(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ポンプに用いられ、駆動源によって回転されることにより液体を圧送する略円盤状のインペラにおいて、
前記インペラは、周方向に沿ってｉ個設けられた羽根と、これらの羽根によって挟まれた領域に形成されたｉ個の羽根溝と、を有し、
ｎ番目（ｎ＝１〜ｉの整数）の前記羽根の中心から前記インペラの回転中心までを結んだ線分、及び、ｎ＋１番目（ただし、ｎ＝ｉのときは１番目）の前記羽根の中心から前記インペラの回転中心までを結んだ線分、がなす角をｎ番目の羽根溝のピッチ角θｎとし、
前記羽根溝は、１番目の前記羽根溝から連続して、ｍ≧５を満たすｍ個毎の羽根溝群を構成し（ただし、ｉ／ｍが整数でない場合は、ｉ番目の前記羽根溝を含む羽根溝群は、ｍ個に満たない端数によって構成される）、
前記ピッチ角θｎは、
１つの前記羽根溝群を構成する他の羽根溝のピッチ角とは異なる値とされ、
１つの前記羽根溝群において最小のピッチ角をθｍｉｎとし、最大のピッチ角をθｍａｘとした場合に、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°、且つ、θｍｉｎからθｍａｘまでそれぞれが等差となるよう設定され、
ピッチ角がθｎであるｎ番目の前記羽根溝から、周方向に沿って次に同じ値のピッチ角θｋであるｋ番目の前記羽根溝の手前までのピッチ角の和を統合ピッチ角ｔｎとし、
１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉまでのなかで、１つの値を取るものが２個以下であると共に、同じ値を取るものの組数がｉ×０．１８を超えないことを特徴とするインペラ。
【請求項２】
前記同じ値を取るものの組数が２つ以上ある場合において、前記１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉまでを小さい角度から順に並べた際に、前記同じ値を取るものの組と組との間に、同じ値を取らない統合ピッチ角が少なくとも１つ含まれるよう設定されていることを特徴とする請求項１記載のインペラ。
【請求項３】
前記同じ値を取るものの組数が２つ以上ある場合において、これらの同じ値を取る組と組との角度の差が１°よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のインペラ。
【請求項４】
前記θｍｉｎは、９°以上であり、前記θｍａｘは１３°以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のインペラ。
【請求項５】
液体ポンプ用のインペラであって、
ディスクと、
前記ディスクに周方向に配されたｉ個の羽根と、
前記ディスクにおいて前記羽根の間にそれぞれ設けられたｉ個の溝と、
を備え、以下の条件を満足する。
（ｉ）前記溝は複数の群にグループ分けされ、各群は連続して並ぶｍ個（ｍ≧５）の溝からなる（ただし、ｉ／ｍが整数でない場合、１つの群は余りの個数（１、２、３、又は４個）の溝からなる）、
（ｉｉ）各群において、ピッチ角の値はすべて互いに異なる、
（ｉｉｉ）各群において、昇順に並べたピッチ角の値の列は等差の関係を有する、
（ｉｖ）各群において、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°である、
（ｖ）統合ピッチ角は他の統合ピッチ角のいずれとも異なる単独の値を有する、又は２つの統合ピッチ角のペアでの共通の値は他の統合ピッチ角のいずれとも異なる、
（ｖｉ）共通の値を有する統合ピッチ角のペアの数は、ｉ×０．１８を超えない、
ただし、
ｎ番目（ｎ＝１〜ｉの整数）の前記羽根の中心と前記ディスクの中心との間で延在する線分と、ｎ＋１番目の前記羽根の中心（ただし、ｎ＝ｉのときは１番目の前記羽根の中心）と前記ディスクの中心との間で延在する線分と、がなす角をｎ番目のピッチ角とする、
各群において、ピッチ角の最小値をθｍｉｎ、最大値をθｍａｘとする、
ｎ番目のピッチ角と同じ値を有するピッチ角のうち、ｎ番目のピッチ角の次のピッチ角をｋ番目のピッチ角とする、
連続するｎ番目から（ｋ−１）番目までのピッチ角を統合したものを統合ピッチ角とする。
【請求項６】
すべての統合ピッチ角の昇順の列において、共通の値を有する統合ピッチ角の第１ペアと、別の共通の値を有する統合ピッチ角の第２ペアとの間に、単独の値を有する少なくとも１つの統合ピッチ角が配される、請求項５記載のインペラ。
【請求項７】
共通の値を有する統合ピッチ角の第１ペアと、別の共通の値を有する統合ピッチ角の第２ペアとの間の値の差が、１よりも大きい、請求項５又は６記載のインペラ。
【請求項８】
θｍｉｎは、９°以上であり、θｍａｘは１３°以下である、請求項５〜７いずれか１項記載のインペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体ポンプに用いられるインペラに関する。
本願は、２０１７年３月１３日に出願された、特願２０１７−０４７５４５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、円盤状のインペラをモータによって回転させて液体を汲み上げる、液体ポンプが知られている。このような液体ポンプに用いられるインペラに関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。【０００３】
特許文献１に示されるような、インペラは、周方向に沿って複数設けられた羽根と、これらの羽根によって挟まれた領域に形成された羽根溝と、を有している。任意の羽根の中心からインペラの回転中心までを結んだ線分、及び、この任意の羽根に隣接する羽根の中心からインペラの回転中心までを結んだ線分、がなす角を羽根のピッチ角とした場合に、ピッチ角の値がそれぞれ異なるよう羽根が配置されている。併せて、羽根溝は異なるピッチ角で配置されている。【０００４】
ピッチ角の異なる羽根溝がインペラの全周にわたって不規則に配置されることにより、インペラの回転に伴い発生する音圧のピークを低減できる。結果、液体ポンプから発生する騒音を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５０９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１から、騒音の低減を図るためには、羽根溝のピッチ角を全て異ならせれば良いことが分かる。一方、液体ポンプのポンプ効率が最大となるのは、羽根溝が等ピッチで配置された場合であることも知られている。【０００７】
本発明は、液体ポンプのポンプ効率を確保しつつ、騒音を低減できるインペラの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様によれば、液体ポンプに用いられ、駆動源によって回転されることにより液体を圧送する略円盤状のインペラにおいて、
前記インペラは、周方向に沿ってｉ個設けられた羽根と、これらの羽根によって挟まれた領域に形成されたｉ個の羽根溝と、を有し、
ｎ番目（ｎ＝１〜ｉの整数）の前記羽根の中心から前記インペラの回転中心までを結んだ線分、及び、ｎ＋１番目（ただし、ｎ＝ｉのときは１番目）の前記羽根の中心から前記インペラの回転中心までを結んだ線分、がなす角をｎ番目の羽根溝のピッチ角θｎとし、
前記羽根溝は、１番目の前記羽根溝から連続して、ｍ≧５を満たすｍ個毎の羽根溝群を構成し（ただし、ｉ／ｍが整数でない場合は、ｉ番目の前記羽根溝を含む羽根溝群は、ｍ個に満たない端数によって構成される）、
前記ピッチ角θｎは、
１つの前記羽根溝群を構成する他の羽根溝のピッチ角とは異なる値とされ、
１つの前記羽根溝群において最小のピッチ角をθｍｉｎとし、最大のピッチ角をθｍａｘとした場合に、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°、且つ、θｍｉｎからθｍａｘまでそれぞれが等差となるよう設定され、
ピッチ角がθｎであるｎ番目の前記羽根溝から、周方向に沿って次に同じ値のピッチ角θｋであるｋ番目の前記羽根溝の手前までのピッチ角の和を統合ピッチ角ｔｎとし、
１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉまでのなかで、１つの値を取るものが２個以下であると共に、同じ値を取るものの組数がｉ×０．１８を超えないことを特徴とするインペラが提供される。【０００９】
上記態様において、好ましくは、前記同じ値を取るものの組数が２つ以上ある場合において、前記１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉまでを小さい角度から順に並べた際に、前記同じ値を取るものの組と組との間に、同じ値を取らない統合ピッチ角が少なくとも１つ含まれるよう設定されている。【００１０】
上記態様において、好ましくは、前記同じ値を取るものの組数が２つ以上ある場合において、これらの同じ値を取る組と組との角度の差が１°よりも大きい。【００１１】
上記態様において、好ましくは、前記θｍｉｎは、９°以上であり、前記θｍａｘは１３°以下である。【００１２】
本発明の別の態様において、液体ポンプ用のインペラは、ディスクと、前記ディスクに周方向に配されたｉ個の羽根と、前記ディスクにおいて前記羽根の間にそれぞれ設けられたｉ個の溝と、を備え、以下の条件を満足する。
（ｉ）前記溝は複数の群にグループ分けされ、各群は連続して並ぶｍ個（ｍ≧５）の溝からなる（ただし、ｉ／ｍが整数でない場合、１つの群は余りの個数（１、２、３、又は４個）の溝からなる）、
（ｉｉ）各群において、ピッチ角の値はすべて互いに異なる、
（ｉｉｉ）各群において、昇順に並べたピッチ角の値の列は等差の関係を有する、
（ｉｖ）各群において、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°である、
（ｖ）統合ピッチ角は他の統合ピッチ角のいずれとも異なる単独の値を有する、又は２つの統合ピッチ角のペアでの共通の値は他の統合ピッチ角のいずれとも異なる、
（ｖｉ）共通の値を有する統合ピッチ角のペアの数は、ｉ×０．１８を超えない、
ただし、
ｎ番目（ｎ＝１〜ｉの整数）の前記羽根の中心と前記ディスクの中心との間で延在する線分と、ｎ＋１番目の前記羽根の中心（ただし、ｎ＝ｉのときは１番目の前記羽根の中心）と前記ディスクの中心との間で延在する線分と、がなす角をｎ番目のピッチ角とする、
各群において、ピッチ角の最小値をθｍｉｎ、最大値をθｍａｘとする、
ｎ番目のピッチ角と同じ値を有するピッチ角のうち、ｎ番目のピッチ角の次のピッチ角をｋ番目のピッチ角とする、
連続するｎ番目から（ｋ−１）番目までのピッチ角を統合したものを統合ピッチ角とする。【００１３】
上記態様において、すべての統合ピッチ角の昇順の列において、共通の値を有する統合ピッチ角の第１ペアと、別の共通の値を有する統合ピッチ角の第２ペアとの間に、単独の値を有する少なくとも１つの統合ピッチ角が配されてよい。【００１４】
例えば、共通の値を有する統合ピッチ角の第１ペアと、別の共通の値を有する統合ピッチ角の第２ペアとの間の値の差が、１よりも大きい。【００１５】
また、例えば、θｍｉｎは、９°以上であり、θｍａｘは１３°以下である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の態様では、ピッチ角θｎは、１つの羽根溝群を構成する他の羽根溝のピッチ角とは異なる値であること、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°であること、且つ、θｍｉｎからθｍａｘまでそれぞれが等差であること、の全てを満たすよう設定されている。羽根溝群を構成する他の羽根溝のピッチ角とは異なる値であることにより、騒音の抑制を図ることができる。一方、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°であること、且つ、θｍｉｎからθｍａｘまでそれぞれが等差であること、により、ピッチ角のばらつきの大きさを一定の範囲に収め、ポンプ効率も確保している。羽根溝を複数のグループに分けて、これらのグループ毎においてそれぞれ液体ポンプのポンプ効率を確保しつつ、騒音を低減できるようなピッチ角の設定とする。【００１７】
さらに、１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉまでのなかで、１つの値を取るものが２個以下である。同じピッチ角の羽根溝が一定の間隔毎に表れることは、騒音の原因となり得る。騒音の原因となる部位を少なくすることにより、さらに騒音を低減できる。加えて、１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉまでのなかで、同じ値を取るものの組数は、ｉ×０．１８を超えない。ｉ×０．１８を超えない場合に、特に騒音の低減に優れることが分かった。１つの値を取るものが２個以下であったとしても、同じ値を取るものの組数が多数あると、騒音の低減を図ることが困難である。この点、同じ値を取るものの組数をｉ×０．１８以下とすることにより、さらに騒音の低減を図ることができる。【００１８】
本発明の態様によれば、統合ピッチ角に着目することにより、同じピッチ角の羽根溝が一定の間隔で表れることを抑制している。このため、羽根溝群毎及びインペラ全体において、液体ポンプのポンプ効率を確保しつつ、騒音を低減させることができる。【００１９】
統合ピッチ角ｔｎは、同じ値を取るものの組と組との間に、同じ値を取らない統合ピッチ角が少なくとも１つ含まれる。同じ値を取るものの組と組の値が近似していると、近似した数値の統合ピッチ角が多数存在することとなる。同じ値を取らない統合ピッチ角が間に入ることにより、同じ値を取るものの組同士の数値が離れ、より騒音の低減を図ることができる。【００２０】
同じ値を取る組と組との角度の差が１°よりも大きい。同じ値を取るものの組と組の値が近似していると、近似した数値の統合ピッチ角が多数存在することとなる。同じ値を取る組と組との角度の差が１°よりも大きいことにより、同じ値を取るものの組同士の数値が離れ、より騒音の低減を図ることができる。【００２１】
θｍｉｎは、９°以上であり、θｍａｘは１３°以下である。この範囲に収まるよう羽根溝のピッチ角を設定することにより、特に液体ポンプのポンプ効率を確保できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例によるインペラが搭載されたフューエルポンプの断面図である。
【図２】図１に示されたインペラの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
＜実施例＞
【００２４】
図１を参照する。本発明によるインペラ２０は、例えば、二輪車に設けられたフューエルポンプ１０に搭載される。フューエルポンプ１０は、フューエルタンクに充填された液体燃料を汲み上げ、エンジンに供給するために用いられる。フューエルポンプ１０は、液体を汲み上げるための液体ポンプということもできる。
【００２５】
フューエルポンプ１０は、外部電源からの電力により駆動するモータ１１（駆動源１１）と、このモータ１１のモータ軸１１ａに固定されたインペラ２０と、このインペラ２０を囲うポンプケーシング３０と、を主な構成要素とする。モータ１１、インペラ２０、ポンプケーシング３０は、ハウジング１５に収納されている。ハウジング１５の上部は、蓋部材１６によって覆われている。
【００２６】
ポンプケーシング３０は、インペラ２０の下方に配置された下部ケーシング３１と、この下部ケーシング３１に重ねられインペラ２０の側方及び上方を覆っている上部ケーシング３２と、からなる。
【００２７】
下部ケーシング３１は、外部から液体燃料を吸入するために貫通されたケーシング部吸入口３１ａを有している。
【００２８】
上部ケーシング３２は、液体燃料をハウジング１５内へ吐出するために貫通されたケーシング部吐出口３２ａを有している。
【００２９】
蓋部材１６は、液体燃料を外部へ吐出するために貫通された蓋部吐出口１６ａを有している。蓋部吐出口１６ａには、蓋部吐出口１６ａを開閉可能なチェックバルブ１７が設けられている。
【００３０】
モータ１１が作動すると、モータ軸１１ａと共にインペラ２０が回転する。これにより液体燃料は、吸い上げられる。吸い上げられた液体燃料は、ケーシング部吸入口３１ａからポンプケーシング３０内に導かれ、ケーシング部吐出口３２ａからハウジング１５の内部へ吐出される。ポンプケーシング３０を通過した液体燃料は、チェックバルブ１７の付勢力に抗して蓋部吐出口１６ａを開状態にする。蓋部吐出口１６ａからハウジング１５の外部へ吐出された液体燃料は、エンジンに送られる。次図において、インペラ２０について詳細に説明する。
【００３１】
図２を参照する。一例において、インペラ２０は、略円盤状を呈する。インペラ２０は、ディスク（ベース、本体）２１と、周方向に沿って３３個設けられた羽根Ｐ１〜羽根３３と、これらの羽根Ｐ１〜羽根３３によって挟まれた領域に形成された３３個の羽根溝Ｑ１〜Ｑ３３と、を有している。
【００３２】
インペラ２０は、周方向に沿ってｉ個設けられた羽根Ｐと、これらの羽根Ｐによって挟まれた領域に形成されたｉ個の羽根溝Ｑと、を有している、ということができる。あるいは、インペラ２０は、ディスク２１と、ディスク２１上の環状領域に周方向に配されたｉ個の羽根Ｐと、ディスク２１上の環状領域において羽根Ｐの間にそれぞれ設けられたｉ個の溝Ｑとを有する。
【００３３】
任意に選択した羽根Ｐ１を１番目の羽根Ｐ１とし、これから時計回りに数えて２番目の羽根Ｐ２、３番目の羽根Ｐ３とする。インペラ２０は、１番目の羽根Ｐ１から３３番目の羽根Ｐ３３までを有している。
【００３４】
１番目の羽根Ｐ１と２番目の羽根Ｐ２とによって挟まれた領域（中間領域）に形成された羽根溝Ｑ１を、第１の羽根溝Ｑ１という。同様に、２番目の羽根Ｐ２と３番目の羽根Ｐ３とによって挟まれた領域に形成された羽根溝Ｑ２を、第２の羽根溝Ｑ２という。３３番目の羽根Ｐ３３と１番目の羽根Ｐ１とによって挟まれた領域に形成された羽根溝Ｑ３３は、３３番目の羽根溝Ｑ３３である。インペラ２０は、１番目の羽根溝Ｑ１から３３番目の羽根溝Ｑ３３までを有している。
【００３５】
なお、羽根Ｐ及び羽根溝Ｑの数は、３３個には限られない。他の例において、インペラ２０は、それぞれ３３個とは異なる数の、羽根と羽根溝とを有することができる。
【００３６】
１番目の羽根Ｐ１の中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ１、及び、２番目の羽根Ｐ２の中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ２、がなす角を１番目の羽根溝のピッチ角θ１という。同様に、２番目の羽根Ｐ２の中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ２、及び、３番目の羽根Ｐ３の中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ３、がなす角を２番目の羽根溝のピッチ角θ２という。３３番目の羽根Ｐ３３の中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ３３、及び、１番目の羽根Ｐ１の中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ１、がなす角を３３番目の羽根溝のピッチ角θ３３という。
【００３７】
つまり、ｎ番目（ｎ＝１〜ｉの整数）の羽根Ｐの中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ１〜Ｌ３３、及び、ｎ＋１番目（ただし、ｎ＝ｉのときは１番目）の羽根Ｐの中心からインペラ２０の回転中心ＣＬまでを結んだ線分Ｌ２〜Ｌ３３〜Ｌ１、がなす角をｎ番目の羽根溝のピッチ角θｎということができる。あるいは、ｎ番目（ｎ＝１〜ｉの整数）の羽根Ｐの中心とディスク２１の中心との間で延在する線分Ｌ１〜Ｌ３３と、ｎ＋１番目の羽根の中心（ただし、ｎ＝ｉのときは１番目の羽根Ｐの中心）とディスク２１の中心との間で延在する線分Ｌ２〜Ｌ３３〜Ｌ１と、がなす角をｎ番目のピッチ角とする。
【００３８】
羽根溝Ｑ１〜Ｑ３０は、１番目の羽根溝Ｑ１から連続して、５個毎の羽根溝群Ｒ１〜Ｒ６を構成している。羽根溝Ｑ３１〜Ｑ３３は、３個で羽根溝群Ｒ７を構成している。
【００３９】
第１の羽根溝群Ｒ１は、第１の羽根溝Ｑ１〜第５の羽根溝Ｑ５によって構成されている。同様に、第２の羽根溝群Ｒ２は、第６の羽根溝Ｑ６〜第１０の羽根溝Ｑ１０によって構成されている。
【００４０】
羽根溝Ｑは、１番目の羽根溝Ｑ１から連続して、ｍ≧５を満たすｍ個毎の羽根溝群Ｒ１〜Ｒ７を構成している。ただし、ｉ／ｍが整数でない場合は、ｉ番目の羽根溝Ｑ３３を含む羽根溝群Ｒ７は、ｍ個に満たない端数によって構成される。あるいは、溝Ｑは複数の群Ｒ１〜Ｒ７にグループ分けされている。各群Ｒ１〜Ｒ７は連続して並ぶｍ個（ｍ≧５）の溝からなる。ただし、ｉ／ｍが整数でない場合、１つの群は余りの個数（１、２、３、又は４個）の溝からなる。
【００４１】
【表１】
0006659911.tif 000002
【００４２】
表１を併せて参照する。まず、例１によるピッチ角θ１〜θ５を参照する。
【００４３】
１番目のピッチ角θ１は９°、２番目のピッチ角θ２は１０°、３番目のピッチ角θ３は１１°、４番目のピッチ角θ１は１２°、５番目のピッチ角θ５は１３°である。
【００４４】
１番目のピッチ角θ１は９°であり、第１の羽根溝群Ｒ１を構成する他の羽根溝のピッチ角θ２〜θ５とは異なる値とされている。同様に、２番目のピッチ角θ２から５番目のピッチ角θ５も、他の羽根溝のピッチ角とは異なる値とされている。
【００４５】
加えて、第１の羽根溝群Ｒ１を構成する羽根溝Ｑ１〜Ｑ５のピッチ角θ１〜θ５のうち、最小のピッチ角θｍｉｎは、第１のピッチ角θ１であり９°である。最大のピッチ角θｍａｘは、第５のピッチ角θ５であり１３°である。θｍａｘ−θｍｉｎ＝θ５−θ１＝４°である。
【００４６】
さらに、第１の羽根溝群Ｒ１を構成する羽根溝Ｑ１〜Ｑ５のピッチ角θ１〜θ５を、θｍｉｎからθｍａｘまで小さい方から並べると、９°、１０°、１１°、１２°、１３°となる。これらは、１°ずつ等差で配列されている。
【００４７】
これらを纏めると、以下のようにいうことができる。ピッチ角θｎ（例えば、θ１）は、１つの羽根溝群Ｒを構成する他の羽根溝のピッチ角（例えば、θ２〜θ５）とは異なる値とされている。ピッチ角θｎの値は、１つの羽根溝群Ｒにおいて最小のピッチ角をθｍｉｎとし、最大のピッチ角をθｍａｘとした場合に、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°が成立する。ピッチ角θｎの値は、１つの羽根溝群Ｒを構成する羽根溝Ｑのピッチ角を小さい方から順に並べた場合に、θｍｉｎからθｍａｘまでそれぞれが等差となるよう設定されている。
【００４８】
θ６〜θ３３も同様に設定されている。換言すると、溝Ｑの各群Ｒ１〜Ｒ７において、対応するピッチ角の値はすべて互いに異なる。各群Ｒ１〜Ｒ７において、昇順に並べたピッチ角の値の列は等差の関係を有する。また、各群において、ピッチ角の最小値をθｍｉｎ、最大値をθｍａｘとするとき、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°である。
【００４９】
ピッチ角が９°である１番目の羽根溝Ｑ１から、周方向に沿って次に同じ値（９°）のピッチ角となるのは、θ７である７番目の羽根溝Ｑ７である。ここで、１番目の羽根溝Ｑ１から７番目の羽根溝Ｑ７の手前までのピッチ角の和を統合ピッチ角（統合角、大ピッチ角）ｔｎという。統合ピッチ角ｔ１は、９°＋１０°＋１１°＋１２°＋１３°＋１２°＝６７°である。
【００５０】
統合ピッチ角ｔｎは、ピッチ角がθｎであるｎ番目の羽根溝Ｑ（例えば、１番目の羽根溝Ｑ１）から、周方向に沿って次に同じ値のピッチ角θｋであるｋ番目の羽根溝Ｑ（例えば、７番目の羽根溝Ｑ７）の手前までのピッチ角の和、と定義することができる。
【００５１】
換言すると、ｎ番目のピッチ角と同じ値を有するピッチ角のうち、ｎ番目のピッチ角の次のピッチ角をｋ番目のピッチ角とするとき、連続するｎ番目から（ｋ−１）番目までのピッチ角を統合したものを統合ピッチ角とする。
【００５２】
なお、統合ピッチ角ｔ２８については、ピッチ角θ２８、θ２９…θ３３、θ１、θ２…θ５のごとく、ピッチ角θ３３を跨いでθ１に戻り、次の同じ値であるピッチ角θ５の手前までのピッチ角の和となる。即ち、統合ピッチ角ｔ２８は、１３°＋１０°＋１２°＋９°＋１１°＋１０°＋９°＋１０°＋１１°＋１２°＝１０７°である。統合ピッチ角ｔ３０は、θ３０〜θ４の和であり、７２°となる。統合ピッチ角ｔ３１、ｔ３２、ｔ３３についても同様に、θ３３を跨いで和を求める。
【００５３】
このようにして求めた統合ピッチ角ｔｎを、小さい角度から順に並べる。すると、２３°で９番目の統合ピッチ角ｔ９と１５番目の統合ピッチ角ｔ１５とは、同じ値を有している。同様に、４２°で２２番目の統合ピッチ角ｔ２２と２９番目の統合ピッチ角ｔ２９、４４°で８番目の統合ピッチ角ｔ８と２７番目の統合ピッチ角ｔ２７、６４°で７番目の統合ピッチ角ｔ７と２６番目の統合ピッチ角ｔ２６、６８°で１６番目の統合ピッチ角ｔ１６と１７番目の統合ピッチ角ｔ１７とが同じ値を有している。
【００５４】
ここで、３個以上の統合ピッチ角が同じ値を取ることがないよう、羽根溝Ｑのピッチ角θｎは設定されている。つまり、１番目の統合ピッチ角ｔ１から３３番目の統合ピッチ角ｔ３３までのなかで、１つの値を取る統合ピッチ角ｔｎは、２個以下であるといえる。これを第１の要件という。換言すると、第１要件において、統合ピッチ角は他の統合ピッチ角のいずれとも異なる単独の値を有する、又は２つの統合ピッチ角のペアでの共通の値は他の統合ピッチ角のいずれとも異なる。
【００５５】
同じ値をとる統合ピッチ角ｔｎの組は、２３°、４２°、４４°、６４°、６８°の５組であった。これは、羽根Ｐの数３３個に対して、約１５．２％（＝（５／３３）×１００）である。
【００５６】
１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉまでのなかで、１つの値を取るものが２個以下であると共に、同じ値を取るものの組数がｉ×０．１８を超えない、ということができる。これを第２の要件という。換言すると、第２要件において、共通の値を有する統合ピッチ角のペアの数は、ｉ×０．１８を超えない。
【００５７】
統合ピッチ角ｔｎを小さい角度から並べた場合に、９番目の統合ピッチ角ｔ９と１５番目の統合ピッチ角ｔ１５である２３°の組、及び、２２番目の統合ピッチ角ｔ２２と２９番目の統合ピッチ角ｔ２９である４２°の組の間には、２５°である４番目の統合ピッチ角ｔ４、３０°である３１番目の統合ピッチ角ｔ３１、３２°である１８番目の統合ピッチ角ｔ１８、４０°である３２番目の統合ピッチ角ｔ３２が存在する。
【００５８】
２５°を取るのは、４番目の統合ピッチ角ｔ４のみである。３０°、３２°、４０°についても同様である。
【００５９】
ピッチ角θｎは、同じ値を取るものの組（例えば、２３°の組）と組（例えば、４２°の組）との間に、同じ値を取らない統合ピッチ角（例えば、ｔ４、ｔ３１、ｔ１８、ｔ３２）が少なくとも１つ含まれるよう設定されている。これを第３の要件という。換言すると、第３要件において、すべての統合ピッチ角の昇順の列において、共通の値を有する統合ピッチ角の第１ペアと、別の共通の値を有する統合ピッチ角の第２ペアとの間に、単独の値を有する少なくとも１つの統合ピッチ角が配される。
【００６０】
また、以下のようにも言える。同じ値を取る組（例えば、２３°の組）と組（例えば、４２°の組）との角度の差が１°よりも大きい。これを第４の要件という。換言すると、第４要件において、共通の値を有する統合ピッチ角の第１ペアと、別の共通の値を有する統合ピッチ角の第２ペアとの間の値の差が、１よりも大きい。
【００６１】
例１は、第１の要件から第４の要件を全て満たしており、最も好ましい。
【００６２】
例２は、第１の要件及び第２の要件を満たしている。一方、同じ値を取る４４°の組と４５°の組との間には、同じ値を取らない統合ピッチ角が含まれない。このため、第３の要件は満たさない。さらに、同じ値を取る４４°の組と４５°の組との角度の差が１°であり、第４の要件を満たさない。
【００６３】
【表２】
0006659911.tif 000003
【００６４】
表２を参照する。例３におけるインペラは、３０個の羽根によって構成されている。このため、羽根溝の数は、３０、羽根溝のピッチ角θｎは、θ１〜θ３０である。統合ピッチ角ｔｎは、ｔ１〜ｔ３０である。
【００６５】
１つの羽根溝群Ｒｎは、それぞれ６つの羽根溝によって構成されている。１つの羽根溝群Ｒｎを構成するピッチ角は、小さいピッチ角θｍｉｎからθｍａｘまで、９．５°、１０．５°、１１．５°、１２．５°、１３．５°、１４．５°とされている。
【００６６】
例３は、第１の要件、第２の要件、及び第４の要件を満たしている。一方、同じ値を取る２０°の組と２４°の組との間には、同じ値を取らない統合ピッチ角が含まれない。このため、第３の要件は満たさない。
【００６７】
本発明の態様では、第１の要件及び第２の要件を満たしていることが重要である。このような本発明の態様は、以下の効果を奏する。表１の例１に沿って説明する。
【００６８】
ピッチ角θｎ（例えば、θ１〜θ５）は、１つの羽根溝群（Ｒ１）を構成する他の羽根溝のピッチ角とは異なる値（９°、１０°、１１°、１２°、１３°）であること、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°（θ５−θ１＝４°）であること、且つ、θｍｉｎからθｍａｘまでそれぞれが等差（９°、１０°、１１°、１２°、１３°）であること、の全てを満たすよう設定されている。羽根溝群（Ｒ１）を構成する他の羽根溝のピッチ角とは異なる値であることにより、騒音の抑制を図ることができる。一方、θｍａｘ−θｍｉｎ≦５°であること、且つ、θｍｉｎからθｍａｘまでそれぞれが等差であること、により、ピッチ角のばらつきの大きさを一定の範囲に収め、ポンプ効率も確保している。羽根溝Ｑを複数のグループ（Ｒ１〜Ｒ７）に分けて、これらのグループ毎においてそれぞれ液体ポンプのポンプ効率を確保しつつ、騒音を低減できるようなピッチ角の設定とする。
【００６９】
さらに、１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉ（３３番目の統合ピッチ角ｔ３３）までのなかで、１つの値（例えば、２３°）を取るものが２個以下（９番目の統合ピッチ角ｔ９、及び、１５番目の統合ピッチ角ｔ１５）である。同じピッチ角の羽根溝が一定の間隔毎に表れることは、騒音の原因となり得る。騒音の原因となる部位を少なくすることにより、さらに騒音を低減できる。加えて、１番目の統合ピッチ角ｔ１からｉ番目の統合ピッチ角ｔｉ（３３番目の統合ピッチ角ｔ３３）までのなかで、同じ値を取るものの組数（５）は、ｉ×０．１８以下（３３×０．１８＝５．９４以下）である。ｉ×０．１８を超えない場合に、特に騒音の低減に優れることが分かった。１つの値を取るものが２個以下であったとしても、同じ値を取るものの組数が多数あると、騒音の低減を図ることが困難である。この点、同じ値を取るものの組数をｉ×０．１８以下とすることにより、さらに騒音の低減を図ることができる。
【００７０】
本発明の態様によれば、統合ピッチ角ｔｎに着目することにより、同じピッチ角の羽根溝Ｑが一定の間隔で表れることを抑制している。このため、羽根溝群Ｒ毎及びインペラ２０全体において、液体ポンプのポンプ効率を確保しつつ、騒音を低減させることができる。
【００７１】
さらに、統合ピッチ角ｔｎは、同じ値を取るものの組（２３°を取るｔ９とｔ１５）と組（４２°を取るｔ２２とｔ２９）との間に、同じ値を取らない統合ピッチ角（２５°を取るｔ４、３０度を取るｔ３１、３２°を取るｔ１８、４０°を取るｔ３２）が少なくとも１つ含まれる。同じ値を取るものの組（２３°を取るｔ９とｔ１５）と組（４２°を取るｔ２２とｔ２９）の値が近似していると、近似した数値の統合ピッチ角が多数存在することとなる。同じ値を取らない統合ピッチ角（２５°を取るｔ４、３０度を取るｔ３１、３２°を取るｔ１８、４０°を取るｔ３２）が間に入ることにより、同じ値を取るものの組同士の数値が離れ、より騒音の低減を図ることができる。
【００７２】
さらに、同じ値を取る組（２３°を取るｔ９とｔ１５）と組（４２°を取るｔ２２とｔ２９）との角度の差が１°よりも大きい。同じ値を取るものの組と組の値が近似していると、近似した数値の統合ピッチ角が多数存在することとなる。同じ値を取る組と組との角度の差が１°よりも大きいことにより、同じ値を取るものの組同士の数値が離れ、より騒音の低減を図ることができる。
【００７３】
さらに、θｍｉｎは、９°以上であり、θｍａｘは１３°以下である。この範囲に収まるよう羽根溝のピッチ角を設定することにより、特に液体ポンプのポンプ効率を確保できることが分かった。
【００７４】
尚、本発明の態様によるインペラが搭載される液体ポンプは、フューエルポンプに限られるものではない。本発明の態様によるインペラは、他の種類の液体ポンプにも搭載することができる。さらに、液体ポンプは、二輪車以外の車両や乗り物にも設けることができる。
【００７５】
本発明の態様の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の態様のインペラは、フューエルポンプに搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【００７７】
１０…フューエルポンプ（液体ポンプ）
１１…モータ（駆動源）
２０…インペラ
２１…ディスク（ベース、本体）
Ｐ…羽根
Ｑ…羽根溝
Ｒ…羽根溝群
ＣＬ…回転中心
Ｌ１、Ｌ２…線分
【図１】
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【図２】
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