JPH0642490A - 電動式燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吐出口におけるインペラの回転方向から軸方
向への流れを案内して、損失低減を図る。 【構成】 吸込口１と吐出口６とを仕切る仕切り部１０
０の吐出口６側の端面は、吐出口６に近い側１００ａよ
りも遠い側１００ｂの方が、インペラ３の回転方向の反
対方向に沿って張り出して形成される。このため、ポン
プ流路から吐出口６へ流出する燃料の流れは、上記仕切
り部１００の吐出口６側端面に沿って流れることで、ポ
ンプ流路から吐出口６へ出るに従ってインペラ３の回転
方向から軸方向へと案内される。これにより、燃料はス
ムーズにインペラ３の回転方向から軸方向へと流れ、吐
出口における流れの乱れを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に使用される
燃料ポンプに関するもので、特に電子制御装置からの指
令に基づき、エンジンへ燃料を噴射する装置の一部品と
して構成され、インジェクタに燃料を高圧で圧送するた
めの電動式燃料ポンプに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、燃料を高圧（２〜３kg/cm²Ｇ）で
吐出圧送するためのポンプとしては、容積式のポンプが
主に用いられてきた。しかしこの容積式のポンプは製作
精度を高めないと所要の性能が得られず、高性能を得ん
とすればコスト高となる。このため、従来、再生式の電
動式燃料ポンプが用いられている。そこで、先ず、この
種の従来の再生式の電動式燃料ポンプの全体構成を図を
用いて説明する。図１は従来の再生式の電動式燃料ポン
プをポンプの軸線を含む平面に沿って切断した断面図、
図２が図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。この燃料
ポンプは、例えば車両の燃料タンク内の液体燃料に沈め
られて設置される。この燃料ポンプは、ほぼ円筒状のハ
ウジング１０を有し、このハウジングは、開口１１およ
び１２をそれぞれ備えた軸線方向一端壁１３および他端
壁１４を有している。燃料ポンプはさらに、ハウジング
１０の軸線方向一端壁１３に接してそのハウジング内に
配置された再生ポンプ部１５と、この再生ポンプ部に隣
接してハウジング１０内に配備された電気モータ部１６
とを有し、電気モータ部１６は再生ポンプ部１５に連結
されていて再生ポンプ部を駆動するようになっている。 【０００３】再生ポンプ部１５はポンプケーシングを有
し、このポンプケーシングは、ハウジング１０の軸線方
向一端壁１３に設けられている開口１１を実質的に閉じ
る第１のケーシング部分１８と、第１のケーシング部分
１８の内面１７との間にポンプ室を画定する内面１９を
有する第２のケーシング部分２１とで構成されている。 【０００４】ハウジング１０と共軸線関係をなして延在
する回転軸２５の軸線方向一端部２６は第２のケーシン
グ部分２１に設けられている軸線方向中央孔２７に圧入
された軸受２８によって回転可能に支持されている。軸
２５の軸線方向一端部２６はポンプ室を貫通して、第１
のケーシング部分１８の内面１７に形成されている中央
凹所３１内に位置する軸線方向端面を有している。 【０００５】円板状のインペラ３はポンプ室内で回転可
能なように回転軸２５に装着されている。インペラ３
は、回転軸２５に軸線方向一端部２６が嵌合せられる軸
線方向中央孔３３（図２）を有し、その中央孔３３の壁
面には直径方向に対向した一対の軸線方向溝３４が形成
されている。断面円形のピン３６は回転軸２５の軸線方
向一端部２６を貫通して延在し、また一対の軸線方向溝
３４にそれぞれ嵌合された端部を有している。こうし
て、インペラ３は回転軸２５に相対して軸線方向移動可
能に、しかしその回転軸２５に相対して回転不可能にそ
の回転軸２５に装着されている。 【０００６】インペラ３は、第１の間隙Ｗ₁ をはさんで
第１のケーシング部分１８の内面１７と対向する軸線方
向一端面３８と、第２の間隙Ｗ₂ をはさんで第２のケー
シング部分２１の内面１９と対向する軸線方向他端面３
９を有している。これら間隙Ｗ₁ とＷ₂ は実際には極め
て小さく、図１は誇張して示されている。第１のケーシ
ング部分１８に設けられている凹所３１は回転軸２５の
軸線方向端部２６の外周面および端面と協働して室４３
を画定している。第２のケーシング部分２１に設けられ
ている軸線方向中央孔２７は軸受２８に軸線方向端面お
よび回転軸２５の軸線方向一端部２６の外周面と協働し
て室４４を画定している。図２に明瞭に示されるごと
く、インペラ３に設けられている軸線方向中央孔３３の
側面には直径方向に対向せられた第２の一対の軸線方向
溝４５が形成されている。室４３および室４４はその第
２の一対の軸線方向溝４５によって互いに連通せられて
いてそれら室４３および４４間の圧力がバランスされる
ようになっている。 【０００７】インペラ３はポンプケーシング１８および
２１内にほぼ環状のポンプ流路４を画定する外周部を有
し、その外周部には軸線方向一端面３８および他端面３
９にインペラ３の円周方向に互いに等間隔をなして離隔
された複数個の半径方向羽根溝４７が形成されている。
図示されているインペラ３は、その軸線方向一端面３８
に形成されている羽根溝４７の底面がインペラ３の軸線
方向他端面３９に交差しておらず、また軸線方向他端面
３９に形成されている羽根溝４７の底面が軸線方向一端
面３８に交差していない、いわゆる閉羽根式のものであ
る。 【０００８】ポンプ流路４は第１のケーシング部分１８
に設けられた燃料吸込口１を介して図示していない燃料
タンク内の液体燃料に連通され、また第２ケーシング部
分２１に設けられた燃料吐出口６を介してハウジング１
０内の空間に連通されている。さらに、図２に図示され
るように第２のケーシング部分２１には、インペラ３の
径方向外周に対向して上記ポンプ流路の燃料吸込口１と
燃料吐出口６とを仕切る仕切り部１００が形成される。 【０００９】電気モータ部１６は回転軸２５と同心関係
をなしてハウジング１０内に配置された２つの略円筒状
永久磁石６１と、その永久磁石６１に対し、同心関係を
なして回転軸２５に固定して装着されたアーマチャ２
と、そのアーマチャ２に接続されて回転軸２５に固着さ
れたコンミテータ６３とを有している。コンミテータ６
３にはブラシ６４が摺動接触している。ブラシ６４は端
部ブロック６７に固着されたブラシホルダ６６によって
保持されている。その端部ブロック６７は、ハウジング
１０の軸線方向他端壁１４に設けられている開口１２を
実質的に閉じるようにハウジング内に配備されている。
端部ブロック６７は、ハウジング１０内空間に面する軸
線方向一端面に形成された中央凹所７１と、中央凹所の
底面に形成された第２の中央凹所７２を有している。第
２の中央凹所７２の壁面には周方向に互いに離隔されて
複数個の溝７３が形成され、その溝７３は傾斜した底面
を有するとともに中央凹所７２の底面に開口する端を有
する。端部ブロック６７は、その軸方向他端面から外方
に突出する中空突出部７４を有し、その中空突出部７４
の中空部は第２の中空凹所７２に連通している。その中
空突出部７４は図示していない燃料消費設備例えばエン
ジンへ接続されるようになっている。 【００１０】回転軸２５の軸線方向他端部８１は軸受８
２に回転可能に支持され、その軸受８２は、第２の中央
凹所７２に面取りして形成された座８３に着座させられ
るとともに、中央凹所７１に配備された環状リテーナ８
５により所定の位置に保持されている。そのリテーナ８
５は周方向に互いに離間して形成された複数個の孔８６
を有している。回転軸２５は環状リテーナ８５により所
定の位置に保持されている。回転軸２５は、軸受８２の
軸線方向一端面に当接してその回転軸２５に装着された
スペーサ８７と、軸受２８に装着されたスペーサ８８と
により軸線方向所定の位置に保持されるようになってい
る。 【００１１】上述の構造を有する燃料ポンプは次のよう
に作動する。すなわち、図示しない電源からブラシ６４
に電流が流れるとアーマチャ２が回転し、そのアーマチ
ャ２の回転が回転軸２５によりインペラ３に伝えられ
て、インペラが図２に矢印で示した時計方向へ回転す
る。インペラ３の回転により燃料タンク内の液体燃料は
燃料吸込口１からポンプ流路４へ導入される。導入され
た燃料はインペラ３の羽根溝４７によりポンプ流路４内
で昇圧され、燃料吐出口６を通ってハウジング１０内空
間へ吐き出され、永久磁石６１とアーマチャ２との間の
環状間隙、リテーナ８５に設けられている孔８６、端部
ブロックに設けられている溝７３および中空突出部７４
の中空部を通って燃料消費設備へ送られる。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】ここで、上記構成の従
来の再生式の電動式燃料ポンプの燃料吸込口１へ導入さ
れる液体燃料の流れについて説明する。図３は従来の一
般的な燃料吸込口１近傍を外周側から見た断面図で、矢
印λはインペラの回転方向を示す。吸込口１より流入し
た流体は、図中矢印で示すごとく、吸込口１と反対側の
流路側面８ａに衝突した後、インペラ３により圧送力を
受けつつ吸込口１側の流路側面８ｂに衝突する。この衝
突は、流路長とインペラ周速にもよるが、通常、流路４
中を吐出側へ向かって更に１〜２回繰り返され、漸減消
失する。流路側面８ａ、８ｂへの流体の衝突は、図４に
示すポンプ断面方向の定常流路説明図中、矢印ｆで示さ
れた流路４→羽根溝４７→流路４なる定常循環流を乱
し、ポンプ作用を低下させる。 【００１３】これを避けるために、流路中に仕切りを配
設することが考えられるが、製作上、工程が増えるとと
もに、有効流路面積の減少を招くという不具合が生じ
る。以上に述べた吸入口１と同様に、上記従来の再生式
の電動式燃料ポンプの燃料吐出口は、再生ポンプ部１５
のポンプ流路４にインペラ３の軸方向から開口され、モ
ータ部１６へ連通されている。 【００１４】このため、インペラ３によって昇圧される
燃料は、その流れる方向が、インペラ３の回転方向から
軸方向へと急激に変更されてしまうため、流れの乱れが
生じ損失となるという問題点があった。そこで、本発明
は上記問題点に鑑み、吐出口におけるインペラの回転方
向から軸方向への流れを案内することで損失低減を図る
ことを目的とする。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ポンプ部とモータ部とを備える電動式燃料
ポンプにおいて、前記ポンプ部は、円板状に形成され、
外周に複数の羽根部を有するインペラと、前記インペラ
を回転自在に収容するとともに、前記インペラの外周に
沿って円弧状に形成されるポンプ流路、前記ポンプ流路
の一端部に開口し、燃料を前記ポンプ流路内に導入する
吸込口、前記インペラの軸方向から前記ポンプ流路の他
端部に開口し、前記インペラによって加圧された燃料を
吐出する吐出口、および前記インペラの外周と対向して
形成され、前記吸込口と前記吐出口との間を仕切る仕切
り部を有するケーシングとを備え、さらに、前記仕切り
部の前記吐出口側の端面は、前記吐出口に近い側より前
記吐出口から遠い側が、前記インペラの回転方向とは反
対方向に沿って張り出して形成されていることを特徴と
する電動式燃料ポンプという技術的手段を採用する。 【００１６】 【作用】以上に述べた本発明の電動式燃料ポンプの構成
によると、ケーシングには、円板状のインペラが回転自
在に収容される。このインペラの外周に形成される円弧
状のポンプ流路の一端部には、ポンプ流路に燃料を導入
する吸込口が開口し、ポンプ流路の他端部には、インペ
ラの軸方向から吐出口が開口する。そして、吸込口と吐
出口とを仕切る仕切り部がインペラの外周に対向して形
成される。 【００１７】ここで、仕切り部の吐出口側の端面は、吐
出口に近い側よりも遠い側の方が、インペラの回転方向
の反対方向に沿って張り出して形成される。このため、
ポンプ流路から吐出口へ流出する燃料の流れは、上記仕
切り部の吐出口側端面に沿って流れることで、ポンプ流
路から吐出口へ出るに従ってインペラの回転方向から軸
方向へと案内される。これにより、吐出口における流れ
の乱れが低減される。 【００１８】 【実施例】以下、本発明を適用した電動式燃料ポンプの
実施例を図７より説明する。図７は、吸込口１、吐出口
６および仕切り部１００近傍をインペラ３の外周側から
見た断面図である。ここで、まず先に、本発明の電動式
燃料ポンプの吸込口１近傍の構成について図５にて説明
する。図５は、吸込口１近傍をインペラ３の外周側から
見た断面図である。図５に示すように、吸込口１と反対
側の流路側面８ａをθの傾きを持つ斜面８ａ’に形成し
てある。この斜面８ａ’は第１ケーシング１８および第
２ケーシング２１にまたがっており、傾斜角度θは、図
６に示す如く、吸込口１への流体の流入速度Ｓ₁ 及びイ
ンペラ３から流体に与えられる圧送速度Ｓ₂ を考慮し、
Ｓ₁ とＳ₂ との合成ベクトル方向に決定されている。こ
れを具体的に一実施例で説明すると、例えば流量１２０
ｌ／ｈｒで、吸込口がφ４の直径を持つ円形面積を持っ
ているとすると、流入速度Ｓ₁ は２．６５２ｍ／ｓｅｃ
となり、また、インペラから流体に与えられる圧送速度
Ｓ₂ は一般にインペラ流速の０．７倍であるため、イン
ペラ回転数を４４００ｒｐｍ、インペラ直径をφ４０と
すると、Ｓ₂ ＝６．４５１ｍ／ｓｅｃとなり、これから
θ＝６８°となる。なお、図５図示の傾きθは一定とし
たが、連続的に変えてもよい。 【００１９】本発明の電動式燃料ポンプは、上記吸込口
近傍の構成以外の構成は、図１図示の従来の構成と同じ
である。また、上記では吸込側の形状について説明した
が、吐出側についても図７の断面図に示す如く吸込側と
全く同様の傾斜が構成され、前記の吸込側と同様の効果
を得ることができる。そこで、この吐出側の構成を図７
を用いて説明する。 【００２０】図７に示すように、ポンプ流路の吸込口１
および吐出口６を仕切る仕切り部１００の吐出口６側の
端面は、吐出口６から見て、吐出口６に近い側１００ａ
よりも吐出口６から遠い側１００ｂの方が、インペラ３
の回転方向とは反対方向に張り出して形成される。これ
により、図７に図示されるように、インペラ３の１枚の
羽根３ａはインペラ３が回転して仕切り部１００の下部
へ進入するとき、まず先に羽根３ａの吐出口６から遠い
側３ｂが仕切り部１００の下部へ進入し、その後に羽根
３ａの吐出口６に近い側３ｃが仕切り部１００の下部へ
進入する。 【００２１】このため、ポンプ流路から吐出口６へ流出
する燃料の流れは、仕切り部１００の吐出口６側の端面
に沿って流れることで、ポンプ流路から吐出口６へ出る
に従ってインペラ３の軸方向へと案内される。これによ
り、燃料をスムーズにインペラ３の回転方向から軸方向
へと変更でき、流れの乱れを低減できるとともに、騒音
が低減される。 【００２２】 【発明の効果】以上に述べた本発明の構成および作用に
よると、ポンプ流路の一部である仕切り部の吐出口側の
端面は、吐出口から近い側よりも遠い側の方が、インペ
ラの回転方向の反対方向に沿って張り出して形成され
る。これにより、ポンプ流路から吐出口に流出する燃料
の流れを、ポンプ流路から吐出口へ出るに従ってインペ
ラの回転方向から軸方向へと確実に案内できる。したが
って、流れの乱れを低減しするとともに、騒音の低下を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】従来の電動式燃料ポンプの断面図である。 【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 【図３】従来の燃料吸込口１近傍をインペラ３の外周側
より見た断面図である。 【図４】ポンプ断面方向の定常流説明図である。 【図５】本発明になる電動式燃料ポンプの一実施例の構
成を示す吸込口１近傍をインペラ３の外周側から見た断
面図である。 【図６】本発明を説明するための合成ベクトル図であ
る。 【図７】本発明の実施例の構成を示す断面図である。 【符号の説明】 １ 吸込口 ３ インペラ ４ ポンプ流路 ６ 吐出口 １５ ポンプ部 １６ モータ部 １８ 第１のケーシング部分 ２１ 第２のケーシング部分 １００ 仕切り部

フロントページの続き (72)発明者 松田 健 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１） ポンプ部とモータ部とを備える電動式燃料ポン
   プにおいて、 前記ポンプ部は、 円板状に形成され、外周に複数の羽根部を有するインペ
   ラと、 前記インペラを回転自在に収容するとともに、前記イン
   ペラの外周に沿って円弧状に形成されるポンプ流路、前
   記ポンプ流路の一端部に開口し、燃料を前記ポンプ流路
   内に導入する吸込口、前記インペラの軸方向から前記ポ
   ンプ流路の他端部に開口し、前記インペラによって加圧
   された燃料を吐出する吐出口、および前記インペラの外
   周と対向して形成され、前記吸込口と前記吐出口との間
   を仕切る仕切り部を有するケーシングとを備え、 さらに、前記仕切り部の前記吐出口側の端面は、前記吐
   出口に近い側より前記吐出口から遠い側が、前記インペ
   ラの回転方向とは反対方向に沿って張り出して形成され
   ていることを特徴とする電動式燃料ポンプ。 （２） 前記仕切り部の前記吐出口側の端面は傾斜して
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲１記載
   の電動式燃料ポンプ。