DE102007000068A1

DE102007000068A1 - Motor und den Motor verwendende Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102007000068A1
Application number: DE102007000068A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kariya Sakai; Kiyoshi Kariya Nagata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Aisan Kogyo Obu Shi Jp KK
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2007-09-06
Also published as: US20070176511A1

Abstract

Ein Motor weist einen Statorkern (30, 30a), Isolatoren (40, 40a, 70), Spulen (48, 80) und einen Rotor (60) auf. Der Statorkern (30, 30a) weist eine Vielzahl von Spulenkernen (32, 32a) auf, die umlaufend angeordnet sind, wobei jeder aus der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) einen Zahn (34, 34a), der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern (36, 36a) aufweist, der sich umlaufend an einer radial äußeren Seite des Zahns (34, 34a) erstreckt. Jeder Isolator (40, 40a, 70) deckt einen entsprechenden der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) ab, wobei ein Teil jedes Isolators (40, 40a, 70) radial außerhalb einer imaginären geraden Linie (100) vorgesehen ist, die Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche (37, 37a) des Außenrandkerns (36, 36a) verbindet. Jede der Spulen (48, 80) ist an dem Isolator (40, 40a, 70) geformt. Der Rotor (60) ist drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns (30, 30a) vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Motor mit innenliegendem Rotor und eine Kraftstoffpumpe, die diesen verwendet.

Herkömmlich ist eine Kraftstoffpumpe, die den bürstenlosen Motor mit innenliegendem Rotor als Antriebsquelle verwendet, offenbart (vergleiche beispielsweise JP-A-2005-110478 entsprechend der US 2005-0074343 A1, JP-A2005-110477). In dem bürstenlosen Motor werden keine Verlustprobleme ähnlich wie bei dem bürstenlosen Motor aufgrund eines Reibungswiderstands zwischen einem Kommutator und einer Bürste, einem elektrischen Widerstand zwischen dem Kommutator und der Bürste und einem Strömungswiderstand erzeugt, der Nuten beaufschlagt wird, die zum Unterteilen des Kommutators in Segmente vorgesehen sind. Als Ergebnis ist der Motorwirkungsgrad des bürstenlosen Motors höher als derjenige des Bürstenmotors, wodurch der Wirkungsgrad der Kraftstoffpumpe verbessert wird. Dabei ist der Wirkungsgrad der Kraftstoffpumpe durch (Motorwirkungsgrad) × (Pumpenwirkungsgrad) angegeben. Wenn I einen Antriebsstrom bedeutet, der dem Motor der Kraftstoffpumpe bereit gestellt wird, V eine angelegte Spannung bedeutet, T ein Drehmoment des Motors bedeutet, N eine Drehzahl des Motors bedeutet, P den Druck des von der Kraftstoffpumpe gepumpten Kraftstoffs bedeutet und Q eine Kraftstoffpumpengröße bedeutet, können der Motorwirkungsgrad und der Pumpenwirkungsgrad beschrieben werden als (Motorwirkungsgrad) = (T × N)/(I × V) und (Pumpenwirkungsgrad) = (P × Q)/(T × N). Somit gilt (Kraftstoffpumpenwirkungsgrad) = (Motorwirkungsgrad) × (Pumpenwirkungsgrad) = (P × Q)/(I × V).

Dann kann die den bürstenlosen Motor verwendende Kraftstoffpumpe im Hinblick auf die Größe verringert werden, da die Größe des Motor für den äquivalenten Motorwirkungsgrad in einem Fall verringert werden kann, in dem anstelle des Bürstenmotors ein bürstenloser Motor verwendet wird.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben eine Struktur des bürstenlosen Motors mit innenliegendem Rotor studiert, um leicht einen Wicklungsdraht der Spule mit einem hohen Raumfaktor in einem begrenzten Wicklungsraum jedes Spulenkerns aufgrund der Verringerung der Größe des Motors durch Verwendung eines Statorkerns zu wickeln, indem ein äußerer Rand des Rotors mit einer Vielzahl von Spulenkernen umgeben ist, die radial vorgesehen sind. Dabei ist der Raumfaktor ein Verhältnis eines Belegungsschnittbereichs des Wicklungsdrahts in Bezug auf den Wicklungsraum. Das heißt, dass, wenn der Raumfaktor höher ist, die Anzahl der Windungen des Wicklungsdrahts in dem Wicklungsraum erhöht werden kann, wodurch der Motor verkleinert wird und der Motorwirkungsgrad verbessert wird.

Bei einem Spulenkern 300, der einen Statorkern bildet und wie in 9 gezeigt geformt ist, erstreckt sich eine Innenrandoberfläche 305 eines Außenrandkerns 304 umlaufend an einer radial äußeren Seite eines Zahns 302 des Spulenkerns 300 und ist allgemein auf einer imaginären geraden Linie 330 positioniert, die durch Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche 305 verläuft. Eine dem Außenrandkern 304 zugewandte Seite einer Spulenwicklungsoberfläche 312 eines Isolators 310, an bzw. um den eine Spule 320 gewickelt ist, erstreckt sich entlang der imaginären geraden Linie 330. Wenn die dem Außenrandkern 304 zugewandte Seite der Spulenwicklungsoberfläche 312 des Isolators 310 sich entlang der imaginären geraden Linie 330 erstreckt, wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann der Wicklungsdraht leicht in den Wicklungsräumen des Isolators 310 aus Öffnungen des Isolators 310 gewickelt werden.

In einem Spulenkern 300, der einen Statorkern bildet und wie in 9 gezeigt geformt ist, ist eine Innenrandoberfläche 305 eines Außenrandkerns 304 eine flache Oberfläche, und der Außenrandkern 304 erstreckt sich umlaufend an einer radial äußeren Seite eines Zahns 302. Außerdem ist eine imaginäre gerade Linie 330, die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche 305 verbindet, an der Innenrandoberfläche 305 angeordnet. Eine dem Außenrandkern 304 zugewandte Seite der Spulenwicklungsoberfläche 312 des Isolators 310, auf den eine Spule 320 gewickelt ist, ist eine flache Oberfläche entlang der imaginären geraden Linie 330. Wenn die Spulenwicklungsoberfläche 312 des Isolators 310 auf der Seite des Außenrandkerns 304 die flache Oberfläche entlang der imaginären geraden Linie 330 ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann der Wicklungsdraht leicht in den Wicklungsräumen des Isolators 310 aus Öffnungen des Isolators 310 gewickelt werden.

Wenn jedoch der Wicklungsdraht in dem begrenzten Wicklungsraum durch eine vorbestimmte Anzahl von Windungen begrenzt ist, kann die Spule 320 bis nahe an der Öffnung des Isolators 310 reichen, weshalb umlaufend benachbarte Spulen nahe aneinander angeordnet sein können, oder sich aufgrund der Verringerung der Größe des Motors berühren können. Somit kann ein Isolierfehler zwischen diesen Spulen auftreten. Außerdem kann angenommen werden, dass zur Verbesserung des Motorwirkungsgrads die Anzahl der Windungen des Wicklungsdrahts erhöht wird, weshalb zu diesem Zweck ein größerer Wicklungsraum erforderlich ist.

Daher ist es erforderlich, dass der Motor verkleinert wird und gleichzeitig der Wicklungsraum für den Wicklungsdraht erhöht wird.

Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der vorstehend beschriebenen Nachteile gemacht, weshalb der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, einen Motor anzugeben, der einen erhöhten Wicklungsraum aufweist, während die Größe des Motors verringert ist, und ebenfalls eine Kraftstoffpumpe anzugeben, die diesen Motor verwendet.

Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wird ein Motor angegeben, der einen Statorkern, Isolatoren, Spulen und einen Rotor aufweist. Der Statorkern weist eine Vielzahl von Spulenkernen auf, die umlaufend angeordnet sind. Jeder aus der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) weist einen Zahn, der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern auf, der sich an einer radial äußeren Seite des Zahns umlaufend erstreckt. Jeder der Isolatoren deckt jeweils einen entsprechenden Kern der Vielzahl der Spulenkerne ab, wobei ein Teil jedes Isolators radial außerhalb einer imaginären geraden Linie vorgesehen ist, die Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche des Außenrandkerns verbindet. Jede der Spulen ist durch Wickeln eines Wicklungsdrahtes an einem äußeren Umfang eines entsprechenden Isolators geformt, wobei ein Magnetpol, der umlaufend an einer radial inneren Seite jedes aus der Vielzahl der Spulenkerne gebildet ist, geschaltet wird, wenn die Speisung einer entsprechenden Spule gesteuert wird. Der Rotor ist drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns vorgesehen, wobei unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in Rotationsrichtung auf einer Außenrandoberfläche des Rotors angeordnet sind, und die Außenrandoberfläche des Rotors dem Statorkern zugewandt ist.

Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wird ebenfalls eine Kraftstoffpumpe bereitgestellt, die den vorstehend beschriebenen Motor und eine durch den Motor angetriebene Pumpe aufweist, wobei die Pumpe Kraftstoff aufnimmt (einlässt) und den Druck des Kraftstoffs erhöht.

Weiterhin wird zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Motor bereitgestellt, der einen Statorkern, Isolatoren, Spulen, und einen Rotor aufweist. Der Statorkern weist eine Vielzahl von Spulenkernen auf, die umlaufend angeordnet sind. Jeder der Vielzahl der Spulenkerne weist einen Zahn, der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern auf, der sich an einer radial äußeren Seite des Zahns umlaufend erstreckt. Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche des Außenrandkerns in Bezug auf eine imaginäre gerade Linie, die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns verbindet, sind mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne stärker radial nach innen geneigt. Jeder der Isolatoren deckt jeweils einen entsprechenden der Vielzahl der Spulenkerne ab, wobei eine dem Außenrandkern zugewandte Seite einer Spulenwicklungsoberfläche jedes Isolators sich allgemein entlang der imaginären geraden Linie erstreckt. Jede der Spulen ist auf bzw. an einem entsprechenden Isolator gewickelt. Der Rotor ist drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns vorgesehen, wobei unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in Rotationsrichtung auf einer Außenrandoberfläche des Rotors angeordnet sind, und die Außenrandoberfläche des Rotors dem Statorkern zugewandt ist.

Weiterhin wird zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Motor bereitgestellt, der einen Statorkern, Isolatoren, Spulen, und einen Rotor aufweist. Der Statorkern weist eine Vielzahl von Spulenkernen auf, die umlaufend angeordnet sind. Jeder der Vielzahl der Spulenkerne weist einen Zahn, der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern auf, der sich an einer radial äußeren Seite des Zahns umlaufend erstreckt. Eine dem Zahn zugewandte Seite einer Innenrandoberfläche des Außenrandkerns ist in Bezug auf eine imaginäre gerade Linie, die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns verbindet, mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne radial nach außen hin vertieft. Jeder der Isolatoren deckt jeweils einen entsprechenden der Vielzahl der Spulenkerne ab, wobei eine dem Außenrandkern zugewandte Seite einer Spulenwicklungsoberfläche jedes Isolators sich allgemein entlang der imaginären geraden Linie erstreckt. Jede der Spulen ist auf bzw. an einem entsprechenden Isolator gewickelt. Der Rotor ist drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns vorgesehen, wobei unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in Rotationsrichtung auf einer Außenrandoberfläche des Rotors angeordnet sind, und die Außenrandoberfläche des Rotors dem Statorkern zugewandt ist.

Die Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen anhand der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Patentansprüche und der beiliegenden Zeichnung deutlich. Es zeigen:
1A eine Schnittansicht, die einen Spulenkern und einen Isolator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
1B einen Motor, bei dem ein Rotor entfernt ist, von einer Endseite in Längsrichtung gesehen,
2 eine Schnittansicht, die eine Kraftstoffpumpe gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt,
3A eine erläuternde Ansicht, die einen Wicklungsprozess einer Spule veranschaulicht,
3B eine Teilschnittansicht von 3A, aus einer Richtung IIIB gesehen,
4 eine Schnittansicht, die einen Spulenkern und Isolatoren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt,
5 eine Schnittansicht, die einen Spulenkern und einen Isolator gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt,
6A eine Schnittansicht, die einen Spulenkern und einen Isolator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt,
6B einen Motor, bei dem ein Rotor entfernt ist, aus einer Endseite in Längsrichtung betrachtet,
7 eine Schnittansicht, die eine Kraftstoffpumpe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt,
8A eine erläuternde Darstellung, die einen Wicklungsprozess einer Spule darstellt,
8B eine Teilschnittansicht von 8A, aus einer Richtung VIIIB gesehen, und
9 eine Schnittansicht, die einen Spulenkern und einen Isolator gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht.
Nachstehend sind mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Eine Kraftstoffpumpe, die einen Motor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet, ist in 2 gezeigt. Eine Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise eine Turbinenpumpe der sich im Tank befindlichen Bauart, die in einem Kraftstofftank eines zweirädrigen Fahrzeugs mit einem Hubraum von gleich oder kleiner als 150 cm³.
Die Kraftstoffpumpe 10 weist eine Pumpe 12 und einen Motor 14 auf, der drehend die Pumpe 12 antreibt. Ein Gehäuse der Kraftstoffpumpe 10 ist durch Gehäuse 16 und 18 aufgebaut. Jedes der Gehäuse 16 und 18 ist in einer zylindrischen Form durch Pressbearbeitung von Stahlblech geformt, und das Gehäuse 18 ist in das Gehäuse 16 pressgepasst und ist daran befestigt. Das Gehäuse 16 dient ebenfalls als Gehäuse für die Pumpe 12 und den Motor 14, und ist ausgelegt, dass es eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweist. Beide Endabschnitte in Längsrichtung des Gehäuses 16 verstemmen (caulk) ein Pumpengehäuse 20 und einen Statorkern 30, um diese zu befestigen. Ein Pumpengehäuse 22 und der Statorkern 30 sind gegen die Längsenden des Gehäuses 18 derart gepresst, dass deren Positionen in Längsrichtung bestimmt werden.
Die Pumpe 12 ist eine Turbinenpumpe mit den Pumpengehäusen 20 und 22 und einem Flügelrad 24. Das Pumpengehäuse 22 ist in das Gehäuse 16 pressgepasst und wird gegen das Gehäuse 18 in Längsrichtung gepresst. Die Pumpengehäuse 20 und 22 sind Pumpengehäuse, in denen das Flügelrad 24 als drehbares Teil derart aufgenommen ist, dass das Flügelrad 24 drehbar ist. Ein Pumpenkanal 202, der eine C-Form aufweist, ist an jedem Freiraum zwischen dem Flügelrad 24 und jedem der Pumpengehäuse 20 und 22 vorgesehen. Der Druck eines Kraftstoff, der über einen an dem Pumpengehäuse 20 vorgesehenen Einlassanschluss 200 aufgenommen beziehungsweise eingelassen wird, wird in dem Pumpenkanal 202 durch die Rotation des Flügelrads 24 erhöht, woraufhin der Kraftstoff zu dem Motor 14 hin gepumpt wird. Der zu dem Motor 14 gepumpte Kraftstoff fließt durch einen Kraftstoffkanal 204, der zwischen dem Statorkern 30 und einem Rotor 60 angeordnet ist, und wird dann einer Brennkraftmaschine über einen Ausstoßanschluss 206 zugeführt.
Der Motor 14 ist ein sogenannter bürstenloser Motor einer Bauart mit innenliegendem Rotor. Der Motor 14 weist den Statorkern 30, Isolatoren 40 und Spulen 48 auf. Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Statorkern 30 durch sechs Spulenkerne 32 aufgebaut, die jeweils getrennt sind und zu regelmäßigen Intervallen umlaufend angeordnet sind. Der Spulenkern 32 ist durch gegenseitiges Verstemmen von magnetischen Stahlblechen geformt, die in Längsrichtung gestapelt sind. Der Spulenkern 32 weist einen Zahn 34 auf, der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern 36 auf, der sich in beiden umlaufenden Richtungen von einer radial äußeren Seite des Zahns 34 erstreckt. Der Außenrandkern 36 weist eine gleichförmige Dicke auf und weist eine Bogenform auf. Eine Seite einer Innenrandoberfläche 37 des Außenrandkerns 36 auf der Seite des Zahns 34 ist radial außerhalb der imaginären geraden Linie 100 positioniert, die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche 37 verbindet.
Ein Paar von Isolatoren 40, die derart gebildet sind, dass sie im Wesentlichen dieselbe Form aufweisen, sind mit einem entsprechenden Spulenkern 32 von beiden Längsenden davon ausgerüstet, sodass das Paar der Isolatoren an dem Spulenkern 32 angebracht ist. Jeder Isolator 40 weist einen inneren Kranz (Kragen) 42 an dessen radial innerer Seite auf und äußere Kränze 44 an einer radial äußeren Seite davon auf, um einen Wicklungsraum zu bilden, der zwischen dem inneren Kranz 42 und dem äußeren Kranz 44 definiert ist, wie es in 1A gezeigt ist. Beispielsweise sind die inneren Kränze 42 und die äußeren Kränze 44 an umlaufend gegenüber liegenden Seiten des Zahns 34 vorgesehen, wie es in 1A gezeigt ist. Die Spule 48 ist durch Wickeln des Wicklungsdrahts in diesem Wicklungsraum gebildet. Der äußere Kranz 44 ist an der Seite des Isolators 40 zu dem Außenrandkern 36 hin vorgesehen. Umlaufende Endseiten der Spulenwicklungsoberfläche 46, die radial innere Oberflächen der Kränze 44 sind, weisen Bogenformen auf, die sich entlang des Außenrandkerns 36 erstrecken. Die zu dem Zahn 34 gerichtete Seite der Spulenwicklungsoberfläche 46 erstreckt sich entlang der imaginären geraden Linie 100.
Die Spule 48 ist durch eine konzentrierte und normale Wicklung des Wicklungsdrahts an dem Isolator 40 jedes Spulenkerns 32 geformt.
Wie es in 2 gezeigt ist, deckt ein dielektrisches Harzmaterial 50 den Statorkern 30, die Isolatoren 40 und die Spulen 48 mit Ausnahme einer radial inneren Oberfläche und einer radial äußeren Oberfläche des Statorkerns 30 ab. Eine Endabdeckung 52 ist einstückig harzvergossen mit dem dielektrischen Harzmaterial 50, um den Ausstoßanschluss 206 zu formen. Die Anschlüsse 56, die aus der Endabdeckung 52 frei liegen und damit vergossen (insert-molded) sind, sind elektrisch mit den Spulen 48 verbunden.
Der Rotor 60 weist eine Welle 62 und einen Permanentmagneten 64 auf und ist innerhalb des Statorkerns 30 derart vorgesehen, dass der Rotor 60 drehbar ist. Beide Endabschnitte der Welle 62 sind drehbar durch Lager 26 gestützt. Der Permanentmagnet 64 ist ein Plastikmagnet, der durch Einbringen von Magnetpulvern in thermoplastisches Harz wie Polyphenylen-Sulfid (PPS) und Polyacetal (POM) hergestellt ist, um eine zylindrische Form zu formen. Der Permanentmagnet 64 weist acht magnetische Abschnitte 65 in Rotationsrichtung auf. Die acht magnetischen Abschnitte 65 sind derart polarisiert, dass unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in Rotationsrichtung an deren Außenrandoberflächenseiten geformt sind, die dem Spulenkern 32 zugewandt sind.
Nachstehend ist ein Wicklungsprozess zum Wickeln des Wicklungsdrahts beschrieben, der die Spule 48 formt.

(1) Zunächst wird der Spulenkern 32 durch gegenseitiges Verstemmen (caulking) von magnetischen Stahlblechen geformt, die in Längsrichtung gestapelt sind.
2) Die Isolatoren 40 werden mit dem entsprechenden Spulenkern 32 von beiden Endseiten in Längsrichtung des Spulenkerns 32 zum Zusammenbau eingepasst.
(3) Der Spulenkern 32, der mit den Isolatoren 40 zusammen gebaut wird, ist auf einem Sockel 122 eines Wicklungsgeräts 120 gemäß 3 in einer Bedingung (einem Zustand) angebracht, in dem der Außenrandkern 36 nach unten zeigt. Eine Montageoberfläche 124 des Sockels 122 auf der der Spulenkern 32 angebracht wird, weist eine vertiefte gebogene Oberfläche auf, die einer vorspringenden gebogenen Oberfläche der Außenrandoberfläche des Außenrandkerns 36 entspricht. Führungen 130 sind an beiden Endseiten in Querrichtung des Sockels 122 befestigt, und Führungen 134 sind an beiden Endseiten in Längsrichtung des Sockels 122 befestigt. Eine Führungsoberfläche 132 an einem oberen Ende der Führung 130 erstreckt sich geradeaus in Längsrichtung des Spulenkerns 32 und ist derart geformt, dass sie eine glatte vorspringende gekurvte Oberfläche zu einem Wicklungsdraht 142 aufweist, um den Wicklungsdraht 142 zu führen. Außerdem weist eine Führungsoberfläche 136 auf einem oberen Ende der Führung 134 eine Form auf, die sich allgemein entlang der Spulenwicklungsoberfläche 46 des Isolators 40 erstreckt. Das heißt, das umlaufende Seiten der Führungsoberfläche 136 sich entlang des Bogens der umlaufenden Seiten der Spulenwicklungsoberfläche 46 des Isolators 40 erstrecken, wobei ebenfalls eine Mitte der Führungsoberfläche 136 sich allgemein auf der dem Zahn 34 zugewandten Seite der Spulenwicklungsoberfläche 46 des Isolators 40 erstreckt. Außerdem ist die Führungsoberfläche 136 derart geformt, dass sie eine glatte vorspringende gekrümmte Oberfläche zu dem Wicklungsdraht 142 aufweist, um den Wicklungsdraht 142 zu führen.
(4) Nach Montieren bzw. Anbringen des Spulenkerns 32, der mit den Isolatoren 40 zusammengebaut ist, auf den Sockel 122 wird eine Düse 140, die den Wicklungsdraht 142 zuführt, nahe an den Spulenkern 32 gebracht.
(5) Dann wird, wie es in 3A gezeigt ist, in einer Bedingung, in der der Wicklungsdraht 142 unter Spannung in Kontakt mit der Führungsoberfläche 132 auf dem oberen Ende der Führung 130 gehalten wird, die Düse 140 in die Längsrichtung des Spulenkerns 132 bewegt. Wenn die Düse 140 eine Endseite des Spulenkerns 32 in Längsrichtung erreicht, wird der Wicklungsdraht 142 von der Führungsoberfläche 132 der Führung 130 zu der Führungsoberfläche 136 der Führung 134 bewegt.
(6) Dabei wird die Düse 140 von einem umlaufenden Ende der Führungsoberfläche 136 zu dem Zahn 34 in einer Bedingung bewegt, in der der Wicklungsdraht 142 unter einer abwärts gerichteten Spannung gehalten wird. Dann wird die Düse 140 zeitweilig gestoppt oder langsam um den Zahn 34 bewegt. Auf diese Weise kann der Wicklungsdraht 142 zu der dem Zahn 34 zugewandten Seite der Spulenwicklungsoberfläche 46 des Isolators 40 geschoben werden. Dabei ist die dem Zahn 34 zugewandte Seite der Spulenwicklungsoberfläche 46 des Isolators 40 radial außerhalb der Enden in Umlaufsrichtung der dem Außenrandkern 36 zugewandten Seite der Spulenwicklungsoberfläche 46 in Bezug auf die imaginäre gerade Linie 100 angeordnet.

Wenn außerdem der Wicklungsdraht in dem Wicklungsraum des Isolators 40 gewickelt wird, der radial innerhalb der Enden in Umlaufsrichtung der dem Außenrandkern 36 zugewandten Seite der Spulenwicklungsoberfläche 46 in Bezug auf die imaginäre gerade Linie 100 angeordnet ist, der Wicklungsdraht durch die normale Wicklung in einer Bedingung gewickelt, in der der Wicklungsdraht 142 nicht gegen die Führungsoberfläche 136 gepresst wird. Auf diese Weise wird der Wicklungsdraht 142 auf dem Isolator 40, der an jedem Spulenkern 32 angebaut ist, durch die konzentrierte Wicklung und die normale Wicklung gewickelt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel weist der Außenrandkern 36 des Spulenkerns 32 eine gleichförmige Dicke auf, und ist die dem Zahn 34 zugewandte Seite der Innenrandoberfläche 37 radial außerhalb der imaginären geraden Linie 100 positioniert, die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche 37 des Außenrandkerns 36 verbindet. Als Ergebnis wird der Spulenkern 32 nicht an einem für den Magnetkreis unnötigen Abschnitt (beispielsweise eine dem Zahn 302 zugewandte Seite des Außenrandkerns 304 des Spulenkerns 300 gemäß dem Stand der Technik gemäß 9) geformt, sondern ein Teil des Isolators 40 ist statt dessen vorgesehen. Auf diese Weise wird die Größe des Spulenkerns 32 verringert, und gleichzeitig wird der durch den Isolator 40 definierte Wicklungsraum erhöht. Das heißt, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die dem Zahn zugewandte Seite der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns an einer radial äußerer Seite der imaginären geraden Linie positioniert ist, die beide Enden in Umfangsrichtung der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns verbindet, weshalb diese dünner ist.
Daher können, falls die Anzahl der Windungen des Wicklungsdrahts 142 identisch sind, die Positionen der Enden in Umlaufsrichtung der gewickelten Spule 48 bewegt werden und können näher an den Zahn 34 gebracht werden. Typischer Weise sind die umlaufenden Endflächen der gewickelten Spule 48 zu dem Zahn 34 hin vertieft. Als Ergebnis kann, wie es in 1B gezeigt ist, da ein Freiraum 110, der zwischen umlaufenden benachbart angeordneten Spulen 48 definiert ist, größer wird, dass dielektrische Verhalten zwischen den Spulen 48 erzielt werden.
Da außerdem die dem Zahn zugewandte Seite der dem Außenrandkern zugewandten Seite der Spulenwicklungsoberfläche des Isolators radial außerhalb der imaginären geraden Linie positioniert ist, wird der Wicklungsraum erhöht. Somit kann dadurch, dass der unnötige Abschnitt für den Magnetkreis dünner gemacht wird, der Wicklungsraum erhöht werden, ohne dass ein magnetisches Verhalten verschlechtert wird. Insbesondere wird, da der Wicklungsraum des Isolators 40 größer wird, eingeschränkt, dass umlaufend benachbart angeordnete Spulen übermäßig nahe aneinander angeordnet werden, wobei trotzdem die Anzahl der Windungen erhöht werden kann. Somit kann der Motorwirkungsgrad verbessert werden.
Da ebenfalls die dem Zahn zugewandte Seite der Spulenwicklungsoberfläche 46 des äußeren Kranzes des Isolators 40 die flache Oberfläche ist, die sich entlang der imaginären geraden Linie 100 erstreckt, kann der Wicklungsdraht leicht entlang der Spulenwicklungsoberfläche 46 in einem Zustand gewickelt werden, in dem eine Fehlerwicklung an der Rückseite des Isolators 40 begrenzt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kollabiert die Spule, wenn die Fehlerwicklung auftritt.
Zweites und drittes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in 4 veranschaulicht, und ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 5 veranschaulicht. Dabei sind im Wesentlichen identische Komponenten, die identisch zu denjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß dem in 4 veranschaulichtem zweiten Ausführungsbeispiel weisen äußere Kränze 72, die an einer dem Außenrandkern 36 zugewandten Seite eines Isolators 70 angeordnet sind, gebogene Formen auf, die sich entlang des Außenrandkerns 36 von beiden Enden in Umlaufsrichtung zu dem Zahn 34 hin erstrecken. Außerdem ist eine dem Zahn 34 zugewandte Seite einer Spulenwicklungsoberfläche 74, die eine radial innere Oberfläche jedes äußeren Kranzes 72 ist, radial außerhalb der imaginären geraden Linie 100 positioniert. Außerdem sind die dem Zahn 34 zugewandten Seiten der Spulenwicklungsoberflächen 74 der äußeren Kränze 72 keine flachen Oberflächen, im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Spulenwicklungsoberflächen 74 weisen vertiefte gebogene Formen auf, die sich von den entsprechenden Enden in Umlaufsrichtung zu dem Zahn 34 hin erstrecken.
In dem wie vorstehend beschrieben geformten Isolator 70 entspricht die Führungsoberfläche 136 der Führung 134 des Wicklungsgeräts 120 gemäß 3 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einer Form der Spulenwicklungsoberfläche 74 des äußeren Kranzes 72 des Isolators 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Daher kann der Wicklungsdraht 142 in dem Wicklungsraum des Isolators, der radial außerhalb der imaginären geraden Linie 100 definiert ist, durch das konzentrierte Wickeln und das normale Wickeln gewickelt werden.
Gemäß dem in 5 veranschaulichten dritten Ausführungsbeispiel sind die Formen des Spulenkerns 32 und der Isolatoren 40 identisch zu denjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch ist der Wicklungsdraht 142, der eine Spule 80 bildet, durch ein wahlloses (zufälliges, random) Wickeln anstelle des normalen Wickelns gewickelt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Kraftstoffpumpe angewandt. Jedoch ist der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Kraftstoffpumpe begrenzt, sondern kann als Antriebsquelle für eine andere Vorrichtung verwendet werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ähnliche Komponenten eines Motors gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die ähnlich zu den Komponenten des Motors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine Kraftstoffpumpe, die einen Motor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet, ist in 7 gezeigt. Eine Kraftstoffpumpe 10a gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise eine Turbinenpumpe der im Tank angeordneten Bauart, die in einem Kraftstofftank eines zweirädrigen Fahrzeugs mit einem Hubraum von gleich oder niedriger als 150 cm³ vorgesehen ist.
Die Kraftstoffpumpe 10a weist eine Pumpe 12 und einen Motor 14a auf, der die Pumpe 12 drehbar antreibt. Ein Gehäuse der Kraftstoffpumpe 10a ist durch Gehäuse 16 und 18 aufgebaut. Jedes der Gehäuse 16 und 18 ist durch Pressbearbeitung von Metallblech in eine zylindrische Form geformt, und das Gehäuse 18 ist in das Gehäuse 16 pressgepasst und ist daran befestigt. Das Gehäuse 16 dient ebenfalls als Gehäuse für die Pumpe 17 und den Motor 14a und ist ausgelegt, eine Dicke von etwa 0,5 mm aufzuweisen. Beide Endabschnitte in Längsrichtung des Gehäuses 16 verstemmen ein Pumpengehäuse 20 und einen Statorkern 30a, um diese zu befestigen. Ein Pumpenkasten (Pumpengehäuse) 22 und der Statorkern 30a werden gegen die Längsenden des Gehäuses 18 derart gepresst, dass deren Längspositionen bestimmt sind.
Die Pumpe 12 ist eine Turbinenpumpe mit den Pumpenkästen (Pumpengehäusen) 20 und 22 und einem Flügelrad 24. Der Pumpenkasten 22 ist in das Gehäuse 16 pressgepasst und wird gegen das Gehäuse 18 in Längsrichtung gepresst. Die Pumpenkästen 20 und 22 sind Pumpenkästen, in denen das Flügelrad 24 als drehbares Teil derart aufgenommen ist, dass das Flügelrad 24 drehbar ist. Ein Pumpenkanal 202, der eine C-Form aufweist, ist an jedem Freiraum zwischen dem Flügelrad 24 und jedem der Pumpenkästen 20 und 22 vorgesehen. Der Druck von Kraftstoff, der durch einen an den Pumpenkasten 20 vorgesehenen Einlassanschluss 200 eingelassen wird, wird in dem Pumpenkanal 202 durch die Rotation des Flügelrads 24 erhöht, woraufhin der Kraftstoff zu dem Motor 14a gepumpt wird. Der zu dem Motor 14a gepumpte Kraftstoff fließt durch einen Kraftstoffkanal 204, der zwischen dem Statorkern 30a und einem Rotor 60 angeordnet ist, und wird dann der Brennkraftmaschine über einen Ausstoßanschluss 206 zugeführt.
Der Motor 14a ist ein sogenannter bürstenloser Motor der Bauart mit innerem Rotor. Der Motor 14a weist den Statorkern 30a, Isolatoren 40a und Spulen 48 auf. Wie es in 6A und 6B gezeigt ist, ist der Statorkern 30a durch sechs Spulenkerne 32a aufgebaut, die jeweils getrennt sind und umlaufend zu gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind. Der Spulenkern 32a ist durch gegenseitiges Abdichten von magnetischen Stahlblechen geformt, die in Längsrichtung gestapelt sind.
Der Spulenkern 32a weist einen Zahn 34a, der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern 36a auf, der sich in beiden umlaufenden Richtungen von einer radial äußeren Seite des Zahns 34a erstreckt. Eine Außenrandoberfläche des Außenrandkerns 36a weist eine gebogene Form auf, und die Außenrandkerne 36a der sechs Spulenkerne 32a bilden einen Außenrandabschnitt des Statorkerns 30a, der eine ringförmige Form mit fast keiner Lücke dazwischen aufweist. In Bezug auf eine imaginäre gerade Linie 100, die beide Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a verbindet, sind beide umlaufende Seiten der Innenrandoberfläche 37a mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne 32 stärker radial nach innen geneigt. Beispielsweise wird jedes umlaufende Ende der Innenrandoberfläche 37a radial nach innen stärker in einer Position der Innenrandoberfläche 37a geneigt, wenn die Position näher an einer entsprechenden umlaufend benachbart angeordneten Spule liegt.
Eine dem Zahn 34a zugewandte Seite der Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a ist eine flache Oberfläche entlang der imaginären geraden Linie 100. Das heißt, dass die dem Zahn 34a zugewandte Seite der Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a radial außerhalb der imaginären geraden Linie 100 positioniert ist und vertieft ist. Die dem Zahn 34a zugewandte Seite des Außenrandkerns 36a ist dicker als die umlaufenden Seiten des Außenrandkerns 36a, und dieser dicke Abschnitt ist ein unnötiger Abschnitt für einen Magnetkreis. Deshalb wird, selbst wenn die dem Zahn 34a zugewandte Seite der Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a radial außerhalb der imaginären geraden Linie 100 positioniert ist und vertieft ist, ein Magnetverhalten nicht verschlechtert. Wenn α als ein Neigungswinkel, mit dem die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a stärker radial nach innen geneigt werden, wenn die Enden in Umlaufsrichtung sich umlaufend benachbart angeordneten Spulenkernen 32a nähern, relativ zu der imaginären geraden Linie 100 definiert wird, ist α ausgelegt, eine Beziehung von 25° ≤ α ≤ 35° gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu haben.
Ein Paar Isolatoren 40a sind derart geformt, dass sie im Wesentlichen dieselbe Form aufweist. Das Paar der Isolatoren 40a werden mit einem entsprechenden Spulenkern 32a von beiden Längsenden davon eingepasst und werden an den Spulenkern 32a angebracht. Jeder Isolator 40a weist innere Kränze 42a an einer radial inneren Seite davon und äußere Kränze 44a an einer radial äußeren Seite davon auf, um Wicklungsräume zu bilden, die zwischen dem inneren Kranz 42a und dem äußeren Kranz 44a definiert sind, wie es in 6A gezeigt ist. Die Spule 48 ist durch Wickeln des Wicklungsdrahts in diesen Wicklungsräumen geformt. Der äußere Kranz 44a ist an einem flachen Oberflächenabschnitt vorgesehen, der die Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a ist, und ist radial nach außen in Bezug auf die imaginäre gerade Linie 100 vertieft.
Eine Spulenwicklungsoberfläche 46a ist eine radial innen liegende Oberfläche jedes äußeren Kranzes 44a, und ist eine flache Oberfläche, die sich entlang der imaginären geraden Linie 100 erstreckt, und die imaginäre gerade Linie 100 ist an der Spulenwicklungsoberfläche 46a positioniert. Das heißt, dass eine Position der Öffnung des Außenrandkerns 36a allgemein mit einer Position einer Öffnung des äußeren Kranzes 44a des Isolators 40a übereinstimmt (eine Außenrandkernseite der Öffnungsposition des Spulenkerns stimmt allgemein mit einer Außenrandkernseite einer Öffnungsposition des Isolators überein). Daher kann der Wicklungsdraht leicht entlang der Spulenwicklungsoberfläche 46a des äußeren Kranzes 44a von der Öffnung an der dem Außenrandkern 36a zugewandten Seite des Spulenkerns 32a gewickelt werden. Die Spule 48 ist durch konzentriertes Wickeln und normales Wickeln des Wicklungsdrahts auf dem Isolator 40a jedes Spulenkerns 32 geformt.
Wie es in 7 gezeigt ist, deckt dielektrisches Harzmaterial 50 den Statorkern 30a, die Isolatoren 40a und die Spulen 48 mit Ausnahme einer radial inneren Oberfläche und einer radial äußeren Oberfläche des Statorkerns 30a ab. Eine Endabdeckung 52 ist einstückig mit dem dielektrischen Harzmaterial 50 vergossen, um den Ausstoßanschluss 206 zu formen. Die Anschlüsse 56, die aus der Endabdeckung 52 heraus frei liegen und damit durch Insert-Molding vergossen sind, sind elektrisch mit den Spulen 48 verbunden.
Der Rotor 60 weist eine Welle 62 und einen Permanentmagneten 64 auf und ist innerhalb des Statorkerns 30a derart vorgesehen, dass der Rotor 60 drehbar ist. Beide Endabschnitte der Welle 62 sind drehbar durch Lager 26 gestützt. Der Permanentmagnet 64 ist ein Plastikmagnet, der durch Einschließen von magnetischen Pulvern in thermoplastisches Harz wie Polyhenylen-Sulfid (PPS) und Polyacetal (POM) hergestellt wird, um eine zylindrische Form zu bilden. Der Permanentmagnet 64 weist acht Magnetabschnitte 65 in Rotationsrichtung auf. Die acht Magnetabschnitte 65 sind derart polarisiert, dass unterschiedliche Magnetpole alternativ in Rotationsrichtung an Außenrandoberflächenseiten davon geformt sind, die den Spulenkernen 32a zugewandt sind.
In Bezug auf den Rotor 60, der den vorstehend beschriebenen polarisierten Permanentmagneten 64 aufweist, schaltet eine (nicht gezeigt) Steuerungsvorrichtung die Speisung der Spule 48, die um jeden Spulenkern 32a gewickelt ist, um Magnetpole, die an Innenrandoberflächenseiten der den Statorkern 30a bildenden Spulenkerne 32a erzeugt werden, in der Reihenfolge einer umlaufenden Richtung derart zu schalten, dass der Rotor 60 sich dreht.
Nachstehend ist ein Wicklungsprozess zum Wickeln des Wicklungsdrahts beschrieben, der die Spule 48 bildet.

(1) Zunächst wird der Spulenkern 32a durch gegenseitiges Verstemmen von magnetischen Stahlblechen geformt, die in Längsrichtung gestapelt werden.
(2) Die Isolatoren 40a werden mit dem entsprechenden Spulenkern 32a von beiden Endseiten in Längsrichtung des Spulenkerns 32a zum Zusammenbau eingepasst. In diesem Zustand stimmt die Position der Öffnung des Außenrandkerns 36a allgemein mit der Position der Öffnung des äußeren Kranzes 44a des Isolators 40a überein.
(3) Der Spulenkern 32a, der mit den Isolatoren 40a zusammengebaut ist, wird an einem Sockel 122 eines Wicklungsgeräts 120a gemäß 8A, 8B in einer Bedingung angebracht, in der der Außenrandkern 36a nach unten zeigt. Eine Montageoberfläche 124 des Sockels 122, auf dem der Spulenkern 32a angebracht wird, weist eine vertiefte gebogene Oberfläche auf, die einer vorspringenden gebogenen Oberfläche der äußern Randoberfläche des Außenrandkerns 36a entspricht. Führungen 130 sind an beiden Endseiten in Querrichtung des Sockels 122 befestigt, und Führungen 134 sind an beiden Endseiten in Längsrichtung des Sockels 122 befestigt. Eine Führungsoberfläche 132a an einem oberen Ende der Führung 130a erstreckt sich gerade in Längsrichtung des Spulenkerns 32a und ist derart geformt, dass sie eine glatte vorspringende gekrümmte Oberfläche zu einem Wicklungsdraht 142 aufweist, um den Wicklungsdraht 142 zu führen. Außerdem weist eine Führungsoberfläche 136a an einem oberen Ende der Führung 134a eine gerade Form allgemein entlang der Spulenwicklungsoberfläche 46a des äußeren Kranzes 44a des Isolators 40a auf. Außerdem ist die Führungsoberfläche 136a derart geformt, dass sie eine glatte vorspringende gekrümmte Oberfläche zu dem Wicklungsdraht 142 aufweist, um den Wicklungsdraht 142 zu führen.
(4) Nach Montage des Spulenkerns 32a, der mit den Isolatoren 40a zusammengebaut ist, auf dem Sockel 122 wird eine Düse 140, die den Wicklungsdraht 142 zuführt, nahe an der. Spulenkern 32a gebracht.
(5) Dann wird, wie es in 3A gezeigt ist, in einer Bedingung, in der der Wicklungsdraht 142 unter Spannung in Kontakt mit der Führungsoberfläche 132a an dem oberen Ende der Führung 130a gehalten wird, die Düse 140 in Längsrichtung des Spulenkerns 32a bewegt. Wenn die Düse 140 eine Längsendseite des Spulenkerns 32a erreicht, wird der Wicklungsdraht 142 von der Führungsoberfläche 132a der Führung 130a zu der Führungsoberfläche 136a der Führung 134a bewegt. Dann wird in einer Bedingung, in der der Wicklungsdraht 142 unter Spannung in Kontakt mit der Führungsoberfläche 136a auf dem oberen Ende der Führung 134a gehalten wird, der Wicklungsdraht 142 gewickelt.

Auf diese Weise wird der Wicklungsdraht 142 auf dem Isolator 40a, der an jedem Spulenkern 32a angebaut ist, durch konzentriertes Wickeln und normales (reguläres) Wickeln gewickelt.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Enden in Umlaufsrichtung (Enden in Umlaufsrichtung) der Innenrandoberfläche 37a in Bezug auf die imaginäre gerade Linie 100 mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne 32a radial nach innen geneigt. Das heißt, dass die dem Zahn 34a zugewandte Seite der Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a radial außerhalb der imaginären geraden Linie 100 vertieft ist. Daher kann die Spulenwicklungsoberfläche 46a des Isolators 40a, die den Spulenkern 32a abdeckt, auf der dem Außenrandkern 36a zugewandten Seite davon radial weiter außen vorgesehen werden, wobei als Ergebnis die Größe des Motors 14a der Kraftstoffpumpe 10a verringert werden kann, und der Wicklungsraum, der durch den Isolator 40a geformt wird, kann erhöht werden. Somit können für die selbe Anzahl von Windungen beide Endpositionen in Umlaufsrichtung der Spule 48, die an jedem Spulenkern 32a gewickelt ist, zu dem Zahn 34a hin versetzt werden. Somit kann, da ein Freiraum 110 zwischen den benachbart angeordneten Spulen in Umlaufsrichtung größer sein kann, wie es in 6A und 6B gezeigt ist, ein Isolierfehler zwischen den benachbart angeordneten Spulen in Umlaufsrichtung begrenzt werden. Außerdem wird der Wicklungsraum größer, wird beschränkt, dass die umlaufend benachbart angeordneten Spulen übermäßig nahe aneinander angeordnet werden, und kann trotzdem die Anzahl der Windungen erhöht wird. Somit kann der Motorwirkungsgrad verbessert werden. Da der vorstehend beschriebene Motor verwendet wird, kann die Größe einer den Motor verwendenden Kraftstoffpumpe verringert werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Neigungswinkel α, der eine Neigung beider umlaufenden Seiten der Innenrandoberfläche 37a des Außenrandkerns 36a in Bezug auf die imaginäre gerade Linie 100 ist, als 25° ≤ α ≤ 35° in einer Bedingung ausgelegt, in der die sechs Spulenkerne 32a den Statorkern 30a bilden. Der Neigungswinkel α verringert sich, wenn die Anzahl der Spulenkerne, die den Statorkern bilden, sich erhöht und wenn die Umlaufslänge des Außenrandkerns verkürzt wird. Außerdem erhöht sich der Neigungswinkel α, wenn die Anzahl der Spulenkerne sich verringert und die umlaufende Länge des Außenrandkerns verlängert wird. Beispielsweise ist in einem Fall, in dem die Anzahl der Spulenkerne vier beträgt α als 40° ≤ α ≤ 50° eingestellt, und in einem Fall, in dem die Anzahl der Spulenkerne vier beträgt, ist α als 17,5° ≤ α ≤ 27,5° eingestellt.
Dabei ist der Neigungswinkel α nicht auf den vorstehend beschriebenen Bereich begrenzt, sondern kann der Neigungswinkel irgendeine Größe annehmen, solange die Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche des Außenrandkerns in Bezug auf die imaginäre gerade Linie, die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns verbindet, mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne stärker nach innen geneigt werden.
Außerdem sind zur Verringerung der Größe des Motors und trotzdem zur Vergrößerung des Wicklungsraums der Spule die umlaufenden Seiten der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns nicht notwendigerweise in Bezug auf die imaginäre gerade Linie, die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns verbindet, mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne stärker radial nach innen geneigt. Jedoch kann eine dem Zahn zugewandte Seite der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns in Bezug auf die imaginäre gerade Linie, die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche des Außenrandkerns verbindet, radial nach außen vertieft werden.
Außerdem wurde gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Kraftstoffpumpe angewandt. Jedoch ist der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Kraftstoffpumpe begrenzt, sondern kann als eine Antriebsquelle für eine andere Vorrichtung verwendet werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Wicklungsdraht zur Bildung der Spule 48 normal gewickelt. Jedoch kann der Wicklungsdraht zum Bilden einer Spule beliebig (random) gewickelt werden.
Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann auf verschiedene Ausführungsbeispiele angewandt werden, solange wie der Umfang nicht verlassen wird.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann verständlich. Die Erfindung in ihrem breiteren Sinn ist daher nicht auf die spezifischen Details, das repräsentative Gerät und veranschaulichte Beispiele begrenzt, die vorstehend gezeigt und beschrieben worden sind.
Ein Motor weist einen Statorkern (30, 30a), Isolatoren (40, 40a, 70), Spulen (48, 80) und einen Rotor (60) auf. Der Statorkern (30, 30a) weist eine Vielzahl von Spulenkernen (32, 32a) auf, die umlaufend angeordnet sind, wobei jeder aus der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) einen Zahn (34, 34a), der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern (36, 36a) aufweist, der sich umlaufend an einer radial äußeren Seite des Zahns (34, 34a) erstreckt. Jeder Isolator (40, 40a, 70) deckt einen entsprechenden der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) ab, wobei ein Teil jedes Isolators (40, 40a, 70) radial außerhalb einer imaginären geraden Linie (100) vorgesehen ist, die Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche (37, 37a) des Außenrandkerns (36, 36a) verbindet. Jede der Spulen (48, 80) ist an dem Isolator (40, 40a, 70) geformt. Der Rotor (60) ist drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns (30, 30a) vorgesehen.

Claims

Motor mit einem Statorkern (30, 30a), der eine Vielzahl von Spulenkernen (32, 32a) aufweist, die umlaufend angeordnet sind, wobei jeder aus der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) aufweist: einen Zahn (34, 34a), der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern (36, 36a), der sich an einer radial äußeren Seite des Zahns (34, 34a) umlaufend erstreckt, Isolatoren (40, 40a, 70), die jeweils einen entsprechenden Kern der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) abdecken, wobei ein Teil jedes Isolators (40, 40a, 70) radial außerhalb einer imaginären geraden Linie (100) vorgesehen ist, die Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche (37, 37a) des Außenrandkerns (36, 36a) verbindet, Spulen (48, 80), die jeweils durch Wickeln eines Wicklungsdrahtes (142) an einem äußeren Umfang eines entsprechenden Isolators (40, 40a, 70) geformt sind, wobei ein Magnetpol, der umlaufend an einer radial inneren Seite jedes aus der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) gebildet ist, geschaltet wird, wenn die Speisung einer entsprechenden Spule (48, 80) gesteuert wird, und einem Rotor (60), der drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns (30, 30a) vorgesehen ist, wobei unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in Rotationsrichtung auf einer Außenrandoberfläche des Rotors (60) angeordnet sind, und die Außenrandoberfläche des Rotors (60) dem Statorkern (30, 30a) zugewandt ist.
Motor nach Anspruch 1, wobei eine dem Zahn (34) zugewandt Seite der Innenrandoberfläche (37) des Außenrandkerns (36) radial außerhalb der imaginären geraden Linie (100) positioniert ist, und eine dem Zahn (34) zugewandte Seite eine dem Außenrandkern (36) zugewandten Seite einer Spulenwicklungsoberfläche (46, 74) des Isolators (40, 70) radial außerhalb der imaginären geraden Linie (100) positioniert ist.
Motor nach Anspruch 2, wobei die dem Zahn (34) zugewandte Seite der dem Außenrandkern (36) zugewandten Seite der Spulenwicklungsoberfläche (46) eine flache Oberfläche ist, die sich entlang der imaginären geraden Linie (100) erstreckt.
Kraftstoffpumpe mit einem Motor (14, 14a) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, und einer Pumpe (12), die durch den Motor (14, 14a) angetrieben wird, wobei die Pumpe (12) Kraftstoff aufnimmt und Druck des Kraftstoffs erhöht.
Motor mit einem Statorkern (30, 30a), der eine Vielzahl von Spulenkernen (32, 32a) aufweist, die umlaufend angeordnet sind, wobei jeder der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) einen Zahn (34, 34a), der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern (36, 36a), der sich an einer radial äußeren Seite des Zahns (34, 34a) umlaufend erstreckt, aufweist, und Enden in Umlaufsrichtung einer Innenrandoberfläche (37, 37a) des Außenrandkerns (36, 36a) in Bezug auf eine imaginäre gerade Linie (100), die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche (37, 37a) des Außenrandkerns (36, 36a) verbindet, mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne (32, 32a) stärker radial nach innen geneigt sind, Isolatoren (40, 40a, 70), die jeweils einen entsprechenden der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) abdecken, wobei eine dem Außenrandkern (36, 36a) zugewandte Seite einer Spulenwicklungsoberfläche (46, 46a, 74) jedes Isolators (40, 40a, 70) sich allgemein entlang der imaginären geraden Linie (100) erstreckt, Spulen (48, 80), die jeweils auf einem entsprechenden Isolator (40, 40a, 70) gewickelt sind, und einem Rotor (60), der drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns (30, 30a) vorgesehen ist, wobei unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in Rotationsrichtung auf einer Außenrandoberfläche des Rotors (50) angeordnet sind, und die Außenrandoberfläche des Rotors (60) dem Statorkern (30, 30a) zugewandt ist.
Motor nach Anspruch 5, wobei die imaginäre gerade Linie (100) an einer dem Außenrandkern (36a) zugewandten Seite der Spulenwicklungsoberfläche (46a) positioniert ist.
Motor nach Anspruch 5 oder 6, wobei α als ein Neigungswinkel definiert ist, mit dem die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche (37a) des Außenrandkerns (36a) in Bezug auf die imaginäre gerade Linie (100), die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberflächen (37a) des Außenrandkerns (36a) verbindet, mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne (32a) radial nach innen geneigt sind, wobei, wenn die Spulenkerne (36a) vier Spulenkerne (36a) sind, 40° ≤ α ≤ 50° gilt, wenn die Spulenkerne (36a) sechs Spulenkerne (36a) sind, 25° ≤ α ≤ 35° gilt, und wenn die Spulenkerne (36a) acht Spulenkerne (36a) sind, 17,5° ≤ α ≤ 27,5° gilt.
Kraftstoffpumpe mit einem Motor (14, 14a) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, und einer Pumpe (12), die durch den Motor (14, 14a) angetrieben wird, wobei die Pumpe (12) Kraftstoff aufnimmt und Druck des Kraftstoffs erhöht.
Motor mit einem Statorkern (30, 30a), der eine Vielzahl von Spulenkernen (32, 32a) aufweist, die umlaufend angeordnet sind, wobei jeder der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) einen Zahn (34, 34a), der sich radial erstreckt, und einen Außenrandkern (36, 36a) der sich an einer radial äußeren Seite des Zahns (34, 34a) umlaufend erstreckt, aufweist, und eine dem Zahn (34, 34a) zugewandte Seite einer Innenrandoberfläche (37, 37a) des Außenrandkerns (36, 36a) in Bezug auf eine imaginäre gerade Linie (100), die die Enden in Umlaufsrichtung der Innenrandoberfläche (37, 37a) des Außenrandkerns (36, 36a) verbindet, mit Annähern der Enden in Umlaufsrichtung an umlaufend benachbart angeordnete Spulenkerne (32, 32a) radial nach außen hin vertieft ist, Isolatoren (40, 40a, 70), die jeweils einen entsprechenden der Vielzahl der Spulenkerne (32, 32a) abdecken, wobei eine dem Außenrandkern (36, 36a) zugewandte Seite einer Spulenwicklungsoberfläche (46, 46a, 74) jedes Isolators (40, 40a, 70) sich allgemein entlang der imaginären geraden Linie (100) erstreckt, Spulen (48, 80), die jeweils auf einem entsprechenden Isolator (40, 40a, 70) gewickelt sind, und einem Rotor (60), der drehbar zu einer inneren Umfangsseite des Statorkerns (30, 30a) vorgesehen ist, wobei unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in Rotationsrichtung auf einer Außenrandoberfläche des Rotors (50) angeordnet sind, und die Außenrandoberfläche des Rotors (60) dem Statorkern (30, 30a) zugewandt ist.
Kraftstoffpumpe mit einem Motor (14, 14a) nach Anspruch 9, und einer Pumpe (12), die durch den Motor (14, 14a) angetrieben wird, wobei die Pumpe (12) Kraftstoff aufnimmt und Druck des Kraftstoffs erhöht.