JPS60173389A - 電動式燃料ポンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等に使用される燃料ポンプに関するも
ので、特に電子制御装置からの指令に括き、エンジンに
燃料を噴射する装置の一部品として構成され、インジェ
クタに燃料を高圧で圧送するための電動式燃料ポンプに
関するものである。

〔従来技術と発明の背景〕

従来、燃料を高圧（２〜３　ｋｇ　／　ｃｎｌ　Ｇ　）
で吐出圧送するためのポンプとしては、容積式のポンプ
が主に用いられてきた。しかし、この容積式のポンプは
製作精度を高めないと所要の性能が得られず、高性能を
得んとすれば、ニスト高となる。このため、従来、再生
式の電動式燃料ポンプが用いられている。そこで、先ず
、この種従来の再生式の電動式燃料ポンプの全体構成を
図を用いて説明する。

第１図は従来の再生式の電動式燃料ポンプをポンプの軸
線を含む平面に沿１て切断した縦断面図、第２図は第１
図図示のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。この燃料ポン
プは、例えば車輌の燃料タンク内の液体燃料に沈められ
て設置される。この燃料ポンプは、はぼ円筒状のハウジ
ング１０を有し、このハウジングば、開口１１および１
２をそれぞれ備えた軸線方向一端壁１３および他端壁１
４を有している。燃料ポンプはさらに、ハウジング１０
の軸線方向一端壁１３に接してそのハウシング内に配備
された再生ポンプ部１５と、この再生ポンプ部に隣接し
てハウジング１０内に配備された電気モータ部１６とを
有し、電気モータ１６は再生ポンプ部１５に連結されて
いて再生ポンプ部を駆動するよ・うになっている。

再生ポンプ部１５はポンプケーシングを有し、このポン
プケーシングはごハウジング１０の軸線方向一端壁１３
に設けられている開口１１を実質的に閉じる第１のケー
シング部分１８と、第１のケーシング部分１８の内面１
７との間にポンプ室を画定する内面１９を有する第２の
ケーシング部分２１とで構成されている。

ハウシング１０と共軸線関係をなして延在する回転軸２
５の軸線方向一端部２６は第２のケーシング部分２１に
設けられている軸線方向中央孔２７に圧入された軸受２
８によって回転可能に支持されている。軸２５の軸線方
向一端部２６はポンプ室を貫通して、第１のケーシング
部分１８の内面１７に形成されている中央凹所３１内に
位置する軸線方向端面を有している。

円板状のインペラ３はポンプ室内で回転可能なように回
転軸２５に装着されている。インペラ３は、回転軸２５
の軸線方向一端部２６が嵌合せられる軸線方向中央孔３
３　（第２図）を有し、その中央孔３３の壁面には直径
方向に対向した一対の軸線方向溝３４が形成されている
。断面円形のピン３６は回転軸２５の軸線方向一端部２
６を貫通して延在し、また一対の軸線方向溝３４にそれ
ぞれ嵌合された端部を有している。こうして、インペラ
３は回転軸２５に相対して軸線方向移動可能に、しかし
その回転軸２５に相対して回転不可能にその回転軸２５
に装着されている。

インペラ３は、第１の間隙Ｗ１をはさんで第１のケーシ
ング部分１８の内面１７と対向する軸線方向一端面３８
と、第２の間隙Ｗ２をはさんで第２のケーシング部分２
１の内面１９と対向する軸線方向端面３９を有している
。これら間隙Ｗ、とＷ２は実際には極めて小さく、第１
図は誇張して示されている。

第１のケーシング部分１８に設けられている凹所３１は
回転軸２５の軸線方向端部２６の外周面および端面と協
動して室４３を画定している。第２のケージング部分２
１に設けられている軸線方向中央孔２７は軸受２８の軸
線方向端面および回転軸２５の軸線方向一端部２６の外
周面と協動して室４４を画定している。第２図に明瞭に
示されるごとく、インペラ３に設けられている軸線方向
中央孔３３の壁面には直径方向に対向せられた第２の一
対の軸線方向溝４５が形成されている。室４３および４
４はその第２の一対の軸線方向溝４５によって互いに連
通せられていてそれら室４３および４４間の圧力がバラ
ンスされるようになっている。

インペラ３はポンプケーシング１８および２１内にはは
環状のポンプ流路４を画定する外周部を右し、その外周
部には軸線方向一端面３８および他端面３９にインペラ
３の円周方向に互いに等間隔をなして離隔された複数個
の半径方向羽根溝４７が形成されている。図示されてい
るインペラ３は、その軸線方向一端面３８に形成されて
いる羽根４７の底面がインペラ３の軸線方向他端面３９
に交差しておらす、また軸線方向他端面３９に形成され
ている羽根溝４７の底面が軸線方向一端面３８に交差し
ていない、いわゆる閉羽根式のものである。

ポンプ流路４ば第１のケーシング部分１８に設けられた
燃料吸込口１を介して図示していない燃料タンク内の液
体燃料に連通され、また第２のケーシング部分２１に設
けられた燃料吐出口６を介してハウジング１０内の空間
に連通されている。

電気モータ部１６は回転軸２５と同心関係をてしてハウ
ジング１０内に配置された２つの略円筒状永久併石６１
と、その永久磁石６１に対し、同心関係をなして回転軸
２５に固定して装着されたアーマチュア２と、そのアー
マチュア２に接続されて回転軸２５に固着されたコンミ
テータ６３とを有している。コンミテータ６３にはブラ
シ６４が摺動接触している。ブラシ６４は端部ブロック
６７に固着されたブラシホルダ６Ｇによって色月寺され
ている。その端部ブロック６７は、ハウシング１０の軸
線方向他端壁１４に設けられている開口２を実質的に閉
じるようにハウジング内に配備されている。端部ブロッ
ク６７ば、ハウジング１０内空間に面する軸線方向一端
面に形成された中央凹所７１と、中央凹所の底面に形成
された第２の中央凹所７２を有している。第２の中央凹
所７２の壁面には周方向に互いに離隔されて複数個の溝
７３が形成され、そのａｌ３ば傾斜した底面を有すると
ともに中央凹所７２の底面に開口する端を有する。端部
ブロック６７は、その軸方向他端面から外方に突出する
中空突出部７４を有し、その中空突出部７４の中空部は
第２の中央凹所７２に連通している。その中空突出部７
４は図示していない燃料消費設備例えばエンジンへ接続
されるようになっている。

回転軸２５の軸線方向他端部８１は軸受８２に回転可能
に支持され、その軸受８２は、第２の中央凹所７２に面
取りして形成された座８３に着座させられるとともに、
中央凹所７１に配備された環状リテーナ８５により所定
の位置に保持されている。そのリテーナ８５は周方向に
互いに隔離して形成された複数個の孔８６を有している
。回転軸２５ば環状リテーナ８５により所定の位置に保
持されている。回転軸２５は、軸受８２の軸線方向一端
面に当接してその回転軸２５に装着されたスペーサ８７
と、軸受２８の軸線方向一端面に当接してその回転軸２
５に装着されたスペーサ８８とにより軸線方向所定の位
置に保持されるようになっている。

上述の構造を有する燃料ポンプは次のように作動する。

すなわぢ、図示しない電源からブラシ６４に電流が流れ
るとアーマチュア２が回転し、そのアーマチュア２の回
転が回転軸２５によりインペラ３に伝えられて、インペ
ラが第２図に矢印で示した時計方向へ回転する。インペ
ラ３の回転により燃料タンク内の液体燃料は燃料吸込口
１からポンプ流路４へ導入される。導入された燃料はイ
ンペラ３０羽根溝４７によりポンプ流路４内で昇圧され
、燃料吐出口６を通ってハウジング１０内空間へ吐き出
され、永久磁石６１とアーマチュア２との間の環状間隙
、リテーナ８５に設りられている孔８６、端部ブロック
に設けられている溝７３および中空突出部７４の中空部
を通って燃料消費設備へ送られる。

次に上記構成の従来の再生式の電動式燃料ポンプのイン
ペラ部分の詳細について説明する。第３図は従来のイン
ペラ部の羽根溝の部分断面拡大図、第４図は前記第３図
図示の従来のインペラ部の作動を説明する図で、（ａｌ
は羽根溝の部分断面図、（ｂｌ、（ｃ）、ｔｄ）は夫）
ｔ　（ａ）図示のＺ、−Ｚ、Ｙ−Ｙ、Ｘ−Ｘ線に沿う断
面図で矢印人はインペラの回転方向を示し、Ｆはインペ
ラによる圧送力を示す。第３図に示す羽根溝形状では、
インペラ中心に向うにつれて液体圧送に太き（関与する
羽根溝深さｄか減少し、最ピ刊￥でばＯとなるにもかか
わらず、流路横端面８がインペラ横端面９より比較的離
れているため、流体が十分に圧送されない。この現象は
第３図中の斜線の領域ａで１．ｆｉ著であり、これは、
第４図に示す如く、羽根溝４７が十分に深くないと、イ
ンペラ横端面９より離れるに従ってインペラが流体にレ
イノルズ応力を発生させ難くなるためである。

これを避けるためには、流路横端面８とインペラ横端面
９との間隔をインペラ中心に向うにつれて減少させるこ
とが考えられるが、この場合、有効流路断面積の減少を
招くとともに、流体が羽根溝に入り難くなるという不具
合が生しうる。

〔本発明の目的〕

本発明は、上述の事実と考察に従って、インペラの羽根
溝の最内径部においても一定量の羽根溝深さを保つよう
に羽根溝形状を定めることにより圧送力を向上させた再
生式の電動式燃料ポンプを提供することを目的とするも
のである。

〔本発明の構成〕

インペラとケーシングとでポンプを構成し、該インペラ
は羽根溝が軸方向の片側にのみ開口する閉羽根である再
生式の電動式燃料ポンプにおＧ１て、前記インペラの羽
根溝最内径部を軸方向にほぼ水平に掘り込み、この羽根
溝最内径部の深さを羽根調量外径部の深さの約１１５以
上で、かつ、約１／２以下の深さとしたものである。

（実施例〕 以下、本発明を図に示す実施例について説明する。

第５図は本発明になる電動式燃料ポンプのインペラ部の
羽根溝の一実施例の構成を示す羽根溝の部分断面拡大図
で、羽根溝４７の最内径部において最内径深さｄｉを羽
根溝最外径深さｃｔｏの約１１５以上で、かつ約１／２
以下で、出来るだけ深くしてあり、且つ最内径深さ部４
７ａはほぼ水平方向の傾きを持たせである。羽根溝の面
４７ｃは１つの曲線で構成され、前記最内径深さ部４７
ａは１つの直線で構成され、両者の交点は変曲点となっ
ている。また、流路横端面８の底部の点８ａと同じ高さ
の位置から前記面４７ｃ、は始まっていや・ 本発明になる電動式燃料ポンプば、上記インペラ部の羽
根溝の構成以外の構成は、前記第１図図示の従来の構成
と同じである。

なお、実験結果によれば前記羽根溝の最内径深さｄｉが
最外径深さｄｏの約１／２を越えると、羽根溝前端直後
に発生ずる死水域が拡大し、ポンプ性能低下を招くこと
が確かめられた。又、ｄｉがｃｔｏの約１１５に満たな
いと従来と同様となり、本発明の効果がなくなる。

〔本発明の効果〕

本発明になる電動式燃料ポンプにおいては、上述のよう
な羽根溝形状にすることにより、従来の羽根溝形状の場
合に起こる第３図図示の領ｂ３ｉ　ａを減すことができ
、従ってポンプの性能を向上させることができる。なお
、本発明になるインペラを樹脂材料にて成型する場合に
は、容易に射出成型可能である。更にこの羽根溝４７の
面４７ａを水平方向直線で成型しているため羽根溝４７
の底面４７ａまで十分に液体圧送力を与えることができ
、ポンプの性能向上が可能となる効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を通用する従来の再生式の電動式燃料
ポンプの全体構成断面図、第２図は第１図図示のＡ−Ａ
線に沿う縦断面図、第３図は従来の再生式の電動式燃料
ポンプのインペラの羽根溝の部分断面拡大図、第４図ｔ
ａ＋、（ｂｌ、（Ｃ１、（ｄｉは第３図図示の従来のイ
ンペラ部の作動を説明する図、第５図は本発明になる電
動式燃料ポンプのインペラ部の羽根溝の一実施例の構成
を示す羽根溝の部分断面拡大図である。 ３・・・インペラ、４・・・ポンプ流路、１８，２］・
・・ケーシング、４７・・・羽根溝、ｄｏ・・・羽根溝
最外径９１；深さ、ｄｉ・・・羽根溝最内径部深さ。 代理人弁理士　岡　部　隆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インペラとケーシングとでポンプを構成し、該インペラ
   は羽根溝が軸方向の片側にの２ｊ開口する閉羽根である
   再生式の電動式燃料ポンプにおいて、前記インペラの羽
   根溝最内径部を軸方向にほぼ水平に掘り込み、この羽根
   溝最内径部の深さを羽根ａ最外径部の深さの約１１５以
   上で、かつ、約１／２以下の深さとしたことを特徴とす
   る電り１式燃料ポンプ。