JP4252507B2 - 燃料ポンプ - Google Patents
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Description
上記の構成の燃料ポンプでは、ケーシングの溝とインペラの凹所にまたがって旋回流が発生する。この旋回流の流れを改善してエネルギ損失を小さくできれば、燃料ポンプのポンプ効率を向上することができる。燃料ポンプ内の燃料の流れを改善するために、インペラの表裏両面に設けられる羽根をインペラの回転軸に対して傾斜させた燃料ポンプが提案されている(特許文献1)。
上述した従来の燃料ポンプは、ケーシングの溝とインペラの凹所で生じる旋回流の流れを改善するものであるが、上述した問題を解決するものではない。
この燃料ポンプでは、燃料吸入側となるインペラの凹所と第1溝をまたがって旋回する燃料流量が、燃料吐出側となるインペラの凹所と第2溝をまたがって旋回する燃料流量より多くなる。したがって、インペラの燃料吸入面側で発生する旋回流からインペラに作用する力が、インペラの燃料吐出面側で発生する旋回流からインペラに作用する力より大きくなり、インペラの両面の燃料圧力の差によってインペラに作用する力を相殺する。したがって、インペラの両面の燃料圧力の差によるインペラの回転抵抗の変化を抑制することができる。これによって、燃料ポンプの流量特性を向上することができる。
なお、第1溝の深さは、第2溝の深さに対して1.02〜1.30の範囲とされていることが好ましい。第1溝の深さと第2溝の深さの比が1.02より小さいと充分な効果を奏することができず、両者の比が1.30を超えるとインペラの燃料吸入側から燃料吐出側に作用する力が大きくなりすぎてバランスを悪くするためである。
また、インペラの吸入側の面に形成された凹所群の深さが、インペラの吐出側の面に形成された凹所群の深さに対して1.02〜1.30の範囲とされていることが好ましい。
溝30は、貫通孔32から上流に向うにつれて徐々に深くなっている。溝30は、その上流端30aの近傍で燃料吸入流路31と連通している。図1に示されるように、燃料吸入流路31は、溝30からポンプボディ16の下面(図1の下面)まで続いている。燃料吸入流路31は、溝30とケーシング18外とを連通している。以下では、溝30のことを吸入側溝と呼ぶことにする。
なお、インペラ20の外周面20eと、ポンプカバー14の凹所14aの側面14bとの間には、わずかな隙間が形成されている。この隙間は、インペラ20がスムーズに回転するために設けられている。
燃料は、上述したように旋回しながら吸入側溝30に沿って昇圧される。燃料が吸入側溝30に沿って昇圧されると、それにともなってポンプボディ16の燃料吸入流路31から燃料が吸い込まれる。吸入側溝30で昇圧された燃料は、インペラ20の上側の凹所20aに存在する燃料と合流する。ケーシング18内の燃料は、吐出側溝24に沿っても昇圧される。
燃料吐出流路26に流れ出た燃料は、モータ部70のハウジング72内に送り出される。ハウジング72内に送り出された燃料は、ハウジング72内を上方に向けて流れ、モータカバー73の吐出ポート73aから吐出される。
本実施例の燃料ポンプ10は、インペラ20の燃料吸入面側の凹所21aが、インペラ20の燃料吐出面側の凹所20aと比較して深く形成されている。このため、インペラ20の燃料吸入面側の凹所21aと吸入側溝30とにまたがる旋回流によってインペラ20に作用する力(図1において上向きの力)は、インペラ20の燃料吐出面側の凹所20aと吐出側溝24とにまたがる旋回流によってインペラ20に作用する力(図1において下向きの力)より大きくなる。したがって、上述したインペラ20を下方向に押し下げる力と、インペラを上方向に押し上げる力がバランスし、インペラ20はスムーズに安定して回転することができる。これによって、燃料ポンプの流量特性が安定し、脈動の発生等を防止することができる。
例えば、上述した実施形態では、インペラの燃料吸入面側に形成される凹所の溝深さを燃料吐出面側に形成される凹所の溝深さより深くした。しかしながら、本発明はこのような例に限られず、例えば、図7に示すような形態で実施することもできる。図7に示す例では、インペラ220の表裏両面に形成される凹所220a,221aの深さは同一とする(図中X)。そして、インペラ220の燃料吸入面側に形成される吸入側溝130a(溝深さB)を燃料吐出面側に形成される吐出側溝124a(溝深さA)より深くする(B>A)。このような構成によっても、インペラ220の燃料吸入面側を旋回する燃料流量が燃料吐出面側を旋回する燃料流量より多くなり、燃料ポンプの流量特性を向上することができる。ここで、(吸入側溝130aの溝深さB)/(吐出側溝124aの溝深さA)の値は、1.02〜1.30の範囲に調整することが好ましい。B/Aの値が1以下であるとインペラ下方の旋回流による押上げ力はインペラ上方の旋回流による押下げ力よりも小さく、インペラ220は下方に押し付けられる。また、B/Aの値が1〜1.02では、インペラ下方の旋回流による押上げ力よりインペラ上方の旋回流による押下げ力と燃料圧力の和のほうが大きくなるため、インペラ220は下方に押し付けられる。さらに、B/Aの値が1.30を越えると、インペラ下方の旋回流による押上げ力がインペラ上方の旋回流による押下げ力と燃料圧力の和よりも大きくなりすぎてバランスが悪くなるためである。
また、インペラの表裏両面それぞれに形成される凹所の溝深さと、インペラの表裏両面のそれぞれと対向するケーシング内面に形成されるケーシング溝の深さの両者を非対称とすることもできる。
さらに、本発明の技術は、実施例で説明した形式の燃料ポンプ以外にも種々の形式の燃料ポンプに適用することができ、例えば、アキシャル型の燃料ポンプに適用することもできる。
12:ポンプ部
14:ポンプカバー
16:ポンプボディ
18:ケーシング
20:インペラ
20a:凹所
20b:羽根
21a:凹所
21b:羽根
24:吐出側溝
30:吸入側溝
Claims (5)
- 略円板形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングとを備える燃料ポンプであって、
インペラの両面のそれぞれには、周方向に繰返す複数の凹所からなる凹所群が形成されており、それら凹所群はインペラの外周面から隔てられており、
インペラの一方の面に形成された凹所と、その凹所に対応するインペラの他方の面に形成された凹所とは、その底部で連通しており、
インペラの吸入側の面に対向するケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている第1溝が形成されており、
インペラの吐出側の面に対向するケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている第2溝が形成されており、
ケーシングには、第1溝の上流端近傍とケーシング外とを連通する燃料吸入流路と、第2溝の下流端近傍とケーシング外とを連通する燃料吐出流路とが形成されており、
インペラの吸入側の面に形成された凹所群の深さとインペラの吐出側の面に形成された凹所群の深さを略同一とする一方、第1溝の深さを第2溝の深さより深くすることを特徴とする燃料ポンプ。 - 第1溝の深さが、第2溝の深さに対して1.02〜1.30の範囲とされていることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。
- 略円板形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングとを備える燃料ポンプであって、
インペラの両面のそれぞれには、周方向に繰返す複数の凹所からなる凹所群が形成されており、それら凹所群はインペラの外周面から隔てられており、
インペラの一方の面に形成された凹所と、その凹所に対応するインペラの他方の面に形成された凹所とは、その底部で連通しており、
インペラの吸入側の面に対向するケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている第1溝が形成されており、
インペラの吐出側の面に対向するケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている第2溝が形成されており、
ケーシングには、第1溝の上流端近傍とケーシング外とを連通する燃料吸入流路と、第2溝の下流端近傍とケーシング外とを連通する燃料吐出流路とが形成されており、
第1溝の深さと第2溝の深さを略同一とする一方、インペラの吸入側の面に形成された凹所群の深さをインペラの吐出側の面に形成された凹所群の深さより深くすることを特徴とする燃料ポンプ。 - インペラの吸入側の面に形成された凹所群の深さが、インペラの吐出側の面に形成された凹所群の深さに対して1.02〜1.30の範囲とされていることを特徴とする請求項3に記載の燃料ポンプ。
- 略円板形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングとを備える燃料ポンプであって、
インペラの両面のそれぞれには、周方向に繰返す複数の凹所からなる凹所群が形成されており、それら凹所群はインペラの外周面から隔てられており、
インペラの一方の面に形成された凹所と、その凹所に対応するインペラの他方の面に形成された凹所とは、その底部で連通しており、
インペラの吸入側の面に対向するケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている第1溝が形成されており、
インペラの吐出側の面に対向するケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている第2溝が形成されており、
ケーシングには、第1溝の上流端近傍とケーシング外とを連通する燃料吸入流路と、第2溝の下流端近傍とケーシング外とを連通する燃料吐出流路とが形成されており、
インペラの吸入側の面の凹所群と第1溝を流れる燃料の流量が、インペラの吐出側の面の凹所群と第2溝を流れる燃料の流量より多くなるように、インペラの両面のそれぞれに形成された凹所群の深さ並びに第1溝及び第2溝の深さが調整されていることを特徴とする燃料ポンプ。
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