JP6457133B1

JP6457133B1 - 燃料供給装置におけるロータ構造

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Publication number: JP6457133B1
Application number: JP2018060889A
Authority: JP
Inventors: 陽平田崎; 篤浦山
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: JP2019171632A

Abstract

【課題】円筒状の磁極部材が射出成形されて成る樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るロータを有するブラシレスモータを備える燃料供給装置において、射出成形時に磁極部材の損傷が生じることを回避しつつ射出成形時に磁極部材の揺れが生じることを防止する。
【解決手段】射出成形時に金型装置４０の射出孔４４に臨む側に在る一方の抜け止め部の周方向に間隔をあけた複数箇所に、ゲート痕５３を有して外側方に突出するとともに一方の抜け止め部側の磁極部材２４の端面２４ｆの一部を覆う突部５１Ａが、それらの突部５１Ａ相互間では磁極部材２４の前記端面２４ｆを露呈させるようにして一体に連設される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ポンプケース内のポンプ室にインペラが収容されて成るウエスコポンプと、円筒状の磁極部材が樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るロータを有するブラシレスモータとが、前記回転軸を、前記インペラに相対回転不能に連結させて円筒状のハウジング内に収容され、前記接合部材に、前記磁極部材の軸方向両端部に当接、係合する一対の抜け止め部が形成される燃料供給装置に関し、特にロータ構造の改良に関する。

円筒状の磁極部材が、樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸に結合されて成るロータが、特許文献１で知られている。

特開２００１−２４６６４５公報

上記特許文献１で開示されるロータでは、前記接合部材が、前記回転軸を同軸に囲繞する円筒部と、磁極部材の軸方向両端に係合するようにして前記円筒部の軸両端から半径方向外方に鍔状に張り出す一対の抜け止め部とを一体に有するように形成され、溶融樹脂の射出による接合部材の射出成形時に、金型装置の射出孔が、前記円筒部の延長線上に配置されている。このため射出成形時に磁極部材の内周側に射出圧が直接作用し、射出成形時に磁極部材に揺れが生じる可能性がある。これを避けるためには磁極部材の端面に射出圧が作用するようにすればよく、金型装置の射出孔に臨む側の抜け止め部を磁極部材の端面を覆う形状に形成すればよいが、その端面への金型の接触面積が小さくなると、その接触面に応力が集中し、磁極部材の損傷を招く可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、射出成形時に磁極部材の損傷が生じることを回避しつつ射出成形時に磁極部材の揺れが生じることを防止し得るようにした燃料供給装置におけるロータ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ポンプケース内のポンプ室にインペラが収容されて成るウエスコポンプと、円筒状の磁極部材が樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るロータを有するブラシレスモータとが、前記回転軸を、前記インペラに相対回転不能に連結させて円筒状のハウジング内に収容され、前記接合部材に、前記磁極部材の軸方向両端部に当接、係合する一対の抜け止め部が形成される燃料供給装置において、射出成形されて成る前記接合部材が有する一対の前記抜け止め部のうち射出成形時に金型装置の射出孔に臨む側に在る一方の抜け止め部の周方向に間隔をあけた複数箇所に、ゲート痕を有して外側方に突出するとともに前記一方の抜け止め部側の前記磁極部材の端面の一部を覆う突部が、それらの突部相互間では前記磁極部材の前記端面を露呈させるようにして一体に連設されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記突部が、前記接合部材の半径方向外方側に向かうにつれて当該接合部材の周方向一方側に位置するように傾斜して形成されることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記回転軸の外周に、前記接合部材からの抜け出しを阻止するための綾目部が、前記ゲート痕から軸方向に離隔した位置に偏在して形成されることを第３の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記回転軸の軸方向両端部のうち前記一方の抜け止め部側に配置される一方の端部が、前記突部よりも軸方向外方に配置され、樹脂成形時にコアピンで保持されるようにした半球部が、前記一方の端部に形成されることを第４の特徴とする。

本発明の上記第１の特徴の構成によれば、接合部材が有する一対の抜け止め部のうち射出成形時の金型装置の射出孔に臨む側にある一方の抜け止め部には、射出成形に伴うゲート痕をそれぞれ有しつつ外側方に突出する突部が、ゲート痕を有しながら方向に間隔をあけた複数箇所で一体に連設されるので、射出成形時には磁極部材の射出孔に臨む端面に射出圧が作用し、射出樹脂は磁極部材の前記端面に当たって減速されながら磁極部材の内周側に流れることになり、射出成形時に磁極部材の揺れが生じることを防止することが可能である。しかも突部相互間では磁極部材の端面が露呈されており、磁極部材の端面のうち金型に接触する面積を比較的大きくすることができ、型締め状態で金型から磁極部材に作用する応力の分散を図り、磁極部材に損傷が生じることを防止することができる。これによってロータの生産歩留りが高められ、コスト低減に寄与することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、突部が接合部材の周方向一方側に傾斜していることにより、射出成形時の溶融樹脂を磁極部材の内周側にスムーズに流すことができ、成形不良が生じ難くなる。

本発明の第３の特徴によれば、接合部材からの抜け出しを阻止するために回転軸の外周に形成される綾目部が、突部のゲート痕から軸方向に離隔した位置に偏在して配置されるので、金型装置の射出孔からキャビティ内に射出された溶融樹脂は、回転軸の外周の平滑な外周面に先ず接触することになり、綾目部があることによって回転軸が溶融樹脂の流れで引きずられる力を低減することができ、成形時に回転軸や磁極部材に揺れが生じないようにすることができ、精度よくロータを形成することが可能となる。

さらに本発明の第４の特徴によれば、回転軸の軸方向両端部のうち一方の抜け止め部側の端部に、樹脂成形時にコアピンで保持される半球部が形成されるので、金型装置による接合部材の成形時に回転軸を金型装置内で正確にセンタリングして精度よくロータを成形することができる。しかもコアピンは弾発付勢されながら前記半球部に当接するのであるが、成形時に溶融樹脂の射出による応力は磁極部材の端面ならびに回転軸の両端部のうち他方の抜け止め側の端部に作用し、前記一方の抜け止め部側の回転軸の端部に当接しているコアピンには伝わらないので成形時にスプリングが縮められて回転軸にがたつきが生じるという不具合が発生することはない。

燃料供給装置の縦断面図である。ロータを製造するための金型装置の縦断面図である。ロータを示すものであって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。第２の実施の形態の図３（ｂ）に対応した図である。

本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１において、この燃料供給装置は、たとえば車載エンジンに燃料を供給するためのものであり、ウエスコポンプ５と、該ウエスコポンプ５を駆動する３相のブラシレスモータ６とが、中空の円筒状である共通のハウジング７に内蔵、結合されて成る。

前記ウエスコポンプ５は、インペラ９と、そのインペラ９の外周部を臨ませるリング状のポンプ室１０を有して前記インペラ９を回転可能に収納するポンプケース１１とを備える。前記ポンプケース１１は、外側ケース半体１２と、内側ケース半体１３とで分割構成されており、外側ケース半体１２および内側ケース半体１３間に前記インペラ９が介装されるとともに前記ポンプ室１０が画成される。

前記ポンプケース１１は、軸方向外方に臨んで前記ハウジング７の一端部寄り内面に形成される第１の環状段部７ａと、前記ハウジング７の一端部に形成される第１のかしめ加工部７ｂとで挟持されるようにして、前記ハウジング７の一端部に収容、固定される。

前記ブラシレスモータ６は、ステータコア１５ならびにボビン１７を介して前記ステータコア１５に巻装されるコイル１６で構成されるステータ１８と、そのステータ１８内に配置されるロータ１９Ａとを有し、前記ステータ１８は前記ハウジング７内に固定される。

また前記ハウジング７の他端部は樹脂製の蓋部材２１で閉じられており、この蓋部材２１は、軸方向外方に臨んで前記ハウジング７の他端部寄り内面に形成される第２の環状段部７ｃと、前記ハウジング７の他端部に形成される第２のかしめ加工部７ｄとで挟持されるようにして、前記ハウジング７の他端部に固定される。

前記ロータ１９Ａは、周方向に複数の磁極に着磁される円筒状の磁極部材２４が樹脂製の接合部材２６を介して回転軸２５に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成る。前記回転軸２５の一端部は、前記ポンプケース１１の前記内側ケース半体１３に形成された円筒状の軸受ハウジング１３ａとの間に第１の軸受２７を介在させて前記ポンプケース１１内に突入される。

前記ポンプケース１１内で前記回転軸２５にインペラ９の中心が相対回転不能に連結されるものであり、この実施の形態では、前記回転軸２５の一端部には、当該回転軸２５の周方向の一部が切欠かれた形状の切欠き部２８を有する非円形の横断面形状を有するインペラ連結部２５ａが形成され、前記インペラ９の中心部には、前記インペラ連結部２５ａが挿入されるようにした非円形の取付け孔２９が設けられる。前記インペラ連結部２５ａが前記取付け孔２９に挿入されることで、前記インペラ９が前記回転軸２５の多少の傾きを許す程度の遊びを持って前記回転軸２５に相対回転不能に連結されることになり、前記ポンプケース１１の前記外側ケース半体１２および前記内側ケース半体１３で前記インペラ９の軸方向に沿う移動が阻止される。また前記回転軸２５の一端部および前記ポンプケース１１の前記外側ケース部材１２間には円板状の受け板３０が介装され、前記回転軸２５の他端側は、前記蓋部材２１に第２の軸受３１を介して回転自在に支持される。

前記ポンプケース１１における前記外側ケース半体１２には、前記ポンプ室１０に通じる吸込ポート３２が形成され、前記内側ケース半体１３には、前記ポンプ室１０に通じる吐出ポート３３が形成される。しかも外側ケース半体１２には、前記吸込ポート３２に直接連通する円筒状の吸込管１２ａが外向きに一体に突設されるとともに、ポンプケース１１内でのポンプ作用に伴って生じた気泡を排出するための脱気孔３４が形成される。

前記ブラシレスモータ６における前記ロータ１９Ａおよび前記ステータ１８間には、前記吐出ポート３３に通じる燃料通路３５が形成され、前記蓋部材２１には、前記燃料通路３５に通じる燃料出口室３６が形成される。しかも前記蓋部材２１には、ポンプ作動時に高圧燃料を吐出するための円筒状の吐出管２１ａが一体に突設され、その吐出管２１ａ内には、前記燃料出口室３６から前記吐出管２１ａの先端の燃料吐出口３７側へのみ燃料の流動を許容する逆流防止用のチェック弁３８が収納される。また前記コイル１６から延びる導線１６ａが前記蓋部材２１を貫通する端子板３９に固着され、この端子板３９の外端部は前記蓋部材２１から外方に突出される。

前記ロータ１９Ａの前記接合部材２６には、前記磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５側の一端部に当接、係合する第１の抜け止め部２６ａと、前記磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５とは反対側の端部に当接、係合する第２の抜け止め部２６ｂとが形成される。一方、前記磁極部材２４の軸方向両端部２４ａ，２４ｂの内周部には、軸方向外方に向かうにつれて大径となるテーパ状の係止面２４ｃ，２４ｄが形成されており、第１および第２の前記抜け止め部２６ａ，２６ｂの外周も前記係止面２４ｃ，２４ｄに対応してテーパ状に形成される。

図２において、前記ロータ１９Ａを製造するための金型装置は、前記磁極部材２４と、その磁極部材２４内に同軸に配置される前記回転軸２５とが相互間に装着される第１および第２金型４１，４２を有しており、前記磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５側の端面２４ｅに当接する第１金型４１と、前記磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５とは反対側の端面２４ｆぼ一部に当接する第２金型４２と、前記回転軸２５と、前記磁極部材２４とで形成されるキャビティ４３内に、第２金型４２に設けられる複数個たとえば３個の射出孔４４から前記接合部材２６を形成するための溶融樹脂が射出される。

第１金型４１は、前記回転軸２５の一端側の前記切欠き部２８が係合される係止部４５を有するように形成される。また第２金型４２には、前記回転軸２５の他端側を嵌入させる嵌合孔４６が同軸に設けられており、前記回転軸２５の他端部を保持するコアピン４７が前記嵌合孔４６に摺動可能に嵌合され、前記嵌合孔４６の外端部を閉じるボルト等の栓部材４８および前記コアピン４７間にコイルスプリング４９が縮設される。しかも前記回転軸２５の他端部には、前記コアピン４７で保持されるようにして半球部２５ｂが形成される。また第１金型４１には、射出成形完了後に成形品を押し出すための複数のエジェクトピン５０が軸方向移動可能に挿入される。このエジェクトピン５０の外周および第１金型４１間には、射出成形時に前記キャビティ４３で生じる気泡を抜くための気泡抜き用の通路（エアベント）が構成されていることが望ましい。

すなわち上述の金型装置４０による前記接合部材２６の射出成形時には、前記ロータ１９Ａにおける磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５とは反対側の端部２４ｂが金型装置４０の射出孔４４に臨む側に配置されることになり、前記接合部材２６が有する第１および第２の前記抜け止め部２６ａ，２６ｂのうち一方の抜け止め部である第２の抜け止め部２６ｂが金型装置４０の射出孔４４に臨む側に在ることになる。また前記回転軸２５の軸方向両端部のうち前記一方の抜け止め部すなわち第２の抜け止め部２６ｂ側に配置される一方の端部は回転軸２５の他端部であり、この回転軸２５の他端部に前記半球部２５ｂが形成される。

図３（ａ），（ｂ）を併せて参照して、前記一方の抜け止め部すなわち第２の抜け止め部２６ｂの周方向に間隔をあけた複数箇所（この実施の形態では３箇所）には、外側方に突出する突部５１Ａが一体に連設される。すなわち前記第２の抜け止め部２６ｂには、その第２の抜け止め部２６ｂの大径端外径と同一外径を有する短円筒部５２が同軸にかつ一体に連なって形成されており、前記突部５１Ａはその短円筒部５２から半径方向外方に張り出して前記第２の抜け止め部２６ｂ側の前記磁極部材２４の端面２４ｆの一部を覆うように形成される。

しかも前記突部５１Ａは、前記金型装置４０における前記射出孔４４に対応する位置に配置されるものであり、射出成形完了後に、前記突部５１Ａにはゲート痕５３がそれぞれ形成される。また前記突部５１Ａ相互間にあっては前記磁極部材２４の前記端面２４ｆが露呈されることになる。

また前記回転軸２５の外周には、前記接合部材２６からの抜け出しを阻止するための綾目部５４が、チェッカリング加工やローレット加工等の綾目加工によって形成されるのであるが、この綾目部５４は、前記回転軸２５Ａの軸線に沿う方向で前記ゲート痕５３から離隔した位置に偏在して前記回転軸２５の外周に形成される。

次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、ブラシレスモータ６におけるロータ１９Ａの接合部材２６に、磁極部材２４の軸方向両端部に当接、係合する第１および第２の抜け止め部２６ａ，２６ｂが形成され、それらの抜け止め部２６ａ，２６ｂのうち射出成形時に金型装置４０の射出孔４４に臨む側に在る一方の抜け止め部である第２の抜け止め部２６ｂの周方向に間隔をあけた複数箇所に、ゲート痕５３を有して外側方に突出するとともに前記第２の抜け止め部２６ｂ側の前記磁極部材２４の端面２４ｆの一部を覆う突部５１Ａが、それらの突部５１Ａ相互間では前記磁極部材２４の前記端面２４ｆを露呈させるようにして一体に連設されるので、射出成形時には磁極部材２４の射出孔４４に臨む端面２４ｆに射出圧が作用し、射出樹脂は磁極部材２４の前記端面２４ｆに当たって減速されながら磁極部材２４の内周側に流れることになり、射出成形時に回転軸２５や磁極部材２４の揺れが生じることを防止することが可能である。しかも突部５１Ａ相互間では磁極部材２４の端面２４ｆが露呈されることになり、磁極部材２４の端面２４ｆのうち第２金型４２に接触する面積を比較的大きくすることができ、型締め状態で第２金型４２から磁極部材２４に作用する応力の分散を図り、磁極部材２４に損傷が生じることを防止することができる。これによってロータ１９Ａの生産歩留りが高められ、コストの低減に寄与することができる。

また前記回転軸２５の外周に、前記接合部材２６からの抜け出しを阻止するための綾目部５４が、前記ゲート痕５４から軸方向に離隔した位置に偏在して形成されるので、金型装置４０の射出孔４４からキャビティ４３内に射出された溶融樹脂は、回転軸２５の外周の平滑な外周面に先ず接触することになり、綾目部５４があることによって回転軸２５が溶融樹脂の流れで引きずられる力を低減することができ、成形時に回転軸２５や磁極部材２４に揺れが生じないようにすることができ，精度よくロータ１９Ａを形成することが可能となる。

さらに前記回転軸２５の軸方向両端部のうち前記第２の抜け止め部２６ｂ側に配置される一方の端部すなわち他端部が、前記突部５１Ａよりも軸方向外方に配置され、樹脂成形時にコアピン４７で保持されるようにした半球部２５ｂが、前記回転軸２５の前記他端部に形成されるので、金型装置４０による接合部材２６の成形時に回転軸２５を金型装置４０内で正確にセンタリングして精度よくロータ１９Ａを成形することができる。しかもコアピン４７は弾発付勢されながら前記半球部２５ｂに当接するのであるが、成形時に溶融樹脂の射出による応力は磁極部材２４の端面２４ｅ，２４ｆならびに回転軸２５の両端部のうち第１の抜け止め部２６ａ側の端部に作用し、第２の抜け止め部２６ｂ側の回転軸２５の端部に当接しているコアピン４７には伝わらないので、成形時にコイルスプリング４９が縮められて回転軸２５にがたつきが生じるという不具合が発生することはない。

本発明の第２の実施の形態について図４を参照しながら説明するが、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な節目は省略する。

ロータ１９Ｂにおいて前記第２の抜け止め部２６ｂ（第１の実施の形態参照）の周方向に間隔をあけた複数箇所（この実施の形態では３箇所）には、外側方に突出する突部５１Ｂが一体に連設される。すなわち前記第２の抜け止め部２６ｂには、その第２の抜け止め部２６ｂの大径端外径と同一外径を有する短円筒部５２が同軸にかつ一体に連なって形成されており、前記突部５１Ｂはその短円筒部５２から外側方に張り出して、磁極部材２４の端面２４ｆの一部を覆うように形成される。

しかも前記突部５１Ｂは、前記接合部材２６（第１の実施の形態参照）の半径方向外方側に向かうにつれて当該接合部材２６の周方向一方側に位置するように傾斜して形成される。

この第２の実施の形態によれば、突部５１Ｂが接合部材２６の周方向一方側に傾斜していることにより、射出成形時の溶融樹脂を磁極部材２４の内周側に矢印５５で示すようにスムーズに流すことができ、成形不良が生じ難くなる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

５・・・ウエスコポンプ
６・・・ブラシレスモータ
７・・・ハウジング
９・・・インペラ
１０・・・ポンプ室
１１・・・ポンプケース
１９Ａ，１９Ｂ・・・ロータ
４０・・・金型装置
２４・・・磁極部材
２４ｆ・・・磁極部材の端面
２５・・・回転軸
２５ｂ・・・半球部
２６・・・接合部材
２６ａ，２６ｂ・・・抜け止め部
４４・・・射出孔
５１Ａ，５１Ｂ・・・突部
５３・・・ゲート痕
５４・・・綾目部
５７・・・コアピン

Claims

ポンプケース（１１）内のポンプ室（１０）にインペラ（９）が収容されて成るウエスコポンプ（５）と、円筒状の磁極部材（２４）が樹脂製の接合部材（２６）を介して回転軸（２５）に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るロータ（１９Ａ，１９Ｂ）を有するブラシレスモータ（６）とが、前記回転軸（２５）を、前記インペラ（９）に相対回転不能に連結させて円筒状のハウジング（７）内に収容され、前記接合部材（２６）に、前記磁極部材（２４）の軸方向両端部に当接、係合する一対の抜け止め部（２６ａ，２６ｂ）が形成される燃料供給装置において、射出成形されて成る前記接合部材（２６）が有する一対の前記抜け止め部（２６ａ，２６ｂ）のうち射出成形時に金型装置（４０）の射出孔（４４）に臨む側に在る一方の抜け止め部（２６ｂ）の周方向に間隔をあけた複数箇所に、ゲート痕（５３）を有して外側方に突出するとともに前記一方の抜け止め部（２６ｂ）側の前記磁極部材（２４）の端面（２４ｆ）の一部を覆う突部（５１Ａ，５１Ｂ）が、それらの突部（５１Ａ，５１Ｂ）相互間では前記磁極部材（２４）の前記端面（２４ｆ）を露呈させるようにして一体に連設されることを特徴とする燃料供給装置におけるロータ構造。
前記突部（５１Ｂ）が、前記接合部材（２６）の半径方向外方側に向かうにつれて当該接合部材（２６）の周方向一方側に位置するように傾斜して形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置におけるロータ構造。
前記回転軸（２５）の外周に、前記接合部材（２６）からの抜け出しを阻止するための綾目部（５４）が、前記ゲート痕（５３）から軸方向に離隔した位置に偏在して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置におけるロータ構造。
前記回転軸（２５）の軸方向両端部のうち前記一方の抜け止め部（２６ｂ）側に配置される一方の端部が、前記突部（５１Ａ，５１Ｂ）よりも軸方向外方に配置され、樹脂成形時にコアピン（５７）で保持されるようにした半球部（２５ｂ）が、前記一方の端部に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料供給装置におけるロータ構造。