WO2016121334A1 - 燃料ポンプ - Google Patents

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WO2016121334A1
WO2016121334A1 PCT/JP2016/000248 JP2016000248W WO2016121334A1 WO 2016121334 A1 WO2016121334 A1 WO 2016121334A1 JP 2016000248 W JP2016000248 W JP 2016000248W WO 2016121334 A1 WO2016121334 A1 WO 2016121334A1
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WO
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inner gear
foot
gear
insertion hole
pump
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酒井 博美
代司 古橋
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Denso Corp
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Denso Corp
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    • F04C2240/60Shafts

Definitions

  • the present disclosure relates to a fuel pump that sequentially sucks fuel into each pump chamber and then discharges the fuel.
  • the fuel pump disclosed in Patent Document 1 includes an outer gear having a plurality of inner teeth, an outer gear having a plurality of outer teeth, and an outer gear that is eccentrically engaged with (fitted to) the outer gear, and rotatably accommodates both gears.
  • a pump housing and an electric motor having a rotary shaft that is driven to rotate are provided.
  • the outer gear and the inner gear rotate while expanding or reducing the volume of the pump chamber formed between the two gears (toward the rotation progress side), so that the fuel is sequentially sucked into each pump chamber and then discharged.
  • the coupling connects the rotating shaft and the inner gear.
  • the protruding portion that protrudes in the radial direction is engaged with the inner wall groove of the inner gear.
  • the present disclosure has been made in view of the problems described above, and an object thereof is to provide a fuel pump with high pump efficiency.
  • an outer gear having a plurality of inner teeth, an inner gear having a plurality of outer teeth and eccentrically engaging with the outer gear in an eccentric direction, and the outer gear and the inner gear are rotatable.
  • a joint member that relays the rotation shaft to the inner gear, and the outer gear and the inner gear each have a volume of a pump chamber formed between the two gears.
  • a leg that extends along the axial direction from the main body, and is inserted with a gap in the insertion hole, and protrudes from the foot toward the rotation progression side of the inner gear, at the apex And having a protrusion width is reduced in the Cow Hodojiku direction.
  • the joint member having the main body portion fitted to the rotating shaft rotates together with the rotating shaft.
  • the inner gear becomes rotatable.
  • the protruding portion protrudes from the foot portion toward the rotation progression side of the inner gear, the inner gear rotates while the protruding portion contacts the inner peripheral wall of the inner gear. According to this, even when the rotation axis is displaced and the joint member is inclined, it is possible to avoid the foot from contacting the edge portion of the insertion hole. Therefore, the inner gear can be prevented from being pushed by receiving a force in the axial direction and can rotate smoothly, so that a fuel pump with high pump efficiency can be provided.
  • the second aspect of the present disclosure includes an outer gear having a plurality of inner teeth, an inner gear having a plurality of outer teeth, the outer gear being eccentrically fitted in an eccentric direction, and rotating the outer gear and the inner gear.
  • a pump housing that can be accommodated, an electric motor having a rotating shaft that is driven to rotate, and a joint member that rotates the inner shaft in the circumferential direction by relaying the rotating shaft to the inner gear.
  • the outer gear and the inner gear are both gears.
  • the fuel is sequentially sucked into each pump chamber and then discharged, and the inner gear has an insertion hole recessed along the axial direction, and a joint member Has a main body portion that fits into the rotation shaft, and a foot portion that extends along the axial direction from the main body portion and is inserted with a gap in the insertion hole.
  • the inner wall on the drive rotation side with respect to the portion has a flat portion along the radial direction, and the foot portion has a top portion facing the flat portion in the circumferential direction and curved in a convex shape in plan view.
  • the joint member having the main body portion fitted to the rotating shaft rotates together with the rotating shaft.
  • leg part extended along an axial direction from a main-body part is inserted in the insertion hole of the inner gear with the clearance gap, the inner gear rotates to the circumferential direction by relay of a joint member.
  • the inner wall on the drive rotation side with respect to the foot portion has a flat portion along the radial direction.
  • the top part which curves convexly in planar view has opposed the flat part in the circumferential direction.
  • the driving force transmitted from the joint member to the inner gear has a radial component force. Since generation
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1. It is the figure which looked at the inner gear in 1st Embodiment from the arrangement
  • FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 8 in Modification 1.
  • FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 8 in Modification 3.
  • FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 8 in Modification 6. It is a fragmentary sectional front view which shows the fuel pump in 2nd Embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional plan view of a cross section taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a cross-sectional plan view of a cross section taken along line XV-XV in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a cross-sectional plan view of a cross section taken along line XVI-XVI in FIG. 13.
  • It is a top view of the inner gear in 2nd Embodiment. It is the elements on larger scale which show the relationship between the insertion hole and foot part of 2nd Embodiment. It is a top view of the joint member in a 2nd embodiment.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along line XX-XX in FIG. 19.
  • FIG. 19 is a diagram corresponding to FIG. 18 in an example of modification 10;
  • FIG. 19 is a diagram corresponding to FIG. 18 in another example of Modification Example 10.
  • the fuel pump 100 is a positive displacement trochoid pump mounted on a vehicle.
  • the fuel pump 100 includes a side cover 5 projecting outward from an end opposite to the pump body 3 with the pump body 3 and the electric motor 4 housed in the cylindrical pump body 2 in the axial direction.
  • the side cover 5 includes an electrical connector 5a for energizing the electric motor 4 and a discharge port 5b for discharging fuel.
  • the rotating shaft 4a of the electric motor 4 is rotationally driven by energization from an external circuit via the electrical connector 5a.
  • the fuel sucked and pressurized by the pump body 3 using the driving force of the rotating shaft 4a of the electric motor 4 is discharged from the discharge port 5b.
  • the light oil whose viscosity is higher than gasoline is discharged as a fuel.
  • an inner rotor type brushless motor in which magnets are arranged in four poles is employed as the electric motor 4.
  • the rotation shaft 4a of the electric motor 4 is rotated in the reverse direction to the normal rotation direction (that is, rotated in the reverse direction with respect to the rotation direction Rig described later) at the time of startup.
  • the rotation progress side refers to the side that is the positive direction of the rotation direction Rig.
  • the rotation reverse side indicates a side that is the negative direction of the rotation direction Rig.
  • the pump body 3 includes a pump housing 10, an inner gear 20, an outer gear 30, and a joint member 60.
  • the pump housing 10 is formed by overlapping a pump cover 12 and a pump casing 16.
  • the pump cover 12 is formed in a disk shape from metal.
  • the pump cover 12 projects outward from an end of the pump body 2 opposite to the side cover 5 with the electric motor 4 sandwiched in the axial direction.
  • the pump cover 12 shown in FIGS. 1 and 2 has a cylindrical hole-like suction port 12a and an arc-shaped groove-like suction passage 13 for sucking fuel from the outside.
  • the suction port 12 a passes through a specific opening location Ss eccentric from the inner center line Cig of the inner gear 20 in the pump cover 12 along the axial direction of the cover 12.
  • the suction passage 13 is open to the pump casing 16 side of the pump cover 12.
  • the inner peripheral portion 13 a of the suction passage 13 extends along the rotational direction Rig (see also FIG. 4) of the inner gear 20 to a length of less than half a circumference.
  • the outer peripheral part 13b of the suction passage 13 extends along the rotational direction Rog of the outer gear 30 to a length of less than a half circumference.
  • the suction passage 13 is widened from the start end portion 13c toward the end portion 13d in the rotational directions Rig and Rog.
  • the suction passage 13 communicates with the suction port 12a by opening the suction port 12a at the opening portion Ss of the groove bottom 13e.
  • the width of the suction passage 13 is set to be smaller than the diameter of the suction port 12 a in the entire opening portion Ss where the suction port 12 a opens.
  • the pump cover 12 forms a recessed hole-shaped arrangement space 58 in which the main body 62 of the joint member 60 is rotatably arranged at a position facing the inner gear 20 on the inner center line Cig.
  • the pump casing 16 shown in FIGS. 1, 3 and 4 is formed of a metal into a bottomed cylindrical shape.
  • the opening 16 a in the pump casing 16 is covered with the pump cover 12, so that the entire circumference is sealed.
  • the inner peripheral portion 13 a of the pump casing 16 is formed in a cylindrical hole shape that is eccentric from the inner center line Cig of the inner gear 20 as shown in FIGS.
  • the pump casing 16 has an arc-hole-like discharge passage 17 for discharging fuel from the discharge port 5 b through the fuel passage 6 between the pump body 2 and the electric motor 4.
  • the discharge passage 17 penetrates the concave bottom portion 16c of the pump casing 16 along the axial direction.
  • the inner peripheral portion 17 a of the discharge passage 17 extends along the rotational direction Rig of the inner gear 20 to a length of less than half a circumference.
  • the outer peripheral part 17 b of the discharge passage 17 extends along the rotational direction Rog of the outer gear 30 to a length of less than a half circumference.
  • the discharge passage 17 is reduced in width toward the end portion 17d in the rotational directions Rig and Rog from the start end portion 17c.
  • the pump casing 16 has a reinforcing rib 16d in the discharge passage 17.
  • the reinforcing rib 16 d is formed integrally with the pump casing 16, and is a rib that reinforces the pump casing 16 by straddling the discharge passage 17 in a direction crossing the rotational direction Rig of the inner gear 20.
  • a radial bearing 50 is fitted and fixed on the inner center line Cig of the concave bottom portion 16 c of the pump casing 16 in order to radially support the rotating shaft 4 a of the electric motor 4.
  • a thrust bearing 52 is fitted and fixed on the inner center line Cig of the pump cover 12 in order to support the rotary shaft 4a in the axial direction.
  • the concave bottom portion 16c and the inner peripheral portion 16b of the pump casing 16 define a housing space 56 for housing the inner gear 20 and the outer gear 30 together with the pump cover 12.
  • the inner gear 20 and the outer gear 30 are so-called trochoid gears in which the tooth profile curve of each tooth is a trochoid curve.
  • the inner gear 20 shown in FIGS. 1, 4 and 5 is arranged eccentrically in the accommodation space 56 by sharing the inner center line Cig with the rotation shaft 4a.
  • the inner peripheral portion 22 of the inner gear 20 is radially supported by a radial bearing 50, and the sliding surfaces 25 on both axial sides are supported by the concave bottom portion 16 c of the pump casing 16 and the pump cover 12.
  • the inner gear 20 has an insertion hole 27 that is recessed along the axial direction at a location facing the arrangement space 58.
  • a plurality of insertion holes 27 are provided in the circumferential direction along the rotation direction Rig, and each insertion hole 27 penetrates to the concave bottom portion 16c side.
  • the inner gear 20 has a plurality of external teeth 24 a arranged at equal intervals in the rotation direction Rig on the outer peripheral portion 24.
  • Each external tooth 24a can be opposed to each of the passages 13 and 17 and the grooves 14 and 18 in the axial direction according to the rotation of the inner gear 20, so that sticking to the concave bottom portion 16c and the pump cover 12 is suppressed. ing.
  • each insertion hole 27 of the present embodiment has a planar planar portion along the radial direction of the inner gear 20 on the inner circumferential wall on the rotation progression side and the inner circumferential wall on the rotation opposite side of the inner circumferential wall 27a. 27b, 27c.
  • the outer gear 30 shown in FIGS. 1 and 4 is arranged coaxially in the accommodation space 56 by being eccentric with respect to the inner center line Cig of the inner gear 20.
  • the inner gear 20 is eccentric with respect to the outer gear 30 in the eccentric direction De as one radial direction.
  • the outer peripheral portion 34 of the outer gear 30 is supported in the radial direction by the inner peripheral portion 16 b of the pump casing 16, and is supported in the axial direction by the concave bottom portion 16 c of the pump casing 16 and the pump cover 12. With these bearings, the outer gear 30 is rotatable in a certain rotational direction Rog around the outer center line Cog that is eccentric from the inner center line Cig.
  • the outer gear 30 has a plurality of inner teeth 32a arranged at equal intervals in the rotation direction Rog in the inner peripheral portion 32.
  • the number of the inner teeth 32a in the outer gear 30 is set to be one more than the number of the outer teeth 24a in the inner gear 20.
  • Each internal tooth 32a can be opposed to each of the passages 13 and 17 and the grooves 14 and 18 in the axial direction according to the rotation of the outer gear 30, so that sticking to the concave bottom portion 16c and the pump cover 12 is suppressed. ing.
  • the inner gear 20 meshes with the outer gear 30 by relative eccentricity in the eccentric direction De. Accordingly, a plurality of pump chambers 40 are formed between the gears 20 and 30 in the accommodating space 56. The volume of the pump chamber 40 expands and contracts as the outer gear 30 and the inner gear 20 rotate.
  • the volume of the pump chamber 40 increases in the pump chamber 40 that communicates with the suction passage 13 and the suction groove 18.
  • fuel is sucked into the pump chamber 40 through the suction passage 13 from the suction port 12a.
  • the suction passage 13 is widened from the start end portion 13c toward the end portion 13d (see also FIG. 2), the amount of fuel sucked through the suction passage 13 is the volume expansion amount of the pump chamber 40.
  • the volume of the pump chamber 40 is reduced in the pump chamber 40 that is in communication with the discharge passage 17 and the discharge groove 14.
  • fuel is discharged from the pump chamber 40 to the fuel passage 6 through the discharge passage 17.
  • the discharge passage 17 is reduced in width from the start end portion 13c toward the end portion 13d (see also FIG. 3)
  • the amount of fuel discharged through the discharge passage 17 is reduced in volume of the pump chamber 40. It depends on the amount.
  • the joint member 60 is formed of a synthetic resin such as polyphenylene sulfide resin and relays the rotating shaft 4a to the inner gear 20.
  • the joint member 60 has a main body 62, a foot 64, a protrusion 66, and a reverse protrusion 68.
  • the main body 62 is disposed in an arrangement space 58 formed in the pump cover 12, and is formed in an annular shape having a fitting hole 62a opened at the center, and the rotating shaft 4a is inserted into the fitting hole 62a. Thus, it is fitted and fixed to the rotating shaft 4a.
  • a plurality of foot portions 64 are provided corresponding to the number of insertion holes 27 of the inner gear 20.
  • the foot 64 is provided with a number that is a prime number and a number that avoids the number of poles of the magnet of the electric motor 4.
  • Each such leg part 64 is provided along with the circumferential direction.
  • Each foot 64 extends from the main body 62 along the axial direction, and is inserted into the corresponding insertion hole 27 with a gap.
  • the distal end 64a of each foot 64 reaches the electric motor 4 side of the center of gravity of the inner gear 20 in the axial direction with respect to each insertion hole 27 penetrating the inner gear 20 in the axial direction. It extends so as not to reach.
  • a plurality of protruding portions 66 are provided corresponding to the number of each insertion hole 27 and each foot portion 64. Each protruding portion 66 protrudes from the corresponding foot portion 64 toward the rotation direction of the inner gear 20. Each protrusion 66 of this embodiment protrudes from the main body 62 side of the tip 64a so as to avoid the tip 64a of each foot 64.
  • Each protrusion 66 is formed such that the width in the axial direction becomes narrower toward the apex 66a. Specifically, the protruding portion 66 protrudes in a curved convex shape having a curvature in the axial direction. More specifically, as shown in FIG. 7, the protruding portion 66 protrudes in a partial cylindrical surface shape having a generatrix Lg along the radial direction. ing. Each vertex 66a is located in the insertion hole 27 together with the tip 64a of the corresponding foot 64 (see also FIG. 8).
  • each reverse protrusion 68 protrudes from the corresponding foot 64 toward the rotation reverse side of the inner gear 20.
  • Each reverse projecting portion 68 projects in the same shape as the projecting portion 66, and has a substantially line symmetrical shape with the projecting portion 66 across the bisector of the foot portion 64.
  • each foot portion 64 is relative to the main body portion 62 and the corresponding protruding portion 66, and to the main body portion 62 and the corresponding reverse protruding portion 68. It has a constricted shape.
  • the joint member 60 formed of a resin material there is a concern about the wear of the protrusion 66 due to contact.
  • the curved convex surface portion deviated from the apex portion 66a according to the angle makes contact with the flat surface portion 27b, thereby avoiding that only a specific portion is significantly worn. is doing.
  • thermal expansion, swelling due to fuel, or deformation of the foot due to the contact may occur.
  • a portion of the curved convex surface portion of the protruding portion 66 contacts the flat portion 27b.
  • the driving force of the rotating shaft 4a is transmitted to the inner gear 20 through the joint member 60, and the inner gear 20 is rotated in the rotational direction Rig. Then, the fuel is sequentially sucked into the pump chambers 40 by the fuel pump 100 and discharged from the pump chambers 40.
  • the joint member 60 having the main body portion 62 fitted to the rotating shaft 4a rotates together with the rotating shaft 4a.
  • leg part 64 extended along the axial direction from the main-body part 62 is inserted in the insertion hole 27 of the inner gear 20 with the clearance gap, the inner gear 20 becomes rotatable.
  • the protruding portion 66 protrudes from the foot portion 64 toward the rotation progression side of the inner gear 20, the inner gear 20 rotates while the protruding portion 66 contacts the inner peripheral wall 27 a of the inner gear 20.
  • the inner gear 20 can be prevented from being pushed by receiving a force in the axial direction and can be smoothly rotated, so that the fuel pump 100 with high pump efficiency can be provided.
  • the protruding portion 66 protrudes in a curved convex shape having a curvature in the axial direction.
  • the curved projecting portion 66 can contact the insertion hole 27 along the axial direction. For this reason, it is possible to more reliably avoid the inner gear 20 from being pushed by receiving a force in the axial direction and to rotate smoothly, so that the pump efficiency can be increased.
  • the insertion hole 27 has the flat surface portion 27b along the radial direction on the inner peripheral wall 27a on the rotation advance side with respect to the protrusion 66, and the protrusion 66 is along the radial direction. It protrudes in the shape of a partial cylindrical surface having a generatrix Lg. Since the projecting portion 66 is in line contact with the flat portion 27b, the driving force of the rotating shaft 4a is efficiently transmitted in the rotational direction Rig, so that the inner gear 20 can be smoothly rotated and the pump efficiency can be increased.
  • the protruding portion 66 protrudes from the main body 62 side than the tip 64 a of the foot portion 64. Therefore, when manufacturing the fuel pump 100, the tip 64a of the foot 64 can be easily inserted into the insertion hole 27, and the tip 64a of the foot 64 functions as a guide, so that the protrusion 66 is inserted into the insertion hole 27. It is also easy to insert. Therefore, the joint member 60 can be easily assembled to the inner gear 20.
  • a plurality of insertion holes 27 are provided, and a plurality of feet 64 and protrusions 66 are provided corresponding to the insertion holes 27. According to this, when the rotation shaft 4a is displaced and the joint member 60 is inclined, the protrusion 66 can be brought into contact with the inner peripheral wall 27a of the insertion hole 27 corresponding to various inclinations. Efficiency can be increased.
  • the joint member 60 has the reverse projecting portion 68 that projects in the same shape as the projecting portion 66 from the foot portion 64 toward the reverse side of the inner gear 20. According to this, even when the rotating shaft 4a rotates in the reverse direction when the electric motor 4 is started, for example, the foot 64 and the edge of the insertion hole 27 come into contact with each other and the inner gear 20 receives a force in the axial direction. Thus, the inner gear 20 can be smoothly rotated.
  • the protruding portion 66 may protrude from the tip 64 a of the foot portion 64 toward the rotation progression side of the inner gear 20.
  • the projecting portion 66 may project in a spherical shape, for example, as a curved convex surface having a curvature in the axial direction.
  • the protrusion 66 whose width in the axial direction becomes narrower toward the vertex 66 a has an inclined surface 67 that is inclined with respect to the axial direction, and the vertex 66 a is pointed. Can be adopted.
  • the protruding portion 66 may protrude from one or more of the plurality of foot portions 64, even if not from all the foot portions 64.
  • the joint member 60 may not have the reverse protrusion 68.
  • the insertion hole 27 may have a tapered surface 28 at the edge portion as shown in FIG.
  • the foot portion 64 when the rotation shaft 4 a is displaced and the joint member 60 is inclined, the foot portion 64 also has the tapered surface 28 of the insertion hole 27 against the insertion hole 27. It is possible to avoid contact with the included edge portion.
  • the insertion hole 27 may not have the flat surface portion 27b along the radial direction on the inner peripheral wall 27a on the rotation advance side with respect to the protruding portion 66.
  • the insertion hole 27 may have a cross-sectional shape such as a circular shape or an elliptical shape.
  • the fuel pump 100 may suck and discharge gasoline other than light oil or liquid fuel based thereon as fuel.
  • the fuel pump 101 is a positive displacement trochoid pump mounted on a vehicle.
  • the fuel pump 101 includes a side cover 105 that projects outward from an end opposite to the pump body 103 with the pump body 103 and the electric motor 104 housed in the cylindrical pump body 102 in the axial direction.
  • the side cover 105 includes an electrical connector 105a for energizing the electric motor 104 and a discharge port 105b for discharging fuel.
  • the rotating shaft 104a of the electric motor 104 is rotationally driven by energization from an external circuit via the electrical connector 105a.
  • the fuel sucked and pressurized by the rotation of the outer gear 130 and the inner gear 120 of the pump body 103 using the driving force of the rotating shaft 104a of the electric motor 104 is discharged from the discharge port 105b.
  • the light oil whose viscosity is higher than gasoline is discharged as a fuel.
  • an inner rotor type brushless motor in which the magnet 104b is formed in 4 poles and the coil 104c is formed in 6 slots is employed.
  • the electric motor 104 performs positioning control to rotate the rotating shaft 104a to the drive rotation side or the drive rotation reverse side. Thereafter, the electric motor 104 performs drive control to rotate the rotary shaft 104a toward the drive rotation side from the position positioned by the positioning control.
  • the drive rotation side refers to the positive direction of the rotation direction Rig in the circumferential direction of the inner gear 120.
  • the reverse side of the drive rotation indicates the side that is the negative direction of the rotation direction Rig in the circumferential direction of the inner gear 120.
  • the pump main body 103 includes a pump housing 110, an inner gear 120, an outer gear 130, and a joint member 160.
  • the pump housing 110 is formed by overlapping a pump cover 112 and a pump casing 116.
  • the pump cover 112 is formed in a disk shape from metal.
  • the pump cover 112 projects outward from an end of the pump body 102 opposite to the side cover 105 with the electric motor 104 sandwiched in the axial direction.
  • the pump cover 112 shown in FIGS. 13 and 14 is formed with a cylindrical hole-like suction port 112a and a circular groove-like suction passage 113 in order to suck fuel from the outside.
  • the suction port 112 a passes through a specific opening portion Ss that is eccentric from the inner center line Cig of the inner gear 120 in the pump cover 112 along the axial direction of the cover 112.
  • the suction passage 113 is open to the pump casing 116 side of the pump cover 112.
  • the inner peripheral portion 113 a of the suction passage 113 extends along the rotational direction Rig (see also FIG. 16) of the inner gear 120 to a length of less than half a circumference.
  • An outer peripheral portion 113b of the suction passage 113 extends along the rotational direction Rog of the outer gear 130 to a length of less than a half circumference.
  • the suction passage 113 is widened from the start end 113c toward the end 113d in the rotational directions Rig and Rog.
  • the suction passage 113 communicates with the suction port 112a by opening the suction port 112a at the opening portion Ss of the groove bottom 113e.
  • the width of the suction passage 113 is set to be smaller than the width of the suction port 112 a in the entire opening portion Ss where the suction port 112 a opens.
  • the pump cover 112 forms a recessed hole-shaped arrangement space 158 in which the main body part 162 of the joint member 160 is rotatably arranged at a position facing the inner gear 120 on the inner center line Cig.
  • the pump casing 116 shown in FIGS. 13, 15, and 16 is formed of a metal in a bottomed cylindrical shape.
  • the opening 116 a in the pump casing 116 is covered with the pump cover 112, so that the entire circumference is sealed.
  • the inner peripheral portion 116b of the pump casing 116 is formed in a cylindrical hole shape that is eccentric from the inner center line Cig of the inner gear 120 as shown in FIGS.
  • the pump casing 116 forms an arc-hole-like discharge passage 117 in order to discharge fuel from the discharge port 105 b through the fuel passage 106 between the pump body 102 and the electric motor 104.
  • the discharge passage 117 penetrates the concave bottom portion 116c of the pump casing 116 along the axial direction.
  • the inner peripheral portion 117 a of the discharge passage 117 extends along the rotational direction Rig of the inner gear 120 to a length of less than half a circumference.
  • the outer peripheral portion 117b of the discharge passage 117 extends along the rotational direction Rog of the outer gear 130 to a length less than a half circumference.
  • the discharge passage 117 is reduced in width toward the end portion 117d from the start end portion 117c.
  • the pump casing 116 has a reinforcing rib 116d in the discharge passage 117.
  • the reinforcing rib 116d is formed integrally with the pump casing 116, and is a rib that reinforces the pump casing 116 by straddling the discharge passage 117 in a direction intersecting the rotational direction Rig of the inner gear 120.
  • an arc groove-like suction groove 118 is formed in the portion of the concave bottom portion 116c of the pump casing 116 facing the suction passage 113 across the pump chamber 140 (detailed later) between the two gears 120 and 130.
  • the discharge passage 117 is provided with the suction groove 118 and its outline approximately symmetrical with respect to the line.
  • a portion of the pump cover 112 facing the discharge passage 117 across the pump chamber 140 has an arc groove shape corresponding to the shape projected in the axial direction of the passage 117.
  • a discharge groove 114 is formed.
  • the suction passage 113 is provided with the discharge groove 114 and its outline approximately symmetrical with respect to the line.
  • a radial bearing 150 is fitted and fixed on the inner center line Cig of the concave bottom portion 116c of the pump casing 116 in order to radially support the rotating shaft 104a of the electric motor 104.
  • a thrust bearing 152 is fitted and fixed on the inner center line Cig of the pump cover 112 in order to support the rotating shaft 104a in the axial direction.
  • the concave bottom portion 116 c and the inner peripheral portion 116 b of the pump casing 116 define a housing space 156 for housing the inner gear 120 and the outer gear 130 together with the pump cover 112.
  • the inner gear 120 and the outer gear 130 are so-called trochoidal gears in which their teeth are trochoidal curved.
  • the inner gear 120 shown in FIGS. 13 and 16 to 18 is arranged eccentrically in the accommodation space 156 by sharing the inner center line Cig with the rotating shaft 104a.
  • the inner peripheral portion 122 of the inner gear 120 is radially supported by a radial bearing 150, and the sliding surfaces 125 on both axial sides are supported by the concave bottom portion 116c of the pump casing 116 and the pump cover 112.
  • the inner gear 120 has an insertion hole 127 that is recessed along the axial direction at a location facing the arrangement space 158.
  • a plurality of insertion holes 127 are provided at equal intervals in the circumferential direction along the rotation direction Rig, and each insertion hole 127 penetrates to the concave bottom portion 116c side.
  • the inner gear 120 can rotate in the circumferential direction around the inner center line Cig while sliding the sliding surface 125 on the concave bottom portion 116 c and the pump cover 112 according to the rotation of the rotating shaft 104 a of the electric motor 104. ing.
  • the inner gear 120 has a plurality of external teeth 124 a arranged at equal intervals in the circumferential direction along the rotation direction Rig on the outer peripheral portion 124.
  • Each outer tooth 124a can be opposed to each passage 113, 117 and each groove 114, 118 in the axial direction according to the rotation of the inner gear 120, so that sticking to the concave bottom portion 116c and the pump cover 112 is suppressed. ing.
  • each insertion hole 127 of the present embodiment has a flat portion 127a, a reverse flat portion 127b, an outer peripheral bending portion 127c, an inner peripheral bending portion 127d, and four corners on each inner wall. It has sections 128a, 128b, 128c, and 128d.
  • Each flat portion 127 a is formed in a radial flat shape along the radial direction of the inner gear 120 on the inner wall on the drive rotation side with respect to the inserted foot portion 164.
  • Each flat portion 127a faces the opposite side of the drive rotation.
  • Each reverse flat portion 127 b is formed in a radial flat shape along the radial direction of the inner gear 120 on the inner wall on the drive rotation reverse side with respect to the foot portion 164.
  • Each reverse flat portion 127b faces the drive rotation side.
  • Each outer peripheral curved portion 127c is formed in a curved surface shape that curves along the circumferential direction on the inner wall on the outer peripheral side that faces the inserted foot portion 164 in the radial direction.
  • Each inner circumferential curved portion 127d is formed in a curved surface shape that curves along the circumferential direction on the inner circumferential inner wall facing the inserted foot portion in the radial direction.
  • each insertion hole 127 the corner portion 128a shown enlarged in FIG. 18 is adjacent to the flat portion 127a and the outer peripheral curved portion 127c.
  • the corner portion 128b is adjacent to the flat portion 127a and the inner circumferential curved portion 127d.
  • the corner portion 128c is adjacent to the reverse flat portion 127b and the outer peripheral curved portion 127c.
  • the corner portion 128d is adjacent to the reverse flat portion 127b and the inner circumferential curved portion 127d.
  • Each corner portion 128a to 128d is curved in a concave shape in plan view, thereby smoothly connecting the adjacent portions. As shown in FIG.
  • the curvature radii Rc of the corners 128a to 128d are set smaller than the radii of curvature Rp1 and Rp2 of the apex 165 and reverse apex 166 of the foot 164 to be inserted (detailed later).
  • the planar view in the present embodiment indicates a state in which a plane or a cross section perpendicular to the axial direction is viewed from the axial direction, and FIGS. 14 to 19 correspond to this in the present embodiment.
  • the outer gear 130 is arranged coaxially in the accommodation space 156 by being eccentric with respect to the inner center line Cig of the inner gear 120.
  • the inner gear 120 is eccentric in the eccentric direction De as one radial direction.
  • the outer peripheral portion 134 of the outer gear 130 is supported in the radial direction by the inner peripheral portion 116 b of the pump casing 116, and is supported in the axial direction by the concave bottom portion 116 c of the pump casing 116 and the pump cover 112.
  • the outer gear 130 is rotatable in a certain rotational direction Rog around the outer center line Cog that is eccentric from the inner center line Cig.
  • the outer gear 130 has a plurality of internal teeth 132a arranged at equal intervals in the rotation direction Rog in the inner peripheral portion 132.
  • the number of inner teeth 132 a in the outer gear 130 is set to be one greater than the number of outer teeth 124 a in the inner gear 120.
  • Each internal tooth 132a can be opposed to each passage 113, 117 and each groove 114, 118 in the axial direction according to the rotation of the outer gear 130, so that sticking to the concave bottom portion 116c and the pump cover 112 is suppressed. ing.
  • the inner gear 120 meshes with the outer gear 130 by the relative eccentricity in the eccentric direction De.
  • a plurality of pump chambers 140 are formed between the gears 120 and 130 in the accommodation space 156.
  • the volume of the pump chamber 140 expands and contracts as the outer gear 130 and the inner gear 120 rotate.
  • the volume of the pump chamber 140 increases in the pump chamber 140 that communicates with the suction passage 113 and the suction groove 118.
  • fuel is sucked into the pump chamber 140 from the suction port 112a through the suction passage 113.
  • the suction passage 113 is widened from the start end portion 113c toward the end portion 113d (see also FIG. 14), the amount of fuel sucked through the suction passage 113 is the volume expansion amount of the pump chamber 140.
  • the suction passage 113 is widened from the start end portion 113c toward the end portion 113d (see also FIG. 14).
  • the volume of the pump chamber 140 is reduced in the pump chamber 140 that is in communication with the discharge passage 117 and the discharge groove 114.
  • fuel is discharged from the pump chamber 140 to the fuel passage 106 through the discharge passage 117.
  • the discharge passage 117 is reduced in width toward the end portion 117d from the start end portion 117c (see also FIG. 15), so that the amount of fuel discharged through the discharge passage 117 is reduced in volume of the pump chamber 140. It depends on the amount.
  • the joint member 160 is formed of a synthetic resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, for example, as shown in FIGS. Rotate in the circumferential direction.
  • the joint member 160 has a main body portion 162 and a foot portion 164.
  • the main body 162 is disposed in an arrangement space 158 formed in the pump cover 112, and is formed in an annular shape having a fitting hole 162a opened at the center, and the rotating shaft 104a is inserted into the fitting hole 162a. Thus, the rotary shaft 104a is fitted and fixed.
  • a plurality of leg portions 164 are provided corresponding to the number of insertion holes 127 of the inner gear 120.
  • the number of legs 164 is a number that avoids the number of poles and the number of slots of the electric motor 104, and is provided with five prime numbers in particular.
  • Each of these foot portions 164 is provided as extending along the axial direction from a plurality of locations (five locations in the present embodiment) on the outer peripheral side of the fitting hole 162a that is a fitting location of the main body portion 162. ing.
  • the plurality of legs 164 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each foot 164 can be elastically deformed by a material having elasticity and a shape extending along the axial direction.
  • each leg portion 164 is elastically deformed according to the corresponding insertion hole 127, so that a dimensional error in the circumferential direction of each insertion hole 127 and each leg portion 164 that may occur during manufacturing.
  • the foot 164 and the insertion hole 127 come into contact with each other while absorbing the water.
  • the joint member 160 transmits the driving force of the rotating shaft 104 a to the inner gear 120 through the plurality of legs 164.
  • Each such foot 164 is inserted into the corresponding insertion hole 127 with a gap.
  • the tip 164a of each foot 164 extends in the axial direction toward the electric motor 104 from the center of gravity of the inner gear 120 with respect to the insertion hole 127 penetrating the inner gear 120 in the axial direction. However, it is extended so as not to reach the outside of the insertion hole 127. Further, the tip 164a of each leg 164 has a guide shape for facilitating assembly at the time of manufacture as shown in FIG.
  • Each foot portion 164 has a top portion 165 that faces the flat portion 127a in the circumferential direction.
  • the top portion 165 is curved in a convex shape in plan view, and in particular in the present embodiment, is formed in a semi-cylindrical shape having a generatrix along the axial direction.
  • Each foot 164 has a reverse apex 166 that faces the reverse flat portion 127b in the circumferential direction.
  • the reverse apex portion 166 is curved in a convex shape in plan view, and in particular in the present embodiment, is formed in a semi-cylindrical shape having a generatrix along the axial direction.
  • the inner gear 120 has a circumference in accordance with the shapes of the outer peripheral curved portion 127 c and the inner peripheral curved portion 127 d of the insertion hole 127. Curved along the direction.
  • the radius of curvature Rvo of the outer peripheral curved portion 127c, the radius of curvature Rvi of the inner peripheral curved portion 127d, the radius of curvature Rf1 of the outer peripheral side of the foot portion 164, and the radius of curvature Rf2 of the inner peripheral side are: , And is set according to the distance to the inner center line Cig.
  • the curvature radii Rf1 and Rf2 are set to be larger than the curvature radius Rvi and smaller than the curvature radius Rvo.
  • the curvature radii Rvo, Rvi, Rf1, and Rf2 are set substantially equal to the distance to the inner center line Cig, so that the center of curvature is on the inner center line Cig.
  • the top portion 165 separates from the flat portion 127a, while the reverse top portion 166 collides with the reverse flat portion 127b and comes into contact. Meanwhile, the inner gear 120 is rotated in the negative direction of the rotational direction Rig in the circumferential direction. Thereafter, when the drive control of the electric motor 104 is started, the reverse top portion 166 is separated from the reverse flat portion 127b, while the top portion 165 collides with the flat portion 127a, and the inner gear 120 is rotated in the circumferential direction while contacting. Rotate to Rig.
  • the fuel pump 101 of this embodiment repeatedly sucks fuel into each pump chamber 140 and discharges it from each pump chamber 140 during driving while repeatedly withstanding the collision at the time of startup.
  • the joint member 160 having the main body portion 162 fitted to the rotation shaft 104a rotates together with the rotation shaft 104a.
  • stretched along the axial direction from the main-body part 162 is inserted in the insertion hole 127 of the inner gear 120 with a clearance gap, the inner gear 120 rotates in the circumferential direction by the relay of the joint member 160.
  • the inner wall on the drive rotation side with respect to the foot 164 has a flat portion 127a along the radial direction.
  • a top portion 165 that curves in a convex shape in plan view is opposed to the flat portion 127a in the circumferential direction. According to this, even when the contact position or contact angle of the foot part 164 with respect to the insertion hole 127 changes, the driving force transmitted from the joint member 160 to the inner gear 120 when the top part 165 contacts the flat part 127a. Since generation
  • the insertion hole 127 has the corner portions 128a to 128b that are adjacent to the flat portion 127a and curved in a concave shape in plan view, and the curvature radius Rc at the corner portions 128a to 128b is It is smaller than the curvature radius Rp1.
  • the radius of curvature Rp1 is set, the flat portion 127a can be set wide in the insertion hole 127. Therefore, even if the contact position or the contact angle of the foot portion 164 with respect to the insertion hole 127 changes, the top portion 165 is fixed to the flat portion. 127a can be reliably brought into contact with.
  • a plurality of insertion holes 127 having a flat portion 127a are provided, and a foot portion 164 having a top portion 165 extends from a plurality of locations on the outer peripheral side of the fitting hole 162a of the main body portion 162.
  • These foot portions 164 are provided so as to be elastically deformable. According to this, even when the foot portion 164 is elastically deformed to the outer peripheral side due to the centrifugal force generated by driving the rotating shaft 104a, the top portion 165 can be reliably brought into contact with the flat portion 127a.
  • the plurality of insertion holes 127 and the plurality of legs 164 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. By arranging at equal intervals, it is possible to suppress the fluctuation of the driving force due to the rotation phase of the inner gear 120 and the occurrence of pulsation, so that the pump efficiency can be increased.
  • the insertion hole 127 has the reverse flat portion 127b along the radial direction on the inner wall on the drive rotation reverse side with respect to the foot portion 164, and the foot portion 164 includes the reverse flat portion 127b. And a reverse apex portion 166 that is curved in a convex shape in plan view. According to this, even when the rotary shaft 104a rotates to the reverse side of the drive rotation due to, for example, positioning control at the time of starting the electric motor 104, the joint member 160 is in contact with the reverse top portion 166 when contacting the reverse flat portion 127b.
  • the generation of radial component force in the driving force transmitted from the inner gear 120 to the inner gear 120 is suppressed, and the concentration of the load at a specific location of the joint member 160 can be suppressed. Therefore, the inner gear 120 can be efficiently rotated over a long period of time.
  • the foot portion 164 is curved along the circumferential direction
  • the insertion hole 127 is a curved portion 127c that is curved along the circumferential direction on the inner wall opposed to the foot portion 164 in the radial direction.
  • Has d According to such a curve, when the top portion 165 contacts the flat portion 127a and when the reverse top portion 166 contacts the reverse flat portion 127b, the vertical contact with the flat portion 127a and the reverse flat portion 127b is achieved.
  • the top portion 165 and the reverse top portion 166 can be easily brought into contact with each other at an angle or a contact angle close to vertical. Since the curved portions 127c to 127d are curved along the circumferential direction in the same manner as the foot portion 164, the foot portion 164 is difficult to contact the curved portions 127c to 127d.
  • the top portion 165 or the inverted top portion 166 is curved in a plan view.
  • the radii of curvature Rp1 and Rp2 of the top 165 or the reverse top 166 in plan view may vary depending on the location.
  • the radii of curvature Rp1 and Rp2 of the top portion 165 or the reverse top portion 166 in plan view may be different on the inner peripheral side and the outer peripheral side.
  • a planar portion 164 b may be provided adjacent to the top portion 165 or the reverse top portion 166.
  • the joint member 160 may be provided with the foot 164 so as to be elastically deformable by aluminum other than the synthetic resin, for example.
  • the plurality of insertion holes 127 and the plurality of legs 164 may be provided at unequal intervals in the circumferential direction.
  • the radius of curvature Rc of the corner portions 128a to 128d may be equal to or larger than the radius of curvature Rp1 at the top portion 165.
  • the inner wall facing the foot 164 in the radial direction may be formed in a planar shape.
  • the insertion hole 127 may be formed in a bottomed hole shape that does not penetrate to the concave bottom side as long as the insertion hole 127 is recessed along the axial direction.
  • the fuel pump 101 may suck and discharge gasoline other than light oil or liquid fuel based thereon as fuel.

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Abstract

 燃料ポンプは、内歯(32a)を複数有するアウタギア(30)と、外歯(24a)を複数有し、アウタギアとは偏心方向(De)に偏心して噛合するインナギア(20)と、アウタギアとインナギアを回転可能に収容するポンプハウジング(10)と、回転軸(4a)を有する電動モータ(4)と、回転軸をインナギアと中継するジョイント部材(60)とを備える。アウタギア及びインナギアは、それら両ギア間に複数形成されるポンプ室(40)の容積を拡縮させつつ回転することにより、燃料を各ポンプ室に順次吸入してから吐出する。インナギアは、軸方向に沿って凹む挿入穴(27)を有する。ジョイント部材は、回転軸に嵌合する本体部(62)と、本体部から軸方向に沿って伸び、挿入穴に隙間をあけて挿入される足部(64)と、足部からインナギアの回転進行側に向かって突出し、頂点部(66a)に向かう程軸方向における幅が狭くなる突出部(66)とを有する。

Description

燃料ポンプ 関連出願の相互参照
 本出願は、2015年1月27日に出願された日本特許出願番号2015-13545号と、2015年4月14日に出願された日本特許出願番号2015-82662号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、燃料を各ポンプ室に順次吸入してから吐出する燃料ポンプに関する。
 従来、燃料を各ポンプ室に順次吸入してから吐出する燃料ポンプが知られている。特許文献1に開示の燃料ポンプは、内歯を複数有するアウタギアと、外歯を複数有し、アウタギアとは偏心方向に偏心して噛合(嵌合)するインナギアと、両ギアを回転可能に収容するポンプハウジングと、回転駆動する回転軸を有する電動モータとを備えている。アウタギア及びインナギアは、それら両ギア間に複数形成されるポンプ室の容積を拡縮させつつ(回転進行側に)回転することにより、燃料を各ポンプ室に順次吸入してから吐出するのである。
 そして、カップリングが、回転軸とインナギアとを連結している。このカップリングでは、径方向側に突出する突出部がインナギアの内壁溝と係合するようになっている。
特開平6-123288号公報
 しかしながら、特許文献1の燃料ポンプにおいて、回転軸にずれが生じ、カップリングが傾いた場合、インナギアがカップリングにより軸方向に力を受けて押されることで、スムーズに回転せず、ポンプ効率が低下するという問題があった。
 また、特許文献1の燃料ポンプのカップリングでは、インナギアの内壁溝の平面部と周方向に対向するのは、突出部の平面となっている。このような構成において、例えば回転軸のずれ等により、インナギアに対するカップリングの接触位置又は接触角度が変わった場合、カップリングからインナギアに伝わる駆動力に周方向以外の分力が発生したり、径方向の突出部のエッジが内壁溝の平面部に当たることで、当該エッジ部分に荷重が集中することがあった。これらに起因したポンプ効率の低下が懸念されている。
 本開示は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ポンプ効率の高い燃料ポンプを提供することにある。
 上記目的を達成するため、本開示の第1の態様は、内歯を複数有するアウタギアと、外歯を複数有し、アウタギアとは偏心方向に偏心して噛合するインナギアと、アウタギア及びインナギアを回転可能に収容するポンプハウジングと、回転駆動する回転軸を有する電動モータと、回転軸をインナギアと中継するジョイント部材とを備え、アウタギア及びインナギアは、それら両ギア間に複数形成されるポンプ室の容積を拡縮させつつ回転することにより、燃料を各ポンプ室に順次吸入してから吐出し、インナギアは、軸方向に沿って凹む挿入穴を有し、ジョイント部材は、回転軸に嵌合する本体部と、本体部から軸方向に沿って伸び、挿入穴に隙間をあけて挿入される足部と、足部からインナギアの回転進行側に向かって突出し、頂点部に向かう程軸方向における幅が狭くなる突出部とを有することを特徴とする。
 このような態様によると、電動モータの回転軸が回転駆動すると、回転軸に嵌合する本体部を有するジョイント部材は、回転軸と共に回転する。そして、本体部から軸方向に沿って伸びる足部が、インナギアの挿入穴に隙間をあけて挿入されているため、インナギアが回転可能となる。ここで、足部からインナギアの回転進行側に向かって突出部が突出しているので、この突出部がインナギアの内周壁に接触しながら、インナギアが回転することとなる。これによれば、回転軸にずれが生じ、ジョイント部材が傾いた場合においても、足部が挿入穴のエッジ部分に接触することが回避できる。したがって、インナギアが軸方向に力を受けて押されることを回避し、スムーズに回転することが可能となるので、ポンプ効率の高い燃料ポンプを提供することができる。
 上記目的を達成するため、本開示の第2の態様は、内歯を複数有するアウタギアと、外歯を複数有し、アウタギアとは偏心方向に偏心して嵌合するインナギアと、アウタギア及びインナギアを回転可能に収容するポンプハウジングと、回転駆動する回転軸を有する電動モータと、回転軸をインナギアと中継することで、インナギアを周方向に回転させるジョイント部材とを備え、アウタギア及びインナギアは、それら両ギア間に複数形成されるポンプ室の容積を拡縮させつつ回転することにより、燃料を各ポンプ室に順次吸入してから吐出し、インナギアは、軸方向に沿って凹む挿入穴を有し、ジョイント部材は、回転軸に嵌合する本体部と、本体部から軸方向に沿って延伸し、挿入穴に隙間をあけて挿入される足部とを有し、挿入穴は、足部に対して駆動回転側となる内壁において、径方向に沿った平坦部を有し、足部は、平坦部と周方向において対向し、平面視において凸状に湾曲する頂部を有することを特徴とする。
 このような態様によると、電動モータの回転軸が回転駆動すると、回転軸に嵌合する本体部を有するジョイント部材は、回転軸と共に回転する。そして、本体部から軸方向にそって延伸する足部が、インナギアの挿入穴に隙間をあけて挿入されているため、ジョイント部材の中継によりインナギアが周方向に回転する。ここで、挿入穴において、足部に対して駆動回転側となる内壁は、径方向に沿った平坦部を有している。一方の足部では、平面視において凸状に湾曲する頂部が、平坦部と周方向において対向している。これによれば、挿入穴に対する足部の接触位置又は接触角度が変わった場合であっても、頂部が平坦部に接触する際に、ジョイント部材からインナギアに伝わる駆動力に径方向の分力が発生することが抑制されると共に、ジョイント部材の特定箇所に荷重が集中することを抑制できるので、長期に亘って効率よくインナギアを回転させることができる。以上により、ポンプ効率の高い燃料ポンプを提供することができる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
第1実施形態における燃料ポンプを示す部分断面正面図である。 図1のII-II線断面図である。 図1のIII-III線断面図である。 図1のIV-IV線断面図である。 第1実施形態におけるインナギアを配置空間側から見た図である。 第1実施形態におけるジョイント部材を示す断面図である。 図6のVII方向から見た矢視図である。 第1実施形態のジョイント部材とインナギアとの接触を説明するための図である。 第1実施形態のジョイント部材とインナギアとの接触を説明するための図であって、ジョイント部材が傾いた場合を示す。 変形例1における図8に対応する図である。 変形例3における図8に対応する図である。 変形例6における図8に対応する図である。 第2実施形態における燃料ポンプを示す部分断面正面図である。 図13のXIV-XIV線断面を平面視した断面平面図である。 図13のXV-XV線断面を平面視した断面平面図である。 図13のXVI-XVI線断面を平面視した断面平面図である。 第2実施形態におけるインナギアの平面図である。 第2実施形態の挿入穴と足部との関係を示す部分拡大図である。 第2実施形態におけるジョイント部材の平面図である。 図19のXX-XX線断面図である。 変形例10のうちの一例における図18に対応する図である。 変形例10のうちの他の一例における図18に対応する図である。
(第1実施形態)
 以下、第1実施形態を図面に基づいて説明する。
 図1に示すように、第1実施形態による燃料ポンプ100は、車両に搭載される容積式のトロコイドポンプである。燃料ポンプ100は、円筒状のポンプボディ2内部に収容されたポンプ本体3及び電動モータ4を軸方向に挟んでポンプ本体3とは反対側端から外部へ張り出したサイドカバー5を、備えている。ここでサイドカバー5は、電動モータ4に通電するための電気コネクタ5aと、燃料を吐出するための吐出ポート5bとを、備えている。こうした燃料ポンプ100では、電気コネクタ5aを介した外部回路からの通電により、電動モータ4の回転軸4aが回転駆動される。その結果、電動モータ4が有する回転軸4aの駆動力を利用してポンプ本体3により吸入及び加圧された燃料は、吐出ポート5bから吐出されることになる。なお、燃料ポンプ100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4として、マグネットが4極に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。この電動モータ4の回転軸4aは、起動時において、通常の回転方向とは逆回転させられる(すなわち、後述する回転方向Rigに対して逆方向に回転する)ようになっている。
 なお、以下において、回転進行側とは、回転方向Rigの正方向となる側を示す。また、回転逆側とは、回転方向Rigの負方向となる側を示す。
 以下、ポンプ本体3について詳細に説明する。ポンプ本体3は、ポンプハウジング10、インナギア20、アウタギア30、及びジョイント部材60を備えている。ここでポンプハウジング10は、ポンプカバー12とポンプケーシング16とを重ね合わせてなる。
 ポンプカバー12は、金属により円盤状に形成されている。ポンプカバー12は、ポンプボディ2のうち電動モータ4を軸方向に挟んでサイドカバー5とは反対側端から、外部へ張り出している。
 図1,2に示すポンプカバー12は、外部から燃料を吸入するために、円筒穴状の吸入口12a及び円弧溝状の吸入通路13を形成している。吸入口12aは、ポンプカバー12のうちインナギア20のインナ中心線Cigから偏心した特定の開口箇所Ssを、同カバー12の軸方向に沿って貫通している。吸入通路13は、ポンプカバー12のうちポンプケーシング16側に開口している。図2に示すように吸入通路13の内周部13aは、インナギア20の回転方向Rig(図4も参照)に沿って半周未満の長さに延伸している。吸入通路13の外周部13bは、アウタギア30の回転方向Rogに沿って半周未満の長さに延伸している。
 ここで吸入通路13は、始端部13cから回転方向Rig,Rogの終端部13dに向かう程、拡幅している。また、吸入通路13は、溝底部13eの開口箇所Ssに吸入口12aを開口させることで、当該吸入口12aと連通している。特に図2に示すように、吸入口12aが開口する開口箇所Ssの全域では、吸入通路13の幅が吸入口12aの直径よりも小さく設定されている。
 また、ポンプカバー12は、インナ中心線Cig上のインナギア20と対向する箇所において、ジョイント部材60の本体部62が回転可能に配置される凹み穴状の配置空間58を形成している。
 図1,3,4に示すポンプケーシング16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16のうち開口部16aは、ポンプカバー12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16の内周部13aは、特に図1,4に示すように、インナギア20のインナ中心線Cig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16は、ポンプボディ2及び電動モータ4間の燃料通路6を通じて燃料を吐出ポート5bから吐出するために、円弧穴状の吐出通路17を形成している。吐出通路17は、ポンプケーシング16の凹底部16c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17の内周部17aは、インナギア20の回転方向Rigに沿って半周未満の長さに延伸している。吐出通路17の外周部17bは、アウタギア30の回転方向Rog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17は、始端部17cから回転方向Rig,Rogの終端部17dに向かう程、縮幅している。
 また、ポンプケーシング16は、吐出通路17において、補強リブ16dを有している。補強リブ16dは、ポンプケーシング16と一体に形成されており、インナギア20の回転方向Rigに対して交差方向に吐出通路17を跨ぐことにより、ポンプケーシング16を補強するリブである。
 ポンプケーシング16の凹底部16cのうち両ギア20,30間のポンプ室40(後に詳述)を挟んで吸入通路13と対向する箇所には、特に図3に示すように、同通路13を軸方向に投影した形状と対応させて、円弧溝状の吸入溝18が形成されている。これによりポンプケーシング16では、吐出通路17が吸入溝18とその輪郭を略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12のうちポンプ室40を挟んで吐出通路17と対向する箇所には、同通路17を軸方向に投影した形状と対応させて、円弧溝状の吐出溝14が形成されている。これによりポンプカバー12では、吸入通路13が吐出溝14とその輪郭を略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16の凹底部16cのうちインナ中心線Cig上には、電動モータ4の回転軸4aを径方向に軸受するために、ラジアル軸受50が嵌合固定されている。一方で、ポンプカバー12のうちインナ中心線Cig上には、回転軸4aを軸方向に軸受するために、スラスト軸受52が嵌合固定されている。
 図1,4に示すように、ポンプケーシング16の凹底部16c及び内周部16bは、インナギア20及びアウタギア30を収容する収容空間56をポンプカバー12と共同して画成している。インナギア20及びアウタギア30は、それぞれの歯の歯形曲線をトロコイド曲線した、所謂トロコイドギアである。
 図1,4,5に示すインナギア20は、インナ中心線Cigを回転軸4aと共通にすることで、収容空間56内では偏心して配置されている。インナギア20の内周部22は、ラジアル軸受50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25を、ポンプケーシング16の凹底部16cとポンプカバー12により軸受されている。
 また、インナギア20は、配置空間58と対向する箇所において、軸方向に沿って凹む挿入穴27を有している。本実施形態において挿入穴27は、回転方向Rigに沿った周方向に複数設けられ、各挿入穴27は、凹底部16c側まで貫通している。各挿入穴27にジョイント部材60のそれぞれ対応する足部64が挿入されることにより、回転軸4aの駆動力がジョイント部材60を介してインナギア20に伝達されるようになっている。こうしてインナギア20は、電動モータ4による回転軸4aの回転に応じて、摺動面25を凹底部16c及びポンプカバー12に摺動させながら、インナ中心線Cig周りとなる一定の回転方向Rigへ回転可能になっている。
 インナギア20は、そうした回転方向Rigに等間隔に並ぶ複数の外歯24aを、外周部24に有している。各外歯24aは、インナギア20の回転に応じて各通路13,17及び各溝14,18と軸方向に対向可能となっていることで、凹底部16c及びポンプカバー12への張り付きを抑制されている。
 また、本実施形態の各挿入穴27は、その内周壁27aのうち、回転進行側となる内周壁及び回転逆側となる内周壁において、それぞれインナギア20の径方向に沿った平面状の平面部27b,27cを有している。
 図1,4に示すアウタギア30は、インナギア20のインナ中心線Cigに対して偏心することで、収容空間56内では同軸上に配置されている。これによりアウタギア30に対しては、一径方向としての偏心方向Deにインナギア20が偏心している。アウタギア30の外周部34は、ポンプケーシング16の内周部16b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16の凹底部16cとポンプカバー12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ギア30は、インナ中心線Cigから偏心したアウタ中心線Cog周りとなる一定の回転方向Rogへ回転可能になっている。
 アウタギア30は、そうした回転方向Rogに等間隔に並ぶ複数の内歯32aを、内周部32に有している。ここでアウタギア30における内歯32aの数は、インナギア20における外歯24aの数よりも一つ多くなるように、設定されている。各内歯32aは、アウタギア30の回転に応じて各通路13,17及び各溝14,18と軸方向に対向可能となっていることで、凹底部16c及びポンプカバー12への張り付きを抑制されている。
 アウタギア30に対してインナギア20は、偏心方向Deへの相対的な偏心により噛合している。これにより、収容空間56のうち両ギア20,30の間には、ポンプ室40が複数連なって形成されている。このようなポンプ室40は、アウタギア30及びインナギア20が回転することにより、その容積が拡縮するようになっている。
 両ギア20,30の回転に伴って、吸入通路13及び吸入溝18と対向して連通するポンプ室40にて、その容積が拡大する。その結果として、吸入口12aから燃料が吸入通路13を通してポンプ室40に吸入される。このとき、始端部13cから終端部13dに向かう程(図2も参照)、吸入通路13が拡幅していることで、当該吸入通路13を通して吸入される燃料量は、ポンプ室40の容積拡大量に応じたものとなる。
 両ギア20,30の回転に伴って、吐出通路17及び吐出溝14と対向して連通するポンプ室40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40から燃料が吐出通路17を通して燃料通路6に吐出される。このとき、始端部13cから終端部13dに向かう程(図3も参照)、吐出通路17が縮幅していることで、当該吐出通路17を通して吐出される燃料量は、ポンプ室40の容積縮小量に応じたものとなる。
 ジョイント部材60は、図1,2,4,6,7に示すように、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂等の合成樹脂により形成され、回転軸4aをインナギア20と中継している。ジョイント部材60は、本体部62、足部64、突出部66、及び逆突出部68を有している。
 本体部62は、ポンプカバー12に形成された配置空間58に配置され、中央に嵌合穴62aが開いている円環状に形成されており、当該嵌合穴62aに回転軸4aが挿通されることで、回転軸4aに嵌合固定されている。
 足部64は、インナギア20の挿入穴27の数に対応して複数設けられている。具体的に足部64は、電動モータ4のマグネットの極数を避けた数、かつ、素数である5つ設けられている。このような各足部64が周方向に並んで設けられている。各足部64は、本体部62から軸方向に沿って伸び、対応する挿入穴27に隙間をあけて挿入されている。各足部64の先端64aは、インナギア20を軸方向に貫通する各挿入穴27に対して、軸方向においてインナギア20の重心よりも電動モータ4側まで達しているが、挿入穴27の外側にまで達しないように伸びている。
 突出部66は、各挿入穴27及び各足部64の数に対応して複数設けられている。各突出部66は、それぞれ対応する足部64からインナギア20の回転方向側に向かって突出している。本実施形態の各突出部66は、各足部64の先端64aを避けるように、当該先端64aよりも本体部62側から突出している。
 各突出部66は、その頂点部66aに向かう程、軸方向における幅が狭くなるように形成されている。具体的に突出部66は、軸方向に曲率を有する湾曲凸面状に突出しており、より詳細には、特に図7に示すように、径方向に沿った母線Lgを有する部分円筒面状に突出している。各頂点部66aは、対応する足部64の先端64aと共に、挿入穴27内に位置している(図8も参照)。
 逆突出部68も、突出部66と同様に、各挿入穴27及び各足部64の数に対応して複数設けられている。各逆突出部68は、それぞれ対応する足部64からインナギア20の回転逆側に向かって突出している。各逆突出部68は、突出部66と同様の形状に突出しており、足部64の二等分線を挟んで突出部66と略線対称形状となっている。
 このようなジョイント部材60の形状により、各足部64の基端部分64bは、本体部62及び対応する突出部66に対して、また、本体部62及び対応する逆突出部68に対して、括れた形状を呈している。
 回転軸4aが回転駆動すると、回転軸4aのずれ状態にもよるが、例えば5つのうち、2,3つの突出部66が同時に、図8に示すように、対応する挿入穴27内の突出部66に対して回転進行側となる内周壁27aにおける平面部27bと接触する。また、外部から振動等(例えば車両振動)を受け、回転軸4aがインナ中心線Cigに対してずれることで、図9に示すようにジョイント部材60がインナギア20に対して傾いた場合であっても、突出部66のうち頂点部66aとは少しずれた湾曲凸面状箇所が平面部27bと接触する。
 樹脂材料で形成されたジョイント部材60では、接触による突出部66の摩耗が懸念される。ところが本実施形態では、ジョイント部材60が傾いた場合に、その角度に応じて頂点部66aとはずれた湾曲凸面状箇所が平面部27bと接触することで、特定箇所だけが著しく摩耗することを回避している。また、樹脂材料で形成されたジョイント部材60では、熱膨張、燃料による膨潤、あるいは上記接触による足部の変形が発生する可能性がある。しかし、このような変形が少し生じた場合であっても、突出部66の湾曲凸面状箇所の何処かが平面部27bと接触する。
 このようにして、回転軸4aの駆動力がジョイント部材60を中継してインナギア20に伝わり、インナギア20は回転方向Rigに回転される。そして、燃料は、燃料ポンプ100により、各ポンプ室40に順次吸入されて、当該各ポンプ室40から吐出されるのである。
 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、電動モータ4の回転軸4aが回転駆動すると、回転軸4aに嵌合する本体部62を有するジョイント部材60は、回転軸4aと共に回転する。そして、本体部62から軸方向に沿って伸びる足部64が、インナギア20の挿入穴27に隙間をあけて挿入されているため、インナギア20が回転可能となる。ここで、足部64からインナギア20の回転進行側に向かって突出部66が突出しているので、この突出部66がインナギア20の内周壁27aに接触しながら、インナギア20は回転することとなる。これによれば、回転軸4aにずれが生じ、ジョイント部材60が傾いた場合においても、足部64が挿入穴27のエッジ部分に接触することが回避できる。したがって、インナギア20が軸方向に力を受けて押されることを回避し、スムーズに回転することが可能となるので、ポンプ効率の高い燃料ポンプ100を提供することができる。
 また、本実施形態によると、突出部66は、軸方向に曲率を有する湾曲凸面状に突出する。回転軸4aにずれが生じ、ジョイント部材60が傾いた場合において、この湾曲凸面状の突出部66は、軸方向に沿った挿入穴27と接触できる。このため、インナギア20が軸方向に力を受けて押されることをより確実に回避し、スムーズに回転することが可能となるので、ポンプ効率を高めることができる。
 また、本実施形態によると、挿入穴27は、突出部66に対して回転進行側となる内周壁27aにおいて、径方向に沿った平面部27bを有し、突出部66は、径方向に沿った母線Lgを有する部分円筒面状に突出する。このような突出部66が平面部27bに線接触することで、回転軸4aの駆動力が回転方向Rigに効率よく伝わるので、インナギア20をスムーズに回転させ、ポンプ効率を高めることができる。
 また、本実施形態によると、突出部66は、足部64の先端64aよりも本体部62側から突出する。したがって、燃料ポンプ100を製造する際、足部64の先端64aを挿入穴27に容易に挿入できると共に、足部64の先端64aがガイドとして機能することで、突出部66を挿入穴27内に挿入することも容易となる。したがって、ジョイント部材60をインナギア20に容易に組み付けることが可能となる。
 また、本実施形態によると、挿入穴27は、複数設けられ、足部64及び突出部66は、挿入穴27に対応して複数設けられる。これによれば、回転軸4aにずれが生じ、ジョイント部材60が傾いた場合に、様々な傾きに対応して、突出部66を挿入穴27の内周壁27aに接触させることができるので、ポンプ効率を高めることができる。
 また、本実施形態によると、ジョイント部材60は、足部64からインナギア20の回転逆側に向かって突出部66と同様の形状に突出する逆突出部68を有する。これによれば、例えば電動モータ4の起動時等に回転軸4aが回転逆側に回転する場合においても、足部64と挿入穴27のエッジが接触してインナギア20が軸方向に力を受けて押されることを回避し、インナギア20をスムーズに回転させることができる。
 以上、第1実施形態について説明したが、本開示は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示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。上記実施形態の変形例について述べる。
 具体的に変形例1として、図10に示すように、突出部66は、足部64の先端64aからインナギア20の回転進行側に突出するものであってもよい。
 変形例2としては、突出部66は、軸方向に曲率を有する湾曲凸面状として、例えば球面状に突出するものであってもよい。
 変形例3では、頂点部66aに向かう程軸方向における幅が狭くなる突出部66として、図11に示すように、軸方向に対して傾斜する傾斜面67を有し、頂点部66aが尖る形状を採用可能である。
 変形例4としては、突出部66は、全ての足部64からでなくても、複数の足部64のうち1つ以上から突出していればよい。
 変形例5としては、ジョイント部材60は、逆突出部68を有していなくてもよい。
 変形例6としては、挿入穴27は、図12に示すように、エッジ部分において、テーパ面28を有するものであってもよい。突出部66を有するジョイント部材においては、回転軸4aにずれが生じ、当該ジョイント部材60が傾いた場合、このような挿入穴27に対しても、足部64が挿入穴27のテーパ面28を含むエッジ部分に接触することが回避できる。
 変形例7としては、挿入穴27は、突出部66に対して回転進行側となる内周壁27aにおいて、径方向に沿った平面部27bを有していなくてもよい。例えば、挿入穴27は、円形状、楕円状等の横断面形状であってもよい。
 変形例8としては、挿入穴27は、軸方向に沿って凹むものであれば、凹底部16c側まで貫通していなくてもよい。
 変形例9としては、燃料ポンプ100は、燃料として、軽油以外のガソリン、又はこれに準じた液体燃料を吸入して吐出するものであってもよい。
(第2実施形態)
 以下、第2実施形態を図面に基づいて説明する。
 図13に示すように、第2実施形態による燃料ポンプ101は、車両に搭載される容積式のトロコイドポンプである。燃料ポンプ101は、円筒状のポンプボディ102内部に収容されたポンプ本体103及び電動モータ104を軸方向に挟んでポンプ本体103とは反対側端から外部に張り出したサイドカバー105を、備えている。ここでサイドカバー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のアウタギア130及びインナギア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IG-ONや、車両のアクセルペダルが踏込操作されると、これに応じて電動モータ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を行なう。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、インナギア120の周方向のうち回転方向Rigの正方向となる側を示す。また、駆動回転逆側とは、インナギア120の周方向のうち回転方向Rig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、インナギア120、アウタギア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、ポンプボディ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13,14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、円筒穴状の吸入口112a及び円弧溝状の吸入通路113を形成している。吸入口112aは、ポンプカバー112のうちインナギア120のインナ中心線Cigから偏心した特定の開口箇所Ssを、同カバー112の軸方向に沿って貫通している。吸入通路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。図14に示すように吸入通路113の内周部113aは、インナギア120の回転方向Rig(図16も参照)に沿って半周未満の長さに延伸している。吸入通路113の外周部113bは、アウタギア130の回転方向Rogに沿って半周未満の長さに延伸している。
 ここで吸入通路113は、始端部113cから回転方向Rig,Rogの終端部113dに向かう程、拡幅している。また、吸入通路113は、溝底部113eの開口箇所Ssに吸入口112aを開口させることで、当該吸入口112aと連通している。特に図14に示すように、吸入口112aが開口する開口箇所Ssの全域では、吸入通路113の幅が吸入口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Cig上のインナギア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13,15,16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13,16に示すように、インナギア120のインナ中心線Cig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、ポンプボディ102及び電動モータ104間の燃料通路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15に示すように吐出通路117の内周部117aは、インナギア120の回転方向Rigに沿って半周未満の長さに延伸している。吐出通路117の外周部117bは、アウタギア130の回転方向Rog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、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、インナギア120の回転方向Rig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のうち両ギア120,130間のポンプ室140(後に詳述)を挟んで吸入通路113と対向する箇所には、特に図15に示すように、同通路113を軸方向に投影した形状と対応させて、円弧溝状の吸入溝118が形成されている。これによりポンプケーシング116では、吐出通路117が吸入溝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14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、同通路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、吸入通路113が吐出溝114とその輪郭をおよそ線対称に設けられている。
 図13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Cig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Cig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13,16に示すように、ポンプケーシング116の凹底部116c及び内周部116bは、インナギア120及びアウタギア130を収容する収容空間156をポンプカバー112と共同して画成している。インナギア120及びアウタギア130は、それぞれの歯をトロコイド曲線した、所謂トロコイドギアである。
 図13,16~18に示すインナギア120は、インナ中心線Cig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。インナギア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、インナギア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Rig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を介してインナギア120に伝達されるようになっている。こうしてインナギア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Cig周りとなる周方向において回転可能となっている。
 インナギア120は、そうした回転方向Rig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、インナギア120の回転に応じて各通路113,117及び各溝114,118と軸方向に対向可能となっていることで、凹底部116c及びポンプカバー112への張り付きを抑制されている。
 本実施形態の各挿入穴127は、特に図17,18に示すように、それぞれの内壁において、平坦部127a、逆平坦部127b、外周湾曲部127c、内周湾曲部127d、及び4箇所のコーナ部128a,128b,128c,128dを有している。各平坦部127aは、挿入される足部164に対して駆動回転側となる内壁において、それぞれインナギア120の径方向に沿った放射状の平面状に形成されている。各平坦部127aは、駆動回転逆側を向いている。各逆平坦部127bは、足部164に対して駆動回転逆側となる内壁において、それぞれインナギア120の径方向に沿った放射状の平面状に形成されている。各逆平坦部127bは、駆動回転側を向いている。
 各外周湾曲部127cは、挿入される足部164に対して径方向において対向する外周側の内壁において、周方向に沿って湾曲する湾曲面状に形成されている。各内周湾曲部127dは、挿入される足部に対して径方向において対向する内周側の内壁において、それぞれ周方向に沿って湾曲する湾曲面状に形成されている。
 各挿入穴127において、図18に拡大して示すコーナ部128aは、平坦部127a及び外周湾曲部127cに隣接している。各挿入穴127において、コーナ部128bは、平坦部127a及び内周湾曲部127dに隣接している。各挿入穴127において、コーナ部128cは、逆平坦部127b及び外周湾曲部127cに隣接している。各挿入穴127において、コーナ部128dは、逆平坦部127b及び内周湾曲部127dに隣接している。各コーナ部128a~dは、それぞれ平面視において凹状に湾曲することで、それぞれの隣接箇所間を滑らかに接続している。図18に示すように、各コーナ部128a~dの曲率半径Rcは、挿入される足部164の頂部165及び逆頂部166(後に詳述)の曲率半径Rp1,Rp2よりも小さく設定されている。ここで本実施形態における平面視とは、軸方向に垂直な平面又は断面を軸方向から見た状態を示し、本実施形態では図14~19がこれに該当する。
 図13,16に示すようにアウタギア130は、インナギア120のインナ中心線Cig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。これによりアウタギア130に対しては、一径方向としての偏心方向Deにインナギア120が偏心している。アウタギア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ギア130は、インナ中心線Cigから偏心したアウタ中心線Cog周りとなる一定の回転方向Rogへ回転可能になっている。
 アウタギア130は、そうした回転方向Rogに等間隔に並ぶ複数の内歯132aを、内周部132に有している。ここでアウタギア130における内歯132aの数は、インナギア120における外歯124aの数よりも一つ多くなるように、設定されている。各内歯132aは、アウタギア130の回転に応じて各通路113,117及び各溝114,118と軸方向に対向可能となっていることで、凹底部116c及びポンプカバー112への張り付きを抑制されている。
 アウタギア130に対してインナギア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のうち両ギア120,130の間には、ポンプ室140が複数連なって形成されている。このようなポンプ室140は、アウタギア130及びインナギア120が回転することにより、その容積が拡縮するようになっている。
 両ギア120,130の回転に伴って、吸入通路113及び吸入溝118と対向して連通するポンプ室140にて、その容積が拡大する。その結果として、吸入口112aから燃料が吸入通路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14も参照)、吸入通路113が拡幅していることで、当該吸入通路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。
 両ギア120,130の回転に伴って、吐出通路117及び吐出溝114と対向して連通するポンプ室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を通して燃料通路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15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、図13,14,16,18~20に示すように、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をインナギア120と中継することで、当該インナギア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、インナギア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の駆動力をインナギア120に伝達する。
 このような各足部164は、対応する挿入穴127に隙間をあけて挿入されている。各足部164の先端164aは、特に図13に示すように、インナギア120を軸方向に貫通する挿入穴127に対して、軸方向においてインナギア120の重心よりも電動モータ104側に延伸しているが、挿入穴127の外まで達しないように延伸している。また、各足部164の先端164aは、特に図20に示すように、製造時の組み付けを容易にするためのガイド形状となっている。
 各足部164は、平坦部127aと周方向において対向する頂部165をそれぞれ有している。頂部165は、平面視において凸状に湾曲しており、特に本実施形態では軸方向に沿った母線を有する半円柱状に形成されている。
 また、各足部164は、逆平坦部127bと周方向において対向する逆頂部166をそれぞれ有している。逆頂部166は、平面視において凸状に湾曲しており、特に本実施形態では軸方向に沿った母線を有する半円柱状に形成されている。
 頂部165及び逆頂部166が設けられた各足部164の頂部165と逆頂部166との間は、挿入穴127の外周湾曲部127c及び内周湾曲部127dの形状に合わせて、インナギア120の周方向に沿って湾曲している。ここで、特に図18に示すように、外周湾曲部127cの曲率半径Rvo、内周湾曲部127dの曲率半径Rvi、足部164の外周側の曲率半径Rf1、及び内周側の曲率半径Rf2は、インナ中心線Cigまでの距離に応じて設定されている。詳細には、曲率半径Rf1,Rf2は、曲率半径Rviよりも大きく、かつ、曲率半径Rvoよりも小さく設定されている。本実施形態では、実質的に、各曲率半径Rvo,Rvi,Rf1,Rf2は、インナ中心線Cigまでの距離と等しく設定されることで、曲率中心がインナ中心線Cig上にある。
 このようにして、電動モータ104の位置決め制御にて、例えば駆動回転逆側に回転軸104aが回転すると、頂部165が平坦部127aと離れる一方、逆頂部166は逆平坦部127bと衝突し、接触しながらインナギア120を周方向のうち回転方向Rigの負方向に回転させる。その後、電動モータ104の駆動制御が開始されると、今度は逆頂部166が逆平坦部127bと離れる一方、頂部165は平坦部127aと衝突し、接触しながらインナギア120を周方向のうち回転方向Rigに回転させる。本実施形態の燃料ポンプ101は、起動時の上記衝突に繰り返し耐えながら、駆動時には、燃料を各ポンプ室140に順次吸入し、当該各ポンプ室140から吐出するのである。
 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、電動モータ104の回転軸104aが回転駆動すると、回転軸104aに嵌合する本体部162を有するジョイント部材160は、回転軸104aと共に回転する。そして、本体部162から軸方向にそって延伸する足部164が、インナギア120の挿入穴127に隙間をあけて挿入されているため、ジョイント部材160の中継によりインナギア120が周方向に回転する。ここで、挿入穴127において、足部164に対して駆動回転側となる内壁は、径方向に沿った平坦部127aを有している。一方の足部164では、平面視において凸状に湾曲する頂部165が、平坦部127aと周方向において対向している。これによれば、挿入穴127に対する足部164の接触位置又は接触角度が変わった場合であっても、頂部165が平坦部127aに接触する際に、ジョイント部材160からインナギア120に伝わる駆動力に径方向の分力が発生することが抑制されると共に、ジョイント部材160の特定箇所に荷重が集中することを抑制できるので、長期に亘って効率よくインナギア120を回転させることができる。以上により、ポンプ効率の高い燃料ポンプ101を提供することができる。
 また、本実施形態によると、挿入穴127は、平坦部127aに隣接し、平面視において凹状に湾曲するコーナ部128a~bを有し、コーナ部128a~bにおける曲率半径Rcは、頂部165における曲率半径Rp1よりも小さい。このような曲率半径Rp1に設定すると、挿入穴127において平坦部127aを広く設定できるので、挿入穴127に対する足部164の接触位置又は接触角度が変わった場合であっても、頂部165を平坦部127aに確実に接触させることができる。
 また、本実施形態によると、平坦部127aを有する挿入穴127は、複数設けられ、頂部165を有する足部164は、本体部162の嵌合穴162aよりも外周側の複数箇所から延伸するものとして複数設けられる。そして、これら足部164は、弾性変形可能に設けられる。これによれば、回転軸104aの駆動による遠心力により、足部164が外周側に弾性変形した場合であっても、頂部165を平坦部127aに確実に接触させることができる。
 また、本実施形態によると、複数の挿入穴127及び複数の足部164は、周方向に等間隔に配置される。等間隔となる配置により、インナギア120の回転位相によって駆動力が変動して脈動が生ずることを抑制できるので、ポンプ効率を高めることができる。
 また、本実施形態によると、挿入穴127は、足部164に対して駆動回転逆側となる内壁において、径方向に沿った逆平坦部127bを有し、足部164は、逆平坦部127bと周方向において対向し、平面視において凸状に湾曲する逆頂部166を有する。これによれば、例えば電動モータ104の起動時における位置決め制御等により、回転軸104aが駆動回転逆側に回転する場合においても、逆頂部166が逆平坦部127bに接触する際に、ジョイント部材160からインナギア120に伝わる駆動力に径方向の分力が発生することが抑制されると共に、ジョイント部材160の特定箇所に荷重が集中することを抑制できる。したがって、長期に亘って効率よくインナギア120を回転させることができる。
 また、本実施形態によると、足部164は、周方向に沿って湾曲し、挿入穴127は、足部164に対して径方向において対向する内壁において、周方向に沿って湾曲する湾曲部127c~dを有する。このような湾曲によれば、頂部165が平坦部127aに接触する際にも、逆頂部166が逆平坦部127bに接触する際にも、平坦部127a及び逆平坦部127bに対して垂直な接触角度又は垂直に近い接触角度で頂部165及び逆頂部166を接触させ易くなる。そして、湾曲部127c~dが足部164と同様に周方向に沿って湾曲しているので、足部164が湾曲部127c~dに接触し難くなる。
 以上、第2実施形態について説明したが、本開示は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示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。上記実施形態の変形例について述べる。
 具体的に、変形例10としては、頂部165又は逆頂部166は、平面視において凸状に湾曲している限り、各種形状を採用可能である。例えば図21に示すように、平面視における頂部165又は逆頂部166の曲率半径Rp1,Rp2は、箇所によって変化していてもよい。また、平面視における頂部165又は逆頂部166の曲率半径Rp1,Rp2は、内周側と外周側とで異なるものであってもよい。また図22に示すように、頂部165又は逆頂部166に隣接して、平面状箇所164bが設けられていてもよい。
 変形例11としては、ジョイント部材160は、合成樹脂以外の例えばアルミニウムにより、足部164が弾性変形可能に設けられていてもよい。
 変形例12としては、複数の挿入穴127及び複数の足部164は、周方向に不等間隔に設けられていてもよい。
 変形例13としては、コーナ部128a~dの曲率半径Rcは、頂部165における曲率半径Rp1以上であってもよい。
 変形例14としては、足部164に対して径方向において対向する内壁は、平面状に形成されてもよい。
 変形例15としては、挿入穴127は、軸方向に沿って凹むものであれば、凹底部側まで貫通しない有底穴状に形成されていてもよい。
 変形例16としては、燃料ポンプ101は、燃料として、軽油以外のガソリン、又はこれに準じた液体燃料を吸入して吐出するものであってもよい。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (12)

  1.  内歯(32a)を複数有するアウタギア(30)と、
     外歯(24a)を複数有し、前記アウタギア(30)とは偏心方向(De)に偏心して噛合するインナギア(20)と、
     前記アウタギア(30)及び前記インナギア(20)を回転可能に収容するポンプハウジング(10)と、
     回転駆動する回転軸(4a)を有する電動モータ(4)と、
     前記回転軸(4a)を前記インナギア(20)と中継するジョイント部材(60)とを備え、
     前記アウタギア(30)及び前記インナギア(20)は、それら両ギア間に複数形成されるポンプ室(40)の容積を拡縮させつつ回転することにより、燃料を各前記ポンプ室(40)に順次吸入してから吐出し、
     前記インナギア(20)は、軸方向に沿って凹む挿入穴(27)を有し、
     前記ジョイント部材(60)は、
     前記回転軸(4a)に嵌合する本体部(62)と、
     前記本体部(62)から軸方向に沿って伸び、前記挿入穴(27)に隙間をあけて挿入される足部(64)と、
     前記足部(64)から前記インナギア(20)の回転進行側に向かって突出し、頂点部(66a)に向かう程軸方向における幅が狭くなる突出部(66)とを有することを特徴とする燃料ポンプ。
  2.  前記突出部(66)は、軸方向に曲率を有する湾曲凸面状に突出することを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。
  3.  前記挿入穴(27)は、前記突出部(66)に対して回転進行側となる内周壁(27a)において、径方向に沿った平面部(27b)を有し、
     前記突出部(66)は、径方向に沿った母線(Lg)を有する部分円筒面状に突出することを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料ポンプ。
  4.  前記突出部(66)は、前記足部(64)の先端(64a)よりも前記本体部(62)側から突出することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の燃料ポンプ。
  5.  前記挿入穴(27)は、複数設けられ、
     前記足部(64)及び前記突出部(66)は、前記挿入穴(27)に対応して複数設けられることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の燃料ポンプ。
  6.  前記ジョイント部材(60)は、前記足部(64)から前記インナギア(20)の回転逆側に向かって前記突出部(66)と同様の形状に突出する逆突出部(68)を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の燃料ポンプ。
  7.  内歯(132a)を複数有するアウタギア(130)と、
     外歯(124a)を複数有し、前記アウタギア(130)とは偏心方向(De)に偏心して嵌合するインナギア(120)と、
     前記アウタギア(130)及び前記インナギア(120)を回転可能に収容するポンプハウジング(110)と、
     回転駆動する回転軸(104a)を有する電動モータ(104)と、
     前記回転軸(104a)を前記インナギア(120)と中継することで、前記インナギア(120)を周方向に回転させるジョイント部材(160)とを備え、
     前記アウタギア(130)及び前記インナギア(120)は、それら両ギア間に複数形成されるポンプ室(140)の容積を拡縮させつつ回転することにより、燃料を各前記ポンプ室(140)に順次吸入してから吐出し、
     前記インナギア(120)は、軸方向に沿って凹む挿入穴(127)を有し、
     前記ジョイント部材(160)は、
     前記回転軸(104a)に嵌合する本体部(162)と、
     前記本体部(162)から軸方向に沿って延伸し、前記挿入穴(127)に隙間をあけて挿入される足部(164)とを有し、
     前記挿入穴(127)は、前記足部(164)に対して駆動回転側となる内壁において、径方向に沿った平坦部(127a)を有し、
     前記足部(164)は、前記平坦部(127a)と前記周方向において対向し、平面視において凸状に湾曲する頂部(165)を有することを特徴とする燃料ポンプ。
  8.  前記挿入穴(127)は、前記平坦部(127a)に隣接し、平面視において凹状に湾曲するコーナ部(128a~b)を有し、
     前記コーナ部(128a~b)における曲率半径(Rc)は、前記頂部(165)における曲率半径(Rp1)よりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の燃料ポンプ。
  9.  前記平坦部(127a)を有する前記挿入穴(127)は、複数設けられ、
     前記頂部(165)を有する前記足部(164)は、前記本体部(162)の嵌合箇所(162a)よりも外周側の複数箇所から延伸するものとして複数設けられ、
     各前記足部(164)は、弾性変形可能に設けられることを特徴とする請求項7又は8に記載の燃料ポンプ。
  10.  各前記挿入穴(127)及び各前記足部(164)は、前記周方向に等間隔に配置されることを特徴とする請求項9に記載の燃料ポンプ。
  11.  前記挿入穴(127)は、前記足部(164)に対して駆動回転逆側となる内壁において、前記径方向に沿った逆平坦部(127b)を有し、
     前記足部(164)は、前記逆平坦部(127b)と前記周方向において対向し、平面視において凸状に湾曲する逆頂部(166)を有することを特徴とする請求項7から10のいずれか1項に記載の燃料ポンプ。
  12.  前記足部(164)は、前記周方向に沿って湾曲し、
     前記挿入穴(127)は、前記足部(164)に対して前記径方向において対向する内壁において、前記周方向に沿って湾曲する湾曲部(127c~d)を有することを特徴とする請求項11に記載の燃料ポンプ。
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