JP2004263563A - 燃料ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプユニットにおいて、組付性に優れるとともに、内圧によってモータ部の変形が起こることがなく、信頼性を向上することができるようにする。
【解決手段】ベースブラケット２上にモータハウジング６を立設してその中にモータロータ８を収め、ブラシホルダ９を軸方向に挿入して覆う。ブラシホルダ９には、挿入方向に開口するモータ軸８ａ、ブラシ固定部９ｆ、貫通孔９ｄが設けられる。このようなモータ部Ｍが、ベースブラケット２の外周部に固定されて同軸に延ばされたポンプユニットケーシング１５とその上部を吐出口１１ａを有するアウトレットカバー１１で覆い、ブラシホルダ９との間に径方向に連続する隙間を設け、濾過側連通流路ｆ２を形成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体ポンプには、吸入口を備えてポンプおよび駆動モータ一体化した流体ポンプユニットを流体中に沈めて、流体を外部に吐出するものが知られており、流体タンクから流体を排出するために広く用いられている。例えば、自動二輪車などの燃料タンクにも、このようなインタンク型の燃料ポンプが用いられている。このような燃料ポンプは、小型の燃料タンクにも搭載でき、燃料噴射弁を目詰まりさせないように清浄な燃料をすばやく供給できる信頼性の高い燃料ポンプが要求される。そこで、燃料をそれらの内部に浸潤させ、モータの冷却と可動部の潤滑とが行われるようにして信頼性を向上し、吐出口の前段に可動部から発生するゴミを除去する濾過フィルタを設け、その濾過フィルタをポンプ部、モータ部と一体化して小型化を図るものがあった。
例えば、特許文献１には、ポンプ室とモータ室とを備え、モータ室内の吐出路の上流にモータの外周を覆うように設けられたフィルターを備えたモータ式燃料ポンプが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８５９３０号公報（第３−５頁、図１−３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の燃料ポンプには、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、ポンプの羽根車１５を回転駆動するアウターロータの回転軸１２が、下方係止部Ｋ３に設けられた軸受Ｃと、ベアリング保持カバー３に設けられたステータの奥に配置された軸受Ｂに支持されてモータ室８内に設けられている。ベアリング保持カバー３は、ポンプケースＫに他端Ｋ２がかしめられることによって固定されている。
このような構成では、ベアリング保持カバー３をかしめる際に、ベアリング保持カバー３が変形し、軸受Ｂと回転軸１２との隙間が変わりやすいので、製造誤差などにより回転負荷のばらつき易いという問題がある。回転負荷が大きい場合には、軸受Ｂが削れ易くなり、削れクズなどのゴミが増える結果、信頼性が低下するという問題がある。
また、製造誤差が少なく組み立てられた場合でも、ベアリング支持カバー３はモータ室８の内圧を支持しているので、ポンプ動作時の内圧により変形するものである。特に、迅速な燃料噴射が要求される自動二輪車の燃料ポンプなどでは、燃料の吐出圧も大きくなっており、その結果、軸受隙間が狭くなって、回転負荷が増大したり、ひいてはロックを起こしたりするという問題がある。
さらに、回転軸１２に軸受Ｂを介してベアリング支持カバー３を嵌合させる場合、回転軸１２の目視ができない構造となっているので、組付性がよくないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、組付性に優れるとともに、内圧によってモータ部の変形が起こることがなく、信頼性を向上することができる燃料ポンプユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、燃料を吸引・圧送するポンプ部と、該ポンプ部に回転軸の一端を固定したモータロータを有するモータ部とを、燃料の吸入口、吐出口を有するポンプハウジング内に設けるとともに、前記モータ部の内部に燃料の流路を形成した燃料ポンプユニットであって、前記モータロータの前記回転軸の一端側がブラケット部材により回転可能に支持され、前記モータロータを周方向に覆うモータハウジングが前記ブラケット部材に立設され、前記モータハウジングに、前記回転軸の他端を回転可能に支持する軸受部が形成されていることにより、前記モータ部を前記ポンプハウジングに支持させることなく前記ブラケット部材に支持させた構成とする。
この発明によれば、モータ部がポンプハウジングに支持されることがないので、ポンプハウジングへの取付時に起こるモータ部の変形がなく、軸受部の隙間が適正に確保される。またモータ部とポンプハウジングは別工程で組み立てることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料ポンプユニットにおいて、前記モータ部と前記ポンプハウジングとの間に、該モータ部の軸方向および径方向に前記燃料の流路が形成可能な隙間を設けた構成とする。
この発明によれば、ポンプハウジングとモータ部との間に軸方向および径方向にわたって燃料の流路が形成可能な隙間を設けるので、少なくともモータハウジングの外周部およびその立設方向先端部に設けられた軸受部に沿う燃料の流れが形成できる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の燃料ポンプユニットにおいて、前記ブラケット部材の前記モータロータ側に、壁状に突出する取付部が設けられ、該取付部に前記モータハウジングが外嵌されて立設された構成とする。
この発明によれば、モータハウジングが壁状に突出する取付部に外嵌されて立設されるので、ブラケット部材にモータ部から曲げモーメントが作用しても板状部の変形を抑えることができる。また、モータハウジングの組み付けが容易となる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ポンプユニットにおいて、少なくとも前記回転軸の他端を前記軸受部に嵌合させるモータ部の取付時に、前記モータロータの回転軸の軸端部を前記軸受部の取付方向から目視可能な軸方向の貫通孔が、前記軸受部に設けられている。
この発明によれば、軸受部に設けられた貫通孔により、モータ部の取付時にモータロータの回転軸の軸端部を軸受部の取付方向から目視できるので、組み付けが容易となる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料ポンプユニットにおいて、前記モータハウジングの立設方向の先端側を略覆うキャップ部材を前記モータハウジングの軸方向に挿入して嵌合し、前記キャップ部材に前記軸受部を設けた構成とする。
この発明によれば、軸受部が設けられたキャップ部材をモータハウジングの軸方向に挿入して嵌合するので、軸受部が組付時に変形しにくくなる。
ここで、嵌合は、隙間嵌めのみに限定ざれず、軸受部に変形の影響がおよばない範囲において中間嵌めやしまり嵌めの嵌合も含むものとする。すなわち、挿入には圧入も含むものとする。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５に記載の燃料ポンプユニットにおいて、前記ポンプハウジングが、前記回転軸の軸方向に延びる筒状のケーシング部材と、前記燃料の吸入口を有し、前記羽根車を前記ブラケット部材との間で覆うインレットカバーと、前記燃料の吐出口を有し、前記モータ部の径方向を覆うアウトレットカバーとからなり、前記インレットカバーおよび前記アウトレットカバーが、前記ケーシング部材の両端部にそれぞれ固定されてなる。
この発明によれば、ポンプハウジングを、ケーシング部材、インレットカバーおよびアウトレットカバーに分割して、吸入口や吐出口を始めとする比較的複雑な形状が必要となるインレットカバーとアウトレットカバーを別部材とするので、製作が容易となる。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の燃料ポンプユニットにおいて、前記インレットカバーおよび前記アウトレットカバーの少なくとも一方が、前記ケーシング部材にかしめにより固定された構成とする。
この発明によれば、インレットカバーおよびアウトレットカバーの少なくとも一方をかしめにより固定するので、容易かつ安価に製作することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面において、同一部材または相当する部材には同一の符号を付し、共通部分の説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料ポンプユニット１を説明するための軸方向の概略断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３は、図１におけるＢ視平面図およびそのＤ−Ｄ断面図である。
【００１４】
本発明の実施形態に係る燃料ポンプユニット１について説明する。
本実施形態に係る燃料ポンプユニット１は、例えば、自動車や自動二輪車などの燃料タンク（不図示）内に燃料に浸漬されて配置され、燃料タンク内の燃料を吸入口３ａから吸入して、吐出口１１ａから燃料噴射部へ圧送することが可能なポンプユニットである。燃料ポンプユニット１の概略構成は、図１、２に示したように、ベースブラケット２（ブラケット部材）に取り付けられたポンプ部Ｐ、モータ部Ｍおよび濾過部Ｆとからなり、インレットカバー３、ポンプユニットケーシング１５およびアウトレットカバー１１からなるポンプハウジングＰＣで囲まれて略円柱状の外形を有するものである。
【００１５】
以下では説明を簡単にするために、燃料ポンプユニット１が、図１に示したようにポンプ部Ｐのモータ軸８ａ（回転軸）が鉛直方向に配され、吸入口３ａが燃料ポンプユニット１の下側に、吐出口１１ａが同じく上側に設けられているものとして、軸方向の相対位置を単に上側、下側などと表現する場合がある。また、各部品の説明においても、特に図示の上側（下側）などと断らない限り、図１のような組立配置に基いて位置や方向を表すものとする。
しかしながら、実際の配置姿勢は、このような姿勢に限定されないことは言うまでもない。例えば、燃料ポンプユニット１全体を鉛直方向から適宜傾けて配置してもよい。
【００１６】
ベースブラケット２は、水平方向に配置された円板状の板状部２Ａを備え、その上面であるモータ部支持面２ｃに、モータハウジング取付部２ｂ（取付部）と燃料案内溝２ｆ（図３（ｂ）参照）とを設け、同じく下面であるポンプ部支持面２ｄに、ポンプケーシング溝２ｅを設けている。
さらに、板状部２Ａの中心部には、軸を板状部２Ａに直交する方向に保持して回転可能とする軸受部２ａが設けられ、燃料案内溝２ｆとポンプケーシング溝２ｅとの間にそれぞれを貫通する燃料案内孔２ｇ（図３（ｂ）参照）が設けられている。
【００１７】
モータハウジング取付部２ｂは、板状部２Ａの中心と略同軸で板状部２Ａの垂直上側に延ばされた略円筒状に設けられた壁状部であり、後述するモータハウジング６が軸方向に外嵌可能とされている。
ポンプケーシング溝２ｅは、板状部２Ａの径方向断面において円弧状で、後述する羽根車５の外周部に沿ってポンプ部支持面２ｄ内でＣ字を描くように設けられている。図３（ａ）に示したように、吸入口３ａに軸方向に重なる位置に設けられたケーシング溝始端部３Ｓから、Ｃ字の終端であるケーシング溝終端部３Ｅまで、図示のポンプケーシング溝３ｃと略重なる位置に設けられている。なお、Ｃ字の半径は、モータハウジング６の外半径よりも大きい寸法とされている。
【００１８】
燃料案内孔２ｇは、ケーシング溝終端部３Ｅにおいて、ポンプケーシング溝２ｅからモータ部支持面２ｃ側に貫通された貫通孔である。したがって、図３（ｂ）に示したように、燃料案内孔２ｇの上部開口は、モータハウジング６の径方向の外側に位置している。
燃料案内溝２ｆは、燃料案内孔２ｇの開口部から板状部２Ａの内径側に水平方向に設けられた溝であり、モータハウジング取付部２ｂを径方向に横断して、モータハウジング取付部２ｂの内径側に延設され、軸受部２ａの手前で終端している。
【００１９】
軸受部２ａは、回転軸をラジアル支持できればどのような軸受でもよく、種々のラジアルすべり軸受が好適に採用できる。特に、軸受隙間に燃料が浸透することにより潤滑効果が得られる材質や構造を有することが好ましい。また、軸受部２ａは、別部材とされた軸受を固定してもよいし、板状部２Ａ自身に形成してもよい。
【００２０】
ポンプ部Ｐは、ポンプ部支持面２ｄに沿って回転可能に設けられた羽根車５と、その羽根車５を下方からインレットカバー３で覆うことによりポンプケーシング溝２ｅおよび後述するポンプケーシング溝３ｃなどと羽根車５の周囲に形成された燃料を圧送するための空間とを備えている。インレットカバー３は、後述するポンプユニットケーシング１５によりベースブラケット２と固定されている。
【００２１】
羽根車５は、中心に回転軸を係止するための軸孔を有する円板状部材からなり、円板の外周部には径方向の所定長さにわたって上下に延ばされ、周方向に所定間隔を置いて配置された適宜の翼形状を有する羽根５ａが多数設けられている。羽根５ａの径方向の長さは、ポンプケーシング溝２ｅの径方向断面の幅に対応して適宜に設定されている。
【００２２】
インレットカバー３は、上面の外周側に、ポンプ部支持面２ｄに密着して当接可能なシール面３ｅを備え、その径方向内側に、羽根車５の外周側面および下面をそれぞれわずかの隙間を隔てて収納する凹部であるポンプケーシング部３ｂを備える（図１参照）。そして、インレットカバー３の下面に、羽根車５の外周部直下に開口するように吸入口３ａが設けられている。
ポンプケーシング部３ｂの底部には、ポンプケーシング溝２ｅと略同様のＣ字状溝であるポンプケーシング溝３ｃが、ケーシング溝始端部３Ｓからケーシング溝終端部３Ｅまで形成されている。
ポンプケーシング部３ｂの中心部には、回転軸をスラスト方向に回転可能に支持するためのスラスト軸受４が設けられている。スラスト軸受４は、燃料に浸漬された状態で適宜のすべり性能を有するものであれば、どのような材質、形状を有するものであってもよい。
【００２３】
ポンプ部Ｐは、このような構成により、羽根車５が図３（ａ）の矢印方向（図示の右回り）に回転すると、吸入口３ａから燃料を吸入して、羽根５ａによりポンプケーシング溝２ｅ、３ｃ内の燃料をケーシング溝始端部３Ｓからケーシング溝終端部３Ｅまでの間で昇圧しつつ、燃料案内孔２ｇまで搬送することが可能とされている。
このようなポンプ部Ｐは、例えば、遠心ポンプ、渦巻きポンプ、再生ポンプなどの名称で知られる周知の種々のポンプ構造を採用することができる
【００２４】
モータ部Ｍは、モータロータ８、界磁磁石７、モータハウジング６およびブラシホルダ９（キャップ部材）を備え、それらによりブラシ付インナーロータ型のＤＣモータを構成している。
モータロータ８は、モータ軸８ａの中央部に所定極数の電機子８ｂを設け、モータ軸８ａの上端側に径方向にブラシ当接面を有する整流子８ｃを設けてなる。（図２では概略図のため電機子８ｂの巻線コイルなど詳細の図示は省略されている。）
モータ軸８ａの電機子８ｂ下側は、軸受部２ａにより径方向に支持され、軸受部２ａの下側に突き出されたモータ軸８ａの先端部において、羽根車５の中心の軸孔に固定され、羽根車５より下方に突き出された軸先端部がスラスト軸受４により軸方向に支持されている。
【００２５】
モータハウジング６は、両端に開口を有する円筒部材であり、モータハウジング取付部２ｂに軸方向上方から外嵌され、モータ部支持面２ｃの鉛直上方に立設されている。このように取り付けることにより、組付時に軸受部２ａの軸受隙間が変形して狭まるなどの弊害がなくなり、モータロータ８の外嵌部が補強されて大きな曲げモーメントを受けることが可能となる利点がある。
モータハウジング６は、例えば、鋼管を切断するなどして形成することができる。
【００２６】
界磁磁石７は、外周面がモータハウジング６に内面に密着配置可能とされる部分円筒形状を有し、図２に示したように、径方向に対向する２つの永久磁石からなる。界磁磁石７の内周面は、モータロータ８の外周面との間に所定の隙間を形成する内径を有する。また、２つの界磁磁石７は、周方向にスペーサ１６を介して隣接され、スペーサ１６に径方向に対向する押え１７によって周方向に押圧されることにより、モータハウジング６に対する所定位置に固定されている。
スペーサ１６と押え１７とは、ともに界磁磁石７より径方向厚みが小さい形状とされている。そのため、それぞれの界磁磁石７の周方向間には、軸方向に連続して、界磁磁石７とモータロータ８との径方向隙間に比べて大きい大きい隙間が形成されており、燃料がモータハウジング６内を軸方向に流れやすい構造とされている。
【００２７】
ブラシホルダ９は、モータロータ８を上方から覆うようにして、モータハウジング６の上端部の内周面に挿入して嵌合された部材であり、モータ軸８ａを径方向に支持する貫通円筒孔からなる軸受部９ａと、整流子８ｃに径方向の外側から当接してモータロータ８に電流を供給するブラシ１０を固定してなる。
なお、ブラシホルダ９は、嵌合後、適宜手段により軸受部９ａに不具合を生じる変形が発生しないようにモータハウジング６に固定される。例えば、嵌合をスナップフィットなどの引抜きできない形状で嵌合させたり、しまり嵌めの嵌合として圧入したり、適宜の固定部材を設けて固定することができる。
また、軸受部９ａは、軸方向に開放されているので、ブラシホルダ９をモータハウジング６に挿入して組み付ける際に挿入方向からモータ軸８ａの軸端部を目視でき、組付性が向上されるという利点がある。
【００２８】
図４を参照してブラシホルダ９のより詳しい形状を説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係るブラシホルダ９を説明するための平面説明図および正面説明図である。図４（ｃ）、（ｄ）は、図４（ａ）のＧ−Ｇ断面図およびＨ−Ｈ断面図である。
ブラシホルダ９は、水平方向に延ばされてモータハウジング６の開口部を覆うフランジ部９ｃの中心部の上側に、整流子８ｃを収容するための凹穴状の整流収容部９ｂを設け、同じくフランジ部９ｃの周方向の下面にモータハウジング６に内嵌するための円筒壁状の嵌合部９ｅを備える。
【００２９】
整流収容部９ｂの側面側には、ブラシ１０を挿入して固定するために水平方向に対向して設けられたブラシ固定部９ｆを備える。
フランジ部９ｃ上の嵌合部９ｅ内周側の２箇所には、モータ部Ｍの内部の燃料により発生する内圧がモータ部Ｍの外周部の燃料による外圧と常に均衡を維持するための貫通孔９ｄが設けられている。
また、配線係止部９ｇは、ブラシ１０の電気配線を係止するために設けられた突起・溝などからなる。
ブラシホルダ９の材質は、適宜の電気絶縁性と軸受部が形成可能な摺動性を有する合成樹脂成形品を採用することができる。合成樹脂成形品を用いることにより、これら付加的な形状が容易に形成できる。また、圧入により嵌合部９ｅが変形する場合でも、その変形が軸受部９ａにおよびにくくなっている。
【００３０】
濾過部Ｆは、モータ部Ｍと略同軸に延ばされてその外周を取り囲む円筒状のポンプユニットケーシング１５と、その下方に固定されたベースブラケット２と、モータハウジング６と、後述するアウトレットカバー１１とに囲まれた環状室内に、外形状が大略円筒状とされたフィルタ部材１２を配置して構成される。
ポンプユニットケーシング１５は、上下の開口端部に、それぞれ内径がわずか拡大されて軸方向の所定位置に内面段差が形成された円筒状の上部固定部１５ａ、下部固定部１５ｂを有している。そして、ポンプユニットケーシング１５の下側から、ベースブラケット２を下部固定部１５ｂに挿入して係止し、さらに下側からインレットカバー３を挿入した状態で、下部固定部１５ｂをインレットカバー３の外周部に対してかしめることにより、ベースブラケット２がポンプユニットケーシング１５に固定されている。
【００３１】
フィルタ部材１２は、上下方向の端部をそれぞれ上部シール部材１４、下部シール部材１３に係止されて、モータハウジング６およびポンプユニットケーシング１５に対して径方向に隙間を設けた状態で位置が固定されている。この径方向の隙間は、フィルタ部材１２に面する軸方向および周方向にわたって燃料が移動可能な流路をなしている。
フィルタ部材１２の材質、形状は、環状室に配置可能で、燃料を必要な清浄さまで濾過できるフィルタであればどのようなものであってもよい。例えば、軸受の摩耗粉などの後段の燃料噴射弁などの動作に悪影響を与える大きさのゴミを濾過できるような網状、繊維状、多孔質状、粒状などのフィルタが採用できる。
【００３２】
下部シール部材１３は、円環板状のパッキンで構成され、モータ部支持面２ｃに下面を密着させるとともに、下部シール部材１３の円環部の外周および内周がそれぞれポンプユニットケーシング１５の内周面およびモータハウジング６の外周面に周方向に当接するように配置されている。そのため、環状室の底面側がシールされ、ポンプ部Ｐから環状室へ燃料が直接出入りすることができない状態とされている。
そして、図３に示したように、下部シール部材１３は燃料案内溝２ｆ上を覆う遮蔽部材となっている。その結果、燃料案内孔２ｇおよび燃料案内溝２ｆが、ポンプ部Ｐからモータ部Ｍに連通する連通流路（ポンプ側連通流路）となっている。
また、上部シール部材１４は、下部シール部材１３と同様のパッキンで構成され、円環部の内周がアウトレットカバー１１と固定されている。
【００３３】
ここで、アウトレットカバー１１について説明する。
図５（ａ）は、アウトレットカバー１１を説明するための上面説明図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＪ−Ｊ断面図である。
アウトレットカバー１１は、上面視円形でその外周近傍に設けられた吐出口１１ａを除いて板部材で覆われ、外周から下方にその円筒壁状の外周壁１１ｂが設けられている。外周壁１１ｂの径方向内側には外周壁１１ｂと同軸同方向に円筒壁状の仕切壁１１ｄが設けられている。
そして、仕切壁１１ｄと外周壁１１ｂの径方向の間には、上部シール部材１４を仕切壁１１ｄに外嵌した状態で、上部シール部材１４の外周が仕切壁１１ｄの内周と適宜の隙間を設けて対向するような大きさで外周溝１１ｃが形成されている。
仕切壁１１ｄと上部板部材とで凹穴状に設けられたブラシガイド収容部１１ｅは、ブラシホルダ９のフランジ部９ｃより上面側をその内部に収めることが可能な大きさ、形状とされている。
【００３４】
アウトレットカバー１１は、軸受部などの高い寸法精度を必要とする部分を有しないので、濾過部Ｆ内の内圧に対する強度を満足すれば、内圧により変形してもよい。したがって、合成樹脂成形品などを好適に用いることができる。また合成樹脂成形品とすれば、ブラシホルダ９の形状が複雑であっても容易にそれに合わせた適宜の隙間を形成する形状とすることができるという利点がある。また、燃料タンクに取り付けるための係止爪１１ｆのような部材を一体に設けることが容易となるという利点がある。
【００３５】
そして、図１に示したように、仕切壁１１ｄの外周部に、上部シール部材１４の内周部が周方向および上方向で固定され、外周壁１１ｂは、ポンプユニットケーシング１５の上端部に設けられた上部固定部１５ａに内嵌され上部固定部１５ａとかしめられて固定されている。その際、上部シール部材１４の外周部と外周壁１１ｂの内周面との間には、フィルタ部材１２透過後の燃料が吐出口１１ａに流れるための隙間１９が形成されている。
【００３６】
このような組立状態において、ブラシホルダ９の上面側は、ブラシガイド収容部１１ｅの内面に対して適宜の隙間を有し、径方向および周方向に燃料が円滑に移動可能な連続した隙間が形成されている。さらに、仕切壁１１ｄおよび上部シール部材１４は、ブラシホルダ９のフランジ部９ｃと軸方向に隙間１８を隔てて配置されている。
そのため、貫通孔９ｄとこれらブラシホルダ９およびアウトレットカバー１１の内面との隙間とにより、ポンプ部Ｐの内部と濾過部Ｆとが連通される濾過側連通流路ｆ２が形成されている。
【００３７】
次に、本発明の実施形態に係る燃料ポンプユニット１の作用について説明する。
図６は、燃料ポンプユニット１内の燃料の流路を説明するための部分拡大断面図である。図７は、濾過側連通流路ｆ２を説明するための図１のＣ視概略説明図である。
本実施形態の燃料ポンプユニット１によれば、燃料タンクなどに浸漬された状態でモータ部Ｍを駆動させて羽根車５を回転させると、吸入口３ａから、燃料が吸引され、ポンプケーシング溝２ｅ、３ｃ内で昇圧されつつ搬送される。そして昇圧された燃料が、燃料案内孔２ｇ、燃料案内溝２ｆ、下部シール部材１３からなるポンプ側連通流路ｆ１により、図示矢印のように、ポンプ部Ｐからモータ部Ｍへと送出される。
【００３８】
ポンプ部Ｐ内の燃料の流れは、軸受部２ａに向かい、軸受部２ａを潤滑する流れ、モータロータ８と界磁磁石７との間、あるいは界磁磁石７、７の周方向の隙間を通じてモータロータ８や界磁磁石７を覆って進む流れ、整流子８ｃの近傍に回り込む流れなどが生じる。
そして、いずれの流れも濾過側連通流路ｆ２によりモータ部Ｍから濾過部Ｆへ燃料が送出され、燃料とともに、熱やゴミが搬出される。そのため、モータロータ８や界磁磁石７が冷却され、軸受部２ａ、９ａ、整流子８ｃなどで生じる摩耗粉などが排除される。このとき、濾過側連通流路ｆ２は、ブラシホルダ９の上側の径方向の隙間が連続するように設けられているから、軸受部９ａの上側近傍にも燃料の流れが生じ、軸受部９ａの洗浄、潤滑、冷却が効率的に行われるものである。
【００３９】
濾過部Ｆでは、図６に矢印で示したように、燃料がモータハウジング６とフィルタ部材１２との径方向の隙間からフィルタ部材１２を透過して、フィルタ部材１２とポンプユニットケーシング１５との隙間に到り、隙間１９を通じて吐出口１１ａに向い、吐出口１１ａから吐出される。その際、フィルタ部材１２によりゴミなどが濾過され、清浄な燃料として吐出される。
【００４０】
このように本実施形態の燃料ポンプユニット１は、燃料を濾過して吐出するので、例えば後段の燃料噴射部などに清浄な燃料を供給できるものである。
また、モータ部Ｍ内に軸受部２ａの近傍に設けられた下端側のポンプ側連通流路ｆ１と、整流子８ｃの近傍に設けられた上端側の濾過部連通流路ｆ２との間で、略モータロータ８の軸方向に沿う流れが形成されるので、モータ部Ｍ内の熱やゴミを効率よく搬出することができるという利点がある。
【００４１】
フィルタ部材１２を透過する燃料の流路は、フィルタ部材１２の軸方向にいずれでも透過可能であるが、フィルタ部材１２が比較的清浄な間は、隙間１８から水平に流れて隙間１９を通る最短流路が優勢となる。そしてゴミが付着して目詰まりしてくるにつれて、フィルタ部材１２を横断する流路が下方に下がっていき、軸方向の全体が目詰まりしたときフィルタの寿命となる。
このように本実施形態では、濾過側流通流路ｆ２がフィルタ部材１２の軸方向の一端部（上端部）に設けられているので、フィルタ部材１２の汚損による目詰まりが一端部側から進行し、目詰まりに対応して流路が迂回されていくものである。その結果、フィルタ面積は次第に狭くなるものの、実質的な流路を形成するフィルタ面は清浄さを保ちやすく、フィルタ面全体が均一に詰まっていく場合に比べて、吐出量やポンプ負荷などの性能が長期間安定しているという利点がある。
【００４２】
また、本実施形態の流路は、濾過部Ｆとモータ部Ｍとが、濾過側連通流路ｆ２を通じてのみ連通されており、モータロータ８を覆うモータハウジング６で大部分が仕切られている。そのため、モータロータ８による燃料の回転流はモータ部Ｍ内では激しいが、濾過部Ｆではきわめて穏やかである。その結果、フィルタ部材１２に付着したゴミなどがモータロータ８の回転の影響を受けにくくなっている。すなわち、フィルタ近傍でロータが回転している場合と比べると、フィルタ部材１２のゴミが剥離して燃料中に浮遊することがきわめて少ない。したがって、ゴミがモータ部Ｍに逆流しにくいという利点がある。
また、仮にフィルタ部材１２に付着しきれないゴミが増大したとしても、濾過部Ｆの軸方向長さに比べてきわめて狭く、濾過部Ｆの一端側に偏って配された隙間１８を通じて濾過側連通流路ｆ２を戻らなければならないので、モータ部Ｍに逆流しにくくなっている。
【００４３】
したがって、モータ部Ｍ内が比較的清浄に保たれるので、ゴミが軸受部２ａ、９ａの軸受隙間に詰まるというような故障を低減でき、信頼性を向上することができるという利点がある。
なお、燃料ポンプユニット１は、一般的には上記の説明のような配置姿勢で用いるものであり、その場合には、濾過部Ｆ内でゴミが自重により沈降するので、より一層逆流しにくくなるという利点がある。
【００４４】
また、本実施形態では、モータ部Ｍの外径よりも大きな径上に羽根５ａが設けられた羽根車５を有するポンプ部Ｐを設け、ポンプ側連通流路ｆ１によりポンプ部Ｐの外周部とモータ部Ｍの内部を連通させている。このため、比較的低回転でも羽根車５の周速を上げてポンプ圧を上げることができ、モータ部Ｍを小さく構成できる利点がある。また、運転時の騒音を低減することができるという利点ある。
さらに、モータ部Ｍの外側に張り出したポンプ部Ｐの上部に濾過部Ｆを配置しているので、円柱形状内部でスペースを有効に利用することができ、コンパクトな構成が実現できるという利点がある。
【００４５】
また、ポンプ側連通流路ｆ１は、鉛直上方に延びる燃料案内孔２ｇから水平に折れ曲がった流路を形成する燃料案内溝２ｆを経てモータ部Ｍに到るものである。したがって、モータ部Ｍ内のゴミが自重により落下しても、燃料案内溝２ｆの出口部に落下する。そして燃料案内溝２ｆ内を水平方向にゴミを移動させる力はモータ部Ｍ側からは働かず、逆にポンプ部Ｐ側から高圧の燃料が圧送されるので、羽根５ａまでゴミが戻ることがない。したがって、ポンプ部Ｐを鉛直下方に配置しても羽根５ａにゴミが逆流してポンプ部Ｐの故障するといったことを防止できるので、信頼性を向上できるという利点がある。
【００４６】
次に、本実施形態の変形例について簡単に説明する。
図８は、本実施形態の変形例に係る燃料ポンプユニット５０を説明するための軸方向の概略断面図である。
本変形例の燃料ポンプユニット５０は、燃料ポンプユニット１の整流子８ｃに代えて整流子８０ｃを用い、それに伴なってブラシホルダ９およびアウトレットカバー１１を、ブラシホルダ２２およびアウトレットカバー２３に代え、さらに、下部シール部材１３、上部シール部材１４をその変形例である下部シール部材２０、上部シール部材２１に代えたものである。その他は、上記に説明した部分と共通である。以下、上記と異なる点のみ簡単に説明する。
【００４７】
整流子８０ｃは、図８に示したように、ブラシ１０を軸方向に当接させるタイプの整流子である。そのため、ブラシホルダ２２は、ブラシ１０を軸方向に保持する形状とされている。
図９（ａ）は、ブラシホルダ２２を説明するための上面説明図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＬ−Ｌ断面図、図９（ｃ）は裏面説明図、図９（ｄ）は図９（ａ）におけるＮ−Ｎ断面図である。
【００４８】
ブラシホルダ２２は、円状の上面部２２ｈの下側にモータハウジング６の内周部に嵌合する円筒状の嵌合部２２ｅを設け、それぞれの内面により整流子８０ｃを、隙間を設けて収容することができる凹穴である整流子収容部２２ｂが形成されている。嵌合部２２ｅの軸方向中間部には、モータハウジング６の端部と係止するためのフランジ部２２ｃが設けられている。
【００４９】
上面部２２ｈの上側には、軸方向の貫通孔からなるブラシ固定部２２ｆが２箇所設けられ、上面部２２ｈの中心部には、モータ軸８ａを支持する軸受部２２ａが設けられている。軸受部２２ａは、その上端部に径方向に横断する軸押え部が架設され、その径方向左右側に半月状の隙間が設けられ、取付時にモータ軸８ａの軸端部を目視することが可能な半月状の貫通孔が形成されている。また、軸受部２２ａの側方の上面部２２ｈ上には、ブラシの電気配線を係止する配線係止部２２ｇが設けられている。
【００５０】
図９（ｄ）に示したように、上面部２２ｈの外周部の一部に上面部２２ｈとフランジ部２２ｃの上側の側部を切り欠いた貫通孔２２ｄが設けられている。
そして、図８に示したように、嵌合部２２ｅがモータハウジング６の上端部に内嵌され、フランジ部２２ｃにより軸方向の端部に係止されて、モータ部Ｍの上部を覆っている。ブラシ固定部２２ｆには、上方からブラシ１０が挿入されている。
【００５１】
アウトレットカバー２３は、アウトレットカバー１１と同様に吐出口１１ａを上面側に備えるキャップ部材であり、同じく外周壁１１ｂを備えてポンプユニットケーシング１５に固定されている。
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本変形例に係るアウトレットカバー２３を説明するため裏面説明図、Ｑ−Ｑ断面図、上面説明図である。
【００５２】
外周溝１１ｃを形成する円筒壁状の仕切壁２３ｄによりブラシホルダ２２の上面側を隙間を設けて収容するブラシガイド収容部２３ｅが形成されている。ブラシガイド収容部２３ｅの上面にはブラシ１０の配置位置に対応して軸方向に押えばね２５を挿入するための円筒管路からなるブラシ押圧部２３ｈが立設されている。
押えばね２５は、ブラシ１０を整流子８０ｃに所定圧で押圧するためのもので、ブラシ押圧部２３ｈの上方から挿入されたばね押え部材２６により下側に加圧されている。ばね押え部材２６により、ブラシ押圧部２３ｈの開口は封止され、アウトレットカバー２３の上面の開口は吐出口１１ａのみとされている。
【００５３】
ブラシホルダ２２は、アウトレットカバー２３から押えばね２５の押圧力が軸方向に付勢されており、ブラシホルダ２２の上面とブラシガイド収容部２３ｅの内面との間には、径方向および周方向にわたって隙間が設けられている。
図１１は、図８のＫ視概略説明図である。図１１に示したように、燃料が貫通孔２２ｄからこれらの隙間を通って、隙間１８から濾過部Ｆへ到る濾過側連通流路ｆ２が形成されている。
【００５４】
下部シール部材２０、上部シール部材２１は、軸方向断面が略コ字状の円環からなる板金部材からなる例である。このような形状によれば、軽量かつ安価な部材とすることができる利点がある。また、下部シール部材２０を環状室の底部に取り付ける場合にコ字の側面のばね性を利用して圧入により組付けることができるので、組付性が向上できるという利点がある。
【００５５】
本変形例は、ブラシホルダ２２が押えばね２５を介して押圧されているが、押圧方向が軸方向なので、軸受部２２ａが変形するという不具合は生じない。濾過側連通流路ｆ２は、燃料ポンプユニット１と同様に作用効果を有しているが、特に、本変形例では、貫通孔２２ｄを整流子８０ｃおよびブラシ１０の摺接部と略同じ高さに設けたので、ブラシの摺接によるゴミが遠心力で水平方向に飛ばされ、そのまま貫通孔２２ｄから確実に搬出されることになり、モータ部Ｍ内の清浄性がさらに向上されるという利点がある。
【００５６】
なお、上記の説明では、アウトレットカバーとキャップ部材との間のそれぞれの隙間は、径方向および周方向に連続している例で説明したが、軸受部に燃料の流れを形成するためには、濾過側連通流路は、軸受部上をまたいで径方向に連続して設ければ十分である。
【００５７】
また、上記の説明では、アウトレットカバーとキャップ部材とが互いに接触しない例とばねを介して接触する例とで説明したが、ポンプハウジング内の圧力変動により、キャップ部材に設けられた軸受部などが許容値以上に変形しなければ、アウトレットカバーとキャップ部材とが接触されていてもよい。
例えば、アウトレットカバーを低剛性の材質で製作する場合、キャップ部材から隙間を確保するための突起や仕切り壁などを設けておき、部品のそりなどで隙間のばらつきが生じないようにしてもよい。その状態で軸受部が過大な変形を起こさないならば、ポンプの作動時は、アウトレットカバーは内圧を受けて膨らむから、突起や仕切り壁から離れて隙間を増大させるように変形し、軸受の変形がそれ以上に増加することはない。
【００５８】
また、上記の説明では、濾過部を内蔵する例で説明したが、モータ部の軸受部を変形させないという目的のためであれば、環状室内に濾過部を内蔵する必要はない。
【００５９】
また、上記の説明では、モータ部と環状室との内圧を均衡させるためにキャップ部材に貫通孔を設けて、燃料がより軸受部上に回りやすいようにした例で説明したが、キャップ部材の近傍のモータハウジングに貫通孔を設けてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に記載の発明では、モータ部がポンプハウジングに支持されることがないので、取付時に起こるモータ部の変形がなく、軸受部の隙間が適正に確保されるから、軸受摩耗を防止でき信頼性を向上することができるという効果を奏する。またモータ部とポンプハウジングは別工程で組み立てることができるので、組付性をすることができるという効果を奏する。
【００６１】
請求項２に記載の発明では、少なくともモータハウジングの外周部およびその先端に設けられた軸受部に沿う燃料の流れが形成できるから、モータハウジングの外周部と軸受部との冷却を促進でき、その結果、モータ部の長寿命化が可能となるという効果を奏する。
【００６２】
請求項３に記載の発明では、ブラケット部材にモータ部から曲げモーメントが作用しても板状部の変形を抑えることができるので、ブラケット部材に設けられた軸受部の変形を抑制することができ、信頼性を向上することができるという効果を奏する。また、モータハウジングの組み付けが容易となるので、生産性が向上することができるという効果を奏する。
【００６３】
請求項４に記載の発明では、モータ部の取付時にモータロータの回転軸の軸端部を軸受部の取付方向から目視できるので、組み付けが容易となり、生産性を向上することができるという効果を奏する。
【００６４】
請求項５に記載の発明では、軸受部が設けられたキャップ部材をモータハウジングの軸方向に挿入して嵌合するので、軸受部が組付時に変形しにくくなるから、生産性を向上するとともに、信頼性の高い装置を製作できるという効果を奏する。
【００６５】
請求項６に記載の発明では、吸入口や吐出口を始めとする比較的複雑な形状が必要となるインレットカバーとアウトレットカバーを別部材とするので、製作が容易となるから、生産性を向上して安価な装置を製作できるという効果を奏する。
【００６６】
請求項７に記載の発明では、インレットカバーおよびアウトレットカバーの少なくとも一方をかしめにより固定するので、容易かつ安価に製作することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料ポンプユニットを説明するための軸方向の概略断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ視平面図およびそのＤ−Ｄ断面図である。
【図４】本実施形態に係るブラシホルダを説明するための平面説明図、正面説明図、Ｇ−Ｇ断面図およびＨ−Ｈ断面図である。
【図５】本実施形態に係るアウトレットカバーを説明するための上面説明図およびＪ−Ｊ断面図である。
【図６】本実施形態に係る燃料ポンプユニット内の燃料の流路を説明するための部分拡大断面図である。
【図７】本実施形態に係る濾過側連通流路を説明するための図１のＣ視概略説明図である。
【図８】本実施形態の変形例に係る燃料ポンプユニットを説明するための軸方向の概略断面図である。
【図９】本実施形態の変形例に係るブラシホルダを説明するための上面説明図、Ｌ−Ｌ断面図、裏面説明図およびＮ−Ｎ断面図である。
【図１０】本実施形態の変形例に係るアウトレットカバーを説明するため裏面説明図、Ｑ−Ｑ断面図、上面説明図である。
【図１１】図８のＫ視概略説明図である。
【符号の説明】
Ｐ ポンプ部
Ｍ モータ部
Ｆ 濾過部
ｆ１ ポンプ側連通流路
ｆ２ 濾過側連通流路
ＰＣ ポンプハウジング
１、５０ 燃料ポンプユニット
２ ベースブラケット（ブラケット部材）
２Ａ 板状部
２ａ、９ａ、２２ａ 軸受部
２ｂ モータハウジング取付部（取付部）
２ｅ、３ｃ ポンプケーシング溝
２ｆ 燃料案内溝
２ｇ 燃料案内孔
３ インレットカバー
５ 羽根車
６ モータハウジング
７ 界磁磁石
８ モータロータ
８ａ モータ軸（回転軸）
８ｃ、８０ｃ 整流子
９、２２ ブラシホルダ
９ｄ、２２ｄ 貫通孔
９ｅ、２２ｅ 嵌合部
１１、２３ アウトレットカバー
１１ａ 吐出口
１２ フィルタ部材（濾過手段）
１３、２０ 下部シール部材（遮蔽部材）
１５ ポンプユニットケーシング（ケーシング部材）

Claims (7)

1. 燃料を吸引・圧送するポンプ部と、該ポンプ部に回転軸の一端を固定したモータロータを有するモータ部とを、燃料の吸入口、吐出口を有するポンプハウジング内に設けるとともに、前記モータ部の内部に燃料の流路を形成した燃料ポンプユニットであって、
   前記モータロータの前記回転軸の一端側がブラケット部材により回転可能に支持され、
   前記モータロータを周方向に覆うモータハウジングが前記ブラケット部材に立設され、
   前記モータハウジングに、前記回転軸の他端を回転可能に支持する軸受部が形成されていることにより、前記モータ部を前記ポンプハウジングに支持させることなく前記ブラケット部材に支持させたことを特徴とする燃料ポンプユニット。
2. 請求項１に記載の燃料ポンプユニットにおいて、
   前記モータ部と前記ポンプハウジングとの間に、該モータ部の軸方向および径方向に前記燃料の流路が形成可能な隙間を設けたことを特徴とする燃料ポンプユニット。
3. 請求項１または２に記載の燃料ポンプユニットにおいて、
   前記ブラケット部材の前記モータロータ側に、壁状に突出する取付部が設けられ、該取付部に前記モータハウジングが外嵌されて立設されたことを特徴とする燃料ポンプユニット。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ポンプユニットにおいて、
   少なくとも前記回転軸の他端を前記軸受部に嵌合させるモータ部の取付時に、前記モータロータの回転軸の軸端部を前記軸受部の取付方向から目視可能な軸方向の貫通孔が、前記軸受部に設けられていることを特徴とする燃料ポンプユニット。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の燃料ポンプユニットにおいて、
   前記モータハウジングの立設方向の先端側を略覆うキャップ部材を前記モータハウジングの軸方向に挿入して嵌合し、
   前記キャップ部材に前記軸受部を設けたことを特徴とする燃料ポンプユニット。
6. 請求項１〜５に記載の燃料ポンプユニットにおいて、
   前記ポンプハウジングが、
   前記回転軸の軸方向に延びる筒状のケーシング部材と、
   前記燃料の吸入口を有し、前記羽根車を前記ブラケット部材との間で覆うインレットカバーと、
   前記燃料の吐出口を有し、前記モータ部の径方向を覆うアウトレットカバーとからなり、
   前記インレットカバーおよび前記アウトレットカバーが、前記ケーシング部材の両端部にそれぞれ固定されてなることを特徴とする燃料ポンプユニット。
7. 請求項６に記載の燃料ポンプユニットにおいて、
   前記インレットカバーおよび前記アウトレットカバーの少なくとも一方が、前記ケーシング部材にかしめにより固定されたことを特徴とする燃料ポンプユニット。

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