JPH0898470A - 整流子およびこの整流子を用いた燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】酸敗成分あるいは硫黄成分が多い燃料を使用し
ても、耐摩耗性が良好で長寿命であり、かつ、加工性お
よび電気的特性も銅と同程度に良好で安価な整流子を得
る。 【構成】電機子３２の電機子コイル３２ａから延出され
たコイル線に接続する接続部を有する複数の整流子片
と、この複数の整流子片の各々を等間隔に保持する樹脂
保持体とからなる整流子３４であって、この整流子３４
の整流子片の材料を９０重量％以上のニッケルと残部銅
（但し、不可避成分は除く）とからなる銅−ニッケル合
金としたことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、整流子に係わり、特
に、燃料タンクに貯蔵したガソリン等の燃料をエンジン
に送給するのに適した燃料ポンプの整流子およびこの整
流子を用いた燃料ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種燃料ポンプは、この燃料ポンプ内
に内蔵された直流モータによって駆動されるインペラ
（羽根溝車）が回転することにより、インペラの外周に
ある羽根溝がその前後で流体摩擦の作用により圧力差を
生じさせ、ポンプ内部に渦流を発生させて、直流モータ
内を燃料となるガソリンの供給通路として、燃料をこの
ポンプから吐出させるものである。

【０００３】従来、この種燃料ポンプを作動させる直流
モータの整流子片の金属材料としては、加工性が容易
で、かつ、固有抵抗が小さい銅を使用していた。このた
め、酸敗ガソリン（ガソリンが空気中の酸素と反応し
て、水酸ラジカルが生成されたガソリン）の腐食作用に
より、整流子片の銅の表面が腐食されて、銅の表面に酸
化膜よりなる絶縁皮膜が生成されるという事態を生じ
た。銅の表面に酸化膜よりなる絶縁皮膜が生成される
と、この整流子片とブラシとの間に導通不良を生じた
り、硬い酸化銅の脱落により、整流子片の銅が極端に摩
耗して整流子片の寿命が短くなるという問題を生じた。

【０００４】そこで、酸敗ガソリンの環境下において
も、整流子片の耐摩耗性を向上させて長寿命の整流子片
とするために、銀を添加した銅合金よりなる整流子片を
用いることが考えられた。また、銅よりなる整流子片を
使用した場合に、ガソリン中に含まれる硫黄化合物の腐
食作用により、整流子片の銅の表面が腐食されて、銅表
面に硫化皮膜よりなる絶縁皮膜が生成され、上述の酸敗
ガソリンの場合と同様な理由により、銅が摩耗して整流
子片の寿命が短くなるという問題を生じた。そこで、整
流子片の表面にガソリン中に含まれる硫黄化合物により
硫化皮膜が生成されなくするために、ニッケルを２０〜
３０重量％添加したニッケル−銅合金よりなる整流子片
を用いることが考えられた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銀を添
加した銅合金を用いて整流子を製造する場合、銅に銀を
添加した銅合金は銅と比較すると非常に硬くなるため、
加工性が悪くなって、その生産性が落ちるという問題を
生じた。また、貴金属が含まれるために高価になるとい
う問題も生じた。また、ニッケルを２０〜３０重量％添
加したニッケル−銅合金を用いて整流子を製造する場
合、銅にニッケルを２０〜３０重量％添加したニッケル
−銅合金は銅と比較して伸び率が減少するため、加工性
が悪くなって、その生産性が落ちるという問題を生じ
た。また、この銅にニッケルを２０〜３０重量％添加し
たニッケル−銅合金は銅と比較して固有抵抗が増大する
ため、整流子の電気的特性が悪くなるという問題を生じ
た。

【０００６】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、酸敗成分あるいは硫黄成分が多い、い
わゆる燃料性状が悪い燃料を使用しても、耐摩耗性が良
好で長寿命であり、かつ、加工性および電気的特性も銅
と同程度に良好で安価な整流子を提供するとともにこの
整流子を用いた燃料ポンプを提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ニッケルは銅
よりも電極電位が高く、容易にガソリン中にイオンとし
て溶出しない、即ち、ニッケルはガソリン中に含まれる
不純物により腐食されにくいという知見に基づいてなさ
れたものであり、本発明の構成上の特徴は、整流子片の
材料を９０重量％以上のニッケルと残部銅（但し、不可
避成分は除く）とからなる銅−ニッケル合金、あるいは
純ニッケル（但し、不可避成分は除く）としたことにあ
る。

【０００８】また、本発明は、外部電源に接続されるコ
ネクタと燃料を吸入する吸入口と燃料を吐出する吐出口
とを有する容器と、この容器内に配置されて吸入口より
燃料を吸入して昇圧するインペラを備えたポンプ室と、
容器内に配置されてインペラを回転駆動するとともに吸
入口より吸入した燃料を吐出口に向けて流出させる燃料
の通路を有するモータとを有する燃料ポンプであって、
容器に回転可能に支持されたモータ軸と、このモータ軸
に固着したコアと、このコアに巻き付けた電機子コイル
とからなる電機子と、この電機子の外周側に配置すると
ともに、容器に支持された磁石と、電機子コイルから延
出されたコイル線に接続する接続部を有する複数の整流
子片と、この複数の整流子片の各々を等間隔に保持する
樹脂保持体とからなる整流子と、コネクタに接続される
とともに整流子片を圧接するブラシとからモータを構成
し、モータ軸にインペラを連結するとともに、このモー
タの整流子片の材料を、上述の整流子片と同様に、９０
重量％以上のニッケルと残部銅（但し、不可避成分は除
く）とからなる銅−ニッケル合金、あるいは純ニッケル
（但し、不可避成分は除く）としたことにある。

【０００９】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、銅よりも電極電位が高く、かつ容易にガソリン
中に金属イオンとして溶出しない特性を有する、９０重
量％以上のニッケルと残部銅（但し、不可避成分は除
く）とからなる銅−ニッケル合金、あるいは純ニッケル
（但し、不可避成分は除く）よりなる整流子片を用いて
いるので、酸敗ガソリンの環境下においてもあるいは高
硫黄ガソリンの環境下においても、酸化物あるいは硫化
物の生成速度が遅く、耐摩耗性が向上して、整流子片の
寿命が向上するという格別の効果を生じる。また、９０
重量％以上のニッケルと残部銅（但し、不可避成分は除
く）とからなる銅−ニッケル合金、あるいは純ニッケル
（但し、不可避成分は除く）は、銅と同程度の硬さ、伸
び率を有するため、加工性が悪くなることはなく、ま
た、銅と同程度の固有抵抗を有するために電気的特性も
悪くなることはない。

【００１０】

【実施例】以下に、図に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の実施例の燃料ポンプの全体構成を
示す図である。図示する燃料ポンプの容器１０は、図１
中の上方側の燃料吐出側容器１１と、この燃料吐出側容
器１１の下方側に組み付けたモータ容器１２と、モータ
容器１２の下方側に組み付けたポンプカバー１３とから
構成されており、この容器１０の上部の燃料吐出側容器
１１内の吐出室２０と、モータが配設されたモータ室３
０と、このモータ室３０の下部に配設されたポンプ室４
０とから燃料ポンプは構成されている。

【００１１】吐出室２０は、燃料吐出側容器１１内に形
成されており、この吐出室２０には、吐出側容器１１の
内側に配置された燃料通路２０ａ、２０ｂと、この燃料
通路２０ａ、２０ｂに逆止弁２１を介して連通させた吐
出口２２と、図示しない外部電源に接続されるコネクタ
２３とが設けられている。

【００１２】モータ室３０には、モータ容器１２の中心
部に配置されたモータ軸３１に軸着された後述する電機
子３２と、この電機子３２の電機子コイル３２ａに接続
された後述する整流子３３と、この整流子３３にコネク
タ２３より電流を供給するブラシ３４と、電機子３２に
対向してモータ容器１２の内壁に配置されたマグネット
スプリング３７を介して装着された半リング状の磁石３
６、３６と、モータ軸３１を回転可能に支持する上部軸
受３８と下部軸受３９とが設けられている。このモータ
室３０内には、後述するポンプ室から供給された燃料を
吐出室の燃料通路２０ａに送出できるように、燃料通路
３０ａ、３０ｂ、３０ｃが形成されている。

【００１３】ポンプ室４０は、ポンプ容器４１と、この
ポンプ容器４１とともにポンプ室を構成する燃料の吸入
口４４が設けられたポンプカバー１３と、これらのポン
プ容器４１とポンプカバー１３とで構成されるポンプ室
内に配置され、モータ軸３１に軸着され吸入口４４から
吸入した燃料を昇圧するインペラ（羽根溝車）４２と、
ポンプカバー１３内に配置されモータ軸３１を支持する
スラスト受けピン４３とが設けられている。

【００１４】ここで、電機子３２のほぼ中央には、マグ
ネット３６、３６に対向する位置に、コイル巻き付け部
（図示せず）を形成したコア３２ｂがモータ軸３１に対
し積層固定されている。このコア３２ｂのコイル巻き付
け部はエポキシ系樹脂により絶縁処理が施されており、
この絶縁処理が施されたコイル巻き付け部に絶縁皮膜で
外側部分を覆ったコイル線を巻き付けた電機子コイル３
２ａが配設され、電機子３２の全体は樹脂モールドされ
ている。この電機子３２の上部には、電機子コイル３２
ａから延出した複数のコイル線が接続された接続部を有
する整流子３３が設けられている。

【００１５】図２、図３は、フュージング前の本実施例
の整流子３３の構造を示す図である。図２、図３におい
て、整流子３３には、中心部にモータ軸３１を挿通する
穴３３ｄを有し、例えば、フェノール樹脂等の硬質樹脂
よりなる樹脂保持体３３ｃと、この樹脂保持体３３ｃの
上面に一体に形成され、スリット３３ｆを介して互いに
離間して配置された各整流子片３３ａをコア３２ｂのコ
イル巻き付け部に対応させた数だけ配設している。各整
流子片３３ａには、電機子コイル３２ａより延出した各
コイル線が接続される接続部３３ｂが設けられている。

【００１６】ここで、整流子片３３ａは銅−ニッケル合
金、あるいは純ニッケルよりなる素材により制作されて
おり、銅−ニッケル合金は９０重量％以上のニッケルと
残部銅より構成されており、これらの銅−ニッケル合金
あるいは純ニッケルは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓ、Ｓｉ、
Ｃ、Ｍｎ等の不可避成分は含まれている。また、整流子
片３３ａの上面にはスズメッキ層３３ｅが被着されてい
る。このスズメッキ層３３ｅは、フュージング時に発熱
作用を生じさせるために設けられており、フュージング
後に除去されるものである。

【００１７】そして、各整流子片３３ａの各接続部３３
ｂに、電機子コイル３２ａより延出した各コイル線の一
部を順次掛止した状態で、ヒュージング、即ち、各接続
部３３ｂをコイル線側に折り曲げた状態で加熱して、コ
イル線の絶縁皮膜を取り除きつつ圧着接続を行うことに
よって、各整流子片３３ａと電機子コイル３２ａより延
出した各コイル線とを電気的に接続している。

【００１８】ここで、図４は、銅−ニッケル合金のニッ
ケル量と伸びの関係を示すグラフである。この図４より
明らかなように、ニッケル量を９０重量％以上あるいは
２０重量％以下とすると、伸びが４０％以上となること
が分かる。また、図５は、銅−ニッケル合金のニッケル
量と固有抵抗（μΩ・ｃｍ）の関係を示すグラフであ
る。この図５より明らかなように、ニッケル量を９０重
量％以上あるいは２０重量％以下とすると、固有抵抗が
３０μΩ・ｃｍ以下となることが分かる。また、図６
は、銅−ニッケル合金のニッケル量と硬さ（Ｈｖ）の関
係を示すグラフである。この図６より明らかなように、
ニッケル量を９０重量％以上あるいは３０重量％以下と
すると、硬さが８０Ｈｖ以下となることが分かる。

【００１９】そして、ニッケルは銅よりも電極電位が高
く、かつ容易にガソリン中に金属イオンとして溶出しな
い特性を有することを考慮すると、ニッケル量を９０重
量％以上含有した銅−ニッケル合金あるいは純ニッケル
よりなる素材により整流子片を製造するのが好ましいと
言える。

【００２０】このような構造をなす燃料ポンプは、図示
しない燃料タンク内において、ポンプカバー１３に設け
られた吸入口４４を燃料中に図示しないフィルタを介し
て連通させた状態で配置する。燃料吐出側容器１１に設
けられた吐出口２２に図示しない燃料噴射装置等のエン
ジンの燃料供給系統の配管を連通接続する。この状態で
外部電源に接続されたコネクタ２３より各ブラシ３４に
電源が供給されると、各ブラシ３４を介して各整流子片
３３ａの各接続部３３ｂから電機子コイル３２ａに電源
が供給されて、電機子コイル３２ａは励磁され、電機子
コイル３２ａと磁石３６、３６の間で電磁誘導作用が生
じてモータ軸３１を回転させる。

【００２１】モータ軸３１が回転することにより、モー
タ軸３１に連結されたインペラ４２がポンプ室４０内で
回転するので、吸入口４４から燃料タンク内の燃料をポ
ンプ室４０内に吸入するとともに吸入した燃料を昇圧す
る。燃料がポンプ室４０内に昇圧されて吸入されると、
ポンプ室４０からモータ室３０内の燃料供給路３０ａ、
３０ｂ、３０ｃを通って、吐出室２０内に燃料が供給さ
れる。吐出室２０内に燃料が供給されると、吐出室２０
内の燃料供給路２０ａ、２０ｂ逆止弁２１および吐出口
２２を通って、エンジンの燃料供給系統に燃料を昇圧さ
せた状態で送給される。

【００２２】以上に説明したように、本実施例において
は、銅よりも電極電位が高く、かつ容易にガソリン中に
金属イオンとして溶出しない特性を有する、９０重量％
以上のニッケルと残部銅（但し、不可避成分は除く）と
からなる銅−ニッケル合金、あるいは純ニッケル（但
し、不可避成分は除く）よりなる整流子片３３ａを用い
ているので、酸敗ガソリンの環境下においてもあるいは
高硫黄ガソリンの環境下においても、酸化物あるいは硫
化物の生成速度が遅く、耐摩耗性が向上して、整流子片
３３ａの寿命が向上するという格別の効果を生じる。ま
た、９０重量％以上のニッケルと残部銅（但し、不可避
成分は除く）とからなる銅−ニッケル合金、あるいは純
ニッケル（但し、不可避成分は除く）は、銅と同程度の
硬さ、伸び率を有するため、加工性が悪くなることはな
く、また、銅と同程度の固有抵抗を有するために電気的
特性も悪くなることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の燃料ポンプの全体構成を示す
図である。

【図２】図１の燃料ポンプの整流子を示す図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す図である。

【図４】銅−ニッケル合金のニッケル量と伸びの関係を
示すグラフである。

【図５】銅−ニッケル合金のニッケル量と固有抵抗の関
係を示すグラフである。

【図６】銅−ニッケル合金のニッケル量と硬さの関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１０…容器、２２…吐出口、２３…コネクタ、３１…モ
ータ軸、３２…電機子、３３…整流子、３３ａ…整流子
片、３３ｂ…接続部、３３ｃ…樹脂保持体、３４…ブラ
シ、４４…吸入口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電機子の電機子コイルから延出されたコ
   イル線に接続する接続部を有する複数の整流子片と、 前記複数の整流子片の各々を等間隔に保持する樹脂保持
   体とからなる整流子であって、 前記整流子片の材料を９０重量％以上のニッケルと残部
   銅（但し、不可避成分は除く）とからなる銅−ニッケル
   合金としたことを特徴とする整流子。
2. 【請求項２】 電機子の電機子コイルから延出されたコ
   イル線に接続する接続部を有する複数の整流子片と、 前記複数の整流子片の各々を等間隔に保持する樹脂保持
   体とからなる整流子であって、 前記整流子片の材料を純ニッケル（但し、不可避成分は
   除く）としたことを特徴とする整流子。
3. 【請求項３】 外部電源に接続されるコネクタと、燃料
   を吸入する吸入口と、燃料を吐出する吐出口とを有する
   容器と、 前記容器内に配置されて前記吸入口より燃料を吸入して
   昇圧するインペラを備えたポンプ室と、 前記容器内に配置されて前記インペラを回転駆動すると
   ともに前記吸入口より吸入した燃料を前記吐出口に向け
   て流出させる燃料の通路を有するモータと、を有する燃
   料ポンプであって、 前記容器に回転可能に支持されたモータ軸と、前記モー
   タ軸に固着したコアと、 前記コアに巻き付けた電機子コイルとからなる電機子
   と、 前記電機子の外周側に配置するとともに、前記容器に支
   持された磁石と、 前記電機子コイルから延出されたコイル線に接続する接
   続部を有する複数の整流子片と、前記複数の整流子片の
   各々を等間隔に保持する樹脂保持体とからなる整流子
   と、 前記コネクタに接続されるとともに前記整流子片を圧接
   するブラシと、から前記モータを構成し、 前記モータ軸に前記インペラを連結するとともに、 前記整流子片の金属材料を９０重量％以上のニッケルと
   残部銅（但し、不可避成分は除く）とからなる銅−ニッ
   ケル合金としたことを特徴とする燃料ポンプ。
4. 【請求項４】 外部電源に接続されるコネクタと、燃料
   を吸入する吸入口と、燃料を吐出する吐出口とを有する
   容器と、 前記容器内に配置されて前記吸入口より燃料を吸入して
   昇圧するインペラを備えたポンプ室と、 前記容器内に配置されて前記インペラを回転駆動すると
   ともに前記吸入口より吸入した燃料を前記吐出口に向け
   て流出させる燃料の通路を有するモータと、を有する燃
   料ポンプであって、 前記容器に回転可能に支持されたモータ軸と、前記モー
   タ軸に固着したコアと、 前記コアに巻き付けた電機子コイルとからなる電機子
   と、 前記電機子の外周側に配置するとともに、前記容器に支
   持された磁石と、 前記電機子コイルから延出されたコイル線に接続する接
   続部を有する複数の整流子片と、前記複数の整流子片の
   各々を等間隔に保持する樹脂保持体とからなる整流子
   と、 前記コネクタに接続されるとともに前記整流子片を圧接
   するブラシと、から前記モータを構成し、 前記モータの軸に前記インペラを連結するとともに、 前記整流子片の金属材料を純ニッケル（但し、不可避成
   分は除く）としたことを特徴とする燃料ポンプ。