(57)【要約】【課題】低い圧力域でも液漏れを抑制し、低圧から高圧までの広範囲の圧力域で使用可能なポンプ装置を提供する。【解決手段】ポンプ装置１は、ハウジング２と、プランジャ３と、内径面でプランジャ３と摺動するガイド部８とを備え、ハウジング２とプランジャ３の一方の端部との軸方向間に圧力室６が形成され、プランジャ３の往復運動によって該圧力室６内の流体を加圧するものであり、ガイド部８の内径面とプランジャ３の外径面との間に隙間９が形成されており、ガイド部８は、このガイド部８の内径面からプランジャ３の軸方向に連続して圧力室６側に延伸した筒状の壁部１０を有し、この壁部１０の外径面は、圧力室６と連通した空間に面しており、壁部１０は、プランジャ３と接触している接触状態と、プランジャ３と接触していない非接触状態をとり、接触状態において、圧力室６の圧力に応じて壁部１０の変形状態が変化するように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジング内に往復運動可能に設けられたプランジャと、前記ハウジング内に設けられ、前記プランジャが挿通され、内径面で該プランジャと摺動するガイド部とを備え、前記ハウジングと前記プランジャの一方の端部との軸方向間に圧力室が形成され、前記プランジャの往復運動によって該圧力室内の流体を加圧するポンプ装置であって、
前記ガイド部の内径面と前記プランジャの外径面との間に隙間が形成されており、
前記ガイド部は、該ガイド部の内径面から前記プランジャの軸方向に連続して前記圧力室側に延伸した筒状の壁部を有し、該壁部の外径面は、前記圧力室と連通した空間に面しており、
前記壁部は、前記プランジャと接触している接触状態と、前記プランジャと接触していない非接触状態をとり、前記接触状態において、前記圧力室の圧力に応じて前記壁部の変形状態が変化するように形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記壁部は、該壁部の延伸方向に向かって、連続的または段階的に径方向厚みが薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記ハウジングが、中空部を有する第１ハウジングと貫通孔を有する第２ハウジングで構成され、
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングは、前記中空部と前記貫通孔が前記プランジャの軸方向に沿って連通するように設けられ、前記第１ハウジング側に前記圧力室が形成され、前記第２ハウジング側に該圧力室と連通した空間が形成され、前記第２ハウジングは、前記ガイド部および前記壁部と一体成形されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記プランジャと前記壁部とが、同種材からなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記壁部は、弾性変形可能な金属材からなることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記圧力室の圧力が６０ＭＰａ以下の領域で使用されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧から高圧までの広範囲の圧力域で使用可能なポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの内燃機関に用いられ、燃料を供給する高圧燃料ポンプが知られている。高圧燃料ポンプとして、例えば、プランジャにより燃料を加圧するプランジャ式のポンプが提案されている。一般に、プランジャポンプは、中空部を有するハウジングと、該ハウジングの中空部に往復運動可能に設けられたプランジャとを備え、ハウジングとプランジャの一方の端部との軸方向間に圧力室が形成される。この構成において、ハウジング内にプランジャを挿入することで、圧力室に導入された燃料が加圧され、加圧された燃料が外部に供給される。
【０００３】
上記プランジャポンプでは、プランジャの円滑な摺動を確保するため、ハウジングとプランジャの外径面との間に僅かな隙間が形成されている。加圧の過程では、ハウジング内へのプランジャの挿入により圧力室が加圧されるため、上記隙間から流体が外部に漏れ出す現象が生じる。流体の漏れ流量と隙間の大きさには相関関係があり、隙間を小さくすることで漏れ流量を低減できる。しかし、圧力室の圧力が高くなると上記隙間を通る流体の圧力も高くなり、その隙間に隣接するハウジングの面を押し拡げ、隙間を大きくするので、単に隙間を小さくするだけでは漏れ流量の低減は困難である。
【０００４】
この液漏れ対策として、シール部材やパッキン部材を上記隙間に配置して、液漏れを防ぐ方法が一般に用いられている。しかし、シール部材は材質の強度に問題があり、例えば６０ＭＰａを越える圧力条件下では使用できない場合が多い。一方、パッキン部材はプランジャへの接触圧力が大きく、相互に摺動するパッキン部材とプランジャ外径面の摩耗の課題がある。また、シール部材やパッキン部材を用いると、部品点数の多さから組み立て作業に時間がかかる場合や、特殊な治具が必要となり、高い組み立て技術を要する場合があり、組み立て作業が困難となるおそれがある。
【０００５】
例えば、特許文献１は、上記隙間からの液漏れを減少させることを目的として、プランジャとハウジングの間にシーリングスリーブを配置したポンプ装置を提案している。このシーリングスリーブは、圧力室の圧力によって径方向内側（プランジャ側）に弾性変形する。その結果、プランジャ外径面における隙間が小さくなり、液漏れが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０００−５１３７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、プランジャポンプは、例えば、試験対象物の耐圧試験を行うための圧力試験装置などにも用いられる。圧力試験装置では、低い圧力から高い圧力まで（例えば１〜３００ＭＰａ）の広範囲の圧力域で良好な性能が求められる。そのため、低圧から高圧までの広範囲の圧力域で液漏れが抑制されることが望ましい。しかしながら、特許文献１は、燃料ポンプなどの高い圧力（例えば８０ＭＰａ程度）に加圧するポンプ装置を想定している。そのため、当該ポンプ装置を低い圧力で加圧すると、その加圧に伴って多量の液漏れが発生するおそれがある。
【０００８】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、低い圧力域でも液漏れを抑制し、低圧から高圧までの広範囲の圧力域で使用可能なポンプ装置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】
【０００９】
本発明のポンプ装置は、ハウジングと、上記ハウジング内に往復運動可能に設けられたプランジャと、上記ハウジング内に設けられ、上記プランジャが挿通され、内径面で該プランジャと摺動するガイド部とを備え、上記ハウジングと上記プランジャの一方の端部との軸方向間に圧力室が形成され、上記プランジャの往復運動によって該圧力室内の流体を加圧するポンプ装置であって、上記ガイド部の内径面と上記プランジャの外径面との間に隙間が形成されており、上記ガイド部は、該ガイド部の内径面から上記プランジャの軸方向に連続して上記圧力室側に延伸した筒状の壁部を有し、該壁部の外径面は、上記圧力室と連通した空間に面しており、上記壁部は、上記プランジャと接触している接触状態と、上記プランジャと接触していない非接触状態をとり、上記接触状態において、上記圧力室の圧力に応じて上記壁部の変形状態が変化するように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記壁部は、該壁部の延伸方向に向かって、連続的または段階的に径方向厚みが薄くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記ハウジングが、中空部を有する第１ハウジングと貫通孔を有する第２ハウジングで構成され、上記第１ハウジングと上記第２ハウジングは、上記中空部と上記貫通孔が上記プランジャの軸方向に沿って連通するように設けられ、上記第１ハウジング側に上記圧力室が形成され、上記第２ハウジング側に該圧力室と連通した空間が形成され、上記第２ハウジングは、上記ガイド部および上記壁部と一体成形されていることを特徴とする。
【００１２】
上記プランジャと上記壁部とが、同種材からなることを特徴とする。また、上記壁部は、弾性変形可能な金属材からなることを特徴とする。
【００１３】
上記圧力室の圧力が６０ＭＰａ以下の領域で使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のポンプ装置は、ガイド部の内径面からプランジャの軸方向に連続して圧力室側に延伸した筒状の壁部を有し、その壁部の外径面は、圧力室と連通した空間に面しており、壁部は、プランジャと接触している接触状態と、プランジャと接触していない非接触状態をとるので、接触状態ではプランジャとの隙間を小さくできる。さらに、接触状態において、圧力室の圧力に応じて壁部の変形状態が変化するように形成されているので、接触状態における圧力室の圧力に応じて壁部が主に変形する場所が異なる。例えば、圧力室が高圧の場合には、壁部の根本付近が主に変形してプランジャ外径面と接触することで、プランジャとの隙間を小さくする。また、圧力室が低圧の場合には、壁部の先端付近が主に変形してプランジャ外径面と接触することで、プランジャとの隙間を小さくする。これにより、低い圧力域でも液漏れを抑制し、低圧から高圧までの広範囲の圧力域で液漏れを抑制できる。
【００１５】
また、内径面でプランジャを摺動させ、プランジャの往復運動の方向を規制するガイド部および壁部が、隙間のシール機能も有するため、別途、シール部材やパッキン部材を使用する必要がなく、摩耗寿命などによる部品交換やメンテナンスの頻度低減が図れ、また、組み立て作業の簡便化が図れる。
【００１６】
上記壁部は、該壁部の延伸方向に向かって、連続的または段階的に径方向厚みが薄くなるように形成されているので、圧力室の圧力に応じて、壁部の変形状態を好適に変化させることができる。例えば、圧力室が高圧の場合には、径方向厚みが厚い壁部の根本付近が主に変形し、圧力室が低圧の場合には、径方向厚みが薄い壁部の先端付近が主に変形するため、圧力に応じて壁部を適切に変形させ、隙間を小さくできる。
【００１７】
上記ハウジングが、中空部を有する第１ハウジングと貫通孔を有する第２ハウジングで構成され、第２ハウジングは、ガイド部および壁部と一体成形されているので、部品点数を削減することができる。また、ハウジングと一体化された簡易な構造であるので、組み立て作業の簡便化に優れる。
【００１８】
上記圧力室の圧力が６０ＭＰａ以下の領域で使用され、その圧力域においても、圧力室の圧力に応じて壁部の変形状態が変化するので、液漏れが少量であり、試験対象物の耐圧試験を行うための圧力試験装置に用いる圧力発生装置として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のポンプ装置の断面模式図である。
【図２】壁部のその他の形態を示す図である。
【図３】実施例のポンプ装置の部分拡大図である。
【図４】比較例のポンプ装置の部分拡大図である。
【図５】実施例および比較例における圧力と液漏れの関係を示す図である。
【図６】従来のポンプ装置の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のポンプ装置は、プランジャの往復運動によって、圧力室内の流体を加圧するプランジャ式のポンプである。当該ポンプ装置は、低圧から高圧までの広範囲の圧力域で使用され、例えば、試験対象物の耐圧試験を行うための圧力試験装置などに用いられる。本発明のポンプ装置について、図１に基づき説明する。図１は、ポンプ装置の軸方向断面の模式図である。
【００２１】
図１において、ポンプ１は、中空部を有する略円筒状のハウジング２と、ハウジング２内に往復運動可能に設けられた略円柱状のプランジャ３と、供給バルブ４と、排出バルブ５とを備える。ハウジング２とプランジャ３の一方の端部との軸方向間には圧力室６が形成されている。ポンプ１は、プランジャ３の他方の端部側に、プランジャ３を軸方向に往復運動させる駆動手段（図示省略）を備える。この駆動手段によって、プランジャ３は図１の矢印Ｘ、矢印Ｙの示す方向に往復運動する。
【００２２】
ハウジング２には、圧力室６内へ流体を供給する、または、圧力室６内の流体を排出する流体路７が設けられている。供給バルブ４は、流体路７を介して圧力室６に連結するように設けられ、加圧前の流体を圧力室６の内部へと供給する。供給バルブ４は、流体タンク（図示省略）と接続されており、この流体タンクから圧力室６への方向にのみ流体が通過可能なチェックバルブにより構成される。また、排出バルブ５は、流体路７を介して圧力室６に連結するように設けられ、加圧された流体を圧力室６の外部へと排出する。排出バルブ５は、排出管（図示省略）と接続されており、圧力室６からこの排出管への方向にのみ流体が通過可能なチェックバルブにより構成される。
【００２３】
図１において、ハウジング２は、中空部を有する第１ハウジング２ａと貫通孔を有する略円環状の第２ハウジング２ｂの２部材で構成されている。第１ハウジング２ａと第２ハウジング２ｂは、上記中空部と上記貫通孔がプランジャの軸方向に沿って連通するように設けられる。この場合、中空部と貫通孔とで形成された空間を、プランジャが往復運動する。図１では、第１ハウジング２ａ側に圧力室６が形成される。第１ハウジング２ａと第２ハウジング２ｂは、圧力室６内の流体が漏れ出ないように、分割面が接合されている。また、シール性を担保するため、第１ハウジング２ａと第２ハウジング２ｂの分割面に金属製のＯリングを設けてもよい。
【００２４】
ポンプ１は、ハウジング２（第２ハウジング２ｂ）内に、内径面でプランジャ３の外径面と摺動するガイド部８を有している。ガイド部８は、第２ハウジング２ｂの内壁から径方向内側に突出したフランジ部となっており、プランジャ３の往復運動の方向を１軸に拘束する。また、往復運動による部材間の摺動を円滑にするため、ガイド部８の内径はプランジャ３の外径よりも僅かに大きくなっている。そのため、ガイド部８の内径面とプランジャ３の外径面との間には、わずかな環状の隙間９が形成される。
【００２５】
上述したポンプ１の動作について、以下に説明する。まず、供給バルブ４を開状態、排出バルブ５を閉状態にした状態で、プランジャ３を矢印Ｘの方向に移動させる。このとき、流体タンク（図示省略）から汲み上げられた加圧前の流体が、供給バルブ４を介して圧力室６へ導入される。導入後、供給バルブ４を閉状態にする。
【００２６】
続いて、供給バルブ４が閉状態のまま、プランジャ３を矢印Ｙの方向に移動させる。この移動に伴って、圧力室６の容積が縮小し、圧力室６の内部に導入された流体が加圧される。そして、圧力室６内の圧力が所定値となった場合に、排出バルブ５が開状態とされる。その結果、所定の圧力に加圧された流体が、排出バルブ５を介して排出管（図示省略）に排出される。このような一連の動作を繰り返すことによって、流体を加圧することができる。
【００２７】
ここで、上述したようにプランジャ３とガイド部８との間には環状の隙間９が形成されているため、加圧時には、隙間９を液漏れ流路として、圧力室内の流体が大気側に流れ出ることになる。本発明のポンプ装置は、特に、低圧から高圧（例えば、１〜３００ＭＰａ）の広範囲の圧力域で使用されるものであるため、この範囲内において液漏れが懸念される。流体の漏れ流量が大きいと、正確に加圧できないといった不都合が生じるおそれがある。
【００２８】
ここで、液漏れに対処した従来のポンプ装置として、例えば、図６に示すポンプ装置が知られている。図６において、ポンプ２１は、中空部を有する略円筒状のハウジング２２と、ハウジング２２内に往復運動可能に設けられた略円柱状のプランジャ２３と、供給バルブ２４と、排出バルブ２５とを備える。ハウジング２２とプランジャ２３の一方の端部との軸方向間には圧力室２６が形成されている。圧力室２６は、流体路２７を介して、供給バルブ２４や排出バルブ２５とそれぞれ連結されている。
【００２９】
また、ポンプ２１は、ハウジング２２内に、内径面でプランジャ２３の外径面と摺動するシーリングスリーブ２８を有する。シーリングスリーブ２８の内径面とプランジャ２３の外径面との間にはわずかな隙間２９が形成されている。シーリングスリーブ２８は、断面Ｌ字状の環状部材であり、ハウジング２２と当接する外側部と、プランジャ２３の軸方向に延伸した内側可撓部３０とを有する。この内側可撓部３０は、内径面と外径面が平行に形成されており、径方向厚みが延伸方向で一定となっている。内側可撓部３０は、圧力室２６の圧力上昇に伴って、その外径面が高い圧力を受け、この高い圧力によって内側可撓部３０が径方向内側に弾性変形する。その結果、プランジャ２３の外径面における隙間が小さくなり、液漏れが低減される。
【００３０】
しかしながら、図６に示すポンプ２１（従来のポンプ装置）は、高圧燃料ポンプなどのように圧力室が高圧（例えば８０ＭＰａ以上）となるポンプを対象としており、圧力室が低圧となる場合を含む広範囲の圧力域で使用するポンプは想定されていない。そのため、仮に、図６のポンプ２１を低圧（例えば６０ＭＰａ以下）となる状態に加圧した場合には、内側可撓部３０は弾性変形せず、隙間２９は小さくならないと考えられる。したがって、圧力室が低圧となる場合には、依然として液漏れの問題が生じると考えられる。
【００３１】
これに対して、本発明のポンプ装置は、上記ガイド部の内径面からプランジャの軸方向に連続して圧力室側に延伸した筒状の壁部を有し、この壁部が、プランジャと接触している接触状態と、プランジャと接触していない非接触状態をとり、その接触状態において、圧力室の圧力に応じて壁部の変形状態が変化するように形成されていることを特徴とする。すなわち、壁部に、低圧状態下で主に弾性変形する部分と、高圧状態下で主に弾性変形する部分とを持たせることで、低圧から高圧までの広範囲における壁部の弾性変形を可能としている。これにより、低圧から高圧の広範囲の圧力域でも、液漏れを抑制することができる。
【００３２】
本発明のポンプ装置における壁部の具体的な構成について、図１を用いて説明する。図１において、ガイド部８は、該ガイド部８の内径面からプランジャ３の軸方向に連続して圧力室６側に延伸した壁部１０を有する。壁部１０は、プランジャ３の外径面の一部を全周にわたって覆うように形成され、円筒状となっている。この場合、壁部１０の内径面は、ガイド部８の内径面と連続した面となっており、プランジャ３との摺動面の一部を構成している。壁部１０の内径面とプランジャ３の外径面との間には、ガイド部８と同じ隙間９が形成される。なお、加圧前の状態では、壁部１０はプランジャ３と接触していない非接触状態となっている。
【００３３】
壁部１０と、壁部１０に対向する第２ハウジング２ｂの内壁との間には、空間（作動室１１）が形成されている。作動室１１は、圧力室６と連通した空間となっている。作動室１１は、第２ハウジング２ｂの内壁と壁部１０の外径面と第１ハウジング２ａの端面との間に形成されている。図１において、壁部１０は、壁部１０の延伸方向に向かって、連続的に径方向厚みが薄くなるように形成されている。つまり、壁部１０が、該壁部の外径面を構成する径が大気側から圧力室６の方向に向けて連続的に減少するテーパ状に形成されている。そして、加圧時には、壁部１０の内径面と外径面の圧力差、すなわち作動室１１の圧力と隙間９の圧力差によって、壁部１０が径を収縮させる方向に変形する。その結果、壁部１０はプランジャ３と接触した接触状態となり、隙間９が小さくなる。図１の形態では、特に、壁部１０がテーパ状となっているので、圧力室６が低圧の場合には、壁部１０の径方向厚みが薄い部分（壁部１０の先端付近）が径方向内側に変形し、圧力室６が高圧の場合には、壁部１０の径方向厚みが厚い部分（壁部１０の根本付近）が径方向内側に変形する。なお、低圧の中でも、圧力が比較的高い状態（例えば５０ＭＰａ）と、それよりも圧力が低い状態（例えば２０ＭＰａ）とがあり、これらの状態間でも変形する部分が異なる。すなわち、プランジャ３との接触状態において、圧力室６の圧力に応じて壁部１０の変形状態が変化する。
【００３４】
また、壁部１０の寸法（径方向厚みＷ、軸方向長さＬ、外径面と内径面とがなす角度θ（テーパ角θ））は、適宜設計することができる。図１の形態において、壁部１０の径方向厚みＷは、壁部の延伸方向の位置によって異なっており、最大厚みＷｍａｘ（図３参照）から最小厚みＷｍｉｎ（図３参照）の範囲内となる。径方向厚みＷは、壁部１０の内径面と外径面との圧力差から、壁部の変形が弾性変形範囲となる厚みとすることが好ましい。壁部１０の変形が塑性変形となると、液漏れ量が不安定になったり、壁部を破損させるおそれがある。径方向厚みＷの算出に用いる内・外径面の圧力値は、外径面の圧力が作動室１１の圧力であり、これは圧力室６の圧力と同値とみなすことができる。また、内径面の圧力は、狭溢路を流れる流体の圧力降下を流体力学にて算出する。壁部の径方向厚みは、壁部の材質やプランジャの径サイズにもよるが、例えば、最大厚みＷｍａｘが２〜１０ｍｍであり、最小厚みＷｍｉｎが０．２〜５ｍｍである。
【００３５】
壁部１０の軸方向長さＬ（図３参照）は、特に限定されないが、ポンプ１の軸方向断面において、壁部１０が、第１ハウジング２ａと接合される第２ハウジング２ｂの端面から突出しないことが好ましい。具体的には、軸方向長さＬは、作動室１１の軸方向深さと同一かそれ以下の長さであることが好ましい。
【００３６】
壁部１０の形状について、他の形態を図２に示す。図２は、壁部１０周辺の部分拡大図である。図２は、壁部１０の径方向厚みが段階的に薄く形成された形態を示しており、ここでは径方向厚みが３段階で薄くなっている。また、段階的に変化させる形態において、段階ごとに径方向厚みを薄くする量を異ならせてもよい。
【００３７】
また、壁部１０の径方向厚みが連続的に薄く形成される形態において、壁部１０の外径面が曲面で形成されていてもよい。この場合、壁部１０の根本は断面円弧状に形成される。曲面とすることで、変形する際に壁部１０にかかる応力がより分散されるため、強度に優れると考えられる。
【００３８】
図１に示す形態において、壁部１０の材質は特に限定されないが、弾性変形する材質が好ましい。例えば、合成樹脂材や金属材を用いることができる。プランジャとの摺動を考慮した場合、耐摩擦摩耗性に優れることから、金属材を用いることが好ましい。金属材を用いることで、摩耗に伴う交換の頻度を低減できる。金属材としては、鉄系材料が好ましく、例えば、炭素工具鋼（ＳＫ材）、高速度工具鋼、合金工具鋼、ステンレス鋼、快削鋼などを挙げることができる。
【００３９】
図１に示す形態では、第２ハウジング２ｂは、ガイド部８および壁部１０と一体成形されている。つまり、これらは同じ材質で構成されている。この場合、第２ハウジング２ｂは、炭素工具鋼（ＳＫ材）などの鉄系材料からなることが好ましい。また、第１ハウジング２ａの材質は、例えば金属材であり、第２ハウジング２ｂの金属材と同種材であってもよく、異種材であってもよい。
【００４０】
本発明のポンプ装置は、プランジャ３との摺動部、つまりガイド部および壁部に、ミクロン単位の精度での狭隙間によるシール機能を持たせた。そのため、シール部材やパッキン部材が別途必要とならず、摩耗寿命などによる部品交換やメンテナンスの頻度低減が図れ、また、組み立て作業の簡便化が図れる。
【００４１】
プランジャの材質としては、合成樹脂材や金属材を用いることができる。プランジャの材質は、壁部の材質と同種材であることが好ましく、壁部の材質が金属材である場合、同種の金属材であることが好ましい。ここでいう、同種の金属材とは、互いの線膨張係数が略同一のことをいい、例えば、金属材の構成成分および構成割合が略同一のことをいう。プランジャおよび壁部において、線膨張係数が略同一の金属材を用いることで、圧力室の圧力上昇に伴う温度変化によって各部材の膨張・収縮が生じても、好適に隙間を小さくすることができる。また、プランジャの外径面には、硬質クロムメッキなどの被膜が形成されていてもよい。
【００４２】
本発明のポンプ装置に用いる流体としては、水、ガソリン、軽油、各種オイルなどが挙げられる。
【００４３】
図１の形態では、ガイド部８および壁部１０が、第２ハウジング２ｂと一体成形されたものを用いたが、ガイド部８および壁部１０が、第２ハウジング２ｂと別部材として構成されていてもよい。また、ハウジング２を第１ハウジング２ａと第２ハウジング２ｂの２部材としたが、ハウジング２が１部材で構成されていてもよい。ハウジングが１部材の構成において、ガイド部８および壁部１０は、そのハウジングと一体成形されていてもよく、そのハウジングと別部材であってもよい。
【００４４】
図１および図２の形態では、壁部が、壁部の延伸方向に向かって連続的または段階的に径方向厚みが薄くなる形態を示したが、例えば、壁部の材質が延伸方向で異なる形態として、プランジャと接触している接触状態において、圧力室の圧力に応じて壁部の変形状態が変化するようにしてもよい。例えば、壁部の先端付近と根本付近とで材質を異なるものとし、弾性変形する材質で壁部の根本付近を形成し、それよりも弾性変形しやすい材質で壁部の先端付近を形成してもよい。この形態において、低圧状態では、壁部の先端付近が弾性変形してプランジャの外径面に接触し、高圧状態では、壁部の根本付近が弾性変形してプランジャの外径面に接触するため、広範囲の圧力域で漏れ流量を抑えることができる。なお、壁部の材質が延伸方向で異なる形態では、壁部の径方向厚みが延伸方向で一定となるように形成されていてもよい。
【００４５】
本発明のポンプ装置を利用した装置としては、ポンプ１（図１参照）を備え、試験対象物の耐圧試験を行うための圧力試験装置が挙げられる。この圧力試験装置において、排出バルブ５が接続される排出管（図示省略）は、例えば、試験対象物に直接連結されるか、または、試験対象物が設置された試験槽に連結される。そして、上述したポンプ１の動作によって所定の圧力に加圧された流体を、試験対象物や試験槽に供給することで、その圧力における試験対象物の耐圧を評価する。この圧力試験装置は、１〜３００ＭＰａ（少なくとも６０ＭＰａ以下の領域を含む）の圧力で使用され、例えば、６０ＭＰａ以下および１００ＭＰａ以上の両領域で使用される。上述のとおり、ポンプ１は低圧領域を含む広範囲で液漏れを抑制可能であることから、精度よく試験を行うことができる。
【実施例】
【００４６】
実施例
図３に示す形状の壁部を有する第２ハウジングを準備し、第１ハウジングおよび第２ハウジングにプランジャ（外径：２０ｍｍ）を組み付けて、実施例のポンプ装置を作製した。壁部は、根本付近では外径が一定となるように形成され、途中から外径が延伸方向に向かって連続的に減少するテーパ状に形成されている。各寸法は、以下のとおりである。壁部の軸方向長さＬは１５ｍｍであり、壁部の最大厚みＷｍａｘは４．０ｍｍであり、壁部の最小厚みＷｍｉｎは０．２ｍｍであり、プランジャ外径面における隙間ＣＬは０．００２ｍｍであり、第１ハウジングの内径Φａは２２ｍｍであり、第２ハウジングの内径Φｂは３８ｍｍである。また、各部材の材質は、以下のとおりである。第１ハウジングは炭素鋼であり、第２ハウジングは合金工具鋼であり、プランジャは表面が硬質クロムメッキされた合金工具鋼である。
【００４７】
比較例
図４に示す形状の壁部を有する第２ハウジングを準備し、第１ハウジングおよび第２ハウジングにプランジャ（外径：２０ｍｍ）を組み付けて、比較例のポンプ装置を作製した。壁部は、延伸方向に向かって外径が一定に形成されている。各寸法は、以下のとおりである。壁部の軸方向長さＬは１２ｍｍであり、壁部の径方向幅は５．０ｍｍであり、プランジャ外径面における隙間ＣＬは０．００２ｍｍであり、第１ハウジングの内径Φａは２２ｍｍであり、第２ハウジングの内径Φｂは３７ｍｍである。また、各部材の材質は、実施例と同じである。
【００４８】
得られた実施例および比較例のポンプ装置を用いて、漏れ流量試験を実施した。試験では、プランジャの挿入量に伴い変化する圧力ごとに、漏れ流量を測定した。測定結果として、横軸を圧力（ＭＰａ）、縦軸を漏れ流量比とした図を図５に示した。漏れ流量比は、各圧力での漏れ流量を、壁部の厚みが一定（比較例）の場合における最大漏れ流量で除算した値である。
【００４９】
図５より、比較例では、圧力が１５ＭＰａの時に漏れ流量が最大となった。比較例において、例えば１５ＭＰａ（低圧状態）と８０ＭＰａ（高圧状態）を比べると、低圧状態の方が漏れ流量が約５倍となった。これは、比較例の壁部の設計が、高圧状態の使用を想定されたものであり、壁部の塑性変形や破損を避けるため高圧状態に適した一定の肉厚設計となっていることから、低圧状態では十分な弾性歪みが得られず、液漏れ低下機能が十分働かなかったためと考えられる。その結果、例えば、８０ＭＰａでの漏れ流量に対して、５〜３５ＭＰａでは数倍以上の漏れ流量となっている。
【００５０】
これに対して、実施例では、壁部の厚みをテーパ状に変化させ、低圧状態でも高圧状態でも壁部の適切な弾性歪みが得られるようにしたため、どの圧力でも漏れ流量を低く抑えることができた。その結果、実施例では、低圧状態における漏れ流量を比較例よりも大幅に抑えることができた。
【００５１】
以上により、本発明のポンプ装置は、低圧状態での漏れ流量を抑えることができ、低圧状態でも高圧状態と同様に液漏れの抑制を実現した。このポンプ装置は、圧力試験装置などの高性能なポンプにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のポンプ装置は、低い圧力域でも液漏れを抑制し、低圧から高圧までの広範囲の圧力域で使用できるので、ポンプ装置として広く利用できる。特に、圧力試験装置のポンプ装置として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  ポンプ
２  ハウジング
３  プランジャ
４  供給バルブ
５  排出バルブ
６  圧力室
７  流体路
８  ガイド部
９  隙間
１０  壁部
１１  作動室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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