JP4600714B2

JP4600714B2 - 燃料ポンプ

Info

Publication number: JP4600714B2
Application number: JP2001078095A
Authority: JP
Inventors: 大明武井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002276581A; DE10211890A1; US6715986B2; US20020131860A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）に燃料を供給する燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンク内の燃料を吸い上げ、エンジン側に圧送する燃料ポンプとして、特許第２７５７６４６号公報に開示されるように、羽根車（以下、「羽根車」をインペラという）の回転によりインペラの外周に沿って形成されるポンプ流路に燃料タンク内の燃料を吸い上げて加圧し圧送する燃料ポンプが知られている。インペラの回転によりインペラの外周に形成されている羽根溝内の燃料がインペラの回転方向に送り込まれることにより、ポンプ流路の燃料は加圧される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料の温度上昇により燃料中にベーパが発生すると、インペラの羽根溝内にベーパが入り込むので、インペラの回転による燃料の送り量が減少し、燃料ポンプの燃料吐出量が減少するという問題がある。
燃料の温度上昇以外にも、燃料タンクからポンプ流路に燃料を吸入するときに燃料の流速が急激に変化すると、燃料中にベーパが発生しやすくなる。
【０００４】
本発明の目的は、ベーパが発生しやすい状況において所望の燃料量を吐出する燃料ポンプを提供することにある。
本発明の他の目的は、ベーパの発生を低減する燃料ポンプを提供することにある。
本発明のまた他の目的は、発生したベーパを効果的に逃がすことのできる燃料ポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料ポンプによると、ポンプ流路の導入流路は、円板状のインペラを挟み燃料吸入口側にインペラの径方向外側に広がる第１ベーパ室を有している。第１ベーパ室の外周縁は、羽根車を挟み燃料吸入口の反対側の導入流路の外周縁より径方向外側に形成される。燃料温度の上昇または吸入燃料の流速変化により導入流路の燃料にベーパが発生しても、インペラの径方向外側に位置する第１ベーパ室にベーパを逃がすことができる。インペラの羽根溝にベーパが入り込むことを防止できるので、インペラの回転により所望量の燃料を吐出できる。
本発明の請求項２記載の燃料ポンプによると、燃料吸入口側に位置する導入流路の深さを深くすることにより、ポンプ流路の容積を確保し、必要量の燃料を吐出できる。
【０００６】
本発明の請求項３記載の燃料ポンプによると、燃料吸入口と導入流路との連通箇所において、流路部材も内壁は曲面またはテーパ面を有し、インペラを挟み燃料吸入口側に位置する導入流路の深さがインペラの回転方向に向け徐々に浅くなっている。燃料吸入口から吸入された燃料が導入流路に滑らかに流入するので、燃料の流速が急激に変化しない。したがって、導入流路に流入する燃料に発生するベーパ量を低減できる。
【０００７】
本発明の請求項４記載の燃料ポンプによると、導入流路は、インペラを挟み燃料吸入口の反対側に加圧有効流路の入口近傍まで第２ベーパ室を有している。第１ベーパ室に逃がすことができなかったベーパがインペラの上方に位置する第２ベーパ室に溜まるので、インペラの羽根溝にベーパが入り込むことを防止できる。したがって、インペラの回転により所望量の燃料を吐出できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す実施例を図に基づいて説明する。
本発明の燃料ポンプの一実施例を図１から図４に示す。図１および図２においてインペラ４３を省略している。
図４に示す燃料ポンプ１は、例えば車両等の燃料タンク内に装着されるインタンク式ポンプの駆動部である。ハウジング１１はポンプカバー２０と吐出ケース５０とをかしめ固定している。
【０００９】
ポンプカバー２０およびポンプケーシング３０は流路部材を構成しており、ポンプカバー２０とポンプケーシング３０との間にＣ字状のポンプ流路１１０を形成している。ポンプカバー２０とポンプケーシング３０とは燃料加圧用のインペラ４３を回転可能に収容している。ポンプカバー２０はインペラ４３の下側、ポンプケーシング３０はインペラ４３の上側に位置している。
【００１０】
円板状に形成されたインペラ４３の外周縁部には多数の羽根溝が形成されており、インペラ４３が後述する回転子４０とともに回転するとこの羽根溝の前後で流体摩擦力により圧力差が生じ、これを多数の羽根溝で繰り返すことによりポンプ流路１１０の燃料が加圧される。ポンプカバー２０に形成された燃料吸入口１００からポンプ流路１１０に導入された燃料はインペラ４３の回転により加圧され、モータ室１０１に送出される。
【００１１】
図１に示すように、ポンプカバー２０のポンプケーシング３０との対向面にＣ字状の燃料溝２１が形成されている。燃料溝２１によりポンプカバー２０側に形成されるポンプ流路１１０は、導入流路１２０および加圧有効流路１２２を有している。導入流路１２０は、燃料吸入口１００との連通箇所から徐々に流路幅が狭くなりかつ流路深さが浅くなっている。導入流路１２０は、図３に示すようにインペラ４３の径方向外側に広がる第１ベーパ室１２１を有している。第１ベーパ室１２１の外周縁１２１ａは後述する第２ベーパ室１３１の外周縁１３１ａより外側に形成されている。
【００１２】
加圧有効流路１２２の途中にベーパ排出孔１２３が形成されている。ベーパ排出孔１２３は、ポンプカバー２０を貫通し加圧有効流路１２２と燃料ポンプ１外の燃料タンク内とを連通するように形成されている。ベーパ排出孔１２３はポンプ流路１１０に発生する燃料蒸気としてのベーパを含む気泡をポンプ流路１１０から燃料タンクに排出するものである。
【００１３】
図１の（Ｂ）に示すように、燃料吸入口１００と導入流路１２０との連通箇所において、ポンプカバー２０の内壁はテーパ面２２および凸曲面２３を有している。さらに、導入流路１２０は、インペラ４３の回転方向に向かい徐々に浅くなっている。したがって、燃料吸入口１００から吸入された燃料は滑らかに導入流路１２０に流入する。導入流路１２０の深さｄ１は燃料吸入口１００との連通箇所が最も深く、３〜５ｍｍに設定されている。
【００１４】
図２に示すように、ポンプケーシング３０のポンプカバー２０との対向面にＣ字状の燃料溝３１が形成されている。燃料溝３１によりポンプケーシング３０側に形成されるポンプ流路１１０は、導入流路１３０および加圧有効流路１３２を有している。導入流路１３０は、図２および図３に示すように、インペラ４３を挟み燃料吸入口１００と反対側、つまりインペラ４３の上側に第２ベーパ室１３１を有している。第２ベーパ室１３１を含む導入流路１３０の深さｄ２は０．９〜１．４ｍｍに設定されており、加圧有効流路１３２に滑らかに接続している。加圧有効流路１３２の回転方向終端に燃料吐出口１３３が形成されている。燃料吐出口１３３は、ポンプケーシング３０を貫通し加圧有効流路１３２とモータ室１０１とを連通するように形成されている。
【００１５】
図４に示す回転子４０の外周に永久磁石が配置されており、回転子４０のコイル４１にコネクタ５２のコネクタピン５３から電流が供給されると回転子４０が回転する。回転子４０のスラスト方向側の回転軸４２は、ポンプカバー２０の中央凹部に圧入されているスラスト軸受４４に軸受けされている。回転軸４２は、スラスト軸受４４に軸方向の荷重を支持されているとともに軸受４５に径方向を支持されており、回転軸４２の外周壁に軸方向に切欠きが設けられ、この切欠きの形成された部位にインペラ４３が固定されている。
回転子４０の他方の回転軸４６は軸受４７に径方向を支持されている。回転子４０の回転軸４６側に整流子４８が設置されている。
【００１６】
吐出ケース５０はハウジング１１の他端にかしめて固定されており、吐出口１０２に弁部材５１を収容している。弁部材５１は吐出口１０２から吐出した燃料の逆流を防止している。コネクタピン５３は、吐出ケース５０に設けられたコネクタ５２に埋設されている。コネクタピン５３は、ブラシ５４、整流子４８を介して回転子４０のコイル４１に接続している。
【００１７】
次に燃料ポンプ１の作動について説明する。
インペラ４３が回転すると燃料吸入口１００近傍が負圧になり、燃料タンクから燃料を吸い上げる。燃料吸入口１００が負圧であるから、燃料タンクから燃料吸入口１００に吸い上げられた燃料中にベーパが発生しやすい。特に燃料温度が上昇すると、燃料中にベーパが発生しやすくなる。
【００１８】
燃料吸入口１００と導入流路１２０との連通箇所において、ポンプカバー２０の内壁はテーパ面２２および凸曲面２３を有しているので、燃料吸入口１００から吸入された燃料は滑らかに導入流路１２０に流入する。燃料吸入口１００から導入流路１２０に流入する燃料の流速変化が緩やかになるので、燃料吸入口１００から導入流路１２０に流入する燃料中に発生するベーパ量が減少する。また、導入流路１２０の燃料にベーパが発生しても、インペラ４３の径方向外側に広がる第１ベーパ室１２１にベーパを逃がすことができるので、発生したベーパがインペラ４３の羽根溝に入り込むことを防止できる。また、第１ベーパ室１２１に逃がすことができなかったベーパを、インペラ４３の上方に位置する第２ベーパ室１３１に逃がすことができる。したがって、発生したベーパがインペラ４３の羽根溝に入り込むことを防止できる。燃料吸入口１００から導入流路１１０に流入した燃料は加圧有効流路１２２、１３２でベーパに妨げられることなく加圧されるので、燃料ポンプ１は所望量の燃料を吐出する。
【００１９】
第１ベーパ室１２１および第２ベーパ室１３１に逃がしたベーパは、インペラ４３の加圧作動を妨げない程度にインペラ４３の回転に伴いポンプ流路１１０中を加圧有効流路１２２側に流れ、ベーパ排出孔１２３から燃料ポンプ１の外に排出される。
【００２０】
本実施例では、燃料温度が上昇しベーパが発生しても、第１のベーパ室１２１および第２のベーパ室１３１に燃料中のベーパを逃がすことができるので、インペラ４３の羽根溝にベーパが入り込むことを防止できる。また、燃料吸入口１００と導入流路１２０との連通箇所、つまり燃料流れ方向の変化箇所において、ポンプカバー２０の内壁がテーパ面２２および凸曲面２３を有し、燃料吸入口１００から導入流路１２０に燃料が滑らかに流入する。したがって、燃料吸入口１００から導入流路１２０に流入する燃料の流速が急激に変化することを防止する。
燃料中にベーパが発生しにくく、ベーパが発生してもインペラ４３の加圧作動を低下させない第１ベーパ室１２１および第２ベーパ室１３１にベーパを逃がすので、図５に示すように、従来の燃料ポンプと比較し、高温時においても燃料吐出量が減少せず、所望量の燃料を吐出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はポンプケーシング側からみたポンプカバーを示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】（Ａ）はポンプカバー側からみたポンプケーシングを示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１の（Ａ）および図２の（Ａ）におけるIII −III 線断面図である。
【図４】本実施例の燃料ポンプを示す断面図である。
【図５】本実施例と従来例とによる温度と流量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１燃料ポンプ
２０ポンプカバー（流路部材）
２２テーパ面
２３凸曲面
３０ポンプケーシング（流路部材）
４３インペラ（羽根車）
１００燃料吸入口
１１０ポンプ流路
１２０、１３０導入流路（ポンプ流路）
１２１第１ベーパ室
１３１第２ベーパ室
１２２、１３２加圧有効流路（ポンプ流路）

Claims

燃料タンクから吸い上げた燃料を加圧し圧送する燃料ポンプにおいて、
円板状の羽根車と、
前記羽根車を回転可能に収容し、燃料吸入口、ならびに前記羽根車の外周に沿って形成され前記燃料吸入口から吸い上げた燃料を前記羽根車の回転により加圧するポンプ流路を有する流路部材とを備え、
前記ポンプ流路は、前記羽根車を挟み前記燃料吸入口側および前記燃料吸入口の反対側に形成され前記燃料吸入口と連通している導入流路と、前記導入流路に続き前記羽根車の回転により燃料を加圧する加圧有効流路とを有し、
前記導入流路は、前記羽根車を挟み前記燃料吸入口側に前記羽根車の径方向外側に広がり、前記羽根車を挟み前記燃料吸入口の反対側の導入流路の外周縁より径方向外側に外周縁が形成される第１ベーパ室を有することを特徴とする燃料ポンプ。
前記羽根車を挟み前記燃料吸入口側に位置する前記導入流路の深さを深くすることを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
前記燃料吸入口と前記導入流路との連通箇所において、前記流路部材の内壁は曲面またはテーパ面を有し、前記羽根車を挟み前記燃料吸入口側に位置する前記導入流路の深さは前記羽根車の回転方向に向け徐々に浅くなっていることを特徴とする請求項１または２記載の燃料ポンプ。
前記導入流路は、前記羽根車を挟み前記燃料吸入口の反対側に前記加圧有効流路の入口近傍まで第２ベーパ室を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料ポンプ。