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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpe, die
Kraftstoff ansaugt, den Kraftstoffdruck anhebt und den Kraftstoff
mit dem erhöhten
Druck herauspumpt, und insbesondere auf eine Technologie zum Verringern
einer Reibkraft, die auf ein Flügelrad
der Kraftstoffpumpe wirkt, wenn sich das Flügelrad dreht.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Eine
typische Konfiguration einer Kraftstoffpumpe wird nachfolgend unter
Bezug auf 14 erklärt.
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Bei
einer Kraftstoffpumpe 100 sind eine Motoreinheit 200 und
eine Pumpeneinheit 300 in einem gemeinsamen Gehäuse 110 untergebracht.
Die Motoreinheit 200 hat einen Rotor 202. Der
Rotor 202 hat eine Motorwelle 204, einen laminierten
Eisenkern 206, der an der Motorwelle 204 befestigt
ist, (in der Figur nicht dargestellte) Spulen, die um den laminierten
Eisenkern 206 gewickelt sind, und einen Kommutator 208,
der mit Endbereichen von jeder der Spulen verbunden ist. Die Motorwelle 204 wird
zur Drehung bezüglich
des gemeinsamen Gehäuses 110 durch ein
Lager 210 und ein Lager 302 der Pumpeneinheit 300 gestützt. Ein
Permanentmagnet 207 ist im Inneren des gemeinsamen Gehäuses 110 so
befestigt, dass er den Rotor 202 umgibt. Ein Anschluss
(nicht dargestellt in der Figur) ist an einer oberen Abdeckung 120 vorgesehen,
die an dem oberen Bereich des gemeinsamen Gehäuses 110 angebracht
ist. Die Motoreinheit 200 wird mit elektrischem Strom durch den
Anschluss versorgt. Wenn dem Kommutator 208 elektrischer
Strom über
eine Bürste 212 zugeführt wird,
drehen sich der Rotor 202 und die Motorwelle 204.
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Die
Pumpeneinheit 300 ist in dem unteren Bereich des gemeinsamen
Gehäuses 110 untergebracht.
Die Pumpeneinheit 300 enthält ein im Wesentlichen scheibenförmiges Flügelrad 310,
ein oberes Gehäuse 320 und
ein unteres Gehäuse 330.
Eine Gruppe von Erhöhungsöffnungen 312 ist
in einer oberen Oberfläche
des Flügelrads 310 entlang
eines Umfangs des Flügelrads 310 vorgesehen.
Eine Gruppe von Erhöhungsöffnungen 314 ist
in einer unteren Oberfläche
des Flügelrads 310 entlang
des Umfangs des Flügelrads 310 vorgesehen.
Das obere und das untere Gehäuse 320, 330 nehmen
das Flügelrad 310 auf.
Ein erster Erhöhungskanal 334 ist
in dem unteren Gehäuse 330 auf
die Gruppe von Erhöhungsöffnungen 314 gerichtet
geformt. Ein zweiter Erhöhungskanal 322 ist
in dem oberen Gehäuse 320 auf
die Gruppe von Erhöhungsöffnungen 312 gerichtet
geformt. Bei einer Betrachtung entlang einer Rotationsachse des
Flügelrads 310 sind
der erste Erhöhungskanal 334 und
der zweite Erhöhungskanal 322 gebildet,
dass sie von einem stromaufwärtigen
Ende zu einem stromabwärtigen
Ende entlang der Rotationsrichtung des Flügelrads 310 eine nahezu
C-artige Gestalt haben. Ein Einlassloch 332 ist so geformt, dass
es mit dem stromaufwärtigen
Ende des ersten Erhöhungskanals 334 verbunden
ist. Ein Abgabeloch 324 ist so geformt, dass es mit dem
stromabwärtigen Ende
des zweiten Erhöhungskanals 322 verbunden ist.
Ein erster Erhöhungsweg 344 ist
durch die Gruppe von Erhöhungsöffnungen 314,
die in der unteren Oberfläche
des Flügelrads 310 vorgesehen
sind, und den ersten Erhöhungskanal 344,
der in dem unteren Gehäuse 330 vorgesehen
ist, geformt. Ein zweiter Erhöhungsweg 342 ist
durch die Gruppe von Erhöhungsöffnungen 312,
die in der oberen Oberfläche des
Flügelrads 310 vorgesehen
sind, und den zweiten Erhöhungskanal 322,
der in dem oberen Gehäuse 320 vorgesehen
ist, geformt. Eine zentrale Öffnung,
die mit der Motorwelle 204 in Eingriff gelangt, ist im
Zentrum des Flügelrads 310 vorgesehen,
und wenn sich die Motorwelle 204 dreht, dreht sich das Flügelrad 310 ebenfalls.
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Wenn
sich das Flügelrad 310 zwischen
dem oberen Gehäuse 320 und
dem unteren Gehäuse 330 dreht,
wird der Kraftstoff von dem Einlassloch 332 in die Pumpeneinheit 300 eingesaugt
und in die Erhöhungswege 342, 344 eingeführt. Der
Kraftstoff, dessen Druck zunimmt, während er in den Erhöhungswegen 342, 344 strömt, wird
aus dem Kraftstoffabgabeloch 324 in die Motoreinheit 200 gepumpt.
Der Kraftstoff, der in die Motoreinheit 200 herausgepumpt wird,
gelangt durch die Motoreinheit 200 und wird nach außen zur
Umgebung von einer Öffnung 122 gepumpt,
die in der oberen Abdeckung 120 geformt ist.
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Ein
Teil des Kraftstoffs unter hohem Druck, der in die Motoreinheit 200 herausgepumpt
ist, strömt über einen
Zwischenraum um die Motorwelle 204 in einen Raum zurück, der
zwischen dem oberen Gehäuse 320 und
dem unteren Gehäuse 330 gebildet ist.
Dieser Kraftstoff unter hohem Druck wirkt auf die obere Oberfläche des
Flügelrads 310 und
drückt
das Flügelrad 310 nach
unten. Als eine Folge dreht sich das Flügelrad 310 in einem
Zustand, in dem es gegen das untere Gehäuse 330 gedrückt wird.
Wenn sich das Flügelrad 310 in
einem Zustand dreht, in dem das Flügelrad 310 gegen das
untere Gehäuse 330 gedrückt wird,
und eine Reibkraft auf das Flügelrad 310 wirkt,
nimmt die Umdrehungsgeschwindigkeit des Flügelrads 310 ab und
die Pumpeneffizienz fällt
ab.
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Entsprechend
hat die in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 92/011459 A1 beschriebene
Kraftstoffpumpe eine Mehrzahl von Vertiefungen
316, die
auf der unteren Oberfläche
des Flügelrads
310 geformt
sind. Wie es in
15 gezeigt ist, ist die Mehrzahl
von Vertiefungen
316 ringförmig und äquidistant in der Umfangsrichtung
auf der Innenseite der Gruppe von Erhöhungsöffnungen
314 des Flügelrads
310 angebracht.
15 ist
eine Querschnittsansicht, die man erhält, wenn die in der internationalen
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 92/011459 A1 beschriebene
Kraftstoffpumpe entlang der Linie XV-XV in
14 geschnitten
wird. Der Rand der Vertiefung
316 auf der Vorderseite in
der Rotationsrichtung des Flügelrads
ist als kreisförmiger Bogen
in seiner Draufsicht geformt. Der Rand auf der Rückseite hat eine geradlinige
Gestalt.
16 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Linie XVI-XVI in
15. Wie
es in
16 dargestellt ist, ist die
Vertiefung
316 so geformt, dass die Vorderrandseite tiefer
als die Hinterrandseite ist. Wenn sich das Flügelrad dreht, wird ein Teil
des Kraftstoffs, der sich zwischen dem Flügelrad
310 und dem
unteren Gehäuse
330 befindet,
in die Vertiefung
316 eingeführt, wie es durch einen Pfeil
in
16 gezeigt ist. Der in die Vertiefung
316 eingeführte Kraftstoff
strömt
entlang der Bodenwandoberfläche
der Vertiefung
316 in der Richtung entgegengesetzt zur
Flügelradrotationsrichtung.
Der Kraftstoff strömt
dann aus der Vertiefung
316 aus, so dass er in den Spalt
zwischen dem Flügelrad
310 und
dem unteren Gehäuse
330 gedrückt wird.
Daher wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads
310 von
dem unteren Gehäuse
330 am
hinteren Rand (Grenze der Vertiefung
316 und des Spalts)
der Vertiefung
316 erzeugt. Als Folge wird verhindert,
dass sich das Flügelrad
310 in einem
Zustand dreht, in dem es gegen das untere Gehäuse
330 gedrückt wird,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad
310 wirkt,
wenn sich das Flügelrad dreht,
wird verringert. Bei der in der internationalen Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer
WO 92/011459 A1 offenbarten
Kraftstoffpumpe wird der Hinterrand der Vertiefung
316 als
eine „Quetschkante” bezeichnet,
an der Druck erzeugt wird.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Bei
der in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 92/011459 A1 offenbarten
Kraftstoffpumpe ist das Gebiet, in dem sich der Strömungskanal
im Inneren der Vertiefung
316 nach und nach in Richtung
auf die Quetschkante an der Hinterkante verengt, wichtig zum Erzeugen
von Druck. Daher hat dieses Gebiet mit besonders hoher Dimensionsgenauigkeit
ausgebildet zu werden. Selbst im tiefsten Bereich auf der Vorderkantenseite
ist eine Tiefe der Vertiefung
316 zwischen einigen Mikrometern
zu einigen 10 Mikrometern geformt. Wenn die Vertiefung
316 mit
einer so kleinen Tiefe gebildet ist und auf eine solche Weise die
Tiefe nach und nach in Richtung auf die Hinterkante abnimmt (der
Strömungskanal
wird nach und nach enger), ist somit der tolerierbare Rahmen für einen
Fehler eng und die Vertiefung ist schwierig auszubilden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der beschriebenen Probleme
erzeugt. Es ist ferner eine Aufgabe von ihr, eine Kraftstoffpumpe
vorzusehen, bei der eine Reibkraft zwischen einem Flügelrad und
einem Gehäuse
reduziert werden kann, selbst wenn man zulässt, dass der Fehlerrahmen
für das Flügelrad usw.
größer ist
als der herkömmliche
Fehlerrahmen.
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Die
Erfinder haben das Verhältnis
zwischen der Form der Vertiefungen, die in zumindest einer Oberfläche aus
der unteren Oberfläche
und der oberen Oberfläche
des Flügelrads
geformt sind, und der Reibkraft zwischen dem Flügelrad und dem Gehäuse untersucht.
Als Ergebnis wurde herausgefunden, dass die Vertiefung mit einer
bestimmten Gestalt, die nicht eine Konfiguration hat, bei der der
Strömungskanal
sich nach und nach in Richtung auf die Quetschkante an der Hinterkante
in der Flügelradrotationsrichtung
verengt, die Reibkraft zwischen dem Flügelrad und dem Gehäuse verringern
kann. Ferner wurde herausgefunden, dass die Reibkraft durch Ausbilden
von Vertiefungen mit einer spezifischen Gestalt in zumindest der
inneren Oberfläche
des Gehäuses,
die auf die untere Oberfläche
des Flügelrads gerichtet
ist, verringert werden kann. Auch wurde herausgefunden, dass die
Reibkraft durch Ausbilden von Durchgangslöchern mit einer speziellen
Gestalt in dem Flügelrad
verringert werden kann. Es wurde auch bestätigt, dass der zulässige Fehlerrahmen
für das
Flügelrad
oder Gehäuse
größer als
bei den herkömmlichen
wird, indem die spezielle Gestalt der Erfindung eingesetzt wird.
Die in der vorliegenden Spezifikation offenbarte Technologie wurde
im Hinblick auf diese Information erzeugt.
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Die
Kraftstoffpumpe gemäß der Erfindung enthält ein Gehäuse und
ein Flügelrad.
Das Flügelrad ist
im Wesentlichen scheibenförmig
und hat eine obere Oberfläche
und eine untere Oberfläche.
Das Flügelrad
dreht sich innerhalb des Gehäuses
um eine Rotationsachse.
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Eine
Gruppe von Ausnehmungen ist in sowohl der oberen als auch der unteren
Oberfläche
des Flügelrads
gebildet. Die Gruppe von Ausnehmungen ist auf einem Kreis um die
Rotationsachse des Flügelrads
angeordnet.
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Ein
erster Kanal ist in einer inneren Oberfläche des Gehäuses geformt. Der erste Kanal
ist auf die Gruppe von Ausnehmungen gerichtet, die in der unteren
Oberfläche
des Flügelrads
geformt sind. Ferner erstreckt sich der erste Kanal von einem stromaufwärtigen Ende
zu einem stromabwärtigen
Ende entlang einer Rotationsrichtung des Flügelrads.
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Ein
zweiter Kanal ist in der inneren Oberfläche des Gehäuses geformt. Der zweite Kanal
ist auf die Gruppe von Ausnehmungen gerichtet, die in der oberen
Oberfläche
des Flügelrads
geformt sind. Ferner erstreckt sich der zweite Kanal von einem stromaufwärtigen Ende
zu einem stromabwärtigen
Ende entlang der Flügelradrotationsrichtung.
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Ein
Kraftstoffeinlassloch ist in dem Gehäuse geformt. Das Kraftstoffeinlassloch
führt durch
das Gehäuse
von der Umgebung des Gehäuses
zum stromaufwärtigen
Ende des ersten Kanals.
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Ein
Kraftstoffabgabeloch ist in dem Gehäuse geformt. Das Kraftstoffabgabeloch
führt durch
das Gehäuse
von dem stromabwärtigen
Ende des zweiten Kanals zur Umgebung des Gehäuses.
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Eine
Mehrzahl von Flügelradvertiefungen
ist in zumindest der unteren Oberfläche des Flügelrads geformt. Die Mehrzahl
von Flügelradvertiefungen
befindet sich auf zumindest entweder der Innenseite oder der Außenseite
der Gruppe von Ausnehmungen. Ferner ist die Mehrzahl von Flügelradvertiefungen
auf einem Kreis um die Rotationsachse des Flügelrads angeordnet. Jeder der
Flügelradvertiefungen hat
ihren tiefsten Bereich in einer hinteren Hälfte von ihr bezüglich der
Flügelradrotationsrichtung.
Die Gruppe von Ausnehmungen wird im Allgemeinen als eine Gruppe
von Erhöhungsöffnungen
für Kraftstoff bezeichnet.
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Die
Mehrzahl von Flügelradvertiefungen kann
in zumindest der unteren Oberfläche
des Flügelrads
geformt sein oder kann in sowohl auf der oberen Oberfläche als
auch der unteren Oberfläche des
Flügelrads
geformt sein.
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Die
Flügelradvertiefungen
sind vorzugsweise mit einem vorbestimmten Abstand zwischen ihnen in
der Umfangsrichtung angebracht, wobei jedoch der Abstand nicht unbedingt
konstant ist. Die Mehrzahl von Flügelradvertiefungen kann entlang
des äußeren Umfangs
des Flügelrads
angeordnet sein oder kann entweder entlang oder nicht entlang der
Gruppe von Ausnehmungen angeordnet sein.
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Wenn
das Flügelrad,
das mit der Motorwelle verbunden ist, zur Drehung angetrieben wird,
strömt der
in jede der Flügelradvertiefungen
eingeführte Kraftstoff
in der Richtung entgegengesetzt zur Flügelradrotationsrichtung. In
jeder der Flügelradvertiefungen
strömt
der Kraftstoff von der Vorderkante in Richtung auf die Hinterkante
in die Rotationsrichtung des Flügelrads.
Bei jeder der Flügelradvertiefungen gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der tiefste Bereich in der hinteren Hälfte der
Flügelradvertiefung
in der Flügelradrotationsrichtung
geformt. Als Folge strömt
der in jede der Flügelradvertiefungen
eingeführte
Kraftstoff von dem tiefsten Bereich der Flügelradvertiefung in Richtung
auf das Gehäuse.
Als Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads
von dem Gehäuse
erzeugt. Durch diesen Druck wird das Flügelrad daran gehindert, sich
in einem Zustand zu drehen, in dem es gegen das Gehäuse gedrückt wird,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad wirkt, wenn sich das
Flügelrad
dreht, ist verringert.
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Ferner
ist ein Gebiet von dem tiefsten Bereich, der in einer Position in
der hinteren Hälfte
in der Flügelradrotationsrichtung
geformt ist, in Richtung auf die Hinterkante ein Gebiet, in dem
der vorher erwähnte
Druck erzeugt wird. Die Gestalt dieses Gebiets muss nur eine Kraftstoffströmung von
dem tiefsten Bereich in Richtung auf das Gehäuse auslösen. Die Gestalt dieses Gebiets
muss nicht mit irgendeiner besonderen hohen Dimensionsgenauigkeit
geformt sein und ein tolerierbarer Fehlerrahmen wird groß. Entsprechend
können
die Kosten zur Ausbildung des Flügelrads
verringert werden. Als Folge können
die Herstellungskosten der Kraftstoffpumpe verringert werden.
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Eine
Breite der Hinterkante von jeder der Flügelradvertiefungen ist vorzugsweise
schmäler
als eine Breite der Vorderkante von jeder der Flügelradvertiefungen.
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Beispielsweise
kann die Flügelradvertiefung eine
trapezförmige
Gestalt in einer Draufsicht von ihr aufweisen, wobei ein Rand an
der Hinterseite kürzer als
ein Rand an der Vorderseite ist. Ferner kann die Flügelradvertiefung
auch eine Gestalt aufweisen, so dass ein Vorderrand in der Flügelradrotationsrichtung ausgebildet
ist, dass er in der Draufsicht des Flügelrads geradlinig ist, und
der Hinterrand ausgebildet ist, dass er eine bogenförmige Gestalt
hat.
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Bei
der oben beschriebenen Flügelradvertiefung
ist die Breite der Vorderkante weit. Als ein Ergebnis kann Kraftstoff
einfach in die Flügelradvertiefung
eingeführt
werden. Die Breite des Rands auf der Rückseite der Flügelradvertiefung
ist schmal. Als Folge wird der in die Flügelradvertiefung eingeführte Kraftstoff
in einen sich verengenden Kanal gedrückt und löst eine starke Strömungskraft
von dem tiefsten Bereich in Richtung auf das Gehäuse aus. Daher kann ein großer Druck
in der Richtung des Trennens des Flügelrads von dem Gehäuse erzeugt
werden.
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Die
Mehrzahl der Flügelradvertiefungen kann
auf der Innenseite der Gruppe von Ausnehmungen positioniert sein.
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Um
die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation des Flügelrads
erzeugt wird, effektiv zum Erhöhen des
Kraftstoffdrucks zu verwenden, wird es bevorzugt, dass die Gruppe
von Ausnehmungen nahe am äußeren Umfang
des Flügelrads
geformt ist. Wenn die Gruppe von Ausnehmungen nahe am äußeren Umfang
des Flügelrads
geformt ist, wird das Gebiet auf der Innenseite der Gruppe von Ausnehmungen größer als
das Gebiet auf der Außenseite.
Daher ist es leichter, die Flügelradvertiefungen
auszubilden, wenn sie in dem Gebiet auf der Innenseite der Gruppe
von Ausnehmungen angebracht sind.
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Ferner
kann eine Mehrzahl von Durchgangslöchern, die durch das Flügelrad von
der oberen Oberfläche
zu der unteren Oberfläche
führen,
in dem Flügelrad
geformt sein. In diesem Fall ist jedes der Durchgangslöcher vorzugsweise
mit der Vorderkante von jeder der Flügelradvertiefungen verbunden.
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Bei
der Kraftstoffpumpe der oben beschriebenen Konfiguration wird der
Kraftstoff, der sich zwischen dem Gehäuse und der Oberfläche des
Flügelrads
befindet, wo die Vertiefungen ausgebildet sind, in die Flügelradvertiefungen
eingeführt,
und der Kraftstoff, der sich zwischen dem Gehäuse und der gegenüberliegenden
Oberfläche
des Flügelrads
befindet, wird auch in die Flügelradvertiefungen über die
Durchgangslöcher
eingeführt.
Wenn beispielsweise die Flügelradvertiefungen
nur in der unteren Oberfläche
des Flügelrads
geformt sind, wird der Kraftstoff, der sich zwischen der unteren
Oberfläche des
Flügelrads
und der inneren Oberfläche
des Gehäuses
befindet (der inneren Oberfläche,
die auf die untere Oberfläche
des Flügelrads
gerichtet ist), in die Flügelradvertiefungen
eingeführt.
Ferner wird auch der Kraftstoff, der sich zwischen der oberen Oberfläche des
Flügelrads
und der inneren Oberfläche
des Gehäuses
(der inneren Oberfläche,
die auf die obere Oberfläche
des Flügelrads
gerichtet ist) befindet, in die Flügelradvertiefungen über die
Durchgangslöcher
eingeführt.
Daher kann eine große
Menge an Kraftstoff in die Flügelradvertiefungen
eingeführt
werden, und ein verhältnismäßig hoher
Druck kann in der Richtung des Trennens der unteren Oberfläche des Flügelrads
von den Gehäusen
erzeugt werden.
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Es
wird bevorzugt, dass die Mehrzahl von Gehäusevertiefungen in der inneren
Oberfläche
des Gehäuses
geformt ist, das auf die untere Oberfläche des Flügelrads gerichtet ist. Die
Mehrzahl von Gehäusevertiefungen
befindet sich auf zumindest entweder der Innenseite oder der Außenseite
der Gruppe von Ausnehmungen, die in der unteren Oberfläche des
Flügelrads
geformt sind, und ist auf einem Kreis um die Rotationsachse des
Flügelrads
angeordnet. Jede der Gehäusevertiefungen
hat ihren tiefsten Bereich in ihrer vorderen Hälfte bezüglich der Rotationsrichtung
des Flügelrads.
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Die
oben beschriebene Mehrzahl von Gehäusevertiefungen sollte zumindest
in dem Gebiet der inneren Oberfläche
des Gehäuses,
das auf die untere Oberfläche
des Flügelrads
gerichtet ist, geformt sein. Die Mehrzahl von Gehäusevertiefungen kann
jedoch in dem Gebiet gebildet sein, das auf die untere Oberfläche des
Flügelrads
gerichtet ist, und in dem Gebiet, das auf die obere Oberfläche des
Flügelrads
gerichtet ist.
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Die
Gehäusevertiefungen
sind vorzugsweise mit einem vorbestimmten Abstand zwischen ihnen
in der Umfangsrichtung angebracht, wobei jedoch dieser Abstand nicht
notwendigerweise konstant ist. Ferner kann die Mehrzahl von Gehäusevertiefungen entlang
des äußeren Umfangs
des Flügelrads
angebracht sein oder kann entweder entlang der Gruppe von Ausnehmungen
angebracht sein oder nicht entlang der Gruppe von Ausnehmungen angebracht sein.
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Bei
der Kraftstoffpumpe der oben beschriebenen Konstruktion ist eine
Mehrzahl von Gehäusevertiefungen,
die in dem Gehäuse
gebildet sind, weiter zusätzlich
zu der Mehrzahl von Flügelradvertiefungen,
die in dem Flügelrad
gebildet sind, vorgesehen.
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Wenn
das Flügelrad,
das mit der Motorwelle verbunden ist, zur Drehung angetrieben wird,
wird der Kraftstoff auch in jede der Gehäusevertiefungen eingeführt. Der
in jede der Gehäusevertiefungen
eingeführte
Kraftstoff strömt
in der gleichen Richtung wie die Flügelradrotationsrichtung. In
jeder der Gehäusevertiefungen
strömt
der Kraftstoff von der Hinterkante in Richtung auf die Vorderkante
in der Rotationsrichtung des Flügelrads.
In jeder der Gehäusevertiefungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der tiefste Bereich in der vorderen Hälfte der
Gehäusevertie fung
in der Flügelradrotationsrichtung
gebildet. Als eine Folge strömt
der Kraftstoff, der in jede der Gehäusevertiefungen eingeführt wird,
von dem tiefsten Bereich der Gehäusevertiefung
in Richtung auf das Flügelrad.
Als Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads
von dem Gehäuse
erzeugt. Durch diesen Druck wird das Flügelrad daran gehindert, sich
in einem Zustand zu drehen, in dem es gegen das Gehäuse gedrückt wird, und
eine Reibkraft, die auf das Flügelrad
wirkt, wenn sich das Flügelrad
dreht, ist verringert.
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Ferner
ist ein Gebiet von dem tiefsten Bereich, der in der vorderen Hälfte in
der Flügelradrotationsrichtung
geformt ist, in Richtung auf die Vorderkante ein Gebiet, in dem
der beschriebene Druck erzeugt wird. Die Gestalt dieses Gebiets
muss nur eine Kraftstoffströmung
von dem tiefsten Bereich in Richtung auf das Flügelrad auslösen. Die Gestalt dieses Gebiets
muss nicht mit irgendeiner besonders hohen Dimensionsgenauigkeit
geformt sein und ein tolerierbarer Fehlerrahmen wird groß. Entsprechend
können die
Kosten zum Ausbilden der Gehäusevertiefungen verringert
sein. Als Folge können
die Produktionskosten der Kraftstoffpumpe verringert sein.
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Ferner
sind bei der Kraftstoffpumpe der oben beschriebenen Konfiguration
sowohl die Flügelradvertiefungen
als auch die Gehäusevertiefungen
vorgesehen. Daher werden die Drücke,
die durch die Vertiefungen der zwei Gruppen in der Richtung zum Trennen
des Flügelrads
von dem Gehäuse
erzeugt werden, kombiniert, und eine hoher Druck kann erzeugt werden.
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Eine
Breite der Vorderkante von jeder der Gehäusevertiefungen ist vorzugsweise
schmäler
als eine Breite der Hinerkante von jeder der Gehäusevertiefungen.
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Die
Gehäusevertiefung
kann eine trapezförmige
Gestalt in einer Draufsicht von ihr haben, wobei eine Kante auf
der Rückseite
kürzer
als eine Kante an der Vorderseite ist, oder kann so geformt sein, dass
die Vorderkante in der Flügelraddotationsrichtung
gebildet ist, dass sie eine bogenförmige Gestalt in der Draufsicht
hat, und die Hinterkante gebildet ist, dass sie geradlinig ist.
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Bei
der oben beschriebenen Gehäusevertiefung
ist die Breite der Hinterkante weit. Als Folge kann der Kraftstoff
einfach in die Gehäusevertiefung eingeführt werden.
Die Breite der Kante auf der Vorderseite der Gehäusevertiefung ist schmal. Als
Folge wird der in die Gehäusevertiefung
eingeführte
Kraftstoff in einen sich verengenden Kanal gedrückt und löst eine starke Strömungskraft
von dem tiefsten Bereich in Richtung auf das Flügelrad aus. Daher kann ein
großer
Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads von dem Gehäuse erzeugt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung realisiert ferner eine andere Kraftstoffpumpe.
Die alternative Kraftstoffpumpe hat die Flügelradvertiefungen nicht. Stattdessen
hat die alternative Kraftstoffpumpe eine Mehrzahl von Gehäusevertiefungen.
Die Mehrzahl von Gehäusevertiefungen
ist in zumindest der inneren Oberfläche des Gehäuses, das auf die untere Oberfläche des
Flügelrads
gerichtet ist, geformt. Die Mehrzahl von Gehäusevertiefungen befindet sich
auf zumindest entweder der Innenseite oder der Außenseite
der Gruppe von Ausnehmungen, die in der unteren Oberfläche des
Flügelrads
geformt sind. Ferner ist die Mehrzahl von Gehäusevertiefungen auf einem Kreis
um die Rotationsachse des Flügelrads
angeordnet. Jede der Gehäusevertiefungen
hat ihren tiefsten Bereich in einer vorderen Hälfte von ihr in Bezug auf die
Rotationsrichtung des Flügelrads.
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Wenn
das Flügelrad,
das mit dem Motorwelle verbunden ist, zur Drehung angetrieben wird,
strömt der
in jede der Gehäusevertiefungen
eingeführte Kraftstoff
in der gleichen Richtung wie der Rotationsrichtung des Flügelrads.
In jeder der Gehäusevertiefungen
strömt
der Kraftstoff von der Hinterkante in Richtung der Vorderkante in
der Rotationsrichtung des Flügelrads.
In jeder der Gehäusevertiefungen gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der tiefste Bereich in der vorderen Hälfte der
Gehäusevertiefung
in der Flügelradrotationsrichtung
geformt. Als Folge strömt
der Kraftstoff, der in jede der Gehäusevertiefungen eingeführt ist,
von dem tiefsten Bereich der Gehäusevertiefung
in Richtung auf das Flügelrad. Als
eine Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads
von dem Gehäuse
erzeugt. Durch diesen Druck wird das Flügelrad daran gehindert, sich
in einem Zustand zu drehen, in dem es gegen das Gehäuse gedrückt wird,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad wirkt, wenn sich das
Flügelrad dreht,
ist verringert.
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Ferner
ist ein Gebiet von dem tiefsten Bereich, der in der vorderen Hälfte in
der Flügelradrotationsrichtung
geformt ist, in Richtung auf die Vorderkante ein Gebiet, in dem
der erwähnte
Druck erzeugt wird. Die Gestalt dieses Gebiets muss nur eine Kraftstoffströmung von
dem tiefsten Bereich in Richtung auf das Flügelrad auslösen. Die Gestalt dieses Gebiets
muss nicht mit irgendeiner speziellen hohen Dimensionsgenauigkeit
geformt sein und ein tolerierbarer Fehlerrahmen wird groß. Entsprechend
können die
Kosten zum Ausbilden der Gehäusevertiefungen verringert
sein. Als Folge können
die Produktionskosten für
die Kraftstoffpumpe verringert sein.
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Die
vorliegende Erfindung realisiert weiter eine andere folgende Kraftstoffpumpe.
Die Kraftstoffpumpe dieses Aspekts hat die Flügelradvertiefungen und die
Gehäusevertiefungen
nicht. Stattdessen hat die Kraftstoffpumpe dieses Aspekts eine Mehrzahl von
Durchgangslöchern,
die durch das Flügelrad
von der oberen Oberfläche
zur unteren Oberfläche
davon führen.
Die Mehr zahl von Durchgangslöchern
befindet sich auf zumindest entweder der Innenseite oder der Außenseite
der Gruppe von Ausnehmungen, die in dem Flügelrad geformt sind. Ferner
ist die Mehrzahl von Durchgangslöchern
auf einem Kreis um die Rotationsachse des Flügelrads angeordnet. Ferner ist
eine Öffnung
von jedem der Durchgangslöcher
in der oberen Oberfläche
des Flügelrads
größer als eine Öffnung von
jedem der Durchgangslöcher
in der unteren Oberfläche
des Flügelrads.
Ferner ist zumindest eine innere Wandoberfläche auf der Vorderseite von
jedem der Durchgangslöcher
nach vorne von der unteren Oberfläche des Flügelrads in Richtung auf die
obere Oberfläche
des Flügelrads
entlang der Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt.
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Wenn
das Flügelrad,
das mit der Motorwelle verbunden ist, zur Drehung angetrieben wird,
strömt der
in jedes der Durchgangslöcher
eingeführte
Kraftstoff in Richtung auf das Gehäuse, das auf die untere Oberfläche des
Flügelrads
gerichtet ist. Der in jedes der Durchgangslöcher eingeführte Kraftstoff wird in Richtung
der kleinen Öffnung
gedrückt,
die in der unteren Oberfläche
des Flügelrads
geformt ist. Der Kraftstoff wird aus der kleinen Öffnung des
Flügelrads
in Richtung auf die innere Oberfläche des Gehäuses gedrückt, die auf die untere Oberfläche des Flügelrads
gerichtet ist. Als Folge wird ein Druck in der Richtung zum Trennen
der unteren Oberfläche des
Flügelrads
von dem Gehäuse
erzeugt. Durch diesen Druck wird das Flügelrad daran gehindert, sich
in einem Zustand zu drehen, in dem es gegen das Gehäuse gedrückt wird,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad wirkt, wenn sich das
Flügelrad dreht,
ist verringert.
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Die
innere Wandoberfläche
auf der Rückseite
von jedem der Durchgangslöcher
ist auch bevorzugter Weise nach vorne von der unteren Oberfläche des
Flügelrads
in Richtung der oberen Oberfläche des
Flügelrads
entlang der Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt. In diesem
Fall ist ein Neigungswinkel der inneren Wandoberfläche auf
der Vorderseite bezüglich
der unteren Oberfläche
des Flügelrads
vorzugsweise kleiner als ein Neigungswinkel der inneren Wandoberfläche auf
der Rückseite
in Bezug auf die untere Oberfläche
des Flügelrads.
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Entsprechend
kann der in jedes der Durchgangslöcher eingeführte Kraftstoff gleichmäßig in Richtung
auf die Seite der unteren Oberfläche
des Flügelrads
geführt
werden. Da die Querschnittsfläche
des Durchgangslochs nach und nach von der Seite der oberen Oberfläche des
Flügelrads
in Richtung der Seite der unteren Oberfläche des Flügelrads abnimmt, kann ferner
ein großer
Druck durch den Kraftstoff, der in dem Durchgangsloch strömt, erzeugt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung realisiert auch eine folgende Kraftstoffpumpe.
Die Kraftstoffpumpe dieses Aspekts hat eine Mehrzahl von kombinierten Löchern, die
durch das Flügelrad
von der oberen Oberfläche
zu seiner unteren Oberfläche
führen.
Jedes der kombinierten Löcher
hat ein Durchgangsloch, das in dem Flügelrad geformt ist, und eine
Flügelradvertiefung,
die auf der unteren Oberfläche
des Flügelrads
geformt ist. Die Mehrzahl von kombinierten Löchern befindet sich auf zumindest
entweder der Innenseite oder der Außenseite der Gruppe von Ausnehmungen,
die in dem Flügelrad
geformt sind. Die Mehrzahl der kombinierten Löcher ist auf einem Kreis um
die Rotationsachse des Flügelrads
angeordnet. Ferner ist eine innere Wandoberfläche auf der Hinterseite von
jedem der kombinierten Löcher nahezu
senkrecht zur oberen Oberfläche
und unteren Oberfläche
des Flügelrads
oder ist nach vorne von der unteren Oberfläche des Flügelrads in Richtung der oberen
Oberfläche
des Flügelrads
in der Rotationsrichtung des Flügelrads
geneigt. Eine innere Wandoberfläche
auf der Vorderseite von jedem der kombinierten Löcher hat einen vorspringenden
Teil, der in Richtung auf die innere Wandoberfläche auf der Hinterseite vorsteht.
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Bei
der oben beschriebenen Kraftstoffpumpe strömt ein Teil des Kraftstoffs,
der sich zwischen der oberen Oberfläche des Flügelrads und der inneren Oberfläche des
Gehäuses
befindet, von der Seite der oberen Oberfläche des Flügelrads zur Seite der unteren
Oberfläche
des Flügelrads über die
kombinierten Löcher
in der Richtung entgegengesetzt zur Flügelradrotationsrichtung. Ferner
wird ein Teil des Kraftstoffs, der sich zwischen der unteren Oberfläche des Flügelrads
und der inneren Oberfläche
des Gehäuses
befindet, in einen Bereich von jedem der kombinierten Löcher eingeführt, in
dem der Kanal an der Seite der unteren Oberfläche des Flügelrads aufgeweitet ist, und
der Kraftstoff strömt
entlang der inneren Wandoberfläche
in der Richtung entgegengesetzt zur Flügelradrotationsrichtung. Die
Strömungen von
Kraftstoff von der Seite der oberen Oberfläche und der Seite der unteren
Oberfläche
werden zusammengeführt
und strömen
zusammen in Richtung auf das Gehäuse
vorwärts,
das auf die untere Oberfläche des
Flügelrads
gerichtet ist. Als Folge wird ein großer Druck in der Richtung des
Trennens der unteren Oberfläche
des Flügelrads
von dem Gehäuse
erzeugt. Durch diesen Druck wird das Flügelrad daran gehindert, sich
in einem Zustand zu drehen, in dem es gegen das Gehäuse gedrückt ist,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad wirkt, wenn sich das
Flügelrad
dreht, ist verringert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht der Pumpeneinheit der Kraftstoffpumpe
der ersten Ausführungsform.
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2 zeigt
schematisch eine Draufsicht des Flügelrads der ersten Ausführungsform
und ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1.
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3 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht der in dem Flügelrad vorgesehenen
Vertiefungen und ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie
III-III in 2.
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4 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht der Vertiefungen und des Verbindungslochs, die
in dem Flügelrad
der Kraftstoffpumpe der zweiten Ausführungsform vorgesehen sind.
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5 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht des Durchgangslochs in dem
Flügelrad
der Kraftstoffpumpe der dritten Ausführungsform.
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6 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht eines kombinierten Lochs in
dem Flügelrad der
Kraftstoffpumpe eines Modifikationsbeispiels der dritten Ausführungsform.
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7 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht des kombinierten Lochs in dem
Flügelrad
der Kraftstoffpumpe eines Modifikationsbeispiels der dritten Ausführungsform.
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8 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht des kombinierten Lochs in dem
Flügelrad
der Kraftstoffpumpe eines Modifikationsbeispiels der dritten Ausführungsform.
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9 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht des kombinierten Lochs in dem
Flügelrad
der Kraftstoffpumpe eines Modifikationsbeispiels der dritten Ausführungsform.
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10 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht der Pumpeneinheit der Kraftstoffpumpe
der vierten Ausführungsform.
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11 zeigt
schematisch eine Draufsicht des oberen Gehäuses und ist eine Querschnittsansicht
entlang der Linie XI-XI in 10.
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12 zeigt
schematisch eine Draufsicht des unteren Gehäuses und ist eine Querschnittsansicht
entlang der Line XII-XII in 10.
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13 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht des oberen Gehäuses, des
unteren Gehäuses
und des Flügelrads,
und ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XIII-XIII
in 11, 12 genommen ist.
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14 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht der herkömmlichen Kraftstoffpumpe.
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15 zeigt
schematisch eine Draufsicht auf das herkömmliche Flügelrad.
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16 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht der in dem herkömmlichen
Flügelrad
vorgesehenen Vertiefung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die
bevorzugten Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
beschrieben.
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Erstes
bevorzugtes Merkmal: Ein Druck erzeugendes Mittel ist in der Kraftstoffpumpe
vorgesehen, das bewirkt, dass ein Kraftstoff, der sich zwischen
einem Flügelrad
und einem Gehäuse
befindet, in einer Richtung zum Erzeugen eines Drucks zum Trennen
des Flügelrads
von dem Gehäuse
strömt.
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Zweites
bevorzugtes Merkmal: Die Öffnungsbreite
einer Flügelradvertiefung
nimmt in Richtung auf den Rand auf der Hinterseite in der Flügelradrotationsrichtung
ab.
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Drittes
bevorzugtes Merkmal: Die Öffnungsbreite
einer Gehäusevertiefung
nimmt in Richtung auf die Kante auf der Vorderseite in der Flügelradrotationsrichtung
ab.
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Erste Ausführungsform
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Eine
erste Ausführungsform
der Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter
Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. 1 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht einer Pumpeneinheit der Kraftstoffpumpe
der vorliegenden Ausführungsform.
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In
einer Kraftstoffpumpe 1, wie sie in 1 dargestellt
ist, sind eine Motoreinheit und eine Pumpeneinheit 3 in
einem gemeinsamen Gehäuse
untergebracht. Da die Motoreinheit und das gemeinsame Gehäuse ähnlich zu
denjenigen der herkömmlichen Kraftstoffpumpe
sind, wird eine Erklärung
von ihnen hier weggelassen. Die Pumpeneinheit 3 enthält ein Flügelrad und
ein Gehäuse 60 (ein
oberes Gehäuse 20 und
ein unteres Gehäuse 30).
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Das
Flügelrad 10 ist
im Wesentlichen scheibenförmig
und enthält
eine zentrale Öffnung 10a in seinem
Zentrum zum Aufnehmen einer Motorwelle 2a, so dass die
Motorwelle 2a sich nicht relativ zu dem Flügelrad 10 drehen
kann. Wenn sich die Motorwelle 2a dreht, dreht sich das
Flügelrad 10 auch
in dem Gehäuse 60.
In der Gegend eines äußeren Umfangs
einer oberen Oberfläche 17 des
Flügelrads sind
Erhöhungsöffnungen 12 (Ausnehmungen)
sich wiederholend entlang des äußeren Umfangs
geformt. In der Gegend des äußeren Umgangs
einer unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads
sind Erhöhungsöffnungen 14 sich
wiederholend entlang des äußeren Umfangs
geformt.
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In
einer Oberfläche 37 (die
hier nachfolgend als „erste
Oberfläche 37” bezeichnet
wird) des unteren Gehäuses 30,
die auf die untere Oberfläche 19 des
Flügelrads
gerichtet ist, ist ein erster Erhöhungskanal 34 auf
eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 14,
die in der unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads 10 geformt
sind, gerichtet gebildet. In einer Oberfläche 27 (die nachfolgend
als „zweite
Oberfläche 27” bezeichnet
wird) des oberen Gehäuses 20,
die auf die obere Oberfläche 17 des
Flügelrads
gerichtet ist, ist ein zweiter Erhöhungskanal 22 auf
eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 12,
die in der oberen Oberfläche 17 des
Flügelrads 10 geformt
sind, gerichtet geformt. In einer Draufsicht auf die erste und die zweite
Oberfläche 27, 37 sind
der erste Erhöhungskanal 34 und
der zweite Erhöhungskanal 22 ausgebildet,
dass sie näherungsweise
eine C-Form von einem stromaufwärtigen
Ende zu einem stromabwärtigen
Ende entlang der Rotationsrichtung des Flügelrads 10 haben.
Ein erster Erhöhungsweg 44 ist
durch eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 14,
die in der unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads 10 geformt sind,
und den ersten Erhöhungskanal 34,
der in dem unteren Gehäuse 30 geformt
ist, gebildet. Ein zweiter Erhöhungskanal 42 ist
durch eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 12,
die in der oberen Oberfläche 17 des
Flügelrads 10 vorgesehen
sind, und den zweiten Erhöhungskanal 22,
der in dem oberen Gehäuse 20 geformt
ist, geformt. Ein Kraftstoffeinlassloch 32, das mit dem
ersten Erhöhungskanal 34 verbunden ist,
ist am stromaufwärtigen
Ende des ersten Erhöhungskanals 34 geformt.
Ein Kraftstoffabgabeloch 24, das mit dem zweiten Erhöhungskanal 22 verbunden
ist, ist am stromabwärtigen
Ende des zweiten Erhöhungskanals 22 geformt.
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Wenn
der Motor angetrieben wird, dreht sich das Flügelrad 10 zwischen
dem oberen Gehäuse 20 und
dem unteren Gehäuse 30,
der Kraftstoff wird von dem Kraftstoffeinlassloch 32 in
die Pumpeneinheit 3 angesaugt und in den ersten Erhöhungsweg 44 und den
zweiten Erhöhungsweg 42 eingeführt. Der
Kraftstoff, dessen Druck zunimmt, während er in dem ersten Erhöhungsweg 44 und
dem zweiten Erhöhungsweg 42 strömt, wird
aus dem Kraftstoffabgabeloch 24 in die Motoreinheit gepumpt.
Der Kraftstoff, der in die Motoreinheit herausgepumpt ist, gelangt
durch die Motoreinheit und wird zur Umgebung von einer (in der Figur
nicht dargestellten) Öffnung,
die in dem oberen Teil der Kraftstoffpumpe 1 gebildet ist,
gepumpt.
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Eine
Mehrzahl von Vertiefungen 18 zum Verringern der Reibkraft,
die auf das Flügelrad 10 wirkt, wenn
es sich dreht, ist in der unteren Oberfläche 19 des Flügelrads 10 geformt.
Die Mehrzahl von Vertiefungen 18 ist auf der Innenseite
der Erhöhungsöffnungen 14 gebildet.
Eine Mehrzahl von Vertiefungen 16 zum Reduzieren der Reibkraft,
die auf das Flügelrad 10 wirkt,
wenn es sich dreht, ist in der oberen Oberfläche 17 des Flügelrads 10 geformt.
Die Mehr zahl von Vertiefungen 16 ist auf der Innenseite
der Erhöhungsöffnungen 12 geformt.
Die Gestalt der Vertiefungen 16, 18 wird unten
beschrieben.
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2 ist
eine Draufsicht auf das Flügelrad 10,
die erhalten wird, wenn das Flügelrad 10 von
unten betrachtet wird, wie es in 1 gezeigt
ist. Acht Vertiefungen 18 sind äquidistant in der Umgangsrichtung
in der unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads 10 geformt.
Jede der Vertiefungen 18 ist gebildet, dass sie nahezu
eine trapezförmige
Form in ihrer Draufsicht hat. Jede der Vertiefungen ist so geformt,
dass die Breite eines Rands an der Hinterseite der Vertiefung (Länge des
Trapezes auf der Hinterseite) in der Flügelradrotationsrichtung (Richtung,
die durch einen Pfeil in der 2 dargestellt
ist) geringer ist als die Breite auf der Vorderseite (Länge des
Trapezes auf der Vorderseite). Acht Vertiefungen 16 (nicht
dargestellt in der Figur) sind auch in der oberen Oberfläche 17 des
Flügelrads 10 geformt, ähnlich zu
den Vertiefungen 18 in der unteren Oberfläche 19,
die in 2 gezeigt sind. Ähnlich zu den Vertiefungen 18 ist
jede der Vertiefungen 16 in der oberen Oberfläche 17 des Flügelrads 10 gebildet,
dass sie nahezu eine trapezförmige
Gestalt in ihrer Draufsicht hat. Jede der Vertiefungen ist so geformt,
dass die Breite davon an der Hinterseite in der Flügelradrotationsrichtung
geringer als die Breite der Kante an der Vorderseite ist.
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3 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 2.
Die Vertiefungen 16, 18 haben den tiefsten Punkt
P näher
an der Hinterseitenkante (linke Seite in 3) in der
Flügelradrotationsrichtung.
Eine Bodenoberfläche
von einer Vorderkante F1 zum tiefsten Bereich P und eine Bodenoberfläche vom
tiefsten Bereich P zur Hinterkante B1 sind als gleichmäßige Oberflächen ausgebildet.
Die Neigung der Bodenoberfläche
von der Vorderkante F1 zum tiefsten Bereich P ist weniger steil
als die der Bodenoberfläche
vom tiefsten Bereich P zur Hinterkante B1. Jede der Vertiefungen 16, 18 ist
so gebildet, dass die Querschnittsfläche davon vom tiefsten Bereich
P in Richtung auf die Hinterkante B1 abnimmt. Sowohl die Breite
als auch die Tiefe von jeder der Vertiefungen 16, 18 nehmen
vom tiefsten Bereich P in Richtung der Hinterkante B1 ab.
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In
einem Gebiet zwischen der oberen Oberfläche 17 des Flügelrads 10 und
dem oberen Gehäuse 20,
in dem der zweite Erhöhungsweg 42 nicht
ausgebildet ist, und in einem Gebiet zwischen der unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads 10 und
dem unteren Gehäuse 30,
in dem der ersten Erhöhungsweg 44 nicht
ausgebildet ist, wird der Kraftstoff durch das Flügelrad 10,
das sich bei hoher Geschwindigkeit dreht, auf Grund seiner eigenen
Viskosität
mit einer bestimmten Geschwindigkeit (in Abhängigkeit vom Viskositätsniveau
von ihm) in der Flügelradrotationsrichtung
trans portiert. Die Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrads 10 ist
jedoch offensichtlich höher
als die Rotationsgeschwindigkeit des Kraftstoffs, der durch das
Flügelrad 10 gezogen
wird. Daher wird ein Teil des Kraftstoffs, der sich mit der geringeren
Rotationsgeschwindigkeit als derjenigen des Flügelrads 10 dreht,
in die Vertiefungen 16 in der oberen Oberfläche 17 des
Flügelrads 10 und
die Vertiefungen 18 in der unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads 10 eingeführt, wie
es in 3 gezeigt ist, und strömt in das Innere der Vertiefungen 16, 18 entlang
der Bodenwandoberfläche
der Vertiefungen 16, 18 in der Richtung entgegengesetzt
zur Flügelradrotationsrichtung (Gegenströmungen).
Die Vertiefungen 16, 18 sind so gebildet, dass
die tiefsten Bereiche P in der hinteren Hälfte der Vertiefungen 16, 18 in
Bezug auf die Flügelradrotationsrichtung
geformt sind. Daher strömt der
in die Vertiefung 18 eingeführte Kraftstoff vom tiefsten
Bereich P der Vertiefung 18 in Richtung der ersten Oberfläche 37 des
unteren Gehäuses 30.
Als Folge wird ein Druck in der Richtung zum Trennen des Flügelrads 10 von
dem unteren Gehäuse 30 erzeugt.
Ferner strömt
der in die Vertiefung 16 eingeführte Kraftstoff von tiefsten
Bereich P der Vertiefung 16 in Richtung der zweiten Oberfläche 27 des
oberen Gehäuses 20.
Als Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10 von
dem oberen Gehäuse 20 erzeugt.
Das Flügelrad 10 befindet sich
in einer Höhe,
in der die zwei Drücke
ausgeglichen sind. Das Flügelrad 10 wird
in einem Zustand gedreht, in dem es von dem oberen Gehäuse 20 und dem
unteren Gehäuse 30 getrennt
ist. Als eine Folge verhindert man, dass das Flügelrad 10 sich in
einem Zustand dreht, in dem es gegen das obere Gehäuse 20 oder
das untere Gehäuse 30 gedrückt wird,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad 10 wirkt, wenn sich
das Flügelrad
dreht, ist verringert.
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In
den Vertiefungen 16, 18 ist ein Gebiet von dem
tiefsten Bereich P zur Hinterkante B1 in der Flügelradrotationsrichtung ein
Gebiet, in dem der erwähnte
Druck erzeugt wird. In den Vertiefungen 16, 18 der
Kraftstoffpumpe 1 der vorliegenden Ausführungsform ist es erforderlich,
dass die Gestalt dieses Gebiets eine Strömung des Kraftstoffs von dem
tiefsten Bereich P in Richtung auf das Gehäuse auslöst, so dass dieses Gebiet nicht
mit irgendeinem speziellen hohen Maß an Dimensionsgenauigkeit
geformt werden muss und ein tolerierbarer Fehlerrahmen groß wird.
Entsprechend können
die Kosten zum Ausbilden der Vertiefungen 16, 18 verringert
werden. Als Folge können
die Herstellungskosten der Kraftstoffpumpe 1 verringert
sein.
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In
den Vertiefungen 16, 18 weitet sich die Breite
der Vorderkante F1 in der Flügelradrotationsrichtung
auf, wodurch das Einführen
des Kraftstoffs in die Vertiefungen 16, 18 vereinfacht
wird. Ferner verengt sich die Breite der Hinterkante B1 und die
Querschnittsfläche
davon nimmt von dem tiefsten Bereich P in Richtung auf die Hinterkante
B1 ab. Daher wird der in die Vertiefun gen 16, 18 eingeführte Kraftstoff
in den sich verengenden Kanal gedrückt und strömt unter einer verhältnismäßig starken
Kraft von dem tiefsten Bereich P in Richtung auf die Gehäuse. Als
Folge kann ein verhältnismäßig hoher
Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10 von den
Gehäusen
erzeugt werden.
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Ferner
sind die Vertiefungen 16, 18 auf der inneren Umfangsseite
der Erhöhungsöffnungen 12, 14 geformt,
die nahe an dem äußeren Umfang
gebildet sind. Das Gebiet auf des Innenseite der Erhöhungsöffnungen 12, 14 ist
weiter als das Gebiet auf der Außenseite. Daher können die
Vertiefungen 16, 18 einfach ausgebildet werden.
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Ferner
sind die Mehrzahl von Vertiefungen 16, 18 äquidistant
in der Umfangsrichtung in dem Flügelrad 10 geformt.
Die durch jede der Vertiefungen 16 erzeugten Drücke werden
aufaddiert, so dass ein resultierender Druck in Abhängigkeit
von der Anzahl der Vertiefungen 16 (acht in der vorliegenden
Ausführungsform)
erhalten wird. Die durch die Vertiefungen 18 erzeugten
Drücke
werden aufaddiert, dass ein resultierender Druck in Abhängigkeit
von der Anzahl der Vertiefungen 18 (acht in der vorliegenden
Ausführungsform)
erhalten wird. Daher wird ein verhältnismäßig hoher Druck in der Richtung
des Trennens des Flügelrads 10 von
dem oberen Gehäuse 20 und
dem unteren Gehäuse 30 erzeugt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird ein Fall erklärt,
bei dem Vertiefungen 16 in der oberen Oberfläche 17 des
Flügelrads 10 geformt
sind und Vertiefungen 18 auch in der unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads 10 geformt
sind, aber es ist auch möglich,
nur die Vertiefungen 18 in der unteren Oberfläche 19 zu
bilden. Im Allgemeinen wird ein Teil des Kraftstoffs unter hohem
Druck, der zur Motoreinheit der Kraftstoffpumpe herausgepumpt wird,
in den Raum zwischen dem oberen Gehäuse 20 und dem unteren
Gehäuse 30 über den
Zwischenraum um die Motorwelle als Rückfluss geführt. Dieses Fluid unter hohem
Druck wirkt auf die obere Oberfläche 17 des Flügelrads 10 und
drückt
das Flügelrad 10 nach
unten. Als Folge kann möglicherweise
bewirkt werden, dass sich das Flügelrad 10 in
einem Zustand dreht, in dem es gegen das untere Gehäuse 30 gedrückt ist. Um
einen solchen Zustand zu verhindern, ist es manchmal ausreichend,
die Vertiefungen 18 nur in der unteren Oberfläche 19 des
Flügelrads 10 zu
formen. In diesem Fall kann die Anzahl von Vertiefungen verringert
werden und die Kosten zum Ausbilden der Vertiefungen können verringert
werden.
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Die
Vertiefungen 16, 18 müssen auch nicht unbedingt entlang
der Umfangsrichtung des Flügelrads 10 angebracht
sein (das heißt
in der Richtung entlang der Erhöhungsöffnungen 12, 14).
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Ferner
haben bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Vertiefungen 16, 18 eine
Trapezform in ihrer Draufsicht, aber die Formen der Vertiefungen 16, 18 sind
nicht beschränkt
und die Vertiefungen können
jede Gestalt haben. Die Vertiefungen 16, 18 können von
einer Gestalt sein, bei der die Breite der Hinterkante B1 in der
Flügelradrotationsrichtung
kürzer
als die Breite der Vorderkante F1 ist. Beispielweise kann die Kante
auf der Hinterseite in der Flügelradrotationsrichtung
eine bogenförmige
Gestalt haben, und die Kante auf der Vorderseite kann eine geradlinige
Gestalt haben.
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Zweite Ausführungsform
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Die
zweite Ausführungsform
der Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Die Bauteile, die sich von denjenigen der Kraftstoffpumpe 1 der
ersten Ausführungsform unterscheiden,
werden hauptsächlich
erklärt. 4 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht der Vertiefungen und eines
Verbindungslochs, das in dem Flügelrad
vorgesehen ist. Eine Mehrzahl von Vertiefungen 16a ist
in einer oberen Oberfläche 17a eines Flügelrads 10a der
Kraftstoffpumpe 1a geformt, auf die gleiche Weise wie in
dem Flügelrad 10 der
ersten Ausführungsform
(siehe auch 2). Ferner ist eine Mehrzahl
von Vertiefungen 18a in einer unteren Oberfläche 19a des
Flügelrads 10a geformt.
Die Vertiefung 16a und die Vertiefung 18a sind
in identischen Positionen in der Umfangsrichtung der oberen Oberfläche 17a und
unteren Oberfläche 19a geformt.
Jede der Vertiefungen 16a und eine entsprechende der Vertiefungen 18a sind
durch ein Verbindungsloch 11 an der Vorderseite der Vertiefungen 16a, 18a in
der Rotationsrichtung des Flügelrads
verbunden.
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Wie
es in 4 dargestellt ist, wird ein Teil des Kraftstoffs,
der sich zwischen der oberen Oberfläche 17a des Flügelrads 10a und
dem oberen Gehäuse 20 befindet,
in die Vertiefung 16a der oberen Oberfläche 17a des Flügelrads
eingeführt.
Der in die Vertiefung 16a eingeführte Kraftstoff strömt entlang der
Bodenwandoberfläche
der Vertiefung 16a in der Richtung entgegengesetzt zur
Flügelradrotationsrichtung
(Gegenströmung).
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Ferner
wird ein Teil des Kraftstoffs, der sich zwischen der unteren Oberfläche 19a des
Flügelrads 10a und
dem unteren Gehäuse 30 befindet,
in die Vertiefung 18a der unteren Oberfläche 19a des
Flügelrads
eingeführt.
Der in die Vertiefung 18a eingeführte Kraftstoff strömt entlang
der Bodenwandoberfläche
der Vertiefung 18a in der Richtung entgegengesetzt zur
Flügelradrotationsrichtung
(Gegenströmung).
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Wenn
ein Spalt zwischen der oberen Oberfläche 17a des Flügelrads 10a und
dem oberen Gehäuse 20 breiter
als ein Spalt zwischen der unteren Oberfläche 19a des Flügelrads 10a und
dem unteren Gehäuse 30 ist,
wird ferner ein Teil des Kraftstoffs, der sich zwischen der oberen
Oberfläche 17a des Flügelrads 10a und
dem oberen Gehäuse 20 befindet,
in die Vertiefung 18a durch das Verbindungsloch 11 eingeführt (Pfeil
mit durchgezogener Linie, der in 4 gezeigt
ist). Die Strömungen
des Kraftstoffs, die so eingeführt
werden, laufen in der Vertiefung 18a zusammen. In den meisten
Fällen
nimmt das Flügelrad 10a einen
Druck von oben auf, der von dem Kraftstoff mit dem erhöhten Druck
stammt, und daher ist in den meisten Fällen der Spalt zwischen der
oberen Oberfläche 17a des
Flügelrads 10a und
dem oberen Gehäuse 20 breiter.
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Wenn
der Spalt zwischen der unteren Oberfläche 19a des Flügelrads 10a und
dem unteren Gehäuse 30 breiter
als der Spalt zwischen der oberen Oberfläche 17a des Flügelrads 10a und
dem oberen Gehäuse 20 ist,
wird ein Teil des Kraftstoffs, der sich zwischen der unteren Oberfläche 19a des
Flügelrads 10a und
dem unteren Gehäuse 30 befindet,
in die Vertiefung 16a durch das Verbindungsloch 11 eingeführt (Pfeil
mit gestrichelter Linie, der in 4 gezeigt ist).
Somit laufen die Strömungen
von Kraftstoff, die eingeführt
werden, in der Vertiefung 16a zusammen.
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In
den Vertiefungen 16a, 18a ist der tiefste Bereich
P in der hinteren Hälfte
davon in Bezug auf die Flügelradrotationsrichtung
geformt. Daher strömt der
in die Vertiefung 16a eingeführte Kraftstoff von dem tiefsten
Bereich P der Vertiefung 16a in Richtung einer zweiten
Oberfläche 27 des
oberen Gehäuses 20.
Als Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10a von
dem oberen Gehäuse 20 erzeugt.
Ferner strömt
der in die Vertiefung 18a eingeführte Kraftstoff vom tiefsten
Bereich P der Vertiefung 18a in Richtung einer ersten Oberfläche 37 des
unteren Gehäuses 30.
Als Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10a von
dem unteren Gehäuse 30 erzeugt.
Die Höhe des
Flügelrads 10a wird
auf die Höhe
eingestellt, in der die zwei Drücke
ausgeglichen sind, und das Flügelrad 10a wird
in einem Zustand gedreht, in dem es von dem oberen Gehäuse 20 und
dem unteren Gehäuse 30 getrennt
ist. Als eine Folge wird das Flügelrad 10a daran
gehindert, sich in einem Zustand zu drehen, in dem es gegen das
obere Gehäuse 20 oder das
untere Gehäuse 30 gedrückt wird,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad 10a wirkt,
wenn sich das Flügelrad
dreht, ist verringert.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird beispielsweise, wo die Vertiefungen 18a in der unteren
Oberfläche 19a des
Flügelrads
geformt sind, der Kraftstoff auf der Seite der oberen Oberfläche 17a des
Flügelrads 10a auch
in die Vertiefungen 18a über die Verbindungslöcher 11 eingeführt. Daher
ist die Menge von Kraftstoff, die in die Vertiefungen 18a eingeführt wird,
erhöht
und ein verhältnismäßig großer Druck
kann in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10a von dem
unteren Gehäuse 30 erzeugt
werden.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird ein Fall erklärt,
bei dem Vertiefungen 16a in der oberen Oberfläche 17a des
Flügelrads 10a geformt
sind und Vertiefungen 18a auch in der unteren Oberfläche 19a des
Flügelrads 10a geformt
sind, aber es ist auch möglich,
nur die Vertiefungen 18a in der unteren Oberfläche 19a zu
bilden.
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Dritte Ausführungsform
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Die
dritte Ausführungsform
der Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Die Bauteile, die sich von denjenigen der Kraftstoffpumpe 1 der
ersten Ausführungsform unterscheiden,
werden hauptsächlich
erklärt.
Die Kraftstoffpumpe der dritten Ausführungsform hat Durchgangslöcher mit
einem nahezu keilartigen Querschnitt, die durch die obere und die
untere Oberfläche
des Flügelrads
auf der Innenseite der Gruppe von Erhöhungsöffnungen, die in dem Flügelrad geformt
sind, führen.
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5 ist
eine Querschnittsansicht eines Durchgangslochs 13, das
in dem Flügelrad
vorgesehen ist. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 13 ist sich
wiederholend mit einem Abstand in der Umfangsrichtung in einem Flügelrad 10b einer
Kraftstoffpumpe 1b geformt. In dem Durchgangsloch 13 ist eine Öffnung S1,
die in einer oberen Oberfläche 17b gebildet
ist, größer als
eine Öffnung
S2, die in einer unteren Oberfläche 19b gebildet
ist. Eine innere Wandoberfläche 13b auf
der Hinterseite in der Flügelradrotationsrichtung
(Pfeilrichtung, die in 5 dargestellt ist) ist senkrecht
zur oberen Oberfläche 17b des
Flügelrads 10b und
auch senkrecht zur unteren Oberfläche 19b des Flügelrads 10b.
Ferner ist eine innere Wandoberfläche 13a auf der Vorderseite nach
vorne von der unteren Oberfläche 19b des
Flügelrads 10b in
Richtung der oberen Oberfläche 17b des
Flügelrads 10b entlang
der Flügelradrotationsrichtung
geneigt.
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Bei
der Kraftstoffpumpe wird ein Teil des Kraftstoffs, der sich zwischen
der oberen Oberfläche 17b des
Flügelrads 10b und
dem oberen Gehäuse 20 befindet,
von der größeren Öffnung S1,
die in der oberen Oberfläche 17b des
Flügelrads 10b geformt ist,
in das Durchgangsloch 13 eingeführt. Der in das Durchgangsloch 13 eingeführte Kraftstoff
strömt,
wobei er in einen sich verengenden Kanal in Richtung der kleineren Öffnung S2
in der unteren Oberfläche 19b des
Flügelrads 10b gedrückt wird.
Der gedrückte Kraftstoff
wird weiter gedrückt
und strömt
in Richtung der ersten Oberfläche 37 des
unteren Gehäuses 30 über die
kleinere Öffnung
S2. Daher wird ein Druck in der Richtung des Trennens der unteren
Oberfläche 19b des
Flügelrads 10b von
dem unteren Gehäuse 30 erzeugt.
Als eine Folge wird das Flügelrad 10b daran
gehindert, sich in einem Zustand zu drehen, in dem es gegen das
untere Gehäuse 30 gedrückt wird.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird ein Fall erklärt,
in dem die innere Wandoberfläche 13b auf
der Hinterseite senkrecht zur oberen Oberfläche 17b des Flügelrads
und zur unteren Oberfläche 19b ist,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration
begrenzt. Beispielsweise kann die innere Wandoberfläche 13b auf
der hinteren Seite nach vorne von der unteren Oberfläche 19b des Flügelrads 10b in
Richtung der oberen Oberfläche 17b des
Flügelrads 10b entlang
der Flügelradrotationsrichtung
geneigt sein. In diesem Fall sollte ein Neigungswinkel der inneren
Wandoberfläche 13a auf der
Vorderseite in Bezug auf die unteren Oberfläche 19b des Flügelrads 10b kleiner
als ein Neigungswinkel der inneren Wandoberfläche 13b auf der Hinterseite
in Bezug auf die untere Oberfläche 19b des
Flügelrads 10b sein,
so dass eine Öffnung
S1 des Durchgangslochs 13, das in der oberen Oberfläche 17b geformt
ist, größer als
eine Öffnung
S2 ist, die in der unteren Oberfläche 19b geformt ist.
Ein Druck wird in der Richtung des Trennen der unteren Oberfläche 19b des
Flügelrads 10b von
dem unteren Gehäuse 30 erzeugt.
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Ferner
können
wie in einem Flügelrad 10c, das
in 6 gezeigt ist, kombinierte Löcher 15 eingesetzt
werden. Jedes der kombinierten Löcher 15 ist durch
ein Durchgangsloch 13c und eine Vertiefung 18c,
die auf einer unteren Oberfläche 19c des
Flügelrads 10c geformt
ist, gebildet. In dem kombinierten Loch 15 ist ein tiefster
Bereich P der Vertiefung 18c mit dem Durchgangsloch 13c verbunden.
Betrachtet man den Querschnitt des Flügelrads 10c, hat die
innere Wandoberfläche 15a auf
der Vorderseite des kombinierten Lochs 15 einen vorspringenden
Teil (konvexer Bereich W), der in Richtung der inneren Wandoberfläche 15b auf
der Hinterseite vorsteht. Die innere Wandoberfläche 15b auf der. Hinterseite
des kombinierten Lochs 15 ist flach von der oberen Oberfläche 17c des
Flügelrads 10c in
Richtung der unteren Oberfläche 19c geformt.
Die innere Wandoberfläche 15b auf
der Hinterseite des kombinierten Lochs 15 ist geneigt,
so dass sie von der Vorderseite in Richtung der Rückseite
in der Flügelradrotationsrichtung
zurückgeht,
sowie sie sich der unteren Oberfläche 19c des Flügelrads 10c annähert.
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Bei
einer solchen Kraftstoffpumpe 1c wird ein Teil des Kraftstoffs,
der sich zwischen der oberen Oberfläche 17c des Flügelrads 10c und
dem oberen Gehäuse 20 befindet,
in das kombinierte Loch 15 von einer Öffnung S3, die in der oberen
Oberfläche 17c des
Flügelrads 10c geformt
ist, eingeführt.
Der in das kombinierte Loch 15 eingeführte Kraftstoff strömt in Richtung
einer Öffnung
S4 in der unteren Oberfläche 19c des
Flügelrads 10c (in
Richtung des unteren Gehäuses 30),
wobei er in den Kanal gedrückt
wird, der in seinem mittleren Bereich verengt ist. Ein Teil des Kraftstoffs,
der sich zwischen der unteren Oberfläche 19c des Flügelrads 10c und
dem unteren Gehäuse 30 befindet,
wird in eine Vertiefung 18c eingeführt, die in der unteren Oberfläche 19c des
Flügelrads 10c geformt
ist. Dieser Kraftstoff strömt
im Inneren der Vertiefung 18c entlang der Bodenwandoberfläche der
Vertiefung 18c in der Richtung entgegengesetzt zur Flügelradrotationsrichtung
(Gegenströmung). Der
in die Vertiefung 18c eingeführte Kraftstoff strömt nicht über das
Durchgangsloch 13c von dem Scheitelpunkt Q des konvexen
Bereichs W (Bereich, in dem das kombinierte Loch 15 am
engsten ist) in Richtung der oberen Oberfläche 17c des Flügelrads 10c.
Dies liegt daran, dass die Strömung
der oberen Oberfläche 17c des
Flügelrads 10c in
Richtung der Öffnung
S4 auf der unteren Oberfläche 19c des
Flügelrads 10c stärker ist
als die Strömung
von der unteren Oberfläche 19c des
Flügelrads 10c in
Richtung der Öffnung
S3 auf der oberen Oberfläche 17c.
Die Strömung
von Kraftstoff in dem kombinierten Loch 15 von der Öffnung S3
in Richtung der Öffnung
S4 und die Strömung
von Kraftstoff in der Vertiefung 18c laufen zusammen und
Druck wird an der Öffnung
S4 in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10c von dem
unteren Gehäuse 30 erzeugt.
Dieser Druck verhindert, dass das Flügelrad 10c sich in
einem Zustand dreht, in dem es gegen das untere Gehäuse 30 gedrückt wird,
und wenn sich das Flügelrad 10c dreht,
wird eine Reibkraft, die darauf einwirkt, verringert.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
der Kraftstoffpumpe 1c ist der Scheitelpunkt Q des konvexen
Bereichs W unter einer zentralen Linie M (dargstellt durch eine
Strichpunktlinie in 6) in der Dickenrichtung des
Flügelrads 10c angebracht.
Wie bei einem Flügelrad 10c,
das in 7 gezeigt ist, beinhaltet die vorliegende Erfindung
jedoch auch eine Konfiguration, bei der der Scheitelpunkt Q des
konvexen Bereichs W über
der zentralen Linie M angebracht ist. Ferner enthält die vorliegende
Erfindung auch eine Konfiguration, bei der der Scheitelpunkt Q des
konvexen Bereichs W auf der zentralen Linie M angebracht ist.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
der Kraftstoffpumpe 1c ist die innere Wandoberfläche 15a des
konvexen Bereichs W auf der Vorderseite, die auf der Seite der unteren
Oberfläche 19c positioniert
ist, sanfter geneigt als die innere Wandoberfläche 15a des konvexen
Bereichs W, die auf der Seite der oberen Oberfläche 17c positioniert
ist. Wie bei einem Flügelrad 10c,
das in 8 dargestellt ist, enthält die vorliegende Erfindung
jedoch auch eine Konfiguration, bei der die innere Wandoberfläche 15a des
konvexen Bereichs W auf der Vorderseite, die auf der Seite der oberen
Oberfläche 17c positioniert ist,
sanfter geneigt ist als die innere Wandoberfläche 15a des konvexen
Bereichs W, die auf der Seite der unteren Oberfläche 19c positioniert
ist.
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Ferner
wird bei der vorliegenden Ausführungsform
ein Beispiel erklärt,
bei dem die innere Wandoberfläche 15b auf
der Hinterseite nach vorne von der unteren Oberfläche 19c des
Flügelrads 10c in
Richtung der oberen Oberfläche 17c des
Flügelrads 10c entlang
der Flügelradrotationsrichtung
geneigt ist, aber wie bei einem Flügelrad 10c, das in 9 gezeigt
ist, kann die innere Wandoberfläche 15b auf
der Hinterseite senkrecht zur oberen Oberfläche 17c und der unteren
Oberfläche 19c des
Flügelrads
sein.
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Vierte Ausführungsform
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Die
vierte Ausführungsform
der Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Die Bauteile, die sich von denjenigen der Kraftstoffpumpe 1 der
ersten Ausführungsform unterscheiden,
werden hauptsächlich
erklärt.
Bei der Kraftstoffpumpe der vierten Ausführungsform ist eine Mehrzahl
von Vertiefungen in der inneren Oberfläche des Gehäuses, das auf das Flügelrad gerichtet
ist, angebracht.
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10 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht einer Pumpeneinheit der Kraftstoffpumpe
der vorliegenden Ausführungsform.
Wie es in 10 gezeigt ist, enthält eine
Pumpeneinheit einer Kraftstoffpumpe 1d ein Flügelrad 10d,
ein oberes Gehäuse 20d,
ein unteres Gehäuse 30d und
eine Motorwelle. In 10 sind die Teile in einer demontierten
Position gezeigt.
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In
dem Flügelrad 10d,
das sich von dem Flügelrad 10 der
ersten Ausführungsform
unterscheidet, sind keine Vertiefungen zum Verringern einer Reibkraft,
die auf das Flügelrad
wirkt, wenn sich das Flügelrad
dreht, vorgesehen. Andere Merkmale des Flügelrads 10d sind identisch
zu denjenigen des Flügelrads 10 und
deren Erklärung
wird hier weggelassen.
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Wie
es in 11 gezeigt ist, ist in einer
zweiten Oberfläche 27d des
oberen Gehäuse 20d ein zweiter
Erhöhungskanal 22d gebildet,
der auf eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 12 in
einer oberen Oberfläche 17d des
Flügelrads 10d gerichtet
ist. Wie es 12 gezeigt ist, ist in einer ersten
Oberfläche 37d des
unteren Gehäuses 30d ein
erster Erhöhungskanal 34d geformt,
der auf eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 14 in
einer unteren Oberfläche 19d des
Flügelrads 10d gerichtet
ist. In einer Draufsicht sind der zweite Erhöhungskanal 22d und
der erste Erhöhungskanal 34d geformt,
dass sie nahezu eine C-artige Gestalt vom stromaufwärtigen Ende zum
stromabwärtigen
Ende entlang der Rotationsrichtung des Flügelrads 10d haben.
Ein zweiter Erhöhungsweg 42d ist
durch eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 12,
die in der oberen Oberfläche 17d des
Flügelrads 10d vorgesehen
sind, und den zweiten Erhöhungskanal 22d,
der in dem oberen Gehäuse 20d geformt
ist, gebildet, und ein erster Erhöhungsweg 44d ist durch
eine Mehrzahl von Erhöhungsöffnungen 14,
die in der unteren Oberfläche 19d des
Flügelrads 10d vorgesehen
sind, und den ersten Erhöhungskanal 34d,
der in dem unteren Gehäuse 30d geformt
ist, gebildet. Ein Kraftstoffeinlassloch 32 (siehe auch 12)
ist am stromaufwärtigen Ende
des ersten Erhöhungskanals 34d geformt,
so dass es mit dem ersten Erhöhungskanal 34d verbunden
ist. Ein Kraftstoffabgabeloch 24 (siehe auch 11)
ist am stromabwärtigen
Ende des zweiten Erhöhungskanals 22d geformt,
so dass es mit dem zweiten Erhöhungskanal 22d verbunden
ist.
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Wenn
sich das Flügelrad 10d zwischen
dem oberen Gehäuse 20d und
dem unteren Gehäuse 30d dreht,
wird der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinlassloch 32 in
die Pumpeneinheit eingesaugt und in den ersten Erhöhungsweg 44d und
den zweiten Erhöhungsweg 42d eingeführt. Der
Kraftstoff, dessen Druck zunimmt, während er in dem ersten Erhöhungsweg 44d und
dem zweiten Erhöhungsweg 42d strömt, wird
von dem Kraftstoffabgabeloch 24 in die Motoreinheit herausgepumpt.
Der Kraftstoff, der in die Motoreinheit herausgepumpt ist, gelangt
durch die Motoreinheit und wird zur Umgebung von einer Öffnung (nicht
dargestellt in der Figur), die in dem oberen Teil der Kraftstoffpumpe 1d geformt
ist, herausgepumpt.
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11 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI der
Pumpeneinheit, die in 10 gezeigt ist, wobei das obere
Gehäuse 20d,
wie es in 10 gezeigt ist, von unten betrachtet
wird. Bei der Kraftstoffpumpe 1d sind acht Vertiefungen 26 in
einem Gebiet auf der Innenseite des zweiten Erhöhungskanals 22d des
oberen Gehäuses 20d geformt.
Die Vertiefungen 26 sind sich wiederholend und äquidistant
in der Umfangsrichtung in der zweiten Oberfläche 27d des oberen
Gehäuses 20d geformt.
Die Vertiefungen 26 sind gebildet, dass sie eine nahezu
Trapezform in ihrer Draufsicht haben. Die Vertiefungen 26 sind
so geformt, dass die Breite der Vorderkante F2 der Vertiefung 26 in
der Flügelradrotationsrichtung
(Richtung, die durch einen Pfeil in 11 gezeigt
ist) geringer als die Breite der Hinterkante B2 ist.
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12 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht entlang der Linie XII-XII der
in 10 gezeigten Pumpeneinheit, wobei das untere Gehäuse 30d, wie
es in 10 gezeigt ist, von unten betrachtet wird.
Bei der Kraftstoffpumpe 1d sind acht Vertiefungen 36 in
einem Gebiet auf der Innenseite des ersten Erhöhungskanals 34d des
unteren Gehäuses 30d geformt.
Die Vertiefungen 36 sind sich wiederholend und äquidistant
in der Umfangsrichtung in der ersten Oberfläche 37d des unteren
Gehäuses 30d geformt. Die
Vertiefungen 36 sind gebildet, dass sie nahezu eine Trapezform
in ihrer Draufsicht haben. Die Vertiefungen 36 sind so
geformt, dass die Breite der Vorderkante F2 der Vertiefung 36 in
der Flügelradrotationsrichtung
(Richtung, die durch einen Pfeil in 12 gezeigt
ist) geringer ist als die Breite der Hinterkante B2.
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13 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIII-XIII der Vertiefungen 26, 36,
die in 11 und 12 gezeigt
sind. Die tiefsten Bereiche P der Vertiefungen 26, 36 sind
auf der Vorderseite in der Flügelradrotationsrichtung
geformt. Die Vertiefungen 23, 36 sind so geformt,
dass die Querschnittsfläche
von ihnen von dem tiefsten Bereich P in Richtung der Vorderkante
F2 abnimmt.
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Wenn
sich das Flügelrad 10d dreht,
wird in einem Gebiet zwischen der oberen Oberfläche 17d des Flügelrads 10d und
dem oberen Gehäuse 20d, wo
der zweite Erhöhungsweg 42d nicht
gebildet ist, und in einem Gebiet zwischen der unteren Oberfläche 19d des
Flügelrads 10d und
dem unteren Gehäuse 30d,
wo der ersten Erhöhungsweg 44d nicht gebildet
ist, der Kraftstoff durch das Flügelrad 10d, das
sich bei hoher Geschwindigkeit dreht, mittransportiert, und der
Kraftstoff selbst dreht sich aufgrund seiner Viskosität mit einer
bestimmten Geschwindigkeit in der Flügelradrotationsrichtung. Da
das obere Gehäuse 20d und
das untere Gehäuse 30d festgelegt
sind, wird ein Teil des Kraftstoffs, der sich zwischen der oberen
Oberfläche 17d des
Flügelrads 10d und
dem oberen Gehäuse 20d befindet,
in die Vertiefung 26 eingeführt, die in der inneren Oberfläche 27d des
oberen Gehäuses 20d geformt
ist, wie es in 13 gezeigt ist. Der in die Vertiefung 26 eingeführte Kraftstoff
strömt
in der gleichen Richtung wie der Flügelradrotationsrichtung entlang
der Bodenwandoberfläche
der Vertiefung 26. In der Vertiefung 26 ist der
tiefste Bereich P in ihrer vorderen Hälfte in Bezug zur Rotationsrichtung
des Flügelrads 10d geformt,
und der in die Vertiefung 26 eingeführte Kraftstoff strömt von dem
tiefsten Bereich P der Vertiefung 26 in Richtung der oberen
Oberfläche 17d des
Flügelrads.
Als eine Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10d von
dem oberen Gehäuse 20d erzeugt.
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Ferner
wird ein Teil des Kraftstoffs, der sich zwischen der unteren Oberfläche 19d des
Flügelrads 10d und
dem unteren Gehäuse 30d befindet,
in die Vertiefung 36 eingeführt, die in der inneren Oberfläche 37d des
unteren Gehäuses 30d geformt
ist, wie es in 13 gezeigt ist. Der in die Vertiefung 36 eingeführte Kraftstoff
strömt
in der gleichen Richtung wie die Flügelradrotationsrichtung entlang
der Bodenwandoberfläche
der Vertiefung 36. In der Vertiefung 36 ist der
tiefsten Bereich P in deren vorderer Hälfte in Bezug zur Rotationsrichtung
des Flügelrads 10d geformt,
und der in die Vertiefung 36 eingeführte Kraftstoff strömt von dem
tiefsten Bereich P der Vertiefung 36 in Richtung der unteren
Oberfläche 19d des
Flügelrads 10d.
Als eine Folge wird ein Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10d von dem
unteren Gehäuse 30d erzeugt.
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Die
Höhe des
Flügelrads 10d wird
auf die Höhe
eingestellt, in der die zwei Drücke
ausgeglichen sind, und das Flügelrad 10d wird
in einem Zustand gedreht, in dem es von dem oberen Gehäuse 20d und
dem unteren Gehäuse 30d getrennt
ist. Als Folge wird verhindert, dass das Flügelrad sich in einem Zustand
dreht, in dem es gegen das obere Gehäuse 20d oder das untere
Gehäuse 30d gedrückt wird,
und eine Reibkraft, die auf das Flügelrad 10d wirkt,
wenn sich das Flügelrad
dreht, ist verringert.
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In
den Vertiefungen 26, 36 ist ein Gebiet vom tiefsten
Bereich P in Richtung der Vorderkante F2 in der Flügelradrotationsrichtung
ein Gebiet, in dem der beschriebenen Druck erzeugt wird. In den
Vertiefungen 26, 36 der Kraftstoffpumpe 1d der
vorliegenden Ausführungsform
muss die Gestalt dieses Gebietes nur eine Strömung von Kraftstoff vom tiefsten
Punkt P in Richtung der Oberflächen
des Flügelrads 10d auslösen, so
dass dieses Gebiet nicht mit irgendeiner speziellen hohen Dimensionsgenauigkeit
geformt sein muss und ein tolerierbarer Fehlerrahmen groß wird.
Entsprechend können
die Kosten zum Ausbilden der Vertiefungen 26, 28 verringert
werden. Als Folge können
die Produktionskosten der Kraftstoffpumpe 1d verringert
werden.
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In
den Vertiefungen 26, 36 weitet sich die Breite
der Hinterkante B2 in der Flügelradrotationsrichtung
auf, wodurch das Einführen
von Kraftstoff in die Vertiefungen 26, 36 vereinfacht
wird. Ferner verengt sich die Breite der Vorderkante F2 und die
Querschnittsfläche
davon nimmt von dem tiefsten Bereich P in Richtung der Vorderkante
F2 ab. Daher wird der in die Vertiefungen 26, 36 eingeführte Kraftstoff
in den sich verengenden Kanal gedrückt und strömt unter einer verhältnismäßig starken
Kraft von dem tiefsten Bereich P in Richtung des Flügelrads 10d.
Als Folge kann ein verhältnismäßig hoher
Druck in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10d von den Gehäusen erzeugt
werden.
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Ferner
sind die Vertiefungen 26, 36 auf der Innenseite
der Erhöhungskanäle 22d, 34d geformt, wobei
diese Kanäle
geformt sind, dass sie nahezu eine C-Form nahe am äußeren Umfang
haben. Das Gebiet auf der Innenseite der Erhöhungskanäle 22d, 34d ist
weiter als das Gebiet auf der Außenseite der Erhöhungskanäle 22d, 34d.
Daher können
die Vertiefungen 26, 36 einfach ausgebildet werden.
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Ferner
sind eine Mehrzahl von Vertiefungen 26, 36 äquidistant
in der Umfangsrichtung in jedem Gehäuse geformt. Die durch die
Vertiefungen 26 erzeugten Drücke werden aufsummiert, dass
ein resultierender Druck erhalten wird, der in Abhängigkeit von
der Anzahl der Vertiefungen 26 ist (acht in der vorliegenden
Ausführungsform).
Die durch die Vertiefungen 36 erzeugten Drücke werden
aufsummiert, dass ein resultierender Druck in Abhängigkeit
von der Anzahl der Vertiefungen 36 erhalten wird (acht
in der vorliegenden Ausführungsform).
Daher wird ein verhältnismäßig großer Druck
in der Richtung des Trennens des Flügelrads 10d von dem
oberen Gehäuse 20d und
dem unteren Gehäuse 30d erzeugt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist ein Fall erklärt,
bei dem die Vertiefungen 26 in der zweiten Oberfläche 27d des
oberen Gehäuses 20d geformt
sind, und die Vertiefungen 36 in der ersten Oberfläche 37d des
unteren Gehäuses 30d geformt sind,
aber es ist auch möglich,
nur die Vertiefungen 36 in der ersten Oberfläche 37d des
unteren Gehäuses 30d zu
bilden.
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Ferner
haben bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Vertiefungen 26, 36 eine
Trapezform in ihrer Draufsicht, aber diese Gestalt der Vertiefungen 26, 36 ist
nicht beschränkend
und Vertiefungen können
jede Gestalt haben, so lange die Breite der Vorderkante F2 in der
Flügelradrotationsrichtung
geringer als die Breite der Hinterkante B2 ist. Beispielsweise kann
die Vorderkante F2 in der Flügelradrotationsrichtung
in einer Draufsicht davon eine bogenförmige Gestalt haben und die
Hinterkante B2 kann gestaltet sein, dass sie eine geradlinige Gestalt
hat.
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Ferner
wurden bei den oben beschriebenen Ausführungsformen Kraftstoffpumpen
erklärt,
bei denen Vertiefungen in entweder dem Flügelrad oder in den Gehäusen geformt
waren, aber die Vertiefungen können
auch sowohl im Flügelrad
als auch in den Gehäusen
geformt sein.
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Spezielle
Beispiele der vorliegenden Erfindung sind oben im Einzelnen beschrieben,
aber diese Beispiele sind lediglich veranschaulichend und stellen
keine Beschränkung
für den
Rahmen der Patentansprüche
dar. Die in den Patentansprüchen
beschriebene Technologie schließt
auch verschiedene Änderungen
und Modifikationen an den speziellen oben beschriebenen Beispielen
ein.