JP2010169033A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ流路内部での逆流領域の発生を効果的に防止し，さらに旋回流の形成を促進して燃料の流量および流速を高め，ポンプ効率を高める燃料ポンプを提供する。
【解決手段】外周縁にシール部を有しかつその内周に羽根板３２を有する円板状の回転部材と，前記回転部材を回転可能に収容し，前記羽根板に沿って円弧状に形成され燃料入口５１および燃料出口４１が設けられているポンプ流路１１を形成するポンプ溝４２を有する流路部材４０，５０とを備え，前記回転部材が回転することにより，前記燃料入口５１から吸入した燃料を前記ポンプ流路１１を経て前記燃料出口４１から排出する燃料ポンプにおいて，前記燃料入口５１と前記燃料出口４１との間の前記ポンプ流路１１の内部に設置され，前記ポンプ流路１１に発生する旋回流の中心に断面中心をほぼ一致させたＣ字形状のコアリング６０を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は，燃料タンクから吸い上げた燃料を吐出する燃料ポンプに関する。

従来，円板状に形成され外周縁に羽根板を有する回転部材としてのインペラが回転することにより，ポンプ流路に流体の旋回流を生成する燃料ポンプにおいて，旋回流の中心部分に発生する淀みを防止するため，例えば特許文献１に開示されているように旋回流のほぼ中心に位置する案内部を備え，淀みの発生を防止し，ポンプ流路における燃料の流量および流速を高めて，ポンプ効率を高めている。

特開平７−１３３７８６号公報

前記のような燃料ポンプにおいては，旋回流の中心部分の淀み領域は周囲に比べて低圧になるため，ポンプ流路内部の流れ方向に対して，逆流領域となる。インペラ羽根板間に旋回流の中心部分がある場合，逆流領域は羽根板ごとに分断されるため，逆流の影響は少ない。
むしろ，旋回流の中心がインペラ外部にあるときの方が，逆流領域の影響が大きくなり，ポンプ効率が低下する。前記の従来技術では旋回流の案内部がインペラの羽根板間に設置されているため，旋回流の中心がインペラ外部にあるときには淀みを防止することができず，逆流防止の効果もないという問題がある。

本発明は，前記のような点に鑑み，ポンプ流路内部での逆流領域の発生を効果的に防止し，さらに旋回流の形成を促進して燃料の流量および流速を高め，ポンプ効率を高める燃料ポンプを提供することを目的とするものである。

本発明は，外周縁にシール部を有しかつその内周に羽根板を有する円板状の回転部材と，前記回転部材を回転可能に収容し，前記羽根板に沿って円弧状に形成され燃料入口および燃料出口が設けられているポンプ流路を形成するポンプ溝を有する流路部材とを備え，前記回転部材が回転することにより，前記燃料入口から吸入した燃料を前記ポンプ流路を経て前記燃料出口から排出する燃料ポンプにおいて，前記燃料入口と前記燃料出口との間の前記ポンプ流路の内部に設置され，前記ポンプ流路に発生する旋回流の中心に断面中心をほぼ一致させたＣ字形状のコアリングを備えている。

本発明による燃料ポンプによれば，コアリングは，ポンプ流路にあって旋回流の中心に発生する淀みによる逆流領域の発生を防止し，旋回流の形成を促進することができる。したがって，ポンプ流路における燃料の流速および流量が増大し，ポンプ効率を高めることができる。また，コアリングがポンプ流路内の燃料入口から燃料出口までの間に形成されているため，ポンプ流路が形成されていない部分はシール部とすることができる。したがって，シール部は周方向へ連続し，シール性を確保することができる。

本発明の一実施例による燃料ポンプを示す模式的な断面図である。 本発明の一実施例による燃料ポンプのポンプ流路を示す模式図で，インペラ外周部周辺の拡大図（図１の囲みII）である。 図１のIII−III線で切断した断面図である。 図１のIV−IV線で切断した断面図である。 本発明の一実施例による燃料ポンプのインペラを示す平面図である。 本発明の一実施例による燃料ポンプのコアリングを示す斜視図である。 コアリングの別な実施例を示す斜視図である。

実施例
以下，本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１において，燃料ポンプ１は，例えば電子式燃料噴射システムの燃料供給システムにおいて車両などの燃料タンクに収容されており，燃料タンクから吸入した燃料をエンジン側へ供給するものである。

燃料ポンプ１は，ポンプ部１０とこのポンプ部１０を駆動するモータ部２０とから構成されている。モータ部２０はブラシ付きの直流モータであり，円筒状のハウジング２１内に永久磁石を環状に配置し，この永久磁石の内周側に電機子２２を配置した構成となっている。

電機子２２はモータ部２０内に回転可能に収容され，コイルがコア２３の外周に巻回されている。整流子２４は円板状に形成されており，電機子２２の上部に配設されている。図示しない電源から，コネクタ２５に埋設されたターミナル２６，図示しないブラシおよび整流子２４を介してコイルに電力が供給される。供給された電力により電機子２２が回転すると，電機子２２の回転シャフト２７ともに回転部材としてのインペラ３０が回転する。

ポンプ部１０は，インペラ３０，ケーシング本体４０およびケーシングカバー５０により構成されている。図２にインペラ外周部周辺の拡大図（図１の囲みII），図３にインペ
ラ３０と摺動するケーシングカバー５０の摺動面（図１の断面III−III），図４にケーシング本体４０の摺動面（図１の断面IV−IV），図５にインペラ３０を示す。インペラ３０は，略円板形状で外周縁にシール部となる外輪８０を持ち，その内周側に羽根板３２を持つ，いわゆるサイドチャンネルタイプである。ケーシング本体４０およびケーシングカバー５０により一つの流路部材が構成され，その内部にインペラ３０が回転可能に収容されている。

電機子２２の回転にともないインペラ３０が回転すると，ケーシングカバー５０に形成されている燃料入口５１からポンプ流路１１に燃料が吸入され，この燃料がインペラ３０の各羽根板３２から運動エネルギーを受けて，ポンプ流路１１から図４に示すケーシング本体４０に形成されている燃料出口４１を通り燃料室１２に排出される。燃料室１２に排出された燃料は，電機子２２の周囲を通過し吐出口２８から燃料ポンプ１の外側に排出される。吐出口２８には逆止弁２９が収容されており，この逆止弁２９が吐出口２８から吐出された燃料の逆流を防止している。

図１に示すように，ケーシング本体４０およびケーシングカバー５０は，例えばアルミダイカスト成形により形成されている。ケーシング本体４０は，ハウジング２１の一方の端部に圧入固定されており，その中心に軸受１３が嵌着されている。ケーシングカバー５０は，ケーシング本体４０に被せられた状態でハウジング２１の一端にかしめなどにより固定されている。ケーシングカバー５０の中心にはスラスト軸受１４が圧入固定されている。電機子２２の回転シャフト２７の一方の端部は，軸受１３により回転可能に径方向に支持されているとともに，スラスト軸受１４によりスラスト方向の荷重を支持されている。回転シャフト２７の他方の端部は軸受１５により回転可能に径方向に支持されている。

ケーシングカバー５０には，図３に示すように，ポンプ流路１１を形成するポンプ溝５２がインペラ３０の羽根板３２に沿って円弧状に形成されている。また，ケーシング本体４０にも，図４に示すようにポンプ流路１１を形成するポンプ溝４２がインペラ３０の羽根板３２に沿って円弧状に形成されている。ケーシングカバー５０には，燃料入口５１が形成され，インペラ３０が回転することにより図示しない燃料タンク内の燃料が燃料入口５１からポンプ流路１１に吸入される。ポンプ流路１１に吸入された燃料はインペラ３０の回転により加圧され，インペラ３０の羽根板３２と隣接する他の羽根板３２の間に形成された連通路８１を通過して，ケーシング本体４０に形成されたポンプ流路１１を通り，さらにインペラ３０の回転により加圧され，燃料出口４１からモータ部２０の燃料室１２へ排出される。

図２，図３および図４に示すように，ポンプ流路１１の内部にはコアリング６０が設置されている。コアリング６０は，ケーシングカバー５０のポンプ溝５２とケーシング本体４０のポンプ溝４２のそれぞれにおいて，ポンプ流路１１のほぼ中心に設置されており，周方向の一部が開放されたＣ字形状に形成されている。また，コアリング６０は，ポンプ流路１１の燃料入口５１から燃料出口４１の間に設置されている。図６に示すように，コアリング６０は円形断面でＣ字形状に形成されており，その両端は前記ポンプ溝４２および５２へ圧入固定される固定軸部８２を持つ。固定軸部８２は，インペラ３０の回転軸方向に緩やかなＲ形状で折り曲げられている。

羽根板３２によりインペラ３０の回転方向へのエネルギーが加えられた燃料は，回転方向へ流れるだけでなく，図２に矢印で示すように，ポンプ流路１１のほぼ中心に設置されているコアリング６０を中心にして回転し，ポンプ溝４２，５２に沿って旋回する旋回流を形成する。コアリング６０は，燃料の旋回流を案内することにより，その形成を促進する。また，ポンプ流路１１の断面中央部付近は旋回流の中心付近になり，流速が小さいため淀みが発生し，ポンプ流路１１の流れ方向に対して逆流領域が発生しやすい。そこで，この逆流領域にコアリング６０を設置することにより，逆流の発生を低減している。

ポンプケーシング５０には，燃料入口５１とポンプ流路１１の終端部７９との間にシール部５０ａが形成されている。ケーシング本体４０にも同様に，ポンプ流路開始部８５と燃料出口４１との間にシール部４４ａが形成されている。コアリング６０はシール部５０aおよび４４ａが形成されていない区間に形成されているため，インペラ３０とシール部５０aおよび４４ａとのラジアルクリアランスを高精度に確保することに悪影響を与えることがなく，シール性の悪化を防止することができる。

コアリング６０は，固定軸部８２をポンプ溝４２および５２に圧入固定することにより設置されている。ポンプ溝４２および５２は固定軸部８２を圧入固定するための穴８４を備える。コアリング６０を圧入固定することにより，コアリング６０とインペラ３０の表面との間に微小なクリアランスが容易かつ高精度に確保される。また， 図７に示すように，コアリング６０のＣ字形状の中央付近に固定軸部８３を追加することにより，インペラ３０との微小クリアランスはより高精度に確保できる。さらに，固定軸部８２のうち，Ｃ字形状の両端部は前記インペラ３０の回転軸方向に緩やかなＲ形状で折り曲げられているので，万が一，コアリング６０が回転中のインペラ３０に接触しても，インペラ３０の羽根板３２に引っ掛ることはない。

以上説明したように本発明の一実施例による燃料ポンプ１によると，ポンプ流路１１のほぼ中心部にコアリング６０を設置しているので，インペラ３０により形成された燃料の流れはコアリング６０を中心にして旋回する。そのため，ポンプ流路１１における燃料の旋回流の形成を促進し，淀みによる逆流領域の発生を防止することができる。したがって，ポンプ流路１１内の燃料の流速が向上し，ポンプ効率を向上することができる。

また，本発明の一実施例では，コアリング６０がポンプ流路１１内の燃料入口５１から燃料出口４１までの間に形成されているため，ポンプ流路１１が形成されていない部分はシール部とすることができる。したがって，シール部５０aおよび４４aは周方向へ連続し，シール性を高めることができる。

さらに本発明の一実施例では，コアリング６０はポンプ溝１１へ圧入固定される固定軸部８２を有するので，インペラ３０と接触することなく，微小なクリアランスで設置することができるので，摺動抵抗による損失を回避でき，ポンプ効率を高めることができる。さらに，コアリング６０の固定軸部８２のうち，Ｃ字形状の両端部はインペラ３０の軸方向に緩やかなＲ形状で折り曲げられているので，万が一，コアリング６０がインペラ３０と接触することがあっても，インペラ３０の羽根板３２に引っ掛ることを防止でき，信頼性を向上できる。

以上，本発明の一実施例では，サイドチャンネルタイプのインペラを適用した燃料ポンプを例示して説明した。しかし，本発明は，閉羽根タイプあるいは開羽根タイプなど羽根板のタイプを備える燃料ポンプにも適用することができる。

１ 燃料ポンプ
１１ ポンプ流路
３０ インペラ
３２ 羽根板
４０ ケーシング本体
４１ 燃料出口
４２ ポンプ溝
５０ ケーシングカバー
５１ 燃料入口
５２ ポンプ溝
６０ コアリング
８２ 固定軸部

Claims (4)

1. 外周縁にシール部を有しかつその内周に羽根板を有する円板状の回転部材と，前記回転部材を回転可能に収容し，前記羽根板に沿って円弧状に形成され燃料入口および燃料出口が設けられているポンプ流路を形成するポンプ溝を有する流路部材とを備え，前記回転部材が回転することにより，前記燃料入口から吸入した燃料を前記ポンプ流路を経て前記燃料出口から排出する燃料ポンプにおいて，
   前記燃料入口と前記燃料出口との間の前記ポンプ流路の内部に設置され，前記ポンプ流路に発生する旋回流の中心に断面中心をほぼ一致させたＣ字形状のコアリングを備えることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記コアリングは，前記ポンプ溝へ固定される固定軸部を有することを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
3. 前記コアリングの前記固定軸部のうち，Ｃ字形状の両端部が前記回転部材の軸方向に緩やかなＲ形状で折り曲げられていることを特徴とする請求項２記載の燃料ポンプ。
4. 前記コアリングは，前記回転部材の外部に発生する前記旋回流の中心に断面中心がほぼ一致するように設置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の燃料ポンプ。

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