JP3800128B2 - インペラ及びタービン式燃料ポンプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両において燃料タンク内の燃料を燃料噴射装置へ圧送するインペラ及びこれを含むタービン式燃料ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両において、燃料タンク内の燃料を燃料噴射装置に圧送するために、タービン式燃料ポンプが使用されることがある。タービン式燃料ポンプ(「ウエスコポンプ」とも言う)は、通常、円板状でその外周面に複数の羽根部及び羽根溝が形成されたインペラと、羽根溝に連通するC字形状のポンプ流路を持ちインペラを回転可能に収納するポンプハウジングと、インペラを駆動するモータとを含む。
【0003】
燃料ポンプにおいては、ポンプ効率が良いことが要求される。この要求を満たすためには、▲1▼燃料がポンプ流路からインペラの羽根溝にスムーズに流入し、羽根溝からポンプ流路にスムーズに流出すること、▲2▼一側の羽根溝から流出する燃料と他側の羽根溝から流出する燃料との間によどみが生じず、衝突しないこと、▲3▼羽根溝及び側部溝内をより多量の燃料が旋回すること、▲4▼側部溝の終端部において燃料に脈動が生じないこと、及び▲5▼羽根溝の緒元(形状、大きさ)が燃料の昇圧を重視して決定できることが必要である。
【0004】
ポンプ効率を上昇させるべく、特開平6−272685号公報に開示された燃料ポンプ(第1従来例)は、羽根溝の回転方向の前方壁面を傾斜させたインペラを含む。図24及び図25に示すように、インペラ300の隔壁302の両側に羽根部304と羽根溝306とが円周方向に交互に形成され、ポンプハウジング310には一対の側部溝311を含むC字形状のポンプ流路312が形成されている。インぺラ300はポンプハウジング310内においてx方向に回転する。
【0005】
羽根溝306の前方壁面307はインペラ300の側面301と直交する平面Pに対して回転方向xとは反対側(後方側)に傾斜している。これにより、前方壁面307付近での渦流をスムーズに流し、その付近での負圧の発生がなくし、乱流の発生を発生を防止せんとしている。
【0006】
特開平6−272685号公報に開示された燃料ポンプ(第2従来例)は、図26に示すように、インペラ320には隔壁323の両側に羽根部321及び羽根溝322が交互に形成されている。隔壁323の外周面323aの外径は羽根部321の外周面321aの外径と等しい。ポンプハウジング325は、左右両側の側部溝326と、両者を連通する連通溝327とから成るC字形状のポンプ流路を有する。
【0007】
燃料は矢印で示すように、側部溝326から羽根溝322の内周側内に流入する。その後、インペラ320の回転に基づく遠心力により隔壁323の両側面323bに案内されつつ羽根溝322内を半径方向外向きに流れ、昇圧される。昇圧された燃料は、羽根溝322の外周側から連通溝327及び側部溝326に流出し、後方側の羽根溝322内に再度流入する。
【0008】
図27に示す燃料ポンプ(第3従来例)では、インペラ340の隔壁343の外周面343aの外径は羽根部341の外周面341aの外径よりも小さく、しかも隔壁343の幅は外周面343aにおいて非常に小さくなっている。その結果、左右の羽根溝342は隔壁343の外周側の環状空間344により連通されている。また、ポンプハウジング345のポンプ流路は左右両側の側部溝346と、両側部溝346を連通する連通路347とから成る。
【0009】
側部溝346から羽根溝342の内周側から流入した燃料は、インペラ340の回転に基づく遠心力により隔壁343の両側面343bに案内されつつ羽根溝342内を半径方向外向きに流れる。それに伴い昇圧された燃料は、羽根溝342の外周側から環状空間344及び連通路347に流出し、後方側の羽根溝342内に再度流入する。
【0010】
更に、図28に示す燃料ポンプ(第4従来例)では、インペラ360の隔壁363の案内面363b即ち羽根溝362の溝底面の幅が最外周部において漸増し、隔壁363及び羽根部361の外周側に環状部368が形成されている。一方、ポンプハウジング365には左右両側の側部溝366と、両側部溝366を連通する連通路367とを含むC字形状のポンプ流路が形成されている。
【0011】
特許第2962828号に開示されたインペラ及びハウジング(第5従来例)では、ポンプハウジングに連通部を形成せず、インペラに連通孔を形成している。即ち、図29及び図30に示すように、インペラ400の吐出側の一側面401及び吸入側の他側面406には複数の羽根溝402及び407が円周方向に隔設されている。これにより隣接する羽根溝402及び407間に羽根部403及び408が形成され、またインペラ400の外周縁には環状部411が形成されている。
【0012】
一側面401の羽根溝402及び他側面406の羽根溝407はそれぞれ円弧状の溝底面404及び409を有する。双方の溝底面404及び409は軸方向の中間部で交差し、これにより交差部405の半径方向外方に、一側面401から他側面406に軸方向に貫通する連通孔413が形成されている。羽根溝402と407とは連通孔413により互いに連通している。
【0013】
図29において、ハウジング415は吐出側ハウジング416、吸入側ハウジング421及び外側ハウジング426から成る。吐出側ハウジング416の内側面の外周寄りに形成された一方の側部溝417は、始端部から燃料吐出口に連通された終端部(何れも不図示)までC字形状に延びている。
【0014】
また、吸入側ハウジング421の内側面の外周部に形成された他方の側部溝422は、燃料吸引口に連通された始端部から終端部(何れも不図示)まで延びている。外側ハウジング426は吐出側ハウジング416及び吸入側ハウジング421の外周面を覆っている。
【0015】
吸入側ハウジング421の始端部から羽根溝407に燃料が流入し、インペラ400の連通孔413を介して反対側の羽根溝402の始端部及び吐出側ハウジング416の始端部に流れる。回転するインペラ400の羽根部403及び408が羽根溝402及び407内に流入した燃料に円周方向の押出し力を与え、それに伴い発生する遠心力により溝底面404及び409に沿って半径方向外向きに流す。
【0016】
その後、インペラ400の環状部411に衝突して軸方向外向きに分流し、側部溝417及び422に案内されて羽根溝402及び407に戻る。この羽根溝402及び407と側部溝417及び422との間の循環を繰り返しつつ、燃料はポンプ流路内を始端部から終端部に向かって螺旋状に流れる。吸入側ハウジング421の終端部に至った昇圧された燃料は連通孔413を介して吐出側ハウジング416の終端部に流入し、燃料吐出口から吐出される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
図24及び図25に示した第1従来例の羽根溝306の構成はポンプ効率を向上させる上で十分とは言えない。即ち、燃料は羽根溝306内において、半径方向では図24に矢印yで示すように、羽根溝306の内周側から流入し、隔壁302の側面303に案内されて半径方向外向きに流れ、羽根溝306の外周側から流出する。また、円周方向では、図25に矢印zで示すように、前方壁面307側から羽根溝306内に流入し、後方壁面308側から流出する。
【0018】
羽根溝306の前方壁面307即ち羽根部304の後方壁面を回転方向xに対して後方側に傾斜させたことにより、羽根溝306への燃料の流入はある程度スムーズになる。しかし、羽根溝306の後方壁面308即ち羽根部304の前方壁面は平面Pと平行であるので羽根溝306からの燃料の流出が十分にスムーズとは言い難い。また、隔壁302の両側からポンプ流路内に流出した燃料の間によどみが生じ、循環する流量が減少し易い。さらに、図25に示すように、羽根溝306の軸方向長さが浅く、多量の燃料が循環するとは言い難い。
【0019】
図26に示した第2従来例では、羽根溝322内の燃料は隔壁323の案内面323bに案内されて半径方向外向きに流れ、連通溝327の端部に衝突し、流れ方向を幅方向外向きに変えられ、連通溝327の中間部即ち隔壁323の外周縁323aの外方に存在する燃料はよどみ易い。その結果、羽根溝322とポンプ流路326及び327との間を循環する燃料の循環量が減少し易い。
【0020】
図27に示した第3従来例では、羽根溝342内の燃料は隔壁343の案内面343bに案内されて半径方向外向きに流れ、連通路347の中間部に衝突し、その後流れ方向をほぼ幅方向両外向きに変えられる。その結果、燃料の流速が低下し易い。
【0021】
第1から第3従来例の不具合は、インペラ300,320及び340が隔壁302、323及び343の外周部に環状部を備えていないことに原因の一つがあると考えられる。
【0022】
図28に示した第4従来例によれば、隔壁363の幅が最外周に進むにつれて漸増しているが、十分ではない。また、燃料の脈動の防止及び旋回流量の増大のために特別の工夫がなされていない。
【0023】
第2従来例のインペラ320の羽根溝322、第3従来例のインペラ340の羽根溝341及び第4従来例のインペラ360の羽根溝362も軸方向長さが浅く、多量の燃料が循環するとは言い難い。
【0024】
図29及び図30に示した第5従来例において、羽根溝402及び407の諸元(形状や大きさ)は、燃料の最適な昇圧を重視して決定されることが望ましい。しかるに、羽根溝402及び407の諸元を選定する際、連通孔413の諸元を考慮に入れる必要がある。例えば、羽根溝402及び407を大きくすることは燃料の昇圧の面では有効であるが、連通孔413が小さくなり吐出側ハウジング416と吸入側ハウジング421との間の燃料の円滑な流通が妨げられる。つまり、連通孔413の存在が羽根溝402及び407の諸元の自由な設計を制約する。
【0025】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、インペラの隔壁の外周に環状部を形成して一側及び他側の羽根溝を独立させ、その上で、インペラ及び/又はポンプハウジングを改良することにより、優れたポンプ効率を持つインペラ及びタービン式燃料ポンプを提供することを目的とする。
【0026】
具体的には、第1の発明は、燃料がポンプ流路から羽根溝にスムーズに流入し、羽根溝からポンプ流路にスムーズに流出し、羽根溝内において燃料の流れが加速され、ポンプ流路における燃料の流れのよどみが防止できるタービン式燃料ポンプの提供を目的とする。
【0027】
第2発明は、両側の羽根溝から流出する燃料のよどみ及び衝突が防止でき、羽根溝及び側部溝内により多量の燃料を循環させることができ、ポンプ流路の終端部における脈動が防止できるタービン式燃料ポンプの提供を目的とする。
【0028】
第3発明は、より高いポンプ効率を実現できる羽根溝の諸元を連通手段の諸元から独立して決定でき、圧力のアンバランスに起因するポンプハウジング内でのインペラの移動が防止できるインペラ及び燃料ポンプの提供を目的とする。
【0029】
第4発明は、より高いポンプ効率を実現できる羽根溝の諸元を連通手段の諸元から独立して決定でき、羽根溝内における燃料の循環量が増加するインペラ及び燃料ポンプの提供を目的とする。
【0030】
【課題を解決するための手段】
第1発明に関し、燃料の羽根溝へのスムーズな流入を損ねるのは羽根部の後方壁面の内周側からの流れの剥離であること、羽根溝内における流速はインペラの側面側及び幅方向中央部側における羽根溝の幅(円周方向長さ)に影響されること、羽根溝からの勢いのある燃料の流出は前方壁面の外周側の形状により決まること、及び流れのよどみを防止するためには最外周においてインペラの幅を増大させれば良いことに気付いた。併せて、インペラの成形容易性にも注目した。即ち、ポンプ効率のみを考慮して羽根部及び羽根溝の形状を決めると、羽根溝の形状によっては成形後の型抜きが不可能になることがある。
【0031】
第1発明の燃料ポンプは、請求項1に記載したように、円板状を呈し、外周部の一側面及び他側面にそれぞれ円周方向において交互に形成された羽根部及び羽根溝と、各該羽根溝の外周側の環状部とを有し、該羽根部の前方壁面及び後方壁面は、前記一側面及び前記他側面と直交する平面に対して前記各側面と該平面との交線を中心軸として回転方向前側から回転方向後側に向けて傾斜すると共に、該羽根部の該前方壁面が前記側面となす傾斜角度は外周部の傾斜角度が内周部の傾斜角度よりも大きいインペラと;一側及び他側の各前記羽根溝にそれぞれ連通する一側及び他側の略C字形状の側部溝と、一側の該側部溝の始端部に連通する燃料吸入口と、他側の該側部溝の終端部に連通する燃料吐出口とを有し、インペラを回転可能に収納するポンプハウジングと;を備え、該インペラの回転により、一側及び他側の該側部溝と一側及び他側の各該羽根溝との間で燃料を独立して循環させて昇圧する。
【0032】
この燃料ポンプよれば、インペラの回転方向に対して後向に傾斜した羽根部の前方壁面は燃料を羽根溝内にスムーズに導き、同方向に傾斜した後方壁面は羽根溝から流出する燃料に勢いを付与する。また、環状部が燃料の流れのよどみを防止する。
【0033】
請求項2の燃料ポンプによれば、羽根溝内への燃料の流入及び羽根溝からの燃料の流出が円滑になる。請求項3から6の燃料ポンプによれば、インペラを成形した後の金型の型抜きが容易になる。
【0034】
第2発明の第1タービン式燃料ポンプは請求項7に記載したように、円板状を呈し、外周部の一側面及び他側面にそれぞれ円周方向において交互に形成された羽根部及び羽根溝と、各該羽根溝の外周側に環状部とを有し、該羽根部の前方壁面及び後方壁面は、前記一側面及び前記他側面と直交する平面に対して前記各側面と該平面との交線を中心軸として回転方向前側から回転方向後側に向けて傾斜すると共に、該羽根部の該前方壁面が前記側面となす傾斜角度は外周部の傾斜角度が内周部の傾斜角度よりも大きいインペラと;一側及び他惻の各前記羽根溝にそれぞれ連通する一側及び他側の略C字形状の側部溝と、一側の該側部溝の始端部に連通する燃料吸入口と、他側の該側部溝の終端部に連通する燃料吐出口と、前記側部溝の始端部と他側の前記側部溝の始端部とを連通する始端側の連通部と、一側の前記側部溝の終端部と他側の前記側部溝の終端部とを連通する終端側の連通部とを有し、インペラを回転可能に収納するポンプハウジングと;を備え、該インペラの回転により、各該側部溝と一側及び他側の各該羽根溝との間で燃料を独立して循環させて昇圧する。
【0035】
この燃料ポンプによれば、インペラの環状部とポンプハウジングの連通溝により、ポンプ流路内における燃料のよどみ及び衝突が回避される。
【0036】
第2発明の第2タービン式燃料ポンプは請求項10に記載したように、請求項1記載のタービン式燃料ポンプにおいて、前記羽根部及び前記羽根溝は、外周部の一側面において円周方向に交互に形成された一側の該羽根部及び該羽根溝と、他側面において円周方向に交互にしかも一側の該羽根部及び前記羽根溝に対して円周方向にずれて形成された他側の該羽根部及び該羽根溝とから構成され、インペラの回転により、一側及び他側の前記側部溝と一側及び他側の各前記羽根溝との間で燃料を独立して循環させて昇圧する。
【0037】
この燃料ポンプによれば、インペラの環状部と一側の羽根溝と他側の羽根溝との千鳥配置とにより、ポンプ流路の終端部における圧力脈動が防止される。
【0038】
請求項8の燃料ポンプによれば、始端部及び終端部における燃料の流れが円滑になる。請求項9の燃料ポンプによれば、終端部における脈動が防止される。請求項11の燃料ポンプによれば、燃料のよどみ、衝突が防止される。
【0039】
第3発明の第1インペラは、請求項12に記載したように、円板状を呈し、該外周部は、その一側面に円周方向に隔設された複数の一側の羽根溝と;その他側面に円周方向に隔設され該一側の羽根溝から隔絶された複数の他側の羽根溝と;一側及び他側の該羽根溝から半径方向に内方又は外方に外れた部分を該一側面から該他側面に貫通した複数の連通孔と;を備える。
【0040】
このインペラによれば、一側及び他側の羽根溝内には燃料を吸入側から吐出側に流通させるための連通孔は形成されていない。よって、連通孔の形状等の選定から独立して、最適な燃料の昇圧を実現できる一側及び他側の羽根溝の大きさや形状を選定することができる。
【0041】
第3発明の第2インペラは、請求項13に記載したように、円板状を呈し、該外周部は、一側面に円周方向において交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と;他側面に円周方向において交互に形成され該一側の羽根溝から隔絶された複数の羽根部及び複数の羽根溝と;一側及び他側の羽根部の外周側に位置する外側環状部と;該一側及び他側の羽根溝から半径方向内方又は外方に外れた部分に形成され該一側面から該他側面に貫通する複数の連通孔と;備える。
【0042】
このインペラによれば、一側及び他側の羽根溝を区画する隔壁部等には燃料を吸入側から吐出側に流通させるための連通孔は形成されていない。よって、連通孔の形状等の選定から独立して、最適な燃料の昇圧を実現できる一側及び他側の羽根溝の大きさや形状を選定すべく、外側環状部、一側及び他側の羽根部等の諸元を選定することができる。
【0043】
請求項14のインペラによれば、少ない圧力脈動で効率的に昇圧できる。請求項15のインペラによれば、一側及び他側の羽根溝が半径方向外周寄りに形成され回転半径が大きくなるので、燃料の圧力が効果的に昇圧される。請求項16のインペラによれば、円周方向にずらせて(千鳥状に)形成された一側の羽根溝と他側の羽根溝とが連通孔により連通される。
【0044】
請求項17のインペラでは、羽根溝と同数の連通孔は各一側連通溝と各他側連通溝とを連通させ、羽根溝の数よりも少ない数の連通溝が一部の一側の羽根溝と他側の羽根溝とを連通させる。請求項18のインペラでは、一側及び他側の羽根溝が始端部の連通部及び終端部の連通部に対向しない場合でも、一側及び他側浅溝が一側の羽根溝と他側の羽根溝とを連通する。
【0045】
請求項19のインペラでは、一側及び他側の羽根溝を連通孔との間にある程度の肉厚が確保され、この部分が破損等し難い。請求項20のインペラでは、一側及び他側の羽根溝が始端部の連通部及び終端部の連通部に対向しない場合でも、一側及び他側突部に形成された一側及び他側浅溝が一側の羽根溝と他側の羽根溝とを連通する。
【0046】
請求項21のインペラでは、連通孔と同数の一側及び他側浅溝は各連通孔と各羽根溝とを連通させ、連通孔よりも少ない数の一側及び他側浅溝は一部の連通孔と一部の羽根溝とを連通する。請求項22のインペラでは、一側及び他側浅溝が連通孔とともに千鳥状に形成された一側の羽根溝と他側の羽根溝とを連通する。
【0047】
第3発明のタービン式燃料ポンプは、請求項23に記載したように、円板部と外周部とから成り、該外周部の一側面に円周方向に隔設された複数の一側の羽根溝と、他側面に円周方向に隔設され該一側の羽根溝から隔絶された複数の他側の羽根溝と、該外周部の該一側及び他側の羽根溝から半径方向に内方又は外方に外れた部分を該一側面から該他側面に貫通した複数の連通孔と、を備えたインペラと;複数の該連通孔の一側開口に対向する第1連通部を燃料吸入口に連通された一側始端部から該一側開口に対向する第2連通部を備えた一側終端部まで延びた略C字形状の一側の側部溝と、複数の該連通孔の他側開口に対向する第3連通部を備えた他側始端部から該他側開口に対向する第4連通部を備え燃料吐出口に連通された他側終端部まで延びた略C字形状の他側の側部溝とを有する、インペラを回転可能に収納されたポンプハウジングと;該ポンプハウジング内で該インペラを回転させるモータと;から成り、該第1連通部に流入した燃料の一部が該インペラの連通孔を介して該第3連通部に流れ、燃料は該一側始端部及び該他側始端部からそれぞれ該一側終端部及び該他側終端部まで流れ、昇圧した該第2連通部の燃料は該インペラの連通孔を介して該第4連通部に流れる。
【0048】
この燃料ポンプでは、第1連通部に流入した燃料の一部がインペラの連通孔を介して第3連通部に流れる。これにより、燃料は一側の羽根溝と一側の側部溝との間及び他側の羽根溝と他側の側部溝との間で循環しながら、一側始端部及び他側始端部から一側終端部及び他側終端部まで螺旋状に流れる。そして、昇圧した第2連通部の燃料はインペラの連通孔を介して第4連通部に流れる。これにより、高いポンプ効率が達成されるとともに、連通孔を流れる燃料の圧力によりインペラに半径方向の力が加わることが防止される。
【0049】
請求項24の燃料ポンプによれば、一側及び他側の側部溝の形成が容易になる。請求項25及び26の燃料ポンプによれば、一側及び他側始端部並びに一側及び他側終端部の連通部が、インペラの一側及び他側の羽根溝の半径方向内側に形成された連通孔の一側開口及び他側開口に対向し、他側の側部溝から一側の側部溝への燃料の流通が促進される。
【0050】
第4発明の第1タービン式燃料ポンプのインペラは、請求項27に記載したように、請求項1記載のタービン式燃料ポンプにおいて、外周部に、一側面に円周方向において交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、他側面に円周方向において交互に形成された複数の他側の羽根溝と、一側及び他側の該羽根部の外周側に位置する環状部と、を含み、一側及び他側の該羽根溝の軸方向先端部が軸方向中間部をこえている。
【0051】
第4発明の第2タービン式燃料ポンプのインペラは、請求項28に記載したように、請求項1記載のタービン式燃料ポンプにおいて、外周部に、一側面に円周方向において交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、他側面に円周方向において交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、一側及び他側の該羽根部の外周側に位置する環状部と、を含み、軸線を含む断面において、一側の該羽根溝と他側の該羽根溝とが軸方向で重なっている。
【0052】
これらのインペラによれば、高いポンプ効率を実現できる羽根溝の諸元を連通部の諸元から独立して決定でき、しかも羽根溝内における燃料の運動量が増加するような羽根溝の形状を確保できる。
【0053】
請求項29のインペラによれば、少ない圧力脈動で効果的に昇圧できる。請求項30のインペラによれば、連通孔の諸元から独立して羽根溝の諸元を決めることができる。請求項31のインペラによれば、千鳥状の一側及び他側の羽根溝同士をうまく連通できる。請求項32のインペラによれば、一側及び他側の羽根溝が連通部に対向しなくても浅溝により連通される。
第4発明のタービン式燃料ポンプは、請求項33に記載したように、請求項1記載のタービン式燃料ポンプにおいて、前記インペラは、一側及び他側の前記羽根溝の軸方向先端部が軸方向中間部を超えて形成され、該インペラを回転させることにより、各前記側部溝と一側及び他側の各該羽根溝との間で燃料を循環させて昇圧させる。
【0054】
この燃料ポンプによれば、高いポンプ効率を実現できる羽根溝の諸元を連通部の諸元から独立して決定でき、しかも羽根溝内における燃料の運動量が増加するような羽根溝の形状を確保できる。
【0055】
【発明の実施の形態】
<インペラ>
インペラは円板部とその外周側の環状の外周部とから成る。円板部はポンプハウジングにより案内される部分であり、外周部はポンプハウジングと共同して燃料を循環させつつ圧力を上昇させる部分である。外周部は、環状部と、隔壁部と、複数の羽根部及び複数の羽根溝と、を含むことができる。
▲1▼環状部、隔壁部
環状部は半径方向外側に位置し、軸方向に所定の幅を持ち、円周方向に延びている。隔壁部は、インペラの軸方向中間部において軸方向に所定の厚さを有し、円周方向に延びている。その厚さ(軸方向寸法)は半径方向外向きに進むにつれて始め減少し、その後増加することが望ましい。
▲2▼羽根溝
隔壁部の一側及び他側の複数の羽根溝は燃料が流入及び流出する空間であり、円周方向に所定ピッチで形成される。一側の羽根溝及び他側の羽根溝の個数は例えば30個から70個とでき、列数は1列又は2列とできる。
【0056】
一側の羽根溝と他側の羽根溝とが軸方向に対向していれば、一側の側部溝内の燃料と他側の側部溝内の燃料とが同様に昇圧され、両者間の圧力バランスが良くなる。これに対して、一側の羽根溝と他側の羽根溝とが円周方向にずれていれば(千鳥状)、一側の側部溝内の圧力変動と他側の側部溝内の圧力変動との位相がずれ、合流部での圧力変動を小さくできる。円周方向のずれ量は、例えば形成ピッチの半分とすることできる。
【0057】
一側の羽根溝及び他側の羽根溝の前方壁面及び後方壁面はインペラの一側面及び他側面に対して直角を成しても良いし、回転方向において後方に、即ち奥側が入口側よりも回転方向後方となるように傾斜していても良い。一側の羽根溝及び他側の羽根溝の幅(円周方向の長さ)は全長に亘って均一でも良いし、側面から軸方向中間部に進むにつれて漸変しても良い。軸方向(深さ方向)の断面形状は例えば半円形状又はこれに近似する形状を持つことができる。
【0058】
一側の羽根溝及び他側の羽根溝の軸方向先端部(最奥部)はインペラの軸方向中間部より手前まで延びても、中間部に延びても、中間部を超えて延びても良い。中間部を超えて延びた場合、両方の羽根溝は軸線を含む断面でオーバラップ(重複)する。
▲3▼羽根部
複数の一側の羽根部及び他側の羽根部は、一側の及び他側の羽根溝内に流入した燃料に円周方向の力を与えるものである。一側及び他側の羽根部の形状は一側及び他側の羽根溝の形状に関連し、隔壁部の一側及び他側にそれぞれ所定ピッチで形成され、内側環状部と外側環状部との間に延び、内側環状部の外周面及び外側環状部の内周面と共に一側及び他側の羽根溝を区画する。
【0059】
羽根部の前方壁面の外周部の側面からの傾斜角度は50度より大きく、望ましくは60から70度の範囲で選択できる。一方、後方壁面の内周部の側面からの傾斜角度は50度よりも小さく、望ましくは30から40度の範囲で選択できる。また、前方壁面の内周部の側面からの傾斜角度は50から60度の範囲で、後方壁面の外周部の側面からの傾斜角度は35から50度の範囲で、それぞれ選択できる。
▲4▼連通孔
複数の連通孔は、インペラの一側面から他側面に貫通し、吸入側の第1連通溝から吐出側の第3連通溝への燃料の流入、及び吸入側の第2連通溝から吐出側の第4連通溝への燃料の流入を可能にする。複数の連通孔は、一側及び他側の羽根溝から少し半径方向内方に離れて、又は一側及び他側の羽根溝の内側ぎりぎりに形成できる。前者の場合、各羽根溝と連通孔との間に軸方向に少し突出した突部が形成される。
【0060】
連通孔の個数は、燃料の吸入及び吐出の際の圧力損失や生産性等考慮して選定され、一側及び他側の羽根溝の個数と同数又はこれより少ない。側面形状(幅、高さ)は燃料の吸入及び吐出の際の圧力損失や生産性等を考慮して選定され、矩形状又は円形状にできる。幅、高さは全長に亘って均一にできる。
▲5▼突部、浅溝
複数の一側及び他側浅溝は複数の一側及び他側の羽根溝と複数の連通孔とを連通する。例えば、一側及び他側の羽根溝と連通孔との間の突部に形成され、半径方向に延びる。一側及び他側浅溝の個数は連通孔の個数と同じか、又はこれよりも少ない。但し、羽根溝と連通孔を連通させる役割上、連通孔が形成されていない円周方向の部分には浅溝は形成しない。尚、一側及び他側浅溝の個数や幅及び深さは、連通孔との接続部における圧力損失等を考慮して選定される。
<ポンプハウジング>
ポンプハウジングは、一側及び他側の略C字形状の側部溝、燃料吸入口、及び燃料吐出口及び内周面を有する。ポンプハウジングは、インペラの一側(吸入側)の第1ハウジングと、他側(吐出側)の第2ハウジングとから成る。第1ハウジングと第2ハウジングとはほぼ対称の容器形状を持つこともできるし、何れか一方が容器形状で他方が蓋形状を持つこともできる。
【0061】
一側の側部溝が第1ハウジングに、他側の側部溝が第2ハウジングに形成される。一側の側部溝は一側始端部から一側終端部まで延び、一側の羽根溝の側方に位置し、他側の側部溝は他側始端部から他側終端部まで延び、他側の羽根溝の側方に位置する。他側の側部溝の始端部が燃料吸入口に連通され、一側の側部溝の終端部が燃料吐出口に連通される。他側の側部溝の始端部と他側の側部溝の始端部と、及び一側の側部溝の終端部と他側の側部溝の終端部とはポンプハウジングに形成された連通路又はインペラに形成された連通孔により連通される。
【0062】
インペラが連通孔を備えていない場合、ポンプハウジングは、始端部及び終端部の外周側に軸方向に形成され一側の側部溝の始端部と他側の側部溝の始端部とを連通する始端側の連通通路と、外周側に軸方向に形成され一側の側部溝の終端部と他側の側部溝の終端部とを連通する終端側の連通通路とを有する。
【0063】
インペラが連通孔を備えている場合、始端部及び終端部における第1から第4連通部は連通孔に対向して、始端部及び終端部の内周側に形成される。例えば、第1及び第2連通部は一側の始端部及び終端部の半径方向内側に形成され、第3及び第4連通部は、他側の始端部及び終端部の半径方向内側に形成される。
【0064】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を添付図面を基にして説明する。
<第1実施例>
(構成)
▲1▼全体構成
図1を参照しつつタービン式燃料ポンプの全体を説明する。円筒状のポンプハウジング75内にポンプ部10とモータ部60とが軸方向に並べて組み付けられている。ポンプ部10では、ポンプハウジング75の下端部にポンプケーシング30及びポンプカバー11を固定し、その内部に羽根部45と羽根溝50とが交互に形成されたインペラ40を収容している。ポンプカバー11には、燃料吸入口16が形成され、ポンプケーシング30には燃料吐出口33が形成されている。ポンプ部10については後に詳しく説明する。
【0065】
モータ部60では、円筒状のマグネット61の内周側にアーマチュア62が同心状に配置されている。アーマチュア62は、コアにコイルを装着したものを樹脂部材63でモールド成形して成り、ポンプハウジング75の中心部に固定された固定軸64に軸受部材66a及び66bを介して回転及び摺動自在に支持されている。固定軸64の下端部64bは、ポンプカバー11の中心部に固定され、上端部64aは、ポンプハウジング75の上端部に固定されたブラシホルダ67の中心部に挿入、固定されている。
【0066】
アーマチュア62の下端部には、数本の突起68が成形され、その先端部がインペラ40を貫通している。アーマチュア62の上端面には、複数の整流子片69が放射状に設けられている。ブラシホルダ67には整流子片69に接触する一対のブラシ71が移動自在に保持され、スプリング72によって整流子片69に接触した状態に付勢されている。
▲2▼ポンプ部
次に、上記ポンプ部10について図2から図6を参照して詳述する。
【0067】
図2に示すように、ポンプカバー11の内側面(図2において右側面)11a側に底壁12とその周りの円周壁13とが形成され、底壁12の中心部がインペラ30の案内面12aを形成している。図2及び図3に示すように、内側面11a上の外周部に断面半円形状でC字形状の側部溝14が形成されている。側部溝14は、ポンプカバー11の軸線に対して所定角度をなして形成された燃料吸入口16(図1参照)に連通した始端部17から、後述するポンプケーシング30の側部溝31の終端部に連通された終端部18まで伸びている。
【0068】
図3に示すように、ポンプカバー11の側部溝14の始端部17の外周側及び終端部18の外周側にはそれぞれ連通通路21及び22が形成されている。連通通路21及び22は、ポンプカバー11の円周方向に所定長さを持ち、軸方向に所定幅を持ち、半径方向に所定深さを持つ。
【0069】
ポンプケーシング30の内側面(図2において左側面)の中心部30aがインペラ40の案内面を形成し、外周部に上記側部溝14と同形状の断面半円形状でC字形状の側部溝31が形成されている。側部溝31は始端部からポンプケーシング30の軸線と平行に形成された燃料吐出部33(図1参照)に連通された終端部まで伸びている。
【0070】
双方の側部溝14,31間の間隔は、後述するインペラ40のシール部49の幅に等しく、円周壁13の内周面13aは側部溝14及び31の外周縁と一致している。尚、図示はしないが、ポンプケーシング30の側部溝31の始端部及び終端部の外周側にも同様の連通隙間が形成され、それぞれポンプカバー11の連通隙間21及び22と連通している。ポンプケーシング30の側部溝31及び連通隙間と、ポンプカバー11の側部溝14及び連通隙間21及び22とににより、C字形状のポンプ流路が構成される。
【0071】
次に、インペラ40について説明する。図2及び図4から明らかなように、インペラ40は樹脂製で、円板状の本体41と、その回りのリング状の隔壁42と、その左右両側に形成された羽根部45及び羽根溝50と、その外周側に形成された環状部54とから成る(図4では環状部54は一部省略している)。
【0072】
隔壁42の幅は半径方向外向きに進むにつれて始め漸減し、その後漸増している。隔壁42の左右両側にはそれぞれ複数の羽根部45と羽根溝50とが千鳥状に形成されている。即ち、インペラ40の円周方向において、左側(一側側)の羽根部45が右側(他側側)の羽根溝50に対応し、左側の羽根溝50が右側の羽根部45に対応している。
【0073】
インペラ40の羽根部45及び羽根溝50は側面40aと直交する平面P(図6参照)に対して回転方向xと反対側に傾斜しており、側面40aに対して羽根部45の前方壁面46及び後方壁面47の成す角度は、半径方向の各部分において異なる。即ち、図5及び図6(a)(b)(c)に示すように、側面40aに対して前方壁面46が成す角度は、外周部46aでは65度(θf)で、中間部46bでは60度(θfm)で、内周部46cでは55度(θf’)である。一方、羽根部45の後方壁面47が側面40aに対してなす角度は、外周部47aでは45度(θr’)、中間部では40度(θrm)、内周部では35度(θr)である。
【0074】
その結果、前方壁面46の外周部46aの角度θfは、後方壁面47の内周部47cの角度θrよりも大きい。後方壁面47の外周部47aの角度θr’は後方壁面47の内周部47aの角度θrよりも大きい。前方壁面46の外周部46aの角度θfは前方壁面46の内周部46cの角度θf’よりも大きい。そして、前方壁面46の内周部46cの角度θf’は後方壁面47の外周部47aの角度θr’よりも大きい。
【0075】
見方を変えれば、前方壁面46の外周部46aは角度65度を成し、後方壁面47の外周部47aは角度45度を成す。前方壁面46の中間部46bは60度を成し、後方壁面47の中間部47bは角度40度を成す。そして、前方壁面46の内周部46cは角度55度を成し、後方壁面47の内周部47cは角度35度を成す。その結果、外周部、中間部及び内周部の何れにおいてもインペラ40の側面40aから幅方向中央部に進むに連れて、羽根溝50の幅(円周方向長さ)が漸減している。
【0076】
尚、リング部54の外周面54aが円周壁13の内周面13aに対向し、隔壁42とリング部54とが左右の側部溝14と31とを隔離している。また、本体41と、隔壁42及び左右の羽根部45と、リング部54とは樹脂材料により一体的に成形されている
(作用効果)
図1及び図3において、燃料は燃料吸入口16から側部溝14の始端部に17に吸入され、連通通路21等を介してポンプケーシング30の側部溝31に流入し、各側部溝から羽根溝50に流入する。
【0077】
羽根溝50内の燃料は図6において矢印x方向に回転するインペラ40の羽根部45から円周方向の力を受ける。その結果、半径方向では、図2において矢印yで示すように遠心力により隔壁42の側面42a及びリング部54に案内されつつ半径方向外向きに流れる。その際、リング部54により左右両側の燃料の流れのよどみ及び燃料の衝突が回避される。さらに、インペラ40に形成した左右の羽根部45及び羽根溝50の千鳥配置により、ポンプ流路の終端部18等における圧力脈動が防止される。
【0078】
その後、燃料はリング部54の内面に案内されて左右両側に分流し、左側の側部溝14及び右側の側部溝31内に流入する。側部溝14,31内を半径方向内向き及び軸方向内向きに流れ、円周方向において後方側の羽根溝50にその内周側から流入する。
【0079】
また、円周方向では、図6(a)に矢印zで示すように、羽根部45の後方壁面47から羽根溝50に流入して、前方壁面46から流出する。ここで、内周側断面を示す図6(c)において、羽根部45の後方壁面47がインペラ40の回転方向xと反対方向に傾斜し、側面40aに対して比較的小さい角度35度を成す。従って、羽根溝50内に流入する燃料が後方壁面47の内周部47cから剥離することが防止される。また、外周側断面を示す図6(a)において、羽根部45の前方壁面46がインペラ40の回転方向xと反対方向に傾斜し、側面40aに対してなす角度は、後方壁面47が内周側において側面40aに対してなす角度に比して比較的大きな角度65度を成す。従って、羽根溝50から流出する燃料が大きな押出し力が付与される。
【0080】
図7に示すように、前方壁面46の外周部46aの傾斜角度θf及び後方壁面47の内周部47cの傾斜角度θrが大きくなるに連れてポンプ効率が低下する。従って、これらの傾斜角度θf及びθrを上記のように選定したことは有意義である。
【0081】
ここで、前方壁面46の外周部46aの傾斜角度θfが後方壁面47の内周部47cの傾斜角度θrよりも大きい。また、後方壁面47の傾斜角度は内周部47cから外周部47aに向かって漸増し、前方壁面46の傾斜角度は内周部46cから外周部46aに向かって漸増している(図6(a)(c)の二点鎖線参照)。これは何れも羽根溝50内における燃料の流れを考慮したものであり、これにより羽根溝50内での燃料の流れが円滑になる。
【0082】
さらに、羽根溝50の幅(円周方向の長さ)は羽根部45の外周部、中間部及び内周部の何れの部分でも、インペラ40の側面40aから幅方向中央部に向かうにつれて漸減している。従って、燃料は後方壁面47に沿って羽根溝50内に流入するにつれて、後方壁面47と前方壁面46とにより絞られる状態になり、流速が増加し、増加した流速で羽根溝50から流出する。
【0083】
このように、左右の羽根溝50と側部溝14、31との間を別個独立に循環しつつ、燃料は始端部17等から終端部18等に向かって流れ、その間に昇圧される。側部溝14で昇圧された燃料は終端部18の連通通路22等を介して燃料吐出口33に至る。ここで、左右の羽根溝50が側壁42の幅方向中央部の近傍に達する奥行きを持つので、羽根溝50の容積が増大し、その内部における燃料の循環性が向上し、燃料の吐出量が増大する。
【0084】
次に、インペラ40の成形性について説明する。
【0085】
図6から明らかなように、羽根部45の外周部46aの傾斜角度θfは外周部47aの傾斜角度θr’よりも大きく、内周部46cの傾斜角度θf’は内周部47cの傾斜角度θrよりも大きい。従って、羽根部45の外周側同士でも内周側同士でも「抜き勾配」が付いた状態になっている。
【0086】
また、内周部46cの傾斜角度θf’は外周部46aの傾斜角度θfよりも小さく、外周部47aの傾斜角度θr’は内周部47cの傾斜角度θrよりも大きい。さらに、内周部46cの傾斜角度θf’は外周部47aの傾斜角度θr’よりも大きく、外周部46aの傾斜角度θfは内周部47cの傾斜角度θr’よりも大きい。従って、抜き勾配が保たれている。
【0087】
上記諸関係の結果、インペラ40の成形後に成形金型を後退させるとき、その突部と羽根部45とが干渉することなく、成形金型を容易に型抜きすることができる。
<第2実施例>
(構成)
タービン式燃料ポンプの全体の構成は上記図1の構成と同じであるので、説明を割愛する。
【0088】
ポンプ部について、図8から図12を参照しつつ説明する。図8に示すように、吸入側のポンプカバー81の内側面(図8において右側面)81a側に底壁82とその周りの円周壁83とが形成され、底壁82の中心部がインペラ100の案内面102aを形成している。図8及び図9に示すように、内側面81a上の外周部に断面半円形状でC字形状の側部溝84が形成されている。側部溝84は、ポンプカバー81の軸線に対して所定角度をなして形成された燃料吸入口86に連通した始端部87から、後述するポンプケーシング100の側部溝101の終端部に連通された終端部88まで伸びている。
【0089】
図9に示すように、ポンプカバー81の側部溝84の始端部87の外周側及び終端部88の外周側にはそれぞれ連通通路91及び92が形成されている。連通通路91及び92は、ポンプカバー81の円周方向に所定長さを持ち、軸方向に所定幅を持ち、半径方向に所定深さを持つ。尚、図8及び図12に示すように、終端部87の連通通路92の一面(側部溝84内における燃料の流通方向(図12において上方)の前面)に、燃料の流通方向に対して所定の鈍角を成す傾斜案内面92aが形成されている。
【0090】
ポンプケーシング100の内側面(図8において左側面)の中心部100aがインペラ110の案内面を形成し、外周部に上記側部溝84と同形状の断面半円形状でC字形状の側部溝101が形成されている。側部溝101は始端部からポンプケーシング100の軸線と平行に形成された燃料吐出部33(図1参照)に連通された終端部まで伸びている。
【0091】
尚、図示はしないが、ポンプケーシング100の側部溝101の始端部及び終端部の外周側にも同様の連通隙間が形成され、それぞれポンプカバー81の連通通路91及び92と連通している。ポンプケーシング100の側部溝101とポンプカバー81の側部溝84とによりC字形状のポンプ流路が構成される。
【0092】
図8から明らかなように、インぺラ110の本体111の外側の環状の隔壁112の幅は半径方向外向きに進むにつれて始め漸減し、その後漸増している。図10及び図11(a)から明らかなように、隔壁112の左右両側にはそれぞれ複数の羽根部113、116と羽根溝111、117とが千鳥状に形成されている。即ち、インペラ110の円周方向において、左側(一側側)の羽根部113が右側(右側側)の羽根溝117に対応し、左側の羽根溝114が右側の羽根部116に対応している。
【0093】
しかも、インペラ110の回転方向において、左側面118に対して、羽根部113の後方壁面113a(羽根溝114の前面)のなす角度θ1のほうが、羽根部113の前方壁面113b(羽根溝114の後面)のなす角度θ2よりも小さくなっている。その結果、左側面118から幅方向中央部lに進むに連れて、羽根部113の厚さは漸増し、羽根溝114間の間隔は漸減している。これは右側の羽根部116及び羽根溝117についても同様である。また、左側の羽根溝114は隔壁112の幅方向中央部lに至る幅方向長さ(奥行き)を持ち、内側面114cは中央部l付近にある。これは右側の羽根溝117についても同様である(図11(b)参照)。
【0094】
リング部119の外周面119aが円周壁83の内周面83aに対向し、左側の側部溝84と右側の側部溝101とを隔離している。尚、本体111と、隔壁112及び左右の羽根部113,116と、シール部119とは樹脂材料により一体的に成形されている。
(作用効果)
前記図1及び図9において、燃料は燃料吸入口86から始端部87に吸入される。燃料吸入口86はポンプカバー81の内側面81aに対して傾斜しているので、燃料は側部溝84内にスムーズに流入する。燃料は連通通路91等を介してポンプケーシングの側部溝101に流入する。
【0095】
燃料は図11(a)の矢印z方向に回転するインペラ110の羽根部113,116から円周方向及び幅方向内向きの力を受け、羽根溝114、117内において図11(a)の矢印yで示すように、羽根溝114、117の後面内径側から前面外径側に流れる。ここで、羽根部113,116及び羽根溝114,117は回転方向前方に傾斜し、しかも角度θ1の方がθ2よりも小さくなっている。その結果、燃料が羽根溝114,117内に流入し易くなり、内部よどみがなくなることから高い効率が得られる。
【0096】
また、燃料は回転に起因する遠心力により羽根溝114、117内において図8及び図11(b)の矢印xで示すように、隔壁112の両側面112aに案内されつつ半径方向外向きに流れる。その際、隔壁112とリング部119とにより左右両側の燃料の流れのよどみ及び燃料の衝突が回避される。
【0097】
さらに、インペラ110に形成したリング部119と、左側の羽根部113及び羽根溝114と右側の羽根部116及び羽根溝117との千鳥配置とにより、左右両側の燃料が流出するタイミングがずれる。その結果、ポンプ流路の終端部18等における圧力脈動が防止される。その後、燃料はリング部119の内面に案内されて左右両側に分流し、左側の側部溝84及び右側の側部溝101内に流入する。側部溝84,101内を半径方向内向き及び軸方向内向きに流れ、円周方向において後方側の羽根溝114、117にその内周側から流入する。
【0098】
このように、左側の羽根溝114と側部溝84との間、及び右側の羽根溝117と側部溝101との間を別個独立に循環しつつ、燃料は始端部87等から終端部88等に向かって流れ、その間に昇圧される。側部溝84の終端部86に至った燃料は傾斜案内面92aにより流れ方向を軸方向に変えられ、連通通路92等を介して側部溝101の終端部の流れと合流する。ここで、左側及び右側の羽根溝114及び117が中央部l付近まで延びているので、羽根溝114,117の容積が増大し、その内部における燃料の循環性が向上し、燃料吐出量33(図1参照)からの吐出量が増大する。
<第3実施例>
(構成)
タービン式燃料ポンプの全体図である図13に示すように、燃料ポンプは筒状のポンプハウジング130と、該ポンプハウジング内130に収容されたモータ部135及びポンプ部140とから成る。
【0099】
ポンプハウジング130はケーシング131及びホルダ136を含む。ホルダ136には燃料噴射装置に燃料を供給する燃料供給部137が形成されている。ケーシング131の内周面に環状の永久磁石133が取り付けられ、その内側にアーマチュア134が配置されている。アーマチュア134から上方に突出した軸138aがホルダ136により回転可能に支承され、下方に突出した軸138bは次述するポンプハウジング141により回転可能に支承されている。永久磁石及133及びアーマチュア134がモータ部155を構成する。
【0100】
図14から図17を参照しつつポンプ部140について説明する。ポンプ部140はポンプハウジング141とインペラ160とに大別される。ポンプハウジング141は吐出側(上側)のポンプケーシング155と、該ポンプケーシング155に一体化された吸入側(下側)のケーシングカバー142とから成る。モータ部155とポンプ部140との間にチャンバ159が形成されている。
【0101】
図14及び図16に示すように、吸入側のポンプカバー142は容器形状を有し、円形の底壁部143とその周りの周壁部144とから成る。底壁部143の内側面(底面)143aの外周部に所定形状の溝底面を持つ一方の側部溝146が形成されている。図11に示すように、側溝部146は始端部147、終端部148、及び始端部147から終端部148まで延びるC字形溝部149を持ち、始端部147において燃料吸入口(不図示)に連通されている。始端部147及び終端部148はそれぞれ半径方向内側に第1及び第2の連通くぼみ147a及び148aを備えている。
【0102】
図15及び図16に示すように、吐出側のポンプケーシング155は平板状を呈し、その内側面155aの外周部に所定形状の溝底面を持つ他方の側部溝156が形成され、上記側部溝146と対向している。図15に示すように、側溝部156は、始端部157、終端部158、及び始端部157から終端部158まで延びるC字形溝部159を持ち、終端部158において燃料吐出口159に連通されている。始端部157及び終端部158はそれぞれ半径方向内側に第3及び第4の連通くぼみ157a及び158aを備えている。
【0103】
ポンプカバー142の内側面143aとポンプケーシング155の内側面155aとが一定幅で円形状のインペラ収納空間を形成している。また、ポンプカバー142の側溝部146とポンプケーシング155の側溝部156とが、始端部147及び157から終端部148及び158まで延びるC字形状のポンプ流路を形成している。
【0104】
図16、図17及び図18から明かなように、合成樹脂から成るインペラ160は円形状の本体部161と、その外周側の環状の外周部165とから成る。本体部161は上記ケーシング本体143の内側面143aに案内される一側面161aと、ケーシングカバー155の内側面155aに案内される他側面161bとを有する。外周部165の一側面165a及び他側面165bには、外周面165cから少し半径方向内側にずれた部分に、多数の羽根溝166及び171が、円周方向に等しいピッチで隔設されている。
【0105】
図18から明かなように、一方の羽根溝166の開口部の側面形状は概ね半径方向に細長い矩形状である(より正確には外周側の幅(円周方向の寸法)が内周側のそれよりも少し大きい)。図16から明かなように、羽根溝166の深さ方向における断面形状は概ね半円形状で、径方向の長さは側部溝146の径方向の長さとほぼ等しい。羽根溝166の深さはインペラ160の板厚の半分よりも小さい。
【0106】
図19から明らかなように、羽根溝166と171とはこれらの形成ピッチの1/2に相当する距離だけ円周方向にずれて形成されている。その結果、図19から明らかなように、羽根溝166と171とは千鳥状に配置され、また羽根部168と173とは千鳥状に配置されている。
【0107】
羽根溝166はインペラ160の回転方向Yに対して奥側が入口(開口)側よりも後方となるように傾斜し、奥側に進むにつれて幅が狭くなっている。より詳しくは、外周部165の一側面165aに対して羽根部の後方壁面(羽根溝166の前方壁面)167aが成す角度θ1の方が、一側面165aに対して羽根部168の前方壁面(羽根溝166の後方壁面)167bが成す角度θ2よりも小さくなっている。上記事情は他方の羽根溝171についても同じである。
【0108】
図16及び図18に示すように、千鳥状に配置された一側面165a上の羽根溝166と他側面165b上の羽根溝171とは互いに隔絶され、しかも羽根溝166及び171はインペラ160の外周面165cにおいて開口していない。その結果、図17及び図18から明かなように、外周部165の一側面165a上では隣接する羽根溝166間に羽根溝166と同数の羽根部168が形成されている。羽根部168の厚さ及び高さは羽根溝166の幅及び高さと同じである。これと同様に、他側面165bでは隣接する羽根溝171間に羽根溝171と同数の羽根部173が形成されている。
【0109】
また、外周部165には羽根溝166及び171の外周側には軸方向及び円周方向に延びる外側環状部181が形成されている。更に、一方の羽根溝166と他方の羽根溝171との間で、半径方向及び円周方向に延びる隔壁部183が形成されている。
【0110】
図17及び図18から明らかなように、羽根溝166及び171から少し半径方向内方に外れ、かつ円周方向(時計方向)にずれた位置に、一側面165aから他側面165bに向かって軸方向に貫通する連通孔176が形成され、一側面165a及び他側面165bにおいてそれぞれ開口している。各連通孔の各羽根溝からのずれ量は、羽根溝の形成ピッチの1/2である。
【0111】
連通孔176の個数は羽根溝166及び171の個数と等しい。各連通孔176の側面形状は、幅方向寸法よりも高さ方向(半径方向)寸法が少し長い矩形状であり、外周側の幅は羽根溝166及び171の内周側の幅より少し小さく、内周側の幅は該外周側の幅よりも少し狭い。隣接する連通孔176間の距離が上記側部溝146の始端部147及び終端部148の連通くぼみ147a及び148aの円周方向の長さとほぼ等しい。
【0112】
また、連通孔176の高さは羽根溝166及び171のそれの半分程度であり、上記ポンプカバー142の側部溝146の始端部147及び終端部148の連通くぼみ147a及び148aの半径方向寸法とほぼ等しい。尚、連通孔176の幅及び高さは全長に亘って均一である。
【0113】
羽根溝166及び171の半径方向内方に一対の突部178及び179が形成されている。一側面161aでは突部178に浅溝186が形成され、他側面161bでは突部179に浅溝187が形成されている。ここで、羽根溝166と、一側面161a側から見たとき該羽根溝166に対して1/2ピッチだけ時計方向にずれている羽根溝171とに注目する。羽根溝166の半径方向内方には該羽根溝166の幅よりも少し小さな幅を持つ浅溝186が1/4ピッチだけ時計方向にずれて形成されている。また、羽根溝171の半径方向内方には該羽根溝171の幅よりも少し小さな幅を持つ浅溝187が1/4ピッチだけ反時計方向にずれて形成されている。
【0114】
その結果、一側面165aから見た(平面視)とき、浅溝186と187とはそれぞれの円周方向の相当部分において重複している。この重複部分の半径方向内側に連通孔176が形成されている。よって、羽根溝166と羽根溝171とは、浅溝186、連通孔176及び浅溝187によって互いに連通されている。
【0115】
また、千鳥状に配置された羽根溝166と171とが浅溝186、187及び連通孔176により連通されている。浅溝186の幅は羽根溝166の内周側の幅即ち連通孔176の外周側の幅とほぼ等しく、深さは羽根溝166の深さの数分の一程度である。その結果、浅溝166は一側面161aからその深さ分凹んでいる。この事情は他側面161bの突部179、及びその上に形成された浅溝187についても同様である。
【0116】
インペラ160は、互いに対向する面に所定形状の凹部を持ち互い接近・離間する方向に移動可能な一対の金型(不図示)により成形された。一方の金型はキャビティの内壁面に、羽根溝166、連通孔176の左半分及び浅溝186を形成するための凸部を持ち、他方の金型は羽根溝171、連通孔176の右半分及び浅溝187を形成するための凸部を持つ。
【0117】
以上の構成になるインペラ160は、図16から明らかなように、ケーシング141のインペラ収納空間内に回転可能に収納され、その一側面161aをポンプカバー142の内側面143aに、その他側面161bをポンプケーシング155の内側面155aにそれぞれ案内されている。この状態では、軸方向において多数の羽根溝166及び羽根部168が側溝部146に対向し、多数の羽根溝171及び羽根部173が側溝部156に対向している。また、連通孔176の一側面161a側の開口がケーシング本体142の始端部147及び終端部148の連通くぼみ147a及び148aに対応し、他側面161b側の開口がケーシングカバー155の始端部157及び終端部158の連通くぼみ157a及び158aに対応している。
【0118】
インペラ160の一側面161aとポンプカバー142の内側面143aとの間、及び他側面161bとポンプケーシング155の内側面155aとの間には、浅溝186及び187の空間により隙間(図16参照)が形成されている。この隙間は羽根溝166及び171と連通孔176とをそれぞれ連通している。
(作用)
第3実施例の燃料ポンプにおいて、ポンプカバー142の燃料吸入口154から供給される燃料は、側溝部146の始端部147からインペラ160の羽根溝166に流入する。これと同時に、始端部147内の燃料は連通孔176を介してインペラ160の一側面161a側から他側面161b側に流れ、側溝部156の始端部157及びインペラ160の羽根溝171に流入する。
【0119】
羽根溝166及び171の内周寄りの部分に流入した燃料は、回転するインペラ160の羽根部168及び173から円周方向の力を受け、それに基づく遠心力により図16において羽根溝166及び171内を半径方向外向きに流れる。その後、羽根溝166及び171の外周寄りの部分に案内されて、燃料は軸方向外向き(左右方向)に分流され、側部溝146及び側部溝156内に流入し、半径方向内向き及び軸方向内向きに案内されて羽根溝166及び171に戻る。これと同時に、燃料は図18において、羽根溝166及び171内に羽根部168及び173の後方壁面167a側から流入し前方壁面167b側から流出する。
【0120】
こうして、ポンプカバー142側に流入した燃料は、羽根溝166と側部溝146との間で循環を繰り返しつつ、ポンプ流路内を始端部147から終端部148に向かって螺旋状に流れる。また、ポンプケーシング155側に流入した燃料は、羽根溝171と側部溝156との間で循環を繰り返しつつ、ポンプ流路内を始端部157から終端部158に向かって螺旋状に流れる。こうして終端部148及び158に燃料が次々に送り込まれ、その圧力が上昇する。
【0121】
羽根溝166及び側部溝146で昇圧され終端部148に至った燃料は、終端部148の壁面により流れ方向をほぼ90度変更される。その後、インペラ160の連通孔176を一面面161a側から他側面161b側に流れる。羽根溝171及び側部溝156で昇圧され終端部158に至った燃料は、終端部148の壁面により流れ方向をほぼ90度変更される。こうして吸入側と吐出側とで別個独立に加圧され、その後合流した燃料は燃料吐出口(不図示)から上記チャンバ139を経て燃料供給部137に供給される。
(効果)
第3実施例によれば、第1に、羽根溝166内にも羽根溝171内にも、インペラ160の一側面161aと他側面161bとを連通する連通手段は存在しない。また、インペラ160の最外周には外側環状部181が存在し、羽根溝166も羽根溝171も外周面165cにおいて開口していない。しかも、ポンプカバー142にもポンプケーシング155にもインペラ160の最外周において羽根溝166と171とを連通する連通手段は形成されていない。その結果、一方の羽根溝166及び側部溝146内での燃料の昇圧と、他方の羽根溝171及び側部溝156での燃料の昇圧とは別個独立になされる。
【0122】
従って、羽根溝166及び171の形状、大きさ及び個数は燃料の昇圧を重視して選定することができる。そこで、羽根溝166及び171を全体的にインペラ160の回転方向前方に傾斜させ、しかも羽根溝166及び171の開口側から奥側に進むにつれて幅が狭くなるように選定している。これにより、燃料は一方の羽根溝166と側部溝146との間、及び他方の羽根溝171と側部溝156との間を螺旋状に循環しその間に圧力が効率よく上昇する。
【0123】
第2に、連通孔176は羽根溝166及び171から半径方向内方に外れた部分に形成されている。よって、吸入側の始端部147の連通くぼみ147aから吐出側の始端部157の連通くぼみ157aへの燃料の最適な流通、及び吸入側の終端部148の連通くぼみ148aから吐出側の終端部148の連通くぼみ158aへの燃料の最適な流通を重視して連通孔176の形状、大きさ及び個数を決定することができる。
【0124】
これに関連して、羽根溝166及び側部溝146と羽根溝171及び側部溝156とを連通させる連通孔176をインペラ160自身に形成している。そのため、連通孔176の内壁面に作用する燃料の圧力によってインペラ160が何れかの半径方向に移動することが防止される。
【0125】
第3に、突部178及び179には羽根溝166又は171と連通孔176とを連通する、羽根溝166又は171と同数の浅溝186及び187が形成されている。これにより、連通孔176の一方の開口が側溝部146の始端部147及び終端部148に対向せず、連通孔176の他方の開口が側溝部156の始端部157及び終端部158に対向しないときでも、羽根溝166及び側部溝146と羽根溝171及び側部溝156とは浅溝186、連通孔176及び187を介して互いに連通されている。従って、何らかの理由により、羽根溝166及び側部溝146内の燃料の圧力と羽根溝171及び側部溝156内の燃料の圧力とがアンバランスになったときは、圧力の高い方から低い方に燃料が流れ、これにより双方の圧力がバランスされ、インペラ160の軸方向における微妙なずれが防止される。
【0126】
第4に、一対の金型によるインペラ160の成形時に突部178及び179に破損が生じ難い。連通孔176は羽根溝166及び171から半径方向内方に少し離れて形成されており、両者の間に残存する突部178及び179がある程度の厚さ(半径方向長さ)を持つからである。
(インペラの変形例)
第3実施例のインペラ160の第1変形例を図20に示す。このインペラが上記実施例と異なる点は、上記浅溝186,187が形成されていない点である。即ち、羽根溝191及び194と連通孔198との間に突部192及び195が存在するが、その突出端に浅溝は形成されていない。
【0127】
第1変形例では上記第3実施例における第3の効果は得られない。しかし、上記第1、第2及び第4の効果が享受でき、従来例に比べると種々の面で優れている。
【0128】
インペラの第2変形例を図21に示す。このインペラが第1実施例と異なる点は、上記突部178、179及び浅溝186、187が形成されていない点である。即ち、連通孔205が羽根溝201及び203の半径方向内側にぎりぎりに形成されており、上記突部178及び179に相当する部分は存在しない。
【0129】
第2変形例では上記第3実施例における第3及び第4の効果は得られない。しかし、上記第1及び第2効果が享受でき、従来例に比べると種々の面で優れている。
<第4実施例>
(構成)
本発明の第4実施例の要部(インペラ)を図22及び図23に示す。第4実施例は、インペラ220の羽根溝230及び245aの半径方向内側に連通孔223が形成され、ポンプハウジング(不図示)には連通部が形成されていない点は、上記第3実施例と共通している。しかし、一側及び他側の羽根溝230及び235の構成(特に軸方向長さ)が異なる。
【0130】
詳述すると、インペラ220の外周部は、外側環状部252、隔壁部254及び複数の羽根部240、245を含み、複数の羽根部240、245により複数の羽根溝230、235が区画されている。
【0131】
一側の羽根溝230の開口部の側面形状は概ね半径方向に細長い矩形状で、深さ方向における断面形状は概ね半円形状で、径方向の長さは側部溝261及び262の径方向の長さとほぼ等しい。ここで、一側面221a側の羽根溝230の軸方向長さ即ち深さに注目されたい。深さはインペラ220の軸方向中央部を超えて他側面221b側に延びており、板厚の半分よりも深くなっている。
【0132】
羽根溝230は、インペラ220の回転方向Xに対して奥側が入口(開口)側よりも後方となるように傾斜し、奥側に進むにつれて幅が狭くなっている。より詳しくは、一側面221aに対して羽根溝230の前方壁面231が成す角度θ1の方が、後方壁面232が成す角度θ2よりも小さくなっている。尚、他側の羽根溝235は一側の羽根溝230と同様の構成を持つ。
【0133】
図23から明らかなように、羽根溝230と235とはこれらの形成ピッチの1/2に相当する距離だけ円周方向にずれて千鳥状に形成され、羽根部240と245とは千鳥状に配置されている。その結果、図22から明らかなように、インペラ220の軸線を含む平面で切断したとき、一側の羽根溝230の先端部(最奥部)と他側の羽根溝235の先端部(最奥部)とは重なっている。重なり量はインペラ230の厚さの数分の一である。
【0134】
羽根溝230及び245の半径方向内側には連通孔223が形成され、一対の突部225及び226にはそれぞれ浅溝227及び228が形成されている。その他の点は、上記第3実施例のインペラ160及び燃料ポンプと同じである。
(作用効果)
第4実施例の基本的な作用効果は上記第3実施例と共通する。よって、羽根溝230及び235の緒元を連通孔223の緒元とは別に決定でき、また圧力のアンバランスによるインペラ220の移動が防止される。
【0135】
これらに加えて、以下の特有の効果が得られる。燃料は羽根溝230及び235の半径方向において内側から外側に流れ(図22参照)、羽根溝230及び235の円周方向では前方壁面231側から流入して、後方壁面232側から流出する(図23参照)。このとき、羽根溝230及び235は軸方向に深いため、先端部が軸方向の中央部よりも手前又は中央部にあるインペラに比べて、羽根溝230、235と側部溝261,262との間で燃料の運動量を増加させることができる。その結果、燃料ポンプのポンプ効率が上昇する。
【0136】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明のインペラでは隔壁の外周に環状部を形成して一側の羽根溝と他側の羽根溝とを独立させ、その上で、インペラ及び/又は燃料ポンプに種々の改良を加えた。その結果、優れたポンプ効率を持つ燃料ポンプを得ることができる。
【0137】
個別に説明すると、第1発明のタービン式燃料ポンプでは、羽根部の前方壁面及び後方壁面を傾斜させ、前方壁面の外周部の傾斜角度を後方壁面の内周部の傾斜角度よりも大きくした。また、インペラの最外周に環状部を形成した。その結果、ポンプ流路内の燃料が内周側から円滑に羽根溝内に流入し、羽根溝内の燃料がよどみを生ずることなく勢い良くポンプ流路に流出し、ポンプ効率が向上する。
【0138】
また、第2発明のタービン式燃料ポンプでは、インペラに形成した環状部及びポンプハウジングに形成した連通溝により、ポンプ流路内における燃料のよどみ及び燃料の衝突が回避される。その結果、ポンプ効率が上昇する。また、インペラに形成した環状部と、一側及び他側の羽根溝及び羽根溝の千鳥配置とにより、ポンプ流路の終端部における圧力脈動が防止される。その結果、燃料の昇圧が円滑になる。
【0139】
更に、第3発明のインペラでは、一側面から他側面に貫通する連通孔は羽根溝から半径方向に外れた部分に形成されている。その結果、最適なポンプ効率を得る観点から一側及び他側の羽根溝の諸元を選定することができる効果が奏される。このインペラを含む燃料ポンプでは、ポンプハウジングが一側及び他側の側部溝の始端部と終端部とが、インペラの連通孔の開口に対向する連通通路を有する。よって、吸入側の始端部及び終端部において、燃料がインペラの連通孔を介して吐出側に流れる。その結果、高いポンプ効率が達成されるとともに、燃料の圧力によりインペラに半径方向の力が加わることが防止される。
【0140】
また、第4発明のインペラ及び燃料ポンプでは、高いポンプ効率が達成されるとともに、燃料の圧力によりインペラに半径方向の力が加わることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1発明の実施例によるタービン式燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図2】図1における要部拡大図である。
【図3】図1における3−3断面図である。
【図4】インペラの部分斜視図である。
【図5】インペラの縦断面図である。
【図6】(a)(b)及び(c)はそれぞれ図5におけるA−A,B−B及びC−C断面図である。
【図7】羽根部の壁面の傾斜角度とポンプ効率との関係を示すグラフである。
【図8】第2発明の実施例によるタービン式燃料ポンプの縦断面図である。
【図9】ケーシング本体の内側面図である。
【図10】インペラの要部斜視図である。
【図11】(a)は図8における12−12断面で、(b)は(a)におけるB−B断面図である。
【図12】図8における13矢視図である。
【図13】第3発明の実施例による燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図14】ケーシング本体の平面図である。
【図15】ケーシングカバーの平面図である。
【図16】図13のA部の拡大図で、第3発明のインペラ及びその周辺を示す。
【図17】図13における18−18断面図である。
【図18】図17におけるB部拡大図である。
【図19】図13におけるC矢視図である。
【図20】インペラの第1変形を示す要部断面図である。
【図21】インペラの第2変形例を示す要部断面図である。
【図22】第4発明の実施例によるインペラを示す縦断面図である。
【図23】図22における24−24断面図である。
【図24】第1従来例の要部縦断面図である。
【図25】同じく横断面図である。
【図26】第2従来例を示す要部断面図である。
【図27】第3従来例を示す要部断面図である。
【図28】第4従来例を示す要部断面図である。
【図29】第5従来例を示す要部縦断面図である。
【図30】インペラの側面図である。
【符号の説明】
10:ポンプ部 11:第1ハウジング
14:一側の側部溝 30:第2ハウジング
31:他側の側部溝 38:ポンプハウジング
42:隔壁 45:羽根部
50:羽根溝 54:環状部
Claims (33)
- 円板状を呈し、外周部の一側面及び他側面においてそれぞれ円周方向に交互に形成された羽根部及び羽根溝と、各該羽根溝の外周側の環状部とを有し、該羽根部の前方壁面及び後方壁面は、前記一側面及び前記他側面と直交する平面に対して前記各側面と該平面との交線を中心軸として回転方向前側から回転方向後側に向けて傾斜すると共に、該羽根部の該前方壁面が前記側面となす傾斜角度は外周部の傾斜角度が内周部の傾斜角度よりも大きいインペラと、
一側及び他側の各前記羽根溝にそれぞれ連通する一側及び他側の略C字形状の側部溝と、一側の該側部溝の始端部に連通する燃料吸入口と、他側の該側部溝の終端部に連通する燃料吐出口とを有し、インペラを回転可能に収納するポンプハウジングと、
を備え、該インペラの回転により、一側及び他側の該側部溝と一側及び他側の各該羽根溝との間で燃料を独立して循環させて昇圧することを特徴とするタービン式燃料ポンプ。 - 一側及び他側の前記羽根部の前方壁面の外周部での傾斜角度を、該羽根部の後方壁面の内周部での傾斜角度よりも大きくした請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 一側及び他側の前記羽根部の後方壁面の外周部での傾斜角度を、該後方壁面の内周部での側面からの傾斜角度よりも大きくした請求項2に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 一側及び他側の前記羽根部の前方壁面の内周部での傾斜角度を、該羽根部の後方壁面の外周部での傾斜角度よりも大きくした請求項2に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 一側及び他側の前記羽根部の前方壁面の内周部での傾斜角度を、該後方壁面の内周部での傾斜角度よりも大きくした請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 一側及び他側の前記羽根部の前方壁面の外周部での傾斜角度を後方壁面の外周部での側面からの傾斜角度よりも大きく、該羽根部の前方壁面の内周部での傾斜角度を後方壁面の内周部での傾斜角度よりも大きくした請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 円板状を呈し、外周部の一側面及び他側面においてそれぞれ円周方向に交互に形成された羽根部及び羽根溝と、各該羽根溝の外周側の環状部とを有し、該羽根部の前方壁面及び後方壁面は、前記一側面及び前記他側面と直交する平面に対して前記各側面と該平面との交線を中心軸として回転方向前側から回転方向後側に向けて傾斜すると共に、該羽根部の該前方壁面が前記側面となす傾斜角度は外周部の傾斜角度が内周部の傾斜角度よりも大きいインペラと、
一側及び他惻の各前記羽根溝にそれぞれ連通する一側及び他側の略C字形状の側部溝と、一側の該側部溝の始端部に連通する燃料吸入口と、他側の該側部溝の終端部に連通する燃料吐出口と、前記側部溝の始端部と他側の前記側部溝の始端部とを連通する始端側の連通部と、一側の前記側部溝の終端部と他側の前記側部溝の終端部とを連通する終端側の連通部とを有し、インペラを回転可能に収納するポンプハウジングと、
を備え、該インペラの回転により、各該側部溝と一側及び他側の各該羽根溝との間で燃料を独立して循環させて昇圧することを特徴とするタービン式燃料ポンプ。 - 一側及び他側の前記始端部の連通部及び一側及び他側の前記終端部の連通部は、該始端部及び該終端部の外周側に軸方向に形成されている請求項7に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 一側の前記側部溝の終端部の前記連通部は、該側部溝内の燃料を他側の前記側部溝の終端部に案内する方向に傾斜した傾斜案内面を持つ請求項8に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記羽根部及び前記羽根溝は、外周部の一側面において円周方向に交互に形成された一側の該羽根部及び該羽根溝と、他側面において円周方向に交互にしかも一側の該羽根部及び前記羽根溝に対して円周方向にずれて形成された他側の該羽根部及び該羽根溝とからなる請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 一側及び他側の各前記羽根溝は、該インペラの側面から幅方向中央部に進むに連れて間隔が漸減している請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、外周部に、
その一側面において円周方向に隔設された複数の一側の羽根溝と、
その他側面において円周方向に隔設され該一側の羽根溝から隔絶された複数の他側の羽根溝と、
一側及び他側の該羽根溝から半径方向に内方又は外方に外れた部分を該一側面から該他側面に貫通した複数の連通孔と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。 - 前記インペラは、外周部に、
一側面において円周方向に交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、
他側面において円周方向に交互に形成され該一側の羽根溝から隔絶された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、
一側及び他側の該羽根部の外周側に位置する外側環状部と、
一側及び他側の該羽根溝から半径方向内方又は外方に外れた部分に形成され該一側面から該他側面に貫通する複数の連通孔と、
備えることを特徴とする請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。 - 前記インペラは、複数の前記一側の羽根溝と複数の前記他側の羽根溝とは円周方向にずれている請求項12又は13に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、複数の前記連通孔が複数の前記一側の羽根溝及び複数の前記他側の羽根溝の半径方向内側に形成されている請求項12に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、複数の前記連通孔が前記一側の羽根溝及び前記他側の羽根溝の半径方向の延長線から円周方向にずれている請求項12又は13に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、前記連通孔の個数が前記一側の羽根溝及び前記他側の羽根溝の個数と同じ又はそれ以下である請求項12又は13に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、複数の前記一側の羽根溝及び複数の前記他側の羽根溝と複数の前記連通孔とを連通する複数の一側浅溝及び複数の他側浅溝が形成されている請求項12に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、複数の前記一側の羽根溝及び複数の前記他側の羽根溝と前記連通孔との間に、軸方向に突出した複数の一側突部及び複数の他側突部が形成されている請求項12に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、複数の前記一側突部及び複数の前記他側突部に、複数の前記一側の羽根溝及び複数の前記他側の羽根溝と複数の前記連通孔とを連通する複数の一側浅溝及び複数の他側浅溝が形成されている請求項19に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、前記一側浅溝及び前記他側浅溝の個数は、複数の前記連通孔の個数と同じ又はそれ以下である請求項18又は20に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、複数の前記一側浅溝及び複数の前記他側浅溝は、複数の前記一側の羽根溝及び複数の前記他側の羽根溝の半径方向の延長線、及び前記連通孔の半径方向の延長線に対して円周方向にずれている請求項12又は13に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記外周部の一側面において円周方向に隔設された複数の一側の羽根溝と、他側面において円周方向に隔設され該一側の羽根溝から隔絶された複数の他側の羽根溝と、該外周部の一側及び他側の該羽根溝から半径方向に内方又は外方に外れた部分を該一側面から該他側面に貫通した複数の連通孔と、を備えた前記インペラと、
複数の該連通孔の一側開口に対向する第1連通部を備え燃料吸入口に連通された一側始 端部から該一側開口に対向する第2連通部を備えた一側終端部まで延びた略C字形状の一側の前記側部溝と、複数の該連通孔の他側開口に対向する第3連通部を備えた他側始端部から該他側開口に対向する第4連通部を備え燃料吐出口に連通された他側終端部まで延びた略C字形状の他側の前記側部溝とを有する前記ポンプハウジングと、
該ポンプハウジング内で該インペラを回転させるモータと、
から成り、該第1連通部に流入した燃料の一部が該連通孔を介して該第3連通部に流れ、燃料は該一側始端部及び該他側始端部からそれぞれ該一側終端部及び該他側終端部まで流れ、昇圧した該第2連通部の燃料は該連通孔を介して該第4連通部に流れることを特徴とする請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。 - 前記ポンプハウジングは吸入側の蓋形状の第1ハウジングと、吐出側の容器状の第2ハウジングとから成る請求項23に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記第1ハウジングの前記第1連通部及び前記第2連通部は該一側始端部及び該一側終端部の半径方向内側に形成され、複数の前記連通孔に対応する半径方向長さを持つ請求項23に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記第2ハウジングの前記第3連通部及び前記第4連通部は、該他側始端部及び該他側終端部の半径方向内側に形成され、複数の前記連通孔に対応する半径方向長さを持つ請求項23に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、外周部に、
一側面において円周方向に交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、
他側面において円周方向に交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、
一側及び他側の該羽根部の外周側に位置する環状部と、
を含み、一側及び他側の該羽根溝の軸方向先端部が軸方向中間部をこえていることを特徴とする請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。 - 前記インペラは、外周部に、
一側面において円周方向に交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、
他側面において円周方向に交互に形成された複数の羽根部及び複数の羽根溝と、
一側及び他側の該羽根部の外周側に位置する環状部と、
を含み、軸線を含む断面において、一側の該羽根溝と他側の該羽根溝とが軸方向で重なっていることを特徴とする請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。 - 前記一側の羽根溝と前記他側の羽根溝とは円周方向においてずれて形成されている請求項28に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 更に、前記一側面から前記他側面に貫通する複数の連通孔が形成されている請求項28に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 複数の前記連通孔は、前記一側の羽根溝及び前記他側の羽根溝の半径方向の延長線から円周方向にずれている請求項30に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 複数の前記一側の羽根溝及び複数の前記他側の羽根溝と複数の前記連通孔とを連通する複数の一側浅溝及び複数の他側浅溝が形成されている請求項28に記載のタービン式燃料ポンプ。
- 前記インペラは、一側及び他側の前記羽根溝の軸方向先端部が軸方向中間部を超えて形成され、該インペラを回転させることにより、各前記側部溝と一側及び他側の各該羽根溝との間で燃料を循環させて昇圧させることを特徴とする請求項1に記載のタービン式燃料ポンプ。
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