JPH08277793A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエスコポンプからなる燃料ポンプにおい
て、燃料を羽根溝に戻すための流路の内面と燃料との間
の摩擦による損失を極力少なくしてポンプ効率を高め
る。 【構成】 インペラ１７を、羽根片２８および羽根溝２
９を有した主板部２５と、戻し流路３１，３２を形成し
た第１，第２の側板部２６，２７とから構成する。イン
ペラ１７か回転すると、羽根溝２９内の燃料は遠心力に
より矢印Ｄで示すようにポンプ流路３５内に送り出さ
れ、そして矢印Ｅで示すように戻し流路３１，３２に案
内されて再び羽根溝２９内に戻されるというように循環
する。このとき、戻し流路３１，３２を形成した第１，
第２の側板部２６，２７は主板部２５と同一速度で回転
しているから、燃料が戻し流路３１，３２の内面から摩
擦抵抗を受けることはほとんどなく、ポンプ効率が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウエスコポンプにより構
成される燃料ポンプに係り、特に燃料がケーシングのポ
ンプ流路からインペラの羽根溝に戻る際の損失の減少化
を図ったものに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンの燃料ポンプは例えば
特開平４−３５０３９４号公報にみられるように一般に
ウエスコポンプから構成されている。この特開平４−３
５０３９４号公報に示されている燃料ポンプにおいて、
そのインペラ１は、図７および図８に示すように、ケー
シング２のポンプ流路３内に突出する多数の羽根片４を
外周部に形成すると共に、各羽根片４間の羽根溝５を隔
壁６により二分割する構成となっている。このインペラ
１をケーシング２内で回転させると、図示しない吸入口
からポンプ流路３内に吸入された燃料が羽根片４から受
ける遠心力により、羽根溝５内を矢印Ａ方向に流れてポ
ンプ流路３に送り出され、そして矢印Ｂで示すようにポ
ンプ流路３の軸方向両内側面３ａ，３ａに案内されて羽
根溝５内に戻り、再び羽根溝５からポンプ流路３内に送
り出されるというように循環しながら周方向に圧送さ
れ、燃料が昇圧される。

【０００３】上述のようにポンプ流路３内に送り出され
た燃料はポンプ流路３の軸方向両内側面３ａに案内され
て羽根溝５内に戻されるが、この際、燃料はインペラ１
からポンプ流路３内に送り出された際の回転方向の速度
成分を持ちながら、すなわちインペラ１の回転方向と同
一方向に流れながら、図７に矢印Ｂで示すようにポンプ
流路３の径大側内周面３ｂから径小側内周面３ｃに向か
って流れ、羽根溝５内に流入する。

【０００４】矢印Ｂ方向に流れる燃料は静止しているケ
ーシング２のポンプ流路３の内面に案内されて羽根溝５
内に戻されるため、燃料は矢印Ｂ方向に流れる過程でポ
ンプ流路３の内面から摩擦抵抗を受ける。この摩擦抵抗
により流れに損失が生じ、ポンプ効率が低下するという
問題がある。

【０００５】一方、特開平５−２７２４８１号公報に示
された渦流ポンプは燃料ポンプではないが、インペラの
外周部に断面ほぼＵ字形の凹溝を形成し、この凹溝の片
側半分に羽根を形成し、残る片側半分を戻し流路として
ポンプ流路内に送り出された流体を当該戻し流路により
案内して羽根溝に戻すように構成している。このもので
は、ポンプ流路に送り出された燃料はインペラと一体に
回転する戻し流路に案内されて羽根溝に戻されるため、
前記特開平４−３５０３９４号公報のものとは異なり、
燃料がポンプ流路から羽根溝に戻る過程で摩擦抵抗を受
けることがなく、ポンプ効率が向上するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−２７２４８１号公報のものは、インペラの外周部に
凹溝を形成して片側半分に多数の羽根片を設ける構成で
あるため、そのようなインペラをプラスチックにより一
体成形する場合、型抜き方向を軸方向に定めると、凹溝
がアンダーカットとなって型抜き不能となる。従って、
型抜き方向は径方向に定める必要があるが、羽根片が放
射状に設けられることを考慮すると、成形型を二分割と
することは、羽根片がアンダーカットとなるため型抜き
困難となるから、これを回避するには、成形型を径方向
複数分割のものとしなければならない。この場合の成形
型の分割個数は、羽根片の枚数が多くなればなるほど多
くなり、それに伴って成形型全体として大型となって製
造上不利なものとなってしまう。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、燃料を羽根溝に戻すための戻し流路を
インペラに形成することにより、戻し流路の内面と燃料
との間の摩擦による損失を極力少なくしてポンプ効率を
高めると共に、インペラの構成部材を二分割形の成形型
により成形することができて成形型の大型化を回避する
ことができる燃料ポンプを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の燃料ポンプは、吸入口、吐出口およびこれ
ら両口をつなぐポンプ流路が形成されたケーシングと、
このケーシング内に収容され、外周部に多数の羽根片を
形成すると共に、それら羽根片間に羽根溝を形成したイ
ンペラとを備え、前記インペラの回転により、前記羽根
溝内の燃料を遠心力で前記ポンプ流路に送り出すと共
に、そのポンプ流路に送り出された燃料を再び前記羽根
溝内に戻すように循環させることによって、燃料を、前
記吸入口からポンプ流路内に吸入し昇圧させて前記吐出
口から吐出する燃料ポンプにおいて、前記インペラを軸
方向に複数分割し、該インペラに前記ポンプ流路内の燃
料を案内して前記羽根溝に戻す戻し流路を形成したこと
を特徴とするものである（請求項１）。

【０００９】この場合、前記インペラを、前記羽根片お
よび羽根溝を形成した部分と、前記戻し流路を形成した
部分とに分割することが好ましい（請求項２）。また、
前記インペラのうち、前記戻し流路を形成した部分は、
前記羽根片および羽根溝を形成した部分と同一速度で回
転することが好ましい（請求項３）。

【００１０】

【作用および発明の効果】請求項１記載の燃料ポンプで
は、インペラの回転により燃料が羽根片から遠心力を受
けて羽根溝からポンプ流路に送り出されると、その燃料
はインペラの回転方向と同一方向に流れながら戻し流路
内に流入し、そして戻し流路に案内されて羽根溝内に戻
され、再び羽根溝からポンプ流路内に送り出される、と
いうように循環する。このとき、燃料をポンプ流路から
羽根溝に戻すための戻し流路は、インペラに形成されて
いて、インペラと同一の方向に回転しているので、イン
ペラと同一の回転方向の速度成分を持って周方向に流れ
る燃料と、戻し流路の内面との速度差が小さくなる。こ
のため、燃料が戻し流路の内面から受ける摩擦抵抗が小
さくなって摩擦損失が減少するので、戻し流路での燃料
の流速低下程度は小さく、従って、燃料は比較的高速度
で羽根溝内に流れ込むようになり、ポンプ効率が向上す
る。また、インペラを軸方向に複数分割したので、イン
ペラに戻し流路を形成することにより、羽根溝と戻し流
路とが互いに連通して凹溝を形成するようになっても、
インペラの分割された各部分を軸方向二分割形の成形型
により一体成形することができ、成形型の大型化を回避
することができる。

【００１１】請求項２記載の燃料ポンプでは、インペラ
が羽根片および羽根溝を形成した部分と、戻し流路を形
成した部分とに分割されているので、インペラの分割数
を最小とすることができ、生産性、組立性が向上する。

【００１２】また、請求項３記載の燃料ポンプでは、戻
し流路を形成した分割インペラが、羽根溝を形成した分
割インペラと同一の回転速度で回転するので、燃料がポ
ンプ流路から戻し流路に流入する際の燃料と戻し流路の
内面との速度差、燃料が戻し流路から羽根溝に戻る際の
燃料と羽根溝との速度差の双方を小さくすることがで
き、ポンプ効率がより一層高くなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を車両用の燃料ポンプに適用し
た第１実施例につき、図１〜図４を参照しながら説明す
る。この燃料ポンプは燃料タンク内に配置され、当該燃
料タンク内の燃料をインジェクタに送るためのもので、
図４に示すように、モータ部１１と、このモータ部１１
により駆動されるポンプ部１２とから構成されている。
モータ部１１は、ブラシ付きの直流モータからなり、円
筒状のハウジング１３内に永久磁石１４を環状に配置す
ると共に、この永久磁石１４の内側にロータ１５を配置
した構成となっいる。

【００１４】一方、ポンプ部１２はウエスコポンプから
なり、ケーシング１６とインペラ１７とから構成され
る。そのうち、ケーシング１６は、図２にも示すよう
に、一方の側面壁を構成するベース１８、円筒状の周壁
部を構成する第１，第２の周壁体１９，２０と、他方の
側面壁を構成するカバー２１とからなり、軸方向に４分
割された形態となっている。これらベース１８、第１，
第２の周壁体１９，２０およびカバー２１は、ハウジン
グ１３内に同順に挿入され、ハウジング１３の端部をか
しめることにより相互に結合されてケーシング１６とし
て構成されている。なお、ベース１８、第１，第２の周
壁体１９，２０、カバー２１は、いずれもアルミダイカ
スト製である。

【００１５】ここで、ポンプ部２の駆動軸である前記ロ
ータ１５のシャフト２２はケーシング１６内に挿入さ
れ、ベース１８に嵌着されたラジアル軸受２３に回転可
能に支持されていると共に、カバー２１に固定されたス
ラスト軸受２４によってスラスト荷重が受けられるよう
になっている。

【００１６】また、前記インペラ１７は、円盤状の主板
部２５と、その両側の同じく円盤状の第１および第２の
側板部２６および２７とからなり、軸方向に３分割され
た形態となっている。これら主板部２５、第１，第２の
側板部２６，２７は例えばガラス繊維入りのフェノール
樹脂やＰＰＳ等のプラスチック成形により形成されたも
ので、図１にも示すように、上記主板部２５の外周部に
は、多数の羽根片２８が円周方向に所定間隔で突設され
ていると共に、各羽根片２８間の羽根溝２９を軸方向に
二分する隔壁３０が突設されている。

【００１７】そして、第１，第２の側板部２６，２７の
外周部は、それぞれ主板部２５とは反対側にフランジ２
６ａ，２７ａを残すようにしてテーパ状に切り欠かれて
おり、この切欠部分は第１および第２の側板部２６およ
び２７を主板部２５に合わせたとき、軸方向両側の羽根
溝２９，２９に連通する凹溝状の戻し流路３１および３
２を形成するようになっている。ここで、第１，第２の
側板部２６，２７の外径寸法は、主板部２５の外径寸法
と同一に設定されており、従って上記戻し流路３１，３
２は羽根溝２９の外周端から内周端にわたって位置する
こととなる。

【００１８】このような主板部２５、第１および第２の
側板部２６および２７は、ケーシング１６内に回転可能
に収納され、それらの中心に形成されたＤ字形の嵌合孔
２５ａ，２６ｂ，２７ｂが前記シャフト２２のＤカット
部２２ａに軸方向に摺動可能に嵌合されている。これに
より、主板部２５、第１および第２の側板部２６および
２７は、シャフト２２から回転伝達されて該シャフト２
２と一体的に回転するが、シャフト２２に対しては軸方
向に移動可能になされる。

【００１９】さて、前記ケーシング１６のカバー２１に
は、燃料タンク内に連通する吸入口３３が形成され、ベ
ース１８には、ハウジング１３内を介してインジェクタ
に連通する吐出口３４が形成されている（図３、図４参
照）。そして、第１および第２の周壁体１９および２０
の内周部には、吸入口３３と吐出口３４とをつなぐポン
プ流路３５が形成されており、このポンプ流路３５内に
主板部２５の羽根片２８が突出している。

【００２０】上記ポンプ流路３５は、第１および第２の
周壁体１９および２０の内径寸法をインペラ１７の外径
寸法より大きくすることによって形成されている。ここ
で、高圧側である吐出口３４側の燃料が低圧側である吸
入口３３側に漏れ出ないようにするために、吸入口３３
と吐出口３４との間はシールされている。このシール
は、第１，第２の周壁体１９，２０の内周部のうち吸入
口３３と吐出口３４との間に位置する部位に戻し流路３
１，３２に嵌合する部分を有する突出部１９ａ，２０ａ
を突設し、この突出部１９ａ，２０ａと主板部２５の羽
根片２８の外周端面および側面、戻し流路３１，３２の
内面である第１，第２の側板部２６，２７のフランジ２
６ａ，２７ａおよびテーパ部２６ｃ，２７ｃの表面との
間の隙間を極く小さく設定することによってなされてい
る。

【００２１】このようにケーシング１６の第１，第２の
周壁体１９，２０が突出部１９ａ，２０ａを有している
ことから、ハウジング１３への組み付けに際しては、最
初にベース１８をハウジング１３内に挿入し、次にイン
ペラ１７の第１の側板部２６を挿入し、以下、ケーシン
グ１６の第１の周壁体１９、インペラ１７の主板部２
５、ケーシング１６の第２の周壁体２０、インペラ１７
の第２の側板部２７を順に挿入し、最後にケーシング１
６のカバー２１を挿入するものである。

【００２２】次に上記構成の作用を説明する。モータ部
１１が起動すると、ロータ１５のシャフト２２と一体的
にインペラ１７の主板部２５、第１，第２の側板部２
６，２７が回転する。これにより、羽根片２８が円弧状
のポンプ流路３５に沿って回転してポンプ作用を生じ、
図示しない燃料タンク内の燃料を吸入口３３からポンプ
流路３５内に吸い込む。ポンプ流路３５内に吸い込まれ
た燃料は、羽根片２８から受ける遠心力により、図１に
破線の矢印Ｄで示すように羽根溝２９からポンプ流路３
５内に送り出され、そして破線の矢印Ｅで示すようにポ
ンプ流路３５から戻し流路３１，３２を流れて再び羽根
溝２９内に流れ込むみというように循環し、これにより
圧力上昇しながらポンプ流路３５内を吸入口３３から吐
出口３４側に向かって流れ、吐出口３４からインジェク
タへと圧送される。

【００２３】ところで、羽根溝２９からポンプ流路３５
内に送り出された燃料は、インペラ１７の回転方向と同
一方向に流れながら戻し流路３１，３２内に流れ込む。
この戻し流路３１，３２はインペラ１７自身に形成され
ていて、該戻し流路３１，３２の内面は第１，第２の側
板部２６，２７のフランジ２６ａ，２７ａおよびテーパ
部２６ｃ，２７ｃにより構成されているので、インペラ
１７の回転方向に流れつつ戻し流路３１，３２に流入し
た燃料は、インペラ１７の回転方向に関して戻し流路３
１，３２の内面と速度差のほとんどない状態となり、燃
料が戻し流路３１，３２からインペラ１７の回転方向に
関して摩擦抵抗を受けることはほとんどない。このた
め、燃料は、戻し流路３１，３２内をインペラ１７の回
転方向に関し摩擦による流速低下をほとんど来すことな
く、羽根溝２９内に流れ込むようになる。

【００２４】このように本実施例によれば、インペラ１
７自身に戻し流路３１，３２を設けたので、戻し流路３
１，３２を流れる燃料は、インペラ１７の回転方向に関
し、戻し流路３１，３２の内面から摩擦抵抗を受けるこ
となく流れるので、戻し流路３１，３２の径小側内面で
あるテーパ部２６ｃ，２７ｃに接しつつ矢印Ｅ方向に流
れる燃料も十分に高い流速をもって羽根溝２９内に流入
する。このため、燃料は、高速回転しているインペラ１
７の羽根溝２９内に速度差の小さい状態で流れ込み、そ
の後、羽根片２８から遠心力を受けて遠心方向速度が十
分に上昇し、ポンプ流路３５内に送り出されたとき十分
に昇圧するようになり、ポンプ効率が向上する。

【００２５】ところで、羽根溝２９からポンプ流路３５
内に送り出された燃料は、戻し流路３１，３２内に流入
するまでの間、静止状態にあるポンプ流路３５の内面か
ら摩擦抵抗を受け、インペラ１７の回転方向の流速が低
下することは否めない。一方、燃料が戻し流路３１，３
２から羽根溝２９内に流入する際には、その流速は主板
部２５と同一回転速度であることが望ましい。このこと
に関し、本実施例では、第１，第２の側板部２６，２７
は、主板部２５と同一速度で回転するので、ポンプ流路
３５内で速度低下した燃料を戻し流路３１，３２の内面
との摩擦によって速度上昇させることができる。このた
め、ポンプ流路３５から戻し流路３１，３２内に流入す
る燃料と戻し流路３１，３２の内面との間の速度差、戻
し流路３１，３２から羽根溝２９内に流入する燃料と戻
し流路３１，３２の内面との速度差の双方が最も小さい
状態にすることができ、ポンプ効率の向上を図ることが
できる。

【００２６】また、インペラ１７を型成形する場合、戻
し流路３６，３７をインペラ１７に設けると、該戻し流
路３６，３７は凹溝状になるので、軸方向二分割形の成
形型によりインペラ１７を一体成形することは困難であ
り、また羽根片２８が放射状に形成されていることを考
慮すると、径方向二分割形の成形型によりインペラ１７
を一体成形するこも困難である。このことに関し、本実
施例では、インペラ１７を軸方向に複数分割、すなわち
主板部２５、第１，第２の側板部２６，２７の３部分に
分割したので、それら主板部２５、第１，第２の側板部
２６，２７をそれぞれ軸方向二分割形の成形型により一
体成形することができ、製造容易な型成形で形成するこ
とが可能となる。また、成形型も軸方向二分割形のもの
とすることができるから、その大形化を回避できる。

【００２７】この場合、インペラ１７を、羽根片２８お
よび羽根溝２９を有する主板部２５と、戻し流路３１，
３２を構成する切欠部分を有する第１，第２の側板部２
６，２７とから構成したので、最も少ない分割数でイン
ペラ１７を構成でき、生産性および組立性に優れる。

【００２８】図５は本発明の第２実施例を示すもので、
前記第１実施例との相違は、主板部２５の隔壁３０の高
さを、羽根片２８の高さよりも低くしたところにある。
このようにすることにより、隔壁３０の両側に存在する
羽根溝２９が羽根片２８の相互間で互いに連通されるよ
うになるので、両側の羽根溝２９の間での燃料の移動が
可能になり、主板部２５の両面での燃料の偏りがなくな
る。

【００２９】また、隔壁３０の先端面よりも更に外周側
に羽根片２８の先端部が存在するので、隔壁３０の先端
面が羽根片２８の先端面と同一のものとは異なり、一方
の羽根溝２９からポンプ流路３５内に送り出される燃料
と、他方の羽根溝２９からポンプ流路３５内に送り出さ
れる燃料との間に、遠心力が与えられずに十分な流速を
与えられない部分が存在するという不具合を生ずること
がなく、ポンプ効率が向上する。

【００３０】図６は本発明の第３実施例を示すもので、
前記第１実施例と異なるところは、インペラ３６を、主
板部３７と、１個の側板部３８とに軸方向に２分割し、
主板部３７の片面側にだけ羽根片３９と羽根溝４０とを
形成すると共に、側板部３８に戻し流路４１を形成した
ところにある。また、この実施例では、インペラ３６が
２分割であることから、ケーシング４２も、ベース４３
と、１個の周壁体４４と、カバー４５とに軸方向に３分
割されている。このように構成しても、前記第１実施例
と同様の効果を得ることができる。

【００３１】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、次のような拡張または変
更が可能である。主板部２５を更に２分割してインペラ
１７全体を４分割とするようにしても良い。第１，第２
の側板部２６，２７のフランジ２６ａ，２７ａの外径寸
法を主板部２５の外径寸法よりも小さくし、インペラ１
７に形成する戻し流路３５を羽根溝２９の径小側部分に
対応する部位にだけにしても良く、このようにしても羽
根溝２９に戻る燃料が静止面との摩擦抵抗の影響を強く
受けて著しく流速低下する箇所は羽根溝２９の径小側部
分に対応する部位であることを考慮すると、ポンプ効率
の向上という所期の目的は達成できるものである。

【００３２】第１，第２の側板部２６，２７の回転速度
は、主板部２５の回転速度と必ずしも同一でなくとも良
く、両者間に速度差が生ずる構成のものであっても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の縦断面図

【図２】図１とは異なる部分の縦断面図

【図３】図４の III−III 線の矢印方向から見た断面図

【図４】燃料ポンプ全体の縦断面図

【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図６】本発明の第３実施例を示す断面図

【図７】従来の燃料ポンプの断面図

【図８】インペラの部分斜視図

【符号の説明】

１１はモータ部、１２はポンプ部、１３はハウジング、
１６はケーシング、１７はインペラ、１８はベース、１
９，２０は第１，第２の周壁体、２１はカバー、２５は
主板部、２６，２７は第１，第２の側板部、２８は羽根
片、２９は羽根溝、３０は隔壁、３１，３２は戻し流
路、３３は吸入口、３４は吐出口、３５はポンプ流路、
３６はインペラ、３７は主板部、３８は側板部、３９は
羽根片、４０は羽根溝、４１は戻し流路、４２はケーシ
ング、４３はベース、４４は周壁体、４５はカバーであ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入口、吐出口およびこれら両口をつな
   ぐポンプ流路が形成されたケーシングと、 このケーシング内に収容され、外周部に多数の羽根片を
   形成すると共に、それら羽根片間に羽根溝を形成したイ
   ンペラとを備え、 前記インペラの回転により、前記羽根溝内の燃料を遠心
   力で前記ポンプ流路に送り出すと共に、そのポンプ流路
   に送り出された燃料を再び前記羽根溝内に戻すように循
   環させることによって、燃料を、前記吸入口からポンプ
   流路内に吸入し昇圧させて前記吐出口から吐出する燃料
   ポンプにおいて、 前記インペラを軸方向に複数分割し、該インペラに前記
   ポンプ流路内の燃料を案内して前記羽根溝に戻す戻し流
   路を形成したことを特徴とする燃料ポンプ。
2. 【請求項２】 前記インペラを、前記羽根片および羽根
   溝を形成した部分と、前記戻し流路を形成した部分とに
   分割したことを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
3. 【請求項３】 前記インペラのうち、前記戻し流路を形
   成した部分は、前記羽根片および羽根溝を形成した部分
   と同一速度で回転するように構成されていることを特徴
   とする請求項２記載の燃料ポンプ。