JP3744942B2 - 電動式燃料ポンプのインペラ - Google Patents

Description

［技術分野］
本発明は、電動式燃料ポンプのインペラに関する。
［背景技術］
燃料タンク内に設けられるインタンク式の電動式燃料ポンプを図１に示す。
図１に示す電動式燃料ポンプは、円筒状に形成されたハウジング３に組み込まれたモータ部１及びポンプ部２により構成されている。ハウジング３の上端部及び下端部にはモータカバー４及びポンプカバー５が取り付けられている。
軸８の上端部及び下端部をモータカバー４及びポンプカバー５にそれぞれ軸受９及び１０を介して支持することによって、アーマチュア７がモータ室６内に回転可能に配置されている。アーマチュア７には、コイルと接続され、銅や銀を主成分とする複数のコンミュテータセグメント１２が互いに絶縁されて配設されている。ハウジング３の内壁面には、マグネット１１が配設されている。モータカバー４には、アーマチュア７のコンミュテータセグメント１２と摺接するブラシ１３及びブラシ１３を付勢するスプリング１４が組み込まれている。ブラシ１３は、チョークコイル１５を介して外部接続端子と接続されている。
モータカバー４に設けた吐出口１６は、チェックバルブ１７が組み込まれており、燃料供給パイプが接続される。
ポンプカバー５の下側には、ポンプボデー１８がハウジング３の下端部にかしめつけによって取り付けられている。ポンプボデー１８には燃料の入口穴１９が設けられ、ポンプカバー５には燃料の出口穴２０が設けられている。この入口穴１９と出口穴２０は、ポンプボデー１８とポンプカバー５により形成されるポンプ室の円周方向に距離を隔てた位置に設けられている。ポンプボデー１８とポンプカバー５により形成されるポンプ室には、多数の羽根溝２２が円周方向に上下に形成された円板状のインペラ２１が配設されている。このインペラ２１は、樹脂等により形成され、アーマチュア７の軸８に嵌合によって連結されている。
このような構成の電動式燃料ポンプは、モータ部１に通電してアーマチュア軸８を回転させると、インペラ２１が回転駆動される。これにより、燃料タンク内の燃料は、入口穴１９より汲み上げられ、出口穴２０からモータ室６に入り、吐出口１６から燃料供給パイプに吐出される。
従来、特開平７−５４７２６号公報に記載されているようなインペラが知られている。この従来のインペラを図２〜図４に示す。なお、図２はインペラの斜視図、図３は図２のＩＩＩ部の拡大図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図（半径方向断面図）、図５は図３のＶ−Ｖ線断面図（周方向断面図）である。インペラ２１の両面の外周部には円周方向に沿って羽根２３が設けられており、この羽根２３の間には羽根溝２２が形成されている。ポンプカバー５とポンプボデー１８には、インペラ２１の羽根溝２２に対応する部位にそれぞれ流路溝３５が形成されており、この流路溝３５によって入口穴１９より出口穴２０に至る流路３６が形成されている。羽根溝２２は、半径方向断面でみると、図４に示すように曲線形状に形成されている。また、周方向断面でみると、図５に示すようにインペラの面と平行な直線形状に形成され、かつ回転方向前側の羽根２３の端面２４及び回転方向後側の羽根２３の端面２５との結合部２６がピン角、すなわち角形状に形成されている。羽根溝２２の開口部は、図３に示すように回転方向後側の半径方向の開口縁部２８が直線形状に形成されているとともに、この開口縁部２８と周方向の開口縁部２９及び３０との結合部３１及び３２がピン角に形成されている。
このような従来のインペラ２１では、燃料が入口穴１９から出口穴に流れる際に、図４の矢印で示すようにインペラ２１の羽根溝２２に沿って半径方向外方へ流れて流路３６の半径方向壁面に突き当たり、流路溝３５に沿って半径方向内方に流れて再び羽根溝２２に沿って半径方向外方に流れる循環旋回渦流が発生する。この旋回渦流の周方向の速度はインペラ２１の周速度より遅いため、流路溝３６に沿って半径方向内方に流れた燃料は、回転方向後側の羽根溝２２に流入する。この時、円周方向でみると羽根溝２２と羽根２３の端面２４、２５との結合部がピン角に形成されているため、このピン角の結合部２６での流体抵抗によって旋回渦流の周方向の速度が減速され、ポンプ効率が良くなかった。
また、特開平６−２９９９８３号公報に記載されているように羽根を回転方向に傾斜させたインペラや、特開平７−１８９９７３号公報に記載されているように羽根に面取りを設けたインペラ等が提案されている。
しかしながら、羽根を回転方向に傾斜させたインペラや羽根に面取りを設けたインペラは、インペラの形状が複雑になるためインペラを形成する樹脂材料が限定されてしまう。特に、熱硬化性樹脂で成形するのが困難となる。熱硬化性樹脂は強度及び対ガソリン防潤性等が熱可塑性樹脂等に比べて高いため、熱可塑性樹脂等の熱硬化性樹脂以外の樹脂でインペラを形成した場合、信頼性に問題がある。また、図３に示す羽根溝２２の開口部の回転方向後側の半径方向の開口縁部２８が直線形状に形成され、この開口縁部２８と半径方向外側の周方向の開口縁部２９及び半径方向内側の周方向の開口縁部３０との結合部３１及び３２がピン角に形成されているため、羽根溝２２から流れ出る旋回渦流の周方向の速度が減速され、羽根溝２２内への燃料の流入がスムーズでない。このため、ポンプ効率が良くない。また、ポンプカバー５あるいはポンプボデー１８の一方の流路溝３５に羽根溝２２内のベーパ（気泡）を排出するためのベーパ排出口３７が配設されているが、ベーパ排出口３７が配設されている側と反対側の羽根溝２２内のベーパはベーパ排出口３７から速やかに排出することができない。このため、ポンプ効率が良くない。また、出口穴２０はインペラ２１の上下両面の一方側（図１では上面側）に配設されるため、出口穴２０が配設されている側と反対側の羽根溝２２内の燃料は出口穴２１側へ流れ難い。このため、ポンプ効率が良くない。
本発明の目的は、簡単な形状あるいは構造でポンプ効率を向上させることができる電動式燃料ポンプのインペラを提供することである。
［発明の開示］
本発明は、周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝とを備える電動式燃料ポンプのインペラであって、前記羽根溝は、半径方向断面でみると曲線形状に形成され、周方向断面でみると前記羽根溝と回転方向後側の羽根の端面との結合部が曲線形状に形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、前記結合部の曲線形状が円形形状である電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、前記羽根溝は周方向断面でみると回転方向前側から前記結合部に向けて傾斜して形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、羽根溝の開口部は回転方向後側の半径方向の開口縁部と半径方向外側の周方向の開口縁部との結合部が曲線形状に形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、前記羽根溝の開口部は回転方向後側の半径方向の開口縁部が曲線形状に形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、前記羽根溝の開口部は回転方向後側の半径方向の開口縁部と半径方向内側の周方向の開口縁部との結合部が曲線形状に形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、羽根溝の開口部は、半径方向外側が半径方向内側よりも回転方向前側となるように、半径方向に対して傾斜して形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
以上の構成を備えることにより、羽根溝の流体抵抗を低減することができるため、燃料がスムーズに流入し、また羽根溝内から流れ出る旋回渦流に周方向の速度ベクトルをもたせることができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
また、本発明は、周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が前記羽根溝の半径方向に跨って形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が前記羽根溝の回転方向前側に形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が前記羽根溝の回転方向後側に形成されている電動式燃料ポンプのインペラである。
また、本発明は、周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が形成され、また、出口側に面する羽根溝を入口側に面する羽根溝に対して回転方向後側にずらせて形成した電動式燃料ポンプのインペラである。
以上の構成を備えることにより、羽根溝内のベーパの排出能力を向上させることができ、あるいは羽根溝内の燃料の排出能力を向上させることができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
さらに、簡単な構造であるため、熱硬化性樹脂等でも形成することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、電動式燃料ポンプの概略図である。
図２は、従来のインペラの斜視図である。
図３は、図２のＩＩＩ部の拡大図である。
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
図５は、図３のＶ−Ｖ線断面図である。
図６は、第１の実施の形態のインペラの部分断面図である。
図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
図８は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
図９は、第２の実施の形態のインペラの周方向断面図である。
図１０は、第３の実施の形態のインペラの周方向断面図である。
図１１は、第４の実施の形態のインペラの開口部を示す図である。
図１２は、従来のインペラの開口部を示す図である。
図１３は、第５の実施の形態のインペラの部分断面図である。
図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
図１５は、図１３のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
図１６は、第５の実施の形態のインペラの平面図である。
図１７は、第５の実施の形態のインペラの部分拡大図である。
図１８は、第６の実施の形態のインペラの周方向断面図である。
図１９は、第６の実施の形態のインペラの平面図である。
図２０は、第６の実施の形態のインペラの部分拡大図である。
図２１は、第７の実施の形態のインペラの平面図である。
図２２は、第７の実施の形態のインペラの部分拡大図である。
図２３は、第８の実施の形態のインペラの平面図である。
図２４は、第８及び第９の実施の形態のインペラの部分拡大図である。
図２５は、第１０の実施の形態のインペラの入口穴側の平面図である。
図２６は、第１０の実施の形態のインペラの出口穴側の平面図である。
図２７は、第１０の実施の形態の周方向断面図である。
図２８は、第１１の実施の形態のインペラの入口穴側の平面図である。
図２９は、第１１の実施の形態のインペラの出口穴側の平面図である。
図３０は、第１１の実施の形態のインペラの周方向断面図である。
図３１は、羽根溝の開口部の形状及び連通穴の配置位置とポンプ効率との関係を示す図である。
図３２は、連通穴幅／羽根溝幅とポンプ効率との関係を示す図である。
図３３は、羽根溝面積／羽根面積とポンプ効率との関係を示す図である。
図３４は、羽根溝面積とポンプ効率との関係を示す図である。
図３５は、インペラ外径／羽根枚数とポンプ効率との関係を示す図である。
図３６は、溝深さ比とポンプ効率との関係を示す図である。
図３７は、羽根溝の楕円比とポンプ効率との関係を示す図である。
［発明を実施するための最良の形態］
まず、本発明のインペラの第１の実施の形態を図６〜図８に示す。なお、図６は羽根及び羽根溝部分を示すための部分断面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図（半径方向断面図）であり、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図（周方向断面図）である。
インペラ４１の両面の外周には周方向に沿って羽根４３が設けられており、羽根４３の間には羽根溝４２が形成されている。羽根溝４２は、半径方向断面でみると、図７に示すように曲線形状に形成されている。また、周方向断面でみると、図８に示すように羽根溝４２と回転方向後側の羽根４３の端面４４との結合部４５が曲線形状、例えば円形形状や楕円形状に形成され、さらに回転方向前側から結合部４５に向けて曲線形状、例えば円形形状に傾斜して形成されている。
周方向断面でみて羽根溝４２と羽根４３の端面４４との結合部４５を曲線形状に形成することにより、周方向の流体抵抗を低く抑えることができ、回転方向前側の羽根溝から流入した旋回渦流の周方向の速度を増加させることができる。
また、従来のインペラでは、図５に示すように羽根溝２２と回転方向前側の羽根２３の端面２４との結合部の部分Ｇによどみが発生して効率が良くなかった。本実施の形態では、羽根溝４２を、周方向断面でみると回転方向前側から結合部４５に向けて曲線形状に傾斜して形成することにより、回転方向前側と結合部間の流体抵抗を低く抑えることができ、よどみが発生するのを防止することができる。これらにより、ポンプ効率が向上する。また、羽根溝４２の構造が簡単であるため、インペラを熱硬化性樹脂で成形することができ、信頼性が向上する。
なお、羽根溝の形状は、羽根溝を周方向断面でみて少なくとも回転方向後側の羽根の端面との結合部が曲線形状に形成されていればよい。
羽根溝の周方向の断面形状を変更した第２の実施の形態を図９に示す。図９に示す羽根溝５４は、周方向断面でみると回転方向前側から回転方向後側に向けて直線形状に傾斜して形成され、回転方向後側の羽根５１の端面５３との結合部５５及び回転方向前側の羽根５１の端面５２との結合部５６が曲線形状、例えば円形形状に形成されている。なお、回転方向前側の羽根５１の端面５２を省略することもできる。この実施の形態は、図８に示した実施の形態と同様に、周方向の流体抵抗を低く抑えることができ、また回転方向前側と結合部５５間の流体抵抗を低く抑えることができる。
また、羽根溝の周方向の断面形状を変更した第３の実施の形態を図１０に示す。図１０に示す羽根溝５７は、周方向断面でみてインペラの面とほぼ平行な直線形状に形成され、回転方向後側の羽根の端面との結合部５８及び回転方向前側の羽根の端面との結合部５９が曲線形状、例えば円形形状に形成されている。この実施の形態は、図８に示した実施の形態と同様に、周方向の流体抵抗を低く抑えることができる。
以上は羽根溝の周方向の断面形状の変更によってポンプ効率を向上させる場合を説明したが、羽根溝の開口部の形状の変更によってもポンプ効率を向上させることができる。羽根溝の開口部の形状を変更した第４の実施の形態を図１１に示す。図１１において、羽根溝の開口部は、回転方向前側の半径方向の開口縁部６１、回転方向後側の半径方向の開口縁部６２、半径方向外側の周方向の開口縁部６３、半径方向内側の周方向の開口縁部６４により形成されている。そして開口縁部６２と開口縁部６３との結合部６５、開口縁部６２と開口縁部６４との結合部６６、開口縁部６２を曲線形状、例えば円形形状に形成する。
従来のインペラでは、図１２に示すように羽根溝の開口部が回転方向後側の半径方向の開口縁部２０２と半径方向内側の周方向の開口縁部２０４との結合部２０６が角形状に形成されているため、旋回渦流に対して矢印Ｈ方向に逆流が発生し、ポンプ効率が良くない。また、回転方向後側の半径方向の開口縁部２０２と半径方向外側の周方向の開口縁部２０３との結合部が角形状に形成されているため、羽根溝内から流れ出る旋回渦流に周方向の速度ベクトルが発生しにくく、ポンプ効率が良くない。本実施の形態では、開口縁部６２と開口縁部６４との結合部６６が曲線形状に形成されているため、燃料が羽根溝内にスムーズに流入し、逆流の発生を防止することができる。また、開口縁部６２が曲線形状に形成されているため、旋回渦流の向きがスムーズに変更され、周方向の速度ベクトルが発生しやすい。また、開口縁部６２と開口縁部６３との結合部６５が曲線形状に形成されているため、羽根溝内から流れ出る旋回渦流に周方向の速度ベクトルが発生する。このような構成により、ポンプ効率が向上する。なお、開口縁部６１と開口縁部６３及び６４との結合部６７及び６８を曲線形状に形成することによっても流体抵抗を低減することができ、ポンプ効率が向上する。
一方、燃料の温度が高くなるとベーパ（気泡）が発生する。このベーパが入口穴１９から流路３６内に流入して羽根溝内に入り込むとポンプ効率が低下するため、従来の電動式燃料ポンプでは、ポンプカバー５あるいはポンプボデー１８の一方の流路溝３５等に羽根溝内のベーパを排出するためのベーパ排出口３７が設けられている。しかしながら、ベーパ排出口３７が設けられている側と反対側の羽根溝内のベーパは速やかにベーパ排出口３７に排出されない。羽根溝内のベーパの排出能力を向上させ、もってポンプ効率を向上させた第５の実施の形態を図１３〜図１５に示す。なお、図１３は羽根及び羽根溝部分を示すための部分断面図であり、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図（半径方向断面図）であり、図１５は図１３のＸＶ−ＸＶ線断面図（周方向断面図）である。インペラ７１の両面の外周に周方向に沿って設けられた羽根溝７２は、半径方向断面でみると図１４に示すように曲線形状に形成されている。また、周方向断面でみると、図１５に示すように羽根溝７２と羽根７３の回転方向後側の端面７４との結合部７５が曲線形状、例えば円形形状に形成され、さらに回転方向前側から結合部７５に向けて曲線形状、例えば円形形状に形成されている。羽根溝７２内の旋回渦流は回転方向後側で発生するため、羽根溝７２内の回転方向前側の圧力が低下する。したがって、羽根溝７２内のベーパは回転方向前側に集まる。そこで、羽根溝７２内の回転方向前側に、インペラ７１の両面に設けられている羽根溝７２を連通する連通穴７６を形成する。羽根溝７２を連通する連通穴７６を形成したインペラの平面図を図１６に示し、羽根及び羽根溝を示す部分拡大図を図１７に示す。連通穴７６の周方向の幅Ｗは適宜設定することができるが、羽根溝７２の周方向の幅Ｂの２／３以下とするのが好ましい。また、連通穴７６の半径方向の長さＬは適宜設定することができる。なお、羽根溝７２の形状は、図７〜図１１に示した形状を含め種々変更可能である。
羽根溝７２を連通する連通穴７６を羽根溝内の回転方向前側に設けることにより、ベーパ排出口３７が設けられている側と反対側に形成されている羽根溝７２内のベーパは、連通穴７６を介してベーパ排出口３７が設けられている側に形成されている羽根溝７２内に導かれ、さらにベーパ排出口３７から排出される。したがって、ベーパ排出口３７が設けられている側と反対側の羽根溝内のベーパの排出能力が向上し、ポンプ効率が向上する。
ところで、図１に示すように、入口穴１９はポンプボデー１８側に設けられ、出口穴２０はポンプカバー５側に設けられることが多い。このため、出口穴２０が設けられている側と反対側、図１ではポンプボデー１８側に形成されている羽根溝内の燃料が出口穴２０側に抜けにくい。そこで、羽根溝内の燃料の排出能力を向上させることによりポンプ効率を向上させた第６の実施の形態を図１８〜図２０に示す。なお、図１８は周方向断面図、図１９はインペラの平面図、図２０は羽根及び羽根溝を示す部分拡大図である。本実施の形態では、インペラ１００の両面に設けられる羽根溝１０１を連通する連通穴１０２を羽根溝１０１の回転方向後側に設けている。連通穴１０２の周方向の幅Ｗ、半径方向の長さＬは適宜設定することができる。連通穴１０２の周方向の幅Ｗは、羽根溝の周方向の幅Ｂに対して３／４・Ｂ以下となるように設定するのが好ましい。
羽根溝１０１内の旋回渦流は回転方向後側で発生するため、羽根溝１０１内の回転方向後ろ側の圧力が高くなる。このため、羽根溝１０１が出口穴２０の位置に達した時、図１８の矢印Ｊに示すように、出口穴２０が設けられている側と反対側に形成されている羽根溝１０１内の燃料が連通穴１０１を介して出口穴２０に抜けやすくい。これにより、ポンプ効率が向上する。
連通穴の半径方向の長さを変えた第７の実施の形態を図２１、図２２に示す。なお、図２１はインペラの平面図、図２２は羽根及び羽根溝を示す部分拡大図である。本実施の形態では、連通穴１１２を羽根溝１１１を半径方向に跨るように形成している。
また、羽根溝の開口部の開口縁部間の結合部を湾曲形状や曲線形状に形成することによってもポンプ効率を向上させることができる。羽根溝の開口部を湾曲形状あるいは曲線形状に形成した第８の実施の形態を図２３、図２４に示す。なお、図２３はインペラの平面図、図２４は羽根及び羽根溝を示す部分拡大図である。本実施の形態では、羽根溝の開口部の回転方向後側の半径方向の開口縁部と半径方向外側の周方向の開口縁部との結合部１２５を回転方向に対して湾曲形状、例えば半径Ｒの円形形状に形成している。なお、半径Ｒは、インペラの板厚をＳとした場合、２／３・Ｓ〜１／４・Ｓの範囲に設定するのが好ましい。また、本実施の形態では、羽根溝の開口部の回転方向前側の半径方向の開口縁部と半径方向外側の周方向の開口縁部との結合部１２６も回転方向に対して湾曲形状、例えば半径ｒの円形形状に形成している。他の結合部については、図１１のような形状に形成する。なお、回転方向に対して湾曲形状に形成する結合部はいずれか１方のみでもよいし、また湾曲形状は楕円形状等の曲線形状でもよい。このように羽根溝部の開口縁部の結合部を湾曲形状に形成することにより、流体抵抗を低く抑えることができるため、旋回渦流の周方向の速度を増加させることができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
また、羽根溝の開口部を、半径方向外側が半径方向内側よりも回転方向前側となるように、半径方向に対して傾斜させることによってもポンプ効率を向上させることができる。羽根溝の開口部を半径方向に対して傾斜させた第９の実施の形態を図２４に示す。本実施の形態は、図２４に２点鎖線で示すように、半径方向の直線Ｐに対して回転方向前側に所定角度θだけ回転させて形成する。なお、開口部の傾斜方法や傾斜角度θは適宜設定することができる。この場合にも、流体抵抗を低く抑えることができ、ポンプ効率を向上させることができる。
以上は、連通穴をインペラの両面の羽根溝に対して同じ位置に設けたが、羽根溝に対する連通穴の配設位置をインペラの両面の羽根溝に対して異ならせる、すなわちインペラの両面の羽根溝に対する位置をずらせて配設することによっても、ポンプ効率を向上させることができる。この第１０の実施の形態を図２５〜図２７に示す。ここで、図２５はインペラ１３０の入口穴側（入口側に面する）の平面図であり、図２６はインペラの出口穴側（出口側に面する）の平面図であり、図２７はインペラの周方向の断面図である。本実施の形態では、入口穴側の羽根溝１３１には回転方向後側に、出口穴側の羽根溝１３３には回転方向前側に連通穴が配設されるように、出口穴側の羽根溝１３３を入口穴側の羽根溝１３１に対して回転方向後側にずらせて形成している。このように出口穴側の羽根溝１３３を入口穴側の羽根溝１３１に対して回転方向後側にずらせて形成することにより、入口穴側の羽根溝１３１がポンプボデーによって仕切られた時に入口穴側の羽根溝１３１内の燃料が連通穴１３２、出口穴側の羽根溝１３３を介して出口穴に排出される。これにより、出口穴が設けられている側と反対側の羽根溝１３１内の燃料が出口穴に抜けやすくなり、ポンプ効率が向上する。さらに、羽根の位置がインペラの両面でずれているため、羽根の仕切りで発生する衝撃が分散され、高周波の衝撃音が低減する。
入口側の羽根溝と出口側の羽根溝とのずれ量は適宜変更することができる。連通穴が入口穴側の羽根溝の中央に設けられるように入口穴側の羽根溝と出口穴側の羽根溝のずれ量を設定した第１１の実施の形態を図２８〜図３０に示す。本実施の形態においても入口穴側の羽根溝１４１から連通穴１４２、出口穴側の羽根溝１４３を介して出口穴に抜けやすいため、ポンプ効率が向上する。
羽根溝の形状、大きさ、連通穴の配置位置等を変えた場合のポンプ効率の変化状態を図３１〜図３７に示す。なお、ポンプ効率は、ポンプ効率＝ｇ×（Ｐ×Ｑ）／（Ｔ×Ｎ）により求める。ここで、ｇは重力加速度、Ｔはモータのトルク、Ｎはモータの回転数、Ｐは燃料の圧力、Ｑは燃料の流量である。また、図３１〜図３７に示す測定値は、インペラ外周径Ｅが３３ｍｍ、インペラ外径Ｔが３１ｍｍ、インペラ板厚Ｓが３．８ｍｍ、羽根枚数が４３枚のインペラについて測定したものである。インペラ外周径Ｅ、インペラ外径Ｔ、インペラ板厚Ｓは図３６を参照。
羽根溝の開口部の形状及び連通穴の配置位置とポンプ効率との関係を図３１に示す。ここで、「ストレート」は、例えば羽根溝の開口部の形状を図１７に示すような形状に形成し、連通穴を羽根溝の回転方向前側に設けるとともに、連通穴の半径方向の長さを羽根溝の半径方向の長さより短くしたものである。「ストレート、穴拡大」は、羽根溝の開口部の形状はストレートと同じであるが、連通穴を羽根溝の半径方向に跨って設けたものである。「湾曲」は、図２４に示すように、羽根溝の開口部１２１の回転方向後側の半径方向の開口縁部と半径方向外側の周方向の開口縁部との結合部１２５及び回転方向前側の半径方向の開口縁部と半径方向外側の周方向の開口縁部との結合部１２６が回転方向に対して湾曲して形成され、連通穴は回転方向前側に羽根溝の半径方向に跨って設けたものである。「羽根傾斜＋連通穴後方」は、図２４に示すように、羽根溝の開口部１２３を半径方向に対して傾斜させて形成するとともに、連通穴を羽根溝の回転方向後側に設けたものである。「湾曲＋連通穴後方」は、羽根溝の開口部を湾曲形状に形成するとともに、連通穴を羽根溝の回転方向後側に設けたものである。図３１に示されているように、羽根溝の開口部の形状、連通穴の配置等によってポンプ効率は異なっているが、従来の電動式燃料ポンプのポンプ効率（約２５％）よりはポンプ効率が向上している。
連通穴幅／羽根溝幅とポンプ効率との関係を図３２に示す。ここで、羽根溝は羽根溝の周方向の長さＢであり、連通穴幅は連通穴の中央部の周方向の長さＷである。連通穴幅／羽根溝幅の比を０．２〜０．９の範囲に設定すればポンプ効率は従来の電動式燃料ポンプ効率より向上するが、０．３〜０．６の範囲に設定するのが好ましい。
羽根溝面積／羽根面積とポンプ効率との関係を図３３に示す。ここで、羽根溝面積は羽根溝の開口部の面積Ｘであり、羽根面積は羽根溝間に設けられる羽根の面積Ｙである。なお、図３３に示す測定値は、羽根面積Ｙを１．３６ｍｍ一定とし、羽根溝面積を変えた場合のものである。羽根溝面積／羽根面積の比を２．０〜４．５の範囲に設定すればポンプ効率は従来の電動式燃料ポンプのポンプ効率より向上するが、２．２〜４．２の範囲に設定するのが好ましい。
羽根溝面積とポンプ効率との関係を図３４に示す。羽根溝面積を３．２〜６．３ｍｍ²に設定すればポンプ効率は従来の電動式燃料ポンプのポンプ効率より向上するが、３．５〜６ｍｍ²の範囲に設定するのが好ましい。
インペラ外径／羽根枚数とポンプ効率との関係を図３５に示す。ここで、インペラ外径Ｔは羽根溝の半径方向外側の周方向の開口縁部間の半径方向の距離であり（外周壁の幅ｔは含まない）、羽根枚数はインペラに設けた羽根の枚数である。なお、インペラ外周径Ｅは、Ｅ＝Ｔ＋２ｔである。なお、図３５に示す測定値は、インペラ外径Ｔを３０ｍｍ一定とし、羽根枚数を変えた場合のものである。インペラ外径／羽根枚数の比を０．５〜０．９の範囲に設定すればポンプ効率は従来の電動式燃料ポンプのポンプ効率より向上するが、０．５５〜０．８５の範囲に設定するのが好ましい。
溝深さ比とポンプ効率との関係を図３６に示す。ここで、溝深さ比は、流路溝の最も深い所の深さＭと羽根溝の最も深い所の深さＮとの比Ｍ／Ｎである。溝深さ比を０．３６〜０．７６の範囲に設定すればポンプ効率を従来の電動式燃料ポンプのポンプ効率より向上させることができるが、０．４〜０．７５の範囲に設定するのが好ましい。
羽根溝の溝楕円比とポンプ効率との関係を図３７に示す。ここで、溝楕円比は、流路溝の最も深い所の深さＭと羽根溝の最も深いところの深さＮとの和と羽根溝の半径方向の長さＫとの比（Ｍ＋Ｎ）／Ｋである。羽根溝の楕円比を０．７５〜１．１の範囲に設定すればポンプ効率を従来の電動式燃料ポンプのポンプ効率より向上させることができるが、０．８〜０．９７の範囲に設定するのが好ましい。
以上の実施の形態では、羽根溝の開口部の形状（湾曲、傾き等）の変更、連通穴の配置、連通穴の配置位置や大きさの変更それぞれによってポンプ効率を向上させることができることを説明したが、勿論それらを組み合わせて用いることもできる。

Claims (11)

1. 周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を備える電動式燃料ポンプのインペラであって、前記羽根溝は、半径方向断面でみると曲線形状に形成され、周方向断面でみると前記羽根溝と回転方向後側の羽根の端面との結合部が曲線形状に形成されている電動式燃料ポンプのインペラ。
2. 前記結合部の曲線形状が円形形状である請求項１に記載の電動式燃料ポンプのインペラ。
3. 前記羽根溝は周方向断面でみると回転方向前側から前記結合部に向けて傾斜して形成されている請求項１に記載の電動式燃料ポンプのインペラ。
4. 周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を備える電動式燃料ポンプのインペラであって、前記羽根溝の開口部は回転方向後側の半径方向の開口縁部と半径方向外側の周方向の開口縁部との結合部が曲線形状に形成されている電動式燃料ポンプのインペラ。
5. 前記羽根溝の開口部は回転方向後側の半径方向の開口縁部が曲線形状に形成されている請求項４に記載の電動式燃料ポンプのインペラ。
6. 前記羽根溝の開口部は回転方向後側の半径方向の開口縁部と半径方向内側の周方向の開口縁部との結合部が曲線形状に形成されている請求項４に記載の電動式燃料ポンプのインペラ。
7. 周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を備える電動式燃料ポンプのインペラであって、前記羽根溝の開口部は、半径方向外側が半径方向内側よりも回転方向前側となるように、半径方向に対して傾斜して形成されている電動式燃料ポンプのインペラ。
8. 周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が前記羽根溝の半径方向に跨って形成されている電動式燃料ポンプのインペラ。
9. 周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が前記羽根溝の回転方向前側に形成されている電動式燃料ポンプのインペラ。
10. 周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が前記羽根溝の回転方向後側に形成されている電動式燃料ポンプのインペラ。
11. 周方向に沿って設けられた羽根と羽根溝を両面に備える電動式燃料ポンプのインペラであって、両面の羽根溝間を連通する連通穴が形成され、また、出口側に面する羽根溝を入口側に面する羽根溝に対して回転方向後側にずらせて形成した電動式燃料ポンプのインペラ。

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