CN107250542B - 燃料泵 - Google Patents
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Abstract
燃料泵具备:外齿轮(30),具有多个内齿(32a);内齿轮(20),具有多个外齿(24a),与外齿轮在偏心方向(De)上偏心而啮合;泵箱(10),将外齿轮及内齿轮可旋转地容纳;电动马达(4),具有旋转轴(4a);接头部件(60),将旋转轴与内齿轮中继。外齿轮及内齿轮一边使在这两个齿轮间形成的多个泵室(40)的容积扩缩一边旋转,从而将燃料向各泵室依次吸入后吐出。内齿轮具有沿着轴向凹陷的插入孔(27)。接头部件具有:主体部(62),与旋转轴嵌合;脚部(64),从主体部沿着轴向延伸,在插入孔中被隔开间隙地插入;突出部(66),从脚部朝向内齿轮的旋转行进侧突出,越是朝向顶点部(66a),轴向上的宽度越窄。
Description
相关申请的相互参照
本申请基于2015年1月27日提出的日本专利申请第2015-13545号和2015年4月14日提出的日本专利申请第2015-82662号,在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及将燃料向各泵室依次吸入后吐出的燃料泵。
背景技术
以往,已知有将燃料向各泵室依次吸入后吐出的燃料泵。专利文献1所公开的燃料泵具备:外齿轮,具有多个内齿;内齿轮,具有多个外齿,与外齿轮在偏心方向上偏心而啮合(嵌合);泵箱,将两齿轮可旋转地容纳;电动马达,具有旋转驱动的旋转轴。外齿轮及内齿轮通过一边使在这两个齿轮间形成的多个泵室的容积扩缩一边(向旋转行进侧)进行旋转,从而将燃料向各泵室依次吸入后吐出。
并且,联接器将旋转轴与内齿轮连结。该联接器的向径向侧突出的突出部与内齿轮的内壁槽卡合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开平6-123288号公报
但是,在专利文献1的燃料泵中,在旋转轴发生偏离、联接器倾斜的情况下,由于内齿轮因联接器而在轴向上受到力而被推压,有不能顺畅地旋转而泵效率下降的问题。
此外,在专利文献1的燃料泵的联接器中,与内齿轮的内壁槽的平面部在周向上对置的是突出部的平面。在这样的结构中,例如在因旋转轴的偏差等而联接器对于内齿轮的接触位置或接触角度变化的情况下,在从联接器向内齿轮传递的驱动力中发生周向以外的分力、或径向的突出部的边缘碰抵在内壁槽的平面部上,从而有载荷集中在该边缘部分上的情况。有起因于上述原因的泵效率的下降的顾虑。
发明内容
本公开是鉴于以上说明的问题而做出的,其目的是提供一种泵效率较高的燃料泵。
为了达到上述目的,本公开的第1技术方案的特征在于,具备:外齿轮,具有多个内齿;内齿轮,具有多个外齿,与外齿轮在偏心方向上偏心而啮合;泵箱,将外齿轮及内齿轮可旋转地容纳;电动马达,具有旋转驱动的旋转轴;以及接头部件,将旋转轴与内齿轮中继;外齿轮及内齿轮通过一边使在这两个齿轮间形成的多个泵室的容积扩缩一边进行旋转,将燃料向各泵室依次吸入后吐出;内齿轮具有沿着轴向凹陷的插入孔;接头部件具有:主体部,与旋转轴嵌合;脚部,从主体部沿着轴向延伸,在插入孔中被隔开间隙地插入;以及突出部,从脚部朝向内齿轮的旋转行进侧突出,越是朝向顶点部,轴向上的宽度越窄。
根据这样的技术方案,当电动马达的旋转轴旋转驱动时,具有与旋转轴嵌合的主体部的接头部件与旋转轴一起旋转。并且,由于从主体部沿着轴向延伸的脚部在内齿轮的插入孔中被隔开间隙地插入,所以内齿轮能够旋转。这里,由于从脚部朝向内齿轮的旋转行进侧突出有突出部,所以在该突出部与内齿轮的内周壁接触的同时,内齿轮旋转。由此,即使在旋转轴发生偏离、接头部件倾斜的情况下,也能够避免脚部与插入孔的边缘部分接触。因而,能够避免内齿轮在轴向上受力而被推压,能够顺畅地旋转,所以能够提供一种泵效率较高的燃料泵。
为了达到上述目的,本公开的第2技术方案的特征在于,具备:外齿轮,具有多个内齿;内齿轮,具有多个外齿,与外齿轮在偏心方向上偏心而啮合;泵箱,将外齿轮及内齿轮可旋转地容纳;电动马达,具有旋转驱动的旋转轴;以及接头部件,将旋转轴与内齿轮中继,从而使内齿轮在周向上旋转;外齿轮及内齿轮通过一边使在这两个齿轮间形成的多个泵室的容积扩缩一边进行旋转,将燃料向各泵室依次吸入后吐出;内齿轮具有沿着轴向凹陷的插入孔;接头部件具有:主体部,与旋转轴嵌合;以及脚部,从主体部沿着轴向延伸,在插入孔中被隔开间隙地插入;插入孔在相对于脚部为驱动旋转侧的内壁中具有沿着径向的平坦部;脚部具有与平坦部在周向上对置、在俯视中以凸状弯曲的顶部。
根据这样的技术方案,当电动马达的旋转轴旋转驱动时,具有与旋转轴嵌合的主体部的接头部件与旋转轴一起旋转。并且,从主体部沿着轴向延伸的脚部在内齿轮的插入孔中被隔开间隙地插入,所以通过接头部件的中继而内齿轮在周向上旋转。这里,在插入孔中,相对于脚部为驱动旋转侧的内壁具有沿着径向的平坦部。在一方的脚部中,在俯视中以凸状弯曲的顶部与平坦部在周向上对置。由此,即使在脚部相对于插入孔的接触位置或接触角度变化的情况下,当顶部与平坦部接触时也能够抑制从接头部件向内齿轮传递的驱动力中发生径向的分力,并且抑制载荷集中在接头部件的特定部位,所以能够持续长期且效率良好地使内齿轮旋转。通过以上,能够提供一种泵效率高的燃料泵。
附图说明
关于本公开的上述目的及其他目的、特征及优点一边参照附图一边通过下述详细的记述会变得更明确。
图1是表示第1实施方式的燃料泵的部分截面正视图。
图2是图1的II-II线剖视图。
图3是图1的III-III线剖视图。
图4是图1的IV-IV线剖视图。
图5是将第1实施方式的内齿轮从配置空间侧观察的图。
图6是表示第1实施方式的接头部件的剖视图。
图7是从图6的VII方向观察的向视图。
图8是用来说明第1实施方式的接头部件与内齿轮的接触的图。
图9是用来说明第1实施方式的接头部件与内齿轮的接触的图,表示接头部件倾斜的情况。
图10是变形例1的对应于图8的图。
图11是变形例3的对应于图8的图。
图12是变形例6的对应于图8的图。
图13是表示第2实施方式的燃料泵的部分截面正视图。
图14是将图13的XIV-XIV线截面俯视的截面俯视图。
图15是将图13的XV-XV线截面俯视的截面俯视图。
图16是将图13的XVI-XVI线截面俯视的截面俯视图。
图17是第2实施方式的内齿轮的俯视图。
图18是表示第2实施方式的插入孔与脚部的关系的部分放大图。
图19是第2实施方式的接头部件的俯视图。
图20是图19的XX-XX线剖视图。
图21是变形例10中的一例的对应于图18的图。
图22是变形例10中的另一例的对应于图18的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下,基于附图说明第1实施方式。
如图1所示,第1实施方式的燃料泵100是搭载在车辆上的容积式的次摆线泵。燃料泵100具备在轴向上夹着被容纳在圆筒状的泵身2内部的泵主体3以及电动马达4而从与泵主体3相反侧端向外部伸出的侧罩5。这里,侧罩5具备用来向电动马达4通电的电连接器5a、和用来吐出燃料的吐出端口5b。在这样的燃料泵100中,通过经由电连接器5a的来自外部电路的通电,使电动马达4的旋转轴4a旋转驱动。结果,利用电动马达4所具有的旋转轴4a的旋转力而由泵主体3吸入及加压的燃料被从吐出端口5b吐出。另外,关于燃料泵100,是将粘性比汽油高的轻油作为燃料吐出的。
在本实施方式中,采用在4极上配置有磁铁的内转子型的无刷马达作为电动马达4。该电动马达4的旋转轴4a在启动时,与通常的旋转方向相反地逆旋转(即,相对于后述的旋转方向Rig向反方向旋转)。
另外,以下所谓旋转行进侧,表示作为旋转方向Rig的正方向的一侧。此外,所谓旋转相反侧,表示作为旋转方向Rig的负方向的一侧。
以下,对泵主体3详细地说明。泵主体3具备泵箱10、内齿轮20、外齿轮30以及接头部件60。这里,泵箱10是将泵罩12与泵壳体16叠合而成的。
泵罩12由金属形成为圆盘状。泵罩12在轴向上夹着泵身2中的电动马达4而从与侧罩5相反侧端向外部伸出。
图1、图2所示的泵罩12为了从外部吸入燃料,形成有圆筒孔状的吸入口12a及圆弧槽状的吸入通路13。吸入口12a将泵罩12中的从内齿轮20的内中心线Cig偏心的特定开口部位Ss沿着该罩12的轴向贯通。吸入通路13在泵罩12中的泵壳体16侧开口。如图2所示,吸入通路13的内周部13a沿着内齿轮20的旋转方向Rig(也参照图4)以不到半周的长度延伸。吸入通路13的外周部13b沿着外齿轮30的旋转方向Rog以不到半周的长度延伸。
这里,吸入通路13越是从起始端部13c朝向旋转方向Rig、Rog的末端部13d越是宽度扩大。此外,吸入通路13通过使吸入口12a在槽底部13e的开口部位Ss开口,与该吸入口12a连通。特别是如图2所示,在吸入口12a开口的开口部位Ss的全域中,吸入通路13的宽度被设定得比吸入口12a的直径小。
此外,泵罩12在内中心线Cig上的与内齿轮20对置的部位,形成有将接头部件60的主体部62可旋转地配置的凹孔状的配置空间58。
图1、图3、图4所示的泵壳体16由金属形成为有底圆筒状。泵壳体16中的开口部16a通过被泵罩12覆盖,遍及整周被密闭。泵壳体16的内周部13a特别如图1、图4所示,形成为从内齿轮20的内中心线Cig偏心的圆筒孔状。
泵壳体16为了经由泵身2及电动马达4间的燃料通路6将燃料从吐出端口5b吐出,形成有圆弧孔状的吐出通路17。吐出通路17将泵壳体16的凹底部16c沿着轴向贯通。特别是如图3所示,吐出通路17的内周部17a沿着内齿轮20的旋转方向Rig以不到半周的长度延伸。吐出通路17的外周部17b沿着外齿轮30的旋转方向Rog以不到半周的长度延伸。这里,吐出通路17越是从起始端部17c朝向旋转方向Rig、Rog的末端部17d,宽度越缩窄。
此外,泵壳体16在吐出通路17中具有加强肋16d。加强肋16d与泵壳体16一体地形成,是在相对于内齿轮20的旋转方向Rig交叉的交叉方向上跨越吐出通路17从而将泵壳体16加强的肋。
在泵壳体16的凹底部16c中的夹着两齿轮20、30间的泵室40(后面详细叙述)而与吸入通路13对置的部位,特别如图3所示,与将该通路13在轴向上投影后的形状对应地形成有圆弧槽状的吸入槽18。由此,在泵壳体16中,使吐出通路17和吸入槽18的轮廓大致线对称地被设置。另一方面,尤其如图2所示,在泵罩12中的夹着泵室40与吐出通路17对置的部位,与将该吐出通路17在轴向上投影后的形状对应地形成有圆弧槽状的吐出槽14。由此,在泵罩12中,吸入通路13与吐出槽14的轮廓大致线对称地被设置。
如图1所示,在泵壳体16的凹底部16c中的内中心线Cig上,为了将电动马达4的旋转轴4a在径向上轴支承,嵌合固定着径向轴承50。另一方面,在泵罩12中的内中心线Cig上,为了将旋转轴4a在轴向上轴支承,嵌合固定着推力轴承52。
如图1、图4所示,泵壳体16的凹底部16c及内周部16b与泵罩12共同围成容纳内齿轮20及外齿轮30的容纳空间56。内齿轮20及外齿轮30是使各自的齿的齿形曲线为次摆线曲线的所谓次摆线齿轮。
图1、图4、图5所示的内齿轮20通过使内中心线Cig与旋转轴4a共通,从而该内齿轮20在容纳空间56内被偏心地配置。内齿轮20的内周部22被径向轴承50在径向上轴支承,并且轴向两侧的滑动面25被泵壳体16的凹底部16c和泵罩12轴支承。
此外,内齿轮20在与配置空间58对置的部位具有沿着轴向凹陷的插入孔27。在本实施方式中,插入孔27在沿着旋转方向Rig的周向上设有多个,各插入孔27贯通到凹底部16c侧。通过在各插入孔27中插入接头部件60的各自对应的脚部64,使得旋转轴4a的驱动力经由接头部件60被向内齿轮20传递。这样,内齿轮20对应于由电动马达4带来的旋转轴4a的旋转,能够一边使滑动面25在凹底部16c及泵罩12上滑动,一边向绕内中心线Cig的一定的旋转方向Rig旋转。
内齿轮20在外周部24上具有在这样的旋转方向Rig上等间隔地排列的多个外齿24a。各外齿24a通过对应于内齿轮20的旋转而与各通路13、17及各槽14、18在轴向上能够对置,从而抑制向凹底部16c及泵罩12的贴附。
此外,本实施方式的各插入孔27在其内周壁27a中的、作为旋转行进侧的内周壁及作为旋转相反侧的内周壁上,具有分别沿着内齿轮20的径向的平面状的平面部27b、27c。
图1、图4所示的外齿轮30相对于内齿轮20的内中心线Cig偏心,从而该外齿轮30在容纳空间56内被配置在同轴上。由此,相对于外齿轮30,内齿轮20向作为一径向的偏心方向De偏心。外齿轮30的外周部34被泵壳体16的内周部16b在径向上轴支承,并且被泵壳体16的凹底部16c和泵罩12在轴向上轴支承。通过这些轴支承,外齿轮30能够向绕从内中心线Cig偏心的外中心线Cog的一定的旋转方向Rog旋转。
外齿轮30在内周部32上具有在这样的旋转方向Rog上等间隔地排列的多个内齿32a。这里,外齿轮30的内齿32a的数量被设定为比内齿轮20的外齿24a的数量多一个。各内齿32a通过对应于外齿轮30的旋转而能够与各通路13、17及各槽14、18在轴向上对置,从而向凹底部16c及泵罩12的贴附被抑制。
通过向偏心方向De的相对的偏心,从而内齿轮20相对于外齿轮30啮合。由此,在容纳空间56中的两齿轮20、30之间,相连而形成了多个泵室40。这样的泵室40通过外齿轮30及内齿轮20旋转,其容积进行扩缩。
随着两齿轮20、30的旋转,在与吸入通路13及吸入槽18对置地连通的泵室40中,其容积扩大。结果,燃料被从吸入口12a经由吸入通路13向泵室40吸入。此时,越是从起始端部13c朝向末端部13d(也参照图2)、吸入通路13越是宽度扩大,从而经由该吸入通路13被吸入的燃料量成为对应于泵室40的容积扩大量的量。
随着两齿轮20、30的旋转,在与吐出通路17及吐出槽14对置地连通的泵室40中,其容积缩小。结果,与上述吸入功能同时,从泵室40将燃料经由吐出通路17向燃料通路6吐出。此时,越是从起始端部17c朝向末端部17d(也参照图3)、吐出通路17越是宽度缩小,从而经由该吐出通路17吐出的燃料量成为与泵室40的容积缩小量对应的量。
接头部件60如图1、图2、图4、图6、图7所示,例如由聚苯硫醚树脂等的合成树脂形成,将旋转轴4a与内齿轮20中继。接头部件60具有主体部62、脚部64、突出部66及逆突出部68。
主体部62配置在形成在泵罩12上的配置空间58中,形成为在中央开设有嵌合孔62a的圆环状,通过在该嵌合孔62a中插通旋转轴4a,从而被嵌合固定在旋转轴4a上。
脚部64与内齿轮20的插入孔27的数量对应地设有多个。具体而言,脚部64设有作为将电动马达4的磁铁的极数避开的数量、且作为质数的5个。这样的各脚部64在周向上排列设置。各脚部64从主体部62沿着轴向延伸,在对应的插入孔27中被隔开间隙地插入。各脚部64的前端64a以相对于各插入孔27在轴向上达到了比内齿轮20的重心靠电动马达4侧、但没有达到插入孔27的外侧的方式延伸,上述各插入孔27将内齿轮20在轴向上贯通。
突出部66与各插入孔27及各脚部64的数量对应地设有多个。各突出部66分别从对应的脚部64朝向内齿轮20的旋转方向侧突出。本实施方式的各突出部66以避开各脚部64的前端64a的方式比该前端64a更从主体部62侧突出。
各突出部66形成为,越是朝向其顶点部66a,轴向上的宽度越窄。具体而言,突出部66以在轴向上具有曲率的弯曲凸面状突出,更详细地讲,尤其如图7所示,以具有沿着径向的母线Lg的部分圆筒面状突出。各顶点部66a与对应的脚部64的前端64a一起位于插入孔27内(也参照图8)。
逆突出部68也与突出部66同样,与各插入孔27及各脚部64的数量对应地设有多个。各逆突出部68分别从对应的脚部64朝向内齿轮20的旋转相反侧突出。各逆突出部68以与突出部66同样的形状突出,成为夹着脚部64的二等分线而与突出部66大致线对称形状。
通过这样的接头部件60的形状,各脚部64的基端部分64b相对于主体部62及对应的突出部66、此外相对于主体部62及对应的逆突出部68,呈中间变细的形状。
当旋转轴4a旋转驱动时,虽然也取决于旋转轴4a的偏离状态,但例如5个中的2、3个突出部66同时如图8所示那样,与相对于对应的插入孔27内的突出部66为旋转行进侧的内周壁27a的平面部27b相接触。此外,即使是在从外部受到振动等(例如车辆振动)而旋转轴4a相对于内中心线Cig偏离、从而如图9所示那样接头部件60相对于内齿轮20倾斜的情况下,与突出部66中的顶点部66a稍稍错开的弯曲凸面状部位也与平面部27b接触。
对于由树脂材料形成的接头部件60,担心由于接触造成的突出部66的磨损。但是,在本实施方式中,在接头部件60倾斜的情况下,相应于其角度而与顶点部66a错开的弯曲凸面状部位与平面部27b接触,从而避免了仅特定部位显著地磨损。此外,在由树脂材料形成的接头部件60中,有可能发生因热膨胀、燃料的溶胀或上述接触带来的脚部的变形。但是,即使是稍稍发生了这样的变形的情况,突出部66的弯曲凸面状部位的某处也与平面部27b接触。
这样,旋转轴4a的驱动力以接头部件60为中继向内齿轮20传递,使内齿轮20向旋转方向Rig旋转。并且,燃料被燃料泵100向各泵室40依次吸入,被从该各泵室40吐出。
以下,说明以上说明的本实施方式的作用效果。
根据本实施方式,当电动马达4的旋转轴4a旋转驱动时,具有与旋转轴4a嵌合的主体部62的接头部件60与旋转轴4a一起旋转。并且,由于从主体部62沿着轴向延伸的脚部64在内齿轮20的插入孔27中被隔开间隙地插入,所以内齿轮20能够旋转。这里,由于突出部66从脚部64朝向内齿轮20的旋转行进侧突出,所以在该突出部66接触在内齿轮20的内周壁27a上的同时,内齿轮20旋转。由此,即使是在旋转轴4a发生偏离、接头部件60倾斜的情况下,也能够避免脚部64与插入孔27的边缘部分接触。因而,能够避免内齿轮20在轴向上受力而被推压,能够顺畅地旋转,所以能够提供一种泵效率高的燃料泵100。
此外,根据本实施方式,突出部66以在轴向上具有曲率的弯曲凸面状突出。在旋转轴4a上发生偏离、接头部件60倾斜情况下,该弯曲凸面状的突出部66能够与沿着轴向的插入孔27接触。因此,能够更可靠地避免内齿轮20在轴向上受力而被推压,能够顺畅地旋转,所以能够提高泵效率。
此外,根据本实施方式,插入孔27在相对于突出部66为旋转行进侧的内周壁27a中,具有沿着径向的平面部27b,突出部66以具有沿着径向的母线Lg的部分圆筒面状突出。这样的突出部66与平面部27b线接触,从而旋转轴4a的驱动力在旋转方向Rig上效率良好地传递,所以能够使内齿轮20顺畅地旋转而提高泵效率。
此外,根据本实施方式,突出部66比脚部64的前端64a更从主体部62侧突出。因而,当制造燃料泵100时,能够将脚部64的前端64a容易地插入到插入孔27中,并且将脚部64的前端64a作为导引部发挥功能,从而也能够容易地将突出部66插入到插入孔27内。因而,容易将接头部件60组装到内齿轮20上。
此外,根据本实施方式,插入孔27设有多个,脚部64及突出部66与插入孔27对应地设有多个。由此,在旋转轴4a发生偏离、接头部件60倾斜的情况下,能够对应于各种倾斜而使突出部66与插入孔27的内周壁27a接触,所以能够提高泵效率。
此外,根据本实施方式,接头部件60具有从脚部64朝向内齿轮20的旋转相反侧以与突出部66同样的形状突出的逆突出部68。由此,即使是在例如电动马达4启动时等旋转轴4a向旋转相反侧旋转的情况下,也能够避免脚部64与插入孔27的边缘接触而内齿轮20在轴向上受力而被推压,能够使内齿轮20顺畅地旋转。
以上,对第1实施方式进行了说明,但本公开并不限定于该实施方式所解释的,在不脱离本公开的主旨的范围内能够应用到各种实施方式中。对上述实施方式的变形例进行说明。
具体而言,作为变形例1,如图10所示,突出部66也可以从脚部64的前端64a向内齿轮20的旋转行进侧突出。
作为变形例2,突出部66作为在轴向上具有曲率的弯曲凸面状,例如也可以以球面状突出。
在变形例3中,作为越朝向顶点部66a则轴向上的宽度变窄的突出部66,如图11所示,能够采用具有相对于轴向倾斜的倾斜面67、顶点部66a尖锐的形状。
作为变形例4,突出部66也可以不是从全部的脚部64突出,只要从多个脚部64中的1个以上突出就可以。
作为变形例5,接头部件60也可以不具有逆突出部68。
作为变形例6,插入孔27如图12所示,也可以是在边缘部分具有锥面28。在具有突出部66的接头部件中,在旋转轴4a发生偏离、该接头部件60倾斜的情况下,对于这样的插入孔27,也能够避免脚部64与包括插入孔27的锥面28在内的边缘部分接触。
作为变形例7,插入孔27在相对于突出部66为旋转行进侧的内周壁27a上,也可以不具有沿着径向的平面部27b。例如,插入孔27也可以是圆形状、椭圆状等的横截面形状。
作为变形例8,插入孔27只要是沿着轴向凹陷,也可以不贯通到凹底部16c侧。
作为变形例9,燃料泵100也可以将轻油以外的汽油、或以此为依据的液体燃料作为燃料吸入并吐出。
(第2实施方式)
以下,基于附图说明第2实施方式。
如图13所示,第2实施方式的燃料泵101是搭载在车辆上的容积式的次摆线泵。燃料泵101具备在轴向上夹着容纳在圆筒状的泵身102内部中的泵主体103及电动马达104而从与泵主体103相反侧端向外部伸出的侧罩105。这里,侧罩105具备用来向电动马达104通电的电连接器105a、和用来将燃料吐出的吐出端口105b。在这样的燃料泵101中,通过经由电连接器105a的从外部电路的通电,将电动马达104的旋转轴104a旋转驱动。结果,利用电动马达104具有的旋转轴104a的驱动力,通过泵主体103的外齿轮130及内齿轮120的旋转被吸入及加压的燃料被从吐出端口105b吐出。另外,关于燃料泵101,将粘性比汽油高的轻油作为燃料吐出。
在本实施方式中,作为电动马达104,采用使磁铁104b为4极、以及将线圈104c形成配置为6插槽的内转子型的无刷马达。例如,在进行车辆的IG-ON或车辆的加速器踏板被踏入操作的情况下,电动马达104与其对应地进行使旋转轴104a向驱动旋转侧或驱动旋转相反侧旋转的定位控制。然后,电动马达104进行使旋转轴104a从定位控制所定位的位置向驱动旋转侧旋转的驱动控制。
这里,所谓驱动旋转侧,表示内齿轮120的周向中的作为旋转方向Rig的正向的一侧。此外,所谓驱动旋转相反侧,表示内齿轮120的周向中的作为旋转方向Rig的负方向的一侧。
以下,对泵主体103详细地说明。泵主体103具备泵箱110、内齿轮120、外齿轮130及接头部件160。这里,泵箱110是使泵罩112与泵壳体116组合而成的。
泵罩112由金属形成为圆盘状。泵罩112在轴向上夹着泵身102中的电动马达104而从与侧罩105相反侧端向外部伸出。
图13、图14所示的泵罩112为了从外部将燃料吸入,形成了圆筒孔状的吸入口112a及圆弧槽状的吸入通路113。吸入口112a将泵罩112中的从内齿轮120的内中心线Cig偏心的特定的开口部位Ss沿着同罩112的轴向贯通。吸入通路113在泵罩112中的泵壳体116侧开口。如图14所示,吸入通路113的内周部113a沿着内齿轮120的旋转方向Rig(也参照图16)以不到半周的长度延伸。吸入通路113的外周部113b沿着外齿轮130的旋转方向Rog以不到半周的长度延伸。
这里,吸入通路113越是从始端部113c朝向旋转方向Rig、Rog的末端部113d越是宽度扩大。此外,吸入通路113通过在槽底部113e的开口部位Ss使吸入口112a开口,从而与该吸入口112a连通。特别是如图14所示,在吸入口112a开口的开口部位Ss的全域中,吸入通路113的宽度被设定得比吸入口112a的宽度小。
此外,泵罩112在内中心线Cig上的与内齿轮120对置的部位,形成有使接头部件160的主体部162可旋转地被配置的凹孔状的配置空间158。
图13、图15、图16所示的泵壳体116由金属形成为有底圆筒状。泵壳体116中的开口部116a被泵罩112覆盖,从而遍及整周地被密闭。泵壳体116的内周部116b,尤其如图13、图16所示,形成为从内齿轮120的内中心线Cig偏心的圆筒孔状。
泵壳体116为了经由泵身102及电动马达104间的燃料通路106将燃料从吐出端口105b吐出而形成圆弧孔状的吐出通路117。吐出通路117将泵壳体116的凹底部116c沿着轴向贯通。特别是如图15所示,吐出通路117的内周部117a沿着内齿轮120的旋转方向Rig以不到半周的长度延伸。吐出通路117的外周部117b沿着外齿轮130的旋转方向Rog以不到半周的长度延伸。这里,吐出通路117越是从起始端部117c朝向末端部117d越是宽度缩小。
此外,泵壳体116在吐出通路117中具有加强肋116d。加强肋116d与泵壳体116一体地形成,是通过在相对于内齿轮120的旋转方向Rig交叉方向跨越吐出通路117而将泵壳体116加强的肋。
在泵壳体116的凹底部116c中的夹着两齿轮120、130间的泵室140(后面详述)与吸入通路113对置的部位,特别如图15所示,与将该通路113在轴向上投影后的形状对应地形成有圆弧槽状的吸入槽118。由此,在泵壳体116中,吐出通路117与吸入槽118以使其轮廓大致线对称地被设置。另一方面,特别如图14所示,在泵罩112中的夹着泵室140与吐出通路117对置的部位,与将该通路117在轴向上投影后的形状对应地形成有圆弧槽状的吐出槽114。由此,在泵罩112中,吸入通路113与吐出槽114以使其轮廓大致线对称地被设置。
如图13所示,在泵壳体116的凹底部116c中的内中心线Cig上,为了将电动马达104的旋转轴104a在径向上轴支承而嵌合固定着径向轴承150。另一方面,在泵罩112中的内中心线Cig上,为了将旋转轴104a在轴向上轴支承,嵌合固定着推力轴承152。
如图13、16所示,泵壳体116的凹底部116c及内周部116b与泵罩112共同围成容纳内齿轮120及外齿轮130的容纳空间156。内齿轮120及外齿轮130是使各自的齿为次摆线曲线的所谓次摆线齿轮。
图13、图16~图18所示的内齿轮120通过使内中心线Cig与旋转轴104a共通,从而在容纳空间156内被偏心地配置。内齿轮120的内周部122被径向轴承150在径向上轴支承,并且使轴方向两侧的滑动面125被泵壳体116的凹底部116c和泵罩112轴支承。
此外,内齿轮120在与配置空间158对置的部位,具有沿着轴向凹陷的插入孔127。本实施方式的插入孔127在沿着旋转方向Rig的周向上等间隔地设有多个(在本实施方式中是5个),各插入孔127贯通到凹底部116c侧。通过在各插入孔127中插入接头部件160的各自对应的脚部164,使得旋转轴104a的驱动力经由接头部件160被向内齿轮120传递。这样,内齿轮120对应于电动马达104的旋转轴104a的旋转,能够一边使滑动面125在凹底部116c及泵罩112上滑动,一边在绕内中心线Cig的周向上旋转。
内齿轮120在外周部124上具有在沿着这样的旋转方向Rig的周向上等间隔地排列的多个外齿124a。各外齿124a能够对应于内齿轮120的旋转而与各通路113、117及各槽114、118在轴向上对置,从而被抑制了向凹底部116c及泵罩112的贴附。
本实施方式的各插入孔127尤其如图17、图18所示,在各自的内壁上,具有平坦部127a、逆平坦部127b、外周弯曲部127c、内周弯曲部127d及4处拐角部128a、128b、128c、128d。各平坦部127a在相对于被插入的脚部164为驱动旋转侧的内壁上分别形成为沿着内齿轮120的径向的放射状的平面状。各平坦部127a朝向驱动旋转相反侧。各逆平坦部127b在相对于脚部164为驱动旋转相反侧的内壁上分别形成为沿着内齿轮120的径向的放射状的平面状。各逆平坦部127b朝向驱动旋转侧。
各外周弯曲部127c在相对于被插入的脚部164在径向上对置的外周侧的内壁中,形成为沿着周向弯曲的弯曲面状。各内周弯曲部127d在相对于被插入的脚部在径向上对置的内周侧的内壁中,形成为分别沿着周向弯曲的弯曲面状。
在各插入孔127中,在图18中放大表示的拐角部128a与平坦部127a及外周弯曲部127c相邻。在各插入孔127中,拐角部128b与平坦部127a及内周弯曲部127d相邻。在各插入孔127中,拐角部128c与逆平坦部127b及外周弯曲部127c相邻。在各插入孔127中,拐角部128d与逆平坦部127b及内周弯曲部127d相邻。各拐角部128a~128d在俯视时分别以凹状弯曲,从而将各自的邻接部位间平滑地连接。如图18所示,各拐角部128a~128d的曲率半径Rc被设定得比被插入的脚部164的顶部165及逆顶部166(后面详述)的曲率半径Rp1、Rp2小。这里,所谓本实施方式中的俯视,表示从轴向上观察与轴向垂直的平面或截面的状态,在本实施方式中图14~图19与其对应。
如图13、图16所示,外齿轮130相对于内齿轮120的内中心线Cig偏心,从而在容纳空间156内被配置在同轴上。由此,相对于外齿轮130,内齿轮120向作为一径向的偏心方向De偏心。外齿轮130的外周部134被泵壳体116的内周部116b在径向上轴支承,并且被泵壳体116的凹底部116c和泵罩112在轴向上轴支承。通过这些轴承,外齿轮130能够向绕从内中心线Cig偏心的外中心线Cog的一定的旋转方向Rog旋转。
外齿轮130在内周部132具有在这样的旋转方向Rog上等间隔地排列的多个内齿132a。这里,外齿轮130的内齿132a的数量设定得比内齿轮120的外齿124a的数量多一个。各内齿132a通过能够对应于外齿轮130的旋转而在轴向上与各通路113、117及各槽114、118对置,从而被抑制了向凹底部116c及泵罩112的贴附。
相对于外齿轮130,内齿轮120通过向偏心方向De相对偏心而啮合。由此,在容纳空间156中的两齿轮120、130之间,多个泵室140相连而形成。这样的泵室140通过外齿轮130及内齿轮120旋转,使得其容积扩缩。
随着两齿轮120、130的旋转,与吸入通路113及吸入槽118对置而连通的泵室140,其容积扩大。结果,从吸入口112a将燃料经由吸入通路113向泵室140吸入。此时,通过越是从起始端部113c朝向末端部113d(也参照图14)、吸入通路113越宽度扩大,从而经由该吸入通路113被吸入的燃料量对应于泵室140的容积扩大量。
随着两齿轮120、130的旋转,与吐出通路117及吐出槽114对置而连通的泵室140,其容积缩小。结果,与上述吸入功能同时,从泵室140将燃料经由吐出通路117向燃料通路106吐出。此时,通过越是从起始端部117c朝向末端部117d(也参照图15)、吐出通路117越是宽度缩小,从而经由该吐出通路117被吐出的燃料量为与泵室140的容积缩小量对应的量。
接头部件160如图13、图14、图16、图18~图20所示,例如由聚苯硫醚(PPS)树脂等的合成树脂形成,通过将旋转轴104a与内齿轮120中继,使该内齿轮120在周向上旋转。接头部件160具有主体部162及脚部164。
主体部162被配置在形成于泵罩112上的配置空间158中,形成为在中央开设有嵌合孔162a的圆环状,通过在该嵌合孔162a中插通旋转轴104a,被嵌合固定在旋转轴104a上。
脚部164对应于内齿轮120的插入孔127的数量而设有多个。具体而言,为了减小电动马达104的转矩波动的影响,脚部164为避开了电动马达104的极数及槽数的数量,尤其设有作为质数的5个。这样的各脚部164被设置为从比作为主体部162的嵌合部位的嵌合孔162a更靠外周侧的多个部位(在本实施方式中是5个部位)沿着轴向延伸。并且,多个脚部164在周向上等间隔地配置。各脚部164由于具有弹性的材料及沿着轴向延伸的形状因而能够弹性变形。在旋转轴104a旋转驱动时,通过各脚部164与对应的插入孔127对应地弹性变形,从而在将制造时可能发生的各插入孔127及各脚部164的周向的尺寸误差吸收的同时,脚部164与插入孔127接触。由此,接头部件160经由多个脚部164将旋转轴104a的驱动力向内齿轮120传递。
这样的各脚部164在对应的插入孔127中被隔开间隙地插入。各脚部164的前端164a特别如图13所示那样,以使其在轴向上比内齿轮120的重心更向电动马达104侧延伸、但不达到插入孔127之外的方式,相对于将内齿轮120在轴向上贯通的插入孔127延伸。此外,各脚部164的前端164a特别如图20所示,为用来使制造时的组装变容易的导引体形状。
各脚部164分别具有与平坦部127a在周向上对置的顶部165。顶部165在俯视中以凸状弯曲,特别在本实施方式中形成为具有沿着轴向的母线的半圆柱状。
此外,各脚部164分别具有与逆平坦部127b在周向上对置的逆顶部166。逆顶部166在俯视中弯曲为凸状,特别是在本实施方式中形成为具有沿着轴向的母线的半圆柱状。
设有顶部165及逆顶部166的各脚部164的顶部165与逆顶部166之间与插入孔127的外周弯曲部127c及内周弯曲部127d的形状匹配,沿着内齿轮120的周向弯曲。这里,特别如图18所示,外周弯曲部127c的曲率半径Rvo、内周弯曲部127d的曲率半径Rvi、脚部164的外周侧的曲率半径Rf1及内周侧的曲率半径Rf2根据到内中心线Cig的距离而设定。详细地讲,曲率半径Rf1、Rf2设定得比曲率半径Rvi大且比曲率半径Rvo小。在本实施方式中,通过实质上将各曲率半径Rvo、Rvi、Rf1、Rf2设定为与到内中心线Cig的距离相等,由此曲率中心处于内中心线Cig上。
这样,在电动马达104的定位控制中,例如在旋转轴104a向驱动旋转相反侧旋转的情况下,顶部165与平坦部127a分离,另一方面,逆顶部166与逆平坦部127b碰撞,一边接触一边使内齿轮120向周向中的旋转方向Rig的负方向旋转。然后,如果开始电动马达104的驱动控制,则此次逆顶部166与逆平坦部127b离开,另一方面顶部165与平坦部127a碰撞,一边接触一边使内齿轮120向周向中的旋转方向Rig旋转。本实施方式的燃料泵101一边反复承受启动时的上述碰撞,一边在驱动时将燃料向各泵室140依次吸入,从该各泵室140吐出。
以下,说明以上说明的本实施方式的作用效果。
根据本实施方式,在电动马达104的旋转轴104a旋转驱动时,具有与旋转轴104a嵌合的主体部162的接头部件160与旋转轴104a一起旋转。并且,从主体部162沿着轴向延伸的脚部164在内齿轮120的插入孔127中被隔开间隙地插入,所以通过接头部件160的中继,内齿轮120在周向上旋转。这里,在插入孔127中,相对于脚部164为驱动旋转侧的内壁具有沿着径向的平坦部127a。在一方的脚部164中,在俯视中以凸状弯曲的顶部165与平坦部127a在周向上对置。由此,即使是脚部164对于插入孔127的接触位置或接触角度变化的情况,当顶部165与平坦部127a接触时,也能够抑制在从接头部件160向内齿轮120传递的驱动力中发生径向的分力,并且抑制载荷集中于接头部件160的特定部位,所以能够持续长期效率良好地使内齿轮120旋转。通过以上,能够提供一种泵效率高的燃料泵101。
此外,根据本实施方式,插入孔127具有与平坦部127a相邻、在俯视中以凹状弯曲的拐角部128a~128b,拐角部128a~128b的曲率半径Rc比顶部165的曲率半径Rp1小。如果设定为这样的曲率半径Rp1,则在插入孔127中能够将平坦部127a设定得较宽,所以即使是在脚部164对于插入孔127的接触位置或接触角度变化的情况下,也能够使顶部165可靠地与平坦部127a接触。
此外,根据本实施方式,具有平坦部127a的插入孔127设有多个,具有顶部165的脚部164被设为从比主体部162的嵌合孔162a靠外周侧的多个部位延伸的多个。并且,这些脚部164被设置为能够弹性变形。由此,通过由旋转轴104a的驱动带来的离心力,即使是在脚部164向外周侧弹性变形的情况下,也能够使顶部165可靠地与平坦部127a接触。
此外,根据本实施方式,多个插入孔127及多个脚部164在周向上等间隔地配置。通过为等间隔的配置,能够抑制由于内齿轮120的旋转相位而驱动力变动、发生脉动,因而能够提高泵效率。
此外,根据本实施方式,插入孔127在相对于脚部164为驱动旋转相反侧的内壁中,具有沿着径向的逆平坦部127b,脚部164具有与逆平坦部127b在周向上对置、在俯视中以凸状弯曲的逆顶部166。由此,即使在例如通过电动马达104的启动时的定位控制等而旋转轴104a向驱动旋转相反侧旋转的情况下,当逆顶部166与逆平坦部127b接触时,也能够抑制在从接头部件160向内齿轮120传递的驱动力中发生径向的分力,并且抑制载荷集中在接头部件160的特定部位。因而,能够持续长期效率良好地使内齿轮120旋转。
此外,根据本实施方式,脚部164沿着周向弯曲,插入孔127在相对于脚部164在径向上对置的内壁中具有沿着周向弯曲的弯曲部127c~127d。根据这样的弯曲,在顶部165与平坦部127a接触时以及逆顶部166与逆平坦部127b接触时,都容易以相对于平坦部127a及逆平坦部127b垂直的接触角度或接近于垂直的接触角度使顶部165及逆顶部166接触。并且,由于弯曲部127c~127d与脚部164同样地沿着周向弯曲,所以脚部164不易与弯曲部127c~127d接触。
以上,对第2实施方式进行了说明,但本公开并不是被限定于该实施方式解释的,在不脱离本公开的主旨的范围内能够应用到各种实施方式中。对上述实施方式的变形例进行说明。
具体而言,作为变形例10,顶部165或逆顶部166只要在俯视中以凸状弯曲,可以采用各种形状。例如如图21所示,俯视中的顶部165或逆顶部166的曲率半径Rp1、Rp2也可以根据部位而变化。此外,俯视中的顶部165或逆顶部166的曲率半径Rp1、Rp2也可以在内周侧和外周侧不同。此外,如图22所示,也可以与顶部165或逆顶部166相邻地设置平面状部位164b。
作为变形例11,接头部件160也可以由合成树脂以外的例如铝可弹性变形地设置脚部164。
作为变形例12,多个插入孔127及多个脚部164也可以在周向上不等间隔地设置。
作为变形例13,拐角部128a~128d的曲率半径Rc也可以是顶部165的曲率半径Rp1以上。
作为变形例14,相对于脚部164在径向上对置的内壁也可以形成为平面状。
作为变形例15,插入孔127只要沿着轴向凹陷,也可以形成为不贯通到凹底部侧的有底孔状。
作为变形例16,燃料泵101也可以是将轻油以外的汽油或依据于此的液体燃料作为燃料吸入、吐出。
本公开依据实施例进行了说明,但应理解的是本公开并不限定于该实施例及构造。本公开还包含各种变形例及等价范围内的变形。除此以外,各种组合或形态、还有在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他的组合或形态也包含在本公开的范畴或思想范围中。
Claims (11)
1.一种燃料泵,其特征在于,
具备:
外齿轮(30),具有多个内齿(32a);
内齿轮(20),具有多个外齿(24a),与上述外齿轮(30)在偏心方向(De)上偏心而啮合;
泵箱(10),将上述外齿轮(30)及上述内齿轮(20)可旋转地容纳;
电动马达(4),具有旋转驱动的旋转轴(4a);以及
接头部件(60),将上述旋转轴(4a)与上述内齿轮(20)中继;
上述外齿轮(30)及上述内齿轮(20)一边使在这两个齿轮间形成的多个泵室(40)的容积扩缩一边旋转,由此将燃料向各上述泵室(40)依次吸入后吐出;
上述内齿轮(20)具有沿着轴向凹陷的插入孔(27);
上述接头部件(60)具有:
主体部(62),与上述旋转轴(4a)嵌合;
脚部(64),从上述主体部(62)沿着轴向延伸,在上述插入孔(27)中被隔开间隙地插入;以及
突出部(66),从上述脚部(64)朝向上述内齿轮(20)的旋转行进侧突出,越是朝向顶点部(66a),轴向上的宽度越窄,
上述脚部(64)在上述突出部(66)与上述主体部(62)之间具有基端部分(64b),
上述基端部分(64b)相对于上述突出部(66)呈现中间变细的形状,
上述插入孔设置有多个,
上述脚部以及上述突出部对应于上述插入孔而设置有多个,
多个上述脚部中的任意两个脚部相对于内中心线(Cig)处于非对称的位置上。
2.如权利要求1所述的燃料泵,其特征在于,
上述突出部(66)以在轴向上具有曲率的弯曲凸面状突出。
3.如权利要求1或2所述的燃料泵,其特征在于,
上述插入孔(27)在相对于上述突出部(66)为旋转行进侧的内周壁(27a)上具有沿着径向的平面部(27b);
上述突出部(66)以具有沿着径向的母线(Lg)的部分圆筒面状突出。
4.如权利要求1或2所述的燃料泵,其特征在于,
上述突出部(66)与上述脚部(64)的前端(64a)相比从上述主体部(62)侧突出。
5.如权利要求1或2所述的燃料泵,其特征在于,
上述接头部件(60)具有从上述脚部(64)朝向上述内齿轮(20)的旋转相反侧以与上述突出部(66)同样的形状突出的逆突出部(68)。
6.一种燃料泵,其特征在于,
具备:
外齿轮(130),具有多个内齿(132a);
内齿轮(120),具有多个外齿(124a),与上述外齿轮(130)在偏心方向(De)上偏心而嵌合;
泵箱(110),将上述外齿轮(130)及上述内齿轮(120)可旋转地容纳;
电动马达(104),具有旋转驱动的旋转轴(104a);以及
接头部件(160),将上述旋转轴(104a)与上述内齿轮(120)中继,从而使上述内齿轮(120)在周向上旋转;
上述外齿轮(130)及上述内齿轮(120)一边使在这两个齿轮间形成的多个泵室(140)的容积扩缩一边旋转,由此将燃料向各上述泵室(140)依次吸入后吐出;
上述内齿轮(120)具有沿着轴向凹陷的插入孔(127);
上述接头部件(160)具有:
主体部(162),与上述旋转轴(104a)嵌合;以及
脚部(164),从上述主体部(162)沿着轴向延伸,在上述插入孔(127)中被隔开间隙地插入;
上述插入孔(127)在相对于上述脚部(164)为驱动旋转侧的内壁中具有沿着径向的平坦部(127a);
上述脚部(164)具有与上述平坦部(127a)在上述周向上对置、在俯视时以凸状弯曲的顶部(165)。
7.如权利要求6所述的燃料泵,其特征在于,
上述插入孔(127)具有与上述平坦部(127a)相邻、在俯视时以凹状弯曲的拐角部(128a~128b);
上述拐角部(128a~128b)的曲率半径(Rc)比上述顶部(165)的曲率半径(Rp1)小。
8.如权利要求6或7所述的燃料泵,其特征在于,
设有多个具有上述平坦部(127a)的上述插入孔(127);
具有上述顶部(165)的上述脚部(164)被设置为从比上述主体部(162)的嵌合部位(162a)更靠外周侧的多个部位延伸的多个;
各上述脚部(164)被设置为能够弹性变形。
9.如权利要求8所述的燃料泵,其特征在于,
各上述插入孔(127)及各上述脚部(164)在上述周向上等间隔地配置。
10.如权利要求6或7所述的燃料泵,其特征在于,
上述插入孔(127)在相对于上述脚部(164)为驱动旋转相反侧的内壁中具有沿着上述径向的逆平坦部(127b);
上述脚部(164)具有与上述逆平坦部(127b)在上述周向上对置、在俯视时以凸状弯曲的逆顶部(166)。
11.如权利要求10所述的燃料泵,其特征在于,
上述脚部(164)沿着上述周向弯曲;
上述插入孔(127)在相对于上述脚部(164)在上述径向上对置的内壁中具有沿着上述周向弯曲的弯曲部(127c~127d)。
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