KR101925618B1

KR101925618B1 - 연료펌프

Info

Publication number: KR101925618B1
Application number: KR1020177023024A
Authority: KR
Inventors: 히로미 사카이; 다이지 후루하시
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2018-12-05
Also published as: JP6380299B2; US20180087504A1; JP2017044139A; WO2017033720A1; US10612547B2; KR20170105591A

Abstract

연료펌프는 아우터기어(30), 아우터기어(30)에 대하여 편심되어 맞물리는 이너기어(20), 및 양 기어(20, 30)를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징(11)을 구비한다. 양 기어(20, 30)는 이들의 사이에 복수개 형성된 펌프실(40)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 각 펌프실(40)로 차례 차례 흡입하고나서 토출한다. 펌프하우징(11)은 양 기어(20, 30)가 슬라이딩하는 슬라이딩면(75), 슬라이딩면(75)으로부터 오목하고 흡입측의 연료를 안내하는 흡입홈(18), 슬라이딩면(75)으로부터 오목하고 토출측의 연료를 안내하는 토출통로(17), 및 슬라이딩면(75)으로부터 오목하고 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되고 양 홈 단부를 통하여 흡입홈(18)과 토출통로(17)에 연통하는 연통홈(77, 78)을 가진다.

Description

연료펌프

본원은 2015년 8월 26일에 출원된 일본국 특허출원 제2015―167059호에 기초하는 것으로, 이 개시로서 그 내용을 본 명세서 중에 개시한 것으로 한다.

본 개시는 연료를 흡입하고나서 토출하는 연료펌프에 관한 것이다.

종래, 연료를 흡입하고나서 토출하는 연료펌프에 응용 가능한 기술로서, 특허문헌 1의 펌프가 개시되어 있다. 이 펌프는 내치를 복수개 가지는 아우터기어(outer gear)와, 외치를 복수개 가지고, 아우터기어와는 편심방향으로 편심되어 맞물리는 이너기어(inner gear)와, 아우터기어 및 이너기어를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징을 구비하고 있다. 아우터기어 및 이너기어는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성된 펌프실의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써 액체를 각 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출하는 것이다.

여기에서, 펌프하우징은 아우터기어 및 이너기어를 축방향의 양측에서 지탱함으로써 이들 양 기어가 슬라이딩하는 한쌍의 슬라이딩면과, 슬라이딩면으로부터 오목하고, 흡입측의 액체를 안내하는 흡입가이드로(suction guide passage) 및 토출측의 액체를 안내하는 토출가이드로(discharge guide passage)를 가지고 있다.

또한, 펌프하우징은 흡입가이드로와 토출가이드로를 연통하는 직선형상의 배압로(pressure drain passage)를 가지고 있다. 이 배압로에 의해, 토출능력을 넘는 압력이 발생하여 전동모터에 과부하가 걸리는 것을 방지하고 있다.

그런데 연료펌프는 연료에 혼입된 이물(異物)을 흡입해 버리는 경우가 있다. 펌프하우징 내에서, 이너기어의 외치에서의 톱니 선단부근에서는 양 기어가 근접할 수 있기 때문에 연료 중의 이물의 밀도가 특별히 높아지기 쉽다. 양 기어의 근접부분의 이물은 가이드로 등의 탈출구가 없는 부분에서는 슬라이딩면으로 슬라이딩하는 경우가 있다. 이와 같은 이물의 슬라이딩에 의해, 슬라이딩면에 이너기어의 외접원을 따른 슬라이딩 손상이 발생하고, 연료펌프의 사용에 따라 서서히 슬라이딩 손상이 깊어지는 결과, 토출가이드로로부터 흡입가이드로로의 연료 누출에 의해 펌프 효율이 저하하는 것을 발명자들은 발견했다.

여기에서, 특허문헌 1의 직선형상의 배압홈은 이너기어의 외접원과 겹치는 부분에서는 근접부분의 이물을 빠져나가게 하는 것이 가능하지만, 해당 외접원과 겹치지 않는 부분에서는 근접부분의 이물이 슬라이딩면으로 슬라이딩하여 슬라이딩 손상이 발생한다. 한편, 해당 외접원을 모두 커버할 수 있도록, 직선형상의 배압홈의 폭을 크게 하면, 흡입가이드로와 토출가이드로가 연결되어 버려서, 펌프 효율이 현저히 저하해 버린다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2010―25029호 공보

본 개시는 이상으로 설명한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 사용에 따라 펌프 효율이 저하하는 것을 억제하는 연료펌프를 제공하는 것에 있다.

본 개시의 연료펌프는 내치를 복수개 가지는 아우터기어; 외치를 복수개 가지고, 아우터기어에 대하여 편심되어 맞물리는 이너기어; 및 아우터기어와 이너기어를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징을 구비하고; 아우터기어 및 이너기어는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성된 펌프실의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써 연료를 각 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출하고; 펌프하우징은, 아우터기어 및 이너기어를 축방향의 양측에서 지탱함으로써, 이들 양 기어가 슬라이딩하는 한쌍의 슬라이딩면, 한쌍의 슬라이딩면 중 적어도 한쪽으로부터 오목하고 흡입측의 연료를 안내하는 흡입가이드로, 흡입가이드로가 설치된 슬라이딩면으로부터 오목하고 토출측의 연료를 안내하는 토출가이드로, 및 흡입가이드로와 토출가이드로가 설치된 슬라이딩면으로부터 오목하고 이너기어의 외접원을 따른 원호형상으로 형성되고 양 홈 단부를 통하여 흡입가이드로와 토출가이드로에 연통하는 연통홈을 가지는 것을 특징으로 한다.

이 연료펌프에 있어서, 아우터기어 및 이너기어를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징은 흡입가이드로 및 토출가이드로가 설치되고, 양 기어가 슬라이딩하는 슬라이딩면으로부터 오목한 연통홈을 가지고 있다. 여기에서, 연료에 혼입된 이물의 밀도가 이너기어의 외치에서의 톱니 선단부근의 양 기어가 근접하는 근접부분에서 높아졌다고 해도, 연통홈은 이너기어의 외접원을 따른 원호형상으로 형성되어 있기 때문에 효율적으로 해당 근접부분의 이물을 해당 연통홈으로 빼내는 것이 가능하게 된다. 그리고 연통홈은 양 홈 단부를 통하여 흡입가이드로 및 토출가이드로에 연통해 있기 때문에 해당 연통홈으로 빠져나간 이물은 해당 흡입가이드로 또는 토출가이드로로 빠져나가게 된다. 따라서, 이물이 슬라이딩면으로 슬라이딩하기 어려워져서, 해당 슬라이딩면에 이너기어의 외접원을 따른 슬라이딩 손상이 발생하기 어려워지기 때문에, 서서히 슬라이딩 손상이 깊어지는 것에 의해 토출가이드로로부터 흡입가이드로로 연료가 누출되는 것을 억제할 수 있다. 이상에 의해, 연료펌프의 사용에 따라 펌프 효율이 저하하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 일실시형태에서의 연료펌프를 도시한 부분단면 정면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ방향으로 펌프커버를 본 평면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ방향으로 펌프케이싱을 본 평면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ―Ⅳ선 단면도이다.
도 5는 일실시형태에서의 조인트부재를 도시한 정면도이다.
도 6은 일실시형태에서의 연통홈의 단면도이다.
도 7은 변형예 1 중, 일례에서의 도 6에 대응하는 도면이다.
도 8은 변형예 1 중, 다른 일례에서의 도 6에 대응하는 도면이다.
도 9는 변형예 1 중, 다른 일례에서의 도 6에 대응하는 도면이다.

이하, 본 개시의 일실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

본 개시의 일실시형태에 의한 연료펌프(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 용적식의 트로코이드펌프(trochoid pump)이다. 또한, 연료펌프(100)는 차량에 탑재되어, 내연기관의 연소에 이용하는 연료로서의 경유를 압송하기 위해 이용되는 디젤펌프이다. 연료펌프(100)는 원통형상의 펌프보디(2) 내부에 수용된 전동모터(80) 및 펌프본체(10) 및 축방향(Da)으로 전동모터(80)를 사이에 두고 펌프본체(10)와는 반대측으로부터 외부로 돌출한 사이드커버(5)를 주체로 하여 구성되어 있다. 이러한 연료펌프(100)에서는 사이드커버(5)의 전기커넥터(5a)를 통한 외부회로로부터의 통전에 의해 전동모터(80)의 회전축(80a)이 회전구동된다. 회전축(80a)의 구동력을 이용하여 펌프본체(10)의 아우터기어(30) 및 이너기어(20)가 회전한다. 이에 따라, 양 기어(20, 30)가 수용되어 있는 기어수용실(56)에 흡입 및 가압된 연료가 기어수용실(56) 밖의 연료통로(6)를 통하여 사이드커버(5)의 토출포트(5b)로부터 토출된다.

연료는 차량에 설치된 연료탱크에 저장되어 있고, 석션필터를 통과한 후, 흡입구(12a)를 통하여 연료펌프(100)에 흡입되게 되어 있다. 연료탱크 중의 연료에는 예를 들면, 모래, 먼지, 주유소의 탱크의 녹 등의 이물이 혼입될 수 있다.

여기에서, 연료로서의 경유는 가솔린보다도 점성이 높고, 특히, 저온 상태에서 젤리형상으로 되기 때문에, 이와 같은 경유를 원활하게 흡입하기 위해, 석션필터의 구멍의 크기는 가솔린의 경우보다도 크게 설정된다. 이 때문에, 본 연료펌프(100)에는 경유에 혼입된 이물이 흡입되기 쉽다.

이와 같은 본 실시형태의 연료펌프(100)에 이용되는 전동모터(80)는 마그넷을 4극으로 그리고 코일을 6슬롯으로 형성 배치한 이너로터형의 브러시리스모터로 되어 있다. 예를 들면, 차량의 IG―ON이나 차량의 액셀페달을 밟는 조작이 이루어지면, 이에 따라서 전동모터(80)는 구동회전측 또는 구동회전역측으로 회전축(80a)이 회전되는 위치결정제어를 실시한다. 그 후, 위치결정제어로 위치결정된 위치로부터 구동회전측으로 회전축(80a)을 회전시키는 구동제어를 실시한다.

또한, '구동회전측'이란, 후술하는 회전방향(Rig)의 정(＋)방향(도 4를 참조)으로 되는 측을 나타낸다. 또한, '구동회전역측'이란, 회전방향(Rig)의 부(－)방향(도 4를 참조)으로 되는 측을 나타낸다.

이하, 도 2 내지 도 6을 이용하면서 펌프본체(10)에 대하여 상세하게 설명한다. 펌프본체(10)는 펌프하우징(11), 이너기어(20), 조인트부재(60) 및 아우터기어(30)를 구비하고 있다.

펌프하우징(11)은 펌프커버(12)와 펌프케이싱(16)을 축방향(Da)으로 적층함으로써 양 기어(20, 30)를 회전 가능하게 수용하는 원통형상의 기어수용실(56)을 구획하고 있다. 이에 따라, 펌프하우징(11)은 양 기어(20, 30)를 축방향(Da)의 양측에서 지탱함으로써 이들 양 기어(20, 30)가 슬라이딩하는 한쌍의 슬라이딩면(70, 75)을 평면형상으로 형성하고 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 펌프커버(12)는 펌프하우징(11)의 하나의 구성부품이다. 펌프커버(12)는 철강재 등의 강성을 가지는 금속으로 이루어지는 기재에 도금 등의 표면처리를 실시함으로써 내마모성을 가지는 원반형상으로 형성되어 있다. 펌프커버(12)는 펌프보디(2)에서, 축방향(Da)으로 전동모터(80)를 사이에 두고 사이드커버(5)와는 반대측의 단으로부터 외부로 돌출해 있다.

펌프커버(12)는 외부로부터 연료를 흡입하기 위해, 원통형상의 흡입구(12a) 및 원호홈형상의 흡입통로(13)를 형성하고 있다. 흡입구(12a)는 펌프커버(12) 중, 이너기어(20)의 이너중심선(Cig)에 대하여 편심된 특정한 개구부분(Ss)을 축방향(Da)을 따라서 관통하고 있다. 흡입통로(13)는 펌프커버(12)의 슬라이딩면(70)으로부터 연장되고, 또한 펌프커버(12) 중, 기어수용실(56)측으로 개구되어 있다. 특히, 도 2에 도시한 바와 같이, 흡입통로(13)의 내주 가장자리부(13a)는 이너기어(20)의 회전방향(Rig)을 따라서 반주(半周) 미만의 길이로 연신해 있다. 흡입통로(13)의 외주 가장자리부(13b)는 아우터기어(30)의 회전방향(Rog)(도 4도 참조)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다.

여기에서, 흡입통로(13)는 시단부(13c)로부터 회전방향(Rig, Rog)의 종단부(13d)를 향할수록 폭이 확대되어 있다. 또한, 흡입통로(13)는 홈 저부(13e)의 개구부분(Ss)으로 흡입구(12a)를 개구시킴으로써 해당 흡입구(12a)와 연통해 있다. 특히, 도 2에 도시한 바와 같이, 흡입구(12a)가 개구하는 개구부분(Ss)의 전역에서는 흡입통로(13)의 폭이 흡입구(12a)의 폭보다도 작게 설정되어 있다.

도 1, 도 3 및 도 4에 도시한 펌프케이싱(16)은 펌프하우징(11)의 하나의 구성부품이다. 펌프케이싱(16)은 철강재 등의 강성을 가지는 금속으로 이루어지는 기재에 도금 등의 표면처리를 실시함으로써 내마모성을 가지는 바닥(bottom)을 구비한 원통형상으로 형성되어 있다. 펌프케이싱(16) 중, 개구부(16a)는 펌프커버(12)에 의해 덮임으로써 전체 둘레에 걸쳐서 밀폐되어 있다. 펌프케이싱(16)의 내주부(16b)는 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 원통구멍형상으로 형성되어 있다.

펌프케이싱(16)은 기어수용실(56)로부터 연료를 토출하기 위해, 원통구멍형상의 토출통로(17)를 형성하고 있다. 토출통로(17)는 펌프케이싱(16)의 슬라이딩면(75)으로부터 연장되고, 또한 펌프케이싱(16)의 오목저부(16c)를 축방향(Da)을 따라서 관통하고 있다. 특히, 도 3에 도시한 바와 같이, 토출통로(17)의 내주 가장자리부(17a)는 이너기어(20)의 회전방향(Rig)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다. 토출통로(17)의 외주 가장자리부(17b)는 아우터기어(30)의 회전방향(Rog)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다. 여기에서, 토출통로(17)는 시단부(17c)로부터 회전방향(Rig, Rog)의 종단부(17d)를 향할수록 폭이 축소되어 있다.

또한, 펌프케이싱(16)은 토출통로(17)에 있어서, 보강리브(16d)를 가지고 있다. 보강리브(16d)는 펌프케이싱(16)과 일체로 형성되어 있고, 이너기어(20)의 회전방향(Rig)에 대하여 교차방향으로 토출통로(17)를 걸침으로써 펌프케이싱(16)를 보강하는 리브이다.

펌프케이싱(16)의 오목저부(16c) 중, 양 기어(20, 30) 사이의 펌프실(40)(뒤에서 상세히 서술)을 사이에 두고 흡입통로(13)와 대향하는 부분에는 특히 도 3에 도시한 바와 같이, 흡입통로(13)를 축방향(Da)으로 투영한 형상과 대응시켜서 원호홈형상의 흡입홈(18)이 형성되어 있다. 흡입홈(18)은 슬라이딩면(75)으로부터 오목해 있고, 펌프케이싱(16) 중, 기어수용실(56)측으로 개구되어 있다. 이에 따라, 펌프케이싱(16)에서는 토출통로(17)가 흡입홈(18)과 그 윤곽이 대략 선대칭으로 설치되어 있다.

그리고 펌프케이싱(16)의 슬라이딩면(75)은 편심측 구획부(75a) 및 반대측 구획부(75b)를 가지고 있다. 편심측 구획부(75a)는 뒤에 상세히 서술하는 이너기어(20)의 편심측에 있어서, 흡입홈(18)의 시단부(18c)와 토출통로(17)의 종단부(17d)의 사이를 구획하고 있다. 편심측 구획부(75a)에는 연통홈(77)이 설치되어 있다. 반대측 구획부(75b)는 편심측과는 아우터기어(30)의 회전중심인 아우터중심선(Cog)을 사이에 둔 반대측에 있어서, 흡입홈(18)의 종단부(18d)와 토출통로(17)의 시단부(17c)의 사이를 구획하고 있다. 반대측 구획부(75b)에도 연통홈(78)이 설치되어 있다.

한편, 특히 도 2에 도시한 바와 같이, 펌프커버(12) 중, 펌프실(40)을 사이에 두고 토출통로(17)와 대향하는 부분에는 토출통로(17)를 축방향(Da)으로 투영한 형상과 대응시켜서 원호홈형상의 토출홈(14)이 형성되어 있다. 토출홈(14)은 슬라이딩면(70)으로부터 오목해 있고, 펌프커버(12) 중, 기어수용실(56)측으로 개구되어 있다. 이에 따라, 펌프커버(12)에서는 조인트수용실(58)을 사이에 두고 흡입통로(13)가 토출홈(14)과 그 윤곽이 대략 선대칭으로 설치되어 있다.

그리고 펌프커버(12)의 슬라이딩면(70)은 편심측 구획부(70a) 및 반대측 구획부(70b)를 가지고 있다. 편심측 구획부(70a)는 이너기어(20)의 편심측에 있어서, 흡입통로(13)의 시단부(13c)와 토출홈(14)의 종단부(14d)의 사이를 구획하고 있다. 편심측 구획부(70a)에는 연통홈(72)이 설치되어 있다. 반대측 구획부(70b)는 편심측과는 아우터중심선(Cog)을 사이에 둔 반대측에 있어서, 흡입통로(13)의 종단부(13d)와 토출홈(14)의 시단부(14c)의 사이를 구획하고 있다. 반대측 구획부(70b)에도 연통홈(73)이 설치되어 있다.

이와 같이, 흡입측의 연료를 안내하는 흡입가이드로로서, 펌프커버(12)의 흡입통로(13) 및 펌프케이싱(16)의 흡입홈(18)이 설치되어 있다. 또한, 토출측의 연료를 안내하는 토출가이드로로서, 펌프커버(12)의 토출홈(14) 및 펌프케이싱(16)의 토출통로(17)가 설치되어 있다.

여기에서, 펌프커버(12)가 가지는 조인트수용실(58)은 이너중심선(Cig) 상의 이너기어(20)와 대향하는 부분에 있어서, 슬라이딩면(70)으로부터 축방향(Da)을 따라 오목해 있다. 이렇게 하여 조인트수용실(58)은 아우터기어(30) 및 이너기어(20)에 대한 축방향(Da)의 일측에서 기어수용실(56)과 연통함으로써 후술하는 조인트부재(60)의 본체부(62)를 회전 가능하게 수용하게 되어 있다.

특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 펌프케이싱(16)의 오목저부(16c) 중, 이너중심선(Cig) 상에는 해당 오목저부(16c)를 관통하는 전동모터(80)의 회전축(80a)을 직경방향으로 축지지하기 위해, 레이디얼 베어링(50)이 끼워맞춤고정되어 있다. 한편, 펌프커버(12) 중, 이너중심선(Cig) 상의 조인트수용실(58) 저부에는 회전축(80a)을 축방향(Da)으로 축지지하기 위해, 스러스트 베어링(52)이 끼워맞춤고정되어 있다.

이너기어(20) 및 아우터기어(30)는 각각의 톱니를 트로코이드곡선으로 한, 이른바 트로코이드기어로 되어 있다.

구체적으로, 도 1 및 도 4에 도시한 이너기어(20)는 이너중심선(Cig)을 회전축(80a)과 공통으로 함으로써, 기어수용실(56) 내에서는 편심되어 배치되어 있다. 또한, 이너기어(20)는 두께치수를 원통형상의 기어수용실(56)의 대응치수보다도 약간 작게 형성하고 있다. 이렇게 하여 이너기어(20)는, 그 내주부(22)가 레이디얼 베어링(50)에 의해 직경방향으로 축지지되어 있고, 또한 축방향(Da)의 양측이 슬라이딩면(70, 75)에 의해 축지지되어 있다.

또한, 이너기어(20)는 조인트수용실(58)과 대향하는 부분에 있어서, 축방향(Da)을 따라서 오목한 삽입구멍(26)을 가지고 있다. 삽입구멍(26)은 둘레방향으로 등간격으로 복수개 설치되고, 각 삽입구멍(26)은 오목저부(16c)측까지 관통해 있다.

여기에서, 도 1, 도 4 및 도 5에 도시한 조인트부재(60)는 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드(PPS)수지 등의 합성수지에 의해 형성되고, 회전축(80a)을 이너기어(20)와 연결함으로써 양 기어(20, 30)를 회전시키는 부재이다. 조인트부재(60)는 본체부(62) 및 삽입부(64)를 가지고 있다. 본체부(62)는 조인트수용실(58) 내에 있어서, 회전축(80a)과 끼워맞춤구멍(62a)을 통하여 끼워맞추어진 상태로 되어 있다. 삽입부(64)는 각 삽입구멍(26)에 대응하여 복수개 설치되어 있다. 구체적으로, 본 실시형태의 삽입구멍(26) 및 삽입부(64)는 전동모터(80)의 토크 리플(torque ripple)의 영향을 저감하기 위해, 해당 전동모터(80)의 극수 및 슬롯수를 피한 수이고, 특히, 소수(素數)인 5개씩 설치되어 있다. 각 삽입부(64)는 본체부(62)의 끼워맞춤구멍(62a)보다도 외주측 부분으로부터 축방향(Da)을 따라서 연신해 있다.

각 삽입구멍(26)에는 각각 대응하는 삽입부(64)가 간극을 두고 삽입되어 있다. 회전축(80a)이 구동회전측으로 회전구동하면, 삽입부(64)가 삽입구멍(26)의 내벽으로 압박됨으로써 해당 회전축(80a)의 구동력이 조인트부재(60)를 통하여 이너기어(20)에 전달된다. 즉, 이너기어(20)는 이너중심선(Cig) 주위로 되는 회전방향(Rig)으로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 도 4에서는 삽입구멍(26) 및 삽입부(64)의 일부에만 부호가 붙여져 있다.

이너기어(20)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 회전방향(Rig)으로 등간격으로 나열되는 복수개의 외치(24a)를 외주부(24)에 가지고 있다. 각 외치(24a)는 톱니 바닥으로부터 외주측으로 돌출하는 그 톱니 선단이 원환형상의 외접원(Cc)(톱니 선단원이라고도 불린다)을 따라서 형성되어 있고, 이너기어(20)의 회전에 따라서 각 통로(13, 17) 및 각 홈(14, 18)과 대향 가능하게 되어 있고, 이에 따라, 슬라이딩면(70, 75)으로 들러붙는 것이 억제된다.

도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 아우터기어(30)는 이너기어(20)의 이너중심선(Cig)에 대하여 편심함으로써 기어수용실(56) 내에서는 동축 상에 배치되어 있고, 이에 따라, 아우터기어(30)에 대해서는, 해당 아우터기어(30)의 1직경방향으로서의 편심방향(De)으로 이너기어(20)가 편심되어 있다.

아우터기어(30)는 외경 및 두께치수가 원통형상의 기어수용실(56)의 대응치수보다도 약간 작게 형성되어 있다. 이렇게 하여 아우터기어(30)는, 그 외주부(34)가 펌프케이싱(16)의 내주부(16b)에 축지지되어 있고, 또한 축방향(Da)의 양측이 슬라이딩면(70, 75)에 의해 축지지되어 있다. 따라서, 아우터기어(30)는 이너기어(20)와 연동하여 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 아우터중심선(Cog) 주위로 되는 일정한 회전방향(Rog)으로 회전 가능하게 되어 있다.

아우터기어(30)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 그러한 회전방향(Rog)에 등간격으로 나열되는 복수개의 내치(32a)를 내주부(32)에 가지고 있다. 여기에서, 아우터기어(30)에서의 내치(32a)의 수는 이너기어(20)에서의 외치(24a)의 수보다도 하나 많아지도록 설정되어 있다. 본 실시형태에서는 내치(32a)의 수는 10개, 외치(24a)의 수는 9개로 되어 있다. 각 내치(32a)는 아우터기어(30)의 회전에 따라서 각 통로(13, 17) 및 각 홈(14, 18)과 축방향(Da)에 대향 가능하게 되어 있고, 이에 따라, 슬라이딩면(70, 75)으로 들러붙는 것이 억제되어 있다.

또한, 내치(32a)의 톱니 선단에서의 곡률은 외치(24a)의 톱니 바닥에서의 곡률에 맞추어서 동일 정도로 형성되어 있고, 내치(32a)의 톱니 바닥에서의 곡률은 외치(24a)의 톱니 선단에서의 곡률에 맞추어서 동일 정도로 형성되어 있다. 그리고 이너기어(20)에서의 외치(24a)의 톱니 선단에서의 곡률은 아우터기어(30)에서의 내치(32a)의 톱니 선단에서의 곡률보다도 크게 형성되어 있다.

아우터기어(30)에 대하여 이너기어(20)는 편심방향(De)으로의 상대적인 편심에 의해 맞물려 있다. 이에 따라, 편심측에서 양 기어(20, 30)는 간극이 적게 맞물려 있지만, 그 반대측에서 양 기어(20, 30)의 사이에는 펌프실(40)이 복수개 연속하여 형성되어 있다. 이와 같은 펌프실(40)은 아우터기어(30) 및 이너기어(20)가 회전함으로써, 그 용적이 확대 축소되게 되어 있다.

양 기어(20, 30)의 회전에 동반하여, 흡입가이드로를 구성하는 흡입통로(13) 및 흡입홈(18)과 대향하여 연통하는 펌프실(40)에서, 그 용적이 확대된다. 그 결과로서, 흡입구(12a)로부터 연료가 흡입통로(13)를 통하여 기어수용실(56) 내의 펌프실(40)로 흡입된다. 이때, 시단부(13c)로부터 종단부(13d)를 향할수록(도 2도 참조), 흡입통로(13)의 폭이 확대되어 있고, 이에 따라, 해당 흡입통로(13)를 통하여 흡입되는 연료량은 펌프실(40)의 용적 확대량에 따른 것으로 된다.

양 기어(20, 30)의 회전에 동반하여, 토출가이드로를 구성하는 토출통로(17) 및 토출홈(14)과 대향하여 연통하는 펌프실(40)에서, 그 용적이 축소된다. 그 결과로서, 흡입기능과 동시에 펌프실(40)로부터 연료가 토출통로(17)를 통하여 기어수용실(56) 밖으로 토출된다. 이때, 시단부(17c)로부터 종단부(17d)를 향할수록(도 3도 참조), 토출통로(17)의 폭이 확대되어 있고, 이에 따라, 해당 토출통로(17)를 통하여 토출되는 연료량은 펌프실(40)의 용적 축소량에 따른 것으로 된다.

이와 같이 하여, 흡입통로(13)를 통하여 펌프실(40)로 차례 차례 흡입되고나서 토출통로(17)를 통하여 토출된 연료는 연료통로(6)를 통하여 토출포트(5b)로부터 외부로 토출되는 것이다. 여기에서, 상기의 펌프 작용에 의해 토출측에서의 연료 압력은 흡입측에서의 연료 압력과 비교하여 고압 상태로 된다.

여기에서, 펌프하우징(11)이 가지고 있는 연통홈(72, 73, 77, 78)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 펌프케이싱(16)은 흡입홈(18) 및 토출통로(17)가 설치된 슬라이딩면(75)으로부터 오목한 연통홈(77, 78)을 가지고 있다. 이 중, 편심측 구획부(75a)에 설치된 연통홈(77)은 한쪽의 홈 단부(77a) 및 시단부(18c)를 통하여 흡입홈(18)과 연통해 있고, 또한 다른쪽의 홈 단부(77b) 및 종단부(17d)를 통하여 토출통로(17)와 연통해 있다. 연통홈(77)은 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되어 있고, 이에 따라, 시단부(18c) 중, 외주 가장자리부(18b)와 교차하는 부분을 통하여 흡입홈(18)과 연통하고, 종단부(17d) 중, 외주 가장자리부(17b)와 교차하는 부분을 통하여 토출통로(17)와 연통해 있다. 연통홈(77)의 폭은 흡입홈(18)의 폭 및 토출통로(17)의 폭보다도 충분히 작게 설정되어 있다. 또한, 연통홈(77)의 폭 및 깊이는 둘레방향에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 설정되어 있다. 또한, 특히, 도 6에 도시한 바와 같이, 펌프케이싱(16)의 직경방향을 따른 종단면에 있어서, 연통홈(77)은 바이트팁형상인 대략 삼각형상으로 형성되어 있다.

반대측 구획부(75b)에 설치된 연통홈(78)은 한쪽의 홈 단부(78a) 및 종단부(18d)를 통하여 흡입홈(18)과 연통해 있고, 또한 다른쪽의 홈 단부(78b) 및 시단부(17c)를 통하여 토출통로(17)와 연통해 있다. 연통홈(78)은 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되어 있고, 이에 따라, 종단부(18d) 중, 중간부분을 통하여 흡입홈(18)과 연통하고, 시단부(17c) 중, 중간부분을 통하여 토출통로(17)와 연통해 있다. 연통홈(78)의 폭은 흡입홈(18)의 폭 및 토출통로(17)의 폭보다도 충분히 작게 설정되어 있다. 또한, 연통홈(77)과 마찬가지로, 연통홈(78)의 폭 및 깊이는 둘레방향에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 설정되어 있고, 종단면의 형상도 동일하게 되어 있다.

이렇게 하여, 펌프케이싱(16) 중, 이너기어(20)의 외접원(Cc)과 축방향(Da)으로 대향하는 부분에서는 흡입홈(18), 토출통로(17) 및 연통홈(77, 78)에 의해 전체둘레에 걸쳐서 슬라이딩면(75)으로부터 오목한 형상으로 되어 있다.

펌프커버(12)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 흡입통로(13) 및 토출홈(14)이 설치된 슬라이딩면(70)으로부터 오목한 연통홈(72, 73)을 가지고 있다. 이 중, 편심측 구획부(70a)에 설치된 연통홈(72)은 한쪽의 홈 단부(72a) 및 시단부(13c)를 통하여 흡입통로(13)와 연통해 있고, 또한 다른쪽의 홈 단부(72b) 및 종단부(14d)를 통하여 토출홈(14)과 연통해 있다. 연통홈(72)은 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되어 있고, 이에 따라, 시단부(13c) 중, 외주 가장자리부(13b)와 교차하는 부분을 통하여 흡입통로(13)와 연통하고, 종단부(14d) 중, 외주 가장자리부(14b)와 교차하는 부분을 통하여 토출홈(14)과 연통해 있다. 연통홈(72)의 폭은 흡입통로(13)의 폭 및 토출홈(14)의 폭보다도 충분히 작게 설정되어 있다. 또한, 연통홈(77, 78)과 마찬가지로, 연통홈(72)의 폭 및 깊이는 둘레방향에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 설치되어 있고, 종단면의 형상도 동일하게 되어 있다.

반대측 구획부(70b)에 설치된 연통홈(73)은 한쪽의 홈 단부(73a) 및 종단부(13d)를 통하여 흡입통로(13)와 연통해 있고, 또한 다른쪽의 홈 단부(73b) 및 시단부(14c)를 통하여 토출홈(14)과 연통해 있다. 연통홈(73)은 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되어 있고, 이에 따라, 종단부(13d) 중, 중간부분을 통하여 흡입통로(13)와 연통하고, 시단부(14c) 중, 중간부분을 통하여 토출홈(14)과 연통해 있다. 연통홈(73)의 폭은 흡입통로(13)의 폭 및 토출홈(14)의 폭보다도 충분히 작게 설정되어 있다. 또한, 연통홈(72, 77, 78)과 마찬가지로, 연통홈(73)의 폭 및 깊이는 둘레방향에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 설정되어 있고, 종단면의 형상도 동일하게 되어 있다.

이렇게 하여, 펌프케이싱(16) 중, 이너기어(20)의 외접원(Cc)과 축방향(Da)으로 대향하는 부분에서는 흡입통로(13), 토출홈(14) 및 연통홈(72, 73)에 의해 전체둘레에 걸쳐서 슬라이딩면(70)으로부터 오목한 형상으로 되어 있다.

(작용효과)

이상 설명한 본 실시형태의 작용효과를 이하에 설명한다.

본 실시형태에 따르면, 아우터기어(30) 및 이너기어(20)를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징(11)은 흡입가이드로로서의 흡입통로(13)와 흡입홈(18), 및 토출가이드로로서의 토출통로(17)와 토출홈(14)이 설치되고, 양 기어(20, 30)가 슬라이딩하는 슬라이딩면(70, 75)으로부터 오목한 연통홈(72, 73, 77, 78)을 가지고 있다. 여기에서, 연료에 혼입된 이물의 밀도가 이너기어(20)의 외치(24a)에서의 톱니 선단부근의 양 기어(20, 30)가 근접하는 근접부분에서 높아졌다고 해도, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되어 있기 때문에, 효율적으로 해당 근접부분의 이물을 해당 연통홈(72, 73, 77, 78)으로 빼내는 것이 가능하게 된다. 그리고 연통홈(72, 73, 77, 78)은 각각의 양 홈 단부(72a∼72b, 73a∼73b, 77a∼77b, 78a∼78b)를 통하여 흡입가이드로 및 토출가이드로에 연통해 있기 때문에 해당 연통홈(72, 73, 77, 78)으로 빠져나간 이물은 해당 흡입가이드로 또는 토출가이드로로 빠져나가게 된다. 따라서, 이물이 슬라이딩면(70, 75)으로 슬라이딩하기 어려워지고, 해당 슬라이딩면(70, 75)에 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 슬라이딩 손상이 발생하기 어려워지기 때문에, 서서히 슬라이딩 손상이 깊어지는 것에 의한 토출가이드로로부터 흡입가이드로로의 연료 누출을 억제할 수 있다. 이상에 의해, 연료펌프(100)의 사용에 따라 펌프 효율이 저하하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 편심측 구획부(70a, 75a) 및 반대측 구획부(70b, 75b) 중, 적어도 편심측 구획부(70a, 75a)에 설치되어 있다. 여기에서, 이너기어(20)의 편심측에서는 반대측보다도 양 기어(20, 30)가 보다 근접한 상태로 맞물리게 되기 때문에 편심측의 해당 근접부분에서는 연료에 혼입된 이물의 밀도가 높아지기 쉽다. 이와 같은 경우에도 편심측 구획부(70a, 75a)에 설치된 연통홈(72, 77)이 이물을 빼내기 때문에, 편심측 구획부(70a, 75a)에서의 슬라이딩 손상이 발생하기 어려워지고, 서서히 슬라이딩 손상이 깊어지는 것에 의해 토출가이드로로부터 흡입가이드로로 연료가 누출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 연료펌프(100)의 사용에 따른 펌프 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 편심측 구획부(70a, 75a) 및 반대측 구획부(70b, 75b)의 양쪽에 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써 양쪽의 구획부(70a∼70b, 75a∼75b)에서 슬라이딩 손상이 발생하기 어려워지기 때문에, 서서히 슬라이딩 손상이 깊어지는 것에 의해 토출가이드로로부터 흡입가이드로로 연료가 누출되는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 따라서, 연료펌프(100)의 사용에 따른 펌프 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 양 기어(20, 30)에 대해, 축방향(Da)의 일측에서의 슬라이딩면(70)으로부터 오목한 조인트수용실(58)이 조인트부재(60)를 수용하고 있다. 따라서, 양 기어(20, 30)는 조인트수용실(58)에 유입된 연료에 의해 축방향(Da)의 일측으로부터 조인트수용실(58)의 반대측으로 눌려서 해당 반대측의 슬라이딩면(75)과 양 기어(20, 30)의 간극은 작아져서, 시일성이 높아진다.

여기에서, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 적어도 조인트수용실(58)과는 반대측의 슬라이딩면(75)에 설치되어 있다. 슬라이딩면(75)에 설치된 연통홈(77, 78)에 의해 해당 슬라이딩면(75)에서 슬라이딩 손상이 발생하기 어려워지기 때문에 해당 슬라이딩면(75)과 양 기어(20, 30)의 시일성을 유지할 수 있다. 따라서, 연료펌프(100)의 사용에 따른 펌프 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 양 기어(20, 30)에 대한 축방향(Da)의 양측에 설치된다. 이에 따르면, 축방향(Da) 양측에서 슬라이딩 손상이 발생하기 어려워지기 때문에, 연료 누출을 억제할 수 있다. 따라서, 연료펌프(100)의 사용에 따른 펌프 효율의 저하를 억제할 수 있다.

(다른 실시형태)

이상, 본 개시의 일실시형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 해당 실시형태에 한정하여 해석되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 실시형태에 적용할 수 있다.

구체적으로, 변형예 1로서는, 연통홈(72, 73, 77, 78)의 종단면의 형상으로서, 여러 가지 형상을 채용할 수 있다. 이 예로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 종단면에 있어서, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 U자형상으로 형성되어도 좋다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 종단면에 있어서, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 직사각형상으로 형성되어도 좋다. 또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 종단면에 있어서, 연통홈(72, 73, 77, 78)은 V자형상으로 형성되어도 좋다.

변형예 2로서는, 연통홈은 아우터기어(30) 및 이너기어(20)에 대한 축방향(Da)의 일측에만 설치된 것이어도 좋다. 이 예로서, 연통홈은 한쌍의 슬라이딩면(70, 75) 중, 조인트수용실(58)과는 반대측으로 되는 펌프케이싱(16)의 슬라이딩면(75)에만 설치되어도 좋다.

변형예 3으로서는, 연통홈은 편심측 구획부(70a, 75a) 및 반대측 구획부(70b, 75b) 중, 편심측 구획부(70a, 75a)에만 설치되어도 좋다.

변형예 4로서는, 연료펌프가 조인트부재(60)를 구비하고 있지 않고, 펌프하우징(11)이 조인트수용실(58)을 가지고 있지 않은 것이어도 좋다. 이 예로서, 회전축(80a)과 이너기어(20)가 직결되어 있는 것을 들 수 있다.

변형예 5로서는, 흡입통로(13) 및 토출통로(17)가 동일한 슬라이딩면으로부터 오목한 것이고, 연통홈은 양 홈 단부를 통하여 해당 흡입통로(13) 및 해당 토출통로(17)에 연통하는 것이어도 좋다. 또한, 흡입홈(18) 및 토출홈(14)이 동일한 슬라이딩면으로부터 오목한 것이고, 연통홈은 양 홈 단부를 통하여 흡입홈(18) 및 토출홈(14)에 연통하는 것이어도 좋다.

변형예 6으로서는, 연료펌프는 연료로서, 경유 이외의 가솔린, 또는 이들에 준한 액체연료를 흡입하고나서 토출하는 것이어도 좋다.

Claims

내치(32a)를 복수개 가지는 아우터기어(30);
외치(24a)를 복수개 가지고, 아우터기어(30)에 대하여 편심되어 맞물리는 이너기어(20); 및
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징(11)을 구비하고,
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성된 펌프실(40)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 상기 각 펌프실(40)로 차례 차례 흡입하고나서 토출하고,
상기 펌프 하우징(11)은,
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)를 축방향(Da)의 양측에서 지탱함으로써, 이들 양 기어가 슬라이딩하는 한쌍의 슬라이딩면(70, 75);
상기 한쌍의 슬라이딩면(70, 75) 중, 적어도 한쪽으로부터 오목하고, 흡입측의 연료를 안내하는 흡입가이드로(13, 18);
상기 흡입가이드로(13, 18)가 설치된 상기 슬라이딩면(70, 75)으로부터 오목하고, 토출측의 연료를 안내하는 토출가이드로(14, 17); 및
상기 흡입가이드로(13, 18)와 상기 토출가이드로(14, 17)가 설치된 상기 슬라이딩면(70, 75)으로부터 오목하고, 상기 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되고, 양 홈 단부(72a∼72b, 73a∼73b, 77a∼77b, 78a∼78b)를 통하여 상기 흡입가이드로(13, 18)와 상기 토출가이드로(14, 17)에 연통하는 연통홈(72, 73, 77, 78)을 가지고,
상기 흡입가이드로(13, 18)와 상기 토출가이드로(14, 17)가 설치된 상기 슬라이딩면(70, 75)은,
상기 이너기어(20)의 편심측에서, 상기 흡입가이드로(13, 18)와 상기 토출가이드로(14, 17)를 구획하는 편심측 구획부(70a, 75a); 및
상기 편심측과는 상기 아우터기어(30)의 회전중심(Cog)을 사이에 둔 반대측에서, 상기 흡입가이드로(13, 18)와 상기 토출가이드로(14, 17)를 구획하는 반대측 구획부(70b, 75b)를 가지고,
상기 연통홈(72, 73, 77, 78)은 상기 편심측 구획부(70a, 75a) 및 상기 반대측 구획부(70b, 75b) 중, 적어도 상기 편심측 구획부(70a, 75a)에 설치되는, 연료펌프.
제1항에 있어서,
상기 연통홈(72, 73, 77, 78)은 상기 편심측 구획부(70a, 75a) 및 상기 반대측 구획부(70b, 75b)의 양쪽에 설치되는, 연료펌프.
제1항에 있어서,
회전구동하는 회전축(80a); 및
상기 회전축(80a)을 상기 이너기어(20)와 연결함으로써, 상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)를 회전시키는 조인트부재(60)를 구비하고,
상기 펌프하우징(11)은 상기 한쌍의 슬라이딩면(70, 75) 중의 상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)에 대한 상기 축방향(Da)의 일측에 설치된 한쪽의 슬라이딩면으로부터 오목하고, 상기 조인트부재(60)를 수용하는 조인트수용실(58)을 가지고,
상기 연통홈(72, 73, 77, 78)은 적어도 상기 한쌍의 슬라이딩면(70, 75) 중의 상기 조인트수용실(58)과는 반대측의 다른쪽의 슬라이딩면에 설치되는, 연료펌프.
내치(32a)를 복수개 가지는 아우터기어(30);
외치(24a)를 복수개 가지고, 아우터기어(30)에 대하여 편심되어 맞물리는 이너기어(20);
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징(11);
회전구동하는 회전축(80a); 및
상기 회전축(80a)을 상기 이너기어(20)와 연결함으로써 상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)를 회전시키는 조인트부재(60)를 구비하고,
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성된 펌프실(40)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 상기 각 펌프실(40)로 차례 차례 흡입하고나서 토출하고,
상기 펌프하우징(11)은,
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)를 축방향(Da)의 양측에서 지탱함으로써, 이들 양 기어가 슬라이딩하는 한쌍의 슬라이딩면(70, 75);
상기 한쌍의 슬라이딩면(70, 75) 중, 적어도 한쪽으로부터 오목하고, 흡입측의 연료를 안내하는 흡입가이드로(13, 18);
상기 흡입가이드로(13, 18)가 설치된 상기 슬라이딩면(70, 75)으로부터 오목하고, 토출측의 연료를 안내하는 토출가이드로(14, 17);
상기 흡입가이드로(13, 18)와 상기 토출가이드로(14, 17)가 설치된 상기 슬라이딩면(70, 75)으로부터 오목하고, 상기 이너기어(20)의 외접원(Cc)을 따른 원호형상으로 형성되고, 양 홈 단부(72a∼72b, 73a∼73b, 77a∼77b, 78a∼78b)를 통하여 상기 흡입가이드로(13, 18)와 상기 토출가이드로(14, 17)에 연통하는 연통홈(72, 73, 77, 78); 및
상기 한쌍의 슬라이딩면(70, 75) 중의 상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)에 대한 상기 축방향(Da)의 일측에 설치된 한쪽의 슬라이딩면으로부터 오목하고, 상기 조인트부재(60)를 수용하는 조인트수용실(58)을 가지고,
상기 연통홈(72, 73, 77, 78)은 적어도 상기 한쌍의 슬라이딩면(70, 75) 중의 상기 조인트수용실(58)과는 반대측의 다른쪽의 슬라이딩면에 설치되는, 연료펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연통홈(72, 73, 77, 78)은 상기 아우터기어(30) 및 상기 이너기어(20)에 대한 상기 축방향(Da)의 양측에 설치되는, 연료펌프.