JP6064847B2 - 燃料ポンプ - Google Patents

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Description

本発明は、燃料ポンプに関する。
ポンプ室内で回転可能なインペラと、インペラを回転駆動可能なモータとを備え、インペラの回転によって燃料タンクの燃料を内燃機関に圧送する燃料ポンプが知られている。燃料ポンプには、モータに供給される電力を受電する電気コネクタ部が設けられている。特許文献1には、有底筒状に形成されている電気コネクタ部の内部と外部とを連通する連通孔を有し、当該連通孔を介して電気コネクタ部の内部に溜まる水などを外部に排出する燃料ポンプが記載されている。
特開2012−055054号公報
しかしながら、特許文献1に記載の燃料ポンプでは、連通孔の外部側の開口は、一方向にのみ排出可能なよう形成されているため、燃料ポンプが傾く方向によって電気コネクタ部の内部に溜まる水などの異物が開口を通って排出されない。このため、金属から形成され電気コネクタ部に収容されている接続端子が水などの異物によって腐食するおそれがある。
本発明の目的は、外部からの電力を受電する接続端子の腐食を防止する燃料ポンプを提供することにある。
本発明は、ポンプケースと、複数の巻線が巻回されポンプケースの内部に収容されるステータと、ロータと、シャフトと、インペラと、電気コネクタ部と、を備える燃料ポンプである。電気コネクタ部は、隔壁によって区画され巻線に供給される電力を受電する複数の接続端子のそれぞれを収容する複数の区画室、複数の区画室と外部とを連通する複数の第1連通孔、及び、隔壁に形成され隣り合う区画室を連通する第2連通孔を有する。複数の第1連通孔は、ポンプケースの中心軸が天地方向に対して傾くと、外部側の開口が形成する開口面に対する垂直な方向の少なくとも一つが地側に向くよう形成されることを特徴とする。
本発明の燃料ポンプでは、電力を受電する複数の接続端子が電気コネクタ部の複数の区画室に収容されている。電気コネクタ部は、区画室と外部とを連通する複数の第1連通孔を有している。当該複数の第1連通孔は、ポンプケースの中心軸が天地方向に対して傾くと、外部側の開口が形成する開口面に対する垂直な方向の少なくとも一つが地側に向くよう形成されている。ここで、「開口面」とは、開口を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を指す。これにより、ポンプケースの中心軸がいずれかの方向に傾くと、電気コネクタ部の区画室に溜まっている水などの異物が当該複数の第1連通孔を介して電気コネクタ部の外部に排出される。また、区画室を区画する隔壁には隣り合う区画室を連通する第2連通孔が形成されている。これにより、特定の区画室に溜まる水分などの異物は、燃料ポンプの傾きにより当該特定の区画室より地側に位置する区画室に流れ、当該地側に位置する区画室の第1連通孔を介して外部に排出される。
このように、本発明の燃料ポンプでは、水などの異物による接続端子の腐食や短絡を防止することができる。
本発明の一実施形態による燃料ポンプの断面図である。 図1のII矢視図である。 図1のIII矢視図である。 図2のIV部拡大図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態による燃料ポンプについて、図1〜図4に基づいて説明する。
燃料ポンプ1は、モータ部3、ポンプ部4、ハウジング20、ポンプカバー60、カバーエンド40、及び、電気コネクタ部45などから構成される。燃料ポンプ1では、モータ部3及びポンプ部4は、ハウジング20、ポンプカバー60、及び、カバーエンド40により形成される空間に収容されている。燃料ポンプ1は、図1の下側に示す吸入口61から図示しない燃料タンク内の燃料を吸入し、図1の上側に示す吐出口422から内燃機関に吐出する。なお、図1〜4では、上側を「天側」、下側を「地側」とする。ハウジング20、ポンプカバー60、及び、カバーエンド40は、特許請求の範囲に記載の「ポンプケース」に相当する。
ハウジング20は、鉄などの金属により円筒状に形成されている。
ポンプカバー60は、ハウジング20の吸入口61側の端部201を塞いでいる。ポンプカバー60は、端部201の縁が内側へ加締められることにより、ハウジング20の内側で固定され、ハウジング20の中心軸φ、すなわち、燃料ポンプ1の中心軸φ方向への抜けが規制されている。
カバーエンド40は、樹脂から成形され、ハウジング20の吐出口422側の端部202を塞いでいる。カバーエンド40は、ベース部41、吐出部42、軸受収容部43などから構成されている。
ベース部41は、ハウジング20の端部202を塞ぐよう設けられる。ベース部41は、モータ部3のステータ10の天側と接続し、ステータ10と一体となるよう形成されている。ベース部41は、ベース部41の径方向外側の縁部411がハウジング20の端部202の縁により加締められる。これにより、ハウジング20の内側で固定され、燃料ポンプ1の中心軸φ方向への抜けが規制される。ベース部41は、中心からずれた位置に吐出部42の燃料通路421に連通する燃料通路412が形成されている。ベース部41には、ハウジング20の外部側に吐出部42が接続する。
吐出部42は、略筒状に形成され、ベース部41の中心からずれた位置にハウジング20の外側に延びるよう設けられる。吐出部42は、ハウジング20内の燃料が流れる燃料通路421、及び、吐出口422を有する。
軸受収容部43は、略有底筒状に形成され、ベース部41の略中央からハウジング20の内部の方向に延びるよう設けられている。軸受収容部43は、内部にシャフト52の端部521、及び、端部521を回転可能に支持する軸受55が収容される空間430を有する。
電気コネクタ部45は、ベース部41の中心に対して吐出部42とは反対側に設けられる。電気コネクタ部45は、有底筒状に形成される。電気コネクタ部45は、内部に三つの接続端子37、38、39のそれぞれを収容する3つの区画室451、452、453を有する。電気コネクタ部45の詳細な構造は後述する。
モータ部3は、ステータ10、ロータ50、シャフト52などから構成されている。モータ部3は、ブラシレスモータであって、ステータ10に電力が供給されると回転磁界が生じ、ロータ50がシャフト52とともに回転する。
ステータ10は、円筒状を呈し、ハウジング20内の径方向外側に収容されている。ステータ10は、六つのコア12、六つのボビン、六つの巻線、及び、三つの接続端子などを有している。ステータ10は、これらを樹脂によりモールドすることにより一体に形成される。
コア12は、それぞれ板状の鉄など磁性材料が複数枚重なることにより形成されている。コア12は、周方向に並べられ、ロータ50の磁石54に対向する位置に設けられている。
ボビン14は、樹脂材料から形成されており、形成時にそれぞれコア12がインサートされてコア12と一体となって設けられる。ボビン14は、吐出口422側に形成される上端部141、コアがインサートされているインサート部142、及び、吸入口61側に形成される下端部143から構成されている。
巻線は、例えば表面が絶縁皮膜で被覆された銅線である。一つの巻線は、コア12がインサートされたボビン14に巻回され、一つのコイルを形成する。一つの巻線は、ボビン14の上端部141に巻回される上端巻回部161、ボビン14のインサート部に巻回されるインサート巻回部、及び、ボビン14の下端部143に巻回される下端巻回部163などから構成される。巻線は、燃料ポンプ1の天側に設けられる三つの接続端子37、38、39のいずれかと電気的に接続する。
三つの接続端子37、38、39は、エンドカバー40のベース部41に固定されている。三つの接続端子37、38、39は、図示しない電源装置からの3相電力を受電する。
ロータ50は、ステータ10の内側に回転可能に収容される。ロータは、鉄心53の周囲に磁石54が設けられる。磁石54は、周方向にN極とS極とが交互に配置されている。一実施形態では、N極及びS極は2極対、計4極設けられている。
シャフト52は、ロータ50の回転軸上に形成された軸穴51に圧入固定されており、ロータ50とともに回転する。
次にポンプ部4の構成について説明する。
ポンプカバー60は、図1に示すように、地側に開口する筒状の吸入口61を有している。吸入口61の内側には、ポンプカバー60をシャフト52の回転軸方向に貫く吸入通路62が形成されている。
ポンプカバー60とステータ10との間には、ポンプケーシング70が略円板状に設けられている。ポンプケーシング70の中心部には、ポンプケーシング70を板厚方向に貫く穴71が形成されている。穴71には、軸受56が嵌め込まれている。軸受56は、シャフト52のポンプ室72側の端部522を回転可能に支持している。これにより、ロータ50及びシャフト52は、カバーエンド40及びポンプケーシング70に対し回転可能となっている。
インペラ65は、樹脂により略円板状に形成されている。インペラ65は、ポンプカバー60とポンプケーシング70との間のポンプ室72に収容されている。シャフト52の径方向外側の端部は、外壁の一部がカットされたD字形状となっている。シャフト52の端部522は、インペラ65の中心部に形成された対応するD字形状の穴66に嵌め込まれている。これにより、インペラ65は、シャフト52の回転によってポンプ室72内で回転する。
ポンプカバー60のインペラ65側の面には、吸入通路62と接続する溝63が形成されている。また、ポンプケーシング70のインペラ65側の面には、溝73が形成されている。溝73には、ポンプケーシング70をシャフト52の回転軸方向に貫く燃料通路74が連通している。インペラ65には、溝63及び溝73に対応する位置に羽根部67が形成されている。
燃料ポンプ1では、接続端子37、38、39を介してモータ部3の巻線に電力が供給されるとロータ50及びシャフト52とともにインペラ65が回転する。インペラ65が回転すると、燃料ポンプ1を収容する燃料タンク内の燃料は、吸入口61を経由して溝63に導かれる。溝63に導かれた燃料は、インペラ65の回転により昇圧され溝73に導かれる。昇圧された燃料は、燃料通路74を通り、ポンプケーシング70とモータ部3との間に形成される中間室75に導かれる。
中間室75に導かれた燃料は、ロータ50とステータ10との間の燃料通路77、シャフト52の外壁とボビン14の内壁144との間の燃料通路78、カバーエンド40のベース部41と軸受け収容部43との間に形成される燃料通路79を通る。また、中間室75に導かれた燃料の一部は、ハウジング20とステータ10との間に形成される燃料通路76を通る。燃料通路76、77、78を通った燃料は、燃料通路412に導入される。燃料通路412に導入された燃料は、燃料通路421及び吐出口422を介して外部に吐出される。
一実施形態による燃料ポンプ1は、電気コネクタ部45の形状に特徴がある。ここでは、主に図2〜4に基づいて、電気コネクタ部45の詳細な形状を説明する。図2は、電気コネクタ部45を含むカバーエンド40を天側から視た模式図である。図3は、電気コネクタ部45を燃料ポンプ1の径外方向から視た模式図である。図4は、図2のIV部拡大図である。
電気コネクタ部45は、外側壁46、四つの内側壁471、472、473、474、二つの接続壁481、482、二つの隔壁491、492などから構成されている。
外側壁46は、カバーエンド40の径方向外側にハウジング20の略円弧形状に沿って形成される。外側壁46は、電気コネクタ部45の内部と外部とを連通する第1連通孔461、462、463、464を有する。第1連通孔461、462、463、464は、図3に示すように、外側壁46の地側、すなわち、電気コネクタ部45のベース部41と接続する側の端部に設けられる。
図4に示すように、第1連通孔461は、区画室451と電気コネクタ部45の外部とを連通する。第1連通孔461の外部側の開口81を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を開口面P81とすると、開口面P81に対する垂直な方向は、二点差線矢印で示す方向D81となる。
第1連通孔462は、区画室451、452と電気コネクタ部45の外部とを連通する。第1連通孔462の外部側の開口82を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を開口面P82とすると、開口面P82に対する垂直な方向は、方向D81とは方向が異なる二点差線矢印で示す方向D82となる。
第1連通孔463は、区画室452、453と電気コネクタ部45の外部とを連通する。第1連通孔463の外部側の開口83を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を開口面P83とすると、開口面P83に対する垂直な方向は、方向D81、D82とは方向が異なる二点差線矢印で示す方向D83となる。
第1連通孔464は、区画室453と電気コネクタ部45の外部とを連通する。第1連通孔464の外部側の開口84を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を開口面P84とすると、開口面P84に対する垂直な方向は、方向D81、D82、D83とは方向が異なる二点差線矢印で示す方向D84となる。
また、図3、4に示すように、第1連通孔461を形成する側壁812、第1連通孔462を形成する側壁821、822、第1連通孔463を形成する側壁831、832、第1連通孔464を形成する側壁841は、平行となるよう形成されている。なお、ここでいう「平行」とは、厳密な平行に限らず、平行であると認識可能な程度の関係であればよい。
内側壁471、472、473、474は、カバーエンド40の径方向内側に外側壁46より半径が小さい円弧上に並ぶよう設けられている。内側壁471、472、473、474は、地側において互いに接続している(図1参照)。
内側壁471と内側壁472との間には、内側壁471、472の天地方向の長さと略同じ長さの第1連通孔476が形成されている。第1連通孔476の外部側の開口86を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を開口面P86とすると、開口面P86に対する垂直な方向は、方向D81、D82、D83、D84とは方向が異なる二点差線矢印で示す方向D86となる。
内側壁472と内側壁473との間には、内側壁472、473の天地方向の長さと略同じ長さの第1連通孔477が形成されている。第1連通孔477の外部側の開口87を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を開口面P87とすると、開口面P87に対する垂直な方向は、方向D81、D82、D83、D84、D86とは方向が異なる二点差線矢印で示す方向D87となる。
内側壁473と内側壁474との間には、内側壁473、474の天地方向の長さと略同じ長さの第1連通孔478が形成されている。第1連通孔478の外部側の開口88を形成する縁部上の全ての点を通る仮想平面を開口面P88とすると、開口面P88に対する垂直な方向は、方向D81、D82、D83、D84、D86、D87とは方向が異なる二点差線矢印で示す方向D88となる。なお、一実施形態による燃料ポンプ1では、方向D81、D82、D83、D84、D86、D87、D88を示す二点差線矢印は同一平面上に形成されている。
接続壁481は、径方向に延びるよう形成され、外側壁46の第1連通孔461が設けられる端部と内側壁471とを接続する。接続壁482は、径方向に延びるよう形成され、外側壁46の第1連通孔464が設けられる端部と内側壁474とを接続する。
隔壁491は、径方向に延びるよう形成され、外側壁46と内側壁472とを接続する。隔壁491は、電気コネクタ部45の内部を区画室451と区画室452とに区画する。隔壁491には、区画室451と区画室452とを連通する第2連通孔493が地側に形成されている。
隔壁492は、径方向に延びるよう形成され、外側壁46と内側壁473とを接続する。隔壁492は、電気コネクタ部45の内部を区画室452と区画室453とに区画する。隔壁492には、区画室452と区画室453とを連通する第2連通孔494が地側に形成されている。
電気コネクタ部45内の接続端子37、38、39が設けられる地側の内壁は、接続端子37、38、39が設けられる位置から外部に向かって傾斜するよう形成されている。具体的には、図1に示すように、区画室352の地側の内壁381、382は、接続端子38が設けられる位置から電気コネクタ部45の外部側に向かって天側から地側に傾斜するよう形成されている。ここでは、接続端子37、39が収容される区画室451、453の地側の内壁について図示しないが、区画室452の地側の内壁381、382と同様に接続端子37、39が設けられる位置から電気コネクタ部45の外部側に向かって天側から地側に傾斜するよう形成されている。
一実施形態による燃料ポンプ1では、電気コネクタ部45が有する区画室451、452、453と外部とを連通する第1連通孔461、462、463、464、476、477、478が形成されている。第1連通孔461、462、463、464、476、477、478は、図4に示すように、それぞれの開口面P81、P82、P83、P84、P86、P87、P88に対する垂直な方向D81、D82、D83、D84、D86、D87、D88が電気コネクタ部45を略中心として同一平面上において放射状に形成されている。第1連通孔461、462、463、464、476、477、478では、燃料ポンプ1の中心軸φが天地方向に対して傾いたとき、方向D81、D82、D83、D84、D86、D87、D88の少なくとも一つの方向が地側に向く。これにより、電気コネクタ部45の内部に溜まる水などの異物は、第1連通孔461、462、463、464、476、477、478のうちの少なくとも一つの第1連通孔を介して外部に確実に排出される。したがって、一実施形態による燃料ポンプ1では、電気コネクタ部45に溜まる水などの異物による接続端子37、38、39の腐食や短絡を防止することができる。
燃料ポンプ1では、区画室451、452、453を形成する地側の内壁は、接続端子37、38、39が設けられる位置から電気コネクタ部45の外部側に向かって天側から地側に傾斜するよう形成されている。これにより、区画室451、452、453にある水などの異物は、天側から地側に向かって地側の内壁381、382上を流れ、第1連通孔461、462、463、464、476、477、478を介して外部に排出される。これにより、燃料ポンプ1の中心軸φが天地方向に対して傾いていないときであっても電気コネクタ部45の内部に溜まる水などの異物を効率的に外部に排出することができる。したがって、電気コネクタ部45に溜まる水などの異物による接続端子37、38、39の腐食や短絡をさらに防止することができる。
また、電気コネクタ部45の内部を区画室451、452、453に区画する隔壁491、492は、区画室451と区画室452、及び、区画室452と区画室453とを連通する第2連通孔493、494を有している。これにより、特定の区画室に溜まる水分などの異物は、燃料ポンプ1の傾きにより当該特定の区画室より地側に位置する区画室に流れ、当該地側に位置する区画室の第1連通孔を介して外部に排出される。したがって、電気コネクタ部45に溜まる水などの異物による接続端子37、38、39の腐食をさらに防止することができる。
また、一つの区画室に対して第1連通孔及び第2連通孔を含む複数の連通孔が異なる方向に形成されている。これにより、区画室内に空気の流れが形成されやすくなり、水などの異物を第1連通孔や第2連通孔に向かって容易に流すことができるとともに区画室内を容易に乾燥することができる。したがって、電気コネクタ部45に溜まる水などの異物による接続端子37、38、39の腐食をさらに防止することができる。
また、燃料ポンプ1では、電気コネクタ部45の外側壁46が有する第1連通孔461を形成する側壁812、第1連通孔462を形成する側壁821、822、第1連通孔463を形成する側壁831、832、第1連通孔464を形成する側壁841が、平行となるよう設けられている。これにより、ベース部41とともに電気コネクタ部45を金型によって樹脂成形する場合、第1連通孔461、462、463、464を形成する金型を一方向、具体的には、側壁812、821、822、831、832、841と平行な方向に引き抜くことによって第1連通孔461、462、463、464を成形することができる。したがって、複数の第1連通孔を有するエンドカバー40を容易に作ることができる。
(他の実施形態)
(ア)上述の実施形態では、七つの第1連通孔の外部側の開口の開口面に対する垂直な方向は、同一平面上に形成されるとした。しかしながら、同一平面上に形成されなくてもよい。燃料ポンプの中心軸が天地方向に対して傾いたとき、少なくとも一つの方向が地側に向くよう形成されればよい。
(イ)上述の実施形態では、第1連通孔は、七つ形成されるとした。しかしながら、電気コネクタ部の区画室と外部とを連通する第1連通孔の数はこれに限定されない。
(ウ)上述の実施形態では、接続端子を収容する「区画室」は、三つ形成されるとした。しかしながら、「区画室」のはこれに限定されない。二つ、または四つ以上であってもよい。
(エ)上述の実施形態では、第2連通孔は二つ形成されるとした。しかしながら、第2連通孔の数はこれに限定されない。第2連通孔はなくてもよいし、一つ、または、三つ以上であってもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施可能である。
1 ・・・燃料ポンプ、
10 ・・・ステータ、
20 ・・・ハウジング(ポンプケース)、
37、38、39・・・接続端子、
40 ・・・カバーエンド(ポンプケース)、
45 ・・・電気コネクタ部、
461、462、463、464、476、477、478・・・第1連通孔、
50 ・・・ロータ、
52 ・・・シャフト、
60 ・・・ポンプカバー(ポンプケース)、
65 ・・・インペラ、
D81、D82、D83、D84、D86、D87、D88・・・方向、
P81、P82、P83、P84、P86、P87、P88・・・開口面、
φ ・・・中心軸。

Claims (4)

  1. 燃料を内部に吸入する吸入口(61)、及び、燃料を外部に吐出する吐出口(422)を有するポンプケース(20、40、60)と、
    複数の巻線(161、163)が巻回され、前記ポンプケースの内部に収容される筒状のステータ(10)と、
    前記ステータの径方向内側に回転可能に設けられるロータ(50)と、
    前記ロータと同軸に設けられ、前記ロータと一体に回転するシャフト(52)と、
    前記シャフトの一方の端部(522)に設けられ、前記シャフトとともに回転すると、前記吸入口から流入した燃料を加圧し前記吐出口から吐出するインペラ(65)と、
    前記ポンプケースに設けられ、隔壁(491、492)によって区画され前記巻線に供給される電力を受電する複数の接続端子(37、38、39)のそれぞれを収容する複数の区画室(451、452、453)、複数の前記区画室と外部とを連通する複数の第1連通孔(461、462、463、464、476、477、478)、及び、前記隔壁に形成され隣り合う前記区画室を連通する第2連通孔(493、494)を有する電気コネクタ部(45)と、
    を備え、
    複数の前記第1連通孔は、前記ポンプケースの中心軸(φ)が天地方向に対して傾くと、外部側の開口(81、82、83、84、86、87、88)が形成する開口面(P81、P82、P83、P84、P86、P87、P88)に対する垂直な方向(D81、D82、D83、D84、D86、D87、D88)の少なくとも一つが地側に向くよう形成されることを特徴とする燃料ポンプ。
  2. 前記第1連通孔は、前記電気コネクタ部の地側に形成されることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。
  3. 前記区画室を形成する内壁のうち前記接続端子が設けられる地側の内壁(381、382)は、前記接続端子が設けられる位置から複数の前記第1連通孔が形成される位置に向かって天側から地側に傾斜するよう形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料ポンプ。
  4. 複数の前記第1連通孔を形成する側壁(812、821、822、831、832、841)は、平行に形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
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