CN105408614B - 燃料泵 - Google Patents

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Abstract

在泵部(10)与电动机部(20)之间形成有燃料室(41)，在电动机部(20)的定子(30)与外壳(40)之间形成有外侧流路(42)。从泵部(10)的吐出口(17)吐出的燃料经由电动机部(20)，从设置在电动机部(30)的与泵部相反的一侧的燃料排出管(35)向外壳(40)的外部排出。在对定子(30)进行电镀时电极能够抵接的电极抵接部(50)被设置在形成外侧流路(41)的定子(30)的外壁上。

Description

燃料泵
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2013-191597号和2014年5月15日申请的日本特许申请第2014-101349号，在本发明中将其内容公开到本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种燃料泵。
背景技术
以往，公知有向内燃机压送燃料箱的燃料的燃料泵。
专利文献1所公开的燃料泵具有设置在筒状的外壳的内侧的电动机部、以及通过该电动机部旋转驱动的泵部。通过泵部升压后的燃料经过构成电动机部的定子与转子之间所形成的流路，从设置在电动机部的与泵部相反的一侧的燃料排出管向内燃机压送。
但是，专利文献1所公开的燃料泵中，电动机部的定子是通过包含磁性材料和树脂的复合材料的注射成型来形成的。该定子在定子的轴向上与泵室相反的一侧的端面具有注射成型时该复合材料注入到模具的位置上所形成的注射口痕迹。因此若从注射口痕迹产生的锈增大，该锈进入到定子与转子之间的流路，则存在转子的旋转恶化的担忧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5142463号公报(对应于US2007/0052310A1)
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燃料泵，能够维持电动机部及泵部的旋转。
在本发明中，提供一种具备泵部、电动机部、外壳、燃料排出管及电极抵接部的燃料泵。泵部具有壳体、叶轮及吐出口，壳体具有与吸入燃料的吸入口连通的泵室，叶轮对泵室的燃料进行升压，吐出口将通过该叶轮的旋转而升压的燃料从泵室向壳体的外侧吐出。电动机部具有转子及环状的定子，转子被设置在泵部的叶轮的轴向的一方，对叶轮进行旋转驱动，定子被设置在该转子的径向外侧。筒状的外壳被设置在定子的外侧，在泵部与电动机部之间形成燃料室，并且在定子的外侧形成外侧流路。燃料排出管被设置在电动机部的与泵部相反的一侧，将从泵部的吐出口经由电动机部流动的燃料向外壳的外部排出。电极抵接部被设置在形成外侧流路的定子的外壁上，在对定子进行电镀时电极能够抵接到该电极抵接部。
电极抵接部由于没有被电镀，因此存在在此处生锈的情况。在电极抵接部上产生的锈从电极抵接部脱离的情况下，该锈经过外侧流路，从设置在电动机部的与泵部相反的一侧的燃料排出管排出。因此，锈进入到转子与定子之间的情况得到防止，此外锈进入到泵部的情况得到防止。因此，燃料泵能够维持电动机部及泵部的旋转。
另外，电极抵接部是指，对定子进行电镀时电极所抵接的痕迹。
附图说明
图1是使用本发明的第1实施方式的燃料泵的燃料供给系统的结构图。
图2是第1实施方式的燃料泵的截面图。
图3是表示第1实施方式的定子的外观的燃料泵的截面图。
图4是图2的IV-IV线的截面图。
图5是表示从第1实施方式的电极抵接部产生了锈的状态的说明图。
图6是用于第1实施方式的定子的电镀的电极装置。
图7是表示在图6所示的电极装置上设置有定子的状态的说明图。
图8是本发明的第2实施方式的燃料泵的截面图。
图9是图8的IX-IX线的截面图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1至图7表示本发明的第1实施方式。本实施方式的燃料泵1是设置在燃料箱2的内侧的箱内式(In-tank type)。燃料泵1将燃料箱2的燃料升压，并经过燃料配管3向内燃机4压送。在燃料配管3上设置有用于捕获燃料中所含的异物的过滤器5。
(燃料泵的整体结构)
首先，说明燃料泵1的整体结构。
如图2至图4所示，燃料泵1具备泵部10、电动机部20及外壳40。燃料泵1在燃料箱2的内侧设置成泵部10成为重力方向下侧，电动机部20成为重力方向上侧。燃料泵1通过泵部10所具备的叶轮11的旋转，从图2的下方所示的吸入口12吸入燃料，并将该燃料升压后从图2的上方所示的燃料排出管35吐出。
泵部10具备叶轮11、上壳体13及下壳体14。上壳体13和下壳体14相当于本发明中的“壳体”。
在上壳体13与下壳体14之间，形成有收容叶轮11的泵室16。
叶轮11形成为圆盘状，具有在周方向上排列的多个叶片槽15。叶轮11固定在电动机部20的轴23上，和轴23一起旋转。
下壳体14具有从燃料泵1的外侧向泵室16导入燃料的吸入口12。上壳体13具有从泵室16向电动机部20侧吐出燃料的吐出口17。
下壳体14和上壳体13从吸入口12到吐出口17分别具有与叶轮11的叶片槽15对应地形成的燃料流路18、19。该燃料流路18、19从轴向观察时形成为大致C状，连通到泵室16。
若叶轮11和电动机部20的轴23一起旋转，则燃料从吸入口12被吸入到泵室16及燃料流路18、19。该燃料通过叶轮11的旋转，成为螺旋状的回旋流而流过叶片槽15与燃料流路18、19之间，随着从吸入口12朝向吐出口17而升压，从吐出口17吐出。
电动机部20是无刷电动机，具备转子21及定子30。
转子21具有转子芯22和轴23。转子芯22由磁性体形成，能够旋转地收容在定子30的内侧。转子芯22被磁化成N极和S极在周方向上交替。
轴23压入固定于转子芯22的中心，和转子芯22一起旋转。轴23的一端能够旋转地支撑在设置于电动机盖34的轴承24，另一端能够旋转地支撑在设置于上壳体13的轴承25。
定子30具备定子芯31、绝缘体(Insulator)32、多个绕组(Coil)33及电动机盖34。
定子芯31由层叠铁板(层叠钢板)形成为环状，设置在转子21的径向外侧。该定子芯31例如为6槽(Slot)，从轴向观察形成为大致六边形。如图4所示，定子芯31中，六边形的6个角部分311与外壳40的内壁抵接。
如图2所示，绝缘体32将定子芯31树脂模塑。多个绕组33卷绕在绝缘体32上，构成三相绕组。卷绕有绕组33的绝缘体32进一步通过电动机盖34被一体地树脂成型。
电动机盖34具有燃料排出管35、连接器36、多个分隔部37及绕组保护部38等。
燃料排出管35向电动机部20的与泵部相反的一侧筒状突出。燃料排出管35将通过泵部10升压后的燃料向电动机部20的外侧排出。
连接器36在其内侧具有与定子30的三相绕组电连接的3个端子39。
分隔部37设置在定子芯31的径向外侧，在定子芯31的轴向上延伸。在本实施方式中，分隔部37的数量为6个。如图4所示，这6个分隔部37从轴向观察时分别设置在六边形的定子芯31的6个边的中心位置。
绕组保护部38在定子30的泵部侧形成为圆筒状，保护绕组端部(Coilend)。
外壳40形成为筒状，设置在定子30的径向外侧。外壳40的轴向的一方的端部向径向内侧方向铆紧，固定电动机盖34。此外，外壳40的轴向的另一方的端部向径向内侧方向铆紧，固定下壳体14和上壳体13。
在被外壳40固定的电动机部20与泵部10之间，形成有燃料室41。此外，在外壳40的内壁与定子芯31的外壁之间形成有多个外侧流路42。外侧流路42由在轴向上延伸的分隔部37划分，进一步由定子芯31的角部分311划分。因此，在外壳40与定子芯31之间，在周向上排列设置有在轴向上延伸的多个外侧流路42。
作为从燃料室41到燃料排出管35的燃料的流路，转子21与定子30的间隙S和外侧流路42均成为燃料的流路。在本实施方式中，外侧流路42的截面积大于转子21与定子30的间隙S的截面积。因此，在外侧流路42中流过的燃料的流量大于在转子21与定子30的间隙S中流过的燃料的流量。
此外，形成外侧流路42的外壳40与定子30的距离C是能够将燃料室41的燃料通过表面张力吸上来的程度的大小。
若从电动机盖34上所设置的连接器36的端子39向定子30的各相的绕组33供给三相电力，则在定子30上产生旋转磁场，转子21和轴23旋转。由此，泵部10的叶轮11进行旋转驱动。通过泵部10升压后的燃料从上壳体13的吐出口17向燃料室41吐出。
燃料室41的燃料主要经过外侧流路42，从电动机盖34的燃料排出管35向电动机部20的外侧吐出。
(燃料泵的特征性结构)
接着，说明本实施方式的燃料泵1的特征性结构。在本实施方式中，例如为了提高对粗质燃料等的耐蚀性，对定子30进行电镀。
作为电镀，可以例示酸性镀锡或中性镀锡。酸性镀锡与中性镀锡相比，渡液的pH小。
在构成定子30的绝缘体32及电动机盖34等的树脂材料使用PPS等抵抗酸裂解(Acid cracking)比较强、几乎不会酸裂解的材料的情况下，作为电镀，适用酸性镀锡。由此，能够提高对粗质燃料的耐蚀性。
另一方面，在构成定子30的绝缘体32及电动机盖34等的树脂材料使用POM等抵抗酸裂解比较弱、存在酸裂解的可能性的材料的情况下，作为电镀，适用中性镀锡。由此，能够防止树脂材料的酸裂解，并且能够提高对粗质燃料的耐蚀性。另外，绝缘体32及电动机盖34构成本发明中的定子30的树脂部。
在电镀时，在电极所抵接的部分，镀层不会附着，该部分作为痕迹而残留。将该痕迹称为电极抵接部50。更具体地说，定子芯31是将由磁性体(铁)构成的多个钢板在轴线方向上层叠而成的层叠芯，在表面上形成有金属镀面70。电极抵接部50是在金属镀面70上磁性体向外部露出的露出区域。
如图2至图4所示，在本实施方式中，电极抵接部50设置在形成外侧流路42的定子30的外壁上。详细地说，电极抵接部50设置在定子芯31的径向外侧方向的外壁上。换言之，在本实施方式中，6个电极抵接部50分别设置在定子芯31的径向外侧方向的外壁中的向所对应的外侧流路42分别露出的6个区域。
电极抵接部50对定子芯31的各齿(Teeth)分别设置有1个。此外，电极抵接部50被设置在比定子芯31的轴向的中央靠泵部侧的位置。图2及图3所示的定子芯31的轴向区域A及轴向区域B的轴向的长度相同，是定子芯31的轴向的一半长度。电极抵接部50设置在轴向区域B。
在图4中，用虚线171表示将泵部10的吐出口17投影到定子30上的位置。电极抵接部50被设置在除了泵部10的吐出口17的重力方向正上方以外的位置(例如，除了在轴向上与泵部10的吐出口17对置的位置以外的位置)。
另外，电极抵接部50不限于图2及图3中记载有用符号50表示的圆的位置，设置在定子芯31的径向外侧方向的外壁且比定子芯31的轴向的中央更靠泵部侧的区域即可。
另外，电极抵接部50不可以设置在定子芯31的径向内侧方向的内壁上。这是因为，由于在定子芯31的径向内侧配置有转子21，因此在电极抵接部50上生锈的情况下妨碍转子21的旋转动作。
(定子的电镀方法)
图6表示用于对定子30电镀的电极装置。
电极装置60具备圆柱状的阳极61、设置在其周围的阴极62、以及基座63。阴极62具有环状的基部64和从该基部64向上方延伸的臂部65。臂部65与定子芯31的齿的个数对应地设置有6个。臂部65的径向内侧方向的端面66成为与定子芯31的电极抵接部50抵接的部分。
在阴极62的基部64的上方，设置有用于载置定子30的基座63。
如图7所示，在基座63上载置定子30，使阴极62的臂部65与定子芯31抵接。在该状态下，将电极装置60和定子30浸放到例如含锡(Sn)等金属的电解液中，从阳极61向阴极62流过电流。由此，溶解在电解液中的金属在定子芯31的表面上被还原，镀敷在定子芯31的表面上，形成金属镀面70。之后，从电解液中取出电极装置60和定子30，从电极装置60卸下定子30。此时，在电极装置60的阴极62与定子芯31抵接的部分，没有形成镀层，该部分作为电极的痕迹(磁性体向外部露出的露出区域)而成为电极抵接部50。在该电极抵接部50暴露于空气的情况下，存在此处生锈的情况。
图5示意地表示由于经年变化等而在电极抵接部50上产生的锈51增大的状态。
若在电极抵接部50上产生的锈51增大，则夹在外壳40的内壁与定子芯31之间。因此，锈51的移动得到防止。此外，若假设锈51从电极抵接部50脱离，则通过图5的箭头F所示的燃料的流动，被从燃料排出管35排出。该锈51被设置在对燃料泵1与内燃机4进行连接的燃料配管3上的过滤器5捕获。
此外，即使在燃料泵1的工作停止时锈51从电极抵接部50脱离并向重力方向下侧自由下落的情况下，由于被分隔部37及角部分311划分的外侧流路42在轴向上延伸，进一步在电极抵接部50的重力方向正下方不存在吐出口17，因此也能够防止锈51进入到吐出口17中。
(本实施方式的作用效果)
本实施方式的燃料泵1能够实现以下作用效果。
(1)在本实施方式中，电极抵接部50被设置在形成外侧流路42的定子30的外壁上。
由此，在电极抵接部50上产生锈51的情况下，该锈51经过外侧流路42，从设置在电动机部20的与泵部相反的一侧的燃料排出管35排出。因此，锈51进入到转子21与定子30之间的情况得到防止，此外锈51进入到泵部10中的情况得到防止。因此，燃料泵1能够维持电动机部20及泵部10的旋转。
(2)在本实施方式中，电极抵接部50被设置在定子芯31的径向外侧方向的外壁上。
由此，若在电极抵接部50上产生的锈51增大，则夹在定子30与外壳40之间，因此锈51的移动得到防止。因此，燃料泵1能够维持电动机部20及泵部10的旋转。
(3)在本实施方式中，电极抵接部50被设置在比定子芯31的轴向的中央更靠泵部侧的位置。
由此，即使在燃料箱2的燃料减少时，外侧流路42也能够通过表面张力将燃料室41的燃料吸上来。因此，在外侧流路42中的比定子芯31的轴向的中央位于泵部侧的区域，成为填充有燃料的状态。因此，电极抵接部50与空气接触的情况得到防止。因此，能够抑制在电极抵接部50上产生锈51的情况。
(4)在本实施方式中，形成外侧流路42的外壳40与定子30的距离C是能够将燃料室41的燃料通过表面张力吸上来的大小。
由此，燃料泵1能够将外侧流路42中的比定子30的轴向的中央位于泵部侧的区域维持在填充有燃料的状态。
(5)在本实施方式中，电极抵接部50被设置在除了泵部10的吐出口17的重力方向正上方以外的位置。
由此，即使在电极抵接部50上产生的锈51在燃料泵1的工作停止时自由下落的情况下，该锈51进入到泵部10的吐出口17中的情况也得到防止。因此，燃料泵1能够维持泵部10的旋转。
(6)在本实施方式中，定子芯31从轴向观察形成为多边形，其角部分311与外壳40的内壁抵接。
由此，外侧流路42被定子芯31的角部分311分隔。因此，在电极抵接部50上产生的锈51下落的情况下，该锈51在下落中向周方向移动而进入到泵部10的吐出口17中的情况得到防止。
(7)在本实施方式中，定子30具有在定子芯31与外壳40之间在轴向上延伸的分隔部37。
由此，外侧流路42被分隔部37分隔。因此，在电极抵接部50上产生的锈51下落的情况下，该锈51在下落中向周方向移动而进入到泵部10的吐出口17中的情况得到防止。
(第2实施方式)
图8及图9表示本发明的第2实施方式。在第2实施方式中，对与上述的第1实施方式实质上相同的结构标注同一符号并省略说明。
在第2实施方式中，电极抵接部52被设置在定子芯31的泵部侧的端面。即，电极抵接部52被设置在比圆筒状的绕组保护部38位于径向外侧的定子芯31上。该部分也是形成外侧流路42的定子30的外壁。
电极抵接部52对定子芯31的各齿分别设置有1个。此外，电极抵接部52被设置在除了泵部10的吐出口17的重力方向正上方以外的位置。
根据该结构，在第2实施方式中，能够获得与第1实施方式同样的作用效果。
(其他实施方式)
在上述的实施方式中，说明了具备无刷电动机的燃料泵。而在其他实施方式中，燃料泵还可以是具备有刷电动机的泵。
在上述的实施方式中，说明了具备6槽的定子芯的燃料泵。而在其他实施方式中，燃料泵不限定于定子芯的槽的数量。
本发明不限定于上述实施方式，除了可以组合上述多个实施方式，还可以在不脱离本发明的主旨的范围内，通过各种方式来实施。

Claims (9)

1.一种燃料泵，具备：
泵部(10)，具有壳体(13、14)、叶轮(11)及吐出口(17)，上述壳体(13、14)具有与吸入燃料的吸入口(12)连通的泵室(16)，上述叶轮(11)对上述泵室(16)的燃料进行升压，上述吐出口(17)将通过该叶轮(11)的旋转而升压的燃料从上述泵室(16)向上述壳体(13、14)的外侧吐出；
电动机部(20)，具有转子(21)及环状的定子(30)，上述转子(21)被设置在上述泵部(10)的上述叶轮(11)的轴向的一方，对上述叶轮(11)进行旋转驱动，上述定子(30)被设置在该转子(21)的径向外侧；
筒状的外壳(40)，被设置在上述定子(30)的外侧，在上述泵部(10)与上述电动机部(20)之间形成燃料室(41)，并且在上述定子(30)的外侧形成外侧流路(42)；
燃料排出管(35)，被设置在上述电动机部(20)的与泵部相反的一侧，将从上述泵部(10)的上述吐出口(17)经由上述电动机部(20)流动的燃料向上述外壳(40)的外部排出；以及
电极抵接部(50、52)，被设置在形成上述外侧流路(42)的上述定子(30)的外壁上，在对上述定子(30)进行电镀时电极能够抵接到该电极抵接部(50、52)。
2.根据权利要求1所述的燃料泵，其中，
上述定子(30)具有由磁性体形成的定子芯(31)、以及卷绕在该定子芯(31)上的绕组(33)，
上述电极抵接部(50)被设置在上述定子芯(31)的径向外侧方向的外壁上。
3.根据权利要求2所述的燃料泵，其中，
上述燃料泵在被设置在燃料箱的内侧的状态下，上述电动机部(20)成为重力方向上侧，上述泵部(10)成为重力方向下侧，
上述电极抵接部(50)被设置在比上述定子芯(31)的轴向的中央靠泵部(10)侧的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料泵，其中，
形成上述外侧流路(42)的上述外壳(40)与上述定子(30)之间的距离是能够通过表面张力将上述燃料室(41)的燃料吸上来的大小。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料泵，其中，
上述电极抵接部(50、52)被设置在除了上述泵部(10)的上述吐出口(17)的重力方向正上方以外的位置。
6.根据权利要求2或3所述的燃料泵，其中，
上述定子芯(31)从轴向观察形成为多边形，该多边形的多个角部分(311)与上述外壳(40)的内壁抵接。
7.根据权利要求2或3所述的燃料泵，其中，
上述定子(30)具有在上述定子芯(31)与上述外壳(40)之间在轴向上延伸的分隔部(37)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料泵，其中，
在上述定子(30)的树脂部(32、34)的树脂材料是抵抗酸裂解比较强的材料的情况下，作为上述电镀，适用酸性镀锡，
在上述定子(30)的上述树脂部(32、34)的上述树脂材料是抵抗酸裂解比较弱的材料的情况下，作为上述电镀，适用中性镀锡。
9.根据权利要求1所述的燃料泵，其中，
上述定子(30)具有由磁性体形成的定子芯(31)，
上述定子芯(31)具有形成在上述磁性体的表面上的金属镀面(70)，
上述电极抵接部(50、52)是在上述金属镀面(70)上上述磁性体向外部露出的露出区域。
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