JPH032720Y2

JPH032720Y2 -

Info

Publication number: JPH032720Y2
Application number: JP5869682U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-21
Filing date: 1982-04-21
Publication date: 1991-01-24
Also published as: DE3313950C2; JPS58161191U; DE3313950A1

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、モータで駆動する電動ポンプに関
し、さらに詳しくはカスケードポンプ（ウエスコ
ポンプともいう）からなるポンプ部を備えた液体
搬送用の電動ポンプに関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an electric pump driven by a motor, and more particularly to an electric pump for transporting liquid that includes a pump section consisting of a cascade pump (also referred to as a Wesco pump).

従来、カスケードポンプは高揚程少流量用の揚
水ポンプとして知られており、一般にはインペラ
径が100mmで揚程が30〜50ｍ、流量が100／min
のものが用いられている。このようなカスケード
ポンプは自動車用の電動燃料ポンプとして用いら
れる場合は小型となるため、その特性上専ら低圧
用で小型かつ安価な電動燃料ポンプとして使用さ
れている。しかしながら、例えば燃料噴射装置用
の電動燃料ポンプでは高圧（締切圧４Kg／cm²以
上）を必要とするため、カスケードポンプは使用
不可能とされ、容積型のポンプ（ベーンポンプ、
ローラポンプ）のみが使用されているのが実情で
ある。ところがこのような容積型のポンプは高価
かつ構造が複雑であるという欠点があり、このた
め安価で小型なカスケードポンプを用いた高圧型
の電動燃料ポンプの開発が要望されていた。この
ための努力は従来続けられてはいたが有効な構成
は見い出されず、その実現はほとんど不可能とさ
れていた。 Conventionally, cascade pumps are known as high-head, low-flow pumps, and generally have an impeller diameter of 100 mm, a lifting head of 30 to 50 m, and a flow rate of 100/min.
are used. When such a cascade pump is used as an electric fuel pump for an automobile, it is small in size, and therefore, due to its characteristics, it is used exclusively as a small, inexpensive electric fuel pump for low pressure applications. However, for example, electric fuel pumps for fuel injection systems require high pressure (cutoff pressure of 4 kg/cm ² or more), so cascade pumps cannot be used, and positive displacement pumps (vane pumps,
In reality, only roller pumps are used. However, such positive displacement pumps have the drawbacks of being expensive and having a complicated structure.Therefore, there has been a demand for the development of a high-pressure electric fuel pump using an inexpensive and compact cascade pump. Efforts have been made to achieve this goal, but no effective configuration has been found, and its realization has been considered almost impossible.

以上に鑑み、本考案の目的は、カスケードポン
プを高圧用のポンプとして使用した安価かつ小型
の電動ポンプの提供にある。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an inexpensive and small-sized electric pump using a cascade pump as a high-pressure pump.

次に本考案を図示した実施例に基づいて説明す
る。 Next, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.

第１図に示した電動ポンプにおいて、１は円筒
状のケース、２はケース１の上端にかしめつけら
れたカバーで、このカバー２は燃料吐出口３が設
けられ、かつ内面には樹脂製のプレート４が固定
されている。５はケース１の下端部に設けられた
ポンプ部で、カスケードポンプを構成しており、
そのアウト側プレート６はケース１の下端にかし
めつけられている。７はアーマチユアで、その軸
７ａの上端部は、カバー２に軸受ホルダ８を介し
て支持された軸受９によつて支承され、下端部は
アウト側プレート６に軸受ホルダ１０を介して支
持された軸受１１によつて支承されている。１２
は図示しない外部配線端子をナツト１３，１３を
介して固定する端子棒で、カバー２とプレート４
とを貫通して設けられ、プレート４に係止される
カラー１２ａを備えており、上記ナツト１３，１
３により樹脂製の座板１４を介して固定される。
ここで、端子棒１２とカバー２との間には樹脂製
のブツシユ１５とゴム製の密閉リング１６とが装
着されている。またプレート４にはコミユテータ
１７を介してアーマチユア７に通電するブラシ１
８が設けられている。 In the electric pump shown in Fig. 1, 1 is a cylindrical case, 2 is a cover crimped onto the upper end of the case 1, and this cover 2 is provided with a fuel discharge port 3, and the inner surface is made of resin. Plate 4 is fixed. 5 is a pump section provided at the lower end of case 1, which constitutes a cascade pump.
The outside plate 6 is caulked to the lower end of the case 1. 7 is an armature, the upper end of which is supported by a bearing 9 supported by the cover 2 via a bearing holder 8, and the lower end is supported by the outer plate 6 via a bearing holder 10. It is supported by a bearing 11. 12
is a terminal rod that fixes an external wiring terminal (not shown) via nuts 13, 13, and is connected to the cover 2 and plate 4.
It is provided with a collar 12a that is provided to penetrate through the bolts 12a and 12a that are locked to the plate 4, and that the nuts 13, 1
3 through the seat plate 14 made of resin.
Here, a resin bush 15 and a rubber sealing ring 16 are installed between the terminal bar 12 and the cover 2. The plate 4 also has a brush 1 that energizes the armature 7 via a commutator 17.
8 is provided.

次にポンプ部５の構成をさらに詳しく説明す
る。 Next, the configuration of the pump section 5 will be explained in more detail.

１９は流入口２０を備えたイン側プレートで、
アウト側プレート６に対し複数本のスクリユ２１
（図は１本のみを示す。）により、スペーサ２２を
介在させた状態で固定されており、アウト側プレ
ート６には流出口２３が設けられている。これら
イン側プレート１９とスペーサ２２とアウト側プ
レート６とはポンプケーシングを構成して内部に
ポンプ室を形成し、イン側プレート１９の上端面
およびアウト側プレート６の下端面はポンプ室の
側壁Wa₁，Wa₂を各々なし、スペーサ２２の内周
面はポンプ室の周壁Wbをなしている。２４はポ
ンプ室内において、イン側プレート１９に固定さ
れた軸２５に軸受２６を介して支持されたインペ
ラで、その外周部に設けられたフイン２７〜２７
の周囲には、イン側プレート１９とアウト側プレ
ート６とを以下に述べる仕切部を除き、溝加工す
ることによつて形成された流体通路２８が配設さ
れている。２９はアーマチユア７の軸７ａの下端
に固設されたジヨイントで、インペラ２４に形成
された溝２４ａ，２４ａに嵌入するつめ部２９
ａ，２９ａを備えている。 19 is an inside plate equipped with an inlet 20;
Multiple screws 21 for the outside plate 6
(Only one is shown in the figure.) The outer plate 6 is fixed with a spacer 22 interposed therebetween, and the outer plate 6 is provided with an outlet 23. The inside plate 19, the spacer 22, and the outside plate 6 constitute a pump casing and form a pump chamber inside. ₁ and Wa ₂ , respectively, and the inner peripheral surface of the spacer 22 forms the peripheral wall Wb of the pump chamber. Reference numeral 24 denotes an impeller that is supported in the pump chamber by a shaft 25 fixed to the inner plate 19 via a bearing 26, and has fins 27 to 27 provided on its outer periphery.
A fluid passage 28 is provided around the inner plate 19 and the outer plate 6 by forming grooves in the inner plate 19 and the outer plate 6 except for the partition portion described below. 29 is a joint fixed to the lower end of the shaft 7a of the armature 7, and a pawl portion 29 that fits into the grooves 24a, 24a formed in the impeller 24.
a, 29a.

次にポンプ室内の各部材の寸法構成を第３図〜
第５図に従つて説明する。 Next, the dimensional structure of each member in the pump chamber is shown in Figure 3~
This will be explained according to FIG.

第３図および第４図において、インペラ２４の
外径Ｄは25mm以上55mm以下に設定されており、各
フイン２７の溝２７ａの幅ａは1.2mm以上2.5mm以
下に、そして各フイン２７ａの厚さｂは0.7mm以
下に設定されている。また、スペーサ２２にはイ
ン側プレート１９の流入口２０に対応するほぼ半
円形の切欠溝２２ａと、アウト側プレート６の流
出口２３に対応する同様な切欠溝２２ｂが設けら
れている。これらの切欠溝２２ａと切欠溝２２ｂ
との円周方向近い側の角度範囲L₁における液体
通路２８ａでの周壁Wbとフイン２７〜２７の先
端との間の隙間ｃは0.1mm以下に設定されており、
ポンプ室に関する入口部と出口部とを仕切る仕切
り部が形成されている。一方、円周方向遠い側の
角度範囲L₂における流体通路２８ｂの断面積Ｓ
は５mm²以上15mm²以下に設定されている。また第２
図に示すように、この角度範囲L₂における流体
通路２８ｂの断面に関する高さｄは2.8mm以上4.5
mm以下に設定されており、この高さｄに対する流
体通路２８ｂの相対する通路側壁Wc₁，Wc₂とこ
れらの各々に対面するフイン２７の溝２７ａの底
端２７ｂとの間の間隔ｅの比、すなわちｄ／ｅは
0.5以上２以下に設定されている。さらにインペ
ラ２４とポンプ室の側壁Wa₁，Wa₂との間の隙間
ｆ１，ｆ２はその和すなわちｆ１＋ｆ２が、0.07
mm以下となるように設定されている。 3 and 4, the outer diameter D of the impeller 24 is set to 25 mm or more and 55 mm or less, the width a of the groove 27a of each fin 27 is set to 1.2 mm or more and 2.5 mm or less, and the thickness of each fin 27a is set to 1.2 mm or more and 2.5 mm or less. Sab is set to 0.7mm or less. Further, the spacer 22 is provided with a substantially semicircular notch groove 22a corresponding to the inlet 20 of the inner plate 19 and a similar notch groove 22b corresponding to the outlet 23 of the outer plate 6. These notch grooves 22a and 22b
The gap c between the peripheral wall Wb and the tips of the fins 27 to 27 in the liquid passage 28a in the angular range _L1 on the side near the circumferential direction is set to 0.1 mm or less,
A partition part is formed to partition an inlet part and an outlet part regarding the pump chamber. On the other hand, the cross-sectional area S of the fluid passage 28b in the angular range _L2 on the far side in the circumferential direction
is set to 5 mm ² or more and 15 mm ² or less. Also the second
As shown in the figure, the height d with respect to the cross section of the fluid passage 28b in this angular range _L2 is 2.8 mm or more and 4.5 mm.
mm or less, and the ratio of the distance e between the opposing passage side walls Wc ₁ and Wc ₂ of the fluid passage 28b and the bottom end 27b of the groove 27a of the fin 27 facing each of them to the height d. , that is, d/e is
It is set to 0.5 or more and 2 or less. Furthermore, the sum of the gaps f1 and f2 between the impeller 24 and the side walls Wa ₁ and Wa ₂ of the pump chamber, that is, f1 + f2, is 0.07
It is set to be less than mm.

以上のような設定寸法をまとめれば次のように
なる。 The above set dimensions are summarized as follows.

(1) Ｄ＝25〜55mm、ａ＝1.2〜2.5mm、ｂは0.7mm以下 (2) ｃは0.1mm以下 (3) Ｓ＝５〜15mm² (4) ｄ＝2.8〜4.5mm、ｄ／ｅ＝0.5〜２ (5) ｆ１＋ｆ２は0.07mm以下このような設定寸法は、考案者による多大な実
験結果として得られたものであり、ポンプ部５を
高圧（締切圧で４Kg／cm²以上）、少流量（２／
min程度）かつ小型のカスケードポンプとして成
立させるのに必要不可欠な設定寸法であることが
判明している。(1) D = 25 to 55 mm, a = 1.2 to 2.5 mm, b is 0.7 mm or less (2) c is 0.1 mm or less (3) S = 5 to 15 mm ² (4) d = 2.8 to 4.5 mm, d/ e=0.5~2 (5) f1+f2 is 0.07mm or less These set dimensions were obtained as a result of extensive experiments by the inventor, and the pump section 5 is kept under high pressure (4 kg/cm ² or more at cutoff pressure). , small flow rate (2/
It has been found that these dimensions are indispensable for establishing a compact cascade pump.

以上のような電動ポンプにおいて、端子棒１２
を介してアーマチユア７に通電すると、このアー
マチユア７の回転はジヨイント２７を介してイン
ペラ２３に伝達される。このインペラ２３の回転
により、燃料は流入口２０を経てポンプケーシン
グ内に汲み上げられ、流出口２８を経てケース１
内に流入した後、アーマチユア７の側部を通つて
燃料吐出口３から高圧、少流量で吐出され、さら
に図示しない機関へ搬送される。このような電動
ポンプの締切圧Ｐ（Kg／cm²）−吐出流量Ｑ（／ｈ）
特性は、ポンプ部５においてＤ＝35mm、ａ＝1.7
mm、ｂ＝0.3mm、ｃ＝0.05mm、Ｓ＝８mm²、ｄ＝3.7
mm、ｄ／ｅ＝1.8、f₁＋f₂＝0.02mmとした場合、第
６図のごとくなり、最大締切圧として６Kg／cm²が
得られる。ただし、ここでアーマチユア７の回転
数は4400rpmに設定されている。 In the electric pump as described above, the terminal bar 12
When the armature 7 is energized via the armature 7, the rotation of the armature 7 is transmitted to the impeller 23 via the joint 27. Due to the rotation of the impeller 23, fuel is pumped into the pump casing through the inlet 20, and then through the outlet 28 into the case 1.
After flowing into the fuel tank, the fuel is discharged from the fuel outlet 3 through the side of the armature 7 at high pressure and at a small flow rate, and is further conveyed to an engine (not shown). Cutoff pressure P (Kg/cm ² ) - discharge flow rate Q (/h) of such an electric pump
The characteristics are D=35mm and a=1.7 in pump part 5.
mm, b=0.3mm, c=0.05mm, S=8mm ² , d=3.7
mm, d/e = 1.8, and f ₁ + f ₂ = 0.02 mm, as shown in Fig. 6, and a maximum shutoff pressure of 6 kg/cm ² is obtained. However, here the rotation speed of armature 7 is set to 4400 rpm.

以上のようにこの考案は、インペラの外径Ｄを
25mm以上55mm以下に、各フインの溝の幅ａを1.2
mm以上2.5mm以下に、仕切部における流体通路で
のポンプ室周壁とフインの先端との間の隙間ｃを
0.1mm以下に、仕切部以外の流体通路の断面積Ｓ
を５mm²以上15mm²以下に、その断面高さｄを2.8mm
以上4.5mm以下に、この高さｄに対する流体通路
の軸方向に相対する各通路側壁とそれに対面する
フインの溝の底端との間の間隔ｅの比、すなわち
ｄ／ｅを0.5以上２以下に、インペラとこのイン
ペラの軸方向両側に相対して以置する各側壁との
間の隙間ｆ１，ｆ２の和すなわちｆ１＋ｆ２を
0.07mm以下に各々設定したことによつて、従来は
締切圧３〜５Kg／cm²のカスケードポンプを得よう
とすると、インペラ外径が100mm以上になつてし
まうのに対して、25〜50mmのインペラ外径で6.0
Kg／cm²の締切圧を得ることができ、その結果、自
動車用として最も適した小形で燃料圧が高くかつ
脈動のないカスケードポンプを得ることができる
効果がある。 As mentioned above, this idea allows the outer diameter D of the impeller to be
The width a of each fin groove is 1.2 to 25 mm or more and 55 mm or less.
The gap c between the circumferential wall of the pump chamber and the tip of the fin in the fluid passage in the partition should be between mm and 2.5 mm.
The cross-sectional area S of the fluid passage other than the partition is 0.1 mm or less.
5 mm ² or more and 15 mm ² or less, and its cross-sectional height d is 2.8 mm.
The ratio of the distance e between each channel side wall facing the axial direction of the fluid passage and the bottom end of the groove of the fin facing it to the height d, that is, d/e, is set to 0.5 or more and 2 or less. Then, the sum of the gaps f1 and f2 between the impeller and the side walls placed opposite to each other on both sides of the impeller in the axial direction, that is, f1 + f2, is calculated as follows:
By setting each value to 0.07 mm or less, conventionally, if you tried to obtain a cascade pump with a shutoff pressure of 3 to 5 kg/ ^cm2 , the impeller outer diameter would be 100 mm or more, but the outer diameter of the impeller is 25 to 50 mm. 6.0 in impeller outer diameter
A shutoff pressure of Kg/cm ² can be obtained, and as a result, it is possible to obtain a cascade pump that is compact, has high fuel pressure, and has no pulsation, which is most suitable for automobile use.

[Brief explanation of drawings]

図は本考案の一実施例を示し、第１図は電動ポ
ンプの縦断面図、第２図は第１図の−線に沿
う断面図、第３図は第２図の−線に沿う断面
の部分図、第４図は第３図のＡ部拡大図、第５図
は本実施例の電動ポンプにおいて、ポンプ部の寸
法構成を選択的に定めた場合における締切圧Ｐ
（Kg／cm²）−吐出流量Ｑ（／ｈ）特性線図である。５……ポンプ部、７……アーマチユア、１９…
…イン側プレート、２０……流入口、２２……ス
ペーサ、２２ａ，２２ｂ……切欠溝、２３……流
出口、２４……インペラ、２７……フイン、２７
ａ……溝、２７ｂ……底端、２８，２８ａ，２８
ｂ……流体通路、Wa₁，Wa₂……側壁、Wb……
周壁、Wc₁，Wc₂……通路側壁。 The figures show one embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a longitudinal sectional view of an electric pump, Fig. 2 is a sectional view taken along the - line in Fig. 1, and Fig. 3 is a sectional view taken along the - line in Fig. 2. , FIG. 4 is an enlarged view of part A in FIG. 3, and FIG. 5 is a partial view of the cut-off pressure P when the dimensional structure of the pump part is selectively determined in the electric pump of this embodiment.
(Kg/cm ² )-discharge flow rate Q (/h) characteristic diagram. 5... Pump section, 7... Armature, 19...
...Inside plate, 20 ... Inflow port, 22 ... Spacer, 22a, 22b ... Notch groove, 23 ... Outlet port, 24 ... Impeller, 27 ... Fin, 27
a...Groove, 27b...Bottom end, 28, 28a, 28
b...Fluid passage, Wa ₁ , Wa ₂ ...Side wall, Wb...
Peripheral wall, Wc ₁ , Wc ₂ ...Aisle side wall.

Claims

[Scope of utility model registration request]

An electric pump comprising a pump part constituting a cascade pump driven by a motor, wherein the impeller of the pump part has an outer diameter D of 25 mm or more and 55 mm or less, and a groove width a of each fin provided on the impeller. 1.2 mm or more and 2.5 mm or less, and the distance between the peripheral wall of the pump chamber and the tip of the fin at the partition part that partitions the inlet part and the outlet part regarding the pump chamber among the fluid passages formed around the fins. The gap c between the spaces shall be 0.1 mm or less, the cross-sectional area S of the fluid passage other than the partition portion shall be 5 mm ² or more and 15 mm ² or less, and the height d regarding the cross section of this fluid passage shall be 2.8 mm or more and 4.5 mm or less. The ratio d/e of the distance e between each passage side wall facing in the axial direction of the fluid passage and the bottom end of the groove of the fin facing thereto is 0.5 or more.
Below, a gap f1 between the impeller and each side wall located opposite to each other on both sides of the impeller in the axial direction,
An electric pump characterized in that the sum of f2, f1+f2, is each set to 0.07 mm or less.