(57)【要約】【課題】インペラ及び／又はケーシングに揚力を発生する凹状溝を形成したポンプにおいて、インペラとケーシングの接触を効果的に抑制する。【解決手段】本発明のポンプ１０は、略円盤形状のインペラ３６と、インペラ３６を回転可能に収容するケーシング３９と、を備えており、インペラ３６が回転することでケーシング３９内のポンプ流路４４，４６に流体を吸入して昇圧し、ケーシング３９外に流体を吐出する。吸入側のインペラ３６の表面と、そのインペラ３６の表面と対向する吸入側のケーシング内面４０ｂの少なくとも一方に、ポンプ流路４４，４６からシールされた凹状溝３６ｃが形成されており、吐出側のインペラ３６の表面と、そのインペラ３６の表面と対向する吐出側のケーシング内面３８ｂに、ポンプ流路４４，４６からシールされた凹状溝が形成されていない。【選択図】図４
2007297970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングと、を備えており、インペラが回転することでケーシング内のポンプ流路に流体を吸入して昇圧し、昇圧した流体をケーシング外に吐出するポンプであって、
吸入側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吸入側のケーシング内面の少なくとも一方には、ポンプ流路からシールされた凹状溝が形成されており、
吐出側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吐出側のケーシング内面のいずれにも、ポンプ流路からシールされた凹状溝が形成されていないことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
吐出側のケーシング内面には、インペラの周方向に沿って一周する凸状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
凹状溝が、インペラの中心部から外周部に向かって渦状に伸びる形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ
【請求項４】
ケーシングの外部に設けられたモータ室と、
モータ室内に収容され、回転するシャフトを備えたモータをさらに有し、
ケーシングには、ポンプ流路とモータ室とを連通する吐出孔と、モータのシャフトが貫通する貫通孔が形成されており、
モータのシャフトの一端がインペラと係合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５】
略円盤形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングと、を備えており、インペラが回転することでケーシング内に流体を吸入して昇圧し、昇圧した流体をケーシング外に吐出するポンプであって、
吸入側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吸入側のケーシング内面の少なくとも一方に、インペラが回転したときに流体を圧縮して吸入側のインペラの表面と吸入側のケーシング内面のクリアランスを大きくする方向に作用する揚力を発生させる吸入側凹状溝が形成されており、
吐出側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吐出側のケーシング内面の少なくとも一方に、インペラが回転したときに流体を圧縮して吐出側のインペラの表面と吐出側のケーシング内面のクリアランスを大きくする方向に作用する揚力を発生させる吐出側凹状溝が形成されており、
吐出側凹状溝の本数及び／または形状は、吸入側凹状溝の本数及び／または形状に応じて、吸入側凹状溝に比べて発生させる揚力が小さくなるように決められていることを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン等の流体を吸込んで昇圧し、昇圧した流体を吐出するポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は従来技術に係るポンプを開示している。特許文献１のポンプは、略円盤形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングとを備えている。このポンプでは、インペラが回転すると、ケーシング内のポンプ流路に流体が吸入される。ケーシング内のポンプ流路に吸入された流体は、インペラの回転に伴って昇圧され、昇圧された流体がケーシング外に吐出される。インペラの吐出側及び吸入側の両表面には、それぞれＵ字形状をした凹状溝が形成されている。この凹状溝はポンプ流路からシールされている。
このポンプでは、インペラが回転すると、インペラに形成された凹状溝内にも流体が流入し、流入した流体が凹状溝内から流出する際に、その流体にインペラの回転軸方向の速度成分を生じさせる。これによって、インペラの表面とケーシング内面のクリアランスを大きくする方向に作用する揚力が発生し、インペラとケーシングとの接触が防止され、ポンプ効率が向上するとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２８０７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、このポンプでは、インペラが回転すると、インペラの吐出側及び吸入側の両表面に形成された凹状溝によって揚力が発生する。インペラの両表面には、同形状の凹状溝が形成されている。従って、インペラの表面とケーシング内面とのクリアランスが吐出側と吸入側とで均等となる状態では、吐出側のインペラ表面に作用する揚力と吸入側のインペラ表面に作用する揚力は略同じとなる。
一方、ポンプ流路内の流体の圧力差による力は、インペラを吸入側のケーシング内面に押し付ける方向に作用する。すなわち、ポンプ流路内に吸入された流体は、ポンプ流路を上流側（吸入側）から下流側（吐出側）に流れるのに伴って昇圧される。従って、ポンプ流路内の流体は、吐出側の方が吸入側よりも高い圧力となる。このため、インペラの吐出側の表面は吸入側の表面よりも高い圧力を受け、インペラは吸入側のケーシング内面方向に力を受ける。
従って、インペラ全体に作用する力は、吸入側のケーシング内面方向に作用する力がより大きくなる。インペラが吸入側のケーシング内面方向に力を受けると、その方向にインペラが押されて、吸入側のインペラ表面と吸入側のケーシング内面とのクリアランスが小さくなる。このため、吸入側のクリアランス内の流体が圧縮され、吸入側のインペラに作用する揚力が大きくなり、インペラに作用する力が均衡する。従って、インペラは、吸入側のケーシング内面に近接した状態で回転し続ける。
このように、インペラが吸入側のケーシング内面に近接した状態で回転すると、ポンプ流路内の流体圧力の変動等によってインペラがわずかに傾いても、インペラと吸入側のケーシング内面とが接触してしまうこととなる。インペラがケーシング内面に接触すると、摺動損失が発生し、ポンプ効率が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、インペラとケーシングとの接触を効果的に抑制することができる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】
【０００６】
本発明のポンプは、略円盤形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングと、を備えている。インペラが回転すると、ケーシング内のポンプ流路に流体を吸入して昇圧し、昇圧した流体をケーシング外に吐出する。そして、吸入側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吸入側のケーシング内面の少なくとも一方には、ポンプ流路からシールされた凹状溝が形成されており、吐出側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吐出側のケーシング内面のいずれにも、ポンプ流路からシールされた凹状溝が形成されていないことを特徴とする。
このポンプでは、吐出側のインペラ表面及び吐出側のケーシング内面には凹状溝が形成されていない。従って、吐出側のインペラ表面では揚力が発生せず、吸入側のインペラ表面でのみ、揚力が発生する。吸入側のインペラ表面に作用する揚力は、ケーシング内の流体の圧力差によって発生する力を打ち消す方向に作用する。これによって、インペラが吸入側のケーシング内面に押し付けられ、接触することが抑制される。
【０００７】
上記のポンプにおいては、吐出側のケーシング内面に、インペラの周方向に沿って一周する凸状部が形成されていることが好ましい。
このように、吐出側のケーシング内面に凸状部を形成すると、吐出側のケーシングとインペラが接触したとしても、吐出側のケーシングとインペラが部分的に接触するだけとなる。このため、インペラとケーシングが接触した際の摺動損失を低減することができる。
なお、上記凸状部は、ポンプ流路より内側の位置に設けられることが好ましい。ポンプ流路より内側の位置に凸状部が設けられると、ポンプ流路からの漏れ流体が凸状部を超えて吐出側のクリアランス内に流れることが抑制することができる。これによって、ケーシング内の流体を効率よく昇圧することが可能となり、ポンプ性能を向上させることができる。
【０００８】
上記のポンプにおいては、上記凹状溝が、インペラの中心部から外周部に向かって渦状に伸びる形状であることが好ましい。
このように、凹状溝を形成すると、インペラにより大きな揚力が作用するので、より好適にインペラとケーシング内面との接触を防止することができる。
なお、凹状溝の外周端とポンプ流路の間には間隔が設定されていることが好ましい。凹状溝とポンプ流路の間に間隔を設定することで、凹状溝とポンプ流路とのシールを行うことができる。
【０００９】
上記のポンプは、ケーシングの外部に設けられたモータ室と、モータ室内に収容され、回転するシャフトを備えたモータをさらに有することができる。かかる構成を採る場合、ケーシングには、ポンプ流路とモータ室とを連通する吐出孔と、モータのシャフトが貫通する貫通孔が形成されており、モータのシャフトの一端がインペラと係合されていることが好ましい。
このような構成によれば、シャフトと貫通孔との隙間を通ってモータ室からケーシング内に逆流する高圧の流体によってインペラが吸入側のケーシング内面方向に力を受ける。これによって、インペラが吐出側のケーシング内面に接触することが防止される。また、インペラが吸入側のケーシング内面方向に力を受けても、凹状溝によって発生した揚力がその力を打ち消す方向に作用するので、インペラと吸入側のケーシング内面との接触も抑制される。
【００１０】
また本発明は、上記課題を解決することができる新規なポンプを提供する。このポンプは、略円盤形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングと、を備えており、インペラが回転することでケーシング内に流体を吸入して昇圧し、昇圧した流体をケーシング外に吐出する。吸入側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吸入側のケーシング内面の少なくとも一方に、インペラが回転したときに流体を圧縮して吸入側のインペラの表面と吸入側のケーシング内面のクリアランスを大きくする方向に作用する揚力を発生させる吸入側凹状溝が形成されている。吐出側のインペラ表面と、そのインペラ表面と対向する吐出側のケーシング内面の少なくとも一方に、インペラが回転したときに流体を圧縮して吐出側のインペラの表面と吐出側のケーシング内面のクリアランスを大きくする方向に作用する揚力を発生させる吐出側凹状溝が形成されている。吐出側凹状の本数及び／または形状は、吸入側凹状溝の本数及び／または形状に応じて、吸入側凹状溝に比べて発生させる揚力が小さくなるように決められている。
このような構成のポンプによっても、インペラが吸入側のケーシング内面に押し付けられ、接触することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、第１実施例のウエスコポンプの特徴を列記する。
（形態１）ウエスコポンプは、略円盤形状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケーシングとを備えている。
（形態２）インペラの一方の表面と対向するケーシング内面には吐出口が形成されており、インペラの他方の表面と対向するケーシング内面には吸入口が形成されている。
（形態３）ウエスコポンプは、インペラが回転することで吸入口からケーシング内に流体を吸入し、吐出口からケーシング外に流体を吐出する。
（形態４）吸入側のインペラ表面に吸入側凹状溝が形成されている。
（形態５）吐出側のケーシング内面にはインペラの周方向に沿って一周する凸状部が形成されている。
（形態６）凹状溝群の各凹状溝は、少なくとも、インペラの半径方向に伸びるように形成されている。
（形態７）インペラの吐出側及び吸入側の両表面の外周面から所定の距離を隔てた内側を周方向に伸びる領域には、周方向に繰返す凹所群が形成されている。凹所群は凹状溝群の外周側の端部より外側に形成され、凹状溝群の外周側の端部と凹所群との間には平滑面が形成されている。
（形態８）ポンプケーシングには、インペラに揚力を発生させるための凹状溝群は形成されていない。
（形態９）吐出側のインペラ表面に対向するケーシング内面には、そのインペラ表面に形成された凹所群に対向する領域を、上流側から下流側まで伸びる第１溝が形成されている。吸入側のインペラ表面に対向するケーシング内面には、そのインペラ表面に形成された凹所群に対向する領域を、上流側から下流側まで伸びる第２溝が形成されている。
【００１２】
次に、第２実施例のウエスコポンプの特徴を列記する。
（形態１０）吐出側のインペラ表面には吐出側凹状溝群が形成され、吸入側のインペラ表面には吸入側凹状溝群が形成されている。吐出側凹状溝群によって発生する揚力は、吸入側凹状溝群によって発生する揚力より小さくされている。
（形態１１）吐出側凹状溝群の本数は、吸入側凹状溝の本数よりも少ない。
（形態１２）吐出側凹状溝の長さは吸入側凹状溝よりも短い。
（形態１３）吐出側凹状溝の幅は吸入側凹状溝よりも小さい。
（形態１４）吐出側凹状溝の深さは吸入側凹状溝よりも浅い。
（形態１５）吐出側凹状溝の流入角は吸入側凹状溝よりも小さい。
【実施例】
【００１３】
（実施例１）  本発明を具現化した一実施例のウエスコポンプ１０について、図面を用いて説明する。ウエスコポンプ１０は、自動車等の燃料タンク中の燃料に浸漬された状態で使用され、燃料タンク内の燃料をエンジンに圧送する。
図１に示すように、ウエスコポンプ１０は、モータ部１２とポンプ部１４がハウジング１６内に収容されて構成されている。モータ部１２は回転子１８を有する。回転子１８は、シャフト２０と、シャフト２０に固定されている積層鉄芯２２と、積層鉄芯２２に巻かれている図示されていないコイルと、そのコイルの端部が接続されている整流子２４を有している。シャフト２０は、ハウジング１６に対して、軸受２６，２８によって回転可能に支持されている。ハウジング１６の内側には、回転子１８を取囲むように、永久磁石３０が固定されている。ハウジング１６の上部に取り付けられたトップカバー３２には、図示されない端子が設けられており、モータ部１２に電気が供給される。モータ部１２に電気を供給すると、ブラシ３４と整流子２４を介してコイルに電流が流れ、回転子１８が回転し、シャフト２０も回転する。また、トップカバー３２には、吐出ポート４８が形成されている。
【００１４】
ハウジング１６の下部にはポンプ部１４が収容されている。ポンプ部１４は、略円盤状のインペラ３６と、インペラ３６を収容するポンプケーシング３９を備えている。
インペラ３６の中心には断面Ｄ字形の貫通孔３６ｆ（図２参照）が形成されており、貫通孔３６ｆにはシャフト２０の下端が係合している。したがって、インペラ３６はシャフト２０の軸方向に移動可能である一方で、シャフト２０に対して相対回転不能となっている。このため、シャフト２０が回転するとインペラ３６も回転する。
インペラ３６の上面及び下面はシャフト２０に対して垂直な平面状に形成されている。インペラ３６の上面には、外周に沿って周方向に連続する凹所群３６ｂ，３６ｂ，・・・が設けられている。インペラ３６の下面には、外周に沿って周方向に連続する凹所群３６ａ，３６ａ，・・・と、凹所群３６ａ，３６ａ，・・より内側でインペラの中心から外側に向かって伸びる凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・・が設けられている。インペラ３６の上面に形成された凹所群３６ｂ，３６ｂ，・・・と、下面に形成された凹所群３６ａ，３６ａ，・・・とは、その底部で連通している。
図２，３に示すように、インペラ３６の下面に形成されている凹状溝３６ｃは、中心側の端部３７ｃから外周側の端部３７ａに向けて曲線状（螺旋状）に延びている。また、凹状溝３６ｃの外周側の端部３７ａと凹所３６ａとの間には距離Ａが設定されている。即ち、凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・の外周側の端部３７ａ，３７ａ・・と凹所群３６ａ，３６ａ，・・との間には平滑面が形成されている。さらに、凹所群３６ａ，３６ａ，・・とインペラ３６の外周面３６ｅとの間にも平滑面が形成されている。
【００１５】
ポンプケーシング３９は吐出側ケーシング３８と吸入側ケーシング４０とから構成される。吸入側ケーシング４０のケーシング面４０ｂは、インペラ３６の下面と平行な平面状に形成されている。ケーシング面４０ｂには、インペラ３６の下面に設けられた凹所群３６ａ，３６ａ，・・・に対向する溝４０ａが形成されている。吐出側ケーシング３８のケーシング面３８ｂは、図４に示すように、その一部がインペラ３６に最も接近するように形成されている。インペラ３６に最も接近する部分（凸状部３８ｃ）は、周方向に連続して一巡するように形成されている。ケーシング面３８ｂには、インペラ３６の上面に設けられた凹所群３６ｂ，３６ｂ・・・に対向する溝３８ａが形成されている。溝３８ａと溝４０ａは、インペラ３６の回転方向に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字状に形成されている。吸入側ケーシング４０には、溝４０ａの上流端に連通するように吸入口４２が形成されている。吐出側ケーシング３８には、溝３８ａの下流端に連通するように吐出口５０が形成されている。インペラ３６の上面に設けられた凹所群３６ｂと吐出側ケーシング３８に形成された溝３８ａによって第１昇圧路（ポンプ流路の一部）４４が形成され、インペラ３６の下面に設けられた凹所群３６ａと吸入側ケーシング４０に形成された溝４０ａによって第２昇圧路（ポンプ流路の一部）４６が形成されている。
【００１６】
インペラ３６がポンプケーシング３９内で回転すると、吸入口４２からポンプ部１４内に燃料が吸引される。ポンプ部１４内に吸引された燃料は、昇圧路４４，４６を上流側から下流側へ流れる。また、燃料は、昇圧路４４、４６を流れるうちに昇圧される。昇圧路４４、４６を流れる燃料は、昇圧路４４の下流端に達すると、吐出口５０からモータ部１２側に送り出される。モータ部１２に送り出された燃料は、モータ部１２を通過し、吐出ポート４８から外部に送り出される。
【００１７】
ここで、インペラ３６の回転時に、インペラ３６に作用する力について説明する。上述したように、インペラ３６が回転すると、燃料が昇圧路４４、４６を上流側から下流側に流れるのに伴って昇圧される。インペラ３６が回転している状態では、昇圧路４４内の燃料の方が、昇圧路４６内の燃料よりも圧力が高くなる。昇圧路４４、４６はインペラ３６の上下面に形成されているので、インペラ３６は第１昇圧路４４と第２昇圧路４６を流れる燃料の圧力差によって力を受ける。すなわち、昇圧路４４，４６を流れる燃料の圧力差によって、インペラ３６はケーシング面４０ｂに押し付けられる方向に力を受ける。
【００１８】
また、ポンプ部１４からモータ部１２に吐出された燃料のうち、ごく微量の燃料は、シャフト２０と軸受２８との隙間を通ってインペラ３６の上面とケーシング面３８ｂとのクリアランス内に流入する。このクリアランス内に流入した微量の燃料は圧力が高く、この燃料の圧力によっても、インペラ３６はケーシング面４０ｂ方向に力を受ける。
【００１９】
また、インペラ３６の下面とケーシング面４０ｂとの間のクリアランス内にも、ごく微量の燃料が流入する。クリアランス内に流入した燃料は、凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・・に引込まれる。凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・に引き込まれた燃料は、凹状溝群３６ｃ，３６ｃ・・の一方の壁３７ｂに案内されて凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・の外周側の端部３７ａに向かって流れる（図３参照）。凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・・内を中心側から外周側へ送り出される燃料は、ケーシング面４０ｂを押圧し、インペラ３６に揚力（インペラ３６の下面とケーシング面４０ｂとのクリアランスを大きくする方向に作用する力）を発生させる。
一方、インペラ３６の上面には凹状溝が形成されていないので、インペラ３６の上面とケーシング面３８ｂとの間には揚力が発生しない。
【００２０】
このように、インペラ３６には、昇圧路４４、４６内の燃料の圧力差による力と、モータ部１２からシャフト２０と軸受２８との隙間を通ってポンプ部１４内に逆流した燃料の圧力による力と、凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・・による揚力が作用する。燃料の圧力差による力と、逆流した燃料の圧力による力は、インペラ３６をケーシング面４０ｂに押し付ける方向に作用する。揚力は、インペラ３６をケーシング面４０ｂに押し付ける力を打ち消す方向に作用する。従って、インペラ３６は、ケーシング面４０ｂ側に押されることなく回転することができる。これによって、インペラ３６のケーシング面４０ｂへの接触が抑制され、摺動損失や磨耗をより低減させることができる。
【００２１】
以上に説明したように、第１実施例のウエスコポンプ１０では、インペラ３６の下面に凹状溝３６ｃ，３６ｃ・・・が形成されており、インペラ３６の上面及びケーシング面３８ｂには凹状溝が形成されていない。従って、凹状溝３６ｃ，３６ｃ，・・・で発生した揚力によって、インペラ３６をケーシング面４０ｂに押し付ける方向に作用する力を打ち消すことができる。これによって、インペラ３６がケーシング面４０ｂ側に押し付けられて、ケーシング面４０ｂと接触することが抑制される。
また、第１実施例のウエスコポンプ１０では、ケーシング面３８ｂの凹所群３６ｂ，３６ｂ，・・・よりも内側の位置に、インペラ３６の周方向に連続して一巡する凸状部３８ｃが形成されている。凸状部３８ｃでは、インペラ３６とのクリアランスが他の部位に比較して小さくなっているので、ポンプ流路からの漏れ燃料が凸状部３８ｃを超えて吐出側のクリアランス内に流れることが抑制されている。従って、昇圧路４４から漏れる燃料量を少なくすることができる。これによって、ケーシング内の燃料を効率よく昇圧することが可能となり、高いポンプ性能を実現している。
また、昇圧路４４，４６内の燃料圧力の変動等によって、インペラ３６に作用するケーシング内面３８ｂ方向の力が大きくなっても、モータ部１２からシャフト２０と軸受２８との隙間を通ってポンプ部１４内に逆流した燃料の圧力によって、インペラ３６とケーシング内面４０ｂとの接触が抑制される。また、仮にインペラ３６とケーシング内面３８ｂとが接触したとしても、インペラ３６が凸状部３８ｃと部分的に接触するだけなので、インペラとケーシングが接触した際の摺動損失は小さい。
【００２２】
（第２実施例）  なお、第１実施例のウエスコポンプ１０では、インペラ３６の下面にのみ凹状溝が形成されていたが、インペラの上面にも凹状溝を形成しても良い。インペラの上面に凹状溝が形成された第２実施例に係るウエスコポンプについて、以下に説明する。なお、第１実施例と重複する部分については、その説明を省略あるいは簡易に行う。
【００２３】
図５に示す第２実施例のウエスコポンプ１１０でも、モータ部とポンプ部１１４を備えている。モータ部は、第１実施例のウエスコポンプ１０と同様に構成されている。
【００２４】
ポンプ部１１４は、略円板状のインペラ１３６と、インペラ１３６を収容するポンプケーシング１３９を備えている。
インペラ１３６は、第１実施例のインペラ３６と略同様に構成されている。すなわち、インペラ１３６上面には凹所群３６ｂ，３６ｂ，・・・が形成されており、インペラ１３６の下面には、凹所群３６ａ，３６ａ，・・・と、凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・・が形成されている。
また、インペラ１３６の上面には、凹状溝群３６ｄ，３６ｄ，・・・が形成されている。図６に示すように、凹状溝３６ｄは、インペラ１３６の下面に形成されている凹状溝３６ｃと同じ形状に形成されている。すなわち、凹状溝３６ｄは中心側の端部から外周側の端部に向けて曲線状（螺旋状）に延びている。但し、凹状溝３６ｄの本数は、凹状溝３６ｃの本数に比べて少ない（図６参照）。
【００２５】
ポンプケーシング１３９は、吐出側ケーシング１３８と吸入側ケーシング１４０とから構成されている。吸入側ケーシング１４０のケーシング面１４０ｂ、溝１４０ａ、吸入口１４２は、第１実施例の吸入側ケーシング４０と同様に形成されている。吐出側ケーシング１３８のケーシング面１３８ｂは、図５に示すように、インペラ１３６の上面と平行な平面状に形成されている。また、吐出側ケーシング１３８の溝１３８ａ、吐出口１５０は、第１実施例の吐出側ケーシング３８と同様に形成されている。インペラ１３６の上面に設けられた凹所群３６ｂと吐出側ケーシング３８に形成された溝１３８ａによって第１昇圧路１４４が形成され、インペラ１３６の下面に設けられた凹所群３６ａと吸入側ケーシング１４０に形成された溝１４０ａによって第２昇圧路１４６が形成されている。
【００２６】
ここで、インペラ１３６の回転時に、インペラ１３６に作用する力について説明する。インペラ１３６は、第１実施例と同様に、第１昇圧路１４４と第２昇圧路１４６を流れる燃料の圧力差によって力を受ける。また、モータ部から、シャフトと軸受との隙間を通ってインペラ１３６の上面とケーシング面１３８ｂとのクリアランス内に流入する燃料によっても力を受ける。これらの力は、インペラ１３６をケーシング面１４０ｂに押し付ける方向に作用する。
【００２７】
また、インペラ１３６の下面に形成された凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・は、揚力Ｂを発生させる。揚力Ｂは、インペラ１３６の下面とケーシング面１４０ｂとのクリアランスを大きくする方向に作用する。
【００２８】
さらに、インペラ１３６の上面に形成された凹状溝群３６ｄ，３６ｄ，・・・によっても、インペラ１３６の上面とケーシング面１３８ｂとのクリアランスを大きくする方向に揚力Ｃが発生する。上述したように、凹状溝群３６ｄ，３６ｄ，・・・の本数は、凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・・の本数に比べて少ない。従って、発生する揚力Ｃは、揚力Ｂに比べて小さくなる。
【００２９】
このように、インペラ１３６が回転すると、インペラ１３６には、昇圧路１４４、１４６内の燃料の圧力差による力と、モータ部からポンプケーシング１３９内に逆流した燃料の圧力と、揚力Ｂと、揚力Ｃが作用する。燃料の圧力差による力と、逆流した燃料の圧力と、揚力Ｃは、インペラ１３６をケーシング面１４０ｂに押し付ける方向に作用する。揚力Ｂは、それらの力を打ち消す方向に作用する。揚力Ｂは揚力Ｃより大きくなるため、揚力Ｂから揚力Ｃを差し引いた力で、燃料の圧力差による力やモータ部から逆流した燃料の圧力による力を打ち消すことができる。従って、インペラ１３６は、ケーシング面１４０ｂ側に接触することが抑制され、スムーズに回転することができる。これによって、ポンプ効率を向上することができる。
また、燃料圧力の変動等によって、インペラ１３６がケーシング面１３８ｂ側に押されると、インペラ１３６の上面とケーシング面１３８ｂとの間のクリアランスが小さくなる。すると、そのクリアランス内の燃料が圧縮されるので、揚力Ｃが増大する。インペラ１３６は、増大した揚力Ｃによって押し戻されて元の位置に戻る。従って、インペラ１３６とケーシング面１３８ｂとの接触が抑制される。
【００３０】
なお、上述した第２実施例では、凹状溝群３６ｄ，３６ｄ・・の本数を、凹状溝群３６ｃ，３６ｃ，・・に比べて少なくすることで、揚力Ｃの大きさを揚力Ｂに比べて小さくなるようにしたが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、図７に示すように、凹状溝３６ｄの長さを凹状溝３６ｃに比べて短くしてもよい。また、図８に示すように、凹状溝３６ｄの幅を凹状溝３６ｃに比べて小さくしても良い。あるいは、図９に示すように、凹状溝３６ｄの流入角（すなわち、凹状溝とクリアランス内の燃料の流れの向きとがなす角度θ（図１０参照））を凹状溝３６ｃに比べて大きくしても良い。また、凹状溝３６ｄの深さを凹状溝３６ｃに比べて浅くしても良い。このように、凹状溝３６ｃの形状に応じて、凹状溝３６ｄの形状が決定されることによって、揚力Ｃの大きさを揚力Ｂに比べて小さくすることができる。
また、上述した第１及び第２実施例では、インペラに形成されている凹状溝はインペラの中心側から外周部へ向けて曲線状（螺旋状）に延びているが、本発明はこのような形態に限られず、インペラに形成される凹状溝の本数、長さ、断面形状等については適宜設定することができる。また、凹状溝をインペラの上面及び下面と対向するケーシング面に形成してもよい。
【００３１】
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、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術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】
【００３２】
【図１】第１実施例のウエスコポンプの縦断面図。
【図２】第１実施例のインペラを下面側から見た平面図。
【図３】インペラの下面に形成された溝の形状の説明図。
【図４】第１実施例のポンプ部の断面図。
【図５】第２実施例のポンプ部の断面図。
【図６】第２実施例のインペラを上面側から見た平面図。
【図７】他の形態の凹状溝が形成されたインペラを上面側から見た平面図。
【図８】他の形態の凹状溝が形成されたインペラを上面側から見た平面図。
【図９】他の形態の凹状溝が形成されたインペラを上面側から見た平面図。
【図１０】凹状溝の向きとクリアランス内の燃料の流れの向きとの関係を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１０：ウエスコポンプ
１２：モータ部
１４：ポンプ部
１６：ハウジング
１８：回転子
２０：シャフト
２２：積層鉄芯
２４：整流子
２６：軸受
２８：軸受
３０：永久磁石
３２：トップカバー
３４：ブラシ
３６：インペラ
３６ａ，３６ｂ：凹所
３６ｃ，３６ｄ：凹状溝
３６ｅ：外周面
３６ｆ：貫通孔
３８：吐出側ケーシング
３８ａ：溝
３８ｂ：ケーシング面
３９：ポンプケーシング
４０：吸入側ケーシング
４０ａ：溝
４０ｂ：ケーシング面
４２：吸入口
４４：第１昇圧路
４６：第２昇圧路
４８：ポート
５０：吐出口
【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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