JPH06323257A - 油圧式ダイアフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、油圧式ダイアフラムポンプにおい
て、雰囲気温度が低下してオイルの粘性が上昇したとき
でも、プランジャの吸入行程の下死点に達したときに、
ダイアフラムをバックアッププレート側部の位置に戻
し、低温時のポンプ吐出量の減少を防止することを課題
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、ポンプ室12に搬
送流路15，18が接続される。ダイアフラム８がバックア
ッププレート９とアッパプレート25とで挟持され、ダイ
アフラムが元位置に戻るためのプリセット力を付与され
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
圧によってダイアフラムを往復動させて流体を圧送する
油圧駆動式のダイア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、油圧式のダイアフ
ラムポンプがある。図４は、従来の油圧式ダイアフラム
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４に示されるように、シリンダ部材４と
カバー３との間にダイアフラム８及びバックアッププレ
ート９の外周部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（小
穴）10が形成される。ダイアフラム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、ダイアフラム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がダイアフラ
ム８と接触する側面の形状は、下死点時のダイアフラム
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４で最も左方
の実線の位置）から少し離れた位置にオイルポート21が
形設され、オイルポート21にはオイル管22の下端が連通
される。オイル管22はポンプボデー２を貫通して上方に
伸び、オイル管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、オイルポート21は、オイルポー
ト21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
ルポート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、ダイアフラム
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】従来の油圧式ダイア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４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の先端がオイルポート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
を通って、ダイアフラム８とバックアッププレート９と
の間の部分へ送られる。バックアッププレート９はダイ
アフラム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アフラム
８が変位する。ダイアフラム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。プランジャ７が上死点から下死点に向かっ
て移動すると、ダイアフラム８とバックアッププレート
９との間の部分のオイルが、オイル通路穴10を通ってオ
イル作動室11に戻される。

【０００６】ところが、雰囲気温度が低下し、例えば−
３０°Ｃになると、オイルの粘性が上昇し、オイル通路
穴10を通過するときの流動抵抗が大きくなり、作動性が
悪化する。そして、プランジャ７が吸入行程の下死点に
達したときに、ダイアフラム８がバックアッププレート
９に当接する位置まで十分に戻ることができず、油圧式
ダイアフラムポンプの吐出量が減少し、ポンプ性能を確
保できなくなる。こうした現象に対する対策として、バ
ックアッププレート９のオイル通路穴10の直径を大きく
し、或いはオイル通路穴10の数を増加して、オイル通路
面積を増大するという手段がある。しかし、オイル通路
穴10の径大化は、ポンプ室12の圧力が過剰になったとき
に、ダイアフラム８が破損し易くなるという欠点があ
り、オイル通路穴10数の増加は、バックアッププレート
９の製作が困難になるという欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、油圧式ダイ
アフラムポンプにおいて、雰囲気温度が低下してオイル
の粘性が上昇したときでも、プランジャの吸入行程の下
死点に達したときに、ダイアフラムをバックアッププレ
ート側部の位置に戻し、低温時のポンプ吐出量の減少を
防止することを課題とする。

【０００８】

【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アフラムポンプは、ポンプ本体
(1) 内の空間が、ダイアフラム(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)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、ポンプ室(12)に搬送流路(15)(1
8)が接続され、ダイアフラム(8) がバックアッププレー
ト(9) とアッパプレート(25)とで挟持され、ダイアフラ
ム(8) が元位置に戻るためのプリセット力を付与された
ことを技術的手段としている。

【０００９】

【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アフラム(8) が変位する。ダイア
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。温度が低下するとオイルの
粘性が上昇するが、ダイアフラム(8) にはプリセット力
が付与されているので、プランジャ(7) が吸入行程の下
死点に達するときにダイアフラム(8) はプリセット力に
より元位置に戻ることができる。

【００１０】

【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・図２は、本発明の油圧式ダイアフ
ラムポンプの実施例をあらわし、図４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。実施例においては、図２(a) に
示すように、ダイアフラム８とバックアッププレート９
とアッパプレート25とを用意する。アッパプレート25の
中央部には中央孔28が形成され、アッパプレート25の内
側（ダイアフラム８の側）には、外周部分に環状溝29が
形成され、前記外周部分を除く部分に、截頭円錐形の窪
み27が形成される。図２(b) に示すように、ダイアフラ
ム８をバックアッププレート９とアッパプレート25とで
挟持し、これら３部材の外周部分をレーザー溶接等の溶
接をする。溶接後に、バックアッププレート９の外側
（図２(b) で左側）のアッパプレート25の環状溝29に対
向する部分（（図２(b) で環状溝29の真左の部分）を工
具で環状溝29に向かって押圧し、バックアッププレート
９の一部分をリング状に凹み塑性変形させる。バックア
ッププレート９の凹み塑性変形と同時に、ダイアフラム
８がアッパプレート25の環状溝29内に押し込み塑性変形
され、ダイアフラム８は外径方向に引張りプリセット力
を与えられる。このプリセット力により、ダイアフラム
８はバックアッププレート９に向かって移動しようと
し、ダイアフラム８は吸入行程終了時に常にバックアッ
ププレート９に当接した状態（吸入行程終了時の理想的
な状態）になろうとする。

【００１１】図２(b) に示すバックアッププレート９・
ダイアフラム８・アッパプレート25の結合体の外周部の
両側に、環状のガスケット31及び32を当接し、図１に示
すように、シリンダ部材４とカバー３との間で気密状に
挟持させる。この実施例によれば、ダイアフラム８にプ
リセット力が作用しているので、雰囲気温度の低温時
に、オイルの粘性が高くなり作動性が悪化した場合で
も、吸入行程終了時にダイアフラム８がバックアッププ
レート９側部の位置に戻り、ポンプ性能が維持される。
また、ポンプ室12がガス欠状態になった場合でも、ダイ
アフラム８に作用するプリセット力により、ダイアフラ
ム８とバックアッププレート９との間の部分に入ってい
るオイルが、吸入行程終了時にオイル作動室11に戻るた
め、ダイアフラム８の過剰な膨れによる破損が防止でき
る。

【００１２】図３は、本発明の油圧式ダイアフラムポン
プの実施例の変形例を示す。変形例においては、実施例
と同様に、ダイアフラム８とバックアッププレート９と
アッパプレート25とを用意する。ダイアフラム８とアッ
パプレート25とは実施例と同じ構成であるが、バックア
ッププレート９の外周部分には、アッパプレート25の環
状溝29に対向する部分に、環状突起30が形成されてい
る。図３に示すバックアッププレート９・ダイアフラム
８・アッパプレート25を順次当接して、図１のシリンダ
部材４とカバー３との間に配置し、シリンダ部材４とカ
バー３とをボルト等で接合する。この接合により、バッ
クアッププレート９・ダイアフラム８・アッパプレート
25の外周部はシリンダ部材４とカバー３とにより気密状
に挟持される。同時に、アッパプレート25の環状溝29に
対向するダイアフラム８の部分が、環状突起30によって
アッパプレート25の環状溝29内に押し込み塑性変形さ
れ、ダイアフラム８は外径方向に引張りプリセット力を
与えられる。このプリセット力により、ダイアフラム８
はバックアッププレート９に向かって移動しようとし、
ダイアフラム８は吸入行程終了時に常にバックアッププ
レート９に当接した状態（吸入行程終了時の理想的な状
態）になろうとする。

【００１３】図３の変形例によれば、ダイアフラム８に
プリセット力が作用しているので、雰囲気温度の低温時
に、オイルの粘性が高くなり作動性が悪化した場合で
も、吸入行程終了時にダイアフラム８がバックアッププ
レート９側部の位置に戻り、ポンプ性能が維持される。
また、ポンプ室12がガス欠状態になった場合でも、ダイ
アフラム８に作用するプリセット力により、ダイアフラ
ム８とバックアッププレート９との間の部分に入ってい
るオイルが、吸入行程終了時にオイル作動室11に戻るた
め、ダイアフラム８の過剰な膨れによる破損が防止でき
る。

【００１４】

【発明の効果】本発明の油圧式ダイアフラムポンプにお
いては、ダイアフラムがバックアッププレートとアッパ
プレートとで挟持され、ダイアフラムが元位置に戻るた
めのプリセット力を付与されている。雰囲気温度が低下
するとオイルの粘性が上昇するが、ダイアフラムにはプ
リセット力が付与されているので、吸入行程終了時にダ
イアフラムがバックアッププレート側部の位置に戻り、
低温時のポンプ吐出量の減少を防止し、ポンプ性能が維
持される。また、ポンプ室がガス欠状態になった場合で
も、ダイアフラムに作用するプリセット力により、ダイ
アフラムとバックアッププレートとの間の部分に入って
いるオイルが、オイル作動室に戻るため、ダイアフラム
の過剰な膨れによる破損が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の油圧式ダイアフラムポンプの実
施例をあらわす断面図である。

【図２】図２(a) は要部を構成する３部材の断面図であ
り、図２(b) は前記３部材を溶接し、塑性変形させた状
態を示す断面図である。

【図３】図３は本発明の油圧式ダイアフラムポンプの変
形例の要部を構成する３部材の断面図である。

【図４】図４(a) は従来の油圧式ダイアフラムポンプの
実施例をあらわす断面図であり、図４(b) はバックアッ
ププレートの平面図である。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 ６ シリンダ ７ プランジャ ８ ダイアフラム 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 25 アッパプレート

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アフラムによ
   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、ポンプ室に搬送流路が接続される油圧
   式ダイアフラムポンプにおいて、ダイアフラムがバック
   アッププレートとアッパプレートとによって挟持され、
   ダイアフラムが元位置に戻るためのプリセット力を付与
   されたことを特徴とする油圧式ダイアフラムポンプ。