JP3990732B2 - 任意の流体用に使用できる高圧ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
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。
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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、解消し得ないものである。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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
ディ−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押しのけられる油圧容積により周期的に押圧と押圧解除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、完全には移動されず、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))。
【００１１】
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４，３９２，７８７号明細書の場合と同様である。
【００１２】
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付勢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。
【００１３】
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。
【００１４】
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一方向に付勢されて、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、この加圧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なっていることを特徴とするポンプに関する。
【００１５】
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チャンバーを有していて、第二のポンプの各チャンバーは、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チャンバーに、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) 第二のポンプの各チャンバーが、スプリングにより一方向に付勢され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、第一のポンプの対応する孔に連通している部分が、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入れ、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) ピストン頭部がその中で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−に通じる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に使用するものであり、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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−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、燃料の流量に対し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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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−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が斜板１の前面側に彫られている。主軸２が回転駆動されると、斜板１の作用により接触片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。
【００２４】
このチャンバ−９は、ポンプIのケ−ス２１を貫い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−ス２１を取り巻く円筒状外被２３により構成されている。
【００２５】
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内で作動する。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に抗して押し戻される。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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によって付勢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−１３が対応している。部分１３ａは直接に孔１２の端部に連通しており、一方、部分１３ｂには、ダイアフラム２４の反対側の端部において吸入バルブ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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の上を通り、これにより、チャンバ−の部分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、チャンバ−の部分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−１３の部分１３ａの流体は孔１２に、更にそこからチャンバ−９に向けて押し戻される。
【００３３】
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−１３の部分１３ａに存在する加圧流体が各圧縮行程の終端で入れ換えられ、したがって、さもなければ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−１３の部分１３ａとチャンバ−９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。
【００３４】
ダイアフラム２４が矢印ｆ２の向きに移動すると、圧送すべき液体はチャンバー１３の部分１３ｂに吸入側逆止弁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。
【００３５】
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の運動はチャンバー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。
【００３６】
各ダイアフラム２４には、その前側と後側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を受けることはなく、従って、破けることはない。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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−ト部に位置している場合、流体は、それが広がると、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。
【００４０】
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配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することにより、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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場合、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。
【００４３】
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とこれに対応するチャンバー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）。
【００４４】
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。
【００４５】
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、変化させることは重要なことである。
【００４６】
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量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、ポンプは過剰な量を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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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３１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。その目的のために、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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、一方向に付勢されている。
【００５８】
ピストンヘッドのフランジ６を一方向に付勢して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。
【００５９】
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。
【００６０】
制御棒８の作用により、ライナ３４が図３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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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％だけがチャンバー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。
【００６４】
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、噴射器へ供給される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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
図１のポンプの場合、各チャンバー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。
【００６９】
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の高さにあり、対応するスプリングに抗して該チャンバー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。
【００７０】
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４０ｂ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を分け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４２が該部分４１ａに対して配され、ピン４２ａでその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、チャンバー１３に対向する位置に位置している。
【００７１】
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に抗して作用する。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を介して押し出される。ピストン４が孔１２内で後退するときには、変形して部分的にチャンバー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、圧送すべき液体を逆止弁１６を介して吸引しながら初期形状に戻る。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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を貫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４１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５３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の高さまで広がっている。
【００７７】
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−１３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。
【００７８】
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。
【００７９】
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の開口内に押し込まれて破損されるのを防止することを目的として、ダイアフラムに、ダイアフラムの該各導管５０開口の高さで、該開口よりも大きな径を有する補強カラ−５７を取り付けることも、望ましい。
【００８０】
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５６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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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のポンプに適用し得るものである。図１０に図９のダイアフラム吸入システムを取付けた図６のポンプの縦断面図を示す。
【００８４】
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−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。
【００８５】
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、ダイアフラムがその中で作動するチャンバ−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。
【００８６】
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によって付勢された状態で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。
【００８７】
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１１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。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
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縦断面を示し、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。

Claims (26)

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行なう可動手段が、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、続いて他方向へと往復動される変形可能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、加圧流体がそのピストンの中を通り、該加圧流体が吸入行程の間に斜板（１）またはカム（１０１）の面に形成された溝（８、１０８）を通るようにしてあり、前記変形可能なダイアフラム（２４、４４）がスプリング（１５）によって一方向に付勢された状態で保持されていて、各ピストン（４、１０４）が圧縮行程の終りにあるときに、その中にある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、１０９）との間が連通され、この加圧流体が、一方ではピストン（４、１０４）の動きによって運ばれ、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間で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、任意の圧送すべき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、７ａ）により一方向に付勢されて保持されており、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、斜板（１）がその中で回転するチャンバ−（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、請求項１に記載のポンプ。
3. 前記斜板（１）が、ボ−ルベアリング（６３）の内側キャップ（６２）に固定されており、ボールベアリング（６３）の外側チャップ（６１）は前記ポンプのハウジングに直接固定されている、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（１０４）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）により一方向に付勢されて保持されており、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、カム（１０１）がその中で回転するチャンバ−（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、請求項１に記載のポンプ。
5. 前記第二のポンプ(II)が、前記第一のポンプ(I)の孔（１２）の数と同数のチャンバ−（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、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チャンバー（１３）が、スプリング（１５）によって一方向に付勢されて保持された可撓性ダイアフラム（２４）により、二つの部分（１３ａ、１３ｂ）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（１２）に連通して該第一のポンプにより送りこまれ、そして吸引される加圧流体を受け入れ、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、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）のこの後側部分を損傷させないような形状のカラ−（２０）を介して、押し当てられている、請求項６に記載のポンプ。
8. 前記ピストン（４、１０４）の頭部（４ａ、１０４ａ）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、請求項１乃至７のいずれか１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)の外側にあり、チャンバ−（９）に通じる導管手段により該第一のポンプに連通されている、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−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、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、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、前記円盤に形成された孔（４３）により、連通している、請求項１１に記載のポンプ。
13. 各チャンバ−（１３）が、カラ−（２０）を介してダイアフラム（４４）に押し当てられているスプリング（１５）を含んでいる、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、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（４４）自体でなされるようにしてある、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当って保持され、吸入行程でそれから離れるようにしてある、請求項１５に記載のポンプ。
17. ダイアフラム（４４）の、流体取り入れ管路（５０）の開口に対向する部分に、補強用カラ−（５７）が取り付けられている、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（５３）の底部にぴったりとはまり込むようにしてある、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、請求項１８に記載のポンプ。
20. 前記ポンプが内燃機関用燃料噴射器の高圧供給に使用するものであり、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るようにしたことを特徴とする、請求項１乃至１９のいずれか１に記載のポンプ。
21. 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、油圧ポンプ(I)の流量を変化させる手段、したがって、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、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、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）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、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）を通って摺動し、これらの支持部材は、チャンバ−（３５）を構成している環状空間により互いに分離され、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、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、ポンプ(I)の流量はゼロとなり、他方の位置においては、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チャンバー（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、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、請求項２４に記載の装置。
26. 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た、請求項２５に記載の装置。

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