JP3885883B2

JP3885883B2 - 燃料ポンプ

Info

Publication number: JP3885883B2
Application number: JP2003044050A
Authority: JP
Inventors: 栄二岩成
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004251236A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内の燃料を内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）に供給する燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料ポンプにおいては、電機子を有するモータ部は概ね同一外径の円筒状に形成されている（特許文献１参照）。モータ部の外側は例えば樹脂などによりモールドされるため、モータ部を円筒状に形成することにより、モールド時における成形型との間のチャック性およびシール性を確保している。また、燃料ポンプの一端にはカバー部材が設置されており、このカバー部材に吐出口を設けている。これにより、ポンプ部で加圧された燃料は、モータ部の外周に沿って流れた後、吐出口から吐出される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−６５６１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで本出願人は、燃料ポンプの吐出口をカバー部材の径方向中央部に設けることを検討しているが、この場合、モータ部の外周を流れる燃料は中心軸に向かって直角に流れを変えた後、さらに軸方向に向かって直角に流れを変えて吐出口へと導入される。
【０００５】
このように、燃料の流れが何度も直角に変化すると、燃料通路における燃料の流れには乱れが生じやすく、燃料の流れが不安定になる。その結果、燃料の圧力損失が増大してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、吐出口をカバー部材の径方向中央部に設けたとしても、燃料の圧力損失が低減される燃料ポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料ポンプによると、ケース部材はガイド部を有している。ガイド部は燃料通路の燃料を吐出口に向かって案内する。そのため、燃料はガイド部に沿ってカバー部材の径方向中央部に形成されている吐出口に向けて案内される。その結果、燃料通路を流れる燃料は緩やかに流れの方向が変化する。これにより、燃料の流れには乱れが生じにくく、燃料の流れは安定する。したがって、燃料の圧力損失を低減することができる。
【０００８】
また、本発明の請求項１記載の燃料ポンプによると、ケース部材はモータ部の電機子と接続されている整流子を収容している。そのため、整流子が収容されているケース部材をモータ部に取り付けることにより、燃料通路はケース部材の外壁によって形成される。その結果、モータ部と整流子との接続部は単純な形状となる。したがって、ケース部材により燃料の流れを案内することができ、燃料の圧力損失を低減することができる。
【０００９】
さらに、本発明の請求項１記載の燃料ポンプによると、ケース部材はガイド部としてテーパ部を有している。テーパ部は、反ポンプ部に行くにしたがって外径が縮小している。そのため、燃料は、モータ部の外側に形成される燃料通路からカバー部の中央部に形成される吐出口へテーパ部に沿って流れる。したがって、燃料の流れは緩やかに変化し、燃料の圧力損失を低減することができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の燃料ポンプによると、テーパ部は電機子のテーパ部に接続されている。そのため、モータ部の軸方向におけるテーパ部の全長が拡大する。したがって、燃料の流れは緩やかに変化し、燃料の圧力損失を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施の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。燃料ポンプ１０は、例えば車両などの燃料タンク内に設置されるインタンク式ポンプである。ハウジング１１は吸入側カバー１２とカバー部材２０とをかしめ固定している。カバー部材２０は、径方向の中央部に燃料ポンプ１０から吐出される燃料が流れる吐出口２１を有している。
【００１２】
ポンプケーシング１３は吸入側カバー１２とハウジング１１との間に挟持されている。略Ｃ字形状のポンプ流路１４を形成している吸入側カバー１２およびポンプケーシング１３は、インペラ１５を回転可能に収容している。吸入側カバー１２、ポンプケーシング１３およびインペラ１５は特許請求の範囲のポンプ部を構成している。ポンプケーシング１３は、内周側で軸受部材１６を支持している。
【００１３】
円板状に形成されたインペラ１５の外周縁部には多数の羽根溝が形成されている。インペラ１５が電機子３０の回転によりシャフト３１とともに回転すると、インペラ１５の羽根溝の前後で流体摩擦力により圧力差が生じ、これを多数の羽根溝で繰り返すことによりポンプ流路１４の燃料が加圧される。インペラ１５の回転により吸入側カバー１２に形成された燃料吸入口１７からポンプ流路１４に吸入された燃料タンク内の燃料は、ポンプケーシング１３の連通路１８から電機子３０のカバー部材２０と反対側の軸方向端部に吐出される。さらに燃料は、電機子３０の外周を通ってケース部材５０とカバー部材２０との間に形成される燃料通路５１を経由してカバー部材２０の吐出口２１へ流入する。吐出口２１に流入した燃料は、図示しない燃料吐出部を通り燃料ポンプ１０からエンジン側へ吐出される。
【００１４】
ハウジング１１の内周壁には、円弧状の永久磁石１９が所定の隙間をおいて複数個配置されている。永久磁石１９は、周方向に極の異なる磁極が交互に形成されるように配置されている。電機子３０の他方の軸方向端部側にケース部材５０が組み付けられている、電機子３０のケース部材５０と反対側の軸方向端部をカバー３２が覆っている。電機子３０のシャフト３１は、ポンプケーシング１３とカバー部材２０とにそれぞれ収容され支持されている軸受部材１６および軸受部材２２により軸受けされている。
【００１５】
電機子３０は、回転中央部に中央コア３３を有している。シャフト３１は中央コア３３に圧入されている。中央コア３３は断面が六角形の筒状に形成されている。磁極コイル部３４は、中央コア３３の外周に回転方向に六個設置されている。磁極コイル部３４は、コイルコア３５、ボビン３６、ならびにボビン３６に巻き線を巻回して形成されているコイル３７を有している。コイルコア３５は中央コア３３と別部材である。ボビン３６は一部を除きコイルコア３５を覆っている。ボビン３６は、回転方向に隣接するコイルコア３５同士を磁気的に絶縁している。永久磁石１９、電機子３０およびシャフト３１などは、ポンプ部を駆動するモータ部を構成している。
【００１６】
コイル３７の整流子６０側の端部は端子４１と電気的に接続しており、整流子６０と電気的に接続している。コイル３７の整流子６０と反対側であるインペラ１５側の端部は端子４２と電気的に接続している。回転方向に連続して隣接している六個の端子４２は、端子４３により電気的に接続している。
【００１７】
図１および図２に示すように、整流子６０はケース部材５０に収容されている。ケース部材５０には、六つのセグメントに分割された整流子６０が収容されている。整流子６０は、例えばカーボンなどの導電体により形成されている。ケース部材５０は、隣接する整流子６０を絶縁する樹脂により形成されている。これにより、隣接する整流子同士は、空隙５２およびケース部材５０により電気的に絶縁される。各整流子６０は端子６１と電気的に接続している。整流子６０が収容されたケース部材５０が電機子３０とともに回転することにより、整流子６０は順次図１に示すブラシ２３と摺接する。ブラシ２３はカバー部材２０にインサート成形されている。カバー部材２０にインサート成形されている端子２４、ブラシ２３、整流子６０、端子６１、端子４１を通り電機子３０のコイル３７に電力が供給される。
【００１８】
電機子３０に圧入されたシャフト３１は図２に示すように整流子６０が収容されているケース部材５０の穴部５３に挿入される。そして、電機子３０にケース部材５０を組み付けた後、整流子６０の反電機子側からＣリング７０がシャフト３１に圧入される。これにより、Ｃリング７０は整流子６０の反電機子側に設置される。したがって、Ｃリング７０はシャフト３１から整流子６０を収容しているケース部材５０が抜けるのを防止する。
【００１９】
ケース部材５０は、図３に示すように円筒部５４とガイド部としてのテーパ部５５とを有している。円筒部５４は、ハウジング１１の中心軸すなわちシャフト３１の中心軸を中心とする円筒状に形成されている。これにより、図４に示すように燃料通路５１は、円筒部５４とカバー部材２０の内壁との間で略円筒状に形成される。また、テーパ部５５は、円筒部５４の反ポンプ部側に接続されている。テーパ部５５は、円筒部５４から反ポンプ部側に行くにしたがって外径が縮小している。そのため、テーパ部５５は反ポンプ部側へ行くにしたがってシャフト３１の中心軸側に傾斜した外壁を有している。これにより、燃料通路５１は、テーパ部５５とカバー部材２０の内壁との間で略円錐台状に形成される。
【００２０】
ケース部材５０にテーパ部５５を形成することにより、テーパ部５５の反ポンプ部側の端部において、テーパ部５５とケース部材５０の反ポンプ部側の端部５０ａとがなす角度は９０°より大きく１８０°未満である。吐出口２１をカバー部材２０の径方向中央部に配置する場合、ケース部材５０とカバー部材２０との間に形成される燃料通路５１を流れる燃料は、ケース部材５０の径方向外側から中央部に向けて流れる。そのため、テーパ部５５とケース部材５０の端部５０ａとがなす角度θが９０°以下であると、ケース部材５０の径方向外側から中央部へ流れる燃料は乱れを生じやすい。一方、第１実施例のようにケース部材５０にテーパ部５５を形成することにより、電機子３０の外周を流れる燃料は、ケース部材５０の円筒部５４およびテーパ部５５に案内され緩やかに流れの方向を変える。そのため、燃料は概ね直角に何度も流れの方向を変えることがなく、ケース部材５０とカバー部材２０との間に形成される燃料通路５１を流れる燃料には乱れが生じにくい。また、テーパ部５５とケース部材５０の反ポンプ部側の端部５０ａとがなす角度を設定することにより、電機子３０の回転が妨げられることはない。
【００２１】
また、電機子３０の外周から燃料通路５１に流入した燃料は、ケース部材５０の円筒部５４とテーパ部５５との接続部ならびにテーパ部５５の反ポンプ部側の端部の二か所において流れの向きが変化する。燃料通路５１を流れる燃料は、ケース部材５０の円筒部５４とテーパ部５５との接続部、ならびにテーパ部５５の反ポンプ部側の端部において、いずれも鈍角に流れの向きを変える。そのため、電機子３０の外周から燃料通路５１に流入した燃料は、緩やかに流れの向きが変化し、流れに乱れが生じにくい。
【００２２】
以上、説明した第１実施形態では、ケース部材５０にテーパ部５５を形成することにより、電機子３０の外周を通過した燃料は緩やかにカバー部材２０の径方向中心部に形成されている吐出口２１へ案内される。そのため、ケース部材５０とカバー部材２０との間に形成される燃料通路５１の燃料は、流れに乱れが生じにくく、流れが安定する。したがって、ポンプ部で加圧された燃料の圧力損失を低減することができる。
【００２３】
第１実施形態では、ケース部材５０とカバー部材２０との間に形成される燃料通路５１を流れる燃料は乱れが生じにくく安定する。そのため、ケース部材５０とカバー部材２０とを接近させても、燃料の圧力損失の低下は抑制される。これにより、カバー部材２０、カバー部材２０を収容するハウジング１１など燃料ポンプ１０の各部材の小型化が可能となる。したがって、体格の小型化と燃料の圧力損失の低減とを両立させることができる。
【００２４】
第１実施形態では、ケース部材５０に整流子６０を収容している。そのため、整流子６０と電機子３０とを一体にするためのモールドが不要となる。これにより、燃料通路５１はケース部材５０の円筒部５４およびテーパ部５５によって形成される。その結果、モータ部と整流子６０を収容するケース部材６０との接続部分は単純な形状となる。モータ部とケース部材６０との接続部分が単純な形状となることにより、燃料の流れには乱れが生じにくく、流れが安定する。したがって、燃料の圧力損失を低減することができる。また、ケース部材５０に整流子６０を収容することにより、整流子６０と電機子３０との組み付けが容易になる。
【００２５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料ポンプを図５に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成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、図５に示すように電機子３０のボビン３６にテーパ部３６ａが形成されている。ボビン３６は、シャフト３１の中心軸に平行な円筒状の外周部３６ｂの一部にテーパ部３６ａを有している。ボビン３６のテーパ部３６ａは、反ポンプ部側に行くにしたがって外径が縮小している。そのため、ボビン３６のテーパ部３６ａの外壁は、中心軸側に傾斜している。ボビン３６のテーパ部３６ａはケース部材５０のテーパ部５５に接続されている。ボビン３６のテーパ部３６ａとケース部材５０のテーパ部５５とは、中心軸に対する外壁の傾斜角度が概ね同一である。これにより、ボビン３６のテーパ部３６ａとケース部材５０のテーパ部５５とは一つのテーパ部を形成する。
【００２６】
第２実施形態では、テーパ部３６ａおよびテーパ部５５から一つのテーパ部が形成されるため、形成されるテーパ部はシャフト３１の中心軸に沿った方向の全長が拡大される。そのため、ボビン３６のテーパ部３６ａとボビン３６の円筒状の外周部３６ｂとがなす角度は増大する。その結果、テーパ部３６ａおよびテーパ部５５に沿って流れる燃料の向きは緩やかに変化する。したがって、燃料の圧力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料ポンプを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料ポンプの電機子、ケース部材およびＣリングを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料ポンプのケース部材を示す斜視図である。
【図４】図１のＩＶ部分の拡大図である。
【図５】本発明の第２実施形態による燃料ポンプを示す図であって、図４に対応する図である。
【符号の説明】
１０燃料ポンプ
１１ハウジング
１２吸入側カバー（ポンプ部）
１３ポンプケーシング（ポンプ部）
１５インペラ（ポンプ部）
１９永久磁石（モータ部）
２０カバー部材
２１吐出口
２３ブラシ
３０電機子（モータ部）
３１シャフト（モータ部）
５０ケース部材
５１燃料通路
５５テーパ部（ガイド部）
６０整流子

Claims

燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する燃料ポンプにおいて、
内部にモータ部およびポンプ部を収容しているハウジングと、
前記ハウジングの一方の端部に設置され、径方向の中央部に前記ポンプ部で加圧された燃料が吐出される吐出口を有するカバー部材と、
前記モータ部の前記カバー部材側の端部に取り付けられ、前記カバー部材との間に前記ポンプ部で加圧された燃料が流れる燃料流路を形成するケース部材とを備え、
前記ケース部材は、前記燃料通路の燃料を前記吐出口に向かって案内するガイド部を有し、
前記ケース部材は、前記モータ部の電機子と接続され前記電機子とともに回転し、前記カバー部材に設置されているブラシと摺接可能な整流子を収容し、
前記ケース部材は、前記ガイド部として、軸方向において前記ポンプ部とは反対側に行くにしたがって外径が縮小するテーパ部を有し、
前記テーパ部は、前記整流子の整流面側方に位置する前記ケース部材の、前記カバー部材側の端部から前記ポンプ部側へ形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
前記テーパ部は、前記電機子のテーパ部に接続されていることを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
前記整流子およびこの整流子を収容する前記ケース部材は、一体となって前記モータ部の電機子に組み付けられることを特徴とする請求項１または２記載の燃料ポンプ。
前記ブラシは、前記ケース部材の軸方向の端部で前記整流子と接触していることを特徴とする請求項１または２記載の燃料ポンプ。