JP2001065420A - 燃料用圧送ユニット - Google Patents

燃料用圧送ユニット

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JP2001065420A
JP2001065420A JP2000234161A JP2000234161A JP2001065420A JP 2001065420 A JP2001065420 A JP 2001065420A JP 2000234161 A JP2000234161 A JP 2000234161A JP 2000234161 A JP2000234161 A JP 2000234161A JP 2001065420 A JP2001065420 A JP 2001065420A
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pump
motor
impeller
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rotor
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JP2000234161A
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Klaus Dobler
ドープラー クラウス
Willi Strohl
シュトロール ヴィリ
Michael Dr Huebel
ヒューベル ミヒャエル
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Robert Bosch GmbH
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/048Arrangements for driving regenerative pumps, i.e. side-channel pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606Canned motor pumps
    • F04D13/064Details of the magnetic circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D5/002Regenerative pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを削減し且つ摩耗を減少させる燃料用
圧送ユニットを提供する。 【解決手段】 電動モータが、切り換えられるリラクタ
ンスモータ若しくはSR型モータ(12)として形成さ
れているようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料用圧送ユニッ
トであって、渦流ポンプ又は再生ポンプとして形成され
たフィードポンプが設けられており、該フィードポンプ
が、ケーシング内に形成されたポンプ室と、該ポンプ室
内に配置されたポンプ車又は羽根車とを有しており、該
羽根車を駆動する電動モータが設けられており、該電動
モータのロータがフィードポンプの羽根車によって形成
されている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】燃料を自動車の燃料タンクから内燃機関
に圧送するためのこのような形式の公知の圧送ユニット
(国際公開第95/25885号パンフレット)では、
フィードポンプと電動モータとは、駆動装置に面してケ
ーシング内で相並んで配置されている。外周に翼又は羽
根車の羽根を有するポンプ車又は羽根車は、ロータ又は
回転子の軸に相対回動不能に座着されており、このロー
タは、溝に嵌め込まれたロータ又は電機子巻線を支持し
ており、永久磁石セグメントの張設された固定子又はス
テータ内で回転する。電機子巻線への電力供給は、ロー
タ軸に座着されたコミュテータ又は整流子及びこのコミ
ュテータにばね圧力下で半径方向で載着された2つの電
流ブラシを介して行われる。この公知の圧送ユニットの
構造は、比較的大きい。
【0003】ドイツ連邦共和国特許第19716452
号明細書に基づき、ケーシング内に形成されたポンプ室
と、このポンプ室内に配置されたポンプ車又は羽根車を
有する、渦流ポンプ又は再生ポンプとして形成されたフ
ィードポンプが設けられており、羽根車を駆動する電動
モータが設けられており、この電動モータが、電機子巻
線と永久磁石とステータとロータとを有している燃料用
圧送ユニットが公知であり、この公知の燃料用圧送ユニ
ットでは、電動モータはブラシレスで形成されており且
つロータはフィードポンプの羽根車によって形成され
る。この公知の圧送ユニットでは、回転する構成部材、
つまり、フィードポンプの羽根車と電動モータのロータ
の集約が実現されている。この手段により、圧送ユニッ
トの非常にコンパクトな構成が実現されている。特に、
圧送ユニットは非常にフラットに、つまり、小さな軸方
向寸法を以て構成することができる。この公知の圧送ユ
ニットにおける欠点と見なされるのは、ロータに位置す
る永久磁石であり、これによって比較的大きな準備・製
作手間が生ぜしめられる。更に、このような圧送ユニッ
トでは、ロータの磁石に付着する可能性のある既存の強
磁性汚染粒子に基づき摩耗現象が起こる恐れがある。
【0004】切り換えられるリラクタンスモータ技術
(switched reluctance)に基づ
き、直流モータの高い最大トルクと高い効率、並びにイ
ンダクションモータの経済性と減磁特性とが統合され
た、いわゆるSR型モータが公知である。このようなS
R型モータでは、鉄芯に対する電磁石の引力が利用され
る。つまり、磁気回路を最小リアクタンスポイントに近
づけようとしている。例えば、8つのステータ極と6つ
のロータ極とを備えた、4相構造を有するSR型モータ
が公知である。ステータ極は、それぞれ励磁コイルを有
している。相のN/S極対を形成するためには、対向位
置する極がそれぞれ電気的に接続されている。相は、2
つの電気スイッチを介して1電流方向で生ぜしめられ、
この場合、ダイオードを電流再生のために使用すること
ができる。電流が相に印加されると、適当なトルクが発
生される。相は、ロータ極とステータ極とが整合して位
置調整されるまで励磁され続ける。相のシーケンシャル
な励磁は、モータの連続的な回転を生ぜしめる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上で
述べた従来の圧送ユニットに生じる欠点を回避すること
のできる燃料用圧送ユニットを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明では、電動モータが、切り換えられるリラクタ
ンスモータ若しくはSR型モータとして形成されている
ようにした。
【0007】
【発明の効果】圧送ユニットの枠内でSR型モータを本
発明に基づいて使用することにより、従来の圧送ユニッ
トで使用されたような永久磁石を完全に省くことができ
る。これにより、コスト削減及び摩耗減少の可能性が生
じる。本発明による圧送ユニットは、極度にフラットに
構成された電動燃料ポンプの構造に適している。永久磁
石の設置を懸念する必要がなくなることに基づき、従来
の圧送ユニットに比べ組込みに関する利点が得られる。
従来、タンク充填のために使用されたジェットポンプ
は、本発明による圧送ユニットを使用する場合は省かれ
てよい。
【0008】本発明による圧送ユニットの有利な構成
は、請求項2以下に記載されている。
【0009】本発明により使用されるSRモータを、4
相モータとして形成することが有利であるということが
判った。このようなモータを使用した場合、より少ない
相数を有する構成に対しては、より小さなトルクリプル
が生ぜしめられ、これにより、ノイズ発生における利点
が得られる。
【0010】更に、ロータが軟鉄材料から成っていると
有利である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【0012】図1に概略的に示した圧送ユニットは、燃
料を自動車のリザーバタンクから内燃機関に圧送するた
めに使用される。一般に、この圧送ユニットはフィルタ
ポットと結合されて、いわゆるインタンク式ユニットと
して車両の燃料タンク内に配置される。当該圧送ユニッ
トは、タービン式ポンプ又は再生ポンプとして形成され
たフィードポンプ11及びこのフィードポンプ11を駆
動する電動モータ12を有している。
【0013】フィードポンプ11と電動モータ12と
は、共通のケーシング13に収容されている。フィード
ポンプ11の構成及び作用形式は公知であり、例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第4020521号明細書
に記載されている。ケーシング13内にはポンプ室14
が形成されており、このポンプ室14は、軸方向では半
径方向に延びている、軸方向で相互に間隔のおかれた2
つの側壁141,142によって、更に周方向では両側
壁を互いに結合している周壁143によって制限されて
いる。ポンプ室14にはポンプ車又は羽根車16が配置
されており、この羽根車16は軸17に相対回動不能に
座着されている。この軸17の各軸端部は、側壁14
1;142に形成された2つの軸受け18,19に収容
されている。軸17の軸線は、羽根車軸線161及びポ
ンプ室14の軸線と同一線上に形成されている。羽根車
16は、周方向で互いに間隔のおかれた多数の半径方向
の羽根車の羽根20を有している。図面ではこれらの羽
根の内の2枚しか見えない。羽根車の羽根20は、アウ
タリング21によって互いに結合されている。
【0014】各2枚の羽根車の羽根20は、その間に、
軸方向で開いた羽根室22を仕切っている。図示の羽根
室22に関して半径方向で更に内側に位置する別の羽根
室を設けることも可能であることが看取される。羽根車
16は、ギャップ間隔をあけて側壁141,142と対
向位置しており、アウタリング21は、ポンプ室14の
周壁143と相俟って半径方向のギャップを封入してい
る。ポンプ室14の各側壁141,142には、ポンプ
室14に対して開いた溝状の側方通路23;24が形成
されており、この側方通路は、羽根車軸線161に対し
て同心的に配置されており且つ周方向でほぼ330°に
わたって、側方通路始端部から側方通路終端部に至るま
で延在している。この場合、側方通路終端部と側方通路
始端部との間には中断部が残っている。図面では、下側
の断面図において側方通路23,24の側方通路始端部
231,241が見えているに過ぎない。これに対して
側方通路終端部は、約330°だけ周角度をずらされて
配置されている。各側方通路は、それぞれ半径方向に向
けられた流入通路25;26を介して圧送ユニットの吸
込み開口27と接続している。図面では見えない両側方
通路23,24の側方通路終端部は、各1つの流出通路
を介して圧送ユニットの吐出し管片と接続している。
【0015】電動モータは、切り換えられるリラクタン
スモータ若しくはSR型モータ12として、ロータ29
とステータ28とを備えて形成されている。SR型モー
タ12は、例えば図2に示したような、有利には4相モ
ータとして、8つのステータ極と6つのロータ極とを備
えて形成されている。ステータ極にはそれぞれ符号1
が、ロータ極にはそれぞれ符号2が付されている。ステ
ータ極1にはそれぞれ励磁コイル3が形成されている。
これらの励磁コイルの内、単に2つが書き込まれている
に過ぎない。向かい合って位置する極は、1つの相のN
/S極対を形成するために、それぞれ電気的に接続され
ている。相は、2つの電気スイッチS1,S2を介して
制御され、この場合、図示のダイオードD1,D2が電
流再生のために働く。電流が相に印加されると、トルク
が生ぜしめられる。相は、ロータ極とステータ極とが整
合して位置調整されるまで励磁され続ける。相のシーケ
ンシャルな励磁は、SR型モータ12の連続的な回転を
生ぜしめる。
【0016】図1では、ロータ極2はアウタリング21
に関して半径方向外側で該アウタリング21に取り付け
られている。しかし、ロータ極2をアウタリングに関し
て半径方向内側に設けることも、やはり可能である。
【0017】図3には、図2に関して90°だけ回動さ
れたSR型モータの重要な構成要素が示されている。
【0018】図1では、圧送ユニットに組み込まれたS
R型モータ12がその重要な構成要素、つまり、ステー
タ1,ロータ2及びステータ巻線3と共に認識される。
SR型モータは、圧送ユニットのフラットな構造を得る
ために、フィードポンプ11の羽根車16に組み込まれ
ている。SR型モータの磁極は、説明したように、対向
位置するステータ極がそれぞれ電気的に接続されること
によって、N/S極対を成すように形成されている。ロ
ータ極2は、それぞれ羽根車16のアウタリング21に
固定されている。ステータ極は、それぞれ羽根車軸線1
61に対して同軸的にケーシング13内に配置されてい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧送ユニットの長手方向又は子午線方向断面図
であって、図の上半分は形成された流れ領域の断面図、
図の下半分は圧送ユニットの吸込み領域の断面図を示し
ている。
【図2】本発明により圧送ユニットに使用可能なSR型
モータのモータジオメトリを概略的に示した図である。
【図3】図2に関して90°だけ回動されたSR型モー
タを示した図である。
【符号の説明】
1 ステータ、 2 ロータ、 3 ステータ巻線、
11 フィードポンプ、 12 電動モータ、 13
ケーシング、 14 ポンプ室、 16 羽根車、 1
7 軸、 18,19 軸受け、 20 羽根車の羽
根、 21 アウタリング、 22 羽根室、 23,
24 側方通路、 25,26 流入通路、 27 吸
込み開口、 28 ステータ、 29 ロータ、 14
1,142側壁、 143 周壁、 161 羽根車軸
線、 231,241 側方通路始端部、 D1,D2
ダイオード、 S1,S2 電気スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 29/06 H02K 29/06 Z (72)発明者 ヴィリ シュトロール アメリカ合衆国 アンダーソン スコット ブリッジ ロード (番地なし) (72)発明者 ミヒャエル ヒューベル ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン ロルシ ャー ヴェーク 1

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料用圧送ユニットであって、渦流ポン
    プ又は再生ポンプとして形成されたフィードポンプ(1
    1)が設けられており、該フィードポンプが、ケーシン
    グ(13)内に形成されたポンプ室(14)と、該ポン
    プ室(14)内に配置されたポンプ車又は羽根車とを有
    しており、該羽根車を駆動する電動モータ(12)が設
    けられており、該電動モータのロータ(29)がフィー
    ドポンプ(11)の羽根車(16)によって形成されて
    いる形式のものにおいて、電動モータが、切り換えられ
    るリラクタンスモータ若しくはSR型モータ(12)と
    して形成されていることを特徴とする、燃料用圧送ユニ
    ット。
  2. 【請求項2】 SR型モータが4相モータとして形成さ
    れている、請求項1記載の圧送ユニット。
  3. 【請求項3】 SR型モータ(12)のロータ(29)
    が、軟鉄材料から製作されている、請求項1又は2記載
    の圧送ユニット。
  4. 【請求項4】 渦流ポンプ又は再生ポンプとして形成さ
    れた、燃料用圧送ユニットのフィードポンプ(11)の
    羽根車を駆動するために、ロータ(29)がフィードポ
    ンプ(11)の羽根車(16)に組み込まれたSR型モ
    ータを使用することを特徴とする、燃料用圧送ユニッ
    ト。
JP2000234161A 1999-08-05 2000-08-02 燃料用圧送ユニット Pending JP2001065420A (ja)

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DE (1) DE19937012A1 (ja)
FR (1) FR2797308A1 (ja)
IT (1) IT1318254B1 (ja)

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