JP2015169168A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】羽根溝の底部を流れる燃料の旋回流の損失を低減して旋回流の流速を早くしてポンプ部効率を向上した新規な燃料ポンプを提供することにある。【解決手段】ポンプハウジングに形成した断面が円弧状の燃料流路の円弧の中心をロータの羽根が回転する領域に設定し、ロータの羽根が形成される断面が円弧状の羽根溝の円弧の中心を燃料流路の領域に設定し、燃料流路を形成する円弧の半径に対して羽根溝を形成する円弧の半径を長くした。これによれば、羽根溝の円弧の半径がポンプハウジングの燃料流路の円弧よりも長くして羽根溝部分の流路長さを短くすることで、羽根溝の底部を流れる燃料の旋回流の損失を低減してポンプ部効率を向上することができるようになる。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプに係り、特にタービンロータを備えた燃料ポンプに関するものである。

一般に自動車等に搭載されている内燃機関には燃料噴射装置が設けられ、この燃料噴射装置によって内燃機関の燃焼室に燃料を供給するようにしている。この燃料噴射装置はマルチポイント方式と呼ばれ、内燃機関の吸気通路に設けた絞り弁の下流に配置された燃料噴射弁に加圧された燃料を供給し、燃料噴射弁の開弁時間を制御することによって吸入空気量に応じた量の燃料を供給するように構成されている。

この燃料噴射弁に供給される加圧燃料は、燃料タンク内に浸漬された燃料ポンプから送られてきており、このような燃料ポンプとしては、円板状のロータを回転させることにより燃料を圧送するタービンロータを備えた燃料ポンプが使用されている。

例えば、特開２００４-３２４４９０号公報（特許文献１）にある燃料ポンプは、筒状のケーシングを有し、その内部には、ポンプの動力源となる電動モータと、この電動モータの出力側に連結された回転軸とが設けられている。また、ケーシングには、回転軸の先端側に位置してポンプハウジングが設けられている。そして、ポンプハウジング内には、回転軸を中心とする環状の燃料通路が画成され、この燃料通路は、ポンプハウジングに設けられた燃料の吸込口と吐出口にそれぞれ接続されている。

ポンプハウジング内には、燃料通路の内周側に位置して円板状のロータが回転可能に配置され、ロータの外周側には、燃料通路内に配置される複数の羽根が列設されている。この場合、ロータは、ポンプハウジング内に燃料の油膜を介してフローティングシールされ、ポンプハウジングと直接接触することなく、高速回転できる構成となっている。

また、ロータの中央には回転軸用の軸係合孔が設けられ、この軸係合孔は、ポンプハウジングの外部からハウジング内に挿通された回転軸の先端外周に係合されている。この場合、回転軸の係合部位とロータの軸係合孔とは、例えばＤ字形等の非円形の断面形状をもって形成され、これらは互いに廻止め状態で連結されている。

そして、燃料ポンプの作動時には、電動モータにより回転軸を介してロータが回転駆動されると、ロータの各羽根が燃料通路内で回転する。これにより、ロータは、吸込口から燃料通路に燃料を吸込みつつ、この燃料を燃料通路内で吐出口に向けて圧送し、外部に吐出するものである。

特開２００４-３２４４９０号公報

ところで、この種の燃料ポンプのポンプ部効率は種々の要因によって左右されるが、その1つの要因としてロータの羽根が配置されている羽根溝の形状がある。従来のロータの羽根とポンプハウジングの一部を拡大したものを図５Ａ及び図５Ｂに示している。

図５Ａ、図５Ｂにおいて、外側ポンプハウジング１１には断面が円弧状に形成された外側燃料流路１１Ｂが形成され、この外側燃料流路１１Ｂは吸入口（図示せず）に接続されている。この外側燃料流路１１Ｂは燃料の流れ方向で見て略円環状に形成されている。同様に、内側ポンプハウジング１３には断面が円弧状に形成された内側燃料流路１３Ｂが形成され、この内側燃料流路１３Ｂは吐出口（図示せず）に接続されている。この内側燃料流路１３Ｂも燃料の流れ方向で見て略円環状に形成されている。

外側燃料流路１１Ｂと内側燃料流路１３Ｂの一部にはポンプ隔壁が設けられており、吸入口と吐出口が連通するのを防止している。

外側ポンプハウジング１１と内側ポンプハウジング１３の間にはロータ１８が配置されている。ロータ１８を構成するロータ本体１８Ａの外周先端側には外環部１８Ｂが形成されており、ロータ本体１８Ａとの間にポンプ作用を行う羽根２０が形成されている。ここで、ロータ本体１８Ａ、羽根２０及び外環部１８Ｂとは合成樹脂によって一体成型されている。

複数の羽根２０は各燃料流路１１Ｂ、１３Ｂに対応して円環状に配列されており、外側燃料流路１１Ｂと内側燃料流路１３Ｂに対向するように配置されている。図５Ｂに示すように、羽根２０はロータ１８を軸方向で見てその中央を境にして回転方向に向かって傾いて形成されており、その傾き角は約６０°に設定されている。

図５Ａに戻って各羽根２０の間のロータ本体１８Ａの軸方向の中央付近には、外周側に向けて突出する突出部１８Ｃが形成されており、この突出部１８Ｃは断面が円弧状の羽根溝２１を形成している。この羽根溝２１は外側燃料流路１１Ｂと内側燃料流路１３Ｂとで夫々対となるように形成されている。尚、外側ポンプハウジング１１と内側ポンプハウジング１３は対称の関係であるので、以下では外側ポンプハウジング１１について説明する。

図５Ａにあるように、外側ポンプハウジング１１に形成した燃料流路１１Ｂの円弧状断面を有する円弧部はその半径がｒ１に設定され、ロータ１８に形成した羽根溝２１の円弧部の半径はｒ２に設定され、これらはｒ１＝ｒ２とされている。そして、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２１の円弧部を連続して接続するために、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２１の円弧部の中心Ｐは、ロータ１８の羽根２０が通過する領域上に位置する共通の中心となっている。したがって、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２１の円弧部は実質的に同心円の円弧となっている。

このような形状の外側ポンプハウジング１１の燃料流路１１Ｂでは、燃料は燃料流路１１Ｂの円弧部に沿って旋回してロータ１８の羽根溝２１に流入し、更に流入した燃料は羽根溝２１の円弧部に沿って旋回する。燃料は円環状の燃料通路を螺旋状に旋回しながら進行して吐出口から吐出されるものである。

しかしながら、従来のロータ１８では、外側ポンプハウジング１１の燃料流路１１Ｂと羽根溝２１の接続部から吐出部１８Ｃまでの羽根溝２１の円弧部の半径が短い。このため、吐出部１８Ｃに至るまでの羽根溝２１の円弧部の長さが長くなり、この部分での流れの損失が大きくなって旋回してきた燃料の移動速度が減速される現象がある。更に、羽根溝２１の円弧部の曲率（１/半径）が大きい（曲がり度合いが大きい）ので、燃料の旋回流同士が衝突することにより円滑な旋回流とならず、流れの損失が大きくなる現象がある。

このような要因によってポンプ部効率の向上が阻害されており、必要とされる燃料流量を得るためには、燃料ポンプの回転数を高めることが必要となり消費電流が増加するという課題があった。特に近年では地球環境の保護の観点から、自動車で消費される電力を低減する要請が強くなってきている。

本発明の目的は、羽根溝の円弧部を流れる燃料の旋回流の損失を低減してポンプ部効率を向上した新規な燃料ポンプを提供することにある。

本発明の特徴は、ポンプハウジングに形成した円弧状断面を有する燃料流路の円弧部の中心をロータの羽根が回転する領域内に設定し、ロータの羽根が形成される断面が円弧状の羽根溝の円弧部の中心をロータの羽根が回転する領域外に設定し、燃料流路を形成する円弧部の半径に対して羽根溝を形成する円弧部の半径を長くすると共に、燃料流路の円弧部と羽根溝の円弧部が連続して繋がるようにした、ところにある。

更に望ましくは、羽根溝の円弧部の中心を燃料流路の領域内に設定し、燃料流路を形成する円弧部の半径に対して羽根溝を形成する円弧部の半径を長くすると共に、燃料流路の円弧部と羽根溝の円弧部が連続して繋がるようにした、ところにある。

本発明によれば、羽根溝の円弧部の半径をポンプハウジングの燃料流路の円弧部の半径よりも長くして羽根溝部分の流路長さを短くすることで、羽根溝の円弧部を流れる燃料の旋回流の損失を低減してポンプ部効率を向上することができるようになる。

本発明が適用されるタービンロータ型の燃料ポンプの縦断面図である。 燃料ポンプのロータとポンプハウジングの一部を拡大した拡大図である。 本発明の実施形態になる燃料ポンプのロータの羽根とポンプハウジングの一部を拡大した拡大図である。 図２Ａに示す羽根の傾きを示す説明図である。 図２Ａ、２Ｂに示す実施例になる燃料ポンプと従来の燃料ポンプのポンプ部効率を比較した比較図である。 従来の燃料ポンプのロータの羽根とポンプハウジングの一部を拡大した拡大図である。 図４Ａに示す羽根の傾きを示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

以下、本発明の代表的な実施形態によるタービンロータ型の燃料ポンプを、添付図面に従って詳細に説明する。図１は本発明が適用されるタービンロータ型の燃料ポンプの縦断面を示し、図２はロータとポンプハウジングの一部を拡大した拡大図である。

図１において、参照１は燃料ポンプの外殻を構成する筒状のケーシングで、このケーシング１は、その軸方向両端側が後述の吐出カバー２とポンプハウジング１０とにより閉塞されている。

吐出カバー２は、ケーシング１の軸方向一方側に設けられた有蓋筒状の形状を有しており、この吐出カバー２には、吐出ポート２Ａ、コネクタ部２Ｂがケーシング１の外側に向けてそれぞれ突設されている。吐出カバー２の中心軸付近には、ケーシング１内に向けて延びる軸受筒２Ｃが設けられている。

吐出ポ−ト２Ａ内には残圧保持用のチェック弁３が設けられており、このチェック弁３は、後述する電動モータ８の回転時に開弁し、ケーシング１内を流通する燃料を吐出ポート２Ａから外部の燃料配管（図示せず）等に向けて吐出させるものである。燃料配管は図示しない燃料噴射弁に燃料を供給するように接続されている。また、チェック弁３は、電動モータ８の停止時に閉弁して燃料配管内の吐出燃料がケーシング１内に戻るのを阻止し、燃料配管内を所定の残圧状態に保持する機能を併せ有している。

ケーシング１内には回転可能に設けられた回転軸４が配置されており、この回転軸４は、例えば所定の半径を有する円柱状の金属ロッド等からなり、ケーシング１の軸線に沿って軸方向に延びると共に、その軸方向途中部位には、後述する電動モータ８の回転子８Ｂ等が取付けられている。

そして、回転軸４は、その軸方向一方側が吐出カバー２の軸受筒２Ｃにブッシュ５を介して回転可能に支持され、その軸方向他方側が後述する内側ポンプハウジング１３の内周側にブッシュ６を介して回転可能に支持されている。

また、回転軸４の他端側はブッシュ６を介してポンプハウジング１０内に突出し、この突出端側には係合軸部７が一体形成されている。これは回転軸４の軸方向他方側に設けられた係合軸部で、この係合軸部７は例えば回転軸４の外周側の一部に平面状の面取り部を形成することにより、略Ｄ字形等の非円形をなす断面形状に形成されている。

これにより、係合軸部７は面取り部の部分で断面形状が非円形となり、その周囲に位置する元々の外周面の部分で断面形状が円形となっている。そして、係合軸部７は後述するロータ１８の軸係合孔１９内に偏心および回転を規制された状態で係合されるものである。

ケーシング１内には電動モータ８が収容されており、この電動モータ８は吐出カバー２とポンプハウジング１０との間に位置してケーシング１内に嵌合して設けられ、永久磁石からなる固定子（図示せず）を支持した筒状のヨーク８Ａと、このヨーク８Ａの内側に隙間をもって挿入され、回転軸４と一体的に回転するように取付けられた回転子８Ｂおよびコンミテ−タ８Ｃと、このコンミテータ８Ｃに摺接して電力を供給する導電性のブラシ（図示せず）等とにより構成されている。

そして、電動モータ８は、吐出カバー２のコネクタ部２Ｂからコンミテータ８Ｃ等を介して回転子８Ｂに電力が給電されると、回転子８Ｂが回転軸４と一体的に回転し、これによってロータ１８を回転駆動するものである。また、ヨーク８Ａと回転子８Ｂとの間には、後述するポンプハウジング１０の吐出口１５から吐出された燃料を吐出カバー２側に流通させる通路部９が形成されている。

ケーシング１の軸方向他方側には設けられたポンプハウジング１０が設けられており、このポンプハウジング１０は、外側ポンプハウジング１１と内側ポンプハウジング１３とを軸方向で衝き合わせすることにより構成されている。外側ポンプハウジング１１と内側ポンプハウジング１３には軸方向に垂直な面で、円形状の燃料通路１６が形成されており、外側ポンプハウジング１１と内側ポンプハウジング１３の間に形成されたロータ収納部１４に収納されたロータ１８が回転可能に配置されている。

ケーシング１を外側から閉塞する外側ポンプハウジング１１は、ケーシング１にカシメ等の手段を用いて嵌合状態で取付けられ、燃料の吸込口１２が一体的に形成されている。

また、図２に示すように外側ポンプハウジング１１には、ロータ１８の中心側に位置して円形状の凹部１１Ａが形成され、ロータ１８の外周側に位置する部位には、周方向に延びる断面が略半円形状の円弧に形成された外側燃料流路１１Ｂが形成されている。この外側燃料流路１１Ｂは円環のＣ字状に形成され、燃料の吸込口１２が接続されている。

ケーシング１内に嵌合して設けられた内側ポンプハウジング１３は、扁平な有蓋筒状体として形成され、外側ポンプハウジング１１に衝き合わされる筒部１３Ａと、この筒部１３Ａの軸方向一方側を施蓋する環状の蓋部１３Ｃとにより構成されている。そして、筒部１３Ａの内周側には、外側ポンプハウジング１１に面して円形状のタービン収容凹部１４が設けられている。また、蓋部１３Ｃの外周側には、吐出口１５が軸方向に延びて穿設されている。

図２に示すように内側ポンプハウジング１３のタービン収容凹部１４の外周側の部位には、周方向に延びる断面が略半円形状の円弧に形成された内側燃料流路１３Ｂが形成されている。この内側燃料流路１３Ｂも円環のＣ字状に形成され、燃料の吐出口１５が接続されている。

タービン収容凹部１４の外周側に位置してポンプハウジング１０内に形成された環状の燃料通路１６は、外側ポンプハウジング１１の外側燃料流路１１Ｂと、内側ポンプハウジング１３の内側燃料流路１３Ｂを含み、回転軸４を中心として周方向に延びる縦長な断面Ｃ字状の通路として構成されている。

そして、燃料通路１６は、その始端側が吸込口１２に連通し、その終端側が吐出口１５に連通している。この場合、内側ポンプハウジング１３には、筒部１３Ａの内周側からロータ１８の外周に近接する位置まで径方向に突出するポンプ隔壁（図示せず）が設けられ、このポンプ隔壁は、燃料通路１６を除いて吸込口１２と吐出口１５との間でロータ１８の外周側を遮蔽している。

そして、外側ポンプハウジング１１の外側燃料流路１１Ｂと内側ポンプハウジング１３の内側燃料流路１３Ｂの間にはロータ１８が配置されている。このロータ１８は、例えば強化プラスチック材料によって略円板状に形成され、ポンプハウジング１０のタービン収容凹部１４内に回転可能に設けられている。

そして、ロータ１８は、電動モータ８により回転軸４を介して回転駆動され、これによって吸込口１２から燃料通路１６に燃料を吸込みつつ、この燃料を燃料通路１６内で吐出口１５に向けて圧送する。ここで、ロータ１８の外周側には、径方向に延びる多数の羽根２０が周方向に列設されている。

この羽根２０は、外側ポンプハウジング１１の外側燃料流路１１Ｂと内側ポンプハウジング１３の内側燃料流路１３Ｂに対向して配置されており、羽根２０が回転することによりポンプ作用を行うものである。そして、ロータ１８は、外側ポンプハウジング１１と内側ポンプハウジング１３との間にフローティングシールされ、この状態で回転軸４と一緒に回転するものである。

本実施例になるタービンロータ型の燃料ポンプは、上述の如き構成を有するもので、その動作は以下の通りである。吐出カバー２のコネクタ部２Ｂを通じて外部から電力の供給を行うと、電動モータ８は、回転子８Ｂが回転軸４と一体に回転し、ポンプハウジング１０内でロータ１８を回転駆動する。

燃料タンク（図示せず）内の燃料は、ロータ１８が回転することによって吸込口１２から燃料通路１６に吸込まれる。吸い込まれた燃料は外側ポンプハウジング１１の燃料流路１１Ｂ、及び内側ポンプハウジング１３の燃料流路１３Ｂの円弧部に沿って旋回してロータ１８の羽根溝２１に流入し、更に流入した燃料は羽根溝２１の円弧部に沿って旋回する。

ロータ１８の各羽根２０により燃料は円環状の燃料通路１６を螺旋状に旋回しながら進行して昇圧され、最終的に吐出口１５から吐出されるものである。ケーシング１内に吐出された燃料は通路部９を通り、吐出ポ−ト２Ａ内に設けたチェック弁３を開弁して燃料を吐出ポート２Ａから外部の燃料配管（図示せず）等に向けて吐出されるものである。

そして、上述したように図５Ａに示す従来の燃料ポンプでは、外側ポンプハウジング１１に形成した燃料流路１１Ｂの円弧部の半径ｒ１と、ロータ１８に形成した羽根溝２１の円弧部の半径ｒ２は同じ長さに設定されている。そして、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２１の円弧部を連続して接続するために、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２１の円弧部の中心Ｐは、ロータ１８の羽根部１８が通過する領域上に位置する共通の中心Ｐになる。したがって、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２１の円弧部は実質的に同心円の円弧となっている。

しかしながら、従来のロータ１８では羽根溝２１の円弧部の長さが長いため、この部分での流れの損失が大きくなって、旋回してきた燃料の移動速度が減速される現象がある。更に、羽根溝２１の円弧部の曲率が大きいので、燃料の旋回流同士が衝突することにより円滑な旋回流とならず流れの損失が大きくなる現象がある。

このような要因によってポンプ部効率の向上が阻害されており、必要とされる燃料流量を得るためには、燃料ポンプの回転数を高めることが必要となって消費電流が増加するという課題があった。

このような課題を解決するために、本実施例では以下に示す構成を採用したことを特徴としている。つまり、ポンプハウジング１１、１３に形成した円弧状断面を有する燃料流路１１Ｂ、１３Ｂの円弧部の中心をロータ１８の羽根２２が回転する領域に設定し、ロータ１８の羽根２２が形成される断面が円弧状の羽根溝２３の円弧部の中心をロータ１８の羽根２２が回転する領域以外に設定し、燃料流路１１Ｂ、１３Ｂを形成する円弧部の半径ｒ１に対して羽根溝２１を形成する円弧部の半径ｒ２を長くすると共に、燃料流路の円弧部と羽根溝の円弧部が連続して繋がるようにしたものである。

更に望ましくは、羽根溝の円弧部の中心を燃料流路の領域に設定し、燃料流路１１Ｂ、１３Ｂを形成する円弧部の半径ｒ１に対して羽根溝２１を形成する円弧部の半径ｒ２を長くすると共に、燃料流路の円弧部と羽根溝の円弧部が連続して繋がるようにしたものである。

以下、本実施例の具体的な構成について図３Ａ、図３Ｂを用いて詳細に説明する。図３Ａ、図３Ｂにおいて、外側ポンプハウジング１１には断面底部が円弧状に形成された外側燃料流路１１Ｂが形成され、この外側燃料流路１１Ｂは吸入口（図示せず）に接続されている。この外側燃料流路１１Ｂは燃料の流れ方向で見て略円環状に形成されている。すなわち、回転軸４の外周方向に略円環状に形成されている。

同様に、内側ポンプハウジング１３には断面底部が円弧状に形成された内側燃料流路１３Ｂが形成され、この内側燃料流路１３Ｂは吐出口（図示せず）に接続されている。内側燃料流路１３Ｂは回転軸４の外周方向に略円環状に形成されている。外側燃料流路１１Ｂと内側燃料流路１３Ｂの一部にはポンプ隔壁が設けられており、吸入口と吐出口が連通するのを防止している。また、外側燃料流路１１Ｂと内側燃料流路１３Ｂは燃料の移動が進むにつれて昇圧するように円弧部の深さが浅くなっている。

外側ポンプハウジング１１と内側ポンプハウジング１３の間にはロータ１８が配置されている。ロータ１８を構成するロータ本体１８Ａの外周先端側には外環部１８Ｂが形成されており、ロータ本体１８Ａとの間にポンプ作用を行う羽根２２が形成されている。ここで、ロータ本体１８Ａ、羽根２２及び外環部１８Ｂとは合成樹脂によって一体化されている。

複数の羽根２２は円環状に配列されており、外側燃料流路１１Ｂと内側燃料流路１３Ｂに対向するように配置されている。図３Ｂに示すように、羽根２２はロータ１８を軸方向で見てその中央を境にして回転方向に向かって傾いて形成されており、その傾き角は約３０°〜６０°に設定されている。

図３Ａに戻って各羽根２２の間のロータ本体１８Ａの軸方向の中央付近には、外周側に向けて突出する突出部１８Ｃが形成されており、この突出部１８Ｃは断面が円弧状の羽根溝２３を形成している。この羽根溝２３には燃料を案内するように上述した円弧状の円弧部が形成されている。羽根溝２３は外側燃料流路１１Ｂと内側燃料流路１３Ｂとで夫々対となるように形成されている。

図３Ａにあるように、外側ポンプハウジング１１に形成した燃料流路１１Ｂの円弧部はその半径がｒ１に設定され、ロータ１８に形成した羽根溝２３の円弧部の半径はｒ２に設定され、これらはｒ１＜ｒ２とされている。そして、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２３の円弧部を連続して接続するために、燃料流路１１Ｂの円弧部の中心Ｐと羽根溝２３の円弧部の中心Ｑは異なった位置に決められている。

すなわち、燃料流路１１Ｂの円弧部の中心Ｐは従来と同様に、ロータ１８の羽根２２が通過する領域内に設定されている。一方、ロータ１８の羽根２２が形成される断面が円弧状の羽根溝２３の円弧部の中心Ｑは、ロータ１８の羽根２２が回転する領域外に設定されている。

本実施例では燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２３の円弧部を連続して接続するために、ロータ１８の羽根２２が形成される羽根溝２３の円弧部の中心Ｑは外側ポンプハウジング１１の燃料流路１１Ｂの領域内に位置するようにしている。このように、燃料の流れの連続性を確保するために、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２３の円弧部を連続して接続することが重要である。尚、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２３の円弧部を連続して接続できれば、ロータ１８の羽根２２が形成される羽根溝２３の円弧部の中心Ｑは外側ポンプハウジング１１の燃料流路１１Ｂの領域上に位置するようにしなくても良いものである。要は、燃料流路１１Ｂの円弧部と羽根溝２３の円弧部を燃料の流れの乱れが少なくなるように連続して接続できればよいものである。

このように、本実施例では燃料流路１１Ｂを形成する円弧部の半径ｒ１に比べて、ロータ１８に形成した羽根溝２３の円弧部の半径ｒ２が大きく設定され、ｒ１＜ｒ２の関係とされている。したがって、従来のロータ１８の羽根溝２１の円弧部の曲率（１/半径）に比べて、本実施例のロータ１８の羽根溝２２の円弧部の曲率が小さいため、突出部１８Ｃまでの羽根溝２２の円弧部による流路長さを短くすることができる。

このため、羽根溝２３の円弧部での流れの損失が低減して、燃料の旋回流の流速が早くなるようにできる。これによって、旋回流の流速低下の影響が相対的に減少して流路内の内部漏れ流量（逆流分）が低減するようになる。

更に、従来のロータ１８では羽根溝２１の円弧部の曲率が大きいので、燃料の旋回流同士が衝突するが、本実施例のロータ１８では羽根溝２３の円弧部の曲率が小さいので、燃料の流れが円滑になって旋回流同士が衝突する度合いが少なくなり、流れの損失を小さくすることができる。

ここで、羽根溝２３の円弧部を最短にするためには直線で形成すれば良いが、直線にすると外側ポンプハウジング１１の燃料流路１１Ｂで形成された燃料の旋回性能を阻害するので、羽根溝２３の円弧部は適切に決められることが必要である。

本実施例では少なくとも、ポンプハウジング１１に形成した燃料流路１１Ｂの円弧部の中心をロータ１８の羽根２２が回転する領域内に設定し、ロータ１８の羽根２２が形成される羽根溝２３の円弧部の中心をロータ１８の羽根２２が回転する領域外に設定し、燃料流路１１Ｂを形成する円弧部の半径ｒ１に対して羽根溝２１を形成する円弧部の半径ｒ２を長くすると共に、燃料流路の円弧部と羽根溝の円弧部が連続して繋がるようにすれば良いものである。ただ、羽根溝２１を形成する円弧部の半径ｒ２は直線を除くものである。

このように、ポンプ部効率を向上できることで、必要とされる燃料流量を得るために燃料ポンプの回転数を高めることを抑制でき、消電電流を低減することが可能となるものである。

図４は図３Ａ、図３Ｂに示す本実施例のロータ１８を使用した燃料ポンプと、図５Ａ，図５Ｂに示した従来のロータ１８を使用した燃料ポンプのポン部効率を比較したものである。図からわかるように、従来の燃料ポンプのポンプ部効率に比べて本実施例の燃料ポンプのポンプ部効率は、使用される吐出流量領域で約３％乃至４％の範囲で向上することができる。

尚、本実施例では内側ポンプハウジング１３と外側ポンプハウジング１１を備えた燃料ポンプについて説明したが、どちらか一方のポンプハウジングを備えた燃料ポンプにも応用できることは言うまでもない。

以上述べたように、本発明はポンプハウジングに形成した円弧状断面を有する燃料流路の円弧部の中心をロータの羽根が回転する領域内に設定し、ロータの羽根が形成される断面が円弧状の羽根溝の円弧部の中心をロータの羽根２２が回転する領域外に設定し、燃料流路を形成する円弧部の半径に対して羽根溝を形成する円弧部の半径を長くすると共に、燃料流路の円弧部と羽根溝の円弧部が連続して繋がるようにしたものである。

更に望ましくは、羽根溝の円弧部の中心を燃料流路の領域内に設定し、燃料流路を形成する円弧部の半径に対して羽根溝を形成する円弧部の半径を長くすると共に、燃料流路の円弧部と羽根溝の円弧部が連続して繋がるようにしたものである。

この本発明の構成によれば、羽根溝の円弧部の半径をポンプハウジングの燃料流路の円弧部の半径よりも長くして羽根溝部分の流路長さを短くすることで、羽根溝の円弧部を流れる燃料の旋回流の損失を低減してポンプ部効率を向上することができるようになる。これによって、必要とされる燃料流量を得るために燃料ポンプの回転数を高めることを抑制でき、消電電流を低減することが可能となるものである。

１…ケーシング、４…回転軸、７…係合軸部、８…電動モータ、９…通路部、１０…ポンプハウジング、１１…外側ポンプハウジング、１１Ｂ…外側燃料流路１２…吸込口、１３…内側ポンプハウジング、１３Ｂ…内側燃料流路、１５…吐出口、１６…燃料通路、１８…ロータ、２０…羽根、２１…羽根溝。

Claims (3)

1. 電動モータを収容する筒状のケーシングと、このケーシング内に回転可能に設けられ前記電動モータにより回転される回転軸と、前記ケーシングに設けられ前記回転軸を中心として断面が円弧状に形成された略環状の燃料流路が形成されたポンプハウジングと、前記ポンプハウジングと衝き合わされようにして設けられ、前記燃料流路に対向して環状に配置された複数の羽根を有する円板状のロータとを備えてなる燃料ポンプにおいて、
   前記ポンプハウジングに形成した前記燃料流路の円弧部の中心を、前記ロータの羽根が回転する領域内に設定し、
   前記ロータの前記羽根が形成される断面が円弧状の羽根溝の円弧部の中心を、前記ロータの前記羽根が回転する領域外に設定し、
   前記燃料流路を形成する前記円弧部の半径に対して前記羽根溝を形成する前記円弧部の半径を長くすると共に、前記燃料流路の前記円弧部と羽根溝の前記円弧部の円弧が連続して繋がることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 請求項１に記載の燃料ポンプにおいて、
   前記羽根溝の円弧部の中心を燃料流路の領域内に設定し、前記燃料流路を形成する前記円弧部の半径に対して前記羽根溝を形成する前記円弧部の半径を長くすると共に、前記燃料流路の前記円弧部と羽根溝の前記円弧部の円弧が連続して繋がることを特徴とする燃料ポンプ。
3. 請求項１或いは請求項２に記載の燃料ポンプにおいて、
   前記ポンプハウジングは外側燃料流路が形成された外側ポンプハウジングと内側燃料流路が形成された内側ポンプハウジングを有し、前記外側ポンプハウジングと前記内側ポンプハウジングの間に、前記外側燃料流路及び前記内側燃料流路に対向して環状に配置された複数の羽根を有する前記ロータが配置されており、
   前記外側燃料流路及び前記内側燃料流路の円弧部の中心を、前記両燃料流路に対応する前記ロータの前記羽根が回転する領域内に設定し、
   前記両燃料流路に対応する前記羽根溝の円弧部の中心を対応する前記燃料流路の領域内に設定したことを特徴とする燃料ポンプ。

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