へ挿入された工具（74）に係止可
   能な溝（50）（92）を有していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の往復ポンプのシール
   機構。