CN1692540A - 直流电动机式燃料泵 - Google Patents

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Abstract

本发明的直流电动机式燃料泵，随着电机部(10)的直流电动机的驱动，在固定于所述电机部(10)的磁轭(3)上的泵部(20)中对燃料进行升压并进行输出，所述磁轭(3)包括：稀土类的环状磁铁(2)配置在内周的第1筒状磁轭(4)；在与所述磁铁(2)对应的位置、设置在所述第1筒状磁轭(4)的外周的第2筒状磁轭(5)。

Description

直流电动机式燃料泵
技术领域
本发明涉及利用电机驱动使燃料升压、将燃料箱内的燃料压送至发动机的直流电动机式燃料泵。
背景技术
比如，日本专利特开2002-262483号公报揭示了直流电动式的燃料泵中使用的直流电动机的结构。
该公报所揭示的传统直流电动机，在电枢外周配置有严圆周方向形成磁路的圆筒形的磁轭和磁铁。
在磁轭上形成用于固定磁铁的固定孔，该固定孔在磁轭的板厚方向上从内周面贯通至外周面，外周面上开口的开口直径设置得比内周面上开口的开口直径大。
磁铁是将磁粉混合在树脂内并形成环状的塑料磁铁，与磁轭一体形成，自身的一部分插入磁轭的固定孔内。
该结构，和磁轭一体成型的磁铁的一部分与磁轭的固定孔嵌合，该嵌合部的外周侧比内周侧大，故成形后即使磁铁收缩也不会从磁轭上脱落，能牢固地固定在磁轭上。
传统直流电动式的燃料泵中使用的直流电动机(即电机部)是利用将磁铁在磁轭板厚方向上贯通的固定孔固定在磁轭上，故需要在磁轭侧面开设贯通孔。
为此，存在着因开孔加工引起磁轭变形和产生毛刺的问题。
而且，在朝磁轭的内周侧注射混合有磁粉的树脂、将磁铁与磁轭一体成形时，存在树脂从磁轭侧面的贯通孔溢出，在磁轭外周产生毛刺的问题。
另外，从轴向上看，磁铁位于磁轭端部的里面，因而如要从磁轭内周侧将磁铁进行注塑成形，则存在浇口处理困难的问题。
浇口是指注塑成形时模具的注入口，溶胶状的树脂从该注入口(即浇口)注入模具内。注入模具内的树脂在规定压力、规定温度的条件下保持规定时间，从而完成成型件。此时在注入口部分也充填有树脂，故残留有固化后的注入口形状(突起形状)的树脂。因该部分是不需要的，通过切削等进行除去，该除去处理称为浇口处理。
而且，作为磁铁使用需要强大的磁化力的保磁力高的稀土类磁铁的场合，构成磁路的磁轭需要厚壁的结构，但因为磁轭由1个构件构成，故存在磁化装置大型化的问题。
本发明是为了解决上述问题而作的，其目的在于，提供一种不需要在磁轭侧面设置用于将磁铁固定在磁轭上的通孔，而且在使用稀土类磁铁时，由磁铁和磁轭构成的磁路结构的自由度高且由小型的磁化装置就可容易地进行磁铁的磁化的直流电动机式燃料泵。
本发明内容
本发明的直流电动机式燃料泵，是一种随着电机部的直流电动机的驱动，使燃料在固定于所述电机部的磁轭上的泵部进行升压、输出的直流电动机式燃料泵，所述磁轭包括：稀土类的环状磁铁配置在内周的第1筒状磁轭；在与所述磁铁对应的位置、设置在所述第1筒状磁轭外周的第2筒状磁轭。
其结果，可实现不需要在磁轭侧面设置用于将磁铁固定在磁轭上的通孔，而且在使用稀土类磁铁时，由磁铁和磁轭构成的磁路结构的自由度高且由小型的磁化装置就可容易地进行磁铁的磁化的直流电动机式燃料泵。
附图的简单说明
图1是表示本发明的实施形态1的直流电动机式燃料泵的剖视图。
图2是表示磁铁磁化的说明图。
图3是简要表示本发明的实施形态2的直流电动机式燃料泵的磁铁与磁轭的剖视图。
图4是简要表示本发明的实施形态3的直流电动机式燃料泵的磁铁与第1筒状磁轭的剖视图。
图5是简要表示本发明的实施形态4的直流电动机式燃料泵的磁铁与轴承座的剖视图。
具体实施方式
实施形态1
以下，对本发明的实施形态1进行说明。
图1表示本发明的实施形态1的直流电动机式燃料泵(以下也仅称为燃料泵)的剖视图。燃料泵1由电机部10和泵部20构成。
首先，对电机部10进行说明。磁铁2形成为圆筒状，其配置在磁轭3的内周面、且距电枢6的外周面规定距离的位置上，在电枢6的外周与磁轭3一起形成磁路。
比如，将Sm·Fe·N的钕(neodym)的磁铁材料向磁轭3的内周面注射，形成与磁轭3一体化的磁铁2，则磁铁2与磁轭3之间就不需要粘结剂。
磁轭3由STKM(机械构造用碳素钢钢管)构成的第1筒状磁轭4和第2筒状磁轭5构成，将第1筒状磁轭4从轴向压入第2筒状磁轭5直到与第2筒状磁轭5的凸部50a抵接。
如后所述，从容易磁化的观点出发，通过将磁铁2向第1筒状磁轭4注塑成形进行一体化的场合，最好在将第1筒状磁轭4压入第2筒状磁轭5之前，先将磁铁2进行磁化。
另外，通过注塑成形形成磁铁2用的浇口部设置在磁铁2的端面。
该场合，出于磁化的精度、或对第1筒状磁轭4进行机械加工时变形少等的观点出发，第1筒状磁轭4的壁厚在3mm以下，最好在2mm以下。
第2筒状磁轭5，通过将其两端部朝轴7的轴心方向弯曲加工，使轴承座12、进口壳体21、出口壳体23一体化。
也可是仅将第2筒状磁轭5的一方的端部朝轴7的轴心方向弯曲加工的结构。
在该场合，轴承座12或由进口壳体21和出口壳体23构成的壳体压入于没有弯曲加工的另一端部并被固定。
比如，以聚缩醛为主要成分的绝缘性树脂形成的轴承座12，收放有：对止回阀13、轴7进行轴支承的轴承8；导电性电刷9；将该电刷9向整流子6a进行按压的螺旋弹簧10；从燃料泵外向电刷9供给电流用的导线11等。
下面对泵部20进行说明。进口壳体21由树脂形成，收放有轴挡块28，设有未图示的、吸入燃料箱内的燃料的吸入口。
出口壳体23由树脂形成，设有将由流道27升压后的燃料朝电枢6侧排出的排出口24，同时收放有对轴7进行轴支承的轴承25。
截面形成为D字形状的轴7的端部，即D切削部7a与由树脂形成的、外周形成多个叶片槽的叶轮26的中心部的D字形孔嵌合。
由进口壳体21及出口壳体23的凹槽21a、23a与叶轮26的多个叶片槽形成流道27。
下面对燃料泵的动作进行说明。
从未图示的蓄电池通过供电端子(未图示)、导线11、电刷9、整流子6a向电枢6供给电流，则利用众所周知的直流电动机的原理，电枢6将轴7作为旋转轴与叶轮26一起进行旋转。
由此，未图示的燃料箱内的燃料从吸入口22导入，在流道27内加压至300Kpa～500Kpa后，通过排出口24进入电机部10内的空间。该加压后的燃料在电机部10内流过电枢6与磁铁2之间时对电枢6进行冷却，使止回阀13开放，从轴承座12的排出管12a排出。该排出的加压燃料供给未图示的内燃机(发动机)。
如上所述，磁轭3由壁厚薄的第1筒状磁轭4和壁厚厚的第2筒状磁轭5构成。
因此，在使用保磁力强的稀土类的磁铁2的场合，首先，将稀土类的磁铁2通过注塑成形在第1筒状磁轭4的内周面形成，在该状态下对磁铁2进行磁化，然后，可将内面形成有磁铁2的第1筒状磁轭4固定在第2筒状磁轭5的所需位置上。
但是，与使用保磁力比稀土类磁铁弱的烧结磁铁的传统的燃料泵相比，实施形态1的使用稀土类的磁铁2的燃料泵1，磁轭3的壁厚需要厚的结构。
另一方面，燃料泵1与一般的直流电动机不同，在轴向需要设置泵部20。而且，升压后的燃料在燃料泵1内流过，故需要通过第2筒状磁轭5将轴承座12、进口壳体21、出口壳体23进行液密(即燃料不泄漏)保持。
因此，与一般的直流电动机相比，第2筒状磁轭5的轴向长度(轴向全长)增大。
本实施形态中，磁轭3由第1筒状磁轭4和第2筒状磁轭5的2个构件构成，故比如仅改变第1筒状磁轭4的长度也可改变磁路。
因而与传统的一体结构的磁轭的场合相比，磁路构成的自由度增大。
另外，通过改变第1筒状磁轭4的长度就可应对要求规格不同的多种燃料泵，故第2筒状磁轭5可对于多种燃料泵通用。
另外，磁轭3由第1筒状磁轭4及比第1筒状磁轭4轴向长度大的第2筒状磁轭5这2构件构成，故可使几乎不对磁路产生影响的第2筒状磁轭5的端部的壁厚减薄。
另外，通过使第2筒状磁轭5的端部减薄，能容易地向轴7的轴心方向弯曲加工，燃料泵1的组装也变得容易。
做成将磁铁2固定在第1筒状磁轭4的内周的结构，故通过改变第1筒状磁轭4相对于第2筒状磁轭5的固定位置，可对燃料泵1内的磁铁2的位置进行调节。
因此，可将磁铁2固定在第1筒状磁轭4内的产品结构上方便的位置。
另外，将第1筒状磁轭4与磁铁2的轴向长度做成相同，将第1筒状磁轭4与磁铁2的端部的端面位置做成相同，就可将注塑成形用的浇口设置在第1筒状磁轭4的端部附近。
在该场合，不需要以往那样在第1筒状磁轭4的侧面开设注塑成形的浇口的孔和从第1筒状磁轭4的内周侧设置注塑成形用的浇口，而且浇口处理容易。
而且，第1筒状磁轭4和第2筒状磁轭5互动，作为圆周方向的磁路进行作用，故第1筒状磁轭4和第2筒状磁轭5的厚度的选择范围大。
比如，通过将作为主要磁路进行作用的第2筒状磁轭5增厚，就可使第1筒状磁轭4减薄。
在使用磁铁2需要强大的磁化力的保磁力大的稀土类磁铁的场合，需要与该保磁力相对应的厚的壁厚的磁路，但第1筒状磁轭4及第2筒状磁轭5的厚度的选择范围大，故能容易地应对。
即，在使用磁铁2需要强大的磁化力的保磁力大的稀土类磁铁的场合，将第1筒状磁轭4减薄，使注塑成形在该第1筒状磁轭4的内侧的磁铁2磁化后，可进行安装作为主要磁路进行作用的第2筒状磁轭5。
因此，用小型的磁化装置就可进行磁铁2的磁化，同时磁铁2磁化时不需要的第1筒状磁轭4的占有体积小，故可提高磁化精度。
这里，利用图2对磁铁的磁化进行说明。
图2是对利用磁化装置40由相同的磁化力41对磁铁2进行磁化时的状态进行说明的图，图2(a)是本实施形态那样的、在壁厚薄的第1筒状磁轭4内周形成磁铁2的场合，图2(b)是传统的那样的、在壁厚厚的筒状磁轭的内周形成磁铁2的场合。
图2(a)的场合，磁通42通过磁化装置40的规定的磁化力41而与第1筒状磁轭4及磁铁2交叉，可良好地对磁铁2进行磁化。
另一方面，图2(b)的场合，如与图2(a)相同的磁化力41，则磁通42不与磁铁2交叉(所谓的短路状态)，不能充分地对磁铁2进行磁化。
因此，与图2(a)的场合相比，磁铁2的磁化需要强有力的磁化力。
另外，事先将第2筒状磁轭5的线膨胀率选择为比第1筒状磁轭4的线膨胀率小，则即使燃料泵因运行和使用环境而温度上升，第1筒状磁轭4、第2筒状磁轭5膨胀，第1筒状磁轭4与第2筒状磁轭5之间的接触也能得到保持，磁路不易断开。
以上，对第1筒状磁轭4与第2筒状磁轭5的固定为压入为例进行了说明，但也可是热套等。
实施形态2
以下对本发明的实施形态2进行说明。
图3是简要表示本发明的实施形态2的直流电动机式燃料泵的磁铁与磁轭的剖视图，图3(a)是第1筒状磁轭比第2筒状磁轭轴向长度短的场合，图3(b)是第1筒状磁轭比第2筒状磁轭轴向长度长的场合。
图3(a)所示的结构，通过磁铁2a的端面与设置在第1筒状磁轭4a的下端内面上的肋40a抵接，作为燃料泵1进行使用时，可防止因成形，在第1筒状磁轭4a内周一体成形时或成形后配置在第1筒状磁轭4a内的磁铁2a朝下方的移动。
第2筒状磁轭5a与实施形态1所说明的第2筒状磁轭5具有相同的结构，其他未图示的结构与实施形态1相同，省略其说明(以下的实施形态中也相同)。
通过将磁铁2a利用注塑成形与第1筒状磁轭4a一体成形后，进行磁化的场合，与图3(b)相比，第1筒状磁轭4a的轴向长度短(即，与磁铁2a的轴向长度大致相同)，故磁化容易。
尤其是燃料泵的场合，与直流电动机相比，在轴向需要泵部20，第2筒状磁轭5a在轴向变长，故该作用效果显著。
图3(b)所示的结构，第2筒状磁轭5b在与磁铁2b对应的位置(即磁铁2b与第1筒状磁轭4b一起构成磁路的位置)覆盖第1筒状磁轭4b的外周的一部分。
如此结构，故只要将第2筒状磁轭5b配置在构成磁路所需的区域即可，可减小燃料泵整体的外部轮廓。
另外，与图3(a)的场合相比，将第1筒状磁轭4b及第2筒状磁轭5b压入后，为了强化第1筒状磁轭4b和第2筒状磁轭5b的固定，能容易地对两者进行焊接等。
图3(b)的场合，第1筒状磁轭4b将轴承座12(参照图1)、进口壳体21(参照图1)、出口壳体23(参照图1)进行固定。
另外，与传统例相同，轴向长度只有第1筒状磁轭4b的一半程度以下的短的磁铁2b，配置在第1筒状磁轭4b的轴向大致中央。
因此，磁铁2b在成形后插入固定于第1筒状磁轭4b，或与传统例一样，在第1筒状磁轭4b的侧面设置未图示的通孔，从第1筒状磁轭4b的侧面借助该通孔将磁铁2b与第1筒状磁轭4b的内周一体成形，制造效率高。
实施形态3
以下对本发明的实施形态3进行说明。实施形态3是实施形态1、2所说明的燃料泵的磁铁和第1筒状磁轭的变形例，各磁铁都是通过注塑成形与第1筒状磁轭一体成形的例子。
图4是简要表示本发明的实施形态3的直流电动机式燃料泵的磁铁与第1筒状磁轭的剖视图，图4(a)是磁铁为锥形的例子，图4(b)是由磁铁的两端固定在第1筒状磁轭上的例子，图4(c)是在第1筒状磁轭端面上设置凸部的例子，图4(d)是仅表示图4(c)的磁轭的图。
图4(a)的结构，第1筒状磁轭4c的内周面做成锥形，而且用设置在磁铁2c的端部上的肋40c覆盖第1筒状磁轭4c的下端，故可防止磁铁2c在轴向的移动。
图4(b)的结构，由通过注塑成形一体化的磁铁2d的两端部的肋覆盖第1筒状磁轭4d的两端，故可防止磁铁2d在轴向的移动。
图4(c)的结构，在第1筒状磁轭4e的上端面设置图4(d)那样的凸形状50e，用由注塑成形一体化的磁铁2e覆盖第1筒状磁轭4e的两端，故可防止磁铁2e轴向的移动及转动。不过，第1筒状磁轭4e的凸形状50e具有与凹形状相同的作用效果。
实施形态4
以下对本发明的实施形态4进行说明。实施形态4是实施形态1～3所说明的燃料泵的磁铁的防止转动的变形例。
图5是简要表示本发明的实施形态4的直流电动机式燃料泵的磁铁与轴承座的剖视图，图5(a)是与呈筒状的磁铁的轴承座12(参照图1)相对的一侧的端面为平坦的场合的例子，图5(b)是表示图5(a)的磁铁和轴承座、磁轭的剖视图，图5(c)是磁铁端面为波形的场合的例子，图5(d)～(g)是磁铁端面上设置凹部、凸部的场合的例子。
图5(b)为了说明方便，以由1个构件构成的筒状磁轭为例进行说明，筒状磁轭也可与实施形态1～3相同，是由第1筒状磁轭和第2筒状磁轭两个构件组成的筒状磁轭。
图5(a)的结构，表示轴承座12f和磁铁2f都是端面为平坦的结构，如图5(b)所示，磁铁2f，其两端面由磁轭3f的凸部(即在磁轭3f的泵部20侧的端部内周朝径向突出形成的凸部)50f和轴承座12f夹持。
轴承座12f收放有直流电动机的电刷9(参照图1)、电枢6(参照图1)的轴承8(参照图1)等，并形成升压后的燃料的排出管12a(参照图1)，因而是直流电动机式燃料泵中必须设置的构件，故不用增加零件个数，就可防止磁铁2f在轴向的移动及转动。
图5(c)的结构，轴承座12g及磁铁2g的端面为波形，通过该波形部相互卡合，可阻止磁铁2g的旋转。
图5(d)的结构，在轴承座12h的端面设置凹部70h，在磁铁2h的端面设置凸部60h，通过将这些凹部及凸部相互卡合，可阻止磁铁2h的旋转。
图5(e)的结构，在轴承座12k的端面设置凸部61k，在磁铁2k的端面设置凹部71k，通过将这些凹部及凸部相互卡合，可防止磁铁2k的旋转。
图5(f)的结构，在轴承座12m的端面设置有在圆周方向具有弹性的凹部72m，在磁铁2m上设置凸部62m，通过将这些凹部及凸部相互卡合，可防止磁铁2m的旋转。
图5(g)的结构，在轴承座12n设置有在圆周方向具有弹性的凸部73n，在磁铁2n上设置凹部63n，通过将这些凹部及凸部相互卡合，可防止磁铁2n的旋转。
图5(f)的场合的凹部72m或图5(g)的场合的凸部73n具有弹性，故与图5(d)或图5(e)的场合相比，可使磁铁与轴承座无松动地卡合。
比如，对轴承座12m的凹部72m具有弹性的理由进行说明。轴承座12m的凹部72m包括：插入磁铁2m的凸部62m的开口比磁铁2m的凸部62m狭窄的插入部(梯形形状部分)；向该插入部的两侧突出的一对突起；设置在该突起与轴承座12m的侧部之间的切槽。当磁铁2m的凸部62m插入轴承座12m的凹部72m，插入部的开口比凹部62m狭窄，故一对突起在朝切槽侧弹性变形的状态下(即具有轴弹性的状态)，磁铁2m和轴承座12m得到定位。
在磁铁2h或磁铁2m由注塑成形进行成形的场合，如将图5(d)或图5(f)的磁铁2h或磁铁2m的凸部使用成形时制成的浇口部，则不需要进行浇口处理，非常合适。该场合的浇口，成为直径或边长为1～2.6mm程度，高度为1mm程度的圆柱状、角柱状。
产业上利用的可能性
本发明对实现磁路构成的自由度高且由小型的磁化装置就可容易地进行磁铁的磁化的直流电动机式燃料泵是有用的。

Claims (7)

1.一种直流电动机式燃料泵，随着电机部的直流电动机的驱动，在固定于所述电机部的磁轭上的泵部中对燃料进行升压并进行输出，所述磁轭包括：稀土类的环状磁铁配置在内周的第1筒状磁轭；在与所述磁铁对应的位置、设置在所述第1筒状磁轭外周的第2筒状磁轭。
2.如权利要求1所述的直流电动机式燃料泵，其特征在于，所述磁铁通过注塑成形形成，其浇口部设置在该磁铁的端面上。
3.如权利要求1所述的直流电动机式燃料泵，其特征在于，所述磁铁，在其端面上设置凸部或凹部，该凸部或凹部与固定于所述磁轭上的其他构件的凹部或凸部进行卡合。
4.如权利要求3所述的直流电动机式燃料泵，其特征在于，所述磁铁的凸部是注塑成形的浇口部。
5.如权利要求1所述的直流电动机式燃料泵，其特征在于，所述第1筒状磁轭与所述磁铁的至少一个端面为同一面。
6.如权利要求1所述的直流电动机式燃料泵，其特征在于，所述第1筒状磁轭，其轴向长度与所述磁铁的轴向长度大致相等。
7.如权利要求1所述的直流电动机式燃料泵，其特征在于，所述磁铁由注塑成形形成，且所述第1筒状磁轭的厚度在3mm以下。
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