特許 5979606 ダイアフラムダンパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979606

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】ダイアフラムダンパ

(51)【国際特許分類】

   F02M 55/04 20060101AFI20160817BHJP

   F02M 59/10 20060101ALI20160817BHJP

   F02M 59/44 20060101ALI20160817BHJP

   F02M 61/16 20060101ALI20160817BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20160817BHJP

   F16J 3/02 20060101ALN20160817BHJP

【ＦＩ】

   F02M55/04

   F02M59/10 Z

   F02M59/44 E

   F02M59/44 P

   F02M61/16 X

   F16F7/00 J

   !F16J3/02 B

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-129369(P2013-129369)

(22)【出願日】2013年6月20日

(65)【公開番号】特開2014-88870(P2014-88870A)

(43)【公開日】2014年5月15日

【審査請求日】2015年12月21日

(31)【優先権主張番号】特願2012-221811(P2012-221811)

(32)【優先日】2012年10月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107320

【弁理士】

【氏名又は名称】高塚 一郎

(72)【発明者】

【氏名】岩 俊昭

(72)【発明者】

【氏名】小川 義博

【審査官】 中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００１７３３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１３９３５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−０３１５９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６０−１７２０５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０６−０４０４９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０６９０１９１４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００７−２４７４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８６１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７４３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７５２０２６８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１０−１８０７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３１８１６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４

Ｆ０４Ｂ ９／００−１５／０８

Ｆ０４Ｂ ２３／００−２３／１４

Ｆ０４Ｂ ５３／００−５３／２２

Ｆ１６Ｆ ７／００−７／１４

Ｆ１６Ｊ ３／００−３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

その外周部（１０）が互いに接合された２枚の円盤状の金属ダイアフラム（１、１）により形成される高圧室（１１）内に高圧ガスが封入されたダイアフラムダンパにおいて、
前記高圧室（１１）内にゴム状弾性部材（２）を配置し、前記ゴム状弾性部材（２）が、前記２枚の円盤状の金属ダイアフラム（１、１）の各々に接する様に設けられた円盤状のシート部（２５、２６）と、前記シート部（２５、２６）の間に円周上に配置された複数本のゴム突起（２５１、２６１）からなることを特徴とするダイアフラムダンパ。

【請求項2】

前記ゴム突起（２５１、２６１）が、前記シート部（２５、２６）と一体成形され、一方の前記シート部（２５、２６）から他方の前記シート部（２５、２６）表面に向かって交互に伸びていることを特徴とする請求項１記載のダイアフラムダンパ。

【請求項3】

前記ゴム突起（２５１、２６１）の先端が断面円弧形状であることを特徴とする請求項２記載のダイアフラムダンパ。

【請求項4】

その外周部（１０）が互いに接合された２枚の円盤状の金属ダイアフラム（１、１）により形成される高圧室（１１）内に高圧ガスが封入されたダイアフラムダンパにおいて、
前記高圧室（１１）内にゴム状弾性部材（２）を配置し、前記ゴム状弾性部材（２）が、前記高圧室（１１）の中心部（１１２）に、前記金属ダイアフラム（１、１）と同心と成る様に配置され、前記ゴム状弾性部材（２）が、前記２枚の金属ダイアフラム（１、１）の各々に接すると共に、前記ゴム状弾性部材（２）が、前記高圧室（１１）の外周側（１２）と接する複数本の位置決め用脚部（２１、２１）を備えていることを特徴とするダイアフラムダンパ。

【請求項5】

前記複数本の位置決め用脚部（２１、２１）の端部が、前記金属ダイアフラム（１、１）の外周部（１２）と接するリング形状部（２２）と一体化されていることを特徴とする請求項４記載のダイアフラムダンパ。

【請求項6】

その外周部（１０）が互いに接合された２枚の円盤状の金属ダイアフラム（１、１）により形成される高圧室（１１）内に高圧ガスが封入されたダイアフラムダンパにおいて、
前記高圧室（１１）内にゴム状弾性部材（２）を配置し、前記ゴム状弾性部材（２）が、前記２枚の金属ダイアフラム（１、１）の各々にその全面が接する２枚の円盤形状部（２３、２３）と、前記２枚の円盤形状部（２３、２３）を、その中心部で、相互に連結している連結部（２４）とより構成されていることを特徴とするダイアフラムダンパ。

【請求項7】

前記金属ダイアフラム（１、１）は、同心円状の環状凹部（１３）と環状凸部（１４）の繰り返しパターンが形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のダイアフラムダンパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイアフラムダンパに関する。
また、本発明は、エンジンに用いられる高圧ポンプに発生する脈動を低減するため用いられるダイアフラムダンパに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料タンクから供給される燃料をプランジャの往復移動によって加圧してインジ
ェクタ側へ圧送する高圧ポンプが知られている。
この種の高圧ポンプでは、燃料入口側に燃料チャンバが形成され、プランジャが下降するときに燃料チャンバから加圧室へ燃料を吸入する「吸入行程」、プランジャが上昇するときに加圧室の燃料の一部を燃料チャンバへ戻す「調量行程」、及び、吸入弁を閉じた後プランジャがさらに上昇するときに燃料を加圧する「加圧行程」を繰り返すことにより、燃料を加圧して吐出する。

【0003】

このような高圧ポンプでは、燃料チャンバに発生する脈動を低減するためのダイアフラムダンパを内蔵している。
そして、ダイアフラムダンパの脈動低減効果を高めるための種々の工夫がなされている。
例えば、特許文献１には、ダイアフラムダンパを構成する金属ダイアフラムを支持する支持部材に弾性部材を用いた装置が開示されている。（特許文献１）

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、弾性部材が上下側両方向から金属ダイアフラムを挟み込むため弾性部材の占めるスペースが大きくなり、燃料チャンバ内で燃料が流れるスペースを阻害することとなる。
したがって、燃料チャンバに吸入できる燃料の量が減少し、ダイアフラムによる脈動低減効果が十分に得られないおそれがある。

【0005】

また、高圧ポンプの駆動時には、吸入弁、プランジャ、吐出弁等の作動により高圧ポンプの部品が振動する。
この振動が燃料に伝達し、脈動として高圧ポンプに接続される配管に伝達、共振して異音を発生するという問題がある。

【0006】

そこで、金属ダイアフラムの外周部をゴム状弾性部材と波ワッシャ（押圧部材）とにより支持する構成のダイアフラムダンパが提案された。（特許文献２）
しかし、金属ダイアフラムの外周部をゴム状弾性部材と波ワッシャ（押圧部材）とにより弾性的に支持する構成としている為、構造が複雑になると共に、ゴム状弾性部材と波ワッシャ（押圧部材）の形状の自由度が少なかった。
この為、共振周波数や圧力による体積変化量を任意に設定する事が難しく、ダイアフラムダンパ性能の最適化を図る事が困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４−１３８０７１号公報

【特許文献2】特開２０１２−１３２４００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、従来の金属ダイアフラムの取り付け構造を変える事無く、燃料チャンバ内で燃料が流れるスペースを阻害することも無いと共に、共振周波数や圧力による体積変化量を任意に設定する事を可能にし、ダイアフラムダンパ性能の最適化を図る事が出来るダイアフラムダンパを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のダイアフラムダンパは、その外周部が互いに接合された２枚の円盤状の金属ダイアフラムにより形成される高圧室内に高圧ガスが封入されたダイアフラムダンパにおいて、前記高圧室内にゴム状弾性部材を配置し、前記ゴム状弾性部材が、前記２枚の円盤状の金属ダイアフラムの各々に接する様に設けられた円盤状のシート部と、前記シート部の間に円周上に配置された複数本のゴム突起からなることを特徴とする。
また、本発明のダイアフラムダンパは、その外周部が互いに接合された２枚の円盤状の金属ダイアフラムにより形成される高圧室内に高圧ガスが封入されたダイアフラムダンパにおいて、前記高圧室内にゴム状弾性部材を配置し、前記ゴム状弾性部材が、前記高圧室の中心部に、前記金属ダイアフラムと同心と成る様に配置され、前記ゴム状弾性部材が、前記２枚の金属ダイアフラムの各々に接すると共に、前記ゴム状弾性部材が、前記高圧室の外周側と接する複数本の位置決め用脚部を備えていることを特徴とする。
また、本発明のダイアフラムダンパは、その外周部が互いに接合された２枚の円盤状の金属ダイアフラムにより形成される高圧室内に高圧ガスが封入されたダイアフラムダンパにおいて、前記高圧室内にゴム状弾性部材を配置し、前記ゴム状弾性部材が、前記２枚の金属ダイアフラムの各々にその全面が接する２枚の円盤形状部と、前記２枚の円盤形状部を、その中心部で、相互に連結している連結部とより構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明のダイアフラムダンパによれば、高圧室内にゴム状弾性部材を配置する構成としている為、従来の金属ダイアフラムの取り付け構造を変える事無く、燃料チャンバ内で燃料が流れるスペースを阻害することも無いと共に、共振周波数や圧力による体積変化量を任意に設定する事を可能にし、ダイアフラムダンパ性能の最適化を図る事が出来ると共に、ゴム状弾性部材が、２枚の円盤状の金属ダイアフラムの各々に接する様に設けられた円盤状のシート部と、このシート部の間に円周上に配置された複数本のゴム突起からなる構成としている為、金属ダイアフラムの変形が最も大きい中心部の変形を阻害する事無く、金属ダイアフラムの共振の減衰を効果的に行える。

【0011】

請求項２記載の発明のダイアフラムダンパによれば、ゴム突起が、シート部と一体成形され、一方のシート部から他方のシート部表面に向かって交互に伸びている構成としている為、ゴム状弾性部材のバランスが良く、金属ダイアフラムの共振の減衰を効果的行える。
請求項３記載の発明のダイアフラムダンパによれば、ゴム突起の先端が断面円弧形状となっている為、金属ダイアフラムの変形に対し対して追随性が良く、金属ダイアフラムの共振の減衰を効果的行える。

【0013】

請求項４記載の発明のダイアフラムダンパによれば、ゴム状弾性部材が、高圧室の中心部に、金属ダイアフラムと同心と成る様に配置されている為、金属ダイアフラムの圧力による変位が不均一に成る事がない。この結果、金属ダイアフラムの共振の減衰を効果的行え、ゴム状弾性部材が、２枚の金属ダイアフラムの双方に接している為、金属ダイアフラムの共振の減衰をより効果的に行える。
更に、ゴム状弾性部材が、金属ダイアフラムの外周部と接する複数本の位置決め用脚部を備えている為、高圧室内でゴム状弾性部材が移動することを抑止出来る為、金属ダイアフラムの共振の減衰をより安定的に行える。
請求項５記載の発明のダイアフラムダンパによれば、複数本の位置決め用脚部の端部が、金属ダイアフラムの外周部と接するリング形状部と一体化されている為、金属ダイアフラムの共振の減衰をより高められると共に、高圧室内でゴム状弾性部材が移動することをより確実に抑止出来る為、金属ダイアフラムの共振の減衰をより安定的に行える。

【0014】

請求項６記載の発明のダイアフラムダンパによれば、ゴム状弾性部材が、２枚の金属ダイアフラムの各々にその全面が接する２枚の円盤形状部と、この２枚の円盤形状部を、その中心部で、相互に連結している連結部とより構成されている為、ゴム状弾性部材が金属ダイアフラムとより広い範囲で接している事により、金属ダイアフラムの共振の減衰をより確実に行える。

【0015】

請求項７記載の発明のダイアフラムダンパによれば、金属ダイアフラムは、同心円状の環状凹部と環状凸部の繰り返しパターンが形成されている為、ダイアフラムダンパのより確実な脈動吸収作用が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るダイアフラムダンパの平面図。

【図2】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図3】図２に使用されているゴム状弾性部材の立体斜視図。

【図4】本発明に係る他のダイアフラムダンパの平面図。

【図5】図４のＡ−Ａ断面図。

【図6】図５に使用されているゴム状弾性部材の立体斜視図。

【図7】本発明に係るダイアフラムダンパの第２の態様を図５と同様に示した図。

【図8】図７に使用されているゴム状弾性部材の立体斜視図。

【図9】本発明に係るダイアフラムダンパに使用される第３の態様のゴム状弾性部材の立体斜視図。

【図10】本発明に係るダイアフラムダンパに使用される第４の態様のゴム状弾性部材の立体斜視図。

【図11】本発明に係るダイアフラムダンパに使用される第５の態様のゴム状弾性部材の立体斜視図。

【図12】図１１に示したゴム状弾性部材を使用した本発明に係るダイアフラムダンパを図５と同様に示した図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明に係るダイアフラムダンパは、燃料タンクから供給される燃料をプランジャの往復移動によって加圧してインジェクタ側へ圧送する高圧ポンプに使用されている。
この種の高圧ポンプでは、燃料入口側に燃料チャンバが形成され、プランジャが下降するときに燃料チャンバから加圧室へ燃料を吸入する「吸入行程」、プランジャが上昇するときに加圧室の燃料の一部を燃料チャンバへ戻す「調量行程」、及び、吸入弁を閉じた後プランジャがさらに上昇するときに燃料を加圧する「加圧行程」を繰り返すことにより、燃料を加圧して吐出する。

【0018】

本発明に係るダイアフラムダンパは、このような高圧ポンプの燃料チャンバにおいて発生する脈動を低減するために使用される。
そして、本発明に係るダイアフラムダンパは、図１乃至図３に示す様に、以下の構成を備えている。
すなわち、その外周部１０が互いに接合された２枚の円盤状の金属ダイアフラム１、１により形成される高圧室１１内に高圧ガスが封入されている。
更に、この高圧室１１内にゴム状弾性部材２を配置している。

【0019】

このゴム状弾性部材２の材質としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、ふっ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフオン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム（ＡＵ）等のゴム状弾性材であって、ショア硬さＨｓ５０以下のものが好ましい。
ショア硬さＨｓ５０以下とする理由は、金属ダイアフラム１、１のダンパ機能を阻害しない為である。

【0020】

この様な構成としている為、従来の金属ダイアフラム１、１の取り付け構造を変える事無く、燃料チャンバ内で燃料が流れるスペースを阻害することも無いと共に、共振周波数や圧力による体積変化量を任意に設定する事を可能にし、ダイアフラムダンパ性能の最適化を図る事が出来る。

【0021】

更に、金属ダイアフラム１、１は、平坦な２枚の金属材製円盤状部材の外周縁を曲面形状に折り曲げると共に、相互に接合一体化し、内部に高圧室１１と成る円盤状の空室を形成している。
この接合一体化には、溶接手段、かしめ手段等が適宜選択して用いられる。

【0022】

このゴム状弾性部材２は、２枚の円盤状の金属ダイアフラム１、１の各々に接する様に設けられた円盤状のシート部２５、２６と、このシート部２５、２６の間に円周上に配置された複数本のゴム突起２５１、２６１から成っている。
そして、このゴム突起２５１、２６１は、図２から明らかなように、シート部２５、２６と一体成形され、一方のシート部２５、２６から他方のシート部２５、２６表面に向かって伸びる構成としている。

【0023】

より具体的には、図３に示す様に、シート部２６の一方の表面には、３本のゴム突起２６１が円周上等配に（１２０度の間隔で）配置されている。同様に他方のシート部２５の一方の表面にも同一形状の３本のゴム突起２６１が円周上等配に（１２０度の間隔で）配置されている。
本実施態様では、図１の破線で示す様に、シート部２５、２６の一方の表面に、ゴム突起２５１、２６１が、各々３本ずつの合計６本を等配に設ける態様としたが、少なくとも各々２本ずつの合計４本以上存在すればよい。

【0024】

そして、このシート部２５、２６のゴム突起２５１、２６１が設けられていない面を、接着剤等により、金属ダイアフラム１、１の内面の各々に貼着した後、シート部２５、２６のゴム突起２５１、２６１が、互いに６０度ずれた形で組み付け、２枚の円盤状の金属ダイアフラム１、１の外周部１０を溶接により一体化する事によりダイアフラムダンパが完成する。

【0025】

この様な構成としてした為、従来の金属ダイアフラム１、１の取り付け構造を変える事無く、燃料チャンバ内で燃料が流れるスペースを阻害することも無いと共に、共振周波数や圧力による体積変化量を任意に設定する事を可能にし、ダイアフラムダンパ性能の最適化を図る事が出来る。
また、金属ダイアフラム１、１の外周側の変形の少ない円周上に、複数本のゴム突起２５１、２６１を等配に配置する構成としている為、金属ダイアフラム１、１の変形が最も大きい中心部の変形を阻害する事無く、金属ダイアフラムの共振の減衰を効果的行える。

【0026】

更に、図２に示す様に、ゴム突起２５１、２６１は、一方のシート部２５、２６から他方のシート部２５、２６表面に向かって交互に伸びる構成としている為、ゴム状弾性部材２、２のバランスが良く、金属ダイアフラム１、１の共振の減衰を効果的に行える。

【0027】

また、図に示す様に、ゴム突起２５１、２６１の先端は、断面円弧形状としている。
この事により、金属ダイアフラム１、１の変形に対し対して追随性が良く、金属ダイアフラムの１、１共振の減衰を効果的行える。

【0028】

ついで、本発明に係る他のダイアフラムダンパについて図４乃至図７に基づき説明する。
先に説明したダイアフラムダンパと相違する点は、金属ダイアフラム１、１の中心部にゴム状弾性部材２を存在させている点である。
ゴム状弾性部材２は、円柱形状を呈しており、高圧室１１の中心部１１２に、金属ダイアフラム１、１と同心と成る様に配置されている。
そして、この円柱形状のゴム状弾性部材２の軸方向両端部は、２枚の金属ダイアフラム１、１の各々と接している。
また、円柱状のゴム状弾性部材２を、高圧室１１の中心部１１２に保持するために、金属ダイアフラムと粘着させておく事も効果的である。
また、この円柱状のゴム状弾性部材２の中心部をくり抜いた円筒形状としても良い。この様な円筒形状とした場合は、ゴム状弾性部材２がより変形しやすくなる為、金属ダイアフラム１、１のダンパ機能を阻害しない。

【0029】

ついで、本発明に係るダイアフラムダンパの第２の態様を図７及び図８に基づき説明する。
先に説明した態様と相違する点は、ゴム状弾性部材２が、高圧室１１の外周側１２と接する複数本の位置決め用脚部２１、２１を備えている点、及び金属ダイアフラム１、１が、同心円状の環状凹部１３、１３と環状凸部１４、１４の繰り返しパターンが形成されている点である。
この位置決め用脚部２１、２１は、中心に位置する円柱状部材２０の外周面から３本等配に形成されている。
また、この位置決め用脚部２１、２１の外周端部は、円柱状突起形状と成っている。
この様な構成とする事により、高圧室内１１でゴム状弾性部材２が移動することを抑止出来る為、金属ダイアフラム１、１の共振の減衰をより安定的に行える。
また、金属ダイアフラム１、１が、同心円状の環状凹部１３、１３と環状凸部１４、１４の繰り返しパターンが形成されている為、ダイアフラムダンパのより確実な脈動吸収作用が得られる。

【0030】

ついで、本発明に係るダイアフラムダンパに使用されるゴム状弾性部材２の第３の態様を図９に基づき説明する。
先に説明した第２の態様と相違する点は、複数本の位置決め用脚部２１、２１の端部が、高圧室１１の外周側１２と接するリング形状部２２と一体化されている点である。
この事により、金属ダイアフラム１、１の共振の減衰をより高められると共に、高圧室１１内でゴム状弾性部材２が移動することをより確実に抑止出来る為、金属ダイアフラム１、１の共振の減衰をより安定的に行える。

【0031】

ついで、本発明に係るダイアフラムダンパに使用されるゴム状弾性部材２の第４の態様を図１０に基づき説明する。
先に説明した第３の態様と相違する点は、第３の態様のリング形状部２２のみで、ゴム状弾性部材２を構成する態様とした点である。
この事により、高圧室１１内でゴム状弾性部材２の占める容量をより少なく抑えると共に、高圧室内１１でゴム状弾性部材２が移動することを抑止出来る為、金属ダイアフラム１、１の共振の減衰をより安定的に行える。

【0032】

ついで、本発明に係るダイアフラムダンパに使用されるゴム状弾性部材２の第５の態様を図１１に基づき説明する。
ゴム状弾性部材２が、２枚の金属ダイアフラム１、１の各々に、広い面積で接する２枚の円盤形状部２３、２３と、この２枚の円盤形状部２３、２３を、その中心部で、相互に連結している連結部２４とより構成されている。
そして、このゴム状弾性部材２は、図１２に示す様に、２枚の円盤形状部２３、２３の全面が、２枚の金属ダイアフラム１、１の各々に接する形で収納される。
この事により、ゴム状弾性部材２が金属ダイアフラム１、１とより広い範囲で接している事により、金属ダイアフラム１、１の共振の減衰をより確実に行える。

【0033】

また、本発明は、上述の発明を実施するための形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明に係るダイアフラムダンパは、エンジンに用いられる高圧ポンプに発生する脈動を低減するため用いられるダイアフラムダンパとして有用である。

【符号の説明】

【0035】

１ 金属ダイアフラム
２ ゴム状弾性部材
１０ 外周部
１１ 高圧室
１２ 外周側
１３ 環状凹部
１４ 環状凸部
２０ 円柱状部材
２１ 位置決め用脚部
２２ リング形状部
２３ 円盤形状部
２４ 連結部
２５、２６シート部材
１１２中心部
２５１、２６１ゴム突起

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】