KR102087760B1

KR102087760B1 - 연료 펌프

Info

Publication number: KR102087760B1
Application number: KR1020187016549A
Authority: KR
Inventors: 다이지 후루하시; 히로미 사카이; 테츠오 하야카와
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2020-03-11
Also published as: WO2017104420A1; CN108368845A; US10851778B2; DE112016005737T5; US20180372096A1; CN108368845B; JP6447482B2; JP2017110534A; KR20180078324A

Abstract

연료 펌프는 아우터 기어, 이너 기어, 양 기어를 수용하는 하우징, 전동 모터에 의해 회전 구동되는 회전축(3a), 및 회전축(3a)을 외주측으로부터 직경 방향으로 축지지하고, 또한 이너 기어를 내주측으로부터 직경 방향으로 축지지하는 원통 형상의 미끄럼 베어링(50)을 구비한다. 연료 펌프는 회전축(3a)에 따라 양 기어가 펌프실(40)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써 연료를 흡입ㆍ토출한다. 하우징의 케이싱(80)은 미끄럼 베어링(50)을 관통시키고, 또한, 이너 기어(20)를 모터측으로부터 축방향(Da)으로 축지지하는 베어링면(82)을 가진다. 미끄럼 베어링(50)은 축방향(Da)의 반모터측의 내경(Di)을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 내주측 단차부(52) 및 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 모터측에서 모터측의 외경(Do)을 확대시켜서 단차 형상으로 형성되는 외주측 단차부(56)를 가진다.

Description

연료 펌프

본 출원은 2015년 12월 15일에 출원된 일본국 특허 출원 제2015―244538호에 기초하는 것으로, 본 개시로서 그 내용을 본 명세서 중에 개시한 것이다.

본 개시는 연료를 기어 수용실에 흡입하고나서 토출하는 연료 펌프에 관한 것이다.

연료를 기어 수용실에 흡입하고나서 토출하는 연료 펌프가 종래부터 알려져 있다. 특허 문헌 1에 개시된 연료 펌프는 내치를 복수개 가지는 아우터 기어와, 외치를 복수개 가지고 아우터 기어에 대하여 편심되어 맞물리는 이너 기어와, 아우터 기어 및 이너 기어가 회전 가능하게 수용되는 기어 수용실을 구획하는 펌프 하우징과, 구동원과 연결되어 해당 구동원에 의해 회전 구동되는 회전축과, 회전축을 외주측으로부터 직경 방향으로 축지지하고, 또한 이너 기어를 내주측으로부터 직경 방향으로 축지지하는 원통 형상의 미끄럼 베어링을 구비하고 있다. 연료 펌프는 회전축의 회전 구동에 따라 아우터 기어 및 이너 기어가 이들 양 기어 사이에 복수개 형성된 펌프실의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써 연료를 기어 수용실로 흡입하고나서 토출하는 것이다.

그런데 특허 문헌 1의 미끄럼 베어링에는, 축방향의 구동원과는 반대측의 내경을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 내주측 단차부가 설치되어 있다. 내주측 단차부보다도 구동원과는 반대측의 내경이 확대됨으로써, 회전축이 조금 기울어진 상태에서도 아우터 기어 및 이너 기어가 원활하게 회전할 수 있다. 이렇게 하여 펌프 효율을 높일 수 있다.

한편, 펌프실 용적의 확대 축소에 의해 기어 수용실 내에는 연료의 압력이 비교적 고압으로 되는 펌프실과, 연료의 압력이 비교적 저압으로 되는 펌프실이 발생한다. 이 결과, 이너 기어가 고압의 펌프실측으로부터 저압의 펌프실측으로 직경 방향으로 눌림으로써 미끄럼 베어링이 직경 방향의 하중을 받는다. 그러면 상술한 내경 확대에 의해 미끄럼 베어링의 두께가 얇아지게 되므로 미끄럼 베어링이 손상될 우려가 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특개평11―324839호 공보(US6,082,984A에 대응)

본 개시는 이상 설명한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 미끄럼 베어링의 손상을 억제하면서 펌프 효율이 높은 연료 펌프를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시에서는 내치를 복수개 가지는 아우터 기어; 외치를 복수개 가지고 아우터 기어에 대하여 편심되어 맞물리는 이너 기어; 아우터 기어 및 이너 기어를 회전 가능하게 수용하는 기어 수용실을 구획하는 펌프 하우징; 구동원과 연결되어 구동원에 의해 회전 구동되는 회전축; 및 회전축을 외주측으로부터 직경 방향으로 축지지하고, 또한 이너 기어를 내주측으로부터 직경 방향으로 축지지하는 원통 형상의 미끄럼 베어링을 구비하고, 회전축의 회전 구동에 따라 아우터 기어 및 이너 기어가 이들 양 기어 사이에 복수개 형성된 펌프실의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써 연료를 기어 수용실로 흡입하고나서 토출하는 연료 펌프로서,

펌프 하우징은 미끄럼 베어링을 관통시키고, 또한 이너 기어를 구동원측으로부터 축방향으로 축지지하는 베어링면을 가지고,

미끄럼 베어링은,

축방향의 구동원과는 반대측의 내경을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 내주측 단차부; 및

베어링면보다도 축방향의 구동원측에 있어서, 구동원측의 외경을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 외주측 단차부를 가지는 연료 펌프를 제공한다.

이와 같은 구성에 따르면, 미끄럼 베어링은 구동원측의 외경을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 외주측 단차부를 가진다. 이와 같은 외주측 단차부를 내주측 단차부가 설치된 미끄럼 베어링에 적용하면, 외경의 확대에 의하여 베어링의 두께가 두꺼워져, 해당 미끄럼 베어링이 보강된다. 이 외주측 단차부는 베어링면보다도 축방향의 구동원측에서 설치된다. 따라서, 이너 기어를 내주측으로부터 직경 방향으로 축지지해도, 외주측 단차부가 이너 기어에 간섭하지 않기 때문에 해당 이너 기어를 원활하게 회전시킬 수 있다. 이상에 의해, 미끄럼 베어링의 손상을 억제하면서 펌프 효율이 높은 연료 펌프를 제공할 수 있다.

도 1은 제 1 실시 형태에서의 연료 펌프를 도시한 부분 단면 정면도이다.
도 2는 제 1 실시 형태에서의 펌프 케이싱을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 미끄럼 베어링 주변의 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ―Ⅳ선 단면도이다.
도 5는 제 1 실시 형태에서의 조인트 부재를 도시한 정면도이다.
도 6은 제 2 실시 형태에서의 외주측 단차부의 주변을 확대하여 도시한 단면도이다.

이하, 본 개시의 복수의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 각 실시 형태에서 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다. 각 실시 형태에서 구성의 일부분만을 설명하고 있는 경우, 해당 구성의 다른 부분에 대해서는, 선행하여 설명한 다른 실시 형태의 구성을 적용할 수 있다. 또한, 각 실시 형태의 설명에서 명시하고 있는 구성의 조합뿐만 아니라, 특별히 조합에 지장이 발생하지 않으면, 명시하고 있지 않아도 복수의 실시 형태의 구성끼리를 부분적으로 조합할 수 있다.

(제 1 실시 형태)

도 1에 도시한 바와 같이, 본 개시의 제 1 실시 형태에 의한 연료 펌프(100)는 용적식의 트로코이드 펌프(trochoid pump)이다. 또한, 연료 펌프(100)는 차량에 탑재되어, 내연 기관의 연소에 이용하는 연료로서, 가솔린보다도 점성이 높은 경유를 압송하기 위해 이용되는 디젤 펌프이다. 연료 펌프(100)는 원환 형상의 펌프 보디(2) 내부에 수용된 전동 모터(3), 펌프 본체(10), 및 전동 모터(3)를 축방향(Da)으로 끼워 펌프 본체(10)와는 반대측으로부터 외부로 돌출한 사이드 커버(5)를 주체(主體)로서 구성되어 있다.

이러한 연료 펌프(100)에서는 사이드 커버(5)의 전기 커넥터(5a)를 통한 외부 회로로부터의 통전에 의해 전동 모터(3)와 연결된 회전축(3a)이 회전 구동된다. 회전축(3a)의 구동력을 이용하여 펌프 본체(10)의 아우터 기어(30) 및 이너 기어(20)가 회전한다. 이에 따라, 양 기어(20, 30)가 수용되어 있는 원통 형상의 기어 수용실(70a)로 흡입 및 가압된 연료는 기어 수용실(7a) 외부의 연료 통로(6)를 통하여 사이드 커버(5)의 토출 출구(5b)로부터 토출된다.

이와 같은 본 실시 형태에 있어서, 구동원에 상당하는 전동 모터(3)는 마그넷을 4극 및 코일을 6슬롯으로 형성하여 배치된 이너 로터형의 브러시리스 모터로 되어 있다. 예를 들면, 차량의 이그니션 키를 온(on) 상태로 하는 조작이 이루어지거나, 또는 차량의 액셀 페달이 밞음 조작되면, 이에 따라 전동 모터(3)에서 구동 회전 방향 또는 구동 회전 역방향으로 회전축(3a)을 회전시키는 위치 결정 제어가 실시된다. 그 후, 전동 모터(3)에서는 위치 결정 제어로 위치 결정된 위치에서 구동 회전 방향으로 회전축(3a)을 회전시키는 구동 제어가 실시된다.

또한, '구동 회전 방향'이란, 이너 기어(20)의 이너 중심선(Cig)을 중심으로 한 회전 방향(Rig)의 정(＋)방향(도 4를 참조)으로 되는 방향을 나타낸다. 또한, '구동 회전 역방향'이란, 회전 방향(Rig)의 부(－)방향(도 4를 참조)으로 되는 방향을 나타낸다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 펌프 본체(10)를 중심으로 연료 펌프(100)의 구성 및 동작을 상세히 설명한다. 펌프 본체(10)는 펌프 하우징(70), 미끄럼 베어링(50), 이너 기어(20), 조인트 부재(60) 및 아우터 기어(30)를 구비하고 있다. 펌프 하우징(70)은 펌프 커버(71)와 펌프 케이싱(80)을 축방향(Da)으로 중첩함으로써, 양 기어(20, 30)를 회전 가능하게 수용하는 원통 형상의 기어 수용실(70a)을 구획하고 있다.

도 1에 도시한 펌프 커버(71)는 펌프 하우징(70)의 일 구성 부품이다. 펌프 커버(71)는 철강재 등의 강성을 가지는 금속으로 이루어지는 기재에 도금 등의 표면 처리를 실시함으로써 내마모성을 가지는 원반 형상으로 형성되어 있다. 펌프 커버(71)는 펌프 보디(2)에서, 축방향으로 전동 모터(3)의 반대측단으로부터 외부로 돌출해 있다.

펌프 커버(71)는 기어 수용실(70a)과 대향하여 이너 기어(20) 및 아우터 기어(30)를 전동 모터(3)측과는 반대측(이하, 반모터측)으로부터 축방향(Da)으로 축지지하는 평면 형상의 커버 베어링면(72)을 가지고 있다. 그리고 펌프 커버(71)는 이너 기어(20)의 중심인 이너 중심선(Cig) 상의 이너 기어(20)와 대향하는 부분에서 조인트 부재(60)의 본체부(62)를 수용하는 조인트 수용실(71b)을 가지고 있다. 조인트 수용실(71b)은 커버 베어링면(72)으로부터 축방향(Da)을 따라서 오목해 있다. 이너 중심선(Cig) 상의 조인트 수용실(71b) 저부에는 회전축(3a)을 축방향(Da)으로 축지지하기 위해, 스러스트 베어링(44)이 끼워맞춤 고정되어 있다.

조인트 수용실(71b)보다도 외주측에 있어서, 펌프 커버(71)는 기어 수용실(70a)의 외부로부터 내부로 연료를 흡입하는 흡입 포트부(74)를 가지고 있다. 흡입 포트부(74)는 흡입 연신홈(75) 및 복수의 흡입 개구 구멍(77)을 가지고 있다. 흡입 연신홈(75)은 커버 베어링면(72)으로부터 오목하고, 펌프 커버(71)의 둘레 방향을 따라서 연신하는 원호홈 형상을 나타내고 있다. 복수의 흡입 개구 구멍(77)은 서로 흡입 연신홈(75)의 연신 방향으로 배열되어 있다. 각 흡입 개구 구멍(77)은 축방향(Da)을 따라 펌프 커버(71)를 관통하는 원통 구멍 형상으로 형성됨으로써 연료 펌프(100)의 외부로 개구하고, 또한 흡입 연신홈(75)의 저부로 개구해 있다.

도 1 내지 도 4에 도시한 펌프 케이싱(80)은 펌프 하우징(70)의 일 구성 부품이다. 펌프 케이싱(80)은 철강재 등의 강성을 가지는 금속으로 이루어지는 기재에 도금 등의 표면 처리를 실시함으로써 내마모성을 가지는 바닥(bottom)을 구비한 원통 형상으로 형성되어 있다. 펌프 케이싱(80)에서, 개구부(80c)는 펌프 커버(71)에 의해 덮임으로써 전체 둘레에 걸쳐서 밀폐되어 있다. 펌프 케이싱(80)의 내주부(80d)는 이너 중심선(Cig)으로부터 편심되고, 또한 아우터 기어(30)의 중심인 아우터 중심선(Cog)과 동축 상의 원통 구멍 형상으로 형성되어 있다.

펌프 케이싱(80)은, 그 오목 저부(80e)에 있어서, 기어 수용실(70a)과 대향하여 이너 기어(20) 및 아우터 기어(30)를 전동 모터(3)측(이하, 모터측)으로부터 축방향(Da)으로 축지지하는 평면 형상의 케이싱 베어링면(82)을 가지고 있다.

또한, 펌프 케이싱(80)은 기어 수용실(70a)의 내부로부터 외부로 연료를 토출하는 토출 포트부(84)를 가지고 있다. 토출 포트부(84)는 토출 연신홈(85) 및 복수의 토출 개구 구멍(87)을 가지고 있다. 토출 연신홈(85)은 케이싱 베어링면(82)으로부터 오목하게 되어 있고, 펌프 케이싱(80)의 둘레 방향을 따라 연신하는 원호홈 형상을 나타내고 있다. 복수의 토출 개구 구멍(87)은 서로 토출 연신홈(85)의 연신 방향으로 배열되어 있다. 각 토출 개구 구멍(87)은 축방향(Da)을 따라 펌프 케이싱(80)을 관통하는 원통 구멍 형상으로 형성됨으로써 연료 통로(6)로 개구하고, 또한 토출 연신홈(85)의 저부로 개구해 있다. 또한, 도 4에서는 토출 개구 구멍(87)의 일부에만 부호가 붙여져 있다.

특히 도 1에 도시한 바와 같이, 펌프 케이싱(80)의 오목 저부(80e)에서, 기어 수용실(70a)을 사이에 두고 흡입 포트부(74)의 흡입 연신홈(75)과 대향하는 부분에는, 원호홈 형상의 흡입 대향홈(80a)이 해당 흡입 연신홈(75)을 축방향(Da)으로 투영한 형상과 대응하여 형성되어 있다. 흡입 대향홈(80a)은 케이싱 베어링면(82)으로부터 오목하게 형성되어 있다. 이에 따라, 펌프 케이싱(80)에서는 토출 포트부(84)의 토출 연신홈(85)이 흡입 대향홈(80a)과 그 윤곽이 실질적으로 선대칭으로 설치되어 있다. 토출 연신홈(85)과 흡입 대향홈(80a) 사이는 케이싱 베어링면(82)에 의하여 구획되어 있다.

한편, 펌프 커버(71)에서, 기어 수용실(70a)을 사이에 두고 토출 포트부(84)의 토출 연신홈(85)과 대향하는 부분에는, 원호홈 형상의 토출 대향홈(71a)이 해당 토출 연신홈(85)을 축방향(Da)으로 투영한 형상과 대응하여 형성되어 있다. 토출 대향홈(71a)은 커버 베어링면(72)으로부터 오목하게 형성되어 있다. 이에 따라, 펌프 커버(71)에서는 흡입 포트부(74)의 흡입 연신홈(75)이 토출 대향홈(71a)과 그 윤곽이 실질적으로 선대칭으로 설치되어 있다. 흡입 연신홈(75)과 토출 대향홈(71a) 사이는 커버 베어링면(72)에 의하여 구획되어 있다.

또한, 펌프 케이싱(80)의 오목 저부(80e)에 있어서, 토출 포트부(84) 및 흡입 대향홈(80a)보다도 외주측의 내경 코너부(80f)에는 케이싱 베어링면(82)으로부터 축방향(Da)으로 오목한 원환홈(80b)이 형성되어 있다. 원환홈(80b)은 내경 코너부(80f)에 있어서, 토출 연신홈(85)보다 외주측과 흡입 대향홈(80a)보다 외주측을 전체 둘레에 걸쳐서 연통하는 원환 형상으로 형성되어 있다.

또한, 펌프 케이싱(80)에는 이너 중심선(Cig) 상에 해당 펌프 케이싱(80)을 축방향(Da)으로 관통하는 원통 구멍 형상의 관통 구멍(80g)이 설치되어 있다. 이와 같은 관통 구멍(80g)에는 미끄럼 베어링(50)이 지지 및 끼움 부착되어 있다.

미끄럼 베어링(50)은 소결체에 의해 형성되어 있는 원통 형상의 베어링이다. 본 실시 형태에서는 소결체로서, 구리(銅) 분말을 포함하는 구리계 소결체가 채택되어 있지만, 탄소 분말 또는 탄소 화합물 분말을 포함하는 카본계 소결체가 채택되어도 좋다. 이와 같은 소결체에서는 고체 분말 간에 미소한 간극이 발생한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 미끄럼 베어링(50)은 이너 중심선(Cig)을 중심으로 하여 축방향(Da)을 따라 배치되고, 그 원통 구멍(50a)으로 회전축(3a)을 삽입 통과시키게 되어 있다. 미끄럼 베어링(50)에서, 축방향(Da)의 모터측은 상기의 펌프 케이싱(80)의 관통 구멍(80g)에 끼움 부착되어 있다. 한쪽의 반모터측(counter-motor side)이 케이싱 베어링면(82)으로부터 개구부(80c) 부근까지 돌출함으로써 미끄럼 베어링(50)은 케이싱 베어링면(82)을 관통하도록 배치되어 있다. 이와 같은 미끄럼 베어링(50)은 내주측 단차부(52) 및 외주측 단차부(56)를 가지고 있다.

내주측 단차부(52)는 원통 구멍(50a)의 내주벽에 형성되어 있다. 내주측 단차부(52)는 해당 단차부(52)보다 모터측의 내경(Di1)에 대하여, 해당 단차부(52)보다 반모터측의 내경(Di2)을 확대시킴으로써 단차 형상으로 형성되어 있다. 내주측 단차부(52)는 케이싱 베어링면(82)보다 축방향(Da)의 반모터측에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서 내주측 단차부(52)는 종단면이 반모터측을 향할수록 내경(Di)이 확대되는 직선 형상으로 구성됨으로써 전체적으로는 부분 원추면 형상을 나타내고 있다.

이러한 내주측 단차부(52)에 의해 내주벽은 모터측의 소내경부(53)와 반모터측의 대내경부(54)를 가지고 있다. 이렇게 하여 회전축(3a)이 케이싱 베어링면(82)에 수직인 상태에서, 미끄럼 베어링(50)의 소내경부(53)는 회전축(3a)을 외주측으로부터 직경 방향으로 축지지하게 되어 있다.

외주측 단차부(56)는 미끄럼 베어링(50)의 외주벽에 형성되어 있다. 외주측 단차부(56)는 해당 단차부(56)보다 반모터측의 외경(Do1)에 대하여, 해당 단차부(56)보다 모터측의 외경(Do2)을 확대시킴으로써 단차 형상으로 형성되어 있다. 외주측 단차부(56)는 내주측 단차부(52)와는 축방향(Da)으로 다른 위치에 설치되어 있다. 보다 상세하게, 외주측 단차부(56)는 케이싱 베어링면(82)보다 축방향(Da)의 모터측에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서 외주측 단차부(56)는 종단면이 모터측을 향할수록 외경(Do)이 확대되는 직선 형상으로 구성됨으로써 전체적으로는 부분 원추면 형상을 나타내고 있다.

이러한 외주측 단차부(56)에 의해, 외주벽은 반모터측의 소외경부(57)와 모터측의 대외경부(58)를 가진다.

여기에서, 미끄럼 베어링(50)의 외주측 단차부(56)와 직경 방향으로 대향하는 펌프 케이싱(80)의 대향부(80h)는 반모터측을 향할수록 관통 구멍(80g)의 직경을 확대시키는 부분 원추면 형상을 나타내고 있다. 또한, 대향부(80h)는 반모터측에서 케이싱 베어링면(82)과 접속해 있다. 이렇게 하여 외주측 단차부(56)와 대향부(80h)가 공동으로 케이싱 베어링면(82)으로부터 오목한 원환홈 형상을 나타내고 있다.

이너 기어(20) 및 아우터 기어(30)는 철분말의 철계 소결체에 의해 형성되고, 각각의 치(齒)를 트로코이드 곡선으로 한, 이른바 트로코이드 기어로 되어 있다.

구체적으로, 도 1 및 도 4에 도시한 이너 기어(20)는 이너 중심선(Cig)을 회전축(3a)과 공통으로 함으로써 기어 수용실(70a) 내에서는 편심되어 배치되어 있다. 또한, 이너 기어(20)는 두께 치수를 한쌍의 베어링면(72, 82) 사이의 치수보다도 약간 작게 형성하고 있다. 이렇게 하여 이너 기어(20)는 축방향(Da)의 양측이 한쌍의 베어링면(72, 82)에 의해 축지지되어 있다. 이와 함께, 미끄럼 베어링(50)의 소외경부(57)는 이너 기어(20)의 내주부(22)를 내주측으로부터 직경 방향으로 축지지하고 있다.

또한, 이너 기어(20)는 조인트 수용실(71b)과 대향하는 부분에서 축방향(Da)을 따라서 오목한 삽입 구멍(26)을 가지고 있다. 삽입 구멍(26)은 둘레 방향으로 등간격으로 복수개 설치되고, 각각의 삽입 구멍(26)은 반모터측에서 모터측까지 이너 기어(20)를 관통하고 있다.

여기에서, 도 1 및 도 5에 도시한 조인트 부재(60)는 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 등의 합성 수지에 의해 형성되고, 회전축(3a)을 이너 기어(20)와 중계함으로써 양 기어(20, 30)를 회전시키는 부재이다. 조인트 부재(60)는 본체부(62) 및 삽입부(64)를 가지고 있다. 본체부(62)는 조인트 수용실(71b) 내에서 회전축(3a)과 끼워맞춤 구멍(62a)을 통하여 끼워맞추어진 상태로 되어 있다. 삽입부(64)는 각각의 삽입 구멍(26)에 대응하여 복수개 설치되어 있다. 구체적으로, 본 실시 형태의 삽입 구멍(26) 및 삽입부(64)는 전동 모터(3)의 토크 리플의 영향을 감소시키기 위해, 해당 전동 모터(3)의 극수(極數) 및 슬롯수와 다른 수이고, 특히, 소수(素數)인 5개씩 설치되어 있다. 각 삽입부(64)는 본체부(62)의 끼워맞춤 구멍(62a)보다도 외주측 부분으로부터 축방향(Da)을 따라서 연신해 있는 형상에 의한 가요성을 가지고 있다.

각 삽입 구멍(26)에는 각각 대응하는 삽입부(64)가 간극을 두고 삽입되어 있다. 회전축(3a)이 구동 회전 방향으로 회전 구동하면, 삽입부(64)가 삽입 구멍(26)으로 눌림으로써 해당 회전축(3a)의 구동력이 조인트 부재(60)를 통하여 이너 기어(20)로 전달된다. 즉, 이너 기어(20)는 이너 중심선(Cig) 주위로 되는 회전 방향(Rig)으로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 도 4에서는 삽입 구멍(26) 및 삽입부(64)의 일부에만 부호가 붙여져 있다.

이너 기어(20)는 회전 방향(Rig)으로 등간격으로 나열되는 복수의 외치(24a)를 외주부(24)에 가지고 있다. 각각의 외치(24a)는 치 바닥으로부터 외주측으로 돌출하는 그 치 선단이 원환 형상의 외접원(치 선단원(addendum circle)이라고도 불림)을 따라 형성되어 있고, 이너 기어(20)의 회전에 따라 각 포트부(74, 84) 및 각 대향홈(71a, 80a)과 대향하게 되어 있다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 아우터 기어(30)는 이너 기어(20)의 이너 중심선(Cig)에 대하여 편심됨으로써 기어 수용실(70a) 내에서는 동축 상에 배치되어 있다. 이에 따라, 아우터 기어(30)에 대해서는, 해당 아우터 기어(30)의 일 직경 방향으로서의 편심 방향(De)으로 이너 기어(20)가 편심되어 있다.

또한, 아우터 기어(30)는 두께 치수가 한쌍의 베어링면(72, 82) 사이의 치수보다도 약간 작게 형성되어 있다. 이렇게 하여 아우터 기어(30)는, 그 외주부(34)가 펌프 케이싱(80)의 내주부(80d)에 의해 직경 방향으로 축지지되어 있고, 또한 축방향(Da)의 양측이 한쌍의 베어링면(72, 82)에 의해 축지지되어 있다.

아우터 기어(30)는 이너 기어(20)와 연동하여 이너 중심선(Cig)으로부터 편심된 아우터 중심선(Cog) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 아우터 기어(30)는 그러한 회전 방향(Rog)으로 회전 가능하게 되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 아우터 기어(30)는 그러한 회전 방향(Rog)으로 등간격으로 나열되는 복수의 내치(32a)를 내주부(32)에 가지고 있다. 여기에서, 아우터 기어(30)에서의 내치(32a)의 수는 이너 기어(20)에서의 외치(24a)의 수보다도 1개 많도록 설정되어 있다. 본 실시 형태에서 내치(32a)의 수는 10개, 외치(24a)의 수는 9개로 되어 있다.

아우터 기어(30)에 대하여 이너 기어(20)는 편심 방향(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) 사이에는 펌프실(40)이 복수 연속하여 형성되어 있다. 이와 같은 펌프실(40)은 아우터 기어(30) 및 이너 기어(20)가 회전함으로써, 그 용적이 확대 축소하게 되어 있다.

양 기어(20, 30)의 회전에 따라 흡입 포트부(74) 및 흡입 대향홈(80a)과 대향해서 연통하는 펌프실(40)에서 그 용적이 확대된다. 그 결과, 펌프실(40)로부터 연료가 흡입 포트부(74)의 각 흡입 개구 구멍(77)을 통하여 기어 수용실(70a) 내의 펌프실(40)로 흡입된다. 여기에서, 각 흡입 개구 구멍(77)은 커버 베어링면(72)으로부터 오목한 흡입 연신홈(75)과 연통해 있기 때문에, 펌프실(40)이 흡입 연신홈(75)과 대향해 있는 동안 연료의 흡입이 계속된다.

양 기어(20, 30)의 회전에 동반하여 토출 포트부(84) 및 토출 대향홈(71a)과 대향해서 연통하는 펌프실(40)에서 그 용적이 확대된다. 그 결과, 흡입 기능과 동시에 펌프실(40)로부터 연료가 토출 포트부(84)의 각 토출 개구 구멍(87)을 통하여 기어 수용실(70a) 외부로 토출된다. 여기에서, 각 토출 개구 구멍(87)은 케이싱 베어링면(82)으로부터 오목한 토출 연신홈(85)과 연통해 있기 때문에, 펌프실(40)이 토출 연신홈(85)과 대향해 있는 동안 연료의 토출이 계속된다.

이와 같은 방식으로, 흡입 포트부(74)를 통해서 기어 수용실(70a) 내의 펌프실(40)로 차례 차례 흡입되고나서 토출 포트부(84)를 통해 토출된 연료는 연료 통로(6)를 통해 토출 포트부(84)로부터 외부로 토출되는 것이다. 여기에서, 상기의 펌프 작용에 의해 토출 포트부(84)와 대향하는 펌프실(40)에서의 연료 압력은 흡입 포트부(74)와 대향하는 펌프실(40)에서의 연료 압력과 비교하여 고압 상태가 된다. 이 결과, 이너 기어(20)가 고압의 펌프실(40)측으로부터 저압의 펌프실(40)측으로 직경 방향으로 눌림으로써, 미끄럼 베어링(50)이 직경 방향의 하중을 받을 수 있다. 또한, 기어 수용실(70a)로의 연료의 유입에 의해, 소결체에 의해 형성되어 있는 미끄럼 베어링(50) 내부의 미소한 간극에 해당 연료가 들어간다.

(작용 효과)

이상 설명한 제 1 실시 형태의 작용 효과를 이하에 설명한다.

제 1 실시 형태에 따르면, 미끄럼 베어링(50)은 구동원측인 모터측의 외경(Do)을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 외주측 단차부(56)를 가진다. 이와 같은 외주측 단차부(56)를 내주측 단차부(52)가 설치된 미끄럼 베어링(50)에 적용하면, 외경(Do)의 확대에 의하여 베어링(50)의 두께가 두꺼워져서, 해당 미끄럼 베어링(50)이 보강된다. 이 외주측 단차부(56)는 케이싱 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 모터측에서 설치된다. 따라서, 이너 기어(20)를 내주측으로부터 직경 방향으로 축지지해도, 외주측 단차부(56)가 이너 기어(20)에 간섭하지 않기 때문에 해당 이너 기어(20)를 원활하게 회전시킬 수 있다. 이상에 의해, 미끄럼 베어링(50)의 손상을 억제하면서 펌프 효율이 높은 연료 펌프(100)를 제공할 수 있다.

여기에서, 외주측 단차부(56)가 형성됨으로써 미끄럼 베어링(50)의 외관이 축방향(Da)에 대하여 비대칭 형상으로 된다. 이 때문에, 연료 펌프(100)에 미끄럼 베어링(50)을 배치할 때, 해당 미끄럼 베어링(50)이 잘못하여 축방향(Da)에 반대로 배치되어 버릴 가능성이 저하하기 때문에, 미끄럼 베어링(50)의 손상을 억제하면서 펌프 효율이 높은 연료 펌프(100)를 용이하게 제공할 수 있는 것이다.

또한, 제 1 실시 형태에 따르면, 외주측 단차부(56)는 내주측 단차부(52)와는 축방향(Da)으로 다른 위치에 설치된다. 이와 같이 함으로써, 미끄럼 베어링(50)의 두께가 외주측 단차부(56)와 내주측 단차부(52)에서 다단계로 바뀌기 때문에 두께의 급격한 변화를 억제한 형상으로 된다. 이렇게 하여, 양 단차부(52, 56)를 기점으로 한 크랙의 발생에 의한 미끄럼 베어링(50)의 손상이 억제된다.

또한, 제 1 실시 형태에 따르면, 내주측 단차부(52)는 케이싱 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 구동원과는 반대측인 반모터측에 설치된다. 이러한 배치에 의해, 외주측 단차부(56)가 설치되는 부분에서 내경(Di)이 확대되어 있지 않기 때문에 해당 부분의 두께를 두껍게 할 수 있다. 따라서, 외주측 단차부(56)를 기점으로 한 크랙의 발생에 의한 미끄럼 베어링(50)의 손상이 억제된다.

또한, 제 1 실시 형태에 따르면, 미끄럼 베어링(50)은 소결체에 의해 형성되어 있다. 이와 같은 미끄럼 베어링(50)에서는 베어링(50) 내부에 기어 수용실(70a)을 통하여 공급되는 연료를 포함하는 것이 가능하게 되기 때문에 윤활성이 높아진다. 이렇게 하여 마손(galling)에 의한 미끄럼 베어링(50)의 손상이 억제된다.

여기에서 예를 들면, 분말을 소결형으로 충전하여 미끄럼 베어링(50)을 형성하는 경우에는, 내주측 단차부(52) 및 외주측 단차부(56)의 형성에 동반하여 미끄럼 베어링(50)의 두께에 따른 분말의 밀도차가 발생할 수 있다. 그러나 외주측 단차부(56)가 케이싱 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 모터측에 설치되고, 또한 내주측 단차부(52)가 케이싱 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 반모터측에 설치된 구성에서는, 외주측 단차부(56)가 설치되는 부분에서 내경(Di)이 확대되어 있지 않기 때문에 해당 부분의 두께에 따른 충전 밀도를 높일 수 있다. 따라서, 외주측 단차부(56)를 기점으로 한 크랙의 발생에 의한 미끄럼 베어링(50)의 손상이 억제된다.

또한, 제 1 실시 형태에 따르면, 펌프 케이싱(80)은 해당 펌프 케이싱(80)을 축방향(Da)으로 관통하고 미끄럼 베어링(50)을 지지하는 관통 구멍(80g), 및 외주측 단차부(56)와 직경 방향에 대향하고, 또한 케이싱 베어링면(82)과 접속되고 반모터측을 향할수록 관통 구멍(80g)의 직경을 확대시키는 대향부(80h)를 가지고 있다. 이와 같은 대향부(80h)에 의해 미끄럼 베어링(50)을 관통 구멍(80g) 내에 원활하게 배치할 수 있다.

(제 2 실시 형태)

도 6에 도시한 바와 같이, 본 개시의 제 2 실시 형태는 제 1 실시 형태의 변형예이다. 제 2 실시 형태에 대하여, 제 1 실시 형태와는 다른 점을 중심으로 설명한다.

제 2 실시 형태의 외주측 단차부(256)는 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 미끄럼 베어링(250)의 외주벽에 형성되어 있다. 외주측 단차부(256)는 케이싱 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 모터측에 설치되어 있다.

여기에서, 외주측 단차부(256)는 종단면이 모터측을 향할수록 외경(Do)이 확대되는 곡선 형상으로 구성되어 있는 것에 의해 오목 형상으로 만곡하는 만곡면(256a)을 가지고 있다.

이와 같은 제 2 실시 형태에 따르면, 외주측 단차부(256)는 오목 형상으로 만곡하는 만곡면(256a)을 가짐으로써 해당 외주측 단차부(256)에 가해지는 응력을 분산시킬 수 있기 때문에, 외주측 단차부(256)를 기점으로 한 크랙의 발생에 의한 미끄럼 베어링(250)의 손상을 억제할 수 있다.

(다른 실시 형태)

이상, 본 개시의 복수의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 이들 실시 형태에 한정하여 해석되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 실시 형태 및 조합에 적용할 수 있다.

구체적으로 변형예 1로서, 외주측 단차부(56)는 내주측 단차부(52)와는 축방향(Da)의 같은 위치에 설치되어도 좋다.

변형예 2로서, 내주측 단차부(52)는 케이싱 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 모터측에 설치되어 있어도 좋다.

변형예 3으로서, 미끄럼 베어링(50)은 소결체 이외의 재료에 의해 형성되어 있어도 좋다. 이러한 예로서, 미끄럼 베어링(50)은 마이크로 딤플 처리에 의해, 표면에 미소한 요철을 형성한 금속에 의해 형성되어 있어도 좋다. 해당 요철이 연료를 유지함으로써 윤활성을 높일 수 있다.

변형예 4로서는, 흡입 포트부(74) 및 토출 포트부(84)에서, 적어도 한쪽은 복수의 개구 구멍(77, 87) 및 연신홈(75, 85) 이외의 구성에 의해 흡입 또는 토출을 실시하는 것이어도 좋다.

변형예 5로서, 펌프 하우징(70)은 그 일부 또는 전부를 알루미늄에 의해 형성해도 좋고, 또한, 금속 이외의 예를 들면, 합성 수지에 의해 형성해도 좋다.

변형예 6으로서, 연료 펌프(100)는 연료로서, 경유 이외의 가솔린 또는 이들에 준한 액체 연료를 흡입하고나서 토출하는 것이어도 좋다.

Claims

내치(32a)를 복수개 가지는 아우터 기어(30); 외치(24a)를 복수개 가지고, 상기 아우터 기어(30)에 대하여 편심되어 맞물리는 이너 기어(20); 상기 아우터 기어(30) 및 상기 이너 기어(20)가 회전 가능하게 수용되는 기어 수용실(70a)을 구획하는 펌프 하우징(70); 구동원(3)과 연결되어 상기 구동원(3)에 의해 회전 구동되는 회전축(3a); 및 상기 회전축(3a)을 외주측으로부터 직경 방향으로 축지지하고, 또한 상기 이너 기어(20)를 내주측으로부터 직경 방향으로 축지지하는 원통 형상의 미끄럼 베어링(50, 250)을 구비하고, 상기 회전축(3a)의 회전 구동에 따라 상기 아우터 기어(30) 및 상기 이너 기어(20)가 이들 양 기어 사이에 복수개 형성된 펌프실(40)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써 연료를 상기 기어 수용실(70a)로 흡입하고나서 토출하는 연료 펌프로서,
상기 펌프 하우징(70)은,
상기 미끄럼 베어링(50, 250)을 관통시키고, 또한 상기 이너 기어(20)를 상기 구동원(3)측으로부터 축방향(Da)으로 축지지하는 베어링면(82)을 가지고,
상기 미끄럼 베어링(50, 250)은,
축방향(Da)의 상기 구동원(3)과는 반대측의 내경(Di)을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 내주측 단차부(52); 및
상기 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 상기 구동원(3)측에 있어서, 상기 구동원(3)측의 외경(Do)을 확대시켜 단차 형상으로 형성되는 외주측 단차부(56, 256)를 가지며,
상기 펌프 하우징(70)은 상기 펌프 하우징(70)을 축방향(Da)으로 관통하고, 상기 미끄럼 베어링(50, 250)을 지지하는 관통 구멍(80g)을 가지며,
상기 미끄럼 베어링(50, 250)의 외주면은 상기 축방향(Da)에 있어서 상기 외주측 단차부(56, 256)에 대한 상기 구동원(3)측에서 상기 펌프 하우징(70)의 상기 관통 구멍(80g)에 끼움 부착되어 있는
연료 펌프.
제1항에 있어서,
상기 외주측 단차부(56, 256)는 상기 내주측 단차부(52)와는 축방향(Da)으로 다른 위치에 설치되는
연료 펌프.
제1항에 있어서,
상기 내주측 단차부(52)는 상기 베어링면(82)보다도 축방향(Da)의 상기 반대측에 설치되는
연료 펌프.
제1항에 있어서,
상기 미끄럼 베어링(50, 250)은 소결체에 의해 형성되는
연료 펌프.
제1항에 있어서,
상기 외주측 단차부(256)는 오목 형상으로 만곡하는 만곡면(256a)을 가지는
연료 펌프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프 하우징(70)은,
상기 외주측 단차부(56, 256)와 직경 방향에 대향하고, 또한 상기 베어링면(82)과 접속되고, 상기 반대측을 향할수록 상기 관통 구멍(80g)의 직경을 확대시키는 대향부(80h)를 가지는
연료 펌프.