JP2016211417A - ポンプとポンプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大容量の液体を吐出できる小型のポンプとポンプの製造方法を提供する。
【解決手段】ハウジング４と、ハウジング４の一方の端部を塞ぐエンドカバー７と、
ハウジング４の他方の開口部を塞ぐようにハウジング４内に配設され、外部から液体を吸入してハウジング内に液体を圧送するポンプ部３と、
ハウジング４内に配設され、ポンプ部３を駆動するモータ２とを備え、
固定子２０の内周面よりも径方向外側、かつ、ヨーク部２２ａ１の外周面より径方向内側に位置し、液体を液体の吸入側から吐出側に流す他の流路Ｇ２（又はＨ１のいずれか少なくとも一方）を備えたポンプ１００を提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ポンプとポンプの製造方法に関するものである。

従来、燃料タンク内の燃料を昇圧して内燃機関に圧送する燃料ポンプが知られている。この燃料ポンプは、ケーシングと、ケーシング内部に設けられたモータと、このモータで駆動され、ケーシング内に設けられたポンプ部とを備えている。燃料ポンプの駆動源であるモータは、別途、外部に燃料の流路を設けることなくモータ内に燃料を通過させることができ、かつ、燃料ポンプの小型化が図れるブラシレスモータが用いられている。

ブラシレスモータは、ブラシ付きモータのような整流子とブラシの摺動がなく、接触抵抗の変動によるモータ特性への影響を受けにくいとともに、整流子やブラシ部の電圧降下も生じないので、モータとしての効率が優れており、この面からも、小型高効率化が要求される燃料ポンプに用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００５−１１０４７８号公報（第３−４頁、第１図） 特開２０１３−１７３０３号公報（第５−６頁、第１−２図）

燃料ポンプの効率とは、燃料ポンプに供給する電力に対して燃料ポンプが燃料を圧送する仕事量（燃料吐出圧力）×（燃料吐出量）の割合である。特許文献１および特許文献２に記載の燃料ポンプは、ポンプ部から出た燃料が、モータにおける固定子と回転子との間の空隙を通過して、吐出口から送出される。

しかし、特許文献１および特許文献２に記載の燃料ポンプでは、固定子と回転子との間の空隙は狭く、燃料の流路の断面積が小さいため、燃料の吐出量を増やすには、モータ自体を大きくする必要があり、モータの出力には余裕があっても、要求される燃料吐出量に合わせて大きなモータを採用する必要があるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、モータ内を流れる燃料の流量を多くして、モータを大きくすることなく、燃料の吐出量を増加させることが可能である、小型高効率のポンプとポンプの製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係るポンプは、
ハウジングと、前記ハウジングの軸方向の一方の開口部を塞ぐように配設されたエンドカバーと、
前記ハウジングの他方の開口部を塞ぐように前記ハウジング内に配設され、外部から液体を吸入してハウジング内に前記液体を圧送するポンプ部と、
前記ハウジング内に配設され、前記ポンプ部を駆動するモータと、
所定の圧力以上に加圧された前記液体を前記ハウジング外に吐出する吐出口を備え、
前記モータは、固定子と前記固定子の内周側に配設される回転子とを備え、
前記固定子は、円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出する複数のティース部とからなる鉄心と、それぞれの前記ティース部に絶縁部材を介して巻装されたコイルと、前記コイルを前記液体から絶縁するコイルモールドとを備え、
前記回転子の外周面と前記固定子の内周面との間に、前記固定子の軸方向に形成され、前記液体を前記液体の吸入側から吐出側に流す第一流路と、
前記固定子の内周面よりも径方向外側、かつ、前記ヨーク部の外周面より径方向内側に位置し、前記液体を前記液体の吸入側から吐出側に流す他の流路を備えたものである。
。

上記ポンプの製造方法は、
ティース部を製造するティース製造工程と、前記ティース部に対して、前記絶縁部材を介して前記コイルを集中巻きするコイル巻装工程と、前記コイル巻装工程後に前記コイルと前記絶縁部材をモールドする、コイルモールド工程とを含むものである。

本発明に係る、上記ポンプと上記ポンプの製造方法は、上記のように構成されているので、モータ内に、回転子の外周面と固定子の内周面に形成される燃料の第一流路以外に、軸方向に貫通する他の燃料流路を設けたことにより、モータの中を吸入側から吐出側に通過する燃料を増やすことができる。これにより、モータを大きくする必要が無く、大吐出量を要求される燃料ポンプであっても小型化が可能となる。

この発明の実施の形態１に係る燃料ポンプの縦断面模式図である。 図１の燃料ポンプのＡ−Ａ線における断面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層ヨーク部と、積層ティース部の正面図である。 図２の破線四角形で囲んだ部分の拡大図である。 インシュレータを介してコイルを巻装した積層ティース部を、モールド金型に入れた状態における断面模式図である。 図５のＣ−Ｃ線における断面図である。 この発明の実施の形態２に係る燃料ポンプの断面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転子鉄心と固定子の積層鉄心の製造に使用する鉄心片の構成を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る燃料ポンプの断面図である。 この発明の実施の形態３に係るモータの内部における燃料の流路を示す図である。 この発明の実施の形態３に係るコイルモールドの製造方法を説明する図である。 この発明の実施の形態４に係る燃料ポンプの断面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係るポンプとポンプの製造方法について、図を用いて説明する。
本明細書において、「周方向」、「径方向」、「軸方向」と言うときは、特に指定しない限り、燃料ポンプに用いるモータの固定子の、「周方向」、「径方向」、「軸方向」を言うものとする。また、燃料ポンプの燃料の、吸入する側を「吸入側」と言い、燃料を吐出する側を「吐出側」と言う。

図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料ポンプ１００の縦断面模式図である。
図２は、図１の燃料ポンプ１００のＡ−Ａ線における断面図であり、モータ２の主要部の断面を示している。また、図１は、図２のＢ−Ｂ線における断面図でもある。
図１に示すように、燃料ポンプ１００は、ポンプ部３と、ポンプ部３を駆動するモータ２と、モータ２とポンプ部３とを収納するハウジング４とで構成されている。ハウジング４には、例えば、金属の鋼管が用いられる。ハウジング４の吐出側（図１における上方側）端部には、エンドカバー７が、ハウジング４の端部を塞ぐように取り付けられている。

モータ２は、ハウジング４の軸方向の吐出側に配設されており、回転子２１と固定子２０とからなる。ポンプ部３は、モータ２と回転軸２１ａを共有してハウジング４の吸入側（図１における下方側）に配設されている。

ポンプ部３は、ハウジング４の吸入側の開口部を塞ぐポンプベース３１と、ポンプベース３１と対になってポンプ室を形成するポンプカバー３２と、ポンプベース３１とポンプカバー３２との間に収納され、外部から導入される燃料をハウジング４の内部のモータ２側に圧送するインペラ３３とを備えている。

回転軸２１ａの吐出側の端部は、エンドカバー７の内側の中心に取り付けられた軸受６１に軸支されている。また、回転軸２１ａは、吸入側においては、ポンプカバー３２の中心に取り付けられた軸受６２に支持されている。インペラ３３は、軸受６２を挿通して吸入側に突出する回転軸２１ａに固定して取り付けられていて、回転軸２１ａが回転すると、インペラ３３が連動して回転する。

ポンプベース３１には、燃料ポンプ１００内に燃料を吸入する吸入口３４が設けられている。また、ポンプベース３１のインペラ３３と対向する面、およびポンプカバー３２のインペラ３３と対向する面の各々に、軸方向に凹んでいて、断面形状が半円状のポンプ部流路３５が形成されている。さらに、ポンプカバー３２には、ポンプ部流路３５からモータ２側に燃料を吐出するポンプ部吐出口３６が設けられている。インペラ３３の詳細は図示しないが、ポンプ部３は、インペラ３３の回転によって吸入口３４から吸入した燃料を、ハウジング４内に圧送する。

燃料ポンプ１００のモータ２には、ブラシレスモータが用いられている。図１及び図２に示すように、モータ２は、回転子２１と固定子２０とからなる。
回転子２１は、回転軸２１ａと回転軸２１ａの周囲に嵌め込んだ円筒形状の永久磁石２１ｃとからなる。そして、回転子２１は、回転子２１の外周面２１ＯＵＴと固定子２０の内周面２０ＩＮとの間に、所定の間隙Ｇ１を開けて回転自在に配設される。

燃料ポンプ１００のエンドカバー７には、燃料ポンプ１００の内部から外部へ、燃料を吐出する吐出口７１備え、吐出口７１には、燃料の逆流を防止する逆止弁７３が設けられている。そして、逆止弁７３は、弁７３ａとバネ７３ｂとから構成されている。ポンプ部３にて昇圧された燃料ポンプ１００内の燃料が所定の圧力以上になると、バネ７３ｂが縮むと同時に弁７３ａが、図１における上方向に動き、吐出口７１から燃料が燃料ポンプ１００の外部へと吐出される。

燃料ポンプ１００の外部から固定子２０に電力を供給する電源端子７２が、エンドカバー７を貫通して固定子２０に接続されている。

図１及び図２に示すように、固定子２０の積層鉄心２２は、環状の積層ヨーク部を９等分した分割積層ヨーク部２２ａ１と、それぞれの分割積層ヨーク部２２ａ１の周方向の中央部に、軸方向に嵌合され、分割積層ヨーク部２２ａ１の径方向内側に突出する９個の積層ティース部２２ａ２とからなる。各積層ティース部２２ａ２には、絶縁部材でモールドされたコイル２２ｂが巻装されている。１つの分割積層ヨーク部２２ａ１に、１つの積層ティース部を嵌合したものが、分割積層鉄心２２ａである。言い換えると、９個の分割積層鉄心２２ａを環状に組み合わせた物が積層鉄心２２であり、その各積層ティース部２２ａ２にコイル２２ｂを巻装してコイル２２ｂの部分をモールドした物が、固定子２０である。分割積層ヨーク部の２２ａ１の径方向の幅は、モータ２の特性に合わせて、この部分を通る磁束が磁気飽和しないように設計する。

図３は、分割積層ヨーク部２２ａ１と、積層ティース部２２ａ２の正面図である。
図４は、図２の破線四角形で囲んだ部分の拡大図である。図４の符号Ｏは、回転軸２１ａの回転中心を示している。図３に示すように、それぞれの分割積層ヨーク部２２ａ１は、内周の中央に軸方向に延在する嵌合溝Ｍを有し、それぞれの積層ティース部２２ａ２は、外周側に設けた嵌合部Ｋを有する。分割積層ヨーク部２２ａ１の嵌合溝Ｍと積層ティース部２２ａ２の嵌合部Ｋとの接合部に、それぞれ軸方向に垂直な断面が半円形状の溝Ｈ１１と溝Ｈ１２を設けている。嵌合溝Ｍに嵌合部Ｋを、軸方向に嵌合することにより分割積層鉄心２２ａを構成している。

また、分割積層ヨーク部２２ａ１と積層ティース部２２ａ２の接合部の溝Ｈ１１と溝Ｈ１２とにより軸方向に貫通するヨーク部穴Ｈ１が構成される。このヨーク部穴Ｈ１は、積層ティース部２２ａ２の周方向の寸法の中央となる位置に配置されている（図４のＬ１＝Ｌ２となる位置）。また、ヨーク部穴Ｈ１の最も内側と回転軸２１ａの回転中心Ｏからの距離が、分割積層ヨーク部２２ａ１の内径ｒ１（嵌合溝Ｍ部分を除く）よりも大きくなるように配置されている。ヨーク部穴Ｈ１をこの位置に配置する理由は、回転子２１から固定子２０に入る磁束が、分割積層ヨーク部２２ａ１で周方向両側に分かれるため、分割積層ヨーク部２２ａ１の内、積層ティース部２２ａ２を周方向に二分（Ｌ１＝Ｌ２）する線分の延長線上の外周側に該当する部分は、磁路とはなりにくいためである。したがって、この位置にヨーク部穴Ｈ１を開けても磁路の幅を減らさないため、モータ２の特性への影響が少ない。

なお、コイル２２ｂは、各積層ティース部２２ａ２に絶縁用のインシュレータ８を介して集中的に巻回されている（集中巻き）。インシュレータ８は、積層ティース部２２ａ２とコイル２２ｂとの間を電気的に絶縁する。

次に、コイル２２ｂと、圧送する燃料を絶縁するコイルモールド２２ｃについて説明する。
図１に示すコイルモールド２２ｃは、積層ティース部２２ａ２の一部分（後述）とコイル２２ｂの周囲を絶縁部材（例えば熱可塑性樹脂：ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）など）で覆っている。

図４に示すように、このコイルモールド２２ｃの外径ｒ２は、分割積層ヨーク部２２ａ１の内径ｒ１よりも小さく成形され（ｒ２＜ｒ１）、分割積層ヨーク部２２ａ１の内周面２２ａ１ＩＮと、コイルモールド２２ｃの外周面２２ｃＯＵＴとの間に間隙Ｇ２を構成する。例えば、間隙Ｇ２の寸法を、間隙Ｇ１と同じとした場合、間隙Ｇ２の、回転軸２１ａの回転中心０からの距離は、間隙Ｇ１の、回転軸２１ａの回転中心Ｏからの距離よりも長いので、間隙Ｇ２の軸方向に垂直な断面積は、間隙Ｇ１の軸方向に垂直な断面積よりも大きくなる。

コイルモールド２２ｃは、ヨーク部穴Ｈ１を塞がない。コイルモールド２２ｃの外周面２２ｃＯＵＴの位置よりも、ヨーク部穴Ｈ１の位置の方が、径方向外側に位置する。このため、コイル２２ｂをモールドしても、モールド部材によってヨーク部穴Ｈ１が塞がれることはなく、ヨーク部穴Ｈ１は、軸方向に貫通している。なお、隣り合う積層ティース部２２ａ２に巻装されたコイル２２ｂ間もコイルモールド２２ｃによってモールドされている。

このように、固定子２０を構成することにより、ポンプ部３によってハウジング４内に吸入、加圧された燃料は、回転子２１の外周面２１ＯＵＴと固定子２０（積層ティース部２２ａ２）の内周面２０ＩＮとの間に形成された間隙Ｇ１（第一流路）と、上述の間隙Ｇ２（第二流路）と、ヨーク部穴Ｈ１（第三流路）に分散されてモータ２の内部を、吸入側から、吐出側へと圧送される。これにより間隙Ｇ１を小さく設定しても十分な燃料流路が確保できるので、永久磁石２１ｃと積層ティース部２２ａ２との間の磁気抵抗を抑制でき、モータ２の高効率化に寄与できる。

次に、燃料ポンプ１００の製造方法について説明する。
まず、分割積層鉄心２２ａの分割積層ヨーク部２２ａ１と積層ティース部２２ａ２の各積層を構成するそれぞれの鉄心片を磁性材からなる薄板から打ち抜く。そして、これらを所定の枚数積層することで、９個の分割積層ヨーク部２２ａ１と９個の積層ティース部２２ａ２を製造する（ティース部、ヨーク部製造工程）。次に、各積層ティース部２２ａ２に対して、インシュレータ８を介してコイル２２ｂを集中的に巻回する（コイル巻装工程）。

このとき、積層ティース部２２ａ２は、未だ分割積層ヨーク部２２ａ１と嵌合されていないため、各積層ティース部２２ａ２に個別にコイル２２ｂを巻装できるので、コイル２２ｂの巻装作業の作業性が良い。これに加え、巻線装置を配置する空間を容易に確保することができる。これにより、コイル２２ｂの占積率を向上でき、コイル２２ｂの高密度化が可能となる。

次に、コイルモールド２２ｃの製造方法を説明する。
図５は、インシュレータ８を介してコイル２２ｂを巻装した積層ティース部２２ａ２をモールド金型に入れた状態における断面模式図であり、軸方向に垂直な断面図である。
図６は、図５のＣ−Ｃ線における断面図である。
コイルモールド２２ｃは、積層ティース部２２ａ２の一部分とコイル２２ｂの周囲を絶縁部材（例えば熱可塑性樹脂：ＰＯＭ、ＰＰＳなど）で覆ってモールド成形して製造する。
まず、積層ティース部２２ａ２のコイル２２ｂを巻装する部分の外周面に、積層ティース部２２ａ２とコイル２２ｂとを電気的に絶縁するインシュレータ８を装着する。次に、インシュレータ８の上からコイル２２ｂを巻装した積層ティース部２２ａ２を合計９個、第一金型９ａに環状に取り付け、その上に第二金型９ｂを載置する。内型の第一金型９ａの外周面９ａ１に、積層ティース部２２ａ２の内周面を当接させ、外型の第二金型９ｂの内周面９ｂ１に、積層ティース部２２ａ２の嵌合部Ｋの外周面を当接させることで各積層ティース部２２ａ２と第一金型９ａ、第二金型９ｂとの位置決めを行っている。

次に、第一金型９ａと第二金型９ｂとの間にできた空間に、図示しない注入口から絶縁部材である樹脂を注入して固化させる。このとき、コイルモールド２２ｃが覆う部分は、コイル２２ｂの全周と、インシュレータ８の外周面の内、インシュレータ８が積層ティース部２２ａ２と接する面以外の全ての面（コイル２２ｂが巻装されている部分を除く）である。

第一金型９ａ及び第二金型９ｂの中に載置された状態において、インシュレータ８の内周面８ＩＮ及び外周面８ＯＵＴと、第一金型９ａ及び第二金型９ｂとの間には、図６に示すように、それぞれ間隙Ｓ１〜Ｓ４が形成される。したがって、第一金型９ａと第二金型９ｂとの間に充填された樹脂は、コイル２２ｂの外周部とインシュレータ８の内周面８ＩＮと外周面８ＯＵＴ等の露出部分を全て覆うと同時に、インシュレータ８の内周面８ＩＮに沿って、積層ティース部２２ａ２の径方向の先端部の縁Ｆの全周と、インシュレータ８の外周面８ＯＵＴに沿って、積層ティース部２２ａ２を全周に渡って所定の幅で覆うことになる。

本実施の形態では、分割積層ヨーク部２２ａ１を積層ティース部２２ａ２に嵌合する前の段階でコイルモールド２２ｃの成形を行うため、分割積層ヨーク部２２ａ１内周面と干渉すること無く、コイルモールド２２ｃの外周面を第一金型９ａ、第二金型９ｂで容易に位置決めして成形できる。

また、図５、６に示すように、積層ティース部２２ａ２だけを第一金型９ａ、第二金型９ｂに入れ、積層ティース部２２ａ２の外周側の嵌合部Ｋの軸方向の両端面は、第一金型９ａ、第二金型９ｂによって塞がれているのでヨーク部穴Ｈ１部分には樹脂が入らず、ヨーク部穴Ｈ１を塞ぐことはない。

コイルモールド２２ｃを形成した後、第一金型９ａ及び第二金型９ｂから取り出した、コイルモールド２２ｃにより一体となった９個の積層ティース部２２ａ２の嵌合部Ｋに対して、分割積層ヨーク部２２ａ１の嵌合溝Ｍを１つずつ軸方向に嵌合して固定する。このようにして製造した固定子２０を吐出側からハウジング４の内側に圧入または挿入して焼き嵌めによって固定する。

次に、ポンプカバー３２をハウジング４内に、ポンプカバー３２の外周面とハウジング４の内周面を圧入または焼き嵌めによって固定する。
次に、回転軸２１ａに保持された回転子２１を、固定子２０の内周側に挿入するとともに、回転軸２１ａの一端を軸受６２に通す。
次に、エンドカバー７をハウジング４の吐出側にセットして、また、回転軸２１aの他端側を軸受６１に通した状態として、ハウジング４の軸方向端部をカシメにより加工して、ハウジング４の吐出側の開口部を塞ぐ。
次に、インペラ３３を回転軸２１ａに固定する。

次に、インペラ３３を覆うように、ポンプベース３１をハウジング４の吸入側端部に挿入し、ハウジング４の吸入側端部の外周面をカシメにより加工して、ハウジング４の吸入側端部の開口部を塞ぐ。このようにして、燃料ポンプ１００を製造する。

次に、燃料ポンプ１００の動作について説明する。
まず、モータ２を作動させると、回転軸２１ａと連動してインペラ３３が回転し、吸入口３４から燃料が吸入される。吸入された燃料は、ポンプ部流路３５で昇圧されて、ポンプ部吐出口３６からモータ２側に圧送される。

次に、モータ２の吸入側に送られてきた燃料は、モータ２内の燃料流路である、上述の間隙Ｇ１（第一流路）と間隙Ｇ２（第二流路）とヨーク部穴Ｈ１（第三流路）とを通ってモータ２の吐出側に流れ、吐出口７１から、例えばエンジン等へ送り出される。

本発明の実施の形態１に係る燃料ポンプ１００と燃料ポンプ１００の製造方法によれば、モータ２内に燃料の第二流路、第三流路を設けたことにより、モータ２の中を吸入側から吐出側に通過する燃料の量を増やすことができる。これにより、モータ２を大きくする必要が無く、大吐出量を要求される燃料ポンプ１００であっても小型化が可能となる。

また、固定子２０の内周面２０ＩＮと回転子２１の外周面２１ＯＵＴとの間の間隙Ｇ１（第一流路）を狭くしても、他の第二流路、第三流路により必要な燃料の流路断面積を確保できる。間隙Ｇ１を狭くすることで、永久磁石２１ｃの磁束を有効活用することができるため、より効率の高いモータ２を提供でき、ひいては燃料ポンプ１００の高効率化に寄与することができる。

本実施の形態に係る燃料の流路断面積の割合を、第一流路を基準として以下に示す。
第一流路を１００％（基準）とすると、Ｇ１の径方向の幅＝Ｇ２の径方向の幅の場合、第二流路は１６７％の流路断面積となり、第三流路は、概ね４６％となる。したがって、第一流路＋第二流路＋第三流路の合計は３１３％となり、第一流路だけの場合に比べると３倍以上の燃料吐出量を確保できる。

また、分割積層鉄心２２ａを分割積層ヨーク部２２ａ１と積層ティース部２２ａ２とに分割したため、積層ティース部２２ａ２にコイル２２ｂを巻装した後の状態で、（分割積層ヨーク部２２ａ１無しで）コイルモールド２２ｃの成形を行うことができる。このため、第一金型９ａ、第二金型９ｂ内での積層ティース部２２ａ２の位置決めが容易となりコイルモールド工程の作業性が向上する。

さらに、積層ティース部２２ａ２は、１個ずつ分割されているため、固定子２０として組み立てたときに隣り合う積層ティース部２２ａ２同士となる各積層ティース部２２ａ２を、互いに遠ざけた状態でコイル２２ｂの巻装作業を行うことができ、コイル２２ｂの巻装工程における作業性も良い。これに加え、巻線装置を配置する空間を容易に確保することができる。これにより、一度に多くのコイル２２ｂを巻装したり、より断面積が大きいコイル２２ｂを巻くことができ、固定子２０のコイル２２ｂを高密度化できる。また、コイル２２ｂをコイルモールド２２ｃで覆うため、燃料成分によってコイル２２ｂが劣化することを抑制することができる。

さらに、第一流路を通る燃料は、回転子２１の回転による力を受けて、軸方向に、渦巻くように流れることになり、モータの効率に影響を及ぼすが、第二流路、第三流路については回転子の回転力の影響を受けず、モータの効率を損なわないという効果がある。

なお、本実施の形態では、分割積層ヨーク部２２ａ１の内周面、コイルモールド２２ｃの外側面を曲面として説明したが、必ずしも曲面である必要はなく、例えば回転軸２１ａに対向する平面形状であっても良い。また、第二流路、第三流路は、どちらか一方だけを設けても良い。また、燃料ポンプを例として説明したが、液体であればどのような媒体にでも適用可能である。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係るポンプとポンプの製造方法について図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図７は、燃料ポンプ２００の断面図である。実施の形態１の図２に相当する。軸方向に平行な断面は実施の形態１の図１と同じになるので省略する。

実施の形態１に係る燃料ポンプ１００と、本実施の形態に係る燃料ポンプ２００との異なる点は、積層ヨーク部２２２ａ１の構成と回転子２２１の構成である。本実施の形態では、積層ヨーク部２２２ａ１は、周方向に等分割されておらず一体である。また、回転子２２１には、回転軸２１ａと永久磁石２１ｃとの間に回転子鉄心２１ｂが存在する。図７には、主要構成部材と、図２と異なる構成部分についてのみ符号を付した。

回転子鉄心２１ｂは、固定子２２０の積層鉄心２２２の鉄心片と同じ板厚の薄板を同じ枚数積層することで構成されている。回転子鉄心２１ｂの内側には、回転軸２１ａが圧入、固定されている。回転子鉄心２１ｂの外周面には、円筒形状の永久磁石２１ｃが接着により固定されている。

図８は、回転子鉄心２１ｂと固定子２２０の積層鉄心２２２の製造に使用する鉄心片の構成を示す図である。薄板であるフープ材５から、モータ２を構成したときと略同一構成となるような配置で、ヨーク鉄心片５１とティース鉄心片５２と回転子鉄心片５３とを打ち抜き、これらを、それぞれ複数枚積層することで、積層ヨーク部２２２ａ１、積層ティース部２２２ａ２、回転子鉄心２１ｂを製造する。このとき、３種類の各鉄心片の積層枚数は同じであり、同じフープ材５から打ち抜くため、積層ヨーク部２２２ａ１、積層ティース部２２２ａ２、回転子鉄心２１ｂは全て、軸方向の長さが同じになる。

本発明の実施の形態２に係る燃料ポンプ２００と燃料ポンプ２００の製造方法によれば、実施の形態１の効果に加えて、コイルモールド２２ｃを形成した後、積層ティース部の嵌合部Ｋを積層鉄心２２２の嵌合溝Ｍ２に嵌合する場合に、積層ヨーク部２２２ａ１が一体であるためそのハンドリングが１回で良く、作業性が改善する。また、固定子２２０の積層鉄心２２２と回転子鉄心２１ｂを同一のフープ材５から打ち抜いて構成できるため、それぞれの鉄心片を別々の材料から打ち抜く場合に比べて、フープ材５の使用量を低減することができる。また、１つの金型で打ち抜けばよく、個々で打ち抜く場合に比べて、金型個数の抑制、プレス回数の低減を図ることができる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に係るポンプとポンプの製造方法について図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図９は、燃料ポンプ３００の断面図である。実施の形態１の図２に相当する。軸方向に平行な断面は、実際の構成はやや異なるが外見上は実施の形態１の図１と同じになるので省略する。

図１０は、燃料ポンプ３００のモータの内部における燃料の流路を示す図である。
図１１は、コイルモールド３２２ｃの製造方法を説明する図である。
図１１（ａ）は、コイル２２ｂ巻装後の積層ティース部３２２ａ２（モールド前の状態）の軸方向に垂直な断面図である。
図１１（ｂ）は、モールド用の第一金型３０９ａ、３０９ｂにコイル２２ｂ巻装後の積層ティース部３２２ａ２を入れた状態における軸方向に垂直な断面模式図である。
図１１（ｃ）は、コイル２２ｂをモールド成形後の積層ティース部３２２ａ２の軸方向に垂直な断面図である。

実施の形態１に係る燃料ポンプ１００と、本実施の形態に係る燃料ポンプ３００との異なる点は、コイルモールド３２２ｃの形状と、ヨーク部穴Ｈ２の位置と、燃料流路の構成と、コイルモールド３２２ｃの製造方法である。

まず、コイルモールド３２２ｃの形状について説明する。図１１（ｃ）に示すようにコイルモールド３２２ｃは、積層ティース部３２２ａ２の一部分（実施の形態１と同じ）とコイル２２ｂの周囲を絶縁部材（例えば熱可塑性樹脂：ＰＯＭ、ＰＰＳなど）で覆っている。

実施の形態１と同様に、このコイルモールド３２２ｃの外径ｒ２は、分割積層ヨーク部３２２ａ１の内径ｒ１よりも小さく成形され（ｒ２＜ｒ１）、分割積層ヨーク部３２２ａ１の内周面３２２ａ１ＩＮとコイルモールド３２２ｃの外周面３２２ｃＯＵＴとの間に間隙Ｇ２（第二流路）を構成する。

そして、実施の形態１と異なり、隣り合う積層ティース部３２２ａ２に巻かれた２つのコイル２２ｂには別々のコイルモールド３２２ｃが形成され、隣り合うコイルモールド３２２ｃの間に、軸方向に貫通するスロット部穴Ｈ３が形成されている。このスロット部穴Ｈ３の内周側は、間隙Ｇ１（実施の形態１の第一流路）と連通している。また、スロット部穴Ｈ３の外周側は、間隙Ｇ２（第二流路）と連通している。

次に、ヨーク部穴Ｈ２の位置について説明する。実施の形態１では、分割積層ヨーク部２２ａ１の嵌合溝Ｍと積層ティース部２２ａ２の嵌合部Ｋとの接合部に、それぞれ軸方向に垂直な断面が半円形状の溝Ｈ１１、Ｈ１２を設けることでヨーク部穴Ｈ１を構成したが、本実施の形態では分割積層ヨーク部３２２ａ１の外周面と内周面の間に、軸方向に垂直な断面が丸形状のヨーク部穴Ｈ２を設けることとした。

次に、燃料の流路の全体形状について説明する。図１０のハッチングで表示した部分が燃料流路である。実施の形態１で説明した間隙Ｇ１（第一流路）と、間隙Ｇ２（第二流路）と、ヨーク部穴Ｈ１とは位置が異なるヨーク部穴Ｈ２（第三流路）の他に、間隙Ｇ１と間隙Ｇ２の間を径方向に繋ぐスロット部穴Ｈ３（第四流路）を備え、第一流路と第二流路は、第４流路によって径方向に接続されている。そして第一、第二、第四流路は、すべて軸方向に貫通している。実施の形態１では、隣り合う積層ティース部２２ａ２に巻装されたコイル２２ｂの間は、完全にモールド樹脂で封止されていたが、本実施の形態ではその部分にスロット部穴Ｈ３が形成されていることになる。

次にコイルモールド３２２ｃの製造方法について説明する。
実施の形態１では、全ての積層ティース部２２ａ２に巻装したコイル２２ｂを一度に全てモールド金型に入れてモールドしたが、本実施の形態では、１個ずつモールドする。まず、図１１（ａ）に示すように、積層ティース部３２２ａ２にインシュレータ８を取り付けた後、コイル２２ｂを集中巻きする。次に、図１１（ｂ）に示すようにコイル２２ｂを巻装後の１つの積層ティース部３２２ａ２をコイルモールド用の内型である第一金型３０９ａと、外型である第二金型３０９ｂとの中に取り付ける。第一金型３０９ａの外周面に積層ティース部３２２ａ２の内周面を当接させ、第二金型３０９ｂの内周面に積層ティース部３２２ａ２の嵌合部Ｋ３を当接させることで積層ティース部３２２ａ２と第一金型３０９ａと第二金型３０９ｂとの位置決めを行っている。

また、スロット部穴Ｈ３を構成するために、コイル２２ｂの周方向の両側面を、モールド用の間隔を開けて第二金型３０９ｂの側面部３０９ｂｓで覆い、この第二金型３０９ｂの内周面３０９ｂＩＮを第一金型３０９ａの外周面３０９ａＯＵＴに当接させている。この状態で、絶縁性の樹脂を第一金型３０９ａと第二金型３０９ｂとの間に流し込むことで、コイル２２ｂと積層ティース部３２２ａ２の一部を覆うコイルモールド３２２ｃを製造することができる。

本実施の形態では、コイル２２ｂを巻装後の複数の積層ティース部３２２ａ２をモールド用の金型に入れる訳ではなく、積層ティース部３２２ａ２を１個ずつモールド金型に挿入してモールド成形する製法とした。これにより、固定子３２０となったときに隣り合うことになる積層ティース部３２２ａ２同士の間隔に関係することなく、モールド用の金型を製造、使用できるため、第一金型３０９ａ、第二金型３０９ｂそれぞれの形状を簡略化でき、積層ティース部３２２ａ２の取り付け性も良い。

すなわち、もし実施の形態１の図５の状態でスロット部の中央に本実施の形態のスロット部穴Ｈ３のような穴を設けようとすると、外型と内型との間に径方向に繋がるようなスペーサ部材を配置することになるが、このスペーサ部材と各積層ティース部２２ａ２に巻かれたコイル２２ｂとが干渉しないように、当該スペーサ部材を丁寧にスロット内に挿入する必要があるからである。

図１１（ｃ）に示すように、コイルモールド３２２ｃの外周面３２２ｃＯＵＴは、積層ティース部３２２ａ２の嵌合部Ｋ３よりも径方向の内側に形成されるようになっている。コイル２２ｂがモールドされた積層ティース部３２２ａ２を、分割積層ヨーク部３２２ａ１に嵌合した分割固定子３２０ｂを９個、ハウジング４内に環状に固定することで、図９に示す固定子３２０を得る。

このように、分割固定子３２０ｂを環状に並べてハウジング４内に固定した状態において、隣り合う２つのコイルモールド３２２ｃの周方向の側面の間にスロット部穴Ｈ３が構成される。その後は、実施の形態１と同じ方法で燃料ポンプ３００を組み立てる。

本発明の実施の形態３に係る燃料ポンプ３００と燃料ポンプ３００の製造方法によれば、実施の形態１の効果に加えて、スロット部穴Ｈ３を流路として使用することができ、燃料の吐出量を更に増大できる。実施の形態１では、スロット部穴Ｈ３に相当する部分には全体にモールド樹脂が充填されていたが、この部分の中央部を燃料流路として利用することにより、モータ２を大きくする必要が無く、大吐出量かつ小型化が可能な燃料ポンプ３００を提供することができる。

また、コイルモールド３２２ｃを個々の積層ティース部３２２ａ２単位で形成できるので、コイル２２ｂの巻装後の積層ティース部３２２ａ２をモールドする金型を簡素化でき、コイルモールド工程の作業性を向上できる。

さらに、第一流路を通る燃料は、上述のように回転子２１の回転に影響を及ぼすが、本実施の形態では、第一流路と、第二流路及び第四流路が連通しているので、回転子２１の回転により渦巻いた燃料が、遠心力により第四流路から第二流路に流れ込むので、第一流路を通る燃料が回転子２１の回転を阻害する要因を緩和できるという効果がある。

実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４に係るポンプとポンプの製造方法について図を用いて、実施の形態１、２と異なる部分を中心に説明する。
図１２は、燃料ポンプ４００の断面図である。実施の形態１の図２に相当する。

実施の形態１、２に係る燃料ポンプ１００、２００と、本実施の形態に係る燃料ポンプ４００との異なる点は、コイルモールド４２２ｃの外周面の内、積層ティース部２２ａ２の周囲を覆う部分の外周面が、積層ヨーク部４２２ａ１の内周面４２２ａ１ＩＮと、接触部４２２ｃ１により所定の範囲だけ接触している点である。

本発明の実施の形態４に係る燃料ポンプ４００と燃料ポンプ４００の製造方法によれば、積層ヨーク部４２２ａ１の内周面４２２ａ１ＩＮとコイルモールド４２２ｃの外周面の当接面積を接触部４２２ｃ１により増やすことができ、実施の形態１、２に係る燃料ポンプ１００、２００よりも積層ヨーク部４２２ａ１とコイルモールド４２２ｃとの固定力を向上させることができる。これにより、さらに燃料ポンプ４００の運転時の振動を抑制できる効果がある。製造する燃料ポンプの仕様に応じて有利な燃料ポンプを選択すれば良い。 なお、本明細書では、固定子鉄心及び回転子鉄心について積層鉄心を用いて説明したが、それぞれ、１つの材料から形成された鉄心であっても良い。

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００，２００，３００，４００ 燃料ポンプ、２ モータ、
２０，２２０，３２０ 固定子、３２０ｂ 分割固定子、２０ＩＮ 内周面、
２１，２２１ 回転子、２１ＯＵＴ 外周面、２１ａ 回転軸、２１ｂ 回転子鉄心、
２１ｃ 永久磁石、２２，２２２ 積層鉄心、２２ａ 分割積層鉄心、
２２ａ１，３２２ａ１ 分割積層ヨーク部、２２２ａ１，４２２ａ１ 積層ヨーク部、
２２ａ２，２２２ａ２，３２２ａ２ 積層ティース部、２２ｂ コイル、
２２ｃ，３２２ｃ，４２２ｃ コイルモールド、３ ポンプ部、３１ ポンプベース、
３２ ポンプカバー、３３ インペラ、３４ 吸入口、３５ ポンプ部流路、
３６ ポンプ部吐出口、４ ハウジング、５ フープ材、６１ 軸受、６２ 軸受、
７ エンドカバー、７１ 吐出口、７２ 電源端子、７３ 逆止弁、７３ａ 弁、
７３ｂ バネ、８ インシュレータ、９ａ，３０９ａ 第一金型、
９ｂ，３０９ｂ 第二金型、Ｆ 縁、Ｋ，Ｋ３ 嵌合部、Ｍ，Ｍ２，Ｍ３ 嵌合溝、
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ４ 間隙、Ｈ１，Ｈ２ ヨーク部穴、Ｈ３ スロット部穴、
Ｓ１〜Ｓ４ 間隙、ｒ１ 内径、ｒ２ 外径。

Claims (11)

1. ハウジングと、前記ハウジングの軸方向の一方の開口部を塞ぐように配設されたエンドカバーと、
   前記ハウジングの他方の開口部を塞ぐように前記ハウジング内に配設され、外部から液体を吸入してハウジング内に前記液体を圧送するポンプ部と、
   前記ハウジング内に配設され、前記ポンプ部を駆動するモータと、
   所定の圧力以上に加圧された前記液体を前記ハウジング外に吐出する吐出口を備え、
   前記モータは、固定子と前記固定子の内周側に配設される回転子とを備え、
   前記固定子は、環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出する複数のティース部とからなる鉄心と、それぞれの前記ティース部に絶縁部材を介して巻装されたコイルと、前記コイルを前記液体から絶縁するコイルモールドとを備え、
   前記回転子の外周面と前記固定子の内周面との間に、前記固定子の軸方向に形成され、前記液体を前記液体の吸入側から吐出側に流す第一流路と、
   前記固定子の内周面よりも径方向外側、かつ、前記ヨーク部の外周面より径方向内側に位置し、前記液体を前記液体の前記吸入側から前記吐出側に流す他の流路を備えたポンプ。
2. 前記コイルモールドの外周面と、前記ヨーク部の内周面との間に、前記液体が、前記吸入側から前記吐出側に、軸方向に通る、前記他の流路としての第二流路を備えた請求項１に記載のポンプ。
3. 隣り合うティース部に形成された２つの前記コイルモールドの間に、軸方向に貫通し前記他の流路としての第四流路を形成するスロット部穴を備えた請求項１に記載のポンプ。
4. 隣り合うティース部に形成された２つの前記コイルモールドの間に、軸方向に貫通し前記他の流路としての第四流路を形成するスロット部穴を備えた請求項２に記載のポンプ。
5. 前記第四流路は、前記第一流路と、前記第二流路とに連通している請求項４に記載のポンプ。
6. 前記鉄心は、前記コイルモールドの外周面より径方向外側のヨーク部に、軸方向に貫通し、前記他の流路としての第三流路を構成するヨーク部穴を備えた請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のポンプ。
7. 前記鉄心は、前記ヨーク部と、複数の前記ティース部に分割されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のポンプ。
8. 前記ヨーク部は、内周に前記ティース部の外周側に形成された嵌合部を嵌合する、軸方向に延在する嵌合溝を有し、前記ヨーク部穴は、前記嵌合溝と、前記嵌合部の接合部かつ、前記ティース部を周方向に二分する線分の延長線上に設けられている請求項６に記載のポンプ。
9. 前記コイルモールドの外周面に、前記ヨーク部の内周面と接触する接触部を有する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のポンプ。
10. 前記鉄心は、鉄心片を軸方向に積層した積層鉄心である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のポンプ。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のポンプの製造方法であって、
    ティース部を製造するティース製造工程と、前記ティース部に対して、前記絶縁部材を介して前記コイルを集中巻きするコイル巻装工程と、前記コイル巻装工程後に前記コイルと前記絶縁部材とをモールドする、コイルモールド工程とを含むポンプの製造方法。

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