JP2000266182A

JP2000266182A - ダイヤフラム装置

Info

Publication number: JP2000266182A
Application number: JP11068476A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Onishi; 善彦大西; Shoichiro Nishitani; 昌一郎西谷; Shigenobu Tochiyama; 繁信栃山; Kazuhiro Arisue; 和広有末
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】金属ダイヤフラムを挟み込む部材の溶接時の
熱収縮による変形を低減して金属ダイヤフラムの形状を
安定化し、ダイヤフラム装置の耐久性や応答性を向上さ
せる。【解決手段】ダイヤフラム４を構成する材料をオース
テナイト系ステンレスとし、ケース２とプレート３を構
成する材料をそれぞれマルテンサイト系ステンレスと
し、電子ビーム溶接により上記ダイヤフラム４をケース
２とプレート３とに接合するようにした。溶接部は、３
５％以上で９５％以下のマルテンサイト組織を含有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高圧燃料供
給装置の高圧脈動吸収装置等に用いられるダイヤフラム
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる筒内噴射式エンジンあるいは直
接噴射式エンジンと呼ばれている、燃料をエンジンのシ
リンダ内で噴射する方式のエンジンとしては、ディーゼ
ルエンジンが広く知られているが、近年、火花点火エン
ジン（ガソリンエンジン）においても、筒内噴射式のも
のが提案されている。このような、筒内噴射式エンジン
では、十分に高い燃料噴射圧が得られるようにされてい
るとともに、噴射の安定性のため、燃圧脈動が小さいこ
とが要求される。このため、構造が簡単で、製造コスト
が安価で、かつコンパクトである単気筒式の高圧燃料ポ
ンプが公知となっている。一方、単気筒ではプランジャ
が１本であるため、吐出される燃料の圧力にかなりの脈
動幅があるので、この脈動を吸収する金属ベローズ式や
金属ダイヤフラム式の脈動吸収装置が提案されている。

【０００３】図７は、本発明のダイヤフラム装置を適用
して有用となるダイヤフラム式の高圧脈動吸収装置を備
えた燃料供給系統を示す図で、同図において、１０は高
圧燃料ポンプ１１を備えた高圧燃料供給装置、２０は低
圧燃料ポンプ２１を備えた燃料タンク、３０は図示しな
いエンジンの気筒数と対応した複数のインジェクタ３１
を有する燃料噴射機器であるディリバリパイプ、４０は
ディリバリパイプ３０と高圧燃料ポンプ１１とを接続す
る高圧燃料通路、５０は高圧燃料ポンプ１１と燃料タン
ク２０とを接続する低圧燃料通路で、上記高圧燃料通路
４０と低圧燃料通路５０とにより、ディリバリパイプ３
０と燃料タンク２０とを接続する燃料通路を形成してい
る。なお、２２は燃料タンク２０内に収納された燃料で
ある。

【０００４】高圧燃料供給装置１０は、図８の断面図に
も示すように、高圧燃料ポンプ１１と、この高圧燃料ポ
ンプ１１の吸入口側に接続され低圧燃料通路５０の一部
を構成する吸入通路１２と、上記吸入通路１２に配置さ
れたフィルタ１３と、高圧燃料ポンプ１１と上記フィル
タ１３との間に設けられ金属ダイヤフラム１４ｍを備え
た低圧脈動吸収装置１４と、高圧燃料ポンプ１１の吐出
口側に接続され高圧燃料通路４０の一部を構成する吐出
通路１５と、上記吐出通路１５に設けられ金属ダイヤフ
ラム１６ｍを備えたダイヤフラム式の高圧脈動吸収装置
１６と、上記高圧脈動吸収装置１６よりも下流側に配置
され高圧チェックバルブ１７と、上記高圧チェックバル
ブ１７よりも更に下流側に配置された高圧レギュレータ
１８と、高圧燃料ポンプ１１のドレン通路１９と、上記
吸入通路１２に戻される高圧レギュレータ１８のドレン
通路１８Ｄとを備えている。なお、６０は上記高圧燃料
供給装置１０のケーシング、１０１は燃料吸入口、１０
２は燃料吐出口である。上記高圧燃料ポンプ１１は、円
筒状のシリンダ１１１内に往復動可能に配設され、図示
しないエンジンの１／２の回転数で回転するカムにより
駆動されるプランジャ１１２により、燃料吸入口１０１
から上記吸入通路１２を通ってプランジャ１１２上部の
燃料加圧室１１３に送り込まれた低圧の燃料を高圧に加
圧して上記吐出通路１５に吐出するものである（図８参
照）。

【０００５】燃料タンク２０の内部に設けられた低圧燃
料ポンプ２１の吸入側にはフィルタ２３が設けられてい
る。また、低圧燃料ポンプ２１の吐出側は高圧燃料供給
装置１０の燃料吸入口１０１と低圧配管２４により接続
されている。この低圧配管２４には低圧チェックバルブ
２５が設けられ、この低圧チェックバルブ２５の下流側
にはフィルタ２６が設けられている。２７は上記フィル
タ２６と高圧燃料供給装置１０の燃料吸入口１０１の間
に設けられた低圧レギュレータ、２８は上記低圧レギュ
レータの低圧燃料戻し配管である。また、２９は高圧燃
料ポンプ１１のドレン通路１９と燃料タンク２０とを接
続するドレン配管である。一方、高圧燃料供給装置１０
の燃料吐出口１０２とディリバリパイプ３０とは高圧配
管３２により接続されている。

【０００６】次に、上記燃料供給系統の動作について説
明する。低圧燃料ポンプ２１は、フィルタ２３を経由し
て燃料を吸入し低圧に加圧して吐出する。この低圧の燃
料は、低圧チェックバルブ２５とフィルタ２６とを順に
経由しつつ、低圧配管２４により高圧燃料供給装置１０
の燃料吸入口１０１から吸入通路１２に送られる。この
とき、上記低圧配管２４を流れる燃料の圧力が低圧レギ
ュレータ２７に設定された低圧設定値を越えた場合に
は、低圧配管２４内の燃料の一部が低圧燃料戻し配管２
８により上記低圧レギュレータ２７を経由して燃料タン
ク２０に戻されることにより、燃料タンク２０から高圧
燃料供給装置１０に送られる燃料の圧力が所定の低圧に
調整される。高圧燃料供給装置１０に送られた燃料は、
吸入通路１２において、フィルタ１３と低圧脈動吸収装
置１４とを順に経由して高圧燃料ポンプ１１に吸入され
る。高圧燃料ポンプ１１は、上記吸入した燃料を高圧に
加圧して吐出通路１５から吐出するとともに、高圧燃料
ポンプ１１のプランジャ１１２とシリンダ１１１との間
から漏れた燃料をドレン通路１９に流出する。ドレン通
路１９に流出した燃料はドレン配管２９を経由して燃料
タンク２０に戻される。一方、吐出通路１５に送られた
燃料は、高圧脈動吸収装置１６と高圧チェックバルブ１
７とを順に経由し、燃料吐出口１０２から高圧配管３２
を通ってディリバリパイプ３０に送られる。このとき、
吐出通路１５を流れる燃料の圧力が高圧レギュレータ１
８に設定された高圧設定値を越えた場合には、上記吐出
通路１５内の燃料の一部が上記高圧レギュレータ１８を
経由して吸入通路１２に戻されることにより、高圧燃料
供給装置１０からディリバリパイプ３０側に送られる燃
料の圧力が所定の高圧に調整される。この状態におい
て、エンジンの各気筒における燃料噴射時期に対応し
て、ディリバリパイプ３０のインジェクタ３１が高圧の
燃料を上記燃料噴射時期の気筒内に噴射する。

【０００７】図９は、本発明のダイヤフラム装置を適用
して有用となる金属ダイヤフラム式脈動吸収装置１の詳
細を示す断面図である。この金属ダイヤフラム式脈動吸
収装置１は、高圧燃料供給装置１０のケーシング６０に
形成された収納凹部６１に収容され、吐出通路１５を通
過する高圧燃料の脈動を吸収する装置で、図６のケーシ
ング６０に形成された吐出通路１５の高圧脈動吸収装置
１６と連動する通路１５ａを金属ダイヤフラム式脈動吸
収装置１側に形成するようにしたタイプの高圧脈動吸収
装置である。図９において、２は高圧容器の一方である
ケース、３は高圧容器の他方でプレートであって、ケー
シング６０の収納凹部６１の底部に収納される。４はケ
ース２と共働して第１高圧室５を形成するとともにプレ
ート３と共働して第２高圧室６を形成する可撓性の薄い
金属円板状のダイヤフラムで、上記ダイヤフラム４の周
縁部はケース２と保持部材であるプレート３との間に挟
持され、例えば電子ビーム溶接あるいはレーザ溶接等に
より密着溶接されてケース２とプレート３との間に封止
支持される。なお、７は溶接部である。８は金属ダイヤ
フラム式脈動吸収装置１を収容凹部６１の底部に押圧固
着する環状の締結ねじで、ケーシング６０のねじ部６２
に螺合して金属ダイヤフラム式脈動吸収装置１をケーシ
ング６０に装着する。なお、プレート３の外周面と収納
凹部６１の内周面との嵌合面は、例えばオーリングのよ
うなシール部材６３によりシールすることで、燃料漏れ
を防止している。ケーシング６０には、高圧燃料ポンプ
１１の吐出側に連結される第１通路部６４と、高圧チェ
ックバルブ１７側に連結される第２通路部６５とが、収
納凹部６１の底部に連通するように形成されている。ケ
ース２の下面（ダイヤフラム４側の面）には、ダイヤフ
ラム４の移動を規制する上方に窪む皿形の第１高圧室側
ストッパ部２Ｓが形成されている。一方、プレート３の
上面（ダイヤフラム４側の面）には、ダイヤフラム４の
移動を規制する下方に窪む皿形の第２高圧室側ストッパ
部３Ｓが形成され、更に、プレート３の下面（第１及び
第２通路部６４，６５側の面）には、上記第１及び第２
通路部６４，６５とに連通される連絡凹部３ａが形成さ
れている。また、プレート３には、上記連絡凹部３ａと
上記第２高圧室側ストッパ部３Ｓとに開口する複数の貫
通孔３ｂが形成され、連絡凹部３ａと第２高圧室６とを
連通する燃料通路を形成している。第１高圧室５には、
図示しないガスが、ケース２に設けられたガス充填口部
９を介して充填され止め栓９ａによって封止される。こ
の所定圧力は第１通路部６４より連絡凹部３ａを経由し
て第２通路部６５に流れる高圧の燃料の脈動を吸収する
ために必要な圧力である。また、第２高圧室６には上記
高圧の燃料の一部が連絡凹部３ａより貫通孔３ｃを経由
して満たされる。なお、８ａは締結ねじ８を操作する工
具用孔である。

【０００８】次に、上記構成の金属ダイヤフラム式脈動
吸収装置１の動作について説明する。第１高圧室５にガ
スが満たされ、第２高圧室６に燃料が満たされた状態に
おいて、エンジン駆動により図７の燃料供給系統が動作
を開始すると、矢印で示すように、高圧燃料ポンプ１１
より吐出通路１５に吐出された高圧の燃料が第１通路部
６４より連絡凹部３ａを経由して第２通路部６５へと流
れる。この燃料に脈動が発生すると、第１高圧室５の内
部のガス圧とダイヤフラム４自身のばね力との総和によ
り、図１０に示すように、ダイヤフラム４がケース２側
に撓んだりプレート３側に撓み、上記燃料の脈動を吸収
する。すなわち、作動時には、ダイヤフラム４は第１高
圧室側ストッパ部２Ｓと第２高圧室側ストッパ部３Ｓと
の間に形成された隙間を可動する。また、運転者が自動
車のキースイッチをオフ操作することにより、エンジン
が停止すると、上記矢印で示す燃料の流れが止まり、第
２高圧室６内の燃料の圧力が低下する。それに伴い、第
１高圧室５内部のガスの圧力が第２高圧室６の内部にお
ける燃料圧とダイヤフラム４自身のばね力との総和より
も低下することによりダイヤフラム４がプレート３側に
撓み、図１０の破線でに示すように、最終的にはダイヤ
フラム４が第２高圧室側ストッパ部３Ｓに接触する。

【０００９】金属ダイヤフラム式脈動吸収装置１に用い
られるダイヤフラム４は、上述したように、エンジンの
起動時や停止時には特に大きな変形をするので、ダイヤ
フラム４を構成する材料として、高い剛性を有しかつ耐
食性に優れたステンレス鋼のうち、特に延性を有するオ
ーステナイト系ステンレスを用いることにより、ダイヤ
フラム４の耐久性を向上させるようにしている。また、
上記ダイヤフラム４を挟持し、ダイヤフラム４とともに
溶接するケース２及びプレート３を構成する材料として
は、一般的に溶接性の良いといわれているオーステナイ
ト系ステンレスが用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このオ
ーステナイト系ステンレスは線膨張係数が大きいため、
溶接時の熱収縮による変形が大きく、そのため中に挟み
込まれているダイヤフラム４も変形してしまい、ダイヤ
フラム４の耐久性が低下してしまうという問題点があっ
た。また、ダイヤフラム４もオーステナイト系ステンレ
スであるため、ケース２やプレート３と線膨張係数がほ
ぼ等しい。したがって、図１１に示すように、ダイヤフ
ラム４の変形は、挟み込み部材であるケース２やプレー
ト３の溶接時の熱収縮による変形と同等となり、ダイヤ
フラム４もケース２，プレート３と同様に変形する。こ
の変形により作動時ダイヤフラム４に局所的な応力集中
が起こりやすく、耐久性が低下するといった問題点があ
った。一方、ダイヤフラム４の耐久性を向上させるた
め、ダイヤフラム４を材料強度の高い析出硬化型ステン
レスで構成することも考えられるが、上記析出硬化型ス
テンレスは線膨張係数がオーステナイト系ステンレスの
線膨張係数よりも小さいので、図１２に示すように、溶
接時の熱収縮はケース２やプレート３の挟み込み部材の
方が大きくなり、ダイヤフラム４が撓んでしまう。ダイ
ヤフラム４が撓むと、ケース２やプレート３と局所的に
接触し偏摩耗が生じることがあるので、かえってダイヤ
フラム４の耐久性が低下してしまうといった問題点があ
った。また、圧力センサ等に用いられるダイヤフラム装
置のように、ダイヤフラムの変形が大きくない場合で
も、ダイヤフラムの周縁部をケースに封止支持する際に
は、接合方法に関わらずダイヤフラムに対してある程度
の張力を作用させて接合しないとダイヤフラムが撓んで
しまい、圧力等に対する応答性あるいは線形性が低下す
るといった問題が発生する。

【００１１】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、金属ダイヤフラムを挟み込む部材の溶接時の熱
収縮による変形を低減して金属ダイヤフラムの形状を安
定化し、ダイヤフラム装置の耐久性や応答性を向上させ
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のダイヤ
フラム装置は、金属ダイヤフラムの周縁部を封止支持す
るケースを、金属ダイヤフラムを構成する材料の線膨張
係数よりも小さい線膨張係数を有する材料で構成し、上
記金属ダイヤフラムと上記ケースとを溶接により接合し
たものである。

【００１３】請求項２に記載のダイヤフラム装置は、金
属ダイヤフラムの周縁部を挟持し封止支持するケースと
保持部材とを構成する部材の少なくとも一方または双方
を、金属ダイヤフラムを構成する材料の線膨張係数より
も小さい線膨張係数を有する材料で構成し、上記金属ダ
イヤフラムと上記ケース及び保持部材とを溶接により接
合したものである。

【００１４】請求項３に記載のダイヤフラム装置は、金
属ダイヤフラムの周縁部を封止支持するケースの金属ダ
イヤフラムとの溶接箇所を、溶接部の組織がマルテンサ
イト組織を含むような材料で構成し、上記金属ダイヤフ
ラムと上記ケースとを溶接により接合したものである。

【００１５】請求項４に記載のダイヤフラム装置は、金
属ダイヤフラムの周縁部を挟持し封止支持するケースと
保持部材とを構成する部材の少なくとも一方または双方
の金属ダイヤフラムとの溶接箇所を、溶接部の組織がマ
ルテンサイト組織を含むような材料で構成し、上記金属
ダイヤフラムと上記ケース及び保持部材とを溶接により
接合したものである。

【００１６】請求項５に記載のダイヤフラム装置は、ケ
ースの金属ダイヤフラムとの溶接箇所あるいはケースと
保持部材とを構成する部材の少なくとも一方または双方
の金属ダイヤフラムとの溶接箇所を、溶接部の組成が３
５％以上で９５％以下のマルテンサイト組織を含有する
ような材料で構成したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。実施の形態１．図１（ａ）は、実施の形態１に係る金属
ダイヤフラム式脈動吸収装置１を示す断面図で、２はケ
ース、３はプレート、４は金属円板状のダイヤフラム、
５は第１高圧室、６は第２高圧室、７は溶接部である。
なお、金属ダイヤフラム式脈動吸収装置１を構成する要
素は上記図９と同じであるので説明を省略する。本実施
の形態１では、ダイヤフラム４を構成する材料を従来と
同じくオーステナイト系ステンレスとし、ケース２とプ
レート３を構成する材料をそれぞれマルテンサイト系ス
テンレスとし、上記ダイヤフラム４の周縁部をケース２
と保持部材であるプレート３との間に挟持して、例えば
電子ビーム溶接によりダイヤフラム４をケース２とプレ
ート３とに密着溶接した。なお、溶接時には、上記ダイ
ヤフラム４を構成するオーステナイト系ステンレスと、
ケース２とプレート３を構成するマルテンサイト系ステ
ンレスとがともに溶融して交じり合うが、溶融されるダ
イヤフラム４の体積はケース２やプレート３の挟み込み
部材の１０％程度と少ないので、溶接部７の組成はほぼ
ケース２やプレート３を構成する材料によって決まる。
上記マルテンサイト系ステンレスは、溶接の冷却過程に
おいて体積膨張を伴う相変態（マルテンサイト変態）を
し、マルテンサイト組織を形成する材料であるため、こ
の体積膨張が溶接部７の熱収縮による体積減少を相殺す
る。したがって、挟み込み部材（ケース２とプレート
３）の溶接変形を低減することができ、ダイヤフラム４
の耐久性を向上させることができる。また、ケース２と
プレート３はダイヤフラム４よりは熱収縮量が少ないた
め、ダイヤフラム４をケース２とプレート３側からの引
っ張り応力を作用させた状態で固着することができるの
で、ダイヤフラム４の耐久性や応答性を向上させること
ができる。

【００１８】図２は、溶接部７におけるマルテンサイト
組織の割合と、冷却過程における溶接部７の体積変化率
との関係を示す図で、上記体積変化率はマルテンサイト
組織が０％のときの体積変化率を−１００とした時の相
対的な値を示す。マルテンサイト量が０％での体積変化
率は全て溶接時の熱収縮によるもので、負の値を示す。
マルテンサイト組織の割合が増加すると、マルテンサイ
ト変態による体積膨張により溶接部７の体積変化率は増
加し、マルテンサイト組織の割合が約５６％では溶接時
の熱収縮と上記体積膨張とがほぼ等しくなる。マルテン
サイト組織の割合が更に増加すると、マルテンサイト変
態による体積膨張が大きくなるため、溶接部７の体積変
化率は正の値になる。

【００１９】溶接部７におけるマルテンサイト組織の割
合を変化させる方法としては、例えばＮｉ等の金属のフ
ィラワイヤを準備し、溶接時に上記フィラワイヤをケー
ス２，プレート３，ダイヤフラム４と同時に溶接する方
法がある。そのとき、上記フィラワイヤ量を調整するこ
とで、溶接部７のマルテンサイト組織の割合を適宜調整
することができる。また、図３に示すように、ケース２
とプレート３を構成する材料のいずれか一方をオーステ
ナイト系ステンレスとし、他方をマルテンサイト系ステ
ンレスとするとともに、照射する電子ビームの中心をケ
ース２とプレート３のいずれかの側にずらして溶接を行
うことにより、溶接部７のマルテンサイト組織の割合を
調整するようにしてもよい。あるいは、オーステナイト
系ステンレスで構成されたダイヤフラム４の周縁部の厚
さを変化させても、溶接部７のマルテンサイト組織の割
合を調整することができる。上記溶接部７の体積変化率
は、望ましくは０または正であればよいが、体積変化率
が負であっても、マルテンサイト組織が０％での体積変
化率の４０％以下であれば実用上は十分とであるので、
マルテンサイト組織は３５％以上とすることが望まし
い。また、マルテンサイト組成が９５％を越えると、溶
接部７の延性が著しく低下して溶接割れが発生しやすく
成るので、マルテンサイト組織は９５％以下とすること
が望ましい。

【００２０】このように、本実施の形態１によれば、ダ
イヤフラム４を構成する材料をオーステナイト系ステン
レスとし、ケース２とプレート３を構成する材料をそれ
ぞれマルテンサイト系ステンレスとし、電子ビーム溶接
により上記ダイヤフラム４をケース２とプレート３とに
接合することにより、溶接部７の熱収縮による体積減少
をマルテンサイト変態による体積膨張によって相殺する
ようにしたので、ケース２とプレート３の溶接変形を低
減することができるとともに、ダイヤフラム４をケース
２とプレート３側からの引っ張り応力を作用させた状態
で固着することができるので、ダイヤフラム４の耐久性
や応答性を向上させることができ、耐久性に優れた金属
ダイヤフラム式脈動吸収装置１を得ることができる。

【００２１】実施の形態２．上記実施の形態１では、ケ
ース２とプレート３を構成する材料をともにマルテンサ
イト系ステンレスとしたが、本実施の形態２は、図４に
示すように、ダイヤフラム４を構成する材料を従来と同
じくオーステナイト系ステンレスとし、ケース２とプレ
ート３を構成する材料をそれぞれ上記オーステナイト系
ステンレスの熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有す
るフェライト系ステンレスとして、上記ダイヤフラム４
の周縁部をケース２とプレート３との間に挟持して、例
えば電子ビーム溶接によりダイヤフラム４をケース２と
プレート３とに密着溶接したものである。これにより、
溶接時の熱収縮による変形において、ダイヤフラム４が
ケース２とプレート３とに対して若干大きく収縮するた
め、溶接部７側からダイヤフラム４に引っ張り応力が働
き、ダイヤフラム４を撓まずに、逆に張力を加えて張る
ことができるので、ダイヤフラム４の応答性を向上させ
ることができる。また、上記従来例（図１２）のように
ダイヤフラム４に撓みが生じた場合には、ダイヤフラム
４がケース２とプレート３とに局所的に接続し偏摩耗が
生じるが、本実施の形態２では逆に張ることで上記局所
的な接触を防止することができる。したがって、ダイヤ
フラム４の偏摩耗を低減することができ、耐久性に優れ
た金属ダイヤフラム式脈動吸収装置１を得ることができ
る。

【００２２】なお、上記実施の形態１，２では、本発明
のダイヤフラム装置を高圧脈動吸収装置である金属ダイ
ヤフラム式脈動吸収装置１に適用した例について説明し
たが、他の構成の高圧脈動吸収装置１６や低圧脈動吸収
装置１４にも適用できるだけでなく、燃料以外の油圧や
空気などの流体の脈動を吸収する装置にも適用すること
ができることはいうまでもない。

【００２３】実施の形態３．図５は、本発明のダイヤフ
ラム装置７１を用いた圧力センサ７０Ａの構成を示す図
である。圧力センサ７０は、ダイヤフラム装置７１のケ
ーシング７２に周縁部を封止支持された薄い金属円板状
のダイヤフラム７３のケーシング７２側の面７３ａに歪
みゲージ７４の一端を貼り付け、ダイヤフラム７３の上
記歪みゲージ７４側とは反対側の面７３ｂを測定すべき
気体または液体に接触させ、上記気体や液体の圧力に応
じた上記ダイヤフラム７３の撓み量を上記歪みゲージ７
４で検出し、上記気体や液体の圧力値を検出するもので
ある。また、７５Ａはダイヤフラム７３とケーシング７
２との溶接部、７６は上記歪みゲージの出力電圧を増幅
する前置増幅回路を実装した回路基板、７７は上記回路
基板７６と図示しない圧力検出回路とを接続するケーブ
ル、７８はケーブルホルダである。なお、ケーシング７
２内の上記歪みゲージ７４を収納している空隙部７２ａ
は、歪みゲージ７４の検出特性を安定化するため真空に
保たれている。

【００２４】本実施の形態３のダイヤフラム装置７１
は、ダイヤフラム７３を構成する材料をオーステナイト
系ステンレスとし、ケーシング７２を構成する材料をマ
ルテンサイト系ステンレスとし、上記ダイヤフラム７３
を上記ケーシング７２に、レーザ溶接あるいは電子ビー
ム溶接により封止支持したものである。したがって、上
記実施の形態１と同様に、溶接部７５Ａがマルテンサイ
ト組織を多く含んだ金属組成となるため、溶接部７５Ａ
のマルテンサイト変態による体積膨張が熱収縮による体
積減少を相殺させ、ケーシング７２の溶接変形を低減す
ることができ、ダイヤフラム７３の耐久性を向上させる
ことができる。また、ダイヤフラム７３をケーシング７
２側からの引っ張り応力を作用させた状態で固着できる
ので、ダイヤフラム７３の応答性あるいは線形性を向上
させることができ、耐久性及び応答性に優れた圧力セン
サ７０を得ることができる。

【００２５】実施の形態４．また、図６に示すように、
ダイヤフラム７３をケーシング７２とリング７９とで挟
み込んで溶接するタイプの圧力センサ７０Ｂにおいて
も、ダイヤフラム７３を構成する材料をオーステナイト
系ステンレスとし、ケーシング７２を構成する材料とリ
ング７９を構成する材料との少なくとも一方あるいは双
方をマルテンサイト系ステンレスとすることにより、そ
れらの溶接部７５Ｂががマルテンサイト組織を多く含ん
だ金属組成とすることができる。したがって、溶接部７
５Ｂの熱収縮による体積減少をマルテンサイト変態によ
る体積膨張が熱収縮による体積減少により相殺させるこ
とができるので、溶接部７５Ｂの溶接変形を低減するこ
とができ、ダイヤフラム７３の耐久性を向上させること
ができる。

【００２６】なお、上記実施の形態３，４においては、
ケーシング７２あるいはリング７９を構成する材料をマ
ルテンサイト系ステンレスとしたが、ケーシング７２あ
るいはリング７９を構成する材料を、オーステナイト系
ステンレスの熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有す
るフェライト系ステンレスとしてもよい。これにより、
上記実施の形態２と同様に、溶接部７５Ａ，７５Ｂ側か
らダイヤフラム７３に引っ張り応力を作用させ、ダイヤ
フラム７３に張力を加えて張ることができるので、ダイ
ヤフラム７３の耐久性と応答性とを向上させることがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、金属ダイヤフラムの周縁部を封止支持す
るケースを、金属ダイヤフラムを構成する材料の線膨張
係数よりも小さい線膨張係数を有する材料で構成し、上
記金属ダイヤフラムと上記ケースとを溶接により接合す
ることにより、溶接時の熱収縮によってケースが金属ダ
イヤフラムを撓ませるのを防止することができるととも
に、金属ダイヤフラムに張力を作用させて接合すること
ができるので、金属ダイヤフラム形状を安定化すること
ができ、ダイヤフラム装置の耐久性や応答性を向上させ
ることができる。

【００２８】請求項２に記載の発明によれば、金属ダイ
ヤフラムの周縁部を挟持し封止支持するケースと保持部
材とを構成する部材の少なくとも一方または双方を、金
属ダイヤフラムを構成する材料の線膨張係数よりも小さ
い線膨張係数を有する材料で構成し、上記金属ダイヤフ
ラムと上記ケース及び保持部材とを溶接により接合する
ことにより、溶接時の熱収縮による金属ダイヤフラムの
撓みを防止することができるとともに、金属ダイヤフラ
ムに張力を作用させて接合することができるので、金属
ダイヤフラム形状を安定化することができ、ダイヤフラ
ム装置の耐久性や応答性を向上させることができる。

【００２９】請求項３に記載の発明によれば、金属ダイ
ヤフラムの周縁部を封止支持するケースの金属ダイヤフ
ラムとの溶接箇所を、溶接部の組織がマルテンサイト組
織を含むような材料で構成し、上記金属ダイヤフラムと
上記ケースとを溶接により接合して溶接部の体積変化を
相殺させるようにしたので、ケースの溶接変形を低減す
ることができ、金属ダイヤフラムの耐久性を向上させる
ことができる。

【００３０】請求項４に記載の発明によれば、金属ダイ
ヤフラムの周縁部を挟持し封止支持するケースと保持部
材とを構成する部材の少なくとも一方または双方の金属
ダイヤフラムとの溶接箇所を、溶接部の組織がマルテン
サイト組織を含むような材料で構成し、上記金属ダイヤ
フラムと上記ケース及び保持部材とを溶接により接合し
て溶接部の体積変化を相殺させるようにしたので、ケー
ス及び保持部材の溶接変形を低減することができ、金属
ダイヤフラムの耐久性と応答性とを向上させることがで
きる。

【００３１】請求項５に記載の発明によれば、ケースの
金属ダイヤフラムとの溶接箇所あるいはケースと保持部
材とを構成する部材の少なくとも一方または双方の金属
ダイヤフラムとの溶接箇所を、溶接部の組成が３５％以
上で９５％以下のマルテンサイト組織を含有するような
材料で構成したので、金属ダイヤフラムに適正な張力で
接合することができるとともに、ケースの溶接変形を確
実に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態１に係わるダイヤフラム装置を
用いた金属ダイヤフラム式脈動吸収装置の構成を示す図
である。

【図２】マルテンサイト量と溶接部の体積変化の関係
を示す図である。

【図３】金属ダイヤフラム式脈動吸収装置の溶接状態
を示す図である。

【図４】本実施の形態２に係わるダイヤフラム装置を
用いた金属ダイヤフラム式脈動吸収装置の構成を示す図
である。

【図５】本実施の形態３に係わるダイヤフラム装置を
用いた圧力センサの構成を示す図である。

【図６】本実施の形態４に係わるダイヤフラム装置を
用いた圧力センサの構成を示す図である。

【図７】本発明のダイヤフラム装置を適用できるダイ
ヤフラム式の高圧脈動吸収装置を備えた燃料供給系統を
示す図である。

【図８】高圧燃料ポンプの断面図である。

【図９】金属ダイヤフラム式脈動吸収装置の構成を示
す図である。

【図１０】金属ダイヤフラムの動作を説明するための
図である。

【図１１】従来のダイヤフラム装置の溶接状態を示す
図である。

【図１２】従来のダイヤフラム装置の溶接状態を示す
図である。

【符号の説明】

１金属ダイヤフラム式脈動吸収装置、２ケース、２
Ｓ第１高圧室側ストッパ部、３プレート、３Ｓ第
２高圧室側ストッパ部、３ａ連絡凹部、３ｂ貫通
孔、４ダイヤフラム、５第１高圧室、６第２高圧
室、７溶接部、１０高圧燃料供給装置、１１高圧
燃料ポンプ、１５吐出通路、１７高圧チェックバル
ブ、３０ディリバリパイプ、３１インジェクタ、６
０ケーシング、６１収納凹部、６２ねじ部、６３
シール部材、６４第１通路部、６５第２通路部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０ＥＦ１６Ｌ 55/04 Ｆ１６Ｌ 55/04 (72)発明者栃山繁信東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者有末和広東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA12 BA19 BA46 BA49 CA39T CB13T CD03 CD04 CD14 CE13 3H025 CA02 CB23 CB26 3J045 AA04 AA06 AA20 BA04 CA12 DA05 EA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属ダイヤフラムの周縁部をケースに封
止支持して成るダイヤフラム装置において、上記ケース
を、金属ダイヤフラムを構成する材料の線膨張係数より
も小さい線膨張係数を有する材料で構成し、上記金属ダ
イヤフラムと上記ケースとを溶接により接合したことを
特徴とするダイヤフラム装置。
【請求項２】金属ダイヤフラムの周縁部をケースと保
持部材とにより挟持しケースに封止支持して成るダイヤ
フラム装置において、上記ケースまたは上記保持部材の
少なくとも一方または双方を、金属ダイヤフラムを構成
する材料の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する
材料で構成し、上記金属ダイヤフラムと上記ケース及び
保持部材とを溶接により接合したことを特徴とするダイ
ヤフラム装置。
【請求項３】金属ダイヤフラムの周縁部をケースに封
止支持して成るダイヤフラム装置において、上記ケース
の金属ダイヤフラムとの溶接箇所を、溶接部の組織がマ
ルテンサイト組織を含むような材料で構成し、上記金属
ダイヤフラムと上記ケースとを溶接により接合したこと
を特徴とするダイヤフラム装置。
【請求項４】金属ダイヤフラムの周縁部をケースと保
持部材とにより挟持しケースに封止支持して成るダイヤ
フラム装置において、上記ケースまたは上記保持部材の
少なくとも一方または双方の金属ダイヤフラムとの溶接
箇所を、溶接部の組織がマルテンサイト組織を含むよう
な材料で構成し、上記金属ダイヤフラムと上記ケース及
び保持部材とを溶接により接合したことを特徴とするダ
イヤフラム装置。
【請求項５】溶接部は、３５％以上で９５％以下のマ
ルテンサイト組織を含有することを特徴とする請求項３
または請求項４記載のダイヤフラム装置。