WO2015045294A1

WO2015045294A1 - 燃料ポンプ

Info

Publication number: WO2015045294A1
Application number: PCT/JP2014/004601
Authority: WO
Inventors: 酒井　博美; 裕二日高
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2015-04-02
Also published as: JP2015086860A; US20160238016A1; JP6135593B2

Abstract

　シャフト（５２）が嵌合するインペラ（６５）の嵌合孔（６６）は、シャフト第１平面（５２３）に当接可能なインペラ第１平面（６６１）、シャフト第２平面（５２４）に当接可能なインペラ第２平面（６６２）、シャフト第１平面（５２３）とシャフト第２平面（５２４）とを接続するインペラ第１曲面（６６３）及びインペラ第２曲面（６６４）から形成される。インペラ第１曲面（６６３）及びインペラ第２曲面（６６４）には、嵌合孔（６６）に連通する第１溝（６６５）及び第２溝（６６６）が形成されている。シャフト（５２）が一方向に回転しシャフト第１平面（５２３）とインペラ第１平面（６６１）とが当接すると作用力により第１溝（６６５）が変形し、シャフト第２平面（５２４）とインペラ第２平面（６６２）とが当接する。

Description

燃料ポンプ

関連出願の相互参照

　本願は、２０１３年９月２４日に出願された日本国特許出願第２０１３－１９６６１５号と、２０１４年５月７日に出願された日本国特許出願第２０１４－０９５８５９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。

　ポンプ室内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、断面形状がＤ字状となるよう形成されモータのシャフトが嵌合する嵌合孔、及び、インペラの重量配分を補正する重りが取り付けられる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、シャフトは、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、ステータに対するロータの位置を検出するよう回転する方向である逆方向との２つの方向に回転する。インペラの嵌合孔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嵌合孔に嵌合するシャフトの一方の端部を形成する側壁との間に隙間が形成されている。シャフトの一方の端部が正方向または逆方向に回転可能な状態から逆方向または正方向に回転可能な状態に移行すると嵌合孔の中でシャフトが回転するため、一定程度の加速力を伴って回転するシャフトの回転トルクが嵌合孔を形成する１つの当接面に作用する。このため、インペラが破損するおそれがある。

　また、インペラに作用する回転トルクの面圧を低減するため、嵌合孔の断面形状及びシャフトの一方の端部の断面形状をＩ字状とし、シャフトの一方の端部が有する２つの当接面が嵌合孔の内壁として形成されている２つの当接面に同時に当接する燃料ポンプが知られている。しかしながら、射出成形によって成形されるインペラでは、シャフトの２つの当接面それぞれに対してインペラの２つの当接面が同時に当接可能なようインペラを加工することは難しい。したがって、シャフトがインペラに当接するときシャフトの２つの当接面の片方のみインペラに当接し、インペラが破損するおそれがある。

特開平１１－０８２２０８号公報

　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。インペラは、シャフトとともに回転すると吸入口から吸入した燃料を加圧し吐出口から吐出する。シャフトは、一方の端部にインペラに当接可能な少なくとも１つのシャフト側当接面を有する。嵌合孔は、少なくとも１つのシャフト側当接面に対向し、かつ、少なくとも１つのシャフト側当接面に当接可能な少なくとも１つのインペラ側当接面を有する。インペラは、少なくとも１つのシャフト側当接面と少なくとも１つのインペラ側当接面とが当接すると変形する少なくとも１つの変形許容空間を有する。

　本開示の燃料ポンプでは、シャフト側当接面とインペラ側当接面とが当接しつつ、シャフトがインペラと一体となって回転するようシャフト及びインペラが形成されている。インペラがシャフトとともに回転するとき、嵌合孔の加工精度や嵌合孔に対するシャフトの位置によってはシャフト側当接面とインペラ側当接面とが正しくない状態で当接する場合がある。本開示の燃料ポンプが備えるインペラでは、シャフト側当接面とインペラ側当接面とが当接すると、シャフトからインペラに作用する力によって変形許容空間が変形する。変形許容空間が変形するとインペラの弾性変形可能な量が大きくなるため嵌合孔の形状が変形し、シャフト側当接面がインペラ側当接面に正しく当接する。このように、本開示の燃料ポンプでは、嵌合孔の加工精度や嵌合孔に対するシャフトの位置に影響されることなく、変形許容空間の変形によってシャフト側当接面とインペラ側当接面とを正しく当接することができる。これにより、シャフトが回転するときインペラに作用する面圧が小さくなり、インペラの破損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、第１実施形態による燃料ポンプのインペラの上面図である。図３（ａ）～（ｄ）は、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４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上面図である。図５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上面図である。図６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上面図である。図７は、本開示の第５実施形態による燃料ポンプのインペラの上面図である。

　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３（ｄ）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２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（軸線方向）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３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、六個のコア１２、六個のボビン、六個の巻線、及び、三個の接続端子を有している。ステータ１０は、これらを樹脂によりモールド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に径方向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。１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１つのコイルを形成する。１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３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。

　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「シャフト側第１当接面またはシャフト側当接面」としてのシャフト第１平面５２３、及び、平面状に形成されシャフト第１平面５２３に対して略平行に設けられる「シャフト側第２当接面またはシャフト側当接面」としてのシャフト第２平面５２４を有する。また、シャフト５２の端部５２２は、シャフト第１平面５２３の１つの辺とシャフト第２平面５２４の１つの辺とを接続し曲面状に形成されるシャフト第１曲面５２５、及び、シャフト第１平面５２３の別の１つの辺とシャフト第２平面５２４の別の１つの辺とを接続し曲面状に形成されるシャフト第２曲面５２６を有する。これにより、シャフト５２の端部５２２の回転軸ＣＡ５２に垂直な方向の断面形状は、略Ｉ字状となる。

　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、嵌合孔６６が形成されている。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に略Ｉ字状に形成されている。嵌合孔６６には、シャフト５２の端部５２２が収容される。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の詳細な形状は後述する。

　インペラ６５は、溝６３及び溝７３に対応する位置に傾斜面６４が複数形成されている。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７５に導かれる。

　中間室７５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７７、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７８、軸受収容部４４の径外方向に形成される燃料通路７９を通る。また、中間室７５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７６を通る。燃料通路７６、７７、７８、７９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の形状に特徴がある。ここでは、図２～図３（ｄ）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（ａ）～（ｄ）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。なお、図３（ｂ）～（ｄ）では、説明の便宜上、嵌合孔６６の形状を実際の形状より誇張して示してある。

　インペラ６５が有する嵌合孔６６は、「インペラ側第１当接面またはインペラ側当接面」としてのインペラ第１平面６６１、「インペラ側第２当接面またはインペラ側当接面」としてのインペラ第２平面６６２、「嵌合孔第１形成面または嵌合孔形成面」としてのインペラ第１曲面６６３、「嵌合孔第２形成面または嵌合孔形成面」としてのインペラ第２曲面６６４から形成される。

　インペラ第１平面６６１は、嵌合孔６６の中心軸ＣＡ６６の方向（軸線方向）に延びるよう形成される平面である。なお、中心軸ＣＡ６６は、インペラ６５の中心軸でもある。インペラ第１平面６６１は、シャフト第１平面５２３に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第１平面５２３に当接可能である。

　インペラ第２平面６６２は、中心軸ＣＡ６６の方向に延びるよう形成される平面である。インペラ第２平面６６２は、インペラ第１平面６６１に略平行に設けられる。インペラ第２平面６６２は、シャフト第２平面５２４に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第２平面５２４に当接可能である。

　インペラ第１曲面６６３は、インペラ第１平面６６１の中心軸ＣＡ６６に平行な１つの辺とインペラ第２平面６６２の中心軸ＣＡ６６に平行な１つの辺とを接続する。インペラ第１曲面６６３は、断面形状が中心軸ＣＡ６６上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第１曲面６６３には、略中央（周方向中央）に「変形許容空間」としての第１溝６６５が形成される。

　インペラ第２曲面６６４は、インペラ第１平面６６１の中心軸ＣＡ６６に平行な別の１つの辺とインペラ第２平面６６２の中心軸ＣＡ６６に平行な別の１つの辺とを接続する。インペラ第２曲面６６４は、断面形状が中心軸ＣＡ６６上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第２曲面６６４には、略中央（周方向中央）に「変形許容空間」としての第２溝６６６が形成される。

　第１溝６６５は、インペラ第１曲面６６３から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第１溝６６５は、嵌合孔６６と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６６の方向にインペラ６５を貫通している。

　第２溝６６６は、インペラ第２曲面６６４から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第２溝６６６は、嵌合孔６６と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６６の方向にインペラ６５を貫通している。

　第１溝６６５と第２溝６６６とは、中心軸ＣＡ６６から視て互いに逆方向にそれぞれ延び、径方向の長さが同じになるよう形成されている。

　ここで、第１実施形態による燃料ポンプ１の作用及び効果について図３（ａ）～（ｄ）に基づいて説明する。

　第１実施形態による燃料ポンプ１では、図３（ａ）に示すように、シャフト５２に形成されるシャフト第１平面５２３と嵌合孔６６を形成するインペラ第１平面６６１とが平行となるとき、シャフト５２に形成されるシャフト第２平面５２４と嵌合孔６６を形成するインペラ第２平面６６２との位置関係が平行となるのが望ましい。しかしながら、射出成形による樹脂から形成されるインペラ６５では、これらの関係を満たすよう成形することが難しいため、例えば、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１とが平行であるとき、シャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とが平行でない位置関係となる場合がある。

　例えば、図３（ｂ）に示すように、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１とは平行となっているが、シャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とが平行の位置関係になく、インペラ第２平面６６２とインペラ第２曲面６６４との交線６６７が嵌合孔６６の中心軸ＣＡ６６上の点から離れた位置にあるように嵌合孔６６が形成される場合がある。

　図３（ｂ）に示したような嵌合孔６６の形状の場合、図３（ｃ）に示すように、シャフト５２が実線矢印で示す方向Ｒ１の方向にシャフト５２が回転すると、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１とは当接する一方、シャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とは離間する。シャフト５２とインペラ６５とはこの状態でさらに方向Ｒ１に回転する。このとき、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１との間にシャフト第１平面５２３からインペラ第１平面に向かう方向に作用力Ｆ１が作用する。この作用力Ｆ１によりインペラ６５は、図３（ｄ）に示すように、第１溝６６５が拡がるよう変形する。第１溝６６５の変形によって、嵌合孔６６の形状が変化し離間していたシャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とが当接する。なお、図３（ｄ）には、第１溝６６５が変形する前における嵌合孔６６及び第１溝６６５の形状を点線で示してある。

　ここでは、第１溝６６５が広がることによってシャフト５２の２つの平面がインペラ６５の２つの平面に当接することを説明したが、第２溝６６６についても同様である。

　以下、第１実施形態の効果を説明する。

　（ａ）第１実施形態による燃料ポンプ１では、シャフト５２が嵌合孔６６の中で回転しシャフト５２が嵌合孔６６を形成するインペラ第１平面６６１またはインペラ第２平面６６２のいずれか一方に当接するとき、第１溝６６５または第２溝６６６が変形し嵌合孔６６の形状が変化する。嵌合孔６６の形状が変化すると、シャフト５２が当接していないインペラ第２平面６６２またはインペラ第１平面６６１にシャフト５２のシャフト第２平面５２４またはシャフト第１平面５２３が当接し、シャフト５２は２つの平面が嵌合孔６６の内壁に当接する。これにより、シャフト５２の回転トルクは、インペラ第１平面６６１及びインペラ第２平面６６２の両方に作用し、インペラ６５に作用する回転トルクの面圧が小さくなる。したがって、インペラ６５に作用する面圧が比較的小さくなり、シャフト５２の回転トルクによるインペラ６５の破損を効果的に抑制できる。

　（ｂ）また、第１実施形態による燃料ポンプ１では、インペラ６５が射出成形により成形されるとき、シャフト第１平面５２３に対するインペラ第１平面６６１の平行度、及び、シャフト第２平面５２４に対するインペラ第２平面６６２の平行度を厳密に管理する必要がなくなる。これにより、燃料ポンプ１の製造工数を低減しつつ、シャフト５２の２つの平面が嵌合孔６６を形成する２つの平面に当接することができる。したがって、燃料ポンプ１の製造コストを低減することができる。

　（ｃ）また、第１溝６６５及び第２溝６６６は、対向するインペラ第１曲面６６３及びインペラ第２曲面６６４の中央に形成されている。また、第１溝６６５と第２溝６６６とは、中心軸ＣＡ６６から見て反対方向に同じ長さ延びるよう形成されている。これにより、シャフト５２の回転トルクがインペラ第１平面６６１またはインペラ第２平面６６２に作用したとき、インペラ６５は同じような形状に変形するため、インペラ６５の特定の部位に応力が集中することを抑制できる。したがって、シャフト５２の回転トルクによるインペラ６５の破損を抑制できる。

　（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４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６７の上面図を図４に示す。インペラ６７の略中央には、嵌合孔６８が形成されている。嵌合孔６６には、シャフト５２の端部５２２が収容される。

　嵌合孔６８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に略Ｉ字状に形成されている。嵌合孔６８は、「インペラ側第１当接面またはインペラ側当接面」としてのインペラ第１平面６８１、「インペラ側第２当接面またはインペラ側当接面」としてのインペラ第２平面６８２、「嵌合孔第１形成面または嵌合孔形成面」としてのインペラ第１曲面６８３、「嵌合孔第２形成面または嵌合孔形成面」としてのインペラ第２曲面６８４から形成される。

　インペラ第１平面６８１は、嵌合孔６８の中心軸ＣＡ６７の方向に延びるよう形成される平面である。インペラ第１平面６８１は、シャフト第１平面５２３に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第１平面５２３に当接可能である。

　インペラ第２平面６８２は、中心軸ＣＡ６７の方向に延びるよう形成される平面である。インペラ第２平面６８２は、インペラ第１平面６８１に略平行に設けられる。インペラ第２平面６８２は、シャフト第２平面５２４に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第２平面５２４に当接可能である。

　インペラ第１曲面６８３は、インペラ第１平面６８１の中心軸ＣＡ６７に平行な１つの辺とインペラ第２平面６８２の中心軸ＣＡ６７に平行な１つの辺とを接続する。インペラ第１曲面６８３は、断面形状が中心軸ＣＡ６７上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第１曲面６８３には、略中央（周方向中央）に「変形許容空間」としての第１溝６８５が形成される。

　インペラ第２曲面６８４は、インペラ第１平面６８１の中心軸ＣＡ６７に平行な別の１つの辺とインペラ第２平面６８２の中心軸ＣＡ６７に平行な別の１つの辺とを接続する。インペラ第２曲面６８４は、断面形状が中心軸ＣＡ６７上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第２曲面６８４には、略中央（周方向中央）に「変形許容空間」としての第２溝６８６が形成される。

　第１溝６８５は、インペラ第１曲面６８３から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第１溝６８５は、嵌合孔６８と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６７の方向にインペラ６７を貫通している。第２溝６８６は、インペラ第２曲面６８４から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第２溝６８６は、嵌合孔６８と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６７の方向にインペラ６７を貫通している。

　第１溝６８５と第２溝６８６とは、中心軸ＣＡ６７から視て互いに反対方向に延び、径方向の長さが同じになるよう形成されている。このとき、中心軸ＣＡ６７上に中心を有しインペラ６７の複数の傾斜面６４の径方向内側の部位を周方向に結ぶ仮想円を仮想円ＶＬ６４とし、中心軸ＣＡ６７上に中心を有しインペラ第１曲面６８３及びインペラ第２曲面６８４上を通る仮想円を仮想円ＶＬ６８とすると、第１溝６８５の径方向外側の壁面６８７及び第２溝６８６の径方向外側の壁面６８８は、図４に示すように、仮想円ＶＬ６４及び仮想円ＶＬ６８から径方向に等距離（図４の距離Ｄ２）の位置にある中間仮想円ＶＬ６７より径内方向に形成される。

　第２実施形態による燃料ポンプでは、第１溝６８５及び第２溝６８６は、中間仮想円ＶＬ６７より径内方向に形成されている。これにより、インペラ６７は、シャフト５２からの作用によって適度に変形することができる。したがって、第２実施形態による燃料ポンプは、第１実施形態と同じ効果を奏するとともに第１実施形態に比べ変形許容量が大きくなり、シャフト５２の回転トルクによるインペラ６７の破損をさらに効果的に抑制できる。

　（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５に基づいて説明する。第３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３実施形態による燃料ポンプでは、インペラ８５は、複数の傾斜面８４、嵌合孔８６、及び、「変形許容空間」としての複数の貫通孔８７を有している。

　傾斜面８４は、第１実施形態の傾斜面６４と同様に、溝６３及び溝７３に対応する位置に複数形成される。

　嵌合孔８６は、第１実施形態の嵌合孔６６と同様に、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に略Ｉ字状に形成されている。嵌合孔８６は、シャフト第１平面５２３に当接可能な「インペラ側第１当接面またはインペラ側当接面」としてのインペラ第１平面８６１、シャフト第２平面５２４に当接可能な「インペラ側第２当接面またはインペラ側当接面」としてのインペラ第２平面８６２から形成されている。

　貫通孔８７は、中心軸ＣＡ８５の方向に延びるよう形成され、中心軸ＣＡ８５の方向にインペラ８５を貫通する。第２実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔８７は、六個設けられ、嵌合孔８６の径外方向に嵌合孔８６の中心軸ＣＡ８５上の点を中心とする円周上に等間隔に位置している。また、複数の貫通孔８７のそれぞれは、中心軸ＣＡ８５上の点を対称点として別の１つの貫通孔８７に対して点対称となるよう設けられている。

　第３実施形態による燃料ポンプでは、シャフト５２がインペラ８５の嵌合孔８６の中で回転するとき、シャフト５２のシャフト第１平面５２３及びシャフト第２平面５２４のうちの１つの平面のみが嵌合孔８６を形成する内壁に当接する場合がある。この場合、貫通孔８７の変形によって嵌合孔８６の形状が変化し、シャフト５２のシャフト第１平面５２３及びシャフト第２平面５２４のうち当接していなかった平面が嵌合孔８６を形成する内壁に当接する。これにより、第３実施形態による燃料ポンプは、第１実施形態の効果（ａ）、（ｂ）と同じ効果を奏する。

　また、複数の貫通孔８７は、中心軸ＣＡ８５上の点を中心とする円周上に等間隔に位置し、複数の貫通孔８７のそれぞれは、中心軸ＣＡ８５上の点を対称点として別の１つの貫通孔８７に対して点対称となるよう設けられている。これにより、シャフト５２の回転トルクがインペラ第１平面８６１またはインペラ第２平面８６２に作用したとき、インペラ８５は同じような形状に変形するため、インペラ８５の特定の部位に力が作用することを抑制できる。したがって、シャフト５２の回転トルクによるインペラ８５の破損を抑制できる。

　（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６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８８の上面図を図６に示す。インペラ８８は、複数の傾斜面８４、嵌合孔８６、及び、「変形許容空間」としての複数の貫通孔８９を有している。

　貫通孔８９は、中心軸ＣＡ８８の方向に延びるよう形成され、中心軸ＣＡ８８の方向にインペラ８８を貫通する。第４実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔８９は、六個設けられ、嵌合孔８６の径外方向に嵌合孔８６の中心軸ＣＡ８８上の点を中心とする円周上に等間隔に位置している。

　また、中心軸ＣＡ８８上に中心を有しインペラ８８の径方向外側に形成されている複数の傾斜面８４の径方向内側の部位を周方向に結ぶ仮想円を仮想円ＶＬ８４とし、中心軸ＣＡ８８上に中心を有し嵌合孔８６の「嵌合孔形成面」としてのインペラ第１曲面８６３及び「嵌合孔形成面」としてのインペラ第２曲面８６４上を通る仮想円を仮想円ＶＬ８６とすると、貫通孔８９は、図６に示すように、仮想円ＶＬ８４及び仮想円ＶＬ８６から径方向に等距離（図６の距離Ｄ４）の位置にある中間仮想円ＶＬ８８より径内方向に形成される。

　第４実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔８９は、中間仮想円ＶＬ８８より径内方向に形成されている。これにより、インペラ８８は、シャフト５２からの作用によって適度に変形することができる。したがって、第４実施形態による燃料ポンプは、第３実施形態と同じ効果を奏するとともに第３実施形態に比べ変形許容量が大きくなり、シャフト５２の回転トルクによるインペラ８８の破損をさらに効果的に抑制できる。

　（第５実施形態）
　次に、本開示の第５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５実施形態は、シャフトの端部の形状及び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５実施形態による燃料ポンプが備えるインペラ９５の上面図を図７に示す。インペラ９５は、複数の傾斜面９４、嵌合孔９６、及び、「変形許容空間」としての複数の貫通孔９９１～９９５を有している。

　傾斜面９４は、ポンプカバー６０に形成されている溝６３及びポンプケーシング７０に形成されている溝７３に対応する位置に複数形成されている。

　嵌合孔９６は、その断面形状がシャフト９２の一方の端部９２２の断面形状に合うように略Ｄ字状に形成されている。嵌合孔９６は、シャフト９２の一方の端部９２２に設けられた「シャフト側第３当接面またはシャフト側当接面」としてのシャフト第３平面９２３に当接可能な「インペラ側第３当接面またはインペラ側当接面」としてのインペラ第３平面９６１、シャフト第３平面９２３の中心軸ＣＡ９５に略平行な両端を断面形状が略円弧状の曲面で接続する「シャフト第３曲面またはシャフト曲面」としてのシャフト第３曲面９２５に沿うよう形成される「嵌合孔形成面」としてのインペラ曲面９６３から形成される。

　貫通孔９９１～９９５は、中心軸ＣＡ９５の方向に延びるよう形成され、中心軸ＣＡ９５の方向にインペラ８５を貫通する。第５実施形態による燃料ポンプでは、インペラ９５は五個の貫通孔９９１～９９５を有する。貫通孔９９１～９９５は、嵌合孔９６の径外方向に嵌合孔９６の中心軸ＣＡ９５上の点を中心とする円周上に等間隔に位置している。また、インペラ９５が有する貫通孔９９１～９９５のうち、２つの貫通孔９９２、９９５は、インペラ第３平面９６１とインペラ曲面９６３とが接続する部位９６２、９６４の近傍に設けられる。

　また、中心軸ＣＡ９５上に中心を有し複数の傾斜面９４の径方向内側の部位を周方向に結ぶ仮想円を仮想円ＶＬ９４とし、中心軸ＣＡ９５上に中心を有しインペラ曲面９６３上を通る仮想円を仮想円ＶＬ９６とすると、貫通孔９９１～９９５は、図７に示すように、仮想円ＶＬ９４及び仮想円ＶＬ９６から径方向に等距離（図７の距離Ｄ５）の位置にある中間仮想円ＶＬ９８より径内方向に形成される。

　第５実施形態による燃料ポンプでは、インペラ９５は断面形状がＤ字状のシャフト９２の端部９２２に対して嵌合孔９６の断面形状がＤ字状に形成されている。このとき、インペラ９５が有する貫通孔９９１～９９５は、嵌合孔９６の形状に合わせて奇数個の五個形成されている。これにより、シャフトの端部が嵌合する嵌合孔の形状が両側で当接するＩ字状と異なり一辺でのみ当接するＤ字状であっても、シャフト第３平面９２３がインペラ第３平面９６１に当接するようインペラ９５が変形することができる。したがって、第５実施形態は、第３実施形態と同じ効果を奏する。

　また、第５実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔９９１～９９５は、中間仮想円ＶＬ９８より径内方向に形成されている。これにより、インペラ９５は、シャフト５２からの作用によって適度に変形することができる。したがって、第５実施形態による燃料ポンプは、シャフト９２の回転トルクによるインペラ９５の破損をさらに効果的に抑制できる。

　また、インペラ９５には、嵌合孔９６の形状に合わせて貫通孔９９１～９９５は五個形成されている。これにより、インペラ９５の全体の重量バランスが均等に保たれ、インペラ９５の回転時に振動などの不具合が発生することを抑制できる。

　　（他の実施形態）
　（Ａ）第１、２実施形態では、「変形許容空間」として第１溝及び第２溝が設けられるとした。また、第３～５実施形態では、「変形許容空間」としての複数の貫通孔が設けられるとした。しかしながら、「変形許容空間」の形状はこれに限定されない。インペラに設けられ、シャフトとインペラとが当接するときインペラの弾性変形可能な量を大きくするよう変形する空間であればよい。

　（Ｂ）上述の実施形態では、「シャフト側第１当接面」としてのシャフト第１平面、「シャフト側第２当接面」としてのシャフト第２平面、「インペラ側第１当接面」としてのインペラ第１平面、「インペラ側第２当接面」としてのインペラ第２平面は、平面状に形成されるとした。しかしながら、これらの面は平面状に形成されていなくてもよい。曲面状であってもよく、「シャフト側第１当接面」と「インペラ側第１当接面」とが当接可能であり、「シャフト側第２当接面」と「インペラ側第２当接面」とが当接可能なよう形成されればよい。

　（Ｃ）上述の実施形態では、「シャフト側第１当接面」としてのシャフト第１平面と「シャフト側第２当接面」としてのシャフト第２平面とは、略平行に形成されるとした。しかしながら、第１平面と第２平面とは平行でなくてもよい。

　（Ｄ）第１、２実施形態では、「変形許容空間」は複数形成されるとした。しかしながら、「変形許容空間」は１つであってもよい。

　（Ｅ）第１、２実施形態では、第１溝及び第２溝は、インペラ第１曲面及びインペラ第２曲面の中央に形成されるとした。しかしながら、第１溝及び第２溝が形成される場所はこれに限定されない。

　（Ｆ）第１、２実施形態では、第１溝と第２溝とは、径方向の長さが同じであり、互いに反対方向に延びるよう形成されるとした。しかしながら、第１溝と第２溝との関係はこれに限定されない。

　（Ｇ）第３～５実施形態では、複数の貫通孔は、インペラの中心軸上の点を中心とする円周上に等間隔で設けられ、互いに点対称に配置するとした。しかしながら、複数の貫通孔が配置される場所はこれに限定されない。

　（Ｈ）第３、４実施形態では、インペラの貫通孔は六個形成されるとした。また、第５実施形態では、インペラの貫通孔は五個形成されるとした。このように、インペラが有する嵌合孔の形状がＩ字状の場合、貫通孔は偶数個形成されることが望ましい。また、インペラが有する嵌合孔の形状がＤ字状の場合、貫通孔は奇数個形成されることが望ましい。しかしながら、貫通孔が形成される数はこれに限定されない。

　（Ｉ）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するモータであれば、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、９２）と、
　前記シャフト（５２、９２）の一方の端部（５２２、９２２）を収容する嵌合孔（６６、６８、８６、９６）を有するインペラ（６５、６７、８５、８８、９５）と
を備え、
　前記インペラ（６５、６７、８５、８８、９５）は、前記シャフト（５２、９２）とともに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、９２）は、前記一方の端部（５２２、９２２）に前記インペラ（６５、６７、８５、８８、９５）に当接可能な少なくとも１つのシャフト側当接面（５２３、５２４、９２３）を有し、
　前記嵌合孔（６６、６８、８６、９６）は、前記少なくとも１つのシャフト側当接面（５２３、５２４、９２３）に対向し、かつ、前記少なくとも１つのシャフト側当接面（５２３、５２４、９２３）に当接可能な少なくとも１つのインペラ側当接面（６６１、６６２、６８１、６８２、８６１、８６２、９６１）を有し、
　前記インペラ（６５、６７、８５、８８、９５）は、前記少なくとも１つのシャフト側当接面（５２３、５２４、９２３）と前記少なくとも１つのインペラ側当接面（６６１、６６２、６８１、６８２、８６１、８６２、９６１）とが当接すると変形する少なくとも１つの変形許容空間（６６５、６６６、６８５、６８６、８７、８９、９９１～９９５）を有する燃料ポンプ。
　前記少なくとも１つのシャフト側当接面（５２３、５２４）は、前記インペラ（６５、６７、８５、８８）に当接可能なシャフト側第１当接面、及び、前記インペラ（６５、６７、８５、８８）に当接可能であって前記シャフト側第１当接面と異なる位置に設けられたシャフト側第２当接面を含み、
　前記少なくとも１つのインペラ側当接面（６６１、６６２、６８１、６８２、８６１、８６２）は、前記シャフト側第１当接面に対向し、かつ、前記シャフト側第１当接面に当接可能なインペラ側第１当接面、及び、前記シャフト側第２当接面に対向し、かつ、前記シャフト側第２当接面に当接可能なインペラ側第２当接面を含み、
　前記少なくとも１つの変形許容空間（６６５、６６６、６８５、６８６、８７、８９）は、前記シャフト側第１当接面と前記インペラ側第１当接面、または、前記シャフト側第２当接面と前記インペラ側第２当接面とが当接すると変形する請求項１に記載の燃料ポンプ。
　前記少なくとも１つの変形許容空間（６６５、６６６、６８５、６８６）は、前記嵌合孔（６６、６８）に連通する少なくとも１つの溝である請求項２に記載の燃料ポンプ。
　前記嵌合孔（６６、６８）は、前記インペラ側第１当接面の１つの辺と前記インペラ側第２当接面の１つの辺とを接続する嵌合孔第１形成面、及び、前記インペラ側第１当接面の別の１つ辺と前記インペラ側第２当接面の別の１つの辺とを接続する嵌合孔第２形成面を有し、
　前記少なくとも１つの溝は、前記嵌合孔第１形成面に形成された第１溝と、前記嵌合孔第２形成面に形成された第２溝とを含む請求項３に記載の燃料ポンプ。
　前記第１溝及び第２溝は、前記インペラ（６５、６７）の中心軸（ＣＡ６６、ＣＡ６７）から視て互いに逆方向にそれぞれ延びている請求項４に記載の燃料ポンプ。
　前記第１溝の径方向の長さと前記第２溝の径方向の長さとは同じである請求項５に記載の燃料ポンプ。
　前記第１溝は、前記嵌合孔第１形成面の中央に形成され、前記第２溝は、前記嵌合孔第２形成面の中央に形成される請求項５または６に記載の燃料ポンプ。
　前記少なくとも１つの変形許容空間（８７、８９、９９１～９９５）は、前記嵌合孔（８６、９６）の径外方向に形成され前記インペラ（８５、８８、９５）の中心軸（ＣＡ８５、ＣＡ８８、ＣＡ９５）の軸線方向に前記インペラ（８５、８８、９５）を貫通する少なくとも１つの貫通孔である請求項１に記載の燃料ポンプ。
　前記少なくとも１つのシャフト側当接面（５２３、５２４）は、前記インペラ（８５、８８）に当接可能なシャフト側第１当接面、及び、前記インペラ（８５、８８）に当接可能であって前記シャフト側第１当接面と異なる位置に形成されたシャフト側第２当接面を含み、
　前記少なくとも１つのインペラ側当接面（８６１、８６２）は、前記シャフト側第１当接面に対向し、かつ、前記シャフト側第１当接面に当接可能なインペラ側第１当接面、及び、前記シャフト側第２当接面に対向し、かつ、前記シャフト側第２当接面に当接可能なインペラ側第２当接面を含み、
　前記少なくとも１つの貫通孔は、複数の貫通孔を含み、前記複数の貫通孔の総数は偶数であり、
　前記複数の貫通孔は、前記シャフト側第１当接面と前記インペラ側第１当接面、または、前記シャフト側第２当接面と前記インペラ側第２当接面とが当接すると変形し、
　前記複数の貫通孔のそれぞれは、前記複数の貫通孔の別の１つに対し前記インペラ（８５、８８）の前記中心軸（ＣＡ８５、ＣＡ８８）上の点を対称点とする点対称の位置に形成される請求項８に記載の燃料ポンプ。
　前記少なくとも１つのシャフト側当接面（９２３）は、前記シャフト（９２）の単一のシャフト側当接面であり、
　前記少なくとも１つのインペラ側当接面（９６１）は、前記インペラ（９５）の単一のインペラ側当接面であり、
　前記少なくとも１つの貫通孔は、複数の貫通孔を含み、前記複数の貫通孔の総数は奇数であり、
　前記複数の貫通孔は、前記単一のシャフト側当接面と前記単一のインペラ側当接面とが当接すると変形することを特徴とする請求項８に記載の燃料ポンプ。
　前記複数の貫通孔は、前記インペラ（８５、８８）の前記中心軸（ＣＡ８５、ＣＡ８８）を中心とする仮想同心円上に等間隔で設けられている請求項８から１０のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
　前記インペラ（６７、８８、９５）は、
　　前記インペラ（６７、８８、９５）の径方向外側の端部に設けられ前記インペラ（６７、８８、９５）の回転を利用して燃料を加圧し吐出する複数の傾斜面（６４、８４、９４）と、
　　断面形状が前記嵌合孔（６８、８６、９６）の中心軸上（ＣＡ６７、ＣＡ８８、ＣＡ９５）に中心を有する円弧状となるよう形成され前記少なくとも１つのインペラ側当接面（６８１、６８２、８６１、８６２、９６１）の対応する２つの端を接続する少なくとも１つの嵌合孔形成面（６８３、６８４、８６３、８６４、９６３）を有し、
　前記少なくとも１つの変形許容空間（６８５、６８６、８９、９９１～９９５）は、前記嵌合孔（６８、８６、９６）の中心軸（ＣＡ６７、ＣＡ８８、ＣＡ９５）上に中心を有し前記複数の傾斜面（６４、８４、９４）の径方向内側の部位を周方向に結ぶ仮想円（ＶＬ６４、ＶＬ８４、ＶＬ９４）及び前記嵌合孔（６８、８６、９６）の前記中心軸（ＣＡ６７、ＣＡ８８、ＣＡ９５）上に中心を有し前記少なくとも１つの嵌合孔形成面（６８３、６８４、８６３、８６４、９６３）の径方向外側の部位を周方向に結ぶ仮想円（ＶＬ６８、ＶＬ８６、ＶＬ９６）から径方向に等距離の位置にある中間仮想円（ＶＬ６７、ＶＬ８８、ＶＬ９８）より径内方向に位置する請求項１から１１のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。