JP2005207320A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジング内に収容されるポンプケーシングの変形を低減し、所望の燃料量を吐出する燃料ポンプを提供する。
【解決手段】 吸入側カバー１４およびインペラケーシング１６は、インペラ２０を回転可能に収容している。ハウジング１０の薄肉部１１が吸入側カバー１４をかしめることにより、ハウジング１０の内側段差１１ａとインペラケーシング１６の外側段差１６ａとが電機子４０の回転軸方向で全周にわたって当接している。このかしめ力による当接により、ハウジング１０とインペラケーシング１６との間はシールされている。インペラケーシング１６の外周壁には外側段差１６ａの電機子４０側に３個の突部１７が周方向に等間隔に設けられている。突部１７は径方向に向き合うハウジング１０の内周壁１０ａに向けて突出しており、ハウジング１０の内周壁１０ａに圧入されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料ポンプに関する。

ポンプ部のポンプケーシング内に回転部材を収容し、回転子の回転駆動力により回転部材が回転して燃料タンク内の燃料を吸入し吐出する燃料ポンプが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、ポンプ部のポンプケーシングはハウジング内に圧入されている。

特公平２−３９６３８号公報

しかしながら、ポンプケーシングが全周でハウジング内に圧入されると、ポンプケーシングに全周から径方向にが加わりポンプケーシングが変形することがある。ポンプケーシングが変形すると、ポンプケーシング内に収容される回転部材とポンプケーシングとのクリアランスが変化する。また、回転部材とポンプケーシングとが接触し、回転部材の回転が妨げられる。その結果、燃料ポンプが吐出する燃料量が変化するという問題が生じる。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、ハウジング内に収容されるポンプケーシングの変形を低減し、所望の燃料量を吐出する燃料ポンプを提供することを目的とする。

請求項１から５記載の発明によると、ハウジングの内周壁とポンプケーシングの外周壁とは、回転子の回転軸方向で当接してハウジングとポンプケーシングとの間をシールし、シール箇所の回転子側または回転子と反対側において、ハウジングの内周壁とポンプケーシングの外周壁とは径方向に隙間を形成している。この構成により、ハウジング内に収容されるポンプケーシングに少なくとも全周から径方向に力が加わらないので、ポンプケーシングの変形を低減できる。その結果、回転部材とポンプケーシングとのクリアランスの変化を低減するとともに、ポンプケーシングと回転部材とが接触し回転部材の回転が妨げられることを防止できる。したがって、燃料ポンプは所望の燃料量を吐出できる。

請求項５記載の発明によると、ハウジングはポンプケーシングの回転子と反対側をかしめ固定しているので、ハウジングの内周壁とポンプケーシングの外周壁とはかしめ力により回転軸方向で当接する。
請求項６記載の発明によると、ハウジングの内周壁とポンプケーシングの外周壁との少なくとも一方側に径方向に向き合う相手側に突出する突部を周方向に複数設け、この突部がハウジングの内周壁またはポンプケーシングの外周壁に圧入されている。この構成により、ハウジング内に収容されるポンプケーシングに少なくとも全周から径方向に力が加わらないので、ポンプケーシングの変形を低減できる。その結果、回転部材とポンプケーシングとのクリアランスの変化を低減するとともに、ポンプケーシングと回転部材とが接触し回転部材の回転が妨げられることを防止できる。したがって、燃料ポンプは所望の燃料量を吐出できる。

請求項７載の発明によると、ハウジングの内周壁とポンプケーシングの外周壁との少なくとも一方側に径方向に向き合う相手側に突出する突部を周方向に３個以上設けている。突部を周方向に適切に設置すれば、ハウジングの内周壁またはポンプケーシングの外周壁に突部を圧入することにより、ハウジングとポンプケーシングとの中心を容易に合わせることができる。

請求項８載の発明によると、ハウジングの内周壁とポンプケーシングの外周壁との少なくとも一方側に径方向に向き合う相手側に突出する複数の突部を周方向にほぼ等間隔に設けている。したがって、ハウジングの内周壁またはポンプケーシングの外周壁に突部を圧入することにより、ハウジングとポンプケーシングとの中心を容易に合わせることができる。

本発明ではポンプケーシングに少なくとも全周から径方向に力が加わらないので、請求項９載の発明のようにポンプケーシングを樹脂製にしても、ポンプケーシングの変形を低減できる。したがって、燃料ポンプは所望の燃料量を吐出できる。さらに、ポンプケーシングを樹脂製にすると、燃料ポンプを軽量化し製造コストを低減できる。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料ポンプを図１に示す。燃料ポンプ１は、例えば車両等の燃料タンク内に装着されるインタンク式ポンプであり、燃料タンク内の燃料を吸入し燃料消費装置であるエンジンに供給する。燃料ポンプ１は、吸入した燃料を昇圧するポンプ部２と、電機子４０の回転によりポンプ部２を駆動する電動機４とを備えている。ポンプ部２は、吸入側カバー１４、インペラケーシング１６およびインペラ２０を有している。吸入側カバー１４およびインペラケーシング１６は樹脂製であり、特許請求の範囲に記載したポンプケーシングである。電動機４は、直流モータを構成しており、永久磁石３０、電機子４０、整流子７０およびカバー８０を有している。電機子４０、整流子７０およびカバー８０は特許請求の範囲に記載した回転子である。ハウジング１０は、軸方向の両端側に薄肉部１１、１２をそれぞれ有し、薄肉部１１、１２の間に厚肉部１３を有している。薄肉部１１、１２は吸入側カバー１４と吐出側カバー１８とをかしめ固定している。薄肉部１１、１２と厚肉部１３との境界には、ハウジング１０の内周側壁に肉厚差による内側段差１１ａ、１２ａが形成されている。

吸入側カバー１４とインペラケーシング１６との間にＣ字状のポンプ流路１００が形成されている。吸入側カバー１４およびインペラケーシング１６は、回転部材としてのインペラ２０を回転可能に収容している。インペラケーシング１６は、内周側で軸受部材２６を支持している。
ハウジング１０の薄肉部１１が吸入側カバー１４をかしめることにより、ハウジング１０の内側段差１１ａとインペラケーシング１６の外側段差１６ａとが電機子４０の回転軸方向で全周にわたって当接している。このかしめ力による当接により、ハウジング１０とインペラケーシング１６との間はシールされている。

インペラケーシング１６の外径は、電機子４０と向き合っている側が小さく電機子４０の反対側が大きい。したがって、インペラケーシング１６の外周壁には外径差による外側段差１６ａが形成されている。また、インペラケーシング１６の外周壁には外側段差１６ａの電機子４０側に図２に示すように３個の突部１７が周方向に等間隔に設けられている。突部１７は径方向に向き合うハウジング１０の内周壁１０ａに向けて突出しており、ハウジング１０の内周壁１０ａに圧入されている。そして、ハウジング１０の内周壁１０ａに３個の突部１７を圧入することにより、ハウジング１０とインペラケーシング１６との中心を合わせることができる。

図１に示す円板状に形成されたインペラ２０の外周縁部には多数の羽根溝が形成されている。回転部材であるインペラ２０が電機子４０の回転により電機子４０のシャフト４１とともに回転すると、インペラ２０の羽根溝の前後で流体摩擦力により圧力差が生じ、これを多数の羽根溝で繰り返すことによりポンプ流路１００の燃料が加圧される。インペラ２０の回転により吸入側カバー１４に形成された図示しない燃料吸入口からポンプ流路１００に吸入された燃料タンク内の燃料は、インペラケーシング１６の連通路１０２（図２参照）から電機子４０の一方の軸方向端部側に位置するカバー８０側に吐出される。さらに燃料は、電機子４０の外周を通って整流子７０側に向かい、燃料吐出口１０４を通り燃料ポンプ１からエンジン側に吐出される。

４分の１の円弧状に形成されている永久磁石３０は、ハウジング１０の内周壁１０ａに円周上に４個取り付けられている。永久磁石３０は回転方向に極の異なる磁極を４個形成している。４個の永久磁石は樹脂材３２により保持されている。
電機子４０の他方の軸方向端部側に整流子７０が組み付けられ、電機子４０の整流子７０と反対側の軸方向端部をカバー８０が覆っている。電機子４０の回転軸としてのシャフト４１は、インペラケーシング１６と吐出側カバー１８とにそれぞれ収容され支持されている軸受部材２６、２７により軸受けされている。

電機子４０は、６極に分かれたコイルコア４２を有している。各コイルコア４２に、ボビン６０、およびボビン６０に巻線を集中巻きして形成されているコイル６２が取り付けられている。コイル６２の一方の端部は端子６４と電気的に接続しており、コイル６２の他方の端部は端子６６と電気的に接続している。周方向に隣接する３個の端子６６は、端子６８により電気的に接続している。

整流子７０は一体に形成されたカセット式である。整流子７０は回転方向に設置された６個のセグメント７２を有している。セグメント７２は例えばカーボンで形成されており、回転方向に隣接しているセグメント７２同士は電気的に絶縁されている。セグメント７２は中間端子７３を介して端子７４と電気的に接続している。端子７４は径方向の反対側に設置されているセグメント７２同士を電気的に接続している、電機子４０に整流子７０を組み付けると、整流子７０の端子７４が電機子４０の端子６４と嵌合して電気的に接続する。電機子５０の回転により、各セグメント７２は図示しないブラシと順次接触する。

第１実施形態では、インペラケーシング１６の外周壁に設けた３個の突部１７がハウジング１０の内周壁１０ａに圧入されるので、ポンプケーシングの一部を構成しインペラ２０を収容するインペラケーシング１６にに少なくとも全周から径方向に力が加わらない。その結果、ハウジング１０内にインペラケーシング１６を圧入しても、インペラケーシング１６の変形を低減できる。したがって、インペラ２０とインペラケーシング１６とのクリアランスの変化を低減するとともに、インペラケーシング１６とインペラ２０とが接触しインペラ２０の回転が妨げられることを防止できる。したがって、燃料ポンプ１は所望の燃料量を吐出できる。
（変形形態）
第１実施形態のインペラケーシング１６では、外周壁に等間隔に３個の突部１７を形成したが、図３に示すように５個の突部１７を等間隔に形成してもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料ポンプを図４および図５に示す。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
ハウジング１１０は、軸方向の両端側に薄肉部１１１、１１２をそれぞれ有し、薄肉部１１１、１１２の間に厚肉部１１３を有している。薄肉部１１１は吸入側カバー１４をかしめ固定している。薄肉部１１１、１１２と厚肉部１１３との境界には、ハウジング１１０の内周側壁に肉厚差による内側段差１１１ａ、１１２ａが形成されている。第２実施形態では樹脂製のインペラケーシング１２０の外周壁に突部を設けず、図５に示すようにハウジング１１０の内周壁に周方向に３個の突部１１４が形成されている。突部１１４は径方向に向き合うインペラケーシング１２０の外周壁に向けて突出しており、インペラケーシング１２０の外周壁に圧入されている。

インペラケーシング１２０の外径は、電機子４０と向き合っている側が小さく電機子４０の反対側が大きい。したがって、インペラケーシング１２０の外周壁には外径差による外側段差１２０ａが形成されている。
ハウジング１１０の薄肉部１１１が吸入側カバー１４をかしめることにより、ハウジング１１０の内側段差１１１ａとインペラケーシング１２０の外側段差１２０ａとが回転軸方向で全周にわたって当接している。このかしめ力による当接により、ハウジング１１０とインペラケーシング１２０との間はシールされている。また、インペラケーシング１２０の外周壁にハウジング１１０に設けた３個の突部１１４を圧入することにより、ハウジング１１０とインペラケーシング１２０との中心を容易に合わせることができる。

以上説明した本発明の上記複数の実施形態では、ハウジングの内周壁またはインペラケーシングの外周壁の一方側に径方向に向き合う相手側に突出する突部が複数設けられ、これら突部が相手側に圧入されているので、ハウジングにインペラケーシングが全周にわたって圧入されていない。したがって、ハウジングにインペラケーシングを全周にわたって圧入する場合に比べ、インペラケーシングに径方向に加わる力が低下する。これにより、インペラケーシングが樹脂製であってもインペラケーシングが変形することを極力低減し、インペラケーシングに収容されているインペラ２０とインペラケーシングとのクリアランスの変化を低減できるとともに、インペラケーシングとインペラ２０とが接触することを防止できる。したがって、燃料ポンプは所望の燃料量を吐出できる。また、インペラケーシングおよび吸入側カバー１４を樹脂製にすることにより、燃料ポンプを軽量化し、製造コストを低減できる。

（他の実施形態）
上記複数の実施形態では、ハウジングの内周壁またはインペラケーシングの外周壁のいずれか一方に複数の突部を形成したが、形成する突部は１個以上であれば偶数でも奇数でもよい。また、ハウジングの内周壁またはインペラケーシングの外周壁の両方にそれぞれ１個以上の突部を設けてもよい。また、ハウジングの内周壁またはインペラケーシングの外周壁のいずれか一方に設ける突部は、ハウジングおよびポンプケーシングと別部材にしてもよい。
また、ハウジングの内側段差とインペラケーシングの外側段差とが全周にわたって当接しているシール箇所の回転子側においてハウジングの内周壁またはインペラケーシングの外周壁のいずれか一方に突部を形成したが、シール箇所の回転子と反対側に突部を形成し、この突部を相手側に圧入してもよい。

また、ハウジングとインペラケーシングとが回転軸方向で全周にわたって当接することによりハウジングとインペラケーシングとの間がシールされているのであれば、ハウジングの内周壁およびインペラケーシングの外周壁に突部を設けず、ハウジングの内周壁とインペラケーシングの外周壁との間に全周にわたって隙間が形成されていてもよい。
また上記複数の実施形態では、ポンプケーシングを構成するインペラケーシングおよび吸入側カバーを樹脂製にしたが、インペラケーシングおよび吸入側カバーの一方を樹脂製、他方を金属製にしてもよい。また、インペラケーシングおよび吸入側カバーの両方を金属製にしてもよい。

本発明の第１実施形態による燃料ポンプを示す断面図である。 第１実施形態のインペラケーシングを回転子側から見た図である。 第１実施形態のインペラケーシングの変形形態を回転子側から見た図である。 本発明の第２実施形態による燃料ポンプのインペラ周囲を示す断面図である。 （Ａ）は第２実施形態のハウジングを整流子側から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１ 燃料ポンプ、１０ ハウジング、１１、１２ 薄肉部、１１ａ、１２ａ 内側段差、１３ 厚肉部、１４ 吸入側カバー（ポンプケーシング）、１６、１２０ インペラケーシング（ポンプケーシング）、１６ａ、１２０ａ 外側段差、１７ 突部、１１０ ハウジング、１１４ 突部

Claims (9)

1. 回転子と、
   前記回転子の回転駆動力により回転し燃料吸入力を発生する回転部材、ならびに前記回転部材を収容するポンプケーシングを有するポンプ部と、
   前記回転子および前記ポンプ部を収容するハウジングと、
   を備える燃料ポンプであって、
   前記ハウジングの内周壁と前記ポンプケーシングの外周壁とは、前記回転子の回転軸方向で当接して前記ハウジングと前記ポンプケーシングとの間をシールしており、このシール箇所の前記回転子側または前記回転子と反対側において、前記ハウジングの内周壁と前記ポンプケーシングの外周壁とは径方向に隙間を形成していることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記ハウジングの内周壁に内径差による内側段差が形成されており、前記ポンプケーシングの外周壁に外径差による外側段差が形成されており、前記内側段差と前記外側段差とが前記回転子の回転軸方向で当接して前記ハウジングと前記ポンプケーシングとの間がシールされていることを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
3. 径方向に向き合い前記隙間を形成している前記ハウジングの内周壁と前記ポンプケーシングの外周壁との少なくとも一方側に径方向に向き合う相手側に突出する突部を設け、前記ハウジングの内周壁または前記ポンプケーシングの外周壁に前記突部が圧入されていることを特徴とする請求項１または２記載の燃料ポンプ。
4. 前記突部は周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項３記載の燃料ポンプ。
5. 前記ハウジングは前記ポンプケーシングの前記回転子と反対側をかしめ固定していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
6. 回転子と、
   前記回転子の回転駆動力により回転し燃料吸入力を発生する回転部材、ならびに前記回転部材を収容するポンプケーシングを有するポンプ部と、
   前記回転子および前記ポンプ部を収容するハウジングと、
   を備える燃料ポンプであって、
   前記ハウジングの内周壁と前記ポンプケーシングの外周壁との少なくとも一方側に径方向に向き合う相手側に突出する突部を周方向に複数設け、前記ハウジングの内周壁または前記ポンプケーシングの外周壁に前記突部が圧入されていることを特徴とする燃料ポンプ。
7. 前記突部は３個以上設けられていることを特徴とする請求項４または６記載の燃料ポンプ。
8. 前記突部は周方向にほぼ等間隔に設けられていることを特徴とする請求項４、６、７のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
9. 前記ポンプケーシングは樹脂製であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
   

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