JPH09144682A - 摩擦再生ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々変化させた吐出圧の全域において流量を
多くでき、また、吐出圧と流量との関係を直線的にでき
て、回転始動直後にも一定の吐出圧を確保でき、流量特
性を向上させることができる摩擦再生ポンプを提供する
こと。 【解決手段】 ケーシング内に収納されて回転する略円
板状のインペラ２５が、外周縁に、インペラ２５の両端
面側に凹部２７を設けてインペラ２５の周方向に形成さ
れる仕切壁２８と、仕切壁２８と交差するようにインペ
ラ２５の両端面側に突出する複数の羽根板３０と、を備
える。各羽根板３０は、球殻の一部から形成される形状
として、インペラ２５の回転方向に凹側を配置させて構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の燃料ポン
プ等に使用される摩擦再生ポンプに関し、特に、流量特
性を向上させた摩擦再生ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の摩擦再生ポンプＰ０１・Ｐ０２
は、図１４・１５・１６・１７に示すものがあった（特
開平６−１５９２８２号公報、特開平６−２２９３８８
号公報等参照）。

【０００３】これらの摩擦再生ポンプＰ０１・Ｐ０２
は、ケーシング１内に収納されて回転する略円板状のイ
ンペラ３が、外周縁に、インペラ３の両端面側に凹部４
を設けてインペラ３の周方向に形成される仕切壁５と、
仕切壁５と交差するようにインペラ３の両端面側に突出
する複数の羽根板６と、を備えて構成されていた。２
は、ケーシング１内のインペラ３の外周縁の周囲に、略
円環状に形成した流体流路であり、流体流路２の所定位
置には、流体の流入口と流出口とが配置されていた。

【０００４】そして、図１４・１５に示す摩擦再生ポン
プＰ０１では、各羽根板６が、インペラ３の外周面への
投影形状において、インペラ３の回転方向に凹側を配置
させたＶ字形状に形成されていた。

【０００５】また、図１６・１７に示す摩擦再生ポンプ
Ｐ０２では、各羽根板６が、インペラ３の端面側から見
て、円筒形の一部を切り取ったような円弧状に形成され
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の２つのポンプＰ
０１・Ｐ０２を比較すると、各羽根板６がインペラ３の
外周面への投影形状をＶ字形状とするポンプＰ０１で
は、吐出圧と流量との関係において、直線的に反比例
し、回転始動直後でも一定の吐出圧を確保することがで
きる。しかし、ポンプＰ０２に比べて、回転始動直後以
降における種々変化させた吐出圧の全域において、流量
が低くなる課題があった。

【０００７】各羽根板６がインペラ３の端面側から見て
円筒形の一部を切り取ったような円弧状とするポンプＰ
０２では、ポンプＰ０１に比べて、回転始動直後以降に
おける種々変化させた吐出圧の全域において、流量が多
い。しかし、吐出圧と流量との関係が直線的でなく、回
転始動直後（吐出流量の０(l/min) 付近）の吐出圧が低
くなって、流量特性が良好でなかった。

【０００８】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、種々変化させた吐出圧の全域において流量を多くで
き、また、吐出圧と流量との関係を直線的にできて、回
転始動直後にも一定の吐出圧を確保でき、流量特性を向
上させることができる摩擦再生ポンプを提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る摩擦再生ポ
ンプは、ケーシング内に収納されて回転する略円板状の
インペラが、外周縁に、前記インペラの両端面側に凹部
を設けて前記インペラの周方向に形成される仕切壁と、
該仕切壁と交差するように前記インペラの両端面側に突
出する複数の羽根板と、を備えて構成される摩擦再生ポ
ンプにおいて、前記各羽根板が、球殻の一部から形成さ
れる形状として、前記インペラの回転方向に凹側を配置
させて構成されていることを特徴とする。

【００１０】前記各羽根板は、内周面の半径を１．５mm
前後とした球殻における略半割部分に相当する略正方形
の曲り板の形状とすることが望ましい。

【００１１】また、前記インペラは、両端面側に前記凹
部を有してなる前記仕切壁と、前記各羽根板の配置部位
に設けた前記羽根板嵌合用の凹溝と、を備えたインペラ
本体を準備し、前記各羽根板を前記インペラ本体の凹溝
に嵌めて固着させることにより製造することが望まし
い。

【００１２】

【発明の効果】本発明に係る摩擦再生ポンプでは、イン
ペラが回転すると、仕切壁と各羽根板とで囲まれて区画
され凹部内の流体が、それぞれの区画された凹部におけ
るインペラ回転方向後方側の羽根板により、遠心力を付
与されて、吐出圧を高めて吐出される。

【００１３】その際、各羽根板が、球殻の一部から形成
される形状として、インペラの回転方向に凹側を配置さ
せて構成されて、ポンプＰ０１・Ｐ０２の各羽根板６を
合体させた形状としていることから、ポンプＰ０１・Ｐ
０２のそれぞれの長所でそれぞれの短所を補って、流体
を吐出させることとなる。

【００１４】そのため、本発明に係る摩擦再生ポンプで
は、種々変化させた吐出圧の全域において流量を多くで
き、また、吐出圧と流量との関係を直線的にできて、回
転始動直後に一定の吐出圧を確保でき、流量特性を向上
させることができる。

【００１５】特に、各羽根板として、内周面の半径を
１．５mm前後とした球殻における略半割部分に相当する
略正方形の曲り板の形状とする場合には、ポンプ効率が
良好となる。

【００１６】そして、このような効果を奏するインペラ
を、両端面側に所定の凹部を有してなる仕切壁と、各羽
根板の配置部位に設けた羽根板嵌合用の凹溝と、を備え
たインペラ本体を準備し、各羽根板をインペラ本体の凹
溝に嵌めて固着させるように製造すれば、円板状素材か
ら、切削を利用して、仕切壁や羽根板を製造する場合に
比べ、簡単に製造することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】実施形態の摩擦再生ポンプＰ１は、図２に
示すように、自動車用燃料ポンプとして使用されるもの
であり、ポンプ本体１０とモータ部３５とを備えて構成
され、ポンプ本体１０のケーシング１１内にインペラ２
５が配設された摩擦再生ポンプである。

【００１９】ポンプ本体１０のケーシング１１は、アウ
タボディ１２とインナボディ１９とを備えて構成されて
いる。これらのボディ１２・１９は、モータ部３５から
延びる略円筒状のカバー３７に覆われている。そして、
アウタボディ１２とインナボディ１９との間に、インペ
ラ２５が配設されている。

【００２０】アウタボディ１２には、外周縁付近の下面
にニップル１３が形成されるとともに、上面側に、イン
ペラ２５を収納する収納部１４が配設されている。さら
に、収納部１４の周縁には、インペラ２５の外周縁付近
を覆うように配置されて、後述する凹部２２とで流体流
路３３を形成する略円環状の凹部１５が形成されてい
る。凹部１５の所定位置には、ニップル１３と一致する
位置に、燃料Ｌを流体流路３３に流入させる流入口１６
が形成されている。さらに、収納部１４の中央には、モ
ータ部３５の後述するロータ４１の駆動軸４２を配置さ
せる凹部１７が形成されている。

【００２１】インナボディ１９には、中央に、駆動軸４
２を挿通させる貫通孔２０が形成され、下面には、イン
ペラ２５を収納する凹部２１が形成され、凹部２１の周
縁には、インペラ２５の外周縁付近を覆うように配置さ
れて、アウタボディ１２の凹部１５と対向する略円環状
の凹部２２が形成されている。そして、凹部２２の端部
には、インナボディ１９を貫通する流出口２３が形成さ
れている。

【００２２】なお、図２では、流出口２３は、流入口１
６と一致した位置に図示しているが、実際には、燃料Ｌ
の吐出圧を高めて流出口２３から燃料Ｌを吐出できるよ
うに、流入孔１６とずれて配置されている。

【００２３】インペラ２５は、図１・２に示すように、
中央にロータ４１の駆動軸４２に組み付けるための組付
孔２６ａを備えた略円板状として、外周縁に、インペラ
２５の両端面側に凹部２７を設けてインペラ２５の周方
向に形成される仕切壁２８と、仕切壁２８と交差するよ
うにインペラ２５の両端面側に突出し、さらに、インペ
ラ２５の半径方向外方にも突出する複数の羽根板３０
と、を備えて構成されている。

【００２４】そして、各羽根板３０は、球殻の一部から
形成される形状として、インペラ２５の回転方向に凹側
を配置させている。

【００２５】このインペラ２５の製造は、円板状の素材
から切削して形成しても良いが、簡単に製造できよう
に、予め製造しておいた羽根板３０を、インペラ本体２
６に組み付けて製造することが望ましい。

【００２６】詳しく述べると、まず、図６・７に示すよ
うに、両端面側に凹部２７を有してなる仕切壁２８と、
各羽根板３０の配置部位に設けた羽根板嵌合用の凹溝２
９と、を備えたインペラ本体２６を準備する。なお、イ
ンペラ本体２６には、組付孔２６ａも形成しておく。

【００２７】また、図８・９・１０に示すように、所定
肉厚の球殻３１を切断して各羽根板３０を準備する。特
に、実施形態の各羽根板３０は、内周面の半径を１．５
mm前後とした球殻３１における略半割部分に相当する略
正方形の曲り板の形状として、球殻３１から取り出され
ている。

【００２８】そして、各羽根板３０を、インペラ本体２
６の各凹溝２９に嵌め、エポキシ系等の接着剤を利用し
て、インペラ本体２６に固着させれば、インペラ２５を
製造することができる。

【００２９】また、モータ部３５は、図２に示すよう
に、略円筒状のカバー３７と、アウタボディ３８と、ポ
ンプ本体１０のインナボディ１９と、から構成されるケ
ーシング３６に、ロータ４１を配置させ、ロータ４１の
周囲に、カバー３７に固定された複数のマグネット４３
を配置させ、さらに、ロータ４１を回転させるための、
コンミュテータ・ブラシ・チョークコイル（図符号省
略）等を備えて構成されている。

【００３０】そして、このモータ部３５では、ポンプ本
体１０の流出口２３からの燃料Ｌを、ロータ４１の周囲
を通過させて、チェックバルブ４０を備えたニップル３
９から排出させるように構成されている。

【００３１】なお、４４・４５は、インナボディ１９や
アウタボディ３８に固定される軸受である。

【００３２】実施形態の摩擦再生ポンプＰ１では、モー
タ部３５に通電されてロータ４１が回転駆動され、駆動
軸４２に固着されたインペラ２５が回転すると、燃料Ｌ
が、ホンプ本体１０のニップル１３・流入口１６を経
て、流体流路３３内に流入し、さらに、流出口２３を経
てモータ部３５内に流入し、モータ部３５では、ロータ
４１の周囲を経てニップル３９から流出することとな
る。

【００３３】そして、インペラ２５の回転時には、図４
・５に示すように、仕切壁２８と各羽根板３０とで囲ま
れて区画され凹部２７ａ内の燃料Ｌが、それぞれの区画
された凹部２７ａにおけるインペラ回転方向後方側の羽
根板３０により、遠心力を付与されて、吐出圧を高めて
吐出される。

【００３４】その際、各羽根板３０が、球殻３１の一部
から形成される形状として、インペラ２５の回転方向に
凹側を配置させて構成されて、ポンプＰ０１・Ｐ０２の
各羽根板６を合体させた形状としていることから、ポン
プＰ０１・Ｐ０２のそれぞれの長所でそれぞれの短所を
補って、燃料Ｌを吐出させることとなる。

【００３５】そのため、実施形態の摩擦再生ポンプＰ１
では、種々変化させた吐出圧の全域において流量を多く
でき、また、吐出圧と流量との関係を直線的にできて、
回転始動直後に一定の吐出圧を確保でき、流量特性を向
上させることができる。

【００３６】ちなみに、この摩擦再生ポンプＰ１と従来
の摩擦再生ポンプＰ０１・Ｐ０２とを比較したグラフ図
を図１１・１２に示す。

【００３７】なお、実施形態のポンプＰ１と従来例のポ
ンプＰ０１・Ｐ０２とは、インペラ３・２５の各羽根板
６・３０の形状が相違する他、他の部材を同一として形
成されている。

【００３８】図１１は、吐出圧を一定（２８４KPa ）と
した際の回転数（Ｎ）と吐出流量（Ｑ）との関係のＮ−
Ｑ特性を示すものであり、図１２は、印加電圧を８Ｖ、
６Ｖにした場合の吐出圧（Ｐ）と吐出流量（Ｑ）との関
係のＰ−Ｑ特性を示すものである。なお、８Ｖは、自動
車のバッテリー電圧において、雰囲気温度が高温の場合
に保証される最低電圧であり、６Ｖは、自動車のバッテ
リー電圧において、雰囲気温度が低温の場合に保証され
る最低電圧である。

【００３９】これらのグラフ図に基けば、ポンプＰ０１
は、図１１・１２から、回転数や吐出圧と吐出流量との
関係において、直線的に正比例や反比例し、図１２か
ら、回転始動直後（図１２における吐出流量の０(l/mi
n) 付近）でも一定の吐出圧を確保できることが解る。
しかし、ポンプＰ１・Ｐ０２に比べて、種々変化させた
吐出圧の全域において、吐出流量が低いことが解る。

【００４０】ポンプＰ０２は、図１１・１２から、ポン
プＰ０１に比べて、回転始動直後以降における種々変化
させた吐出圧の全域において、吐出流量が多いことが解
る。しかし、図１２から、回転始動直後（図１２におけ
る吐出流量の０(l/min) 付近）の吐出圧が低く、吐出圧
と吐出流量との関係が直線的でなく、流量特性が良好で
なかった。この課題は、図１１からも解るように、低回
転数の場合には、他のポンプＰ０１・Ｐ１に比べて、一
定の吐出流量を確保できないこととなる。そして、この
回転始動直後の低回転の状態では、吐出流量を確保でき
ず、燃料Ｌをエンジンの吸気流路に供給でき難いことと
なって、雰囲気温度が高温や低温となっている状態で
は、自動車のエンジンを始動させ難くする課題を生じさ
せてしまう。

【００４１】これらのポンプＰ０１・Ｐ０２に対し、実
施形態のポンプＰ１は、種々変化させた吐出圧の全域に
おいて吐出流量を多くでき、また、回転数や吐出圧と吐
出流量との関係を直線的にできて、回転始動直後に一定
の吐出圧を確保でき、流量特性を向上させていることが
理解できる。

【００４２】また、実施形態のポンプＰ１において、各
羽根板３０を取り出す球殻３１としては、球殻３１の内
周面の半径Ｒ（図８参照）や各羽根板３０の幅Ｗ（図３
参照）・高さＨ（図４参照）とポンプ効率との関係にお
いて、種々調べた結果、図１３のグラフ図に示すように
なった。

【００４３】すなわち、球殻内周面の半径Ｒ＝（羽根板
幅Ｗ＋羽根板高さＨ）／４とした場合、ポンプ効率が良
好となる球殻内周面の半径Ｒは、１．５mm付近となっ
た。なお、実施形態の羽根板幅Ｗは、２．７mm、羽根板
高さＨは、２．５mm、球殻３１の肉厚ｔは、０．５mmで
ある。

【００４４】また、羽根板幅Ｗと羽根板高さＨとの関係
は、ポンプＰ０１・Ｐ０２の羽根板６相互を合体させた
効果を有効に発揮できるように、略等しくすることが望
ましい。

【００４５】その結果、各羽根板３０としては、内周面
の半径を１．５mm前後とした球殻３１における略半割部
分に相当する略正方形の曲り板の形状とすることが望ま
しい。

【００４６】勿論、ポンプ効率が若干劣るが、各羽根板
３０を、実施形態の寸法にすることなく、任意寸法の内
周面半径を有した球殻の一部から、長方形（望ましくは
略正方形）の曲り板を取り出し、その曲り板を羽根板３
０として利用しても、流量特性を向上させた摩擦再生ポ
ンプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すインペラの斜視図で
ある。

【図２】同実施形態の摩擦再生ポンプの縦断面図であ
る。

【図３】同実施形態のインペラを外周側から見た状態の
使用態様図である。

【図４】同実施形態のインペラを端面側から見た状態の
使用態様図である。

【図５】同実施形態のインペラの使用態様を示す断面図
である。

【図６】同実施形態のインペラ本体を端面側から見た図
である。

【図７】同実施形態のインペラ本体の斜視図である。

【図８】同実施形態の羽根板の断面図である。

【図９】同実施形態の羽根板の正面図である。

【図１０】同実施形態の羽根板の斜視図である。

【図１１】同実施形態と従来例とのＮ−Ｑ特性を示すグ
ラフ図である。

【図１２】同実施形態と従来例とのＰ−Ｑ特性を示すグ
ラフ図である。

【図１３】同実施形態の羽根板を構成する球殻半径とポ
ンプ効率との関係を示すグラフ図である。

【図１４】従来例のインペラを外周側から見た状態の使
用態様図である。

【図１５】同従来例のインペラを端面側から見た状態の
使用態様図である。

【図１６】さらに他の従来例のインペラを外周側から見
た状態の使用態様図である。

【図１７】同従来例のインペラを端面側から見た状態の
使用態様図である。

【符号の説明】

１・１１…ケーシング、 ３・２５…インペラ、 ４・２７…凹部、 ５・２８…仕切壁、 ６・３０…羽根板、 ２６…インペラ本体、 ２９…凹溝、 ３１…球殻、 Ｌ…（流体）燃料、 Ｐ０１・Ｐ０２・Ｐ１…摩擦再生ポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に収納されて回転する略円
   板状のインペラが、外周縁に、前記インペラの両端面側
   に凹部を設けて前記インペラの周方向に形成される仕切
   壁と、該仕切壁と交差するように前記インペラの両端面
   側に突出する複数の羽根板と、を備えて構成される摩擦
   再生ポンプにおいて、 前記各羽根板が、球殻の一部から形成される形状とし
   て、前記インペラの回転方向に凹側を配置させて構成さ
   れていることを特徴とする摩擦再生ポンプ。
2. 【請求項２】 前記各羽根板が、内周面の半径を１．５
   mm前後とした球殻における略半割部分に相当する略正方
   形の曲り板の形状としていることを特徴とする請求項１
   記載の摩擦再生ポンプ。
3. 【請求項３】 ケーシング内に収納されて回転する略円
   板状のインペラが、外周縁に、前記インペラの両端面側
   に凹部を設けて前記インペラの周方向に形成される仕切
   壁と、該仕切壁と交差するように前記インペラの両端面
   側に突出する複数の羽根板と、を備え、 前記各羽根板が、球殻の一部から形成される形状とし
   て、前記インペラの回転方向に凹側を配置させて構成さ
   れている摩擦再生ポンプのインペラの製造方法であっ
   て、 両端面側に前記凹部を有してなる前記仕切壁と、前記各
   羽根板の配置部位に設けた前記羽根板嵌合用の凹溝と、
   を備えたインペラ本体を準備し、 前記各羽根板を前記インペラ本体の凹溝に嵌めて固着さ
   せることにより製造することを特徴とする摩擦再生ポン
   プのインペラの製造方法。