JP6546958B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の燃料タンクから内燃機関へと燃料を供給するための燃料供給装置に関する。
従来から、車両において燃料を燃料タンクから燃料噴射装置へと供給するための燃料供給装置が用いられている。この燃料供給装置としては、例えば、特許文献1に開示されるように、駆動源としてブラシレスモータを用いたものが知られており、軸方向に積層された磁性鋼板を互いに加締めて形成されたステータコアと、該ステータコアのティースに装着されるボビンと、該ボビンの周囲に巻回されるコイルと、前記コイルに接続されるターミナルとを備え、エンドカバーを樹脂成形する際に前記ステータコア、ボビン、コイル及びターミナルが一体的にインサート成形される。
そして、上述したインサート成形によって一体化された成形体は、絶縁体である樹脂から露出しているステータコアの外周側端面が、最も外周側に設けられた部分でハウジングにおける凹部の軸方向端部に対して突き当てられた状態で、前記ハウジングの軸方向端部を内周側のエンドカバー側に向けて加締めることでハウジングの内部に組付けられている。
特許第4893991号公報
しかしながら、上述した燃料供給装置のように、ステータコア、ボビン、コイル、ターミナル及びエンドカバーをハウジングへと組み付ける構成では、インサート成形を行うための専用設備が必要となり、しかも、前記エンドカバー以外の部分に対してもモールドするための樹脂が必要となるため製造コストの増加を招くこととなる。また、エンドカバーの外周面がハウジング内周面に圧入される一方で、ステータコアの外周面とハウジング内周面との間には径方向に隙間があるため、前記ステータコアと前記ハウジングとの同軸度の精度を維持することが困難である。
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成で高精度に組み付けを行うことが可能な燃料供給装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、金属製材料からなるハウジングと、ハウジングの内側に収容され複数の磁性鋼板からなるステータコアと、ステータコアに巻回されるコイルと、ステータコアに臨む外周面に磁極を有した回転子と、回転子のシャフトに連結され回転する回転部材と、ハウジングの一端側に配置され回転部材の回転により燃料を吸入、昇圧するポンプ部と、ハウジングの他端側を覆うカバー部材とを有した燃料供給装置において、
ステータコアにおける磁性鋼板の外周面がハウジングの内周面に圧入され、
カバー部材の外周面は、ハウジングの内周面に嵌合され、ハウジングの他端を加締めることにより形成されたかしめ部とハウジングの段部との間にカバー部材が保持され、
ステータコアはインシュレータに覆われ、インシュレータには、コイルに接続される接続端子が保持されると共に、カバー部材には、接続端子の挿入される端子挿入孔が形成され、端子挿入孔に接続端子が圧入され
インシュレータには、コイルと接続される接続端子が保持されると共に、端子挿入孔に接続端子が圧入されることにより、ステータコアの円周方向におけるカバー部材の位置が決まり、
さらにステータコアにおける軸方向端部の外周面とハウジングとが非接触に設けられることを特徴とする。
本発明によれば、燃料供給装置を構成するハウジングには、その内周面にステータコアの外周面が圧入され、ハウジングの他端には、その内周面にカバー部材の外周面が嵌合されると共に、ハウジングの他端を加締めることにより形成されたかしめ部とハウジングの段部との間にカバー部材が保持される。
従って、ステータコアの外周面をハウジングの内周面に圧入するという簡素な構成で、ステータコアとハウジングの内周面との間に径方向の隙間を有していた従来技術に係る燃料供給装置と比較し、ハウジングに対するステータコアの同軸度を高精度に維持しながら組み付けることができる。
また、ステータコアにおける軸方向端部の外周面とハウジングとを非接触に設けることにより、例えば、ステータコアが積層された複数の磁性鋼板から構成され軸方向への寸法ばらつきが大きな場合でも、その軸方向の位置がハウジングによって規制されることがないため、寸法ばらつきを好適に吸収してハウジング内の所定位置にステータコアを配置することが可能となる。また、ステータコアにおける軸方向端部の外周面とハウジングとを接触させステータコアとハウジングとを位置決めする場合は、ステータコアをハウジングに圧入する際に発生する切粉がステータコアとハウジングとの間に挟まり、ハウジングに対するステータコアの位置決めを高精度に行うことができない。これに対し、ステータコアとハウジングとを接触させない本発明の構成では、ハウジング内における所定位置にステータコアを高精度に配置可能となる。
さらに、ハウジングは、ステータコアの圧入されるステータコア圧入部と、
ステータコア圧入部に対してポンプ部側に設けられステータコア圧入部より小径のインシュレータ圧入部と、
を備え、
インシュレータ圧入部とステータコアとの間に、インシュレータの外周面とハウジングの内周面との間に空間部を形成するとよい。
これにより、ステータコアをハウジングへ圧入する際に発生する切粉を空間部へと封じ込めることができ、ハウジング内の燃料中に切粉が流出することを確実に防止できると共に、積層された複数の磁性鋼板からなるステータコアの軸方向寸法がばらついた場合でも空間部を介して調整を行うことでステータコアをハウジングの所定位置へと高精度に配置して組み付けることが可能となる。
本発明によれば、以下の効果が得られる。
すなわち、燃料供給装置を構成するハウジングには、その内周面にステータコアの外周面が圧入され、ハウジングの他端には、その内周面にカバー部材の外周面が嵌合されると共に、ハウジングの他端を加締めることにより形成されたかしめ部とハウジングの段部との間にカバー部材が保持されるため、ステータコアの外周面をハウジングの内周面に圧入するという簡素な構成で、ステータコアとハウジングの内周面との間に径方向の隙間を有していた従来技術に係る燃料供給装置と比較し、ハウジングに対するステータコアの同軸度を高精度に維持しながら組み付けることができる。
本発明の実施の形態に係る燃料供給装置の全体断面図である。 図1の燃料供給装置における第1インシュレータの外縁部近傍を示す拡大断面図である。
本発明に係る燃料供給装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係る燃料供給装置を示す。
この燃料供給装置10は、図示しない車両の燃料タンク内に配置され使用されるものであり、図1に示されるように、円筒状のハウジング12と、該ハウジング12の一端部側(矢印A方向)に収納されるポンプ部14と、前記ハウジング12の中央部に収納され該ポンプ部14を駆動するモータ部16と、前記ハウジング12の他端部を閉塞するカバー部材18とを含む。
ハウジング12は、例えば、金属製材料から円筒状に形成され、軸方向(矢印A、B方向)に沿った中央に形成される本体部(ステータコア圧入部)20と、該本体部20に対して一端部側(矢印A方向)に形成されポンプ部14を保持する第1保持部22と、該本体部20に対して他端部側(矢印B方向)に形成されカバー部材18を保持する第2保持部24とを含む。
本体部20は、略一定の内周径で形成され、その内周面には後述するモータ部16のステータコア56が圧入され保持される。また、本体部20の内周面には、図1及び図2に示されるように、第1保持部22側(矢印A方向)となる一端部近傍に径方向内側に突出した凸部(インシュレータ圧入部)26が形成され、モータ部16を構成する第1インシュレータ60が圧入され保持される。すなわち、インシュレータ圧入部である凸部26は、その内周径がステータコア圧入部である本体部20の内周径より小径で形成される。
一方、本体部20の内周面には、図1に示されるように、第2保持部24側(矢印B方向)となる他端部に径方向外側へ窪んだ凹部28が形成され、モータ部16の一部が内部に臨むように収納される。
第1保持部22は、本体部20に対して内周径が拡径して形成され、その内部には、ポンプ部14を構成するポンプボディ34及びポンプカバー36の外縁部が収納されると共に、先端22aが径方向内側へと折曲されることで前記外縁部に対して加締められる。また、第1保持部22と本体部20との境には、径方向に延在する平坦状の第1段部30が形成される。
第2保持部24は、第1保持部22と同様に、本体部20に対して内周径が拡径して形成され、その内部にはカバー部材18の一端部が収納されると共に、先端24aが径方向内側へと折曲されることで前記カバー部材18に対して加締められる。また、第2保持部24と本体部20との境には、径方向に延在する平坦状の第2段部32が形成される。
ポンプ部14は、ポンプボディ34と、該ポンプボディ34を覆うポンプカバー36と、前記ポンプボディ34と前記ポンプカバー36との間に設けられるインペラ(回転部材)38とを含む。
このポンプボディ34は、例えば、金属製材料から形成され、ハウジング12の一端部側(矢印A方向)である第1保持部22に固定され、中央に設けられた軸受40aにモータ部16を構成するロータ64のシャフト76が挿通され回転自在に支持される。すなわち、ポンプボディ34の外周径は、第1保持部22の内周径と略同等に形成される。また、ポンプボディ34には、その厚さ方向(矢印A、B方向)に貫通し燃料の吐出される吐出口42が形成されると共に、その内部に形成されたポンプ室44にはインペラ38が回転自在に収納される。
一方、ポンプボディ34の外縁部には、図1及び図2に示されるように、モータ部16側(矢印B方向)となる他端部に径方向内側に窪んだ環状段部46が形成され、ハウジング12の第1段部30が係合されることで軸方向に沿った互いの位置決めがなされる。
ポンプカバー36は、図1に示されるように、例えば、金属製材料から円盤状に形成され、ポンプ室44を覆うようにポンプボディ34の一端部に当接し、その外縁部が前記ポンプボディ34と共にハウジング12の第1保持部22に収納されると共に、該第1保持部22の先端22aが径方向内側へと折曲され係合されることで前記ポンプカバー36の一端部と係合され加締められる。
また、ポンプカバー36には、その一端面に開口し厚さ方向(矢印A、B方向)に貫通した吸入口48と、ポンプボディ34に臨む他端面に形成されたポンプ流路50と、前記ポンプ流路50に開口し気体燃料を外部へと排出させる脱気孔52とを備える。
吸入口48は、ポンプカバー36の一端面から軸方向(矢印A方向)へ突出した吸入ポート54に形成され、インペラ38のポンプ流路と連通する。そして、インペラ38の回転作用下に図示しない燃料タンク内の燃料が吸入口48から内部へと吸入される。
モータ部16は、ブラシレスモータからなり、ハウジング12内に設けられたステータコア56と、コイル58の巻回される一組の第1及び第2インシュレータ60、62と、前記ステータコア56の内周側に回転自在に設けられるロータ(回転子)64とを含む。
ステータコア56は、軸方向(矢印A、B方向)に積層された複数の磁性鋼板から構成され、その外周径は、ハウジング12における本体部20の内周径よりも若干だけ大きく形成される。そして、ステータコア56がハウジング12に対して前記軸方向に圧入されることで、その外周面が前記ハウジング12における本体部20に摺接しながら所定位置に固定される。この際、ハウジング12におけるステータコア56の位置は、該ステータコア56の上端部と第2段部32との離間距離L(図1参照)によって管理されている。
第1及び第2インシュレータ60、62は、樹脂製材料から形成され、前記第1インシュレータ60がステータコア56の一端部を覆い、前記第2インシュレータ62が前記ステータコア56の他端部を覆うようにそれぞれ嵌合される。すなわち、第1及び第2インシュレータ60、62はステータコア56の両端部を軸方向に沿って挟むように配置される。
第1インシュレータ60の外周径は、ハウジング12における凸部26の内周径よりも若干だけ大きく形成される。
第2インシュレータ62には、カバー部材18に臨む他端部に接続端子66の圧入される第1端子孔68が形成され、該第1端子孔68は、前記カバー部材18側(矢印B方向)に向かって開口している。
そして、第1インシュレータ60と第2インシュレータ62とをわたすようにコイル58が巻回され、ハウジング12の内部にモータ部16が収納される際、第1インシュレータ60の外周面が前記ハウジング12の凸部26に対して圧入され保持されると共に、図2に示されるように、前記外周面の一部と本体部20との間には、径方向へ所定間隔となる空間部70が形成される。
換言すれば、ステータコア56の下端部と凸部26との間には、軸方向に沿って空間部70が設けられる。
ロータ64は、中間部材72と、該中間部材72の外周側に設けられた永久磁石74と、前記中間部材72の中心を貫通したシャフト76とを有し、ハウジング12の内部においてステータコア56の内周側に回転自在に設けられる。シャフト76の両端部は、それぞれポンプボディ34及びカバー部材18に対して回転自在に支持されると共に、その一端部がインペラ38の中心に連結されている。これにより、ロータ64の回転作用下にインペラ38が一体的に回転する。
カバー部材18は、例えば、樹脂製材料から形成され、ハウジング12の他端部側となる第2保持部24に保持される基部78と、該基部78に対して前記ハウジング12から離間する方向(矢印B方向)に延在した円筒部80と、図示しないコネクタ等の接続される端子接続部82とを含む。
この基部78は、ハウジング12の内周径と略同一径となるように形成され、その一端部には、最も大径でハウジング12の第2保持部24に加締められる被加締め部84が形成される。この被加締め部84は、その外周径が第2保持部24の内周径よりも若干だけ大きくなるように形成され、前記第2保持部24の内周面に対して圧入され収納されると共に、モータ部16側(矢印A方向)に向かって突出した端部が、ハウジング12の第2段部32に突き当てられることで軸方向に位置決めされる。
そして、基部78は、被加締め部84の上端に第2保持部24の先端24aが径方向内側へと折曲され係合されることで加締められる。これにより、カバー部材18の基部78が、ハウジング12の第2保持部24に圧入された状態で、軸方向への相対的な移動が規制され、且つ同軸上に保持された状態で連結される。
また、基部78の下部には軸受40bが設けられ、ロータ64のシャフト76が挿通され回転自在に支持される。
円筒部80は、基部78に対して上方(矢印B方向)へと延在し、その中心には燃料が外部へと吐出される燃料出口86が軸方向に沿って貫通すると共に、内部に燃料が所定圧力となることで弁開状態となり通路を開放するチェック弁88が設けられている。このチェック弁88は、円筒部80との間に介装されたスプリング90によってモータ部16側(矢印A方向)へと常に付勢されており、弁閉状態から燃料の圧力によって開放される。
端子接続部82は、基部78において円筒部80よりも外周側に形成され、接続端子66の圧入される第2端子孔92を有し、該第2端子孔92は軸方向(矢印A、B方向)に貫通すると共に、ハウジング12内における第2インシュレータ62の第1端子孔68と一直線状となるように形成される。
そして、接続端子66が、カバー部材18の第2端子孔92へ圧入されると共に、その先端が第2インシュレータ62の第1端子孔68へと圧入されることで、他端部側がカバー部材18から外部へと露呈した状態で固定される。また、接続端子66は、コイル58と電気的に接続されている。
本発明の実施の形態に係る燃料供給装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、ハウジング12に対してポンプ部14、モータ部16及びカバー部材18を組み付ける場合について説明する。なお、複数の磁性鋼板が積層されたステータコア56の両端部に対して第1及び第2インシュレータ60、62が嵌合され、該第1及び第2インシュレータ60、62に対してコイル58が巻回されステータコア組立体が予め形成された状態とする。
先ず、ステータコア組立体を、第1インシュレータ60側からハウジング12の内部へ軸方向(矢印A方向)に沿って挿入することで、ステータコア56の外周面が本体部20の内周面に摺接しながら圧入されると共に、第1インシュレータ60の外周面が凸部26の内周面へと圧入される。この際、ステータコア組立体のハウジング12への挿入量は、予め設定されたステータコア56の上端部とハウジング12の第2段部32との離間距離Lによって管理される。
また、ステータコア56をハウジング12へと圧入することで、該ステータコア56の外周面と前記ハウジング12の内周面とが互いに削れて切粉等が発生するが、前記ハウジング12の内部において、ステータコア56の一端部とハウジング12の凸部26との間に空間部70を有しているため、この空間部70に前記切粉が溜ってステータコア56と第1インシュレータ60によって封じ込められることで、ハウジング12の内部へと切粉が移動し、燃料中へ流入してしまうことが確実に阻止される。
次に、ハウジング12の第2保持部24に対して上方からカバー部材18の基部78を挿入することで、被加締め部84が第2保持部24の内周面に対して圧入されると共に、前記被加締め部84の端部が第2段部32へと当接することで軸方向への移動が規制された位置決め状態となる。
この状態で、第2保持部24の先端24aを径方向内側へと押圧することで、被加締め部84の上部へと係合され、カバー部材18の被加締め部84がハウジング12の第2保持部24に対して同軸且つ軸方向に規制された状態で加締められ連結される。また、カバー部材18の基部78と第2保持部24との間における燃料のシールが確保される。
最後に、ポンプ部14を構成するポンプボディ34及びポンプカバー36を、ハウジング12の第1保持部22に対して下方から挿入し、前記ポンプボディ34の環状段部46をハウジング12の第1段部30へと係合させることで軸方向に位置決めされる。そして、ポンプボディ34及びポンプカバー36が第1保持部22に収納された状態で、第1保持部22の先端22aを径方向内側へと押圧することで、ポンプカバー36の端部に係合され加締められることで連結される。
これにより、ハウジング12に対するポンプ部14、モータ部16及びカバー部材18の組み付けが完了する。
次に、上述したようにハウジング12に対してモータ部16の組み付けられた燃料供給装置10の動作について説明する。
先ず、燃料供給装置10において、図示しないコントローラからの制御信号に基づいて接続端子66に通電がなされ、コイル58が励磁することで回転磁界が生じ、磁極となる永久磁石74を有したロータ64が回転駆動する。このモータ部16のロータ64が回転することによってポンプ部14のインペラ38がポンプ室44で回転駆動し、このインペラ38の回転によって図示しない燃料タンク内の燃料が吸入ポート54の吸入口48を通じて内部へと吸入される。
そして、吸入された燃料は、吸入口48からポンプ流路50を通じてポンプカバー36に沿って周方向へと流れることで徐々に圧力が上昇すると共に、その一部が脱気孔52を通じて外部へと排出された後、ポンプボディ34の吐出口42へと流通する。
この吐出口42から吐出された燃料は、モータ部16の内部空間を通じて燃料出口86まで流通し、チェック弁88を押圧して弁開状態とすることで前記燃料出口86から吐出され、例えば、図示しない内燃機関の燃料噴射装置へと供給される。
以上のように、本実施の形態では、燃料供給装置10を構成するハウジング12の内周面にステータコア56を圧入すると共に、ハウジング12の一端部にポンプ部14を加締めて保持し、他端部にカバー部材18を圧入して加締めることで連結している。従って、ステータコア56の外周面をハウジング12の内周面に圧入するという簡素な構成で、前記ハウジング12に対する前記ステータコア56の同軸度を高精度に維持した状態で組み付けることができる。
換言すれば、ステータコアの外周面とハウジングの内周面との間に径方向の隙間を有していた従来技術に係る燃料供給装置と比較し、ステータコア56の中心とハウジング12の中心とを高精度に同軸上として配置することができる。
また、ステータコア56及びカバー部材18をハウジング12に対して圧入することで、インサート成形によって一体化したステータコア等をハウジングに固定していた従来技術に係る燃料供給装置と比較し、インサートモールドに要する樹脂や専用設備が不要となるため、製造コストの大幅な削減を図ることができる。
さらに、カバー部材18をハウジング12の他端部に対して圧入して加締めることで、前記ハウジング12内を流れる燃料のシールを圧入部位と加締め部とで行うことができ、しかも、第2保持部24による加締め時の力が前記カバー部材18のみに付与されステータコア56等に付与されることがない。
これに対して、従来技術に係る燃料供給装置では、エンドカバーと共にステータコア、ボビン、コイル及びターミナルをインサート成形した成形体をハウジングで加締める際、加締めによってエンドカバーに加えステータコアも圧縮されるため歪みが大きくなり、燃料のシールを維持するために歪み量を考慮したかしめ力で加締めを行う必要があり煩雑である。
従って、本願発明の燃料供給装置10では、カバー部材18とハウジング12との間における燃料のシールを圧入と加締めによって行うことができ、しかも、第2保持部24による加締めによって圧縮を受ける部材がカバー部材18のみであるので、従来技術と比較して加締めによる歪みが抑制され、燃料のシールを好適に維持することが容易である。
さらにまた、ステータコア56における他端部の外周面とハウジング12の凹部28とが非接触に設けられているため、複数の磁性鋼板を積層させ軸方向への寸法ばらつきの大きなステータコア56をハウジング12に組み付ける場合でも、その軸方向への位置が前記ハウジング12によって規制されることがないため、寸法ばらつきを好適に吸収して所定の位置にステータコア56を配置することが可能となる。
またさらに、ハウジング12の本体部20に圧入されたステータコア56の一端部と凸部26との間には、前記本体部20の内周面と前記第1インシュレータ60の外周面との間に空間部70が設けられているため、ステータコア56をハウジング12へ圧入する際に発生する切粉を前記空間部70へと封じ込めることができ、燃料中への前記切粉の流出を確実に阻止できる。また、ステータコア56は、複数の磁性鋼板を積層させている関係で軸方向への寸法ばらつきが大きいが、軸方向に延在する空間部70内に軸方向の寸法が比較的大きなステータコア56の端部を配置することができ、前記ステータコア56の寸法ばらつきを吸収することで該ステータコア56をハウジング12に対して所定位置へと高精度に配置することが可能となる。
さらに、第2インシュレータ62には、コイル58に接続される接続端子66が第1端子孔68を介して保持されると共に、カバー部材18には前記接続端子66の圧入される第2端子孔92が形成されているため、前記第2端子孔92へ前記接続端子66を挿入することで前記カバー部材18の内部と外部とを容易に電気的に導通させつつ、ハウジング12の内部を流れる燃料のシールを行うことが可能となる。
なお、本発明に係る燃料供給装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
10…燃料供給装置 12…ハウジング
14…ポンプ部 16…モータ部
18…カバー部材 20…本体部
22…第1保持部 24…第2保持部
26…凸部 30…第1段部
32…第2段部 34…ポンプボディ
36…ポンプカバー 38…インペラ
56…ステータコア 58…コイル
60…第1インシュレータ 62…第2インシュレータ
64…ロータ 66…接続端子
70…空間部 84…被加締め部

Claims (2)

  1. 金属製材料からなるハウジングと、該ハウジングの内側に収容され複数の磁性鋼板からなるステータコアと、該ステータコアに巻回されるコイルと、前記ステータコアに臨む外周面に磁極を有した回転子と、該回転子のシャフトに連結され回転する回転部材と、前記ハウジングの一端側に配置され前記回転部材の回転により燃料を吸入、昇圧するポンプ部と、前記ハウジングの他端側を覆うカバー部材とを有した燃料供給装置において、
    前記ステータコアにおける磁性鋼板の外周面が前記ハウジングの内周面に圧入され、
    前記カバー部材の外周面は、前記ハウジングの内周面に嵌合され、前記ハウジングの他端を加締めることにより形成されたかしめ部と前記ハウジングの段部との間に前記カバー部材が保持され、
    前記ステータコアはインシュレータに覆われ、前記インシュレータには、前記コイルに接続される接続端子が保持されると共に、前記カバー部材には、前記接続端子の挿入される端子挿入孔が形成され、前記端子挿入孔に前記接続端子が圧入され
    前記インシュレータには、前記コイルと接続される接続端子が保持されると共に、前記端子挿入孔に前記接続端子が圧入されることにより、前記ステータコアの円周方向における前記カバー部材の位置が決まり、
    さらに前記ステータコアにおける軸方向端部の外周面と前記ハウジングとが非接触に設けられることを特徴とする燃料供給装置。
  2. 請求項1記載の燃料供給装置において、
    前記ハウジングは、前記ステータコアの圧入されるステータコア圧入部と、
    前記ステータコア圧入部に対して前記ポンプ部側に設けられ該ステータコア圧入部より小径のインシュレータ圧入部と、
    を備え、
    前記インシュレータ圧入部と前記ステータコアとの間には、前記インシュレータの外周面と前記ハウジングの内周面との間に空間部が形成されることを特徴とする燃料供給装置。
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