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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe mit einem Anker
zum Antrieb eines Pumpenabschnitts. Die vorliegende Erfindung betrifft
weiterhin eine Motorvorrichtung für die Kraftstoffpumpe. Die
vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
der Kraftstoffpumpe und der Motorvorrichtung.
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Im
Allgemeinen ist es erforderlich, eine Kraftstoffpumpe wie eine Kraftstoffpumpe
der sich im Tank befindlichen Bauart, die in einem Kraftstofftank
untergebracht ist, im Hinblick auf den Einbauraum für die Kraftstoffpumpe
zu verkleinern. Gemäß der JP-B2-2776304
weist eine Kraftstoffpumpe einen Kommutator, der eine flache Scheibenform
aufweist, Bürsten
und einen Anker auf. Bürsten
sind an der in Bezug auf den Anker gegenüberliegenden Seite des Kommutators
vorgesehen. In diesem Aufbau kann der äußere Durchmesser der Kraftstoffpumpe
verringert werden.
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Gemäß der JP-A-2001-352731
weist eine Kraftstoffpumpe einen Anker einschließlich eines Rotorkerns auf.
Der Rotorkern weist äußere umlaufende Ränder an
einem axialen Ende auf, und die äußeren umlaufenden
Ränder
sind gebogen. In diesem Aufbau wird ein magnetischer Fluss zwischen
Permanentmagneten geformt, die radial an der äußeren Seite des Ankers vorgesehen
sind, und kann der Rotor ohne axiales Verlängern des Ankers verbessert werden.
Das heißt,
dass das von dem Motorabschnitt erzeugte Drehmoment in dem Fall
verbessert werden kann, in dem die axiale Länge des Motorabschnitts der
Kraftstoffpumpe die gleiche ist. Alternativ kann in dem Fall, in
dem das für
den Motorabschnitt erforderliche Drehmoment dasselbe ist, die axiale
Länge des Motorabschnitts
verringert werden, so dass die axiale Länge der Kraftstoffpumpe verkleinert
werden kann.
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Dabei
offenbart die JP-A-2001-352731 einen Kommutator in einer zylindrischen
Form. Dieser Kommutator ist verkleinert, so dass Bürsten an
der radial äußeren Seite
des Kommutators vorgesehen werden können. Kragenabschnitte sind
an einem Rotorkern vorgesehen, in dem die äußeren umlaufenden Ränder eines
axialen Endes des Rotorkerns gebogen werden. Der äußere umlaufende
Rand des zylindrischen Kommutators und die Kragenabschnitte definieren
einen Raum dazwischen. Wenn der Kommutator eine zylindrische Form
aufweist, kann dieser Raum leicht sichergestellt werden, und können Drähte zum
Formen von Spulen in diesem Raum gewickelt werden.
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Eine
Kraftstoffpumpe kann verkleinert werden, indem der scheibenförmige Kommutator
gemäß der JP-B2-2776304
und der Rotorkern, der die gebogenen äußeren umlaufenden Ränder in
dem axialen Ende aufweist, gemäß der JP-A-2001-352731
kombiniert werden. Jedoch ist es in diesem kombinierten Aufbau schwer,
den Raum, in dem Drähte
zum Formen von Spulen gewickelt werden, zwischen dem Kommutator
und dem Rotorkern sicherzustellen. Der Abstand zwischen dem Kommutator
und dem Rotorkern kann axial zur Sicherstellung eines Raums, in dem
die Drähte
zum Formen von Spulen gewickelt werden, zwischen dem scheibenförmigen Kommutator
und dem Rotorkern mit dem gebogenen äußeren umlaufenden Rand verlängert werden.
Wird jedoch der Abstand zwischen dem Kommutator und dem Rotorkern
axial verlängert,
wird die Kraftstoffpumpe axial verlängert.
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Ein
Anker weist einen Rotorkern mit Spulen auf, die durch Wickeln von
Drähten
auf dem Rotorkern geformt werden. Im Allgemeinen wird ein Harzmaterial
in einem Anker und einem Kommutator zur Verringerung eines Widerstands
gegenüber
der Rotation eines Motorabschnitts in eine Kraftstoffpumpe verfüllt. Weiterhin
können
elektrische Verbindungsabschnitte (Anschlusspunkte) zwischen den
Spulen, Spulenwindungen und Anschlüssen gegenüber Korrosion durch Verfüllen des
Harzmaterials in die Kraftstoffpumpe geschützt werden. In der JP-A-H06-122133
sind ein Anker und ein Kommutator in Gussformen bereitgestellt,
und wird ein Harzmaterial in die Gussformen verfüllt.
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Der
Anker weist eine Rotationswelle auf, die als Drehachse dient und
beispielsweise durch Einsetzen unter Druck in einem Rotorkern des
Ankers zusammengebaut wird. In diesem Aufbau kann, wenn der Rotorkern
axial mit dem Gießdruck
des in die Gussformen verfüllten
Harzmaterials beaufschlagt wird, der Rotorkern axial in Bezug auf
die Rotationswelle versetzt werden. Beispielsweise wird die Rotationswelle
in den Rotorkern unter Druck eingesetzt, um dazwischen eine hohe
Verbindungskraft wie 980 N (100 kgf) zu gewährleisten. Das heißt, dass
es in diesem Fall notwendig ist, eine Kraft von etwa 980 N zum Versetzen
des Rotorkerns in Bezug auf die Rotationswelle zu beaufschlagen.
Jedoch ist selbst in diesem Fall, wenn der Gussdruck von axial einer
Seite dem Rotorkern mit 25 mm Durchmesser beaufschlagt wird, der
zulässige
Gießdruck,
bei dem der Rotorkern axial in Bezug auf die Rotationswelle nicht
versetzt wird, etwa 2 MPa. Im Allgemeinen ist ein Harzeinspritzgussgerät in der
Lage, einen Gießdruck
von mehr als dem Zehnfachen des zulässigen Gießdrucks zu beaufschlagen. Dementsprechend kann
der Rotorkern in Bezug auf die Rotationswellen versetzt werden,
wenn diesem der Gießdruck
in einem Harzeinspritzgussgerät
beaufschlagt wird.
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Im
Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verkleinerte Kraftstoffpumpe herzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Kraftstoffpumpe herzustellen, bei der ein Versatz eines Rotorkerns
in Bezug auf eine Rotationswelle bei Gießen von Harzmaterial begrenzt
werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Motorvorrichtung für
die Kraftstoffpumpe bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, Verfahren zur Herstellung der Kraftstoffpumpe und
der Motorvorrichtung anzugeben.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung weist eine Kraftstoffpumpe einen Pumpenabschnitt zum
Pumpen von Kraftstoff auf. Die Kraftstoffpumpe weist weiterhin einen
Magneten mit einer Vielzahl von Magnetpolen, die sich umlaufend
einander abwechseln. Die Kraftstoffpumpe weist weiterhin einen Anker
auf, der an einer radialen Innenseite des Magneten vorgesehen ist,
wobei der Anker einen Rotorkern aufweist, der mit einer aus einem
Draht geformten Spule versehen ist, und wobei der Anker zum Antrieb
des Pumpenabschnitts drehbar ist. Die Kraftstoffpumpe weist weiterhin
einen Kommutator auf, der eine im Wesentlichen scheibenartige Form
aufweist und an einem axialen Ende des Ankers zum Gleichrichten
von elektrischer Energie vorgesehen ist, die der Spule zugeführt wird.
Der Rotorkern weist ein axiales Ende auf, das einen äußeren umlaufenden
Rand aufweist, der einen kommutatorseitigen Kragenabschnitt auf
der Seite des Kommutators definiert, wobei der kommutatorseitige
Kragenabschnitt sich zu dem Kommutator hin erstreckt. Die Spule
ist durch Wickeln des Drahtes zwischen einem äußeren umlaufenden Rand des
Kommutators und dem kommutatorseitigen Kragenabschnitt geformt ist.
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Gemäß einer
weitern Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Kraftstoffpumpe
einen Pumpenabschnitt mit einem Rotorteil auf, der zum Pumpen von
Kraftstoff drehbar ist, wobei der Pumpenabschnitt weiterhin ein
Gehäuseteil
zur drehbaren Unterbringung des Pumpenabschnitts. Die Kraftstoffpumpe
weist weiterhin einen Permanentmagneten mit einer Vielzahl von Magnetpolen
auf, die sich umlaufend einander abwechseln. Die Kraftstoffpumpe
weist weiterhin einen Anker auf, der an einer radialen Innenseite
des Magneten vorgesehen ist, wobei der Anker einen Rotorkern aufweist,
der mit einer aus einem Draht geformten Spule versehen ist, und
wobei der Anker zum Antrieb des Rotorteils drehbar ist. Der Rotorkern
weist ein axiales Ende mit einem äußeren umlaufenden Rand auf,
der einen gehäuseseitigen
Kragenabschnitt in der Nähe
des Gehäuseteils
aufweist, wobei der gehäuseseitige
Kragenabschnitt sich zu dem Gehäuseteil
hin erstreckt. Die Spule ist durch Wickeln des Drahts zwischen dem
gehäuseseitigen
Kragenabschnitt und dem Gehäuseteil
geformt ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Kraftstoffpumpe einen
Permanentmagneten auf, der eine Vielzahl von Magnetpolen aufweist,
die sich umlaufend einander abwechseln. Die Kraftstoffpumpe weist
weiterhin einen Anker auf, der drehbar an einer radialen Innenseite
des Magneten vorgesehen ist, wobei der Anker einen Rotorkern aufweist,
der mit einer aus einem Draht geformten Spule versehen ist. Die
Kraftstoffpumpe weist weiterhin eine Drehachse auf, die an dem Rotorkern
angebracht ist. Die Kraftstoffpumpe weist weiterhin einen Kommutator
auf, der zusammen mit dem Anker drehbar ist, wobei der Kommutator
eingerichtet ist, der Spule zugeführte elektrische Energie gleichzurichten.
Die Kraftstoffpumpe weist weiterhin einen Pumpenabschnitt zum Pumpen
von Kraftstoff durch Antrieb unter Verwendung des Ankers auf. Die
Kraftstoffpumpe weist weiterhin ein Harzteil auf, das mit dem Anker
und dem Kommutator gegossen ist. Der Rotorkern und das Harzteil
definieren dazwischen axial zumindest eine Grenze. Die zumindest
eine Grenze definiert eine Stufe definiert, um die das Harzteil
radial nach innen in Bezug auf den Rotorkern ausgespart ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung dient eine Motorvorrichtung
zum Antrieb einer Pumpenvorrichtung einer Kraftstoffpumpe durch Magnetisierung
unter Verwendung eines Permanentmagneten, der die Motorvorrichtung
umlaufend umgibt, wobei die Motorvorrichtung einen Anker mit einem
Rotorkern aufweist, der mit einer Spule versehen ist. Die Vorrichtung
weist weiterhin eine Drehachse auf, die an dem Rotorkern angebracht
ist. Die Vorrichtung weist weiterhin einen Kommutator auf, der an
dem Anker befestigt ist, zum Gleichrichten von elektrischer Energie,
die der Spule zugeführt
wird. Die Vorrichtung weist weiterhin ein Harzteil auf, das mit
dem Anker und dem Kommutator gegossen ist. Der Rotorkern und das
Harzteil definieren dazwischen axial zumindest eine Grenze. Die
zumindest eine Grenze definiert eine Stufe, um die das Harzteil radial
nach innen in Bezug auf den Rotorkern ausgespart ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung einer Kraftstoffpumpe angegeben, wobei die Kraftstoffpumpe
einen Permanentmagneten aufweist, der eine Vielzahl von Magnetpolen
aufweist, die sich umlaufend einander abwechseln. Die Pumpe weist
weiterhin einen Anker auf, der drehbar an einer radialen Innenseite
des Magneten vorgesehen ist, wobei der Anker einen Rotorkern aufweist,
der mit einer aus einem Draht geformten Spule versehen ist. Die
Pumpe weist weiterhin eine Drehachse auf, die an dem Rotorkern angebracht
ist. Die Pumpe weist weiterhin einen Kommutator auf, der zusammen
mit dem Anker drehbar ist, wobei der Kommutator eingerichtet ist,
der Spule zugeführte
elektrische Energie gleichzurichten. Die Pumpe weist weiterhin einen Pumpenabschnitt
zum Pumpen von Kraftstoff durch Antrieb unter Verwendung des Ankers
auf. Die Pumpe weist weiterhin ein Harzteil auf, das mit dem Anker und
dem Kommutator gegossen ist. Das Verfahren weist Anbringen der Drehachse
an den Rotorkern auf. Das Verfahren weist weiterhin Anbringen des
Ankers an den Kommutator auf, um eine Konstruktionsanordnung aufzubauen.
Das Verfahren weist weiterhin Anordnen der Konstruktionsanordnung
in Gussformen auf. Das Verfahren weist weiterhin auf: Füllen eines
Harzmaterials von einer Seite eines ersten axialen Endes des Rotorkerns
in die Gussformen zum Gießen
des Harzteils in einem Zustand, in dem ein zweites axiales Ende
des Rotorkerns sich in Kontakt mit den Gussformen befindet.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung einer Kraftstoffpumpe angegeben, wobei das Verfahren
Anbringen einer Drehachse an einen Rotorkern aufweist, der mit einer
Spule versehen ist, um einen Anker aufzubauen. Das Verfahren weist weiterhin
Anbringen des Ankers an einen Kommutator auf, um eine Konstruktionsanordnung
aufzubauen. Das Verfahren weist weiterhin Anordnen der Konstruktionsanordnung
in Gussformen auf. Das Verfahren weist weiterhin auf: Füllen eines
Harzmaterials von einer Seite eines ersten axialen Endes des Rotorkerns
in die Gussformen zum Gießen
eines Harzteils mit dem Anker und dem Kommutator in einem Zustand,
in dem ein zweites axiales Ende des Rotorkerns sich in Kontakt mit
den Gussformen befindet. Das Verfahren weist weiterhin auf: Anbringen
des Harzteils, das zusammen mit dem Anker und dem Kommutator gegossen
ist, an einen Magneten, der eine Vielzahl von sich einander abwechselnden
Magentpolen aufweist, derart, dass der Anker radial innerhalb des
Magneten drehbar ist. Das Verfahren weist weiterhin Anbringen des
Harzteils, das zusammen mit dem Anker und dem Kommutator gegossen ist,
an einen Pumpenabschnitt auf.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung einer Motorvorrichtung zum Antrieb einer Pumpenvorrichtung
einer Kraftstoffpumpe durch Magnetisierung unter Verwendung eines
Permanentmagneten angegeben, der die Motorvorrichtung umlaufend
umgibt, wobei das Verfahren Anbringen einer Drehachse an einen Rotorkern
aufweist, der mit einer Spule versehen ist, um einen Anker aufzubauen.
Das Verfahren weist weiterhin auf: Anbringen des Ankers an den Kommutator,
um eine Konstruktionsanordnung aufzubauen. Das Verfahren weist weiterhin
Anordnen der Konstruktionsanordnung in Gussformen auf. Das Verfahren
weist weiterhin auf: Füllen
eines Harzmaterials von einer Seite eines ersten axialen Endes des
Rotorkerns in die Gussformen zum Gießen eines Harzteils mit dem
Anker und dem Kommutator in einem Zustand, in dem ein zweites axiales Ende
des Rotorkerns sich in Kontakt mit den Gussformen befindet.
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Die
vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Ankers und eines Kommutators der
Kraftstoffpumpe,
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3A eine
perspektivische Darstellung eines Rotorkerns, bevor dieser mit Spulen
versehen wird, und 3B eine perspektivische Darstellung eines
Rotorkerns, nachdem dieser mit den Spulen versehen worden ist,
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4 eine
Schnittansicht, die einen Anker und einen Kommutator, die dazwischen
einen Raum definieren, in dem Spulen durch Wickeln von Drähten geformt
sind, in einer Kraftstoffpumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
darstellt,
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5 eine
Schnittansicht, die einen Anker und einen Kommutator, die dazwischen
einen Raum definieren bzw. abgrenzen, in dem Spulen durch Wickeln
von Drähten
geformt werden, in einer Kraftstoffpumpe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt,
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6 eine
Schnittansicht, die eine Kraftstoffpumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt,
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7 eine
Seitenansicht, die einen Anker und einen Kommutator nachdem Verfüllung mit
Harzmaterial darstellt, um ein Harzteil in der Kraftstoffpumpe zu
gießen,
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8 eine
Seitenansicht des Ankers und des Kommutators, bevor auf diese mit
dem Harzmaterial verfüllt
werden, um das Harzteil in der Kraftstoffpumpe zu gießen,
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9 eine
schematische Schnittansicht, die Gussformen zum Gießen des
Harzteils zeigen,
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10A eine Darstellung, die den Anker und Bürsten des Kommutators
zeigt, wenn dieser von einer Kontaktoberfläche dazwischen aus betrachtet werden,
und 10B eine Darstellung einer unteren Form
der Gussformen,
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11 eine
Seitenansicht, die einen Anker und einen Kommutator, die mit einem
Harzmaterial verfüllt
worden sind, um ein Harzteil in einer Kraftstoffpumpe zu gießen, gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
zeigen,
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12 eine
perspektivische Darstellung des Ankers und des Kommutators, die
mit dem Harzmaterial verfüllt
sind, in der Kraftstoffpumpe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
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13A eine perspektivische Darstellung eines Rotorkerns,
bevor dieser mit Spulen versehen wird, und 13B eine
perspektivische Darstellung, die den Rotorkern veranschaulicht,
nachdem dieser mit Spulen versehen worden ist, und
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14 eine
Seitenansicht eines Ankers und eines Kommutators, die mit Harzmaterial
verfüllt
worden sind, um ein Harzteil in eine Kraftstoffpumpe zu gießen, gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Wie
es in 1 bis 3B gezeigt ist, ist eine Kraftstoffpumpe 10 eine
Pumpe der sich im Tank befindlichen Bauart (Im-Tank-Bauart), die
in einem nicht dargestellten Kraftstofftank eines Fahrzeugs wie
eines Zweiradfahrzeugs oder eines Vierradfahrzeugs vorgesehen ist.
Die Kraftstoffpumpe 10 zieht Kraftstoff aus dem Kraftstofftank
und führt
den Kraftstoff einer Brennkraftmaschine zu.
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Die
Kraftstoffpumpe 10 weist einen Pumpenabschnitt 12 und
einen Motorabschnitt 13 auf. Der Motorabschnitt 13 treibt
den Pumpenabschnitt 12 an. Beide axialen Enden des Gehäuses 14 sind
jeweils an einer Endabdeckung 92 und einem Pumpengehäuse 20 jeweils
gecrimpt (gebördelt,
eingestemmt) und befestigt. Das Gehäuse 14 ist an das
Pumpengehäuse 20 derart
gecrimpt, dass ein Pumpengehäuse 22 zwischen
dem Pumpengehäuse 20 und
einer Stufe 15 des Gehäuses 14 dazwischen
angeordnet ist.
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Der
Pumpenabschnitt 12 ist eine Turbinenpumpe, die die Pumpengehäuse 20 und 22 sowie
ein Flügelrad 30 aufweist.
Die Pumpengehäuse 20 und 22 dienen
als Gehäuseteile,
in denen das Flügelrad 30 als
ein Rotorteil drehbar untergebracht ist. Das Pumpengehäuse 20 weist
einen Einlassanschluss 200 auf, durch den Kraftstoff in
Pumpenkanäle
(Pumpendurchlässe) 202 gezogen
wird. Die Pumpengehäuse 20 und 22 sowie
das Flügelrad 30 definieren die
Pumpenkanäle 202 zwischen
sich in C-Formen. Das Flügelrad 30 mit
einer im Wesentlichen scheibenartigen Form weist einen äußeren umlaufenden Rand
auf, an den eine Vielzahl von Leitschaufelnuten entlang einer Rotationsrichtung
vorgesehen sind. Der Anker 50 rotiert derart, dass das
Flügelrad 30 zusammen
mit einer Welle 58 rotiert. Kraftstoff strömt aus einer
vorderseitigen Leitschaufelnut, und strömt in eine in Bezug auf die
Rotationsrichtung rückseitige Leitschaufelnut
mit der Rotation des Flügelrads 30, so
dass der Kraftstoff eine Wirbelströmung bzw. Drallströmung (swirl
flow) durch die Pumpenkanäle 202 bildet.
Kraftstoff wird durch die Pumpenkanäle 202 unter Druck
gesetzt, indem das Ausströmen
aus der vorderseitigen Leitschaufelnut und das Strömen in die
rückseitige
Leitschaufelnut wiederholt wird. Das Pumpengehäuse 20 weist eine
Lüftungsöffnung 203 auf.
Dampf, der in dem durch die Pumpenkanäle 202 strömenden Kraftstoff enthalten
ist, wird nach außerhalb
der Kraftstoffpumpe 10 durch die Entlüftungsöffnung 203 herausgeführt bzw.
entlüftet.
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Kraftstoff
wird mit der Rotation des Flügelrads 30 durch
den Einlassanschluss 202 gezogen und wird durch die Pumpenkanäle 202 mit
der Rotation des Flügelrads 20 unter
Druck gesetzt, wodurch er durch einen an dem Pumpengehäuse 22 vorgesehenen,
nicht dargestellten Auslassanschluss zu dem Motorabschnitt 13 unter
Druck gefördert
wird. Der unter Druck zu dem Motorabschnitt 13 geförderte Kraftstoff
wird durch einen Ausstoßanschluss 208,
der an der Endabdeckung 92 vorgesehen ist, einer Brennkraftmaschine
zugeführt,
nachdem er durch einen Kraftstoffkanal 206 gelangt ist,
der zwischen Permanentmagneten 40 und dem Anker 50 definiert
bzw. abgegrenzt ist. In dem Ausstoßanschluss 208 ist
ein Sperrventil 90 zum Beschränken einer Gegenströmung von
Kraftstoff durch den Ausstoßanschluss 208 untergebracht.
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Der
Motorabschnitt 13 ist aus den Permanentmagneten 40,
dem Anker 50, einem Kommutator 70 und dergleichen
aufgebaut. Jeder Permanentmagnet 40 weist im Wesentlichen
eine Bogenform auf. Zwei Permanentmagnete 40 sind umlaufend
entlang des inneren umlaufenden Rands des Gehäuses 14 angeordnet.
Die Permanentmagnete 40 definieren Magnetpole in dem inneren
umlaufenden Rand gegenüberliegend
zu dem Anker 50. Die Magnetpole unterscheiden sich voneinander
in Bezug auf die Umlaufsrichtung. Der Anker 50 ist für die radial
innere Seite der Permanentmagnete 40 vorgesehen. Der Anker 50 ist
aus einem Rotorkern 52 und Spulen 60 aufgebaut.
Der Rotorkern 52 ist durch axiales Stapeln von magnetischen
Stahlblechen aufgebaut. Die Spulen 60 sind jeweils um Magnetpolkerne 53 des Rotorkerns 52 gewickelt.
In 1 definiert jede doppelt gestrichelte Linie an
jedem axialen Ende des Ankers 50 einen Raum, in dem die Spulen 60 vorgesehen
sind.
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Wie
es in 1 bis 3B gezeigt ist, sind die magnetischen
Stahlbleche 56 jeweils an den axialen Enden des Rotorkerns 52 gestapelt.
Die Dicke jedes magnetischen Stahlblechs 56 ist größer als
die Dicke jedes magnetischen Stahlblechs 54, die nicht an
den axialen Enden des Rotorkerns 52 liegen. 2 zeigt
den Anker 50, bevor er mit dem elektrisch isolierenden
Harz 62 verfüllt
wird. 3B zeigt den Rotorkern 52,
wobei der Kommutator 70 weggelassen ist, nachdem er mit
den Spulen 60 versehen worden ist und bevor er mit dem
elektrisch isolierenden Harz 62 verfüllt wird. In Wirklichkeit ist
die Spule 60 durch Wickeln von Wicklungen um den Rotorkern 52 mit
dem daran angebrachten Kommutator 70 aufgebaut.
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Die
magnetischen Stahlbleche 56 weisen jeweils Kragenabschnitte 57 entsprechend
den Magnetpolkernen 53 auf. Der äußere umlaufende Rand von einem
der magnetischen Stahlbleche 56 ist durch Pressformen oder
dergleichen zu dem Kommutator 70 gebogen, wodurch er zu
einem der Kragenabschnitte 57 geformt wird. Die äußeren umlaufenden
Ränder
des anderen magnetischen Stahlblechs 56 sind jeweils durch
Pressformen oder dergleichen zu dem Pumpengehäuse 22 hin gebogen, wodurch
dieser zu einem der Kragenabschnitte 57 geformt wird. Jeder
Kragenabschnitt 57 an dem Kommutator 70 dient
als kommutatorseitiger Kragenabschnitt 57. Jeder der Kragenabschnitte 57 an
dem Pumpengehäuse 22 dient
als gehäuseseitiger
Kragenabschnitt 57.
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Gemäß 1 dient
die Welle 58 als Drehachse des Ankers 50. Beide
axialen Enden der Welle 58 sind drehbar durch ein entsprechendes
der Lager 24 und 26 gestützt. Jedes Lager 24 und 26 ist
entsprechend durch das Pumpengehäuse 22 oder
einem Lagerhalter 18 gestützt.
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Jede
der Spulen 60 ist durch Wickeln der Wicklung um den Rotorkern 52 aufgebaut
und wird durch Verfüllen
(Aufbringen) des elektrisch isolierenden Harzes 62 befestigt.
Die Höhe
jeder Spule 60 ist radial auf der Seite der Welle 58 niedriger
als die Höhe
des radial auf der Seite deren äußeren umlaufenden
Randes in der Nähe
des Pumpengehäuses 22.
Der Anker 50 weist eine Vertiefung 99 um die Welle 58 in
der Nähe
des Pumpengehäuses 22 in
einem Zustand auf, in dem das elektrisch isolierende Harz 62 eingefüllt wird.
Das Pumpengehäuse 22 weist
eine Lagerstütze
(Lagerabschnitt) 23 zum Stützen des Lagers 24 auf.
Die Lagerstütze 23 und
die Vertiefung 99 überlappen
sich radial einander in dem Bereich, der durch eine Länge L1 in 1 dargestellt ist.
In diesem Aufbau schiebt sich die Lagerstütze 23 axial in den
Anker 50. Die Höhe
der Spulen 60 ist niedriger als die Höhe der Kragenabschnitte 57 in
der Nähe
des Kommutators 70.
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Das
heißt,
dass in dem vorstehend beschriebenen Aufbau jede Spule 60 den äußeren umlaufenden
Rand einschließlich
eines radial äußeren Abschnitts
in der Nähe
des Pumpengehäuses 22 aufweist.
Der radial äußere Abschnitt
weist eine äußere Höhe auf.
Die Spule 60 weist einen radial inneren Abschnitt auf der
Seite der Welle 58 des Ankers 50 in der Nähe des Pumpengehäuses 22 auf.
Der radial innere Abschnitt weist eine innere Höhe auf. Die äußere Höhe ist größer als
die innere Höhe.
Der Anker 50 weist die Vertiefung 99 um die Welle 58 in
der Nähe des
Pumpengehäuses 22 auf.
Das Pumpengehäuse 22 weist
die Lagerstütze 23 zum
drehbaren bzw. rotierbaren Stützen
der Welle 58 auf. Die Lagerstütze 23 und die Vertiefung 99 überlappen
sich radial einander.
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Der
Kommutator 70 weist eine im Wesentlichen scheibenförmige Form
auf. Der Kommutator 70 ist an dem axialen Ende des Ankers 50 auf
der dem Flügelrad 30 gegenüberliegenden
Seite vorgesehen. Der Kommutator 70 weist eine Vielzahl
von Segmenten 72 auf, die in Bezug auf die Rotationsrichtung
angeordnet sind. Die Segmente 72 sind beispielsweise aus
Kohlenstoff geformt. Die Segmente 72 sind elektrisch mit
den Spulen 60 über
Anschlüsse 74 verbunden.
Die zueinander benachbarten Segmente 72 sind elektrisch
voneinander über
eine Lücke
(einen Spalt) und dem elektrisch isolierenden Harz 76 isoliert.
Der Kommutator 70 weist einen äußeren umlaufenden Rand 77 auf.
Der äußere umlaufende
Rand 77 mit Ausnahme der axialen Endoberfläche davon weist
eine Konusoberfläche
auf, die nahe an das Magnetstahlblech 56 auf der Seite
der Welle 58 zu deren Mitte gelangt. Der äußere umlaufende
Rand 77 des Kommutators 70 ist von jedem der Kragenabschnitte 57 des
magnetischen Stahlblechs 56 um einen Abstand L2 beabstandet.
Der Abstand L2 ist größer als der
Durchmesser der Wicklung jeder Spule 60. Der äußere umlaufende
Rand 77 des Kommutators 70 ist radial auf der
Innenseite der inneren umlaufenden Ränder der Kragenabschnitte 57 angeordnet.
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In
die Endabdeckung 92 sind Pumpenanschlüsse 80 durch Druck
eingesetzt. Antriebsstrom wird aus den Pumpenanschlüssen 80 den
Spulen 60 des Ankers 50 über nicht dargestellte Bürsten und den
Kommutator 70 zugeführt.
Die Endoberflächen der
Segmente 72 auf der axial gegenüberliegenden Seite des Ankers 50 gleiten
aufeinanderfolgend auf den Bürsten,
so dass der den Spulen 60 zugeführte Antriebsstrom gleichgerichtet
wird.
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Die
Bürsten
sind in Reihe mit einer Drosselspule 82 zur Verringerung
einer elektrischen Störung geschaltet,
die in dem aufeinanderfolgenden Gleiten zwischen jedem Segment 72 des
Kommutators 70 und jeder Bürste verursacht wird.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
weist der Rotorkern 52 des Ankers 50 die magnetischen Stahlbleche 56 an
beiden axialen Enden davon auf. Jedes magnetische Stahlblech 56 weist
die äußeren umlaufenden
Ränder
auf, die die Kragenabschnitte 57 definieren, die sich axial
zu entsprechend dem Kommutator 70 und dem Pumpengehäuse 22 erstrecken.
In diesem Aufbau kann der Magnetfluss, der zwischen dem an der radial äußeren Seite
des Ankers 50 angeordneten Permanentmagneten 40 und dem
Rotorkern 52 gebildet wird, verbessert werden. Somit kann
das unter Verwendung des Motorabschnitts 13 erzeugte Drehmoment
bei Zufuhr desselben Antriebstroms verbessert werden, ohne dass
die axiale Länge
des Motorabschnitts 13 erhöht wird. Somit kann der Motorwirkungsgrad
des Motorabschnitts 13 verbessert werden.
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Der
Motorwirkungsgrad ηm
des Motorabschnitts 13 ist durch ηm = (T × N)/(I × V) definiert. Ein Pumpenwirkungsgrad ηp ist durch ηp = (P × Q)/(T × N) definiert.
Dabei ist I der den Motorabschnitt 13 der Kraftstoffpumpe 10 zugeführte Antriebstrom.
Die an dem Motorabschnitt 13 der Kraftstoffpumpe 10 angelegte
Spannung ist V. Das unter Verwendung des Motorabschnitts 13 erzeugte
Drehmoment ist T. Die Drehzahl des Motorabschnitts 13 ist
N. Der Ausstoßdruck
der Kraftstoffpumpe 10 ist P. Eine Ausstoßmenge der
Kraftstoffpumpe 10 ist Q. Der Wirkungsgrad ηfp der Kraftstoffpumpe 10 ist
durch ηfp
= ηm × ηp = (P × Q)/(I × V) definiert.
Daher wird der Wirkungsgrad ηfp
der Kraftstoffpumpe 10 verbessert, wenn der Motorwirkungsgrad ηm des Motorabschnitts 13 verbessert
wird.
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In
dem Fall, in dem das von dem Motorabschnitt 13 geforderte
Drehmoment dasselbe ist, kann die axiale Länge des Motorabschnitts 13 verringert werden,
so dass die Kraftstoffpumpe 10 verkleinert werden kann.
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Die
Lagerstütze 23 des
Pumpengehäuses 22 und
die Vertiefung 99 des Ankers 50 um die Welle 58 überlappen
sich radial einander in der Nähe
des Pumpengehäuses 22.
Die Lagerstütze 23 des
Pumpengehäuses 22 schiebt
sich axial in den Anker 50. In diesem Aufbau kann die axiale
Länge der
Kraftstoffpumpe 10 weiter verringert werden, so dass die Kraftstoffpumpe 10 weiter
verkleinert werden kann.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Wie
es in 4 gezeigt ist, weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ein Kommutator 210 mit einer im Wesentlichen scheibenartigen
Form einen äußeren umlaufenden
Rand 212 auf. Der äußere umlaufende
Rand 212 weist eine stufenartige Oberfläche auf, die nahe an das Magnetstahlblech 56 auf
der Seite der Welle 58 zu dessen Mitte hin kommt. Der äußere umlaufende
Rand 212 ist an der radial inneren Seite der inneren umlaufenden
Ränder
der Kragenabschnitte 57 angeordnet. Der äußere umlaufende
Rand 212 ist von jedem der Kragenabschnitte 57 um
einen Abstand L2 beabstandet, der größer als der Durchmesser der
Wicklung jeder Spule 60 ist.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Wie
es in 5 gezeigt ist, weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ein Kommutator 220 mit einer im Wesentlichen scheibenartigen
Form einen äußeren umlaufenden
Rand 222 auf. Der äußere umlaufende
Rand 222 weist weder eine Konusoberfläche noch eine stufenartige
Oberfläche
auf. Der äußere umlaufende
Rand 222 ist entlang der Achse der Welle 58 angeordnet.
Der äußere umlaufende
Rand 222 ist an der radial inneren Seite der inneren umlaufenden
Ränder
der Kragenabschnitte 57 angeordnet. Der äußere umlaufende
Rand 222 ist von jedem der Kragenabschnitte 57 um
den Abstand L2 beabstandet, der größer als der Durchmesser der
Wicklung jeder Spule 60 ist.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen sind die Kragenabschnitte 57 an
beiden magnetischen Stahlblechen 56 an beiden axialen Enden
des Rotorkerns 52 vorgesehen. Alternativ dazu können die
Kragenabschnitte an einem der magnetischen Stahlbleche an einem
der axialen Enden des Rotorkerns vorgesehen werden. Der Rotorkern
ist nicht darauf begrenzt, dass er durch Stapel von magnetischen
Blechen aufgebaut ist. Beispielsweise kann ein Rotorkern durch Sintern
eines magnetischen Materials geformt werden, und der äußere umlaufende
Rand von zumindest einem der axialen Enden des gesinterten Rotorkerns
kann mit Kragenabschnitten entsprechend den Kragenabschnitten 57 gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
versehen werden.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen ist die Höhe der Spulen 60 niedriger
als die Höhe
der Kragenabschnitte 57 des magnetischen Stahlblechs 56 in
der Nähe
des Kommutators 70. Alternativ dazu kann die Höhe der Spulen 60 größer als
die Höhe
der Kragenabschnitte 57 des magnetischen Stahlblechs 56 in der
Nähe des
Kommutators 70 sein.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen überlappen
sich die Lagerstütze 23 des
Pumpengehäuses 22 und
die Vertiefung 99 des Ankers 50 radial einander.
Die Lagerstütze 23 des
Pumpengehäuses 22 schiebt
sich axial in den Anker 50 hinein. Alternativ dazu kann
sich die Lagerstütze 23 des
Pumpengehäuses 22 nicht
in den Anker 50 schieben. Die Lagerstütze 23 und der Anker 50 können sich alternativ
nicht radial einander überlappen.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Wie
es in 6 gezeigt ist, ist eine Kraftstoffpumpe 10 eine
Pumpe der sich im Tank befindlichen Bauart, die in einem nicht dargestellten
Kraftstofftank eines Fahrzeugs wie eines Zweiradfahrzeuges oder eines
Vierradfahrzeugs vorgesehen ist. Die Kraftstoffpumpe 10 zieht
Kraftstoff aus dem Kraftstofftank und führt den Kraftstoff einer Brennkraftmaschine
zu.
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Die
Kraftstoffpumpe 10 weist einen Pumpenabschnitt 12 und
einen Motorabschnitt 13 auf. Der Motorabschnitt 13 treibt
den Pumpenabschnitt 12 an. In einem Gehäuse 14 sind sowohl
der Pumpenabschnitt 12 als auch der Motorabschnitt 13 untergebracht.
Beide axialen Enden des Gehäuses 14 sind jeweils
an einem Pumpengehäuse 20 und
einer Endabdeckung 92 gecrimpt und befestigt. Das Gehäuse 14 ist
an dem Pumpengehäuse 20 gecrimpt,
so dass ein Pumpengehäuse 22 zwischen
dem Pumpengehäuse 20 und
einer Stufe 15 des Gehäuses 14 angeordnet
ist. Das Gehäuse 14 ist
an die Endabdeckung 92 derart gecrimpt, dass ein Lagerhalter 18 zwischen der
Endabdeckung 92 und einer Stufe 16 des Gehäuses 14 angeordnet
ist. Der Lagerhalter 18 und die Endabdeckung 92 sind
aus Harz geformt.
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Der
Pumpenabschnitt 12 ist eine Turbinenpumpe, die die Pumpengehäuse 20 und 22 sowie
ein Flügelrad 30 aufweist.
Der Pumpenabschnitt 12 ist in der Nähe eines axialen Endes des
Ankers 50 angeordnet. Der Pumpenabschnitt 12 ist
aus dem Flügelrad 30 aufgebaut,
der als ein Rotor dient, der an einer Welle 58 des Ankers 50 angebracht
ist. Die Pumpengehäuse 20 und 22 dienen
als Gehäuseteil,
in denen das Flügelrad 30 drehbar
untergebracht ist. Das Pumpengehäuse 20 weist
einen Einlassanschluss 200 auf, durch den Kraftstoff in
Pumpenkanäle 202 gezogen
wird. Jeder Pumpenkanal 202 weist im Wesentlichen eine
C-Form auf, die sich entlang des äußeren umlaufenden Rands des
Flügelrads 30 erstreckt.
Das Flügelrad 30 mit
einer im Wesentlichen scheibenartigen Form weist einen äußeren umlaufenden
Rand auf, an dem eine Vielzahl von Leitschaufelnuten entlang einer
Rotationsrichtung vorgesehen sind. Der Anker 50 rotiert
derart, dass das Flügelrad 30 sich
zusammen mit der Welle 58 dreht. Kraftstoff strömt aus einer
vorderseitigen Leitschaufelnut und strömt in eine rückseitige
Leitschaufelnut in Bezug auf die Rotationsrichtung mit der Rotation des
Flügelrads 30,
so dass der Kraftstoff eine Wirbeströmung bzw. Drallströmung durch
die Pumpenkanäle 202 formt.
Kraftstoff wird durch die Pumpenkanäle 202 unter Druck
gesetzt, indem das Ausströmen aus
der vorderseitigen Leitschaufelnut und das Einströmen in die
rückseitige
Leitschaufelnut wiederholt wird.
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Kraftstoff
wird mit der Rotation des Flügelrads 30 durch
den Einlassanschluss 202 gezogen, und wird durch die Pumpenkanäle 202 mit
der Rotation des Flügelrads 30 unter
Druck gesetzt, wodurch er zu einer Motorkammer 204 des
Motorabschnitts 13 durch einen nicht dargestellten, an
dem Pumpengehäuse 22 vorgesehenen
Auslassanschluss unter Druck gefördert
wird. Der zu der Motorkammer 204 unter Druck geförderte Kraftstoff
wird einer Brennkraftmaschine durch einen Ausstoßanschluss 208 zugeführt, der
an der Endabdeckung 92 vorgesehen ist, nachdem er durch
einen Kraftstoffkanal 206 gelangt ist, der zwischen Permanentmagneten 40 und den
Anker 50 definiert bzw. abgegrenzt ist. In dem Ausstoßanschluss 208 ist
ein Sperrventil 90 zum Beschränken einer Gegenströmung des
Kraftstoffs durch den Ausstoßanschluss 208 untergebracht.
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Der
Motorabschnitt 13 ist aus den Permanentmagneten 40,
dem Anker 50, einem Kommutator 70, einer Drosselspule 96 und
dergleichen aufgebaut. Die Permanentmagnete 40 weisen jeweils
eine im Wesentlichen bogenartige Form auf. Eine Vielzahl von Permanentmagneten 40 sind
umlaufend entlang des inneren umlaufenden Rands des Gehäuses 14 angeordnet.
Die Permanentmagnete 40 definieren eine Vielzahl von Magnetpolen,
die sich umlaufend voneinander unterscheiden.
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Der
Anker 50 ist an der radial inneren Seite der Permanentmagneten 40 drehbar.
Die Welle 58 ist in einen Rotorkern 52 durch Druck
eingesetzt, um als Drehachse des Ankers 50 zu dienen. Beide
axialen Enden der Welle 58 sind drehbar durch entsprechende
Lager 24 und 26 gestützt, die aus Metall geformt sind.
Das Lager 24 wird durch das Pumpengehäuse 22 gestützt. Das
Lager 26 wird durch den Lagerhalter 18 gestützt. Wie
es in 8 gezeigt ist, ist der Anker 50 aus dem
Rotorkern 52 und Spulen 60 aufgebaut. Der Rotorkern 52 ist
durch axiales Stapeln von magnetischen Stahlblechen aufgebaut. Die
Spulen 60 sind jeweils um den Rotorkern 52 gewickelt.
Der Rotorkern 52 weist eine Vielzahl von magnetischen Polkernen 53 auf,
die in Bezug auf die Rotationsrichtung angeordnet sind. Jede der
Spulen 60 ist durch Wickeln einer Wicklung um jeweils die
Magnetpolkerne 53 aufgebaut. 8 zeigt
eine Konstruktionsanordnung 250, in die die Welle 58 in
den Rotorkern 52 durch Druck eingesetzt wird, und der Anker 50 mit dem
Kommutator 70 zusammengebaut wird, bevor das Harzteil 79 in
den Anker 50 und den Kommutator 70 spritzvergossen
wird.
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Der
Anker 50, die Drehachse 58, der Kommutator 70 und
das Harzteil 79 bilden eine Motorvorrichtung.
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Der
Kommutator 70 weist im Wesentlichen die Form einer flachen
Scheibe auf. Der Kommutator 70 ist an dem axialen Ende
der Welle 58 auf der in Bezug auf den Anker 50 dem
Flügelrad 30 gegenüberliegenden
Seite vorgesehen. Der Kommutator 70 weist eine Vielzahl
von Segmenten 72 auf, die in Bezug auf die Rotationsrichtung
angeordnet sind. Die Segmente 72 sind beispielsweise aus
Kohlenstoff geformt. Die Segmente 72, die einander in Bezug
auf die Rotationsrichtung benachbart sind, sind elektrisch voneinander über einen
Schlitz 74 isoliert, der eine Lücke (einen Spalt) dazwischen
definiert (10A). Die Segmente 72 des
Kommutators 70 sind jeweils mit Kommutatoranschlüssen 66 verbunden.
Die Wicklungen der Spulen 60 sind jeweils um die Kommutatoranschlüsse 66 gewickelt.
Die Kommutatoranschlüsse 66 sind
elektrisch jeweils mit den Spulen 60 an dem äußeren umlaufenden
Rand des Kommutators 70 durch Schmelzen oder dergleichen verbunden.
Wenn der Anker 50 rotiert, gleiten die Endoberflächen der
Segmente 72 auf der axial gegenüberliegenden Seite des Ankers 50 aufeinanderfolgend
auf nicht dargestellten Bürsten,
so dass der den Spulen 60 zugeführte Antriebsstrom gleichgerichtet
wird.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, sind in der Endabdeckung 92 Pumpenanschlüsse 80 durch
Druck eingesetzt. Der Antriebsstrom wird aus den Pumpenanschlüssen 80 zu
den Spulen 60 des Ankers 50 über die nicht dargestellten
Bürsten
und den Kommutator 70 zugeführt.
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Das
Harzteil 79 wird durch Verfüllen von elektrisch isolierendem
Harz in den Anker 50 und den Kommutator 70 geformt,
um die Schmelzabschnitte, die die elektrischen Verbindungsabschnitte
zwischen den Kommutatoranschlüssen 66 und
den Wicklungen der Spulen 60 bilden, mit Ausnahme der Kontaktoberfläche zu umgeben,
die eingerichtet ist, in Kontakt mit den Bürsten zu treten. Die Spule 60 und
die elektrischen Verbindungsabschnitte sind durch das Harzteil 79 umgeben,
so dass der Rotationswiderstand des Motorabschnitts 13 verringert
werden kann. Zusätzlich
können
die Spulen 60 und die elektrischen Verbindungsabschnitte
gegenüber
Korrosion geschützt
werden. Der Rotorkern 52 weist einen Endabschnitt 55 auf
der Seite des Kommutators 70 auf. Wenn das elektrisch isolierende
Harz zum Formen des Harzteils 79 verfüllt wird, wird das Harzteil 79 radial
nach innen in Bezug auf den Rotorkern 52 an einer Grenze
zwischen dem Endabschnitt 55 des Rotorkerns 52 (8)
und dem Harzteil 79 ausgespart. Somit ist der äußere Durchmesser
des Harzteils 79 des Rotorkerns 52 auf der Seite
des Kommutators 70 niedriger als der äußere Durchmesser des Rotorkerns 52.
Wie es in 7 gezeigt ist, ist der äußere Durchmesser
D1 des Rotorkerns 52 größer als der äußere Durchmesser
D2 des Harzteils 79 auf der Seite des Kommutators 70 (D1 > D2). In diesem Aufbau
weisen gemäß 6 und 7 der
Endabschnitt 55 des Rotorkerns 52 auf der Seite
des Kommutators 70 und das Harzteil 79 dazwischen
die umlaufende Grenze auf, die vollständig eine Stufe 180 definiert.
Die Breite der Stufe 180 (7) ist im Wesentlichen
auf 0,5 mm eingestellt.
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Nachstehend
ist ein Herstellungsverfahren für
die Kraftstoffpumpe 10 beschrieben.
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Zunächst wird
die Welle 58 in dem Rotorkern 52 durch Druck eingesetzt.
Der Kommutator 70 wird an dem einen axialen Ende der Welle 58 angebracht. Die
Drähte
werden jeweils um die Magnetpolkerne 53 gewickelt, während der
Draht um die Kommutatoranschlüsse 66 zum
Aufbau der Konstruktionsanordnung 250 gewickelt wird (8).
Die Kommutatoranschlüsse 66 werden
jeweils mit den Drähten
der Spulen 60 durch Schmelzen oder dergleichen verbunden.
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Zweitens
wird, wie es in 9 gezeigt ist, die in 8 gezeigte
Konstruktionsanordnung 250 an Gussformen 300 angebracht,
die aus einer oberen Form 310 und einer unteren Form 320 aufgebaut sind.
In diesem Zustand befindet sich der Endabschnitt 55 des
Rotorkerns 52 auf der Seite des Kommutators 70 in
Kontakt mit einem Kontaktabschnitt 322 der unteren Form 320. 9 zeigt
den Abschnitt, in dem das Harzteil 79 vollständig in
die Gussformen 300 spritzgegossen ist.
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Drittens
wird das elektrisch isolierende Harz durch einen Durchlass 312 in
die Gussformen 300 eingespritzt, die aus der oberen Form 310 und
der unteren Form 320 aufgebaut sind. Der Durchlass 312 ist
an der oberen Form 310 auf der Seite des anderen axialen
Endes des Rotorkerns 52 vorgesehen. Das durch den Durchlass 312 eingespritzte
Harz fließt
zu dem Kommutator 70, nachdem es um die Spulen 60 und
die Lücken
bzw. Spalte zwischen den in Bezug auf die Rotationsrichtung zueinander
benachbarten Magnetpolkernen 53 gelangt ist. In diesem
Zustand wird dem mit den Spulen 60 versehenen Rotorkern 52 eine
Kraft des Einspritzgießdrucks
radial zu der unteren Seite gemäß 9 beaufschlagt.
Wenn die Drähte
fest gewickelt sind, steigt die Belegung (Belegungsrate) der Spulen
an. Die Kraft des Einspritzgussdrucks, die dem Rotorkern 52 axial
zu der unteren Seite in 9 beaufschlagt wird, tendiert
dazu, mit einem Anstieg der Belegung der Spulen 60 groß zu werden.
In diesem Zustand befindet sich der Endabschnitt 55 des
Rotorkerns 52 auf der Seite des Kommutators 70 in
Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 322 der unteren Form 320.
Daher kann selbst dann, wenn dem Rotorkern 52 die Kraft
des Einspritzgussdrucks axial zu der unteren Seite gemäß 9 beaufschlagt
wird, verhindert werden, dass der Rotorkern 52 axial in
Bezug auf die Welle 58 versetzt wird.
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10A zeigt den Anker 50 und den Kommutator 70 nach
Einspritzgießen
des Harzteils 79, wenn von der Kontaktoberfläche aus
gesehen, über die
der Kommutator 70 zum Kontakt mit den Bürsten eingerichtet ist. 10B zeigt die untere Form 320. Die untere
Form 320 weist eine Gussaussparung auf, wobei diese einen äußeren umlaufenden
Rand aufweist, der den Kontaktabschnitt 322 abgrenzt bzw. definiert,
mit dem der Endabschnitt 55 des Rotorkerns 52 Kontakt
herstellt. Die Stufe 180 des Einspritzgussharzteils 79 wird
durch Definieren des Kontaktabschnitts 322 geformt. Die
untere Form 320 weist einen unteren Abschnitt 324 auf,
der Vorsprünge 326 entsprechend
den Schlitzen 64 des Kommutators 70 aufweist.
Jeder der Vorsprünge 326 berührt den äußeren umlaufenden
Rand des Kommutators 70. Wenn das Harz in die Schlitze 64 fließt, können die
Kontaktoberflächen
dem Harz ausgesetzt sein, über
die die Segmente 72 in Kontakt mit den Bürsten treten
sollen. In diesem Aufbau sind die Vorsprünge 326 vorgesehen,
um zu vermeiden, dass das durch die obere Form 310 in die
untere Form 320 fließende Harz
in die Schlitze 64 eindringt. Die obere Form 310 und
die untere Form 320 werden nach dem Einspritzgießen des
Harzteils 79 axial in entgegengesetzte Richtungen voneinander
bewegt. In diesem Zustand definieren die Vorsprünge 326 jeweils Markierungen 78 auf
dem Harzteil 79 entsprechend der radial äußeren Seite
der Schlitze 64.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird das Harzteil 79 in einen Zustand spritzgegossen, in dem
der Endabschnitt 55 des Rotorkerns 52 auf der Seite
des Kommutators 70 axial in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 322 der
unteren Form 320 steht. Daher kann selbst dann, wenn dem
Rotorkern 52 die Kraft des Einspritzgussdrucks axial zu
dem Pumpenabschnitt 12 auf der Seite des anderen axialen
Endes des Rotorkerns 52 beaufschlagt wird, verhindert werden,
dass der Rotorkern 52 axial in Bezug auf die Welle 58 versetzt
wird.
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Der äußere Durchmesser
des Harzteils 79, das in Bezug auf den Rotorkern 52 auf
der Seite des Kommutators 70 angeordnet ist, ist niedriger
als der äußere Durchmesser
des Rotorkerns 52. Die umlaufende Grenze zwischen dem Rotorkern 52 und
dem Harzteil 79 definiert vollständig die Stufe 180.
In diesem Aufbau kann selbst dann, wenn das Harzteil 79 aufgrund
eines Aussetzens gegenüber
Kraftstoff anschwillt, verhindert werden, dass das Harzteil 79,
das in Bezug auf den Rotorkern 52 auf der Seite des Kommutators 70 angeordnet
ist, radial nach außen über den
Rotorkern 52 hinaus vorspringt. Daher kann selbst dann,
wenn das Harzteil 79 anschwillt, da es Kraftstoff gegenüber ausgesetzt
ist, verhindert werden, dass das Harzteil 79 auf der Seite
des Kommutators 70 in Bezug auf den Rotorkern 52 die
an der radial äußeren Seite
des Ankers 50 angeordneten Permanentmagnete 40 behindert.
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Insbesondere
tendiert das Harzteil zum Anschwellen, wenn der Kraftstoff beispielsweise
Alkohol oder alkoholartiger Kraftstoff ist. Daher ist der vorstehend
beschriebene Aufbau noch effektiver, wenn der Kraftstoff Alkohol
oder alkoholartiger Kraftstoff ist.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist der äußere Durchmesser
des Harzteils 79 über
den gesamten Bereich in axialer Längsrichtung davon mit Ausnahme
des Abschnitts des Harzteils 79, der in Bezug auf den Rotorkern 57 auf
der Seite des Kommutators 70 liegt, im Wesentlichen derselbe
wie der äußere Durchmesser
des Rotorkerns 52. Zusätzlich ist
der äußere Durchmesser
des Harzteils 79 in Bezug auf den Rotorkern 52 auf
der Seite des Pumpenabschnitts 12 im Wesentlichen derselbe
wie der äußere Durchmesser
des Rotorkerns 52. Das Harzteil 79 mit Ausnahme
des Abschnitts des Harzteils 79, der in Bezug auf den Rotorkern 52 auf
der Seite des Kommutators 70 liegt, enthält weniger
Harz als der Abschnitt des Harzteils 79 in Bezug auf den
Rotorkern 52 auf der Seite des Kommutators 70.
Daher ist ein Anschwellen des Harzteils 79 mit Ausnahme
des Abschnitts des Harzteils 79, der in Bezug auf den Rotorkern 52 auf
der Seite des Kommutators 70 liegt, geringer als an dem
Abschnitt des Harzteils 79 in Bezug auf den Rotorkern 52 auf
der Seite des Kommutators 70. Daher kann das Harzteil 79 mit
der Ausnahme des Abschnitts des Harzteils 79, der in Bezug auf
den Rotorkern 52 auf der Seite des Kommutators 70 liegt,
nicht radial nach außen über den äußeren umlaufenden
Rand des Rotorkerns 52 derart vorspringen, dass er die
Permanentmagnete 40 behindern würde, selbst wenn ein Schwellen
vorhanden ist.
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Weiterhin
sind gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die Gussformen 300 aus der oberen Form 310 und
der unteren Form 320 aufgebaut, die in entgegengesetzten
Richtungen zueinander zum Entfernen des Gussprodukts axial beweglich
sind. Daher kann das Gussprodukt unter Verwendung der unteren Form 320 entfernt
werden, die einstückig
mit den Vorsprüngen 326 versehen
ist. Auf diese Weise kann die Anzahl der Komponenten der Gussformen 300 verringert
werden.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
weisen die Gussformen 300 die Vorsprünge 326 auf, um zu verhindern,
dass Harz in den Spalt zwischen den Segmenten 72, die in
Bezug auf die Rotationsrichtung benachbart zueinander sind, in den
Kommutator 70 fließt.
In diesem Aufbau kann die Anzahl der Gussformen 300 im
Vergleich zu einem Aufbau verringert werden, in dem ein zusätzliches
Teil vorgesehen ist, um zu verhindern, dass Harz in den Spalt zwischen
den zueinander benachbarten Segmenten 72 in den Kommutator 70 fließt.
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Fünftes Ausführungsbeispiel
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Der
Aufbau der Kraftstoffpumpe mit Ausnahme des Ankers gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist
im Wesentlichen derselbe wie derjenige gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
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Wie
es in 11 bis 13 gezeigt
ist, ist jeweils ein magnetisches Stahlblech (magnetische Stahlplatte) 114 an
jedem axialen Ende eines Rotorkerns 102 eines Ankers 100 gestapelt.
Die Dicke jedes magnetischen Stahlblechs 114 ist größer als
die Dicke jeweils der magnetischen Stahlbleche 112, bei
denen es sich nicht um diejenigen an den axialen Enden des Rotorkerns 102 handelt.
Die magnetischen Stahlbleche 112 und die magnetischen Stahlbleche 114 bilden
eine Vielzahl von magnetischen Pohlkernen 110 in Bezug
auf die Rotationsrichtung. 12 zeigt
eine Konstruktionsanordnung 260, bei der die Welle 58 in den
Rotorkern 102 durch Druck eingesetzt ist und der Anker 100 mit
dem Kommutator 70 zusammengesetzt wird, bevor ein Harzteil 79 spritzgegossen
wird. 13A zeigt den Rotorkern 102,
wobei der Kommutator 70 weggelassen ist, bevor er mit den
Spulen 60 versehen wird, und bevor er mit dem elektrisch isolierenden
Harz verfüllt
wird, um das Harzteil 79 zu gießen. 13B zeigt
den Rotorkern 102, wobei der Kommutator 70 weggelassen
ist, nachdem er mit den Spulen 60 versehen worden ist,
und bevor er mit dem elektrisch isolierenden Harz zum Gießen des
Harzteils 79 verfüllt
wird. In Wirklichkeit wird die Spule 60 durch Wickeln von
Drähten
um den Rotorkern 102 aufgebaut, an dem der Kommutator 70 angebracht ist.
Die magnetischen Stahlbleche 114 weisen jeweils Kragenabschnitte 160 entsprechend
den Magnetpolkernen 110 auf. Die äußeren umlaufenden Ränder von
einem der magnetischen Stahlbleche 114 sind jeweils axial
durch Pressformen oder dergleichen zu dem Kommutator 70 hin
gebogen, wodurch diese zu einem der Kragenabschnitte 116 geformt
werden. Die äußeren umlaufenden
Ränder
des anderen der magnetischen Stahlbleche 114 sind jeweils
durch Pressformen oder dergleichen zu dem Pumpengehäuse 22 hin
axial gebogen, wodurch diese zu einem der Kragenabschnitte 116 geformt
werden. Jeder der Kragenabschnitte 116 weist äußere umlaufende Ränder auf,
die die Kragenabschnitte 116 derart definieren, dass sie
sich axial zu entsprechend dem Kommutator 70 oder dem Pumpengehäuse 22 erstrecken.
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Der
Rotorkern 102 weist einen Endabschnitt 118 (12)
auf der Seite des Kommutators 70 auf. Der Endabschnitt 118 und
das Harzteil 79 definieren dazwischen axial eine Grenze,
an der das Harzteil 79 radial nach innen in Bezug auf den
Rotorkern 102 ausgespart ist. In diesem Aufbau weisen der
Endabschnitt 118 des Rotorkerns 102 auf der Seite
des Kommutators 70 und das Harzteil 79 dazwischen
die umlaufende Grenze auf, die vollständig die Stufe 180 definiert.
Die Stufe 180 wird durch Einspritzgießen des Harzteils 79 in
einen Zustand geformt, in dem der Endabschnitt 118 des
Rotorkerns 102 auf der Seite des Kommutators 70 sich
axial in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 322 der unteren
Form 320 befindet, ähnlich
wie gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel. Daher
kann selbst dann, wenn dem Rotorkern 102 die Kraft des
Einspritzgussdrucks des Harzteils 79 beaufschlagt wird,
verhindert werden, dass der Rotorkern 102 axial relativ
zu der Welle 58 versetzt wird, ähnlich wie gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist der äußere Durchmesser
des Harzteils 79 auf der Seite des Kommutators 70 in
Bezug auf den Rotorkern 102 ebenfalls kleiner als der äußere Durchmesser
des Rotorkerns 102. In diesem Aufbau kann selbst dann, wenn
das Harzteil 79 aufgrund des Ausgesetztseins gegenüber Kraftstoff
anschwillt, verhindert werden, dass das Harzteil 79, das
sich auf der Seite des Kommutators 70 in Bezug auf den
Rotorkern 102 befindet, radial außerhalb über den Rotorkern 102 hinaus
vorspringt. Daher kann selbst dann, wenn das Harzteil 79 aufgrund
des Ausgesetztseins gegenüber
Kraftstoff anschwillt, verhindert werden, dass das Harzteil 79 auf
in Bezug auf den Rotorkern 102 der Seite des Kommutators 70 die
Permanentmagnete 40 behindert, die auf der radial äußeren Seite
des Ankers 100 angeordnet sind.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
sind die äußeren umlaufenden
Ränder
von einem der magnetischen Stahlbleche 114 durch Pressformen
oder dergleichen zu dem Kommutator 70 hin gebogen, wodurch
diese zu einem der Kragenabschnitte 116 geformt sind. Die
umlaufenden Ränder
des anderen der magnetischen Stahlbleche 114 sind jeweils
durch Pressformen oder dergleichen zu dem Pumpengehäuse 22 hin
gebogen, wodurch diese zu einem der Kragenabschnitte 116 geformt
werden. Dementsprechend tendiert das Ende des Rotorkerns 102 dazu, den
Gussdruck des Harzteils 79 aufzunehmen. Wenn daher die
Konstruktionsanordnung 260 gemäß 12 an
das Innere der Gussformen 300 angebracht wird und das Harzteil
zum Gießen
des Harzteils 79 eingespritzt wird, wird dem mit den Spulen 60 versehen
Rotorkern 102 die Kraft des Einspritzgussdrucks beaufschlagt,
die größer als
die der Konstruktionsanordnung 250 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
beaufschlagte ist. Selbst in diesem Zustand befindet sich der Endabschnitt 118 des
Rotorkerns 102 auf der Seite des Kommutators 70 in
Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 322 der unteren Form 320,
so dass verhindert werden kann, dass der Rotorkern 102 axial
in Bezug auf die Welle 58 versetzt wird.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
sind die äußeren umlaufenden
Ränder
des axialen Endes des Rotorkerns 102 jeweils mit den Kragenabschnitten 116 versehen,
die sich jeweils axial erstrecken. In diesem Aufbau kann der zwischen
dem Rotorkern 102 und dem Permanentmagneten 40 gebildete
Magnetfluss im Vergleich mit einem Rotorkern ohne die Kragenabschnitte 116 verbessert
werden. Das von dem Anker 100 erzeugte Drehmoment kann
im Vergleich zu einem Anker ohne die Kragenabschnitte 116 in
dem Fall verbessert werden, in dem die Axiallänge des Ankers 100 dieselbe
ist. Die axiale Länge des
Ankers 100 kann im Vergleich mit einem Anker ohne den Kragenabschnitten 116 in
dem Fall, in dem das von dem Anker 100 erzeugte Drehmoment
dasselbe ist, verringert werden. Daher kann die Kraftstoffpumpe
verkleinert werden.
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Sechstes Ausführungsbeispiel
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Der
Aufbau der Kraftstoffpumpe ist mit Ausnahme des Ankers gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
derselbe wie der gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel.
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Wie
es in 14 gezeigt ist, weist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Rotorkern 102 einen Endabschnitt 118 auf der
Seite des Pumpenabschnitts 12 auf. Der Endabschnitt 118 und
das Harzteil 29 definieren dazwischen axial eine Grenze,
in der das Harzteil 79 radial nach innen in Bezug auf den
Rotorkern 102 ausgespart ist. In diesem Aufbau weisen der
Endabschnitt 118 des Rotorkerns 102 auf der Seite
des Pumpenabschnitts 12 und das Harzteil 79 dazwischen
die umlaufende Grenze auf, die vollständig die Stufe 180 definiert.
In diesem Aufbau wird das Harzmaterial von der Seite des Kommutators 70 aus
eingefüllt,
um das Harzteil 79 zu gießen.
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Weiteres Ausführungsbeispiel
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen vierten bis sechsten Ausführungsbeispielen ist das Harzteil 79 radial
nach innen in Bezug auf den Rotorkern in der umlaufenden Grenze
zwischen dem axialen Endabschnitt des Rotorkerns auf der Seite von
entweder dem Kommutator oder dem Pumpenabschnitt und dem Harzteil 79 ausgespart.
Die Grenze zwischen dem Rotorkern und dem Harzteil 79 definiert eine
Stufe 180. Alternativ dazu kann das Harzteil 79 radial
nach innen in Bezug auf den Rotorkern in beiden umlaufenden Grenzen
jeweils zwischen den beiden axialen Endabschnitten des Rotorkerns
und dem Harzteil 79 ausgespart sein. Insbesondere kann
das Harzteil 79 radial nach innen in Bezug auf den Rotorkern
in der umlaufenden Grenze zwischen dem axialen Endabschnitt des
Rotorkerns auf der Seite des Kommutators und dem Harzteil 79 ausgespart
sein. Weiterhin kann das Harzteil 79 radial nach innen
in Bezug auf den Rotorkern in der umlaufenden Grenze zwischen dem
axialen Endabschnitt des Rotorkerns auf der Seite des Pumpenabschnitts
und dem Harzteil 79 ausgespart sein. In diesem Aufbau definieren beide
Grenzen zwischen dem Rotorkern und dem Harzteil 79 die
Stufen 180. Weiterhin sind die äußeren Durchmesser beider Endabschnitte
des Harzteils, die jeweils die Stufen in Bezug auf den Rotorkern
dazwischen definieren, derart eingestellt, dass sie kleiner als
der äußere Durchmesser
des Rotorkerns sind. Daher kann selbst dann, wenn das Harzteil aufgrund
des Ausgesetztseins gegenüber
Kraftstoff anschwillt, verhindert werden, dass das Harzteil die
Permanentmagnete 40 behindert, die an der radial äußeren Seite
des Ankers angeordnet sind.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen vierten bis sechsten Ausführungsbeispielen wird die Stufe 180,
die in der umlaufenden Grenze axial zwischen dem Rotorkern und dem
Harzteil 79 geformt ist, nach dem Gießen des Harzteils 79 übrig gelassen,
wobei auf diese Weise die Kraftstoffpumpe aufgebaut wird. Alternativ
dazu kann die Stufe 180, die durch Gießen des Harzteils 79 in
einem Zustand geformt wird, in dem das eine axiale Ende des Rotorkerns
sich in Kontakt mit dem Gussformen befindet, beispielsweise entfernt
werden, indem der Rotorkern nach Gießen des Harzteils 79 geschnitten
wird. Somit kann der äußere Durchmesser
des Rotorkerns derselbe wie der äußere Durchmesser
des Harzteils 79 sein.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen vierten bis sechsten Ausführungsbeispielen wird das Harzmaterial
zum Gießen
des Harzteils in einem Zustand eingespritzt, in dem der umlaufende
Rand des einen axialen Endes des Rotorkerns sich vollständig in
Kontakt mit dem Kontaktabschnitt der Gussformen befindet. Alternativ
dazu kann das Harzmaterial zum Gießen des Harzteils in einem
Zustand eingespritzt werden, in dem der umlaufende Rand des einen
axialen Endes des Rotorkerns teilweise sich in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt
der Gussformen befindet. In diesem Fall werden die Stufen teilweise
in der umlaufenden Grenze axial zwischen dem Rotorkern und dem Harzteil
geformt, so dass Vorsprünge
und Aussparungen umlaufend an dem äußeren umlaufenden Rand des
Harzteils geformt werden. Diese Stufen, die teilweise in der umlaufenden
Grenze geformt werden, und die Vorsprünge und Aussparungen, die umlaufend
an dem äußeren umlaufenden
Rand des Harzteils geformt werden, können durch Schneiden oder dergleichen
entfernt werden, oder können übriggelassen
werden, wobei auf diese Weise die Kraftstoffpumpe aufgebaut werden
kann.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen vierten bis sechsten Ausführungsbeispielen sind die Gussformen
in axial gegenüberliegenden
Richtungen voneinander bewegbar, um das gegossene Produkt zu entfernen.
Alternativ dazu können
die Gussformen in radial zueinander entgegengesetzten Richtungen
voneinander bewegbar sein, um das gegossene Produkt zu entfernen.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen vierten bis sechsten Ausführungsbeispielen sind die äußeren umlaufenden
Ränder
von beiden axialen Enden des Rotorkerns 102 mit den Kragenabschnitten 116 versehen,
die sich jeweils axial erstrecken. Alternativ dazu kann eines der
axialen Enden des Rotorkerns 102 mit den Kragenabschnitten 116 versehen sein.
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Die
vorstehend beschriebenen Strukturen bzw. Aufbauten gemäß den Ausführungsbeispielen können kombiniert
werden, wenn dies geeignet ist.
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Es
sei bemerkt, dass, obwohl die Prozesse gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
an dieser Stelle mit einer spezifischen Abfolge von Schritten beschrieben
worden ist, weitere alternative Ausführungsbeispiele mit verschiedenen anderen
Abfolgen dieser Schritte und/oder zusätzliche Schritte, die hier
nicht offenbart sind, in den Schritten gemäß der vorliegenden Erfindung
enthalten sein sollen.
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Verschiedene
Modifikationen und Änderungen
können
in unterschiedlicher Weise an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, weist eine Kraftstoffpumpe
einen Pumpenabschnitt 12 zum Pumpen von Kraftstoff auf.
Die Kraftstoffpumpe weist weiterhin einen Magneten 40 mit
Magnetpolen auf, die sich umlaufend einander abwechseln. Die Kraftstoffpumpe
weist weiterhin einen Anker 50 an einer radialen Innenseite
des Magneten 40 auf. Der Anker 50 weist einen
Rotorkern 52 auf, der mit einer aus einem Draht geformten
Spule 60 versehen ist. Der Anker 50 ist zum Antrieb
des Pumpenabschnitts 12 drehbar. Ein Kommutator 70,
der sich im Wesentlichen in einer Scheibenform befindet, ist an
einem axialen Ende des Ankers 50 vorgesehen, um der Spule 60 zugeführte Energie
gleichzurichten. Der Rotorkern 52 weist ein axiales Ende
mit einem äußeren umlaufenden
Rand auf, der einen kommutatorseitigen Kragenabschnitt 57 definiert,
der sich zu dem Kommutator 70 hin erstreckt. Die Spule 60 ist durch
Wickeln des Drahtes zwischen einem äußeren umlaufenden Rand des
Kommutators 70 und dem kommutatorseitigen Kragenabschnitt 57 geformt.