JP2013238169A - Pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はポンプ装置に関する。 The present invention relates to a pump device.
燃料供給装置の筐体内には、地下タンクに貯蔵された液体を汲み上げてノズルに圧送するポンプ装置が搭載されている。ポンプ装置のケーシング内には、ストレーナ、逆止弁、ポンプ、空気分離室、気液分離室、フロート弁等の各機器が収納されており、ポンプには、モータと連結した回転軸により回転駆動される回転部材(ロータ)と、液体を吸込む吸込み口と回転部材の回転により液体を吐出する吐出口と回転部材を収容するための開口部とを有するポンプケーシングと、前記開口部を閉塞する蓋部材とが設けられている(例えば、特許文献1参照)。 A pump device that pumps the liquid stored in the underground tank and pumps it to the nozzle is mounted in the housing of the fuel supply device. The pump device casing contains various devices such as a strainer, check valve, pump, air separation chamber, gas-liquid separation chamber, and float valve. The pump is driven to rotate by a rotating shaft connected to a motor. Pump member having a rotating member (rotor), a suction port for sucking liquid, a discharge port for discharging liquid by rotation of the rotating member, and an opening for accommodating the rotating member, and a lid for closing the opening A member is provided (see, for example, Patent Document 1).
また、ポンプとしては、ベーンポンプまたはギヤポンプがあり、いずれも回転部材の回転により液体を加圧してポンプから吐出させるように構成されている。 In addition, as the pump, there are a vane pump and a gear pump, both of which are configured to pressurize and discharge the liquid from the pump by the rotation of the rotating member.
ポンプ装置においては、回転部材の回転により生じる吸込み側の圧力(負圧)により液体が吸込まれ、吐出側の圧力(正圧)により液体の吐出が行われる。その際に回転部材とケーシングとのクリアランスに回転部材の吐出側の液が流入することにより当該クリアランス内に背圧が生じる。その結果、回転部材に背圧が作用することにより回転部材が回転軸の軸方向に対し蓋部材側に押圧されることで、回転部材が回転軸の軸方向に対し蓋部材側に変位し、回転部材と蓋部材とが当接した状態となる。回転部材と蓋部材とが当接した状態にて、回転部材が回転すると、回転部材と蓋部材とが磨耗し、この磨耗が進行すればするほど、ポンプ装置の吐出能力の低下、及び、耐久性が低下してしまうという問題があった。 In the pump device, the liquid is sucked in by the suction side pressure (negative pressure) generated by the rotation of the rotating member, and the liquid is discharged by the discharge side pressure (positive pressure). At this time, the liquid on the discharge side of the rotating member flows into the clearance between the rotating member and the casing, thereby generating a back pressure in the clearance. As a result, the rotating member is pressed toward the lid member side with respect to the axial direction of the rotating shaft by the back pressure acting on the rotating member, so that the rotating member is displaced toward the lid member side with respect to the axial direction of the rotating shaft, The rotating member and the lid member are in contact with each other. When the rotating member rotates while the rotating member and the lid member are in contact with each other, the rotating member and the lid member are worn, and the more this wear progresses, the lower the discharge capacity of the pump device and the durability. There was a problem that the performance would be lowered.
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したポンプ装置の提供を目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a pump device that solves the above problems.
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
(1)本発明は、吸込口および吐出口を有し開口部を有したケーシングと、
前記ケーシング内にて回転可能に設けられた回転部材と、
前記回転部材を回転可能に支持する回転軸と、
前記開口部を閉塞する蓋部材と、
を備えたポンプ装置において、
前記蓋部材と前記回転部材との間に前記ケーシングの吐出口よりの圧力を導入するための圧力導入孔を前記蓋部材に設けたことを特徴とする。
(2)本発明の回転軸の基端は、前記蓋部材に穿設された軸受部に固定して設けられ、
前記蓋部材の前記回転軸の取付け箇所の周囲には凹部が形成され、
前記圧力導入孔は、前記凹部内に形成されてなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
(1) The present invention includes a casing having an inlet and an outlet and an opening;
A rotating member provided rotatably in the casing;
A rotating shaft that rotatably supports the rotating member;
A lid member that closes the opening;
In a pump device comprising:
A pressure introducing hole for introducing a pressure from the discharge port of the casing is provided between the lid member and the rotating member in the lid member.
(2) The base end of the rotating shaft of the present invention is fixed to a bearing portion drilled in the lid member,
A recess is formed around the attachment point of the rotating shaft of the lid member,
The pressure introducing hole is formed in the recess.
本発明によれば、ポンプ室のケーシングの吐出口と、蓋部材と回転部材間に生じるクリアランスとの間を連通させる圧力導入孔を設けたことにより、ポンプ室の吐出口側の圧力(吐出圧)を蓋部材と回転部材との間に供給するため、回転部材が蓋部材より離間する方向に付勢されるように吐出圧を作用させることができる。そのため、回転部材の側面(ケーシング側)に背圧が作用し、回転部材に蓋部材側への付勢力が作用した場合でも、回転部材の反対面(蓋部材側の側面)に作用する蓋部材とは反対方向への付勢力により回転部材が蓋部材側へ移動しようとする力を減少若しくは無くすことができ、その分、回転部材及び蓋部材の摩耗を抑制することができ、その分、ポンプ装置自体の吐出能力の維持を図ることができ、かつ、耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, by providing the pressure introduction hole for communicating between the discharge port of the casing of the pump chamber and the clearance generated between the lid member and the rotating member, the pressure (discharge pressure) on the discharge port side of the pump chamber is provided. ) Is supplied between the lid member and the rotating member, the discharge pressure can be applied so that the rotating member is biased in a direction away from the lid member. Therefore, even when a back pressure acts on the side surface (casing side) of the rotating member and a biasing force toward the lid member acts on the rotating member, the lid member acts on the opposite surface (side surface on the lid member side) of the rotating member. The force that the rotating member tries to move to the lid member side can be reduced or eliminated by the biasing force in the opposite direction, and the wear of the rotating member and the lid member can be suppressed accordingly, and the pump can be reduced accordingly. The discharge capability of the apparatus itself can be maintained, and the durability can be improved.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
〔ポンプユニットの構成〕
図1は本発明によるポンプ装置の一実施例が適用されたポンプユニットを模式的に示す概略構成図である。図2は本ポンプユニットにおける液体の流れを順に示す図である。尚、図1ではポンプユニットの全体構成を分かりやすく示すため、各部が上下位置及び前後位置、左右位置をずらして記載されており、後述する図3〜図7に示す位置とは異なる箇所に記載されている。
[Configuration of pump unit]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a pump unit to which an embodiment of a pump device according to the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram illustrating the flow of liquid in the pump unit in order. In FIG. 1, in order to show the overall configuration of the pump unit in an easy-to-understand manner, each part is described by shifting the vertical position, the front-rear position, and the left-right position, and are described in different locations from the positions shown in FIGS. Has been.
図1及び図2に示されるように、ポンプユニット10は、例えば、ガソリンや軽油などの液体燃料(以下「液体」という)を供給する燃料供給装置に搭載され、地下タンク12に貯蔵された燃料を汲み上げると共に、液体に含まれる気泡を分離させて流量計20へ送液するように設けられている。尚、流量計20で計測された液体燃料は、燃料供給装置のホース、ノズルを介して車両の燃料タンクに供給される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ポンプユニット10は、ケーシング30の内部に流入室31、ポンプ室32、空気分離室33、流出経路34、気液分離室36が形成されている。流入室31には、ケーシング30の底部に開口する流入口37に連通されたストレーナ取付室38と、ストレーナ取付室38の下流側(流出側)に隣接された逆止弁取付室39とが設けられている。尚、ストレーナ取付室38及び逆止弁取付室39は、ケーシング30の同じ側面に隣接して設けられている。さらに、ストレーナ取付室38の流出側と逆止弁取付室39の流入側との間は、連通路45によって連通されている。
In the
ストレーナ取付室38は、ケーシング30の側面から加工された第1開口38aと、開口38aの奥部に形成されたストレーナ受け部38bとを有する。ストレーナ取付室38には、ストレーナ44が収納されている。また、ストレーナ44は、流入口37から流入された液体に含まれる異物を捕獲する金網からなり、円筒形状に形成されている。
The
ポンプ駆動により流入口37から吸引された液体は、ストレーナ44により濾過された後、連通路45を通過して逆止弁取付室39に流入し吸込み側流路46に流出される。
The liquid sucked from the
逆止弁取付室39の下流側には、ポンプ装置48の一部を構成するポンプ室32が設けられ、ポンプ室32には、吸込み側流路46に連通する吸込み口32aと、吐出側流路47に連通する吐出口32bとが形成される。ポンプ装置48は、ギヤポンプからなり、モータの回転駆動力が伝達されて回転するロータ50と、ロータ50により回転駆動されるピニオン52とを有する。尚、本実施例では、ロータ50及びピニオン52が本発明の回転部材に相当する。
A
ポンプ装置48においては、ロータ50及びピニオン52が反時計方向に回転駆動すると、液体は吸込み側流路46から吸引され、ピニオン52の各窪み部52aの間、及びロータ50の各係合部50aの間に流入し、ポンプ室32の吐出口32bを介して吐出側流路47へ吐出される。
In the
さらに、ポンプ装置48から吐出された液体は、吐出側流路47の下流に配された空気分離室33へ流入される。空気分離室33では、流入する液体が液体と気体富化液とに分けられ、液体は逆止弁64を経て流量計20に供給され、気体富化液は気体富化液流入孔58を介し、気体分離室36へ供給される。気体分離室36では、気体富化液が液体と気体とに分離され、気体が分離された液体は戻し孔60を通過して吸込み側流路46に戻され、気体は大気開放口62を介してポンプユニット10の外部へ排出される。
Further, the liquid discharged from the
〔ポンプ装置48の構成〕
図5はポンプ装置48の内部構成を示す縦断面図である。図6はポンプ装置のロータ及びピニオンを拡大して示す図である。尚、図6では、説明の便宜上、細部の構成を簡略化して示している。
[Configuration of Pump Device 48]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the internal configuration of the
図5及び図6に示されるように、ポンプ装置48は、ポンプ室32と、ロータ50及びピニオン52等の部材をポンプ室32内に取付けるためにポンプ室32に形成された開口部32cを閉塞する蓋部材28と、ロータ軸100と結合されたロータ50と、ピニオン52と、回転軸53とを有する。
また、ケーシング30には、ロータ軸100が挿通される挿通孔102、104が形成されており、ロータ軸100は、挿通孔102、104に挿通され、一端100aがケーシング30内のポンプ室32に挿入されてロータ50に結合され、他端100bは、ケーシング30の外側に突出し、駆動モータの回転駆動力が伝達されるプーリ110が結合されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
The
なお、本実施例においては、駆動モータの回転駆動力はプーリ110を介してロータ軸100に伝達されるように構成されているが、駆動モータのロータ軸100への回転駆動力の伝達は、プーリ110を介さずに駆動モータの回転駆動軸とロータ軸100とを直結させて伝達するようにしてもよい。
In this embodiment, the rotational driving force of the drive motor is configured to be transmitted to the
ポンプ室32の開口部32cからロータ軸100が挿通孔102、104に挿通されることにより、ロータ50はポンプ装置48のポンプ室32に収容される。そして、ポンプ室32の開口部32cからロータ50の歯車に係合するようピニオン52とピニオン52の回転軸53とがポンプ室32内に収容され、ケーシング30の側面に形成された開口部32c(ポンプ室32に形成された開口部32c)は蓋部材28を取付ボルト29により取付けられることにより閉塞される。
The
図4は蓋部材28の構造を拡大して示す斜視図である。図7はポンプ装置48の構造を示す縦断面図である。図4及び図7に示されるように、蓋部材28には、ロータ50とピニオン52との間を仕切るための三日月形状よりなる仕切り部51と、ピニオン52を回転可能に支持する回転軸53とが形成されている。回転軸53の基端は、蓋部材28に穿設された軸受部23に固定して設けられ、回転軸53の先端は、ケーシング30のポンプ室32の内部に向かって突出している。このように、蓋部材28の軸受孔23に嵌合固定された回転軸53は、ピニオン52側の側面の中央貫通孔に嵌合してピニオン52を回転可能に支持する。
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the structure of the
蓋部材28の内側には、ピニオン52の端面52bと対向する内壁26が突出している。内壁26の正面側壁面26aは、蓋部材28との微小なクリアランス151を介してピニオン52の端面52bと対向しており、且つ仕切り部51が側方に突出している。
An
また、内壁26の左側には、流入路を形成する溝が吸込み部28aとして形成され、内壁26の右側には、流出路を形成する溝が吐出部28bとして形成されている。吸込み部28a及び吐出部28bは、内壁26の正面側壁面26aより凹んでおり、内壁26の側壁26bにより画成されている。吸込み部28aおよび吐出部28bは、それぞれポンプ室32の吸込み口32aおよび吐出口32bを介しポンプ室32外へ開口しており、吸込み口32aからの液体は、蓋部材28の吸込み部28aを通過してケーシング30のポンプ室32内に吸込まれ、ロータ50及びピニオン52の回転と共に蓋部材28の吐出部28bからケーシング30の吐出口32bへと液体が吐出される。
Further, a groove that forms an inflow passage is formed as a
さらに、蓋部材28には、一端開口27aが吐出口32b側の側壁26bに開口し、他端開口27bが内壁26の正面側壁面26aに開口する圧力導入孔27が設けられている。尚、圧力導入孔27は、一端開口27aが内壁26の側面から半径方向に形成され、他端開口27bが内壁26の正面側壁面26aから軸方向に形成されており、内壁26の内部でL字状に形成されている。
Further, the
蓋部材28の内壁26に圧力導入孔27が設けられているので、クリアランス151(図7に示す正面側壁面26aとピニオン52の端面52bとの微小隙間)と吐出口32bとの間は、圧力導入孔27を介して連通されており、吐出部28b側の圧力(吐出圧)が圧力導入孔27を介して圧力導入孔27を介してクリアランス150に供給される。
Since the
尚、圧力導入孔27は、少なくとも蓋部材28の内壁26の1箇所に設けられていれば良いが、異物による目詰まりを考慮して複数箇所に設けても良いし、あるいは孔内径を大きくして目詰まりしにくい形状としても良いのは勿論である。
The pressure introduction holes 27 may be provided at least at one place on the
〔ロータ50及びピニオン52の構成〕
図6に示されるように、ポンプ装置48では、ロータ50及びピニオン52の回転により、液体がケーシング30の吸込み口32aを介して蓋部材28の吸込み部28aへ吸込まれ、ポンプ室32から蓋部材28の吐出部28bを介してケーシング30の吐出口32bへと液体が吐出される。
[Configuration of
As shown in FIG. 6, in the
ロータ50は、ポンプ室32の内径に対応した円盤形状に形成されており、円盤状の平面には半円形状の各係合部50aが回転方向(周方向)に所定のピッチ(間隔)で複数個設けられている。また、ピニオン52は、回転軸53により回転可能に支持されており、外周にはロータ50の各係合部50aに対応する半円形状の各窪み部52aが所定のピッチ(間隔)で複数個設けられている。
The
また、ロータ50の回転中心とピニオン52の回転中心とは、上下方向に偏心している。ピニオン52の外周とロータ50の内周との間には、偏心量に応じた三日月形状の仕切り部51が設けられている。仕切り部51の内周面51aは、ピニオン52の外周が摺接するピニオン摺接面であり、仕切り部51の外周面51bは、ロータ50の各係合部50aが摺接するロータ摺接面である。
Further, the rotation center of the
ポンプ運転時は、ロータ50の係合部50aがピニオン52の各窪み部52aに係合することにより、ロータ50がモータにより反時計方向に回転駆動されると共に、ピニオン52も同一方向に回転駆動され、吸込み口32a側と吐出口32b側にはそれぞれ圧力(負圧と吐出圧)が生じる。そして、ポンプ室32の吸込み口32a側に負圧が発生することにより流入側逆止弁40(図1参照)が開弁し、ストレーナ44を通過した液体がポンプ室32の吸込み口32aに吸引される。その後、ピニオン52の窪み部52aに液体が流入し、吐出側の圧力(吐出圧)により吐出口32bへ吐出される。
During the pump operation, the engaging
ポンプ運転時、吐出側の液体がロータ50とケーシング30とのクリアランス150(図7に示す)に流入することにより当該クリアランス150内に背圧が生じる。そして、背圧が作用することにより、ロータ50がロータ軸100に沿って蓋部材28側(Xa方向)へ押付けられる付勢力がロータ50のケーシング30側の側面(ポンプ室32の内壁)に作用する。そこで、ロータ50およびピニオン52とケーシング30との各部材間のクリアランス150には、蓋部材28側のクリアランス151を狭くするXa方向の付勢力が働き、ロータ50は回転軸100に沿って蓋部材28側へ移動する。
During pump operation, the discharge-side liquid flows into the clearance 150 (shown in FIG. 7) between the
このようなロータ50の移動に伴い、ピニオン52も回転軸53に沿って蓋部材28側(Xa方向)へ移動してしまう。その際、蓋部材28には、圧力導入孔27(図4及び図6に示す)が設けられているため、吐出口32b側の吐出圧が吐出部28bから圧力導入孔27の一端開口27aに導入され、さらに内壁26の正面側端面26aの他端開口27bを経て蓋部材28とピニオン52とのクリアランス151(図7に示す)へ導入される。そのため、吐出圧がピニオン52の蓋部材28側の内壁26の正面側端面26aに対し作用することで蓋部材28とは反対方向(Xb方向)への付勢力が発生する。
As the
これにより、クリアランス150、151の圧力が共に吐出圧力に維持されて軸方向の圧力がバランスするため、ロータ50及びピニオン52を蓋部材28側に押し付ける力が低下する。その分、ピニオン52及びロータ50が蓋部材28側(Xa方向)へ移動しようとする付勢力を低減若しくは無くすことができる。
As a result, the pressures of the
その結果、クリアランス151におけるピニオン52と蓋部材28との摺動抵抗を低減させることができ、ピニオン52と蓋部材28の磨耗を抑制することによるポンプ装置48自体の吐出能力の維持かつ、耐久性向上が図られる。
As a result, the sliding resistance between the
〔変形例〕
図8は変形例の蓋部材を示す斜視図である。図8に示されるように、蓋部材28にはピニオン52側の側面の中央部に回転軸53の基端が嵌合するよう設けられた軸受孔23(図7参照)と、軸受孔23と内壁26との間に基端が軸受孔23と嵌合した回転軸53の外周を囲むよう形成された環状凹部24とを有している。この環状凹部24は、蓋部材28における軸受部23の段差部分となっており、環状に形成開口側がピニオン52の端面52bと対向する面積が大きくなるように形成されている。
[Modification]
FIG. 8 is a perspective view showing a cover member according to a modification. As shown in FIG. 8, the
そして、圧力導入孔27は、一端開口27aが吐出口32bに連通された吐出部28bに開口し、他端開口27bが環状凹部24の内周面に開口するように内壁26を半径方向に貫通している。すなわち、圧力導入孔27は、環状凹部24と吐出口32bとを連通する連通孔であり、ポンプ運転時に吐出圧力を環状凹部24に供給する通路となる。また、環状凹部24は、圧力導入孔27により吐出圧力が導入されるため、ポンプ運転時の吐出圧力が供給されており、ピニオン52の端面52bに対して吐出圧力を作用させる圧力室として機能する。
The
このように、本変形例では、ピニオン52の端面52bに対向する蓋部材28の内壁26に環状凹部24を設けたため、ポンプ駆動時、背圧によりロータ50のケーシング30側のクリアランス150に蓋部材28側(Xa方向)への押付ける力が作用した場合であっても、吐出口32bの吐出圧力が圧力導入孔27を通して環状凹部24に供給される。これにより、環状凹部24の開口と対向するクリアランス151に吐出圧力を作用させることができ、クリアランス151に接するピニオン52の端面52bに対し環状凹部24の開口に対向する環状領域の全面積に吐出圧力を均一に作用させることができる。
Thus, in this modification, since the
従って、ピニオン52の端面52bは、環状凹部24の開口に対向する環状領域の全面積で圧力導入孔27を通して供給された吐出圧力を受けてXb方向に押し戻そうとする付勢力が作用する。これにより、クリアランス150、151の圧力が共に吐出圧力に維持されて軸方向の圧力がバランスするため、ロータ50及びピニオン52を蓋部材28側に押し付ける力が低下する。よって、ピニオン52及びロータ50が蓋部材28側(Xa方向)へ移動しようとする力をより低減若しくは無くすことができる。
Accordingly, the
その結果、更なるピニオン52と蓋部材28との磨耗が抑制され、ポンプ装置48自体の吐出能力の維持かつ、耐久性向上が図られる。なお、環状凹部24の形状としては、円形に限らず、四角形状でも良い。
As a result, further wear between the
また、上記実施例のように圧力導入孔27のみを蓋部材28の内壁26に設けることで、環状凹部24の開口と対向するピニオン52の端面52bに吐出圧力を作用させることが可能ではあるが、ピニオン52への均一な吐出圧力を作用させるためには環状凹部24を圧量導入孔27と共に設ける方が好ましい。
In addition, by providing only the
尚、上記実施例では、ギヤポンプを例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明をベーンポンプに適用しても良いのは勿論である。 In the above embodiment, the gear pump has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may of course be applied to a vane pump.
10 ポンプユニット
23 軸受孔
24 環状凹部
26 内壁
26a 正面側端面
27 圧力導入孔
27a 一端開口
27b 他端開口
28 蓋部材
28a 吸込み部
28b 吐出部
30 ケーシング
31 流入室
32 ポンプ室
32a 吸込み口
32b 吐出口
33 空気分離室
34 流出経路
36 気液分離室
37 流入口
40 流入側逆止弁
44 ストレーナ
46 吸込み側流路
47 吐出側流路
48 ポンプ装置
50 ロータ
51 仕切り部
52 ピニオン
52a 窪み部
52b 端面
53 回転軸
100 ロータ軸
150、151 クリアランス
10
Claims (2)
前記ケーシング内にて回転可能に設けられた回転部材と、
前記回転部材を回転可能に支持する回転軸と、
前記開口部を閉塞する蓋部材と、
を備えたポンプ装置において、
前記蓋部材と前記回転部材との間に前記ケーシングの吐出口よりの圧力を導入するための圧力導入孔を前記蓋部材に設けたことを特徴とするポンプ装置。 A casing having an inlet and an outlet and an opening;
A rotating member provided rotatably in the casing;
A rotating shaft that rotatably supports the rotating member;
A lid member that closes the opening;
In a pump device comprising:
A pump device, wherein a pressure introduction hole for introducing pressure from a discharge port of the casing is provided between the lid member and the rotating member.
前記蓋部材の前記回転軸の取付け箇所の周囲には凹部が形成され、
前記圧力導入孔は、前記凹部内に形成されてなることを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 The base end of the rotating shaft is fixedly provided to a bearing portion drilled in the lid member,
A recess is formed around the attachment point of the rotating shaft of the lid member,
The pump device according to claim 1, wherein the pressure introducing hole is formed in the recess.
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