JP7262517B2 - electric motor and fuel pump - Google Patents
electric motor and fuel pump Download PDFInfo
- Publication number
- JP7262517B2 JP7262517B2 JP2021106263A JP2021106263A JP7262517B2 JP 7262517 B2 JP7262517 B2 JP 7262517B2 JP 2021106263 A JP2021106263 A JP 2021106263A JP 2021106263 A JP2021106263 A JP 2021106263A JP 7262517 B2 JP7262517 B2 JP 7262517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- commutator
- brush
- brush holder
- shaft
- holder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 59
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 22
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- IUHFWCGCSVTMPG-UHFFFAOYSA-N [C].[C] Chemical compound [C].[C] IUHFWCGCSVTMPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Description
本願は、電動機および燃料ポンプに関するものである。 The present application relates to electric motors and fuel pumps.
四輪自動車、二輪自動車などの自動車の燃料タンク内には燃料ポンプが設置されている。燃料ポンプは電動機によって駆動される。燃料ポンプは、ポンプ室とこれを駆動する電動機とから構成されている。 A fuel pump is installed in the fuel tank of automobiles such as four-wheeled vehicles and two-wheeled vehicles. The fuel pump is driven by an electric motor. A fuel pump is composed of a pump chamber and an electric motor for driving the chamber.
電動機はシャフトが貫通した回転子を有し、回転子の軸方向の一方側に回転軸に垂直な平板形状の整流子が備えられている。この整流子に対して、押圧接触するブラシによって電流が供給される。ブラシと整流子を介して回転子の回転子コイルに通電されて、電動機が回転する。ブラシは、回転子の整流子に向かって軸方向に弾性部材によって押し付けられる。そのため、回転子と接触し回転子の回転に応じて摺動する。 The electric motor has a rotor through which a shaft penetrates, and a flat plate-shaped commutator perpendicular to the rotating shaft is provided on one side of the rotor in the axial direction. Current is supplied to this commutator by brushes in pressure contact. The rotor coils of the rotor are energized through the brushes and commutator to rotate the motor. The brushes are axially urged against the commutator of the rotor by a resilient member. Therefore, it comes into contact with the rotor and slides according to the rotation of the rotor.
燃料ポンプは燃料(例えばガソリンなどの炭化水素燃料)中に浸漬された状態で運転されるため、燃料に対する耐腐食性が要求される。そこで、整流子のブラシと摺動する整流子の接触部材に焼結炭素(カーボン)を用いて、燃料に対する耐腐食性を確保する。同時に、焼結炭素を用いることで整流子とブラシの摩耗を減少させて寿命を延長することができる。 Since the fuel pump is operated while immersed in fuel (eg, hydrocarbon fuel such as gasoline), it is required to have corrosion resistance to the fuel. Therefore, sintered carbon (carbon) is used for the contact member of the commutator that slides on the brushes of the commutator to ensure corrosion resistance to the fuel. At the same time, the use of sintered carbon can reduce wear on the commutator and brushes, extending their life.
このような電動機の構造において、ブラシを整流子に対して摺動自在に保持するブラシホルダは、整流子と軸方向に対向して配置されている。燃料ポンプは、搭載車両から振動などによる衝撃荷重を受けて、回転子が軸方向(ブラシホルダ側)に移動する場合がある。この場合、整流子のカーボン製の接触部材とブラシホルダが衝突する。衝突の結果、整流子の焼結炭素製の接触部材が破損する可能性がある。 In such a motor structure, a brush holder that holds the brushes slidably with respect to the commutator is arranged to face the commutator in the axial direction. A fuel pump may receive an impact load such as vibration from a vehicle in which the fuel pump is mounted, causing the rotor to move in the axial direction (toward the brush holder). In this case, the contact member made of carbon of the commutator collides with the brush holder. As a result of the collision, the sintered carbon contact members of the commutator can break.
その対策としてブラシホルダまたは回転子に突起物を設けることが提案されている。突起物が回転子の軸方向の移動を規制する。その結果、整流子の接触部材がブラシホルダに衝突することが予防できる。そのため、衝突の衝撃で整流子の焼結炭素製の接触部材が破損する事が回避できる(例えば特許文献1)。 As a countermeasure, it has been proposed to provide a brush holder or a rotor with projections. The protrusions restrict axial movement of the rotor. As a result, it is possible to prevent the contact member of the commutator from colliding with the brush holder. Therefore, it is possible to avoid damage to the contact member made of sintered carbon of the commutator due to the impact of the collision (for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示された技術によれば、燃料ポンプを駆動する電動機に対して車両からの振動などによって衝撃荷重がかかる。この荷重によって回転子が移動し、ブラシホルダの突起部が回転子と接触、または回転子の突起部がブラシホルダと接触することとなる。このとき、回転子は回転しているので突起部での摺動摩擦抵抗により回転子の回転数が低下しポンプ効率の低下が発生する。また、摺動摩擦により突起部が摩耗し、その摩耗粉がブラシと整流子の接触部材の間にかみ込まれる恐れがある。摩耗粉がかみ込まれると、ブラシと整流子の間の通電が阻害され電動機が停止し、燃料をエンジンに供給できなくなる事態が考えられる。
According to the technique disclosed in
本願は、前述のような実情に鑑みてなされたものである。回転子が軸方向(ブラシホルダ側)に移動した場合でも整流子がブラシホルダに接触しないような構造とすることにより、整流子の破損を防止し、また回転子とブラシホルダの摺動摩擦による摩耗粉によってブラシと整流子の間の通電が阻害されないようにした電動機を提供することを目的とする。 The present application has been made in view of the actual situation as described above. The structure prevents the commutator from contacting the brush holder even when the rotor moves in the axial direction (brush holder side). To provide an electric motor in which power supply between brushes and a commutator is not hindered by powder.
また、本願は、回転子が軸方向(ブラシホルダ側)に移動した場合でも整流子がブラシホルダに接触しないような構造とすることにより、整流子の破損を防止し、また回転子とブラシホルダの摺動摩擦による摩耗粉によってブラシと整流子の間の通電が阻害されないようにした電動機を備え信頼性を向上した燃料ポンプを提供することを目的とする。 Further, according to the present application, even when the rotor moves in the axial direction (toward the brush holder), the commutator does not come into contact with the brush holder. To provide a highly reliable fuel pump equipped with an electric motor in which energization between brushes and a commutator is not hindered by abrasion powder caused by sliding friction.
本願に係る電動機は、
シャフト、
シャフトに取り付けられ回転子巻線が巻装された回転子鉄心と、回転子巻線に接続され回転子巻線の軸方向一方側に設けられた円板状の整流子と、整流子を支持し整流子の周囲を囲う外周部が整流子よりも軸方向一方側へ突出した整流子ホルダと、を有する回転子、
整流子に対向して軸方向他方側に突出して設けられたブラシ、
ブラシを整流子に押し付けるブラシホルダ、
シャフトを径方向に支持するラジアル軸受け、
シャフトをブラシホルダ側から軸方向他方側に支持するブラシホルダ側スラスト軸受け、を備え、
ブラシホルダと整流子との間の軸方向の距離である第一の距離は、シャフトとブラシホルダ側スラスト軸受けとの軸方向の遊びの大きさである第二の距離よりも大きく、かつ、ブラシホルダと整流子ホルダの外周部との間の軸方向の距離である第四の距離は、第二の距離よりも大きいことを特徴とするものである。
また、本願に係る電動機は、
シャフト、
シャフトに取り付けられ回転子巻線が巻装された回転子鉄心と、回転子巻線に接続され回転子巻線の軸方向一方側に設けられた円板状の整流子と、を有する回転子、
整流子に対向して軸方向他方側に突出して設けられたブラシ、
ブラシを整流子に押し付けるブラシホルダ、
シャフトを径方向に支持するラジアル軸受け、
ブラシがブラシホルダによって整流子に押し付けられる方向に、シャフトを軸方向に押し付ける弾性体によってブラシホルダ側から軸方向他方側に支持されたブラシホルダ側スラスト軸受け、を備え、
ブラシホルダと整流子との間の軸方向の距離である第一の距離は、シャフトとブラシホルダ側スラスト軸受けとの軸方向の遊びの大きさである第二の距離よりも大きいことを特徴とするものである。
さらに、本願に係る電動機は、
シャフト、
シャフトに取り付けられ回転子巻線が巻装された回転子鉄心と、回転子巻線に接続され回転子巻線の軸方向一方側に設けられた円板状の整流子と、を有する回転子、
整流子に対向して軸方向他方側に突出して設けられたブラシ、
ブラシを整流子に押し付けるブラシホルダ、
シャフトを径方向に支持するラジアル軸受け、
シャフトを軸方向にブラシホルダ側から軸方向他方側に支持するブラシホルダ側スラスト軸受け、を備え、
ブラシホルダと整流子との間の軸方向の距離である第一の距離は、シャフトとブラシホルダ側スラスト軸受けとの軸方向の遊びの大きさである第二の距離よりも大きく、かつ、ブラシホルダは、ブラシホルダとブラシの先端が同一面にある状態にブラシを収納可能であることを特徴とするものである。
The electric motor according to the present application is
shaft,
A rotor core attached to a shaft and wound with rotor windings, a disk-shaped commutator connected to the rotor windings and provided on one side in the axial direction of the rotor windings , and supporting the commutator and a commutator holder in which an outer peripheral portion surrounding the commutator protrudes from the commutator to one side in the axial direction,
a brush facing the commutator and protruding toward the other side in the axial direction;
a brush holder that presses the brush against the commutator,
a radial bearing that radially supports the shaft;
a brush holder side thrust bearing that supports the shaft from the brush holder side to the other side in the axial direction,
The first distance, which is the axial distance between the brush holder and the commutator, is greater than the second distance, which is the amount of axial play between the shaft and the brush-holder-side thrust bearing , and A fourth distance, which is the axial distance between the brush holder and the outer circumference of the commutator holder, is larger than the second distance.
Further, the electric motor according to the present application is
shaft,
A rotor having a rotor core attached to a shaft and wound with rotor windings, and a disk-shaped commutator connected to the rotor windings and provided on one axial side of the rotor windings. ,
a brush facing the commutator and protruding toward the other side in the axial direction;
a brush holder that presses the brush against the commutator,
a radial bearing that radially supports the shaft;
a brush holder side thrust bearing supported on the other side in the axial direction from the brush holder side by an elastic body that axially presses the shaft in the direction in which the brush is pressed against the commutator by the brush holder;
The first distance, which is the axial distance between the brush holder and the commutator, is larger than the second distance, which is the amount of axial play between the shaft and the brush holder side thrust bearing. It is something to do.
Furthermore, the electric motor according to the present application is
shaft,
A rotor having a rotor core attached to a shaft and wound with rotor windings, and a disk-shaped commutator connected to the rotor windings and provided on one axial side of the rotor windings. ,
a brush facing the commutator and protruding toward the other side in the axial direction;
a brush holder that presses the brush against the commutator,
a radial bearing that radially supports the shaft;
a brush holder side thrust bearing that axially supports the shaft from the brush holder side to the other side in the axial direction;
The first distance, which is the axial distance between the brush holder and the commutator, is greater than the second distance, which is the amount of axial play between the shaft and the brush holder side thrust bearing, and the brush The holder is characterized in that the brush can be accommodated in such a state that the tip of the brush holder and the brush are on the same plane.
また、本願に係る燃料ポンプは、
上記の電動機を備えたものである。
Further, the fuel pump according to the present application is
It is equipped with the electric motor described above.
本願に係る、電動機によれば、回転子が軸方向(ブラシホルダ側)に移動した場合でも整流子がブラシホルダに接触しないような構造とすることにより、整流子の破損を防止し、また回転子とブラシホルダの摺動摩擦による摩耗粉によってブラシと整流子の間の通電が阻害されないようにした電動機を得ることができる。 According to the electric motor according to the present application, the structure is such that the commutator does not come into contact with the brush holder even when the rotor moves in the axial direction (toward the brush holder). It is possible to obtain an electric motor in which electricity supply between the brushes and the commutator is not hindered by abrasion powder caused by sliding friction between the brushes and the brush holder.
また、本願に係る、燃料ポンプによれば、回転子が軸方向(ブラシホルダ側)に移動した場合でも整流子がブラシホルダに接触しないような構造とすることにより、整流子の破損を防止し、また回転子とブラシホルダの摺動摩擦による摩耗粉によってブラシと整流子の間の通電が阻害されないようにした電動機を備えることができるので、燃料ポンプの信頼性を向上することができる。 Further, according to the fuel pump according to the present application, even when the rotor moves in the axial direction (toward the brush holder), the commutator does not come into contact with the brush holder, thereby preventing damage to the commutator. In addition, since the electric motor can be provided in such a manner that the energization between the brushes and the commutator is not hindered by abrasion powder caused by the sliding friction between the rotor and the brush holder, the reliability of the fuel pump can be improved.
1.実施の形態1
<全体構成>
以下、本願に係る電動機および燃料ポンプについて、図面を参照して説明する。図1は、実施の形態1に係る燃料ポンプ101の断面図である。燃料ポンプ101は、ポンプ室201と電動機202から構成されている。電動機202は、燃料ポンプ101のポンプ室201を駆動する駆動源として設けられている。
1.
<Overall composition>
An electric motor and a fuel pump according to the present application will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of
電動機202は、回転子4と固定子25を有する。回転子4には、シャフト5が貫通している回転子鉄心21が設けられている。回転子鉄心21には回転子巻線22が巻装されている。固定子25には永久磁石または固定子コイルが設けられている。ここで、図1において軸方向をXで表し、軸方向の一方側X2と軸方向の他方側X1を矢印で示す。
シャフト5は、二個以上のラジアル軸受け6によって、燃料ポンプ101の本体に組付けられており、シャフト5が回転可能に支持されつつ、シャフト5の径方向の移動が規制されている。また、シャフト5には一個以上のスラスト軸受け8が組付けられており、シャフト5が回転可能に支持されつつ、シャフト5の軸方向Xの移動が規制されている。
The
回転子の軸方向の一方側X2に円板状の整流子1が軸方向Xに垂直に設けられている。回転子巻線22は整流子1に電気的に接続されている。整流子1に対向して、軸方向の他方側X1に向かってブラシ3が突出している。ブラシ3はブラシホルダ7によって支持され、ブラシホルダに設けられた押圧部材2によって整流子1に押し付けられる。回転子4が回転するとき、整流子1も同時に回転しブラシ3は整流子1に接触しながら摺動する。この摺動によって、ブラシ3と整流子1は電気的接続を維持する。ブラシ3と整流子1を介して、回転子巻線22に界磁電流が供給されて回転子4が回転する。
A disc-shaped
<整流子とブラシ>
燃料ポンプ101は車両の燃料タンクの中に設置され、電動機202の内部も燃料に浸漬された状態で使用される。ガソリンなどの炭化水素の液体燃料に浸漬されているので、ブラシ3と整流子1との間で電流スパークが発生した場合でも燃料に引火することはない。燃料だけで空気が存在しないので、燃焼が起こらないからである。
<Commutator and brush>
The
ブラシ3と整流子1は、燃料に浸漬された状態で摺動するので、伝導性とともに燃料に対する耐腐食性と、摺動に対する物理的強靭さおよび低摩擦抵抗が要求される。このため、ブラシ3と接触する整流子1の接触部材に焼結炭素(カーボン)が用いられる。整流子1の接触部材を焼結炭素で構成することによって、耐腐食性、耐摩耗性を向上し低摩擦抵抗を維持しつつ、電気的抵抗値を低く抑えながら通電することが可能となる。
Since the
燃料ポンプ101は車両に設置されているので、車両の走行に伴う加減速、旋回、路面から受ける衝撃などによって、振動にさらされる。特に軸方向Xの衝撃を受けて、電動機202のシャフト5が軸方向Xに移動する。シャフト5の移動によって、回転子4に設けられた整流子1と、電動機本体に取り付けられたブラシホルダ7との間の距離が変化する。しかし、ブラシホルダ7に取り付けられた押圧部材2によって、ブラシ3は整流子1に押し付けられているので、ブラシ3はブラシホルダ7からの突出量が調整されて、ブラシ3の整流子1への接触が維持される。押圧部材2として、コイルスプリング、板バネなどが用いられる。
Since the
<整流子とブラシの間の通電阻害>
車両に軸方向Xに大きな衝撃が加わった場合シャフト5が大きく動き、整流子1とブラシホルダ7が衝突する事態が考えられる。このとき、整流子1がブラシホルダ7に衝突して破損する可能性がある。また、整流子1は回転子4とともに回転しているので、衝突したブラシホルダ7と整流子1との摺動摩擦により摩耗粉が発生する恐れがある。摩耗粉は整流子1とブラシ3の間にかみ込まれると、整流子1とブラシ3の間の接触を阻害し、接触抵抗を増大させ通電を断絶させる可能性もある。
<Electricity inhibition between commutator and brush>
When a large impact is applied to the vehicle in the axial direction X, the
燃料ポンプ101は、車両において重要度の高い保安部品である。燃料ポンプ101が作動しなくなると内燃機関への燃料供給が途絶され、車両が走行不能となる。車両の故障耐性を向上し、リンプホーム機能(機能を縮退しても最低限の走行性能を確保する機能)を維持するために、燃料ポンプの運転継続が確保される必要がある。
The
従来、整流子1とブラシホルダ7が衝突して整流子が破損することを避けるために、ブラシホルダ7または回転子4に突起物を設けて、整流子1がブラシホルダ7と直接接触することを防止することが提案されてきた。しかし、この方法では、整流子1がブラシホルダ7と直接接触することは防止できるが、ブラシホルダ7にもうけた突起物と回転子4との接触、回転子4に設けた突起物とブラシホルダ7との接触、もしくは回転子4に設けた突起物とブラシホルダ7に設けた突起物との接触が発生する。回転子4は回転しているのでこれらの接触による摺動摩擦により摩耗粉が発生する恐れは残存する。摩耗粉が整流子1とブラシ3の間にかみ込まれ、整流子1とブラシ3の間の接触を阻害し、接触抵抗を増大させ通電を断絶させる可能性は排除することができない。
Conventionally, in order to avoid damage to the commutator due to collision between the
<スラスト軸受けの設定>
図2は、実施の形態1に係る燃料ポンプ101の電動機202の整流子1の部分の拡大図である。本願の実施の形態1では、シャフト5を軸方向Xに支持するスラスト軸受け8の設定によって、回転子4とブラシホルダ7との接触を防止する。この設定について説明する。スラスト軸受けは、軸方向の荷重を受け止めて軸方向の移動を規制しながら低摩擦で回転を可能とする軸受けである。スラスト軸受けは、アキシアル軸受けと称することもある。
<Setting the thrust bearing>
FIG. 2 is an enlarged view of the
回転子4に設けられた円板状の整流子1とブラシホルダ7の間の軸方向Xの距離は、図2において第一の距離L1として示されている。シャフト5とスラスト軸受け8との間には軸方向Xの遊びが存在する。この遊びの大きさが、図2において第二の距離L2として示されている。軸受けの遊びは、内部すきま、がたとも呼ばれる。第一の距離L1と第二の距離L2の関係を、L1>L2と設定することによって、回転子4とブラシホルダ7との接触を防止することができる。
The distance in the axial direction X between the disk-shaped
車両に、軸方向Xに大きな衝撃が加わっって、燃料ポンプ101の回転子4およびシャフト5が軸方向の一方側X2へ移動しようとした場合、シャフト5の先端がスラスト軸受け8に移動を規制される。その結果、回転子4の整流子1はブラシホルダ7との間隙を維持することができ、衝突を免れることができる。
When a large impact is applied to the vehicle in the axial direction X and the
図2では、スラスト軸受け8を単一のボール形状としている。電動機202は燃料に浸漬されて使用されるので、燃料によって潤滑され、このような単純な形態のスラスト軸受け8であっても小さな回転摩擦を維持することができる。スラスト軸受け8は、これ以外に複数のボールベアリングを内蔵し平板で挟んだタイプのスラスト軸受け、複数のロールベアリングを内蔵し平板で挟んだタイプのスラスト軸受け、もしくは滑り軸受けを用いてもよい。シャフト5の軸方向Xの移動を規制する軸受けであればよいからである。また、ここでは、シャフト5の軸方向の一方側X2方向への移動を規制するスラスト軸受け8について説明したが、シャフト5の軸方向の他方側X1方向への移動を規制するスラスト軸受けを追加して設けてもよい。
In FIG. 2, the
図2ではシャフト5の径方向の移動を規制しているラジアル軸受け6は、複数のロールベアリングを大小の円筒構造によって挟んだタイプのラジアル軸受け6の場合を示している。ラジアル軸受けは、これ以外に複数のボールベアリングを内蔵し大小の円筒構造で挟んだタイプのラジアル軸受け、滑り軸受けを用いてもよい。
In FIG. 2, the
<ブラシの移動量>
ここで、ブラシ3のブラシホルダ7との相対位置について説明する。ブラシ3はブラシホルダ7に部分的に収納されており、軸方向の他方側X1に突き出して、整流子1と接触する。車両の運動によって燃料ポンプ101の受ける軸方向Xの衝撃によって整流子1とブラシホルダ7の間の第一の距離L1が変化する。その場合であっても、ブラシ3が整流子1と接触を維持できるように、ブラシ3は押圧部材2によってブラシホルダ7から軸方向の他方側X1方向に突き出すように力を受ける。
<Movement of brush>
Here, the relative position of the
ブラシホルダ7からブラシ3が突き出す量の変化可能な範囲が、図2において第三の距離L3として示されている。第三の距離L3は、押圧部材2が最も圧縮された場合の位置と押圧部材2が最も伸長された場合の位置との差分として求められる。ブラシ3がブラシホルダ7から先端を突き出した状態で、ブラシホルダ7に最もひき込まれた位置と、ブラシホルダ7から最も突き出した位置との差分ともいえる。第一の距離L1と第三の距離L3の関係は、L3>L1となることが望ましい。整流子1とブラシホルダ7の位置が変化した場合であっても、ブラシ3が常に整流子1と接触を保つ必要がある。このためにはブラシ3の移動可能な距離である第三の距離L3が、整流子1とブラシホルダ7との間の距離である第一の距離L1を上回るべきだからである。
A variable range of the amount of
実施の形態1では、車両に、軸方向Xに大きな衝撃が加えられた場合、燃料ポンプ101の回転子4およびシャフト5が軸方向の一方側X2へ移動しようとする。この場合、シャフト5の先端がスラスト軸受け8に移動を規制される。このとき、実際の回転子4と電動機本体の移動量は第二の距離L2で規制される。よって、ブラシ3の移動量である第三の距離L3は、L3>L2の条件を満足すれば充分である。
In the first embodiment, when a large impact is applied to the vehicle in the axial direction X,
しかし、スラスト軸受け8に何らかの原因で障害が発生し軸方向Xの規制ができなくなった場合でも、ブラシ3が常に整流子1と接触を保つ必要がある。よって、ブラシホルダ7と整流子1との間の距離である第一の距離に対して、ブラシ3の移動可能な距離である第三の距離L3の方が大きいことに意義がある。スラスト軸受け8が何らかの原因で障害を発生し軸方向Xの規制ができなくなった場合でも、ブラシ3を整流子1に接触させて電動機202を回転させることができるからである。これによって、燃料ポンプ101の運転を維持でき、リンプホーム機能を確保することができるからである。
However, even if the
2.実施の形態2
<スラスト軸受けの弾性体>
図3は、実施の形態2に係る燃料ポンプ101aの電動機202aの整流子1の部分の拡大図である。実施の形態2に係る燃料ポンプ101aでは、電動機202aはボールベアリング内蔵タイプのスラスト軸受け8aを備えている。スラスト軸受け8aは、シャフト5aの軸方向の一方側X2方向への移動を規制する。そして、スラスト軸受け8aは弾性体9によって電動機202aの本体に支持されている。また、シャフト5aは複数のボールベアリングを内蔵し大小の円筒構造で挟んだタイプのラジアル軸受け6aで電動機202aの本体に固定されている。実施の形態2に係る燃料ポンプ101aが、実施の形態1に係る燃料ポンプ101と異なるのはこれらの点だけである。
2.
<Elastic body of thrust bearing>
FIG. 3 is an enlarged view of the
スラスト軸受け8aは弾性体9によって電動機202aの本体に支持されている。このため、回転子4aが車両の運動により軸方向の一方側X2方向に移動する場合に、衝撃を緩和される。弾性体9によって、シャフト5aとスラスト軸受け8aとの衝突による接触音を抑制することができる。このため、運転者が異音を感じて不快に思うことを防止することができる。また、衝突による衝撃でスラスト軸受け8a、シャフト5aの寿命が短縮することを抑制することもできる。
The
スラスト軸受け8aを電動機202a本体に固定する弾性体9は、コイルスプリング、板バネ、もしくはクッション材であってもよい。この弾性体9によって、スラスト軸受け8aまたはシャフト5aが受ける押圧力Fsは、ブラシホルダ7に配置された押圧部材2によってブラシ3が受ける押圧力Fbよりも大きく設定することが望ましい。すなわち、押圧力Fsと押圧力Fbの関係は、Fs>Fbと設定する。
The
スラスト軸受け8aを支持する弾性体9は、回転子4aの慣性、加速度を受け止めて緩和する役割を果たす必要があり、大きな衝撃に耐えるように設定しなくてはならない。これに対し、ブラシ3を整流子1に押し当てるための押圧部材2の押圧力Fbは、ブラシ3を整流子1に接触させるための役割を果たせればよい。ブラシ3を整流子1に押し当てる押圧力Fbが過大であれば、摺動抵抗が大きくなって電動機202aの出力を低下させる。さらに摺動摩擦によって、ブラシ3と整流子1の接触面を損耗させ、寿命を短縮することにも繋がる。よって、ブラシ3と整流子1の間の電気的接続を保てる範囲において、ブラシ3を整流子1に押し当てるための押圧部材2の押圧力Fbは小さい方が望ましい。
The
3.実施の形態3
<整流子ホルダ>
図4は、実施の形態3に係る燃料ポンプ101bの電動機202bの整流子1aの部分の拡大図である。実施の形態3に係る電動機202bでは、回転子4bの整流子1aが、整流子ホルダ11に取り付けられているところが、実施の形態2に係る電動機202aと異なる。実施の形態3に係る燃料ポンプ101bが、実施の形態2に係る燃料ポンプ101aと異なるのはこの点だけである。
3.
<Commutator holder>
FIG. 4 is an enlarged view of the
図4に示すように、整流子1aの周囲を囲う外周部が整流子1aよりも軸方向の一方側X2方向へ寸法dだけ突出した整流子ホルダ11に整流子1aが収容されている。このように整流子ホルダ11を配置することで、ブラシホルダ7と回転子4bが衝突した場合であっても、整流子1aの接触面を保護することができる。整流子1aの接触面がブラシホルダ7と接触するよりも前に、整流子ホルダ11の外周部がブラシホルダに衝突するので、整流子1aの接触面が保護される。
As shown in FIG. 4, the
図4のような構成とした場合、ブラシホルダ7と整流子ホルダ11の外周部との間の軸方向Xの距離である第四の距離L4について考える。シャフト5aとスラスト軸受け8aとの間の軸方向Xの遊びの大きさである第二の距離L2との関係を検討する。第四の距離L4と第二の距離L2の関係を、L4>L2と設定することによって、整流子ホルダ11とブラシホルダ7との接触を防止することができる。
Consider the fourth distance L4, which is the distance in the axial direction X between the
このようにシャフト5aとスラスト軸受け8aとの間の軸方向Xの遊びの大きさである第二の距離L2を設定することで、整流子ホルダ11とブラシホルダ7の接触を抑止することができる。電動機202bの回転子4bが軸方向Xに移動した場合でも整流子ホルダ11とブラシホルダ7の接触による破損を防止し、摺動摩擦による摩耗粉によってブラシ3と整流子1aの間の通電が阻害されないようにすることができる。
By setting the second distance L2, which is the amount of play in the axial direction X between the
<ブラシの突き出し量>
ここで、ブラシホルダ7からブラシ3が突き出す量について検討する。整流子1aは整流子ホルダ11に保護されており、整流子1aの接触面よりも整流子ホルダ11の外周部が軸方向の一方側X2方向へ寸法dだけ突出している。よって、ブラシ3は、ブラシホルダ7から寸法dだけ突出する位置までブラシホルダ7に引き込まれることができればよいとも考えられる。
<Amount of protrusion of the brush>
Here, the amount by which the
しかし、ブラシ3は、ブラシホルダ7に先端部まで引き込まれ、ブラシホルダ7とブラシ3の先端が同一面にある状態にブラシを収納可能であることが望ましい。本来であれば、スラスト軸受け8aによってシャフト5aの移動量が制限される。そして、スラスト軸受け8aの遊びの大きさである第二の距離L2よりも、シャフト5aが軸方向の一方側X2に移動することはなく、整流子ホルダ11がブラシホルダ7に接触することはない。
However, it is desirable that the
しかしながら、スラスト軸受け8aが故障して軸方向の移動量の制限ができなくなった場合、整流子ホルダ11がブラシホルダ7に接触することが想定される。その場合に整流子ホルダ11の外周部がブラシホルダ7と接触しながら回転し、摺動により摩耗することも想定できる。
However, if the
整流子ホルダ11の外周部が摩耗により損耗して整流子1の接触面と同一面にある状態となった場合、整流子1は、ブラシホルダ7と接触することとなる。ブラシ3が、ブラシホルダ7に先端部まで引き込まれ、ブラシホルダ7とブラシ3の先端が同一面にある状態にブラシ3を収納可能であれば、ブラシ3はブラシホルダ7に収納された状態で整流子1と電気的接続を維持することができる。
When the outer peripheral portion of the
ブラシ3がブラシ先端までブラシホルダ7に収納できない場合は、ブラシ先端はブラシホルダ7から突き出して固定される。このとき、突き出したブラシ先端に過大な力が加わりブラシ3が破壊されることも考えられる。ブラシホルダ7とブラシ3の先端が同一面にある状態にブラシを収納可能であれば、ブラシ3はブラシホルダ7に収納された状態で整流子1との電気的接続を維持でき、燃料ポンプ101bが燃料供給のための最低限の機能を維持できるので意義がある。
When the
ブラシホルダ7とブラシ3の先端が同一面上にある状態にブラシ3をブラシホルダ7が収納可能とすることが望ましいのは、実施の形態3に係る電動機202bに限定されない。実施の形態1、2に係る電動機202,202aにおいても同様のことが言える。
It is not limited to the
スラスト軸受け8、8aによるシャフト5、5aの移動規制が失われた場合を考慮する必要がある。ブラシ3がブラシホルダ7から長く突き出た状態で、大きな押圧力を受けながら整流子1と摺動した場合に、ブラシ3が破壊される恐れがある。ブラシ3の先端までブラシホルダ7に収納できれば、このような破壊を免れることができる。これによって、燃料ポンプの機能を維持することができる。
It is necessary to consider the case where the movement restriction of the
本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 While this application describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may not apply to particular embodiments. can be applied to the embodiments singly or in various combinations. Accordingly, numerous variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.
1、1a 整流子、2 押圧部材、3 ブラシ、4、4a、4b 回転子、5、5a シャフト、6、6a ラジアル軸受け、7 ブラシホルダ、8、8a スラスト軸受け、9 弾性体、11 整流子ホルダ、21 回転子鉄心、22 回転子巻線、25 固定子、101、101a、101b 燃料ポンプ、201 ポンプ室、202、202a、202b 電動機、d 寸法、Fb、Fs 押圧力、L1 第一の距離、L2 第二の距離、L3 第三の距離、L4 第四の距離、X 軸方向、X1 軸方向の他方側、X2 軸方向の一方側
Claims (7)
前記シャフトに取り付けられ回転子巻線が巻装された回転子鉄心と、前記回転子巻線に接続され前記回転子巻線の軸方向一方側に設けられた円板状の整流子と、前記整流子を支持し前記整流子の周囲を囲う外周部が前記整流子よりも前記軸方向一方側へ突出した整流子ホルダと、を有する回転子、
前記整流子に対向して軸方向他方側に突出して設けられたブラシ、
前記ブラシを前記整流子に押し付けるブラシホルダ、
前記シャフトを径方向に支持するラジアル軸受け、
前記シャフトを前記ブラシホルダ側から軸方向他方側に支持するブラシホルダ側スラスト軸受け、を備え、
前記ブラシホルダと前記整流子との間の軸方向の距離である第一の距離は、前記シャフトと前記ブラシホルダ側スラスト軸受けとの軸方向の遊びの大きさである第二の距離よりも大きく、かつ、前記ブラシホルダと前記整流子ホルダの前記外周部との間の軸方向の距離である第四の距離は、前記第二の距離よりも大きいことを特徴とする電動機。 shaft,
a rotor core attached to the shaft and wound with a rotor winding; a disc-shaped commutator connected to the rotor winding and provided on one axial side of the rotor winding ; a commutator holder in which an outer peripheral portion that supports a commutator and surrounds the commutator protrudes from the commutator toward one side in the axial direction;
a brush facing the commutator and protruding toward the other side in the axial direction;
a brush holder that presses the brush against the commutator;
a radial bearing that radially supports the shaft;
a brush holder side thrust bearing that supports the shaft from the brush holder side to the other side in the axial direction;
A first distance, which is the axial distance between the brush holder and the commutator, is greater than a second distance, which is the amount of axial play between the shaft and the brush-holder-side thrust bearing. and a fourth distance, which is an axial distance between the brush holder and the outer peripheral portion of the commutator holder, is greater than the second distance.
前記シャフトに取り付けられ回転子巻線が巻装された回転子鉄心と、前記回転子巻線に接続され前記回転子巻線の軸方向一方側に設けられた円板状の整流子と、を有する回転子、
前記整流子に対向して軸方向他方側に突出して設けられたブラシ、
前記ブラシを前記整流子に押し付けるブラシホルダ、
前記シャフトを径方向に支持するラジアル軸受け、
前記ブラシが前記ブラシホルダによって前記整流子に押し付けられる方向に、前記シャフトを軸方向に押し付ける弾性体によって前記ブラシホルダ側から軸方向他方側に支持されたブラシホルダ側スラスト軸受け、を備え、
前記ブラシホルダと前記整流子との間の軸方向の距離である第一の距離は、前記シャフトと前記ブラシホルダ側スラスト軸受けとの軸方向の遊びの大きさである第二の距離よりも大きいことを特徴とする電動機。 shaft,
A rotor core attached to the shaft and wound with a rotor winding, and a disc-shaped commutator connected to the rotor winding and provided on one side in the axial direction of the rotor winding. a rotor having a
a brush facing the commutator and protruding toward the other side in the axial direction;
a brush holder that presses the brush against the commutator;
a radial bearing that radially supports the shaft;
a brush holder side thrust bearing supported on the other side in the axial direction from the brush holder side by an elastic body that axially presses the shaft in the direction in which the brush is pressed against the commutator by the brush holder;
A first distance, which is the axial distance between the brush holder and the commutator, is greater than a second distance, which is the amount of axial play between the shaft and the brush-holder-side thrust bearing. An electric motor characterized by :
前記シャフトに取り付けられ回転子巻線が巻装された回転子鉄心と、前記回転子巻線に接続され前記回転子巻線の軸方向一方側に設けられた円板状の整流子と、を有する回転子、
前記整流子に対向して軸方向他方側に突出して設けられたブラシ、
前記ブラシを前記整流子に押し付けるブラシホルダ、
前記シャフトを径方向に支持するラジアル軸受け、
前記シャフトを軸方向に前記ブラシホルダ側から軸方向他方側に支持するブラシホルダ側スラスト軸受け、を備え、
前記ブラシホルダと前記整流子との間の軸方向の距離である第一の距離は、前記シャフトと前記ブラシホルダ側スラスト軸受けとの軸方向の遊びの大きさである第二の距離よりも大きく、かつ、前記ブラシホルダは、前記ブラシホルダと前記ブラシの先端が同一面にある状態にブラシを収納可能であることを特徴とする電動機。 shaft,
A rotor core attached to the shaft and wound with a rotor winding, and a disc-shaped commutator connected to the rotor winding and provided on one side in the axial direction of the rotor winding. a rotor having a
a brush facing the commutator and protruding toward the other side in the axial direction;
a brush holder that presses the brush against the commutator;
a radial bearing that radially supports the shaft;
a brush holder side thrust bearing that axially supports the shaft from the brush holder side to the other side in the axial direction;
A first distance, which is the axial distance between the brush holder and the commutator, is larger than a second distance, which is the amount of axial play between the shaft and the brush-holder-side thrust bearing. The electric motor according to claim 1, wherein the brush holder can accommodate the brush in a state in which the tip of the brush holder and the brush are on the same plane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021106263A JP7262517B2 (en) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | electric motor and fuel pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021106263A JP7262517B2 (en) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | electric motor and fuel pump |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023004528A JP2023004528A (en) | 2023-01-17 |
JP7262517B2 true JP7262517B2 (en) | 2023-04-21 |
Family
ID=85101022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021106263A Active JP7262517B2 (en) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | electric motor and fuel pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7262517B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117498607B (en) * | 2023-12-29 | 2024-03-08 | 常州市一鑫电气有限公司 | Wear-resistant high-load miniature brush motor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002064958A (en) | 2000-06-08 | 2002-02-28 | Denso Corp | Commutator, manufacturing methof therefor, and fuel pump |
JP2002204552A (en) | 2000-12-29 | 2002-07-19 | Ricoh Co Ltd | Dc motor |
JP2009011060A (en) | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Asmo Co Ltd | Commutator, dc motor, and method for manufacturing commutator |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50109414A (en) * | 1974-02-01 | 1975-08-28 | ||
JPS50136710U (en) * | 1974-04-26 | 1975-11-11 | ||
JPH0345065U (en) * | 1989-09-07 | 1991-04-25 | ||
JPH10220620A (en) * | 1997-02-07 | 1998-08-21 | Unisia Jecs Corp | Controller for egr valve |
-
2021
- 2021-06-28 JP JP2021106263A patent/JP7262517B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002064958A (en) | 2000-06-08 | 2002-02-28 | Denso Corp | Commutator, manufacturing methof therefor, and fuel pump |
JP2002204552A (en) | 2000-12-29 | 2002-07-19 | Ricoh Co Ltd | Dc motor |
JP2009011060A (en) | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Asmo Co Ltd | Commutator, dc motor, and method for manufacturing commutator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023004528A (en) | 2023-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7663286B2 (en) | Commutator motor with brush biased toward initial contact side | |
US7332843B2 (en) | Motor | |
US20090096298A1 (en) | Linear-motion actuator | |
JP7262517B2 (en) | electric motor and fuel pump | |
CN118302622A (en) | Locking mechanism, motor power unit, vehicle and method for locking shaft of power train | |
US20140238811A1 (en) | Electromagnetically actuated axial one-way clutch | |
JP4857802B2 (en) | Rotating electric machine | |
US5117143A (en) | Anti-windmilling motor | |
JP2007252130A (en) | Dc motor | |
CN112436651B (en) | Motor with a motor housing | |
CN107222052B (en) | Bearing unit of driving motor | |
CN115667758A (en) | Electromagnetic suspension | |
JP2009268266A (en) | Starter motor | |
JP5382042B2 (en) | Fuel pump | |
CN110771014B (en) | Motor and method of assembling motor | |
EP2388487A2 (en) | Bearing rotational lock | |
JP4305398B2 (en) | Actuator of valve lift control device | |
US11073183B2 (en) | Selectable clutch | |
JP2012044842A (en) | Starter | |
JP4857067B2 (en) | Magnet switch and starter | |
JP7344547B2 (en) | motor actuator | |
JP5744155B2 (en) | Electric pump | |
JP2017093062A (en) | Motor device for pump | |
JP3822618B2 (en) | Electric power steering device | |
JPH11308813A (en) | Brush structure of dc motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221027 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230314 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230411 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7262517 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |