JP2984582B2 - 摩擦再生ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上利用分野】本発明は、自動車の燃料ポンプ等に
使用される、ウエスコポンプと呼ばれることもある摩擦
再生ポンプの改良に関し、特に従来の摩擦再生ポンプに
比して、吐出量を減少させることなく、吐出圧を増大せ
しめて、ポンプ効率を向上せしめたものである。

【０００２】

【従来の技術】摩擦再生ポンプは、平坦な円盤状の基板
の周縁部において、該周縁部の両側面に形成された複数
個の溝と、これらの溝の間に前記基板の半径方向に位置
せしめたブレードとを備えたインペラを有し、前記ハウ
ジングに形成したポンプ室内において、前記インペラ
を、その基板の中心に配設した軸により、該軸に垂直な
面内において回転せしめ、前記ハウジングに形成した流
入口から流入する液体を高圧で前記ハウジングに形成し
た吐出口から吐出せしめる、非接触式かつ非容積式のポ
ンプとして知られている。

【０００３】従来一般に知られている摩擦再生ポンプ
は、図１７および図１８に符号Ｐ０１を付して示したよ
うに、ハウジング１内のポンプ室に収納されて回転する
インペラ３は、平坦な円盤状の基板よりなり、該基板の
周縁部には、該基板の両側面に該基板の外周端縁に至る
に従い深さを大とした溝５が複数個等間隔に形成され、
これらの溝５の間には、周方向の幅が等しいブレード４
が、前記基板の半径方向に延びて形成されている。前記
インペラ３を収容するポンプ室は、前記基板の平坦な側
面部と対向する平坦な内側壁６と、前記基板外周縁のブ
レード４の周端縁と対向する円筒状の内周壁７と、前記
ブレード４の両側面に対応する位置において、前記内側
壁６と内周壁７とを接続するとともに、前記ハウジング
１に形成した流入口と吐出口（ともに図示せず）とを連
結する流体通路２を形成する弧状の溝状壁面８とを備え
る。

【０００４】この従来の摩擦再生ポンプＰ０１において
は、流体とインペラ３の回転により、流体通路２にはブ
レード４と流体との摩擦に基づく流れＬＭが矢印Ｆで示
すインペラ３の回転方向に生ずるとともに、前記ブレー
ド４のインペラ３の回転方向Ｆに関して前方に位置する
面９に沿つてインペラ３の半径方向に生ずる流れＬＢ
が、前記流体通路２内で前記流れＬＭに合流する。これ
により前記流入口から流入して前記流体通路２を流れる
流体の流れＬＭの速度の減少により、速度エネルギを圧
力エネルギに変換し、前記吐出口より高圧で吐出するこ
ととなる。特開平２−４５６９０号公報には、図１９お
よび図２０に示す摩擦再生ポンプの改良が記載されてい
る。このポンプＰ０２においては、インペラ３の各ブレ
ード４の周方向の幅が、図１８で明らかなように、前記
インペラ３の回転中心からの半径が小なる領域において
は、前記半径の減少に応じて次第に増大せしめられ、そ
の結果、各凹溝５の前記インペラ３の回転中心側の端縁
は２個の弧面４ａ，４ｂが連結された形状とされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記ポンプＰ０２にお
いては、前記各ブレード４の周方向の幅の中心点は、そ
れぞれ前記インペラ３の回転中心を通る１個の半径線上
に位置する点で前記ポンプＰ０１と同じであるが、該ポ
ンプＰ０１に比べて凹溝５内に生ずる流体の流れＬＢ
は、前記弧面４ａ，４ｂの存在によつて円滑に流れ、ポ
ンプ吐出圧を高めることができる。しかし、ブレード４
の半径方向の長さを前記ポンプＰ０１のブレード４の長
さと同一とした場合、前記凹溝５の容積が減少し、吐出
量を減少させるので、ポンプ効率は向上しない。本発明
の目的とするところは、吐出量を減少させることなく吐
出圧を上昇させることにより、ポンプ効率を向上せしめ
た摩擦再生ポンプを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジング
と、該ハウジングに軸により回転自在に支承され、その
両側面が前記軸の回転軸に垂直な面内においてそれぞれ
回転せしめられる平坦な円盤状の基板と、該基板の周縁
部において該周縁部の両側面に形成された複数個の凹溝
と、これらの凹溝の間に在つて前記基板に関しほぼ半径
方向に位置するブレードとを備えたインペラと、前記ハ
ウジングに形成され、前記インペラの基板の平坦な両側
面に対向する平坦な内側壁と、前記ブレードの先端縁と
対向する円筒状の内周壁と、前記ブレードの側面に対向
する位置において前記内側壁と内周壁とを接続するとと
もに、前記ハウジングに形成した流体の流入口と吐出口
とを連結する流体通路を形成する弧状の溝状壁面とを備
え、その内部に前記インペラを収容するポンプチヤンバ
と、よりなる摩擦再生ポンプに係るものである。

【０００７】本発明は、前記インペラに形成した各ブレ
ードを、前記インペラの回転方向に関して前方に位置す
る面が前記回転中心軸に垂直な面内において凹んだ面に
形成し、かつ前記回転中心軸に垂直な面内における前記
ブレードの周方向の幅の中心点を、前記回転中心軸に関
して半径方向外方の第１の領域においては、前記回転中
心軸に関して半径方向内方の第２の領域よりも、前記回
転中心軸を通る一半径線に関して前記インペラの回転方
向に関し少なくとも後方に位置する一直線上に延在せし
めるものである。そして本発明においては、前記ブレー
ドを、前記回転中心軸に垂直な面内における周方向の幅
の中心点が、前記回転中心軸に関して半径方向外方の第
１の領域においては、前記回転軸に関して半径方向内方
の第２の領域よりも、前記回転中心軸を通る一半径線に
関して前記インペラの回転方向に関し次第に後方に位置
するように延在せしめたものとし、前記回転中心軸に関
して半径方向外方の第１の領域においては、前記ブレー
ドの周方向の幅の中心点を、前記一半径線に関して５度
またはそれ以下の角度で交叉する一直線上に位置せしめ
ることを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、前記インペラの各ブレー
ドは、前記インペラの回転方向に関して前方に位置する
面は、前記回転中心軸に垂直な面内における周方向の幅
の中心点が、前記回転中心軸からの半径の大なる部分に
おいては、前記回転中心軸よりの半径が小なる部分より
も、前記インペラの回転方向に関して、少くとも同一半
径線上の位置または後方に位置するように延在せしめら
れる。これにより、前記インペラの回転に伴つて前記各
ブレードの前記インペラの回転方向に関して前方に位置
する面に沿つて流れる流体に、遠心力を作用せしめる面
の長さを保証し、ポンプの吐出圧を増大せしめることが
でき、圧力脈動の発生を阻止するため圧力変動を有効に
抑制できる。

【０００９】そして、前記インペラの各ブレードの前記
回転中心軸に垂直な面内における周方向の幅の中心点
が、前記インペラの回転中心軸に関して半径方向外方の
第１の領域においては、前記回転中心軸に関して半径方
向内方の第２の領域よりも、前記回転中心軸を通る前記
基板の一半径線より前記インペラの回転方向に関し少く
とも後方に位置する一直線上に延在せしめられる。これ
により、前記ブレードの前記インペラの回転方向に関し
前方に位置する面に沿つて流れる流体の放射方向の流れ
を前記ポンプチヤンバを流れる流体の流れにほぼ垂直に
合流させ、ポンプの吐出圧をさらに増大させることがで
き、ポンプの回転速度−吐出量特性の直線性を向上さ
せ、特に低温時始動性を安定させることができるととも
に、前記ブレードの前記インペラの回転方向に関し前方
に位置する面に沿つて流れる流体に作用せしめる遠心力
の大きさと、前記流体の流れが前記流体通路を流れる流
体と合流する角度とを選択することができ、前記摩擦再
生ポンプの用途に応じた吐出圧を得ることができる。

【００１０】さらに本発明によると、前記インペラの各
ブレードは、前記回転中心軸に垂直な面内における周方
向の幅の中心点が、前記回転中心軸に関して半径方向外
方の第１の領域が、前記回転中心軸に関して半径方向内
方の第２の領域よりも、前記回転中心軸を通る一半径線
に関して前記インペラの回転方向に関し少くとも後方に
位置する一直線上に延在せしめられ、かつ、該一直線は
前記回転中心軸を通る一半径線に関して５度又はそれ以
下の角度で交差していることを特徴とする。この角度が
５度を超えると、摩擦再生ポンプの吐出圧Ｐ−吐出量Ｑ
のグラフ（図１５）及び回転速度Ｎ−吐出量Ｑのグラフ
（図１６）における吐出量（Ｑ）が、従来の摩擦再生ポ
ンプより低下するので、この交差角の上限を５度とす
る。

【００１１】

【実施例】図３および図４に、本発明の摩擦再生ポンプ
の一実施例を用いた自動車エンジン用の燃料ポンプを示
す。前記燃料ポンプは、本発明によるポンプＰ１と、モ
ータ４１をカバー４２内に収容して構成される。ポンプ
Ｐ１は、この実施例では第１および第２の２個のインペ
ラ３１Ａ，３１Ｂが配設されており、アウタボデイ１２
と隔壁プレート１９とにより形成された第１のポンプチ
ヤンバ１１Ａの内部に配置された第１のインペラ３１Ａ
と、前記隔壁プレート１９とインナボデイ２５とにより
形成された第２のポンプチヤンバ１１Ｂの内部に配設さ
れた第２のインペラ３１Ｂとが、前記モータ４１の駆動
軸４７により同時に回転駆動される、二段式のポンプで
ある。

【００１２】前記インペラ３１Ａ，３１Ｂは同一の構造
を有し、それぞれ平坦な円盤状の基板１０と、該基板１
０の周縁部において該基板１０の両側面に形成された複
数個の凹溝３４と、これらの凹溝３４の間に在つて前記
基板１０に関し半径方向に位置するブレード３３とを備
えている。両インペラ３１Ａ，３１Ｂは、前記基板１０
の平坦な側面が前記モータ４１の駆動軸４７の回転中心
軸に垂直な面内において回転するように、該駆動軸４７
に支承される。

【００１３】前記ポンプＰ１のアウタボデイ１２には、
その外側面に流入管１３が一体的に設けられ、その第１
のポンプチヤンバ１１Ａに面する面には、前記第１のイ
ンペラ３１Ａの基板１０の平坦面に対向する平坦な内側
壁１４Ａと、前記第１のインペラ３１Ａのブレード３３
の先端縁に対向する円筒状の内周壁１８Ａとが形成さ
れ、かつ、前記ブレード３３の側面と対向する位置にお
いて前記内側壁１４Ａと内周壁１８Ａとを接続するとと
もに、前記流入管１３の内部通路と連通する流入口１６
と前記隔壁プレート１９を貫通せしめて形成した後述す
る流出−流入口２３に対向する位置とを連結する凹んだ
溝状壁面１５が、図５に示すように前記第１のポンプチ
ヤンバ１１Ａの周長のほぼ５／６の長さにわたつて形成
されている。この溝状壁面１５の流出−流入口２３と連
通する端部には、段差を設けて消音用の凹部１５ａ（図
５参照）が形成されている。なお符号３７は、前記アウ
タボデイ１２の内側壁１４Ａの中心部に形成された、前
記駆動軸４７の先端部を緩く収容するための凹所を示
す。

【００１４】前記隔壁プレート１９は円形の輪郭を有す
る平板状のもので、その中心部には前記モータ４１の駆
動軸４７を緩く挿通す貫通孔２０が形成されるととも
に、前記アウタボデイ１２に形成した流入口１６と対応
する位置から前記第１のポンプチヤンバ１１Ａの周長の
ほぼ５／６の長さ周方向に隔たつた位置には、該隔壁プ
レート１９を貫通せしめて形成した流出−流入口２３が
形成される。前記隔壁プレート１９の前記第１のポンプ
チヤンバ１１Ａに面する面には、前記第１のインペラ３
１Ａの基板１０の平坦面に対向する平坦な壁面１７Ａが
形成され、かつ図６に示すように、前記壁面１７Ａと前
記アウタボデイ１２の内周壁１８Ａとを接続するととも
に、前記流出−流入口２３と前記流入口１６と対応する
位置との間に、凹んだ溝状壁面２１が前記第１のポンプ
チヤンバ１１Ａの周長のほぼ５／６の長さにわたり円弧
状に形成される。この結果、前記第１のポンプチヤンバ
１１Ａには、アウタボデイ１２に形成した溝状壁面１５
と隔壁プレート１９に形成した溝状壁面２１とにより、
前記流入口１６と流出−流入口２３とを連結する第１の
流体通路３６Ａが、ポンプチヤンバ１１Ａの周長のほぼ
５／６の長さにわたり、周方向に形成される。この流体
通路３６Ａ内には第１のインペラ３１Ａのブレード３３
が露呈される。

【００１５】ポンプＰ１のインナボデイ２５には、その
中心部にモータ４１の駆動軸４７を緩く挿通す貫通孔２
６が形成されるとともに、前記隔壁プレート１９に形成
した流出−流入口２３に対向する位置から第２のポンプ
チヤンバ１１Ｂの周長のほぼ５／６の長さ周方向に隔た
つた位置には、前記インナボデイ２５を貫通して前記第
２のポンプチヤンバ１１Ｂと前記カバー４２の内部空間
とを連通する吐出口２９が形成される。前記インナボデ
イ２５のポンプチヤンバ１１Ｂに面する面２７には、第
２のインペラ３１Ｂの基板１０の平坦部と対向する平坦
な内壁面１４Ｂと、前記インペラ３１Ｂのブレード３３
の先端縁に対向する円筒状の内周壁１８Ｂとが形成さ
れ、かつ前記ブレード３３の側面と対向する位置におい
て前記内側壁１４Ｂと内周壁１８Ｂとを接続するととも
に、前記吐出口２９と前記流出−流入口２３に対向する
位置とを連結する凹んだ溝状壁面２８が、図８に示すよ
うに形成される。

【００１６】前記隔壁プレート１９の第２のポンプチヤ
ンバ１１Ｂに面する面には、前記第２のインペラ３１Ｂ
の基板１０の平坦面に対向する平坦な壁面１７Ｂが形成
され、かつ図７に示すように、該壁面１７Ｂと前記イン
ナボデイ２５の内周壁１８Ｂとを接続するとともに、前
記流出−流入口２３と前記吐出口２９に対向する位置と
の間に凹んだ溝状壁面２２が、前記ポンプチヤンバ１１
Ｂの周長のほぼ５／６の長さにわたり円弧状に形成され
る。この結果、前記第２のポンプチヤンバ１１Ｂには、
インナボデイ２５に形成した溝状壁面２８と隔壁プレー
ト１９に形成した溝状壁面２２とにより、前記流出−流
入口２３と吐出口２９とを連結する第２の流体通路３６
Ｂが、第２のポンプチヤンバ１１Ｂの周長のほぼ５／６
の長さにわたり、周方向に形成される。この流体通路３
６Ｂ内には、第２のインペラ３１Ｂのブレード３３が露
呈される。

【００１７】図９に本発明によるインペラの平面図を示
す。第１のインペラ３１Ａおよび第２のインペラ３１Ｂ
は両者同一の構造であるので、図中においては符号３１
で示す。インペラ３１は平坦な円盤状の基板１０から成
り、該基板１０の周縁部において該基板１０の両面に、
周端縁に至るに従つて深さを増大する凹溝３４を複数
個、周方向に等間隔に形成し、これらの凹溝３４間には
周方向の幅が一定であるブレード３３を形成する。前記
基板１０の一面の中心部には隆起部３８を形成し、かつ
該基板１０の回転中心に、回転中心軸を中心とする円筒
状内壁と平面状内壁とを結合した断面Ｄ字状の軸孔３２
を貫通形成し、この軸孔３２を介してインペラ３１を前
記モータ４１の駆動軸４７に取付ける。前記基板１０の
前記凹溝３４より直径方向に内方の側面部は平坦な面と
する。

【００１８】本発明において特徴とするところは、前記
インペラ３１の周縁部の一部を拡大した図１０に示すよ
うに、前記ブレード３３のインペラ３１の回転方向（矢
印Ｆで示す方向）に関し前方に位置する面が、前記イン
ペラ３１の回転中心軸に垂直な面内において凹んだ面３
０に形成されており、前記ブレード３３の前記回転中心
軸に垂直な面内における周方向の幅の中心点４０は、前
記ブレード３３の周方向の中心点４０の前記回転中心軸
からの半径が最小である位置の中心点を４０Ａ、半径が
最大の位置の中心点を４０Ｃ、前記中心点４０Ａ、４０
Ｃのほぼ中央位置にある中心点を４０Ｂとすると、前記
ブレード３３の前記回転中心軸に関して半径方向外方の
第１の領域（前記中心点４０Ｂと中心点４０Ｃとの間の
領域）においては、前記回転中心軸に関して半径方向内
方の第２の領域（前記中心点４０Ａと中心点４０Ｂとの
間の領域）よりも、前記インペラ３１の回転方向Ｆに関
して後方に位置せしめた点にある。

【００１９】本発明において好ましくは、前記ブレード
３３のインペラ３１の回転中心軸に垂直な面内におい
て、前記ブレード３３の周方向の中心点４０の前記回転
中心軸からの半径が最小である位置の中心点を４０Ａ、
半径が最大の位置の中心点を４０Ｃ、前記中心点４０
Ａ、４０Ｃのほぼ中央位置にある中心点を４０Ｂとする
と、前記回転中心軸に垂直なる面内において中心点４０
を結ぶ線は、中心点４０Ａから中心点４０Ｂまでの間は
前記矢印Ｆの方向に関し前方を凹とした弧状線上に位置
し、中心点４０Ｂから中心点４０Ｃまでの間は、中心点
４０Ｂを通る基板１０の一半径線６０上よりも、図１０
よりは前記インペラ３１の回転方向Ｆに関して後方に位
置せしめる。図１０において破線で示すブレード３３は
前記基板１０の背面に形成したブレードを示し、実線で
示した表面のブレード３３とは周方向に位置をずらせて
形成されている。図１１に、図１０に示すインペラ３１
の変形例を示す。このインペラ３１は、前記基板１０の
正面および背面の同一位置にブレード３３を形成し、か
つ凹溝３４の外周縁の半径を各ブレード３３の先端部の
半径より小としている。これにより図１０に示すインペ
ラ３１に比較して凹溝３４内にとり込む流体量が増大す
る。

【００２０】なお図３に示す燃料ポンプにおいては、前
記ポンプＰ１を駆動するモータ４１は、前記カバー４２
内に配設され、該モータ４１のロータ４６は前記駆動軸
４７の一端部において前記インナボデイ２５に軸受４９
を介して支承され、前記駆動軸４７の他端部においては
前記カバー４２の端部を閉塞する端部材４３に軸受５０
を介して支承されている。モータ４１のコンミユテー
タ、ブラシ、チヨークコイル等は図示を省略した。前記
モータ４１を駆動せしめると、ポンプＰ１の第１のイン
ペラ３１Ａおよび第２のインペラ３１Ｂは前記駆動軸４
７とともに回転し、前記流入管１３より吸入した燃料
を、第１のポンプチヤンバ１１Ａの流体通路３６Ａ、第
２のポンプチヤンバ１１Ｂの流体通路３６Ｂを経てイン
ナボデイ２５の吐出口２９から前記カバー４２の内部空
間に吐出する。このカバー４２の内部空間に吐出された
燃料は、前記モータ４１のロータ４６とカバー４２に固
定されたマグネツト４８との間の空間を流れ、前記端部
材４３に配設したチエツクバルブ４５を通り、吐出管４
４から排出される。

【００２１】図１２および図１３に、本発明の摩擦再生
ポンプの他の実施例を用いた自動車エンジン用の燃料ポ
ンプを示す。図１１に示す燃料ポンプは、図３に示す燃
料ポンプにおけるポンプＰ１に代えて、本発明の他の実
施例であるポンプＰ２を用いた点にのみ差異があるの
で、図３に示す燃料ポンプと同一の部分には同一の符号
を付して示し、その説明は省略する。本実施例のポンプ
Ｐ２は、インナボデイ２５とアウタボデイ１２との間に
形成される１個のポンプチヤンバ１１内に１個のブレー
ド３３を配設したものであつて、インペラ３１は前記第
１および第２のインペラ３１Ａ，３１Ｂと同一のもので
ある。アウタボデイ１２は図４，５に示したものと同一
構造を備える。即ちアウタボデイ１２はその外側面に流
入管１３を有し、そのポンプチヤンバ１１に面する面に
は、前記インペラ３１の基板１０の平坦な壁面１０Ａに
対向する平坦な内側壁１４と、前記ブレード３３の先端
縁と対向する内周壁１８と、これら内側壁１４と内周壁
１８とを接続するとともに流入口１６に接続する弧状の
溝状壁面１５とが形成される。

【００２２】インナボデイ２５の前記ポンプチヤンバ１
１に面する面には、図４，６に示した隔壁プレート１９
と同様に、前記基板１０の平坦な側壁１０Ｂに対向する
平坦な壁面１７と、該壁面１７と前記内周壁１８とを接
続する溝状凹壁２１とが形成され、前記流出−流入口２
３の位置に、前記インナボデイ２５を貫通する吐出口２
９が形成される。この結果、前記ポンプチヤンバ１１に
はアウタボデイ１２に形成した溝状壁面１５とインナボ
デイ２５に形成した溝状壁面２１とにより、前記流入口
１６と吐出口２９とを連結する流体通路３６が、前記ポ
ンプチヤンバ１１の周長のほぼ５／６の長さにわたり、
周方向に形成される。この流体通路３６内には、インペ
ラ３１のブレード３３が露呈される。

【００２３】図１および図２に模式的に示した本発明の
摩擦再生ポンプの実施例に基いて、本発明の作用を説明
する。これらの図は、図１２および図１３に示した一段
式のポンプＰ２と同一符号を用いている。インペラ３３
が矢印Ｆで示す方向に回転せしめられると、２個の溝状
壁面１５，２１によりポンプチヤンバ１１内に形成され
た流体通路３６には、該流体通路３６内に露出している
ブレード３３の移動により矢印Ｆと同一の方向に流体の
流れＬＭが生ずる。インペラ３１を構成する基板１０の
平坦な両側面１０Ａ，１０Ｂ（図２）と、アウタボデイ
１２の平坦な内側面１７およびインナボデイ２５の平坦
な内側面１４との間の隙間は、インペラ３１の回転中心
軸を中心として回転するにあたり、基板１０がアウタボ
デイ１２およびインナボデイ２５に接触せず、かつ前記
隙間にはインペラ３１の半径方向には流体の流れが生じ
ないような、最小限の寸法とされている。

【００２４】ところで、インペラ３１の回転に伴い、イ
ンペラ３１の周縁部において、矢印Ｆで示すインペラ３
１の回転方向に関し前方に位置するブレード３３の面３
０に接触する流体には、インペラ３１の回転に伴う遠心
力が付与され、前記凹溝３４内には、矢印ｆで示す放射
方向の流れＬＢが生ずる。前記インペラ３１の前記回転
中心軸に垂直な面（図１）内において、前記インペラ３
３の周方向の幅の中心点４０は、前記ブレード３３の前
記回転中心軸に関して半径方向外方の第１の領域（中心
点４０Ｂと中心点４０Ｃとの間の領域）においては、前
記回転中心軸に関して半径方向内方の第２の領域（中心
点４０Ａと中心点４０Ｂとの間の領域）よりも、前記イ
ンペラ３１の回転方向Ｆに関して後方に位置する。従つ
て前記ブレード３３の基部（中心点４０Ａの位置）から
先端部（中心点４０Ｃの位置）までの長さに対応する面
３０の長さは、図１７に示す従来のインペラ３における
面９の長さより長く、前記インペラ３、３１の回転速度
を同一とすれば、本発明のインペラ３１により生ずる半
径方向の流れＬＢに生ずる遠心力は、従来のインペラ３
により生ずる半径方向の流れＬＢに生ずる遠心力より大
である。

【００２５】そして本発明において、前記インペラ３１
の回転中心軸に垂直な面内における前記ブレード３３の
周方向の幅を、該ブレード３３の基部（中心点４０Ａの
位置）から先端部（中心点４０Ｃの位置）まで同一寸法
とすれば、前記ブレード３３の間に形成される凹溝３４
の容積は、同一寸法の幅を有するブレード４を備えた前
記従来のインペラ３における凹溝５の容積と同一であ
る。従つて本発明の摩擦再生ポンプ（Ｐ１，Ｐ２）は、
従来の摩擦再生ポンプ（Ｐ０１）に比して、吐出量を減
少させることなく、吐出圧を増大せしめることができ
る。ここに、ポンプ効率〔η(％)〕は、数１で与えられ
る。

【数１】η(％）＝κ・Ｐ・Ｑ／Ｎ・Ｔ 数１中のκは補正係数、Ｐは吐出圧力（ΚＰａ），Ｑは
吐出流量（ｌ／ｈ），Ｎは回転速度（ｒｐｍ），Ｔは負
荷トルク（Ｎ・ｍ）である。図３，図４に示す本発明の
実施例のポンプＰ１においては、κ＝０．２６５，Ｔ＝
０．０３４Ｎ・ｍであつた。数１により、回転速度Ｎと
負荷トルクＴとをそれぞれ一定値とすれば、ポンプ効率
ηは吐出圧力Ｐと吐出流量Ｑとを乗じた値（Ｐ・Ｑ）に
比例することがわかる。従つて吐出量を減少させること
なく吐出圧を増大せしめれば、ポンプ効率が向上する。

【００２６】以下に本発明の実施例である前記ポンプＰ
１を、図１７および図１８に示す従来のポンプＰ０１お
よび図１９および図２０に示す従来の改良型ポンプＰ０
２と比較した試験データを表１に示す。試験に用いた比
較ポンプＰ０１，Ｐ０２および本発明の実施例のポンプ
Ｐ１は、図３および図４に示すように、それぞれインペ
ラ３または３１を二段式に配設したものである。またこ
れらのポンプＰ０１，Ｐ０２，Ｐ１はインペラ３，３１
の寸法およびポンプチヤンバの形状を同一とするもので
あり、各インペラ３，３１に形成したブレード４，３３
の形状が、図１７，１９および図１に示した形状に、そ
れぞれ異なつた形状とされている。

【００２７】

【表１】 前記比較試験は、各ポンプＰ０１，Ｐ０２およびＰ１の
吐出圧力Ｐを一定値に設定して比較したものであるが、
吐出流量Ｑについては、本発明の実施例のポンプＰ１は
６３．３（ｌ／ｈ）を示し、比較ポンプＰ０１，Ｐ０２
の吐出流量Ｑ（ｌ／ｈ）がそれぞれ６１．１，５９．５
であるのに比して吐出流量Ｑが大である。従つて、吐出
量と吐出圧とを乗じた値に比例するポンプ効率ηは、本
発明によるポンプＰ１が、比較ポンプＰ０１，Ｐ０２に
比して大である。

【００２８】次に本発明の実施例のポンプの吐出圧
（Ｐ）−吐出量（Ｑ）特性および回転速度（Ｎ）−吐出
量（Ｑ）特性を、比較例ポンプのそれらと対比する。

【００２９】図１４の（ａ）ないし（ｅ）は、前記対比
に用いたポンプのインペラに形成したブレートの断面形
状をそれぞれ示したもので、各図は前記インペラの回転
中心軸に垂直な面内における各ブレードの断面を模式的
に輪郭線であらわしたものである。本比較試験に用いた
各ブレードは、前記回転中心軸に垂直な面内における、
ブレードの周方向の幅ｔを同一とし、かつ前記面内にお
けるブレードの先端部（中心点４０Ｃの位置）の回転中
心軸からの半径および前記先端部と基部（中心点４０Ａ
の位置）との半径差とを同一としたものである。

【００３０】図１４（ａ）に示すブレード６１は、前記
ポンプＰ１におけるブレード３３に相当するものであつ
て、ブレード６１の前記先端部（中心点４０Ｃの位置）
から中央部（中心点４０Ｂの位置）までの前記回転中心
軸に関して半径方向外方の第１の領域においては、前記
ブレード６１の周方向の幅の中心点４０を結ぶ線（４０
Ｃ−４０Ｂ）を、前記回転中心軸と中心点４０Ｃとを結
ぶ半径線６０と一致させ、ブレード６１の前記中央部か
ら基部（中心点４０Ａの位置）までの前記回転中心軸に
関して半径方向内方の第２の領域においては、前記ブレ
ード６１の周方向の幅の中心点４０を結ぶ線（４０Ｂ−
４０Ａ）を、前記半径６０に接する円弧としたものであ
る。この結果、図１４（ａ）においてインペラの回転方
向Ｆに関して前方に位置する面３０は、ブレード６１の
基部より中央部までは半径Ｒ_１（Ｒ_１＝３ｔ）の円弧が
あらわれ、前記中央部からブレード６１の先端部までは
直線があらわれる。

【００３１】図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すブレ
ード６１の変形例である本発明のブレード６２を示す。
該ブレード６２は前記中央部（中心点４０Ｂの位置）か
ら先端部（中心点４０Ｃの位置）までの半径方向外方の
第１の領域を、前記中心点４０Ｃと４０Ｂとを結ぶ線
（４０Ｃ−４０Ｂ）が、前記インペラの回転方向Ｆに関
し、前記半径線６０に対し角θ（θ≒５度）で後方に交
叉する直線６６に一致する直線としたものである。

【００３２】図１４（ｃ）および図１４（ｄ）は比較ポ
ンプのブレード６３，６４をそれぞれ示す。これらのブ
レード６３，６４においては、各ブレード６３，６４の
基部における幅方向の中心点４０Ａおよび先端部におけ
る幅方向の中心点４０Ｃが、中央部の幅方向の中心点４
０Ｂにより前記回転方向Ｆに関して前方に位置する形状
のものである。そして図１４（ｃ）に示すブレード６３
は、前記回転方向Ｆに関して前方に位置する面３０の輪
郭線は、前記回転中心軸に関して半径方向内方の第２の
領域においては半径Ｒ_１（Ｒ_１＝３ｔ）の円弧で、前記
回転中心軸に関して半径方向外方の第１の領域において
は半径Ｒ_２（Ｒ_２＝６ｔ）の円弧であらわされる。また
図１４（ｄ）に示すブレード６４は、前記回転方向Ｆに
関して前方に位置する面３０の輪郭線は、全領域におい
て半径Ｒ_１（Ｒ_１＝３ｔ）の円弧であらわされる。

【００３３】図１４（ｅ）は他の比較ポンプのブレード
６５を示す。該ブレード６５はその中央部（中心点４０
Ｂの位置）と先端部（中心点４０Ｃの位置）との間の中
間部（中心点４０Ｄで示す位置）までの、前記ブレード
６５の幅方向の中心点４０を結ぶ線が前記基部の中心点
４０Ａと回転中心軸とを結ぶ半径線６０上に位置し、前
記中心点４０Ｄと先端部の中心点４０Ｃとを結ぶ線が円
弧状とされて、前記インペラの回転方向に関して前方に
位置している。この結果、前記ブレード６５の回転方向
Ｆに関して前方の面３０の輪郭線は、前記基部から中間
部（中心点４０Ｄの位置）までが前記半径線６０に平行
な直線、前記中間部から先端部までが半径Ｒ_１（Ｒ_１＝
３ｔ）の円弧であらわされる。

【００３４】図１５および図１６に比較試験の結果を示
す。図１５はポンプを駆動するモータの設定電圧をそれ
ぞれ６Ｖ，８Ｖおよび１２Ｖとしたときの試験に供した
各ポンプの吐出圧Ｐと吐出量Ｑとの関係を示すＰ−Ｑ特
性の図表である。ここで、前記設定電圧は、比較試験に
用いた各ポンプのモータ始動に要求される最低電圧であ
つて、６Ｖは低温始動時の最低電圧、８Ｖは高温始動時
の最低電圧、１２Ｖは常温始動時の最低電圧を示す。ま
た図１６は吐出圧Ｐを一定値（２８４ｋＰａ）とする条
件下で、インペラの回転速度Ｎと吐出量Ｑとの関係を示
すＮ−Ｑ特性の図表である。これらの図において符号６
１０，６２０，６３０，６４０，６５０は、それぞれ図
１４（ａ）−１４（ｅ）に示すブレード６１，６２，６
３，６４，６５を有するインペラを備えたポンプの特性
線である。

【００３５】インペラの回転方向に関して各ブレードの
前方に位置する面が回転中心軸に垂直な面内において凹
んだ面に形成された点と、各ブレードの周方向の幅の中
心点は、回転中心に関して半径方向外方の第１の領域に
おいては、前記回転中心に関し半径方向内方の第２の領
域よりも、回転中心軸を通る一半径線に関し少くとも後
方に位置する一直線上に延在し、前記半径方向外方の第
１の領域においては、該一直線は前記回転中心軸を通る
一半径線に関して５度又はそれ以下の角度で交差してい
る点とにより、図１５から明らかなように、低温始動時
に燃料噴射弁から噴射される吐出量に余裕があり、低温
始動を確実に行える。即ち、通常噴射弁の低温始動時の
燃圧（吐出圧）は１．２(ｋｇ／ｃｍ2)以上必要であ
り、図１５の低温始動時の最低電圧に相当する６Ｖ特性
から判るように、図１４（ｃ），図１４（ｄ）に示すブ
レード６３、６４の吐出圧１．２(ｋｇ／ｃｍ2)時の吐
出量は、符号６３０、６４０に示すように微量であるの
に、図１４（ａ），図１４（ｂ）に示すブレード６１、
６２を有するインペラを備えた本発明の実施例ポンプに
おいては、符号６１０、６２０に示すように吐出量が１
０(ｌ／ｈ)程度と余裕があり、設定電圧が６Ｖ，８Ｖの
ように低い場合においても安定している。また図１６か
ら明らかなように、符号６１０、６２０に示す図１４
（ａ）、図１４（ｂ）に示すブレード６１，６２を有す
るインペラを備えた本発明の実施例ポンプにおいては、
ポンプの回転速度が３５００ｒｐｍから６０００ｒｐｍ
の範囲で直線性を得られるため、吐出量の調節を回転速
度を変化させて行う、回転速度制御方法が可能となる。
とくに５０００ｒｐｍ以下の低吐出量の制御が可能とな
り、回転速度制御がしやすい。図１５および図１６に見
られるように、本発明の実施例ポンプにおいては、低温
始動時および高温始動時においても吐出量４０(ｌ／ｈ)
以下において安定した吐出圧を得ることができるから、
ポンプ始動時の供給開始吐出圧（締め切り吐出圧）とし
て安定した設定吐出圧を供給することができる。なお図
１４（ｂ）に示す実施例ポンプの場合、前記傾斜角θが
５度以下であると、図１５および図１６に示したよう
に、図１４（ａ）に示す従来の摩擦再生ポンプとほぼ同
一の、若しくは良好なる特性を示すが、前記角θが５度
を超えると吐出量が従来の摩擦再生ポンプより低下する
ので、前記角θの上限を５度とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による摩擦再生ポンプの要部を示す概要
断面図、

【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図、

【図３】本発明による摩擦再生ポンプの一実施例を用い
た燃料ポンプの縦断面図、

【図４】図３に示す実施例におけるポンプの拡大断面
図、

【図５】前記ポンプにおけるアウタボデイの平面図、

【図６】前記ポンプにおける隔壁プレートの底面図、

【図７】前記ポンプにおける隔壁プレートの平面図、

【図８】前記ポンプにおけるインナボデイの底面図、

【図９】前記ポンプにおけるインペラの平面図、

【図１０】前記ポンプにおけるインペラの周縁部の一部
拡大平面図、

【図１１】図９および図１０に示すインペラの変形例の
平面図、

【図１２】本発明による摩擦再生ポンプの他の実施例を
用いた燃料ポンプの縦断面図、

【図１３】図１２に示す実施例におけるポンプの拡大断
面図、

【図１４】本発明のポンプインペラのブレードの断面形
状（ａ）および（ｂ）を、比較例のポンプインペラのブ
レードの断面形状（ｃ），（ｄ）および（ｅ）とともに
輪郭線で示した図、

【図１５】本発明のポンプの吐出圧と流量との関係を、
比較例のポンプのそれとともに示した線図、

【図１６】本発明のポンプのインペラの回転速度と流量
との関係を、比較例のポンプのそれと比較して示した線
図、

【図１７】従来の一般的な摩擦再生ポンプの要部拡大断
面図、

【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断
面図、

【図１９】公知の改良型摩擦再生ポンプの要部拡大断面
図、

【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１０ 基板 １１，１１Ａ，１１Ｂ ポンプチヤンバ １２ アウタボデイ １３ 流入管 １４，１４Ａ，１４Ｂ 内側壁 １５，２１，２２，２８ 溝状壁面 １６ 流入口 １７，１７Ａ，１７Ｂ 壁面 １８，１８Ａ，１８Ｂ 内周壁 １９ 隔壁プレート ２５ インナボデイ ２９ 吐出口 ３１，３１Ａ，３１Ｂ インペラ ３３ ブレード ３４ 凹溝 ３６，３６Ａ，３６Ｂ 流体通路 ４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 幅方向中心点 ４１ モータ ４２ カバー ４６ ロータ ４７ 駆動軸

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング、 該ハウジングに軸により回転自在に支承され、その両側
   面が前記軸に垂直な面内において回転せしめられる平坦
   な円盤状の基板と、該基板の周縁部において、該周縁部
   の両側面に形成された複数個の凹溝と、これらの凹溝の
   間に在つて前記基板に関しほぼ半径方向に位置するブレ
   ードとを備えたインペラ、および前記ハウジングに形成
   され、前記インペラの基板の平坦な両側面に対向する平
   坦な内側壁と、前記ブレードの先端縁と対向する円筒状
   の内周壁と、前記内側壁と内周壁とを接続するととも
   に、前記ハウジングに形成した流入口と吐出口とを連結
   する弧状の溝状壁面とを備え、その内部に前記インペラ
   を収容するポンプチヤンバ、とよりなる摩擦再生ポンプ
   において、 前記インペラに形成した各ブレードは、前記インペラの
   回転方向に関して前方に位置する面が前記回転中心軸に
   垂直な面内において凹んだ面に形成され、かつ前記回転
   中心軸に垂直な面内における前記ブレードの周方向の幅
   の中心点は、前記回転中心に関して半径方向外方の第１
   の領域においては、前記回転中心軸に関して半径内方の
   第２の領域よりも、前記回転中心軸を通る一半径線に関
   して前記インペラの回転方向に関し少なくとも後方に位
   置する一直線上に延在せしめられ、前記回転中心軸に関
   して半径方向外方の第１の領域においては、該一直線は
   前記回転中心軸を通る一半径線に関して５度またはそれ
   以下の角度で交叉していることを特徴とする摩擦再生ポ
   ンプ。