WO2009133648A1 - 電動モータにおけるアーマチュアおよび該アーマチュアの製造方法 - Google Patents

電動モータにおけるアーマチュアおよび該アーマチュアの製造方法 Download PDF

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葉山恵三
鵤木孝夫
柳沢毅
成田正明
福田充
津田幸隆
鳥飼峰生
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株式会社ミツバ
本田技研工業株式会社
株式会社ケーヒン
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
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    • H02K1/04—Details of the magnetic circuit characterised by the material used for insulating the magnetic circuit or parts thereof
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K13/04—Connections between commutator segments and windings

Definitions

  • the present invention belongs to the technical field of an electric motor, particularly an armature of an electric motor used as a drive source of a fuel pump for supplying a fuel containing an alcohol component, and a method of manufacturing the armature.
  • an electric motor is used as a drive source of a fuel pump, and some of such fuel pumps allow fuel to flow directly through the electric motor.
  • alcohol especially ethanol
  • alcohol functions as an acid electrochemically, and as a result, it corrodes the iron component which comprises an armature (armature core, rotor), and has become a factor of generating rust. This rusting becomes more pronounced as the alcohol content increases.
  • Patent Documents 1 to 3 JP-A-6-122133 Japanese Patent Application Publication No. 8-510817 JP 2003-116248 A
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances in order to solve these problems, and the invention of claim 1 is formed by winding a coil on a laminated core plate material.
  • the armature comprises at least a brush sliding surface of the commutator and an outer peripheral surface of the core member.
  • the core plate material is an armature in an electric motor characterized in that the core plate material is plated in advance before being molded with a resin material so as to be molded with a resin material except for.
  • the invention according to claim 2 is the armature of the electric motor according to claim 1, wherein the core plate material is one which is plated in advance and is incorporated into the armature shaft.
  • the invention according to claim 3 is the armature of the electric motor according to claim 1, wherein the core plate is plated in a state before winding the coil after being incorporated into the armature shaft.
  • an armature is constituted by using a core portion formed by winding a coil on a laminated core plate material, a commutator in sliding contact with the brush, and an armature shaft penetrating the core portion and the commutator.
  • the resin material is molded with a resin material after the step of plating the core plate material. It is a manufacturing method of an armature in an electric motor characterized by having a process of
  • the plating on the boundary portion with the resin material is applied without being disturbed by the resin material and is exposed.
  • the outer peripheral surface of the core plate material is also plated well to the boundary portion with the resin material, and it becomes excellent in alcohol resistance.
  • reference numeral 1 denotes a fuel pump that constitutes a fuel supply device, and the fuel pump 1 is attached to a fuel tank (not shown), but the fuel pump 1 is arranged in a straight line up and down It comprises a motor unit M and a pump unit P.
  • the motor unit M and the pump unit P are housed in a cylindrical yoke 4 having a permanent magnet 3 fixed to the inner peripheral surface, but upper and lower brackets 5 and 6 are attached to the upper and lower end portions of the yoke 4 respectively. It is done.
  • Reference numeral 7 denotes an armature, which will be described later, which constitutes the motor unit M.
  • the armature 7 is formed by laminating a core plate material 8a and winding a coil 8b on the core plate 8a.
  • the commutator 9 is provided with an armature shaft (motor shaft) 10 penetrating the core portion 8 and the commutator 9, and the armature 7 has a posture in which the core portion 8 faces the inner peripheral surface of the permanent magnet 3.
  • the upper and lower end portions of the armature shaft 10 are rotatably supported by the upper and lower brackets 5 and 6 so as to be incorporated in the yoke 4.
  • On the upper surface of the commutator 9, a brush 11 resiliently supported by the upper bracket 5 via a bullet 11a is in sliding contact.
  • the armature 7 is set to drive and rotate by exciting the coil 8b by the supply of the brush external power supply.
  • An impeller 11 is provided at a lower end portion 10 a penetrating downward from the lower bracket 6 of the armature shaft 10 so as to constitute a pump portion P, and the impeller 11 is a casing 12 provided in a stacked manner below the lower bracket 6. Embedded in Then, when the impeller 11 rotates with the rotational drive of the armature 7 described above, the fuel flows into the pump portion P from the inlet 12 a provided in the casing 12, and the inflowing fuel passes through the motor portion M and the upper bracket 5. It supplies and discharges from the supply port (discharge port) 5a of formation.
  • the armature 7 is configured to include the core portion 8, the commutator 9 and the armature shaft 10 as described above, but in the present embodiment, the commutator 9 is a carbon commutator excellent in alcohol resistance. It is adopted.
  • the core portion 8 is formed by plating the core plate material 8a with a metal having alcohol resistance (for example, a metal such as tin, zinc, nickel, etc.), and winding the coil 9 thereafter. There is.
  • the outer peripheral surface of the core plate member 8a and the brush sliding surface of the commutator 9 are exposed to the armature 7 thus formed and molded with the resin material 13, and the armature is thus formed.
  • the sufficient plating not to be disturbed by the mold resin material 13 is applied also to the boundary portion of the outer peripheral surface of the core plate material 8a exposed with the mold resin material 13, thereby the core plate material 8a Can be protected from alcohol to prevent the occurrence of rust, and the life extension of the fuel pump 1 can be achieved.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and the plating of the core plate 8a is not limited to that performed after the core plate 8 is stacked and assembled on the armature shaft 10, and the core plate 8a may be performed alone, and thereafter, the core plate material plated may be laminated, and after the plating and lamination are performed in this way, coil winding and molding with a resin material are performed.
  • the present invention can be implemented in
  • the present invention relates to an armature for an electric motor, particularly an electric motor used as a drive source of a fuel pump for supplying a fuel containing an alcohol component, and to a technical field belonging to the technical field of a method of manufacturing the armature.

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Abstract

【課題】アルコール含有燃料がモータ部Ｍを直接通過する燃料ポンプ１において、コンミテータ９のブラシ摺接面とコア板材８ａ外周面とを残して樹脂材１３をモールドしたものにおいて、露出するコア板材８ａの外周面がアルコールにより錆びないようにする。 【解決手段】コア板材８ａは、樹脂材１３をモールドする以前の段階で既に鍍金が施されたものにし、これによって露出するコア板材８ａ外周面の樹脂材１３との境界部位についても錆びが発生してしまうのを防止する。

Description

電動モータにおけるアーマチュアおよび該アーマチュアの製造方法
　本発明は、電動モータ、特にアルコール成分を含む燃料を供給する燃料ポンプの駆動源として用いられる電動モータにおけるアーマチュアおよび該アーマチュアの製造方法の技術分野に属するものである。
　一般に、燃料ポンプの駆動源として電動モータが用いられるが、斯かる燃料ポンプの中には電動モータ内を燃料が直接流れるようにしたものがある。ところが近時、燃料の成分としてアルコール（特にエタノール）が用いられることがある。一方、アルコールは電気化学的に酸として機能し、この結果、アーマチュア（アーマチュアコア、回転子）を構成する鉄成分を腐食させ、錆を発生させる要因となっている。この錆発生は、アルコール含有量が多くなるほど顕著になる。
　これに対処するため、アーマチュアを樹脂モールドしてアルコールによる錆発生の防止を図るようにしたものがある（例えば特許文献１～３）。
特開平６－１２２１３３号公報 特表平８－５１０８１７号公報 特開２００３－１１６２４８号公報
　ところが回転子は、ヨーク側に設けられる永久磁石との関係で磁気特性を向上させる必要があり、このため積層される鉄製コア板材の外周面に樹脂材をモールドすることはできず、この結果、コア板材の外周面は露出したままとなってアルコールによる錆発生を回避できないという問題がある。
　そこで前記樹脂モールドしたものについて露出するコア板材の外周面を、アルコールによる腐食作用を受けづらい金属で鍍金することを試みた。このようにすることで、コア材外周面はアルコールによる錆発生が抑制されたが、さらに長時間、ポンプ駆動をしてアルコールに晒したところ、コア板材のモールド樹脂材との境界部分に錆発生することが認められた。この原因を解析したところ、コア板材のモールド樹脂材との境界部分は、モールド樹脂材が邪魔をして鍍金が不十分であって、鍍金厚が薄かったり鍍金さていない部分が発生し、ここから錆が発生していることが確認され、ここに本発明の解決すべき課題がある。
　本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、積層されたコア板材にコイルを巻装して形成されるコア部と、ブラシが摺接するコンミテータと、コア部およびコンミテータを貫通するアーマチュア軸とを用いてアーマチュアを構成してなる電動モータにおいて、前記アーマチュアを、少なくともコンミテータのブラシ摺接面とコア材外周面とを残して樹脂材でモールドされたものにするにあたり、コア板材は、樹脂材でモールドされる以前に予め鍍金されたものであることを特徴とする電動モータにおけるアーマチュアである。
　請求項２の発明は、コア板材は、予め鍍金されたものをアーマチュア軸に組込んだものであることを特徴とする請求項１記載の電動モータにおけるアーマチュアである。
　請求項３の発明は、コア板材は、アーマチュア軸に組込まれた後、コイルを巻装する前の状態で鍍金されたものであることを特徴とする請求項１記載の電動モータにおけるアーマチュアである。
　請求項４の発明は、積層されたコア板材にコイルを巻装して形成されるコア部と、ブラシが摺接するコンミテータと、コア部およびコンミテータを貫通するアーマチュア軸とを用いてアーマチュアを構成してなる電動モータにおいて、前記アーマチュアを、少なくともコンミテータのブラシ摺接面とコア材外周面とを残して樹脂材でモールドされたものにするにあたり、コア板材を鍍金する工程の後に、樹脂材でモールドする工程があることを特徴とする電動モータにおけるアーマチュアの製造方法である。
　請求項１または４の発明とすることにより、樹脂材でモールドされたアーマチュアにおいて、樹脂材との境界部分の鍍金が、該樹脂材に邪魔されることなく施されることになって、露出するコア板材の外周面が樹脂材との境界部分までも良く鍍金されて耐アルコール性に優れたものになる。
　請求項２または３の発明とすることにより、コア板材の鍍金を簡単にすることができる。
燃料ポンプの断面図である。 アーマチュアの製造工程を示す概略工程図である。
符号の説明
　　１　　燃料ポンプ
　　４　　ヨーク
　　７　　アーマチュア
　　８　　コア部
　　８ａ　コア板材
　　９　　コンミテータ
　１０　　アーマチュア軸
　１３　　モールド樹脂材
　次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図面において、１は燃料供給装置を構成する燃料ポンプであって、該燃料ポンプ１は、燃料タンク（図示せず）に取り付けられるものであるが、燃料ポンプ１は、上下直線状に配されたモータ部Ｍとポンプ部Ｐとにより構成されている。前記モータ部Ｍとポンプ部Ｐとは、内周面に永久磁石３を固着した円筒状のヨーク４に内装されているが、該ヨーク４の上下端部には上下ブラケット５、６がそれぞれ取付けられている。
　７はモータ部Ｍを構成する後述のアーマチュアであって、該アーマチュア７は、コア板材８ａが積層され、ここにコイル８ｂが巻装されて形成したコア部８と、該コア部８の上側に設けられるコンミテータ９と、コア部８およびコンミテータ９を貫通するアーマチュア軸（モータ軸）１０とを備えて構成され、そしてアーマチュア７は、前記コア部８が永久磁石３の内周面に対向する姿勢にしてアーマチュア軸１０の上下端部を前記上下ブラケット５、６に回転自在に支持されることでヨーク４内に組込まれている。前記コンミテータ９の上面には、上ブラケット５に弾機１１ａを介して出没自在に弾持されたブラシ１１が摺接している。そしてアーマチュア７は、ブラシ外部電源の供給によりコイル８ｂが励磁することにより駆動回転するように設定されている。
　アーマチュア軸１０の下ブラケット６から下方に貫通した下端部１０ａには、ポンプ部Ｐを構成するべくインペラ１１が設けられ、該インペラ１１は、下ブラケット６の下側に積層状に設けたケーシング１２に組込まれている。そして前述したアーマチュア７の回転駆動に伴いインペラ１１が回転すると、ケーシング１２に設けた流入口１２ａから燃料がポンプ部Ｐに流入し、該流入した燃料は、モータ部Ｍ内を通って上ブラケット５に形成の供給口（吐出口）５ａから供給排出するようになっている。
　前記アーマチュア７は、前述したようにコア部８とコンミテータ９とアーマチュア軸１０とを備えて構成されるものであるが、本実施の形態では、コンミテータ９は、耐アルコール性に優れたカーボンコンミテータが採用されている。またコア部８は、コア板材８ａを積層したものに、耐アルコール性のある金属（例えば錫、亜鉛、ニッケル等の金属）で鍍金をし、しかる後、コイル９を巻装して形成されている。そしてこのように形成したアーマチュア７に対し、コア板材８ａの外周面とコンミテータ９のブラシ摺接面は露出するようにして樹脂材１３でモールドして形成されたものであり、このようにしてアーマチュア７を形成することにより、露出するコア板材８ａ外周面のモールド樹脂材１３との境界部分についても、該モールド樹脂材１３によって邪魔されることがない充分な鍍金が施され、これによってコア板材８ａをアルコールから保護して錆発生を防止できることになって、燃料ポンプ１の長寿命化を達成できることになる。
　尚、本発明は前記実施の形態に限定されないものであることは勿論であって、コア板材８ａの鍍金は、コア板材８をアーマチュア軸１０に積層組込みした後に行うものに限定されず、コア板材８ａ単体の状態で行い、しかる後、鍍金されたコア板材を積層するものであってもよく、このようにして鍍金および積層がなされた後、コイルの巻装、そして樹脂材でモールドを行うことで本発明を実施することができる。
　本発明は、電動モータ、特にアルコール成分を含む燃料を供給する燃料ポンプの駆動源として用いられる電動モータにおけるアーマチュアおよび該アーマチュアの製造方法の技術分野に属する技術分野にに関するものであり、本発明のごとく構成することにより、露出するコア板材の外周面が樹脂材との境界部分までも良く鍍金されて、耐アルコール性に優れ、錆発生を防止できることになる。さらに、燃料ポンプ１の長寿命化を達成できることになる。また、請求項２または３の発明とすることにより、コア板材の鍍金を簡単にすることができるという産業上の利用可能性がある。

Claims (4)

  1. 　積層されたコア板材にコイルを巻装して形成されるコア部と、ブラシが摺接するコンミテータと、コア部およびコンミテータを貫通するアーマチュア軸とを用いてアーマチュアを構成してなる燃料ポンプのモータ部において、前記アーマチュアを、少なくともコンミテータのブラシ摺接面とコア材外周面とを残して樹脂材でモールドされたものにするにあたり、コア板材は、樹脂材でモールドされる以前に予め鍍金されたものであることを特徴とする電動モータにおけるアーマチュア。
  2. 　コア板材は、予め鍍金されたものをアーマチュア軸に組込んだものであることを特徴とする請求項１記載の電動モータにおけるアーマチュア。
  3. 　コア板材は、アーマチュア軸に組込まれた後、コイルを巻装する前の状態で鍍金されたものであることを特徴とする請求項１記載の電動モータにおけるアーマチュア。
  4. 　積層されたコア板材にコイルを巻装して形成されるコア部と、ブラシが摺接するコンミテータと、コア部およびコンミテータを貫通するアーマチュア軸とを用いてアーマチュアを構成してなる電動モータにおいて、前記アーマチュアを、少なくともコンミテータのブラシ摺接面とコア材外周面とを残して樹脂材でモールドされたものにするにあたり、コア板材を鍍金する工程の後に、樹脂材でモールドする工程があることを特徴とする電動モータにおけるアーマチュアの製造方法。
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