JP2016200128A - 流体ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ジョイント部材で傾倒力を吸収可能な構造にしつつ、インナロータの摺動抵抗を十分に小さくできるようにする。【解決手段】流体ポンプ１０１は、アウタロータおよびインナロータを収容するポンプハウジングと、回転軸と、インナロータと回転軸を連結して回転軸の回転トルクをインナロータへ伝達するジョイント部材とを備える。ポンプハウジングの内壁面には、インナロータに対して軸方向のうちジョイント部材の反対側に位置してインナロータと摺動する摺動面が形成されている。この摺動面には、インナロータの外歯と摺動する外歯摺動面１１６ｃ２、およびインナロータの本体部と摺動する本体部摺動面１１６ｃ１が含まれている。そして、本体部摺動面１１６ｃ１の表面粗さが外歯摺動面１１６ｃ２の表面粗さよりも粗くなるように形成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、インナロータの外歯とアウタロータの内歯との間で形成されるポンプ室の容積変化により流体を吸入して吐出する、流体ポンプに関する。

この種の流体ポンプは、回転軸、インナロータ、アウタロータおよび両ロータを収容するポンプハウジングを備える。インナロータは、回転軸が結合される本体部、および本体部の外周に設けられた外歯を有する。アウタロータは、外歯と噛み合う内歯を有する。回転軸を回転させてインナロータを回転させると、その回転力が外歯から内歯に伝達されてアウタロータも回転する。このように両ロータが回転すると、外歯と内歯の間で形成されるポンプ室の容積が変化する。そして、ポンプ室の容積拡大に伴い流体がポンプ室に吸入され、その後、ポンプ室の容積縮小に伴い流体がポンプ室で圧縮されて吐出される（特許文献１参照）。

特開２０１３−６０９０１号公報

さて、一般的に流体は、低温であるほど粘性が高くなる。特に、流体が軽油燃料の場合、軽油に含まれるワックス成分が析出して粘性が極めて高くなる。このように流体の粘性が高くなると、インナロータが流体から受ける反力が大きくなり、インナロータが回転軸に対して傾く向きに流体から受ける力（傾倒力）が大きくなる。その結果、回転軸を回転可能に摺動支持するラジアル軸受と回転軸との摺動抵抗が大きくなり、エネルギロスの増大や摺動部分での損傷等が懸念される。

この問題に対し、本発明者らは、インナロータを回転軸に直結させずに、ジョイント部材を介して連結する構造を検討した。これによれば、ジョイント部材の弾性変形により上記傾倒力が吸収され、ラジアル軸受と回転軸との摺動抵抗を小さくできる。

しかしながら、この連結構造の場合には、以下に説明する新たな問題が生じる、との知見を本発明者らは得た。すなわち、ポンプハウジングにはロータを収容するロータ収容室が形成されているが、上記連結構造の場合には、ロータ収容室とは別に、ジョイント部材を収容するジョイント収容室を要する。すると、インナロータの本体部のうちジョイント収容室側の面が、ジョイント収容室内の流体から軸方向に圧力を受けることとなる。その結果、インナロータのうち軸方向に垂直な面であってジョイント収容室の反対側の面が、ポンプハウジングの内壁面に押し付けられることとなり、インナロータの摺動抵抗が増大する。

要するに、上記連結構造を採用すればジョイント部材で傾倒力を吸収できるものの、その背反として、ジョイント収容室が必要になり、その結果、インナロータの摺動抵抗増大が新たな問題として生じる。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、ジョイント部材で傾倒力を吸収可能な構造にしつつ、インナロータの摺動抵抗を十分に小さくできるようにした流体ポンプを提供することにある。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示される発明のひとつは、回転軸（１０４ａ）と、回転軸が挿入される貫通穴（１１６ｅ）が形成される本体部（１２１）、および本体部の外周に設けられた外歯（１２２）を有するインナロータ（１２０）と、インナロータに対して軸方向に並べて配置され、回転軸の回転トルクをインナロータへ伝達するようインナロータと回転軸を連結するジョイント部材（１６０）と、外歯と噛み合う内歯（１３２ａ）を有するアウタロータ（１３０）と、アウタロータおよびインナロータを収容するロータ収容室（１１０ａ）、およびジョイント部材を収容するジョイント収容室（１１０ｂ）を形成するとともに、内歯と外歯の間で容積変化して流体を吸入圧縮するポンプ室（１４０）を形成するポンプハウジング（１１０）と、ポンプハウジングの内壁面のうち、インナロータに対して軸方向のうちジョイント部材の反対側に位置してインナロータと摺動する摺動面であって、外歯と摺動する外歯摺動面（１１６ｃ２）および本体部と摺動する本体部摺動面（１１６ｃ１）と、を備え、本体部摺動面の表面粗さが外歯摺動面の表面粗さよりも粗いことを特徴とする。

この発明によれば、インナロータを回転軸に直結させずに、ジョイント部材を介して連結する。そのため、インナロータが流体から受ける上記傾倒力が大きい場合であっても、その傾倒力はジョイント部材の弾性変形により吸収され、回転軸の摺動抵抗を小さくできる。

さらに上記発明では、本体部摺動面の表面粗さが外歯摺動面の表面粗さよりも粗い。したがって、外歯摺動面については表面粗さが小さいので、外歯摺動面とインナロータとのシール性を十分に確保できる。それでいて、本体部摺動面については表面粗さが粗いので、本体部摺動面とインナロータとの間に流体が滲み込んで潤滑機能を発揮するようになる。よって、ジョイント収容室を形成することに起因して、ポンプハウジングの内壁面にインナロータが押し付けられることになったとしても、その押し付けられる部分では潤滑機能が発揮されるので摺動抵抗を十分に小さくできる。

以上により、上記発明によれば、ジョイント部材で傾倒力を吸収可能な構造にしつつ、インナロータの摺動抵抗を十分に小さくできる。

本発明の第１実施形態に係る燃料ポンプを示す部分断面図。 図１のII−II線に沿う断面図。 図１のIII−III線に沿う断面図。 図１のIV−IV線に沿う断面図。 図１の部分拡大図。 第１実施形態に係るポンプケーシング単体を、ロータ収容室の側から見た平面図。 図６のVII−VII線に沿う断面図。 ポンプケーシングに表面加工を施す前の状態における、ロータ収容室の軸方向寸法を説明する模式断面図。 ポンプケーシングに放電加工を施した場合における、ロータ収容室の軸方向寸法を説明する模式断面図。 ポンプケーシングにショット加工を施した場合における、ロータ収容室の軸方向寸法を説明する模式断面図。 本発明の第２実施形態に係る燃料ポンプの、インナロータ単体を示す平面図。

以下、本発明にかかる流体ポンプの各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る流体ポンプは車両に搭載されている。流体ポンプによる圧送対象の流体は、内燃機関の燃焼に用いる液体燃料である。具体的には、自着火圧縮式の内燃機関の燃焼に用いられる軽油を圧送対象としており、流体ポンプは燃料タンク内に配置されている。

図１に示すように、本実施形態に係る流体ポンプ１０１は、容積型の回転ポンプであり、内接式の歯車ポンプである。流体ポンプ１０１は、ポンプボデー１０２、ポンプ本体１０３、電動モータ１０４およびサイドカバー１０５を備える。ポンプ本体１０３及び電動モータ１０４は、円筒状のポンプボデー１０２内部に収容されており、軸方向に並べて配置されている。ポンプボデー１０２の軸方向両端に位置する開口部のうち、電動モータ１０４の側に位置する開口部には、サイドカバー１０５が取り付けられている。

サイドカバー１０５は、電動モータ１０４に通電するための電気コネクタ１０５ａと、燃料を吐出するための吐出ポート１０５ｂとを、備えている。こうした流体ポンプ１０１では、電気コネクタ１０５ａを介した外部回路からの通電により、電動モータ１０４の回転軸１０４ａが回転駆動される。その結果、電動モータ１０４が有する回転軸１０４ａの駆動力を利用して、ポンプ本体１０３のアウタロータ１３０及びインナロータ１２０の回転により吸入及び加圧された燃料は、吐出ポート１０５ｂから吐出されることになる。なお、流体ポンプ１０１については、ガソリンよりも粘性が高い軽油を、燃料として吐出するものである。

本実施形態では、電動モータ１０４として、マグネット１０４ｂを４極、及びコイル１０４ｃを６スロットに形成配置されたインナロータ型のブラシレスモータが採用されている。例えば、車両のイグニッションスイッチがオン作動したタイミング等、内燃機関の始動準備タイミングで、電動モータ１０４は、駆動回転側又は駆動回転逆側に回転軸１０４ａを回転させる位置決め制御が為される。その後、電動モータ１０４は、位置決め制御にて位置決めされた位置から、駆動回転側に回転軸１０４ａを回転させる駆動制御を行なう。

ここで、駆動回転側とは、インナロータ１２０の周方向のうち回転方向Ｒｉの正方向となる側を示す。また、駆動回転逆側とは、インナロータ１２０の周方向のうち回転方向Ｒｉの負方向となる側を示す。

以下、ポンプ本体１０３について詳細に説明する。ポンプ本体１０３は、ポンプハウジング１１０、インナロータ１２０、アウタロータ１３０、及びジョイント部材１６０を備えている。ここでポンプハウジング１１０は、ポンプカバー１１２とポンプケーシング１１６を重ね合わせてなる。

ポンプカバー１１２は、金属により円盤状に形成されている。ポンプカバー１１２は、ポンプボデー１０２のうち電動モータ１０４を軸方向に挟んでサイドカバー１０５とは反対側端から、外部へ張り出している。

図１、図２および図５に示すポンプカバー１１２は、外部から燃料を吸入するために、円筒穴状の吸入通路１１２ａ及び円弧状の吸入溝１１３を形成している。吸入溝１１３は、ポンプカバー１１２のうちポンプケーシング１１６側に開口し、溝底部１１３ｅの所定箇所に吸入通路１１２ａを開口させることで、当該吸入通路１１２ａと連通している。吸入溝１１３のうち吸入通路１１２ａと連通する部分は、ポンプカバー１１２の軸方向に沿って貫通している。吸入溝１１３のうち吸入通路１１２ａと連通していない部分は、貫通しない有底形状である。図２に示すように吸入溝１１３は、インナロータ１２０の回転方向Ｒｉ（図４も参照）に沿って半周未満の長さに延伸している。吸入溝１１３は、始端部１１３ｃから回転方向Ｒｉ，Ｒｏの終端部１１３ｄに向かう程、回転径方向に拡幅している。

ポンプカバー１１２は、インナ中心線Ｃｉ上のインナロータ１２０と対向する箇所において、ジョイント部材１６０の本体部１６２が回転可能に配置される凹み穴状のジョイント収容室１１０ｂを形成している。

図１、図３〜図５に示すポンプケーシング１１６は、金属により有底円筒状に形成されている。ポンプケーシング１１６のうち開口部１１６ａは、ポンプカバー１１２により覆われることで、全周に亘って密閉されている。ポンプケーシング１１６の内周部１１６ｂは、特に図１および図４に示すように、インナロータ１２０のインナ中心線Ｃｉから偏心した円筒穴状に形成されている。

ポンプケーシング１１６は、ポンプボデー１０２及び電動モータ１０４間の高圧通路１０６を通じて燃料を吐出ポート１０５ｂから吐出するために、円弧穴状の吐出通路１１７を形成している。吐出通路１１７は、ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃを軸方向に沿って貫通している。特に図３に示すように吐出通路１１７は、インナロータ１２０の回転方向Ｒｉに沿って半周未満の長さに延伸している。ここで吐出通路１１７は、始端部１１７ｃから終端部１１７ｄに向かう程、回転径方向に縮幅している。

また、ポンプケーシング１１６は、吐出通路１１７において、補強リブ１１６ｄを有している。補強リブ１１６ｄは、ポンプケーシング１１６と一体に形成されており、インナロータ１２０の回転方向Ｒｉに対して交差方向に吐出通路１１７を跨ぐことにより、ポンプケーシング１１６を補強するリブである。

ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃのうちインナロータ１２０とアウタロータ１３０間のポンプ室１４０（後に詳述）を挟んで吸入溝１１３と対向する箇所には、図３に示す対向吸入溝１１８が形成されている。対向吸入溝１１８は、吸入溝１１３を軸方向に投影した形状と対応した円弧溝状である。これにより、ポンプケーシング１１６では、吐出通路１１７が対向吸入溝１１８とその輪郭をおよそ線対称に設けられている。一方で、特に図２に示すように、ポンプカバー１１２のうちポンプ室１４０を挟んで吐出通路１１７と対向する箇所には、吐出通路１１７を軸方向に投影した形状と対応させて、円弧溝状の対向吐出溝１１４が形成されている。これによりポンプカバー１１２では、吸入溝１１３が対向吐出溝１１４とその輪郭をおよそ線対称に設けられている。吸入溝１１３、対向吐出溝１１４、吐出通路１１７および対向吸入溝１１８の外形線は、外歯１２２および内歯１３２ａの回転軌跡に沿って平行に延びる形状である。

図１に示すように、ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃのうちインナ中心線Ｃｉ上には、電動モータ１０４の回転軸１０４ａを径方向に軸受するために、ラジアル軸受１５０が嵌合固定されている。一方で、ポンプカバー１１２のうちインナ中心線Ｃｉ上には、回転軸１０４ａを軸方向に軸受するために、スラスト軸受１５２が嵌合固定されている。

図１、図４および図５に示すように、ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃ、内周部１１６ｂおよびポンプカバー１１２により、インナロータ１２０及びアウタロータ１３０を収容するロータ収容室１１０ａが形成される。インナロータ１２０は、インナ中心線Ｃｉを回転軸１０４ａと共通にすることで、ロータ収容室１１０ａ内では偏心して配置されている。インナロータ１２０の本体部１２１には、ラジアル軸受１５０が挿入される貫通穴１２６が形成されている。インナロータ１２０の回転に伴い貫通穴１２６の内壁面が円筒外周面１５０ｏに対して摺動することで、インナロータ１２０はラジアル軸受１５０により径方向に軸受される。また、インナロータ１２０の軸方向両側の摺動面１２５が、ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃとポンプカバー１１２により軸受されている。

また、インナロータ１２０は、ジョイント収容室１１０ｂと対向する箇所において、軸方向に沿って凹む挿入穴１２７を有している。本実施形態における挿入穴１２７は、回転方向Ｒｉに沿った周方向に等間隔に複数（本実施形態では５つ）設けられ、各挿入穴１２７は、凹底部１１６ｃ側まで貫通している。各挿入穴１２７にジョイント部材１６０のそれぞれ対応する足部１６４が挿入されることにより、回転軸１０４ａの駆動力がジョイント部材１６０を介してインナロータ１２０に伝達されるようになっている。こうしてインナロータ１２０は、電動モータ１０４の回転軸１０４ａの回転に応じて、摺動面１２５を凹底部１１６ｃ及びポンプカバー１１２に摺動させながら、インナ中心線Ｃｉ周りとなる周方向において回転可能となっている。

インナロータ１２０は、そうした回転方向Ｒｉに沿った周方向に等間隔に並ぶ複数の外歯１２２を、外周部１２４に有している。各外歯１２２は、吸入溝１１３、吐出通路１１７、対向吐出溝１１４及び対向吸入溝１１８と、インナロータ１２０の回転に応じて軸方向に対向可能に配置されている。これにより、凹底部１１６ｃ及びポンプカバー１１２へのインナロータ１２０の張り付きが抑制されている。

図１、図４および図５に示すようにアウタロータ１３０は、インナロータ１２０のインナ中心線Ｃｉに対して偏心することで、ロータ収容室１１０ａ内では同軸上に配置されている。これによりアウタロータ１３０に対しては、一径方向としての偏心方向Ｄｅにインナロータ１２０が偏心している。アウタロータ１３０の外周部１３４は、ポンプケーシング１１６の内周部１１６ｂにより径方向に軸受されていると共に、ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃとポンプカバー１１２とにより軸方向に軸受されている。これらの軸受によりアウタロータ１３０は、インナ中心線Ｃｉから偏心したアウタ中心線Ｃｏ周りとなる一定の回転方向Ｒｏへ回転可能になっている。

アウタロータ１３０は、そうした回転方向Ｒｏに等間隔に並ぶ複数の内歯１３２ａを、内周部１３２に有している。各内歯１３２ａは、吸入溝１１３、吐出通路１１７、対向吐出溝１１４及び対向吸入溝１１８と、アウタロータ１３０の回転に応じて軸方向に対向可能に配置されている。これにより、凹底部１１６ｃ及びポンプカバー１１２へのアウタロータ１３０の張り付きが抑制されている。

さて、吐出通路１１７内の燃料圧力（吐出圧）は、インナロータ１２０およびアウタロータ１３０を軸方向の吸入通路１１２ａ側に押し付ける向きに作用する。一方、対向吐出溝１１４内の燃料圧力も吐出圧であり、インナロータ１２０およびアウタロータ１３０を軸方向の電動モータ１０４側に押し付ける向きに作用する。そして、対向吐出溝１１４は吐出通路１１７に対向配置されているので、これらの燃料圧力はバランスし、インナロータ１２０およびアウタロータ１３０が吐出圧で傾くことが抑制される。

同様にして、対向吸入溝１１８は吸入溝１１３に対向配置されているので、対向吸入溝１１８内の燃料圧力（吸入圧）と吸入溝１１３内の燃料圧力（吸入圧）とはバランスし、インナロータ１２０およびアウタロータ１３０が吸入圧で傾くことが抑制される。

外歯１２２および内歯１３２ａは、トロコイド曲線の軌跡を描く形状であり、内歯１３２ａの数は外歯１２２の数よりも一つ多くなるように設定されている。アウタロータ１３０に対してインナロータ１２０は、偏心方向Ｄｅへの相対的に偏心により噛合している。これにより、ロータ収容室１１０ａのうち内歯１３２ａと外歯１２２の間にはポンプ室１４０が形成される。ポンプ室１４０は、アウタロータ１３０及びインナロータ１２０が回転することにより、その容積が拡縮するように変化する。

インナロータ１２０及びアウタロータ１３０の回転に伴って、吸入溝１１３及び対向吸入溝１１８と対向して連通する部分のポンプ室１４０にて、その容積が拡大する。その結果として、吸入通路１１２ａから燃料が吸入溝１１３を通してポンプ室１４０に吸入される。このとき、始端部１１３ｃから終端部１１３ｄに向かう程（図２も参照）、吸入溝１１３が拡幅していることで、当該吸入溝１１３を通して吸入される燃料量は、ポンプ室１４０の容積拡大量に応じたものとなる。なお、ポンプ室１４０のうち、上述の如く容積が拡大して燃料を吸入している部分を負圧部１４０Ｌと呼ぶ。

インナロータ１２０及びアウタロータ１３０の回転に伴って、吐出通路１１７及び対向吐出溝１１４と対向して連通する部分のポンプ室１４０にて、その容積が縮小する。その結果として、上記吸入機能と同時に、ポンプ室１４０から燃料が吐出通路１１７を通して高圧通路１０６に吐出される。このとき、始端部１１７ｃから終端部１１７ｄに向かう程（図３も参照）、吐出通路１１７が縮幅していることで、当該吐出通路１１７を通して吐出される燃料量は、ポンプ室１４０の容積縮小量に応じたものとなる。なお、ポンプ室１４０のうち、上述の如く容積が縮小して燃料を圧縮している部分を高圧部１４０Ｈと呼ぶ。

ジョイント部材１６０は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等の合成樹脂により形成され、回転軸１０４ａをインナロータ１２０と中継することで、当該インナロータ１２０を周方向に回転させる。ジョイント部材１６０は、本体部１６２、及び足部１６４を有している。

本体部１６２は、ポンプカバー１１２に形成されたジョイント収容室１１０ｂに配置され、中央に嵌合穴１６２ａが開いている円環状に形成されており、当該嵌合穴１６２ａに回転軸１０４ａが挿通されることで、回転軸１０４ａに嵌合固定されている。

足部１６４は、インナロータ１２０の挿入穴１２７の数に対応して複数設けられている。具体的に足部１６４は、電動モータ１０４のトルクリップルの影響を低減するために、電動モータ１０４の極数及びスロット数を避けた数であり、特に素数である５つ設けられている。このような各足部１６４は、本体部１６２の嵌合箇所である嵌合穴１６２ａよりも外周側の複数箇所（本実施形態では５箇所）から、軸方向に沿って延伸するものとして設けられている。そして複数の足部１６４は、周方向に等間隔に配置されている。各足部１６４は、弾性を有する素材、及び軸方向に沿って延伸する形状によって、弾性変形可能となっている。回転軸１０４ａが回転駆動する際に、各足部１６４が対応する挿入穴１２７に応じて弾性変形によりしなることで、製造時に生じ得る各挿入穴１２７及び各足部１６４の周方向の寸法誤差を吸収しつつ、足部１６４と挿入穴１２７とが接触する。これにより、ジョイント部材１６０は、複数の足部１６４を通じて、回転軸１０４ａの駆動力をインナロータ１２０に伝達する。

図５に示すように、ラジアル軸受１５０は、円筒形状に形成されており、樹脂コーティングされた金属製である。ラジアル軸受１５０の円筒内部には回転軸１０４ａが挿入配置されており、ラジアル軸受１５０の円筒内周面１５０ｉで回転軸１０４ａを回転可能に摺動支持する。ラジアル軸受１５０の一部は、ポンプケーシング１１６の貫通穴１１６ｅに圧入固定されている。この圧入により、ラジアル軸受１５０はポンプケーシング１１６に回転不能な状態で固定される。また、ラジアル軸受１５０の一部は、インナロータ１２０の円筒内部に挿入配置されており、円筒外周面１５０ｏでインナロータ１２０を回転可能に摺動支持する。

高圧通路１０６内の高圧燃料は、ラジアル軸受１５０の円筒内周面１５０ｉと回転軸１０４ａの外周面との間（摺動面）に入り込み、この摺動面にて圧力低下した後に、ジョイント収容室１１０ｂに漏れ出る。よって、ジョイント収容室１１０ｂには、高圧通路１０６内の高圧燃料よりも低圧、かつ、吸入通路１１２ａ内の吸入燃料よりも高圧の燃料（中間圧燃料）が溜まる。

図４および図５に示すように、インナロータ１２０のうちポンプケーシング１１６と対向する面には、ラジアル軸受１５０の周りに環状に延びる第１溝１２０１が形成されている。また、インナロータ１２０のうちポンプケーシング１１６の反対側の面には、第１溝１２０１と同じ外径寸法で環状に延びる第２溝１２０２が形成されている。

吐出通路１１７内の高圧燃料は、インナロータ１２０とポンプケーシング１１６との間（摺動面）に入り込み、この摺動面にて圧力低下した後に、第１溝１２０１に漏れ出る。よって、第１溝１２０１には、高圧通路１０６内の高圧燃料よりも低圧、かつ、吸入通路１１２ａ内の吸入燃料よりも高圧の燃料（中間圧燃料）が溜まる。一方、第２溝１２０２には、ジョイント収容室１１０ｂ内の中間圧燃料で満たされる。第１溝１２０１と第２溝１２０２は同一の外形寸法で環状に形成されているので、第１溝１２０１に溜まる燃料と第２溝１２０２に満たされる燃料との圧力（中間圧力）はバランスし、インナロータ１２０が中間圧燃料で傾くことが抑制される。

次に、図６および図７を用いて、ポンプケーシング１１６の構造について詳細に説明する。

ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃのうちインナロータ１２０と摺動する摺動面であって、外歯１２２と摺動する面を外歯摺動面１１６ｃ２と呼び、本体部１２１と摺動する面を本体部摺動面１１６ｃ１と呼ぶ。図６および図７中の網点を付した部分が本体部摺動面１１６ｃ１の領域である。凹底部１１６ｃのうちアウタロータ１３０の内歯１３２ａと摺動する面を内歯摺動面１１６ｃ３と呼ぶ。凹底部１１６ｃのうち、インナロータ１２０に形成された第１溝１２０１と対向する面を溝対向面１１６ｃ４と呼ぶ。

凹底部１１６ｃのうち外歯摺動面１１６ｃ２の回転軌跡範囲には、対向吸入溝１１８および吐出通路１１７が形成されている。そのため、凹底部１１６ｃのうち、回転方向において対向吸入溝１１８と吐出通路１１７の間の部分が、外歯摺動面１１６ｃ２に相当する。

溝対向面１１６ｃ４は、貫通穴１１６ｅの周囲に位置する円環状の領域に設けられ、インナロータ１２０とは摺動しない。本体部摺動面１１６ｃ１は、外歯摺動面１１６ｃ２の回転軌跡範囲と溝対向面１１６ｃ４との間に位置する円環状の領域に設けられている。換言すれば、本体部摺動面１１６ｃ１は、対向吸入溝１１８および吐出通路１１７よりも回転径方向内側、かつ、第１溝１２０１よりも径方向外側の領域に設けられている。本体部摺動面１１６ｃ１、外歯摺動面１１６ｃ２、内歯摺動面１１６ｃ３および溝対向面１１６ｃ４は、同一平面上に位置する。

そして、本体部摺動面１１６ｃ１の表面粗さが、外歯摺動面１１６ｃ２の表面粗さよりも粗くなるように、凹底部１１６ｃは表面加工されている。具体的には、先ず、本体部摺動面１１６ｃ１、外歯摺動面１１６ｃ２、内歯摺動面１１６ｃ３および溝対向面１１６ｃ４の全面を旋盤で切削加工する（切削加工工程）。その後、本体部摺動面１１６ｃ１および溝対向面１１６ｃ４の部分を放電加工する（放電加工工程）。この放電加工工程では、外歯摺動面１１６ｃ２および内歯摺動面１１６ｃ３については放電加工しない。

例えば、図７中の一点鎖線に示す円板形状の電極Ｅを用いて凹底部１１６ｃを放電加工するにあたり、電極Ｅの直径を、本体部摺動面１１６ｃ１の直径と同じに設定する。つまり、電極Ｅの外周端面Ｅａの径方向位置を、本体部摺動面１１６ｃ１の外周に一致させる。これにより、外歯摺動面１１６ｃ２を放電加工させずに本体部摺動面１１６ｃ１を放電加工できる。放電加工の手順を説明すると、先ず、電極Ｅを凹底部１１６ｃに当接させる。次に、電極Ｅを凹底部１１６ｃから所定距離だけ離間させて、図７の状態にする。次に、電極Ｅへ電圧印加して、ポンプケーシング１１６と電極Ｅの間で放電させる。その結果、凹底部１１６ｃのうち電極Ｅと対向する部分、つまり本体部摺動面１１６ｃ１および溝対向面１１６ｃ４が放電加工される。但し、凹底部１１６ｃのうち電極Ｅと対向していない部分、つまり外歯摺動面１１６ｃ２および内歯摺動面１１６ｃ３は放電加工されない。

次に、外歯摺動面１１６ｃ２を放電加工させずに本体部摺動面１１６ｃ１を放電加工することによる技術的意義を、図８〜図１０を用いて説明する。

図８に示すように、放電加工を実施する前の状態では、ロータ収容室１１０ａの軸方向寸法Ｌが所望の寸法公差内の寸法になるよう、ポンプケーシング１１６およびポンプカバー１１２を切削加工している。具体的には、ポンプケーシング１１６のうちポンプカバー１１２と当接する当接面１１６ｆ（図５参照）と、ポンプカバー１１２の上面１１２ｂと、凹底部１１６ｃとを、第１所定値Ｒａ１未満の表面粗さになるように切削加工する。第１所定値Ｒａ１には、例えば算術平均粗さで定義される値が用いられる。

第１所定値Ｒａ１は、ポンプケーシング１１６の当接面１１６ｆとポンプカバー１１２の上面１１２ｂとの間で十分なシール性が確保されるように設定されている。また、外歯摺動面１１６ｃ２と外歯１２２との間、および内歯摺動面１１６ｃ３と内歯１３２ａとの間で十分なシール性が確保されるように設定されている。

図９に示すように、放電加工した部分の表面粗さが放電加工していない部分の表面粗さよりも粗くなるように、凹底部１１６ｃと電極Ｅとの離間距離（放電距離）、放電電力、放電周波数、放電時間等が設定されている。換言すれば、本体部摺動面１１６ｃ１を、第２所定値Ｒａ２以上の表面粗さになるように放電加工する。第２所定値Ｒａ２は第１所定値Ｒａ１よりも大きい値に設定されている。

このような設定により、本体部摺動面１１６ｃ１の表面粗さが外歯摺動面１１６ｃ２よりも粗くなる。つまり、外歯摺動面１１６ｃ２については第１所定値Ｒａ１未満の表面粗さとなりつつ、本体部摺動面１１６ｃ１については第２所定値Ｒａ２以上の表面粗さとなり、多くの溝Ｐａが形成された状態になる。放電加工を施した場合、加工前の表面から隆起する部分を殆ど生じさせること無く、溝Ｐａが形成された形状の表面粗さ曲線となる（図９参照）。

したがって、粗さ曲線の最大山高さＲｐの軸方向位置を最大山位置と定義した場合において、本体部摺動面１１６ｃ１の最大山位置（符号Ｐ２参照）が、外歯摺動面１１６ｃ２の最大山位置と同一である。したがって、軸方向寸法Ｌは、放電加工の前後で大きく変化しない。なお、粗さ曲線の最大谷深さＲｖの軸方向位置を最大谷位置と定義した場合において、本体部摺動面１１６ｃ１の最大谷位置（符号Ｐ１参照）が、外歯摺動面１１６ｃ２の最大谷位置よりもインナロータ１２０から離れた位置となる。これにより、溝Ｐａが形成される。

これに対し、電気的な加工である放電加工に換えて、機械的な加工であるショット加工を施した場合、放電加工による表面粗さと同じ表面粗さにできたとしても、表面粗さ曲線が次のように異なってくる。すなわち、ショット加工の場合には、溝Ｐａが形成されるものの、加工前の表面から隆起する部分（隆起部Ｐｂ）が生じた形状の表面粗さ曲線となる（図１０参照）。ショット加工とは、砥粒を含んだ複数のメディアを加工面に衝突させることで表面を研削する加工法である。メディアが衝突した部分は凹んで溝Ｐａが形成されるものの、衝突により塑性変形させて溝Ｐａが形成されるため、その塑性変形分だけ、メディア衝突部位の周囲が隆起する。

この場合、図１０中の一点鎖線に示すように、本体部摺動面１１６ｃ１の最大山位置（符号Ｐ２参照）が、外歯摺動面１１６ｃ２の最大山位置よりもインナロータ１２０へ近づいた位置となる。したがって、ショット加工後の軸方向寸法Ｌは加工前よりも短くなり、軸方向寸法Ｌがショット加工の前後で大きく変化する。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の作用効果を以下に説明する。

さて、燃料の低温で粘性が高くなると、インナロータ１２０に傾倒力が付与されることは先述した通りである。この点を鑑み、本実施形態では、ジョイント部材１６０を介してインナロータ１２０を回転軸に連結するので、ジョイント部材１６０の弾性変形により上記傾倒力が吸収され、ラジアル軸受１５０と回転軸１０４ａとの摺動抵抗を小さくできる。

加えて、本実施形態では、本体部摺動面１１６ｃ１の表面粗さが外歯摺動面１１６ｃ２の表面粗さよりも粗い。したがって、外歯摺動面１１６ｃ２については表面粗さが小さいので、インナロータ１２０の外歯１２２と外歯摺動面１１６ｃ２とのシール性を十分に確保できる。それでいて、本体部摺動面１１６ｃ１については表面粗さが粗いので、インナロータ１２０の本体部１２１と本体部摺動面１１６ｃ１との間（溝Ｐａ）に燃料が滲み込んで、潤滑機能を発揮するようになる。よって、ジョイント収容室１１０ｂを形成することに起因して、ポンプケーシング１１６の本体部摺動面１１６ｃ１にインナロータ１２０の本体部１２１が押し付けられることになったとしても、潤滑機能が発揮されることで摺動抵抗を十分に小さくできる。

以上により、本実施形態によれば、ジョイント部材１６０で傾倒力を吸収可能な構造にしつつ、インナロータ１２０の摺動抵抗を十分に小さくできる。

さらに本実施形態では、本体部摺動面１１６ｃ１を放電加工することにより、本体部摺動面１１６ｃ１の表面粗さが外歯摺動面１１６ｃ２よりも粗く形成されている。これによれば、図１０に示す隆起部Ｐｂが生じることを抑制しつつ溝Ｐａを形成できるので、軸方向寸法Ｌが放電加工により短くなることを抑制でき、高精度のロータ収容室１１０ａを提供できる。

さらに本実施形態では、粗さ曲線の最大山高さの軸方向位置を最大山位置と定義した場合において、本体部摺動面１１６ｃ１の最大山位置が、外歯摺動面１１６ｃ２の最大山位置と同一である。そのため、本体部摺動面１１６ｃ１での摺動面の軸方向位置と、外歯摺動面１１６ｃ２での摺動面の軸方向位置とを同一にできる。よって、本体部１２１および外歯１２２の摺動抵抗が過大になることを抑制しつつ、十分なシール性も得ることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ポンプケーシング１１６の摺動面の一部を粗くすることで潤滑機能を発揮させ、ジョイント部材１６０を備えることとインナロータ１２０の摺動抵抗低減との両立を図っている。これに対し本実施形態では、インナロータ１２０の摺動面の一部を粗くすることで潤滑機能を発揮させる。

図１１に示すように、インナロータ１２０は、第１実施形態と同様にして本体部１２１および外歯１２２を備える。本体部１２１には、第１実施形態と同様にして第１溝１２０１、および挿入穴１２７が形成されている。ポンプケーシング１１６の凹底部１１６ｃと摺動するインナロータ１２０の摺動面１２５は、外歯１２２により形成される外歯摺動面１２２ａの領域、および本体部１２１により形成される本体部摺動面１２１ａの領域に区分けされる。外歯摺動面１２２ａおよび本体部摺動面１２１ａの各々は、特許請求の範囲に記載のロータ側外歯摺動面およびロータ側本体部摺動面に相当する。本体部摺動面１２１ａの領域は、図１１中の網点を付した部分であり、径方向において第１溝１２０１と外歯１２２の間の領域である。

外歯摺動面１２２ａおよび本体部摺動面１２１ａは同一平面上に位置する。そして、本体部摺動面１２１ａの表面粗さが、外歯摺動面１２２ａの表面粗さよりも粗くなるように、摺動面１２５は表面加工されている。具体的には、先ず、本体部摺動面１２１ａおよび外歯摺動面１２２ａの全面を旋盤で切削加工する（切削加工工程）。その後、本体部摺動面１２１ａの部分を放電加工する（放電加工工程）。この放電加工工程では、外歯摺動面１２２ａについては放電加工しない。例えば、本体部摺動面１２１ａに対応する形状の電極を用いて放電加工することで、外歯摺動面１２２ａを放電加工させずに本体部摺動面１２１ａを放電加工できる。

以上により、本実施形態では、本体部摺動面１２１ａの表面粗さが外歯摺動面１２２ａの表面粗さよりも粗い。したがって、外歯摺動面１２２ａについては表面粗さが小さいので、ポンプケーシング１１６の外歯摺動面１１６ｃ２とインナロータ１２０の外歯摺動面１２２ａとのシール性を十分に確保できる。それでいて、本体部摺動面１２１ａについては表面粗さが粗いので、ポンプケーシング１１６の本体部摺動面１１６ｃ１とインナロータ１２０の本体部摺動面１２１ａとの間（溝）に燃料が滲み込んで、潤滑機能を発揮するようになる。よって、ジョイント収容室１１０ｂを形成することに起因して、ポンプケーシング１１６の本体部摺動面１２１ａにインナロータ１２０の本体部１２１が押し付けられることになったとしても、潤滑機能が発揮されることで摺動抵抗を十分に小さくできる。

以上により、本実施形態によれば、ジョイント部材１６０で傾倒力を吸収可能な構造にしつつ、インナロータ１２０の摺動抵抗を十分に小さくできる。

さらに本実施形態では、本体部摺動面１２１ａを放電加工することにより、本体部摺動面１２１ａの表面粗さが外歯摺動面１２２ａよりも粗く形成されている。これによれば、図１０に例示される隆起部Ｐｂが生じることを抑制しつつ図９に例示される溝Ｐａをインナロータ１２０に形成できるので、軸方向寸法Ｌが放電加工により短くなることを抑制でき、高精度のロータ収容室１１０ａを提供できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

図７に示す実施形態では、円板形状の電極Ｅを放電加工に用いているが、中央に貫通穴が形成された円環形状の電極を用いてもよい。電極Ｅが図７に示す円板形状の場合には、本体部摺動面１１６ｃ１に加えて溝対向面１１６ｃ４も放電加工される。但し、放電加工が不要な溝対向面１１６ｃ４も放電加工され、放電が不要な貫通穴１１６ｅにまで放電される。これに対し、上述の如く円環形状の電極を用いた場合、貫通穴１１６ｅには放電されないようにできる。また、円環形状の電極の貫通穴を、本体部摺動面１１６ｃ１と溝対向面１１６ｃ４の境界に位置させれば、溝対向面１１６ｃ４が放電加工されないようにもできるので、電力消費量を低減できる。

上記各実施形態では、放電加工により、ポンプケーシング１１６またはインナロータ１２０の摺動面の一部を粗くしているが、本発明は放電加工に限定されるものではなく、例えば図１０のショット加工により粗くしてもよい。但し、放電加工を採用する場合には、全面を旋盤で切削加工した後に放電加工を施しているが、ショット加工を採用する場合には、ショット加工の後に全面を旋盤で切削加工することが望ましい。このような手順で加工すれば、ショット加工により生じる隆起部Ｐｂで軸方向寸法Ｌが変化することを抑制できる。また、摺動面の一部を粗くする手法には、放電加工やショット加工の他にも、磁性流体研磨や電解研磨、エッチング剤による腐食等が挙げられる。

図４に示す実施形態では、外歯１２２および内歯１３２ａを、トロコイド曲線の軌跡を描く形状に形成しているが、サイクロイド曲線や各種曲線の組み合わせ等、トロコイド曲線以外の形状であってもよい。

流体ポンプ１０１による圧送対象の流体は、軽油に限らず、ガソリンやアルコール等の液体燃料であってもよい。また、該圧送対象は、燃料に限らず、例えば油圧アクチュエータに用いる作動油や各種の潤滑油等の液体であってもよい。流体ポンプ１０１は車両に搭載されたものに限定されるものではない。

図１に示す実施形態では、ポンプ本体１０３と電動モータ１０４を一体に構成した流体ポンプ１０１に本発明を適用しているが、本発明に係る流体ポンプ１０１は電動モータ１０４を備えていなくてもよく、電動モータ１０４を別体に構成してもよい。また、図１に示す実施形態では、インナロータ１２０を電動モータ１０４で回転駆動させているが、例えば車載内燃機関のクランク軸等、走行駆動力の一部でインナロータ１２０を回転駆動させてもよい。

図１に示す実施形態では、ポンプハウジング１１０のうち、軸方向において吸入通路１１２ａの反対側に吐出通路１１７を設けている。これに対し、軸方向において吸入通路１１２ａと吐出通路１１７を同じ側に設けてもよい。

１０１…流体ポンプ、１０４ａ…回転軸、１１０…ポンプハウジング、１１０ａ…ロータ収容室、１１０ｂ…ジョイント収容室、１１６ｃ１…本体部摺動面、１１６ｃ２…外歯摺動面、１２０…インナロータ、１２１ａ…ロータ側本体部摺動面、１２２…外歯、１２２ａ…ロータ側外歯摺動面、１３０…アウタロータ、１３２ａ…内歯、１４０…ポンプ室。

Claims (4)

1. 回転軸（１０４ａ）と、
   前記回転軸が挿入される貫通穴（１１６ｅ）が形成される本体部（１２１）、および前記本体部の外周に設けられた外歯（１２２）を有するインナロータ（１２０）と、
   前記インナロータに対して軸方向に並べて配置され、前記回転軸の回転トルクを前記インナロータへ伝達するよう前記インナロータと前記回転軸を連結するジョイント部材（１６０）と、
   前記外歯と噛み合う内歯（１３２ａ）を有するアウタロータ（１３０）と、
   前記アウタロータおよび前記インナロータを収容するロータ収容室（１１０ａ）、および前記ジョイント部材を収容するジョイント収容室（１１０ｂ）を形成するとともに、前記内歯と前記外歯の間で容積変化して流体を吸入圧縮するポンプ室（１４０）を形成するポンプハウジング（１１０）と、
   前記ポンプハウジングの内壁面のうち、前記インナロータに対して軸方向のうち前記ジョイント部材の反対側に位置して前記インナロータと摺動する摺動面であって、前記外歯と摺動する外歯摺動面（１１６ｃ２）および前記本体部と摺動する本体部摺動面（１１６ｃ１）と、
   を備え、
   前記本体部摺動面の表面粗さが前記外歯摺動面の表面粗さよりも粗いことを特徴とする流体ポンプ。
2. 前記本体部摺動面を放電加工することにより、前記本体部摺動面の表面粗さが前記外歯摺動面の表面粗さよりも粗く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体ポンプ。
3. 粗さ曲線の最大山高さの軸方向位置を最大山位置と定義した場合において、
   前記本体部摺動面の最大山位置が、前記外歯摺動面の最大山位置と同一であることを特徴とする請求項１または２に記載の流体ポンプ。
4. 回転軸（１０４ａ）と、
   前記回転軸が挿入される貫通穴（１１６ｅ）が形成される本体部（１２１）、および前記本体部の外周に設けられた外歯（１２２）を有するインナロータ（１２０）と、
   前記インナロータに対して軸方向に並べて配置され、前記回転軸の回転トルクを前記インナロータへ伝達するよう前記インナロータと前記回転軸を連結するジョイント部材（１６０）と、
   前記外歯と噛み合う内歯（１３２ａ）を有するアウタロータ（１３０）と、
   前記アウタロータおよび前記インナロータを収容するロータ収容室（１１０ａ）、および前記ジョイント部材を収容するジョイント収容室（１１０ｂ）を形成するとともに、前記内歯と前記外歯の間で容積変化して流体を吸入圧縮するポンプ室（１４０）を形成するポンプハウジング（１１０）と、
   前記ポンプハウジングの内壁面のうち、前記インナロータに対して前記ジョイント部材の反対側に位置して前記インナロータと摺動する摺動面であって、前記外歯と摺動する外歯摺動面（１１６ｃ２）および前記本体部と摺動する本体部摺動面（１１６ｃ１）と、
   を備え、
   前記本体部のうち前記本体部摺動面と摺動する面であるロータ側本体部摺動面（１２１ａ）の表面粗さが、前記外歯のうち前記外歯摺動面と摺動する面であるロータ側外歯摺動面（１２２ａ）の表面粗さよりも粗いことを特徴とする流体ポンプ。

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