JP2000511989A - 任意の流体用に使用できる高圧ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、如何なる種類の流体でも、高吐出圧力で吐出することができる装置に関する。圧送する液を吸引して吐出する装置装置（２４、４４）は、専ら、機械的手段を含まない油圧手段により駆動される。従って、該駆動装置と吐出物との間には物質的な接触は無く、また、該吐出物が該機械的駆動装置を損傷することはない。加圧流体を受けるチャンバ−は、各圧縮行程の終期に、加圧流体用の貯蔵器に再度、直接連通される。

Description

【発明の詳細な説明】 任意の流体用に使用できる高圧ポンプ この発明は、水、石油、ガス油、油、腐食性化学溶液、およびスラッジ、等々 、ほとんど任意の液体を高圧で送り出すために使用されるポンプに関し、特には 、内燃機関用燃料噴射器の高圧供給用に使用され得るポンプに関する。 この種の液体用の低圧ポンプは知られおり、それらは、一般には、遠心ポンプ 、ギア−ポンプ、時としてはピストンポンプ、あるいはその他のポンプであるが 、これら公知のポンプの場合には、高い吐出圧（５０バ−ルを超える）を得るこ とができず、あるいは、得ることが極めて困難であり、高圧で使用すると、それ らの可動部品に焼付きが生じ、又、液体が低粘性であると多くの漏れを生じる等 のため、その対策に非常に費用を要する。 このような可動部品の焼き付きや液体の漏洩の発生を避けるために、ダイアフ ラムポンプを使用することが知られていが、この場合には、高い吐出圧を得るこ とは不可能である。実際上、ダイアフラムは、一方の側で機械的手段（カム、レ バ−、等）により駆動され、他方の側は吐出圧に曝されるので、圧力が高くなる と、ダイアフラムは、機械的応力がかかった個所で破損してしまう。 腐食性液体等の特殊液体を移送するものとして、二つのポンプを組み合わせた ものも知られている。この組合せポンプにおいては、油圧（又は水圧）ポンプで ある第一のポンプが加圧流体を吐出しかつ引き戻すことによる。該加圧流体の往 復動により、移送すべき液体を吸引し加圧する第二のポンプの可動部品 が駆動される。加圧流体と圧送すべき液体とを物理的に分離しているこれらの可 動部品は、加圧流体により往復動されるものであるが、可撓性ダイアフラムか、 あるいはフリ−フローティングピストン(free-floating piston)でなるものであ る。 フリ−フロ−ティングピストンの場合には、水密性の点で難があり、この難点 は、完全な水密性を必要とする場合には、解消し得ないもである。フリ−フロー ティングピストンとシリンダとの間にシ−ルを取り付けても、完全にシ−ルする ことは不可能である。シ−ルを使用しない場合には、摩擦面間に薄い油膜が形成 され、少量の漏洩が生じ、あるいは、油膜が形成されないと、両摩擦面が加熱さ れることになる。高圧燃料噴射の場合には特に、僅かであっても、液の漏洩は許 容し得るものではなく、また、勿論、加熱されれば爆発を発生させ易い。 したがって、例えば、米国特許第４，４４３，１６０号明細書で開示されてい るような、公知のフリ−ピストンタイプの装置は、除外されるべきである。 この発明は、それ故、可動部品−−油圧ポンプによって往復ポンピング運動が なされ且つ加圧駆動流体と圧送される液体との間を完全に水密的に分離する部品 −−が変形し得るダイアフラムでなるポンプ装置に関する。 一般に、このタイプのダイアフラムポンプは、次の欠点の少なくとも一つ、と きにはその幾つかを有する。 ａ） 両液を分離し且つポンピング作動をするダイアフラムが油圧ポンプのピ ストンに機械的に連結されている場合には、ダイアフラムの両側が等圧にならず 、その結果、長時間に耐え得ず、破損してしまう。 ｂ） ダイアフラムが、完全に自由である場合、即ち、何等 の駆動機構に取り付けられていなく、ポンプから送られる加圧流体だけにより駆 動される場合には、ダイアフラムの両側に等しい圧力が作用する。しかしながら 、それが如何に僅かであれ、不可避的漏洩により、送られる加圧流体の容積がサ イクル回数に連れて増加し、ついにはダイアフラムが送り出すことのできる容積 を超えてしまう。これにより、ポンプの破損をもたらす過剰圧力を発生させるハ イドロリックブロック現象が発生する。特に、高圧燃料噴射の場合には、破壊す る部品が燃料を移送する部品であると、火災の発生は避けられない。 ｃ） ダイアフラムがピストンに取り付けてある場合および取り付けられてい ない場合のいずれの場合においても、もし、連続して引き込まれ送り出される加 圧流体の容積がいつも同じであるならば、ダイアフラムは、繰返しの圧縮サイク ルの結果、熱くなり、ダイアフラムが破壊する温度にまで達する。 ノッタ（Notta）に許諾された米国特許第４，３９２，７８７号明細書には、 ポンプの各ピストンの端部に、該ピストンの内側を摺動するロッドに連結された ダイアフラムが組付けられている、斜板式油圧ポンプを含む装置が開示されてい る。この装置は、上記ａ）およびｂ）に記載の難点を有している。連続的に加圧 される液体の容積は常に同じであり、従って、熱くなるであろう。その上、不可 避的な少ない漏洩は、逆止弁を介しての追加オイルの吸入によって相殺されるが 、偶発的に多量の漏洩が発生すると、ピストンがダイアフラムに機械的に接触し て、ダイアフラムを破損することになる。 ディーン（Dean）に許諾された米国特許第２，９６０，９３６号明細書には、 完全に分離されているダイアフラムが、カム駆動のピストンによって排除される 油圧容積により周期的に圧 縮と圧縮緩和とを繰り返されるタイプのポンプが開示されている。この装置は、 前記ｂ）とｃ）に記載の難点を有している。もし、何かの理由で、供給が停止あ るいは低減される場合、ダイアフラムは、完全には転換されず、対応する量の加 圧流体が各サイクルで、破損が発生するまで、導入される（難点ｂ））。更に、 加圧される加圧流体の容積が常に同じであるので、加熱は避けられない(難点ｃ) )。 ワ−ナ−（Wanner）に許諾されたドイツ国特許第２，４４７，７４１号明細書 には、油圧ポンプのピストンの内側を摺動するピストンに機械的に連結されたダ イアフラムポンプが開示されている。この装置の難点は、前記米国特許第４，３ ９２，７８７号明細書の場合と同様である。 この発明は、これらの難点を解決するためになされたもので、各ダイアフラム はピストンに連結されておらず、また、各ピストンサイクルの終わりに、このピ ストンの上死点（最大圧縮位置）の下流の位置にあって、流体がダイアフラムに 接触している“デッド”チャンバ−が、流体の貯蔵器に連通されるようにし、そ の結果、該チャンバ−にある液が、まず、該流体の膨張により、そして、スプリ ングにより逆向きに保持されているダイアフラムの押圧効果により、この貯蔵器 に押し戻されるようにした、装置を提供する。 このようにすることにより、一方では、加圧された流液と加圧されていない流 液との間の熱交換が連続して繰返しなされるようにすることができ、また他方で は、各サイクルでダイアフラムが初期位置へ復帰することを、換言すれば、ダイ アフラムに作用する加圧流体の容積の増加、漏洩に不可避的に起因して生じる容 積の増加を抑えることができる。これは、熱を発生せ ず、また、満足な、漏洩を伴わない出力のピストンタイプの高圧油圧ポンプを製 作することは不可能であるからである。 第一の目的によれば、この発明は、任意の液体を高圧にして圧送することがで きる、二つのポンプの組合せタイプのポンプに関し、一方を油圧ポンプとし、他 方を、圧送すべき液の吸入および吐出をおこなう可動手段が、はじめ一方向きに 次いで他方向きにと、第一のポンプにより送り出され引き戻される加圧流体の移 動によって往復動が伝えられる可撓性ダイアフラムでなる第二のポンプとするも のであって、第一のポンプのピストンが、管状であり、加圧流体の流通が可能で あり、該加圧流体が、吸入行程において、斜板またはカムの表面に形成された三 日月形溝または溝を通過するようにしてあり、可撓性ダイアフラムはそれぞれが スプリングにより、各ピストンの圧縮行程の終期に、該ダイアフラムに圧力を及 ぼしている加圧流体が存在するチャンバ−と吸入チャンバ−とが連通され、一方 では、この流体がピストンの動きにより引かれるとともに、スプリングの作用に よりダイアフラムによって押し戻され、かくして、一方では、圧縮によって加熱 された加圧流体と加熱されていない流体とが交換がなされ、他方では、ダイアフ ラムが初期位置に復帰することを確実にするように、逆方向に付勢されて取付け られていることを特徴とするポンプに関する。 この発明のポンプは、また、下記の構成の一つ又は幾つかを含み得る。 (ａ) 第二のポンプが、第一のポンプが有する孔と同数の容積または孔を有し ていて、第二のポンプの各孔は、第一の対応する孔に直接に連通していて、第一 の各ピストンが、第二のポンプの対応する孔に、加圧流体を周期的に送り且つそ こから引 き出すようにしてある。 (ｂ) 第二のポンプの各孔が、スプリングにより逆方向に向けて保持された可 撓性ダイアフラムによって二つの部分に分割されており、該部分が、第一のポン プによって送られ且つ引かれる加圧流体を受ける該第一のポンプの対応する孔に 連通していて、吸入および吐出弁を備えた他の部分が、圧送すべき液体の吸入お よび吐出をなすようにしてある。 (ｃ) ピストン頭部が前後動するチャンバ−が、加圧流体の貯蔵器に連結され ている。 (ｄ) 加圧流体の貯蔵器が、第一のポンプの外側にあり、チャンバ−に導く管 手段によって該第一ポンプに連結されている。 (ｅ) 本発明を実施するポンプが、内燃機関の燃料噴射器用の高圧供給を用途 するものであり、第一のポンプ(I)の加圧流体として、該エンジン用のオイルを 使用できるようにしてある。 第二の目的に関しては、本発明は、第一のポンプの容積効率を変化させること 、したがって、噴射装置への燃料の流量を変化させることを可能にする手段に関 する。 この手段は、傾斜角を変更し得る斜板を設けるか、油圧ポンプのピストンに、 吸入行程の間に該孔に導入される加圧流体の容積の一部あるいはその全部を短絡 させる機能を有する手段を備えることでなされる。 本発明の場合、油圧ポンプの各管状ピストンに、可動ライナによって全部また は部分的に遮蔽され得る孔が設けられていて、これら全ての可動ライナは、機関 の運転条件により駆動される制御装置によって、一緒に動かされるようになって いる。 本装置は、更に、以下の構成の一つまたはその幾つかを備えることができる。 ａ−ピストンが、オリフィス付きの二つの支持部材の中を摺動する。ここで、 該二つの支持部材は、チャンバ−を構成する環状空間により互いに分離されてい て、該チャンバー内でライナが二つの極限位置の間で動き、ライナがその一方の 極限位置にあるときは、該穴が該ライナによって遮蔽されず、したがって、各ピ ストンにより送られる加圧流体は全てピストンの該穴を介して該環状チャンバ− に戻され、ポンプ(I)の流量はゼロとなり、一方、ライナがその他方の極限位置 にあるときは、該穴が該ライナによって遮蔽され、各ピストンにより吸入された 加圧流体の全てをピストンが押し戻し、このときのポンプ(I)の流量を最大にす るようにしてある。 ｂ−前記ライナが、前記二つの極限位置の間の任意の位置を取り得るようにし 、ポンプ(I)の流量をゼロから最大値の間の全ての値に設定し得るようにしてあ る。 ｃ−前記ライナが、高圧にした燃料を貯蔵器に逆流させることなく、機関の供 給要求に応じて燃料の高圧流を規制するのに適する適当な制御装置により駆動さ れる、共通の制御装置に連結されている。 ｄ−第一のポンプ(I)により生じる脈動効果を打ち消すために、緩衝装置を、 第二のポンプ(II)の下流で、噴射器の上流に設けることができる。 ｅ−前記緩衝装置を、燃料の流量に応じて十分に大きな容積を有していて、適 当な手段で噴射圧力に維持され、実質的に流体力学的アキュミュレ−タ−として 作用し得る、容量とすることができる。 この発明の他の特徴および利点は、対応する添付図面を参照してなされる本発 明の例として示す実施例の説明より明らかに なるであろう。添付図において、 図１は、本発明の第一の実施例の縦断面を示す。 図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断面を示す。 図３は、可変流量ダブルポンプの従断面を示し、各部品は最大流量の状態に対 応する位置にある。 図４は、各部品が流量ゼロの状態に対応する位置にある、図３に示すダブルポ ンプを示す。 図５は、図３および図４におけるＡ−Ａ線に沿う斜板面を示す。 図６は、各ダイアフラムが単一ダイアフラムで置換されている、図１のポンプ の縦断面を示す。 図７は、図６におけるＡ−Ａ線に沿う断面を示す。 図８は、図６におけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示す。 図９は、吸入バルブを省略してなる、ポンプの他の実施例の縦断面を示す。 図９ａは、図９の部分拡大図である。 図１０は、図９のダイアフラム吸入システムを取り付けた、図６に示すポンプ の縦断面図である。 図１１は、油圧ポンプをラジアルポンプとした、他の実施例を示す。 図１および図２を参照して、本発明を採用してなる装置は、一般符号“Ｉ”で 示す第一のポンプと、一般符号“II”で示す第二のポンプを備えている。 第一のポンプＩは、斜板１により前後に往復動されるアキシャルピストンを備 えたポンプである。 斜板１は、ベアリング３に保持され（図示しない任意手段により駆動される） 主軸２と一体に形成されている。複数の管状 ピストンが、それぞれ中央部に穴６が開けられている摺動接触片５を介して、プ レート１の斜面に支えられている。各ピストン４は、スプリング７により接触片 に対接して保持されている。三日月形の溝８が前面側１に彫られている。シャフ ト２が回転駆動されると、斜板１、接触片５およびピストン４の球形頭部４ａは チャンバ−９内で前後動する。 このチャンバ−９は、ポンプＩのケ−ス２１を通して設けられた複数の孔２２ を介して、貯蔵器１１に開放されている。この貯蔵器１１は、該ケース２１を取 り巻く円筒状外被２３により構成されている。 主軸２が回転すると、斜板１の面は、ピストン４が前後に往復駆動されるよう に、チャンバ−９内で振動する。即ち、吸入に対応する方向においては、ピスト ン４がそのスプリング７により駆動され、圧縮行程に対応する他の方向において は、ピストンは斜板１によりスプリング７に対して押し戻される。吸入行程では チャンバ−９内の流体が三日月形溝８および接触片５の孔６を介してピストン４ 内に流入する。 この種のポンプは知られているものであり、本出願人に付与された数多くの特 許に記載されているものである。 油圧ポンプＩを公知の方法で使用する場合には、管状のピストン４が摺動する 各孔１２は、その端部に逆止弁を備えており、ピストン４と共働して圧縮流（こ の種のポンプでは１０００バ−ルを超えることが可能であるので、高圧流の際も ）を形成する。 しかしながら、本発明の構成においては、ピストン４が摺動する各孔１２には 逆止弁を備えていない。 ポンプIIは、ポンプＩの直ぐ下流において連結されている。 ピストン４が摺動するポンプＩの各孔１２には、ポンプIIにおいて、スプリング １５によって対抗して保持された可撓性のダイアフラム２４によって二つの部分 １３ａ及び１３ｂに分割されたチャンバ−である孔１３が対応している。部分１ ３ａは直接に孔１２の端部に連通しており、一方、部分１３ｂは、ダイアフラム ２４の反対側にあって、端部に吸入バルブ１６および吐出バルブ１７が取り付け てある。バルブ１７は全て共通パイプ１８に連通している。 望ましくは、図示のように、各スプリング１５は、カラ−２０を介してダイア フラム２４の後側に取り付けられている。このカラ−２０は、ダイアフラム２４ の後側に取り付けられても該ダイアフラムを破損しないような形状とする。 以下に、本装置の作動を説明する。 主軸２が駆動されると、ピストン４が加圧流体をチャンバ−１３に押し戻す。 チャンバ−１３の部分１３ａに押し戻された圧力流体はダイアフラム２４の前側 に作用し、ダイアフラムを矢印ｆ１（図１）の方向に移動させる。この移動中に 、ダイアフラム２４はチャンバ−１３の部分１３ｂ内の流体を押し退ける。この 流体の排出は逆止弁１７を介してなされる。 斜板１が回転を続けると、各ピストン４の接触片５が三日月形溝部８の上を通 過し、これにより、チャンバ−１３ａ、管状ピストン４の内側、および吸入チャ ンバ−９とが互いに連通される。三日月形溝８上で接触片５がそのストロ−クを 開始するときに、チャンバ−１３ａ内にある加圧流体はチャンバ−９の方向に広 がり、ピストン４のスプリング７およびダイアフラム２４のスプリング１５の効 果により、チャンバ−１３ａの流体は孔１２に、更にそこから更にチャンバ−９ に向けて押し戻さ れる。 このようにして、ピストン４が圧縮行程の終りにあるときに各孔１２の端部に 形成される“デッド”チャンバ−およびチャンバ−１３ａに存在する加圧流体が 各圧縮行程の終端で更新され、したがって、他では避けることができない流体の 加熱を避けることができる。更に、各サイクルで、チャンバ−１３ａとチャンバ −１３とを互いに連通させるので、可動部分の初期位置への復帰を可能にし、し たがって、チャンバ−９に戻される油圧ポンプの不可避的漏洩があっても、チャ ンバ−１３ａに押し戻される流体の容積は、厳密に一定に維持される。チャンバ −９と１３ａとの間を連通させることにより、前記“ｂ”および“ｃ”に記載し た問題点は改善される。 ダイアフラム２４が矢印ｆ２の向きに移動すると、孔１３の部分１３ｂに圧送 すべき液体は吸入側逆止弁１６を介して吸引され、部分１３ａ内の加圧流体は押 し戻される。 したがって、圧送すべき液体は、ダイアフラム２４の往復動によって、交互に 吸入され次いで吐出される。このダイアフラム２４の運動は孔１３の部分１３ａ 内での加圧流体の占める容積の変化に起因して生じるものであり、これらの容積 変化は、第一ポンプＩのピストン４によって加圧流体が交互に吸入され押し出さ れることによってもたらされるものである。 各ダイアフラム２４には、その前後およびダイアフラムの全面に同一圧力が作 用している。即ち、一方側には加圧“駆動”流体の圧力が、他方側には圧送され る流体の圧力が作用している。したがって、ダイアフラムは何等の機械的応力に 曝されされておらず、従って、破けることはない。 したがって、本発明のポンプは、各ダイアフラムが、吐出行 程において、その両側に同一圧力を受けていて、第一のポンプＩが発生し得る加 圧流体の圧力に等しい吐出圧力が得られるようにしてある、ダイアフラムポンプ である。 本発明のポンプは、とりわけ潤滑性能を有さない流体の加圧に使用することが できる。特に、プレミアム燃料および／または、例えば代替え燃料として、液化 石油ガスを使用する内燃機関（自動車用エンジン）の燃料噴射装置用として使用 することができる。プレミアム燃料は弁１６を介して吸入され、互いに摺動し合 う金属部品に接触することなく加圧（５０バ−ル以上）されて弁１７を介して吐 出される。 液体は、高圧においては、非圧縮性であるとは考えられない、ということに注 意する必要がある。ピストン４がその吐出行程の終端に達したときには、加圧流 体の圧力はその最高値にある。前記のとおり、接触片５が三日月形溝８のスター ト部に位置している場合、流体は、それが膨張すると、ピストン４、接触片５の 通路６および三日月形溝８を介してチャンバ−９に流出する。このときの流体移 動はスプリング１５によりなされるであろう。加圧流体は高温にあるが、チャン バ−９および貯蔵器内の流体は高温ではないので、各サイクルにおいて、圧縮に より加熱された流体と非加熱流体との僅かな交換がなされ、第一のポンプＩの温 度バランスが確保される。図示してはいないが、貯蔵器の円筒形外被２３に冷却 フィンを設けることが望ましい。 上記のように、エンジンの燃料噴射器に高圧を供給するために、本発明のダブ ルポンプを使用する場合には、チャンバ−９をエンジンオイルの分散路に直接連 結させて、このオイルの温度を適当なエンジン装置によって調整されることによ り、エンジンオイル自体を加圧流体として使用するのが有利である。 本発明のポンプは、また、掘削泥水の加圧流通に使用することができる。実際 、本発明のポンプは、腐食性で攻撃的な液体であれ、如何なる液体の加圧にも使 用することができる。 油圧又は水圧分野の場合、ポンプＩが、例えば冷温で使用される場合のように 、高粘性の液体を対象に使用されるので、吸入行程の間、ピストン４のヘッド部 ４ａをその接触片５の上に維持する機構を備えることが望ましい。 前記したように、第二のポンプIIの吸引力は、これはスプリング１５の力に関 係するものであるが、チャンバ−９と連通させることにより、ダイアフラム２４ のその初期位置への復帰を可能にする。この初期位置への復帰がなされないと、 ポンプの各サイクルで僅かなドリフトが生じる危険がある。このドリフトは、孔 １２と対応する孔１３の部分１３ａとの間に急激な容積変化を生じさせ、ダイア フラム２４を当接させ、直ちにポンプが破壊する（第一ポンプＩのレベルおよび 第二ポンプIIのレベルのいずれのレベルでも）。 したがって、第二ポンプIIの可動部材２４を、三日月形溝８を介して、初期位 置に復帰させることは、極めて重要なことであると判断される。 図３〜５は、図１および２に示す装置の強化に関するものであり、その手段に より、圧送すべき液体の流量を任意に変化させることが可能となる。この液体が エンジン駆動用燃料である場合には、ポンプIIによって吐出される燃料の容積を 、エンジンの運転条件に適合するように、変化されることは重要なことである。 エンジンを全速運転する場合には、ポンプの容量は、エンジン使用の極限条件 、即ち、全速全負荷運転の条件の関数として 決定されなければならない。したがって、これが利用し得る最大吐出速度を定め るものであり、これらの極限条件での使用を超えた場合には、ポンプは過剰な速 度で供給していることになり、過剰分は貯蔵器に戻される。しかしながら、この ようにして貯蔵器に戻される燃料は、加圧によって加熱されているので、高温燃 料か常時貯蔵器に戻されることになる。貯蔵器が徐々に空になるにつれて、燃料 はますます高温になり、好ましくない燃料蒸気を貯蔵器中に発生させる危険が生 じ、これらは、特に直噴型エンジンに関して、諸基準がますます厳しさを増して いるために処理が困難になっている。 したがって、エンジン要求に応じて吐出流量を調整することが必要である。 これに対する第一の解決手段は、第一ポンプを、本出願人の製作に係るある種 ポンプにおけるように、傾斜角を可変とした斜板を使用して、可変流量ポンプに することである。 しかしながら、この種のポンプには、大規模大量生産の自動車用としてはコス トが高過ぎる難があるので、以下に、第二の解決手段を述べる。 この第二の解決手段に用いられる装置は、特許出願番号第９６．０７０４３号 明細書に開示されているような、ダブルポンプでなり、ただし、その油圧ポンプ の各ピストンには該ポンプにより吐出される流量の一部またはその全部をキャン セルすることを可能にする手段が取り付けてあることを特徴とする。 図３および４は、図１および２のものと同様なダブルポンプを示す。図中、同 様な部材は同一の参照符号を符して示している。 これらの図に示されているように、各管状ピストン４は、パ イプ３０によって完全に貫通されている。 更に、ピストン４は、該ピストンが摺動する開口部を穿った二つの支持部材３ １および３２によって保持されている。支持部材３１に設けられた開口部を３３ で示す。一方、支持部材３２に設けられた開口部は前記のシリンダ−を構成して いる。その端部までの支持部材３２の厚さはピストン４の最大ストロ−クよりも 大きくしてある。 支持部材３１と３２との間の空間は、環状チャンバ−３５を構成している。 この空間３５内において、各ピストン４は部分的に摺動ライナ３４によって覆 われている。これらの摺動ライナは、全て制御棒３８に連結されていて、それぞ れ図３と図４に示されている二つの極限位置の間で一緒に摺動可能にしてある。 図３に示す位置においては、該ライナ３４は、各ピストン４の内部パイプ３０ と環状チャンバ−３５との間を連通する孔３６を遮断している。図４に示す位置 にあるときには、ライナ３４は、該孔３６を開放させる。 ピストンヘッドを摺動接触片５に対接保持する機能をなす図１および２のスプ リング７は、各ピストンヘッド４の後側に当b接するフランジ６に作用するタペ ット７ｂで置換されている。 該タペット７ｂは、スプリング７ａによって、対抗的に保持されている。 ピストンヘッドのフランジ６を対抗的に保持しているタッペット７ｂには、二 つのチャンバ−９および３５を連通させるパイプ３７が貫通して設けられている 。 したがって、制御棒３８の作用により、ライナ３４が図４に示す位置に位置さ れているときには、各ピストン４によって押 し戻される加圧流体が、パイプ３０および３６を介して、環状チャンバ−３５に 流れ、そこから、孔３７を介してチャンバ−９に流出する。したがって、油圧ポ ンプＩの流量はゼロであり、ダイアフラムは動かず、噴射器への燃料に対しては 何等の吸引および吐出効果を及ぼさず、したがって、噴射器への燃料流もゼロで ある。 制御棒８の作用により、ライナ３４が図１に示す位置にあるときには、孔３６ が該ライナにより遮蔽され、油圧ポンプＩの流量が最大になる。したがって、噴 射器への流量は最大になる。 これら両極限位置の間では、中間的流量がライナ３４の位置の関数として得ら れ、その位置は、適当なモニタ−手段によりエンジンの運転状態によって制御さ れる棒３８の位置によって決定される。 したがって、ポンプＩの出力が噴射器に必要な燃料流量の関数として調整され 、貯蔵器に逆流する過剰燃料を、可能な限り少なくすることができる。 しかしながら、このようにして得られた燃料流量は、脈動するものであること に注意するする必要がある。事実、例えば、ライナ３４の作用で、ポンプＩの最 大吐出量の１０％だけが容積１３の部分１３ａに供給されているとすると、この ことは、ポンプＩが、各ピストンのストロ−クの９０％の間は何等の出力を示し ていないこと、即ち、各ピストンのストロ−クの１０％の間、出力されるだけで あることを意味し、したがって、流量には、実際上、脈動が伴う。 これが改善を必要とする一つの難点の原因となっている。 この改善を目的として、出口２９の下流で噴射器の上流に、一つの装置を設け てこれらの脈動を消すことがなされる。この 装置は、油圧アキュムレ−タと同様に、即ち、噴射器への流量に比較して大きな 容積を有していて、一定圧力を維持する容量で構成することができる。 このようにして得られる噴射流量は、この流量が一定しているので、即ち、脈 動がないので、貯蔵器への逆流を伴わず、エンジンの燃料要求に正確に対応する ものとなる。 図６は、図１のポンプと同様なポンプを示す。図中、同様な要素は同じ参照符 号を符して示している。 油圧ポンプを囲っている図１の貯蔵器１１は、外部貯蔵器１１ａに置換されて いる。図１のポンプIIのダイアフラムを除けば、その他の部分は全て同一である 。 図１のポンプの場合、各容積１３は、カラ−２０を介してダイアフラム２４に 対接するスプリング１５により押し戻されるダイアフラム２４によって二つの部 分１３ａ、１３ｂに分割されている。 これに対して、図６のポンプの場合、個々のダイアフラム２４は、チャンバ− １３の平面上にあり、対応するスプリングに抗して該容積１３に部分的に侵入す るように変形し得る単一のダイアフラム４４で置換されている。 より詳しくは、図１のポンプは、図６のポンプと同様に、二つの円筒部４０ａ および４０ｂでなる単体のポンプハウジング４０を有している。ここで、部分４ ０ｂの内径は部分４０ａの内径より大きくしてある。部分４０ａ内には、ベアリ ング３、主軸２、斜板１、供給チャンバ−９、および孔１２が形成されている部 品４１の後方部分４１ａが配置されている。この部品の前方部分４１ｂは、ハウ ジング４０の大径部である部分４０ｂ内に位置している。したがって、この前方 部分４１ｂは、ハ ウジング４０の二つの部分４０ａおよび４０ｂを分離している肩部に支えられて いる。ピストン４の孔１２は、この部分４１ｂの前方側に開口している。円盤４ ２が該部分４１ａに対して配され、ピン４２ａでそれに対応する位置にロックさ れている。この円盤４２には、孔１２およびチャンバ−１３の数と同数の穴４３ が開けられている。チャンバ−１３は、ハウジング４０の部分４０ｂの開口端に 螺子止めされた部品４５内に形成されている。部品４５と円盤４２との間には、 円盤４２と同じ径のディスク状のダイアフラム４４が配されている。このダイア フラム４４は、円盤４２と部品４５の端部との間で挟持されている。各穴４３は 、ポンプＩの穴１２と連通していて、容積１３に対向する位置に位値している。 ピストン４が加圧流体を高圧で押し戻すと、この流体は孔１２から穴４３に押 し出され、対応するチャンバ−１３に対向する位置にあるダイアフラム４４の部 分を変形させ、この変形が、カラ−２０の手段でダイアフラムの反対側を押圧し ているスプリング１５に対して作用する。チャンバ−１３内（カラ−２０の後方 ）にある圧送すべき液体は、逆止弁１７を介して押し戻される。ピストン４が孔 １２内で後退するときには、変形して部分的に容積１３に侵入していたダイアフ ラム４４の部分がスプリング１５により押し戻され、逆止弁１６を介して圧送す べき液体を吸引しながら初期形状に戻る。 前の場合と同様に、穴４３とチャンバ−９との間は、三日月形溝８を介して直 接に連通している。 図９に、図６〜８に示すポンプの他の実施例を示す。 この実施例では、油圧ポンプＩの機械的構成に関して基本的に相異している。 この場合の油圧ポンプＩは、図１、３および６に示すポンプ同様に、三日月形 溝８の上を動く穴６を有する摺動接触片５を仲介して管状ピストン４が支持され る斜板１を有している。しかし、前記のポンプの場合には、斜板１はベアリング ３で保持された主軸２の端部に設けられているのに対して、図９のポンプにおい ては、斜板１はボ−ルベアリングに組み込まれている。 このボ−ルベアリングは、ポンプのハウジング６０の内側に固定される外側キ ャップ６１、および斜板１が固定される内側キャップ６２、両キャップ６１及び ６２の間に配される一セットのボ−ル６３、を有する。斜板１は、その後端部分 に、主軸（図示せず）の端部が挿入して取り付けられるシ−ト６４を備えている 。 ポンプIIは、図６のものと同じであり、同一要素には同一参照符号を符して示 している。 相異する点は、吸入側逆止弁１６が省略されており、吸入側逆止弁の役目を果 たすものとして、ダイアフラム４４が使用されることである。 図９の一部拡大図である図９ａを参照すると、各チャンバ−１３には、圧送す べき流体が導管５２を経て導入されるチャンバ−５１に連結された導管５０が、 各チャンバ−１３に通じている。導管５０は、部品４５を通して形成されていて 、該チャンバ−５１の反対側の該部品の端部で、ダイアフラム４４に向かって開 口している。円盤４２・・・これはピストン４の穴１２が形成されている部品４ １と、チャンバ−１３が設けられている部品４５との間に設けられている・・・ は、導管５５で連結されている二つの座部５３および５４を有している。座部５ ３は、部品４２のダイアフラム４４に接触する側の面をへこま してなり、一方、座部５４は部品４１に接触する側の面をへこませてなるもので ある。座部５４は、孔１２に通じるような形状にしてあり、座部５３はチャンバ −１３のレベルにまで延びている。 ピストン４によって加圧流体が押し戻されると、加圧流体は、座部５４および 導管５５を経て、座部５３に達し、ダイアフラムが流体圧により導管５０の開口 部に押しつけられ、開口部が遮蔽される。逆に、ピストン４が吸入行程にあると きは、ダイアフラムを押し返すカラ−２０の動きが、ダイアフラムを導管５０の 開口部から引き離す。ダイアフラム４４は座部５３の底部に当接されるので、ダ イアフラム４４と部品４５の壁との間に空間５６が明確に得られ、該空間は導管 ５０とチャンバ−ｌ３との間の連通を確実にし、したがって、圧送すべき流体の 該チャンバ−への流入を可能にする。 望ましくは、吐出すべき流体（例えば、自動車の燃料）は、公知の電動ポンプ で得られる１〜２バ−ル程度の低圧で、パイプ５２を介して供給されようにされ 、したがって、座部５３の部分の油圧が消失すると、ダイアフラム４４は押し戻 され、通路５６が確保される。 また、ダイアフラムが、それに作用する圧力によって導管５０の開口に押し付 けられて破損されるのを防止することを目的として、ダイアフラムの該各導管５ ０開口のレベルに、該開口よりも大きな径を有する補強カラ−６７を取り付ける ことも、望ましい。 また、静止状態で、圧力が作用していないときに、座部５３を満たして通路５ ６が確保するように、型成形によりダイアフラムの形状を予め成形しておくこと も、有利である。 ダイアフラム４４は、このようにして、座部５３の底部に位置される状態から 吸入導管を遮蔽する状態の間で自身を変形させることで、吸入側逆止弁の役目を 果たす。 導管５０、座部５３、導管５５、座部５４は、孔１２およびチャンバ−１３の 数と同数とされる。 図９および９ａを参照して説明した構成は、油圧ポンプＩ形状とは無関係であ り、したがって、図９に示されているように、図６〜７のポンプに置換し得るも のである。 図１〜９に示した全ての例において使用されている油圧ポンプＩは、揺動プレ ート式または斜板式ポンプであり、ピストンはアキシャルピストンある。 しかしながら、ラジアルピストンタイプのポンプの場合にも、ピストンが管状 をなし、該ピストンの頭部が、三日月形溝の上を動く摺動接触片を介して駆動カ ム（斜板１と同様な役目を果たす）に対接しており、各圧縮サイクルの終わりに 、ダイアフラムが作動するチャンバ−が加圧流体の受入れチャンバ−に直接に連 通されるようにしたものであるならば、同様な結果が得られるということに注意 すべきである。 図１１に、そのようなラジアルピストンタイプのポンプを示す。 このポンプは、ベアリング１０３に保持された主軸１０２によって保持された 偏心輪であるカム１０１を有する。各ピストンは、スプリング１０７によって押 さえ付けられるように保持された管状ピストン１０４であり、その頭部１０４ａ は、穴１０６が開けられた摺動接触片１０５を介してカム１０１に押しつけられ ている。カム１０１は、圧力流体の貯蔵器（図示せず）に連通している液チャン バ−１０９内で運動する。接触片 １０５がカム１０１に形成された溝部１０８の上を通過するときに、チャンバ− １０９と各管状ピストン１０４の内部とが連通する。 ポンプIIは、図１のものと同じであり、同一要素は同一参照符号を符して示し ている。 カム１０１は斜板１に対応し、ピストン１０４はピストン４に対応し、接触片 １０５は接触片５に対応し、溝部１０８は三日月形溝８に対応し、そしてチャン バ−１０９はチャンバ−９に対応している。図１０に示すダブルピストン(I−II )の作用は、前記のポンプのそれと同様である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 一方を油圧ポンプ(I)とし、他方を、圧送すべき流体の吸入および吐出を なす可動手段が、第一ポンプ(I)によって送られ、続いて引き戻される加圧流体 の移動によって、まず一方向、続いて他方向にと往復動される柔軟なダイアフラ ムでなる第二のポンプ(II)とする、二つのポンプの組合せでなるタイプのポンプ であって、第一のポンプ(I)のピストン（４、１０４）が管状をなしていて、吸 入行程の間に斜板（１）またはカム（１０１）の面に形成された三日月形溝（８ 、１０８）を通過する加圧流体が通るようにしてあり、変形可能なダイアフラム （２４、４４）がスプリング（１５）によって対抗的に保持されていて、各ピス トン（４、１０４）が圧縮行程の終りにあるときに、加圧流体がダイアフラムに 圧力を作用させているチャンバ−（１２−１３）と吸入側チャンバ−（９、１０ ９）との間が連通され、その時に、この加圧流体が、一方ではピストン（４、１ ０４）の動きで持ち上げられ、他方、スプリング（１５）の作用によりダイアフ ラム（２４、４４）により押し戻されるようにし、一方では、加圧により加熱さ れた加圧流体と加熱されていない流体との交換が確実になされるようにし、他方 では、ダイアフラム（２４、４４）の初期位置への復帰が確実になされるように したことを特徴とする、任意の流体を高圧にして吐出することを可能にするポン プ。 ２． 第一のポンプ(I)すなわち油圧ポンプが斜板（１）およびアキシャルピス トン（４）を有するポンプであり、該アキシャルピストンが管状をなしていて、 この管状ピストン（４）の頭部（４ａ）が中央穴（６）の貫通されている摺動接 触片 （５）を介して斜板（１）に載置されて保持されるように、スプリング（７、７ ａ）により逆向きに保持されており、この接触片は、対応するピストンが吸入行 程にあるときに、この行程の間に、斜板（１）が回転するチャンバ−（９）と、 加圧行程の間に加圧流体が押し込められたチャンバ−（１３ａ）とを直接連通さ せるように、斜板（１）の面に彫られた三日月形溝（８）の上を動くようにして いる、前記請求項１に記載のポンプ。 ３． 前記斜板（１）が、ボールベアリング（６３）の内側キャップ（６２）に 固定されており、その外側チャップ（６１）はハウジングに直接固定されている 、前記請求項２に記載のポンプ。 ４． 前記第一のポンプ(I)すなわち油圧ポンプが、カム（１０１）で駆動され るラジアルピストン（１０）を有するポンプであり、該ラジアルピストン（１０ ４）は管状をなしていて、各ピストン（１０４）の頭部（１０４ａ）が中央穴（ １０６）の貫通されている摺動接触片（１０５）を介してカム（１０１）に載置 されるように、スプリング（１０７）により保持されており、この接触片は、対 応するピストンが吸入行程にあるときに、この行程の間に、カム（１０１）が回 転するチャンバ−（１０９）と、加圧行程の間に加圧流体が押し込められたチャ ンバ−（１３ａ）とを直接連通させるように、カム（１０１）の面に彫られた溝 （８）の上を動くようにされている、前記請求項１に記載のポンプ。 ５． 前記第二のポンプ(II)が、該第一のポンプ(I)の孔（１２）の数と同数の チャンバ−または穴（１３）を有していて、該第二のポンプ(II)の各チャンバ− （１３）が、第一のポンプ(I)の対応する孔（１２）と直接連通しており、第一 のポンプ(I)の各ピストン（４、１０４）が加圧流体をサイクリックに第二のポ ンプ(II)の対応するチャンバ−（１３）に押し込みおよび引き戻しをするように してある、前記請求項２または３に記載のポンプ。 ６． 前記第二のポンプの各穴（１３）が、スプリング（１５）によって反対向 きに保持された可撓性ダイアフラム（２４）により、二つの部分（１３ａ、１３ ｂ）に分割されていて、部分（１３ａ）は、第一のポンプ(I)の対応する孔（１ ２）に連通して該第一のポンプにより送りこまれる加圧流体を受け、他方の部分 （１３ｂ）は、吸入弁（１６）および吐出弁（１７）が取り付けられていて、圧 送すべき流体の吸入および吐出をおこなうようにしてある、前記請求項５に記載 のポンプ。 ７． 前記の各スプリング（１５）が、対応するダイアフラム（２４）の後側に 、ダイアフラム（２４）のこの後側部分に傷を付けないような形状のカラ−（２ ０）を介して、押し当てられている、前記請求項６に記載のポンプ。 ８． 前記ピストン（４、１０４）の頭部（４ａ、１０ａ）がその中で前後に動 くチャンバ−（９、１０９）が、加圧流体の貯蔵器に連結されている、前記請求 項のいずれかに記載のポンプ。 ９． 加圧流体の貯蔵器（１１）が、第一のポンプ(I)の外部にあり、チャンバ −（９）に導く導管手段により該第一のポンプに連通されている、前記請求項８ に記載のポンプ。 １０． 前記貯蔵器（１１）が、第一のポンプのケース（２１）を取り巻く円筒 状の外被（２３）で構成され、複数の孔（２２）によりチャンバ−（９）に連通 されている、前記請求項８に記載のポンプ。 １１． 前記個々の可撓性ダイアフラム（２４）が、ピストン（４）の孔（１２ ）とチャンバ−（１３）との間に配置された単一のダイアフラム（４４）で置換 されている、前記請求項２に記載のポンプ。 １２． 円盤（４２）が、孔（１２）を有する部品（４１）とチャンバ−（１３ ）が形成されている部品（４５）との間に配置され、各孔（１２）とこれに対応 するチャンバ−（１３）との間が、孔（４３）により、連通している、前記請求 項１１に記載のポンプ。 １３． 各チャンバ−（１３）が、カラ−（２０）の手段を介してダイアフラム （４４）に載っているスプリング（１５）を含んでいる、前記請求項１１のポン プ。 １４． 各チャンバ−（１３）に、吸入用逆止弁（１６）と吐出用逆止弁（１７ ）が取り付けられている、前記請求項１３に 記載のポンプ。 １５． 各チャンバ−（１３）には、吐出用逆止弁（１７）だけが設けられ、吸 入用逆止弁（１６）が省略されていて、吸入用逆止弁の機能がダイアフラム（４ ４）自体でなされるようにしてある、前記請求項１３に記載のポンプ。 １６． 圧送すべき液体の取り入れ管路（５０）がダイアフラム（４４）に向け て開口しており、該ダイアフラム（４４）が吐出行程で該管路の開口に対して保 持され、吸入行程でそれから離れるようにしてある、前記請求項１５に記載のポ ンプ。 １７． ダイアフラム（４４）の、流体取り入れ孔（５０）に対向する部分に、 強化カラ−（５７）が取り付けられている、前記請求項１６に記載のポンプ。 １８． 吸入行程の間に、流体取り入れ管路（５０）とチャンバ−（１３）との 間を連通する通路（５６）を確保するために、ダイアフラム（４４）が座部（５ ３）に底部にぴったりとはまり込むようにしてある、前記請求項１６に記載のポ ンプ。 １９． 吸入行程の間に該通路（５６）を確保するために、前記ダイアフラム（ ４４）が、座部（５３）の底部に入り込むように、予め型成形されている、前記 請求項１８に記載のポンプ。 ２０． 内燃機関用燃料噴射器の高圧供給を用途とするものであり、第一のポン プ(I)の加圧流体を該機関のオイルとするこ とができようにしたことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のポンプ。 ２１． 油圧ポンプ(I)の流量を変化させる手段および、したがって、高圧で噴 射機に向けて吐出される燃料の流量を機関の運転条件に適合させるために、ポン プ(II)の流量を変化させる手段を備えていることを特徴とする、前記請求項２０ に記載のポンプ。 ２２． 油圧ポンプ(I)の斜板（１）が、傾斜角変更可能にされている、前記請 求項２１に記載のポンプ。 ２３． 油圧ポンプ(I)の各ピストン（４）に、可動ライナ（３４）の手段によ って完全あるいは部分的に遮蔽され得る開口（３６）が設けられていて、全ての 可動ライナ（３４）が機関の作動条件によって駆動される制御装置（３８）によ り、一緒に動かされるようにしてあることを特徴とする、前記請求項２１に記載 のポンプ。 ２４． ピストンは開口（３３、１２）を有する二つの支持部材（３１，３２） を通して摺動し、これらの支持部材は、環状空間により互いに分離されチャンバ −（３５）を構成していて、該チャンバ−内で、ライナ（３４）が二つの極限位 置の間を動くようにしてあり、その一つの位置では、孔（３６）がライナ（３４ ）で遮蔽されないので、ポンプ(I)の流量はゼロとなり、各ピストン（４）によ って送り出される流体はすべて孔（３６）を介して環状チャンバ−（３５）に流 れ、他の位置におい ては、全ての孔（３６）がライナ（３４）で遮蔽されるので、各ピストン（４） は引き込まれた流体の全てを容積（１３）に送りだし、該ポンプの流量が最大に なるようにしてある、前記請求項２３に記載の装置。 ２５． 前記ライナ（３４）が、前記二つの極限位置間で全ての中間位置をも取 り得るようにしてあり、ポンプ(I)の流量がゼロから最大値までの全ての値を取 り得るようにしてある、前記請求項２４に記載の装置。 ２６． 全てのライナ（３４）が、高圧燃料を貯蔵器に逆流させることなく機関 の供給要求の関数として燃料の高圧流を規制するに適する制御装置によって駆動 される共通の制御装置（３８）に連結されている、前記請求項２５に記載の装置 。 ２７． 第二のポンプ(II)の出口（２９）の下流で噴射器の上流に、第一のポン プ(I)によりもたらされる脈動効果をキャンセルするための緩衝装置を設けるこ とができる、前記請求項２６に記載の装置。 ２８． 前記緩衝装置が、燃料供給速度に相対して相当の容積を有し、流体力学 的アキュムレタ−の方法で、適当な手段により噴射圧力に維持された、容量であ る、前記請求項２７に記載の装置。