JPS60113088A - 車両用燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野］ 本発明は非容積型ポンプをなす再生ポンプを用いた燃料
ポンプであって、車両に搭載されて燃料を燃料タンクか
ら内燃機関に圧送するのに用いられるものに関する。

〔従来技術〕

近年、この種ポンプとして、ローラポンプの代りに再生
ポンプ（「ウェスコポンプｊとも呼ばれる）を利用した
燃料ポンプが使用され始めている。

再生ポンプ方式の既知の車両用燃料ポンプは、再生ポン
プが少流量高圧ツノ型のポンプであり騒音が少なく構造
が簡単であるという点で他の型式のポンプよりも好まし
いものであるが、再生ポンプは羽根で燃料を激しく攪拌
するためキャビテーションを発生し易い傾向がある。そ
のため、高気温低気圧中等の、きわめて悪い環境条件下
で使用するとポンプ室内に燃料のベイパー（蒸気）がた
まつてペイパーロックを発生することが考えられる。

〔本発明の目的〕

上記に鑑み、本発明は、再生ポンプを２段目のポンプと
して用いて再生ポンプの利点を全て備えると共にこの再
生ポンプに燃料が流入する時点で、この燃料がすでにベ
イパーロックを発生しないようにベイパー抜きされ且つ
予圧され、分離されたベイパーがスムースに機外へ放出
されるようになっている車両用燃料ポンプを提供するこ
とである。

（本発明の構成） 本発明の車両用燃料ポンプは、外周縁部に多数の半径方
向羽根溝が形成されている円盤状のインペラ及び該イン
ペラを取り囲んでいるポンプハウジングを有する再生ポ
ンプと、前記インペラを回転駆動するモータとを具備し
、車両の内燃機関に燃料を供給するための燃料タンク内
において前記モータが前記再生ポンプの上方に位置する
ように配設される形式のものであることを前提条件とす
る。そして、この形式のものにおいて、本発明の燃料ポ
ンプは以下の構成を特徴とする。

（イ）　前記再生ポンプの前段にベイパー分離とブース
ティングを目的とした小径のポンプが前記再生ポンプと
同軸的に設けられ、該小径のポンプは、前記再生ポンプ
のインペラよりも小さい直径を有し且つ前記モータによ
り回転駆動されて円周方向に燃料を攪拌する型式のイン
ペラをイｊする。

（ロ）　前記再生ポンプのインペラには前記小径ポンプ
の吐出口よりも半〜径方向内方の位置に少くとも１個の
ベイパー排出孔が形成されて前記小径ポンプのポンプ室
内と連通している。

（ハ）　前記ポンプハウジングには、前記再生ポンプの
インペラの上側側面の中央部に面し且つ前記ベイパー排
出孔と連通する凹所と、この凹所をポンプハウジングの
外部に連通させるベイパー通路とが形成されている。

〔本発明の効果〕

上記のように、本発明では二段目のポンプを構成する再
生ポンプのインペラよりも小径のインペラを有するポン
プを一段目のポンプとして設けてるようにしたから、一
段目のポンプ内で燃料が円周方向に攪拌されることによ
りベイパーが遠心力の差により液体から分離されて一段
目のポンプの中央部に集まり、このベイパーは二段目の
ポンプのインペラに設けられたベイパー排出孔を通って
、このインペラの上側側面に面してポンプハウジングに
形成されている凹所へ入り、この凹所からベイパー通路
を通ってポンプハウジング外へ排出されるから、二段目
のポンプを形成する再生ポンプへはベイパー抜きされ且
つ予圧された後の燃料が流入するので、二段目のポンプ
内でペイパーロックが発生する心配がない、という効果
がある。

〔実施例〕

第１図〜第３図において、車両用燃料ポンプ１０は円筒
形の鉄製の外筒１２と、この外筒１２の下端部内に配設
されたポンプ部１４と、このポンプ部の駆動装置として
のモータ部１６とを有する。

ポンプ部１４は、外筒１２の下端部内に緊密に嵌合し且
つこの外筒１２の最下端の周縁を内方にかしめることに
よってこの外筒内に固定されたポンプハウジング１１８
を有する。ポンプハウジング１８は燃料ポンプ１０の最
下部に位置するアルミニウム製下側部品２０ど、最外周
縁近くでこの下側部品に密着しているアルミニウム製上
側部品２２とから成る。下側部品２０の中心部には吸込
口２４が形成されており、下側部品の内（上）面にはこ
の吸込口２４と同心的に且つ該吸込口と連通して凹所２
６が形成されている。上側部品２２の中心には軸穴２８
が形成され、内く下）面には軸穴２８と同心的に小径凹
所３０とこの凹所３０よりも浅い（軸方向寸法の小さい
）大径凹所３２が形成され、前記モータ部１６の出力軸
１００が軸受１０２を介して前記軸穴２８に回転自在に
支承されている。出力軸］００の下端部は後述の目的の
ためにＤ字形前面を有し且つ凹所３０を貫通して凹所２
６内まで延びている。

大径凹所３２内には円盤状の金属製インペラ３４が配置
され、その中央のボス（ハブ）部３６がＤ字形前面のモ
ータ出力軸１００に回転駆動可能に結合されているく但
し、軸方向には相対移動可能である）。インペラ３４の
Ｉワみく軸方向寸法）は大径凹所３２の深さにほぼ等し
く、従って、インペラ３４の上側側面は大径凹所３２の
底面に摺接し、下側側面はポンプハウジングの下側部品
２０の内（上）面に摺接する。インペラ３４の上、上筒
側面には、外周縁に沿って多数の半径方向羽根溝３８が
形成されている、図示例では、上側側面に形成された羽
根溝３８の底面が下側側面に形成された羽根溝３８の底
面と交差していない。これを１閉羽根形」と呼ぶ。

ポンプハウジング１８を構成する下側部品２０と上側部
品２２とは、インペラ３４の外周縁部に沿って延び且つ
上記羽根溝３８を包囲する円周方向のポンプ通路４０を
形成するように加工されている。このポンプ通路４０は
、第２図に明示するように、インペラを完全に１周して
はおらず、第２図で見て吐出口４４からインペラの回転
方向（矢印で示す）に、ポンプ通路４０の入口部４２ま
での間ではインペラ３４とポンプハウジング１８との間
はシールされている。よって、ポンプ通路４０は円弧状
である。吐出口４４は上側部品２２を軸方向に貫通して
ポンプ通路４０の終端部をモータ部１６に連通さゼてい
る。以上の構成により再生ポンプが形成され、これは後
述のにうに二段目のポンプとして作用づる。

尚、−例として、インペラ３４は直径が４０ｍｍ、厚さ
が２．８ｍｍである。

ポンプハウジング１８の下側部品２０の凹所２６内には
遠心ポンプ型式のインペラ５０が再生ポンプのインペラ
３４の下側側面に密接して配置されている。換言すれば
、凹所２６が遠心ポンプのポンプ室を構成し、このポン
プ室の１つの側壁が再生ポンプのインペラ３４の下側側
面により構成されているので、構造が簡単でコンバクｌ
〜である。遠心ポンプのインペラ５０のハブ５２は再生
ポンプのインペラ３４のＤ字形前面のハブ３６に押込み
嵌合され゛Ｃ両インペラ３４．５０が一体となって回転
する。２つのポンプのインペラ３４゜５０を本実施例の
ようにそれぞれ別体に作って両者を嵌合させる代りに、
両者を最初から単一部品として作ってもよい。

遠心ポンプの吐出口５４は凹所２６、すなわち遠心ポン
プのポンプ室、から第３図に示すようにほぼ接線方向に
外方に延び、その外端が再生ポンプ内の前記ポンプ通路
４０の入口部４２に接続されている。

再生ポンプのインペラ３４には、遠心ポンプの吐出口５
４よりも半径方向内方の位置、即ち遠心ポンプのインペ
ラ５０の羽根５６の半径方向外端よりも半径方向内側の
位置、に３つの円弧形のベイパー排出孔４６が円周方向
に相互に離隔して訛りられている。ベイパー排出孔４６
はポンプハウジングの上側部品２２の小径凹所３０と連
通し、この凹所３０は上側部品２２を半径方向及び斜め
上方に貫通覆るベイパー排出通路４８を介してポンプハ
ウジング１８の外周面に連通し、外筒１２にはベイパー
排出通路４８と整合する横孔６０が形成されている。

次に、モータ部１６につき説明する。モータ部１６はモ
ータ出力軸１００と同心関係をなして外筒１２の内周面
に固着された２個のほぼ半円筒形の永久磁石１０４と、
これらの磁石１０４と同心関係をなして出力軸１００に
固着されたアーマチュア１０６と、このアーマチュア１
０６に電気的に接続され且つ出ノＪ軸１００の、前記ポ
ンプ部１４とは反対側の端部（即ち、上方端部）に固着
されたコミュテータ１０８とを有する。コミュテータ１
０８にはブラシ１１０が摺接している。ブラシ１１０は
、外筒１２の上端内部に嵌着されて燃料ポンプ１０の上
端壁をも兼ねている樹脂製のベアリングボルダ】１２の
内面に固着されたブラシホルダ１１４により保持されて
いる。ベアリングボルダ１１２の内面の中央にはアーマ
チュア１０６と同軸的な円形の凹所１１６が形成されて
外筒１２の内部空間と連通している。凹所１１６には金
属製のベアリングリテーナ１１８が嵌合しており、この
リテーナ１１Ｂが凹所１１６の底に形成されている球形
凹面１２０と協働して球形凸状外面を有するベアリング
１２２を支持し、自動調心軸受を形成し、この自動調心
軸受によってモータ部１６の出力軸１００の上端が回転
自在に支持されている。

ベアリングホルダ１１２の外（上）面には燃料パイプ（
図示せず）に接続される中空の燃料送出ボート１２４が
突設され、この燃料送出ボート１２４はベアリングホル
ダ１１２内に形成された通路１２６を介して前記凹所１
１６と連通している。ベアリングリテーナ１１８には燃
料通孔（図示せず）が形成されている。

〔実施例の作動〕

燃料ポンプ１０は車両の燃料タンク内に第１図に示す姿
勢で配設される。

モータ部１６に通電されるとアーマデユア１０６が回転
し、この回転が出力軸１００を介してポンプ部１４の２
つのインペラ３４．５０に伝達される。これにより、吸
込口２４から燃料がまず遠心ポンプのポンプ室２６内に
吸込まれ、このポンプ室２６内においてインペラ５０に
より攪拌され、ベイパーと液体とが分離される。分離さ
れたベイパーは液体に比べ比重が小さいので遠心ポンプ
の中央部に集まり、再生ポンプのインペラ３４に設けら
れているベイパー排出孔４６を通って上側の凹所３０に
入り、この凹所３０からベイパー排出通路４８及び外筒
１２の横孔６０を通ってポンプ１０外へ、即ち、燃料タ
ンク内へ排出される。

ベイパーの分離された液体は遠心力により遠心ポンプの
吐出口５４を経て再生ポンプのポンプ通路４０の入口部
４２からこのポンプ通路４０に入る。この時点では、燃
料は既に遠心ポンプによりベイパーから分離されており
且つ遠心ポンプによって加圧されているため、再生ポン
プのインペラ３４による攪拌作用を受（プでもベイパー
は発生しない状態となっている。この燃料は再生ポンプ
で昇圧され、吐出口４４からモータ部１６内を通って燃
料送出ボート１２４から燃料ポンプ１０より送出される
。

第４図は燃料湿度（℃）に対するポンプ吐出量（ｉ！／
ｌ−１ｒ）に関する上述の実施例の燃料ポンプと従来の
燃料ポンプ（即ち、再生ポンプのみのもの）との比較試
験の結果を示すグラフで、同図中において実線は本願実
施例の結果を示し、破線は従来のポンプの結果である。

試験に供した燃料は市販の無撚ガソリンで、燃料タンク
は大気圧であった。同図から明らかなように、従来のポ
ンプでは燃料温度が約４５℃を越えると吐出量が急激に
低下１°るが、本願実施例の燃料ポンプでは燃料温度が
５０℃を越えても吐出量の低下は極く僅かであり、この
ことは本願実施例のものではベイパーロックが発生しに
くいことを示している。

第５図と第６図は本発明の第２実施例の燃料ポンプ１０
ａを示したもので、図中において上１本の第１実施例と
全く同じ部分には同一の参照符号を付して示しである。

第２実施例は以下の点で第１実施例と異なる。

第１実施例ではポンプ部１４の一段目のポンプが遠心ポ
ンプであるが、第２実施例のポンプ部１４ａの一段目の
ポンプは小径の再生ポンプである。この小径再生ポンプ
のインペラ５０ａはポンプハウジング１８ａの下側部品
２０ａの内（上面）に形成されている凹所ずなわちポン
プ至り６ａ内に配置されて、第１実施例におけると同様
に、二段目のポンプのインペラ３４の下側側面に密接し
た状態でこのインペラ３４のボス部３６に嵌着されてい
る。一段目のポンプが再生ポンプであるために、ポンプ
ハウジング１８ａの下側部品２０ａにはそれの中心から
ずれた個所に吸込口２４ａが形成されている。

この椙成において、第１段目と第２段目のポンプのイン
ペラ５０ａ、３４がモータにより共に回転駆動されると
、第１段目の再生ポンプのインペラ５０ａのハブ５２ａ
から半径方向外方に突出する羽根５６ａがポンプ室２６
ａ内で燃料を円周方　４゜向に攪拌し、その結果、燃料
は遠心力の作用を受けて液体とベイパーとに分けられ、
液体はポンプ室２６ａの吐出口５４ａから二段目の再生
ポンプのポンプ通路へ第１実施例の場合と同様に流入し
更に昇圧されて吐出口４４からモータ部１６の内部空間
へ吐出される。分離されたベイパーは遠心ノ〕の差によ
りポンプ室２６ａの中央部に集まり、インペラ５０ａの
羽根５６ａ間の溝から二段目のポンプのインペラ３４の
ベイパー排出孔４６を介してポンプハウジング１４ａの
上側部品２２内の中央の凹所３０に入り、この凹所から
ベイパー排出通路４８及び外筒１２の横孔６０を通って
燃料ポンプ１０ａ外へ、即ち燃料タンク内へ、スムース
に排出される。

尚、第１と第２の実施例においてベイパー排出通路４８
を中央の凹所３０から斜め上方外方へ延びるように設け
であるが、このようにＪることは本発明の必須要件では
なく、水平に設けてもベイパーは良好に排出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用燃料ポンプの第１実施例を示す
縦断面図にして、第２図及び第３図の■−Ｉ線に沿って
取ったＶｊｉ面図である。 第２図及び第３図はそれぞれ第１図中の■−■線及び■
−■線に沿って取った横断面図である。 第４図は燃料温度に対する吐出ｍに関する本願第１実施
例の燃料ポンプと従来のものとの比較試験の結果を示し
Ｉ、、ｌグラフである。 第５図は本発明の燃料ポンプの第２実施例を示す縦断面
図である。 第６図は第５図のＶ［−ＶＩ線に沿う横断面図である。 １０．１０ａ・・・燃料ポンプ １２・・・外筒 １４．１４ａ・・・ポンプ部 １６・・・モータ部 １８．１８８・・・ポンプハウジング ２４．２４８・・・吸込口 ２６．２６ａ・・・一段目のポンプのポンプ菫３０・・
・凹所 ３４・・・二段目のポンプのインペラ ３８・・・羽根溝 ４０・・・ポンプ流路 ４２・・・ポンプ流路の入口部 ４４・・・二段目のポンプの吐出口 ４６・・・ベイパー排出孔 ４８・・・ベイパー排出通路 ５０．５０ａ・・・一段目のポンプのインペラ５４．５
４ａ・・・一段目のポンプの吐出口６０・・・外筒の横
孔 １００・・・モータの出力軸 代理人　浅　村　皓 第１図 第２図 第３図 第４図 ８（ Δ科温度（０ｃ） 第５図 □ 謝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　外周縁部に多数の半径方向羽根溝が形成されて
   いる円盤状のインペラ及び該インペラを取り囲ｌυでい
   るポンプハウジングを有づる再生ポンプと、前記インペ
   ラを回転駆動するモータとを具ｌ！ｉｉｉ　Ｌ／、車両
   の内燃別間に燃料を供給Ｊ−るための燃料タンク内にお
   いて前記モータが前記再生ポンプの上方に位置するよう
   に配設される車両用燃１’！ポンプにおいて、 （イ）　前記再生ポンプの前段にペイパー分離とブース
   テインクを目的とした小径のポンプが前記ＩＹＪ生ポン
   プと同軸的に設（）られ、該小径のポンプは、前記再生
   ポンプのインペラよりも小さい直径を右し且つ前記モー
   タにより回転駆動されて円周方向に燃お１を攪拌づる型
   式のインペラを有し、〈口）　前記１η生ポンプのイン
   ペラには前記小径ポンプの吐出口よりも半径方向内方の
   位置に少くとも１個のベイパー排出孔が形成されて前記
   小径ポンプのポンプ室内と連通しでおり、（ハ〉　前記
   ポンプハウジングには、前記再生ポンプのインペラの上
   側側面の中火部に面し且つ前記ベイパー排出孔と連通す
   る凹所と、この凹所をポンプハウジングの外部に連通さ
   Ｖるベイパー通路とが形成されている、 ことを特徴とづ−る車両用燃料ポンプ。 （２）　前記小径のボシブのインペラが前記再生ポンプ
   のインペラと別体に作られ且つ該再生ポンプのインペラ
   の下側側面に密接して配置された特許請求の範囲第（１
   〉］ｒ１記載の燃わ１ポンプ。 く３）　前記小径のポンプが遠心ポンプである特許請求
   の範１ｕｌｌ第（１）項又は第（２）項記載の燃料ポン
   プ。 く４）　前記小径のポンプが再生ポンプである特許請求
   の範囲第（１）項又は第（２）項記載の燃料ポンプ。 （５）’＋ｉａ記小径のポンプのインペラと再生ポンプ
   のインペラとが一体である特許請求の範囲第（１）項か
   ら第（４）項までのいずれか１つに記載の燃料ポンプ。