(57)【要約】【課題】  サイドフィード方式の燃料ポンプにおいて、ポンプケーシングの外側に突出してサイド吸入路に連通するサイドポートを、安価で且つ精度高く形成して提供する。【解決手段】  燃料ポンプのポンプ部とモータ部を収容するハウジングに、ポンプケーシングのサイド吸入路と対向する位置から外部に突出する筒を形成する。筒の先端に開口部を設け、筒をサイド吸入路と連通させてサイドポートとする。ハウジングは加工が容易であるので、サイドポートが安価に精度高く形成された燃料ポンプが実現される。【選択図】  図１
2005113686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ部と燃料ポンプ部が共通ハウジングに収容されている燃料ポンプであり、
燃料ポンプ部はインペラとポンプケーシングを有し、
インペラは、略円板状であり、表裏両面の外周に沿った領域に複数の羽根溝が周方向に繰返して形成されており、
ポンプケーシングは、インペラを収容しており、インペラの羽根溝との間で圧縮流路を形成する凹部がインペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで周方向に伸びており、その上流端に連通するサイド吸入路とその下流端に連通する吐出路を備えており、
電動モータ部の回転軸がポンプケーシング外からポンプケーシング内に挿入されてインペラに係合しており、
共通ハウジングが、ポンプケーシングのサイド吸入路と対向する位置から外部に突出する筒を有しており、その筒の内部にサイドポートが形成されており、サイドポートとサイド吸入路が連通していることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
燃料タンク内に配置される燃料ポンプであり、共通ハウジングに形成されている筒にフィルタが取付けられており、燃料タンク内の燃料がフィルタとサイドポートとサイド吸入路を通過してポンプケーシング内に吸入されることを特徴とする請求項１の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料を吸入して昇圧し、昇圧された燃料を燃料タンク外に供給する燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
インペラとポンプケーシングからなる燃料ポンプが知られており、特許文献１，２等に開示されている。
インペラは、略円板状であり、表裏両面の外周に沿った領域に複数の羽根溝が周方向に繰返して形成されている。ポンプケーシングは、インペラを収容しており、インペラの羽根溝との間で圧縮流路を形成する凹部が、インペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで周方向に伸びている。ポンプケーシングには、圧縮流路の上流端に連通する吸入路と圧縮流路の下流端に連通する吐出路が形成されている。
インペラが回転すると、燃料が吸入路から圧縮流路に吸入され、圧縮流路を周方向に流れるうちに昇圧され、昇圧された燃料が吐出路から送り出される。
【特許文献１】特公昭４６−３３８５３号公報
【特許文献２】特表２０００−５２７６７７号公報
【０００３】
吸入路が、圧縮流路の上流端からインペラの回転面内で伸びているポンプが開発されている。これに対して、吸入路が、インペラの回転面に直交する方向に伸びているポンプも開発されている。前者をサイドフィード方式といい、後者をボトムフィード方式ということにすると、サイドフィード方式は、インペラの表面側の圧縮流路にも裏面側の圧縮流路にも燃料を導入しやすい。表裏両面の圧縮流路を有効に活用することができる。ボトムフィード方式では、吸入路からインペラの一面側の圧縮流路に吸入した燃料をインペラまたはインペラの外周を経由してインペラの他面側の圧縮流路に導入する必要があり、他面側の圧縮流路を有効に活用することが困難である。更に、サイドフィード方式では、燃料フィルタを燃料ポンプの側方に配置することができ、燃料ポンプに燃料フィルタを取付けたアッシーの全高を低く抑えることができる。サイドフィード方式は、高さの低い燃料タンク内に収容しやすく、燃料の昇圧効率も高い。
【０００４】
しかしながら、サイドフィード方式の燃料ポンプには、燃料フィルタを固定するための筒を形成しづらいという問題がある。
特許文献１のサイドフィード方式の燃料ポンプには燃料フィルタが取付けられない。これでは異物が吸入されて燃料ポンプの運転が損なわれる可能性があり、燃料ポンプの信頼性を確保することができない。
特許文献２のサイドフィード方式の燃料ポンプは、筒状のフィルタの内部空間に燃料ポンプが設置されて用いられる。これでは、大きなフィルタが必要とされ、小さな体積内に燃料ポンプをコンパクトに搭載することができない。
図４は、サイドフィード方式の燃料ポンプに、燃料フィルタを固定するための筒を形成する技術を示す。ポンプカバー１０４とポンプボディー２０４を組みわせてポンプケーシング１０２を形成する。ポンプケーシング１０２内に図示しないインペラが収容される。ポンプカバー１０４の下面には、インペラの回転方向に沿って上流端１１７から下流端１１９まで周方向に伸びている圧縮流路１１８が形成されている。圧縮流路１１８の上流端１１７に連通する吸入路１１６が形成されている。ポンプカバー１０４から外側に突出する上半筒１０８が設けられており、上半筒１０８の内側１１２は吸入路１１６に連なっている。さらに圧縮流路１１８の下流端１１９に連通する吐出路１２０が形成されている。
ポンプボディー２０４の上面には、インペラの回転方向に沿って上流端２１７から下流端２１９まで周方向に伸びている圧縮流路２１８が形成されている。圧縮流路２１８の上流端２１７に連通する吸入路２１６が形成されている。ポンプボディー２０４から外側に突出する下半筒２０８が設けられており、下半筒２０８の内側２１２は吸入路２１６に連なっている。
ポンプカバー１０４とポンプボディー２０４を組合せてポンプケーシング１０２を形成すると、ポンプカバー１０４の上半筒１０８とポンプボディー２０４の下半筒２０８が組合されて内部に閉じた断面を有する筒１０８，２０８となり、筒の内部に吸入ポート１１２，２１２が形成される。筒１０８，２０８の内部に形成される吸入ポート１１２，２１２は、吸入路１１６，２１６に連通する。上半筒１０８と下半筒２０８を組合せた筒に、図示しない燃料フィルタを固定することができる。
ポンプ部とモータ部を一体化する共通ハウジング１２４には、ポンプケーシング１０２の筒１０８，２０８の位置に対応して切り欠き１２６が設けられており、筒１０８，２０８が共通ハウジング１２４外に伸びるのを許容する。
インペラが回転すると、燃料は、図示しない燃料フィルタと吸入ポート１１２，２１２と吸入路１１６，２１６を通過して圧縮流路１１８，２１８に吸入され、圧縮流路１１８，２１８を流れる間に昇圧され、昇圧された燃料が吐出口１２２から送りだされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポンプカバー１０４の上半筒１０８とポンプボディー２０４の下半筒２０８には、繋ぎ目から燃料が流入しないことが要求され、燃料フィルタの取付け部との間に高いシール性が確保されることが要求される。この要求を満たすためには、ポンプカバー１０４の上半筒１０８とポンプボディー２０４の下半筒２０８を精度高く加工し、正確に組みたてる必要がある。ポンプカバー１０４とポンプボディー２０４は一定の強度が必要とされるために厚みのある形状となっており、これらに上半筒１０８または下半筒２０８を精度高く作成することは困難である。ポンプカバー１０４とポンプボディー２０４に上半筒１０８と下半筒２０８を精度よく加工するのが困難であるために、ポンプケーシングの製造に時間を要し、製造コストが高くなっていた。
本発明は上記問題点に鑑みて創作されたものであり、ポンプケーシングの外側に突出してサイド吸入路に連通する筒を、安価に短時間で精度高く形成できる燃料ポンプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、電動モータ部と燃料ポンプ部が共通ハウジングに収容されている燃料ポンプに関する。燃料ポンプ部は、インペラとポンプケーシングを有している。インペラは、略円板状であり、表裏両面の外周に沿った領域に複数の羽根溝が周方向に繰返して形成されている。ポンプケーシングは、インペラを収容しており、インペラの羽根溝との間で圧縮流路を形成する凹部がインペラの回転方向に沿って上流端から下流端まで周方向に伸びており、その上流端に連通するサイド吸入路とその下流端に連通する吐出路を備えている。電動モータ部の回転軸がポンプケーシング外からポンプケーシング内に挿入されてインペラに係合しており、電動モータ部によってインペラが回転させられる。共通ハウジングは、ポンプケーシングのサイド吸入路と対向する位置から外部に突出する筒を有しており、その筒の内部にサイドポートが形成されており、サイドポートとサイド吸入路が連通している。
【０００７】
本発明の共通ハウジングに形成されている筒は、ポンプケーシングの側面に筒が形成されている場合と同様に、燃料を滞りなく通過させることができる。インペラが回転すると、共通ハウジングに設けられた筒の端部に形成されている吸入口から燃料が吸入される。吸入された燃料は、筒内に形成されているサイドポートに入り、サイドポートを通過してサイド吸入路に入り、サイド吸入路を経由して圧縮流路に導入される。
共通ハウジングは、電動ポンプ部とポンプケーシング等を収容する容器の機能を有しており、ポンプケーシングよりも薄い板厚の素材から形成されている。ハウジングに対して外部に伸びる筒を形成する工程は、ポンプケーシングに対して外部に伸びる筒を形成する工程に比較すると容易であり、加工時間を短縮して加工費用を低減することができる。この結果、燃料ポンプの製造コストを下げることができる。又、ハウジングは加工がしやすいために、筒の加工精度を従来よりも高めることが可能となる。
本発明を利用すると、ポンプケーシングの外周面の形状は略円筒形となり、精度の高い加工が従来よりも行いやすい。ポンプケーシングの加工精度をさらに向上させることができる。
【０００８】
本発明は、燃料タンク内に配置される燃料ポンプに適用することが好ましく、共通ハウジングに形成されている筒にフィルタが取付けられて用いられる。燃料タンク内の燃料がフィルタとサイドポートとサイド吸入路を通過してポンプケーシング内に吸入される。燃料フィルタを燃料ポンプの側方に配置することができるために、燃料ポンプに燃料フィルタを取付けたアッシーの全高を低く抑えることができる。高さの低い燃料タンク内に収容しやすい。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明の燃料ポンプによると、ポンプケーシングのサイド吸入路と対向する位置からハウジングの外部に突出する筒をハウジングに形成すればよい。ハウジングに筒を加工する工程は、ポンプケーシングに筒を形成する工程よりも容易であり、加工時間を短縮することができる。その結果、サイドポートを形成するための費用を効果的に低減することが可能となる。また、加工が容易であるために、筒形状の加工精度を従来よりも高めることが可能となる。フィルタと筒とのシール性を向上させることができる。更に、ポンプケーシングは、外周形状が略円筒形となり、加工が行いやすく、加工精度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）ポンプケーシングのサイド吸入路が、インペラの半径方向に設けられている。ハウジングの筒も、インペラの半径方向に突出している。すなわち、サイド吸入路と同一方向に突出している。ハウジングの筒に形成されたサイドポートの断面形状は、サイド吸入路の断面形状と同一であり、サイドポートとサイド吸入路は、断面を一致させた状態で連通する。筒の先端の吸入口と、筒内部のサイドポートと、ポンプケーシングのサイド吸入路がインペラの半径方向に沿って一直線上に配置されることにより、筒の吸入口から吸入された燃料は、滞りなくポンプケーシング内の圧縮流路に導入される。
（形態２）インペラの羽根溝は、外周から所定距離だけ内側に入った領域に形成されている。インペラの外周は、サイド吸入路以外の部分では、ポンプケーシングの内周面に僅かな間隔を隔てて対向している。
（形態３）サイド吸入路は、インペラの表面側の圧縮流路とインペラの裏面側の圧縮流路に連通している。
【実施例】
【００１１】
（実施例１）
本発明を、自動車の燃料タンク内で用いられ、自動車のエンジンに燃料を供給するために利用される燃料ポンプに適用した実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は本実施例の燃料ポンプの断面図であり、図２はポンプケーシングとハウジングの一部の斜視図である。
燃料ポンプ２は、燃料ポンプ部４と、燃料ポンプ部４を回転駆動する電動モータ部２０から構成される。燃料ポンプ部４と電動モータ部２０は、略円筒形の共通ハウジング１８に収容され一体化されている。
【００１３】
モータ部２０は、ブラシ付直流モータであって、整流子２６と積層鉄心コイル２４からなる回転子３０と、２個の永久磁石２８ａ，２８ｂを備えている。永久磁石２８ａ，２８ｂはハウジング１８の内周に沿って固定されており、この内部に回転子３０が配置されている。回転子３０の中心をモータシャフト２２が貫通している。モータシャフト２２の下部は、ポンプ部４内に浸入しており、モータ部２０の回転をポンプ部４に伝えることができる。モータシャフト２２の上部は、ハウジング１８の上端部に取付けられたトップカバー３８に軸受３６を介して回転可能に支持されている。
トップカバー３８には図示されない端子が設けられており、モータ部２０に電気が供給される。供給される電流は、ブラシ３２から整流子２６を介して積層鉄心コイル２４に流れる。ブラシ３２と整流子２６が通電するコイルを選択する。回転子３０は永久磁石２８ａ，２８ｂがつくる磁場の中で回転力を発生させて、高速で回転する。
【００１４】
ポンプ部４は、ポンプケーシング１０と、インペラ１２を備えている。インペラ１２は略円板状であり、表裏両面の外周に沿った領域に複数の羽根溝群１３、１４が周方向に繰返して形成されている。羽根溝群１３、１４は、インペラ１２の外周から所定距離内側に入った領域に形成されている。表面側の羽根溝１３と裏面側の羽根溝１４の底部は、連通溝１６で連通している。インペラ１２の中心に、モータシャフト２２の下端部が係合しており、インペラ１２はモータシャフト２２と同一の回転数で回転する。
【００１５】
ポンプケーシング１０は、ポンプカバー６とポンプボディー８が組合わされて構成されており、内部にインペラ１２を収容する。ポンプカバー６とポンプボディー８は略円筒形をしており、サイド吸入路４８と、サイド吸入路４８に連通してインペラ１２の羽根溝１４との間で周方向に延びる圧縮流路５０を形成する凹溝と、インペラ１２の羽根溝１３との間で周方向に延びる圧縮流路５１を形成する凹溝と、インペラ１２の外周面に対向して延びる内周面を形成する周壁とを備えている。ポンプカバー６の圧縮流路５１の下流端には吐出路５２が設けられている。燃料がポンプ部４内に導入されるサイド吸入路４８は、インペラ１２の半径方向に延びている。吐出路５２は、ポンプカバー６の上部に開口部を有しており、モータ部２０の永久磁石の間に設けられた燃料通路に連通する。
ポンプカバー６とポンプボディー８は、金属のダイカスト成型により形成されており、圧縮流路５０、５１を昇圧された燃料が通過しても変形しない充分な強度を有している。ポンプカバー６とポンプボディー８のサイド吸入路４８と、圧縮流路５０、５１と、吐出路５２と、インペラ１２の外周面に対向して延びる内周面の形状は、非常に精度高く加工されている。
ポンプケーシング１０は、モータシャフト２２の下側を、軸受５４を介して回転可能に支持している。
【００１６】
略円筒状のハウジング１８は金属で作られており、プレス加工によって外部に突出する筒４２が形成されている。ハウジング１８は、ポンプケーシング１０やインペラ１２と比較すると板厚が薄く、プレス加工によって、容易にしかも精度高く筒４２を形成することができる。筒４２は、ハウジング１８の内部に収容するポンプケーシング１０のサイド吸入路４８と対向する位置に設けられている。筒４２が突出す方向は、サイド吸入路４８の延びる方向と同じであって、インペラ１２の半径方向となっている。筒４２の先端は開口して、吸入口４４となっている。筒４２の内部がサイドポート４６を形成している。サイドポート４６の断面形状はポンプケーシング１０のサイド吸入路４８の断面形状と同一に加工されている。
【００１７】
ハウジング１８に、モータ部２０とポンプ部４が収容されると、ハウジング１８の筒４２の中心軸の位置が、ポンプケーシング１０のサイド吸入路４８の中心軸と一致するようにハウジング１８とポンプ部４が位置決めされ、ハウジング１８の下端がポンプボディー８の外周に沿ってかしめられる。かしめによって塑性変形したハウジング部１８は、ポンプ部４を相対変位不能に固定する。ポンプ部４が固定されることによって、吸入口４４とサイドポート４６とサイド吸入路４８は直線状に連通する。
【００１８】
筒４２に、燃料フィルタ７２を取付けることができる。燃料フィルタ７２には取付け筒７０が形成されており、取付け筒７０を筒４２に被せることによって燃料フィルタ７２が燃料ポンプ２に固定される。筒４２の形状は、フィルタ側の取付け筒７０の形状に対応して精度高く加工することができる。薄肉化して外径を小さくすればフィルタ７２が取付けやすい。
【００１９】
燃料ポンプ２は、燃料タンクの底部に設置されて使用される。インペラ１２がモータ部２０の回転によって回転すると、フィルタ７２で濾過された燃料が吸入口４４から燃料ポンプ２内に入る。燃料はサイドポート４６からサイド吸入路４８を経由して圧縮流路５０、５１に入り、圧縮流路５０、５１を周方向に流れるうちに圧縮されて昇圧される。昇圧された燃料は、吐出路５２を通過して、永久磁石２８ａと永久磁石２８ｂの間に設けられた流路を通り、モータ部２０の上部に設けられた吐出ポート５６を通過して吐出口３４から燃料ポンプ２外に供給される。
吸入口４４とサイドポート４６とサイド吸入路４８の断面形状がほぼ一致しており、且つ直線状に連通していることによって、吸入口４４から吸入された燃料はインペラ１２の上方の圧縮流路５１と下方の圧縮流路５０に直ちに導入される。吸入時の燃料の流れはスムーズであり、燃料が滞ることなく効率よく昇圧される。
【００２０】
本実施例の燃料ポンプ２は、ハウジング１８にプレス加工して外部に突出する筒４２を形成し、筒４２の先端に吸入口４４となる開口部を設け、筒４２の内部をサイドポート４６とし、サイドポート４６をポンプケーシング１０のサイド吸入路４８に連通させている。ハウジング１８にプレス加工を施すことによって、短い加工時間で精度高く筒４２を形成することができる。ハウジング１８に筒４２を形成する工程は、ポンプカバー６とポンプボディー８に各々上半筒と下半筒をダイカスト成形で形成する工程よりも容易であるため、従来よりも短時間で安価に燃料ポンプ２にサイドポート４６を形成することができる。
また、ハウジング１８の加工は容易であるために、筒４２の形状の加工精度を従来よりも高めることができ、筒４２をフィルタの取付け易い形状や、フィルタとの間のシール性を向上させた形状に加工することができる。
さらに、本実施例のポンプケーシング１０のポンプカバー６とポンプボディー８は、外形形状が略円筒形となり、ポンプカバー６とポンプボディー８の加工が行いやすくなり、インペラ１２と対向する内周面等の加工精度を上げることができる。
【００２１】
本実施例においては、モータ部２０にブラシ付きの直流モータを使用したが、ブラシレスのモータ等の他の形式のモータを利用することができる。また、ハウジング１８とポンプ部４の固定方法は、かしめ以外にも嵌合や接着の方法で行うことができる。
【００２２】
（実施例２）
本実施例に係わる燃料ポンプ６０のポンプ部４とハウジング６２の一部を図３に示す。第１実施例と同一の構成の部分については、同一符号を付与して重複説明を割愛する。
【００２３】
本実施例のハウジング６２は、ポンプ部４とモータ部２０を収容する円筒部６６に、円筒６４を接着して形成される。円筒部６６には、内部に収容するポンプケーシング１０のサイド吸入路４８と対向する位置に予め開口部が設けられており、この開口部に筒６４が精度高く接着される。円筒部６６と筒６４は、例えば同一種類の金属で形成することができる。また、充分な接着性が得られる場合には、円筒部６６と筒６４を異なる素材で形成することができる。
【００２４】
本実施例のハウジング６２の筒６４は、予め所望する形状に加工した後に円筒部６６に接着することができる。例えば筒６４をフィルタの取付けやすい形状とするために、筒６４の板厚を吸入口４４に向かって徐々に薄くしていき、内径を一定に保ちつつ外径を徐々に絞る加工を行うことができる。又、フィルタとの結合部のシール性を向上するために、筒の外側の形状をフィルタの取付け位置の形状に対応させて、特に精度高く加工することができる。いずれの場合においても、筒６４単体を精度高く加工する工程は、ポンプカバー６とポンプボディー８に筒を設けてこれを精度高く加工する工程よりも著しく容易であり、たとえ筒６４を円筒部６６に精度高く接着する処理に時間と費用を要しても、燃料ポンプ６０全体の加工費用は従来よりも低減される。
【００２５】
（実施例３）
本実施例のハウジングは素材に樹脂が用いられ、燃料フィルタを固定する筒が一体成型されている。本実施例の燃料ポンプは、第１実施例の図１に示された燃料ポンプと同一形状となる。
樹脂は、金属に比較すると複雑な形状に成形しやすい。ハウジングを樹脂の一体成形で形成することにより、モータ部とポンプ部を収容する円筒部と円筒部から外部に突出す筒部を最初から一体化した１個の部品で構成することができ、部品点数を削減することができる。又、樹脂の成型品は、軟化した樹脂を型に注入して硬化させることで製作でき、少ない工程で複雑な形状を精度高く作成することができる。
このように、本実施例の筒を備えたハウジングを樹脂で形成する工程は、従来のポンプボディーとポンプカバーに上筒と下筒を成形で形成する工程よりも著しく容易であり、従来よりも安価で且つ短時間にサイドポートを有する燃料ポンプを得ることができる。
【００２６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施例の燃料ポンプの断面図。
【図２】第１実施例のポンプケーシングとハウジングの斜視図。
【図３】第２実施例のポンプ部とハウジングの断面図。
【図４】従来の燃料ポンプのポンプケーシングとハウジングの斜視図。
【符号の説明】
【００２８】
２・・燃料ポンプ
４・・燃料ポンプ部
６・・ポンプカバー
８・・ポンプボディー
１０・・ポンプケーシング
１２・・インペラ
１８・・ハウジング
２０・・電動モータ部
２２・・モータシャフト
２８ａ，２８ｂ・・永久磁石
３０・・回転子
３２・・ブラシ
３４・・吐出口
４２・・筒
４４・・吸入口
４６・・吸入ポート
４８・・サイド吸入路
５０・・圧縮流路
５２・・吐出路
【図１】
2005113686.tif 000003
【図２】
2005113686.tif 000004
【図３】
2005113686.tif 000005
【図４】
2005113686.tif 000006