JP4827779B2 - 燃料ポンプ - Google Patents

Description

この発明は、車両の燃料タンク等に搭載される燃料ポンプに関するものである。

一般に、この種の燃料ポンプでは、モータ部の出力軸一端に嵌着され、ヨークの開口部に設けられるインペラを備えたものがある。このインペラは、略円板状に形成されたものであって、この外周寄りに複数の羽根が形成されている。
インペラは、ヨークの開口部を閉塞するアウターケースと、インペラとモータ部との間を仕切るインナーケースとの間に収納され、インペラの両側面はそれぞれアウターケースとインナーケースに対向した状態になっている。

このような燃料ポンプにおいて、アウターケースには、外部からの燃料（液体）を流入するための吸入口と、この吸入口に一端が連通し、且つインペラの羽根に対向するＣ形状のアウター側凹溝部とが形成されている。一方、インナーケースには、アウター側凹溝部に対向するインナー側凹溝部がＣ形状に形成されると共に、該インナー側凹溝部の他端に連通する吐出口が形成されている。この吐出口は、モータ部側に燃料を排出するためのものである。そして、吸入口から流入された燃料体は、両ケースの凹溝部においてインペラの羽根によって旋回しながら移送されることで高圧となって他端側に達し、吐出口からモータ部側に向けて圧送（吐出）されるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、インペラには、板厚方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、インナーケース側とアウターケース側の圧力バランスに応じて燃料が両者側に流れるようにするためのものである。これにより、インペラの両側面と各々インナーケース、及びアウターケースとの間に被膜が形成され、インペラ回転時の低騒音、低振動化を図ることができるようになっている。

ところで、このような燃料ポンプでは、ポンプ効率の向上を図るため漏れ損失を低減させる必要がある。この漏れ損失を低減させるための手段として、インペラの両側面と、これら両側面と近接対向するインナーケース、アウターケースとの両内側面との間の軸方向間距離としてのスラストクリアランスをできる限り小さく設定する必要がある。

そこで、図３に示すように、インペラ１１４の成形精度を向上させるためにゲート跡１１４ｄの個数を貫通孔１１４ｂの個数よりも多く設定、具体的には、貫通孔１１４ｂが４個であるのに対し、ゲート跡１１４ｄの個数を８個に設定するなど、さまざま技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−１８４７７９号公報 特開平９−１５８８８５号公報

しかしながら、上述の特許文献２にあっては、ゲート跡の個数が貫通孔の個数よりも多く設定されているため、金型の加工工数が増加し、金型のコストが増大するという課題がある。
また、貫通孔１１４ｂ１個に対して２つのゲート跡１１４ｄが貫通孔１１４ｂ近傍に設定されている。このため、２つのゲート跡１１４ｄ間の距離Ｅ１０と比較して貫通孔１１４ｂ−ゲート跡１１４ｄ間の距離Ｅ１１が小さくなる。よって、金型における貫通孔１１４ｂを形成するためのピンがこの円周上に不均一な圧力を受けて損傷しやすくなり、結果的に金型の寿命が短くなるおそれがあるという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、金型のコストを抑えつつインペラの加工精度を向上させることができ、インペラを成形する金型の寿命を延ばすことが可能な燃料ポンプを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、モータ部の出力軸の一端に、略円板状に形成されたインペラを嵌着した燃料ポンプにおいて、前記インペラの外周寄りに、複数の羽根部を形成し、前記インペラの両側面に、前記出力軸を中心にした円形状の凹部をそれぞれ形成し、該凹部の中央に、前記モータ部の出力軸を挿入するための出力軸孔を形成し、前記出力軸孔を中心にした同一円上に、板厚方向に貫通する複数の貫通孔を周方向に等間隔に設け、前記インペラの一方の側面に、前記貫通孔と同心円上で、且つ前記貫通孔よりも径方向外側に複数のエジェクターピン押出し位置を設定し、前記インペラの他方の側面に、前記貫通孔と同心円上で、且つ前記貫通孔よりも径方向内側に前記貫通孔と同一個数のゲート位置を設定すると共に、該ゲート位置を各々貫通孔間の略中央に設定したことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記貫通孔、及び前記ゲート位置を４箇所に設定し、前記エジェクターピン押出し位置を６箇所に設定したことを特徴とする。

本発明によれば、ゲート位置の設定個数を貫通孔の個数と同一にすることで、金型の加工工数を減少させることができる。このため、金型のコストを低廉化することが可能になる。
また、ゲート位置が貫通孔と同心円上で、且つ貫通孔よりも径方向内側に設置されている。しかも、各々貫通孔間の略中央にゲート位置が設定されている。このため、２つのゲート位置同士の間の距離と、ゲート位置−貫通孔間の距離を略一致させることができる。よって、金型における貫通孔を形成するためのピンがこの円周上に不均一な圧力を受けることがなく、インペラの製品としての均一化が図れ、且つ金型の延命化を図ることが可能になる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、燃料ポンプ１は、車両の燃料タンク内に配設されるものであって、筒状のケーシング２に内装されているモータ部３と、ケーシング２の一端側（開口端側）に設けられたポンプ部４とを有している。
ケーシング２には、内周面側に永久磁石９が設けられている。この永久磁石９は、複数の磁極が周方向に順番に変わるように着磁されている。

モータ部３の出力軸５は、ケ−シング２の一端側を覆蓋するように設けられたポンプケーシング７と、ケーシング２他端側（図１における上側）を覆蓋するブラケット６とで回動自在に軸承されている。
出力軸５には、アーマチュアコア８が外嵌固定されている。アーマチュアコア８は、放射状に設けられた複数のティース部１０を有している。これらティース部１０間には、軸方向に延びる蟻溝状のスロットが形成され、このスロットを通ってティース部１０にコイル１１が巻装されている。この他、出力軸５には、ブラケット６側に不図示のコンミテータが外嵌固定されている。このコンミテータは、コイル１１に整流を行うためのものである。

ポンプケーシング７は、軸方向に並設されたインナーケース１２とアウターケース１３とで構成されている。そして、出力軸５の一端部５ａは、軸方向内側に位置するインナーケース１２の貫通孔１４を貫通し、軸方向外側に位置するアウターケース１３の軸受け部１５に軸受け１６を介して軸承されている。

インナーケース１２とアウターケース１３との間には、アウターケース１３側に凹部１７を形成することで所定間隙が形成されている。この間隙には、出力軸５の一端部５ａに外嵌固定された円板状のインペラ１８が内装されている。なお、出力軸５の一端部５ａには、インペラ１８の周方向への回転を規制するためのＤカットが施されている。

インナーケース１２には、インペラ１８の側面であって外周寄りに対向する部位に軸方向に凹設された状態でリング状凹溝部１９が形成されている。一方、アウターケース１３には、凹部１７の外径側、つまり、インペラ１８の側面であって外周寄りに対向する部位にリング状凹溝部２０が形成されている。このリング状凹溝部２０は、インナーケース１２のリング状凹溝部１９と対向する状態で軸方向反対方向に凹設されている。これら各リング状凹溝部１９，２０は、インペラ１８によるポンプ作動がなされたとき、後述するインペラ１８の羽根部２１と共に燃料流路となるように設定されている。

さらに、インナーケース１２、及びアウターケース１３には、各リング状凹溝部１９，２０に連通する状態で排出口２２と吸入口２３が開設されている。そして、出力軸５の回転駆動に伴うインペラ１８の回転に基づいて、燃料はアウターケース１３の吸入口２３から吸入され、インナーケース１２の排出口２２からモータ部３側に圧送、排出される設定となっている。

図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、インペラ１８は、所定の板厚Ｓに設定された円板状の板体（円板体）であって、インナーケース１２、及びアウターケース１３のリング状凹溝部１９，２０と対向する外径部には、板厚方向に貫通する燃料流路用の貫通孔２７が周方向に等間隔で複数形成されている。これら貫通孔２７によって、インペラ１８の外径部には、各々貫通孔２７間に複数の羽根部２１が形成されている。さらに、これら羽根部２１の径方向外側には、羽根部２１を連結するようにリング部２８が形成されている。

燃料の流路となるインペラ１８の貫通孔２７は、回転方向に対向する回転方向先後側各面２７ａ、２７ｂと、径方向に対向する径方向内外側面２７ｃ、２７ｄとの４つの周面に囲まれ、軸方向を向く貫通状の孔に構成されている。そして、回転方向先行側面２７ａ、２７ｂは、板厚方向中間部Ｍ（板厚Ｓの中央部位であって、Ｓ／２部位）を基準として、板厚方向外側に向かうにしたがい、開口面積が広がるようになっている。

インペラ１８のコア側面３０（一方の側面、図２（ａ）参照）とキャビティ側面３１（他方の側面、図２（ｃ）参照）には、出力軸５を中心にした平面視円形の凹部２４，２５がそれぞれ形成されている。これら凹部２４，２５は、略同一な大きさに設定されている。凹部２４，２５の中央には、出力軸孔２６が形成されている。この出力軸孔２６は、出力軸５の一端部５ａの断面形状に対応するように形成されている。

また、凹部２４，２５には、板厚方向に貫通する貫通孔２９が４箇所、出力軸孔２６を中心にした同一円上に周方向に等間隔で形成されている。これら貫通孔２９は、インナーケース１２とインペラ１８との間の膜圧、及びアウターケース１３とインペラ１８との間の膜圧の圧力バランスに応じて燃料が両者１２，１３に流れるようにするためのものである。これにより、インペラ１８の両面と各々インナーケース１２、及びアウターケース１３との間に被膜が形成され、インペラ１８回転時の低騒音、低振動化を図ることができるようになっている。

ここで、図２（ｃ）に示すように、キャビティ側面３１の凹部２５には、貫通孔２９と同心円上で、且つ貫通孔２９よりも径方向内側にゲート位置３２が４箇所、周方向に等間隔で設定されている。すなわち、４つのゲート位置３２のピッチ円直径Ｅ１は、貫通孔２９のピッチ円直径Ｅ２よりも小さくなるように設定されている。しかも、ゲート位置３２は、それぞれ貫通孔２９同士の間の略中央に位置するように設定されている。これによって、ゲート位置３２，３２同士の間の距離Ｌ１と、ゲート位置３２と貫通孔２９との間の距離Ｌ２とが略一致した状態になっている。

一方、図２（ａ）に示すように、コア側面３０の凹部２４には、貫通孔２９と同心円上で、且つ貫通孔２９よりも径方向外側にエジェクターピン押出し位置（エジェクターピン押出跡）３３が６箇所、周方向に等間隔で設定されている。すなわち、６つのエジェクターピン押出し位置３３のピッチ円直径Ｅ３は、貫通孔２９のピッチ円直径Ｅ２よりも大きくなるように設定されている。

この他、図１に示すように、燃料ポンプ１には、ブラケット６側に吐出口３４やリリーフバルブ３５が設けられている。
吐出口３４は、アウターケース１３の吸入口から吸入された、インペラ１８によってモータ部３に圧送された燃料を燃料ポンプ１の外部へと吐出する部分であって、ここに不図示の内燃機関へ通じる燃料配管等が接続されるようになっている。また、この吐出口３４の内部には、チェックバルブ（不図示）等が設けられている。

したがって、上述の実施形態によれば、ゲート位置３２の設定箇所（４箇所）を貫通孔２９の個数（４個）と同一にすることで、インペラ１８を成形する金型、とりわけ、キャビティの加工工数を低減させることができる。このため、金型のコストを低廉化することが可能になる。

また、インペラ１８におけるキャビティ側面３１の凹部２５には、貫通孔２９と同心円上で、且つ貫通孔２９よりも径方向内側にゲート位置３２が４箇所、周方向に等間隔で設定されている。つまり、４つのゲート位置３２のピッチ円直径Ｅ１は、貫通孔２９のピッチ円直径Ｅ２よりも小さくなるように設定されている。これに加え、ゲート位置３２は、それぞれ貫通孔２９同士の間の略中央に位置するように設定されている。

このため、ゲート位置３２，３２同士の間の距離Ｌ１と、ゲート位置３２と貫通孔２９との間の距離Ｌ２とを略一致させることができるので、金型における貫通孔２９を形成するためのピン（不図示）がこの円周上に不均一な圧力を受けることを防止することができる。よって、インペラ１８の均一化が図れると共に、ピンを損傷し難くすることができるので、金型の延命化を図ることが可能になる。

さらに、ゲート位置３２をインペラ１８の径方向中央寄りに設定しているので、金型でインペラ１８を成形する際、ゲートからキャビティ／コア内に放射状に流れ出る樹脂の湯流れがゲート位置３２をインペラ１８の径方向外側寄りに設定した場合と比較して向上させることができる。このため、金型内部に流れ出た樹脂が硬化し始める時間と、金型内部全体が樹脂で充填されるまでの時間のタイムラグを縮めることが可能になる。よって、インペラ１８にウェルドが生じるのを防止することができ、且つ成形精度を向上させることが可能になる。

なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、インペラ１８に形成された貫通孔２９、及びゲート位置３２の個数が４個であって、且つエジェクターピン押出し位置３３の個数が６個である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、インペラ１８に形成された貫通孔２９、及びゲート位置３２の個数が複数であって、且つ互いに同一個数であればよい。

本発明の実施形態における燃料ポンプの一部断面側面図である。 本発明の実施形態におけるインペラを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は平面図である。 従来のインペラの平面図である。

符号の説明

１ 燃料ポンプ
３ モータ部
５ 出力軸
５ａ 一端部
１８ インペラ
２１ 羽根部
２４，２５ 凹部
２６ 出力軸孔
２９ 貫通孔
３０ コア側面
３１ キャビティ側面
３２ ゲート位置
３３ エジェクターピン押出し位置

Claims (2)

1. モータ部の出力軸の一端に、略円板状に形成されたインペラを嵌着した燃料ポンプにおいて、
   前記インペラの外周寄りに、複数の羽根部を形成し、
   前記インペラの両側面に、前記出力軸を中心にした円形状の凹部をそれぞれ形成し、
   該凹部の中央に、前記モータ部の出力軸を挿入するための出力軸孔を形成し、
   前記出力軸孔を中心にした同一円上に、板厚方向に貫通する複数の貫通孔を周方向に等間隔に設け、
   前記インペラの一方の側面に、前記貫通孔と同心円上で、且つ前記貫通孔よりも径方向外側に複数のエジェクターピン押出し位置を設定し、
   前記インペラの他方の側面に、前記貫通孔と同心円上で、且つ前記貫通孔よりも径方向内側に前記貫通孔と同一個数のゲート位置を設定すると共に、該ゲート位置を各々貫通孔間の略中央に設定したことを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記貫通孔、及び前記ゲート位置を４箇所に設定し、
   前記エジェクターピン押出し位置を６箇所に設定したことを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。

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