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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Impeller für eine Kraftstoffpumpe, und
eine Kraftstoffpumpe, in der der Impeller eingesetzt ist.
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Stand der
Technik
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In
einer bekannten Kraftstoffpumpe ist eine Vielzahl von Flügelnuten
auf einem scheibenartigen Impeller in dessen Drehrichtung ausgebildet,
und ein Flügel
unterteilt Flügelnuten,
die aneinander in einer Drehrichtung des Impellers benachbart sind.
Durch das Drehen des Impellers wird ein Kraftstoffdruck in einem
Pumpendurchtritt, der entlang der Flügelnuten ausgebildet ist, verstärkt (z.
B. JP 11-50990 A, die der
US
5 975 843 entspricht). In einer derartigen Kraftstoffpumpe
wird ein Geräusch
mit einer hohen Schalldruckspitze bei einer Frequenz erzeugt, die
einer (Anzahl der Flügel) × (Drehzahl
des Impellers) entspricht (
8A), wenn
der Impeller dreht, falls die einander benachbarten Flügel in der
Drehrichtung des Impellers in gleichwinkeligen Abständen angeordnet
sind.
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In
der JP 11-50990 A sind die Flügelnuten (Flügel) derart
angeordnet, dass zumindest ein Teil der Winkel (Winkel benachbarter
Flügel),
welche die einander in der Drehrichtung des Impellers benachbarten
Flügel
ausbilden, unterschiedlich sind. Als Ergebnis ist ein Frequenzbereich
verbreitert, bei dem der Schalldruck eine Spitze aufweist, und die
Spitze des Schalldrucks ist reduziert (8B).
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Wenn
der Impeller dreht, strömt
Kraftstoff wiederholt in der Drehrichtung des Impellers von einer
vorderen Flügelnut
in eine rückwärtige Flügelnut, und
dabei verstärkt
der Impeller den Kraftstoffdruck, indem er den Kraftstoff in einen
wirbelnden Strom dreht. In einer Anordnung des Impellers, der den Kraftstoffdruck
auf eine solche Weise verstärkt,
ist ein Unterschied zwischen einer in die Flügelnut strömenden Kraftstoffmenge und
einer aus der Flügelnut strömenden Kraftstoffmenge
groß,
wenn ein Unterschied zwischen zwei Winkeln benachbarter Flügel groß ist, und somit
ein Unterschied zwischen zwei Breiten der Flügelnuten groß ist, die
in der Drehrichtung des Impellers durch die Flügel geteilt sind. Folglich
kann der Kraftstoffdruck in einer Pumpeneinheit der Kraftstoffpumpe,
die den Kraftstoffdruck durch das Drehen des Kraftstoffs in den
wirbelnden Strom verstärkt,
nicht ausreichend verstärkt
werden. Als Ergebnis sinkt der Wirkungsgrad der Pumpeneinheit bei
dem Verstärken
des Drucks, und der Pumpenwirkungsgrad der Pumpeneinheit verschlechtert
sich. Wenn die Winkel benachbarter Flügel gleich sind, und somit
die Breiten der Flügelnuten
in der Drehrichtung des Impellers gleich sind, steigt der Pumpenwirkungsgrad
der Pumpeneinheit. Dennoch wird die Schalldruckspitze des Geräuschs hoch,
das durch das Drehen des Impellers erzeugt wird, wie vorstehend
beschrieben wurde.
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Die
Leistung der Kraftstoffpumpe wird durch (Motorwirkungsgrad) × (Pumpenwirkungsgrad)
ausgedrückt.
Deswegen wird die Leistung der Kraftstoffpumpe verbessert, wenn
der Wirkungsgrad der Pumpe verbessert wird. Mit I (einem Antriebsstrom,
der zu der einer Motoreinheit der Kraftstoffpumpe geliefert wird),
V (einer angelegten Spannung), T (einem Moment in der Motoreinheit),
N (einer Drehzahl der Motoreinheit), P (einem Kraftstoffdruck, der
von der Kraftstoffpumpe abgegeben wird), und Q (einer Kraftstoffabgaberate)
ist der Motorwirkungsgrad durch (Motorwirkungsgrad) = (T × N)/(I × V) ausgedrückt, und
der Pumpenwirkungsgrad ist durch (Pumpenwirkungsgrad) = (P × Q)/(T × N) ausgedrückt. Somit
ist der Leistung der Kraftstoffpumpe durch (Leistung der Kraftstoffpumpe)
= (Motorwirkungsgrad) × (Pumpenwirkungsgrad)
= (P × Q)/(I × V) ausgedrückt.
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Darstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Die
vorliegende Erfindung ist an die obigen Nachteile gerichtet. Somit
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Impeller für eine Kraftstoffpumpe
und eine Kraftstoffpumpe, die den Impeller einsetzt, bereitzustellen.
Der Impeller reduziert eine Schalldruckspitze eines Geräuschs und
beschränkt
ein Absinken des Pumpenwirkungsgrads.
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Technische Lösung
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Kraftstoffpumpe nach Anspruch
1 bzw. durch eine Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3 gelöst.
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Zur
Lösung
der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Impeller bereitgestellt,
der für
eine Kraftstoffpumpe eingesetzt ist, und einen Kraftstoffdruck durch
das Drehen des Kraftstoffs in einem in der Kraftstoffpumpe in einer
Drehrichtung des Impellers ausgebildeten Pumpendurchtritt verstärkt. Der Impeller
hat eine Vielzahl von Flügelnuten
und eine Vielzahl von Flügeln.
Die Vielzahl der Flügelnuten
ist einander benachbart in der Drehrichtung des Impellers ausgebildet.
Die Vielzahl der Flügel
ist einander benachbart in der Drehrichtung des Impellers ausgebildet.
Jeder der Vielzahl von Flügeln
teilt eine der benachbarten zwei der Vielzahl von Flügelnuten
voneinander. Ein Unterschied zwischen einem maximalen Wert und einem
minimalen Wert von einem Winkel benachbarter Flügel ist in einem Bereich von
2,5° bis
4° eingestellt.
Der Winkel benachbarter Flügel
ist ein Winkel, der zwischen entsprechenden Enden der benachbarten
zwei der Vielzahl von Flügeln
in der Drehrichtung des Impellers um eine Drehachse des Impellers
ausgebildet ist.
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Zum
Lösen der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Kraftstoffpumpe
mit einer Motoreinheit, dem Impeller und einem Gehäuseteil bereitgestellt.
Der Impeller wird durch eine Dreh-Antriebskraft der Motoreinheit
gedreht. Das Gehäuseteil nimmt
den Impeller drehbar auf und definiert den Pumpendurchtritt.
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Vorteilhafte Wirkungen
der Erfindung
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen
Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am Besten aus der folgenden Beschreibung,
den anhängenden Ansprüchen und
den anhängenden
Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1A eine
allgemeine Ansicht eines Impellers von einer Kraftstoffeinlassseite
aus betrachtet gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist;
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1B eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereichs in der Nähe
der Flügelnuten
der 1A ist;
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2 eine
Querschnittsansicht einer Kraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform
ist;
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3A eine
schematische Ansicht der Flügelnuten
des Impellers gemäß der ersten
Ausführungsform
von der Seite eines Kraftstoffeinlasses aus betrachtet ist;
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3B eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB der 3A ist;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
von Pumpendurchtritten der 2 ist;
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5 ein
Diagramm ist, das ein Verhältnis zwischen
einem Dispersionsbereich und einer Spitze eines Schalldrucks und
ein Verhältnis
zwischen dem Dispersionsbereich und einem Pumpenwirkungsgrad zeigt;
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6 ein
Diagramm ist, das ein Verhältnis zwischen
einem Winkel benachbarter Flügel
und dem Pumpenwirkungsgrad zeigt;
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7 eine
Gesamtansicht eines Impellers von einer Kraftstoffeinlassseite aus
betrachtet gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist;
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8A ein
Diagramm ist, dass die Spitze des Schalldrucks von Flügeln bei
regelmäßigen Abständen zeigt;
und
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8B ein
Diagramm ist, das die Spitze des Schalldrucks von Flügeln bei
unregelmäßigen Abständen zeigt.
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Bester Weg
zur Ausführung
der Erfindung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1. Ausführungsbeispiel
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2 zeigt
eine Kraftstoffpumpe 10, in der ein Impeller 30 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist. Die Kraftstoffpumpe 10 ist
zum Beispiel eine Turbinenpumpe in einem Tank, die an einer Innenseite
eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs oder Ähnlichem angebracht ist. Die
Kraftstoffpumpe 10 liefert Kraftstoff für den Kraftstofftank zu einem
Kraftstoffeinspritzventil (nicht gezeigt). Die Kraftstoffpumpe 10 ist
so eingestellt, dass ihr Abgabedruck in einem Bereich von 0,25 bis
1 MPa liegt, ihr Abgabebereich in einem Bereich von 50 bis 250 L/h
liegt und ihre Drehzahl in einem Bereich von 4000 bis 12000 U/min
liegt.
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Die
Kraftstoffpumpe 10 hat eine Pumpeneinheit 12 und
eine Motoreinheit 13, die die Pumpeneinheit 12 antreibt,
damit diese rotiert. Ein Gehäuse 14 für die Pumpeneinheit 12 und
die Motoreinheit 13 ist vorhanden und verstemmt eine Endabdeckung 16 und
einen Pumpenkasten 20.
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Die
Pumpeneinheit 12 ist eine Turbinenpumpe, die den Pumpenkasten 20,
einen Pumpenkasten 22 und den Impeller 30 aufweist.
Der Pumpenkasten 22 ist in das Gehäuse 14 pressgepasst
und wird in einer axialen Richtung des Impellers 30 auf
ein Stufenteil 15 des Gehäuses 14 gepresst.
Die Pumpenkästen 20, 22 sind
Kastenteile, die den Impeller 30 drehbar als drehendes
Teil aufnehmen. C-förmige
Pumpendurchtritte 202 sind zwischen den Pumpenkästen 20 bzw. 22 und
dem Impeller 30 ausgebildet.
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Wie
aus 1A, 1B ersichtlich ist, ist auf
einem äußeren Umfangsteil
des Impellers 30 in einer Drehrichtung des auf eine scheibenartige
Weise ausgebildeten Impellers 30 eine Vielzahl von Flügelnuten 36 ausgebildet.
Breiten der Flügelnuten 36 in
einer Umfangsrichtung des Impellers 30 sind ungleich. Als
Ergebnis sind die Flügelnuten 36 mit
einem unregelmäßigen Abstand
in der Drehrichtung des Impellers 30 angeordnet. Zwei Flügelnuten 36, die
einander in der Drehrichtung benachbart sind, sind durch einen Flügel 34 unterteilt.
Wenn der Impeller 30 zusammen mit einer Welle 51 gemäß einer Drehung
eines Ankers 50 dreht, der aus 2 ersichtlich
ist, strömt
Kraftstoff von einer radialen Außenseite der Flügelnut 36,
die in der Drehrichtung nach vorne angeordnet ist, in die Pumpendurchtritte 202,
und strömt
in eine radial innere Seite der Flügelnut 36, die in
der Drehrichtung rückwärts angeordnet ist.
Da Kraftstoff auf diese Weise wiederholt oft aus den Flügelnuten 36 heraus
und in die Flügelnuten 36 hinein
strömt,
wird der Kraftstoff in einen Wirbelstrom 220 gedreht (4)
und sein Druck in den Pumpendurchtritten 202 verstärkt, die
in 2 dargestellt sind. Wenn der Impeller 30 dreht,
wird Kraftstoff von einem Einlass (nicht dargestellt) gezogen, der
bei dem Pumpenkasten 20 angeordnet ist, und sein Druck
wird durch das Drehen des Impellers 30 in den Pumpendurchtritten 202 verstärkt. Dann
wird der Kraftstoff aus einem bei dem Pumpenkasten 22 platzierten
Auslass (nicht dargestellt) mit dem beaufschlagten Druck zu einer
Seite der Motoreinheit 13 geliefert und tritt durch einen
Kraftstoffdurchtritt 206 zwischen einen Permanentmagneten 40 und
dem Anker 50. Danach wird der Kraftstoff von einem Auslass 210,
der in der Endabdeckung 16 bereitgestellt ist, zu einer
Seite der Maschine geliefert. Ein in dem Pumpenkasten 20 bereitgestelltes
Entlüftungsloch 204 dient
zum Abgeben von in dem Kraftstoff in den Pumpendurchtritten 202 vorhandener
Luft zu dem Äußeren der
Kraftstoffpumpe 10.
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Die
vier Permanentmagnete 40, die in einer Drehrichtung des
Ankers 50 voneinander unterschiedliche Magnetpole aufweisen,
sind wie ein Bogen eines Viertelkreises ausgebildet und auf einer
inneren Umfangswand des Gehäuses 14 entlang
des Umfangs platziert.
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Durch
das Bedecken eines Endteils des Ankers 50 auf einer Seite
des Impellers 30 mit einer Harzabdeckung 70 wird
der Drehwiderstand des Ankers 50 reduziert. Ein Kommutator 80 ist
an dem anderen Endteil des Ankers 50 gefügt. Die
Welle 51 als Drehachse des Ankers 50 wird durch
Lagerteile 24 gehalten, die durch die Endabdeckung 16 bzw.
den Pumpenkasten 20 aufgenommen und gelagert sind.
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Der
Anker 50 weist einen Mittelkern 52 um die Welle 51 auf.
Die Welle 51 ist in den zylindrisch ausgebildeten Mittelkern 52 pressgepasst,
und weist im Querschnitt eine sechseckige Form auf. Sechs Magnetpolkerne 54 sind
in der Drehrichtung des Ankers 50 um den Mittelkern 52 angeordnet
und mit dem Mittelkern 52 zusammengepasst. Ein Spulenkörper 60,
der aus dielektrischem Harz hergestellt ist, ist in den Umfang der
Magnetpolkerne 54 gepasst, und Spulen 62 werden
ausgebildet, indem um den Umfang des Spulenkörpers 60 eine Wicklung
konzentriert gewickelt wird.
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Ein
Endteil jeder Spule 62 auf einer Seite des Kommutators 80 ist
elektrisch mit einem Spulenanschluss 64 verbunden. Der
Spulenanschluss 64 entspricht einer Position jeder Spule 62 in
der Drehrichtung des Ankers 50 und ist mit einem Anschluss 84 auf
der Seite des Kommutators 80 gepasst, um eine elektrische
Verbindung zu bilden. Das andere Endteil der Spule 62 auf
der Seite des Impellers 30 ist elektrisch mit einem Spulenanschluss 66 verbunden. Sechs
Spulenanschlüsse 66 sind
durch einen ringförmigen
Anschluss 68 miteinander elektrisch verbunden.
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Der
Kommutator 80 der Kassettenbauart ist einstückig ausgebildet.
Wenn die Welle 51 in ein Durchloch 61 des Kommutators 80 eingefügt wird, wobei
die Welle 51 in den Mittelkern 52 pressgepasst ist,
um den Kommutator 80 an den Anker 50 zu fügen, wird
jeder Anschluss 84 des Kommutators 80, der zu
einer Seite des Ankers 50 vorspringt, in den entsprechenden
Spulenanschluss 64 auf dem Anker 50 gepasst, um
mit dem Spulenanschluss 64 elektrisch verbunden zu sein.
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Der
Kommutator 80 weist sechs Segmente 82 auf, die
in der Drehrichtung des Ankers 50 angeordnet sind. Das
Segment 82 ist zum Beispiel aus Kohlenstoff ausgebildet,
und die Segmente 82 sind voneinander durch einen Zwischenraum
und ein dielektrisches Harzteil 86 elektrisch isoliert.
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Jedes
Segment 82 ist elektrisch mit dem Anschluss 84 über einen
Zwischenanschluss 83 verbunden. Das dielektrische Harzteil 86 macht
die Segmente 82 (mit Ausnahme einer Oberfläche, auf
der eine Bürste
(nicht gezeigt) gleitet), den Zwischenanschluss 83 und
den Anschluss 84 durch Einfügeformen einstückig, und
bestimmt dabei den Kommutator 80. Wenn der Kommutator 80 zusammen
mit dem Anker 50 dreht, berührt im Gegenzug jedes Segment 82 die
Bürste.
Wenn der Kommutator 80 die Bürste im Gegenzug berührt, während er
dreht, wird ein zu der Spule 62 gelieferter elektrischer
Strom gleichgerichtet. Der Permanentmagnet 40, der Anker 50,
der Kommutator 80 und die Bürste (nicht gezeigt) bestimmen
einen Gleichstrommotor.
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Impeller 30
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Eine
Anordnung des Impellers 30 wird in genauerem Detail beschrieben.
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Der
Impeller 30 ist in einer scheibeförmigen Weise einstückig aus
Harz ausgebildet. Wie aus 1A, 1B ersichtlich
ist, ist ein äußerer Umfang
des Impellers 30 mit einem ringförmigen Teil 32 umgeben,
und die Flügelnuten 36 sind
auf einer inneren Umfangsseite des ringförmigen Teils 32 ausgebildet.
Wie aus 3B ersichtlich ist, liegen zwei
Flügelnuten 36 in
der Drehrichtung des Impellers 30 zueinander benachbart,
und sind durch einen V-förmigen
Flügel 34 unterteilt,
der in der Drehrichtung von einem allgemeinen Mittelteil des Impellers
in einer Richtung der Dicke des Impellers 30 zu beiden
Endoberflächen 31 des
Impellers 30 in der Richtung der Dicke 30 nach
vorne geneigt ist. Wie aus 4 ersichtlich
ist, durchdringt die Flügelnut 36 durch
eine radiale Außenseite
weg von der Unterteilungswand 35 in einer Richtung einer
Drehachse des Impellers 30, obwohl ein radial inneres Teil
der Flügelnut 36 durch
die Unterteilungswand 35 unterteilt ist, die von einem
radial inneren Teil in ein radial äußeres Teil der Flügelnut 36 vorspringt.
Kraftstoff, der aus den Pumpendurchtritten 202 auf beiden
Seiten des Impellers 30 in die Richtung der Drehachse des
Impellers 30 in die Flügelnut 36 strömt, wird
durch die Unterteilungswand 35 in zwei Wirbelströme 220 gedreht,
die in einer zueinander gegenüberliegenden
Richtung auf beiden Seiten des Impellers 30 in der Richtung
der Drehachse des Impellers 30 drehen.
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Wie
aus 3A, 3B ersichtlich ist, ist zumindest
ein radial inneres Seitenteil einer rückwärtigen Oberfläche 37 der
Flügelnut 36,
die in der Drehrichtung des Impellers 30 rückwärts angeordnet
ist, von einer radial inneren Seite zu einer radial äußeren Seite
geneigt (in der Drehrichtung nach rückwärts). Ein Liniensegment 110 zwischen
einem radial inneren Ende 37a und einem radial äußeren Ende 37b der
rückwärtigen Oberfläche 37 ist
in der Drehrichtung nach rückwärts geneigt,
da das Liniensegment 110 sich zu der radial äußeren Seite
erstreckt, relativ zu einer Linie 104, die sich von dem
radial inneren Ende 37a auf einem Radius 102 des
Impellers 30 radial nach außen erstreckt. Die rückwärtige Oberfläche 37 ist
nämlich
in der Drehrichtung nach rückwärts geneigt,
da sie sich radial nach außen
erstreckt. In 3A bezeichnet ein Bezugszeichen 100 eine Drehachse
des Impellers 30. Das radial innere Ende 37a und
das radial äußere Ende 37b der
rückwärtigen Oberfläche 37 der
Flügelnut 36 fallen
mit einem Endteil des Flügels 34 in
der Drehrichtung zusammen, beziehungsweise noch genauer in dem ersten Ausführungsbeispiel
ein radial inneres Ende 34a und ein radial äußeres Ende 34b bei
diesem einen Endteil, das in der Drehrichtung vorwärts angeordnet
ist.
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Wie
aus 1A, 1B ersichtlich ist, ist ein
Dispersionsbereich (θmax – θmin), der ein Unterschied zwischen einem
maximalen Wert θmax und einem minimalen Wert θmin des Winkels θ des benachbarten Flügels ist,
eingestellt, in einem Bereich von 2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4° zu sein,
wobei zwischen zwei Flügeln 34,
die einander in der Drehrichtung des Impellers 30 benachbart
sind, ein Winkel (Winkel des benachbarten Flügels) θ durch zwei Linien 104 gegeben
ist, der durch die entsprechenden radial äußeren Enden 34b, die
ein Ende des Flügels 34 in
der Drehrichtung ausbilden, und die Drehachse 100 miteinander
ausgebildet ist.
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Wenn
der Impeller 30 dreht, wird ein Geräusch erzeugt, das eine hohe
Schalldruckspitze bei einer Frequenz aufweist, die einer (Summe
der Flügel 34) × (Drehzahl
des Impellers 30) entspricht, falls die Winkel θ benachbarter
Flügel
der Flügel 34 gleich sind
(8A). Wenn der Dispersionsbereich der Winkel θ der benachbarten
Flügel
der Flügel 34 klein ist,
wird ein Frequenzbereich, bei dem der Schalldruck seine Spitze aufweist,
nicht verbreitert, und somit kann die Spitze des Schalldrucks nicht
reduziert werden, wie in dem Fall, bei dem die Winkel θ benachbarter
Flügel
gleich sind. Wenn der Dispersionsbereich der Winkel θ benachbarter
Flügel
der Flügel 34 klein
ist, ist nichts desto trotz ein Unterschied zwischen der Kraftstoffmenge,
die in die Flügelnut 36 strömt, und
einer Kraftstoffmenge, die aus der Flügelnut 36 strömt, klein.
Als Ergebnis strömt
wiederholt Kraftstoff in die Flügelnut 36 hinein
und aus dieser heraus, und der Wirkungsgrad bei dem Verstärken des
Kraftstoffdrucks steigt, wenn der Impeller 30 dreht. Deswegen
steigen der Pumpenwirkungsgrad der Pumpeneinheit 12 und
die Leistung der Kraftstoffpumpe 10.
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Wenn
der Dispersionsbereich der Winkel θ benachbarter Flügel der
Flügel 34 groß ist, verbreitert sich
andererseits der Frequenzbereich, bei dem der Schalldruck seine
Spitze aufweist, und reduziert dabei die Spitze des Schalldrucks
(8B). Wenn jedoch der Dispersionsbereich der Winkel θ benachbarter
Flügel
groß ist,
ist der Unterschied zwischen der Kraftstoffmenge, die in die Flügelnut 36 strömt, und
der Kraftstoffmenge, die aus der Flügelnut 36 strömt, groß. Entsprechend
strömt
Kraftstoff wiederholt in und aus der Flügelnut 36, und der
Wirkungsgrad der Pumpeneinheit 12 bei dem Verstärken des Kraftstoffdrucks
sinkt, wenn der Impeller 30 dreht. Somit sinken der Pumpenwirkungsgrad
der Pumpeneinheit 12 und der Wirkungsgrad der Kraftstoffpumpe 10.
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5 zeigt
Verhältnisse
zwischen dem Dispersionsbereich und der Schalldruckspitze wie auch dem
Pumpenwirkungsgrad. Eine Linie 300 bezeichnet ein Verhältnis zwischen
dem Dispersionsbereich und der Schalldruckspitze, und eine Linie 302 bezeichnet
ein Verhältnis
zwischen dem Dispersionsbereich und dem Pumpenwirkungsgrad. Wie
aus 5 ersichtlich ist, fällt der Dispersionsbereich
innerhalb von dem Bereich von 2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4°, wenn die
Schalldruckspitze gleich oder kleiner als 135 Dezibel ist, und verglichen
mit einem optimalen Wert des Pumpenwirkungsgrads, wenn alle Winkel θ benachbarter
Flügel
der Flügel 34 gleich
sind (das heißt
der Dispersionsbereich ist 0°)
ist ein Sinken des Pumpenwirkungsgrads ist gleich oder kleiner als
1%. Auf diese Weise kann durch das Einstellen des Dispersionsbereichs
in dem Bereich von 2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4° die Schalldruckspitze
reduziert werden, und das Absinken des Pumpenwirkungsgrads beschränkt werden.
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Wie
eine Kurve 310 in 6 zeigt,
beeinflusst nicht nur der Dispersionsbereich sondern auch eine Größenordnung
des Winkels benachbarter Flügel
selbst den Pumpenwirkungsgrad. 6 zeigt
ein Verhältnis
zwischen dem Winkel θ benachbarter
Flügel
und dem Pumpenwirkungsgrad, wenn alle Winkel θ benachbarter Flügel der
Flügel 34 des
Impellers 30 gleich sind.
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Wenn
der Winkel benachbarter Flügel
kleiner als 8° (θ < 8°) ist, ist
eine Breite der Flügelnut 36 in der
Drehrichtung des Impellers 30 klein, und dabei sinkt das
Volumen. Somit kann Kraftstoff, der in den Wirbelstrom 220 gedreht
wird, nicht ausreichend in die Flügelnut 36 strömen. Entsprechend
ist das Erhöhen
der Energie des Wirbelstroms 220 schwierig. Wenn der Winkel
benachbarter Flügel
größer als
12° (θ > 12°) ist, ist die Breite der Flügelnut 36 in
der Drehrichtung groß,
und dabei steigt das Volumen. Somit ist es schwierig, den in die
Flügelnut 36 strömenden Kraftstoff
als Wirbelstrom 220 ausströmen zu lassen, und die Energie
des Wirbelstroms 220 zu erhöhen. Wenn die Energie des Wirbelstroms 220 nicht
steigt, sinkt die Leistung bei dem Verstärken des Kraftstoffdrucks,
sodass der Pumpenwirkungsgrad sinkt.
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Verglichen
damit ist bei dem Impeller 30, bei dem alle der Winkel θ benachbarter
Flügel
der Flügel 34 gleich
sind, wenn der Winkel θ benachbarter
Flügel
in einem Bereich von 8° ≤ Winkel θ benachbarter Flügel ≤ 12° eingestellt
ist, das Absinken des Pumpenwirkungsgrads von seinem optimalen Wert
gleich oder kleiner als 1% (6). Deswegen
ist durch das Einstellen der unregelmäßigen Winkel θ benachbarter
Flügel
in einem Bereich von 8° ≤ Winkel benachbarter
Flügel ≤ 12° das Absinken
des Pumpenwirkungsgrads von seinem optimalen Wert gleich oder kleiner
als 1% in dem Bereich von 2.5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4°.
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Soweit
bisher beschrieben wurde, kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel
durch das Einstellen des Dispersionsbereichs der unregelmäßigen Winkel θ benachbarter
Flügel
der Flügel 34,
die einander in der Drehrichtung des Impellers 30 benachbart
sind, in dem Bereich von 2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4° die Schalldruckspitze
des Geräuschs,
das durch das Drehen des Impellers 30 erzeugt wird, reduziert
werden, und das Absinken des Pumpenwirkungsgrads der Pumpeneinheit 12 der
Kraftstoffpumpe 10 kann soweit wie möglich beschränkt werden.
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Darüber hinaus
ist in der ersten Ausführungsform
ein radial äußeres Teil
der Flügelnuten 36 durch
das ringförmige
Teil 32 umgeben, sodass der Pumpendurchtritt 202 nicht
auf einer äußeren Umfangsseite
des Impellers 30 ausgebildet ist. Als Ergebnis ist ein
Druckunterschied (in der Drehrichtung) des Kraftstoffs, dessen Druck
in dem Pumpendurchtritt 202 verstärkt wird, nicht direkt auf
eine Radialrichtung des Impellers 30 angewendet, und somit sinkt
die auf den Impeller 30 angewendete Kraft radial. Folglich
kann eine Fehlausrichtung der Drehachse des Impellers 30 beschränkt werden,
und der Impeller 30 kann gleichmäßig drehen.
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Weg(e) zur Ausführung der
Erfindung
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2. Ausführungsbeispiel
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7 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet,
um die im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gleichen Bauteile
zu beschreiben, die oben beschrieben wurden. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist eine Anordnung einer Kraftstoffpumpe, in der ein Impeller 90 eingesetzt ist,
im Wesentlichen gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
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In
dem Impeller 30 des ersten Ausführungsbeispiels ist das radial äußere Teil
der Flügelnuten 36 durch
ein ringförmiges
Teil 32 umgeben. In dem Impeller 90 des zweiten
Ausführungsbeispiels
sind andererseits die radial äußeren Teile
der Flügelnuten 92 offen.
Zwei Flügelnuten 92,
die einander in einer Drehrichtung des Impellers 90 benachbart
sind, sind durch einen Flügel 94 unterteilt.
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In
der zweiten Ausführungsform
sind auch Winkel θ benachbarter
Flügel
der Flügel 94 und
ihr Dispersionsbereich in einem Bereich von 8° ≤ Winkel benachbarter Flügel ≤ 12°, beziehungsweise
2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4° eingestellt.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Obwohl
der Dispersionsbereich und der Winkel θ benachbarter Flügel in dem
Bereich von 2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4° und 8° ≤ Winkel benachbarter
Flügel ≤ 12° in den voran
beschriebenen Ausführungsbeispielen
eingestellt sind, muss der Winkel θ benachbarter Flügel nicht
in dem Bereich von 8° ≤ Winkel benachbarter
Flügel ≤ 12° eingestellt
sein, solange der Dispersionsbereich sich in dem Bereich von 2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4° befindet.
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Außerdem ist
in den obigen Ausführungsbeispielen
der V-förmige
Flügel
so ausgebildet, dass er in der Drehrichtung des Impellers von dem
Mittelteil des Impellers in der Richtung der Dicke des Impellers zu
beiden Endflächen
des Impellers in der Richtung der Dicke nach vorne geneigt ist.
Ebenfalls ist die rückwärtige Oberfläche der
Flügelnut
(rückwärtige Oberfläche 37 in
dem ersten Ausführungsbeispiel)
in der Drehrichtung nach rückwärts geneigt,
da sie sich in einer radial äußeren Richtung
erstreckt. Solange jedoch der Dispersionsbereich in dem Bereich
von 2,5° ≤ Dispersionsbereich ≤ 4° eingestellt
ist, müssen die
Formen der Flügel
und der Flügelnut
nicht auf die in den obigen Ausführungsbeispielen
beschriebenen beschränkt
sein. Zum Beispiel kann der Flügel
als flache Platte in der Dickenrichtung des Impellers ausgebildet
sein, und die rückwärtige Oberfläche der
Flügelnut
kann eine Form aufweisen, die sich entlang der radialen Richtung
des Impellers erstreckt.
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Nebenbei
ist in den obigen Ausführungsformen
ein Bürstenmotor
als Motoreinheit der Kraftstoffpumpe eingesetzt. Alternativ kann
ein bürstenloser Motor
für die
Motoreinheit eingesetzt sein.
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Auf
diese Weise ist die vorliegende Erfindung auf keine Weise auf die
obigen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern kann auf verschiedene Ausführungsformen angewendet werden,
ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
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Zusätzliche
Vorteile und Abänderungen
werden Fachleuten deutlich sein. Die Erfindung in ihrem breiteren
Bereichen ist daher nicht auf die spezifischen Details, darstellenden
Geräte
und darstellenden Beispiele beschränkt, die gezeigt und beschrieben
sind, sondern lediglich durch den Schutzbereich der anhängenden
Ansprüche
definiert.
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Ein
Impeller (30, 90) ist für eine Kraftstoffpumpe (10)
eingesetzt und verstärkt
einen Kraftstoffdruck durch das drehen des Kraftstoffs in einem Pumpendurchtritt
(202) der in der Kraftstoffpumpe (10) ausgebildet
ist, in einer Drehrichtung des Impellers (30, 90).
Der Impeller (30, 90) hat eine Vielzahl von Flügelnuten
(36), die einander benachbart in der Drehrichtung des Impellers
(30, 90) ausgebildet sind, und eine Vielzahl von
Flügeln
(34), die einander in der Drehrichtung benachbart ausgebildet
sind. Jeder der Vielzahl der Flügel
(34) teilt eine von zwei benachbarten der Vielzahl von
Flügelnuten
(36) voneinander. Ein Unterschied (θmax – θmin) zwischen einem Maximalwert (θmax) und einem Minimalwert (θmin) eines Winkels (θ) benachbarter Flügel ist
in einem Bereich von 2,5° bis
4° eingestellt.
Eine Kraftstoffpumpe (10) hat eine Motoreinheit (13),
den Impeller (30, 90) und ein Kastenteil (20, 22).
Der Impeller (30, 90) wird durch eine Drehantriebskraft
der Motoreinheit (13) gedreht. Das Kastenteil (20, 22) nimmt
den Impeller (30, 90) drehbar auf und definiert
den Pumpendurchtritt (202).