CN1152810A - 用于燃料供给装置的电动机以及该电动机的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设置在燃料中的用于燃料供给装置的电动机和该电动机的制造方法。在该装置中，转动体(20)的旋转轴(23)侧上设置有分割成8个整流子片(41)的铜制的整流子(40)。在各整流子片(41)的形成隔槽(42)的圆周方向对面的端面上镀了锡(Sn)。

Description

用于燃料供给装置的电动机以及 该电动机的制造方法

本发明涉及一种设置在燃料中的用于燃料供应装置的电动机以及该电动机的制造方法。

现有的燃料供给装置具有抽燃料并排出燃料的泵部和驱动该泵部的电动机部，并燃料直接接触于该电动机。其中，电动机部的电连接电刷和接头的导线主要由铜线形成。在电刷主体中开一个比导线直径稍微大的插入孔并成型，烧结插入孔。和铜粉一起将导线的基底压入在插入孔中并固定它们，换句话说，用铜粉固定法将导线固定在电刷中。在另一方面，电动机部的整流子也主要由铜材料形成并分割成多数的整流子片。在燃料中经常含有多种的杂质，所以引起侵蚀现象。特别是醇类的燃料在导线等导电部件上容易发生侵蚀。为了防止侵蚀，在日本公开专利申请No.56-66446中，含有铜部件的表面露出部分上采用了电镀等方法。

然而，在燃料的杂质中存在硫黄成分，因此该硫黄成分与电动机上的铜成分反应，生成硫化亚铜(Cu₂S)。硫化亚铜具有弱导电性，并在具有铜成分的表面上附着，堆积，所以对电动机带来不良的影响。例如，与燃料一起硫黄成分深透于插入导线的插入孔的内部里，或者深透在烧结的电刷的内部中的燃料逐渐深透于插入孔里，所以燃料中的硫黄与固定导线的铜粉反应，在铜粉之间的间隙上生成并堆积硫化亚铜。其结果，具有导电性的铜粉的体积逐步减少，相反，具有弱导电性的硫化亚铜的体积逐步增大，从而接触电阻变大，降低泵的性能。当在铜粉之间的间隙上生成的硫化亚铜填满该间隙之后该反应继续进行时，硫化亚铜挤出支持导线的铜粉，使铜粉浮上来难以支持电刷，所以导线从电刷的插入孔脱离出来。

另外，要保持绝缘的分割成多数整流子片的邻接的端面与燃料中的硫黄反应生成硫化铜(CuS)。随硫化铜的增加，使邻接的整流子片接续，使流动于电动机部中的电流增大，从而降低了泵的性能。

在上述的现有技术中，作为与硫黄反应的金属材料限定了铜。然而，假如用铜的合金，银或银的合金，虽然它们的反应程度有所差别，但引起同类的反应。

在现有的燃料供给装置中，没有提出固定导线的插入孔中的金属粉与燃料中的杂质的硫黄反应的解决方案。此外，本来要保持绝缘的整流子片之间生成的堆积物具有导电性，所以导电地接续了整流子片。

鉴于前述的现有问题，本发明的目的是提供一种设置在燃料中的用于燃料供给装置的电动机，即使燃料中含有硫黄成分，它能够用简单的方法保持电动机的正常的操作。

为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案。

根据本发明的第一要点，设置在燃料中的电动机包括：一个电刷，该电刷具有设置插入孔的电刷主体，该插入孔经烧结形成；一个具有插入在所述插入孔中的先端部的导线；设置在所述插入孔中的金属粉，该金属粉支持并固定上述的导线。其中，该金属粉的表面上覆盖有与硫黄不反应的导电性物质。

根据上述的本发明的结构，在本发明的第1实施例中，所用的金属粉是铜粉。由于在铜粉的表面上镀了锡，因此在铜粉的表面上燃料中的硫黄和铜粉不会反应。从而，不会生成硫化亚铜(Cu₂)，不会减弱铜粉之间的接合力，能够保持导线和电刷之间的强力的接合，所以能够良好地维持泵的性能。即使使用含有硫黄成分的燃料，燃料泵也能够进行良好的操作。

此外，该铜粉的表面上可以覆盖与硫黄不反应的导电性物质，并作为与硫黄不反应的导电性物质可以使用锡，金，镍，锌以及这些金属的合金。

此外，导线的表面上可以覆盖与硫黄不反应的导电性物质，金属粉和导线的表面上可以覆盖与硫黄不反应的同一的导电性物质。

此外，在粗金属线上镀锡可以形成上述的导线。

此外，电动机可以包括有用所述的电动机的操作抽燃料的泵部。

此外，作为金属粉可以使用锡，金，镍，锌，以及用这些金属的合金。

根据本发明的第2要点，电动机包括：一个整流子，它具有相互不导电地分割的多数的整流子片，每邻接的所述的整流子片之间形成有对面的端面，在所述的对面的端面上镀有与硫黄不反应的物质。

根据本发明的上述的结构，在各整流子片之间的圆周方向对面的端面以及侧面上镀了作为接触遮断手段的锡(Sn)，从而防止燃料中的硫黄成分和铜制的整流子片反应在该端面上生成导电性的硫化铜(CuS)的现象。因此能够防止各整流子片的导电的接续，能够保持转动体的正常的操作。

根据本发明的第3要点，在电动机的制造方法中，将整流子分割成多数的整流子片，从而每邻接的所述的整流子片之间形成有对面的端面，用与硫黄不反应的物质镀所述的对面的端面。

根据上述的方法，可以得到与上述相同的效果。

附图的简单说明：

图1是表示本发明第1实施例的燃料泵的转动体的斜视图；

图2是表示本发明第1实施例的燃料泵的断面图；

图3A是表示本发明第1实施例的分割之前的整流子的平面图，图3B是表示本发明第1实施例的分割之前的整流子的侧面图；

图4A是表示本发明第1实施例的分割之后的整流子的平面图，图4B是表示本发明第1实施例的分割之后的整流子的侧面图；

图5是表示本发明第1实施例的树脂造型之前的转动体的侧面图；

图6是表示以往的电刷和导线的安装构造的断面图；

图7是表示本发明第1实施例的电刷和导线的安装构造的断面图；

图8是表示本发明第2实施例的树脂造型之前的转动体的侧面图。

下面根据附图说明本发明的实施例。

(第1实施例)

本发明第1实施例的用于燃料供给装置的燃料泵表示在图1-图5上。所示在图2上的燃料泵10安装在车辆等燃料槽中，并从燃料槽向内燃机的燃料喷射装置供给燃料。

如图2所示，燃料泵由泵部10a和驱动泵部10a的电动机部10b以及燃料排出部10c构成。其中，泵部10a吸入并加压图上没有表示的燃料槽中的燃料，燃料排出部10c向燃料泵的外边排出在泵部10a中加压的燃料。

C字状的泵室30形成在泵盖12和泵套13之间的泵部10a中。在该泵室30中转动可能地安装有圆板状的加压燃料的转子24。用铝制成泵盖12和泵套13，泵盖12和泵套13铆接地固定在圆筒状的壳11的一端上。泵盖12和泵套13也可以由酚醛树脂形成。从泵盖12上形成的吸入口31向泵室引进的燃料以转子24的转动来加压，并加压的燃料转送于电动机部10b的电动机室32中。

电动机部10b具有转动体20和图上没有表示的磁铁。通过连接管50的插头51，当电流供给于磁铁的磁场中设置的转动体20的线圈20a上时，该转动体20旋转。转动体20的推力方向侧的旋转轴21支撑在泵盖12的中央凹部里压入的推力轴承22上。旋转轴21的轴方向的负载支撑在推力轴承22上，并旋转轴21的径方向的负载支撑在轴承25上。转动体20的另一方的旋转轴23的径方向的负载支撑在轴承26上。在旋转轴21的外周壁的轴方向上设置有缺口21a，在形成缺口21a的部位上固定有转子24。

磁铁设置在转动体20的外周上，与转动体20形成所定的空气隙。在转动体20的旋转轴23侧上设置有铜制成的整流子40。

如图1所示，整流子40分割成8个整流子片41，各整流子片之间形成有隔槽42。在各整流子片之间的圆周方向对面的端面以及侧面上镀了作为接触遮断手段的锡(Sn)。锡的硫化物生成能比铜大。整流子片41的上端面与图上没有表示的电刷接触。为了使电刷和整流子片41导电地接续，铜露出在整流子片41的上端面的表面上。

如图2所示，排出套14铆接地固定在壳11的另一端上。顶端为露出的插头51插入在排出套14中的连接管50里。通过后述的导线111，电刷110以及整流子40，插头51与卷绕在转动体20上的线圈20a接续，并与扼流圈52接续。为了除去供给于线圈20a的电流中的交流成分，扼流圈52与插头51接续。

在排出部10c的排出套14中形成的排出口33中安装有单向阀34，用该单向阀34防止从排出口排出的燃料逆流的现象。

下面说明燃料泵10的操作。

当电流供给于线圈上时，旋转轴21支撑在推力轴承22以及轴承25上，并旋转轴23支撑在轴承26上。从而，随着旋转轴21和旋转轴23旋转，转动体20也旋转。用与旋转轴21一起旋转的转子24，从燃料槽通过图上没有表示的过滤器吸上于泵室30中的燃料加压在泵室中，然后流送于电动机室中。由电动机室32流出的燃料推出排出口33中的单向阀34，从排出口34通过图上没有表示的燃料配管排出于燃料槽的外侧。

下面说明本实施例的燃料泵10的制造方法。

(1)所示在图3上的分割之前的整流子40的基底材料40a的表面上露出了铜材料，在基底材料40a侧壁上的对应于各整流子片41的位置上一体地形成有8个爪43。如图3B所示，用树脂制成的支持部材45成型在基底材料40a的下侧上。

(2)下面，如图4所示那样，基底材料40a分割成8等分。分割形成的隔槽42延伸至树脂造型的支持部件45，所以各整流子片41之间互相保持绝缘。然后，在形成8等分的整流子片的整流子上镀了锡。

(3)如图5所示，镀成锡的整流子40以及支持部件45压入在旋转轴23上。然后，线圈卷绕在爪43上并进行融合处理。作为这里所说的融合处理，将爪43压接在整流子的侧面上并在线圈上通电，熔化线圈20a上的覆盖物从而导电地接续各整流子片41和线圈20a。

(4)包括进行融合处理的转动体20的线圈20a以及整流子40，对转动体20的周围进行树脂造型从而保护转动体20。然后，磨削整流子40的上端面40b除去镀上的锡。磨削整流了40的上端面除去锡并在表面上露出铜之后，能够导电地接续整流子40的上端面40b和电刷，然而露出的铜与燃料中的硫黄反应，在整流子40的上端面40b的表面上附着硫化铜。然而，当操作燃料泵时，电刷和整流子40的上端面40b总有滑动操作，所以能够排除整流子40的上端面40b上形成的硫化铜，从而本实施例不会发生在电刷和各整流子片41之间电接续不良的现象。此外，形成隔槽42的各整流子片41的对面的端面上进行了镀锡的处理，所以能够防止该端面与燃料直接接触。从而，本发明的实施例能够防止隔槽42的端面上生成的硫化铜增加起来，导电地接续各整流子片的现象，所以电动机部10b能够保持正常的操作。

(5)如图7所示，首先将电刷110加压成型之后烧结，形成插入导线111的插入孔110。例如，形成的插入孔110a的直径为1.8mm，深度为3.1mm，然后镀耐硫黄的锡。在镀锡步骤中，既不损坏材料的柔软性，又不产生弯曲时的龟裂。比插入孔110a的直径稍微细的长型的导线111的顶端安装在插入孔111a里。在插入孔110a和导线111之间的空隙部中填满作为支持固定部材的进行镀锡处理的铜粉。在该步骤中，使铜粉稍微突出于电刷的端面110b，然后加压铜粉。熔断部分导线得到所要长度的导线110。

安装有树脂造型的转动体20和电刷110以及其他部件的排出壳14组合在壳11上，从而形成图2所示的燃料泵10。

在本发明的第1实施例中，由于在铜粉上镀了锡，因此在该铜粉的表面上燃料中的硫黄和铜粉不会反应。从而，不会减弱铜粉之间的接合力，能够保持导线111和电刷110之间的强力的接合，所以能够良好地维持泵的性能。即使使用含有硫黄成分的燃料，燃料泵10也能够进行良好的操作。

在本发明的第1实施例中，形成隔槽42的各整流子片41的对面上的端面上镀了锡。然而，所镀的材料只具有比铜大的硫化物生成能，代替锡能够使用镍，锌，金等金属。此外，在第1实施例中，导线111上镀了锡。然而，所镀的材料假如具有比铜大的硫化物生成能，不损坏导线的柔软性，折叠时不产生龟裂，并具有耐硫黄燃料性能，代替锡也能够使用金等金属。

此外，在本发明的第1实施例中，在铜粉上也镀了锡。然而，所镀的材料只具有比铜大的硫化物生成能，代替锡能够使用镍，锌，金等金属。此外，在第1实施例中铜粉的加入量最好是稍微突出于电刷的端面110b，然而只要适合于导线和电刷的接合条件，也可以改变铜粉的加入量。为了提高导线和电刷的接合力，也可以在铜粉中添加粘合剂。

此外，在本发明第1实施例中，整流子40和电刷连接在转动体20的轴方向上。然而，整流子和电刷也可以连接在转动体20的径方向上。

(第2实施例)

本发明的第2实施例表示在图8上。图8所示的转动体120是树脂造型之前的旋转体。

转动体120的整流子121具有与电刷导电地接触的接触部122和与线圈20a导电地接续的座部124。整流子121分割成整流子片124，该整流子片124具有相应部分的接触部122和座部123。接触部122由碳材料构成，座部123由铜材料构成。

在构成各整流子片124的座部123的周方向邻接的端面以及侧面上，镀了硫化物生成能比铜大的锡(Sn)。作为座部123上的电镀材料，除了锡外，也可以使用比铜的硫化物生成能大的金，镍，锌等金属。

下面说明旋转体120的制造方法。

(1)由圆板状的铜材料构成的座部上用树脂制成的支持部材45造型。在座部的侧壁上的对应于分割后的各整流子片124的位置上一体形成有8个爪123a。

(2)由圆板状的碳部件形成的接触部件的一边的端面上镀了镍，镀镍的上面上再镀了铜。

(3)在镀铜的接触部件的端面和座部件的任何一边的端面之间，用锡进行软钎焊，从而形成整流子的基底材料。

(4)将整流子的基底材料分割成8等分，形成了接触部122和座部123。分割整流子的基底材料形成的隔槽124a延伸至用树脂造型的支持部件45上，所以各整流子片124互相保持绝缘的状态。

(5)构成各整流子片124的座部123的周方向对面的端面以及外周面上镀了作为接触遮断手段的锡，形成整流子121。由碳材料形成的接触部122上也进行电镀处理之后，再进行接触部122的端面的切削加工，从而调整面的粗度并除去端面上的镀层。

(6)将整流子121和支持部件45压入在旋转轴23上。然后，线圈20a卷绕在爪123a上并进行融合处理。

(7)包括进行融合处理的转动体120的线圈20a以及整流子121，在转动体120的周围上进行树脂造型从而保护转动体120。

在本发明的第2实施例中，整流子121的电刷和接触部122由耐氧化性的碳材料形成，所以在含有氧成分的燃料中也能够防止接触部122的腐蚀，并良好地保持该接触部122和电刷的接触，从而延长整流子121的寿命。此外，由碳材料形成的接触部122不容易反应与燃料中的硫黄成分，所以防止接触部122的腐蚀。从而，接触部122和电刷之间保持良好的电接续，又能够防止接触部122的寿命降低。

此外，在本发明的第2实施例中，在构成各整流子片124的座部123的周方向邻接的端面以及外周面上镀了硫化物生成能比铜大的锡，从而防止形成座部123的铜材料与燃料中的硫黄反应生成导电性的硫化铜的现象，并保证各整流子之间的绝缘。

对于本发明的第2实施例，在美国专利第5175463号中的整流子也具有与电刷导电地接触的接触部，并该接触部也由碳材料形成。然而，该专利中多数的整流子片分割之后的座部的邻接面上没有进行镀金属处理。从而，当座部由铜材料形成时，燃料中的硫黄成分和座部反应，生成具有导电性的硫化铜，从而生成的硫化铜增加起来并该硫化铜导电地接续整流子片之间。本发明的第2实施例就能够解决美国专利第5175463号的整流子上存在的问题。

在本发明的第2实施例中，由铜材料形成的座部123的周方向邻接的端面以及外周面上镀了锡，从而防止硫化铜的生成。然而，本发明的座部可以由具有耐硫黄性和导电性的黄铜，镍，铝形成，从而可以省略镀金属的步骤。

此外，在本发明的第2实施例中，用锡焊接合了接触部件和座部件。然而，接触部件和座部件相互接触之后加热至铜的熔点附近，从而也可以直接接合接触部件和座部件。此外，代替本发明的第2实施例中的整流子的构成，在座部的外周边上接合接触部，并该接触部的径方向上可以接触电刷。

在以上说明的本发明的实施例中，作为形成整流子的隔槽的各整流子片的对面上的接触遮断手段，进行了镀锡的处理从而防止了形成隔槽的各整流子片的对面与燃料直接相接触。然而，作为本发明中的接触遮断手段，可以在形成隔槽的各整流子片的端面上进行树脂造型从而可以防止该端面与燃料中的杂质反应的现象。

在上述的本发明中，结合其中的特定的实施例对本发明进行了说明。但是，只要不偏离所附权利要求提出的本发明的主要主张和范围，对本发明特定实施例的各种修正和改变显然均可进行。因此，应将本文件中对本发明的说明看作示范性而不是限制性的。

Claims (18)

1、一种设置在燃料中的电动机，包括，

一个电刷，它具有设置插入孔的电刷主体，所述的插入孔以烧结形成；

一个引线，它具有插入在所述插入孔中的先端部；

设置在所述插入孔中的金属粉，它支持并固定所述的导线，

其中，所述的金属粉的表面上覆盖有与硫黄不反应的导电性物质。

2、根据权利要求1的电动机，其特征在于，其中，所述的金属粉是铜粉，该铜粉的表面上覆盖有与硫黄不反应的导电性物质。

3、根据权利要求2的电动机，其特征在于，其中，所述的与硫黄不反应的导电性物质是锡，金，镍，锌以及这些金属的合金。

4、根据权利要求1的电动机，其特征在于，其中所述的导线的表面上覆盖有与硫黄不反应的导电性物质。

5、根据权利要求4的电动机，其特征在于，其中所述的金属粉和所述的导线的表面上覆盖有与硫黄不反应的同一的导电性物质。

6、根据权利要求5的电动机，其特征在于，其中所述的金属粉和所述的导线的表面上覆盖有锡。

7、根据权利要求6的电动机，其特征在于，其中所述的导线是粗金属线上镀锡而形成。

8、根据权利要求6的电动机，其特征在于，其中所述的电动机包括有用所述的电动机的操作抽燃料并压送燃料的泵部。

9、根据权利要求1的电动机，其特征在于，其中，所述的金属粉是锡，金，镍，锌，以及用这些金属形成的合金。

10、一种设置在燃料中的电动机，包括，

一个整流子，它具有相互不导电地分割的多数的整流子片，每邻接的所述的整流子片之间形成有对面的端面，在所述的对面的端面上镀有与硫黄不反应的物质。

11、根据权利要求10的电动机，其特征在于，其中所述的与硫黄不反应的物质是锡，金，镍，锌以及这些金属的合金。

12、根据权利要求11的电动机，其特征在于，其中，所述的与硫黄不反应的物质是锡。

13、根据权利要求10的电动机，它还包括：

一个与所述的整流子电连接的电刷；

一个电动地转动的转动部；

一个卷绕在所述转动部上的线圈。

14、根据权利要求13的电动机，其特征在于，其中所述的整流子包括：

一个与所述的线圈电连接的座部；

一个与所述电刷导电地接触的用碳材料形成的接触部。

15、根据权利要求10的电动机，其特征在于，其中所述的电动机包括有用所述的电动机的操作抽燃料并压送燃料的泵部。

16、一种设置在燃料中的电动机的制造方法，所述的电动机有一个整流子和一个与所述的整流子电连接的线圈，所述的方法，包括；

将整流子片分割成多数的整流子片，从而每邻接的所述的整流子片之间形成有对面的端面的步骤；

用与硫黄不反应的物质镀所述的对面的端面的步骤。

17、根据权利要求16的电动机的制造方法，它还包括，电接续所述的线圈和所述的整流子片的步骤。

18、一种设置在燃料中的电动机的制造方法，所述的电动机有一个线圈，一个电刷，一个整流子，所述的整流子包括有与所述的线圈电连接的座部和用碳制成的并与所述的电刷电连接的一个接触部，所述的方法，包括：

导电地连接所述的座部和所述的线圈的步骤；

所述的座部与所述电刷导电地连接并所述的座部与所述的接触部连接，形成整流子的基底材料的步骤；

将所述整流子的基底材料分割成多数的整流子片，从而每邻接的所述的整流子片之间形成有对面的端面的步骤；和

用与硫黄不反应的物质镀所述的对面的端面的步骤。

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