(57)【要約】【課題】  駆動力を与える電気駆動モータの印加電圧が低い場合においても、高圧力が得られる円周流ポンプを得る。【解決手段】  羽根車２の羽根溝部２３において、羽根車２の一方の端面２４に半径寸法Ｒ１により形成される第１の円弓部２３ａを、羽根車２の他方の端面２５に半径寸法ｒ１により形成される第２の円弓部２３ｂを形成して凸形隔壁を設け、羽根車２の両端面において、ポンプカバー５とポンプベース６に、半径寸法Ｒ２，ｒ２による半円形の壁面により形成された環状フィード通路５ｆ，６ｆを設けるとき、円弓部２３ａ，２３ｂの半径寸法Ｒ１，ｒ１を、半円形の壁面の半径寸法Ｒ２，ｒ２よりも大きくした。【選択図】図３
2005226496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室を形成するポンプカバー及びポンプベースと、上記ポンプ室内で回転するようになされた円板状の羽根車とで構成された燃料給送用の円周流ポンプであって、上記羽根車には、外周部に環状の外周壁が形成され、この外周壁に沿って仕切壁により周方向が仕切られると共に、両端面に向かって貫通した複数の羽根溝部が連設され、上記ポンプカバーとポンプベースの夫々には上記羽根溝部に対向して環状にフィード通路が対称的に延設された円周流ポンプにおいて、
上記複数の羽根溝部は、夫々、上記羽根車の一方の端面において、上記羽根溝部の内周側輪郭位置から、半径中心が、一方の端面上または上記ポンプカバー側に位置する半径寸法Ｒ１により形成される第１の円弓部と、上記羽根車の他方の端面において、上記羽根溝部の内周側輪郭位置から、半径中心が、他方の端面上または上記ポンプベース側に位置する半径寸法ｒ１により形成される第２の円弓部とにより、上記両円弓部が対称的に形成されると共に、上記両円弓部が近接する位置で上記両円弓部を連結面により連結して凸形隔壁を形成し、上記凸形隔壁と上記外周壁との間が両端面に向かって貫通するように形成され、上記フィード通路は、上記ポンプカバーのカバー端面において、上記羽根溝部の内周側輪郭位置と外周側輪郭位置に対向する部分に、半径寸法Ｒ２により形成された第１の半円形壁面と、上記ポンプベースのベース端面において、上記羽根溝部の内周側輪郭位置と外周側輪郭位置に対向する部分に、半径寸法ｒ２により形成された第２の半円形壁面の両壁面が対称的に形成され、かつ、上記第１の円弓部の半径寸法Ｒ１が第１の半円形壁面の半径寸法Ｒ２よりも大きく形成されると共に、上記第２の円弓部の半径寸法ｒ１が第２の半円形壁面の半径寸法ｒ２よりも大きく形成されたものであることを特徴とする円周流ポンプ。
【請求項２】
第１の円弓部の半径寸法Ｒ１に対する第１の半円形壁面の半径寸法Ｒ２の比、及び、第２の円弓部の半径寸法ｒ１に対する第２の半円形壁面の半径寸法ｒ２の比を、１．０ないし１．９にしたことを特徴とする請求項１記載の円周流ポンプ。
【請求項３】
第１の半円形壁面の半径寸法Ｒ２の半径中心がカバー端面よりも羽根車側に位置すると共に、第１の半円形壁面とカバー端面との交点が、羽根溝部の内周側輪郭位置と外周側輪郭位置に一致するか、または、第１の半円形壁面とカバー端面との交点が、羽根車の外周方向にごく僅かずれるように形成され、第２の半円形壁面の半径寸法ｒ２の半径中心がベース端面よりも羽根車側に位置すると共に、第２の半円形壁面とベース端面との交点が、羽根溝部の内周側輪郭位置と外周側輪郭位置に一致するか、または、第２の環状部とベース端面との交点が、羽根車の外周方向にごく僅かずれるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の円周流ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の燃料タンク内に収納されて、所定の圧力で内燃機関に燃料を給送する円周流ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の円周流ポンプにおいては、同一外形寸法、同一運転条件のもとでポンプ出力を高めるためには環状のフィード通路と羽根車の半径中心をほぼ合致させると共に半径寸法を同じとし、さらに夫々の中心位置を羽根車の輪郭内部に位置させることにより循環流（Ｑｃ）のＣファクター係数を高め、効率向上するようにしている(例えば、特許文献１参照)。
また、羽根車、即ち、インペラは合成樹脂で形成され、一方の端面と外周面とを連通する一方の羽根溝の側面と、他方の端面と外周面とを連通する他方の羽根溝の側面と、上記一方の羽根溝と他方の羽根溝とを外周側において軸方向に連通する連通溝の側面とを形成する羽根板と、上記一方の羽根溝と他方の羽根溝との間に位置し、上記羽根板の外周端より内側において終端して上記連通溝を形成するとともに、上記一方の羽根溝の底面と上記他方の羽根溝の底面との間隔が内周側から外周側に向けて徐々に接近し、かつ最外周において所定値以上の間隔をもって終端するように両底面を形成する隔壁とを備えて高いポンプ性能を実現するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９６２８２８号公報
【特許文献２】特開平６−２６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の円周流ポンプは以上のように構成されており、環状のフィード通路の断面と羽根車の半径中心をほぼ合致させると共に夫々の中心位置を羽根車の輪郭内部に位置させているが、このように形成した円周流ポンプは、例えば特許文献２に記載されているように羽根溝部内に対象的に左右に発生した渦の間に流れの空白部分が発生し、この空白部分においては液体燃料に十分な流速が与えられず逆流を生じることから、この逆流部分が燃料の昇圧を妨げ、循環流（Ｑｃ）のＣファクター係数を高め高圧力を得るようにしても、内部圧力漏れとなり、燃圧が上昇し難いという問題点があった。この圧力漏れは定常のポンプ運転時には影響を受け難いが、例えば、円周流ポンプに駆動力を与える電気駆動モータの印加電圧が低い場合、つまり、低電圧時には圧力漏れが生じ、高圧力を得ることができないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、ポンプ室を形成するポンプカバー及びポンプベースと、ポンプ室内で回転するようになされた円板状の羽根車とで構成された燃料給送用の円周流ポンプであって、羽根車には、外周部に環状の外周壁が形成され、この外周壁に沿って仕切壁により周方向が仕切られると共に、両端面に向かって貫通した複数の羽根溝部が連設され、ポンプカバーとポンプベースの夫々には羽根溝部に対向して環状にフィード通路が対称的に延設された円周流ポンプにおいて、複数の羽根溝部は、夫々、羽根車の一方の端面において、羽根溝部の内周側輪郭位置から、半径中心が、一方の端面上またはポンプカバー側に位置する半径寸法Ｒ１により形成される第１の円弓部と、羽根車の他方の端面において、羽根溝部の内周側輪郭位置から、半径中心が、他方の端面上またはポンプベース側に位置する半径寸法ｒ１により形成される第２の円弓部とにより、両円弓部が対称的に形成されると共に、両円弓部が近接する位置で両円弓部を連結面により連結して凸形隔壁を形成し、この凸形隔壁と外周壁との間が両端面に向かって貫通するように形成され、フィード通路は、ポンプカバーのカバー端面において、羽根溝部の内周側輪郭位置と外周側輪郭位置に対向する部分に、半径寸法Ｒ２により形成された第１の半円形壁面と、ポンプベースのベース端面において、羽根溝部の内周側輪郭位置と外周側輪郭位置に対向する部分に、半径寸法ｒ２により形成された第２の半円形壁面の両壁面が対称的に形成され、かつ、第１の円弓部の半径寸法Ｒ１が第１の半円形壁面の半径寸法Ｒ２よりも大きく形成されると共に、第２の円弓部の半径寸法ｒ１が第２の半円形壁面の半径寸法ｒ２よりも大きく形成されたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１の円弓部の半径寸法Ｒ１が第１の半円形壁面の半径寸法Ｒ２よりも大きく形成されると共に、第２の円弓部の半径寸法       ｒ１が第２の半円形壁面の半径寸法ｒ２よりも大きく形成されるようにしたので、円周流ポンプに駆動力を与える電気駆動モータの印加電圧が低い場合において、羽根溝部内に対象的に左右に発生した渦の間に流れの空白部分が減少し、この空白部分に発生する逆流部分による昇圧の妨げが減少し、高い圧力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における円周流ポンプを備えた燃料供給装置を示す一部破断正面図、図２は図１の円周流ポンプを形成する羽根車の外観拡大斜視図、図３は図１の円周流ポンプにおいてＡ部分を示す要部拡大縦断面図、図４は図１の円周流ポンプの低電圧時における羽根溝部の円弓部の半径寸法とポンプ室に形成されたフィード通路の壁面の半径寸法の寸法比と圧力の関係を示す特性図である。
【０００８】
図１において、例えば、車両の内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置１００は、円周流ポンプ１、この円周流ポンプ１を駆動する電気駆動モータ３、及び円周流ポンプ１で吐出された燃料を内燃機関へ送出する吐出口４により構成されている。円周流ポンプ１は電気駆動モータ３に連結された軸３ａに結合された羽根車２、この羽根車２を収納するポンプカバー５及びポンプベース６とにより構成されている。ポンプカバー５の中心部には電気駆動モータ３の軸３ａのスラスト方向移動を支えるスラスト軸受５ａ及び、図示しない燃料を羽根車２に導入する吸込口５ｂが配設されており、ポンプベース６の中心部には軸３ａの回転を支えるメタル６ａが配設されている。
【０００９】
図２、図３において、羽根車２は円板形状で中心部に軸３ａに結合するためにＤ形状に形成された軸孔２１が配設され、外周部には環状の外周壁２２が形成され、この外周壁２２に沿って仕切壁２０により周方向が仕切られると共に貫通した複数の羽根溝部２３が連設されている。個々の羽根溝部２３は、羽根車２の両側の端面ではほぼ長方形の輪郭に形成されている。ほぼ長方形の輪郭と記述したが、厳密には、外周側及び内周側の輪郭は共に円弧状になっている。また、輪郭の両側は中心部から放射状に延長された線で形成されている。この羽根車２は、合成樹脂材で形成され、その大きさの一例を示すと、直径が３３．５ｍｍ、厚さが３．８ｍｍ、羽根溝部２３の数は４７個に形成されている。また、羽根車２の一方の端面２４における羽根溝部２３に対向して、ポンプカバー５の端面５１には、第１の環状フィード通路５ｆが設けられている。また、羽根車２の他方の端面２５における羽根溝部２３に対向して、ポンプベース６の端面６１には、第２の環状フィード通路６ｆが第１の環状フィード通路５ｆと対称的に設けられている。
【００１０】
羽根溝部２３の内部は、羽根車２の一方の端面２４の内周側輪郭位置２４ａから半径寸法Ｒ１により延びて形成される第１の円弓部２３ａと、羽根車２の他方の端面２５の内周側輪郭位置２５ａから半径寸法ｒ１により延びて形成される第２の円弓部２３ｂの、両円弓部が対称的に形成されている。そして、第１の円弓部２３ａと第２の円弓部２３ｂは羽根車２の軸方向（図３の上下方向）の中間位置で連結面２３ｃにより連結されて、羽根溝部２３の内部に凸形隔壁Ｔが形成されている。この凸形隔壁Ｔと外周壁２２の内側との間が両端面２５，２６に向かって貫通している。
【００１１】
また、第１の環状フィード通路５ｆの断面形状は、ポンプカバー５のカバー端面５１において、羽根溝部２３の内周側輪郭位置２４ａと外周側輪郭位置２４ｂに対向する部分に、半径寸法Ｒ２により形成された壁面５２によりほぼ半円形に形成されている。
さらに、第２の環状フィード通路６ｆの断面形状は、ポンプベース６のベース端面６１において、羽根溝部２３の内周側輪郭位置２６ａと外周側輪郭位置２６ｂに対向する部分に、半径寸法ｒ２により形成された壁面６２によりほぼ半円形に形成されている。即ち、断面形状における壁面５２と壁面６２は対称形に形成されている。
【００１２】
なお、上記の構成において、第１の円弓部２３ａの半径寸法Ｒ１は、第１の環状フィード通路５ｆの壁面５２を形成する半径寸法Ｒ２よりも大きくなるように設定されると共に、半径寸法Ｒ１の半径中心が羽根車２の一方の端面２４と一致する位置か、または、ポンプカバー５側に位置するように設定されている。
また、第２の円弓部２３ｂの半径寸法ｒ１は、第２の環状フィード通路６ｆの壁面６２を形成する半径寸法ｒ２よりも大きくなるように設定されると共に、半径寸法ｒ１の半径中心が羽根車２の他方の端面２５と一致する位置か、または、ポンプベース６側に位置するように設定されている。
【００１３】
さらに、羽根車２の羽根溝部２３と環状フィード通路５ｆ，６ｆの関係は、第１の環状フィード通路５ｆの壁面５２とカバー端面５１の交点５１ａと５１ｂが、羽根溝部の内周側輪郭位置２４ａと外周側輪郭位置２４ｂに一致するか、または、交点５１ａと５１ｂが羽根車２の外周方向にごく僅かずれるように形成されている。この形成と同様に、第２の環状フィード通路６ｆの壁面６２とカバー端面６１の交点６１ａと６１ｂが、羽根溝部の内周側輪郭位置２５ａと外周側輪郭位置２５ｂに一致するか、または、交点６１ａと６１ｂが羽根車２の外周方向にごく僅かずれるように形成されている。この関係は、図３に示すように、一方の交点５１ａ，６１ａだけがごく僅かずれるようにしてもよい。
【００１４】
以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による円周流ポンプ１の動作について説明する。
１；燃料供給装置１００が燃料タンク（図示せず）に浸漬されると、吸込み口５ｂを介して羽根溝部２３に燃料が流入する。
２；電気駆動モータ３に電力が供給されると、電気駆動モータ３が回転し、電気駆動モータ３の軸３ａに結合された羽根車２が回転する。
３；羽根車２が回転すると、羽根溝部２３がフィード通路５ｆ及びフィード通路６ｆに接触して回転することにより、羽根溝部２３の中の燃料に２つの旋回流（図３の矢印Ｂに示す）が生じる。
４；この旋回流Ｂは羽根車２の回転により次第に運動エネルギーが大きくなり、羽根溝部２３内の燃料は昇圧され、昇圧され燃料は電気駆動モータ３内を通って吐出口４から吐出され、内燃機関（図示せず）に供給される。
【００１５】
以上のように構成された実施の形態１による円周流ポンプは、第１の円弓部２３ａの半径寸法Ｒ１が第１の環状フィード通路５ｆの壁面５２の半径寸法Ｒ２に比して大きく形成され、また、第２の円弓部２３ｂの半径寸法ｒ１が第２の環状フィード通路６ｆの壁面６２の半径寸法ｒ２より大きく形成されているので、羽根溝部２３内に発生した２つの旋回流が連結面２３ｃで滑らかに合流し、合流した後、再び分離して独自の旋回流を形成する。
このため分離する部分に発生する空白部分が小さくなるため、逆流による昇圧妨害が減少し、高い圧力を得ることができる。特に、これは電気駆動モータ３への印加電圧が低い場合、つまり、羽根車２の回転数が例えば、定常時4000〜5500回転の状態から、毎分1500〜3000回転の状態に低下した時に顕著である。
【００１６】
発明者が実験した結果では、羽根車２の直径寸法が２５ｍｍ〜４５ｍｍで形成されたもので、円周流ポンプに駆動力を与える電動機への印加電圧が６Ｖの場合においては、フィード通路の壁面５２，６２の半径寸法Ｒ２（ｒ２）に対する羽根車の円弓部の半径寸法Ｒ１（ｒ１）の比を１．４倍程度に形成したものが圧力が最高値を示し、内燃機関に燃料を圧送する円周流ポンプの場合においては実用的な範囲は、その比は１．０〜１．９倍であった。その実験結果の圧力特性を図４に示す。
なお、この実施の形態において、羽根車２の直径寸法が２５〜４５ｍｍの場合、半径寸法Ｒ１（ｒ１）は１．０〜４ｍｍ、半径寸法Ｒ２（ｒ２）は１．０〜２ｍｍが好ましい。
【００１７】
なお、第１の円弓部２３ａの半径寸法Ｒ１の中心点、及び、第２の円弓部２３ｂの半径寸法ｒ１の中心点を、羽根車２の端面よりも外側に位置させ、環状フィード通路の壁面５２，６２の半径寸法Ｒ２，ｒ２の中心点を、羽根車２の端面よりも内側に位置させることにより、円弓部及び壁面の金型での成型が容易になり、また、円弓部と壁面の接触部分における燃料の流れも滑らかになる。
さらに、羽根車２の羽根溝部２３と環状フィード通路５ｆ，６ｆの関係は、第１の環状フィード通路５ｆの壁面５２とカバー端面５１の交点５１ａと５１ｂが、羽根溝部の内周側輪郭位置２４ａと外周側輪郭位置２４ｂに一致するか、または、交点５１ａと５１ｂが羽根車２の外周方向にごく僅かずれるように形成し、この形成と同様に、第２の環状フィード通路６ｆの壁面６２とカバー端面６１の交点６１ａと６１ｂが、羽根溝部の内周側輪郭位置２５ａと外周側輪郭位置２５ｂに一致するか、または、交点６１ａと６１ｂが羽根車２の外周方向にごく僅かずれるように形成すれば、段差を生じたとしても、これが、燃料の流れを阻害することなく、羽根溝部２３内に発生した２つの旋回流はスムーズに流れるので高い圧力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１における円周流ポンプを備えた燃料供給装置を示す一部破断正面図である。
【図２】図１の円周流ポンプを形成する羽根車の外観拡大斜視図である。
【図３】図１の円周流ポンプの要部拡大縦断面図である。
【図４】羽根溝部の円弓部の半径寸法とフィード通路の壁面の半径寸法の寸法比と圧力の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  円周流ポンプ、２  羽根車、５  ポンプカバー、５ｆ  フィード通路、６  ポンプベース、６ｆ  フィード通路、２０  仕切壁、２２  外周壁、２３  羽根溝部、２３ａ  第１の円弓部、２３ｂ  第２の円弓部、２３ｃ  連結面、２４  一方の端面、２５  他方の端面、５１  カバー端面、５２  壁面、６１  ベース端面、６２  壁面、１００  燃料供給装置、Ｒ１，ｒ１  円弓部の半径寸法、Ｒ２，ｒ２  フィード通路壁面の半径寸法、
Ｔ  凸形隔壁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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