JP4105059B2 - 燃料ポンプ - Google Patents

Description

この発明は、燃料ポンプ、例えば自動車などに搭載されるエンジンに付属される燃料ポンプに関するものである。

この種の燃料ポンプに用いられる直流電動機は、例えば特開２００１−３２３８５６号公報に示されるように、回転軸に取り付けられる電機子の一端部に整流子を有し、この整流子は回転軸と直交する平面上にブラシとの接触面が形成されている。この直流電動機は、整流子の接触面に接触する複数のブラシを有し、これらのブラシから電機子コイルに給電することにより回転し、エンジンに対して燃料を供給する。

しかし、従来の直流電動機は前記公報に示されるように、電動機への給電端子とブラシとがピッグテールと呼ばれる給電リードで接続され、またブラシを整流子の接触面に押圧するブラシスプリングを用いている。またブラシには、ブラシを回転軸と平行な方向に保持するブラシ保持筒が付設され、このブラシ保持筒内に移動可能に保持され、ブラシと整流子の接触面の磨耗に追従して、このブラシ保持筒内を移動し、常に整流子の接触面に押圧される。
特開２００１−３２３８５６号公報、とくにその図６、図７、図８、図１１とその説明。

しかし、この従来の燃料ポンプにおける直流電動機では、ブラシに関連して、給電端子とブラシとを接続する給電リードと、ブラシスプリングと、ブラシ保持筒を含む多くの部品が使用されているため、ブラシ保持部分が大型化する不都合がある。また多くの部品を使用していることから、製造時にそれらの部品の接合精度の誤差も大きくなる傾向があり、ブラシ保持部分を安定した寸法に仕上げるのが、困難である。

この発明は、このような不都合を改良したブラシホルダを使用する直流電動機を用いた燃料ポンプを提案するものである。

この発明による燃料ポンプは、内部に界磁場を形成する筒状のヨーク、このヨークの中心線上に配置された回転軸、この回転軸に取り付けられ前記界磁場において回転可能な電機子、この電機子の一端部に取り付けられ前記回転軸にほぼ直交する平面上に接触面を有する整流子、この整流子の前記接触面に接触する第１、第２のブラシ、前記回転軸の一端部を支持し前記第１、第２のブラシを覆う第１のケース、この第１のケースに配置されそれぞれが前記第１、第２のブラシを保持しそれに給電する第１、第２のブラシホルダ、前記回転軸の他端部に取り付けられたインペラ、およびこのインペラを覆い前記回転軸の他端部を支持する第２のケースを備え、前記インペラの回転により、前記ヨークの内部空間において燃料を流通させ、この燃料内に前記整流子と複数のブラシの接触部分が浸漬される燃料ポンプであって、
前記第１、第２のブラシホルダのそれぞれが、板材によって一体に形成された板ばね部と端子部とを有し、前記各ブラシホルダの板ばね部は、一対の相対向する第１の平板部と第２の平板部と、前記第１の平板部と前記第２の平板部に対して傾斜してそれらを連結する連結部とを有し、前記第２の平板部には、方形のブラシ保持孔と、このブラシ保持孔の相対向する一対の辺から前記第１の平板部に向かって折り曲げられた一対の第１のブラシ保持片と、前記ブラシ保持孔の他の相対向する一対の辺から前記第１のブラシ保持片と逆方向に折り曲げられた一対の第２のブラシ保持片が形成され、
前記各ブラシは、前記第１の平板部に向かって前記ブラシ保持孔に挿入され、前記第１、第２のブラシ保持片により保持され、前記連結部は、前記接触面に向かって前記第２の平板部を付勢して、前記回転軸とほぼ平行な方向において、前記ブラシを前記接触面に押圧し、また、前記端子部は、前記第１の平板部から前記第１のケースの外部に導出され、前記板ばね部を介して前記ブラシに給電することを特徴とする。

この発明の燃料ポンプでは、第１、第２のブラシホルダのそれぞれが、板材によって一体に形成された板ばね部と端子部とを有し、前記板ばね部は対応するブラシを保持するとともにそれを回転軸とほぼ平行な方向において前記接触面に押圧する。また前記端子部は板ばね部を介して対応するブラシに給電する。第１、第２のブラシホルダのそれぞれの板ばね部と端子部を板材によって一体に形成したことにより、第１、第２のブラシに対応するそれぞれのブラシ保持のための部品数が減少し、ブラシホルダをより小型に作ることができ、またそれらを一体に形成することにより、それらに接合誤差による寸法のばらつきを改善し、ブラシホルダの寸法の安定化を図ることができる。これに伴ない、燃料ポンプをより小型化し、その寸法精度を向上できる。

以下この発明を実施するための最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明による直流電動機を用いた燃料ポンプの実施の形態１を示す縦断面図、図２はその上面図、図３は図１のIII―III線による断面図、図４は図１のIV―IV線による断面図、図５は実施の形態１における２つのブラシホルダを示す斜視図、図６は実施の形態１における１つのブラシホルダの端子部を示す斜視図である。
この実施の形態１は、燃料ポンプ１００であり、この燃料ポンプ１００は自動車に搭載されるエンジンに付属され、エンジンにガソリンなどの液体燃料を供給する。

この燃料ポンプ１００は、この発明により改良された直流電動機２０とそれによって駆動されるポンプ３０を組み合わせたものである。燃料ポンプ１００は、筒状のヨーク１０と、このヨーク１０の上端部に設けられた第１のケース１１と、ヨーク１０の下端部に設けられた第２のケース１２と、回転軸１３を有する。第１のケース１１は上側ブラケットを構成し、ブラシホルダケースと呼ばれる。第２のケースは下側ブラケットを構成し、ポンプケースと呼ばれる。第１のケース１１は回転軸１３の上端部を回転可能に支持する。また第２のケース１２は回転軸１３の下端部をメタル軸受１４を介して回転可能に支持する。併せて、第２のケース１２は、回転軸１３の下端部を支持するメタル軸受１５を有し、このメタル軸受１５は回転軸１３の推力を受ける。

ヨーク１０の上端部は第１のケース（ブラシホルダケース）１１により閉鎖され、またその下端部は第２のケース（ポンプケース）１２によって閉鎖され、これらのヨーク１０、第１のケース１１、および第２のケース１２によって、ヨーク１０の内部に密閉空間１６が形成される。

第１のケース（ブラシホルダケース）１１は、例えばポリアセタール樹脂でほぼ円板状に作られる。この第１のケース（ブラシホルダケース）１１は内面１１ａと外面１１ｂを有し、これらの内面１１ａと外面１１ｂは互いに対向している。この第１のケース（ブラシホルダケース）１１の外面１１ｂには、燃料吐出管１７と燃料リリース弁１８とが突出して形成されている。図２に示すように、燃料吐出管１７は第１のケース（ブラシホルダケース）１１の中心部、すなわち回転軸１３の軸線上に形成され、この燃料吐出管１７の少し外周寄りの位置に燃料リリース弁１８が形成されている。
第２のケース（ポンプケース）１２も樹脂により、ほぼ円板状に作られる。この第２のケース（ポンプケース）には、燃料吸入管１９が配置される。ガソリンなどの燃料は、ポンプ３０が駆動されることにより、燃料タンクから燃料吸入管１９によって吸入され、ヨーク１０の内部空間１６を通り、燃料吐出管１７からエンジンに供給される。内部空間１６における燃料の圧力が異常に上昇すれば、燃料リリース弁１８が開き、内部空間１６の燃料の圧力が下げられ、燃料タンクに戻される。

直流電動機２０は、ヨーク１０と、回転軸１３と、界磁２１と、電機子２２と、整流子２３と、ブラシ装置２５と、ブラシホルダ装置２６とを有する。
回転軸１３はヨーク１０の中心軸上に配置される。界磁２１は例えば複数のマグネットであり、これらはヨーク１０の内周面に取り付けられ、界磁２１の内周に界磁場を発生する。電機子２２は回転軸１３に取り付けられ、界磁２１の内周面にギャップを介して対向する。この電機子２２は界磁場内で回転可能であり、その電機子２２の電機子コイルに直流電流を給電することにより、回転軸１３とともに界磁場内で回転する。

整流子２３は、電機子２２の上端部に取り付けられている。この整流子２３は、回転軸１３の周りに配置された複数の整流子片２３ａを含む。この整流子２３にはブラシとの接触面２４が形成され、この接触面２４は回転軸１３に直交する平面上に位置する。この接触面２４には、複数の各整流子片２３ａの各接触面が存在する。
ブラシ装置２５は図５に示すように、一対のブラシ２５１、２５２を含み、それぞれのブラシ２５１、２５２が接触面２４の同一円周上に接触し、回転軸１３の回転に伴ない、接触面２４に摺動する。整流子２３の回転により、各ブラシ２５１、２５２は複数の各整流子片２３ａに順次接触し、それに接続された電機子コイルに給電する。ブラシ２５１、２５２は、それぞれ直流電源のプラス端子に接続されるプラス側給電リードと、そのマイナス端子の接続されるマイナス側給電リードから給電を受けて、電機子コイルに直流電流を供給する。

この実施の形態１では、ブラシ２５１、２５２には角柱状のブラシが使用され、このブラシ２５１、２５２の整流子２３との接触面２５ａは、一辺の長さが４．０ｍｍのほぼ正方形である。このブラシ２５１、２５２は、例えば黒鉛を主たる組成とした黒鉛製ブラシである。

ブラシホルダ装置２６も、一対の各ブラシ２５１、２５２のそれぞれに１つずつ対応して、複数個配置される。実施の形態１では、ブラシ２５１、２５２に対応する２つのブラシホルダ２６１、２６２が使用される。このブラシホルダ装置２６はこの発明の中心をなす部品である。複数の各ブラシホルダ２６１、２６２は、互いに同じ形状、寸法とされ、また同じ材料で作られる。各ブラシホルダ２６１、２６２は、特に図５に示すように、それぞれ板ばね部２７と端子部２８を有し、これらの板ばね部２７と端子部２８は、一つの板材を折り曲げることにより、互いに一体に形成される。ブラシホルダ２６１、２６２を構成する板材として、例えば板厚が０．５ｍｍの錫メッキをした銅板が使用される。ブラシホルダ２６１はこの板材を折り曲げて構成され、またブラシホルダ２６２も同じ材料からなる別の板材を折り曲げて構成される。

各ブラシホルダ２６１、２６２の各板ばね部２７は、図５に示すように、互いにほぼ平行な２つの平板部２７ａ、２７ｂと、これらの平板部２７ａ、２７ｂの一端部を連結する傾斜した連結部２７ｃを有する。これらの平板部２７ａ、２７ｂおよび連結部２７ｃも、互いに一体に、同じ板材、例えば上記銅板を折り曲げて形成される。
上側の平板部２７ａは、第１のケース（ブラシホルダケース）１１の内面１１ａに接合して配置される。また平板部２７ｂは、整流子２３の接触面２４と対向して配置される。この平板部２７ｂは、主に連結部２７ｃのばね力に基づき、整流子２３の接触面２４に向かって付勢されている。

下側の平板部２７ｂの中央部には、正方形のブラシ保持孔２７ｄが形成されている。この正方形のブラシ保持孔２７ｄの、相対向する２辺には、一対のブラシ保持片２７ｅが互いに対向して形成され、また相対向する残りの２辺には、一対のブラシ保持片２７ｆが互いに対向して形成されている。一対のブラシ保持片２７ｅは、平板部２７ｂの上方、すなわち平板部２７ａに向かって折り曲げられ、また一対のブラシ保持片２７ｆは、その下方、すなわちブラシ保持片２７ｅと逆方向に向かって折り曲げられている。

ブラシ保持孔２７ｄは、角柱状のブラシ２５１、２５２がちょうど嵌り込んで、保持される大きさに作られており、図５に示すように、このブラシ保持孔２７ｄには角柱状のブラシ２５１、２５２がぴったりと圧入して、平板部２７ａに向かって嵌め込まれる。この四角柱のブラシ２５１、２５２は、相対向する二対の外面２５ｂ、２５ｃを有する。この四角柱のブラシ２５の一対の相対向する一対の外面２５ｂには、一対のブラシ保持片２７ｅが当接し、またその残る一対の外面２５ｃには、一対のブラシ保持片２７ｆが当接し、これらのブラシ保持片２７ｅ、２７ｆにより、ブラシ２５１、２５２はより強固に保持される。

ブラシボルダ２６１、２６２の各下側の平板部２７ｂは、傾斜した連結部２７ｃのばね力により、ブラシ保持孔２７ｄに保持されたブラシ２５１、２５２を、整流子２３の接触面２４に押圧する。ブラシ２５１、２５２は、整流子２３との摺動により、磨耗する。このブラシ２５１、２５２が磨耗したとき、ブラシ２５１、２５２は連結部２７ｃのばね力により、回転軸１３とほぼ平行な方向に、整流子２３の接触面２４に向かって自動的に移動され、ブラシ２５１、２５２は常に整流子２３の接触面２４に押圧される。言い換えれば、ブラシ２５１、２５２は、磨耗に伴ない、その磨耗を補うように追従して移動され、常に整流子２３の接触面２４に押圧される。

ブラシホルダ２６１、２６２の各端子部２８は、板ばね部２７の平板部２７ａの一端から垂直に折り曲げられ、板ばね部２７と一体に作られている。これらの各端子部２８は、それぞれ端子板２８ａと連結部２８ｂを有する。これらの端子板２８ａと連結部２８ｂも、もちろん互いに一体に作られている。
連結部２８ｂは、板ばね部２７の上側の平板部２７ａの一端から、垂直に折り曲げられている。端子板２８ａは、この連結部２８ｂから角度θだけ折り曲げられている。平板部２７ａの他端には、この連結部２８ｂと平行な折り曲げ部２７ｇが形成され、この折り曲げ部２７ｇは連結部２８ｂと互いに平行に、相対向している。

図３に示すように、第１のケース（ブラシホルダケース）１１の整流子２３と対向する内面１１ａには、２つの角柱状の突起１１ｃ、１１ｄが形成されている。これらの突起１１ｃ、１１ｄは、回転軸１３の軸線に関して、互いに対称な位置に形成されている。ブラシホルダ２６１は突起１１ｃに、またブラシホルダ２６２は突起１１ｄに保持される。具体的には、各ブラシホルダ２６１、２６２は、それぞれ相対向するそれぞれの連結部２８ａと折り曲げ部２７ｇの間に、突起１１ｃ、１１ｄが圧入されるようにして、第１のケース（ブラシホルダケース）１１の内面１１ａに強固に保持される。言い換えれば、各ブラシホルダ２６１、２６２は、それぞれの連結部２８ｂと折り曲げ部２７ｇが、突起１１ｃ、１１ｄを、両側から挟み付けるようにして、保持される。

第１のケース（ブラシホルダケース）１１には、図２、図３および図４に示すように、２つの細長い長方形の貫通孔１１ｅ、１１ｆが形成されている。これらの貫通孔１１ｅ、１１ｆは、第１のケース（ブラシホルダケース）の内面１１ａと、外面１１ｂとの間で、第１のケース（ブラシホルダケース）１１を貫通している。これらの貫通孔１１ｅ、１１ｆは、回転軸１３の軸線から離れてこの軸線と平行な共通の平面上に並んで配置されている。各ブラシホルダ２６１、２６２のそれぞれの端子板２８ａは、これらの貫通孔１１ｅ、１１ｆを貫通して、第１のケース（ブラシホルダケース）１１の外部に突出する。

端子板２８ａは、第１のケース（ブラシホルダケース）１１に外部に、外部接続部２８ｃを有する。図５は、この外部接続部２８ｃを折り曲げる前の状態を示すが、この外部接続部２８ｃは、図６に示すように、ほぼＵ字形に折り曲げられ、この外部接続部２８ｃには、直流電源（図示せず）のプラス側給電リード、マイナス側給電リードが接続され、必要に応じてはんだ付けされる。外部端子部２８ｃは、ブラシホルダケース１１から突出した端子板２８の上半部が、図５に点線で示す折り曲げライン２８ｄにおいてほぼＵ字形に折り曲げられる。この外部接続部２８ｃは、そのＵ字形の開放端２８ｅがブラシホルダケース１１の外面１１ｂに向かって開放するように折り曲げられる。このＵ字形に折り曲げられた外部接続部２８ｃは、Ｕ字形に折り曲げられることにより強度が増し、直流電源のプラス側給電リード、マイナス側給電リードを接続するときにも、変形、折損しない。

ほぼＵ字形の外部接続部２８ｃを図６に示すように、そのＵ字形の開放端２８ｅがブラシホルダケース１１の外面１１ｂに向かって開放するように折り曲げることにより、外部接続部２８ｃの幅ｗは端子板２８ａの幅Ｗと同じにでき、また図４に示す貫通孔１１ｅ、１１ｆの幅Ｗと同じにできる。なお、図７の外部接続部２８ｆは、そのＵ字形の開放端２８ｅが、ブラシホルダケース１１の外面１１ｂの拡がる方向に向かって開放するように折り曲げられる。この場合には端子板２８ａの幅Ｗに比べて約２倍の幅を持った外部接続部２８ｆを用意し、それをＵ字形に折り曲げる必要があり、貫通孔１１ｅ、１１ｆの幅Ｗもより大きくする必要があるが、これに比べて図６に示す外部接続部２８ｃでは、その幅ｗをより小さくできる。

貫通孔１１ｅ、１１ｆがともに同じ平面上に位置しているので、２つのブラシホルダ２６１、２６２の外部接続部２８ｃは、ともにほぼ同じ平面に位置する。この平面は回転軸１３から離れてこの回転軸１３の軸線と平行な平面であり、図２に示すように、燃料吐出管１７の直ぐ外側にある。回転軸１３の軸線方向に見たとき、これらの外部接続部２８ｃは、ブラシ２５１、２５２が整流子２３の接触面２４に摺動する円周よりもその内周側に位置する。

ブラシ２５１、２５２が整流子２３の接触面２４に摺動する円周は、ブラシ２５１、２５２の整流子２３に対する接触面積をできるだけ大きくするため、整流子２３のできるだけ外周寄りの位置に設定される。外部接続部２８ｃは、この円周よりも内周に位置し、回転軸１３の軸線により近い位置に配置される。この外部接続部２８ｃの配置は、プラス側給電リードとマイナス側給電リードを互いに束ねられた部分から、分岐する場合にそれらの給電リードの端子を各端子部２８に容易に接続できる。プラス側給電リードとマイナス側給電リードは、互いに共通な給電コードとして束ねられ、このコードから互いに分離して、ブラシホルダ２６１、２６２の各外部接続部２８ｃに接続される。

図５から明らかなように、２つのブラシホルダ２６１、２６２の端子板２８ａの間の角度θ１は１８０度である。これに対し、２つのブラシホルダ２６１、２６２のそれぞれの板ばね部２７に保持されるブラシ２５１、２５２の間の角度θ２は９０度とされる。これらの角度θ１、θ２は回転軸１３の軸心の周りの角度である。これらの角度θ１、θ２の相違は、端子板２８ａと、連結部２８ｂとの間の折り曲げ角度θに依存する。

ポンプ部３０は、ヨーク１０と、第２のケース（ポンプケース）１２と、インペラ３１とを有する。第２のケース（ポンプケース）１２の内部には、相対向する一対の摺接面１２ａ、１２ｂが形成されている。これらの摺接面１２ａ、１２ｂはそれぞれ回転軸１３の軸線と直交する平面上に形成され、互いに間隔を介して相対向している。これらの摺接面１２ａ、１２ｂの間に、インペラ３１が摺接面１２ａ、１２ｂに摺接するようにして、配置される。インペラ３１は回転軸１３に固定され、回転軸１３が駆動されると、この回転軸１３とともに回転する。

インペラ３１の外周部には、ポンプ室３３がリング状に形成され、このポンプ室３３は、燃料吸入管１８に連通している。ポンプ室３３はまた、ヨーク１０内の密閉空間１６にも連通しており、燃料吸入管１８から吸入された燃料は、この密閉空間１６に供給され、直流電動機２０の内部の電機子２２と界磁２１との間のキャップを通り、整流子２３とブラシ装置２５の接触部分に供給され、燃料吐出管１７からエンジンへ供給される。
整流子２３とブラシ装置２５の接触部分は、ヨーク１０の内部に満たされる液体燃料の中に浸漬される。ブラシ装置２５は、この液体燃料の中で、整流子２３に摺接する。

以上にように、実施の形態１の直流電動機２０では、ブラシホルダ２６１、２６２が、板ばね部２７と端子部２８を有し、これらの板ばね部２７と端子部２８が板材により一体に形成されているので、従来の直流電動機で使用されていたピッグテールを省略できる。また板ばね部２７はブラシ２５１、２５２を保持するとともに、回転軸１３のほぼ平行な方向においてブラシ２５１、２５２を整流子２３の接触面２４に押圧するので、従来の直流電動機で使用されていた特別なコイル状のブラシスプリングを省略できる。さらに板ばね部２７は、ブラシ２５１、２５２の磨耗を補償するように、ブラシ２５１、２５２を整流子２３の接触面２４に向かって追従移動させるので、従来の直流電動機で使用された特別なブラシ保持筒をも省略できる。

これらのピッグテール、コイル状のブラシスプリング、特別なブラシ保持筒の省略により、ブラシホルダ２６１、２６２は小型化でき、またブラシホルダ２６１、２６２のそれぞれが板材を折り曲げて一体に構成され、その部品点数の減少により、部品の接合誤差による寸法のばらつきを改善し、ブラシホルダの寸法の安定化を図ることができる。これに伴ない、直流電動機をより小型化し、その寸法精度を向上できる。

また、ブラシホルダ２６１、２６２の部品点数が減少することにより、ブラシホルダ２６１、２６２を、よりシンプルな構造とすることができる。このシンプルな構造のブラシホルダ２６１、２６２は、燃料の流通によっても振動が少なく、ブラシ２５１、２５２の振動を抑えるので、ブラシ２５１、２５２と整流子２３との接触をより円滑にし、整流子２３への給電をより安定に行なうことができる。
特に実施の形態１の直流電動機２０では、板ばね部２７は、板材を折り曲げて形成されるので、従来のコイル状のブラシスプリングが占めていた長いスペースをより小さくすることができ、軸方向寸法を小さくして、より軽量化を図ることもできる。

また、実施の形態１の直流電動機２０は、整流子２３の接触面２４が回転軸１３とほぼ直交する平面に位置し、ブラシ２５１、２５２が回転軸１３にほぼ平行な方向に押圧されるので、回転軸１３と同心円周上に整流子の接触面を構成するもののように、電機子２２を組み込む場合に、ブラシを外周へ押し広げる作業も不要であり、電機子２２の組み込みを容易に行なうことができる。
また、実施の形態１の直流電動機２０では、板ばね部２７の平板部２７ｂにブラシ２５１、２５２を保持するので、これらのブラシ２５１，２５２を平板部２７ｂを利用して、簡単に保持することができ、また平板部２７ｂの特に軸方向寸法を小さくし、直流電動機および燃料ポンプの軸方向寸法の縮小を図ることができる。

また、実施の形態１では、端子部２８は、ブラシ２５１、２５２が整流子２３に接触する部分よりも、回転軸により近い位置に互いに近接して配置されているので、プラス側給電リードとマイナス側給電リードが互いに束ねられた部分から、分岐して接続する場合に、それらの給電リードの端子を各端子部２８に容易に接続できる。

また、実施の形態１の直流電動機２０では、端子部２８をブラシホルダケース１１から突出させ、このブラシホルダケースの外部に、Ｕ字形に折り曲げられた外部接続部２８ｃを設けたので、端子部２８ａを板材としても、外部接続部２８ｃの強度を増し、給電リードの接続時に、それが変形、折損するような不都合を改善できる。

また実施の形態１の直流電動機２０では、板ばね部２７が相対向する平板部２７ａ、２７ｂと、これらを連結する連結部２７ｃで構成し、平板部２７ａをブラシホルダケース１１に保持したので、連結部２７ｃにより、平板部２７ｂに必要なばね力を与えることができる。
また、平板部２７ａの一端に端子部２８を、その他端に端子部２８と対向する折り曲げ部２７ｇを設け、これらの端子部２８と折り曲げ部２７ｇが、ブラシホルダケース１１の内面１１ａに設けられた突起１１ｃ、１１ｄを両側から挟み付けるようにしたので、ブラシホルダ２６１、２６２を突起１１ｃ、１１ｄに一方向から圧入することにより、簡単に保持できる。

また実施の形態１の直流電動機２０では、平板部２７ｂにブラシ２５１、２５２を保持するので、連結部２７ｃのばね力により、簡単にブラシ２５１、２５２を、整流子２３の接触面２４に押圧できる。

また実施の形態１の直流電動機２０では、少なくとも２つの第１のブラシホルダ２６１と第２のブラシホルダ２６２の端子部２８が、回転軸１３の軸線から離れてこの軸線とほぼ平行な同一の平面上に並ぶように配置したので、各ブラシホルダ２６１、２６２の端子部を単純な一列配置とすることができ、またブラシホルダケース１１の中心を避けて各ブラシホルダ２６１、２６２の端子部２８を配置したので、ブラシホルダケース１１の中心に燃料吐出管１７を配置できる。

また、各ブラシホルダ２６１、２６２の端子部２８を一列配置した上で、第１、第２のブラシ２５１、２５２は、回転軸１３の周りに、１８０度以下の、具体的には９０度の角度間隔で配置するので、ブラシ２５１、２５２には、電機子コイルへの給電に適した角度位置に適切に配置することができる。

また、実施の形態１による燃料ポンプでも、従来の直流電動機で使用されたピッグテール、コイル状のブラシスプリング、特別なブラシ保持筒を省略することにより、ブラシホルダ２６１、２６２を小型化でき、またその部品点数の減少により、部品の接合誤差による寸法のばらつきを改善し、ブラシホルダの寸法の安定化を図ることができる。これに伴ない、直流電動機をより小型化し、その寸法精度を向上でき、併せてこの直流電動機を使用した燃料ポンプをより小型化し、その寸法精度を向上できる。

さらに、実施の形態１の燃料ポンプでは、第１のケース１１の中心部に燃料吐出管１７を設けたので、ヨーク１０の内部空間１６を流れた燃料を、流れに乱れを生じることなく、中心部に位置する燃料吐出管１７に集めることができ、併せて第１のケース１１の中心部に位置する燃料吐出管１７はヨーク１０が如何なる角度で取り付けられても、常に第１のケース１１の中心部に位置するので、第１のケース１１を、エンジンの種類に応じて取り替える必要がなく、汎用性が改善できる。

なお、実施の形態１において、ブラシ装置２５は、二対以上の複数対のブラシを含むように構成することもでき、例えば二対、すなわち４つのブラシを含むように構成することもできる。二対のブラシを使用する場合には、図１から図５に示した一対のブラシ２５１、２５２および一対のブラシホルダ２６１、２６２と同じ一対のブラシと一対のブラシホルダを、回転軸１３の軸線を中心として対称な位置に配置する。この場合でも、ブラシホルダケース１１の中心部には、燃料吐出管１７が配置され、その両側に合計二対のブラシとブラシホルダが配置される。

なおまた、実施の形態１において、各ブラシホルダ２６１、２６２の端子部２８は同一の平面上に並んで配置され、図３に示す各端子部２８の前記平面方向の幅Ｗも、互いに同じとされるが、並んで配置される各端子部２８の前記平面方向の幅Ｗを、互いに違えることもできる。これは、各端子部２８を、それに接続されるプラス側給電リードとマイナス側給電リードに対応して識別できる結果となり、各給電リードの接続を容易にするのに効果がある。

実施の形態２．
図７はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態２の一部分を示す。この図７はこの実施の形態２の燃料ポンプ１００の直流電動機２０、特にそのブラシホルダ装置２６の１つのブラシホルダの端子部２８１を示す。この端子部２８１は、実施の形態１の端子部２８と同様に、端子板２８ａと連結部２８ｂを有し、連結部２８ｂは図５に示すように、板ばね部２７の上側の平板部２７ａから折り曲げられている。

この実施の形態２の端子部２８１は、例えば図５の右側に示されたブラシホルダ２６２の端子部２８ａに相当し、ブラシホルダケース１１の外部に、Ｕ字形に折り曲げられた外部端子部２８ｆを有する。このＵ字形の外部端子部２８ｆは、そのＵ字形の開放端２８ｄが、ブラシホルダケース１１の外面１１ｂの拡がる方向に開放されるように、折り曲げられている。

この端子部２８１では、板ばね部２７に必要なばね力を得るために、ブラシホルダを構成する板材の厚さを決定したとき、端子部２８１では、その板材をＵ字形に折り曲げて充分な厚さを持った外部端子部２８ｆを形成できる。この外部端子部２８ｆは、板材の厚さの２倍以上の厚さを持った外部端子部２ｆｃとすることができ、この充分な厚さの外部端子部２８ｆに給電リードを効果的に接続できる。またＵ字形に折り曲げられた外部端子部２８ｆにより、外部端子部２８ｆの機械的強度を増加させることができる。

実施の形態３．
図８はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態３の一部分を示す。この図８はこの実施の形態３の燃料ポンプ１００の直流電動機２０、特にそのブラシホルダ装置２６の１つのブラシホルダの端子部２８２を示す。この実施の形態３の端子部２８２は、ブラシホルダケース１１の外部に、Ｕ字形に折り曲げられた外部端子部２８ｆを有する。このＵ字形の外部端子部２８ｆは、そのＵ字形の開放端２８ｅが、図７に示す外部接続部２８ｆと同様にブラシホルダケース１１の外面１１ｂが拡がる方向に開放されるように、折り曲げられている。

この実施の形態３の端子部２８２は、Ｕ字形に折り曲げられた折り曲げ部２８ｇに、矩形状の貫通孔２８ｈを有し、この貫通孔２８ｈには、給電リードの端子が嵌め込まれて固定され、必要に応じて半田付けされる。この貫通孔２８ｈを利用して、外部接続部２８ｆに、簡単にしかも強固に給電リードを固定することができる。

実施の形態４．
図９はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態４の一部分を示す。この図９はこの実施の形態７の燃料ポンプ１００の直流電動機２０、特にそのブラシホルダ装置２６の１つのブラシホルダの端子部２８３を示す。この実施の形態４の端子部２８３は、ブラシホルダケース１１の外部に、Ｕ字形に折り曲げられた外部端子部２８ｆを有する。

この実施の形態４の端子部２８３は、Ｕ字形に折り曲げられた折り曲げ部２８ｇに、矩形状の凸部２８ｊを有し、この凸部２８ｊには、給電リードの端子が嵌め込まれて固定され、必要に応じて半田付けされる。この凸部２８ｊによっても、外部接続部２８ｆに、簡単にしかも強固に給電リードを固定することができる。

実施の形態５．
図１０はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態５の一部分を示す。この図１０はこの実施の形態５の燃料ポンプ１００の直流電動機２０、特にそのブラシホルダ装置２６の１つのブラシホルダ２６３を示す。このブラシホルダ２６３は、第１のケース（ブラシホルダケース）１１に保持されていて、ブラシ２５１を保持する。このブラシホルダ２６３は、第１の支持部２７１と、第２の支持部２７２と、それらの間に形成された板ばね部２７３とを有し、さらに第１の支持部２７１の上端には第１のケース（ブラシホルダケース）１１を貫通する端子部２８を有する。これらの支持部２７１、２７２、板ばね部２７３および端子部２８は、すべて１つの板材、例えば前記銅板を折り曲げて、互いに一体に形成される。

第１、第２の支持部２７１、２７２は互いに対向しており、直流電動機２０の回転軸１３とほぼ平行な方向に延長されている。第１の支持部２７１の上端は第１のケース（ブラシホルダケース）１１の内面１１ａに嵌め込まれて、第１のケース（ブラシホルダケース）１１に固定される。第２の支持部２７２の上端は、折り曲げられて、ブラシホルダケース１１の内面１１ａに固定される。

板ばね部２７３は、ブラシホルダケース１１の内面１１ａとほぼ平行な平板部２７ｈと、その両端に連続する折り曲げ部２７ｍ、２７ｎとを有する。折り曲げ部２７ｍ、２７ｎの上端は、平板部２７ｈからほぼ直角に折り曲がり、平板部２７ｈの下側にブラシ保持用の凹部２７ｊを形成している。角柱形のブラシ２５１は、凹部２７ｊにその上端部を圧入され、凹部２７ｊに保持される。折り曲げ部２７ｍ、２７ｎは、第１、第２の支持部２７１、２７２の各下端に連続する傾斜部２７ｐを有し、ブラシ２５１はこの傾斜部２７ｐのばね力により、整流子２３の接触面２４に押圧されている。ブラシ２５１が磨耗すれば、傾斜部２７ｐのばね力により、ブラシ２５１が自動的に整流子２３に向かって移動され、ブラシ２５１は常に整流子２３に押圧される。

この実施の形態５では、ブラシ２５１を保持する板ばね部２７３がその両端に連続する２つの支持部２７１、２７２によりブラシホルダケース１１に固定されるので、板ばね部２７３が、よりしっかりと固定され、ブラシ保持機能が向上する。

実施の形態６．
図１１はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態６の一部分を示す。この図１１はこの実施の形態６の燃料ポンプ１００の直流電動機２０、特にそのブラシホルダ装置２６の１つのブラシホルダ２６４を示す。このブラシホルダ２６４は、図１０に示すブラシホルダ２６３と同様に、板ばね部２７３の両端に、第１、第２の支持部２７１、２７２を有する。支持部２７２は、この実施の形態３では、インサート成型または圧入などにより、ブラシホルダケース１１の内面１１ａに嵌め込まれて固定される。

この実施の形態６では、支持部２７１、２７２のそれぞれが、前記銅板で構成される板材を波形に折り曲げたばね部２７ｑを含んでいる。このばね部２７ｑは傾斜部２７ｐのばね力にプラスされるばね力を発生し、傾斜部２７ｐとばね部２７ｑとの総合した、より大きなばね力により、ブラシ２５１を整流子２３の接触面２４に押圧することができる。

実施の形態７．
図１２はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態７の一部分を示す。この図１２はこの実施の形態８の燃料ポンプ１００の直流電動機２０、特にそのブラシホルダ装置２６の２つのブラシホルダ２６５、２６６を示す。これらのブラシホルダ２６５、２６６は、それぞれ板ばね部２７と端子部２８を有し、それぞれ一枚の板材、例えば前記銅板から構成された板材を折り曲げて構成される。

板ばね部２７は、２つの平板部２７ｒ、２７ｓと、これらの平板部２７ｒ、２７ｓを繋ぐ連結部２７ｔを有し、これらの平板部２７ｒ、２７ｓ、傾斜部２７ｔは、平板部２７ｓに連続する端子部２８とともに、一枚の板材を折り曲げて、一体に形成される。平板部２７ｒの下面には、ブラシ挟持部２７ｕが設けられる。ブラシホルダ２６５のブラシ挟持部２７ｕには角柱状のブラシ２５１が、またブラシホルダ２６６のブラシ挟持部２７ｕには角柱状のブラシ２５２がそれぞれ圧入されて保持される。このブラシ２５１、２５２は、各ブラシホルダ２６５、２６６の傾斜部２７ｔのばね力により、整流子２３の接触面２４に押圧される。

ブラシ２５１、２５２は、回転軸１３の軸線を中心とした同一円周上に、互いにθ＝９０度の角度間隔で配置される。ブラシホルダ２６５、２６６の各板ばね部２７も、この実施の形態７では、回転軸１３の軸線を中心として、互いに９０度の角度間隔をもって、その径方向に延びるように配置される。ブラシホルダ２６５、２６６の各端子部２８は、互いに平行な平面上に配置される。この平面は、回転軸１３から離れてその軸線と平行な平面である。

この実施の形態７のブラシホルダ２６５、２６６は、実施の形態１のブラシホルダ２６１、２６２に比べて、折り曲げ構造が簡単化され、容易に、より安価に構成できる。また各ブラシホルダ２６５、２６６の板ばね部２７の間の角度間隔は９０度としたが、必要に応じて容易に変更でき、しかも端子部２８は、ブラシ２５１、２５２の接触する円周内で、充分に回転軸１３の軸線近くに配置できる。

また、実施の形態７の傾斜部２７ｔは、回転軸１３の軸線を中心としてその半径方向に延びており、単純な形状で、しかも充分なばね力をブラシ２５１、２５２に与えることができる。ブラシ２５１、２５２は、その磨耗によっても常に整流子２３の接触面２４に押圧される。このブラシ２５１、２５２の接触位置は、回転軸１３の半径方向では、少しずつ変化するが、その回転軸１３に周方向の接触位置は変化することなく、整流子２３への給電を確実に行なうことができる。

この発明の燃料ポンプはエンジンに付属され、例えば自動車に用いることができる。

図１はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態１を示す縦断面図。 図２は図１の平面図。 図３は図１のIII―III線による断面図。 図４は図１のIV―IV線による断面図。 図５は実施の形態１におけるブラシホルダ装置の斜視図。 図６は実施の形態２におけるブラシホルダ装置の端子部を示す斜視図。 図７はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態２におけるブラシホルダ装置を示す斜視図。 図８はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態３におけるブラシホルダ装置を示す斜視図。 図９はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態４におけるブラシホルダ装置を示す斜視図。 図１０はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態５におけるブラシホルダ装置を示す縦断面図。 図１１はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態６におけるブラシホルダ装置を示す縦断面図。 図１２はこの発明による直流電動機と燃料ポンプの実施の形態７におけるブラシホルダ装置を示す斜視図。

符号の説明

１００：燃料ポンプ、１０：ヨーク、１１：第一のケース（ブラシホルダケース）、
１２：第２のケース（ポンプケース）、１３：回転軸、１６：内部空間、
１７：燃料吐出管、２０：直流電動機、２１：界磁、２２：電機子、２３：整流子、
２４：接触面、２５：ブラシ装置、２５１、２５２：ブラシ、２６：ブラシホルダ装置、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６：ブラシホルダ、２７：板ばね部、
２７ａ：平板部、２７ｂ：平板部、２７ｃ：連結部、２７ｄ：ブラシホルダ孔、
２７ｅ、２７ｆ、２７ｇ：折り曲げ部、２７ｈ：平板部、２７ｊ：凹部、
２７ｍ、２７ｎ：折り曲げ部、２７ｐ：傾斜部、２７ｊ：２７ｑ：ばね部、
２７ｒ：２７ｓ：平板部、２７ｔ：傾斜部、２７ｕ：ブラシ挟持部、
２７１，２７２：支持部、２７３：ばね部、２８：端子部、２８ａ：端子板、
２８ｂ：連結部、２８ｃ：外部接続部、２８ｄ、２８ｆ：開放端、２８ｈ：貫通孔、
２８ｊ：凸部

Claims (12)

1. 内部に界磁場を形成する筒状のヨーク、このヨークの中心線上に配置された回転軸、この回転軸に取り付けられ前記界磁場において回転可能な電機子、この電機子の一端部に取り付けられ前記回転軸にほぼ直交する平面上に接触面を有する整流子、この整流子の前記接触面に接触する第１、第２のブラシ、前記回転軸の一端部を支持し前記第１、第２のブラシを覆う第１のケース、この第１のケースに配置されそれぞれが前記第１、第２のブラシを保持しそれに給電する第１、第２のブラシホルダ、前記回転軸の他端部に取り付けられたインペラ、およびこのインペラを覆い前記回転軸の他端部を支持する第２のケースを備え、前記インペラの回転により、前記ヨークの内部空間において燃料を流通させ、この燃料内に前記整流子と、前記第１、第２のブラシと、前記第１、第２のブラシホルダが浸漬される燃料ポンプであって、
   前記第１、第２のブラシホルダのそれぞれが、板材によって一体に形成された板ばね部と端子部とを有し、前記各ブラシホルダの板ばね部は、一対の相対向する第１、第２の平板部と、前記第１、第２の平板部に対して傾斜してそれらを連結する連結部とを有し、前記第２の平板部には、方形のブラシ保持孔と、このブラシ保持孔の相対向する一対の辺から前記第１の平板部に向かって折り曲げられた一対の第１のブラシ保持片と、前記ブラシ保持孔の他の相対向する一対の辺から前記第１のブラシ保持片と逆方向に折り曲げられた一対の第２のブラシ保持片が形成され、
   前記各ブラシは、前記第１の平板部に向かって前記ブラシ保持孔に挿入され、前記第１、第２のブラシ保持片により保持され、前記連結部は、前記接触面に向かって前記第２の平板部を付勢して、前記回転軸とほぼ平行な方向において、前記ブラシを前記接触面に押圧し、また、前記端子部は、前記第１の平板部から前記第１のケースの外部に導出され、前記板ばね部を介して前記ブラシに給電することを特徴とする燃料ポンプ。
2. 請求項１記載の燃料ポンプであって、前記各ブラシホルダの端子部は、前記ブラシが整流子の接触する部分よりも、前記回転軸により近い位置に配置されることを特徴とする燃料ポンプ。
3. 請求項１記載の燃料ポンプであって、前記第１のケースは、前記整流子の接触面と対向する内面と、この内面に対向する外面とを有し、前記各ブラシホルダの端子部は、前記第１のケースの外面から突出して、前記第１のケースの外部に、Ｕ字形に折り曲げられた外部接続部を有することを特徴とする燃料ポンプ。
4. 請求項３記載の燃料ポンプであって、前記外部接続部は、Ｕ字形の開放端が、前記第１のケースの外面の拡がる方向に開放されるように、折り曲げられていることを特徴とする燃料ポンプ。
5. 請求項３記載の燃料ポンプであって、前記外部接続部は、Ｕ字形の開放端が、前記第１のケースの外面に向かって開放するように、折り曲げられていることを特徴とする燃料ポンプ。
6. 請求項３記載の燃料ポンプであって、前記外部接続部には、給電リードのコネクタと噛み合う係合部が形成されたことを特徴とする燃料ポンプ。
7. 請求項１記載の燃料ポンプであって、前記各ブラシホルダの第１の平板部が前記第１のケースに保持されることを特徴とする燃料ポンプ。
8. 請求項７記載の燃料ポンプであって、前記第１の平板部の一端には前記端子部が、またその他端には前記端子部と対向する折り曲げ部がそれぞれ設けられ、これらの端子部と折り曲げ部とが、前記第１のケースの内面に設けられた突起を両側から挟み付けるようにして、前記第１の平板部が前記第１のケースに保持されることを特徴とする燃料ポンプ。
9. 請求項１記載の燃料ポンプであって、前記第１、第２のブラシホルダは、ぞれぞれの前記端子部が、前記回転軸の軸線から離れて、この軸線とほぼ平行な同一平面上に並ぶようにして前記第１ケースに保持されたことを特徴とする燃料ポンプ。
10. 請求項９記載の燃料ポンプであって、前記第１、第２のブラシは、前記回転軸の軸線の周りに、互いに１８０度よりも小さい角度間隔をもって配置されたことを特徴とする燃料ポンプ。
11. 請求項１０記載の燃料ポンプであって、前記第１、第２のブラシが、前記回転軸の軸線の周りに、互いに９０度の角度間隔をもって配置されたことを特徴とする燃料ポンプ。
12. 請求項１記載の燃料ポンプであって、前記第１のケースの中心部に、燃料吐出管が突設されたことを特徴とする燃料ポンプ。

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