(57)【要約】【課題】  振動によって発生する騒音を低減する燃料ポンプを提供する。【解決手段】  ハウジングの端部に設けられるカバーエンド４０には、ハウジングの内部側に軸受収容部４３が設けられる。軸受収容部４３は、シャフト５２の端部５２１を回転可能に支持する軸受５５を収容する収容空間４３０を有し、内部に端部５２１が位置する中内径部４３２、及び、端部５２１の外径より小さい内径の柱状空間を有する小内径部４３３などから形成される。収容空間４３０にはハウジング内の燃料が流入または流出する。シャフト５２が天側に移動すると、底壁４３４、内壁４３８、端面５２３などにより形成される空間に滞留する燃料はダンパとして機能し、軸受収容部４３に対するシャフト５２の相対速度を遅くする。これにより、軸受収容部５２とシャフト５２との衝突音を小さくするとともにシャフト５２が軸受収容部５２に作用する衝撃荷重を低減できる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジング（２０）と、
燃料を前記ハウジングの内部に吸入する吸入口（６１）を有し、前記ハウジングの一方の端部（２０１）に設けられるポンプカバー（６０）と、
燃料を前記ハウジングの外部に吐出する吐出口（４２２）を有し、前記ハウジングの他方の端部（２０２）に設けられるカバーエンド（４０）と、
複数の巻線（１６１、１６３）が巻回され、前記ハウジングの内側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）と、
前記カバーエンドに支持され、前記シャフトの前記カバーエンド側の端部（５２１）を回転可能に支持する軸受（５５）と、
前記カバーエンドの前記ハウジングの内部側に設けられ、前記軸受を収容する収容空間（４３０）を有する軸受収容部（４３）と、
前記シャフトの前記ポンプカバー側の端部（５２２）に設けられ、前記シャフトとともに回転すると、前記吸入口から流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）と、
を備え、
前記軸受収容部は、筒状に形成され前記シャフトの前記カバーエンド側の端部を内部に収容する第１筒部（４３２）、及び、有底筒状に形成され前記第１筒部と前記カバーエンドとを接続する第２筒部（４３３）から形成され、前記収容空間には前記ハウジング内の燃料が流入または流出し、
前記第２筒部内の前記収容空間の内径は、前記シャフトの前記カバーエンド側の端部の外径より小さいことを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
前記第１筒部内の前記収容空間を形成する第１筒部内壁（４３７）と前記第２筒部内の前記収容空間を形成する第２筒部内壁（４３８）とは、前記シャフトの回転軸に対して傾斜するよう形成される傾斜壁（４３９）が接続することを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
前記傾斜壁は、前記軸受収容部に収容される前記シャフトの前記カバーエンド側の端部の端面（５２３）の形状に沿うよう形成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ室内で回転可能なインペラと、インペラを回転駆動可能なモータとを備え、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、ステータと、ステータの径内方向に回転可能に支持されているロータとから構成されるモータを備え、ロータの回転運動を利用してインペラを回転駆動する燃料ポンプが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０３０３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料ポンプでは、ロータと一体に回転するシャフトは燃料ポンプの二つの端部に設けられる二つの軸受に回転可能に支持されている。一方の軸受は、シャフトの一方の端部に接続されるインペラの近傍に設けられる。シャフトの他方の端部を支持する他方の軸受は、ステータ及びロータを収容するハウジングの端部に設けられるカバーエンドに支持されている。燃料ポンプを搭載する車両の振動によりシャフトが燃料ポンプ内において振動すると、シャフトの端部とカバーエンドとによる衝突音が発生する。カバーエンドに対するシャフトの相対速度が大きいと衝突音は大きくなるため、燃料ポンプの振動が大きくなるにつれて燃料ポンプが発する騒音が大きくなる。
【０００５】
本発明の目的は、振動によって発生する騒音を低減する燃料ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筒状のハウジングと、燃料をハウジングの内部に吸入する吸入口を有しハウジングの一方の端部に設けられるポンプカバーと、燃料をハウジングの外部に吐出する吐出口を有しハウジングの他方の端部に設けられるカバーエンドと、ステータと、ロータと、ロータと一体に回転するシャフトと、カバーエンドに支持されシャフトのカバーエンド側の端部を回転可能に支持する軸受と、カバーエンドのハウジングの内部側に設けられ軸受を収容する収容空間を有する軸受収容部と、インペラと、を備える燃料ポンプであって、軸受収容部は、筒状に形成されシャフトのカバーエンド側の端部を内部に収容する第１筒部、及び、有底筒状に形成され第１筒部とカバーエンドとを接続する第２筒部から形成され、収容空間にはハウジング内の燃料が流入または流出し、第２筒部内の収容空間の内径は、シャフトのカバーエンド側の外径より小さいことを特徴とする。
【０００７】
本発明の燃料ポンプでは、シャフトのカバーエンド側の端部は軸受収容部の第１筒部内の収容空間に収容されている。第１筒部とカバーエンドとの間に設けられる第２筒部内の収容空間にはハウジング内の燃料の一部が滞留する。すなわち、第２筒部内の収容空間に滞留する燃料は、シャフトの端部とカバーエンドとの間に位置する。燃料ポンプの振動などによってシャフトがカバーエンドの方向に移動すると、第２筒部内の収容空間に滞留する燃料はハウジング内に適度に流出し、カバーエンドに対するシャフトの相対速度を遅くするダンパとして機能する。これにより、シャフトの端部とカバーエンドとが比較的速い相対速度で衝突することを防止する。したがって、シャフトとカバーエンドとの衝突によって発生する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による燃料ポンプの断面図である。
【図２】図１のＩＩ部拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態による燃料ポンプの作用を説明する断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による燃料ポンプの作用を説明する断面図であって、図３とは異なる断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
（一実施形態）
本発明の一実施形態による燃料ポンプについて、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１１】
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、カバーエンド４０、及び、軸受収容部４３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４２２から内燃機関に吐出する。なお、図１〜４では、上側を「天側」、下側を「地側」とする。
【００１２】
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。
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、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、軸方向への抜けが規制されている。
【００１３】
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４２２側の端部２０２を塞いでいる。カバーエンド４０は、ベース部４１、吐出部４２などから構成されている。
【００１４】
ベース部４１は、ハウジング２０の端部２０２を塞ぐよう設けられる。ベース部４１は、モータ部３のステータ１０の天側と接続し、ステータ１０と一体となるよう形成されている。ベース部４１は、ベース部４１の径方向外側の縁部４１１がハウジング２０の端部２０２の縁により加締められる。これにより、ハウジング２０の内側で固定され、軸方向への抜けが規制される。ベース部４１は、中心からずれた位置に吐出部４２の燃料通路４２１に連通する燃料通路４１２が形成されている。ベース部４１には、ハウジング２０の外部側に吐出部４２が接続する。
【００１５】
吐出部４２は、略筒状に形成され、ベース部４１の中心からずれた位置にハウジング２０の外側に延びるよう設けられる。吐出部４２は、ハウジング２０内の燃料が流れる燃料通路４２１、吐出口４２２を有する。
【００１６】
軸受収容部４３は、略有底筒状に形成され、ベース部４１の略中央からハウジング２０の内部の方向に延びるよう設けられている。軸受収容部４３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が収容される収容空間４３０を有する。軸受収容部４３は、大内径部４３１、「第１筒部」としての中内径部４３２、「第２筒部」としての小内径部４３３から構成されている。
【００１７】
大内径部４３１は、軸受収容部４３のモータ部３側に位置する。大内径部４３１には、軸受５５が圧入固定されている。大内径部４３１の内壁４３５と軸受５５との間には、燃料の流通が可能な流路４３６が周方向に複数形成されている。
【００１８】
中内径部４３２は、大内径部４３１内の収容空間４３０の内径より小さい内径の柱状空間を内部に有する。中内径部４３２内の柱状空間は、収容空間４３０の一部を構成する。中内径部４３２は、大内径部４３１と小内径部４３３とを接続する。中内径部４３２の内部には、シャフト５２の端部５２１が位置する。
【００１９】
小内径部４３３は、中内径部４３２内の収容空間４３０の内径より小さい内径の柱状空間を内部に有する。また、小内径部４３３は、小内径部４３３内の収容空間４３０の内径が、シャフト５２の端部５２１の外径より小さくなるよう形成されている。小内径部４３３内の柱状空間は、収容空間４３０の一部を構成する。小内径部４３３は、中内径部４３２の大内径部４３１と接続する側とは反対側の端部に接続する。小内径部４３３は、収容空間４３０を形成しシャフト５２の回転軸φ対して略垂直に設けられる底壁４３４を有する。
【００２０】
中内径部４３２内の収容空間４３０を形成する「第１筒部内壁」としての内壁４３７と小内径部４３３内の収容空間４３０を形成する「第２筒部内壁」としての内壁４３８とは、「傾斜壁」としての接続壁４３９によって接続されている。接続壁４３９は、シャフト５２の回転軸φに対して傾斜するよう設けられ、シャフト５２の端部５２１の天側の端面５２３に沿うよう形成されている。
【００２１】
接続部４４は、軸受収容部４３の小内径部４３３の径方向外側でベース部４１と軸受収容部４３とを接続する部位である。接続部４４は、図２に示すように、シャフト５２の回転軸φ方向の厚みが、ベース部４１の厚み、及び、軸受収容部４３の厚みより薄く、かつ、ハウジング２０内の燃料の圧力に耐えられる程度の厚みとなるよう形成されている。
【００２２】
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。モータ部３は、ブラシレスモータであって、ステータ１０に電力が供給されると回転磁界が生じ、ロータ５０がシャフト５２とともに回転する。
【００２３】
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、６つのコア１２、６つのボビン、６つの巻線、及び、３つの通電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。
【００２４】
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。
【００２５】
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４２２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。
【００２６】
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、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のインサート部に巻回されるインサート巻回部、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、燃料ポンプ１の天側に設けられるＷ相端子３７、Ｖ相端子３８、及び、Ｕ相端子３９のいずれかと電気的に接続する。
【００２７】
Ｗ相端子３７、Ｖ相端子３８、及び、Ｕ相端子３９は、エンドカバー４０のベース部４１に固定されている。Ｗ相端子３７、Ｖ相端子３８、及び、Ｕ相端子３９は、図示しない電源装置からの３相電力を受電する。
【００２８】
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。一実施形態では、Ｎ極及びＳ極は２極対、計４極設けられている。
【００２９】
シャフト５２は、ロータ５０の回転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。
【００３０】
次にポンプ部４の構成について説明する。
ポンプカバー６０は、図１に示すように、地側に開口する筒状の吸入口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の回転軸方向に貫く吸入通路６２が形成されている。
ポンプカバー６０とステータ１０との間には、ポンプケーシング７０が略円板状に設けられている。ポンプケーシング７０の中心部には、ポンプケーシング７０を板厚方向に貫く穴７１が形成されている。穴７１には、軸受５６が嵌め込まれている。軸受５６は、シャフト５２のポンプ室７２側の端部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。
【００３１】
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。シャフト５２のポンプ室７２側の端部は、外壁の一部がカットされたＤ字形状となっている。シャフト５２の端部５２２は、インペラ６５の中心部に形成された対応するＤ字形状の穴６６に嵌め込まれている。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内で回転する。
【００３２】
ポンプカバー６０のインペラ６５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。また、ポンプケーシング７０のインペラ６５側の面には、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の回転軸方向に貫く燃料通路７４が連通している。インペラ６５には、溝６３及び溝７３に対応する位置に羽根部６７が形成されている。
【００３３】
燃料ポンプ１では、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の回転により昇圧されつつ溝７３に導かれる。昇圧された燃料は、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。
【００３４】
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、カバーエンド４０のベース部４１と軸受け収容部４３の外壁４３５との間に形成される燃料通路７９を通る。また、中間室７５に導かれた燃料の一部は、ハウジング２０とステータ１０との間に形成される燃料通路７６を通る。燃料通路７６、７７、７８を通った燃料は、燃料通路４１２に導入される。燃料通路４１２に導入された燃料は、燃料通路４２１及び吐出口４２２を介して外部に吐出される。
【００３５】
また、燃料通路７８は、軸受収容部４３と軸受５５との間に形成される流路４３６を介して収容空間４３０に連通している。このため、燃料ポンプ１が駆動するとき、収容空間４３０には燃料が滞留している。
【００３６】
一実施形態による燃料ポンプ１では、例えば、燃料ポンプ１を搭載する車両の振動によって、シャフト５２が天地方向に振動する。このとき、シャフト５２が軸受収容部４３に衝突する。ここでは、図３、４に示すカバーエンド４０の軸受収容部４３とシャフト５２の端部５２１との位置関係を示す断面図に基づいて、その作用及び効果を説明する。
【００３７】
シャフト５２が白抜き矢印Ｄ１の方向に移動すると、図３の実線矢印Ｆ１に示すように、流路４３６、接続壁４３９とシャフト５２の端面５２３とにより形成される比較的狭い隙間４６を通って底壁４３４、内壁４３８、接続壁４３９、シャフト５２の端面５２３により形成される空間に燃料が流入する。これにより、シャフト５２の端面５２３と底壁４３４との間には燃料が滞留する。
【００３８】
一方、シャフト５２が白抜き矢印Ｄ２の方向に移動すると、図４に示すように、シャフト５２の端部５２１によって底壁４３４、内壁４３８、接続壁４３９、及び、端面５２３により形成される空間に滞留する燃料が、実線矢印Ｆ２のように、燃料通路７８に押し出される。このとき、当該空間に滞留する燃料は、隙間４６を通って燃料通路７８に流出する。これにより、底壁４３４、内壁４３８、接続壁４３９、及び、端面５２３により形成される空間に滞留する燃料は、シャフト５２の白抜き矢印Ｄ２の方向への速度を遅くするダンパとして機能し、シャフト５２と接続壁４３９とは比較的遅い速度で衝突する。
このように、一実施形態による燃料ポンプ１では、隙間４６を介して、底壁４３４、内壁４３８、接続壁４３９、及び、端面５２３により形成される空間と燃料通路７８との間において燃料をやりとりし、シャフト５２と接続壁４３９とが比較的速い相対速度で衝突することを防止する。これにより、燃料ポンプ１では、シャフト５２と軸受収容部４３との衝突音が小さくなり、燃料ポンプ１が駆動するとき発生する騒音を低減することができる。
【００３９】
また、シャフト５２と接続壁４３９とが比較的速い相対速度で衝突することを防止するため、シャフト５２が軸受収容部４３に作用する衝撃荷重を低減することができる。したがって、衝突によりカバーエンド４０などの燃料ポンプ１を構成する部品が破損することを防止することができる。
【００４０】
また、シャフト５２の端部５２１が衝突する接続壁４３９は、シャフト５２の端部５２１の天側の端面５２３に沿うよう形成されている。これにより、隙間４６の燃料が流れる方向の長さが長くなり、隙間４６による絞りの効果が大きくなる。したがって、底壁４３４、内壁４３８、接続壁４３９、及び、端面５２３により形成される空間に滞留する燃料が、よりダンパとして機能することとなり、シャフト５２と軸受収容部４３との衝突によって発生する騒音をさらに低減することができる。
【００４１】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、接続壁は、シャフトの回転軸に対して傾斜するように形成され、かつ、シャフトの端部の端面に沿うよう形成されているとした。しかしながら、接続壁の形状はこれに限定されない。シャフトの回転軸に対して垂直な方向に延びるよう形成されてもよい。また、シャフトの端部の端面に沿うことなく平面状に形成されてもよい。
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
１            ・・・燃料ポンプ、
１０          ・・・ステータ、
２０          ・・・ハウジング、
４０          ・・・カバーエンド、
４３２        ・・・中内径部（第１筒部）、
４３３        ・・・小内径部（第２筒部）、
５０          ・・・ロータ、
５２          ・・・シャフト、
５５          ・・・軸受、
６０          ・・・ポンプカバー、
６５          ・・・インペラ。
【図１】
2015059435.tif 000003
【図２】
2015059435.tif 000004
【図３】
2015059435.tif 000005
【図４】
2015059435.tif 000006