JPS60173390A - 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基づき、エンジン
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　／　ｃａ　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
とすればコスト高となる。

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、先づ、この種従来の再４１：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
む平面に沿って切断した断面図、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
えば車両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ＩＯを有し
、このハウジングは、開口１１および１２をそれぞれ備
えた軸線方向一端壁１３および他端壁１４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に接してそのハウジング内に配設された再生ポン
プ部１５と、この再生ポンプ部に隣接してハウジング１
０内に配備基れた電気モータ部１６とを有し、電気モー
タ部１６は再生ポンプ部１５に連結されていて再生ボン
フ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、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。

ハウジング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）ををし、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。

断面円形のビン３６は回転軸２５の軸線方向一端部２６
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°ζ、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Ｗ、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３日
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他端面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
働して室４３を画定している。第２のケーシング部分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
周面と協働して室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の側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内にほぼ
環状のポンプ流路４を画定する外周部を有し、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
いる羽根溝４７の底面がインペラ３の軸線方向他端面３
９に交差しておらず、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は第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と同心関係をなしてハウ
ジング１０内に配置された２つの略円筒状永久磁石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ャ２と、そのアーマ
チャ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６
４が摺動接触している。ブラシ６４は端部ブロックロア
に固着されたブラシホルダ６６によって保持されている
。その端部ブロック６７は、ハウジング１０の軸線方向
他端壁１４に設けられている開口１２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６
７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７
２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、その溝７３は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ば、その軸方向他端面から外方に突出する中空
突起部７４を有し、その中空突出部７４の中空部は第２
の中空凹所７２に連通している。その中空突出部７４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ば軸受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
互いに離間して形成された複数個の孔８６を有している
。回転軸２５は環状リテーナ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８
７と、軸受２８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。

すなわち、図示しない電源からブラシ６４に電流が流れ
るとアーマチャ２が回転し、そのアーマチャ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とアーマチャ２との間の環状間隙、リテ
ーナ８５に設けられている孔８６、端部ブロックに設け
られている溝７３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燃料
吸込口ｌへ導入される液体燃料の流れについて説明する
。第３図は従来の一般的な燃料吸込口１近傍を外周側か
ら見た断面図で、矢印人はインペラの回転方向を示す。

吸込口１より流入した流体は、図中矢印で示すごとく、
吸込口１と反対側の流路側面８ａに衝突した後、インペ
ラ３により圧送力を受けつつ吸込口１側の流路側面８ｂ
に衝突する。この衝突は、流路長とインペラ周速にもよ
るが、通常、流路４中を吐出側へ向かって更に１〜２回
繰り返えされ、漸減消失する、流路側面１３ａ、８ｂへ
の流体の衝突は、第４図に示すポンプ断面方向の定常流
説明図中、矢印ｆで示された流路４−羽根′ｌ￥Ｊ４７
−流路４なる定常循環流を乱し、ポンプ作用を低下させ
る。

これを避けるために、流路中に仕切りを配設することが
考えられるが、製作上、工程が増えるとともに、有効流
路面積の減少を招くという不具合が生じる。

〔本発明の目的〕

本発明は、上記の事実に基づいて、吸込口と反対側の流
路側面を吸込側に傾けることにより、液体燃料の流れの
衝突による乱れをな（し、ポンプの効率を高めた電動式
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〕

本発明はインペラとケーシングにより構成された再生ポ
ンプから成るポンプ部をモータ駆動する電動式燃料ポン
プにおいて、吸込口と反対側の流路側面を吸込側に傾け
た斜面を設けたものである。

〔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一実施例の構
成を示す吸込口１近傍を外周側から見た断面図で、吸込
口１と反対側の流路側面８ａをθの傾きを持つ斜面８ａ
′に形成しである。この斜面８ａ′は第１ケーシング１
８及び第２ケーシング２１にまたがっており、傾斜角度
θは、第６図に示ず如く、吸込口１への流体の流入速度
Ｓ、及びインペラ３から流体に与えられる圧送速度Ｓ２
を考慮し、Ｓｌと８２との合成ベクトル方向に決定され
ている。これを具体的に一実験例で説明すると、例えば
流１１１２０１！　／　Ｍ　ｒで、吸込口がφ４の直径
を持つ円形面積を持っているとすると、流入速度Ｓ＋は
２．６５２　ｖｓｍ／　ｓｅｅとなり、また、インペラ
から流体に与えられる圧送速度Ｓ２は一般にインペラ流
速の０．７倍であるため、インペラ回転数を４４０Ｏｒ
ｐｍ、インペラ直径をψ４０とすると、５２＝６４５１
１１１１／　ｓｅｃとなり、これからθ＝６８゛となる
。なお、第５図図示の領きθは一定としたが、連続的に
変えてもよい。

本発明になる電動式燃料ポンプは、上記吸込口近傍の構
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。また、上記実施例では、吸込側のみの形状につい
て説明したが、吐出側についても第７図の断面図に示す
如く吸込側と全く同様の傾斜を構成することができ、前
記の吸込側と同様の効果を得ることができる。

〔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
に吸込口と反対側の流路側面を吸込側へ傾けであるため
、液体燃料の流れの衝突による乱れをなくすことができ
、ポンプの吸込み効率を向上させることができ、ポンプ
の効率を高めることができるという９）Ｊ果が大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適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図は従来の一般的な燃料吸込口
１近傍を外周側より見た断面図、第４図はポンプ断面方
向の定常流説明図、第５図は本発明になる電動式燃料ポ
ンプの一実施例の構成を示す吸込口１１近傍を外周側か
ら見た断面図、第６図は本発明を説明するための合成ベ
クトル図、第７図は本発明の他の実施例の構成を示すポ
ンプ部の断面図である。 ３・・・インペラ、４・・・ポンプ流路、■・・・流体
燃料吸込口、８ａ’・・・斜面、θ・・・斜面角度、Ｓ
＋・・・吸込口１への流体の流入速度、ｓ２・・・イン
ペラ３がら流体に与えられる圧送速度、８ａ・・・吸込
口１と反対側の流路側面。 代理人弁理士　岡　部　隆 第　２１（ 第４図 Ｊ　１１１１ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インペラとケーシングとにより構成された再生ポ
   ンプから成るポンプ部をモータ駆動する電動式燃料ポン
   プにおいて、吸入口から流路へのケーシング部分又は流
   路から吐出口へのケーシング部分の少なくともどちらか
   一方をインペラ回転方向に対して斜めに傾けたことを特
   徴とする電動式燃料ポンプ。 （２〕前記傾きは、吸入口への流体の流入速度とイベラ
   から流体に与えられる圧送速度との合成ベクトル方向に
   なされた傾きであ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。