JP2002276580A - タービン式燃料ポンプ - Google Patents
タービン式燃料ポンプInfo
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- JP2002276580A JP2002276580A JP2001074462A JP2001074462A JP2002276580A JP 2002276580 A JP2002276580 A JP 2002276580A JP 2001074462 A JP2001074462 A JP 2001074462A JP 2001074462 A JP2001074462 A JP 2001074462A JP 2002276580 A JP2002276580 A JP 2002276580A
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- Japan
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- fuel
- curved
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ケーシング内にインペラが回転可能に収納さ
れて成るタービン式燃料ポンプにおいて、インペラの回
転力を効率的に燃料に伝達することができ、羽根部及び
羽根溝内において燃料が円滑に流れ、しかもインペラの
成形を容易にすることにある。 【解決手段】 ケーシング21内に収納され、モータ1
5により回転されるインペラ40の回転方向における複
数の羽根部46の後面48は、その両側部に軸方向外側
部48a1が軸方向内側部48a2よりも回転方向前方
となるように凹状に湾曲した一対の湾曲面を持つ。
れて成るタービン式燃料ポンプにおいて、インペラの回
転力を効率的に燃料に伝達することができ、羽根部及び
羽根溝内において燃料が円滑に流れ、しかもインペラの
成形を容易にすることにある。 【解決手段】 ケーシング21内に収納され、モータ1
5により回転されるインペラ40の回転方向における複
数の羽根部46の後面48は、その両側部に軸方向外側
部48a1が軸方向内側部48a2よりも回転方向前方
となるように凹状に湾曲した一対の湾曲面を持つ。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両において燃料
タンク内の燃料を燃料噴射装置へ圧送するタービン式燃
料ポンプに関する。
タンク内の燃料を燃料噴射装置へ圧送するタービン式燃
料ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車両において、燃料タンク内
の燃料を燃料噴射装置に圧送するために、タービン式燃
料ポンプが使用されている。タービン式燃料ポンプ
(「ウエスコポンプ」とも言う)は、一般に、外周部に
複数の羽根部及び羽根溝が交互に形成された円板状のイ
ンペラと、該インペラに回転可能に収納され、一部が切
れた有端環状(C字形状)のポンプ流路を持つケーシン
グと、該インペラを回転駆動するモータとを含む。ター
ビン式燃料ポンプの一種に、インペラの複数の羽根溝が
所定ピッチで隔設された複数の窓部又は切欠きから成
り、複数の羽根部が隣接する窓部等間の薄板部から成る
ものがある。そのような燃料ポンプの一例が図10から
図13に示されている。
の燃料を燃料噴射装置に圧送するために、タービン式燃
料ポンプが使用されている。タービン式燃料ポンプ
(「ウエスコポンプ」とも言う)は、一般に、外周部に
複数の羽根部及び羽根溝が交互に形成された円板状のイ
ンペラと、該インペラに回転可能に収納され、一部が切
れた有端環状(C字形状)のポンプ流路を持つケーシン
グと、該インペラを回転駆動するモータとを含む。ター
ビン式燃料ポンプの一種に、インペラの複数の羽根溝が
所定ピッチで隔設された複数の窓部又は切欠きから成
り、複数の羽根部が隣接する窓部等間の薄板部から成る
ものがある。そのような燃料ポンプの一例が図10から
図13に示されている。
【0003】ケーシング70は軸方向で対向する全体的
に円形状の一対の側壁71と、その周りの円周壁72と
から成る。各側壁71の内周面71aの外周部には断面
半円形状の溝底面73aを持つC字形状の側部溝73が
形成されている。円板状のインペラ75は両側壁71間
に回転可能に収容され、その外周部には環状部74を残
して複数の軸方向に貫通する矩形状の窓部即ち羽根溝7
6が円周方向に所定ピッチで隔設されている。その結
果、隣接する羽根溝76間には複数の半径方向に延びる
薄板部即ち羽根部78が円周方向において所定ピッチで
形成されている。尚、羽根溝76の内周面には軸方向中
間部が羽根溝76の半径方向中間部まで延び両側部に向
かって外径が漸減する隔壁79が形成されている。上記
側部溝73と、環状部74と隔壁79との間のC字形状
の環状溝81とにより、C字形状のポンプ流路82が形
成される。
に円形状の一対の側壁71と、その周りの円周壁72と
から成る。各側壁71の内周面71aの外周部には断面
半円形状の溝底面73aを持つC字形状の側部溝73が
形成されている。円板状のインペラ75は両側壁71間
に回転可能に収容され、その外周部には環状部74を残
して複数の軸方向に貫通する矩形状の窓部即ち羽根溝7
6が円周方向に所定ピッチで隔設されている。その結
果、隣接する羽根溝76間には複数の半径方向に延びる
薄板部即ち羽根部78が円周方向において所定ピッチで
形成されている。尚、羽根溝76の内周面には軸方向中
間部が羽根溝76の半径方向中間部まで延び両側部に向
かって外径が漸減する隔壁79が形成されている。上記
側部溝73と、環状部74と隔壁79との間のC字形状
の環状溝81とにより、C字形状のポンプ流路82が形
成される。
【0004】上記インペラの各羽根部78は、図12、
13から明らかなように、半径方向の外方部及び軸方向
の両外側部を除き、インペラ75の回転方向Xと反対方
向に突出している。その結果、回転方向前方に開口し平
坦な底部78bを持つくぼみ部78aと、半径方向外方
に位置する傾斜部78cと、軸方向両外側に位置する一
対の傾斜部78dとが形成されている。
13から明らかなように、半径方向の外方部及び軸方向
の両外側部を除き、インペラ75の回転方向Xと反対方
向に突出している。その結果、回転方向前方に開口し平
坦な底部78bを持つくぼみ部78aと、半径方向外方
に位置する傾斜部78cと、軸方向両外側に位置する一
対の傾斜部78dとが形成されている。
【0005】タービン式燃料ポンプは、インペラ75の
回転により燃料にエネルギを与える。即ち、インペラ7
5が回転すると、羽根溝76内の燃料は羽根部78から
円周方向の力を受け、それに伴い発生する遠心力により
遠心方向に流れる。その後、燃料は環状部74に衝突し
て軸方向外向き(左右方向)に分流し、各側部溝73の
溝底面73aに案内されて半径方向内向き及び軸方向内
向きに流れ、羽根溝76に戻る。この羽根溝76とポン
プ流路82との間の循環を繰り返しつつ、燃料はポンプ
流路82内をインペラ75の回転方向即ち羽根部78の
移動方向に流れる。こうして、ポンプ流路82の始端部
から終端部に向かって羽根溝76とポンプ流路82との
間を螺旋状に循環し、その間に昇圧される。
回転により燃料にエネルギを与える。即ち、インペラ7
5が回転すると、羽根溝76内の燃料は羽根部78から
円周方向の力を受け、それに伴い発生する遠心力により
遠心方向に流れる。その後、燃料は環状部74に衝突し
て軸方向外向き(左右方向)に分流し、各側部溝73の
溝底面73aに案内されて半径方向内向き及び軸方向内
向きに流れ、羽根溝76に戻る。この羽根溝76とポン
プ流路82との間の循環を繰り返しつつ、燃料はポンプ
流路82内をインペラ75の回転方向即ち羽根部78の
移動方向に流れる。こうして、ポンプ流路82の始端部
から終端部に向かって羽根溝76とポンプ流路82との
間を螺旋状に循環し、その間に昇圧される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記燃料の効率的な昇
圧には種々の要因が関係し、インペラの回転力をより効
率的に燃料に伝達することもその一つである。回転力の
効率的な伝達のためには、ケーシングの側部溝からイン
ペラの羽根溝内への燃料の流入が円滑であること、羽根
溝の内部において燃料の円滑な流出を妨げないことが必
要である。そのためには、インペラの各羽根部及び各羽
根溝の形状や角度をどのように決定するかが重要とな
る。
圧には種々の要因が関係し、インペラの回転力をより効
率的に燃料に伝達することもその一つである。回転力の
効率的な伝達のためには、ケーシングの側部溝からイン
ペラの羽根溝内への燃料の流入が円滑であること、羽根
溝の内部において燃料の円滑な流出を妨げないことが必
要である。そのためには、インペラの各羽根部及び各羽
根溝の形状や角度をどのように決定するかが重要とな
る。
【0007】そこで、この点から上記羽根溝76の内部
における燃料の流れ、特に流出部での流れに注目する。
羽根溝76の内径部から流出した燃料は、傾斜部78c
の付近においてインペラ75の回転方向前方及び軸方向
外方の流れ方向を合成した方向に流出する。その際、羽
根部後面78b1が回転方向に対して垂直であると、羽
根溝78の内部傾斜部78cの中心部付近において澱み
が発生しやすくなり、羽根溝の外周部付近において燃料
の内側から外側への円滑な流れが損なわれる。
における燃料の流れ、特に流出部での流れに注目する。
羽根溝76の内径部から流出した燃料は、傾斜部78c
の付近においてインペラ75の回転方向前方及び軸方向
外方の流れ方向を合成した方向に流出する。その際、羽
根部後面78b1が回転方向に対して垂直であると、羽
根溝78の内部傾斜部78cの中心部付近において澱み
が発生しやすくなり、羽根溝の外周部付近において燃料
の内側から外側への円滑な流れが損なわれる。
【0008】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その回転力をより確実に燃料に伝達することがで
き、羽根部及び羽根溝内において燃料が円滑に流れ、し
かも成形が容易なインペラを含むタービン式燃料ポンプ
を提供することを目的とする。
で、その回転力をより確実に燃料に伝達することがで
き、羽根部及び羽根溝内において燃料が円滑に流れ、し
かも成形が容易なインペラを含むタービン式燃料ポンプ
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願発明者は、インペラ
の羽根部の後面の表面形状を従来とは異なる方向に湾曲
させることを思い付いて、本発明を完成した。
の羽根部の後面の表面形状を従来とは異なる方向に湾曲
させることを思い付いて、本発明を完成した。
【0010】即ち、本発明の請求項1によるタービン式
燃料ポンプは、外周部に軸方向に貫通して形成した複数
の窓部又は切欠きから成る複数の羽根溝と、隣接する羽
根溝間に位置する複数の薄板部から成る複数の羽根部
と、を有する円板状のインペラと;インペラを回転可能
に収納し、複数の羽根部及び複数の羽根溝の両側方に位
置する一対の側部溝を少なくとも含むC字形状のポンプ
流路と、該ポンプ流路の始端部及び終端部にそれぞれ連
通する燃料吸入口及び燃料吐出口と、を有するケーシン
グと;インペラを回転させ、燃料をポンプ流路の始端部
から終端部に送りながら複数の羽根溝とポンプ流路との
間でらせん状に循環させて昇圧させるモータと;を含む
タービン式燃料ポンプにおいて、インペラの回転方向に
おける複数の羽根部の後面は、その両側部に軸方向外側
部が軸方向内側部よりも回転方向前方となるように凹状
に湾曲した一対の軸方向に線対称な湾曲面を持つことを
特徴とする。
燃料ポンプは、外周部に軸方向に貫通して形成した複数
の窓部又は切欠きから成る複数の羽根溝と、隣接する羽
根溝間に位置する複数の薄板部から成る複数の羽根部
と、を有する円板状のインペラと;インペラを回転可能
に収納し、複数の羽根部及び複数の羽根溝の両側方に位
置する一対の側部溝を少なくとも含むC字形状のポンプ
流路と、該ポンプ流路の始端部及び終端部にそれぞれ連
通する燃料吸入口及び燃料吐出口と、を有するケーシン
グと;インペラを回転させ、燃料をポンプ流路の始端部
から終端部に送りながら複数の羽根溝とポンプ流路との
間でらせん状に循環させて昇圧させるモータと;を含む
タービン式燃料ポンプにおいて、インペラの回転方向に
おける複数の羽根部の後面は、その両側部に軸方向外側
部が軸方向内側部よりも回転方向前方となるように凹状
に湾曲した一対の軸方向に線対称な湾曲面を持つことを
特徴とする。
【0011】請求項1のタービン式燃料ポンプによれ
ば、羽根溝内で形成された燃料の旋回流に沿った流れを
ポンプ流路に排出することができ、ポンプ効率が上昇す
る。
ば、羽根溝内で形成された燃料の旋回流に沿った流れを
ポンプ流路に排出することができ、ポンプ効率が上昇す
る。
【0012】また、請求項2のタービン式燃料ポンプに
よれば、インペラが円周方向に延びるとともにその両側
部に向かって外径が漸減する一対の湾曲凹面を備える隔
壁を有し、しかも湾曲部が半径と平行な面で形成されて
いる。よって、燃料が羽根溝内を移動する際の隔壁によ
る通過断面積の減少を補うことができ、羽根溝内に必要
な通過断面積を確保することができる。
よれば、インペラが円周方向に延びるとともにその両側
部に向かって外径が漸減する一対の湾曲凹面を備える隔
壁を有し、しかも湾曲部が半径と平行な面で形成されて
いる。よって、燃料が羽根溝内を移動する際の隔壁によ
る通過断面積の減少を補うことができ、羽根溝内に必要
な通過断面積を確保することができる。
【0013】さらに、請求項3のタービン式燃料ポンプ
によれば、羽根部の湾曲部の円周方向における断面形状
は、軸方向両側部の回転方向とほぼ直交する方向に延び
る直線状部と曲線部とから成る。よって、たとえインペ
ラの端面間の寸法にばらつきがあっても、羽根溝内の必
要な体積を維持することができる。
によれば、羽根部の湾曲部の円周方向における断面形状
は、軸方向両側部の回転方向とほぼ直交する方向に延び
る直線状部と曲線部とから成る。よって、たとえインペ
ラの端面間の寸法にばらつきがあっても、羽根溝内の必
要な体積を維持することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態について
説明する。 <インペラ>インペラは、外周部を軸方向に貫通し所定
ピッチで隔設された窓部又は切欠きから成る複数の羽根
溝と、隣接する窓部間に位置する薄板部から成る複数の
羽根部とを有する。隣接する羽根部間には羽根溝の底面
を形成する隔壁が設けられる。羽根溝を窓部から形成す
る場合は最外周には環状部が形成されるが、切欠きから
形成する場合は羽根溝は外周面で開口する。
説明する。 <インペラ>インペラは、外周部を軸方向に貫通し所定
ピッチで隔設された窓部又は切欠きから成る複数の羽根
溝と、隣接する窓部間に位置する薄板部から成る複数の
羽根部とを有する。隣接する羽根部間には羽根溝の底面
を形成する隔壁が設けられる。羽根溝を窓部から形成す
る場合は最外周には環状部が形成されるが、切欠きから
形成する場合は羽根溝は外周面で開口する。
【0015】インペラの回転方向における各羽根部の前
面は、半径方向の内方部及び外方部が中間部よりも回転
方向前方となるように凹状に湾曲した第1湾曲面を持
つ。中間部に対して内方部と外方部とが等しく湾曲して
いても、異なってもいても良い。湾曲度が異なる場合、
内方部の方が外方部よりも大きく湾曲しても、外方部の
方が内方部よりも大きく湾曲しても良い。第1湾曲面は
羽根部の全幅に亘って等しく湾曲していることが望まし
く、その場合円周方向における断面形状は直線となる。
面は、半径方向の内方部及び外方部が中間部よりも回転
方向前方となるように凹状に湾曲した第1湾曲面を持
つ。中間部に対して内方部と外方部とが等しく湾曲して
いても、異なってもいても良い。湾曲度が異なる場合、
内方部の方が外方部よりも大きく湾曲しても、外方部の
方が内方部よりも大きく湾曲しても良い。第1湾曲面は
羽根部の全幅に亘って等しく湾曲していることが望まし
く、その場合円周方向における断面形状は直線となる。
【0016】一方、回転方向における各羽根部の後面
は、両側部に軸方向の外側部が内側部よりも回転方向前
方となるように凹状に湾曲した第2湾曲面を持つ。第2
湾曲部は全高さに亘って等しく湾曲していることが望ま
しく、この場合径方向における羽根部の後面の断面形状
は直線となる(図6(a)における線A−A参照)。ま
た、第2湾曲部の円周方向における断面形状は、軸方向
内側のほぼ回転方向に延びる第1直線状部と、軸方向両
側部の回転方向とほぼ直交する方向に延びる第2直線状
部と、第1直線状部と第2直線状部とを結ぶ曲線部とか
ら成ることができる。両側部の一対の第2の湾曲部は異
なる形状にすることもできるが、インペラの生成などを
考慮すると、同形状にすることが望ましい。<ケーシン
グ>ケーシングは、少なくともインペラ空間とポンプ流
路とを持てば良い。そのためには、ほぼ対称のケーシン
グ本体及びケーシングカバーで形成することもできる
し、非対称のケーシング本体及びケーシングカバーで形
成することもできる。後者の場合、ケーシング本体は容
器形状を持ち円形の底壁とその外周縁に形成された円周
壁とから成り、ケーシングカバーは円板形状を持つ。
は、両側部に軸方向の外側部が内側部よりも回転方向前
方となるように凹状に湾曲した第2湾曲面を持つ。第2
湾曲部は全高さに亘って等しく湾曲していることが望ま
しく、この場合径方向における羽根部の後面の断面形状
は直線となる(図6(a)における線A−A参照)。ま
た、第2湾曲部の円周方向における断面形状は、軸方向
内側のほぼ回転方向に延びる第1直線状部と、軸方向両
側部の回転方向とほぼ直交する方向に延びる第2直線状
部と、第1直線状部と第2直線状部とを結ぶ曲線部とか
ら成ることができる。両側部の一対の第2の湾曲部は異
なる形状にすることもできるが、インペラの生成などを
考慮すると、同形状にすることが望ましい。<ケーシン
グ>ケーシングは、少なくともインペラ空間とポンプ流
路とを持てば良い。そのためには、ほぼ対称のケーシン
グ本体及びケーシングカバーで形成することもできる
し、非対称のケーシング本体及びケーシングカバーで形
成することもできる。後者の場合、ケーシング本体は容
器形状を持ち円形の底壁とその外周縁に形成された円周
壁とから成り、ケーシングカバーは円板形状を持つ。
【0017】ケーシングに形成されたポンプ流路は、燃
料吸入口に通ずる始端部から燃料吐出口に通ずる終端部
まで延び、全体としてC字形状を有する。ポンプ流路
は、少なくともケーシング本体及びケーシングカバ−の
内側面の外周部に形成された一対のC字形状の側部溝に
より形成される。対向する側部溝間に中間溝を形成する
こともできるし、中間溝を形成せず両方の側部溝同士を
インペラの羽根溝を介して連通させることもできる。
料吸入口に通ずる始端部から燃料吐出口に通ずる終端部
まで延び、全体としてC字形状を有する。ポンプ流路
は、少なくともケーシング本体及びケーシングカバ−の
内側面の外周部に形成された一対のC字形状の側部溝に
より形成される。対向する側部溝間に中間溝を形成する
こともできるし、中間溝を形成せず両方の側部溝同士を
インペラの羽根溝を介して連通させることもできる。
【0018】尚、側部溝の横断面形状即ち溝底面の形状
は特に限定されず、燃料が外周縁から内周縁に向かって
流れるのに適した形状であれば良く、例えば円弧面で形
成することができる。
は特に限定されず、燃料が外周縁から内周縁に向かって
流れるのに適した形状であれば良く、例えば円弧面で形
成することができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図9を基
に説明する。 (実施例の構成)タービン式燃料ポンプの全体図である
図1に示すように、燃料ポンプは筒状のハウジング10
と、該ハウジング内10に収容されたモータ部15及び
ポンプ部20とから成る。ハウジング10は上端部に燃
料噴射装置に燃料を供給する燃料吐出部11が形成さ
れ、下端は開口している。ハウジング10の中間部の内
周面に環状の永久磁石13が取り付けられ、その内側に
アーマチュア14が配置され、永久磁石及13及びアー
マチュア14がモータ部15を構成する。アーマチュア
14から上方に突出した軸16aがハウジング10に保
持されたホルダ17により回転可能に支承され、下方に
突出した軸16bは次述するケーシング21により回転
可能に支承され、アーマチュア14は回転可能である。
に説明する。 (実施例の構成)タービン式燃料ポンプの全体図である
図1に示すように、燃料ポンプは筒状のハウジング10
と、該ハウジング内10に収容されたモータ部15及び
ポンプ部20とから成る。ハウジング10は上端部に燃
料噴射装置に燃料を供給する燃料吐出部11が形成さ
れ、下端は開口している。ハウジング10の中間部の内
周面に環状の永久磁石13が取り付けられ、その内側に
アーマチュア14が配置され、永久磁石及13及びアー
マチュア14がモータ部15を構成する。アーマチュア
14から上方に突出した軸16aがハウジング10に保
持されたホルダ17により回転可能に支承され、下方に
突出した軸16bは次述するケーシング21により回転
可能に支承され、アーマチュア14は回転可能である。
【0020】ポンプ部20はケーシング21とインペラ
45とに大別される。ケーシング21は上記アーマチュ
ア14の軸16bを支承する上側のケーシング本体22
と、燃料吸入通路31を持ちケーシング本体22に一体
化された下側のケーシングカバー30とから成る。ケー
シング21内には、外周部に複数の羽根部46及び羽根
溝42を持つインペラ40が配置されている。また、モ
ータ部15とポンプ部20との間にチャンバ29が形成
されている次に、ポンプ部20について図2から図9を
参照して説明する。図1における2−2断面図である図
2に示すように、ケーシング21のケーシング本体22
は公知の金属、合金、樹脂から製造され、その内側面
(図2において左側面)上に円形凹部23を形成したこ
とにより底壁24とその周りの円周壁28とが形成され
ている。底壁24のうち外周部を除く部分がインペラの
案内面24aを形成している。内側面上の外周部に断面
半円形状で、C字形状に延びる側部溝25が形成されて
いる。側部溝25の外周縁は円周壁28の内周面28a
と一致し、内周縁は後述するインペラ40の隔壁51の
寸法(最少径)に対応している。一対の側部溝25と3
3とにより、燃料吸入口に連通された始端部(不図示)
から燃料吐出口に連通された終端部(不図示)までC字
形状に延びるポンプ流路35が構成される。
45とに大別される。ケーシング21は上記アーマチュ
ア14の軸16bを支承する上側のケーシング本体22
と、燃料吸入通路31を持ちケーシング本体22に一体
化された下側のケーシングカバー30とから成る。ケー
シング21内には、外周部に複数の羽根部46及び羽根
溝42を持つインペラ40が配置されている。また、モ
ータ部15とポンプ部20との間にチャンバ29が形成
されている次に、ポンプ部20について図2から図9を
参照して説明する。図1における2−2断面図である図
2に示すように、ケーシング21のケーシング本体22
は公知の金属、合金、樹脂から製造され、その内側面
(図2において左側面)上に円形凹部23を形成したこ
とにより底壁24とその周りの円周壁28とが形成され
ている。底壁24のうち外周部を除く部分がインペラの
案内面24aを形成している。内側面上の外周部に断面
半円形状で、C字形状に延びる側部溝25が形成されて
いる。側部溝25の外周縁は円周壁28の内周面28a
と一致し、内周縁は後述するインペラ40の隔壁51の
寸法(最少径)に対応している。一対の側部溝25と3
3とにより、燃料吸入口に連通された始端部(不図示)
から燃料吐出口に連通された終端部(不図示)までC字
形状に延びるポンプ流路35が構成される。
【0021】ケーシングカバー30は公知の金属、合
金、樹脂から製造され、その内側面(図2において右側
面)の中心部がインペラの案内面32を形成し、前面の
外周部に、上記側部溝25と同様、断面半径形状でC字
形状に延びる側部溝33が形成されている。この側部溝
33の外周縁は円周壁28の内周面28aと一致してい
る。
金、樹脂から製造され、その内側面(図2において右側
面)の中心部がインペラの案内面32を形成し、前面の
外周部に、上記側部溝25と同様、断面半径形状でC字
形状に延びる側部溝33が形成されている。この側部溝
33の外周縁は円周壁28の内周面28aと一致してい
る。
【0022】インペラ40の要部側面図である図3、図
3の4−4断面図である図4及び図3の5−5断面図で
ある図5に示すように、インペラ40は円形状の本体4
1と、該本体41の外周部に円周方向において交互に形
成された複数の羽根部46及び複数の羽根溝42とから
成る。各羽根溝42は円板の外周に複数の軸方向に貫通
する矩形状の切欠きを円周方向に所定ピッチで隔設する
ことにより形成されている。その結果、隣接する羽根溝
42間には複数の半径方向に延びる羽根部46が円周方
向において所定ピッチで形成されている。隣接する羽根
部46間には羽根溝42の溝底面を区画する隔壁51が
形成されている。
3の4−4断面図である図4及び図3の5−5断面図で
ある図5に示すように、インペラ40は円形状の本体4
1と、該本体41の外周部に円周方向において交互に形
成された複数の羽根部46及び複数の羽根溝42とから
成る。各羽根溝42は円板の外周に複数の軸方向に貫通
する矩形状の切欠きを円周方向に所定ピッチで隔設する
ことにより形成されている。その結果、隣接する羽根溝
42間には複数の半径方向に延びる羽根部46が円周方
向において所定ピッチで形成されている。隣接する羽根
部46間には羽根溝42の溝底面を区画する隔壁51が
形成されている。
【0023】次に、各羽根溝42の形状について詳述す
る。なお、羽根溝42自体は形状を持たず、その形状は
羽根部46及び隔壁51の形状によって決まるものであ
るが、羽根部46及び隔壁51の形状の理解を容易にす
るため、羽根溝42の形状を始めに説明する。図2,4
及び5に示すように、各羽根溝42はインペラ40の軸
方向中央面に対して左右対称な一対の半羽根溝42aか
ら成り、図7,図8及び図9に示すように、該半羽根溝
部42aは羽根溝部43と連通部44とから成る。羽根
溝部43は、インペラ40の回転方向において後方側の
後面43a及び前方側の前面43bと、外側面43c
と、内側面兼内周面43dと、外周面43eとを有す
る。連通部44は羽根溝43部の内側面兼内周面43d
に形成され、後面44aと、前面44bと、内側面44
cと、外周面44dと、内周面(不図示)とを有する。
る。なお、羽根溝42自体は形状を持たず、その形状は
羽根部46及び隔壁51の形状によって決まるものであ
るが、羽根部46及び隔壁51の形状の理解を容易にす
るため、羽根溝42の形状を始めに説明する。図2,4
及び5に示すように、各羽根溝42はインペラ40の軸
方向中央面に対して左右対称な一対の半羽根溝42aか
ら成り、図7,図8及び図9に示すように、該半羽根溝
部42aは羽根溝部43と連通部44とから成る。羽根
溝部43は、インペラ40の回転方向において後方側の
後面43a及び前方側の前面43bと、外側面43c
と、内側面兼内周面43dと、外周面43eとを有す
る。連通部44は羽根溝43部の内側面兼内周面43d
に形成され、後面44aと、前面44bと、内側面44
cと、外周面44dと、内周面(不図示)とを有する。
【0024】図7及び図8から明らかなように、後面4
3aは全幅に亘って半径方向の内方部43a1及び外方
部43a2が中間部43a3よりも回転方向前方となる
ようになめらかな凸状に湾曲している。後面44aは後
面43aの上端から三分の一程度延び、該後面43aと
同じ曲率を持つ。図7及び図9から明らかなように、前
面43bは全高さに亘って軸方向において外側部43b
1が内側部43b2よりも回転方向前方となるように滑
らかな凸状に湾曲している。前面44bは前面43aの
中間部から幅方向内方に延び、内側面44cはこれに対
してほぼ直角に延びている。内側面兼内周面43dは外
周側から内周側に向かうにつれて内側から外側にほぼ四
分円状に湾曲している。
3aは全幅に亘って半径方向の内方部43a1及び外方
部43a2が中間部43a3よりも回転方向前方となる
ようになめらかな凸状に湾曲している。後面44aは後
面43aの上端から三分の一程度延び、該後面43aと
同じ曲率を持つ。図7及び図9から明らかなように、前
面43bは全高さに亘って軸方向において外側部43b
1が内側部43b2よりも回転方向前方となるように滑
らかな凸状に湾曲している。前面44bは前面43aの
中間部から幅方向内方に延び、内側面44cはこれに対
してほぼ直角に延びている。内側面兼内周面43dは外
周側から内周側に向かうにつれて内側から外側にほぼ四
分円状に湾曲している。
【0025】図9に示すように、外周面43eは後面4
3a、前面43b及び外側面43cにより区画され、外
周面44dは後面44a、前面44b及び内側面44c
により区画されている。外側端面43cは後面43a、
前面43b、外周面43e等により区画されている。
3a、前面43b及び外側面43cにより区画され、外
周面44dは後面44a、前面44b及び内側面44c
により区画されている。外側端面43cは後面43a、
前面43b、外周面43e等により区画されている。
【0026】尚、図3及び図5に示すように、半羽根溝
の42aの前面43bと外側面43cとが交わる角部に
は切欠き43gが形成され、側部溝25及び33の内周
寄りから羽根溝46内への燃料の流入を促進している。
また、図3及び図4に示すように外側面43cと外周面
43eとが交わる角部には切欠き43hが形成され、側
部溝25及び33の外周寄りから羽根溝46内への燃料
の流入速度を向上させている。
の42aの前面43bと外側面43cとが交わる角部に
は切欠き43gが形成され、側部溝25及び33の内周
寄りから羽根溝46内への燃料の流入を促進している。
また、図3及び図4に示すように外側面43cと外周面
43eとが交わる角部には切欠き43hが形成され、側
部溝25及び33の外周寄りから羽根溝46内への燃料
の流入速度を向上させている。
【0027】次に、各羽根部46の形状について詳述す
る。図4,図5及び図6(a)(b)から明らかなよう
に、羽根部46のインペラ40の回転方向における前面
47は湾曲面から成る。この湾曲面は、上記半羽根溝4
3の後面43aに対応し、羽根部46の全幅に亘ってそ
の厚さ方向即ち円周方向に滑らかな凹状に湾曲し、高さ
方向(半径方向)の内方部47a及び外方部47bが中
間部47cよりも回転方向前方に位置している。前面4
7の回転軸と平行即ち円周方向の断面形状は、図6
(b)に示すように、すべての高さにおいて直線であ
る。前面47を形成する湾曲面は、図6(a)に示すよ
うに軸直角方向即ち半径方向の断面形状が円弧で構成さ
れている。
る。図4,図5及び図6(a)(b)から明らかなよう
に、羽根部46のインペラ40の回転方向における前面
47は湾曲面から成る。この湾曲面は、上記半羽根溝4
3の後面43aに対応し、羽根部46の全幅に亘ってそ
の厚さ方向即ち円周方向に滑らかな凹状に湾曲し、高さ
方向(半径方向)の内方部47a及び外方部47bが中
間部47cよりも回転方向前方に位置している。前面4
7の回転軸と平行即ち円周方向の断面形状は、図6
(b)に示すように、すべての高さにおいて直線であ
る。前面47を形成する湾曲面は、図6(a)に示すよ
うに軸直角方向即ち半径方向の断面形状が円弧で構成さ
れている。
【0028】また、羽根部の後面48は、上記半羽根溝
43の前面43bに対応した両側の一対の側部湾曲面4
8aと、前面44bに対応した幅方向中間の中間部48
bとから成る。各側部湾曲面48aは全高さに亘って、
外側部48a1が内側部48a2よりも回転方向前方に
位置するように滑らかな凹状に湾曲している。図6
(a)における線A−Aから明らかなように、後面48
は半径と平行に延びている。なお、外側部48a1は端
面49に対してほぼ直角に形成されている。
43の前面43bに対応した両側の一対の側部湾曲面4
8aと、前面44bに対応した幅方向中間の中間部48
bとから成る。各側部湾曲面48aは全高さに亘って、
外側部48a1が内側部48a2よりも回転方向前方に
位置するように滑らかな凹状に湾曲している。図6
(a)における線A−Aから明らかなように、後面48
は半径と平行に延びている。なお、外側部48a1は端
面49に対してほぼ直角に形成されている。
【0029】続いて、隔壁51について説明する。図
3、図4及び図5から明らかなように、隔壁51は本体
41の外周部に形成され、隣接する羽根部64間で円周
方向に延び、羽根溝42の底壁を形成している。隔壁5
1は、上記半羽根溝43の内側面43dに対応し羽根溝
42内で半径方向中間部まで延びる幅方向中央の平坦部
51aと、内側面兼内周面44dに対応し両端面49に
向かって滑らかな凹状に外径が漸減する両側の一対の湾
曲凹面51bとを有する。
3、図4及び図5から明らかなように、隔壁51は本体
41の外周部に形成され、隣接する羽根部64間で円周
方向に延び、羽根溝42の底壁を形成している。隔壁5
1は、上記半羽根溝43の内側面43dに対応し羽根溝
42内で半径方向中間部まで延びる幅方向中央の平坦部
51aと、内側面兼内周面44dに対応し両端面49に
向かって滑らかな凹状に外径が漸減する両側の一対の湾
曲凹面51bとを有する。
【0030】なお、インペラ40は樹脂材料により成形
され、その後両端面49を切削され、必要寸法に仕上げ
られて製造される。 (実施例の作動)上記構成を有する本実施例は以下の通
り作用する。
され、その後両端面49を切削され、必要寸法に仕上げ
られて製造される。 (実施例の作動)上記構成を有する本実施例は以下の通
り作用する。
【0031】図1において、永久磁石13とアーマチュ
ア14の相互作用によりモータ部15が回転する。する
と、軸16bに取り付けられたインペラ45が回転し、
羽根溝42内の燃料を羽根部46により円周方向に押
す。それに伴い燃料に遠心力が発生し、燃料は図2にお
いて矢印aで示すように羽根溝42から遠心方向に流
れ、その後円周壁28の内周面28aに衝突して矢印b
で示すように軸方向外向き(左右方向)に分流し、側部
溝25及び33内に流入する。燃料は側部溝25及び3
3内を矢印cで示すように半径方向内方及び軸方向内方
に流れ、羽根溝42に戻る。羽根溝42とポンプ流路3
5との間でこの循環が繰り返される。
ア14の相互作用によりモータ部15が回転する。する
と、軸16bに取り付けられたインペラ45が回転し、
羽根溝42内の燃料を羽根部46により円周方向に押
す。それに伴い燃料に遠心力が発生し、燃料は図2にお
いて矢印aで示すように羽根溝42から遠心方向に流
れ、その後円周壁28の内周面28aに衝突して矢印b
で示すように軸方向外向き(左右方向)に分流し、側部
溝25及び33内に流入する。燃料は側部溝25及び3
3内を矢印cで示すように半径方向内方及び軸方向内方
に流れ、羽根溝42に戻る。羽根溝42とポンプ流路3
5との間でこの循環が繰り返される。
【0032】燃料は側部溝25及び33とポンプ流路3
5との間で上記循環を繰り返すとともに羽根部46の移
動方向即ち円周方向に流れる。これにより、燃料吸入口
から始端部に吸入された燃料は、羽根溝42とポンプ流
路35との間を螺旋状に循環しつつ終端部に流れ、それ
に伴い昇圧される。そして、昇圧された燃料はチャンバ
29を介して燃料吐出通路11に送られ、その後燃料噴
射装置(不図示)に供給される。 (実施例の効果)以上詳述した実施例によれば、以下の
効果が奏される。
5との間で上記循環を繰り返すとともに羽根部46の移
動方向即ち円周方向に流れる。これにより、燃料吸入口
から始端部に吸入された燃料は、羽根溝42とポンプ流
路35との間を螺旋状に循環しつつ終端部に流れ、それ
に伴い昇圧される。そして、昇圧された燃料はチャンバ
29を介して燃料吐出通路11に送られ、その後燃料噴
射装置(不図示)に供給される。 (実施例の効果)以上詳述した実施例によれば、以下の
効果が奏される。
【0033】第1の効果は、羽根溝42内における燃料
の流れに関する。羽根溝42内を遠心方向に流れた燃料
は環状部45の内周面により流れ方向を変えられ、両外
側方に分流される。ここで、図6(b)に示すように、
後面48の側部湾曲部48aは内側部48a2よりも外
側部48a1が回転方向前方となるように滑らかな凹状
に湾曲している。よって、側部湾曲部48aは内側から
外側への燃料の流れを妨げることがなく、燃料は図6
(b)及び図7において矢印eで示すように両外側方に
円滑に流れる。加えて、羽根部46の前面47の内方部
47aが中間部よりもインペラ40の回転方向即ち円周
方向において前方となるように滑らかな凹状に湾曲して
いるので、燃料の側部溝25及び33から羽根溝42内
への流入が円滑になる。こうして、羽根溝46内におけ
る燃料の流れが円滑になる結果、羽根溝42とポンプ流
路35との間の燃料の循環量が増加し、ポンプ効率が上
昇する。
の流れに関する。羽根溝42内を遠心方向に流れた燃料
は環状部45の内周面により流れ方向を変えられ、両外
側方に分流される。ここで、図6(b)に示すように、
後面48の側部湾曲部48aは内側部48a2よりも外
側部48a1が回転方向前方となるように滑らかな凹状
に湾曲している。よって、側部湾曲部48aは内側から
外側への燃料の流れを妨げることがなく、燃料は図6
(b)及び図7において矢印eで示すように両外側方に
円滑に流れる。加えて、羽根部46の前面47の内方部
47aが中間部よりもインペラ40の回転方向即ち円周
方向において前方となるように滑らかな凹状に湾曲して
いるので、燃料の側部溝25及び33から羽根溝42内
への流入が円滑になる。こうして、羽根溝46内におけ
る燃料の流れが円滑になる結果、羽根溝42とポンプ流
路35との間の燃料の循環量が増加し、ポンプ効率が上
昇する。
【0034】第2の効果は、インペラ40の成形に関す
る。インペラ40の成形時は金型の型部が羽根溝42の
形成予定部内に嵌入しており、離型時に金型は図7にお
いて矢印Y方向に抜かれる。このとき、羽根部46の前
面47の円周方向断面形状、及び円周方向断面において
前面47と後面48とが成す角度に注目されたい。図6
(b)から明かなように、円周方向断面において、前面
47は回転軸と平行な直線である。加えて、円周方向断
面において直線状の前面47と凹状の湾曲面から成る後
面48とがなす角度は、軸方向中間部から両方側部に進
むにつれて漸減している。即ち、外側部48a1により
抜き勾配が形成されている。よって、離型時に、羽根部
46との干渉を心配することなく、各金型を軸方向外方
に真っ直ぐ抜くことができ、インペラ40の成形が容易
である。
る。インペラ40の成形時は金型の型部が羽根溝42の
形成予定部内に嵌入しており、離型時に金型は図7にお
いて矢印Y方向に抜かれる。このとき、羽根部46の前
面47の円周方向断面形状、及び円周方向断面において
前面47と後面48とが成す角度に注目されたい。図6
(b)から明かなように、円周方向断面において、前面
47は回転軸と平行な直線である。加えて、円周方向断
面において直線状の前面47と凹状の湾曲面から成る後
面48とがなす角度は、軸方向中間部から両方側部に進
むにつれて漸減している。即ち、外側部48a1により
抜き勾配が形成されている。よって、離型時に、羽根部
46との干渉を心配することなく、各金型を軸方向外方
に真っ直ぐ抜くことができ、インペラ40の成形が容易
である。
【0035】さらに、外側部48a1は抜き勾配を形成
しているが、その角度は小さく端面49に対してほぼ直
角である。よって、たとえ端面49を切削して寸法仕上
げする際両端面49間の距離がばらついたとしても、羽
根溝42の容積をほぼ一定に維持することができる。
しているが、その角度は小さく端面49に対してほぼ直
角である。よって、たとえ端面49を切削して寸法仕上
げする際両端面49間の距離がばらついたとしても、羽
根溝42の容積をほぼ一定に維持することができる。
【0036】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明のタービ
ン式燃料ポンプによれば、ケーシング内に収納されモー
タにより回転されるインペラの回転方向における羽根部
の後面が円周方向において所定方向に湾曲した湾曲面を
持つ。その結果、羽根溝内で形成された旋回流に沿った
流れを円滑にポンプ流路に排出することができ、ポンプ
効率が上昇する効果が奏される。
ン式燃料ポンプによれば、ケーシング内に収納されモー
タにより回転されるインペラの回転方向における羽根部
の後面が円周方向において所定方向に湾曲した湾曲面を
持つ。その結果、羽根溝内で形成された旋回流に沿った
流れを円滑にポンプ流路に排出することができ、ポンプ
効率が上昇する効果が奏される。
【図1】本発明の一実施例によるタービン式燃料ポンプ
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図2】 図1における2−2断面図である。
【図3】 上記実施例の要部側面図である。
【図4】 図3の4−4断面図である
【図5】 図3の5−5断面図である。
【図6】 (a)は上記実施例の羽根部の軸に直交する
面で切断した断面図、(b)は羽根部の半径に直交する
面で切断した断面図である。
面で切断した断面図、(b)は羽根部の半径に直交する
面で切断した断面図である。
【図7】 上記実施例のインペラの羽根溝内における燃
料の流れを説明する斜視説明図である。
料の流れを説明する斜視説明図である。
【図8】 上記実施例のインペラの羽根溝を外側から見
た斜視図である。
た斜視図である。
【図9】 上記実施例のインペラの羽根溝を内側から見
た斜視図である。
た斜視図である。
【図10】 従来例の一つを示す正面断面図である。
【図11】 図10における11−11断面図である。
【図12】 図10における12−12断面図である。
【図13】 羽根部の形状を説明するための断面図であ
る。
る。
15:モータ部 20:ポンプ部 21:ケーシング 22:ケーシング本
体 30:ケーシングカバー 25,33:側部溝 35:ポンプ流路 40:インペラ 42.羽根溝 43a:後面 43b:前面 46:羽根部 47:前面 47a:内方部 47b:外方部 47c:中間部 48:後面 48a:側部湾曲部 48b:平坦部
体 30:ケーシングカバー 25,33:側部溝 35:ポンプ流路 40:インペラ 42.羽根溝 43a:後面 43b:前面 46:羽根部 47:前面 47a:内方部 47b:外方部 47c:中間部 48:後面 48a:側部湾曲部 48b:平坦部
Claims (3)
- 【請求項1】 外周部に軸方向に貫通して形成した複数
の切欠き又は窓部から成る複数の羽根溝と、隣接する該
羽根溝間に位置する複数の薄板部から成る複数の羽根部
と、を有する円板状のインペラと前記インペラを回転可
能に収納し、複数の前記羽根部及び複数の前記羽根溝の
両側方に位置する一対の側部溝を少なくとも含むC字形
状のポンプ流路と、各該ポンプ流路の始端部及び終端部
にそれぞれ連通する燃料吸入口及び燃料吐出口とを有す
るケーシングと、 前記インペラを回転させ、燃料を前記ポンプ流路の前記
始端部から前記終端部に送りながら複数の前記羽根溝と
前記ポンプ流路との間でらせん状に循環させて昇圧させ
るモータと、を含むタービン式燃料ポンプにおいて、 前記インペラの回転方向における複数の該羽根部の後面
は、その両側部に軸方向外側部が軸方向内側部よりも回
転方向前方となるように凹状に湾曲して軸方向に線対称
に形成した一対の湾曲面を持つことを特徴とするタービ
ン式燃料ポンプ - 【請求項2】 前記インペラは、前記羽根溝を区画す
る、円周方向に延びるとともに該インペラの両側部に向
かって外径が漸減する一対の湾曲凹面を備える隔壁を有
し、前記羽根部の前記湾曲部は半径と平行な面で形成さ
れる請求項1記載のタービン式燃料ポンプ。 - 【請求項3】 前記羽根部の前記湾曲部の円周方向にお
ける断面形状は、軸方向両側部の回転方向とほぼ直交す
る方向に延びる直線状部と、曲線部とから成る請求項1
記載のタービン式燃料ポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001074462A JP2002276580A (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | タービン式燃料ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001074462A JP2002276580A (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | タービン式燃料ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002276580A true JP2002276580A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18931725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001074462A Pending JP2002276580A (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | タービン式燃料ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002276580A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005098292A (ja) * | 2003-08-13 | 2005-04-14 | Ti Group Automotive Systems Llc | 電気モータ式燃料ポンプ |
CN100378319C (zh) * | 2002-06-06 | 2008-04-02 | 株式会社日立制作所 | 涡轮燃油泵 |
CN100526652C (zh) * | 2002-06-06 | 2009-08-12 | 株式会社日立制作所 | 涡轮燃油泵 |
-
2001
- 2001-03-15 JP JP2001074462A patent/JP2002276580A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100378319C (zh) * | 2002-06-06 | 2008-04-02 | 株式会社日立制作所 | 涡轮燃油泵 |
CN100526652C (zh) * | 2002-06-06 | 2009-08-12 | 株式会社日立制作所 | 涡轮燃油泵 |
JP2005098292A (ja) * | 2003-08-13 | 2005-04-14 | Ti Group Automotive Systems Llc | 電気モータ式燃料ポンプ |
JP4580711B2 (ja) * | 2003-08-13 | 2010-11-17 | ティーアイ グループ オートモーティヴ システムズ リミテッド ライアビリティー カンパニー | 電気モータ式燃料ポンプ |
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