JPH01177492A - 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機構に関する。

（従来技術） 従来のウェスコ型ポンプ機構を第１図、第２図。

第１６ｒ：４及び第１７図に従って説明すると、第１図
は自動１１１＠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
Ｊｌｌ！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を有してポンプ機構の下側のポンプ
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置されたモータ部（図示省略）の
アーマチュア軸２０６に固定されて回転駆８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
２００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２１
４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。２２
０．２２２は第１インペラ２０８及び第２イン′ベラ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２２
２．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テスクリ１２２４〜２２４
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
に形成された歯溝２０８ａ、２１０ａに対応する部位に
おいてそれぞれ所定の角度範囲テ流路１２０４ａ、２１
２ａ及ｆｆ２１２ｂ（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２０４８と第１インペラ２
０８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を形成してお
り、第１スペーサ２２０の内周部には上記入口穴２０２
と連通穴２２６との円周方向近い側の角爪鞘囲において
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んでいる（第１６図参照）。

一方決路満２１４０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［１穴２１８に至る第２流路２３２を形成
しており、第２スペーサ２２２の内周部には連通穴２２
６と出口穴２０２との円周方向近い側の角ＩＷ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を右する隔壁２３４が形成されて
、この間の流体の流通を阻んでいる（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スベーリ゛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機構２００では燃料が
第１流路２２８より連通穴２２６に、また第２流路２３
２より出口穴２０２に向けて流れる際に対応する隔壁２
３０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２０４　ａ及び流路溝２１２ａに沿って半径方向
内方に流れて再び歯溝２０８ａ、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
Ｘ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、実公昭第３９−１４３号公報ではポ
ンプ内周壁の終端部分を接線方向に延長して出口穴に連
結するウェスコ型ポンプの構成が開業されているが、こ
のような構成では隔壁に衝突する流体の全体的な流速は
緩和されるものの、こにょうに緩和された流れにあって
も高速の螺旋渦流自体は依然として存在しているため、
螺旋渦流の隔壁への衝突とそれに伴う大きな圧力衝撃波
の発生は避けられず、騒音低減効果に乏しい大魚があっ
た。

また他にもこのような隔壁への流体の衝突を緩和するた
めの構成として特公昭第３９−９７３８号公報、同第３
９−１３６９２号公報、特開昭第５８−１０１２６３号
公報及び実公昭第４６−８７４５号公報、同第４７−２
１２０３号公報、さらには実間■１第５２−１２６３０
３号公報に図示されたものがある。しかしながら、これ
らは高速の螺旋渦流自体に起因する騒音の発生の排除が
不可能であり、あるいはそれを意図して特に構成された
ものではなく、またいずれもポンプ部を１つのみ備えた
単段式のポンプに関するもので、複数段のポンプを有す
る多段式のポンプにすぐさま適用できる汎用性のあるも
のではなかった。

（問題点を解決するための手段） 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ａｍは、少なくとも１つのインペラをその軸方向
及び半径方向より取囲む壁部を備えて、内部に少なくと
も１つのポンプ室を形成する壁部材と、この壁部材に設
けられた入口穴及び出口穴と、入口穴より出口穴に至る
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、ポンプ室内の８１路の下８ｉ側には
、半径方向外側に延出してインペラの歯溝に礫なる半径
方向の寸法を徐々に狭める流路部分を形成し、かつこの
流路部分の終端部に出口穴もしくはポンプ室間の軸方向
の壁部材に形成された連通穴を連通させるとともに、該
出口穴もしくは連通穴を前記インペラの局部に近接して
配置して構成されている。

（作用） 本発明において、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隔壁等に衝突するので騒音の
発生が抑制される。

また、この流路部分の終端部に連通ずる出口穴もしくは
連通穴はインペラの局部に近接して配冒しであるので、
このような流路部分の形成あるいは出口穴の位置の設定
に伴うポンプ壁の変形は最小限で済み、かつポンプ室を
複数備えたポンプ機構の場合には前段の流通穴より次段
の流路がなだらかにつながることとなる。

（実施例） 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ｖ１構に関す
るもので、それらの先に従来例にｌ１ＩＮシて示した第
１図と同様な血での縦断面は共通６でおり、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書きで番号
を付してその詳しい説明は省略し、かつ各実施例に関連
する図中従来例と同様な部品には同一符号を付して説明
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（従来例の第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１１２ａ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
２０８の同部近傍でその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１２８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ｆｉ１４ａ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１２ａ
１と対称形状の上流側溝部分１４ａｌ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１４
ａ２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はは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
向に長手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の周部
の近傍でその外側に位置している。また第２スペーサ２
２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、詳しい図示は省略するが、ボデー４０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
間に連通穴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１２ｂ２
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ｔよほぼ零
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人とし、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すると、人口穴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の作用を受ける流路２８部分が徐々に減
少し、すなわら歯溝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２０８８
の作用を受けなくなる。従って歯ｉ１！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
音が大幅に低減づる。流体はついで連通穴２６より次段
のポンプ室の流路３２により導かれるが、連通穴２６は
第２インペラ２１０に対しその局部に近接して配置され
ているため流体は流路３２内に円滑に流入し、同段のポ
ンプ室において口のような騒昌低減作用を受けて出［１
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。

本実浦例は上記第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。

木実施例において、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は上記第１
実施例と同様に第１インペラ２０８の局部に近接して外
側に位置する流通穴２６に至る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１０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１４ａの上流側溝部分１４ａ？１と下流側溝部分１４
ａ２１も同様に直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実施例とは（、ｆ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１よさらに円滑となり、騒呂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図を参照し
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２６ａ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１４ａ
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
ので有効シｌ圧流路長さが長くなり、上記第１実施例と
同様な騒音低減作用を保ちながらポンプ能力の向上すな
わち吐出流量の増大を図ることができる。

次に本発明の第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８ＩＩ＋６２
　ａ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６２
ａ１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澗らかに曲がり
、終端部でａ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
流路溝６２８に沿った曲面状に形成されており、さらに
その隔壁８０の円弧面８０ａの円周方向１′４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の流路溝６４ａ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６２
ａ１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ばば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は上記下流側溝部分６４ａ２と同幅で円周方
向に長手方向軸を有する長穴状に形成されており、第２
インペラ２１０の６１１満２１０ａをほぼ半分またいで
位置している。また第２スペーサ７２の内周面は流路溝
６４ａに沿った曲面状に形成されており、さらにその隔
壁８４の円弧面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５４０流路溝５４８は仕切プレート６２
０流路溝６２８と対称に形成されて相互の間に入日穴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ｆｆ
１１６４ａ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昇圧
能力の低下を抑えつつ騒音低減効果を得ることができる
。

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、流体は連通穴もしくは小口穴直前に形
成されている流路部分により螺旋輻流の発生と隔壁等へ
の衝突による騒音の発生が抑υ１される。またこのよう
な流路部分の形成あるいは出口穴の位置の設定に伴うポ
ンプ壁の変形は最小限で済むのでポンプ機構の大型化を
要せず騒音防止効果を得ることができる。さらにポンプ
室を複数備えたポンプは構の場合には前段の流通穴より
次段の流路がなだらかにつながることとなるので前段と
次段とのつなぎの部分における騒音を抑制すことができ
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ｌｌｌｉ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図の八−Ａ
線及びＢ−Ｂ線断面に対応する図、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−
ＩＥ線断面図、第９図及び第１０図は第２実に例を示す
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実施例を承す−もので、第１
１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１１１図及び第１２図のＧＣｄｌ
ｌｆｌ’ｉ面図、第１４図及び第１５図【よ第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Ｃ１そ
れぞれ第１図のΔ−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 １２ａ１．１４ａ２．１２ｂ２．１２ａ１１　、１４ａ
２１　。 ６２ａｌ、　６４ａ２−・・下流側溝部分１４．６４・
・・ｈ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．・・・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図 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 １２ａ１．１４ａ２．１２ｂ２．１２ａｌｌ　、　１４
ａ２１　。 ６２　ａｔ、　６４　ａ２−・・下流側溝部分１４．６
４・・・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 ２Ｂ、３２．７８．８２．・・・流路 １２０．１７０・・・スペーサ ２０８・・・第１インペラ ２１ｏ・・・第２インペラ 第　６　図 ｓ　７　図 第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　少なくとも１つのインペラをその軸方向及び半径方向
   より取囲む壁部を備えて、内部に少なくとも１つのポン
   プ室を形成する壁部材と、この壁部材に設けられた入口
   穴及び出口穴と、前記入口穴より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、前記ポンプ室内の前記流路の下流側
   には、半径方向外側に延出して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流路部分を形成
   し、かつこの流路部分の終端部に前記出口穴もしくはポ
   ンプ室間の軸方向の壁部材に形成された連通穴を連通さ
   せるとともに、該出口穴もしくは連通穴を前記インペラ
   の周部に近接して配置したことを特徴とするウエスコ型
   ポンプ機構。