JPH06336981A - ダイアフラム保護機能付高圧ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、油圧駆動式のダイアフラム式高圧
ポンプにおいて、ポンプ室に燃料が供給されないときで
も、ダイアフラムが過剰に変位することを防止すること
を課題とする。 【構成】 本発明のダイアフラム保護機能付高圧ポンプ
は、ポンプ本体１内に２枚のバックアッププレート19,2
0 が略平行に配設され、各バックアッププレート19,20
の内側にそれぞれダイアフラム21,22 が配設され、２枚
のダイアフラム21,22 の内側にポンプ室28が形成され
る。ポンプ室28に搬送流路が接続され、２枚のバックア
ッププレート19,20 の外側にそれぞれオイル作動室26,2
7 が形成され、各オイル作動室26,27 にプランジャポン
プが連通される。なお、ここにプランジャポンプは、周
期的にオイルを給排するポンプを包含するものとする。

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
圧によってダイアフラムを往復動させて流体を圧送する
油圧駆動式のダイアフラム式高圧ポンプに関する。

【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、燃圧の高圧化が検討されており、ガソリ
ンを高圧で圧送可能なポンプとして、油圧式のダイアフ
ラムポンプがある。図２は、従来の油圧駆動式のダイア
フラム式高圧ポンプ（例えば、実開昭５５−８８０８８
号公報、特公平１−３８１９８号公報参照）を示し、ポ
ンプ本体１のシリンダ部材４とカバー３との間に、金属
製で円板状のダイアフラム８及びバックアッププレート
９の外周部分が気密状に挟持され、バックアッププレー
ト９には多数の略水平方向に延びるオイル通路穴（小
穴）10が形成される。ダイアフラム８はバックアッププ
レート９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、ダイアフラム８
によってオイル作動室11とポンプ室12とに気密状に区画
（離隔）される。バックアッププレート９がダイアフラ
ム８と接触する側面の形状は、下死点時のダイアフラム
８の設計上の変位形状にされ、ダイアフラム８と対向す
るカバー３の内壁15（ポンプ室12の内壁の一部）の断面
は略円弧状である。

【０００３】カバー３にはポンプ室12に連通する吸入口
13及び吐出口14が形成され、吸入口13は吸入管を介して
燃料タンク内のインタンク式フィードポンプの吐出口に
連通され、ポンプ室12の吐出口14は吐出管を介してエン
ジンのデリバリパイプに連通されている。吸入管及び吐
出管には吸入側チェック弁及び吐出側チェック弁がそれ
ぞれ配設され、吸入側チェック弁はフィードポンプから
ポンプ室12へのみ流体を流通させ、吐出側チェック弁は
ポンプ室12からデリバリパイプへのみ流体を流通させ
る。吐出側チェック弁の開弁圧はフィード圧以上に設定
され、吸入管及び吐出管によって搬送流路が形成され
る。ダイアフラム８（バックアッププレート９）とシリ
ンダ部材４の凹部によって形成されるオイル作動室11の
形状は肉厚の略円板状であり、その中央部はシリンダ部
材４のシリンダ６に連通している。シリンダ６内にはプ
ランジャ（不図示）が摺動自在に嵌合され、プランジャ
ポンプとして機能する。フィードポンプ17は、ダイアフ
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12への燃料のフィード圧）＋P2
（〔吸入側チェック弁19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。

【０００４】従来の油圧駆動式のダイアフラム式高圧ポ
ンプにおいて、プランジャ駆動機構が作動すると、シリ
ンダ６内のプランジャが下死点と上死点との間を往復動
作し、ポンプ作用が行われる。プランジャが下死点から
上死点に向かって移動するとき、プランジャの行程容積
分だけのオイルが、シリンダ６からオイル作動室11に流
入し、バックアッププレート９のオイル通路穴10を通っ
て、ダイアフラム８とバックアッププレート９との間の
部分へ送られる。バックアッププレート９はダイアフラ
ム８の過剰変形を防止するために設置されたものであ
り、オイルの圧縮力に比例した量だけダイアフラム８が
変位する。ダイアフラム８のこの変位により、フィード
ポンプから送られた燃料を高圧にして、吐出管へ吐出す
る。プランジャが上死点から下死点に向かって移動する
と、ダイアフラム８とバックアッププレート９との間の
部分のオイルが、オイル通路穴10を通ってオイル作動室
11に戻される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の油圧
駆動式のダイアフラム式高圧ポンプにおいては、フィー
ドポンプの故障、燃料の欠乏等の理由により、ポンプ室
12に燃料が供給されないことがある。その場合、ポンプ
室12に作用すべきフィード圧が作用しないので、プラン
ジャが上死点から下死点に向かって移動するとき、ダイ
アフラム８とバックアッププレート９との間の部分のオ
イルが、オイル通路穴10を通ってオイル作動室11に戻る
ことができず、一部分残留することが生ずる。次にプラ
ンジャが下死点から上死点に向かって移動するときに
は、シリンダ内にオイルが補充されているので、ダイア
フラム８がポンプ室12に向けて以前より多く変位する。
こうした動作を繰り返すと、ダイアフラム８がポンプ室
12に向けて過剰に変位し、ダイアフラム８が破壊するお
それがある。本発明は、油圧駆動式のダイアフラム式高
圧ポンプにおいて、ポンプ室に燃料が供給されないとき
でも、ダイアフラムが過剰に変位することを防止するこ
とを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のダイアフラム保護機能付高圧ポンプは、ポ
ンプ本体(1) 内に２枚のバックアッププレート(19),(2
0) が略平行に配設され、各バックアッププレート(19),
(20) の内側にそれぞれダイアフラム(21),(22)が配設さ
れ、２枚のダイアフラム(21),(22) の内側にポンプ室(2
8)が形成され、ポンプ室(28)に搬送流路が接続され、２
枚のバックアッププレート(19),(20) の外側にそれぞれ
オイル作動室(26),(27) が形成され、各オイル作動室(2
6),(27)にプランジャポンプが連通されたことを技術的
手段としている。なお、ここにプランジャポンプは、周
期的にオイルを給排するポンプを包含するものとする。

【０００７】

【作用】プランジャポンプを作動させると、バックアッ
ププレート(19),(20) の両側のオイル作動室(26),(27)
内のオイルの圧力が周期的に変動し、その圧力変動に応
じて２枚のダイアフラム(21),(22) が同時に変位する。
ダイアフラム(21),(22)の変位に応じてポンプ室(28)の
容積が変動し、ポンプ作用が行われる。ポンプ室(28)が
圧縮されるとき、２枚のダイアフラム(21),(22) が相互
に接触し、ダイアフラム(21),(22) の移動を制限する。

【０００８】

【実施例】図面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(a),(b) は、本発明のダイアフラム
保護機能付高圧ポンプの実施例をあらわし、図２に示さ
れた従来例と同一の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。 実施例において
は、図１(a),(b) に示すように、ポンプ本体１のシリン
ダ部材17とカバー部材18との間に、肉厚円板状の第１バ
ックアッププレート19、第１ダイアフラム21、環状部材
23、肉厚円板状の第２ダイアフラム22、第２バックアッ
ププレート20が順次に略平行に配置され、それらの外周
部分が気密状に挟持される。第１バックアッププレート
19及び第２バックアッププレート20には多数の略水平方
向に延びるオイル通路穴（小穴）24及び25がそれぞれ形
成される。第１ダイアフラム21、第２ダイアフラム22及
び環状部材23によって囲まれた部分は、ポンプ室28とな
る。第１バックアッププレート19の外側（図１で左側）
に略肉厚円板状の第１オイル作動室26が形成され、第２
バックアッププレート20の外側（図１で右側）に略肉厚
円板状の第２オイル作動室27が形成される。

【０００９】第１オイル作動室26は第１オイル分岐通路
29を介してオイル通路31に連通され、第２オイル作動室
27は第２オイル分岐通路30を介してオイル通路31に連通
され、オイル通路31はプランジャポンプに連通される。
環状部材23の両面には内周端に向かう傾斜部35・36があ
り、傾斜部35・36において環状部材23の肉厚が内周端に
向かって減少している。環状部材23にはポンプ室28と連
通する吸入口33及び吐出口34が形成され、吸入口33は環
状部材23の下端部分から傾斜部35・36間を貫通し、吐出
口34は環状部材23の上端部分から傾斜部35・36間を貫通
している。吸入口33はは吸入管を介して燃料タンク内の
インタンク式フィードポンプの吐出口に連通され、吐出
口34は吐出管を介してエンジンのデリバリパイプに連通
されている。従来例と同様に、吸入管及び吐出管には吸
入側チェック弁及び吐出側チェック弁がそれぞれ配設さ
れ、吸入側チェック弁はフィードポンプからポンプ室28
へのみ流体を流通させ、吐出側チェック弁はポンプ室12
からデリバリパイプへのみ流体を流通させる。吐出側チ
ェック弁の開弁圧はフィード圧以上に設定され、吸入管
及び吐出管によって搬送流路が形成される。

【００１０】図１(a) はポンプ室28の非圧縮状態を示
し、第１ダイアフラム21及び第２ダイアフラム22はそれ
ぞれ第１バックアッププレート19及び第２バックアップ
プレート20に接触している。プランジャポンプを作動し
て、オイルがプランジャポンプから流出されると、オイ
ルはプランジャポンプからオイル通路31、第１オイル分
岐通路29及び第２オイル分岐通路30を介して、第１オイ
ル作動室26及び第２オイル作動室27に入る。オイルは、
第１バックアッププレート19の第１オイル連通穴24及び
第２バックアッププレート20の第２オイル連通穴25を通
って、第１バックアッププレート19と第１ダイアフラム
21との間の部分及び第２バックアッププレート20と第２
ダイアフラム22との間の部分に流入する。こうしたオイ
ルの流入により、ポンプ室28は圧縮され、ポンプ室28内
のオイルは、吐出口34から吐出管及び吐出側チェック弁
を通ってエンジンのデリバリパイプにに送られる。オイ
ルの吐出に従い、第１ダイアフラム21及び第２ダイアフ
ラム22は徐々に接近し、図１(b) に示すように第１ダイ
アフラム21及び第２ダイアフラム22が接触し、第１ダイ
アフラム21及び第２ダイアフラム22の変位が制限され
る。従って、ポンプ室28に燃料が供給されないときで
も、第１ダイアフラム21及び第２ダイアフラム22が過剰
に変位することはない。

【００１１】次に、オイルがプランジャポンプに吸入さ
れると、第１バックアッププレート19と第１ダイアフラ
ム21との間の部分及び第２バックアッププレート20と第
２ダイアフラム22との間の部分のオイルは、第１バック
アッププレート19の第１オイル連通穴24及び第２バック
アッププレート20の第２オイル連通穴25を通り、第１オ
イル作動室26及び第２オイル作動室27から、第１オイル
分岐通路29及び第２オイル分岐通路30を通り、そしてオ
イル通路31を通ってプランジャポンプに流入する。この
とき、燃料がフィードポンプから吸入管、吸入側チェッ
ク弁及び吸入口33を通ってポンプ室28に流入するので、
ポンプ室28内はフィード圧になり、図１(a) に示すよう
に、第１ダイアフラム21及び第２ダイアフラム22はそれ
ぞれ第１バックアッププレート19及び第２バックアップ
プレート20に接触する。

【００１２】

【発明の効果】本発明のダイアフラム保護機能付高圧ポ
ンプでは、２枚のバックアッププレートが略平行に配設
され、各バックアッププレートの内側にそれぞれダイア
フラムが配設され、２枚のダイアフラムの内側にポンプ
室が形成され、ポンプ室に搬送流路が接続され、２枚の
バックアッププレートの外側にそれぞれオイル作動室が
形成されている。そして、ポンプ室が圧縮されるとき、
２枚のダイアフラムが相互に接触し、各ダイアフラムの
移動を制限する。従って、ポンプ室に燃料が供給されな
いときでも、各ダイアフラムが過剰に変位することが防
止され、ダイアフラムの破壊は生じない。また、２枚の
ダイアフラムが平行に近接して配置されるので、小型で
吐出量の多いポンプとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) は本発明のダイアフラム保護機能付高
圧ポンプの実施例の非圧縮状態をあらわす断面図であ
り、図１(b) は同じく構成する実施例の圧縮状態をあら
わす断面図である。

【図２】従来のダイアフラム式高圧ポンプをあらわす断
面図である。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 19 第１バックアッププレート 20 第２バックアッププレート 21 第１ダイアフラム 22 第２ダイアフラム 28 ポンプ室 29 第１オイル分岐通路 30 第２オイル分岐通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ本体内に２枚のバックアッププレ
   ートが略平行に配設され、各バックアッププレートの内
   側にそれぞれダイアフラムが配設され、２枚のダイアフ
   ラムの内側にポンプ室が形成され、ポンプ室に搬送流路
   が接続され、２枚のバックアッププレートの外側にそれ
   ぞれオイル作動室が形成され、各オイル作動室にプラン
   ジャポンプが連通されたダイアフラム保護機能付高圧ポ
   ンプ。