JPH01177491A - ウエスコ型ポンプ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はウェスコ型ポンプ園横に関し、さらに詳しく
はポンプ室を複数備えた多段式のウェスコ型ポンプ機構
に関する。

（従来技術） 従来の多段式ウェスコ型ポンプ機構を第１図。

第２図、第１６図及び第１７図に従って説明すると、第
１図は自動車等の燃料を燃料タンクより汲み上げるため
の電動式燃料ポンプを示すもので、第１図中、ポンプ機
構２００は燃料ポンプの下部に配備されており、燃料の
入口穴２０２を有してポンプＩａ横の下側のポンプ壁を
構成するボデー２０４（第２図参照）と、燃料ポンプの
内部はぼ中央に配４されたモータ部（図示省略）のアー
マデユア軸２０６に固定されて回転駆動される第１イン
ペラ２０８及び第２インペラ２１０と、これらの間に介
在された環状の仕切プレート２１２と、ポンプ機構２０
０の上側のポンプ壁とともに上記゛　　モータ部との仕
切壁を構成するカバー２１４とを有しており、カバー２
１４にはアーマチュア軸２０６が挿通する中央穴２１６
及びモータ部側への出口穴２１８が形成されている。２
２０，２２２は第１インペラ２０８及び第２インペラ２
１０をそれぞれ同心で取囲んで配置されて半径方向のポ
ンプ壁を形成する環状の第１スペーサ及び第２スペーサ
である。ここで、カバー２１４はケーシング２２１の端
部にかしめつけられており、カバー２１４には第２スペ
ーサ２２２．仕切プレート２１２、第１スペーサ２２０
及びボデー２０４がこの順に重ねられてスクリュ２２４
〜２２４により固定されている。

ボデー２０４．仕切プレート２１２及びカバー２１４に
は第１インペラ２０８及び第２インペラ２１０の外周部
に形成された６Ｉｌ溝２０８ａ、２１Ｑａに対応する部
位においてそれぞれ所定の角度範囲で流路溝２０４ａ、
２１２ａ及び２１２ｂ（第１インペラ２０８及び第２イ
ンペラ２１０側の両側）及び２１４ａが形成されている
。これらの流路溝のうち流路溝２０４ａと第１インペラ
２０８側の流路溝２１２ａとは第１スペーサ２２０の内
周面との間で入口穴２０２より仕切プレート２１２に設
けられた連通穴２２６に至る第１流路２２８を形成して
ａ３す、第１スペーサ２２０の内周部には上記入口穴２
０２と連通穴２２６との円周方向近い側の角度範囲にお
いて半径方向内向きに突出しほぼ第１インペラ２０８と
同径の円弧面２３０ａを有する隔壁２３０が形成されて
、この間の流体の流通を阻／υでいる（第１６図参照）
。

一方決路溝２１４８と第２インペラ１１０側の流路溝２
１２ｂとは第２スペーサ２２２の内周面との間で連通穴
２２６より出口穴２１８に至る第２流路２３２を形成し
ており、第２スベーナ２２２の内周部には連通穴２２６
と出口穴２０２との円周方向近い側の角度範囲において
半径方向内向きに突出しほぼ第２インペラ２１０と同径
の円弧面２３４ａを有する隔壁２３４が形成されて、こ
の間の流体の流通を阻ｌυでいる（第１７図参照）。

なお、第１６図中の２３６〜２３６及び第１７図中の２
３８〜２３８はスクリュ２２４〜２２４を通すため第１
スペーサ２２０及び第２スペーサ２２２にそれぞれ形成
された挿通穴である。

さて、このような電動式燃料ポンプではモータ部に接続
端子２４０を介して通電しアーマチュア軸２０６を回転
させると第１インペラ２０８及び第２インペラ２１０と
が回転駆動され、図示しない燃料タンク内の燃料が入口
穴２０２より汲み上げられ、第１流路２２８より連通穴
２２６を通って第２流路２３２に導かれ、さらに出口穴
２０２を通ってケーシング２２１内に入り、吐出口２４
２を経て外部に導かれるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のようなウェスコ型のポンプＩＩＪｉ１２００では
燃料が第１流路２２８より連通穴２２６に、また第２流
路２３２より出口穴２０２に向けて流れる際に対応する
隔壁２３０及び２３４の一端側に螺旋渦流状態（このよ
うな螺旋渦流は例として第１Ａ図に矢印で示すように第
１インペラ２０８の歯溝２０８ａ、２０８ａに沿って半
径方向外方に流れて流路２２８の半径方向壁面に突き当
たり、流路溝２０４ａ及び流路溝２１２ａに沿って半径
方向内方に流れて再び歯Ｆｓ２０８ａ、２０８ａに沿っ
て半径方向外方に流れる循環流である。）で突き当たっ
てそれぞれ第１インペラ２０８及び第２インペラ２１０
の歯数×毎秒回転数の周波数で変化する高周波音を発生
し、これが騒音の原因となっていた。

このため、例えば、特公昭第３９−９７３８号公報、同
第３９−１３６９２号公報及び実公昭第３９−１４３号
公報、同第４６−８７４５号公報。

同第４７−２１２０３＠公報２特開昭第５８−１０１２
６３号公報、さらには実開昭第５２−１２６３０３号公
報において種々の提案がなされているが、これらはいず
れもインペラを単一備えた中段式のポンプ驕構に関する
ものであり、インペラを複数備えた多段式のポンプ機構
において騒音の改良をなした構成が希求されていた。

（問題点を解決するだめの手段） 上記従来技術の問題点を解決すべく本発明のウェスコ型
ポンプ機構は、各インペラをその軸方向及び半径方向よ
り取囲む壁部をそれぞれ備えて、内部に複数のポンプ室
を一連に形成する壁部材と、この壁部材に設けられた入
口穴及び出口穴と、壁部材の軸方向の壁部に各々設けら
れた連通穴と、入口穴より連通穴を経て出口穴に至る一
連の流路を形成するため軸方向の壁部材に各々設けられ
た流路溝を有し、各ポンプ室内の流路には、その次段の
ポンプ室に通ずる連通穴もしくは出口穴に近接する側に
、対応するインペラの歯溝に対する位置関係を該歯溝に
より生ずる半径方向内向きの流れを徐々に妨げるように
設定された流路部分をそれぞれ設けて構成されている。

（作用） 本発明において、各ポンプ室の流路は下流側に向かうに
つれ当該流路内の半径方向内向きの流れを徐々に減少さ
せるので、螺旋渦流の発生が徐々に押えられ、従って流
体は螺旋渦流の少ない状態で連通穴より次段のポンプ室
に導かれ、同ポンプ室においても下流側において同様に
螺旋渦流の少ない状態とされ、順次後段のポンプ室にお
いても同様な作用を営けて最終的に出口大側に導かれる
。

（実７ｉ！例） 次に本発明の第１実施例〜第４実施例実施例を第３図・
〜第１５図を参照して説明する。なお、これらの実施例
はいずれも上記従来例と同様な電動式燃料ポンプにおい
て採用されている多段式のウェスコ型ポンプ機構に関す
るもので、それらの先に従来例に関連して示した第１図
と同様な面での縦断面は共通しており、このため第１図
において従来例と対応する部品には括弧潔さで香りをイ
リしてその詳しい説明は省略し、かつ各実−例に関連す
る図中従来例と同様な部品には同一符号を何して説明を
省略する。

まず本発明の第１実施例を第３図〜第８図を参照して説
明すると、 第３図（従来例め第１６図に対応）において、仕切プレ
ート１２の第１インペラ２０８側の流路溝１２ａは流通
穴２６の中心より流体の流れ方向とは逆方向に約４５°
の位置より同幅でほぼ接線方向に延びて第１インペラ２
０８の外側まで延出する下流側溝部分１２ａ１を有して
おり、この下流側溝部分１２ａ１は終端部近傍で元の溝
部分とほぼ同心の円弧状に滑らかに曲がり、終端部で直
径方向とほぼ直角に交わっている。流通穴２６は上記下
流側溝部分１２ａ１と同幅で円周方向に長手方向軸を有
する長穴状に形成されており、このため第１インペラ２
０８の完全に外側に位置している。

また第１スペーサ２０の内周面は流路溝１２ａに沿った
曲面状に形成されており、さらにその隔壁３０の円弧面
３０ａの円周方向両端部は丸みを帯びてなだらかに形成
されている。

次に第４図（従来例の第１７図に対応）において、カバ
ー１４の流路’７１６１４　ａは流通穴２６に対応する
位置を始端とする上記仕切プレート１２の下流側溝部分
１２ａ１と対称形状の上流側溝部分１４ａ１を有してお
り、終端部には出口穴１８の中心より流体の流れ方向と
は逆方向に約４５゛の位置より同幅でほぼ接線方向に延
びて第２インペラ２１０の外側まで延出する下流側溝部
分１４ａ２を有しており、この下流側溝部分１４ａ２は
終端部近傍で元の溝部分とほぼ同心の円弧状に滑らかに
曲がり、終端部で直径方向とほぼ直角に交わっている。

出口穴１８は上記下流側溝部分１４ａ２と同幅で円周方
向に長子方向軸を有する長穴状に形成されており、この
ため上記流通穴２６と同様に第２インペラ２１０の完全
に外側に位置している。また第２スペーサ２２の内周面
は流路溝１４ａに沿った曲面状に形成されており、さら
にその隔壁３４の円弧面３４ａの円周方向両端部は丸み
を帯びてなだらかに形成されている。

なお、訂しい図示は省略するが、ボデー４の流路溝４ａ
は仕切プレート１２の流路溝１２ａと対称に形成されて
相互の間に入口穴２を始端とする流路２８を形成してお
り、対応する下流側溝部分４ａ１を有している。仕切プ
レート１２の第２インペラ２１０側の流路溝１２ｂはま
たカバー１４の流路溝１４ａと対称に形成されて相互の
間に連゛過大２６を始端とする流路３２を形成しており
、対応する上流側溝部分１２ｂ１と下流側溝部分１２ｂ
２とを有している。

さて、次に上記流路構造による各ポンプ室の流路２８．
３２の変化をさらに第５図〜第８図に従って説明すると
、流路２８は第５図に示した終端部前位置では第１イン
ペラ２０８の先端部周囲に形成されており、終端部に近
づくにつれ第６図に示すように第１インペラ２０８の先
端部から遠ざかって徐々にその流路面積を大にし、終端
である連通穴２６位置では第７図に示すように完全に第
１インペラ２０８から離れて流路面積を最大とする。ま
た第８図に示した隔壁３０位置では流路面積はほぼ零に
なる。

一方流路３２は第７図に示した始端位置すなわち連通穴
２６位置では流路面積は最大となっており、これより下
流側に向うにつれ第２インペラ２１０の先端部に近づい
て徐々に流路面積を狭め、第８図に示した始端部後方位
置では第２インペラ２１０の先端部周囲に位置している
。これよりさらに下流側では、終端すなわち出口穴１８
に向うにつれ第２インペラ２１０の先端部から遠ざかっ
て徐々にその流路面積を大とし、終端である出口穴１８
位置では第５図に示したように完全に第２インペラ２１
０から離れてその流路面積を最大とする。また第６図に
示した隔壁３４位置では流路面積はほぼ零となる。

次に上記実施例の作用に関し説明１゛ると、入口穴２よ
り一段目のポンプ室の流路２８内に導かれた燃料は第１
インペラ２０８の歯溝２０８ａの作用により螺旋渦流と
なって終端部に向かうが、終端部に近づくにつれ徐々に
流路面積が増大する。

このため燃料流はデューザ効果によりその全体としての
流速を弱める。また流路２８は徐々に第１インペラ２０
８の先端部より離れ、それに伴って第１インペラ２０８
の歯溝２０８ａの作用を受りる流路２８部分が徐々に減
少し、すなわＩ５爾溝２０８ａのスラスト方向の流路部
分が徐々に塞がれ一方うシアル方向の流路部分が徐々に
増大されるので、連通穴２６位置では完全に歯溝２０８
８の作用を受けなくな、る。従って歯溝２０８ａによる
螺旋渦流が弱められ、このように燃料流はその全体とし
ての流速を弱めかつ螺旋渦流を弱めた状態で隔壁３０に
対し衝突することとなるので、衝撃力が小さくなり、騒
音が大幅に低減する。このような作用は次段のポンプ室
の流路３２に関しても同様であり、流体は各段のポンプ
室においてこのような騒音低減作用を受けて出口穴１８
へと導かれる。

次に本発明の第２実施例を第９図及び第１０図を参照し
て説明する。

本実施例は上記第１実施例の変形例であり、同様な部材
には同一符号を付してその説明は省略する。

本実施例において、第９図（従来例の第１６図に対応）
に示すように、仕切プレート１２の第１インペラ２０８
側の流路溝１２ａの下流側溝部分１２ａ１１は第１イン
ペラ２０８の外側に位置する流通穴２６に直線部分を全
く有さない滑らかな曲線状に形成されており、また第１
０図（従来例の第１７図に対応）に示すように、カバー
１４の流路溝１４８の上流側溝部分１４ａ１１と下流側
溝部分１４ａ２１　も同様に心線部分を全く右さない滑
らかな曲線状に形成されている。

従って、本例の作用は上記第１実施例とほぼ同様である
が、流路２８及び流路３２の特に終端部の燃料の流れは
さらに円滑となり、騒音防止効果をさらに高めることが
できる。

次に本発明の第３実施例を第１１図〜第１３図を寝照し
て説明する。

本実施例も第１実施例の変形例であり、同様な部材には
同一符号を付してその説明は省略する。

本実施例において、第１１図（従来例の第１６図に対応
）及び第１３図に示すように仕切プレート１２に形成さ
れた流通穴２６８はその内側に第２インペラ２１０の歯
溝２１０ａの底部位置になだらかにつながる斜面２６ａ
１を有している。一方、第２スペーサ２２の流通穴２６
ａに相対する部位には上記斜面２６ａ１とほぼ平行な斜
面２２ａが形成されており、カバー１４の流路溝１４８
の上流側溝部分１４ａ１２につながっている。ここで、
この上流側溝部分１４ａ１２は第１２図（従来例の第１
７図に対応）の上流側溝部分１４ａ１と異なり、これに
つながる溝部分と同一円周上に形成されている。

従って、本実施例において流路３２はその始端より第２
インペラ２１０の歯溝２１０ａによる受圧作用を受ける
ので有効昇圧流路長さが長くなり、上記第１実施例と同
様なｇ音低減作用を保らながらポンプ能力の向上すなわ
ち吐出！ｆｆｉの増大を図ることができる。

次に木光明の第４実施例を第１４図及び第１５図を参照
して説明する。

第１４図（従来例の第１６図に対応）において、仕切プ
レート６２の第１インペラ２０８側の流路溝６２ａは流
通穴７６の中心より流体の流れ方向とは逆方向に約４５
゛の位置より同幅でほぼ接線方向に延びて流通穴７６に
なだらかな曲線状でつながる下流側溝部分６２ａ１を有
している。この下流側溝部分６２ａ１は終端部近傍で元
の溝部分とほぼ同心の円弧状に滑らかに曲がり、終端部
で直径方向とほぼ直角に交わっている。流通穴７６は第
１インペラ２０８の歯溝２０８ａをほぼ半分またいで位
置している。また第１スペーサ７０の内周面は流路？７
１６２　ａに沿りた曲面状に形成されており、さらにそ
の隔壁８００円弧百８０ａの円周方向両端部は丸みを帯
びてなだらかに形成されている。

次に第１５図（従来例の第１７図に対応）において、カ
バー６４の流路ｔｌｌ！　６４　ａは流通穴７６に対応
する位置を始端とする、上記仕切プレート６２の下流側
溝部分６２ａ１と対称形状の、上流側溝部分６４ａ１を
有しており、終端部には出口穴６８の中心より流体の流
れ方向とは逆方向に約４５゜の位置より同幅でほぼ接線
方向に延びて出口穴６８になだらかな曲線状でつながる
下流側溝部分６４ａ２を有しており、この下流側溝部分
６４ａ２は終端部近傍で元の溝部分とほぼ同心の円弧状
に滑らかに曲がり、終端部で直径方向とほぼ直角に交わ
っている。出口穴６８は上シ下流側溝部分６４ａ２と同
幅で円周方向に長手方向軸を有する長大状に形成されて
おり、第２インペラ２１０の６！ｉ＋１２１０ａをほぼ
半分またいで位置している。また第２スペーサ７２の内
周面は流路＊６４ａに沿った曲面状に形成されており、
さらにその隔壁８４０円弧面８４ａの円周方向両端部は
丸みを帯びてなだらかに形成されている。

なお、本実施例においても上記実施例と同様第１図に示
すようにボデー５４の流路溝５４ａは仕切プレート６２
の流路溝６２ａと対称に形成されて相互の間に入口穴５
２を始端とする流路７８を形成しており、対応する下流
側溝部分を有している。仕切プレート６２の第２インペ
ラ２１０側の流路溝６２ｂはまたカバー６４の流路溝６
４ａと対称に形成されて相互の間に連通穴７６を始端と
する流路８２を形成しており、対応する上流側溝部分と
下流側溝部分とを有している。

上記第４実施例の作用は上記第１実施例とほぼ同様であ
るが、本実施例において流路７８及び流路８２は、終端
部に近づくにつれ徐々に流路面積が増大するが、終端部
においても対応する第１インペラ２０８及び第２インペ
ラ２１０の歯溝２０８ａ及び２１０ａからは完全に離隔
していないので、終端部分におけるラジアル方向の流路
部分の増大に伴う特にインペラの低回転時における胃几
能力の低下を抑えつつｌＡ８低減効果をｉ′することが
できる。

上記第１〜第４実施例は全て第１インペラ２０８と第２
インペラ２１０とを備えたすなわちポンプ室を２段備え
た２段式のポンプ機構に関するものであるが、３段以上
のポンプ室を備えたポンプ機構においても同様な構成を
適用できる。

（発明の効果） 本発明において、流体は各ポンプ室において螺旋渦流の
発生が抑制され、すなわら連通穴もしくは出口式直前に
形成されている隔壁等への衝、突による騒音の発生が抑
制されるのでポンプ機構全体としての騒音を大幅に小さ
くすることができる。

また、特に例えば各ポンプ室における下流側の流路面積
を徐々に増大させて流体の全体としての流速を減少さけ
る構造と組合わせることによりさらに優れた騒音防止効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電動式燃料ポンプの従来例及び本発明の実施例
の一部に共通するＵ断面図、第１Ａ図は第１図の第１イ
ンペラ側の流路溝を示す部分拡大図、第２図は第１図の
底面図、第３図〜第８図は本発明の第１実施例を示すも
ので、第３図及び第４図はそれぞれ第１図のＡ−Ａ線及
びＢ−Ｂｍ断面に対応する図、第５図〜第８図はそれぞ
れ第３図及び第４図のＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線及びＥ−Ｅｌ
断面図、第９図及び第１０図は第２実施例を示すもので
、それぞれ第３図及び第４図に対応する断面図、第１１
図〜第１３図は第３実施例を示すもので、第１１図及び
第１２図はそれぞれ第３図及び第４図に対応する断面図
、第１３図は第１１図及び第１２図のＧ−Ｇ線断面図、
第１４図及び第１５図は第４実施例を示すもので、それ
ぞれ第３図及び第４図に対応する断面図、第１６図及び
第１７図は従来例を示すもので、それぞれ第１図のＡ−
Ａ線及びＢ−Ｂ線断面に対応する図である。 ２・・・入口穴 ４・・・ボデー ４ａ、１２ａ、１４ａ、１２ｂ、５４ａ、６２ａ。 ６２ｂ、６４ａ、−・・流路溝 １２．６２・・・仕切プレート １２ａ１．１４１２．１２ｂ２．１２ａ１１　、１４ａ
２１　。 ６２ａ１．６４ａ２・・・下流側温部分１４．６４・・
・カバー １８．６８・・・出口穴 ２０．７０・・・第１スベーナ ２２．７２・・・第２スペーサ ２６．２６ａ、７６・・・流通穴 ２８．３２．７８．８２．・・・流路 １２０、’１７０・・・スペーサ ２０８・・・第１インペラ ２１０・・・第２インペラ 出願人　　愛　　三　　工　　業　　株　　式　　会　
　社代理人　弁理土間　１）英　彦（外２名）第１Ａ図 第２［ 第５図　　　　　第６図 第７１！Ｉ　　　　　＠８図 ２・・・入口穴 ４・・・ボデー ４ａ、１２ａ、１４ａ、１２ｂ、５４ａ、６２ａ。 ６２ｂ、６４ａ、　・ｍＷｒｖ４ １２．６２・・・仕切プレート １２ａ１．１４ａ２．１２ｂ２．１２ａ１１　、１４ａ
２１　。 ６２ａ１．６４ａ２−・・下流側溝部分１４．６４・・
・カバー １８．６８・・・出口穴 ２０．７０−・・第１スペーサ ２２．７２・・・第２スペーサ ２６．２６ａ、７６・・・流通穴 ２８．３２’、７８．８２．−・・ｌ！１２０．１７０
・・・スペーサ ２０　Ｂ−・・第１インペラ ２１０・・・第２インペラ 愛三工業株式会社 ＃を理土間田英彦（外２名） 第４　図　　２＋６ａ ｑノ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（クヘ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　各インペラをその軸方向及び半径方向より取囲
   む壁部をそれぞれ備えて、内部に複数のポンプ室を一連
   に形成する壁部材と、この壁部材に設けられた入口穴及
   び出口穴と、前記壁部材の前記軸方向の壁部に各々設け
   られた連通穴と、前記入口穴より前記連通穴を経て前記
   出口穴に至る一連の流路を形成するため前記軸方向の壁
   部材に各々設けられた流路溝を有し、前記各ポンプ室内
   の前記流路には、その次段の前記ポンプ室に通ずる前記
   連通穴もしくは前記出口穴に近接する側に、対応する前
   記インペラの歯溝に対する位置関係を該歯溝により生ず
   る半径方向内向きの流れを徐々に妨げるように設定され
   た流路部分をそれぞれ設けたことを特徴とするウエスコ
   型ポンプ機構。
2. （２）　前記流路部分は各々対応する前記インペラの前
   記歯溝に重なる半径方向の寸法を徐々に狭めるように構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のウエスコ型ポンプ機構。