JPH06307342A - 油圧式ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、油圧式ダイヤフラムポンプにおい
て、バックアッププレートのオイル通路穴内へのエアー
の堆積が生じないようにして、油圧の圧縮効率の低下が
起こらず、ポンプの吐出機能を損なうことのないように
することを課題とする。 【構成】 本発明は、ポンプ本体１内の空間が、ダイヤ
フラム８によってオイル作動室11とポンプ室12とに気密
状に区画され、オイル作動室11内にダイヤフラム８の変
位を制限するバックアッププレート９が配設され、オイ
ル作動室11に連設されたシリンダ６にプランジャ７が往
復動自在に挿入され、シリンダ６の側壁にオイル補充口
21が形設され、ポンプ室12に搬送流路15，18が接続され
る。バックアッププレート９に形成されたオイル通路穴
26,30 は、オイル作動室11側の開口の上端がポンプ室12
側の開口の上端よりも常に上方になるように傾斜してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジンのシリ
ンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射用に使用され、油
圧によってダイヤフラムを往復動させて流体を圧送する
油圧駆動式のダイヤフラムポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ガソリンエンジンの燃料噴射シス
テムにおいて、燃圧の高圧化が検討されており、ガソリ
ンを高圧で圧送可能なポンプとして、油圧式のダイヤフ
ラムポンプがある。図３は、従来の油圧式ダイヤフラム
ポンプ（例えば、実開昭５５−８８０８８号公報、特公
平１−３８１９８号公報参照）を示し、ポンプボデー
２、シリンダ部材４及びカバー３が順次に連設されてポ
ンプ本体１が構成され、ポンプボデー２とシリンダ部材
４等とによりプランジャ室５が形成される。シリンダ部
材４の上方部にはプランジャ室５に突出する円筒状のシ
リンダ６が一体に形成され、シリンダ６にはプランジャ
７が往復動自在かつ可及的気密状態に挿入される。プラ
ンジャ室５には、プランジャ駆動機構（図示せず）が組
み込まれ、このプランジャ駆動機構によってプランジャ
７に往復運動が加えられる。

【０００３】図３に示されるように、シリンダ部材４と
カバー３との間にダイヤフラム８及びバックアッププレ
ート９が気密状に挟持され、バックアッププレート９に
は多数の略水平方向に延びるオイル通路穴10が形成され
る。ダイヤフラム８はバックアッププレート９とカバー
３との間に配設され、シリンダ部材４とカバー３との間
に形成される空間は、ダイヤフラム８によってオイル作
動室11とポンプ室12とに気密状に区画（離隔）される。
バックアッププレート９がダイヤフラム８と接触する側
面の形状は、下死点時のダイヤフラム８の設計上の変位
形状にされる。

【０００４】カバー３にはポンプ室12に連通する吸入口
13及び吐出口14が形成され、吸入口13は吸入管15を介し
て燃料タンク16内のインタンク式フィードポンプ17の吐
出口に連通され、ポンプ室12の吐出口14は吐出管18を介
してエンジンのデリバリパイプ（図示せず）に連通され
ている。吸入管15及び吐出管18には吸入側チェック弁19
及び吐出側チェック弁20がそれぞれ配設され、吸入側チ
ェック弁19はフィードポンプ17からポンプ室12へのみ流
体を流通させ、吐出側チェック弁20はポンプ室12からデ
リバリパイプへのみ流体を流通させる。シリンダ６の側
壁であってプランジャ７先端の下死点（図３で最も左方
の実線の位置）から少し離れた位置にオイル補充口21が
形設され、オイル補充口21にはオイル補充管22の下端が
連通される。オイル補充管22はポンプボデー２を貫通し
て上方に伸び、オイル補充管22の上端はオイルチャンバ
23の底部に連通される。オイル作動室11はオイルチャン
バ23からのオイルによって充満され、オイル補充口21
は、シリンダ６の内側を移動するプランジャ７の円柱状
側面によって開閉される。プランジャ７が下死点にある
ときにオイル補充口21が開かれ、オイルチャンバ23とオ
イル作動室11とが連通される。フィードポンプ17は、ダ
イヤフラムポンプの最大吐出量以上の吐出流量をもち、
かつ所定の吐出圧P3（例えば、 2.5〜3.0 bar 程度。）
を有する。この吐出圧P3は、 吐出圧P3＝P1（ポンプ室12への燃料のフィード圧）＋P2
（〔吸入側チェック弁19の開弁に要する開弁圧〕＋〔吸
入管15の圧力損失〕） であらわされる。吐出側チェック弁20の開弁圧はフィー
ド圧以上に設定され、吸入管15及び吐出管18によって搬
送流路が形成される。

【０００５】従来の油圧式ダイヤフラムポンプにおい
て、プランジャ駆動機構が作動すると、シリンダ６内の
プランジャ７が下死点と上死点（図３で最も右方の点線
の位置）との間を往復動作し、ポンプ作用が行われる。
プランジャ７が下死点から上死点に向かって移動すると
き、プランジャ７の先端がオイル補充口21を閉鎖してか
ら上死点に移行する間に、プランジャ７の行程容積分だ
けのオイルがバックアッププレート９のオイル通路穴10
へ送られる。バックアッププレート９は、その変位を所
定範囲内に制限して、ダイヤフラム８の過剰変形を防止
するために設置されたものであり、オイルの圧縮力に比
例した量だけダイヤフラム８が変位する。ダイヤフラム
８のこの変位により、フィードポンプ17から送られた燃
料を高圧にして、吐出管18へ吐出する。この作動中に、
プランジャ７の往復運動によりオイルが攪拌され、キャ
ビテーション等により生じたエアー（気泡）がバックア
ッププレート９のオイル通路穴10内へ堆積する。オイル
通路穴10内へエアーが堆積すると、油圧の圧縮効率が低
下して、ポンプの吐出機能を損なうという問題が生ず
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、油圧式ダイ
ヤフラムポンプにおいて、バックアッププレートのオイ
ル通路穴内へのエアーの堆積が生じないようにして、油
圧の圧縮効率の低下が起こらず、ポンプの吐出機能を損
なうことのないようにすることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の油圧式ダイヤフラムポンプは、ポンプ本体
(1) 内の空間がダイヤフラム(8) によってオイル作動室
(11)とポンプ室(12)とに気密状に区画され、オイル作動
室(11)内にダイヤフラム(8) の変位を制限するバックア
ッププレート(9) が配設され、オイル作動室(11)に連設
されたシリンダ(6) にプランジャ(7) が往復動自在に挿
入され、シリンダ(6) の側壁にオイル補充口(21)が形設
され、ポンプ室(12)に搬送流路(15)(18)が接続され、バ
ックアッププレート(9) に形成されたオイル通路穴(26)
(30)は、オイル作動室(11)側の開口の上端がポンプ室(1
2)側の開口の上端よりも常に上方になるように傾斜して
いる。なお、オイル通路穴(26)(30)にエアーが堆積しな
いように、オイル通路穴(26)(30)の上面を真直とするこ
とが望ましい。

【０００８】

【作用】プランジャ(7) を所定の速度で往復動させる
と、オイル作動室(11)内の圧力が周期的に変動し、その
圧力変動に応じてダイヤフラム(8) が変位する。ダイヤ
フラム(8) の変位によってポンプ室(12)の容積が変動
し、ポンプ作用が行われる。バックアッププレート(9)
のオイル通路穴(26)(30)の壁面にエアー（気泡）が付着
すると、エアーに作用する浮力とオイル通路穴(26)(30)
を流動するオイルの作用とにより、エアーはオイル通路
穴(26)(30)の壁面から離れ、オイル作動室(11)、シリン
ダ(6) を通り、オイル補充口(21)から排出される。

【０００９】

【実施例】図面に基づいて本発明の実施例の構成につい
て説明をする。図１は、本発明の油圧式ダイヤフラムポ
ンプの第１実施例をあらわし、図３に示された従来例と
同一の部分には従来例と同一の符号を付し、その説明は
原則として省略する。第１実施例においては、バックア
ッププレート９のすべてのオイル通路穴26の形状が、円
筒形、柱形等の真直形状であって、オイル作動室11側
（図１で左側）の開口がポンプ室12側（図１で右側）の
開口よりも常に上方になるように傾斜し、オイル通路穴
26は傾斜穴となっている。そして、このオイル通路穴26
の傾斜角は、オイル通路穴26の壁面に付着したエアー
（気泡）が、浮力及び流動するオイルの作用によって、
速やかにオイル作動室11側の開口を通ってオイル作動室
11内へ移動するに適した角度にされる。

【００１０】油圧式ダイヤフラムポンプの作動中におい
て、オイル通路穴26の壁面にエアー（気泡）が付着した
場合、オイル通路穴26の壁面がオイル作動室11側に向か
って上方へ傾斜しているので、エアー（気泡）に浮力が
作用し、またオイル通路穴26内をポンプ室12側からオイ
ル作動室11側へ向かって流動するオイルが作用すると、
エアー（気泡）はオイル通路穴26の壁面から離れ、壁面
から除去される。バックアッププレート９から除去され
たエアー（気泡）は、速やかにオイル作動室11内へ移動
し、浮力の作用によりオイル作動室11内を上方へ移動
し、プランジャ７の吸入行程時にオイル補充口21を通っ
てオイルチャンバ23へ排出される。従って、第１実施例
においては、エアー（気泡）による油圧の圧縮効率の低
下が起こらず、ポンプの吐出機能を損なうことがない。

【００１１】図２は、本発明の油圧式ダイヤフラムポン
プの第２実施例をあらわし、図３に示された従来例と同
一の部分には従来例と同一の符号を付し、その説明は原
則として省略する。第２実施例においては、バックアッ
ププレート９のすべてのオイル通路穴30の形状が、截頭
円錐形等の先細形状であって、オイル作動室11側の開口
がポンプ室12側の開口よりも常に大径となるように傾斜
している。そして、このオイル通路穴30の上側の傾斜面
は、オイル作動室11側の開口の上端がポンプ室12側の開
口の上端よりも常に上方になるように傾斜している。オ
イル通路穴30の上側の傾斜面は、オイル通路穴30の壁面
に付着したエアー（気泡）が、浮力及び流動するオイル
の作用によって、速やかにオイル作動室11側の開口を通
ってオイル作動室11内へ移動するに適した角度とされ
る。

【００１２】油圧式ダイヤフラムポンプの作動中におい
て、オイル通路穴30の壁面にエアー（気泡）が付着した
場合、オイル通路穴30の壁面の上面がオイル作動室11側
に向かって上方へ傾斜しているので、エアー（気泡）に
浮力が作用し、またオイル通路穴30内をポンプ室12側か
らオイル作動室11側へ向かって流動するオイルが作用す
ると、エアー（気泡）はオイル通路穴30の壁面から離
れ、壁面から除去される。バックアッププレート９から
除去されたエアー（気泡）は、速やかにオイル作動室11
内へ移動し、浮力の作用によりオイル作動室11内を上方
へ移動し、プランジャ７の吸入行程時にオイル補充口21
を通ってオイルチャンバ23へ排出される。従って、第２
実施例においても、エアー（気泡）による油圧の圧縮効
率の低下が起こらず、ポンプの吐出機能を損なうことが
ない。

【００１３】

【発明の効果】本発明の油圧式ダイヤフラムポンプにお
いては、バックアッププレートに形成されたオイル通路
穴は、オイル作動室側の開口の上端がポンプ室側の開口
の上端よりも常に上方になるように傾斜している。バッ
クアッププレートのオイル通路穴の壁面にエアー（気
泡）が付着すると、エアーに作用する浮力とオイル通路
穴を流動するオイルの作用とにより、エアーはオイル通
路穴の壁面から離れ、シリンダの側壁のオイル補充口か
ら排出される。従って、バックアッププレートのオイル
通路穴内にエアーの堆積が生ぜず、油圧の圧縮効率の低
下が起こらず、ポンプの吐出機能を損なうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧式ダイヤフラムポンプの第１実施
例をあらわす断面図である。

【図２】本発明の油圧式ダイヤフラムポンプの第２実施
例をあらわす断面図である。

【図３】従来の油圧式ダイヤフラムポンプの実施例をあ
らわす断面図である。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 ６ シリンダ ７ プランジャ ８ ダイヤフラム ９ バックアッププレート 11 オイル作動室 12 ポンプ室 15 吸入管（搬送流路） 17 フィードポンプ 18 吐出管（搬送流路） 19 吸入側チェック弁 21 オイル補充口 26 オイル通路穴 30 オイル通路穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深谷 則孝 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ本体内の空間がダイヤフラムによ
   ってオイル作動室とポンプ室とに気密状に区画され、オ
   イル作動室内にダイヤフラムの変位を制限するバックア
   ッププレートが配設され、オイル作動室に連設されたシ
   リンダにプランジャが往復動自在に挿入され、シリンダ
   の側壁にオイル補充口が形設され、ポンプ室に搬送流路
   が接続される油圧式ダイヤフラムポンプにおいて、バッ
   クアッププレートに形成されたオイル通路穴は、オイル
   作動室側の開口の上端がポンプ室側の開口の上端よりも
   常に上方になるように傾斜していることを特徴とする油
   圧式ダイヤフラムポンプ。