JPH11182421A - ポンプ - Google Patents

ポンプ

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Publication number
JPH11182421A
JPH11182421A JP9355524A JP35552497A JPH11182421A JP H11182421 A JPH11182421 A JP H11182421A JP 9355524 A JP9355524 A JP 9355524A JP 35552497 A JP35552497 A JP 35552497A JP H11182421 A JPH11182421 A JP H11182421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
displacement generating
pump
pressure
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9355524A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Iiizumi
雅彦 飯泉
Masahiko Katsu
雅彦 勝
Masahide Kimura
真秀 木村
Takayuki Arai
孝之 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP9355524A priority Critical patent/JPH11182421A/ja
Publication of JPH11182421A publication Critical patent/JPH11182421A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電材料をアクチュエータとしてピストンを
往復動する形式のポンプにおいて、高圧流体の吐出量を
調節可能のポンプを提供する。 【解決手段】 シリンダ本体3に設けたシリンダ孔7
A,7B内に、変位発生部材27A,27Bの伸縮動作
によって往復動されるピストン9A,9Bを内装してな
るポンプ1において、シリンダ本体3の長手方向の中央
部に設けたフランジ部5の両側に互いに連通したシリン
ダ孔7A,7Bを設け、この両シリンダ孔7A,7B内
にピストン9A,9Bを対称形に設けると共に各ピスト
ン9A,9Bを往復動するための変位発生部材27A,
27Bを対称形に設けてなり、各変位発生部材27A,
27Bを、同期して又は位相を異にして駆動可能に構成
してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガソリンエ
ンジンにおける高圧なシリンダ内へガソリンを直接噴射
するためなどの高圧吐出ポンプに係り、さらに詳細に
は、大量の流体を噴射することのできる大容量のポンプ
に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に関係あると思われる先行例とし
ては、例えば特開平5−60059号公報、特開平7−
167327号公報等がある。
【0003】上記先行例より明らかなように、磁歪材料
の磁歪効果や圧電材料の圧電効果を利用した変位発生部
材をアクチュエータに使用した従来のポンプにおいて
は、上記アクチュエータの伸縮動作によってシリンダ内
のピストンを往復動し、シリンダに接続した第1、第2
のチェック弁を介して流体をシリンダ室内に吸入し、か
つ加圧した流体を吐出する構成である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとき構成のポ
ンプにおいては、変位発生部材の伸縮作動の変位量が小
さく、大容量を得難いという問題がある。
【0005】また、変位発生部材は、例えば薄い円板状
の圧電素子を多数積層した構成であり、かつ各素子が高
精度の平坦に形成してあるとは限らず、各素子間に微小
クリアランスが存在するものである。したがって、シリ
ンダ室内の流体を極めて高圧に加圧するとき、その反力
によって前記微小クリアランスを零にするように各素子
が変形することがあり、変位発生部材の伸長動作によっ
て往作動されるピストンのストローク長が充分に確保で
きず、高圧流体の吐出量が少なくなることがある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のごとき従
来の問題に鑑みてなされたもので、請求項1に係る発明
は、シリンダ本体に設けたシリンダ孔内に、変位発生部
材の伸縮動作によって往復動されるピストンを内装して
なるポンプにおいて、シリンダ本体の長手方向の中央部
に設けたフランジ部の両側に設けたシリンダ孔を、連通
孔を介して互に連通して設け、この両シリンダ孔内にピ
ストンを対称形に設けると共に各ピストンを往復動する
ための変位発生部材を対称形に設けてなり、かつ前記両
シリンダ孔に形成した両シリンダ室内への流体の流入を
許容する第1のチェック弁と前記両シリンダ室内の高圧
流体の流出を許容する第2のチェック弁とを前記連通孔
に接続してなるものである。
【0007】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
発明において、各変位発生部材を同期して駆動可能に構
成してなるものである。
【0008】請求項3に係る発明は、請求項1に記載の
発明において、各変位発生部材を位相を異にして駆動可
能に構成してなるものである。
【0009】
【発明の効果】請求項1に係る発明は、シリンダ本体に
設けたシリンダ孔内に、変位発生部材の伸縮動作によっ
て往復動されるピストンを内装してなるポンプにおい
て、シリンダ本体の長手方向の中央部に設けたフランジ
部の両側に設けたシリンダ孔を、連通孔を介して互に連
通して設け、この両シリンダ孔内にピストンを対称形に
設けると共に各ピストンを往復動するための変位発生部
材を対称形に設けてなり、かつ前記両シリンダ孔に形成
した両シリンダ室内への流体の流入を許容する第1のチ
ェック弁と前記両シリンダ室内の高圧流体の流出を許容
する第2のチェック弁とを前記連通孔に接続してなるも
のであるから、第1、第2のチェック弁を共用してポン
プを2台設けた態様となり、容量を大きくすることがで
きると共に、2台設けた態様の構成であるにも拘らず構
成がより簡単になるものである。
【0010】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
発明において、各変位発生部材を、同期して駆動可能に
構成してなるものであるから、両方の変位発生部材によ
ってピストンが同時に往作動され、高圧流体の吐出量を
大きくすることができる。
【0011】請求項3に係る発明は、請求項1に記載の
発明において、各変位発生部材を位相を異にして駆動可
能に構成してなるものであるから、一方の変位発生部材
の作動によって流体は既に加圧された状態にあり、この
流体の圧力が他方の変位発生部材に伝達されるので、他
方の変位発生部材においては各素子が予め所定量変形さ
れた状態にあり、他方の変位発生部材の伸長動作による
他方のピストンのストローク長を充分に確保することが
できる。
【0012】
【発明の実施の形態】図3は、本発明に係るポンプが使
用される燃料供給系の全体システムを示す概略図であ
る。図3において自動車用のエンジン101には複数の
燃焼室(図示省略)が備えられており、上記各燃焼室に
はコントローラ103の制御の下に燃料噴射が制御され
る燃料噴射弁105がそれぞれ設けられている。
【0013】上記各燃料噴射弁105は、高圧に加圧さ
れた燃料を貯留した蓄圧室107に接続してあり、この
蓄圧室107には接続路L1を介して高圧ポンプ109
が接続してある。そして、上記高圧ポンプ109には、
燃料タンク111内の燃料を吸引して高圧ポンプ109
へ供給するための燃料ポンプ113が接続路L2を介し
て接続してある。
【0014】上記構成において、燃料ポンプ113を駆
動して燃料タンク111内の燃料を接続路L2を介して
高圧ポンプ109に供給すると共に前記コントローラ1
03の制御の下に高圧ポンプ109を作動すると、燃料
は矢印Iで示すように高圧ポンプ109に吸入され、加
圧されて矢印Oのように接続路L1へ吐出されて蓄圧室
107へ供給される。
【0015】上述のように蓄圧室107へ高圧の燃料が
供給され貯留されて各燃料噴射弁105へ供給される燃
料の圧力が所定値以上になったことをセンサによって検
出され、その検出信号が前記コントローラ103に入力
されると、コントローラ103の制御の下に各燃料噴射
弁105の開閉が制御されて各燃焼室への燃料の直接噴
射が制御される。
【0016】前述のように高圧ポンプ109から蓄圧室
107を経て各燃料噴射弁105へ供給される高圧燃料
の余剰分は、戻し路L3を介して前記燃料タンク111
へ戻される。この戻し路L3には圧力調整弁115が接
続してあって、前記各燃料噴射弁105へ導入される燃
料の圧力をほぼ一定の所定値に保持するように構成して
ある。
【0017】図1を参照するに、本例に係るポンプ1
は、前述した全体システムにおける高圧ポンプ109に
相当するもので、厚肉の円筒形状のシリンダ本体3を備
えており、このシリンダ本体3の内部は長手方向の中央
付近に設けたフランジ部5によって第1,第2のシリン
ダ孔7A,7Bに区画してある。
【0018】上記第1,第2のシリンダ孔7A,7Bに
はそれぞれ円筒形状のピストン9A,9Bが往復動可能
に嵌入してあり、各ピストン9A,9Bと前記フランジ
部5との間にはそれぞれ同容積のシリンダ室11A,1
1Bが形成してある。上記各シリンダ室11A,11B
は、前記フランジ部5に設けた連通孔13を介して互い
に連通してある。
【0019】前記各シリンダ孔7A,7Bの内周面と前
記各ピストン9A,9Bの外周面との間のクリアランス
のシールを行うために、各ピストン9A,9Bの外周面
にはOリングのごときシール用リング15A,15Bが
それぞれ設けてある。また、前記各シリンダ室11A,
11B内には皿ばね等のごとき弾性部材17A,17B
がそれぞれ弾装してある。
【0020】前記各シリンダ孔7A,7Bの開口部には
それぞれ蓋部材19A,19Bが複数のボルト21A,
21Bによって固定してあり、各蓋部材19A,19B
の内側に設けた台部材23A,23Bと前記各ピストン
9A,9Bの内側に設けた台部材25A,25Bとの間
にはそれぞれ変位発生部材27A,27Bが介在してあ
る。
【0021】上記各変位発生部材27A,27Bは、例
えば磁歪効果を利用した磁歪材料の円盤状の素子又は圧
電効果を利用した圧電材料の円盤状の素子(ピエゾ素
子)を多数積層した構成であり、本例においては電圧を
印加すると伸長動作するピエゾ素子を多数積層した構成
のものである。
【0022】前記フランジ部5の前記連通孔13には接
続路L2から流体を吸入する吸入口29及び加圧した高
圧流体を接続路L2へ吐出する吐出口31が設けてあ
り、上記吸入口29及び吐出口31にはそれぞれ第1、
第2のチェック弁ユニット33が接続してある。上記各
チェック弁ユニット33は、流体の一方向への流れは許
容するが逆方向への流れを阻止する機能を有するもの
で、本例においては円筒形状の外筒35内にスプリング
座37と逆止弁体39とを配置し、上記スプリング座3
7と逆止弁体39との間にスプリング41を弾装してユ
ニット化してある。
【0023】以上のごとき構成において、図2(A)示
すように、第1,第2の変位発生部材27A,27Bに
電圧を同期して同時に印加すると、第1,第2の変位発
生部材27A,27Bが同時に伸長動作し各シリンダ室
11A,11B内の流体を加圧するように各ピストン9
A,9Bが同時に往作動されるので、各シリンダ11
A,11B内の流体が同時に加圧され極めて高圧となっ
て吐出口31,チェック弁ユニット33を介して接続路
L1へ吐出される。
【0024】その後、各変位発生部材27A,27Bに
対する電圧印加を停止すると、各変位発生部材27A,
27Bが同時に縮小動作し、各ピストン9A,9Bはそ
れぞれ弾性部材17A,17Bの作用によって復作動さ
れ、各シリンダ室11A,11B内が負圧となるので、
接続路L1からチェック弁ユニット33,吸入口29を
介して流体が吸入される。
【0025】既に理解されるように、第1,第2の変位
発生部材27A,27Bに対して同期して同時に電圧の
印加を行う場合には各シリンダ室11A,11B内の流
体が同時に加圧されて吐出されるので、高加圧流体の吐
出量が多くなるものであり、高圧大吐出のポンプとなる
ものである。
【0026】ところで、第1,第2の変位発生部材27
A,27Bに対して交互に電圧の印加を行うと、例えば
第1の変位発生部材27Aが伸長動作すると第2の変位
発生部材27Bが同期して縮小動作し、逆に第2の変位
発生部材27Bが伸長動作すると第1の変位発生部材2
7Aが同時に縮小動作することになる。したがって、こ
の場合には、第1のシリンダ室11Aと第2のシリンダ
室11Bの間を流体が往復動するのみであって吐出口3
1から加圧流体の吐出は行われない。
【0027】したがって、第1,第2の変位発生部材2
7A,27Bに対する電圧印加を、図2(B)に示すよ
うに適宜に時期をずらして行うと、すなわち位相をずら
してそれぞれの変位発生部材27A,27Bに電圧を印
加すると、第1,第2の変位発生部材27A,27Bに
共に電圧が印加されている時間が短くなり、高圧流体の
吐出量が少なくなる。
【0028】すなわち、第1,第2の変位発生部材27
A,27Bに対する電圧印加の位相を適宜に制御するこ
とにより高圧流体の吐出量を制御できることになる。
【0029】また、上述のごとく、第1,第2の変位発
生部材27A,27Bに対する電圧印加の位相をずらし
て行うと、例えば第1の変位発生部材27Aの伸長動作
によって第1のシリンダ室11A内の流体が加圧される
と、その圧力が第2のシリンダ室11Bに伝達されるの
で、第2の変位発生部材27Bは既に加圧された状態に
ある。
【0030】したがって、第2の変位発生部材27Bを
構成する多数の素子(ピエゾ素子)は、各素子間の微小
クリアランスを小さくするように予め変形された状態に
あり、第2の変位発生部材27Bに電圧を印加して伸長
動作せしめたときに、前記微小クリアランスを改めて小
さくするように変形するようなことがなく、第2のピス
トン9Bのストローク長を充分に確保することができる
ものである。
【0031】換言すれば、シリンダ室内の流体を加圧し
て高圧になるときに前記微小クリアランスを小さくする
ように各素子が変形することにより全体としてのストロ
ーク長不足を生じるようなことがないものである。
【0032】以上のごとき説明より理解されるように、
本例によれば、高圧大吐出のポンプとして使用すること
ができると共に高圧流体の吐出量を適宜に調節して吐出
せしめることが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例に係るポンプの断面説明
図である。
【図2】ポンプにおける第1,第2の変位発生部材に対
する電圧印加時期の説明図である。
【図3】本発明に係るポンプが使用される燃料供給系の
全体システムを概略的に示した説明図である。
【符号の説明】
1 ポンプ 3 シリンダ本体 7A,7B シリンダ孔 9A,9B ピストン 11A,11B シリンダ室 13 連通孔 17A,17B 弾性部材 27A,27B 変位発生部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02N 2/00 F04B 21/02 J H01L 41/08 S (72)発明者 荒井 孝之 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ本体に設けたシリンダ孔内に、
    変位発生部材の伸縮動作によって往復動されるピストン
    を内装してなるポンプにおいて、シリンダ本体の長手方
    向の中央部に設けたフランジ部の両側に設けたシリンダ
    孔を、連通孔を介して互に連通して設け、この両シリン
    ダ孔内にピストンを対称形に設けると共に各ピストンを
    往復動するための変位発生部材を対称形に設けてなり、
    かつ前記両シリンダ孔に形成した両シリンダ室内への流
    体の流入を許容する第1のチェック弁と前記両シリンダ
    室内の高圧流体の吐出を許容する第2のチェック弁とを
    前記連通孔に接続してなることを特徴とするポンプ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の発明において、各変位
    発生部材を同期して駆動可能に構成してなることを特徴
    とするポンプ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の発明において、各変位
    発生部材を位相を異にして駆動可能に構成してなること
    を特徴とするポンプ。
JP9355524A 1997-12-24 1997-12-24 ポンプ Pending JPH11182421A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9355524A JPH11182421A (ja) 1997-12-24 1997-12-24 ポンプ

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JP9355524A JPH11182421A (ja) 1997-12-24 1997-12-24 ポンプ

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ID=18444442

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10201027C1 (de) * 2002-01-11 2003-08-07 Eads Deutschland Gmbh Flüssigkeitspumpe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10201027C1 (de) * 2002-01-11 2003-08-07 Eads Deutschland Gmbh Flüssigkeitspumpe

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