WO2006028243A1 - 燃料ポンプ - Google Patents

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WO2006028243A1
WO2006028243A1 PCT/JP2005/016696 JP2005016696W WO2006028243A1 WO 2006028243 A1 WO2006028243 A1 WO 2006028243A1 JP 2005016696 W JP2005016696 W JP 2005016696W WO 2006028243 A1 WO2006028243 A1 WO 2006028243A1
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impeller
fuel
suction port
vortex
fuel pump
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bunji Homma
Original Assignee
Mitsuba Corporation
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002Regenerative pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002Regenerative pumps
    • F04D5/007Details of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/50Inlet or outlet
    • F05B2250/503Inlet or outlet of regenerative pumps

Definitions

  • the present invention belongs to the technical field of a fuel pump provided in a fuel tank of a vehicle.
  • some of these types of fuel pumps are configured to include an outer partition wall in which a suction port is formed, an inner partition wall in which a discharge port is formed, and an impeller accommodated between the partition walls.
  • an annular fuel flow path is formed on each partition wall on the surface facing the impeller at a position facing the blade body formed on the outer periphery of the impeller, and the fuel flow is formed in the outer partition wall.
  • a suction port that communicates with the passage is formed, and a discharge port that communicates with the fuel flow path is formed on the inner partition wall, and in this way, the fuel pump is an in-tank type.
  • the fuel flowing in from the suction port as the impeller rotates flows in along the cylindrical cylinder, so that the fuel flows as a vortex swirling along the circumferential surface of the cylinder. Therefore, there is a problem that a low-pressure part is formed at the center of the vortex and bubbles are easily generated, and the flow rate decreases as the temperature of the fuel increases (the flow rate of the high-temperature characteristics decreases).
  • the outer end and the inner end of the suction port are formed so as to be offset, the generation of eddy currents is more remarkable, and improvement is strongly desired.
  • the present invention has been created in order to solve these problems in view of the above circumstances, and the invention of claim 1 is characterized in that an outer partition wall in which a suction port is formed and a discharge port are formed.
  • a ring-shaped fuel that communicates with the suction port and the discharge port at a portion facing the blade body on the outer periphery of the impeller of each partition wall.
  • the intake port is provided with an eddy current blocking unit for blocking the inflowing fuel from becoming a vortex.
  • the invention of claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the eddy current blocking portion is provided on the front side in the rotation direction of the impeller at the suction port. By doing so, the rotation of the impeller is followed. Therefore, it is possible to effectively prevent vortex formation due to the flowing fuel.
  • the eddy current blocking portion is constituted by a vortex flow blocking surface orthogonal to the rotation direction of the impeller. By doing so, the impeller can be rotated. It is possible to effectively prevent vortex formation due to the following fuel flow.
  • the invention of claim 4 is any one of claims 1 to 3, wherein the outer end facing the outside of the suction port has a larger diameter than the inner end facing the impeller and is biased toward the inner diameter side. By doing so, it is possible to reduce the size of the fuel pump.
  • the invention of claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the connecting portion from the suction port to the fuel flow path can be cut out in an inclined shape and / or a curved shape, By doing in this way, the notch part of the said connection part can be ensured large, without increasing the plate
  • the invention of claim 6 is the invention according to claims 1 to 5, wherein the eddy current blocking portion extends to the rear side in the rotation direction of the impeller with respect to the eddy current blocking surface orthogonal to the rotation direction of the impeller and the vortex flow blocking surface It is composed of an arcuate guide surface. By doing so, it is possible to further prevent vortex formation.
  • eddy currents are not formed, and not only generation of bubbles can be prevented, but also suction resistance can be prevented, and furthermore, the vortex center is prevented from being locally depressurized.
  • suction resistance can be prevented, and furthermore, the vortex center is prevented from being locally depressurized.
  • the fuel pump can be miniaturized. According to the invention of claim 5, it is possible to secure a large notch portion of the connecting portion without increasing the plate thickness of the outer partition wall, and to reduce a decrease in flow rate due to flow separation.
  • the invention of claim 6 can further prevent vortex formation.
  • FIGS. 1 (A), (B), (C) and (D) are a side view, a front view, a side view and a side view of the fuel pump with the end force par removed, respectively. It is.
  • FIGS. 2 (A), (B), and (C) are a side view of the second plate, a sectional view taken along line XX in FIG. 2 (A), and a side view, respectively. ⁇
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the main part.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part.
  • FIG. 5 is a table showing a change in the discharge amount with respect to a temperature change between the fuel pump of the present embodiment and the conventional fuel pump.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of the main part in the second embodiment.
  • FIGS. 7 (A), (B), (C), and (D) are pattern diagrams of main parts in the third, fourth, fifth, and sixth embodiments, respectively.
  • FIGS. 8 (A), (B), and (C) are cross-sectional views of the main parts in the seventh, eighth, and ninth embodiments, respectively.
  • reference numeral 1 denotes a fuel pump disposed in a fuel tank.
  • the fuel pump 1 includes a motor part M on one end side of a cylindrical casing 2 and a pump part P on the other end side.
  • the motor shaft 3 of the motor part M is rotatably supported via a bearing 4a on a bracket 4 arranged so that one end thereof covers the cylindrical end on one end side of the casing 2.
  • the other end portion 3a of the motor shaft 3 is arranged so as to cover the cylinder end on the other end side of the casing 2 as described later, and is rotated to the pump casing 5 constituting the pump portion P of the present invention. It is supported in such a way that it can freely move in the axial direction.
  • Reference numeral 6 denotes a force par that covers the outer periphery of the casing 2, the bracket 4, and the pump casing 5.
  • the capper 6 is caulked to the outer periphery of the force par 2, the placket 4, and the pump casing 5. It is set so that they are integrated by being fitted in a state where they are attached.
  • Reference numeral 7 denotes an armature core that is integrally fitted to the motor shaft 3
  • 8 is a permanent magnet fixed to the inner peripheral surface of the casing
  • 4b is an end force par arranged so as to cover the placket 4.
  • the pump casing 5 includes first and second plates 9 and 10 corresponding to the inner partition wall and the outer partition wall of the present invention.
  • the first and second plates 9 and 10 are formed in a disc shape. Formed and arranged in parallel in the axial direction of the motor shaft 3.
  • the other end 3 a of the motor shaft 3 is inserted into the through hole 9 a of the first plate 9 located on the inner side.
  • the bearing 3 b is rotatably supported through the arranged bearing 3 b, and the penetrating tip is inserted into the recess 10 0 a of the second plate 10 located on the outside via the thrust bearing 3 c. It is supported.
  • the motor shaft 3 is set so that the axial movement of the motor shaft 3 is restricted by the pump casing 5 and supported in a rotatable state.
  • An impeller 11 is installed in a gap formed between the first and second plates 9 and 10 facing each other.
  • the impeller 11 is a disc-shaped member set to a predetermined thickness.
  • a motor shaft through hole 11a for externally fitting to the motor shaft 3 is formed at the center of the plate body (disk body).
  • the chamfered portion 3d is formed in the other end 3c of the motor shaft, and when the impeller 11 is externally fitted to the other end 3a of the motor shaft, the impeller 11 is prevented from rotating around the motor shaft 3. And is configured to rotate integrally with the motor shaft 3.
  • the impeller 11 is formed with a plurality of through-holes 1 lb penetrating in the plate thickness direction in the outer diameter portion in parallel with the circumferential direction, so that the outer diameter portion of the impeller 11 1 is formed in the outer diameter portion.
  • a plurality of blade bodies 1 1 c arranged in the circumferential direction are formed between the adjacent through-holes 1 1 b, and are further integrated in the circumferential direction on the outer diameter side of these blade bodies 1 1 c.
  • a ring-shaped part 1 1 d is formed.
  • the impeller 11 of the first plate 9 serving as the inner partition wall is located on the interior side (outside and other end side) surface of the impeller blade body 1 1 c and on one end side.
  • a recessed inner ring-shaped groove 9 b is formed.
  • the second plate 10 serving as the outer partition wall it is located on the outer diameter side of the recessed portion 10 a forming portion, that is, on the portion facing the impeller blade body 11 c, and on the other end side.
  • a concave outer ring-shaped groove 1 0 b is formed, and the inner ring-shaped groove 9 b and the outer ring-shaped groove 1 O b are impeller 1 when pump operation is performed by the impeller 1 1.
  • a discharge port 9c facing in the axial direction communicating with the inner ring-shaped concave groove 9 is opened so as to communicate with the motor part M side (inside the casing 2).
  • a suction port 12 communicating with the outer ring-shaped concave groove 10 b is provided on the outer diameter side of the second plate 10, and the present invention is implemented in the suction port 12.
  • the suction port 12 is formed in a cylindrical body that protrudes outward from the outer surface of the second plate 10, and has a flange end 10 c facing the impeller and an outer end 12 facing the outside. a and is integrally formed with the second plate 10.
  • the outer end 12 a of the suction port 12 is formed to have a larger diameter than the heel end 10 c and is formed to be offset toward the inner diameter side from the inner end 10 c.
  • the opening shape of the heel side end 10 c is formed in a substantially square shape, the front side portion 10 d located on the front side with respect to the rotation direction of the impeller 11 1, the rear side located on the rear side Surrounded by the four sides of the side part 10 e, the inner diameter side part 10 f located on the inner diameter side with respect to the disc center of the second plate 10, and the outer diameter side part 10 g located on the outer diameter side It consists of a space.
  • the portion located on the front side in the rotational direction of the impeller 11 1 is formed to be thick and the inner diameter side
  • an eddy current blocking surface (vortex blocking portion) 1 2 b perpendicular to the rotation direction of the impeller 1 1 is formed, and the eddy current blocking surface 1 2 b is formed on the inner end side.
  • the side portion 10 d it is formed in a state orthogonal to the plate surface of the second plate 10.
  • the fuel flowing in from the outer end 1 2 a of the suction port 1 2 abuts against the eddy current blocking surface 1 2 b and is prevented from forming a vortex and becomes a vortex flow in the cylinder of the suction port 1 2. Is set to be prevented. Further, on the cylinder inner peripheral surface from the outer end 12a of the suction port 12 to the inner end 10c, the rear side part 10e, the inner diameter side part 10f, the outer diameter side part 10 Inclined surfaces 1 2 c, 1 2 d, and 1 2 e are formed between g and the outer end 1 2 a, respectively.
  • the inner end tip side 10 d following the eddy current blocking surface 12 b and the outer ring-shaped recess 10 b serving as the fuel flow path are connected in a substantially orthogonal shape.
  • the part is notched in a curved shape and formed in the R-shaped part 1 2 f.
  • the vortex blocking surface 1 2 b is formed by increasing the thickness of the front portion of the impeller 11 1 in the rotational direction in the cylindrical portion constituting the suction port 1 2.
  • the radius of curvature of the R-shaped part 12 f formed by chamfering the ring-shaped concave part 10 b is ensured to be large.
  • the fuel to be swung in the clockwise direction is forced to change the flow direction by abutting against (contacting with) the eddy current blocking surface 1 2 b, thereby preventing the formation of the eddy current by the fuel. Therefore, it is set to prevent the generation of bubbles.
  • the change in the fuel discharge flow rate with respect to the temperature change is measured.
  • the results are shown in the table of Fig. 5.
  • the conventional fuel pump has a structure in which the discharge flow rate decreases as the temperature of the fuel increases, and the fuel pump 1 of the present embodiment has a high discharge flow rate even when the temperature becomes high.
  • the effect of the eddy current blocking surface 1 2 b formed at the suction port 1 2 can be confirmed without any decrease.
  • the pump when the impeller 11 is rotated based on the drive of the motor unit M, as described above, the pump is operated so that the fuel flows from the outer end 1 2 a of the intake port 1 2 to the inner end. After 10 c, it flows into the pump chamber.
  • the fuel flows in along the cylinder of the suction port 1 2
  • the fuel flow is formed on the peripheral surface of the cylinder of the suction port 1 2 even if it tries to form a vortex along the rotation direction of the impeller 1 1. It is blocked by abutting against the eddy current blocking surface 1 2 b, so that not only is it possible to prevent the generation of bubbles due to low pressure in the vicinity of the suction port 10 c but also the prevention of suction resistance.
  • local pressure reduction at the center of the vortex is prevented, and performance degradation due to flow rate reduction can be avoided.
  • the vortex blocking surface 1 2 b is formed at the front side in the rotation direction of the impeller 1 1 at the suction port 1 2, so that the inflow follows the rotation of the impeller 1 1.
  • the vortex blocking surface 1 2 b is a surface orthogonal to the impeller rotation direction, so that the flow direction is forced to be orthogonal to the fuel flow flowing into the suction port. Since the change is made, it becomes possible to effectively prevent eddy currents.
  • the outer end 1 2 a of the suction port 12 has a larger diameter than the inner end lc, and the clamping force is provided with its forming position biased toward the inner diameter side. It is possible to reduce the diameter of the power par 6 and to secure a force squeeze margin of the force par 6 that can be caulked so that the pump part P and the motor part M are integrated.
  • the outer end 1 2 a is offset with respect to the inner end 1 c, the generation of eddy current becomes more remarkable, but in this case, the eddy current blocking surface 1 2 b is formed. Therefore, vortex flow is prevented, and an excellent fuel pump capable of preventing vortex flow while realizing compactness can be obtained.
  • the suction port 1 2 when forming the eddy current blocking surface 1 2 b, the suction port 1 2 is formed with a thick wall, so that the portion from the vortex flow blocking surface 1 2 b to the outer ring-shaped groove 10 b Is formed between the suction port 1 2 and the pump chamber so that the radius of curvature of the R-shaped portion can be secured large without increasing the plate thickness of the second plate 10. It is possible to secure a large area of the fuel introduction part and to prevent the fuel flow from being separated, and to further effectively suppress the decrease in the flow rate in the high temperature characteristics, and to obtain an excellent fuel pump.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be the second embodiment shown in FIG.
  • the fuel guide path 14 formed in communication with the suction port 1 3 a of the second plate (outer partition wall) 1 3 is a vortex blocking surface 14 4 a perpendicular to the impeller rotation direction.
  • An arcuate guide surface 1 4 b extending in the rearward direction of the impeller is formed with respect to the eddy current blocking surface 1 4 a.
  • the fuel that enters 4 flows toward the vortex blocking surface 1 4 a side along the guide surface 1 4 b, thereby further preventing the formation of vortex flow and reducing the generation of bubbles.
  • the inner end and the outer end of the suction port are formed so as to be offset, but the opening center of the inner end (the center of the radial length of the impeller blade body) Position) and the suction port where the outer center of the cylinder is approximately the same position, the vortex flow can be prevented by swirling along the inner circumferential surface of the suction port by forming a vortex block. Therefore, the flow rate can be reduced in the high temperature characteristics.
  • FIGS. 7 (A) to (D) may be employed.
  • the radial plate-like body 15a that faces the rotation direction of the impeller from the cylinder center O of the suction port 15 is provided to prevent the vortex flow perpendicular to the vortex flow.
  • Surface 15 b is formed, and the generation of eddy currents can be reduced by doing so.
  • the suction ports 16 and 17 are circular, and the outer shape is circular, but the inner cylinder shape is a triangular shape whose top is located on the front side in the rotational direction of the impeller. Or, it is a quadrangular shape where the position side piece is located at the front side of the impeller in the rotational direction.
  • the cylinder inner peripheral surface 18a of the suction port 18 can be an eddy current blocking portion constituted by a plurality of curved surfaces bulging toward the inner diameter side. Even with this configuration, eddy currents can be reduced.
  • FIGS. 8 (A), (B), and (C) may be employed.
  • the outer bulkhead 1 9, 2 Opening holes 19 a, 20 a, and 21 a penetrating in the plate thickness direction are formed in 0 and 21, respectively, while the outer partition walls 19, 20 and 21 are configured by integrally connecting the base end portions of cylindrical suction ports 22, 23 and 24 formed separately.
  • the vortex flow blocking surfaces 22a, 23a, which are perpendicular to the rotation direction of the impeller 11 1 are arranged on the inner periphery of the front side of the impeller 11 1 in the suction ports 22, 23, 24. By forming 2a, the formation of vortex is prevented and the flow rate can be reduced in the high temperature characteristics.
  • the fuel flow path 19b side is notched in the region from the suction port 22 (vortex blocking surface 22a) to the fuel flow path 19b of the outer partition wall 19.
  • 24a is cut away to form curved R-shaped parts 23b and 24b, and fuel flow paths 20b and 21b are cut away to form inclined inclined surfaces 20c and 21c. Prevents a decrease in flow rate due to flow separation.
  • the step portion 24 c is formed in the suction port 24 to shorten the length in the cylinder length direction on the fuel flow path 21 b side, and the inclined surface on the fuel flow path 21 b side.
  • 21 c is configured to ensure a large amount, so that the volume of the portion from the vortex blocking surface 24 a to the fuel flow path 21 b increases to prevent further reduction in the flow rate. I have to. Industrial applicability
  • the fuel pump according to the present invention is useful as a fuel pump or the like provided in a fuel tank of a vehicle, and in particular, the outer end and the inner end of the suction port that generate vortex flow are offset. It is suitable for fuel pumps that are formed in the same way, and when you want to make the fuel pump smaller and lighter.

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Abstract

燃料ポンプにおいて、高温特性の吐出流量の低下を抑制できるように構成する。燃料ポンプ1を構成するモータ軸3に第一、第二プレート9、10を対向状に設け、これら第一、第二プレート9、10の対向間にインペラ11を配設する構成とし、前記第二プレート10に、リング状凹溝10bに連通する吸入口12を形成し、該吸入口12におけるインペラ11の回転方向先側に、インペラ11の回転方向に直交する渦流阻止面12bを形成する構成とする。

Description

燃料ポンプ 技術分野
本発明は、 車両の燃料タンク等に設けられる燃料ポンプの技術分野に属するも のである。
明 背景技術
一般に、 この種燃料ポンプのなかには、 吸入口が形成された外側隔壁と、 排出 口が形成された内側隔壁と、 これら隔壁の対向間に収容されるインペラとを備え て構成されたものがある。
このようなものにおいて、 各隔壁に、 インペラと対向する面に、 インペラ外周 に形成される羽根体に対向する部位に位置して環状の燃料流路を形成するととも に、 外側隔壁には燃料流路に連通する吸入口を形成し、 また、 内側隔壁には燃料 流路に連通する排出口を形成したものがあり、 このようにすることにより、 燃料 ポンプをインタンク式のものとしたものがある (例えば、 特開 2 0 0 3— 2 9 3 8 8 0号公報参照。 ) 。
ところが、 前記従来のものにおいて、 インペラの回転に伴い吸入口から流入す る燃料は、 円筒状の筒内に沿って流入することから、 筒內周面に沿って旋回する 渦流となって燃料流路側に流入し、 このため、 渦流の中心に低圧部が形成されて 気泡が発生しやすくなり、 燃料が高温になるほど流量が低下する (高温特性の流 量低下) という問題がある。 特に、 吸入口の外側端と内側端とが偏寄して形成さ れているような場合では、 渦流の発生が一層顕著であり、 改善が強く望まれてい る。
また、 近年、 小型、 軽量化を図ることが急務であり、 このような燃料ポンプを 薄型のタンクに用いる燃料ポンプとする場合に、 外側隔壁を薄型にすることが提 唱される。 一方、 このような燃料ポンプにおいて、 吸入口から燃料流路へ至る部 位を切り欠いて R状部 (傾斜状または湾曲状) とし、 これによつて、 燃料の導入 部を大きくして流量低下を防止するとともに、 流れの剥離が起きて圧力低下が発 生しないようにすることが提唱されるが、 外側隔壁を薄型とした場合、 R状部の 曲率半径 (切り欠き部位) を大きく確保することが難しく、 このままでは薄型と することができないという別な問題もあり、 これらに本発明の解決すべき課題が ある。 発明の開示
本発明は、 上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創 作されたものであって、 請求項 1の発明は、 吸入口が形成される外側隔壁と、 排 出口が形成される内側隔壁と、 これら'隔壁の対向間に収容されるインペラとを備 え、 各隔壁のインペラ外周の羽根体に対向する部位に、 前記吸入口と排出口とに 連通するリング状の燃料流路が形成された燃料ポンプにおいて、 前記吸入口に、 流入する燃料が渦流となるのを阻止する渦流阻止部を設けたものである。
そして、 このようにすることにより、 吸入口において渦流が形成されることが なく、 気泡の発生を防止できるばかりでなく、 吸入抵抗が生じるのを防止でき、 さらには、 渦中心が局所的に減圧するのが防止されて、 高温特性の流量低下を抑 制することが可能となる。
請求項 2の発明は、 請求項 1において、 渦流阻止部は、 吸入口におけるインべ ラの回転方向先側に設けられているものであり、 このようにすることにより、 ィ ンペラの回転に追随する燃料の流れによる渦流の形成を効果的に阻止することが できる。
請求項 3の発明は、 請求項 1または 2において、 渦流阻止部は、 インペラの回 転方向に直交する渦流阻止面で構成されているものであり、 このようにすること により、 ィンペラの回転に追随する燃料の流れによる渦流の形成を効果的に阻止 することができる。
請求項 4の発明は、 請求項 1乃至 3の何れかにおいて、 吸入口の外部に面する 外側端は、 インペラに面する内側端よりも大径で、 かつ、 内径側に偏寄して形成 されているものであり、 このようにすることにより、 燃料ポンプの小型化を果す ことができる。 請求項 5の発明は、 請求項 1乃至 4の何れかにおいて、 吸入口から燃料流路に 至る連結部位は、 傾斜状および/または湾曲状に切り欠かれているものとするこ とができ、 このようにすることにより、 外側隔壁の板厚を厚くすることなく前記 連結部の切り欠き部位を大きく確保できて、 流れの剥離に基づく流量低下を低減 できる。
請求項 6の発明は、 請求項 1乃至 5において、 渦流阻止部は、 インペラの回転 方向に直交する渦流阻止面と、 該渦流阻止面に対し、 インペラの回転方向後側方 向に延出する円弧状の案内面とから構成されているのであり、 このようにするこ とにより、 渦流形成の阻止を一層図ることができる。
請求項 1の発明とすることにより、 渦流が形成されず、 気泡の発生を防止でき るばかりでなく、 吸入抵抗が生じるのを防止でき、 さらには、 渦中心が局所的に 減圧するのが防止されて、 高温特性の流量低下を抑制することが可能となる。 請求項 2の発明とすることにより、 インペラの回転に追随する燃料の流れによ る渦流の形成を効果的に阻止することができる。
請求項 3の発明とすることにより、 インペラの回転に追随する燃料の流れによ る渦流の形成を効果的に阻止することができる。
請求項 4の発明とすることにより、 燃料ポンプの小型化を果すことができる。 請求項 5の発明とすることにより、 外側隔壁の板厚を厚くすることなく前記連 結部の切り欠き部位を大きく確保できて、 流れの剥離に基づく流量低下を低減で きる。
請求項 6の発明とすることにより、 渦流形成の阻止を一層図ることができる。 図面の簡単な説明
第 1図 (A) 、 (B ) 、 (C ) 、 (D) はそれぞれ燃料ポンプの側面図、 正 面図、 側面図、 エンド力パーを取り外した状態の側面図である。 である。
第 2図 (A) 、 ( B ) 、 ( C ) はそれぞれ第二プレートの側面図、 図 2 (A) における X— X断面図、 側面図である。 ·
第 3図は、 要部の拡大斜視図である。
第 4図は、 要部を展開した断面図である。 第 5図は、 本実施の形態の燃料ポンプと従来型燃料ポンプとの温度変化に対 する吐出量の変化を示す表図である。
第 6図は、 第二の実施の形態における要部の拡大斜視図である。
第 7図 (A) 、 (B ) 、 ( C ) 、 (D) はそれぞれ第三、 第四、 第五、 第六 の実施の形態における要部のパターン図である。
第 8図 (A) 、 (B ) 、 ( C) はそれぞれ第七、 第八、 第九の実施の形態に おける要部を展開した断面図である。 発明を実施するための最良の形態
次に、 本発明の第一の実施の形態を第 1図〜第 4図に示す図面に基づいて説明 する。
図面において、 1は燃料タンク内に配される燃料ポンプであって、 該燃料ボン プ 1は、 筒状のケーシング 2の一端側にモータ部 Mが構成され、 他端側にポンプ 部 Pが構成されている。 前記モータ部 Mのモータ軸 3は、 一端部がケーシング 2 の一端側の筒端を覆蓋するように配されるブラケット 4に、 軸受 4 aを介して回 動自在に軸承されている。 一方、 モータ軸 3の他端部 3 aは、 後述するように、 ケーシング 2他端側の筒端を覆蓋するように配され、 本発明のポンプ部 Pを構成 するポンプケーシング 5に、 回動自在、 かつ、 軸方向への移動が規制される状態 で支持されている。
尚、 6はケ—一シング 2、 ブラケット 4、 ポンプケーシング 5との外周を被覆す る力パーであって、 該カパー 6は、 これら力パー 2、 プラケット 4、 ポンプケー シング 5の外周にカシメ付けられる状態で嵌着されることにより、 これらを一体 化するように設定されている。 尚、 7はモータ軸 3に一体的に外嵌されるァーマ チユアコア、 8はケーシング内周面に固着される永久磁石、 4 bはプラケット 4 を覆蓋するように配されるエンド力パーである。
前記ポンプケーシング 5は、 本発明の内側隔壁、 外側隔壁に相当する第一、 第 二プレート 9、 1 0により構成されており、 これら第一、 第二プレート 9、 1 0 は、 円板状に形成され、 モータ軸 3の軸方向に並列して配設されている。 そして、 前記モータ軸 3の他端部 3 aは、 内側に位置する第一プレート 9の貫通孔 9 aに 配された軸受 3 bを介して回動自在な状態で貫通支持されているとともに、 貫通 先端部が、 外側に位置する第二プレート 1 0の凹部 1 0 aにスラスト方向の軸受 3 cを介して支持されている。 これによつて、 前述したように、 モータ軸 3は、 ポンプケーシング 5に軸方向の移動が規制され、 かつ、 回動自在な状態での支持 を受けるように設定されている。
そして、 前記第一、 第二プレート 9、 1 0の対向間に形成される間隙に、 イン ペラ 1 1が内装されるが、 該インペラ 1 1は、 所定の板厚に設定された円板状の 板体 (円板体) の中央部にモータ軸 3に外嵌するためのモータ軸用貫通孔 1 1 a が形成されている。 一方、 前記モータ軸他端部 3 cには面取り部 3 dが形成され ており、 インペラ 1 1をモータ軸他端部 3 aに外嵌させたとき、 インペラ 1 1は モータ軸 3に回り止め状に外嵌され、 モータ軸 3と一体回転するように構成され ている。
さらに、 インペラ 1 1は、 外径部に板厚方向に貫通する貫通孔 1 l bが周回り 方向に並列する状態で複数形成されており、 これによつて、 インペラ 1 1の外径 部には、 隣接する貫通孔 1 1 bとのあいだに周回り方向に並列する複数の羽根体 1 1 cが形成され、 さらにこれら羽根体 1 1 cの外径側において周回り方向に一 体化されたリング状部 1 1 dが形成されている。
一方、 内側隔壁となる前記第一プレート 9のィンペラ 1 1内装側 (外側であつ て、 他端側) の面には、 インペラ羽根体 1 1 cに対向する部位に位置して、 一端 側に凹設された内側リング状凹溝 9 bが形成されている。 また、 外側隔壁となる 第二プレート 1 0の一端側面には、 凹部 1 0 a形成部位の外径側、 つまり、 イン ペラ羽根体 1 1 cに対向する部位に位置して、 他端側に凹設された外側リング状 凹溝 1 0 bが形成されており、 前記内側リング状凹溝 9 bと外側リング状 溝 1 O bとは、 インペラ 1 1によるポンプ作動がなされたとき、 インペラ 1 1に形成 される羽根体 1 1 cの回転に伴い、 インペラ貫通孔 1 1 bとともに燃料流路 (燃 料流路) となるように設定されている。
そして、 第一プレート 9の外径側には、 内側リング状凹溝 9 に連通する軸方 向を向いた排出口 9 cが開設され、 モータ部 M側 (ケーシング 2内側) に連通す るように設定されている。 さらに、 第二プレート 1 0の外径側には、 外側リング状凹溝 1 0 bに連通する 吸入口 1 2が開設されており、 該吸入口 1 2に本発明が実施されている。
つまり、 吸入口 1 2は、 第二プレート 1 0の外側面から外方に突出する筒状体 に形成されており、 インペラに面する內側端 1 0 cと、 外部に面する外側端 1 2 aとを備え、 第二プレート 1 0と一体型成形されている。 前記吸入口 1 2の外側 端 1 2 aは、 內側端 1 0 cよりも大径に形成されているとともに、 内側端 1 0 c より内径側に偏寄して形成されている。 ここで、 內側端 1 0 cの開口形状は、 略 四角形に形成されており、 インペラ 1 1の回転方向を基準として先側に位置する 先側辺部 1 0 d、 後側に位置する後側辺部 1 0 e、 第二プレート 1 0の円板中心 を基準として内径側に位置する内径側辺部 1 0 f 、 外径側に位置する外径側辺部 1 0 gの四辺により囲繞される空間で構成されている。
そして、 吸入口 1 2の外側端 1 2 aカゝら内側端 1 0 cに至る筒内周面のうち、 インペラ 1 1の回転方向先側に位置する部位は肉厚に形成されて内径側に突出し ており、 これによつて、 インペラ 1 1の回転方向に直交する渦流阻止面 (渦流阻 止部) 1 2 bが形成されており、 該渦流阻止面 1 2 bは、 内側端先側辺部 1 0 d に続いていて、 第二プレート 1 0の板面に直交する状態で形成されている。 これ によって、 吸入口 1 2の外側端 1 2 aから流入される燃料は、 渦流阻止面 1 2 b に突き当たることで渦流の形成を妨げられ、 吸入口 1 2の筒内において渦流にな るのが防止されるように設定されている。 さらに、 吸入口 1 2の外側端 1 2 aか ら内側端 1 0 cに至る筒内周面において、 後側辺部 1 0 e、 内径側辺部 1 0 f 、 外径側辺部 1 0 gと外側端 1 2 aとのそれぞれのあいだには、 傾斜面 1 2 c、 1 2 d、 1 2 eがそれぞれ形成されている。
さらに、 渦流阻止面 1 2 bに続く内側端先側辺部 1 0 dと、 燃料流路である外 側リング状凹部 1 0 bとのあいだは、 略直交状に連結されているが、 該部位は、 湾曲状に切り欠かれて R状部 1 2 f に形成されている。 このとき、 渦流阻止面 1 2 bは、 吸入口 1 2を構成する筒状部におけるィンペラ 1 1の回転方向先側部位 を肉厚にすることで形成されており、 渦流阻止面 1 2 bとリング状凹部 1 0 bと のあいだを面取りして形成される R状部 1 2 f の曲率半径を大きく確保できるよ うに構成されている。 これによつて、 吸入口 1 2からリング状凹部 1 0 bに至る 部位に形成される空間 (燃料導入部) を大きくすることができて、 流量を大きく 確保することができるうえ、 燃料がポンプ室内に流入する際に、 渦流阻止面 1 2 bとリング状凹部 1 0 bとの連結部において燃料が剥離されることがなく、 圧力 低下が発生しないように構成されている。
このように形成された吸入口 1 2において、 モータ軸 3の回転駆動に基づいて インペラ 1 1が矢印方向に回転した場合、 燃料タンク内に貯留される燃料は、 吸 入口 1 2の外側端 1 2 aから内側端 1 0 cを経由してポンプ室内に流入し、 リン グ状回部 1 0 c、 9 bないを移送されることで所定の圧力となった状態で排出口 9からモータ部 M側へ排出され、 そして、 エンド力パー 4 bに開設された吐出口 4 cから吐出されるように設定されている。 この場合に、 第 3図に示すように、 インペラ 1 1が矢印方向に回転して、 羽根体 9 cによるポンプ作動がなされると、 燃料は、 吸入口 1 2の大径の外側端 1 2 aから小径の内側端 1 0 cを経由してポ ンプ室内に流入するが、 このとき、 燃料は、 吸入口 1 2の筒内に沿って吸入口 1 0 c側へ流入する際に、 インペラ 1 1の回転方向と同方向 (時計回り) の渦流を 形成しょうとするが、 吸入口 1 2の筒内周面には、 インペラ 1 1の回転方向先側 に位置して、 ィンペラ 1 1の回転方向に直交する渦流阻止面 1 2 bが形成されて いる。 これによつて、 時計回り方向に旋回しょうとする燃料は、 渦流阻止面 1 2 bに突き当たる (当接する) ことにより流れの方向の変更を余儀なくされ、 これ によって、 燃料による渦流の形成が阻止され、 もって、 気泡の発生が防止される ように設定されている。
ここで、 本実施の形態の燃料ポンプ 1と、 渦流阻止面 1 2 bが形成されていな い燃料誘導路を備えた従来型燃料ポンプとを用い、 温度変化に対する燃料の吐出 流量の変化を測定した結果を第 5図の表図に示す。 前記第 5図によると、 従来の 燃料ポンプは、 燃料が高温になることに伴い、 吐出流量が低下するのに体し、 本 実施の形態の燃料ポンプ 1は、 高温になっても吐出流量の低下がみられず、 吸入 口 1 2に形成された渦流阻止面 1 2 bの効果を確認することができる。
叙述の如く構成された本形態において、 モータ部 Mの駆動に基づいてィンペラ 1 1が回転すると、 前述したように、 ポンプ作動がなされて燃料が吸入口 1 2の 外側端 1 2 aから内側端 1 0 cを経てポンプ室内に流入するが、 この場合に、 燃 料が吸入口 1 2の筒内に沿って流入する際に、 燃料の流れは、 インペラ 1 1の回 転方向に沿って渦流を形成しようとしても、 吸入口 1 2の筒內周面に形成された 渦流阻止面 1 2 bに当接することにより阻止され、 もって、 吸入口 1 0 cの近傍 が低圧となって気泡が発生することを防止できるばかりでなく、 吸入抵抗が生じ るのを防止できるとともに、 渦中心における局所的な減圧が防止されて、 流量低 下による性能の低下を回避することができる。
しかも、 このものにおいて、 渦流阻止面 1 2 bは、 吸入口 1 2におけるインべ ラ 1 1の回転方向先側に位置して形成されているので、 インペラ 1 1の回転に追 随して流入することにより形成される燃料の渦流を効果的に阻止することができ る。
さらに、 このものにおいて、 渦流阻止面 1 2 bは、 インペラの回転方向に直交 する面となっているので、 吸入口に流入する燃料の流れに直交するようにして流 れの方向を強制的に変更させるので、 渦流の防止を効果的に行うことが可能とな る。
また、 このものにおいて、 吸入口 1 2の外側端 1 2 aは、 内側端 l cよりも大 径で、 し力 も、 形成位置が内径側に偏寄して設けられているので、 ポンプ部 Pの 小径化を図ることができ、 ポンプ部 Pとモータ部 Mとを一体化するようにカシメ 付けられる力パー 6の力シメ代を確保することができる。 しかるに、 このように した場合、 外側端 1 2 aが内側端 1 cに対して偏寄しているが故に渦流の発生が 一層顕著となるが、 このものでは、 渦流阻止面 1 2 bが形成されているため渦流 が防止されることになり、 コンパクト化を実現しながら渦流の防止も図れる優れ た燃料ポンプとすることができる。
さらに、 このものにおいて、 渦流阻止面 1 2 bを形成するにあたり、 吸入口 1 2を肉厚にして形成しているので、 渦流阻止面 1 2 bから外側リング状凹溝 1 0 bに至る部位を R状に形成する場合に、 第二プレート 1 0の板厚を厚くすること なく R状部の曲率半径を大きく確保できることになつて、 吸入口 1 2からポンプ 室内に至るあいだに形成される燃料導入部の面積を大きく確保できるとともに、 燃料の流れを剥離しないようにすることができて、 高温特性における流量低下の 抑制をさらに効果的に図れ、 優れた燃料ポンプとすることができる。 尚、 本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、 第 6図に示 す第二の実施の形態のようにすることもできる。
第二の実施の形態において、 第二プレート (外側隔壁) 1 3の吸入口 1 3 aに 連通して形成される燃料誘導路 1 4はィンペラの回転方向に直交する渦流阻止面 1 4 aと、 該渦流阻止面 1 4 aに対し、 ィンペラの回転方向後側方向に延出する 円弧状の案内面 1 4 bが形成されたものとなっており、 これによつて、 燃科誘導 路 1 4に進入する燃料は案内面 1 4 bに沿って渦流阻止面 1 4 a側に向けて流れ 込むことになり、 これによつて、 一層の渦流形成の阻止が図れて、 気泡の発生を 低減し、 高温特性における流量低下を抑制することが可能となる。
さらに、 前記各実施の形態のものは、 吸入口の内側端と外側端とが偏寄して形 成されたものであるが、 内側端の開口中心 (インペラ羽根体の径方向長さの中心 位置) と、 外側端の筒中心とが略同位置となっている吸入口についても、 渦流阻 止部を形成することにより、 吸入口の筒内周面に沿って旋回する渦流を防止でき て、 もって、 高温特性における流量低下を図ることができる。
さらに、 第 7図 (A) 〜 (D ) に示す第三〜第六の実施の形態のようにするこ ともできる。
第三の実施の形態のものは、 吸入口 1 5の筒中心 Oから、 インペラの回転方向 先側に向く放射状の板状体 1 5 aを設けることにより、 渦流の流れに直交する渦 流阻止面 1 5 bが形成されており、 このようにすることでも渦流の発生を低減で きる。 また、 第四、 第五の実施の形態のものは、 吸入口 1 6、 1 7を、 外形状は 円形であるが、 内筒形状を、 インペラの回転方向先側に頂部が位置する三角形状、 または、 ィンペラの回転方向先側に位置側片が位置する四角形状にしたものであ り、 このものでも、 筒内周面 1 6 a、 1 7 aに角形状を形成することにより渦流 阻止部が構成され、 渦流の発生を低減することができる。 さらには、 第六の実施 の形態のように、 吸入口 1 8の筒内周面 1 8 aを内径側に膨出する複数の湾曲面 で構成された渦流阻止部とすることもでき、 このように構成しても渦流の低減が 図れる。
さらには、 第 8図 (A) 、 ( B ) 、 ( C ) に示す第七、 第八、 第九の実施の形 態のようにすることもできる。 これら各実施の形態のものは、 外側隔壁 1 9、 2 0、 21のそれぞれに板厚方向に貫通する貫通孔 1 9 a、 20 a, 21 aを開設 する一方、 これら貫通孔 1 9 a、 20 a、 21 aの孔縁に、 該外側隔壁 19、 2 0、 21とは別途形成された筒状の吸入口 22、 23、 24の基端部を一体的に 連結することにより構成ている。 そして、 これらの場合にも、 各吸入口 22、 2 3、 24におけるインペラ 1 1の回転方向先側の内周に、 インペラ 1 1の回転方 向に直交する渦流阻止面 22 a、 23 a、 2 aを形成することにより、 渦流の 形成が防止されて高温特性における流量低下を図ることができる。
さらに、 第七の実施の形態のものでは、 吸入口 22 (渦流阻止面 22 a) から 外側隔壁 1 9の燃料流路 1 9 bに至る部位において、 燃料流路 1 9 b側を切り欠 くことで傾斜面 1 9 cを形成することで、 流れの剥離に基づく流量低下を防止し ている。 また、 第八、 第九の実施の形態のものでは、 それぞれ渦流阻止面 23 a、 24 aから外側隔壁 20、 21の燃料流路20 3、 21 bに至る部位において、 渦流阻止面 23 a、 24 aを切り欠いて湾曲状の R状部 23 b、 24 bを形成す るとともに燃料流路 20 b、 21 b側を切り欠いて傾斜状の傾斜面 20 c、 21 cを形成することにより、 流れの剥離に基づく流量低下を防止している。 そして、 第九の実施の形態のものでは、 吸入口 24に段差部 24 cを形成して、 燃料流路 21 b側の筒長方向の長さ短くし、 燃料流路 21 b側の傾斜面 21 cを大きく確 保するように構成されており、 これによつて、 渦流阻止面 24 aから燃料流路 2 1 bに至る部位の容積が大きくなつて、 流量低下の一層の防止が計れるようにし ている。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる燃料ポンプは、 車両の燃料タンク等に設けられ る燃料ポンプ等として有用であり、 特に渦流が発生するような吸入口の外側端と 内側端とが偏寄して形成されているような燃料ポンプとして、 また燃料ポンプを 小型、 軽量化したい場合に適している。

Claims

請 求 の 範 囲
吸入口が形成される外側隔壁と、 排出口が形成される内側隔壁と、 これら隔 壁の対向間に収容されるインペラとを備え、 各隔壁のインペラ外周の羽根体 に対向する部位に、 前記吸入口と排出口とに連通するリング状の燃料流路が 形成された燃料ポンプにおいて、 前記吸入口に、 流入する燃料が渦流となる のを阻止する渦流阻止部を設けた燃料ポンプ。
請求項 1において、 渦流阻止部は、 吸入口におけるインペラの回転方向先側 に設けられている燃料ポンプ。
請求項 1または 2において、 渦流阻止部は、 インペラの回転方向に直交する 渦流阻止面で構成されている燃料ポンプ。
請求項 1乃至 3の何れかにおいて、 吸入口の外部に面する外側端は、 インべ ラに面する内側端よりも大径で、 かつ、 内径側に偏寄して形成されている燃 料ポンプ。
請求項 1乃至 4の何れかにおいて、 吸入口から燃科流路に至る連結部位は、 傾斜状および Zまたは湾曲状に切り欠かれている燃料ポンプ。
請求項 1乃至 5において、 渦流阻止部は、 インペラの回転方向に直交する渦 流阻止面と、 該渦流阻止面に対し、 インペラの回転方向後側方向に延出する 円弧状の案内面とから構成されている燃料ポンプ。
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