JP2017200279A

JP2017200279A - 燃料ポンプ

Info

Publication number: JP2017200279A
Application number: JP2016088016A
Authority: JP
Inventors: 隆之鬼橋; Takayuki Onihashi; 弘枝福住; Hiroe Fukuzumi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2036-04-26
Also published as: JP6689127B2

Abstract

【課題】共通の回転軸を有し、モータ部とポンプ部とを設けた燃料ポンプにおいて、モータ部とポンプ部のそれぞれに設けられた軸受によって支配される回転軸の芯出しをより容易にかつ高精度とした構造を提供する。
【解決手段】モータ部２のステータコア２１の下端外周面２１Ａが、ポンプ部３のポンプベース５の当接面５Ｃに当接し、かつステータコア２１の下端面２１Ｂがポンプベース５の支持面５Ｄで支持され、円筒状のハウジング４は、ポンプベース５の周当接面５Ｅで当接されるとともに、ポンプベース５の支持面５Ｇで支持され、ハウジング４は、モータ部２のステータ１９を覆うステータモールド２３のかしめ部２８Ｂおよびポンプカバー７のかしめ部２８Ａにかしめ部４Ａ、４Ｂを設けている。
【選択図】図１

Description

この発明は、燃料ポンプに関するものであり、特に燃料ポンプの駆動源であるモータのステータとロータ、およびこのロータとポンプベースとの軸中心合わせを高精度化するとともに、小型で高効率化した燃料ポンプに係るものである。

従来より、ブラシレスモータを燃料ポンプの駆動源として用い、ポンプで昇圧された燃料がモータ内を通過して吐出されるものが知られている。ブラシレスモータは整流子とブラシの摺動がなく、かつこの部分での電圧降下も生じず、モータの高効率化が図りやすいことから、燃料ポンプの効率を向上させるのに適している。

ここで、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、燃料ポンプの仕事量（燃料の吐出圧力）×（燃料吐出量）の割合である。燃料ポンプを高効率化すれば燃料ポンプに供給する電力を少なくすることができ、燃料ポンプを小型化することができる。このような観点に基づき、モータ部の外径を小径化することを目的として、ポンプ部とモータ部との間において、ほぼ均一な厚さの薄板で構成されるハウジングの内周側に突部を形成し、この突部を挟むように２つの凹部を設け、一方の凹部にポンプ部を、他方の凹部にモータ部を収容した構成が示されている。すなわち、ハウジングを介してポンプ部とモータ部の軸受を支持する構成を有している（例えば、特許文献１参照）。

また、吐出流量を大きくしてベーパロック発生を抑制可能な燃料ポンプにおいて、ポンプ部のケーシングは昇圧流路底面から吐出側カバー側に貫通する吐出孔を有し、昇圧された燃料は吐出孔、燃料流路を経由して、吐出流路に導かれ吐出口から吐出される。上記燃料流路はハウジングと固定子との間に形成される構成が示されており、かつ前記特許文献１と同様に、ハウジングを介してポンプ部とモータ部の軸受を支持する構成を有している（例えば、特許文献２参照）。

特許第４８９３９９１号公報特開２０１５−８６８０４号公報

しかしながら、上記特許文献１に示された技術は、燃料ポンプの回転子を支持する軸受の１個がモータ部のエンドカバーに、他の１個がポンプケースに設けられ、前記軸受の軸芯出しはハウジングを介して行われる構成である。すなわちステータコアにつながるエンドカバーとハウジングの軸芯ずれと、ポンプケースとハウジングの軸芯ずれによって、回転子軸の軸中心にずれが発生し、この軸ずれによって軸受に加わる荷重が大きくなり、摩擦が増加し、モータに余分のトルク（電流）が必要となり燃料ポンプの効率が低下するという問題点がある。

また、上記特許文献２に示された技術も、特許文献１と同様に回転軸の軸中心ずれ発生の可能性があるとともに、燃料流路がハウジングと固定子との間に区画形成されており、燃料ポンプの小径化には適した構成ではないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、回転軸の中心軸合わせの構造をより容易に、かつ高精度に実現可能とし、かつインペラの回転によって昇圧された燃料が通る通用穴の位置を最適化するとともに、モータ室を通る燃料がロータとステータ間を流路とすることで、小型化された構造を備えた燃料ポンプを提供することを目的とする。

この発明の燃料ポンプは、燃料を吸入、昇圧して外部に吐出する燃料ポンプであって、ポンプ部と共通の回転軸を有して前記ポンプ部のインペラを駆動し、前記ポンプ部の上部に位置するモータ部とを備え、前記ポンプ部のポンプベースには前記回転軸を支持する軸受部が設けられており、前記モータ部のステータには、コイルとステータコアと前記コイルとを覆う樹脂性のステータモールドが設けられ、前記ステータモールドの上部には前記回転軸を支持する軸受部と、前記燃料の吐出口とが設けられており、前記ステータは、前記ステータの下端外周面が、前記ポンプベースの当接面に当接し、かつ下端面が前記ポンプベースの支持面で支持されており、円筒状のハウジングが前記ポンプ部と前記モータ部に連通して外径部分で接して設けられ、前記ハウジングは前記ポンプベースの周当接面で当接されるとともに、前記ポンプベースの支持面で支持され、かつ、前記ハウジングは、前記ポンプ部の前記燃料の吸入口が設けられたポンプカバーのかしめ部と、前記ステータモールドの上部のかしめ部とで構成されているものである。

この発明の燃料ポンプは、上記のような構成を採用しているので、モータ部のステータコアと、ポンプ部のポンプベースとを直接軸合わせができるため、モータ部とポンプ部との高精度な軸芯出しが可能となり、軸ずれが小さくすることで、モータ部の余分なトルクを抑制でき、燃料ポンプの高効率化に寄与する。
また、上記ポンプベースの支持面でハウジングを支持しているので、広い面積による支持となり、ハウジングの支持剛性が向上し、変形を抑制可能となる。

実施の形態１による燃料ポンプの断面図である。実施の形態１によるインペラの正面図である。実施の形態１によるポンプベースの平面図である。実施の形態１によるポンプカバーの平面図である。実施の形態１によるステータコアの斜視図である。実施の形態１によるインシュレータの斜視図である。実施の形態１によるステータの正面図である。実施の形態２による燃料ポンプの断面図である。実施の形態３による燃料ポンプの断面図である。実施の形態４による燃料ポンプの断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は燃料ポンプ１の断面図である。燃料ポンプ１は図１の上部に示すモータ部２と下部に示すポンプ部３とによって構成される。モータ部２とポンプ部３の外部は、連通する円筒部材であるハウジング４を介して固定されている。モータ部２はステータ１９とロータ２０で構成されるとともに、ポンプ部３は、ポンプベース５、インペラ６、ポンプカバー７とで構成されている。

図２にインペラ６の正面図を示す。インペラ６は略円盤状であり、外周壁６Ａから所定の距離を隔てて、円周方向に連続する羽根溝６Ｂが環状に形成されており、中心部分には軸方向に貫通する断面が略Ｄ字状の軸穴４４が形成され、この軸穴４４には回転軸２７が係合されている。後述するモータ部２のコイル２２が励磁されると、回転軸２７が回転し、これによってインペラ６が回転する。

図３にインペラ６側から見たポンプベース５の平面図を示す。ポンプベース５は図１に示すように中心部分に軸受部１２を設けた円筒形状をしており、断面略Ｈ字状である。内部にはインペラ６を収納するインペラ室８を備え、図２で示したインペラ６の羽根６Ｄと対向する側に図３に示す流路溝１７ＡがＣ字状に設けられている。この流路溝１７Ａは、図１に示すように断面が半円形状である。

前記インペラ室８は、ポンプベース５の外径側に、インペラ６の軸方向寸法よりも大きな長さを有し、モータ部２と逆方向の下側に突出する下向円筒突出部５Ａが設けられている。この下向円筒突出部５Ａの下端に、ポンプカバー７に接する当接面５Ｆを有している。流路溝１７Ａの終端にはモータ部２に連通する通用穴１３が設けられている。この通用穴１３の外縁は軸中心から距離Ｒ３の位置に設定されている。

図１に示すようにポンプベース５の前記下向円筒突出部５Ａとは逆方向でモータ部２側に突出する上向円筒突出部５Ｂは、モータ部２のステータコア２１の外径に接する当接面５Ｃ、およびステータコア２１の下端でステータコア２１を支持するように設けられた支持面５Ｄを有している。また、この上向円筒突出部５Ｂの外径部分には、ハウジング４と接する周当接面５Ｅ、およびハウジング４を支持する支持面５Ｇが設けられている。さらに、前記ポンプベース５の軸受部１２には円筒状の軸受１２Ｂが設けられている。この軸受１２Ｂはポンプベース５と別個体として設けているが、ポンプベース５のみで軸受１２Ｂが設けられない軸受部１２であってもよい。

上記上向円筒突出部５Ｂの当接面５Ｃの半径Ｒ１はステータコア２１の外半径Ｒ１と同寸法であり、ポンプベース５の流路溝１７Ａの終端に設けられた通用穴１３の外縁の軸中心からの距離Ｒ３は、図１では前記当接面５Ｃの半径Ｒ１より小さいものを示したが、Ｒ１≧Ｒ３の関係が成り立つ位置に外縁が存在するよう流路溝１７Ａが設けられてもよい。

図４にインペラ６側から見た円筒状のポンプカバー７の平面図を示す。このポンプカバー７にはインペラ６と対向する側に、ポンプベース５の流路溝１７Ａと同位置、同形状の流路溝１７Ｂが設けられている。この流路溝１７Ｂの始点には燃料が吸い込まれる吸込口１６が設けられている。この流路溝１７Ｂの始点には燃料が吸い込まれる吸込口１６が設けられており、また、流路溝１７Ｂの途中にはベーパ穴７Ａが設けられ、インペラ室８と燃料ポンプ１の外部とを連面するための貫通穴となっている。さらにポンプカバー７の上面の外周部は、ポンプベース５に設けられた当接面５Ｆと接する。さらにポンプカバー７の平軸受部１４には別個体の平軸受１４Ｂが設けられているが、ポンプカバー７のみで構成され平軸受１４Ｂが設けられない平軸受部１４であってもよい。

モータ部２は、ステータ１９とロータ２０から構成されている。図１、図５〜７に示すようにステータ１９は、ステータコア２１と、ステータコア２１に取り付けられたコイル２２を収納する絶縁性のインシュレータ２６と、そのインシュレータ２６を介してステータコア２１に巻回されたコイル２２と、コイル２２とステータコア２１を樹脂部材で覆うステータモールド２３を有している。ステータコア２１はその外径となる円筒状のコアバック２１Ｄと、コアバック２１Ｄから内径方向に突出したティース２１Ｅと、ティース２１Ｅから周方向に展開する磁極面２１Ｃからなる。本実施の形態１のステータ１９では、図７に示すように分割されたステータコア２１を１２個有するものであり、薄板を複数枚積層することで構成している。ステータコア２１の外径と内径は同軸である。

インシュレータ２６の斜視図を図６に示す。この図６のインシュレータ２６は、軸方向の半分の長さを図示し、図１の軸方向下部に設けられたものを上側としている。インシュレータ２６は、その外径部に軸方向に延びる外側壁２６Ａと、内径部に軸方向に延びる内側壁２６Ｆと、外側壁２６Ａと内側壁２６Ｆの径方向に挟まれた空間にコイル２２が巻かれる巻枠部２６Ｃとを有する。また、外側壁２６Ａと内側壁２６Ｆが延びる方向とは反対方向にティース嵌合部２６Ｇを有する。図示省略しているが、燃料ポンプ１のモータ部２の上部つまりポンプ部３の軸方向反対側に設けられたインシュレータ２６には端子を挿入するための溝が設けられているだけで、他は図６と同じ構成である。

図７に、ステータコア２１にインシュレータ２６を嵌めて、環状に配置した状態を示す。この図は図１のインペラ６側から見た場合のステータ１９を示す平面図であり、コイル２２を省略し、ステータコア２１のティース２１Ｅにインシュレータ２６を装着することで構成している。複数のステータコア２１は、分割面を溶接や接着で環状に一体化している。

コイル２２の巻き始めの線と巻き終わりの線は端子に固定される。この端子は、導電性であり、インシュレータ２６に固定されており、ステータモールド２３から軸方向に飛び出している。この飛び出している箇所に外部から電源を加えることでモータ部２を駆動することができる。

ステータコア２１の下端外周面２１Ａは、ポンプベース５に設けられた当接面５Ｃで径方向に当接するとともに、下端面２１Ｂがポンプベース５に設けられた支持面５Ｄに当接してステータ１９が支持される。上記当接面５Ｃ、支持面５Ｄに相当する部分のステータコア２１には、ステータモールド２３の樹脂が覆っていない。

ステータモールド２３は、ポンプ部３のポンプカバー７に設けられた吸込口１６と軸方向反対の位置に燃料を出す吐出口２４と、ハウジング４と当接するかしめ部２８Ｂと、回転軸２７の軸受部２５を有している。軸受部２５の軸受挿入面２５Ｃに嵌め合わされた軸受２５Ｂを入れており、この軸受２５Ｂの内径部に回転軸２７が入る。本実施の形態１では、ステータモールド２３と軸受２５Ｂを別の個体で構成したが、これに限らず、例えばステータモールド２３のみで構成しても良い。

吐出口２４には、逆止弁３１が設けられている。逆止弁３１は、蓋３０とバネ２９とから構成されており、ポンプ部３で昇圧された燃料が所定圧力以上になるとバネ２９が縮まることで蓋３０が図１における上方向に動き、吐出口２４から燃料が吐出される。

ロータ２０は、ステータコア２１の内周側に回転自在に設置され、回転方向に交互に異なる磁極をステータコア２１と向き合う外周面に形成している永久磁石と、永久磁石の中心軸で回転する回転軸２７を有している。回転軸２７の軸方向の両端には、ステータ１９の軸受２５Ｂと、ポンプベース５の軸受１２Ｂの２個がある。この２個の軸受１２Ｂ、２５Ｂによって回転軸２７は支持されている。本実施の形態１の図示省略した永久磁石は、周方向に１２極の磁極を有している。

金属材のハウジング４には、軸方向の両端にかしめ部４Ａ、４Ｂが設けてあり、ハウジング４の外径よりも内径側に傾斜する形状をしている。このかしめ部４Ａは、吸込口１６側はポンプカバー７のかしめ部２８Ａと当接する。かしめ部４Ｂは、吐出口２４側はステータモールド２３のかしめ部２８Ｂと当接する。すなわち、かしめ部４Ａ、４Ｂは円錐状のかしめ部２８Ａ、２８Ｂにそれぞれに当接する。

このような構成の燃料ポンプ１の製造方法を説明する。まず、薄鉄板をプレス加工し、複数枚積層することでステータコア２１を製造する。このステータコア２１にインシュレータ２６を取り付け後、コイル２２を巻回する。尚、コイル２２の巻き始めと巻き終わりの線は端子に接続されている。この巻線作業の後に、ステータコア２１とインシュレータ２６とコイル２２と端子を樹脂成型金型（モールド金型）に入れて樹脂成型をする。

これによりコイル２２全てを樹脂で覆ったステータモールド２３ができる。本実施の形態１では、前述の如くステータモールド２３は図１に示すようにステータコア２１の全長を覆っていない。次に、ステータモールド２３の軸受部２５を切削加工する。この切削加工は当然のことながらステータコア２１の外径と軸受部２５の軸受挿入面２５Ｃを同軸芯に加工する。次に、軸受２５Ｂを軸受部２５の軸受挿入面２５Ｃに圧入して固定する。

この時、軸受２５Ｂの外径と内径は軸受２５Ｂの精度によって決まるその中心軸がでるように作られているため、軸受２５Ｂとステータ１９の中心軸つまり回転軸２７の軸合わせを高精度に行うことができる。このように、軸受２５Ｂとステータコア２１の中心軸のずれが精度よく設定することができ、軸芯合わせを高精度に行うことができる。

ロータ２０は、回転軸２７に対して図示省略した永久磁石であるプラスチックマグネットを一体成型することで製造する。プラスチックマグネットは、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）やＰＯＭ（ポリアセタール）等の熱可塑性樹脂材に磁性粉を入れて円筒状に成形されたものである。

ポンプベース５の当接面５Ｃと軸受部１２の軸受挿入面１２Ｃは同軸芯となるよう形成されており、この軸受部１２の軸受挿入面１２Ｃに軸受１２Ｂを圧入して固定することでポンプベース５の当接面５Ｃと回転軸２７の軸合わせを高精度に行うことができる。尚、本実施の形態１のポンプベース５はアルミニウムのダイカストであり、ダイカスト後に切削加工をすることで、当接面５Ｃと軸受部１２の軸受挿入面１２Ｃとは同軸度を高精度に出すことができる。また、支持面５Ｄ、周当接面５Ｅ、当接面５Ｆ、ハウジング４を支持する支持面５Ｇも切削加工をすることで、高精度な位置出しが可能となる。

次に、ハウジング４に対して、ポンプベース５の周当接面５Ｅで接合するよう圧入する。この時、ポンプベース５の支持面５Ｇでハウジング４を支持するとともに剛性を向上させて軸方向の位置を決めることができる。これにより、ハウジング４とポンプベース５の固定ができる。

次に、上記のステータ１９の軸受２５Ｂにロータ２０の回転軸２７を入れ、ステータ１９にロータ２０を入れた状態とする。この時、ロータ２０の永久磁石とステータ１９のステータコア２１が磁気吸引力で引き合うように力が発生するため、ロータ２０を図１における下側つまり吸込口１６側を地面に向けても、重力によってロータ２０が落下することが起こらない。このため、ロータ２０を落下させないように装置で把持をするといったことが不要となり、装置費用を抑制することができる。

ステータ１９にロータ２０を入れた状態のまま、ハウジング４に固定されているポンプベース５の軸受１２Ｂに、回転軸２７を入れる。これと同時に、ポンプベース５の当接面５Ｃとステータコア２１の下端外周面２１Ａおよび、ポンプベース５の支持面５Ｄとステータコア２１の下端面２１Ｂを当接させる。本実施の形態１では、ポンプベース５の当接面５Ｃをステータコア２１の下端外周面２１Ａを圧入することで固定しているが、圧入に限らず、これが隙間嵌め等であってもよい。

次に、ハウジング４の吐出口２４側の軸方向端面を内径方向に傾斜させるように加圧することでステータモールド２３と当接するかしめ部４Ａを形成する。この時、ハウジング４を介して荷重が加わるが、この荷重をポンプベース５の広い支持面積を有する支持面５Ｄで受けることができる。支持面５Ｄは金属材料であるステータコア２１とポンプベース５から構成されているため、樹脂で荷重を受ける場合より、変形量を抑制することができる。また、周当接面５Ｅが圧入されているため、より大きな力でハウジング４をかしめることができ、燃料の漏洩を防止できる。

次に、インペラ６を回転軸２７に入れて、インペラ室８に配置し、ポンプカバー７の平軸受部１４に平軸受１４Ｂを圧入したものをハウジング４内に入れる。この時、ポンプベース５の当接面５Ｆをポンプカバー７の当接する面とを軸方向の対向する位置に配置する。この状態で、ハウジング４の吸込口１６側の軸方向端面を内径方向に傾斜させるように加圧することでハウジング４とポンプカバー７を当接させ、かしめ部４Ｂを形成する。この工程において、ポンプベース５の当接面５Ｆがポンプカバー７に当接して密着する。

このようにして製造した燃料ポンプ１は、端子から電源が供給されることでロータ２０が回転し、インペラ６を回す。インペラ６が回転すると、吸込口１６から燃料がポンプ部３に運び込まれる。さらにインペラ６の回転によって燃料が昇圧され、通用穴１３を燃料が通り、モータ部２に運ばれる。モータ部２に運ばれた燃料は、ロータ２０とステータ１９の間のギャップを流路として通り、吐出口２４から外部に排出される。

このような構成を備えた燃料ポンプ１は、以下の効果がある。この実施の形態１では、ステータ１９のステータコア２１の下端外周面２１Ａとポンプベース５の当接面５Ｃとを当接させた。先行技術文献１のように、ステータとハウジング、およびポンプベースとハウジングで軸合わせをすると、ハウジングという部品による軸ずれが含まれるが、この実施の形態１では直接軸合わせをできるため、高精度な軸出しが可能となる。

従って、ステータコア２１とポンプベース５と回転子の中心軸合わせをより容易に、より高精度に実現できる。仮に、この軸ずれが大きいと、軸受に加わる荷重が大きくなり、摩擦が大きくなり、軸ずれが小さい場合に比べて、余分にモータのトルク（電流）が必要となり、燃料ポンプ１の効率が低下してしまう。この実施の形態１においては、軸ずれを小さくすることができるため、余分にモータのトルク（電流）が必要となるということを抑制することができ、燃料ポンプ１の高効率化に寄与することができる。

また、この実施の形態１では、ステータ１９のステータコア２１の下端面２１Ｂをポンプベース５の支持面５Ｄで支持している。また、ハウジング４をポンプベース５の支持面５Ｇで支持している。このようにすることで、ハウジング４をかしめる際に加わる軸方向の荷重を、樹脂材料に比べ剛性の強い金属材料の支持面５Ｄ、５Ｇで受けることができる。これにより、かしめ部４Ａをより強力な軸力で加圧しても、支持面５Ｄ、５Ｇやその周辺の変形を抑制することができ高精度な組み立てが可能となる。また、かしめ部４Ａを強固に固定することができるので、燃料のシール性が向上し、さらなる燃料ポンプ１の高効率化に寄与することができる。

また、ポンプベース５とハウジング４を周当接面５Ｅで圧入させた。これにより、ポンプベース５とハウジング４の一体化固定が容易に可能となる。
また、ハウジング４の軸方向端面において、かしめ部４Ｂをハウジング４の外径よりも内径側に傾斜させることで、ポンプカバー７とハウジング４をかしめ部４Ｂで当接させた。

これにより、ポンプベース５とポンプカバー７の当接面５Ｆに面圧を加えることができ当接面５Ｆの密着性が向上するため、インペラ室８から燃料が外部に漏れ出すことを抑制することができる。さらに、かしめ部４Ｂによってポンプカバー７をポンプベース５側に押し当てた状態で固定することができる。かしめ部４Ａを含め軸方向の両端側にかしめ部を設けているので、ポンプ部３とモータ部２の固定が容易にできる。

さらに、モータ部２とポンプ部３の外径側を覆うハウジング４を採用したため、燃料ポンプ１内で発生する音（インペラ６の回転音やモータの電磁騒音など）を燃料ポンプ１の外部に漏れにくくすることができ、騒音値を抑制することができる。さらに金属材のハウジング４があることで、剛性を高くでき、振動を抑制することができる。

また、ステータ１９をステータコア２１の下端外周面２１Ａでポンプベース５の当接面５Ｃで当接させた。ステータコア２１はプレスで打ち抜かれた鉄系の部材であるため、精度（ステータコア２１内径とステータコア２１外径の同軸度）が良い。従って、精度の良いステータコア２１を使って軸出しができるため、ステータモールド２３後に当接面５Ｃの切削加工を施す必要がなく、加工工程を少なくすることができる。

本実施の形態１では、ステータ１９の磁極がティース２１Ｅ毎に分割されたステータコア２１としたが、これに限定されるわけではなく、例えば、全ての磁極が分割されず一対となっているステータコア２１に対しても有効である。一体のステータコア２１であれば、部品ごとのずれを抑制できるため、さらに精度の高い組立ができ、高精度の軸出しが可能となる。

また、ポンプベース５に設けられた通用穴１３が距離Ｒ３の位置で、当接面５Ｃつまりステータコア２１の外半径Ｒ１よりも内径側に位置しており、かつ、ステータコア２１の内半径Ｒ２より外側に配置（Ｒ１≧Ｒ３＞Ｒ２）した。Ｒ３≦Ｒ２であると、ステータコア２１の内径側に通用穴１３が配置される構造となる。この場合、インペラ６の外径はステータコア２１の内半径Ｒ２よりも小さいものを使用しなければならず、必要な流量を稼ごうとすると回転数を上げる必要があり、回転数の増加は音が大きくなるため、防音対策が必要となる場合がある。しかし本実施の形態１であれば、より外径が大きいインペラ６を使用できるため、回転数を低くでき、騒音を小さくすることができる。また、Ｒ１≦Ｒ３だと、当接面５Ｃの一部を切り欠いて燃料の流路を設ける必要があり、軸ずれが大きくなる場合があるが、本実施の形態１ではこの懸念がない。

また、ステータ１９とハウジング４はかしめ部４Ａ、２８Ｂで当接しているだけで、その他は接触している箇所がない。つまり、ハウジング４に圧入固定されたポンプベース５に対して、ステータ１９を圧入したとしても、ステータ１９とハウジング４が干渉するような箇所がない。このため、組み立て時に、ステータ１９とハウジング４が干渉して部品が変形するといったことを抑制することができる。

また、ハウジング４の軸方向端面において、かしめ部４Ａをハウジング４の外径よりも内径側に傾斜させることで、ステータモールド２３とハウジング４をかしめ部２８Ｂで当接させた。これにより、ステータモールド２３とハウジング４のかしめ部４Ａ、２８Ｂに面圧を加えることができ、これにより、密着性が向上するため、モータ部２から燃料が外部に漏れ出すことを抑制することができる。さらに、かしめ部４Ａ、２８Ｂを作成時の荷重は支持面５Ｄ、５Ｇで受ける。この時、剛性が強い金属材であるステータコア２１とポンプベース５で受けることができ、これにより、強力な力でかしめることができるため、かしめ部４Ａ、２８Ｂの密着性を向上させることができ、モータ部２から燃料が外部に漏れることを抑制できる。

実施の形態２．
図８に実施の形態２による燃料ポンプ１の断面図を示す。本実施の形態２では、実施の形態１のポンプベース５とステータ１９とが当接する箇所が異なるとともに、ステータ１９の当接する部位の材質が異なる。本実施の形態２のステータ１９は、全体にステータモールド２３が形成されている。これに伴い、ポンプベース５が小型化され、実施の形態１に比べ本実施の形態２の軸方向寸法が短い。

ステータモールド２３の下端であるポンプ部３側の軸方向の下端には下向円筒突出部２３Ｂが設けられており、端面２３Ｃがポンプベース５の上面５Ｎに当接する。また、下向円筒突出部２３Ｂの外径当接面２３Ｄは、ポンプベース５の当接面５Ｃに当接する。その他は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

図８に示すように、ステータコア２１に組み込まれたインシュレータ２６とコイル２２全体を覆う樹脂成形のステータモールド２３の下向円筒突出部２３Ｂの外径当接面２３Ｄと、軸受部２５を同軸に高精度に加工されている。さらに、下向円筒突出部２３Ｂの端面２３Ｃも平面度がでるように加工されている。本実施の形態２では、ステータモールド２３はステータコア２１の全長を覆っているので、ロータ２０とステータ１９との間のギャップを通る燃料がステータコア２１の内径から外径に向けて、積層隙間を通ってしみ出すということを抑制でき、燃料ポンプ１の高効率化に寄与できる。

ステータ１９とポンプベース５は、下向円筒突出部２３Ｂの外径当接面２３Ｄとポンプベース５の当接面５Ｃを当接させて圧入によって組み立てをしている。また、下向円筒突出部２３Ｂの端面２３Ｃとポンプベース５の上面５Ｎを当接させることで、双方の軸方向位置決めを行っている。

このようにすることで、以下の効果がある。ポンプベース５の当接面５Ｃと、ステータモールド２３の下向円筒突出部２３Ｂの外径当接面２３Ｄとで当接させた。このため、ポンプ部３からモータ部２に燃料が流れる通用穴１３に対して、流路損失を少なくさせる位置に前記当接する部位を配置することができる。例えば、実施の形態１のようにステータコア２１の外径を当接面５Ｃとして使用する場合、ステータコア２１の外径＝当接面５Ｃの外径と決まってしまう。

一般的にステータコア２１の大きさは最小限の大きさになっているため、通用穴１３の位置を最適化するためにステータコア２１を削ると磁気飽和を招き効率の低下を引き起こす懸念がある。この実施の形態２の構成では実施の形態１に比べて、ポンプベース５の軸方向寸法を短くすることができ、ポンプベース５の材料使用量を低減し、燃料ポンプ１の軸長短縮を図ることができる。実施の形態１のポンプベース５の軸長をＬ１とし、実施の形態２のポンプベース５の軸長をＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２であり、例えばＬ１＝１２４ｍｍに対し、Ｌ２＝９１ｍｍであり、軸長が約０．７３倍となる。

さらに、ステータモールド２３はステータコア２１の全長を覆っている。このようにすることで、前記ギャップを通る燃料がステータコア２１の内径から外径に向けてしみ出しても、ステータモールド２３でシールでき、燃料ポンプ１外に漏れる燃料をより抑制でき、燃料ポンプ１の高効率化に寄与できる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３による燃料ポンプ１の断面図を図９に示す。この実施の形態３は前述した実施の形態２のステータ１９とポンプベース５との当接部位が異なる構成である。この実施の形態３では、図９に示すように、インシュレータ２６の軸方向下部に位置する外側壁２６Ａに設けられたインシュレータ２６の当接面２６Ｂと、ポンプベース５の内側上向円筒突出部５Ｈに設けられた外周面５Ｊとで当接している。

すなわち、インシュレータ２６は図７で示したように、周方向に１２個配置されており、外側壁２６Ａも１２個存在する。ポンプベース５には内側上向円筒突出部５Ｈが設けられ、その外周の外周面５Ｊが前記インシュレータ２６の当接面２６Ｂと当接している。また、ステータモールド２３は下端面２３Ｅを有し、この下端面２３Ｅよりインシュレータ２６の外側壁２６Ａがポンプベース５側に向かって突出している。これ以外の構成は前述した実施の形態２と同様であるため説明を省略する。

この構成の燃料ポンプ１の製法は、ステータコア２１にインシュレータ２６を装着、コイル２２の巻線完了後に全体を覆うよう樹脂成形をしてステータモールド２３を製造し、ステータモールド２３より軸方向下方に突出したインシュレータ２６に当接面２６Ｂが形成されるように外側壁２６Ａと、軸受部２５の軸受挿入面２５Ｃを切削加工されている。この時、ステータコア２１内径および軸受挿入面２５Ｃと同軸に加工する。ステータモールド２３はステータコア２１の全長を覆っているので、ギャップを通る燃料がステータコア２１の外径に向けてしみ出すということを抑制でき、燃料ポンプ１の高効率化に寄与できる。

ステータ１９とポンプベース５は、インシュレータ２６の当接面２６Ｂとポンプベース５の外周面５Ｊを当接させて組み立てをしている。本実施の形態３では、隙間嵌めによって組み立てている。また、ステータモールド２３の下端面２３Ｅとポンプベース５の内側上向円筒突出部５Ｈの上面５Ｋとを当接させることで、軸方向位置決めを行っている。

このようにすることで、以下の効果がある。インシュレータ２６の外側壁２６Ａをステータモールド２３の下端面２３Ｅより軸方向に延長し、当接面２６Ｂとした。これにより、軸方向の寸法を短くでき、材料使用量を抑制することができる。

実施の形態４．
図１０に実施の形態４の燃料ポンプ１の断面図を示す。前述した実施の形態３では、ステータコア２１に設けられたコイル２２の総数と等しい１２個のインシュレータ２６の外側壁２６Ａに設けた当接面２６Ｂを、ポンプベース５の外周面５Ｊに当接させているが、この実施の形態４では、１２個のインシュレータ２６の内、所定の個数である例えば１番目、３番目、５番目等と１個おきのインシュレータ２６の６個の内側壁２６Ｆを、図１０の右側に示すようにステータモールド２３の下端面２３Ｅより軸方向下方に突出させて半径Ｒ４の位置にインシュレータ２６の当接面２６Ｄを設けている。図１０の左側では内側壁２６Ｆは突出していない。例えば２番目のインシュレータ２６を示す。

また、ポンプベース５には円周上をなす溝５Ｌが形成されており、この溝５Ｌの外周面５Ｍに上記インシュレータ２６の当接面２６Ｄが当接するとともに、ポンプベース５の上面５Ｋにステータモールド２３の下端面２３Ｅが当接している。また、ポンプベース５には、上記溝５Ｌの外側に通用穴１３が設けてある。ここで、通用穴１３の外縁の距離Ｒ３≧当接面２６Ｄの半径Ｒ４である。この通用穴１３は前記１２個のインシュレータ２６の内の例えば２番目のインシュレータ２６が設けられた箇所に位置している。つまり、インシュレータ２６の内側壁２６Ｆがステータモールド２３より軸方向下方に突出していないインシュレータ２６の内の位置に通用穴１３が設けてある。

このような構成を採用することで、燃料の流路である通用穴１３とロータ２０とステータ１９とのギャップ間に、燃料の圧力損失を発生させるような障害物がなく、また、インペラ６の外径をインシュレータ２６の内側壁２６Ｆより小さな径の構成をする必要性がなく、同一回転数でより多くの燃料を昇圧可能となり、２軸受間の同軸性を保つとともに、燃料ポンプ１の高効率化を図ることができる。

尚、この発明は、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。

１燃料ポンプ、２モータ部、３ポンプ部、４ハウジング、
４Ａ，４Ｂかしめ部、５ポンプベース、５Ａ下向円筒突出部、
５Ｂ上向円筒突出部、５Ｃ当接面、５Ｄ支持面、５Ｅ周当接面、５Ｆ当接面、５Ｇ支持面、５Ｈ内側上向円筒突出部、７ポンプカバー、１２Ｃ軸受挿入面、
１３通用穴、１９ステータ、２０ロータ、２１ステータコア、
２１Ａ下端外周面、２１Ｂ下端面、２３ステータモールド、２３Ｄ外径当接面、２６インシュレータ、２６Ａ外側壁、２６Ｂ当接面、２７回転軸、
２８Ａ，２８Ｂかしめ部、Ｒ１ステータコアの外半径、
Ｒ２ステータコアの内半径、Ｒ３距離。

Claims

燃料を吸入、昇圧して外部に吐出する燃料ポンプであって、ポンプ部と共通の回転軸を有して前記ポンプ部のインペラを駆動し、前記ポンプ部の上部に位置するモータ部とを備え、前記ポンプ部のポンプベースには前記回転軸を支持する軸受部が設けられており、前記モータ部のステータには、コイルとステータコアと前記コイルとを覆う樹脂性のステータモールドが設けられ、前記ステータモールドの上部には前記回転軸を支持する軸受部と、前記燃料の吐出口とが設けられており、前記ステータは、前記ステータの下端外周面が、前記ポンプベースの当接面に当接し、かつ下端面が前記ポンプベースの支持面で支持されており、円筒状のハウジングが前記ポンプ部と前記モータ部に連通して外径部分で接して設けられ、前記ハウジングは前記ポンプベースの周当接面で当接されるとともに、前記ポンプベースの支持面で支持され、かつ、前記ハウジングは、前記ポンプ部の前記燃料の吸入口が設けられたポンプカバーのかしめ部と、前記ステータモールドの上部のかしめ部とで構成されている燃料ポンプ。
前記ステータモールドの軸受部の軸受挿入面は、前記ステータコアの外径と同軸になるよう形成されているとともに、前記ポンプベースの軸受部の軸受挿入面も、前記ポンプベースの当接面と同軸になるよう形成されている請求項１に記載の燃料ポンプ。
前記ステータコアの外半径Ｒ１と前記ステータコアの内半径Ｒ２と、前記ポンプベースに設けられた燃料の通用穴の外縁と軸中心との距離Ｒ３との関係がＲ１≧Ｒ３＞Ｒ２なるように前記通用穴の位置が設定されている請求項１または請求項２に記載の燃料ポンプ。
前記ステータは、前記ステータコアの下端外周面が、前記ポンプベースの当接面に当接し、かつ前記ステータコアの下端面が前記ポンプベースの支持面で支持される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料ポンプ。
前記ステータには、全体を覆う樹脂性のステータモールドが設けられ、前記ステータは前記ステータモールドの下端の下向円筒突出部に設けられた外径当接面が、前記ポンプベースの当接面に当接するとともに、前記下向円筒突出部の端面が前記ポンプベースに設けられた上面に当接することで、前記ステータが支持されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料ポンプ。
前記ステータには、前記モータ部の前記ポンプ側に位置しコイルを収納するインシュレータの外側壁が前記ポンプ側に突出するようにして、全体を覆う樹脂性のステータモールドが設けられ、前記ステータは、前記インシュレータの外側壁の当接面が前記ポンプベースに設けられた内側上向円筒突出部の外周面に当接するとともに、前記ステータモールドの下端面が前記内側上向円筒突出部の上面に当接することで支持される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料ポンプ。
前記ポンプベースの前記内側上向円筒突出部の外周面、および前記インシュレータの外側壁の当接面は、前記ポンプベースの前記軸受部の軸受挿入面と、同軸芯になるよう形成されている請求項６に記載の燃料ポンプ。
前記ステータには、前記モータ部の前記ポンプ側に位置し、コイルの収納する所定数のインシュレータの内側壁が前記ポンプ側に突出するようにして、全体を覆う樹脂性のステータモールドが設けられ、前記ステータは、前記インシュレータの内側壁の当接面が、前記ポンプベースに設けられた溝の外周面に当接するとともに、前記ステータモールドの下端面が前記ポンプベースに設けられた上向円筒突出部の上面に当接することで支持される請求項１または請求項２に記載の燃料ポンプ。
前記ポンプベースの溝の外周面および前記インシュレータの内側壁が、前記ポンプベースの前記軸受部の軸受挿入面と、同軸芯になるよう形成されている請求項８に記載の燃料ポンプ。
前記ポンプベースに設けられた燃料の通用穴の距離Ｒ３と、前記インシュレータの内側壁の半径Ｒ４との関係をＲ３＞Ｒ４とし、かつ前記通用穴は前記インシュレータの内側壁が突出してない箇所に対向して設けられている請求項９に記載の燃料ポンプ。