JPH08158978A - 車両用インタンク式燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ポンプ停止時において多量に発生したベーパを
排出する。 【構成】ポンプ室に配設されたインペラの回転により、
ポンプ室の燃料流路１２ａを通過する燃料が昇圧され
る。燃料流路１２ａには、ポンプ駆動時にある程度まで
燃料が昇圧される位置に第１のベーパ排出孔（ポンプ駆
動時用ベーパ排出孔）２０が形成されている。また、吸
入通路１５の開口よりも僅かに下流側の位置には、前記
第１のベーパ排出孔２０よりも通路面積の大きい第２の
ベーパ排出孔（ポンプ停止時用ベーパ排出孔）２１が形
成されている。つまり、第２のベーパ排出孔２１は、ポ
ンプ駆動時において正圧域で且つ昇圧が殆どない位置に
設けられている。第２のベーパ排出孔２１は、ベーパの
浮力によりベーパ排出が可能であるようにその通路面積
が設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の燃料タンク内
に装着される車両用インタンク式燃料ポンプに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種の車両用インタンク式燃
料ポンプとして、ポンプハウジングにベーパ排出孔を設
け、同孔によりインペラの回転に伴って発生するベーパ
（燃料蒸気）をポンプ外部に排出するものが開示されて
いる（例えば特開昭６３−２１５８６８号公報等）。こ
のような燃料ポンプでは、ベーパ排出により所望の吐出
圧力，吐出流量を確保している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
燃料ポンプでは、ポンプ駆動時に発生するベーパは適宜
排出できるものの、ポンプ停止時に発生するベーパが多
量に蓄積された場合、その多量に蓄積されたベーパの排
出に時間を要し、種々の問題を生ずる。つまり、上記従
来の燃料ポンプに設けられるベーパ排出孔は、インペラ
が回転し圧力がある程度まで上昇した時に燃料ベーパを
排出するものであり、ポンプ駆動時における同孔からの
燃料漏れを防止するためその孔径は小さく設計されてい
る。そのため、ポンプ停止時に主にフィルタ部で発生し
燃料吸入部に蓄積されたベーパは、ポンプ始動時（エン
ジン始動時）において上記ベーパ排出孔から素早く逃が
すことができず、燃圧の立ち上がり遅れ等によりエンジ
ン始動性の悪化等の問題を招く。

【０００４】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、ポンプ停止時
において多量に発生したベーパを排出可能にする車両用
インタンク式燃料ポンプを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、車両の燃料タンク内にお
いて燃料中に配置され、ポンプ室を形成するポンプハウ
ジングと、前記ポンプハウジングの下側に形成され、一
端がポンプ外部に開口すると共に、他端が前記ポンプ室
に開口する燃料吸入通路と、前記ポンプ室内に配置さ
れ、回転により前記燃料吸入通路から燃料を吸入すると
共に昇圧して吐出するためのインペラと、前記ポンプハ
ウジングに設けられ、一端が外部に開口すると共に他端
がポンプ室における燃料昇圧部位に開口するポンプ駆動
時用ベーパ排出孔と、前記ポンプハウジングに設けら
れ、一端が外部に開口すると共に他端がポンプ室に開口
し、且つ通路面積が前記ポンプ駆動時用ベーパ排出孔の
通路面積よりも大きいポンプ停止時用ベーパ排出孔とを
備えることを要旨としている。

【０００６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記ポンプ停止時用ベーパ排出孔
は、前記燃料吸入通路に蓄積されるベーパ量が所定量を
超えるとその浮力により同ベーパを排出可能とする通路
面積を有している。

【０００７】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記ポンプ停止時用ベーパ排
出孔は、前記ポンプ室における燃料吸入通路の開口部よ
りも僅かに下流側に設けられる。

【０００８】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、インペラの回
転に伴い燃料吸入通路から燃料がポンプ室に吸入され、
同燃料はポンプ室を移送する際に昇圧されて吐出され
る。このとき、インペラの回転に伴い発生するベーパは
ポンプ駆動時用ベーパ排出孔からポンプ外部に排出され
る。一方、ポンプ停止時においてベーパが多量に発生
し、燃料吸入通路にベーパが蓄積された場合には、同ベ
ーパがポンプ停止時においてポンプ停止時用ベーパ排出
孔から排出される。つまり、ポンプ停止時用ベーパ排出
孔はその通路面積が比較的大きいため、同孔に表面張力
が作用するとしてもその圧力（単位面積当たりの力）は
小さく、ポンプ停止時にベーパが自然排出できる。

【０００９】請求項２に記載の発明によれば、燃料吸入
通路に蓄積されるベーパ量が所定量を超えると、その浮
力により同ベーパがポンプ停止時用ベーパ排出孔から排
出される。すなわち、燃料吸入通路とポンプ停止時用ベ
ーパ排出孔とはポンプ室を介して連通しており、ベーパ
の浮力はポンプ停止時用ベーパ排出孔に作用する。この
場合、例えばポンプ停止時用ベーパ排出孔の通路面積を
大きくして同孔に作用する圧力（単位面積当たりの力）
を低減させれば、排出可能なベーパ量は増加する。つま
り、ポンプ停止時用ベーパ排出孔の通路面積を調整する
ことにより、ポンプ停止時に燃料吸入通路に溜まるベー
パ量が管理できる。

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、ポンプ停
止時用ベーパ排出孔はポンプ室における燃料吸入通路の
開口部よりも僅かに下流側に位置するため、同孔位置
は、ポンプ駆動時においてインペラ回転に伴い正圧とな
り且つその際の昇圧が殆どない。そのため、ポンプ停止
時用ベーパ排出孔の通路面積を大きくしても、ポンプ駆
動時に燃料の流入又は流出を招くことはなくポンプ性能
に支障を来すおそれはない。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図５は、燃料タンク１内に配設され
た車両用インタンク式燃料ポンプ（以下、単に燃料ポン
プという）２の全体構成を示す図である。すなわち、図
５において、燃料タンク１には、ブラケット３を介して
燃料ポンプ２が縦型に配置されている。燃料ポンプ２
は、フィルタ４を介してポンプ内に燃料（ガソリン）を
吸入すると共に、吐出管５を介して図示しないエンジン
の燃料噴射弁へ燃料を吐出する。フィルタ４はメッシュ
材にて構成され、燃料タンク１内の異物等が燃料ポンプ
２内に混入するのを防止する。

【００１２】図１は、燃料ポンプ２の構成を詳細に示す
断面図である。図１において、円筒状のポンプ本体６内
には直流式のモータ７が配設され、該モータ７からは上
下方向に延びる駆動軸８ａ，８ｂが突出している。前記
ポンプ本体６の下端には、ポンプケーシング９とその下
面に当接するポンプカバー１０とがカシメ着されてい
る。ポンプケーシング９の軸心部には、軸受１１により
前記駆動軸８ｂが回転可能に支持されている。本実施例
では、ポンプケーシング９及びポンプカバー１０がポン
プハウジングに相当する。

【００１３】ポンプケーシング９とポンプカバー１０と
の当接部には、円形凹状のポンプ室１２が形成されてお
り、該ポンプ室１２には、前記モータ７の駆動軸８ｂと
一体回転するインペラ１３が配設され、インペラ１３外
周に円弧状の燃料流路１２ａが形成されている。インペ
ラ１３の外周部には、複数の羽根溝１３ａが等間隔に形
成されている。ポンプカバー１０には、下方に開口する
吸入ポート１４が形成されており、同吸入ポート１４は
同一径の円筒形状をなしている。この吸入ポート１４に
は前記図５に示すフィルタ４が取り付けられる。また、
ポンプカバー１０には、前記吸入ポート１４と前記燃料
流路１２ａとを連通する吸入通路１５が形成され、ポン
プケーシング９には燃料流路１２ａとポンプケーシング
９上方の高圧室１７とを連通する吐出通路１６が形成さ
れている。ここで、吸入ポート１４及び吸入通路１５が
燃料吸入通路に相当する。

【００１４】従って、モータ７の駆動に伴いインペラ１
３が回転すると、吸入ポート１４，吸入通路１５を介し
てポンプ室１２の燃料流路１２ａに燃料が吸入される。
このとき、インペラ１３外周の羽根溝１３ａ前後で圧力
差が生じ、これを多数の羽根溝１３ａで繰り返すことに
より燃料が昇圧される。そして、インペラ１３の羽根溝
１３ａにて昇圧された燃料は、モータ７周りの高圧室１
７を通り吐出ポート１８より吐出される。なお、吐出ポ
ート１８には燃料の逆流を防止するチェック弁１９が配
設されている。

【００１５】図２は、図１のＡ−Ａ線から見たポンプカ
バー１０の平面図である（但し、同図には、便宜上ポン
プケーシング９側に設けられた燃料流路１２ａ，吐出通
路１６を合わせて示している）。

【００１６】図２において、ポンプカバー１０には、燃
料流路１２ａとポンプ外部とを連通するポンプ駆動時用
ベーパ排出孔（以下、第１のベーパ排出孔という）２
０、及びポンプ停止時用ベーパ排出孔（以下、第２のベ
ーパ排出孔という）２１が形成されている（第２のベー
パ排出孔２１の断面を図３に示す）。

【００１７】より詳しくは、吸入通路１５の開口部と燃
料流路１２ａとの境界を「０°」とした場合、第１のベ
ーパ排出孔２０は前記開口部よりも下流側で、「θ１」
の位置（例えばθ１＝９０°〜１２０°）に、第２のベ
ーパ排出孔２１は前記開口部よりも下流側で、「θ２」
の位置（例えばθ２＝５°〜１５°）に設けられてい
る。ここで、図４に示すように、０°を基準として図の
時計回り方向に位置する吸入通路１５は負圧域となり、
０°を基準として図の反時計回り方向に位置する燃料流
路１２ａは正圧域となる。すなわち、ポンプ駆動時に
は、負圧域となる吸入通路１５より燃料が吸入される。
これに対して、第２のベーパ排出孔２１は正圧域の０°
付近にあるため、ポンプ駆動時において同孔２１を通じ
て燃料が流入又は流出されることはない。

【００１８】また、第１のベーパ排出孔２０は、ポンプ
駆動時のペーバ排出を実現すると共に燃料の流出を最小
限に抑えるために、その径（通路面積）が比較的小さく
設定されている。これに対して、第２のベーパ排出孔２
１は上記の如くポンプ駆動時における燃料の流入及び流
出を伴わないため、その径を小さくする必要はなく、そ
の孔径（通路面積）は次のように規定される。

【００１９】つまり、図６に示すように、吸入ポート１
４に作用する圧力をＰ1 、第２のベーパ排出孔２１に作
用する圧力をＰ2 とした場合、ポンプ停止時に第２のベ
ーパ排出孔２１から燃料を自然排出するには、圧力Ｐ1
を圧力Ｐ2 よりも大きくすればよい（Ｐ1 ＞Ｐ2 ）。

【００２０】ここで、吸入ポート１４の半径をｒ1 、吸
入ポート１４に燃料のベーパが蓄積した時（ベーパは浮
力により吸入ポート１４の上部に溜まる）のベーパの高
さをｈ、第２のベーパ排出孔２１の半径ｒ2 、燃料（ガ
ソリン）の密度をρ、重力加速度をｇ、燃料（ガソリ
ン）の表面張力をδとした時、圧力Ｐ1 ，Ｐ2 は次の数
式１，２にて近似することができる。

【００２１】

【数１】

【００２２】

【数２】

【００２３】上記数式１の右辺において、前項は吸入ポ
ート１４におけるベーパのヘッド圧（浮力に相当する圧
力）を示し、後項は同じく吸入ポート１４におけるベー
パの表面張力による圧力を示す。上記数式２の右辺は第
２のベーパ排出孔２１におけるベーパの表面張力による
圧力を示す。従って、上記数式１，２の関係式を用いれ
ば、Ｐ1 ＞Ｐ2 の関係より次の数式３が得られる。

【００２４】

【数３】

【００２５】そして、上記数式３を高さｈについて解く
と、

【００２６】

【数４】

【００２７】となる。より具体的には、ρ＝７２０ｋｇ
／ｍ³ ，ｇ＝９．８ｍ／ｓ² ，δ＝２．６×１０^-2Ｎ／
ｍ，ｒ1 ＝５ｍｍとすれば、次の数式５が得られる。

【００２８】

【数５】

【００２９】つまり、上記数式５を満たすことにより、
すなわち吸入ポート１４内においてベーパが高さｈに達
することにより、ポンプ停止時におけるベーパの自然排
出が可能となる。

【００３０】また、上記数式５を第２のベーパ排出孔２
１の半径ｒ2 について解くと、次の数式６が得られる。

【００３１】

【数６】

【００３２】つまり、前記高さｈを所定値とする場合、
数式６を満たすようにベーパ排出孔２１が設定されれ
ば、ポンプ停止時においてベーパ量が増えて高さｈに達
した際にベーパ排出が可能となる。

【００３３】次に、上記の如く構成された燃料ポンプ２
の作用を説明する。さて、エンジンを始動すると、モー
タ７に駆動軸８ａ，８ｂを介して駆動連結されたインペ
ラ１３がポンプ室１２内で回転する。それにより、燃料
タンク１内の燃料がフィルタ４を通過してポンプ内に吸
入され、ポンプ室１２の燃料流路１２ａに沿って移送さ
れる際に昇圧される。燃料流路１２ａ内で昇圧された燃
料は吐出通路１６，吐出管５を通ってエンジンに送られ
る。このとき、燃料の昇圧時に発生するベーパは、燃料
流路１２ａの移送の際に第１のベーパ排出孔２０を通っ
てポンプ外部に排出される。

【００３４】一方、燃料タンク１内の燃料温度が所定温
度（例えば５５℃）に達していれば、エンジン始動前に
おいて燃料の沸騰によるベーパが発生し、その多くがフ
ィルタ４に付着する。そして、フィルタ４を伝って燃料
ポンプ２の吸入ポート１４に溜まる。そのとき、吸入ポ
ート１４に溜まったベーパの浮力により前記数式５が満
たされれば、すなわちベーパ柱の高さが数式５の右辺よ
りも大きくなれば、ベーパは第２のベーパ排出孔２１か
ら自然に排出される。よって、吸入ポート１４，吸入通
路１５には、多量のベーパが溜まることはなく、僅かに
溜まったベーパはエンジン始動時に素早く排出されるこ
とになる。その結果、従来の燃料ポンプとは異なり、エ
ンジン始動性の悪化を回避でき良好な燃料供給を実現す
ることができる。

【００３５】なお、本発明は上記実施例の他に、次の様
態にて具体化することができる。 （１）第２のベーパ排出孔２１の形状を図７（ａ），
（ｂ）に示すように変更してもよい（図７にはポンプカ
バー１０のみを示す）。図７（ａ）において第２のベー
パ排出孔２１は、ポンプ室１２側の端部からポンプ外部
側の端部に近づくほど拡径されている。また、図７
（ｂ）では、ポンプ外部側の端部にＲ部（アール部）が
形成されている。これらの場合、第２のベーパ排出孔２
１においてポンプ外部に近づくほどベーパの表面張力に
対応する圧力（単位面積当たりの力）が低減され、同孔
２１からのベーパの自然排出が容易となる。

【００３６】（２）上記実施例では、第２のベーパ排出
孔２１をポンプカバー１０に設け、その一端を下方に向
けて開口したが、これを変更してもよい。例えば、第２
のベーパ排出孔をポンプケーシング９に設け、その一端
をポンプ本体６に開口をさせるようにしてもよい。

【００３７】（３）上記実施例の燃料ポンプの他に、上
下２段にインペラを設けた燃料ポンプに本発明を具体化
することもできる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ポンプ
停止時において多量に発生したベーパを排出し、エンジ
ン始動時における始動性の悪化を抑制することができる
という優れた効果を発揮する。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、ポンプ停
止時においてベーパの浮力を利用して適切にベーパ排出
を行うことができる。請求項３に記載の発明によれば、
ポンプ停止時用ベーパ排出孔の通路面積に関係なくポン
プ駆動時に燃料の流入又は流出を防止することができ
る。そのため、ポンプ停止時用ベーパ排出孔の通路面積
を大きくすることが可能となり、ポンプ停止時における
ベーパ排出を容易且つ迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用インタンク式燃料ポンプの構成を示す断
面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線から見たポンプカバーの平面
図。

【図３】第２のベーパ排出孔付近における燃料ポンプの
断面図。

【図４】ポンプ室の燃料流路における圧力分布を示す
図。

【図５】燃料タンクに配設された燃料ポンプを示す構成
図。

【図６】第２のベーパ排出孔付近の構成をモデル化して
示す図。

【図７】第２のベーパ排出孔の形状を示すポンプカバー
の断面図。

【符号の説明】

１…燃料タンク、２…燃料ポンプ（車両用インタンク式
燃料ポンプ）、９…ポンプハウジングを構成するポンプ
ケーシング、１０…ポンプハウジングを構成するポンプ
カバー、１２…ポンプ室、１３…インペラ、１４…燃料
吸入通路としての吸入ポート、１５…燃料吸入通路とし
ての吸入通路、２０…ポンプ駆動時用ベーパ排出孔とし
ての第１のベーパ排出孔、２１…ポンプ停止時用ベーパ
排出孔としての第２のベーパ排出孔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の燃料タンク内において燃料中に配置
   され、ポンプ室を形成するポンプハウジングと、 前記ポンプハウジングの下側に形成され、一端がポンプ
   外部に開口すると共に、他端が前記ポンプ室に開口する
   燃料吸入通路と、 前記ポンプ室内に配置され、回転により前記燃料吸入通
   路から燃料を吸入すると共に昇圧して吐出するためのイ
   ンペラと、 前記ポンプハウジングに設けられ、一端が外部に開口す
   ると共に他端がポンプ室における燃料昇圧部位に開口す
   るポンプ駆動時用ベーパ排出孔と、 前記ポンプハウジングに設けられ、一端が外部に開口す
   ると共に他端がポンプ室に開口し、且つ通路面積が前記
   ポンプ駆動時用ベーパ排出孔の通路面積よりも大きいポ
   ンプ停止時用ベーパ排出孔とを備えることを特徴とする
   車両用インタンク式燃料ポンプ。
2. 【請求項２】前記ポンプ停止時用ベーパ排出孔は、前記
   燃料吸入通路に蓄積されるベーパ量が所定量を超えると
   その浮力により同ベーパを排出可能とする通路面積を有
   する請求項１に記載の車両用インタンク式燃料ポンプ。
3. 【請求項３】前記ポンプ停止時用ベーパ排出孔は、前記
   ポンプ室における燃料吸入通路の開口部よりも僅かに下
   流側に設けられる請求項１又は２に記載の車両用インタ
   ンク式燃料ポンプ。