JPH09310694A

JPH09310694A - 燃料ポンプおよびその製造方法

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Publication number: JPH09310694A
Application number: JP8126064A
Authority: JP
Inventors: Motoya Ito; 元也伊藤; Takeshi Matsuda; 健松田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1997-12-02
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: HUP9700855A3; HUP9700855A2; KR100285172B1; KR970075326A; DE19721108B4; US5971687A; JP3638056B2; DE19721108A1; HU9700855D0; HU222977B1

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な方法で燃料吐出量を調整可能な燃料ポ
ンプおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ハウジング１１の厚さは、補助ハウジン
グ５０を取付けていない状態においてモータ部３０の磁
気回路がハウジング１１において磁気飽和するように設
定されている。補助ハウジング５０を取付けていない状
態で燃料ポンプ１０の燃料吐出量を測定し、この測定値
とエンジンの要求吐出量とを比較し、要求吐出量に近づ
くように板厚を選択した補助ハウジング５０をハウジン
グ１１の外周に取付けてハウジング全体の板厚を増加さ
せることにより、有効磁束Φが増加し回転数Ｎが低下す
る。その結果、要求吐出量に比して過剰であった燃料ポ
ンプ１０の燃料吐出量が減少する。したがって、燃料ポ
ンプ１０の消費電力を低減できるとともに、燃料タンク
に戻される燃料量が減少するので燃料のベーパ発生を抑
制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ポンプおよび
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用の燃料ポンプとして、モ
ータ部およびポンプ部を内蔵した電磁駆動式の燃料ポン
プが多く使用されている。一般に、燃料ポンプはバッテ
リの電圧によってエンジンの必要とする要求吐出量以上
の燃料を吐出するように設定されており、その吐出量は
ほぼ一定である。このような電磁駆動式の燃料ポンプの
消費電力を低減することにより燃料吐出量を抑制して燃
費を改善し、かつオルタネータの負荷を低減することが
省資源化や地球環境保護という社会的要求から最近の重
要な技術的課題となっている。

【０００３】燃料ポンプに内蔵されたモータ部およびポ
ンプ部は各部品の製造精度や駆動力にばらつきがあり、
両者のばらつきの和が燃料ポンプ個々のばらつきとなる
ので、燃料ポンプ個々のばらつきは比較的大きなものと
なる。このため、エンジンの要求量以上の吐出量を確保
するためには、エンジンの必要流量に燃料ポンプのばら
つき分を加えた流量を吐出するように設計する必要があ
る。このため、車両に搭載されて使用されるときには、
エンジンが実際に必要とする吐出量よりも余分な流量を
吐出していることになり、その分余分な電力を消費して
いるという問題がある。さらに、燃料タンクに余剰燃料
をリターンさせるものでは、燃料タンクに戻される余剰
燃料量が増加するので燃料タンク内の燃料温度が上昇し
ベーパが発生しやすくなるという問題がある。

【０００４】このような問題を解決するため、実開平３
−１２９７９３号公報に開示されている燃料ポンプで
は、円筒状のヨークの内周に外部から移動させることの
できる可動部を設け、この可動部を移動させることによ
りヨークの磁気抵抗を調整している。ヨークの磁気抵抗
を調整することによりモータ部の回転数が増減するので
燃料吐出量を調整することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た実開平３−１２９７９３号公報に開示されている従来
の燃料ポンプでは、ヨーク内部に設けた可動部とこの可
動部を移動させる外部の操作部との連結部分をシールす
る必要が生じる。したがって、シール部材が必要になる
とともに構造が複雑になるので、製造工数が増加しかつ
製造コストが上昇するという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、簡単な方法で燃料吐出量を調整可
能な燃料ポンプおよびその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料ポンプの製造方法によると、基準ハウジングに補助
ハウジングを取付けるという簡単な方法で有効磁束を増
加させることにより燃料吐出量を低減させ要求吐出量に
近づけることができるので、燃料ポンプの消費電力が減
少する。ここで有効磁束とは、永久磁石の有する総磁束
量の内、実機の磁気回路中を流れる磁束量を意味する。

【０００８】また、余剰燃料を燃料タンクにリターンす
る燃料供給装置に用いられる燃料ポンプを請求項１記載
の方法で製造すれば、燃料リターン量が減少するので燃
料中のベーパ発生量が減少する。本発明の請求項２記載
の燃料ポンプの製造方法によると、補助ハウジングの板
厚を変更することにより燃料吐出量を高精度に調整でき
る。

【０００９】本発明の請求項３記載の燃料ポンプの製造
方法によると、補助ハウジングの取付数を調整すること
により燃料吐出量を高精度に調整できる。また、補助ハ
ウジングの板厚を薄くすることにより、製造する補助ハ
ウジングの種類を少なくしても燃料吐出量を高精度に調
整できるので製造コストが低下する。本発明の請求項４
記載の燃料ポンプの製造方法によると、完全な筒状に補
助ハウジングを形成する必要がなく、板材をプレス加工
するという簡単な加工方法で補助ハウジングを形成可能
である。

【００１０】本発明の請求項５記載の燃料ポンプの製造
方法によると、同じ板厚の完全な筒状に形成された補助
ハウジングと同程度に有効磁束を増加させ燃料吐出量を
低減できるとともに、補助ハウジングを容易に加工でき
る。本発明の請求項６記載の燃料ポンプの製造方法によ
ると、基準ハウジングの軸方向に溝を形成するという簡
単な方法で燃料吐出量を増加させ要求吐出量に容易に調
整できる。

【００１１】本発明の請求項７記載の燃料ポンプによる
と、基準ハウジングに補助ハウジングを取付ける、また
は部品点数を増加せずに基準ハウジングに溝を形成する
という簡単な方法により燃料吐出量を調整された燃料ポ
ンプを提供できる。したがって、要求吐出量を上回る過
剰な燃料の吐出が抑制され燃料ポンプの消費電力が減少
する。さらに、余剰燃料を燃料タンクにリターンする燃
料供給装置に請求項７記載の燃料ポンプを用いれば、燃
料リターン量が減少するので燃料中のベーパ発生量が減
少する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例について説明する。（第１実施例）本発明の第１実施例を図１〜図４に示
す。図２に示すように、自動車用エンジン１の燃料供給
装置２は、燃料タンク３内に設けられた燃料ポンプ１０
と、この燃料ポンプ１０から吐出された燃料の圧力を調
整するプレッシャレギュレータ４と、エンジン１の各気
筒に燃料を噴射するインジェクタ５と、これらを接続す
る配管とを有する。燃料ポンプ１０は車載バッテリ６か
ら給電されて作動し、フィルタ７を通して燃料を吸引し
て吐出管８に吐出する。一方、プレッシャレギュレータ
４から放出された余剰燃料はリターン管９により燃料タ
ンク３内に戻される。

【００１３】次に、燃料ポンプ１０の構成を詳細に説明
する。図１に示すように、燃料ポンプ１０はポンプ部２
０とこのポンプ部２０を駆動する電磁駆動部としてのモ
ータ部３０とから構成されている。モータ部３０はブラ
シ付の直流モータであり、円筒状の基準ハウジングとし
てのハウジング１１内に永久磁石３１を環状に配置し、
この永久磁石３１の内周側に同心円上に電機子３２を配
置した構成となっている。

【００１４】ポンプ部２０は、ケーシング本体２１、ケ
ーシングカバー２２およびインペラ２３等から構成さ
れ、ケーシング本体２１およびケーシングカバー２２
は、例えばアルミのダイカスト成形により形成されてい
る。ケーシング本体２１は、ハウジング１１の一方の端
部内側に圧入固定され、その中心に嵌着された軸受２４
に電機子３２の回転シャフト３５が貫通支持されてい
る。ケーシング本体２１には吐出口４２が形成されてお
り、ポンプ部２０で吸入された燃料が吐出口４２からモ
ータ部３０内に圧送される。一方、ケーシングカバー２
２は、ケーシング本体２１に被せられた状態でハウジン
グ１１の一端にかしめ等により固定される。このケーシ
ングカバー２２の中心にはスラスト軸受２５が固定さ
れ、これによって回転シャフト３５のスラスト荷重が受
けられるようになっている。ケーシングカバー２２には
吸入口４０が形成されており、燃料タンク３内の燃料が
吸入口４０からポンプ２０内に吸入される。ケーシング
本体２１およびケーシングカバー２２により一つのケー
シングが構成され、その内部にインペラ２３が回転自在
に収容されている。

【００１５】図３に示すように、インペラ２３の中心に
ほぼＤ字形の嵌合孔２３ａが形成され、この嵌合孔２３
ａが回転シャフト３５のＤカット部３５ａと嵌合してい
る。これにより、インペラ２３は回転シャフト３５とと
もに回転し軸方向に僅かに移動可能となっている。イン
ペラ２３の周縁部には羽根片２３ｂが形成されており、
インペラ２３の回転により吸入口４０からポンプ流路４
１に吸入された燃料は吐出口４２から吐出される。

【００１６】図４に示すモータ部３０の永久磁石３１ａ
および３１ｂはそれぞれＮ極、Ｓ極になるように着磁さ
れており、永久磁石３１ａと３１ｂとの円周方向端部の
間には板ばね３６が挿入されている。板ばね３６がハウ
ジング１１の内周壁に沿って永久磁石３１ａおよび３１
ｂをベアリングホルダ３７に押さえつけることにより、
永久磁石３１ａおよび３１ｂをハウジング１１内に固定
している。電機子３２は、コア３３とこのコア３３に巻
回したコイル３４とからなり、永久磁石３１ａおよび３
１ｂの内周に収容されている。モータ部３０の位置に該
当するハウジング１１の外周には補助ハウジング５０が
圧入等によって取付けられている。補助ハウジング５０
は、引き抜き鋼管の切削加工により円筒状に形成しても
よいし、鋼板の両端を合わせて円筒状に接合して形成し
てもよい。補助ハウジング５０はハウジング１１と密着
することにより磁気回路を構成している。補助ハウジン
グ５０の図１における上部は開口部が狭められているの
で、燃料ポンプ１０を図１に示す上下関係で搭載した場
合、補助ハウジング５０がハウジング１１から脱落しな
い。

【００１７】次に、燃料ポンプ１０の作動について説明
する。モータ部３０の電機子３２のコイル３４に通電し
電機子３２を回転させると、この電機子３２の回転シャ
フト３５とともにインペラ２３が回転する。インペラ２
３が回転すると、吸入口４０からポンプ流路４１内に燃
料が吸入され、この燃料が各羽根片２３ｂから運動エネ
ルギを受けてポンプ流路４１内を吐出口４２側に圧送さ
れる。そして、吐出口４２から吐出された燃料は、モー
タ部３０内の空間部を通過して燃料吐出口４３からイン
ジェクタ５に圧送される。

【００１８】燃料ポンプ１０の燃料吐出量は、車載バッ
テリ６の電圧と燃料ポンプ１０の負荷となるプレッシャ
レギュレータ４の圧力設定とによって規定されており、
車載状態ではほぼ一定の吐出量となる。直流モータの回
転数Ｎは、基本的には電圧Ｅと有効磁束Φとコイルの導
体数Ｚとにより次式(1) のように表される。Ｎ＝Ｅ／（Φ・Ｚ）・・・(1) つまり、電圧Ｅおよびコイルの導体数Ｚが一定であれ
ば、有効磁束Φが増加すると回転数Ｎが減少し、有効磁
束Φが減少すると回転数Ｎが増加する。図５に示すよう
に永久磁石の磁束が増加すると有効磁束も増加し、図６
に示すように有効磁束が増加するとモータの回転数が低
下し燃料吐出量が減少する。しかしながら、一旦組付け
た燃料ポンプ１０の永久磁石３１を交換することは困難
であるため、有効磁束を調整するには他の方法によらな
けらならない。ここで、図５および図６、ならびに後に
参照する図７および図８に示す特性は作用を説明するた
め特性変化を誇張して表現している。

【００１９】次に、ハウジング１１の板厚と有効磁束お
よびモータ部３０の回転数との関係について図７および
図８を用いて説明する。ハウジング１１の厚さは、補助
ハウジング５０を取付けていない状態においてモータ部
３０の磁気回路がハウジング１１において磁気飽和（図
７における区間ａの状態）するように設定してあるた
め、ハウジング１１の外周に補助ハウジング５０を取付
けてハウジング全体の板厚を増加させると有効磁束Φが
増加し、図８に示すように回転数Ｎが低下する。

【００２０】補助ハウジング５０を取付けていない状態
において、燃料ポンプ１０のポンプ部２０およびモータ
部３０は燃料ポンプ１０の燃料吐出量が燃料ポンプ個々
のばらつきも含め規格で定められたエンジンの要求吐出
量以上になるように設定されている。したがって、補助
ハウジング５０を取付けていない状態で組み付けられた
燃料ポンプの多くは、規格よりもかなり余分の燃料を吐
出することになる。

【００２１】そこで、補助ハウジング５０を取付けてい
ない状態で組付けられた燃料ポンプ１０の燃料吐出量を
測定後、実際に測定された燃料吐出量と規格との差に応
じた板厚の補助ハウジング５０をハウジング１１の外周
に取付けることにより、実質的なハウジングの板厚を増
加することができる。板厚が増加することにより、図７
および図８に示すように有効磁束Φが増加しモータ部３
０の回転数が減少するので、過剰であった燃料ポンプ１
０の吐出量を規格を満たす範囲内でぎりぎりまで低下さ
せることができる。

【００２２】次に、実際の実験結果に基づいて説明す
る。吐出量の規格が８５Ｌ／ｈ以上に定められており、
外径３８mm、ハウジングの板厚１．６mm、８スロットの
モータとウエスコ型のポンプとを組合せた燃料ポンプに
おいて、補助ハウジングを追加する前のポンプ特性を測
定したところ、吐出量は９４Ｌ／ｈ、電流は４．８Ａで
あった。この燃料ポンプに板厚１．０mmの補助ハウジン
グを取付けたところ、吐出量は８６Ｌ／ｈと規格ぎりぎ
りに調整でき、電流は４．６Ａに低減することができ
た。

【００２３】以上説明した本発明の第１実施例では、板
厚の異なる補助ハウジング５０を予め数種類用意してお
き、個々に燃料吐出量のばらついている燃料ポンプに対
して適当な板厚の補助ハウジング５０を選択して取付け
ることにより、所定電圧を印加されるモータ部３０の回
転数を低下させ燃料ポンプの吐出量を規格を満たす範囲
で低減することができる。したがって、燃料ポンプ１０
の消費電力を低下することができる。さらに、多量の燃
料が燃料タンク３に戻ることを防止するので、燃料タン
ク３内の燃料中に発生するベーパ量が減少する。したが
って、所望の圧力でインジェクタ５に燃料が供給される
ので、燃料噴射量および燃料噴射時期を高精度に制御可
能である。

【００２４】また、ハウジング１１の外周に補助ハウジ
ング５０を取付けるという簡単な方法で燃料吐出量を低
減しているので、補助ハウジング５０の追加によるシー
ル箇所の増加および燃料ポンプとしての寿命の低下等の
弊害は発生しない。（第２実施例）本発明の第２実施例を図９に示す。第１
実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。

【００２５】補助ハウジング５１は鋼板をプレス加工し
て同一径の円筒状に形成したものである。補助ハウジン
グ５１の軸方向にスリット状の切込み５２が形成されて
おり、切込み５２を形成する補助ハウジング５１の円周
方向対向部における一方の軸方向端部に凸部５１ａが形
成されている。補助ハウジング５１の内径はハウジング
１１の外径よりも小さく設定されており、ハウジング１
１に形成した凹部１１ａに凸部５１ａを嵌合させること
により補助ハウジング５１の軸方向および周方向の取付
け位置が規定されるとともに、補助ハウジング５１の脱
落を防止する。

【００２６】補助ハウジング５１は、Ｎ極の永久磁石３
１ａの円周方向ほぼ中央に該当する位置に切込み５２が
位置するようにハウジング１１に取り付けられている。
磁力線１０１は点線のように流れるため、永久磁石３１
ａの中心部付近に切込み５２が存在しこの位置における
板厚が薄くなっても磁束の流れが妨げられないので、切
込みのない円筒状の補助ハウジングと同じ板厚で同量の
有効磁束を増加することができる。切込み５２は、Ｓ極
の永久磁石３１ｂ側に位置してもよいし、各永久磁石の
周方向両端部から各永久磁石の円弧長の４分の１よりも
中央よりであればどこに位置してもよい。

【００２７】第２実施例では、鋼板のプレス加工により
補助ハウジング５１を形成できるので補助ハウジングの
製造コストを低減できるという効果がある。（第３実施例）本発明の第３実施例を図１０に示す。第
１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。

【００２８】第３実施例では、二つの補助ハウジング５
３および５４を重ねてハウジング全体の板厚を増加させ
燃料吐出量を低減させている。補助ハウジングはハウジ
ングと密着していれば磁路を形成することができるた
め、複数の補助ハウジングを重ねても板厚に応じて有効
磁束を増加させることができる。第３実施例では、種々
の板厚寸法の補助ハウジングを組合せることによりハウ
ジング全体の板厚を細かく調整できるので、燃料ポンプ
の吐出量を高精度に調整できる。また、補助ハウジング
の板厚を薄くすることにより、用意するべき板厚の種類
を減少してもハウジング全体の板厚を細かく調整可能で
ある。この場合、板厚の種類が少なくなるので製造コス
トを低下できるという効果もある。

【００２９】（第４実施例）本発明の第４実施例を図１
１に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一
符号を付す。第４実施例では、磁気飽和した基準ハウジ
ングに補助ハウジングを取付けることにより燃料吐出量
を調整する第１、第２および第３実施例とは異なり、磁
気飽和しないように予め基準ハウジングとしてのハウジ
ング６０の板厚を大きくしておく。そして燃料吐出量を
測定後、性能に見合った量だけ永久磁石の円周方向対向
部間に該当するハウジングの部分を軸方向に切削して溝
６０ａを形成し磁路面積を小さくすることにより有効磁
束を低減し、燃料吐出量を増加させている。

【００３０】第４実施例では、軸長全体に溝を形成して
もよいし、短い軸長の溝を複数形成してもよい。以上説
明した本発明の各実施例において、断面円弧状の複数の
部材を溶接、接着またはろう付け等で基準ハウジングま
たは他の補助ハウジングに固定し一つの補助ハウジング
を形成することは可能である。また、軸長の短い複数の
円筒状の部材を溶接、接着またはろう付け等で基準ハウ
ジングまたは他の補助ハウジングに固定し一つの補助ハ
ウジングを形成することも可能である。補助ハウジング
を形成する部材の軸長が短縮されることにより各部材の
内径精度が向上するので、補助ハウジングが基準ハウジ
ングまたは他の補助ハウジングと良好に密着する。これ
により、燃料吐出量をさらに高精度に調整可能になる。

【００３１】また本発明では、補助ハウジングに溝を設
けることにより有効磁束を微調整することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の燃料ポンプを示す断面図
である。

【図２】第１実施例の燃料ポンプを用いた燃料供給装置
を示す模式的構成図である。

【図３】図１のIII −III 線断面図である。

【図４】図１のIV−IV線断面図である。

【図５】永久磁石の磁束と有効磁束との関係を示す特性
図である。

【図６】有効磁束と燃料吐出量との関係を示す特性図で
ある。

【図７】ハウジング板厚と有効磁束との関係を示す特性
図である。

【図８】ハウジング板厚とモータ回転数との関係を示す
特性図である。

【図９】本発明の第２実施例の燃料ポンプを示す断面図
である。

【図１０】本発明の第３実施例の燃料ポンプを示す断面
図である。

【図１１】本発明の第４実施例の燃料ポンプを示す断面
図である。

【符号の説明】

１０燃料ポンプ１１ハウジング（基準ハウジング）２０ポンプ部３０モータ部３１ａ、３１ｂ永久磁石３２電機子５０補助ハウジング５１補助ハウジング５１ａ凸部５２切込み５３、５４補助ハウジング６０ハウジング（基準ハウジング）６０ａ溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁駆動式の燃料ポンプの製造方法であ
って、電磁駆動部を収容し磁気回路の一部を構成する基
準ハウジングの板厚を予め磁気飽和するように設定して
おき、基準ハウジングの外周に補助ハウジングを取付け
ることにより燃料吐出量を調整することを特徴とする燃
料ポンプの製造方法。
【請求項２】前記補助ハウジングの板厚を変更するこ
とにより燃料吐出量を調整することを特徴とする請求項
１記載の燃料ポンプの製造方法。
【請求項３】前記補助ハウジングの取付数を変更する
ことにより燃料吐出量を調整することを特徴とする請求
項１または２記載の燃料ポンプの製造方法。
【請求項４】前記補助ハウジングは軸方向に切れてい
ることを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料ポ
ンプの製造方法。
【請求項５】前記基準ハウジングの内側に収容された
永久磁石の周方向両端部から前記永久磁石の円弧長の４
分の１よりも内側に該当する位置において、前記補助ハ
ウジングが切れていることを特徴とする請求項４記載の
燃料ポンプの製造方法。
【請求項６】電磁駆動式の燃料ポンプの製造方法であ
って、電磁駆動部を収容し磁気回路の一部を構成する基
準ハウジングの軸方向に溝を形成することにより燃料吐
出量を調整することを特徴とする燃料ポンプの製造方
法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか一項記載の燃料
ポンプの製造方法により製造されることを特徴とする燃
料ポンプ。