JP2007336702A - 燃料ポンプおよび燃料ポンプの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電機子50は、永久磁石40の内周側に回転自在に設置されている。シャフト42は、ロータコア52に圧入されている。樹脂材70は絶縁樹脂であり、ブラシとの接触面を除き、整流子端子とコイルの巻線とのヒュージング部を覆うように、電機子50および整流子60に充填されている。樹脂材70が充填されている状態で、ロータコア52の整流子60側の端部と樹脂材70との境界において、樹脂材70はロータコア52よりも内周側に凹み、ロータコア52の整流子60側の樹脂材70の外径はロータコア52の外径よりも小さくなっている。この構成により、ロータコア52の整流子60側の端部56と樹脂材70との境界の全周に段差80が形成されている。
【選択図】図1
Description
請求項2に記載の発明では、段差をロータコアと形成している軸方向側の樹脂材の外径はロータコアの外径よりも小さい。つまり、段差をロータコアと形成している軸方向側の樹脂材の全体がロータコアよりも内周側に凹んでおり、ロータコアと樹脂材との境界の全周に段差が形成されている。この構成によれば、樹脂材が燃料中で膨潤しても、段差をロータコアと形成している軸方向側の樹脂材がロータコアよりも外周側にはみ出すことを防止できる。したがって、段差をロータコアと形成している軸方向側の樹脂材が電機子の外周側に設置されている磁石と干渉することを防止できる。特に、燃料がアルコールの場合には樹脂材が膨潤しやすいので、請求項2記載の発明が効果的である。尚、ロータコアの軸方向長さの範囲に充填されている樹脂材は充填量が少なく、膨潤量も少ないので、ロータコアの軸方向長さの範囲に充填されている樹脂材をロータコアよりも内周側に凹ませなくてもよい。
請求項4に記載の発明では、ロータコアは、少なくともいずれか一方の軸方向端部の外周に軸方向に延びる鍔部を有している。この構成によれば、電機子の軸長が同じであれば、電機子の外周側に設置されている磁石とロータコアとの間に流れる磁束量は増加する。つまり、電機子の軸長を長くすることなく、電機子のトルクが増加する。一方、電機子に要求されるトルクが同じであれば、電機子の軸長を短縮し、燃料ポンプを小型化できる。
この製造方法によれば、ロータコアの他方の軸方向端側からロータコアに樹脂材の成形圧が加わっても、ロータコアの軸方向の移動が成形型によって規制される。したがって、樹脂材の充填時に回転シャフトに対してロータコアの軸方向位置がずれることを防止できる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による燃料ポンプを図1に示す。燃料ポンプ10は、例えば二輪自動車または四輪自動車等に搭載された図示しない燃料タンク内に収容されるインタンク式のタービンポンプである。燃料ポンプ10は、燃料タンクから吸入した燃料を昇圧しエンジン側に供給する。
電機子50は、永久磁石40の内周側に回転自在に設置されている。電機子50の回転軸であるシャフト42は、ロータコア52に圧入されており、軸方向両端部で金属製のベアリング24、26に軸受けされている。ベアリング24はポンプケース22に支持され、ベアリング26はベアリングホルダ90に支持されている。図3に示すように、電機子50は、磁性鋼板を軸方向に積層して形成されたロータコア52と、ロータコア52に巻回されたコイル58とからなる。ロータコア52は、回転方向に複数の磁極コア54を形成している。コイル58は各磁極コア54に巻線を巻回して形成されている。図3は、ロータコア52にシャフト42が圧入され、射出成形により電機子50および整流子60に樹脂材70が充填される前の電機子50と整流子60とが組み付けられた構造体250を示している。
樹脂材70は絶縁樹脂であり、ブラシとの接触面を除き、整流子端子66とコイル58の巻線との電気的接続部であるヒュージング部を覆うように、電機子50および整流子60に充填されている。コイル58および電気的接続部が樹脂材70で覆われることにより、モータ部13の回転抵抗が低下するとともに、コイル58および電気的接続部の腐食を防止できる。樹脂材70が充填されている状態で、ロータコア52の整流子60側の端部56と樹脂材70との境界において、樹脂材70はロータコア52よりも内周側に凹み、ロータコア52の整流子60側の樹脂材70の外径はロータコア52の外径よりも小さくなっている。図2に示すように、ロータコア52の外径をD1、整流子60側の樹脂材70の外径をD2とすると、D1>D2である。この構成により、図1および図2に示すように、ロータコア52の整流子60側の端部56と樹脂材70との境界の全周に段差80が形成されている。段差80の幅L(図2参照)は、約0.5mmに設定されている。
(1)ロータコア52にシャフト42を圧入するとともに、シャフト42の一方の軸方向端部に整流子60を組み付け、整流子端子66に巻線を巻き付けながら各磁極コア54にコイルを巻回し、構造体250(図3参照)を形成する。整流子端子66とコイル58の巻線とはヒュージングにより電気的に接続される。
(2)図4に示すように、上型310と下型320とからなる成形型300内に図3に示す構造体250を設置する。このとき、下型320の当接部322にロータコア52の整流子60側の端部56を当接させる。ただし、図4は、成形型300内で樹脂材70が全体に射出成形された状態を示している。
また、第1実施形態では、軸方向の反対側に型抜きする上型310および下型320により成形型300を構成したので、凸部326を一体成形した下型320を使用して型抜きができる。これにより、成形型の部品点数を減少することができる。
本発明の第2実施形態を図6から図8に示し、第3実施形態を図9に示す。尚、既述の実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。また、第2、第3実施形態の電機子以外の燃料ポンプの構成は、第1実施形態と実質的に同一である。
図6に示す第2実施形態では、電機子100のロータコア102の軸方向両端には、軸方向両端以外の磁性鋼板112よりも板厚の厚い磁性鋼板114が積層されている。磁性鋼板112および磁性鋼板114により、回転方向に複数の磁極コア110が形成されている。図7は、ロータコア102にシャフト42が圧入され、樹脂材70が充填される前の電機子100と整流子60とが組み付けられた構造体260を示し、図8は、樹脂材70が充填される前の整流子60を除いたコイル58の巻回前と巻回後のロータコア102の状態を示している。実際には、コイル58は、ロータコア102と整流子60とを組付けた状態で巻線を巻回して形成される。磁性鋼板114は、整流子60側およびポンプケース22側に向けて外周側をプレス加工等により軸方向に折り曲げて形成した鍔部116を磁極コア110毎に有している。鍔部116は、ロータコア102の軸方向両端部の外周においてポンプ部12側および整流子60側に向け軸方向に延びている。
上記実施形態では、ロータコアの軸方向のいずれか一方側である整流子側の端部またはポンプ部側の端部と樹脂材70との軸方向の境界において、樹脂材70はロータコアよりも内周側に凹み、ロータコアと樹脂材70との軸方向の境界において段差80が形成されている。これに対し、ロータコアの軸方向の両端部と樹脂材70との軸方向の境界において、樹脂材70がロータコアよりも内周側に凹み、ロータコアと樹脂材70との軸方向の境界の両方において段差80を形成してもよい。さらに、段差をロータコアと形成する軸方向両側の樹脂材の外径をロータコアの外径よりも小さくすることにより、ロータコアの軸方向両側の樹脂材が膨潤しても、電機子の外周側に設置されている永久磁石40と干渉することを防止できる。
また、上記第2、第3実施形態では、ロータコア102の軸方向端部の外周の両方に軸方向に延びる鍔部116を設けたが、ロータコア102の一方の軸方向端部にだけ鍔部116を設けてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態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実施形態に適用可能である。
Claims (6)
- 周方向に交互に極の異なる複数の磁極を形成する磁石と、
前記磁石の内周側に回転自在に設置され、ロータコアおよび前記ロータコアに巻回されたコイルを有している電機子と、
前記ロータコアに組み付けられている回転シャフトと、
前記電機子とともに回転し、前記コイルに供給する電流を整流する整流子と、
前記電機子の回転により駆動され、燃料を昇圧するポンプ部と、
前記電機子および前記整流子に充填されている樹脂材と、
を備え、
前記ロータコアと前記樹脂材との軸方向の少なくともいずれか一方の境界に、前記ロータコアよりも前記樹脂材が内周側に凹む段差が形成されている燃料ポンプ。 - 前記段差を前記ロータコアと形成している軸方向側の前記樹脂材の外径は前記ロータコアの外径よりも小さい請求項1に記載の燃料ポンプ。
- 前記整流子は前記コイルと電気的に接続する整流子端子を前記整流子の外周側方に有し、前記段差は前記ロータコアと前記樹脂材との前記整流子側の境界に形成され、前記樹脂材は、前記整流子端子と前記コイルとの電気的接続部を覆っている請求項1または2に記載の燃料ポンプ。
- 前記ロータコアは、少なくともいずれか一方の軸方向端部の外周に軸方向に延びる鍔部を有している請求項1から3のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
- 周方向に交互に極の異なる複数の磁極を形成する磁石と、
前記磁石の内周側に回転自在に設置され、ロータコアおよび前記ロータコアに巻回されたコイルを有している電機子と、
前記ロータコアに組み付けられている回転シャフトと、
前記電機子とともに回転し、前記コイルに供給する電流を整流する整流子と、
前記電機子の回転により駆動され、燃料を昇圧するポンプ部と、
前記電機子および前記整流子に充填されている樹脂材と、
を備える燃料ポンプの製造方法において、
前記ロータコアに前記回転シャフトが組み付けられ、前記電機子と前記整流子とが組み付けられた構造体を形成する工程と、
前記構造体を成形型に設置し、前記ロータコアの一方の軸方向端を前記成形型に当接させた状態で前記ロータコアの他方の軸方向端側から前記成形型に前記樹脂材を充填する工程と、
を含む燃料ポンプの製造方法。 - 前記整流子は回転方向に設置されている複数のセグメントを有し、回転方向に隣接する前記セグメント同士の間に隙間が形成されており、
前記成形型は軸方向に型抜きされ、前記ロータコアの前記整流子側の軸方向端を前記成形型に当接させた状態で前記隙間の外周側方を覆い、前記隙間に前記樹脂材が進入することを防止する凸部を前記成形型は一体に設けている請求項5に記載の燃料ポンプの製造方法。
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