KR20170098253A

KR20170098253A - 연료펌프

Info

Publication number: KR20170098253A
Application number: KR1020177019711A
Authority: KR
Inventors: 히로미 사카이; 다이지 후루하시
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2017-08-29
Also published as: KR101941283B1; US10883499B2; US20180010606A1; WO2016121334A1; CN107250542A; DE112016000489T5; CN107250542B

Abstract

연료펌프는 내치(32a)를 복수개 가지는 아우터기어(30); 외치(24a)를 복수개 가지고, 아우터기어(30)와는 편심방향(De)으로 편심되어 맞물리는 이너기어(20); 아우터기어와 이너기어를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징(10); 회전축(4a)을 가지는 전동모터(4); 및 회전축을 이너기어와 연결하는 조인트부재(60)를 구비한다. 아우터기어와 이너기어는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성되는 펌프실(40)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 각각의 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출한다. 이너기어는 축방향을 따라 오목한 삽입구멍(27)을 가진다. 조인트부재는 회전축에 끼워맞추어지는 본체부(62); 본체부로부터 축방향을 따라 신장되고, 삽입구멍에 간극을 두고 삽입되는 다리부(64); 및 다리부로부터 이너기어의 회전진행측을 향하여 돌출하고, 정점부(66a)를 향할수록 축방향에서의 폭이 좁아지는 돌출부(66)를 가진다.

Description

연료펌프{FUEL PUMP}

본 출원은 2015년 1월 27일에 출원된 일본 특허출원번호 제2015―13545호와, 2015년 4월 14일에 출원된 일본 특허출원번호 제2015―82662호에 기초하는 것으로, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.

본 개시는 연료를 각각의 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출하는 연료펌프에 관한 것이다.

종래, 연료를 각각의 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출하는 연료펌프가 알려져 있다. 특허문헌 1에 개시된 연료펌프는 내치를 복수개 가지는 아우터기어(outer gear)와, 외치를 복수개 가지고 아우터기어와는 편심방향으로 편심되어 맞물리는(끼워맞추어지는) 이너기어(inner gear)와, 양 기어를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징과, 회전구동하는 회전축을 가지는 전동모터를 구비하고 있다. 아우터기어 및 이너기어는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성되는 펌프실의 용적을 확대 축소시키면서(회전진행측으로) 회전함으로써, 연료를 각각의 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출하는 것이다.

그리고 커플링이 회전축과 이너기어를 연결하고 있다. 이 커플링에서는 직경방향측으로 돌출하는 돌출부가 이너기어의 내벽홈과 걸어 맞추어지게 되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 제1994―123288호 공보

그러나 특허문헌 1의 연료펌프에 있어서, 회전축으로 어긋남이 발생하여 커플링이 기운 경우, 이너기어가 커플링에 의해 축방향으로 힘을 받아서 눌림으로써 스무드하게 회전하지 않아서, 펌프 효율이 저하한다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 1의 연료펌프의 커플링에서는 이너기어의 내벽홈의 평면부와 원주방향에 대향하는 것은 돌출부의 평면으로 되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 예를 들면, 회전축의 어긋남 등에 의해 이너기어에 대한 커플링의 접촉위치 또는 접촉각도가 바뀐 경우, 커플링으로부터 이너기어로 전달되는 구동력에 원주방향 이외의 분력(分力)이 발생하거나, 직경방향의 돌출부의 에지가 내벽홈의 평면부에 닿음으로써 해당 에지부분에 하중이 집중되는 경우가 있었다. 이러한 것들에 기인하여, 펌프 효율의 저하가 염려되고 있다.

본 개시는 이상에서 설명한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 펌프효율이 높은 연료펌프를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 제 1 양태는, 내치를 복수개 가지는 아우터기어; 외치를 복수개 가지고, 아우터기어와는 편심방향으로 편심되어 맞물리는 이너기어; 아우터기어와 이너기어를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징; 회전구동하는 회전축을 가지는 전동모터; 및 회전축을 이너기어와 연결하는 조인트부재를 구비하고, 아우터기어와 이너기어는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성되는 펌프실의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 각각의 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출하고, 이너기어는 축방향을 따라 오목한 삽입구멍을 가지며, 조인트부재는 회전축에 끼워맞추어지는 본체부, 본체부로부터 축방향을 따라 신장되어, 삽입구멍에 간극을 두고 삽입되는 다리부, 및 다리부로부터 이너기어의 회전진행측을 향하여 돌출하고, 정점부를 향할수록 축방향에서의 폭이 좁아지는 돌출부를 가지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 양태에 따르면, 전동모터의 회전축이 회전구동하면, 회전축에 끼워맞추어지는 본체부를 가지는 조인트부재는 회전축과 함께 회전한다. 그리고 본체부로부터 축방향을 따라 신장되는 다리부가 이너기어의 삽입구멍에 간극을 두고 삽입되어 있기 때문에, 이너기어가 회전 가능하게 된다. 여기에서, 다리부로부터 이너기어의 회전진행측을 향하여 돌출부가 돌출해 있기 때문에, 이 돌출부가 이너기어의 내주벽에 접촉하면서 이너기어가 회전하게 된다. 이러한 구성에 의하면, 회전축에 어긋남이 발생하여, 조인트부재가 기울어진 경우에도 다리부가 삽입구멍의 에지부분에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이너기어가 축방향으로 힘을 받아서 눌리는 것을 방지하여, 부드럽게 회전하는 것이 가능하게 되기 때문에, 펌프 효율이 높은 연료펌프를 제공할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 제 2 양태는, 내치를 복수개 가지는 아우터기어; 외치를 복수개 가지고, 아우터기어와는 편심방향으로 편심되어 끼워맞추어지는 이너기어; 아우터기어와 이너기어를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징; 회전구동하는 회전축을 가지는 전동모터; 및 회전축을 이너기어와 연결함으로써 이너기어를 원주방향으로 회전시키는 조인트부재를 구비하고, 아우터기어와 이너기어는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성되는 펌프실의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 각각의 펌프실로 차례 차례 흡입하고나서 토출하고, 이너기어는 축방향을 따라 오목한 삽입구멍을 가지며, 조인트부재는 회전축에 끼워맞추어지는 본체부와, 본체부로부터 축방향을 따라 연신하고, 삽입구멍에 간극을 두고 삽입되는 다리부를 가지고, 삽입구멍은 다리부에 대하여 구동회전측으로 되는 내벽에서, 직경방향을 따른 평탄부를 가지고, 다리부는 평탄부와 원주방향에서 대향하고, 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡하는 정상부를 가지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 양태에 따르면, 전동모터의 회전축이 회전구동하면, 회전축에 끼워맞추어지는 본체부를 가지는 조인트부재는 회전축과 함께 회전한다. 그리고 본체부로부터 축방향을 따라 연신하는 다리부가 이너기어의 삽입구멍에 간극을 두고 삽입되어 있기 때문에, 조인트부재의 연결에 의해 이너기어가 원주방향으로 회전한다. 여기에서, 삽입구멍에 있어서, 다리부에 대하여 구동회전측으로 되는 내벽은 직경방향을 따른 평탄부를 가지고 있다. 한쪽의 다리부에서는 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡하는 정상부가 평탄부와 원주방향에서 대향해 있다. 이러한 구성에 의하면, 삽입구멍에 대한 다리부의 접촉위치 또는 접촉각도가 바뀐 경우에도 정상부가 평탄부에 접촉할 때에, 조인트부재로부터 이너기어로 전달되는 구동력에 직경방향의 분력이 발생하는 것이 억제되고, 또한 조인트부재의 특정 부분에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있기 때문에 장기간 효율 좋게 이너기어를 회전시킬 수 있다. 이상에 의해, 펌프 효율이 높은 연료펌프를 제공할 수 있다.

본 개시에 관한 상기 목적 및 그 밖의 목적, 특징이나 잇점은 첨부의 도면을 참조하여 하기의 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다. 그 도면은,
도 1은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 연료펌프를 도시한 부분단면 정면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ―Ⅲ선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ―Ⅳ선을 따른 단면도이다.
도 5는 제 1 실시형태에 있어서의 이너기어를 배치공간측에서 바라본 도면이다.
도 6은 제 1 실시형태에 있어서의 조인트부재를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 화살표 Ⅶ방향에서 바라본 도면이다.
도 8은 제 1 실시형태의 조인트부재와 이너기어의 접촉을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제 1 실시형태의 조인트부재와 이너기어의 접촉을 설명하기 위한 도면으로서, 조인트부재가 기울어진 경우를 도시한다.
도 10은 변형예 1에 있어서의 도 8에 대응하는 도면이다.
도 11은 변형예 3에 있어서의 도 8에 대응하는 도면이다.
도 12는 변형예 6에 있어서의 도 8에 대응하는 도면이다.
도 13은 제 2 실시형태에 있어서의 연료펌프를 도시한 부분단면 정면도이다.
도 14는 도 13의 ⅩⅣ―ⅩⅣ선 단면을 평면에서 바라본 단면 평면도이다.
도 15는 도 13의 ⅩⅤ―ⅩⅤ선 단면을 평면에서 바라본 단면 평면도이다.
도 16은 도 13의 ⅩⅥ―ⅩⅥ선 단면을 평면에서 바라본 단면 평면도이다.
도 17은 제 2 실시형태에 있어서의 이너기어의 평면도이다.
도 18은 제 2 실시형태의 삽입구멍과 다리부의 관계를 도시한 부분 확대도이다.
도 19는 제 2 실시형태에 있어서의 조인트부재의 평면도이다.
도 20은 도 19의 ⅩⅩ―ⅩⅩ선 단면도이다.
도 21은 변형예 10 중의 일례에 있어서의 도 18에 대응하는 도면이다.
도 22는 변형예 10 중의 다른 일례에 있어서의 도 18에 대응하는 도면이다.

(제 1 실시형태)

이하, 제 1 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제 1 실시형태에 의한 연료펌프(100)는 차량에 탑재되는 용적식의 트로코이드펌프(trochoid pump)이다. 연료펌프(100)는 원통형상의 펌프보디(pump body)(2) 내부에 수용된 펌프본체(3) 및 축방향으로 전동모터(4)를 사이에 두고 펌프본체(3)와는 반대측단으로부터 외부로 돌출한 사이드커버(5)를 구비하고 있다. 여기에서, 사이드커버(5)는 전동모터(4)에 통전하기 위한 전기커넥터(5a)와 연료를 토출하기 위한 토출포트(5b)를 구비하고 있다. 이러한 연료펌프(100)에서는 전기커넥터(5a)를 통한 외부회로로부터의 통전에 의해 전동모터(4)의 회전축(4a)이 회전구동된다. 그 결과, 전동모터(4)가 가지는 회전축(4a)의 구동력을 이용하여 펌프본체(3)에 의해 흡입 및 가압된 연료는 토출포트(5b)로부터 토출되게 된다. 또한, 연료펌프(100)에 대해서는, 가솔린보다도 점성이 높은 경유를 연료로서 토출하는 것이다.

본 실시형태에서는 전동모터(4)로서, 마그넷이 4극에 배치된 이너로터형의 브러시리스모터가 채용되어 있다. 이 전동모터(4)의 회전축(4a)은 기동 시에 있어서, 통상의 회전방향과는 역회전되게(즉, 후술하는 회전방향(Rig)에 대하여 역방향으로 회전하게) 되어 있다.

또한, 이하에 있어서, '회전진행측(回轉進行側)'이란 회전방향(Rig)의 정(＋)방향으로 되는 측을 나타낸다. 또한, '회전역측(回轉逆側)'이란 회전방향(Rig)의 부(－)방향으로 되는 측을 나타낸다.

이하, 펌프본체(3)에 대하여 상세히 설명한다. 펌프본체(3)는 펌프하우징(10), 이너기어(20), 아우터기어(30) 및 조인트부재(60)를 구비하고 있다. 여기에서, 펌프하우징(10)은 펌프커버(12)와 펌프케이싱(16)을 적층하여 이루어진다.

펌프커버(12)는 원반형상으로 금속에 의해 형성되어 있다. 펌프커버(12)는 펌프보디(2)에서, 축방향으로 전동모터(4)를 사이에 두고 사이드커버(5)와는 반대측단으로부터 외부로 돌출해 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 펌프커버(12)는 외부로부터 연료를 흡입하기 위해, 원통구멍형상의 흡입구(12a) 및 원호홈형상의 흡입통로(13)를 형성하고 있다. 흡입구(12a)는 펌프커버(12)에서, 이너기어(20)의 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 특정한 개구부분(Ss)을 펌프커버(12)의 축방향을 따라 관통하고 있다. 흡입통로(13)는 펌프커버(12)에서, 펌프케이싱(16)측으로 개구해 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 흡입통로(13)의 내주부(13a)는 이너기어(20)의 회전방향(Rig)(도 4도 참조)을 따라서 반주(半周) 미만의 길이로 연신해 있다. 흡입통로(13)의 외주부(13b)는 아우터기어(30)의 회전방향(Rog)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 홈저부(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 직경보다도 작게 설정되어 있다.

또한, 펌프커버(12)는 이너중심선(Cig) 상의 이너기어(20)와 대향하는 부분에 있어서, 조인트부재(60)의 본체부(62)가 회전 가능하게 배치되는 오목구멍형상의 배치공간(58)을 형성하고 있다.

도 1, 도 3 및 도 4에 도시한 펌프케이싱(16)은 바닥(bottom)을 구비한 원통형상으로 금속에 의해 형성되어 있다. 펌프케이싱(16)에서, 개구부(16a)는 펌프커버(12)에 의해 덮임으로써 전체 둘레에 걸쳐서 밀폐되어 있다. 펌프케이싱(16)의 내주부(13a)는 특히 도 1, 도 4에 도시한 바와 같이, 이너기어(20)의 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 원통구멍형상으로 형성되어 있다.

펌프케이싱(16)은 펌프보디(2) 및 전동모터(4) 사이의 연료통로(6)를 통하여 연료를 토출포트(5b)로부터 토출하기 위해, 원호구멍형상의 토출통로(17)를 형성하고 있다. 토출통로(17)는 펌프케이싱(16)의 오목저부(16c)를 축방향을 따라 관통하고 있다. 특히, 도 3에 도시한 바와 같이, 토출통로(17)의 내주부(17a)는 이너기어(20)의 회전방향(Rig)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다. 토출통로(17)의 외주부(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)에서, 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)을 보강하는 리브이다.

펌프케이싱(16)의 오목저부(16c)에서, 양 기어(20, 30) 사이의 펌프실(40)(뒤에서, 상세히 서술)을 사이에 두고 흡입통로(13)와 대향하는 개소에는, 특히 도 3에 도시한 바와 같이, 흡입통로(13)를 축방향으로 투영한 형상과 대응시켜서 원호홈형상의 흡입홈(18)이 형성되어 있다. 이에 따라, 펌프케이싱(16)에서는 토출통로(17)가 흡입홈(18)과 그 윤곽이 대략 선대칭으로 설치되어 있다. 한편, 특히 도 2에 도시한 바와 같이, 펌프커버(12)에서, 펌프실(40)을 사이에 두고 토출통로(17)와 대향하는 부분에는 토출통로(17)를 축방향으로 투영한 형상과 대응시켜서 원호홈형상의 토출홈(14)이 형성되어 있다. 이에 따라, 펌프커버(12)에서는 흡입통로(13)가 토출홈(14)과 그 윤곽이 대략 선대칭으로 설치되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 펌프케이싱(16)의 오목저부(16c)에서, 이너중심선(Cig) 상에는 전동모터(4)의 회전축(4a)을 직경방향으로 축지지하기 위해, 레이디얼 베어링(50)이 끼워맞춤고정되어 있다. 한편, 펌프커버(12)에서, 이너중심선(Cig) 상에는 회전축(4a)을 축방향으로 축지지하기 위해, 스러스트 베어링(52)이 끼워맞춤고정되어 있다.

도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 펌프케이싱(16)의 오목저부(16c) 및 내주부(16b)는 이너기어(20) 및 아우터기어(30)를 수용하는 수용공간(56)을 펌프커버(12)와 공동으로 구획하고 있다. 이너기어(20) 및 아우터기어(30)는 각각의 톱니의 치형 곡선을 트로코이드곡선으로 형성한, 이른바 트로코이드기어이다.

도 1, 도 4 및 도 5에 도시한 이너기어(20)는 이너중심선(Cig)을 회전축(4a)과 공통으로 함으로써 수용공간(56) 내에서는 편심되어 배치되어 있다. 이너기어(20)의 내주부(22)는 레이디얼 베어링(50)에 의해 직경방향으로 축지지되어 있고, 또한 축방향 양측의 슬라이딩면(25)이 펌프케이싱(16)의 오목저부(16c)와 펌프커버(12)에 의해 축지지되어 있다.

또한, 이너기어(20)는 배치공간(58)과 대향하는 부분에 있어서, 축방향을 따라 오목한 삽입구멍(27)을 가지고 있다. 본 실시형태에 있어서 삽입구멍(27)은 회전방향(Rig)을 따른 원주방향으로 복수개 설치되고, 각각의 삽입구멍(27)은 오목저부(16c)측까지 관통해 있다. 각각의 삽입구멍(27)에 조인트부재(60)의 각각 대응하는 다리부(64)가 삽입됨으로써 회전축(4a)의 구동력이 조인트부재(60)를 통하여 이너기어(20)에 전달되게 되어 있다. 이렇게 하여 이너기어(20)는 전동모터(4)에 의한 회전축(4a)의 회전에 따라서 슬라이딩면(25)을 오목저부(16c) 및 펌프커버(12)로 슬라이딩시키면서 이너중심선(Cig) 주위로 되는 일정한 회전방향(Rig)으로 회전 가능하게 되어 있다.

이너기어(20)는 그러한 회전방향(Rig)으로 등간격으로 나열되는 복수개의 외치(24a)를 외주부(24)에 가지고 있다. 각각의 외치(24a)는 이너기어(20)의 회전에 따라서 각각의 통로(13, 17) 및 각각의 홈(14, 18)과 축방향으로 대향 가능하게 되어 있고, 이에 따라, 외치(24a)가 오목저부(16c) 및 펌프커버(12)로 들러붙는 것이 억제되어 있다.

또한, 본 실시형태의 각각의 삽입구멍(27)은, 그 내주벽(27a) 중, 회전진행측으로 되는 내주벽 및 회전역측으로 되는 내주벽에 있어서, 각각 이너기어(20)의 직경방향을 따른 평면형상의 평면부(27b, 27c)를 가지고 있다.

도 1 및 도 4에 도시한 아우터기어(30)는 이너기어(20)의 이너중심선(Cig)에 대하여 편심됨으로써 수용공간(56) 내에서는 동축상에 배치되어 있다. 이에 따라, 아우터기어(30)에 대해서는, 반경방향으로서의 편심방향(De)으로 이너기어(20)가 편심되어 있다. 아우터기어(30)의 외주부(34)는 펌프케이싱(16)의 내주부(16b)에 의해 직경방향으로 축지지되어 있고, 또한 펌프케이싱(16)의 오목저부(16c)와 펌프커버(12)에 의해 축방향으로 축지지되어 있다. 이들의 축지지에 의해 아우터기어(30)는 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 아우터중심선(Cog) 주위로 되는 일정한 회전방향(Rog)으로 회전 가능하게 되어 있다.

아우터기어(30)는 그러한 회전방향(Rog)으로 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 1개 많아지도록 설정되어 있다. 각각의 내치(32a)는 아우터기어(30)의 회전에 따라서 각각의 통로(13, 17) 및 각각의 홈(14, 18)과 축방향으로 대향 가능하게 되어 있고, 이에 따라, 내치(32a)가 오목저부(16c) 및 펌프커버(12)로 들러붙는 것이 억제되어 있다.

아우터기어(30)에 대하여 이너기어(20)는 편심방향(De)으로의 상대적인 편심에 의해 맞물려 있다. 이에 따라, 수용공간(56)에서, 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 따라, 흡입통로(13) 및 흡입홈(18)과 대향하여 연통하는 펌프실(40)에서, 그 용적이 확대된다. 그 결과, 흡입구(12a)로부터 연료가 흡입통로(13)를 통하여 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 좌우된다.

양 기어(20, 30)의 회전에 따라, 토출통로(17) 및 토출홈(14)과 대향하여 연통하는 펌프실(40)에서, 그 용적이 축소된다. 그 결과, 상기 흡입작용과 동시에, 펌프실(40)로부터 연료가 토출통로(17)를 통하여 연료통로(6)로 토출된다. 이때, 시단부(13c)로부터 종단부(13d)를 향할수록(도 3 참조), 토출통로(17)의 폭이 축소되어 있고, 이에 따라, 해당 토출통로(17)를 통하여 토출되는 연료량은 펌프실(40)의 용적 축소량에 좌우된다.

조인트부재(60)는 도 1, 도 2, 도 4, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드수지 등의 합성수지에 의해 형성되고, 회전축(4a)을 이너기어(20)와 연결하고 있다. 조인트부재(60)는 본체부(62), 다리부(64), 돌출부(66) 및 역돌출부(68)를 가지고 있다.

본체부(62)는 펌프커버(12)에 형성된 배치공간(58)에 배치되고, 중앙에 끼워맞춤구멍(62a)이 뚫려 있는 원형 고리 형상으로 형성되어 있고, 해당 끼워맞춤구멍(62a)에 회전축(4a)이 삽입됨으로써 회전축(4a)으로 끼워맞춤고정되어 있다.

다리부(64)는 이너기어(20)의 삽입구멍(27)의 수에 대응하여 복수개 설치되어 있다. 구체적으로, 다리부(64)는 전동모터(4)의 마그넷의 극수(極數)와 다르며 소수인 5개가 설치되어 있다. 이와 같은 각각의 다리부(64)가 원주방향으로 나열되어 설치되어 있다. 각각의 다리부(64)는 본체부(62)로부터 축방향을 따라 신장되고, 대응하는 삽입구멍(27)에 간극을 두고 삽입되어 있다. 각각의 다리부(64)의 선단(64a)은 이너기어(20)를 축방향으로 관통하는 각각의 삽입구멍(27)에 대하여 축방향에서 이너기어(20)의 중심(重心)보다도 전동모터(4)측까지 도달해 있지만, 삽입구멍(27)의 외측으로까지 도달하지 않도록 신장되어 있다.

돌출부(66)는 각각의 삽입구멍(27) 및 각각의 다리부(64)의 수에 대응하여 복수개 설치되어 있다. 각각의 돌출부(66)는 각각 대응하는 다리부(64)로부터 이너기어(20)의 회전방향측을 향하여 돌출해 있다. 본 실시형태의 각각의 돌출부(66)는 각각의 다리부(64)의 선단(64a)을 피하도록 해당 선단(64a)보다도 본체부(62)측으로부터 돌출해 있다.

각 돌출부(66)는, 그 정점부(66a)를 향할수록 축방향에서의 폭이 좁아지도록 형성되어 있다. 구체적으로, 돌출부(66)는 축방향에 곡률을 가지는 만곡볼록면형상으로 돌출해 있고, 보다 상세하게는, 특히 도 7에 도시한 바와 같이, 직경방향을 따른 모선(母線)(Lg)을 가지는 부분원통면형상으로 돌출해 있다. 각각의 정점부(66a)는 대응하는 다리부(64)의 선단(64a)과 함께, 삽입구멍(27) 내에 위치해 있다(도 8도 참조).

역돌출부(68)도 돌출부(66)와 마찬가지로, 각각의 삽입구멍(27) 및 각각의 다리부(64)의 수에 대응하여 복수개 설치되어 있다. 각각의 역돌출부(68)는 각각 대응하는 다리부(64)로부터 이너기어(20)의 회전역측을 향하여 돌출해 있다. 각각의 역돌출부(68)는 돌출부(66)와 동일한 형상으로 돌출해 있고, 다리부(64)의 이등분선을 사이에 두고 돌출부(66)와 대략 선대칭형상으로 되어 있다.

이와 같은 조인트부재(60)의 형상에 의해, 각각의 다리부(64)의 기단부분(64b)은 본체부(62) 및 대응하는 돌출부(66)에 대하여, 또한 본체부(62) 및 대응하는 역돌출부(68)에 대하여 잘록해진(narrowed) 형상을 나타내고 있다.

회전축(4a)이 회전구동하면, 회전축(4a)의 어긋남 상태에 좌우되기도 하지만, 예를 들면, 5개 중 2, 3개의 돌출부(66)가 동시에, 도 8에 도시한 바와 같이, 대응하는 삽입구멍(27) 내의 돌출부(66)에 대하여 회전진행측으로 되는 내주벽(27a)에서의 평면부(27b)와 접촉한다. 또한, 외부로부터 진동 등(예를 들면, 차량 진동)을 받고, 회전축(4a)이 이너중심선(Cig)에 대하여 어긋남으로써, 도 9에 도시한 바와 같이, 조인트부재(60)가 이너기어(20)에 대하여 기울어진 경우에도 돌출부(66) 중 정점부(66a)와는 조금 어긋난 만곡볼록면형상 부분이 평면부(27b)와 접촉한다.

수지재료로 형성된 조인트부재(60)에서는 접촉에 의한 돌출부(66)의 마모가 염려된다. 그런데 본 실시형태에서는 조인트부재(60)가 기울어진 경우에, 그 각도에 따라서 정점부(66a)와는 어긋난 만곡볼록면형상 부분이 평면부(27b)와 접촉함으로써, 특정 부분만이 현저히 마모되는 것을 방지하고 있다. 또한, 수지재료로 형성된 조인트부재(60)에서는 열팽창, 연료에 의한 팽윤, 또는 상기 접촉에 의한 다리부의 변형이 발생할 가능성이 있다. 그러나 이와 같은 변형이 조금 발생한 경우에도, 돌출부(66)의 만곡볼록면형상 부분의 어딘가가 평면부(27b)와 접촉한다.

이러한 방식으로, 회전축(4a)의 구동력이 조인트부재(60)를 통하여 이너기어(20)로 전달되고, 이너기어(20)는 회전방향(Rig)으로 회전된다. 그리고 연료는 연료펌프(100)에 의해 각각의 펌프실(40)로 차례 차례 흡입되어, 해당 각각의 펌프실(40)로부터 토출되는 것이다.

이상에서 설명한 본 실시형태의 작용효과를 이하에 설명한다.

본 실시형태에 따르면, 전동모터(4)의 회전축(4a)이 회전구동하면, 회전축(4a)에 끼워맞추어지는 본체부(62)를 가지는 조인트부재(60)는 회전축(4a)과 함께 회전한다. 그리고 본체부(62)로부터 축방향을 따라 신장되는 다리부(64)가 이너기어(20)의 삽입구멍(27)에 간극을 두고 삽입되어 있기 때문에 이너기어(20)가 회전 가능하게 된다. 여기에서, 다리부(64)로부터 이너기어(20)의 회전진행측을 향하여 돌출부(66)가 돌출해 있기 때문에, 이 돌출부(66)가 이너기어(20)의 내주벽(27a)에 접촉하면서 이너기어(20)는 회전하게 된다. 이러한 구성에 의하면, 회전축(4a)에 어긋남이 발생하고, 조인트부재(60)가 기울어진 경우에 있어서도, 다리부(64)가 삽입구멍(27)의 에지부분에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이너기어(20)가 축방향으로 힘을 받아서 눌리는 것을 방지하여, 부드럽게 회전하는 것이 가능하게 되기 때문에 펌프 효율이 높은 연료펌프(100)를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 돌출부(66)는 축방향에 곡률을 가지는 만곡볼록면형상으로 돌출한다. 회전축(4a)에 어긋남이 발생하고, 조인트부재(60)가 기울어진 경우에 있어서, 이 만곡볼록면형상의 돌출부(66)는 축방향을 따른 삽입구멍(27)과 접촉할 수 있다. 이 때문에, 이너기어(20)가 축방향으로 힘을 받아서 눌리는 것을 보다 확실하게 방지하여, 부드럽게 회전하는 것이 가능하게 되기 때문에 펌프 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 삽입구멍(27)은 돌출부(66)에 대하여 회전진행측으로 되는 내주벽(27a)에 있어서, 직경방향을 따른 평면부(27b)를 가지고, 돌출부(66)는 직경방향을 따른 모선(Lg)을 가지는 부분원통면형상으로 돌출한다. 이와 같은 돌출부(66)가 평면부(27b)에 선접촉함으로써 회전축(4a)의 구동력이 회전방향(Rig)으로 효율 좋게 전달되기 때문에, 이너기어(20)를 부드럽게 회전시켜서 펌프 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 돌출부(66)는 다리부(64)의 선단(64a)보다도 본체부(62)측으로부터 돌출한다. 따라서, 연료펌프(100)를 제조할 때, 다리부(64)의 선단(64a)을 삽입구멍(27)에 용이하게 삽입할 수 있고, 또한 다리부(64)의 선단(64a)이 가이드로서 기능함으로써 돌출부(66)를 삽입구멍(27) 내에 삽입하는 것도 용이하게 된다. 따라서, 조인트부재(60)를 이너기어(20)에 용이하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 삽입구멍(27)은 복수개 설치되고, 다리부(64) 및 돌출부(66)는 삽입구멍(27)에 대응하여 복수개 설치된다. 이에 따르면, 회전축(4a)에 어긋남이 발생하고, 조인트부재(60)가 기울어진 경우에, 여러 가지 기울기에 대응하여 돌출부(66)를 삽입구멍(27)의 내주벽(27a)에 접촉시킬 수 있기 때문에 펌프 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 조인트부재(60)는 다리부(64)로부터 이너기어(20)의 회전역측을 향하여 돌출부(66)와 동일한 형상으로 돌출하는 역돌출부(68)를 가진다. 이에 따르면, 예를 들면, 전동모터(4)의 기동 시 등에 회전축(4a)이 회전역측으로 회전하는 경우에 있어서도, 다리부(64)와 삽입구멍(27)의 에지가 접촉하여 이너기어(20)가 축방향으로 힘을 받아서 눌리는 것을 방지하여, 이너기어(20)를 부드럽게 할 수 있다.

이상, 제 1 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 해당 실시형태에 한정하여 해석되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 실시형태에 적용할 수 있다. 상기 실시형태의 변형예에 대하여 서술한다.

구체적인 변형예 1로서, 도 10에 도시한 바와 같이, 돌출부(66)는 다리부(64)의 선단(64a)으로부터 이너기어(20)의 회전진행측으로 돌출하는 것이어도 좋다.

변형예 2로서, 돌출부(66)는 축방향에 곡률을 가지는 만곡볼록면형상으로서, 예를 들면, 구면형상으로 돌출하는 것이어도 좋다.

변형예 3에서는 정점부(66a)를 향할수록 축방향에서의 폭이 좁아지는 돌출부(66)로서, 도 11에 도시한 바와 같이, 축방향에 대하여 경사지는 경사면(67)을 가지고, 정점부(66a)가 뾰족한 형상을 채용할 수 있다.

변형예 4로서, 돌출부(66)는 모든 다리부(64)로부터가 아니어도, 복수개의 다리부(64) 중 하나 이상으로부터 돌출해 있으면 좋다.

변형예 5로서, 조인트부재(60)는 역돌출부(68)를 가지고 있지 않아도 좋다.

변형예 6으로서, 삽입구멍(27)은 도 12에 도시한 바와 같이, 에지부분에 있어서, 테이퍼면(28)을 가지는 것이어도 좋다. 돌출부(66)를 가지는 조인트부재에 있어서는, 회전축(4a)에 어긋남이 발생하고, 해당 조인트부재(60)가 기울어진 경우, 이와 같은 삽입구멍(27)에 대해서도 다리부(64)가 삽입구멍(27)의 테이퍼면(28)을 포함하는 에지부분에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

변형예 7로서, 삽입구멍(27)은 돌출부(66)에 대하여 회전진행측으로 되는 내주벽(27a)에 있어서, 직경방향을 따른 평면부(27b)를 가지고 있지 않아도 좋다. 예를 들면, 삽입구멍(27)은 원형상, 타원형상 등의 횡단면형상이어도 좋다.

변형예 8로서, 삽입구멍(27)은 축방향을 따라 오목한 것이면, 오목저부(16c)측까지 관통해 있지 않아도 좋다.

변형예 9로서, 연료펌프(100)는 연료로서 경유 이외의 가솔린 또는 이에 준한 액체연료를 흡입하여 토출하는 것이어도 좋다.

(제 2 실시형태)

이하, 제 2 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 제 2 실시형태에 의한 연료펌프(101)는 차량에 탑재되는 용적식의 트로코이드펌프이다. 연료펌프(101)는 원통형상의 펌프보디(102) 내부에 수용된 펌프본체(103) 및 축방향으로 전동모터(104)를 사이에 두고 펌프본체(103)와는 반대측단으로부터 외부로 돌출한 사이드커버(105)를 구비하고 있다. 여기에서, 사이드커버(105)는 전동모터(104)에 통전하기 위한 전기커넥터(105a)와 연료를 토출하기 위한 토출포트(105b)를 구비하고 있다. 이러한 연료펌프(101)에서는 전기커넥터(105a)를 통한 외부회로로부터의 통전에 의해 전동모터(104)의 회전축(104a)이 회전구동된다. 그 결과, 전동모터(104)가 가지는 회전축(104a)의 구동력을 이용하여 펌프본체(103)의 아우터기어(130) 및 이너기어(120)의 회전에 의해 흡입 및 가압된 연료는 토출포트(105b)로부터 토출되게 된다. 또한, 연료펌프(101)에 대해서는, 가솔린보다도 점성이 높은 경유를 연료로서 토출하는 것이다.

본 실시형태에서는 전동모터(104)로서, 마그넷(104b)이 4극으로 배치되고, 코일(104c)이 6슬롯으로 배치된 이너로터형의 브러시리스모터가 채용되어 있다. 예를 들면, 차량의 IG―ON이나 차량의 액셀페달을 밟는 조작이 이루어지면, 이에 따라서 전동모터(104)는 구동회전측 또는 구동회전역측으로 회전축(104a)을 회전시키는 위치결정제어를 실시한다. 그 후, 전동모터(104)는 위치결정제어로 위치결정된 위치로부터 구동회전측으로 회전축(104a)을 회전시키는 구동제어를 실시한다.

여기에서, '구동회전측(驅動回轉側)'이란 이너기어(120)의 원주방향에서, 회전방향(Rig)의 정(＋)방향으로 되는 측을 나타낸다. 또한, 구동회전역측((驅動回轉逆側)'이란 이너기어(120)의 원주방향에서, 회전방향(Rig)의 부(－)방향으로 되는 측을 나타낸다.

이하, 펌프본체(103)에 대하여 상세히 설명한다. 펌프본체(103)는 펌프하우징(110), 이너기어(120), 아우터기어(130) 및 조인트부재(160)를 구비하고 있다. 여기에서, 펌프하우징(110)은 펌프커버(112)와 펌프케이싱(116)을 적층하여 이루어진다.

펌프커버(112)는 원반형상으로 금속에 의해 형성되어 있다. 펌프커버(112)는 펌프보디(102)에서, 축방향으로 전동모터(104)를 사이에 두고 사이드커버(105)와는 반대측단으로부터 외측으로 돌출해 있다.

도 13 및 도 14에 도시한 펌프커버(112)는 외부로부터 연료를 흡입하기 위해, 원통구멍형상의 흡입구(112a) 및 원호홈형상의 흡입통로(113)를 형성하고 있다. 흡입구(112a)는 펌프커버(112)에서, 이너기어(120)의 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 특정한 개구부분(Ss)을 펌프커버(112)의 축방향을 따라 관통하고 있다. 흡입통로(113)는 펌프커버(112)에서, 펌프케이싱(116)측으로 개구해 있다. 도 14에 도시한 바와 같이, 흡입통로(113)의 내주부(113a)는 이너기어(120)의 회전방향(Rig)(도 16 참조)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다. 흡입통로(113)의 외주부(113b)는 아우터기어(130)의 회전방향(Rog)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다.

여기에서, 흡입통로(113)는 시단부(113c)로부터 회전방향(Rig, Rog)의 종단부(113d)를 향할수록 폭이 확대되어 있다. 또한, 흡입통로(113)는 홈저부(113e)의 개구부분(Ss)으로 흡입구(112a)를 개구시킴으로써 해당 흡입구(112a)와 연통해 있다. 특히, 도 14에 도시한 바와 같이, 흡입구(112a)가 개구하는 개구부분(Ss)의 전역에서는 흡입통로(113)의 폭이 흡입구(112a)의 폭보다도 작게 설정되어 있다.

또한, 펌프커버(112)는 이너중심선(Cig) 상의 이너기어(120)와 대향하는 부분에 있어서, 조인트부재(160)의 본체부(162)가 회전 가능하게 배치되는 오목구멍형상의 배치공간(158)을 형성하고 있다.

도 13, 도 15 및 도 16에 도시한 펌프케이싱(116)은 바닥을 구비한 원통형상으로 금속에 의해 형성되어 있다. 펌프케이싱(116)에서, 개구부(116a)는 펌프커버(112)에 의해 덮임으로써 전체둘레에 걸쳐서 밀폐되어 있다. 펌프케이싱(116)의 내주부(116b)는, 특히 도 13 및 도 16에 도시한 바와 같이, 이너기어(120)의 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 원통구멍형상으로 형성되어 있다.

펌프케이싱(116)은 펌프보디(102) 및 전동모터(104) 사이의 연료통로(106)를 통하여 연료를 토출 포트(105b)로부터 토출하기 위해, 원호구멍형상의 토출통로(117)를 형성하고 있다. 토출통로(117)는 펌프케이싱(116)의 오목저부(116c)를 축방향을 따라 관통하고 있다. 특히, 도 15에 도시한 바와 같이, 토출통로(117)의 내주부(117a)는 이너기어(20)의 회전방향(Rig)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다. 토출통로(117)의 외주부(117b)는 아우터기어(130)의 회전방향(Rog)을 따라서 반주 미만의 길이로 연신해 있다. 여기에서, 토출통로(117)는 시단부(117c)로부터 종단부(117d)를 향할수록 폭이 축소되어 있다.

또한, 펌프케이싱(116)은 토출통로(117)에서, 보강리브(116d)를 가지고 있다. 보강리브(116d)는 펌프케이싱(116)과 일체로 형성되어 있고, 이너기어(120)의 회전방향(Rig)에 대하여 교차방향으로 토출통로(117)를 걸침으로써 펌프케이싱(116)을 보강하는 리브이다.

펌프케이싱(116)의 오목저부(116c)에서, 양 기어(120, 130) 사이의 펌프실(140)(뒤에서, 상세히 서술)을 사이에 두고 흡입통로(113)와 대향하는 부분에는, 특히 도 15에 도시한 바와 같이, 흡입통로(113)를 축방향으로 투영한 형상과 대응시켜서 원호홈형상의 흡입홈(118)이 형성되어 있다. 이에 따라, 펌프케이싱(116)에서는 토출통로(117)가 흡입홈(118)과 그 윤곽이 대략 선대칭으로 설치되어 있다. 한편, 특히 도 14에 도시한 바와 같이, 펌프커버(112)에서, 펌프실(140)을 사이에 두고 토출통로(117)와 대향하는 부분에는 토출통로(117)를 축방향으로 투영한 형상과 대응시켜서 원호홈형상의 토출홈(114)이 형성되어 있다. 이에 따라, 펌프커버(112)에서는 흡입통로(113)가 토출홈(114)과 그 윤곽이 대략 선대칭으로 설치되어 있다.

도 13에 도시한 바와 같이, 펌프케이싱(116)의 오목저부(116c)에서, 이너중심선(Cig) 상에는 전동모터(104)의 회전축(104a)을 직경방향으로 축지지하기 위해, 레이디얼 베어링(150)이 끼워맞춤고정되어 있다. 한편, 펌프커버(112)에서, 이너중심선(Cig) 상에는 회전축(104a)을 축방향으로 축지지하기 위해, 스러스트 베어링(152)이 끼워맞춤고정되어 있다.

도 13 및 도 16에 도시한 바와 같이, 펌프케이싱(116)의 오목저부(116c) 및 내주부(116b)는 이너기어(120) 및 아우터기어(130)를 수용하는 수용공간(156)을 펌프커버(112)와 공동으로 구획하고 있다. 이너기어(120) 및 아우터기어(130)는 각각의 톱니를 트로코이드곡선으로 형성한, 이른바 트로코이드기어이다.

도 13, 도 16∼도 18에 도시한 이너기어(120)는 이너중심선(Cig)을 회전축(104a)과 공통으로 함으로써 수용공간(156) 내에서는 편심되어 배치되어 있다. 이너기어(120)의 내주부(122)는 레이디얼 베어링(150)에 의해 직경방향으로 축지지되어 있고, 또한 축방향 양측의 슬라이딩면(125)이 펌프케이싱(116)의 오목저부(116c)와 펌프커버(112)에 의해 축지지되어 있다.

또한, 이너기어(120)는 배치공간(158)과 대향하는 부분에 있어서, 축방향을 따라 오목한 삽입구멍(127)을 가지고 있다. 본 실시형태에 있어서의 삽입구멍(127)은 회전방향(Rig)을 따른 원주방향으로 등간격으로 복수개(본 실시형태에서는 5개) 설치되고, 각 삽입구멍(127)은 오목저부(116c)측까지 관통하고 있다. 각각의 삽입구멍(127)에 조인트부재(160)의 각각 대응하는 다리부(164)가 삽입됨으로써 회전축(104a)의 구동력이 조인트부재(160)를 통하여 이너기어(120)로 전달되게 되어 있다. 이렇게 하여 이너기어(120)는 전동모터(104)의 회전축(104a)의 회전에 따라서 슬라이딩면(125)을 오목저부(116c) 및 펌프커버(112)로 슬라이딩시키면서 이너중심선(Cig) 주위로 되는 원주방향에서 회전 가능하게 되어 있다.

이너기어(120)는 그러한 회전방향(Rig)을 따른 원주방향으로 등간격으로 나열되는 복수개의 외치(124a)를 외주부(124)에 가지고 있다. 각각의 외치(124a)는 이너기어(120)의 회전에 따라서 각각의 통로(113, 117) 및 각각의 홈(114, 118)과 축방향으로 대향 가능하게 되어 있고, 이에 따라, 외치(124a)가 오목저부(116c) 및 펌프커버(112)로 들러붙는 것이 억제되어 있다.

본 실시형태의 각각의 삽입구멍(127)은, 특히 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 각각의 내벽에 있어서, 평탄부(127a), 역평탄부(127b), 외주만곡부(127c), 내주만곡부(127d) 및 4군데의 코너부(128a, 128b, 128c, 128d)를 가지고 있다. 각각의 평탄부(127a)는 삽입되는 다리부(164)에 대하여 구동회전측으로 되는 내벽에 있어서, 각각 이너기어(120)의 직경방향을 따른 방사형상의 평면형상으로 형성되어 있다. 각각의 평탄부(127a)는 구동회전역측을 향해 있다. 각각의 역평탄부(127b)는 다리부(164)에 대하여 구동회전역측으로 되는 내벽에 있어서, 각각 이너기어(120)의 직경방향을 따른 방사형상의 평면형상으로 형성되어 있다. 각각의 역평탄부(127b)는 구동회전측을 향해 있다.

각각의 외주만곡부(127c)는 삽입되는 다리부(164)에 대하여 직경방향에서 대향하는 외주측의 내벽에 있어서, 원주방향을 따라서 만곡하는 만곡면형상으로 형성되어 있다. 각각의 내주만곡부(127d)는 삽입되는 다리부에 대하여 직경방향에서 대향하는 내주측의 내벽에 있어서, 각각 원주방향을 따라서 만곡하는 만곡면형상으로 형성되어 있다.

각각의 삽입구멍(127)에 있어서, 도 18에 확대하여 도시한 코너부(128a)는 평탄부(127a) 및 외주만곡부(127c)에 인접해 있다. 각각의 삽입구멍(127)에 있어서, 코너부(128b)는 평탄부(127a) 및 내주만곡부(127d)에 인접해 있다. 각각의 삽입구멍(127)에 있어서, 코너부(128c)는 역평탄부(127b) 및 외주만곡부(127c)에 인접해 있다. 각각의 삽입구멍(127)에 있어서, 코너부(128d)는 역평탄부(127b) 및 내주만곡부(127d)에 인접해 있다. 각각의 코너부(128a∼d)는 각각 평면에서 보아 오목형상으로 만곡함으로써 각각의 인접부분 사이를 부드럽게 접속하고 있다. 도 18에 도시한 바와 같이, 각각의 코너부(128a∼d)의 곡률반경(Rc)은 삽입되는 다리부(164)의 정상부(165) 및 역정상부(166)(뒤에서, 상세히 서술)의 곡률반경(Rp1, Rp2)보다도 작게 설정되어 있다. 여기에서, 본 실시형태에 있어서의 '평면에서 바라본다'란 축방향으로 수직인 평면 또는 단면을 축방향에서 바라본 상태를 나타내고, 본 실시형태에서는 도 14∼도 19가 이에 해당한다.

도 13 및 도 16에 도시한 바와 같이, 아우터기어(130)는 이너기어(120)의 이너중심선(Cig)에 대하여 편심됨으로써 수용공간(156) 내에서는 동축상에 배치되어 있다. 이에 따라, 아우터기어(130)에 대해서는, 반경방향으로서의 편심방향(De)으로 이너기어(120)가 편심되어 있다. 아우터기어(130)의 외주부(134)는 펌프케이싱(116)의 내주부(116b)에 의해 직경방향으로 축지지되어 있고, 또한 펌프케이싱(116)의 오목저부(116c)와 펌프커버(112)에 의해 축방향으로 축지지되어 있다. 이들의 축지지에 의해 아우터기어(130)는 이너중심선(Cig)으로부터 편심된 아우터중심선(Cog) 주위로 되는 일정한 회전방향(Rog)으로 회전 가능하게 되어 있다.

아우터기어(130)는 그러한 회전방향(Rog)으로 등간격으로 나열되는 복수개의 내치(132a)를 내주부(132)에 가지고 있다. 여기에서, 아우터기어(130)에 있어서의 내치(132a)의 수는 이너기어(120)에 있어서의 외치(124a)의 수보다도 1개 많아지도록 설정되어 있다. 각각의 내치(132a)는 아우터기어(130)의 회전에 따라서 각각의 통로(113, 117) 및 각각의 홈(114, 118)과 축방향으로 대향 가능하게 되어 있고, 이에 따라, 내치(132a)가 오목저부(116c) 및 펌프커버(112)로 들러붙는 것이 억제되어 있다.

아우터기어(130)에 대하여 이너기어(120)는 편심방향(De)으로의 상대적인 편심에 의해 맞물려 있다. 이에 따라, 수용공간(156) 중, 양 기어(120, 130)의 사이에는 펌프실(140)이 복수개 연속하여 형성되어 있다. 이와 같은 펌프실(140)은 아우터기어(130) 및 이너기어(120)가 회전함으로써, 그 용적이 확대 축소되게 되어 있다.

양 기어(120, 130)의 회전에 따라, 흡입통로(113) 및 흡입홈(118)과 대향하여 연통하는 펌프실(140)에서, 그 용적이 확대된다. 그 결과, 흡입구(112a)로부터 연료가 흡입통로(113)를 통하여 펌프실(140)로 흡입된다. 이때, 시단부(113c)로부터 종단부(113d)를 향할수록(도 14도 참조), 흡입통로(113)의 폭이 확대되어 있고, 이에 따라, 해당 흡입통로(113)를 통하여 흡입되는 연료량은 펌프실(140)의 용적 확대량에 좌우된다.

양 기어(120, 130)의 회전에 따라, 토출통로(117) 및 토출홈(114)과 대향하여 연통하는 펌프실(140)에서, 그 용적이 축소된다. 그 결과, 상기 흡입작용과 동시에, 펌프실(140)로부터 연료가 토출통로(117)를 통하여 연료통로(106)로 토출된다. 이때, 시단부(117c)로부터 종단부(117d)를 향할수록(도 15도 참조), 토출통로(117)의 폭이 축소되어 있고, 이에 따라, 해당 토출통로(117)를 통하여 토출되는 연료량은 펌프실(140)의 용적 축소량에 좌우된다.

조인트부재(160)는 도 13, 도 14, 도 16, 도 18∼도 20에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드(PPS)수지 등의 합성수지에 의해 형성되고, 이 조인트부재(160)가 회전축(104a)을 이너기어(120)와 연결함으로써, 해당 이너기어(120)를 원주방향으로 회전시킨다. 조인트부재(160)는 본체부(162) 및 다리부(164)를 가지고 있다.

본체부(162)는 펌프커버(112)에 형성된 배치공간(158)에 배치되고, 중앙에 끼워맞춤구멍(162a)이 뚫려 있는 원형 고리 형상으로 형성되어 있고, 해당 끼워맞춤구멍(162a)에 회전축(104a)이 삽입됨으로써 회전축(104a)에 끼워맞춤고정되어 있다.

다리부(164)는 이너기어(120)의 삽입구멍(127)의 수에 대응하여 복수개 설치되어 있다. 구체적으로, 전동모터(104)의 토크리플(torque ripple)의 영향을 저감하기 위해, 다리부(164)는 전동모터(104)의 극수 및 슬롯수와는 다른 수, 특히 소수인 5개로 설치되어 있다. 이와 같은 각각의 다리부(164)는 본체부(162)의 끼워맞춤부분인 끼워맞춤구멍(162a)보다도 외주측의 복수 개소(본 실시형태에서는 5 개소)로부터 축방향을 따라 연신하는 것으로서 설치되어 있다. 그리고 복수의 다리부(164)는 원주방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 각각의 다리부(164)는 축방향을 따라 연신하는 형상으로 탄성을 가지는 소재로 제조되어 탄성변형 가능하게 되어 있다. 회전축(104a)이 회전구동할 때에, 각 다리부(164)가 대응하는 삽입구멍(127)에 따라 탄성변형에 의해 휘어짐으로써, 제조 시에 발생할 수 있는 각각의 삽입구멍(127) 및 각각의 다리부(164)의 원주방향의 치수 오차를 흡수하면서, 다리부(164)와 삽입구멍(127)이 접촉한다. 이에 따라, 조인트부재(160)는 복수개의 다리부(164)를 통하여 회전축(104a)의 구동력을 이너기어(120)로 전달한다.

이와 같은 각각의 다리부(164)는 대응하는 삽입구멍(127)에 간격을 두고 삽입되어 있다. 각각의 다리부(164)의 선단(164a)은, 특히 도 13에 도시한 바와 같이, 이너기어(120)를 축방향으로 관통하는 삽입구멍(127)에 대하여, 축방향에서 이너기어(120)의 중심(重心)보다도 전동모터(104)측으로 연신해 있지만, 삽입구멍(127)의 외부까지 도달하지 않도록 연신해 있다. 또한, 각각의 다리부(164)의 선단(164a)은, 특히 도 20에 도시한 바와 같이, 제조 시의 조립을 용이하게 하기 위한 가이드 형상으로 되어 있다.

각각의 다리부(164)는 평탄부(127a)와 원주방향에서 대향하는 정상부(165)를 각각 가지고 있다. 정상부(165)는 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡해 있고, 특히, 본 실시형태에서는 축방향을 따른 모선을 가지는 반원주형상으로 형성되어 있다.

또한, 각각의 다리부(164)는 역평탄부(127b)와 원주방향에서 대향하는 역정상부(166)를 각각 가지고 있다. 역정상부(166)는 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡해 있고, 특히, 본 실시형태에서는 축방향을 따른 모선을 가지는 반원주형상으로 형성되어 있다.

정상부(165) 및 역정상부(166)가 설치된 각각의 다리부(164)의 정상부(165)와 역정상부(166)의 사이는 삽입구멍(127)의 외주만곡부(127c) 및 내주만곡부(127d)의 형상에 맞추어서 이너기어(120)의 원주방향을 따라서 만곡해 있다. 여기에서, 특히 도 18에 도시한 바와 같이, 외주만곡부(127c)의 곡률반경(Rvo), 내주만곡부(127d)의 곡률반경(Rvi), 다리부(164)의 외주측의 곡률반경(Rf1) 및 내주측의 곡률반경(Rf2)은 이너중심선(Cig)까지의 거리에 따라 설정되어 있다. 상세하게는, 곡률반경(Rf1, Rf2)은 곡률반경(Rvi)보다도 크고, 또한 곡률반경(Rvo)보다도 작게 설정되어 있다. 본 실시형태에서는 실질적으로 각각의 곡률반경(Rvo, Rvi, Rf1, Rf2)은 이너중심선(Cig)까지의 거리와 동등하게 설정됨으로써 곡률중심이 이너중심선(Cig) 상에 있다.

상기 구성에서, 전동모터(104)의 위치결정제어로 예를 들면, 구동회전역측으로 회전축(104a)이 회전하면, 정상부(165)가 평탄부(127a)와 분리되는 한편, 역정상부(166)는 역평탄부(127b)와 충돌하고, 접촉하면서 이너기어(120)를 원주방향에서, 회전방향(Rig)의 부(－)방향으로 회전시킨다. 그 후, 전동모터(104)의 구동제어가 개시되면, 이번에는 역정상부(166)가 역평탄부(127b)와 분리되는 한편, 정상부(165)는 평탄부(127a)와 충돌하고, 접촉하면서 이너기어(120)를 원주방향에서, 회전방향(Rig)으로 회전시킨다. 본 실시형태의 연료펌프(101)는 기동 시의 상기 충돌에 반복하여 견디면서 구동 시에는 연료를 각각의 펌프실(140)로 차례 차례 흡입하여, 해당 각 펌프실(140)로부터 토출하는 것이다.

본 실시형태에 따르면, 전동모터(104)의 회전축(104a)이 회전구동하면, 회전축(104a)에 끼워맞추어지는 본체부(162)를 가지는 조인트부재(160)는 회전축(104a)과 함께 회전한다. 그리고 본체부(162)로부터 축방향을 따라 연신하는 다리부(164)가 이너기어(120)의 삽입구멍(127)에 간격을 두고 삽입되어 있기 때문에 조인트부재(160)의 연결에 의해 이너기어(120)가 원주방향으로 회전한다. 여기에서, 삽입구멍(127)에 있어서, 다리부(164)에 대하여 구동회전측으로 되는 내벽은 직경방향을 따른 평탄부(127a)를 가지고 있다. 한쪽의 다리부(164)에서는 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡하는 정상부(165)가 평탄부(127a)와 원주방향에서 대향해 있다. 이러한 구성에 의하면, 삽입구멍(127)에 대한 다리부(164)의 접촉위치 또는 접촉각도가 바뀐 경우에도 정상부(165)가 평탄부(127a)에 접촉할 때에, 조인트부재(160)로부터 이너기어(120)로 전달되는 구동력에 직경방향의 분력이 발생하는 것이 억제되고, 또한 조인트부재(160)의 특정 부분에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 장기간 효율 좋게 이너기어(120)를 회전시킬 수 있다. 이상에 의해, 펌프 효율이 높은 연료펌프(101)를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 삽입구멍(127)은 평탄부(127a)에 인접하고, 평면에서 보아 오목형상으로 만곡하는 코너부(128a∼128b)를 가지고, 코너부(128a∼128b)에서의 곡률반경(Rc)은 정상부(165)에서의 곡률반경(Rp1)보다도 작다. 이와 같은 곡률반경(Rp1)으로 설정하면, 삽입구멍(127)에서 평탄부(127a)를 넓게 설정할 수 있기 때문에, 삽입구멍(127)에 대한 다리부(164)의 접촉위치 또는 접촉각도가 바뀐 경우에도, 정상부(165)를 평탄부(127a)에 확실하게 접촉시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 평탄부(127a)를 가지는 삽입구멍(127)은 복수개 설치되고, 정상부(165)를 가지는 다리부(164)는 본체부(162)의 끼워맞춤구멍(162a)보다도 외주측의 복수 개소로부터 연신하는 것으로서 복수개 설치된다. 그리고 이들 다리부(164)는 탄성변형 가능하게 설치된다. 이러한 구성에 의하면, 회전축(104a)의 구동에 의한 원심력에 의해 다리부(164)가 외주측으로 탄성변형한 경우에도, 정상부(165)를 평탄부(127a)에 확실하게 접촉시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 복수개의 삽입구멍(127) 및 복수개의 다리부(164)는 원주방향으로 등간격으로 배치된다. 등간격으로 이루어지는 배치에 의해, 이너기어(120)의 회전위상에 의하여 구동력이 변동해서 맥동이 발생하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 펌프 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 삽입구멍(127)은 다리부(164)에 대하여 구동회전역측으로 되는 내벽에 있어서, 직경방향을 따른 역평탄부(127b)를 가지고, 다리부(164)는 역평탄부(127b)와 원주방향에서 대향하고, 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡하는 역정상부(166)를 가진다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들면, 전동모터(104)의 기동 시에 있어서의 위치결정제어 등에 의해 회전축(104a)이 구동회전역측으로 회전하는 경우에 있어서도, 역정상부(166)가 역평탄부(127b)에 접촉할 때에, 조인트부재(160)로부터 이너기어(120)로 전달되는 구동력에 직경방향의 분력이 발생하는 것이 억제되고, 또한 조인트부재(160)의 특정 부분에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 장기간 효율 좋게 이너기어(120)를 회전시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 다리부(164)는 원주방향을 따라서 만곡하고, 삽입구멍(127)은 다리부(164)에 대하여 직경방향에서 대향하는 내벽에 있어서, 원주방향을 따라 만곡하는 만곡부(127c∼127d)를 가진다. 이와 같은 만곡에 따르면, 정상부(165)가 평탄부(127a)에 접촉할 때에도, 역정상부(166)가 역평탄부(127b)에 접촉할 때에도 평탄부(127a) 및 역평탄부(127b)에 대하여 수직인 접촉각도 또는 수직에 가까운 접촉각도로 정상부(165) 및 역정상부(166)를 접촉시키기 쉬워진다. 그리고 만곡부(127c∼127d)가 다리부(164)와 마찬가지로 원주방향을 따라서 만곡해 있기 때문에 다리부(164)가 만곡부(127c∼127d)에 접촉하기 어려워진다.

이상에서, 제 2 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 해당 실시형태에 한정하여 해석되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 실시형태에 적용할 수 있다. 상기 실시형태의 변형예에 대하여 서술한다.

구체적으로, 변형예 10으로서, 정상부(165) 또는 역정상부(166)는 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡해 있는 한, 각종 형상을 채용할 수 있다. 예를 들면, 도 21에 도시한 바와 같이, 평면에서 보았을 때의 정상부(165) 또는 역정상부(166)의 곡률반경(Rp1, Rp2)은 개소에 따라 변화될 수 있다. 또한, 평면에서 보았을 때의 정상부(165) 또는 역정상부(166)의 곡률반경(Rp1, Rp2)은 내주측과 외주측에서 다를 수 있다. 또한, 도 22에 도시한 바와 같이, 정상부(165) 또는 역정상부(166)에 인접하여 평면형상 부분(164b)이 설치될 수 있다.

변형예 11로서, 조인트부재(160)는 합성수지 이외의 예를 들면, 알루미늄에 의해 다리부(164)가 탄성변형 가능하게 설치될 수 있다.

변형예 12로서, 복수개의 삽입구멍(127) 및 복수개의 다리부(164)는 원주방향으로 부등간격으로 설치될 수 있다.

변형예 13으로서, 코너부(128a∼128d)의 곡률반경(Rc)은 정상부(165)에서의 곡률반경(Rp1) 이상으로 될 수 있다.

변형예 14로서, 다리부(164)에 대하여 직경방향에서 대향하는 내벽은 평면형상으로 형성될 수 있다.

변형예 15로서, 삽입구멍(127)은 축방향을 따라 오목한 것이면, 오목저부측까지 관통하지 않는 바닥을 구비한 구멍형상으로 형성될 수 있다.

변형예 16으로서, 연료펌프(101)는 연료로서, 경유 이외의 가솔린 또는 이에 준한 액체연료를 흡입하여 토출할 수 있다.

본 개시는 실시예에 기초하여 기술되었지만, 본 개시는 해당 실시예나 구조에 한정되는 것은 아니라고 이해된다. 본 개시는 여러 가지 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 덧붙여서, 여러 가지 조합이나 형태, 나아가서는, 이들 중 1 요소만, 그 이상, 또는 그 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도 본 개시의 범주나 사상 범위에 들어가는 것이다.

Claims

내치(32a)를 복수개 가지는 아우터기어(30);
외치(24a)를 복수개 가지고, 상기 아우터기어(30)와는 편심방향(De)으로 편심되어 맞물리는 이너기어(20);
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징(10);
회전구동하는 회전축(4a)을 가지는 전동모터(4); 및
상기 회전축(4a)을 상기 이너기어(20)와 연결하는 조인트부재(60)를 구비하고,
상기 아우터기어(30)와 상기 이너기어(20)는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성되는 펌프실(40)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 각각의 상기 펌프실(40)로 차례 차례 흡입하고나서 토출하며;
상기 이너기어(20)는 축방향을 따라 오목한 삽입구멍(27)을 가지며;
상기 조인트부재(60)는,
상기 회전축(4a)에 끼워맞추어지는 본체부(62),
상기 본체부(62)로부터 축방향을 따라 신장되고, 상기 삽입구멍(27)에 간극을 두고 삽입되는 다리부(64), 및
상기 다리부(64)로부터 상기 이너기어(20)의 회전진행측을 향하여 돌출하고, 정점부(66a)를 향할수록 축방향에서의 폭이 좁아지는 돌출부(66)를 가지는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제1항에 있어서,
상기 돌출부(66)는 축방향으로 곡률을 가지는 만곡볼록면형상으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 삽입구멍(27)은 상기 돌출부(66)에 대하여 회전진행측으로 되는 내주벽(27a)에 있어서, 직경방향을 따른 평면부(27b)를 가지며,
상기 돌출부(66)는 직경방향을 따른 모선(Lg)을 가지는 부분원통면형상으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부(66)는 상기 다리부(64)의 선단(64a)보다도 상기 본체부(62)측으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입구멍(27)은 복수개 설치되고,
상기 다리부(64)와 상기 돌출부(66)는 상기 삽입구멍(27)에 대응하여 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조인트부재(60)는 상기 다리부(64)로부터 상기 이너기어(20)의 회전역측을 향하여 상기 돌출부(66)와 동일한 형상으로 돌출하는 역돌출부(68)를 가지는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
내치(132a)를 복수개 가지는 아우터기어(130);
외치(124a)를 복수개 가지고, 상기 아우터기어(130)와는 편심방향(De)으로 편심되어 끼워맞추어지는 이너기어(120);
상기 아우터기어(130) 및 상기 이너기어(120)를 회전 가능하게 수용하는 펌프하우징(110);
회전구동하는 회전축(104a)을 가지는 전동모터(104); 및
상기 회전축(104a)을 상기 이너기어(120)와 연결함으로써 상기 이너기어(120)를 원주방향으로 회전시키는 조인트부재(160)를 구비하고,
상기 아우터기어(130)와 상기 이너기어(120)는 이들 양 기어 사이에 복수개 형성되는 펌프실(140)의 용적을 확대 축소시키면서 회전함으로써, 연료를 각각의 상기 펌프실(140)로 차례 차례 흡입하고나서 토출하며;
상기 이너기어(120)는 축방향을 따라 오목한 삽입구멍(127)을 가지며;
상기 조인트부재(160)는,
상기 회전축(104a)에 끼워맞추어지는 본체부(162), 및
상기 본체부(162)로부터 축방향을 따라 연신하고, 상기 삽입구멍(127)에 간극을 두고 삽입되는 다리부(164)를 가지며;
상기 삽입구멍(127)은 상기 다리부(164)에 대하여 구동회전측으로 되는 내벽에서, 직경방향을 따른 평탄부(127a)를 가지며;
상기 다리부(164)는 상기 평탄부(127a)와 상기 원주방향에서 대향하고, 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡하는 정상부(165)를 가지는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제7항에 있어서,
상기 삽입구멍(127)은 상기 평탄부(127a)에 인접하고, 평면에서 보아 오목형상으로 만곡하는 코너부(128a∼128b)를 가지며,
상기 코너부(128a∼128b)에서의 곡률반경(Rc)은 상기 정상부(165)에서의 곡률반경(Rp1)보다도 작은 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 평탄부(127a)를 가지는 상기 삽입구멍(127)은 복수개 설치되며,
상기 정상부(165)를 가지는 상기 다리부(164)는 상기 본체부(162)의 끼워맞춤부분(162a)보다도 외주측의 복수 개소로부터 연신하는 것으로서 복수개 설치되며,
상기 각각의 다리부(164)는 탄성변형 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제9항에 있어서,
상기 각각의 삽입구멍(127) 및 상기 각각의 다리부(164)는 상기 원주방향으로 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입구멍(127)은 상기 다리부(164)에 대하여 구동회전역측으로 되는 내벽에서, 상기 직경방향을 따른 역평탄부(127b)를 가지며,
상기 다리부(164)는 상기 역평탄부(127b)와 상기 원주방향에서 대향하고, 평면에서 보아 볼록형상으로 만곡하는 역정상부(166)를 가지는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제11항에 있어서,
상기 다리부(164)는 상기 원주방향을 따라 만곡하고,
상기 삽입구멍(127)은 상기 다리부(164)에 대하여 상기 직경방향에서 대향하는 내벽에서, 상기 원주방향을 따라 만곡하는 만곡부(127c∼127d)를 가지는 것을 특징으로 하는 연료펌프.