JP2019536940A - 電動ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

回転軸線Ａの周りを回転するジェロータを含む電動ギヤポンプであって、外部拍車ロータと、前記外部拍車ロータの外側に配置された内部拍車ロータと、前記内部拍車ロータの外側に配置される電気巻線を有するステータと、前記内部拍車ロータに外部的に結合された表面カバーと、前記ステータの前記電気巻線に電流が供給されると前記ジェロータを回転させるように、前記内部拍車ロータと前記表面カバーとの間に配置された少なくとも１つの磁石とを含む。

Description

本発明は電動ギヤポンプに関する。特に、本発明はジェロータ電動ギヤポンプに関する。

本発明はまた、
燃料、好ましくはディーゼルを引き込むための、および燃料の初期圧縮のための低圧ポンプ（上記のジェロータ電動ギヤポンプ）と、
燃料をさらに圧縮し、高圧で燃料を内燃エンジンに供給するための、好ましくはポンプピストンを備えた高圧ポンプと
を直列に備えるポンプアセンブリにも関する。

内燃エンジンに燃料を供給するための高圧ポンプと、高圧ポンプに燃料を供給するための低圧ポンプとを含む、燃料、特にディーゼルを内燃エンジンに供給するためのシステムの使用は既に知られている。高圧ポンプは、シャフトによって動かされ、低圧で燃料が供給されるシリンダ内に収容された少なくとも１つのポンピングピストンを含む。そのようなシステム用としては、少なくとも２つの異なるタイプの低圧ポンプが現在存在する。

第１のタイプは、高圧ポンプのピストンを駆動するのと同じシャフトによって駆動されるギヤポンプを含む。特に、このギヤポンプは「ジェロータ」ポンプでよい。既知のように、ジェロータポンプは、シャフトによって回転されかつ内部拍車ロータの内部に収容された外部拍車ロータを備える。回転中、外部拍車ロータの拍車は、外部拍車より１つ多い拍車を有する内部拍車ロータの拍車と噛み合う。絶対的にまたは相対的にまたは互いに対して回転する２つのロータは、タンクに接続された入口から高圧ポンプに接続された出口に燃料を送り込む。

第２のタイプのギヤポンプは、ポンプピストンを駆動するためにシャフトによって駆動されないギヤポンプを含むが、電気的または電磁的に駆動されるポンプを含む。このタイプのポンプで、現在のジェロータポンプでは、内部拍車ロータおよび外部拍車ロータのうちの少なくとも１つは、内部拍車ロータの外側に配置され、電気巻線を構成するステータと電磁気的に係合する鉄製の小さなプラークの束などの磁気または強磁性モジュールを有する。特に、通常は直方体構造を有する磁気モジュールを収容し、その外面近くの内部拍車ロータ内に直接、または内部拍車ロータの外側に配置されたステータの巻線の近くに埋め込むことが現在一般的である。

前記巻線に電流を供給することによって、ジェロータが回転し始め、タンクと高圧ポンプとの間で燃料をポンピングするような電磁気的条件が作り出される。

このタイプのジェロータ電動ギヤポンプでは、電気巻線を有するステータは、それがジェロータを動かすことから「電気モータ」と定義されることもあるが、電磁相互作用を高めるために前記ジェロータと同じレベルに配置される。ジェロータとステータのこの同心配置は、現在、ジェロータの内部拍車ロータの外壁とステータとの間に配置されたベアリングの存在を必要とする。したがって、前記ベアリングに結合された内部拍車ロータの外面の幾何学的真円度に関する機械加工に関して高度の精度が必要である。

ジェロータ電動ギヤポンプは広く使用されているが、これらのポンプの現在のバージョンには多くの欠点がある。

特に、上記のように磁石を内部拍車ロータの内側に配置することは、困難で高価なプロセスである。

既知の先行技術に照らして、本発明の目的は、代替のギヤポンプ、好ましくは代替のジェロータ電動ギヤポンプを製造することである。

特に、本発明の目的は、機能的観点および構造的観点の両方から、簡単かつ経済的に上記の対応する先行技術のポンプを改良することを可能にするジェロータ電動ギヤポンプを製造することである。

これらの目的に従って、本発明は、下記を含む電動ギヤポンプに関し、
外部拍車ロータと外部拍車ロータの外側に配置された内部拍車ロータを備える、回転軸線Ａを中心に回転し得るジェロータと、
内部拍車ロータの外側に接続されたカバーと、
カバーの外側に配置した電気巻線を有するステータと、
内部拍車ロータとカバーとの間に配置され、ステータの電気巻線に電流が供給されたときにジェロータが回転するように内部拍車ロータにしっかりと固定する磁気構造と
を含む電動ギヤポンプに関する。

有利なことに、このようにして、１つ以上の磁石または１つ以上の強磁性構造の形態をとり得る磁気構造は、内部拍車ロータに埋め込まれず、ロータの外面とそのカバー間に配置されることによってしっかりと固定される。以下に見られるように、磁気構造とカバーおよび／またはロータとの間の直接接続を提供することによって磁気構造をこの位置にしっかりと保持でき、さらに座部内で圧縮または挟持によって磁気構造を単に定位置に強制することも可能である。

本発明の第１の実施形態によれば、磁気構造はカバーと内部拍車ロータの両方に接続されている。好ましくは、この実施形態によれば、カバーおよび磁気構造の両方が、回転軸線Ａに沿って、内部拍車ロータの外面と同じ高さを有する円筒形スリーブの形態で形成される。この実施形態では、磁性円筒形スリーブとカバーとの間、および磁性円筒形スリーブと内部拍車ロータとの間の両方に接着剤が使用される。したがって、本発明のこの実施形態によれば、磁気構造は、接着剤によって提供される接続によってロータにしっかりと固定され、一方、カバーは、ロータに接着固定されている磁気構造への接着剤の結合によって間接的にロータに接続される。

有利なことに、この実施形態によれば、ロータまたはカバーのいずれの表面の特別な機械加工も必要とされない。

本発明の別の実施形態によれば、磁気構造はカバーまたは内部拍車ロータに接続されている。好ましくは、磁気構造は接着剤によってカバーまたは内部拍車ロータに接続され、カバーは内部拍車ロータ内に半径方向に形成されたねじ穴に係合するねじによって内部拍車ロータに接続される。本発明のこの実施形態の２つの異なる変形例によれば、カバーおよび磁気構造は、整列した穴を備えた円筒形スリーブの形態で形成されるか、またはカバーは穴を有する円筒形スリーブの形態で形成され、および磁気構造は、カバーの穴に沿って間隔をあけて配置された磁気セクタの形態で作られている。この後者の変形例では、磁性セグメントの位置決めを容易にするために横方向の肩部を設けることができる。本発明のこの後者の変形実施形態によれば、磁気構造は、カバーに接続され、次いでロータに接続されているという事実により、ロータにしっかりと固定されている。好ましくは、今説明した本発明の実施形態で使用されるねじは、カバーの外側に突出していない。

有利なことに、このようにして、ねじはカバーとステータのベアリングとの間の回転継手に悪影響を及ぼさない。

本発明の他の実施形態によれば、接着剤は使用されず、カバーをロータに対して挟持することによって磁気構造が単に定位置に固定される。好ましくは、この実施形態の変形によれば、内部拍車ロータは、少なくとも１つの円周方向座部を有する外面を含み、磁気構造は、カバーによって座部に挟持されたリングの形態で形成される。好ましくは、ロータのカバーは、金属、例えば鋼でできており、通常はプラスチック、例えばＰＥＥＫで形成されたステータのベアリング上を滑動するための機能面を提供する。

当然のことながら、本発明は、タンクから上記のような電動ギヤポンプと高圧ポンプとを直列に含む内燃エンジンに燃料を供給するためのポンプアセンブリと、単に、現在使用されているポンプの改善のために使用できる予備部品としてカバーを有する内部拍車ロータの両者に使用することができる。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面の図を参照して、その２つの非限定的な実施形態の以下の説明からより明らかになるであろう。

タンクから内燃エンジンに燃料、好ましくはディーゼルを供給するためのポンプアセンブリの一実施形態の概略図であり、これは、直列に、低圧ギヤポンプとポンプピストン付き高圧ポンプとを備える。 従来技術による低圧ジェロータギヤポンプの概略図である。 本発明の一実施形態におけるジェロータの回転軸線に沿った概略図である。 図３の詳細をＩＶで示す部分拡大概略斜視図である。 図３の切断線Ｖ−Ｖに沿った断面の概略図である。 図３の切断線ＶＩ−ＶＩに沿った断面の概略図である。 本発明の別の実施形態を示す。

図１は、タンクから直列に低圧ポンプと高圧ポンプとを備える内燃エンジンに燃料、好ましくはディーゼルを供給するためのポンプアセンブリの一実施形態の概略図である。特に、図１は、
低圧電動ギヤポンプ４と
高圧ポンプ５と、
タンク２から電動ギヤポンプ４に燃料を供給するための低圧吸入管６と
電動ギヤポンプ４から高圧ポンプ５へ燃料を供給するための低圧送達管７と、
高圧ポンプ５から内燃エンジン３に燃料を供給するための高圧送達管８とを含むポンプアセンブリ１を示す。

この例では、内燃エンジン３は概略的にしか示されておらず、高圧供給管８によって供給される共通のマニホールド１７と、燃料を内燃エンジン３のシリンダに高圧で噴霧および噴射するように設計された複数の噴射弁１８（図示せず）とを含む。図１では、高圧ポンプ５は概略的にしか示されておらず、供給弁１２で低圧で燃料が供給され、高圧で燃料をエンジン３に供給するための送出弁１３に接続された２つのポンプピストン１１を含む。図１はまた、低圧ポンプ４の下流に配置されたフィルタ１０、フィルタ１０の下流の燃料測定装置１４、フィルタ１０と燃料測定装置１４との間の安全弁１５、マニホールド１７に接続された圧力制限弁１９およびタンク２に送達するための弁２０を示す。図１に示されている矢印は、ポンプアセンブリ１を通る燃料の経路を示している。

図２は、従来技術によるジェロータ電動ギヤポンプ４を示す。前記電動ギヤポンプ４は、
外部拍車ロータ２１および外部拍車ロータ２１の外側に配置された内部拍車ロータ２２を備える、回転軸線Ａを中心に回転可能なジェロータ９と、
電気巻線２６を備え、外側に配置され、ジェロータ９と同じ高さにあるステータ２５と、
ジェロータ９用の支持ベース２４と、
供給部６および送達部７の管が少なくとも部分的に形成されているベース２４に結合可能なカバー２７と、
ステータとジェロータ９との間、特に内部拍車ロータ２２の外面に設けたシール１６を伴うベアリング２８と、を備える。

図２に見られるように、内部拍車ロータ２２は、ステータ２５の巻線２６との電磁相互作用が最大となるように、ベアリング２８の近くに配置された磁気構造２３を有する。

図３は、本発明の一実施形態の回転軸線Ａに沿った概略図である。特に、この実施形態によれば、ポンプ４は、好ましくは鋼製の円筒形スリーブの形態のカバー２９を含み、ねじ３１によって内部拍車ロータ２２の外面に結合される。磁気セクタの形態の磁気構造２３は、前記カバー２９と内部拍車ロータ２２との間に挟持されている。ねじ３１を締めることによって、カバー２９はロータ２２に接続され、同時に磁気構造２３は定位置に保持される。したがって、前記磁気構造２３は、単にカバーを締め付けることによってロータ２２にしっかりと固定できる。しかしながら、磁石２３は、カバー２９および／またはロータ２２に接着結合されてもよい。接着剤を、磁石２３をロータ２２に結合することと磁石２３をカバー２９に結合することとの両方に使用する場合、ねじ３１を省くことも可能である。

図４は、図３の詳細をＩＶで示す部分拡大概略斜視図である。前記図は、ねじ３１を通すためにカバー２９に形成された穴３２と、穴３２の横でカバーに接着剤で接着されたセクタ２３とを示している。図示のように、好ましくは穴３２において、カバー２９は磁気セクタ２３の横方向当接部のための肩部を有する。

図５は、図３の切断線Ｖ−Ｖに沿った断面の概略図である。この図は、ジェロータの回転中にステータ２５のベアリング２８と干渉しないように、ねじ３１がカバー２９の外側に突出しないように設計されている様子を示す。

図６は、切断線ＶＩ−ＶＩに沿った図３の断面の概略図である。この図は、本発明によれば、ステータに面するジェロータの外周が、内側から外側に向かって、内部拍車ロータ２２、磁気構造２３、およびステータ２５のベアリング２８に直接面するカバー２９を含む多層構造であることを断面で示している。

図７は、内部拍車ロータ２２の外面が、リング状に形成された磁気構造２３を収容するための座部３０、好ましくは周方向溝を含む、本発明の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、磁気リングは、一方の側で座部３０によって、そして外側でカバー２９によって定位置に固定されている。座部３０に対して適切な寸法を選択することによって、接着剤の使用を回避することが可能である。

最後に、添付の特許請求の範囲の範囲を超えることなく、本明細書に記載の本発明に対して修正および変更を加えることができることは明らかである。

２ タンク
３ 内燃エンジン
４ 低圧電動ギヤポンプ
５ 高圧ポンプ
７ 低圧送達管
８ 高圧送達管
９ ジェロータ
１０ フィルタ
１７ マニホールド
２１ 外部拍車ロータ
２２ 内部拍車ロータ
２３ 磁気構造
２５ ステータ
２６ 電気巻線
２９ カバー
３１ ネジ
３２ 穴
Ａ 回転軸線

Claims (10)

1. 電動ギヤポンプ（４）であって、
   外部拍車ロータ（２１）と外部拍車ロータ（２１）の外側に配置された内部拍車ロータ（２２）を備える、回転軸線（Ａ）を中心に回転可能なジェロータ（９）と、
   前記内部拍車ロータ（２２）の外側に接続されたカバー（２９）と、
   前記カバー（２９）の外側に配置した電気巻線（２６）を有するステータ（２５）と、
   前記内部拍車ロータ（２２）と前記カバー（２９）との間に配置され、かつ前記ステータ（２５）の前記電気巻線（２６）に電流が供給されると前記磁気構造（２３）が前記ジェロータ（９）を回転させるように前記内部拍車ロータ（２２）にしっかりと固定された前記磁気構造（２３）とを備える、電動ギヤポンプ（４）。
2. 前記磁気構造（２３）が前記カバー（２９）と前記内部拍車ロータ（２２）とに接続されている、請求項１に記載のポンプ。
3. 前記カバー（２９）が円筒形スリーブの形態に形成されるとともに前記磁気構造（２３）が磁気円筒形スリーブの形態に形成されており、両方のスリーブが前記内部拍車ロータ（２２）と同じ高さであり、接着剤は、前記磁性円筒形スリーブ（２３）と前記カバーとの間および前記磁性円筒形スリーブ（２３）と前記内部拍車ロータ（２２）との間の両方に設けられている、請求項２に記載のポンプ。
4. 前記磁気構造（２３）が前記カバー（２９）または前記内部拍車ロータ（２２）に接続されている、請求項１に記載のポンプ。
5. 前記磁気構造（２３）は、接着剤によって前記カバー（２９）または前記内部拍車ロータ（２２）に接続され、前記カバー（２９）は、ネジ（３１）で前記内部拍車ロータ（２２）に接続される、請求項４に記載のポンプ。
6. 前記カバー（２９）および前記磁気構造（２３）が、整列した穴が設けられた円筒形スリーブの形態に形成される、もしくは、前記カバー（２９）が穴（３２）を有する円筒形スリーブの形態に形成され、前記磁気構造（２３）が前記カバー（２９）の前記穴（３２）と並んで間隔をあけて配置された磁気セクタの形態に形成される、請求項５に記載のポンプ。
7. 前記ねじ（３１）が前記カバー（２９）の外側に突出しない、請求項５および６に記載のポンプ。
8. 前記内部拍車ロータ（２２）が、前記磁気構造用の少なくとも１つの座部（３０）を備えた外面を備え、前記磁気構造（２３）が前記カバー（２９）によって前記座部に挟持される、請求項１に記載のポンプ。
9. 前記カバー（２９）が金属製である、請求項１から８までのいずれかに記載のポンプ。
10. タンク（２）から内部エンジン（３）へ燃料を供給するためのポンプアセンブリであって、前記ポンプアセンブリ（１）は、直列に、低圧電動ギヤポンプ（４）と高圧ポンプ（５）とを含み、前記電動ギヤポンプ（４）は、請求項１から９までのいずれか１項に従って製造される、ポンプアセンブリ。

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