JP6584473B2 - Fuel pump and method of winding stator core winding of fuel pump - Google Patents
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Description
本発明は、燃料タンクから燃料を吸い上げて、エンジン等の機器に供給するモータを備えた燃料ポンプに関する発明である。 The present invention relates to a fuel pump including a motor that sucks fuel from a fuel tank and supplies the fuel to equipment such as an engine.
燃料ポンプの駆動源として、ブラシレスモータを用いた例を特許文献1に示す。
特許文献1のブラシレスモータでは、複数の巻線のカバーエンド側の端部同士は、1つのターミナルサブアッシーによって結線されている。即ち、ターミナル部をカバーエンド側で連結し、ターミナルサブアッシーとすることで、モータの巻線端部の取り回し、及び結線を容易にしている。
特許文献2のモータでは、ターミナル挿入部をステータコア内周側に設置し、巻線とターミナルのヒュージング用穴をターミナル上端部に設け、ターミナルと巻線の接合作業性を向上する。巻線とターミナルをヒュージング用の穴にヒュージングした後に、ヒュージング用の穴が設けられたターミナル上部をコア内周側に折り曲げることで、ターミナル部のモータ軸方向長さを短くしている。
Patent Document 1 shows an example in which a brushless motor is used as a drive source of a fuel pump.
In the brushless motor of Patent Document 1, ends on the cover end side of a plurality of windings are connected by a single terminal sub-assembly. That is, by connecting the terminal portion on the cover end side to form a terminal sub-assembly, the winding end of the motor can be easily routed and connected.
In the motor of
特許文献1では、ターミナルサブアッシーは軸方向のカバーエンド側に設けられるため、ターミナル部のモータ軸方向長さが長くなり、それにより、モータ全長が長くなってしまう。
特許文献2ではコイル接続用端子部がステータコアのコイルよりも内周側に設置されているため、連結板部をコア内周方向外方側に折り曲げた際に、折れ曲ったターミナルがモータ径方向に長くなってしまい、モータ全体が径方向に大きくなってしまう。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電源供給ターミナル、及び、中性点ターミナルのモータ軸方向長さとモータ径方向長さの縮小を図ることを目的とする。
In Patent Document 1, since the terminal sub-assembly is provided on the cover end side in the axial direction, the length of the terminal portion in the motor axial direction is increased, thereby increasing the total length of the motor.
In
The present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to reduce the length in the motor axial direction and the length in the motor radial direction of the power supply terminal and the neutral point terminal. .
この発明に係る燃料ポンプは、
回転子部とステータコア部からなるモータ、回転子部の回転により、燃料吸入口より燃料を吸い込み、ステータコア部と回転子部の間を通過した後、エンドカバー部の吐出口より吐出するものであって、ステータコア部は、円環状のステータコア、ステータコアに装着されたボビン、ボビンに巻回されている巻線、ボビンに装着され、巻線に電気的に接続されている中性点ターミナルからなり、中性点ターミナルは、ステータコアの内周と外周の間で、ステータコアの径方向内側に伸び、ステータコアの径方向内側に伸びた部分に巻線からげ部を有し、この巻線からげ部は、ボビンに巻回されている巻線の上方に配置されていることを特徴とする。
The fuel pump according to the present invention is:
A motor composed of a rotor part and a stator core part, and the rotation of the rotor part, sucks fuel from the fuel suction port, passes through between the stator core part and the rotor part, and then discharges it from the discharge port of the end cover part. Te, stator core portion, an annular stator core, a bobbin mounted on the stator core, winding is wound around a bobbin is mounted on a bobbin, it consists neutral point terminal is electrically connected to the winding, The neutral point terminal extends between the inner periphery and the outer periphery of the stator core and extends radially inward of the stator core, and has a winding curl at a portion extending radially inward of the stator core. It is arranged above the winding wound around the bobbin .
この発明の燃料ポンプによれば、モータが軸方向、径方向に縮小でき、小型化を図れる。 According to the fuel pump of the present invention, the motor can be reduced in the axial direction and the radial direction, and the size can be reduced.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の燃料ポンプの断面図である。図2は、図1の上面図を、図3は、図1のAA断面図を示す。燃料ポンプ10は、自動車等の燃料タンク内に設置されるインタンク式の燃料ポンプである。図1において、燃料を送り出すポンプ部20と、ポンプ部20を駆動させるモータ部30とから構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel pump according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a top view of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view along AA of FIG. The
図1に示す通り、ポンプ部20はポンプケース21、22とインペラ23とから構成される。すなわち、ポンプケース21は円筒状の金属ハウジング71の内周側に圧入されて固定されており、その内周部にインペラ23を挿入した後、インペラ23を収納するようにポンプケース21と外周を合わせるようにポンプケース22を被せ、金属ハウジング71の一端をかしめてポンプケース22を固定している。このような構成により、外周を合わせて固定されたポンプケース21、22には、インペラ23を収容する空間部25が形成され、この空間部25と連通する燃料吸入口24がポンプケース22に形成され、燃料吐出口26がポンプケース21に形成されている。
As shown in FIG. 1, the
モータ部30は、ステータコア部40と回転子部70からなる。回転子部70は、永久磁石51とシャフト52とが樹脂部材53で固定され、ステータコア部40の内周側に設置されている。インペラ23はシャフト52の切欠き部54で連結されており、シャフト52を回転軸とした回転子部70の回転に追従するように構成されている。
The
ステータコア部40のステータコア44は、電磁鋼板をモータ軸方向(シャフト52の長手方向)にかしめながら積層されて形成されており、図3に示す通り、モータ部30の内周方向に6個のティース45が円周方向に等間隔に形成されている。各々のティース45には、ボビン41が装着され、ボビン41上にコイル(巻線)42が巻回されている。
The
各々のティース45に巻回されたコイル42は、電源供給ターミナル81と中性点ターミナル82に電気的に接続されており、回転子部70の位置に応じて通電が制御されている。電源供給ターミナル81と中性点ターミナル82のそれぞれに、巻線からげ部84、85が設けられ、図1に示す通り、これら巻線からげ部84,85は、ステータコア44の径方向内側に向いて配置されている。これにより、電源供給ターミナル81、及び中性点ターミナル82もステータコア44の径方向内側に折り曲げられている。
The
エンドカバー部60は、ステータコア部40と、回転子部70のシャフト52の軸受け61と、金属ハウジング71を絶縁樹脂部材でモールド一体成形して製作される。その後、金属ハウジング71のモータ軸方向の吐出口側端部72をステータコア部40の内周側に折り曲げるカーリング加工を行うことで、エンドカバー部60がモータ軸方向に固定されている。
The
このように構成された燃料ポンプ10は、電源供給ターミナル81に、制御された電流を通電することにより、回転子部70を回転させ、シャフト52に連結されたインペラ23が追従して回転することによりポンプケース22の燃料吸入口24より燃料を吸い込み、空間部25を経由し、ポンプケース22の燃料吐出口26から金属ハウジング71の内部に送り出され、ステータコア部40の内周と回転子部70の隙間を通過した後、エンドカバー部60の吐出口62から燃料を吐出する。
The
次に、電源供給ターミナル81、及び中性点ターミナル82が、ステータコア44の内径方向に折り曲げられ、ステータコア部40が図1の形状に変形する工程を説明する。図4は、本発明の実施の形態1にかかるステータコア部40の変形工程図を示し、図5に変形後のステータコア部40の上面図を示す。
まず、ステータコア部40は、巻線を巻き終わった後、巻線と電源供給ターミナル81の巻線からげ部84とを、ヒュージング等で電気的に連結する。同様に、巻線と中性点ターミナル82の巻線からげ部85とを、ヒュージング等で電気的に連結する。
次に、図4(a)に示すように、電源供給ターミナル81のうち、巻線からげ部84より上部を、ステータコア44の径方向外側であるP方向へ折り曲げる。その後、図4(b)に示すように、電源供給ターミナル81の、巻線からげ部84より下部を、ステータコア44の径方向内側であるQ方向へ折り曲げる。
また、図4(b)に示すように、中性点ターミナル82は巻線からげ部85より下部をステータコア44の径方向内側であるS方向へ折り曲げる。
Next, a process in which the
First, after the winding of the
Next, as shown in FIG. 4A, the upper portion of the
Further, as shown in FIG. 4B, the
図1との比較のため、電源供給ターミナル81と中性点ターミナル82を変形させずに、エンドカバー部60をモールド成形した場合の燃料ポンプの断面図を図6に示す。また、図6の燃料ポンプの上面図を図7に示す。図1に示された本発明の実施の形態1にかかる燃料ポンプは図6の燃料ポンプと比較し、以下のような効果が認められる。
For comparison with FIG. 1, FIG. 6 shows a cross-sectional view of the fuel pump when the
(効果1)
図1の燃料ポンプ10は電源供給ターミナル81、中性点ターミナル82がステータコア44の径方向内側に向いて配置されていることにより、電源供給ターミナル81に取付けられた巻線からげ部84、及び中性点ターミナルに取付けられた巻線からげ部85のモータ軸方向長さが短くなる。これにより、ステータコア部40を覆っているエンドカバー部60もモータ部30の回転軸方向長さを短くすることができるため、モータ部30の全長を短くすることができる。
(Effect 1)
The
(効果2)
図6または図7では電源供給ターミナル81と、金属ハウジング71の吐出口側端部72との距離が近く、絶縁距離Hを十分に確保できていないのに対し、図1の燃料ポンプ10では電源供給ターミナル81がステータコア44の径方向内側に折り曲げられているため、絶縁距離Hを十分に確保することができる。同様に、中性点ターミナル82と金属ハウジング71の絶縁距離も十分に確保することができる。
(Effect 2)
6 or 7, the distance between the
(効果3)
さらに、図7に対し、図2では、電源供給ターミナル81のエンドカバー部60から突き出している部分83がモータ部30の径方向内周側に配置され、吐出口62近い位置にあるため、吐出口62と電源供給ターミナル81を、図示しない燃料供給装置ユニットへ連結する際に、燃料供給装置ユニットとの連結部を小さくすることができ、図示しない燃料供給装置ユニットとの連結部を燃料供給装置ユニット内に配置できる箇所の自由度が高くなるため、レイアウト性が向上する。
(Effect 3)
Furthermore, in contrast to FIG. 7, in FIG. 2, the
(効果4)
図5に示すように、電源供給ターミナル81と、中性点ターミナル82はステータコア44の径方向において、ステータコア44の外周面より内側に、ステータコア44の内周面よりも外側に収まっているため、端子によって、エンドカバー部60の外周が大きくなることがなく、エンドカバー部60の内周が小さくなることがない。
(Effect 4)
As shown in FIG. 5, the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2にかかる燃料ポンプは、中性点ターミナル82の形状が実施の形態1の燃料ポンプと異なる。図8に本発明の実施の形態2にかかる燃料ポンプの断面図を示す。この燃料ポンプでは、ステータコアに装着されたボビン上に、高密度に巻線を巻くため、フライヤ巻線方式にて、巻線を巻くことを想定している。巻線作業の工程を以下に説明する。
図9(a)にステータコア44を、図9(b)にステータコア44に、ボビン41、電源供給ターミナル81、中性点ターミナル82を装着した図を、図10(a)にステータコア44にフライヤ巻線機101にて、巻線を巻いている図を示す。
The fuel pump according to the second embodiment of the present invention is different from the fuel pump according to the first embodiment in the shape of the
9A shows the
図9(a)のステータコア44は、巻線を巻くティース45を所有している磁極片50と、ティース45が無い継鉄片46が交互に配置されており、それらの連結部47によって折り曲げ可能に連結されている。ステータコア44の両端部は連結部が無く、一方は凸形状48、もう一方は凹形状49を設けて、互いに付き合わされている。絶縁樹脂部材であるボビン(例えば41a、41b)に電源供給ターミナル81と中性点ターミナル82を装着し、その後、ステータコア44にボビンを装着した状態を図9(b)に示している。
In the
図10は、本発明の実施の形態2と比較するための参考用燃料ポンプのボビンへの巻線工程説明図とステータコア部の断面図である。図10(a)は、フライヤ巻線機での巻線動作説明図である。ステータコア44は図9(b)の形状から、フライヤ巻線機101のフライヤ部102が隣接する磁極片に当たらない角度になるよう、各連結部47をステータコア44の外周側へ折り曲げている状態であり、ステータコア44の端部の磁極片50aに装着された電源供給ターミナル81に巻線をからげ、巻線が巻線からげ部84からはずれないように、電源供給ターミナル81の巻線からげ部84をかしめ、ボビン41aへ巻線を巻きつけている途中の状態を示している。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a winding process to a bobbin of a reference fuel pump and a sectional view of a stator core part for comparison with
図10(b)に図10(a)のBB断面図を、図10(c)に図10(a)のCC断面図を示す。電源供給ターミナル81の巻線からげ部84は、ボビン41aに巻線を巻きつける際に巻線が通過する、ボビンのモータ軸方向上部領域103に入らないようにステータコア44の外周方向に倒されている。これにより、巻線と電源供給ターミナルの巻線からげ部84が干渉することなく、フライヤ部102にて巻線作業可能となっている。磁極片50aのボビン41aへ巻線を巻いた後は、巻線をステータコア44の背面を渡り、磁極片50bのボビンへ巻線を巻き、磁極片50bのボビンに巻線を巻きつけた後に、中性点ターミナルの巻線からげ部85へ巻線をかけ、巻線からげ部85をステータコア外周側へ倒す手順となる。そのため、磁極片50bのボビンに巻線を巻く際は、中性点ターミナルの巻線からげ部85は図10(c)のように、ボビンに巻線を巻きつける際に巻線が通過するボビンのモータ軸方向上部領域103に侵入してしまう状態となり、フライヤ部102による巻線動作が不可能となる。このため、図11(a)、(b)に示すように中性点ターミナル86を装着することで、モータ軸方向上部領域103を確保し、フライヤ巻線機101にて巻線を行う。
FIG. 10B shows a BB sectional view of FIG. 10A, and FIG. 10C shows a CC sectional view of FIG. The winding curled
すなわち、図11(b)に示すように、中性点ターミナル86はボビンに巻線を巻きつける際に巻線が通過するボビン41bのモータ軸方向上部領域103に巻線からげ部87が侵入しないように、ステータコア背面方向に端子を折り曲げたクランク形状(S字形状を含む)となっている。これにより、フライヤ部102での巻線作業が可能となる。図12に中性点ターミナル86の折り曲げ工程を説明した図を示す。図11(b)に示したように、ステータコア背面方向に端子を折り曲げることにより、フライヤ部102での巻線が可能になったが、端子の巻線からげ部87がステータコアの外周よりも外側へはみ出してしまっているため、エンドカバーの外径が大きくなり、モータの外径が大きくなってしまう。従って、巻線動作後、図12のようにステータコアの内周側T方向へ中性点ターミナル86を折り曲げることで、端子の巻線からげ部87がステータコアの外周よりも外側へのはみ出しを回避することができる。
That is, as shown in FIG. 11 (b), the
(効果)
以上より、ボビンへの巻線作業でフライヤを用いて高密度で巻線を巻くために中性点ターミナル86の巻線からげ部87をボビンに巻線を巻きつける際に巻線が通過するボビンのモータ軸方向上部領域103からはずれるように、巻線からげ部をステータコア外周側へ逃がし、その後、中性点ターミナル86をステータコア44の内周側へ折り曲げることで、径方向の拡大を回避することができる。
(effect)
From the above, the winding passes when winding the winding
実施の形態3.
本発明の実施の形態3にかかる燃料ポンプは、中性点ターミナル82の形状が実施の形態1で説明したものと異なる。図13に実施の形態3による燃料ポンプを示す。図14に実施の形態3による燃料ポンプの中性点ターミナル88の折り曲げ工程図を示し、図15(a)に中性点ターミナル88の折り曲げ前のステータコア部上面図を、図15(b)に中性点ターミナル88の折り曲げ後のステータコア部上面図を示す。図16(a)にステータコアの磁極片50cに装着されている中性点ターミナル88cを、図15(a)のステータコア内周のE方向から見た正面図を示す。図16(b)にステータコアの磁極片50dに装着されている中性点ターミナル88dをステータコア内周のF方向から見た正面図を示す。図16bにステータコアの磁極片50eに装着されている中性点ターミナル88eをステータコア内周のG方向から見た正面図を示す。
In the fuel pump according to the third embodiment of the present invention, the shape of the
このように、磁極片50c、50d、50eにそれぞれ異なる形状の中性点ターミナル88c、88d、88eを装着している。中性点ターミナル88cは、図13及び図16のz軸方向で、磁極片50cのティース45に直交する方向に伸び、その先端に、磁極片50d側に伸びた中性点連結部91を有している。中性点ターミナル88dは、中性点ターミナル88cと同方向に伸び、その先端に、磁極片50c側に伸びた中性点連結部92と、磁極片50e側に伸びた中性点連結部93を有している。中性点ターミナル88eは、中性点ターミナル88c、88dと同方向に伸び、その先端に、磁極片50d側に伸びた中性点連結部94有している。図14に示すように、中性点ターミナル88(88c、88d、88c)をステータコア44の内周側へ折り曲げる際、図15(b)に示す通り、中性点ターミナル88c、88eを先に曲げておき、その後、中性点ターミナル88cを曲げることで、中性点ターミナル88cの中性点連結部91のz軸方向上部に中性点ターミナル88dの中性点連結部92が、中性点ターミナル88eの中性点連結部94のz軸方向上部に中性点ターミナル88dの中性点連結部93が接触する。それぞれの接触部をはんだ付けやプロジェクション溶接等で溶接することで、中性点の連結が可能となる。図14に示す電源供給ターミナル81の折り曲げは、実施の形態1で説明したのと同様であるため省略する。
In this manner, the
(効果)
これにより、中性点同士を連結する部品が不要になる。また、中性点同士を連結する部分を追加することで中性点ターミナルが軸方向に長くなってしまい、エンドカバー長さも長くなってしまう問題も、ステータコア内周側へ折り曲げることで解消することができる。
(effect)
Thereby, the part which connects neutral points becomes unnecessary. In addition, the problem that the neutral point terminal becomes longer in the axial direction and the end cover length becomes longer due to the addition of the part that connects the neutral points is solved by bending the inner end of the stator core. Can do.
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。また図中、同一符号は、同一または相当する構成、機能を有する部分を示す。 It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts having the configuration and function.
20:ポンプ部、30:モータ部、40:ステータコア部、41、41a、41b:ボビン、44:ステータコア、42:コイル、45:ティース、70:回転子部、52:シャフト、60:エンドカバー部、81:電源供給ターミナル、82、86、88、88c、88d、88e:中性点ターミナル、84,85、87:巻線からげ部、91、92、93、94:中性点連結部 20: Pump part, 30: Motor part, 40: Stator core part, 41, 41a, 41b: Bobbin, 44: Stator core, 42: Coil, 45: Teeth, 70: Rotor part, 52: Shaft, 60: End cover part , 81: Power supply terminal, 82, 86, 88, 88c, 88d, 88e: Neutral point terminal, 84, 85, 87: Winding bald part, 91, 92, 93, 94: Neutral point connecting part
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