JPH0688574A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィードポンプのフィード圧低下時における
オイル作動室へのオイルの過剰な補充を回避することに
よりダイヤフラムの変形破壊を防止する。 【構成】 ポンプボデー１内の空間部がダイヤフラム７
によってオイル作動室９とポンプ室１０とに区画され
る。オイル作動室９の壁部のシリンダ４ａにプランジャ
６が往復動可能に挿入される。ポンプ室１０に流体の吸
入管１５及び吐出管１８が連通されるとともに吸入管１
５に流体を送給するフィードポンプ１７が設けられる。
オイル作動室９にポンプボデー外部からオイルを補充す
るオイル補充管２１が連通される。オイル補充管２１
に、フィードポンプ１７のフィード圧が所定値以下とな
ったときに閉弁するオイルカット弁２３を設ける。

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て流体（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。なおダ
イヤフラムポンプの一般的なものとしては、例えば実開
昭５５−８８０８８号がある。

【０００３】従来、ダイヤフラムポンプの充填効率を上
げるために、流体の吸入管にフィードポンプを設け、ま
た、オイル作動室からのオイル洩れによるオイル不足を
防止するためオイル作動室にポンプボデー外部からオイ
ルを補充するオイル補充管を連通させたものが存在す
る。この一例について図７の断面図を参照して述べる。
なお図７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。

【０００４】ポンプボデー１は、一側面が開放されたボ
ックス形をなすボデー本体２と、その本体２の開放端面
に取り付けられたシリンダ部材４と、その部材４に金属
製ダイヤフラム７及びバックアッププレート８を挟み付
けた状態で取り付けられたカバー３とを備えている。ボ
デー本体２とシリンダ部材４とで形成される空間部は、
オイルが満たされたオイル室５となっている。

【０００５】ダイヤフラム７は、バックアッププレート
８とカバー３との間にあり、カバー３とシリンダ部材４
とで形成される空間部をオイル作動室９とポンプ室１０
とに区画している。オイル作動室９にはオイルが満たさ
れ、またポンプ室１０には搬送する流体である燃料が満
たされる。バックアッププレート８には多数のオイル通
路穴８ａが貫通されている。なおバックアッププレート
８のダイヤフラム接触側の面は、下死点時のダイヤフラ
ム７の設計上の変形形状に対応する形状をなしている。

【０００６】シリンダ部材４は、オイル作動室９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４ａが連設されている。このシリンダ４
ａには、プランジャ６が気密状にして往復動可能に挿入
されている。プランジャ６には、前記オイル室５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６を往復させるカムと、このカムを回転させる
駆動軸とで構成されており、その駆動軸を回転させる駆
動源としてエンジンの回転力が利用され、またオイル室
内のオイルを潤滑油としている。

【０００７】カバー３には、ポンプ室１０に連通する燃
料の吸入管１５及び吐出管１８が接続されている。吸入
管１５は、逆止弁からなる吸入弁１３を備えているとと
もに、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ている。このフィードポンプ１
７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１８
は、逆止弁からなる吐出弁１４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１４の開弁圧
は、フィードポンプ１７のフィード圧以上に設定されて
いる。また吸入管１５及び吐出管１８によって流体の搬
送流路が形成される。

【０００８】前記オイル作動室９に通じるシリンダ４ａ
内には、ポンプボデー外部に設けたオイルチャンバ２０
のオイルを補充するオイル補充管２１が連通されてい
る。このオイル補充管２１のシリンダ４ａ内壁の開口
（これを先端開口という）は、往復動する前記プランジ
ャ６によって開閉させられるもので、プランジャ６の下
死点時に開口される。なおオイルチャンバ２０は大気開
放となっている。

【０００９】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６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７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。すな
わち、プランジャ駆動機構によってプランジャ６が下死
点から図１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２１の先端開口がプランジャ６に
よって閉じられる。プランジャ６の移動にしたがってオ
イル作動室９内のオイルが加圧されていくことにより、
ダイヤフラム７がカバー側（ヘッド側ともいう）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ポンプ１７のフィ
ード圧以上に上昇して吐出弁１４が開かれることで、燃
料がポンプ室１０から吐出管１８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
へ微量ではあるが洩れる。その後、プランジャ６は図１
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６が上死点から図１で左方へ移
動して吸入行程に転ずると、オイル作動室９内の圧力が
減少し、それに伴ってポンプ室１０内の圧力が低下して
吐出弁１４が閉じられる。ポンプ室１０内の圧力が更に
低下してフィードポンプ１７のフィード圧以下になると
吸入弁１３が開くことで、フィードポンプ１７によって
圧送される燃料がポンプ室１０内に吸入される。このフ
ィードポンプ１７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７がバックプレート側に移
動する。プランジャ６が下死点に近づき、オイル補充管
２１の先端開口が開かれることにより、オイルチャンバ
２０のオイルがオイル補充管２１を通じてオイル作動室
９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９から洩れた量にほぼ等し
い。

【００１１】またプランジャ６が下死点にあるとき、オ
イル補充管２１の先端開口が開かれるので、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１７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７が図７に実線で示すようにバックア
ッププレート８に押しつけられる。従って、フィードポ
ンプ１７のフィード圧によりダイヤフラム７に加わる余
分な応力がバックアッププレート８により受け止められ
るため、ダイヤフラム７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】前記した従来例のダイ
ヤフラムポンプの作動中において、フィードポンプ１７
の不調及び故障やガス欠等の発生によりフィード圧が低
下することがある。このようにフィード圧が損なわれる
と、吸入弁１３やフィードポンプ１７内その他の損失で
ポンプ室１０内及びオイル作動室９内が負圧傾向とな
る。すると、オイル作動室９内のオイルがバックアップ
プレート８のオイル通路穴８ａを行き来するためにその
流動抵抗が大きく、ダイヤフラム７がバックアッププレ
ート８に達する前にオイル切れとなる。この状態でオイ
ル補充管２１の先端開口が開かれると、オイル作動室９
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、ダイヤフラム７がヘッド側
（カバー側）に過剰変形されてしまい、変形破壊を起こ
すことになる。

【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、その目的はフィードポン
プのフィード圧低下時におけるオイル作動室へのオイル
の過剰な補充を回避することによりダイヤフラムの変形
破壊を防止す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、ポンプ室には流体の吸入管及び吐出管が連通される
とともにその吸入管に流体を送給するフィードポンプが
設けられ、また前記オイル作動室にはポンプボデー外部
からオイルを補充するオイル補充管が連通されたダイヤ
フラムポンプにおいて、前記オイル補充管に、前記フィ
ードポンプによる流体のフィード圧が所定値以下となっ
たときに閉弁するオイルカット弁を設けたものである。

【００１５】

【作用】ポンプ作動中において、フィードポンプのフィ
ード圧が所定値以下となると、オイルカット弁が閉弁さ
れることにより、オイル補充管を通じてのオイル作動室
へのオイルの補充が停止される。

【００１６】

【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。図１におい
て、ダイヤフラムポンプにおけるオイル補充管２１の管
路途中にオイルカット弁２３が設けられている。このオ
イルカット弁２３は、図示上半部のオイルカット部と図
示下半部のフィード圧アクチュエータ部とからなる。オ
イルカット部には弁室２４が形成され、またフィード圧
アクチュエータ部にはアクチュエータ室２５が形成され
ている。

【００１７】弁体２６は、弁室２４及びアクチュエータ
室２５をそれぞれ区画するダイヤフラムからなるシール
部２６ａ，２６ｂを有している。弁室２４のシール部２
６ａによって区画された図示下側のチャンバ２４ａには
前記オイル補充管２１の上流側及び下流側の各管が連通
され、また他方のチャンバは大気開放されている。この
弁室側シール部２６ａは、弁体２６の図１において下方
への移動によってオイル補充管２１の管路を閉じ、その
反対方向のスライドによってその管路を開く。

【００１８】アクチュエータ室２５のシール部２６ｂに
よって区画された図示下側のチャンバ２５ａには前記吸
入管１５の吸入弁１３とフィードポンプ１７との間にて
分岐された分岐管２７が連通され、また他方のチャンバ
は大気開放されている。アクチュエータ室２５には、弁
体２６を閉弁方向に付勢するスプリング２８が設けられ
ている。前記吸入管１５における分岐管２７の分岐部よ
りも上流側（フィードポンプ側）には逆止弁２９が設け
られている。

【００１９】前記弁体２６は、ダイヤフラムポンプの正
常作動時にはフィードポンプ１７のフィード圧とスプリ
ング２８のスプリング力とが釣り合う中立位置に保持さ
れ、オイル補充管２１の管路を開いている。このとき、
フィードポンプ１７のフィード圧の変動に応じて弁体２
６が開閉方向（図示上下方向）に振れる。

【００２０】前記したオイルカット弁２３を備えたダイ
ヤフラムポンプのポンプ作動中において、フィードポン
プ１７の不調及び故障やガス欠等の発生によってフィー
ド圧が所定値以下となると、スプリング２８のスプリン
グ力によって弁体２６が図示下方へ移動し閉弁させられ
ることにより、オイル補充管２１の管路が遮断される。
これにより、オイル補充管２１を通じてのオイル作動室
９へのオイルの補充が停止されることにより、オイル作
動室９へのオイルの過剰な補充が回避されるため、その
過剰補充によるダイヤフラム７の過剰変形、ひいては変
形破壊が防止される。

【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。図２において、ダイヤフラムポンプ
におけるオイル補充管２１の管路途中に、電磁弁からな
るオイルカット弁３１が設けられている。このオイルカ
ット弁３１は、図示しないバッテリを含む電気回路に組
み込まれており、ダイヤフラムポンプの正常運転時にお
いて開弁している。また吸入管１５にはその管内圧力、
すなわちフィードポンプ１７のフィード圧を検出する圧
力スイッチ３２が設けられている。圧力スイッチ３２
は、吸入管１５の管内圧力が所定値以下に低下したとき
にその検出信号を出力するもので、その検出信号の出力
時にオイルカット弁３１が閉弁するように前記電気回路
に組み込まれている。

【００２２】前記オイルカット弁３１を備えたダイヤフ
ラムポンプのポンプ作動中において、フィードポンプ１
７のフィード圧が所定値以下となると、圧力スイッチ３
２が検出信号を出力することによりオイルカット弁３１
が閉弁する。これにより、実施例１と同様、オイル作動
室９へのオイルの過剰な補充が回避されるため、その過
剰補充によるダイヤフラム７の過剰変形、ひいては変形
破壊が防止される。

【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。本例は実施例２における圧力スイッ
チ３２を、吸入管１５ではなくポンプ室１０の壁部を形
成しているカバー３に設け、ポンプ室内圧力を検出する
ようにしたものである。本例によると、ポンプ室内圧力
が所定値以下となったときに、圧力スイッチ３２が検出
信号を出力することによりオイルカット弁３１が閉弁す
る。この場合も、フィードポンプ１７のフィード圧の低
下に伴うポンプ室内圧力低下を検出することで、実施例
２と同等の作用効果が得られる。

【００２４】〔実施例４〕実施例４を図４の断面図にし
たがって説明する。本例のダイヤフラムポンプでは、前
記オイル補充管２１の先端開口がシリンダ４ａの内壁で
はなくオイル作動室９の内壁に連通されている。さらに
オイル補充管２１の管路途中に逆止弁からなるオイル吸
入弁３４が設けられている。このオイル吸入弁３４がオ
イル作動室９内の圧力低下時に開くことで、オイルチャ
ンバ２０のオイルがオイル作動室９に補充される。この
オイル補充管２１の管路途中に、実施例２と同様、電磁
弁からなるオイルカット弁３１が設けられている。なお
オイルカット弁３１は、オイル吸入弁３４の上流に位置
されている。また吸入管１５には、実施例２と同様に、
圧力スイッチ３２が設けられている。

【００２５】〔実施例５〕実施例５を図５の断面図にし
たがって説明する。本例は実施例４における圧力スイッ
チ３２を実施例３と同様にカバー３に設けて、ポンプ室
内圧力を検出するようにしたものである。

【００２６】なお実施例２〜５における圧力スイッチ３
２は、圧力センサーに代えることもできる。また実施例
２〜５においては、圧力スイッチ３２の検出信号により
直接的にオイルカット弁３１を閉弁させるものを示した
が、これに代えて図６の制御ブロック図に示されるよう
に圧力スイッチ３２（又は圧力センサー）の検出信号を
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３６に出力させ、このＥＣ
Ｕ３６からオイルカット弁３１に駆動信号を出力させる
こともできる。また圧力スイッチ２３を吸入管１５とカ
バー３の双方に配置してもよい。またフィードポンプ１
７の駆動電流の異常値を検出する電流センサが出力する
異常検出信号に基づいてオイルカット弁３１を閉弁させ
ることもできる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、フィードポンプのフィ
ード圧低下時においてオイル作動室へのオイルの補充が
停止されるので、そのオイルの過剰な補充によるダイヤ
フラムの変形破壊を防止することができる。

【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】実施例４のダイヤフラムポンプを示す断面図で
ある。

【図５】実施例５のダイヤフラムポンプを示す断面図で
ある。

【図６】オイルカット弁の制御ブロック図である。

【図７】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 ポンプボデー ４ａ シリンダ ６ プランジャ ７ ダイヤフラム ９ オイル作動室 １０ ポンプ室 １５ 吸入管 １７ フィードポンプ １８ 吐出管 ２１ オイル補充管 ２３，３１ オイルカット弁

Claims (1)

【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
   には流体の吸入管及び吐出管が連通されるとともにその
   吸入管に流体を送給するフィードポンプが設けられ、ま
   た前記オイル作動室にはポンプボデー外部からオイルを
   補充するオイル補充管が連通されたダイヤフラムポンプ
   において、前記オイル補充管に、前記フィードポンプに
   よる流体のフィード圧が所定値以下となったときに閉弁
   するオイルカット弁を設けたダイヤフラムポンプ。