JPH0454839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （本発明の分野） 本発明は非容積型ポンプをなす再生ポンプを用
いた燃料ポンプであつて、車両に搭載されて燃料
を燃料タンクから内燃機関に圧送するのに用いら
れるものに関する。

（従来技術） 近年、この種ポンプとして、ローラポンプの代
わりに再生ポンプ（「ウエスコポンプ」とも呼ば
れる）を利用した燃料ポンプが使用され始めてい
る。再生ポンプ方式の既知の車両用燃料ポンプ
は、再生ポンプが少流量高圧力型のポンプであり
騒音が少なく構造が簡単であるという点で他の型
式のポンプよりも好ましいものであるが、再生ポ
ンプは羽根で燃料を激しく攪拌するためキヤビテ
ーシヨンを発生し易い傾向がある。そのため、高
気温低気圧中等の、きわめて悪い環境条件下で使
用するとポンプ室内に燃料のベイパー（蒸気）が
たまつてベイパーロツクを発生することが考えら
れる。

（本発明の目的） 上記に鑑み、本発明は、再生ポンプを２段目の
ポンプとして用いて再生ポンプの利点を全て備え
ると共にこの再生ポンプに燃料が流入する時点
で、この燃料がすでにベイパーロツクを発生しな
いようにベイパー抜きされ且つ予圧され、分離さ
れたベイパーがスムーズに機外へ放出されるよう
になつている車両用燃料ポンプを提供することを
目的とする。

（本発明の構成） 本発明は上記目的を達成するために、 多数の半径方向羽根溝が形成されている円盤状
のインペラ及び該インペラの外周に沿つてポンプ
通路を形成するポンプハウジングを有する再生ポ
ンプと、 前記インペラを回転駆動するモータと を具備し、内燃機関に燃料を供給するために燃料
タンク内に配設される車両用燃料ポンプにおい
て、 (イ) 当該燃料ポンプの取付状態における前記イン
ペラの下側に設けられ、前記インペラよりも小
さい直径を有し、外周にうず巻き状に複数の羽
根が形成され、前記インペラと同軸的に設けら
れて前記モータにより回転駆動される遠心型の
小径インペラと、 (ロ) 前記小径インペラを取り囲んで形成され、前
記再生ポンプの前段ポンプとして機能し、前記
小径インペラの回転により加圧された燃料を前
記再生ポンプに送る小径ポンプ室と、 (ハ) 前記小径インペラの半径方向内側に、前記小
径インペラに形成された羽根に沿つてうず巻き
状に開口し、前記インペラを貫通して形成され
てベイパーを前記小径ポンプ室から前記インペ
ラの上側に排出するベイパー排出孔と、 (ニ) 当該燃料ポンプの取付状態における前記イン
ペラの上側に設けられ、前記インペラに形成さ
れた前記ベイパー排出孔を通つてきたベーパを
排出するベーパ排出路と を備えるという技術的手段を採用する。

（本発明の作用効果） 上記の本発明によると、小径インペラと小径ポ
ンプ室とは遠心型の小径ポンプを構成し、これが
再生ポンプの前段ポンプとなる。しかも、小径イ
ンペラは再生ポンプのインペラの下側に同軸的に
設けられ、再生ポンプのインペラと共に共通のモ
ータによつて回転駆動される。このため、燃料は
小径ポンプから再生ポンプへと流れて加圧され
る。さらに、本発明では、小径インペラの径方向
内側に対応して再生ポンプの内側にベイパー排出
孔を貫通させて形成している。しかも、このベイ
パー排出孔は、小径インペラのうず巻き状の羽根
に沿つてうず巻き状に開口している。このため、
小径ポンプ室内のベイパーが遠心力の差によつて
燃料液体から分離され小径インペラの径方向内側
に集まる。このベイパーは、自らの浮力と小径ポ
ンプによる圧力とによつてインペラに形成された
ベイパー排出孔を通つて上方に向けて浮上する。
しかも、ベイパー排出孔が小径インペラの羽根に
沿つてうず巻き状に形成されているため、再生ポ
ンプのインペラと小径インペラとの回転に合わせ
てベイパーがヘリカル状に回転しながらスムーズ
に上方へ向けて抜ける。そして、インペラに形成
されたベイパー排出孔を通つてきたベイパーは、
ベイパー排出路を通つて燃料ポンプ外へ排出され
る。

このように本発明の構成によると、小径ポンプ
においてベイパーが分離され、その浮力とインペ
ラの回転に合わせてベイパー排出孔が構成され
て、ベイパーがスムーズに排出されるため、ベイ
パーを強制的に排出するために前段ポンプで高い
燃料加圧を必要とすることがなく、簡単で小型の
構成でベイパーを確実に分離し、排出することが
でき、後段の再生ポンプにおけるベイパーの発生
を抑制することができるという効果がある。

（実施例） 第１図〜第３図において、車両用燃料ポンプ１
０は円筒形の鉄製の外筒１２と、この外筒１２の
下端部内に配設されたポンプ部１４と、このポン
プ部の駆動装置としてのモータ部１６とを有す
る。

ポンプ部１４は、外筒１２の下端部内に緊密に
嵌合し且つこの外筒１２の最下端の周縁を内方に
かしめることによつてこの外筒内に固定されたポ
ンプハウジング１８を有する。ポンプハウジング
１８は燃料ポンプ１０の最下部に位置するアルミ
ニウム製下側部品２０と、最外周縁近くでこの下
側部品に密着しているアルミニウム製上側部品２
２とから成る。下側部品２０の中心部には吸込口
２４が形成されており、下側部品の内（上）面に
はこの吸込口２４と同心的に且つ該吸込口と連通
して凹所２６が形成されている。上側部品２２の
中心には軸穴２８が形成され、内（下）面には軸
穴２８と同心的に小径凹所３０とこの凹所３０よ
りも浅い（軸方向寸法の小さい）大径凹所３２が
形成され、前記モータ部１６の出力軸１００が軸
受１０２を介して全軸穴２８に回転自在に支承さ
れている。出力軸１００の下端部は後述の目的の
ためにＤ字形断面を有し且つ凹所３０を貫通して
凹所２６内まで延びている。

大径凹所３２内には円盤状の金属製インペラ３
４が配置され、その中央のボス（ハブ）部３６が
Ｄ字形断面のモータ出力軸１００に回転駆動可能
に結合されている（但し、軸方向には相対移動可
能である）。インペラ３４の厚み（軸方向寸法）
は大径凹所３２の深さにほぼ等しく、従つて、イ
ンペラ３４の上側側面は大径凹所３２の底面に摺
接し、下側側面はポンプハウジングの下側部品２
０の内（上）面に摺接する。インペラ３４の上，
下両側面には、外周縁に沿つて多数の半径方向羽
根溝３８が形成されている。図示例では、上側側
面に形成された羽根溝３８の底面が下側側面に形
成された羽根溝３８の底面と交差していない。こ
れを「閉羽根形」と呼ぶ。

ポンプハウジング１８を構成する下側部品２０
と上側部品２２とは、インペラ３４の外周縁部に
沿つて延び且つ上記羽根溝３８を包囲する円周方
向のポンプ通路４０を形成するように加工されて
いる。このポンプ通路４０は、第２図に明示する
ように、インペラを完全に１周してはおらず、第
２図で見て吐出口４４からインペラの回転方向
（矢印で示す）に、ポンプ通路４０の入口部４２
までの間ではインペラ３４とポンプハウジング１
８との間はシールされている。よつて、ポンプ通
路４０は円弧状である。吐出口４４は上側部品２
２を軸方向に貫通してポンプ通路４０の終端部を
モータ部１６に連通させている。以上の構成によ
り再生ポンプが形成され、これは後述のように二
段目のポンプとして作用する。

尚、一例として、インペラ３４は直径が40mm、
厚さが2.8mmである。

ポンプハウジング１８の下側部品２０の凹所２
６内には遠心ポンプ型式の遠心型インペラ５０が
再生ポンプのインペラ３４の下側側面に密接して
配置されている。換言すれば、凹所２６が遠心ポ
ンプのポンプ室を構成し、このポンプ室の１つの
側壁が再生ポンプのインペラ３４の下側側面によ
り構成されているので、構造が簡単でコンパクト
である。遠心ポンプのインペラ５０のハブ５２は
再生ポンプのインペラ３４のＤ字形断面のハブ３
６に押し込み嵌合されて両インペラ３４、５０が
一体となつて回転する。２つのポンプのインペラ
３４，５０を本実施例のようにそれぞれ別体に作
つて両者を嵌合させる代わりに、両者を最初から
単一部品として作つてもよい。

遠心ポンプの吐出口５４は凹所２６、すなわち
遠心ポンプのポンプ室、から第３図に示すように
ほぼ接線方向に外方に延び、その外端が再生ポン
プ内の前記ポンプ通路４０の入口部４２に接続さ
れている。

再生ポンプのインペラ３４には、遠心ポンプの
吐出口５４よりも半径方向内方の位置、即ち遠心
ポンプのインペラ５０の羽根５６の半径方向外端
よりも半径方向内側の位置、に６つのうず巻き形
のベイパー排出孔４６が円周方向に相互に離隔し
て設けられている。ベイパー排出孔４６の壁は、
第２図の紙面に対して垂直であり、ベイパー排出
孔４６を相互に離隔する壁は、インペラ５０の羽
根５６の延長上に形成され、ベイパー排出孔４６
をうず巻き状にしている。ベイパー排出孔４６は
ポンプハウジングの上側部品２２の小径凹所３０
と連通し、この凹所３０は上側部品２２の半径方
向および斜め上方に貫通するベイパー排出通路４
８を介してポンプハウジング１８の外周面に連通
し、外筒１２にはベイパー排出通路４８と整合す
る横孔６０が形成されている。

次に、モータ部１６につき説明する。モータ部
１６はモータ出力軸１００と同心関係をなして外
筒１２の内周面に固着された２個のほぼ半円筒形
の永久磁石１０４と、これらの磁石１０４と同心
関係をなして出力軸１００に固着されたアーマチ
ユア１０６と、このアーマチユア１０６に電気的
に接続され且つ出力軸１００の、前記ポンプ部１
４とは反対側の端部（即ち、上方端部）に固着さ
れたコミユテータ１０８とを有する。コミユテー
タ１０８にはブラシ１１０が摺接している。ブラ
シ１１０は、外筒１２の上端内部に嵌着されて燃
料ポンプ１０の上端壁をも兼ねている樹脂製のベ
アリンクホルダ１１２の内面に固着されたブラシ
ホルダ１１４により保持されている。ベアリング
ホルダ１１２の内面の中央にはアーマチユア１０
６と同軸的な円形の凹所１１６が形成されて外筒
１２の内部空間と連通している。凹所１１６には
金属製のベアリングリテーナ１１８が嵌合してお
り、このリテーナ１１８が凹所１１６の底に形成
されている球形凹面１２０と協働して球形凸状外
面を有するベアリング１２２を支持し、自動調心
軸受を形成し、この自動調心軸受によつてモータ
１６の出力軸１００の上端が回転自在に支持され
ている。

ベアリングホルダ１１２の外（上）面には燃料
パイプ（図示せず）に接続される中空の燃料送出
ポート１２４が突設され、この燃料送出ポート１
２４はベアリングホルダ１１２内に形成された通
路１２６を介して前記凹所１１６と連通してい
る。ベアリングリテーナ１１８には燃料通孔（図
示せず）が形成されている。

（実施例の作動） 燃料ポンプ１０は車両の燃料タンク内に第１図
に示す姿勢で配設される。

モータ部１６に通電されるとアーマチユア１０
６が回転し、この回転が出力軸１００を介してポ
ンプ部１４の２つのインペラ３４，５０に伝達さ
れる。これにより、吸込口２４から燃料がまず遠
心ポンプのポンプ室２６内に吸込まれ、このポン
プ室２６内においてインペラ５０により攪拌さ
れ、ベイパーと液体とが分離される。分離された
ベイパーは液体に比べ比重が小さいので遠心ポン
プの中央部に集まり、再生ポンプのインペラ３４
に設けられているベイパー排出孔４６を通つて上
側の凹所３０に入り、この凹所３０からベイパー
排出通路４０及び外筒１２の横孔６０を通つてポ
ンプ１０外へ、即ち、燃料タンク内へ排出され
る。

ベイパーの分離された液体は遠心力により遠心
ポンプの吐出口５を経て再生ポンプのポンプ通路
４０の入口部４２からこのポンプ通路４０に入
る。この時点では、燃料は既に遠心ポンプにより
ベイパーから分離されており且つ遠心ポンプによ
つて加圧されているため、再生ポンプのインペラ
３４による攪拌作用を受けてもベイパーは発生し
ない状態となつている。この燃料は再生ポンプで
昇圧され、吐出口４４からモータ部１６内を通つ
て燃料送出ポート１２４から燃料ポンプ１０より
送出される。そしてベイパー排出孔４６の形状は
遠心型インペラ５０の形状に沿つたうず巻き形状
である。よつて、遠心型インペラ５０によつて攪
拌された燃料はベイパーが遠心力で分離されると
共にヘリカル状に回転しながら、前記うず巻状の
ベイパー排出孔４６を通つて抜け出るので、スム
ーズにベイパーが抜ける。第４図に上記一実施例
の特性を示すものであり、点線はベイパー排出孔
４６の形状をうず巻き状としないで、単に円弧状
の孔を複数設けただけの比較例のものである。一
方、実線は本発明の上記一実施例に係るものであ
り、性能の低下が少ないことが明らかである。

尚、上記実施例においてベイパー排出通路４８
を中央の凹所３０から斜め上方外方へ延びるよう
に設けてあるが、このようにすることは本発明の
必須要件ではなく、水平に設けてもベイパーは良
好に排出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用燃料ポンプの一実施例
を示す縦断面図にして、第２図及び第３図の−
線に沿つて取つた断面図である。第２図及び第
３図はそれぞれ第１図中の−線及び−線
に沿つて取つた横断面図である。第４図は燃料温
度に対する吐出量に関する本願一実施例の燃料ポ
ンプと比較例のものとの比較試験の結果を示した
グラフである。 １０，１０ａ……燃料ポンプ、１２……外筒、
１４，１４ａ……ポンプ部、１６……モータ部、
１８，１８ａ……ポンプハウジング、２４，２４
ａ……吸込口、２６，２６ａ……一段目のポンプ
のポンプ室、３０……凹所、３４……二段目のポ
ンプのインペラ、３８……羽根溝、４０……ポン
プ流路、４２……ポンプ流路の入口部、４４……
二段目のポンプ吐出口、４６……うず巻き状のベ
イパー排出孔、４８……ベイパー排出通路、５
０，５０ａ……一段目のポンプのインペラ、５
４，５４ａ……一段目のポンプの吐出口、６０…
…外筒の横孔、１００……モータの出力軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の半径方向羽根溝が形成されている円盤
   状のインペラ３４及び該インペラの外周に沿つて
   ポンプ通路４０を形成するポンプハウジング１８
   を有する再生ポンプと、 前記インペラを回転駆動するモータ１６とを具
   備し、内燃機関に燃料を供給するために燃料タン
   ク内に配設される車両用燃料ポンプにおいて、 (イ) 当該燃料ポンプの取付状態における前記イン
   ペラの下側に設けられ、前記インペラよりも小
   さい直径を有し、外周にうず巻き状に複数の羽
   根５６が形成され、前記インペラと同軸的に設
   けられて前記モータにより回転駆動される遠心
   型の小径インペラ５０と、 (ロ) 前記小径インペラを取り囲んで形成され、前
   記再生ポンプの前段ポンプとして機能し、前記
   小径インペラの回転により加圧された燃料を前
   記再生ポンプに送る小径ポンプ室２６と、 (ハ) 前記小径インペラの半径方向内側に、前記小
   径インペラに形成された羽根に沿つてうず巻き
   状に開口し、前記インペラを貫通して形成され
   てベイパーを前記小径ポンプ室から前記インペ
   ラの上側に排出するベイパー排出孔４６と、 (ニ) 当該燃料ポンプの取付状態における前記イン
   ペラの上側に設けられ、前記インペラに形成さ
   れた前記ベイパー排出孔を通つてきたベーパを
   排出するベーパ排出路３０，４８，６０と を備えることを特徴とする車両用燃料ポンプ。 ２ 前記小径ポンプ室は、その内部に収容される
   前記小径インペラの中心に対応して形成された吸
   込口２４と、前記小径インペラの径方向外側に形
   成された吐出口５４とを有し、前記小径インペラ
   と共に遠心ポンプを形成していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の車両用燃料ポン
   プ。 ３ 前記ベーパ排出路は、当該燃料ポンプの取付
   状態において斜め上方へ向けて形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の車両用
   燃料ポンプ。 ４ 前記小径インペラは前記インペラとは別体に
   作られ且つ前記インペラの下側側面に密着して配
   置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第３項に記載の車両用燃料ポンプ。 ５ 前記小径インペラは前記インペラと一体に作
   られることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項に記載の車両用燃料ポンプ。