CN1928347A

CN1928347A - 具有轴承孔的流体泵

Info

Publication number: CN1928347A
Application number: CNA2006101290505A
Authority: CN
Inventors: 长田喜芳; 角谷慎司; 酒井博美
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2026-09-05
Also published as: CN1928346A; CN1928345A; CN101368534A; CN100552209C; CN100467850C; CN100425822C; CN101368534B

Abstract

一种流体泵(10)包括静止的部件(30)。转子(70)可绕静止部件(30)的内圆周周边转动。静止部件(30)和转子(70)中的之一具有至少一个线圈(42)，当向该至少一个线圈供电时，其在静止部件(30)与转子(70)之间产生磁力，以便于转动转子(70)。泵体部分(12)被设置在转子(70)转动轴(72)的一个轴向端上。罩盖(50)遮盖着转子(70)转动轴(72)的另一轴向端和静止部件(30)。罩盖(50)形成了出口通道(206)，流体经该通道从泵体部分(12)中排出。罩盖(50)上具有轴承孔(52)，其可转动地支撑着转动轴(72)的另一轴向端。轴承孔(52)具有封闭的底部。罩盖(50)具有连通通道(220)，该通道将出口通道(206)与轴承孔(52)连通。

Description

具有轴承孔的流体泵

技术领域

本发明涉及一种具有轴承孔的流体泵。

背景技术

按照专利文件US 2005/0074343A1(JP-A-2005-110478)的描述，燃料泵包括由电机部分的旋转力驱动以泵送燃料的泵体部分。在这种结构中，罩盖包围着电机部分上位于泵体部分相反侧的轴向端。电机部分包括无刷电机。罩盖上具有排出口，燃料经该排出口排出。罩盖带有轴承，其转动地支撑着电机部分转子的转动轴。

罩盖具有容纳着轴承的轴承孔。轴承孔的底部被封堵住。在这种结构中，容留在轴承孔中的燃料可能会变质，且转动轴可能会被变质的燃料腐蚀。另外，由燃料泵中磨蚀现象产生的碎屑等异物可能会聚积在轴承孔中。因此，这些异物例如可能粘附到转动轴与轴承之间的滑动部分中。

发明内容

考虑到上述问题以及其它的问题，本发明的一个目的是制造这样一种流体泵：其具有轴承孔，且燃料和异物受到限制而无法聚积到轴承孔中。

根据本发明的一个方面，流体泵包括静止的部件，其具有内环圆周周边。流体泵还包括转子，其可绕所述内环圆周周边转动。转子具有转动轴。静止部件和转子中的之一具有至少一个线圈。当向该至少一个线圈供电时，其在静止部件与转子之间产生磁力，以用于转动转子。流体泵还包括泵体部分，其被设置在转子转动轴的一个轴向端上。转子适于转动泵体部分，以用于泵送流体。流体泵还包括罩盖，其遮盖着转子转动轴的另一轴向端。在转动轴的另一轴向端的一侧，罩盖遮盖着静止部件。罩盖形成了出口通道，流体经该通道从泵体部分中排出。罩盖上具有轴承孔，其可转动地支撑着转动轴的另一轴向端。轴承孔具有封闭的底部。罩盖具有连通通道，该通道将出口通道与轴承孔连通。

作为备选方案，轴承孔基本上沿轴向延伸到罩盖中的封闭轴向端处。相对于轴承孔的轴向方向，封闭的轴向端可将轴承孔封堵住。

附图说明

从下文参照附图所作的详细描述，可更加清楚地理解本发明的上述内容以及其它的目的、特征、以及优点。在附图中：

图1中的纵向局部剖视图表示了根据第一实施方式的燃料泵；

图2是沿图1中的II-II线所作的剖视图；

图3是沿图1中的III-III线所作的剖视图；

图4中示意性的剖视图表示了根据第二实施方式的燃料泵的端盖；

图5中示意性的剖视图表示了根据第三实施方式的燃料泵的端盖；以及

图6中的剖视图表示了根据第四实施方式的燃料泵。

具体实施方式

(第一实施例)

如图1所示，该实施方式中的燃料泵10例如是一种位于油箱中的涡轮泵。该燃料泵10被设置在摩托车的燃料箱中，该摩托车的发动机排量例如是150cc。

燃料泵10包括泵体部分12和电机部分13。电机部分13转动泵体部分12。壳体14起到了外壳的作用。壳体14将泵体部分12和电机部分13容纳在其中。通过对壳体14的两轴向端进行卷边处理而将泵壳20和端盖50固定。端盖50起到了罩盖的作用。壳体14上遮盖着电机部分13中定子铁芯30外圆周周边的部分的厚度小于另一部分的厚度，其中，另一部分是指形成了泵体部分12中台阶部15的部分。定子铁芯30作为静止的部件。不必需要壳体14来形成磁通回路。在这种结构中，环绕着定子铁芯30的壳体14的厚度可被减薄，从而可减小电机部分13的外径。

泵体部分12起到了涡轮泵的作用。泵体部分12包括泵壳20、22以及叶轮24。泵壳22在轴向上抵接到壳体14的台阶部15上，从而在轴向上实现对正。轴承26被压装到泵壳22的中心中。通过对壳体14的一端进行卷边而将泵壳20固定。由卷边操作形成轴向力，由此产生了压力，该压力将泵壳22和泵壳20分别紧压到台阶部15和泵壳22上，从而将燃料密封起来。

泵壳20、22可转动地容纳着作为转动体构件的叶轮24。泵壳20、22和叶轮24之间围成了基本上为C形的泵通道202。燃料被从设置在泵壳20上的进口200吸入，叶轮24的转动对燃料加压，使其流经泵通道202，从而将燃料压送向电机部分13。被压送向电机部分13的燃料在流经燃料通道204和出口通道206之后，经出口208输送向发动机。燃料通道204是在定子铁芯30与转子70之间形成的。出口208将出口通道206与端盖50的外界连通。出口208相对于轴承孔(轴承)52是偏心的。

电机部分13是无刷的电机，其包括定子铁芯30、绕线架40、线圈42、以及转子70。定子铁芯30是由六个周向布置的铁芯构成的。一个未在图中示出的控制装置根据转子70的转动位置对输送给线圈42的电流进行控制，由此转换在铁芯内周部形成的磁极。铁芯32的内圆周周边与转子70的外圆周周边相对着。

如图2所示，每个铁芯32都具有齿部33和外周部34。每个铁芯32都是通过对一些在转轴72的轴向方向上堆叠到一起的磁性钢片进行卷边处理而制成一体的。转轴72起到了转动轴的作用。齿部33从外周部34的中心处向内突伸向转子70。由电绝缘树脂制成的各个绕线架40与各个铁芯32相接合。六个外周部形成了环面的铁芯。每个外周部34都基本上为弧形，在环周方向上，这些弧形的宽度大体上是均匀的。

六个铁芯32中的各个铁芯在被环周地布置到定子铁芯30上之前，各个铁芯为单个的部件，在此条件下，通过将导线同心地绕到各个铁芯32绕线架40的外圆周周边上而制成各个线圈42。如图1所示，每个线圈42都与位于端盖50一侧的两接线端44、45保持电路连接。接线端44被从与线圈42导电连接的结合部处引出到端盖50的外部，从而露出端盖50之外。接线端44与连接器相连接。接线端45未从端盖50中露出。接线端45与线圈42在电路上相互连接起来。

在端盖50的中心处形成轴承孔52。在与轴承孔52离开大体相同距离的位置处，接线端44、45模制地插入到端盖50中，以确保离开壳体14具有一定距离，从而保证了与位于径向外侧的金属壳体14实现绝缘。接线端44被进行了弯折，以使接线端44从端盖50内部引出到外部而处于这样的外露位置：相对于接线端44在端盖50内部的位置，该位置处于径向外侧。

接线端44被弯折成使其外露位置相对于其在端盖50内部的位置位于径向外侧。出口208相对于轴承孔52是偏心的，从而使出口208与端盖50的中心分离开。因而，露出到端盖50表面之外的接线端44可与出口208分开。

此处，轴承孔52相对于开口在端盖50表面上的、出口通道206的出口208可以是同轴的。也就是说，可将出口208形成于端盖50的中心处。在这种结构中，如果诸如接线端44等部件被设置在除出口208处之外的端盖50表面上，或者作为备选方案：如果该部件被从端盖50的内部引出到除出口208处之外的部分处，则接线端44与出口208之间的距离可能要小于端盖50的半径，甚至至多是相互分开。因而，出口208与其它部件自己的距离将很小，尤其是在小型燃料泵中。因此，用于将接线端44与连接器连接起来的空间或者用于将出口209与管路等元件连接起来的空间例如就变小了。因而，用于将燃料泵与其它部件连接起来的制造工作就变得困难了。

与此相反，在该实施方式中，出口通道206的出口208相对于轴承孔52是偏心的，从而使出口208与端盖50的中心分离开。因而，布置在端盖50表面上的、诸如接线端44等的部件就可与出口208分开。作为备选方案，当部件被从端盖50的内部引出到除出口208之外的位置处时，该位置可与出口208分开。

因而，露出到端盖50表面之外的接线端44可与出口208分开。因而，便于将接线端44与连接器连接起来，同时还利于将出口208与管路等元件连接起来。

该实施方式的这种结构尤其适用于小型燃料泵。

在周向相邻的齿部33之间装填有电绝缘的树脂材料46，由此被模制成电绝缘的树脂材料46遮盖着线圈42。电绝缘的树脂材料46与端盖50模制成一体，其中，端盖50遮盖着定子铁芯30的一端，这一端相对于定子铁芯30位于泵体部分12的相反侧。电绝缘的树脂材料46可以是聚苯硫醚(PPS)或聚缩醛(POM)。端盖50是由电绝缘树脂材料46模制而成的，并一体地形成了轴承孔52、接线端44的支撑部分、以及出口208，其中，轴承孔可转动地支撑着转轴72。电绝缘树脂材料46与端盖50模制成一体，从而可减少燃料泵10的组成部件数，并能减小组装燃料泵10的工作量。

端盖50具有位于其中心处用于转动支撑转轴72的轴承孔52。轴承孔52直接支撑着转轴72。轴承孔52的底部被封堵起来。端盖50具有相对于轴承孔52处于偏心位置的出口通道206。出口通道206基本上沿着端盖的轴向方向笔直地穿透端盖50。出口通道206和轴承孔52直接交叠着，从而，出口通道206与轴承孔52连通。

偏斜限制构件60基本上为环形，其中心处形成了一个通孔。偏斜限制构件60钩接到位于泵体部分12相反侧的绕线架40端部上。偏斜限制构件60具有装配孔，接线端44、45装配到这些装配孔中。在接线端44、45装配到装配孔中的情况下，电绝缘的树脂材料46被执行模塑，从而当电绝缘树脂材料46被模塑时，可限制接线端44、45的偏斜，并与周围的部件形成干涉。

如图1、2所示，转子70包括转轴72和永磁体74。转子70可绕定子铁芯30的内圆周周边转动。转轴72的一端被轴承26可转动地支撑着，另一端被轴承孔52可转动地支撑着。永磁体74是树脂磁体，其是通过将磁粉与聚苯硫醚(PPS)等热塑性树脂混合起来、并造型为圆柱形而制成的。转轴72的外圆周周边上带有花纹，利用注塑模制等方法将永磁体74直接制到转轴的外圆周周边上。永磁体74具有八个磁极75，这些磁极相对于转子70的转动方向进行布置。八个磁极75被磁化为在与定子铁芯相对的外圆周周边上形成了磁极。相对于转子70的转动方向，磁极相互之间是不同的。

端盖50具有出口208，该出口208容纳着阀件80、封塞82、以及弹簧84，这些构件构成了逆止阀。因而，端盖50还作为逆止阀的壳体，从而，可减少燃料泵10的组成构件的数目，并能减小组装燃料泵10的工作量。

如果在泵体部分12中加压的燃料的压力变得大于或等于预定压力，阀件80就将克服弹簧84的偏置力而抬起，从而，燃料可经出口208排出而输送向发动机。阀件80限制从燃料泵10排出的燃料发生逆流。

在第一实施方式中，端盖50形成了封闭的轴向端。轴承孔52基本上沿轴向延伸到端盖50中的封闭轴向端处。封闭的轴向端可被布置在出口208与轴承孔52之间。在轴承孔52的轴向方向上，封闭的轴向端将轴承孔52封闭。

在第一实施方式中，轴承孔52与出口通道206连通，从而新鲜的燃料可流经轴承孔52。因而，新鲜的燃料将流经转轴72与轴承孔52之间的滑动部分。在这种结构中，可防止燃料由于蓄积在转轴72与轴承孔52之间而变质，从而，可保护转轴72，使其免于受燃料变质的影响而腐蚀。从而，可保持轴承孔52相对于转轴72的顺滑滑动特性。即使由磨蚀产生的碎屑等异物流入到轴承孔52中，其也会立即流出而流向出口通道206，从而可防止异物粘附到轴承孔52与转轴72之间。因而，可保持轴承孔52相对于转轴72的顺滑滑动特性。

在第一实施方式中，出口208相对于轴承孔52是偏心的。具有出口208的出口通道206与轴承孔52直接发生重叠，从而使出口通道206与轴承孔52连通。在该结构中，轴承孔52和出口通道206还起到了连通通道的作用，且它们可方便地相互连通。

出口通道206基本上被形成为直线形。因而，在模制出端盖50之后，可在相反的方向上将模制型模相互拉拔开。从而，可用树脂一体地制出端盖50。

在第一实施方式中，线圈42是由围绕各个铁芯32齿部33的集中绕组构成的，从而，例如与分布绕组的结构相比，绕组的占有率得以提高。因而，在绕匝数目不变的情况下，线圈42所占据的缠绕空间得以减小。因而，电机部分13可被缩小，从而可缩小燃料泵10的体积。

在该实施方式中，轴承孔52直接支撑着转轴72，从而可减少燃料泵10组成部件的数目，并能减轻燃料泵10的组装工作量。

另外，在周向相邻的齿部33之间装填有电绝缘的树脂材料46，由此可将树脂材料模制成遮盖着线圈42。因而，通过采用简单的结构，使线圈42受到了保护，避免了由于暴露在燃料中而被腐蚀，且防止了线圈42暴露在异物中。此外，电绝缘树脂材料46能对由集中绕组构成的线圈42进行保护，使其免于在绕制过程中发生变形。

(第二、第三、以及第四实施方式)

如图4所示，在第二实施方式中，端盖100形成了轴承孔102。轴承孔102和出口通道206并未直接交叠。轴承孔102与出口通道206在径向上相互分开。轴承孔102的底部被封堵起来。轴承孔102通过连通通道220与出口通道206实现连通。

如图5所示，在第三实施方式中，端盖110形成了轴承孔112，轴承孔112与出口通道206的出口208基本上位于同一轴线120上。轴承孔112和出口通道206并未直接交叠。轴承孔112和出口通道206在径向上相互分开。轴承孔112的底部被封堵起来。轴承孔112通过连通通道220与出口通道206实现连通。

如图6所示，在第四实施方式的燃料泵130中，端盖132形成了轴承孔134，在该轴承孔内过盈压装了金属轴承140。金属轴承140是与端盖132分开的部件，端盖132是由树脂模制而成的。端盖132是用电绝缘的树脂材料46一体地模制而成的。转轴72由轴承26和轴承140可转动地支撑着。考虑到阻力问题，轴承140可由烧结的铜合金或碳材料制成。

轴承孔134形成于端盖132的中心部位。轴承孔134的底部被封堵起来。出口通道206相对于轴承孔134是偏心的。出口通道206与轴承孔134直接交叠，并相互连通。在这种结构中，新鲜的燃料流经轴承孔134，从而，新鲜的燃料将流经转轴72与轴承140之间的滑动部分。这样，就能防止燃料由于蓄积在转轴72与轴承140之间而变质，进而可保护转轴72，使其免受变质燃料的腐蚀。从而，可保持轴承140相对于转轴72的顺滑滑动特性。即使由磨蚀产生的碎屑等异物流入到轴承孔134中，其也会立即流出而流向出口通道206，从而可防止异物粘附到轴承140与转轴72之间。因而，可保持轴承140相对于转轴72的顺滑滑动特性。

(其它实施方式)

在上述的实施方式中，在燃料泵的电机部分中应用了无刷电机，用于产生驱动燃料泵泵体部分的驱动力。无刷电机不会产生换向器电机中出现的损耗，该损耗是由于如下原因而出现的：换向器与电刷之间存在滑动阻力、换向器与电刷之间存在电阻、将换向器分割成区段的沟槽处产生流体阻力。因而，在电机效率方面，无刷电机要优于换向器电机，从而可提高燃料泵的效率。燃料泵的效率是燃料泵发出的做功量与输送给燃料泵的电力的比值，其中，燃料泵的做功量即为(燃料排出压力)×(燃料排出量)。与应用带有电刷的电机(换向器电机)的情况相比，通过应用无刷电机，在做功量不变的情况下，随着燃料泵效率的提高，电机部分的尺寸可被减小，从而可缩小燃料泵的尺寸。因而，优选地是，通过采用无刷电机来使燃料泵实现小型化，尤其是对于摩托车的情况。

但是，作为备选方案，可在泵体部分中应用换向器电机。通过将形成于端盖中、且其底部封塞起来的轴承孔与出口通道连通，即使采用了换向器电机，也能防止燃料和异物蓄积在轴承孔中。从而，可保持轴承孔相对于转轴的顺滑滑动特性。

可通过将多个树脂构件焊接起来来形成一体的端盖，而非用树脂材料一体地模制端盖。如果端盖被一体地制出了多余的孔口，则可利用密封塞将多余的孔口封闭起来。可用除树脂之外的其它材料来一体地制出端盖。也就是说，端盖例如可用金属制成。

在上述的多个实施方式中，被环周布置以形成定子铁芯的各个齿部是分开的部件。作为备选方案，齿部也可被制成一体，以使得齿部在周向上排列。

在上述的多个实施方式中，泵体部分12是由包括叶轮24的涡轮泵构成的。作为备选方案，泵体部分可由具有其它结构的泵—例如齿轮泵构成。

各种实施方式的上述结构可被合适地组合起来。

在上述的实施方式中，有关转轴、轴承孔、以及端盖的结构被应用到燃料泵中。但是，上述的结构并不限于在燃料泵上的应用。上述的结构还可被应用于其它类型的流体泵。

在不悖离本发明实质思想的前提下，可对上述实施方式作出多种形式的改动和替换。

Claims

1、一种流体泵(10、130)，其包括：

静止部件(30)，其具有内圆周周边；

转子(70)，其可绕所述内圆周周边转动，转子(70)具有转动轴(72)；

其中，静止部件(30)和转子(70)中的之一包括至少一个线圈(42)，

当向所述至少一个线圈(42)供电时，其在静止部件(30)与转子(70)之间产生磁力，以用于转动转子(70)；

流体泵(10、130)还包括：

泵体部分(12)，其被设置在转子(70)的转动轴(72)的一个轴向端上，转子(70)适于转动泵体部分(12)，以用于泵送流体；

罩盖(50、100、110、132)，其遮盖着转子(70)的转动轴(72)的另一轴向端，罩盖(50、100、110、132)遮盖着位于转动轴(72)的另一轴向端一侧的静止部件(30)，罩盖(50、100、110、132)形成了出口通道(206)，流体经该通道从泵体部分(12)中排出，

其中，罩盖(50、110、110、132)上具有轴承孔(52、102、112、134)，其可转动地支撑着转动轴(72)的另一轴向端；

轴承孔(52、102、112、134)具有封闭的底部；以及

罩盖(50、100、110、132)具有连通通道(220)，该连通通道将出口通道(206)与轴承孔(52、102、112、134)连通。

2、根据权利要求1所述的流体泵(10、130)，其特征在于：

所述至少一个线圈(42)包括多个线圈(42)；

静止部件(30)包括多个齿部(33)，这些齿部沿周向布置；

多个线圈(42)中的每个线圈都是通过将导线集中地缠绕到多个齿部(33)的每个的外圆周周边上而形成的；

当被供送电流时，多个线圈(42)在多个齿部(33)的内圆周周边上环周地形成磁极；

通过对输送给多个线圈(42)的电流进行控制来转换磁极；

转子(70)的外圆周周边与多个齿部(33)的内圆周周边相对；以及

相对于转子(70)的旋转方向，转子(70)的外圆周周边形成了互不相同的磁极。

3、根据权利要求1或2所述的流体泵(10)，其特征在于：

罩盖(50、100、110)是由树脂制成的；

罩盖(50、100、110)直接支撑着转动轴(72)；以及

转动轴(72)可相对于罩盖(50、100、110)转动。

4、根据权利要求1或2所述的流体泵(130)，其特征在于：还包括：

金属轴承(140)，其是与罩盖(132)分开的部件；

其中，罩盖(132)是由树脂形成的；

金属轴承(140)被压装到轴承孔(134)中；以及

金属轴承(140)可转动地支撑着转动轴(72)。

5、根据权利要求1或2所述的流体泵(10、130)，其特征在于：罩盖(50、100、110、132)是用树脂一体地形成的。

6、根据权利要求1或2所述的流体泵(10、130)，其特征在于：出口通道(206)具有相对于轴承孔(52、102、134)偏心的出口(208)。

7、根据权利要求6所述的流体泵(10、130)，其特征在于：

轴承孔(52、102、112、134)和出口通道(206)交叠；以及

轴承孔(52、102、112、134)与出口通道(206)连通。

8、根据权利要求1或2所述的流体泵(10、130)，其特征在于：

轴承孔(52、102、112、134)基本上沿轴向延伸到罩盖(50、100、110、132)中的封闭轴向端处；以及

相对于轴承孔(52、102、112、134)的轴向方向，封闭的轴向端将轴承孔(52、102、112、134)封堵住。

9、一种流体泵(10、130)，包括：

静止部件(30)，其具有内圆周周边；

其中，静止部件(30)和转子(70)中的之一具有至少一个线圈(42)，

流体泵(10、130)还包括：

泵体部分(12)，其被设置在转子(70)转动轴(72)的一个轴向端上，转子(70)适于转动泵体部分(12)，以用于泵送流体；以及

罩盖(50、100、110、132)，其遮盖着转子(70)转动轴(72)的另一轴向端，罩盖(50、100、110、132)遮盖着位于转动轴(72)的另一轴向端一侧的静止部件(30)，罩盖(50、100、110、132)形成了出口通道(206)，流体经该出口通道从泵体部分(12)中排出，

相对于轴承孔(52、102、112、134)的轴向方向，封闭的轴向端将轴承孔(52、102、112、134)封堵住；以及

10、根据权利要求9所述的流体泵(10、130)，其特征在于：连通通道(220)相对于封闭的轴向端位于轴承孔(52、102、112、134)的一侧。