JP4832156B2 - 燃料ポンプ - Google Patents
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Description
インペラの羽根溝部に対向するケーシング内面には、それぞれ、インペラに形成された羽根溝部と対向する領域を、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで延びるポンプ通路が形成されている。吸入側のポンプ通路の上流端は、燃料吸入孔によって燃料タンクと連通されており、吐出側のポンプ通路の下流端は吐出孔によってモータ部と連通されている。
特許文献1及び2に記載の燃料ポンプでは、インペラの前段に、ベーパ分離用の小径のインペラがインペラと同軸上に設けられる。ベーパ分離用インペラで燃料を吸入することで、燃料の急激な圧力変化を抑制し、ベーパの発生が抑制される。また、燃料吸入時に発生したベーパは、ベーパ分離用インペラの回転によって発生する遠心力により、燃料は外周側に流れる一方でベーパは内周側に集まり、両者が分離される。分離されたベーパは、燃料の吐出流路よりも半径方向内側に設定されたベーパ排出孔を介してベーパ通路へと送られる。このように燃料からベーパ抜きを行うことで、ベーパロックを防止している。
この燃料ポンプでは、インペラが回転すると、まず、インペラの吸入側に設けられた第1ポンプ通路の上流端に燃料が吸引される。第1ポンプ通路の上流端に吸引された燃料は、第1羽根溝部の回転によって第1ポンプ通路を上流端から下流端に向かって流れるのに伴って昇圧される。第1ポンプ通路で昇圧された燃料は、連通路によって第2ポンプ通路の上流端に供給される。第2ポンプ通路の上流端に供給された燃料は、第2羽根溝部の回転によって第2ポンプ通路を上流端から下流端に向かって流れるのに伴って昇圧される。同時に、第2ポンプ通路の上流端に供給された燃料は、インペラの吐出側に設けられた第3ポンプ通路にも導入され、第3羽根溝部の回転によって第3ポンプ通路を上流端から下流端に向かって流れるのに伴って昇圧される。そして、昇圧された燃料は、第3ポンプ通路の下流端からケーシング外に吐出される。
この燃料ポンプでは、インペラの吸入側に設けられた第1羽根溝部と第1ポンプ通路のみによって、ケーシング内への燃料の吸引と予圧が行われる。このため、ケーシング内への急激な燃料の吸引が抑制される。また、第1ポンプ通路に吸引された燃料は、第1羽根溝部により攪拌されるだけであるため、攪拌の程度が小さくなる。したがって、ケーシング内に吸入された燃料の急激な圧力変化が抑制され、ベーパの発生を効果的に抑制することができる。これによって、第2ポンプ通路及び第3ポンプ通路に導入される燃料中に含まれるベーパ量を抑制することができ、ポンプ効率を向上することができる。インペラの吐出側面には、インペラの吸入側面に形成された第1羽根溝部に連通する羽根溝部が形成されておらず、第1羽根溝部は、インペラの吐出側面に貫通していなくてもよい。
このような構成を採る場合、第3ポンプ通路の開始端近傍は、開始端から外周側に向かうに従って、その断面積が拡大していることが好ましい。この構成によると、第2ポンプ通路から第3ポンプ通路に導入された燃料を、第3ポンプ通路の開始端近傍にまで導入し易くなる。
また、上記連通路は、第1ポンプ通路の下流端から第2ポンプ通路の上流端に向かうに従って、その断面積が縮小していることが好ましい。この構成によると、第1ポンプ通路で昇圧された燃料をスムーズに第2ポンプ通路に導入することができ、燃料の急激な圧力変化による燃料の脈動を抑制し、ノイズを低減することができる。
すなわち、本発明の他の燃料ポンプは、燃料タンク内の燃料を燃料タンク外に吐出する燃料ポンプであり、燃料タンク内の燃料を吸引して昇圧する第1の再生ポンプと、第1の再生ポンプで昇圧された燃料をさらに昇圧して吐出する第2の再生ポンプと、を有している。第1の再生ポンプは、回転軸から所定の距離に形成された羽根溝部と、その羽根溝部に対向する領域を上流端から下流端まで伸びるポンプ流路と、を有しており、第2の再生ポンプは、回転軸から所定の距離に形成された羽根溝部と、その羽根溝部に対向する領域を上流端から下流端まで伸びるポンプ流路と、を有している。そして、第1の再生ポンプの羽根溝部から回転軸までの距離は第2の再生ポンプの羽根溝部から回転軸までの距離よりも短く、かつ、第1の再生ポンプの羽根溝部はインペラの一方の面にのみ形成されている。
この燃料ポンプによっても、燃料ポンプ内へ吸入された燃料の圧力変化を抑制することができ、ベーパの発生を低減することができる。
(形態1) ケーシングには、燃料吸入口と燃料吐出口が形成される。燃料吸入口は第1ポンプ通路の上流端に接続され、燃料吐出口は第3ポンプ通路の下流端に接続される。燃料ポンプ内への燃料の吸入は、第1羽根溝部によって行われる。
(形態2) 第1ポンプ通路、第2ポンプ通路及び連通路を同一平面上に形成する。これにより、インペラの吸入面に対向するケーシングの内面には、燃料通路が渦巻状に形成される。
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74,75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)を内側にかしめ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74,75は、ハウジング72の内壁に固定されている。また、回転子76は、本体77(積層鉄心とコイル等によって構成)と、本体77を上下に貫くシャフト78を有している。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。ここで、モータ部70については、特許文献1及び2で開示したモータ部と同様のため、これ以上の詳細な説明は省略する。
図2に示されるように、インペラ20の吸入側面の外周部には、周方向に連続する第2羽根溝群20bが環状に配列されている。(ただし、図2では全ての第2羽根溝に符号を付してはいない)。第2羽根溝群20b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。第2羽根溝群20bの半径方向内側には、周方向に連続する第1羽根溝群20aが環状に配列されている(ただし、図2では全ての第1羽根溝に符号を付してはいない)。第1羽根溝群20aの各羽根溝は、第2羽根溝群20bから所定の間隔だけ隔てられており、インペラ20の中心から一定の距離に配置されている。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。係合孔20cにはシャフト78が係合されている。回転子77のコイルに通電すると、シャフト78が回転し、これによってインペラ20が回転する。
図3に示すように、インペラ20の吐出側面の外周部には、インペラ20の吸入側面に形成される第2羽根溝群20bに対応する位置に、周方向に連続する第3羽根溝群20fが環状に配列されている。(ただし、図2では全ての第3羽根溝に符号を付してはいない)。なお、第2羽根溝20bと第3羽根溝20fは連通孔(図示省略)により連通されている。
なお、インペラ20の外周面20eと、ポンプカバー14の凹所14aの側面14bとの間には、わずかな隙間が形成されている。この隙間は、インペラ20がスムーズに回転するために設けられている。
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が内側にかしめ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。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。
第1ポンプ通路30の上流端30aに流入した燃料は、インペラ20(第1羽根溝群20a)の回転に伴って昇圧されながら、第1ポンプ通路30を上流端30aから下流端30bに向かって流れる。第1ポンプ通路30を下流端30bまで流れた燃料は、連通路32を通って第2ポンプ通路31の上流端31aに流入する。このとき、連通路32の流路断面積が第1ポンプ通路30の下流端30bから第2ポンプ通路31の上流端31aに向かって徐々に減少しているため、第1ポンプ通路30で昇圧された燃料が急激に第2ポンプ通路31に流れることが抑制される。このため、燃料の急激な圧力変化による燃料の脈動を抑制することができ、ノイズを低減することができる。また、第1ポンプ通路30で昇圧された燃料に発生したベーパは、連通路32を通過する際に、貫通孔32aから燃料ポンプ10外へと吐出される。このため、第2ポンプ通路31には、ベーパ抜きされた燃料が流入することとなり、ベーパロックが防止される。
第2ポンプ通路31に流入した燃料は、インペラ20(第2羽根溝群20b)の回転に伴って昇圧されながら、第2ポンプ通路31を上流端31aから下流端31bに向かって流れる。同時に、第2ポンプ通路31に流入した燃料は、第2羽根溝群20bから第3羽根溝群20fと第3ポンプ通路33にも流入する。第3ポンプ通路33に流入した燃料は、インペラ(第3羽根溝群20f)の回転に伴って昇圧されながら、第3ポンプ通路33を下流端33bに向かって流れる。第3ポンプ通路33で昇圧された燃料は、燃料吐出口41からモータ部70内に吐出される。モータ部70内に吐出された燃料は、モータ部70内を流れ、モータカバー73に形成された吐出ポート73aから燃料ポンプ10外へと吐出される。
さらに、ポンプボディ16に連通路32を形成したことに対応して、第3ポンプ通路33に逃し溝部33dを形成し、逃し溝部33dにも燃料を導入している。このため、連通路32内の燃料の圧力と逃し溝部33d内の燃料の圧力とがバランスし、インペラ20に作用する圧力の平面内のバランスを改善することができる。これによって、インペラ20の傾きが抑制され、インペラ20とポンプボディ16との摺動抵抗を低減することができる。
なお、燃料ポンプ50も、モータ部とポンプ部とから構成されており、燃料ポンプ50のモータ部は、上述した第1実施例の燃料ポンプ10のモータ部70と同様に構成することができる。このため、燃料ポンプ50のモータ部の説明を省略する。
インペラ130の吸入側面(図6において下面)には、外周部に沿って環状に連続する羽根溝群130aが形成されている。インペラ130の吐出側面(図6において上面)の羽根溝群130aに対応する位置には、外周部に沿って環状に連続する羽根溝群130bが形成されている。羽根溝130bと羽根溝130aとは、連通孔(図示省略)によりそれぞれ連通している。インペラ130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130cが形成されている。係合孔130cにはシャフト78が係合している。
ポンプボディ112には、インペラ120と略同一の径を持ち、インペラ120の厚さと略同一の深さを持つ凹部112aが形成されている。インペラ120は、凹部112aに回転可能に嵌まり込んでいる。凹部112aの中心には、凹部112aより小径の凹部112dが形成されている。凹部112dの下面には、シャフト78のスラスト荷重を受けるスラスト軸受133が配されている。なお、インペラ120の外周面120dと凹部112aの側面112bの間にも、わずかな隙間が形成されている。この隙間は、インペラ120がスムーズに回転するために設けられている。
ケーシング110(ポンプカバー111、ポンプボディ112)は、ポンプカバー111の凹部111aにインペラ130を組込み、ポンプボディ112の凹部112aにインペラ120を組込んだ状態でハウジング160に固定されている。
また、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。
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,20b,20f:羽根溝部
30,31,33:ポンプ通路
32:連通路
32a:貫通孔
70:モータ部
76:モータ
50:燃料ポンプ
100:ポンプ部
110:ケーシング
111:ポンプカバー
112:ポンプボディ
120,130:インペラ
115,116、118:ポンプ通路
Claims (7)
- インペラと、インペラを回転可能に収容するケーシングと、を備える燃料ポンプにおいて、
インペラの吸入側面には、第1羽根溝部と、その第1羽根溝部より外周側において、第1羽根溝部と同心状に配置された第2羽根溝部と、が形成されており、
インペラの吐出側面には、第2羽根溝部と連通する第3羽根溝部が形成されており、
インペラの吸入側面と対向するケーシング内面には、
第1羽根溝部と対向する領域を、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第1ポンプ通路と、
第2羽根溝部と対向する領域を、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第2ポンプ通路と、
第1ポンプ通路の下流端と第2ポンプ通路の上流端を連通する連通路と、が形成されており、
インペラの吐出側の面と対向するケーシング内面には、第3羽根溝部と対向する領域を、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第3ポンプ通路が形成されており、
インペラの吐出側面には、インペラの吸入側面に形成された第1羽根溝部に連通する羽根溝部が形成されておらず、
第1羽根溝部は、インペラの吐出側面に貫通していないことを特徴とする燃料ポンプ。 - 第3ポンプ通路の開始端は、第1ポンプ通路の下流端と対応する位置に形成されており、第3ポンプ通路の開始端近傍は、連通路と対応するように外周側に向かって伸びていることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。
- 第3ポンプ通路の開始端近傍は、開始端から外周側に向かうに従って、その断面積が拡大していることを特徴とする請求項2に記載の燃料ポンプ。
- 連通路は、第1ポンプ通路の下流端から第2ポンプ通路の上流端に向かうに従って、その断面積が縮小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。
- 第1ポンプ通路及び/又は連通路にベーパ排出孔を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の燃料ポンプ。
- 燃料タンク内の燃料を燃料タンク外に吐出する燃料ポンプであり、
燃料タンク内の燃料を吸引して昇圧する第1の再生ポンプと、
第1の再生ポンプで昇圧された燃料をさらに昇圧して吐出する第2の再生ポンプと、を有しており、
第1の再生ポンプは、回転軸から所定の距離に形成された羽根溝部と、その羽根溝部に対向する領域を上流端から下流端まで伸びるポンプ流路と、を有しており、
第2の再生ポンプは、回転軸から所定の距離に形成された羽根溝部と、その羽根溝部に対向する領域を上流端から下流端まで伸びるポンプ流路と、を有しており、
第1の再生ポンプの羽根溝部から回転軸までの距離は第2の再生ポンプの羽根溝部から回転軸までの距離よりも短く、かつ、第1の再生ポンプの羽根溝部はインペラの一方の面にのみ形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。 - インペラと、インペラを回転可能に収容するケーシングと、を備える燃料ポンプにおいて、
インペラの吸入側面には、第1羽根溝部と、その第1羽根溝部より外周側において、第1羽根溝部と同心状に配置された第2羽根溝部と、が形成されており、
インペラの吐出側面には、第2羽根溝部と連通する第3羽根溝部が形成されており、
インペラの吸入側面と対向するケーシング内面には、
第1羽根溝部と対向する領域を、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第1ポンプ通路と、
第2羽根溝部と対向する領域を、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第2ポンプ通路と、
第1ポンプ通路の下流端と第2ポンプ通路の上流端を連通する連通路と、が形成されており、
インペラの吐出側の面と対向するケーシング内面には、第3羽根溝部と対向する領域を、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第3ポンプ通路が形成されており、
第3ポンプ通路の開始端は、第1ポンプ通路の下流端と対応する位置に形成されているとともに、第3ポンプ通路の開始端近傍は、連通路と対応するように外周側に向かって伸びており、
第3ポンプ通路の開始端近傍は、開始端から外周側に向かうに従って、その断面積が拡大しており、
連通路は、第1ポンプ通路の下流端から第2ポンプ通路の上流端に向かうに従って、その断面積が縮小していることを特徴とする燃料ポンプ。
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