專利名稱：泵用活塞密封件的制作方法
技術領域：
本發明涉及作為高壓燃料泵的往復運動用密封件而在汽油直噴式發動機用燃料噴射泵中使用以及在其它油壓·空壓·水壓機器中使用的泵用活塞密封件。
背景技術：
汽油直噴式發動機，近年來以符合排氣規格和改善燃料費用等為目的，將高壓燃料直接噴射到缸體內而使其燃燒，所以要求用于直接噴射高壓燃料的燃料噴射泵具備高壓性，因而，要求在燃料噴射泵中所使用的泵用活塞密封件具備耐高壓性能。
一直以來，作為在這種燃料噴射泵中使用的泵用活塞密封件，公知的有橡膠唇類型的密封部件(參考下述專利文獻1)，該橡膠唇類型的密封部件一體地具有在密封對象側對燃料即汽油等在高壓下進行密封的燃料密封唇、位于反密封對象側并對用于冷卻或潤滑的油進行密封的油密封唇。但是，由于密封唇的材質是橡膠，針對由高壓化所引起的耐壓性不足以及伴隨著燃料的乙醇含有率增加而耐燃料油性不足，存在不能充分滿足密封性能的問題。
提出了下述方案，即由樹脂制造燃料密封唇，由橡膠分體制造油密封唇，即使高壓燃料的壓力增高，也能維持耐壓性，針對加入了酒精的燃料等，能夠防止膨潤或硬度·強度下降(參考專利文獻2)。但是，由于燃料密封唇和油密封唇分體設置，設置空間變大，存在不適應緊湊化，而且針對燃料噴射泵的高性能化，不能確保穩定的密封性能的問題。而且，目前低成本的需求增加，對應于此，為了降低密封件的組裝工序數量，需要減少密封件數量。
而且，在將給予徑向付勢力且斷面大致為U字形的金屬彈簧內裝在橡膠制的燃料密封唇上所形成的槽內的場合下，在槽的開口部上設置了用于防止該金屬彈簧飛出的固定用臺肩是公知的(參考下述專利文獻3)。然而，在樹脂材料制造燃料密封唇的場合下，如果設置固定用臺肩，則形狀復雜，由于由通常所使用的注塑成形機制造樹脂材料的密封唇困難，因而，提出以下方案，即，當由注塑成形機制造內裝有斷面大致為U字形的金屬彈簧的樹脂制燃料密封唇時，廢除固定用臺肩，使槽內面為平面(參考下述專利文獻4)。
而且如圖16所示，在使用現有橡膠材的燃料密封唇101中，通過設定安裝在活塞102上時，密封唇101的兩側面(103，104)與活塞102接觸所組成的角度α、β，規定密封唇101的形狀，如圖17所示那樣，對安裝在活塞102上時在密封唇101接觸面上所產生的面壓斜度P進行控制，從而，能夠控制位于密封唇101和活塞102之間的密封媒體的厚度t，確保設定的普通的密封性能(泄漏量)。但是，如果將燃料密封唇101的材質變更為PTFE等樹脂，則利用蠕變特性，密封唇101的形狀即角度α、β變形·變化，因而在密封唇101的接觸面上所產生的面壓斜度P變化，難以確保設定的普通的密封性能(泄漏量)。
專利文獻1特開平8-68370號公報專利文獻2WO02/099320A1公報專利文獻3特許2651407號公報專利文獻4特許2955822號公報
發明內容
本發明鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種泵用活塞密封件，在汽油直噴式發動機用燃料噴射泵中所使用的泵用活塞密封件中，即使以燃料密封件耐壓性、耐熱性為目的而使用樹脂材料，也能實現緊湊化、耐壓性和密封性的提高、低成本化和組裝工序數的降低。
本發明的另一目的是提供一種泵用活塞密封件，在將給予徑向付勢力且斷面大致為U字形的金屬彈簧內裝在使用樹脂材料的燃料密封部件上所形成的槽內的場合下，即使因使用而密封唇的形狀變形等，也能確保設定的通用的密封性能(泄漏量)。
解決問題所需的措施 為了實現上述目的，本發明權利要求1所涉及的泵用活塞密封件是一種對設置在于高壓燃料噴射泵中往復運動的軸和殼體之間的環狀空間內的密封對象即高壓燃料進行密封，同時對反密封對象側的油進行密封的泵用活塞密封件，其特征在于通過密接地在上述軸上自由滑動并對上述高壓燃料進行密封的樹脂制的燃料密封部件、比燃料密封部件更靠近反密封對象側并與主要對上述油進行密封的油密封部件進行組裝，構成密封系統。
權利要求2所涉及的泵用活塞密封件是權利要求1所述泵用活塞密封件，其特征在于用于將徑向付勢力給予燃料密封部件的密封唇的彈性部件安裝在上述燃料密封部件上。
權利要求3所涉及的泵用活塞密封件是權利要求1或2所述泵用活塞密封件，其特征在于上述油密封部件與樹脂制的燃料密封部件形成為一體。
權利要求4所涉及的泵用活塞密封件是將U字形的彈性部件內裝在形成在上述燃料密封部件上并在密封對象側開口的槽內的權利要求1-3之一所述泵用活塞密封件，其特征在于結合在設置在上述槽中至少一內面側的固定用臺肩上的上述U字形的彈性部件前端面的軸向位置，比形成在上述燃料密封部件上的密封唇前端部的軸向位置更靠近反密封對象側。
權利要求5所涉及的泵用活塞密封件是權利要求4所述泵用活塞密封件，其特征在于上述密封唇前端部的軸向位置和結合在上述固定用臺肩上的上述U字形的彈性部件前端面的軸向位置之間的距離，比上述密封唇前端部的軸向位置和上述密封唇的下部的軸向位置之間的距離的20％還小。
發明效果 本發明可以獲得下述效果。
也就是具有下述機構的本發明權利要求1所涉及的泵用活塞密封件，由于燃料密封部件由樹脂制造，因而對于燃料等高壓化也能維持充分的耐壓性，同時即使針對伴隨著燃料的酒精含有率的增加二燃料油性不足，膨潤或硬度·強度等也不下降，能夠提高耐磨耗性。而且由于燃料密封部件和油密封部件不是分體的，而被組裝為1個密封系統，因而能夠實現緊湊化、低成本化，同時減少組裝工序數。
在權利要求2所涉及的泵用活塞密封件中，由于用于給予徑向付勢力的彈性部件安裝在燃料密封部件上，能夠對因燃料密封部件由樹脂制造而引起的潛伸(クリ一プ)特性進行補充，能夠進一步提高密封性。
在權利要求3所涉及的泵用活塞密封件中，由于油密封部件與樹脂制的燃料密封部件形成為一體，因而能夠實現進一步的緊湊化和低成本化。
在權利要求4所涉及的泵用活塞密封件中，由于結合在設置在槽的開口部中的固定用臺肩上的U字形的彈性部件前端面的軸向位置比形成在燃料密封部件上的密封唇前端部的軸向位置更靠近反密封對象側，因而，能夠控制密封唇前端部的軸向位置和密封唇前端部的軸向位置之間的距離，能夠在密封唇接觸面上所產生的面壓斜度的控制中活用U字形的彈性部件的擴張力。因而，通過使用樹脂材料制造燃料密封部件，即使由密封唇兩側面和軸接觸所組成的角度所確定的密封唇的形狀因使用而變形·變化時，也能控制密封唇接觸面上所產生的面壓斜度的變化水平，能夠控制位于密封唇和軸之間的密封媒體的厚度，確保設定的普通的密封性能 此外，在權利要求5所涉及的泵用活塞密封件中，由于密封唇前端部的軸向位置和結合在固定用臺肩上的U字形的彈性部件前端面的軸向位置之間的距離，比密封唇前端部的軸向位置和密封唇的下部的軸向位置之間的距離的20％還小，因而，密封唇接觸面上所產生的面壓斜度的控制更為容易，能夠確保設定的通常的密封量。
圖1是本發明第1實施例所涉及泵用活塞密封件的剖視圖；圖2是本發明第2實施所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖3是本發明第3實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖4是圖3中的面壓斜度的說明圖；圖5是本發明第4實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；
圖6是本發明第5實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖7是本發明第6實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖8是本發明第7實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖9是本發明第8實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖10是本發明第9實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖11是本發明第10實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖12是本發明第11實施所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖13是本發明第12實施所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖14是本發明第13實施例所涉及泵用活塞密封件的剖視圖；圖15是本發明第14實施例所涉及的泵用活塞密封件的剖視圖；圖16是現有彈性密封唇的剖視圖；圖17是圖16中的面壓斜度的說明圖。
符號說明1泵用活塞密封件 2活塞(軸) 3殼體 11密封部件12燃料密封部件 13油密封部件 14密封唇部 15，16密封唇15a，16a輔助唇 15b，16b前端部 15c，15b側面17，18，19密封固定部 21，22，23金屬環 21a，22a，23a圓筒部21b，22b，23b凸緣部 31，32卷簧 33金屬彈簧(彈性部件)41槽 42，43固定密封部 44固定用臺肩 A密封對象側B反密封對象側
具體實施例方式下文將參考附圖對該發明優選實施例進行說明。但是該發明的范圍并不局限于該特殊的限定，并不局限于該實施例所記載的內容范圍內。
(第1實施例)圖1是本發明第1實施例所涉及的泵用活塞密封件1安裝在由在高壓燃料噴射泵內往復運動的軸即活塞2和殼體3所形成的環狀空間內狀態的剖視圖。
泵用活塞密封件1在汽油直噴式發動機用燃料噴射泵中使用，具有對處于密封對象側并處于高壓下的汽油等燃料進行密封功能，對處于反密封對象側以冷卻或潤滑為目的的油進行密封的功能。
在圖1中，泵用活塞密封件1由密封部件11；保持該密封部件11的3個金屬環21、22、23；將軸向付勢力給予形成在密封部件11的密封唇部14上的2個密封唇15、16的2個卷簧31、32構成。
3個金屬環21、22、23由嵌合在殼體3內周側上的第1金屬環21、具有嵌合在第1金屬環21內周側上的圓筒部22a以及從圓筒部22a的反密封對象側B的端部朝向活塞2延伸的凸緣部22b的大致倒L字形的第2金屬環22、從第2金屬環22的凸緣部22b與位于反密封對象側B的殼體3嵌合的第3金屬環23構成。
密封部件11是燃料密封部件12和油密封部件13一體成型后的產品。密封部件11由密封唇部14、位于密封唇部14外周側的密封固定部17構成，該密封唇部14具有與活塞2滑動接觸并主要對高壓的汽油等燃料進行密封的燃料側密封唇15、與活塞2滑動接觸且與密封唇15相比位于反密封對象側B并主要對以冷卻和潤滑為目的的油進行密封的油側密封唇16。燃料側密封唇15和油側密封唇16的形狀都是中央前端部在徑向突出的斷面大致呈倒三角形，在密封唇15和16的前端部的外周側上形成了用于安裝卷簧31和32的凹部。密封固定部17具有從密封唇部14向外周方向延伸的凸緣部17a和從凸緣部17a的側面向反密封對象側B延伸的圓筒部17b，并由第1金屬環21、第2金屬環22和第3金屬環23保持。作為密封部件11的材質，使用耐壓性優良的PTFE等樹脂。
2個卷簧31和32分別安裝在形成在燃料側密封唇15和油側密封唇16的外周側上的凹部內，將徑向彈力給予各個密封唇15和16。
具有上述結構的泵用活塞密封件1，由于具有對燃料進行密封的密封唇15和對油進行密封的密封唇16的密封部件11的材質是樹脂材料，并構成為一體形成的1個密封系統，因而，耐壓性·耐油性優良，同時部件數量減少，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。此外，由于在由對燃料進行密封的密封唇15側和殼體3所形成的空間P變為高壓時，從密封對象側A向反密封對象側B沿箭頭α方向對倒L字形安裝的金屬環22的凸緣部22b進行推壓，使密封固定部17的保持力增大，因而能夠提高密封性. (第2實施例)圖2是本發明第2實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖2的泵用活塞密封件1中，與第1實施例不同，密封固定部17由殼體3的擴徑后的端面和第1金屬環21夾持，具有對金屬環21的內周側進行密封的密封唇17a。不使用其它金屬環。燃料側的密封唇15具有輔助唇15a。而且，由于由油側的密封唇16的形狀斷面為矩形且在反密封對象側B縮徑，確保密封性，因而不使用卷簧。
在上述結構中，由于具有對燃料進行密封的密封唇15和對油進行密封的密封唇16的密封部件11的材質是樹脂材料，并構成為一體形成的1個密封系統，因而，耐壓性·耐油性優良，同時部件數量減少，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。此外，由于在油側的密封唇16上不使用卷簧，而且金屬環21是1個，因而能夠實現由部件數量減少所引起的更加緊湊化和低成本化以及組裝工序數的減少。此外，由于在密封固定部17上形成了對金屬環21的內周側進行密封的密封唇17a而提高機密性，因而在由對燃料進行密封的密封唇15側和殼體3所形成的空間P變為高壓時，由于空間P的壓力進一步增加，能夠提高密封唇15的緊迫力，提高密封性。
(第3實施例)圖3是本發明第3實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖3的泵用活塞密封件1中，與第2實施例不同的是燃料密封部件12的形狀不同。也就是燃料密封部件12具有在密封對象側A開口的槽41且斷面大致呈U字形，其由嵌合在金屬環21上的外周固定密封部42以及具有與活塞3滑動接觸的密封唇15的內周固定密封部43組成，金屬環21嵌合在殼體2內周面上，將給予徑向付勢力的金屬彈簧33內裝在槽41內。而且沒有設置輔助唇15a。
金屬彈簧33斷面形狀大致為U字形，內周側的前端部端面33a結合在槽41的開口部，即結合在形成在活塞側內面41a上的固定用臺肩44的反密封對象側端面44a上。
固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1形成得比密封唇15的前端部15b軸向位置L2更靠近反密封對象側A(圖中右側)，因而，對固定用臺肩44的端面44a的軸向位置L1和密封唇15的前端部15b軸向位置L2的軸向距離C進行控制，成為在圖4所示密封唇15的接觸面上產生的面壓斜度P的控制中積極地活用設置在密封唇15上的金屬彈簧33的擴張力的結構。
在上述結構中，能夠實現與第2實施例相同的效果。此外，由于燃料密封部件12是樹脂材料制造，即使因使用而確定密封唇15形狀的密封唇15的兩側面15c、15d和活塞2所形成的角度α、β因蠕變和磨耗而變形·變化時，通過對固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1和密封唇15的前端部15b軸向位置L2的軸向距離C進行控制，能夠控制面壓斜度P的變化水平。
而且形成在槽41的內面上的固定用臺肩44也可以不設置在活塞2側，而是設置在殼體3側上。
而且，密封唇15的前端部15b軸向位置L2和固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1的軸向距離C最好比密封唇15的前端部15b軸向位置L2和密封唇15的下部15e的軸向位置L3的距離D的20％還小，但是并不局限于該范圍內。
雖然所介紹彈簧的種類是U字形的金屬彈簧33，但是并不局限于金屬彈簧，也可以是其它種類。
(第4實施例)圖5是本發明第4實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖5的泵用活塞密封件1中，與第3實施例不同的是，形成在槽41的開口部側的固定用臺肩44設置在活塞側內面41a和殼體側內面41b這兩側上。其它與第3實施例相同。因而在上述結構中，能夠獲得與第3實施例相同的作用效果。
(第5實施例)圖6是本發明第5實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖6的泵用活塞密封件1中，與第1實施例不同的是密封部件11，燃料密封部件12和油密封部件13由樹脂分體成形。在燃料密封部件12的密封固定部18和油密封部件13的密封固定部19組裝狀態下，由殼體3擴徑后的端面和第1金屬環21夾持，燃料密封部件12具有輔助唇部15a。油密封部件13的形狀為矩形斷面，在安裝時，使密封唇16向反密封對象側B彎曲，與活塞2的周面滑動接觸并給予付勢力，因而，不使用卷簧。
在上述結構中，燃料側的密封唇15和油側的密封唇16的材質是樹脂材料，因而，耐壓性·耐油性優良，同時燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且在油密封部件13上不使用卷簧，由于金屬環21是1個，減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。此外，油密封部件13的形狀不復雜，容易加工，能夠進一步實現低成本化。
(第6實施例)圖7是本發明第6實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖7的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12斷面形狀大致為U形，并由樹脂制造，由嵌合在殼體3上的第1金屬環21和第三金屬環23對密封固定部18進行夾持，由設置在于密封對象側開口的槽41內的U字形金屬彈簧33而給予徑向付勢力，具有輔助唇15a。作為所使用的樹脂材料，最好是耐壓性優良的PTFE等樹脂。而且，油密封部件13由橡膠制造，密封固定部19加硫接著在大致倒L形的第2金屬環22的內側上。密封唇16與密封固定部19一體成形，形狀為矩形斷面，朝向反密封對象側縮徑，而確保密封性，在密封對象側A設置了輔助唇16a。第2金屬環22的凸緣部22b在密封對象側對燃料密封部件12進行支撐，圓筒部22a嵌合在第3金屬環23的內周側上。作為所使用的橡膠材料，最好選用丁腈橡膠、氫化腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、氟橡膠、硅酮橡膠，也可以使用其它的合成橡膠。
在上述結構中，由于燃料密封部件12的材質是樹脂，因而，耐壓性·耐油性優良，同時，由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。此外，由于密封固定部18被燃料密封部件12夾持固定，而且油密封部件12的密封固定部19加硫接著并被第2金屬環22的凸緣部22b支撐，因而環狀空間內的兩密封部件12和13的舉動少，因而，即使在高壓化中的高頻率振動狀態下，也可以獲得穩定的密封性。
此外，與第3實施例相同，也可以在槽41的開口部即殼體側內面41b上突設了固定用臺肩44，使U字形金屬彈簧33的外周側前端面33b結合在固定用臺肩44的反密封側端面44a上。
在此場合下，固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1形成在比密封唇15的前端部15b軸向位置L2更靠反密封對象側B(圖中右側)，因而，對固定用臺肩44的端面44a的軸向位置L1和密封唇15的前端部15b軸向位置L2的軸向距離C進行控制，成為在圖4所示密封唇15的接觸面上產生的面壓斜度P的控制中積極地活用設置在密封唇15上的金屬彈簧33的擴張力的結構。
在這種結構中，燃料密封部件是樹脂材料，即使因使用而確定密封唇15形狀的密封唇15的兩側面15c、15d和活塞3所形成的角度α、β因蠕變和磨耗而變形·變化時，通過對固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1和密封唇15的前端部15b軸向位置L2的軸向距離C進行控制，能夠控制面壓斜度P的變化水平。
而且，密封唇15的前端部15b軸向位置L2和固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1的軸向距離C最好比密封唇15的前端部15b軸向位置L2和密封唇15的下部15e的軸向位置L3的距離D的20％還小，但是并不局限于該范圍內。
(第7實施例)圖8是本發明第7實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖8的泵用活塞密封件1中，與第6實施例不同的是使用燃料密封部件12的形狀不同，使用給予付勢力的卷簧31。
在上述結構中，由于燃料密封部件12唇的材質是樹脂，因而，耐壓性·耐油性優良，同時，由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。此外，由于密封固定部18被燃料密封部件12夾持固定，而且油密封部件12的密封固定部19加硫接著并被第2金屬環22的凸緣部22b支撐，因而環狀空間內的兩密封部件12和13的舉動少，因而即使在高壓化中的高頻率振動狀態下，也可以獲得穩定的密封性。
(第8實施例)圖9是本發明第8實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖9的泵用活塞密封件1中，由于燃料密封部件12為矩形形狀，并由樹脂制造，密封固定部18由第1金屬環21的凸緣部21b和第2金屬環22的凸緣部22b夾持，在安裝時，使密封唇15向密封對象側A彎曲地與活塞2的周面滑動接觸，并給予付勢力，因而不使用卷簧。油密封部件13由橡膠制造，密封唇16的斷面形狀是矩形并朝向反密封對象側B縮徑，并具有輔助唇16a。密封固定部19覆蓋第2金屬環22的圓筒部22a地與第2金屬環22加硫接著。第2金屬環22的圓筒部22a在密封對象側A與第1金屬環21的圓筒部21a的內周側嵌合，在反密封對象側B通過覆蓋第2金屬環22的圓筒部22a的密封固定部19而與殼體3嵌合，凸緣部22b在密封對象側A與燃料密封部件12的密封固定部18接觸。
在上述結構中，由于燃料密封部件12由樹脂制造，因而，耐壓性·耐油性優良，同時，由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在兩密封部件12和13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。特別由于燃料密封部件12的形狀不復雜，加工容易，低成本化的效果增大。
(第9實施例)圖10是本發明第9實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖10的泵用活塞密封件中，燃料密封部件12的形狀與第8實施例的形狀不同。燃料密封部件12具有從密封固定部18的內周側端部向密封對象側A延伸的中央前端部在徑向突出的斷面大致倒三角形即密封唇15、比密封唇15靠反密封對象側的輔助唇15a，在形成在密封唇15的外周側上的凹部上安裝了給予徑向付勢力的卷簧31。
在上述結構中，由于燃料密封部件12由樹脂制造，因而，耐壓性·耐油性優良，同時由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。
(第10實施例)圖11是本發明第10實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖11的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由樹脂成形，密封固定部18和密封唇15一體地成形，密封唇15從密封固定部18的內周側端部向密封對象側A延伸且中央前端部在徑向突出斷面大致為倒三角形，在反密封對象側具有輔助唇15a，用于給予付勢力的卷簧31安裝在外周側上。油密封部件13由加硫接著在階梯狀的第2金屬環22內周側凸緣部22c的前端部上的橡膠制的密封唇16構成。密封唇16的前端部形狀為斷面矩形，在反密封對象側縮徑，確保密封性。燃料密封部件12的密封固定部18與和密封唇16接著的第2金屬環22的外周側凸緣部22b由斷面大致コ字形的第1金屬環21的兩側凸緣部(21b，21c)夾持。第1金屬環21的圓筒部21a在中央具有臺階，反密封對象側B的大徑圓筒部與殼體3直接嵌合，密封對象側A的小徑圓筒部通過覆蓋密封對象側A的凸緣部21b地接著的固定密封部24與殼體3嵌合。在固定密封部24上一體設置了與在密封對象側A延伸的殼體內周側端面滑動接觸的密封唇24a。
在上述結構中，由于燃料密封部件12由樹脂制造，因而，耐壓性·耐油性優良，同時，由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。而且，由于在固定密封部24上形成了對殼體3的內周端面進行密封的密封唇24a，提高了機密性，因而，由燃料密封部件12和殼體3所形成的空間P變為高壓時，由于空間P的壓力進一步增加，能夠提高密封性。
(第11實施例)圖12是本發明第11實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖12的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由樹脂成形，密封固定部18和密封唇15一體地成形，密封唇15從密封固定部18的內周側端部向密封對象側A延伸且中央前端部在徑向突出，斷面大致為倒三角形，用于給予付勢力的卷簧31安裝在外周側上。油密封部件13由加硫接著在從第3金屬環23的凸緣部23a的內周側端部向反密封對象側B傾斜延伸的傾斜部23b前端部上的橡膠制的密封唇16構成。密封唇16的前端部形狀為斷面矩形，在反密封對象側縮徑，確保密封性。燃料密封部件12的密封固定部18與和密封唇16接著的第3金屬環23的凸緣部23a，由與殼體3的內周端面嵌合的第1金屬環21、與第1金屬環21的內周面嵌合的第2金屬環22的凸緣部22b以及擴徑的殼體3的端面保持。
在上述結構中，由于燃料密封部件12由樹脂制造，因而，耐壓性·耐油性優良，同時由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。
(第12實施例)圖13是本發明第12實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖13的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由樹脂制造，并成形為大致U字形狀，嵌合在第1金屬環21的內周上，將用于在徑向上給予付勢力的U字形金屬彈簧33內裝在密封對象側A開口的槽41的內部上，并具有輔助唇15a。油密封部件13由加硫接著在從第1金屬環21的凸緣部21b的內周側端部向反密封對象側B傾斜延伸的傾斜部21c前端部上的橡膠制的密封唇16構成。密封唇16的前端部形狀為斷面矩形，在反密封對象側縮徑，確保密封性。
在上述結構中，由于燃料密封部件12由樹脂制造，因而，耐壓性·耐油性優良，同時由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在油密封部件13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。
與第4實施例相同，也可以在槽41的開口部即兩側內面(41a，41b)上突設固定用臺肩44，使U字形金屬彈簧33的前端面(33a，33b)結合在固定用臺肩44的反密封側端面44a上。
在此場合下，固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1形成在比密封唇15的前端部15b軸向位置L2更靠反密封對象側A(圖中右側)，因而，對固定用臺肩44的端面44a的軸向位置L1和密封唇15的前端部15b軸向位置L2的軸向距離C進行控制，成為在圖4所示密封唇15的接觸面上產生的面壓斜度P的控制中積極地活用設置在密封唇15上的金屬彈簧33的擴張力的結構。
在這種結構中，燃料密封部件12是樹脂材料，即使因使用而確定密封唇15形狀的密封唇15的兩側面15c、15d和活塞3所形成的角度α、β因蠕變和磨耗而變形·變化時，通過對固定用臺肩44的端面44a所形成的軸向位置L1和密封唇15的前端部15b軸向位置L2的軸向距離C進行控制，能夠控制面壓斜度P的變化水平。
(第13實施例)圖14是本發明第13實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
在圖14的泵用活塞密封件1中，燃料密封部件12由樹脂制作的密封唇15構成。密封唇15的外周側對覆蓋第1金屬環21并加硫接著的橡膠制油密封部件13的密封固定部19的密封對象側部位19a進行壓縮地與殼體3嵌合，因而，由使該部位19a復位的彈性力而被給予徑向付勢力。油密封部件13具有與密封固定部19一體形成并與第1金屬環的內周側凸緣部21c前端加硫接著的密封唇16以及輔助唇16a，輔助唇16a位于密封對象側A，且中央前端部在徑向突出，斷面大致為倒三角形。密封唇16的前端部形狀為斷面矩形，在反密封對象側B縮徑，確保密封性。
在上述結構中，由于燃料密封部件12由樹脂制造，因而，耐壓性·耐油性優良，同時由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。燃料密封部件12和油密封部件13組裝并構成為1個密封系統，而且由于在兩密封部件12和13上不使用卷簧，因而減少了組裝時的部件數量，能夠實現緊湊化·低成本化和組裝工序數的下降。特別由于燃料密封部件12的形狀不復雜，加工容易，低成本化的效果增大。
(第14實施例)圖15是本發明第14實施例所涉及的泵用活塞密封件1關鍵部位的剖視圖。
圖15的泵用活塞密封件1包括嵌合在殼體3內周上的金屬環21、加硫接著在金屬環21上的橡膠制的油密封部件13、嵌合在金屬環21內周上的樹脂制的燃料密封部件12、安裝在金屬環21和燃料密封部件12之間的指形彈簧5。
金屬環21由嵌合在殼體3內周上并在密封對象側A末端設置了突起部21d的外周側圓筒部21a、從外周側圓筒部21a的反密封對象側B末端向內周方向延伸的凸緣部21b、從凸緣部21b的內周末端向反密封對象側B延伸的內周側圓筒部21c構成。
油密封部件13是將密封固定部19、密封唇16、比密封唇16更靠密封對象側A的輔助唇16a、從密封固定部19向密封對象側A延伸的第二密封唇16b一體形成，密封固定部19從金屬環21的凸緣部21b至內周側圓筒部21c接著在金屬環21上同時與殼體3的內周側端面密接，密封唇16主要從密封固定部19向反密封對象側B延伸并形成有用于安裝卷簧32的凹部，卷簧32在對油進行密封的外周側上施加付勢力。
燃料密封部件12由嵌合在金屬環21的外周側圓筒部21a內周側上的密封固定部18、與密封固定部18一體形成并在密封對象側延伸且與活塞2接觸并主要對燃料進行密封的密封唇15構成。將指形彈簧5安裝在由密封唇15的外周側、金屬環21的外周側圓筒部21a的內周側所形成的空間內。指形彈簧5朝向活塞2方向對密封唇15的前端部15b施加彈力，同時使指形彈簧5的前端部5a與金屬環21的外周側圓筒部21a的突起部21d接觸，對燃料密封部件12在軸向上可動距離進行控制。
在上述結構中，由于燃料密封部件12由樹脂制造，因而，耐壓性·耐油性優良，同時由于油密封部件13由橡膠制造，因而，密封性優良。由于燃料密封部件12和油密封部件13構成為一體化的1個密封系統，因而在將泵用活塞密封件1與配合部件即殼體3組裝時，能夠使殼體3的結構簡單化，同時能夠減少了組裝工序數。而且在由來自燃料密封部件12的微量燃料泄漏所引起的蓄壓時，由于由指形彈簧5的自由度，燃料密封部件12向密封對象側A可動而釋放蓄壓，能夠減輕油密封部件13的磨耗。此外，由于比油密封部件13靠密封對象側A的燃料密封部件12控制過大壓力或變動壓作用，油密封部件13中沿密封對象側A延伸的第二密封唇16b對通過燃料密封部件12的微量燃料進行密封，因而，能夠提高密封性。
權利要求
1.一種泵用活塞密封件，其是對設置在于高壓燃料噴射泵中往復運動的軸(2)和殼體(3)之間的環狀空間內的密封對象即高壓燃料進行密封，同時對反密封對象側(B)的油進行密封的泵用活塞密封件(1)，其特征在于通過密接地在上述軸(2)上滑動并對上述高壓燃料進行密封的樹脂制的燃料密封部件(12)、比燃料密封部件(12)靠近反密封對象側(B)并主要對上述油進行密封的油密封部件(13)進行組裝，構成密封系統。
2.根據權利要求1所述泵用活塞密封件，其特征在于用于將徑向付勢力給予燃料密封部件(12)的密封唇(15)的彈性部件(31或33)安裝在上述燃料密封部件(12)上。
3.根據權利要求1或2所述泵用活塞密封件，其特征在于上述油密封部件(13)與樹脂制的燃料密封部件(12)形成為一體。
4.根據權利要求1-3之一所述泵用活塞密封件，其特征在于將U字形的彈性部件(33)內裝在形成在上述燃料密封部件(12)并在密封對象側(A)開口的槽(41)內，結合在設置在上述槽(41)中至少一內面側的固定用臺肩(44)上的上述U字形的彈性部件(33)前端面(33a)的軸向位置(L1)比形成在上述燃料密封部件(12)上的密封唇(15)前端部(15b)的軸向位置(L2)更靠反密封對象側(B)。
5.根據權利要求4所述泵用活塞密封件，其特征在于上述密封唇(15)前端部(15b)的軸向位置(L2)和結合在上述固定用臺肩(44)上的上述U字形的彈性部件(33)前端面(33a)的軸向位置(L1)之間的距離(C)，比上述密封唇(15)前端部(15a)的軸向位置(L2)和上述密封唇(15)的下部(15e)的軸向位置(L3)之間的距離(D)的20％還小。
全文摘要
本發明目的是提供一種泵用活塞密封件(1)，其在汽油直噴式發動機用燃料噴射泵中使用，并使用樹脂材料制造燃料密封部件(12)，能夠提高緊湊化、密封性、降低組裝工序數。此外，在使用在形成在燃料密封部件(12)上的槽(41)上給予徑向付勢力的U字形彈性部件(33)的場合下，能夠確保設定的通常密封性能。通過對樹脂制的燃料密封部件(12)和油密封部件(13)進行組裝，成為1個密封系統。此外在將U字形彈性部件(33)安裝在槽(41)上時，形成在槽(41)內周面上的固定用臺肩(44)的反密封對象側端面(44a)的軸向位置(L1)比燃料密封部件(12)上的密封唇(15)前端部(15b)的軸向位置(L2)更靠反密封對象側(B)。
文檔編號F16J15/12GK1954149SQ20058001557
公開日2007年4月25日 申請日期2005年3月22日 優先權日2004年4月13日
發明者近藤洋介, 田邊靖章, 石岡克敏, 伊東聰祐, 長澤晉治, 中山純一, 岡田正敏 申請人:Nok株式會社