JPH05296153A

JPH05296153A - ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JPH05296153A
Application number: JP12798392A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Nomura; 和央野村; Kazuyuki Yunoki; 一行柚木
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、油圧駆動式のダイヤフラムポンプ
において、オイル作動室内のオイルの清浄度をできるだ
け高い状態に維持することにより、オイル作動室内のオ
イル中の摩耗粉等の固体汚染物質によって、ダイヤフラ
ムが傷等の損傷を受け、耐久性が低下し、寿命が短縮す
ることを防止することを課題とする。【構成】ポンプボデー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
ル作動室に連設されたシリンダの側壁に第１オイル排出
口が形設される。シリンダにプランジャが往復動自在に
挿入され、プランジャ内に先端面と円柱状側面とを連通
するプランジャオイル通路が形成される。ポンプ室が吸
入弁及び吸入管を介してフィードポンプに連通され、オ
イル通路穴をもち流体吸入時のダイヤフラムのたわみ量
を制限するバックアッププレートが設けられる。オイル
作動室に連通するオイル吸入口が配設され、第１オイル
排出口とオイル吸入口とを連通する連通経路の途中にオ
イルフィルター及びオイル吸入弁が配設される。

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ものである。

【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、燃圧の高圧化が進められている。先に、
本出願人は、例えばガソリンを高圧でエンジンのシリン
ダ内に圧送可能なポンプである油圧駆動式のダイヤフラ
ムポンプに関する特許出願（特願平４−６４６１８号）
を行った。この先願（未公開）のダイヤフラムポンプ
（図３参照）において、ボデー本体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ボデー１が構成
され、ボデー本体２とシリンダ部材４等によりオイル室
５が形成される。シリンダ部材４の中央部にはオイル室
５に突出する円筒状のシリンダ4aが一体に形成され、シ
リンダ4aにはプランジャ６が往復動自在かつ可及的気密
状態に挿入される。オイル室５には、オイルが充填され
るとともに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６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７及びバックアッププレ
ート８が気密状に挟持され、バックアッププレート８に
は多数のオイル通路穴8aが形成される。ダイヤフラム７
はバックアッププレート８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７によってオイル作動室９とポンプ室
10とに気密状に区画（離隔）される。ダイヤフラム７と
接触するバックアッププレート８の側面の形状は、下死
点時のダイヤフラム７の設計上の変位形状と一致した形
状にされる。

【０００４】カバー３にはポンプ室10に連通する吸入口
11及び吐出口12が形成され、吸入口11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10の吐出口12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には逆止弁からなる吸入
弁13及び吐出弁14がそれぞれ配設され、吸入弁13はフィ
ードポンプ17からポンプ室10へのみ流体を流通させ、吐
出弁14はポンプ室10からデリバリパイプへのみ流体を流
通させる。シリンダ4aの側壁であってプランジャ６先端
の下死点近傍にオイル補充穴19が形設され、オイル補充
穴19は、オイル補充穴19の内側を移動するプランジャ６
の円柱状側面によって開閉される。プランジャ６が下死
点（図３に示す実線の位置）にあるときにオイル補充穴
19が開かれ、オイル室５とオイル作動室９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10への燃料のフィード圧）＋P2
（〔吸入弁13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。吐出弁14の開弁圧はフィード圧P1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】先願のダイヤフラムポンプにおいて、プラ
ンジャ６が下死点と上死点（図３に二点鎖線で示す位
置）との間を往復動作することにより、ダイヤフラム７
が駆動（往復動）されポンプ作用が行われる。前記のと
おり、オイル補充穴19はシリンダ4aの側壁であってプラ
ンジャ６先端の下死点近傍に形設されており、ダイヤフ
ラムポンプの吸入行程（プランジャ６は図３で左方に移
動）の末期及び吐出行程（プランジャ６は図３で右方に
移動）の初期において、オイル室５とオイル作動室９と
が連通され、オイル作動室９内のオイルの流入・流出が
行われる。そして、オイル作動室９及びオイル室５内で
発生した摩耗粉等の固体汚染物質は、オイル作動室９及
びオイル室５内のオイル中に蓄積され、徐々に蓄積量が
多くなる。すると、オイル中の固体汚染物質によりダイ
ヤフラム７が傷等の損傷を受け、ダイヤフラム７の耐久
性が低下し、寿命の短縮がもたらされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、油圧駆動式
のダイヤフラムポンプにおいて、オイル作動室内のオイ
ルの清浄度をできるだけ高い状態に維持することによ
り、オイル作動室内のオイル中の摩耗粉等の固体汚染物
質によって、ダイヤフラムが傷等の損傷を受け、耐久性
が低下し、寿命が短縮することを防止することを課題と
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、本発明のダイヤフラムポンプは、ポンプボデー内の
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、オイル作動室に連設されたシリン
ダの側壁に第１オイル排出口が形設され、シリンダにプ
ランジャが往復動自在に挿入され、プランジャ内には先
端面と円柱状側面とを連通するプランジャオイル通路が
形成され、ポンプ室が吸入弁及び吸入管を介してフィー
ドポンプに連通され、オイル通路穴をもち流体吸入時の
ダイヤフラムのたわみ量を制限するバックアッププレー
トが設けられ、オイル作動室に連通するオイル吸入口が
配設され、第１オイル排出口とオイル吸入口とを連通す
る連通経路の途中にオイルフィルター及びオイル吸入弁
が配設されるようにした。なお、第１オイル排出口と
オイル吸入口とを連通する連通経路の途中に、オイルチ
ャンバを配設することができ、第１オイル排出弁とオ
イルチャンバとの間の経路にオイル室，第２オイル排出
口，オイル排出管を配設することができ、オイルフィ
ルターを第２オイル排出弁とオイルチャンバとの間、オ
イルチャンバ内、オイルチャンバとオイル吸入弁との
間、吸入弁とオイル吸入口との間の任意の箇所に１個又
は複数個配設することができ、第１オイル排出口とプ
ランジャオイル通路とが連通する位置を、プランジャの
上死点近傍又は吐出行程の後半の位置とすることができ
る。

【０００８】

【作用】プランジャを所定の速度で往復動させると、オ
イル作動室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が変位する。ダイヤフラムの変位に
よってポンプ室の容積が変動し、ポンプ作用が行われ
る。吐出行程の所定の位置においてプランジャオイル通
路と第１オイル排出口とが連通され、オイル作動室内の
オイルが第１オイル排出口とオイル吸入口とを連通する
連通経路に排出され、オイルフィルターによってオイル
が清浄化される。また、吸入行程の終期において、清浄
化されたオイルが前記連通経路からオイル吸入弁，オイ
ル吸入口を通ってオイル作動室に吸入される。

【０００９】

【実施例】図１・図２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、本発明のダイヤフラムポ
ンプの実施例（プランジャ６が下死点に位置する時）を
あらわし、図２は、本発明のダイヤフラムポンプの実施
例（プランジャ６が上死点に位置する時）をあらわし、
図３に示された従来例と同じ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。オイル室５
内に、スプリング36，偏心カム37，ローラ38等からなる
プランジャ駆動機構35が配設され、プランジャ６内に
は、その先端面と円柱状側面の環状溝とを結ぶプランジ
ャオイル通路20（環状溝を含む）が形成される。シリン
ダ4aの側壁に第１オイル排出口21が形設され、図２に示
すようにプランジャ６の上死点近傍において（必要なら
ば、吐出行程の後半の所定の位置において）、プランジ
ャオイル通路20の側面環状溝の位置と第１オイル排出口
21の内側開口の位置とが一致し、オイル作動室９内とオ
イル室５とが連通状態となる。プランジャ６が上死点近
傍以外の位置にあるときには、プランジャオイル通路20
の側面環状溝は、シリンダ4aの内筒側面によって閉鎖さ
れる。ボデー本体２の側壁にオイル室５と連通する第２
オイル排出口22が形設され、ポンプボデー１の外部の適
宜箇所（例えばポンプボデー１近傍の上方部）にオイル
チャンバ24が配置される。第２オイル排出口22とオイル
チャンバ24とがオイル排出管23によって連通され、オイ
ル排出管23にオイルフィルター28が配設され、オイルフ
ィルター28はオイル中の固体汚染物質を除去しオイルを
清浄化する。

【００１０】シリンダ部材４の側壁にはオイル作動室９
に連通するオイル吸入口27が形設され、オイル吸入口27
とオイルチャンバ24とがオイル吸入管25によって連通さ
れる。オイル吸入管25に逆止弁からなるオイル吸入弁26
が配設され、オイル吸入弁26はオイルチャンバ24からオ
イル吸入口27に向かってのみオイルを通過させる。な
お、図１では、オイル排出管23にのみオイルフィルター
が配設されているが、オイルフィルターは、オイル排出
管23，オイルチャンバ24、オイル吸入管25の１つまたは
２以上の箇所に配設することができる。オイルチャンバ
24内のオイルには大気圧が作用しているので、オイル作
動室９内の圧力が圧力P4（大気圧−〔オイル吸入弁26の
開弁圧〕−〔オイル吸入管25の圧力損失〕）よりも低下
するとオイル吸入弁26が開く。

【００１１】次に本発明の実施例の作用について説明す
る。往復動中のプランジャ６が図１に示される下死点に
きたとき、第１オイル排出口21はプランジャ６の円柱状
側面によって全閉状態とされており、オイル作動室９内
の圧力は前記圧力P4よりも低圧である。ポンプ室10内の
圧力はフィード圧P1に維持されているので、ダイヤフラ
ム７にはポンプ室10内の圧力とオイル作動室９内の圧力
との圧力差（P1−P4）が作用し、ダイヤフラム７はバッ
クアッププレート８に接触し押しつけられている。プラ
ンジャ６が吐出行程に入り、図１で右方へ移動を開始す
ると、オイル作動室９内のオイルが加圧されて圧力が上
昇し、ダイヤフラム７が図１で右方に変位され、ポンプ
室10内の燃料が加圧される。これにより、ポンプ室10内
の圧力がフィード圧P1以上に上昇し、吐出弁14を閉じて
いる圧力に打ち勝ったとき、吐出弁14が開かれ、ポンプ
室10内の燃料が例えば 100 bar以上の吐出圧力で吐出管
18へ吐出される。この吐出行程中において、オイル作動
室９内のオイルが、プランジャ６とシリンダ4aとの間隙
を通って、オイル室５へ微量ではあるが漏洩する。プラ
ンジャ６は図２に示される上死点へ向かう。

【００１２】プランジャ６が上死点近傍に到達すると、
プランジャオイル通路20の側面環状溝の位置と第１オイ
ル排出口21の内側開口の位置とが一致し始め、上死点に
位置するとき完全に一致する。吐出行程末期のこの一致
の過程において、オイル作動室９内とオイルチャンバ24
とが連通状態となり、オイル作動室９内のオイルはプラ
ンジャ６の作動によって押し退けられて、プランジャオ
イル通路20、第１オイル排出口21、オイル室５、第２オ
イル排出口22、オイル排出管23、オイルフィルター28を
通ってオイルチャンバ24へ急速に排出される。排出され
るオイルの量は、プランジャオイル通路20、第１オイル
排出口21、第２オイル排出口22等の形状・大きさ等の設
定により変化する。このとき、オイルがオイルフィルタ
ー28によって清浄化され、摩耗粉等の固体汚染物質が除
去されたオイルがオイルチャンバ24に流入する。前記の
オイル作動室９内のオイル排出により、ポンプ室10内の
圧力が低下し、吐出弁14が閉鎖される。

【００１３】プランジャ６が吸入行程に転じて、上死点
から図２で左方へ移動すると、オイル作動室９内の圧力
が低下し、ポンプ室10内の圧力が前記フィード圧P1以下
になると、吸入弁13が開き、フィードポンプ17によって
送られる燃料が、ポンプ室10内に流入される。ポンプ室
10内のフィード圧P1とオイル作動室９内の圧力との差に
よりダイヤフラム７が図１で左方に変位する。プランジ
ャ６が所定の位置に来たとき、ダイヤフラム７がバック
アッププレート８に接触し押しつけられ（そのように設
定されている。）、ダイヤフラム７はそれ以上左方へ変
位せず、吸入弁13が閉鎖される。プランジャ６の吸入行
程が続き、プランジャ６が次の所定の位置まで移動する
と、オイル作動室９内の圧力が前記圧力P4よりも低下し
てオイル吸入弁26が開かれる。このとき、オイルチャン
バ24内の清浄化されたオイルが、オイル吸入管25、オイ
ル吸入弁26、オイル吸入口27を通ってオイル作動室９に
吸入される。オイルの吸入はプランジャ６が下死点に達
するまで継続される。

【００１４】以上のとおり、プランジャ６の吐出行程の
末期において、オイル作動室９内のオイルはプランジャ
オイル通路20、第１オイル排出口21、オイル室５、第２
オイル排出口22、オイル排出管23、オイルフィルター28
を通ってポンプボデー１外のオイルチャンバ24へ排出さ
れる。次いで清浄化されたオイルがオイル作動室９の周
辺部からオイル作動室９内に吸入され、こうした循環が
継続される。吸入されるオイルと排出直前のオイルとの
混合は少なく、オイルの入れ換えが効率良く行われる。
オイル作動室９内にオイルが停滞しないため、摩耗粉等
の固体汚染物質がオイル作動室９内に蓄積されず、ダイ
ヤフラム７は、清浄化されたオイルと接触するので、ダ
イヤフラムが傷等の損傷を受けることはなく、耐久性が
向上し、寿命が長くなる。

【００１５】

【発明の効果】本発明のダイヤフラムポンプにおいて
は、シリンダの側壁に第１オイル排出口が形設され、プ
ランジャ内には先端面と円柱状側面とを連通するプラン
ジャオイル通路が形成され、オイル通路穴をもち流体吸
入時のダイヤフラムのたわみ量を制限するバックアップ
プレートが設けられ、オイル作動室に連通するオイル吸
入口が配設され、第１オイル排出口とオイル吸入口とを
連通する連通経路の途中にオイルフィルター及びオイル
吸入弁が配設されるている。そのため、オイル作動室内
のオイルは、第１オイル排出口から出てオイル吸入口か
ら入る迄の間に、オイルフィルターによってオイル中の
摩耗粉等の固体汚染物質が除去され、清浄化される。こ
のようにして、オイル作動室内のオイル中の摩耗粉等の
固体汚染物質が排出され、オイル作動室内は清浄化され
たオイルで満たされる。従って、ダイヤフラムはオイル
中の摩耗粉等の固体汚染物質により、ダイヤフラムが傷
等の損傷を受けることがなく、耐久性が向上し、寿命が
長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイヤフラムポンプの実施例（下死点
時）をあらわす断面図である。

【図２】本発明のダイヤフラムポンプの実施例（上死点
時）をあらわす断面図である。

【図３】従来のダイヤフラムポンプの実施例をあらわす
図である。

【符号の説明】

１ポンプボデー 4a シリンダ６プランジャ７ダイヤフラム８バックアッププレート 8a シリンダ９オイル作動室 10 ポンプ室 13 吸入弁 15 吸入管 17 フィードポンプ 20 プランジャオイル通路 21 第１オイル排出管 26 オイル吸入弁 27 オイル吸入口 28 オイルフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプボデー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、
オイル作動室に連設されたシリンダの側壁に第１オイル
排出口が形設され、シリンダにプランジャが往復動自在
に挿入され、プランジャ内に先端面と円柱状側面とを連
通するプランジャオイル通路が形成され、ポンプ室が吸
入弁及び吸入管を介してフィードポンプに連通され、オ
イル通路穴をもち流体吸入時のダイヤフラムのたわみ量
を制限するバックアッププレートが設けられ、オイル作
動室に連通するオイル吸入口が配設され、第１オイル排
出口とオイル吸入口とを連通する連通経路の途中にオイ
ルフィルター及びオイル吸入弁が配設されたダイヤフラ
ムポンプ。