JP2005312225A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ネオジボンド磁石からなる一対の劣弧状の永久磁石を円筒状のモータハウジングの内周面に沿って配置し，この両永久磁石の一方の相対向する端面間に，セットばねを縮設して，この両永久磁石をモータハウジングの内周面に圧接保持した電動モータにおいて，永久磁石装着後のモータハウジングの取り扱い中，永久磁石の内周面に外力が加えられても，永久磁石に破損が発生することを防ぐようにする。
【解決手段】永久磁石５周方向中央部がモータハウジング４の内周面に当接する一方，その周方向両端部がモータハウジング４の内周面から浮き上がるように，永久磁石５の外周面半径ｒを，モータハウジング４の内周面半径Ｒより小さく設定した。永久磁石５，５の周方向一端部内面に外力が作用すると，永久磁石は単に揺動するのみで破損が生じない。【選択図】 図７

Description

本発明は，一対の劣弧状の界磁用永久磁石を円筒状のモータハウジングの内周面に沿って配置し，この両永久磁石の少なくとも一方の相対向する端面間に，これら端面を相互に離反させる方向に付勢するセットばねを縮設して，この両永久磁石をモータハウジングの内周面に圧接保持した電動モータの改良に関する。

かゝる電動モータは，下記特許文献１に開示されるように既に知られている。また界磁用永久磁石を，成形性の良好なネオジボンド磁石で構成することも下記特許文献２に界磁されるように既に知られている。
特開２００３−４２０２７公報の図４ 特開２００４−６３８０６公報

ところで，ネオジボンド磁石の良好な成形性を利用して，劣弧状の一対の劣弧状の界磁用永久磁石を薄板状に構成し，特許文献１の図４に開示されるように，この両永久磁石をモータハウジングの内周面に沿って配置し，これらの相対向する端面間にセットばねを縮設して，両永久磁石をモータハウジングの内周面に圧接保持する構造を採用した場合，薄板状の永久磁石の周方向中央部に割れが発生することがある。このような割れは，永久磁石の成形精度の狂いに起因して，その外周面の曲率がモータハウジングの内周面の曲率と一致せず，永久磁石の周方向両端部がモータハウジングの内周面に接していて，中央部が浮き上がっている場合に，モータハウジングの取り扱い中，永久磁石の内周面に何らかの外力が加えられたとき，その中央部に発生する過大な曲げ応力によるものであることを本発明者等は究明した。しかしながら，永久磁石の外周面の曲率を常にモータハウジングの内周面の曲率と一致させることは，永久磁石の成形上，極めて困難である。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，ネオジボンド磁石からなる一対の劣弧状の界磁用永久磁石を円筒状のモータハウジングの内周面に沿って配置し，この両永久磁石の少なくとも一方の相対向する端面間に，これら端面を相互に離反させる方向に付勢するセットばねを縮設して，この両永久磁石をモータハウジングの内周面に圧接保持した構造を採用する場合，永久磁石の外周面の曲率をモータハウジングの内周面の曲率とは積極的に相違させて，永久磁石装着後のモータハウジングの取り扱い中，永久磁石の内周面に外力が加えられても，永久磁石に破損が発生することを防ぐようにした電動モータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，ネオジボンド磁石からなる一対の劣弧状の界磁用永久磁石を円筒状のモータハウジングの内周面に沿って配置し，この両永久磁石の少なくとも一方の相対向する端面間に，これら端面を相互に離反させる方向に付勢するセットばねを縮設して，この両永久磁石をモータハウジングの内周面に圧接保持した電動モータであって，前記永久磁石を，その周方向中央部が前記モータハウジングの内周面に当接する一方，その周方向両端部が前記モータハウジングの内周面から浮き上がるように形成したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記永久磁石の外周面半径を前記モータハウジングの内周面半径より小さく設定したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，永久磁石を，その周方向中央部が前記モータハウジングの内周面に当接する一方，その周方向両端部が前記モータハウジングの内周面から浮き上がるように形成したこと，即ち永久磁石の外周面の曲率をモータハウジングの内周面の曲率とは積極的に相違させたので，永久磁石装着後のモータハウジングの取り扱い中，永久磁石の周方向一端部内面に外力が加えられても，永久磁石は，単にモータハウジングとの接点を支点にして揺動するのみで，過大な応力を発生させず，永久磁石の破損を防ぐことができる。また永久磁石がモータハウジング４の内周面に接する中央部内面に外力を受けたときには，その部分が単純に圧縮されるのみで，破損は生じない。

また本発明の第２の特徴によれば，永久磁石の成形及び精度管理を容易に行うことができ，永久磁石の破損を防止しながら，電動モータの生産性の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係る電動燃料ポンプ装置の縦断面図（図２の１−１線断面図），図２は図１の２部拡大図，図３は図１の３−３線断面図，図４は図３の４−４線断面図，図５は図１の，ロータを外した状態で示す永久磁石取り付け部の拡大図，図６は図５の６−６線断面図，図７は永久磁石の形状を誇張して示す，図６との対応図，図８は本発明の第２実施例を示す，図６との対応図である。

先ず，図１において，電動燃料ポンプ装置１は，例えば自動二輪車や自動車のエンジンの燃料供給系に使用されるもので，電動モータ２と，これによって駆動される燃料ポンプ３とからなっている。

電動モータ２は，磁性金属製で円筒状のモータハウジング４を備えており，その内周面に沿って一対の界磁用永久磁石５，５が取り付けられ，これら永久磁石５，５の内側にロータ６が回転自在に配設される。永久磁石５，５のモータハウジング４への取り付け構造については後で詳述する。

円筒状のモータハウジング４には，その一端を塞ぐようにして，例えばウエスコ型の燃料ポンプ３のポンプハウジング７が結合される。ポンプハウジング７は，合成樹脂製の外側ハウジング７ａと，この外側ハウジング７ａの内側に対置されて，それとの間に円形のポンプ室８を画成する，同じく合成樹脂製の内側ハウジング７ｂとから構成され，これら外側及び内側ハウジング７ａ，７ｂは，これらをモータハウジング４の一端部内周に回転不能に嵌合した後，該一端部を外側ハウジング７ａの外側面側にカシメることにより，相互に接合されると同時に，モータハウジング４に結合される。

上記ポンプ室８にはポンプインペラ１０が回転自在に収容され，このポンプインペラ１０の中心部に，電動モータ２のロータ６の中心部に結合したロータ軸６ａが嵌合，連結される。また外側ハウジング７ａには，ポンプ室８に通じる吸入ポート１１が設けられ，内側ハウジング７ｂには，ポンプ室８をモータハウジング４内に通じさせる吐出ポート１２が設けられる。吸入ポート１１は，図示しない燃料タンク内の燃料油面下に連通されるようになっている。

モータハウジング４の他端部には，それを塞ぐように合成樹脂製の端子ホルダ１４が結合される。即ち，端子ホルダ１４は有底円筒状をなすと共に，外周にフランジ１４ｂを有しており，このフランジ１４ｂがモータハウジング４の他端部に嵌合され，該他端部をフランジ１４ｂの外側面側にカシメることにより，端子ホルダ１４はモータハウジング４に結合される。

図１〜図３に示すように，端子ホルダ１４の端壁１４ａには一対の端子孔１５，１５が設けられ，これら端子孔１５，１５に一対の端子１９，１９が圧入により固定される。また同端壁１４ａには，端子１９，１９の外端部を囲繞するカプラ２６が一体に成形される。

さらに前記端壁１４ａには，外方に突出する燃料出口管１６が一体に成形される。この燃料出口管１６には，図示しないエンジンの燃料供給通路が接続されるようになっている。

図１，図３及び図４に示すように，さらにまた前記端壁１４ａの中心部には，モータハウジング４内に開口する有底の軸孔１７ａを有する軸受ボス１７が該端壁１４ａの内面から突出するように一体に成形され，その軸受ボス１７と同軸上に配置される軸受ブッシュ１８が前記ポンプハウジング７の内側ハウジング７ｂに固着され，これら軸受ボス１７及び軸受ブッシュ１８によりロータ軸６ａの両端部が回転自在に支承される。

軸受ボス１７の内周面と，これと回転摺動するロータ軸６ａの外周面との少なくとも一方には，ダイヤモンド・ライク・カーボンからなる硬質被膜が形成される。

前記ロータの，端子ホルダ１４側の端部には，ロータコイル２０に連なる面型のコンミュテータ２１が固着される。

一方，端子ホルダ１４の端壁１４ａには，前記軸受ボス１７を挟んで並ぶ一対の筒状のブラシガイド２２，２２が一体に成形され，これらブラシガイド２２，２２の一端は，該端壁１４ａの内面から長く突出し，他端は該端壁１４ａの外面から短く突出する。これらブラシガイド２２，２２は，軸受ボス１７の軸孔１７ａと平行でモータハウジング４内に開口する有底で異形断面のガイド孔２２ａ，２２ａを有しており，これらガイド孔２２ａ，２２ａには，前記コンミュテータ２１に摺接する異形断面の一対のブラシ２３，２３が摺動可能に嵌合されると共に，これらブラシ２３，２３をコンミュテータ２１との圧接方向に付勢するコイルばね２４，２４が収納される。一対のブラシ２３，２３は，前記一対の端子１９，１９にリード線２５，２５を介して接続される。

上記ブラシガイド２２，２２及び軸受ボス１７間には，これらを互いに分離独立させる間隙２７，２７が設けられる。

またブラシガイド２２，２２には，軸受ボス１７と反対側で軸方向に延びる第１切欠溝２８，２８と，軸受ボス１７と隣接する側で軸方向に延びる第２切欠溝２９，２９とが形成される。その第１切欠溝２８，２８には，前記リード線２５，２５が移動可能に配置される。

而して，端子１９，１９を通して電動モータ２に給電して，それを作動すれば，ロータ軸６ａがポンプインペラ１０を回転駆動する。ポンプインペラ１０が回転すると，図示しない燃料タンク内の燃料が吸入ポート１１からポンプ室８に吸入され，昇圧されて吐出ポート１２へと吐出され，モータハウジング４内を通過した後，燃料出口管１６から，図示しないエンジンの燃料吸入通路へと圧送される。

このような電動燃料ポンプ装置１において，モータハウジング４の，一対の端子１９，１９を保持する合成樹脂製の端子ホルダ１４の端壁１４ａにそれぞれ一体に成形される軸受ボス１７と，この軸受ボス１７を挟んでそれと平行に並ぶ一対のブラシガイド２２，２２との間には，これらを分離独立させる間隙２７，２７が設けられるので，端子ホルダ１４，軸受ボス１７及びブラシガイド２２，２２の一体成形時，軸受ボス１７及びブラシガイド２２，２２にそれぞれにヒケが発生しても，軸受ボス１７及びブラシガイド２２，２２は，上記間隙２７，２７により，ヒケの影響を互いに遮断する。したがって軸受ボス１７及びブラシガイド２２，２２をそれぞれ高精度に成形することが可能となり，この軸受ボス１７に支承されるロータ軸６ａの回転振動や早期摩耗を防いで耐久性の向上を図ることができ，同時にブラシガイド２２，２２に嵌装されるブラシ２３，２３の摺動安定性の向上を図ることができる。

またブラシガイド２２，２２は，その軸方向に延びる第１及び第２切欠溝２８，２９；２８，２９により周壁が二分されるので，その断面形状が異形であっても，ヒケによるブラシガイド２２，２２の成形精度の狂いを小さく抑えることができ，ブラシ２３，２３の摺動安定性の更なる向上を図ることができる。しかも第１切欠溝２８，２８は，ブラシ２３，２３及び端子１９，１９間を接続するリード線２５，２５の通路に利用されるので，構造の簡素化にも寄与し得る。

さらに軸受ボス１７の内周面と，これに回転自在に支承されるロータ軸６ａの外周面の少なくとも一方には，ダイヤモンド・ライク・カーボンからなる硬質被膜が形成されるので，ダイヤモンド・ライク・カーボンの摩擦係数が極めて低いことから，軸受ボス１７及びロータ軸６ａ間の回転摩擦抵抗を小さくすることができ，したがって軸受ボス１７が合成樹脂製であるにも拘らず，その耐摩耗性を保障することができる。

さて，図５〜図７により，前記一対の界磁用永久磁石５，５のモータハウジング４への取り付け構造について説明する。

図５及び図６において，一対の界磁用永久磁石５，５は，薄板且つ劣弧状に形成されたネオジボンド磁石からなるもので，周方向両端面５ａ，５ａを互いに対向させるように円筒状のモータハウジング４の内周面に沿って配置される。その際，両永久磁石５，５の相対向する周方向端面５ａ，５ａは，それらの間隔３０（図７参照）を半径方向外方に向かって対称的に広げるように形成されている。

また図７に誇張して示すように，劣弧状の永久磁石５，５の外周面半径ｒは，モータハウジング４の内周面半径Ｒより小さく設定されている。したがって永久磁石５，５は，モータハウジング４の内周面に沿って配置されたとき，永久磁石５，５の周方向中央部がモータハウジング４の内周面に接し，その両端部は，モータハウジング４の内周面から僅かに浮き上がるようになっている。要するに，永久磁石５，５の周方向中央部がモータハウジング４の内周面に接し，その両端部がモータハウジング４の内周面から僅かに浮き上がるように永久磁石５，５の内周面の曲率がモータハウジング４の曲率とは積極的に相違させてある。

こうしてモータハウジング４の内周に配置される一対の永久磁石５，５の周方向両端面５ａ，５ａ間に一対のセットばね３１，３１が縮設され，この弾発力により両永久磁石５，５はモータハウジング４の内周面に圧接保持される。

上記各セットばね３１は，断面円形で永久磁石５，５の板厚より小径の一本の弾性線材より成形されるもので，Ｕ字状屈曲部３１ａと，この屈曲部３１ａの両端から平行に延びる一対の腕部３１ｂ，３１ｂとからなっており，その腕部３１ｂ，３１ｂの長さは永久磁石５，５の軸方向長さと略等しく，若しくはそれより若干長く設定されている。

各セットばね３１の両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａ間への装着に当たっては，両腕部３１ｂ，３１ｂの自由端部３１ｂａ，３１ｂａを撮んで，屈曲部３１ａの弾発力に抗して両腕部３１ｂ，３１ｂ間を狭めた状態で，このセットばね３１を，屈曲部３１ａを先頭にしながら，モータハウジング４の内周面の母線に沿って両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａ間に挿入し，両腕部３１ｂ，３１ｂの自由端部３１ｂａ，３１ｂａを両永久磁石５，５の軸方向端面外方にに残した状態で，セットばね３１を解放する。すると，屈曲部３１ａの拡張方向の弾発力により，両腕部３１ｂ，３１ｂが両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａに圧接して，その対向端面を相互に離反させる方向に付勢することで，両永久磁石５，５はモータハウジング４の内周面に圧接保持されることになる。

このようにセットばね３１は，その両腕部３１ｂ，３１ｂの自由端部３１ｂａ，３１ｂａを摘子として使用しながら両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａ間に挿入して，装着するものであるから，その装着は勿論，取り外しも極めて容易であり，しかも装着後，その自由端部３１ｂａ，３１ｂａは，両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａ外に残存して，それら端面５ａ，５ａに接することがないから，その自由端部３１ｂａ，３１ｂａのエッジ部により両永久磁石５，５の端面５ａ，５ａが削られることを回避できる。また両永久磁石５，５の端面に圧接する腕部３１ｂ，３１ｂは断面が円形であるから，その圧接部で永久磁石５，５が削られることもない。したがって永久磁石５，５からは摩耗粉の発生がなく，モータハウジング４内を流れる燃料に摩耗粉が混入することを未然に防ぐことができる。

またセットばね３１の素線は，永久磁石５，５の板厚より小径であるから，セットばね３１が永久磁石５，５の内周面から突出することはなく，したがってロータ６との干渉を確実に回避することができる。その上，両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａ間を，モータハウジング４内を流れる燃料の流路の一部とすることができ，流路抵抗の減少に寄与し得る。

さらに永久磁石５，５を挟んで対向する両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａは，それらの間隔３０が半径方向外方に向かって拡張するよう対称的に形成されるので，セットばね３１と対向端面５ａ，５ａとの接点では，セットばね３１の弾発力に起因して，セットばね３１を半径方向外方へ付勢する分力が発生し，これによって両永久磁石５，５の対向端面５ａ，５ａ間でセットばね３１を確実に保持し続けることができる。

さらにまた永久磁石５，５を，薄板状のネオジボンド磁石としたことで，電動モータ２の小径化を図ることができ，しかも薄板状の永久磁石５，５でも前記セットばね３１によりモータハウジング４に容易，確実に保持することができる。

また永久磁石５，５は，その周方向中央部をモータハウジング４の内周面に当接させ，その周方向両端部をモータハウジング４の内周面から浮き上がるような形状を有するので，セットばね３１による取り付け状態では，取り扱い中，永久磁石５，５が，その一端部側内面に外力を受けても，永久磁石５，５は，単にモータハウジング４との接点を支点にして揺動するのみで，過大な応力を発生させないから，永久磁石５，５の破損を防ぐことができる。永久磁石５，５がモータハウジング４の内周面に接する中央部内面に外力を受けたときには，その部分が単純に圧縮されるのみで，破損の心配はない。

この場合，特に，永久磁石５，５の外周面半径ｒをモータハウジング４の内周面半径Ｒより小さく設定することは，永久磁石５，５の成形及び精度管理を容易に行う上で有効であり，永久磁石の破損を防止しながら，電動モータの生産性の向上を図ることができる。

次に，図８に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２の実施例は，一対の永久磁石５，５の相対向する一方の端面５ａ，５ａ間にのみ前記セットばね３１を挿入，装着し，他方の端面５ａ，５ａ間には合成樹脂製の円弧状のディスタンスピース３２を介装したもので，その他の構成は前実施例と同様であるので，図８中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，その説明を省略する。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本発明の第１実施例に係る電動燃料ポンプ装置の縦断面図（図２の１−１線断面図）。 図１の２部拡大図。 図１の３−３線断面図。 図３の４−４線断面図。 図１の，ロータを外した状態で示す永久磁石取り付け部の拡大図。 図５の６−６線断面図。 永久磁石の形状を誇張して示す，図６との対応図。 本発明の第２実施例を示す，図６との対応図。

符号の説明

２・・・・電動モータ
４・・・・モータハウジング
５・・・・永久磁石
５ａ・・・永久磁石の周方向端面
３１・・・セットばね
ｒ・・・・永久磁石の外周面半径
Ｒ・・・・モータハウジングの内周面半径

Claims (2)

1. ネオジボンド磁石からなる一対の劣弧状の界磁用永久磁石（５，５）を円筒状のモータハウジング（４）の内周面に沿って配置し，この両永久磁石（５，５）の少なくとも一方の相対向する端面（５ａ，５ａ）間に，これら端面を相互に離反させる方向に付勢するセットばね（３１）を縮設して，この両永久磁石（５，５）をモータハウジング（４）の内周面に圧接保持した電動モータであって，
   前記永久磁石（５，５）を，その周方向中央部が前記モータハウジング（４）の内周面に当接する一方，その周方向両端部が前記モータハウジング（４）の内周面から浮き上がるように形成したことを特徴とする，電動モータ。
2. 請求項１記載の電動モータにおいて，
   前記永久磁石（５，５）の外周面半径（ｒ）を前記モータハウジング（４）の内周面半径（Ｒ）より小さく設定したことを特徴とする，電動モータ。
   

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