JP4066633B2 - 流体加圧ポンプおよび流体タンクユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体加圧ポンプおよび該流体加圧ポンプを備えた流体タンクユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の構成としては、例えば、特開平9−88807号公報に開示された構成が知られている。
【0003】
この構成は、共通のハウジング内に油圧ポンプ(ポンプ部)と電動機(モータ部)とが収容された一体ユニット構造を有している。また、この構成では、前記油圧ポンプから生じるドレン油を、前記電動機側に導入した後に前記ハウジングの外部に排出する油流路が形成されている。これにより、前記電動機が前記ドレン油によって冷却されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成では、前記ハウジングの外部の油を内部に導入するための導入経路は設けられておらず、前記ポンプから生じるドレン油のみで前記冷却を行うようになっている。前記ドレン油のみによる冷却においては、冷却効率が低いという問題がある。
【0005】
本発明の目的は、ポンプ部及びモータ部を効率よく冷却することが可能な流体加圧ポンプおよびこれを備えた流体タンクユニットを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、請求項1に記載の発明では、流体加圧ポンプは、液体に対して加圧を行うためのポンプ部を収容するポンプ室と、前記ポンプ部を駆動するためのモータ部を収容するモータ室とをハウジングに備え、前記ハウジングに設けた吸入口を介して液体がポンプ部に供給されて加圧され、その加圧された液体が前記ハウジングに設けた吐出口を介して吐出される。また、前記流体加圧ポンプでは、前記ポンプ室および前記モータ室は互いに連通され、前記ポンプ室の上部およびモータ室の上部のそれぞれには排出通路が形成されるとともに、該排出経路を介して前記各室の内部と外部とが連通されている。さらに、前記流体加圧ポンプでは、前記ハウジングの内側においてその下部には導通口が形成されるとともに、該導通口を介して前記液体を貯留するための流体タンクの流体貯留空間と前記ポンプ室及び前記モータ室の少なくとも一方とが連通されている。そして、前記流体貯留空間の前記液体が前記ポンプ部の加圧を受けずに前記導入口を介して前記ポンプ室及び前記モータ室に導入されるとともに前記両室の排出通路を経由して前記液体および該液体が気化した気体が前記流体貯留空間に戻される。
【0007】
この発明によれば、流体タンクの流体貯留空間から導入口を介して導入された液体および該液体が気化した気体は、ポンプ室およびモータ室の両室を経由して前記流体貯留空間に戻される。前記液体および気体のこの流れは、前記ポンプ部や前記モータ部が発する熱による対流や、該熱によって気化された前記液体が気泡状となって上昇することで形成される。前記排出通路は前記ポンプ室の上部およびモータ室の上部それぞれに設けられているため、前記液体および気体は効率よく前記排出通路から前記ポンプ室およびモータ室の外に排出されるとともに前記流体貯留空間に戻される。この効率的な前記液体および気体の流れによって、前記ポンプ部および前記モータ部が効率よく冷却されるようになる。また、前記排出通路が前記ポンプ室およびモータ室それぞれの上部に設けられることで、特に、前記気泡が前記両室内に滞り難くなり、前記気泡の上昇によって効率的な前記液体および気体の流れが形成される。
【0009】
さらに、前記ポンプ室および前記モータ室の少なくとも前記導入口を介して前記流体貯留空間と連通する方においては、その室内の下部から前記流体貯留空間内の前記液体が導入されるとともに前記液体および該液体が気化した気体が上部から排出される。つまり、前記室内において下部から上部に向けての前記液体および気体の流れが形成されやすくなる。したがって、前記室内における冷却効率が良くなる。
【0010】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記導入口は、前記ハウジングの外側において前記導入口の近傍に形成された開口と連通している。
【0011】
この発明によれば、例えば導入口が、ハウジングの外側において前記導入口から離間した箇所に形成された開口と連通している場合に比較して、導入口と開口とを連通する経路が短くなる。これによれば、前記ハウジング内に前記液体を導入する際に、前記経路において前記液体が受ける抵抗が小さくなる。つまり、前記液体が効率よく導入されるようになる。
【0012】
請求項3に記載の発明では、請求項1〜2のいずれか一項に記載の発明において、前記ハウジングは、そのほぼ全体が前記流体タンク内に収容されている。
この発明によれば、前記ハウジングを前記流体タンクの外側にほとんど突出させることなく、流体加圧ポンプを前記流体タンクに組み付けることができる。また、この発明によれば、流体加圧ポンプは、前記流体タンク内の前記液体によって、前記ハウジングの外側からも冷却され得るようになる。
【0013】
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記ポンプ室と前記モータ室とは互いにほぼ上下に並ぶように配置される。
また、前記ポンプ室および前記モータ室のうち下方に配置される方に形成された排出通路を介して前記ポンプ室および前記モータ室が互いに連通されている。
【0014】
この発明によれば、前記両室のうち下方に配置された方には、前記導入口を介して前記流体貯留空間内の前記液体が導入される。この液体および該液体が気化した気体は、前記両室において発生した熱に起因する前述の流れに伴なって、前記両室のうち上方に配置された方を経由して前記流体貯留空間に戻される。前記両室は互いにほぼ上下に並ぶように配置されているため、前記両室のうち下方に配置された方から上方に配置された方に向かう前記液体および気体の流れが形成され易くなる。つまり、前記両室を通過する前記液体および気体の流れが形成され易くなる。
【0015】
なお、ここで言う上下とは、鉛直方向における上下を意味している。
請求項5に記載の発明では、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記ポンプ室と前記モータ室とは互いにほぼ水平に並ぶように配置されている。
【0016】
この発明によれば、前記ハウジングの上下方向の大きさを小さくすることができる。
前記ハウジングのほぼ全体が前記流体タンク内に収容される構成においては、前記両室が互いに上下に並ぶように配置された場合に比較して、前記ハウジングを前記流体貯留空間内の前記液体の液面上に露出しないようにすることが可能な、前記流体貯留空間内の前記液体の液残量が少なくなる。つまり、前記液残量が少なくなっても、比較的、前記両室内が前記液体によって満たされやすくなる。
【0017】
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の発明において、前記導入口は前記ハウジングの内側において前記両室の境界近傍に設けられるとともに、該導入口を介して前記流体貯留空間と前記ポンプ室及び前記モータ室の一方とが連通されている。前記各室の前記液体および該液体が気化した気体は、前記各室においてそれぞれ上部に設けられた前記排出通路を介して前記流体貯留空間に戻される。
【0018】
この発明によれば、導入口が前記ハウジングにおいて前記両室の境界近傍に設けられているため、導入口が前記ハウジングにおいて前記両室の境界から離間した箇所に設けられた場合に比較して、前記液体が前記両室に導入されやすくなる。
【0019】
請求項7に記載の発明では、請求項1〜6のいずれか一項に記載の発明において、前記ポンプ部は、アキシャルピストン式ポンプ機構を備えている。
この発明によれば、例えば、ギヤ式ポンプ機構を備えたポンプ部と比較して容積効率が高くなる。
請求項8に記載の発明では、流体加圧ポンプは、液体に対して加圧を行うためのポンプ部を収容するポンプ室と、前記ポンプ部を駆動するためのモータ部を収容するモータ室とをハウジングに備えている。また、前記流体加圧ポンプでは、前記ポンプ室と前記モータ室とを互いに連通させるとともに、前記液体を貯留するための流体タンクの流体貯留空間内の前記液体を、前記ハウジングの内側に設けた導入口を介して前記両室の少なくとも一方に導入するとともに、前記ポンプ室の上部および前記モータ室の上部のそれぞれに設けた排出通路を経由させて前記流体貯留空間に戻すようにしている。加えて、前記ポンプ室と前記モータ室とは互いにほぼ水平に並ぶように配置され、前記導入口は前記ハウジングの内側において前記両室の境界近傍に設けられるとともに、該導入口を介して前記流体貯留空間と前記ポンプ室及び前記モータ室の一方とが連通され、前記各室の前記液体および該液体が気化した気体は、前記各室の上部に設けられた前記排出通路を介して前記流体貯留空間に戻される。
【0020】
請求項9に記載の発明では、流体タンクユニットは、液体を貯留するための流体貯留空間を有する流体タンクと、該流体タンクに組み付けられた流体加圧ポンプとを備えている。前記流体タンクユニットには、前記流体加圧ポンプとして、請求項1〜8のいずれか一項に記載の流体加圧ポンプが設けられている。
【0021】
この発明によれば、前記流体貯留空間の前記液体によって、効率よく流体加圧ポンプのポンプ部及びモータ部の冷却を行うことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を図1及び図2に従って説明する。
【0023】
図2は、車両の走行駆動源であるディーゼルタイプの内燃機関Eに接続された燃料噴射装置Fに対して、流体としてのジメチルエーテル(以下DMEとする)を供給するための流体燃料供給システムを示す模式図である。この流体燃料供給システムは、DMEを貯留するための流体タンクとしての燃料タンク11と、該燃料タンク11に組み付けられるとともに燃料タンク11内の液体状態のDMEを液体状態のまま燃料噴射装置Fに対して供給するための流体加圧ポンプとしての燃料ポンプ12とを備えている。前記DMEは、飽和圧力以下では気体となる性質を有している。また、燃料タンク11内に外部からDMEを注入するための注入口が閉じられた状態では、燃料タンク11内の空間と該燃料タンク11外の空間とは圧力的に隔絶されるようになっている。燃料タンク11及び燃料ポンプ12によって、燃料タンクユニット(流体タンクユニット)が構成されている。
【0024】
燃料ポンプ12は、そのほぼ全体が燃料タンク11内に収容された状態となっている。燃料ポンプ12は、燃料タンク11の底面に固定されている。燃料ポンプ12と燃料噴射装置Fとは、燃料ポンプ12が吐出したDMEを燃料噴射装置Fに供給するための供給管13を介して接続されている。なお、燃料噴射装置Fと燃料タンク11とは、燃料ポンプ12から燃料噴射装置Fに供給されたDMEの余剰分を燃料タンク11に戻すための図示しない戻し管を介して接続されている。
【0025】
図1に示すように、燃料ポンプ12は、センタハウジング21、該センタハウジング21の上端に接合固定されたモータハウジング22、及び、センタハウジング21の下端に接合固定されたベースハウジング23を有している。各ハウジング21,22及び23は、図示しないボルトによって接合固定されている。各ハウジング21,22及び23によって、燃料ポンプ12のハウジングが構成されている。
【0026】
燃料ポンプ12は、燃料タンク11に形成された貫通孔11Aに溶接により固定された環状の取付基部11Bに対してベースハウジング23がボルト固定(ボルトの図示は省略)されることで、燃料タンク11に対して組み付けられている。ベースハウジング23の外周に形成されたフランジ部23Aの上面と取付基部11Bとの間には、ベースハウジング23と取付基部11Bとの間をシールするガスケット15が配設されている。燃料ポンプ12は、ベースハウジング23の下面側が燃料タンク11の外部に露出した状態で燃料タンク11内に収容されている。燃料タンク11の内部空間のうち前記ハウジングの外部の空間は、燃料タンク11の燃料貯留空間(流体貯留空間)となっている。
【0027】
センタハウジング21内には、ポンプ室24が形成されている。また、モータハウジング22内には、モータ室25が形成されている。ポンプ室24とモータ室25とは互いに上下に並ぶように配置されている。また、ポンプ室24とモータ室25とは、センタハウジング21内に配設されたセンタブロック26によって区画されるとともに、センタブロック26に形成された連通孔26Aを介して連通されている。なお、後述するが、ポンプ室24の上部に設けられた前記連通孔26Aは、ポンプ室24内のDMEをモータ室25側に排出するための排出通路として機能する。
【0028】
ポンプ室24と前記ハウジングの外部(前記燃料貯留空間)とは、センタハウジング21に設けられた連通路21Aを介して連通されている。連通路21Aは、ポンプ室24の下部において形成されるとともに前記燃料貯留空間のDMEをポンプ室24に導入するための導入口24Aと、前記ハウジングの外側において導入口24Aの近傍に形成された開口21Bとを連通するように設けられている。
【0029】
前記ハウジング内には、ポンプ室24、連通孔26A及びモータ室25を貫通するように配設された駆動軸27が回転可能に支持されている。なお、駆動軸27が挿通された状態であっても、該駆動軸27と連通孔26Aとの間にはポンプ室24とモータ室25とを連通する隙間が存在するようになっている。
【0030】
駆動軸27の上端部は、モータハウジング22においてモータ室25の上部に形成された排出通路としての取付孔22Aに取り付けられたボールベアリング28によって支持されている。モータ室25は、取付孔22Aを介して前記ハウジングの外部(前記燃料貯留空間)と連通している。また、駆動軸27の下端部は、ベースハウジング23に形成された取付凹部23Bに取り付けられたベアリング29によって支持されている。
【0031】
モータ室25内には、モータ部30が配設されている。モータ部30は、モータ室25内においてモータハウジング22の内周面に固定されたステータ31を有している。また、モータ部30は、モータ室25内において駆動軸27に固定されるとともにステータ31と対向する位置に配設されたロータ32を有している。モータ部30は、ステータ31への外部からの給電に基づくロータ32の回転によって、駆動軸27を回転駆動する構成となっている。
【0032】
ポンプ室24内には、ポンプ部としてのアキシャルピストンポンプ機構(以下、ピストンポンプ機構という)33が配設されている。ピストンポンプ機構33は、ポンプ室24内において駆動軸27に一体回転可能かつその軸線方向へ相対移動可能にスプライン嵌合されたシリンダブロック34を有している。シリンダブロック34には、駆動軸27の周囲において複数(図では2つのみ図示)のシリンダボア34Aが形成されている。
【0033】
各シリンダボア34A内にはそれぞれピストン35が往復摺動可能な状態で収容されている。各ピストン35には、センタブロック26に形成されるとともに駆動軸27の軸線方向に対して傾斜したカム面26Bに対して摺動可能に設けられたシュー36が、球体継手37を介して連結されている。
【0034】
ポンプ室24の内底面は、ベースハウジング23の上面の一部によって構成されている。前記内底面には、バルブプレート38が固定されている。バルブプレート38の上面とシリンダブロック34の下面とは、互いに密着した状態で摺接可能となっている。
【0035】
バルブプレート38には、吸入ポート38A及び吐出ポート38Bがそれぞれ貫通形成されている。両ポート38A,38Bは、それぞれ、バルブプレート38の上下両面側に開口を有している。吸入ポート38Aは、ベースハウジング23に形成された吸入通路23Cを介して、取付基部11Bに形成された吸入口11Cと連通している。吸入口11Cは、前記燃料貯留空間のほぼ最下位置において開口するように形成されている。吐出ポート38Bは、ベースハウジング23に形成された吐出口23Dを介して、前述の供給管13と連通している。
【0036】
シリンダブロック34の中心部には収容室34Bが形成されている。収容室34B内には、駆動軸27を取り巻くようにして押圧バネ39が収容されている。押圧バネ39のバネ力は、シリンダブロック34に固定されたバネ受け40を介してシリンダブロック34に作用するとともに、バネ受け41、ピン42及びピボット43を介してシューリテーナ44に作用するようになっている。シューリテーナ44はシュー36に係合するように配設されており、シューリテーナ44に作用する前記バネ力によって、シュー36がカム面26Bに対して押し付けられるようになっている。また、シリンダブロック34は、バネ受け40に作用する前記バネ力によって、バルブプレート38に対して押し付けられるようになっている。
【0037】
シリンダブロック34が駆動軸27と一体的に回転されることにより、カム面26Bの傾斜角により規定されたストロークにおいて各ピストン35が往復動される。さらに、シリンダブロック34の前記回転により、シリンダボア34Aが、バルブプレート38の吸入ポート38A及び吐出ポート38Bと交互に連通される。
【0038】
これにより、前記燃料貯留空間のDMEが、吸入口11C及び吸入通路23Cを介して吸入ポート38Aからシリンダボア34A内に吸入され、シリンダボア34A内のDMEが、ポンプ作用によって吐出ポート38Bから吐出される。吐出ポート38Bから吐出されたDMEは、吐出口23D及び供給管13を介して燃料噴射装置Fへと送られる。
【0039】
モータ部30によってピストンポンプ機構33が駆動されると、ポンプ室24内及びモータ室25内のDMEは、それぞれ、ピストンポンプ機構33の各摺動部分からの摩擦熱やモータ部30が発生させる熱によって加熱される。この加熱により、両室24,25には、下方から上方に向かうDMEの流れが生じる。この流れは、前述の熱による対流や、該熱によって気化されたDMEが気泡状となって上昇することで形成される。
【0040】
前述の流れにより、前記燃料貯留空間のDMEは、開口21B、連通路21A及び導入口24Aを介してポンプ室24に導入される。また、ポンプ室24内のDMEは、連通孔26Aを介してモータ室25に導入される。そして、モータ室25に導入されたDMEは、モータ部30のステータ31とロータ32との隙間を通過した後、ボールベアリング28の隙間すなわち取付孔22Aを介して前記燃料貯留空間に戻される。このDMEの流れによって、ピストンポンプ機構33及びモータ部30が効率よく冷却される。
【0041】
なお、本構成においては、ピストンポンプ機構33及びモータ部30が発した熱により燃料タンク11内のDMEが加熱されて気化することで、燃料タンク11の内圧が上昇する。この内圧上昇によって、ピストンポンプ機構33の吸入工程におけるシリンダボア34A内の最低圧力は上昇する。したがって、シリンダボア34A内での最高圧力(吐出されるDMEの圧力)と前記最低圧力との差が小さくなり、ピストンポンプ機構33の負荷が小さくなる。
【0042】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(1) 燃料タンク11の前記流体貯留空間内のDMEを、導入口24Aを介してポンプ室24に導入するとともに、ポンプ室24の上部に設けた連通孔26A及びモータ室25の上部に設けた取付孔22Aを経由させて前記燃料貯留空間に戻すようにした。DMEのこの流れは、ピストンポンプ機構33やモータ部30が発する熱に起因して発生する。連通孔26A及び取付孔22Aは、それぞれポンプ室24及びモータ室25においてそれらの上部に設けられている。そのため、前記DMEは効率よく各孔26A,22Aから前記ハウジング外に排出されるとともに前記燃料貯留空間に戻される。この効率的なDMEの流れによって、ピストンポンプ機構33及びモータ部30が効率よく冷却される。また、連通孔26A及び取付孔22Aがそれぞれポンプ室24及びモータ室25の上部に設けられることで、特に、前記気泡が前記両室(24,25)内に滞り難くなり、前記気泡の上昇によって効率的な前記DMEの流れが形成される。
【0043】
(2) 導入口24Aは、ポンプ室24において、その下部に設けられている。これによれば、ポンプ室24において、その室内の下部から前記燃料貯留空間内のDMEが導入されるとともに上部から排出される。つまり、ポンプ室24内において下部から上部に向けてのDMEの流れが形成されやすくなる。したがって、ポンプ室24内における冷却効率が良くなる。
【0044】
(3) 本実施形態では、ポンプ室24の上方にモータ室25が設けられるとともに、モータ室25の下部に設けられた連通孔26Aを介してポンプ室24内のDMEがモータ室25に導入される。つまり、モータ室25においても、その室内の下部からDMEが導入されるとともに上部から排出される。したがって、モータ室25内における冷却効率も良くなる。
【0045】
(4) 導入口24Aを介してポンプ室24に導入された前記DMEは、ポンプ室24やモータ室25において発生した熱に起因する前述の流れに伴なって、モータ室25を経由して前記流体貯留空間に戻される。ポンプ室24とモータ室25とは互いにほぼ上下に並ぶように配置されているため、ポンプ室24からモータ室25に向かう前記DMEの流れが形成され易くなる。つまり、ポンプ室24とモータ室25との両方を通過する前記DMEの流れが形成され易くなる。
【0046】
(5)導入口24Aは、前記ハウジングの外側において導入口24Aの近傍に形成された開口21Bと連通している。これによれば、例えば導入口が、ハウジングの外側において前記導入口から離間した箇所に形成された開口と連通している場合に比較して、導入口と開口とを連通する経路が短くなる。その結果、前記ハウジング内にDMEを導入する際に、前記経路において前記DMEが受ける抵抗が小さくなる。つまり、DMEが効率よく導入されるようになる。
【0047】
(6) 前記ハウジングは、そのほぼ全体が燃料タンク11内に収容される。これによれば、前記ハウジングを燃料タンク11の外側にほとんど突出させることなく、燃料ポンプ12を燃料タンク11に組み付けることができる。また、この構成によれば、燃料ポンプ12は、燃料タンク11内のDMEによって、前記ハウジングの外側からも冷却され得るようになる。
【0048】
(7) モータ部30を挟んで連通孔26Aと取付孔22Aとが設けられている。そのため、連通孔26Aを介してモータ室25に導入されたDMEは、ステータ31とロータ32との隙間を通過する。これにより、モータ部30の冷却効率が良くなる。
【0049】
(8) 前記ポンプ部として、アキシャルピストンポンプ機構33を適用した。これによれば、例えば、ギヤ式ポンプ機構を備えたポンプ部と比較して容積効率が高くなる。
【0050】
(第2の実施形態)
この第2の実施形態は、前記第1の実施形態において、両室24,25が互いにほぼ水平方向に並ぶように燃料ポンプ12を配置するとともに、モータ室25に導入口を設けたものであり、その他の点では第1の実施形態と同様の構成になっている。従って、第1の実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付して重複した説明を省略する。
【0051】
図4に示すように、本実施形態の燃料ポンプ12は、燃料タンク11のほぼ底部において、燃料タンク11の側面に固定された取付基部11Bに組み付けられている。燃料ポンプ12は、ポンプ室24とモータ室25とが互いにほぼ水平に並ぶように配置されている。つまり、燃料ポンプ12は、第1の実施形態の配置状態から、ほぼ90°倒した(横置きの)状態で配置されている。また、燃料ポンプ12は、吸入口11Cが燃料タンク11の底面と対向するように配置されている。
【0052】
モータ室25の下部において、該モータ室25とポンプ室24とを区画する境界となるセンタブロック26の近傍であってモータ部30とセンタブロック26との間には、前記燃料貯留空間のDMEをモータ室25に導入するための導入口25Aが設けられている。導入口25Aは、前記ハウジングの外側において導入口25Aの近傍に形成された開口22Bと連通している。
【0053】
モータ室25の上部において、モータ部30を挟んでセンタブロック26及び導入口25Aと反対側(図4におけるモータ部30の左方)には、排出通路22Cが形成されている。
【0054】
ポンプ室24の上部において、ベースハウジング23寄りの部分には、排出通路21Cが形成されている。
本実施形態では、ピストンポンプ機構33やモータ部30から発生した熱に起因するDMEの前述の流れにより、前記燃料貯留空間内のDMEは、開口22B及び導入口25Aを介してモータ室25に導入される。モータ室25に導入された前記DMEの一部は、モータ部30のステータ31とロータ32との隙間を通過して排出通路22Cから前記燃料貯留空間に戻される。なお、取付孔22Aはモータ室25と前記燃料貯留空間とを連通した状態で設けられているため、ステータ31とロータ32との前記隙間を通過したDMEのうちの一部は取付孔22Aを介して前記燃料貯留空間に戻り得る。
【0055】
開口22B及び導入口25Aを介してモータ室25に導入された前述のDMEの残りの分は、連通孔26Aを介してポンプ室24に導入されるとともに、排出通路21Cを介して前記燃料貯留空間に戻される。
【0056】
本実施形態では、上記の(1),(2)及び(5)〜(8)の効果と同様の効果の他に、以下のような効果を得ることができる。
(9) 燃料ポンプ12は、ポンプ室24とモータ室25とが互いにほぼ水平に並ぶように配置されている。これによれば、燃料ポンプ12の前記ハウジングの上下方向の大きさを小さくすることができる。この場合、ポンプ室とモータ室とが互いに上下に並ぶように配置された構成に比較して、前記ハウジングを前記流体貯留空間内のDMEの液面上に露出しないようにすることが可能な、前記流体貯留空間内のDMEの液残量が少なくなる。つまり、前記液残量が少なくなっても、比較的、前記両室内が前記DMEによって満たされやすくなる。
【0057】
(10) ポンプ室24とモータ室25とは、互いにセンタブロック26によって区画されるとともにこれに形成された連通孔26Aを介して連通されている。そして、導入口25Aはモータ室25においてセンタブロック26の近傍に設けられている。この場合、導入口がセンタブロック26から離間した箇所に設けられた構成に比較して、DMEが前記両室(24,25)に導入されやすくなる。
【0058】
(第3の実施形態)
この第3の実施形態は、第1の実施形態において、前記ハウジングのほぼ全体が燃料タンク11の外部に配置されるように燃料ポンプ12を燃料タンク11に対して組み付けるとともに、導入口や排出通路の配置箇所等を変更したものである。そして、その他の点では第1の実施形態と同様の構成になっている。従って、第1の実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付して重複した説明を省略する。
【0059】
図3に示すように、本実施形態では、燃料ポンプ12は、第1の実施形態における燃料ポンプ12を上下逆さまにした状態、すなわち、ポンプ室24がモータ室25の上方に配置された状態で燃料タンク11の底部に組み付けられている。つまり、センタハウジング21はベースハウジング23の下端に接合固定され、モータハウジング22はセンタハウジング21の下端に接合固定されている。
【0060】
前記燃料貯留空間内のDMEは、吸入通路23E及び吸入ポート38Aを介してシリンダボア34Aに吸入された後に、吐出ポート38B及び吐出通路23Fを介して燃料噴射装置F側に供給される。
【0061】
モータハウジング22には、モータ室25の下部において、導入口25Bが設けられている。導入口25Bは、各ハウジング22,21及び23に亘って連続して設けられた連通路50を介して、ベースハウジング23の前記燃料貯留空間に対向する部分に設けられた開口23Gと連通した状態となっている。
【0062】
ポンプ室24は、ベースハウジング23(ポンプ室24の上部)に設けられた排出通路23Hを介して前記燃料貯留空間と連通した状態となっている。
なお、本実施形態では、駆動軸27のモータ部30側の端部を支持するボールベアリング28は、第1の実施形態におけるような取付孔22Aにではなく、モータハウジング22に形成された取付凹部22Dに取り付けられている。
【0063】
本実施形態では、ピストンポンプ機構33やモータ部30から発生した熱に起因するDMEの前述の流れにより、前記燃料貯留空間内のDMEは、開口23G、連通路50及び導入口25Bを介してモータ室25に導入される。モータ室25に導入された前記DMEは、連通孔26Aを介してポンプ室24に導入されるとともに、排出通路23Hを介して前記燃料貯留空間に戻される。
【0064】
本実施形態では、上記の(1)〜(3),(7)及び(8)の効果と同様の効果の他に、以下のような効果を得ることができる。
(11) 燃料ポンプ12は、前記ハウジングのほぼ全体が燃料タンク11の外部(下側)に配置されるように、燃料タンク11の底部に組み付けられている。これによれば、前記燃料貯留空間内のDMEの液量がほとんどなくなっても、ポンプ室24やモータ室25をDMEで満たすことが容易となる。このポンプ室24及びモータ室25がDMEで満たされた状態においては、ピストンポンプ機構33やモータ部30の冷却効果が好適に維持され得る。
【0065】
(12) 本実施形態では、燃料ポンプ12の前記ハウジングのほぼ全体が燃料タンク11の外部に配置されているため、前記ハウジングのほぼ全体が燃料タンク11の内部に配置された場合に比較して、前記燃料貯留空間のDME貯留可能量が大きくなる。
【0066】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
○ 第1の実施形態では、モータ室25のDMEが、取付孔22Aを介して前記ハウジング外に排出されるようになっている。これに対して、前記DMEが、モータ室25の上部において形成されるとともに取付孔22Aとは異なる孔(排出通路)を介して前記ハウジング外に排出されるようになっていてもよい。
【0067】
○ 第1の実施形態では、導入口24Aがポンプ室24の下部に設けられていなくてもよい。例えば、センタブロック26近傍などのポンプ室24の上部に設けられていてもよい。
【0068】
○ 第1の実施形態において、連通路21A、開口21Bまたは導入口24Aに、前記燃料貯留空間側からポンプ室24側へのDMEの流入を許容するとともにポンプ室24側から前記燃料貯留空間側へのDMEの流出を阻止するための逆止弁を設けてもよい。これによれば、ポンプ室24内のDMEが導入口24A、連通路21A及び開口21Bを介して前記燃料貯留空間に流出することがなくなる。したがって、例えば、前記燃料貯留空間内のDMEが減少することによって前記ハウジングが前記DMEの液面上に露出した状態となっても、ポンプ室24及びモータ室25をDMEで満たされた状態とすることが容易となり、冷却効果の維持が容易となる。
【0069】
○ 第2の実施形態において、導入口25Aは、ポンプ室24とモータ室25との境界から離間した箇所に設けられていてもよい。例えば、モータ部30を挟んだセンタブロック26と反対側に設けられていてもよい。
【0070】
○ 第2の実施形態において、導入口25A及び開口22Bを省略するとともに、取付孔22Aを介して前記燃料貯留空間内のDMEをモータ室25に導入するようにしてもよい。この場合、取付孔22Aにおけるモータ室25側の開口がモータ室25の導入口となる。
【0071】
○ 第3の実施形態では、燃料ポンプ12は、前記ハウジングのほぼ全体が燃料タンク11の外部に配置されるとともに、ポンプ室24がモータ室25の上方に配置されるように設けられた。これに対して、前記ハウジングのほぼ全体が燃料タンク11の外部に配置された状態で、両室24,25が互いにほぼ水平に並ぶように燃料ポンプ12を配設してもよい。
【0072】
○ 前記実施形態において、前記導入口と連通されるとともに前記ハウジングの外側に形成された前記開口に、前記ハウジング内への異物の流入を防止するためのフィルタを設けてもよい。
【0073】
○ 前記実施形態において、シリンダブロック34をアルミニウムを用いて形成することともに、ピストン35を鉄を用いて形成してもよい。この場合、シリンダブロック34とピストン35とのクリアランスは、両者の熱膨張率の相違により、温度が高いほど大きくなる。つまり、前記クリアランスの初期設定(常温での設定寸法)を小さくした場合であっても、両者の焼き付きを防止することが容易になる。なお、ピストンポンプ機構33の良好な作動効率を得るためには、前記クリアランスが10μm以下であることが望ましい。
【0074】
○ 前記実施形態において、シリンダブロック34とバルブプレート38との摺接部分、ピストン35(37)とシュー36との摺接部分や、シュー36とセンタブロック26のカム面26Bとの摺接部分にフッ素樹脂被膜等の摩擦抵抗低減手段を設けてもよい。これによれば、前記摺接部分の焼き付き抑制効果が向上する。なお、ピストンポンプ機構33においては、前記摺接部分に入り込んだDMEの液膜の圧力によって、前記摺接部分における摺動抵抗が比較的上昇し難くなっているため、前記摩擦抵抗低減手段自体の磨耗が比較的進行し難い。
【0075】
○ 前記実施形態において、シリンダブロック34とピストン35との摺接部分にニッケルメッキやスズメッキ等の摩擦抵抗低減手段を設けてもよい。
○ 前記実施形態において、各ベアリング28,29の摺動部分にニッケルメッキやスズメッキ等の摩擦抵抗低減手段を設けてもよい。
【0076】
○ 前記実施形態において、ポンプ部として、アキシャルピストンポンプ機構33以外のピストンポンプ機構(例えばラジアルピストンポンプ機構など)や、ギヤポンプ機構、遠心ポンプ機構、スクリューポンプ機構やルーツポンプ機構等を適用してもよい。
【0077】
○ 前記実施形態において、飽和圧力以下では気体となる流体として、DME以外にフロンやプロパン等を適用してもよい。
【0078】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜8に記載の発明によれば、流体加圧ポンプにおいて、ポンプ部及びモータ部を効率よく冷却することが可能になる。また、請求項9に記載の発明によれば、流体タンクと、該流体タンクに組み付けられた流体加圧ポンプとを備えた流体タンクユニットにおいて、ポンプ部及びモータ部を効率よく冷却することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態の燃料ポンプの概要を示す模式断面図。
【図2】同じく流体燃料供給システムを示す模式図。
【図3】第3の実施形態の燃料ポンプの概要を示す模式断面図。
【図4】第2の実施形態の燃料ポンプの概要を示す模式断面図。
【符号の説明】
11…流体タンクとしての燃料タンク、12…流体加圧ポンプとしての燃料ポンプ(11及び12は流体タンクユニットを構成する)、21…センタハウジング、21B,22B,23G…開口、21C,22C,23H…排出通路、22…モータハウジング、22A…排出通路としての取付孔、23…ベースハウジング(21,22及び23はハウジングを構成する)、24…ポンプ室、24A,25A,25B…導入口、25…モータ室、26A…連通孔(第1及び第3の実施形態において排出通路として機能する)、30…モータ部、33…ポンプ部としてのアキシャルピストンポンプ機構。
Claims (9)
- 液体に対して加圧を行うためのポンプ部を収容するポンプ室と、前記ポンプ部を駆動するためのモータ部を収容するモータ室とをハウジングに備え、前記ハウジングに設けた吸入口を介して液体がポンプ部に供給されて加圧され、その加圧された液体が前記ハウジングに設けた吐出口を介して吐出される流体加圧ポンプであって、
前記ポンプ室および前記モータ室は互いに連通され、
前記ポンプ室の上部およびモータ室の上部のそれぞれには排出通路が形成されるとともに、該排出経路を介して前記各室の内部と外部とが連通され、
前記ハウジングの内側においてその下部には導通口が形成されるとともに、該導通口を介して前記液体を貯留するための流体タンクの流体貯留空間と前記ポンプ室及び前記モータ室の少なくとも一方とが連通され、
前記流体貯留空間の前記液体が前記ポンプ部の加圧を受けずに前記導入口を介して前記ポンプ室及び前記モータ室に導入されるとともに前記両室の排出通路を経由して前記液体および該液体が気化した気体が前記流体貯留空間に戻される流体加圧ポンプ。 - 前記導入口は、前記ハウジングの外側において前記導入口の近傍に形成された開口と連通している請求項1に記載の流体加圧ポンプ。
- 前記ハウジングは、そのほぼ全体が前記流体タンク内に収容される請求項1または2に記載の流体加圧ポンプ。
- 前記ポンプ室と前記モータ室とは互いにほぼ上下に並ぶように配置されるとともに、前記ポンプ室および前記モータ室のうち下方に配置される方に形成された排出通路を介して前記ポンプ室および前記モータ室が互いに連通されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の流体加圧ポンプ。
- 前記ポンプ室と前記モータ室とは互いにほぼ水平に並ぶように配置されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の流体加圧ポンプ。
- 前記導入口は前記ハウジングの内側において前記両室の境界近傍に設けられるとともに、該導入口を介して前記流体貯留空間と前記ポンプ室及び前記モータ室の一方とが連通され、前記各室の前記液体および該液体が気化した気体は、前記各室の上部に設けられた前記排出通路を介して前記流体貯留空間に戻される請求項5に記載の流体加圧ポンプ。
- 前記ポンプ部は、アキシャルピストン式ポンプ機構を備えている請求項1〜6のいずれか一項に記載の流体加圧ポンプ。
- 液体を貯留するためのポンプ部を収容するポンプ室と、前記ポンプ部を駆動するためのモータ部を収容するモータ室とをハウジングに備えた流体加圧ポンプであって、
前記ポンプ室およびモータ室とを互いに連通させるとともに、前記液体を貯留するための流体タンクの流体貯留空間内の前記液体を、前記ハウジングの内側に設けた導入口を介して前記両室の少なくとも一方に導入するとともに、前記ポンプ室の上部および前記モータ室の上部のそれぞれに設けた排出通路を経由させて前記流体貯留空間に戻すようにし、
前記ポンプ室と前記モータ室とは互いにほぼ水平に並ぶように配置され、
前記導入口は前記ハウジングの内側において前記両室の境界近傍に設けられるとともに、該導入口を介して前記流体貯留空間と前記ポンプ室及び前記モータ室の一方とが連通され、前記各室の前記液体および該液体が気化した気体は、前記各室の上部に設けられた前記排出通路を介して前記流体貯留空間に戻される流体加圧ポンプ。 - 液体を貯留するための流体貯留空間を有する流体タンクと、該流体タンクに組み付けられた流体加圧ポンプとを備えた流体タンクユニットであって、前記流体加圧ポンプとして、請求項1〜8のいずれか一項に記載の流体加圧ポンプを設けた流体タンクユニット。
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