JP2013150536A - 液体ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 組付作業性を向上しつつ、圧力損失を低減する液体ポンプを提供する。
【解決手段】 液体ポンプとしての燃料ポンプ1は、ステータ10とカバーエンド40とが別体に形成される。ステータ10は、ハウジング19の段部18に当接する第1突き当て部17が設けられ、カバーエンド40は、第1突き当て部17とは周方向の異なる位置でハウジング19の段部18に当接する第2突き当て部47が設けられる。燃料ポンプ1は、ロータ50の外壁とステータ10の内壁との間には第1燃料通路76を有し、ステータ10の外壁とハウジング19の内壁との間には第2燃料通路79を有する。第2液体通路79は、第1突き当て部17と第2突き当て部47との周方向の間を経由する。これにより、ステータ10とカバーエンド40とを別体に形成することで組付作業性を向上しつつ、第1燃料通路76と第2燃料通路79とにより通路断面積を確保することができる。
【選択図】図1
【解決手段】 液体ポンプとしての燃料ポンプ1は、ステータ10とカバーエンド40とが別体に形成される。ステータ10は、ハウジング19の段部18に当接する第1突き当て部17が設けられ、カバーエンド40は、第1突き当て部17とは周方向の異なる位置でハウジング19の段部18に当接する第2突き当て部47が設けられる。燃料ポンプ1は、ロータ50の外壁とステータ10の内壁との間には第1燃料通路76を有し、ステータ10の外壁とハウジング19の内壁との間には第2燃料通路79を有する。第2液体通路79は、第1突き当て部17と第2突き当て部47との周方向の間を経由する。これにより、ステータ10とカバーエンド40とを別体に形成することで組付作業性を向上しつつ、第1燃料通路76と第2燃料通路79とにより通路断面積を確保することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、回転部材を用いて液体を圧送する液体ポンプに関する。
従来、一体に設けられるモータ部に接続されたインペラ等の回転部材を用いて液体を圧送する液体ポンプが知られている。一般に、このようなモータ一体式の液体ポンプでは、モータ部を軸方向に縦断する液体通路が形成される。そして、軸方向の一端に形成された吸入口から吸入された液体は、この液体通路を経由して軸方向の他端に形成された吐出口に圧送される。
ところで、大流量が要求される液体ポンプでは、液体通路の通路面積を十分に確保し、圧力損失を低減することが望ましい。例えば特許文献1に記載の燃料ポンプは、ステータとカバーエンドとが一体に形成され、ロータの外壁とステータの内壁との間を経由する第1燃料通路に加え、ステータの外壁とハウジングの内壁との間を経由する第2燃料通路を有している。2つの燃料通路により通路断面積を確保することで、大流量時の圧力損失の低減を図っている。
特許文献1の構成では、ステータとカバーエンドとを一体化することで部品点数を低減可能である反面、組付工程において他の部品の組付がしにくいという問題がある。また、ステータとカバーエンドとを一体化した部品は、樹脂成形金型をスライド入れ子構造とする必要があり、金型構造が複雑となる。さらに、成形時にスライド分割面にバリが生じやすく、バリを除去するための後工程が必要となる可能性がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、組付作業性を向上しつつ、圧力損失を低減する液体ポンプを提供することにある。
本発明の液体ポンプは、モータ部、ハウジング、カバーエンドおよび回転部材を備える。
モータ部は、コアに巻線が巻回されるステータ、及び、磁極を有しステータに生じる磁界によって回転するロータからなる。
筒状のハウジングは、ステータおよびロータを収容し、内壁に段部が形成される。
カバーエンドは、ステータと別体に形成され、ハウジングの軸方向の一方側を覆う。
回転部材は、ロータと共に回転し液体を圧送する。
モータ部は、コアに巻線が巻回されるステータ、及び、磁極を有しステータに生じる磁界によって回転するロータからなる。
筒状のハウジングは、ステータおよびロータを収容し、内壁に段部が形成される。
カバーエンドは、ステータと別体に形成され、ハウジングの軸方向の一方側を覆う。
回転部材は、ロータと共に回転し液体を圧送する。
この液体ポンプは、ロータの外壁とステータの内壁との間を経由しモータ部を軸方向に縦断する第1液体通路、及び、ステータの外壁とハウジングの内壁との間を経由しモータ部を軸方向に縦断する第2液体通路を有する。
ステータは、ハウジングの段部に当接する第1突き当て部が形成される。また、カバーエンドは、第1突き当て部とは周方向の異なる位置でハウジングの段部に当接する第2突き当て部が形成される。そして、第2液体通路は、第1突き当て部と第2突き当て部との周方向の間をさらに経由する。
ステータは、ハウジングの段部に当接する第1突き当て部が形成される。また、カバーエンドは、第1突き当て部とは周方向の異なる位置でハウジングの段部に当接する第2突き当て部が形成される。そして、第2液体通路は、第1突き当て部と第2突き当て部との周方向の間をさらに経由する。
このように、本発明の液体ポンプは、ステータとカバーエンドとが別体に形成され、且つ、モータ部を軸方向に縦断する第1液体通路および第2液体通路を有している。
ステータとカバーエンドとが別体に形成されるため、これらを一体に形成した特許文献1の従来技術に比べ、部品の組付がしやすくなり、組付作業性が向上する。また、ステータおよびカバーエンドの各樹脂成形金型はスライド入れ子構造とする必要がないため、金型構造を単純にすることができる。さらに、成形工程後、スライド分割面に生じたバリを除去する工程を廃止することができる。
ステータとカバーエンドとが別体に形成されるため、これらを一体に形成した特許文献1の従来技術に比べ、部品の組付がしやすくなり、組付作業性が向上する。また、ステータおよびカバーエンドの各樹脂成形金型はスライド入れ子構造とする必要がないため、金型構造を単純にすることができる。さらに、成形工程後、スライド分割面に生じたバリを除去する工程を廃止することができる。
そして、第1液体通路および第2液体通路の2経路の液体通路を有することにより、通路断面積を確保することができる。したがって、圧力損失を低減することができる。
また、第2液体通路については、周方向に互いにずらして配置されるステータの第1突き当て部とカバーエンドの第2突き当て部との周方向の間の空間が液体通路として利用される。したがって、ステータおよびカバーエンドとハウジングとの軸方向の位置決め機能と、液体通路を形成する機能とを1つの環状スペース内で有効に両立することができる。
また、第2液体通路については、周方向に互いにずらして配置されるステータの第1突き当て部とカバーエンドの第2突き当て部との周方向の間の空間が液体通路として利用される。したがって、ステータおよびカバーエンドとハウジングとの軸方向の位置決め機能と、液体通路を形成する機能とを1つの環状スペース内で有効に両立することができる。
ここで、ステータは、周方向に互いに離間した複数の第1突き当て部が形成されることが好ましい。これにより、ステータは、周方向の複数箇所でハウジングの段部に当接するため、ハウジングに対する傾きが防止され、組付位置が安定する。
また、カバーエンドは、周方向に互いに離間した複数の第2突き当て部が形成されることが好ましい。これにより、カバーエンドは、周方向の複数箇所でハウジングの段部に当接するため、ハウジングに対する傾きが防止され、組付位置が安定する。
さらに、複数の第1突き当て部および第2突き当て部が周方向に等間隔に配置されることで、ハウジングの段部にかかる受圧力について周方向のバランスが良好となる。
また、カバーエンドは、周方向に互いに離間した複数の第2突き当て部が形成されることが好ましい。これにより、カバーエンドは、周方向の複数箇所でハウジングの段部に当接するため、ハウジングに対する傾きが防止され、組付位置が安定する。
さらに、複数の第1突き当て部および第2突き当て部が周方向に等間隔に配置されることで、ハウジングの段部にかかる受圧力について周方向のバランスが良好となる。
また、ステータは、コアおよび巻線を埋設する樹脂モールド部を有し、第1突き当て部は、当該樹脂モールド部に形成されることが好ましい。
ステータは、例えば、樹脂で形成されたインシュレータによって被覆されたコアに巻線が巻回された後、さらに樹脂モールドされることで巻線が一体に固定される。このような樹脂モールド部に第1突き当て部を設けることで、巻線と第1突き当て部とを確実に隔離し、組付時に巻線を挟み込むことを防止することができる。
なお、これ以外の形態としては、例えばインシュレータに第1突き当て部を形成してもよい。
ステータは、例えば、樹脂で形成されたインシュレータによって被覆されたコアに巻線が巻回された後、さらに樹脂モールドされることで巻線が一体に固定される。このような樹脂モールド部に第1突き当て部を設けることで、巻線と第1突き当て部とを確実に隔離し、組付時に巻線を挟み込むことを防止することができる。
なお、これ以外の形態としては、例えばインシュレータに第1突き当て部を形成してもよい。
また、ステータは、軸方向のカバーエンド側に突出し巻線への電力が外部から供給される端子が設けられており、カバーエンドとステータとの軸方向の間に、端子が圧入により挿通する緩衝材を備える構成としてもよい。これにより、カバーエンドをハウジングに組み付けるとき、端子がカバーエンドに直接圧入されないため、カバーエンドにかかる応力を低減することができる。
上記の液体ポンプに係る発明は、燃料タンクから吸引した燃料を圧送する燃料ポンプに適用することができる。例えば車輌用の燃料ポンプは、近年の燃料規制の強化に伴って消費電力の低減が望まれている。そこで、本発明の液体ポンプを適用すれば、圧力損失低減効果によってモータ部の消費電力を低減することができるため、特に有効である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による「液体ポンプ」としての燃料ポンプについて、図1〜図8を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による「液体ポンプ」としての燃料ポンプについて、図1〜図8を参照して説明する。
燃料ポンプ1は、図1の下部に示す吸入口61から燃料タンク(図示しない)内の燃料を吸入し、図1の上部に示す吐出口78から内燃機関に吐出する。燃料ポンプ1は、モータ部3とポンプ部4とに大別され、外郭がハウジング19、ポンプカバー60、カバーエンド40等から構成される。以下の燃料ポンプ1の説明では、図1の上側を「吐出口78側」、図1の下側を「吸入口61側」と表す。
ハウジング19は、鉄等の金属により円筒状に形成されている。ハウジング19の内壁には、吐出口78側寄りに段部18が形成される。
ポンプカバー60は、ハウジング19の吸入口61側の端部を塞いでいる。ポンプカバー60は、ハウジング19の吸入口61側の端部の縁が内側へ加締められることにより、ハウジング19の内側で固定され、軸方向への抜けが規制されている。
ポンプカバー60は、ハウジング19の吸入口61側の端部を塞いでいる。ポンプカバー60は、ハウジング19の吸入口61側の端部の縁が内側へ加締められることにより、ハウジング19の内側で固定され、軸方向への抜けが規制されている。
カバーエンド40は、樹脂で成形され、ハウジング19の吐出口78側の端部を塞いでいる。カバーエンド40は、ハウジング19の吐出口78側の端部の縁が内側へ加締められることにより、ハウジング19の内側で固定され、軸方向への抜けが規制されている。
図4(a)、図8に示すように、カバーエンド40は、外周縁部に形成された第2突き当て部47がハウジング19の段部18に当接することで、ハウジング19に対して軸方向に位置決めされる。ここで、第2突き当て部47は、周方向に等間隔に互いに離間して複数(本実施形態では3つ)形成される。
図4(a)、図8に示すように、カバーエンド40は、外周縁部に形成された第2突き当て部47がハウジング19の段部18に当接することで、ハウジング19に対して軸方向に位置決めされる。ここで、第2突き当て部47は、周方向に等間隔に互いに離間して複数(本実施形態では3つ)形成される。
カバーエンド40の外側には、図1の上方へ突出する筒部41が形成されている。筒部41の端部には吐出口78が形成され、筒部41の内部には吐出口78に連通する吐出通路77が形成されている。
カバーエンド40の内側には、ロータ50側に筒状に突出する筒部42が中心軸上に形成されている。筒部42の内側には、軸受55が嵌め込まれている。
カバーエンド40の内側には、ロータ50側に筒状に突出する筒部42が中心軸上に形成されている。筒部42の内側には、軸受55が嵌め込まれている。
次に、モータ部3の概略構成について説明する。モータ部3は、ステータ10、ロータ50、シャフト52等を含むブラシレスモータである。
ステータ10は、円筒状を呈し、ハウジング19の内側に収容されている。ステータ10は、コア11、インシュレータ21、巻線30および端子331、332、333等を有している。コア11は、鉄等の磁性材料で形成される。インシュレータ21は、コア11をインサートして樹脂モールドすることにより形成され、巻線30とコア11とを絶縁する。なお、コア11の内壁面、すなわちロータ50に対向する面は、樹脂モールドされず、金属面が露出している。
ステータ10は、円筒状を呈し、ハウジング19の内側に収容されている。ステータ10は、コア11、インシュレータ21、巻線30および端子331、332、333等を有している。コア11は、鉄等の磁性材料で形成される。インシュレータ21は、コア11をインサートして樹脂モールドすることにより形成され、巻線30とコア11とを絶縁する。なお、コア11の内壁面、すなわちロータ50に対向する面は、樹脂モールドされず、金属面が露出している。
巻線30は、コア11がインサートモールドされたインシュレータ21に巻回される。インシュレータ21は、コア11と巻線30とを絶縁しつつ保持している。巻線30は、例えば表面が絶縁皮膜で被覆された銅線である。
インシュレータ21は、環状被覆部22、ティース被覆部23、中央環部24等から構成されている。
環状被覆部22は、コア11の環状部12を被覆し、ティース被覆部23は、コア11のティース部13を被覆する。ティース被覆部23には巻線30が巻回され、コイル321〜326を形成する。コイル321〜326の間には、コイル同士を周方向に接続し、またはコイルと端子とを接続する渡り線31が配線される。
環状被覆部22は、コア11の環状部12を被覆し、ティース被覆部23は、コア11のティース部13を被覆する。ティース被覆部23には巻線30が巻回され、コイル321〜326を形成する。コイル321〜326の間には、コイル同士を周方向に接続し、またはコイルと端子とを接続する渡り線31が配線される。
環状被覆部22には、軸方向の端子側へ突出し、コイル321〜326の巻回位置を径外方向からガイドする柱部221が設けられる。また、ティース被覆部23には、コイル321〜326の巻回位置を径内方向からガイドする壁部231が設けられる。
中央環部24は、コア11の径方向の内側であって軸方向の端子側に設けられる。本実施形態では、中央環部24は、3つのステータエレメントの中央環部241、242、243が軸方向に積層されている。
中央環部24は、コア11の径方向の内側であって軸方向の端子側に設けられる。本実施形態では、中央環部24は、3つのステータエレメントの中央環部241、242、243が軸方向に積層されている。
巻線30が巻回されたインシュレータ21は、さらに樹脂モールド部16によって一体に樹脂成形される。
図4(a)、図7に示すように、樹脂モールド部16の外周縁部に形成された突き当て部17がハウジング19の段部18に当接することで、ステータ10はハウジング19に対して軸方向に位置決めされる。ここで、第1突き当て部17は、周方向に等間隔に互いに離間して複数(本実施形態では3つ)形成される。
図4(a)、図7に示すように、樹脂モールド部16の外周縁部に形成された突き当て部17がハウジング19の段部18に当接することで、ステータ10はハウジング19に対して軸方向に位置決めされる。ここで、第1突き当て部17は、周方向に等間隔に互いに離間して複数(本実施形態では3つ)形成される。
また、図4(a)、図8に示すように、第1突き当て部17とカバーエンド40の第2突き当て部47とは、周方向にずらして配置されている。言い換えれば、第2突き当て部47は、第1突き当て部17とは周方向の異なる位置でハウジング19の段部18に当接する。そして、第1突き当て部17と第2突き当て部47との周方向の間を、後述する第2燃料通路79が経由する。
続いて図3に示すように、本実施形態のコア11は、6個のコア要素111〜116から構成されている。各コア要素111〜116は、環状の外形を構成する環状部12と、環状部12から径内方向に放射状に突出するティース部13とを有している。
また、互いに隣接するコア要素111〜116のティース部13同士の間に、軸方向に貫通する6個のスロット14が形成される。
また、互いに隣接するコア要素111〜116のティース部13同士の間に、軸方向に貫通する6個のスロット14が形成される。
巻線30は、各スロット14を通して、各コア要素111〜116のティース部13に連続して集中巻きされる。ティース部13に集中巻きされた巻線30を、コイル321〜326と表す。以下、コイル321〜326を総称して「コイル32」とし、後述する渡り線311〜316を総称して「渡り線31」とする。「巻線30」は、コイル32及び渡り線31を含む。(図5参照)
ここで、図1の図示について補足する。図1は、図2および図3のI−I断面図であるから、図1の左半分は、コイル322が巻かれたコア要素112の断面を示し、図1の右半分は、コイル325が巻かれたコア要素115の断面を示している。
ここで、図1の図示について補足する。図1は、図2および図3のI−I断面図であるから、図1の左半分は、コイル322が巻かれたコア要素112の断面を示し、図1の右半分は、コイル325が巻かれたコア要素115の断面を示している。
ロータ50は、ステータ10の内側に回転可能に収容される。ロータは、鉄心53の周囲に磁石54が設けられる。図3に示すように、磁石54は、周方向にN極541とS極542とが交互に配置されている。本実施形態では、N極541およびS極542は4極対、計8極設けられている。すなわち、本実施形態のモータ部3は、「スロット数6、磁極数8」のブラシレスモータに相当する。しかし、スロット数等はこれに限らない。
シャフト52は、ロータ50の中心軸上に形成された軸穴51に圧入固定されており、ロータ50とともに回転する。
シャフト52は、ロータ50の中心軸上に形成された軸穴51に圧入固定されており、ロータ50とともに回転する。
端子331、332、333は、カバーエンド40の筒部41と干渉しない位置に設けられ、軸方向のカバーエンド40側に突出している。本実施形態では、端子331はW相、端子332はV相、端子333はU相の端子に相当する。各端子331、332、333には各相の巻線30が接続され、外部の駆動装置(図示しない)からの3相電力が端子331、332、333を通して巻線30に供給される(図5参照)。巻線30に電力が供給されることにより、ステータ10に回転磁界が生じ、ロータ50がシャフト52とともに回転する。
ここで、巻線30の結線について、図5、図6を参照して説明する
図5に示すように、本実施形態では、ステータ10の磁気回路を形成する3相巻線30はデルタ結線されており、各相の端子間には2つのコイルが直列接続されている。
具体的には、W相端子331とV相端子332との間に、W相第1コイル321、渡り線311、W相第2コイル324および渡り線312がこの順に直列接続されている。
また、V相端子332とU相端子333との間に、V相第1コイル322、渡り線313、W相第2コイル325および渡り線314がこの順に直列接続されている。
また、U相端子333とW相端子331との間に、U相第1コイル323、渡り線315、U相第2コイル326および渡り線316がこの順に直列接続されている。
図5に示すように、本実施形態では、ステータ10の磁気回路を形成する3相巻線30はデルタ結線されており、各相の端子間には2つのコイルが直列接続されている。
具体的には、W相端子331とV相端子332との間に、W相第1コイル321、渡り線311、W相第2コイル324および渡り線312がこの順に直列接続されている。
また、V相端子332とU相端子333との間に、V相第1コイル322、渡り線313、W相第2コイル325および渡り線314がこの順に直列接続されている。
また、U相端子333とW相端子331との間に、U相第1コイル323、渡り線315、U相第2コイル326および渡り線316がこの順に直列接続されている。
図6は、図5の結線図に対応した巻線の配線レイアウトを示す模式図である。ここで、図中の矢印は巻線方向を示している。図6に示すように、巻線は、例えばW相端子331から出発してW相端子331に戻るまで、一筆書きで書くことができる。
図1に戻り、次にポンプ部4の構成について説明する。
ポンプカバー60は、図1の下方に開口する筒状の吸入口61を有している。吸入口61の内側には、ポンプカバー60を板厚方向に貫く吸入通路62が形成されている。
ポンプカバー60とステータ10との間には、ポンプケーシング70が略円板状に設けられている。ポンプケーシング70の中心部には、ポンプケーシング70を板厚方向に貫く穴71が形成されている。ポンプケーシング70の穴71には、軸受56が嵌め込まれている。軸受56は、カバーエンド40に嵌め込まれた軸受55と共に、シャフト52の軸方向両側を回転可能に支持している。これにより、ロータ50およびシャフト52は、カバーエンド40およびポンプケーシング70に対し回転可能となっている。
ポンプカバー60は、図1の下方に開口する筒状の吸入口61を有している。吸入口61の内側には、ポンプカバー60を板厚方向に貫く吸入通路62が形成されている。
ポンプカバー60とステータ10との間には、ポンプケーシング70が略円板状に設けられている。ポンプケーシング70の中心部には、ポンプケーシング70を板厚方向に貫く穴71が形成されている。ポンプケーシング70の穴71には、軸受56が嵌め込まれている。軸受56は、カバーエンド40に嵌め込まれた軸受55と共に、シャフト52の軸方向両側を回転可能に支持している。これにより、ロータ50およびシャフト52は、カバーエンド40およびポンプケーシング70に対し回転可能となっている。
「回転部材」としてのインペラ65は、樹脂により略円板状に形成されている。インペラ65は、ポンプカバー60とポンプケーシング70との間のポンプ室72に収容されている。シャフト52のポンプ室72側の端部は、外壁の一部がカットされた「D字形状」となっており、インペラ65の中心部に形成された、対応するD字形状の穴66に嵌め込まれている。これにより、インペラ65は、シャフト52の回転によってポンプ室72内で回転する。
ポンプカバー60のインペラ65側の面には、吸入通路62と接続する溝63が形成されている。また、ポンプケーシング70のインペラ65側の面には、溝73が形成されている。溝73には、ポンプケーシング70を板厚方向に貫く通路74が連通している。インペラ65には、溝63および溝73に対応する位置に羽根部67が形成されている。
モータ部3の巻線30に電力が供給されることでロータ50およびシャフト52とともにインペラ65が回転すると、燃料ポンプ1外部の燃料は、吸入口61を経由して溝63に導かれる。溝63に導かれた燃料は、インペラ65の回転により昇圧されつつ溝73に導かれる。昇圧された燃料は、通路74を流通し、ポンプケーシング70のモータ部3側の中間室75に導かれる。そして、中間室75からモータ部3を縦断する燃料通路を経由して吐出通路77に至り、吐出口78から吐出される。
本実施形態では、「モータ部3を縦断する燃料通路」として2経路の燃料通路が形成されている。第1燃料通路76は、ロータ50の外壁とステータ10の内壁との間の通路761(図3参照)、及び、カバーエンド40の筒部42の外壁とインシュレータ21の中央環部24の内壁との間の通路762(図4(a)参照)を経由する。また、第2燃料通路79は、ステータ10の外壁とハウジング19の内壁との間を経由する。さらに、図4(a)に示す断面では、第2燃料通路79は、周方向のステータ10の第1突き当て部17とカバーエンド40の第2突き当て部47との周方向の間を経由する。
本実施形態における第1燃料通路76および第2燃料通路79は、特許請求の範囲に記載の「第1液体通路」および「第2液体通路」に相当する。
本実施形態における第1燃料通路76および第2燃料通路79は、特許請求の範囲に記載の「第1液体通路」および「第2液体通路」に相当する。
以上のように、本実施形態の燃料ポンプ1は、ステータ10とカバーエンド40とが別体に形成され、且つ、モータ部3を軸方向に縦断する第1燃料通路76および第2燃料通路79を有している。
ステータ10とカバーエンド40とが別体に形成されるため、これらを一体に形成した特許文献1の従来技術に比べ、部品の組付がしやすくなり、組付作業性が向上する。また、ステータ10およびカバーエンド40の各樹脂成形金型はスライド入れ子構造とする必要がないため、金型構造を単純にすることができる。さらに、成形工程後、スライド分割面に生じたバリを除去する工程を廃止することができる。
ステータ10とカバーエンド40とが別体に形成されるため、これらを一体に形成した特許文献1の従来技術に比べ、部品の組付がしやすくなり、組付作業性が向上する。また、ステータ10およびカバーエンド40の各樹脂成形金型はスライド入れ子構造とする必要がないため、金型構造を単純にすることができる。さらに、成形工程後、スライド分割面に生じたバリを除去する工程を廃止することができる。
そして、第1燃料通路76および第2燃料通路79の2経路の燃料通路を有することにより、通路断面積を確保することができる。したがって、圧力損失を低減することができる。その結果、モータ部3の消費電力を低減することができる。
また、第2液体通路79については、周方向に互いにずらして配置されるステータ10の第1突き当て部17とカバーエンド40の第2突き当て部47との周方向の間の空間が燃料通路として利用される。したがって、ステータ10およびカバーエンド40とハウジング19との軸方向の位置決め機能と、燃料通路を形成する機能とを1つの環状スペース内で有効に両立することができる。
また、第2液体通路79については、周方向に互いにずらして配置されるステータ10の第1突き当て部17とカバーエンド40の第2突き当て部47との周方向の間の空間が燃料通路として利用される。したがって、ステータ10およびカバーエンド40とハウジング19との軸方向の位置決め機能と、燃料通路を形成する機能とを1つの環状スペース内で有効に両立することができる。
また、ステータ10の第1突き当て部17、及びカバーエンド40の第2突き当て部47は、周方向に互いに離間して複数形成される。これにより、ステータ10およびカバーエンド40は、周方向の複数箇所でハウジング19の段部18に当接するため、ハウジング19に対する傾きが防止され、組付位置が安定する。さらに、第1突き当て部17および第2突き当て部47は、周方向に等間隔に配置されるため、ハウジング19の段部18にかかる受圧力について周方向のバランスが良好となる。
また、ステータ10の第1突き当て部17は、コア11および巻線30を埋設する樹脂モールド部16に形成される。これにより、巻線30と第1突き当て部17とを確実に隔離し、組付時に巻線30を挟み込むことを防止することができる。
(第2実施形態)
第2実施形態の燃料ポンプについて、図9を参照して説明する。
第2実施形態の燃料ポンプ2は、第1実施形態の燃料ポンプ1に対し、吐出口78の手前の吐出通路77内に逆止弁部80が設けられている点のみが異なり、それ以外の点は実質的に同一である。以下の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態の燃料ポンプについて、図9を参照して説明する。
第2実施形態の燃料ポンプ2は、第1実施形態の燃料ポンプ1に対し、吐出口78の手前の吐出通路77内に逆止弁部80が設けられている点のみが異なり、それ以外の点は実質的に同一である。以下の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
逆止弁部80について説明する。
吐出通路77内に、棒状の弁部材81および支持部材83が設けられる。支持部材83は、吐出通路77内の吐出口78側に固定され、弁部材81の一方の端部を摺動可能に支持している。これにより、弁部材81は、吐出通路77内を軸方向に往復移動可能に支持される。また、弁部材81の他方の端部は、半球面状に形成され、吐出通路77の途中に形成される弁座82に当接可能である。
吐出通路77内に、棒状の弁部材81および支持部材83が設けられる。支持部材83は、吐出通路77内の吐出口78側に固定され、弁部材81の一方の端部を摺動可能に支持している。これにより、弁部材81は、吐出通路77内を軸方向に往復移動可能に支持される。また、弁部材81の他方の端部は、半球面状に形成され、吐出通路77の途中に形成される弁座82に当接可能である。
インペラ65が回転を継続して燃料を昇圧させ、吐出通路77内の燃料の圧力が所定の圧力まで高まると弁部材81が開弁する。これにより、吐出通路77内の燃料は、吐出口78から吐出され、図示しない通路部材を経由して内燃機関に供給される。
インペラ65の回転が減速または停止し、吐出通路77内の燃料の圧力が通路部材内の燃料の圧力以下になると、吐出通路77の弁部材81は、弁座82に当接し、閉弁する。これにより、通路部材内の燃料が燃料ポンプ1に逆流することを防止する。よって、例えば内燃機関の停止時に燃料が通路部材内に維持されるため、再始動性が良好となる。
インペラ65の回転が減速または停止し、吐出通路77内の燃料の圧力が通路部材内の燃料の圧力以下になると、吐出通路77の弁部材81は、弁座82に当接し、閉弁する。これにより、通路部材内の燃料が燃料ポンプ1に逆流することを防止する。よって、例えば内燃機関の停止時に燃料が通路部材内に維持されるため、再始動性が良好となる。
第2実施形態においても第1実施形態と同様に、燃料ポンプ2は、ステータ10とカバーエンド40とが別体に形成され、且つ、モータ部3を軸方向に縦断する2つの第1燃料通路76および第2燃料通路79を有している。したがって、組付作業性を向上しつつ、圧力損失を低減することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態の燃料ポンプについて、図10、図11を参照して説明する。
上記第1、第2実施形態では、カバーエンド40をハウジング18に組み付けるとき、3本の端子331、332、333がカバーエンド40に直接圧入される。したがって、圧入時にカバーエンド40にかかる応力によってカバーエンド40が割れることを防止するため、カバーエンド40の材質として強度の高い材質を選択することが設計上要求される。或いは、圧入部の寸法や圧入荷重を精度良く調整することで、カバーエンド40にかかる応力が許容範囲内となるように管理することが求められる。
第3実施形態の燃料ポンプについて、図10、図11を参照して説明する。
上記第1、第2実施形態では、カバーエンド40をハウジング18に組み付けるとき、3本の端子331、332、333がカバーエンド40に直接圧入される。したがって、圧入時にカバーエンド40にかかる応力によってカバーエンド40が割れることを防止するため、カバーエンド40の材質として強度の高い材質を選択することが設計上要求される。或いは、圧入部の寸法や圧入荷重を精度良く調整することで、カバーエンド40にかかる応力が許容範囲内となるように管理することが求められる。
図10及び図11に示すように、第3実施形態の燃料ポンプ5は、カバーエンド43の上底壁に、各端子331、332、333に対応する受容穴437が形成されている。また、本実施形態では、各端子331、332、333に対応して、独立した3つの緩衝材44が設けられている。緩衝材44は、例えば圧入応力に対するじん性の高い樹脂材料で形成され、鍔部441及び保持部446を有している。
なお、以下の説明では端子331、332、333を総括して「端子33」と表す。
なお、以下の説明では端子331、332、333を総括して「端子33」と表す。
鍔部441は、カバーエンド43とステータ10の樹脂モールド部16との軸方向の間に位置している。鍔部441は、保持部446との段差面である上端面442がカバーエンド43の上底壁の下面432に突き当てられ、下端面443がステータ10の上面163に突き当てられている。保持部446は、鍔部441の上端面442からカバーエンド43側に延び、カバーエンド43の受容穴437に挿入されている。
また、緩衝材44は、鍔部441及び保持部446を軸方向に貫通する端子孔447が形成されている。端子孔447の断面形状は、端子33の形状に相応するように形成されている。端子33は、端子孔447に圧入され、緩衝材44を軸方向に挿通している。
また、緩衝材44は、鍔部441及び保持部446を軸方向に貫通する端子孔447が形成されている。端子孔447の断面形状は、端子33の形状に相応するように形成されている。端子33は、端子孔447に圧入され、緩衝材44を軸方向に挿通している。
さらに、カバーエンド43の上底壁の下面432には、緩衝材44の鍔部441の上端面442との突き当て部に、受容穴437の周囲にわたって「潰し凸部435」が形成されている。
カバーエンド43をハウジング19に組み付けるとき、潰し凸部435が鍔部441の上端面442に軽く当接した後、さらにカバーエンド43を下方に押圧すると、図11に破線で示す潰し凸部435の山の部分が潰される。すなわち、潰し凸部435は、他の部分に比べて優先的に変形するように、断面形状や肉厚が設定されている。
カバーエンド43をハウジング19に組み付けるとき、潰し凸部435が鍔部441の上端面442に軽く当接した後、さらにカバーエンド43を下方に押圧すると、図11に破線で示す潰し凸部435の山の部分が潰される。すなわち、潰し凸部435は、他の部分に比べて優先的に変形するように、断面形状や肉厚が設定されている。
以上の構成による第3実施形態の燃料ポンプ5では、緩衝材44を設けることにより、カバーエンド43をハウジング18に組み付けるとき、端子33が緩衝材44に圧入された後、カバーエンド43が組み付けられる。端子33がカバーエンド43に直接圧入されないため、カバーエンド43にかかる応力を低減することができる。したがって、カバーエンド43の割れ防止のために強度の高い材質を選択したり、圧入部の寸法や圧入荷重を精度良く調整したりする必要がなくなる。よって、設計の自由度を向上させ、また、品質管理工数等を低減することができる。
特に本実施形態では、各端子331、332、333に対応する独立した緩衝材44が個別に設けられている。そのため、端子33の幅及び長さと、対応する各端子孔447の幅及び長さとの圧入代寸法さえ管理すればよく、端子331、332、333間のピッチまで管理する必要がない。よって、品質管理工数を一層低減することができる。
また、緩衝材44は、鍔部441の上端面442がカバーエンド43に突き当てられ、下端面443がステータ10に突き当てられるため、軸方向の位置が固定され、軸方向突き当て部における燃料のシールを確保することができる。すなわち、燃料ポンプ5の内部から受容穴437を経由する外部への燃料漏れや、緩衝材44の圧入孔447へ燃料が侵入し端子33を腐食させることを防止することができる。
さらに、カバーエンド43の上底壁の下面432に形成された潰し凸部435が押圧されて潰されることで、緩衝材44とカバーエンド43及びステータ10との軸方向突き当て部における燃料のシールを一層向上させることができる。
さらに、カバーエンド43の上底壁の下面432に形成された潰し凸部435が押圧されて潰されることで、緩衝材44とカバーエンド43及びステータ10との軸方向突き当て部における燃料のシールを一層向上させることができる。
(第4、第5実施形態)
第3実施形態の変形例である第4、第5実施形態について図12、図13を参照して説明する。第4、第5実施形態は、第3実施形態と同様、鍔部の軸方向の両端面がカバーエンド43とステータ10とに突き当てられた緩衝材44又は45を備えており、第3実施形態に対し「潰し凸部」が形成される部位又は部材が異なる。
図12に示す第4実施形態では、ステータ10の樹脂モールド部16の上面163に潰し凸部165が形成され、緩衝材44の下端面443に当接する。緩衝材44がカバーエンド43側からステータ10側に押圧されることで、破線で示す潰し凸部165の山の部分が潰される。
第3実施形態の変形例である第4、第5実施形態について図12、図13を参照して説明する。第4、第5実施形態は、第3実施形態と同様、鍔部の軸方向の両端面がカバーエンド43とステータ10とに突き当てられた緩衝材44又は45を備えており、第3実施形態に対し「潰し凸部」が形成される部位又は部材が異なる。
図12に示す第4実施形態では、ステータ10の樹脂モールド部16の上面163に潰し凸部165が形成され、緩衝材44の下端面443に当接する。緩衝材44がカバーエンド43側からステータ10側に押圧されることで、破線で示す潰し凸部165の山の部分が潰される。
図13に示す第5実施形態では、緩衝材45の鍔部451の軸方向両端面に、潰し凸部452、453が形成される。上面側の潰し凸部452は、カバーエンド43の下面432に当接し、下面側の潰し凸部453は、ステータ10の上面163に当接する。
上方から緩衝材45及びカバーエンド43がステータ10側に押圧されることで、破線で示す潰し凸部452、453の山の部分が潰される。
第4、第5実施形態では、第3実施形態と同様に、緩衝材44又は45と、カバーエンド43及びステータ10との軸方向突き当て部における燃料のシールを向上させることができる。
上方から緩衝材45及びカバーエンド43がステータ10側に押圧されることで、破線で示す潰し凸部452、453の山の部分が潰される。
第4、第5実施形態では、第3実施形態と同様に、緩衝材44又は45と、カバーエンド43及びステータ10との軸方向突き当て部における燃料のシールを向上させることができる。
(その他の実施形態)
(ア)上記実施形態では、図4(a)、図7、図8に示すように、ステータ10の第1突き当て部17、及びカバーエンド40の第2突き当て部47は、いずれも周方向に等間隔に互いに離間して複数形成される。しかし、第1突き当て部17および第2突き当て部47の少なくとも一方は、周方向に不等間隔に離間してもよい。
また、第1突き当て部17および第2突き当て部47の「複数」の数は限定されない。或いは、図4(b)に示すように、第1突き当て部17および第2突き当て部47は、周方向に1箇所のみ形成されてもよい。
(イ)ステータ10の第1突き当て部17は、上記実施形態のように樹脂モールド部16に形成される形態に限らず、インシュレータ21の外周縁部等に形成されてもよい。
(ア)上記実施形態では、図4(a)、図7、図8に示すように、ステータ10の第1突き当て部17、及びカバーエンド40の第2突き当て部47は、いずれも周方向に等間隔に互いに離間して複数形成される。しかし、第1突き当て部17および第2突き当て部47の少なくとも一方は、周方向に不等間隔に離間してもよい。
また、第1突き当て部17および第2突き当て部47の「複数」の数は限定されない。或いは、図4(b)に示すように、第1突き当て部17および第2突き当て部47は、周方向に1箇所のみ形成されてもよい。
(イ)ステータ10の第1突き当て部17は、上記実施形態のように樹脂モールド部16に形成される形態に限らず、インシュレータ21の外周縁部等に形成されてもよい。
(ウ)上記第3実施形態では、緩衝材44は、各端子331、332、333に対応して個別に設けられている。その他の実施形態では、3つの端子331、332、333が一括して圧入される円弧状一体型の緩衝材を採用してもよい。これにより、緩衝材の部品点数を低減し、また、圧入工程を簡略化することができる。
(エ)上記実施形態のモータ部3は3相巻線がデルタ結線される(図5参照)。これに対し、その他の実施形態では3相巻線がスター結線されてもよい。また、3相電力のU相、V相、W相に対応する端子やコイル等のレイアウトは、上記実施形態のレイアウトに限らない。
(オ)上記実施形態では、コア11は、インシュレータ21にインサートモールドされる。これに対し、その他の実施形態では、単独で形成される絶縁性のインシュレータにコアが組み付けられてもよい。
(カ)燃料ポンプ1等のステータ10およびカバーエンド40の構成、特に第1突き当て部17、第2突き当て部47以外の構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、ロータ50の磁極は、鉄心53の周囲に別に設けられる形態に限らず、鉄心自体が着磁されることにより形成されてもよい。
(カ)燃料ポンプ1等のステータ10およびカバーエンド40の構成、特に第1突き当て部17、第2突き当て部47以外の構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、ロータ50の磁極は、鉄心53の周囲に別に設けられる形態に限らず、鉄心自体が着磁されることにより形成されてもよい。
(キ)本発明による液体ポンプは、燃料ポンプに限らず、他の液体用のポンプとして用いることができる。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
1、2、5・・・燃料ポンプ(液体ポンプ)、
3 ・・・モータ部、 4 ・・・ポンプ部、
10 ・・・ステータ、 11 ・・・コア、
16 ・・・樹脂モールド部、 17 ・・・第1突き当て部、
18 ・・・段部、 19 ・・・ハウジング、
30 ・・・巻線、
40 ・・・カバーエンド、 47 ・・・第2突き当て部、
50 ・・・ロータ、 65 ・・・インペラ(回転部材)、
76 ・・・第1燃料通路(第1液体通路)、 761、762 ・・・通路、
79 ・・・第2燃料通路(第2液体通路)。
3 ・・・モータ部、 4 ・・・ポンプ部、
10 ・・・ステータ、 11 ・・・コア、
16 ・・・樹脂モールド部、 17 ・・・第1突き当て部、
18 ・・・段部、 19 ・・・ハウジング、
30 ・・・巻線、
40 ・・・カバーエンド、 47 ・・・第2突き当て部、
50 ・・・ロータ、 65 ・・・インペラ(回転部材)、
76 ・・・第1燃料通路(第1液体通路)、 761、762 ・・・通路、
79 ・・・第2燃料通路(第2液体通路)。
Claims (8)
- コア(11)に巻線(30)が巻回されるステータ(10)、及び、磁極を有し前記ステータに生じる磁界によって回転するロータ(50)からなるモータ部(3)と、
前記ステータおよび前記ロータを収容し、内壁に段部(18)が形成される筒状のハウジング(19)と、
前記ステータと別体に形成され、前記ハウジングの軸方向の一方側を覆うカバーエンド(40、43)と、
前記ロータと共に回転し液体を圧送する回転部材(65)と、
を備え、
前記ロータの外壁と前記ステータの内壁との間を経由し前記モータ部を軸方向に縦断する第1液体通路(76)、及び、前記ステータの外壁と前記ハウジングの内壁との間を経由し前記モータ部を軸方向に縦断する第2液体通路(79)を有し、
前記ステータは、前記ハウジングの前記段部に当接する第1突き当て部(17)が形成され、
前記カバーエンドは、前記第1突き当て部とは周方向の異なる位置で前記ハウジングの前記段部に当接する第2突き当て部(47)が形成され、
前記第2液体通路は、前記第1突き当て部と前記第2突き当て部との周方向の間をさらに経由することを特徴とする液体ポンプ(1、2、5)。 - 前記ステータは、周方向に互いに離間した複数の前記第1突き当て部が形成されることを特徴とする請求項1に記載の液体ポンプ。
- 前記カバーエンドは、周方向に互いに離間した複数の前記第2突き当て部が形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の液体ポンプ。
- 前記ステータは、前記コアおよび前記巻線を埋設する樹脂モールド部(16)を有し、
前記第1突き当て部は、当該樹脂モールド部に形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体ポンプ。 - 前記ステータは、軸方向の前記カバーエンド側に突出し前記巻線への電力が外部から供給される端子(331、332、333)が設けられており、
前記カバーエンド(43)と前記ステータとの軸方向の間に、前記端子が圧入により挿通する緩衝材(44、45)を備えることを特徴とする請求項1に記載の液体ポンプ。 - 前記緩衝材は、鍔部(441、451)の軸方向の一方の端面が前記カバーエンドに突き当てられ、軸方向の他方の端面が前記ステータに突き当てられていることを特徴とする請求項5に記載の液体ポンプ。
- 前記緩衝材と前記カバーエンド又は前記ステータとが突き当てられる端面の少なくとも一方に、押圧により潰される潰し凸部(435、165、452、453)が形成されることを特徴とする請求項6に記載の液体ポンプ。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液体ポンプにより構成され、
燃料タンクから吸引した燃料を圧送することを特徴とする燃料ポンプ。
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