JP6500587B2

JP6500587B2 - 燃料ポンプ

Info

Publication number: JP6500587B2
Application number: JP2015099406A
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: 2015-05-14
Filing date: 2015-05-14
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-05-14
Also published as: US20160333878A1; JP2016217162A; US9982672B2

Description

本発明は、液体燃料を吐出する燃料ポンプに関する。

この種の燃料ポンプは、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ケーシングと、を備える。アウタロータはインナロータに対して偏芯して配置されている。そして、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。ポンプ室の容積拡大に伴い、ポンプ室へ吸入口から燃料が吸入され、その後、ポンプ室の容積縮小に伴い、ポンプ室で燃料が圧縮されて吐出口から吐出される（特許文献１参照）。

また、従来の燃料ポンプは、ケーシングを内部に収容する円筒形状のハウジングを備えており、ハウジングの円筒内部にケーシングを圧入することで、ケーシングをハウジングに固定するのが一般的である。

特開２０１３−６０９０１号公報

さて、上記構造の燃料ポンプにおいて、燃料に含まれている異物が両ロータ間に噛み込んでしまい、アウタロータがインナロータに対して相対回転できなくなるロック状態に陥る場合がある。そして、先述したようにアウタロータは偏芯配置されているので、ロック状態でインナロータに回転駆動力を付与させた場合、両ロータが一体となってケーシング内（ポンプ室）を空転する状況にはならない。この場合、両ロータがケーシングと一体となってハウジング内部を空転しようとする。そのため、ハウジングに対してケーシングが回転しようとする力が大きく作用し、その結果、ハウジングに圧入固定されている筈のケーシングが回転し、ハウジングに対するケーシングの回転方向位置がずれる場合がある。すると、吸入口または吐出口の位置が最適位置からずれるので、ポンプ効率が悪化して吐出量が低下する。特に、僅かに位置ずれした場合には、吐出量が僅かに低下するだけなので、位置ずれによりポンプ効率が低下していることに気付きにくい。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、ケーシングの位置ずれによるポンプ効率悪化の抑制を図った燃料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（１２２）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）を形成するケーシング（１１６）と、円筒形状に形成され、ケーシングが円筒内部に圧入されるハウジング（１０２）と、を備え、ケーシングの外周面（１１６ｇ）の周方向の所定部位には、外周面の径方向中心側に凹む凹部（１１６ｒ、１１６ｒａ、１１６ｒｂ、１１６ｒｃ）が形成されており、凹部は、ケーシングの軸方向の所定範囲（Ｗｒ）に部分的に形成されている。

この発明によれば、ハウジングのうち凹部に対向していない部分（圧入変形部）は、ケーシングをハウジングに圧入することに伴い径方向に拡大するように変形（圧入変形）する。これにより、ケーシングがハウジングに圧入固定される。その一方で、ハウジングのうち凹部に対向する部分（凹対向部）については、径方向へ拡大する圧入変形が抑制されることとなり、その結果、凹対向部が凹部に嵌り込んだ状態になる。よって、先述した異物噛み込みに起因してケーシングに大きな回転力が作用した場合であっても、凹対向部が凹部の壁面に引っ掛かり、ケーシングの回り止めとして機能する。したがって、上記発明によれば、ケーシングの回転方向位置がずれることを抑制でき、その位置ずれによるポンプ効率の悪化を抑制できる。

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の拡大図。第１実施形態に係るケーシング単体を示す断面図。図６のVII矢視図。第１実施形態に係るケーシングおよびハウジングの、圧入前の状態を示す断面図。第１実施形態に係るケーシングおよびハウジングの、圧入後の状態を示す断面図であって、圧入部により圧入変形した状態を示す図。第１実施形態に係るケーシングおよびハウジングの、圧入後の状態を示す断面図であって、凹部により圧入変形が抑制された状態を示す図。図９に示すハウジング単体の断面図。図１０に示すハウジング単体の断面図。第１実施形態に係る凹部の形状を表した、ケーシングの断面図。本発明の第２実施形態に係る凹部の形状を表した、ケーシングの断面図。本発明の第３実施形態に係る凹部の形状を表した、ケーシングの断面図。本発明の第４実施形態に係る凹部の形状を表した、ケーシングの断面図。

以下、本発明にかかる燃料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）
本実施形態に係る燃料ポンプは車両に搭載されている。燃料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、燃料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、本実施形態に係る燃料ポンプ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。燃料ポンプ１０１は、ハウジング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、円筒状のハウジング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。ハウジング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。こうした燃料ポンプ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、燃料ポンプ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、カバー１１２、ケーシング１１６、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。ケーシング１１６およびカバー１１２の内部にロータ収容室１１ａが形成され、このロータ収容室１１ａに、インナロータ１２０およびアウタロータ１３０が収容されている。

カバー１１２は、金属により円盤状に形成されている。カバー１１２は、ハウジング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、カバー１１２のうちケーシング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、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。

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１１ｂを形成している。

図１、図３〜図６に示すケーシング１１６は、金属により有底円筒状に形成されている。ケーシング１１６のうち開口部１１６ａは、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。ケーシング１１６の内周面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。

ケーシング１１６は、ハウジング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、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、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、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、ケーシング１１６を補強するリブである。

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、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、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、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、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、ケーシング１１６の凹底部１１６ｃ、内周面１１６ｂおよびカバー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１１ａ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１１ａ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、ケーシング１１６の凹底部１１６ｃとカバー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１１ｂ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１１ａ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は、ケーシング１１６の内周面１１６ｂにより径方向に軸受されている。アウタロータ１３０は、ケーシング１１６の凹底部１１６ｃとカバー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１１ａ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、カバー１１２に形成されたジョイント収容室１１ｂ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。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、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１１ｂに漏れ出る。よって、ジョイント収容室１１ｂ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１１ｂ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、ケーシング１１６をハウジング１０２に圧入固定する構造について、詳細に説明する。

図６に示すように、ケーシング１１６は、拡径部１１６ｆ、圧入部１１６ｐおよびガイド部１１６ｑを有する。これらの部分によりケーシング１１６の外周面１１６ｇは形成される。ケーシング１１６の軸方向（図６の上下方向）において、カバー１１２の側から順に、拡径部１１６ｆ、圧入部１１６ｐおよびガイド部１１６ｑが並べて配置されている。

ガイド部１１６ｑの外形寸法は、ハウジング１０２の内径寸法よりも僅かに小さく設定されている。これにより、ガイド部１１６ｑとハウジング１０２との間にはクリアランスが形成されることとなり、ハウジング１０２を変形させることなくハウジング１０２内部にガイド部１１６ｑを挿入できる（図８参照）。

圧入部１１６ｐの外形寸法は、ハウジング１０２の内径寸法よりも僅かに大きく設定されている。これにより、ハウジング１０２内部に圧入部１１６ｐを挿入すると、ハウジング１０２の内径寸法が圧入部１１６ｐの外形寸法にまで押し拡げられることとなり、ハウジング１０２内部に圧入部１１６ｐが圧入される（図９参照）。これにより、ケーシング１１６がハウジング１０２に圧入固定される。

図３、図４および図７に示すように、ケーシング１１６の外周面１１６ｇの周方向の所定部位には、外周面１１６ｇの径方向中心側に凹む凹部１１６ｒが形成されている。凹部１１６ｒは、ケーシング１１６の周方向の複数箇所（図３の例では４箇所）に形成されている（図４参照）。複数の凹部１１６ｒは、周方向において等間隔に配置されている。複数の凹部１１６ｒの少なくとも一つは、偏心方向Ｄｅを表わす仮想線上に位置する。

凹部１１６ｒは軸方向に延びる形状であり（図７参照）、かつ、断面矩形の形状である（図１３参照）。図８に示すように、凹部１１６ｒは、外周面１１６ｇの軸方向全域Ｗｇのうち、所定範囲Ｗｒに部分的に形成されている。この所定範囲Ｗｒには、圧入部１１６ｐの全域Ｗｐが含まれている。また、ガイド部１１６ｑの全域Ｗｑのうち圧入部１１６ｐに隣接する一部の領域Ｗｑａも、凹部１１６ｒが形成される所定範囲Ｗｒに含まれている。

図９および図１１に示すように、ハウジング１０２のうち、凹部１１６ｒに対向していない部分である圧入変形部１０２ｐは、ケーシング１１６をハウジング１０２に圧入することに伴い径方向に拡大するように変形（圧入変形）する。これにより、ケーシング１１６がハウジング１０２に圧入固定される。一方、図１０および図１２に示すように、ハウジング１０２のうち凹部１１６ｒに対向する部分である凹対向部１０２ｒについては、径方向へ拡大する圧入変形が抑制される。その結果、図３に示すように、凹対向部１０２ｒが凹部１１６ｒに嵌り込んだ状態になっている。

次に、ポンプ本体１０３の組付け手順について説明する。上述の如くケーシング１１６をハウジング１０２に圧入した後、またはその圧入の前に、ケーシング１１６の貫通穴１１６ｅにラジアル軸受１５０を圧入固定する。ケーシング１１６をハウジング１０２に圧入した後、ケーシング１１６に圧入固定された状態のラジアル軸受１５０に、回転軸１０４ａを挿入する。その後、インナロータ１２０をラジアル軸受１５０に挿入し、外歯１２２に内歯１３２ａが噛み合う位置にアウタロータ１３０を配置する。その後、ジョイント部材１６０を回転軸１０４ａに挿入しつつ足部１６４を対向吸入溝１１８に挿入する。その後、スラスト軸受１５２が配置された状態のカバー１１２をケーシング１１６に密着させた状態で、ハウジング１０２の先端を径方向内側に塑性変形させて、ハウジング１０２をカバー１１２にかしめて固定する。

上記密着では、ケーシング１１６にカバー１１２を軸方向に所定荷重で押し付ける。この押し付けにより、ケーシング１１６の拡径部１１６ｆに形成された下側シール面１１６ｆ２とカバー１１２のシール面１１２ｂとが密着し（図５参照）、燃料が漏出しないようにシールされる。また、上記押し付けにより、拡径部１１６ｆに形成された上側シール面１１６ｆ１とハウジング１０２のシール面１０２ａとが密着する（図９、図１０参照）。これにより、ケーシング１１６の外周面１１６ｇとハウジング１０２の内周面との間、およびカバー１１２の外周面とハウジング１０２の内周面との間から、高圧通路１０６の燃料が漏出しないようにシールされる。

さて、車両の燃料タンクに給油された燃料には、粉塵等の異物が含まれていることがあり、その異物が外歯１２２と内歯１３２ａの間に噛み込んでしまい、アウタロータ１３０がインナロータ１２０に対して相対回転できなくなるロック状態に陥る場合がある。そして、アウタロータ１３０はインナロータ１２０に対して偏芯して配置されているので、ロック状態で回転軸１０４ａに回転駆動力を付与させた場合、ケーシング１１６の内周面１１６ｂにアウタロータ１３０が押し付けられた状態になる。つまり、アウタロータ１３０がケーシング１１６と一体となって、ハウジング１０２内部を空転しようとする回転力が、ケーシング１１６に作用する。この回転力によりハウジング１０２に対してケーシング１１６が回転すると、吐出通路１１７の位置が最適位置からずれ、ポンプ効率が悪化して吐出量が低下することが懸念される。特に、僅かに回転して位置ずれした場合には、吐出量が僅かに低下するだけなので、位置ずれによりポンプ効率が低下していることに気付きにくい。

上記懸念に対し、本実施形態では、ケーシング１１６の外周面１１６ｇの周方向の所定部位に凹部１１６ｒが形成されている。そのため、ハウジング１０２のうち圧入変形部１０２ｐについては圧入変形するものの、凹対向部１０２ｒについては圧入変形が抑制され、その結果、凹対向部１０２ｒが凹部１１６ｒに嵌り込んだ状態になっている。よって、先述した異物噛み込みに起因してケーシング１１６に大きな回転力が作用した場合であっても、凹対向部１０２ｒが凹部１１６ｒの壁面に引っ掛かり、ケーシング１１６の回り止めとして機能する。したがって、本実施形態によれば、ケーシング１１６の回転方向位置がずれることを抑制でき、その位置ずれによるポンプ効率の悪化を抑制できる。

さらに本実施形態では、凹部１１６ｒは、軸方向の所定範囲Ｗｒに部分的に形成されている。この構成に反して軸方向の全域に凹部１１６ｒを形成すると、凹部１１６ｒおよび凹対向部１０２ｒが軸方向の全域に延びるガイドとなり、ハウジング１０２に対してケーシング１１６が軸方向に抜けやすくなる。これに対し、本実施形態に係る凹部１１６ｒは軸方向において部分的に形成されているので、ハウジング１０２に対してケーシング１１６が軸方向に位置ずれすることを抑制できる。

さらに本実施形態では、ケーシング１１６は、ハウジング１０２に圧入される圧入部１１６ｐと、圧入部１１６ｐに対して軸方向に隣接配置され、圧入作業時に圧入部１１６ｐへハウジング１０２をガイドするガイド部１１６ｑと、を有する。そのため、圧入作業時に、ガイド部１１６ｑによりハウジング１０２が圧入部１１６ｐへガイドされるので、圧入の作業性を向上できる。

さらに本実施形態では、凹部１１６ｒが形成される所定範囲Ｗｒには、圧入部１１６ｐの全域Ｗｐが含まれている。そのため、ハウジング１０２の凹対向部１０２ｒが、圧入部１１６ｐの全域Ｗｐを含む範囲に形成されるので、全域を含まない範囲に形成された場合に比べて、凹対向部１０２ｒが凹部の壁面に引っ掛かる長さが長くなる。よって、凹対向部１０２ｒによる回り止め機能が強化される。

さらに本実施形態では、インナロータ１２０に対して軸方向に並べて配置され、回転軸１０４ａの回転トルクをインナロータ１２０へ伝達するようインナロータ１２０と回転軸１０４ａを連結するジョイント部材１６０を備える。

さて、一般的に燃料は、低温であるほど粘性が高くなる。特に、燃料が軽油の場合、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。このように燃料の粘性が高くなると、インナロータ１２０が燃料から受ける反力が大きくなり、インナロータ１２０が回転軸１０４ａに対して傾く向きに燃料から受ける力（傾倒力）が大きくなる。その結果、回転軸１０４ａを回転可能に摺動支持するラジアル軸受１５０と回転軸１０４ａとの摺動抵抗が大きくなり、エネルギロスが大きくなる。

この問題に対し、インナロータ１２０を回転軸１０４ａに直結させずに、ジョイント部材１６０を介して連結する本実施形態によれば、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る。よって、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。

しかしながら、この連結構造の場合には、傾倒力が吸収される分だけ、上述した異物噛み込み時にケーシング１１６に伝わる回転力が大きくなる。よって、ケーシング１１６の回転方向の位置ずれ抑制がより一層要求されるようになる。したがって、ジョイント部材１６０を備える構造の燃料ポンプ１０１に凹部１１６ｒが形成された構造を採用すれば、位置ずれ抑制の効果が好適に発揮される。

（第２実施形態）
上記第１実施形態に係る凹部１１６ｒは、図１３に示すように、軸方向に対して垂直な断面の形状が矩形である。これに対し、本実施形態に係る凹部１１６ｒａは、図１４に示すように、断面三角形の形状に形成されている。

（第３実施形態）
図１５に示すように、本実施形態に係る凹部１１６ｒｂの、軸方向に対して垂直な断面の形状は、矩形の角部を湾曲させた形状である。

（第４実施形態）
上述した各凹部１１６ｒ、１１６ｒａ、１１６ｒｂは、左右対称の断面形状に形成されている。これに対し本実施形態では、図１６に示すように、左右非対称の形状に凹部１１６ｒｃを形成している。具体的には、凹部１１６ｒｃのうち回転方向Ｒｉ，Ｒｏの反対側に位置する壁面の傾斜を、回転方向Ｒｉ，Ｒｏの反対側に位置する壁面に比べて大きくする。より具体的には、回転方向Ｒｉ，Ｒｏの反対側に位置する壁面を、回転中心に向かって延びる形状にする。

これによれば、凹対向部１０２ｒが凹部１１６ｒに引っ掛かる部分の壁面は、傾斜が大きく形成されるので、引っ掛かりやすくなる。よって、凹対向部１０２ｒが凹部１１６ｒに引っ掛かることによるケーシング１１６の回り止め機能を強化できる。

（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４に示す実施形態では、凹部１１６ｒは、ケーシング１１６の周方向の複数箇所（図３の例では４箇所）に形成されている。これに対し、凹部１１６ｒは１箇所でもよい。但し、３箇所以上であることが望ましい。

図８に示す凹部１１６ｒは、軸方向の所定範囲Ｗｒに部分的に形成されている。これに対し、軸方向に延びる凹部１１６ｒが、外周面１１６ｇの軸方向全域Ｗｇに亘って延びる形状に形成されていてもよい。

図８に示す凹部１１６ｒの所定範囲Ｗｒには、圧入部１１６ｐの全域Ｗｐが含まれている。これに対し、圧入部１１６ｐの一部が部分的に含まれるように所定範囲Ｗｒを設定してもよい。また、図８に示す凹部１１６ｒの所定範囲Ｗｒには、ガイド部１１６ｑの一部の領域Ｗｑａが含まれている。これに対し、ガイド部１１６ｑが含まれないように所定範囲Ｗｒを設定してもよい。

図７に示す凹部１１６ｒは、軸方向に対して平行に延びる形状に形成されている。これに対し、凹部は、軸方向に対して交差するように斜めに延びる形状に形成されていてもよい。

図１に示す実施形態では、インナロータ１２０を回転軸１０４ａに直結させずに、ジョイント部材１６０を介してインナロータ１２０を回転軸１０４ａに連結させている。これに対し、ジョイント部材１６０を廃止して、インナロータ１２０を回転軸１０４ａに連結させてもよい。

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。

燃料ポンプ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。燃料ポンプ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を一体に構成した燃料ポンプ１０１に本発明を適用しているが、本発明に係る燃料ポンプ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、カバー１１２およびケーシング１１６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…燃料ポンプ、１０２…ハウジング、１１６…ケーシング、１１６ｇ…ケーシングの外周面、１１６ｒ、１１６ｒａ、１１６ｒｂ、１１６ｒｃ…凹部、１２０…インナロータ、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

外歯（１２２）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）を形成するケーシング（１１６）と、
円筒形状に形成され、前記ケーシングが円筒内部に圧入されるハウジング（１０２）と、
を備え、
前記ケーシングの外周面（１１６ｇ）の周方向の所定部位には、前記外周面の径方向中心側に凹む凹部（１１６ｒ、１１６ｒａ、１１６ｒｂ、１１６ｒｃ）が形成されており、
前記凹部は、前記ケーシングの軸方向の所定範囲（Ｗｒ）に部分的に形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
前記ケーシングは、前記ハウジングに圧入される圧入部（１１６ｐ）と、前記圧入部に対して軸方向に隣接配置され、圧入作業時に前記圧入部へ前記ハウジングをガイドするガイド部（１１６ｑ）と、を有し、
前記所定範囲には、前記圧入部の全域（Ｗｐ）が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
回転駆動する回転軸（１０４ａ）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、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプ。