JP2006250040A - 燃料ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
燃料ポンプ10は、少なくとも一端が開放されたハウジング12と、ハウジング12内に収容されるモータ30と、ハウジング12の一端を閉じる吐出カバー16を備え、モータ30を駆動することによってハウジング12内に吸入した燃料を吐出カバー16よりハウジング12外に吐出する。吐出カバー16の内面にはモータ30のシャフト32の一端を回転可能に支持する軸受部22が形成される一方で、吐出カバー16の外面には燃料導管50が挿し込まれる凹状の燃料吐出ポート26が形成されている。そして、燃料吐出ポート26が軸受部22から偏心した位置に配されている。
【選択図】 図3
Description
しかしながら、従来の燃料ポンプは、吐出カバーの上面に突状の燃料吐出ポートを形成し、この燃料吐出ポートに燃料導管(ホース等)を挿し込むようにしていた。このため、燃料吐出ポートの径は燃料導管の径より小さくしなければならなかった。一方、燃料吐出ポートから燃料導管には昇圧された燃料が流れることから両者を強固に結合する必要があるが、上述したように燃料吐出ポートの径は燃料導管の径より小さくしなければならず、燃料吐出ポートにはある程度の長さが必要となる(すなわち、両者を強固に結合するためには結合部の面積をある程度大きくしなければならないため、燃料吐出ポートの径が小さいと燃料吐出ポートの長さを長くしなければならない)。このため、従来の燃料ポンプでは、燃料吐出ポートが長くなり、燃料ポンプの軸方向長さを短縮することが困難であった。
この燃料ポンプでは、吐出カバーに凹状の燃料吐出ポートが形成され、その凹状の燃料吐出ポートの内側に燃料導管が挿し込まれる。このため、燃料吐出ポートの径を燃料導管の外径より大きくすることができる。したがって、突状の燃料吐出ポートの場合と比較して、燃料吐出ポートの長さを短くすることができる。また、燃料吐出ポートは軸受部から偏心した位置に配されるため、軸受部と燃料吐出ポートを軸方向にオーバラップして配置することができる。このため、燃料ポンプの軸方向長さを短縮化することができ、燃料タンクへの搭載性を向上することができる。
なお、上記燃料ポンプにおいて吐出カバーには、その内面(モータ側)から燃料吐出ポートに向かって直線的に伸びる燃料流路(燃料吐出孔)が形成されていることが好ましい。このような構成によると、ハウジング内から燃料吐出ポートに燃料が流れる際の流路抵抗が小さくなり、ポンプ効率を高めることができる。
この燃料ポンプでは、ブラシ保持部と燃料吐出ポートが燃料ポンプの周方向に並んで配される。このため、ブラシ保持部をモータシャフトの軸心から近い位置に配することができ、整流子の直径を小さくできる。これにより、整流子の周速が小さくなるため、ブラシの磨耗を抑制することができる。また、軸受部と燃料吐出ポートとブラシ保持部が軸方向にオーバラップするため、燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。
このような構成によると、隣接する各部(軸受部、ブラシ保持部又は燃料吐出ポート)を形成する壁を共用することで、各部を近接した位置に配置することができ、燃料ポンプを径方向にコンパクト化することができる。
燃料吐出ポートに逆止弁を配する場合、燃料吐出ポートには逆止弁を案内するガイドがさらに配設されていることが好ましい。このような構成によると、燃料吐出ポート内で逆止弁が傾いてしまうことが防止され、逆止弁の作動性を確保することができる。
本実施形態の燃料ポンプは、自動車用の燃料ポンプであり、燃料タンク内に設置され、自動車のエンジンヘ燃料を供給するために用いられる。図1に示すように、燃料ポンプ10は、略円筒状のハウジング12と、ハウジング12の下端を閉じるポンプケーシング11と、ハウジング12の上端を閉じる吐出カバー16を備えている。
また、ポンプケーシング11の下面からポンプ室に向かって燃料吸入流路(図示省略)が形成され、この燃料吸入流路によってポンプ室と燃料ポンプ11外(すなわち、燃料タンク内)とが連通している。一方、ポンプケーシング11の上面からポンプ室に向かっては燃料流路(図示省略)が形成され、この燃料流路によってポンプ室とハウジング12内(すなわち、モータ室)とが連通している。
アーマチュア31は、シャフト32と、シャフト32のコアに巻回されたコイル36と、コイル36に電流を供給する整流子34を備えている。シャフト32の下端は、ポンプケーシング11に回転可能に支持されている。シャフト32の上端は軸受28を介して吐出カバー16に回転可能に支持されている。軸受28は、吐出カバー16の下面(モータ30側の面)に形成された軸受保持部22に取付けられている。
図2に示すように、整流子34の上面には2つのブラシ38,38が当接する。ブラシ38,38は、吐出カバー16の下面に形成されたブラシ保持部24,24に収容されている(図3参照)。各ブラシ38と吐出カバー16との間にはバネ18が圧縮された状態で介装されている。このため、ブラシ38,38は、バネ18によって常時、整流子34に押し付けられた状態となっている。ブラシ38,38が磨耗すると、それに応じてバネ18が伸長し、ブラシ38,38と整流子34とが接触した状態を保つようになっている。
燃料吐出ポート26は、吐出カバー16の上面から凹んだ凹状に形成され、その軸線が燃料ポンプ10(すなわち、シャフト32)の軸線と略平行となっている。図1に示すように、燃料吐出ポート26には燃料導管50が挿し込まれる。このため、燃料吐出ポート26の形状は、燃料導管50の外形に倣った形状を有しており、燃料吐出ポート26の径は燃料導管50の外径と略同一となっている。
また、燃料吐出ポート16の底面には、吐出カバー16の下面に向かって貫通する燃料吐出流路(燃料吐出孔)25が形成されている。燃料吐出流路25によってハウジング12の内部空間と燃料吐出ポート26とが連通している。燃料吐出流路25は上下方向に直線状に形成されている。
シール突起52の外径(シール突起52の先端の径)は燃料吐出ポート26の内径よりもわずかに大きくされ、燃料導管50の外径は燃料吐出ポート26の内径と略同一かわずかに小さくされている。このため、燃料導管50が燃料吐出ポート26に挿し込まれた状態では、シール突起52が弾性変形し、これによって燃料導管50が燃料吐出ポート26に結合され、両者の隙間がシールされることとなる。燃料導管50には複数のシール突起52が設けられているため、燃料導管50と燃料吐出ポート26は強固に結合(及びシール)される。
なお、図1に示すように、燃料導管50の他端には燃料フィルタ52が接続されている。燃料フィルタ52は、燃料ポンプ10から吐出される燃料から微細な異物を除去する装置である。燃料フィルタ52で異物が除去された燃料が燃料タンク外に吐出される。
図2に示すように、軸受28(すなわち、軸受保持部22)は吐出カバー16の略中央に形成され、その軸受保持部22に対して偏心した位置に2つのブラシ38(すなわち、ブラシ保持部24)並びに燃料吐出ポート26が形成されている。2つのブラシ保持部24は、軸受保持部22を挟んで対向した位置に配置されている。燃料吐出ポート26は、ブラシ保持部24から周方向に90度ずれた位置に配置されている。
したがって、燃料ポンプ10の軸方向と垂直な断面においては、軸受保持部22、ブラシ保持部24及び燃料吐出ポート26は互いに干渉しない位置に配されている。このため、図3に示すように、軸受保持部22、ブラシ保持部24及び燃料吐出ポート26は軸方向にオーバラップして配置することができる。これによっ、軸受保持部22を形成する壁とブラシ保持部24を形成する壁はその一部が共用され、また、軸受保持部22を形成する壁と燃料吐出ポート26を形成する壁はその一部が共用され、さらに、ブラシ保持部24を形成する壁と燃料吐出ポート26を形成する壁はその一部が共用されている。これによって、燃料ポンプ10の軸方向長さの短縮化が図られると共に、燃料ポンプ10(吐出カバー16)の径方向のコンパクト化が図られている。
また、燃料吐出ポート26とブラシ保持部24は周方向にずれた位置に配設されており、ブラシ保持部24を燃料ポンプ10の軸心(シャフト32)から近い位置に配設することができる。このため、ブラシ38に対する整流子34の周速を小さくすることができ、ブラシ38の磨耗を抑制することができる。また、燃料吐出ポート26とブラシ保持部24が半径方向に並ばないため、吐出カバー16を小径化(燃料ポンプ10の小径化)することができる。
また、吐出カバー16に形成された燃料吐出流路25は、燃料ポンプ10の軸方向と平行に直線的に形成され、ハウジング12内の燃料は直線的に燃料吐出ポート26に向かって流れることができる。このため、流路抵抗を小さくでき、ポンプ効率を向上することができる。
例えば、燃料吐出ポート26と燃料導管50の結合構造は種々の形態で実施することができる。図5,6,7には燃料吐出ポート26と燃料導管50の結合構造の他の例を示している。
図5に示す結合構造では、燃料導管50の先端に薄肉部54が形成され、その薄肉部54にOリング56が配設されている。燃料吐出ポート26に燃料導管50が挿し込まれた状態では、燃料導管50の薄肉部54の先端が燃料吐出流路25内にまで伸びている。このため、Oリング56は、燃料吐出ポート26の底面に当接し、吐出カバー16と燃料導管50によって挟持されて縦方向に押圧される。これにより、Oリング56が燃料吐出ポート26と燃料導管50との間をシールする。この接合構造では、燃料の圧力が作用する方向と燃料導管50からOリング56に作用する押圧力の方向が同一直線状となるため、燃料ポンプから高圧の燃料を吐出する場合であっても、Oリング56によって好適にシールすることができる。
図6に示す結合構造では、燃料導管50に溝58が形成され、その溝58にOリング56が配設される。Oリング56の外径は燃料吐出ポート26の径より大きくされている。このため、燃料吐出ポート26に燃料導管50が挿し込まれると、Oリング56は燃料吐出ポート26の壁面によって半径方向に押圧されて変形する。これによって、燃料吐出ポート26と燃料導管50との間がシールされる。この接合構造では、溝58にOリング56を配するため、燃料導管50からOリング56が脱落することを防止できる。このため、燃料導管50の燃料ポンプへの組付け作業を容易に行うことができる。
図7に示す接合構造は、図5に示す結合構造を改良したものである。すなわち、吐出カバー16の表面にはフック16bが形成され、燃料導管50にはフランジ部51が形成される。燃料吐出ポート26に燃料導管50が挿し込まれると、吐出カバー16のフック16bと燃料導管50のフランジ51が係合する。これによって、燃料導管50が吐出カバー16から抜けてしまうことを防止でき、燃料導管50を燃料ポンプに確実に固定することができる。
図8,9に示すように、燃料吐出ポート26の底面略中央には燃料吐出流路(燃料吐出孔)25が形成され、その燃料吐出流路25の燃料出口につながるようにシール面25aが形成されている。シール面25aから上方に所定距離だけ離間した位置にはガイド62が配されている。
図10はガイド62の平面図(逆止弁60を組付けた状態)を示しており、図11はガイド62の平面図(逆止弁60を組付けていない状態)を示している。ガイド62は、逆止弁60を案内する案内部62cと、案内部62cと同心状に配された固定部62aと、案内部62cと固定部62aを連結する連結部62bによって構成されている。図8,9に示すように、固定部62aの外周面が燃料吐出ポート26の内壁面に固定されることで、ガイド62が燃料吐出ポート26内に位置決めされている。
上記のガイド62には逆止弁60が案内される。逆止弁60は、ガイド62の案内部62cに挿通する棒状部60bと、棒状部60bの下端に形成されたシール部60aを備えている。逆止弁60が下端に移動した状態では、シール部60aが燃料吐出孔26のシール面25aに当接し、燃料吐出ポート26側からハウジング12内への燃料の逆流を防止する。一方、ハウジング12内の燃料圧力が高くなり逆止弁60がガイド62に案内されて上方に移動すると、逆止弁60のシール部60aがシール面25aから離れ、ハウジング12内から燃料吐出ポート26へ燃料が吐出される。
なお、図3と図8の比較から明らかなように、図8に示す実施形態では、燃料吐出ポート26に逆止弁を配設する分だけ、燃料吐出ポート26の深さが深くなっている。ただし、上述したように逆止弁60の圧力感度が向上しているため、燃料圧力に応じて逆止弁60が時間遅れなく開閉することができ、逆止弁60のストロークを小さくすることができる。これにより、燃料吐出ポート26の深さが深くなり過ぎることを抑制している。
図12(図13)に示すように吐出カバーは、モータ側カバー64(68)と、モータ側カバー64(68)に組み合わされる結合側カバー66(70)によって構成される。このように吐出カバーを2部材で構成すると、各部材に要求される機械的特性(例えば、機械的強度等)に応じて2部材を異なる材料で成形することができる。
12:ハウジング
16:吐出カバー
22:軸受保持部
24:ブラシ保持部
26:燃料吐出ポート
30:モータ
Claims (5)
- 少なくとも一端が開放されたハウジングと、ハウジングの一端を閉じる吐出カバーと、ハウジング内に収容されるモータと、を備え、モータを駆動することによってハウジング内に吸入した燃料を吐出カバーよりハウジング外に吐出する燃料ポンプであって、
吐出カバーの内面にはモータのシャフトの一端を回転可能に支持する軸受部が形成される一方で、吐出カバーの外面には燃料導管が挿し込まれる凹状の燃料吐出ポートが形成されており、
その燃料吐出ポートが軸受部から偏心した位置に配されていることを特徴とする燃料ポンプ。 - 前記モータは整流子を備えており、前記吐出カバーには整流子に当接するブラシを保持するブラシ保持部が形成されており、
ブラシ保持部と燃料吐出ポートが周方向に並設されており、かつ、軸受部と燃料吐出ポートとブラシ保持部が軸方向にオーバラップして配されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。 - 軸受部を形成する壁と燃料吐出ポートを形成する壁、燃料吐出ポートを形成する壁とブラシ保持部を形成する壁、若しくは軸受部を形成する壁とブラシ保持部を形成する壁の少なくとも一つの組合せに係る壁同士が共用化されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料ポンプ。
- 燃料吐出ポートの底面には燃料吐出孔が形成されており、燃料吐出ポートには燃料吐出孔を開閉する逆止弁がさらに配設されており、燃料吐出ポートに燃料導管が挿し込まれた状態では燃料導管の外側に逆止弁が位置することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料ポンプ。
- 前記燃料吐出ポートには逆止弁を案内するガイドがさらに配設されていることを特徴とする請求項4に記載の燃料ポンプ。
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