JPS5853200B2 - 電動式燃料ポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両の燃料タンクからエンジンへ燃料を圧送す
る電動式燃料ポンプ装置に関する。

従来、この種の燃料ポンプ装置においては、モーターの
シャフトとインペラのシャフトとが一体に作うれ、イン
ペラはシャフトにキー等で固定され、ポンプハウジング
はモーターハウジング或はモーターの軸受ホルダーに高
い精度をもって嵌め合い結合されていた。

このように、従来の燃料ポンプ装置においてはモーター
シャフトとインペラシャフトとが一体であり且つインペ
ラが該シャフトにキー結合されているために、インペラ
とポンプハウジングとの間のサイドクリアランス及びラ
ジアルクリアランスはシャフトに対するインペラとポン
プハウジングとの垂直度及び同心度により決まり、これ
ら垂直度及び同心度はポンプ部とモータ一部との結合部
の精度即ちポンプハウジングとモーターハウジング又は
モーターの軸受ホルダーとの嵌め合いの精度及びシャフ
トに対するモーターハウジング又は軸受ホルダーの垂直
度により決まるため、モーターハウジング又は軸受ホル
ダーとポンプハウジングとの嵌め合い部分の加工精度を
高くしないとポンプの前記サイドクリアランス及びラジ
アルクリアランスを適正に保つことが出来ず、従ってポ
ンプから高い性能を得ることが不可能である。

また、前述の理由により、モーターの軸受部に自動調心
軸受等のフレキシブルな軸受機構の採用が困難であり、
従って、モーターの組付性が悪い。

本発明は、ポンプと、該ポンプを駆動する電動モーター
とを有する電動式燃料ポンプ装置において、前記ポンプ
を再生ポンプ（＆ｇｅｎｅｒａｔ ｉｖｅＲｕｍｐ）形
式のものとし、該ポンプのインペラシャフトをモーター
のシャフトとは別個のものとし、ポンプのインペラを軸
方向に移動自在にかつ回転自在にポンプハウジング内に
取付け、更に、前記インペラの軸方向移動を許容しつつ
モーターシャフトの回転をインペラに伝達する継手をポ
ンプとモーターシャフトとの間に設けることによって、
前述の従来の問題点を解消せんとするものである。

次に、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において全体を１０で示す電動式燃料ポンプはモ
ーター１２と再生ポンプ形式のポンプ１４とを有する。

モーター１２は円筒状のケーシング１６と、このケーシ
ング１６内に嵌め込まれたモーターハウジング１８と、
このハウジング１Ｂの両端に嵌め合わされた軸受ホルダ
ー２０゜２２とを有する。

図示実施例ではこれらの軸受ホルダー２０．２２はプラ
スチック製で、モーターハウジング１８の端壁をも兼ね
る。

軸受ホルダー２０．２２とケーシング１６との間にはＯ
リング２４．２６が介装されている。

軸受ホルダー２０にはロックワッシャ２８と共に焼結金
属製の軸受３０が取付けられて第１の自動調心軸受３２
を構成しており、同様に、もう１つの軸受ホルダー２２
にはロックワッシャ３４と共に焼結金属 の軸受３６が
取付けられて第２の自動調心軸受３８を構成している。

これらの自動調心軸受３２，３８はモーターシャフト４
０を軸承しており、このモーターシャフトにはアーマチ
ュア４２と整流子４４とがモーターシャフトと共に回転
するように取付けられている。

ブラシ４６はブラシホルダー４８を介して軸受ホルダー
２０に取付けられており、また、モーターハウジング１
８の内面にはアーマチュア４２と整合した位置に永久磁
石５０が接着手段により固着されている。

モーターシャフト４０の一端４０ａすなわちブラシ４６
とは反対側の端部は軸受ホルダー２２を貫通してモータ
ーハウジングから軸方向外方に突出している。

この軸受ホルダー２２の外側端面にはモーターシャフト
４０と同心的な内周面を有する凹所５０が形成されてい
る。

ポンプ１４はポンプハウジング５２とその中に入ってい
るインペラ５４とを有する。

ポンプハウジング５２は吸入ポート５６を形成された第
１の部分５８と、この第１の部分と嵌め合わされ且つね
じ６０によりこの第１の部分と共にモーター１２の軸受
ホルダー２２の外端面に固着された第２の部分６２とを
有する。

この第２の部分６２は環状の軸方向凸部６４を有し、こ
の凸部の外周面がＯリング６６を介して前記ポンプ１２
の軸受ホルダー２２の外方端面における凹所５０の内周
面と嵌合してポンプハウジング５２をモーターの軸受ホ
ルダー２２に対して心決めしている。

しかし、この心決めは後述する理由からそれ程高い精度
を必要としない。

ポンプハウジングの第２の部分６２の中央部には前記環
状の軸方向凸部６４の内周面と同心的で且つ同一直径の
軸穴６８が形成され、この軸受内へモーターシャフト４
０の前記端部４０ａが突入している。

また、ポンプハウジングの第１の部分５８の内面には前
記軸穴６８とはゾ同軸的な凹所７０が形成され、この凹
所の底面にはこの凹所と同心的なシャフト穴７２が形成
され、このシャフト穴７２にインペラシャフト７４が固
く嵌め込まれている。

前記インペラ５４はこのインペラシャフト７４上に回転
自在且つ軸方向摺動自在に取り付けられている。

前記軸穴６８内には第３図及び第４図に明示したリング
状の継手部材７６が配置されてモーターシャフト４０の
前記端部４０ａに固着されている。

継手部材７６はその一端面から軸方向に突出する複数本
の棒状突起すなわちロンドア８を有し、これらのロンド
ア８はインペラのボス部付近に穿設されている軸方向小
孔８０に遊嵌されている。

これらの小孔はインペラ５４を貫通して凹所ＴＯと軸穴
６８とを連通させている。

インペラ５４の両側面の外周縁部には多数の羽根溝８２
が放射状に形成されてポンプ作用を行う羽根部を構成し
ている。

この羽根部とポンプハウジング５２の外周部の内面との
間には第２図に一部分を示すはゾ環状の流路８４が形成
されており、この流路は前記吸入ポート５６と連通ずる
と共に、ポンプハウジング５２の第２の部分６２に設け
られている吐出通路８６とも連通している。

吸入ポート５６と吐出通路８６とは第２図に示すように
円周方向に隔っており、両者間には円周方向仕切壁８８
がある。

換言すれば、流路８４はこの仕切壁８８によってポンプ
の円周方向において遮断されている。

図示実施例においてはポンプハウジング５２の第１の部
分５８と第２の部分６２との嵌め合いは第１の部分５８
の円筒状部分５８ａが第２の部分６２の円筒状部分６２
ａの内側になるように構成されている。

換言すれば、前記流路８４の内周面及び前記円周方向仕
切壁８８の内面は共にポンプハウジングの第１部分５８
により与えられる。

この第１部分５８には前述のようにインペラシャフト７
４が固着された構成となっているので、このようにイン
ペラシャフト７４をポンプハウジングの第１部分５８に
固着した後に前記流路８４の内周面と万両方向仕切壁８
８の内面との加工を行うことができるから、インペラシ
ャフト７４に対するこれらの面の同心度の精度を高く加
工することができる。

また、インペラシャフト７４とインペラ５４との取付は
関係はシャフトの外周面とシャフト穴の内周面との関係
であり、これらは共に高精度な加工ができるものである
から、インペラ５４とポンプハウジング５２との間のラ
ジアルクリアランス及びサイドクリアランスの高精度な
管理が可能である。

ポンプ１４は再生ポンプと呼ばれる形式のもので、電子
式燃料噴射装置用燃料ポンプに要求される比較的高い圧
力を得ることが出来るものである。

この性能を発揮するために、ポンプ１４にはインペラ５
４の側面とハウジング５２の内面との間に第１と第２の
シール部９０ａ 、ｓｏｂ及び９２ａ。

９２ｂが設けられてポンプ内の流路８４と凹所ＴＯとの
間及び同流路８４と軸穴６８との間をシールしている。

第１のシール部９０ ａ 、９０ ｂにおけるサイドク
リアランスは通常３０〜６０μ程度であるが、図におい
ては誇張して大きく図示しである。

また、第２のシール部９２２ ｊ ９２ｂにおけるサイ
ドクリアランスは第１のシール部におけるよりもさらに
小さい。

更に、前記円周方向仕切壁８８が前記吸入ポート５６と
吐出通路８６との間をシールする第３のシール部を構成
している。

この第３のシール部におけるラジアルクリアランスも非
常に小さいものであるが、図では誇張して大きく示しで
ある。

ポンプハウジング５２の第２部分６２に形成された吐出
通路８６は軸穴６８に連通しており、この軸穴６８は軸
受３６のまわりで軸受ホルダー２２に形成されている燃
料通路９４を介してモーター１２の内部空間と連通して
いるため、流路８４から吐出通路８６を通して吐出され
た燃料はモーターの内部空間内へ流入する。

また、軸受ホルダー２０には軸受３０のまわりに燃料通
路９６が形成されると共に、この燃料通路９６と連通ず
る吐出ポート９８も形成されている。

上述の構造を有する燃料ポンプ１０は通常は燃料タンク
内に設置される。

次に、上述の構造を有する燃料ポンプ１０の作用を説明
する。

図示しない電源からブラシ４６に電流が流れるとアーマ
チュア４２はシャフト４０と共に回転する。

この回転は継手部材７６の軸方向ロンドア８によりイン
ペラに伝達され、これにより、吸入ポート５６を通して
燃料がポンプ１４内に吸入され流路８４内で３〜４ｋｇ
／ｃｉＬ−９程度に加圧され、この加圧された燃料は吐
出通路８６及び燃料通路９４を通ってモーター１２の内
部空間に入る。

そして、このモーター内においてアーマチュア４２と永
久磁石５０との間を流れてアーマチュア４２を冷却し、
通路９６を通って吐出ポート９８に至り、ここから図示
しない導管によりエンジンへ送られる。

ポンプ１４が上述のように高圧力を生み出すためのシー
ル作用は軸方向においては上記第１と第２のシール部９
０ａ ＞ ９０ｂ ｔ ９２ａ ｔ ９２ｂにより行わ
れ、半径方向には前記円周方向仕切壁８８とインペラ５
４の羽根部との間のラジアルクリアランスによって行わ
れる。

また、インペラ５４に形成されている軸方向小孔８０は
インペラの両側の凹所７０と軸穴６８とを連通させてい
るのでインペラの両側の流体圧力は均等に保たれること
から、インペラには軸方向推力が作用せず、よって、第
１及び第２のシール部におけるサイドクリアランスは左
右はゾ等しく保たれ、インペラとポンプハウジングとの
接触は通常の場合はとんど発生しない。

以上説明したように、本発明に係る電動式燃料ポンプ装
置はポンプ１４のインペラシャフト７４をモーター１２
のシャフト４０とは別個に設け、ポンプとモーターとの
間にはインペラの軸方向移動を許容しつつモーターシャ
フトの回転をインペラに伝達する継手を用いた構成とな
っているので、モータ一部における加工精度上の問題及
びモーターハウジングに対するポンプハウジングの嵌合
部の精度の問題はポンプ部の精度に直接影響を与えない
。

すなわち、ポンプに高い性能を発揮させるために必須な
要件であるポンプハウジングの内面とインペラとの間の
サイドクリアランス及びラジアルクリアランスの管理は
ポンプ部１４のみの加工を高い精度で行うことによって
達成でき、モータ一部１２の加工精度とモーターハウジ
ングに対するポンプハウジングの嵌め合い部の精度を比
較的低くしてもポンプの性能に悪影響を与えない。

この理由により、モーターハウジング及び軸受部とも加
工精度を重要視する必要がなくなり、また、軸受部に自
動調心軸受のようなフレキシブルな軸受機構を採用する
ことが可能となってモーターの組付性が大幅に改善され
るのみでなく製産コストを低減させることが可能である
。

また、モータ一部１２に対するポンプ部１４の嵌め合い
個所である凹所５０と凸部６４、及びポンプハウジング
５２自体の第１部分５８と第２部分６２との嵌め合い部
分である円筒状部５８ａと６２２も継手部材７６のロン
ドア８をインペラ５４の小孔８０にスムースに挿入する
ことが保証される程度の寸法精度に加工され＼ば十分で
ある。

以上説明した実施例においては、ポンプハウジング第１
部分５８に形成したシャフト穴７２にインペラシャフト
７４を嵌め込んであるが、このインペラシャフトとハウ
ジング第１部分とを一体部品として作ることも可能であ
るし、また、ハウジング第１部分５８に軸受を設けると
共にインペラとインペラシャフトとを一体部品として作
るかインペラにインペラシャフトを固着したものを用い
ても同様な効果が得られる。

また、インペラとインペラシャフトとの摩擦損失トルク
を小さくするために、インペラのシャフト穴またはイン
ペラシャフトにスリットを設けることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電動式燃料ポンプ装置
の軸方向断面図である。 第２図は第１図の■−■線に沿う断面図であるがポンプ
ハウジングの一部を切り欠いてポンプの内部構造を示し
た図である。 第３図は継手部材の正面図である。第４図は継手部材の
軸方向断面図である。 １０・・・・・・電動式燃料ポンプ装置、１２・・・・
・・モーター １４・・・・・・ポンプ、４０・・・・
・・モーターのシャフト、５２・・・・・・ポンプハウ
ジング、５４・・・・・・インペラ、７４・・・・・・
インペラシャフト、７６・°°°°゛継手部料、７８・
・・・・・軸方向ロッド、８０・・・・・・軸方向小孔
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポンプと、該ポンプを駆動する電動モーターとを有
   する電動式燃料ポンプ装置において、前記ポンプは再生
   ポンプ形式のポンプから威り、該ポンプは前記モーター
   のシャフトとは別個のインペラシャフトと、該インペラ
   シャフトに取付けられたインペラとを有し、該インペラ
   は軸方向に移動自在にかつ回転自在にポンプハウジング
   内に取付けられ、更に、前記インペラの軸方向移動を許
   容しつつ前記モーターシャフトの回転を該インペラに伝
   達する継手が前記ポンプとモーターシャフトとの間に設
   けられていることを特徴とする電動式燃料ポンプ。 ２ 前記継手は前記インペラに設けられた少くとも１個
   の軸方向の小孔と、該小孔に遊嵌された軸方向ロッドを
   有し且つ前記モーターシャフトに固着された継手部材と
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電動式燃料ポンプ装置。 ３ 前記インペラシャフトはポンプハウジングに固着さ
   れ、インペラは該インペラシャフトに軸方向に摺動自在
   に取付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の電動式燃料ポンプ装置。 ４ 前記インペラシャフトはインペラに固着又はインペ
   ラと一体的に作られており、該インペラシャフトがポン
   プハウジングに回軸自在に且つ軸方向に摺動自在に取付
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の電動式燃料ポンプ装置。