WO2015040819A1

WO2015040819A1 - 燃料ポンプ

Info

Publication number: WO2015040819A1
Application number: PCT/JP2014/004600
Authority: WO
Inventors: 酒井　博美; 裕二日高
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2015-03-26
Also published as: JP2015083827A

Abstract

　回転によって燃料を加圧するインペラ（６５）は、シャフト（５２）の端部を収容する嵌合孔（６６）を有する。嵌合孔（６６）は、円弧面（６７）、インペラ逆方向当接面（６８）及びインペラ正方向当接面（６９）を有する。インペラ逆方向当接面（６８）とインペラ正方向当接面（６９）との交線（６６６）を含み交線（６６６）近傍のインペラ逆方向当接面（６８）に接する平面を仮想平面（６６７）とすると、インペラ逆方向当接面（６８）は、断面形状が交線（６６６）から交線（６７１）に向かうにつれて仮想平面（６６７）から中心軸（ＣＡ６５）側とは反対の方向に離れるよう形成される。

Description

燃料ポンプ

関連出願の相互参照

　本願は、２０１３年９月２０日に出願された日本国特許出願第２０１３－１９５０８９号と、２０１４年５月７日に出願された日本国特許出願第２０１４－０９５８６３号に基づくものであり、この開示をもってその内容を本明細書中に開示したものとする。

　本開示は、燃料ポンプに関する。

　ポンプ室で回転可能なインペラと、当該インペラを回転する駆動力を発生するモータとを備え、インペラの回転によって燃料タンクの燃料を内燃機関に圧送する燃料ポンプが知られている。特許文献１には、断面がＤ字状に形成されモータのシャフトを収容する嵌合孔を有するインペラを備える燃料ポンプが記載されている。

　モータとしてブラシレスモータを使う燃料ポンプでは、インペラの回転を開始するとき、インペラが燃料を加圧するよう回転する方向である正方向とは反対の方向である逆方向にシャフトを回転させ、ステータに対するロータの位置を検出する。インペラの嵌合孔の大きさには製造上の公差が存在するため、嵌合孔を形成する内壁とシャフトの一方の端部が有する側壁との間には隙間が形成されている。シャフトの一方の端部は、シャフトが正方向に回転可能な状態から逆方向に回転可能な状態に移るとき、嵌合孔の中で回転し、シャフトがある程度加速した状態で嵌合孔の内壁に衝突する。このため、シャフトの回転トルクがインペラに作用しインペラが破損するおそれがある。

特開２００３－１９３９９０号公報（ＵＳ２００３／１１８４３９Ａ１に対応）

　本開示の目的は、インペラの破損を効果的に抑制する燃料ポンプを提供することにある。

　本開示では、ポンプケース、ステータ、ロータ、シャフト及びインペラを備える燃料ポンプを提供する。ポンプケースは、燃料を内部に吸入する吸入口、及び、燃料を外部に吐出する吐出口を有する。筒状のステータは、複数の巻線が巻回され、ポンプケースの内部に収容される。ロータは、ステータの径方向内側に回転可能に設けられる。シャフトは、ロータと同軸に設けられ、ロータと一体に回転する。インペラは、シャフトの一方の端部を収容する嵌合孔を有する。シャフトが回転すると、インペラは、吸入口から吸入した燃料を加圧し吐出口から吐出する。インペラが燃料を加圧するときにインペラが回転する方向である正方向とは反対の方向である逆方向にシャフトが回転すると、シャフトの一方の端部の径方向内側の部位がインペラに当接する。

　燃料ポンプでは、インペラが有する嵌合孔を介してインペラとシャフトとが一体に回転するよう接続している。嵌合孔の大きさには一定の公差が存在しており、シャフトの回転方向をインペラが燃料を加圧する回転方向である正方向からその反対方向である逆方向に切り換えると嵌合孔の中でシャフトが回転する。インペラを正方向に回転するようシャフトとインペラとが当接している状態からインペラを逆方向に回転するようシャフトを逆方向に回転すると、シャフトがある程度加速した状態でシャフトが嵌合孔の内壁に衝突する。本開示の燃料ポンプでは、シャフトが逆方向に回転するとき、シャフトの径方向内側の部位がインペラに当接するようシャフトの一方の端部及び嵌合孔の内壁が形成されている。これにより、シャフトの回転トルクがシャフトの回転軸に比較的近い位置でインペラに作用するため、インペラに作用する回転トルクが比較的小さくなる。したがって、シャフトの回転トルクによってインペラが破損することを効果的に抑制できる。

図１は、本開示の第１実施形態による燃料ポンプの断面図である。図２は、本開示の第１実施形態による燃料ポンプのインペラの要部拡大図である。図３は、図２のＩＩＩ部の拡大図である。図４（ａ）～図４（ｃ）は、本開示の第１実施形態による燃料ポンプの作用を説明する模式図である。図５は、本開示の第２実施形態による燃料ポンプのインペラの要部拡大図である。図６は、本開示の第３実施形態による燃料ポンプのインペラの要部拡大図である。図７は、本開示の第４実施形態による燃料ポンプのインペラの要部拡大図である。

　以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。

　　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態による燃料ポンプについて、図１～図４（ｃ）に基づいて説明する。

　燃料ポンプ１は、モータ部３、ポンプ部４、ハウジング２０、ポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０を備える。燃料ポンプ１では、モータ部３及びポンプ部４は、ハウジング２０、ポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０により形成される空間に収容されている。燃料ポンプ１は、図１の下側に示す吸入口６１から図示しない燃料タンク内の燃料を吸入し、図１の上側に示す吐出口４１から内燃機関に吐出する。なお、図１では、上側を「天側」、下側を「地側」とする。ハウジング２０、ポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０は、本開示の「ポンプケース」に相当する。

　ハウジング２０は、鉄などの金属により円筒状に形成されている。ハウジング２０の二つの端部２０１、２０２にポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０が設けられている。

　ポンプカバー６０は、ハウジング２０の吸入口６１側の端部２０１を塞いでいる。ポンプカバー６０は、ハウジング２０の端部２０１の縁が内側へ加締められることによりハウジング２０の内側で固定され、燃料ポンプ１の軸方向への抜けが規制されている。ポンプカバー６０は、地側に開口する吸入口６１を有している。吸入口６１の内側には、ポンプカバー６０をシャフト５２の回転軸ＣＡ５２の方向に貫く吸入通路６２が形成されている。また、ポンプカバー６０のポンプ部４側の面には、吸入通路６２と接続する溝６３が形成されている。

　カバーエンド４０は、樹脂から成形され、ハウジング２０の吐出口４１側の端部２０２を塞いでいる。カバーエンド４０は、ハウジング２０の端部２０２の縁が加締められることによりハウジング２０の内側で固定され、燃料ポンプ１の軸方向への抜けが規制されている。カバーエンド４０は、天側に開口する吐出口４１を有している。吐出口４１の内側には、カバーエンド４０をシャフト５２の回転軸ＣＡ５２の方向に貫く吐出通路４２が形成されている。カバーエンド４０の吐出通路４２が形成されている側とは反対側の端部には、外部からの電力を受電する三つの接続端子３８を収容する電気コネクタ部４３が設けられている。

　カバーエンド４０のハウジング２０の内部側には、略筒状に形成される軸受収容部４４が設けられている。軸受収容部４４は、内部にシャフト５２の端部５２１及び端部５２１を回転可能に支持する軸受５５を収容する収容空間４４０を有する。

　モータ部３は、電力が供給されると発生する磁界を利用して回転トルクを発生する。モータ部３は、ステータ１０、ロータ５０及びシャフト５２を備える。なお、第１実施形態による燃料ポンプ１のモータ部３は、ステータ１０に対するロータ５０の位置をシャフト５２の回転によって検出するブラシレスモータである。

　ステータ１０は、円筒状を呈し、ハウジング２０内の径方向外側に収容されている。ステータ１０は、六つのコア１２、六つのボビン、六つの巻線、及び、三つの接続端子などを有している。ステータ１０は、これらを樹脂により成形することにより一体に形成される。

　コア１２は、それぞれ板状の鉄など磁性材料が複数枚重なることにより形成されている。コア１２は、周方向に並べられ、ロータ５０の磁石５４に対向する位置に設けられている。

　ボビン１４は、樹脂材料から形成されており、形成時にそれぞれコア１２がインサートされてコア１２と一体となって設けられる。ボビン１４は、吐出口４１側に形成される上端部１４１、コアがインサートされているインサート部１４２、及び、吸入口６１側に形成される下端部１４３を有する。

　巻線は、例えば表面が絶縁皮膜で被覆された銅線である。一つの巻線は、コア１２がインサートされたボビン１４に巻回されることによって一つのコイルを形成する。一つの巻線は、ボビン１４の上端部１４１に巻回される上端巻回部１６１、ボビン１４のインサート部１４２に巻回される図示しないインサート巻回部、及び、ボビン１４の下端部１４３に巻回される下端巻回部１６３を有する。巻線は、電気コネクタ部４３に収容されている接続端子３８と電気的に接続する。

　接続端子３８は、カバーエンド４０を貫通し対応するボビン１４の上端部１４１に固定されている。第１実施形態による燃料ポンプ１では、接続端子３８は三つ設けられ、図示しない電源装置からの３相電力を受電する。

　ロータ５０は、ステータ１０の内側に回転可能に収容される。ロータは、鉄心５３の周囲に磁石５４が設けられる。磁石５４は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されている。第１実施形態では、Ｎ極及びＳ極は２極対、計４極設けられている。

　シャフト５２は、ロータ５０の中心軸上に形成された軸穴５１に圧入固定されており、ロータ５０とともに回転する。本開示におけるシャフト５２の一方の端部に相当するシャフト５２の吸入口６１側の端部５２２は、ポンプ部４と接続している。

　ポンプ部４は、モータ部３が発生する回転トルクを利用して吸入口６１から吸入した燃料を加圧しハウジング２０内に吐出する。ポンプ部４は、ポンプケーシング７０及びインペラ６５を備える。

　ポンプケーシング７０は、略円板状に形成され、ポンプカバー６０とステータ１０との間に設けられている。ポンプケーシング７０の中心部には、ポンプケーシング７０を板厚方向に貫く貫通孔７１が形成されている。貫通孔７１には、軸受５６が嵌め込まれている。軸受５６は、シャフト５２の端部５２２を回転可能に支持している。これにより、ロータ５０及びシャフト５２は、カバーエンド４０及びポンプケーシング７０に対し回転可能となっている。

　また、ポンプケーシング７０のインペラ６５側の面であって、ポンプカバー６０の溝６３に対向する位置に溝７３が形成されている。溝７３には、ポンプケーシング７０をシャフト５２の回転軸ＣＡ５２の方向に貫く燃料通路７４が連通している。

　インペラ６５は、樹脂により略円板状に形成されている。インペラ６５は、ポンプカバー６０とポンプケーシング７０との間のポンプ室７２に収容されている。

　インペラ６５の略中央には、シャフト５２の端部５２２を収容する嵌合孔６６が形成されている。シャフト５２の端部５２２は、天地方向に延び平面状に形成されるシャフト当接面５２３を有し、回転軸ＣＡ５２に垂直な断面形状が、図４（ａ）～図４（ｃ）に示すように、略Ｄ字状となるよう形成されている。シャフト当接面５２３は、嵌合孔６６を形成するインペラ６５の内壁面に当接可能である。これにより、インペラ６５は、シャフト５２の回転によってポンプ室７２で回転する。インペラ６５の嵌合孔６６の詳細な形状は、後述する。

　インペラ６５の嵌合孔６６の周囲には、インペラ６５を燃料ポンプ１の軸方向に貫く貫通孔６５１、６５２、６５３が形成されている。貫通孔６５１、６５２、６５３は、ポンプ室７２のインペラ６５の吸入口６１側と吐出口４１側とを連通し、ポンプ室７２の燃料の圧力が偏らないよう燃料が流れる。

　インペラ６５は、溝６３及び溝７３に対応する位置に傾斜面６４が形成されている。傾斜面６４は、図２に示すように、インペラ６５の径方向外側の端部に周方向に等間隔に設けられる。

　第１実施形態による燃料ポンプ１では、接続端子３８を介してモータ部３の巻線に電力が供給されるとロータ５０及びシャフト５２とともにインペラ６５が回転する。インペラ６５が回転すると、燃料ポンプ１を収容する燃料タンク内の燃料は、吸入口６１を経由して溝６３に導かれる。溝６３に導かれた燃料は、インペラ６５の回転により加圧され溝７３に導かれる。加圧された燃料は、燃料通路７４を通り、ポンプケーシング７０とモータ部３との間に形成される中間室２００に導かれる。

　中間室２００に導かれた燃料は、ロータ５０とステータ１０との間の燃料通路２０４、シャフト５２の外壁とボビン１４の内壁１４４との間の燃料通路２０５、軸受収容部４４の径外方向に形成される燃料通路２０６を通る。また、中間室２００に導かれた燃料は、ハウジング２０の内壁とステータ１０の外壁との間に形成される燃料通路２０３を通る。燃料通路２０３、２０４、２０５、２０６を通る燃料は、吐出通路４２及び吐出口４１を介して外部に吐出される。

　第１実施形態による燃料ポンプ１は、インペラ６５の嵌合孔６６の形状に特徴がある。ここでは、図２～図４（ｃ）に基づいて、インペラ６５の詳細な形状を説明する。図２は、インペラ６５の上面図である。図３は、図２のＩＩＩ部の拡大図であって、インペラ６５の嵌合孔６６が形成されている部位を拡大した図である。図４（ａ）～図４（ｃ）は、燃料ポンプ１が駆動するときの嵌合孔６６とシャフト５２との位置関係を示す模式図である。図４（ｂ）に示す実線矢印Ｒ１は、インペラ６５が燃料を加圧するときインペラ６５が回転する方向である正方向とは反対の方向である逆方向Ｒ１を示す。また、図４（ｃ）に示す実線矢印Ｒ２は、インペラ６５が燃料を加圧するときインペラ６５が回転する方向である正方向Ｒ２を示す。なお、図４（ａ）～図４（ｃ）では、説明の便宜上、インペラ逆方向当接面６８の形状を実際の形状より誇張して示してある。

　嵌合孔６６は、図３に示すように、断面形状がインペラ６５の中心軸ＣＡ６５を中心とする円弧状に形成される円弧面６７、円弧面６７と接続し円弧面６７と天地方向に延びる交線６７１を形成するインペラ逆方向当接面６８、及び、円弧面６７と接続し円弧面６７と天地方向に延びる交線６７２を形成しつつインペラ逆方向当接面６８と接続しインペラ逆方向当接面６８と天地方向に延びる交線６６６を形成するインペラ正方向当接面６９、から形成される。嵌合孔６６は、その断面形状がシャフト５２の端部５２２の断面形状に合うよう略Ｄ字状に形成されている。インペラ逆方向当接面６８、インペラ正方向当接面６９、及び、円弧面６７は、天地方向、すなわち、インペラ６５の中心軸ＣＡ６５の方向、に延びるよう形成されている。

　インペラ逆方向当接面６８は、一つの曲面から形成されており、図３に示すように、断面形状が交線６６６上の点から視て貫通孔６５２の方向に曲がる曲線となるよう形成されている。具体的には、交線６６６を含み交線６６６の近傍のインペラ逆方向当接面６８に接する仮想平面を仮想平面６６７とすると、インペラ逆方向当接面６８は、その断面形状が交線６６６から交線６７１に向かうに従って仮想平面６６７から中心軸ＣＡ６５側とは反対の方向に離れるよう形成される。このとき、交線６７１と中心軸ＣＡ６５との距離Ｄ１は、円弧面６７と中心軸ＣＡ６５との距離Ｄ０より大きい。

　インペラ正方向当接面６９は、平面状に形成されている。具体的には、図３に示すように、交線６６６を含み交線６６６の近傍のインペラ正方向当接面６９に接する仮想平面を仮想平面６６８とすると、インペラ正方向当接面６９は、仮想平面６６８上に位置するよう形成される。このとき、交線６７２と中心軸ＣＡ６５との距離Ｄ２は、円弧面６７と中心軸ＣＡ６５との距離Ｄ０と同じ大きさである。

　第１実施形態による燃料ポンプ１では、インペラ６５が燃料を加圧するときシャフト５２は正方向に回転する。このとき、シャフト５２のシャフト当接面５２３を構成する「シャフト正方向当接面」としての一方の面５２４は、インペラ正方向当接面６９に当接しつつ、インペラ６５を回転する。このため、車両に搭載されているエンジンの停止などにより燃料ポンプ１の駆動が停止すると、図４（ａ）に示すように、一方の面５２４はインペラ正方向当接面６９に当接したままとなる。

　次に、燃料ポンプ１が駆動するとき、燃料ポンプ１では、ステータ１０に対するロータ５０の位置を検出するため、シャフト５２を逆方向Ｒ１に回転する。このとき、インペラ逆方向当接面６８に当接可能なシャフト当接面５２３の「シャフト逆方向当接面」としての他方の面５２５は、図４（ａ）に示すように、インペラ逆方向当接面６８から離れた位置にある。このため、逆方向Ｒ１にシャフト５２が回転すると、他方の面５２５は、ある程度加速しながらインペラ逆方向当接面６８に当接することとなる。第１実施形態による燃料ポンプ１では、インペラ逆方向当接面６８は交線６６６上の点から径方向外側に向かうに従って仮想平面６６７から離れるよう形成されている。すなわち、インペラ逆方向当接面６８の径方向外側はシャフト当接面５２３に当接しないよう逃げ面となっている。これにより、他方の面５２５のうちシャフト５２の径方向内側の部位（図３、図４（ｂ）の二点鎖線円で囲まれる部分）５２０が有する面とインペラ逆方向当接面６８とが当接する。シャフト５２の径方向内側の部位５２０は中心軸ＣＡ６５から比較的近い距離に位置しているため、中心軸ＣＡ６５から比較的遠い部位に比べインペラ６５に作用する回転トルクが比較的小さく、シャフト５２とインペラ６５との衝突によってインペラ６５に作用する負荷は比較的小さくなる。したがって、第１実施形態による燃料ポンプ１は、シャフト５２の回転方向の切り換えにおけるシャフト５２とインペラ６５との衝突によってインペラ６５が破損することを効果的に抑制できる。

　図４（ｂ）に示すステータ１０に対するロータ５０の位置検出が終了すると、燃料を加圧するため、シャフト５２は正方向Ｒ２に回転する。すなわち、シャフト５２は、図４（ｂ）に示す位置から図４（ｃ）に示す位置に回転する。このとき、シャフト当接面５２３の「シャフト正方向当接面」としての一方の面５２４は、平面状に形成されているインペラ６５のインペラ正方向当接面６９に当接する。このとき、平面状に形成されているシャフト当接面５２３の一方の面５２４と平面状に形成されているインペラ正方向当接面６９とは面で当接するため、シャフト当接面５２３とインペラ正方向当接面６９とが当接する面積は比較的大きくなる。これにより、インペラ正方向当接面６９に作用するシャフト５２の回転トルクの面圧が小さくなる。したがって、インペラ６５に作用する負荷が比較的小さくなり、インペラ６５の破損をさらに効果的に抑制できる。

　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態による燃料ポンプを図５に基づいて説明する。第２実施形態は、インペラの形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

　第２実施形態による燃料ポンプが備えるインペラ７５の要部拡大図を図５に示す。インペラ７５は、嵌合孔７６、嵌合孔７６の周囲でインペラ７５を燃料ポンプの軸方向に貫く貫通孔７５１、７５２、７５３、及び、溝６３及び溝７３に対応するようインペラ７５の径方向外側の端部に周方向に等間隔に設けられる図示しない傾斜面を有する。

　嵌合孔７６は、図５に示すように、断面形状がインペラ７５の中心軸ＣＡ７５を中心とする円弧状に形成される円弧面７７、円弧面７７と接続し円弧面７７と天地方向に延びる交線７７１を形成するインペラ逆方向当接面７８、及び、円弧面７７と接続し円弧面７７と天地方向に延びる交線７７２を形成しつつインペラ逆方向当接面７８と接続しインペラ逆方向当接面７８と天地方向に延びる交線７６６を形成するインペラ正方向当接面７９、から形成される。嵌合孔７６は、その断面形状がシャフト５２の端部５２２の断面形状に合うよう略Ｄ字状に形成されている。インペラ逆方向当接面７８、インペラ正方向当接面７９、及び、円弧面７７は、天地方向に延びるよう形成されている。

　インペラ逆方向当接面７８は、二つの平面から構成されている。交線７６６側にはインペラ逆方向第一当接面７８１が形成されている。交線７７１側にはインペラ逆方向第二当接面７８２が形成されている。インペラ逆方向第一当接面７８１とインペラ逆方向第二当接面７８２とは、天地方向に延びる交線７６９を形成する。

　交線７６６からインペラ逆方向第一当接面７８１を通って径外方向に延びる仮想平面を仮想平面７６７とすると、インペラ逆方向第二当接面７８２は、交線７６９から交線７７１に向かうに従って中心軸ＣＡ７５から遠ざかる方向に仮想平面７６７から離れるよう形成される。このとき、交線７７１と中心軸ＣＡ７５との距離Ｄ３は、円弧面７７と中心軸ＣＡ７５との距離Ｄ５より大きい。

　インペラ正方向当接面７９は、平面状に形成されている。具体的には、図５に示すように、交線７６６を含み交線７６６の近傍のインペラ正方向当接面７９に接する仮想平面を仮想平面７６８とすると、インペラ正方向当接面７９は、仮想平面７６８上に位置するよう形成される。このとき、交線７７２と中心軸ＣＡ７５との距離Ｄ４は、円弧面７７と中心軸ＣＡ７５との距離Ｄ５と同じ大きさである。

　第２実施形態による燃料ポンプでは、インペラ逆方向当接面７８は、インペラ逆方向第一当接面７８１及びインペラ逆方向第二当接面７８２の二つの平面から構成されている。インペラ逆方向第二当接面７８２は、インペラ逆方向第一当接面７８１に対して中心軸ＣＡ７５から遠ざかる方向に形成されている。これにより、シャフト５２が逆方向に回転するとき、シャフト５２が有する他方の面５２５は、径方向内側の部位５２０が有する面とインペラ逆方向第一当接面７８１とが当接する。したがって、第２実施形態は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

　また、第２実施形態による燃料ポンプでは、インペラ逆方向当接面７８は、二つの平面から構成されている。これにより、嵌合孔７６の加工が第１実施形態に比べて容易となり、燃料ポンプの製造工数を低減することができる。

　（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態による燃料ポンプを図６に基づいて説明する。第３実施形態は、シャフトの形状及びインペラの形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

　第３実施形態による燃料ポンプが備えるインペラ８０の要部拡大図を図６に示す。インペラ８０は、嵌合孔８１、嵌合孔８１の周囲でインペラ８０を燃料ポンプの軸方向に貫く貫通孔８１１、８１２、８１３、８１４、及び、溝６３及び溝７３に対応するようインペラ８０の径方向外側の端部に周方向に等間隔に設けられる図示しない傾斜面を有する。

　第３実施形態による燃料ポンプが備えるシャフト８２は、嵌合孔８１に嵌合する一方の端部８２２が略平行に形成される二つの平面を有するよう形成されている。一方の端部８２２は、図６に示すように、二つのシャフト当接面８２３、８２６を有し、その断面形状が略Ｉ字状となるよう形成されている。

　嵌合孔８１は、図６に示すように、断面形状がインペラ８０の中心軸ＣＡ８０を中心とする円弧状に形成される二つの円弧面８３、８４、円弧面８３と接続し円弧面８３と天地方向に延びる交線８３１を形成するインペラ逆方向当接面８５、円弧面８４と接続し円弧面８４と天地方向に延びる交線８４１を形成しつつインペラ逆方向当接面８５と接続しインペラ逆方向当接面８５と天地方向に延びる交線８０１を形成するインペラ正方向当接面８６、円弧面８４と接続し円弧面８４と天地方向に延びる交線８４２を形成するインペラ逆方向当接面８７、円弧面８３と接続し円弧面８３と天地方向に延びる交線８３２を形成しつつインペラ逆方向当接面８７と接続しインペラ逆方向当接面８７と天地方向に延びる交線８０２を形成するインペラ正方向当接面８８から形成される。嵌合孔８１は、その断面形状がシャフト８２の一方の端部８２２の断面形状に合うよう略Ｉ字状に形成されている。インペラ逆方向当接面８５、８７、インペラ正方向当接面８６、８８、及び、円弧面８３、８４は、天地方向、すなわち、インペラ８０の中心軸ＣＡ８０の方向、に延びるよう形成されている。

　インペラ逆方向当接面８５は、一つの曲面から形成されており、図６に示すように、断面形状が、交線８０１上の点から視て貫通孔８１２の方向に曲がる曲線となるよう形成されている。具体的には、交線８０１を含み交線８０１の近傍のインペラ逆方向当接面８５に接する仮想平面を仮想平面８０３とすると、インペラ逆方向当接面８５は、その断面形状が交線８０１から交線８３１に向かうに従って仮想平面８０３から中心軸ＣＡ８０側とは反対の方向に離れるよう形成される。このとき、交線８３１と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ６は、円弧面８３、８４と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ１０より大きい。

　インペラ正方向当接面８６は、シャフト当接面８２３を構成する「シャフト正方向当接面」としての一方の面８２１と当接可能なよう平面状に形成されている。具体的には、図６に示すように、交線８０１を含み交線８０１の近傍のインペラ正方向当接面８６に接する仮想平面を仮想平面８０４とすると、インペラ正方向当接面８６は、仮想平面８０４上に位置するよう形成される。このとき、交線８４１と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ７は、円弧面８３、８４と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ１０と同じ大きさである。

　インペラ逆方向当接面８７は、一つの曲面から形成されており、図６に示すように、断面形状が、交線８０２上の点から視て貫通孔８１４の方向に曲がる曲線となるよう形成されている。具体的には、交線８０２を含み交線８０２の近傍のインペラ逆方向当接面８７に接する仮想平面を仮想平面８０５とすると、インペラ逆方向当接面８７は、その断面形状が交線８０２から交線８４２に向かうに従って仮想平面８０５から中心軸ＣＡ８０側とは反対の方向に離れるよう形成される。このとき、交線８４２と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ８は、円弧面８３、８４と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ１０より大きい。

　インペラ正方向当接面８８は、シャフト当接面８２６を構成する「シャフト正方向当接面」としての一方の面８２９と当接可能なよう平面状に形成されている。具体的には、図６に示すように、交線８０２を含み交線８０２の近傍のインペラ正方向当接面８８に接する仮想平面を仮想平面８０６とすると、インペラ正方向当接面８８は、仮想平面８０６上に位置するよう形成される。このとき、交線８３２と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ９は、円弧面８３、８４と中心軸ＣＡ８０との距離Ｄ１０と同じ大きさである。

　第３実施形態による燃料ポンプでは、シャフト８２が逆方向に回転するとき、シャフト８２が有するシャフト当接面８２３を構成する「シャフト逆方向当接面」としての他方の面８２５及びシャフト当接面８２６を構成する「シャフト逆方向当接面」としての他方の面８２８がインペラ逆方向当接面８５、８７に当接する。このとき、他方の面８２５のうち「シャフトの径方向内側の一の部位」としてのシャフト８２の径方向内側の部位８２４が有する面とインペラ逆方向当接面８５とが当接し、他方の面８２８のうち「シャフトの径方向内側の他の部位」としてのシャフト８２の径方向内側の部位８２７が有する面とインペラ逆方向当接面８７とが当接する。これにより、第３実施形態は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

　また、第３実施形態による燃料ポンプでは、二つのシャフト当接面８２３、８２６を介してインペラ８０にシャフト８２の回転トルクが作用する。これにより、インペラ８０に作用するシャフト８２の回転トルクの面圧が小さくなる。したがって、インペラ８０に作用する負荷が比較的小さくなり、インペラ８０の破損をさらに効果的に抑制できる。

　（第４実施形態）
　次に、本開示の第４実施形態による燃料ポンプを図７に基づいて説明する。第４実施形態は、インペラの形状が第３実施形態と異なる。なお、第３実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

　第４実施形態による燃料ポンプが備えるインペラ９０の要部拡大図を図７に示す。インペラ９０は、嵌合孔９１、嵌合孔９１の周囲でインペラ９０を燃料ポンプの軸方向に貫く貫通孔９１１、９１２、９１３、９１４、及び、溝６３及び溝７３に対応するようインペラ９０の径方向外側の端部に周方向に等間隔に設けられる図示しない傾斜面を有する。

　嵌合孔９１は、図７に示すように、断面形状がインペラ９０の中心軸ＣＡ９０を中心とする円弧状に形成される二つの円弧面９３、９４、円弧面９３と接続し円弧面９３と天地方向に延びる交線９３１を形成するインペラ逆方向当接面９５、円弧面９４と接続し円弧面９４と天地方向に延びる交線９４１を形成しつつインペラ逆方向当接面９５と接続しインペラ逆方向当接面９５と天地方向に延びる交線９０１を形成するインペラ正方向当接面９６、円弧面９４と接続し円弧面９４と天地方向に延びる交線９４２を形成するインペラ逆方向当接面９７、円弧面９３と接続し円弧面９３と天地方向に延びる交線９３２を形成しつつインペラ逆方向当接面９７と接続しインペラ逆方向当接面９７と天地方向に延びる交線９０２を形成するインペラ正方向当接面９８から形成される。嵌合孔９１は、その断面形状がシャフト８２の一方の端部８２２の断面形状に合うよう略Ｉ字状に形成されている。インペラ逆方向当接面９５、９７、インペラ正方向当接面９６、９８、及び、円弧面９３、９４は、天地方向、すなわち、インペラ９０の中心軸ＣＡ９０の方向に延びるよう形成されている。

　インペラ逆方向当接面９５、９７は、それぞれ二つの平面から構成されている。

　具体的には、インペラ逆方向当接面９５は、交線９０１側にインペラ逆方向第一当接面９５１が形成されている。交線９３１側にはインペラ逆方向第二当接面９５２が形成されている。インペラ逆方向第一当接面９５１とインペラ逆方向第二当接面９５２とは、天地方向に延びる交線９５０を形成する。

　交線９０１からインペラ逆方向第一当接面９５１を通って径外方向に延びる仮想平面を仮想平面９０３とすると、インペラ逆方向第二当接面９５２は、交線８５０から交線９３１に向かうに従って中心軸ＣＡ９０から遠ざかる方向に仮想平面９０３から離れるよう形成される。このとき、交線９３１と中心軸ＣＡ９０との距離Ｄ１１は、円弧面９３、９４と中心軸ＣＡ９０との距離Ｄ１３より大きい。

　インペラ逆方向当接面９７は、交線９０２側にインペラ逆方向第一当接面９７１が形成されている。交線９４２側にはインペラ逆方向第二当接面９７２が形成されている。インペラ逆方向第一当接面９７１とインペラ逆方向第二当接面９７２とは、天地方向に延びる交線９７０を形成する。

　交線９０２からインペラ逆方向第一当接面９７１を通って径外方向に延びる仮想平面を仮想平面９０４とすると、インペラ逆方向第二当接面９７２は、交線９７０から交線９４２に向かうに従って中心軸ＣＡ９０から遠ざかる方向に仮想平面９０４から離れるよう形成される。このとき、交線９４２と中心軸ＣＡ９０との距離Ｄ１２は、円弧面９３、９４と中心軸ＣＡ９０との距離Ｄ１３より大きい。

　第４実施形態による燃料ポンプでは、インペラ逆方向当接面９５、９７は、それぞれ二つの平面から構成されている。インペラ逆方向当接面９５を構成するインペラ逆方向第二当接面９５２は、中心軸ＣＡ９０から遠ざかる方向に形成されている。また、インペラ逆方向当接面９７を構成するインペラ逆方向第二当接面９７２は、中心軸ＣＡ９０から遠ざかる方向に形成されている。これにより、シャフト８２が逆方向に回転するとき、シャフト８２が有する他方の面８２５は、他方の面８２５のうち径方向内側の部位８２４が有する面とインペラ逆方向第一当接面９５１とが当接する。また、シャフト８２が有する他方の面８２８は、他方の面８２８のうち径方向内側の部位８２７が有する面とインペラ逆方向第一当接面９７１とが当接する。したがって、第４実施形態は、第３実施形態と同じ効果を奏する。

　また、第４実施形態による燃料ポンプでは、インペラ逆方向当接面９５、９７は、それぞれ二つの平面から構成されている。これにより、嵌合孔９１の加工が第３実施形態に比べて容易となり、燃料ポンプの製造工数を低減することができる。

　　（他の実施形態）
　（Ａ）上述の実施形態では、嵌合孔は、インペラ逆方向当接面、インペラ正方向当接面、及び、これらを接続する円弧面によって形成した。しかしながら、嵌合孔を形成するインペラの内壁面は、これに限定されない。例えば、嵌合孔は、インペラ逆方向当接面と円弧面とによってのみ形成されてもよいし、インペラ正方向当接面と円弧面とによってのみ形成されてもよい。また、嵌合孔の円弧面を円弧以外の他の形状の面としてもよい。

　（Ｂ）上述の実施形態では、シャフト当接面は平面状に形成されるとした。しかしながら、シャフト当接面の形状はこれに限定されない。例えば、シャフト当接面を構成する一方の面と他方の面とが１８０°以外の角度で接続されてもよい。

　（Ｃ）第１、３実施形態では、インペラ逆方向当接面は、インペラ逆方向当接面とインペラ正方向当接面との交線からインペラ逆方向当接面と円弧面との交線に向かうに従って仮想平面からインペラの中心軸側とは反対の方向に離れるよう形成されるとした。しかしながら、インペラ逆方向当接面の形状はこれに限定されない。インペラ逆方向当接面が平面状に形成され、インペラ逆方向当接面に当接するシャフト当接面の他方の面が曲面状に形成され、シャフトが逆方向に回転すると、シャフトの径方向内側の部位がインペラ逆方向当接面に当接してもよい。

　（Ｄ）第１、３実施形態では、インペラ逆方向当接面は、一つの曲面から形成されるとした。しかしながら、インペラ逆方向当接面の構成はこれに限定されない。即ち、インペラ逆方向当接面は、複数の曲面から構成してもよい。

　（Ｅ）上述の実施形態では、燃料ポンプが備えるモータ部は、ブラシレスモータであるとした。しかしながら、シャフトを正方向及び逆方向の二方向に回転可能なモータであれば、ブラシレスモータでなくてもよい。

　以上、本開示はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施可能である。

Claims

　燃料を内部に吸入する吸入口（６１）、及び、燃料を外部に吐出する吐出口（４１）を有するポンプケース（２０、４０、６０）と、
　複数の巻線が巻回され、前記ポンプケース（２０、４０、６０）の内部に収容される筒状のステータ（１０）と、
　前記ステータ（１０）の径方向内側に回転可能に設けられるロータ（５０）と、
　前記ロータ（５０）と同軸に設けられ、前記ロータ（５０）と一体に回転するシャフト（５２、８２）と、
　前記シャフト（５２、８２）の一方の端部（５２２、８２２）を収容する嵌合孔（６６、７６、８１、９１）を有するインペラ（６５、７５、８０、９０）と
を備え、
　前記シャフト（５２、８２）が回転すると、前記インペラ（６５、７５、８０、９０）は、前記吸入口（６１）から吸入した燃料を加圧し前記吐出口（４１）から吐出し、
　前記インペラ（６５、７５、８０、９０）が燃料を加圧するときに前記インペラ（６５、７５、８０、９０）が回転する方向である正方向（Ｒ２）とは反対の方向である逆方向（Ｒ１）に前記シャフト（５２、８２）が回転すると、前記シャフト（５２、８２）の前記一方の端部（５２２、８２２）の径方向内側の部位（５２０、８２４、８２７）が前記インペラ（６５、７５、８０、９０）に当接する燃料ポンプ。
　前記シャフト（５２、８２）は、該シャフト（５２、８２）の前記一方の端部（５２２、８２２）に平面として形成されるシャフト逆方向当接面（５２５、８２５、８２８）を有し、
　前記シャフト逆方向当接面（５２５、８２５、８２８）には、前記シャフト（５２、８２）の前記径方向内側の部位（５２０、８２４、８２７）が設けられており、
　前記インペラ（６５、７５、８０、９０）は、前記嵌合孔（６６、７６、８１、９１）の曲面または複数の平面から構成されるインペラ逆方向当接面（６８、７８、８５、８７、９５、９７）を有し、
　前記シャフト（５２、８２）が前記逆方向（Ｒ１）に回転すると、前記シャフト逆方向当接面（５２５、８２５、８２８）に設けられた前記シャフト（５２、８２）の前記径方向内側の部位（５２０、８２４、８２７）が有する面が前記インペラ逆方向当接面（６８、７８、８５、８７、９５、９７）に当接する請求項１に記載の燃料ポンプ。
　前記シャフト（８２）の前記径方向内側の部位（８２４、８２７）は、前記シャフト（８２）が前記逆方向（Ｒ１）に回転した際に前記インペラ（８０、９０）に当接する前記シャフト（８２）の複数の径方向内側の部位（８２４、８２７）のうちの１つであり、
　前記シャフト（８２）は、該シャフト（８２）の前記一方の端部（８２２）にそれぞれ平面として形成される複数のシャフト逆方向当接面（８２５、８２８）を有し、
　前記インペラ（８０、９０）は、前記嵌合孔（８１、９１）の対応する曲面または複数の対応する平面からそれぞれ構成される複数のインペラ逆方向当接面（８５、８７、９５、９７）を有し、
　前記シャフト（８２）が前記逆方向（Ｒ１）に回転すると、前記複数のシャフト逆方向当接面（８２５、８２８）の１つに設けられた前記複数の径方向内側の部位（８２４、８２７）のうちの１つが有する面が前記複数のインペラ逆方向当接面（８５、８７、９５、９７）のうちの対応する１つと当接し、前記複数のシャフト逆方向当接面（８２５、８２８）の別の１つに設けられた前記複数の径方向内側の部位（８２４、８２７）の別の１つが有する面が前記複数のインペラ逆方向当接面（８５、８７、９５、９７）のうちの対応する１つに当接する請求項１に記載の燃料ポンプ。
　前記シャフト（５２、８２）は、該シャフト（５２、８２）の前記一方の端部（５２２、８２２）に平面として形成されるシャフト正方向当接面（５２４、８２１、８２９）を有し、
　前記インペラ（６５、７５、８０、９０）は、平面として形成され前記嵌合孔（６６、７６、８１、９１）の一部を形成するインペラ正方向当接面（６９、７９、８６、８８、９６、９８）を有し、
　前記シャフト（５２、８２）が前記正方向（Ｒ２）に回転すると、前記シャフト正方向当接面（５２４、８２１、８２９）は、前記インペラ正方向当接面（６９、７９、８６、８８、９６、９８）に当接する請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
　燃料を内部に吸入する吸入口（６１）、及び、燃料を外部に吐出する吐出口（４１）を有するポンプケース（２０、４０、６０）と、
　複数の巻線が巻回され、前記ポンプケース（２０、４０、６０）の内部に収容される筒状のステータ（１０）と、
　前記ステータ（１０）の径方向内側に回転可能に設けられるロータ（５０）と、
　前記ロータ（５０）と同軸に設けられ、前記ロータ（５０）と一体に回転するシャフト（５２、８２）と、
　前記シャフト（５２、８２）の一方の端部（５２２、８２２）を収容する嵌合孔（６６、７６、８１、９１）を有するインペラ（６５、７５、８０、９０）と
を備え、
　前記インペラ（６５、７５、８０、９０）は、前記シャフト（５２、８２）が回転すると前記吸入口（６１）から吸入した燃料を加圧し前記吐出口（４１）から吐出し、
　前記シャフト（５２、８２）は、一方の端部に平面として形成されるシャフト正方向当接面（５２４、８２１、８２９）を有し、
　前記インペラ（６５、７５、８０、９０）は、前記嵌合孔（６６、７６、８１、９１）に平面として形成されたインペラ正方向当接面（６９、７９、８６、８８、９６、９８）を有し、
　前記シャフト（５２、８２）が正方向（Ｒ２）に回転すると、前記シャフト正方向当接面（５２４、８２１、８２９）が前記インペラ正方向当接面（６９、７９、８６、８８、９６、９８）に当接する燃料ポンプ。