JP2001280261A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トロコイドギヤ式燃料ポンプのアウタギヤの
がたつきや振れ回りによる騒音や振動を低減する。 【解決手段】 モータによりインナギヤ２６が回転駆動
されると、アウタギヤ２５が回転して、両ギヤ２５，２
６間の各ポンプ室３０の容積が連続的に増加・減少する
動作を繰り返し、容積が拡大するポンプ室３０内に、吸
入ポート３７から燃料を吸い込みながら燃料を移送し、
容積が縮小するポンプ室３０で、燃料を加圧しながら吐
出ポート３８から吐出する。ポンプケーシング２１の内
周部に形成した２つの収納凹部４１にそれぞれ弾性押圧
部材４２を収納し、両弾性押圧部材４２の弾性力と吐出
ポート３８側の高い燃圧とによって、アウタギヤ２５を
ポンプケーシング２１の吐出ポート３８側の内周面に押
さえつけることで、アウタギヤ２５のがたつきや振れ回
りによる騒音や振動を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アウタギヤの内周
側にインナギヤを偏心配置して構成したトロコイドギヤ
式の燃料ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に搭載する燃料ポンプの燃料
吐出性能を高めるために、トロコイドギヤ式の燃料ポン
プを採用することが検討されている。このトロコイドギ
ヤ式の燃料ポンプは、図４に示すように、円筒型のポン
プケーシング１内に回転自在に収容した内歯付きのアウ
タギヤ２の内周側に外歯付きのインナギヤ３を偏心配置
すると共に、両ギヤ２，３を噛み合わせて両ギヤ２，３
の歯間にポンプ室４を形成し、駆動モータ（図示せず）
によりインナギヤ３を回転駆動してアウタギヤ２を回転
させることで、両ギヤ２，３の歯間のポンプ室４を回転
方向に移動させながら、該ポンプ室４の容積を連続的に
増加・減少させて燃料を吸入・吐出するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アウタ
ギヤ２外周とポンプケーシング１内周との間には、製造
公差や摺動抵抗等を考慮してクリアランス（隙間）を設
ける必要があるため、そのクリアランス内でアウタギヤ
２のがたつきや振れ回りが発生し、それによってアウタ
ギヤ２がポンプケーシング１の内周面に衝突して、騒音
や振動が大きくなるという欠点があった。

【０００４】尚、特開平５−１３３３４７号公報では、
アウタギヤ外周とポンプケーシング内周との間のクリア
ランスを大きくすると共に、アウタギヤの外周を１２０
°間隔で弾性支持機構で弾性支持し、アウタギヤ外周と
ポンプケーシング内周との間のクリアランスに異物が侵
入した時に、アウタギヤが異物の侵入位置と反対方向に
移動することで、異物噛み込みによるアウタギヤのロッ
クを防止するようにしている。しかし、この公報のよう
に、アウタギヤとポンプケーシングとの間のクリアラン
スを大きくして、ポンプケーシングに対してアウタギヤ
を弾性支持機構で浮かせて弾性支持する構成にすると、
アウタギヤの振れ回りを低減することが従来以上に困難
となり、却ってアウタギヤの振れ回りが増幅されてしま
い、騒音や振動に対しては、却って逆効果になって、騒
音や振動を増大させてしまう結果となる。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、アウタギヤのがたつ
きや振れ回りによる騒音や振動を低減できるトロコイド
ギヤ式の燃料ポンプを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１のトロコイドギヤ式の燃料ポンプ
は、円筒型のポンプケーシングに対してアウタギヤを一
方向に弾性力で押さえつける弾性押圧手段を設けた構成
としたものである。このように、ポンプケーシングに対
してアウタギヤを一方向に押さえつけると、アウタギヤ
がポンプケーシングの内周面の一定位置に押さえつけら
れた状態で回転するため、アウタギヤのがたつきや振れ
回りが抑えられ、アウタギヤのがたつきや振れ回りによ
る騒音や振動が効果的に低減される。

【０００７】ところで、トロコイドギヤ式の燃料ポンプ
は、両ギヤの回転により両ギヤの歯間のポンプ室の容積
が増加する領域でポンプ室内に燃料を吸入した後、該ポ
ンプ室の容積が減少する領域でポンプ室内の燃料を加圧
しながら吐出するようになっている。この際、ポンプ室
の容積が減少する吐出側の領域では、ポンプ室内の燃料
が加圧されて燃料圧力（燃圧）が上昇するため、その燃
圧上昇によってアウタギヤに外径方向の荷重がかかる。
このような燃圧上昇による外径方向の荷重は、ポンプ室
内の燃圧が低下する吸入側の領域では発生しないため、
アウタギヤに対する燃圧による外径方向の荷重は、ポン
プ室の燃圧が上昇する吐出側の領域のみに働くようにな
る。

【０００８】このような特性を考慮して、請求項２のよ
うに、弾性押圧手段でアウタギヤを押さえつける方向
は、両ギヤの歯間のポンプ室の容積が減少して該ポンプ
室の燃圧が高くなる吐出側の方向に設定すると良い。こ
のようにすれば、アウタギヤに作用する弾性押圧手段の
弾性力と燃圧の作用方向がほぼ同一となるため、弾性押
圧手段の弾性力に加え、燃圧も有効に利用してアウタギ
ヤをポンプケーシングに押さえつけることができ、アウ
タギヤのがたつきや振れ回りを一層確実に抑制すること
ができる。また、アウタギヤのがたつきや振れ回りを抑
制するのに必要な弾性押圧手段の弾性力が燃圧分だけ小
さくて済み、その分、弾性押圧手段の低コスト化も可能
となる。

【０００９】また、本発明は、弾性押圧手段の弾性力を
アウタギヤの外周の１箇所に集中的に作用させるように
しても良いが、この場合は、弾性力の作用方向が正確に
アウタギヤの中心を通るように構成する必要があり、製
造ばらつき等の影響を受けやすい。

【００１０】そこで、請求項３のように、弾性押圧手段
によってアウタギヤの外周を複数箇所で押圧し、その押
圧力の合力の方向がポンプ室の燃圧が高くなる吐出側の
方向を向くように設定すると良い。このようにすれば、
弾性押圧手段によるアウタギヤの押圧方向を安定させる
ことができ、製造ばらつき等の影響を受けずに、アウタ
ギヤを安定して吐出側の方向に押さえつけることができ
る。

【００１１】また、両ギヤの回転中は、ポンプ室の燃圧
の他に、インナギヤからアウタギヤに働く回転駆動力に
よっても、アウタギヤを押さえつける力が発生するた
め、請求項４のように、弾性押圧手段でアウタギヤを押
さえつける方向は、ポンプ室の燃圧によって生じるアウ
タギヤの押さえつけ力と、インナギヤの回転駆動力によ
って生じるアウタギヤの押さえつけ力との合力の方向に
設定しても良い。このようにすれば、燃圧の他に、イン
ナギヤの回転駆動力によるアウタギヤの押さえつけ力も
有効に利用してアウタギヤをポンプケーシングに押さえ
つけることができ、その分、弾性押圧手段の弾性力が小
さくて済む。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図３に基づいて説明する。まず、図１に基づいてト
ロコイドギヤ式の燃料ポンプ全体の構成を概略的に説明
する。燃料ポンプの円筒状のハウジング１１内にモータ
部１２とトロコイドギヤ式のポンプ部１３とが組み付け
られている。ハウジング１１の一端（下端）には、ポン
プ部１３の下面をカバーするポンプカバー１４がかしめ
等により固定され、このポンプカバー１４に形成された
燃料吸入口１５から燃料タンク（図示せず）内の燃料が
ポンプ部１３内に吸入される。ハウジング１１の他端
（上端）には、モータ部１２をカバーするモータカバー
１６がかしめ等により固定され、このモータカバー１６
には、モータ部１２に通電するためのコネクタ１７と燃
料吐出口１８とが設けられている。ポンプ部１３から吐
出された燃料は、モータ部１２のアーマチャ１９とマグ
ネット２０との間の隙間を通って燃料吐出口１８から吐
出される。

【００１３】次に、図１及び図２に基づいてトロコイド
ギヤ式のポンプ部１３の構成を説明する。ポンプ部１３
のケーシングは、円筒型のポンプケーシング２１の上下
両側の開口部をケーシングカバー２２と内部サイドカバ
ー２３で閉鎖して構成され、これら３部品がねじ２４で
締め付け固定され、ポンプカバー１４と共にハウジング
１１内に圧入されてかしめ等により固定されている。ポ
ンプケーシング２１内には、アウタギヤ２５とインナギ
ヤ２６とが収納されている。

【００１４】図２に示すように、アウタギヤ２５の内周
側とインナギヤ２６の外周側には、それぞれ内歯２７と
外歯２８が形成され、インナギヤ２６の外歯２８の歯数
がアウタギヤ２５の内歯２７の歯数よりも１つ少なく形
成されている。また、インナギヤ２６の歯厚はアウタギ
ヤ２５の歯厚と同一に形成されている。アウタギヤ２５
は、ポンプケーシング２１に偏心して形成された円形穴
２９内に回転自在に嵌合され、その嵌合部（摺動部）に
は、製造公差や摺動抵抗等を考慮して必要最小限のクリ
アランスが形成されている。また、アウタギヤ２５の厚
み寸法（軸方向寸法）は、ポンプケーシング２１の厚み
寸法よりもサイドクリアランス分だけ小さくなってい
る。

【００１５】このアウタギヤ２５の内周側にはインナギ
ヤ２６が偏心して収納され、両ギヤ２５，２６の歯２
７，２８の噛合い又は接触によって歯２７，２８間に複
数のポンプ室３０が形成されている。この場合、アウタ
ギヤ２５とインナギヤ２６とが互いに偏心しているた
め、回転時に両ギヤ２５，２６の歯２７，２８の噛合い
量が連続的に増加・減少し、各ポンプ室３０の容積が連
続的に増加・減少する動作を１回転を周期として繰り返
す。

【００１６】図１に示すように、ケーシングカバー２２
の中心部に形成された挿通孔３１には円筒状の軸受３２
が嵌着され、この軸受３２の内径部にモータ部１２の回
転軸３３が回転自在に挿通支持されている。この軸受３
２は、インナギヤ２６の肉厚のほぼ１／２程度まで突出
し、該軸受３２にインナギヤ２６の中心部に形成した軸
穴３４が回転自在に嵌合されている。モータ部１２の回
転軸３３は、軸受３２から下方に突出し、その突出部分
に形成されたＤカット部３５が、インナギヤ２６の軸穴
３４下部に形成されたＤ形連結穴３６に嵌合されてい
る。これにより、モータ部１２の回転軸３３が回転する
と、これと一体的にインナギヤ２６が回転し、更に、こ
のインナギヤ２６と噛み合うアウタギヤ２５も回転する
ようになっている。尚、モータ部１２の回転軸３３とイ
ンナギヤ２６との連結手段として、カップリングを用い
るようにしても良い。

【００１７】内部サイドカバー２３には、燃料吸入口１
５からポンプ室３０に燃料を吸い込む吸入ポート３７が
形成されている。この吸入ポート３７は、図２に示すよ
うに内部サイドカバー２３の内側面に沿って円周方向に
溝状に延長され、且つ、ギヤ２５，２６の回転により容
積が増加する複数のポンプ室３０に連通するように弓形
状に形成されている。

【００１８】更に、この内部サイドカバー２３には、吸
入ポート３７とほぼ１８０°反対側の位置に吐出ポート
３８（図２参照）が形成されている。この吐出ポート３
８は、内部サイドカバー２３の内側面に沿って円周方向
に溝状に延長され、且つ、ギヤ２５，２６の回転により
容積が減少する複数のポンプ室３０に連通するように弓
形状に形成されている。この吐出ポート３８から吐出さ
れた燃料は、ポンプカバー１４内面の吐出溝（図示せ
ず）→内部サイドカバー２３の貫通孔（図示せず）→ポ
ンプケーシング２１の貫通流路３９（図２参照）→ケー
シングカバー２２の貫通流路（図示せず）の経路でモー
タ部１２側に吐出される。尚、ケーシングカバー２２に
吐出ポートを形成して、この吐出ポートから燃料をモー
タ部１２側に直接吐出するようにしても良い。

【００１９】前述したように、モータ部１２によってイ
ンナギヤ２６が回転駆動されると、このインナギヤ２６
と噛み合うアウタギヤ２５が回転して、両ギヤ２５，２
６の歯２７，２８の噛み合い量が連続的に増加・減少
し、両歯２７，２８間に形成された各ポンプ室３０の容
積が連続的に増加・減少する動作を１回転を周期として
繰り返す。これにより、容積が拡大するポンプ室３０で
は、吸入ポート３７から燃料を吸い込みながら燃料を両
ギヤ２５，２６の回転方向に移送し、容積が縮小するポ
ンプ室３０では、移送した燃料を加圧しながら吐出ポー
ト３８から吐出する。

【００２０】次に、ポンプケーシング２１に対してアウ
タギヤ２５を一方向に弾性力で押さえつける構成を説明
する。ポンプケーシング２１の内周部のうちの吸入ポー
ト３７側に、２つの収納凹部４１がほぼ９０°の間隔で
形成され、各収納凹部４１内に弾性押圧部材４２（弾性
押圧手段）が収納されている。各弾性押圧部材４２は、
アウタギヤ２５に対する摺動抵抗が小さく、且つ耐摩耗
性、耐ガソリン性に優れた弾性材料（例えばナイロン
等）で形成され、弾性片部４２ａが一体に形成されてい
る。各弾性押圧部材４２の弾性片部４２ａは収納凹部４
１の底面に当接し、該弾性片部４２ａの弾性変形によっ
て弾性押圧部材４２がアウタギヤ２５の外周面に押しつ
けられ、アウタギヤ２５がポンプケーシング２１に一方
向に押さえつけられている。

【００２１】この場合、ポンプ室３０の容積が減少する
吐出ポート３８側の領域では、ポンプ室３０内の燃料が
加圧されて燃圧が上昇するため、その燃圧上昇によって
アウタギヤ２５に外径方向の荷重がかかる。このような
燃圧上昇による外径方向の荷重は、ポンプ室３０内の燃
圧が低下する吸入ポート３７側の領域では発生しないた
め、アウタギヤ２５に対する燃圧による外径方向の荷重
は、ポンプ室３０の燃圧が上昇する吐出ポート３８側の
領域のみに働くようになる。

【００２２】この点を考慮して、各弾性押圧部材４２で
アウタギヤ２５を押さえる方向は、アウタギヤ２５の回
転中心を通り、その押圧力の合力の方向が弓形の吐出ポ
ート３８の方向を向いている。これにより、アウタギヤ
２５に作用する弾性押圧部材４２の弾性力と燃圧の作用
方向がほぼ同一となるため、弾性押圧部材４２の弾性力
と燃圧とによってアウタギヤ２５がポンプケーシング２
１に押さえつけられた状態に保持される。

【００２３】尚、両ギヤ２５，２６の回転中は、ポンプ
室３０の燃圧の他に、インナギヤ２６からアウタギヤ２
５に働く回転駆動力によっても、アウタギヤ２５を押さ
えつける力が発生する。従って、弾性押圧部材４２でア
ウタギヤ２５を押さえつける方向は、ポンプ室３０の燃
圧によって生じるアウタギヤ２５の押さえつけ力と、イ
ンナギヤ２６の回転駆動力によって生じるアウタギヤ２
５の押さえつけ力との合力の方向に設定しても良い。こ
の合力の方向は、吐出ポート３８の範囲内に収まる。

【００２４】以上説明した本実施形態によれば、２個の
弾性押圧部材４２でアウタギヤ２５を吐出ポート３８側
に押さえつけるようにしたので、アウタギヤ２５に作用
する弾性押圧部材４２の弾性力と燃圧の作用方向がほぼ
同一となり、弾性押圧部材４２の弾性力と燃圧とによっ
てアウタギヤ２５をポンプケーシング２１の吐出ポート
３８側の内周面に確実に押さえつけることができる。こ
れにより、アウタギヤ２５のがたつきや振れ回りを抑制
することができ、アウタギヤ２５のがたつきや振れ回り
による騒音や振動を効果的に低減できる。

【００２５】しかも、アウタギヤ２５をポンプケーシン
グ２１に押さえつける荷重として燃圧を有効に利用でき
るので、アウタギヤ２５のがたつきや振れ回りを抑制す
るのに必要な弾性押圧部材４２の弾性力が燃圧分だけ小
さくて済み、その分、弾性押圧部材４２の低コスト化も
可能となる。

【００２６】但し、本発明は、弾性押圧部材４２（弾性
押圧手段）によってアウタギヤ２５を吐出ポート３８以
外の方向に押さえつけるようにしても良く、この場合で
も、弾性押圧部材４２の弾性力をある程度大きくするこ
とで、アウタギヤ２５のがたつきや振れ回りを抑制する
ことができる。

【００２７】また、本実施形態では、２個の弾性押圧部
材４２でアウタギヤ２５を一方向に押しつけるようにし
たので、弾性押圧部材４２によるアウタギヤ２５の押圧
方向を安定させることができ、製造ばらつき等の影響を
受けずに、アウタギヤ２５を安定して吐出ポート３８側
の方向に押さえつけることができる。尚、弾性押圧部材
４２を３個以上設けても、同様の効果を得ることがで
き、また、各弾性押圧部材４２の配置間隔を適宜変更し
ても良い。但し、本発明は、弾性押圧部材４２を１個の
み設けるようにしても良く、この場合でも、本発明の所
期の目的は達成することができる。

【００２８】また、本実施形態では、弾性押圧部材４２
に弾性片部４２ａを一体に形成したが、別体のプリング
等のばね材を収納凹部４１内に収納し、このばね材の弾
発力によって弾性押圧部材をアウタギヤ２５に押しつけ
るようにしても良い。

【００２９】その他、本発明は、アウタギヤ２５とイン
ナギヤ２６の歯数を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱
しない範囲内で種々変更して実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における燃料ポンプの主要
部を破断して示す正面図

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って示すポンプ部の横断面
図

【図３】弾性押圧部材の配設状態を示す拡大横断面図

【図４】従来のトロコイドギヤ式の燃料ポンプのポンプ
部の横断面図

【符号の説明】

１１…ハウジング、１２…モータ部、１３…ポンプ部、
１４…ポンプカバー、１５…燃料吸入口、１８…燃料吐
出口、２１…ポンプケーシング、２２…ケーシングカバ
ー、２３…内部サイドカバー、２５…アウタギヤ、２６
…インナギヤ、２７…内歯、２８…外歯、３０…ポンプ
室、３２…軸受、３３…回転軸、３７…吸入ポート、３
８…吐出ポート、４１…収納凹部、４２…弾性押圧部材
（弾性押圧手段）、４２ａ…弾性片部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒型のポンプケーシング内に回転自在
   に収納した内歯付きのアウタギヤの内周側に外歯付きの
   インナギヤを偏心配置すると共に、両ギヤを噛み合わせ
   て両ギヤの歯間に形成したポンプ室を、両ギヤの回転に
   より回転方向に移動させながら、該ポンプ室の容積を連
   続的に増加・減少させて燃料を吸入・吐出する燃料ポン
   プにおいて、 前記ポンプケーシングに対して前記アウタギヤを一方向
   に弾性力で押さえつける弾性押圧手段を設けたことを特
   徴とする燃料ポンプ。
2. 【請求項２】 前記弾性押圧手段で前記アウタギヤを押
   さえつける方向は、前記両ギヤの歯間のポンプ室の容積
   が減少して該ポンプ室の燃料圧力が高くなる吐出側の方
   向に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の
   燃料ポンプ。
3. 【請求項３】 前記弾性押圧手段は、前記アウタギヤの
   外周を複数箇所で押圧し、その押圧力の合力の方向が前
   記ポンプ室の燃料圧力が高くなる吐出側の方向を向いて
   いることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ。
4. 【請求項４】 前記弾性押圧手段で前記アウタギヤを押
   さえつける方向は、前記ポンプ室の燃料圧力によって生
   じる前記アウタギヤの押さえつけ力と、前記インナギヤ
   の回転駆動力によって生じる前記アウタギヤの押さえつ
   け力との合力の方向に設定されていることを特徴とする
   請求項２又は３に記載の燃料ポンプ。