JPH07189974A - 燃料を貯蔵タンクから自動車の内燃機関に供給するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 燃料を貯蔵タンクから自動車の内燃機関に供
給するための装置で、流体ポンプのインペラを軸方向で
安定させるために、ポンプ室を軸方向で制限する端壁２
１，２３にポケット状の切欠３１が設けられていて、こ
れらの切欠内に、フィードポンプの運転中に燃料が満た
されるようになっており、ポケット状の切欠３１が、共
通の周面３２に周方向でそれぞれ、ほぼ規則的に互いに
間隔を保って配置されおり、インペラと端壁２１，２３
との間で楔状の液圧部分を形成する、ポケット状の切欠
３１の圧力範囲が、それぞれインペラの周方向に整列さ
れていて、この圧力範囲の横断面が、インペラ４の回転
方向で減少されている。 【効果】インペラを均一にセンタリングすることができ
るので、インペラが傾くことは確実に避けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料を貯蔵タンクから
自動車の内燃機関に供給するための装置であって、流体
ポンプとして構成されたフィードポンプが設けられてい
て、該フィードポンプの回転駆動されるディスク状のイ
ンペラが円筒形のポンプ室内で回転するようになってい
て、このインペラが、半径方向外方向に向けられた羽根
のリムを有しており、前記ポンプ室が、インペラの軸線
方向では互いに向き合う２つの端壁によって制限されて
いて、周方向では環状壁によって制限されており、２つ
の前記端壁内でインペラの羽根の高さ位置に、インペラ
の回転軸線を巡って延びる部分リング状の溝が配置され
ていて、該溝が、インペラと共に圧送通路を形成してお
り、該圧送通路が、その一方の端部の取り入れ口から他
方の端部の取り出し口に通じており、ポンプ室の端壁に
ポケット状の切欠が設けられていて、該切欠が、フィー
ドポンプの運転中に燃料によって満たされて、インペラ
の端面に軸方向で楔状に働く液圧部分が形成されるよう
になっている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】以上のような形式の、ドイツ連邦共和国
特許出願公開第３２２６３２５号明細書により公知のフ
ィード装置においては、電気式の駆動モータが、流体ポ
ンプとして構成されたフィードポンプのインペラを回転
駆動させるようになっている。ディスク状のインペラの
外周部には、半径方向外方に向けられた多数の羽根が配
置されており、このインペラは、円筒形のポンプ室内で
回転する。ポンプ室は、インペラの軸方向では、互いに
向き合う２つの端壁によって制限されていて、半径方向
では環状壁によって制限されている。ポンプ室の軸方向
の端壁には、羽根の高さ位置に、インペラの回転軸線を
巡って部分リング状に延びるそれぞれ１つの溝が設けら
れており、これらの溝は、インペラと共に圧送通路を形
成している。この圧送通路は、一方の端部に設けられた
取り入れ口から他方の端部に設けられた取り出し口に延
びており、インペラの回転運動中に取り入れ口を介して
燃料が吸い込まれ、取り出し口を介して高圧の燃料が吐
出される。この場合に、インペラとポンプ室の端壁との
間の軸方向ギャップが小さいと、流れに制限された圧力
が左右非対称であることによって、インペラが傾いて壁
に接触し、これによって高い摩耗及び雑音発生が生じる
のを避けるために、公知のフィード装置においてはポン
プ室の端壁にポケット状の複数の切欠が設けられてい
る。これらの切欠は、インペラの回転運動中に燃料によ
って満たされて、インペラとポンプ室の軸方向の端壁と
の間に楔状の液圧部分が形成されるようになっている。
端壁には有利には５つの切欠が次のように配置されてい
る。つまり、これらの切欠は、取り入れ口から圧送通路
のほぼ中央まで延びている圧送通路の低圧側ではインペ
ラ軸における内室から燃料を満たし、また圧送通路の中
央から取り出し口の範囲にまで延びる圧力側では圧送通
路から燃料を満たすように配置されている。この場合、
これらの切欠の横断面は、インペラの軸方向で充填開口
から次第に小さくなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな公知のフィード装置においては、ポンプ状の切欠が
左右非対称に配置されていることによって、種々異なる
フィードポンプ及び運転条件に合わせて切欠を最適な位
置に配置するためには高い費用をかけなければならず、
端壁とインペラとの間に切欠を満たすために、還流する
燃料の本来の流れエネルギーを利用することはほとんど
できないので、十分な楔状のハイドロダイナミック作用
を有する部分（液圧部分）を形成することができないと
いう欠点がある。

【０００４】しかも、公知のフィード装置においては、
圧力側における切欠は圧送通路から直接満たされるよう
になっており、これは、フィードポンプのフィード特性
に不都合な影響を与える。そこで本発明の課題はこのよ
うな公知の装置における欠点を取り除くことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、ポケット状の切欠が、共通の周面に周方向
でそれぞれ、ほぼ規則的に互いに間隔を保って配置され
おり、インペラと端壁との間で楔状の液圧部分を形成す
る、ポケット状の切欠の圧力範囲が、それぞれインペラ
の周方向に整列されていて、この圧力範囲の横断面が、
インペラの回転方向で減少されている。

【０００６】

【発明の効果】本発明のフィード装置は、インペラの周
方向にわたってポケット状の切欠を均一に配置したこと
によって、インペラを均一にセンタリングすることがで
きるので、インペラが傾くことは確実に避けられるとい
う利点を有している。この場合に、このようなポケット
状の切欠の配置は、費用のかかる適合作業なしで種々異
なる流体ポンプに使用することができる。何故ならば、
インペラとポンプ室の端壁との間の有効な楔状の液圧部
分は、インペラと共に回転する燃料流によって形成され
るので、切欠を燃料によって満たすことは、インペラと
端壁との軸方向ギャップにおけるポンプ毎に異なる流れ
特性とは相対的に無関係に行われるからである。切欠を
燃料によって確実に満たすことは有利な形式で、圧力形
成を行う端部範囲をインペラの走行方向で整列させるこ
とによって得られ、これによって、インペラ若しくは燃
料流の移動方向が、切欠に燃料を満たすために及びこの
端部範囲において圧力を形成するために利用されるの
で、ポケット状の切欠はハイドロダイナミック式の軸受
として働く。

【０００７】図示の実施例ではポケット状の切欠の均一
な配置は、これらの切欠が共通の円周部から延びて、互
いに同じ間隔を保っていることによって得られる。しか
しながら異なる方向に向けられた切欠においては、圧力
を形成するところの、切欠の端部範囲を共通の円周部に
配置することも可能である。

【０００８】本発明の別の利点は、圧送通路の圧力側及
び吸込み側において、切欠を互いに向き合って整列させ
ることによって得られる。この場合、漏れ流の流れ特性
は有利な形式で、切欠を燃料で満たす作業を補助するた
めに利用される。

【０００９】また、圧送通路とポケット状の切欠との間
に残存する、ポンプ室の端壁におけるウエブは、有利な
形式で流体ポンプ及びひいてはフィード装置のフィード
特性に影響を与える。

【００１０】ポケット状の切欠に、端壁に設けられた凹
部によって、半径方向内方に位置するポンプ室の内室か
ら常に燃料が満たされるようになっていれば、ポンプ室
の端壁にポケット状の切欠を前記のように配置する以外
に、これらの切欠をインペラの軸方向の端面に配置する
ことも可能である。

【００１１】

【実施例】次に図面に示した２つの実施例について、燃
料を貯蔵タンクから内燃機関に供給するための本発明に
よる装置の構成を具体的に説明する。

【００１２】図１には、図示していない燃料タンク内に
設けられたフィード装置の部分図が示されている。この
フィード装置は、貯蔵タンクからフィードラインを介し
て同様に図示していない自動車の内燃機関に燃料を供給
する。

【００１３】このためにフィード装置１は、流体ポンプ
として構成されたフィードポンプ３を有している。この
フィードポンプ３の、フィード部材として働くインペラ
４は、フィードポンプ３と共に共通のケーシング５内に
配置された電気式の駆動モータ７によって、ロータシャ
フト８を介して回転駆動せしめられる。

【００１４】ロータシャフト９を介して駆動モータ７に
接続されたディスク状のインペラ４は、その外周部で、
半径方向外方に向けられた羽根９のリムを有しており、
これらの羽根９は、図示の実施例では、インペラ４を半
径方向で取り囲むリング１１によって互いに接続されて
いる。インペラ４は、円筒形のポンプ室１３内に配置さ
れており、このポンプ室１３は、インペラ４の軸方向で
は、互いに向き合う２つの端壁によって制限されてい
て、周方向では環状壁によって制限されている。ポンプ
室１３の第１の端壁２１は、フィード装置１の、吸込み
スリーブ１５を有する吸込みカバー１７に配置されてい
て、第２の端壁２３は、フィードポンプ３を駆動モータ
７に向かう方向で制限する中間部材１９に配置されてい
る。

【００１５】端壁２１，２３にはそれぞれ、インペラ４
の羽根９の高さ位置に、インペラ４の回転軸線を中心に
して部分リング状に延びる溝２４が設けられている。こ
れらの溝２４は、インペラ４と共に圧送通路２５を形成
しており、この圧送通路２５は、一端部側で吸込みカバ
ー１７に設けられた吸込みスリーブ１５に接続された取
り入れ口２７から、中間部材１９に配置された取り出し
口２９に通じている。端壁２１，２３における溝２４の
位置及び取り入れ口若しくは取り出し口２９の位置は、
図１を断面した図２及び図３に示されている。インペラ
４の軸方向の安定性を得るために、端壁２１，２３にポ
ケット状の切欠３１が設けられており、これらの切欠３
１は、互いに対称的に向き合っていて、互いに同一の間
隔を保っている。これらのポケット状の切欠３１は、第
１実施例では、取り入れ口２７から、圧送通路２５のほ
ぼ中央まで周方向に延びる吸込み側３３では、半径方向
外方に向けられていて、圧送通路２５の中央から取り出
し口２９の範囲を越えて延びる圧力側３５では、半径方
向内方に向けられている。

【００１６】ポケット状の切欠３１の形状は図４及び図
５に示されている。図４及び図５では、同一形状で構成
された切欠３１のそれぞれ１つが拡大して、２つの方向
から見た状態が示されている。切欠３１は２つの部分範
囲を有していて、これら２つの部分範囲のうちの、取り
入れ範囲３７を形成する第１の部分範囲は、周面３２か
ら鋭角の角度で、インペラ４の回転運動方向に延びてい
て、この取り入れ範囲３７に隣接する、圧力範囲３９を
形成する第２の範囲は、新たに折り曲げられた移行部を
経由してインペラ４の回転方向に対してほぼ平行に向け
られている。ポケット状の切欠３１の深さは、取り入れ
範囲３７で、圧力範囲３９に向かって次第に大きくなっ
ているが、端壁２１，２３の端面と周面３２の取り入れ
範囲３７との間の移行部を段部として構成してもよい。
端壁２１，２３とインペラ４との間で楔状の圧力を形成
するために使用される、切欠３１の圧力範囲３９の横断
面形状は、Ｃ−Ｃ線に沿った断面図（図４のａ）と、Ｄ
−Ｄ線に沿った断面図（図５のｂ）で示されている。こ
の断面図では、圧力範囲３９の切欠３１の深さはインペ
ラに向かって次第に小さくなているので、その横断面
は、取り入れ範囲３７の寸法から次第に小さくなってい
る。

【００１７】図６〜図８に示した第２実施例の構造は、
図１〜図５に示した第１実施例の構造と、ポケット状の
切欠３１以外は同じであるので、その説明については、
ポンプ室１３の端壁２１，２３におけるポケット状の切
欠３１の配置だけに限定されている。同一の部分には、
図１〜図５で使用した符号と同一の符号が使用されてい
る。

【００１８】第２実施例の端壁２１，２３は、ポンプ室
１３内で、駆動モータ７のロータシャフト８を取り囲む
内室４１から延びる環状の凹部４３を有しており、この
凹部４３の半径方向外方に向けられた端部は、環状縁部
４５を形成する円形の段部を介して、溝２４を受容す
る、端壁２１，２３の端面に隣接しているので、内室４
１内に存在する燃料は凹部４３まで達する。内室４１
は、図示していない接続ラインを介して、取り出し口２
９に隣接する、フィード装置１のケーシング５の内部に
接続されており、この場合、ロータシャフト８をガイド
する軸受４７において燃料吐出部を設けることも可能で
ある。この燃料吐出部を介して、高圧の燃料が、駆動モ
ータ７を受容するケーシング部分から内室４１及び凹部
４３内に連続して供給される。

【００１９】この第２実施例において、図４及び図５に
示したピストン状の切欠３１と同様に構成された切欠３
１はすべて同一方向で、環状縁部４５からインペラ方向
に延びており、取り入れ範囲３７は、凹部４３から直接
延びていて、第１実施例のものと同様に所定の角度に亙
って圧力範囲３９に連続しており、その横断面は、イン
ペラ方向で、その深さが減少するのに伴って小さくなっ
ている。

【００２０】この場合、２つの実施例において、端壁２
１，２３に設けられたポケット状の切欠３１の、半径方
向外方に向けられた端部の間にウエブが残っているの
で、圧送通路２５内での燃料の循環に不都合な影響が及
ぼされることはない。

【００２１】本発明によるフィード装置の作業形式は次
の通りである。

【００２２】電気式の駆動モータ７によって回転駆動さ
れるインペラ４は、吸込みスリーブ１５及び取り入れ口
２７を介して燃料を貯蔵タンクから圧送通路２５に吸い
込む。ここで、インペラで加速された燃料と圧送通路２
５内で流過する燃料との間のパルス交換に基づいて取り
出し口２９に向かう方向で貫流する間に、燃料の圧力は
高められ、これによって燃料は、取り出し口２９を介し
て高圧でケーシング５内に侵入し、ここで、駆動モータ
７に沿って、ケーシング５に設けられた図示していない
圧力接続部まで流れる。この圧力接続部に、内燃機関へ
通じるフィードラインが接続されている。燃料フィード
中に、インペラ４と端壁２１，２３との間の軸方向ギャ
ップを介して、圧送通路２５から漏れが生じる。この漏
れは、インペラ４の回転によって、インペラ方向での引
っ張り流に置き換えられる。この場合、特に圧力側３５
において、燃料はフィード通路２５から出て、吸込み側
３３に向かう方向に流れる。このような軸方向ギャップ
における流れの状態によって、第１実施例におけるポケ
ット状の切欠３１に燃料が確実に満たされ、この場合
に、圧力範囲３９の横断面が減少していることによって
圧力上昇が形成され、これによって、インペラ４を軸方
向で負荷する液圧式の楔状の圧力が形成され、この楔状
の圧力は、端壁２１，２３において切欠３１が互いに対
称的に向き合っていることに基づいてインペラをセンタ
リングさせるように作用する。このハイドロダイナミッ
ク式の軸受作用は、漏れた燃料の循環する引っ張り流
が、インペラ方向に向けられた切欠３１の圧力範囲３９
に沿って流れることによって、この引っ張り流によって
補助される。図６〜図８に示した第２実施例において
は、ポケット状の切欠３１は、高圧下で供給された燃料
によって直接満たされる。この燃料は、駆動側のケーシ
ング内部から、内室４１及び凹部４３内に達し、さらに
ポケット状の切欠３１内に達して、ここで前記形式でハ
イドロダイナミック式の軸受として作用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるフィード装置の、流
体ポンプを有する部分の部分的な断面図である。

【図２】第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】第１図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図４】ａ）は、第２図に示した端壁に設けられたポケ
ット状の切欠の拡大断面図であって、ｂ）は、図４の
ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図５】ａ）は、第３に示した端壁に設けられたポケッ
ト状の切欠の拡大断面図であって、ｂ）は、図５のａ）
のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

【図６】本発明の第２実施例によるフィード装置の、流
体ポケットを有する部分の部分的な断面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ フィード装置、 ３ フィードポンプ、 ４ イン
ペラ、 ５ ケーシング、 ７ 駆動モータ、 ８ ロ
ータシャフト、 ９ 羽根、 １１ リング、１３ ポ
ンプ室、 １５ 吸込みスリーブ、 １７ 吸込みカバ
ー、 １９中間部材、 ２１，２３ 端壁、 ２４
溝、 ２５ 圧送通路、 ２７ 取り入れ口、 ２９
取り出し口、 ３１ 切欠、 ３２ 内周若しくは外
周、 ３３ 吸込み側、 ３５ 圧力側、 ３７ 取り
出し範囲、 ３９ 圧力範囲、４１ 内室、 ４３ 凹
部、 ４５ 環状縁部、 ４７ 軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パウル キルシュバウム ドイツ連邦共和国 イーゼン ウルリッヒ シュトラーセ 11 (72)発明者 ディートマル シュミーダー ドイツ連邦共和国 メークリンゲン ヴィ ーゼンヴェーク 60 (72)発明者 ヴィリ シュトロール ドイツ連邦共和国 バイルシュタイン リ ースリングシュトラーセ 13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を貯蔵タンクから自動車の内燃機関
   に供給するための装置であって、流体ポンプとして構成
   されたフィードポンプ（３）が設けられていて、該フィ
   ードポンプ（３）の回転駆動されるディスク状のインペ
   ラ（４）が円筒形のポンプ室（１３）内で回転するよう
   になっていて、このインペラ（４）が、半径方向外方向
   に向けられた羽根（９）のリムを有しており、前記ポン
   プ室（１３）が、インペラ（４）の軸線方向では互いに
   向き合う２つの端壁（２１，２３）によって制限されて
   いて、周方向では環状壁によって制限されており、２つ
   の前記端壁（２１，２３）内でインペラ（４）の羽根
   （９）の高さ位置に、インペラ（４）の回転軸線を巡っ
   て延びる部分リング状の溝（２４）が配置されていて、
   該溝（２４）が、インペラ（４）と共に圧送通路（２
   ５）を形成しており、該圧送通路（２５）が、その一方
   の端部の取り入れ口（２７）から他方の端部の取り出し
   口（２９）に通じており、ポンプ室（１３）の端壁（２
   １，２３）にポケット状の切欠（３１）が設けられてい
   て、該切欠（３１）が、フィードポンプ（３）の運転中
   に燃料によって満たされて、インペラ（４）の端面に軸
   方向で楔状に働く液圧部分が形成されるようになってい
   る形式のものにおいて、 ポケット状の切欠（３１）が、共通の周面（３２）に周
   方向でそれぞれ、ほぼ規則的に互いに間隔を保って配置
   されおり、インペラ（４）と端壁（２１，２３）との間
   で楔状の液圧部分を形成する、ポケット状の切欠（３
   １）の圧力範囲（３９）が、それぞれインペラ（４）の
   周方向に整列されていて、この圧力範囲（３９）の横断
   面が、インペラ（４）の回転方向で減少されていること
   を特徴とする、燃料を貯蔵タンクから自動車の内燃機関
   に供給するための装置。
2. 【請求項２】 ポケット状の切欠（３１）が、ポンプ室
   （１３）の端壁（２１，２３）内に、この切欠（３１）
   と圧送通路（２５）との間に半径方向外方に延びるウエ
   ブが残るように構成されている、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 ポケット状の切欠（３１）が、互いに曲
   げられた２つの範囲を有しており、この２つの範囲のう
   ちの第１の範囲が、流入する燃料のための取り入れ範囲
   （３７）を形成していて、第２の範囲が圧力範囲（３
   ９）を形成している、請求項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 端壁（２１，２３）に対して直角方向で
   の、取り入れ範囲（３７）に設けられた切欠（３１）の
   寸法が、周面（３２）から圧力範囲（３９）に向かって
   次第に大きくなっている、請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 切欠（３１）の取り入れ範囲（３７）
   が、圧力範囲（３９）とは反対側の端部で、端壁（２
   １，２３）に対して直角に延びる段部を有していて、こ
   こからさらに圧力範囲（３９）まで均一な横断面を有し
   て延びている、請求項３記載の装置。
6. 【請求項６】 切欠（３１）の取り入れ範囲（３７）
   が、圧力範囲（３９）に対して４５°の角度で曲げられ
   ている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装
   置。
7. 【請求項７】 ポケット状の切欠（３１）が、取り入れ
   口（２７）と圧送通路（２５）の中央との間で周方向に
   形成された吸込み側（３３）の範囲で、周面（３２）か
   ら延びて半径方向外方に向けられていて、圧送通路（２
   ５）の中央の間で取り出し口（２９）の範囲に形成され
   た圧力側（３５）まで半径方向内方に向けられている、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 【請求項８】 ポンプ室（１３）の端壁（２１，２３）
   が、燃料によって満たされた内室（４１）から延びる環
   状の凹部（４３）を有していて、該凹部（４３）の半径
   方向外方に向けられた端部が、溝（２４）を受容する、
   端壁（２１，２３）の端面に向けられたそれぞれ１つの
   環状縁部（４５）を形成しており、ポケット状の切欠
   （３１）が、前記環状縁部（４５）から半径方向外方へ
   向かって延びている、請求項１から６までのいずれか１
   項記載の装置。