JP3052623B2 - 再生ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシング内において
吸込口と吐出口との間に形成されたラジアルシール部の
構造を改良した再生ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な再生ポンプは、例えば、
特公昭６３−６３７５６号公報（図８及び図９参照）に
示すように、インペラー１１の外周部に、ケーシング１
２内のポンプ流路１３に突出する多数の羽根片１４を形
成し、各羽根片１４間の羽根溝１５を隔壁１６で二分割
する構成となっている。この場合、インペラー１１を回
転させると、ポンプ流路１３内に吸い込まれた流体が各
羽根溝１５に流れ込み、各羽根片１４から運動エネルギ
を受けてポンプ流路１３内を吐出口（図示せず）側に圧
送される。このようにして、ポンプ流路１３内を吐出口
側に圧送される流体は、ポンプ流路１３の終端に形成さ
れたラジアルシール部（図示せず）の端面に衝突して方
向転換しながら吐出口から吐出される。従って、この構
成では、隔壁１６の両側の羽根溝１５に入っている流体
が同時にラジアルシール部の端面に衝突するようになっ
ているから、この流体衝突による騒音が大きくなってし
まう欠点がある。

【０００３】そこで、この騒音に対処するために、特開
昭６０−１７３３９０号公報（図１０参照）に示すよう
に、インペラー１１の隔壁１６の両側で羽根片１４ａ，
１４ｂを１／２ピッチずつずらすことにより、隔壁１６
の両側の羽根溝１５に入っている流体がラジアルシール
部の端面に衝突するタイミングをずらして、低騒音化す
るようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、再生ポンプ
は、粘度が低い液体を少量送って高揚程にする小型ポン
プとして利用され、近年では例えば自動車用の燃料ポン
プとして使用されている。この燃料ポンプについても、
前述した低騒音化の要請と共に、近年の省資源化・地球
環境保護という社会的要求から、ポンプ効率向上による
燃費改善（オルタネータ負荷低減）が近年の重要な技術
的課題となっている。このような観点から、例えば、特
開昭６１−２１０２８８号公報（図１１参照）に示すよ
うに、インペラー１１の羽根片１４を隔壁１６よりも外
周側に突出させることにより、隔壁１６の真上に逆流域
（ポンプ作用を妨げる領域）が発生するのを防止して、
ポンプ効率を向上させるようにしたものがある。

【０００５】しかしながら、この構成では、隔壁１６の
両側で羽根片１４を１／２ピッチずつずらすことができ
ず、ポンプ動作時の騒音が大きくなってしまう欠点があ
る。従って、前述した従来の低騒音化技術では、種々の
形状のインペラーに対応することができず、ポンプ効率
向上と低騒音化とを両立できない。

【０００６】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、その目的は、インペラーの形状の制約を受
けることなく、ポンプ動作時の騒音を低減することがで
きる再生ポンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の再生ポンプは、吸込口，吐出口及びこれら
両者をつなぐ円弧状のポンプ流路が形成されたケーシン
グと、このケーシング内に回転自在に収納され、外周部
に、前記円弧状のポンプ流路内に突出する多数の羽根片
と各羽根片間の羽根溝を表裏側に二分割する隔壁とが形
成されたインペラーとを備えたものにおいて、前記ケー
シング内において前記吸込口と吐出口との間に形成され
たラジアルシール部の吐出口側の端面は、前記インペラ
ーの隔壁の表裏両側のうちの一方側に対向する端面の位
置が、他方側に対向する端面に対してインペラーの回転
方向にずれ、且つ、そのうち一方側の端面は吐出口位置
を越えた位置に形成されている構成となっている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、ラジアルシール部の吐出口
側の端面の位置を、インペラーの隔壁の両側に夫々対向
する部分でインペラーの回転方向にずらしているので、
たとえ、図８や図１１に示すように、表裏が対称形状の
インペラーを採用したとしても、隔壁の両側の羽根溝に
入っている流体がラジアルシール部の端面に衝突するタ
イミングがずれるようになり、ポンプ動作時の騒音が低
減される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を自動車用の燃料ポンプに適用
した第１実施例について、図１乃至図６を参照して説明
する。この燃料ポンプは、図６に示すように、ポンプ部
２１とこのポンプ部２１を駆動するモータ部２２とから
構成されている。このモータ部２２はブラシ付きの直流
モータであり、円筒状のハウジング２３内に永久磁石２
４を環状に配置し、この永久磁石２４の内周側に同心状
に電機子２５を配置した構成となっている。

【００１０】一方、ポンプ部２１は、図４に示すよう
に、ケーシング本体２６，ケーシングカバー２７及びイ
ンペラー２８等から構成され、ケーシング本体２６とケ
ーシングカバー２７は、例えばアルミのダイカスト成形
により形成されている。この場合、ケーシング本体２６
は、ハウジング２３の一端に圧入固定され、その中心に
嵌着された軸受３０に電機子２５の回転シャフト３１が
貫通支持されている。一方、ケーシングカバー２７は、
ケーシング本体２６に被せられた状態でハウジング２３
の一端にかしめ付け等により固定され、このケーシング
カバー２７の中心に固定されたスラスト軸受３２によっ
て回転シャフト３１のスラスト荷重が受けられるように
なっている。これらケーシング本体２６とケーシングカ
バー２７とで密閉された１つのケーシングが構成され、
その内部にインペラー２８が回転自在に収納されてい
る。このインペラー２８の中心には、図３に示すよう
に、ほぼＤ字形の嵌合孔３３が形成され、この嵌合孔３
３が回転シャフト３１のＤカット部３１ａに嵌合されて
いる。これにより、インペラー２８は、回転シャフト３
１と一体的に回転するが、軸方向には摺動可能となって
いる。

【００１１】一方、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ケ
ーシング本体２６とケーシングカバー２７の内側面に
は、円弧状のポンプ流路３４が形成され、ケーシングカ
バー２７に、ポンプ流路３４の一端に連通する吸込口３
５が形成され、ケーシング本体２６に、ポンプ流路３４
の他端に連通する吐出口３６が形成されている。これら
吸込口３５と吐出口３６との間には、燃料の逆流を防止
するラジアルシール部３７が形成されている。上記吐出
口３６は、前述したモータ部２２内の空間に連通し、吐
出口３６から吐出された燃料が、モータ部２２内の空間
部を通過して、モータ部２２に隣接して設けられた燃料
吐出口４３（図６参照）からインジェクタ（図示せず）
へ圧送されるようになっている。一方、吸込口３５は、
燃料溜め（図示せず）に連通されている。

【００１２】前述したインペラー２８は、例えばガラス
繊維入りのフェノール樹脂やＰＰＳ等により一体成形さ
れている。このインペラー２８の外周部には、円弧状の
ポンプ流路３４内に突出する多数の羽根片３９と、各羽
根片３９間の羽根溝４０を二分割する隔壁４１（図５参
照）とが形成されている。この場合、各羽根溝４０の幅
が内周側と外周側で等しくなるように、各羽根片３９の
肉厚が外周側に向かって徐々に厚くなるように形成され
ていると共に、各羽根片３９が隔壁４１よりも外周側に
突出されている。

【００１３】尚、本実施例では、インペラー２８の直径
を例えば３０ｍｍに設定し、インペラー２８の両側面と
ケーシング本体２６の内面及びケーシングカバー２７の
内面との間の隙間（クリアランス）をそれぞれ数μｍ〜
数十μｍ程度に設定している。更に、各羽根片３９間の
ピッチを例えば１．２ｍｍ程度に設定し、各羽根片３９
の外周端とポンプ流路３４内面との間の隙間（クリアラ
ンス）を０．５〜１．５ｍｍに設定している。

【００１４】更に、本実施例では、ポンプ動作時の騒音
を低下させるために、図１及び図２（ａ）に示すよう
に、ラジアルシール部３７の端面５０ａ，５０ｂ，５１
ａ，５１ｂの位置を、インペラー２８の隔壁４１の表裏
両側に夫々対向する部分でインペラー２８の回転方向に
いわば段差状にずらした構成となっている。各端面５０
ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂの位置ずれの量は、インペ
ラー２８の羽根ピッチの例えば１／２に設定され、隔壁
４１の両側でラジアルシール部３７の長さ寸法が同一に
なるように設定されている。この場合、吐出口３６側の
端面５１ａ，５１ｂのうち一方側の端面５１ｂは、吐出
口３６の内面から連続するようにインペラー２８の回転
方向先方側（図１で右側）に湾曲して延びて吐出口３６
を更に越えた位置に形成されており、この端面５１ｂに
衝突した燃料が方向転換してスムーズに吐出口３６から
吐出されるようになっている。

【００１５】次に、上記構成の作用について説明する。
モータ部２２の電機子２５のコイル（図示せず）に通電
して、電機子２５を回転させると、この電機子２５の回
転シャフト３１と一体的にインペラー２８が図３の矢印
Ａ方向に回転する。これにより、インペラー２８の外周
部の羽根片３９が円弧状のポンプ流路３４に沿って回転
してポンプ作用を生じ、燃料溜め（図示せず）内の燃料
が吸込口３５からポンプ流路３４内に吸い込まれて、各
羽根溝４０内に流れ込み、この燃料が各羽根片３９から
運動エネルギを受けてポンプ流路３４内を吐出口３６側
に圧送される。この燃料は、ポンプ流路３４の終端に形
成されたラジアルシール部３７の端面５１ａ，５１ｂに
衝突して方向転換しながら吐出口３６から吐出される。
このようにして吐出口３６から吐出された燃料は、モー
タ部２２内の空間部を通過して燃料吐出口４３からイン
ジェクタ（図示せず）に圧送される。

【００１６】ところで、ポンプ動作時には、ポンプ流路
３４内を圧送される燃料がラジアルシール部３７の端面
５１ａ，５１ｂに衝突して吐出口３６側へ方向転換する
際に発生する燃料の衝突音が騒音源となる。また、吸込
口３５から吸い込んだ燃料に高速回転するインペラー２
８の羽根片３９が衝突する際に発生する衝突音も騒音源
となる（但し、吸込口３５側で発生する騒音は、吐出口
３６側で発生する騒音に比して小さい）。

【００１７】このような事情を考慮して、本実施例で
は、低騒音化するために、ラジアルシール部３７の端面
５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂの位置をインペラー２
８の隔壁４１の両側でインペラー２８の回転方向に１／
２羽根ピッチずつずらした構成となっている。このた
め、表裏が対称形状のインペラー２８を採用したとして
も、インペラー２８の隔壁４１の両側の羽根片３９（羽
根溝４０）がラジアルシール部３７の端面５０ａ，５０
ｂ，５１ａ，５１ｂを通過するタイミングがずれるよう
になる。これにより、隔壁４１の両側の羽根溝４０に入
っている燃料が、ラジアルシール部３７の吐出口３６側
の端面５１ａ，５１ｂに衝突するタイミングがずれると
共に、吸込口３５から吸い込んだ燃料に、高速回転する
インペラー２８の羽根片３９が衝突するタイミングも、
隔壁４１の両側でずれるようになり、インペラー２８の
形状の制約を受けることなく、ポンプ動作時の騒音が効
果的に低減される。

【００１８】しかも、本実施例では、羽根片３９を隔壁
４１よりも外周側に突出させているので、隔壁４１の真
上にも羽根片３９による回転遠心力を及ぼして、隔壁４
１の真上に逆流域（ポンプ作用を妨げる領域）が発生す
るのを防止でき、上述した低騒音化と併せて、ポンプ効
率向上をも図り得る。但し、本発明は、各羽根片３９と
隔壁４１とを同一高さにした構成としても良く、この場
合でも本発明の所期の目的は達成できる。

【００１９】以上説明した第１実施例では、インペラー
２８の隔壁４１の両側でラジアルシール部３７の長さ寸
法が同一になるように構成されているが、図７に示す本
発明の第２実施例のように、ラジアルシール部３７の図
示上側の端面５０ａ，５１ａ間の長さ寸法を、図示下側
の端面５０ｂ，５１ｂ間の長さ寸法よりも例えば１羽根
ピッチ分だけ短くするように構成しても良い。この第２
実施例においても、ラジアルシール部３７の端面５０
ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂの位置をインペラー２８の
隔壁４１の両側でインペラー２８の回転方向に例えば１
／２羽根ピッチずつずらした構成となっている。この構
成により、第２実施例においても、第１実施例と同じ
く、ポンプ動作時の騒音が効果的に低減される。

【００２０】尚、上記第１及び第２の両実施例では、ラ
ジアルシール部３７の吸込口３５側の端面５０ａ，５０
ｂについても位置をずらした構成となっているが、吸込
口３５側で発生する騒音は、吐出口３６側で発生する騒
音に比して小さいので、吸込口３５側の端面５０ａ，５
０ｂについては、従来と同じく、位置をずらさない構成
としても良い。この場合でも、ラジアルシール部３７の
吐出口３６側の端面５１ａ，５１ｂの位置をずらせば、
ポンプ動作時の主たる騒音源である吐出口３６側で発生
する騒音を低減でき、十分な低騒音化が可能である。

【００２１】また、上記第１及び第２の両実施例では、
ラジアルシール部３７の端面５０ａ，５０ｂ，５１ａ，
５１ｂの位置を１／２羽根ピッチずつずらした構成とな
っているが、ずれ量は、羽根ピッチの例えば１／３，２
／３，１／４，３／４等であっても良く、この場合でも
十分な低騒音化の効果が得られる。また、インペラー２
８の形状も第１実施例のような表裏が対称形状になって
いるものに限定されず、表裏が非対称形状のインペラー
を採用しても良いことは言うまでもない。

【００２２】その他、本発明の再生ポンプは、自動車の
燃料ポンプに限定されず、水等の種々の流体を圧送する
ポンプとして広く適用できる等、要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変形が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ケーシング内において吸込口と吐出口との間
に形成されたラジアルシール部の吐出口側の端面の位置
を、インペラーの隔壁の表裏両側に夫々対向する部分で
インペラーの回転方向にずらし、そのうち一方側の端面
を吐出口位置を越えた位置に形成したので、たとえ、表
裏が対称形状のインペラーを採用したとしても、隔壁の
両側の羽根溝に入っている流体がラジアルシール部の端
面に衝突するタイミングがずれるようになり、インペラ
ーの形状の制約を受けることなく、ポンプ動作時の騒音
を低減することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すケーシング本体のラ
ジアルシール部周辺の拡大斜視図

【図２】ケーシング本体の斜視図（ａ）とケーシングカ
バーの斜視図（ｂ）

【図３】図６のＣ−Ｃ線に沿って示す断面図

【図４】図３のＤ−Ｄ線に沿って示す断面図

【図５】インペラーの羽根片部分の拡大斜視図

【図６】全体の縦断面図

【図７】本発明の第２実施例を示すケーシング本体のラ
ジアルシール部周辺の拡大斜視図

【図８】従来のインペラーの部分拡大斜視図

【図９】従来の再生ポンプの部分拡大断面図

【図１０】従来の表裏非対称型インペラーの部分拡大斜
視図

【図１１】従来の改良された表裏対称型インペラーの部
分拡大斜視図

【符号の説明】

２１…ポンプ部、２２…モータ部、２６…ケーシング本
体（ケーシング）、２７…ケーシングカバー（ケーシン
グ）、２８…インペラー、３４…ポンプ流路、３５…吸
込口、３６…吐出口、３７…ラジアルシール部、３９…
羽根片、４０…羽根溝、４１…隔壁、５０ａ，５０ｂ，
５１ａ，５１ｂ…端面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−173488（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04D 5/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込口，吐出口及びこれら両者をつなぐ
   円弧状のポンプ流路が形成されたケーシングと、 このケーシング内に回転自在に収納され、外周部に、前
   記円弧状のポンプ流路内に突出する多数の羽根片と各羽
   根片間の羽根溝を表裏側に二分割する隔壁とが形成され
   たインペラーとを備えた再生ポンプにおいて、 前記ケーシング内において前記吸込口と吐出口との間に
   形成されたラジアルシール部の吐出口側の端面は、前記
   インペラーの隔壁の表裏両側のうちの一方側に対向する
   端面の位置が、他方側に対向する端面に対してインペラ
   ーの回転方向にずれ、且つ、そのうち一方側の端面は吐
   出口位置を越えた位置に形成されていることを特徴とす
   る再生ポンプ。