JP2016211521A - ポンプカバー及びポンプカバーを備えるポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンプカバーの軸受部の外周面と周壁部の内周面との位置関係の精度を向上する技術を提供する。
【解決手段】 ポンプカバー４０は、中心に貫通孔を有するロータ６０を収容する。このポンプカバー４０は、外側部材４３と外側部材内側部材４７を備える。外側部材４３は、第１底壁部４１と第１周壁部４２を有する。第１周壁部４２は、第１底壁部４１の外周縁からシャフト８０の中心軸に沿って延びている。内側部材４７は、軸受部４４と第２周壁部４５と第２底壁部４６を有する。軸受部４４は、ロータ６０の貫通孔の内側でシャフト８０を回転可能に支持しており、当該貫通孔の内周面６５と対向する外周面４４ａを有する。第２周壁部４５は、ロータ６０の外周端と対向する内周面４５ａを有する。第２底壁部４６は、軸受部４４と第２周壁部４５とを接続する。軸受部４４と第２周壁部４５と第２底壁部４６は、外側部材４３とは異なる樹脂材料で一体に形成されている。
【選択図】 図２

Description

本明細書に開示の技術は、ロータを収容するポンプカバーに関する。

特許文献１に、ロータの回転に伴い、流体を吸入し吐出するベーンポンプが開示されている。ベーンポンプは、ポンプカバーと、ポンプカバーに収容され、複数の溝を有し、中心に貫通孔を有するロータと、上記複数の溝に配置される複数のベーンと、ロータを回転させるシャフトと、を備える。このポンプカバーは、軸受部と、周壁部と、底壁部を有する。軸受部は、ロータの貫通孔の内側でシャフトを回転可能に支持しており、当該貫通孔の内周面と対向する外周面を有する。周壁部は、ロータの外周端と対向する内周面を有する。底壁部は、軸受部と周壁部とを接続する。このポンプカバーは、単一の材料で一体に形成されている。このベーンポンプでは、ロータの回転に伴って、複数のベーンがロータの外周端から突出して、周壁部の内周面に沿って摺動する。

独国特許出願公開第１０１１５８６６号明細書

特許文献１のベーンポンプでは、ロータが、ポンプカバーの軸受部の外周面と周壁部の内周面の間に配置されている。高いポンプ効率を実現するためには、ロータが、ポンプカバーの周壁部の内周面に対して適切な位置に配置される必要がある。即ち、ポンプカバーの軸受部の外周面と周壁部の内周面との位置関係の精度を向上する必要がある。

本明細書は、ポンプカバーの軸受部の外周面と周壁部の内周面との位置関係の精度を向上する技術を提供する。

本明細書が開示するポンプカバーは、中心に貫通孔を有するロータを収容する。このポンプカバーは、外側部材と、外側部材の内側に配置される内側部材と、を備える。外側部材は、第１底壁部と、第１周壁部と、を有する。第１底壁部は、ロータを回転させるシャフトが挿通される挿通孔を有する。第１周壁部は、第１底壁部の外周縁からシャフトの中心軸に沿って延びている。内側部材は、軸受部と、第２周壁部と、第２底壁部と、を有する。軸受部は、ロータの貫通孔の内側でシャフトを回転可能に支持しており、当該貫通孔の内周面と対向する外周面を有する。第２周壁部は、第１周壁部の内周側に位置しており、ロータの外周端と対向する内周面を有する。第２底壁部は、軸受部と第２周壁部とを接続し、シャフトの中心軸と直交する平面上に位置する平面を有する。軸受部と第２周壁部と第２底壁部とは、外側部材とは異なる樹脂材料で一体に形成されている。

上記のポンプカバーは、外側部材と内側部材を備える。内側部材が有する軸受部と第２周壁部と第２底壁部は、一体に形成されている。さらに、上記のポンプカバーでは、軸受部、第２周壁部及び第２底壁部が、外側部材とは異なる樹脂材料で形成されている。このため、ポンプカバー全体を単一の材料で一体に形成する場合と比較して、一体で形成される軸受部、第２周壁部及び第２底壁部の厚みが肉薄となる。従って、射出成形により軸受部、第２周壁部及び第２底壁部を形成する場合は、ヒケやソリ等が生じ難くなり、これら各部を高い精度で形成することができる。上記の構成によると、ポンプカバーの軸受部の外周面と第２周壁部の内周面との位置関係の精度を向上することができる。

また、本明細書は、上記の課題を解決することができる新規な電動ポンプを開示する。この電動ポンプは、上記のポンプカバーと、ポンプカバーに収容されるロータを備える。この構成によると、ポンプカバーの軸受部の外周面と第２周壁部の内周面との位置関係の精度が向上したポンプカバーを備える電動ポンプを実現できる。

また、本明細書は、上記の課題を解決することができる新規なポンプカバーの製造方法を開示する。この製造方法は、配置工程と、充填工程と、硬化工程を備える。配置工程では、金型内に、第１底壁部と第１周壁部とを配置する。充填工程では、配置工程の後に、金型に設けられているゲートから金型内に、外側部材を作製する材料とは異なる樹脂材料の溶湯を金型内に充填する。硬化工程では、金型内の溶湯を硬化させて、軸受部と第２周壁部と第２底壁部とを一体に成形する。

上記のポンプカバーの製造方法によると、軸受部と第２周壁部とを同一工程で形成することができる。これにより、軸受部の外周面と第２周壁部の内周面との位置関係の精度を向上できる。

自動車に搭載されたディーゼルエンジンの燃料系統を示す図。 実施例１のベーンポンプの縦断面図。 実施例１のベーンポンプの平面図。 実施例１のベーンポンプのポンプカバーの製造方法を示す図（その１）。 実施例１のベーンポンプのポンプカバーの製造方法を示す図（その２）。 実施例１のベーンポンプのポンプカバーの製造方法を示す図（その３）。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

（特徴１） 実施例のポンプカバーでは、内側部材が、外側部材よりも高い耐摩耗性を有していてもよい。ロータの回転に伴って回転する回転部材が、第２周壁部の内周面を摺動する場合がある。上記の構成によると、内側部材が外側部材よりも高い耐摩耗性を有するため、第２周壁部の内周面がポンプの構成部品によって摩耗することを抑制できる。また、外側部材は内側部材よりも外側に配置されており、ロータ等が外側部材を構成する面を摺動しない。このため、ロータ等の耐摩耗性を考慮せずに、外側部材の材料を選択することができる。

（特徴２） 実施例のポンプカバーでは、外側部材が樹脂材料で作製されていてもよい。

（特徴３） 実施例のポンプカバーでは、外側部材がアルミニウムを主成分とする金属材料で作製されていてもよい。外側部材を軽量なアルミニウムで作製するために、軽量なポンプカバーを作製できる。

（特徴４） 実施例のポンプカバーの製造方法では、ゲートが、金型を平面視したときに外側部材の挿通孔の近傍に設けられていてもよい。上記の充填工程では、ゲートから流し込まれる溶融樹脂は、軸受部となる部分から第２底壁部となる部分を通って第２周壁部となる部分にまで充填されてもよい。この構成によると、樹脂充填工程において樹脂を効率的に充填させることができる。

図面を参照して本実施例のベーンポンプ１０について説明する。ベーンポンプ１０は、自動車等の車両に搭載されたディーゼルエンジン用の低圧ポンプに適用される。図１に示すように、ベーンポンプ１０は、電動モータ１２によって駆動される電動ポンプであり、燃料タンク１４から燃料（例えば、軽油）を吸い上げて高圧ポンプ１６に供給する。高圧ポンプ１６に供給された燃料は、昇圧されてコモンレール１８に供給される。コモンレール１８内の燃料は、インジェクタ２０からエンジンの燃焼室（図示省略）に噴射される。

図２、３に示すように、ベーンポンプ１０は、上部カバー３０と、下部カバー４０と、ロータ６０と、カップリング９０と、ベーン７２と、シャフト８０を備える。なお、上部カバー３０及び下部カバー４０の「上部」及び「下部」は、図面における位置関係を示すものに過ぎず、実際のベーンポンプ１０が配置される向きとは無関係であることに注意されたい。なお、図２では、シャフト８０のハッチングは省略している。また、図３では、上部カバー３０、カップリング９０及びシャフト８０の図示を省略している。なお、下部カバー４０が「ポンプカバー」の一例に相当する。

上部カバー３０は、略円柱状であり、例えば、焼結鋼により作製されている。上部カバー３０は、機械加工によって形成される。上部カバー３０を平面視したとき（即ち上部カバー３０を上方から見たとき）の略中央には、上部カバー３０の下面（即ち−ｚ方向側の面）に開口し、ｚ方向に延びる柱状の凹部３２が形成されている。上部カバー３０には、凹部３２の外周側に、上部カバー３０をｚ方向に貫通する吸入通路３８が形成されている。

下部カバー４０は、略円柱状である。下部カバー４０は、外側部材４３と、内側部材４７を備える。外側部材４３は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、「ＰＰＳ」と称する）により作製されている。外側部材４３は、底壁部４１と、周壁部４２を有する。底壁部４１及び周壁部４２は、一体に形成されている。底壁部４１は、円板状であり、ｘｙ平面方向に延びている（図３参照）。底壁部４１には、底壁部４１をｚ方向に貫通する挿通孔４１ａが形成されている。挿通孔４１ａの中心軸は、底壁部４１の中心軸と一致する。挿通孔４１ａには、ｚ方向に延びるシャフト８０が挿通される（後述）。なお、底壁部４１は「第１底壁部」の一例に相当する。

周壁部４２は、底壁部４１の外周縁から上方（＋ｚ方向）に延びている。図３に示すように、周壁部４２は、底壁部４１の外周全体に配置されている。周壁部４２の厚みは、周方向において異なっている。このため、周壁部４２の内周面の形状は、平面視した状態で異形円形状となっている。本明細書では、「円」は真円を意味し、一方、「異形円」は、その外周の少なくとも一部に曲線を含み、且つ、真円には該当しない形状を意味する。即ち、楕円は異形円の一例に相当する。なお、外側部材４３は、ＰＰＳに限られず、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）やナイロン等の樹脂材料により作製されてもよい。また、周壁部４２は、底壁部４１の外周全体に配置されていなくてもよい。例えば、周壁部４２は、底壁部４１の外周縁に、所定の間隔をおいて複数個配置されていてもよい。なお、周壁部４２は「第１周壁部」の一例に相当する。

内側部材４７は、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂（ＰＥＥＫ）により作製されている。内側部材４７は、外側部材４３とは異なる樹脂材料により作製されている。具体的には、内側部材は、外側部材と比較して、高い耐摩耗性、耐熱性を有する樹脂材料により作製されている。図２、３に示すように、内側部材４７は、外側部材４３の内側に配置されている。内側部材４７は、軸受部４４と、周壁部４５と、底壁部４６を有する。軸受部４４、周壁部４５及び底壁部４６は、一体に形成されている。軸受部４４は、円柱状の外形を有し、ｚ方向に延びている。軸受部４４を平面視すると、軸受部４４の略中央には、軸受部４４をｚ方向に貫通する挿通孔が形成されている。当該挿通孔には、シャフト８０が挿通される。軸受部４４は、シャフト８０を回転可能に支持する。軸受部４４の厚みは、周方向に一定である（図３参照）。軸受部４４の下端部は、外側部材４３の底壁部４１の挿通孔４１ａに嵌め込まれている。軸受部４４の外周面４４ａは、ロータ６０の貫通孔の内周面６５と当接している（後述）。

周壁部４５は、外側部材４３の周壁部４２の内周側に位置しており、ｚ方向に延びている。周壁部４５は、周壁部４２の全周に亘って形成されている。周壁部４５の外周面は、周壁部４２の内周面と隙間なく密着している。図３に示すように、周壁部４５の厚みは、一定である。このため、周壁部４５の内周面４５ａの形状は、平面視した状態で異形円形状となっている。周壁部４５の内周面４５ａは、ロータ６０の外周面６４と間隔をおいて対向している（後述）。図２に示すように、周壁部４５のｚ方向の長さは、軸受部４４のｚ方向の長さよりも長く、周壁部４５の上端は、軸受部４４の上端よりも上方に位置している。なお、周壁部４５は「第２周壁部」の一例に相当する。

図３に示すように、底壁部４６は、平面視した状態で異形円形状を有する平板であり、ｘｙ平面方向に延びている。このため、底壁部４６の上面４６ａも、ｘｙ平面方向に延びている。上述したように、シャフト８０はｚ方向に延びている。このため、底壁部４６の上面４６ａは、シャフト８０の中心軸と直交する平面（即ちｘｙ平面）上に位置している。図２に示すように、底壁部４６は、軸受部４４と周壁部４５とを接続する。底壁部４６の下面は、外側部材４３の底壁部４１の上面と隙間なく密着している。軸受部４４は、下部カバー４０を平面視した状態で、外側部材４３の底壁部４１の中央に位置している（図３参照）。このため、軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとの距離は、周方向において異なっている。図２に示すように、下部カバー４０の外周側には、外側部材４３の底壁部４１及び内側部材４７の底壁部４６をｚ方向に貫通する吐出通路４９が形成されている。なお、内側部材４７は、ＰＥＥＫに限られず、例えば、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料により作製されてもよい。なお、底壁部４６は「第２底壁部」の一例に相当する。

内側部材４７は、周壁部４５と底壁部４６によって構成された柱状の空間を有する。当該空間は、上方に開口している。上部カバー３０は、下部カバー４０の上面（即ち、周壁部４２の上面及び周壁部４５の上面）に取付けられており、当該空間の開口を覆っている。これにより、下部カバー４０の内部には、柱状の空間であるロータ室５０が形成される。即ち、ロータ室５０は、周壁部４５の内周面４５ａと、底壁部４６の上面４６ａと、上部カバー３０の下面（凹部３２の内表面を除く）によって囲まれた空間である。

図２、３に示すように、ロータ室５０には、円柱状のロータ６０が配置されている。ロータ６０は、焼結材などの鉄系の材料により作製されている。ロータ６０の中心Ｏには、ロータ６０をｚ方向に貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔は、内周面６５を有する。ロータ６０の貫通孔には、内側部材４７の軸受部４４が挿通されている。ロータ６０の貫通孔孔の内周面６５は、軸受部４４の外周面４４ａと当接（厳密には、対向）している。軸受部４４の挿通孔には、シャフト８０が挿通されている。シャフト８０には、軸受部４４及びロータ６０の上方に、カップリング９０が固定されている。カップリング９０の上部は、略円柱形状であり、上部カバー３０の凹部３２に収容されている。カップリング９０の下部は、５個の脚部９２を有している。脚部９２のそれぞれは、−ｚ方向に延びており、カップリング９０の上部の下面に、周方向に等間隔に接続されている。シャフト８０は、ＳＵＳ材により作製されている。

ロータ６０の上面の内周側には、カップリング９０の脚部９２に対応する位置に、ｚ方向に延びる５個の凹部６２が形成されている（図３参照）。カップリング９０の脚部９２のそれぞれは、ロータ６０の対応する凹部６２に嵌め込まれる。即ち、ロータ６０は、カップリング９０を介してシャフト８０に連結されている。シャフト８０の上端は、カップリング９０の上方において、上部カバー３０に固定された軸受８２を介して、上部カバー３０に回転可能に支持されている。また、シャフト８０は、カップリング９０の下方において、軸受部４４により、下部カバー４０に回転可能に支持されている。シャフト８０の中心軸とロータ６０の中心軸は一致している。シャフト８０の下部は、電動モータ１２（図１参照）に接続されている。電動モータ１２が駆動してシャフト８０が回転することにより、ロータ６０は、カップリング９０を介してシャフト８０と一体となってロータ室５０内にて回転（自転）する。ロータ６０は、図３において回転方向Ｒの向きに回転する。

ロータ６０の上面は、上部カバー３０の下面（即ち、ロータ室５０の上面）と若干の隙間を有して対向しており、同様に、ロータ６０の下面は、底壁部４６の上面４６ａ（即ち、ロータ室５０の下面）と若干の隙間を有して対向している。ロータ６０の外周面６４は、ロータ６０の全周に亘って、周壁部４５の内周面４５ａ（即ち、ロータ室５０の内周面）と間隔をおいて対向している（図３参照）。即ち、外周面６４は、周壁部４５の内周面４５ａとは接触していない。ロータ６０の径方向における、周壁部４５の内周面４５ａとロータ６０の外周面６４との距離をｄとすると、距離ｄは、ロータ６０の周方向において異なっている。なお、外周面６４は、「外周端」の一例に相当する。

図３に示すように、ロータ室５０は、その外周部分に、吸入領域８６及び吐出領域８７を有する。距離ｄが回転方向Ｒに向かって増加する領域が吸入領域８６である。距離ｄが回転方向Ｒに向かって減少する領域が吐出領域８７である。図２に示すように、上部カバー３０には、吸入通路３８が形成されている。吸入通路３８の下端には吸入口３６が設けられている。吸入口３６は、ロータ室５０の吸入領域８６に開口している（図３参照）。一方、下部カバー４０には、吐出通路４９が形成されている。吐出通路４９の上端には、吐出口４８が設けられている。吐出口４８は、ロータ室５０の吐出領域８７に開口している（図３参照）。

図３に示すように、ロータ６０の外周面６４には、５つの溝６８が、周方向に等間隔に形成されている。溝６８のそれぞれは、同一形状を有する。溝６８は、ロータ６０の上面から下面までｚ方向に延びると共に、ロータ６０の外周面６４から内周側（厳密には、径方向内側）に向かって延びている。溝６８の内壁は、平行に対向する２つの側面と、これら２つの側面に直交する底面により構成されている。溝６８の２つの側面のうちロータ６０の回転方向Ｒ側に位置する側面を側面６８ａとすると、側面６８ａには、突出部７０が設けられている。突出部７０のｚ方向の長さは、溝６８のｚ方向の長さよりも短い。突出部７０は、側面６８ａのｚ方向における略中央に位置している。突出部７０の奥行き（即ち、ロータ６０の径方向における長さ）は、溝６８の奥行きと略同一である。溝６８のそれぞれには、ベーン７２が配置されている。

図２、３に示すように、ベーン７２の外形は円柱状である。ベーン７２はベアリング鋼により作製されている。ベーン７２は、ベーン７２をｚ方向に貫通する貫通孔７５を有している。ベーン７２を平面視すると、貫通孔７５は、ベーン７２の上面と同心円状になっている（図３参照）。なお、ベーン７２は、高炭素クロム鋼によって作製されていてもよい。

図２に示すように、ベーン７２の軸方向は、ロータ６０の軸方向と平行である。ベーン７２の高さは、ロータ６０の厚みと略同一である。ベーン７２の上面は、上部カバー３０の下面と若干の隙間を有して対向しており、同様に、ベーン７２の下面は、底壁部４６の上面４６ａと若干の隙間を有して対向している。図３に示すように、ベーン７２の外径は、溝６８の幅（厳密には、溝６８の反回転方向側の側面と突出部７０との幅）と略同一である。ベーン７２は、溝６８内を、ロータ６０の径方向に移動可能であると共に、ベーン７２の中心軸周りに回転可能である。ロータ６０が回転すると、ベーン７２は遠心力によりロータ６０の径方向外側に突出し、中心軸周りを自転しながら周壁部４５の内周面４５ａに沿って摺動する。このため、ベーン７２の側周面７６は、ロータ６０の回転に伴い、その全体が内周面４５ａと接触する。これにより、ベーンが板状である構成と比較して、ベーン７２の側周面７６の摩耗量を低減できる。

溝６８には、溝６８の２つの側面及び底面と、ベーン７２（厳密には、ベーン７２の側周面７６のうち、溝６８の底面と対向する部分の側周面７６）と、上部カバー３０の下面と、底壁部４６の上面４６ａとにより、空間６９が区画されている。ロータ室５０には、ロータ６０の外周面６４と、周壁部４５の内周面４５ａと、隣り合う２つのベーン７２、７２（厳密には各ベーン７２の側周面７６）と、上部カバー３０の下面と、底壁部４６の上面４６ａとにより、空間７１が区画されている。

上述したように、突出部７０のｚ方向の長さは溝６８のｚ方向の長さよりも短いため、突出部７０の上方（＋ｚ方向）と下方には空間が形成されている。空間６９は、突出部７０の上方と下方の空間を介して、空間７１と連通している。空間６９、突出部７０の上方と下方の空間及び空間７１により、ポンプ室７３が構成される。ポンプ室７３は、ロータ６０の回転に伴い、吸入領域８６から吐出領域８７へ移動する。ポンプ室７３の容積は、吸入領域８６を移動する過程では増加し、吐出領域８７を移動する過程では減少する。吸入口３６及び吐出口４８は、ロータ６０の回転に伴いポンプ室７３と連通する位置に位置している。

次に、図３を参照してベーンポンプ１０の動作について説明する。電動モータ１２（図１参照）が駆動してシャフト８０が回転すると、ロータ６０が、カップリング９０を介して、シャフト８０と一体となって回転する。ロータ６０が回転すると、ベーン７２が、遠心力によりロータ６０の径方向外側に突出し、ベーン７２の中心軸周りを自転しながら内側部材４７の周壁部４５の内周面４５ａに沿って摺動する。ベーン７２が内周面４５ａに沿って摺動すると、ポンプ室７３の容積が変化する。具体的には、吸入領域８６では、ポンプ室７３の容積が増加する。これにより、燃料が、燃料タンク１４（図１参照）から吸入通路３８（図２参照）及び吸入口３６を経てポンプ室７３に吸入される。ポンプ室７３は、ロータ６０の回転に伴い吐出領域８７に移動する。吐出領域８７では、ポンプ室７３の容積が減少する。これにより、ポンプ室７３内の燃料は圧縮され、吐出口４８から吐出通路４９（図２参照）に吐出される。燃料は、吐出通路４９を経て高圧ポンプ１６（図１参照）に送られる。以下、同様の動作が繰り返される。なお、燃料は、「流体」の一例に相当する。

（下部カバー４０の製造方法）
次に、図面を参照してベーンポンプ１０の下部カバー４０の製造方法について説明する。下部カバー４０は、２色成形技術を用いて製造される。まず、図４に示すように、外側部材４３（厳密には、底壁部４１と周壁部４２）が成形される。具体的には、共通金型１００（１００ａ、１００ｂ）に一次金型１１０（１１０ａ、１１０ｂ）が型締めされる。次に、一次金型１１０のゲート（図示省略）から、金型１１０、１００内の空間１４３に、溶融したＰＰＳが充填される。空間１４３は、外側部材４３の形状と略同一である。空間１４３は、空間１４１、１４２を有する。空間１４１、１４２の形状は、それぞれ底壁部４１、周壁部４２の形状と略同一である。空間１４１、１４２に充填されたＰＰＳの溶湯は、硬化するとそれぞれ底壁部４１、周壁部４２となる。これにより、挿通孔４１ａを有する底壁部４１と周壁部４２とが一体となった外側部材４３が成形される。なお、本明細書では、説明の都合上、吐出通路４９が形成される前の底壁部４１と周壁部４２の一体成形物も「外側部材４３」と称する。

外側部材４３が成形されると、一次金型１１０が金型１１０ａ、１１０ｂの順に型開きされる。次に、図５に示すように、内側部材４７の元となる処理前カバー９７が成形される。具体的には、外側部材４３が共通金型１００に残されたままの状態で、二次金型１２０（１２０ａ、１２０ｂ）が型締めされる（配置工程）。この配置工程の後に、二次金型１２０ａのゲート１２２から、金型１２０ａと金型１００ａと外側部材４３とによって形成される空間１４７に、溶融したＰＥＥＫが充填される（充填工程）。空間１４７は、処理前カバー９７の形状と略同一である。空間１４７は、空間１９４、１４６、１４５を有する。ゲート１２２は、その中心軸が、金型１２０を平面視したときに、外側部材４３の挿通孔４１ａの中心軸と一致するような位置に設けられている。即ち、ゲート１２２は、金型１２０を平面視したときに、挿通孔４１ａの近傍に設けられている。ゲート１２２は、空間１９４と連通している。空間１９４、１４６、１４５の形状は、それぞれ処理前軸受部９４、底壁部４６、周壁部４５の形状と略同一である。ここで、空間１９４は、半球部分と円筒部分とが接続された形状を有する。半球部分は、その内部が当該半球よりも半径の小さい半球によりくり抜かれており、略ドーム状となっている。略ドーム状の通路と、円筒部分の通路は滑らかに接続されている。これにより、ゲート１２２から溶湯を充填すると、溶湯は空間１９４を放射状に且つ均等に広がることができる。空間１９４の下方（詳細には、図５の二点鎖線Ｌの下方）は、軸受部４４（図６参照）と略同一形状である。ゲート１２２から充填されたＰＥＥＫの溶湯は、空間１９４から空間１４６を通って空間１４５にまで充填される。空間１９４、１４６、１４５に充填されたＰＥＥＫの溶湯は、硬化するとそれぞれ処理前軸受部９４、底壁部４６、周壁部４５となる（硬化工程）。これにより、処理前軸受部９４、底壁部４６、周壁部４５が一体となった処理前カバー９７が成形される。

樹脂硬化工程が終了すると、二次金型１２０が金型１２０ａ、１２０ｂの順に型開きされ、共通金型１００から外側部材４３と処理前カバー９７の一体成形物が取り外される。その後、処理前軸受部９４が、図５の二点鎖線Ｌで示す位置において切断され、図６に示すような軸受部４４が形成される（切断工程）。これにより、軸受部４４、底壁部４６、周壁部４５が一体となった内側部材４７が成形される。充填工程において高温のＰＥＥＫを空間１４７に流し込むと、高温のＰＥＥＫが外側部材４３の内表面と接触する。従って、硬化工程及び切断工程が終了すると、内側部材４７は、外側部材４３と一体化した状態で成形される。なお、本明細書では、説明の都合上、吐出通路４９が形成される前の軸受部４４と周壁部４５と底壁部４６の一体成形物も「内側部材４７」と称する。

（実施例の効果）
実施例のベーンポンプ１０の下部カバー４０は、外側部材４３と内側部材４７を備える。内側部材４７が有する軸受部４４と周壁部４５と底壁部４６は一体に形成されている。さらに、実施例の下部カバー４０では、軸受部４４、周壁部４５及び底壁部４６が、外側部材４３とは異なる樹脂材料（ＰＥＥＫ）で形成されている。このため、下部カバー４０全体を単一の材料で一体に形成する場合と比較して、一体で形成される軸受部４４、周壁部４５及び底壁部４６の厚みが肉薄となる。従って、２色成形等の射出成形により軸受部４４、周壁部４５及び底壁部４６を形成するとヒケやソリが生じ難くなり、これら各部４４、４５、４６を高い精度で形成することができる。実施例の構成によると、下部カバー４０の軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとの位置関係の精度を向上できる。この結果、ベーンポンプ１０の漏れ損失及び摺動損失を低減でき、ポンプ効率が向上する。

また、実施例の構成によると、例えば軸受部４４が周壁部４５及び底壁部４６とは個別に形成されて組み付けられる構成と比較して、軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとを高い位置精度で形成することができる。この結果、軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとを精度良く配置することができ、ベーンポンプ１０の信頼性が向上する。また、軸受部４４と周壁部４５と底壁部４６を一体に形成することにより製造コストを低減できる。また、軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとの位置関係が製品間でばらつくことを抑制できる。

また、内側部材４７の周壁部４５と底壁部４６により構成されるロータ室５０には、ロータ６０が収容される。このため、ロータ６０が回転すると、ベーン７２が周壁部４５の内周面４５ａを摺動すると共に、ロータ６０の内周面６５が内側部材４７の軸受部４４の外周面４４ａを摺動する。実施例のベーンポンプ１０の下部カバー４０は、内側部材４７が、外側部材４３よりも高い耐摩耗性を有する。このため、周壁部４５の内周面４５ａ及び軸受部４４の外周面４４ａが、ベーン７２やロータ６０によって摩耗することを抑制でき、下部カバー４０の耐久性が向上する。長期に亘って高い信頼性を有する下部カバー４０を実現できる。また、実施例の下部カバー４０では、ロータ６０やベーン７２が摺動する面は、内側部材４７を構成する面に限られている。別言すれば、ロータ６０やベーン７２は、外側部材４３を構成する面を摺動することがない。このため、外側部材４３を高い耐摩耗性を有する材料で作製する必要がなくなり、外側部材４３の材料の選択の幅が広がる。一般に、高い耐摩耗性を有する材料は高価であるため、このような構成を採用することにより、下部カバー４０の製造コストを低減できる。

また、実施例のベーンポンプ１０の下部カバー４０では、外側部材４３及び内側部材４７がいずれも樹脂によって作製されている。このため、外側部材４３と内側部材４７の高い密着性が保証される。

また、実施例のベーンポンプ１０によると、軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとの位置関係の精度が向上した下部カバー４０を備えるベーンポンプを実現できる。

また、実施例の下部カバー４０の製造方法によると、軸受部４４、底壁部４６、周壁部４５が一体に成形されるため、軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとの位置関係の精度が向上した下部カバー４０を製造することができる。

また、下部カバー４０の強度を確保するためには、下部カバー４０の厚みをある程度厚くする必要がある。このため、下部カバー４０を１回の成形で成形すると、ヒケやソリ等が生じ易くなる可能性がある。下部カバー４０では、軸受部４４の外周面４４ａと周壁部４５の内周面４５ａとの位置関係の寸法精度だけではなく、ロータ６０やベーン７２が摺動する面（即ち、周壁部４５の内周面４５ａや軸受部４４の外周面４４ａ）の形状についても高い寸法精度が要求される。別言すれば、内側部材には特に高い寸法精度が要求される。このため、下部カバー４０を、外側部材４３と内側部材４７に分割し、それぞれ個別に作製することにより、各カバー４３、４７の肉厚が薄くなり、各カバー４３、４７を高い寸法精度で成形することができる。特に、実施例の製造方法では、内側部材４７は、外側部材４３を成形した後で、外側部材４３の内側の形状に沿って成形される。このため、外側部材４３は、内側部材４７を成形する際の型の役割を果たす。従って、内側部材４７の寸法精度をさらに向上できる。

また、実施例の製造方法では、ゲート１２２は、その中心軸が、金型１２０を平面視したときに、外側部材４３の挿通孔４１ａの中心軸と一致するような位置に設けられている。このため、ゲート１２２から溶融ＰＥＥＫを充填すると、溶融ＰＥＥＫは、空間１９４から空間１４６を略放射状に延びて空間１４５に入り込む。この構成によると、溶融ＰＥＥＫを空間１４７に効率的に行き渡らせることができる。溶融ＰＥＥＫの充填時間を短縮できる。

（変形例１）
本変形例におけるベーンポンプは、下部カバーの外側部材が、ＰＰＳではなくアルミニウム合金により作製されている。アルミニウム合金は軽量で安価であるため、外側部材をアルミニウム合金で作成することにより、下部カバーを軽量化でき、結果として、ベーンポンプを軽量化できる。この場合、下部カバーは、例えばインサート成形により成形される。

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示するポンプカバーは、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、電動ポンプの種類はベーンポンプに限られない。例えば、トロコイドポンプであってもよい。この場合、アウターロータの外周面が周壁部４５の内周面４５ａを摺動する。また、下部カバー４０は、３個以上のカバーを備えていてもよい。外側部材４３と内側部材４７が一体化して成形されていなくてもよい。外側部材４３と内側部材４７の間に１個以上のカバーが介在していてもよい。また、内側部材４７の底壁部４６は、部分的であってもよい。例えば、底壁部４６には、部分的に孔が形成されていてもよい。また、下部カバー４０の代わりに、上部カバー３０が２個以上のカバーを備える構成であってもよい。また、ロータ６０は、外周面６４のようにｚ方向に平坦な面を有する構成に限られない。例えば、ロータ６０は、ｚ方向の略中央部が外側に突出した側面を有していてもよい。この場合、周壁部４５の内周面４５ａは、ロータ６０の外周端と対向する構成となる。また、二次金型１２０に設けられるゲート１２２の位置は、二次金型１２０を平面視した状態で挿通孔４１ａの近傍に位置していなくてもよい。例えば、ゲート１２２は、二次金型１２０の外周側に設けられていてもよい。

また、下部カバー４０を成形する際は、任意の方法で作製された外側部材４３そのものを金型に配置してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：ベーンポンプ、３０：上部カバー、３６：吸入口、４０：下部カバー、４１：底壁部、４１ａ：挿通孔、４２：周壁部、４３：外側部材、４４：軸受部、４４ａ：外周面、４５：周壁部、４５ａ：内周面、４６：底壁部、４６ａ：上面、４７：内側部材、４８：吐出口、５０：ロータ室、６０：ロータ、６４：外周面、６８：溝、７２：ベーン、８０：シャフト、１００：共通金型、１１０：一次金型、１２０：二次金型、１２２：ゲート

Claims (7)

1. 中心に貫通孔を有するロータを収容するポンプカバーであって、
   外側部材と、
   前記外側部材の内側に配置される内側部材と、を備えており、
   前記外側部材は、
   前記ロータを回転させるシャフトが挿通される挿通孔を有する第１底壁部と、
   前記第１底壁部の外周縁から前記シャフトの前記中心軸に沿って延びている第１周壁部と、を有しており、
   前記内側部材は、
   前記貫通孔の内側で前記シャフトを回転可能に支持しており、前記貫通孔の内周面と対向する外周面を有する軸受部と、
   前記第１周壁部の内周側に位置しており、前記ロータの外周端と対向する内周面を有する第２周壁部と、
   前記軸受部と前記第２周壁部とを接続し、前記シャフトの前記中心軸と直交する平面上に位置する平面を有する第２底壁部と、を有しており、
   前記軸受部と前記第２周壁部と前記第２底壁部とは、前記外側部材とは異なる樹脂材料で一体に形成されている、ポンプカバー。
2. 前記内側部材は、前記外側部材よりも高い耐摩耗性を有する、請求項１に記載のポンプカバー。
3. 前記外側部材は樹脂材料で作製されている、請求項２に記載のポンプカバー。
4. 前記外側部材はアルミニウムを主成分とする金属材料で作製されている、請求項２に記載のポンプカバー。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプカバーと、
   前記ポンプカバーに収容される前記ロータと、を備える、電動ポンプ。
6. 中心に貫通孔を有するロータを収容するポンプカバーの製造方法であって、
   前記ポンプカバーは、外側部材と、前記外側部材の内側に配置される内側部材と、を備えており、前記外側部材は、前記ロータを回転させるシャフトが挿通される挿通孔を有する第１底壁部と、前記第１底壁部の外周縁から前記シャフトの前記中心軸に沿って延びている第１周壁部と、を有しており、前記内側部材は、前記貫通孔の内側で前記シャフトを回転可能に支持しており、前記ロータの内周面と対向する外周面を有する軸受部と、前記第１周壁部の内周側に位置しており、前記ロータの外周端と対向する内周面を有する第２周壁部と、前記軸受部と前記第２周壁部とを接続し、前記シャフトの前記中心軸と直交する平面上に位置する平面を有する第２底壁部と、を有しており、
   前記ポンプカバーの製造方法は、
   金型内に、前記第１底壁部と前記第１周壁部とを配置する配置工程と、
   前記配置工程の後に、前記金型に設けられているゲートから前記金型内に、前記外側部材を作製する材料とは異なる樹脂材料の溶湯を前記金型内に充填する充填工程と、
   前記金型内の前記溶湯を硬化させて、前記軸受部と前記第２周壁部と前記第２底壁部とを一体に成形する硬化工程と、を備える、ポンプカバーの製造方法。
7. 前記ゲートは、前記金型を平面視したときに前記外側部材の前記挿通孔の近傍に設けられており、
   前記充填工程では、前記ゲートから流し込まれる溶融樹脂は、前記軸受部となる部分から前記第２底壁部となる部分を通って前記第２周壁部となる部分にまで充填される、請求項６に記載のポンプカバーの製造方法。

Images