CN105379076A

CN105379076A - 液体泵

Info

Publication number: CN105379076A
Application number: CN201480040264.8A
Authority: CN
Inventors: 长田喜芳; 早川哲生; 大竹晶也
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: JP5958442B2; CN105379076B; JP2015061329A; US10148150B2; US20160201623A1; WO2015040811A1

Abstract

燃料泵(10)的盖端部(20)通过树脂成型而形成，对将电动机部的轴的一方的端部能够旋转地支撑的轴承进行保持的筒部(27)被设置在中心轴(O)上。此外，将来自外部的三相电力按照各相通电给多个绕组的3个接头(31、32、33)嵌入成型于盖端部(20)。在盖端部(20)中，在周方向上形成于第1接头(31)与第2接头(32)之间的第1横贯通路(41)、以及在周方向上形成于第2接头(32)与第3接头(33)之间的第2横贯通路(42)在从轴向观察时，形成为朝向径向外侧方向扩展的V字状。

Description

液体泵

相关申请的相互参照

本申请基于2013年9月17日申请的日本特许申请第2013-191594号，在本发明中将其内容公开到本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种液体泵。

背景技术

以往，公知有通过内置的电动机部使叶轮等旋转构件旋转来压送液体的液体泵。一般情况下，在这种具备电动机部的液体泵中，将从形成在轴向的一端的吸入口吸入的液体加压，并从形成在轴向的另一端的排出口向外部排出。

形成排出口的排出管部以从液体泵的轴向端部突出的方式和树脂制的盖端部(Coverend)一体地设置。在盖端部的内侧，对将电动机部的轴的一方的端部能够旋转地支撑的轴承进行保持的筒部形成在中心轴上。此外，电动机部的定子的端部，具体地说定子绕组部、及与绕组接线的接线部为了绝缘而由树脂模塑。

例如专利文献1所公开的燃料供给泵中，轴向的排出口侧端部的绕组部及接线部的绝缘模塑部和盖端部由树脂一体地形成。并且，形成有将盖端部的径向内侧和外侧连通的连通流路，从泵部压送的燃料从形成在定子芯的外周与外壳的内周之间的第2燃料供给通路经由连通流路而向径向内侧的燃料合流部流入，并从排出口排出。

在专利文献1的结构中，盖端部的周方向上的连通流路以外的部位成为模塑树脂的厚壁部。一般情况下，在树脂成型时，厚壁部与薄壁部相比容易蓄热，成为因收缩的偏差而产生气孔、变形的原因。尤其是，若对在盖端部的中心部将轴的一方的端部能够旋转地支撑的轴承进行保持的筒部产生气孔、变形，则在组装轴时产生芯偏移及倾斜，无法确保同轴度及直角度等轴精度。其结果，存在对电动机部的工作性能及耐久性带来影响的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-63344号公报(对应于US2010/0034674A1)

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种液体泵，将定子的一方的端部和盖端部一体地树脂成型，确保电动机部的轴精度。

本发明的一种液体泵具备电动机部、外壳、盖端部及泵部。

电动机部具备在芯上卷绕有多个绕组的定子、以及具有多个磁极且通过定子上所产生的磁场以轴的旋转轴为中心旋转的转子。

筒状的外壳收容定子及转子。在外壳上形成多个外侧通路，该多个外侧通路在该外壳的内壁与定子的外壁之间穿通，分别在轴向上纵贯电动机部。

盖端部在电动机部的轴向上的一侧和定子的一方的端部一体地树脂成型，封堵外壳的开口。盖端部中，在电动机部侧，对将轴的一方的端部能够旋转地支撑的轴承进行保持的筒部设置在中心轴上。此外，在盖端部中，在与电动机部相反的一侧，设置有在内侧具有排出通路的排出管部，且嵌入成型有将来自外部的三相电力按照各相通电给多个绕组的第1接头、第2接头及第3接头。

泵部具有旋转构件，该旋转构件在电动机部的轴向上的另一侧和转子一起旋转，来压送液体。

第1接头、第2接头及第3接头相对于包括盖端部的中心轴的虚拟平面，在与设置有排出管部的一侧相反的一侧在周方向上依次隔着预定的间隔而配置。

盖端部中，由滑动模形成有多个横贯通路，该多个横贯通路将多个外侧通路中的对应的1个外侧通路与形成在筒部的周围且连通到排出通路的内侧通路在径向上分别进行连通。

并且，多个横贯通路包括在周方向上形成于第1接头与第2接头之间的第1横贯通路、以及在周方向上形成于第2接头与第3接头之间的第2横贯通路，第1横贯通路及第2横贯通路在从轴向观察时形成为朝向径向外侧方向扩展的V字状。

作为减少因厚壁部而产生的成型时的气孔及变形的对策，形成第1横贯通路及第2横贯通路并分割厚壁部的方式是有效的。但是，假设将第1横贯通路和第2横贯通路平行地形成的情况下，无法减小位于第1横贯通路与第2横贯通路之间的埋设有第2接头的树脂部的体积。

因此，通过将第1横贯通路及第2横贯通路在从轴向观察时形成为朝向径向外侧方向扩展的V字状，能够尽可能减小埋设有第2接头的树脂部的体积。因此，能够防止因成型时的气孔及变形而导致筒部的同轴度及直角度的精度下降，能够适当地确保电动机部的轴精度。

定子的绕组例如在周方向上6等分的芯上按各相卷绕。在这种情况下，通过将第1接头、第2接头及第3接头间隔60°而配置，能够同等均衡地设定接头与芯的位置关系。这里的“60°”是指，根据本领域的技术常识可以认为是60°的范围的角度，不严格地限定于60°。

此外，通过将第1接头、第2接头及第3接头由彼此相同的构件构成，能够通过部件的共通化来实现管理工时的减少及组装作业的高效化。

进一步，盖端部的成型模具的轴向为开模方向，与轴向正交的横贯通路由向模分割面的方向移动的滑动模形成。在这种情况下，若第1横贯通路与第2横贯通路正交，则滑动模的构造变得简单。这里的“正交”是指，树脂成型中能够实现的精度下的正交，不严格地限定于90°。

上述的液体泵所涉及的本发明的原理能够适用于压送从燃料箱吸入的燃料(作为液体的燃料)的燃料泵。例如汽车用的燃料泵为了持续地发挥稳定的性能而要求高的品质。因此，若适用本发明的液体泵，则能够适当地确保电动机部的轴精度，能够防止对电动机部的工作性能及耐久性带来影响。进一步，能够使通过由电动机部驱动的旋转构件来实现的泵性能稳定。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的燃料泵的轴向截面图，表示图4的I-I线上的截面。

图2是本发明的一个实施方式的燃料泵的轴向截面图，表示图4的II-II线上的截面。

图3是图1及图2的箭头III的方向上的俯视图。

图4是图1的IV-IV线上的截面图。

图5是比较例的燃料泵的与图4相当的截面图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。

参照图1～图4说明作为本发明的一个实施方式的“液体泵”的燃料泵。

燃料泵1将来自未图示的燃料箱的燃料通过吸入口71吸入，并从作为排出管部28的开口部的排出口79向内燃机排出。燃料泵1具备电动机部50和泵部60。进一步，燃料泵1的外部轮廓包括外壳15、盖端部20及泵盖61。在以下的燃料泵1的说明中，将图1及图2的上侧表示为“排出口79侧”，将图1及图2的下侧表示为“吸入口71侧”。

外壳15由铁等金属形成为圆筒状。

盖端部20例如由PPS(聚苯硫醚)等具有阻燃性的树脂材料成型。盖端部20在电动机部50的轴向上的排出口79侧和定子11的一方的端部一体成型。即，定子11的一方的端部嵌入成型(Insertmolding)在盖端部20内。并且，盖端部20封堵外壳15的排出口79侧的开口。在盖端部20的内侧即电动机部50侧的中心轴O上，设置有保持轴承55的筒部27，该轴承55将轴54的一方的端部以能够旋转的方式进行支撑。另外，在本实施方式中，盖端部20的中心轴O还是轴54的旋转轴。

在盖端部20的外侧即与电动机部50相反的一侧，相对于包含盖端部的中心轴O的虚拟平面即基准面S(参照图3、图4)，在一侧(图3的右侧)一体地设置有排出管部28。此外，在基准面S的另一侧(图3的左侧)，嵌入成型有3个接头(Terminal)即第1接头31、第2接头32及第3接头33，且以包围这些接头31、32、33的方式，一体地竖立设置有连接器29。即，排出管部28与连接器29及接头31、32、33被配置成避免彼此干扰。

排出管部28在内侧具有与排出口79连通的排出通路78，且连接有将排出的燃料向下游侧压送的配管。

第1接头31、第2接头32及第3接头33从外部的驱动装置连接有电力电缆，将三相电力通电给电动机部50的多个绕组13。例如第1接头31是与U相对应的接头，第2接头32是与V相对应的接头，第3接头33是与W相对应的接头。但是，U相、V相、W相的配置不限于此。

此外，在本实施方式中，3个接头31、32、33与在周方向上设置有6个后述的定子11的芯12这一情况对应地，以盖端部20的中心轴O为中心间隔60°而配置。

进一步，在本实施方式中，3个接头31、32、33由彼此相同的构件构成。

外壳15的排出口79侧的端部的边缘被向内侧铆紧，从而盖端部20固定在外壳15的内侧，轴向上的拔出得以限制。

如图4所示，在盖端部20插入于外壳15的状态下，盖端部20的外周的一部分与外壳15的内壁抵接，将盖端部20与外壳15同轴保持。另一方面，不与外壳15的内壁抵接的盖端部20的部分构成多个横贯通路41-46，该多个横贯通路41-46分别在径向上连通多个外侧通路47中的对应的1个外侧通路47与内侧通路48。

在此，各外侧通路47是经过外壳15的内壁与电动机部50的定子11的外壁之间、在轴向上纵贯电动机部50的通路。此外，内侧通路48是形成在筒部27的周围且与排出通路78连通的通路。更具体地说，内侧通路48是位于筒部27的径向外侧、且沿着该筒部27的全周而在周方向上延伸的环状的通路。在后文详细说明横贯通路41-46的详细结构。

接着，说明电动机部50的概略结构。电动机部50是包括定子11、转子51及轴54的无刷电动机(Brushlessmotor)。

定子11收容在外壳15的内侧。此时，在周方向的特定的部分，在定子11的外壁与外壳15的内壁之间形成多个外侧通路47。

定子11由铁等磁性材料形成，在周方向上连结有卷绕有绕组13的6个芯12，构成为圆筒状。即，1个芯12相当于中心角为60°的部分。芯12的卷绕绕组13的面为了绝缘而被树脂模塑。而芯12的与转子51对置的内壁面没有被树脂模塑，而是露出金属面。

在盖端部20侧的端部，定子11在同相的芯12彼此之间、以及芯12与对应的接头31、32、33之间接线。并且，绕组部、与绕组13之间的接线部为了绝缘而通过树脂被模塑。在本实施方式中，在该树脂模塑工序中一体地成型出盖端部20。即，将卷绕有绕组13且与接头31、32、33接线的状态的定子子组件(Subassembly)插入模具内来树脂成型出盖端部20。由此，如图1及图2所示，盖端部20和定子11的一方的端部被一体地树脂成型。

转子51能够旋转地收容在定子11的内侧。在本实施方式中，转子51与定子11之间的径向间隙被设定得比较小。

转子51由设置在内侧的磁性体的内芯(Innercore)52、以及设置在内芯52的周围且构成多个磁极的磁铁53构成。磁铁53被配置成N极及S极在周方向上交替。另外，不限定于设置有与内芯52不同的磁铁53的结构，也可以是磁性体的芯本身被磁化来构成多个磁极。

轴54压入固定于形成在转子51的内芯52的中心轴上的孔。轴54的两端部由排出口79侧的轴承55、以及吸入口71侧的轴承56分别以能够旋转的方式进行支撑。

若经由接头31、32、33将三相电力通电给绕组13，则在定子11上产生旋转磁场，转子51和轴54一起旋转。

接着，说明泵部60的概略结构。泵部50包括泵盖61、泵壳(Pumpcasing)62及叶轮(Impeller)65。

泵盖61具有向图1的下方开口的筒状的吸入口71，封堵外壳15的吸入口71侧的端部。外壳15的吸入口71侧的端部的边缘被向内侧铆紧，从而泵盖61固定在外壳15的内侧，轴向上的拔出得以限制。

泵壳62在电动机部50与泵盖61之间被设置成圆板状。在泵壳62的中心部，形成有在板厚方向上贯通的孔63。在泵壳62的孔63中嵌入有吸入口71侧的轴承56。轴承56和排出口79侧的轴承55一起将轴54的两端以能够旋转的方式进行支撑。

作为“旋转构件”的叶轮65由树脂形成为大致圆板状。叶轮65收容在泵盖61与泵壳62之间的泵室64中。轴54的泵室64侧的端部形成为外壁的一部分被切除而得到的D字状，嵌入于在叶轮65的中心部处所形成的对应的D字状的孔66中。由此，叶轮65通过轴54的旋转在泵室64内旋转。

在泵盖61的叶轮65侧的面上，形成有导入来自吸入口71的燃料的导入槽72。此外，在泵壳62的叶轮65侧的面上，形成有导出槽73。在导出槽73上连通有在板厚方向上贯通泵壳62的通路74。在叶轮65上，在与导入槽72及导出槽73对应的位置形成有叶片部67。

若向电动机部50的绕组13通电从而叶轮65与转子51及轴54一起旋转，则燃料泵1外部的燃料经由吸入口71而向导入槽72被引导。引导到导入槽72的燃料通过叶轮65的旋转而一边升压一边向导出槽73被引导。升压后的燃料流经通路74，向泵壳62的电动机部50侧的中间室75被引导。

在本实施方式中，转子51与定子11之间的径向间隙不构成燃料通路，因此中间室75的燃料经由外侧通路47而纵贯电动机部50。并且，经过图4所示的横贯通路41-46而向内侧通路48流入，到达排出通路78，从排出口79排出。

接着，关于本实施方式的特征即横贯通路的配置结构，与比较例进行对比并参照图4及图5来进行说明。

如图4所示，本实施方式的燃料泵10中，以通过滑动模SL1-SL4来形成6个横贯通路41-46的方式成型有盖端部20。横贯通路41-46将与外壳15的内壁相接的外侧通路47和形成于筒部27的周围且与排出通路78连通的内侧通路48连通。

详细地说，在埋设有第1接头31的树脂部21与埋设有第2接头32的树脂部22之间，由滑动模SL1形成第1横贯通路41。在埋设有第2接头32的树脂部22与埋设有第3接头33的树脂部23之间，由滑动模SL2形成第2横贯通路42。

第1横贯通路41和第2横贯通路42在从轴向观察时，形成为朝向径向外侧方向扩展的V字状。尤其是在本实施方式中V字的交叉角为90°，第1横贯通路41与第2横贯通路42彼此正交。即，滑动模SL1和滑动模SL2彼此在正交方向上工作，从而形成该方式。并且，与由滑动模SL1及滑动模SL2分别形成的第1横贯通路41相邻的树脂部22的侧面(平面)22a和与第2横贯通路42相邻的树脂部22的侧面(平面)22b彼此正交。

另外，在图4中，滑动模SL1及滑动模SL2的工作方向图示成相对于基准面S倾斜约45°。但是，该倾斜角也可以不是严格地成45°。

相对于基准面S在接头相反侧，设置有放射状延伸的树脂部24、26、以及以岛状位于树脂部22的相反方向的树脂部25。树脂部23与树脂部24之间的横贯通路43、以及树脂部24与树脂部25之间的横贯通路44由向与滑动模SL1相反的方向工作的滑动模SL3形成。树脂部25与树脂部26之间的横贯通路45、以及树脂部26与树脂部21之间的横贯通路46由向与滑动模SL2相反的方向工作的滑动模SL4形成。

滑动模SL1-SL4是在树脂成型模具中例如用斜角销(Angularpin)来与开模联动来工作的周知的构造。或者也可以是通过气缸或液压缸等致动器(Actuator)来独立于开模而工作的结构。

在此，关于与本实施方式进行对比的比较例的燃料泵，参照与图4同样为轴向位置的截面图的图5来进行说明。比较例的燃料泵19与本实施方的不同点仅在于与横贯通路的配置相关的结构。在比较例中，对与本实施方式实质上相同的结构标注同一符号并省略说明。

如图5所示，比较例的燃料泵19中，以形成5个横贯通路91-95的滑动模SL5-SL8在与基准面S平行的方向或与基准面S正交的方向上工作的方式成型有盖端部80。横贯通路91-95均将外侧通路47和内侧通路48连通。

详细地说，在埋设有第1接头31的树脂部81与埋设有第2接头32的树脂部82之间，形成有第1横贯通路91，在埋设有第2接头32的树脂部82与埋设有第3接头33的树脂部83之间，形成有第2横贯通路92。第1横贯通路91及第2横贯通路92彼此平行，由向与基准面S正交的方向工作的滑动模SL5形成。

相对于基准面S在接头相反侧，设置有大致V字状的树脂部84、85。树脂部83与树脂部84之间的横贯通路93、以及树脂部85与树脂部81之间的横贯通路95由向与基准面S平行且彼此相反的方向工作的滑动模SL6、SL8形成。树脂部84与树脂部85之间的横贯通路94由向与基准面S正交且与滑动模SL5相反的方向工作的滑动模SL7形成。

在上述结构的比较例中，无法充分减小在树脂部82中位于第2接头32的径向内侧的部位即Y部的体积。因此，Y部成为后壁部，在成型时与其他薄壁部相比容易蓄热，因此存在因收缩的偏差而产生气孔、变形的可能性。

此外，在后壁部，高温的树脂所产生的气体未排出而生成空隙(Void)的情况也多。空隙除了成为强度不足及外观不良的原因之外，还可以想到空隙收缩而导致树脂被拖入空隙从而产生气孔及变形的机制(Mechanism)。

这样的气孔及变形存在尤其是对由筒部27保持的轴承55的位置精度带来影响的担忧。即，由于轴承55的位置精度恶化，从而组装了轴54时产生芯偏移及倾斜，无法确保同轴度及直角度等轴精度，其结果存在对电动机部50的工作性能及耐久性带来影响的可能性。

而在本实施方式中，第1横贯通路41和第2横贯通路42在从轴向观察时，形成为朝向径向外侧方向扩展的V字状。因此，在树脂部22中位于第2接头32的径向内侧的部位即X部的体积与比较例的Y部相比明显减小。因此，能够通过消除厚壁部，来防止因成型时的气孔及变形而导致筒部27的同轴度及直角度的精度下降，能够适当地确保电动机部50的轴精度。

此外，在本实施方式中，3个接头31、32、33以盖端部20的轴为中心间隔60°而配置，因此能够同等均衡地设定接头31、32、33与芯12的位置关系。

进一步，3个接头31、32、33由彼此相同的构件构成，因此能够通过部件的共通化来实现管理工时的减少及组装作业的高效化。

此外，在本实施方式中，第1横贯通路41与第2横贯通路42正交。即，能够将滑动模SL1与滑动模SL2的移动方向设为正交方向，因此例如能够将滑动模SL1设定为模具的上下方向，将滑动模SL2设定为操作-反操作方向，模具构造变得简单。

(其他实施方式)

(A)3个接头31、32、33的周方向的角度间隔不限定于上述实施方式中例示的60°。此外，3个接头31、32、33也可以是规格分别不同的构件。此外，也可以在追加地接头(Groundterminal)或中性点接头(Neutralpointterminal)而成为4根接头的接头结构中的3个接头中实施。

(B)第1横贯通路41与第2横贯通路42交叉的角度不限定于上述实施方式中例示的90°。例如，在通过气缸等分别驱动多个滑动模的方式的模具中，能够比较自由地设定交叉角度。

(C)燃料泵10的盖端部20、尤其是与第1横贯通路41及第2横贯通路42的配置相关的结构以外的结构不限定于上述实施方式。例如，还可以在排出通路78内设置防止燃料逆流的止回阀。

(D)本发明的液体泵不限定于燃料泵，能够用作其他液体用的泵。例如，可以适用于与废气净化技术相关的尿素SCR系统中压送尿素水的液体泵等。

以上，本发明不限定于这种实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内以各种方式来实施。

Claims

1.一种液体泵，具备：

电动机部(50)，具备在芯(12)上卷绕有多个绕组(13)的定子(11)、以及具有多个磁极且通过上述定子(11)产生的磁场以轴(54)的旋转轴为中心旋转的转子(51)；

筒状的外壳(15)，收容上述定子(11)及上述转子(51)，形成多个外侧通路(47)，该多个外侧通路(47)在该外壳(15)的内壁与上述定子(11)的外壁之间穿通，分别在轴向上纵贯上述电动机部(50)；

盖端部(20)，在上述电动机部(50)的轴向上的一侧，和上述定子(11)的一方的端部一体地树脂成型，封堵上述外壳(15)的开口，在上述电动机部(50)侧，在中心轴(O)上设置有对将上述轴(54)的一方的端部能够旋转地支撑的轴承(55)进行保持的筒部(27)，在与上述电动机部(50)相反的一侧，设置有在内侧具有排出通路(78)的排出管部(28)，且嵌入成型有将来自外部的三相电力按照各相通电给上述多个绕组的第1接头(31)、第2接头(32)及第3接头(33)；以及

泵部(60)，具有旋转构件(65)，该旋转构件(65)在上述电动机部(50)的轴向上的另一侧和上述转子(51)一起旋转，来压送液体，

上述第1接头(31)、上述第2接头(32)及上述第3接头(33)相对于包括上述盖端部(20)的上述中心轴(O)的虚拟平面(S)，在与设置有上述排出管部(28)的一侧相反的一侧在周方向上依次隔着预定的间隔而配置，

上述盖端部(20)中，由多个滑动模形成有多个横贯通路，该多个横贯通路将上述多个外侧通路(47)中的对应的1个外侧通路与形成在上述筒部(27)的周围且连通到上述排出通路(78)的内侧通路(48)在径向上分别进行连通，

上述多个横贯通路包括在周方向上形成于上述第1接头(31)与上述第2接头(32)之间的第1横贯通路(41)、以及在周方向上形成于上述第2接头(32)与上述第3接头(33)之间的第2横贯通路(42)，上述第1横贯通路(41)及上述第2横贯通路(42)在从轴向观察时形成为朝向径向外侧方向扩展的V字状。

2.根据权利要求1所述的液体泵，其中，

上述第1接头(31)、上述第2接头(32)及上述第3接头(33)以上述盖端部(20)的上述中心轴(O)为中心间隔60°而配置。

3.根据权利要求1或2所述的液体泵，其中，

上述第1接头(31)、上述第2接头(32)及上述第3接头(33)由彼此相同的构件构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的液体泵，其中，

上述第1横贯通路(41)与上述第2横贯通路(42)彼此正交。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的液体泵，其中，

上述液体泵是压送从燃料箱吸入的作为上述液体的燃料的燃料泵。