JP2012055054A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプの電気コネクタ部に残留する液体を電気コネクタ部の外部に排出し、ターミナルの腐食を防止する燃料ポンプを提供する。
【解決手段】燃料ポンプの上端に設置されるモータカバー４２に設置されている電気コネクタ部５０は、モータカバー４２の径外方向に向かって傾斜面となる連通部底面５４、５６を設けている。連通部底面５４、５６は、径外方向に向かって底面の高さが低くなるように設置されている。電気コネクタ部５０の内部に残留する液体は、重力の作用によって連通部底面５４、５６の傾斜面に沿って移動し、電気コネクタ部５０の側壁に設けられている開口部５８、５９から排出される。これにより、燃料中の不純物がターミナル６０、６１に付着することを防止できる。したがって、リーク電流によるターミナル６０、６１の腐食の発生を防止することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、モータ部の駆動力によりポンプ部を駆動し、燃料を吸入して加圧する燃料ポンプに関する。

内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプが知られている。燃料ポンプは、燃料タンクからポンプ部で吸入した燃料を加圧し、内燃機関へ供給する。燃料ポンプでは、電気コネクタ部を通じて供給された電流がコイルに流れることにより、コイルが巻かれている回転子が回転し、ポンプ部が駆動する。特許文献１では、電気コネクタ部のターミナルを支持する樹脂部材の形状を変更することで、電気コネクタ部の内部に燃料が残留することに起因して発生するターミナルの腐食や短絡を防止している。

特開２００８−２４３５６９号公報

特許文献１のものでは、電気コネクタ部に残留する燃料を外部に排出するための開口部が電気コネクタ部の側面に設けられている。しかし、燃料が開口部から離れた場所に残留した場合や、残留した燃料が揮発分の蒸発により粘性の高い液体となった場合、開口部からの排出は困難となり、これらは電気コネクタ部の内部に留まることとなる。特に揮発分の蒸発により不純物が濃縮された液体は高い導電性を示すことから、両極間のリーク電流によりターミナルが腐食し、ひいてはターミナルの破損を招来する。

本発明の目的は、燃料ポンプの電気コネクタ部に残留する液体を電気コネクタ部の外部に排出し、ターミナルの腐食を防止する燃料ポンプを提供することにある。

請求項１に記載の燃料ポンプは、ポンプ部、モータ部、モータカバー、ターミナル、電気コネクタ部および開口部を備える。
ポンプ部は、吸入した燃料を加圧する回転部材を有する。
モータ部は、回転部材の回転軸に連結され回転部材を回転駆動可能にする回転子と、回転子と一体に回転して回転子に供給される電流を整流する整流子と、回転子及び整流子を収容するハウジングとを有する。
モータカバーは、モータ部の軸方向の一端にあり、回転部材の回転軸の一端を支持するモータケーシングをハウジングとの嵌合により固定する。
ターミナルは、モータカバーにおいてハウジングとの嵌合端とは反対側の端部に設置され、外部からの電気供給用コネクタと接続される
電気コネクタ部は、ターミナルと同じくモータカバーにおいてハウジングとの嵌合端とは反対側の端部に形成される。電気コネクタ部は、電気供給用コネクタと摺接して電気供給用コネクタとの嵌合位置を決定する側面と、ターミナルが露出して立ち上がる底面とから形成される。
開口部は、電気コネクタ部の側面に設けられ、電気コネクタ部の内部と外部を連通する。

請求項１に記載の発明によると、電気コネクタ部の底面は、モータカバーの略中心から開口部に向かって高さが低くなる傾斜面となっている。電気コネクタ部の内部に残留する液体は、電気コネクタ部の底面に形成されている傾斜面に沿って高さが低い開口部の方向へ移動し、開口部から電気コネクタ部の外部に排出される。これにより、残留する液体に含まれる不純物の付着を原因として発生するターミナルの腐食を防止することができる。

請求項２に記載の発明によると、電気コネクタ部の底面は、面内において傾斜の勾配率が変化する傾斜面となっている。具体的には、電気コネクタ部の底面は、面内全域において一定の勾配率を有する傾斜面ではなく、電気コネクタ部の底面における任意の場所に任意の勾配率を設定することができる。これにより、液体が残留しやすい場所に勾配率が大きい傾斜面を形成することで、残留する液体が移動しやすくなり集めることができる。したがって、残留する液体に含まれる付着物によるターミナルの腐食を防止することができる。

請求項３、５に記載の発明によると、電気コネクタ部の底面には、さらに開口部に向かう方向に開口部と連結する溝が形成されている。電気コネクタ部の底面にモータカバーの略中心から開口部に向かって溝を形成することで、電気コネクタ部の内部に残留する液体を溝の最も低い部分に集めることができる。その後、溝の最も低い部分に集められた液体は、連結する開口部から外部に排出される。これにより、電気コネクタ部の内部に残留する液体が少量であっても排除しやすくなり、ターミナルが腐食することを防止することができる。

請求項４、６に記載の燃料ポンプによると、電気コネクタ部の底面に形成される溝は、モータカバーの略中心から開口部に向かって溝の凹稜線の高さが低くなることを特徴としている。これにより、溝の凹稜線に集められた液体は、高さが低くなる開口部に向かって移動し、電気コネクタ部の外部に排出される。これにより、凹稜線の高さが変化しない溝に比べて、残留する液体を効率よく排出することができる。

本発明の第１実施形態による燃料ポンプの概略を示す断面図である。 図１のII−II断面図であって、ブラシの近傍を拡大した図である。 本発明の第１実施形態による燃料ポンプのモータカバーの（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）の矢視ｂ方向から見た正面図、（ｃ）（ａ）のｃ−ｃ断面図である。 図３のIV−IV断面図であって、電気コネクタ部の底面近傍を拡大した図である。 本発明の第１実施形態による燃料ポンプのモータカバーであって、図３のV−V断面の斜視図である。 本発明の第２実施形態による燃料ポンプのモータカバーの（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）の矢視ｂ方向から見た正面図、（ｃ）（ａ）のｃ−ｃ断面図である。 図６のVII−VII断面図であって、電気コネクタ部の底面近傍を拡大した図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（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。この燃料ポンプ１０は、車両の図示しない燃料タンクの内部に搭載されるインタンク式のポンプである。燃料ポンプ１０は、燃料タンクの内部の燃料をエンジンに供給する。燃料ポンプ１０は、吸入した燃料を加圧するポンプ部１２と、ポンプ部１２を駆動するモータ部１４とを備えている。モータ部１４はブラシ付きの直流モータである。燃料ポンプ１０は略円筒状のハウジング１６を備えている。ハウジング１６の内壁面には、周方向へ永久磁石１８が環状に設置されている。永久磁石１８の径内方向側には、環状の永久磁石１８と同心円上に回転子２０が配置されている。

ポンプ部１２は、ケーシング本体３１、ケーシングカバー３２および回転部材であるインペラ３３などを有している。ケーシング本体３１およびケーシングカバー３２は、略Ｃ字形状のポンプ流路３４を形成している。ケーシング本体３１とケーシングカバー３２との間には、インペラ３３が回転可能に収容されている。ケーシング本体３１およびケーシングカバー３２は、例えばアルミニウムのダイカストにより形成されている。

ケーシング本体３１は、ハウジング１６の軸方向において一方の端部側に圧入により固定されている。ケーシング本体３１の中央部には、インペラ３３に連結されるシャフト２１を回転可能に支持するポンプ部側軸受３５が設置されている。

ケーシングカバー３２は、ケーシング本体３１に被せられた状態でハウジング１６の一方の端部にかしめにより固定されている。ケーシングカバー３２の中央部には、シャフト２１の軸方向の移動を規制するスラスト軸受３６が固定されている。ケーシングカバー３２は燃料入口３８を有している。

ハウジング１６の他方の端部、すなわちケーシング本体３１およびケーシングカバー３２の反対側には、モータケーシング４１およびモータカバー４２が設置されている。モータケーシング４１は、モータカバー４２とハウジング１６との間に挟み込まれている。モータケーシング４１は、ポンプ室２２とモータカバー４２の燃料通路４３とを接続する接続通路４４を有している。モータケーシング４１は、図２に示すようにブラシ５０を軸方向へ往復移動を可能に収容するブラシ収容室４５を形成している。モータケーシング４１は、ブラシ５０を収容するブラシ収容室４５を形成している。モータケーシング４１は、ブラシ収容室４５にブラシ５０および圧縮スプリング７５を収容している。

図１に示すように、モータカバー４２はシャフト２１の外周側に燃料吐出部４６および電気コネクタ部５０を有している。モータカバー４２は、かしめによりハウジング１６に固定されている。燃料吐出部４６は、燃料通路４３および調圧弁４８を有している。燃料通路４３は、調圧弁４８の弁部材４９により開閉される。燃料ポンプ１０の内部における燃料の圧力が所定値よりも大きくなると、弁部材４９は燃料通路４３を開放する。

燃料ポンプ１０の外部と接続される電気コネクタ部５０には、ターミナル６０、６１が設置されている。図２に示すように、ターミナル６０、６１はチョークコイル７２、ブラシターミナル７３を介して、ピッグテール７１と電気的に接続している。ピッグテール７１は、ブラシ７０を構成する面のうち、シャフト２１の回転中心とは反対側に位置する側面に電気的に接続している。

図１に示すように、回転子２０はハウジング１６の内部に回転可能に収容されている。回転子２０と一体になっているシャフト２１は、一方の端部がポンプ側軸受３５により回転可能に径方向に支持されるとともに、他方の端部がモータ側軸受３７により回転可能に径方向に支持されている。シャフト２１に固定されるコア２５の外周にはコイル２３を形成する巻線が巻かれている。整流子８０は、円板状に形成されており、回転子２０の上方に設置されている。すなわち、整流子８０は、回転子２０のポンプ部１２とは反対側の端部に設置されている。

次に、電気コネクタ部５０について詳細に説明する。
電気コネクタ部５０は、図３に示すようにモータカバー４２の中心に対して、燃料吐出部４６の反対側に設けられている。電気コネクタ部５０は、外部からの電気供給用コネクタと摺接して電気供給用コネクタと電気コネクタ部の嵌合位置を決定する側面５０１、５０２、５０３、５０４と、ターミナル６０、６１が露出して立ち上がる底面５０５により、有底の凹形状をしている。電気コネクタ部５０は、外部からの電気供給用コネクタと嵌合できるように外部コネクタ用開口部５７が設けられている。外部コネクタ用開口部５７の開口の方向は、燃料吐出部４６の開口方向と同じ向きの天方向である。なお、図３、４中の天地方向を示す矢印は、燃料タンクに燃料ポンプ１０を搭載した状態における天地方向を示す。

図４に示すように、電気コネクタ部５０の内部は、底面５０５の形状によってターミナル部５１と２つの連通部５３、５５の３カ所に区画される。ターミナル部５１は、電気コネクタ部５０の略中央に設置される。ターミナル部５１の底面を形成するターミナル部底面５２は、天地方向に対して垂直な面に略平行に設置される。ターミナル部底面５２には、外部からの電力供給を受けるためのターミナル６０、６１が、間隔を空けてターミナル部底面５２を上下方向に貫通するよう設置されている。

連通部５３、５５は、ターミナル部５１に対してモータカバー４２の接線方向の両端にターミナル部５１に連結するように形成されている。図３（ｃ）に示すように、連通部５３の底面を形成する連通部底面５４は、モータカバー４２の中心方向から開口部５８に向かう傾斜面となっている。なお、ターミナル部５１を挟んで連通部５３の反対側にある連通部５５の底面を形成する連通部底面５６も同様にモータカバー４２の中心方向から開口部５９に向かう傾斜面となっている。このとき、連通部底面５４、５６の高さは、モータカバー４２の中心方向から開口部５８、５９に向かって低くなる。一方、ターミナル部底面５２は、上述したようにモータカバー４２の中心からの距離にかかわらず高さは変化しない。したがって、図５に示すようにターミナル部底面５２と連通部底面５４、５６との間には段差５３１、５５１が形成される。段差５３１、５５１の幅は、モータカバー４２の中心から離れるほど大きくなる。

図３（ｂ）に示すように、電気コネクタ部５０の外壁には略矩形の開口部５８、５９が２カ所形成されている。開口部５８、５９は、電気コネクタ部５０の内部と外部とを連通する。開口部５８、５９は、連通部５３、５５の径外方向の延長線上に形成され、連通部５３、５５と開口部５８、５９とは接続する。このとき、開口部５８、５９は、連通部底面５４、５６の高さと、開口部５８、５９の下端の高さとが一致するように形成される。

（作用）
図示しない電源からターミナル６０に供給された電流は、ブラシターミナル７３、ピッグテール７１、ブラシ７０を経由して整流子８０に供給される。整流子８０に供給された電流は、回転子２０のコイル２３に供給される。コイル２３に供給された電流により回転子２０が回転すると、回転子２０およびシャフト２１とともにインペラ３３が回転する。インペラ３３が回転すると、燃料入口３８からポンプ流路３４に燃料が吸入される。ポンプ流路３４に吸入された燃料は、インペラ３３の各羽根溝から運動エネルギーを受けてポンプ流路３４からポンプ室２２へ吐出される。ポンプ室２２に吐出された燃料は、回転子２０の周囲および燃料通路４３を経由して燃料ポンプ１０の外部へ供給される。

このとき、外部コネクタ用開口部５７が上向きに形成されている電気コネクタ部５０には、燃料タンク内の燃料が増加することで燃料の一部が電気コネクタ部５０の内部に侵入することとなる。一方、燃料の消費により燃料の液面が減少した場合、電気コネクタ部５０の内部に侵入した燃料は、開口部５８、５９に接続する連通部底面５４、５６に沿って底面の高い方から低い方に移動し、電気コネクタ部５０の外部に排出される。

一般に、燃料タンク内の燃料の増減により、電気コネクタ部には燃料が残留する。残留した燃料は、揮発分の蒸発により不揮発性の不純物を多く含む液体となる。不純物を多く含む液体は、高い粘性をもっているため電気コネクタ部の内部では移動しにくい。したがって、電気コネクタ部の内部に侵入した燃料を外部に排出するための開口部があっても排出されにくい。

一方、本発明の第１実施形態による燃料ポンプ１０においては、電気コネクタ部５０にモータカバー４２の径外方向に向かって面の高さが低くなる連通部底面５４、５６を設けている。電気コネクタ部５０の内部に残った不純物を多く含む液体は、重力の作用によって連通部底面５４、５６の傾斜面に沿って開口部５８、５９の方向に移動し、開口部５８、５９から電気コネクタ部５０の外部に排出される。これにより、残留した液体に含まれる不純物がターミナル６０、６１に付着することを防止することができる。したがって、ターミナル６０、６１の腐食の発生、ひいてはターミナル６０、６１の破損を防止することができる。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態を図６、７に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対し、電気コネクタ部のターミナル部に連結する連通部を形成する連通部底面の形状の一部が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、連通部６３、６５を形成する連通部底面６４、６６は溝を有する。具体的には、図７に示すように連通部底面６４、６６には凹稜線６４３、６６３が地方向になるようにＶ字状の溝が形成される。このとき、連通部底面６４、６６は、凹稜線６４３、６６３を挟んで、ターミナル部５１側に形成される連通部中央側底面６４１、６６１と、電気コネクタ部５０を形成する２つの側壁５０１、５０２側に形成される連通部外側底面６４２、６６２との２つの底面を有する。この２つの底面は、それぞれ凹稜線６４３、６６３を最も低い地点とする傾斜面となる。すなわち、連通部中央側底面６４１、６６１と連通部外側底面６４２、６６２は、凹稜線６４３、６６３で連結する。

開口部６８、６９は、連通部中央側底面６４１、６６１と連通部外側底面６４２、６６２とで形成されるＶ字形状と接続する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、連通部中央側底面６４１、６６１と連通部外側底面６４２、６６２とで形成されるＶ字形状が、開口部６８、６９の開口形状の一部と一致し、Ｖ字形状となる。すなわち、開口部６８、６９の開口形状は、最も低い位置にひとつの頂点を有する下向きの略五角形である。

第２実施形態では、電気コネクタ部５０に残留している液体は、連通部中央側底面６４１、６６１及び連通部外側底面６４２、６６２の傾斜面に沿って凹稜線６４３、６６３に集まる。その後、集まった液体は、開口部６８、６９を通って電気コネクタ部５０の外部に排出される。このとき、電気コネクタ部５０の内部に残っている燃料は、一旦凹稜線６４３、６６３付近に集められるため、第１実施形態に比べて残留している液体が少量であっても電気コネクタ部５０の外部に排出されやすい。

（他の実施形態）
（ア）上記の第１実施形態では、連通部底面の形状を開口部に向かう平面状の傾斜面とした。これに対して、連通部底面の形状はこれに限定されず、円錐状、半球状、放射状などの曲面であって、面内において傾斜の勾配率が変化してもよい。

（イ）上記の第２実施形態では、連通部底面に形成される溝は、連通部底面の略中央の位置にＶ字状とした。これに対して、溝の配置位置、溝の形状、溝を設置する個数、溝の凹稜線の高さはこれに限らなくてもよい。

（ウ）上記の第２実施形態では、連通部底面に溝のみを設置した。これに対して、連通部底面に設置されるのは溝のみに限らず、上記の第１実施形態で説明した傾斜面と組み合わせた連通部底面であってもよい。

（エ）上記の実施形態では、傾斜面や溝を連通部底面に設置した。これに対して、傾斜面や溝が設置されるのは連通部底面に限定されず、ターミナルが設置されているターミナル部底面にも傾斜面や溝を設置してもよい。

（オ）上記の実施形態では、連通部底面の高さと開口部の下端の高さを同じにした。これに対して、連通部底面と開口部の位置関係はこれに限定されなくてもよい。連通部底面の高さが、開口部の下端の高さと同じかあるいは高ければよい。

（カ）上記の実施形態では、開口部の形状を略矩形や略五角形とした。これに対して開口部の形状は、これに限らず、略丸形や略多角形など連通部底面の形状に合わせた形状としてもよい。

（キ）上記の実施形態では、ポンプ部の回転部材として、羽根溝を有したインペラを適用した例について説明したが、これに限らず、例えばトロコイド（登録商標）ポンプやギヤポンプ等の他のポンプ形式を適用しても良い。

以上、車両の燃料タンクの内部に搭載されるインタンク式のポンプに本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０ ・・・燃料ポンプ、
１２ ・・・ポンプ部、
１４ ・・・モータ部、
１６ ・・・ハウジング、
１８ ・・・永久磁石、
２０ ・・・回転子、
３１ ・・・ケーシング本体、
３２ ・・・ケーシングカバー、
３８ ・・・燃料入り口、
４１ ・・・モータケーシング、
４２ ・・・モータカバー、
４６ ・・・燃料吐出部、
５０ ・・・電気コネクタ部、
５０１、５０２、５０３、５０４・・・側面、
５１ ・・・ターミナル部、
５２ ・・・ターミナル部底面（底面）、
５３、５５、６３、６５ ・・・連通部、
５４、５６ ・・・連通部底面（底面）、
５３１、５５１ ・・・段差、
５８、５９、６８、６９ ・・・開口部、
６０、６１ ・・・ターミナル、
６４、６６ ・・・連通部底面（底面）、
６４１、６６１ ・・・連通部中央側底面（底面）、
６４２、６６２ ・・・連通部外側底面（底面）、
６４３、６６３ ・・・凹稜線、
７０ ・・・ブラシ、
７１ ・・・ピッグテール、
７２ ・・・チョークコイル、
７３ ・・・ブラシターミナル、
７５ ・・・圧縮スプリング、
８０ ・・・整流子。

Claims (6)

1. 吸入した燃料を加圧する回転部材を有するポンプ部と、
   前記回転部材の回転軸に連結され前記回転部材を回転駆動可能な回転子、前記回転子と一体に回転して前記回転子に供給される電流を整流する整流子、並びに、前記回転子及び前記整流子を収容するハウジングを有するモータ部と、
   前記モータ部の軸方向の一端にあり、前記回転部材の回転軸の一端を支持するモータケーシングを前記ハウジングとの嵌合により固定するモータカバーと、
   前記モータカバーの前記ハウジングとの嵌合端とは反対側の端部に形成され、外部からの電気供給用コネクタと電気的に接続可能なターミナルと、
   前記モータカバーの前記ハウジングとの嵌合端とは反対側の端部に形成され、前記電気供給用コネクタと摺接して前記電気供給用コネクタとの嵌合位置を決定する側面と、前記ターミナルが立ち上がる底面とから形成される電気コネクタ部と、
   前記側面に設けられ、前記電気コネクタ部の内部と外部とを連通する開口部と、
   を備え、
   前記底面は、前記モータカバーの略中心から前記開口部に向かって高さが低くなる傾斜面であることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記底面は、面内において傾斜の勾配率が変化する前記傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
3. 前記底面は、前記モータカバーの略中心から前記開口部に向かう方向に開口部と連結する溝を有することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプ。
4. 前記底面は、前記モータカバーの略中心から前記開口部に向かう方向に凹稜線の高さが低くなる溝を有することを特徴とする請求項３に記載の燃料ポンプ。
5. 吸入した燃料を加圧する回転部材を有するポンプ部と、
   前記回転部材の回転軸に連結され前記回転部材を回転駆動可能な回転子、前記回転子と一体に回転して前記回転子に供給される電流を整流する整流子、並びに、前記回転子及び前記整流子を収容するハウジングを有するモータ部と、
   前記モータ部の軸方向の一端にあり、前記回転部材の回転軸の一端を支持するモータケーシングを前記ハウジングとの嵌合により固定するモータカバーと、
   前記モータカバーの前記ハウジングとの嵌合端とは反対側の端部に形成され、外部からの電気供給用コネクタと電気的に接続可能なターミナルと、
   前記モータカバーの前記ハウジングとの嵌合端とは反対側の端部に形成され、前記電気供給用コネクタと摺接して前記電気供給用コネクタとの嵌合位置を決定する側面と、前記ターミナルが立ち上がる底面とから形成される電気コネクタ部と、
   前記側面に設けられ、前記電気コネクタ部の内部と外部とを連通する開口部と、
   を備え、
   前記底面は、前記モータカバーの略中心から開口部に向かう方向に開口部に連結する溝が形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
6. 前記底面の溝は、前記モータカバーの略中心から前記開口部に向かって溝の凹稜線の高さが低くなることを特徴とする請求項５に記載の燃料ポンプ。

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