JP4177602B2 - Turbine type fuel pump - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用エンジンの噴射弁等に向けて燃料を供給するのに好適に用いられるタービン型燃料ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、乗用車等の車両には、エンジンに燃料を供給するための電子制御式燃料噴射装置が搭載され、この燃料噴射装置は、エンジンの燃焼室に向けて燃料を噴射する噴射弁と、車両の後部側等に設けた燃料タンク内の燃料を前記噴射弁に向けて吐出供給する燃料ポンプ等とにより構成されている。
【0003】
また、燃料ポンプとしては、インペラを備えたタービン型燃料ポンプが広く用いられている。このタービン型燃料ポンプは、電動モータを収容する筒状のケーシングと、該ケーシングの一端側に設けられた上カバーと、該上カバーとの間で前記電動モータを支持するように前記ケーシングの他端側に設けられ、燃料の吸込口と吐出口との間に環状の燃料通路を有するポンプハウジングと、該ポンプハウジング内に回転可能に設けられ、前記電動モータによって回転される間に前記吸込口から吸込んだ燃料を燃料通路から吐出口に向け圧送するインペラとによって大略構成されている。
【0004】
また、インペラは、円板状に形成され、その外周側には当該インペラの径方向に延びる羽根が周方向に列設されている。そして、燃料通路内でインペラの羽根を回転することにより、吐出口に向け燃料を圧送することができる。
【0005】
ここで、インペラの羽根は、燃料を吐出するときの効率、所謂ポンプ効率に大きく関わる部位であるから、例えば、特開平7−189973号公報(以下、従来技術という)では、各羽根の前面と側面の角隅、後面と側面の角隅に面取り部等を設けることにより、羽根の周囲で燃料を円滑に流動させ、良好なポンプ効率を得ようとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるタービン型燃料ポンプは、インペラに設けられた羽根の前面と側面の角隅、後面と側面の角隅に面取り部を形成している。
【0007】
しかし、従来技術によるインペラでは、複数の羽根に対して単に面取り部を形成しているに過ぎないため、羽根の周囲で渦流が発生する虞があり、必ずしも良好なポンプ効率を得ることができないという問題がある。
【0008】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、羽根の周囲で燃料を円滑に流動させることができ、ポンプ効率を向上できるようにしたタービン型燃料ポンプを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によると、インペラの外周側に列設された各羽根は、インペラの径方向に延び、該インペラの回転方向前側に位置する前面、回転方向後側に位置する後面および前記前面、後面間に位置する一対の側面からなる断面略四角形状の板状体として形成し、かつ該各羽根の根元側には、前記側面と後面との間の角隅を斜めに切欠くことにより形成されインペラの径方向に延びる面取り部を設け、該面取り部の長さ寸法Hは、前記ポンプハウジングに設けた燃料通路の径方向寸法Lに対して(2/5〜3/5)×Lの範囲に設定する構成とし、前記面取り部は、該面取り部全体の長さ寸法Hに対し、その根元側端部から寸法(1/5〜4/5)×Hの範囲に亘りほぼ一定の面取り幅をもって形成された根元側面取り部と、該根元側面取り部の先端側から面取り幅を徐々に小さくして形成された先端側面取り部とにより構成している。
【0010】
これにより、燃料通路内でインペラの羽根を回転させると、吸込口で各羽根間に流入した燃料は、遠心力によって各羽根間の先端側から燃料通路内に流出し、また燃料通路からは各羽根間の根元側に燃料が流入し、このような流れを繰返すことで燃料は旋回流となって燃料通路内を吐出口に向け圧送される。
【0011】
このときに、羽根の根元側に設けた面取り部は、その長さ寸法Hを燃料通路の径方向寸法Lに対して(2/5〜3/5)×Lの範囲、即ち、燃料通路内を燃料が旋回流となって流れるときのほぼ中心位置まで延びるように形成しているから、面取り部は、旋回流となった燃料の流れに対応して各羽根間の根元側に燃料を円滑に流入させることができる。従って、各羽根の周囲で渦流が生じるのを面取り部により防止でき、燃料の流動抵抗を軽減し、ポンプ効率を向上することができる。
【0012】
しかも、前記面取り部は、該面取り部全体の長さ寸法Hに対し、その根元側端部から寸法(1/5〜4/5)×Hの範囲に亘りほぼ一定の面取り幅をもって形成された根元側面取り部と、該根元側面取り部の先端側から面取り幅を徐々に小さくして形成された先端側面取り部とにより構成しているので、前記根元側面取り部は、羽根の根元側から該各羽根間に燃料を円滑に流入させることができ、燃料の抵抗を軽減することができる。また、前記先端側面取り部は、羽根の後面、側面と根元側面取り部との間を滑らかにつなぐことができ、これらの間で燃料を円滑に流動させることができる。
【0014】
さらに、請求項2の発明によると、根元側面取り部は、側面に対して30〜70度の傾斜角をもって形成しているので、燃料が各羽根間に流入するときの角度と根元側面取り部の傾斜角とはほぼ同じ角度となるから、この根元側面取り部に沿って燃料を流動させることができ、燃料の流動抵抗を軽減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるタービン型燃料ポンプを、添付の図1ないし図9に従って詳細に説明する。
【0016】
図中、1は燃料ポンプの外殻を構成する筒状のケーシングで、該ケーシング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9とにより閉塞されている。
【0017】
2はケーシング1の一端側に設けられた有蓋筒状の吐出カバ−で、該吐出カバー2には、図1に示す如く吐出ポート2A、コネクタ部2Bがそれぞれ上向きに突出して設けられ、吐出カバー2の中心側には下向きに延びる軸受筒2Cが設けられている。
【0018】
3は吐出ポ−ト2A内に設けられた残圧保持用のチェック弁で、該チェック弁3は、後述する電動モータ7の回転時にケーシング1内を流通する燃料により開弁され、この燃料が吐出ポート2Aから外部の燃料配管(図示せず)内に向けて吐出されるのを許す。そして、チェック弁3は、電動モータ7の停止時には閉弁し、前記燃料配管内の燃料がケーシング1内を戻るのを阻止することにより、この燃料配管内を所定の残圧状態に保持するものである。
【0019】
4は吐出カバー2の軸受筒2C内に嵌合して設けられたブッシュ、5は後述する内側ハウジング12の段付穴12D内に嵌合して設けられたブッシュで、該ブッシュ4,5は、後述の回転軸6を回転可能に支持する軸受を構成している。
【0020】
6は吐出カバー2とポンプハウジング9との間にブッシュ4,5を介して軸支された回転軸で、該回転軸6は、ケーシング1内を図2に示す軸線O−Oに沿って軸方向に伸長し、後述する電動モータ7の回転子7B等をケーシング1内で回転可能に支持するものである。また、回転軸6の下端側には、図3に示す如く、後述のインペラ17に廻止め状態で嵌合する面取り部6Aが形成されている。
【0021】
7はケーシング1内に収容された電動モータで、該電動モータ7は、吐出カバー2とポンプハウジング9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7Aと、該ヨーク7Aの内側に隙間をもって挿入され、回転軸6に一体回転するように取付けられた回転子7Bおよびコンミテ−タ7Cと、該コンミテータ7Cに摺接する一対のブラシ(図示せず)等とにより構成されている。
【0022】
そして、電動モータ7は、吐出カバー2のコネクタ部2B、ブラシ、コンミテータ7Cを介して回転子7Bに給電されると、該回転子7Bが回転軸6と一体に回転し、これによって後述のインペラ17を、例えば5000〜8000rpm程度の速度で回転駆動する。
【0023】
8は電動モータ7のヨーク7Aと回転子7Bとの間に形成された燃料の通路部で、該通路部8は、後述するポンプハウジング9の吐出口14からケーシング1内に吐出された燃料を、ヨーク7Aと回転子7Bとの隙間を介して吐出カバー2側へと流通させるものである。
【0024】
9はケーシング1の他端(下端)側に設けられたポンプハウジングで、該ポンプハウジング9は、後述の外側ハウジング10と内側ハウジング12とを上,下方向で衝合することにより構成され、その内部には後述のインペラ17が回転可能に設けられている。
【0025】
10はポンプハウジング9の外側ハウジングで、該外側ハウジング10は、図1、図2に示すように、ケーシング1の下端側にカシメ等の手段を用いて嵌合状態で取付けられ、ケーシング1を外側から閉塞している。また、外側ハウジング10には、燃料の吸込口11が一体形成されている。
【0026】
また、外側ハウジング10には、その軸中心(軸線O−O)側に円形状の凹窪部10Aが形成され、インペラ17の外周側となる位置には、軸線O−Oを中心として周方向に延びる断面略半円形状の円弧溝10Bが形成されている。
【0027】
12は外側ハウジング10の上側に設けられた内側ハウジングで、該内側ハウジング12は、外側ハウジング10に衝合した状態でケーシング1内に嵌合して取付けられている。また、内側ハウジング12は、図2に示す如く、筒状の周壁となる筒部12Aと、該筒部12Aを上側から覆う蓋部12Bとにより扁平な有蓋筒状体として形成され、前記筒部12Aの内周側は、外側ハウジング10との衝合面12C側に開口する円形状のタービン収容凹部13となっている。
【0028】
また、筒部12Aには、その内周側に位置して後述する燃料通路15が形成されている。さらに、蓋部12Bには、ブッシュ5が挿嵌される段付穴12Dが形成され、外周側には吐出口14(図1、図2中に二点鎖線で図示)が上,下方向に延びて穿設されている。
【0029】
15はタービン収容凹部13の外周側に位置してポンプハウジング9内に形成された環状の燃料通路で、該燃料通路15は、図2、図4に示す如く、外側ハウジング10の円弧溝10Bを含み、軸線O−O(軸心O)の位置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。
【0030】
ここで、燃料通路15は、上,下方向の両端側が円弧形状に形成され、図4中の矢示の如く、この円弧形状に沿って燃料が旋回しながら流通することから、円弧形状をなす部位の中心位置付近が燃料が燃料通路15内で圧送されるときの通路中心Cとなる。そして、燃料通路15の内径側端部15Aから外径側端部15Bまでの軸心Oを中心とする径方向寸法Lに対し、燃料通路15の通路中心Cの位置は、内径側端部15Aから約1/2の距離寸法L1となっている。
【0031】
そして、燃料通路15は、その始端側が吸込口11に連通し、終端側は吐出口14に連通している。また、燃料通路15は、その始端側が吸込通路部15Cとなり、該吸込通路部15Cは、吸込口11から吸込まれる燃料を燃料通路15内に円滑に導くものである。
【0032】
16は内側ハウジング12の筒部12A側に設けられたシール隔壁で、該シール隔壁16は、図3に示す如く、内側ハウジング12の筒部12Aからインペラ17の外周に近接する位置まで突出する円弧状凸部として形成されている。そして、シール隔壁16は、吸込口11と吐出口14との間でインペラ17の外周側をシールすることにより、吸込口11から吸込んだ燃料が燃料通路15に沿って流れるのを補償することができる。
【0033】
次に、17は本実施の形態によるインペラで、該インペラ17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9のタービン収容凹部13内に回転可能に設けられている。そして、インペラ17は、電動モータ7によって図3中の矢示A方向に回転されることにより、吸込口11から吸込んだ燃料を燃料通路15から吐出口14に向け圧送するものである。
【0034】
また、インペラ17には、その回転中心(軸線O−O)に回転軸6が嵌合される嵌合穴18が設けられ、該嵌合穴18の周囲には複数個、例えば3個の透孔19が設けられている。また、インペラ17の外周側には、図5、図6に示す如く、該インペラ17の径方向に延びる多数の羽根20,20,…が周方向に列設されている。さらに、各羽根20間には、一対の円弧状凹部21,21が山形状をなすように設けられ、これらの円弧状凹部21は、ポンプハウジング9内の燃料通路15の円弧形状にほぼ対応する曲率をもって形成されている。
【0035】
そして、インペラ17は、タービン収容凹部13内で外側ハウジング10の上面と内側ハウジング12の蓋部12B下面との間に上,下面がフローティングシールされ、この状態で回転軸6と一体に電動モータ7により回転駆動されるものである。また、インペラ17の各透孔19は、外側ハウジング10の凹窪部10Aと内側ハウジング12の段付穴12D側との間で燃料圧力等を均一化する機能を有している。
【0036】
ここで、各羽根20は、図5、図6に示すように、インペラ17の回転方向前側(矢示A方向)に位置する前面20A、回転方向後側に位置する後面20Bおよび前記前面20A、後面20B間に位置する一対の側面20C,20Cからなる断面略四角形状の板状体として形成されている。
【0037】
また、羽根20は、根元側がインペラ17の径方向に直線状に延びる直線状羽根部22となり、先端側がインペラ17の回転方向前側(矢示A方向)に向け円弧状に湾曲した湾曲状羽根部23となっている。そして、直線状羽根部22と湾曲状羽根部23とは、それぞれ羽根20の全長のほぼ半分の長さ寸法に形成されている。
【0038】
24,24は各羽根20の根元側に位置して設けられた一対の面取り部で、該各面取り部24は、図4ないし図7に示すように、側面20Cと後面20Bとの間の角隅を斜めに切欠くように形成され、インペラ17の径方向に延びている。また、面取り部24の全体の長さ寸法Hは、内径側端部15Aから燃料通路15の通路中心Cまでの距離寸法L1とほぼ同じ寸法、即ち、燃料通路15の径方向寸法Lに対し、下記数1式のように寸法(2/5〜3/5)×Lに設定している。
【0039】
【数1】
2/5≦(H/L)≦3/5
【0040】
また、この面取り部24全体の長さ寸法Hは、上記数1式に設定されるH/Lの範囲のうち、下記数2式のように寸法(9/20〜11/20)×Lの範囲に設定するのが好ましい。
【0041】
【数2】
9/20≦(H/L)≦11/20
【0042】
さらに、上記数1式、数2式の範囲での面取り部24全体の長さ寸法Hは、燃料通路15の径方向寸法Lに対して1/2の値の場所が最適である。これにより、面取り部24は、燃料通路15で燃料が旋回して流れるときの中心位置となる通路中心Cまで延びて形成されるから、燃料を各羽根20間に燃料を円滑に流入させるという作用を最も良好に発揮することができる。
【0043】
また、面取り部24は、根元側に位置してほぼ一定の面取り幅をもって形成された略四角形状の根元側面取り部24Aと、該根元側面取り部24Aの先端側から面取り幅を徐々に小さくして形成された略三角形状の先端側面取り部24Bとによって構成されている。
【0044】
そして、根元側面取り部24Aは、ほぼ一定の面取り幅で切欠かれることにより、羽根20の根元側から該各羽根20間に燃料を円滑に流入させ、燃料の抵抗を軽減するものである。また、先端側面取り部24Bは、先端側に向けて面取り幅を徐々に小さくすることにより、羽根20の後面20B、側面20Cと根元側面取り部24Aとの間を滑らかにつなぎ、これらの間で燃料を円滑に流動させるものである。
【0045】
ここで、面取り部24を構成する根元側面取り部24Aの形状について詳細に説明する。まず、根元側面取り部24Aは、図7に示す羽根20の側面20Cに対する傾斜角αを、下記数3式のように30〜70度の範囲に設定している。
【0046】
【数3】
30≦α≦70
【0047】
また、上記数3式に設定される傾斜角αは、下記数4式の如く40〜60度の範囲に設定するのが好ましい。
【0048】
【数4】
40≦α≦60
【0049】
さらに、根元側面取り部24Aは、図4に示す面取り部24の全長寸法Hに対する長さ寸法H1を、下記数5式のように寸法(1/5〜4/5)×Hに設定している。
【0050】
【数5】
1/5≦(H1/H)≦4/5
【0051】
また、この根元側面取り部24Aの長さ寸法H1は、上記数5式に設定されるH1/Hの範囲のうち、下記数6式のように寸法(2/5〜3/5)×Hの範囲に設定するのが好ましい。
【0052】
【数6】
2/5≦(H1/H)≦3/5
【0053】
本実施の形態によるタービン型燃料ポンプは、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【0054】
まず、吐出カバー2のコネクタ部2Bを通じて外部から給電を行うと、電動モータ7は、回転子7Bに駆動電流が供給されることにより、回転子7Bを回転軸6と一体に回転し、ポンプハウジング9内でインペラ17を回転駆動する。そして、インペラ17を回転することにより、燃料タンク(図示せず)内の燃料は、吸込口11から燃料通路15へと吸込まれ、インペラ17の各羽根20により燃料通路15に沿って圧送されつつ、吐出口14からケーシング1内に吐出される。
【0055】
このように、ケーシング1内に流れた燃料は、該ケーシング1内を通路部8等を介して吐出カバー2側に向け流通し、吐出ポ−ト2A内のチェック弁3を開弁させつつ、この吐出ポート2Aから外部の燃料配管を介してエンジン本体側の噴射弁(いずれも図示せず)へと、例えば吐出圧力が200〜500kPa(キロパスカル)、吐出流量が30〜200L/h(リットル/時)で吐出供給される。
【0056】
ここで、本発明者等は、羽根20の側面20Cに対する根元側面取り部24Aの傾斜角αについて鋭意研究した結果、前記数3式に示す如く30〜70度の範囲、好ましくは前記数4式に示す如く40〜60度の範囲に設定することにより、吐出圧力が300kPa、吐出流量が80L/hの条件で、図8に示す特性線のように高いポンプ効率が得られることを確認した。
【0057】
この場合、面取り部24の全長寸法Hに対する根元側面取り部24Aの長さ寸法H1の比率を約1/2としたものである。そして、これにより根元側面取り部24Aの傾斜角αを羽根20の側面20C側から後面20B側に燃料が流れるときの角度とほぼ同じ角度にすることができ、燃料を根元側面取り部24Aに沿って円滑に流動させて抵抗を軽減できるものである。
【0058】
また、面取り部24の全長寸法Hに対する根元側面取り部24Aの長さ寸法H1の比率について鋭意研究した結果、面取り部24の全長寸法Hに対する根元側面取り部24Aの長さ寸法H1の比率(H1/H)を、前記数5式に示す如く1/5〜4/5の数値範囲、好ましくは前記数6式に示す如く2/5〜3/5の数値範囲に設定することにより、吐出圧力が300kPa、吐出流量が80L/hの条件で、図9に示す特性線のように高いポンプ効率が得られることを確認した。
【0059】
この場合、羽根20の側面20Cに対する根元側面取り部24Aの傾斜角αは約50度としたものである。そして、これにより根元側面取り部24Aは、一定幅の大きな切欠によって羽根20の根元側で発生しようとするする渦流を抑え、燃料が流動するときの抵抗を軽減できるものである。
【0060】
さらに、上述の研究結果では、先端側に向け面取り幅を徐々に小さくした先端側面取り部24Bは、羽根20の後面20B、側面20Cと根元側面取り部24Aとの間を滑らかにつないでいるから、羽根20の側面20Cから根元側面取り部24Aに向け、また根元側面取り部24Aから後面20Bに向け燃料を円滑に流動させることができ、高いポンプ効率が得られることがわかった。
【0061】
このように、燃料通路15の径方向寸法Lに対する面取り部24全体の長さ寸法Hの比率(H/L)は、9/20〜11/20の範囲内である1/2に設定し、羽根20の側面20Cに対する根元側面取り部24Aの傾斜角αは、40〜60度の範囲内である50度に設定し、面取り部24の全長寸法Hに対する根元側面取り部24Aの長さ寸法H1の比率(H1/H)は、2/5〜3/5の範囲内である1/2に設定することにより、ポンプ効率が最も高くなることがわかった。
【0062】
従って、本実施の形態によれば、インペラ17の羽根20の根元側に位置して側面20Cと後面20Bとの間の角隅を斜めに切欠くように形成された面取り部24は、インペラ17の径方向に延びた全体の長さ寸法Hを、燃料通路15の径方向寸法Lに対し9/20〜11/20(1/2)に設定し、羽根20の側面20Cに対する根元側面取り部24Aの傾斜角αを、40〜60度(50度)に設定し、また根元側面取り部24Aの長さ寸法H1を、面取り部24の全長寸法Hに対し2/5〜3/5(1/2)に設定している。
【0063】
これにより、面取り部24は、燃料通路15から各羽根20間に燃料が流入するときの位置、燃料を円滑に流入させるために必要な大きさ、角度に対応するように、面取り部24(根元側面取り部24A)の位置と長さ寸法、根元側面取り部24Aの傾斜角を設定することができる。
【0064】
この結果、インペラ17を回転させたときには、面取り部24は、根元側面取り部24A、先端側面取り部24Bに沿って燃料を円滑に流動させて、羽根20の周囲で燃料が流動するときの抵抗を軽減することができるから、燃料通路15内で吐出口14に向け燃料を効率よく圧送することができ、ポンプ効率を向上することができる。
【0065】
なお、実施の形態では、燃料通路15は、縦長な断面C字状の通路として形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図10に示す第1の変形例のように、燃料通路31は、上,下方向の中間部に径方向内向きに突出する環状突出部32を設けることにより、奥所側流路33と衝合側流路34とに上,下に2分割する構成としてもよい。
【0066】
また、実施の形態では、インペラ17の各羽根20は、根元側をインペラ17の径方向に直線状に延びる直線状羽根部22とし、先端側をインペラ17の回転方向前側に向け円弧状に湾曲した湾曲状羽根部23とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図11に示す第2の変形例による羽根41のように、根元側から先端側までの全体を直線状に形成する構成としてもよい。
【0067】
さらに、羽根20は、根元側から先端側までの全体を、回転方向前側に向け円弧状に湾曲させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるタービン型燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図2】図1中のポンプハウジング、インペラ等を拡大して示す要部拡大縦断面図である。
【図3】内側ハウジングおよびインペラを図2中の矢示III−III方向からみた横断面図である。
【図4】図2中の燃料通路、羽根、面取り部等を拡大して示す要部拡大縦断面図である。
【図5】インペラの羽根を拡大して示す要部拡大の斜視図である。
【図6】インペラの羽根を拡大して示す要部拡大の平面図である。
【図7】インペラの羽根を図6中の矢示VII−VII方向から示す断面図である。
【図8】根元側面取り部の傾斜角とポンプ効率との関係を示す特性線図である。
【図9】根元側面取り部の長さ寸法とポンプ効率との関係を示す特性線図である。
【図10】本発明の第1の変形例による燃料通路を図4と同様位置からみた要部拡大縦断面図である。
【図11】本発明の第2の変形例によるインペラの羽根を図5と同様位置からみた要部拡大の斜視図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 吐出カバー
6 回転軸
7 電動モータ
9 ポンプハウジング
10 外側ハウジング
11 吸込口
12 内側ハウジング
14 吐出口
15,31 燃料通路
15A 内径側端部
15B 外径側端部
17 インペラ
20,41 羽根
20A 前面
20B 後面
20C 側面
24 面取り部
24A 根元側面取り部
24B 先端側面取り部
O−O 軸線
A インペラの回転方向
C 燃料通路の通路中心
L 燃料通路の径方向寸法
L1 内径側端部から燃料通路の通路中心までの距離寸法
H 面取り部全体の長さ寸法
H1 根元側面取り部の長さ寸法
α 羽根の側面に対する根元側面取り部の傾斜角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a turbine type fuel pump suitably used for supplying fuel to, for example, an injection valve of a vehicle engine.
[0002]
[Prior art]
In general, a vehicle such as a passenger car is equipped with an electronically controlled fuel injection device for supplying fuel to the engine. The fuel injection device includes an injection valve that injects fuel toward the combustion chamber of the engine, The fuel tank etc. which are provided in the rear part etc. are comprised with the fuel pump etc. which discharge and supply the fuel in the fuel injection valve toward the said injection valve.
[0003]
Further, as the fuel pump, a turbine type fuel pump provided with an impeller is widely used. The turbine type fuel pump includes a cylindrical casing that houses an electric motor, an upper cover provided at one end of the casing, and the other casing so as to support the electric motor between the upper cover. A pump housing provided on an end side and having an annular fuel passage between a fuel suction port and a discharge port; and the suction port that is rotatably provided in the pump housing and rotated by the electric motor And an impeller that pumps the fuel sucked from the fuel passage toward the discharge port.
[0004]
The impeller is formed in a disc shape, and blades extending in the radial direction of the impeller are arranged in the circumferential direction on the outer peripheral side thereof. Then, by rotating the impeller blades in the fuel passage, the fuel can be pumped toward the discharge port.
[0005]
Here, the impeller blades are parts that are greatly related to the efficiency of fuel discharge, so-called pump efficiency. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-189773 (hereinafter referred to as the prior art), the front surface of each blade By providing chamfers and the like at the corners of the side surfaces and at the corners of the rear and side surfaces, the fuel is smoothly flowed around the blades to obtain good pump efficiency.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described conventional turbine type fuel pump has chamfered portions formed at the front and side corners of the blades provided at the impeller, and at the rear and side corners.
[0007]
However, in the impeller according to the prior art, only a chamfered portion is formed for a plurality of blades, so there is a possibility that vortex flow may occur around the blades, and good pump efficiency cannot always be obtained. There's a problem.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a turbine type fuel pump that can smoothly flow fuel around blades and improve pump efficiency. There is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the blades arranged on the outer peripheral side of the impeller extend in the radial direction of the impeller, the front surface located on the front side in the rotational direction of the impeller, the rear surface located on the rear side in the rotational direction, and the front surface A plate-like body having a substantially square cross section consisting of a pair of side surfaces located between the rear surfaces, and at the base side of each blade, the corners between the side surfaces and the rear surface are cut diagonally. A chamfered portion that is formed and extends in the radial direction of the impeller is provided, and a length dimension H of the chamfered portion is (2/5 to 3/5) × L with respect to a radial dimension L of the fuel passage provided in the pump housing. The chamfered portion is substantially constant over a range of dimension (1/5 to 4/5) × H from the root side end portion with respect to the length dimension H of the entire chamfered portion. A root chamfer formed with a chamfer width and the root chamfer The front end side chamfering portion is formed by gradually reducing the chamfering width from the front end side of the portion .
[0010]
As a result, when the impeller blades are rotated in the fuel passage, the fuel that has flowed in between the blades at the suction port flows out into the fuel passage from the front end side between the blades due to centrifugal force. The fuel flows into the base side between the blades, and by repeating such a flow, the fuel becomes a swirl flow and is pumped through the fuel passage toward the discharge port.
[0011]
At this time, the chamfered portion provided on the base side of the blade has a length H in the range of (2/5 to 3/5) × L with respect to the radial dimension L of the fuel passage, that is, in the fuel passage. Is formed so as to extend to almost the center position when the fuel flows as a swirling flow, so that the chamfered portion smoothly flows the fuel to the base side between the blades corresponding to the flow of the fuel that has become the swirling flow. Can be allowed to flow into. Therefore, eddy currents can be prevented from occurring around each blade by the chamfered portion, fuel flow resistance can be reduced, and pump efficiency can be improved.
[0012]
Moreover, the chamfered portion with respect to length H of the entire chamfer, which is formed with a substantially constant chamfer width over a range of dimensions (1 / 5~4 / 5) × H from its root end Since the base side chamfered portion and the tip side chamfered portion formed by gradually reducing the chamfering width from the tip side of the base side chamfered portion, the root side chamfered portion is formed from the root side of the blade. The fuel can smoothly flow between the blades, and the resistance of the fuel can be reduced. The tip side chamfered portion can smoothly connect the rear surface, side surface, and root side chamfered portion of the blade, and can smoothly flow the fuel therebetween.
[0014]
Further, according to the invention of
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a turbine type fuel pump according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0016]
In the figure,
[0017]
[0018]
3 is a check valve for maintaining the residual pressure provided in the
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
When the
[0023]
[0024]
9 is a pump housing provided on the other end (lower end) side of the
[0025]
[0026]
Further, the
[0027]
[0028]
Further, a fuel passage 15 (described later) is formed in the
[0029]
An
[0030]
Here, the
[0031]
The start end side of the
[0032]
[0033]
Next,
[0034]
Further, the
[0035]
The
[0036]
Here, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, each
[0037]
Further, the
[0038]
24 and 24 are a pair of chamfered portions provided on the base side of each
[0039]
[Expression 1]
2/5 ≦ (H / L) ≦ 3/5
[0040]
Further, the overall length C of the chamfered
[0041]
[Expression 2]
9/20 ≦ (H / L) ≦ 11/20
[0042]
Furthermore, the length dimension H of the entire chamfered
[0043]
Further, the chamfered
[0044]
The
[0045]
Here, the shape of the
[0046]
[Equation 3]
30 ≦ α ≦ 70
[0047]
Further, the inclination angle α set in the above equation 3 is preferably set in the range of 40 to 60 degrees as in the
[0048]
[Expression 4]
40 ≦ α ≦ 60
[0049]
Further, the
[0050]
[Equation 5]
1/5 ≦ (H1 / H) ≦ 4/5
[0051]
Further, the length dimension H1 of the
[0052]
[Formula 6]
2/5 ≦ (H1 / H) ≦ 3/5
[0053]
The turbine type fuel pump according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation thereof will be described.
[0054]
First, when power is supplied from the outside through the
[0055]
Thus, the fuel that has flowed into the
[0056]
Here, as a result of intensive studies on the inclination angle α of the
[0057]
In this case, the ratio of the length dimension H1 of the
[0058]
Further, as a result of earnest research on the ratio of the length dimension H1 of the
[0059]
In this case, the inclination angle α of the
[0060]
Furthermore, in the above research results, the tip side chamfered
[0061]
Thus, the ratio (H / L) of the length dimension H of the entire chamfered
[0062]
Therefore, according to the present embodiment, the chamfered
[0063]
As a result, the chamfered portion 24 (the root of the chamfered portion 24 (the root of the chamfered portion 24) corresponds to the position when the fuel flows into the
[0064]
As a result, when the
[0065]
In the embodiment, the
[0066]
Further, in the embodiment, each
[0067]
Furthermore, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a turbine type fuel pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing an enlarged view of a pump housing, an impeller, and the like in FIG.
3 is a cross-sectional view of the inner housing and the impeller as viewed from the direction of arrows III-III in FIG.
4 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part showing an enlarged fuel passage, blades, chamfered portion, etc. in FIG. 2;
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the main part showing the impeller blades in an enlarged manner.
FIG. 6 is an enlarged plan view of the main part showing the impeller blades in an enlarged manner.
7 is a cross-sectional view showing impeller blades from the direction of arrows VII-VII in FIG. 6;
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the inclination angle of the base side chamfer and the pump efficiency.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the length of the base side chamfer and the pump efficiency.
10 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of a fuel passage according to a first modification of the present invention as seen from the same position as in FIG. 4;
FIG. 11 is an enlarged perspective view of a main part of a blade of an impeller according to a second modification of the present invention as seen from the same position as in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記インペラの各羽根は、前記インペラの径方向に延び、該インペラの回転方向前側に位置する前面、回転方向後側に位置する後面および前記前面、後面間に位置する一対の側面からなる断面略四角形状の板状体として形成し、
かつ該各羽根の根元側には、前記側面と後面との間の角隅を斜めに切欠くことにより形成され前記インペラの径方向に延びる面取り部を設け、
該面取り部の長さ寸法Hは、前記ポンプハウジングに設けた燃料通路の径方向寸法Lに対して(2/5〜3/5)×Lの範囲に設定する構成とし、
前記面取り部は、該面取り部全体の長さ寸法Hに対し、その根元側端部から寸法(1/5〜4/5)×Hの範囲に亘りほぼ一定の面取り幅をもって形成された根元側面取り部と、該根元側面取り部の先端側から面取り幅を徐々に小さくして形成された先端側面取り部とにより構成したことを特徴とするタービン型燃料ポンプ。A cylindrical casing that houses the electric motor, a pump housing that is provided in the casing and has an annular fuel passage between a fuel suction port and a discharge port, and the electric motor that is rotatably provided in the pump housing A turbine-type fuel pump comprising a disk-shaped impeller in which blades that pump fuel in the fuel passage while being rotated by
Each blade of the impeller extends in the radial direction of the impeller, and includes a front surface positioned on the front side in the rotation direction of the impeller, a rear surface positioned on the rear side in the rotation direction, and a pair of side surfaces positioned between the front surface and the rear surface. Formed as a rectangular plate,
And on the root side of each blade, a chamfered portion that is formed by obliquely notching a corner between the side surface and the rear surface and extending in the radial direction of the impeller is provided,
The length dimension H of the chamfered portion is set to a range of (2/5 to 3/5) × L with respect to the radial dimension L of the fuel passage provided in the pump housing .
The chamfered portion is a base side surface formed with a substantially constant chamfer width over a range of dimension (1/5 to 4/5) × H from the base side end with respect to the length dimension H of the entire chamfered portion. A turbine-type fuel pump comprising: a chamfered portion; and a tip side chamfered portion formed by gradually reducing the chamfer width from the tip side of the base side chamfered portion .
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