(57)【要約】【課題】騒音を抑制した燃料ポンプを提供する。【解決手段】燃料ポンプのインペラ１０の表面に、インペラの周方向に沿って等ピッチ角で並んでいる複数の羽根で構成される羽根列１２、１４、１６、１８が同心円状に形成されている。インペラの表面に対向しているケース内壁面に、相互に独立しており、各羽根列に沿って伸びているとともに燃料の流入端と流出端を有する４列の流路が形成されている。インペラが回転するときに一の羽根列の羽根が流路の流出端に到達してから他の一の羽根列の羽根が流出端に到達するまでのタイミングが１／４位相ずつずれている。各流路で発生する圧力脈動は１／４位相ずれている。複数の圧力脈動は相殺するので騒音が抑制される。【選択図】図４
2009228503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円板状のインペラと、そのインペラを回転可能に収容するケースとを備えている燃料ポンプであり、
インペラの表面に、インペラの周方向に沿って等ピッチ角で並んでいる複数の羽根で構成される羽根列が、インペラ回転軸を中心に同心円状にｎ列形成されており、
インペラの表面に対向しているケース内壁面に、相互に独立しており、各羽根列に沿って伸びているとともに燃料の流入端と流出端を有するｎ列の流路が形成されており、
インペラが回転するときに一の羽根列の羽根が流路の流出端に到達してから他の一の羽根列の羽根が流出端に到達するまでのタイミングが１／ｎ位相ずつずれていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
ｎ＞２であることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
ｎ列の羽根列が、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角の１／ｎ位相ずつずれて配置されており、
ｎ列の流路の流出端が、インペラの半径方向に沿って一列に並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプ。
【請求項４】
ｎ列の羽根列が、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角の１／ｎ位相ずつずれて配置されており、
ｎ列の流路の流出端が、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角の整数倍の中心角を隔てて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
インペラの一方の面に２列の羽根列が形成されているとともに、他方の面に、前記一方の面の羽根列とは独立した２列の羽根列が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
夫々の羽根がインペラを軸方向に貫通している３列の羽根列が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
インペラの一方の面に３列の羽根列が形成されているとともに、他方の面に、前記一方の面の羽根列とは独立した３列の羽根列が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料ポンプ。
【請求項８】
ｎ列の羽根列が、インペラの周方向に沿って同位相で配置されており、
ｎ列の流路の流出端が、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角のｎ分の１の中心角を隔てて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラと、そのインペラを回転可能に収容するケースを備えている燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
インペラと、そのインペラを回転可能に収容するケースを備えている燃料ポンプが知られている。インペラの表面に、周方向に並んでいる羽根群で構成される羽根列が形成されている。インペラの表面に対向しているケース内壁面に、羽根列に沿って伸びているとともに流入端と流出端を有する流路が形成されている。流入端に流入した燃料は、インペラ（羽根）の回転によって流出端に向けて押し流される。加圧された燃料が流出端から吐出する。
羽根群は、インペラの周方向に沿って等ピッチ角で配置されることが多い。羽根群が等ピッチ角で配置されていると、インペラの回転数に応じた周波数の騒音が発生することが知られている。例えば、周方向に一巡するｋ個の羽根が形成されているインペラがｓ回転／秒で回転すると、ｋ×ｓヘルツの騒音が発生する。
特許文献１には、騒音を抑制するために、インペラの内周側と外周側に羽根列を形成し、内周側の羽根と外周側の羽根を互い違いに配置した燃料ポンプが提案されている。特許文献１の燃料ポンプは、内周側の羽根と外周側の羽根が互い違いに配置されているため、内周側の羽根列が発生する音と外周側の羽根列が発生する音がちょうど逆位相となって相殺すると考えられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６７０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、騒音発生のメカニズムを仔細に検討すると、特許文献１のように２つの羽根列の羽根を単に互い違いに配置するだけでは不十分であることが判明した。より確実に騒音を抑制することのできる燃料ポンプが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
燃料ポンプの騒音は、インペラの回転によって発生する燃料流体の圧力脈動に起因している。インペラの各羽根が流路の流出端に到達するときに、流出端で燃料流体の圧力がピークとなる。インペラの各羽根が流路の流出端に周期的に到達することによって、流出端に周期的な圧力脈動が発生する。すなわち、流路の流出端に羽根が到達するタイミングでピークとなる正弦波の圧力脈動が発生する。
２つの羽根列の羽根を単に互い違いに配置するだけでは、夫々の羽根列の羽根が流出端に到達するタイミングが逆位相となる保証はない。夫々の羽根列に対応する流路端の位置がインペラの周方向にずれていれば、夫々の羽根列の羽根が流出端に到達するタイミングもずれる。
また、２つの羽根列をひとつの流路内に配置する構造であると、すなわち、ひとつの流出端に２つの羽根列が到達する構造であると、ひとつの流出端に到達する単位時間当たりの羽根の数が単に２倍になるにすぎない。この場合、１つの羽根列が発生すると予想される周波数の２倍の周波数の脈動が発生するにすぎない。騒音を抑制することができない。
【０００６】
複数の羽根列によって騒音を抑制するためには、夫々の羽根列が独立に圧力脈動を発生する必要がある。そして、独立に発生した圧力脈動が相互に打ち消し合う位相関係を有していることが必要である。
騒音を抑制するためには、夫々の羽根列が独立に、かつ、相互に打ち消し合う位相関係を有する圧力脈動を発生することが重要である。夫々の羽根列が独立に圧力脈動を発生するために、本発明の燃料ポンプは、夫々の羽根列に対して相互に独立した流路を設ける。他方、相互に打ち消し合う位相関係を有する圧力脈動を発生するには、夫々の羽根列の羽根が流路の流出端に到達するタイミングが重要である。本発明は、インペラが回転して夫々の羽根列の羽根が流路の流出端に到達するタイミングが、互いの脈動を打ち消す位相差となるように羽根列と流出端の配置を規定する。
【０００７】
羽根列の数は２つに限られない。羽根列の数を「ｎ」で表すと、本発明は以下のとおり記述できる。
本発明の燃料ポンプは、インペラの表面にｎ列の羽根列を有する。インペラの周方向に沿って等ピッチ角で並んでいる複数の羽根で構成される羽根列が、インペラ回転軸を中心に同心円状にｎ列形成されている。インペラの表面に対向しているケース内壁面に、相互に独立しており、各羽根列に沿って伸びているとともに燃料の流入端と流出端を有するｎ列の流路が形成されている。インペラが回転するときに、一の羽根列の羽根が流路の流出端に到達してから他の一の羽根列の羽根が流出端に到達するまでのタイミングが羽根ピッチの１／ｎ位相ずつずれている。
本発明の燃料ポンプのインペラは、相互に独立しているｎ列の流路を有しているので、夫々の流路で独立に脈動が発生する。その脈動の位相は、羽根が流路の流出端に到達するタイミングで規定される。インペラが回転して各羽根列の羽根が流路の流出端に到達するタイミングを、羽根ピッチの１／ｎ位相ずらすことによって、夫々の流路で独立に発生する脈動を１／ｎずつずらすことができる。夫々の脈動が相殺し、騒音を抑制する。
【０００８】
本発明の燃料ポンプは、ｎ＞２であることが好ましい。ｎ＝２の場合、逆位相の２つの脈動が合成される。逆位相の２つの脈動が合成される場合、２つの脈動の位相差が正確な逆位相からわずかでもずれると、相殺されずに残る脈動が大きくなる。すなわち、ｎ＝２の場合、位相差のばらつきに対する騒音の変化が大きい。他方、ｎ＞２の場合、すなわち、等位相ずれている３つ以上の脈動が合成されるので、位相差のばらつきに対する騒音の変化を小さくすることができる。
【０００９】
一の羽根列の羽根が流路の流出端に到達してから他の一の羽根列の羽根が流出端に到達するまでのタイミングを１／ｎ位相ずつずらす構造は、次の２つの具体的態様で具現化できる。
第１の態様は、ｎ列の羽根列を、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角の１／ｎ位相ずつずらして配置する。同時に、ｎ列の流路の流出端を、インペラの周方向に沿って同位相に配置する。「ｎ列の流出端を周方向に沿って同位相に配置する」とは、ｎ列の流出端をインペラの周方向に沿って羽根ピッチ角の整数倍の中心角を隔てて配置することと同義である。「整数倍」は、ゼロを含んでよい。典型的には、ｎ列の流出端が、インペラの半径方向に沿って一列に並んでいればよい。
第２の態様は、ｎ列の羽根列を、インペラの周方向に沿って同位相で配置する。同時に、ｎ列の流路の流出端を、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角のｎ分の１の中心角を隔てて配置する。別言すれば、ｎ列の流路の流出端を、インペラの周方向に羽根ピッチ角の１／ｎ位相ずつずらして配置する。
【００１０】
「ｎ」は、いくつでも良いが、インペラの一面に形成する羽根列の数は、実用的には３以下が好ましい。他方、インペラの両面に羽根列を形成することができる。従って、実用的な羽根列の数は以下の３通りである。
（１）インペラの一方の面に２列の羽根列を形成するとともに、他方の面に、一方の面の羽根列とは独立した２列の羽根列を形成する。合計４列の羽根列を形成する。
（２）夫々の羽根がインペラを軸方向に貫通している３列の羽根列を形成する。
（３）インペラの一方の面に３列の羽根列を形成するとともに、他方の面に、一方の面の羽根列とは独立した３列の羽根列を形成する。合計６列の羽根列を形成する。
上のいずれかの態様のインペラを備えた燃料ポンプは、実用的であり、騒音を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、騒音を抑制した燃料ポンプを実現できる。
【実施例】
【００１２】
（第１実施例）
本発明を具現化した燃料ポンプの第１実施例を、図１〜図７を参照して説明する。図１は、燃料ポンプ１００のポンプ部の模式的断面図である。
図１に示すように、燃料ポンプ１００は、モータ部とポンプ部３が共通ハウジング４内に収容されている。モータ部は、従来の燃料ポンプと同様の構造なので説明を省略する。ポンプ部３は、インペラ１０と上部ケース２０と下部ケース３０を備えている。
インペラ１０は、略円板状であり、その中心にモータ２のモータ軸２ａが固定されている。モータ軸２ａが回転するとインペラ１０が回転する。
インペラ１０はその一方の面（下部ケース３０に対向している面）に、周方向に一巡している２つの羽根列（表側第１羽根列１２、表側第２羽根列１４）が形成されている。他方の面（上部ケース２０に対向している面）に周方向に一巡している２つの羽根列（裏側第１羽根列１６、裏側第２羽根列１８）が形成されている。説明の便宜上、下部ケース３０に対向している面を「表面」と称し、上部ケース２０に対向している面を「裏面」と称する。各羽根は、インペラ１０の表面（裏面）に形成された窪みである。羽根列は後に詳述する。
下部ケース３０のインペラ表面と対向する内壁面（表側内壁面という）に、表側第１羽根列１２に沿って伸びている燃料流路（表側第１流路２２）が形成されている。同様に、下部ケース３０の表側内壁面に、表側第２羽根列１４に沿って伸びている燃料流路（表側第２流路２４）が形成されている。流路２２、２４は、表側内壁面に形成された溝である。
上部ケース２０のインペラ表面（裏面）と対向する内壁面（裏側内壁面という）に、インペラ１０の裏側第１羽根列１６に沿って伸びている燃料流路（裏側第１流路２６）が形成されている。同様に、上部ケース２０の裏側内壁面に、裏側第２羽根列１８に沿って伸びている燃料流路（裏側第２流路２８）が形成されている。流路２６、２８は、裏側内壁面に形成された溝である。
各流路の一方の端部を流入端と称し、他方の端部を流出端と称する。燃料流路は後に詳述する。
下部ケース３０に、燃料の吸入路４０が形成されている。吸入路４０は、各流路の流入端に連結している。上部ケース２０に、燃料の吐出路４２が形成されている。吐出路４２は、各流路の流出端に連結している。
【００１３】
モータ２を駆動すると、インペラ１０が上部ケース２０と下部ケース３０に挟まれた空間の中で回転する。インペラ１０が回転すると、燃料が吸入路４０からポンプ部３に吸引されて流路２２、２４、２６、２８に導かれる。燃料は、流路２２、２４、２６、２８を流れるうちに羽根列１２、１４、１６、１８の回転によって昇圧される。昇圧された燃料は、吐出路４２からモータ部に送出される。モータ部に送出された燃料は、モータ部を通過し、燃料ポンプ１００の上部に形成されているポート（図示省略）から送出される。
なお、図１には、吸入路４０と吐出路４２を同一平面に描いているが、これは理解を助けるためである。実際には、後述するように、吸入路４０と吐出路４２はインペラ１０の周方向で近接した位置に配置されている。
【００１４】
インペラ１０が有する羽根列を説明する。
図１のII−II線に沿って見たときのインペラ１０の表面を図２に示す。図１のIII−III線に沿って見たときのインペラ１０の裏面を図３に示す。図２、図３の符号ＣＬは、インペラ１０の軸線（回転軸）を示している。図２と図３に示す矢印は、インペラ１０の回転方向を示している。
図１、図２に示すように、インペラ１０の表面１０ａに、インペラの周方向に一巡する２列の羽根列が形成されている。外側の羽根列が表側第１羽根列１２であり、内側の羽根列が表側第２羽根列１４である。図１、図３に示すように、インペラ１０の裏面１０ｂに、インペラの周方向に一巡する２列の羽根列が形成されている。外側の羽根列が裏側第１羽根列１６であり、内側の羽根列が裏側第２羽根列１８である。各羽根列は、同形状の羽根群がインペラ１０の周方向に一巡している。夫々の羽根列は相互に独立している。表面１０ａの羽根列と裏面１０ｂの羽根列は分離している。
各羽根列において、周方向に隣接する２つの羽根が形成する中心角（インペラ１０の軸線ＣＬと隣接する２つの羽根が成す角度）を羽根ピッチ角と称する。図２に示すように、表側第１羽根列１２の羽根群は、等ピッチ角Ｐで周方向に並んでいる。表側第２羽根列１４、裏側第１羽根列１６、及び、裏側第２羽根列１８の各羽根群も、全て等ピッチ角Ｐで並んでいる。即ち、インペラ１０の両面に、軸線ＣＬを中心とする等ピッチ角Ｐで周方向に並んでいる複数の羽根で構成される４列の羽根列１２、１４、１６、１８が形成されている。４列の羽根列１２、１４、１６、１８は、軸線ＣＬを中心に同心円状に形成されている。
【００１５】
一の羽根列の羽根と他の羽根列の羽根は、周方向に位相が１／４（即ちＰ／４ピッチ角）ずれている。羽根列の位相ずれについて説明する。図４に、図２の破線で囲った部分の拡大図を示す。図４には、裏面側の羽根を破線で示している。また、図４では、説明に不要な羽根の図示を省略している。図４の矢印は、インペラ１０の回転方向を示している。
二点鎖線Ａは、軸線ＣＬを通り、表側第１羽根列１２の羽根１２ａの後端に接する直線である。二点鎖線Ｂは、軸線ＣＬを通り、裏側第１羽根列１６の羽根１６ａの後端に接する直線である。二点鎖線Ｃは、軸線ＣＬを通り、裏側第２羽根列１８の羽根１８ａの後端に接する直線である。二点鎖線Ｄは、軸線ＣＬを通り、表側第２羽根列１４の羽根１４ａの後端に接する直線である。二点鎖線Ｅは、軸線ＣＬを通り、表側第１羽根列１２の他の羽根１２ｂの後端に接する直線である。表側第１羽根列１２の羽根１２ａと１２ｂは、インペラ１０の周方向に沿って隣接している。羽根１２ａ、１４ａ、１６ａ、及び１８ａは、インペラ１０の半径方向に沿って隣接している。
羽根１２ａに接する二点鎖線Ａと羽根１２ｂに接する二点鎖線Ｅがなす角度が、前述したピッチ角Ｐに相当する。二点鎖線Ａと二点鎖線Ｂは、Ｐ／４ピッチ角をなしている。二点鎖線Ｂと二点鎖線Ｃも、Ｐ／４ピッチ角をなしている。二点鎖線Ｃと二点鎖線Ｄも、Ｐ／４ピッチ角をなしている。二点鎖線Ｄと二点鎖線Ｅも、Ｐ／４ピッチ角をなしている。各羽根の前端も、同様に相互にＰ／４ピッチ角ずつずれている。即ち、表側第１羽根列１２と裏側第１羽根列１６が、１／４位相（Ｐ／４ピッチ角）ずれて配置されている。裏側第１羽根列１６と裏側第２羽根列１８が、１／４位相ずれて配置されている。裏側第２羽根列１８と表側第２羽根列１４が、１／４位相ずれて配置されている。表側第２羽根列１４と表側第１羽根列１２が、１／４位相ずれて配置されている。即ち、４列の羽根列１２、１４、１６、１８が、インペラの周方向に沿って１／４位相（Ｐ／４ピッチ角）ずつずれている。別言すれば、インペラ１０の半径方向に沿って隣接している４つの羽根が、相互に周方向に１／４位相ずれている。
【００１６】
上部ケース２０と下部ケース３０に形成された流路２２、２４、２６、２８について説明する。図５に、図１のＶ−Ｖ線に沿って見たときの表側内壁面を示す。図６に、図１のVI−VI線に沿って見たときの裏側内壁面を示す。図５、６に示す矢印は、インペラ１０の回転方向を表している。なお、以下では、「上流側」は、インペラ１０の回転方向上流側を意味し、「下流側」は、インペラ１０の回転方向下流側を意味する。
表側第１流路２２は、インペラ１０の表側第１羽根列１２に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字型に伸びている。表側第１流路２２は、インペラ１０の表側第１羽根列１２に対向している。表側第１流路２２の上流側の端部（流入端）に、燃料の流入口２２ａが形成されている。表側第１流路２２の下流側の端部（流出端）に、燃料の流出口２２ｂが形成されている。
表側第１流路２２の内側に、表側第２流路２４が形成されている。表側第２流路２４は、インペラ１０の表側第２羽根列１４に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字型に伸びている。表側第２流路２４は、インペラ１０の表側第２羽根列１４に対向している。表側第２流路２４の上流側の端部（流入端）に、燃料の流入口２４ａが形成されている。表側第２流路２４の下流側の端部（流出端）に、燃料の流出口２４ｂが形成されている。
裏側第１流路２６は、インペラ１０の裏側第１羽根列１６に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字型に伸びている。裏側第１流路２６は、インペラ１０の裏側第１羽根列１６に対向している。裏側第１流路２６の上流側の端部（流入端）に、燃料の流入口２６ａが形成されている。裏側第１流路２６の下流側の端部（流出端）に、燃料の流出口２６ｂが形成されている。
裏側第１流路２６の内側に、裏側第２流路２８が形成されている。裏側第２流路２８は、インペラ１０の裏側第２羽根列１８に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字型に伸びている。裏側第２流路２８は、インペラ１０の裏側第２羽根列１８に対向している。裏側第２流路２８の上流側の端部（流入端）に、燃料の流入口２８ａが形成されている。裏側第２流路２８の下流側の端部（流出端）に、燃料の流出口２８ｂが形成されている。
流入口２２ａ、２４ａ、２６ａ、２８ａは、燃料の吸入路４０に連結している。流出口２２ｂ、２４ｂ、２６ｂ、２８ｂは、燃料の吐出路４２に連結している。
図５、６に示すように、流路２２、２４、２６、２８は相互に独立している。
【００１７】
図５の一点鎖線Ｆは、インペラ１０の軸線ＣＬを通り、表側第１流路２２の流出端２２ｃを通る直線を示している。一点鎖線Ｆはまた、表側第２流路２４の流出端２４ｃを通る。図６の一点鎖線Ｆは、図５の一点鎖線Ｆと同じ直線を示している。図６に示すように、一点鎖線Ｆは、流路２６、２８の流出端２６ｃ、２８ｃを通る。すなわち、４つの流路２２、２４、２６、２８は、流出端２２ｃ、２４ｃ、２６ｃ、２８ｃがインペラの回転軸線ＣＬに対して周方向の同じ場所に位置している。別言すれば、４列の流路の流出端２２ｃ、２４ｃ、２６ｃ、２８ｃは、インペラ１０の軸線ＣＬに対して同位相で位置している。４列の流路の流出端２２ｃ、２４ｃ、２６ｃ、２８ｃは、インペラ１０の半径方向に沿って一列に並んでいると表現することもできる。
【００１８】
ポンプ１００を作動させたときに発生する騒音について説明する。
流路２２、２４、２６、２８の上流から流れる燃料は、流路の流出端に激しくぶつかる。インペラ１０の羽根は周方向にピッチ角Ｐの等間隔で並んでいるので、流出端における燃料の圧力は、ピッチ角Ｐに相当する周期で増減を繰り返す。即ち、各流路で、ピッチ角Ｐに相当する周期の圧力脈動が発生する。この脈動によって騒音が発生する。
上記したように、燃料ポンプ１００では、４列の羽根列が、インペラ１０の周方向に沿って羽根ピッチ角Ｐの１／４位相ずつずれて配置されている。４列の独立した流路２２、２４、２６、２８の流出端が、インペラ１０の半径方向に沿って一列に並んでいる。即ち、４列の独立した流路２２、２４、２６、２８の流出端が、インペラの周方向で同位相に配置されている。これらの構造により、各流路で圧力脈動が独立に発生する。また、各流路で発生する脈動は、位相が１／４ずれる。より詳しくいうと、インペラ１０が回転するとき、一の羽根列の羽根が流路の流出端に到達してから他の一の羽根列の羽根が流出端に到達するまでのタイミングが１／４位相ずれる。
「ピッチ角Ｐの１／４位相」という表現は、より正確には、「ピッチ角Ｐに相当する周期の１／４位相」と表現することができる。あるいは「ピッチ角Ｐの１／４位相」という表現は、単純に「ピッチ角Ｐの１／４」と表現してもよい。
【００１９】
図７に、位相が１／４ずれた４つの脈動（１）〜（４）の時間変化を示す。４つの脈動（１）〜（４）は夫々、流路の流出端２２ｃ、２４ｃ、２６ｃ、２８ｃで発生する脈動を示す。各流路端で発生した脈動は、吐出路４２で出会い、合成される。脈動（１）〜（４）は、相互に１／４位相（ピッチ角Ｐに相当する周期の１／４位相）ずれているので、これらの脈動は打消し合う。合成された脈動の振幅は非常に小さくなる。その結果、騒音が小さくなる。
１／４位相ずれた４つの脈動が合成されるので、１つあるいは２つの脈動の位相が僅かにずれても、合成された脈動の振幅はさほど大きくならない。騒音を効果的に抑制することができる。
【００２０】
（第２実施例）
第２実施例の燃料ポンプを、図８−１０を参照して説明する。第１実施例の燃料ポンプ１００では、羽根列の位相をずらすとともに、流路端を同位相に配置した。逆に、複数の羽根列を同位相に配置するとともに、複数の流路の流路端を等位相ずらして配置しても同じ効果が得られる。
第２実施例の燃料ポンプは、複数の羽根列を同位相に配置するとともに、複数の流路の流路端を等位相ずらして配置する。第２実施例の燃料ポンプの断面は、図１と同じであるので説明を省略する。以下では、第２実施例の燃料ポンプを燃料ポンプ２００と称する。
燃料ポンプ２００のインペラ２１０は、表側第１羽根列２１２、表側第２羽根列２１４、裏側第１羽根列２１６、及び裏側第２羽根列２１８を有する。羽根列間の位相関係を除いて、各羽根列は第１実施例の羽根列と同じであるので詳しい説明は省略する。
第１実施例の図と第２実施例の図において、下二桁の数字が同じ符号が付された部品は対応する部品を意味する。
【００２１】
図８に、表側からみたときの（図１のII−II線からみたときの）インペラ１０の部分拡大図を示す。図８は、第１実施例の図４に相当する。
二点鎖線Ｇは、インペラ２１０の軸線ＣＬを通り、表側第１羽根列２１２の羽根２１２ａの後端に接する直線である。二点鎖線Ｈは、軸線ＣＬを通り、表側第１羽根列２１２の羽根２１２ｂの後端に接する直線である。表側第１羽根列２１２の羽根２１２ａの後端と２１２ｂの後端がなす角度（ピッチ角）は、第１実施例と同じピッチ角Ｐである。
表側第２羽根列２１４の羽根２１４ａの後端もまた、二点鎖線Ｇに接する。
表側第１羽根列２１２の羽根２１２ａのちょうど裏側に裏側第１羽根列２１６の羽根２１６ａが位置する。表側第２羽根列２１４の羽根２１４ａのちょうど裏側に裏側第２羽根列２１８の羽根２１８ａが位置する。同様に、羽根２１２ｂの裏側に羽根２１６ｂが位置しており、羽根２１４ｂの裏側に羽根２１８ｂが位置している。すなわち、４つの羽根列２１２、２１４、２１６、２１８は、周方向で同じ位相に配置されている。４つの羽根列２１２、２１４、２１６、２１８は、インペラ２１０の周方向に同位相で配置されている。
【００２２】
図９に、燃料ポンプ２００の下部ケース２３０の表側内壁面を示す。図１０に、燃料ポンプ２００の上部ケース２２０の裏側内壁面を示す。図９、１０は、夫々第１実施例の図５、図６に相当する。符号２２２ａ、２２４ａ、２２６ａ、及び２２８ａは、各流路の流入口を示している。符号２２２ｂ、２２４ｂ、２２６ｂ、及び２２８ｂは、各流路の流出口を示している。
二点鎖線Ｊは、インペラ２１０の軸線ＣＬを通り、表側第１流路２２２の流出端２２２ｃを通る直線である。二点鎖線Ｌは、軸線ＣＬを通り、表側第１流路２２４の流出端２２４ｃを通る直線である。図９に示すように、流出端２２２ｃと流出端２２４ｃは、軸線ＣＬに対して周方向にＰ／２ピッチ角（即ち１／２位相）ずれて位置している。
二点鎖線Ｋは、軸線ＣＬを通り、裏側第１流路２２６の流出端２２６ｃに接する直線である。二点鎖線Ｍは、軸線ＣＬを通り、裏側第２流路２２８の流出端２２８ｃに接する直線である。図１０に示すように、流出端２２６ｃと流路端２２８ｃは、軸線ＣＬに対して周方向にＰ／２ピッチ角（即ち１／２位相）ずれて位置している。
また、二点鎖線ＪとＫは、軸線ＣＬに対して周方向にＰ／４ピッチ角（即ち１／４位相）ずれている。つまり、表側第１流路２２２の流出端２２２ｃと裏側第１流路２２６の流出端２２６ｃは、インペラ２１０の周方向にＰ／４ピッチ角（即ち１／４位相）ずれて位置する。従って、流路端２２２ｃ、２２４ｃ、２２６ｃ、及び、２２８ｃは、インペラ２１０の周方向に沿って相互にＰ／４ピッチ角（即ち１／４位相）ずれて位置する。
【００２３】
燃料ポンプ２００では、４列の羽根列が、インペラ２１０の周方向に沿って同位相に配置されている。同時に、４列の独立した流路の流出端が、インペラ２１０の周方向に沿って１／４位相ずつずれて配置されている。これらの構造により、第１実施例の燃料ポンプ１００と同様に、燃料ポンプ２００の各流路端で独立して圧力脈動が発生し、それらは１／４位相ずれている。発生した４つの圧力脈動は吐出路４２で出会い、合成される。その結果、騒音が小さくなる。
【００２４】
（第３実施例）
第３実施例の燃料ポンプを図１１〜図１４を参照して説明する。
第１実施例の図と第３実施例の図において、下二桁の数字が同じ符号が付された部品は対応する部品を意味する。
図１１に、第３実施例の燃料ポンプ３００の模式的断面図を示す。
インペラ３１０はその表面に、周方向に一巡している３つの羽根列（第１羽根列３１２、第２羽根列３１４、第３羽根列３１５）を有している。各羽根列の羽は、インペラ１０を貫通している。羽根列は後に詳述する。
下部ケース３３０の内壁面でありインペラ表面と対向する内壁面（表側内壁面）に、３つの流路（表側第１流路３２２、表側代２流路３２４、及び、表側第３流路３２５）が形成されている。表側内壁面の３つの流路は、夫々３つの羽根列に対向している。表側内壁面の３つの流路は、夫々３つの羽根列に沿ってＣ字状に伸びている。上部ケース３２０の内壁面でありインペラ裏面と対向する内壁面（裏側内壁面）にも、３つの流路（裏面第１流路３２６、裏面第２流路３２８、及び、裏面第３流路３２９）が形成されている。裏側内壁面の３つの流路は、夫々３つの羽根列に対向している。裏側内壁面の３つの流路は、夫々３つの羽根列に沿ってＣ字状に伸びている。
羽根列３１２がインペラ３１０を貫通しているので、表側第１流路３２２と裏側第１流路３２６は連続し、ひとつの流路を形成する。同様に、表側第２流路３２４と裏側第２流路３２８が連続し、ひとつの流路を形成する。表側第３流路３２５と裏側第３流路３２９は連続し、ひとつの流路を形成する。３つの流路は相互に独立している。
下部ケース３３０内で、燃料の吸入路３４０が各流路に連結している。上部ケース３２０内で、燃料の吐出路３４２が各流路に連結している。
インペラ３１０が回転すると、吸入路３４０から燃料が吸い込まれる。燃料は表側流路からインペラを通って裏側流路へ流れ、最後に吐出路３４２から吐出する。
【００２５】
インペラ３１０が有する羽根列を説明する。
図１１のXII−XII線に沿って見たときのインペラ３１０の裏面３１０ｂを、図１２に示す。図中の矢印はインペラ３１０の回転方向を表している。図１２に示すように、インペラ３１０の裏面３１０ｂに、インペラの周方向に一巡する３列の羽根列３１２、３１４、３１５が形成されている。最外周の羽根列が第１羽根列３１２であり、最内周の羽根列が第３羽根列３１５である。中間に位置する羽根列が第２羽根列３１４である。各羽根列は、同形状の羽根がインペラ３１０の周方向に一巡している。各羽根列の羽根群は、インペラ３１０の軸線ＣＬに対して等ピッチ角Ｐで周方向に並んでいる。
【００２６】
図１３に、図１２の破線で囲った部分の拡大図を示す。図１３では、説明に不用な羽根の図示を省略している。
二点鎖線Ｑは、軸線ＣＬを通り、第１羽根列３１２の羽根３１２ｂの後端に接する直線である。二点鎖線Ｒは、軸線ＣＬを通り、第３羽根列３１５の羽根３１５ａの後端に接する直線である。二点鎖線Ｓは、軸線ＣＬを通り、第２羽根列３１４の羽根３１４ａの後端に接する直線である。二点鎖線Ｔは、軸線ＣＬを通り、第１羽根列３１２の羽根３１２ａの後端に接する直線である。第１羽根列３１２の羽根３１２ａと３１２ｂは、隣接している。羽根３１２ａ、３１４ａ、３１５ａは、インペラ３１０の半径方向に沿って隣接している。
羽根３１２ｂに接する二点鎖線Ｑと羽根３１２ａに接する二点鎖線Ｔがなす角度が、ピッチ角Ｐである。二点鎖線Ｑと二点鎖線Ｒがなす角、二点鎖線Ｒと二点鎖線Ｓがなす角、二点鎖線Ｓと二点鎖線Ｔがなす角は、いずれもＰ／３ピッチ角である。即ち、３列の羽根列３１２、３１４、３１５が、相互に周方向に１／３位相ずつずれている。
【００２７】
上部ケース３２０と下部ケース３３０に形成された流路について説明する。図１４に、図１１のXIV−XIV線に沿って見たときの表側内壁面を示す。図１５に、図１１のXV−XV線に沿って見たときの裏側内壁面を示す。図１４、１５に示す矢印は、インペラ３１０の回転方向を表している。
流路３２２、３２４、３２５は、下部ケース３３０の表側内壁面に形成された溝である。
表側第１流路３２２は、インペラ３１０の第１羽根列３１２に沿って略Ｃ字型に伸びている。表側第１流路３２２は、インペラ３１０の第１羽根列３１２に対向している。表側第１流路３２２の上流側の端部（流入端）に、燃料の流入口３２２ａが形成されている。表側第１流路３２２の上流側から下流側に向かって、流路の深さが徐々に浅くなっている。
表側第２流路３２４、表側第３流路３２５の構造も表側第１流路３２２の構造と同じである。各流路の流入口に、燃料の吸入路３４０が連結している。
【００２８】
流路３２６、３２８、３２９は、上部ケース３２０の裏側内壁面に形成された溝である。
裏側第１流路３２６は、インペラ３１０の第１羽根列３１２に沿って略Ｃ字型に伸びている。表側第１流路３２６は、インペラ３１０の第１羽根列３１２に対向している。裏側第１流路３２６の深さは、上流側から下流側に向かって徐々に深くなっている。裏側第１流路３２６の下流側の端部（流出端）に、燃料の流出口３２６ｂが形成されている。
裏側第２流路３２８、裏側第３流路３２９の構造も裏側第１流路３２６の構造と同じである。各流路の流出端に、燃料の吐出路３４２が連結している。
【００２９】
下部ケース３３０に形成された流路は、上流から下流に向けて深さが徐々に浅くなっている。上部ケース３２０に形成された流路は、上流から下流に向けて深さが徐々に深くなっている。インペラ３１０の羽根列はインペラ３１０を貫通している。下部ケース３３０に形成された表側第１流路３２２と、上部ケースに形成された裏側第１流路３２６が、インペラ３１０を挟んでひとつの流路を形成する。形成されるひとつの流路は上流から下流へ向かって断面積がほぼ一定になっている。
流入口３２２ａから流れ込んだ燃料は、上流から下流に向かって流れるにつれて徐々に表側第１流路３２２から裏側第１流路３２６に移動する。そして、流出口３２６ｂから吐出路３４２へ吐き出される。流入口３２４ａ、３２５ａから流れ込んだ燃料も、同様にして吐出路３４２から吐き出される。
【００３０】
図１４、１５に示す一点鎖線Ｗは、インペラ３１０の軸線ＣＬを通り、裏側第１流路３２６の流出端３２６ｃを通る直線である。他の流路の流出端３２８ｃ、３２９ｃも、一点鎖線Ｗを通る。すなわち、３つの流路の流出端３２６ｃ、３２８ｃ、３２９ｃは、インペラ３１０の半径方向に沿って一列に並んでいる。
【００３１】
上記の構造により、３つの流路（３２６、３２８、３２９）の夫々が、相互に１／３位相ずれた脈動を発生する。３つの脈動は、吐出路３４２で出会い、合成される。３つの脈動は１／３位相ずれているので相殺し合う。その結果、騒音が小さくなる。
【００３２】
以上説明したように、本発明の燃料ポンプは、ｎ列の相互に独立した流路が、相互に１／ｎ位相ずれた脈動を発生する。複数の脈動は相互に打ち消し合うので、合成された脈動の振幅が小さくなる。その結果、騒音が小さくなる。
実施例の燃料ポンプは、以下の特徴を共通して有している。
（１）インペラの表面に、インペラの周方向に等ピッチ角で並んでいる複数の羽根で構成される羽根列が、インペラ回転軸を中心に同心円状にｎ列形成されている。
（２）インペラの表面に対向しているケース内壁面に、相互に独立しており、各羽根列に沿って伸びているとともに燃料の流入端と流出端を有するｎ列の流路が形成されている。
（３）インペラが回転するときに一の羽根列の羽根が流路の流出端に到達してから他の一の羽根列の羽根が流出端に到達するまでのタイミングが羽根ピッチ角（羽根ピッチ周期）の１／ｎ位相ずつずれている。
上記の（３）の特徴は、次の様に換言してよい。
一の羽根列の隣接する２つの羽根が流路の流出端に到達する間に、他の羽根列の羽根が羽根ピッチ角（羽根ピッチ周期）の１／ｎ位相ずつずれて順次に流路の流出端に到達する。
或いは、次のように換言してよい。
一の羽根列の一の羽根が流路の流出端に到達してから周方向でその羽根に隣接する羽根が流出端に到達する間に、他の羽根列の羽根がピッチ角（ピッチ周期）の１／ｎ位相ずつずれて順次に流路の流出端に到達する。
さらに、次のように換言してよい。
インペラの半径方向に沿って並んでいるｎ個の羽根が、インペラ周方向に沿って１／ｎピッチずれている。
【００３３】
実施例に記載した燃料ポンプの好適な変形例を列挙する。
（１）第１実施例の燃料ポンプ１００において、インペラ裏側の羽根列１６、１８、及び、裏側の流路２６、２８を省略してもよい。この場合、インペラ表側の２列の流路２２、２４が、相互に１／２位相ずれた脈動を発生する。２つの脈動は相互に打ち消しあうので騒音を小さくできる。ただし、その効果は、第１実施例の燃料ポンプよりも小さい。これは、相互に相殺する脈動の数が多いほど、合成された脈動の振幅が均一化されるからである。
（２）第３の燃料ポンプ３００は、インペラ３１０を貫通する羽根を有している。インペラ３１０を貫通せずに、インペラ３１０の両面に夫々３列の羽根列を設けることも好適である。一方の面の３列の羽根列は、他方の面の３列の羽根列とは独立している。すなわち、一方の面の羽根列と他方の面羽根列は分離している。この場合、第１実施例と同様に、上部ケースと下部ケースの夫々に、３列の独立した流路を設ける。すなわち、インペラの一方の面に３列の羽根列を形成するとともに他方の面に３列の羽根列を形成してもよい。
（３）第１実施例、第３実施例では、流路の流出端が半径方向に沿って一列に並んでいる。これに代えて、複数の流路の流出端を、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角の整数倍の中心角を隔てて配置してもよい。別言すれば、複数の流路の羽根列を、インペラの周方向に沿って羽根ピッチ角Ｐの整数倍の間隔を隔てて配置してもよい。流出端が羽根ピッチ角の整数倍の間隔を隔てて位置していても位相のずれは生じない。そのような燃料ポンプも、第１実施例や第２実施例と同じ効果を奏する。
【００３４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。
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合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合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し得るものであり、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】
【００３５】
【図１】第１実施例の燃料ポンプの模式的断面図を示す。
【図２】図１のII−II線に沿ったインペラ表面を示す。
【図３】図１のIII−III線に沿ったインペラ表面を示す。
【図４】図２の部分拡大図である。
【図５】下部ケースの表側内壁面を示す。
【図６】上部ケースの裏側内壁面を示す。
【図７】圧力脈動の位相関係を説明する図である。
【図８】第２実施例のインペラの部分拡大図である。
【図９】第２実施例の下部ケースの表側内壁面を示す。
【図１０】第２実施例の上部ケースの裏側内壁面を示す。
【図１１】第３実施例の燃料ポンプの模式的断面図を示す。
【図１２】図１１のXII−XII線に沿ったインペラ表面を示す。
【図１３】第３実施例のインペラの部分拡大図である。
【図１４】第３実施例の下部ケースの表側内壁面を示す。
【図１５】第３実施例の上部ケースの裏側内壁面を示す。
【符号の説明】
【００３６】
２：モータ
３：ポンプ部
１０：インペラ
１２、１４、１６、１８：羽根列
２０：上部ケース
２２、２４、２６、２８：流路
３０：下部ケース
４０：吸入路
４２：吐出路
１００：燃料ポンプ
【図１】
2009228503.tif 000003
【図２】
2009228503.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009228503.tif 000006
【図５】
2009228503.tif 000007
【図６】
2009228503.tif 000008
【図７】
2009228503.tif 000009
【図８】
2009228503.tif 000010
【図９】
2009228503.tif 000011
【図１０】
2009228503.tif 000012
【図１１】
2009228503.tif 000013
【図１２】
2009228503.tif 000014
【図１３】
2009228503.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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