JPS63223387A

JPS63223387A - タ−ビン型燃料ポンプ

Info

Publication number: JPS63223387A
Application number: JP5632887A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nishikawa; 西川　行博
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1987-03-11
Publication date: 1988-09-16
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0794833B2

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、例えば自動車用内燃機関に燃料タンク内の燃
料を圧送供給するのに好適に用いられるタービン型燃料
ポンプに関する。

〔従来の技術〕

自動車用内燃機関に用いられる燃料ポンプとして、ロー
ラベーン型燃料ポンプが使用されているが、近時非容積
型ポンプとしてタービン型燃料ポンプが用いられるよう
になってきた。

かかるタービン型燃料ポンプとして、本出願人は先に実
願昭６１−１５８５２号に示す構成のもの（以下、これ
を「先行技術」という）を提案した。

そこで、第３図および第４図に先行技術のタービン型燃
料ポンプを示す。

図において、１はケーシングを示し、該ケーシング１は
筒状のケーシング本体２と、該ケーシング本体２の下端
側に設けられたポンプハウジング３と、ケーシング本体
２の上端側に設けられた上カバー４とからなり、該上カ
バー４およびポンプハウジング３によってケーシング本
体２の上、下両端側は施蓋されている。ここで、該ポン
プハウジング３は略有底円筒状に形成された外側ハウジ
ング５と、該外側ハウジング５上に衝合された略円板状
の内側ハウジング６とからなり、該内側ハウジング６の
中央部には貫通穴６Ａが穿設されている。また、外側ハ
ウジング５の底部側中央には後述するタービン１１のボ
ス部１１Ａに対応して凹設された凹部５Ａと、該凹部５
Ａの中央から軸方向下向きに伸長し、後述する固定シャ
ツ）１０の下端側が嵌合する軸穴５Ｂとが設けられてい
る。

７はポンプハウジング３内に位置して、外側ハウジング
５と内側ハウジング６との間に設けられたポンプ室を示
し、該ポンプ室７の外周側には後述するタービンｌｌの
各羽根１１Ｂ、ＩＩＣの周囲を取囲むように燃料流路７
Ａが形成され、該燃料流路７Ａの横断面は略矩形状とな
っている。そして、該燃料流路７Ａの始端側は外側ハウ
ジング５の底部外周側に形成された燃料の吸込口８と連
通し、終端側は内側ハウジング６の外周側に穿設された
吐出口９と連通し、該燃料流路７Ａは、例えば３００度
程度の角度範囲に亘ってポンプ室７の周方向に延びてい
る。また、前記外側ハウジング５の底部上面および内側
ハウジング６の下面には燃料流路７Ａの径方向内側に位
置して、タービン１１の上、下両面に対面する摺動面５
Ｃ、６Ｂが平坦面状に形成されている。

ｌＯはケーシング１内を軸方向に伸長して設けられた固
定シャフトを示し、該固定シャフト１０の上端側は上カ
バー４の中央部に嵌合され、その下端側は内側ハウジン
グ６の貫通穴６Ａを介して外側ハウジング５の軸穴５Ｂ
に嵌合されている。

１１は外側ハウジング５と内側ハウジング６との間のポ
ンプ室７内に位置して、固定シャフトｌ。

の下端側に軸受１２を介して回転可能に取付けられたク
ローズドベーン型のタービンを示し、該タービンｌＨｆ
、例えばガラス材４０％、フエ／　−ル樹脂４０％、結
合剤２０％の強化プラスチック材料等によって略円板状
に形成され、その下面側中央にはボス部１１Ａが穿設さ
れている。

また、該タービン１１の外周側は燃料流路７Ａ内へと延
び、その上、上昇周部には全周にわたって多数の羽根１
１Ｂ、ＩＩＢ、・・・、ｌＩＧ。

１１Ｃ９・・・が互いに位相をずらして列設されている
（第４図参照）。そして、該タービン１１の中央部側に
は軸受１２の周囲に位置して、例えば４個の係合穴１１
０．ＩＩＤ、・・・が穿設され、該各係合穴１１Ｄには
後述するジヨイント２１の各突起２１Ａが係合し、該タ
ービン１１はジヨイント２１と共に後述の電動モータ１
３によって回転駆動されるようになっている。なお、第
３図中では省略しているが、該タービン１１の上、下両
面と各ハウジング５，６の摺動面５Ｃ，６Ｂとの間には
１０〜３０　Ｊｉ、ｍ程度の微小間隙が通常膜けられ、
この間隙内に形成される油膜によりフローティングシー
ルが行なわれるようになっている。

１３はケーシング本体２内に設けられたモータとしての
電動モータを示し、該電動モータ１３は固定シャフト１
０に軸受１４，１４およびスリーブ１５を介して回転自
在に取付けられた回転子１６と、該回転子１６に巻回さ
れた複数極のコイル１７と、該コイル１７の周囲に位置
してケーシング本体２に固設された固定子１８と、回転
子１６に一体に設けられ、コイル１７と同極数の整流子
片をもったコンミテータ１９と、ケーシング本体２に固
設され、該コンミテータ１９に摺接する一対のブラシ２
０．２０とから大略構成されている。また、前記回転子
１６の下端側には下向きに突出部１６Ａが設けられ、該
突出部１６Ａは後述のジヨイント２１と係合するように
なっている。

２１は内側ハウジング６の貫通穴６Ａ内に位置して、固
定シャツ）１０に回転可能に配設されたジヨイントを示
し、該ジョイン）２１の上端側−には回転子１６の突出
部１６Ａが係合し、その下端側にはタービン１１の各係
合穴１１Ｄと係合する複数の突起２１Ａが下向きに突設
されている。そして、該ジヨイント２１はタービン１１
と共に電動モータ１３によって回転駆動され、該タービ
ン１１の回転により吸込口８から燃料流路７Ａ内に吸込
まれた燃料は吐出口９から突出され、ケーシング本体２
内を第３図中に示す矢示方向に圧送される。

２２は上カバー４に設けられた吐出ポートを示し、該吐
出ポート２２は吐出配管等を介して燃料噴射弁（いずれ
も図示せず）と接続され、ケーシング１内の燃料をこの
燃料噴射弁へと吐出させるようになっている。また、該
吐出ポート２２内には残圧保持用のチェック弁２３が設
けられ、該チェック弁２３は電動モータ１３の停止時に
前記吐出配管内を所定の残圧状態に保持するようになっ
ている。さらに２４は上カバー４に設けられたリリーフ
ポートな示し、該リリーフポート２４内にはケーシング
１内の過剰圧を外部にリリーフするリリーフ弁２５が設
けられている。

このように構成される燃料ポンプでは、ケーシングエを
燃料タンク（図示せず）の燃料中に沈漬して、油中型ポ
ンプとして使用される。そして、燃料タンク内の燃料を
燃料噴射弁へと圧送供給するときには、電動モータ１３
のコイル１７にブラシ２０、コンミテータ１９等を介し
て外部から給電を行ない、回転子１６によりジヨイント
２１を介してタービン１１を回転駆動し、燃料タンク内
の燃料を吸込口８から燃料流路７Ａ内に吸込み、該燃料
流路７Ａ内で圧送しつつ吐出口９から吐出させ、ケーシ
ング本体２内から吐出ポート２２を介して吐出配管内へ
と送り出す。

この場合、ポンプハウジング３の各摺動面５Ｃ，６Ｂと
タービン１１の上、下両面との間にはそれぞれｌＯ〜３
０　ｇｍ程度の微小間隙を介在させ、この間隙内には油
膜を形成することによってフローティングシールを行な
い、燃料流路７Ａの吐出口９側の燃料が各摺動面５Ｃ，
６Ｂとタービンｌｌとの間等を介して吸込口８側等へと
漏洩するのを防止し、ポンプ性能が低下するのを防止す
るようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、例えばカナダ、アラスカ等の北米市場におい
て、燃料としてアルコール混合ガソリンが最近使用され
ている。そして、この種のガソリンを燃料として使用し
た場合、タービン１１がフェノール樹脂等の強化プラス
チックで形成されているから、該タービン１１は膨潤し
て、変形することがあり、特に、この変形はタービン１
１の中央部側で著しくなる。

このため、上述した先行技術では、タービン１１の変形
により、該タービン１１の上、下面中央部側がポンプハ
ウジング３の摺動面５Ｃ，６Ｂと摩擦接触するようにな
り、該タービン１１の上、下面中央部側には第４図中に
示すように、摩耗痕２６が残るばかりでなく、摩擦抵抗
等によって該タービン１１の回転速度が低下し、吐出流
量が大幅に下がる等の問題が生じている。

本発明は上述した先行技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明はタービンが膨潤等により変形した場合でもポ
ンプハウジングに摩擦接触するのを防止でき、吐出流量
が低下する等の問題を解消できるようにしたタービン型
燃料ポンプを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために本発明が採用する構成
の特徴は、ポンプハウジングのポンプ室上、下面に、燃
料流路の径方向内側に位置して、タービンの上、下面と
の間に微小間隙を与える幅狭リング状のシール部を設け
ると共に、該シール部の径方向内側には前記タービンの
上、下面との間に前記微小間隙よりも大きい間隙を与え
る当り逃がし部を形成したことにある。

〔作用〕

ポンプハウジングにはタービンの上、下面との間に当り
逃がし部を形成しているから、該タービンが変形した場
合でもポンプハウジングに摩擦接触するのを防止できる
。また、当り逃がし部と燃料流路との間には幅狭リング
状のシール部を形成しているから、吸込口側から吐出口
側へと燃料流路内を圧送される燃料が当り逃がし部側へ
と漏れ　　　　′たすするのをシール部によって防止す
ることができる〔実施例〕以下、本発明の実施例を第１図および第２図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第３図に示す先行
技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を
省略するものとする。

図中、３１はケーシング本体２の下端側に設けられたポ
ンプハウジングを示し、該ポンプハウジング３１は先行
技術で述べたポンプハウジング３とほぼ同様に、凹部３
２Ａおよび軸穴３２Ｂを備えた外側ハウジング３２と、
貫通穴３３Ａを備えた内側ハウジング３３とから構成さ
れている。そして、該内側ハウジング３３と外側ハウジ
ング３２との間には先行技術と同様に、外周側に燃料流
路７Ａを有するポンプ室７が形成され、外側ハウジング
３２には吸込口８が、内側ハウジング３３には吐出口９
が形成されている。

然るに、該外側ハウジング３２の底部上面および内側ハ
ウジング３３の下面には、タービン１１の上、下両面と
の間に位置して、燃料流路７Ａの径方向内側に幅狭リン
グ状のシール部３２Ｃ９３３Ｂを形成し、該シール部３
２Ｃ，３３Ｂの径方向内側にはタービン１１との当り逃
がし部３２Ｄ、３３Ｃを凹設している。そして、該当り
逃がし部３２Ｄ、３３Ｃは凹部３２Ａ、貫通穴３３Ａの
位置まで延びて凹湾曲状に形成されている。また、シー
ル部３２Ｃ，３３Ｂおよび当り逃がし部３２Ｄ、３３Ｃ
は凹部３２Ａ、貫通穴３３Ａに対して同心円状に形成さ
れ、シール部３２Ｃ，３３Ｂはタービン１１の上、下両
面との間に微小間隙Ｓ、Ｓを与えるようになっている。

そして、該各間隙Ｓ内には油膜が形成され、ポンプ室７
の燃料流路７Ａ内に燃料を封じ込めるべく、フローティ
ングシールを行なうようになっている。

ここで、該シール部３２Ｃ，３３Ｂはタービン１１の外
径が４４ｍｍ程度のとき、その幅寸法ａは［１程度、タ
ービン１１の上、下面と間隙寸法すは５〜３０　ｇｍ程
度、特に１０ｇｍ程度の微小間隙に形成されている。そ
して、当り逃がし部３２Ｄ、３３Ｃはタービン１１の上
、下面との間に微小間隙Ｓよりも大きな間隙を与えるべ
く、シール部３２Ｃ，３３Ｂに対する最大深さ寸法Ｃが
１０〜２０ｋｍ程度に形成され、タービン１１が膨潤等
により変形した場合に、該タービン１１が外側ハウジン
グ３２の底部上面や内側ハウジング３３の下面に摩擦接
触するのを防止するようになっている。また、該当り逃
がし部３２Ｄ　、３３Ｃはシール部３２Ｃ，３３Ｂに対
する最大深さ寸法Ｃが１０〜２０　ＪＬｍ程度であるか
ら、該当り逃がし部３２Ｄ、３３Ｃでもタービン１１の
上、下両面との間に油膜を形成してフローティングシー
ルを行ないうる。

本実施例による燃料ポンプは上述の如き構成を有するも
ので、その基本的作動については先行技術によるものと
格別差異はない。

然るに、本実施例では、外側ハウジング３２の底部上面
と内側ハウジング３３の下面とに、燃料流路７Ａの径方
向内側に位置して幅狭リング状のシール部３２Ｃ，３３
Ｂを設け、該シール部３２Ｃ，３３Ｂの径方向内側には
タービン１１との当り逃がし部３２Ｄ　、３３Ｃを凹湾
曲状に凹設したから、タービン１１がアルコール混合ガ
ソリン等により膨潤して、変形したような場合でも、該
タービン１１が外側ハウジング３２や内側ハウジング３
３に摩擦接触するのを当り逃がし部３２Ｄ、３３Ｃによ
って防止でき、該タービン１１の上、下面中央部側に第
４図に例示した如き摩耗痕２６が生じるのを防止できる
。

また、シール部３２Ｃ，３３Ｂはタービン１１の上、下
両面との間に油膜を形成してフローティングシールを行
ないうる上に、当り逃がし部３２Ｄ、３３Ｃは該シール
部３２Ｃ，３３Ｂに対する最大深さ寸法ＣがｌＯ〜２０
ルｍ程度に形成されるから、該当り逃がし部３２Ｄ、３
３Ｃにおいても油膜を形成してフローティングシールを
行なうことが可能となり、燃料流路７Ａ内に燃料を確実
に封じ込めて、この燃料を吸込口８側から吐出口９側へ
と圧送することができる。即ち、吸込口８側から吐出口
９側へと燃料流路７Ａ内を圧送される燃料は、まずシー
ル部３２Ｃ，３３Ｂによって比較的強いフローティング
シール作用を与えられ、このシール作用は当り逃がし部
３２Ｄ。

３３Ｃによって補助されるようになり、前記燃料流路７
Ａ内に燃料を確実に封じ込めることができる。

従って、本実施例によれば、シール部３２Ｃ２３３Ｂ等
によって燃料流路７Ａ内に燃料を封じ込めて、吸込口８
側から吐出口９側へと燃料を圧送できる」−に、該ター
ビン１１が変形した場合でも、該タービン１１が外側ハ
ウジング３２や内側ハウジング３３に摩擦接触するのを
当り逃がし部３２Ｄ、３３Ｃによって防止できるから、
先行技術で生じている吐出流量の低下等の問題を解消す
ることができる。

なお、前記実施例では、シール部３２Ｃ２３３Ｂの幅寸
法ａを１ｍｍ程度、タービン１１との間の間隙寸法すを
５〜３０　ｐ−ｍ程度、当り逃がし部３２Ｄ　、３３Ｃ
の最大深さ寸法ＣをｌＯ〜２０ｇｍ程度とするものとし
たが、これらは上記の値に必ずしも限定されず、適宜に
変更してもよい。

また、当り逃がし部３２Ｄ、３３Ｃは必ずしも凹湾曲状
に形成しなくてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、ポンプハウジング
にタービンの上、下両面との間に位置して、燃料流路よ
りも径方向内側に幅狭リング状のシール部を介してター
ビンとの当り逃がし部を形成したから、シール部等によ
って燃料流路内に燃料を封じ込めて、この燃料を吸込口
側から吐出口側へと圧送できる上に、タービンが膨潤等
により変形した場合に、該タービンがポンプハウジング
に摩擦接触するのを当り逃がし部によって防止でき、吐
出流量が低下する等の問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示し、第１図は
燃料ポンプの要部縦断面図、第２図は第１図中の要部を
拡大して示す半断面図、第３図お工　６よび第４図は先行技術を示し、第３図は燃料ポンプの縦
断面図、第４図は第３図中に示すタービンの斜視図であ
る。１・・・ケーシング、２・・・ケーシング本体、７・・
・ポンプ室、７Ａ・・・燃料流路、１０・・・固定シャ
フト、１１・・・タービン、ＩＩＢ、ＩＩＣ・・・羽根
、１３・・・電動モータ、３１・・・ポンプハウジング
、３２・・・外側ハウジング、３２Ｃ，３３Ｂ・・・シ
ール部、３２Ｄ、３３Ｃ・・・当り逃がし部、３３・・
・内側ハウジング。

Claims

【特許請求の範囲】

ケーシング本体の一側に設けられたポンプハウジングと
、該ポンプハウジング内に設けられ、外周側に吸込口か
ら吐出口に向けて燃料流路が形成されたポンプ室と、該
ポンプ室内に回転可能に配設され、外周側に前記燃料流
路内で燃料を圧送する多数の羽根が形成されたタービン
と、該タービンを回転駆動すべく、前記ケーシング本体
内に設けられたモータとからなるタービン型燃料ポンプ
において、前記ポンプハウジングのポンプ室上、下面に
は、前記燃料流路の径方向内側に位置して、前記タービ
ンの上、下面との間に微小間隙を与える狭幅リング状の
シール部を設けると共に、該シール部の径方向内側には
前記タービンの上、下面との間に前記微小間隙よりも大
きい間隙を与える当り逃がし部を形成したことを特徴と
するタービン型燃料ポンプ。