(57)【要約】【課題】  騒音を低減可能な燃料ポンプを提供する。【解決手段】  吸入側カバー１３と、インペラ２０に対し吸入側カバー１３と回転軸方向の反対側に位置するポンプケーシングとは、インペラ２０を回転可能に収容している。吸入側カバー１３に形成されたポンプ通路１１０は、インペラ２０に対し燃料出口と反対側に形成されている。インペラ２０の羽根溝２３の内周側にインペラ２０を貫通する連通孔２４が形成されている。ポンプ通路１１０を形成する吸入側カバー１３の通路面１４は、ポンプ通路１１０の終端部１１６において、外周側の羽根溝２３から内周側の連通孔２４に向かう案内部１５有している。終端部１１６は、インペラ２０の回転方向に向かうにしたがい先細りになっている。ポンプ通路１１０で昇圧された燃料は、終端部１１６において、羽根溝２３から内周側の連通孔２４に殆ど流速を落とすことなく案内され、連通孔２４を通り燃料出口側に向かう。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材であって、前記回転部材の回転軸方向の両端面側に回転方向にそれぞれ形成された複数の羽根溝、ならびに前記羽根溝に対して径方向にずれており、前記回転軸方向に前記回転部材を貫通して形成され回転方向に設置されている複数の連通孔を有する回転部材と、
前記回転部材を回転可能に収容し、燃料入口、燃料出口、ならびに前記燃料入口側の始端部から前記燃料出口側の終端部に向けて前記羽根溝に沿って回転方向に形成されたポンプ通路を有しているケース部材とを備え、
前記回転部材が回転することにより、前記燃料入口から吸入した燃料を前記ポンプ通路で昇圧し前記燃料出口から吐出する燃料ポンプにおいて、
前記燃料出口は前記回転部材に対し前記回転軸方向の一方側に形成され、
前記回転部材に対し前記回転軸方向の他方側において前記ポンプ通路を形成している前記ケース部材の通路面は、前記他方側に形成されている前記ポンプ通路の終端部において、前記羽根溝側から前記羽根溝に対して径方向にずれている前記連通孔に燃料を案内する案内部を有していることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
前記羽根溝は前記回転部材の外周部に形成され、
前記連通孔は前記羽根溝の内周側に形成され、
前記案内部は、前記羽根溝側から前記羽根溝よりも内周側に位置する前記連通孔に燃料を案内することを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
前記連通孔は前記回転部材の外周部に形成され、
前記羽根溝は前記連通孔の内周側に形成され、
前記案内部は、前記羽根溝側から前記羽根溝よりも外周側に位置する前記連通孔に燃料を案内することを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
【請求項４】
前記他方側において前記ポンプ通路を形成している前記通路面の通路側面は、前記他方側に形成されている前記ポンプ通路の前記終端部において、前記案内部の少なくとも一部を構成し、前記羽根溝側から前記羽根溝に対して径方向にずれている前記連通孔に徐々に向かっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
前記通路側面は円弧状であることを特徴とする請求項４記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
前記他方側に形成されている前記ポンプ通路の前記終端部は、前記回転部材の回転方向に向けて先細りに形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
回転部材であって、前記回転部材の回転軸方向の両端面側に回転方向にそれぞれ形成された複数の羽根溝、ならびに前記羽根溝に対して径方向にずれており、前記回転軸方向に前記回転部材を貫通して形成され回転方向に設置されている複数の連通孔を有する回転部材と、
前記回転部材を回転可能に収容し、燃料入口、燃料出口、ならびに前記燃料入口側の始端部から前記燃料出口側の終端部に向けて前記羽根溝に沿って回転方向に形成されたポンプ通路を有しているケース部材とを備え、
前記回転部材が回転することにより、前記燃料入口から吸入した燃料を前記ポンプ通路で昇圧し前記燃料出口から吐出する燃料ポンプにおいて、
前記燃料出口は前記回転部材に対し前記回転軸方向の一方側に形成され、
前記回転部材に対し前記他方側に形成されている前記ポンプ通路の終端部は、前記回転部材の回転方向に向けて先細りに形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項８】
前記羽根溝は前記回転部材の外周部に形成され、前記連通孔は前記羽根溝の内周側に形成されていることを特徴とする請求項７記載の燃料ポンプ。
【請求項９】
前記連通孔は前記回転部材の外周部に形成され、前記羽根溝は前記連通孔の内周側に形成されていることを特徴とする請求項７記載の燃料ポンプ。
【請求項１０】
前記始端部または前記終端部において前記ポンプ通路は、前記羽根溝に対して前記連通孔が径方向にずれている側に広がり、この広がり部分で前記連通孔と向き合っていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項１１】
前記燃料入口は、前記回転部材に対し前記回転軸方向の他方側に形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項１２】
前記連通孔は前記羽根溝に対応して形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項１３】
前記連通孔は隔壁を挟んで前記羽根溝の径方向近傍に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の燃料ポンプ。
【請求項１４】
前記連通孔は前記羽根溝と同数設置されており、前記回転部材は、前記回転軸方向の両端面側の少なくとも一方に、前記羽根溝と前記連通孔とを連通する連通路を形成していることを特徴とする請求項１２または１３記載の燃料ポンプ。
【請求項１５】
前記回転部材は、前記回転軸方向の両端面側の少なくとも一方に、前記羽根溝と前記連通孔とを連通する連通路を形成していることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項１６】
前記回転軸方向の一方側に形成されている前記羽根溝と前記回転軸方向の他方側に形成されている前記羽根溝とは、回転方向の位置がずれていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項１７】
前記回転部材は、前記羽根溝の外周側を囲む環状部を有していることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【請求項１８】
前記ポンプ通路は、前記回転部材に対し前記回転軸方向両側にそれぞれ独立して形成され、前記回転部材の前記回転軸方向の両端面側に形成されている前記羽根溝とそれぞれ連通していることを特徴とする請求項１７記載の燃料ポンプ。
【請求項１９】
前記回転軸方向の一方側に形成されている前記羽根溝と前記回転軸方向の他方側に形成されている前記羽根溝とは直接燃料が流通しないように分離されていることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項記載の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転方向に複数の羽根溝を有する回転部材を回転し、吸入した燃料を昇圧する燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
外周部に複数の羽根溝を有する回転部材を回転し、吸入した燃料を昇圧する燃料ポンプとして、特許文献１、２、３に開示されているものが知られている。これら特許文献の燃料ポンプは、回転部材を回転可能に収容するケース部材に、燃料入口から燃料出口に向かい羽根溝に沿ったポンプ通路を形成し、回転部材の回転により燃料入口から吸入した燃料をポンプ通路で昇圧し燃料出口から吐出する。
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願第１２８６０４１Ａ号明細書
【特許文献２】特開２００１−３４２９８３号公報
【特許文献３】特開平０８−０１４１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２、３に開示されている構成の燃料ポンプでは、ポンプ通路の終端部においてポンプ通路を形成するケース部材の通路面に燃料が衝突し、燃料の流速が低下する恐れがある。その結果、ポンプ通路の終端部において、燃料に圧力変動、つまり圧力脈動が生じやすい。特に、回転部材に対し燃料出口と軸方向の反対側に形成されているポンプ通路の燃料は、回転部材を挟んで反対側に位置する燃料出口に向けて移動する必要があるので、ポンプ通路の終端部において、ケース部材の通路面に燃料が衝突し燃料に圧力脈動が生じやすい。ポンプ通路の燃料に圧力脈動が生じると、燃料ポンプが振動し燃料ポンプから騒音が発生する恐れがある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、騒音を低減可能な燃料ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１〜６、１０〜１９記載の発明によると、燃料出口は回転部材に対しケース部材の回転軸方向の一方側に形成され、回転部材に対し回転軸方向の他方側、つまり燃料出口と反対側に形成されているポンプ通路（以下、「回転部材に対し回転軸方向の他方側、つまり回転部材に対し燃料出口と回転軸方向の反対側に形成されているポンプ通路」を他方側のポンプ通路という）の通路面は、他方側のポンプ通路の終端部において、羽根溝側から羽根溝に対して径方向にずれて形成されている連通孔に燃料を案内する案内部を有している。この構成を採用することにより、羽根溝に沿って回転方向に形成されている他方側のポンプ通路で昇圧された燃料は、案内部により羽根溝側から羽根溝に対して径方向にずれて形成されている連通孔に滑らかに案内され、連通孔を通り燃料出口側に向かう。したがって、他方側のポンプ通路の終端部において、昇圧された燃料の流速低下を低減できる。その結果、ポンプ通路の終端部における燃料の圧力脈動を低減できるので、燃料ポンプから発生する騒音を低減できる。
【０００６】
また、他方側のポンプ通路の終端部における燃料の流速低下を低減できるので、ポンプ効率を向上できる。ここでポンプ効率とは、回転部材およびケース部材により構成されるポンプ部のポンプ効率を表しており、ポンプ部の吐出量をＱ、吐出圧をＰ、トルクをＴ、回転数をＮとすると、（Ｑ・Ｐ）／（Ｔ・Ｎ）で表される。この値が高いほどポンプ効率は向上する。
【０００７】
請求項５記載の発明によると、請求項４記載の発明において、他方側のポンプ通路の終端部において、羽根溝に対して連通孔がずれている径方向と反対側の通路側面を円弧状に形成しているので、燃料が円弧状の通路側面により羽根溝側から羽根溝に対して径方向にずれている連通孔に滑らかに案内され、連通孔を通り燃料出口側に向かう。したがって、他方側のポンプ通路の終端部において、昇圧された燃料の流速低下を低減できる。その結果、ポンプ通路の終端部における燃料の圧力変動を低減できるので、燃料ポンプから発生する騒音を低減できる。
【０００８】
請求項６から９記載の発明によると、燃料出口は回転部材に対しケース部材の回転軸方向の一方側に形成され、他方側のポンプ通路の終端部は、回転部材の回転方向に向けて先細りに形成されている。つまり、他方側のポンプ通路の終端部において回転方向に向けて通路が徐々に絞られているので、終端部において他方側のポンプ通路の通路面に衝突することによる燃料の流速低下を低減できる。その結果、燃料ポンプから発生する騒音を低減できる。
また、他方側のポンプ通路の終端部における燃料の流速低下を低減できるので、ポンプ効率を向上できる。
【０００９】
請求項１０記載の発明によると、始端部または終端部においてポンプ通路は、羽根溝に対して連通孔が径方向にずれている側に広がり、この広がり部分で連通孔と向き合っている。したがって、ポンプ通路の始端部が径方向に広がっている場合は、燃料入口と回転軸方向の同じ側に形成されているポンプ通路に燃料入口から流入した燃料を、連通孔を通って燃料入口と回転軸方向の反対側に形成されているポンプ通路に導くことができる。あるいは、ポンプ通路の終端部が径方向に広がっている場合は、燃料出口と回転軸方向の反対側に形成されているポンプ通路から連通孔を通って燃料出口と回転軸方向の同じ側に形成されているポンプ通路に燃料を導くことができる。
【００１０】
請求項１３記載の発明によると、連通孔は隔壁を挟んで羽根溝の径方向近傍に形成されているので、羽根溝と連通孔との距離が近く、羽根溝と連通孔とが連通しやすい。したがって、燃料昇圧途中において、連通孔により回転部材の回転軸方向両側の圧力をほぼ等しくすることができる。これにより、回転部材が回転軸方向両側の圧力差により回転軸方向の一方に押し付けられることを防止し、回転部材とケース部材との摺動抵抗を低減できる。
【００１１】
請求項１４記載の発明によると、回転軸方向の両端面側にそれぞれ形成されている羽根溝の回転方向位置が同じかまたはずれていても、羽根溝と同数連通孔を設置することにより、回転軸方向の両端面側の少なくとも一方に、羽根溝と連通孔とを連通する連通路を容易に形成できる。
請求項１４および１５記載の発明によると、回転部材は、回転軸方向の両端面側の少なくとも一方に羽根溝と連通孔とを連通する連通路を形成しているので、燃料昇圧途中において、連通孔により回転部材の回転軸方向両側の圧力をほぼ等しくすることができる。これにより、回転部材が回転軸方向両側の圧力差により回転軸方向の一方に押し付けられることを防止し、回転部材とケース部材との摺動抵抗を低減できる。
【００１２】
請求項１６記載の発明によると、回転軸方向の一方側の羽根溝と他方側の羽根溝とは、回転方向の位置がずれているので、回転軸方向の両側の羽根溝で昇圧された燃料がポンプ通路の終端部で合流するとき、互いの圧力脈動の位相がずれて合流する。したがって、ポンプ通路の終端部における燃料の圧力脈動を低減できる。
【００１３】
請求項１７記載の発明によると、回転部材は、羽根溝の外周側を囲む環状部を有している。つまり、回転部材の環状部は羽根溝とともに回転するので、羽根溝を外周側に向けて流れる昇圧中の燃料は、羽根溝とともに回転している環状部に接触する。回転している回転部材に対して静止している壁面に昇圧中の燃料が接触する場合に比べ、羽根溝とともに回転している環状部に昇圧中の燃料が接触する方が燃料の受ける抵抗が小さくなるので、燃料を効率よく昇圧できる。
【００１４】
請求項１８記載の発明によると、請求項１７記載の発明において、ポンプ通路は、回転部材に対し回転軸方向両側にそれぞれ独立して形成され、回転部材の回転軸方向の両端面側に形成されている羽根溝とそれぞれ連通している。つまり、回転部材の外周側にポンプ通路は形成されていない。さらに、回転部材は、羽根溝の外周側を囲み羽根溝とともに回転する環状部を有している。したがって、回転方向に沿って燃料入口側から燃料出口側に向かうポンプ通路、ならびに回転位置の異なる羽根溝の間に生じる燃料の圧力差は、径方向の一方に回転部材を押し付ける力として働かない。その結果、回転部材が径方向の一方にずれることを防止できるので、回転部材の回転軸が傾くことを防止し、回転軸と軸受けとの摺動抵抗が増加することを防止できる。
【００１５】
請求項１９記載の発明によると、回転軸方向の一方側の羽根溝と他方側の羽根溝とは直接燃料が流通しないように分離されている。回転部材の回転軸方向の一方側および他方側の羽根溝でそれぞれ昇圧される燃料が昇圧途中で互いに接触せず、それぞれ独立して昇圧されるので、回転軸方向の両側でそれぞれ昇圧されている燃料同士が接触し互いの燃料流れが妨げられることを防止できる。したがって、燃料の昇圧効率を上昇できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料ポンプを図１に示す。図１における燃料ポンプ１のポンプ部１０の断面位置は、図４におけるＩ−Ｉ線断面である。燃料ポンプ１は、例えば車両等の燃料タンク内に装着されるインタンク式ポンプである。燃料ポンプ１は、ポンプ部１０および電動機としてのモータ部１１を備えている。
【００１７】
ポンプ部１０は、吸入側カバー１３、ポンプケーシング１６およびインペラ２０からなる。ポンプケーシング１６は、吸入側カバー１３とハウジング１２との間に挟持されており、内周側で軸受部材３５を支持している。吸入側カバー１３およびポンプケーシング１６は、回転部材としてのインペラ２０を回転可能に収容しているケース部材である。
【００１８】
インペラ２０に対しインペラ２０の回転軸であるシャフト３４の回転軸方向の一方側に位置するポンプケーシング１６に燃料出口１２４（図３参照）が形成され、インペラ２０に対しシャフト３４の回転軸方向の他方側に位置する吸入側カバー１３に燃料入口１１２が形成されている。吸入側カバー１３およびポンプケーシング１６には、燃料入口１１２から燃料出口１２４に向けてインペラ２０の羽根溝２３に回転方向に沿っており、インペラ２０に対し回転軸方向両側にそれぞれ独立したＣ字状のポンプ通路１１０、１２０（図２、図３参照）が形成されている。ここで、インペラ２０に対し回転軸方向両側にポンプ通路１１０、１２０が独立して形成されているとは、インペラ２０の外周側にポンプ通路が形成されていないことを表している。ただし、インペラ２０の外周側面とポンプケーシング１６の内周側面との間には微小な摺動クリアランスが形成されている。ポンプ通路１１０、１２０は、インペラ２０の回転軸方向の両端面側にそれぞれ形成された羽根溝２３と連通している。ポンプ通路１００は、ポンプ通路１１０およびポンプ通路１２０により構成されている。
【００１９】
ポンプ通路１１０は、インペラ２０に対し回転軸方向の他方側、つまり燃料出口１２４と反対側に形成されている。図２の（Ａ）に示すように、吸入側カバー１３に形成されているポンプ通路１１０の始端部１１３は燃料入口１１２と連通している。始端部１１３の内周側位置は、後述するインペラ２０の連通孔２４の内周側位置とほぼ一致し、始端部１１３の外周側位置は、インペラ２０の羽根溝２３の外周側位置とほぼ一致している。つまり始端部１１３は、インペラ２０の羽根溝２３から内周側の連通孔２４まで広がっており、羽根溝２３および連通孔２４と向き合っている。したがって、始端部１１３は羽根溝２３および連通孔２４の両方と連通している。空気抜き孔１１４は、ポンプ通路１１０の始端部１１３と終端部１１６との間に形成されている。ポンプ通路１１０において終端部１１６とは、羽根溝２３側から内周側の連通孔２４に向かい、さらに先端に向けて先細りになっている部分を表している。
【００２０】
ポンプ通路１１０を形成する吸入側カバー１３の通路面１４は、終端部１１６において、外周側の羽根溝２３から内周側の連通孔２４に向かう案内部１５有している。案内部１５の通路側面である外周側面１５ａは円弧状に形成されている。終端部１１６の先端の内周側位置は、インペラ２０の連通孔２４の内周側位置とほぼ一致している。終端部１１６の先端の外周側面１５ｂは、外周側面１５ａからさらに緩やかに内周側に向かう円弧面である。図２の（Ａ）において、一点鎖線２００は、インペラ２０の連通孔２４の外周側位置を示し、一点鎖線２０２はインペラ２０の連通孔２４の内周側位置を示している。図２の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、終端部１１６は、インペラ２０の回転方向に向かうにしたがい、深さが浅くなり、幅が狭くなっている。つまり、終端部１１６の先端は、インペラ２０の回転方向に向かうにしたがい先細りになっている。
【００２１】
図３に示すように、ポンプケーシング１６に形成されているポンプ通路１２０の始端部１２２は、吸入側カバー１３のポンプ通路１１０の始端部１１３とほぼ同じ幅で形成されている。つまり始端部１２２は、インペラ２０の羽根溝２３から内周側の連通孔２４まで広がっており、羽根溝２３および連通孔２４と向き合っている。したがって、始端部１２２は、羽根溝２３および連通孔２４と連通している。ポンプ通路１２０の終端部１２３は燃料出口１２４と連通している。終端部１２３の内周側位置はインペラ２０の連通孔２４の内周側位置とほぼ一致し、終端部１２３の外周側位置はインペラ２０の羽根溝２３の外周側位置とほぼ一致している。つまり終端部１２３は、インペラ２０の羽根溝２３から内周側の連通孔２４まで広がっており、羽根溝２３および連通孔２４と向き合っている。したがって、終端部１２３は、羽根溝２３および連通孔２４と連通している。
【００２２】
図４および図５に示すように、円板状に形成されたインペラ２０は、外周部においてシャフト３４の回転軸方向の両端面側にそれぞれ羽根部２２および羽根溝２３を回転方向に交互に形成している。図４において、羽根部２２および羽根溝２３は、その回転方向のほぼ半分が示されており、一点鎖線２０４は、インペラ２０の外周縁を示している。回転方向に隣接している羽根溝２３は羽根部２２により仕切られている。図６に示すように、回転軸方向の両側に形成されている羽根溝２３同士は、互いに回転方向に半ピッチずれた千鳥配列に形成されている。また、回転軸方向の両側に形成されている羽根溝２３同士は、互いに直接燃料が流通しないように分離されている。図７において回転軸方向の両側に形成されている羽根溝２３同士の一部は重なっているが、回転方向両側の羽根溝２３同士が回転方向に半ピッチずれているので、羽根溝２３同士は実際には連通していない。図６に示す断面位置は、羽根溝２３の最深部ではない。羽根溝２３は、最深部では互いに回転軸方向に向き合う相手側の位置まで入り込んでいる。
【００２３】
図４および図５に示すように、環状部２１は、羽根溝２３の外周側に羽根部２２および羽根溝２３を囲んで形成されている。連通孔２４は、インペラ２０を軸方向に貫通し、隔壁２５を隔てて羽根部２２および羽根溝２３に対して径方向にずれた内周側近傍に、羽根溝２３に対応して羽根溝２３と同数形成されている。隔壁２５の回転軸方向の両端面側に羽根溝２３と連通孔２４とを連通する連通路２６が形成されている。図６において、連通孔２４は、回転軸方向の両側にそれぞれ半ピッチずれて形成されている羽根溝２３ｂ同士、２３ｃ同士、２３ｄ同士を連通可能である。
【００２４】
図１に示すように、モータ部１１は、ハウジング１２、永久磁石３０、シャフト３４、電機子４０および整流子７０等を有している。ハウジング１２は磁性材であり、吸入側カバー１３と吐出側カバー１８とをかしめ固定している。
４分の１の円弧状に形成されている永久磁石３０は、ハウジング１２の内周面に円周上に４個取り付けられている。永久磁石３０は回転方向に極の異なる磁極を４個形成している。永久磁石３０は樹脂材３２により保持されている。
【００２５】
電機子４０は一方の軸方向端部側に整流子７０を有している。電機子４０の回転軸としてのシャフト３４は、ポンプケーシング１６と吐出側カバー１８とにそれぞれ収容され支持されている軸受部材３５、３６により軸受けされている。電機子４０は、回転方向に６個の磁極コイル部５０を形成している。６個の磁極コイル部５０は同一構成である。各磁極コイル部５０は、コア５２、ボビン６０、およびボビン６０に巻線を集中巻きして形成されているコイル６２を有している。各コイルの整流子側７０端部は端子６４と電気的に接続しており、各コイル６２の整流子７０と反対側の端部は端子６５と電気的に接続している。端子６５同士は端子６６により電気的に接続している。
整流子７０は回転方向に設置された６個のセグメント７２を有している。セグメント７２同士は、空隙および絶縁樹脂材７３により電気的に絶縁されている。端子７４は各セグメント７２と電気的に接続しているともに、電機子４０側の端子６４と電気的に接続している。
【００２６】
次に、燃料ポンプ１の作動について説明する。
インペラ２０が電機子４０とともに回転することにより図４に示す燃料入口１１２に負圧が発生するので、燃料入口１１２からポンプ通路１１０の始端部１１３に燃料が吸入される。ポンプ通路１１０の始端部１１３およびポンプ通路１２０の始端部１２２は、羽根溝２３および連通孔２４と連通しているので、燃料入口１１２から始端部１１３に吸入された燃料は、ポンプ通路１１０側の羽根溝２３、ならびに始端部１１３から連通孔を通りポンプ通路１２０側の羽根溝２３に流入する。そして、図７に示すように、インペラ２０の回転により羽根溝２３に生じた渦流が順次回転方向後方の羽根溝２３に流入する。これを回転方向に設置された多数の羽根溝２３で繰り返すことにより、羽根溝２３、ポンプ通路１１０およびポンプ通路１２０に燃料の旋回流が形成され、ポンプ通路１１０、１２０の燃料は燃料入口１１２から燃料出口１２４に向けてそれぞれ独立して昇圧される。
【００２７】
図６に示すように、ポンプ通路１１０、１２０の終端部１１６、１２３において、連通孔２４により連通している羽根溝２３同士のうち、終端部１１６側の羽根溝２３は、吸入側カバー１３により終端部１２３側の羽根溝２３よりも先に閉塞される。そして、終端部１１６側の羽根溝２３が順次閉塞されるにしたがい、ポンプ通路１１０の羽根溝２３側の燃料は終端部１１６の外周側面１５ａに案内され内周側の連通孔２４に向かう。外周側面１５ａは滑らかな円弧状であるから、ポンプ通路１１０で昇圧された燃料は羽根溝２３側から内周側の連通孔２４に殆ど流速を落とすことなく案内される。
【００２８】
ポンプ通路１１０の終端部１１６において、羽根溝２３側から連通孔２４側に案内された燃料は、連通孔２４を通りポンプ通路１２０の終端部１２３に向かう。そして、終端部１２３において、ポンプ通路１１０の燃料とポンプ通路１２０の燃料とが合流する。前述したように、回転軸方向の両側にそれぞれ形成されている羽根溝２３は半ピッチ回転方向位置がずれているので、ポンプ通路１１０で昇圧された燃料の圧力脈動と、ポンプ通路１２０で昇圧された燃料の圧力脈動とは位相がずれている。このように圧力脈動の位相のずれた燃料が終端部１２３で合流すると、互いの圧力変動をうち消し合い圧力脈動が低減する。したがって、終端部１２３で合流し燃料出口１２４から吐出される燃料の圧力脈動は小さくなる。
【００２９】
燃料出口１２４から吐出された燃料は、電機子４０の外周を通って整流子７０側に向かい、燃料吐出口１３０を通り燃料ポンプ１からエンジン側に吐出される。
第１実施形態において、ポンプ通路１１０、１２０でそれぞれ昇圧される燃料の圧力は、燃料入口１１２側から燃料出口１２４側の回転方向に向けて上昇するので、ポンプ通路１１０、１２０の燃料圧力は、回転方向に圧力勾配を有している。羽根溝２３の燃料圧力も、燃料入口１１２側から燃料出口１２４側の回転方向に向けて上昇している。ここで、ポンプ通路１１０とポンプ通路１２０とはインペラ２０に対し回転軸方向の両側に独立して形成され互いに直接連通しておらず、インペラ２０の外周側方にポンプ通路は形成されていない。さらに、羽根溝２３の外周側を囲む環状部２１が羽根溝２３とともに回転する。したがって、ポンプ通路１１０、１２０の燃料圧力、ならびに羽根溝２３の燃料圧力が回転方向に異なっていても、インペラ２０が径方向の一方に力を受けることを防止できる。これにより、インペラ２０が径方向の一方に押し付けられることを防止し、インペラ２０とポンプケーシング１６の内周側壁との摺動抵抗が増加することを防止できる。
【００３０】
また、インペラ２０は回転方向の圧力差から径方向の一方に力を受けないので、インペラ２０が径方向に受ける力によりシャフト３４が傾くことを防止できる。これにより、シャフト３４と軸受部材３５、３６との摺動抵抗が増加することを防止できる。
また、ポンプ通路１１０、１２０でそれぞれ燃料が昇圧されるとき、同じ回転位置においてポンプ通路１１０とポンプ通路１２０とに圧力差が生じることがある。ポンプ通路１１０とポンプ通路１２０とは、回転軸方向の両側にそれぞれ独立して形成されており、昇圧途中のポンプ通路１１０、１２０は各ポンプ通路が面している羽根溝２３にだけ連通しているので、ポンプ通路１１０とポンプ通路１２０とは直接連通していない。したがって、同じ回転位置におけるポンプ通路１１０とポンプ通路１２０との圧力差をポンプ通路同士の直接の連通で解消することはできない。しかし、第１実施形態では、羽根溝２３と連通孔２４とを仕切る隔壁２５の回転軸方向の両端面側に連通路２６が形成されているので、回転軸方向両側に位置する羽根溝２３同士は連通路２６および連通孔２４を介して連通している。さらに、連通孔２４が壁圧の薄い隔壁２５を隔てて羽根溝２３の内周側近傍に形成されているので、昇圧途中において、羽根溝２３と連通孔２４との連通距離が短くなる。したがって、同じ回転位置におけるポンプ通路１１０とポンプ通路１２０との圧力差をすみやかに解消できる。
【００３１】
これにより、ポンプ通路１１０、１２０は、各ポンプ通路が面している羽根溝２３、連通路２６および連通孔２４により間接的に連通しているので、同じ回転位置におけるポンプ通路１１０とポンプ通路１２０との圧力を等しくすることができる。その結果、同じ回転位置におけるポンプ通路１１０とポンプ通路１２０の圧力差によりインペラ２０が回転軸方向の一方に押し付けられることを防止できる。したがって、インペラ２０と吸入側カバー１３またはポンプケーシング１６との摺動抵抗の増加を防止できる。
【００３２】
また、ポンプ通路１１０の終端部１１６において、案内部１５が羽根溝２３から内周側の連通孔２４に燃料を案内し、案内部１５の外周側面１５ａが円弧状に形成されているので、羽根溝２３から内周側の連通孔２４に案内される燃料の流速低下を低減できる。さらに、終端部１１６が回転方向に向けて先細りに形成され、終端部１１６が徐々に絞られているので、終端部１１６において通路面１４に燃料が衝突し急激に燃料の流速が低下することを防止できる。これにより、ポンプ通路１１０の終端部１１６において燃料の圧力脈動を低減できるので、ポンプ部１０で発生する騒音を低減できる。
また、インペラ２０の回転軸方向の両端面側に形成された羽根溝２３同士が分離され互いの燃料が直接接触しないので、羽根溝２３で形成される燃料の渦流が乱れることを防止し、燃料の昇圧効率が向上する。
【００３３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図８に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
吸入側カバー８０に形成されたポンプ通路１４０の終端部１４２は、回転方向に向かうにしたがい深さが浅くなることにより先細りに形成されている。終端部１４２の幅は、殆ど変化していない。
さらに、ポンプ通路１４０を形成する吸入側カバー８０の通路面８２は、終端部１４２において内周側にポンプ通路１４０を案内する案内部８３を有している。案内部８３の外周側面８３ａは滑らかな円弧状である。したがって、終端部１４２において通路面８２に燃料が衝突し急激に燃料の流速が低下することを防止できる。これにより、ポンプ通路１４０の終端部１４２において燃料の圧力脈動を低減できるので、ポンプ部１０で発生する騒音を低減できる。
【００３４】
以上説明した上記第１、第２実施形態では、他方側のポンプ通路の終端部において、羽根溝２３から内周側の連通孔２４に案内部が燃料を案内するとともに、他方側のポンプ通路の終端部が先細りに形成されている。したがって、他方側のポンプ通路の終端部において、燃料の流速低下を低減できる。これにより、ポンプ通路１１０の終端部１１６において燃料の圧力脈動を低減できるので、ポンプ部１０で発生する騒音を低減できる。
さらに、他方側のポンプ通路の終端部において燃料の流速低下を低減できるので、ポンプ効率を向上できる。
【００３５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図９から図１２に示す。図９は、図１と同じ断面位置における断面図である。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
図９に示すように、燃料ポンプ３００の吐出側カバー３０２に、燃料ポンプ３００内の圧力を調圧する調圧弁３１０が設置されている。調圧弁３１０は、ボール３１１と、ボール３１１を一方に付勢するスプリング３１２と、ボール３１１が着座可能な弁座３１３とを有している。燃料ポンプ３００内の圧力が所定圧以上になるとスプリング３１２の付勢力に抗してボール３１１が弁座３１３から離座し燃料ポンプ３００内の圧力を低下させる。
【００３６】
コイル６２の整流子７０と反対側の端部と接続している端子６５は、円板状の金属製のカバー６８により電気的に接続している。
吸入側カバー３２０、ポンプケーシング３２４およびインペラ３３０はポンプ部を構成している。ポンプケーシング３２４は、吸入側カバー３２０とハウジング１２との間に挟持されている。吸入側カバー３２０およびポンプケーシング３２４は、回転部材としてのインペラ３３０を回転可能に収容しているケース部材である。
【００３７】
インペラ３３０に対しインペラ３３０の回転軸であるシャフト３４の回転軸方向の一方側に位置するポンプケーシング３２４に燃料出口３６４（図１１参照）が形成され、インペラ３３０に対しシャフト３４の回転軸方向の他方側に位置する吸入側カバー３２０に燃料入口３５２（図１０参照）が形成されている。吸入側カバー３２０およびポンプケーシング３２４には、燃料入口３５２から燃料出口３６４に向けてインペラ３３０の羽根溝３３２に回転方向に沿っており、インペラ３３０に対し回転軸方向両側にそれぞれ独立したＣ字状のポンプ通路３５０、３６０（図１０、図１１参照）が形成されている。ここで、インペラ３３０に対し回転軸方向両側にポンプ通路３５０、３６０が独立して形成されているとは、インペラ３３０の外周側にポンプ通路が形成されていないことを表している。ただし、インペラ３３０の外周側面とポンプケーシング３２４の内周側面との間には微小な摺動クリアランスが形成されている。ポンプ通路３５０、３６０は、インペラ３３０の回転軸方向の両端面側にそれぞれ形成された羽根溝３３２と連通している。ポンプ通路３４０は、ポンプ通路３５０およびポンプ通路３６０により構成されている。
【００３８】
ポンプ通路３５０は、インペラ３３０に対し回転軸方向の他方側、つまり燃料出口３６４と反対側に形成されている。図１０の（Ａ）に示すように、吸入側カバー３２０に形成されているポンプ通路３５０の始端部３５３は燃料入口３５２と連通している。始端部３５３の外周側位置は、後述するインペラ３３０の連通孔３３４の外周側位置とほぼ一致し、始端部３５３の内周側位置は、インペラ３３０の羽根溝３３２の内周側位置とほぼ一致している。つまり始端部３５３は、インペラ３３０の羽根溝３３２から外周側の連通孔３３４まで広がっており、羽根溝３３２および連通孔３３４と向き合っている。したがって、始端部３５３は羽根溝３３２よび連通孔３３４の両方と連通している。ポンプ通路３５０において終端部３５４とは、羽根溝３３２側から外周側の連通孔３３４に向かい、さらに回転方向の先端に向けて先細りになっている部分を表している。
【００３９】
ポンプ通路３５０を形成する吸入側カバー３２０の通路面３２２は、終端部３５４において、内周側の羽根溝３３２から外周側の連通孔３３４に向かう案内部３５６を有している。案内部３５６の通路側面である内周側面３５６ａは円弧状に形成されている。終端部３５４の先端の外周側位置は、インペラ３３０の連通孔３３４の外周側位置とほぼ一致している。図１０の（Ａ）において、一点鎖線４００は、インペラ３３０の羽根溝３３２の内周側位置を示し、一点鎖線４０２はインペラ３３０の連通孔３３４の外周側位置を示し、一点鎖線４０４はインペラ３３０の連通孔３３４の内周側位置を示している。図１０の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、終端部３５４は、インペラ３３０の回転方向に向かうにしたがい、深さが浅くなり、幅が狭くなっている。つまり、終端部３５４の先端は、インペラ３３０の回転方向に向かうにしたがい先細りになっている。
【００４０】
図１１に示すように、ポンプケーシング３２４に形成されているポンプ通路３６０の始端部３６２は、吸入側カバー３２０のポンプ通路３５０の始端部３５３とほぼ同じ幅で形成されている。つまり始端部３６２は、インペラ３３０の羽根溝３３２から外周側の連通孔３３４まで広がっており、羽根溝３３２および連通孔３３４と向き合っている。したがって、始端部３６２は、羽根溝３３２および連通孔３３４と連通している。ポンプ通路３６０の終端部３６３は燃料出口３６４と連通している。終端部３６３の内周側位置はインペラ３３０の羽根溝３３２の内周側位置とほぼ一致し、終端部３６３の外周側位置はインペラ３３０の連通孔３３４の外周側位置とほぼ一致している。つまり終端部３６３は、インペラ３３０の羽根溝３３２から外周側の連通孔３３４まで広がっており、羽根溝３３２および連通孔３３４と向き合っている。したがって、終端部３６３は、羽根溝３３２および連通孔３３４と連通している。
【００４１】
図１２に示すように、円板状に形成されたインペラ３３０の外周部において、インペラ３３０の外周縁に形成された環状部３３８の内周側にインペラ３３０を回転軸方向に貫通して形成された連通孔３３４が回転方向に複数設置されている。さらに連通孔３３４に対して径方向にずれた内周側に、シャフト３４の回転軸方向の両端面側にそれぞれ羽根溝３３２が回転方向に交互に形成されている。回転軸方向の両側にそれぞれ形成されている羽根溝３３２は半ピッチ回転方向位置がずれている。また、回転軸方向の両側に形成されている羽根溝３３２同士は、互いに直接燃料が流通しないように分離されており、回転方向に隣接している羽根溝３３２同士は仕切られている。羽根溝３３２と連通孔３３４とは、隔壁３３５に形成された連通路３３６により互いに連通している。隔壁３３５は、回転方向に連続して羽根溝３３２の外周側を囲んでおり、特許請求の範囲に記載した環状部を構成している。
【００４２】
次に、燃料ポンプ３００の作動について説明する。
ポンプ通路３５０、３６０の終端部３５４、３６３において、連通孔３３４により連通している羽根溝３３２同士のうち、終端部３５４側の羽根溝３３２は、吸入側カバー３２０により終端部３６３側の羽根溝３３２よりも先に閉塞される。そして、終端部３５４側の羽根溝３３２が順次閉塞されるにしたがい、ポンプ通路３５０の羽根溝３３２側の燃料は終端部３５４の内周側面３５６ａに案内され外周側の連通孔３３４に向かう。内周側面３５６ａは滑らかな円弧状であるから、ポンプ通路３５０で昇圧された燃料は羽根溝３３２側から外周側の連通孔３３４に殆ど流速を落とすことなく案内される。
【００４３】
ポンプ通路３５０の終端部３５４において、羽根溝３３２側から連通孔３３４側に案内された燃料は、連通孔３３４を通りポンプ通路３６０の終端部３６３に向かう。そして、終端部３６３においてポンプ通路３５０の燃料とポンプ通路３６００の燃料とが合流し、燃料出口３６４から吐出される。
【００４４】
（他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、回転軸方向の両側に形成した羽根溝２３の回転位置をずらしたが、回転軸方向の両側に形成した羽根溝２３を同じ回転位置に形成してもよい。また、回転軸方向の両側に形成されている羽根溝２３と羽根溝２３の外周を囲む環状部２１との間に、回転軸方向の両側に形成されている羽根溝２３同士を連通する隙間を形成してもよい。また、環状部２１を取り除いてもよい。
【００４５】
また第２実施形態では、終端部１４２の通路幅はそのままで、回転方向に向かうにしたがい終端部１４２の深さを浅くすることにより、終端部１４２を先細りにしたが、他方側のポンプ通路の終端部において、ポンプ通路の深さをほぼ一定にし、ポンプ通路の幅を狭めることにより他方側のポンプ通路の終端部を先細りにしてもよい。
【００４６】
また第１、第２実施形態では、他方側のポンプ通路が、案内部により羽根溝に対し径方向にずれた内周側の連通孔に案内されているのであれば、他方側のポンプ通路の終端部は、先細りせず同一通路面積のまま閉塞してもよい。また、他方側のポンプ通路の終端部が先細りに形成されていれば、他方側のポンプ通路の終端部は、羽根溝２３から内周側の連通孔２４に向かわず、羽根溝２３と同じ位置のまま閉塞してもよい。
【００４７】
また第３実施形態では、他方側のポンプ通路が、案内部により羽根溝に対し径方向にずれた外周側の連通孔に案内されているのであれば、他方側のポンプ通路の終端部は、先細りせず同一通路面積のまま閉塞してもよい。また、他方側のポンプ通路の終端部が先細りに形成されていれば、他方側のポンプ通路の終端部は羽根溝３３２から外周側の連通孔３３４に向かわず、羽根溝３３２と同じ位置のまま閉塞してもよい。
【００４８】
上記複数の実施形態では、インペラに対し燃料入口と燃料出口とを回転軸方向の反対側に設置したが、インペラに対し回転軸方向の同じ側に燃料入口および燃料出口を設置してもよい。
また上記複数の実施形態では、インペラの回転軸方向の両側にそれぞれ独立してポンプ通路を形成し、インペラの外周側にポンプ通路を形成しない構成を採用しているが、本発明では、例えば特許文献２のように、インペラの外周側にポンプ通路を形成してもよい。
【００４９】
上記複数の実施形態では、インペラの羽根溝の内周側または外周側に羽根溝と同数の連通孔を形成したが、本発明では、インペラに形成する連通孔の数は羽根溝より多くても少なくてもどちらでもよい。例えば、連通孔の数が羽根溝よりも少なく連通孔の回転角度幅が上記実施形態と同じ場合、一部の羽根溝は連通孔と連通路を介して連通されなくてもよい。また、連通孔の数が羽根溝よりも少ない場合、連通孔の回転角度幅を上記実施形態よりも大きくすることにより、各羽根溝にいずれかの連通孔が対応し羽根溝と連通孔とが連通する構成を採用してもよい。
また、上記各実施形態では、本発明のケース部材を、吸入側カバーとポンプケーシングとで構成しているが、これに限らず一部材で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料ポンプを示す断面図である。
【図２】（Ａ）は吸入側カバーをインペラ側から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】ポンプケーシングをインペラ側から見た図である。
【図４】ポンプケーシング側から見たインペラと吸入側カバーのポンプ通路との関係を示す説明図である。
【図５】羽根溝および連通孔を示す拡大図である。
【図６】終端部における羽根溝およびポンプ通路を示す模式的断面図である。
【図７】羽根溝とポンプ通路とによる燃料の昇圧作動を示す模式的断面図である。
【図８】（Ａ）は本発明の第２実施形態による吸入側カバーをインペラ側から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による燃料ポンプを示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は吸入側カバーをインペラ側から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】ポンプケーシングをインペラ側から見た図である。
【図１２】ポンプケーシング側から見たインペラと吸入側カバーのポンプ通路との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、３００  燃料ポンプ、１０  ポンプ部、１１  モータ部、１３、８０、３２０  吸入側カバー（ケース部材）、１４、８２、３２２  通路面、１５、８３、３５６  案内部、１５ａ、８３ａ  外周側面（通路側面）、１６、３２４  ポンプケーシング（ケース部材）、２０、３３０  インペラ、２３、３３２  羽根溝、２４、３３４  連通孔、２５  隔壁、２６、３３６  連通路、１００、１１０、１２０、１４０、３４０、３５０、３６０  ポンプ通路、１１２、３５２  燃料入口、１１３、１２２、３５３、３６２  始端部、１１６、１２３、１４２、３５４、３６３  終端部、１２４、３６４  燃料出口、３３５  隔壁（環状部）、３５６ａ  内周側面（通路側面）
【図１】
2004360678.tif 000003
【図２】
2004360678.tif 000004
【図３】
2004360678.tif 000005
【図４】
2004360678.tif 000006
【図５】
2004360678.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004360678.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004360678.tif 000011
【図１０】
2004360678.tif 000012
【図１１】
2004360678.tif 000013
【図１２】
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