JP2000329085A - ウエスコ型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路から吐出口への流れの変換部における高
周波音を低減し、流路の終端部において発生する騒音を
低減するウエスコ型ポンプを提供する。 【解決手段】 複数の羽根溝を外周部に有しかつ回転駆
動されるインペラと、インペラの羽根溝との間に周方向
の流路を形成しかつその流路に対応する吸入口および吐
出口２４を形成したポンプケーシングとを備える。吐出
口２４におけるインペラ側の開口端面に、開口幅Ｗがイ
ンペラの回転方向に沿って漸減する漸減部２４ａと、開
口幅Ｗがインペラの回転方向に沿ってほぼ一定をなす緩
衝部２４ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエスコ型ポンプ
（再生ポンプ、カスケードポンプ等の別名がある）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ウエスコ型ポンプは、一般的に、複数の
羽根溝を外周部に有しかつ回転駆動されるインペラと、
前記インペラの羽根溝との間に周方向の流路を形成しか
つその流路に対応する吸入口および吐出口を周方向に仕
切り壁を隔てて形成したポンプケーシングとを備えてい
る（例えば、特開平３−１８６８８号公報参照）。

【０００３】前記公開特許公報において、吐出口は断面
楕円形状をなしており、その吐出口におけるインペラ側
の開口端面には流路と連続状をなす行き止まりの流路が
形成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記公開特許公報のウ
エスコ型ポンプによると、昇圧された流体の旋回流の一
部が吐出口よりも下流側の行き止まりの流路に流れる。
すると、行き止まりの流路に流れた流体の旋回流がその
流路の終端壁面に衝突し、その流れが一度に閉め切られ
ることにより、高周波音が発生し、流路の終端部におけ
る騒音が増大していた。

【０００５】なお、前記行き止まりの流路における開口
端面の開口幅を終端に向かって漸減させたものが提案さ
れている（特開平６−２８８３８１号公報参照）。しか
しながら、昇圧された流体の旋回流の一部が吐出口より
も下流側の行き止まりの流路に流れることに変わりが無
く、流路の終端部における騒音の低減効果は小さかっ
た。

【０００６】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、流路における流体の旋回流のほとんど全部を吐出口
からスムーズに吐出させることにより、流路から吐出口
への流れの変換部における高周波音を低減し、もって流
路の終端部において発生する騒音を低減することのでき
るウエスコ型ポンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１の発明は、複数の羽根溝を外周部に有しかつ回転駆
動されるインペラと、前記インペラの羽根溝との間に周
方向の流路を形成しかつその流路に対応する吸入口およ
び吐出口を周方向に仕切り壁を隔てて形成したポンプケ
ーシングと、を備えたウエスコ型ポンプであって、前記
吐出口におけるインペラ側の開口端面に、前記流路の下
流側に連続しかつインペラの径方向に対応する開口幅が
インペラの回転方向に沿って漸減する漸減部と、前記漸
減部の下流側に連続しかつ前記開口幅がインペラの回転
方向に沿ってほぼ一定をなす緩衝部とを設けたことを特
徴とするウエスコ型ポンプである。

【０００８】このように構成すると、流路から吐出口へ
の流体の流れの変換部において、昇圧された流体の流れ
の変換度合を吐出口の漸減部により徐々に小さくされた
後、吐出口の緩衝部により一定化させ、流路における流
体の旋回流のほとんど全部を吐出口からスムーズに吐出
させることができる。これにより、流路から吐出口への
流れの変換部における高周波音を低減して、流路の終端
部において発生する騒音を低減することができる。

【０００９】請求項２の発明は、吐出口の漸減部と緩衝
部との連続部において折曲する二つ壁面とインペラ側の
開口端面とのなす隅角部を面取りしたことを特徴とする
請求項１記載のウエスコ型ポンプである。このように構
成すると、吐出口の漸減部と緩衝部との連続部において
折曲する二つ壁面とインペラ側の端面とのなす隅角部の
面取りにより、吐出口の漸減部から緩衝部への流体の流
れの変換を一層スムーズ化できることにより、流路の終
端部において発生する騒音の低減に有利である。

【００１０】請求項３の発明は、吐出口におけるインペ
ラの回転方向前方の前壁面をインペラ側の端面に対し鋭
角をなす斜面に形成したことを特徴とする請求項１また
は２記載のウエスコ型ポンプである。このように構成す
ると、吐出口を流体をスムーズに通過させることによ
り、ポンプ効率を向上することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］実施の形態１に
ついて図面を参照して説明する。実施の形態１は、ウエ
スコ型ポンプを利用した自動車用の燃料ポンプを示すも
ので、自動車のエンジンヘの燃料供給に利用されるもの
である。

【００１２】燃料ポンプの断面図を示した図１におい
て、燃料ポンプは、ポンプ部１と、そのポンプ部１を駆
動するモーター部２とから構成されている。モーター部
２は、ブラシ付きの直流モータであり、ほぼ円筒形状の
ポンプハウジング４内にマグネット５を配置し、このマ
グネット５と同心状に回転子６を配置している。

【００１３】回転子６のシャフト７の下部は、前記ポン
プハウジング４の下端部に取り付けられたポンプカバー
９に軸受１０を介して回転可能に支持されている。ま
た、前記シャフト７の上端部は、前記ポンプハウジング
４の上端部に取り付けられたモーターカバー１２に軸受
１３を介して回転可能に支持されている。

【００１４】前記モーター部２は、前記モーターカバー
１２に設けられた端子（図示省略）を介して前記回転子
６のコイル（図示省略）に通電することにより、その回
転子６を回転させる。なお、このようなモーター部２の
構成は周知であるから、その詳しい説明は省略する。ま
た、モーター部２としては、図示した以外の他の形式の
ものも利用することができる。

【００１５】前記モーター部２により駆動されるポンプ
部１の構成を説明する。ポンプ部１は、前記ポンプカバ
ー９と、次に述べるポンプボデー１５およびインペラ１
６から構成されている。ポンプカバー９とポンプボデー
１５は、例えばアルミのダイカスト成形により形成され
ている。なお、図２に図１の矢印ＩＩ方向から見たポン
プカバー９のインペラ側の端面図、図３にポンプカバー
９の反インペラ側の端面図、図４にポンプカバー９の断
面図がそれぞれ示されている。

【００１６】図１に示すように、ポンプボデー１５は、
前記ポンプカバー９に重ねた状態で前記ポンプハウジン
グ４の下端部にかしめ付け等により固定されている。こ
のポンプボデー１５の中心部にスラスト軸受１８が固定
されている。スラスト軸受１８によって、前記シャフト
７のスラスト荷重が受けられる。前記ポンプカバー９と
ポンプボデー１５とによりポンプケーシング（符号、１
７を付す）が構成されている。そのポンプケーシング１
７の内部にインペラ１６が回転可能にかつ軸方向にわず
かに移動可能に収納されている。

【００１７】前記インペラ１６は、樹脂成形により形成
され、その表裏面の外周部に表裏間で交互に連通する複
数の羽根溝１６ａが形成されている。インペラ１６の中
心には、ほぼＤ字形の係合孔１６ｂが形成されている。
係合孔１６ｂに、前記シャフト７の下端部の断面Ｄ字形
の係合軸部７ａが係合されている。これにより、インペ
ラ１６がシャフト７に対し追従回転可能にかつ軸方向に
わずかに移動可能に連結されている。

【００１８】前記ポンプカバー９とポンプボデー１５の
内側面には、前記インペラ１６の羽根溝１６ａとの間に
周方向の流路２０を形成するほぼ円弧形状の流路溝２１
が形成されている（図２参照）。

【００１９】前記ポンプボデー１５には、流路２０の一
端に連通する吸入口２２（図２中、二点鎖線２２参照）
が形成されている。また、ポンプカバー９には、流路２
０の他端に連通する吐出口２４が形成されている。前記
吸入口２２と吐出口２４との間には、燃料の逆流を防止
する仕切り壁２５（図２参照）が形成されている。吐出
口２４は、図１に示すように前記ポンプカバー９を貫通
してモーター部２の内部空間２ａに連通している。

【００２０】次に、吐出口２４の形状について図５〜図
１０を参照して詳述する。図５は図２の要部拡大図、図
６は図３の要部拡大図、図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線
断面図、図８は図７に対応する作用説明図、図９は図５
のＩＸ−ＩＸ線断面における作用説明図、図１０は図５
のＸ−Ｘ線断面における作用説明図である。図５および
図６に示すように、前記吐出口２４におけるインペラ側
の開口端面には、前記流路２０の下流側に連続しかつ前
記インペラ１６の径方向に対応する開口幅Ｗがインペラ
１６の回転方向に沿って漸減する漸減部２４ａと、前記
漸減部２４ａの下流側に連続しかつ前記開口幅Ｗがイン
ペラ１６の回転方向に沿ってほぼ一定をなす緩衝部２４
ｂとが設けられている。

【００２１】図５、図９および図１０に示すように、前
記吐出口２４の漸減部２４ａと緩衝部２４ｂとの連続部
において折曲する二つ壁面２４ｃ，２４ｄとインペラ側
の端面９ａとのなす隅角部をインペラ側の端面９ａの径
方向に対し面取り角度θ１をもって面取りすることによ
り、前記隅角部の面取り面２４ｅが形成されている。

【００２２】また、図８に示すように、吐出口２４にお
けるインペラ１６の回転方向前方の前壁面は、インペラ
側の端面９ａの周方向に対し鋭角θ２をなす斜面２４ｆ
に形成されている。なお、前壁面２４ｆの前端部（図８
において右端部）にはインペラ側の端面９ａの周方向に
対し９０°近い鋭角をなす斜面２４ｆａが形成されてお
り、前壁面２４ｆの前端が先鋭端となることによる先鋭
端の折損が回避されている。

【００２３】また、図８に示すように、吐出口２４にお
けるインペラ１６の回転方向後方の後壁面２４ｈは、イ
ンペラ側の端面９ａの周方向に対し鋭角θ３をなす斜面
２４ｈ（後壁面と同一符号を付す）に形成されている。
なお、後壁面２４ｈの後端部（図８において左端部）に
はインペラ側の端面９ａの周方向に対し９０°近い鋭角
をなす斜面２４ｈａが形成されており、後壁面２４ｈの
後端が先鋭端となることによる先鋭端の折損が回避され
ている。

【００２４】次に、前記燃料ポンプの作用について説明
する。モーター部２の回転子６のコイル（図示せず）に
通電して、回転子６を回転させると、この回転子６のシ
ャフト７と一体的にインペラ１６が図２および図７に示
す矢印Ａ方向に回転する。これにより、インペラ１６の
外周部の羽根溝１６ａが流路２０に沿って回転してポン
プ作用を生じ、燃料が吸入口２２から流路２０内に吸い
込まれて、この燃料が、各羽根溝１６ａにより運動エネ
ルギを受けて流路２０内を吐出口２４の方向に圧送され
る。そして、吐出口２４から吐出された燃料は、モータ
ー部２の内部空間２ａを通過してモーターカバー１２の
燃料送出口２８から図示しないインジェクタへ圧送され
る。

【００２５】ところで、流路２０から吐出口２４への流
体の流れの変換部において、昇圧された流体の流れの変
換度合は、吐出口２４の漸減部２４ａにより徐々に小さ
くされた後、吐出口２４の緩衝部２４ｂにより一定化さ
れ、流路２０における流体の旋回流のほとんど全部が吐
出口２４からモーター部２の内部空間２ａへスムーズに
吐出される。これにより、流路２０から吐出口２４への
流れの変換部における高周波音を低減し、流路２０の終
端部において発生する騒音を低減することができる。

【００２６】また、吐出口２４の漸減部２４ａと緩衝部
２４ｂとの連続部において折曲する二つ壁面２４ｃ，２
４ｄとインペラ側の端面９ａとのなす隅角部を面取り面
２４ｅ（図８〜図１０参照）に面取りしたことにより、
吐出口２４の漸減部２４ａから緩衝部２４ｂへの流体の
流れの変換を一層スムーズ化できることにより、流路２
０の終端部において発生する騒音の低減に有利である。

【００２７】また、吐出口２４におけるインペラ１６の
回転方向前方の前壁面２４ｆをインペラ側の端面９ａの
周方向に対し鋭角θ２をなす斜面２４ｆ（図８参照）に
形成したことにより、吐出口２４を流体をスムーズに通
過させることにより、ポンプ効率を向上することができ
る。

【００２８】また、吐出口２４におけるインペラ１６の
回転方向前方の前壁面２４ｆを斜面２４ｆに形成したこ
とにより、図１１に部分断面図で示すように、ポンプカ
バー９の成形型の上型３０と下型３２とを容易に型抜き
することができる形状とすることが可能であり、吐出口
２４を容易に成形することができる。

【００２９】［実施の形態２］実施の形態２について図
１２および図１３を参照して説明する。実施の形態２
は、実施の形態１の一部を変更したものであるからその
変更部分について詳述し、実施の形態１と同一もしくは
実質的に同一構成と考えられる部分には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。図１２はポンプカバーの部
分断面図で、図９の説明図と対応する。また、図１３は
図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図で、図１０の説明
図と対応する。

【００３０】実施の形態２では、図１２および図１３に
示すように、実施の形態１において形成した面取り面２
４ｅ（図５、図８および図９参照）を、面取りしていな
い原形に形成したものである。

【００３１】なお、吐出口２４の形状の違いによる騒音
を液中音圧［ｄＢ］で測定したところ、図１４に示す測
定結果が得られた。図１４において、Ｐaは従来例と同
一のポンプカバーを使用した場合の燃料ポンプの液中音
圧を示し、Ｐｂは実施の形態２のポンプカバーを使用し
た場合の燃料ポンプの液中音圧を示し、Ｐｃは実施の形
態１のポンプカバーを使用した場合の燃料ポンプの液中
音圧を示している。なお、実施の形態１におけるポンプ
カバー９の面取り面２４ｃの面取り角度θ１は、３５°
とした。

【００３２】図１４から明らかなように、従来例と同一
のポンプカバーを使用した場合の燃料ポンプの液中音圧
Ｐaに比べ、実施の形態２のポンプカバーを使用した場
合の燃料ポンプの液中音圧Ｐｂが低く、良好な騒音低減
効果が認められる。また、実施の形態２のポンプカバー
を使用した場合の燃料ポンプの液中音圧Ｐｂに比べ、実
施の形態１のポンプカバーを使用した場合の燃料ポンプ
の液中音圧Ｐｃが低く、一層良好な騒音低減効果が認め
られる。

【００３３】また、実施の形態１におけるポンプカバー
９の面取り面２４ｃの面取り角度θ１と騒音（液中音圧
［ｄＢ］）との関係を測定したところ、図１５に示す測
定結果が得られた。図１５において、横軸は面取り角度
θ１［ｄｅｇ］を示し、縦軸は液中音圧［ｄＢ］を示し
ている。図１５から明らかなように、面取り角度θ１が
２５〜５０°に設定すると、良好な騒音低減効果を得る
ことができる。

【００３４】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更
が可能である。例えば、本発明は、自動車の燃料ポンプ
に限定されず、水等の種々の流体を圧送するポンプとし
て広く適用できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明のウエスコ型ポンプによれば、流
路における流体の旋回流のほとんど全部を吐出口からス
ムーズに吐出させることができ、流路から吐出口への流
れの変換部における高周波音を低減して、流路の終端部
において発生する騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１を示す燃料ポンプの断面図であ
る。

【図２】ポンプカバーのインペラ側の端面図である。

【図３】ポンプカバーの反インペラ側の端面図である。

【図４】ポンプカバーの断面図である。

【図５】図２の要部拡大図である。

【図６】図３の要部拡大図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【図８】図７に対応する作用説明図である。

【図９】図５のＩＸ−ＩＸ線断面における作用説明図で
ある。

【図１０】図５のＸ−Ｘ線断面における作用説明図であ
る。

【図１１】ポンプカバーの成形型の部分断面図である。

【図１２】実施の形態２を示すポンプカバーの部分断面
図である。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図であ
る。

【図１４】液中音圧の測定結果を示す図である。

【図１５】面取り角度と液中音圧との関係を示す特性線
図である。

【符号の説明】 １６ インペラ １７ ポンプケーシング １６ａ 羽根溝 ２０ 流路 ２２ 吸入口 ２４ 吐出口 ２５ 仕切り壁 ２４ａ 漸減部 ２４ｂ 緩衝部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の羽根溝を外周部に有しかつ回転駆
   動されるインペラと、 前記インペラの羽根溝との間に周方向の流路を形成しか
   つその流路に対応する吸入口および吐出口を周方向に仕
   切り壁を隔てて形成したポンプケーシングと、を備えた
   ウエスコ型ポンプであって、 前記吐出口におけるインペラ側の開口端面に、前記流路
   の下流側に連続しかつインペラの径方向に対応する開口
   幅がインペラの回転方向に沿って漸減する漸減部と、前
   記漸減部の下流側に連続しかつ前記開口幅がインペラの
   回転方向に沿ってほぼ一定をなす緩衝部とを設けたこと
   を特徴とするウエスコ型ポンプ。
2. 【請求項２】 吐出口の漸減部と緩衝部との連続部にお
   いて折曲する二つ壁面とインペラ側の端面とのなす隅角
   部を面取りしたことを特徴とする請求項１記載のウエス
   コ型ポンプ。
3. 【請求項３】 吐出口におけるインペラの回転方向前方
   の前壁面をインペラ側の端面に対し鋭角をなす斜面に形
   成したことを特徴とする請求項１または２記載のウエス
   コ型ポンプ。