JPH0626465A - ダイアフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オイル作動室中のエア抜きを確実にしてポン
プ吐出量の安定化を図る。 【構成】 プランジャ９の往復動にともなうオイル作動
室６のオイルの流動によりダイアフラム４をたわませる
ことによって流体の吸入および吐出を行うダイアフラム
ポンプに、オイル作動室６の下部にオイルを導入するオ
イル吸入路１６と、その吸入路１６の逆流を阻止するオ
イル補充弁１７と、オイル作動室６の上部と室外とをプ
ランジャ９のシリンダ内を通じて連通するオイル通路１
８，２０と、プランジャ９に設けられかつその上死点あ
るいは下死点のどちらかの死点時にオイル通路１８，２
０を連通する溝部１９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プランジャの変位にと
もなうオイルの流動によりダイアフラムをたわませるこ
とによって流体の吸入および吐出を行う油圧式のダイア
フラムポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のダイアフラムポンプは、プラン
ジャ（あるいはピストン）の往復動によってオイル作動
室内圧力を増減させ、これによりダイアフラムに往復動
を与えて流体を圧送することから、オイル作動室内のオ
イル中にエアが溜まると、プランジャの往復ストローク
とダイアフラムの往復ストロークとにずれが生じ、ポン
プ吐出量が不安定となる。このような問題に対処した従
来のダイアフラムポンプには、例えば、特公平１−３８
１９８号公報がある。この公報のものでは、プランジャ
２６（同公報中符号、以下同様）を往復動可能に嵌挿し
たシリンダ壁２７に給油兼空気抜孔３７を設け、プラン
ジャ２６が下死点近傍に達した時に前記給油兼空気抜孔
３７からエアを排出させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイアフラムポ
ンプによると、オイル中のエアをその浮力のみにより排
出させているので、エア抜き効果が低く、未だ、ポンプ
吐出量の定量性の点で不満が残る。

【０００４】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、その目的はオイル作動室
中のエア抜きを確実にしてポンプ吐出量の安定化を図る
ことのできるダイアフラムポンプを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のダイアフラムポンプは、ダイアフラムによって区画
されたオイル作動室とポンプ室を有し、そのオイル作動
室に往復動を行うプランジャを設けまた前記ポンプ室を
流体搬送流路に介在し、前記プランジャの往復動にとも
なうオイル作動室のオイルの流動によりダイアフラムを
たわませることによって流体の吸入および吐出を行うダ
イアフラムポンプであって、前記オイル作動室の下部に
オイルを導入するオイル吸入路と、オイル吸入路の逆流
を阻止するオイル補充弁と、前記オイル作動室の上部と
室外とを前記プランジャのシリンダ内を通じて連通する
オイル通路と、前記プランジャに設けられかつプランジ
ャの上死点あるいは下死点のどちらかの死点時に前記オ
イル通路を連通する連通部とを備えている。

【０００６】

【作用】前記ダイアフラムポンプにおいて、オイル作動
室のエアを含むオイルは、プランジャの往復動に伴って
連通部を介して連通されるオイル通路を通じて室外へ排
出される。このとき排出されるオイルは、プランジャの
移動によるオイル作動室の圧縮によって積極的に押し出
される。またプランジャの移動によるオイル作動室の圧
力低下によってオイル補充弁が開かれることによって、
オイル吸入路を通じてオイルがオイル作動室に補充され
る。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図面にしたがって説明す
る。 〔実施例１〕本実施例のダイアフラムポンプは、例えば
エンジンの電子制御式高圧燃料噴射システムに使用され
るもので、その下死点状態が図１に示されまたその上死
点状態が図２に示されている。一側面が開放されたボッ
クス形をなすポンプボデー１の開放端面にはシリンダ部
材２が取り付けられ、さらにそのシリンダ部材２にはカ
バー３がダイアフラム４を挟み付けた状態で取り付けら
れている。このポンプボデー１とシリンダ部材２とによ
りオイル室５が形成されており、このオイル室５にオイ
ルが充満している。またシリンダ部材２とカバー３との
間の室がダイアフラム４によってオイル作動室６とポン
プ室７の二室に隔離されており、このオイル作動室６に
オイルが充満しているとともに、ポンプ室７に搬送流体
である燃料が充満している。

【０００８】シリンダ部材２は、オイル室５側に突出す
る円筒状のシリンダ８を有している。このシリンダ８に
はプランジャ９が気密状にかつ往復動可能に挿入されて
いる。なおプランジャ９は、前記ダイアフラム４とほぼ
同一軸線なすように設けられている。このプランジャ９
には、オイル室５に組み込まれている図示しない駆動機
構によって往復運動が与えられる。この駆動機構は、オ
イル室５内のオイルを潤滑油としている。また駆動機構
は、例えばプランジャ９を往復させるカム等と、このカ
ム等を回転させる駆動軸とで構成し、その駆動軸を回転
させる駆動源として主にエンジンの回転力を利用する。

【０００９】前記カバー３には、ポンプ室７に連通する
燃料吸入路１０及び燃料吐出路１１がそれぞれ接続され
ている。燃料吸入路１０は、逆止弁からなる吸入弁１２
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１４に接続されている。このフィード
ポンプ１４の吐出量はダイアフラムポンプの吐出量より
も多く、またその吐出圧はポンプ回転数にもよるが本例
では約２００〜３００ kPaである。また燃料吐出路１１
は、逆止弁からなる吐出弁１５を備えているとともに、
図示は省略するがデリバリパイプを通じてインジェクタ
に接続されている。なお燃料吐出路１１に吐出される燃
料の吐出圧、すなわちダイアフラムポンプの吐出圧は本
例では約５〜１０ MPaである。なお燃料吸入路１０及び
燃料吐出路１１は本発明でいう流体搬送流路に相当す
る。

【００１０】前記シリンダ部材２の下部には、オイル作
動室６とオイル室５とを連通するオイル吸入路１６が設
けられている。この吸入路には、オイル作動室６へのオ
イル吸入方向にのみオイルを流しその逆流を阻止する逆
止弁であるオイル補充弁１７が設けられている。

【００１１】前記シリンダ部材２の上部には第１オイル
通路１８が設けられている。この第１オイル通路１８
は、一端が前記オイル作動室６の上部に連通しかつ他端
が前記プランジャ９のシリンダ壁面に開口している。ま
た、前記プランジャ９の先端部外周には、環状の溝部１
９が形成されている。この溝部１９は、図２に示される
ようにプランジャ９の上死点時に第１オイル通路１８と
連通する。なお溝部１９は本発明でいう連通部に相当す
る。また、シリンダ部材２のシリンダ８には、前記第１
オイル通路１８のシリンダ壁面の開口とほぼ対応する位
置にて第２オイル通路２０が設けられている。この第２
オイル通路２０は、一端が前記プランジャ９のシリンダ
壁面に開口しかつ他端が前記オイル室５と連通してい
る。なお第１オイル通路１８と第２オイル通路２０とで
本発明でいうオイル通路が形成される。

【００１２】次に、前記ダイアフラムポンプの作動につ
いて説明する。図１において、プランジャ９はほぼ下死
点であり、第１オイル通路１８と第２オイル通路２０は
プランジャ９によって閉じられており、オイル作動室６
は気密状態である。プランジャ９が外部の駆動源により
駆動機構を介して駆動させられ、図示右方へ移動する
と、オイル作動室６内のオイルが圧縮され、ダイアフラ
ム４を介してポンプ室７内の燃料を圧縮し、吐出弁１５
を介して燃料を吐出する。

【００１３】プランジャ９がほぼ上死点に達すると、図
２に示されるようにプランジャ９の溝部１９を介して第
１オイル通路１８と第２オイル通路２０とが連通し、オ
イル作動室６内の圧力がオイル室５内の圧力（ほぼ大気
圧）とほぼ等しくなるとともに、それ以後のプランジャ
９による圧縮分のオイルがオイル室５に排出される。こ
の時、オイル作動室６の上部に溜まったエアを含むオイ
ルがオイル作動室６外へ排出されるため、オイル作動室
６内のエアに起因する燃料の吐出量の減少又はポンプロ
ックといった不具合がなくなる。

【００１４】その直後に、吐出弁１５が閉じ、吸入弁１
２が開く。するとポンプ室７内圧力は、燃料タンク１３
内のフィードポンプ１４の吐出圧から燃料吸入路１０及
び吸入弁１２での圧力損失を差し引いた圧力Ｐｆとな
る。また圧力Ｐｆは、大気圧よりも大きくなるように設
定してある。この圧力Ｐｆにより、ダイアフラム４は図
示左方に押されるので、オイル作動室６内のオイルが第
１，第２の両オイル通路を通じてオイル室５に排出され
る。このオイルの排出も相まって、オイル作動室６のエ
アを含むオイルが室外へ効果的に排出される。また前記
オイルの排出に応じて、その排出量に相当する量の燃料
がポンプ室７に吸入される。

【００１５】次に、プランジャ９が吸入行程に転じ、図
示左方に移動するプランジャ９によって第１オイル通路
１８と第２オイル通路２０が閉じられると、更に燃料が
ポンプ室７に吸入され、ダイアフラム４は図示左方に移
動する。そして、ダイアフラム４が設計上の下死点に達
した時に、オイル作動室６内は負圧傾向となり、オイル
補充弁１７が開くことにより、前行程で排出した量にほ
ぼ相当するオイルがオイル吸入路１６を通じてオイル作
動室６に吸入（補充）される。このようにして、オイル
作動室６内のオイルがエアを含まない新しいオイルと交
換される。以上のような作用によって、従来のものに比
べてオイル作動室６のエア抜きが確実に行われので、ス
トローク毎に安定したポンプ吐出量が得られる。その
後、プランジャ９は図１に示されるように下死点に達し
た後、再び吐出行程に転じ、前記の作動が繰り返され
る。

【００１６】また実施例１のダイアフラムポンプでは、
オイル室５のオイルがプランジャ９の駆動機構の潤滑も
兼ねているので、駆動機構の運転により発生した摩耗粉
がオイルとともにオイル作動室６に入り、ダイアフラム
４を傷つける場合が予測される。そこでこの対策とし
て、図３に示されるように、オイル室５とは別個にオイ
ルを貯溜したオイルチャンバ２２を設け、第２オイル通
路２０とオイル吸入路１６をオイル室５ではなくオイル
チャンバ２２に連通させるとよい。なお第２オイル通路
２０には、オイル浄化のためにオイルフイルター２３等
を設けるとよい。

【００１７】〔実施例２〕実施例２を説明する。なお本
例は、図１及び図２に示された実施例１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、実施例
１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。実施例１が
上死点でエア抜きを行っているのに対し、本例は下死点
でエア抜きを行うもので、その下死点状態が図４に示さ
れまたその上死点状態が図５に示されている。

【００１８】第１オイル通路１８には、オイル排出方向
にのみオイルを流しその逆流を阻止する逆止弁であるオ
イル排出弁２５が設けられている。また、プランジャ９
の溝部１９は、図４に示されるように下死点時に第１オ
イル通路１８と第２オイル通路２０とを連通するように
設定されている。また、オイル補充弁１７は、ダイアフ
ラム４が設計上の下死点位置になった時のオイル作動室
内の圧力未満で開くようにその開弁圧を設定してある。
なお本例では、燃料タンク１３内のフィードポンプ１４
が排除され、燃料吸入路１０の端部が燃料タンク１３内
にその底部にて連通されている。

【００１９】次に、前記ダイアフラムポンプの作動につ
いて説明する。図４に示されるように、プランジャ９が
ほぼ下死点の状態から吐出行程に入ると、図示右方へ移
動するプランジャ９によって押されたオイル作動室６内
のオイルは、オイル排出弁２５を開き、第１オイル通路
１８、溝部１９、第２オイル通路２０を順に通って、オ
イル室５へ排出される。この時、オイル作動室６の上部
に溜まったエアを含むオイルがオイル作動室６外へ排出
されるため、オイル作動室６内のエアに起因する燃料の
吐出量の減少又はポンプロックといった不具合がなくな
る。

【００２０】プランジャ９が更に移動し、第１オイル通
路１８と第２オイル通路２０が閉じられ、オイル作動室
６とオイル室５が隔離されると、オイル作動室６の圧力
が上がり、ダイアフラム４が押される。これにより、ポ
ンプ室７の圧力が上昇し、吐出弁１５が開かれることで
燃料が燃料吐出路１１へと吐出される。

【００２１】次に、プランジャ９が図５に示されるよう
に上死点に達した後、吸入行程に入ると、オイル作動室
６内の圧力が下がり、吐出弁１５が閉じるとともに吸入
弁１２が開き、燃料がポンプ室７に吸入される。プラン
ジャ９が更に下死点に近づき、ダイアフラム４が設計上
の下死点になると、オイル作動室６内の圧力が更に下が
ることにより、オイル補充弁１７が開き、オイル作動室
６内へオイルが補充される。この補充量は、吐出行程の
初期に排出されたオイル量と吐出時にプランジャ９とシ
リンダ８との間等から洩れたオイル量との合計となる。

【００２２】また、実施例２のダイアフラムポンプにお
いては、図６に示されるように、燃料吸入路１０に実施
例１と同様にフィードポンプ１４を接続してもよい。な
お、この場合のオイル補充弁１７の開弁圧も、実施例１
の考え方と同様にして設定される。また、図６に示され
るように、図３のものとほぼ同様にして、オイルチャン
バ２２を設け、第２オイル通路２０とオイル吸入路１６
をオイル室５ではなくオイルチャンバ２２に連通させる
こともできる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、プランジャの往復動を
利用して、オイル作動室のエアを含むオイルがストロー
ク毎に室外に積極的に排出されるので、従来のものに比
べてエア抜きが確実となり、ポンプ吐出量が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のダイアフラムポンプの下死点状態を
示す断面図である。

【図２】その上死点状態を示す断面図である。

【図３】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図４】実施例２のダイアフラムポンプの下死点状態を
示す断面図である。

【図５】その上死点状態を示す断面図である。

【図６】実施例２の変更例を示す断面図である。

【符号の説明】

４ ダイアフラム ６ オイル作動室 ７ ポンプ室 ８ シリンダ ９ プランジャ １６ オイル吸入路 １７ オイル補充弁 １８ 第１オイル通路 １９ 溝部（連通部） ２０ 第２オイル通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイアフラムによって区画されたオイル
   作動室とポンプ室を有し、そのオイル作動室に往復動を
   行うプランジャを設けまた前記ポンプ室を流体搬送流路
   に介在し、前記プランジャの往復動にともなうオイル作
   動室のオイルの流動によりダイアフラムをたわませるこ
   とによって流体の吸入および吐出を行うダイアフラムポ
   ンプであって、前記オイル作動室の下部にオイルを導入
   するオイル吸入路と、オイル吸入路の逆流を阻止するオ
   イル補充弁と、前記オイル作動室の上部と室外とを前記
   プランジャのシリンダ内を通じて連通するオイル通路
   と、前記プランジャに設けられかつプランジャの上死点
   あるいは下死点のどちらかの死点時に前記オイル通路を
   連通する連通部とを備えているダイアフラムポンプ。