JPH0734226Y2 - カスケード式燃料供給ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の技術分野〉 この考案は、インペラ（羽根車）の回転と流体の摩擦と
を利用するカスケード式のポンプに関し、特に燃料をエ
ンジン等へ圧送する燃料供給ポンプに関するものであ
る。

〈従来の技術〉 このようなポンプは、例えば、自動車等の燃料タンク内
に装備されるが、気化燃料の蒸気等による気泡であるベ
ーパがポンプ室に生じる場合があり、特に燃料温度の上
昇によりベーパの発生が助長される。多量のベーパは燃
料の供給をさまたげるベーパロック現象を招来するた
め、このようなベーパの排除ないしは抑制が重要とな
る。

そのために本出願人は、先に、実開昭63-160387号（Ａ
タイプ）、同63-160388号（Ｂタイプ）等において、ポ
ンプ室で生じたベーパを外部へ排出する逃し孔であるベ
ーパジェットを設けた燃料供給ポンプを提案している。
これらの燃料供給ポンプは、外周に羽根部を有して回転
させられるインペラと、そのインペラの外周に沿って延
びるポンプ室を有するポンプ本体とを備え、そのポンプ
室の一端部から吸入した燃料を昇圧して他端部から送り
出すものである。そして、上述のＡタイプのものでは、
例えば第７図に示すように、ほぼ円環状のポンプ室100
の中流から下流にかけて複数のベーパジェット102が直
列状に形成され、また上記Ｂタイプのポンプでは、例え
ば第８図に示すように、中流よりやや下流側に複数のベ
ーパジェット104が並列状に形成されている。Ｖはベー
パを示す。

このようにベーパジェットがポンプ室の中・下流域に形
成されているのは、ベーパはポンプ室上流の吸引・負圧
領域で発生するのみならず、高速回転するインペラの羽
根部が燃料に渦流を生じさせることに伴い上・中流域で
も生じるものと推察されていたからであり、そのような
ことからベーパジェットの形成位置は、燃料の圧力上昇
でベーパがもはや生じないであろう中・下流域に設定さ
れていたと言える。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、本出願人がその後、透明なポンプを用いてベ
ーパ発生実験を行ったところ、ポンプ室で発生するベー
パは、そのほとんどがポンプ室の吸入口の近くの低圧領
域で生じ、その後の上・中流の昇圧領域ではほとんど生
じないことが観察された。

本考案はこのようなベーパの発生パターンに着目してな
されたものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決する本考案は、外周に羽根部を有して回
転させられるインペラと、そのインペラの外周に沿って
延びるポンプ室を有するポンプ本体とを備え、そのポン
プ室の一端部から吸入した燃料を昇圧して他端部から送
り出すカスケード式燃料供給ポンプであって、 前記ポンプ本体には、前記ポンプ室の燃料供給方向にお
ける上流域に第一のベーパジェットを形成するとともに
その中流から下流域にかけて第二のベーパジェットを形
成し、 前記第一のベーパジェットはポンプ室の外周寄りに設
け、また前記第二のベーパジェットはポンプ室の内周寄
りに設け、 前記第一のベーパジェットの径φαと前記第二のベーパ
ジェットの径φβとは、φα＞φβの関係を満たす大き
さで形成されている。

〈作用および効果〉 前記手段によるカスケード式燃料供給ポンプにおいて、
吸入口付近の低圧領域で発生したベーパは、その発生直
後に位置する第一のベーパジェットからポンプ室の外部
に排出されて下流へのベーパの広がりが防止される。ま
た第一のベーパジェットで排出されないベーパが存在し
たとしても、より下流側に位置する第二のベーパジェッ
トからポンプ室の外部へ排出される。このため、ベーパ
ロック現象が効果的に抑制されポンプ効率が高められ
る。

また、第一のベーパジェットはポンプ室の外周寄りに設
けられているので低圧領域でポンプ室の外周部に多く存
在する発生直後のベーパを速やかに排出することがで
き、さらに、第二のベーパジェットはポンプ室の内周寄
りに設けられているのでポンプ室の下流側において遠心
力によりポンプ室の内周部に集まるベーパを速やかに排
出することができる。

また、第一のベーパジェットは径φαが大きいので発生
直後のベーパ径の大きいベーパを排出することができ、
さらに第二のベーパジェットは径φβが小さいので、ポ
ンプ室の下流側において昇圧によりベーパ径が小さくな
ったベーパを排出することができるとともにポンプ効率
の低下を抑えることができる。

〈実施例〉 以下、本考案の一実施例である電動式燃料供給ポンプを
図面に基づいて説明する。

第２図に示す電動式燃料供給ポンプ２は、燃料タンク４
内にブラケット６を介して吊下げ状態で固定され、燃料
中に浸漬されるようになっている。この燃料供給ポンプ
２はその固定状態における上側部分にモータ部８を、ま
たポンプカバー10を挟んで下側部分にポンプ部12を備え
ている。

第３図から明らかなように、モータ部８はハウジング14
内に収容されたモータシャフト16を備え、モータシャフ
ト16にはカラー18を介してロータマグネット20が固定さ
れている。このロータマグネット20に対向してハウジン
グ14には、ステータ22及びステータコイル24が複数相固
定されていて、これらステータコイル24の励磁の切換え
によりモータシャフト16が回転する。ハウジング14の上
端にはステータコイル24を電源に接続するため＋端子26
及び−端子28が設けられ、また、モータ部８のハウジン
グ14内を通過した燃料を吐出する吐出口30が設けられて
いる。

モータシャフト16はポンプ部12内に突出し、その突出部
分に２段に第一インペラ32,第二インペラ34が取り付け
られている。両インペラ32,34の間にはセンタープレー
ト36が配置され、このセンタープレート36と共同して第
一イインペラ32を挟むようにポンプボデー38が設けられ
ている。このポンプボデー38とセンタープレート36との
間に、第一インペラ32の外周を取り囲む円環状のスペー
サ40が挟み込まれ、また、センタープレート36と前記ポ
ンプカバー10との間にも、同様のスペーサ42が配置され
ており、これらポンプボデー38,スペーサ40,センタープ
レート36,スペーサ42及びポンプカバー10はスクリュ44
で一体的に締結されて、ポンプ本体46を構成している。

第一及び第二のインペラ32,34はいずれも外周両側面に
放射状に多数の溝が互い違いに形成された羽根部48,50
を備えており、第一インペラ32の羽根部48に沿って、一
箇所で不連続なほぼ円環状の第一ポンプ室52が、また、
第二インペラ34の羽根部50に沿って同様な第二ポンプ室
54がそれぞれ設けられている。第一ポンプ室52はポンプ
ボデー38,スペーサ40及びセンタープレート36に跨がっ
て形成され、第二ポンプ室54はセンタープレート36,ス
ペーサ42及びポンプカバー10に跨がって形成されてい
る。

ポンプボデー38にはフィルタ56が接続された吸入口57が
形成され、この吸入口57が第一ポンプ室52の一端部に連
通し、第一ポンプ室52の他端部は第二ポンプ室54の一端
部に図示しない連通孔で連通させられていて、さらに第
二ポンプ室54の他端部は連通孔58によりモータ部８の内
部空間に連通している。そして、インペラ32,34の回転
に伴って吸入口57から吸引される燃料は、第一ポンプ室
52で昇圧され、さらに第二ポンプ室54で昇圧されて、ポ
ンプ部８内を通過して吐出口30から吐出されるようにな
っている。

第１図に示すように、第一ポンプ室52は吸入口57からの
入口側に当たる一端部から、第二ポンプ室54への出口側
に当たる他端部まで、ほぼ320°の円弧状に延びている
（第二ポンプ室54も同様）。この第一ポンプ室52の燃料
供給方向における上流域に第一のベーパジェット60が開
口しており、また中流から下流域にかけて第二のベーパ
ジェット62が開口している。符号64は４個のスクリュ穴
を示す。

第一のベーパジェット60は本実施例において第一ポンプ
室52の一端（０°位置）からほぼ70°隔てた付近に位置
し、かつポンプ室52の外周寄りに比較的大きな径φαで
形成され、第４図に示すようにポンプボデー38を貫通し
てポンプ室52の上流域をポンプ部12外の領域（燃料タン
ク４内の空間）に連通させている。

一方、第１図に示す第二のベーパジェット62は、第一ポ
ンプ室52の一端からほぼ190°程度隔たって位置し、か
つそのポンプ室52の内周側に第一のベーパジェット60よ
り小さい径φβで形成されて、第５図に示すように第一
ポンプ室52の中・下流領域をポンプ部12の外部空間に連
通させている。

ところで、第６図に示すように、第一ポンプ室52におけ
る燃料圧力（ポンプ内圧）は、吸引に伴う負圧状態から
上昇していくが、燃料が常温の場合には負圧から正圧に
転じた当初は圧力が不安定で、一旦圧力が下降する時期
があってその後安定的に昇圧が行われる傾向がある。こ
の場合ベーパは斜線で示すように、当初の負圧領域、な
らびに安定昇圧状態に至る直前の降圧・不安定領域で生
じやすい。また燃料が高温（例えば最高60℃程度）の場
合には負圧状態が比較的長く続いて安定な昇圧行程に移
行する傾向があり、この場合には、横線で示すように負
圧領域でベーパが生じやすい。いずれにしても、安定昇
圧状態に移行した後にベーパが発生することは殆どな
く、このような事実は透明ポンプを用いた実験により確
認されたものである。

かかるデータに基づき、第一のベーパジェット60は常温
時，高温時のいずれにしても、負圧状態あるいは不安定
な低圧状態から安定した昇圧状態に移行する境界に位置
して、発生したベーパを直ちに排出するために設けられ
ている。さらに、先の透明ポンプを用いた実験によれ
ば、ベーパは第一インペラ32の羽根部48の最外周付近で
多く発生することが判明し、そのために、第一のベーパ
ジェット60は第一ポンプ室52（流路）の外周側に位置さ
せられ、また、そのベーパは発生部位では圧力が低くベ
ーパ径が大きいので、第一のベーパジェット60の径が前
述にように比較的大きくされているのである。

そして、上流域で生じたベーパが第一インペラ32の回転
により昇圧される燃料とともに下流側へ流動する場合、
その際の遠心力により質量の大きい燃料（液体）は外側
に分布し、質量の小さいベーパは内側に集まる傾向にあ
る。第二のベーパジェット62がポンプ室52の内周側に位
置しているのはこのためである。また、昇圧によりベー
パ径が小さくなること、さらに第一のベーパジェット60
により大部分のベーパを排出できることに基づき、第二
のベーパジェット62の径は第一のベーパジェット60のそ
れに比べて小さくされ、ポンプ効率の低下を抑えてい
る。

なお、第二のベーパジェット62を第一ポンプ室52の下流
端付近に設けることも考えられるが、そうすると高圧状
態でベーパが消滅したような状態となって、ベーパの排
除が困難になる等の事情があるため、第二のベーパジェ
ット62の位置は、遠心力によるベーパと燃料との分離が
生ずる領域で、なるべく上流側に設定されることとな
る。

以上のような燃料供給ポンプ２によれば、低圧領域で発
生するベーパは、その発生直後に（いわば発生源で）第
一のベーパジェット60から速やかに外部に排出されて下
流へのベーパの広がりが防止され、また第一のベーパジ
ェット60で排出されないベーパが存在しても、より下流
側に位置する第二のベーパジェット62で捕捉，排出され
る。そのため、いわゆるベーパロック現象がより効果的
に抑制され、ポンプ効率が高められる。

以上の実施例の記載は文字通り一例示に過ぎず、本考案
がこの記載に限定して解釈されるものでは決してなく、
例えばインペラが１枚のポンプ構成にすること等をはじ
め、当業者の知識に基づいて種々の変更を加えた態様で
本考案を実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例である電動式燃料供給ポンプ
の要部正面図、第２図はその燃料供給ポンプが燃料タン
ク内に固定された状態の断面図、第３図はそのポンプを
拡大しかつ一部切り欠いて示す側面図、第４図は第１図
のA-A断面図、第５図は同じくB-B断面図、第６図は第一
ポンプ室における昇圧パターンとベーパジェットの形成
位置との関係を示すグラフ、第７図および第８図はそれ
ぞれ従来のベーパジェットの具体例を示す正面図であ
る。 8:モータ部 10:ポンプカバー 12:ポンプ部 32:第一インペラ 34:第二インペラ 36:センタープレート 38:ホンプボデー 40,42:スペーサ 46:ポンプ本体 48,50:羽根部 52:第一ホンプ室 54:第二ホンプ室 60:第一のベーパジェット 62:第二のベーパジェット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周に羽根部を有して回転させられるイン
   ペラと、そのインペラの外周に沿って延びるポンプ室を
   有するポンプ本体とを備え、そのポンプ室の一端部から
   吸入した燃料を昇圧して他端部から送り出すカスケード
   式燃料供給ポンプであって、 前記ポンプ本体には、前記ポンプ室の燃料供給方向にお
   ける上流域に第一のベーパジェットを形成するとともに
   その中流から下流域にかけて第二のベーパジェットを形
   成し、 前記第一のベーパジェットはポンプ室の外周寄りに設
   け、また前記第二のベーパジェットはポンプ室の内周寄
   りに設け、 前記第一のベーパジェットの径φαと前記第二のベーパ
   ジェットの径φβとは、φα＞φβの関係を満たす大き
   さで形成されていることを特徴とするカスケード式燃料
   供給ポンプ。