(57)【要約】【課題】ケーシング内に溜まったベーパーを効率良く排出し、圧送される燃料内のベーパーを低減することができる摩擦再生式燃料ポンプを提供する。【解決手段】上ケーシング１１と下ケーシング１５の内側面に略Ｃ字状の通路溝がインペラ２０の羽根溝と対向して形成され、上ケーシングの上通路溝内に吐出通路が貫通して形成され、下ケーシング１５の下通路溝内に吸入通路が貫通・形成されてなる摩擦再生式燃料ポンプである。下ケーシング１５の下通路溝１６内にベーパーを排出するための第一ベーパー排出孔１８が形成され、上ケーシング１１には上通路溝１２に連通するベーパー溜め溝１４が形成される。インペラ２０にはベーパー溜め溝１４に連通可能なベーパー抜き孔２５が貫通して形成され、下ケーシング１５にはインペラ２０のベーパー抜き孔２５に連通可能でベーパーを排出するための第二ベーパー排出孔１９が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上ケーシングと下ケーシングの間に１枚の円盤状のインペラが回転可能に配設され、該インペラの外周部両側に多数の羽根溝が放射状に形成され、該上ケーシングと下ケーシングの内側面に略Ｃ字状の通路溝が該インペラの羽根溝と対向して形成され、該上ケーシングの上通路溝内に吐出通路が貫通して形成され、該下ケーシングの下通路溝内に吸入通路が貫通して形成されてなる摩擦再生式燃料ポンプにおいて、
該下ケーシングの該下通路溝内にベーパーを排出するための第一ベーパー排出孔が形成され、該上ケーシングには該上通路溝に連通するベーパー溜め溝が形成され、該インペラには該ベーパー溜め溝に連通可能なベーパー抜き孔が貫通して形成され、該下ケーシングには該インペラのベーパー抜き孔に連通可能でベーパーを排出するための第二ベーパー排出孔が形成されたことを特徴とする摩擦再生式燃料ポンプ。
【請求項２】
前記インペラのベーパー抜き孔は、多数の孔が円環状に配置して形成され、前記上ケーシングのベーパー溜め溝は、前記上通路溝の軸側に隣接して徐々に該上通路溝に連通するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の摩擦再生式燃料ポンプ。
【請求項３】
上ケーシングと下ケーシングの間に１枚の円盤状のインペラが回転可能に配設され、該インペラの外周部両側に多数の羽根溝が放射状に形成され、該上ケーシングと下ケーシングの内側面に略Ｃ字状の通路溝が該インペラの羽根溝と対向して形成され、該上ケーシングの上通路溝内に吐出通路が貫通して形成され、該下ケーシングの下通路溝内に吸入通路が貫通して形成されてなる摩擦再生式燃料ポンプにおいて、
該上ケーシングには該上通路溝に連通するベーパー溜め溝が形成され、該インペラには該ベーパー溜め溝に連通可能なベーパー抜き孔が貫通して形成され、該下ケーシングには該下通路溝に連通し且つ該ベーパー抜き孔に連通可能なベーパー溜め溝が形成され、さらに該下ケーシングには該ベーパー溜め溝に連通してベーパーを排出するためのベーパー排出孔が形成されたことを特徴とする摩擦再生式燃料ポンプ。
【請求項４】
前記インペラのベーパー抜き孔は、多数の孔が円環状に配置して形成され、前記上ケーシングのベーパー溜め溝は、前記上通路溝の軸側に隣接して徐々に該上通路溝に連通するように形成され、前記下ケーシングのベーパー溜め溝は、前記下通路溝の軸側に隣接して徐々に該下通路溝に連通するように形成されたことを特徴とする請求項３記載の摩擦再生式燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプに関し、特に摩擦再生式燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の燃料ポンプとして、従来、例えばサイドチャネル式で一段式のインペラを用いた摩擦再生式燃料ポンプ（ウエスコ式ともいう）が知られている（例えば特開昭６２−２１４２９４号公報等参照）。この種の摩擦再生式燃料ポンプは、多数の羽根溝を両側に設けた円盤状のインペラを高速で回転させて燃料を圧送する構造であるが、燃料温度が上昇して燃料の気化が増大すると、燃料内に気化蒸気（ベーパー）が発生し、圧送される燃料内にベーパーが含まれるようになる。このベーパーの発生は、ポンプの性能を低下させ、さらに燃料通路がベーパーによって閉鎖され、或いは燃料の吐出流量が極度に低下すると、所謂ベーパーロックを生じさせてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来、図１０のように、燃料ポンプの下ケーシング４５にその下面部の下流路溝４６に通ずるベーパー抜き孔４７を設け、ケーシング内で回転するインペラ５０の上羽根溝５１と上ケーシング４０の上流路溝４１内に溜まったベーパーを、ベーパー抜き孔４７を通してケーシング外に排出するようにしている。
【０００４】
しかし、この種の燃料ポンプでは、インペラ５０の回転に伴いベーパーに比べ重量の重い燃料はその遠心力で外側に進み、軽いベーパーは相対的に内側に進むため、ベーパーは上下ケーシング４０，４５の上下流路溝４１，４６とインペラ５０の上下羽根溝５１，５２内の内側（回転軸側）に溜まりやすい。
【０００５】
このため、図１０に示すように、インペラ５０の下羽根溝５２および下ケーシング４５の下流路溝４６内に溜まったベーパーは、ベーパー抜き孔４７を通して排出できるものの、インペラ５０の上羽根溝５１および上ケーシング４０の上流路溝４１内に溜まったベーパーは、インペラ５０の上下羽根溝５１，５２の中間部に位置する壁部５３（連通孔５４の内側部分）によって、ベーパー抜き孔４７のある下面側への移動を阻止される。このために、インペラ５０の上羽根溝５１および上ケーシング４０の上流路溝４１内にベーパーが溜まり易く、圧送される燃料内にベーパーが依然として残留しやすいという課題があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、ケーシング内に溜まったベーパーを効率良く排出し、圧送される燃料内のベーパーを低減することができる摩擦再生式燃料ポンプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の摩擦再生式燃料ポンプは、上ケーシングと下ケーシングの間に１枚の円盤状のインペラが回転可能に配設され、インペラの外周部両側に多数の羽根溝が放射状に形成され、上ケーシングと下ケーシングの内側面に略Ｃ字状の通路溝がインペラの羽根溝と対向して形成され、上ケーシングの上通路溝内に吐出通路が貫通して形成され、下ケーシングの下通路溝内に吸入通路が貫通して形成されてなる摩擦再生式燃料ポンプにおいて、下ケーシングの下通路溝内にベーパーを排出するための第一ベーパー排出孔が形成され、上ケーシングには上通路溝に連通するベーパー溜め溝が形成され、インペラにはベーパー溜め溝に連通可能なベーパー抜き孔が貫通して形成され、下ケーシングにはインペラのベーパー抜き孔に連通可能でベーパーを排出するための第二ベーパー排出孔が形成されたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記インペラのベーパー抜き孔は、多数の孔が円環状に配置して形成され、上記上ケーシングのベーパー溜め溝は、上通路溝の軸側に隣接して徐々に上通路溝に連通するように形成することができる。
【０００９】
また、請求項３の摩擦再生式燃料ポンプは、上ケーシングと下ケーシングの間に１枚の円盤状のインペラが回転可能に配設され、インペラの外周部両側に多数の羽根溝が放射状に形成され、上ケーシングと下ケーシングの内側面に略Ｃ字状の通路溝がインペラの羽根溝と対向して形成され、上ケーシングの上通路溝内に吐出通路が貫通して形成され、下ケーシングの下通路溝内に吸入通路が貫通して形成されてなる摩擦再生式燃料ポンプにおいて、上ケーシングには上通路溝に連通するベーパー溜め溝が形成され、インペラにはベーパー溜め溝に連通可能なベーパー抜き孔が貫通して形成され、下ケーシングには下通路溝に連通し且つベーパー抜き孔に連通可能なベーパー溜め溝が形成され、さらに下ケーシングにはベーパー溜め溝に連通してベーパーを排出するためのベーパー排出孔が形成されたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
上記構成の摩擦再生式燃料ポンプは、インペラが回転駆動されると、その外周部両側の多数の羽根溝内及び羽根溝に連通するケーシングの通路溝内に渦流が発生し、それによって、下ケーシングの吸入通路が負圧に、上ケーシングの吐出通路が正圧になって、吸入通路から吸引した燃料が吐出通路側へと圧送される。燃料の温度が上昇すると、燃料内にベーパーが発生し、ベーパーがポンプ室内に入ると、液体の燃料に比べて相対的に軽いベーパーはインペラの内周側（軸側）に集まるため、ベーパーは、上ケーシングの上通路溝の内周側、インペラの各羽根溝の内周側、及び下ケーシングの下通路溝の内周側に集まる。
【００１１】
このうち、上ケーシングの上通路溝の内周側とインペラの上羽根溝の内周側に集まったベーパーは、ベーパー溜め溝からインペラのベーパー抜き孔を通り、下ケーシングの第二ベーパー排出孔を通してポンプ外に排出される。また、下ケーシングの下通路溝の内周側とインペラの下羽根溝の内周側に集まったベーパーは、下ケーシングの第一ベーパー排出孔を通してポンプ外に排出される。
【００１２】
また、請求項３の摩擦再生式燃料ポンプでは、上ケーシングの上通路溝の内周側とインペラの上羽根溝の内周側に集まったベーパーは、上ケーシングのベーパー溜め溝からインペラのベーパー抜き孔を通り、そして、下ケーシングのベーパー溜め溝に入り、そこからベーパー排出孔を通してポンプ外に排出される。また、下ケーシングの下通路溝の内周側とインペラの下羽根溝の内周側に集まったベーパーも、下ケーシングのベーパー溜め溝を通り、ベーパー排出孔を通してポンプ外に排出される。
【００１３】
このように、インペラの上羽根溝および上ケーシングの上通路溝内にベーパーが溜まることはなくなり、ケーシング内に溜まったベーパーを効率良く排出し、圧送される燃料内のベーパーを低減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６の図面に基づいて説明する。図１は摩擦再生式燃料ポンプの部分断面図を示している。この燃料ポンプは、モータにより円盤状のインペラ２０を回転駆動する摩擦再生式燃料ポンプであり、円筒状のハウジング１内上部にモータ２が収納される。モータ２のステータ４はハウジング１内に固定され、ステータ４の内側にロータ３が軸受を介して回転自在に支持される。
【００１５】
ロータ３の回転軸７の先端は下方に突出し、軸受８を介してポンプ部１０内に挿入される。ハウジング１の上部にはカバー体５がモータ２の上部を覆うように装着される。
【００１６】
ポンプ部１０は、一段式の摩擦再生式ポンプとして形成され、上ケーシング１１と下ケーシング１５の間に形成したポンプ室内に、円盤状のインペラ２０が回転可能に配設され、回転軸７の先端部をインペラ２０の軸心位置に結合して構成される。
【００１７】
ポンプ部１０の上部に位置する上ケーシング１１の下面つまりポンプ室側には、図３に示すように、略Ｃ形で円弧状の上通路溝１２が燃料の通路として形成され、上通路溝１２の端部には孔状の吐出通路１３が上方に向けて貫通・穿設される。この上通路溝１２は断面Ｕ字状または断面Ｖ字状に形成される。さらに、この上ケーシング１１の上通路溝１２の内側（軸側）には、ベーパー溜め溝１４が上通路溝１２の内側にその円周方向に沿って徐々に接合されるように形成される。このベーパー溜め溝１４は、上通路溝１２の内側（軸側）に配設され、上通路溝１２内のベーパーとこれに重なり合うインペラ２０の上羽根溝２１内のベーパーを、内側に導いて溜める作用を行なう。
【００１８】
一方、ポンプ部１０の下部に位置する下ケーシング１５の上面つまりポンプ室側には、図２に示すように、略Ｃ形で円弧状の下通路溝１６が燃料の通路として形成され、下通路溝１６の端部には孔状の吸入通路１７が下方に向けて貫通・穿設される。この下通路溝１６は断面Ｕ字状または断面Ｖ字状に形成される。図２、図３に示すように、下ケーシング１５の下通路溝１６と上記上ケーシング１１の上通路溝１２とは、それらを重ね合わせた場合、両通路溝１２、１６が正確に重なり合うように、左右対称形に形成されている。
【００１９】
そして、下通路溝１６内の一部には、第一ベーパー排出孔１８が下方に向けて穿設され、さらに、その第一ベーパー排出孔１８の内側（軸側）寄りには、第二ベーパー排出孔１９が穿設される。これらの第一・第二ベーパー排出孔１８，１９の下端はポンプの外に排出するように配置される。また、下ケーシング１５の上面の第二ベーパー排出孔１９の開口近傍には、その円周方向に短い小溝１９ａが、インペラ２０側のベーパー抜き孔２５との連通を容易にするように形成される。
【００２０】
インペラ２０は、図６に示すように、円盤状に形成され、その円盤状本体の上面と下面の外周部に、多数の上羽根溝２１と下羽根溝２２が所定の角度間隔で放射状に形成されて構成される。各上羽根溝２１と下羽根溝２２はその外周部寄りの厚さ方向に穿設した連通孔２４により連通する。インペラ２０の上面側には、上記の様に上ケーシング１１の下面に形成された略Ｃ形の上通路溝１２が上羽根溝２１と対向する位置に配置され、また、インペラ２０の下面側には、上記の様に下ケーシング１５の上面に形成された略Ｃ形の下通路溝１６が下羽根溝２２と対向する位置に配置されている。
【００２１】
そして、インペラ２０には、図６のように、その外周部の上下羽根溝２１，２２の内側（軸部）寄りに、多数のベーパー抜き孔２５が各羽根溝に対応して、円盤状本体の厚さ方向に貫通して形成される。これらのベーパー抜き孔２５は、下ケーシング１５の上面に設けた第二ベーパー排出孔１９と連通可能な位置に穿設されており、インペラ２０の回転に伴い、多数のベーパー抜き孔２５は第二ベーパー排出孔１９と順に連通することができる。
【００２２】
次に、上記構成の燃料ポンプの動作を説明する。モータ２の回転駆動により、インペラ２０が回転すると、その上羽根溝２１と下羽根溝２２の内部及びそれらと連通する上通路溝１２及び下通路溝１６内に渦流が発生し、それらの渦流によって吸入通路１７側で負圧が生じ、吐出通路１３側で正圧が発生する。これにより、燃料タンク内の燃料は、下ケーシング１５の吸入通路１７を通してポンプ室１０内に吸引され、上ケーシング１１の吐出通路１３を通して圧送される。このとき、燃料温度が高温状態になると、燃料内にベーパーが発生するが、ポンプ室１０内では、インペラ２０の高速回転による遠心力により、ベーパーより重量の重い液体部分はインペラ２０の外周部に集まり、相対的に重量の軽いベーパー部分は、内側（軸心）寄りに集まる。これによって、図４、図５に示すように、上羽根溝２１と下羽根溝２２の内部及びそれらと連通する上通路溝１２及び下通路溝１６内のベーパーは、その溝内の内側（軸心）寄りに集まる。
【００２３】
そして、上ケーシング１１の上通路溝１２内及びインペラ２０の上羽根溝２１内の内側に集まったベーパーは、ベーパー溜め溝１４に溜まり、そこからインペラ２０の回転と共にそのベーパー抜き孔２５を通り、さらに下ケーシング１５の第二ベーパー排出孔１９に入り、その排出孔１９を通してポンプ外に排出される。また、下ケーシング１５の下通路溝１６内及びインペラ２０の下羽根溝２２内の内側に集まったベーパーは、下ケーシング１５の第一ベーパー排出孔１８を通して、ポンプ外に排出される。
【００２４】
このように、温度上昇した燃料内にベーパーが発生した場合、ポンプの上通路溝１２及び上羽根溝２１に溜まったベーパーは、ベーパー溜め溝１４、ベーパー抜き孔２５、及び第二ベーパー排出孔１９を通して良好に排出することができ、また、ポンプの下通路溝１６及び下羽根溝２２に溜まったベーパーは、第一ベーパー排出孔１８を通して良好に排出することができる。
【００２５】
図７〜図１０は他の実施形態を示している。この例の燃料ポンプでは、インペラ２０及び上ケーシング１１は上記実施形態と同様な構造のものが使用されるが、下ケーシング３５には、１つのベーパー排出孔３７を有したものが使用され、上通路溝１２と上羽根溝２１及び下通路溝３６及び下羽根溝２２に溜まったベーパーは、この共通のベーパー排出孔３７を通して排出される。上記実施形態と同じ部材については、上記と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
すなわち、図７に示すように、下ケーシング３５の上面つまりポンプ室１０側には、略Ｃ形で円弧状の下通路溝３６が燃料の通路として形成され、下通路溝３６の端部には孔状の吸入通路３８が下方に向けて貫通・穿設される。この下通路溝３６は断面Ｕ字状または断面Ｖ字状に形成される。さらに、この下ケーシング３５の下通路溝３６の内側（軸側）には、ベーパー溜め溝３９が下通路溝３６の内側にその円周方向に沿って徐々に接合されるように形成される。また、このベーパー溜め溝３９の末端位置には、ベーパー排出孔３７が下ケーシング３５の厚さ方向にベーパーの排出用に穿設されている。
【００２７】
下ケーシング３５の上に配設されるケーシングには、上述の図３に示す上ケーシング１１が使用され、その下面には、略Ｃ形で円弧状の上通路溝１２が形成され、上通路溝１２の端部には孔状の吐出通路１３が上方に向けて貫通・穿設される。この上通路溝１２は断面Ｕ字状または断面Ｖ字状に形成される。さらに、この上ケーシング１１の上通路溝１２の内側（軸側）には、ベーパー溜め溝１４が上通路溝１２の内側にその円周方向に沿って徐々に接合されるように形成される。
【００２８】
図３、図７に示すように、上ケーシング１１と下ケーシング３５の上通路溝１２と下通路溝３６、及びベーパー溜め溝１４と３９は、対称形状に形成・配置される。上ケーシング１１と下ケーシング３５間に形成されるポンプ室１０内には、上記と同様の上羽根溝２１と下羽根溝２２を有し多数のベーパー抜き孔２５を設けたインペラ２０（図６）が挿入され、回転可能に軸支される。下通路溝３６の内側（軸側）に配設される上記ベーパー溜め溝３９は、下通路溝３６内のベーパー及びこれに重なり合うインペラ２０の下羽根溝２２内のベーパーを、その内側に導いて溜め、ベーパー排出孔３７を通して排出する。
【００２９】
このような構成の燃料ポンプでは、インペラ２０が回転駆動されると、インペラ２０の回転による遠心力により、ベーパーより重量の重い液体部分はインペラ２０の外周部に集まり、相対的に重量の軽いベーパー部分は、内側（軸心）寄りに集まり、これにより、上羽根溝２１と下羽根溝２２の内部及びそれらと連通する上通路溝１２及び下通路溝３６内のベーパーも、その溝内の内側（軸心）寄りに集まる。
【００３０】
そして、上ケーシング１１の上通路溝１２内及びインペラ２０の上羽根溝２１内の内側に集まったベーパーは、ベーパー溜め溝１４に溜まり、そこからインペラ２０の回転と共にそのベーパー抜き孔２５を通り、さらに下ケーシング３５のベーパー溜め溝３９に入り、その溜め溝３９の端部のベーパー抜き孔３７を通してポンプ外に排出される。
【００３１】
このように、温度上昇した燃料内にベーパーが発生した場合、ポンプの上通路溝１２及び上羽根溝２１に溜まったベーパーは、上ケーシング１１のベーパー溜め溝１４から、インペラ２０のベーパー抜き孔２５及び下ケーシング３５のベーパー溜め溝３９を通し、さらにベーパー排出孔３７を通して良好に排出することができ、また、ポンプの下通路溝１６及び下羽根溝２２に溜まったベーパーも、ベーパー溜め溝３９とベーパー排出孔３７を通して良好に排出することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の摩擦再生式燃料ポンプによれば、上ケーシングの上通路溝の内周側とインペラの上羽根溝の内周側に集まったベーパーは、ベーパー溜め溝からインペラのベーパー抜き孔を通り、下ケーシングの第二ベーパー排出孔を通してポンプ外に排出されるから、或いは、上ケーシングのベーパー溜め溝からインペラのベーパー抜き孔を通り、下ケーシングのベーパー溜め溝からベーパー排出孔を通してポンプ外に排出されるから、インペラの上羽根溝および上ケーシングの上通路溝内にベーパーが溜まることはなくなり、ケーシング内に溜まったベーパーを効率良く排出し、圧送される燃料内のベーパーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す摩擦再生式燃料ポンプの部分断面図である。
【図２】図１における下ケーシング１５のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図１における上ケーシング１１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２，３のＩＶ−ＩＶ線に対応したポンプ部の断面図である。
【図５】図２，３のＶ−Ｖ線に対応したポンプ部の断面図である。
【図６】インペラの平面図である。
【図７】他の実施形態の下ケーシングの図２に対応した矢視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に対応したポンプ部の断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に対応したポンプ部の断面図である。
【図１０】従来の摩擦再生式燃料ポンプのポンプ部の断面図である。
【符号の説明】
１０−ポンプ部
１１−上ケーシング
１２−上通路溝
１３−吐出通路
１４−ベーパー溜め溝
１５−下ケーシング
１６−下通路溝
１７−吸入通路
１８−第一ベーパー抜き孔
１９−第二ベーパー抜き孔
２０−インペラ
２１−上羽根溝
２２−下羽根溝
２５−ベーパー抜き孔
【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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