JPH06167291A - 再生ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 羽根片の軸方向両端面の面積（シール面積）
を確保して、吐出口側から吸込口側への逆流を防止しつ
つ、ポンプ効率を効果的に高める。 【構成】 成形上の理由から、２枚の半割り成形品２８
ａ，２８ｂを重ね合わせて１つのインペラー２８を構成
する。このインペラー２８の外周部には、多数の羽根片
３９と、各羽根片３９間の羽根溝４０を二分割する隔壁
４１とを形成する。各羽根片３９を隔壁４１よりも外周
側に突出させて、隔壁４１の延長上に逆流域が発生する
のを防止すると共に、各羽根片３９の下流側側面に、外
周側に向けて拡開するＶカット状の凹状部４２を形成し
て、各羽根溝４０から流体が流れ出る際の流路抵抗を減
少させる。この場合、羽根片３９の下流側側面に部分的
に凹状部４２を形成するだけであるから、各羽根片３９
の軸方向両端面（シール面）４４の面積を減少させずに
済み、良好なシール性を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インペラーの構造を改
良した再生ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、再生ポンプは、粘度が低い液体
を少量送って高揚程にする小型ポンプとして利用され、
近年では例えば自動車用の燃料ポンプとして使用されて
いる。この燃料ポンプについても、近年の省資源化・地
球環境保護という社会的要求から、ポンプ効率向上によ
る燃費改善（オルタネータ負荷低減）が近年の重要な技
術的課題となっている。このような観点から、例えば、
特開昭６１−２１０２８８号公報（図６参照）に示すよ
うに、インペラー１１の外周部に放射状に形成された羽
根片１２を、各羽根片１２間の溝を二分割する隔壁１３
よりも外周側に突出させることにより、隔壁１３の延長
上にも羽根片１２による回転遠心力を及ぼしてポンプ効
率向上を図ったものがある。しかしながら、このもので
は、各羽根片１２の下流側（反回転方向側）の側面の外
周側部分に渦が発生することから、各羽根片１２間の溝
の外周側の流路が実質的に狭くなってしまい、溝の流路
抵抗が増加して、ポンプ効率向上の効果が少なくなって
しまう。

【０００３】また、特開平４−２１４９９５号公報（図
７参照）に示すように、各羽根片１２の上流側（回転方
向側）及び下流側（反回転方向側）の両側面の外周側部
分全体を斜面状に形成して、各羽根片１２間の溝を外周
側に向けて拡開した形状にすることにより、各羽根片１
２間の溝の流路抵抗を小さくしてポンプ効率を向上させ
るようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者
は、上述した２つの技術を組み合わせれば、ポンプ効率
をより一層向上させることができるのではないかと考え
ている。しかしながら、これら２つの技術を単純に組み
合わせただけでは、以下の理由により、ポンプ効率向上
の効果が少なくなってしまう。

【０００５】即ち、各羽根片１２の軸方向の両端面１２
ａは、吐出口と吸込口との間の仕切部分でケーシング内
面に近接して、吐出口側から吸込口側への逆流を防止す
るシール面として機能する。従って、前述した特開平４
−２１４９９５号公報（図７参照）のように、各羽根片
１２の上流側及び下流側の両側面の外周側部分全体を斜
面状に形成すると、シール面積が減少してしまい、シー
ル能力が低下して、特に低回転領域で吐出口側から吸込
口側への逆流が増加してしまい、その分、吐出流量が減
少して、ポンプ効率向上の効果が少なくなってしまう。

【０００６】本発明は、この様な事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、各羽根片の軸方向の両端面の面
積（シール面積）を確保できて、吐出口側から吸込口側
への逆流を有効に防止でき、ポンプ効率を効果的に向上
できる再生ポンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の再生ポンプは、吸込口，吐出口及びこれら
両者をつなぐ円弧状のポンプ流路とが形成されたケーシ
ングと、このケーシング内に回転自在に収納されたイン
ペラーとを備え、このインペラーの外周部に、前記円弧
状のポンプ流路内に突出する多数の羽根片と各羽根片間
の溝を二分割する隔壁とが形成されたものにおいて、前
記インペラーは、前記羽根片が前記隔壁よりも外周側に
突出されていると共に、前記羽根片のうちの下流側側面
又は上流側側面の少なくとも一方の側面の前記隔壁の延
長上に外周側に向けて拡開する凹状部が形成されてい
る。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、インペラーの羽根片を隔壁
よりも外周側に突出させることにより、隔壁の延長上に
も羽根片による回転遠心力を及ぼす。更に、羽根片のう
ちの下流側側面又は上流側側面の少なくとも一方の側面
に外周側に向けて拡開する凹状部が形成されているの
で、各羽根片間の溝が外周側に向けて拡開した形状とな
る。このため、たとえ、各羽根片の下流側（反回転方向
側）の側面の外周側部分に渦が発生したとしても、従来
とは異なり、各羽根片１２間の溝の外周側に十分な大き
さの流路を確保でき、各羽根片間の溝に流体が流れ出る
際の流路抵抗が減少して、その溝内を流体が流れ易くな
る。

【０００９】この場合、羽根片のうちの下流側側面又は
上流側側面を全体的に斜面状に形成するのではなく、隔
壁の延長上に凹状部を形成するだけであるから、各羽根
片の軸方向両端面の面積（シール面積）を減少させずに
済み、吐出口側から吸込口側への逆流が有効に防止され
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を自動車用の燃料ポンプに適用
した一実施例について、図１乃至図５を参照して説明す
る。この燃料ポンプは、図５に示すように、ポンプ部２
１とこのポンプ部２１を駆動するモータ部２２とから構
成されている。このモータ部２２はブラシ付きの直流モ
ータであり、円筒状のハウジング２３内に永久磁石２４
を環状に配置し、この永久磁石２４の内周側に同心状に
電機子２５を配置した構成となっている。

【００１１】一方、ポンプ部２１は、図３に示すよう
に、ケーシング本体２６，ケーシングカバー２７及びイ
ンペラー２８等から構成され、ケーシング本体２６とケ
ーシングカバー２７は、例えばアルミのダイカスト成形
により形成されている。この場合、ケーシング本体２６
は、ハウジング２３の一端に圧入固定され、その中心に
嵌着された軸受３０に電機子２５の回転シャフト３１が
貫通支持されている。一方、ケーシングカバー２７は、
ケーシング本体２６に被せられた状態でハウジング２３
の一端にかしめ付け等により固定され、このケーシング
カバー２７の中心に固定されたスラスト軸受３２によっ
て回転シャフト３１のスラスト荷重が受けられるように
なっている。これらケーシング本体２６とケーシングカ
バー２７とで密閉された１つのケーシングが構成され、
その内部にインペラー２８が回転自在に収納されてい
る。このインペラー２８の中心には、図２に示すよう
に、ほぼＤ字形の嵌合孔３３が形成され、この嵌合孔３
３が回転シャフト３１のＤカット部３１ａに嵌合されて
いる。これにより、インペラー２８は、回転シャフト３
１と一体的に回転するが、軸方向には摺動可能となって
いる。

【００１２】一方、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ケ
ーシング本体２６とケーシングカバー２７の内側面に
は、円弧状のポンプ流路３４が形成され、ケーシングカ
バー２７に、ポンプ流路３４の一端に連通する吸込口３
５が形成され、ケーシング本体２６に、ポンプ流路３４
の他端に連通する吐出口３６が形成されている。これら
吸込口３５と吐出口３６との間には、燃料の逆流を防止
する仕切部３７が形成されている。上記吐出口３６は、
前述したモータ部２２内の空間に連通し、吐出口３６か
ら吐出された燃料が、モータ部２２内の空間部を通過し
て、モータ部２２に隣接して設けられた燃料吐出口４３
（図５参照）からインジェクタ（図示せず）へ圧送され
るようになっている。一方、吸込口３５は、燃料溜め
（図示せず）に連通されている。

【００１３】前述したインペラー２８は、例えばガラス
繊維入りのフェノール樹脂やＰＰＳ等により形成され、
後述する成形上の理由から２分割されていて、２枚の半
割り成形品２８ａ，２８ｂを重ね合わせて１枚のインペ
ラー２８を構成している。このインペラー２８の外周部
には、円弧状のポンプ流路３４内に突出する多数の羽根
片３９と、各羽根片３９間の溝（以下「羽根溝」とい
う）４０を二分割する隔壁４１とが形成されている。こ
の場合、図１及び図２に示すように、各羽根溝４０の幅
が内周側と外周側で等しくなるように、各羽根片３９の
肉厚が外周側に向かって徐々に厚くなるように形成され
ている。更に、各羽根片３９が隔壁４１よりも外周側に
突出されていると共に、各羽根片３９の下流側側面（反
回転方向側面）に、外周側に向けて拡開するＶカット状
（Ｖ溝状）の凹状部４２が形成されている。この凹状部
４２は、２枚の半割り成形品２８ａ，２８ｂを重ね合わ
せることにより形成されている。

【００１４】尚、本実施例では、インペラー２８の直径
を例えば３０ｍｍに設定し、インペラー２８の両側面と
ケーシング本体２６の内面及びケーシングカバー２７の
内面との間の隙間（クリアランス）をそれぞれ数μｍ〜
数十μｍ程度に設定している。更に、各羽根片３９間の
ピッチを例えば１．２ｍｍ程度に設定し、各羽根片３９
の外周端とポンプ流路３４内面との間の隙間（クリアラ
ンス）を０．５〜１．５ｍｍに設定している。

【００１５】次に、上記構成の作用について説明する。
モータ部２２の電機子２５のコイル（図示せず）に通電
して、電機子２５を回転させると、この電機子２５の回
転シャフト３１と一体的にインペラー２８が矢印Ａ方向
に回転する。これにより、インペラー２８の外周部の羽
根片３９が円弧状のポンプ流路３４に沿って回転してポ
ンプ作用を生じ、燃料溜め（図示せず）内の燃料が吸込
口３５からポンプ流路３４内に吸い込まれて、各羽根溝
４０内に流れ込み、この燃料が各羽根片３９から運動エ
ネルギを受けてポンプ流路３４内を吐出口３６側に圧送
される。この際、各羽根溝４０に流れ込んだ燃料は、回
転遠心力を受けて図１に矢印Ｂで示すように、羽根溝４
０内を隔壁４１の側面に沿って外周側へ向けて流れる旋
回流となって、ポンプ流路３４内を吐出口３６側に向か
って昇圧され、吐出口３６から吐出される。尚、図１に
矢印Ｂで示す燃料の流れ（旋回流）は、インペラー２８
に固定した回転座標で見たときの流れを示している。上
述したようにして吐出口３６から吐出された燃料は、モ
ータ部２２内の空間部を通過して燃料吐出口４３からイ
ンジェクタ（図示せず）に圧送される。

【００１６】このような再生ポンプにおいて、ポンプ効
率を高めるには、隔壁４１の延長上にも羽根片３９によ
る回転遠心力を及ぼし、更に、各羽根溝４０の流路抵抗
を小さくして、各羽根溝４０内を隔壁４１の側面に沿っ
て外周側へ向けて流れる旋回流の流れをスムーズにする
必要がある。

【００１７】この観点から、本実施例では、各羽根片３
９を隔壁４１よりも外周側に突出させる（従来の同程度
の再生ポンプより隔壁４１を後退させることにより羽根
片３９が突出した形状とされている）ことにより、隔壁
４１の延長上にも羽根片３９による回転遠心力を及ぼし
て、隔壁４１の延長上に逆流域（ポンプ作用を妨げる領
域）が発生するのを防止している。更に、各羽根片３９
の下流側側面のほぼ中央部にのみ、即ち隔壁４１の延長
上に外周側に向けて拡開する凹状部４２を形成している
ので、各羽根片３９間の羽根溝４０が外周側に向けて拡
開した形状となる。このため、インペラの回転に伴っ
て、各羽根片３９の下流側（反回転方向側）の側面の外
周側部分に巻き込みによる渦が発生したとしても、その
渦の発生が抑えられ、各羽根片１２間の溝の外周側に十
分な大きさの流路を確保できる。このため、各羽根溝４
０から燃料が流れ出る際の流路抵抗が減少して、その羽
根溝４０内から流れ出る図１に矢印Ｂで示すような旋回
流の流れがスムーズになり、旋回流Ｂの方向に向けて燃
料に運動エネルギを効率良く付与することができて、ポ
ンプ効率を効果的に向上させることができる。

【００１８】しかも、前述した従来例とは異なり、羽根
片３９の下流側側面の外周側部分全体を斜面状に形成す
るのではなく、羽根片３９の隔壁延長上にあたる中央部
にのみ隔壁４１の先端から羽根片３９の軸方向両端面４
４へ開くことなく、羽根片３９の先端面のみへ向けて広
がり、かつ深くなる凹状部４２を形成するだけであるか
ら、各羽根片３９の軸方向両端面（以下「シール面」と
いう）４４の面積を減少させずに済み、このシール面４
４と仕切部３７との間のシール効果を高めて、吐出口３
６側から吸込口３５側への逆流を有効に防止できる。

【００１９】ところで、本実施例では、２枚の半割り成
形品２８ａ，２８ｂを重ね合わせて１枚のインペラー２
８を構成しているが、これと同形状のインペラーを一体
成形しようとしても、各羽根片３９の側面に形成する凹
状部４２の関係で、一体成形は困難である。それ故に、
本実施例では、２枚の半割り成形品２８ａ，２８ｂを重
ね合わせて１枚のインペラー２８を構成するようにした
ものであり、これにより、各半割り成形品２８ａ，２８
ｂを簡単な構成の二分割型で容易に成形することができ
て、成形コストを低減できる利点がある。この場合で
も、２枚の半割り成形品２８ａ，２８ｂを重ね合わせる
だけで、両者を接着等により固着する必要はなく（両者
間の微小な隙間によるポンプ作用の低下がほとんど問題
にならないため）、組立能率をほとんど損なわずに済
む。勿論、２枚の半割り成形品２８ａ，２８ｂを接着等
により固着した構成としても良いことは言うまでもな
い。

【００２０】但し、本発明は、インペラーを一体物とし
て形成しても良く、この場合には、インペラーの各羽根
片の側面に、切削加工等により凹状部を形成したり、タ
ービンブレード等と同様に鋳造で作るようにしても良
い。

【００２１】また、本実施例では、各羽根片３９の“下
流側側面”に凹状部４２を形成しているが、各羽根片３
９の“上流側側面”に凹状部を形成し、各羽根片下流の
巻き込み渦をそのままに溝の出口面積の拡大のみを図っ
てもよい。更には、“下流側側面”と“上流側側面”の
双方に凹状部を形成するようにしても良い。この場合、
“下流側側面”と“上流側側面”の双方に同一形状の凹
状部を形成すれば、インペラーの表裏を気にせずに組み
立てることができて、組立能率を向上できる利点があ
る。また、凹状部４２の形状についても、Ｖカット状
（Ｖ溝状）に限定されず、円弧面状等の滑らかな凹曲面
状に形成しても良いことは言うまでもない。

【００２２】その他、本発明の再生ポンプは、自動車の
燃料ポンプに限定されず、水等の種々の流体を圧送する
ポンプとして広く適用できる等、要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変形が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インペラーの羽根片を隔壁よりも外周側に突
出させることにより、隔壁の延長上に逆流域が発生する
のを防止すると共に、羽根片のうちの下流側側面又は上
流側側面の少なくとも一方の側面の隔壁の延長に外周側
に向けて拡開する凹状部を形成したので、各羽根片間の
溝の流路抵抗を小さくできて、各羽根片間の溝内を流体
が流れ易くなると共に、各羽根片の軸方向両端面の面積
（シール面積）を減少させずに済み、吐出口側から吸込
口側への逆流を有効に防止できて、ポンプ効率を効果的
に向上できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すインペラーの羽根片部
分の拡大斜視図

【図２】図５のＣ−Ｃ線に沿って示す断面図

【図３】図２のＤ−Ｄ線に沿って示す断面図

【図４】ケーシング本体の斜視図（ａ）とケーシングカ
バーの斜視図（ｂ）

【図５】全体の縦断面図

【図６】従来例を示すインペラーの部分斜視図

【図７】他の従来例を示すインペラーの部分斜視図

【符号の説明】

２１…ポンプ部、２２…モータ部、２６…ケーシング本
体（ケーシング）、２７…ケーシングカバー（ケーシン
グ）、２８…インペラー、２８ａ，２８ｂ…半割り成形
品、３４…ポンプ流路、３５…吸込口、３６…吐出口、
３７…仕切部、３９…羽根片、４０…羽根溝（溝）、４
１…隔壁、４２…凹状部、４４…軸方向両端面（シール
面）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込口，吐出口及びこれら両者をつなぐ
   円弧状のポンプ流路とが形成されたケーシングと、 このケーシング内に回転自在に収納されたインペラーと
   を備え、 このインペラーの外周部に、前記円弧状のポンプ流路内
   に突出する多数の羽根片と各羽根片間の溝を二分割する
   隔壁とが形成された再生ポンプにおいて、 前記インペラーは、前記羽根片が前記隔壁よりも外周側
   に突出されていると共に、前記羽根片のうちの下流側側
   面又は上流側側面の少なくとも一方の側面の前記隔壁の
   延長上に外周側に向けて拡開する凹状部が形成されてい
   ることを特徴とする再生ポンプ。