(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に沿って羽根溝が形成されたインペラと、インペラを取り囲むポンプハウジングとを備え、
ポンプハウジングは、インペラの軸方向の一方側に設けられた流入口と、インペラの軸方向の他方側に設けられた流出口と、流入口から流出口の間に設けられたポンプ流路と、流出口と流入口との間に設けられた隔壁とを有し、
ポンプ流路は、流入口が設けられている側のインペラの端面に対向して設けられた第１ポンプ流路と、流出口が設けられている側のインペラの端面に対向して設けられた第２ポンプ流路とを有し、
前記隔壁は、第１ポンプ流路の流出口側と流入口との間を仕切る隔壁と、第２ポンプ流路の流出口と流入口側との間を仕切る隔壁とを有する
流体ポンプにおいて、
ポンプハウジングは、流入口と第１ポンプ流路が連通する流路連通部と、第１ポンプ流路の流出口側と流入口との間を仕切る隔壁との間に設けられ、かつその隔壁によって狭められた流路面積よりも大きい流路面積を有する流路拡大部を有し、
第２ポンプ流路の開始端部を流路拡大部の開始端部からインペラの回転方向下流側へずらせた
流体ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の流体ポンプであって、
第２ポンプ流路の開始端部を流路拡大部の開始端部からインペラの回転方向下流側へ８度〜３０度ずらせた流体ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流体ポンプであって、
流出口の終端部を第１ポンプ流路の終端部からインペラの回転方向下流側へずらせた流体ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載の流体ポンプであって、
流出口の終端部を第１ポンプ流路の終端部からインペラの回転方向下流側へ２５度〜６０度ずらせた流体ポンプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の流体ポンプであって、
第２ポンプ流路の流出口と流入口側との間を仕切る隔壁における流出口の終端部からインペラの回転方向下流側の第２ポンプ流路の開始端部までの角度を２５度〜４５度とした流体ポンプ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の流体ポンプであって、
第１ポンプ流路の流出口側と流入口との間を仕切る隔壁における第１ポンプ流路の終端部からインペラの回転方向下流側の流路拡大部の開始端部までの角度を６０度〜８０度とした流体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に用いられる燃料ポンプ等の流体ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンク内に設けられるインタンク式の燃料ポンプとしては、例えば特開平８−１４１８４号公報に示されている構成のものが知られている。
この燃料ポンプは、モータの軸に取り付けられたインペラが、ポンプハウジングに回動可能に設けられている。インペラは、軸方向の両端面の外周部に羽根片が所定ピッチで形成されているとともに、羽根片の間に羽根溝が形成されている。ポンプハウジングは、インペラの軸方向の一方側に設けられた流入口と、他方側に設けられた流出口と、流入口と流出口の間に設けられたポンプ流路と、流出口と流入口との間に設けられた隔壁とを有している。ポンプ流路は、流入口が設けられている側のインペラの端面に対向して設けられた第１ポンプ流路と、流出口が設けられている側のインペラの端面に対向して設けられた第２ポンプ流路とにより構成されている。この燃料ポンプは、流出口の終端部が第１ポンプ流路の終端部から羽根片のピッチの１／２だけインペラ回転方向下流側へずらせてある。また、第２ポンプ流路の開始端部が流入口の開始端部から羽根片のピッチの１／２だけインペラ回転方向下流側へずらせてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃料ポンプでは、通常使用されている燃料ポンプのインペラの羽根片の数に対しては、羽根片の１／２ピッチは１０度以下となる。この場合、流出口の終端部が第１ポンプ流路の終端部から最大１０度だけインペラの回転方向下流側へずらされ、また第２ポンプ流路の開始端部が流入口の開始端部から最大１０度だけインペラの回転方向下流側へずらされることになる。
第１ポンプ流路を流れる燃料は、第１ポンプ流路の終端部近傍で第１ポンプ流路の壁面に押されて第２ポンプ流路側に流れ、流出口から吐出される。しかしながら、従来の燃料ポンプでは、インペラの回転速度（周速度）が速いと、第１ポンプ流路を流れる燃料が第１ポンプ流路の終端部近傍で第１ポンプ流路の壁面に押されて第２ポンプ流路側に流れ出る前に流出口の位置を通り過ぎてしまう。このため、燃料の吐出量を増大させることができず、ポンプ効率の向上には限界がある。
また、インペラの羽根溝内の燃料の一部は、流出口から吐出されず、隔壁により羽根溝内に閉じ込められたまま流入口側に流れる。隔壁により羽根溝内に閉じ込められた高圧燃料は、隔壁を通過した後、第２ポンプ流路の開始端部及び流入口の開始端部の位置で第２ポンプ流路側及び流入口側に噴出する。しかしながら、従来の燃料ポンプでは、羽根溝内に閉じ込められていた高圧燃料が流入口に逆流し、高圧燃料と流入口から流入する燃料が衝突する。このため、流入口から流入する燃料の流量を増大することができず、ポンプ効率の向上には限界がある。本発明は、このような点に鑑み創案されたものであり、ポンプ効率を向上させることができる流体ポンプを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの流体ポンプである。
請求項１に記載の流体ポンプを用いれば、インペラの羽根溝内に閉じ込められていた高圧流体が流路拡大部を介して流入口と第１ポンプ流路が連通する流路連通部に噴出するため、高圧流体が流入口に逆流するのを防止することができ、高圧流体と流入口から流入する流体との衝突を防止することができる。これにより、流入口から流入する流体の流入量を増大させることができ、ポンプ効率を向上させることができる。また、高圧流体と流入口から流入する燃料との衝突による乱流の発生を防止することができ、乱流によるインペラの羽根切り音等を低減することができる。さらに、第２ポンプ流路の開始端部を流路拡大部の開始端部からインペラの回転方向下流側へずらせてあるため、インペラの羽根溝内に閉じ込められていた燃料は主に流路拡大部を介して流入口と第１ポンプ流路が連通する流路連通部に噴出し、流路連通部における流入口側の負圧が増加する。これにより、流入口から流入する流体の流入量を増大させることができ、ポンプ効率を向上させることができる。
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの流体ポンプである。
請求項２に記載された流体ポンプを用いれば、第２ポンプ流路の開始端部を流路拡大部の開始端部からインペラの回転方向下流側へずらせる角度を最適化することができ、ポンプ効率を向上させることができる。
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの流体ポンプである。
請求項３に記載の流体ポンプを用いれば、流出口の終端部を第１ポンプ流路の終端部からインペラの回転方向下流側へずらせてあるため、インペラの回転速度が速くても第１ポンプ流路を流れる流体を確実に流出口から吐出させることができる。これにより、流体の吐出量を増大させることができ、ポンプ効率を向上させることができる。
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの流体ポンプである。
請求項４に記載の流体ポンプを用いれば、流出口の終端部を第１ポンプ流路の終端部からインペラの回転方向下流側へずらせる角度を最適化することができ、ポンプ効率を向上させることができる。
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの流体ポンプである。
請求項５に記載の流体ポンプを用いれば、第２ポンプ流路の流出口と流入口側との間を仕切る隔壁における流出口の終端部からインペラの回転方向下流側の第２ポンプ流路の開始端部までの角度を最適化することができ、ポンプ効率を向上させることができる。
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの流体ポンプである。
請求項６に記載の流体ポンプを用いれば、第１ポンプ流路の流出口側と流入口との間を仕切る隔壁における第１ポンプ流路の終端部からインペラの回転方向下流側の流路拡大部の開始端部までの角度を最適化することができ、ポンプ効率を向上させることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、自動車の燃料タンク内に設けられるインタンク式の燃料ポンプとして構成した実施の形態の断面図である。なお、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。また、図４はインペラを軸方向の一方側からみた平面図であり、図５はインペラを軸方向の他方側からみた平面図である。また、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線断面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。また、図８は図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図（インペラの半径方向断面図）であり、図９はインペラの開口部を示す平面図である。
図１に示す燃料ポンプは、円筒状に形成されたハウジング３に組み込まれたモ−タ部１及びポンプ部２により構成されている。ハウジング３の上端部（図１の上部）及び下端部（図１の下部）には、それぞれモータカバー４及びポンプカバー５が取り付けられている。
アーマチュア７の軸８の上端部及び下端部をモータカバー４及びポンプカバー５にそれぞれ軸受９及び１０を介して支持することによって、アーマチュア７がモータ室６内に回転可能に配置されている。アーマチュア７には、コイルと接続され、銅や銀を主成分とする複数のコンミュテータセグメント１２が互いに絶縁されて配設されている。ハウジング３の内壁面には、マグネット１１が配設されている。
モータカバー４には、アーマチュア７のコンミュテータセグメント１２と摺接するブラシ１３及びブラシ１３を付勢するスプリング１４が組み込まれている。ブラシ１３は、チョークコイル１５を介して外部接続端子と接続されている。モータカバー４に設けた吐出口１６は、チェックバルブ１７が組み込まれており、燃料供給パイプが接続される。
【０００６】
ポンプカバー５の下側には、ポンプボデー１８がハウジング３の下端部にかしめつけによって取り付けられている。ポンプカバー５とポンプボデー１８とによりポンプハウジングが構成されている。ポンプカバー５及びポンプボデーは、例えばアルミダイカストにより形成される。
ポンプハウジングには、軸方向の両側の端面の円周方向に多数の羽根溝２３が形成された円板状のインペラ２１が回動可能に配設されている。インペラ２１は、アーマチュア７の軸８に嵌合によって連結されている。インペラ２１は、例えばフェノール樹脂により形成される。
ポンプハウジングには、インペラ２１の軸方向の一方側（図１ではインペラ２１の下側のポンプボデー１８）に流入口１９が設けられている。一方、ポンプハウジングには、インペラ２１の軸方向の他方側（図１ではインペラ２１の上側のポンプカバー５）に流出口２０が設けられている。この流入口１９と流出口２０は、図２及び図３に示すように、インペラ２１の円周方向に、距離を隔てた位置に設けられている。また、ポンプハウジングには、流入口１９と流出口２０の間に、インペラ２１の軸方向の一方側（図１ではインペラ２１の下側のポンプボデー１８）にボデー溝３１が設けられ、インペラ２１の軸方向の他方側（図１ではインペラ２１の上側のポンプカバー５）にカバー溝３２が設けられている。また、ポンプハウジングには、流出口２０と流入口１９の間に、図７に示すように、インペラ２１の軸方向の一方側（ボデー溝３１が設けられている側）に隔壁３３が設けられ、インペラ２１の軸方向の他方側（ポンプカバー５が設けられている側）に隔壁３４が設けられている。ボデー溝３１及びカバー溝３２によって流入口１９から流出口２０に至る第１ポンプ流路３５及び第２ポンプ流路３６が形成されている。このボデー溝３１及びカバー溝３２は、隔壁３３及び３４によって流出口２０と流入口１９との間で仕切られている。
なお、ポンプ流路３５が本発明の第１ポンプ流路に対応し、ポンプ流路３６が本発明の第２ポンプ流路に対応する。
【０００７】
また、ポンプボデー１８の流入口１９側の隔壁３３の壁面には、インペラ２１の回転方向に突出する遮蔽壁３７が設けられている。この遮蔽壁３７によって、流入口１９と第１ポンプ流路３５が連通する流路連通部３９は、隔壁３３に対してインペラ２１の回転方向（図７において右方）にオフセットされている。遮蔽壁３７は、流入口１９の流路連通部３９を除いた残りの周壁面と連設されている。遮蔽壁３７は、ポンプボデー１８と一体に形成してもよいし、別体で形成したものをポンプボデー１８に取り付けてもよい。
さらに、遮蔽壁３７によって、隔壁３３と流路連通部３９との間に、隔壁３３によって狭められた流路面積よりも大きい流路面積を有する流路拡大部３８が形成されている。
【０００８】
次に、インペラ２１の構成について説明する。
インペラ２１の軸方向の両端面の外周部には周方向に沿って羽根２２が設けられており、羽根２２の間には羽根溝２３が形成されている。
羽根溝２３は、半径方向断面でみると、図８に示すように曲線形状に形成されている。
羽根溝２３は、周方向断面でみると、図７に示すように、回転方向前側から回転方向後側に向けて曲線形状、例えば円形形状や楕円形状に傾斜して形成されている。羽根溝２３の周方向断面形状を曲線形状に形成することによりポンプ効率が向上する。すなわち、燃料が流入口１９から流出口２０に流れる際には、図８に矢印で示すように、インペラ２１の羽根溝２３に沿って半径方向外方へ流れてボデー溝３１及びカバー溝３２の半径方向壁面に突き当たり、ボデー溝３１及びカバー溝３２に沿って半径方向内方に流れて再び羽根溝２３に沿って半径方向外方に流れる循環旋回渦流が発生する。この循環旋回渦流の周方向の速度はインペラ２１の周速度より遅いため、ボデー溝３１及びカバー溝３２に沿って半径方向内方に流れた燃料は、回転方向後側の羽根溝２３内に流入する。本実施の形態では、羽根溝２３が周方向断面でみて曲線形状に形成されているため羽根溝２３の周方向の流体抵抗を低く抑えることができる。これにより、ポンプ効率が向上する。
【０００９】
羽根溝２３の開口部は、図９に示すように、回転方向前側の半径方向の開口縁部６１、回転方向後側の半径方向の開口縁部６２、半径方向内側の周方向の開口縁部６３、半径方向外側の周方向の開口縁部６４により形成されている。そして、開口縁部６２と６３との結合部６５、開口縁部６２と６４との結合部６６、開口縁部６１と６３との結合部６７、開口縁部６１と６４との結合部６８及び６９、開口縁部６２が曲線形状、例えば円形形状に形成されている。本実施の形態では、結合部６６は回転方向に対して半径Ｒの円形形状に形成され、結合部６９は回転方向に対して半径ｒの円形形状に形成されている。羽根溝２３の開口部の開口縁部及び開口縁部の結合部を曲線形状に形成することにより、ポンプ効率が向上する。すなわち、開口縁部６２と６３との結合部６５が曲線形状に形成されていると、燃料が羽根溝２３内にスムーズに流入し、逆流の発生を防止することができる。また、開口縁部６２が曲線形状に形成されていると、羽根溝２３内から流れ出る循環旋回渦流の向きがスムーズに変更され、周方向の速度ベクトルが発生しやすい。また、開口縁部６１と６３との結合部６７、開口縁部６１と６４との結合部６８及び６９が曲線形状に形成されていると、流体抵抗が低減する。これにより、ポンプ効率が向上する。
なお、羽根溝２３の開口部を半径方向に傾斜させることもできる。例えば、図９に２点鎖線７０で示すように、半径方向の直線Ｐに対して回転方向前側に所定角度θだけ回転させた位置に形成する。この場合にも、流体抵抗を低減することができる。
【００１０】
インペラ２１の軸方向の両端面に形成されている羽根溝２３の回転方向後側には、連通穴２４が形成されている。連通穴２４の形状や大きさは、適宜設定することができる。インペラの両端面に形成されている羽根溝の回転方向後側に連通穴２４を形成することにより、ポンプ効率が向上する。すなわち、羽根溝２３内の循環旋回渦流は回転方向後側で発生するため、羽根溝２３内の回転方向後側の圧力が高くなる。このため、羽根溝２３が流出口２０の位置に達した時、図７の矢印Ｇに示すように、流出口２０が設けられている側と反対側に設けられている羽根溝２３内の燃料が連通穴２４を通して流出口２０から吐出しやすくなる。これにより、ポンプ効率が向上する。
なお、燃料の温度が高くなるとベーパ（気泡）が発生する。このベーパが流入口１９からポンプ流路３５あるいは３６内に流入して羽根溝２３内に入り込むとポンプ効率が低下するため、ボデー溝３１あるいはカバー溝３２に羽根溝２３内のベーパを排出するためのベーパ排出口が設けられている。本実施の形態では、インペラの両端面に設けられている羽根溝２３に連通穴２４が形成されているため羽根溝２３内のベーパの排出能力が向上する。すなわち、ベーパ排出口が設けられている側と反対側に設けられている羽根溝２３内のベーパは、連通穴２４を介してベーパ排出口が設けられている側の羽根溝２３内に導かれる。これにより、ベーパ排出口が設けられている側と反対側の羽根溝２３内のベーパ排出能力が向上し、ポンプ効率が向上する。
【００１１】
以上のような構成の燃料ポンプは、以下のように動作する。
モータ部１に通電して軸８を回転させると、インペラ２１が回転駆動される。これにより、燃料タンク内の燃料が流入口１９より流入し、インペラ２１の羽根溝２３によって流出口２０方向に流れる。流出口２０の位置に達した燃料は、流出口２０からモータ室６に吐出され、吐出口１６から燃料供給パイプに吐出される。一方、流出口２０から吐出されなかった高圧燃料は、羽根溝２３と隔壁３３及び３４の間に閉じ込められた状態で隔壁３３及び３４を通過する。そして、高圧燃料を閉じ込めた羽根溝２３が流入口１９とポンプ流路３５が連通する流路連通部３９及びポンプ流路３６の位置に達すると、羽根溝２３内の高圧燃料が流路連通部３９及びポンプ流路３６に噴出する。
【００１２】
ポンプ流路３５及び３６内を流れる燃料は、流出口２０の位置に達すると流出口２０から吐出される。ここで、ポンプ流路３６内を流れる燃料は、直接に流出口２０から吐出される。一方、ポンプ流路３５内を流れる燃料は、ボデー溝３１の終端部の壁面に押されてポンプ流路３６側に流れた後、流出口２０から吐出される。この時、ポンプ流路３５内を流れる燃料が流出口２０側に流れる速度よりインペラの周速が速いと、ポンプ流路３５内を流れる燃料が流出口２０から吐出されずに羽根溝２３内に閉じ込められた状態で流入口１９側に流れてしまい、ポンプ効率が低下する。
この場合、流出口２０の位置とポンプ流路３５の終端部の位置を調整することによって、インペラ２１の周速が速くても確実にポンプ流路３５側を流れる燃料を流出口２０から吐出させることができる。
本実施の形態では、図６及び図７に示すように、ポンプ流路３５の終端部の位置を流出口２０の終端部の位置に対して調整することによって、流出口２０の位置とポンプ流路３５の終端部の位置の調整を行っている。
ポンプ流路３５の終端部の位置からインペラ２１の回転方向下流側に設けられている流出口２０の終端部の位置までの間隔（ポンプ流路３５の終端部と流出口２０の終端部との間の角度）（１）を変えた場合のポンプ効率の変化状態を図１０に示す。なお、図１０に示すデータは、インペラ２１の板厚が３．８ｍｍ、インペラ２１の外径が３３ｍｍである燃料ポンプを、モータの供給電圧を１２Ｖ、燃料の圧力を３２４ＫＰａ、燃料の吐出量を１００ｌ／ｈ、モータの回転数を７０００ｒｐｍに設定した場合のものである。また、ポンプ効率は、ポンプ効率＝ｇ×（Ｐ×Ｑ）／（Ｔ×Ｎ）により求めた。ここで、ｇは重力加速度、Ｔはモータのトルク、Ｎはモータの回転数、Ｐは燃料の圧力、Ｑは燃料の吐出量である。
また、本明細書でいう「ポンプ流路３５の終端部と流出口２０の終端部との間の角度（１）」とは、詳しくは、流出口２０の終端部をポンプ流路３５の終端部からインペラ２１の回転方向下流側へずらせる角度（１）のことであって、「ポンプ流路３５の終端部の位置からインペラ２１の回転方向下流側に設けられている流出口２０の終端部の位置までの間隔（１）」、あるいは、「第１ポンプ流路３５の終端部に対する流出口２０の終端部の位置（１）」ともいう。なお、図６、図７、図１０で、丸付き数字の１は、本明細書では（１）と表記する。
図１０に示すように、ポンプ流路３５の終端部と流出口２０の終端部との間の角度（１）を２５度〜６０度の範囲内に設定することにより、ポンプ効率を向上させることができる。なお、前記仕様では、ポンプ流路３５の終端部と流出口２０の終端部との間の角度（１）を４２度に設定した場合が最も良く、ポンプ効率を１％向上させることができる。
【００１３】
一方、流出口２０から吐出されずに隔壁３３及び３４により羽根溝２３内に閉じ込められた高圧燃料は、隔壁３３及び３４を通過した後、流入口１９とポンプ流路３５が連通する流路連通部３９あるいはポンプ流路３６の位置に達すると、流路連通部３９あるいはポンプ流路３６に噴出する。この場合、流路連通部３９に噴出された高圧燃料が流入口１９に逆流すると、高圧燃料と流入口１９から流入する燃料が衝突し、流入口１９から流入する燃料の流入量が減少する。
この場合、羽根溝２３内の高圧燃料が流入口１９に逆流するのを防止することによって、高圧燃料と流入口１９から流入する燃料が衝突するのを防止することができ、流入口１９から流入する燃料の流入量を増加させることができる。
本実施の形態では、ポンプボデー１８の隔壁３３の流入口１９側の壁面に、インペラ２１の回転方向下流側に遮蔽壁３７が設けられている。遮蔽壁３７は隔壁３３と段差状に設けられている。これにより、隔壁３３と流路連通部３９との間に、隔壁３３及び３４によって狭められた流路面積よりも大きい流路面積を有する流路拡大部３８が形成されている。遮蔽壁３７の形状は種々変更可能であり、流路拡大部３８の流路面積も種々変更可能である。例えば、板状に形成したり、流入口１９側の壁面を流入口１９側から流路連通部３９に向けてインペラ２１の回転方向下流側に向けて傾斜する斜面に形成したりすることができる。また、流路連通部３９における遮蔽壁３７と対向する壁面は、流入口１９側からポンプ流路３５に向けてインペラ２１の回転方向下流側に傾斜する斜面で形成するのが好ましい。
羽根溝２３内に閉じ込められていた高圧燃料は、隔壁３３を通過して流路拡大部３８の位置に達すると、流路拡大部３８に噴出する。そして、流路拡大部３８を形成している遮蔽壁３７に沿って流路連通部３９に案内される。このため、流路連通部３９に噴出された高圧燃料が流入口１９に逆流するのが防止され、高圧燃料によって流入口１９から流入する燃料の流入量が減少するのを防止することができる。したがって、ポンプ効率が向上する。
【００１４】
また、流路拡大部３８の開始端部とポンプ流路３６の開始端部が近いと、羽根溝２３内に閉じ込められていた高圧燃料が隔壁３３及び３４を通過した後、流路拡大部３８及びポンプ流路３６にほぼ同時に噴出する。この場合、流路拡大部３８に噴出される高圧燃料の噴出圧が低下し、したがって流路連通部３９に噴出される高圧燃料の噴出圧も低下する。流路連通部３９に噴出される高圧燃料の噴出圧が低いと、流路連通部３９における流入口１９側の負圧が低下し、流入口１９から流入する燃料の流入量が減少する。
この場合、流路拡大部３８の開始端部の位置とポンプ流路３６の開始端部の位置を調整することによって、流路拡大部３８、したがって流路連通部３９に噴出される高圧燃料の噴出圧を増加させることができる。
本実施の形態では、図６及び図７に示すように、流路拡大部３８の開始端部の位置とポンプ流路３６の開始端部の位置を調整している。
流路拡大部３８の開始端部の位置からインペラ２１の回転方向下流側に設けられているポンプ流路３６の開始端部の位置までの間隔（流路拡大部３８の開始端部とポンプ流路３６の開始端部との間の角度）（２）を変えた場合のポンプ効率の変化状態を図１１に示す。なお、図１１に示すデータは、前記と同じ仕様の燃料ポンプに対するものである。
また、本明細書でいう「流路拡大部３８の開始端部とポンプ流路３６の開始端部との間の角度（２）」とは、詳しくは、第２ポンプ流路３６の開始端部を流路拡大部３８の開始端部からインペラ２１の回転方向下流側へずらせる角度（２）のことであって、「流路拡大部３８の開始端部の位置からインペラ２１の回転方向下流側に設けられているポンプ流路３６の開始端部の位置までの間隔（２）」、あるいは、「流路拡大部３８の開始端部に対する第２ポンプ流路３６の開始端部の位置（２）」ともいう。なお、図６、図７、図１０で、丸付き数字の２は、本明細書では（２）と表記する。
図１１に示すように、流路拡大部３８の開始端部とポンプ流路３６の開始端部との間の角度（２）を８度〜３０度の範囲内に設定することにより、ポンプ効率を最大０．５向上させることができる。なお、前記仕様では、流路拡大部３８の開始端部とポンプ流路３６の開始端部との間の角度（２）を１７度に設定した場合が最も良く、ポンプ効率を０．５％向上させることができる。
【００１５】
ところで、ポンプ流路３５、３６の流路長を長くすればポンプ効率は向上する。一方、インペラの外周長が同一の場合には、ポンプ流路３５、３６の流路長が長くなると、流出口２０と流入口１９の間に設けられる隔壁３３、３４の長さ（シール幅）が短くなる。隔壁３３、３４の長さが短くなると、流出口側と流入口側の間の燃料の圧力差により隔壁３３、３４を介して流出口側から流入口側に漏れる燃料の量が増大し、ポンプ効率が低下してしまう。このように、隔壁３３、３４の長さ（シール幅）を変えることによって、すなわち隔壁３３、３４の長さ（シール幅）とポンプ流路３５、３６の流路長との関係を変化させることによってポンプ効率が変化する。したがって、隔壁３３、３４の長さ（シール幅）を調整することによって、流路長とシール幅の関係を最適化することができ、ポンプ効率を向上させることができる。
ポンプカバー５側の隔壁３４の長さ（隔壁３４の両端間のカバーシール角度）（３）を変えることによって、ポンプ流路３６の流路長と隔壁３４の長さ（シール幅）との関係を変化させた場合のポンプ効率の変化状態を図１２に示す。なお、図１２に示すデータは、前記と同じ仕様の燃料ポンプに対するものである。
また、本明細書でいう「隔壁３４の両端間のカバーシール角度（３）」とは、詳しくは、隔壁３４における流出口２０の終端部からインペラ２１の回転方向下流側の第２ポンプ流路３６の開始端部までの角度（３）のことであって、「カバーシール角度（３）」、あるいは「隔壁３４の長さ（３）」、あるいは、「隔壁３４のシール幅（３）」ともいう。なお、図６、図７、図１０で、丸付き数字の３は、本明細書では（３）と表記する。
図１２に示すように、カバーシール角度（３）を２５度〜４５度に設定することにより、ポンプ流路３６の流路長と隔壁３４の長さ（シール幅）（３）との関係を最適化することができ、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１６】
ポンプボデー１８側の隔壁３３の長さ（隔壁３３の両端間のボデーシール角度）（４）を変えることによって、ポンプ流路３５の流路長と隔壁３３の長さ（シール幅）との関係を変化させた場合のポンプ効率の変化状態を図１３に示す。なお、図１３に示すデータは、前記と同じ仕様の燃料ポンプに対するものである。この場合、隔壁３３の流出口側と流入口側の間の燃料の圧力差は、流入口１９による負圧のため、隔壁３４の流出口側と流入口側との間の燃料の圧力差よりも大きい。このため、隔壁３３の長さも隔壁３４より長くする必要がある。
また、本明細書でいう「隔壁３３の両端間のボデーシール角度（４）」とは、詳しくは、隔壁３３における第１ポンプ流路３５の終端部からインペラ２１の回転方向下流側の流路拡大部３８の開始端部までの角度（４）のことであって、「ボデーシール角度（４）」、あるいは「隔壁３３の長さ（４）」、あるいは、「隔壁３３のシール幅（４）」ともいう。なお、図６、図７、図１０で、丸付き数字の４は、本明細書では（４）と表記する。
図１３に示すように、ボデーシール角度（４）を６０度〜８０度に設定することにより、ポンプ流路３５の流路長と隔壁３３の長さ（シール幅）（４）との関係を最適化することができ、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１７】
以上の実施の形態では、ポンプ流路３５の終端部と流出口２０の終端部との間の角度（１）、流路拡大部３８の開始端部とポンプ流路３６の開始端部との間の角度（２）、カバーシール角度（３）及びボデーシール角度（４）を調整することによって、ポンプ効率を向上させたが、各角度（１）〜（４）のいずれかを調整することによってもポンプ効率を向上させることができる。さらに、各角度（１）〜（４）の調整を種々組み合わせることによってもポンプ効率を向上させることができる。
また、燃料ポンプについて説明したが、本発明は燃料ポンプ以外の種々の流体ポンプに適用することができる。
また、本発明は、前記した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で追加、変更、置き換えが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流体ポンプを用いれば、ポンプ効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料ポンプの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】インペラの一方側から見た平面図である。
【図５】インペラの他方側からみた平面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】インペラの半径方向断面図である。
【図９】インペラの開口部を示す平面図である。
【図１０】第１ポンプ流路の終端部に対する流出口の終端部の位置とポンプ効率との関係を示す図である。
【図１１】流路拡大部の開始端部に対する第２ポンプ流路の開始端部の位置とポンプ効率との関係を示す図である。
【図１２】カバーシール角度とポンプ効率との関係を示す図である。
【図１３】ボデーシール角度とポンプ効率との関係を示す図である。
【符号の説明】
５  ポンプカバー
１８  ポンプボデー
１９  流入口
２０  流出口
２１  インペラ
２４  連通穴
３１  ボデー溝
３２  カバー溝
３３、３４  隔壁
３５、３６  ポンプ流路
３７  遮蔽壁
３８  流路拡大部
３９  流路連通部
【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】
0003756337.tif 000007
【図７】
0003756337.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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