燃料泵的制作方法

技术领域

本发明涉及将燃料向齿轮收容室吸入后喷出的燃料泵。

背景技术：

以往，已知有将燃料向齿轮收容室吸入后喷出的燃料泵。专利文献1中公开的燃料泵具备：外齿轮，具有多个内齿；内齿轮，具有多个外齿，相对于外齿轮偏心地啮合；泵箱，围出将外齿轮及内齿轮可旋转地收容的齿轮收容室；旋转轴，与驱动源连结，被该驱动源旋转驱动；圆筒状的滑动轴承，将旋转轴从外周侧在径向上轴支承，并将内齿轮从内周侧在径向上轴支承。对应于旋转轴的旋转驱动，外齿轮及内齿轮一边使在这两齿轮间形成有多个的泵室的容积扩缩一边旋转，由此，燃料泵将燃料向齿轮收容室吸入后喷出。

在此，可以考虑在专利文献1的滑动轴承上，设置使轴向的与驱动源相反侧的内径扩大而被形成为台阶状的内周侧台阶部。通过比内周侧台阶部更靠驱动源的相反侧的内径扩大，在旋转轴稍稍倾斜的状态下，外齿轮及内齿轮也能够顺畅地旋转。这样，能够提高泵效率。

另一方面，通过泵室的容积的扩缩，在齿轮收容室内，产生燃料的压力成为比较高压的泵室和燃料的压力成为比较低压的泵室。结果，通过内齿轮在径向上被从高压的泵室侧向低压的泵室侧推压，滑动轴承受到径向的载荷。如果这样，则由于上述的内径扩大而滑动轴承的壁厚变薄，所以担心滑动轴承损伤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-324839号公报(对应于US6082984A)

技术实现要素：

本发明是鉴于以上说明的问题而做出的，其目的在于，提供一种抑制滑动轴承的损伤且泵效率较高的燃料泵。

为了达到上述目的，在本发明中，提供一种燃料泵，具备：外齿轮，具有多个内齿；内齿轮，具有多个外齿，相对于外齿轮偏心而啮合；泵箱，围成可旋转地收容外齿轮及内齿轮的齿轮收容室；旋转轴，被与驱动源连结，被驱动源旋转驱动；和圆筒状的滑动轴承，将旋转轴从外周侧在径向上轴支承，并将内齿轮从内周侧在径向上轴支承；通过对应于旋转轴的旋转驱动、外齿轮及内齿轮一边使在这两个齿轮间形成有多个的泵室的容积扩缩一边旋转，将燃料向齿轮收容室吸入后喷出；泵箱具有使滑动轴承贯通、并将内齿轮从驱动源侧在轴向上轴支承的轴承面；滑动轴承具有：内周侧台阶部，使轴向的与驱动源相反侧的内径扩大而形成为台阶状；外周侧台阶部，在比轴承面更靠轴向的驱动源侧，使驱动源侧的外径扩大而被形成为台阶状。

根据这样的结构，滑动轴承具有使驱动源侧的外径扩大而形成为台阶状的外周侧台阶部。如果将这样的外周侧台阶部对设置有内周侧台阶部的滑动轴承应用，则通过外径的扩大而轴承的壁厚变厚，该滑动轴承被加强。该外周侧台阶部被设置在比轴承面更靠轴向的驱动源侧。因而，即使将内齿轮从内周侧在径向上轴支承，外周侧台阶部也不与内齿轮干涉，所以能够使该内齿轮顺畅地旋转。通过以上，能够提供一种在在抑制滑动轴承的损伤的同时、泵效率较高的燃料泵。

附图说明

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是表示第1实施方式的泵壳体的剖视图。

图3是图1的滑动轴承的周边的部分放大图。

图4是图1的IV-IV线剖视图。

图5是表示第1实施方式的接头部件的正视图。

图6是将第2实施方式的外周侧台阶部的周边放大表示的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的多个实施方式。在各实施方式中，有时对于对应的构成要素赋予相同的标号而省略重复的说明。在各实施方式中仅说明结构的一部分的情况下，关于结构的其他部分可以采用先行说明的其他实施方式的结构。不仅是在各实施方式的说明明示的结构的组合，只要在组合中不特别发生障碍，即使没有明示，也能够将多个实施方式的结构彼此部分地组合。

(第1实施方式)

本发明的第1实施方式的燃料泵100如图1所示，是容积式的次摆线泵。此外，燃料泵100被搭载在车辆中，是为了将内燃机的燃烧所使用的燃料、即粘性比汽油高的轻油压送而使用的柴油泵。燃料泵100以被收容在圆环状的泵身2内部的电动马达3、泵主体10、以及在轴向Da上夹着电动马达3从泵主体10的相反侧向外部伸出的侧罩5为主体而构成。

在这样的燃料泵100中，通过经由侧罩5的电连接器5a的来自外部电路的通电，与电动马达3连结的旋转轴3a被旋转驱动。利用旋转轴3a的驱动力，泵主体10的外齿轮30及内齿轮20旋转。由此，被吸入到收容着两齿轮20、30的圆筒状的齿轮收容室70a中并被加压的燃料经由齿轮收容室70a外的燃料通路6，从侧罩5的喷出口5b喷出。

在这样的本实施方式中，相当于驱动源的电动马达3是将磁铁形成配置在4极、以及将线圈形成配置在6槽中的内转子型的无电刷马达。例如，如果进行使车辆的点火开关成为开启状态的操作、或将车辆的加速器踏板进行踩下操作，则与其对应，进行由电动马达3使旋转轴3a向驱动旋转方向或驱动旋转反方向旋转的定位控制。然后，在电动马达3中，进行从由定位控制定位的位置使旋转轴3a向驱动旋转方向旋转的驱动控制。

另外，所谓驱动旋转朝向，表示作为以内齿轮20的内中心线Cig为中心的旋转方向Rig的正方向(参照图4)的朝向。此外，所谓驱动旋转相反朝向，表示作为旋转方向Rig的负方向(参照图4)的朝向。

以下，也使用图2～图5，详细说明以泵主体10为中心的燃料泵100的结构及动作。泵主体10具备泵箱70、滑动轴承50、内齿轮20、接头部件60及外齿轮30。泵箱70通过将泵罩71和泵壳体80在轴向Da上叠合，围成了将两齿轮20、30可旋转地收容的圆筒状的齿轮收容室70a。

图1所示的泵罩71是泵箱70的一个构成零件。泵罩71通过对由钢铁材料等的有刚性的金属构成的基材实施镀层等的表面处理，被形成为具有耐磨损性的圆盘状。泵罩71在轴向上夹着泵身2中的电动马达3从相反侧端向外部伸出。

泵罩71以平面状具有与齿轮收容室70a对置、将内齿轮20及外齿轮30从电动马达3侧的相反侧(以下称作马达侧的相反侧)在轴向Da上轴支承的罩轴承面72。并且，泵罩71在作为内齿轮20的中心的内中心线Cig上的与内齿轮20对置的部位具有将接头部件60的主体部62收容的接头收容室71b。接头收容室71b从罩轴承面72沿着轴向Da凹陷。在内中心线Cig上的接头收容室71b底部，为了将旋转轴3a在轴向Da上轴支承而嵌合固定着推力轴承44。

在比接头收容室71b更靠外周侧，泵罩71具有从齿轮收容室70a的外部向内部吸入燃料的吸入端口部74。吸入端口部74具有吸入延伸槽75及多个吸入开口孔77。吸入延伸槽75是从罩轴承面72凹陷、沿着泵罩71的周向延伸的圆弧槽状。多个吸入开口孔77相互在吸入延伸槽75的延伸方向上排列。各吸入开口孔77通过形成为沿着轴向Da将泵罩71贯通的圆筒孔状，在燃料泵100的外部开口并在吸入延伸槽75的底部上开口。

图1～图4所示的泵壳体80是泵箱70的一个构成零件。泵壳体80通过对由钢铁材料等的有刚性的金属构成的基材实施镀层等的表面处理，被形成为具有耐磨损性的有底圆筒状。泵壳体80中的开口部80c通过被泵罩71覆盖而遍及整周被关闭。泵壳体80的内周部80d被形成为从内中心线Cig偏心且与作为外齿轮30的中心的外中心线Cog同轴上的圆筒孔状。

泵壳体80在其凹底部80e以平面状具有与齿轮收容室70a对置、将内齿轮20及外齿轮30从电动马达3侧(以下称作马达侧)在轴向Da上轴支承的壳体轴承面82。

进而，泵壳体80具有从齿轮收容室70a的内部向外部喷出燃料的喷出端口部84。喷出端口部84具有喷出延伸槽85及多个喷出开口孔87。喷出延伸槽85是从壳体轴承面82凹陷、沿着泵壳体80的周向延伸的圆弧槽状。多个喷出开口孔87相互在喷出延伸槽85的延伸方向上排列。各喷出开口孔87通过形成为沿着轴向Da将泵壳体80贯通的圆筒孔状，在燃料通路6上开口，并在喷出延伸槽85的底部上开口。另外，在图4中，仅对喷出开口孔87的一部分赋予了标号。

在泵壳体80的凹底部80e中的、夹着齿轮收容室70a与吸入端口部74的吸入延伸槽75对置的部位，特别如图1所示，与将该吸入延伸槽75在轴向Da在上投影的形状对应，形成有圆弧槽状的吸入对置槽80a。吸入对置槽80a从壳体轴承面82凹陷而形成。由此，在泵壳体80中，喷出端口部84的喷出延伸槽85的轮廓与吸入对置槽80a实质上线对称地设置。喷出延伸槽85与吸入对置槽80a之间被壳体轴承面82隔开。

另一方面，在泵罩71中的、夹着齿轮收容室70a与喷出端口部84的喷出延伸槽85对置的部位，与将该喷出延伸槽85在轴向Da在上投影的形状对应，形成有圆弧槽状的喷出对置槽71a。喷出对置槽71a从罩轴承面72凹陷而形成。由此，在泵罩71中，吸入端口部74的吸入延伸槽75的轮廓与喷出对置槽71a实质上线对称地设置。吸入延伸槽75与喷出对置槽71a之间被罩轴承面72隔开。

此外，在泵壳体80的凹底部80e，在比喷出端口部84及吸入对置槽80a更靠外周侧的内径拐角部80f，形成有从壳体轴承面82在轴向Da上凹陷的圆环槽80b。圆环槽80b被形成为在内径拐角部80f将比喷出延伸槽85更靠外周侧和比吸入对置槽80a更靠外周侧遍及整周连通的圆环状。

此外，泵壳体80在内中心线Cig上设置有将该泵壳体80沿轴向Da贯通的圆筒孔状的贯通孔80g。在这样的贯通孔80g中，保持及嵌装着滑动轴承50。

滑动轴承50是由烧结体形成的圆筒状的轴承。在本实施方式中，作为烧结体而采用含有铜粉末的铜类烧结体，但也可以采用含有碳粉末或碳化合物粉末的碳类烧结体。在这样的烧结体中，在固体粉末间发生微小的间隙。

图1～图4所示的滑动轴承50以内中心线Cig为中心沿着轴向Da配置，使旋转轴3a插通在其圆筒孔50a中。滑动轴承50中的轴向Da的马达侧被嵌装在上述的泵壳体80的贯通孔80g中。通过一方的马达侧的相反侧从壳体轴承面82突出到开口部80c附近，滑动轴承50成为将壳体轴承面82贯通的配置。这样的滑动轴承50具有内周侧台阶部52及外周侧台阶部56。

内周侧台阶部52被形成在圆筒孔50a的内周壁上。内周侧台阶部52通过使比该台阶部52更靠马达侧的相反侧的内径Di2相对于比该台阶部52更靠马达侧的内径Di1扩大而被形成为台阶状。内周侧台阶部52被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的马达侧的相反侧。在本实施方式中，内周侧台阶部52通过纵截面被构成为越是朝向马达侧的相反侧则内径Di越扩大的直线状，整体上呈部分圆锥面状。

通过这样的内周侧台阶部52，内周壁具有马达侧的小内径部53和马达侧的相反侧的大内径部54。这样，在旋转轴3a与壳体轴承面82垂直的状态下，滑动轴承50的小内径部53将旋转轴3a从外周侧在径向上轴支承。

外周侧台阶部56被形成在滑动轴承50的外周壁上。外周侧台阶部56通过使比该台阶部56更靠马达侧的外径Do2相对于比该台阶部56更靠马达侧的相反侧的外径Do1扩大，被形成为台阶状。外周侧台阶部56被设置在与内周侧台阶部52在轴向Da上不同的位置。更详细地讲，外周侧台阶部56被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的马达侧。在本实施方式中，外周侧台阶部56通过纵断面被构成为越是朝向马达侧则外径Do越扩大的直线状，整体上呈部分圆锥面状。

通过这样的外周侧台阶部56，外周壁具有马达侧的相反侧的小外径部57具有和马达侧的大外径部58。

这里，与滑动轴承50的外周侧台阶部56在径向上对置的泵壳体80的对置部80h是越朝向马达侧的相反侧越使贯通孔80g扩径的部分圆锥面状。此外，对置部80h在马达侧的相反侧与壳体轴承面82连接。这样，外周侧台阶部56和对置部80h共同呈现从壳体轴承面82凹陷的圆环槽状。

内齿轮20及外齿轮30由将铁粉末烧结成的铁类烧结体形成，是使各个齿为次摆线曲线的所谓次摆线齿轮。

具体而言，图1、图4所示的内齿轮20通过使内中心线Cig与旋转轴3a共通，在齿轮收容室70a内偏心而被配置。此外，内齿轮20将厚度尺寸形成得比一对轴承面72、82间的尺寸稍小。这样，内齿轮20将轴向Da的两侧用一对轴承面72、82轴支承。与此同时，滑动轴承50的小外径部57将内齿轮20的内周部22从内周侧在径向上轴支承。

此外，内齿轮20在与接头收容室71b对置的部位具有沿着轴向Da凹陷的插入孔26。插入孔26在周向上以等间隔设置有多个，各插入孔26从马达侧的相反侧到马达侧将内齿轮20贯通。

这里，图1、图5所示的接头部件60例如由聚苯硫醚(PPS)树脂等的合成树脂形成，是通过将旋转轴3a与内齿轮20中继而使两齿轮20、30旋转的部件。接头部件60具有主体部62及插入部64。主体部62在接头收容室71b内处于与旋转轴3a经由嵌合孔62a嵌合的状态。插入部64与各插入孔26对应而设置有多个。具体而言，本实施方式的插入孔26及插入部64为了减小电动马达3的转矩波动的影响，是避开了该电动马达3的极数及槽数的数量，特别各设置有作为素数的5个。各插入部64通过从比主体部62的嵌合孔62a更靠外周侧部位沿着轴向Da延伸的形状而具有挠性。

在各插入孔26中，隔开间隙被插入着分别对应的插入部64。如果旋转轴3a向驱动旋转朝向旋转驱动，则通过插入部64推抵在插入孔26上，该旋转轴3a的驱动力经由接头部件60被传递给内齿轮20。即，内齿轮20能够向围绕内中心线Cig的旋转方向Rig旋转。另外，在图4中，仅对插入孔26及插入部64的一部分赋予了标号。

内齿轮20在外周部24上具有沿旋转方向Rig以等间隔排列的多个外齿24a。各外齿24a将从齿底向外周侧突出的其齿顶沿着圆环状的外接圆(也称作齿顶圆)形成，使得对应于内齿轮20的旋转与各端口部74、84及各对置槽71a、80a对置。

如图1、图4所示，外齿轮30通过相对于内齿轮20的内中心线Cig偏心，在齿轮收容室70a内被配置在同轴上。由此，相对于外齿轮30，内齿轮20在作为该外齿轮30的一径向的偏心方向De上偏心。

此外，外齿轮30将厚度尺寸形成得比一对轴承面72、82间的尺寸稍小。这样，外齿轮30的外周部34被泵壳体80的内周部80d在径向上轴支承，并将轴向Da的两侧用一对轴承面72、82轴支承。

外齿轮30能够与内齿轮20连动而绕着从内中心线Cig偏心的外中心线Cog旋转。外齿轮30能够向这样的旋转方向Rog旋转。

外齿轮30如图4所示，在内周部32上具有沿这样的旋转方向Rog以等间隔排列的多个内齿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1个。在本实施方式中，内齿32a的数量为10个，外齿24a的数量为9个。

相对于外齿轮30，内齿轮20通过朝向偏心方向De的相对的偏心而啮合。由此，在偏心侧，两齿轮20、30间隙较少地啮合，而在其相反侧，在两齿轮20、30之间，相连形成有多个泵室40。这样的泵室40通过外齿轮30及内齿轮20旋转，其容积扩缩。

随着两齿轮20、30的旋转，在与吸入端口部74及吸入对置槽80a对置而连通的泵室40中，其容积扩大。结果，燃料被从泵室40经由吸入端口部74的各吸入开口孔77向齿轮收容室70a内的泵室40吸入。这里，各吸入开口孔77与从罩轴承面72凹陷的吸入延伸槽75连通，所以在泵室40与吸入延伸槽75对置的期间中继续燃料的吸入。

随着两齿轮20、30的旋转，在与喷出端口部84及喷出对置槽71a对置而连通的泵室40中，其容积扩大。结果，与吸入功能同时，燃料被从泵室40经由喷出端口部84的各喷出开口孔87向齿轮收容室70a外喷出。这里，由于各喷出开口孔87与从壳体轴承面82凹陷的喷出延伸槽85连通，所以在泵室40与喷出延伸槽85对置的期间中继续燃料的喷出。

这样，经由吸入端口部74被依次吸入到齿轮收容室70a内的泵室40中后经由喷出端口部84被喷出的燃料，是经由燃料通路6被从喷出端口部84向外部喷出的。这里，通过上述的泵作用，与喷出端口部84对置的泵室40中的燃料压力成为比与吸入端口部74对置的泵室40中的燃料压力高压状态。结果，通过内齿轮20被从高压的泵室40侧向低压的泵室40侧沿径向推压，滑动轴承50可能受到径向的载荷。此外，通过燃料向齿轮收容室70a的流入，该燃料进入到由烧结体形成的滑动轴承50内部的微小的间隙中。

(作用效果)

以下，对以上说明的第1实施方式的作用效果进行说明。

根据第1实施方式，滑动轴承50具有使作为驱动源侧的马达侧的外径Do扩大而形成为台阶状的外周侧台阶部56。如果将这样的外周侧台阶部56应用到设置有内周侧台阶部52的滑动轴承50，则通过外径Do的扩大而轴承50的壁厚变厚，该滑动轴承50被加强。该外周侧台阶部56被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的马达侧。因而，即使将内齿轮20从内周侧在径向上轴支承，外周侧台阶部56也不与内齿轮20干涉，所以能够使该内齿轮20顺畅地旋转。通过以上，能够提供一种在抑制滑动轴承50的损伤的同时、泵效率较高的燃料泵100。

这里，通过形成外周侧台阶部56，滑动轴承50的外观相对于轴向Da为非对称形状。因此，当将滑动轴承50配置到燃料泵100上时，误将该滑动轴承50在轴向Da上相反地配置的可能性下降，所以能够容易地提供在抑制滑动轴承50的损伤的同时、泵效率较高的燃料泵100。

此外，根据第1实施方式，外周侧台阶部56被设置在与内周侧台阶部52在轴向Da上不同的位置。通过这样，滑动轴承50的壁厚通过外周侧台阶部56和内周侧台阶部52而多阶段地变化，所以成为抑制了壁厚的急剧的变化的形状。这样，抑制了因以两台阶部52、56为起点的裂纹的发生造成的滑动轴承50的损伤。

此外，根据第1实施方式，内周侧台阶部52被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的作为与驱动源相反侧的马达侧的相反侧。通过这样的配置，在设置外周侧台阶部56的部位，内径Di不会扩大，所以能够使该部位的壁厚变厚。因而，抑制了因以外周侧台阶部56为起点的裂纹的发生造成的滑动轴承50的损伤。

此外，根据第1实施方式，滑动轴承50由烧结体形成。在这样的滑动轴承50中，由于能够包含经由齿轮收容室70a被供给到轴承50内部中的燃料，所以润滑性提高。这样，抑制了因烧粘造成的滑动轴承50的损伤。

这里，例如在将粉末填充到烧结模中而形成滑动轴承50的情况下，随着内周侧台阶部52及外周侧台阶部56的形成，可能发生与滑动轴承50的壁厚对应的粉末的密度差。但是，在外周侧台阶部56被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的马达侧、并且内周侧台阶部52被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的马达侧的相反侧的结构中，由于在没有设置外周侧台阶部56的部位处内径Di不扩大，所以能够提高与该部位的壁厚对应的填充密度。因而，抑制了因以外周侧台阶部56为起点的裂纹的发生造成的滑动轴承50的损伤。

此外，根据第1实施方式，泵壳体80具有将该泵壳体80沿轴向Da贯通而保持滑动轴承50的贯通孔80g、和与外周侧台阶部56在径向上对置并与壳体轴承面82连接、越是朝向马达侧的相反侧越使贯通孔80g扩径的对置部80h。通过这样的对置部80h，能够将滑动轴承50顺畅地配置到贯通孔80g内。

(第2实施方式)

如图6所示，本发明的第2实施方式是第1实施方式的变形例。关于第2实施方式，以与第1实施方式不同的点为中心进行说明。

第2实施方式的外周侧台阶部256与第1实施方式同样，被形成在滑动轴承250的外周壁上。外周侧台阶部256被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的马达侧。

这里，外周侧台阶部256通过纵截面被构成为越是朝向马达侧则外径Do越扩大的曲线状，具有以凹状弯曲的弯曲面256a。

根据这样的第2实施方式，通过外周侧台阶部256具有以凹状弯曲的弯曲面256a，能够使施加在该外周侧台阶部256上的应力分散，所以能够抑制因以外周侧台阶部256为起点的裂纹的发生造成的滑动轴承250的损伤。

(其他实施方式)

以上，对本发明的多个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式被解释，在不脱离本发明的主旨的范围内能够应用到各种各样的实施方式及组合中。

具体而言，作为变形例1，外周侧台阶部56也可以被设置在与内周侧台阶部52在轴向Da上的相同的位置。

作为变形例2，内周侧台阶部52也可以被设置在比壳体轴承面82更靠轴向Da的马达侧。

作为变形例3，滑动轴承50也可以由烧结体以外的材料形成。作为其例子，滑动轴承50也可以由通过微凹坑处理而在表面上形成有微小的凹凸的金属形成。通过该凹凸保持燃料，能够提高润滑性。

作为变形例4，吸入端口部74及喷出端口部84中的至少一方是通过多个开口孔77、87及延伸槽75、85以外的结构进行吸入或喷出的。

作为变形例5，泵箱70也可以将其一部分或全部用铝形成，此外也可以由金属以外的例如合成树脂形成。

作为变形例6，燃料泵100作为燃料，也可以将轻油以外的汽油、或以它们为标准的液体燃料吸入后喷出。