JP3761233B2 - 液体ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の上位概念部に記載の形式の液体ポンプ、特に電動式燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような、側路型ポンプとも呼ばれる電動式燃料フィードポンプはＵＳ−ＰＳ５３１０３０８号明細書から公知である。このような液体ポンプでは著しい騒音が発生する。その周波数はポンプロータの回転数及びポンプロータの羽根の回転数に関連する。この騒音は主として、ポンプロータの羽根を介してポンプケーシングに伝達されるポンプの流出開孔のところでの圧力衝撃に起因する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上に述べた従来技術における液体ポンプの騒音を減衰し静粛運転性を達成することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の課題ははじめに述べた形式の液体ポンプにおいて請求項１記載の特徴を有する手段によって解決されている。
【０００５】
請求項２以下に記載された手段によれば請求項１記載の液体ポンプの有利な発展及び改良がえられる。
【０００６】
本発明の有利な一構成によれば、吸込カバー及び中間ケーシング内の側路がそれらの、ポンプロータに沿って軸方向で対向している端部範囲にそれぞれ１つの、側路の半径方向幅を越える拡張部を有している。この構成では、残存する小さい渦流が拡張部により形成される圧力溜めとして作用する拡張室により吸収される。圧力衝撃の振幅はさらに減少せしめられ、一層の騒音低下がえられる。
【０００７】
本発明の別の一構成によれば、吸込カバー若しくは中間ケーシング内の側路がその拡張室の端部で、側路端部まで達している閉鎖通路に移行しており、該閉鎖通路は、比較的浅い溝深さを有する前方へ延びている通路区分によって形成されている。該閉鎖通路の溝深さはこの場合側路の溝深さよりも浅く、有利にはその１／２になっている。閉鎖通路は２つの鋭角をなして収斂する溝側面を有し、該溝側面の底辺の長さは側路の半径方向幅に等しくなっており、かつ閉鎖通路は互いに合同に形成されポンプロータに沿って軸方向で対向して位置している。両方の同一の閉鎖通路は、液体を側路端部のところで連続的に流出開孔へ流出させ、かつポンプロータの閉鎖過程を延長させる。これにより通路端部の範囲における流れの急激な中断が避けられ、これにより圧力衝撃の振幅又は急激な上昇が減少し若しくは避けられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
一般的な液体ポンプの例として図１に縦断面略示図で示されている燃料ポンプは、流入開孔１２を有する吸込カバー１１、流出開孔１４を有する中間ケーシング１３及び多数の羽根１６を有するポンプロータ１５を備え、該ポンプロータ１５は電動機によって駆動されるポンプ軸１７上に回動不能に嵌合されている。ポンプロータ１５は吸込カバー１１と中間ケーシング１３との間に受容されており、この目的で中間ケーシング１３はポンプロータ１５を収容する同軸的な円形の凹所１８を有している。吸込カバー１１は中間ケーシング１３に支持され該凹所１８を閉鎖している。ポンプ軸１７は吸込カバー１１のセンター孔１９を液密に貫通している。該ポンプは側路型ポンプとして構成されており、この場合ポンプ室は吸込カバー１１若しくは中間ケーシング１３内の２つの側路２１，２２によって形成されている。各側路２１若しくは２２はポンプ軸線２０に対して同心的に延びている１つの溝によって形成されており、該溝は吸込カバー１１若しくは中間ケーシング１３の、ポンプロータ１５側の平らな面１１１，１３１に設けられかつそれぞれ流入開孔１２から流出開孔１４へ達している。図１では流入開孔１２及び流出開口１４は理解のため断面図の平面へずらされている。実際には側路２１，２２はそれぞれ、図３，６，８，９から判るように、３３０°より幾分大きい角度に亙って外周に沿って延びている。両側路２１，２２はポンプロータ１５のところで互いに軸方向で重なり合っており、この場合流入開孔１２は側路２１の始端部に開口し、流出開孔１４は側路２２の終端部に開口している。
【０００９】
流出開孔１４の対応する端部範囲における側路２１，２２及び流出開孔１４の幾何学的形状の特別の構成により、騒音の著しい低減が達成される。この幾何学的形状の構成は、流出開孔１４の範囲のポンプの縦断面を示す図２に示されているが、これは図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線による断面図に相応するものである。図面から判るように、流出開孔１４は連続的に拡張する開孔横断面をもって、中間ケーシング１３内に配置された側路２２の底面から、中間ケーシング１３の、ポンプロータ１５側とは反対側の外面１３２まで達している。この場合側路２２を端部側で制限している流出開孔１４の孔壁１４１は、少なくとも側路範囲において中間ケーシング１３の、ポンプロータ１５側の内面１３１から凸レンズ状に湾曲しており、その結果側路２２から及び側路２１から流出開孔１４内へ流入する燃料は丸面取り部に沿って流れ、その結果流出開孔１４に圧力衝撃若しくは円筒形渦流が発生しない。さらにまた、孔壁１４１に対向する、側路２２の溝底面から流出開孔の開口縁まで延びている孔壁１４２も孔壁１４１と同じ方向に傾斜しかつ必要な場合同様に湾曲している。これにより、この部位においても、付加的騒音発生の原因になる渦流は生じない。燃料の流れは図２では矢印で示されている。さらに、吸込カバー１１内に延びていて流出開孔１４の範囲において盲穴状に終わっている側路２１は端部側面２１１を有し、該端部側面２１１は側路２１の底面から吸込カバー１１の、ポンプロータ１５側の内面１１１まで、急勾配で上昇している。該側路２１を形成している溝は、側路２２を形成している溝と同様に、例えば図５に示すような円弧状の横断面を有している。
【００１０】
図３〜７には燃料ポンプの吸込カバー１１及び中間ケーシング１３が種々異なる視点及び断面図で示されており、この場合端部範囲における側路２１，２２の幾何学的形状は、さらに効果的な騒音低減及び燃料ポンプの静粛運転性を達成するために、さきに述べた燃料ポンプの場合に対して、変えられている。図６から判るように、中間ケーシング１３内の側路２２はその端部範囲に、軸方向及び半径方向への溝の拡張により拡張室２５を有しており、この室の半径方向幅は側路２２のそれよりも大きい。側路２２における拡張室２５は流出開孔１４がその孔壁１４１，１４２をもって開口する側路端部にまで達している。この拡張室２５は圧力ピークを減少させる圧力溜めとして役立つ。
【００１１】
図８〜１１に種々異なる視点及び断面図で示されている第３の実施形態としての燃料ポンプでは、第２の実施形態による燃料ポンプに対して、流出開孔１４の範囲における側路端部の幾何学的形状がさらに変化している。この場合中間ケーシング１３内に、図６について説明された拡張室２５（図８）があり、また吸込カバー１１内に同様に形成された拡張室２４（図９）がある。両拡張室２４，２５はポンプロータ１５のところで互いに軸方向で対向している。吸込カバー１１（図９）若しくは中間ケーシング１３（図８）内の各側路２１，２２は各拡張室２４若しくは２５の端部で側路端部に達している閉鎖通路２６，２７へ移行している。各閉鎖通路２６，２７は前進する通路区分によって形成されており、その溝深さは側路２１，２２の溝深さよりも浅く、有利には１／２に形成されている。
【００１２】
吸込カバー１１内の閉鎖通路２６は図１０に縦断面図で示されている。中間ケーシング１３内の閉鎖通路２７は同一に構成されている。各閉鎖通路２６若しくは２７は鋭角をなす溝側面２６１及び２６２若しくは２７１及び２７２を有し、これらの底辺の長さは側路２１若しくは２２の半径方向幅に等しい。閉鎖通路２６，２７は同一形状に形成されていてポンプロータ１５に沿って互いに軸方向で向かい合っている。これらの閉鎖通路２６，２７はポンプの騒音をさらに低減させるのに役立つ。それというのはこれらの通路は燃料を側路端部において連続的に出口開孔１４へ流過させ、これによりポンプロータ１５の閉鎖過程が延長されるからである。これによって通路端部の範囲において流れの急激な遮断が避けられ、圧力衝撃振幅が著しく減少する。
【００１３】
この燃料ポンプの場合にも、閉鎖通路２７を有する側路２２を端部側で制限する、流出開孔１４の孔壁１４１は、図２に示されている円弧状に湾曲した形に構成されている。このことは、図２に示されているように、傾斜した、場合によっては円弧状に湾曲した、流出開孔１４の他の孔壁１４２についても同様である。吸込カバー１１内の側路２１の、閉鎖通路２６を有する該側路２１を制限する端部側面２１１は、図２の燃料ポンプにおけるように急勾配に形成されている（図１０）。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の特徴を有する本発明の液体ポンプによれば、従来技術に対して、吸込カバー内における流出開孔及び側路端部の申し分のない幾何学的形状の構成により、流出開孔及び吸込カバー内における、圧力衝撃の原因になる動圧の発生が著しく減少する。流出開孔の丸みをもった形状により流出開孔内における動圧発生範囲が減少し若しくは殆ど完全に回避され、かつまた側路端部の急勾配の傾斜面により、吸込カバーに発生する圧力衝撃が減少する。これにより全体としてポンプの高い静粛運転性が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料ポンプの略示縦断面図
【図２】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線による断面図に相応する、側路の端部範囲における図１の燃料ポンプの部分的断面図
【図３】発明の第２の実施形態による燃料ポンプの吸込カバーの、ポンプロータ側の平面図
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線による断面図
【図５】図３のＶ−Ｖ線による断面図
【図６】発明の第２の実施形態による燃料ポンプの中間ケーシングの、ポンプロータ側の平面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線による断面図
【図８】発明の第３の実施形態による燃料ポンプの中間ケーシングの、ポンプロータ側の平面図
【図９】発明の第３の実施形態による燃料ポンプの吸込ケーシングの、ポンプロータ側の平面図
【図１０】図９のＸ−Ｘ線による断面図
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線による断面図
【符号の説明】
１１ 吸込カバー
１２ 流入開孔
１３ 中間ケーシング
１４ 流出開孔
１５ ポンプロータ
１６ 羽根
１７ ポンプ軸
１８ 凹所
１９ センター孔
２０ ポンプ軸線
２１ 側路
２２ 側路
２４ 拡張室
２５ 拡張室
２６ 閉鎖通路
２７ 閉鎖通路
１１１ 内面
２１１ 端部側面
２６１ 溝側面
２６２ 溝側面
２７１ 溝側面
２７２ 溝側面
１３１ 内面
１４１ 孔壁
１４２ 孔壁

Claims (8)

1. 液体ポンプ、特に電動式燃料ポンプであって、流入開孔（１２）を有する吸込カバー（１１）と、流出開孔（１４）を有する中間ケーシング（１３）と、吸込カバー（１１）と中間ケーシング（１３）との間に配置されていて、液体を圧送する多数の羽根（１６）を有する、回転駆動されるポンプロータ（１５）と、ポンプ室と、を備え、該ポンプ室が、吸込カバー（１１）及び中間ケーシング（１３）の、それぞれポンプロータ（１５）側に面している平らな面（１１１，１３１）に配置された、ポンプ軸線（２０）に対して同心的な、流入開孔（１２）から流出開孔（１４）まで延びている溝によって形成されている２つの側路（２１，２２）により、形成されており、流入開孔（１２）が吸込カバー（１１）内に配置されている側路（２１）の側路始端部に、かつ流出開孔（１４）が中間ケーシング（１３）内に配置されている側路（２２）の側路終端部に開口している形式のものにおいて、流出開孔（１４）が、連続的に拡張する開孔横断面をもって、中間ケーシング（１３）内に配置された側路（２２）から該中間ケーシング（１３）の、ポンプロータ（１５）側とは反対側の外面まで、達しており、かつ、該流出開孔（１４）の、側路（２２）を端部側で制限している孔壁（１４１）が、少なくとも側路の範囲で、中間ケーシング（１３）の、ポンプロータ（１５）側に面している内面（１３１）から、凸型に湾曲して延びており、かつ吸込カバー（１１）内に盲穴状に終わっている側路（２１）が、該側路（２１）の底面から吸込カバー（１１）の、ポンプロータ（１５）側に面している内面（１１１）まで、急勾配で上昇する端部側面（２１１）を有していることを特徴とする、液体ポンプ、特に電動式燃料ポンプ。
2. 凸型に湾曲した孔壁（１４１）に対向し、側路（２２）の底面から流出開孔（１４）の開口縁へ延びている、流出開孔（１４）の孔壁（１４２）が、対向する孔壁（１４１）に対して傾斜し、又は湾曲して延びていることを特徴とする、請求項１記載の液体ポンプ。
3. 中間ケーシング（１３）内の側路（２２）及び又は吸込カバー（１１）内の側路（２１）がその端部範囲にそれぞれ１つの拡張室（２４，２５）を有し、該拡張室の半径方向幅が側路（２１，２２）のそれより大きいことを特徴とする、請求項１又は２記載の液体ポンプ。
4. 拡張室（２４，２５）がそれぞれ側路端部まで達していることを特徴とする、請求項３記載の液体ポンプ。
5. 各拡張室（２４，２５）の端部で側路（２１，２２）が側路端部まで達している閉鎖通路（２６，２７）へ移行しており、該閉鎖通路が溝深さが比較的浅い先行する通路区分によって形成されていることを特徴とする、請求項３記載の液体ポンプ。
6. 閉鎖通路（２６，２７）の溝深さが側路（２１，２２）の溝深さよりも浅く、有利にはほぼ１／２であることを特徴とする、請求項５記載の液体ポンプ。
7. 閉鎖通路（２６，２７）が鋭角をなして延びている溝側面（２６１，２６２；２７１，２７２）を有し、該側面間の底辺の長さが側路（２１，２２）の半径方向幅にほぼ等しいことを特徴とする、請求項５又は６記載の液体ポンプ。
8. 閉鎖通路（２６，２７）が合同に形成されていてポンプロータ（１５）を挟んで軸方向で対向していることを特徴とする、請求項５から７までのいずれか１項記載の液体ポンプ。

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