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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor und eine Kraftstoffpumpe
mit einem derartigen Elektromotor.
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Beispielsweise
offenbart die
JP-A-2001-352731 einen
Elektromotor mit Permanentmagneten, die Magnetpole bilden, die sich
gegenseitig in der Polarität in Umlaufsrichtung voneinander
unterscheiden, und einem Anker, der an einer radial inneren Seite
der Permanentmagneten in frei drehbarer Weise angeordnet ist. Der
Motor weist weiterhin einen geschichteten Kern auf, der durch Schichten
einer Vielzahl von magnetischen Platten (Blechen) in axialer Richtung
aufgebaut ist, wobei eine Isolierschicht zur Unterdrückung
einer elektrischen Leitung zwischen den magnetischen Platten (Blechen)
angeordnet ist. Eine Spule ist auf den geschichteten Kern gewickelt.
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Ein
Kragen ist an einer radial äußeren Seite jeder
magnetischen Endplatte gebildet, die an den am weitesten entfernt
liegenden Enden in der Drehachsenrichtung unter den geschichteten
magnetischen Platten vorgesehen sind. Dieser Kragen erstreckt sich
in der Drehachsenrichtung, so dass er Poloberflächen der
Permanentmagneten zugewandt ist. Entsprechend dieser Konfiguration
ist die Fläche des geschichteten Kerns, die den Polflächen
der Permanentmagneten zugewandt ist, erhöht. Daher kann die
Größe des Magnetflusses in dem geschichteten Kern
erhöht werden, ohne dass dessen axiale Länge erhöht
wird.
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Gemäß der
JP-A-2001-352731 ist
zwischen jeweils zueinander benachbarten magnetischen Platten eine
Isolierschicht zur Unterdrückung von Wirbelstromverlusten
vorgesehen. Daher fließt Magnetfluss, der in jeder magnetischen
Platte eintritt, kaum in die Drehachsenrichtung. Das heißt,
der größte Teil des Magnetflusses fließt
in einer radialen Richtung.
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In
der vorliegenden Struktur, bei der die magnetische Endplatte einen
Kragen an der radial äußeren Seite der magnetischen
Platte aufweist, kann ein Streufluss aus dem Permanentmagneten verringert werden.
Jedoch konzentriert sich der Magnetfluss auf einen Fuß-
bzw. Wurzelbereich des Kragens. Dementsprechend steigt der Magnetwiderstand
in dem Wurzelbereich an, weshalb folglich die Größe des
Magnetflusses in dem geschichteten Kern nicht ausreichend erhöht
werden kann, selbst obwohl der Kragen an der magnetischen Endplatte
geformt ist. Als Ergebnis kann ein Drehmoment nicht effektiv erhöht
werden.
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Im
Hinblick auf die vorstehenden und auf andere Probleme liegt der
vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor
mit einem geschichteten Kern bereitzustellen, der eingerichtet ist, die
Größe eines Magnetflusses darin zu erhöhen,
um das von diesem erzeugte Drehmoment zu verbessern.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Elektromotor
einen Permanentmagneten mit einer Vielzahl von Magnetpolen auf,
die sich umlaufend voneinander unterscheiden. Der Elektromotor weist
weiterhin einen Anker auf, der radial innerhalb des Permanentmagneten
drehbar ist und einen geschichteten Kern sowie eine Spule aufweist,
wobei der geschichtete Kern eine Vielzahl von magnetischen Platten
aufweist, die in axialer Richtung derart geschichtet sind, dass
eine Isolierschicht zur Unterdrückung einer elektrischen
Leitung dazwischen angeordnet ist, wobei die Spule um den geschichteten
Kern gewickelt ist. Die Vielzahl der magnetischen Platten umfasst
magnetische Endplatten, die an den an beiden am weitesten entfernt
liegenden Enden in der Drehachsenrichtung angeordnet sind. Zumindest
eine der magnetischen Endplatten weist eine äußere
umlaufende Seite auf, die mit einem Kragen versehen ist, der sich
in der Drehachsenrichtung derart erstreckt, dass er Polflächen
des Permanentmagneten gegenüberliegt. Die zumindest eine
magnetische Endplatte weist eine Dicke t auf. Der Kragen weist eine
Länge h auf. Die Dicke t und die Länge h weisen
eine Beziehung von h/t ≤ 10 auf.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Elektromotor
einen Permanentmagneten mit einer Vielzahl von Magnetpolen auf,
die umlaufend sich voneinander unterscheiden. Der Elektromotor weist
weiterhin einen Anker auf, der radial innerhalb des Permanentmagneten drehbar
ist und einen geschichteten Kern sowie eine Spule aufweist, wobei
der geschichtete Kern eine Vielzahl von magnetischen Platten aufweist,
die in axialer Richtung geschichtet sind, so dass eine Isolierschicht
zur Unterdrückung elektrischer Leitung dazwischen angeordnet
ist, wobei die Spule an den geschichteten Kern gewickelt ist. Die
Isolierschicht ist auf zumindest zwei der magnetischen Platten geformt,
die zueinander benachbart sind. Die Vielzahl der magnetischen Platten
weist magnetische Endplatten auf, die an den am meisten entfernt
liegenden Enden in der Drehachsenrichtung angeordnet sind. Zumindest
eine der magnetischen Endplatten weist eine äußere
umlaufende Seite auf, die mit einem Kragen versehen ist, der sich
in der Drehachsenrichtung derart erstreckt, dass er Polflächen
des Permanentmagneten gegenüberliegt. Auf zumindest einer
der magnetischen Endplatten ist die Isolierschicht nicht geformt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Elektromotor
einen Permanentmagneten mit einer Vielzahl von Magnetpolen auf,
die sich umlaufend voneinander unterscheiden. Der Elektromotor weist
weiterhin einen Anker auf, der drehbar radial innerhalb des Permanentmagneten
ist und einen geschichteten Kern sowie eine Spule aufweist, wobei
der geschichtete Kern eine Vielzahl von magnetischen Platten aufweist,
die in axialer Richtung geschichtet sind, so dass eine Isolierschicht
zur Unterdrückung einer elektrischen Leitung dazwischen
angeordnet ist, wobei die Spule an den geschichteten Kern gewickelt
ist. Die Isolierschicht ist auf zumindest einem zueinander benachbarten
magnetischen Platten geformt. Die Vielzahl der magnetischen Platten
weist magnetische Endplatten auf, die an den am meisten entfernt
liegenden Enden in der Drehachsenrichtung angeordnet sind. Zumindest
eine der magnetischen Endplatten weist eine äußere umlaufende
Seite auf, die mit einem Kragen versehen ist, der sich in der Drehachsenrichtung derart
erstreckt, dass er Polflächen des Permanentmagneten gegenüberliegt.
Die zumindest eine der magnetischen Endplatten weist eine Dicke
t auf. Der Kragen weist eine Länge h auf. Die Dicke t und
die Länge h weisen eine Beziehung von h/t ≤ 10
auf. Die Isolierschicht ist nicht auf zumindest einer der magnetischen
Endplatten geformt.
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Die
vorstehend genannten und andere 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, die eine Kraftstoffpumpe gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
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2 eine
perspektivische Darstellung, die einen Anker der Kraftstoffpumpe
zeigt, bevor dieser mit einer Spule bewickelt wird,
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3 eine
perspektivische Darstellung, die den Anker zeigt, nachdem er mit
der Spule bewickelt worden ist, wobei der Anker noch nicht mit einem Kommutator
versehen ist,
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4 eine
perspektivische Darstellung, die den Anker zeigt, nachdem er mit
der Spule bewickelt worden ist und mit dem Kommutator versehen worden
ist,
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5 eine
Schnittansicht des Ankers,
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6 eine
Schnittansicht, die einen geschichteten Kern des Ankers zeigt, und
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7 eine
Schnittansicht, die einen geschichteten Kern eines Ankers eines
elektrischen Motors zeigt, der in einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
eine Kraftstoffpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Eine Kraftstoffpumpe 1 ist eine im Tank angeordnete Turbinenpumpe (In-Tank-Turbinenpumpe),
die in einem nicht gezeigten Kraftstofftank eines Zweirad- oder
Vierradfahrzeugs oder dergleichen unterzubringen ist.
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Die
Kraftstoffpumpe 1 weist einen Pumpenabschnitt 10 und
einen Motorabschnitt 20 zum Antrieb des Pumpenabschnitts 10 auf.
Ein Gehäuse 30 dient als Gehäuse des
Pumpenabschnitts 10 und Gehäuse des Motorabschnitts 20.
Das Gehäuse 30 ist mit einer Endabdeckung 40 und
einer Pumpabdeckung 11 jeweils an beiden Enden in der Drehachsenrichtung
verstemmt. Das Gehäuse 30 ist mit der Pumpenabdeckung 11 verstemmt,
wodurch eine Pumpenummantelung 14 zwischen der Pumpenabdeckung 11 und
einem gestuften Abschnitt 31 geklemmt ist.
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Der
Pumpenabschnitt 10 weist eine Turbinenpumpe mit der Pumpenabdeckung 11,
der Pumpenummantelung 14 und einem Flügelrad 16 auf.
Die Pumpenabdeckung 11 und die Pumpenummantelung 14 beherbergen
das Flügelrad 16 in einer frei drehbaren Weise.
Die Pumpenabdeckung 11 weist einen Ansauganschluss 12 zum
Ansaugen von Kraftstoff in einen Pumpenkanal 15 auf. Der
Pumpenkanal 15 ist in eine C-Form zwischen der Pumpenabdeckung 11,
der Pumpenummantelung 14 und dem Flügelrad 16 geformt.
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Eine
Vielzahl von Schaufelnuten (Flügelnuten) sind in Drehrichtung
an einer äußeren umlaufenden Kante des Flügelrads 16 geformt,
das eine Scheibenform aufweist. Wenn sich das Flügelrad 16 zusammen
mit einer Welle 23 in Zusammenhang mit der Drehung eines
Ankers 22 dreht, werden Herausströmen und Hereinströmen
von Kraftstoff von einer Schaufelnut an der Vorderseite in Drehrichtung
zu einer anderen Schaufelnut an der Rückseite in Drehrichtung
wiederholt. Dadurch wird der Kraftstoff verwirbelt und in dem Pumpenkanal 15 unter
Druck gesetzt. Eine Lüftungsöffnung 13 ist
in der Pumpenabdeckung 11 zum Ausstoß von Luft,
die in dem Kraftstoff in dem Pumpenkanal 15 enthalten ist,
noch außerhalb der Kraftstoffpumpe 1 vorgesehen.
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Kraftstoff,
der aus einem Ansauganschluss 12 durch die Drehung des
Flügelrads 16 angesaugt wird, wird durch den Pumpenkanal 15 durch
die Drehung des Flügelrads 16 unter Druck gesetzt,
und der unter Druck gesetzte Kraftstoff wird unter Druck zu dem
Motorabschnitt 20 aus einem (nicht gezeigten) Ausstoßanschluss
zugeführt, der in dem Pumpengehäuse 14 vorgesehen
ist. Der dem Motorabschnitt 20 unter Druck zugeführte
Kraftstoff gelangt durch einen Kraftstoffkanal 32 zwischen
Permanentmagneten 21 und dem Anker 22, woraufhin
der Kraftstoff einer Brennkraftmaschine als Kraftstoffsverbrauchseinheit aus
einem in der Endabdeckung 40 vorgesehenen Ausstoßanschluss 41 zugeführt
wird. Ein Absperrventil 42 ist in dem Ausstoßanschluss 41 untergebracht,
der einen Rückfluss von aus dem Ausstoßanschluss 41 ausgestoßenen
Kraftstoff beschränkt.
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Der
Motorabschnitt 20 ist durch die Permanentmagnete 21,
den Anker 22, einen Kommutator 26 und dergleichen
aufgebaut. Jeder der Permanentmagnete 21 ist beispielsweise ein
Ferritmagnet und ist bogenförmig geformt. Zwei Permanentmagnete 21 sind
umlaufend an einer inneren umlaufenden Wand des Gehäuses 30 angebracht.
Die Permanentmagnete 21 bilden Magnetpole, die sich in
Umlaufsrichtung in der Polarität voneinander unterscheiden, auf
dem Anker 22 zugewandten Oberflächen an der radialen
inneren Seite der Permanentmagneten 21. Der Anker 22 ist
an der radial inneren Seite der Permanentmagnete 21 angeordnet.
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Der
Anker 22 ist durch einen geschichteten Kern 24,
der durch Schichten von magnetischen Platten (magnetischen Blechen) 25 in
einer Drehachsenrichtung geformt ist, und einer Spule 27 aufgebaut, die
an Polkernen des geschichteten Kerns 24 gewickelt ist.
Eine Isolierschicht 257 zur Unterdrückung von
elektrischer Leitung ist zwischen den zueinander benachbarten magnetischen
Platten 25 vorgesehen. Gemäß 1 ist
der Raum, der durch eine gestrichelte Linie mit zwei Punkten an
jedem Ende in der Drehachsenrichtung des Ankers 22 gezeigt
ist, mit der Spule 27 bewickelt. Ein Aufbau des geschichteten
Kerns 24 ist im weiteren Verlauf der Beschreibung ausführlich
beschrieben.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, wird die Welle 23, die
eine Drehachse des Ankers 22 ist, durch Lager 44 und 45 an
jedem Ende in der Drehachsenrichtung gestützt. Die Lager 44 und 45 werden
jeweils durch die Pumpenummantelung 14 und einen Lagerhalter 46 gestützt.
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Der
Kommutator 26 ist in einer Scheibenform geformt und an
einem Ende des Ankers 22 in der Drehachsenrichtung an einer
Seite angebracht, die entgegengesetzt zu der Seite des Flügelrads 16 ist. Der
Kommutator 26 weist eine Vielzahl von Segmenten 261 auf,
die in Drehrichtung angeordnet sind. Jedes der Segmente 261 ist
beispielsweise aus Kohlenstoff geformt und ist elektrisch mit der
Spule 27 durch Anschlüsse 262 verbunden.
Die Segmente 261 sind elektrisch voneinander durch einen
Raum und ein isolierendes Harzmaterial 263 isoliert.
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Eine
Lücke ist zwischen dem Kommutator 26 und einem
Ende in der Drehachsenrichtung der Spule 27 an der Seite
des Kommutators 26 geformt, und die Lücke ist
mit einem isolierenden Harzmaterial 29 gefüllt.
Ein Ende in der Drehachsenrichtung der Spule 27 an der
Seite des Pumpenabschnitts 10 ist mit einem isolierenden
Harzmaterial 28 abgedeckt. Die vorliegende Struktur kann
den Drehwiderstand des Ankers 22 bei Drehung in Kraftstoff
verringern und kann das Eindringen von Fremdstoffen in den Anker 22 unterdrücken.
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Ein
Pumpenanschluss 43 ist in der Endabdeckung 40 gepresst.
Ein Antriebsstrom wird aus dem Pumpenanschluss 43 der Spule 27 des
Ankers 22 durch eine (nicht gezeigte Bürste) und
dem Kommutator 26 zugeführt. Endflächen
der Segmente 261 an der dem Anker 22 in der Drehachsenrichtung
gegenüberliegenden Seite gleiten aufeinanderfolgend auf der
Bürste, wodurch der Antriebsstrom, der der Spule 27 zuzuführen
ist, kommutiert wird.
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Eine
Glättungsspule (chalk coil) 264 ist in Reihe mit
der Bürste verbunden und verringert elektrische Störungen,
die erzeugt werden, wenn die Segmente 261 des Kommutators 26 aufeinanderfolgend
auf der Bürste gleiten.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, wird, wenn das Flügelrad 16 durch
den Motorabschnitt 20 gedreht wird, Kraftstoff aus dem
Kraftstofftank in den Pumpenkanal 15 über den
Ansauganschluss 12 angesaugt. Das Kraftstoffströmen
in den Pumpenkanal 15 wird durch kinetische Energie bewirkt,
die durch die Drehung des Flügelrads 16 verursacht
wird, und der Kraftstoff wird auf diese Weise mit Druck beaufschlagt,
und der Kraftstoff wird zu einer Kraftstoffkammer 33 des
Motorabschnitts 20 aus einem nicht gezeigten Ausstoßanschluss
ausgestoßen. Der in die Kraftstoffkammer 33 gesendete
Kraftstoff wird aus dem Ausstoßanschluss 41 über
den Kraftstoffkanal 32 aus der Kraftstoffpumpe 1 hinaus
ausgestoßen.
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Nachstehend
ist eine Struktur des Ankers 22 ausführlich beschrieben. 2 zeigt
eine perspektivische Darstellung, die im Wesentlichen lediglich
den geschichteten Kern 24 zeigt. 3 zeigt
eine perspektivische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem
der geschichtete Kern 24 mit der Spule 27 bewickelt
ist. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung, die
einen Zustand zeigt, in dem der geschichtete Kern 24, an
dem der Kommutator 26 angebracht ist, mit der Spule 27 bewickelt
ist.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, ist der geschichtete Kern 24 durch
Schichten der Vielzahl von magnetischen Platten 25 in der
Drehachsenrichtung aufgebaut. Von der Vielzahl der magnetischen
Platten 25 weist eine magnetisches Endplatte 251,
die an jedem Ende in der Drehachsenrichtung des geschichteten Kerns 24 vorgesehen
ist, einen Kragen 252 auf, der an der radial äußeren
Seite geformt ist. Der Kragen erstreckt sich in der Drehachsenrichtung
derart, dass er den Polflächen des Permanentmagneten 21 zugewandt
ist. Die Kragen 252 der magnetischen Endplatte 251,
das an der Seite des Kommutators 26 vorgesehen ist, d.
h. an der oberen Seite gemäß 2,
erstrecken sich zu dem Kommutator 26 hin. Andere Kragen 252 der
magnetischen Endplatte 251, das an der Seite des Pumpenabschnitts 10 vorgesehen
sind, d. h. an der unteren Seite in 2 vorgesehen
sind, erstrecken sich zu dem Pumpenabschnitt 10 hin.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, sind mehrere Aussparungen 246 in
jedem der magnetischen Platten 25 geformt, und die magnetischen
Platten 25 sind aufeinander derart gestapelt, dass die
jeweiligen Aussparungen 246 zueinander ausgerichtet sind, wodurch
eine Vielzahl von Nuten 241, die sich in der Drehachsenrichtung
erstrecken, in dem geschichteten Kern 24 geformt sind.
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Zusätzlich
sind, wie es in 2 gezeigt ist, Durchgangsöffnungen 242 in
jeder der magnetischen Platten 25 derart geformt, dass
sie die magnetischen Platten 25 in der Drehachsenrichtung
durchdringen. In die Durchgangsöffnungen 42 ist
die Welle 23 pressgepasst.
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Die
Isolierschicht 257, die beispielsweise eine Dünnfilmschicht
ist, ist filmartig als eine Bedeckung auf zumindest eine der magnetischen
Platten 25, die benachbart zueinander sind, geformt. Somit ist
die Isolierschicht 257 zwischen den zueinander benachbarten
magnetischen Platten 25 vorgesehen. Die Isolierschicht 257 kann
filmartig auf einer der zueinander benachbarten magnetischen Platten 25 geformt
sein.
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Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Spule 27 in
den Nuten 241 in einer verteilten Wicklung in dem Anker 22 gemäß 3 gewickelt.
In einer tatsächlichen Struktur wird die Spule 27 in
die Nuten 241 gewickelt, nachdem der Kommutator 26 an
die Welle 23 angebracht worden ist. Wie es in 4 gezeigt
ist, werden, nachdem die Spule 27 in die Nuten 241 gewickelt
worden ist, ein vorderes Ende und ein hinteres Ende der Spule 27 mit
Anschlüssen 262 des Kommutators 26 verbunden,
um eine elektrische Leitung zu den Segmenten 261 des Kommutators 26 herzustellen.
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Nachstehend
ist die Struktur des geschichteten Kerns 24 ausführlicher
beschrieben. 5 zeigt eine Schnittansicht,
die schematisch den Anker 22 zeigt. 6 zeigt
eine auseinandergezogene Schnittdarstellung des geschichteten Kerns 24.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, ist der geschichtete Kern 24 durch
Endschichtabschnitte 243 und Zwischenschichtabschnitte 244 aufgebaut.
Jeder der Endschichtabschnitte 243 ist durch die magnetische Endplatte 251 aufgebaut,
wie es vorstehend beschrieben worden ist. Der Zwischenschichtabschnitt 244 ist
durch magnetische Zwischenplatten 254 aufgebaut, die zwischen
den magnetischen Endplatten 251 angeordnet sind, die an
beiden Enden in der Drehachsenrichtung vorgesehen sind.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, ist jede der magnetische Zwischenplatten 254 in
einer angenäherten Scheibenform durch Pressformen oder
dergleichen geformt. Der Zwischenschichtabschnitt 244 ist
durch Schichten der magnetische Zwischenplatten 254 aufgebaut,
wobei jede magnetische Platte die Isolierschicht 257 aufweist,
die filmartig auf lediglich einer Oberfläche an einer Endseite
in der Drehachsenrichtung geformt ist. Auf diese Weise kann die
Dicke einer Schicht eines Isolierbereichs signifikant im Vergleich
mit einem Zwischenmagnetabschnitt verringert werden, der durch Schichten
von magnetischen Platten aufgebaut ist, von denen jede filmartig
an Oberflächen auf beiden Endseiten in der Drehachsenrichtung
geformte Isolierschichten aufweist. Wenn die Dicke der Schicht des
Isolierbereichs verringert wird, fließt der Magnetfluss
leichter in der Drehachsenrichtung. Da die Dicke der Schicht des Isolierbereichs
bis zum äußersten verringert werden kann, fließt
der Magnetfluss, der in der magnetischen Zwischenplatte 254 fließt,
nicht nur in radialer Richtung, sondern ebenfalls in der Drehachsenrichtung.
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Die
magnetische Endplatte 251 ist durch Pressformen oder dergleichen
derart geformt, dass dieses einen Abschnitt mit einer konkaven Form
aufweist. Somit kann der Kragen 252 leicht aus einer einzelnen
magnetischen Platte (einem einzelnen magnetischen Blech) geformt
werden. Wie es in 6 gezeigt ist, weist die magnetische
Endplatte 251 keine Isolierschicht 257 auf, die
darauf filmartig geformt ist, im Gegensatz zu der magnetischen Zwischenplatte 254.
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Wie
es in 5 und 6 gezeigt ist, weist die magnetische
Endplatte 251 eine Dicke t auf, und weist der Kragen 252 die
Länge h auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die magnetische Endplatte 251 und der Kragen 252 derart
geformt, dass sie die Beziehung von h/t ≤ 10 erfüllen. Dabei
entspricht, wie es in 5 gezeigt ist, die Länge
h des Kragens 252 einem Abstand von einer Endfläche
der magnetischen Platte 251 an einer Seite der zu der magnetischen
Endplatte 251 benachbarten magnetischen Zwischenplatte 254 zu
einem oberen Ende des Kragens 252, die sich in der Drehachsenrichtung
erstreckt.
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In
der vorliegenden Struktur weist die magnetische Endplatte 251 den
daran geformten Kragen 252 auf, und der Kragen ist den
Polflächen der Permanentmagneten 21 zugewandt.
Daher fließt eine große Menge von Magnetfluss
in der magnetischen Endplatte 251 durch eine Größe
entsprechend der Ausdehnung des Kragens 252, im Vergleich
mit dem Magnetfluss in der magnetischen Zwischenplatte 254.
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Wenn
jeder der Permanentmagneten 21 aus einem Ferritmagnet geformt
ist, beträgt die Magnetflussdichte B0 des Ferritmagneten
etwa 400 bis 480 mT. In der vorliegenden Struktur verringert sich
die Magnetflussdichte B1 des Magnetflusses, der durch die magnetische
Endplatte 251 aufgenommen wird, aufgrund eines zwischen
dem Magneten und der magnetischen Endplatte 251 vorhandenen
Raums auf etwa 200 bis 400 mT.
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Die
magnetische Endplatte 251 weist den Kragen 252 auf.
Der Kragen ist den Polflächen der Permanentmagneten 21 zugewandt.
In der vorliegenden Struktur konzentriert sich der durch den Kragen 252 aufgenommene
Magnetfluss in einem Wurzelbereich (Fußbereich) 253 des
Kragens 252. Dementsprechend ist eine Magnetflussdichte
B2 an dem Wurzelbereich 253 des Kragens 252 mit
einem Verhältnis von h/t so groß wie die durch
den Kragen 252 aufgenommene Magnetflussdichte B1. Insbesondere beträgt
die Magnetflussdichte B2 an dem Wurzelbereich 253 des Kragens 252 etwa
(200 bis 400) × h/t mT.
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Wenn
die magnetische Endplatte 251 unter Verwendung von typischerweise
verwendeten Siliziumstahlblechen geformt wird, beträgt
die gesättigte Magnetflussdichte B3 des Siliziumstahlblechs
etwa 1600 bis 2000 mT. Wenn das Verhältnis von h/t 10 überschreitet,
wird in der magnetischen Endplatte 251 eine magnetische
Sättigung induziert. Wenn eine magnetische Sättigung
in der magnetischen Endplatte 251 induziert wird, wird
der Magnetwiderstand erhöht. Folglich wird, selbst wenn
der Kragen 252 zur Unterdrückung von Streufluss
aus dem Permanentmagneten 21 vorgesehen ist, Magnetfluss
in dem geschichteten Kern 24 daran gehindert, sich in der
Größe zu erhöhen. Als Ergebnis kann das
Drehmoment des Motorabschnitts 20 nicht erhöht
werden. Das Material der magnetischen Endplatte 251 ist
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beispielsweise das Siliziumstahlblech. Alternativ kann das Material der
magnetischen Endplatte 251 ein kaltgewalztes Stahlblech
wie SPCC sein, das durch den JIS Standard spezifiziert ist.
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Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Beziehung zwischen
der Dicke t der magnetischen Endplatte 251 und der Länge
h des Kragens 252 auf h/t ≤ 10 spezifiziert, wodurch
die magnetische Sättigung in der magnetischen Endplatte 251 unterdrückt
werden kann, und folglich die Größe des Magnetflusses
in dem geschichteten Kern 24 erhöht werden kann.
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Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine magnetische
Platte, auf der keine Isolierschicht 257 filmartig geformt
ist, für die magnetische Endplatte 251 verwendet.
Das heißt, dass die magnetische Endplatte 251 frei
von der Isolierschicht 257 ist. Daher kann der Magnetfluss
in der magnetischen Endplatte 251 leicht zu der zu der
magnetischen Endplatte 251 benachbarten magnetischen Zwischenplatte 254 geführt
werden, so dass eine magnetische Sättigung in der magnetischen
Endplatte 251 unterdrückt werden kann. Als Ergebnis
kann die Größe des Magnetflusses in dem geschichteten
Kern 24 erhöht werden.
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Weiterhin
ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Beziehung zwischen der Dicke t der magnetischen Endplatte 251 und
der Länge h des Kragens 252 auf h/t ≤ 10
spezifiziert, und wird weiterhin die magnetische Platte, auf die
keine Isolierschicht 257 filmartig geformt ist, für
die magnetische Endplatte 251 verwendet. Daher kann die
magnetische Sättigung stark in der magnetischen Endplatte 251 im
Vergleich zu der magnetischen Sättigung unterdrückt
werden, die in einer magnetischen Endplatte induziert wird, die
lediglich in der Dicke t und in der Länge h des Kragens 252 derart
spezifiziert ist, dass sie h/t ≤ 10 ist. Folglich kann
die Größe des Magnetflusses in dem geschichteten
Kern 24 weiter erhöht werden.
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Weiterhin
wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der elektrische Motor als der Motorabschnitt 20 für
die Kraftstoffpumpe 1 verwendet. Daher kann der Pumpenwirkungsgrad
ohne Erhöhung der Kraftstoffpumpe 1 erhöht
werden. Wenn angenommen wird, dass der Druck des durch die Kraftstoffpumpe 1 ausgestoßenen
Kraftstoffs P beträgt, eine Ausstoßmenge des Kraftstoffs
Q beträgt, ein Drehmoment des Motorabschnitts 20 T
beträgt, und die Drehzahl des Motors 20 N beträgt,
ist der Pumpenwirkungsgrad durch (P × Q)/(T × N)
definiert. Daher kann das vorliegende Ausführungsbeispiel
für einen Fall effektiv sein, in dem die Kraftstoffpumpe 1 in
einem Kraftstofftank installiert ist, der in Bezug auf den Einbauplatz
beschränkt ist.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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7 zeigt
eine auseinandergezogene Schnittansicht, die einen geschichteten
Kern gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
darstellt.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu
dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die Dicke
t der magnetischen Endplatte 251 und die Länge
h eines Kragens 252 eine Beziehung von h/t ≤ 10
aufweisen, und dass keine Isolierschicht 257 filmartig
auf der Oberfläche der magnetischen Endplatte 251 geformt
ist. Wie es in 7 gezeigt ist, unterscheidet
sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem ersten
Ausführungsbeispiel in dem Aufbau des Zwischenschichtabschnitts 245. Nachstehend
ist lediglich der Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Der
Zwischenschichtabschnitt (der geschichtete Zwischenabschnitt) 245 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nicht durch Schichten von
magnetischen Zwischenplatten 254 aufgebaut, von denen jedes
die Isolierschicht 257 filmartig auf lediglich einer Oberfläche
auf einer Seite in der Drehachsenrichtung geformt aufweist, im Gegensatz
zu dem Zwischenschichtabschnitt 244 (vergleiche 6)
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Zwischenschichtabschnitt 245 durch abwechselndes Schichten
von ersten magnetischen Zwischenplatten 255, von denen
jedes die Isolierschichten 257 auf Oberflächen
auf beiden Endseiten in der Drehachsenrichtung aufweist, und zweiten
magnetischen Zwischenplatten 256 geformt, von denen jedes
keine filmartig darauf geformte Isolierschicht 257 aufweist.
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Auf
diese Weise sind die ersten magnetische Zwischenplatten 255 und
die zweiten magnetische Zwischenplatten 256 abwechselnd
derart geschichtet, dass der geschichtete Kern 254 geformt
ist. Selbst in der vorliegenden Struktur kann die Dicke einer Schicht
eines Isolierbereichs zum äußersten verringert
werden, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Somit kann der Magnetfluss leicht selbst in der Drehachsenrichtung
des geschichteten Kerns 24 fließen.
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Die
Permanentmagnete 21 können ein Stück sein,
das eine Vielzahl von Magnetpolen aufweist. Der Kragen 252 kann
an zumindest eine der magnetischen Endplatten 251 vorgesehen
sein.
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Die
gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
beschriebene Struktur kann bei einem Verfahren zur Herstellung des
geschichteten Kerns angewandt werden durch Formen eines Kragens
an einer äußeren umlaufenden Seite von jeder von
magnetischen Endplatten, die an den am meisten entfernt liegenden
Enden in der Drehachsenrichtung angeordnet sind, und durch Schichten der
magnetischen Platten, bei denen die Isolierschicht auf zumindest
einer der zueinander benachbarten magnetischen Platten in axialer
Richtung filmartig geformt ist. Der Kragen erstreckt sich in der Drehachsenrichtung
derart, dass er Polflächen der Permanentmagneten zugewandt
ist, und die Isolierschicht ist auf derjenigen magnetischen Endplatte, die
an zumindest einem Ende in der Drehachsenrichtung zwischen den magnetischen
Endplatten angeordnet ist, nicht filmartig geformt.
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Die
vorstehend beschriebenen Strukturen gemäß den
Ausführungsbeispielen können wie geeignet kombiniert
werden. Verschiedene Modifikationen und Änderungen können
an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beliebig
gemacht werden, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Erfindung
abgewichen wird.
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Ein
Permanentmagnet 21 weist Magnetpole auf, die sich umlaufend
voneinander unterscheiden. Ein Anker 22 ist an einer radialen
Innenseite des Permanentmagneten 21 drehbar und weist einen
geschichteten Kern 24 sowie eine Spule 27 auf.
Der geschichtete Kern 24 weist magnetische Platten 25 auf, die
in einer axialen Richtung derart geschichtet sind, dass eine Isolierschicht 257 dazwischen
angeordnet ist. Die magnetischen Platten 25 weisen magnetische
Endplatten 251 auf, die an den am meisten voneinander entfernt
liegenden Enden angeordnet sind. Zumindest eine der magnetischen Endplatten 251 weist
eine äußere umlaufende Seite auf, die mit einem
Kragen 252 versehen ist, der sich in der Drehachsenrichtung
derart erstreckt, dass er Polflächen des Permanentmagneten 21 gegenüberliegt.
Die zumindest eine der magnetischen Endplatten 251 weist eine
Dicke t auf und der Kragen 252 weist eine Länge h
auf. Die Dicke t und die Länge h weisen eine Beziehung
von h/t ≤ 10 auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2001-352731
A [0002, 0004]