JPH0914173A - 摩擦再生ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吐出量や吐出圧を上昇させることができ、ポ
ンプ効率を向上させることができる摩擦生成ポンプを提
供する。 【構成】 ケーシング内に収納されて回転する略円板状
のインペラ３１が、外周縁の両端面の一致する位置に、
放射状に形成される複数の羽根板３３に区画された凹溝
３４を備える。ケーシングは、インペラ３１の外周縁の
周囲に、略円環状の流体流路を配置させる。インペラ３
１の両端面のインペラ軸方向Ｏで隣合う凹溝３４・３４
相互を隔てる仕切壁３５が、凹溝３４・３４相互の容積
を等しくして、インペラ３１の外周面への投影状態にお
いて、インペラ周方向Ｃと交差するように仕切壁３５の
厚さ寸法ｔ以上ずれて、インペラ周方向Ｃで隣合う羽根
板３３相互を連結するとともに、インペラ３１の全周に
わたってジグザグ状に連続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の燃料ポン
プ等に使用される摩擦再生ポンプに関し、特に、吐出量
や吐出圧を増大させて、ポンプ効率を向上させることが
できる摩擦再生ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の摩擦再生ポンプは、ケーシング内
に収納されて回転する略円板状のインペラが、外周縁の
両端面の一致する位置に、放射状に形成される複数の羽
根板に区画された凹溝を備え、ケーシングが、インペラ
の外周縁の周囲に、略円環状の流体流路を配置させて構
成されていた。

【０００３】そして、摩擦再生ポンプは、各凹溝内の流
体が、インペラの回転力によって遠心力を受けて流体流
路の流体の主流と合流し、この時の速度の減少によっ
て、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換し、主流の
圧力を増加させ、この繰り返しによって、流体流路の流
入口から流入した流体を高圧で流体流路の流出口から吐
出することとなっていた。

【０００４】しかし、従来の摩擦再生ポンプでは、イン
ペラ両端面のインペラ軸方向（インペラの厚さ方向）で
隣合う凹溝相互を隔てる仕切壁が、インペラ全周にわた
って、インペラ軸方向の中央に配置されていた。

【０００５】このような構成であると、インペラ回転
時、インペラ両端面のインペラ軸方向で隣合う２つの凹
溝内の流体が、仕切壁の外周部位で、衝突することとな
り、その衝突部位は、インペラ外周面の全周にわたっ
て、連続的に、インペラ軸方向の中央位置となることか
ら、流体流路における仕切壁の外周側の部位に、流体の
淀が生じ、ポンプの吐出量や吐出圧の低下を招いてい
た。

【０００６】この流体の淀を極力解消すべく、流体の淀
が生じる部位を、インペラ外周面の全周にわたって、連
続的に一致させないように、図８〜１０に示すような摩
擦再生ポンプＰ０が提案された（実開昭５７−１７６６
９１号公報参照）。

【０００７】このポンプＰ０は、ケーシング１内に収納
されるインペラ３の両端面のインペラ軸方向Ｏで隣合う
凹溝５・５相互を隔てる仕切壁６を、インペラ周方向Ｃ
で隣合う羽根板４・４間において、交互に、インペラ軸
方向Ｏにずらすように構成していた。

【０００８】このような構成では、流体流路２内を流れ
る流体Ｌの淀Ｓが仕切壁６の外周側の部位に生じようと
しても、仕切壁６がインペラ３の外周面の全周にわたっ
て互い違いにずれていることから、流体Ｌの淀Ｓを実質
的無くすことができた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような摩
擦再生ポンプＰ０では、インペラ３の両端面におけるイ
ンペラ軸方向Ｏで隣合う凹溝５・５の容積が、異なるこ
とから、吐出する流体Ｌに脈動を生じさせることとなっ
ていた。

【００１０】このような脈動は、流体Ｌの吐出量や吐出
圧の増大の妨げとなり、ポンプ効率向上の妨げとなって
いた。

【００１１】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、吐出量や吐出圧を上昇させることができ、ポンプ効
率を向上させることができる摩擦再生ポンプを提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る摩擦再生ポ
ンプは、ケーシング内に収納されて回転する略円板状の
インペラが、外周縁の両端面の一致する位置に、放射状
に形成される複数の羽根板に区画された凹溝を備え、前
記ケーシングが、前記インペラの外周縁の周囲に、略円
環状の流体流路を配置させて構成される摩擦再生ポンプ
であって、前記インペラ両端面のインペラ軸方向で隣合
う凹溝相互を隔てる仕切壁が、前記凹溝相互の容積を等
しくして、前記インペラ外周面への投影状態において、
インペラ周方向と交差するように前記仕切壁の厚さ寸法
以上ずれて、インペラ周方向で隣合う羽根板相互を連結
するとともに、前記インペラの全周にわたってジグザグ
状に連続していることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の摩擦
再生ポンプＰ１について、図面に基づいて説明する。

【００１４】摩擦再生ポンプＰ１は、図５に示すよう
に、自動車用燃料ポンプとして使用されるものであり、
ポンプ本体１０とモータ部４０とを備えて構成され、ポ
ンプ本体１０のケーシング１１内に２枚のインペラ３１
（３１Ａ・３１Ｂ）が並設される二段式の摩擦再生ポン
プである。

【００１５】ポンプ本体１０のケーシング１１は、アウ
タボディ１２、インナボディ２５、及び、アウタボディ
１２とインナボディ２５との間に配設される隔壁プレー
ト１９、を備えて構成されている。これらのボディ１２
・２５・プレート１９は、さらに、モータ部４０から延
びる略円筒状のカバー４２に覆われている。

【００１６】そして、アウタボディ１２と隔壁プレート
１９との間に、第１インペラ３１Ａが配設され、隔壁プ
レート１９とインナボディ２５との間に、第２インペラ
３１Ｂが配設されている。

【００１７】アウタボディ１２には、外周縁付近の下面
にニップル１３が形成されるとともに、上面側に、第１
インペラ３１Ａを収納する凹部１４が形成されている。
さらに、凹部１４の周縁には、第１インペラ３１Ａの外
周縁付近を覆うように配置されて、後述する凹部２１と
で流体流路３６（３６Ａ）を形成する略５／６円の略円
環状の凹部１５が形成されている。凹部１５の所定位置
には、ニップル１３と一致する位置に、燃料Ｌを流体流
路３６Ａに流入させる流入口１６が形成されている。さ
らに、凹部１４の中央には、モータ部４０の後述するロ
ータ４６の駆動軸４７を配置させる凹部１７が形成され
ている。

【００１８】隔壁プレート１９には、中央に、駆動軸４
７を挿通させる貫通孔２０が形成され、下面外周縁付近
には、第１インペラ３１Ａの外周縁付近を覆うように、
アウタボディ１２の凹部１５と対向する略５／６の略円
環状の凹部２１が形成されている。また、隔壁プレート
１９の上面外周縁付近には、第２インペラ３１Ｂの外周
縁付近を覆うように配置されて、後述するインナボディ
２５の凹部２８とで流体流路３６（３６Ｂ）を形成する
略５／６円の略円環状の凹部２２が形成されている。そ
して、凹部２１・２２の所定位置には、隔壁プレート１
９を貫通する流出流入口２３が形成されている。この流
出流入口２３は、第１インペラ３１Ａの第１流体流路３
６Ａ側では、燃料Ｌの流出口となり、第２インペラ３１
Ｂの第２流体流路３６Ｂ側では、燃料Ｌの流入口とな
る。

【００１９】インナボディ２５には、中央に、駆動軸４
７を挿通させる貫通孔２６が形成され、下面には、第２
インペラ３１Ｂを収納する凹部２７が形成され、凹部２
７の周縁には、第２インペラ３１Ｂの外周縁付近を覆う
ように配置されて、隔壁プレート１９の凹部２２と対向
する略５／６の略円環状の凹部２８が形成されている。
そして、凹部２８の端部には、インナボディ２５を貫通
する流出口２９が形成されている。

【００２０】なお、図例では、流入口１６・流出流入口
２３・流出口２９を一致させるように図示しているが、
実際には、それぞれ、ずれて配置されている。

【００２１】２枚のインペラ３１（３１Ａ・３１Ｂ）
は、それぞれ、略円板状として、中央には、ロータ４６
の駆動軸４７を嵌合させるように、異形の組付孔３２が
穿設され、さらに、図１〜４に示すように、外周縁の両
端面の一致する位置に、放射状に形成される複数の羽根
板３３に区画された凹溝３４が設けられている。

【００２２】そして、インペラ３１の両端面のインペラ
軸方向Ｏで隣合う凹溝３４・３４相互を隔てる仕切壁３
５が、インペラ軸方向Ｏで隣合う凹溝３４・３４相互の
容積を等しくして、インペラ３１の外周面への投影状態
において、図１に示すように、インペラ周方向Ｃと交差
するように仕切壁３５の厚さ寸法ｔ以上のｈ寸法分ずれ
て、インペラ周方向Ｃで隣合う羽根板３３相互を連結す
るとともに、インペラ３１の全周にわたってジグザグ状
に連続している。

【００２３】モータ部４０は、図５に示すように、略円
筒状のカバー４２と、アウタボディ４３と、ポンプ本体
１０のインナボディ２５と、から構成されるケーシング
４１内に、ロータ４６を配置させ、ロータ４６の周囲
に、カバー４２に固定された複数のマグネット４８を配
置させ、さらに、ロータ４６を回転させるための、コン
ミュテータ・ブラシ・チョークコイル（図符号省略）等
を備えて構成されている。

【００２４】そして、このモータ部４０では、ポンプ本
体１０の流出口２９からの燃料Ｌを、ロータ４６の周囲
を通過させて、チェックバルブ４５を備えたニップル４
４から排出させるように構成されている。

【００２５】なお、４９・５０は、インナボディ２５や
アウタボディ４３に固定される軸受である。

【００２６】この摩擦再生ポンプＰ１の作動態様につい
て説明すると、モータ部４０に通電されてロータ４６が
回転駆動され、駆動軸４７に固着されたインペラ３１Ａ
・３１Ｂが回転すると、燃料Ｌが、ホンプ本体１０のニ
ップル１３を経て、第１流体流路３６Ａ内に流入する。

【００２７】そして、第１インペラ３１Ａが回転するこ
とにより、第１インペラ３１Ａの羽根板３３周囲の第１
流体流路３６Ａにおいて、流入口１６から流出流入口２
３を経て、燃料Ｌが第２流体流路３６Ｂ内に流入するこ
ととなる。

【００２８】さらに、第２インペラ３１Ｂが回転するこ
とにより、第２インペラ３１Ｂの羽根板３３周囲の第２
流体流路３６Ｂにおいて、流体流出口２３から流出口２
９を経て、燃料Ｌがモータ部４０内に流入し、モータ部
４０では、ロータ４６の周囲を経てニップル４４から燃
料Ｌが流出することとなる。

【００２９】そして、各インペラ３１Ａ・３１Ｂの回転
時には、図２〜４に示すように、凹溝３４内の燃料ＬＢ
が、それぞれの凹溝３４におけるインペラ３１の回転方
向後方側の羽根板３３や仕切壁３５によって、遠心力を
付与されて、流体流路３６の主流ＬＭに合流して、吐出
圧を高めていくこととなる。

【００３０】その際、インペラ軸方向Ｏで隣合う凹溝３
４・３４内の燃料ＬＢが相互に衝突し、仕切壁３５の外
周側に流体Ｌの淀Ｓを生じようとしても、仕切壁３５
が、インペラ周方向Ｃと交差するようにｈ寸法分ずれ
て、インペラ周方向Ｃで隣合う羽根板３３相互を連結す
るとともに、インペラ３１の全周にわたってジグザグ状
に連続してずれており、燃料ＬＢの衝突部位がインペラ
周方向Ｃに対して傾斜して配置されることなって、流体
Ｌの淀Ｓが生じる部位を、インペラ３１の外周面の全周
にわたって、連続的に一致させないことから、流体Ｌの
淀Ｓを解消させることができる。

【００３１】さらに、インペラ軸方向Ｏで隣合う凹溝３
４・３４の容積が等しいことから、流出口２９からの脈
動を抑えて、流体Ｌを吐出することができる。

【００３２】そのため、この摩擦再生ポンプＰ１では、
吐出量や吐出圧を上昇させることができることとなっ
て、ポンプ効率を向上させることができる。

【００３３】なお、ポンプ効率（η（％））は、η
（％）＝κ・Ｐ・Ｑ／Ｎ・Ｔ として求めることができ
る。

【００３４】ここで、κは、補正係数であり、実施例で
は、０．２６５、Ｐは、吐出圧力（ＫＰａ）、Ｑは、吐
出流量（ｌ／ｈ）、Ｎは、回転数（ｒｐｍ）、Ｔは、負
荷トルク（Ｎ・ｍ）であり、実施例では、０．０３４Ｎ
・ｍである。

【００３５】そして、上式より、ＮとＴが一定であれ
ば、ポンプ効率は、ＰとＱとを乗じた値に比例すること
が解り、吐出量や吐出圧が上昇すれば、ポンプ効率が向
上することが解る。

【００３６】ちなみに、この摩擦再生ポンプＰ１と従来
の摩擦再生ポンプＰ０とを比較したデータを表１に示
す。

【００３７】なお、比較するポンプＰ０は、それぞれの
インペラ３を、図５に示すように、二段式に配設したも
のであり、ポンプＰ１と従来例のポンプＰ０とは、イン
ペラ３・３１の形状が相違する他、他の部材を同一とし
ている。

【００３８】

【表１】

【００３９】さらに、このポンプＰ１と従来のポンプＰ
０との、吐出圧力を一定（２８４KPa ）とした際の回転
数（Ｎ）と吐出流量（Ｑ）との関係のＮ−Ｑ特性を表す
グラフ図を図６に示し、印加電圧を一定（８Ｖ）を一定
とした際の吐出圧力（Ｐ）と吐出流量（Ｑ）との関係の
Ｐ−Ｑ特性を表すグラフ図を図７に示す。図６からは、
ポンプＰ１がポンプＰ０に比べて、回転数を同じとすれ
ば、流量がアップしていることが解り、図７からは、吐
出流量を同じにすれば、吐出圧力がアップしていること
が解る。これらの図６・７より、ポンプＰ１では、吐出
量と吐出圧とを共に従来のポンプＰ０より高めることが
できて、ポンプ効率を向上させることが理解できる。

【００４０】なお、図例では、インペラ３１の仕切壁３
５が、インペラ周方向Ｃに対する傾斜角度αを３０°程
度にしたものを示したが、この角度αは、仕切壁３５の
インペラ３１の外周面への投影状態において、インペラ
周方向Ｃと交差するように仕切壁３５の厚さ寸法ｔ以上
ずれれば、図例に限定されるものでは無く、数°であっ
ても良い。

【００４１】また、図例では、インペラ３１が２枚使用
される摩擦再生ポンプＰ１を示したが、勿論、インペラ
の数が１枚の１段式の摩擦再生ポンプにも、本発明を利
用することができ、その場合にも、ポンプ効率を向上さ
せることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る摩擦再生ポンプでは、イン
ペラ両端面のインペラ軸方向で隣合う凹溝相互を隔てる
仕切壁が、インペラ軸方向で隣合う凹溝相互の容積を等
しくして、インペラ外周面への投影状態において、イン
ペラ周方向と交差するように仕切壁の厚さ寸法以上ずれ
て、インペラ周方向で隣合う羽根板相互を連結するとと
もに、インペラの全周にわたってジグザグ状に連続して
いる。

【００４３】そのため、インペラ回転時、インペラ軸方
向で隣合う凹溝内の流体の衝突部位がインペラ周方向に
対して傾斜して配置されることなって、流体の淀が生じ
る部位を、インペラ外周面の全周にわたって、連続的に
一致させないことから、流体の淀を実質的に無くすこと
ができる。

【００４４】また、インペラ軸方向で隣合う凹溝相互の
容積を等しくしていることから、吐出する流体に脈動が
生じない。

【００４５】したがって、本発明に係る摩擦再生ポンプ
では、流体の淀や脈動を解消できて、吐出量や吐出圧を
上昇させることができ、ポンプ効率を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の摩擦再生ポンプに使用す
るインペラの仕切壁を、インペラ外周面に投影した状態
を示す図である。

【図２】同実施形態の摩擦再生ポンプの拡大部分縦断面
図であり、図１のII−II部位に対応する。

【図３】同摩擦再生ポンプの拡大部分縦断面図であり、
図１のIII −III 部位に対応する。

【図４】同摩擦再生ポンプの拡大部分縦断面図であり、
図１のIV−IV部位に対応する。

【図５】同摩擦再生ポンプの縦断面図である。

【図６】実施形態と従来例とのＮ−Ｑ特性を示すグラフ
図である。

【図７】実施形態と従来例とのＰ−Ｑ特性を示すグラフ
図である。

【図８】従来例の摩擦再生ポンプに使用するインペラの
仕切壁を、インペラ外周面に投影した状態を示す図であ
る。

【図９】同摩擦再生ポンプの拡大部分縦断面図であり、
図８のIX−IX部位に対応する。

【図１０】同摩擦再生ポンプの拡大部分縦断面図であ
り、図８のＸ−Ｘ部位に対応する。

【符号の説明】

１・１１…ケーシング、 ２・３６（３６Ａ・３６Ｂ）…流体流路、 ３・３１（３１Ａ・３１Ｂ）…インペラ、 ４・３３…羽根板、 ５・３４…凹溝、 ６・３５…仕切壁、 Ｌ…（流体）燃料、 Ｐ０・Ｐ１…摩擦再生ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に収納されて回転する略円
   板状のインペラが、外周縁の両端面の一致する位置に、
   放射状に形成される複数の羽根板に区画された凹溝を備
   え、 前記ケーシングが、前記インペラの外周縁の周囲に、略
   円環状の流体流路を配置させて構成される摩擦再生ポン
   プであって、 前記インペラ両端面のインペラ軸方向で隣合う凹溝相互
   を隔てる仕切壁が、前記凹溝相互の容積を等しくして、
   前記インペラ外周面への投影状態において、インペラ周
   方向と交差するように前記仕切壁の厚さ寸法以上ずれ
   て、インペラ周方向で隣合う羽根板相互を連結するとと
   もに、前記インペラの全周にわたってジグザグ状に連続
   していることを特徴とする摩擦再生ポンプ。