JPS60219495A - 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、ローラポンプの代わりに再
生ポンプ（「ウェスコポンプ」とも呼ばれる）を利用し
た燃料ポンプが使用され始めてぃる。再生ポンプ方式の
既知の車両用燃料ポンプは、再生ポンプが小流量高圧力
型のポンプであり騒音が少なく構造が簡単であるとい・
５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（頃向がある。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
ンプ室内に燃料のヘイバー（蒸気）がたまってベイパー
ロックを発生ず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、この燃料がすでにペ
イパーロックを発生しないようにヘイバー抜きされ且つ
予圧され、分離されたヘ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。

前記再生ポンプの前段にベイバ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
ラより回転駆動されて円周方向に燃料を攪拌する遠心型
インペラを有する。

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、前記遠心型インペラの形
状に沿ったうす巻き状のベイバ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。

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
通ずる凹所と、この凹所をポンプハウジングの外部に連
通させるヘイバ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ＷＦ６方のインペラを
１つのモータにより回転駆動させるようにしたから、一
段目のポンプ内で燃料が円周方向に攪拌されるごとによ
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ヘイバー排出孔を通って
、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、この凹所からヘイバー通路
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。

又、ベイパー排出孔はうず巻状であるのでヘイバーがヘ
リカル状に回転しながらスムーズに吐出されるという効
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１１ｔｆＪ１２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１８を
有する。ポンプハウジング１８は燃料ポンプｌＯの最下
部に位置するアルミニウム製下側部品２０と、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２６
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（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１
００が軸受１０２を介して全軸穴２８に回転自在に支承
されている。出力軸１００の下端部は後述の目的のため
にＤ字形上面を有し且つ凹所３０を貫通して凹所２６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字形上面のモ
ータ出力軸１００に回転駆動可能に結合されている（但
し、軸方向には相対移動可能である）。インペラ３４の
厚み（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２
０の内（上）面に摺接する。インペラ３４の上。

下側側面には、外周縁に沿って多数の半径方向羽根溝３
８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「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に連通させてい
る。以上の構成により再生ポンプが形成され、これは後
述のように二段目のポンプとして作用する。

尚、−例として、インペラ３４ば直径が４９＊＋＋、厚
さが２．８■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
遠心ポンプ型式の遠心型インペラ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
パクトである。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字形上面のハブ３６に押
し込み嵌合されて両インペラ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わ
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ば凹所２６、ずなわら遠心ポン
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６つのうす巻き形のベイパー排出孔４６が円周
方向に相互に離隔して設けられている。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の半径方向およ
び斜め上方に貫通す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力軸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１０
８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ホルダ１１２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。ベアリングホルダ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１１８が凹所１１６の底に形成されている球形四
面１２０と協働して球形凸状外面を有するベアリング１
２２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１６の出力軸１００の上端が回転自在
に支持されている。

ヘアリングホルダ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はベアリングボル
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憫に示す姿
勢で配設される。

モータ部１６に通電されるとアーマチュア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、ベイバーと液体とが分離される。分離さ
れたベイバ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
れているベイバー排出孔４６を通って上側の凹所３０に
入り、この凹所３０からベイバー排出通路４０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。

ベイバ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ヘイバ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けてもベイバーは
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。

そしてベイパー排出孔４６の形状は遠心型インペラ５０
の形状に沿ったうず巻き形状である。よって、遠心型イ
ンペラ５０によって攪拌された燃料はベイバーが遠心力
で分離されると共にヘリカル状に回転しながら、前記う
ず巻状のベイバチ排出孔４６を通って抜は出るので、ス
ムーズにヘイパーが抜ける。第４図に上記一実施例の特
性を示すものであり、点線はベイパー排出孔４６の形状
をうす巻き状としないで、単に円弧状の孔を複数段りた
だけの比較例のものである。一方、実線は本発明の上記
−実り鉛例に係るものであり、性能の低下が少ないこと
が明らかである。

尚、上記実施例においてへイーバー排出通路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、このようにすることは本発明の必須要件ではなく、
水平に設けてもヘ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一実施例を示す縦
断面図にして、第２図及び第３図のＩ−１線に沿って取
った断面図である。 第２図及び第３図はそれぞれ第１図中のｎ−ｎ線及びｍ
−１ｎ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量に関する本願一実施例
の燃料ポンプと比較例のものとの比較試験の結果を示し
たグラフである。 １０．１０ａ・・・燃料ポンプ、１２・・・外筒、１４
゜１４ａ・・・ポンプ部、１６・・・モータ部、１８，
１８ａ・・・ポンプハウジング、２４．２４ａ・・・吸
込口、２６．２６ａ・・・一段目のポンプのポンプ室、
３゜・・・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・・・土段目のポンプ吐出
口、４６・・・うす巻き状のベイパー排出孔、４８・・
・ベイバー排出通路、５０，５０８・・・一段目のポン
プのインペラ、５４，５４２・・・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。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）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
   を供給するだ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
   燃料ポンプにおいて、 （イ）前記再生ポンプの前段にヘ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遠心型インペ
   ラを有し、（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
   しており、 （ハ）前記ベイパー排出孔は前記遠心型インペラの形状
   に沿ってうず巻状に形成されており、（ニ）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ずる凹所
   と、この凹所をポンプハウジングの外部に連通させるヘ
   イパー通路とが形成されている、 ことを特徴とする車両用燃料ポンプ。