JP7215979B2 - Fuel pump - Google Patents
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本発明は、モータ部と、そのモータ部で駆動されるポンプ部とを備えた燃料ポンプ、特にポンプ部が、相互間にインペラ収容室を画成するようにして互いに接合されるポンプケース本体およびポンプカバーよりなるポンプケースと、インペラ収容室に回転摺動可能に収容され且つモータ部で回転駆動される円板状のインペラとを備えていて、そのインペラが、インペラの外周部又は外周端寄りの径方向中間部位に周方向に並ぶ複数の放射状の羽根を有しており、ポンプカバーが、インペラの回転軸線に略沿うよう延びて外部の燃料を吸入可能な燃料吸入口と、その燃料吸入口に一端が連なり且つインペラの羽根の配列方向に沿うようにポンプカバーのインペラとの摺動面に凹設され、燃料吸入口からの吸入燃料を羽根と協働して加圧する溝状のポンプ流路と、そのポンプ流路を流れる燃料中の気泡を排出可能な脱気孔とを有していて、ポンプ流路を流れる加圧燃料がポンプケースの燃料吐出口からモータ部内に吐出可能である燃料ポンプに関する。 The present invention provides a fuel pump having a motor section and a pump section driven by the motor section, particularly a pump case body and a pump case body in which the pump section is joined to each other so as to define an impeller housing chamber therebetween. A pump case comprising a pump cover and a disk-shaped impeller rotatably and slidably housed in the impeller housing chamber and rotationally driven by a motor section are provided, and the impeller is located at or near the outer periphery of the impeller. The pump cover has a plurality of radial vanes arranged in the circumferential direction at a radially intermediate portion of the impeller, and the pump cover has a fuel intake port extending substantially along the rotation axis of the impeller and capable of sucking external fuel, and the fuel suction port. A groove-shaped pump that is recessed in the sliding surface of the pump cover with the impeller so that one end continues to the mouth and along the arrangement direction of the impeller blades, and pressurizes the fuel sucked from the fuel inlet in cooperation with the blades. It has a channel and a degassing hole capable of discharging air bubbles in the fuel flowing through the pump channel, and the pressurized fuel flowing through the pump channel can be discharged into the motor section from the fuel discharge port of the pump case. Regarding the fuel pump.
上記燃料ポンプは、例えば特許文献1に開示されるように従来公知であり、このものでは、ポンプカバーのインペラとの摺動面に設けられた溝状のポンプ流路が、溝底面の深さが燃料吸入口からインペラの回転方向前側に向かって徐々に浅くなる溝勾配を有する深さ変化流路部と、その深さ変化流路部の下流端に連なり且つ溝底面の深さが流路方向全域に亘り一定である深さ一定流路部とを備えていて、深さ一定流路部の途中に脱気孔が開口している。 The above-mentioned fuel pump is conventionally known, for example, as disclosed in Patent Document 1. In this fuel pump, a groove-shaped pump flow path provided on the sliding surface of the pump cover with the impeller extends to the depth of the bottom surface of the groove. has a groove gradient that gradually becomes shallower from the fuel intake toward the front side in the rotational direction of the impeller, and the depth-changing flow path continues to the downstream end of the depth-changing flow path and the depth of the groove bottom surface is the flow path. A constant-depth channel portion that is constant over the entire direction is provided, and a degassing hole is opened in the middle of the constant-depth channel portion.
特許文献1の燃料ポンプでは、ポンプカバーに設けた上記ポンプ流路の、燃料吸入口に連なる上流側部分が、インペラの回転方向前側に向かって徐々に浅くなる深さ変化流路部とされるため、燃料吸入口からポンプ流路に向かう燃料の流れ方向が、インペラの回転軸線に沿う方向からインペラの回転方向へと方向変化する際に、その変化が比較的緩やかなものとなる。これにより、燃料が急減速したり激しい乱流を生じたりすることが極力抑えられて、燃料中のベーパー発生が抑制される。この場合、ポンプ流路の溝底面において、深さ変化流路部の下流端と、深さ一定流路部の上流端とは高低差無く接続されていて、溝底面に沿って燃料がスムーズに流れるようになっている。 In the fuel pump of Patent Document 1, the upstream portion of the pump flow path provided in the pump cover, which is connected to the fuel suction port, is a depth-changing flow path portion that gradually becomes shallower toward the front in the rotational direction of the impeller. Therefore, when the direction of fuel flow from the fuel inlet to the pump flow path changes from the direction along the rotation axis of the impeller to the direction of rotation of the impeller, the change is relatively gentle. As a result, the rapid deceleration of the fuel and the generation of violent turbulence are suppressed as much as possible, and the generation of vapor in the fuel is suppressed. In this case, the downstream end of the variable-depth channel portion and the upstream end of the constant-depth channel portion are connected to each other without any height difference on the bottom surface of the groove of the pump channel, so that the fuel flows smoothly along the bottom surface of the groove. flowing.
ところで高温時には、例えば燃料吸入口の上流側に配置されるフィルタを燃料が通過する場合等に、大量のベーパーが発生し、大量のベーパーが燃料吸入口からポンプ流路側に一時に流入する事態が起きる可能性がある。この場合には、例えば図6に例示したように、大量のベーパーがインペラの羽根溝内に充満することで、インペラの羽根溝(即ち隣接する羽根間の溝)内に液体燃料を導入できなくなって、インペラによる燃料加圧、延いては燃料ポンプからの燃料吐出が困難となる虞れがある。 By the way, when the temperature is high, for example, when the fuel passes through a filter arranged upstream of the fuel inlet, a large amount of vapor is generated, and a large amount of vapor may flow from the fuel inlet into the pump channel at one time. could happen. In this case, as illustrated in FIG. 6, for example, a large amount of vapor fills the impeller blade grooves, making it impossible to introduce liquid fuel into the impeller blade grooves (that is, the grooves between adjacent blades). As a result, it may become difficult to pressurize the fuel by the impeller and, in turn, to discharge the fuel from the fuel pump.
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、大量のベーパーがポンプ流路に流入しても、インペラによる燃料加圧を支障なく行えるようし、併せて、十分なポンプ容量を確保可能とした燃料ポンプを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above. The object is to provide a fuel pump.
上記目的を達成するために、本発明は、モータ部と、そのモータ部で駆動されるポンプ部とを備え、前記ポンプ部は、相互間にインペラ収容室を画成するようにして互いに接合されるポンプケース本体およびポンプカバーよりなるポンプケースと、前記インペラ収容室に回転摺動可能に収容され且つ前記モータ部で回転駆動される円板状のインペラとを備えていて、そのインペラが、該インペラの外周部又は外周端寄りの径方向中間部位に周方向に並ぶ複数の放射状の羽根を有しており、前記ポンプカバーは、インペラの回転軸線に略沿うよう延びて外部の燃料を吸入可能な燃料吸入口と、その燃料吸入口に一端が連なり且つ前記羽根の配列方向に沿うように前記ポンプカバーの前記インペラとの摺動面に凹設され、該燃料吸入口からの吸入燃料を前記羽根と協働して加圧する溝状のポンプ流路と、そのポンプ流路を流れる燃料中の気泡を排出可能な脱気孔とを有していて、前記ポンプ流路を流れる加圧燃料が前記ポンプケースの燃料吐出口から前記モータ部内に吐出可能である燃料ポンプにおいて、前記ポンプ流路は、溝底面の深さが前記燃料吸入口から前記インペラの回転方向前側に向かって徐々に浅くなる溝勾配を有する深さ変化流路部と、その深さ変化流路部の下流端に連なり且つ溝底面の深さが流路方向全域に亘り一定である深さ一定流路部とを備えていて、前記深さ変化流路部の下流端部には、該深さ変化流路部のうち溝底面の深さが最も浅く且つ前記深さ一定流路部の溝底面の深さよりも浅い最浅部分が形成され、前記最浅部分の下流に形成され且つ該最浅部分の溝底面の深さよりも深い前記深さ一定流路部の途中、又はその深さ一定流路部よりも下流側の前記ポンプ流路に、前記脱気孔の入口が開口していることを第1の特徴とする。
To achieve the above object, the present invention comprises a motor section and a pump section driven by the motor section, the pump sections being joined together so as to define an impeller housing chamber therebetween. a pump case comprising a pump case main body and a pump cover; and a disk-shaped impeller rotatably and slidably accommodated in the impeller accommodation chamber and driven to rotate by the motor section. The impeller has a plurality of radial blades arranged in the circumferential direction at the outer peripheral portion of the impeller or at a radially intermediate portion near the outer peripheral end, and the pump cover extends substantially along the rotation axis of the impeller and can suck external fuel. a fuel inlet, and one end of which is continuous with the fuel inlet and recessed in the sliding surface between the impeller and the pump cover along the arrangement direction of the blades. It has a groove-shaped pump channel that pressurizes in cooperation with the vanes, and a degassing hole that can discharge air bubbles in the fuel flowing through the pump channel. In the fuel pump capable of discharging fuel into the motor section from a fuel discharge port of a pump case, the depth of the groove bottom surface of the pump channel is a groove that gradually becomes shallower from the fuel suction port toward the front side in the rotational direction of the impeller. A variable depth channel portion having a slope, and a constant depth channel portion connected to the downstream end of the variable depth channel portion and having a constant depth of the bottom surface of the groove throughout the direction of the channel. , at the downstream end of the variable-depth channel portion, the groove bottom surface of the variable-depth channel portion has the shallowest depth and is shallower than the constant-depth channel portion. A shallow portion is formed in the middle of the constant-depth channel portion formed downstream of the shallowest portion and deeper than the depth of the groove bottom surface of the shallowest portion, or downstream of the constant-depth channel portion. The first feature is that the inlet of the degassing hole is open to the pump flow path of the.
また本発明は、第1の特徴に加えて、前記深さ変化流路部の下流端部には、該深さ変化流路部の流路方向中間部の溝底面よりも前記溝勾配が急峻な急勾配部が、前記最浅部分に連ねて形成されることを第2の特徴とする。 In the present invention, in addition to the first feature, the groove gradient is steeper at the downstream end portion of the variable depth channel portion than at the bottom surface of the groove at the intermediate portion in the channel direction of the variable depth channel portion. A second feature is that a steep slope portion is formed continuously with the shallowest portion.
また本発明は、第1又は第2の特徴に加えて、前記インペラの回転軸線と直交する投影面で見て、該回転軸線と前記燃料吸入口の中心とを結ぶ仮想直線と、該回転軸線と前記脱気孔の中心とを結ぶ仮想直線とがなす角度が、120度以上であることを第3の特徴とする。 Further, in addition to the first or second feature, the present invention includes an imaginary straight line connecting the rotational axis of the impeller and the center of the fuel inlet when viewed in a projection plane orthogonal to the rotational axis of the impeller, and the rotational axis. A third feature is that an angle formed by an imaginary straight line connecting the center of the air-releasing hole and the center of the air-releasing hole is 120 degrees or more.
また、本発明は、第1~第3の何れかの特徴に加えて、前記最浅部分の溝底面の深さが0.6mm以下に設定されていることを第4の特徴とする。 Further, according to the present invention, in addition to any one of the first to third features, a fourth feature is that the depth of the bottom surface of the groove at the shallowest portion is set to 0.6 mm or less.
本発明及び本明細書において、「溝底面の深さ」とは、溝の横断面で見た底面のうち最も深い部位での、ポンプカバーのインペラとの摺動面(実施形態でポンプカバー上面)からの深さをいう。例えば、実施形態のように流路溝の底面が横断面円弧状の溝である場合には、溝底面の幅方向中央部の、上記摺動面からの深さをいう。 In the present invention and this specification, the "depth of the bottom surface of the groove" means the sliding surface of the pump cover with the impeller at the deepest part of the bottom surface of the groove as viewed in cross section (in the embodiment, the top surface of the pump cover ). For example, when the bottom surface of the flow channel groove is a groove having an arcuate cross section as in the embodiment, it refers to the depth of the widthwise central portion of the bottom surface of the groove from the sliding surface.
本発明において、「外周端寄りの径方向中間部位」とは、インペラの径方向中央位置(即ちインペラの半径の1/2を半径とする仮想円)よりも径方向外方側の部位をいう。 In the present invention, the “radial intermediate portion near the outer peripheral end” refers to a portion radially outward from the radial center position of the impeller (i.e., a virtual circle having a radius of 1/2 of the impeller radius). .
第1の特徴によれば、ポンプカバーのインペラとの摺動面に凹設されてインペラの羽根配列方向に沿って延びる溝状のポンプ流路は、溝底面の深さが燃料吸入口からインペラの回転方向前側に向かって徐々に浅くなる溝勾配を有する深さ変化流路部と、その深さ変化流路部の下流端に連なり且つ溝底面の深さが流路方向全域に亘り一定である深さ一定流路部とを備えるので、燃料吸入口からポンプ流路に向かう燃料の流れ方向が、インペラの回転軸線に沿う方向からインペラの回転方向へと転向する際に、その方向変化が比較的緩やかなものとなって、燃料が急減速したり激しい乱流を生じたりすることが抑えられ、これにより、燃料中のベーパー発生が抑制可能となる。 According to the first feature, the groove-shaped pump flow path, which is recessed in the sliding surface of the pump cover with the impeller and extends along the blade arrangement direction of the impeller, has a depth of the groove bottom surface extending from the fuel suction port to the impeller. A depth-changing channel portion having a groove gradient that gradually becomes shallower toward the front in the direction of rotation, and a bottom surface of the groove that continues to the downstream end of the variable-depth channel portion and has a constant depth throughout the channel direction. Since the constant depth channel portion is provided, when the direction of fuel flow from the fuel suction port to the pump channel changes from the direction along the rotation axis of the impeller to the direction of rotation of the impeller, the change in direction is minimized. It becomes relatively gentle, suppressing sudden deceleration of the fuel and severe turbulence, thereby suppressing the generation of vapor in the fuel.
また、燃料ポンプの運転環境によっては、大量のベーパーが燃料吸入口からインペラの羽根溝内に流入、充満することで羽根溝内に液体燃料を導入できなくなって、インペラによる燃料加圧が困難となることがあるが、第1の特徴によれば、深さ変化流路部の下流端部には、深さ変化流路部のうち溝底面の深さが最も浅く且つ深さ一定流路部の溝底面の深さよりも浅い最浅部分が形成され、その最浅部分の下流に形成され且つ該最浅部分の溝底面の深さよりも深い深さ一定流路部の途中、又はその深さ一定流路部よりも下流側のポンプ流路に脱気孔の入口が開口しているので、その深さ変化流路部の溝底面に沿って流れる液体燃料をインペラ側に効果的に寄せながら絞ることができ、その絞り効果で液体燃料を加速し且つインペラの羽根側に強く押し出すことができる。従って、その羽根溝内に導入された液体燃料で羽根溝内が加圧されて、羽根溝内のベーパーが脱気孔より徐々に排出され、その排出に伴い羽根溝内の液体燃料量が増えて、より多くの液体燃料が羽根溝内に導入され、最終的には羽根溝内が液体燃料で満たされるようになるため、大量のベーパー流入に因る燃料ポンプの加圧不良を解消可能となる。
かを外部から確認することができる。
Also, depending on the operating environment of the fuel pump, a large amount of vapor may flow into the impeller blade grooves from the fuel inlet and fill the impeller blade grooves. However, according to the first feature, at the downstream end of the variable depth channel portion, the constant depth channel portion having the shallowest depth of the groove bottom surface among the variable depth channel portions is provided. A shallowest portion that is shallower than the depth of the bottom of the groove is formed, and is formed downstream of the shallowest portion and is deeper than the depth of the bottom of the groove of the shallowest portion. Since the inlet of the degassing hole is open in the pump channel downstream of the constant channel portion, the liquid fuel flowing along the groove bottom surface of the depth varying channel portion is effectively drawn toward the impeller and throttled. The throttling effect accelerates the liquid fuel and pushes it strongly toward the blade side of the impeller. Therefore, the inside of the blade groove is pressurized by the liquid fuel introduced into the blade groove, and the vapor in the blade groove is gradually discharged from the degassing hole. , more liquid fuel is introduced into the blade grooves, and the blade grooves are finally filled with liquid fuel, so that it is possible to solve the pressurization failure of the fuel pump due to the inflow of a large amount of vapor. .
can be checked from the outside.
その上、深さ一定流路部の溝底面の深さを深さ変化流路部の最浅部分よりも深くしたことで、十分なポンプ吐出容量を確保可能となる。 Moreover, by making the depth of the bottom surface of the groove of the constant-depth channel portion deeper than the shallowest portion of the variable-depth channel portion, it is possible to secure a sufficient pump discharge capacity.
また第2の特徴によれば、深さ変化流路部の下流端部には、深さ変化流路部の流路方向中間部の溝底面よりも溝勾配が急峻な急勾配部が、最浅部分に連ねて形成されるので、この急勾配部により、深さ変化流路部の溝底面に沿って流れる液体燃料を、インペラの近傍においてより効果的にインペラ側に寄せることができる。従って、液体燃料をインペラの羽根側により強く押し出すことができるから、上記した大量のベーパー流入に因る燃料ポンプの加圧不良をより効果的に解消可能となる。 According to the second feature, the downstream end portion of the variable depth channel portion has a steeper groove slope than the bottom surface of the groove in the intermediate portion in the channel direction of the variable depth channel portion. Since it is formed continuously with the shallow portion, the liquid fuel flowing along the bottom surface of the groove of the depth-changing channel portion can be more effectively brought to the impeller side in the vicinity of the impeller by the steep slope portion. Therefore, the liquid fuel can be pushed out more strongly toward the blades of the impeller, so that it is possible to more effectively eliminate the pressurization failure of the fuel pump caused by the inflow of a large amount of vapor.
また、インペラの羽根溝内のベーパーの気泡は、インペラの回転に伴い羽根溝内の圧力が上昇するにつれて徐々に分割され、小さい気泡へと変化するが、特に第3の特徴によれば、インペラの回転軸線と直交する投影面で見て、該回転軸線と燃料吸入口の中心とを結ぶ仮想直線と、該回転軸線と脱気孔の中心とを結ぶ仮想直線とがなす角度が、120度以上に設定されるため、脱気孔の近傍では羽根溝内の圧力上昇が進んでベーパーの気泡が十分小さくなっている。従って、その小さくなったベーパーの気泡を脱気孔からスムーズに排出することができるから、上記した大量のベーパー流入に因る燃料ポンプの加圧不良を、より効果的に且つ迅速に解消可能となる。 Also, the vapor bubbles in the blade grooves of the impeller are gradually divided into small bubbles as the pressure inside the blade grooves increases as the impeller rotates. The angle formed by an imaginary straight line connecting the rotation axis and the center of the fuel inlet and an imaginary straight line connecting the rotation axis and the center of the vent hole is 120 degrees or more when viewed on a projection plane perpendicular to the rotation axis of , the pressure in the blade groove increases in the vicinity of the vent hole, and the bubbles in the vapor become sufficiently small. Therefore, the reduced vapor bubbles can be smoothly discharged from the degassing holes, so that the pressurization failure of the fuel pump due to the inflow of a large amount of vapor can be eliminated more effectively and quickly. .
また第4の特徴によれば、深さ変化流路部の下流端部は、これの最浅部分の溝底面の深さが0.6mm以下に設定されるので、上記最浅部分の溝底面をインペラの羽根に適度に近接させることができて、深さ変化流路部の溝底面に沿って流れる液体燃料を、より効果的にインペラ側に寄せながら絞ることができ、その絞り効果で液体燃料をより加速し且つインペラの羽根側により強く押し出すことができる。これにより、上記した大量のベーパー流入に因る燃料ポンプの加圧不良をより効果的に且つ迅速に解消可能となる。 According to the fourth characteristic, since the depth of the groove bottom surface of the shallowest portion of the downstream end portion of the depth-changing channel portion is set to 0.6 mm or less, the depth of the groove bottom surface of the shallowest portion can be appropriately brought close to the blades of the impeller, and the liquid fuel flowing along the bottom surface of the groove of the depth change flow passage can be more effectively squeezed toward the impeller side. The fuel can be accelerated more and pushed harder towards the blade side of the impeller. As a result, it is possible to more effectively and quickly solve the pressurization failure of the fuel pump caused by the inflow of a large amount of vapor.
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below based on the accompanying drawings.
先ず、図1~図4を参照して、第1実施形態について説明する。燃料ポンプPUは、車両(例えば自動車、自動二輪車等)に搭載のエンジンの燃料供給系に設けられて燃料をエンジンの燃料噴射装置に圧送するために使用されるものであって、例えば車載の燃料タンク(図示せず)内に、図1に示すような起立姿勢で設置、固定される。 First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. The fuel pump PU is provided in a fuel supply system of an engine mounted on a vehicle (for example, an automobile, a motorcycle, etc.) and is used to pump fuel to a fuel injection device of the engine. It is installed and fixed in a tank (not shown) in an upright position as shown in FIG.
燃料ポンプPUの一例を説明するに、それは、上下両端が開放した略円筒状に形成された金属製のハウジング10と、このハウジング10の開放上端を閉塞する合成樹脂製のカバー部材11と、ハウジング10の下部内周に嵌装されるポンプ部20と、そのポンプ部20の上側に隣接配置されると共にハウジング10の中間部の内周に嵌装されるモータ部30とを備えている。次にポンプ部20およびモータ部30について、順に具体的に説明する。
To explain an example of the fuel pump PU, it comprises a substantially
ポンプ部20としては、従来周知のカスケードポンプが採用され、それは、例えばハウジング10の下方側の開放端を閉じるようにハウジング10の下端部内周に嵌合、固定されるポンプケース21と、ポンプケース21内に回転摺動可能に収納されると共に後述するモータ軸31に連動回転する円板状のインペラ24とを備える。そのインペラ24の中心孔24h1には、モータ軸31の、回り止め用面取り31cを施された下端部が相対回転不能且つ抜差可能に挿入される。而して、モータ軸31の回転軸線Xは、インペラ24の回転軸線と一致する。
A conventionally well-known cascade pump is employed as the
ポンプケース21は、例えば円盤状のポンプケース本体22と、ポンプケース本体22の下面に隣接する円盤状のポンプカバー23とで分割構成されており、その両者22,23の相互の接合面間に、インペラ24を回転摺動可能に収容したインペラ収容室25が画成される。
The
ポンプケース21は、例えばハウジング10下部の下向き内周段部10sと、ハウジング10の開放下端を上向きにカシメ加工して形成された係止爪部10aとの間で、軸方向に挟圧、固定されており、その挟圧力でポンプケース本体22とポンプカバー23との接合面間が油密にシールされる。尚、その接合面間には、シール性を高めるために必要に応じて環状シールを介装してもよい。
The
インペラ24は、これの外周端寄りの径方向中間部位に、周方向に並ぶ多数の放射状の羽根24bを一体に有しており、相隣なる羽根24b間に放射状の羽根溝gが形成される。各羽根24bは、例えばインペラ24の径方向外方側から見てインペラ24の回転方向a前側に拡開するV字状(図4参照)に形成され、従って、各羽根溝gは、インペラ24の両側面に開口する傾斜溝となる。即ち、その溝gの開口方向は、インペラ24の回転方向aに向かってインペラ24の外側方側に傾斜した向きとなる。
The
尚、インペラ24の羽根24bは、図示例ではインペラ24の外周端寄りの径方向中間部位に設けたが、インペラ24の外周部に設けてもよい。またインペラ24の羽根24bは、図示例ではインペラ24の回転方向aに対し傾斜させたものを示したが、その回転方向aに対し直交させた羽根を用いてもよい。
In the illustrated example, the
ポンプカバー23は、インペラ24の回転軸線Xに略沿うよう延びて外部燃料(即ち燃料タンク内の燃料)を吸入可能な燃料吸入口23iと、その燃料吸入口23iに一端が連なり且つインペラ24の羽根24bの配列方向に沿うようポンプカバー23のインペラ24との摺動面(図示例では上面)に凹設されるC字溝状の第1ポンプ流路P1と、その第1ポンプ流路P1の途中に入口が開口する脱気孔26とを有する。脱気孔26の出口は、第1ポンプ流路P1を流れる燃料中の気泡を外部(即ち燃料ポンプPU外)に排出できるようにポンプカバー23の外面に開口する。而して、第1ポンプ流路P1は、本発明のポンプ流路の一例である。
The
一方、ポンプケース本体22は、第1ポンプ流路P1とインペラ24を挟んで対向するようにポンプケース本体22のインペラ24との摺動面に凹設される、C字溝状の第2ポンプ流路P2と、その第2ポンプ流路P2の下流端部をハウジング10内(特にモータ部30の内部空間)に連通させる燃料吐出口22oとを有する。第1,第2ポンプ流路P1,P2は、何れも横断面が略円弧状をなす溝形態に形成される。
On the other hand, the pump case
後述するように第1,第2ポンプ流路P1,P2は、回転するインペラ24の羽根24bと協働して、燃料吸入口23iからの吸入燃料を燃料吐出口22o側に押し込むように加圧するための加圧流路として機能する。そして、第1,第2ポンプ流路P1,P2内を流れる加圧燃料は、燃料吐出口22oからモータ部30内に導入される。
As will be described later, the first and second pump passages P1 and P2 cooperate with the
また第1ポンプ流路P1は、溝底面の深さが燃料吸入口23iからインペラ24の回転方向a前側に向かって徐々に浅くなる溝勾配を有する深さ変化流路部27と、その深さ変化流路部27の下流端に連なり且つ溝底面の深さd1が流路方向全域に亘り一定(例えば、本実施形態ではd1=0.6mm)である深さ一定流路部28とを備える。
Further, the first pump flow path P1 includes a depth changing
尚、本実施形態の深さ一定流路部28は、深さ変化流路部27の下流端から第1ポンプ流路P1の下流端近傍まで、溝底面の深さd1が流路方向全域に亘り一定となるように形成され、その深さ一定流路部28の途中に脱気孔26の入口が開口しているが、第1ポンプ流路P1の、脱気孔26近くの流路部分や脱気孔26より下流側の流路部分を、溝底面の深さが下流端に向かうにつれて徐々に浅く変化するように形成してもよい。
In addition, in the constant
また本実施形態では、深さ変化流路部27は、溝幅(即ち溝を横切る方向での溝開口面の幅)が燃料吸入口23iとの連通部で最大幅とされ、そこから下流側に向かうにつれて徐々に狭まるように形成される。一方、深さ一定流路部28は、横断面が略半円弧状に形成され、しかもその溝幅が深さ一定流路部28の流路方向略全域に亘り一定に形成されている。
Further, in the present embodiment, the groove width (that is, the width of the groove opening surface in the direction across the groove) of the depth-changing
そして、深さ変化流路部27の下流端部27dと、深さ一定流路部28の上流端部28uとの間には、深さ一定流路部28の溝底面の深さよりも下流端部27dの溝底面の深さを浅く変化させる段差部Sが介設される。しかも深さ変化流路部27の下流端部27dには、溝底面の深さが深さ変化流路部27の中で最も浅く且つそれの下流に形成された深さ一定流路部28の溝底面の深さよりも段差部S分だけ浅い最浅部分27dtが、段差部Sの高位側に連続して形成される。
Between the
さらに本実施形態の深さ変化流路部27の下流端部27dには、深さ変化流路部27の流路方向中間部の溝底面よりも上記溝勾配が急峻である急勾配部Zが、最浅部分27dtの上流端に連なるように形成されている。
Furthermore, at the
また、ポンプケース本体22の中心孔には金属(例えば洋白)製の第1軸受51が嵌着(例えば圧入)される。その第1軸受51には、モータ軸31の下端部が抜差可能に嵌合支持される。また、モータ軸31の上端部は、カバー部材11の内壁中央部に第2軸受52を介して回転自在に嵌合、支持される。
A
更にポンプケース本体22及びポンプカバー23の相対向面の中央部には、インペラ24を挟んで相対向する中央凹部22a,23aがそれぞれ形成される。それら中央凹部22a,23aは、インペラ24を上下に貫通する連通孔24h2を通して相互間が連通し、またモータ軸31の下端部や第1軸受51の下端部とも連通する。
Further,
次にモータ部30の一例について説明する。モータ部30としては、従来周知のブラシレスモータが採用され、それは、例えばハウジング10に外周部が固定(例えば圧入)された金属製のステータコア32と、そのステータコア32に固定されてステータコア32の少なくとも両端部を被覆する合成樹脂製のインシュレータ33と、そのインシュレータ33を介してステータコア32に巻回されたコイル34と、それらステータコア32及びコイル34と協働して回転力を生じさせる磁石35付きのロータ36と、そのロータ36と共に回転する前記モータ軸31とを備える。
Next, an example of the
ロータ36は、磁石35とモータ軸31間に介在して磁石35をモータ軸31に一体的に結合する合成樹脂製の円筒状の中間部材37を備える。この中間部材37としては、耐摩耗性に優れた合成樹脂材、例えばポリアセタール(POM)樹脂が選定される。
The
磁石35は、周方向で交互に並ぶN極・S極を有していて、中間部材37にこれの外周部を取り囲むように装着される。また中間部材37の内周部はモータ軸31の外周に固定され、その固定手段としては、例えば、圧入、接着、インサート成形等が適宜、採用可能である。
The
また中間部材37と第1軸受51との相対向面間には金属(例えばステンレス)製のワッシャ40が所定の挟持力(本実施形態では磁石35付きロータ36およびモータ軸31の総重量に相当するスラスト力)で挟持される。
Between the opposing surfaces of the
また上部のインシュレータ33からは、コイル34に通じる接続端子38が上方に延出している。そして、この接続端子38は、中間部がカバー部材11の貫通孔に圧入され、且つ上端部がカバー部材11の上方に突出して不図示の外部配線に着脱可能に接続できるようになっている。
A
またカバー部材11の上面には、モータ部30内の加圧燃料をエンジンの前記燃料噴射装置側に外部配管を介して吐出可能な燃料出口筒11oが上向きに突設される。この燃料出口筒11o内には、モータ部30内から外部配管側への一方向のみの燃料流動を許容する逆止弁41が設けられる。
On the upper surface of the
カバー部材11は、これの下端がハウジング10上部の上向き内周段部10s′に係合するまでハウジング10の上部内周に油密に嵌合、固定(例えば圧入)される。そして、ハウジング10の開放上端を下向きにカシメ加工して形成された係止爪部10a′が、カバー部材11の外周段部に係合することで、カバー部材11のハウジング10からの離脱が阻止される。
The
次に、第1実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
燃料ポンプPUのモータ部30に通電してモータ軸31を回転させると、ポンプ部20では、モータ軸31に連動してインペラ24が回転駆動される。すると、インペラ24の各羽根24bが燃料に及ぼす回転方向押圧力や遠心力により、第1,第2ポンプ流路P1,P2内では燃料が渦流を発生させながら下流側に流動すると共に徐々に加圧される。それに伴い、燃料吸入口23iに負圧が生じて、燃料タンク内の燃料が燃料吸入口23iから第1,第2ポンプ流路P1,P2の上流部に連続的に吸入され、これまたインペラ24により加圧される。
When the
かくして、モータ部30でポンプ部20のインペラ24を回転駆動すれば、燃料タンク内の燃料が燃料吸入口23iからポンプケース21内に吸入され、第1,第2ポンプ流路P1,P2を流れる間に徐々に加圧される。そして、その加圧燃料は、燃料吐出口22oよりモータ部30内へ吐出され、そこから更に逆止弁41を経て燃料出口筒11oより外部配管、延いてはエンジンの燃料噴射装置に圧送される。
Thus, when the
本実施形態のポンプ部20において、ポンプカバー23のインペラ24との摺動面に凹設されてインペラ24の羽根配列方向に沿って延びる溝状の第1ポンプ流路P1は、溝底面の深さが燃料吸入口23iからインペラ24の回転方向前側に向かって徐々に浅くなる溝勾配を有する深さ変化流路部27と、その深さ変化流路部27の下流端に連なり且つ溝底面の深さが流路方向全域に亘り一定である深さ一定流路部28とを備える。そのため、ポンプ部20の作動中、燃料吸入口23iから第1ポンプ流路P1に向かう燃料の流れ方向が、インペラ24の回転軸線Xに沿う方向からインペラ24の回転方向aへと転向する際に、その方向変化が比較的緩やかなものとなるので、燃料が急減速したり激しい乱流を生じたりすることが抑えられる。これにより、燃料中のベーパー発生が抑制可能となり、また万一、発生したベーパーは脱気孔26より速やかに排出可能である。
In the
ところで燃料ポンプPUの運転環境によっては(例えば高温時には)、ポンプ運転中に、燃料タンク内の例えばフィルタ等で発生した大量のベーパーが燃料吸入口23iからインペラ24の羽根溝g内に一時に流入、充満することで、羽根溝g内に液体燃料を導入できなくなって、インペラ24による燃料加圧が困難となることがある。
However, depending on the operating environment of the fuel pump PU (for example, when the temperature is high), a large amount of vapor generated in the fuel tank, for example, in a filter or the like, may flow into the blade grooves g of the
この事態を、例えば図6で示す比較例を参照して説明すると、大量のベーパーが、燃料吸入口23iからインペラ24の羽根溝g内に一時に流入したときに、その流入圧や比重差等により大量のベーパーが、図6に示すように羽根溝g内に流入、充満する一方、燃料吸入口23iからの流入液体燃料は、深さ変化流路部27及び深さ一定流路部28の溝底面に沿うよう層状に分布して羽根溝g内には流入しない流動態様となることがある。このとき、液体の液層とインペラ24との間にはベーパーの気泡層が介在していて、羽根溝g内にはベーパーの気泡のみが充満するため、インペラ24の回転によるも羽根溝g内は有効に加圧されず、羽根溝g内のベーパーはいつまでも排出されない。従って、インペラ24の回転に基づく燃料加圧、延いては燃料吐出口22oからの燃料吐出が困難となる。
This situation will be explained with reference to the comparative example shown in FIG. 6, for example. As a result, a large amount of vapor flows into and fills the blade groove g as shown in FIG. In some cases, the fluid is distributed in layers along the bottom surface of the groove and does not flow into the blade groove g. At this time, a vapor bubble layer exists between the liquid layer and the
これに対し、本実施形態では、図4の部分拡大図に示すように、深さ変化流路部27の下流端部27dと深さ一定流路部28との間に段差部Sが介設され、深さ変化流路部27の下流端部27dには、溝底面の深さが深さ変化流路部27の中で最も浅く且つその下流に形成された深さ一定流路部28の溝底面の深さよりも浅い最浅部分27dtが、段差部Sの高位側に連続して形成される。
On the other hand, in this embodiment, as shown in the partial enlarged view of FIG. At the
これにより、深さ変化流路部27の下流端部27dの溝勾配を、段差部Sのない従来構造(図6参照)と比べて大きく設定可能となり、また従来構造と比べて深さ変化流路部27の下流端部27dの溝底面の深さを浅くできるため、その深さ変化流路部27の溝底面に沿って流れる液体燃料を、よりインペラ24側に効果的に寄せながら(即ちインペラ24側に偏向させつつ)絞ることができ、その絞り効果で液体燃料を加速し且つインペラ24の羽根24b側に強く押し出すことができる。
As a result, the groove gradient of the
よって、その羽根溝g内に押し出された液体燃料で羽根溝g内が加圧されて、羽根溝g内のベーパーが脱気孔26より徐々に排出され、その排出に伴い羽根溝g内の液体燃料量が徐々に増えて(換言すれば、燃料液面が徐々に上昇して)、より多くの液体燃料が羽根溝g内に導入されるようになる。そして、最終的には羽根溝g内が液体燃料で満たされるようになるため、大量のベーパー流入に起因した燃料ポンプPUの加圧不良を解消可能して、燃料吐出が可能となる。
Therefore, the inside of the blade groove g is pressurized by the liquid fuel pushed out into the blade groove g, and the vapor in the blade groove g is gradually discharged from the
また仮に上記段差部Sを無くして、深さ一定流路部28の溝深さを上記最浅部分27dtと同様に浅くした場合でも、大量のベーパー流入に因る燃料ポンプPUの加圧不良の解消が或る程度は期待できるが、この場合は、深さ一定流路部28の溝深さが相対的に浅くなってポンプ吐出容量の低下を来たす不都合を来たす虞れがある。
Further, even if the stepped portion S is eliminated and the groove depth of the constant-depth
これに対して、本実施形態では、深さ一定流路部28の最浅部分27dtと深さ変化流路部27との間に上記段差部S(即ち、高低差)が存することで、深さ一定流路部28の溝深さを相対的に深く形成可能となるから、深さ一定流路部28の溝深さが過度に浅くなり過ぎることに起因したポンプ吐出容量の低下が回避され、即ちポンプ吐出容量を十分に確保可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, the stepped portion S (that is, height difference) exists between the shallowest portion 27dt of the constant-
また特に本実施形態では、深さ変化流路部27の下流端部27dには、深さ変化流路部27の流路方向中間部の溝底面よりも溝勾配が急峻な急勾配部Zが、最浅部分27dtの上流端に連ねて設けられている。従って、この急勾配部Zの特設により、深さ変化流路部27の溝底面に沿って流れる液体燃料を、インペラ24の近傍において、より効果的にインペラ24側に寄せることができ、液体燃料をインペラ24の羽根24b側により強く押し出すことができる。これにより、上記した大量のベーパー流入に因る燃料ポンプPUの加圧不良をより効果的に解消することができる。
In particular, in the present embodiment, the
また、インペラ24の羽根溝g内のベーパーの気泡は、インペラ24の回転に伴い羽根溝g内の圧力が上昇するにつれて徐々に分割され、小さい気泡へと変化するところ、本実施形態では、インペラ24の回転軸線Xと直交する投影面で見て、回転軸線Xと燃料吸入口23iの中心とを結ぶ仮想直線L1と、回転軸線Xと脱気孔26の中心とを結ぶ仮想直線L2とがなす角度αが、120度以上に設定されている。これにより、脱気孔26の近傍では羽根溝g内の圧力上昇が進んでいてベーパーの気泡を十分小さくできるから、そのベーパーの気泡を脱気孔26からスムーズに排出することが可能となり、その結果、上記した大量のベーパー流入に因る燃料ポンプPUの加圧不良をより効果的に且つ迅速に解消可能となる。
Further, the vapor bubbles in the blade grooves g of the
また本実施形態では、深さ変化流路部27の下流端部27dは、上記段差部Sの高位側に連続する最浅部分27dtの溝底面の深さd2が0.6mm以下(例えば、本実施形態では、d2=0.5mm)に設定されることが望ましい。その場合には、深さ変化流路部27の下流端部27dの最浅部分27dtの溝底面を、インペラ24の羽根24bに適度に近接させることができて、深さ変化流路部27の溝底面に沿って流れる液体燃料をより効果的にインペラ24側に寄せながら絞ることができ、その絞り効果で、液体燃料をより加速し且つインペラ24の羽根24b側により強く押し出すことができる。これにより、上記した大量のベーパー流入に因る燃料ポンプPUの加圧不良をより効果的に且つ迅速に解消可能となる。
Further, in the present embodiment, the depth d2 of the groove bottom surface of the shallowest portion 27dt continuous to the high side of the stepped portion S is 0.6 mm or less (for example, the
次に図5(a)(b)を参照して第2,第3実施形態について説明する。前述の第1実施形態では、深さ変化流路部27の下流端部27dに、深さ変化流路部27の流路方向中間部の溝底面よりも溝勾配が急峻な急勾配部Zが、最浅部分27dtの上流端に連ねて形成されるものが示された。
Next, second and third embodiments will be described with reference to FIGS. 5(a) and 5(b). In the first embodiment described above, the
これに対し、図5(a)に示す第2実施形態では、深さ変化流路部27の溝底面が、下流端部27dの最浅部分27dtの上流端まで一定勾配で傾斜していて、第1実施形態のような急勾配部Zが省略される。第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同様であるので、第2実施形態の各構成要素には、これと対応する第1実施形態の構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の説明は省略する。
On the other hand, in the second embodiment shown in FIG. 5A, the bottom surface of the groove of the variable
而して、この第2実施形態でも、深さ変化流路部27の下流端部27dには、溝底面の深さが深さ変化流路部27の中で最も浅く且つ深さ一定流路部28の溝底面の深さよりも浅い最浅部分27dtが形成され、その最浅部分27dtと、これより深い深さ一定流路部28との間には段差部Sが存する。従って、この第2実施形態のものも、段差部Sの無い比較例(図6)と比べて深さ変化流路部27の下流端部27dの溝底面の深さを浅くでき、また深さ変化流路部27の溝底面の上り勾配が比較的大きいため、第1実施形態と略同等の作用効果が期待できる。
Therefore, in this second embodiment as well, at the
また図5(b)に示す第3実施形態では、深さ変化流路部27の溝底面が、下流端部27dの最浅部分27dtまで一定勾配で傾斜していて、第2実施形態と同様、急勾配部Zが省略される。しかも最浅部分27dtには平坦部が無いか又は殆ど形成されない。第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同様であるので、第3実施形態の各構成要素には、これと対応する第1実施形態の構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の説明は省略する。
Further, in the third embodiment shown in FIG. 5(b), the bottom surface of the groove of the variable
而して、この第3実施形態でも、深さ変化流路部27の最浅部分27dtと、これより深い深さ一定流路部28との間には段差部Sが存する。従って、この第3実施形態のものも、段差部Sの無い比較例(図6)と比べて深さ変化流路部27の下流端部27dの溝底面の深さを浅くでき、また深さ変化流路部27の溝底面の上り勾配が比較的大きいため、第1,第2実施形態と同等の作用効果が期待できる。
Therefore, also in this third embodiment, there is a stepped portion S between the shallowest portion 27dt of the variable-
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiment, and various design changes are possible without departing from the scope of the invention.
例えば、前記実施形態では、燃料ポンプPUを車載エンジン用の燃料噴射装置への燃料圧送に使用し且つ車載の燃料タンク内に配備したものを示したが、本発明の燃料ポンプを、車両に非搭載のエンジン用燃料噴射装置への燃料圧送に使用してもよく、また燃料タンク外に配備してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the fuel pump PU is used for pressure-feeding fuel to a fuel injection device for an on-vehicle engine and arranged in the on-vehicle fuel tank. It may be used to pump fuel to an on-board engine fuel injector, or it may be located outside the fuel tank.
また前記実施形態では、燃料ポンプPUを起立姿勢で使用するものを示したが、本発明では、燃料ポンプPUを他の姿勢(例えば傾斜姿勢、横向き姿勢)で使用してもよい。 Further, in the above embodiment, the fuel pump PU is used in an upright posture, but in the present invention, the fuel pump PU may be used in other postures (for example, tilted posture, sideways posture).
また前記実施形態では、モータ部30がブラシレスモータで構成されるものを示したが、モータ部はブラシモータであってもよい。
Further, in the above embodiment, the
また前記実施形態では、深さ変化流路部27の下流端部27dと深さ一定流路部28との間に形成される段差部Sが、深さ変化流路部27の下流端部27dから深さ一定流路部28側へ下る傾斜面としたものを示したが、段差面は、曲面(即ち断面円弧状)であってもよく、或いはまた、深さ一定流路部28に対し直交する平面であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the stepped portion S formed between the
PU・・・・・燃料ポンプ
P1・・・・・ポンプ流路としての第1ポンプ流路
L1,L2・・仮想直線
S・・・・・・段差部
X・・・・・・回転軸線
Z・・・・・・急勾配部
a・・・・・・インペラの回転方向
d2・・・・・最浅部分の溝底面の深さ
α・・・・・・角度
20・・・・・ポンプ部
21・・・・・ポンプケース
22・・・・・ポンプケース本体
22o・・・・燃料吐出口
23・・・・・ポンプカバー
23i・・・・燃料吸入口
24・・・・・インペラ
24b・・・・羽根
25・・・・・インペラ収容室
26・・・・・脱気孔
27・・・・・深さ変化流路部
27d・・・・深さ変化流路部の下流端部
27dt・・・下流端部の最浅部分
28・・・・・深さ一定流路部
30・・・・・モータ部
PU: Fuel pump P1: First pump flow paths L1, L2 as pump flow paths Imaginary straight line S: Stepped portion X: Rotational axis Z・・・ Steep slope part a ・・・ Rotation direction of impeller d2 ・・・・ Depth α of groove bottom surface at the shallowest part ・・・・
Claims (4)
前記ポンプカバー(23)は、前記インペラ(24)の回転軸線(X)に略沿うよう延びて外部の燃料を吸入可能な燃料吸入口(23i)と、その燃料吸入口(23i)に一端が連なり且つ前記羽根(24b)の配列方向に沿うように前記ポンプカバー(23)の前記インペラ(24)との摺動面に凹設され、該燃料吸入口(23i)からの吸入燃料を前記羽根(24b)と協働して加圧する溝状のポンプ流路(P1)と、そのポンプ流路(P1)を流れる燃料中の気泡を排出可能な脱気孔(26)とを有していて、前記ポンプ流路(P1)を流れる加圧燃料が前記ポンプケース(21)の燃料吐出口(22o)から前記モータ部(30)内に吐出可能である燃料ポンプにおいて、
前記ポンプ流路(P1)は、溝底面の深さが前記燃料吸入口(23i)から前記インペラ(24)の回転方向(a)前側に向かって徐々に浅くなる溝勾配を有する深さ変化流路部(27)と、その深さ変化流路部(27)の下流端に連なり且つ溝底面の深さが流路方向全域に亘り一定である深さ一定流路部(28)とを備えていて、前記深さ変化流路部(27)の下流端部(27d)には、該深さ変化流路部(27)のうち溝底面の深さが最も浅く且つ前記深さ一定流路部(28)の溝底面の深さよりも浅い最浅部分(27dt)が形成され、
前記最浅部分(27dt)の下流に形成され且つ該最浅部分(27dt)の溝底面の深さよりも深い前記深さ一定流路部の途中、又はその深さ一定流路部(28)よりも下流側の前記ポンプ流路(P1)に、前記脱気孔(26)の入口が開口していることを特徴とする燃料ポンプ。 It comprises a motor section (30) and a pump section (20) driven by the motor section (30), wherein the pump sections (20) define an impeller housing chamber (25) therebetween. A pump case (21) consisting of a pump case body (22) and a pump cover (23) which are joined together, is rotatably slidably accommodated in the impeller accommodation chamber (25), and is rotationally driven by the motor section (30). The impeller (24) has a plurality of radial blades arranged in the circumferential direction at the outer peripheral portion of the impeller (24) or at a radially intermediate portion near the outer peripheral end of the impeller (24). (24b),
The pump cover (23) has a fuel suction port (23i) extending substantially along the rotation axis (X) of the impeller (24) and capable of sucking external fuel, and one end of the fuel suction port (23i). It is recessed in the sliding surface of the pump cover (23) with the impeller (24) so as to be continuous and along the arrangement direction of the vanes (24b). (24b) to pressurize in cooperation with a groove-shaped pump channel (P1), and a degassing hole (26) capable of discharging air bubbles in the fuel flowing through the pump channel (P1), In a fuel pump in which pressurized fuel flowing through the pump flow path (P1) can be discharged from a fuel discharge port (22o) of the pump case (21) into the motor section (30),
The pump channel (P1) has a groove gradient in which the depth of the groove bottom surface gradually decreases from the fuel suction port (23i) toward the front side in the rotational direction (a) of the impeller (24). A channel portion (27), and a constant depth channel portion (28) connected to the downstream end of the variable depth channel portion (27) and having a constant depth of the bottom surface of the groove over the entire channel direction. At the downstream end (27d) of the variable depth channel portion (27), the constant depth stream having the shallowest depth of the groove bottom surface among the variable depth channel portions (27) is provided. A shallowest portion (27dt) shallower than the depth of the bottom of the groove of the path (28) is formed ,
In the middle of the constant-depth channel portion formed downstream of the shallowest portion (27dt) and deeper than the depth of the bottom surface of the shallowest portion (27dt), or from the constant-depth channel portion (28) A fuel pump , wherein an inlet of said degassing hole (26) opens into said pump flow path (P1) on the downstream side .
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