JPH06137275A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸入行程終了毎のダイヤフラムのリセット不
良によるダイヤフラムの破損を防止し、ポンプの耐久性
及び信頼性の向上を図る。 【構成】 ポンプボデー１０内の空間部がダイヤフラム
１によってオイル作動室５とポンプ室４とに区画され
る。オイル作動室５のシリンダ９にプランジャ８が往復
動可能に挿入される。ポンプ室４に流体の吸入管１７及
び吐出管１６が連通される。オイル作動室５にオイルを
補充するオイル補充路１４が連通される。オイル作動室
５からオイルを排出可能なオイル排出路２３が連通され
る。オイル排出路２３とオイル補充路１４とはプランジ
ャ８の往復動によって開閉される。オイル補充路１４の
補充口７がオイル排出路の排出口２６よりも下死点近く
に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジンの高圧
燃料噴射システム用燃料ポンプとして使用されるもの
で、油圧によってダイヤフラムを往復動させることによ
り流体（燃料）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】例えば、ガソリンエンジンの燃料噴射シ
ステムにおいては、燃料の高圧化が検討されている。こ
のシステム用燃料ポンプとして、燃料を高圧で圧送可能
な油圧駆動式のダイヤフラムポンプが提案される。なお
一般的なダイヤフラムポンプとしては、例えば実開昭５
５−８８０８８号がある。

【０００３】従来例について図４の断面図を参照して述
べる。なお図４に実線で示されるのが下死点状態であ
り、また二点鎖線で示されるのが上死点状態である。ポ
ンプボデー１０は、一側面が開放されたボックス形をな
すボデー本体１０ａと、その本体１０ａの開放端面に取
り付けられたシリンダ部材２０と、その部材２０に金属
製ダイヤフラム１及びバックアッププレート１５を挟み
付けた状態で取り付けられたカバー１１とを備えてい
る。ボデー本体１０ａとシリンダ部材２０とで形成され
る空間部は、オイルが溜められたオイル室２１となって
いる。

【０００４】ダイヤフラム１は、バックアッププレート
１５とカバー１１との間にあり、カバー１１とシリンダ
部材２０とで形成される空間部をオイル作動室５とポン
プ室４とに区画している。オイル作動室５にはオイルが
充満され、またポンプ室４は搬送する流体である燃料で
満たされる。バックアッププレート１５には多数のオイ
ル通路穴１５ａが貫通されている。なおバックアッププ
レート１５のダイヤフラム接触側の面は、下死点時のダ
イヤフラム１の設計上の変形形状に対応する形状をなし
ている。

【０００５】シリンダ部材２０は、オイル作動室５の壁
部を形成しており、その中央部にオイル室側に突出する
円筒状のシリンダ９が連設されている。このシリンダ９
には、プランジャ８が気密状にして図示左右方向に往復
動可能に挿入されている。プランジャ８には、前記オイ
ル室２１に組み込まれている図示しないプランジャ駆動
機構によって往復運動が与えられる。プランジャ駆動機
構は、例えばプランジャ８を往復させるカムと、このカ
ムを回転させるカムシャフトとで構成されており、その
カムシャフトを回転させる駆動源としてエンジンの回転
力が利用され、また前記オイル室２１内のオイルを潤滑
油としている。

【０００６】カバー１１には、ポンプ室４に連通する燃
料の吸入管１７及び吐出管１６が接続されている。吸入
管１７は、逆止弁からなる吸入弁３を備えているととも
に、燃料タンク１３内のインタンク式フィードポンプ１
２の吐出口に連通されている。このフィードポンプ１２
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、かつ所定のフィード圧を有する。吐出管１６は、
逆止弁からなる吐出弁２を備えているとともに、図示し
ないエンジンのインジェクタを取り付けたデリバリパイ
プに連通されている。なお吐出弁２の開弁圧は、フィー
ドポンプ１２のフィード圧以上に設定されている。

【０００７】前記オイル作動室５に通じるシリンダ９内
には、ポンプボデー外部に設けたオイルチャンバ６のオ
イルを補充するオイル補充管１４が連通されている。こ
のオイル補充管１４が、本発明でいうオイル作動室５に
オイルを補充するオイル補充路に相当する。オイル補充
管１４のシリンダ内壁の開口（これを補充口という）７
は、往復動する前記プランジャ８によって開閉させられ
るもので、プランジャ８の下死点時近くにて開口されて
いる。なおオイルチャンバ６は大気開放となっている。

【０００８】次に、ダイヤフラムポンプの作動について
説明する。プランジャ８がプランジャ駆動機構の駆動に
よって下死点と上死点との間を往復動させられることに
より、ダイヤフラム１が往復方向にたわませられ、これ
によって次に述べるようにポンプ作用がなされる。

【０００９】すなわち、プランジャ駆動機構によってプ
ランジャ８が下死点から図４で右方への移動を開始して
吐出行程に入ると、まずオイル補充管１４の補充口７が
プランジャ８によって閉じられる。プランジャ８の移動
にしたがってオイル作動室５内のオイルが昇圧されてい
くことにより、ダイヤフラム１がカバー側（ヘッド側と
もいう）に変位され、ポンプ室４内の燃料が昇圧され
る。これにより、ポンプ室４内の圧力がフィードポンプ
１２のフィード圧以上に上昇して吐出弁２が開かれるこ
とで、燃料がポンプ室４から吐出管１６へ吐出される。
なお、この吐出行程中においてオイル作動室５内のオイ
ルがプランジャ８とシリンダ９との間隙を通ってオイル
室２１へ微量ではあるが洩れる。その後、プランジャ８
は図４において二点鎖線で示される上死点に達する。

【００１０】プランジャ８が上死点から図４で左方へ移
動して吸入行程に転ずると、オイル作動室５内の圧力が
減少し、それに伴ってポンプ室４内の圧力が低下して吐
出弁２が閉じられる。ポンプ室４内の圧力が更に低下し
てフィードポンプ１２のフィード圧以下になると吸入弁
３が開くことで、フィードポンプ１２によって圧送され
る燃料がポンプ室４内に吸入される。このフィードポン
プ１２のフィード圧とオイル作動室内圧力との圧力差に
よりダイヤフラム１がバックアッププレート側に移動す
る。プランジャ８が下死点に近づき、オイル補充管１４
の補充口７が開かれることにより、オイルチャンバ６の
オイルがオイル補充管１４を通じてオイル作動室５に補
充される。なお、この補充分のオイルは前記吐出行程中
においてオイル作動室５から洩れた量にほぼ等しい。

【００１１】またプランジャ８が下死点にあるとき、オ
イル補充管１４の補充口７が開かれるので、オイル作動
室内圧力は大気圧とほぼ等しくなり、ポンプ室内圧力は
フィードポンプ１２のフィード圧と等しくなる。このと
きポンプ室内圧力とオイル作動室内圧力との圧力差によ
り、ダイヤフラム１が図４に実線で示すようにバックア
ッププレート１５に押しつけられリセットされる。従っ
て、フィードポンプ１２のフィード圧によりダイヤフラ
ム１に加わる余分な応力がバックアッププレート１５に
より受け止められるため、ダイヤフラム１の過剰な変形
が防止されひいてはその変形による破壊が防止される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記ダイヤフラムポン
プの作動中において、例えばフィード圧が低下してポン
プ室４内が負圧傾向となると、ダイヤフラム１が吸入行
程終了時に下死点位置にリセットしないといったリセッ
ト不良を生じる。すると、吸入行程終了時にダイヤフラ
ム１がバックアッププレート１５に達する前にオイル補
充管１４の補充口７が開かれてしまい、オイル作動室５
に過剰にオイルが補充されることになる。そして、この
状態で吐出行程に転ずると、オイル作動室５の昇圧によ
って、ダイヤフラム１がヘッド側（カバー側）に過剰変
形し破損するおそれがある。

【００１３】そこで本発明は、前記した問題点を解決す
るためになされたものであり、その目的は吸入行程終了
毎のダイヤフラムのリセット不良によるダイヤフラムの
破損を防止し、ポンプの耐久性及び信頼性の向上を図る
ことのできるダイヤフラムポンプを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の請求項１記載のダイヤフラムポンプは、ポンプボデ
ー内の空間部がダイヤフラムによってオイルを満たすオ
イル作動室と流体を満たすポンプ室とに区画され、オイ
ル作動室の壁部に連設したシリンダにプランジャが往復
動可能に挿入され、ポンプ室に流体の吸入管及び吐出管
が連通され、またオイル作動室にオイルを補充するオイ
ル補充路が連通されたダイヤフラムポンプにおいて、前
記オイル作動室からオイルを排出可能なオイル排出路が
連通され、そのオイル排出路とオイル補充路とは前記プ
ランジャの往復動によって開閉されるとともにオイル補
充路の補充口がオイル排出路の排出口よりも下死点近く
に配置されている。

【００１５】また請求項２記載のダイヤフラムポンプ
は、ポンプボデー内の空間部がダイヤフラムによってオ
イルを満たすオイル作動室と流体を満たすポンプ室とに
区画され、オイル作動室の壁部に連設したシリンダにプ
ランジャが往復動可能に挿入され、ポンプ室に流体の吸
入管及び吐出管が連通され、またオイル作動室にオイル
を補充するオイル補充路が連通されたダイヤフラムポン
プにおいて、ダイヤフラムを下死点位置に付勢する付勢
手段が設けられている。

【００１６】

【作用】請求項１のダイヤフラムポンプによると、吐出
行程容積よりも吸入行程容積が大きくなるため、吸入行
程末期においてオイル作動室内が負圧となり、これによ
り吸入行程終了時におけるダイヤフラムの下死点位置へ
のリセットが確実化される。また請求項２のダイヤフラ
ムポンプによると、ダイヤフラムが付勢手段によって付
勢力を受けるため、吸入行程終了時におけるダイヤフラ
ムの下死点位置へのリセットが確実化される。

【００１７】

【実施例】

〔実施例１〕実施例１を図１の断面図にしたがって説明
する。なお本例は、従来例の一部を変更したものである
からその変更部分について詳述し、従来例と同一もしく
は均等構成と考えられる部分には図面に同一符号を付し
て重複する説明は省略する。また次以降の実施例につい
ても同様の考えで重複する説明は省略する。前記従来例
のダイヤフラムポンプにおけるオイル作動室５に通じる
シリンダ９内には、前記オイルチャンバ６にオイルを排
出するオイル排出管２３が連通されている。このオイル
排出管２３が、本発明でいうオイル作動室５からオイル
を排出するオイル排出路に相当する。

【００１８】オイル排出管２３のシリンダ内壁の開口
（これを排出口という）２６は、往復動する前記プラン
ジャ８によって開閉させられるもので、前記オイル補充
路の補充口７よりも上死点側に隣接して開口されてい
る。オイル排出管２３は、逆止弁からなる排出弁２４を
備えている。なお本例では、従来例のオイル補充管１４
の補充口７のある位置にオイル排出路の排出口２６を設
け、その排出口２６よりも下死点近くに補充口７を設け
ている。

【００１９】前記ダイヤフラムポンプによると、吐出行
程においてはプランジャ８がオイル排出管２３の排出口
２６を閉じてから、オイル作動室５内のオイルが昇圧さ
れるもので、プランジャ８がオイル補充管１４の補充口
７を閉じてからオイル排出管２３の排出口２６を塞ぐま
での間のオイルは、排出弁２４を開いてその排出口２６
からオイル排出管２３を通じてオイルチャンバ６に排出
されることでオイル作動室内圧力の昇圧がなされない。
また吸入行程においては、プランジャ８がオイル排出管
２３の排出口２６を開きさらにオイル補充管１４の補充
口７を開くまで、オイルチャンバ６のオイルの補充がな
されない。

【００２０】従って、吐出行程容積よりも吸入行程容積
が大きくなるため、吸入行程末期においてオイル作動室
５内が負圧となり、これにより吸入行程終了時における
ダイヤフラム１の下死点位置へのリセットが確実化され
る。よってダイヤフラム１のリセット不良による破損を
防止してポンプの耐久性及び信頼性を向上することがで
きる。なお本例では、従来例と同じ吐出行程容積を得ら
れる位置に排出口２６が設けてあるので、従来と同等の
吐出流量が得られる。

【００２１】〔実施例２〕実施例２を図２の断面図にし
たがって説明する。本例は、前記従来例のダイヤフラム
ポンプにおけるダイヤフラム１とカバー１１との間に、
ダイヤフラム１を下死点位置に付勢するスプリング２７
を介在させたものである。このスプリング２７は、ダイ
ヤフラム１とほぼ同一軸線上に配置されている。なおス
プリング２７の基端部は、カバー１１に設けた凹所２９
に嵌合されている。またスプリング２７の先端部には、
ダイヤフラム１に接面するスプリングガイド２８が嵌合
されている。

【００２２】前記ダイヤフラムポンプによると、ダイヤ
フラム１が付勢手段であるスプリング２７によって付勢
力を受けるため、吸入行程終了時におけるダイヤフラム
１の下死点位置へのリセットが確実化される。従って、
実施例１と同様に、ダイヤフラム１のリセット不良によ
る破損を防止してポンプの耐久性及び信頼性を向上する
ことができる。

【００２３】〔実施例３〕実施例３を図３の断面図にし
たがって説明する。本例は、従来例のダイヤフラムポン
プに実施例１及び実施例２の両変更を加えたもので、よ
り積極的にダイヤフラム１を下死点位置にリセットさせ
るものである。

【００２４】なお前記実施例においては、ダイヤフラム
１がそれ自身で下死点位置にリセットする弾性復元力の
有無は関係ないものとする。また実施例ではフィードポ
ンプ１２付きのものを示したが、フィードポンプ１２が
ない場合でもダイヤフラム１の下死点位置へのリセット
が確実化される。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。請求項１記載のダイヤフラムポンプによると、吐
出行程容積よりも吸入行程容積を大きくすることによ
り、吸入行程終了時におけるダイヤフラムの下死点位置
へのリセットが確実化され、よってダイヤフラムのリセ
ット不良による破損を防止してポンプの耐久性及び信頼
性を向上することができる。また請求項２記載のダイヤ
フラムポンプによると、付勢手段によってダイヤフラム
の下死点位置へのリセットが確実化され、よってダイヤ
フラムのリセット不良による破損を防止してポンプの耐
久性及び信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のダイヤフラムポンプを示す断面図で
ある。

【図２】実施例２のダイヤフラムポンプを示す断面図で
ある。

【図３】実施例３のダイヤフラムポンプを示す断面図で
ある。

【図４】従来例のダイヤフラムポンプを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ダイヤフラム ４ ポンプ室 ５ オイル作動室 ７ 補充口 ８ プランジャ ９ シリンダ １０ ポンプボデー １４ オイル補充管（オイル補充路） １６ 吐出管 １７ 吸入管 ２３ オイル排出管（オイル排出路） ２６ 排出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプボデー内の空間部がダイヤフラム
   によってオイルを満たすオイル作動室と流体を満たすポ
   ンプ室とに区画され、オイル作動室の壁部に連設したシ
   リンダにプランジャが往復動可能に挿入され、ポンプ室
   に流体の吸入管及び吐出管が連通され、またオイル作動
   室にオイルを補充するオイル補充路が連通されたダイヤ
   フラムポンプにおいて、前記オイル作動室からオイルを
   排出可能なオイル排出路が連通され、そのオイル排出路
   とオイル補充路とは前記プランジャの往復動によって開
   閉されるとともにオイル補充路の補充口がオイル排出路
   の排出口よりも下死点近くに配置されているダイヤフラ
   ムポンプ。
2. 【請求項２】 ポンプボデー内の空間部がダイヤフラム
   によってオイルを満たすオイル作動室と流体を満たすポ
   ンプ室とに区画され、オイル作動室の壁部に連設したシ
   リンダにプランジャが往復動可能に挿入され、ポンプ室
   に流体の吸入管及び吐出管が連通され、またオイル作動
   室にオイルを補充するオイル補充路が連通されたダイヤ
   フラムポンプにおいて、ダイヤフラムを下死点位置に付
   勢する付勢手段が設けられているダイヤフラムポンプ。