JP6135593B2 - 燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、燃料ポンプに関する。

ポンプ室内で回転可能なインペラと、当該インペラを回転する駆動力を発生するモータとを備え、インペラの回転によって燃料タンクの燃料を内燃機関に圧送する燃料ポンプが知られている。特許文献１には、断面形状がＤ字状となるよう形成されモータのシャフトが嵌合する嵌合孔、及び、インペラの重量配分を補正する重りが取り付けられる孔を有するインペラを備える燃料ポンプが記載されている。

特開平１１−０８２２０８号公報

モータとしてブラシレスモータを使う燃料ポンプでは、シャフトは、インペラが燃料を加圧するよう回転する方向である正方向と、ステータに対するロータの位置を検出するよう回転する方向である逆方向との二つの方向に回転する。インペラの嵌合孔には製造上の公差が存在するため、嵌合孔を形成する内壁と嵌合孔に嵌合するシャフトの一方の端部を形成する側壁との間に隙間が形成されている。シャフトの一方の端部が正方向または逆方向に回転可能な状態から逆方向または正方向に回転可能な状態に移行すると嵌合孔の中でシャフトが回転するため、一定程度の加速力を伴って回転するシャフトの回転トルクが嵌合孔を形成する一つの当接面に作用する。このため、インペラが破損するおそれがある。

また、インペラに作用する回転トルクの面圧を低減するため、嵌合孔の断面形状及びシャフトの一方の端部の断面形状をＩ字状とし、シャフトの一方の端部が有する二つの当接面が嵌合孔の内壁として形成されている二つの当接面に同時に当接する燃料ポンプが知られている。しかしながら、射出成形によって成形されるインペラでは、シャフトの二つの当接面それぞれに対してインペラの二つの当接面が同時に当接可能なようインペラを加工することは難しい。したがって、シャフトがインペラに当接するときシャフトの二つの当接面の片方のみインペラに当接し、インペラが破損するおそれがある。

本発明の目的は、インペラの破損を防止する燃料ポンプを提供することにある。

本発明は、吸入口と吐出口とに連通するポンプ室を有するポンプケースと、ステータと、ロータと、ロータと同軸に設けられロータと一体に回転するシャフトと、ポンプ室に回転可能に収容されシャフトの一方の端部が嵌合する嵌合孔を有しシャフトとは当該嵌合孔におけるクリアランスの範囲で周方向に相対移動可能に設けられシャフトが回転すると吸入口から吸入した燃料を加圧し吐出口から吐出するインペラと、を備える燃料ポンプであって、シャフトは、一方の端部にインペラに当接可能なシャフト側当接面を有し、嵌合孔は、シャフト側当接面に対向する位置に設けられシャフト側当接面に当接可能なインペラ側当接面から形成され、インペラは、嵌合孔の径外方向に形成されインペラの中心軸方向にインペラを貫通しシャフト側当接面とインペラ側当接面とが当接すると変形する変形許容空間を有することを特徴とする。

本発明の燃料ポンプでは、シャフト側第１当接面またはシャフト側第２当接面とインペラ側当接面とが当接しつつ、シャフトがインペラと一体となって回転するようシャフト及びインペラが形成されている。インペラがシャフトとともに回転するとき、嵌合孔の加工精度や嵌合孔に対するシャフトの位置によってはシャフト側第１当接面またはシャフト側第２当接面とインペラ側当接面とが正しくない状態で当接する場合がある。本発明の燃料ポンプが備えるインペラでは、シャフト側第１当接面またはシャフト側第２当接面とインペラ側当接面とが当接すると、シャフトからインペラに作用する力によって変形許容空間が変形する。変形許容空間が変形するとインペラの弾性変形可能な量が大きくなるため嵌合孔の形状が変形し、シャフト側第２当接面またはシャフト側第１当接面がインペラ側当接面に正しく当接する。このように、本発明の燃料ポンプでは、嵌合孔の加工精度や嵌合孔に対するシャフトの位置に影響されることなく、変形許容空間の変形によってシャフト側第１当接面及びシャフト側第２当接面とインペラ側当接面とを正しく当接することができる。これにより、シャフトが回転するときインペラに作用する面圧が小さくなり、インペラの破損を防止できる。

本発明の第１実施形態による燃料ポンプの断面図である。 本発明の第１実施形態による燃料ポンプのインペラの上面図である。 本発明の第１実施形態による燃料ポンプの作用を説明する模式図である。 本発明の第２実施形態による燃料ポンプのインペラの上面図である。 本発明の第３実施形態による燃料ポンプのインペラの上面図である。 本発明の第４実施形態による燃料ポンプのインペラの上面図である。 本発明の第５実施形態による燃料ポンプのインペラの上面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面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について、図１〜図３に基づいて説明する。

燃料ポンプ１は、モータ部３、ポンプ部４、ハウジング２０、ポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０などから構成される。燃料ポンプ１では、モータ部３及びポンプ部４は、ハウジング２０、ポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０により形成される空間に収容されている。燃料ポンプ１は、図１の下側に示す吸入口６１から図示しない燃料タンク内の燃料を吸入し、図１の上側に示す吐出口４１から内燃機関に吐出する。なお、図１では、上側を「天側」、下側を「地側」とする。ハウジング２０、ポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０は、特許請求の範囲に記載の「ポンプケース」に相当する。

ハウジング２０は、鉄などの金属により円筒状に形成されている。ハウジング２０の二つの端部２０１、２０２にポンプカバー６０、及び、カバーエンド４０が設けられている。

ポンプカバー６０は、ハウジング２０の吸入口６１側の端部２０１を塞いでいる。ポンプカバー６０は、ハウジング２０の端部２０１の縁が内側へ加締められることによりハウジング２０の内側で固定され、燃料ポンプ１の軸方向への抜けが規制されている。ポンプカバー６０は、地側に開口する吸入口６１を有している。吸入口６１の内側には、ポンプカバー６０をシャフト５２の回転軸ＣＡ５２の方向に貫く吸入通路６２が形成されている。また、ポンプカバー６０のポンプ部４側の面には、吸入通路６２と接続する溝６３が形成されている。

カバーエンド４０は、樹脂から成形され、ハウジング２０の吐出口４１側の端部２０２を塞いでいる。カバーエンド４０は、ハウジング２０の端部２０２の縁が加締められることによりハウジング２０の内側で固定され、燃料ポンプ１の軸方向への抜けが規制されている。カバーエンド４０は、天側に開口する吐出口４１を有している。吐出口４１の内側には、カバーエンド４０をシャフト５２の回転軸ＣＡ５２の方向に貫く吐出通路４２が形成されている。カバーエンド４０の吐出通路４２が形成されている側とは反対側の端部には、外部からの電力を受電する接続端子３８を収容する電気コネクタ部４３が設けられている。

カバーエンド４０のハウジング２０の内部側には、略筒状に形成される軸受収容部４４が設けられている。軸受収容部４４は、内部にシャフト５２の端部５２１及び端部５２１を回転可能に支持する軸受５５を収容する収容空間４４０を有する。

モータ部３は、電力が供給されると発生する磁界を利用して回転トルクを発生する。モータ部３は、ステータ１０、ロータ５０、シャフト５２などから構成されている。なお、第１実施形態による燃料ポンプ１のモータ部３は、ステータ１０に対するロータ５０の位置をシャフト５２の回転によって検出するブラシレスモータである。

ステータ１０は、円筒状を呈し、ハウジング２０内の径方向外側に収容されている。ステータ１０は、六個のコア１２、六個のボビン、六個の巻線、及び、三個の接続端子などを有している。ステータ１０は、これらを樹脂によりモールドすることにより一体に形成される。

コア１２は、それぞれ板状の鉄など磁性材料が複数枚重なることにより形成されている。コア１２は、周方向に並べられ、ロータ５０の磁石５４に対向する位置に設けられている。

ボビン１４は、樹脂材料から形成されており、形成時にそれぞれコア１２がインサートされてコア１２と一体となって設けられる。ボビン１４は、吐出口４１側に形成される上端部１４１、コアがインサートされているインサート部１４２、及び、吸入口６１側に形成される下端部１４３から構成されている。

巻線は、例えば表面が絶縁皮膜で被覆された銅線である。一つの巻線は、コア１２がインサートされたボビン１４に巻回されることによって一つのコイルを形成する。一つの巻線は、ボビン１４の上端部１４１に巻回される上端巻回部１６１、ボビン１４のインサート部１４２に巻回される図示しないインサート巻回部、及び、ボビン１４の下端部１４３に巻回される下端巻回部１６３などから構成される。巻線は、電気コネクタ部４３に収容されている接続端子３８と電気的に接続する。

接続端子３８は、カバーエンド４０を貫通しボビン１４の上端部１４１に固定されている。第１実施形態による燃料ポンプ１では、接続端子３８は三つ設けられ、図示しない電源装置からの３相電力を受電する。

ロータ５０は、ステータ１０の内側に回転可能に収容される。ロータは、鉄心５３の周囲に磁石５４が設けられる。磁石５４は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されている。第１実施形態では、Ｎ極及びＳ極は２極対、計４極設けられている。

シャフト５２は、ロータ５０の中心軸上に形成された軸穴５１に圧入固定されており、ロータ５０とともに回転する。シャフト５２の吸入口６１側の端部５２２は、ポンプ部４と接続している。

シャフト５２の端部５２２は、天地方向に延び平面状に形成される「シャフト側第１当接面」としてのシャフト第１平面５２３、及び、平面状に形成されシャフト第１平面５２３に対して略平行に設けられる「シャフト側第２当接面」としてのシャフト第２平面５２４を有する。また、シャフト５２の端部５２２は、シャフト第１平面５２３の一の辺とシャフト第２平面５２４の一の辺とを接続し曲面状に形成されるシャフト第１曲面５２５、及び、シャフト第１平面５２３の他の辺とシャフト第２平面５２４の他の辺とを接続し曲面状に形成されるシャフト第２曲面５２６を有する。これにより、シャフト５２の端部５２２の回転軸ＣＡ５２に垂直な方向の断面形状は、略Ｉ字状となる。

ポンプ部４は、モータ部３が発生する回転トルクを利用して吸入口６１から吸入した燃料を加圧しハウジング２０内に吐出する。ポンプ部４は、「ポンプケース」としてのポンプケーシング７０、インペラ６５などから構成されている。

ポンプケーシング７０は、略円板状に形成され、ポンプカバー６０とステータ１０との間に設けられている。ポンプケーシング７０の中心には、ポンプケーシング７０を板厚方向に貫く貫通孔７１が形成されている。貫通孔７１には、軸受５６が嵌め込まれている。軸受５６は、シャフト５２の端部５２２を回転可能に支持している。これにより、ロータ５０及びシャフト５２は、カバーエンド４０及びポンプケーシング７０に対し回転可能となっている。
また、ポンプケーシング７０のインペラ６５側の面であって、ポンプカバー６０の溝６３に対向する位置に溝７３が形成されている。溝７３には、ポンプケーシング７０をシャフト５２の回転軸ＣＡ５２の方向に貫く燃料通路７４が連通している。

インペラ６５は、樹脂により略円板状に形成されている。インペラ６５は、ポンプカバー６０とポンプケーシング７０との間のポンプ室７２に収容されている。
インペラ６５の略中央には、嵌合孔６６が形成されている。嵌合孔６６は、その断面形状がシャフト５２の端部５２２の断面形状に合うように略Ｉ字状に形成されている。嵌合孔６６には、シャフト５２の端部５２２が嵌合される。これにより、インペラ６５は、シャフト５２の回転によってポンプ室７２で回転する。インペラ６５の詳細な形状は後述する。

インペラ６５は、溝６３及び溝７３に対応する位置に傾斜面６４が複数形成されている。傾斜面６４は、図２に示すように、インペラ６５の径方向外側の端部に周方向に等間隔に設けられる。

第１実施形態による燃料ポンプ１では、接続端子３８を介してモータ部３の巻線に電力が供給されるとロータ５０及びシャフト５２とともにインペラ６５が回転する。インペラ６５が回転すると、燃料ポンプ１を収容する燃料タンク内の燃料は、吸入口６１を経由して溝６３に導かれる。溝６３に導かれた燃料は、インペラ６５の回転により加圧され溝７３に導かれる。加圧された燃料は、燃料通路７４を通り、ポンプケーシング７０とモータ部３との間に形成される中間室７５に導かれる。

中間室７５に導かれた燃料は、ロータ５０とステータ１０との間の燃料通路７７、シャフト５２の外壁とボビン１４の内壁１４４との間の燃料通路７８、軸受収容部４４の径外方向に形成される燃料通路７９を通る。また、中間室７５に導かれた燃料は、ハウジング２０の内壁とステータ１０の外壁との間に形成される燃料通路７６を通る。燃料通路７６、７７、７８、７９を通る燃料は、吐出通路４２及び吐出口４１を介して外部に吐出される。

第１実施形態による燃料ポンプ１は、インペラ６５の形状に特徴がある。ここでは、図２、３に基づいて、インペラ６５の詳細な形状を説明する。図２は、インペラ６５の上面図である。図３は、燃料ポンプ１が駆動するときの嵌合孔６６とシャフト５２との位置関係を示す模式図である。なお、図３（ｂ）〜（ｄ）では、説明の便宜上、嵌合孔６６の形状を実際の形状より誇張して示してある。

インペラ６５が有する嵌合孔６６は、「インペラ側第１当接面」としてのインペラ第１平面６６１、「インペラ側第２当接面」としてのインペラ第２平面６６２、「嵌合孔第１形成面」としてのインペラ第１曲面６６３、「嵌合孔第２形成面」としてのインペラ第２曲面６６４から形成される。

インペラ第１平面６６１は、嵌合孔６６の中心軸ＣＡ６６の方向に延びるよう形成される平面である。インペラ第１平面６６１は、シャフト第１平面５２３に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第１平面５２３に当接可能である。

インペラ第２平面６６２は、中心軸ＣＡ６６の方向に延びるよう形成される平面である。インペラ第２平面６６２は、インペラ第１平面６６１に略平行に設けられる。インペラ第２平面６６２は、シャフト第２平面５２４に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第２平面５２４に当接可能である。

インペラ第１曲面６６３は、インペラ第１平面６６１の中心軸ＣＡ６６に平行な一の辺とインペラ第２平面６６２の中心軸ＣＡ６６に平行な一の辺とを接続する。インペラ第１曲面６６３は、断面形状が中心軸ＣＡ６６上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第１曲面６６３には、略中央に「変形許容空間」としての第１溝６６５が形成される。

インペラ第２曲面６６４は、インペラ第１平面６６１の中心軸ＣＡ６６に平行な他の一辺とインペラ第２平面６６２の中心軸ＣＡ６６に平行な他の一辺とを接続する。インペラ第２曲面６６４は、断面形状が中心軸ＣＡ６６上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第２曲面６６４には、略中央に「変形許容空間」としての第２溝６６６が形成される。

第１溝６６５は、インペラ第１曲面６６３から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第１溝６６５は、嵌合孔６６と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６６の方向にインペラ６５を貫通している。
第２溝６６６は、インペラ第２曲面６６４から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第２溝６６６は、嵌合孔６６と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６６の方向にインペラ６５を貫通している。
第１溝６６５と第２溝６６６とは、互いに反対方向に延び、径方向の長さが同じになるよう形成されている。

ここで、第１実施形態による燃料ポンプ１の作用及び効果について図３に基づいて説明する。

第１実施形態による燃料ポンプ１では、図３（ａ）に示すように、シャフト５２に形成されるシャフト第１平面５２３と嵌合孔６６を形成するインペラ第１平面６６１とが平行となるとき、シャフト５２に形成されるシャフト第２平面５２４と嵌合孔６６を形成するインペラ第２平面６６２との位置関係が平行となるのが望ましい。しかしながら、射出成形による樹脂から形成されるインペラ６５では、これらの関係を満たすよう成形することが難しいため、例えば、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１とが平行であるとき、シャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とが平行でない位置関係となる場合がある。

例えば、図３（ｂ）に示すように、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１とは平行となっているが、シャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とが平行の位置関係になく、インペラ第２平面６６２とインペラ第２曲面６６４との交線６６７が嵌合孔６６の中心軸ＣＡ６６上の点から離れた位置にあるように嵌合孔６６が形成される場合がある。

図３（ｂ）に示したような嵌合孔６６の形状の場合、図３（c）に示すように、シャフト５２が実線矢印で示す方向Ｒ１の方向にシャフト５２が回転すると、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１とは当接する一方、シャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とは離間する。シャフト５２とインペラ６５とはこの状態でさらに方向Ｒ１に回転する。このとき、シャフト第１平面５２３とインペラ第１平面６６１との間にシャフト第１平面５２３からインペラ第１平面に向かう方向に作用力Ｆ１が作用する。この作用力Ｆ１によりインペラ６５は、図３（ｄ）に示すように、第１溝６６５が拡がるよう変形する。第１溝６６５の変形によって、嵌合孔６６の形状が変化し離間していたシャフト第２平面５２４とインペラ第２平面６６２とが当接する。なお、図３（ｄ）には、第１溝６６５が変形する前における嵌合孔６６及び第１溝６６５の形状を点線で示してある。
ここでは、第１溝６６５が広がることによってシャフト５２の二つの平面がインペラ６５の二つの平面に当接することを説明したが、第２溝６６６についても同様である。

（ａ）第１実施形態による燃料ポンプ１では、シャフト５２が嵌合孔６６の中で回転しシャフト５２が嵌合孔６６を形成するインペラ第１平面６６１またはインペラ第２平面６６２のいずれか一方に当接するとき、第１溝６６５または第２溝６６６が変形し嵌合孔６６の形状が変化する。嵌合孔６６の形状が変化すると、シャフト５２が当接していないインペラ第２平面６６２またはインペラ第１平面６６１にシャフト５２のシャフト第２平面５２４またはシャフト第１平面５２３が当接し、シャフト５２は二つの平面が嵌合孔６６の内壁に当接する。これにより、シャフト５２の回転トルクは、インペラ第１平面６６１及びインペラ第２平面６６２の両方に作用し、インペラ６５に作用する回転トルクの面圧が小さくなる。したがって、インペラ６５に作用する面圧が比較的小さくなり、シャフト５２の回転トルクによるインペラ６５の破損を防止することができる。

（ｂ）また、第１実施形態による燃料ポンプ１では、インペラ６５が射出成形により成形されるとき、シャフト第１平面５２３に対するインペラ第１平面６６１の平行度、及び、シャフト第２平面５２４に対するインペラ第２平面６６２の平行度を厳密に管理する必要がなくなる。これにより、燃料ポンプ１の製造工数を低減しつつ、シャフト５２の二つの平面が嵌合孔６６を形成する二つの平面に当接することができる。したがって、燃料ポンプ１の製造コストを低減することができる。

（ｃ）また、第１溝６６５及び第２溝６６６は、対向するインペラ第１曲面６６３及びインペラ第２曲面６６４の中央に形成されている。また、第１溝６６５と第２溝６６６とは、中心軸ＣＡ６６から見て反対方向に同じ長さ延びるよう形成されている。これにより、シャフト５２の回転トルクがインペラ第１平面６６１またはインペラ第２平面６６２に作用したとき、インペラ６５は同じような形状に変形するため、インペラ６５の特定の部位に応力が集中することを防止できる。したがって、シャフト５２の回転トルクによるインペラ６５の破損を防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による燃料ポンプを図４に基づいて説明する。第２実施形態は、インペラの形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態による燃料ポンプが備えるインペラ６７の上面図を図４に示す。インペラ６７の略中央には、嵌合孔６８が形成されている。嵌合孔６６には、シャフト５２の端部５２２が嵌合される。

嵌合孔６８は、その断面形状がシャフト５２の端部５２２の断面形状に合うように略Ｉ字状に形成されている。嵌合孔６８は、「インペラ側第１当接面」としてのインペラ第１平面６８１、「インペラ側第２当接面」としてのインペラ第２平面６８２、「嵌合孔形成面」及び「嵌合孔第１形成面」としてのインペラ第１曲面６８３、「嵌合孔形成面」及び「嵌合孔第２形成面」としてのインペラ第２曲面６８４から形成される。

インペラ第１平面６８１は、嵌合孔６８の中心軸ＣＡ６７の方向に延びるよう形成される平面である。インペラ第１平面６８１は、シャフト第１平面５２３に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第１平面５２３に当接可能である。

インペラ第２平面６８２は、中心軸ＣＡ６７の方向に延びるよう形成される平面である。インペラ第２平面６８２は、インペラ第１平面６８１に略平行に設けられる。インペラ第２平面６８２は、シャフト第２平面５２４に対向する位置に設けられ、シャフト５２が回転するときシャフト第２平面５２４に当接可能である。

インペラ第１曲面６８３は、インペラ第１平面６８１の中心軸ＣＡ６７に平行な一の辺とインペラ第２平面６８２の中心軸ＣＡ６７に平行な一の辺とを接続する。インペラ第１曲面６８３は、断面形状が中心軸ＣＡ６７上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第１曲面６８３には、略中央に「変形許容空間」としての第１溝６８５が形成される。

インペラ第２曲面６８４は、インペラ第１平面６８１の中心軸ＣＡ６７に平行な他の一辺とインペラ第２平面６８２の中心軸ＣＡ６７に平行な他の一辺とを接続する。インペラ第２曲面６８４は、断面形状が中心軸ＣＡ６７上の点を中心として径外方向に突出する略円弧状となるよう形成される。インペラ第２曲面６８４には、略中央に「変形許容空間」としての第２溝６８６が形成される。

第１溝６８５は、インペラ第１曲面６８３から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第１溝６８５は、嵌合孔６８と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６７の方向にインペラ６７を貫通している。第２溝６８６は、インペラ第２曲面６８４から径外方向に延びるようスリット状に形成される。第２溝６８６は、嵌合孔６８と連通するよう形成され、中心軸ＣＡ６７の方向にインペラ６７を貫通している。

第１溝６８５と第２溝６８６とは、互いに反対方向に延び、径方向の長さが同じになるよう形成されている。このとき、中心軸ＣＡ６７上に中心を有しインペラ６７の複数の傾斜面６４の径方向内側の部位を結ぶ仮想円を仮想円ＶＬ６４とし、中心軸ＣＡ６７上に中心を有しインペラ第１曲面６８３及びインペラ第２曲面６８４上を通る仮想円を仮想円ＶＬ６８とすると、第１溝６８５を形成する径方向外側の壁面６８７及び第２溝６８６を形成する径方向外側の壁面６８８は、図４に示すように、仮想円ＶＬ６４及び仮想円ＶＬ６８から等距離（図４の距離Ｄ２）の位置にある中間仮想円ＶＬ６７より径内方向に形成される。

第２実施形態による燃料ポンプでは、第１溝６８５及び第２溝６８６は、中間仮想円ＶＬ６７より径内方向に形成されている。これにより、インペラ６７は、シャフト５２からの作用によって適度に変形することができる。したがって、第２実施形態による燃料ポンプは、第１実施形態と同じ効果を奏するとともに第１実施形態に比べ変形許容量が大きくなり、シャフト５２の回転トルクによるインペラ６７の破損をさらに防止することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による燃料ポンプを図５に基づいて説明する。第３実施形態は、インペラの形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態による燃料ポンプでは、インペラ８５は、傾斜面８４、嵌合孔８６、及び、「変形許容空間」としての貫通孔８７を有している。
傾斜面８４は、第１実施形態の傾斜面６４と同様に、溝６３及び溝７３に対応する位置に複数形成される。
嵌合孔８６は、第１実施形態の嵌合孔６６と同様に、その断面形状がシャフト５２の端部５２２の断面形状に合うように略Ｉ字状に形成されている。嵌合孔８６は、シャフト第１平面５２３に当接可能な「インペラ側第１当接面」としてのインペラ第１平面８６１、シャフト第２平面５２４に当接可能な「インペラ側第２当接面」としてのインペラ第２平面８６２から形成されている。

貫通孔８７は、中心軸ＣＡ８５の方向に延びるよう形成され、中心軸ＣＡ８５の方向にインペラ８５を貫通する。第２実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔８７は、六個設けられ、嵌合孔８６の径外方向に嵌合孔８６の中心軸ＣＡ８５上の点を中心とする円周上に等間隔に位置している。また、貫通孔８７の一の貫通孔は、中心軸ＣＡ８５上の点を対称点として他の貫通孔に対して点対称となるよう設けられている。

第３実施形態による燃料ポンプでは、シャフト５２がインペラ８５の嵌合孔８６の中で回転するとき、シャフト５２のシャフト第１平面５２３及びシャフト第２平面５２４のうち一つの平面のみが嵌合孔８６を形成する内壁に当接する場合がある。この場合、貫通孔８７の変形によって嵌合孔８６の形状が変化し、シャフト５２の二つの平面のうち当接していなかった平面が嵌合孔８６を形成する内壁に当接する。これにより、第２実施形態による燃料ポンプは、第１実施形態の効果（ａ）、（ｂ）と同じ効果を奏する。

また、複数の貫通孔８７は、中心軸ＣＡ８５上の点を中心とする円周上に等間隔に位置し、貫通孔８７の一の貫通孔は、中心軸ＣＡ８５上の点を対称点として他の貫通孔に対して点対称となるよう設けられている。これにより、シャフト５２の回転トルクがインペラ第１平面６６１またはインペラ第２平面６６２に作用したとき、インペラ６５は同じような形状に変形するため、インペラ６５の特定の部位に力が作用することを防止できる。したがって、シャフト５２の回転トルクによるインペラ６５の破損を防止することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による燃料ポンプを図６に基づいて説明する。第４実施形態は、インペラの形状が第３実施形態と異なる。なお、第３実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第４実施形態による燃料ポンプが備えるインペラ８８の上面図を図６に示す。インペラ８８は、傾斜面８４、嵌合孔８６、及び、「変形許容空間」としての貫通孔８９を有している。

貫通孔８９は、中心軸ＣＡ８８の方向に延びるよう形成され、中心軸ＣＡ８８の方向にインペラ８８を貫通する。第４実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔８９は、六個設けられ、嵌合孔８６の径外方向に嵌合孔８６の中心軸ＣＡ８８上の点を中心とする円周上に等間隔に位置している。

また、中心軸ＣＡ８８上に中心を有しインペラ８８の径方向外側に形成されている複数の傾斜面８４の径方向内側の部位を結ぶ仮想円を仮想円ＶＬ８４とし、中心軸ＣＡ８８上に中心を有し嵌合孔８６の「嵌合孔形成面」としてのインペラ第１曲面８６３及び「嵌合孔形成面」としてのインペラ第２曲面８６４上を通る仮想円を仮想円ＶＬ８６とすると、貫通孔８９は、図６に示すように、仮想円ＶＬ８４及び仮想円ＶＬ８６から等距離（図６の距離Ｄ４）の位置にある中間仮想円ＶＬ８８より径内方向に形成される。

第４実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔８９は、中間仮想円ＶＬ８８より径内方向に形成されている。これにより、インペラ８８は、シャフト５２からの作用によって適度に変形することができる。したがって、第４実施形態による燃料ポンプは、第３実施形態と同じ効果を奏するとともに第３実施形態に比べ変形許容量が大きくなり、シャフト５２の回転トルクによるインペラ８８の破損をさらに防止することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による燃料ポンプを図７に基づいて説明する。第５実施形態は、シャフトの端部の形状及びインペラの形状が第３実施形態と異なる。なお、第３実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第５実施形態による燃料ポンプが備えるインペラ９５の上面図を図７に示す。インペラ９５は、傾斜面９４、嵌合孔９６、及び、「変形許容空間」としての貫通孔９９１、９９２、９９３、９９４、９９５を有している。

傾斜面９４は、ポンプカバー６０に形成されている溝６３及びポンプケーシング７０に形成されている溝７３に対応する位置に複数形成されている。

嵌合孔９６は、その断面形状がシャフト９２の一方の端部９２２の断面形状に合うように略Ｄ字状に形成されている。嵌合孔９６は、「シャフト側第３当接面」としてのシャフト第３平面９２３に当接可能な「インペラ側第３当接面」としてのインペラ第３平面９６１、シャフト第３平面９２３の中心軸ＣＡ９５に略平行な両端を断面形状が略円弧状の曲面で接続するシャフト第３曲面９２５に沿うよう形成される「嵌合孔形成面」としてのインペラ曲面９６３から形成される。

貫通孔９９１、９９２、９９３、９９４、９９５は、中心軸ＣＡ９５の方向に延びるよう形成され、中心軸ＣＡ９５の方向にインペラ８５を貫通する。第５実施形態による燃料ポンプでは、インペラ９５は五個の貫通孔を有する。貫通孔９９１、９９２、９９３、９９４、９９５は、嵌合孔９６の径外方向に嵌合孔９６の中心軸ＣＡ９５上の点を中心とする円周上に等間隔に位置している。また、インペラ９５が有する貫通孔のうち、二つの貫通孔９９２、９９５は、インペラ第３平面９６１とインペラ曲面９６３とが接続する部位９６２、９６４の近傍に設けられる。

また、中心軸ＣＡ９５上に中心を有し複数の傾斜面９４の径方向内側の部位を結ぶ仮想円を仮想円ＶＬ９４とし、中心軸ＣＡ９５上に中心を有しインペラ曲面９６３上を通る仮想円を仮想円ＶＬ９６とすると、貫通孔９９１、９９２、９９３、９９４、９９５は、図７に示すように、仮想円ＶＬ９４及び仮想円ＶＬ９６から等距離（図７の距離Ｄ５）の位置にある中間仮想円ＶＬ９８より径内方向に形成される。

第５実施形態による燃料ポンプでは、インペラ９５は断面形状がＤ字状のシャフト９２の端部に対して嵌合孔９６の断面形状がＤ字状に形成されている。このとき、インペラ９５が有する貫通孔は、嵌合孔９６の形状に合わせて奇数個の五個形成されている。これにより、シャフトの端部が嵌合する嵌合孔の形状が両側で当接するＩ字状と異なり一辺でのみ当接するＤ字状であっても、シャフト第３平面９２３がインペラ第３平面９６１に当接するようインペラ９５が変形することができる。したがって、第５実施形態は、第３実施形態と同じ効果を奏する。

また、第５実施形態による燃料ポンプでは、貫通孔９９１、９９２、９９３、９９４、９９５は、中間仮想円ＶＬ９８より径内方向に形成されている。これにより、インペラ９５は、シャフト５２からの作用によって適度に変形することができる。したがって、第５実施形態による燃料ポンプは、シャフト９２の回転トルクによるインペラ９５の破損をさらに防止することができる。

また、インペラ９５には、嵌合孔９６の形状に合わせて貫通孔は五個形成されている。これにより、インペラ９５の全体の重量バランスが均等に保たれ、インペラ９５の回転時に振動などの不具合が発生することを防止することができる。

（他の実施形態）
（ア）第１、２実施形態では、「変形許容空間」として第１溝及び第２溝が設けられるとした。また、第３、４、５実施形態では、「変形許容空間」としての複数の貫通孔が設けられるとした。しかしながら、「変形許容空間」の形状はこれに限定されない。インペラに設けられ、シャフトとインペラとが当接するときインペラの弾性変形可能な量を大きくするよう変形する空間であればよい。

（イ）上述の実施形態では、「シャフト側第１当接面」としてのシャフト第１平面、「シャフト側第２当接面」としてのシャフト第２平面、「インペラ側第１当接面」としてのインペラ第１平面、「インペラ側第２当接面」としてのインペラ第２平面は、平面状に形成されるとした。しかしながら、これらの面は平面状に形成されていなくてもよい。曲面上であってもよく、「シャフト側第１当接面」と「インペラ側第１当接面」とが当接可能であり、「シャフト側第２当接面」と「インペラ側第２当接面」とが当接可能なよう形成されればよい。

（ウ）上述の実施形態では、「シャフト側第１当接面」としてのシャフト第１平面と「シャフト側第２当接面」としてのシャフト第２平面とは、略平行に形成されるとした。しかしながら、平行でなくてもよい。

（エ）第１、２実施形態では、「変形許容空間」は複数形成されるとした。しかしながら、一つであってもよい。

（オ）第１、２実施形態では、第１溝及び第２溝は、インペラ第１曲面及びインペラ第２曲面の中央に形成されるとした。しかしながら、第１溝及び第２溝が形成される場所はこれに限定されない。

（カ）第１、２実施形態では、第１溝と第２溝とは、径方向の長さが同じであり、互いに反対方向に延びるよう形成されるとした。しかしながら、第１溝と第２溝との関係はこれに限定されない。

（キ）第３、４、５実施形態では、複数の貫通孔は、インペラの中心軸上の点を中心とする円周上に等間隔で設けられ、互いに点対称に配置するとした。しかしながら、複数の貫通孔が配置される場所はこれに限定されない。

（ク）第３、４実施形態では、貫通孔は六個形成されるとした。また、第５実施形態では、貫通孔は五個形成されるとした。このように、インペラが有する嵌合孔の形状がＩ字状の場合、偶数個形成されることが望ましい。また、インペラが有する嵌合孔の形状がＤ字状の場合、奇数個形成されることが望ましい。しかしながら、貫通孔が形成される数はこれに限定されない。

（ケ）上述の実施形態では、燃料ポンプが備えるモータ部は、ブラシレスモータであるとした。しかしながら、シャフトを正方向及び逆方向の二方向に回転するモータであれば、ブラシレスモータでなくてもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施可能である。

１ ・・・燃料ポンプ、
５２、９２ ・・・シャフト、
５２３ ・・・シャフト第１平面（シャフト側第１当接面）、
５２４ ・・・シャフト第２平面（シャフト側第２当接面）、
９２３ ・・・シャフト第３平面（シャフト側第３当接面）、
６５ ・・・インペラ、
６６、６８、８６、９６・・・嵌合孔、
６６１、６８１ ・・・インペラ第１平面（インペラ側当接面、インペラ側第１当接面）、
６６２、６８２ ・・・インペラ第２平面（インペラ側当接面、インペラ側第２当接面）、
９６１ ・・・インペラ第３平面（インペラ側当接面、インペラ側第３当接面）、
６６５、６８５ ・・・第１溝（変形許容空間）、
６６６、６８６ ・・・第２溝（変形許容空間）、
８７、８９、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５・・・貫通孔（変形許容空間）。

Claims (6)

1. 燃料を吸入する吸入口（６１）、燃料を吐出する吐出口（４１）、及び、前記吸入口と前記吐出口とに連通するポンプ室（７２）を有するポンプケース（２０、４０、６０、７０）と、
   複数の巻線が巻回され、前記ポンプケースの内部に収容される筒状のステータ（１０）と、
   前記ステータの径方向内側に回転可能に設けられるロータ（５０）と、
   前記ロータと同軸に設けられ、前記ロータと一体に回転するシャフト（５２、９２）と、
   前記ポンプ室に回転可能に収容され、前記シャフトの一方の端部（５２２、９２２）が嵌合する嵌合孔（６６、６８、８６、９６）を有し、前記シャフトとは当該嵌合孔におけるクリアランスの範囲で周方向に相対移動可能に設けられ、前記シャフトとともに回転すると前記吸入口から吸入した燃料を加圧し前記吐出口から吐出するインペラ（６５、６７、８５、８８、９５）と、
   を備え、
   前記シャフトは、一方の端部に前記インペラに当接可能なシャフト側当接面（５２３、５２４、９２３）を有し、
   前記嵌合孔は、前記シャフト側当接面に対向する位置に設けられ前記シャフト側当接面に当接可能なインペラ側当接面（６６１、６６２、６８１、６８２、９６１）から形成され、
   前記インペラは、前記嵌合孔の径外方向に形成され前記インペラの中心軸方向に前記インペラを貫通し前記シャフト側当接面と前記インペラ側当接面とが当接すると変形する変形許容空間（６６５、６６６、６８５、６８６、８７、８９、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５）を有することを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記シャフトは、前記インペラに当接可能な前記シャフト側当接面としてのシャフト側第１当接面（５２３）、及び、前記シャフト側第１当接面と異なる位置に形成され前記インペラに当接可能な前記シャフト側当接面としてのシャフト側第２当接面（５２４）を有し、
   前記嵌合孔は、前記シャフト側第１当接面に対向する位置に設けられ前記シャフト側第１当接面に当接可能な前記インペラ側当接面としてのインペラ側第１当接面（６６１、６８１）、及び、前記シャフト側第２当接面に対向する位置に設けられ前記シャフト側第２当接面に当接可能な前記インペラ側当接面としてのインペラ側第２当接面（６６２、６８２）から形成され、
   前記変形許容空間は、前記シャフト側第１当接面と前記インペラ側第１当接面、または、前記シャフト側第２当接面と前記インペラ側第２当接面とが当接すると変形することを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
3. 前記シャフトは、前記インペラに当接可能な前記シャフト側当接面としてのシャフト側第１当接面（５２３）、及び、前記シャフト側第１当接面と異なる位置に形成され前記インペラに当接可能な前記シャフト側当接面としてのシャフト側第２当接面（５２４）を有し、
   前記嵌合孔は、前記シャフト側第１当接面に対向する位置に設けられ前記シャフト側第１当接面に当接可能な前記インペラ側当接面としてのインペラ側第１当接面（８６１）、及び、前記シャフト側第２当接面に対向する位置に設けられ前記シャフト側第２当接面に当接可能な前記インペラ側当接面としてのインペラ側第２当接面（８６２）から形成され、
   前記変形許容空間は、偶数個形成され、前記シャフト側第１当接面と前記インペラ側第１当接面、または、前記シャフト側第２当接面と前記インペラ側第２当接面とが当接すると変形し、
   複数の前記変形許容空間の一の変形許容空間は、複数の前記変形許容空間の他の変形許容空間に対し前記インペラの中心軸（ＣＡ８５、ＣＡ８８）上の点を対称点とする点対称の位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
4. 前記シャフトは、前記インペラに当接可能な前記シャフト側当接面としてのシャフト側第３当接面（９２３）を有し、
   前記嵌合孔は、前記シャフト側第３当接面に対向する位置に設けられ前記シャフト側第３当接面に当接可能な前記インペラ側当接面としてのインペラ側第３当接面（９６１）から形成され、
   前記変形許容空間は、奇数個形成され、前記シャフト側第３当接面と前記インペラ側第３当接面とが当接すると変形することを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
5. 複数の前記変形許容空間は、前記インペラの中心軸上の点を中心とする同心円上に等間隔で設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
6. 前記インペラは、
   前記インペラの径方向外側の端部に設けられ前記インペラの回転を利用して燃料を加圧し突出する複数の傾斜面（８４、９４）と、
   断面形状が前記嵌合孔の中心軸上に中心を有する円弧状となるよう形成され前記インペラ側当接面の両端を接続する嵌合孔形成面（８６３、８６４、９６３）を有し、
   前記変形許容空間は、前記嵌合孔の中心軸上に中心を有し前記傾斜面の径方向内側の部位を結ぶ仮想円（ＶＬ８４、ＶＬ９４）及び前記嵌合孔の中心軸上に中心を有し前記嵌合孔形成面の径方向外側の部位を結ぶ仮想円（ＶＬ８６、ＶＬ９６）から等距離の位置にある中間仮想円（ＶＬ８８、ＶＬ９８）より径内方向に位置することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。

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