JP2006037832A - 燃料ポンプユニットと燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 流量性能が向上した燃料ポンプと、その燃料ポンプを備える燃料ポンプユニットを提供する。
【解決手段】 燃料ポンプユニットは、燃料を濾過するサクションフィルタ１２と、サクションフィルタ１２が濾過した燃料を吸引して昇圧する燃料ポンプを備えている。サクションフィルタ１２は取付部５１を有し、その取付部５１には燃料出口が形成されている。燃料ポンプのケーシング３０には凹部５４が設けられ、その凹部５４には燃料吸入口５３が形成されている。ケーシング３０の凹部５４にサクションフィルタ１２の取付部５１を装入した状態では、凹部５４の燃料吸入口５３と取付部５１の燃料出口が連通する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、燃料ポンプユニットと燃料ポンプに関するものである。詳しくは、燃料ポンプにサクションフィルタを取り付ける技術に関するものである。

燃料ポンプと、その燃料ポンプに接続されたサクションフィルタを備える燃料ポンプユニットが知られている。
図８に示すように、燃料ポンプ１００のポンプ部１０１は、ケーシング１０４と、ケーシング１０４に収容されたインペラ１０６を備えている。ケーシング１０４は、上部カバー１０２と下部カバー１０３から構成されている。インペラ１０６は、略円板状に形成されている。下部カバー１０３の本体１１６には、凸部１０７が設けられている。燃料吸入流路１０８は、下部カバー１０３の本体１１６と凸部１０７を通過している。
サクションフィルタ１１０は、メッシュ部１１２と取付部１１１を有している。取付部１１１には、メッシュ部１１２の内部に連通する燃料流路１１３が形成されている。そして、図８、図９に示すように、取付部１１１の端部１１４の内側に、カバー１０３の凸部１０７が圧入されることによって、サクションフィルタ１１０と燃料ポンプ１００が接続される。このような燃料ポンプユニットは、例えば、特許文献１に記載されている。
インペラ１０６が回転すると、燃料ポンプ１００の燃料吸入流路１０８に、サクションフィルタ１１０の取付部１１１を経由して、メッシュ部１１２が濾過した燃料が吸入される。

実公平４−１８６４４号公報

上述したように、燃料ポンプ１００とサクションフィルタ１１２は、サクションフィルタ１１２の取付部１１１の端部１１４内に、燃料ポンプ１００のカバー１０３の凸部１０７が圧入されることによって接続されている。
燃料吸入流路１０８は、下部カバー１０３の本体１１６と、それから突出した凸部１０７を通過している。燃料吸入流路１０８を燃料が流れると、燃料吸入流路１０８の長さ分の圧力損失が発生し、燃料ポンプの流量性能が低下する。
本発明は、流量性能が向上した燃料ポンプと、その燃料ポンプを備える燃料ポンプユニットを提供することを課題とする。

本発明の燃料ポンプユニットは、燃料を濾過するサクションフィルタと、サクションフィルタが濾過した燃料を吸引して昇圧する燃料ポンプを備えている。サクションフィルタは取付部を有し、その取付部には燃料出口が形成されている。燃料ポンプのケーシングには凹部が設けられ、その凹部には燃料吸入口が形成されている。ケーシングの凹部にサクションフィルタの取付部を装入した状態では、凹部の燃料吸入口と取付部の燃料出口が連通する。
この燃料ポンプユニットのように、燃料ポンプのケーシングの凹部にサクションフィルタの取付部を装入することができると、取付部が装入された分だけ、燃料ポンプの燃料吸入流路が短くなる。燃料吸入流路が短くなると、そこで発生する圧力損失が小さくなる。よって、燃料ポンプの流量性能が向上する。

上記の燃料ポンプユニットにおいて、ケーシングの凹部にサクションフィルタの取付部が圧入されており、取付部の燃料膨潤性は、ケーシングの燃料膨潤性よりも大きいことが好ましい。
この燃料ポンプユニットの取付部の燃料膨潤性は、ケーシングのそれよりも大きい。従って、燃料ポンプユニットが燃料に触れている状態では、取付部は凹部に強く圧入され、取り付けが確実に行われる。また、燃料ポンプにサクションフィルタを取り付ける際には、圧入代が小さくてもよいので、取付作業が容易になる。

上記の燃料ポンプユニットにおいて、ケーシングの凹部にサクションフィルタの取付部が圧入されており、取付部は、樹脂製であるとともに、燃料流路壁に周方向に延びる金属製のリングが固定されていることが好ましい。
取付部の燃料流路壁に周方向に延びる金属製のリングが固定されていると、取付部が、例えば、低温時の樹脂収縮によって小さくなろうとしても、それがリングによって抑制される。従って、凹部と取付部の圧入が緩くなってしまうのが防止される。

本発明の燃料ポンプは、サクションフィルタが濾過した燃料を吸引して昇圧する。燃料ポンプは、「燃料出口が形成されたサクションフィルタの取付部が装入可能であるとともに、その取付部を装入したときに取付部の燃料出口と連通する燃料吸入口が形成された」凹部を有している。
この燃料ポンプのように、凹部にサクションフィルタの取付部を装入することができると、取付部が装入された分だけ、燃料ポンプの燃料吸入流路が短くなる。燃料吸入流路が短くなると、そこで発生する圧力損失が小さくなる。よって、燃料ポンプの流量性能が向上する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る燃料ポンプユニットについて、図面を参照しながら説明する。燃料ポンプユニットは、燃料ポンプとサクションフィルタを備えている。燃料ポンプは、車両用のものであり、燃料タンク中の燃料に浸漬された状態で燃料を吸入し、昇圧した燃料をエンジンに供給する。サクションフィルタは、燃料ポンプに接続され、燃料ポンプが吸入する燃料を濾過する。
図１に示すように、燃料ポンプ１０は、モータ部１４と、ポンプ部１５を備えている。図１の上下は、燃料タンク内に装着された燃料ポンプ１０の上下と一致している。
モータ部１４は、ハウジング１６、アッパーボディ１７、モータ１８（図１では図示省略、図２に図示）等を有している。ハウジング１６は、略円筒状に形成されており、内部にモータ１８を収容している。アッパーボディ１７は、ハウジング１６の上端部に取り付けられている。アッパーボディ１７には、吐出ポート２０と、コネクタ２１が設けられている。吐出ポート２０は、昇圧された燃料を吐出する。コネクタ２１には、外部から電力が供給される。図２に示すように、モータ１８は、複数のマグネット２３と、回転子２２を備えている。マグネット２３は、ハウジング１６の内壁に固定されている。回転子２２は、それを軸方向に貫くシャフト２４を有している。シャフト２４の下端部２４ａは、上部カバー２５（後述する）に装着されたベアリング２６によって、回転可能に支持されている。図示は省略しているが、シャフト２４の上端部も、アッパーボディ１７に装着されたベアリングによって回転可能に支持されている。

ポンプ部１５は、ケーシング３０と、ケーシング３０に収容されたインペラ３１を備えている。ケーシング３０は、上部カバー２５と下部カバー２７から構成されている。カバー２５、２７は、金属製である。インペラ３１は樹脂製であり、略円板状に形成されている。ケーシング３０は、インペラ３１を収容した状態で、ハウジング１６の下端１６ａが内方側にカシメられることによって、ハウジング１６に固定されている。
インペラ３１の中心部には、略Ｄ字状の係合孔３２が形成されている。シャフト２４の下端部２４ａのベアリング２６によって支持されているよりも更に下方部分は、略Ｄ字状の横断面を有している。そして、シャフト２４の下端部２４ａの略Ｄ字状に形成されている部分は、インペラ３１の係合孔３２に係合している。従って、回転子２２が回転すると、それにともなってインペラ３１も回転する。下部カバー２７の中心部には、スラストベアリング３３が固定されている。シャフト２４の下端は、スラストベアリング３３と当接している。スラストベアリング３３は、回転子２２のスラスト荷重を受け止める。

インペラ３１の上面には、凹所が周方向に複数並んだ凹所群３４が形成されている。インペラ３１の下面には、凹所が周方向に複数並んだ凹所群３５が形成されている。凹所群３４の各凹所と、凹所群３５の各凹所は、底部同士で連通している（図２では、凹所と凹所の底部同士を連通する流路の図示を省略している）。
下部カバー２７のインペラ３１下面と対向する面には、インペラ３１の凹所群３５と対応する領域に、上流端から下流端まで延びる下面側溝３７が形成されている。下部カバー２７の下部には、燃料吸入凹部５４が形成されている。燃料吸入凹部５４の横断面は、円形状である。下部カバー２７には、吸入流路４１が形成されている。図３に示すように、吸入流路４１の下流端４１ａは、下面側溝３７の上流端部３７ａに開口している。吸入流路４１の上流端である吸入口５３は、燃料吸入凹部５４の底部に開口している。
図２に示すように、上部カバー２５のインペラ３１上面と対向する面には、インペラ３１の凹所群３４と対応する領域に、上流端から下流端まで延びる上面側溝３６が形成されている。上面側溝３６の下流端は、上部カバー２５を上下に貫通する吐出流路（図示省略）によってハウジング１６内と連通している。

図１に示すように、サクションフィルタ１２は、メッシュ部５０と、取付部５１を有している。取付部５１は樹脂製（例えば、ナイロン製や、ポリアセタール製）である。
図２に示すように、取付部５１には、メッシュ部５０の内部に連通する燃料流路５２が形成されている。取付部５１の端部には、円筒状横断面を有する圧入部５５が形成されている。そして、取付部５１の圧入部５５が燃料ポンプ１０の下部カバー２７に設けられた燃料吸入凹部５４に圧入されることによって、サクションフィルタ１２が燃料ポンプ１０に接続される。

インペラ３１が回転すると、インペラ３１の凹所群３５の各凹所と下部カバー２７の下面側溝３７とに跨って、燃料の旋回流が発生する。燃料は、旋回しながら下面側溝３７の上流端３７ａから下流端まで流れ、その過程で昇圧される。燃料が昇圧されると、それにともなって、フィルタ１２を通過した燃料が取付部５１を経由して吸込流路４１に吸込まれる。インペラ３１の凹所群３４の各凹所と上部カバー２５の上面側溝３６にも、それらに跨って旋回流が発生する。燃料は、上面側溝３６の上流端から下流端まで流れ、その過程で昇圧される。下面側溝３７の燃料は、昇圧されながらインペラ３１の凹所群３５の凹所から凹所群３４の凹所に流れ、上面側溝３６の燃料と合流する。昇圧された燃料は、上面側溝３６の下流端から、上部カバー２５に形成された吐出流路を通過し、ハウジング１６内に吐出される。ハウジング１６内に吐出された燃料は、アッパーボディ１７の吐出ポート２０から外部に送り出される。

上述したように、取付部５１の圧入部５５は、燃料ポンプ１０の燃料吸入凹部５４に圧入される。このように、圧入部５５を燃料吸入凹部５４に圧入すると、吸入流路４１を短くすることができる。これとは逆に、吸入流路４１が形成された凸部を圧入部５５内に圧入するような構成を採用すると、圧入部５５内に圧入された分だけ吸入流路４１が長くなる。吸入流路４１が短い方が、その部分で発生する圧力損失が小さくなる。吸入流路４１で発生する圧力損失が小さくなると、燃料ポンプ１０の流量性能が向上する（効率が向上する）。さらには、燃料流路４１で発生する圧力損失が小さくなると、燃料流路４１内の負圧も小さくなる。燃料流路４１内の負圧が小さくなると、高い燃料温度までベーパーが発生しなくなる。よって、燃料温度が高いときの燃料ポンプ１０の流量性能が向上する。
サクションフィルタ１２の取付部５１は、樹脂製なので燃料に浸漬されていると膨潤する。下部カバー２７は、金属製なので膨潤しない。取付部５１が膨潤すると、圧入部５５が下部カバー２７の燃料吸入凹部５４に圧入されているので、取付部５１と燃料吸入凹部５４はより強く固定される。これに対して、吸入流路４１が形成された凸部を圧入部５５内に圧入するように構成した場合、取付部５１が膨潤することによって、凸部と取付部５１との圧入が弱くなってしまう。

（第２実施形態）
第１実施形態と重複する説明は省略し、本第２実施形態として特徴的な内容のみを記載する。
図４、図５に示すように、サクションフィルタ１２の取付部５１の圧入部５５には、金属製のリング５６が接着されている。圧入部５５にリング５６が接着されていると、圧入部５５の径が小さくなろうとしても、それがリング５６によって抑制される。圧入部５５の径が小さくなろうとするのは、例えば、低温時に樹脂が収縮するような場合である。圧入部５５の収縮が抑制されると、圧入が弱くなり、燃料ポンプ１０とサクションフィルタ１２が分離してしまうのを防止することができる。

（第３実施形態）
第１実施形態と重複する説明は省略し、本第２実施形態として特徴的な内容のみを記載する。
図６、図７に示すように、燃料吸入凹部６１の吸入口６２は、下面側溝３７の上流端部３７ａに開口している。従って、この形態では、サクションフィルタ１２の取付部５１の圧入部５５が下面側溝３７に直接接続され、吸入流路４１は存在しない。このため第１実施形態、第２実施形態の場合よりも、上流端部３７ａの上流側の圧力損失が小さくなり、燃料ポンプ１０の流量特性がさらに向上する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

第１実施形態に係る燃料ポンプとサクションフィルタが接続された側面図。 第１実施形態に係る燃料ポンプとサクションフィルタの断面図。 図２のIII−III線断面図。 第２実施形態に係る燃料ポンプとサクションフィルタの断面図。 図４のV−V線断面図。 第３実施形態に係る燃料ポンプとサクションフィルタの断面図。 図６のVII−VII線断面図。 従来技術に係る燃料ポンプとサクションフィルタの断面図。 図８のIX−IX線断面図。

符号の説明

１０：燃料ポンプ
１２：サクションフィルタ
１４：モータ部
１５：ポンプ部
１６：ハウジング、１６ａ：下端
１７：アッパーボディ
１８：モータ
２０：吐出ポート
２１：コネクタ
２２：回転子
２４：シャフト、２４ａ：下端部
２３：マグネット
２５：上部カバー
２６：ベアリング
２７：下部カバー
３０：ケーシング
３１：インペラ
３２：係合孔
３３：スラストベアリング
３４、３５：凹所群
３６：上面側溝
３７：下面側溝、３７ａ：上流端部
４１：吸入流路、４１ａ：下流端
５０：メッシュ部
５１：取付部
５２：燃料流路
５３：吸入口
５４：燃料吸入凹部
５５：圧入部
５６：リング
６１：燃料吸入凹部
６２：吸入口

Claims (4)

1. 燃料を濾過するサクションフィルタと、
   サクションフィルタが濾過した燃料を吸引して昇圧する燃料ポンプを備える燃料ポンプユニットであり、
   サクションフィルタは取付部を有し、その取付部には燃料出口が形成されており、
   燃料ポンプのケーシングには凹部が設けられ、その凹部には燃料吸入口が形成されており、
   ケーシングの凹部にサクションフィルタの取付部を装入した状態では、凹部の燃料吸入口と取付部の燃料出口が連通する燃料ポンプユニット。
2. ケーシングの凹部にサクションフィルタの取付部が圧入されており、
   取付部の燃料膨潤性は、ケーシングの燃料膨潤性よりも大きい請求項１の燃料ポンプユニット。
3. ケーシングの凹部にサクションフィルタの取付部が圧入されており、
   取付部は、樹脂製であるとともに、燃料流路壁に周方向に延びる金属製のリングが固定されている請求項１の燃料ポンプユニット。
4. サクションフィルタが濾過した燃料を吸引して昇圧する燃料ポンプであり、
   「燃料出口が形成されたサクションフィルタの取付部が装入可能であるとともに、その取付部を装入したときに取付部の燃料出口と連通する燃料吸入口が形成された」凹部を有する燃料ポンプ。

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