JP6361561B2

JP6361561B2 - 流体ポンプ

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Publication number: JP6361561B2
Application number: JP2015081915A
Authority: JP
Inventors: 酒井　博美; 博美酒井; 代司古橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2035-04-13
Also published as: JP2016200095A; US9841018B2; US20160298624A1

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、外歯を有するインナロータと、外歯と噛み合う内歯を有するアウタロータと、これらのロータを収容するポンプハウジングと、を備える。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。ポンプ室の容積拡大に伴い、ポンプハウジングに形成された吸入通路を通じて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。

また、ポンプハウジングの内壁面には、吸入通路と連通する吸入溝が形成されている。この吸入溝は、外歯と内歯の回転軌跡に沿って延びる形状であり、ポンプ室へ流体が流入する範囲を、吸入通路から拡大させている（特許文献１参照）。

特開２０１３−６０９０１号公報

吸入溝の配置や吸入通路の配置等の工夫によりポンプ効率を向上させる開発が、従来より進められてきている。しかし、近年では省エネルギー化の要求が益々高くなってきており、さらなるポンプ効率の向上が望まれている。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、ポンプ効率の向上を図っ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、外歯（１２４ａ）を有するインナロータ（１２０）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とともに、内歯と外歯の間で容積変化するポンプ室（１４０）を形成するポンプハウジング（１１０）と、ポンプハウジングに形成され、ポンプ室に吸入される流体の通路である吸入通路（１１２ａ）と、ポンプハウジングの内壁面に形成された、吸入通路と連通する溝であって、外歯および内歯の回転軌跡に沿って延びる形状の吸入溝（１１３）と、を備え、
ポンプハウジングのうち吸入溝を形成する部分のエッジ（Ｅ）には、面取り加工された面取り部（Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５）および面取り加工されていない角部（Ｅ１、Ｅ２）の両方が設けられ、角部は、回転軸方向から見て吸入通路と重なる領域である直流入領域（Ａ）に位置し、面取り部は、直流入領域以外の周辺領域（Ｂ１、Ｂ２）に位置することを特徴とする。

さて、吸入溝の直流入領域では、流体の吸入速度が周辺領域に比べて速い。そのため、直流入領域からポンプ室へ流入する流体については、周辺領域からポンプ室へ流入する流体に比べてキャビテーションが生じやすい。よって、直流入領域のエッジについては、面取り加工せずにキャビテーション低減を図ることがポンプ効率向上にとって有利である。一方、周辺領域のエッジについては、吸入溝からポンプ室へ流体を分配する際の圧力損失を低減させるべく、面取り加工した方がポンプ効率向上にとって有利である。要するに、直流入領域ではキャビテーション低減を図ることがポンプ効率向上に効果的であり、周辺領域については、ポンプ室へ流体を分配する際の圧力損失低減をキャビテーション低減よりも優先させることが、ポンプ効率向上に効果的である。

このような知見を鑑み、上記発明では、面取り加工されていない角部が直流入領域に位置し、面取り部が周辺領域に位置する。そのため、直流入領域におけるキャビテーション低減を図るとともに、周辺領域における圧力損失低減を図ることができ、ポンプ効率を向上できる。

本発明の一実施形態におけ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Ｖ矢視図。図５の拡大図。図１を拡大した、ポンプカバー単体を示す断面図。

以下、本発明にかかる流体ポンプの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、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および図２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。吸入通路１１２ａは、ポンプカバー１１２のうちインナロータ１２０のインナ中心線Ｃｉから偏心した特定の開口箇所Ｓｓにおいて、吸入溝１１３と連通している。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。なお、図２中の符号Ｂ１、Ｂ２に示す斜線は断面を表わすものではなく、後述する周辺部１１３２の範囲を表わす。

ここで吸入溝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。また、吸入溝１１３は、溝底部１１３ｅの開口箇所Ｓｓ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。特に図２に示すように、吸入通路１１２ａが開口する開口箇所Ｓｓの全域では、吸入溝１１３の幅が吸入通路１１２ａの幅よりも小さく設定されている。

また、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配置空間１５８を形成している。

図１、図３、図４および図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。

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および図４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を収容する収容空間１５６が形成される。

図１および図４〜図６に示すインナロータ１２０は、インナ中心線Ｃｉを回転軸１０４ａと共通にすることで、収容空間１５６内では偏心して配置されている。インナロータ１２０の内周部１２２は、ラジアル軸受１５０により径方向に軸受されていると共に、軸方向両側の摺動面１２５を、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、配置空間１５８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１２４ａを、外周部１２４に有している。各外歯１２４ａ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および図４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、収容空間１５６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１２４ａ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１２４ａ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、収容空間１５６のうち内歯１３２ａと外歯１２４ａ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。

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。

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に形成された配置空間１５８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。

次に、図２および図５〜図７を用いて、吸入溝１１３の形状について詳細に説明する。

図示されるように、ポンプハウジング１１０のうち吸入溝１１３を形成する部分のエッジＥには、面取り加工された面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５および面取り加工されていない角部Ｅ１、Ｅ２の両方が設けられている。なお、図２および図３に示すように、対向吸入溝１１８、対向吐出溝１１４および吐出通路１１７については、その全周に面取り加工が施されて面取り部が設けられており、角部は設けられていない。

角部Ｅ１、Ｅ２は、直角のピン角形状に形成されている。つまり、角部Ｅ１、Ｅ２の一方の面は、ポンプカバー１１２のうちインナロータ１２０またはアウタロータ１３０と摺動する摺動面と平行に連続して繋がる。角部Ｅ１、Ｅ２の他方の面は、吸入溝１１３の内壁面、つまり図７を用いて後述する内側壁面１１２１ａおよび外側壁面１１２２ａと平行に連続して繋がる。角部Ｅ１、Ｅ２は、回転軸方向から見て吸入通路１１２ａと重なる領域である直流入領域Ａに位置するとともに、直流入領域ＡにあるエッジＥのうち回転径方向の内側部分（Ｅ２参照）と外側部分（Ｅ１参照）の両方に位置する。

吸入溝１１３のうち直流入領域Ａの部分を直流入部１１３１と呼び、直流入領域Ａ以外の領域（周辺領域Ｂ１、Ｂ２）の部分を周辺部１１３２と呼ぶ。図２の斜線は断面を表わすものではなく、周辺部１１３２の範囲を表わす。

エッジＥのうち角部Ｅ１、Ｅ２が９０度であるのに対し、面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５は、４５度に傾斜する形状である（図７参照）。つまり、面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５の傾斜面は、ポンプカバー１１２の摺動面に対して４５度傾斜するとともに、吸入溝１１３の内壁面に対して４５度傾斜する。面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５は、直流入領域Ａ以外の周辺領域Ｂ１、Ｂ２に位置する。また、面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５は、周辺領域Ｂ１、Ｂ２にあるエッジＥのうち回転径方向の内側部分（Ｅ３参照）と外側部分（Ｅ４参照）、および始端部１１３ｃと終端部１１３ｄの部分（Ｅ５参照）に位置する。

角部Ｅ１、Ｅ２が直流入領域Ａに位置することは先述した通りであるが、面取り部Ｅ３、Ｅ４と角部Ｅ１、Ｅ２の繋ぎ目Ｅｒ（図６参照）も、直流入領域Ａに位置する。繋ぎ目Ｅｒは、回転軸方向から見て吸入溝１１３を幅方向に拡大する向きに凹む、湾曲した形状である。図６および図７中の符号ｗ１、ｗ２に示すように、直流入部１１３１の径方向寸法（幅寸法ｗ１）は、周辺部１１３２の径方向寸法（幅寸法ｗ２）より大きい。つまり、吸入溝１１３の外形線は、外歯１２４ａ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り、この外形線の内側に面取り部Ｅ３、Ｅ４は位置する。よって、周辺部１１３２の幅寸法ｗ２は吸入溝１１３の外形線の幅寸法よりも小さく、直流入部１１３１の幅寸法ｗ１は吸入溝１１３の外形線の幅寸法と一致する。

次に、角部Ｅ１、Ｅ２、面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５および繋ぎ目Ｅｒの製造手順について説明する。先ず、ポンプカバー１１２のうちポンプケーシング１１６の側から切削加工により面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５を形成する（第１工程）。その後、吸入通路１１２ａに吸入溝１１３を連通させるように、溝底部１１３ｅをドリルで切削加工して貫通させる。このように貫通させる切削加工を施す際に、角部Ｅ１、Ｅ２および繋ぎ目Ｅｒを形成する（第２工程）。

次に、図７を用いて吸入通路１１２ａの形状について詳細に説明する。吸入通路１１２ａの上流部分は軸方向視において円形であるが、吸入通路１１２ａの下流部分は、径方向の内側と外側とで異なる段差を有する形状である。詳細に説明すると、ポンプカバー１１２のうち１１２ａの内側部分を形成する内側壁部１１２１と、外側部分を形成する外側壁部１１２２には、下流部分での通路断面積が上流部分での通路断面積よりも縮小させる段差１１２１ｂ、１１２２ｂが形成されている。

内側壁部１１２１のうち段差の１１２１ｂよりも下流側部分の壁面を内側壁面１１２１ａと呼び、外側壁部１１２２のうち段差の１１２２ｂよりも下流側部分の壁面を外側壁面１１２２ａと呼ぶ。内側壁面１１２１ａおよび外側壁面１１２２ａは、吸入通路１１２ａの上流部分における吸入中心線Ｃｓと平行に延びる形状である。吸入中心線Ｃｓは、インナ中心線Ｃｉおよびアウタ中心線Ｃｏと平行である。内側壁面１１２１ａの軸方向長さは、外側壁面１１２２ａの軸方向長さよりも大きく設定されている。例えば、内側壁面１１２１ａは、外側壁面１１２２ａに比べて５倍以上の軸方向長さに設定されている。

これにより、内側壁面１１２１ａに沿って流れる燃料の流速は、外側壁面１１２２ａに沿って流れる燃料の流速よりも速くなる。つまり、吸入溝１１３の直流入部１１３１における吸入中心線Ｃｓ方向の燃料の流速は、径方向の内側部分が外側部分よりも速くなる流速分布になる。

（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。

本実施形態によると、ポンプハウジング１１０のうち吸入溝１１３を形成する部分のエッジＥには、面取り加工された面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５および面取り加工されていない角部Ｅ１、Ｅ２の両方が設けられる。角部Ｅ１、Ｅ２は直流入領域Ａに位置し、面取り部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５は、直流入領域Ａ以外の周辺領域Ｂ１、Ｂ２に位置する。

さて、吸入溝１１３の直流入領域Ａでは、燃料の吸入速度が周辺領域Ｂ１、Ｂ２に比べて速い。そのため、直流入領域Ａからポンプ室１４０へ流入する燃料については、周辺領域Ｂ１からポンプ室１４０へ流入する燃料に比べてキャビテーションが生じやすい。よって、直流入領域ＡのエッジＥについては、面取り加工せずにキャビテーション低減を図ることがポンプ効率向上にとって有利である。

一方、周辺領域Ｂ１のエッジＥについては、吸入溝１１３からポンプ室１４０へ流体を分配する際の圧力損失を低減させるべく、面取り加工した方がポンプ効率向上にとって有利である。なお、直流入領域Ａからポンプ室１４０へ流入する燃料（直流入燃料）の主な流れ方向は回転軸方向である。これに対し、周辺領域Ｂ１、Ｂ２からポンプ室１４０へ流入する燃料（周辺燃料）の流れ方向は、回転径方向の外側と内側、回転方向、回転軸方向に分散している。

要するに、直流入領域Ａにおける直流入燃料に対しては、キャビテーション低減を図ることがポンプ効率向上に効果的である。一方、周辺領域Ｂ１、Ｂ２における周辺燃料に対しては、ポンプ室１４０へ燃料を分配する際の圧力損失低減をキャビテーション低減よりも優先させることが、ポンプ効率向上に効果的である。

このような知見を鑑み、本実施形態では、面取り加工されていない角部Ｅ１が直流入領域Ａに位置し、面取り部Ｅ３が周辺領域Ｂ１、Ｂ２に位置する。そのため、直流入燃料に生じるキャビテーションを低減できるとともに、周辺燃料の圧力損失低減を図ることができ、ポンプ効率を向上できる。つまり、吐出燃料の流速エネルギーを、少ない消費電力で得ることができる。

さらに、本実施形態に係る角部Ｅ１、Ｅ２は、直流入領域ＡにあるエッジＥのうち回転径方向の内側部分と外側部分の両方に位置する。そのため、内側壁面１１２１ａに沿って流れる燃料のキャビテーションが低減するとともに、外側壁面１１２２ａに沿って流れる燃料のキャビテーションも低減する。

さらに、本実施形態に係る角部Ｅ１、Ｅ２は、面取り部Ｅ３、Ｅ４の分だけ、吸入溝１１３の通路断面積を径方向に拡大するように形成されている。そのため、直流入部１１３１の幅寸法ｗ１が、周辺部１１３２の幅寸法ｗ２よりも大きくなるので、その分だけ直流入燃料の流量を増大できる。

さらに、本実施形態では、面取り部Ｅ３、Ｅ４と角部Ｅ１、Ｅ２の繋ぎ目Ｅｒが、直流入領域Ａに位置する。そのため、直流入領域Ａおよび周辺領域Ｂ１、Ｂ２の全域に面取り加工を施して、その後に、直流入領域Ａで切削加工して角部Ｅ１、Ｅ２および繋ぎ目Ｅｒを形成するにあたり、ドリルを吸入通路１１２ａに位置させた状態で切削加工できる。よって、角部Ｅ１、Ｅ２および繋ぎ目Ｅｒの加工性を向上できる。

（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６に示す実施形態では、角部Ｅ１、Ｅ２が、直流入領域ＡにあるエッジＥのうち回転径方向の内側部分と外側部分の両方に位置している。これに対し、内側部分と外側部分のいずれか一方に角部を設け、他方についてはその全体に面取り加工を施してもよい。

図６に示す実施形態では、繋ぎ目Ｅｒおよび角部Ｅ１、Ｅ２を、ポンプカバー１１２のうちポンプケーシング１１６の側から切削加工している。これに対し、繋ぎ目Ｅｒおよび角部Ｅ１、Ｅ２を、ポンプカバー１１２のうちポンプケーシング１１６の反対側から切削加工してもよい。

図４に示す実施形態では、外歯１２４ａ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、１１０…ポンプハウジング、１１２ａ…吸入通路、１１３…吸入溝、１２０…インナロータ、１２４ａ…外歯、１３０…アウタロータ、１３２ａ…内歯、１４０…ポンプ室、Ａ…直流入領域、Ｂ１、Ｂ２…周辺領域、Ｅ…エッジ、Ｅ１、Ｅ２…角部、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５…面取り部、Ｅｒ…繋ぎ目。

Claims

外歯（１２４ａ）を有するインナロータ（１２０）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とともに、前記内歯と前記外歯の間で容積変化するポンプ室（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に形成され、前記ポンプ室に吸入される流体の通路である吸入通路（１１２ａ）と、
前記ポンプハウジングの内壁面に形成された、前記吸入通路と連通する溝であって、前記外歯および前記内歯の回転軌跡に沿って延びる形状の吸入溝（１１３）と、
を備え、
前記ポンプハウジングのうち前記吸入溝を形成する部分のエッジ（Ｅ）には、面取り加工された面取り部（Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５）および面取り加工されていない角部（Ｅ１、Ｅ２）の両方が設けられ、
前記角部は、回転軸方向から見て前記吸入通路と重なる領域である直流入領域（Ａ）に位置し、前記面取り部は、前記直流入領域以外の周辺領域（Ｂ１、Ｂ２）に位置することを特徴とする流体ポンプ。
前記角部は、前記直流入領域にある前記エッジのうち回転径方向の内側部分と外側部分の両方に位置することを特徴とする請求項１に記載の流体ポンプ。
前記面取り部と前記角部の繋ぎ目（Ｅｒ）が、前記直流入領域に位置す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。