JP2007211679A

JP2007211679A - 円周流ポンプ

Info

Publication number: JP2007211679A
Application number: JP2006032280A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Koyama; 正浩小山; Seizo Inoue; 誠三井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-08-23
Also published as: CN100510377C; CN101016872A; US20070183886A1; TW200730722A; DE102006043235A1

Abstract

【課題】燃料に含まれるアルコールやトルエンに対する膨潤量を抑制し、インペラのロックを防止した円周流ポンプを提供する。
【解決手段】燃料を燃料タンクから導入し内燃機関に向けて送出する円周流ポンプにおいて、インペラは繊維強化ＰＰＳからなり、モータ回転子と勘合する基部と、この基部の外周に設けられた羽根部と、この羽根部の外周に設けられた外輪部とから構成され、羽根部は、基部から直線的に放射状に配設された複数の羽根から構成されるとともに屈曲部を有し、インペラをモータ回転子のモータ軸の方向に沿って見たときに、羽根部全体の投影面積Ｓ１と基部の投影面積Ｓ３との比をＳ３：Ｓ１＝９〜１５：１とし、羽根部全体の投影面積Ｓ１と外輪部の投影面積Ｓ２との比をＳ２：Ｓ１＝０．１０〜０．１３：１とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば自動車の燃料タンク内に収納されて、所定の圧力で内燃機関に燃料を供給する円周流ポンプに関する。

円周流ポンプに装着されるインペラは、モータ回転子と勘合する基部と、この基部の外周に設けられた羽根部と、さらに羽根部の外周に設けられた外輪部を有する。従来の円周流ポンプにおいては、高効率化や低騒音化を目的としたインペラの開発が進められている。このようなインペラとして、羽根部を薄肉化することが知られており、成形性や寸法安定性にすぐれた繊維強化ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が使用されている。また、羽根部に屈曲部を形成することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−３３６５５８号公報（図１８、図１９）

しかしながら、従来の円周流ポンプでは、インペラの羽根部に屈曲部があるために、射出成形時の樹脂流動が阻害されやすくなる。成形樹脂として繊維強化ＰＰＳを使用した場合、羽根部は屈曲部において強化材である繊維の配向が揃いやすくなる。また、射出成形時には羽根部を介して外輪部に成形樹脂が注入されるが、羽根部の影響を受けて外輪部においても繊維の配向が揃いやすくなる。繊維強化ＰＰＳは、燃料に含まれるアルコールやトルエンに対する膨潤を抑制するために、繊維配向のランダム性を高めたり、ＰＰＳの結晶性を高めたりすることが有効である。基部については、射出成形時の保圧によってＰＰＳの結晶性を高めることができるが、羽根部と外輪部については、ＰＰＳの結晶性を高めるほどの保圧が伝達されない。そのため、羽根部と外輪部は、繊維配向のランダム性が低いことから、基部と比較してアルコールやトルエンの膨潤量が多くなる。インペラがポンプハウジングに接触するほど膨潤した場合、インペラのロックが発生するという問題がある。

膨潤量を抑えるために、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することも考えられるが、バリ取りなどの後工程が必要となる。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、繊維強化ＰＰＳからなるインペラを装着した円周流ポンプにおいて、燃料に含まれるアルコールやトルエンに対する膨潤量を抑制し、インペラのロックを防止した円周流ポンプを提供する。

この発明における円周流ポンプは、モータ回転子に勘合された円板状のインペラと、このインペラを収納するポンプハウジングとを有し、燃料を燃料タンクから導入し内燃機関に向けて送出する円周流ポンプにおいて、インペラは繊維強化ＰＰＳからなり、モータ回転子と勘合する基部と、この基部の外周に設けられた羽根部と、この羽根部の外周に設けられた外輪部とから構成され、羽根部は、基部から直線的に放射状に配設された複数の羽根から構成されるとともに屈曲部を有し、インペラをモータ回転子のモータ軸の方向に沿って見たときに、羽根部全体の投影面積Ｓ１と基部の投影面積Ｓ３との比をＳ３：Ｓ１＝９〜１５：１とし、羽根部全体の投影面積Ｓ１と外輪部の投影面積Ｓ２との比をＳ２：Ｓ１＝０．１０〜０．１３：１としたものである。

この発明によれば、繊維強化ＰＰＳからなるインペラを装着した円周流ポンプにおいて、燃料に含まれるアルコールやトルエンに対する膨潤量を抑制できるので、インペラのロックを防止した円周流ポンプを提供できる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における円周流ポンプを示す一部破断正面図である。円周流ポンプ１は、モータ回転子３に勘合された円板状のインペラ２と、このインペラ２を収納しポンプカバー５及びポンプベース６とで構成するポンプハウジング７とを有する。ポンプカバー５には、中心部においてモータ回転子３のモータ軸のスラスト方向移動を支えるスラスト軸受５ａが配設され、また、底部において燃料タンクから燃料をインペラ２に導入する吸込口５ｂが配設されている。ポンプベース６の中心部には、モータ回転子３のモータ軸の回転を支えるメタル６ａが配設されている。

円周流ポンプ１を燃料タンクに浸漬した状態で、モータ回転子３を駆動させるとインペラ２が回転によって、燃料は吸込口５ｂからポンプ室内に導入される。さらに燃料は、ポンプ室の排出口６ｅ及びモータ室を経由して、吐出口４から内燃機関に向けて送出される。ここで、インペラ２とポンプハウジング７との間には、インペラ２の回転を阻害しないようにクリアランス７ａが設けられている。

図２はインペラ２の斜視図であり、図２（ａ）は全体図、図２（ｂ）は一部断面図である。インペラ２は、モータ回転子３と勘合する基部２ａと、この基部２ａの外周に設けられた羽根部２ｂと、さらに羽根部２ｂの外周に設けられた外輪部２ｃとから構成される。基部２ａの中心部には、モータ回転子３のモータ軸を勘合するためにＤ形状に形成された勘合部２ｆが配設されている。羽根部２ｂは、基部２ａから直線的に放射状に配設された複数の羽根から構成されている。羽根部２ｂの羽根は、厚さ０．５ｍｍ以下の薄肉に成形されており、図２（ｂ）に示すように屈曲部２ｅを有している。

インペラ２の形状は、円周流ポンプの仕様によって異なるが、ここでは直径２０〜３０ｍｍ、厚さ３〜４ｍｍとして説明する。また、インペラ２は、強化材として例えばガラス繊維を用いたガラス繊維強化ＰＰＳを使用して、射出成形によって成形される。射出成形において、高温で溶融状態となったガラス繊維強化ＰＰＳは、金型内の基部２ａに注入された後に羽根部２ｂを介して外輪部２ｃに充填される。

この実施の形態では、インペラ２をモータ回転子３のモータ軸の方向に沿って見たときに、羽根部２ｂ全体の投影面積Ｓ１と基部２ａの投影面積Ｓ３との比を、Ｓ３：Ｓ１＝９〜１５：１とする。さらに、羽根部２ｂ全体の投影面積Ｓ１と外輪部２ｃの投影面積Ｓ２との比を、Ｓ２：Ｓ１＝０．１０〜０．１３：１とする。

このように構成されたインペラ２では、射出成形時に金型内の基部２ａに注入されたガラス繊維強化ＰＰＳは、基部２ａ内に均一に充填された後、一定の高圧力で羽根部２ｂを通過するので、屈曲部においても繊維配向のランダム性が比較的高い。さらに、羽根部２ｂから外輪部２ｃに流入したガラス繊維強化ＰＰＳは、ガラス繊維が圧力から開放されることで、繊維配向のランダム性が比較的高いものとなる。

図３は、羽根部２ｂ全体の投影面積Ｓ１と基部２ａの投影面積Ｓ３との比Ｓ３／Ｓ１、羽根部２ｂ全体の投影面積Ｓ１と外輪部２ｃの投影面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１をパラメータとして、インペラ２の燃料に含まれるアルコールやトルエンに対する膨潤量の特性図である。これより、Ｓ３／Ｓ１＝９〜１５かつＳ２／Ｓ１＝０．１０〜０．１３の範囲において、膨潤量が抑制されている。これは、羽根部２ｂ及び外輪部２ｃの繊維配向のランダム性が比較的高まったために、羽根部２ｂ及び外輪部２ｃの膨潤量を抑制できたことを示す。さらに好ましくは、Ｓ３／Ｓ１＝１２〜１４かつＳ２／Ｓ１＝０．１０〜０．１３の範囲で、膨潤量が最も抑制されている。

したがって、この実施の形態のインペラ２を用いた円周流ポンプ１は、インペラ２の羽根部２ｂ及び外輪部２ｃの燃料に含まれるアルコールやトルエンに対する膨潤量を抑制できたので、インペラ２とポンプハウジング７との間のクリアランス７ａを広げることなく、インペラ２のロックを防止できる。

実施の形態１における円周流ポンプを示す一部破断正面図である。実施の形態１におけるインペラの斜視図である。実施の形態１におけるインペラのアルコールやトルエンに対する膨潤量の特性図である。

符号の説明

１円周流ポンプ、２インペラ、２ａ基部、２ｂ羽根部、２ｃ外輪部、２ｅ屈曲部、２ｆ勘合部、３モータ回転子、４吐出口、５ポンプカバー、５ａスラスト軸受、５ｂ吸込口、６ポンプベース、６ａメタル、６ｅ：排出口、７ポンプハウジング、７ａクリアランス。

Claims

モータ回転子に勘合された円板状のインペラと、前記インペラを収納するポンプハウジングとを有し、燃料を燃料タンクから導入し内燃機関に向けて送出する円周流ポンプにおいて、前記インペラは繊維強化ポリフェニレンサルファイドからなり、前記モータ回転子と勘合する基部と、前記基部の外周に設けられた羽根部と、前記羽根部の外周に設けられた外輪部とから構成され、前記羽根部は、前記基部から直線的に放射状に配設された複数の羽根から構成されるとともに屈曲部を有し、前記インペラを前記モータ回転子のモータ軸の方向に沿って見たときに、前記羽根部全体の投影面積Ｓ１と前記基部の投影面積Ｓ３との比をＳ３：Ｓ１＝９〜１５：１とし、前記羽根部全体の投影面積Ｓ１と前記外輪部の投影面積Ｓ２との比をＳ２：Ｓ１＝０．１０〜０．１３：１とすることを特徴とする円周流ポンプ。