JPH0537032Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば自動車等の燃料タンク内に設
けられ、該燃料タンク内の燃料を噴射弁等に圧送
供給するのに好適に用いられるタービン型燃料ポ
ンプに関する。

〔従来技術〕

第４図ないし第７図に従来技術のタービン型燃
料ポンプを示す。

図において、１は燃料Ｆを収容する燃料タン
ク、２は該燃料タンク１内にブラケツト３等を介
して取付けられた燃料ポンプを示し、該燃料ポン
プ２のケーシングは第５図に示す如く、ステンレ
ス鋼等の鉄系金属材料によつて筒状に形成された
ケーシング本体４と、該ケーシング本体４の上、
下両端側を施蓋すべく、上、下両端側の内周に嵌
合され、カシメ等の手段を用いて固着された上カ
バー５およびポンプハウジング６とからなり、該
ポンプハウジング６はアルミダイキヤスト等によ
り成形された内側ハウジング７と外側ハウジング
８とから構成されている。そして、該外側ハウジ
ング８には燃料Ｆの吸込ポート９が下向きに突設
され、上カバー５には燃料Ｆの吐出ポート１０が
上向きに突設されている。

１１は上カバー５と外側ハウジング８との間に
架設された固定シヤフトを示し、該固定シヤフト
１１は後述の回転子１４やタービンベーン２３等
を回転可能に支持するようになつている。１２は
上カバー５と内側ハウジング７との間に位置し
て、ケーシング本体４内に設けられた筒状のヨー
クを示し、該ヨーク１２はケーシング本体４の
上、下両端側に上カバー５とポンプハウジング６
とを位置決めし、その軸方向中間部には後述の固
定子１７が取付けられている。

１３はケーシング本体４内に配設された直流の
電動モータを示し、該電動モータ１３は、固定シ
ヤフト１１に回転可能に設けられた回転子１４お
よびコンミテータ１５と、該コンミテータ１５に
摺接して回転子１４のコイルに給電を行うブラシ
１６と、回転子１４の径方向外側に位置してヨー
ク１２に取付けられた固定子１７とからなり、回
転子１４の下側には該回転子１４と一体回転する
ジヨイント１８が固定シヤフト１１に回転可能に
取付けられている。そして、該ジヨイント１８の
下端側には後述するタービンベーン２３の各係合
穴２３Ｂと係合する突起１８Ａ，１８Ａ，……が
設けられ（第６図参照）、該ジヨイント１８はタ
ービンベーン２３を回転子１４と一体的に回転さ
せるようになつている。

１９は内側ハウジング７と外側ハウジング８と
の間に位置してポンプハウジング６内に形成され
たポンプ室を示し、該ポンプ室１９の外周側には
略Ｃ字形状の燃料通路１９Ａが設けられ、該燃料
通路１９Ａは内側ハウジング７の下面側と外側ハ
ウジング８の上面側とを第６図に例示する如く、
例えば340度程度の角度範囲に亘り周方向に凹設
することによつて形成されている。そして、該燃
料通路１９Ａの始端は外側ハウジング８に吸込ポ
ート９と対応して穿設された吸込口２０と連通
し、その終端は内側ハウジング７に穿設された吐
出口２１と連通している。また、該ポンプ室１９
には燃料通路１９Ａの始端、終端間に位置して径
方向内向きに円弧状に突出するシール部２２が外
側ハウジング８と一体形成され、該シール部２２
はタービンベーン２３の外周面との間をシールす
るようになつている。

２３はポンプ室１９内に位置して、固定シヤフ
ト１１に回転可能に設けられたタービンベーンを
示し、該タービンベーン２３はフエノール樹脂等
の強化プラスチツク材料によつて形成され、その
外周側には多数の羽根２３Ａ，２３Ａ，……が周
方向に列設され、内周側にはジヨイント１８の各
突起１８Ａと係合する係合穴２３Ｂ，２３Ｂ，…
…が突設されている。そして、該タービンベーン
２３は電動モータ１３によりジヨイント１８を介
してポンプ室１９内で回転駆動され、吸込口２０
側から吸込んだ燃料Ｆを燃料通路１９Ａを介して
吐出口２１へと圧送し、該吐出口２１からケーシ
ング本体４内を介して吐出ポート１０へと圧送す
るようになつている。また、該タービンベーン２
３の外周面とポンプ室１９のシール部２２との間
には、例えば10〜20μm程度の微小隙間ｔ（第６図
参照）が形成され、燃料通路１９Ａの始端、終端
間でフローテイングシールが行われるようになつ
ている。

一方、第４図中に示す２４は燃料ポンプ２の吸
込ポート９とホース等を介して接続されたフイル
タ、２５は吐出ポート１０と接続され、燃料タン
ク１外へと導出された吐出配管を示し、該吐出配
管２５は燃料ポンプ２によりフイルタ２４を介し
て吸込まれた燃料タンク１内の燃料Ｆを吐出ポー
ト１０から外部の噴射弁（図示せず）等に向けて
吐出させるようになつている。さらに、２６は燃
料ポンプ２から吐出された燃料Ｆの一部を燃料タ
ンク１内へと戻す戻し配管を示し、該戻し配管２
６の先端側は吐出配管２５等と圧力レギユレータ
（図示せず）を介して接続され、この圧力レギユ
レータは吐出配管２５側の燃料Ｆの一部を戻し配
管２６側へと戻すことによつて、吐出配管２５側
の燃圧を調整するようになつている。

従来技術による燃料ポンプ２は上述の如き構成
を有するもので、電動モータ１３の回転子１４は
外部からブラシ１６、コンミテータ１５を介して
給電されることにより回転し、タービンベーン２
３をポンプ室１９内で回転駆動して、フイルタ２
４から吸込口２０等を介して燃料通路１９Ａ内に
燃料タンク１内の燃料Ｆを吸込みつつ、吐出口２
１からケーシング本体４内に圧送し、吐出ポート
１０から吐出配管２５等を介して噴射弁等に向け
て吐出させる。そして、吐出配管２５内等に吐出
された燃料Ｆは圧力レギユレータによつて燃圧が
調整され、この調整された燃料Ｆが噴射弁からエ
ンジン側へと噴射されると共に、残余の燃料Ｆは
戻し配管２６を介して燃料タンク１内へと再び戻
される。

ここで、該戻し配管２６の先端側は吐出配管２
５等と共に自動車のエンジンルーム内に配設さ
れ、エンジン等から発生する高熱を戻し配管２６
内等の燃料Ｆによつて冷却させるようにしてい
る。このため、該戻し配管２６から燃料タンク１
内に戻される燃料Ｆの燃温は80℃程度まで上昇
し、燃料タンク１内の燃温は燃料Ｆの残量が第４
図中に示す如く少なくなつてゆくと、例えば70℃
程度まで上昇するようになる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来技術では、電動モータ
１３の回転子１４が外部からの給電によつて発熱
体となつているから、燃料タンク１内の燃温が70
℃程度まで上昇すると燃料Ｆによる冷却作用が失
なわれ、回転子１４等の温度は110℃程度まで上
昇し、燃料ポンプ２内は75〜80℃程度まで上昇し
てしまう。このため、フエノール樹脂等によつて
形成されたタービンベーン２３は熱膨張によつて
拡径し、ポンプ室１９内でシール部２２の先端面
に干渉し（第６図参照）、羽根２３Ａ等が損傷さ
れる等の問題が生じている。

そこで、本出願人はポンプハウジング６やター
ビンベーン２３等の熱膨張状態を実験した結果、
第７図中に示す如く、ケーシング本体４内に嵌着
されたポンプハウジング６はポンプ室１９の内径
が実線２７に沿つて曲線状に拡径するのに対し、
タービンベーン２３の外径は一点鎖線２８に沿つ
て直線状に拡径し、例えば75℃程度の温度を越え
ると、タービンベーン２３の外周はシール部２２
の先端に干渉してしまうことが分つた。一方、ポ
ンプハウジング６をケーシング本体４から取外
し、該ポンプハウジング６をフリーな状態として
熱膨張状態を調べた結果、ポンプ室１９の内径は
点線２９に沿つて拡径し、タービンベーン２３と
の干渉を防止できることが確認された。

本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされ
たもので、本考案は燃料タンク内の燃料残量が少
なくなり、燃温が上昇した場合等でも、タービン
ベーンがポンプ室のシール部等に干渉するのを防
止できるようにしたタービン型燃料ポンプを提供
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために本考案は、ケ
ーシング本体と、該ケーシング本体の一側内周に
嵌着され、吸込口を有する外側ハウジングおよび
吐出口を有する内側ハウジングを上、下で衝合さ
せてなるポンプハウジングと、前記ケーシング本
体の他側内周に嵌着された上カバーと、該上カバ
ーとポンプハウジングの外側ハウジングとの間に
架設され、前記ケーシング本体内を軸方向に伸長
した固定シヤフトと、前記ポンプハウジングの内
側ハウジングと上カバーとの間に位置して前記ケ
ーシング本体内に設けられ、回転子が該固定シヤ
フトに回転可能に支持された電動モータと、前記
ポンプハウジングの内側ハウジングと外側ハウジ
ングとの間に形成され、前記吸込口と吐出口との
間に径方向内向きに突出するシール部が設けられ
たポンプ室と、該ポンプ室内に位置して前記固定
シヤフトに回転可能に取付けられ、前記電動モー
タの回転子によつて駆動されるタービンベーンと
からなるタービン型燃料ポンプにおいて、前記ケ
ーシング本体の一側内周と前記ポンプハウジング
の内側ハウジング、外側ハウジング外周との間に
は、少なくとも前記ポンプ室のシール部に対応す
る位置で周方向に延び、該シール部が熱膨張によ
つて拡径するのを許すラジアルクリアランス部を
形成したことを特徴としてなる構成を採用してい
る。

また、前記ラジアルクリアランス部は前記内側
ハウジングおよび外側ハウジングの外周側に全周
に亘つて形成してもよい。

〔作用〕

上記構成により、燃料タンク内の燃料残量が少
なくなり、燃温の上昇に伴つて燃料ポンプ内の温
度が上昇したときには、ポンプハウジングの内側
ハウジングと外側ハウジングとが少なくともポン
プ室のシール部に対応する位置で、ケーシング本
体に規制されることなく径方向に熱膨張するよう
になり、タービンベーンの熱膨張時でもラジアル
クリアランス部によつてポンプ室のシール部とタ
ービンベーンの外周との間に微小隙間を確保する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第３図に
基づいて説明する。なお、実施例では前述した第
５図、第６図に示す従来技術と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。

而して、第１図および第２図は本考案の第１の
実施例を示している。

図中、３１はケーシング本体４の下端側を施蓋
すべく、該ケーシング本体４の下端側内周に嵌合
され、カシメ等の手段を用いて固着されたポンプ
ハウジングを示し、該ポンプハウジング３１は従
来技術で述べたポンプハウジング６と同様に内側
ハウジング３２と外側ハウジング３３とから構成
され、該外側ハウジング３３には吸込ポート９お
よび吸込口２０が、内側ハウジング３２には吐出
口２１が設けられている。また、該内側ハウジン
グ３２、外側ハウジング３３間には従来技術と同
様にポンプ室１９が形成され、該ポンプ室１９の
外周側に位置する燃料通路１９Ａの始端、終端間
には従来技術で述べたシール部２２と同様にシー
ル部３４が形成されている。

然るに、該内側ハウジング３２、外側ハウジン
グ３３の外周側にはケーシング本体４の下端側内
周との間に位置して、例えば0.5mm程度のラジア
ルクリアランス部３５が全周に亘つて第２図に示
す如く形成され、該クリアランス部３５は内側ハ
ウジング３２の外周側上端から外側ハウジング３
３の高さ方向中間部、即ち燃料通路１９Ａの底面
に対応する位置までポンプハウジング３１の高さ
方向に伸びている。そして、該クリアランス部３
５はポンプ室１９をポンプハウジング３１の外周
側で全周に亘つて取囲み、該ポンプ室１９の外周
に対応する内側ハウジング３２および外側ハウジ
ング３３の外周部分３２Ａ，３３Ａが熱膨張によ
つて拡径するのを許すようになつている。

本実施例による燃料ポンプは上述の如き構成を
有するもので、その基本的作動については従来技
術によるものと格別差異はない。

然るに本実施例では、内側ハウジング３２と外
側ハウジング３３の外周面にラジアルクリアラン
ス部３５を形成し、ポンプ室１９の外周に対応す
る内側ハウジング３２、外側ハウジング３３の外
周部分３２Ａ，３３Ａが熱膨張によつて拡径する
のを許すようにしたから、燃料タンク１内の燃料
Ｆの残量が少なくなつて燃温が上昇し、当該燃料
ポンプ内の温度が上昇した場合に、ポンプ室１９
内の内径をシール部３４と共に拡径させることが
でき、同様に熱膨張によつて拡径するタービンベ
ーン２３の外周側がシール部３４の先端に干渉す
るのを防止することができる。

即ち、内側ハウジング３２および外側ハウジン
グ３３は高さ方向の上、下で第１図に示す如く、
ケーシング本体４およびヨーク１２に嵌着され
て、熱膨張による拡径が規制されているものの、
前記外周部分３２Ａ，３３Ａはラジアルクリアラ
ンス部３５によつて拡径できるようになつている
から、該外周部分３２Ａ，３３Ａはポンプ室１９
と共に、第７図中に例示した点線２９よりも小さ
く、一点鎖線２８よりも大きく温度上昇に伴つて
拡径するようになり、タービンベーン２３の外周
とシール部３４の先端との間に少なくとも10〜
20μm程度の微小隙間ｔを常に介在させることが
でき、両者の干渉を確実に防止できる。

次に、第３図は本考案の第２の実施例を示し、
本実施例の特徴は、内側ハウジング３２、外側ハ
ウジング３３の外周に設けるラジアルクリアラン
ス部４１をシール部３４に対応する位置から周方
向の左、右に90度程度、例えば180度程度の周方
向長さをもつて形成したことにある。なお、第３
図中では外側ハウジング３３の外周に設けたラジ
アルクリアランス部４１のみを示しているが、内
側ハウジング３２の外周にも同様にラジアルクリ
アランス部４１が形成されている。

かくして、このように構成される本実施例で
も、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得
ることができるが、特に本実施例では、ラジアル
クリアランス部４１をシール部３４と対応する位
置から周方向の左、右に90度程度、即ち180度程
度の周方向長さをもつて形成したから、シール部
３４が熱膨張によつてタービンベーン２３の外周
よりも大きく拡径するのを可及的に抑えることが
できる。

なお、該ラジアルクリアランス部４１の周方向
長さは180度に限るものではなく、シール部３４
に対応する位置から周方向の左、右に適宜な角度
範囲をもつて形成すればよく、熱膨張時に微小隙
間ｔが、例えば10〜30μm程度の範囲内に収まる
ように最適の角度範囲を実験等によつて決定する
ようにしてもよい。

〔考案の効果〕

以上詳述した通り、本考案によれば、ケーシン
グ本体の一側内周とポンプハウジングの内側ハウ
ジング、外側ハウジング外周との間に、少なくと
もポンプ室のシール部に対応する位置で周方向に
延び、該シール部が熱膨張によつて拡径するのを
許すラジアルクリアランス部を形成したから、燃
料タンク内の燃料残量が少なくなつて、当該燃料
ポンプ内の温度が上昇したときに、少なくともポ
ンプ室のシール部に対応する位置で内側ハウジン
グおよび外側ハウジングをケーシング本体に規制
されることなく、径方向外向きに熱膨張させるこ
とができ、同様に熱膨張するタービンベーンの外
周がポンプ室のシール部に干渉するのを防止でき
る。従つて、タービンベーン外周の羽根を損傷し
たり、該タービンベーンの回転数が低下したりす
るのを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の第１の実施例を
示し、第１図は燃料ポンプの要部縦断面図、第２
図は第１図中の−矢示方向断面図、第３図は
第２の実施例を示す第２図と同様の断面図、第４
図ないし第７図は従来技術を示し、第４図は燃料
ポンプが取付けられた燃料タンクの縦断面図、第
５図は燃料ポンプの縦断面図、第６図は第５図中
の−矢示方向断面図、第７図はポンプハウジ
ングやタービンベーンの熱膨張を示す特性線図で
ある。 １……燃料タンク、２……燃料ポンプ、４……
ケーシング本体、５……上カバー、１３……電動
モータ、１９……ポンプ室、１９Ａ……燃料通
路、２０……吸込口、２１……吐出口、３１……
ポンプハウジング、３２……内側ハウジング、３
３……外側ハウジング、３４……シール部、３
５，４１……ラジアルクリアランス部、Ｆ……燃
料、ｔ……微小隙間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ケーシング本体と、該ケーシング本体の一側
   内周に嵌着され、吸込口を有する外側ハウジン
   グおよび吐出口を有する内側ハウジングを上、
   下で衝合させてなるポンプハウジングと、前記
   ケーシング本体の他側内周に嵌着された上カバ
   ーと、該上カバーとポンプハウジングの外側ハ
   ウジングとの間に架設され、前記ケーシング本
   体内を軸方向に伸長した固定シヤフトと、前記
   ポンプハウジングの内側ハウジングと上カバー
   との間に位置して前記ケーシング本体内に設け
   られ、回転子が該固定シヤフトに回転可能に支
   持された電動モータと、前記ポンプハウジング
   の内側ハウジングと外側ハウジングとの間に形
   成され、前記吸込口と吐出口との間に径方向内
   向きに突出するシール部が設けられたポンプ室
   と、該ポンプ室内に位置して前記固定シヤフト
   に回転可能に取付けられ、前記電動モータの回
   転子によつて駆動されるタービンベーンとから
   なるタービン型燃料ポンプにおいて、前記ケー
   シング本体の一側内周と前記ポンプハウジング
   の内側ハウジング、外側ハウジング外周との間
   には、少なくとも前記ポンプ室のシール部に対
   応する位置で周方向に延び、該シール部が熱膨
   張によつて拡径するのを許すラジアルクリアラ
   ンス部を形成したことを特徴とするタービン型
   燃料ポンプ。 (2) 前記ラジアルクリアランス部は前記内側ハウ
   ジングおよび外側ハウジングの外周側に全周に
   亘つて形成してなる実用新案登録請求の範囲(1)
   項記載のタービン型燃料ポンプ。