JP2003155991A - ウエスコ式燃料ポンプ - Google Patents

ウエスコ式燃料ポンプ

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JP2003155991A JP2001354449A JP2001354449A JP2003155991A JP 2003155991 A JP2003155991 A JP 2003155991A JP 2001354449 A JP2001354449 A JP 2001354449A JP 2001354449 A JP2001354449 A JP 2001354449A JP 2003155991 A JP2003155991 A JP 2003155991A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関の再始動時において、時間遅れなく燃料
噴射弁に向けて昇圧された燃料を供給できる再始動性の
優れたウエスコ式燃料ポンプを提供する。 【構成】 ポンプ室7内にはモータ室9内に配置される
電動モータMによって回転駆動されるインペラー8が配
置され、ポンプ室7には外部に向かって開口する燃料流
入路6とモータ室9に向かう吐出孔5が開口する。吐出
孔5には、機関の停止時において、ポンプ室7からモー
タ室9への空気の流入を阻止する燃料保持機能を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、二輪車等に搭
載される燃料ポンプに関し、そのうち特にポンプ室内に
配置したインペラーを電動モータによって回転すること
によって、インペラーの外周に設けた羽根溝の前後に圧
力差を生じさせ、この圧力差を連続的に増加することに
よって燃料を昇圧して吐出するウエスコ式燃料ポンプに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のウエスコ式燃料ポンプは特開平7
−197896号公報に示される。これによると、ウエ
スコ式燃料ポンプ(以下単に燃料ポンプという)はポン
プ部と電動モータによって構成される。円筒状をなすハ
ウジングの下方に、ポンプハウジングとそれに対接する
ポンプカバーとが配置され、これらがハウジングの下方
に固定配置される。円筒状をなすポンプ室は、ポンプハ
ウジングに設けた下方が開口する有底状の円形凹部と、
それを閉塞するポンプカバーの平面部とによって形成さ
れ、このポンプ室には下方に向かって開口する燃料流入
路と、ハウジング内に形成されるモータ室内に向かって
開口する吐出孔が開口して形成される。ポンプ室内には
円板状をなすタービンベーンとしてのインペラーが回転
自在に配置されるもので、インペラーの外周部にはイン
ペラーの表裏を連通する複数の羽根溝が穿設され、更に
このインペラーはモータ室内に配置される電動モータの
回転軸に連結され、電動モータの回転によってインペラ
ーはポンプ室内において回転する。又、ポンプ室を形成
するポンプハウジングの下側面にはインペラーの羽根溝
に臨み、ポンプ室内に開口する円弧状をなす燃料流路が
凹設され、前記吐出孔はインペラーの回転方向の終端部
における燃料流路に開口して穿設される。一方ポンプ室
を形成するポンプカバーの上側面にはインペラーの羽根
溝に臨み、ポンプ室内に開口する円弧状をなす燃料流路
が凹設され、前記燃料流入路はインペラーの回転方向の
始端部における燃料流路に開口して穿設される。かかる
燃料ポンプによると、電動モータに通電され、電動モー
タが回転することによってインペラーはポンプ室内にお
いて回転し、インペラーの羽根溝前後で圧力差が生じ、
これを多数の羽根溝でくり返すことによって燃料流入路
より燃料流路を含むポンプ室内に燃料を吸入し、昇圧さ
れた燃料をポンプ室から吐出孔を介してモータ室内へ吐
出する。そして、モータ室内に供給される昇圧された燃
料はハウジングの上部に開口する燃料吐出路内の逆止弁
を燃料圧力によって開放し、外部の燃料噴射弁に向けて
供給される。一方、かかるウエスコ式燃料ポンプにあっ
ては、ポンプ室内におけるベーパーロックを防止する為
のエア抜き孔が設けられるもので、これは特開平9−2
09864号公報に開示される。すなわちエア抜き孔の
上方は、ポンプカバーに設けた燃料流路を介してポンプ
室に開口して形成され、下方はポンプカバーより外方に
向かって開口して穿設される。而してポンプ室内に生起
するベーパーはポンプ室内の昇圧された燃料(これは燃
料の極く一部に相当する)とともにエア抜き孔を介して
ポンプ室外に排出されるもので、ポンプ室内におけるベ
ーパーロックの発生を抑止できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のウエスコ
式燃料ポンプによると、燃料ポンプが燃料タンク内に配
置され、燃料タンク内に形成される燃料液面がポンプカ
バーに形成される燃料流入路の開口より低い場合におい
て、以下の不具合を生ずる。すなわち前記状態におい
て、機関の停止に伴って燃料ポンプが停止されると、ハ
ウジングの上部に設けた燃料吐出路内の逆止弁は外方に
向かう燃料圧力が消滅したことによって、燃料吐出路を
自動的に閉塞し、逆止弁より下流側に位置する燃料配管
内の燃料が燃料ポンプ内に向かって逆流することを防止
する。一方、前記状態において、燃料タンク内の燃料液
面は、燃料流入路の下方開口及びエア抜き孔の下方開口
より低位置にあり、これによると、燃料液面の上部にあ
る空気はエア抜き孔よりポンプ室内へ流入し、ポンプ室
内にある燃料は燃料流入路を介して燃料タンク内へ排出
される。そして前記においてポンプ室内に流入した空気
は、インペラーの羽根溝、ポンプハウジングの燃料流
路、吐出孔を介してモータ室内へ流入することになり、
この空気はモータ室内の燃料と徐々に入れかわり、モー
タ室内の燃料が吐出孔、ポンプ室、燃料流入路を介して
燃料タンク内へ排出される。以上によると、機関の停止
後における時間の経過に伴いモータ室内の燃料が空状態
となる恐れがある。そして、かかるモータ室内の燃料が
空の状態において、再び機関の始動操作が行なわれて燃
料ポンプが駆動されると、ポンプ室から吐出孔を介して
吐出される燃料はまずモータ室を燃料で満たして昇圧
し、その後燃料吐出路から燃料噴射弁に向けて燃料を供
給することになる。ここで注目すべきことは、モータ室
の室容積はポンプ室の室容積より圧倒的にその容積が大
なるもので、前記機関の再始動時においてまず大容積よ
りなるモータ室内を燃料で満たし、且つモータ室内の燃
料圧力が昇圧する迄に時間が掛かり、燃料噴射弁への燃
料の供給が遅れ、機関の良好な再始動性を阻害する恐れ
がある。
【0004】又、前記燃料ポンプが各種の燃料タンク内
に配置される際、燃料ポンプはそのレイアウトの点から
垂直置き、斜め置き、横置き、とあらゆる方向に配置さ
れることがあり、これによると、前記各種の配置状態に
おいてエア抜き孔からポンプ室内に流入する空気の流入
に差異が生じて、ポンプ室内における残留燃料が不均一
となり、安定した機関の再始動性を得ることができな
い。
【0005】一方、特開平2001−27160号公報
によると、吐出孔に逆止弁を配置し、燃料ポンプの停止
時において、モータ室内の圧力を保持する構造が開示さ
れるが、これによると部品点数、組みつけ工数が増加し
て製造コストの低減を達成することができず、また狭い
吐出孔内への逆止弁の配置設計は困難を極める。
【0006】本発明になるウエスコ式燃料ポンプは前記
不具合に鑑み成されたもので、特に機関の停止後におけ
る機関の再始動時において、燃料ポンプより昇圧された
燃料を即座に燃料噴射弁に向けて供給することができ、
良好で安定した機関の再始動性を得ることのできるウエ
スコ式燃料ポンプを提供することを主目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】本発明になるウエスコ式燃
料ポンプは前記課題を達成する為に、ポンプハウジング
とそれをおおうポンプカバーとによって形成されるポン
プ室と、ポンプ室内に回転自在に配置され、モータ室内
の電動モータによって回転駆動され、その外周に表裏を
連通する複数の羽根溝を備えるインペラーと、ポンプハ
ウジングのポンプ室に臨む下側面に、インペラーの羽根
溝に沿って周方向に燃料流路が凹設され、インペラーの
回転方向の終端部に形成されてポンプ室とモータ室とを
連通する吐出孔と、よりなるウエスコ式燃料ポンプにお
いて、前記吐出孔5を、燃料ポンプの停止時において、
燃料の表面張力によりポンプ室からモータ室への空気の
流入を阻止する燃料保持機能を備えたことを第1の特徴
とする。
【0008】又、本発明は前記第1の特徴に加え、前記
吐出孔を、ポンプ室に臨む段差部をもってポンプハウジ
ングの下側面に開口したことを第2の特徴とする。
【0009】更に、本発明は、前記第1の特徴に加え、
前記吐出孔の開口面積を、インペラーの回転方向前方に
行くに従い小さくしたことを第3の特徴とする。
【0010】更に又、本発明は前記第2の特徴に加え、
前記段差部を、吐出孔と相似形としたことを第4の特徴
とする。
【0011】
【作用】本発明の第1の特徴によると、機関の停止に伴
う燃料ポンプの停止時にあって、ポンプ室内の燃料が燃
料流入路を介して外部へ排出されて空気がポンプ室内に
流入した状態において、吐出孔の大気側であるポンプ室
内への開口端部にモータ室内の燃料の表面張力による燃
料保持機能としての燃料膜が形成される。これによる
と、ポンプ室内からモータ室内へ向かって進入しようと
する空気の流入は、前記表面張力によって形成される燃
料膜によって阻止されるので、モータ室内における空気
と燃料との置換作用が行なわれることがなく、モータ室
内の燃料が吐出孔、ポンプ室、燃料流入路を介して燃料
タンク内へ排出されることがなく、モータ室内に燃料を
貯溜保持できる。従って、機関の再始動時において、燃
料噴射弁に向けての燃料供給に遅れを生じさせることが
なく、機関の良好は再始動性を得ることができる。
【0012】又、本発明の第2の特徴によると、吐出孔
の下方端を、段差部をもってポンプハウジングの下側面
に開口したので、吐出孔の下方端に形成される表面張力
による燃料膜が下方にわん曲して形成されても、該燃料
膜がポンプ室内に配置されるインペラーに接触すること
がなく、燃料膜を確実に形成できる。
【0013】更に、本発明の第3の特徴によると、吐出
孔の開口面積をインペラーの回転方向前方に行くに従い
狭く形成したので、この狭い部分から燃料膜が形成され
ていくことになり燃料膜を確実に形成できる。
【0014】更に又、本発明の第4の特徴によると、段
差部を吐出孔と相似形に形成したので、段差部をコンパ
クトにまとめることができる。
【0015】
【実施例】以下本発明になるウエスコ式燃料ポンプの一
実施例を図1により説明する。1は上下が開口した筒状
をなすハウジングであり、上方の開口は第1閉塞部材2
Aと第2閉塞部材2Bとによって閉塞される。具体的に
はハウジング1の上方係止段部1A上に第1閉塞部材2
A、第2閉塞部材2Bが当接配置され、ハウジング1の
上端が第2閉塞部材2Bの肩部に向けて内方へカシメら
れる。そして、前記第1、第2閉塞部材2A,2Bには
下端がハウジング1内に開口し、上端が上方に向かって
開口する燃料吐出路2Cが形成され、この燃料吐出路2
Cには下方から上方に向かう燃料圧力によって該燃料吐
出路を開放する圧力応動型の逆止弁2Dが配置される。
又、第1閉塞部材2Aの中心には後述する電動モータの
上端を回転自在に支持する軸受Gが配置され、更に第2
閉塞部材2Bに電動モータの電機子に外部より給電を行
なう為の電源用のコネクタ2Eが設けられる。
【0016】又、ハウジング1の下方の開口はポンプハ
ウジング3とポンプカバー4とによって閉塞される。ポ
ンプハウジング3は図2によく示されるもので図1を併
用して説明する。ポンプハウジング3は中実円筒状をな
し下端3Aから上方に向かって円形の凹部3Bが穿設さ
れ、さらにその中心部の貫通孔内には軸受Gが配置され
る。そして、前記凹部の下側面3Cには円弧状をなす燃
料流路3Dが凹設されるもので、後述するインペラーの
回転方向Aにおける燃料流路3Dの終端部3Eには下側
面3C側から上側面3Fに向かって吐出孔5が貫通して
穿設される。この吐出孔5は図3によく示される。
【0017】ポンプカバー4は図4によく示されるもの
で図1を併用して説明する。ポンプカバー4は中実円筒
状をなし、その上部にポンプハウジング3の下端3Aに
当接して凹部3Bの開口を閉塞する平坦面4Aを有し、
この平坦面4Aにはポンプハウジング3の燃料流路3D
に対向して臨む燃料流路4Bが凹設され、後述するイン
ペラーの回転方向Aにおける燃料流路4Bの始端部4C
にはポンプカバー4外に向かって開口する燃料流入路6
が穿設される。又、4Dは燃料流路4Bからポンプカバ
ー4外に向かって開口するエア抜き孔である。尚、前述
した図2は図1の如く配置されたポンプハウジング3を
下方よりみた平面図、図3は図2のX−X線における要
部縦断面図、図4は図1の如く配置されたポンプカバー
4を上方よりみた平面図、である。
【0018】そして、ハウジング1の下方係止段部1B
にポンプハウジング3が当接配置され、さらにポンプハ
ウジング3の下端3Aに向けてポンプカバー4の平坦面
4Aが当接配置され、この状態でハウジング1の下端が
ポンプカバー4の肩部に向けて内方へカシメられ、これ
によってポンプハウジング3とポンプカバー4とがハウ
ジング1の下端に固定配置される。以上によると、ポン
プハウジング3の円形をなす凹部3Bは、ポンプカバー
4の平坦面4Aによって閉塞されてポンプ室7を形成す
るもので、このポンプ室7内にインペラー8が回転自在
に配置される。
【0019】インペラー8は、その外周にインペラー8
の表裏を連通するとともにポンプハウジング3の燃料流
路3D及びポンプカバー4の燃料流路4Bに臨む複数の
羽根溝8Aが形成され、その中心にはD型形状をなす欠
円孔8Bが貫通して穿設される。一方、第1閉塞部材2
Aとポンプハウジング3との間のハウジング1内にはモ
ータ室9が形成され、このモータ室9内に電動モータM
が配置される。電動モータMは、電機子10と、電機子
10の中心に固定的に立設される回転軸11と、電機子
10の外周に臨む一対の永久磁石12とによって構成さ
れる。そして、回転軸11の上端は第1閉塞部材2Aの
軸受Gに回転自在に支持され、回転軸11の下方はポン
プハウジング3の軸受Gに回転自在に支持され、さらに
回転軸11の下端のDカット部11Aがインペラー8の
欠円孔8Bに挿入されて係合される。
【0020】従って、コネクタ2Eを介して電機子10
に電気が供給されて電動モータMが回転すると、インペ
ラー8は回転軸11からの回転力を受けて同期的に回転
するもので、インペラー8がポンプ室7内において回転
することによって、燃料吸入路6からポンプ室7内に燃
料を吸入し、ポンプ室7内において昇圧された燃料は、
吐出孔5を介してモータ室9内へ供給され、さらにモー
タ室9内の燃料は燃料吐出路2Cを介して図示せぬ外部
の燃料噴射弁に向けて供給される。
【0021】ここで本発明になる燃料ポンプによると、
吐出孔5に燃料ポンプが停止した際において、燃料の表
面張力によって燃料膜による燃料保持機能をもたせたこ
とである。すなわち、燃料ポンプが停止すると、ポンプ
室7内に残留する燃料はエア抜き孔4Dより空気がポン
プ室7内へ流入することによって、燃料導入路6から外
部へ排出され、ポンプ室7は空状態となる。かかる状態
において、吐出孔5に着目すると、吐出孔5の下端5A
は、燃料が空状態で空気が存在するポンプ室7に臨んで
開口し、一方吐出孔5には、モータ室9内に連なる燃料
が存在することになり、これによって吐出孔5の下端5
Aには燃料の表面張力による燃料保持機能としての燃料
膜Fが形成される。これは図3によって理解される。そ
して、このように吐出孔5に燃料保持機能としての燃料
膜Fを形成したことによると、ポンプ室7内に存在する
空気は燃料膜Fの抵抗によって吐出孔5を介してモータ
室9内へ流入することができないもので、モータ室9内
における空気と燃料との置換作用が行なわれないことに
よって、モータ室9内に貯溜される燃料が吐出孔5、ポ
ンプ室7、燃料流入路6、を介して外部へ排出されるこ
とが抑止される。
【0022】ここで吐出孔5は、前記燃料保持機能に加
えて所望のポンプ吐出量を確保する機能が必要であり、
例えば機関の排気量が660cc程度の小型乗用車向け
の燃料ポンプはポンプ吐出量60L/Hを必要とするも
ので、かかる燃料ポンプにおいて、インペラー8の直径
33.6mm、厚さ3.8mm、羽根溝8Aの数46
個、を用いた場合、吐出孔5の横断面積を7.884m
とすることによって、前記燃料の表面張力による燃
料保持機能と、所望のポンプ吐出量を得ることができ
た。尚、前述の数値はあく迄一実施例にすぎないもの
で、吐出孔の設定は、ポンプの吐出量と、燃料の表面張
力によって燃料膜が形成される燃料保持機能とを合わせ
もつよう両方の面から適宜設定される。
【0023】以上の如く、燃料ポンプの停止時におい
て、吐出孔5に燃料保持機能としての燃料膜Fを形成し
たので、モータ室9内の燃料が、かかる機関の停止時に
おいても外部へ流出することがなく、継続的にモータ室
9内に燃料を貯溜、保持できる。従って、かかる機関の
停止状態から再び機関を始動させる機関の再始動時にお
いて、電動モータMが駆動すると、極めて小容積をなす
ポンプ室7が燃料で満たされるや、即座にモータ室9内
に継続的に貯溜される燃料を、燃料吐出路2Cを介して
図示せぬ燃料噴射弁に向けて供給できるもので、時間遅
れなく機関の再始動を行なうことができる。
【0024】又、前記吐出孔5に形成される燃料膜F
は、燃料ポンプの配置状態が変化しても何等変われるも
のでなく、燃料ポンプの配置状態に係わらず燃料ポンプ
の停止時に、常にモータ室9内に燃料を貯溜保持でき
る。従って、燃料ポンプの配置状態に係わらず、常に時
間遅れなく機関の再始動を行なうことができる。
【0025】更に、本発明によれば、燃料保持機能とし
て燃料ポンプが備える吐出孔に形成した燃料膜Fを利用
したので、新たな部品を用いる必要がない。従って、部
品点数の増加、組みつけ工数の増加がなく、且つ構成部
品を増加したことによる耐久性の保証確認の必要がな
く、従来の燃料ポンプへの採用が極めて容易で且つ製造
コストの上昇が抑止される。
【0026】又、吐出孔5の下端5Aを側方に広がる段
差部5Bをもってポンプハウジング3の下側面3Cに開
口すると吐出孔5の下端5Aに燃料の表面張力によって
燃料膜Fが形成された際、ポンプ室7内に配置されるイ
ンペラー8と燃料膜Fとが接触することがないもので燃
料膜Fの形成をより一層確実にできる。尚、本例におい
て、段差部5Bはポンプハウジング3の燃料流路3Dの
上側部3Gより更に上方に凹設されるもので、これは図
3に明示される。要するにこの段差部5Bは吐出孔5の
下端5Aに形成される燃料膜Fが他の部材と接触させな
い役目を成すものである。
【0027】又、前記吐出孔の開口面積を、インペラー
8の回転方向A(図2において時計方向の回転)におけ
る前方に行くに従って小さくすると、燃料膜Fの形成を
より一層確実にできる。すなわち、図2において吐出孔
5の開口面積は回転方向Aの前方に行くに従って先細り
状に細かく形成されるもので、燃料の表面張力による燃
料膜Fの形成は、先ず吐出孔5の先細りの先端部におい
て形成され、この燃料膜Fが吐出孔5の後端部側に向か
って成長して形成される。いいかえると、吐出孔5の先
細りの先端部において初期に形成された燃料膜Fが即座
に吐出孔5の全体に渡って波紋の如く広がって形成され
る。
【0028】又、前述した段差部5Bの形状を吐出孔5
の形状と相似形に形成すると、吐出孔5の下端5Aに形
成される燃料膜Fに対して略均等なる逃げ部Bを形成で
きるもので、燃料膜に対するインペラー8の接触をより
一層確実に抑止できて燃料膜Fの形成保持に効果的であ
る。又、前記によればポンプカバー4を射出成形によっ
て形成する際、吐出孔5に相当する鋳抜きピンと段差部
5Bに相当する鋳抜きピンとを相似形に形成できるもの
で、それらの鋳抜きピンの製造を容易にできる。
【0029】以上の如く、本発明になるウエスコ式燃料
ポンプによると、ポンプ室とモータ室とを連通するポン
プハウジングに設けられた吐出孔に、燃料ポンプの停止
時において、燃料の表面張力によりポンプ室からモータ
室への空気の流入を阻止する燃料保持機能を備えさせた
ことにより、燃料ポンプが燃料タンク内に配置され、燃
料タンク内の燃料液面がポンプカバーに形成される燃料
流入路の開口より低い場合において、機関が停止して燃
料ポンプが停止した際、吐出孔に形成される燃料保持機
能としての燃料の表面張力による燃料膜によってモータ
室内に貯溜される燃料が燃料流入路より燃料タンク内へ
排出されることがない。従って機関の再始動時におい
て、時間遅れなく即座に機関の再始動を行なうことがで
きるとともに燃料ポンプの異なった配置状態においても
安定した機関の再始動を行なうことができる。又、吐出
孔そのものに燃料保持機能を持たせたことにより、特別
に新たな部品を必要とすることがなく、製造コストの上
昇を抑止できるとともに従来の燃料ポンプへの実施が極
めて容易に行なうことができる。又、吐出孔の下端を段
差部をもってポンプハウジングの下側面に開口したこと
によると、吐出孔の下端に形成される燃料膜が他の部材
によって破壊されることがなく、燃料膜を安定して形成
維持できる。更に、吐出孔の開口面積をインペラーの回
転方向前方に行くに従って小さく形成したことによると
吐出孔の下端に形成される燃料膜を即座に且つ確実に形
成することができる。更に又、吐出孔の下端に形成され
る段差部を吐出孔の形状と相似形に形成したことによる
と、吐出孔の下端に対して均一な逃げ部を形成できて燃
料膜の形成、保持を確実にでき、且つ段差部の形成を安
価に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるウエスコ式燃料ポンプの縦断面
図。
【図2】図1に用いられるポンプハウジングの下方より
みた平面図。
【図3】図2のX−Xにおける要部縦断面図。
【図4】図1に用いられるポンプカバーの上方よりみた
平面図。
【符号の説明】
3 ポンプハウジング 3C 下側面 4 ポンプカバー 5 吐出孔 5B 段差部 7 ポンプ室 8 インペラー F 燃料膜
フロントページの続き (72)発明者 福田 充 宮城県角田市角田字流197−1 株式会社 ケーヒン角田開発センター内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプハウジングとそれをおおうポンプ
    カバーとによって形成されるポンプ室と、ポンプ室内に
    回転自在に配置され、モータ室内の電動モータによって
    回転駆動され、その外周に表裏を連通する複数の羽根溝
    を備えるインペラーと、ポンプハウジングのポンプ室に
    臨む下側面に、インペラーの羽根溝に沿って周方向に燃
    料流路が凹設され、インペラーの回転方向の終端部に形
    成されてポンプ室とモータ室とを連通する吐出孔と、よ
    りなるウエスコ式燃料ポンプにおいて、前記吐出孔5
    を、燃料ポンプの停止時において、燃料の表面張力によ
    りポンプ室7からモータ室9への空気の流入を阻止する
    燃料保持機能を備えたことを特徴とするウエスコ式燃料
    ポンプ。
  2. 【請求項2】 前記吐出孔を、ポンプ室7に臨む段差部
    5Bをもってポンプハウジング3の下側面3Cに開口し
    たことを特徴とする請求項1記載のウエスコ式燃料ポン
    プ。
  3. 【請求項3】 前記吐出孔の開口面積を、インペラーの
    回転方向前方に行くに従い小さくしたことを特徴とする
    請求項1記載のウエスコ式燃料ポンプ。
  4. 【請求項4】 前記段差部を、吐出孔と相似形としたこ
    とを特徴とする請求項2記載のウエスコ式燃料ポンプ。
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