JP2008542612A - 圧送ユニット - Google Patents

Abstract

公知の圧送ユニットは、ポンプ室内で回転する羽根車を有しており、この羽根車は少なくとも一方の端面に、周方向で互いに間隔をあけて配置された複数の羽根のリムを有しており、前記羽根はそれぞれ、回転方向で見て先行する前側と、回転方向で見て追従する後ろ側とを有している。個々の羽根の間には各１つの羽根室が形成されている。羽根室への流入及び羽根室からの流出を改良するためには、羽根の端面と後ろ側とから形成された縁部に、半径方向内側から半径方向外側に向かって連続して延びる傾斜面が設けられている。不都合なのは、端面と前側とから形成された縁部には傾斜面が設けられていないことである。これにより、流れは羽根室からの流出時に増大された流れ抵抗を受ける。本発明による圧送ユニットでは、流れにより多くの流入面積若しくは流出面積が供与されることにより、効率が改善される。本発明では、少なくとも１つの羽根（５．１）が、端面（２０．１，２０．２）の領域において、前側（３０）の半径方向外側及び／又は後ろ側（３１）の半径方向内側に、三角形、楕円形、円形又は断面円形の少なくとも１つの傾斜面（３８）を有している。

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の圧送ユニット、即ち、燃料を自動車のリザーバタンクから内燃機関へ圧送するための圧送ユニットであって、ポンプ室内で回転する羽根車が設けられており、該羽根車が少なくとも一方の端面に、周方向で互いに間隔をおいて配置された複数の羽根のリムを有しており、前記羽根がそれぞれ、回転方向で見て先行する前側と、回転方向で見て追従する後ろ側とを有している形式のものから出発する。米国特許第６４５４５２０号明細書から既に公知の圧送ユニットは、ポンプ室内で回転する羽根車を有しており、この羽根車の少なくとも一方の端面は、周方向で互いに間隔をあけて配置された複数の羽根のリムを有しており、前記羽根はそれぞれ、回転方向で見て先行する前側と、回転方向で見て追従する後ろ側とを有しており且つポンプ室の環状の圧送通路と協働する。個々の羽根の間には、各１つの羽根室が形成されている。液体は、羽根車の回転軸線に関して半径方向内側で圧送通路から羽根室に流入し且つ半径方向外側で再び羽根室から圧送通路へと流出する。羽根室への流入及び羽根室からの流出を改良するためには、羽根の端面と後ろ側とによって形成された縁部が、半径方向内側から半径方向外側に向かって連続的に延びる傾斜面を有している。不都合なのは、端面と前側とによって形成された縁部は傾斜面を有していないことである。これにより、流れは羽根室からの流出時に高められた流れ抵抗を受ける。端面と前側とによって形成された縁部が、端面と後ろ側とによって形成された縁部と同様の、連続的に延びる傾斜面を有していたとしても、必然的に回転方向で測定した羽根の壁厚が増大され、このこともやはり流れの抵抗を増大させる恐れがある。

発明の利点
これに対して請求項１の特徴部に記載の構成を備えた本発明による圧送ユニット、即ち、少なくとも１つの羽根が、端面の領域において前側の半径方向外側及び／又は後ろ側の半径方向内側に、三角形、楕円形、円形又は断面円形の少なくとも１つの傾斜面を有していることを特徴とする圧送ユニットは、少なくとも１つの羽根が、端面領域において前側の半径方向外側及び／又は後ろ側の半径方向内側に、三角形、楕円形、円形又は断面円形の少なくとも１つの傾斜面を有していることにより、流れ抵抗の低下に基づいた圧送ユニットの効率の改良が簡単に得られるという利点を有している。このようにして、予め規定された流入角度で羽根室に流入するため、若しくは予め規定された流出角度で羽根室から流出するためには、羽根の半径方向内側の端部と半径方向外側の端部とにおいて、流れにより多くの面積が供与される。

従属請求項に記載の構成手段により、独立請求項に記載の圧送ユニットの有利な改良が可能である。

仮想の傾斜断面が羽根の一方の端部から出発して深さを減少させつつ、羽根の他方の端部に向かって延びているように羽根の傾斜面が形成されていると、特に有利である。それというのも、この構成が特に簡単に射出成形により製作され得るからである。

更に有利には、前記傾斜面が、この傾斜面を制限する縁部を有しており、これらの縁部がそれぞれ、隣接する面の隣接する縁部とは異なる方向に延びている。

極めて有利には、傾斜面が、羽根間に形成されて室に開口する流入面若しくは流出面を拡大する。それというのも、このようにして圧送ユニットの効率が高められるからである。

有利には、前記傾斜面は扁平に又は湾曲されて構成される。

傾斜面の半径方向延在部が、ポンプ軸線に関して羽根の半径方向延在部より小である場合も有利である。

実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１に示した圧送ユニットでは、本発明による羽根の構成が使用可能である。

本発明による圧送ユニットは、例えば燃料等の液体を、リザーバから例えば吐出し導管を介して内燃機関へ圧送するために役立つ。

本発明により形成された圧送ユニットは、ポンプ部分２とモータ部分３とを備えたポンプケーシング１を有している。

本発明による圧送ユニットは、例えば渦流ポンプ又はサイドチャンネルポンプ等の流体ポンプである。

ポンプ部分２はポンプ室４を有しており、このポンプ室４では羽根車５が、回転対称的なポンプ軸線８を中心として回転する。羽根車５は、モータ部分３に設けられたアクチュエータ９により、駆動軸１０を介して駆動される。アクチュエータ９は、例えば電動モータであり且つモータ部分３のモータ室７に配置されている。

ポンプ室４の上流側の領域はユニットの吸込み側と呼び、ポンプ室４の下流側の領域はユニットの吐出し側と呼ばれる。

ポンプ室４は、ポンプ室入口１１とポンプ室出口１２とを有している。ポンプ室４は、ポンプ軸線８の方向で対向位置する２つの端壁、即ち、第１の端壁１５及び第２の端壁１６によって制限され、この場合、第１の端壁１５にはポンプ室入口１１が設けられており、第２の端壁１６にはポンプ室出口１２が設けられており、更に、ポンプ室４はポンプ軸線８に関して半径方向で環状壁１７により制限される。

羽根車５は、例えば両端面２０．１，２０．２に、周方向で互いに間隔をおいて配置された複数の羽根５．１のリムを有している。羽根５．１の間には、それぞれ室５．２が形成されている。例えば羽根車５の第１の端面２０．１の羽根５．１及び室５．２は、第２の端面２０．２に対して鏡面対称的に設けられている。羽根車５の両端面２０．１，２０．２の対向位置する各室５．２は、例えば接続開口２６を介して互いに接続されている。半径方向外側に向かって室５．２は、例えば羽根５．１の半径方向外側の端部に環状のリング５．３が設けられていることによって閉じられている。

端壁１５，１６にはそれぞれ環状の圧送通路１４が設けられており、これらの圧送通路１４は羽根５．１の半径方向の領域に配置されている。

第１の端壁１５は、例えば吸込みカバー１８の部分であり、第２の端壁１６及び環状壁１７は、例えば吐出しカバー１９の部分である。吸込みカバー１８には入口通路２２が設けられており、この入口通路２２はポンプ室入口１１を介してポンプ室４に開口しており、このポンプ室４は、ポンプ室出口１２と、吐出しカバー１９に設けられた出口通路２３とを介してモータ室７と流体接続されている。

吐出しカバー１９は貫通開口２４を有している。アクチュエータ９と機械的に結合された駆動軸１０は、モータ室７から出発して吐出しカバー１９の貫通開口２４を通ってポンプ室４に突入している。

ポンプ室４の軸方向幅は、羽根車５の軸方向幅よりも大きいので、約１０〜３０マイクロメータの軸方向ギャップ２０が羽根車５と端壁１５，１６との間に生ぜしめられる。ポンプ室４の幅と羽根車５の幅との差が、全軸方向ギャップとして規定される。

羽根車５は、例えばポンプ室４に突入する駆動軸１０に被せ嵌められており、このためには羽根車５が羽根車開口２５を有しており、この羽根車開口２５に駆動軸１０が少なくとも突入しており、これにより、羽根車と形状接続的且つ／又は摩擦接続的に結合されている。羽根車５は駆動軸１０に、例えば当該羽根車５が第１の端壁１５と第２の端壁１６との間で軸方向で可動であるように支承されている。

圧送ユニットは、例えば液体をリザーバタンク３２から入口通路２２とポンプ室入口１１とを介してポンプ室４に吸い込み且つ当該の液体をポンプ室出口１２と出口通路２３と、ポンプケーシング１のモータ部分のモータ室７と吐出し導管３３とを介して、例えば内燃機関３４へ圧送する。圧送ユニットの遮断後に、規定された圧力を吐出し導管３３内で維持するためには、吐出し導管３３に例えば逆止弁３５が設けられている。

図２には従来技術に基づく羽根車が示されており、この羽根車は続く図３〜図９では本発明に基づき構成される。

図２に示した羽根車では、図１に示した圧送ユニットと同一の又は同一作用を有する構成部材は同一符号で示されている。

図３には、本発明による羽根を備えた、本発明により形成された羽根車の第１実施例が断面されて示されている。

図３に示した羽根車では、図１に示した圧送ユニット及び図２に示した羽根車と同一の又は同一作用を有する構成部材は同一符号で示されている。

羽根５．１は、羽根車５の回転方向２９で見て前側３０と後ろ側３１とを有している。羽根車５の端面２０．１，２０．２に面して、羽根５．１は端面３２を有している。

本発明では、少なくとも１つの羽根５．１が端面３２の領域において、前側３０の半径方向外側及び／又は後ろ側３１の半径方向内側に、少なくとも１つの傾斜面３８を有している。

この傾斜面３８は、羽根５．１の前側３０及び端面３２により形成された前縁部３０．１の領域では半径方向外側に設けられており且つ／又は羽根５．１の後ろ側３１及び端面３２により形成された後縁部３１．１の領域では半径方向内側に設けられている。

第１実施例では、仮想傾斜断面が羽根５．１の一方の端部から出発して深さＴを減少させつつ、半径方向で羽根５．１の他方の端部に向かって延びるように、羽根５．１の傾斜面３８が形成されている。羽根５．１の前縁部３０．１若しくは後縁部３１．１の仮想傾斜断面は、前縁部３０．１若しくは後縁部３１．１の所定の部分長さにわたってしか延びていないので、傾斜面３８の半径方向延在部は、ポンプ軸線８に関して羽根５．１の半径方向延在部よりも小である。

傾斜面３８は、前側３０若しくは後ろ側３１の部分面である。

傾斜面３８は、この傾斜面３８を制限する複数の縁部３９を有しており、これらの縁部３９は、隣接する面３０，３１，３２の隣接する縁部とは異なる方向で延びている（図４）。これにより、傾斜面３８は前側３０若しくは後ろ側３１に対して所定の傾斜を有している。つまり、傾斜面３８は羽根５．１の前側３０、後ろ側３１及び端面３２に関して傾斜して、延いては羽根５．１の前側３０、後ろ側３１及び端面３２の各面とは異なる空間方向で延在している。

傾斜面３８は、流入及び流出時の流れ抵抗が、羽根５．１間に形成された、室５．２に開口する流入面若しくは流出面を拡大するように形成されている。

本発明では、傾斜面３８が例えば三角形（図３，図４）、断面円形（図５）、楕円、円形（図６）等で構成されている。傾斜面３８は、扁平に又は湾曲されて構成されていてよい。

図４には、三角形の傾斜面を備えた、本発明により形成された羽根の第１実施例が示されている。

図４に示した羽根では、図１に示した圧送ユニット、並びに図２及び図３に示した羽根車と同一の又は同一作用を有する構成部材が同一符号で示されている。

羽根５．１は、ポンプ軸線８に関して半径方向で見ると、例えばＶ字形若しくは矢形に構成されている。Ｖ字形の羽根５．１の２本の脚は、ポンプ軸線８に関して傾斜して設けられている。羽根５．１は、後縁部３１．１の半径方向内側の端部及び前縁部３０．１の半径方向外側の端部に、例えば三角形の傾斜面３８を有している。これらの三角形の傾斜面３８は、３つの縁部３９によって形成されている。例えば羽根５．１は、羽根車５の両端面２０．１，２０．２に面して本発明による傾斜面３８を有している。

図５には、断面が円形の傾斜面を備えた、本発明により形成された羽根の第１実施例が示されている。

図５に示した羽根では、図１に示した圧送ユニット、並びに図２から図４に示した羽根車と同一の又は同一作用を有する構成部材が同一符号で示されている。

図６には、楕円形又は円形の傾斜面を備えた、本発明により形成された羽根の第１実施例が示されている。

図６に示した羽根では、図１に示した圧送ユニット、並びに図２から図５に示した羽根車と同一の又は同一作用を有する構成部材が同一符号で示されている。

図７には、第１実施例を示した図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って羽根車を断面した図が示されている。

図７に示した羽根車では、図１から図６に示したものと同一の又は同一作用を有する構成部材が同一符号で示されている。

流体は、圧送通路１４から出発して半径方向内側で羽根車５の室５．２に流入角度Ｅで流入し且つ半径方向外側で流出角度Ａで室５．２から圧送通路１４に流出する。前記流入角度Ｅ及び流出角度Ａは、傾斜面３８により種々様々に形成されており、この場合、流入角度Ｅは流出角度Ａよりも大きい。

圧送ユニットのポンプ室４には螺旋状の循環流が発生し、この循環流は室５．２への流入時及び室５．２からの流出時に流れ抵抗を受ける。傾斜面３８を設けることにより、より大きな流入面及び流出面が供与され延いては流れ抵抗が著しく減少される。傾斜面３８は、流入角度Ｅ及び流出角度Ａを従来技術と比較して拡大させる。流出角度Ａの拡大により、羽根縁部３０．１，３１．１における局所的な負圧ゾーンが防止されるか、又は少なくとも縮小される。このようにして、高温の燃料の圧送（いわゆる「高温ガソリン圧送」）が改善される。

図８には、本発明による羽根車の第２実施例が断面図で示されている。

図８に示された羽根車では、図１から図７に示されたものと同一の又は同一の作用を有する構成部材が同一符号で示されている。

第２実施例による羽根５．１は、第１実施例の場合と同様にＶ字形若しくは矢形に形成されている。第２実施例の羽根５．１は、半径方向外側に回転方向２９で見て追従する区分５．４及び半径方向内側に回転方向２９で見て先行する区分５．５を有しているという点において、第１実施例の羽根と異なっている。追従する区分５．４と先行する区分５．５とは、例えばこれらの両区分５．４，５．５間に設けられた中間区分５．６に対して曲げられている。羽根５．１のこの曲げられた構成により、流出角度Ａ（図９）が更に拡大され、これにより羽根縁部３０．１，３１．１の負圧ゾーンが防止されるか、又は少なくとも縮小されるということが達成され、このことは高温ガソリンの圧送を更に改善する。更に、ポンプ室５．２からの流入及び流出の改善が得られるので、流れ損失が低下する。

第２実施例に基づく羽根５．１も、端面３２の領域の、前側３０の半径方向外側及び／又は後ろ側３１の半径方向内側に、少なくとも１つの傾斜面３８を有しており、これらの傾斜面３８は、第１実施例において説明したのと同様に形成されている。

図９には、第２実施例による羽根車の、図８に示したＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図が示されている。

図９に示した羽根車では、図１から図８に示したものと同一の又は同一作用を有する構成部材が同一符号で示されている。

区分５．４，５．５における羽根５．１の屈曲部は、羽根車５の全幅Ｂにわたって延びている。

図１０には三角形の傾斜面を備えた、第２実施例による羽根の立体図が示されている。

図１０に示した羽根車では、図１から図９に示したものと同一の又は同一作用を有する構成部材が同一符号で示されている。

圧送ユニットの断面図である。 図１に示した圧送ユニットの羽根車を示した図である。 本発明の第１実施例の羽根を示した図である。 三角形の傾斜面を備えた、図３に示した羽根の立体図である。 断面が円形の傾斜面を備えた、図３に示した羽根の立体図である。 楕円形又は円形の傾斜面を備えた、図３に示した羽根の立体図である。 図３に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の第２実施例の羽根を示した図である。 図８に示したＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 三角形の傾斜面を備えた、図８に示した羽根の立体図である。

Claims (7)

1. 燃料を自動車のリザーバタンクから内燃機関へ圧送するための圧送ユニットであって、ポンプ室内で回転する羽根車が設けられており、該羽根車が少なくとも一方の端面に、周方向で互いに間隔をおいて配置された複数の羽根のリムを有しており、前記羽根がそれぞれ、回転方向で見て先行する前側と、回転方向で見て追従する後ろ側とを有している形式のものにおいて、
   少なくとも１つの羽根（５．１）が、端面（２０．１，２０．２）の領域において前側（３０）の半径方向外側及び／又は後ろ側（３１）の半径方向内側に、三角形、楕円形、円形又は断面円形の少なくとも１つの傾斜面（３８）を有していることを特徴とする、圧送ユニット。
2. 仮想の傾斜断面が、羽根（５．１）の一方の端部から出発して半径方向で深さ（Ｔ）を減少させつつ、羽根（５．１）の他方の端部に向かって延びるように、羽根（５．１）の傾斜面（３８）が形成されている、請求項１記載の圧送ユニット。
3. 前記傾斜面（３８）が、該傾斜面（３８）を制限する縁部（３９）を有しており、これらの縁部（３９）が、隣接する面（３０，３１，３２）の隣接する縁部とは異なる方向に延びている、請求項１記載の圧送ユニット。
4. 傾斜面（３８）が、羽根（５．１）間に形成され且つ室（５．２）に開口する流入面若しくは流出面を拡大するように形成されている、請求項１記載の圧送ユニット。
5. 傾斜面（３８）が湾曲されているか又は扁平である、請求項１記載の圧送ユニット。
6. 傾斜面（３８）が、前側（３０）若しくは後ろ側（３１）の部分面であり且つ前側（３０）若しくは後ろ側（３１）の面に対して傾斜を有している、請求項１記載の圧送ユニット。
7. 傾斜面（３８）の半径方向延在部が、ポンプ軸線（８）に関して羽根（５．１）の半径方向延在部よりも小である、請求項１記載の圧送ユニット。

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