JP4672420B2 - 燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ガソリン等の燃料を吸込んで昇圧し、昇圧した燃料を吐出する燃料ポンプに関するものである。

燃料タンク内の燃料を内燃機関（例えば、エンジン等）に供給するための装置として燃料ポンプが知られている。この種の燃料ポンプは、通常、略円板形状のインペラを備える。インペラは、ケーシング内に回転可能に収容される。インペラの表裏両面には、円環状に複数枚の羽根が配列される。羽根と羽根の間には凹所が形成され、この凹所は周方向に繰返して連続する。インペラ表面に対向するケーシング内面には、インペラに形成された凹所群と対向する領域を上流端から下流端まで伸びる燃料吸入側溝が形成される。インペラ裏面に対向するケーシング内面にも、インペラに形成された凹所群と対向する領域を上流端から下流端まで伸びる燃料吐出側溝が形成される。燃料吸入側溝の上流端近傍は、燃料吸入流路によってケーシング外と連通され、燃料吐出側溝の下流端近傍は燃料吐出流路によってケーシング外と連通される。
この燃料ポンプでは、インペラが回転すると燃料吸入流路からケーシング内に燃料が吸入される。吸入された燃料は、インペラの凹所内に導入される。凹所内の燃料にはインペラの回転に起因した遠心力が作用し、インペラの表面側凹所と燃料吸入側溝にまたがる旋回流と、裏面側凹所と燃料吐出側溝にまたがる旋回流が発生する。ケーシング内に吸入された燃料は、旋回流を形成しながら燃料吸入側溝と燃料吐出側溝に沿って下流側に進む。この過程で燃料が昇圧され、昇圧された燃料は燃料吐出流路からケーシング外に吐出される。

上記の構成の燃料ポンプでは、ケーシング内に吸入された燃料は燃料吸入側溝及び燃料吐出側溝に沿って圧送され、各溝の下流端に衝突し、燃料吐出側溝に形成された開口部から燃料吐出流路に流れる。ここで、インペラの各羽根片が各溝の下流端を通過する際は、各羽根片の前面側（下流側）の燃料は行き場がなくなるため、その圧力が急激に上昇する。この圧力上昇によって、羽根片の枚数及びインペラの回転数に応じた周波数の騒音が発生することとなる。
このような騒音を低減するために、燃料吐出側溝の下流端に燃料圧力の上昇を緩和する緩衝部を形成した燃料ポンプが知られている（例えば、特許文献１，特許文献２）。この燃料ポンプでは、燃料吐出側溝の下流端近傍に円形の開口部（燃料吐出側溝から燃料吐出流路への開口部）が形成される。そして、この開口部を超えてさらにインペラの回転方向に伸びる溝（緩衝部）が形成される。この燃料ポンプでは、インペラの羽根片が燃料吐出側溝の下流端を通過する際に、羽根片の前面側にある燃料の一部が緩衝部を通って開口部側に流れることができる。したがって、燃料圧力の上昇が緩和され、騒音を低減することができる。
特開平６−２２８８３８１号 特開平８−１４１８４号

しかしながら、上述した従来の燃料ポンプでは、燃料吐出側溝の緩衝部から開口部に向かって流れる燃料と、燃料吐出側溝を上流側から開口部に向かって圧送されてきた燃料との衝突が生じる。このため、緩衝部から開口部に向かって燃料が流れ難くなり、インペラの羽根片の前面側にある燃料の圧力上昇を充分に緩和することができないという問題があった。
特に、上述した従来の燃料ポンプでは、燃料吐出側溝に形成された開口部がインペラの凹所群の幅（羽根片の長さ）と略同一直径の円形形状であるため、燃料吐出側溝を圧送されてきた燃料は略同一のタイミングで燃料吐出側溝の下流端に衝突する。このため、緩衝部から開口部に向かう燃料の流れが著しく阻害され、燃料圧力の上昇を充分に緩和することができなかった。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、インペラの回転に伴う周期的な燃料圧力の上昇を充分に抑制することができ、これによってインペラの騒音を低減することができる燃料ポンプを提供することを目的とする。

本発明の燃料ポンプは、円環状に複数の凹所群が形成されているインペラと、このインペラを回転可能に収容するケーシングとを備え、ケーシングのインペラの凹所群と対向する領域には、燃料吸入流路と燃料吐出流路とを連通する円弧状の溝状流路が形成されている。
ここで、インペラの凹所群は、インペラの外周面からインペラの外周壁によって内側に隔てられた位置に形成されている。溝状流路の燃料吐出流路への開口部が、インペラの凹所群と対向する領域にのみ形成されると共に、インペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置からインペラの凹所群の略外周縁に対応する位置までの幅内でインペラの回転方向に伸びる形状で形成されている。また、燃料吐出流路と連通する側の溝状流路の内周縁は、その下流端においてインペラの凹所群の略内周縁に対応する位置からインペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置に向かって傾斜して前記開口部に接続している。そして、前記開口部が、前記内周縁が接続する位置よりもインペラの回転方向に伸びて形成されていることを特徴としている。
なお、溝状流路はインペラの表裏両面のそれぞれの側に形成してもよいし、インペラの表裏両面のいずれか一方の側にのみ形成するようにしてもよい。インペラの表裏両面のそれぞれの側に形成する場合は、いずれか一方を燃料吸入流路と接続し（すなわち、従来技術で説明した燃料吸入側溝として機能させ）、いずれか他方を燃料吐出流路と接続することができる（すなわち、従来技術で説明した燃料吐出側溝として機能させる）。あるいは、両側に形成される溝状流路のそれぞれについて、その上流端を燃料吸入流路に接続し、その下流端を燃料吐出流路に接続することもできる（すなわち、各溝状流路を従来技術で説明した燃料吸入側溝及び燃料吐出側溝として機能させる）。また、溝状流路をインペラの表裏両面のいずれか一方の側にのみ形成する場合は、その上流端を燃料吸入流路に接続し、その下流端を燃料吐出流路に接続することとなる。

この燃料ポンプでは、燃料吐出側の溝状流路の燃料吐出流路への開口部がインペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置から外側に形成され、また、燃料吐出側の溝状流路の内周縁がその開口部に向かって傾斜して接続している。したがって、燃料吐出側の溝状流路を圧送される燃料は内周側から順に当該溝状流路の下流端に衝突してゆくこととなる。このため、燃料吐出側の溝状流路を圧送される燃料が略同一のタイミングで当該溝状流路の下流端に衝突することはなく、燃料圧力の上昇が抑えられる。また、溝状流路の開口部が、当該溝状流路の内周縁が接続する位置よりもインペラの回転方向に伸びているため、インペラの羽根片が開口部上を通過している時間が長くなる。このため、インペラによって圧送される燃料が開口部を通って燃料吐出流路に流れ易くなり、これによってインペラの凹所内（羽根片前面）の燃料の圧力の上昇も抑制される。この燃料ポンプでは、インペラの回転に伴う周期的な燃料圧力の上昇が効果的に抑制されるため、燃料ポンプの騒音を低減することができる。

上記の燃料ポンプにおいては、前記開口部が、前記内周縁が接続する位置よりも下流側において、インペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置からインペラの凹所群の略外周縁に対応する位置までの幅と略同一の幅で下流側に伸びる領域を備えていることが好ましい。
このような構成によると、インペラの凹所群の幅の略半分の幅の開口がインペラの回転方向に伸びているため、インペラによって圧送される燃料が燃料吐出流路により流れ易くなる。これによって、インペラの回転に伴う周期的な燃料圧力の上昇をより抑制でき、燃料ポンプの騒音も低減することができる。

上記の各燃料ポンプにおいては、前記開口部の下流端側の開口幅が下流側に向かって漸減していることが好ましい。
このような構成によると、開口部の下流端が徐々に漸減しているため、インペラの回転に伴う周期的な燃料圧力の上昇が緩和される。これによって、燃料ポンプの騒音も低減することができる。
この場合に、前記開口部の下流端側の開口幅は、その内周側から外周側に、又は、その外周側から内周側に向かって漸減することができる。あるいは、内外周側からその中間に向かって漸減することもできる。

また、開口部がインペラの凹所群の幅の略半分と同一の幅で下流側に伸びる領域を備える場合は、燃料吐出流路と連通する側の溝状流路は、前記の同一幅で下流側に伸びる領域のさらに下流側において、下流側に向かって幅が漸減する溝部を備えることができる。
このような構成によると、インペラの凹所群の幅の略半分の幅の開口が下流側に大きく形成されているため、インペラにより圧送される燃料は充分に燃料吐出流路に流れることができる。このため、この領域の下流に溝部（すなわち、溝状の緩衝部）を形成しても、溝部から開口部側に燃料が流れ易くなっており、インペラの回転に伴う周期的な燃料圧力の上昇を効果的に抑制することができる。
なお、この溝部は、インペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置からインペラの凹所群の略外周縁に対応する位置までの幅内で形成することが好ましい。

上記の各燃料ポンプにおいて燃料吐出流路は、溝状流路の開口部の上流端よりインペラの回転方向側に形成されていることが好ましい。これによって、溝状流路を圧送された燃料が燃料吐出流路に流れやすくなり、燃料ポンプのポンプ効率を向上することができる。
また、燃料吐出流路は溝状流路の開口部よりインペラの回転方向に傾斜して形成されていることが好ましい。これによって、溝状流路を圧送された燃料がより燃料吐出流路に流れやすくなるため、燃料ポンプのポンプ効率をさらに向上することができる。

図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。図１は、燃料ポンプ１０の縦断面図である。燃料ポンプ１０は自動車用であり、燃料タンク内の燃料に浸漬した状態で動作し、エンジンに燃料を圧送する。図１に示されているように、燃料ポンプ１０は、モータ部７０とポンプ部１２とから構成されている。

モータ部７０は、ハウジング７２とモータカバー７３とマグネット７１，７４と回転子７６等を備えている。ハウジング７２は略円筒状に形成されている。モータカバー７３は、ハウジング７２の上端７２ａ（図１の上下を燃料ポンプ１０の上下とする）を内側にカシメることによってハウジング７２に固定されている。モータカバー７３には、上方に向かって開口している吐出ポート７３ａが形成されている。マグネット７１，７４は、ハウジング７２の内壁に固定されている。
回転子７６は、本体７７と、本体７７を上下に貫くシャフト７８を有している。本体７７は、シャフト７８に固定された鉄心７９と、鉄心７９に巻付けられたコイル（図示省略）と、コイルの周りを充填する樹脂部８０を備えている。本体７７の上端にはコミュテータ８４が設けられている。コミュテータ８４の上端面には、ブラシ９０が当接している。ブラシ９０は、モータカバー７３に一端が固定されたスプリング９２によって下方に付勢されている。ブラシ９０が磨耗すると、その磨耗に応じてブラシ９０が下方に移動し、ブラシ９０とコミュテータ８４は当接した状態で維持される。シャフト７８の上端部７８ａは、ベアリング８１を介してモータカバー７３に回転可能に装着されている。シャフト７８の下端部７８ｂは、ベアリング８２を介してポンプ部１２のポンプカバー１４に回転可能に装着されている。

ポンプ部１２は、ケーシング１８とインペラ２０等を備えている。インペラ２０は略円板状を呈している。図２には、インペラ２０の平面図が示されている。図２に示されるように、インペラ２０の外周部には、周方向に連続して羽根２０ｂが環状に配列されている。隣接する羽根２０ｂ間には凹所２０ａが形成される（ただし、図２では全ての羽根，凹所に符号を付してはいない）。したがって、インペラ２０の外周部には周方向に複数並んだ凹所群２０ａが形成されている。凹所群２０ａは、インペラ２０の外周壁２０ｄによってインペラ２０の外周面２０ｅから隔てられている。また、インペラ２０の中心部には、厚さ方向に貫通する軸直角方向断面が略Ｄ字状の係合孔２０ｃが形成されている。

図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図が示されている。図３に示すように、インペラ２０の下面にも羽根２１ｂが配され、羽根２１ｂの上端は羽根２０ｂの下端と接続されている。羽根２０ｂは、その下端から上端（インペラ２０の上面）に向かうにつれて、インペラ２０の回転方向（図２，３の矢印Ｐの方向）に進行するように傾斜している。一方、羽根２１ｂは、その上端から下端（インペラ２０の下面）に向かうにつれて、インペラ２０の回転方向に進行するように傾斜している。このため、羽根２０ｂと羽根２１ｂによって略Ｖ字状の羽根が形成されている。なお、羽根２０ｂ，２１ｂの傾斜角度は、インペラ２０の回転軸線に対して４０〜６０°の範囲に調整されていることが好ましい。

ケーシング１８は、ポンプカバー１４とポンプボディ１６が組合わされたものである。図１に示されるように、ポンプカバー１４のインペラ側の面（即ち下面）には、平面視すると円形の凹部１４ａが形成されている。凹部１４ａの径は、インペラ２０の直径とほぼ同じとされている。また、凹部１４ａの深さは、インペラ２０の厚みとほぼ同じとされている。凹部１４ａに、インペラ２０が回転可能に嵌まり込んでいる。

ケーシング１８（ポンプカバー１４、ポンプボディ１６）は、ポンプカバー１４の凹部１４ａにインペラ２０を組込んだ状態でハウジング７２の下端７２ｂが内側にカシメられることによってハウジング７２に固定されている。シャフト７８の下端部７８ｂは、ベアリング８２に支持されている部位よりさらに下方の部位で、インペラ２０の係合穴２０ｃに嵌挿されている。このため、回転子７６が回転すると、それにともなってインペラ２０も回転する。シャフト７８の下端とポンプボディ１６の間には、回転子７６のスラスト荷重を受止めるスラストベアリング３３が介装されている。

図４は、ポンプボディ１６をインペラ２０側から見た（即ち図１の上側から見た）平面図である。ポンプボディ１６のインペラ２０側の面１６ａ（即ち図１の上面）には、平面視すると略Ｃ字形状の溝３０が形成されている。溝３０は、インペラ２０下面の凹所群２１ａに対向する領域を伸びている。図４の符号３０ａは溝３０の上流端であり、符号３０ｂは溝３０の下流端である。

溝３０には、ポンプボディ１６を上下（図１の上下）に貫通している貫通孔３２が設けられている。貫通孔３２はベーパ抜きとして機能する。溝３０は、貫通孔３２から下流端３０ｂまでの間がほぼ一定の深さに形成されている（後述する図６参照）。
溝３０は、貫通孔３２から上流に向うにつれて徐々に深くなっている。溝３０は、その上流端３０ａの近傍で燃料吸入流路３１と連通している。図１に示されるように、燃料吸入流路３１は、溝３０からポンプボディ１６の下面（図１の下面）まで続いている。燃料吸入流路３１は、溝３０とケーシング１８外とを連通している。以下では、溝３０のことを吸入側溝と呼ぶことにする。

図５は、ポンプカバー１４をインペラ２０側から見た（即ち図１の下側から見た）平面図である（インペラ２０の回転方向が図４とは逆向きとなるように図示されている）。図６は、図５のVI−VI線でケーシング１８（（ポンプカバー１４、ポンプボディ１６）を切断したときの断面図である。
図５に示すように、ポンプカバー１４の凹部１４ａの底面（以下では「ポンプカバーの下面」ということがある）には、平面視すると略Ｃ字形状の溝２４が形成されている。溝２４は、凹部１４ａに組込まれたインペラ２０上面の凹所群２０ａに対向する領域を伸びている。図５の符号２４ａは溝２４の上流端であり、符号２４ｂは溝２４の下流端である。溝２４は、下流端２４ｂの近傍で燃料吐出流路２５と連通している（図５では、溝２４の燃料吐出流路２５への開口部２７ｅが図示されている。）。燃料吐出流路２５は、溝２４からポンプカバー１４の上面（図１の上面）まで続いている。燃料吐出流路２５は、溝２４とケーシング１８外とを連通している。以下では、溝２４のことを吐出側溝と呼ぶことにする。本実施形態では、上述した吸入側溝３０と吐出側溝２４が請求項でいう「溝状流路」に相当し、吐出側溝２４が「燃料吐出流路と連通する側の溝状流路」に相当する。

吐出側溝２４の上流端２４ａから符号２７ａで示す領域では溝深さが徐々に深くなり、符号２７ａで示す領域から符号（２７ｃ，２７ｄ）で示す領域となるまでの領域２７ｂでは略一定の溝深さとなっている（図６参照）。符合２７ｂで示す領域の溝深さは、吸入側溝３０の溝深さ（貫通孔３２から下流端３０ｂまでの間の溝深さ）と略同一となっている。
吐出側溝２４の符号２７ｄで示す領域（吐出側溝２４の下流端近傍の内周側の領域）では、下流側に移行するに伴ってその内周縁２９（吐出側溝２４の内周縁）が外側に移動している（すなわち、内周縁２９は下流側に移行するに伴ってポンプカバー１４の外側に向かって傾斜している。）。具体的には、内周縁２９の基端部２９ａはインペラ２０の凹所群２０ａの内周縁に対応する位置にあり、内周縁２９の先端部２９ｂはインペラ２０上面の凹所群２０ａの半径方向の略中間位置と対応する位置となっている。したがって、吐出側溝２４の開口幅は、符号２７ｄで示す領域において外側に向かって漸減している。
吐出側溝２４の符号２７ｃで示す領域（吐出側溝２４の外周側の領域）は、下流側に移行するに伴ってその溝深さが深くなっている。符号２７ｃで示す領域は、その内側の境界線がインペラ２０の凹所群２０ａの半径方向の略中間位置に対応し、その外側の境界線はインペラ２０の凹所群２０ａの外周縁に対応している。

吐出側溝２４の符号２７ｅで示す領域は、燃料吐出流路２５への開口部となっており（以下、領域２７ｅを開口部２７ｅという）、領域２７ｃの下流側（インペラ２０の回転方向）に連続して形成されている。図５から明らかなように開口部２７ｅの上流側は、インペラ２０の凹所群２０ａの半径方向の略中間位置に対応する位置から凹所群２０ａの外周縁に対応する位置までの幅で、インペラ２０の回転方向に伸びる円弧状に形成されている。開口部２７ｅの先端は、下流側に移行するに伴って内周側から外周側に向かって開口幅が漸減する形状に形成されている。なお、開口部２７ｅの先端は、上述した領域２７ｄの内周縁２９の先端部２９ｂを越えてインペラ２０の回転方向に伸びており、吐出側溝２４の先端２４ｂにまで達している。

なお、図６から明らかなように、燃料吐出流路２５は、開口部２７ｅの上流端よりインペラ２０の回転方向側に形成され、かつ、インペラ２０の回転方向に向かって傾斜している。また、吸入側溝３０の下流端３０ｂは、吐出側溝２４の開口部２７ｅより上流側に位置している。

上述した燃料ポンプ１０においてインペラ２０が回転すると、インペラ２０の下側の凹所２１ａとポンプボディ１６の吸入側溝３０とにまたがる旋回流が発生する。すなわち、凹所２１ａと吸入側溝３０内の燃料は、吸入側溝３０から凹所２１ａの内周側に流入し、凹所２１ａに沿って凹所２１ａ内を内周側から外周側に流れ、凹所２１ａの外周側から吸入側溝３０に戻ることで、凹所２１ａと吸入側溝３０とにまたがる旋回流を形成する。この際、インペラ２０の羽根２１ｂがインペラ２０の回転軸に対して傾斜しているため、吸入側溝３０から凹所２１ａにスムーズに燃料が流入し、また、凹所２１ａから吸入側溝３０にスムーズに燃料が流出する。
ケーシング１８内の燃料は、上述したように旋回しながら吸入側溝３０に沿って昇圧される。燃料が吸入側溝３０に沿って昇圧されると、それにともなってポンプボディ１６の燃料吸入流路３１から燃料が吸い込まれる。吸入側溝３０で昇圧された燃料は、インペラ２０の上側の凹所２０ａに存在する燃料と合流する。吸入側溝３０で昇圧された燃料は、吐出側溝２４に沿っても昇圧される。
また、図６に示すように、吸入側溝３０の下流端３０ｂの近傍においては吸入側溝３０の深さが徐々に浅くなる。このため、吸入側溝３０内を圧送される燃料は、吸入側溝３０の底面に衝突して上方に向かう流れが強くなり、インペラ２０の下側の凹所２１ａから上側の凹所２０ａ側に燃料が多く流れようとする。この際、吐出側溝２４の下流端２４ｂがインペラ２０の回転方向にずれているため、インペラ２０の下側の凹所２１ａから上側の凹所２０ａに向かって燃料が流れ易いようになっている。したがって、インペラ２０の羽根２１ｂが吸入側溝３０の下流端３０ｂの近傍を通過する際も、羽根２１ｂの前面側の燃料の圧力が高くなりすぎることが防止される。

インペラ２０の上側の凹所２０ａと吐出側溝２４とにまたがる旋回流も発生する。すなわち、凹所２０ａと吐出側溝２４内の燃料は、吐出側溝２４から凹所２０ａの内周側に入り込み、凹所２０ａに沿って凹所２０ａ内を内周側から外周側に流れ、燃料吐出流路２５が存在しない範囲では凹所２０ａの外周側から吐出側溝２４に戻ることで、凹所２０ａと吐出側溝２４とにまたがる旋回流を形成する。この際、インペラ２０の羽根２０ｂがインペラ２０の回転軸に対して傾斜しているため、吐出側溝２４から凹所２０ａにスムーズに燃料が流入し、また、凹所２０ａから吐出側溝２４にスムーズに燃料が流出する。

一方、吐出側溝２４の下流端２４ｂの近傍では、まず、吐出側溝２４の内側の領域２７ｄの内周縁２９が徐々に外側に移動し、また、外側の領域２７ｃの溝深さが徐々に深くなる（図５，６参照）。このため、吐出側溝２４を圧送される燃料は、吐出側溝２４の開口幅が漸減するのに応じて外側の領域２７ｃに向かう流れが強くなる。この際、吐出側溝２４の外側の領域２７ｃの溝深さが深くなるため、吐出側溝２４の内周縁２９に衝突した燃料はスムーズに外側の領域２７ｃ側に流れることができる。これによって、燃料圧力の上昇が抑制される。
次に、吐出側溝２４の開口部２７ｅが存在する範囲では、インペラ２０の凹所２０ａの外周側から出た燃料が開口部２７ｅを通って燃料吐出流路２５に流れ込む。開口部２７ｅがインペラ２０の凹所群２０ａの外側の領域に形成されているため、インペラ２０の凹所２０ａの外側から出た燃料はスムーズに燃料吐出口２５に流れることができる。また、開口部２７ｅは、領域２７ｄの内周縁２９の先端２９ｂを越えてインペラ２０の回転方向に円弧状に伸び、さらに、その先端の開口幅が漸減するようになっている。このため、ケーシング１８内の燃料（特に、インペラ２０の羽根２０ａの前面側の燃料）の圧力が高くなりすぎることが抑制される。

燃料吐出流路２６に流れ出た燃料は、モータ部７０のハウジング７２内に送り出される。ハウジング７２内に送り出された燃料は、ハウジング７２内を上方に向けて流れ、モータカバー７３の吐出ポート７３ａから吐出される。

図７には、上述した実施形態に係る燃料ポンプ１０を実際に動作させたときに発生するノイズを測定した測定結果を示している（図中、実施形態１として表示している）。また、比較例として、図２０に示すポンプカバー１１４を用いた燃料ポンプのノイズ測定結果を示している（図中、比較例として表示している）。図２０から明らかなように、比較例の燃料ポンプでは、開口部１２７の下流端は吐出側溝１２４の内周縁が接続する位置にあり、また、開口部１２７の先端の開口幅も漸減していない。図７から明らかなように本実施形態の燃料ポンプ１０では、比較例の燃料ポンプと比較して、インペラの１次音（周波数３５００〜４９００ｒｐｍ）及び２次音（周波数７３００以上）の両者のノイズレベルを低く抑えることができた。

上述した説明から明らかなように、本実施形態の燃料ポンプ１０では、吐出側溝２４の開口部２７ｅをインペラ２０の回転方向に伸びる円弧状とし、その先端が吐出側溝２４（領域２７ｄ）の内周縁２９の接続位置２９ｂを越えてインペラ２０の回転方向に伸びている。また、開口部２７ｅの先端の開口幅は徐々に漸減する形状に形成されている。これらのため、インペラ２０の羽根２０ａが吐出側溝２４の下流端２４ｂを通過する際の燃料圧力の上昇が抑制される。また、吸入側溝３０の下流端３０ｂは、吐出側溝２４の下流端２４ｂより上流側に設けられているため、インペラ２０の下面の羽根２１ｂが吸入側溝３０の下流端３０ｂを通過する際の燃料圧力の上昇も抑えられる。これらによって、インペラ２０の騒音も低減される。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、図８に示すポンプカバー１４を用いても、燃料ポンプの騒音を低減することができる。図８に示すポンプカバー１４は、上述した実施形態と同様に、吐出側溝２４の開口部２７ｆをインペラ２０の回転方向に伸びる円弧状とし、その先端は吐出側溝２４（領域２７ｄ）の内周縁２９の先端２９ｂを越えてインペラ２０の回転方向に伸びている。ただし、図８に示すポンプカバー１４では、開口部２７ｅの先端の開口幅が、外周側から内周側に向かって徐々に漸減する形状に形成されている点で、上述した実施形態の燃料ポンプ１０と異なる。なお、図９は、図８に示すポンプカバー１４を図５に示すVI−VI線と同一の線に沿って切断したときのケーシングの断面図を示している。
図１０には、図８に示すポンプカバー１４を用いたときのノイズ測定結果（図中、実施形態２として表示）と、既に説明した実施形態に係る燃料ポンプ１０のノイズ測定結果（図中、実施形態１として表示）とを併せて示している。図１０から明らかなように、図８に示すポンプカバー１４を用いても、第１実施形態の燃料ポンプ１０と略同様のノイズレベルに抑えることができた。特に、インペラの１次音（周波数３５００〜４９００ｒｐｍ）に関しては、略同様のノイズレベルに抑えることができた。

また、図１１に示すポンプカバー１４を用いることもできる。図１１に示すポンプカバー１４も、既に説明した実施形態と同様に、吐出側溝２４の開口部２７ｇがインペラ２０の回転方向に伸びる円弧状とされ、その先端が吐出側溝２４（領域２７ｄ）の内周縁２９の先端２９ｂを越えてインペラ２０の回転方向に位置するようにしている。ただし、図１１に示すポンプカバー１４では、開口部２７ｅのインペラ２０の回転方向の寸法が長く、また、その先端の開口幅が漸減する形状に形成されていない点で、既に説明した実施形態と異なる。なお、図１２は、図１１に示すポンプカバー１４を図５に示すVI−VI線と同一の線に沿って切断したときのケーシングの断面図を示している。
図１３には、図１１に示すポンプカバー１４を用いたときのノイズ測定結果（図中の実施形態３）と、図２０に示すポンプカバー１１４を用いたときのノイズ測定結果（図中の比較例）とを併せて示している。図１３から明らかなように、図１１に示すポンプカバー１４を用いると、比較例に対して、インペラの１次音（周波数３５００〜４９００ｒｐｍ）及び２次音（周波数７３００以上）の両者のノイズレベルを低く抑えることができた。特に、インペラの１次音（周波数４７００ｒｐｍ付近）に関しては、非常に大きなノイズ低減効果が見られた。

なお、上述した図１１に示す例では、開口部２７ｇの先端の開口幅を漸減させなかったが、図１４，１５に示す例のように吐出側溝２４の開口部２７ｈの先端の開口幅を内周側から外周側に向かって漸減するように構成することもできる。
図１６には、図１４に示すポンプカバー１４を用いたときのノイズ測定結果（図中の実施形態４）と、図２０に示すポンプカバー１１４を用いたときのノイズ測定結果（図中の比較例）とを併せて示している。図１６から明らかなように、図１４に示すポンプカバー１４を用いると、比較例に対して、インペラの１次音（周波数３５００〜４９００ｒｐｍ）及び２次音（周波数７３００以上）の両者のノイズレベルを極めて低く抑えることができた。したがって、吐出側溝２４の開口部２７ｇのインペラの周方向の寸法を長くし、また、その先端の開口幅を漸減するような形状に形成することで、極めて効果的に騒音を低減できることが分かる。

また、図１４に示す例では、吐出側溝２４の先端２４ｂまで開口部２７ｈを形成したが、図１７，１８に示す例のように開口部２７ｉの先端の開口幅を漸減させることなく、その開口部２７ｉの先端に溝２７ｊを形成するようにしてもよい。図１７に示すように、溝２７ｊの開口幅は内周側から外周側に向かって漸減している。このため、開口部２７ｉと溝２７ｊを足し合わせた形状は、図１４に示す開口部２７ｈと同様の形状を呈している。
図１９は、図１７に示すポンプカバー１４を用いたときのノイズ測定結果（図中の実施形態５）と、図１４に示すポンプカバー１４を用いたときのノイズ測定結果（図中の実施形態４）とを併せて示している。図１９から明らかなように、図１７に示すポンプカバー１４を用いても、図１４に示すポンプカバー１４と略同様のノイズ低減効果が得られた。したがって、吐出側溝の開口部のインペラ周方向の寸法を長くした場合は、その下流側に開口幅が漸減する溝を設けても、開口幅が漸減する開口部を連設しても、略同様の効果を得ることができることが分かる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

第１実施形態に係る燃料ポンプの縦断面図である。 インペラの平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 ポンプボディをインペラ側から見た平面図である。 ポンプカバーをインペラ側から見た平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線でケーシングを切断したときのケーシングの断面図である。 第１実施形態の燃料ポンプのノイズ測定結果を、図２０に示す比較例のノイズ測定結果と併せて示すグラフである。 第２実施形態に係る燃料ポンプのポンプカバーをインペラ側から見た平面図である。 第２実施形態に係るケーシングを、図５のＶＩ−ＶＩ線と同一の線で切断したときのケーシングの断面図である。 第２実施形態に係る燃料ポンプのノイズ測定結果を、第１実施形態に係る燃料ポンプのノイズ測定結果と併せて示すグラフである。 第３実施形態に係る燃料ポンプのポンプカバーをインペラ側から見た平面図である。 第３実施形態に係るケーシングを、図５のＶＩ−ＶＩ線と同一の線で切断したときのケーシングの断面図である。 第３実施形態に係る燃料ポンプのノイズ測定結果を、図２０に示す比較例のノイズ測定結果と併せて示すグラフである。 第４実施形態に係る燃料ポンプのポンプカバーをインペラ側から見た平面図である。 第４実施形態に係るケーシングを、図５のＶＩ−ＶＩ線と同一の線で切断したときのケーシングの断面図である。 第４実施形態に係る燃料ポンプのノイズ測定結果を、図２０に示す比較例のノイズ測定結果と併せて示すグラフである。 第５実施形態に係る燃料ポンプのポンプカバーをインペラ側から見た平面図である。 第５実施形態に係るケーシングを、図５のＶＩ−ＶＩ線と同一の線で切断したときのケーシングの断面図である。 第５実施形態に係る燃料ポンプのノイズ測定結果を、第４実施形態に係る燃料ポンプのノイズ測定結果と併せて示すグラフである。 比較例に係る燃料ポンプのポンプカバーをインペラ側から見た平面図である。

符号の説明

１０：燃料ポンプ
１２：ポンプ部
１４：ポンプカバー
１６：ポンプボディ
１８：ケーシング
２０：インペラ
２０ａ：凹所
２０ｂ：羽根
２１ａ：凹所
２１ｂ：羽根
２４：吐出側溝
３０：吸入側溝

Claims (7)

1. 円環状に複数の凹所群が形成されているインペラと、このインペラを回転可能に収容するケーシングとを備え、ケーシングのインペラの凹所群と対向する領域には、燃料吸入流路と燃料吐出流路とを連通する円弧状の溝状流路が形成されている燃料ポンプであって、
   インペラの凹所群は、インペラの外周面からインペラの外周壁によって内側に隔てられた位置に形成されており、
   溝状流路の燃料吐出流路への開口部が、インペラの凹所群と対向する領域にのみ形成されると共に、インペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置からインペラの凹所群の略外周縁に対応する位置までの幅内でインペラの回転方向に伸びる形状で形成されており、
   燃料吐出流路と連通する側の溝状流路の内周縁は、その下流端においてインペラの凹所群の略内周縁に対応する位置からインペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置に向かって傾斜して前記開口部に接続しており、
   前記開口部が、前記内周縁が接続する位置よりもインペラの回転方向に伸びて形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記開口部が、前記内周縁が接続する位置よりも下流側において、インペラの凹所群の半径方向の略中間位置に対応する位置からインペラの凹所群の略外周縁に対応する位置までの幅と略同一の幅で下流側に伸びる領域を備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
3. 前記開口部の下流端側の開口幅が下流側に向かって漸減していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料ポンプ。
4. 前記開口部の下流端側の開口幅は、その内周側から外周側に、又は、その外周側から内周側に向かって漸減していることを特徴とする請求項３に記載の燃料ポンプ。
5. 燃料吐出流路と連通する側の溝状流路は、前記の略同一幅で下流側に伸びる領域のさらに下流側において、下流側に向かって幅が漸減する溝部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ。
6. 前記燃料吐出流路は、溝状流路の開口部の上流端よりインペラの回転方向側に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料ポンプ。
7. 前記燃料吐出流路は、溝状流路の開口部よりインペラの回転方向に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料ポンプ。

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