(57)【要約】【課題】液化天然ガス等の低温液体や低温ガスを含む低温流体の加圧を行う昇圧ポンプにおいて、熱収縮量の差によって、トップカバーが弁体に対して押す力が低下することを抑制する。【解決手段】昇圧ポンプは、ピストンと、シリンダライナと、前記シリンダライナの端に当接し、前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する吐出弁を有する弁体と、筒形状の凹部を備え、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とが当接するシリンダと、前記弁体の他方の端と当接して前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、前記トップカバーを前記シリンダと締結する締結部材と、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる部材で、該撓みによって発生する前記部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加える弾性体と、を備える。前記トップカバーは、前記シリンダと当接せず、前記弁体と当接する当接面を備える。【選択図】図１
2020106001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプであって、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備え、前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とが前記凹部内で当接するように構成されたシリンダと、
前記弁体の他方の端と当接して前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダと締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって撓みが生じるように前記締結部材に係止された部材であって、該撓みによって発生する前記部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加える弾性体と、を備え、
前記トップカバーは、前記シリンダと当接せず、前記弁体と当接する当接面を備える、ことを特徴とする昇圧ポンプ。
【請求項２】
前記付勢力は、前記締結部材が前記弾性部材を前記閉塞端の方向に押すことによって撓む前記弾性部材の撓み量を目標量にすることによって、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力となっている、請求項１に記載の昇圧ポンプ。
【請求項３】
前記トップカバーは、前記シリンダの前記開口周りの端面と対向する対向面を有し、前記当接面は前記対向面に対して突出し、前記当接面の前記対向面に対する突出高さは、前記トップカバーと前記シリンダは当接することなく、前記弁体と前記トップカバーが当接する高さに設定されている、請求項１または２に記載の昇圧ポンプ。
【請求項４】
前記トップカバーと前記シリンダの締結は、ねじ孔と前記ねじ孔に螺合するボルトにより行われ、
前記弾性部材は、中心軸を有し、前記中心軸周りに前記ボルトを通す貫通孔が空いた複数の皿ばねで構成され、前記ボルトが、複数の前記皿ばねの前記貫通孔を貫通し、
前記皿ばねのそれぞれは、前記貫通孔の内周側から前記皿ばねの外周側に進むにつれ前記中心軸の一方の方向に突出した突出方向を有し、
前記皿ばねの全ては、前記突出方向が前記ボルトの軸方向のうち第１の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第１のグループと、前記突出方向が前記第１の方向と反対の第２の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第２のグループと、に分けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの境界からみて、前記第１の方向と前記第２の方向は、互いに前記境界から離れる方向である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の昇圧ポンプ。
【請求項５】
前記皿ばねの前記貫通孔に、前記ボルトの外周を覆う筒状のスリーブが貫通し、前記皿ばねは、前記スリーブの外表面上に、前記スリープの延在方向に整列するように設けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの前記境界には、前記第１のグループと前記第２のグループとを離間させて区分けするフランジ突起が設けられ、前記第１のグループの端にある皿ばねと前記第２のグループの端にある皿ばねそれぞれの前記貫通孔周りの内周の縁は、前記フランジ突起の前記延在方向の両側の突出基部に位置決めされる、請求項４に記載の昇圧ポンプ。
【請求項６】
前記フランジ突起により位置決めされる、前記第１のグループの端にある皿ばねと前記第２のグループの端にある皿ばね同士は、前記付勢力を前記弁体に加える状態でも接触しない、請求項４または５に記載の昇圧ポンプ。
【請求項７】
前記第１のグループの前記皿ばねの数と、前記第２のグループの前記皿ばねの数は同じである、請求項４〜６のいずれか１項に記載の昇圧ポンプ。
【請求項８】
吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプの組み立て方法であって、
前記昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備えるシリンダと、
前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダに締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる、前記締結部材に係止された弾性体と、を備え、
前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とを当接させるステップと、
前記トップカバーによって前記凹部を塞いで前記トップカバーを前記シリンダに締結するとき、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって前記弾性部材の撓みを生じさせ、該撓みによって発生する前記弾性部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加えるステップと、を含み、
前記付勢力は、前記弾性部材の撓み量が目標量になるように調整される、ことを特徴とする昇圧ポンプの組み立て方法。
【請求項９】
前記付勢力が、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力になるように、前記目標量は設定されている、請求項８に記載の昇圧ポンプの組み立て方法。
【請求項１０】
前記弾性部材の前記撓み量は、前記締結部材の締結力の増大により前記目標量より大きくした後、前記締結部材の締結力の低下によって前記目標量に比べて大きな撓み量の側から前記目標量に近づける、請求項８または９に記載の昇圧ポンプの組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプ及びこの昇圧ポンプの組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプは、低温流体を安定して所定の圧力に加圧させて吐出させることが求められる。例えば、−１６２℃程度の液化天然ガスのような低温液体を加圧する場合、低温による各部材の熱収縮を考慮して昇圧ポンプは設計される。
【０００３】
例えば、低温液化ガスの流体をシリンダライナ内に吸入してピストンを用いて吐出させる往復式ポンプとして、以下の構成のものが知られている（特許文献１）。
すなわち、往復式ポンプとして、ピストンとシリンダライナを備える。この往復式ポンプは、ピストンとシリンダライナにより画されたシリンダライナ内空間を有する本体部と、流体を吸入させあるいは吐出させるための吸入・吐出用弁体と、シリンダライナの端面と吸入・吐出用弁体の端面を当接させて、シリンダライナ及び吸入・吐出用弁体の順番に組み込む凹部を備えるシリンダと、シリンダの凹部の開口に、吸入・吐出用弁体を凹部内の奥行き方向に押圧してシリンダの端面に配置するトップカバーと、を有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５１９８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記往復式ポンプにおいて、ピストンにより加圧した低温流体が吸入・吐出用弁体、さらには、トップカバーを押しても、この力を上回る力でトップカバーが吸入・吐出用弁体に対して凹部内の奥行き方向に押圧することで、液化天然ガスのような低温液体を安定して加圧することができる。例えば、低温液体を５０ＭＰａＧに加圧する場合、トップカバーが吸入・吐出用弁体を押す押圧力は例えば少なくとも７２０ｋＮを必要とする。
【０００６】
このような往復式ポンプにおいて、吸入・吐出用弁体及びシリンダライナは、低温液体と直接接するため、吸入・吐出用弁体及びシリンダライナの温度は、シリンダやトップカバーの温度に比べて低くなり、この温度差によって吸入・吐出用弁体及びシリンダライナは、トップカバーとの間でシリンダの奥行き方向の熱収縮量に差が生じる。この熱収縮量の差は０．２ｍｍ程度になる場合がある。したがって、低温液体の加圧の動作に伴って、トップカバーが吸入・吐出用弁体を押す押圧力は低下し、トップカバーと吸入・吐出用弁体等の境目から低温液体の漏れが発生する場合がある。このため、熱収縮量の差によって低下したトップカバーが吸入・吐出用弁体を凹部内の奥行き方向に押圧する押圧力を上昇させるために、トップカバーをシリンダに締結する締結部材（例えばボルト）の増し締めが通常行われる。
また、低温液体の加圧の運転を終了して往復式ポンプを常温に戻す場合、熱収縮の回復により、締結部材、例えばボルトの破断等を避けるために、締結部材の増し締めを緩める必要がある。
このようなボルト等の締結部材の増し締めや増し締めを緩める操作は、煩雑である。
【０００７】
そこで、本発明は、液化天然ガス等の低温液体や低温ガスを含む低温流体の加圧を行う昇圧ポンプにおいて、上記熱収縮量の差に起因して生じる、トップカバーが弁体に対してシリンダライナの奥行き方向に押す力の低下を抑制して、締結部材の増し締めや増し締めを緩める操作を不要とすることができる昇圧ポンプ及び昇圧ポンプの組み立て方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプである。当該昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備え、前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とが前記凹部内で当接するように構成されたシリンダと、
前記弁体の他方の端と当接して前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダと締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって撓みが生じるように前記締結部材に係止された部材であって、該撓みによって発生する前記部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加える弾性体と、を備える。
前記トップカバーは、前記シリンダと当接せず、前記弁体と当接する当接面を備える。
【０００９】
前記付勢力は、前記締結部材が前記弾性部材を前記閉塞端の方向に押すことによって撓む前記弾性部材の撓み量を目標量にすることによって、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力となっている、ことが好ましい。
【００１０】
前記トップカバーは、前記シリンダの前記開口周りの端面と対向する対向面を有し、前記当接面は前記対向面に対して突出し、前記当接面の前記対向面に対する突出高さは、前記トップカバーと前記シリンダは当接することなく、前記弁体と前記トップカバーが当接する高さに設定されている、ことが好ましい。
【００１１】
前記トップカバーと前記シリンダの締結は、ねじ孔と前記ねじ孔に螺合するボルトにより行われ、
前記弾性部材は、中心軸を有し、前記中心軸周りに前記ボルトを通す貫通孔が空いた複数の皿ばねで構成され、前記ボルトが、複数の前記皿ばねの前記貫通孔を貫通し、
前記皿ばねのそれぞれは、前記貫通孔の内周側から前記皿ばねの外周側に進むにつれ前記中心軸の一方の方向に突出した突出方向を有し、
前記皿ばねの全ては、前記突出方向が前記ボルトの軸方向のうち第１の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第１のグループと、前記突出方向が前記第１の方向と反対の第２の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第２のグループと、に分けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの境界からみて、前記第１の方向と前記第２の方向は、互いに前記境界から離れる方向である、ことが好ましい。
【００１２】
前記皿ばねの前記貫通孔に、前記ボルトの外周を覆う筒状のスリーブが貫通し、前記皿ばねは、前記スリーブの外表面上に、前記スリープの延在方向に整列するように設けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの前記境界には、前記第１のグループと前記第２のグループとを離間させて区分けするフランジ突起が設けられ、前記第１のグループの端にある皿ばねと前記第２のグループの端にある皿ばねそれぞれの前記貫通孔周りの内周の縁は、前記フランジ突起の前記延在方向の両側の突出基部に位置決めされる、ことが好ましい。
【００１３】
前記フランジ突起により位置決めされる、前記第１のグループの端にある皿ばねと前記第２のグループの端にある皿ばね同士は、前記付勢力を前記弁体に加える状態でも接触しない、ことが好ましい。
【００１４】
前記第１のグループの前記皿ばねの数と、前記第２のグループの前記皿ばねの数は同じである、ことが好ましい。
【００１５】
本発明の他の一態様は、吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプの組み立て方法である。
前記昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備えるシリンダと、
前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダに締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる、前記締結部材に係止された弾性体と、を備える。
前記組み立て方法は、
前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とを当接させるステップと、
前記トップカバーによって前記凹部を塞いで前記トップカバーを前記シリンダに締結するとき、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって前記弾性部材の撓みを生じさせ、該撓みによって発生する前記弾性部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加えるステップと、を含む。
前記付勢力は、前記弾性部材の撓み量が目標量になるように調整される。
【００１６】
前記付勢力が、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力に対応するように、前記目標量が設定されている、ことが好ましい。
【００１７】
前記弾性部材の前記撓み量は、前記締結部材の締結力の増大により前記目標量より大きくした後、前記締結部材の締結力の低下によって前記目標量に比べて大きな撓み量の側から前記目標量に近づける、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上述の昇圧ポンプ及び昇圧ポンプの組み立て方法によれば、低温流体と接する部材と低温流体と接しない部材の熱収縮量の差に起因して生じる、トップカバーが弁体に対してシリンダライナの奥行き方向に押す力の低下を抑制して、締結部材の増し締めや増し締めを緩める操作を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態の昇圧ポンプの構成を示す断面図である。
【図２】一実施形態の昇圧ポンプに締結部材として用いるボルト及び弾性体を説明する図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、一実施形態の昇圧ポンプに用いる弾性体の一例である皿ばねを説明する図である。
【図４】一実施形態の昇圧ポンプに用いる皿ばねを用いた弾性体の一例の断面図である。
【図５】図４に示す皿ばねを用いたときの弾性特性である撓み量−力特性の一例を示す図である。
【図６】一実施形態の昇圧ポンプを使用する燃料ガス供給装置の概略の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、一実施形態の昇圧ポンプを、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の昇圧ポンプ２０の構成を示す断面図である。
昇圧ポンプ２０は、吸入した低温流体を加圧して吐出させるポンプである。ここで、低温流体は、液体あるいは気体を含む。液体は、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、メタン、プロパン、ブタン等の液化ガスを含む。以下の説明では、低温流体として低温の液体燃料を用いて説明する。低温流体は、例えば、−１２０℃以下の流体であることが好ましい。
昇圧ポンプ２０は、シリンダ２０１の外周に設けられた液体燃料供給口２０２を通して図示されない低圧液体燃料供給管と接続され、液体燃料が昇圧ポンプ２０のシリンダライナ空間内に吸入される。液体燃料は、ピストン２０６で押されて高圧となり、吸入・吐出用弁体２０８の吐出弁を通して昇圧ポンプ２０の一端から排出用貫通孔２１６を通して吐出される。ピストン２０６は、図示されない油圧モータにより駆動され往復運動をする。
【００２１】
昇圧ポンプ２０は、主な部材として、シリンダ２０１と、シリンダライナ２０４と、ピストン２０６と、吸入・吐出用弁体２０８と、トップカバー２１２と、を含む。
【００２２】
昇圧ポンプ２０は、ピストン２０６とシリンダライナ２０４により形成されたシリンダ内空間を有する。
ピストン２０６は、図示されない油圧モータの回転運動を往復運動に変換する図示されないリニアアクチュエータ等の機構に接続されている。
シリンダ２０１は、筒形状を成し、一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備える。シリンダ２０１の凹部に、シリンダライナ２０４及び吸入・吐出用弁体２０８が、この順番に凹部の開口から凹部内に組み入れられて、シリンダライナ２０４の端と吸入・吐出用弁体２０８の一方の端とが凹部内で当接するように、シリンダ２０１は構成されている。
シリンダライナ２０４は、ピストン２０６ととともに液体燃料が吸入されるシリンダ内空間を形成する。
吸入・吐出用弁体２０８は、シリンダライナ２０４の端に当接し、シリンダライナ内空間内に液体燃料を吸入する吸入弁と、吸入してピストン２０６により加圧した液体燃料が吐出する吐出弁を有する。
ピストン２０６は、図示されない油圧モータを動力源として、シリンダ内空間を往復運動する。ピストン２０６の側壁には、リング溝２２０が複数設けられ、各リング溝２２０にピストンリング（図１では省略されている）が設けられている。図１に示す例では、リング溝２２０は４つ設けられるが、リング溝２２０の数は４つに制限されず、２つ、３つ、あるいは５つ、６つ、７つ、８つ等であってもよい。
【００２３】
シリンダ２０１の凹部の壁、すなわちシリンダ２０１の筒形状の側壁には、液体燃料を供給するための供給用貫通孔２１４を備える。吸入・吐出用弁体２０８は、供給用貫通孔２１４と接続された流体供給部が吸入用弁体を備え、この流体供給部を介してシリンダ内空間に接続するようにシリンダライナ２０４に対して当接されて配置される。
また、吸入・吐出用弁体２０８には、ピストン２０６により昇圧した液体燃料をシリンダ内空間から吐出用弁体を介して排出するための流体排出部を備える。流体排出部は、排出用貫通孔２１６と接続されている。
【００２４】
トップカバー２１２は、吸入・吐出用弁体２０８の他方の端（吸入・吐出用弁体２０８がシリンダライナ２０４と当接する端と反対側の端）と当接してシリンダ２０１の凹部の開口を塞ぐように構成されている。トップカバー２１２は、締結部材によりシリンダ２０１と締結されている。図１に示す実施形態では、トップカバー２１２とシリンダ２１０の締結は、シリンダ２０１の端面に設けられたねじ孔２０１Ａと、ねじ孔２０１Ａに螺合するボルト３００によって行われる。ねじ孔２０１Ａが設けられたシリンダ２０１の端面と対向するトップカバー２１２の対向面には、トップカバー２１２を貫通した貫通孔２１２Ａが設けられている。ボルト３００は、トップカバー２１２の対向面と反対側の面（図１中の右側の面、以降この面を表面という）から貫通孔２１２Ａ及びねじ孔２０１Ａに挿入されて、ねじ孔２０１Ａと螺合する。一方、トップカバー２１２から突出した部分には、ワッシャ、弾性体３１０、ワッシャを介してナット３０２、３０４が止められている。ナット３０２，３０４を締め付けることによりトップカバー２１２をシリンダ２０１の凹部の奥行き方向の側（閉塞端の側）に向かって吸入・吐出用弁体２０８を押圧した状態で、トップカバー２１２はシリンダ２０１と締結される。ここで、弾性体３１０は、締結部材であるボルト３００に係止されており、ボルト３００の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、締結部材がトップカバー２１２を凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる部材である。例えば、皿ばねが好適に用いられる。
【００２５】
図１に示すように、トップカバー２１２が締結された状態では、トップカバー２１２は、吸入・吐出用弁体２０８の端と当接するが、シリンダ２０１の端面とトップカバー２１２の対向面とは当接せず、隙間を有している。すなわち、トップカバー２１２は、シリンダ２０１と当接することなく、吸入・吐出用弁体２０８と当接する当接面２１２Ｂを備える。
このように、トップカバー２１２は、シリンダ２０１と当接することなく、吸入・吐出用弁体２０８と当接させるのは、弾性体３１０の付勢力を、トップカバー２１２を介して吸入・吐出用弁体２０８に加えるためである。弾性体３１０は、ボルト３００の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有するので、シリンダライナ２０６が低温の液体燃料によって冷されてシリンダライナ２０６の熱収縮量が大きくなっても、付勢力を発生させる弾性体３１０の弾性特性によって付勢力の低下を小さくする。従来のように、弾性体３１０を用いることなく、締結部材で締め付ける構成の場合、締結部材は弾性体３１０に比べて高い弾性特性を有するので、上記シリンダライナ２０６の熱収縮によってトップカバー２１２が吸入・吐出用弁体２０８を押圧する力は大きく低下する。トップカバー２１２が吸入・吐出用弁体２０８を押圧する力が低下すると、トップカバー２１２と吸入・吐出用弁体２０８との境目から液体燃料が漏れ出す虞があり、好ましくない。
本来、トップカバー２１２が吸入・吐出用弁体２０８を押圧するのは、ピストン２０６によって加圧された低温の液体燃料によって吸入・吐出用弁体２０８がトップカバー２１２の側に向けて押す力に抗するようにするためである。このため、弾性体３１０の付勢力、すなわち、トップカバー２１２が吸入・吐出用弁体２０８を押圧する力が低下しても、吸入・吐出用弁体２０８を押圧する力は、液体燃料の加圧によって吸入・吐出用弁体２０８がトップカバー２１２を押す力を上回る力となっていることが好ましい。この点で、熱収縮量の差に起因してトップカバー２１２が吸入・吐出用弁体２０８を押圧する力が低下しても、付勢力の低下の小さい弾性体３１０を用いることは好ましい。これにより、昇圧ポンプ２０は、加圧した液体燃料を安定して吐出させることができる。
【００２６】
図１に示す実施形態に示すように、トップカバー２１２の吸入・吐出用弁体２０８と当接する当接面２１２Ｂは、シリンダ２０１の開口周りの端面と対向する対向面２１２Ｃに対して突出し、当接面２１２Ｂの対向面２１２Ｃに対する突出高さは、トップカバー２１２とシリンダ２０１は当接することなく、吸入・吐出用弁体２０８とトップカバー２１２が当接するように設定されていることが好ましい。これにより、弾性体３１０の付勢力が、ロスすることなく吸入・吐出用弁体２０８を押圧する力となるので、昇圧ポンプ２０は、加圧した液体燃料を安定して吐出させることができる。
【００２７】
図２は、締結部材として用いるボルト３００及び弾性体３１０を説明する図である。図３（ａ），（ｂ）は、弾性体３１０の一例である皿ばね３１２を説明する図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面を示す。図４は、一実施形態の皿ばね３１２Ａ、３１２Ｂを用いた弾性体３１０の一例の断面図である。図４では、皿ばね３１２の形状を強調して示している。図２、図４では、ボルト３００に設けられるねじ山の図示は省略されている。
図２に示すように、ボルト３００に沿ってワッシャ３０６、弾性体３１０、ワッシャ３０８、ナット３０２，３０４が設けられている。ワッシャ３０６、弾性体３１０、ワッシャ３０８には、貫通孔が設けられており、ボルト３００が、ワッシャ３０６、弾性体３１０、ワッシャ３０８の貫通孔を貫通している。トップカバー２１２は、吸入・吐出用弁体２０８を押圧した状態で、ナット３０２，３０４によってシリンダ２０１に確実に締結される。
【００２８】
図２に示す実施形態では、例えば、図３（ａ），（ｂ）に示す皿ばね３１２が用いられる。
皿ばね３１２には、中心軸Ａｘを有し、中心軸Ａｘ周りにボルト３００を通す貫通孔３１３があいている。皿ばね３１２は、貫通孔３１３の内周側から皿ばね３１２の外周側に進むにつれ中心軸Ａｘの一方の方向に突出した突出方向を有する。図３（ａ），（ｂ）では、上方に突出している。
このような皿ばね３１２の貫通孔３１３には、ボルト３００が貫通して複数連続して配置されている。図４に示す実施形態では、６つの皿ばね３１２（３１２Ａ，３１２Ｂ）が設けられている。
【００２９】
図４に示す実施形態の６つの皿ばね３１２は、突出方向がボルト３００の軸方向のうち第１の方向（図４中の右側）に向いてボルト３００の軸に沿って連続して配列し３つの皿ばね３１２Ａからなる第１のグループと、突出方向が第１の方向と反対の第２の方向（図４中の左側）に向いてボルト３００の軸に沿って連続して配列した３つの皿ばね３１２Ｂからなる第２のグループと、に分けられる。
このとき、図４に示すように、第１のグループと第２のグループとの境界からみて、第１の方向と第２の方向は、互いに境界から離れる方向である、ことが好ましい。皿ばね３１２の突出方向が向き合うように皿ばね３１２を配置すると、皿ばね３１２の外周側の角部が対向する皿ばね３１２の面あるいは角部と接触し摩擦を大きくして、不安定な弾性特性となり易い。安定した弾性特性を得る点から、皿ばね３１２Ａの第１のグループと皿ばね３１２Ｂの第２のグループとの境界からみて、第１の方向と第２の方向は、互いに境界から離れる方向である、ことが好ましい。
【００３０】
また、図４に示すように、皿ばね３１２の貫通孔３１３に、ボルト３００の外周を覆う筒状のスリーブ３１４がボルト３００とともに貫通し、皿ばね３１２は、スリーブ３１４の外表面上に、スリープ３１４の延在方向に整列するように設けられている。
上記第１のグループと上記第２のグループとの境界には、第１のグループと第２のグループとを離間させて区分けするフランジ突起３１４Ａが設けられている。第１のグループの端にある皿ばね３１２Ａと第２のグループの端にある皿ばね３１２Ｂそれぞれの貫通孔３１３周りの内周の縁は、フランジ突起３１４Ａのスリーブ３１４Ａの延在方向の両側の突出基部に位置決めされることが好ましい。第１のグループの端にある皿ばね３１２Ａと第２のグループの端にある皿ばね３１２Ｂとが、フランジ突起３１４Ａを介して離間することにより、第１のグループの端にある皿ばね３１２Ａと第２のグループの端にある皿ばね３１２Ｂとが接触して互いに干渉することを防ぎ、安定した弾性特性を得ることができる。
【００３１】
皿ばね３１２は、ナット３０２，３０４の締め付けによって撓み、第１のグループの端にある皿ばね３１２Ａと第２のグループの端にある皿ばね３１２Ｂの面が近づくように変形する。しかし、第１のグループの図４中の左端にある皿ばね３１２Ａと第２のグループの図４中の右端にある皿ばね３１２Ｂ同士は、付勢力を吸入・吐出用弁体２０８に加える状態でも接触しないことが、安定した弾性特性を得ることができる点から好ましい。フランジ突起３１４Ａの突起幅と突起高さを調整することにより、第１のグループの端にある皿ばね３１２Ａと第２のグループの端にある皿ばね３１２Ｂ同士は、付勢力を吸入・吐出用弁体２０８に加える状態でも接触しないようにすることができる。また、締結部材として、図１に示すように、締結部材の緩み止めを防止する点から、ナット３０２，３０４（ダブルナット）を用いることが好ましい。
また、一実施形態によれば、第１のグループの皿ばね３１２Ａの数と、第２のグループの皿ばね３１２Ｂの数は同じであることが、安定した弾性特性を得ることができる点から好ましい。
【００３２】
このように、ピストン２０６によって加圧された低温の液体燃料によって吸入・吐出用弁体２０８がトップカバー２１２の側に向けて押す力に抗するような付勢力を弾性体３１０に発生させることは、昇圧ポンプ２０を組み立てる際、弾性体３１０の撓み量が目標量になるように管理することで達成することができる。
したがって、昇圧ポンプ２０を組み立てる場合、シリンダライナ２０４及び吸入・吐出用弁体２０８の順番に、この凹部の開口からシリンダ２０１の凹部内に、専用治具によって組み入れて、シリンダライナ２０４の端と吸入・吐出用弁体２０８の一方の端とを当接させる。この後、トップカバー２１２によって上記凹部を塞いでトップカバー２１２をシリンダ２０１にボルト３００とナット３０２，３０４である締結部材によって専用治具で締結する。このとき、締結部材がトップカバー２１２を凹部の奥行き方向に押すことによって弾性部材３１０の撓みを生じさせ、この撓みによって発生する弾性部材の付勢力を、トップカバー２１２を介して吸入・吐出用弁体２０８に加える。このとき、付勢力は、弾性部材３１０の撓み量の調整によって調整され、管理される。具体的には、撓み量が目標量になるようにナット３０２，３０４の締め付けが行われ。図４に示す実施形態では、ワッシャ３０６とワッシャ３０８の間の距離を計測することによって、撓み量が目標量になるように、撓み量を調整し管理することができる。したがって、付勢力は、締結部材が弾性部材３１０を奥行き方向（シリンダ２０１の閉塞端の方向）に押すことによって撓む弾性部材の撓み量を目標量にすることによって、液体燃料の加圧によって吸入・吐出用弁体２０８がトップカバー２１２を押す力を上回る力となっていることが好ましい。したがって、昇圧ポンプ２０を組み立てる場合、付勢力が、液体燃料の加圧によって吸入・吐出用弁体２０８がトップカバー２１２を押す力を上回るように、目標量が設定されていることが好ましい。
【００３３】
図５は、図４に示す皿ばね３１２Ａ，３１２Ｂを用いた弾性体３１０の弾性特性である撓み量−力特性の一例を示す図である。図５に示すように、同じ撓み量でも、撓みを増大させた場合に発生する力の特性曲線１と、撓みを減少させた場合に発生する力の特性曲線２とは異なる。本実施形態の昇圧ポンプ２０の場合、シリンダライナ２０４は熱収縮によって収縮するので、この収縮によって弾性部材３１０である皿ばね３１２の撓み量は小さくなるよう変化する。したがって、図５に示す撓み−力特性において、特性曲線２で付勢力を与えることが好ましい。
【００３４】
例えば、専用治具によって弾性体３１０に付勢力として６０ｋＮ発生させる場合、特性曲線１にしたがって、９５ｋＮ程度の付勢力（点Ａ）を与えたのち、ナット３０２，３０４をわずかに緩めて特性曲線２にしたがって６０ｋＮ程度（点Ｂ）にすることが好ましい。
したがって、図５に示すように、専用治具で、弾性部材３１０の撓み量は、締結部材の締結力の増大により目標量より大きくした後、締結部材の締結力の低下によって目標量に比べて大きな撓み量の側から目標量に近づけることが好ましい。
【００３５】
以上説明したように、低温の液体燃料を昇圧ポンプ２０で加圧する際、シリンダライナ２０４は、液体燃料に接して冷却されてシリンダ２０１に比べて大きく熱収縮する。この熱収縮により、吸入・吐出用弁体２０８がシリンダライナ２０４の側に微小変位するが、吸入・吐出用弁体２０８が微小変位しても、弾性体３１０の低弾性特性により、弾性体３１０の付勢力の低下を小さくすることができる。
さらに、弾性体３１０の撓み量を管理して、トップカバー２１２の吸入・吐出用弁体２０８への付勢力、すなわち押圧力を調整するので、トップカバー２１２の吸入・吐出用弁体２０８への押圧力の調整が容易にできる。しかも、常温から低温へ、低温から常温へシリンダライナ２０４、吸入・吐出用弁体２０８が変化しても、付勢力、すなわち押圧力の変化は小さいので、従来のように、締結部材の増し締め、増し締めを緩める操作をする必要がなくなる。
例えば、液体燃料を５０ＭＰａＧに加圧する場合、トップカバー２１２が吸入・吐出用弁体２０８を押す押圧力は例えば７２０ｋＮを必要とする。この場合、締結部材によるトップカバー２１２とシリンダ２０１との締結を、周上の１２箇所で行なう場合、１つの場所で弾性体３１０で発生させる付勢力は６０ｋＮとなる。６０ｋＮの付勢力は、図５に示す点Ｂに対応する。
【００３６】
このような昇圧ポンプ２０は、図６に示す燃料ガス供給装置１０に適用することができる。図６は、昇圧ポンプ２０を使用する燃料ガス供給装置１０の概略の構成図である。
【００３７】
燃料ガス供給装置１０は、ガス燃焼エンジン２８の燃焼室内へ、液体燃料（低温液化ガスの流体）を気化させた燃料ガスを高圧で噴射して供給する装置である。ガス燃焼エンジン２８は船舶に搭載されるディーゼルエンジンであり、例えば２ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンを用いることができる。
【００３８】
燃料ガス供給装置１０は、図６に示すように、作動油貯留タンク１２と、油圧ポンプ１４と、油圧モータ１６と、液体燃料タンク１８と、昇圧ポンプ２０と、気化装置２２と、調圧弁２４と、を主に有する。この他に、燃料ガス供給装置１０は、油圧管１５と、低圧液体燃料供給管１９と、高圧液体燃料供給管２１と、ガス燃料供給管２６を有する。
燃料ガス供給装置１０のこれらの構成要素は全て船舶に搭載される。
作動油貯留タンク１２は、油圧モータ１６を駆動させる油圧を供給するための作動油を貯留する。
液体燃料タンク１８は、ガス燃焼エンジン２８に供給される燃料ガスが気化される前の液体燃料を貯留する。液体燃料として、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）等を用いることができる。液体燃料タンク１８は、低圧液体燃料供給管１９と接続されており、低圧液体燃料供給管１９を介して液体燃料を昇圧ポンプ２０に供給する。
【００３９】
昇圧ポンプ２０は、入口側が低圧液体燃料供給管１９と接続され、出口側が高圧液体燃料供給管２１と接続されている。昇圧ポンプ２０は、液体燃料タンク１８から低圧液体燃料供給管１９を介して吸入された液体燃料を所定の圧力に昇圧し、高圧液体燃料供給管２１を介して気化装置２２に排出する。昇圧ポンプ２０では、図１に示したようにピストン２０６が往復運動を行う。
【００４０】
油圧モータ１６は昇圧ポンプ２０を駆動する動力源である。例えば、昇圧ポンプ２０のピストン２０６と同様に前進後退をするリニアアクチュエータ（リニアモータ）であってもよい。また、図示しないクランクを用いて、油圧モータ１６の回転運動を昇圧ポンプ２０のピストン２０６の往復運動に変換することもできる。
油圧モータ１６は、作動油貯留タンク１２から吸入した作動油を油圧ポンプ１４で昇圧した後油圧管１５を通して供給した油圧により駆動される。作動油としては、油や水溶性作動油を用いることができる。水溶性作動油は、主成分として水を含む作動油であり、例えば、Ｏ／Ｗエマルション、Ｗ／Ｏエマルション、ポリグリコール溶液を含む。
実施形態では、油圧により駆動される油圧モータ１６を用いるが、作動油貯留タンク１２、油圧ポンプ１４、及び油圧モータ１６に代えて電動機を用いることもできる。危険区域において電動機を用いる場合、防爆処理が施されることが好ましい。このように、昇圧ポンプ２０の動力源は、公知のものであれば良く、特に制限されない。
【００４１】
気化装置２２は、入口側が高圧液体燃料供給管２１と接続され、出口側がガス燃料供給管２６と接続されている。気化装置２２は、高圧液体燃料供給管２１を介して供給される昇圧後の液体燃料を加熱し気化させて、液体燃料をガスとする。液体燃料を加熱する熱源として、例えば、液体燃料タンク１８で発生するボイルオフガスの燃焼熱を用いることができる。例えば、ボイルオフガスの燃焼熱で加熱した温水との熱交換により液体燃料を加熱してもよい。
燃料ガス供給管２６には、調圧弁２４が設けられており、一端が気化装置２２と、他端がガス燃焼エンジン２８の燃焼室と接続されている。液体燃料が気化した燃料ガスは、調圧弁２４により所定の範囲の圧力（例えば、１５〜５０ＭＰａＧ）に調圧された後、燃料ガス供給管２６を介してガス燃焼エンジン２８の燃焼室に供給される。
図６には示されていないが、油圧や液体燃料やガスの供給量や圧力を調整するための油圧バルブ（リリーフ弁、チェック弁、流量制御弁等）が適宜用いられる。
【００４２】
以上、本発明の昇圧ポンプ及び昇圧ポンプの組み立て方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４３】
１０  燃料ガス供給装置
１２  作動油貯留タンク
１４  油圧ポンプ
１５  油圧管
１６  油圧モータ
１８  液体燃料タンク
１９  低圧液体燃料供給管
２０  昇圧ポンプ
２１  高圧液体燃料供給管
２２  気化装置
２４  調圧弁
２６  ガス燃料供給管
２８  ガス燃焼エンジン
２０１  シリンダ
２０１Ａ  ねじ孔
２０２  液体燃料供給口
２０４  シリンダライナ
２０６  ピストン
２０８  吸入・吐出用弁体
２１０  トップカバー
２１２  フランジ
２１２Ａ  貫通孔
２１２Ｂ  当接面
２１２Ｃ  対向面
２１４  供給用貫通孔
２１６  排出用貫通孔
２１８  液体燃料供給口
２２０  リング溝
３００  ボルト
３０２，３０４  ナット
３０６，３０８  ワッシャ
３１０  弾性体
３１２，３１２Ａ，３１２Ｂ  皿ばね
３１３  貫通孔
３１４  スリーブ
３１４Ａ  フランジ突起
【図１】
2020106001.tif 000003
【図２】
2020106001.tif 000004
【図３】
2020106001.tif 000005
【図４】
2020106001.tif 000006
【図５】
2020106001.tif 000007
【図６】
2020106001.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月24日(2019.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプであって、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備え、前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とが前記凹部内で当接するように構成されたシリンダと、
前記弁体の他方の端と当接して前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダと締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって撓みが生じるように前記締結部材に係止された部材であって、該撓みによって発生する前記部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加える弾性体と、を備え、
前記トップカバーは、前記シリンダと当接せず、前記弁体と当接する当接面を備え、
前記トップカバーと前記シリンダの締結は、ねじ孔と前記ねじ孔に螺合するボルトにより行われ、
前記弾性体は、中心軸を有し、前記中心軸周りに前記ボルトを通す貫通孔が空いた複数の皿ばねで構成され、前記ボルトが、複数の前記皿ばねの前記貫通孔を貫通し、
前記皿ばねのそれぞれは、前記貫通孔の内周側から前記皿ばねの外周側に進むにつれ前記中心軸の一方の方向に突出した突出方向を有し、
前記皿ばねの全ては、前記突出方向が前記ボルトの軸方向のうち第１の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第１のグループと、前記突出方向が前記第１の方向と反対の第２の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第２のグループと、に分けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの境界からみて、前記第１の方向と前記第２の方向は、互いに前記境界から離れる方向である、ことを特徴とする昇圧ポンプ。
【請求項２】
前記付勢力は、前記締結部材が前記弾性体を前記閉塞端の方向に押すことによって撓む前記弾性体の撓み量を目標量にすることによって、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力となっている、請求項１に記載の昇圧ポンプ。
【請求項３】
前記トップカバーは、前記シリンダの前記開口周りの端面と対向する対向面を有し、前記当接面は前記対向面に対して突出し、前記当接面の前記対向面に対する突出高さは、前記トップカバーと前記シリンダは当接することなく、前記弁体と前記トップカバーが当接する高さに設定されている、請求項１または２に記載の昇圧ポンプ。
【請求項４】
前記皿ばねの前記貫通孔に、前記ボルトの外周を覆う筒状のスリーブが貫通し、前記皿ばねは、前記スリーブの外表面上に、前記スリープの延在方向に整列するように設けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの前記境界には、前記第１のグループと前記第２のグループとを離間させて区分けするフランジ突起が設けられ、前記第１のグループの端にある皿ばねと前記第２のグループの端にある皿ばねそれぞれの前記貫通孔周りの内周の縁は、前記フランジ突起の前記延在方向の両側の突出基部に位置決めされる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の昇圧ポンプ。
【請求項５】
前記フランジ突起により位置決めされる、前記第１のグループの端にある皿ばねと前記第２のグループの端にある皿ばね同士は、前記付勢力を前記弁体に加える状態でも接触しない、請求項４に記載の昇圧ポンプ。
【請求項６】
前記第１のグループの前記皿ばねの数と、前記第２のグループの前記皿ばねの数は同じである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の昇圧ポンプ。
【請求項７】
吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプであって、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備え、前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とが前記凹部内で当接するように構成されたシリンダと、
前記弁体の他方の端と当接して前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダと締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって撓みが生じるように前記締結部材に係止された部材であって、該撓みによって発生する前記部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加える弾性体と、を備え、
前記トップカバーは、前記シリンダと当接せず、前記弁体と当接する当接面を備え、
前記弾性特性は、前記弾性体の撓み量の増大時に発揮する付勢力の撓み量に対する第１特性曲線と、前記弾性体の撓み量の低減時に発揮する付勢力の撓み量に対する第２特性曲線と、を有し、前記第１特性曲線と前記第２特性曲線とは互いに異なり、
前記締結部材は、前記弾性体の撓み量が前記第２特性曲線における目標とする付勢力を発揮する撓み量になるように、前記トップカバーと前記シリンダとを締結する、ことを特徴とする昇圧ポンプ。
【請求項８】
吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプの組み立て方法であって、
前記昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備えるシリンダと、
前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダに締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる、前記締結部材に係止された弾性体と、を備え、
前記トップカバーと前記シリンダの締結は、ねじ孔と前記ねじ孔に螺合するボルトにより行われ、
前記弾性体は、中心軸を有し、前記中心軸周りに前記ボルトを通す貫通孔が空いた複数の皿ばねで構成され、前記ボルトが、複数の前記皿ばねの前記貫通孔を貫通し、
前記皿ばねのそれぞれは、前記貫通孔の内周側から前記皿ばねの外周側に進むにつれ前記中心軸の一方の方向に突出した突出方向を有し、
前記皿ばねの全ては、前記突出方向が前記ボルトの軸方向のうち第１の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第１のグループと、前記突出方向が前記第１の方向と反対の第２の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第２のグループと、に分けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの境界からみて、前記第１の方向と前記第２の方向は、互いに前記境界から離れる方向であり、
前記昇圧ポンプの組み立方法は、
前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とを当接させるステップと、
前記トップカバーによって前記凹部を塞いで前記トップカバーを前記シリンダに締結するとき、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって前記弾性体の撓みを生じさせ、該撓みによって発生する前記弾性体の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加えるステップと、を含み、
前記付勢力は、前記弾性体の撓み量が目標量になるように調整される、ことを特徴とする昇圧ポンプの組み立て方法。
【請求項９】
前記付勢力が、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力になるように、前記目標量は設定されている、請求項８に記載の昇圧ポンプの組み立て方法。
【請求項１０】
吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプの組み立て方法であって、
前記昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備えるシリンダと、
前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダに締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる、前記締結部材に係止された弾性体と、を備え、
前記昇圧ポンプの組み立て方法は、
前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とを当接させるステップと、
前記トップカバーによって前記凹部を塞いで前記トップカバーを前記シリンダに締結するとき、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって前記弾性体の撓みを生じさせ、該撓みによって発生する前記弾性体の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加えるステップと、を含み、
前記付勢力は、前記弾性体の撓み量が目標量になるように調整され、
前記弾性特性は、前記弾性体の撓み量の増大時に発揮する付勢力の撓み量に対する第１特性曲線と、前記弾性体の撓み量の低減時に発揮する付勢力の撓み量に対する第２特性曲線と、を有し、前記第１特性曲線と前記第２特性曲線とは互いに異なり、
前記締結部材は、前記弾性体の撓み量が前記第２特性曲線における目標とする付勢力を発揮する撓み量になるように、前記トップカバーと前記シリンダとを締結する、ことを特徴とする昇圧ポンプの組み立て方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様は、吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプである。当該昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備え、前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とが前記凹部内で当接するように構成されたシリンダと、
前記弁体の他方の端と当接して前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダと締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって撓みが生じるように前記締結部材に係止された部材であって、該撓みによって発生する前記部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加える弾性体と、を備える。
前記トップカバーは、前記シリンダと当接せず、前記弁体と当接する当接面を備え、
前記トップカバーと前記シリンダの締結は、ねじ孔と前記ねじ孔に螺合するボルトにより行われ、
前記弾性体は、中心軸を有し、前記中心軸周りに前記ボルトを通す貫通孔が空いた複数の皿ばねで構成され、前記ボルトが、複数の前記皿ばねの前記貫通孔を貫通し、
前記皿ばねのそれぞれは、前記貫通孔の内周側から前記皿ばねの外周側に進むにつれ前記中心軸の一方の方向に突出した突出方向を有し、
前記皿ばねの全ては、前記突出方向が前記ボルトの軸方向のうち第１の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第１のグループと、前記突出方向が前記第１の方向と反対の第２の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第２のグループと、に分けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの境界からみて、前記第１の方向と前記第２の方向は、互いに前記境界から離れる方向である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記付勢力は、前記締結部材が前記弾性体を前記閉塞端の方向に押すことによって撓む前記弾性体の撓み量を目標量にすることによって、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力となっている、ことが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の他の一態様も、吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプである。当該昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備え、前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とが前記凹部内で当接するように構成されたシリンダと、
前記弁体の他方の端と当接して前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダと締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって撓みが生じるように前記締結部材に係止された部材であって、該撓みによって発生する前記部材の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加える弾性体と、を備える。
前記トップカバーは、前記シリンダと当接せず、前記弁体と当接する当接面を備え、
前記弾性特性は、前記弾性体の撓み量の増大時に発揮する付勢力の撓み量に対する第１特性曲線と、前記弾性体の撓み量の低減時に発揮する付勢力の撓み量に対する第２特性曲線と、を有し、前記第１特性曲線と前記第２特性曲線とは互いに異なり、
前記締結部材は、前記弾性体の撓み量が前記第２特性曲線における目標とする付勢力を発揮する撓み量になるように、前記トップカバーと前記シリンダとを締結する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明のさらに他の一態様は、吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプの組み立て方法である。
前記昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備えるシリンダと、
前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダに締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる、前記締結部材に係止された弾性体と、を備え、
前記トップカバーと前記シリンダの締結は、ねじ孔と前記ねじ孔に螺合するボルトにより行われ、
前記弾性体は、中心軸を有し、前記中心軸周りに前記ボルトを通す貫通孔が空いた複数の皿ばねで構成され、前記ボルトが、複数の前記皿ばねの前記貫通孔を貫通し、
前記皿ばねのそれぞれは、前記貫通孔の内周側から前記皿ばねの外周側に進むにつれ前記中心軸の一方の方向に突出した突出方向を有し、
前記皿ばねの全ては、前記突出方向が前記ボルトの軸方向のうち第１の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第１のグループと、前記突出方向が前記第１の方向と反対の第２の方向に向いて前記ボルトの軸に沿って連続して配列した複数の皿ばねからなる第２のグループと、に分けられ、
前記第１のグループと前記第２のグループとの境界からみて、前記第１の方向と前記第２の方向は、互いに前記境界から離れる方向である。
前記昇圧ポンプの組み立方法は、
前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とを当接させるステップと、
前記トップカバーによって前記凹部を塞いで前記トップカバーを前記シリンダに締結するとき、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって前記弾性体の撓みを生じさせ、該撓みによって発生する前記弾性体の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加えるステップと、を含み、
前記付勢力は、前記弾性体の撓み量が目標量になるように調整される。
前記付勢力が、前記低温流体の加圧によって前記弁体が前記トップカバーを押す力を上回る力になるように、前記目標量は設定されている、ことが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明のさらに他の一態様は、吸入した低温流体を加圧して吐出させる昇圧ポンプの組み立て方法である。
前記昇圧ポンプは、
低温流体を吸入し加圧するためのピストンと、
前記ピストンとともに、シリンダライナ内空間を形成するシリンダライナと、
前記シリンダライナの端に当接し、前記シリンダライナ内空間内に吸入して前記ピストンにより加圧した低温流体が吐出する弁を有する弁体と、
一方の端が閉塞し、他方の端が開口した筒形状の凹部を備えるシリンダと、
前記凹部の前記開口を塞ぐトップカバーと、
前記トップカバーを前記シリンダに締結する締結部材と、
前記締結部材の弾性特性に比べて低弾性の弾性特性を有し、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の奥行き方向に押すことによって撓みが生じる、前記締結部材に係止された弾性体と、を備える。
前記昇圧ポンプの組み立て方法は、
前記シリンダライナ及び前記弁体の順番に前記凹部の開口から前記凹部内に組み入れて、前記シリンダライナの端と前記弁体の一方の端とを当接させるステップと、
前記トップカバーによって前記凹部を塞いで前記トップカバーを前記シリンダに締結するとき、前記締結部材が前記トップカバーを前記凹部の閉塞端の方向に押すことによって前記弾性体の撓みを生じさせ、該撓みによって発生する前記弾性体の付勢力を、前記トップカバーを介して前記弁体に加えるステップと、を含み、
前記付勢力は、前記弾性体の撓み量が目標量になるように調整され、
前記弾性特性は、前記弾性体の撓み量の増大時に発揮する付勢力の撓み量に対する第１特性曲線と、前記弾性体の撓み量の低減時に発揮する付勢力の撓み量に対する第２特性曲線と、を有し、前記第１特性曲線と前記第２特性曲線とは互いに異なり、
前記締結部材は、前記弾性体の撓み量が前記第２特性曲線における目標とする付勢力を発揮する撓み量になるように、前記トップカバーと前記シリンダとを締結する。