JP6679393B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ポンプケース内のポンプ室にインペラが収容されて成るウエスコポンプと、円筒状磁極部材が回転軸に同軸に結合されて成るロータならびに当該ロータを囲繞するステータを有するブラシレスモータとが、前記回転軸の一端部を前記インペラに相対回転不能に連結させて円筒状のハウジング内に収容され、前記ステータの外周および前記ハウジングの内周間に、前記ウエスコポンプから送出される燃料を流通させる通路が形成される燃料供給装置に関する。
ウエスコポンプと、そのウエスコポンプを駆動するブラシレスモータとが円筒状のハウジング内に収容され、ブラシレスモータのステータの外周およびハウジングの内周間に、ウエスコポンプから導出される燃料を導く通路が形成されるようにした燃料供給装置が、特許文献1で知られている。
特開2015−83828号公報
上記特許文献1で開示される燃料供給装置では、ウエスコポンプのポンプケースに、ブラシレスモータの回転軸線と平行に延びる燃料導出ポートが形成され、ウエスコポンプからブラシレスモータの通路への燃料の経路がクランク型狭路となっており、ウエスコポンプからブラシレスモータの通路への流れがスムーズではなく、ポンプ騒音を低減したい場合に仕様再考の余地がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ウエスコポンプからブラシレスモータの通路への燃料の流れをスムーズにすることができるようにした燃料供給装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ポンプケース内のポンプ室にインペラが収容されて成るウエスコポンプと、円筒状磁極部材が回転軸に同軸に結合されて成るロータならびに当該ロータを囲繞するステータを有するブラシレスモータとが、前記回転軸の一端部を前記インペラに相対回転不能に連結させて円筒状のハウジング内に収容され、前記ステータの一部を構成するステータコアが、環状ヨーク部と、前記回転軸の軸線を中心として放射状に配置されて前記環状ヨーク部の内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所に連設される複数個のティース部とから成り、前記環状ヨーク部の外周の前記ティース部に対応した複数箇所に前記回転軸の軸線に沿う方向に延びる凹溝が形成され、前記ステータの外周および前記ハウジングの内周間に、前記ウエスコポンプから送出される燃料を流通させる通路が形成される燃料供給装置において、前記ブラシレスモータ側に燃料を導出するようにして前記ポンプケースに設けられる燃料導出ポートが、当該燃料導出ポートの前記ポンプ室への開口端から前記インペラの回転方向にずれた位置に前記ブラシレスモータ側への開口端が位置するように形成され、前記燃料導出ポートからの燃料導出領域に前記通路が配置され、前記燃料導出ポートからの燃料導出方向が、前記複数の前記凹溝のうち少なくとも1つの特定の凹溝に指向するように前記ブラシレスモータおよび前記ウエスコポンプの周方向相対位置が定められ、前記特定の凹溝と、前記ハウジングの内周とで前記通路が形成され、前記ポンプケースの前記ブラシレスモータ側に臨む外面に、前記通路側に燃料を導くガイド溝が、前記燃料導出ポートの前記ブラシレスモータ側の開口端に連なって形成され、前記ステータコアに装着される樹脂製のボビンならびに該ボビンの前記ウエスコポンプ側の端部を覆う樹脂製の被覆部の少なくとも一方に、前記特定の凹溝側に燃料を導く整流部が、前記ガイド溝に対向して形成されることを第1の特徴とする。
さらに本発明は、第1の特徴の構成に加えて、前記ハウジングが、内燃機関で駆動される自動二輪車の車体フレームに搭載される機関本体および燃料タンクの外方に、前記回転軸の軸線に関して前記機関本体とは反対側に前記通路を有するようにして配置されることを第の特徴とする。
なお実施の形態の第2の通路41が本発明の通路に対応し、実施の形態の第1の被覆部22が本発明の被覆部に対応する。
本発明の第1の特徴によれば、前記ポンプケースに設けられる燃料導出ポートが、ポンプ室への開口端からインペラの回転方向にずれた位置でブラシレスモータ側に開口するように形成されており、ステータの外周およびハウジングの内周間に形成される通路が、燃料導出ポートからの燃料導出領域に配置されるので、ウエスコポンプからブラシレスモータへの燃料の流れをスムーズとし、燃料流による自己発生音を抑制して静かな燃料供給装置とすることができる。
た、ステータコアにおける環状ヨーク部の外周のティース部に対応した複数箇所に形成されて回転軸の軸線に沿う方向に延びる凹溝のうち少なくとも1つの特定の凹溝と、ハウジングの内周とで通路が形成され、燃料導出ポートからの燃料導出方向が特定の凹溝に指向するので、燃料導出ポートから導出された燃料がスムーズに通路側に導かれることになり、しかもステータコアおよびハウジング間に、ハウジングの大径化を回避しつつ通路を形成することができる。
また、燃料導出ポートのブラシレスモータ側の開口端に連なるガイド溝が、通路側に燃料を導くようにしてポンプケースのブラシレスモータ側の外面に形成されるので、燃料導出ポートから導出された燃料が通路側によりスムーズに導かれることになる。
また、ステータコアに装着される樹脂製のボビンならびに該ボビンのウエスコポンプ側の端部を覆う樹脂製の被覆部の少なくとも一方に、特定の凹溝側に燃料を導く整流部がガイド溝に対向して形成されるので、ガイド溝から特定の凹溝側に燃料がスムーズに流れることになる。
さらに本発明の第の特徴によれば、ハウジングが、回転軸の軸線に関して機関本体とは反対側に通路を有するようにして配置されるので、通路を流れる燃料に機関本体側からの輻射熱が及ぶことを防止し、通路を流通する燃料の沸騰、気化を抑制することができる。
燃料供給装置の縦断面図である。 図1の2−2線断面図である。 ポンプケースの内側ケース半体を図1の3−3線矢視方向から見た正面図である。 被覆部が無い状態(a)ならびに被覆部が在る状態(b)でブラシレスモータの一部およびウエスコポンプを示す斜視図である。 自動二輪車の側面図である。
本発明の実施の形態について添付の図1〜図5を参照しながら説明すると、先ず図1において、この燃料供給装置4は、ウエスコポンプ5と、該ウエスコポンプ5を駆動するブラシレスモータ6とが、中空の円筒状である共通のハウジング7に収容、結合されて成る。
前記ウエスコポンプ5は、放射状の多数の溝8を外周に有するインペラ9と、そのインペラ9の外周を臨ませるようにして円弧状に延びるポンプ室10を有して前記インペラ9を回転可能に収納するポンプケース11とを備える。前記ポンプケース11は、外側ケース半体12と、内側ケース半体13とで分割構成されており、外側ケース半体12および内側ケース半体13間に前記インペラ9が介装されるとともに前記ポンプ室10が画成される。
前記ポンプケース11は、軸方向外方に臨んで前記ハウジング7の内面に形成される第1の環状段部7aと、前記ハウジング7の一端部に形成される第1のかしめ加工部7bとで挟持されるようにして、前記ハウジング7の一端部に収容される。
前記ブラシレスモータ6は、ステータコア15ならびにボビン17を介して前記ステータコア15に巻装されるコイル16で構成されるステータ18と、そのステータ18内に配置されるロータ19とを有する。
図2を併せて参照して、前記ステータコア15は複数枚の磁性鋼板14(図1参照)が積層状態で相互に結合されて成るものであり、環状ヨーク部15aと、前記ロータ19の回転軸28の軸線を中心として放射状に配置されて前記環状ヨーク部15aの内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所に連設される複数個たとえば6個の略T字状のティース部15bとから成り、前記環状ヨーク部15aの外周の前記ティース部15bに対応した複数箇所には前記回転軸28の軸線に沿う方向に延びる凹溝20が形成される。
このステータコア15には、3相(U相、V相、W相)に分かれた少なくとも一組の前記コイル16がボビン17を介して巻装されるものであり、前記コイル16は、前記ティース部15bに対応した巻線部16aを有し、複数たとえば6つの巻線部16aの巻き付け数は同一に設定される。
前記コイル16には3個の接続端子21が接続されており、それらの接続端子21は、前記ボビン17に差し込んで支持される。また前記ステータ18における前記ボビン17の前記ウエスコポンプ5側の端部は樹脂から成る第1の被覆部22で覆われ、前記ボビン17の前記ウエスコポンプ5とは反対側の端部は樹脂製の第2の被覆部23で覆われ、第2の被覆部23は、樹脂製の第3の被覆部24で覆われる。
第2の被覆部23には、前記接続端子21の前記ボビン17からの突出部の一部をそれぞれ覆う3つの端子被覆部23aが一体に形成され、前記接続端子21の前記ボビン17とは反対側の端部は前記端子被覆部23aから突出される。また第3の被覆部24は、第2の被覆部23に当接する複数の当接脚部24aを一体に有して第2の被覆部23とは別体に形成されており、この第3の被覆部24には、第2の被覆部23の前記端子被覆部23aをそれぞれ嵌合させる3つの嵌合孔25が、前記接続端子21の前記ボビン17とは反対側の端部を第3の被覆部24から外部に突出させるようにして設けられる。
前記ブラシレスモータ6は、前記ステータコア15の前記ウエスコポンプ5と反対側の端面と面一にして前記ハウジング7の内周に形成される第2の環状段部7cに前記第2の被覆部23を当接させるようにして前記ウエスコポンプ5とは反対側から前記ハウジング7に挿入され、前記ハウジング7の他端部に形成される第2のかしめ加工部7dを第3の被覆部24に係合することで、前記ブラシレスモータ6が前記ハウジング7に内蔵される。
前記ロータ19は、樹脂および磁粉の混合材料の射出成形による円筒状磁極部材27に回転軸28が同軸にモールド結合されて成る。
前記回転軸28の一端部は、前記ポンプケース11との間に第1の滑り軸受29を介在させて前記ポンプケース11内に突入される。前記ポンプケース11内で前記回転軸28にインペラ9が相対回転不能に連結されるものであり、この実施の形態では、前記インペラ9の中央部には非円形の取付け孔30が設けられ、前記インペラ9に対応する部分で前記回転軸28の一端部には、前記取付け孔30の断面形状に対応した断面形状の非円形部28aが設けられる。前記非円形部28aが前記取付け孔30に挿入されることで、前記インペラ9が前記回転軸28の多少の傾きを許す程度の遊びを持って前記回転軸28に相対回転不能に連結され、前記ポンプケース11の前記外側ケース半体12および前記内側ケース半体13で前記インペラ9の軸方向に沿う移動が阻止される。
前記ポンプケース11の前記内側ケース半体13には、前記回転軸28を同軸に囲繞する円筒状の軸受ハウジング13aが一体に設けられており、その軸受ハウジング13aおよび前記回転軸28間に、第1の滑り軸受29が介装される。また前記回転軸28の他端部は、第2の被覆部23に第2の滑り軸受31を介して回転自在に支持される。
前記ポンプケース11における前記外側ケース半体12には、前記ポンプ室10の周方向一端部に通じる吸込ポート32が設けられ、前記内側ケース半体13には、前記ポンプ室10の周方向他端部に通じるとともに前記ブラシレスモータ6側に燃料を導出する燃料導出ポート33が設けられる。しかも外側ケース半体12には、前記吸込ポート32に直接連通する円筒状の吸込管12aが外向きに一体に突設されるととともに、ポンプケース11内でのポンプ作用に伴って生じた気泡を排出するための脱気孔(図示せず)が形成される。
前記ブラシレスモータ6における前記ロータ19および前記ステータ18間には、前記燃料導出ポート33に通じる第1の通路35が形成され、第2の被覆部23には、前記第1の通路35に通じるようにしつつ前記第2の滑り軸受31の周囲に配置される複数の通路孔36が設けられ、第2および第3の被覆部23,24間には、前記通路孔36に通じる燃料出口室37が形成される。しかも第3の被覆部24には、ポンプ作動時に高圧燃料を吐出するための円筒状の吐出管24bが一体に突設され、その吐出管24b内には、前記燃料出口室37から前記吐出管24bの先端の燃料吐出口38側へのみ燃料の流動を許容する逆流防止用のチェック弁39が収納される。
図3を併せて参照して、前記ポンプケース11における前記内側ケース半体13に設けられる前記燃料導出ポート33は、当該燃料導出ポート33の前記ポンプ室10への開口端33aから前記インペラ9の回転方向40にずれた位置で前記ブラシレスモータ6側への開口端33bが位置するように形成される。また前記ステータ18の外周および前記ハウジング7の内周間に、前記ウエスコポンプ5の前記燃料導出ポート33から送出される燃料を流通させる第2の通路41が形成される。
前記第2の通路41は、前記燃料導出ポート33からの燃料導出領域A(図2参照)に配置される。すなわち前記ポンプケース11における前記内側ケース半体13の前記ブラシレスモータ6側に臨む外面には、前記燃料導出ポート33の前記ブラシレスモータ6側の開口端に連なるガイド溝42が前記回転軸28の軸線を中心とした円弧状に形成されており、前記燃料導出領域Aは、前記開口端33bから前記ガイド溝42を経てブラシレスモータ6側に導出される燃料の導出方向に対応して画成され、このような燃料導出領域Aに第2の通路41は配置される。
ところで前記ステータ18の一部を構成する前記ステータコア15の外周の前記ティース部15bに対応した複数箇所(この実施の形態では6箇所)には前記回転軸28の軸線に沿う方向に延びる凹溝20が形成されており、それらの凹溝20のうち少なくとも1つの特定の凹溝20、この実施の形態では前記燃料導出領域Aに在る2つの凹溝20と、前記ハウジング7の内周とで第2の通路41が形成され、それらの第2の通路41には、前記燃料導出ポート33からの燃料が前記ガイド溝42によって導かれる。
前記第2の通路41の前記ウエスコポンプ5とは反対側の端部は、前記第2の通路41に対応した部分で前記第2の被覆部23の外周および前記ハウジング7の内周間に形成される連通路43を介して前記燃料出口室37に連通される。すなわち第1および第2の通路35,41を流れる燃料は、前記燃料出口室37で合流して前記チェック弁39側に流れる。
前記ステータコア15に装着される樹脂製のボビン17ならびに該ボビン17の前記ウエスコポンプ5側の端部を覆う樹脂製の第1の被覆部22の少なくとも一方には、前記特定の凹溝20側に燃料を導く整流部44が、前記ガイド溝42に対向して形成される。この実施の形態では、前記燃料導出ポート33の前記ブラシレスモータ6側の開口端に連なるとともに前記回転軸28の軸線を中心とした円弧状として前記ポンプケース11の内側ケース半体13に形成されるガイド溝42が、図4(a)で示すように、前記燃料導出領域Aを構成するようにしつつ前記ボビン17の前記ウエスコポンプ5側の端部に臨むように配置されており、このガイド溝42からの燃料導出方向46に対応する第1の被覆部22の外周には、図4(b)で示すように、前記燃料導出領域Aに在る2つの特定の凹溝20にそれぞれ燃料を導く2つの整流部44が形成される。しかもそれらの整流部44は、前記燃料導領域Aからの燃料が前記特定の凹溝20の長手方向(回転軸28の軸線に沿う方向)にスムーズに方向転換することができるようにして前記燃料導出方向46に進むにつれて前記特定の凹溝20に近接するように傾斜して前記燃料導出方向46に臨むガイド面44aを一側面に有しつつ、前記特定の凹溝20に適合するように流路面積を絞るようにした漏斗状に形成される。
なお6個の前記凹溝20のうち前記2つの特定の凹溝20を除く残余の凹溝20の前記ウエスコポンプ5側の端部は第1の被覆部22で閉じられており、前記残余の凹溝20を燃料が流通することはない。
また前記燃料導出ポート33からの燃料導出方向46が、前記特定の凹溝20に指向するように前記ブラシレスモータ6および前記ウエスコポンプ5の周方向相対位置が定められるものであり、この実施の形態では、前記ポンプケース11の外面および前記第1の被覆部22の外面に形成されたキー溝45に、前記ハウジング7の内面に一体に突設される位置決め突起7eが嵌合されることで前記ブラシレスモータ6および前記ウエスコポンプ5の周方向相対位置が定められる。
図5において、自動二輪車Vの車体フレームFには、後輪WRを駆動する動力を発揮する内燃機関Eが搭載されるとともに、その内燃機関Eの上方に配置される乗車用シート47が開閉可能に支持され、その乗車用シート47で上方から覆われる燃料タンク48が前記車体フレームFの後部に支持される。前記内燃機関Eの機関本体49に接続される吸気装置50は、その一部を構成するスロットルボディ51を有して前記機関本体49から後方に延出される。
本発明に従う前記燃料供給装置4の前記ハウジング7は、前記機関本体49および燃料タンク48の外方に、前記回転軸28の軸線に関して前記機関本体49とは反対側に前記第2の通路41を有するようにして配置されるものであり、この実施の形態では、前記機関本体49の上方で前記スロットルボディ51に前記ハウジング7が支持されており、前記スロットルボディ51に支持された状態で前記第2の通路41は前記ハウジング7内の上部に配置される。
次にこの実施の形態の作用について説明すると、ブラシレスモータ6側に燃料を導出するようにしてポンプケース11の内側ケース半体13に設けられる燃料導出ポート33が、当該燃料導出ポート33のポンプ室10への開口端33aからインペラ9の回転方向40にずれた位置にブラシレスモータ6側への開口端33bが位置するように形成され、燃料導出ポート33からの燃料導出領域Aに、ステータ18の外周およびハウジング7の内周間に形成される第2の通路41が配置されるので、ウエスコポンプ5からブラシレスモータ6への燃料の流れをスムーズとし、燃料流による自己発生音を抑制して静かな燃料供給装置4とすることができる。
またステータ18の一部を構成するステータコア15が、環状ヨーク部15aと、回転軸28の軸線を中心として放射状に配置されて前記環状ヨーク部15aの内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所に連設される複数個のティース部15bとから成り、前記環状ヨーク部15aの外周の前記ティース部15bに対応した複数箇所に前記回転軸28の軸線に沿う方向に延びる凹溝20が形成され、前記燃料導出ポート33からの燃料導出方向46が、前記複数の凹溝20のうち少なくとも1つ(この実施の形態では2つ)の特定の凹溝20に指向するように前記ブラシレスモータ6および前記ウエスコポンプ5の周方向相対位置が定められ、前記特定の凹溝20と、前記ハウジング7の内周とで前記第2の通路41が形成されるので、燃料導出ポート33から導出された燃料がスムーズに第2の通路41側に導かれることになり、しかもステータコア15およびハウジング7間に、ハウジング7の大径化を回避しつつ第2の通路41を形成することができる。
またポンプケース11のブラシレスモータ6側に臨む外面に、前記第2の通路41側に燃料を導くガイド溝42が、燃料導出ポート33のブラシレスモータ6側の開口端33bに連なって形成されるので、燃料導出ポート33から導出された燃料が第2の通路41側によりスムーズに導かれることになる。
またステータコア15に装着される樹脂製のボビン17ならびに該ボビン17のウエスコポンプ5側の端部を覆う樹脂製の第1の被覆部22の少なくとも一方、この実施の形態では第1の被覆部22に、前記特定の凹溝20側に燃料を導く整流部44が、前記ガイド溝42に対向して形成されるので、ガイド溝42から特定の凹溝20すなわち第2の通路41側に燃料がスムーズに流れることになる。
さらに自動二輪車Vの車体フレームFに搭載される機関本体49および燃料タンク48の外方に、回転軸28の軸線に関して前記機関本体49とは反対側に前記第2の通路41を有するようにしてハウジング7が配置されるので、第2の通路41を流れる燃料に機関本体49側からの輻射熱が及ぶことを防止し、第2の通路41を流通する燃料の沸騰、気化を抑制することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
4・・・燃料供給装置
5・・・ウエスコポンプ
6・・・ブラシレスモータ
7・・・ハウジング
9・・・インペラ
10・・・ポンプ室
11・・・ポンプケース
15・・・ステータコア
15a・・・環状ヨーク部
15b・・・ティース部
17・・・ボビン
18・・・ステータ
19・・・ロータ
20・・・凹溝
22・・・被覆部
27・・・円筒状磁極部材
28・・・回転軸
33・・・燃料導出ポート
33a・・・燃料導出ポートのポンプ室への開口端
33b・・・燃料導出ポートのポブラシレスモータ側への開口端
40・・・インペラの回転方向
41・・・通路
42・・・ガイド溝
44・・・整流部
46・・・燃料導出方向
48・・・燃料タンク
49・・・機関本体
A・・・燃料導出領域
F・・・車体フレーム
V・・・自動二輪車

Claims (2)

  1. ポンプケース(11)内のポンプ室(10)にインペラ(9)が収容されて成るウエスコポンプ(5)と、円筒状磁極部材(27)が回転軸(28)に同軸に結合されて成るロータ(19)ならびに当該ロータ(19)を囲繞するステータ(18)を有するブラシレスモータ(6)とが、前記回転軸(28)の一端部を前記インペラ(9)に相対回転不能に連結させて円筒状のハウジング(7)内に収容され、前記ステータ(18)の一部を構成するステータコア(15)が、環状ヨーク部(15a)と、前記回転軸(28)の軸線を中心として放射状に配置されて前記環状ヨーク部(15a)の内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所に連設される複数個のティース部(15b)とから成り、前記環状ヨーク部(15a)の外周の前記ティース部(15b)に対応した複数箇所に前記回転軸(28)の軸線に沿う方向に延びる凹溝(20)が形成され、前記ステータ(18)の外周および前記ハウジング(7)の内周間に、前記ウエスコポンプ(5)から送出される燃料を流通させる通路(41)が形成される燃料供給装置において、
    前記ブラシレスモータ(6)側に燃料を導出するようにして前記ポンプケース(11)に設けられる燃料導出ポート(33)が、当該燃料導出ポート(33)の前記ポンプ室(10)への開口端(33a)から前記インペラ(9)の回転方向(40)にずれた位置に前記ブラシレスモータ(6)側への開口端(33b)が位置するように形成され、前記燃料導出ポート(33)からの燃料導出領域(A)に前記通路(41)が配置され
    前記燃料導出ポート(33)からの燃料導出方向(46)が、前記複数の前記凹溝(20)のうち少なくとも1つの特定の凹溝(20)に指向するように前記ブラシレスモータ(6)および前記ウエスコポンプ(5)の周方向相対位置が定められ、前記特定の凹溝(20)と、前記ハウジング(7)の内周とで前記通路(41)が形成され、
    前記ポンプケース(11)の前記ブラシレスモータ(6)側に臨む外面に、前記通路(41)側に燃料を導くガイド溝(42)が、前記燃料導出ポート(33)の前記ブラシレスモータ(6)側の開口端(33b)に連なって形成され、
    前記ステータコア(15)に装着される樹脂製のボビン(17)ならびに該ボビン(17)の前記ウエスコポンプ(5)側の端部を覆う樹脂製の被覆部(22)の少なくとも一方に、前記特定の凹溝(20)側に燃料を導く整流部(44)が、前記ガイド溝(42)に対向して形成されることを特徴とする燃料供給装置。
  2. 前記ハウジング(7)が、自動二輪車(V)の車体フレーム(F)に搭載される機関本体(49)および燃料タンク(48)の外方に、前記回転軸(28)の軸線に関して前記機関本体(49)とは反対側に前記通路(41)を有するようにして配置されることを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。
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