(57)【要約】【課題】リングシール構造及び燃料ポンプのシール構造を提供する。【解決手段】本発明に係るリングシール構造１０Ａは、リングを用いたシール構造であって、リング取付け筒状部材１１の外周壁１２に形成されるリング配置溝１３と、該リング配置溝１３内に設けられ、リング１１の変形を吸収する変形吸収充填部材１４と、該変形吸収充填部材１４が設けられたリング配置溝１３内に配設されるＯリング１５Ａとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングを用いたシール構造であって、
リング取付け筒状部材の外周壁に形成されるリング配置溝と、
該リング配置溝内に設けられ、リングの変形を吸収する変形吸収充填部材と、
該変形吸収充填部材が設けられたリング配置溝内に配設されるリングとを有することを特徴とするリングシール構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記変形吸収充填部材が、ポリイミド樹脂充填物であることを特徴とするリングシール構造。
【請求項３】
請求項１において、
前記変形吸収充填部材が、リングの嵌合部を有する耐熱樹脂中空体と、
該耐熱樹脂中空体に充填されるポリイミド粉末、ポリイミド樹脂、酸化モリブデン粉末、ペースト状カーボンのいずれか一つの充填物とからなることを特徴とするリングシール構造。
【請求項４】
リングを用いたシール構造であって、
リング取付け部材に形成されるリング配置溝と、
内層と外層の２層構造からなり、前記内層がリングの変形を吸収する変形吸収材からなることを特徴とするリングシール構造。
【請求項５】
請求項４において、
前記外層は、リング配置溝から露出するリング外周側が肉厚であることを特徴とするリングシール構造。
【請求項６】
リングを用いたシール構造であって、
リング取付け部材に形成されるリング配置溝と、
リングが少なくとも１以上に分割自在とされ、分割部が先細りの芯部と、該芯部を挿入可能な鞘部とからなることを特徴とするリングシール構造。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
前記リングがＯリングであることを特徴とするリングシール構造。
【請求項８】
内周壁に囲まれた作動空間を有するシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌合され、前記作動空間内を往復運動するプランジャとを有し、
前記プランジャの往復運動により、加圧室内に吸入した燃料を加圧供給すると共に、前記シリンダの外周面を摺接することにより、加圧室側である燃料領域と反加圧室側である潤滑油領域とを隔離する燃料ポンプのシール構造であり、
前記シリンダ外周壁に請求項１乃至７のいずれか一つのリングシール構造を有すことを特徴とする燃料ポンプのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の燃料ポンプ等に適用するリングシール構造及び燃料ポンプのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディーゼルエンジンの潤滑油の品質および純度が維持されることは、エンジンの耐久性を維持させるために極めて重要である。ディーゼルエンジンなど内燃機関の燃料ポンプの燃料油と潤滑油との混合を防ぐためのシール部材として、Ｏリングなどが用いられているが、Ｏリングの材料としては、例えばフッ素ゴム系シール用組成物が用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−４４９３１号公報
【特許文献２】特開２００４−２６２９６８号公報
【特許文献３】特開２００４−２１７８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シール部材の使用環境は、例えば１８０℃〜２３０℃であり、Ｏリングが潤滑油、燃料油と接する上、Ｏリングがシールとしての機能を果たすためには、外筒やケーシングなどにより強い圧力が加えられ、激しい変形が繰り返される。これにより、Ｏリングは繰り返しの圧力と温度のために疲労して表面にシワが形成され、Ｏリングの伸縮が繰り返されることでＯリング自体にワレが生じ、更には破断を生じる。このように、Ｏリングが劣化することで、Ｏリングはシール部材として機能が果たせなくなり、潤滑油に燃料油が混入して潤滑油の燃料油による希釈（ダイリューション）を生じ、ディーゼルエンジンなど内燃機関の下部にあるエンジンオイルの機能の低下に伴い、内燃機関の焼付けの不具合などを発生させる、という問題がある。
【０００５】
例えば内燃機関が焼き付いた場合には、修理等のために多額の費用を要することになる。また、ピストンの摺動面の潤滑性を維持し、スカッフィングを抑制する観点から、正常な潤滑性を維持するためには、潤滑油の燃料油による希釈（ダイリューション）の割合は極力低くする必要があるが、潤滑油中への異物の混入割合は５％以下に抑制する必要がある。そのためにエンジンオイルの潤滑油中に燃料油が所定量（例えば、５％程度）の混合比率を超えた場合には新しい潤滑油に入れ替える必要が生じる。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、Ｏリングの劣化を抑制し、潤滑油の燃料油によるダイリューションを抑制することができるリングシール構造及び燃料ポンプのシール構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、リングを用いたシール構造であって、リング取付け筒状部材の外周壁に形成されるリング配置溝と、該リング配置溝内に設けられ、リングの変形を吸収する変形吸収充填部材と、該変形吸収充填部材が設けられたリング配置溝内に配設されるリングとを有することを特徴とするリングシール構造にある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記変形吸収充填部材が、ポリイミド樹脂充填物であることを特徴とするリングシール構造にある。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明において、前記変形吸収充填部材が、リングの嵌合部を有するポリイミド樹脂中空体と、該ポリイミド樹脂中空体に充填されるポリイミド粉末、ポリイミド樹脂、酸化モリブデン、ペースト状カーボンのいずれか一つの充填物とからなることを特徴とするリングシール構造にある。
【００１０】
第４の発明は、リングを用いたシール構造であって、リング取付け部材に形成されるリング配置溝と、内層と外層の２層構造からなり、前記内層がリングの変形を吸収する変形吸収材からなることを特徴とするリングシール構造にある。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、前記外層は、リング配置溝から露出するリング外周側が肉厚であることを特徴とするリングシール構造にある。
【００１２】
第６の発明は、リングを用いたシール構造であって、リング取付け部材に形成されるリング配置溝と、リングが少なくとも２以上に分割自在とされ、分割部が先細りの芯部と、該芯部を挿入可能な鞘部とからなることを特徴とするリングシール構造にある。
【００１３】
第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記リングがＯリングであることを特徴とするリングシール構造にある。
【００１４】
第８の発明は、内周壁に囲まれた作動空間を有するシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に嵌合され、前記作動空間内を往復運動するプランジャとを有し、前記プランジャの往復運動により、加圧室内に吸入した燃料を加圧供給すると共に、前記シリンダの外周面を摺接することにより、加圧室側である燃料領域と反加圧室側である潤滑油領域とを隔離する燃料ポンプのシール構造であり、前記シリンダ外周壁に請求項１乃至７のいずれか一つのリングシール構造を有すことを特徴とする燃料ポンプのシール構造にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リングの劣化を抑制し、長期間に亙って流体の密封を行うことができる。また、例えば潤滑油の燃料ポンプ等に用いた場合にはリングの劣化を抑制することができるため、潤滑油の燃料油によるダイリューションを抑制することができ、エンジンの焼き付け現象の防止や早期の潤滑油の交換を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１に係るリングシール構造の概略図である。
【図２】図２は、シール構造を燃料ポンプに適用した一例を示す概略図である。
【図３−１】図３−１は、試験結果を示す図である。
【図３−２】図３−２は、比較試験結果を示す図である。
【図４】図４は、リング配置溝１３内に配置される耐熱樹脂中空体の斜視図である。
【図５】図５は、実施例２に係るリングシール構造の概略図である。
【図６】図６は、実施例３に係るリングシール構造の概略図である。
【図７】図７は、本実施例に係るＯリングの概略図である。
【図８】図８は、その分割部の概略図である。
【図９】図９は２分割のＯリングの概略図である。
【図１０】図１０は４分割のＯリングの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１８】
本発明による実施例に係るリングシール構造について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係るリングシール構造の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るリングシール構造１０Ａは、リングを用いたシール構造であって、リング取付け筒状部材（以下「筒状部材」という）１１の外周壁１２に形成されるリング配置溝１３と、該リング配置溝１３内に設けられ、リング１１の変形を吸収する変形吸収充填部材１４と、該変形吸収充填部材１４が設けられたリング配置溝１３内に配設されるＯリング１５Ａとを有するものである。
【００１９】
前記リングとしては、押しつぶされることにより発生する応力によって、密封機能を発揮する環状部材であればいずれでもよいが、代表的にはＯリングである。このＯリング以外には、例えばＤリング、角リング、Ｘリング等密封する用途に応じて適宜選定される。
以下、本発明においては、Ｏリングを用いて説明する。
【００２０】
このＯリング１５Ａは押しつぶされるので、その塑性変形により疲労劣化が生じるが、本実施例においては、変形吸収充填部材１４として、例えばポリイミド樹脂を充填している。
このポリイミド樹脂は、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子の総称であり、通常は芳香族化合物が直接イミド結合で連結された芳香族ポリイミドをいう。
このポリイミド樹脂は耐熱性であると共に、Ｏリング１５Ａの変形を吸収することで、Ｏリング１５Ａの疲労を防止するようにしている。
【００２１】
この結果、Ｏリング１５Ａの表面に生じるシワ、ワレ等の発生を防止することができ、Ｏリング１５Ａの劣化・損傷を抑制し、長期間に亙って流体の密封を行うことができる。
【００２２】
図２は、シール構造を燃料ポンプに適用した一例を示す概略図である。
内周壁２１に囲まれた作動空間を有するシリンダ２２と、前記シリンダ２２内に摺動可能に嵌合され、前記作動空間内を往復運動する筒状部材１１のプランジャとを有し、前記プランジャの往復運動により、加圧室内に吸入した燃料を加圧供給すると共に、前記シリンダ２２の外周面を摺接することにより、加圧室側である燃料領域と反加圧室側である潤滑油領域とを隔離する燃料ポンプのシール構造２３に適用することができる。
これにより、Ｏリング１５Ａの劣化を抑制することができる。
これにより、劣化による潤滑油への燃料油によるダイリューションを抑制することができ、潤滑油の機能を低下させることを抑制すると共に、エンジンの焼き付け現象の防止や早期の潤滑油の交換を抑制することができる。
【００２３】
図３−１は、試験結果を示す図であり、図３−２は、比較試験結果を示す図である。試験品は変形吸収充填部材１４としてポリイミド樹脂を充填したものであり、比較品は従来の充填しないものである。
図３−１、図３−２に示すように、試験品は、比較品に比べて、長期間に亙ってのヒビやワレが見られなかった。
【００２４】
図４は、リング配置溝１３内に配置される耐熱樹脂中空体の斜視図である。
図４に示すように、充填物を充填する代わりに、Ｏリング１５Ａの嵌合部３１を有する耐熱樹脂中空体３０と、該耐熱樹脂中空体３０に充填されるポリイミド粉末、ポリイミド樹脂、酸化モリブデン粉末、ペースト状カーボンのいずれか一つの充填物３２とから構成されている。
耐熱樹脂中空体３０の内部に充填された充填物３２がＯリング１５Ａの圧力、熱による変形を吸収し、この結果、Ｏリング１５Ａの表面に生じるシワ、ワレ等の発生を防止することができ、Ｏリング１５Ａの劣化・損傷を抑制し、長期間に亙って流体の密封を行うことができる。
【実施例２】
【００２５】
本発明による実施例に係るリングシール構造について、図面を参照して説明する。図５は、本実施例に係るリングシール構造の概略図である。図６は、実施例３に係る他のリングシール構造の概略図である。
図５に示すように、本実施例に係るリングシール構造１０Ｂは、Ｏリング１５Ｂの構成を、内層１５ａと外層１５ｂの２層構造からなり、前記内層１５ａがリングの変形を吸収する変形吸収材からなる。
【００２６】
前記変形吸収材としては、例えばポリイミド粉末、ポリイミド樹脂、酸化モリブデン粉末、ペースト状カーボンのいずれか一つを挙げることができる。
【００２７】
２層構造とするには、先ず外層１５ｂを構成する中空チューブ状のＯリングを形成し、これに内層１５ａを構成する樹脂、粉末等を充填する。
また、ポリイミド樹脂からなる内層１５ａと外層１５ｂとを２層押し出し成形して、２層一体化したＯリング１５Ｂを形成するようにしてもよい。
【００２８】
これにより、２層構造の内層１５ａがＯリング１５Ｂの圧力、熱による変形を吸収し、この結果、Ｏリング１５Ｂの表面に生じるシワ、ワレ等の発生を防止することができ、Ｏリング１５Ｂの劣化・損傷を抑制し、長期間に亙って流体の密封を行うことができる。
【００２９】
２層構造は同心円としてもよいが、さらには図６に示すように、リング配置溝１３から露出するリング外周側が肉厚としている。すなわち、内周側の厚さｄ1と外周側の厚さｄ2とを外周側が厚くなるようにしている。
この結果、磨耗による劣化や変形を抑制することができる。
【実施例３】
【００３０】
本発明による実施例に係るリングシール構造について、図面を参照して説明する。図７は、本実施例に係るＯリングの概略図である。図８は、その分割部の概略図、図９は２分割のＯリングの概略図、図１０は４分割のＯリングの概略図である。
図７に示すように、本実施例に係るリングシール構造のＯリング１５Ｃは、リングが少なくとも２以上に分割自在とされている。そして図８に示すように、その分割部が先細りの芯部１５ｃと、該芯部１５ｃを挿入可能な鞘部１５ｄとからなるようにしている。
【００３１】
Ｏリング１５Ｃがピストンの摺動により圧力を受け、燃料油の熱を受けて膨張する際に、芯部１５ｃが鞘部１５ｄ内で伸長移動することで、Ｏリング１５Ｃの表面のシワの形成が抑制される。これにより伸縮に伴うＯリング１５Ｃのワレを防止することが可能となる。
【００３２】
図９は２分割のＯリング１５Ｃであり、図１０は４分割のＯリング１５Ｃの構造を示す。これらの図面に示すように、複数の分割部を設けることにより、伸長移動を許容する箇所が増えるので好ましい。
【符号の説明】
【００３３】
１０Ａ〜１０Ｂ  リングシール構造
１１  リング取付け筒状部材（筒状部材）
１２  外周壁
１３  リング配置溝
１４  変形吸収充填部材
１５Ａ〜１５Ｃ  Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３−１】
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【図３−２】
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