JP5116795B2 - Fuel supply device - Google Patents

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Description

この発明は、ポンプ装置のピストンを電動機駆動の回転斜板で往復運動させて、燃料を吸入吐出させる燃料供給装置に関するものである。この燃料供給装置は、アキシャルピストンポンプとも呼ばれている。   The present invention relates to a fuel supply device for sucking and discharging fuel by reciprocating a piston of a pump device with a rotary swash plate driven by an electric motor. This fuel supply apparatus is also called an axial piston pump.

この種の従来装置としては、特許文献１に開示された燃料供給装置がある。その燃料供給装置は、吸入口，吐出口，電動機室及びポンプ装置室を持つハウジングを備え、前記電動機室側ハウジングには電動機を設け、前記ポンプ装置室内にはポンプ装置を設けている。前記電動機のシャフト（回転軸）は、電動機室を構成する円筒壁の両端部に配置されたベアリング軸受で回転自在に支承されている。軸受となるベアリングは、その内輪をシャフトに固定し、その外輪を電動機室の円筒壁の端部に固定している。   As a conventional device of this type, there is a fuel supply device disclosed in Patent Document 1. The fuel supply device includes a housing having a suction port, a discharge port, an electric motor chamber, and a pump device chamber. The electric motor chamber side housing is provided with an electric motor, and the pump device chamber is provided with a pump device. The shaft (rotating shaft) of the electric motor is rotatably supported by bearings arranged at both ends of a cylindrical wall constituting the electric motor chamber. The bearing which becomes a bearing has its inner ring fixed to the shaft and its outer ring fixed to the end of the cylindrical wall of the motor chamber.

特開２００８−１５７０５５号公報JP 2008-157055 A

前述の燃料供給装置では、電動機のシャフトを軸受となるベアリングで支承しているため、ベアリングの搭載スペースを確保する必要があり、電動機室側ハウジングの全長が長くなっていた。また、軽量化、部品点数削減などの目的から、電動機室を樹脂で構成した場合、樹脂と金属製ベアリングとの線膨張係数（樹脂の場合、ガラス繊維による強化材では２０〜３０×１０−６／℃に対して、金属は１１×１０−６／℃である。）に差が生じることで、雰囲気温度によりベアリングの固定力が変化する問題があり、最悪、固定力が無くなる場合がある。また、ベアリングを燃料中で使用する場合、燃料に混ざった異物の侵入を防止するため、ベアリングにシール部材を使用したとき、ベアリングのロストルクが高くなり、電動機の消費電流が増加する問題が生じる。さらに、ベアリングを圧入する工程が必要となる分だけ組立工数が増え、コストが高くなる。 In the above-described fuel supply device, since the shaft of the motor is supported by a bearing serving as a bearing, it is necessary to secure a mounting space for the bearing, and the total length of the motor chamber side housing is long. Moreover, when the motor chamber is made of resin for the purpose of reducing the weight and reducing the number of parts, the linear expansion coefficient between the resin and the metal bearing (in the case of resin, 20 to 30 × 10 −6 for the reinforcing material made of glass fiber). The difference is that the metal is 11 × 10 −6 / ° C. with respect to / ° C.), there is a problem that the fixing force of the bearing changes depending on the ambient temperature, and the fixing force may be lost in the worst case. Further, when the bearing is used in the fuel, when a seal member is used for the bearing to prevent intrusion of foreign matters mixed with the fuel, there is a problem that the loss torque of the bearing becomes high and the current consumption of the motor increases. Furthermore, the number of assembling steps increases as the process for press-fitting the bearing is required, and the cost increases.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、部品点数が削減され、小型化される燃料供給装置を得ることを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a fuel supply device that is reduced in the number of parts and reduced in size.

この発明に係わる燃料供給装置は、吸入口，吐出口を有し、両端部に端壁を有し、前記両端壁間に電動機室及びポンプ装置室を有する円筒状ハウジングと、前記ハウジングの前記電動機室に設けられた電動機と、前記ハウジングの前記ポンプ装置室内に設けられたポンプ装置とを備え、前記ポンプ装置はシリンダとピストンとを有し、前記ピストンを前記電動機の回転子のシャフトに固定された回転斜板で往復運動させて、燃料を前記吸入口から前記ポンプ装置室内に吸入し、前記吐出口から吐出させる燃料供給装置において、前記電動機の回転子のシャフトには、その軸方向の中央部に前記回転斜板が固定されると共に、
中央部に前記回転斜板を固定した前記回転子のシャフトは、前記シャフトの一端部を、前記電動機室側の前記ハウジングの前記端壁に設けた凹形状のホルダ軸受に、前記シャフトの他端部を、前記ポンプ装置の前記シリンダの凹部に固定したスリーブ軸受に、それぞれ回転自在に支承されるものである。 A fuel supply device according to the present invention has a suction port, a discharge port , end walls at both ends , a cylindrical housing having a motor chamber and a pump device chamber between the both end walls, and the motor of the housing comprising an electric motor provided in the chamber, and a pump device provided to the pump unit chamber of the housing, the pump device has a cylinder and a piston, it is fixed to the piston shaft of the rotor of the electric motor were allowed to reciprocate swashplate, the fuel sucked before Symbol pumping device chamber from the intake port, the fuel supply device to discharge from the discharge port, the shaft of the rotor of the motor, in the axial direction The rotating swash plate is fixed at the center,
The rotating shaft of the rotor swash plate is fixed to the central portion, the end portion of the shaft, the concave holder bearings provided in said end wall of said housing of said electric motor chamber side, the other end of the shaft parts and the sleeve bearing fixed to the recess of the cylinder of the pump device is intended to be respectively rotatably supported.

また、前記スリーブ軸受が固定される前記ポンプ装置の前記シリンダの凹部は、前記シリンダへの燃料の吸入通路と連通する通路であり、前記吸入通路と連通する通路と前記スリーブ軸受との間で燃料が流通するものである。   The recess of the cylinder of the pump device to which the sleeve bearing is fixed is a passage that communicates with a suction passage for fuel to the cylinder, and a fuel is provided between the passage that communicates with the suction passage and the sleeve bearing. Is in circulation.

この発明の燃料供給装置によれば、部品点数が削減され、小型化される燃料供給装置を得ることができる。
また、スリーブ軸受を燃料の吸入通路と連通する通路に配置することにより、スリーブ軸受の摺動部の潤滑性を安定させることができ、スリーブ軸受の耐磨耗性を向上させることができる。 According to the fuel supply device of the present invention, it is possible to obtain a fuel supply device that has a reduced number of parts and is reduced in size.
Further, by arranging the sleeve bearing in the passage communicating with the fuel suction passage, the lubricity of the sliding portion of the sleeve bearing can be stabilized, and the wear resistance of the sleeve bearing can be improved.

この発明の実施の形態１における燃料供給装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel supply apparatus in Embodiment 1 of this invention. 図１の断面図と共にその要部の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the principal part with the sectional view of FIG. 実施の形態２における燃料供給装置とその要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel supply apparatus in Embodiment 2, and its principal part. 実施の形態２における開き角度とロストルク比，接触部の接触応力（ヘルツ圧）の相関を示すグラフである。6 is a graph showing a correlation between an opening angle, a loss torque ratio, and a contact stress (Hertz pressure) of a contact portion in Embodiment 2. 実施の形態３における燃料供給装置とその要部と参考要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel supply apparatus in Embodiment 3, its principal part, and a reference principal part. 実施の形態４における燃料供給装置とその要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel supply apparatus in Embodiment 4, and its principal part.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における燃料供給装置を示す断面図である。図２は図１の断面図と共にその要部の断面を示す断面図である。燃料供給装置は、全体としてほぼ中空円筒形のハウジング１に、電動機室２とポンプ装置室３とを有し、電動機室側ハウジング６に電動機４を設け、ポンプ装置室３内にポンプ装置５を設けている。ポンプ装置５は電動機４によって駆動される。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a fuel supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing a cross-section of the main part together with the cross-sectional view of FIG. The fuel supply device has a motor chamber 2 and a pump device chamber 3 in a substantially hollow cylindrical housing 1 as a whole, a motor 4 is provided in a motor chamber side housing 6, and a pump device 5 is provided in the pump device chamber 3. Provided. The pump device 5 is driven by the electric motor 4.

ハウジング１は、ハウジング壁である円筒壁７および端壁８を有し、電動機室２内に電動機４の回転子９を収容した電動機室側ハウジング６と、円筒壁１０および端壁１１を有し、ポンプ装置室３内にポンプ装置５を収容したポンプ装置室側ハウジング１２とを備えている。電動機室側ハウジング６の開端には、ポンプ装置室側ハウジング１２の開端がカシメ等の適当な手段により強固に結合されていて、電動機室２とポンプ装置室３とが互いに連通している。ポンプ装置室側ハウジング１２の円筒壁１０には燃料の吸入口１３が設けられ、端壁１１には燃料の吐出口１４が設けられている。電動機室側ハウジング６は、開端でポンプ装置室側ハウジング１２に連通している他は閉じており、燃料が電動機室２にも入り込んでいる。   The housing 1 has a cylindrical wall 7 and an end wall 8 which are housing walls, a motor chamber side housing 6 in which the rotor 9 of the motor 4 is accommodated in the motor chamber 2, a cylindrical wall 10 and an end wall 11. The pump device chamber 3 includes a pump device chamber side housing 12 in which the pump device 5 is accommodated. The open end of the motor chamber side housing 6 is firmly connected to the open end of the pump device chamber side housing 12 by appropriate means such as caulking, so that the motor chamber 2 and the pump device chamber 3 communicate with each other. The cylindrical wall 10 of the pump device chamber side housing 12 is provided with a fuel inlet 13, and the end wall 11 is provided with a fuel outlet 14. The motor chamber side housing 6 is closed except for the open end communicating with the pump device chamber side housing 12, and the fuel enters the motor chamber 2.

電動機２は、電動機室側ハウジング６の円筒壁７内に埋設された固定子１５と、電動機室２内に収容され固定子１５の回転磁束により回転させられる回転子９とを備えている。固定子１５はコアとコイルを有し、外部電源へのリード線１６と共に合成樹脂製の円筒壁７内に埋め込まれている。回転子９にはそのシャフト１７あるいはコアに永久磁石が接着剤あるいはインサート成形により固定されている。回転子９のシャフト１７は、円筒壁７の端壁８に配置されたホルダ軸受１８と、ポンプ装置５のシリンダ２０の中央部の凹部２１に固定されたスリーブ軸受１９より回転自在に支承されている。さらに、シャフト１７の軸方向の中央部のポンプ装置５側には、シャフト１７の軸方向に対して所定角度に傾斜した回転斜板２２が固定されている。そして、固定子１５と回転子９でＤＣブラシレスモータを構成している。ＤＣブラシレスモータの他、ステッピングモータを構成してもよい。   The electric motor 2 includes a stator 15 embedded in the cylindrical wall 7 of the electric motor chamber side housing 6 and a rotor 9 accommodated in the electric motor chamber 2 and rotated by the rotating magnetic flux of the stator 15. The stator 15 has a core and a coil, and is embedded in a cylindrical wall 7 made of synthetic resin together with a lead wire 16 to an external power source. A permanent magnet is fixed to the rotor 17 on its shaft 17 or core by an adhesive or insert molding. The shaft 17 of the rotor 9 is rotatably supported by a holder bearing 18 disposed on the end wall 8 of the cylindrical wall 7 and a sleeve bearing 19 fixed to a recess 21 at the center of the cylinder 20 of the pump device 5. Yes. Further, a rotary swash plate 22 that is inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the shaft 17 is fixed to the pump device 5 side in the central portion of the shaft 17 in the axial direction. The stator 15 and the rotor 9 constitute a DC brushless motor. In addition to the DC brushless motor, a stepping motor may be configured.

ポンプ装置５は、ポンプ装置室側ハウジング１２内に設けられたシリンダ（シリンダブロック）２０と、シリンダ２０に設けられシリンダ２０内で摺動してシリンダ２０内に可変容積のポンプ室を形成する複数のピストン２３（例として３個のピストン）とを備えている。シリンダ２０とこれに結合されたプレート２４には、ポンプ装置室３内の燃料をシリンダ２０内に供給するために吸入バルブ２５を有する吸入通路２６と、シリンダ２０内で圧縮された燃料を吐出させるために吐出バルブ２７を有する吐出通路２８とが設けられている。吸入バルブ２５の下流側のシリンダ２０の可変容積室で燃料増圧室を構成し、吐出バルブ２７の下流側で高圧燃料通路を構成する。吸入バルブ２５を有する吸入通路２６は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図２（ｃ）に示すように、ピストン２３毎にそれぞれ設けられている。その内の１つの吸入通路２６はシリンダ２０の凹部２１と連通する軸心部にある。   The pump device 5 includes a cylinder (cylinder block) 20 provided in the pump device chamber side housing 12 and a plurality of pump chambers provided in the cylinder 20 that slide in the cylinder 20 to form a variable volume pump chamber in the cylinder 20. Piston 23 (three pistons as an example). In order to supply the fuel in the pump device chamber 3 into the cylinder 20, the cylinder 20 and the plate 24 connected to the cylinder 20 discharge the suction passage 26 having the suction valve 25 and the fuel compressed in the cylinder 20. For this purpose, a discharge passage 28 having a discharge valve 27 is provided. The variable pressure chamber of the cylinder 20 on the downstream side of the intake valve 25 constitutes a fuel pressure increasing chamber, and the high pressure fuel passage is constituted on the downstream side of the discharge valve 27. A suction passage 26 having a suction valve 25 is provided for each piston 23, as shown in FIG. One of the suction passages 26 is in an axial center portion communicating with the recess 21 of the cylinder 20.

各ピストン２３のシリンダ２０からの突出端には、ばね止め２９を有して圧縮ばね（リターンスプリング）３０が設けられていて、ピストン２３が電動機４のシャフト１７に固定されて回転する回転斜板２２に常時摺動可能に接触するようにしてある。吸入口１３からポンプ装置室３内に入った燃料は、電動機４が回転すると、回転斜板２２の回転によりピストン２３が順番にシリンダ２０内で往復運動するため、吸入バルブ２５を有する吸入通路２６を通ってシリンダ２０内に吸込まれ、シリンダ２０内から吐出バルブ２７を有する吐出通路２８を通って吐出口１４から吐出される。   A compression spring (return spring) 30 having a spring stopper 29 is provided at a projecting end of each piston 23 from the cylinder 20, and a rotating swash plate that rotates while the piston 23 is fixed to the shaft 17 of the electric motor 4. 22 is slidably contacted at all times. When the motor 4 rotates, the fuel that has entered the pump device chamber 3 from the suction port 13 reciprocates in the cylinder 20 in turn due to the rotation of the rotary swash plate 22, and therefore, a suction passage 26 having a suction valve 25. And is sucked into the cylinder 20 and discharged from the discharge port 14 through the discharge passage 28 having the discharge valve 27 from the cylinder 20.

電動機４の回転子９のシャフト１７の一端の端部３１を支承するホルダ軸受１８は、拡大断面である図２（ｂ）に示すように、凹部が略球面形状あるいは略円錐形状であるすべり軸受けであり、電動機室側ハウジング６の合成樹脂製の端壁８にインサート成形により埋め込まれている。ホルダ軸受１８に支承される回転子９のシャフト１７の一端の端部３１は球面形状であり、ホルダ軸受１８に当接している。電動機４の回転子９のシャフト１７の他端の端部３２は、円柱形状であり、シリンダ２０の燃料の吸入通路２６と連通する中央部（シリンダ２０の軸線を含む部分）の円柱状通路（凹部２１）に固定され、すべり軸受となる円筒状スリーブ軸受１９に回転自在に支承されている。   As shown in FIG. 2B, which is an enlarged cross-section, the holder bearing 18 that supports the end portion 31 of the shaft 17 of the rotor 9 of the electric motor 4 has a concave bearing with a substantially spherical shape or a substantially conical shape. And embedded in the synthetic resin end wall 8 of the electric motor chamber side housing 6 by insert molding. An end portion 31 of one end of the shaft 17 of the rotor 9 supported by the holder bearing 18 has a spherical shape and is in contact with the holder bearing 18. An end 32 of the other end of the shaft 17 of the rotor 9 of the electric motor 4 has a cylindrical shape, and a cylindrical passage (in a portion including the axis of the cylinder 20) communicating with the fuel suction passage 26 of the cylinder 20. It is fixed to the concave portion 21) and is rotatably supported by a cylindrical sleeve bearing 19 serving as a slide bearing.

円筒状スリーブ軸受１９には、図２（ａ）（ｃ）に示すように、その外周に軸方向に等間隔にスリットが形成されており、円筒状スリーブ軸受１９の外周とシリンダ２０の前記円柱状通路との間で、燃料通路が確保され、吸入通路２６に連通している。なお、スリーブ軸受１９は、例えば、銅系焼結材で形成されている。前記回転斜板２２は、シャフト１７のホルダ軸受１８とスリーブ軸受１９間の軸方向の中央部のポンプ装置５側にシャフト１７に固定されている。   As shown in FIGS. 2A and 2C, the cylindrical sleeve bearing 19 has slits formed at equal intervals in the axial direction on the outer periphery thereof, and the outer periphery of the cylindrical sleeve bearing 19 and the circle of the cylinder 20. A fuel passage is secured between the columnar passage and communicates with the suction passage 26. The sleeve bearing 19 is made of, for example, a copper-based sintered material. The rotary swash plate 22 is fixed to the shaft 17 on the pump device 5 side in the center in the axial direction between the holder bearing 18 and the sleeve bearing 19 of the shaft 17.

実施の形態１によると、シャフト１７の電動機４側の軸受をホルダ軸受１８で構成し、シャフト１７のポンプ装置５側の軸受をシリンダ２０の凹部に固定したスリーブ軸受１９で構成することで、電動機４の軸長を短くすることが可能となり、結果として燃料供給装置が小型化される。スリーブ軸受１９が固定されるシリンダ２０の凹部２１は、燃料の吸入通路２６と連通する中央部の円柱状通路であり、スリーブ軸受１９の摺動部の潤滑性を安定させ、スリーブ軸受１９の耐磨耗性を向上させることができる。また、前記円柱状通路を燃料が流れるので、燃料中に混じった砂や金属粉などの異物を流し去ることができ、異物のスリーブ軸受１９への噛み込みを防止することができる。さらに、ポンプ装置５、シャフト１７、電動機４と一方向からの組立が可能となることから生産性も向上する。   According to the first embodiment, the motor 4 side bearing of the shaft 17 is constituted by the holder bearing 18, and the bearing of the shaft 17 on the pump device 5 side is constituted by the sleeve bearing 19 fixed to the concave portion of the cylinder 20. 4 can be shortened, and as a result, the fuel supply device is reduced in size. The concave portion 21 of the cylinder 20 to which the sleeve bearing 19 is fixed is a central cylindrical passage that communicates with the fuel suction passage 26, stabilizes the lubricity of the sliding portion of the sleeve bearing 19, and prevents the sleeve bearing 19 from resisting. Abrasion can be improved. Further, since the fuel flows through the cylindrical passage, foreign matters such as sand and metal powder mixed in the fuel can be washed away, and the foreign matter can be prevented from being caught in the sleeve bearing 19. Furthermore, since the pump device 5, the shaft 17, and the electric motor 4 can be assembled from one direction, productivity is improved.

なお、シャフト１７の円柱径は、異物噛み込み時に発生するロストルクが電動機４発生トルクに対する影響を小さくするため、径を細く設定する方が有利となることから、シャフト１７はスリーブ軸受１９に保持される箇所が、電動機４の回転子９の箇所の円柱径より細く設定されている。また、図２（ｂ）に示すように、ホルダ軸受１８の凹部の球面の径Ｒは、シャフト１７の端部３１の球面の径ｒより大となるように設定するが、シャフト１７の球面の径に対する比率を大きくするとシャフト１７との接触圧が高くなり過ぎ、小さくし過ぎると球面間の隙間が無くなり、潤滑不足により摩耗が生じる。特にガソリンなどの低粘性流体で潤滑させる場合は、潤滑不足になり易い。そのため、実施の形態１では、ホルダ軸受１８の凹部の球面の径Ｒをシャフトの端部３１の球面の径ｒに対し、比率で１０％〜２０％程度の大に設定することが有効である。   The shaft 17 is held by the sleeve bearing 19 because the cylindrical diameter of the shaft 17 is advantageous in that the loss torque generated when the foreign object is caught reduces the influence on the generated torque of the electric motor 4 so that the diameter is reduced. Is set to be narrower than the cylindrical diameter at the location of the rotor 9 of the electric motor 4. In addition, as shown in FIG. 2B, the spherical surface diameter R of the concave portion of the holder bearing 18 is set to be larger than the spherical surface diameter r of the end portion 31 of the shaft 17. When the ratio to the diameter is increased, the contact pressure with the shaft 17 becomes too high, and when it is too small, there is no gap between the spherical surfaces, and wear occurs due to insufficient lubrication. In particular, when lubricating with a low-viscosity fluid such as gasoline, lubrication tends to be insufficient. Therefore, in the first embodiment, it is effective to set the spherical diameter R of the concave portion of the holder bearing 18 to a large ratio of about 10% to 20% with respect to the spherical diameter r of the end portion 31 of the shaft. .

実施の形態２．
図３は実施の形態２における燃料供給装置とその要部を示す断面図であり、図３（ａ）は燃料供給装置の断面図、図３（ｂ）はホルダ軸受１８部を説明する拡大断面図である。なお、各図をとおして、同一符号は同一又は相当部分を示す。実施の形態１と異なる部分を説明する。シャフト１７の一端の端部３１の球面に対して、凹形状のホルダ軸受１８の軸受面を略円錐形状とすることで、シャフト１７とホルダ軸受１８との接触部が円形となる。そのため両者の接触部の接触圧力が下がり、且つ、ホルダ軸受１８が、シャフト１７に対し調芯力を発生させることで、シャフト１７の回転を安定させることが可能となる。接触圧力と調芯力は円錐の開き角度により調整可能である。アキシャルピストンポンプの場合、ピストン２３から発生する軸方向の力はシャフト１７を介してホルダ軸受１８で受けることになるため、開き角度を小さくした場合、シャフト１７に発生するロストルクが増大し、電動機４の消費電流が増大し、発熱などの問題が生じる。図４は開き角度（θ°）とロストルク比（Ｔｌｏｓｓ（θ°）／Ｔｌｏｓｓ（０°））の相関、及び開き角度と接触部の接触応力（ヘルツ圧（ＭＰａ））の相関を示したグラフである。開き角度を大きくすることで接触径を小さくすることが可能であり、ロストルク比を減少させることが可能となる。アキシャルピストンポンプの場合、ホルダ軸受１８でのロストルクによる消費電流を抑えるため、ロストルクは全トルクの４０％以下にすることが望ましく、開き角度は１００°以上とする。逆に開き角度を大きくした場合、形状ばらつきにより局部接触、例えば１点及び２点接触となりやすい。シャフト１７の挙動が安定する３点以上の接触を確保するためには実験結果より１６０°以下が望ましい。上記より、実施の形態２では、開き角度を１００°〜１６０°に設定することが有効である。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the fuel supply device and its main part in the second embodiment, FIG. 3 (a) is a cross-sectional view of the fuel supply device, and FIG. 3 (b) is an enlarged cross-sectional view for explaining the holder bearing 18 part. FIG. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings. A different part from Embodiment 1 is demonstrated. By making the bearing surface of the concave holder bearing 18 into a substantially conical shape with respect to the spherical surface of the end portion 31 at one end of the shaft 17, the contact portion between the shaft 17 and the holder bearing 18 becomes circular. For this reason, the contact pressure of the contact portions of both of them decreases, and the holder bearing 18 generates a centering force with respect to the shaft 17, whereby the rotation of the shaft 17 can be stabilized. The contact pressure and alignment force can be adjusted by the opening angle of the cone. In the case of the axial piston pump, the axial force generated from the piston 23 is received by the holder bearing 18 via the shaft 17, so that when the opening angle is reduced, the loss torque generated in the shaft 17 increases, and the electric motor 4 Current consumption increases, causing problems such as heat generation. FIG. 4 shows the correlation between the opening angle (θ °) and the loss torque ratio (T loss (θ °) / T loss (0 °)), and the correlation between the opening angle and the contact stress (Hertz pressure (MPa)) of the contact portion. It is a graph. By increasing the opening angle, the contact diameter can be reduced, and the loss torque ratio can be reduced. In the case of an axial piston pump, the loss torque is desirably 40% or less of the total torque and the opening angle is 100 ° or more in order to suppress current consumption due to the loss torque in the holder bearing 18. Conversely, when the opening angle is increased, local contact, for example, one-point and two-point contact, is likely due to shape variation. In order to ensure contact at three or more points where the behavior of the shaft 17 is stabilized, it is desirable that the angle is 160 ° or less from the experimental results. From the above, in the second embodiment, it is effective to set the opening angle to 100 ° to 160 °.

接触部の接触径とロストルク、接触応力の関係は次のとおりである。
φＤ＝２・ｒ・cos(θ/2)
但し、φＤ：接触径
ｒ：シャフトの端部の球面の半径
θ：ホルダ軸受の開き角度
ロストルク＝μ・ｆ１・φＤ
但し、ｆ１：接触部に発生した荷重Ｆの軸方向成分
μ：シャフトとホルダ軸受間の摩擦係数

Figure 0005116795
但し、 ｍ：シャフト及びホルダのポアソン比
Ｅ：シャフト及びホルダのヤング率
Ｆ：接触面に垂直な方向の成分の力 The relationship between the contact diameter of the contact portion, loss torque, and contact stress is as follows.
φD = 2 ・ r ・ cos (θ / 2)
Where φD: contact diameter
r: radius of the spherical surface of the end of the shaft
θ: Opening angle of holder bearing Loss torque = μ ・ f1 ・ φD
Where f1: axial component of load F generated at the contact portion
μ: Coefficient of friction between shaft and holder bearing
Figure 0005116795
 Where m: Poisson's ratio of shaft and holder
E: Young's modulus of shaft and holder
F: Force of the component in the direction perpendicular to the contact surface

実施の形態３．
図５は実施の形態３における燃料供給装置とその要部と参考要部を示す断面図であり、図５（ａ）は燃料供給装置の断面図、図５（ｂ）はホルダ軸受１８部を説明する拡大断面図、図５（ｃ）はホルダ軸受１８部を説明する参考拡大断面図である。実施の形態２に示したように、シャフト１７の調芯力をホルダ軸受１８の円錐形状の開き角度で調整するが、電動機４の回転を安定させるために開き角度を小さくし過ぎると、シャフト１７とホルダ軸受１８の接触部で発生するロストルクが増大する問題が生じる。しかし、開き角度を大きくすると調芯力が低下するため、スリーブ軸受１９とホルダ軸受１８の位置精度（組付け精度）を高くして、シャフト１７の芯ズレを抑制する必要があった。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the fuel supply device and its main part and reference main part in the third embodiment. FIG. 5 (a) is a cross-sectional view of the fuel supply device, and FIG. FIG. 5C is an enlarged cross-sectional view for explaining the holder bearing 18 part. As shown in the second embodiment, the centering force of the shaft 17 is adjusted by the conical opening angle of the holder bearing 18, but if the opening angle is too small to stabilize the rotation of the motor 4, the shaft 17 There arises a problem that the loss torque generated at the contact portion between the holder bearing 18 and the holder bearing 18 increases. However, since the alignment force decreases when the opening angle is increased, it is necessary to increase the positional accuracy (assembly accuracy) of the sleeve bearing 19 and the holder bearing 18 to suppress the misalignment of the shaft 17.

また、シャフト１７の芯ズレに対し、シャフト１７の端部３１の球面付近の円筒部に対し、図５（ｃ）に示すように、所定のクリアランスにて円筒状のガイド３４を設置した場合、ガイド３４となる円筒部の深さが深くなることから、加工方法、加工精度の制約があり、コスト的に不利になる。それに対し、実施の形態３では、ホルダ軸受１８に支承される電動機４の回転子９のシャフト１７の端部３１を球面にし、凹形状のホルダ軸受１８の軸受面を二段形状にし、前記一段目は円錐形状とし、これに続く前記二段目は円錐台形状にした。前記二段目の円錐台形状の開き角度を一段目の円錐形状の開き角度より小さく、且つ、シャフト１７の端部３１の球面から所定のクリアランスで配置することで、芯ズレ抑制及び加工方法の選択が広がる。例えば、焼結材で製造可能となれば、コスト低減も可能となる。   Further, when the cylindrical guide 34 is installed with a predetermined clearance as shown in FIG. 5C with respect to the cylindrical portion near the spherical surface of the end portion 31 of the shaft 17 with respect to the misalignment of the shaft 17, Since the cylindrical portion serving as the guide 34 becomes deep, there are restrictions on the processing method and processing accuracy, which is disadvantageous in terms of cost. On the other hand, in the third embodiment, the end portion 31 of the shaft 17 of the rotor 9 of the motor 4 supported by the holder bearing 18 is formed into a spherical surface, and the bearing surface of the concave holder bearing 18 is formed into a two-stage shape. The eyes were conical, and the second stage following this was a truncated cone. By disposing the opening angle of the second-stage truncated cone shape smaller than the opening angle of the first-stage cone shape and with a predetermined clearance from the spherical surface of the end portion 31 of the shaft 17, The choice spreads. For example, if it becomes possible to manufacture with a sintered material, the cost can be reduced.

なお、実施の形態３では、具体的には一段目の円錐形状のテーパ部の開き角度θ１は１００°〜１６０°であり、二段目の円錐台のテーパ部の開き角度θ２は７０°〜３０°が有効である。 In the third embodiment, the opening angle theta 1 of the tapered portion of the cone of the first stage in particular is 100 ° to 160 °, the opening angle theta 2 of the truncated cone of the tapered portion of the second stage 70 An angle of 30 ° is effective.

実施の形態４．
図６は実施の形態４における燃料供給装置とその要部を示す断面図であり、図６（ａ）は燃料供給装置の断面図、図６（ｂ）はホルダ軸受１８部の拡大断面図である。実施の形態１と異なる部分を説明する。ホルダ軸受１８の軸受面の中央部に、シャフト１７とホルダ軸受１８との接触部の径よりも小径となる位置に、逃し穴３５を設置することにより、シャフト１７とホルダ軸受１８との接触部に燃料中の異物を噛み込んだ場合、逃し穴３５が異物の溜まりとなり、ホルダ軸受１８の摩耗を抑制することが可能となる。なお、この場合、シャフト１７とホルダ軸受１８の接触部の径φＤより逃し穴３５の径φｄを小さくすることが好適である。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fuel supply device and its main part in Embodiment 4, FIG. 6 (a) is a cross-sectional view of the fuel supply device, and FIG. 6 (b) is an enlarged cross-sectional view of a holder bearing 18 part. is there. A different part from Embodiment 1 is demonstrated. A contact portion between the shaft 17 and the holder bearing 18 is provided at the center portion of the bearing surface of the holder bearing 18 at a position where the diameter is smaller than the diameter of the contact portion between the shaft 17 and the holder bearing 18. When foreign matter in the fuel is caught, the escape hole 35 becomes a reservoir of foreign matter, and wear of the holder bearing 18 can be suppressed. In this case, it is preferable to make the diameter φd of the relief hole 35 smaller than the diameter φD of the contact portion between the shaft 17 and the holder bearing 18.

１ ハウジング ２ 電動機室
３ ポンプ装置室 ４ 電動機
５ ポンプ装置 ６ 電動機室側ハウジング
７ 円筒壁 ８ 端壁
９ 回転子 １０ 円筒壁
１１ 端壁 １２ ポンプ装置室側ハウジング
１３ 吸入口 １４ 吐出口
１５ 固定子 １６ リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Electric motor chamber 3 Pump apparatus chamber 4 Electric motor 5 Pump apparatus 6 Motor chamber side housing 7 Cylindrical wall 8 End wall 9 Rotor 10 Cylindrical wall 11 End wall 12 Pump apparatus chamber side housing 13 Inlet 14 Outlet 15 Stator 16 Lead

１７ シャフト １８ ホルダ軸受
１９ スリーブ軸受 ２０ シリンダ
２１ 凹部 ２２ 回転斜板
２３ ピストン ２４ プレート
２５ 吸入バルブ ２６ 吸入通路
２７ 吐出バルブ ２８ 吐出通路
２９ ばね止め ３０ 圧縮ばね
３１ 端部 ３２ 端部
３３ スリット ３４ ガイド
３５ 逃し孔 17 Shaft 18 Holder Bearing 19 Sleeve Bearing 20 Cylinder 21 Recess 22 Rotary Swash Plate 23 Piston 24 Plate 25 Suction Valve 26 Suction Valve 27 Discharge Valve 28 Discharge Path 29 Spring Stop 30 Compression Spring 31 End 32 End 33 Slit 34 Guide 35 Relief Hole

Claims (7)

吸入口，吐出口を有し、両端部に端壁を有し、前記両端壁間に電動機室及びポンプ装置室を有する円筒状ハウジングと、前記ハウジングの前記電動機室に設けられた電動機と、前記ハウジングの前記ポンプ装置室内に設けられたポンプ装置とを備え、前記ポンプ装置はシリンダとピストンとを有し、前記ピストンを前記電動機の回転子のシャフトに固定された回転斜板で往復運動させて、燃料を前記吸入口から前記ポンプ装置室内に吸入し、前記吐出口から吐出させる燃料供給装置において、
前記電動機の回転子のシャフトには、その軸方向の中央部に前記回転斜板が固定されると共に、
中央部に前記回転斜板を固定した前記回転子のシャフトは、
前記シャフトの一端部を、前記電動機室側の前記ハウジングの前記端壁に設けた凹形状のホルダ軸受に、
前記シャフトの他端部を、前記ポンプ装置の前記シリンダの凹部に固定したスリーブ軸受に、それぞれ回転自在に支承されることを特徴とする燃料供給装置。 Inlet, has a discharge opening, has an end wall at both ends, a cylindrical housing having a motor chamber and the pump device chamber to the ends walls, an electric motor provided in the electric motor chamber of said housing, said A pump device provided in the pump device chamber of the housing , wherein the pump device has a cylinder and a piston, and the piston is reciprocated by a rotary swash plate fixed to a shaft of a rotor of the electric motor. the fuel sucked before Symbol pumping device chamber from the intake port, the fuel supply device to discharge from the discharge port,
The rotating swash plate is fixed to the axial center of the shaft of the rotor of the electric motor,
The shaft of the rotor with the rotary swash plate fixed at the center is
One end of the shaft, the concave holder bearings provided in said end wall of said housing of said electric motor chamber side,
The other end of the shaft, the sleeve bearing fixed to the recess of the cylinder of the pump unit, a fuel supply apparatus characterized by being respectively rotatably supported. 前記スリーブ軸受が固定される前記ポンプ装置の前記シリンダの凹部は、前記シリンダへの燃料の吸入通路と連通する通路であり、前記吸入通路と連通する通路と前記スリーブ軸受との間で燃料が流通することを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。   The recess of the cylinder of the pump device to which the sleeve bearing is fixed is a passage that communicates with a suction passage for fuel to the cylinder, and fuel flows between the passage that communicates with the suction passage and the sleeve bearing. The fuel supply device according to claim 1, wherein: 凹形状の前記ホルダ軸受の球面の径Ｒは、前記ホルダ軸受に支承される前記電動機の前記回転子の前記シャフトの前記一端部の球面の径ｒに対して、１０％〜２０％大である請求項１又は請求項２記載の燃料供給装置。 Diameter R of the spherical concave of the holder bearing against the spherical surface of radius r of the one end portion of the shaft of the rotor of the motor is supported to the holder bearing, with 10% to 20% greater 3. The fuel supply device according to claim 1 or claim 2. 前記ホルダ軸受に支承される前記電動機の前記回転子の前記シャフトの前記一端部を球面にし、凹形状の前記ホルダ軸受の軸受面を円錐形状にし、前記軸受面の円錐の開き角度を１００°〜１６０°にした請求項１又は請求項２記載の燃料供給装置。 And the one end of the shaft of the rotor of the electric motor is supported on the holder bearing spherical, the bearing surface of the concave of the holder bearing conically, 100 ° cone opening angle of the bearing surface The fuel supply device according to claim 1 or claim 2, wherein the fuel supply device is set to ~ 160 °. 前記ホルダ軸受に支承される前記電動機の前記回転子の前記シャフトの前記一端部を球面にし、凹形状の前記ホルダ軸受の軸受面を一段目とこれに続く二段目を有する二段形状にし、前記一段目は円錐形状とし、これに続く前記二段目は円錐台形状にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料供給装置。 And the one end of the shaft of the rotor of the electric motor is supported on the holder bearing spherical, the two-step shape having a second stage which follows and in this first stage the bearing surface of the concave of the holder bearing 3. The fuel supply device according to claim 1, wherein the first stage has a conical shape, and the second stage following the first stage has a truncated cone shape. 前記一段目の円錐形状の開き角度を１００°〜１６０°にし、これに続く前記二段目の円錐台形状の開き角度を７０°〜３０°にしたことを特徴とする請求項５記載の燃料供給装置。   6. The fuel according to claim 5, wherein an opening angle of the first-stage cone shape is set to 100 ° to 160 °, and an opening angle of the second-stage truncated cone shape is set to 70 ° to 30 °. Feeding device. 凹形状の前記ホルダ軸受の軸受面の中央部に、異物を取り込む逃し穴を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の燃料供給装置。   The fuel supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein an escape hole for taking in foreign matter is formed in a central portion of a bearing surface of the concave holder bearing.
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