燃料泵的制作方法
【专利摘要】将得到以简单且价廉的结构，防止叶轮的旋转阻力的增大、泵室的锁止等问题的发生，兼顾了可靠性的确保和泵性能维持的燃料泵作为目的，在外壳(18)的至少一个密封部的与叶轮的凹部组(20b、20c)相对的位置处，形成有预测有叶轮(20)的凹部组(20b、20c)的膨润量的、微米级的凹形状(35、36)，或者，将叶轮(20)的凹部组(20b、20c)的形状设为预测有该叶轮的凹部组的膨润量的凹形状(50a、50b)。
【专利说明】燃料泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃料泵，更详细地说，涉及具有叶轮和可旋转地收
[0002]容该叶轮的泵外壳的燃料泵。
【背景技术】
[0003]已知一种燃料泵，其作为用于将燃料箱内的燃料供给至内燃机(例如，汽车的发动机等)的装置。在这种燃料泵中，通常具有泵部。泵部具有外壳和可旋转地收容在外壳内的大致圆盘状的叶轮。在叶轮的与燃料吸入侧相对的面上，沿着叶轮的外周部，以环状形成有叶片槽部。在叶轮的与燃料喷出侧相对的面上，在与形成在吸入侧的叶片槽部对应的位置处形成有叶片槽部。形成在叶轮的吸入侧表面和喷出侧表面上的叶片槽部在底部连通。
[0004]在与叶轮的吸入侧表面和喷出侧表面相对的外壳内表面各自上，在与形成在叶轮上的叶片槽部相对的区域中，沿着叶轮的旋转方向形成有从上游端延伸至下游端为止的泵通路。吸入侧的泵通路的上游端通过燃料吸入口而与外壳外部连通，喷出侧的泵通路的下游端通过燃料喷出口而与外壳外部连通。
[0005]在按照上述方式构成的燃料泵中，如果叶轮旋转，则燃料从吸入口被吸入至泵外壳内，所吸入的燃料被导入至叶轮的叶片槽部及泵通路中。对被吸入至泵外壳内的燃料，作用由叶轮的旋转引起的离心力。被吸入至泵外壳内的燃料由于叶轮的离心力而一边升压一边沿泵通路流向下游侧，并从喷出口向泵外壳外部喷出。
[0006]在上述燃料泵中，为了防止由于在叶轮的表面、和与其接触的泵罩、泵基座的滑动面之间的间隙处发生的泄漏损失而导致的泵的喷出效率的降低，将推力方向的间隙设为非常小。因此，如果由于叶片槽的旋转而引起泵室内的燃料压力随着从燃料吸入口朝向泵室出口而上升，则由于位于泵外壳上的泵室出口附近、和位于泵外壳上的燃料吸入口附近之间的压力不平衡，导致叶轮在接触至泵外壳的与泵室出口相对的位置的同时一边旋转。
[0007]因此，已知下述技术，S卩，为了防止该接触，在泵外壳的滑动面的泵出口附近，形成比叶轮的表面与泵外壳之间的微小间隙更大的间隙，从而形成退让部。(例如，参照专利文献I。)
[0008]专利文献1:日本特开平5 - 187382号
【发明内容】
[0009]发明人通过实验、验证，确认到叶轮的尺寸变形显著地出现在凹部组中。因此，为了防止泵外壳和叶轮的接触，很难说仅利用在专利文献I中示出的退让部就完全解决上述问题。
[0010]本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种燃料泵，该燃料泵以简单且价廉的结构，防止叶轮的旋转阻力的增大、泵室的锁止等问题的发生，兼顾了可靠性的确保和泵性能维持。
[0011]本发明涉及的燃料泵，其具有:圆盘状的叶轮；外壳，其由泵体和可旋转地收容该叶轮的泵罩构成；以及电动机部，其旋转驱动所述叶轮，在所述叶轮的正反两面各自上，从外周向内侧隔开规定距离，沿周向延伸的区域中，形成在周向上重复的凹部组，在与所述叶轮正面相对的泵罩上，在与叶轮的凹部组相对的区域中，形成从上游端延伸至下游端为止的第I槽，在与所述叶轮反面相对的泵体上，在与叶轮的凹部组相对的区域中，形成从上游端延伸至下游端为止的第2槽，在所述外壳上形成燃料喷出口和燃料吸入口，该燃料喷出口使所述第I槽的下游端附近与外壳外部连通，该燃料吸入口使第2槽的上游端附近与外壳外部连通，在从所述叶轮的旋转方向观察时，在所述泵罩的第I槽的上游端和下游端之间、以及在上述泵体的上游端和下游端之间各自设置有密封部，在该燃料泵中，在所述外壳的至少一个密封部的与所述叶轮的凹部组相对的位置处，形成有预测有所述叶轮的凹部组的膨润量的、微米级的凹形状。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明的燃料泵，能够得到一种燃料泵，该燃料泵以简单且价廉的结构，防止叶轮的旋转阻力的增大、泵室的锁止等问题的发生，兼顾了可靠性的确保和泵性能维持。
[0014]本发明的上述或其他目的、特征、效果，通过以下实施方式涉及的详细说明及附图的记载，能够变得更清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示本发明的实施方式I的燃料泵的整体结构的纵剖面图。
[0016]图2是放大了图1的泵部后的纵剖面图。
[0017]图3是本发明的实施方式I中的叶轮的俯视图。
[0018]图4是本发明的实施方式I的从叶轮侧观察的泵体的俯视图。
[0019]图5是本发明的实施方式I的从叶轮测观察的泵罩的俯视图。
[0020]图6是本发明的实施方式I中的泵部12的局部剖面图。
【具体实施方式】
[0021]实施方式I
[0022]参照图1?图6，说明本发明的实施方式I。
[0023]此外，在各图中，相同标号表示相同或相当部分。
[0024]如果概括本发明的特征，就是在与叶轮叶片槽组相对的外壳内表面的滑动面上，在从叶轮旋转方向观察时从燃料喷出口至燃料吸入口为止的密封部分处，形成有将间隙进一步以微米级放大的大致圆周状的凹形状。
[0025]图1是表示本发明的实施方式I的燃料泵的整体结构的纵剖面图，如图1所示，燃料泵10由电动机部70和泵部12构成。
[0026]电动机部70具有壳体72、电动机罩73、磁铁74、75和转子76。壳体72形成为大致圆筒状。电动机罩73通过将壳体72的上端72a (将图1的上下设为燃料泵10的上下)向内侧铆接而固定在壳体72上。在电动机罩73上形成有向上方开口的喷出口 73a。磁铁74,75固定在壳体72的内壁上。转子76具有:由层叠铁芯和绕组等构成的主体77 ;以及将主体77沿上下贯穿的轴78。轴78的上端部78a经由轴承81可旋转地安装在电动机罩73中。轴78的下端部78b经由轴承82可旋转地安装在泵部12的泵罩14中。在此，电动机部70是与现有的燃料泵相同的结构，因此，省略更详细的说明。
[0027]图2将图1的泵部摘出而放大表示。
[0028]泵部12具有外壳18和叶轮20。
[0029]如图3所示，叶轮20是大致圆盘状。在叶轮20的燃料吸入侧的表面上，从外周面20e隔开规定距离，以环状形成有在周向上连续的第I叶片槽组20b。S卩，第I叶片槽组20b通过叶轮20的外周壁20d而与叶轮20的外周面20e分隔开。在叶轮20的燃料喷出侧的表面上，在与形成在叶轮20的吸入侧表面上的第I叶片槽组20b对应的位置(B卩，从外周面20e隔开规定距离的区域)处，以环状形成有在周向上连续的第2叶片槽组20c。此外，第I叶片槽组20b的底部与第2叶片槽组20c的底部通过连通孔(省略图示)连通。在叶轮20的中心部，形成有在厚度方向上贯通的卡合孔20a，该卡合孔20a的与轴垂直方向的剖面为大致D字状。在卡合孔20a中卡合有轴78。如果对转子77的绕组通电，则轴78旋转，由此叶轮20旋转。
[0030]外壳18是泵罩14和泵体16组合而成的。如图2、图5所示，在泵罩14的叶轮侧的表面(即，图1的下表面)上，形成有俯视观察时呈圆形的凹部14a。凹部14a的直径与叶轮20的直径大致相同，凹部14a的深度与叶轮20的厚度大致相同。
[0031]在凹部14a中可旋转地嵌入有叶轮20。
[0032]在泵罩14的凹部14a的底面(以下，有时称为泵罩的下表面)上，在与叶轮20的第2叶片槽组20c相对的区域中，形成有沿周向延伸的槽状的第2泵通路31。第2泵通路31的上游端31a形成在与后述的第I泵通路30的上游端30a相对的位置附近。
[0033]在第2泵通路31的下游端31b形成有燃料喷出口 41。
[0034]燃料喷出口 41从第2泵通路31延伸至泵罩14的上表面(图1的上表面)，使第2泵通路31与外壳18外部(详细地说是壳体72内部)连通。
[0035]在叶轮20和泵罩14的凹部14a之间，形成有图6所示的轴向的微小间隙A，另外，在叶轮20和泵罩14的凹部14a的内周面14b之间，形成有图6所示的径向的微小间隙B。这些间隙A、B是为了使叶轮20顺利地旋转而设置的。
[0036]此外，在图中，示意地将叶轮20和泵罩14的间隙较宽地示出，但实际是几μπι?几十μπι左右。
[0037]在泵体16的上表面，在与叶轮20的第I叶片槽组20b相对的区域中，形成有沿周向延伸的槽状的第I泵通路30。在第I泵通路30的上游端30a设置有燃料吸入口 40。在第I泵通路30的上游端30a和下游端30b之间，设置有将泵体16沿上下(图1的上下)贯穿的排气孔30c。在泵体16的中心部形成有凹部16b，在凹部16b内，与轴78同心地配置有推力轴承33。
[0038]推力轴承33承受转子76的推力载荷。
[0039]由泵罩14和泵体16构成的外壳18，是通过在将叶轮20装入泵罩14的凹部14a中的状态下，将壳体72的下端72b向内侧铆接而固定在壳体72上的。
[0040]另外，在外壳18固定在壳体72上的状态下，轴78的下端部78b在与被轴承82支撑的部位相比更靠下方的部位处，嵌合插入在叶轮20的卡合孔20a中。在轴78的下端和泵体16之间安装有推力轴承33。
[0041]在按照上述方式构成的燃料泵10中，如果电流流向转子76而叶轮20旋转，则燃料箱(省略图示)内的燃料通过燃料吸入口 40而被吸入至外壳18内。被吸入至外壳18内的燃料，首先，流入至第I泵通路30的上游端30a。如图6所示，流入至第I泵通路30中的燃料，由于叶轮20的旋转而在第I泵通路30和第I叶片槽组20b之间形成旋流S，由此进行升压。另外，流入至第I泵通路30中的燃料，一边由于叶轮的旋转而升压一边在第I泵通路30中从上游端30a流向下游端30b。然后，从在第2泵通路31的下游端形成的燃料喷出口 41向电动机部70喷出的燃料，在电动机部70内流动，从形成在电动机罩73上的喷出口 73a向燃料泵10外喷出。
[0042]上述的在图6中示出的轴向的微小间隙A是较大地影响燃料泵10的喷出性能的主因之一。即，如果间隙较宽，则在阻碍所述旋流S的顺利流动的同时，外壳18内的泄漏损失增大，其结果，导致从燃料喷出口 41喷出的燃料喷出量的下降。即，将上述间隙维持、管理为极小，在维持泵的喷出性能方面是极其重要的课题。另一方面，叶轮20是由热固性或热塑性等的树脂材料形成的，但已知上述叶轮20通常总是以浸溃在燃料中的状态使用，因此，由于吸湿而引起尺寸变化(膨润)。
[0043]在由于吸湿而导致的膨润量接近设置在轴向上的间隙A的情况下，由于叶轮和外壳的干涉而阻碍旋转运动，从而旋转摩擦阻力增大，引起燃料泵的喷出效率下降，在叶轮20进一步膨润而超过设定间隙A的情况下，最坏的情况有可能导致泵室的锁止。根据上述背景，在预计到由于燃料浸溃而导致叶轮的膨润的情况下，需要在不发生锁止等的程度下，将间隙设定、管理得较小。
[0044]在具有图3所示的外轮部20g的形式中，特别是在热固性树脂的叶轮20中，具有与其他部位(平面部、外周部20e)相比，叶片部20f处的膨润量较大的特征。在本实施方式I中，着眼于上述特征，在外壳18的内部，在滑动面上的与叶轮叶片部20f相对的部位处设置有预计了膨润量的凹形状。
[0045]具体而言，相对于在泵体16及泵罩14的滑动面上设置的大致C字状的泵通路
30、31，在沿以圆周方向将它们延长的方向，换言之，在泵通路30、31的上游端30a和下游端30b、以及上游端31a和下游端31b之间设置的密封部上，设置有预计了叶轮20的膨润量的、微米级的凹形状35、36，并进行了局部的间隙放大。
[0046]根据按照以上方式构成的本发明的实施方式I的燃料泵，即使在叶片部20f膨润时，也能够防止叶轮20的旋转阻力增大或泵室锁止等问题发生。同时，由于将放大了间隙的区域仅限定于必要的区域，因此，泵喷出性能不会大幅下降，即，能够兼顾可靠性的确保和泵性能维持。
[0047]此外，在上述说明中，针对在外壳18的内表面上形成的凹形状35、36各自形成在泵体16和泵罩14上的情况进行了说明，但也可以仅形成在任意一方。
[0048]另外，与上述实施方式相反地，如图6所示，即使将预计有膨润量的凹形状50a、50b设置在叶轮侧，也能期待同样的效果。
[0049]另外，在上述实施方式I的燃料泵10中，在泵体16及泵罩14、或仅在叶轮20上形成有凹形状，因此，其他部位也能够使用现有的结构(部件)。
[0050]以上，使用实施方式I详细说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，并不限定权利要求书。在权利要求书中记载的技术中，包含对以上例示出的具体例进行了各种变形、变更的内容。[0051]另外，在本说明书或附图中所说明的技术要素，通过单独或各种组合而发挥技术有效性，并不限定于申请时的权利要求所记载的组合。另外，在本说明书或附图中例示的技术，同时实现多个目的，实现其中一个目的的技术方案本身具有技术有效性。
[0052]工业实用性
[0053]本发明作为用于将燃料箱内的燃料供给至内燃机(例如，汽车的发动机等)的燃料泵是有效的。
[0054]标号的说明
[0055]10:燃料泵，12:泵部，14:泵罩，6:泵体，
[0056]18:外壳，20:叶轮，
[0057]20b:第I叶片槽组(凹部组)，
[0058]20c:第2叶片槽组(凹部组)，30、31:泵通路，
[0059]30a:泵通路30的上游端，30b:泵通路30的下游端，
[0060]31a:泵通路31的上游端，31b:泵通路31的下游端，
[0061]35:凹形状(泵体侧)，36:凹形状(泵罩侧)，
[0062]40:燃料吸入口，41:燃料喷出口，
[0063]50a、50b:凹形状(叶轮侧)，
[0064]70:电动机部，72:壳体，73:电动机罩，
[0065]74、75:磁铁，
[0066]76:转子，78:轴。
【权利要求】
1.一种燃料泵(10)，其具有:圆盘状的叶轮(20);外壳(18)，其由泵体(16)和可旋转地收容该叶轮的泵罩(14)构成；以及电动机部(70)，其旋转驱动所述叶轮， 在所述叶轮(20)的正反两面各自上，从外周向内侧隔开规定距离，在沿周向延伸的区域中，形成在周向上重复的凹部组(20b、20c)， 在与所述叶轮正面相对的泵罩(14)上，在与叶轮的凹部组(20c)相对的区域中，形成从上游端(31a)延伸至下游端(31b)为止的第I槽(31)， 在与所述叶轮反面相对的泵体(16)上，在与叶轮的凹部组(20b)相对的区域中，形成从上游端(30a)延伸至下游端(30b )为止的第2槽(30 )， 在所述外壳(18)上形成燃料喷出口(41)和燃料吸入口(40)，该燃料喷出口(41)使所述第I槽(31)的下游端(3Ib )附近与外壳(18 )外部连通，该燃料吸入口( 40 )使第2槽(30 )的上游端(30a)附近与外壳(18)外部连通， 在从所述叶轮的旋转方向观察时，在所述泵罩(14)的第I槽(31)的上游端和下游端之间、以及在上述泵体(16)的上游端和下游端之间各自设置有密封部， 该燃料泵的特征在于， 在所述外壳(18)的至少一个密封部的与所述叶轮的凹部组(20b、20c)相对的位置处，形成有预测有所述叶轮(20 )的凹部组(20b、20c )的膨润量的、微米级的凹形状(35、36 )。
2.根据权利要求1所述的燃料泵，其特征在于， 在所述泵罩(14)及泵体(16)两者上形成有所述凹形状(35、36)。
3.根据权利要求1所述的燃料泵，其特征在于， 将所述叶轮(20)的凹部组(20b、20c)的形状，设为预测有该叶轮的凹部组的膨润量的凹形状(50a、50b)。
4.一种燃料泵(10)，其具有:圆盘状的叶轮(20);外壳(18)，其由泵体(16)和可旋转地收容该叶轮的泵罩(14)构成；以及电动机部(70)，其旋转驱动所述叶轮， 在所述叶轮(20)的正反两面各自上，从外周向内侧隔开规定距离，在沿周向延伸的区域中，形成在周向上重复的凹部组(20b、20c)， 在与所述叶轮正面相对的泵罩(14)上，在与叶轮的凹部组(20c)相对的区域中，形成从上游端(31a)延伸至下游端(31b)为止的第I槽(31)， 在与所述叶轮反面相对的泵体(16)上，在与叶轮的凹部组(20b)相对的区域中，形成从上游端(30a)延伸至下游端(30b )为止的第2槽(30 )， 在所述外壳(18)上形成燃料喷出口(41)和燃料吸入口(40)，该燃料喷出口(41)使所述第I槽(31)的下游端(3Ib )附近与外壳(18 )外部连通，该燃料吸入口( 40 )使第2槽(30 )的上游端(30a)附近与外壳(18)外部连通， 在从所述叶轮旋转方向观察时，在所述泵罩(14)的第I槽(31)的上游端和下游端之间、以及在上述泵体(16)的上游端和下游端之间各自设置有密封部， 该燃料泵的特征在于， 将所述叶轮(20)的凹部组(20b、20c)的形状设为预测有该叶轮的凹部组的膨润量的凹形状(50a、50b)。
【文档编号】F04D5/00GK104040180SQ201180074162
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2011年10月13日 优先权日:2011年10月13日
【发明者】滨谷祐多郎 申请人:三菱电机株式会社