JP2021114860A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプを構成する部品の同軸度が向上する技術を提供する。【解決手段】燃料ポンプは、燃料を昇圧するポンプ部と、前記ポンプ部を覆う金属ハウジングと、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、を備えていてもよい。前記モータ部は、ステータコアと、前記ステータコアをモールドする樹脂ボビンであってコイル線が巻かれる樹脂ボビンと、を備えていてもよい。前記金属ハウジングの一部が前記樹脂ボビンによってモールドされることにより前記金属ハウジングが前記ステータコアに固定されていてもよい。【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、燃料ポンプに関する。

特許文献１に燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプが開示されている。特許文献１の燃料ポンプは、燃料を昇圧するポンプ部と、ポンプ部を覆う金属ハウジングと、ポンプ部を駆動するモータ部とを備えている。モータ部は、ステータコアと、ステータコアをモールドする樹脂ボビンであってコイル線が巻かれる樹脂ボビンとを備えている。特許文献１の燃料ポンプでは、ポンプ部を覆う金属ハウジングの爪が樹脂ボビンの凹部に嵌合することにより、金属ハウジングが樹脂ボビンに対して位置決めされている。

特許文献１の燃料ポンプは、更に、モータ部及び金属ハウジングを覆う樹脂ハウジングを備えている。樹脂ハウジングは、金属ハウジングの爪が樹脂ボビンの凹部に嵌合している嵌合箇所を覆ってモールド成形されている。

特開２００７−１０４８７１号公報

特許文献１の燃料ポンプでは、金属ハウジングの爪が樹脂ボビンの凹部に嵌合している。そして、樹脂ハウジングが、金属ハウジングの爪が樹脂ボビンの凹部に嵌合している嵌合箇所を覆ってモールド成形されている。この構成では、金属ハウジングが樹脂ハウジングによってモールドされるが、樹脂ボビンによってはモールドされない。そのため、燃料ポンプを構成する部品の同軸度が低下することがある。例えば、嵌合用の金属ハウジングの爪の位置や樹脂ボビンの凹部の位置が加工の際に位置ずれすることによって、ステータコアに対する金属ハウジングの位置がずれてしまい、ステータコアと金属ハウジングとの同軸度が低下することがある。特許文献１の構成では、位置決め用の爪と凹部がそれぞれ独立で加工されるため、燃料ポンプを構成する部品の位置ずれが生じて同軸度が低下してしまうことがある。そこで本明細書は、燃料ポンプを構成する部品の同軸度が向上する技術を提供する。

本明細書に開示する燃料ポンプは、燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプであって、燃料を昇圧するポンプ部と、前記ポンプ部を覆う金属ハウジングと、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、を備えていてもよい。前記モータ部は、ステータコアと、前記ステータコアをモールドする樹脂ボビンであってコイル線が巻かれる樹脂ボビンと、を備えていてもよい。前記金属ハウジングの一部が前記樹脂ボビンによってモールドされることにより前記金属ハウジングが前記ステータコアに固定されていてもよい。

この構成によれば、モータ部のステータコアと、ポンプ部を覆う金属ハウジングとが樹脂ボビンによって一体的にモールドされるので、ステータコアに対する金属ハウジングの位置がずれることを抑制することができる。上記の構成では、従来技術のように位置決め用の爪や凹部を加工するのではなく、ステータコアと金属ハウジングとを樹脂ボビンによって一体的にモールドするので、ステータコアと金属ハウジングとの位置ずれを抑制することができ、両者の同軸度を向上させることができる。したがって、燃料ポンプを構成する部品の同軸度が向上する。

前記金属ハウジングは、前記ステータコアの軸方向に対して垂直に屈曲する屈曲部と、前記屈曲部から延びている固定部とを備えていてもよい。前記固定部が前記樹脂ボビンによりモールドされることにより前記金属ハウジングが前記ステータコアに固定されていてもよい。

この構成によれば、ステータコアの軸方向においてステータコアと金属ハウジングとを強固に一体化させることができる。そのため、ステータコアと金属ハウジングとがステータコアの軸方向に引き離されるような力が仮に作用したとしても、ステータコアの軸方向に対して垂直に延びる固定部が樹脂ボビンによってモールドされているので、上記の力に対して強く抵抗することができる。

前記金属ハウジングは、前記固定部の前記ステータコア側の面が前記ステータコアの前記固定部側の面と平行になるように配置されていてもよい。

この構成によれば、ステータコアに対して金属ハウジングを精度良く位置決めすることを容易に行うことができる。そのため、ステータコアと金属ハウジングとの同軸度が向上する。

前記固定部は、前記ステータコアと前記樹脂ボビンとによって挟持されていてもよい。

この構成によれば、金属ハウジングをステータコアに密着させることができる。そのため、ステータコアと金属ハウジングとのガタツキを抑制することができる。

前記金属ハウジングは、仮固定手段によって前記ステータコアに仮固定されていてもよい。

この構成によれば、ステータコアと金属ハウジングとの位置ずれを抑制することができ、両者の同軸度が向上する。

燃料ポンプは、前記金属ハウジングを覆わずに前記モータ部を覆う樹脂ハウジングを更に備えていてもよい。

この構成によれば、樹脂ハウジングによってモータ部を保護することができる。また、金属ハウジングが樹脂ハウジングによって覆われないので、金属ハウジングの形状の自由度が向上する。更に、樹脂の量を削減することもできる。

実施例に係る燃料ポンプの断面図である。 実施例に係る燃料ポンプの一部の断面図である。 ステータコアと金属ハウジングの斜視図である。 図２の部分IVの拡大図である。 他の実施例に係る燃料ポンプの要部の断面図である（図４に対応する図である。）。 他の実施例に係る燃料ポンプの要部の断面図である（図４に対応する図である。）。 他の実施例に係る燃料ポンプの要部の断面図である（図４に対応する図である。）。 他の実施例に係る燃料ポンプの要部の断面図である（図４に対応する図である。）。

実施例に係る燃料ポンプ２について図面を参照して説明する。図１は、実施例に係る燃料ポンプ２の断面図である。図１に示すように、燃料ポンプ２は、モータ部１０と、ポンプ部２０とを備えている。また、燃料ポンプ２は、金属ハウジング５０と、樹脂ハウジング６０とを備えている。燃料ポンプ２は、例えば、自動車の燃料（例えばガソリン）を収容する燃料タンク（不図示）内に配置される。燃料ポンプ２は、燃料タンク内に収容されている燃料を吸入してそれを昇圧して燃料タンク外に吐出する装置である。

図２に示すように、モータ部１０は、ステータ１１と、ロータ１２とを備えている。ステータ１１は、ロータ１２を囲むように配置されている。ステータ１１は、ステータコア１３と、樹脂ボビン３０とを備えている。ステータコア１３は、複数のコア板１４を備えている。図３に示すように、各コア板１４は、略円環状の本体部８１と、本体部８１の内周面から本体部８１の径方向の内側に向かって延びている複数（本実施例では６個）のティース８２とを備えている。複数のコア板１４が積層されることによりステータコア１３が構成されている。各コア板１４は、磁性体（例えば、鉄を含む合金）から構成されている。なお、図面の視易さのためにコア板１４のハッチングは省略されている。また、ステータコア１３の構成は特に限定されるものではない。例えば、磁性体を含む材料を焼結することによって作製されたステータコア１３であってもよい。

図２に示すように、樹脂ボビン３０は、複数のコア板１４で構成されているステータコア１３をモールドしている。ステータコア１３の表面が樹脂ボビン３０の樹脂によって被覆されている。樹脂ボビン３０がステータコア１３をモールドすることによって複数のコア板１４の積層状態が保持されている。樹脂ボビン３０には複数のコイル線３５が巻かれている。樹脂ボビン３０は、例えば、金型（不図示）内に樹脂を注入して硬化させる成形方法により成形される。

樹脂ボビン３０は、複数の上ガイド部３１と、複数の下ガイド部３２とを備えている。図２では２個の上ガイド部３１と、２個の下ガイド部３２とが示されている。複数の上ガイド部３１と、複数の下ガイド部３２とは、ステータコア１３のコア板１４の複数のティース８２（図３参照）に対応して形成されている。

複数の上ガイド部３１は、ステータコア１３の上面１３１を被覆している。各上ガイド部３１は、複数のコア板１４の積層方向の最も上側のコア板１４の各ティース８２（図３参照）の上面を被覆している。複数の下ガイド部３２は、後述する金属ハウジング５０の固定部５３の下面１５１を被覆している。複数の上ガイド部３１と複数の下ガイド部３２の間に、ステータコア１３と金属ハウジング５０の固定部５３とが配置されている。ステータコア１３と金属ハウジング５０の固定部５３とが、複数の上ガイド部３１と複数の下ガイド部３２によって挟持されている。樹脂ボビン３０は、ステータコア１３と金属ハウジング５０の固定部５３とを一体的にモールドしている。

上ガイド部３１と下ガイド部３２は、それぞれ、凹部３１１、３２１を備えている。凹部３１１、３２１は、ステータコア１３の軸方向（複数のコア板１４の積層方向）に窪んでいる。上ガイド部３１と下ガイド部３２には、コイル線３５が巻かれている。上ガイド部３１と下ガイド部３２の凹部３１１、３２１にコイル線３５が収容されている。上ガイド部３１と下ガイド部３２の凹部３１１、３２１がコイル線３５を案内している。コイル線３５は、複数のコア板１４のティース８２を囲むように巻かれている。コイル線３５が巻かれることによってコイルが構成されている。コイル線３５に電流が流れることによって磁界が発生する。コイル線３５は、上ガイド部３１と下ガイド部３２とによってステータコア１３から絶縁されている。

モータ部１０のロータ１２は、ステータコア１３に囲まれている。ロータ１２は、ステータコア１３の径方向の内側に配置されている。ロータ１２は複数の磁石（不図示）を備えている。ロータ１２は、ステータコア１３の周囲に巻かれている複数のコイル線３５に電流が流れることにより回転する。ロータ１２が回転する原理についてはよく知られているので詳細な説明を省略する。

ロータ１２には回転軸１５が固定されている。回転軸１５は、ロータ１２の中心部からステータコア１３の軸方向に沿って延びている。ロータ１２が回転することによって回転軸１５が回転する。図１に示すように、回転軸１５の下端部１５５には、後述するポンプ部２０のインペラ２２が固定されている。ロータ１２及び回転軸１５が回転することによってインペラ２２が回転する。モータ部１０がポンプ部２０のインペラ２２を回転駆動する。

ポンプ部２０は、金属ケーシング２１と、インペラ２２とを備えている。金属ケーシング２１は、インペラ２２と回転軸１５の下端部１５５とを収容している。金属ケーシング２１内にはポンプ室２３が形成されている。ポンプ室２３にインペラ２２が配置されている。

金属ケーシング２１の下端部には、燃料を吸入するための吸入口２４が形成されている。燃料タンク（不図示）内に収容されている燃料が吸入口２４から吸入される。また、金属ケーシング２１の上端部には、燃料を吐出するための吐出口２５が形成されている。インペラ２２によってポンプ室２３で昇圧された燃料が吐出口２５から吐出される。ポンプ室２３に配置されているインペラ２２が回転することによって、燃料タンク内の燃料が吸入口２４からポンプ室２３に吸入され、ポンプ室２３に吸入された燃料がポンプ室２３で昇圧されて吐出口２５から吐出される。ポンプ部２０は、燃料を吸入し、昇圧し、吐出する装置である。金属ケーシング２１は下ガイド部３２と当接している。

金属ハウジング５０は、ハウジング部５１と、保持部５４と、屈曲部５２と、固定部５３とを備えている。ハウジング部５１は、ポンプ部２０の周囲を覆っている。ハウジング部５１は、ポンプ部２０を囲むようにポンプ部２０の周囲を一周している。ハウジング部５１は、略円筒状に構成されている（図３参照）。ハウジング部５１は、ステータコア１３の軸方向及び周方向に沿って延びている。

保持部５４は、ハウジング部５１の下端に接続されている。保持部５４は、ハウジング部５１に対して傾斜している。保持部５４は、ポンプ部２０の周囲を覆っている。保持部５４は、ポンプ部２０を囲むようにポンプ部２０の周囲を一周している。保持部５４は、ポンプ部２０の金属ケーシング２１を保持している。保持部５４は、カシメ固定されることによって金属ケーシング２１に密着している。

屈曲部５２は、ハウジング部５１と固定部５３の間に位置している。屈曲部５２は、ハウジング部５１から固定部５３に向けて屈曲している。屈曲部５２は、ステータコア１３の軸方向（複数のコア板１４の積層方向）に対して垂直に屈曲している。屈曲部５２は、ステータコア１３の周方向に沿って延びている。

固定部５３は、屈曲部５２からステータコア１３の径方向の内側に向かって延びている。固定部５３は、ステータコア１３の軸方向（複数のコア板１４の積層方向）と直交する方向に延びている。図４に示すように、固定部５３は、ステータコア１３の複数のコア板１４と平行に延びている。固定部５３は、複数のコア板１４と並んで配置されている。固定部５３は、複数のコア板１４の最も下側のコア板１４の下に積層されている。固定部５３は、その上面１５３がステータコア１３の下面１３２（最も下側のコア板１４の下面）と平行になるように配置されている。固定部５３の上面１５３は、ステータコア１３の下面１３２（最も下側のコア板１４の下面）に当接している。

固定部５３は、ステータコア１３の複数のコア板１４と共に樹脂ボビン３０によってモールドされている。固定部５３は、樹脂ボビン３０の下ガイド部３２によってモールドされている。固定部５３が樹脂ボビン３０にモールドされることによって金属ハウジング５０がステータコア１３に固定されている。固定部５３は、下ガイド部３２とステータコア１３との間に位置している。固定部５３は、下ガイド部３２とステータコア１３によって挟持されている。

図３に示すように、金属ハウジング５０の固定部５３は、略円環状の本体部９１と、本体部９１の内周面から本体部９１の径方向の内側に向かって延びている複数（本実施例では６個）のティース９２とを備えている。固定部５３の本体部９１は、ステータコア１３の最も下側のコア板１４の本体部８１の下に積層されている。固定部５３のティース９２は、ステータコア１３の最も下側のコア板１４のティース８２の下に積層されている。

図１に示すように、樹脂ハウジング６０は、モータ部１０を覆っている。樹脂ハウジング６０は、モータ部１０をモールドしている。一方、樹脂ハウジング６０は、金属ハウジング５０を覆っておらず、金属ハウジング５０をモールドしていない。樹脂ハウジング６０は、金属ハウジング５０よりも上側に配置されている。また、樹脂ハウジング６０は、樹脂ボビン３０の下ガイド部３２を覆っておらず、下ガイド部３２をモールドしていない。樹脂ハウジング６０は、下ガイド部３２から離間している。樹脂ハウジング６０の上端部には、燃料を吐出するための吐出口６５が形成されている。上述したポンプ部２０で昇圧された燃料が吐出口６５から吐出される。

［効果］
以上、実施例に係る燃料ポンプ２について説明した。上記の説明から明らかなように、燃料ポンプ２は、燃料を昇圧するポンプ部２０と、ポンプ部２０を覆う金属ハウジング５０と、ポンプ部２０を駆動するモータ部１０とを備えている。モータ部１０は、ステータコア１３と、ステータコア１３をモールドする樹脂ボビン３０とを備えている。樹脂ボビン３０にはコイル線３５が巻かれている。上記の燃料ポンプ２では、金属ハウジング５０の固定部５３が樹脂ボビン３０によってモールドされることにより金属ハウジング５０がステータコア１３に固定されている。

この構成によれば、ステータコア１３と金属ハウジング５０とが樹脂ボビン３０によって一体的にモールドされるので、ステータコア１３に対する金属ハウジング５０の位置ずれを抑制することができる。従来技術のように樹脂ボビンの凹部に金属ハウジングの爪を嵌合させるのではなく、ステータコア１３と金属ハウジング５０とを樹脂ボビン３０によって一体的にモールドするので、ステータコア１３と金属ハウジング５０との位置ずれを抑制することができる。したがって、燃料ポンプ２を構成する部品の同軸度が向上する。

金属ハウジング５０は、ステータコア１３の軸方向に対して垂直に屈曲する屈曲部５２と、屈曲部５２から延びている固定部５３とを備えている。固定部５３が樹脂ボビン３０によりモールドされることによって金属ハウジング５０がステータコア１３に固定されている。この構成によれば、ステータコア１３と金属ハウジング５０とをステータコア１３の軸方向において強固に固定することができる。そのため、ステータコア１３と金属ハウジング５０とをステータコア１３の軸方向に引き離すような力に対して強く抵抗することができる。

金属ハウジング５０は、固定部５３の上面１５３（即ち、固定部５３のステータコア１３側の面）がステータコア１３の下面１３２（即ち、ステータコア１３の固定部５３側の面）と平行になるように配置されている。この構成によれば、ステータコア１３に対して金属ハウジング５０を精度良く位置決めすることができる。そのため、ステータコア１３と金属ハウジング５０との同軸度が向上する。

上記の燃料ポンプ２では、固定部５３がステータコア１３と樹脂ボビン３０の下ガイド部３２とによって挟持されている。この構成によれば、金属ハウジング５０をステータコア１３に密着させることができ、金属ハウジング５０のガタツキを抑制することができる。

また、燃料ポンプ２は、金属ハウジング５０を覆わずにモータ部１０を覆う樹脂ハウジング６０を備えている。この構成によれば、モータ部１０を保護することができる。また、金属ハウジング５０が樹脂ハウジング６０によって覆われないので、金属ハウジング５０の形状の自由度を向上させることができる。更に、樹脂の量を削減することもできる。金属ハウジング５０は樹脂ボビン３０によってモールドされているので樹脂ハウジング６０によって覆われなくてもよい。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

（１）上記の実施例では、金属ハウジング５０の固定部５３がステータコア１３の下面１３２に当接していたが（図４参照）、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、図５に示すように、金属ハウジング５０の固定部５３とステータコア１３の下面１３２との間に樹脂層３６が介在していてもよい。固定部５３の上面１５３とステータコア１３の下面１３２とが、樹脂層３６を挟んで対面している。この樹脂層３６は、例えば、ステータコア１３と固定部５３が一体的にモールドされるときに、ステータコア１３の下面１３２と固定部５３の上面１５３との隙間に樹脂が注入されることによって形成される。

（２）他の実施例では、金属ハウジング５０が仮固定手段によってステータコア１３に仮固定されていてもよい。より詳細には、例えば図６に示すように、金属ハウジング５０の固定部５３に仮固定用の孔５７が形成されていてもよい。また、ステータコア１３の各コア板１４が仮固定用の凸部７１と凹部７２を備えていてもよい。複数のコア板１４と固定部５３とが積層されている状態で、積層方向の最も下側のコア板１４の凸部７１が固定部５３の孔５７に圧入される。これによって、金属ハウジング５０がステータコア１３に仮固定される。また、積層方向に並ぶ上側のコア板１４の凸部７１が下側のコア板１４の凹部７２に圧入されてもよい。これによって、複数のコア板１４が仮固定される。金属ハウジング５０がステータコア１３に仮固定されている状態で、ステータコア１３と金属ハウジング５０の固定部５３とが樹脂ボビン３０によって一体的にモールドされる。この実施例では、最も下側のコア板１４の凸部７１と、固定部５３の孔５７との組み合わせが、「仮固定手段」の一例である。

（３）更に他の実施例では、図７に示すように、ステータコア１３の各コア板１４が仮固定用の孔７３を備えていてもよい。複数のコア板１４と金属ハウジング５０の固定部５３とが積層されている状態で、複数のコア板１４の孔７３と固定部５３の孔５７とに仮固定用の棒材７４が圧入されてもよい。これによって、金属ハウジング５０がステータコア１３に仮固定される。この実施例では、複数のコア板１４の孔７３と、固定部５３の孔５７と、棒材７４との組み合わせが、「仮固定手段」の一例である。

（４）更に他の実施例では、図８に示すように、金属ハウジング５０の固定部５３が仮固定用の凸部５８を備えていてもよい。固定部５３の凸部５８が複数のコア板１４の孔７３に圧入されてもよい。これによって、金属ハウジング５０がステータコア１３に仮固定される。この実施例では、固定部５３の凸部５８と、複数のコア板１４の孔７３との組み合わせが、「仮固定手段」の一例である。

上記の図６−８の構成によれば、金属ハウジング５０が仮固定手段によってステータコア１３に仮固定されるので、ステータコア１３と金属ハウジング５０の固定部５３とが樹脂ボビン３０によって一体的にモールドされるときに、ステータコア１３と金属ハウジング５０との位置ずれを抑制することができる。したがって両者の同軸度が向上する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：燃料ポンプ、１０：モータ部、１１：ステータ、１２：ロータ、１３：ステータコア、１４：コア板、１５：回転軸、２０：ポンプ部、２１：金属ケーシング、２２：インペラ、２３：ポンプ室、３０：樹脂ボビン、３１：上ガイド部、３２：下ガイド部、３５：コイル線、３６：樹脂層、５０：金属ハウジング、５１：ハウジング部、５２：屈曲部、５３：固定部、５４：保持部、６０：樹脂ハウジング

Claims (6)

1. 燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプであって、
   燃料を昇圧するポンプ部と、
   前記ポンプ部を覆う金属ハウジングと、
   前記ポンプ部を駆動するモータ部と、を備えており、
   前記モータ部は、ステータコアと、前記ステータコアをモールドする樹脂ボビンであってコイル線が巻かれる樹脂ボビンと、を備えており、
   前記金属ハウジングの一部が前記樹脂ボビンによってモールドされることにより前記金属ハウジングが前記ステータコアに固定されている、燃料ポンプ。
2. 請求項１に記載の燃料ポンプであって、
   前記金属ハウジングは、前記ステータコアの軸方向に対して垂直に屈曲する屈曲部と、前記屈曲部から延びている固定部とを備えており、
   前記固定部が前記樹脂ボビンによりモールドされることにより前記金属ハウジングが前記ステータコアに固定されている、燃料ポンプ。
3. 請求項２に記載の燃料ポンプであって、
   前記金属ハウジングは、前記固定部の前記ステータコア側の面が前記ステータコアの前記固定部側の面と平行になるように配置されている、燃料ポンプ。
4. 請求項３に記載の燃料ポンプであって、
   前記固定部は、前記ステータコアと前記樹脂ボビンとによって挟持されている、燃料ポンプ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料ポンプであって、
   前記金属ハウジングは、仮固定手段によって前記ステータコアに仮固定されている、燃料ポンプ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料ポンプであって、
   前記金属ハウジングを覆わずに前記モータ部を覆う樹脂ハウジングを更に備えている、燃料ポンプ。

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