JPH0637587U

JPH0637587U - タービン型燃料ポンプ

Info

Publication number: JPH0637587U
Application number: JP7722892U
Authority: JP
Inventors: 行博西川
Original assignee: 日本電子機器株式会社
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】回転軸の係合部がタービンべーンの係合穴内
で相対回転するのを防止し、タービンべーンに異常摩耗
が発生する等の問題を解消する。【構成】タービンべーン２１の係合穴２１Ａ内に、タ
ービンべーン２１の平坦面部２１Ｄと回転軸１２の平坦
面部１２Ｂとの間でばね収容空間２２を形成し、ばね収
容空間２２内に配設した板ばね２３の押圧部２３Ａを回
転軸１２の平坦面部１２Ｂに当接させることにより、回
転軸１２の係合部１２Ａを係合穴２１Ａの円弧状部２１
Ｃ側に常時ばね力ｆで押圧する。回転軸１２の係合部１
２Ａがタービンべーン２１の係合穴２１Ａ内で周方向
（矢示Ａ，Ｂ方向）に相対回転するのを確実に規制し、
係合部１２Ａの各角部１２Ｃが係合穴２１Ａの平坦面部
２１Ｄ側に衝突したりするのを効果的に防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用エンジン等の噴射弁に燃料を供給するのに好適に用いられるタービン型燃料ポンプに関し、特に、タービンベーンと一体回転する回転軸を備えた小型のタービン型燃料ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７ないし図９に従来技術のタービン型燃料ポンプを示す。

【０００３】図において、１は軸方向両端が開口した筒状のケーシング本体、２は該ケーシング本体１の一端側（図７中の下端側）に嵌着されたポンプハウジングを示し、該ポンプハウジング２は略円板状の外側ハウジング３と後述の内側ハウジング５とを上，下で衝合させることにより構成されている。そして、該外側ハウジング３には内面中心側に凹窪部３Ａが形成され、該凹窪部３Ａ内には後述する回転軸１２の係合部１２Ａ軸端が突出するようになっている。また、外側ハウジング３にはケーシング本体１の外部に突出して燃料の吸込口４が形成され、該吸込口４は後述するタービンべーン１９の回転により、燃料タンク内の燃料をフィルタ（いずれも図示せず）等を介してポンプハウジング２内に吸込ませる。

【０００４】５は外側ハウジング３と共にポンプハウジング２を構成する略円板状の内側ハウジングを示し、該内側ハウジング５には中心に軸受取付穴５Ａが穿設されると共に、外側ハウジング３との対向面にタービン収容凹部５Ｂが形成され、該タービン収容凹部５Ｂは外側ハウジング３との間でタービンべーン１９を回転可能に収容している。また、内側ハウジング５の外周側には軸方向に吐出口６が穿設され、該吐出口６はポンプハウジング２内に吸込んだ燃料をケーシング本体１内に向けて吐出させる。

【０００５】７はタービン収容凹部５Ｂの外周側に位置してポンプハウジング２内に形成された燃料通路を示し、該燃料通路７はタービンべーン１９の外周側を取囲むようにポンプハウジング２の周方向に略Ｃ字状に延び、その始端側は吸込口４に連通し、終端側は吐出口６に連通している。そして、該燃料通路７はタービンべーン１９の回転により吸込口４から吸込まれた燃料を吐出口６に向けて流通させ、該吐出口６からケーシング本体１内に吐出させる。

【０００６】８は外側ハウジング３の凹窪部３Ａ内に設けられた座金を示し、該座金８は凹窪部３Ａの底部側中央に固着され、回転軸１２からのスラスト方向荷重を受承すべく、回転軸１２の係合部１２Ａ軸端を座金８の上面側に回転可能に当接させて支持している。

【０００７】９はケーシング本体１の他端側（上端側）に嵌着された有蓋円筒状のエンドカバーを示し、該エンドカバー９の内面中央側には円筒状の軸受取付部９Ａが形成され、該軸受取付部９Ａの径方向両側には筒状に形成された一対のブラシ保持部９Ｂ（一方のみ図示）が設けられている。

【０００８】１０はエンドカバー９の外周側に設けられた吐出ポートを示し、該吐出ポート１０は吐出配管等を介して噴射弁（いずれも図示せず）と接続され、ケーシング本体１内の燃料をこの噴射弁に向けて吐出供給する。また、該吐出ポート１０内には残圧保持用のチェック弁１１が設けられ、該チェック弁１１は後述する電動モータ１５の停止時に前記吐出配管内を所定の残圧状態に保持する。

【０００９】１２はケーシング本体１内を軸方向に伸長した回転軸を示し、該回転軸１２は鉄等の金属材料により形成され、その両端側は軸受１３，１４を介してポンプハウジング２とエンドカバー９とに回転可能に取付けられている。また、該回転軸１２の一端側には図８に示すように断面Ｄ字形状をなす係合部１２Ａが所定長さをもって形成され、該係合部１２Ａは軸方向に延びる平坦面部１２Ｂの両側が角部１２Ｃ，１２Ｃとなっている。そして、該回転軸１２は係合部１２Ａがポンプハウジング２のタービン収容凹部５Ｂ内に突出してタービンベーン１９に係合し、係合部１２Ａの軸端が外側ハウジング３の凹窪部３Ａ内で座金８に当接することによって、スラスト方向の荷重が受承されている。また、軸受１３，１４は軸受取付穴５Ａ、軸受取付部９Ａにそれぞれ嵌合固着され、回転軸１２の両端側を回転可能に支持している。

【００１０】１５はケーシング本体１内に設けられた電動モータを示し、該電動モータ１５は、回転軸１２に挿着され、該回転軸１２と一体的に回転する回転子１５Ａおよびコンミテータ１５Ｂと、エンドカバー９のブラシ保持部９Ｂ内に摺動可能に挿嵌され、ばね１６によってコンミテータ１５Ｂに常時押圧された一対のブラシ１５Ｃ（一方のみ図示）と、回転子１５Ａの外周側に位置し、ケーシング本体１にヨーク１７を介して固定された固定子１５Ｄとから構成されている。１８は該回転子１５Ａと下側の軸受１３との間に介装されたシムである。

【００１１】１９はポンプハウジング２のタービン収容凹部５Ｂ内に回転可能に収容されたクローズドベーン型のタービンベーンを示し、該タービンべーン１９はフェノール樹脂等の樹脂材料により略円板状に形成され、その外周側には図８に示す如く多数の羽根１９Ａ，１９Ａ，…が上，下に列設されている。また、該タービンべーン１９の中心側には断面Ｄ字形状の係合穴１９Ｂが形成され、該係合穴１９Ｂには回転軸１２の係合部１２Ａが係脱可能に嵌装されている。そして、タービンべーン１９は電動モータ１５により回転軸１２を介して回転駆動され、燃料タンク内の燃料を吸込口４からポンプハウジング２内に吸込みつつ、吐出口６からケーシング本体１内に吐出させる。

【００１２】また、該タービンべーン１９には係合穴１９Ｂの径方向外側に位置して複数の連通孔１９Ｃ，１９Ｃ，…が形成され、該各連通孔１９Ｃはポンプハウジング２内の燃料をタービンべーン１９の上，下に流通させ、該タービンべーン１９の上，下で圧力差が生じるのを防止している。

【００１３】このように構成される従来技術では、外部から各ブラシ１５Ｃを介して電動モータ１５に電圧を印加すると、該電動モータ１５の回転子１５Ａが回転軸１２と一体的に回転し、この回転はポンプハウジング２内のタービンべーン１９に回転軸１２を介して伝えられる。そして、ポンプハウジング２内でタービンべーン１９が回転駆動されると、燃料タンク内の燃料は吸込口４から燃料通路７内に吸込まれつつ、吐出口６からケーシング本体１内に吐出され、該ケーシング本体１内から吐出ポート１０を介して噴射弁に向け吐出配管内へと送出される。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術では、金属材料からなる回転軸１２の一端側に断面Ｄ字形状をなす係合部１２Ａを形成すると共に、樹脂材料からなるタービンべーン１９の中心側には断面Ｄ字形状の係合穴１９Ｂを形成し、該係合穴１９Ｂ内に回転軸１９の係合部１２Ａを係脱可能に係合させることにより、電動モータ１５でタービンべーン１９を回転軸１２を介して回転駆動するようにしている。しかし、回転軸１２の係合部１２Ａとタービンべーン１９の係合穴１９Ｂとの間には、製造時の誤差等により係合部１２Ａの平坦面部１２Ｂ側に図９に示すように小さなクリアランスＣが生じてしまう。

【００１５】このため従来技術では、電動モータ１５によりタービンべーン１９を回転軸１２を介して回転駆動するときに、回転軸１２の係合部１２Ａがタービンべーン１９の係合穴１９Ｂに対してクリアランスＣの範囲で図９中の矢示Ａ方向（また、場合によっては矢示Ｂ方向）に相対回転するようになり、これを繰返すうちに係合部１２Ａの角部１２Ｃがタービンべーン１９の係合穴１９Ｂ周囲に衝突し、該係合穴１９Ｂの周囲には図９に二点鎖線で示すように摩耗痕１９Ｄ（また、場合によっては摩耗痕１９Ｅ）が生じ、タービンべーン１９に異常摩耗が発生してしまうという問題がある。

【００１６】本考案は従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案は回転軸の係合部がタービンべーンの係合穴内で相対回転するのを防止でき、タービンべーンに異常摩耗が発生する等の問題を解消できるようにしたタービン型燃料ポンプを提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために本考案は、ケーシング本体と、該ケーシング本体の両端側に設けられたポンプハウジングおよびエンドカバーと、両端側が該エンドカバーとポンプハウジングとに回転可能に取付けられ、前記ケーシング本体内に位置する一端側に係合部が形成された回転軸と、該回転軸を回転駆動すべく前記ケーシング本体内に設けられ、回転子が該回転軸に固着された電動モータと、前記ポンプハウジング内に回転可能に設けられ、該電動モータにより回転軸を介して回転駆動すべく、該回転軸の係合部に係合する係合穴が中心側に形成されたタービンべーンとからなるタービン型燃料ポンプにおいて、前記タービンべーンには、該タービンべーンの係合穴内で前記回転軸の係合部が軸方向に相対変位するのを許し、周方向に相対回転するのを規制するばね部材を設けたことを特徴としてなる構成を採用している。

【００１８】

【作用】

上記構成により、タービンべーンの係合穴内に設けたばね部材で回転軸の係合部を係合穴の周面に常時押付けておくことができ、回転軸の係合部がタービンべーンの係合穴内で周方向に相対回転するのを防止できる。また、該タービンべーンの係合穴内で回転軸の係合部が軸方向に相対変位するのを許すことにより、ポンプハウジング内でタービンべーンを回転軸の軸方向に摺動変位させ、該タービンべーンの上，下面とポンプハウジングとの間に均一の隙間を確保でき、タービンべーンの上，下面とポンプハウジングとの間をフローティングシールし続けることができる。

【００１９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１ないし図６に基づき説明する。なお、実施例では前述した図７に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００２０】図１および図２は本考案の第１の実施例を示している。

【００２１】図中、２１は本実施例で用いるタービンべーンを示し、該タービンべーン２１は従来技術で述べたタービンべーン１９とほぼ同様に形成され、外周側の各羽根（図示せず）、係合穴２１Ａおよび各連通孔２１Ｂを有するものの、該タービンべーン２１には回転軸１２の係合部１２Ａと係合穴２１Ａとの間に後述の板ばね２３が設けられている。ここで、該タービンべーン２１の係合穴２１Ａは、回転軸１２の係合部１２Ａに対応して円弧状に形成された円弧状部２１Ｃと、係合部１２Ａの平坦面部１２Ｂに対向する平坦面部２１Ｄとによってその周囲が取囲まれ、該平坦面部２１Ｄ，１２Ｂ間にはばね収容空間２２が形成されている。

【００２２】２３はタービンべーン２１の係合穴２１Ａ内に設けられたばね部材としての板ばねを示し、該板ばね２３はばね収容空間２２内に配設され、比較的小さな曲率をもって凸湾曲状に形成された平板状の押圧部２３Ａと、該押圧部２３Ａの両端側を略Ｌ字形状に屈曲させることにより形成され、先端側がタービンべーン２１の平坦面部２１Ｄに植設された一対の取付部２３Ｂ，２３Ｂとから構成されている。そして、該板ばね２３の押圧部２３Ａは回転軸１２の平坦面部１２Ｂにばね力ｆをもって当接し、回転軸１２の係合部１２Ａをタービンべーン２１の円弧状部２１Ｃに押圧することによって、回転軸１２の係合部１２Ａがタービンべーン２１の係合穴２１Ａ内で周方向（矢示ＡまたはＢ方向）に相対回転するのを規制している。

【００２３】また、該板ばね２３の押圧部２３Ａは回転軸１２の平坦面部１２Ｂに比較的小さい摩擦係数μをもって当接し、

【００２４】

【数１】Ｆm ＝μ×ｆなる板ばね２３と回転軸１２の平坦面部１２Ｂとの間の摩擦力Ｆm を可及的に小さくすることにより、タービンべーン２１が回転軸１２の係合部１２Ａに対して軸方向（上下方向）に相対変位するのを許すようになっている。

【００２５】本実施例によるタービン型燃料ポンプは上述の如き構成を有するもので、その基本的な作動については従来技術によるものと格別差異はない。

【００２６】然るに本実施例では、タービンべーン２１の係合穴２１Ａ内に、該タービンべーン２１の平坦面部２１Ｄと回転軸１２の平坦面部１２Ｂとの間でばね収容空間２２を形成し、該ばね収容空間２２内に配設した板ばね２３の押圧部２３Ａを回転軸１２の平坦面部１２Ｂに当接させることにより、該回転軸１２の係合部１２Ａを係合穴２１Ａの円弧状部２１Ｃ側に常時押圧する構成としたから、回転軸１２の係合部１２Ａがタービンべーン２１の係合穴２１Ａ内で周方向（矢示Ａ，Ｂ方向）に相対回転するのを確実に規制でき、係合部１２Ａの各角部１２Ｃが係合穴２１Ａの平坦面部２１Ｄ側に衝突したりするのを効果的に防止できる。

【００２７】また、板ばね２３の押圧部２３Ａは回転軸１２の平坦面部１２Ｂに比較的小さい摩擦係数μをもって当接し、タービンべーン２１が回転軸１２の係合部１２Ａに対して軸方向（上下方向）に相対変位するのを許すようにしたから、ポンプハウジング２内に回転可能に収容したタービンべーン２１の上，下に圧力差が生じ、ポンプハウジング２内の燃料がタービンべーン２１の上，下に各連通孔２１Ｂを介して流通するときに、タービンべーン２１を回転軸１２の係合部１２Ａに沿って軸方向（上下方向）に摺動変位させることができ、タービンべーン２１の上，下面に均等な燃料圧力を作用させうると共に、該タービンべーン２１の上，下面とポンプハウジング２の内側ハウジング５、外側ハウジング３との間に均一の隙間を確保でき、タービンべーン２１の上，下面を内側ハウジング５と外側ハウジング３との間でフローティングシールし続けることができる。

【００２８】従って、本実施例によれば、回転軸１２の係合部１２Ａがタービンべーン２１の係合穴２１Ａ内で相対回転するのを防止でき、タービンべーン２１に係合穴２１Ａの周囲で異常摩耗が発生する等の問題を解消できると共に、タービンべーン２１の上，下面をポンプハウジング２内でフローティングシールし続けることができ、タービンべーン２１等の寿命を大幅に向上できる。

【００２９】次に、図３および図４は本考案の第２の実施例を示し、本実施例の特徴は、タービンべーン３１の係合穴３１Ａ内に、該タービンべーン３１の平坦面部３１Ｄと回転軸１２の平坦面部１２Ｂとの間でばね収容空間３２を形成し、該ばね収容空間３２内に配設したばね部材としての各線状ばね３３には回転軸１２の平坦面部１２Ｂに当接する各ローラ３４を回転可能に設けたことにある。

【００３０】ここで、タービンべーン３１は前記第１の実施例で述べたタービンべーン２１とほぼ同様に形成され、係合穴３１Ａ、各連通孔３１Ｂ、円弧状部３１Ｃおよび平坦面部３１Ｄ等が設けられている。また、各線状ばね３３は針金状のばね材を所定長さに切断した後、その両端側を円弧状に屈曲させることにより形成され、両端側の屈曲部３３Ａ，３３Ａ間にはローラ３４を回転可能に装着している。そして、該各線状ばね３３は各ローラ３４をばね収容空間３２内で上，下に離間させた状態で、各屈曲部３３Ａの先端側をタービンべーン３１の平坦面部３１Ｄに植設することにより該タービンべーン３１に取付けられ、該タービンべーン３１の係合穴３１Ａ内に回転軸１２の係合部１２Ａを挿嵌したときに、各屈曲部３３Ａが弾性変形することによって各ローラ３４をばね力ｆで回転軸１２の平坦面部１２Ｂに押付けるようになっている。

【００３１】かくして、このように構成される本実施例でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、ばね収容空間３２内に各線状ばね３３を介して配設した各ローラ３４を回転軸１２の平坦面部１２Ｂに対して回転可能に押付ける構成としたから、各ローラ３４と回転軸１２の平坦面部１２Ｂとの間の摩擦力Ｆm をより効果的に小さくでき、タービンべーン３１を回転軸１２の係合部１２Ａに沿って軸方向（上下方向）にスムーズに摺動変位させることができる。

【００３２】次に、図５および図６は本考案の第３の実施例を示し、本実施例の特徴は、回転軸４１の係合部４１Ａを図５に示す如く左，右の平坦面部４１Ｂ，４１Ｂをもって断面略太鼓状に形成すると共に、該係合部４１Ａに対応させてタービンべーン４２の係合穴４２Ａを、上，下の円弧状部４２Ｃ，４２Ｃと左，右の平坦面部４２Ｄ，４２Ｄとで取囲むように形成し、該タービンべーン４２の各平坦面部４２Ｄと回転軸４１の各平坦面部４１Ｂとの間に形成した各ばね収容空間４３内には、それぞればね部材としての板ばね４４，４４を配設したことにある。

【００３３】ここで、回転軸４１は係合部４１Ａを除いて従来技術で述べた回転軸１２とほぼ同様に形成され、各平坦面部４１Ｂの両側は角部４１Ｃ，４１Ｃとなっている。また、タービンべーン４２は係合穴４２Ａを除いて前記第１の実施例で述べたタービンべーン２１と同様に形成され、係合穴４２Ａの径方向外側には各連通孔４２Ｂが穿設されている。そして、各板ばね４４は前記第１の実施例で述べた板ばね２３と同様に、押圧部４４Ａおよび各取付部４４Ｂを有しているものの、該各板ばね４４は例えばバイメタルまたは形状記憶合金等の温度依存性材料により形成され、ポンプハウジング２内の燃料温度に応じてばね力ｆが変化するようになっている。

【００３４】かくして、このように構成される本実施例でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、各板ばね４４の押圧部４４Ａにより回転軸４１の各平坦面部４１Ｂを左，右両側からばね力ｆで押圧する構成としたので、回転軸４１の係合部４１Ａがタービンべーン４２の係合穴４２Ａ内で相対回転するのをより確実に防止できる。

【００３５】また、各板ばね４４を温度依存性材料により形成したから、ポンプハウジング２内の燃料温度が上昇して回転軸４１とタービンべーン４２とが熱膨張することにより、各ばね収容空間４３の大きさが変化する場合でも、これに応じて各板ばね４４のばね力ｆを変えることができ、回転軸４１の係合部４１Ａがタービンべーン４２の係合穴４２Ａ内で相対回転するのをより効果的に防止できる。そして、各板ばね４４の押圧部４４Ａと回転軸４１の各平坦面部４１Ｂとの間の摩擦力Ｆm が燃料温度等の影響で大きくなり過ぎたり、小さくなり過ぎたりするのを防止でき、各板ばね４４の押圧部４４Ａから回転軸４１の各平坦面部４１Ｂに向け安定したばね力ｆを作用させることができる。

【００３６】なお、前記第３の実施例では、各ばね収容空間４３内にそれぞれ板ばね４４，４４を配設するものとして述べたが、これに替えて、例えば第２の実施例で述べた各線状ばね３３と各ローラ３４とを各ばね収容空間４３内にそれぞれ配設するようにしてもよい。

【００３７】また、前記第１、第２の実施例で用いた板ばね２３（各線状ばね３３）についても、前記第３の実施例で述べた板ばね４４と同様に温度依存性材料によって形成してもよいことは勿論である。

【００３８】

【考案の効果】

本考案は以上詳述した如くであって、タービンべーンには、該タービンべーンの係合穴内で回転軸の係合部が軸方向に相対変位するのを許し、周方向に相対回転するのを規制するばね部材を設けたから、回転軸の係合部がタービンべーンの係合穴内で周方向に相対回転するのをばね部材によって防止でき、タービンべーンに異常摩耗が発生する等の問題を解消できる。また、該タービンべーンの係合穴内で回転軸の係合部が軸方向に相対変位するのを許すことにより、ポンプハウジング内でタービンべーンを回転軸の軸方向に摺動変位させ、該タービンべーンの上，下面とポンプハウジングとの間に均一の隙間を確保でき、タービンべーンの上，下面とポンプハウジングとの間をフローティングシールし続けることができると共に、タービンべーン等の寿命を大幅に向上できる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例による燃料ポンプの回転
軸とタービンべーンとを拡大して示す横断面図である。

【図２】図１中の矢示II−II 方向断面図である。

【図３】第２の実施例による燃料ポンプの回転軸とター
ビンべーンとを拡大して示す横断面図である。

【図４】図３中の矢示IV−IV方向断面図である。

【図５】第３の実施例による燃料ポンプの回転軸とター
ビンべーンとを拡大して示す横断面図である。

【図６】図５中の矢示VI−VI方向断面図である。

【図７】従来技術による燃料ポンプを示す縦断面図であ
る。

【図８】回転軸とタービンべーンとを拡大して示す図７
中の矢示VIII−VIII方向断面図である。

【図９】図８中の要部を拡大して示す横断面図である。

【符号の説明】

１ケーング本体２ポンプハウジング９エンドカバー１２，４１回転軸１２Ａ，４１Ａ係合部１３，１４軸受１５電動モータ１５Ａ回転子２１，３１，４２タービンべーン２１Ａ，３１Ａ，４２Ａ係合穴２２，３２，４３ばね収容空間２３，４４板ばね（ばね部材）３３線状ばね（ばね部材）３４ローラ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ケーシング本体と、該ケーシング本体の
両端側に設けられたポンプハウジングおよびエンドカバ
ーと、両端側が該エンドカバーとポンプハウジングとに
回転可能に取付けられ、前記ケーング本体内に位置する
一端側に係合部が形成された回転軸と、該回転軸を回転
駆動すべく前記ケーシング本体内に設けられ、回転子が
該回転軸に固着された電動モータと、前記ポンプハウジ
ング内に回転可能に設けられ、該電動モータにより回転
軸を介して回転駆動すべく、該回転軸の係合部に係合す
る係合穴が中心側に形成されたタービンべーンとからな
るタービン型燃料ポンプにおいて、前記タービンべーン
には、該タービンべーンの係合穴内で前記回転軸の係合
部が軸方向に相対変位するのを許し、周方向に相対回転
するのを規制するばね部材を設けたことを特徴とするタ
ービン型燃料ポンプ。