JP5321424B2 - 燃料ポンプの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料を圧送する電動の燃料ポンプの製造方法に関する。
従来、ハウジングの内部にポンプ部及びモータ部を備えた電動の燃料ポンプが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の図2に示すように、当該燃料ポンプのハウジングは、燃料の吐出管25を有するとともにバッテリ等から電力が供給されるターミナル27を内部に含むコネクタ19を有するポンプカバー21と、ポンプ部13及びモータ部11を収容するポンプハウジング15とを含んで構成されている。さらに、ポンプカバー21とポンプハウジング15の間には、電機子のシャフトを回転可能に支持するベアリングを支えるベアリングホルダーが設けられている。ベアリングホルダーはポンプカバー21とポンプハウジング15との間に挟み込まれて固定されており、ポンプカバー21はかしめによってポンプハウジング15に固定されている。
特許文献1に記載の燃料ポンプを組み立てる場合には、ベアリングホルダーに対してブラシを軸方向に移動可能に組み付け、ベアリングホルダーにブラシターミナル等を圧入して固定する工程が行われる。さらに、ブラシとブラシターミナル、チョークコイルとターミナル27、及びチョークコイルとブラシターミナルをそれぞれ熱かしめによって結線する工程を行う。このようにブラシターミナル、チョークコイル及びブラシを結線して形成されるサブアセンブリは、正極用、負極用にそれぞれ作成されて、これら2個のサブアセンブリはベアリングホルダーに圧入されて固定されることになる。さらに、ベアリングホルダーに圧入固定されたサブアセンブリは、ベアリングホルダーにポンプカバー21を組み付けることにより、ポンプカバー21にも固定される。
以上の手順により、ベアリングホルダー、サブアセンブリ及びポンプカバー21の組み立てが完了する。そして、サブアセンブリ及びベアリングホルダーが組み付けられたポンプカバー21は、ポンプ部13及びモータ部11とともにポンプハウジング15に組み付けられ、燃料ポンプの製造が行われる。
特開平7−91343号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載の燃料ポンプでは、ベアリングホルダーは製造工程においてサブアセンブリを圧入固定するための部品として重要な機能を有している。このため、ベアリングホルダーは組み立て上必要な構成部品であるものの、燃料ポンプを構成する部品点数の少数化や部品管理の効率化という観点から課題になっている。
そこで本発明の目的は、部品点数の低減によるコストパフォーマンス及び生産性を高めた燃料ポンプの製造方法を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明は、燃料を搬送するポンプ部と、整流子を有しポンプ部を駆動するモータ部と、整流子と摺接可能に配されるブラシと、ブラシを整流子方向へ付勢する付勢部材と、ブラシと電気的に接続されるターミナルと、付勢部材がブラシを付勢するようにブラシとともに収容されるカバー部と、を備える燃料ポンプの製造方法であって、
カバー部に、ブラシ、付勢部材及びターミナルを組み立てる第一の組立工程と、第一の組立工程後のカバー部を、ポンプ部と一体に組み立てられるモータ部に組み付ける第二の組立工程とを有し、
第一の組立工程は、
ブラシ、付勢部材及びターミナルのそれぞれを位置決めして配置するための組立用治具を使用し、組立用治具の予め定めた位置にブラシ、付勢部材及びターミナルを配置する配置工程と、
ブラシとターミナルとを結線する結線工程と、
組立用治具において予め定めた位置に配置され、かつ結線済みであるターミナルをカバー部に圧入して固定する固定工程と、
固定工程後のカバー部と組立用治具を分離する分離工程と、を含むことを特徴とする。
この発明によれば、カバー部にブラシ、付勢部材及びターミナルを組み立てる第一の組立工程において、ブラシ、付勢部材及びターミナルの各部品を組立用治具上に位置決めして配置する。さらに第一の組立工程では、適切に配置された当該各部品について、少なくともブラシとターミナルを結線する結線工程を行い、当該各部品をアセンブリ化した状態で組立用治具上に適切に配置することができる。その後、ターミナルをカバー部に圧入して固定することにより、組立用治具上に適切に配置されたブラシ等のアセンブリ品をカバー部に固定する。さらに当該アセンブリ品が固定されたカバー部と組立用治具を分離して、当該アセンブリ品と一体になったカバー部とすることができる。このような組立用治具及び上記各工程を備える製造方法によって、当該アセンブリ品と一体になったカバー部をモータ部に組み付ける第二の組立工程を行えば、上記の従来技術のようなブラシ等のアセンブリ品を固定するために使用される部品を不要にできるとともに、当該部品の削減による組立性の悪化を解消することもできる。したがって、カバー部に当該アセンブリ品を固定する機能を持たせる製造方法によって、部品点数の低減によるコストパフォーマンス及び生産性に優れた燃料ポンプを提供できる。
請求項2に記載の発明によると、組立用治具は、複数個の治具が組み合わさって構成されていることを特徴とする。この発明によれば、組立用治具が複数個の治具の組み合せによって構成されているため、位置決めを必要とするブラシ、付勢部材及びターミナルの種類、形状、位置決めの箇所について、その変更に対して柔軟に対応できる組立用治具が得られる。したがって、カバー部に組み付ける必要のあるアセンブリ品の構成部品の種類、個数に応じて、組立用治具を変更することが容易になり、多品種の燃料ポンプの生産や、その生産性の向上に寄与できる。
請求項3に記載の発明によると、固定工程において、ターミナルは複数個のターミナル保持用治具によって挟持されて保持された状態でカバー部に圧入され、
カバー部は、固定工程の終了後に、ターミナルの挟持状態が解除されることにより、組立用治具から分離することを特徴とする。
この発明によれば、ターミナルは、固定工程において組立用治具に含まれる複数個のターミナル保持用治具によって挟持、保持された状態でカバー部に圧入されるため、圧入動作時にターミナル位置の安定性が確保される。さらに、圧入後の組立用治具からの分離動作時に当該挟持状態の解除により、スムーズに次工程に移行することが可能になる。したがって、ターミナルの把持及び開放が簡易な構成でかつ円滑に行われ、燃料ポンプの生産性の向上が図れる。
請求項4に記載の発明によると、組立用治具は、位置決めのためにブラシを収容するブラシ配置治具を含んでおり、配置工程において、ブラシを収容した状態のブラシ配置治具を軸方向に移動させることによりブラシの上方に形成されたスペースに、付勢部材を配置することを特徴とする。
この発明によれば、ブラシを整流子方向に付勢できるように付勢部材とブラシをカバー部の所定位置に収容することができるとともに、この配置工程を少ない治具によって実施することができる。このため、組立用治具の管理や構成部品数を低減でき、生産性及びコスト面での向上が期待できる。
請求項5に記載の発明によると、固定工程においてカバー部を保持して上下方向に移動させる把持用治具を使用し、ターミナルをカバー部に圧入する際には、ターミナルを圧入するためにカバー部に設けられた圧入穴部にターミナルが嵌まり始めるときに把持用治具による保持する力を緩め、その後、ターミナルの圧入を進行させるように把持用治具によるカバー部の移動を進めることを特徴とする。
固定工程においては、ターミナルを圧入穴部に対して適切な位置になるように把持用治具の位置や動作を調整するが、ターミナルの芯と圧入穴部の中心とに微妙なずれが生じることがある。これは、把持用治具でターミナルを把持したときの条件(例えば、把持力、ターミナルの傾き、塵やごみの付着)によっても影響を受けることがある。そこでこの発明によれば、固定工程においてターミナルが圧入穴部に嵌まり始めるときに把持用治具による保持する力を緩めることにより、ターミナルの芯を圧入穴部の中心に近づくように調芯させることができる。したがって、その後に進行する圧入動作において、圧入穴部を形成する内壁面に対してターミナルを均等に外接させることができる。したがって、ターミナルの圧入動作を円滑かつ確実に実施できる。
請求項6に記載の発明によると、カバー部には、固定工程でターミナルを圧入するための圧入穴部が設けられ、圧入穴部の開口周囲にはすり鉢状の面が形成されていることを特徴とする。この発明によれば、圧入穴部の開口周囲にすり鉢状の面が形成されていることにより、固定工程においてターミナルの端部を圧入穴部に嵌めようとするときに、ターミナルの端部が圧入穴部に案内され易くなり、円滑な圧入動作に寄与することができる。
第1実施形態の製造方法で製造される燃料ポンプを示した縦断面図である。 燃料ポンプの製造工程において使用するパレット(組立用治具)を示した斜視図である。 図2のパレットのうち、パレット土台部を示した斜視図である。 図2のパレットのうち、ブラシターミナルを配置するための治具を示した斜視図である。 図2のパレットのうち、プレートターミナルを配置するための治具を示した斜視図である。 図2のパレットのうち、ブラシ配置治具を示した斜視図である。 燃料ポンプの製造工程におけるブラシを配置する工程を説明するための斜視図である。 燃料ポンプの製造工程におけるブラシターミナルを配置する工程を説明するための斜視図である。 燃料ポンプの製造工程におけるブラシとブラシターミナルを結線する工程を説明するための斜視図である。 燃料ポンプの製造工程におけるプレートターミナルを配置する工程を説明するための斜視図である。 燃料ポンプの製造工程におけるチョークコイルを配置する工程を説明するための斜視図である。 燃料ポンプの製造工程におけるチョークコイルとブラシターミナル及びプレートターミナルをそれぞれ結線する工程を説明するための斜視図である。 燃料ポンプの製造工程におけるスプリングを配置する工程を説明するための斜視図である。 燃料ポンプの製造工程において、パレットの所定の位置に設置されたサブアセンブリに対してカバー部を組み付ける状態を示した斜視図である。 燃料ポンプの製造工程において、カバー部の組み付け工程を終了した状態を示した斜視図である。 カバー部の内部構成を示した下面図である。 サブアセンブリの構成を示した側面図である。 サブアセンブリをカバー部に組み付けた状態を示す下面図である。 図18のXIX−XIX切断面における断面図である。
(第1実施形態)
本発明の製造方法の第1実施形態を図1〜図19に基づいて説明する。図1は、第1実施形態の製造方法によって製造される燃料ポンプを示す縦断面図である。燃料ポンプ1は、例えば、電子式燃料噴射システムの燃料供給システムにおいて車両等の燃料タンク内に収容されており、燃料タンクから吸入した燃料をエンジン側に供給する。対象とする燃料は、ガソリン、軽油、アルコール混合燃料、バイオエタノール及びエタノール100%燃料等である。
燃料ポンプ1は、主にモータ部20、モータ部20により駆動して吸入した燃料を加圧して搬送するポンプ部10、及びカバー部30を備えている。モータ部20は、ブラシ付きの直流モータで構成されており、円筒状のハウジング21内に永久磁石が環状に配置されている。この永久磁石の内周側には同心円状に電機子22が配置されている。
ポンプ部10は、ケーシング本体11、ケーシングカバー12、及びインペラ13等から構成されている。ケーシング本体11およびケーシングカバー12によりポンプ流路14が形成され、このポンプ流路14の内部にはインペラ13が回転可能に収容されている。インペラ13は、外周縁の全周にわたり羽根と、羽根の間に形成された羽根溝とを備えている。ケーシング本体11及びケーシングカバー12は、例えば、アルミのダイカスト成形により形成される。
ケーシング本体11はハウジング21の一方(例えば、図1の下方または反カバー部30側)の端部内側に固定されており、その中心に軸受17が嵌着されている。ケーシングカバー12は、ケーシング本体11に被せられた状態でハウジング21の一方端(反カバー部30側の端部)にかしめ等により固定されている。ケーシングカバー12の中心にはスラスト軸受16が圧入固定されている。電機子22のシャフト23における一方側(電機子22よりも反カバー部30側)は、軸受15により回転可能に径方向に支持されているともに、スラスト軸受16によりスラスト方向の荷重を支持されている。シャフト23の他方側(電機子22よりもカバー部30側)は軸受17により回転可能に径方向に支持されている。
ケーシングカバー12には、燃料入口18が形成されている。インペラ13が回転することにより燃料タンク内の燃料が燃料入口18からポンプ流路14に吸入される。ポンプ流路14は、図示しない昇圧通路および緩衝室を含んでいる。昇圧通路においてインペラ13の回転により燃料は昇圧される。
ポンプ流路14に吸入された燃料は、インペラ13の回転により昇圧されて、ケーシング本体11に形成された燃料出口(図示せず)からモータ部20の燃料室24に排出される。ケーシング本体11には、ポンプ溝11aがインペラ13の羽根に沿って形成されている。ポンプ溝11aは縦断面がC字形状に形成されている。ケーシングカバー12にも、ポンプ溝11aと向き合う位置に同様の形状のポンプ溝12aが形成されている。
電機子22は、ハウジング21内に回転可能に収容され、コイルがコア221の外周に巻回されている。整流子25は円板状に形成されており、電機子22の上部(カバー部30側の端部)に配設されている。整流子25は、回転方向に並べて配置された複数のセグメント251を有している。セグメント251は、例えばカーボンで形成されており、セグメント251同士は、空隙および絶縁樹脂材料により電気的に絶縁されている。
電源(図示せず)からは、カバー部30のコネクタ40を経由して電機子22のコイルに電力が供給される。このように供給された電力により電機子22が回転すると、電機子22のシャフト23とともにインペラ13が回転する。インペラ13が回転すると、燃料入口18からポンプ流路14に燃料が吸入され、この燃料がインペラ13の各羽根から運動エネルギーを受けてポンプ流路14から燃料出口を通り燃料室24へ排出される。そして燃料室24に排出された燃料は、電機子22の周囲を通過し吐出口31から燃料ポンプ1の外部へ吐出される。
ハウジング21のポンプ部10とは反対側の端部21aには、カバー部30が設置されている。カバー部30は、例えば、PPS樹脂材料またはPOM樹脂材料により形成されている。カバー部30のポンプ部10側の端部30aはハウジング21の端部21aにかしめ等により固定されている。カバー部30には、吐出通路32、軸受収容部33、及びコネクタ40等が形成されている。吐出通路32は、カバー部30を貫いて燃料室24と吐出口31とを連通している。軸受収容部33には、シャフト23を支持する軸受17が収容されている。コネクタ40はカバー部30の反ポンプ部10側(図1の上方)の端部に形成されており、電源に接続されている電源コネクタ(図示せず)が接続される。
カバー部30には、さらに付勢部材の収容部としてのスプリング室34、及びブラシの収容部としてのブラシ室35が形成されている。スプリング室34とブラシ室35とは、カバー部30の軸方向に繋がるように形成されている。スプリング室34はブラシ室35の反ポンプ部10側に形成されている。カバー部30には、付勢部材としてのスプリング41、ならびに図17に図示されるサブアセンブリ50が収容される。スプリング41は、カバー部30に形成されているスプリング室34に収容されている。
図17は、製造工程において組み立てられてカバー部30に固定されるサブアセンブリ50を、カバー部30を図示しないで示した側面図である。燃料ポンプ1は、同一の構成である正極用と負極用の二つのサブアセンブリ50を有している。サブアセンブリ50は、ブラシ60、ブラシターミナル70、プレートターミナル80、及びチョークコイル90を含み、これらが結線されて一体に構成されている。本実施形態では、サブアセンブリ50は、カバー部30に圧入されることでカバー部30に固定される。具体的には、サブアセンブリ50は、ブラシターミナル70及びプレートターミナル80のそれぞれの一部分がカバー部30の所定の穴部に圧入されて固定されることにより、カバー部30に確実に保持されるのである。以下、ブラシターミナル70、プレートターミナル80はそれぞれ単にターミナル70、ターミナル80と称することもある。
ブラシ60は、ブラシ室35に軸方向へ移動可能に収容されている。ブラシ60の一方の端部(図1の上方側の端部)はスプリング室34に収容されているスプリング41に当接可能となっており、他方の端部(例えば、図1の下方側の端部)はモータ部20の整流子25と当接可能となっている。ブラシ60は、カバー部30の軸方向において整流子25と対向して配置されている。ブラシ60は、スプリング41により整流子25側(モータ部20側)に付勢されているため、電機子22の回転、ならびに電機子22のスラスト方向への移動にかかわらず、電機子22に追従してブラシ室35内を軸方向へ移動可能である。これにより、ブラシ60は電機子22の回転およびスラスト方向への移動にかかわらず整流子25と摺接するようになる。
ブラシターミナル70は、本体部74と、本体部74から外方に突出して設けられ、チョークコイル90の巻線92における一方の端部93に結線するためのV字状の接続部71と、接続部71と並ぶように本体部74から外方に突出して設けられ、ブラシ60から突出するワイヤ61に結線するためのV字状の接続部72と、本体部74の上部に設けられ、カバー部30に形成された圧入穴部としての第一の穴部300(図16参照)に圧入する圧入部73と、を備える導電性の第一のターミナルである。ワイヤ61は、ブラシ60とブラシターミナル70とを電気的に接続する柔軟な導電性の部材である。ブラシ60とブラシターミナル70とはワイヤ61で接続されているものの、ワイヤ61は柔軟であるため、ブラシ60とブラシターミナル70はワイヤ61を挟んで相対的に移動可能である。
プレートターミナル80は、カバー部30に形成された圧入穴部としての第二の穴部310(図16参照)に圧入してカバー部30を貫通する圧入部83と基台部82とを有してL字状に形成された導電性の第二のターミナルである。さらに基台部82には、チョークコイル90の巻線92における他方の端部94に結線するためにV字状を呈する接続部81が形成されている。基台部82は、図17に示すように、コア91のモータ部20側(例えば、図1の下方側)の端部をカバー部30側に向けて支持する位置にある。これによりコア91は製造工程において下方から支えられるため、巻線92から脱落することを防止できる。また、プレートターミナル80は、圧入部83が第二の穴部310からコネクタ40の内部に突出するようにカバー部30に設置される。
チョークコイル90は、正極及び負極のブラシ60が整流子25の各セグメント251と順次摺動するときに発生する電気雑音(例えば高周波成分)を低減するためのものである。チョークコイル90は、円柱状のコア91に巻線92を巻回して構成されている。巻線92の一方の端部93はブラシターミナル70の接続部71に接続され、他方の端部94はプレートターミナル80の接続部81に接続される。また、ブラシ60に固定されたワイヤ61の先端部は、ブラシターミナル70の接続部72に接続される。例えば、巻線92の一方の端部93は、通電による熱かしめであるヒュージングを接続部71に対して行うことによってブラシターミナル70に堅固に接続され、他方の端部94は接続部81に対してヒュージングを行うことによってプレートターミナル80に堅固に接続され、ワイヤ61の先端部は接続部72に対してヒュージングを行うことによってブラシターミナル70に堅固に接続される。ヒュージングは、リード線に電流を流して被膜を剥離することによって電気的に導通させてから、端子と芯線のかしめ力で圧接して強度を確保する熱かしめである。
次に、燃料ポンプ1の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法では、ブラシ60、ブラシターミナル70、プレートターミナル80、及びチョークコイル90を、組立用治具であるパレット100の所定の位置に配置し、各部品を結線して一体となった正極用及び負極用のサブアセンブリ50を組み立てる。そして、パレット100上で組み立てられたサブアセンブリ50のそれぞれをカバー部30に圧入して固定する(以上、第一の組立工程)。
パレット100について説明する。図2は燃料ポンプ1の製造工程において使用するパレット100を示した斜視図である。図3は図2のパレット100のうち、パレット土台部110を示した斜視図である。図4は図2のパレット100のうち、ブラシターミナル70を配置するためのブラシターミナル配置治具130(第一のターミナル用治具)を示した斜視図である。図5は図2のパレット100のうち、プレートターミナル80を配置するためのプレートターミナル配置治具140(第二のターミナル用治具)を示した斜視図である。図6は図2のパレット100のうち、ブラシ配置治具150を示した斜視図である。
図2に示すように、パレット100は、主にパレット土台部110、ブラシターミナル配置治具130、プレートターミナル配置治具140、及びブラシ配置治具150が組み合わされて形成されている。図2及び図3に示すように、パレット土台部110は、扁平の直方体状である基部121と、基部121から上方に立設するタワー部120とからなっている。タワー部120は、ブラシターミナル配置治具130、プレートターミナル配置治具140、及びブラシ配置治具150を組み立てるための収容スペース、各治具の位置決め用の位置決め部及び固定用の固定部を備えている。
図4に示すように、ブラシターミナル配置治具130は、第一のターミナルであるブラシターミナル70をパレット100に位置決め及び固定するために用いられる第一のターミナル用治具である。ブラシターミナル配置治具130は、互いに左右対称である2個の治具からなる。各治具は、上部に形成されてブラシターミナル70を保持する保持部131と、下部に形成され、外から内方(図4のP1方向)に向けて押されることにより保持部131での保持力が低減する操作部132と、を備え、保持部131から操作部132にかけて段階的に肉厚に形成されて下方に向かうほど強度が向上する棒状の部材である。
さらに、棒状に延びる保持部131と操作部132との間には、貫通孔133が形成されている。この貫通孔133は、図2に示すようにパレット土台部110に組み立てられたときにボルト118が挿入される穴部であり、ボルト118の軸径よりも若干大きい内径に形成されている。パレット土台部110に組み立てられた状態で、操作部132を内方(図4のP1方向)に向かって押すと、ボルト118を支点として、操作部132とは反対側に位置する保持部131が外方(図4のO1方向)に開くようになっている。
図5に示すように、プレートターミナル配置治具140は、第二のターミナルであるプレートターミナル80をパレット100に位置決め及び固定するために用いられる第二のターミナル用治具である。プレートターミナル配置治具140は、互いに左右対称である2個の治具からなる。各治具は、上部に形成されてプレートターミナル80を保持する保持部141と、下部において保持部141よりも側方に突出するように形成される突出部分であって、当該側方への突出部分を背面側から正面側(図5のP2方向)に向けて押されることにより保持部141での保持力が低減するようになる操作部142と、を備え、保持部141から操作部142にかけて段階的に肉厚に形成されて下方に向かうほど強度が向上するL字状の部材である。
さらに、棒状に延びる保持部141と操作部142との間には、貫通孔143が形成されている。この貫通孔143は、図2に示すようにパレット土台部110に組み立てられたときにボルト119が挿入される穴部であり、ボルト119の軸径よりも若干大きい内径に形成されている。パレット土台部110に組み立てられた状態で、操作部142を背面側から正面側(図5のP2方向)に向かって押すと、ボルト119を支点として、操作部142とは反対側に位置する保持部141が正面側から背面側(図5のO2方向)の逆向きに開くようになっている。
図6に示すように、ブラシ配置治具150は、ブラシ60及びスプリング41を位置決めするために用いられる治具である。ブラシ配置治具150は、L字状の部材であり、下部に形成されてパレット土台部110のタワー部120に設置される基部151と、基部151の一方側から上方に延びるように配される柱部152と、を備えている。
基部151には、柱部152とは反対側の他方側に上下方向に貫通する2個の貫通孔153が形成されている。この貫通孔153は、図2に示すようにパレット土台部110に組み立てられたときに筒状部112が挿入される穴部であり、筒状部112の外径よりも若干大きい内径に形成されている。このように筒状部112が貫通孔153に嵌まることにより、パレット土台部110に対するブラシ配置治具150の位置決めがなされる。
柱部152には、上面に開口して下方に延びる筒状穴部154が形成されている。筒状穴部154は2個形成されており、製造工程において一方の筒状穴部154に正極用のブラシ60及びスプリング41が収容され、他方の筒状穴部154に負極用のブラシ60及びスプリング41が収容されるようになっている。ブラシ配置治具150は、パレット土台部110に対して上下方向に変位可能となるように組み立てられるため、筒状穴部154の底部の位置が上下方向に変位して、筒状穴部154の上面からの深さは当該上下方向の変位に伴って、調整可能に構成されている。例えば、筒状穴部154の底部をパレット土台部110の所定の部位によって構成すれば、ブラシ配置治具150の上下方向の変位に伴って、筒状穴部154の上面から底部までの長さを変更することができる。このようにして、ブラシ60を筒状穴部154に挿入して配置する工程やスプリング41を筒状穴部154に挿入して配置する工程に応じて、筒状穴部154の深さを変更することができる。
図3に示すように、タワー部120は、ブラシターミナル配置治具130の保持部131との間に、ブラシターミナル70の本体部74が嵌まって収容できるスペースを形成する棒状のブラシターミナル保持部111と、ブラシ配置治具150を組み立てるときに柱部152がそれぞれ嵌まる2個の筒状部112と、がそれぞれ上方に延びるように備えている。さらにタワー部120には、ブラシターミナル配置治具130の上下方向中ほどから操作部132にかけての棒状の部分を収容可能とする収容凹部113と、プレートターミナル配置治具140の下部を収容可能とする収容凹部114と、プレートターミナル配置治具140の上部の保持部141から下方に延びる棒状部分を収容可能とする収容凹部115と、が形成されている。この収容凹部114と収容凹部115は、プレートターミナル配置治具140の上部から下部にかけての棒状部分がほぼ嵌まるように、当該棒状部分の形状に合わせて形成された連続する溝部によって繋がっている。
さらにタワー部120には、組立工程でプレートターミナル80が載置される天部116に上方に突出する突起部117が2個形成されている。2個の突起部117は、組立工程でプレートターミナル80を配置するときにプレートターミナル80の図示しない穴部に嵌まることにより、プレートターミナル80の位置決めに寄与する。さらにタワー部120は、ブラシターミナル配置治具130を回動可能に支持するために、貫通孔133に挿通されて収容凹部113を横断するように取り付けられるボルト118と、プレートターミナル配置治具140を回動可能に支持するために、貫通孔143に挿通されて収容凹部114を横断するように取り付けられるボルト118と、を備えている。
図2に示すパレット100は、パレット100上でサブアセンブリ50を作成する前の初期段階の状態であり、パレット土台部110にブラシターミナル配置治具130、プレートターミナル配置治具140、及びブラシ配置治具150等が組み立てられて一体になったものである。この状態において、操作部132及び操作部142は、操作可能なようにタワー部120から所定長さ突出している。また、ブラシ配置治具150はタワー部120に対して上下方向の所定の位置に配置されているため、2個の筒状穴部154はワイヤ61から下方のブラシ60の部分が収容可能な深さに設定されている。さらにこの初期段階では、パレット土台部110の基部121は所定の位置に固定されてサブアセンブリ50及びカバー部30の組立工程において静止した状態にある。したがって、以降の製造工程における組立てにおいて、各部品は所定の位置に確実に配置されるようになる。
次に、図7〜図15に示された第一の組立工程に含まれるサブアセンブリ50の作成、カバー部30とサブアセンブリ50の組立ての手順について、図面に従って説明する。図7は、燃料ポンプ1の製造工程におけるブラシ60を配置する工程(配置工程の一部)を説明するための斜視図である。図7に示すように、ブラシ60の配置工程では、2個のブラシ60のそれぞれを、図2の状態に組み立てられたパレット100においてブラシ配置治具150の2個の筒状穴部154に下方に向けて挿入する。2個のブラシ60は、筒状穴部154内に設定された底部に当接し、ブラシ配置治具150の上面から突出するような姿勢で設置されることになる。
図8はブラシターミナル70を配置する工程(配置工程の一部)を説明するための斜視図である。図8に示すように、ブラシターミナル70の配置工程では、2個のブラシターミナル70のそれぞれを、2個のブラシ60が設置されたパレット100においてブラシターミナル配置治具130の保持部131とブラシターミナル保持部111との間に形成されている筒状のスペースに下方に向けて挿入する。これにより、2個のブラシターミナル70の本体部74における下部は、保持部131とブラシターミナル保持部111とによって挟持されて、以降に行われる各種の組立工程で意に反して動くことがないように確実に保持される。
このブラシターミナル70の配置工程では、当該筒状のスペースにブラシターミナル70を挿入する前に、ブラシターミナル配置治具130の操作部132を図4に示すP1方向(内方)に押すように操作する。この操作により、貫通孔133に挿通されたボルト118を支点として、ブラシターミナル配置治具130は上部の保持部131が図4に示すO1方向(外方)に開くように変位する。このため、保持部131とブラシターミナル保持部111との間に形成されている筒状のスペースの入口が大きくなり、ブラシターミナル70を挿入操作が行い易くなる。そして、ブラシターミナル70の挿入操作が終了すると、操作部132に加えていた力を解除することにより、今度は保持部131が内方に向けて閉じるように操作前の元の状態に復帰し、ブラシターミナル70の本体部74をブラシターミナル保持部111とで狭持する。このように、ブラシターミナル配置治具130(保持部131)とパレット土台部110(ブラシターミナル保持部111)は、ブラシターミナル70を保持するターミナル保持用治具として機能する。
なお、ブラシターミナル配置治具130がブラシターミナル70の挿入操作によって外方に撓む程度の可撓性を有する形状または材質であれば、当該挿入操作時に保持部131は外方に広がるため、必ずしもこのような操作部132を押して挿入スペースを拡大するための工程を行わなくてもよい。
図9は正極用及び負極用の2組のブラシ60とブラシターミナル70を結線する工程(結線工程の一部)を説明するための斜視図である。図9に示すように、ブラシ60とブラシターミナル70の結線工程では、ブラシ60のワイヤ61の端部をブラシターミナル70の接続部72で挟み込み、上記のように電極により狭圧した状態で通電熱かしめを実施する。これにより、ブラシ60がブラシターミナル70に電気的及び機械的に確実に接続されることになる。
図10はプレートターミナル80を配置する工程(配置工程の一部)を説明するための斜視図である。図10に示すように、プレートターミナル80の配置工程では、2組のブラシ60とブラシターミナル70の結線工程の後に、2個のプレートターミナル80のそれぞれを、タワー部120の天部116における所定の位置に載置して、正確に位置決めを行う。このとき、プレートターミナル80は、基台部82を下にして圧入部83を上方に起立させた姿勢で載置し、プレートターミナル80の図示しない2個の穴部に天部116から突出する2個の突起部117に嵌めるようにして位置決めを行う。なお、このとき、保持部141によっても基台部82はその側方から保持され得る。これにより、2個のプレートターミナル80は、突起部117と保持部141とによって挟持されて、以降に行われる各種の組立工程で意に反して動くことがないように確実に保持される。
このプレートターミナル80の配置工程では、天部116上にプレートターミナル80を設置する前に、プレートターミナル配置治具140の操作部142を図5に示すP2方向(背面側から正面側に向かう方向)に押すように操作する。この操作により、貫通孔143に挿通されたボルト119を支点として、プレートターミナル配置治具140は上部の保持部141が図4に示すO2方向(正面側から背面側に向かう方向)に開くように変位する。このため、保持部141と突起部117との間に形成されているスペースが大きくなり、プレートターミナル80を設置する操作が行い易くなる。そして、ブラシターミナル70の設置操作が終了すると、操作部142に加えていた力を解除することにより、今度は保持部141がO2方向とは逆方向(背面側から正面側に向かう方向)に向けて閉じるように操作前の元の状態に復帰し、プレートターミナル80の基台部82を押さえるようになる。このように、プレートターミナル配置治具140(保持部141)とパレット土台部110(タワー部120)は、プレートターミナル80を保持するターミナル保持用治具として機能する。
なお、プレートターミナル配置治具140がプレートターミナル80の挿入操作によってブラシ60側に撓む程度の可撓性を有する形状または材質であれば、当該挿入操作時に保持部141はブラシ60側(正面側から背面側に向かう方向)に広がるため、必ずしもこのような操作部142を押して挿入スペースを拡大するための工程を行わなくてもよい。
図11はチョークコイル90を配置する工程(配置工程の一部)を説明するための斜視図である。図11に示すように、チョークコイル90の配置工程では、プレートターミナル80の配置工程の後に、コア91を軸心が上下方向となるように立てた状態で、かつプレートターミナル80の基台部82にコア91の底部が乗るように、2個のチョークコイル90のそれぞれをタワー部120の天部116における所定の位置に配置する。このとき、チョークコイル90は、巻線92における一方の端部93(チョークコイル90の上部側に位置する端部)がブラシターミナル70の接続部71の近くに、巻線92における他方の端部94(チョークコイル90の下部側に位置する端部)がプレートターミナル80の接続部81の近くに位置するように位置決めされる。
図12はチョークコイル90とブラシターミナル70及びプレートターミナル80とをそれぞれ結線する工程(結線工程の一部)を説明するための斜視図である。図12に示すように、チョークコイル90と各ターミナル70,80の結線工程では、チョークコイル90の配置工程の後に、巻線92の一方の端部93をブラシターミナル70の接続部71で挟み込み、上記のように電極により狭圧した状態で通電熱かしめを実施する。これにより、チョークコイル90がブラシターミナル70に電気的及び機械的に確実に接続されることになる。さらに、巻線92の他方の端部94をプレートターミナル80の接続部81で挟み込み、上記のように電極により狭圧した状態で通電熱かしめを実施する。これにより、チョークコイル90がプレートターミナル80に電気的及び機械的に確実に接続されることになる。以上の工程を経て作成された2個のサブアセンブリ50は、パレット100上の所定の位置に設置されるのである。
図13はスプリング41を配置する工程(配置工程の一部)を説明するための斜視図である。図13に示すように、スプリング41の配置工程では、チョークコイル90と各ターミナル70,80の結線工程の後に、まず、ブラシ配置治具150の基部151をチャック等の把持用治具でつかんで上方に移動させて、ブラシ配置治具150全体を上方に持ち上げる。これにより、静止状態のブラシ60に対して柱部152が上方にリフトされるため、ブラシ60は筒状穴部154に完全に収容される状態になり、ブラシ60よりも上方の筒状穴部154にスプリング41を挿入可能な空きスペースが生じるようになる。次に、スプリング41を軸心が上下方向となるように立てて、当該空きスペースに差し込むことで、スプリング41の配置工程が終了する。このとき、スプリング41は、その一部が筒状穴部154の開口部から上方に突出する状態で設置されている。
このような図9及び図12に示す結線工程、図7、図8、図11及び図13に示す配置工程におけるパレット100上での各部品の配置及び結線によると、ブラシ60等の各部品を通電熱かしめ等の結線等を行ってアッセンブリ品に作成してからカバー部30等の燃料ポンプ側の部品に組み付ける場合に比べ、各工程間の時間短縮、組立スペースの低減化等の効果が得られる。したがって、通電熱かしめ等の結線工程の効率化や工数低減において有利な効果を奏する。
図14はパレット100の所定の位置に設置されたサブアセンブリ50に対してカバー部30を組み付ける状態を示した斜視図である。さらに図15はカバー部30にサブアセンブリ50を圧入固定して、カバー部30の組み付けを終了した状態を示した斜視図である。カバー部30の組み付けでは、スプリング41の配置工程までで所定の位置に配置された各部品を、カバー部30の内部に形成された所定部位に納めるように、カバー部30をかぶせ、さらにカバー部30を下方に押し込み、サブアセンブリ50をカバー部30に圧入する(以上、固定工程)。
サブアセンブリ50をカバー部30に圧入する際には、ブラシターミナル70の圧入部73及びプレートターミナル80の圧入部83をそれぞれ、カバー部30の内部に開口し穴の軸線が軸方向に一致するように形成された第一の穴部300及び第二の穴部310に、位置合わせして嵌めこみ、さらに深く進入させて圧入する。また、カバー部30は、チャック等の把持用治具に固定された状態でパレット100の上方から下方に向けて下降し、圧入部73や圧入部83が各穴部300,310に嵌まり始めた後、当該チャック等によるカバー部30を保持している力を弱めることで、各穴部300,310に対して各ターミナル70,80が調芯される。このように調芯状態になった後、カバー部30を再び下降して、各圧入部73,83が各穴部300,310に深く圧入される。
図16は、カバー部30の内部構成を示した下面図、すなわち、図14においてカバー部30の内部をカバー部30の下方から上方に見たときの図である。図16に示すように、第一の穴部300の内形は、ブラシターミナル70の圧入部73の外形よりも小さく形成されており、第二の穴部310の内形は、プレートターミナル80の圧入部83の外形よりも小さく形成されている。第一の穴部300は、正極用及び負極用のブラシターミナル70の個数に対応して2個あり、かつそれぞれ圧入部73に対応する位置に形成されている。同様に、第二の穴部310は、正極用及び負極用のプレートターミナル80の個数に対応して2個あり、かつそれぞれ圧入部83に対応する位置に形成されている。このため、圧入部73及び圧入部83のそれぞれは、第一の穴部300、第二の穴部310に圧入した場合に、各穴部を形成する内壁面に密着した状態で外接してブラシターミナル70及びプレートターミナル80の軸方向の移動が規制される。
さらに、カバー部30の内部を下方から上方に見たときに、各第一の穴部300の開口部周囲には、当該開口部から下方に向かうほど径寸法が大きくなるテーパ面301(すり鉢状面)が形成されており、同様に各第二の穴部310の開口部周囲にも、当該開口部から下方に向かうほど径寸法が大きくなるテーパ面311(すり鉢状面)が形成されている。これらのテーパ面301及び311によって、圧入部73及び83の各穴部300及び310への嵌めこみ時の挿入初期段階の作業が良好に行えるようになる。
以上の手順により、カバー部30を組み付けることにより、正極用及び負極用のそれぞれの圧入部73を第一の穴部300に圧入して固定するとともに、正極用及び負極用のそれぞれの圧入部83が第二の穴部310に圧入して固定することにより、スプリング41及びサブアセンブリ50はカバー部30に確実に組み立てられるのである(当該組み付け状態は図18及び図19を参照)。図18はサブアセンブリ50をカバー部30に組み付けた状態を示す下面図である。図19は図18のXIX−XIX切断面における断面図である。
さらに、図15に示すスプリング41およびサブアセンブリ50が組み付けられたカバー部30は、パレット100から取り外してパレット100と分離され、その後、ポンプ部10およびモータ部20とともにハウジング21に組み付けられる。ハウジング21には、ポンプ部10側の端部にポンプ部10が組み付けられ、ポンプ部10とは反対側の端部21aにカバー部30が組み付けられる。ポンプ部10およびカバー部30が組み付けられるハウジング21の各端部はかしめられ、ポンプ部10およびカバー部30はハウジング21と一体に固定される。燃料ポンプ1の製造は、以上の各工程を経て終了する。
本実施形態によれば、燃料ポンプ1の製造方法は、カバー部30に、ブラシ60、スプリング41及び各ターミナル70,80の各部品を組み立てる第一の組立工程と、第一の組立工程後のカバー部30を、ポンプ部10と一体に組み立てられるモータ部20に組み付ける第二の組立工程とを有する。第一の組立工程は、上記各部品のそれぞれを位置決めして配置するための組立用治具であるパレット100を使用し、パレット100の予め定めた位置に上記各部品を配置する配置工程と、パレット100上でブラシ60と各ターミナル70,80を結線する結線工程と、パレット100において予め定めた位置に配置され、かつ結線済みであるターミナル70,80をカバー部30に圧入して固定する固定工程と、固定工程後のカバー部30とパレット100を分離する分離工程と、を含む。
これによれば、カバー部30にブラシ60、スプリング41及び各ターミナル70,80を組み立てる第一の組立工程において、ブラシ60、スプリング41、ブラシターミナル70、及びプレートターミナル80の各部品をパレット100上に位置決めして配置する。さらに第一の組立工程では、パレット100に適切に配置された当該各部品について、少なくともブラシ60とブラシターミナル70及びプレートターミナル80を結線する結線工程を行い、当該各部品をアセンブリ化した状態でパレット100上に適切に配置することができる。その後、各ターミナル70,80をカバー部30の所定部位に圧入して固定することにより、パレット100上に適切に配置されたブラシ60等のアセンブリ品をカバー部30に固定することができる。この後、パレット100をカバー部30から取り外して両者を分離することによって、アセンブリ品とカバー部30は一体品として組み立てられる。
このような組立用治具及び上記各工程を備える製造方法によって当該アセンブリ品と一体になったカバー部30をモータ部20に組み付ける第二の組立工程を行えば、上記の従来技術のようなブラシ等のアセンブリ品を固定するためのベアリングホルダーを不要にできるとともに、部品削減による組立性の悪化を解消することができる。換言すれば、製造方法においてパレット100を使用した工程を実施することにより、上記従来のベアリングホルダーの機能をカバー部30に統合し、ベアリングホルダーを廃止した燃料ポンプを提供できる。したがって、以上により、部品点数の低減によるコストパフォーマンス及び生産性に優れた燃料ポンプの製造方法を提供できる。
また、パレット100は、複数個の治具である、パレット土台部110、ブラシターミナル配置治具130(第一のターミナル用治具)、プレートターミナル配置治具140(第二のターミナル用治具)、ブラシ配置治具150等が組み合わさって構成されている。これによれば、このような複数個の治具の組み合せによって組立用治具が構成されているため、位置決めを必要とするブラシ60、スプリング41及び各ターミナル70,80について、複数の種類、異なる形状、異なる位置決め箇所に対応する必要がある場合について、柔軟に対応できる組立用治具が得られる。したがって、カバー部30に組み付ける必要のあるアセンブリ品の構成部品の種類、個数に応じて、組立用治具の構成を変更することが容易になり、多品種の燃料ポンプの生産やその生産性の向上に寄与する製造方法を提供できる。
また、上記の固定工程において、ブラシターミナル、プレートターミナル80は複数個のターミナル保持用治具を構成する、パレット土台部110、ブラシターミナル配置治具130及びプレートターミナル配置治具140によって挟持されて保持された状態でカバー部30に圧入され、カバー部30は、固定工程の終了後に、各ターミナル70,80の挟持状態が解除されることにより、パレット100から分離するようになっている。
これによれば、各ターミナル70,80は、固定工程においてパレット100に含まれる複数個のターミナル保持用治具によって挟持、保持された状態でカバー部30に圧入されるため、ターミナル位置の安定性を確保した状態で圧入動作が行われる。さらに、圧入後のパレット100からの分離動作時に当該挟持状態の解除により、スムーズに次工程に移行することが可能になる。したがって、各ターミナル70,80の把持及び把持の解除を簡易な構成でかつ円滑に行うことができ、燃料ポンプの生産性の向上にも貢献できる。
また、パレット100は、位置決めのためにブラシ60を収容するブラシ配置治具150を含んでいる。上記の配置工程においては、ブラシ60を収容した状態のブラシ配置治具150を軸方向に移動させることによりブラシ60の上方に形成されたスペースに、スプリング41を配置するものである。
これによれば、ブラシ60を整流子25の方向に付勢できるようにスプリング41とブラシ60をカバー部30の所定位置に収容することができ、かつブラシ60及びスプリング41に関する配置工程を少ない個数の治具によって実施することができる。このため、パレット100の管理工数や構成部品数を低減でき、生産性及びコスト面での向上が図れる。
また、上記の固定工程においては、カバー部30を保持して上下方向に移動させるチャック等の把持用治具を使用し、各ターミナル70,80をカバー部30に圧入する際には、各ターミナル70,80を圧入するための各穴部300,310に各ターミナル70,80が嵌まり始めるときに当該把持用治具による保持する力を緩め、その後、各ターミナル70,80の圧入を進行させるように把持用治具によるカバー部30の移動を進めるものである。
ブラシ等を含むアセンブリ品をカバー部30に固定する固定工程においては、各ターミナル70,80を各穴部300,310に対して適切な位置になるように把持用治具の位置や動作を調整するが、各ターミナル70,80の芯と各穴部300,310の中心とに微妙なずれが生じることが起こり得る。このような現象は、把持用治具で各ターミナル70,80を把持したときの諸条件、例えば、把持力、各ターミナル70,80の傾き具合等の配置状態、各部に付着する塵やごみが起因する。そこで、このような圧入を実施することにより、固定工程において各ターミナル70,80が各穴部300,310に嵌まり始めるときに把持用治具による保持する力を緩めることにより、各ターミナル70,80の芯を各穴部300,310の中心に近づくように調芯させる調整を実施することができる。したがって、その後に進行する圧入動作において、各穴部300,310を形成する内壁面に対して各ターミナル70,80を均等に外接させることができる。したがって、各ターミナル70,80の圧入動作が円滑に実施できるとともに、当該圧入が正常に実施できる。
また、カバー部30には、固定工程で各ターミナル70,80を圧入するための各穴部300,310が設けられ、各穴部300,310の開口周囲にはすり鉢状の面が形成されている。これによれば、各穴部300,310の開口周囲にすり鉢状の面が形成されていることにより、固定工程において各ターミナル70,80の端部を各穴部300,310に嵌めようとするときに、各ターミナル70,80の端部が各穴部300,310に案内され易くなり、円滑な圧入動作に寄与して、正常な当該圧入が実施できる。
また、各接続部71,72,82とワイヤ61及び巻線92の端部93,94との結線を行う手段は、上記の熱かしめに限定されるものでない。例えば、半田付け、ろう付け等により行ってもよい。
また、組立工程において、ブラシ60、ブラシターミナル70、プレートターミナル80、チョークコイル90、カバー部30等の配置工程では、各部品を把持する治具によって所定の配置箇所に位置決めされてから上方から下降し、配置されるようになっている。
1…燃料ポンプ
10…ポンプ部
20…モータ部
25…整流子
30…カバー部
41…スプリング(付勢部材)
50…サブアセンブリ
60…ブラシ
70…ブラシターミナル(ターミナル)
80…プレートターミナル(ターミナル)
90…チョークコイル
100…パレット(組立用治具)
110…パレット土台部(ターミナル保持用治具)
130…ブラシターミナル配置治具(ターミナル保持用治具)
140…プレートターミナル配置治具(ターミナル保持用治具)
150…ブラシ配置治具
300…第一の穴部(圧入穴部)
310…第二の穴部(圧入穴部)

Claims (6)

  1. 燃料を搬送するポンプ部と、整流子を有し前記ポンプ部を駆動するモータ部と、前記整流子と摺接可能に配されるブラシと、前記ブラシを前記整流子方向へ付勢する付勢部材と、前記ブラシと電気的に接続されるターミナルと、前記付勢部材が前記ブラシを前記付勢するように前記ブラシとともに収容されるカバー部と、を備える燃料ポンプの製造方法であって、
    前記カバー部に、前記ブラシ、前記付勢部材及び前記ターミナルを組み立てる第一の組立工程と、前記第一の組立工程後の前記カバー部を、前記ポンプ部と一体に組み立てられる前記モータ部に組み付ける第二の組立工程とを有し、
    前記第一の組立工程は、
    前記ブラシ、前記付勢部材及び前記ターミナルのそれぞれを位置決めして配置するための組立用治具を使用し、前記組立用治具の予め定めた位置に前記ブラシ、前記付勢部材及び前記ターミナルを配置する配置工程と、
    前記ブラシと前記ターミナルを結線する結線工程と、
    前記組立用治具において前記予め定めた位置に配置されかつ結線済みである前記ターミナルを前記カバー部に圧入して固定する固定工程と、
    前記固定工程後の前記カバー部と前記組立用治具を分離する分離工程と、
    を含むことを特徴とする燃料ポンプの製造方法。
  2. 前記組立用治具は、複数個の治具が組み合わさって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプの製造方法。
  3. 前記固定工程において、前記ターミナルは複数個のターミナル保持用治具によって挟持されて保持された状態で前記カバー部に圧入され、
    前記カバー部は、前記固定工程の終了後に、前記ターミナルの前記挟持状態が解除されることにより、前記組立用治具から分離することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料ポンプの製造方法。
  4. 前記組立用治具は、前記位置決めのために前記ブラシを収容するブラシ配置治具を含んでおり、
    前記配置工程において、前記ブラシを収容した状態の前記ブラシ配置治具を軸方向に移動させることにより前記ブラシの上方に形成されたスペースに、前記付勢部材を配置することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料ポンプの製造方法。
  5. 前記固定工程において前記カバー部を保持して上下方向に移動させる把持用治具を使用し、
    前記ターミナルを前記カバー部に圧入する際には、前記ターミナルを圧入するために前記カバー部に設けられた圧入穴部に前記ターミナルが嵌まり始めるときに前記把持用治具による前記保持する力を緩め、その後、前記ターミナルの圧入を進行させるように前記把持用治具による前記カバー部の移動を進めることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料ポンプの製造方法。
  6. 前記カバー部には、前記固定工程において前記ターミナルを圧入するための圧入穴部が設けられ、前記圧入穴部の開口周囲にはすり鉢状の面が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃料ポンプの製造方法。
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