(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本の有端環状のポンプ流路を一円周上に沿って形成すると共に、このポンプ流路の始端部および終端部に連通する吸入口および吐出口を形成したケーシングと、このケーシング内に収納され、外周部に多数の羽根片と羽根溝を交互に形成したインペラとを備え、
前記インペラを回転駆動することにより、流体を前記吸入口から前記ポンプ流路内に吸入し、その吸入した流体を前記ポンプ流路の終端側に送りながら前記羽根溝と前記ポンプ流路との間で循環させることにより昇圧させて前記吐出口から吐出する再生ポンプにおいて、
前記ケーシングは終端部と前記始端部との間に設けられて前記インペラの外周部とにより燃料の漏れを低減するシール部を有し、
前記吐出口は、前記シール部の径方向外側に前記インペラの回転方向に形成されると共に、前記吐出部の一部が前記シール部の外側に潜り込むように形成されていることを特徴とする再生ポンプ。
【請求項２】
前記吐出口は、一端を前記ケーシングの前記ポンプ流路に開口し、他端を前記ポンプ流路の形成される側の端面とは反対側の端面に開口するとともに、前記吐出口を形成する回転方向側内側面は前記一端から前記他端に向けて回転方向に傾いて形成されていることを特徴とする請求項１記載の再生ポンプ。
【請求項３】
前記回転方向側内側面は前記インペラの外周面と軸方向に同じ位置に形成されていることを特徴とする請求項２記載の再生ポンプ。
【請求項４】
前記吐出口は前記シール部の径方向外側に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１記載の再生ポンプ。
【請求項５】
前記吐出口の前記一端は前記終端部の径方向外側に隣接して開口していることを特徴とする請求項４記載の再生ポンプ。
【請求項６】
前記ポンプ流路にはインペラを回転駆動することにより、吸入した流体を前記ポンプ流路の終端側に送りながら前記羽根溝と前記ポンプ流路との間で循環させることにより昇圧させる昇圧流路と、前記昇圧流路にて昇圧された燃料を吐出口へ向けて流す案内溝が設けられ、該案内溝は前記昇圧流路と実質的に一定の断面形状を有することを特徴とする請求項５記載の再生ポンプ。
【請求項７】
前記インペラは軸方向中央に径方向に突出して形成された隔壁を設けることを特徴とする請求項１記載の再生ポンプ。
【請求項８】
少なくとも１本の有端環状のポンプ流路を一円周上に沿って形成すると共に、このポンプ流路の始端部および終端部に連通する吸入口および吐出口を形成したケーシングと、このケーシング内に収納され、外周部に多数の羽根片と羽根溝を交互に形成したインペラとを備え、
前記インペラを回転駆動することにより、流体を前記吸入口から前記ポンプ流路内に吸入し、その吸入した流体を前記ポンプ流路の終端側に送りながら前記羽根溝と前記ポンプ流路との間で循環させることにより昇圧させて前記吐出口から吐出する再生ポンプにおいて、
前記ケーシングは終端部と前記始端部との間に設けられて前記インペラの外周部とにより燃料の漏れを低減するシール部を有し、
前記吐出口は、前記シール部の径方向外側に前記インペラの回転方向に形成されると共に、前記終端部の径方向外側にずらして設けられたことを特徴とする再生ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吐出口の形態を改良することによりポンプ効率の向上を図った再生ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開昭６０−７９１９３にみられる再生ポンプは、図１１に示すように、ケーシング１と、このケーシング１内に回転可能に収納されたインペラ２とからなり、ケーシング１にはインペラ２を取り巻く有端環状のポンプ流路３が形成されている。上記ケーシング１は、通常、図１２に示すケーシング本体１ａと、図１３に示すケーシングカバー１ｂとを突き合わせ状態に結合して構成されるようになっており、ケーシング本体１ａには円形の凹部が形成されていて該凹部をインペラ２を収納するインペラ室４としている。
【０００３】
そして、ケーシング本体１ａおよびケーシングカバー１ｂには、前記インペラ２の周囲部に対応位置して前記ポンプ流路３を形成するための環状溝３ａおよび３ｂが形成されており、ケーシングカバー１ｂの環状溝３ｂの始端部には吸入口５が形成されていると共に、ケーシング本体１ａの環状溝３ａの終端部には吐出口６が形成されている。
【０００４】
一方、インペラ２の外周部には、ポンプ流路３内に突出する羽根片２ａおよび羽根溝２ｂが交互に多数形成されている。このインペラ２が回転すると、羽根溝２ｂ内の流体が羽根片２ａから受ける摩擦力でポンプ流路３に送り出されると共に、ポンプ流路３に送り出された流体が再び羽根溝２ｂ内に吸入されて羽根片２ａから受ける摩擦力でポンプ流路３に送り出されるというように循環することにより、吸入口５からポンプ流路３内に吸入された流体が昇圧しながら該ポンプ流路３内を流れ、そして高圧流体となって吐出口６から吐出されるようになっている。なお、図１１および図１２において、符号７で示す部分は吸入口５と吐出口６との間をシールするシール部である。
【０００５】
かかる再生ポンプは、吐出量は比較的少ないが、粘性の低い流体に対してもかなり高い吐出圧力を得ることができるので、最近、内燃機関の燃料噴射装置用燃料ポンプとして良く用いられている。
この燃料ポンプに用いられる従来の再生ポンプでは、吐出口６は、図１２および図１４に示されているように、一般に、円周方向に延びるポンプ流路３の終端部の内側面（環状溝３ａの底面）から軸方向に直角に延びるように形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の燃料ポンプ用再生ポンプでは、吐出口６がポンプ流路３の終端部と同位置に開口形成されているので、ポンプ流路３の終端部は吐出口６によって占められた形態になっている。このため、ポンプ流路３は実質的に吐出口６の直前で終了することとなって吐出口６の口径相当分だけ流路長さが短くなってしまい、インペラ２の一回転当たりの昇圧程度が減ぜられてしまう。これを補うためにはインペラ２の回転数を高くすれば良いが、インペラ２の回転速度を上げると、それに付随してインペラ２の駆動軸９とその軸受（図示せず）との摩擦損失などが増大し、ポンプ効率が低下してしまう。
【０００７】
その上、従来の再生ポンプでは、上述のように、円周方向に延びるポンプ流路３に対して吐出口６が軸方向に直角に曲がっているため、圧力上昇しながらポンプ流路３内を流れてきた液体燃料は、図１４に矢印Ａで示すように、最終的にポンプ流路３の終端面（吐出口６の内周面のうちシール部７側の内面）に衝突し、この衝突により流れの方向を略９０度変換して吐出口６内に流入して行くようになるため、流れ方向の変換時の損失が大きく、ポンプ効率の低下を招くという問題もあった。
【０００８】
ここで、従来、図１４に示すように、ポンプ流路３の終端部近くに吐出口７に向かって下降傾斜する肉盗み部８を設けてポンプ流路３の終端部での液体燃料の方向変換の角度を小さくするようにしたものがあるが、このように肉盗み部８を設けると、この部分のポンプ流路３は昇圧作用を呈する最適寸法に設定できず、ポンプ流路３のうち液体燃料の昇圧のために利用できる最適寸法の流路長さが更に減少してしまう。
【０００９】
また、特開平１─１７７４９２号公報に示された多段式の再生ポンプでは、図１５に示すように、ポンプ流路３を途中から接線方向に真っ直ぐに延長し、その終端部に吐出口６を設けることにより、羽根片２ａから摩擦力を与えられた液体燃料がポンプ流路３の内周面に衝突する速度を緩和することが記載されているが、このものでは、ポンプ流路３のうち接線方向に延びる部分（略４５度の角度領域）は液体燃料の昇圧のために利用できず、昇圧作用を呈する最適寸法の流路長さが減少すると共に、やはり吐出口６がポンプ流路３に対して直角になっているため、ポンプ流路３の終端部に衝突して流れの方向を略９０度変換し、吐出口６内に流入することには変わりがなく、ポンプ効率の低下は避けられない。
【００１０】
しかもこのものではポンプ流路を接線方向に延長している為、この流路を形成するための肉厚部を流路溝の外側に形成しておく必要があり、ポンプが径方向に大型化してしまうという問題点もあった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、流体の昇圧のために利用できるポンプ流路の長さを長く確保でき、また、流体がポンプ流路から吐出口に流入する際の方向転換の程度を少なくして損失の減少を計ることができる再生ポンプを提供するにある。
【００１１】
又、ケーシングのスペースを有効に使って、ポンプの体格を小型に維持しつつ、しかも終端部から始端部への燃料の漏れを低減するシール部の必要長さを確保しながらポンプ流路から吐出口にスムーズに燃料を流すことができる再生ポンプを提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、吐出口をシール部の径方向外側に設けると共に、吐出口の一部をシール部の外側に潜り込むように設けたことにより、流体がインペラの羽根片から摩擦力を受けて流れる際に遠心力により径方向外側への速度成分を有することから、流体はポンプ流路の終端部から円滑に吐出口へと流れるようになる。
【００１３】
しかも、シール部の径方向外側を有効にスペース活用できるので体格を小型に維持しつつ、シール部の必要長さを確保して終端部から始端部への燃料漏れを低減しながら、ポンプ流路から吐出口に流入する際の損失を低減できる。
請求項２の発明では、吐出口の回転方向側内側面は一端から他端に向けて回転方向に傾いて形成されているので、ポンプ流路を流れてきた流体が、吐出口の回転方向側内側面で他端に向けて方向転換する際、その角度が小さくスムーズに方向転換できるので損失の低減を図る事ができる。
【００１４】
請求項３の発明では吐出口の回転方向側内側面がインペラの外周面と軸方向に同じ位置に形成されているので、流体はインペラの回転面内で直接、回転方向側内側面に当たって方向転換できるので、より損失の低減を図る事ができる。
請求項４の発明では吐出口は前記シール部の径方向外側に隣接して形成されているので、シール部の径方向外側のスペースを有効に利用して径方向に小型にできるとともに、ポンプ流路内を進んだ流れが吐出口に直接流れ込む事ができ、より損失の低減を図る事ができる。
【００１５】
請求項５の発明では吐出口の一端は前記終端部の径方向外側に隣接して開口しているので、ポンプ流路のうち昇圧に利用できる長さを長くすることができる。請求項６の発明ではインペラ内に昇圧流路と同様に案内溝とインペラの羽根溝との間で循環させる事ができ、昇圧流路からスムーズに燃料を流し込むことができる。
【００１６】
請求項７の発明では軸方向の両側に羽根溝を形成でき、少ない断面積を有効に使って、効率的に昇圧できる。
請求項８の発明では、吐出口をポンプ流路の終端部の径方向外側にずらして設けたので、昇圧流路の長さを長くでき、流体をより高圧にして吐出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を内燃期間の燃料噴射装置に用いられる電動式燃料ポンプに適用した一実施例につき図１〜図１０を参照しながら説明する。
この燃料ポンプ１１は自動車の燃料タンク内に溜められた液体燃料に沈められて設置されるようになっており、図１０に示すように、モータ部１２と、このモータ部１２により駆動されるポンプ部１３とを略円筒状のハウジング１４に装着して構成されている。
【００１８】
上記モータ部１２はブラシ付きの直流モータからなり、ハウジング１４の内周部に永久磁石１５を環状に配置すると共に、この永久磁石１５の内側にアーマーチュア１６を配置した構成となっている。そして、ハウジング１４の一端部にはベアリングホルダ１７が圧入により固定されており、このベアリングホルダ１７にアーマチュア１６のシャフト１８の一端側を支承するラジアル軸受１９が採り付けられている。
【００１９】
また、ハウジング１４の内部はポンプ部１３から吐出される液体燃料を受けて内燃機関の燃料噴射装置に送り出すためのチャンバー２０としても機能するようになっており、上記ベアリングホルダ１７の上部にはカバーエンドサポート２１がハウジング１４によりかしめ固定されており、このカバーエンドサポート２１に溝２２を介してチャンバー２０内に連通する差し込み口２３が突設されている。そして、この差し込み口２３には図示しないチューブが差し込まれ、このチューブによってチャンバー２０内に吐出された高圧の液体燃料が燃料噴射装置に供給されるようになっている。
【００２０】
前記ポンプ部１２は再生ポンプからなり、円筒状周壁部２４ａおよびこの円筒状周壁部２４ａの一方の端面を閉鎖する側壁部２４ｂを一体に有した円形のケーシング本体２４と、上記円筒状周壁部２４ａの他方の端面を閉鎖するケーシングカバー２５と、インペラ２６とから構成されている。
そして、ケーシング本体２４はハウジング１４の他端部に嵌着され、ケーシングカバー２５はケーシング本体２４に突き合わされた状態でハウジング１４の他端部にかしめ固定されており、これらケーシング本体２４とケーシングカバー２５とにより、内部に密着された円形のインペラ室２７（円筒状周壁部２４ａの内側の円形凹部）を形成したケーシング２８が構成されている。なお、ケーシング本体２４およびケーシングカバー２５は、本実施例ではアルミニウムのダイカスト成形によって形成されているが、樹脂成形型品であっても良い。
【００２１】
ここで、ポンプ部１２の駆動軸である前記アーマチュア１６のシャフト１８の他端部はケーシング２８内に挿入され、ケーシング本体２４の側壁部２４ｂに嵌着されたラジアル軸受２９に支承されていると共に、ケーシングカバー２５に固定されたスラスト軸受３０によってスラスト荷重が受けられるようになっている。
【００２２】
一方、前記インペラ２６は例えばガラス繊維入りのフェノール樹脂やＰＰＳ等により略円板状に一体成形されており、図４に示すように、その外周部には多数の羽根型３１と羽根溝３２が円周方向に沿って交互に形成されている。なお、羽根溝３２は軸方向中央部の隔壁３３の左右両側に存在している。
かかるインペラ２６はインペラ室２７内に回転可能に収納され、図９にも示すように、その中心に形成されたＤ字形の嵌合孔３４が前記シャフト１８のＤカット部１８ａに軸方向に摺動可能に嵌合されている。これによりインペラ２６はシャフト１８から回転伝達されて該シャフト１８と一体的に回転するが、シャフト１８に対しては軸方向に移動可能になされる。
【００２３】
さて、図５〜図８にも示すように、前記ケーシングカバー２５には吸入口３５が形成されていると共に、ケーシング本体２４の側壁部２４ｂには吐出口３６が吸入口３５から円周方向に適宜の角度隔てて形成されている。そして、図９に示すように、ケーシング２８のインペラ室２７の周囲部には吸入口３５と吐出口３６とを繋ぐ１本の有端環状のポンプ流路３７が一円周上に沿って形成されており、このポンプ流路３７内にインペラ２６の羽根片３１が突出している。以下、ポンプ流路３７の両端部のうち、吸入口３５側の端部を始端部と称し、吐出口３６側を終端部と称することとする。
【００２４】
ここで終端部はケーシング本体側及び、ケーシングカバー側の終端溝３８ａ、３９ａからなっている。
図５〜図８に明瞭に示されているように、前記ポンプ流路３７のうち、羽根片３１の径方向外側の部分はケーシング本体２４の円筒状周壁部２４ａの内径寸法をインペラ２６の外形寸法よりも大きくすることによって形成され、羽根片３１の軸方向両側の部分はケーシング本体２４の側壁部２４ａの内面およびケーシングカバー２５の内面に環状溝３８および３９を設けることによって形成されている。
【００２５】
そして、ケーシング本体２４の円筒状周壁部２４ａの内周面のうち、内径寸法の拡大から残された部位、すなわち環状溝３８の両端間に位置する部位は中心側に突出するラジアルシール部４０とされ、このラジアルシール部４０はインペラ２６の外周面（羽根片３１の先端面）との隙間が極く小さくなるように設定されていて、吐出口３６側の液体燃料がインペラ２６の外周側を通って低圧側である吸入口３５側に漏れでないようにシールする機能を有する。
【００２６】
このシール機能はインペラ２６の外周面との小さい隙間が連続して続く長さ（シール長）が長いほど大きくすることができる。
しかして、前記吸入口３５の一端開口はポンプ流路３７に対してケーシングカバー２５の環状溝３９の始端部底面において開放され、先端側の開口は燃料タンク内に開放されている。従って、インペラ２６の回転により燃料タンク内の液体燃料はこの吸入口３５を通ってポンプ流路３７内に吸入される。
【００２７】
このとき、前記環状溝３８および３９の始端部側における所定の角度領域は、始端部が半径方向に幅広でまた軸方向にも幅広で始端部に向かって漸次幅狭となるように形成されている。これにより、吸入口３５からポンプ流路３７への流路面積の急激な減少を防止して吸入口３５付近での流体燃料のキャビテーションの発生を極力防止するようにしている。また、ケーシングカバー２５の環状溝３９の始端側にはポンプ流路３７内で気化した燃料ガスを燃料タンクに逃がすための小孔４１が形成されている。
【００２８】
以上のことから、ホンプ流路３７のうち、始端側の所定の角度領域（図５および図６に角度αで示す）は流路面積の漸減領域で、当該領域の終了端からポンプ流路３７の終端までの領域（図５および図６に角度βで示す）が十分なるポンフ作用を呈する流路寸法に設定された流路面積一定の領域となる。
一方、前記吐出口３６は図１にも示すように、ポンプ流路３７の径方向外側に位置するように、ケーシング本体２４の円筒状周壁部２４ａにシール部４０と隣接して外側に回転方向に形成されており、その一端開口はポンプ流路３７の終端部に対してその円周内面において開放されている。そして軸方向からみると、回転方向の方が径方向によっり長い略長方形状でケーシング端面２４ａに開口している。そして、先端側の開口は図３に示すようにチャンバー２０（ハウジング１４）内に開放されている。従って、インペラ２６の回転により昇圧された液体燃料はポンプ流路３７からこの吐出口３６を通ってチャンバー２０に吐出される。
【００２９】
なお、ケーシングカバー２５の環状溝３９の終端部のうち吐出口３６に対抗する部分は幅広に形成されており、環状溝３９側を流れてきた液体燃料がこの幅広部３９ａによってインペラ２６の外側に形成された比較的広い空間を通って吐出口３６内に効率良く流入するようにしている。
この場合、図２に明瞭に示されているように、吐出口３６はポンプ流路３７側の開口からすなわちインペラ外周面と軸方向に同じ位置から先端側の開口に向かって矢印Ｂで示すインペラ２６の回転方向に傾くように形成されている。このため、吐出口３６の一部はシール部４０の一端側から該シール部４０の外側に斜めに潜り込むように形成され、この結果、シール部４０の一側面はその周縁部に吐出口３６の側壁の端面となる逆Ｌ字形の端面４２が残されるだけとなる。
【００３０】
そして、吐出口３６がインペラ２６の回転方向に傾いていることから、当然のことではあるが、吐出口３６の内面のうち、ケーシング本体２４の円周方向に対向する２つの内面はインペラ２６の回転方向に傾くとともに回転方向に直角に形成された斜面３６ａ，３６ｂとなっており、そのうちインペラ２６の回転方向側の斜面３６ａは前記逆Ｌ字形の端面４２の内縁から延長されている。
【００３１】
次に上記構成の作用を説明する。
モータ部１１が起動すると、アーマーチュア１６のシャフト１８と一体的にインペラ２６が回転する。これにより、インペラ２６の羽根片３１がポンプ流路３７に沿って回転してポンプ作用を生じ、燃料タンク内の液体燃料を吸入口３５からポンプ流路３７内に吸入する。
【００３２】
ポンプ流路３７内に吸入された液体燃料はポンプ流路３７内を吸入口３５側の始端から吐出口３６側の終端に向かって流れるが、その過程で、液体燃料は羽根片３１から受ける摩擦力により、羽根溝３２内を図４に矢印Ｃ，Ｄで示すように流れてポンプ流路３７内に送り込まれ、再びポンプ流路３７から羽根溝３２内に吸い込まれるというように羽根溝３２とポンプ流路３７との間で循環する。
【００３３】
すなわち、羽根溝の隔壁に沿って流れてから羽根溝に対向するケーシングの側壁３７ａへむけて流れ、そこで方向転換し、さらには環状溝３８、３９を径方向内側に向けて流れた後、再びインペラの羽根溝３２内に流入するという経路で燃料を循環させる事で螺旋状にポンプ流路内を流れる。
そして、液体燃料が羽根溝３２からポンプ流路３７に送り込まれて該ポンプ流路３７内を吐出口３６側に向かって流れる主流と合流する際、その流速が減少するので、羽根溝３２内を流れる際に羽根片３１から受けた運動エネルギーが圧力エネルギーに変換され、この結果、ポンプ流路３７内を流れる主流の圧力が上昇する。
【００３４】
このようにして液体燃料は圧力上昇しながらポンプ流路３７の図５、６の角度βで示す領域すなわち昇圧流路を圧力上昇しながら図９の矢印Ｂ方向に流れ、ポンプ流路３７の終端部３８ａ、３９ａからその径方向外側に開口する吐出口３６内に流入して該吐出口３６からチャンバー２０に吐出され、そして差し込み口２３に接続された図示しないチューブを通じて燃料噴射装置に圧送される。
【００３５】
本実施例によれば、吐出口３６をポンプ流路３７の終端部の径方向外側にずらして設けたので、昇圧流路の長さを長くすることができ、液体燃料をより高圧にして吐出することができる。
すなわち、再生ポンプは、上述したように、液体燃料を羽根溝と昇圧流路との間で循環させることにより昇圧させる構成のものであるため、昇圧流路の長さは長い方が液体燃料の昇圧にとって有利である。
【００３６】
ところが、従来では、図１１および図１２に示すように、ポンプ流路３の終端部に吐出口６への流体の方向転換の角度を小さくできるよう、肉盗み部８が形成されているため、吐出口及び肉盗み部が形成されている部分は液体燃料の昇圧に利用することはできないものであった。
これに対し、本実施例では、吐出口３６がポンプ流路３７の外側に設けられ、後述するように、羽根溝から円滑に吐出口に流入するため、肉盗み部を設けなくてもよく、昇圧流路を吐出口まで、すなわち従来にくらべて肉盗み部の寸法分だけ、延長できる。このため、従来、昇圧に利用できなかった肉盗み部も十分な昇圧作用を得るための最適流路寸法に設定できるようになるので、インペラ２６の一回転あたりの液体燃料に与えうる運動エネルギーを大きくすることができる。従って、インペラ２６の回転数を高くせずとも、液体燃料をより高い圧力に昇圧して吐出することができるのである。
【００３７】
この場合、昇圧流路の増加分は肉盗みの寸法程度でそれほど長くはないと思われるかもしれないが、ポンプ流路３７の内、純分な昇圧作用を得るための昇圧流路の領域は始端側の角度α領域を除いた角度β領域であることを考慮すると、その角度寸法のβ領域の長さに対する増加長さの割合は大きく、昇圧効果の高いことが理解されると思う。
【００３８】
しかも、この昇圧流路に続いて、回転方向延長上に昇圧流路と実質的に一定の断面形状を有する案内溝が形成されているので、昇圧流路と同様に案内溝とインペラの羽根溝との間で、羽根溝に対向する昇圧流路に形成されたケーシングの側壁で方向転換し、さらには環状溝３８、３９を径方向内側に向けて流れた後、再びインペラの羽根溝内に流入するという経路で燃料を循環させる事ができ、昇圧流路からスムーズにインペラ内に燃料を流し込むことができる。
【００３９】
しかも、吐出口３６をポンプ流路３７の径方向内側ではなく、径方向外側に設けたので、ポンプ流路３７内を流れる液体燃料が羽根片３１により摩擦力を受けて流れる際に遠心力により径方向外側に向かう速度成分を有していることから、ポンプ流路３７の終端部に至った液体燃料はその径方向外側に略９０度流の方向を変換する際の圧力損失の程度は非常に小さく、液体燃料をポンプ流路３７の終端部での高圧力のままチャンバー２０内に吐出させることができる。
【００４０】
その上、液体燃料はインペラ２６の回転方向（矢印Ｂ方向）の速度成分を持って吐出口３６内に流入し、シール部の外側を回転方向にスムーズに流れた後、吐出口３６の内側面のうちインペラ２６の回転方向側の内側面に衝突して方向変換するが、その方向変換の際に液体燃料が衝突する面は、吐出口３６がインペラ２６の回転方向に傾けて形成されていることから、当然に同方向に傾いている斜面３６ａであるので、該斜面３６ａに当接した際の液体燃料の方向変換の角度は図２に矢印Ｅで示すように９０度よりも小さな角度γとなり（具体的にこの実施例ではγ＝４５度）、その方向変換に伴う圧力損失も小さなものとなる。
【００４１】
この場合、液体燃料はラジアルシール部４０に残された端面４２に略直角に衝突するが、この端面４２の面積は小さいので、端面４２との衝突による圧力損失程度は小さく、総じて、液体燃料がポンプ流路３７から吐出口３６内に流入しチャンバー２０内に吐出されて行く際の圧力損失を低減することができる。
なお、本発明の効果を実証すべく、発明者らはコンピュータによる解析を行っており、その結果について図１６から図１９に述べる。
【００４２】
解析は、回転座標系に基づいた運動方程式を用い、この式に遠心力、コリオリ力を外力項に加えて解く方法を用いている。
また、境界条件として吸入口からの流速を１４０Ｌ／ｈとし、インペラの回転数を７５００ｒｐｍとした。
図１４においてＸＶＩ−ＸＶＩ方向から断面を切断して見た流れ解析図を１８０度回転させたものを図１６に示す。図１６により、以下のことがわかる。羽根溝に軸方向に対向して吐出口が形成されているので、インペラの間壁の隔壁面３３ａに沿った軸方向の成分を有する強い流れＥができる。そしてこのためインペラの隔壁の頂上部３３ｂから、インペラの回転方向成分の速度、及び吐出口から形成されている方向に起因して発生する、インペラの軸方向成分の速度の両方を有する流れＦができる。そして、この流れＦは軸方向成分を有するため、吐出口の径方向外側にかたよる。即ち、吐出口の径方向外側ほど密に流れ、径方向内側ほど疎に流れることになる。そのため、インペラの吐出方向側端面３１ａからさらに吐出方向に離れた部分Ｐでは、流れによどみができてしまう。すなわち、吐出口の軸方向断面積のうち、燃料を多く流すのに使われる断面積はじつは一部にすぎず、ここでおおきな流体損失がおきているのが判明した。そして更なる調査の結果、ここＰからインペラへ向けて逆流Ｑが起きていることも判明した。
【００４３】
また、流れＥが強いため、インペラの隔壁に沿った渦流がきれいに形成されず、乱れた流れになっており、ここでも流体損失がおきているのが判明した。
一方、図１４における流れ解析図を上下反転させたものを図１７に示す。図１７における破線はインペラ端面を表し、上方向が吐出方向である。図１７により、以下のことがわかる。即ち、羽根溝から吐出方向にながれる流れは回転力により、回転方向に流れ、従って、再び図１４も参照して、吐出口の内周面のうち、シール部７側の内面６ａに衝突し、流れの方向を略９０度変換することになり、このため、流れ方向の変換時の損失が大きいことが確認された。
【００４４】
これに対し、図１８は本発明に含まれる他の実施例を解析した解析図であり、従来では羽根溝に対抗する位置にあった吐出口を塞ぎ、ここに流路溝と同一形状の案内溝を形成するとともに吐出口をシール外側に回転方向に形成したものである。
図１８を参照すると、軸方向にインペラの羽根溝に対抗する部分は塞がれているので、軸方向の成分を有する強い流れＥができにくく、羽根溝から径方向外側に流れるインペラの隔壁面３３ｂに沿った渦流がきれいに形成される。
【００４５】
この結果、断面長方形形状に形成された吐出口３６の内側面に沿いながら、かつ、軸方向に流れる。言い換えれば吐出口３６の４つの内側面に沿って螺旋状に流れて吐出口を進み、ポンプ流路の形成される側の端面とは反対側の端面に開口したところから排出される。
従って、インペラの隔壁に沿った渦流がきれいに形成されるので流体損失が起きないばかりか、吐出口の径方向外側に隣接しているとともに、十分な通路面積で形成されいるので流れが阻害されることなく、しかも、吐出口内に極端な流れの疎密も存在しない。このため、インペラの羽根溝から吐出口で方向転換されて吐出されるに至るまで、流れによどみができず、大きな流体損失が起きない。もちろん逆流などは起きていない。従って、ポンプ効率を向上できる。
【００４６】
更に図１９には本発明の請求項２に含まれる本発明の一実施例、即ち、吐出口を流れにつれて回転方向に傾いて形成した図２のものの流れ解析図を上下反転したものを示す。図１９の上方向が吐出方向である。図１９を参照すると、羽根溝から吐出方向にながれる流れは回転力により、回転方向に流れるので、再び図２も参照して、吐出口の内周面のうち、シール部７側の内周面３６ａに衝突し、流れの方向をγだけ、すなわち、ここでは４５度方向転換することで流れ方向の変換時の損失が小さいことが確認された。
【００４７】
しかもこの流れは傾斜面３６ａに沿ってスムーズに流れていることも判明した。従って、傾斜面を約４５度に形成することで、吐出口３６を軸方向に流れる流れについても、大きな流体損失を起こすことなくスムーズに吐出でき、ポンプ効率を向上できる。
本実施例の燃料ポンプと図１１から図１４に示す従来の燃料ポンプの総合効率を比較したデータを図２３に示す。図２３は印加電圧を１２Ｖ一定とし、吐出圧力を１００ｋＰａから６００ｋＰａまで変化させた際の燃料ポンプの総合効率を示したものである。
【００４８】
総合効率η（％）とはポンプの吐出圧力（Ｐ）と吐出流量（Ｑ）との積（ＰＱ）をモータ部への印加電圧（Ｖ）と消費電流（Ｉ）との積（ＶＩ）で除した値ＰＱ／ＶＩのことである。
破線で示す従来の再生ポンプの総合効率は最大１７．６％に対し、実線で示す本実施例の総合効率は最大１９．２％の効率となり、約１割効率がアップし、その結果、消費電流値が従来の５．２Ａから４．７Ａへ０．５Ａ低減でき、本実施例の効果が実証されているのがわかる。
【００４９】
なお、本実施例においては、インペラ径が約３０ｍｍ、傾斜面３６ａの軸方向に対する角度γは４５度、端面２４ａａに開口する長方形の回転方向長さが約３．８ｍｍ，径方向長さが約２ｍｍである。
なお、上記実施例では、インペラ２６とポンプ流路３７とを１組だけ設けた１段式の再生ポンプに適用して説明したが、多段式の再生ポンプ、すなわちインペ２６とポンプ流路３７とを複数組設け、１段目で昇圧した液体燃料を２段目以降に順次送って順次昇圧させる構成の再生ポンプに適用してもよい。
【００５０】
また、環状のポンプ流路を同心円状に形成し、そして内周側のポンプ流路の終端を外周側のポンプ流路の始端に連通させると共に、内周側のポンプ流路の始端部に連通する吸入口と外周側のポンプ流路の終端部に連通する吐出口とを形成する一方、インペラに内周側と外周側の各ポンプ流路に対応する羽根片と羽根溝とを形成する構成のものであっても良い。
【００５１】
更に、本発明は液体燃料用ばかりでなく、流体一般を昇圧させて吐出する再生ポンプに広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す要部の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ  線に沿う断面図である。
【図３】ポンプ部の断面図である。
【図４】インペラのポンプ流路との部分断面図である。
【図５】上下反転して示すケーシング本体の平面図である。
【図６】ケーシングカバーの平面図である。
【図７】上下反転して示すケーシング本体の斜視図である。
【図８】ケーシングカバーの斜視図である。
【図９】ポンプ部の横断平面図である。
【図１０】燃料ポンプ全体の断面図である。
【図１１】従来の再生ポンプの一例を示す図９相当図である。
【図１２】従来の再生ポンプの図５相当図である。
【図１３】従来の再生ポンプの図６相当図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】従来の再生ポンプの他の例をケーシングカバーを除去して示す平面図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ方向からみた流れ解析図を１８０度回転させたものである。
【図１７】図１４の流れ解析図を上下反転させたものである。
【図１８】本発明の他の実施例の流れ解析図である。
【図１９】本発明の一実施例の流れ解析図である。
【図２０】本実施例と従来の再生ポンプとの効率を比較して示すグラフである。
【符号の説明】
１２  モータ部
１３  ポンプ部
１４  ハウジング
２４  ケーシング本体
２５  ケーシングカバー
２６  インペラ
２７  インペラ室
２８  ケーシング
３１  羽根片
３２  羽根溝
３５  吸入口
３６  吐出口
３７  ポンプ流路
３８，３９  環状溝
４０  ラジアルシール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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