JP5325881B2 - 燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、特にアルコール成分を含む燃料を供給する燃料ポンプの技術分野に属するものである。

一般に、流入（吸引）した燃料を流出（吐出）する燃料ポンプの駆動源として電動モータが用いられるが、斯かる燃料ポンプの中には電動モータ内を燃料が直接流れるようにしたものがある。ところが近時、燃料の成分としてアルコール（特にエタノール）が用いられることがあるが、アルコールは水酸基（−ＯＨ）があるが故に電気化学的には酸として機能し、この結果、燃料を媒体（溶媒）として両極間に電荷の遣り取りが生じ、これが結果としてイオン（Ｈ^＋、−Ｏ⁻）の流れとなってアーマチュアコア（回転子）を構成する金属成分を電食（腐食）させる要因となっている。
ところで燃料ポンプの中には、電動モータ内を燃料が流れる（通過する）ようにしたものがある（例えば特許文献１、２参照）。

特開平９−１１２３７６号公報 特開２００５−３０７７６８号公報

このようなものではブラシホルダに、ブラシに接続されるリード線（ピグテール）、リード線に接続される端子板、ブラシに含有する銅等の金属成分、ブラシを弾圧するための弾機等の各種の金属成分があるが、ブラシホルダ部位は、プラス極、マイナス極のブラシ周りに存在する燃料が媒体となってイオンの流れが生じることになって、これら金属成分が移動したイオンによって電食される惧れがあり、そしてこの電食はアルコール含有率が高くなるほど顕著になり、電動モータの耐久性を低下させるという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、流入した燃料を流出するためのポンプ部と、該ポンプ部を駆動するための電動モータとを備え、前記流入された燃料が電動モータ内を通過して流出されるように構成した燃料ポンプにおいて、前記電動モータを、内周面に永久磁石が設けられた円筒状のヨークと、コイルが巻装されたコア部を有して回転自在に支持されるアーマチュアコアと、該アーマチュアコアの一端部に設けられるコンミテータと、該コンミテータに摺接する対となったブラシをそれぞれ支持するブラシホルダ部および対となった外部電源接続用端子を支持する端子支持部が形成されるブラケットとを備えて構成するにあたり、前記ブラケットには、プラス極用ブラシホルダ部および端子支持部とマイナス極用ブラシホルダ部および端子支持部とのあいだを仕切ってプラス極室、マイナス極室をそれぞれ形成するための仕切り面部が形成されていることを特徴とする燃料ポンプである。
請求項２の発明は、ブラケットは、ブラシホルダ部が形成される第一ブラケットと端子支持部が形成される第二ブラケットとで構成され、仕切り面部は、第一、第二ブラケットの少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプである。
請求項３の発明は、仕切り面部は、第一、第二ブラケットのそれぞれに形成されるものとし、一方のブラケットに形成される仕切り面部は、対となって形成されていて対向間に仕切り溝を有するものであり、他方のブラケットに形成される仕切り面部は前記仕切り溝に嵌入するものであることを特徴とする請求項２記載の燃料ポンプである。
請求項４の発明は、仕切り面部の前記仕切り溝への嵌入は圧入であることを特徴とする請求項３記載の燃料ポンプである。
請求項５の発明は、電動モータは、仕切り面部を燃料が通過して燃料流出口に至る燃料通過路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の燃料ポンプである。
請求項６の発明は、第一ブラケットは、プラス極用ブラシホルダ部およびマイナス極用ブラシホルダ部が形成され、仕切り面部は、各ブラシホルダをそれぞれ囲繞し、第二ブラケットの内周面に嵌合する壁部を有することを特徴とする請求項３記載の燃料ポンプである。

請求項１の発明とすることにより、対となったブラシおよび端子が支持されるブラケットは、仕切り面部によってプラス極室とマイナス極室とに仕切られるため、アルコール成分を含有する燃料が電動モータ内を通過したとしても、ブラケットにおいて両極間にイオンの自由な移動が制限されることになってブラシや端子の電食を低減でき、短寿命化になってしまうことを防止できることになる。
請求項２の発明とすることにより、ブラケットをブラシホルダ部が形成される第一ブラケットと端子支持部が形成される第二ブラケットとに分割したものであっても、仕切り面部を形成することができる。
請求項３の発明とすることにより、仕切り面部同士が互いに嵌合しあったラビリンス構造にできることになって、より確実な仕切りができることになる。
請求項４の発明とすることにより、仕切り面部と前記仕切り溝とのあいだに隙間がなくなってよりイオンの自由な移動を制限することができる。
請求項５の発明とすることにより、アルコール含有燃料が電動モータ内を通過する場合に、仕切り面部を有効に利用して燃料通過路を形成できることになって、仕切った各室に大量の燃料が流れてイオン移動が促進され電食を促してしまうことを回避できる。
請求項６の発明とすることにより、仕切り面部同士が互いに嵌合しあったより確実なラビリンス構造にできることになって、効果の高い仕切りができることになる。

（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は燃料ポンプのモータ部の斜視図、平面図、底面図である。 （Ａ）（Ｂ）は燃料ポンプの流出口部を通る部分の縦断面図、一対のブラシを通る部分の縦断面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は第一ブラケットの平面図、底面図、底面斜視図、平面斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図３（Ａ）においてのＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄ断面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は第二ブラケットの平面図、底面図、底面斜視図、平面斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）は図５（Ａ）においてのＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は図１（Ｂ）においての上側ブラケット部位のＡ−Ａ断面図、図７（Ａ）においてのＢ−Ｂ断面図、端子支持部位の要部縦断面図である。

次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は電動モータであって、該電動モータ１は、燃料ポンプのモータ部（駆動部）Ｍを構成している。

前記電動モータ１は、内周面に永久磁石２を支持した円筒状のヨーク３、該ヨーク３の筒両端部に設けられる一対のブラケット４、５と、両ブラケット４、５に回転自在に支持されるアーマチュアコア６等の各種の部材を用いて構成されていることは何れも従来どおりである。尚、図中、５ａは他方のブラケット５に形成した燃料流入口である。

前記アーマチュアコア６は、コア板７ａが積層され、ここに樹脂材７ｂがインサートモールドされていることで埋設されていて外観では目視できないコイルが巻装されて形成したコア部７と、該コア部７の一端側に設けられるコンミテータ８と、コア部７およびコンミテータ８を貫通するアーマチュア軸（モータ軸）９とを備えて構成され、そしてアーマチュアコア６は、前記コア部７の外周面が永久磁石２の内周面に間隙（エアギャップ）を存して対向するようにしてアーマチュア軸９の各端部を前記ブラケット４、５に回転自在に支持されることでヨーク３内に組込まれている。

前記ブラケット４、５のうち、一方（以降、便宜上、一方を上側、他方を下側と方向付けするが、方向性についてはこれに限定されるものではない）のブラケット４は、アーマチュア軸９を軸支する軸支部１０ａおよび前記コンミテータ８の軸方向外端面に摺接するブラシ１１を出没自在に収容するブラシホルダ部１０ｂが形成された第一ブラケット１０と、ブラシ１１を弾圧する弾機１１ａの基端部を支持する弾機支持部１２ａ、燃料流出用の流出口部１２ｂおよび外部電源接続用の端子１３が貫通する端子支持部１２ｃが形成された第二ブラケット１２とが下上に配されたものとして構成されており、以降これらの構成について詳述する。

前記下側の第一ブラケット１０は板面部１０ｃを有し、該板面部１０ｃを境にして上下にそれぞれ突出する上下突出部１０ｄ、１０ｅが形成されているが、下側突出部１０ｅは円筒状をしていて、前記ヨーク３の上端部に内嵌するように設定されている。そして板面部１０ｃには、下端が開口した上端が閉鎖して筒状になった前記軸支部１０ａと、上下両端が開口した筒状のブラシホルダ部１０ｂの一対とが該板面部１０ｃに対して上下に突出するようにして形成されると共に、さらに燃料が通過する通過孔１０ｆが形成されている。しかもブラシホルダ部１０ｂの板面部１０ｃから上側に突出している部位には、ブラシ１１に接続されるピグテール１１ｂが上下移動自在に貫通するための貫通溝１０ｇが形成されている。
また、上側突出部１０ｄは、前記通過孔１０ｆと軸支部１０ａとを通り、かつ一対のブラシホルダ部１０ｂを仕切る（二分する）ようにして互いに対向する仕切り面部１０ｈを有した半円筒状をしており、該一対の仕切り面部１０ｈの対向間に仕切り溝部１０ｉが形成されている。さらに仕切り面部１０ｈの通過孔１０ｆに対応する部位は、該通過孔１０ｆよりも大径になった筒状部１０ｊが形成されている。

一方、上側の第二ブラケット１２は、下端が開口し上端が閉塞した有天円筒形状になるべく上面部１２ｄと周面部１２ｅとを備えて形成されているが、周面部１２ｅは、前記上側突出部１０ｄに外嵌するように設定されている。また、上面部１２ｄには、下端が前記ブラシホルダ部１０ｂの上端に対向するようにして該上面部１２ｄから上下方向に突出した筒状の弾機支持部１２ａが形成されるが、該弾機支持部１２ａには弾機１１ａの上端を支持するための支持板１４が止着されている。さらに上面部１２ｄには、前述したように燃料流出用の流出口部１２ｂおよび外部電源接続用の端子１３の一対が貫通する端子支持部１２ｃが上方に突出する状態で形成されている。尚、流出口部１２ｂには逆止弁１６が設けられている。
１２ｆは第二ブラケット１２に形成された仕切り面部であって、該仕切り面部１２ｆは一対の弾機支持部１２ａおよび一対の端子１３を仕切る（二分する）ようにして上面部１２ｄおよび周面部１２ｅで囲繞される第二ブラケット１２の内部を二分するものであり、該仕切り面部１２ｆは、前述したように周面部１２ｅを上側突出部１０ｄに外嵌してブラケット１０、１２同士を組付けた場合に、前記第一ブラケット１０側の仕切り溝部１０ｉに圧入により嵌入するように設定されており、これによってブラケット４のアーマチュアコアが設けられるとは反対側部位に、一方がプラス側のブラシ１１、端子１３が設けられるプラス側極室Ｘ、他方がマイナス側のブラシ、端子１３が設けられるマイナス極室Ｙに隙間がない状態で仕切られている。さらに仕切り面部１２ｆには、前記筒状部１０ｊに嵌入すると共に、通過孔１０ｆと流出口部１２ｂに連通する連通孔１２ｇが形成された連通部１２ｈが形成されている。
尚、ポンプ部Ｐは、アーマチュア軸９に止着されるインペラ１７が、ブラケット５と、ブラケット５の外側に積層状に設けられるケーシング１５とのあいだに組込まれて構成されている。そしてアーマチュア軸９の回転駆動に伴いインペラ１４が回転すると、ケーシング１５に設けた流入口（吸引口）１５ａから燃料がポンプ部Ｐに流入し、該流入した燃料は、前述したようにモータ部Ｍ内を通って流出口部１２ｂから流出し、内燃機関に供給されるようになっている。

叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、図示しないポンプ室Ｐに設けたポンプによってヨーク３内に流入した燃料は、ブラケット４を通過して流出口部１２ｂから流出することになるが、その場合において、ブラケット４は、仕切り面部１０ｈ、１２ｆによってプラス側のブラシ１１、ピグテール１１ｂ、弾機１１ａ、端子１３、弾機支持板１４が存在するプラス極室Ｘと、マイナス側のブラシ１１、ピグテール１１ｂ、弾機１１ａ、端子１３、弾機支持板１４が存在するマイナス極室Ｙとに仕切られることになり、この結果、これらプラス側金属とマイナス側金属とのあいだにおけるイオンの自由な流れが阻害され、電食発生による痩せ細りを低減して短寿命化を阻止できる。

しかもこのものでは、ブラケット４を、ブラシ１１を支持するブラシホルダ部１０ｂが形成される第一ブラケット１０と、端子１３を支持する端子支持部１２ｃが形成された第二ブラケット１２とに分割し、これらブラケット１０、１２のうち、第一ブラケット１０には一対の仕切り面部１０ｈを形成し、第二ブラケット１２には、一対の仕切り面部１０ｈの対向間に形成される仕切り溝１０ｉに嵌入する仕切り面部１２ｆを形成したため、都合３枚の仕切り面部１０ｈ、１２ｆ、１０ｈが互いに嵌合しあったラビリンス構造状態の仕切りとなって、燃料内のイオンの自由移動の阻止機能が向上し、電食防止に大いに寄与することになる。そして本実施の形態では、仕切り溝１０ｉと仕切り面部１２ｆとの嵌入が圧入であるため、嵌入する互いの対向面間に隙間がなくなってよりイオンの自由な移動の阻止機能がさらに向上する。

そのうえこのものでは、ヨーク３内に入った燃料は、第一ブラケット１０の仕切り面部１０ｈに挟まれた仕切り溝１０ｉに形成の通過孔１０ｆ、第二ブラケット１２の仕切り面部１２ｆに形成の連通孔１２ｇを経由して流出口部１２ｂに至って流出するようになっているため、前記プラス極室Ｘ、マイナス極室Ｙに流れ込む燃料は僅かであって積極的な燃料流ができることが回避され、これによって金属部材に対するアルコールの接触総量が低減することになって電食防止が図れることになる。しかもこのような燃料経路を、プラス極室Ｘ、マイナス極室Ｙを仕切る仕切り面部を有効に利用してできるため、構造の簡略化も図れることができる。

尚、本発明は前記実施の形態に限定されないものであることは勿論であって、ブラケット４としては第一、第二のブラケット１０、１２に分割されないものであっても実施することができ、また第一、第二のブラケットに分割したものにおいては、仕切り面部としては、少なくとも一方のブラケット１０または１２に形成しても実施することができ、さらには仕切り部同士を嵌合する場合に、４枚以上の仕切り面を嵌合した構造とすることもできることは言うまでもない。

本発明は、特にアルコール成分を含む燃料を供給する燃料ポンプの技術分野に属するものであり、本発明のごとく構成することにより、アルコール成分を含有する燃料が電動モータ内を通過したとしても、ブラケットにおいて両極間にイオンの自由な移動が制限されることになってブラシや端子の電食を低減でき、短寿命化になってしまうことを防止できることになる。また、仕切り面部同士が互いに嵌合しあったラビリンス構造にできることにより確実な仕切りができることになるという産業上の利用可能性がある。

１ 電動モータ
２ 永久磁石
３ ヨーク
４、５ ブラケット
６ アーマチュアコア
７ コア部
８ コンミテータ
１０ａ 軸支部
１０ｂ ブラシホルダ部
１０ｃ 板面部
１０ｈ 仕切り面部
１０ｉ 仕切り溝部
１０ｆ 通過孔
１１ ブラシ
１１ａ 弾機
１２ 第二ブラケット
１２ａ 弾機支持部
１２ｂ 流出口部
１２ｃ 端子支持部
１２ｄ 上面部
１２ｆ 仕切り面部
１２ｇ 連通孔
１３ 端子

Claims (6)

1. 流入した燃料を流出するためのポンプ部と、該ポンプ部を駆動するための電動モータとを備え、前記流入引された燃料が電動モータ内を通過して流出されるように構成した燃料ポンプにおいて、前記電動モータを、内周面に永久磁石が設けられた円筒状のヨークと、コイルが巻装されたコア部を有して回転自在に支持されるアーマチュアコアと、該アーマチュアコアの一端部に設けられるコンミテータと、該コンミテータに摺接する対となったブラシをそれぞれ支持するブラシホルダ部および対となった外部電源接続用端子を支持する端子支持部が形成されるブラケットとを備えて構成するにあたり、前記ブラケットには、プラス極用ブラシホルダ部および端子支持部とマイナス極用ブラシホルダ部および端子支持部とのあいだを仕切ってプラス極室、マイナス極室をそれぞれ形成するための仕切り面部が形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
2. ブラケットは、ブラシホルダ部が形成される第一ブラケットと端子支持部が形成される第二ブラケットとで構成され、仕切り面部は、第一、第二ブラケットの少なくとも一方に形成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。
3. 仕切り面部は、第一、第二ブラケットのそれぞれに形成されるものとし、一方のブラケットに形成される仕切り面部は、対となって形成されていて対向間に仕切り溝を有するものであり、他方のブラケットに形成される仕切り面部は前記仕切り溝に嵌入するものであることを特徴とする請求項２記載の燃料ポンプ。
4. 仕切り面部の前記仕切り溝への嵌入は圧入であることを特徴とする請求項３記載の燃料ポンプ。
5. 電動モータは、仕切り面部を燃料が通過して燃料流出口に至る燃料通過路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の燃料ポンプ。
6. 第一ブラケットは、プラス極用ブラシホルダ部およびマイナス極用ブラシホルダ部が形成され、仕切り面部は、各ブラシホルダをそれぞれ囲繞し、第二ブラケットの内周面に嵌合する壁部を有することを特徴とする請求項３記載の燃料ポンプ。

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