JP2004328896A

JP2004328896A - 直流電動機及びこの直流電動機を用いた燃料ポンプ

Info

Publication number: JP2004328896A
Application number: JP2003120161A
Authority: JP
Inventors: Seizo Inoue; 誠三井上; Shingo Iwai; 信悟岩井; Akihiro Daikoku; 晃裕大穀; Yusaku Sakai; 雄作坂井; Masahiro Koyama; 正浩小山; Kazushi Ishii; 一志石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP4105024B2

Abstract

【課題】整流子と火花消去素子をユニット化したものでありながら、製造が容易で、しかも、電機子の軸に対する装着も容易な直流電動機を得る。
【解決手段】整流子片１２と導電端子片１４を、所定の平形整流子の配置状態に保持すると共に整流子片１２がブラシ６と接触できるように形成された絶縁保持体１５と、絶縁保持体１５の背面側において隣接する導電端子片１４が互いに露出するように穿設された凹所１７と、この凹所１７内において、露出した導電端子片１４の間に接続された火花消去素子１８とによる整流子装置を用いて構成した。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、家電品あるいは自動車用電装品などに使用される直流電動機、及び、その直流電動機を用いて構成された燃料ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家電品あるいは自動車用電装品などに使用される小形の直流電動機は、一般に出力が大きく、また、電子制御回路を用いることにより回転速度の制御も容易に実現できるなど、多くの優れた特性を備えている。その反面において、ブラシに対して整流子は摺動状態で回転するために、ブラシ及び整流子が相互に摩耗するという問題点がある。この摩耗の問題はブラシと整流子の間における火花の発生に起因することが大きい。従って、従来から、ブラシと整流子の間における火花の発生を少なくするために、コンデンサなどによる火花消去素子を備えた直流電動機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録公報第２５１０５４９号公報（図１、図２、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、直流電動機において、整流子とブラシの間に発生する火花を抑制するために、整流子の近傍に火花消去素子を設けることは広く知られている。しかし、一般に整流子と火花消去素子は別部品として、電機子の軸に装着するように構成されているので、装着が困難であったり、インタンク式の燃料ポンプに使用する直流電動機の場合には、各種の問題点の解消が困難であった。さらに、装着が困難であることから、量産性低下の原因にもなっていた。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するために、整流子と火花消去素子をユニット化したものでありながら、製造が容易で、しかも、電機子の軸に対する装着を容易にすると共に、安全性の高い直流電動機、及び、この直流電動機を用いた燃料ポンプを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明に係る直流電動機は、電機子の一端に設置されると共に電機子巻線に接続され、かつ、ブラシに摺接するようになされた整流子装置を有する直流電動機において、その整流子装置は、電機子の軸を中心にして放射状で、かつ、円盤状に配設された整流子片と、整流子片の背面側にそれぞれ固着されると共に電機子巻線に接続するようになされた導電端子片と、導電端子片が固着された整流子片を保持すると共に整流子片がブラシと接触できるようにモールド成型された絶縁保持体と、絶縁保持体の背面側において隣接する導電端子片が互いに露出するように穿設された凹所と、この凹所内において露出した導電端子片の間に接続された火花消去素子とを用いて構成したものである。
【０００７】
また、この発明に係る燃料ポンプは、整流子と火花消去素子をユニット化した整流子装置及び電機子巻線の外周を、熱可塑性樹脂材でモールド成型して構成された直流電動機と、この直流電動機により回転駆動されると共に、この回転駆動により吸入された燃料が上記直流電動機の内部を通過して吐出されるようになされたポンプ部とにより構成されたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は整流子装置を備えた自動車用の燃料供給装置の一例を示すもので、Ｍは直流電動機の部分であり、筐体１の内周に固定磁極２が配置され、その内側に電機子３が回転できるように軸受４により軸支されている。３ａは電機子３の軸である。軸受４は筐体１の一端に嵌装されたブラケット５により保持されている。１０は平面形の整流子装置であり、その整流子面に、ブラケット５により保持されたブラシ６が摺接するように構成されている。なお、整流子装置１０の詳細は図２ないし図６により後述する。Ｐはポンプ部であり、直流電動機Ｍにより回転されてポンプの働きをするように構成されている。この燃料ポンプは、例えば、自動車の燃料タンクの中に設置して使用されるもので、吸入された燃料は、直流電動機Ｍの内部を通過してブラケット５に設けられた吐出口５ａから吐出されるように構成されている。
【０００９】
実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１における直流電動機Ｍの整流子装置１０を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線における側断面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）はＢ−Ｂ線における断面図である。図において、整流子片１２は、電機子の軸３ａに嵌装される軸孔１３を中心にして放射状で、かつ、円盤状に配設されたものである。この整流子片１２は、例えば、カーボン焼成材で形成されたもので、後述のような製造方法により製作する。整流子片１２の背面側には、それぞれ導電端子片１４が固着されている。導電端子片１４は銅合金材で形成され、外周先端部には電機子巻線（図示せず）と接続するためのフック状端子１４ａが設けてある。
【００１０】
絶縁保持体１５は、導電端子片１４が固着された整流子片１２が、所定幅のスリット１６を介して放射状に配設された状態を保持するもので、熱硬化性樹脂材（例えばフェノール樹脂材）によるモールド成型により形成されている。この絶縁保持体１５の中央には軸孔１３が形成され、背面にはスリット１６を跨いで導電端子片１４が露出するように凹所１７が穿設されている。この凹所１７の中にコンデンサ、例えばチップコンデンサを用いて構成された火花消去素子１８が嵌め込まれ、跨いだ導電端子片１４に接続されている。この接続は、火花消去素子１８の構成により、はんだ付け、あるいは、導電性接着剤による接着、あるいは、ヒュージングなどにより接続されている。なお、上記凹所１７の大きさは、軸孔１３から離れた位置に穿設すれば大きくできるので、火花消去素子１８の嵌め込みが容易になり、また、
軸孔１３から離れているので、絶縁保持体１５の機械的強度も高くなる。
【００１１】
上記直流電動機Ｍの整流子装置１０においては、個々の整流子片１２及び導電端子片１４の間にスリット１６が必要なことは申すまでもないことである。従って、整流子片１２及び導電端子片１４を個々に製作して配置してもよいが、本発明における整流子装置１０としては、下記のようにして整流子片１２及び導電端子片１４などを形成するのが望ましい。
【００１２】
即ち、先ず、図４に示すように、カーボン焼成材により円盤状の整流子片材２２と、銅板のような導電材料により導電端子片材２４を製作する。そして、円盤状の整流子片材２２の背面に導電端子片材２４を固着する。この場合、整流子片材２２の背面に突起２２ａを設け、導電端子片材２４には、突起２２ａの位置に対応するように嵌め合わせ孔２４ａを設け、突起２２ａを嵌め合わせ孔２４ａに嵌めることにより、機械的にも電気的にも接合された状態にする。この接合は、整流子片材２２及び導電端子片材２４の接合面に錫めっきを施してはんだ付けすれば、更に確実な接合になる。なお、導電端子片材２４の外周先端部には、後述のように電機子巻線のリード線接続用のフック状端子１４ａを設けてある。
【００１３】
次に、図２に示すように整流子片材２２と導電端子片材２４の周辺に熱硬化性樹脂材（例えばフェノール樹脂材）による絶縁保持体１５をモールド成型する。なお、導電端子片材２４の外周部分が、図３に示すように、絶縁保持体１５の外周面に露出するようにモールド成型されている。上記のようにモールド成型した後に切削加工によりスリット１６を形成すれば、整流子片１２及び導電端子片１４が簡単に構成できる。スリット１６の切削加工の前又は後に整流子片１２の表面も切削して正確な平面に形成する。なお、スリット１６は、図２におけるＫ線まで切ることにより、整流子片材２２と導電端子片材２４が分割されて整流子片１２と導電端子片１４が形成される。そして、火花消去素子１８は前記のように凹所１７において導電端子片１４を介して接続される。
【００１４】
上記のようにして、ユニット化された整流子装置１０は、図２において一点鎖線で示すように、フック状端子１４ａを折り曲げて図３に示すように構成する。これを、電機子３の軸３ａに嵌めて、直流電動機Ｍが構成される。
【００１５】
実施の形態２．
実施の形態１の直流電動機Ｍでは、整流子装置１０の絶縁保持体１５の背面に穿設した凹所１７の中に火花消去素子１８が嵌め込まれたものを示したが、図５のように、導電端子片１４の外周先端部において火花消去素子１８を接続してもよい。即ち、図において、整流子片１２、導電端子片１４、絶縁保持体１５は、実施の形態１（図２に示すもの）と同様に構成されたものである。ただし、絶縁保持体１５の背面の凹所１７は無くてもよい。この構成において、前記のように導電端子片１４の外周先端部が露出するように絶縁保持体１５が形成されているので、火花消去素子１８は、導電端子片１４の外周先端部において隣接する導電端子片１４の間に接続されている。この構成によれば、実施の形態１の整流子装置よりも、火花消去素子１８の接続が容易で、大形の火花消去素子１８の接続も可能になる。
【００１６】
実施の形態３．
前記の実施の形態１又は２においては、火花消去素子１８は個別に接続することになるが、図７のように、火花消去素子１８を、あらかじめ連結導体１９により接続してネックレス状に構成しておけば、図６に示すように火花消去素子１８をまとめて接続できる。この場合連結導体１９は薄板状のもの、あるいは、網状に編んだ導線であってもよい。この構成によるときは、導電端子片１４に対して連結導体１９の部分で接続すれば接続が容易になる。なお、ネックレス状に構成しないで、図８（ａ）に示すように、少なくとも１組の隣接する火花消去素子を連結導体１９により接続し、上記連結導体１９を介して火花消去素子１８を導電端子片１４に接続してもよい。また、図８（ｂ）に示すように、３組の火花消去素子を連結導体１９により接続したものでもよい。なお、電機子巻線のリード線がフック状端子１４ａに接続されるので、上記の連結導体１９は、電機子巻線のリード線と同時にフック状端子１４ａを介して接続すれば接続の作業性が向上する。
【００１７】
実施の形態４．
上記のように、火花消去素子１８と共にユニット化された整流子装置は、電機子の軸に対する装着が容易になるが、電機子巻線と整流子装置の周方向面（側面）部分を、樹脂材でモールド成型すれば更に優れた直流電動機が得られる。即ち、この直流電動機を、図１に示すようなインタンク式燃料ポンプに使用すれば、火花消去素子１８が確実に保持され、その火花消去燃料ポンプが得られる。
また、火花消去素子１８も電機子巻線と整流子装置の周方向部分を成型する樹脂で封じ込めるようにすることが好ましい。この場合には、直流電動機Ｍの内部をガソリンなどの燃料が通過する燃料ポンプが固有に有する燃料の流れによるコンデンサの整流子からの脱落、コンデンサの続結線の断線や接合部の外れ、さらにガソリンなどによりコンデンサが劣化することを防止できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１９】
整流子と火花消去素子をユニット化した構成であるため、火花消去素子の取付け、あるいは、電機子の軸に対する嵌め込みが容易で、量産性が向上する。また、火花消去素子により、ブラシ及び整流子の摩耗が抑制されるので、長期間安定して使用できる直流電動機が得られる。
【００２０】
また、導電端子片の外周先端部において隣接する導電端子片の間に火花消去素子を接続するようにしたので、使用する火花消去素子の選択が容易であり、導電端子片に対する接続も簡単になる。
【００２１】
また、火花消去素子をネックレス状に接続し、その連結導体部分を介して導電端子片に接続するようにしたので、火花消去素子の取付け接続が容易になる。
【００２２】
さらに、火花消去素子をネックレス状に構成して、その連結導体を導電端子片に接続する際に、ヒュージングなどの手段により、電機子巻線のリード線も同時に接続することが可能であり、この方法によれば火花消去素子と共に電機子巻線のリード線の接続がさらに容易になる。
【００２３】
整流子と火花消去素子をユニット化した構成の整流子装置であるため、電機子の軸に対する嵌め込みが容易であり、電機子に施されている外装モールドを整流子装置に対しても施すことができるので、例えば、インタンク式の燃料ポンプに実施しても安全な直流電動機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の整流子装置を実施した燃料ポンプの破断側面図である。
【図２】本発明の整流子装置を示す詳細図である。
【図３】実施の形態１の整流子装置を示す斜視図である。
【図４】整流子装置の製造方法を説明するための部品図である。
【図５】実施の形態２の整流子装置を示す斜視図である。
【図６】実施の形態３の整流子装置を示す斜視図である
【図７】ネックレス状火花消去素子の部品図である。
【図８】帯状に連結した火花消去素子の部品図である。
【符号の説明】
１０整流子装置、１２整流子片、１４導電端子片、１５絶縁保持体、１６スリット、１７凹所、１８火花消去素子。

Claims

電機子の一端に設置されると共に電機子巻線に接続され、かつ、ブラシに摺接するようになされた整流子装置を有する直流電動機において、上記整流子装置は、上記電機子の軸を中心にして放射状で、かつ、円盤状に配設された整流子片と、上記整流子片の背面側にそれぞれ固着されると共に上記電機子巻線に接続するようになされた導電端子片と、上記導電端子片が固着された整流子片を保持すると共に上記整流子片が上記ブラシと接触できるようにモールド成型された絶縁保持体と、上記絶縁保持体の背面側において隣接する導電端子片が互いに露出するように穿設された凹所と、この凹所内において上記露出した導電端子片の間に接続された火花消去素子とを備えたものであることを特徴とする直流電動機。
電機子の一端に設置されると共に電機子巻線に接続され、かつ、ブラシに摺接するようになされた整流子装置を有する直流電動機において、上記整流子装置は、上記電機子の軸を中心にして放射状で、かつ、円盤状に配設された整流子片と、上記整流子片の背面側にそれぞれ固着されると共に上記電機子巻線に接続するようになされた導電端子片と、上記導電端子片が固着された整流子片を保持すると共に上記整流子片が上記ブラシと接触できるようになされ、かつ、上記導電端子片の先端外周部が露出するようにモールド成型された絶縁保持体と、上記導電端子片の外周先端部において隣接する導電端子片の間に接続された火花消去素子とを備えたものであることを特徴とする直流電動機。
火花消去素子は、少なくとも１組の隣接する火花消去素子を連結導体により接続し、上記連結導体を介して火花消去素子を導電端子片に接続するようにしたことを特徴とする請求項２記載の直流電動機。
火花消去素子は、連結導体により火花消去素子をネックレス状に接続し、上記連結導体を介して火花消去素子を導電端子片に接続するようにしたことを特徴とする請求項３記載の直流電動機。
整流子装置の導電端子片にフック状端子を設け、このフック状端子を介して、火花消去素子の連結導体及び電機子巻線のリード線が上記導電端子片に接続されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の直流電動機。
整流子装置及び電機子巻線の外周が樹脂材でモールド成型されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の直流電動機。
請求項６に記載の直流電動機と、この直流電動機により回転駆動されると共に、上記回転駆動により吸入された燃料が上記直流電動機の内部を通過して吐出されるようになされたポンプ部とにより構成された燃料ポンプ。