KR20200137010A - 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조 - Google Patents

메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조 Download PDF

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요시히로 오가와
유스케 사토
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이구루코교 가부시기가이샤
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Abstract

간소한 구조로 높은 맥동 저감 기능을 발휘할 수 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조를 제공한다. 2매의 원판상의 다이어프램(2a, 2b)의 외경측이 환상(環狀)으로 용접된 용접부(W)에 의해 내부(S3)에 기체가 봉입되는 메탈 다이어프램 댐퍼(1)를, 하우징(16)과 하우징 커버(17)의 사이에 형성되는 공간(11)에 장착하기 위한 장착 구조로서, 다이어프램(2a, 2b)은, 용접부(W)의 외경측에 외주부(21, 21)를 갖고, 2매의 다이어프램(2a, 2b)에 있어서의 외주부(21, 21)끼리가 하우징(16)과 하우징 커버(17)에 의해 다이어프램(2a, 2b)의 판두께 방향으로 협지된다.

Description

메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조
본 발명은, 고압 연료 펌프 등의 맥동이 발생하는 개소에 사용되는 맥동 흡수용의 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조에 관한 것이다.
연료 탱크로부터 공급되는 연료를 인젝터측으로 압송하는 고압 연료 펌프가 있다. 고압 연료 펌프는, 내연 기관의 캠샤프트의 회전에 의해 구동되는 플런저의 왕복 이동에 의해 연료의 가압 및 토출을 행하고 있다. 이러한 고압 연료 펌프는, 당해 고압 연료 펌프로부터 인젝터로의 연료의 토출량의 변화나 인젝터의 분사량의 변화에 의해 연료 챔버에 있어서 맥동이 발생하기 때문에, 연료 챔버에 발생하는 맥동을 저감시키는 메탈 다이어프램 댐퍼가 내장되어 있는 것이 일반적이다.
예를 들면, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 메탈 다이어프램 댐퍼는, 2매의 원판상의 다이어프램이 외경연부에서 용접됨으로써, 내부에 소정압의 기체가 봉입되는 밀폐 공간이 형성되어 있고, 연료 챔버 내에 마련되어 있다. 연료 챔버는, 하우징과 하우징 커버의 사이에 형성된 공간이며, 내주면에는 환상(環狀)의 장착 부재가 마찰 계합에 의해 장착되어 있다. 장착 부재는, 둘레 방향의 복수 개소에 클립 형상의 보지부(保持部)를 갖고 있고, 보지부에 의해 외경연부가 끼워짐으로써 메탈 다이어프램 댐퍼가 연료 챔버를 구획하도록 설치되어 있다. 또한, 장착 부재와 메탈 다이어프램 댐퍼의 지름 방향의 극간을 통해서 연료 챔버에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼의 표리 양측의 공간으로 연료가 회입(回入)하는 것이 가능하게 되어 있다.
이 메탈 다이어프램 댐퍼는, 맥동을 수반하는 연료압을 받아 각 다이어프램이 각각 탄성 변형함으로써, 연료 챔버의 용적을 가변하여, 맥동을 저감하고 있다. 또한, 예를 들면, 충격파를 수반하는 맥동을 메탈 다이어프램 댐퍼의 한쪽 측으로부터 받았을 때에는, 다이어프램의 외경연부 또는 장착 부재가 변형하여 양 다이어프램을 일체적으로 다른 한쪽 측으로 이동시키면서 맥동을 저감시킬 수 있게 되어 있다.
일본 공개특허공보 2014-190188호(7페이지, 도 2)
특허문헌 1의 메탈 다이어프램 댐퍼는, 각 다이어프램의 탄성 변형과 양 다이어프램의 일체적인 이동을 행할 수 있기 때문에, 높은 맥동 저감 능력을 실현할 수 있지만, 메탈 다이어프램 댐퍼를 보지하기 위해 별체의 장착 부재를 사용하고 있기 때문에, 부품 개수가 많고 구조가 복잡하여 조립 작업 등이 번잡했다. 또한, 클립 형상의 보지부는, 다이어프램의 용접 개소인 외경연부로부터 내경측에 걸쳐 협지하고 있기 때문에, 다이어프램의 용접 개소보다도 내경측의 변형 가능 부분의 변형에 영향을 미치는 것이었다.
본 발명은, 이러한 문제점에 착목하여 이루어진 것으로, 간소한 구조로 높은 맥동 저감 기능을 발휘할 수 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조는,
2매의 원판상의 다이어프램의 외경측이 환상으로 용접된 용접부에 의해 내부에 기체가 봉입되는 메탈 다이어프램 댐퍼를, 하우징과 하우징 커버의 사이에 형성되는 공간에 장착하기 위한 장착 구조로서,
상기 다이어프램은, 상기 용접부의 외경측에 외주부를 갖고,
2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부끼리가 상기 하우징과 상기 하우징 커버에 의해 상기 다이어프램의 판두께 방향으로 협지되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 다이어프램의 외주부끼리를 하우징과 하우징 커버에 의해 직접 협지함으로써, 별체의 장착 부재 등을 준비할 필요가 없고, 또한 충격파를 수반하는 맥동을 다이어프램의 한쪽 측으로부터 받았을 때에, 외주부가 변형하여 다이어프램에 있어서의 용접부보다도 내측의 부분이 다른 한쪽 측으로 이동하는 것이 허용되기 때문에, 높은 맥동 저감 기능을 간소한 구조로 실현할 수 있다.
적합하게는, 2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부는 외경 방향으로 감에 따라 서로 이간하는 방향으로 벌어져 형성되어 있다.
이에 의하면, 하우징과 하우징 커버에 의해 외주부끼리를 협지했을 때에 탄성 복귀력이 작용하기 때문에, 메탈 다이어프램 댐퍼를 확실하게 장착할 수 있다.
적합하게는, 상기 외주부에는 판두께 방향으로 연통하는 연통로가 형성되어 있다.
이에 의하면, 표리 양측의 다이어프램으로 유체를 회입시키는 연통로를 간편하게 형성할 수 있다.
적합하게는, 상기 연통로는 상기 외주부의 외연을 절결하여 형성되어 있다.
이에 의하면, 외주부가 작은 경우라도 연통로를 형성할 수 있다.
적합하게는, 상기 하우징과 상기 하우징 커버에 걸쳐 연통홈이 형성되어 있다.
이에 의하면, 다이어프램측의 연통로와 하우징측의 연통홈으로 유로 단면적이 넓은 연통로를 형성할 수 있다.
적합하게는, 2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 용접부의 내경측에는, 그들의 기단부로부터 내경측으로 감에 따라 서로 이간하는 방향으로 만곡하는 만곡부가 형성되어 있고, 이들 기단부끼리가 접촉하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의하면, 만곡부의 기단부끼리에 응력을 집중시켜 용접부에 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다.
적합하게는, 2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부끼리는, 이간한 상태에서 협지되어 있다.
이에 의하면, 하우징과 하우징 커버의 치수 정밀도와 상관없이 외주부의 탄성 복귀력에 의해 메탈 다이어프램 댐퍼를 확실하게 장착할 수 있다.
적합하게는, 2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부끼리는, 맞닿은 상태에서 협지되어 있다.
이에 의하면, 외주부끼리를 일체적으로 변형시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예 1에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼가 내장되는 고압 연료 펌프를 나타내는 단면도이고,
도 2는, 실시예 1에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼 주변의 구조를 나타내는 분해 사시도이고,
도 3은, 실시예 1에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼를 하우징과 하우징 커버의 사이에 장착한 상태를 나타내는 하면도이고,
도 4는, (a)는 실시예 1에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼의 외주부의 구조를 나타내는 단면도, (b)는 A-A 단면도, (c)는 B-B 단면도이고,
도 5는, (a)는 실시예 1에 있어서의 다이어프램 수축시의 상태를 나타내는 단면도, (b)는 실시예 1에 있어서의 다이어프램 이동시의 상태를 나타내는 단면도이고,
도 6은, (a)는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼를 하우징과 하우징 커버의 사이에 장착한 상태를 나타내는 단면도, (b)는 실시예 2에 있어서의 다이어프램 이동시의 상태를 나타내는 단면도이고,
도 7은, (a)는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼를 나타내는 상면도, (b)는 실시예 3에 있어서의 메탈 다이어프램 댐퍼를 하우징과 하우징 커버의 사이에 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 메탈 다이어프램 댐퍼를 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 이하에 설명한다.
실시예 1
실시예 1에 따른 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조에 대해, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
본 실시예의 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 도 1에 나타나는 바와 같이, 연료 탱크로부터 도시하지 않는 연료 입구를 통해 공급되는 연료를 인젝터측으로 압송하는 고압 연료 펌프(10)에 내장되어 있다. 고압 연료 펌프(10)는, 내연 기관의 도시하지 않는 캠샤프트의 회전에 의해 구동되는 플런저(12)의 왕복 이동에 의해 연료의 가압 및 토출을 행하고 있다.
고압 연료 펌프(10) 내에 있어서의 연료의 가압 및 토출의 구조로서, 우선, 플런저(12)가 하강할 때에 흡입 밸브(13)를 열어 연료 입구측에 형성되는 연료 챔버(11)로부터 가압실(14)로 연료를 흡입하는 흡입 행정이 행해진다. 다음으로, 플런저(12)가 상승할 때에 가압실(14)의 연료의 일부를 연료 챔버(11)로 되돌리는 조량 행정이 행해지고, 흡입 밸브(13)를 닫은 후, 플런저(12)가 추가로 상승할 때에 연료를 가압하는 가압 행정이 행해진다. 이와 같이, 고압 연료 펌프(10)는, 흡입 행정, 조량 행정 및 가압 행정의 사이클을 반복함으로써, 연료를 가압하고 토출 밸브(15)를 열어 인젝터측으로 토출하고 있다. 이때, 고압 연료 펌프(10)로부터 인젝터로의 연료의 토출량의 변화나 인젝터의 분사량의 변화에 의해 연료 챔버(11)에 있어서 고압과 저압을 반복하는 맥동이 발생한다.
본 실시예의 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 이러한 고압 연료 펌프(10)의 연료 챔버(11)(공간)에 있어서 발생하는 맥동을 저감하기 위해 사용된다. 또한, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 고압 연료 펌프(10)의 연료 챔버(11)를 상하로 구획하도록 배치되어 있다. 연료 챔버(11)는, 고압 연료 펌프(10)의 하우징(16)에 형성되는 하방으로 오목한 오목부(16a)와, 오목부(16a)를 폐색하는 단면 하향 U자 형상의 하우징 커버(17)에 의해 구성되어 있고, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 후술하는 외주부(21, 21)가 하우징(16)과 하우징 커버(17)에 의해 협지되어 있다.
도 2, 도 4에 나타나는 바와 같이, 하우징(16)의 상단연의 내경측에는 하우징 본체부(16A)보다도 얇은 환상의 벽부(16b)가 상방으로 연출(延出)하여 형성되어 있고, 벽부(16b)와 하우징 본체부(16A) 사이에는 단부(段部; 16e)가 형성되어 있다. 단부(16e)는, 벽부(16b)의 외주면과, 벽부(16b)와 직교하도록 외경측으로 연장되는 수평면(16f)과, 수평면(16f)의 외연으로부터 직교하도록 연장되는 하우징 본체부(16A)의 외주면으로 구성되어 있다. 또한, 벽부(16b)에는, 추가로 상방으로 연출하는 볼록 형상부(16c)가 둘레 방향으로 소정 간격 이간하여 형성되어 있다. 즉, 인접하는 볼록 형상부(16c)끼리의 사이에는, 볼록 형상부(16c)의 측면과 벽부(16b)의 상단면으로 형성되는 오목 형상부(16d)가 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 설명의 편의상, 하우징(16)의 하부의 구조의 도시를 생략하고 있다.
하우징 커버(17)의 하단부는, 벽부(16b)에 외감(外嵌)하는 통 형상부(17a)가 형성되어 있고, 통 형상부(17a)는, 벽부(16b)에 외감한 상태에 있어서, 그 하단면이 단부(16e)의 수평면(16f)에 접촉하여 상하 방향으로 위치 결정된다.
통 형상부(17a)의 내경측에는, 벽부(16b)에 외감한 상태에서 볼록 형상부(16c)와 상하 방향으로 거리(L1)(도 4(b) 참조)를 두고 대향하도록 볼록 형상부(16c)측으로 연출하는 볼록 형상부(17b)와, 오목 형상부(16d)와 대향하도록 오목 형상부(16d)와 반대측(상측)에 요설(凹設)되는 오목 형상부(17c)가 형성되어 있다. 이와 같이, 볼록 형상부(16c)와 볼록 형상부(17b)는 메탈 다이어프램 댐퍼(1)에 대하여 상하 방향으로 반대측의 위치에 배치되어 있다. 오목 형상부(16d)와 오목 형상부(17c)에 대해서도 동일하다.
즉, 하우징(16)에 하우징 커버(17)가 장착된 상태에 있어서, 오목 형상부(16d)와 오목 형상부(17c)의 거리(L2)(도 4(c) 참조)는, 볼록 형상부(16c)와 볼록 형상부(17b)의 거리(L1)보다도 길어져 있음과 동시에, 볼록 형상부(16c)와 볼록 형상부(17b) 사이에 형성되는 극간(S1)(도 4(b) 참조)과, 오목 형상부(16d)와 오목 형상부(17c) 사이에 형성되는 극간(S2)(도 4(c) 참조)은, 하우징(16)과 하우징 커버(17)의 내측에 마련되고 외경측으로 오목하며 둘레 방향에 걸쳐 연속하고 있다. 또한, 하우징(16)과 하우징 커버(17)는, 레이저 용접에 의해 밀봉 상태로 고정된다.
도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 2매의 원판상의 다이어프램(2a, 2b)이 레이저 용접에 의해 전체 둘레에 걸쳐 기밀하게 접합됨으로써 원반상으로 구성되어 있다.
상세하게는, 다이어프램(2a, 2b)은, 외주부(21, 21)를 남기고 그 내측에 용접부(W)(특히 도 4(a) 참조)가 형성되어 있고, 외주부(21, 21)의 외연에는, 내경측으로 오목한 평면시(平面視) U자 형상의 절결(21a, 21a)이 둘레 방향으로 복수 형성되어 있다(또한, 절결(21a, 21a)은 절결 가공을 요건으로 하는 것은 아니며 절결된 형상이면 좋다.). 즉, 외주부(21)에는, 평면시 복수의 산(山)형의 판상부(21b)(즉 절결(21a) 이외의 잔존하는 부분)가 형성되어 있다. 다이어프램(2a, 2b)의 각 절결(21a) 및 각 판상부(21b)는, 서로의 둘레 방향의 위치를 맞춘 상태에서 용접 고정되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서의 외주부(21)는, 다이어프램(2a, 2b)에 있어서 용접부(W)보다도 외경측의 부분을 가리킨다.
접합된 다이어프램(2a, 2b) 사이에 형성되는 밀폐 공간(S3)(즉 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 내부 공간(도 1 및 도 4 참조)) 내에는, 아르곤, 헬륨 등으로 구성되는 소정 압력의 기체가 봉입되어 있다. 또한, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 밀폐 공간(S3)에 봉입되는 기체의 내부압에 의해 용적 변화량의 조정을 행함으로써, 적합한 맥동 흡수 성능을 얻을 수 있다.
도 3 및 도 4(a)에 나타나는 바와 같이, 다이어프램(2a, 2b)은, 금속판의 프레스 가공에 의해 성형되고, 외경측으로부터 순서대로 외주부(21)와, 만곡부(22)와, 중앙측(내경측)의 변형 작용부(23)가 각각 형성되어 있다. 다이어프램(2a, 2b)을 구성하는 금속판은, 동일 소재, 또한 대략 같은 형상의 2매의 금속판을 겹쳐 용접부(W)에 있어서 레이저 용접되어 있고, 전체가 균일한 두께를 갖고 있다. 또한, 도 3에서는, 실제로는, 지면(紙面) 앞측에 하우징(16)이 존재하지만, 설명의 편의상, 하우징(16)의 구성의 도시를 생략하고 있다.
특히, 도 4(a)에 나타나는 바와 같이, 다이어프램(2a, 2b)의 외주부(21, 21)인 판상부(21b, 21b)는, 외경 방향으로 감에 따라 서로 이간(도 4에 있어서 상하 방향으로 이간, 이하 동일.)하는 방향으로 벌어져 형성되어 있다. 또한, 다이어프램(2a, 2b)의 만곡부(22, 22)는, 용접부(W)로부터 내경측을 향하여 단면 S자 형상으로 만곡하고 있고, 용접부(W)측의 기단부인 제1 만곡부(22a, 22a)는, 그 꼭대기부가 서로 가까워지도록 만곡하고 있고, 변형 작용부(23)측의 제2 만곡부(22b, 22b)는, 서로 이간하는 방향으로 만곡하고 있다. 또한, 제1 만곡부(22a, 22a)는, 다이어프램(2a, 2b)에 맥동이 작용하고 있지 않을 때(즉 연료 챔버(11) 내가 저압시)에 있어서 서로 접촉하고 있다.
변형 작용부(23)는, 돔 형상을 이루고, 외부의 압력과 밀폐 공간(S3)에 봉입되는 기체의 내부압의 차압에 의해 탄성 변형하는 부분이다. 또한, 변형 작용부(23)는, 형상을 단일의 연속하는 곡면으로 해도 좋고, 복수의 곡면을 갖는 형상, 예를 들면, 단면시(斷面視) 웨이브 플레이트 형상으로 해도 좋고, 자유롭게 변경할 수 있다.
도 3 및 도 4(b)에 나타나는 바와 같이, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 다이어프램(2a, 2b)의 각 판상부(21b)가 하우징(16)의 볼록 형상부(16c)와 하우징 커버(17)의 볼록 형상부(17b)의 사이(극간(S1))에서 판두께 방향으로 협지된다.
구체적으로는, 외주부(21, 21)인 판상부(21b, 21b)가 볼록 형상부(16c)와 볼록 형상부(17b) 사이에서 협지되기 전의 상태(도 4(a) 참조)에 있어서는, 외주부(21, 21)의 외연이, 거리(L10)만큼 판두께 방향으로 이간하고 있다. 또한, 외주부(21, 21)인 판상부(21b, 21b)가 볼록 형상부(16c)와 볼록 형상부(17b) 사이에서 협지된 상태(도 4(b) 참조)에 있어서는, 외주부(21, 21)의 외연이 거리(L10)보다도 짧은 거리(L1)만큼 판두께 방향으로 이간한 상태에서 평행하게 된다(L1<L10). 즉, 외주부(21, 21)가 볼록 형상부(16c)와 볼록 형상부(17b) 사이에서 협지되었을 때에, 볼록 형상부(16c)와 볼록 형상부(17b)에 외주부(21, 21)의 탄성 복귀력이 작용하기 때문에, 하우징(16)과 하우징 커버(17)의 치수 정밀도에 상관없이 메탈 다이어프램 댐퍼(1)를 덜컹거리게 하는 일 없이 확실하게 장착할 수 있다. 또한, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 외경은, 통 형상부(17a)의 내경보다도 작게 형성되어 있기 때문에, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)와 통 형상부(17a)에는, 지름 방향으로 극간이 형성되어 있다.
도 3 및 도 4(c)에 나타나는 바와 같이, 다이어프램(2a, 2b)의 각 절결(21a)은, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)가 하우징(16)과 하우징 커버(17) 사이에 장착된 상태에 있어서, 일부가 연료 챔버(11) 내에 배치되어 있다. 그 때문에, 연료 챔버(11) 내의 연료를 각 절결(21a)을 통하여 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 한쪽 측(하측)과 다른 한쪽 측(상측)으로 이동시킬 수 있다.
또한, 각 절결(21a)은, 오목 형상부(16d)와 오목 형상부(17c)의 극간(S2)(연통홈)과 연통하고 있고, 극간(S2)은, 극간(S1)보다도 상하 방향으로 커져 있다. 즉, 각 절결(21a)과 극간(S2)은, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 한쪽 측과 다른 한쪽 측에 연통하는 연통로로서 기능하고 있고, 연통로의 유로 단면적을 넓게 구성할 수 있다. 또한, 극간(S1, S2)은, 둘레 방향에 걸쳐 연속하고 있기 때문에, 둘레 방향으로 분단될 경우에 비하여 연통로의 유로 단면적을 넓게 형성할 수 있다. 또한, 절결(21a)은, 외주부(21, 21)의 외연을 절결하여 형성되어 있기 때문에, 외주부(21, 21)의 지름 방향의 폭이 좁은 경우라도 연통로를 형성할 수 있다.
이어서, 동작에 대해서 설명한다. 도 5(a)에 나타나는 바와 같이, 맥동에 수반하는 연료압이 저압으로부터 고압이 되고, 다이어프램(2a, 2b)이 연료 챔버(11)측으로부터 대략 균일하게 연료압을 받으면, 변형 작용부(23, 23)가 밀폐 공간(S3)측으로 눌러 찌부러뜨려지는 바와 같이 변형한다. 또한, 변형 작용부(23, 23)가 밀폐 공간(S3)측으로 눌러 찌부러뜨려짐으로써, 밀폐 공간(S3) 내의 기체는, 압축된다.
변형 작용부(23, 23)가 밀폐 공간(S3)측으로 눌러 찌부러뜨려지면, 다이어프램(2a, 2b)이 외경 방향으로 확경(擴徑)한다. 전술한 바와 같이, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)와 통 형상부(17a)에는, 지름 방향으로 극간이 형성되어 있기 때문에, 다이어프램(2a, 2b)의 확경이 허용됨과 동시에, 용접부(W)보다도 내경측에 마련되는 만곡부(22, 22)가 변형한다. 특히, 만곡부(22, 22)는 서로 가까워지는 방향으로 변형하는 점에서, 제1 만곡부(22a, 22a)끼리가 더욱 강하게 밀어붙여져, 당해 제1 만곡부(22a, 22a)에 응력이 집중하게 된다. 이에 따라, 용접부(W)에 큰 응력이 가해지기 어렵게 되어 있어, 당해 용접부(W)의 파손이 방지된다.
이와 같이, 용접부(W)보다도 외경측의 외주부(21, 21)가 하우징(16)과 하우징 커버(17)에 의해 협지되기 때문에, 용접부(W)보다도 내경측에 배설(配設)되는 변형 작용부(23, 23)에 하우징(16) 및 하우징 커버(17)가 접촉하는 일이 없어, 변형 작용부(23, 23)의 탄성 변형을 하우징(16)과 하우징 커버(17)가 저해하는 일이 없다. 즉, 하우징(16) 및 하우징 커버(17)가 맥동 저감 기능에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
또한, 다이어프램(2a, 2b)의 외주부(21, 21)를 하우징(16)과 하우징 커버(17)에 의해 직접 협지하고 있기 때문에, 별체의 장착 부재 등을 준비할 필요가 없어, 부품 개수를 적게 할 수 있다. 즉, 본 실시예의 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 장착 구조에 있어서는, 높은 맥동 저감 기능을 간소한 구조로 실현할 수 있다. 또한, 강도가 높은 하우징(16)과 하우징 커버(17)가 외주부(21, 21)를 협지하기 때문에, 별체의 장착 부재로 메탈 다이어프램 댐퍼(1)를 보지하는 경우에 비하여, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)를 확실하게 보지할 수 있다.
또한, 도 5(b)에 나타나는 바와 같이, 충격파를 수반하는 큰 맥동을 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 한쪽 측(하측)으로부터 받았을 때에는, 그 직후에 다이어프램 댐퍼(1)에는 전체적으로 다른 한쪽 측(상측)으로 만곡함으로써 충격파에 의해 발생하는 힘을 경감할 수 있게 되어 있다.
구체적으로는, 다이어프램(2a, 2b)에 있어서의 용접부(W)보다도 내측의 부분이 전체적으로 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 상방측 방향의 힘을 받으면, 거의 동시에 다이어프램(2a)의 외주부(21)와 다이어프램(2b)의 외주부(21)가 각각 탄성 변형이나 극간(S1)을 기점으로 하여 회동(回動)한다. 다이어프램(2a)에 있어서의 만곡부(22) 및 변형 작용부(23)는, 상방측에 연료가 존재하는 점에서 상방측으로 근소하게 만곡하는 한편, 다이어프램(2b)에 있어서의 만곡부(22) 및 변형 작용부(23)는, 추가로 상방측으로 밀어올려져, 밀폐 공간(S3)측으로 눌러 찌부러뜨려지는 바와 같이 변형한다(도 5(b) 참조). 그 후, 다이어프램(2a)측에도 고압의 압력이 전파되면, 다이어프램(2a)도 밀폐 공간(S3)측으로 눌러 찌부러뜨려져, 다이어프램 댐퍼(1)는 변형한 상태가 된다(도 5(a) 참조).
이와 같이, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 고정부인 외주부(21, 21)보다도 내측에 용접부(W)를 마련했기 때문에, 외주부(21, 21)를 변형시켜 다이어프램(2a, 2b)에 있어서의 용접부(W)보다도 내측의 부분을 이동시킬 수 있고, 이에 따라 충격파를 수반하는 큰 맥동을 저감할 수 있게 되어 있다.
또한, 충격파를 수반하는 큰 맥동을 받아 메탈 다이어프램 댐퍼(1)가 한쪽 측으로부터 다른 한쪽 측으로 이동했을 때에는, 다이어프램(2a)의 외주부(21)와 다이어프램(2b)의 외주부(21)가 각각 탄성 변형이나 회동하고, 다이어프램(2a)의 외주부(21)와 다이어프램(2b)의 외주부(21)가 상이한 변형을 하기 때문에, 외주부(21, 21)의 각각의 개소에 응력을 분산할 수 있어, 외주부(21, 21)가 파손되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)가 적용되는 고압 연료 펌프(10)의 종류에 따라서는 다이어프램(2a, 2b)에 있어서의 용접부(W)보다도 내측의 부분이 상방측으로부터 하방측으로 이동하는 경우도 있다.
실시예 2
다음으로, 실시예 2에 따른 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조에 대해, 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예에 나타나는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 중복하는 설명을 생략한다.
도 6(a)에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 2의 하우징(16)의 볼록 형상부(16c')와 하우징 커버(17)의 볼록 형상부(17b')는, 상기 실시예 1보다도 가깝게 하여 배설되어 있고, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)는, 외주부(21, 21)가 볼록 형상부(16c')와 볼록 형상부(17b') 사이에서 협지된 상태에 있어서, 외주부(21, 21)가 판두께 방향으로 맞닿은 상태로 되어 있다.
도 6(b)에 나타나는 바와 같이, 다이어프램(2a, 2b)에 있어서의 용접부(W)보다도 내측의 부분이 한쪽 측으로부터 다른 한쪽 측으로 큰 맥동을 받았을 때에는, 외주부(21, 21)에 있어서의 볼록 형상부(16c')와 볼록 형상부(17b')의 내경측의 에지로부터 변형한다. 즉, 외주부(21, 21)를 일체적으로 변형시킬 수 있음과 동시에, 외주부(21, 21)를 변형시킬 때에 당해 외주부(21, 21)의 탄성 복귀력이 가해지지 않기 때문에, 다이어프램(2a, 2b)에 있어서의 용접부(W)보다도 내측의 부분을 이동시키기 쉽다.
또한, 외주부(21, 21)에 있어서의 볼록 형상부(16c')와 볼록 형상부(17b')의 내경측의 에지 부분을 얇게 형성하여 변형하기 쉽게 해도 좋고, 상기 에지 부분을 두껍게 형성하여 당해 에지 부분의 강도를 높이도록 해도 좋다.
실시예 3
다음으로, 실시예 3에 따른 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예에 나타나는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 중복하는 설명을 생략한다.
도 7(a)에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 3의 메탈 다이어프램 댐퍼(100)는, 다이어프램(102a, 102b)의 각 외주부(211)에 판두께 방향으로 관통하는 평면시 원형상의 관통공(211b)이 둘레 방향으로 이간하여 복수 형성되어 있다. 도 7(b)에 나타나는 바와 같이, 각 관통공(211b)은, 메탈 다이어프램 댐퍼(100)가 하우징(16)과 하우징 커버(17) 사이에 장착된 상태에 있어서, 연료 챔버(11) 내에 배치되어 있고, 각 관통공(211b)을 통하여 메탈 다이어프램 댐퍼(100)의 한쪽 측과 다른 한쪽 측으로 연료를 이동시킬 수 있게 되어 있다. 또한, 관통공(211b)은, 평면시 원형상으로 한정되지 않고, 예를 들면, 평면시 타원 형상(장공(長孔))이나 직사각 형상 등이라도 좋다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명했지만, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 변경이나 추가가 있어도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시예 1~3에서는, 다이어프램(2a, 2b)끼리가 레이저 용접에 의해 접합되는 것으로 하여 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 다이어프램(2a, 2b)끼리의 사이에 밀폐 공간(S3)을 구성할 수 있는 것이면, 각종 용접이나 코킹 등에 의해 접합되어 있어도 좋다.
또한, 상기 실시예 1~3에서는, 메탈 다이어프램 댐퍼측의 연통로(절결(21a) 또는 관통공(211b))와, 하우징 및 하우징 커버측의 연통로(극간(S1, S2))를 양쪽 다 구비하는 형태를 예시했지만, 상기 연통로는, 메탈 다이어프램 댐퍼측 또는 하우징 및 하우징 커버측의 적어도 한쪽 측에 마련되어 있으면 좋다.
상기 실시예 1~3에서는, 제1 만곡부(22a, 22a)가 둘레 방향에 걸쳐 접촉하고 있었지만, 이에 한정되지 않고, 만곡부의 기단부(즉 용접부(W)측)에 돌기를 둘레 방향으로 복수 마련하고, 당해 돌기끼리가 접촉하도록 되어 있어도 좋다.
또한, 메탈 다이어프램 댐퍼(1)의 내부에 다이어프램(2a, 2b)(특히 만곡부(22))의 과잉된 탄성 변형을 규제하는 규제 부재를 배치해도 좋다. 이 경우, 규제 부재를 다이어프램(2a, 2b)의 적정한 용적 변화율을 저해하지 않는 형상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 다이어프램(2a, 2b)이 탄성 변형했을 때에, 규제 부재와의 접촉에 의해 다이어프램(2a, 2b)이 파손되지 않는 소재로 규제 부재를 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서는, 단면 S자 형상의 만곡부(22)와, 돔 형상의 변형 작용부(23)를 갖는 다이어프램(2a, 2b)을 설명했지만, 다이어프램의 형상은 자유롭게 설계해도 좋고, 예를 들면, 단면 직선상의 변형 작용부와, 그 외연에 마련되는 단면 원호상의 만곡부를 갖는 형상이라도 좋다.
1; 메탈 다이어프램 댐퍼
2a, 2b; 다이어프램
10; 고압 연료 펌프
11; 연료 챔버(공간)
16; 하우징
16c, 16c' 볼록 형상부
16d; 오목 형상부
17; 하우징 커버
17b, 17b'; 볼록 형상부
17c; 오목 형상부
21; 외주부
21a; 절결(연통로)
22; 만곡부
22a; 제1 만곡부(접촉부)
22b; 제2 만곡부
23; 변형 작용부
S1, S2; 극간(연통로, 연통홈)
S3; 밀폐 공간
W; 용접부

Claims (8)

  1. 2매의 원판상의 다이어프램의 외경측이 환상(環狀)으로 용접된 용접부에 의해 내부에 기체가 봉입되는 메탈 다이어프램 댐퍼를, 하우징과 하우징 커버 사이에 형성되는 공간에 장착하기 위한 장착 구조로서,
    상기 다이어프램은, 상기 용접부의 외경측에 외주부를 갖고,
    2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부끼리가 상기 하우징과 상기 하우징 커버에 의해 상기 다이어프램의 판두께 방향으로 협지되는 것을 특징으로 하는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부는 외경 방향으로 감에 따라 서로 이간하는 방향으로 벌어져 형성되어 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외주부에는 판두께 방향으로 연통하는 연통로가 형성되어 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연통로는 상기 외주부의 외연을 절결하여 형성되어 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 하우징 커버에 걸쳐 연통홈이 형성되어 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 용접부의 내경측에는, 그들의 기단부로부터 내경측으로 감에 따라 서로 이간하는 방향으로 만곡하는 만곡부가 형성되어 있고, 이들 기단부끼리가 접촉하고 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    2매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부끼리는, 이간한 상태에서 협지되어 있는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    2 매의 상기 다이어프램에 있어서의 상기 외주부끼리는, 맞닿은 상태에서 협지되어 있는 것을 특징으로 하는 메탈 다이어프램 댐퍼의 장착 구조.
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