JP6562702B2 - ポンプとポンプの製造方法 - Google Patents
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Description
ハウジングと、前記ハウジングの軸方向の一方の開口部を塞ぐように配設されたエンドカバーと、
前記ハウジングの他方の開口部を塞ぐように前記ハウジング内に配設され、外部から液体を吸入してハウジング内に前記液体を圧送するポンプ部と、
前記ハウジング内に配設され、前記ポンプ部を駆動するモータと、
所定の圧力以上に加圧された前記液体を前記ハウジング外に吐出する吐出口を備え、
前記モータは、固定子と前記固定子の内周側に配設される回転子とを備え、
前記固定子は、環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出する複数のティース部とからなる鉄心と、それぞれの前記ティース部に絶縁部材を介して巻装されたコイルと、前記コイルを前記液体から絶縁するコイルモールドとを備え、
前記回転子の外周面と前記固定子の内周面との間に、前記固定子の軸方向に形成され、前記液体を前記液体の吸入側から吐出側に流す第一流路と、
前記固定子の内周面よりも径方向外側、かつ、前記ヨーク部の外周面より径方向内側に位置し、前記液体を前記液体の前記吸入側から前記吐出側に流す他の流路を備え、
前記コイルモールドの外周面と、前記ヨーク部の内周面との間に、前記液体が、前記吸入側から前記吐出側に、軸方向に通る、前記他の流路としての第二流路と、
隣り合うティース部に形成された2つの前記コイルモールドの間に、軸方向に貫通し前記他の流路としての第四流路を形成するスロット部穴とを備え、
前記第四流路は、前記第一流路と、前記第二流路とに連通しているものである。
また、この発明に係るポンプは、
ハウジングと、前記ハウジングの軸方向の一方の開口部を塞ぐように配設されたエンドカバーと、
前記ハウジングの他方の開口部を塞ぐように前記ハウジング内に配設され、外部から液体を吸入してハウジング内に前記液体を圧送するポンプ部と、
前記ハウジング内に配設され、前記ポンプ部を駆動するモータと、
所定の圧力以上に加圧された前記液体を前記ハウジング外に吐出する吐出口を備え、
前記モータは、固定子と前記固定子の内周側に配設される回転子とを備え、
前記固定子は、環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出する複数のティース部とからなる鉄心と、それぞれの前記ティース部に絶縁部材を介して巻装されたコイルと、前記コイルを前記液体から絶縁するコイルモールドとを備え、
前記回転子の外周面と前記固定子の内周面との間に、前記固定子の軸方向に形成され、前記液体を前記液体の吸入側から吐出側に流す第一流路と、
前記固定子の内周面よりも径方向外側、かつ、前記ヨーク部の外周面より径方向内側に位置し、前記液体を前記液体の前記吸入側から前記吐出側に流す他の流路を備え、
前記鉄心は、前記コイルモールドの外周面より径方向外側のヨーク部に、軸方向に貫通し、前記他の流路としての第三流路を構成するヨーク部穴を備え、
前記ヨーク部は、内周に前記ティース部の外周側に形成された嵌合部を嵌合する、軸方向に延在する嵌合溝を有し、前記ヨーク部穴は、前記嵌合溝と、前記嵌合部の接合部かつ、前記ティース部を周方向に二分する線分の延長線上に設けられているものである。
ティース部を製造するティース製造工程と、前記ティース部に対して、前記絶縁部材を介して前記コイルを集中巻きするコイル巻装工程と、前記コイル巻装工程後に前記コイルと前記絶縁部材をモールドする、コイルモールド工程とを含むものである。
以下、本発明の実施の形態1に係るポンプとポンプの製造方法について、図を用いて説明する。
本明細書において、「周方向」、「径方向」、「軸方向」と言うときは、特に指定しない限り、燃料ポンプに用いるモータの固定子の、「周方向」、「径方向」、「軸方向」を言うものとする。また、燃料ポンプの燃料の、吸入する側を「吸入側」と言い、燃料を吐出する側を「吐出側」と言う。
図2は、図1の燃料ポンプ100のA−A線における断面図であり、モータ2の主要部の断面を示している。また、図1は、図2のB−B線における断面図でもある。
図1に示すように、燃料ポンプ100は、ポンプ部3と、ポンプ部3を駆動するモータ2と、モータ2とポンプ部3とを収納するハウジング4とで構成されている。ハウジング4には、例えば、金属の鋼管が用いられる。ハウジング4の吐出側(図1における上方側)端部には、エンドカバー7が、ハウジング4の端部を塞ぐように取り付けられている。
回転子21は、回転軸21aと回転軸21aの周囲に嵌め込んだ円筒形状の永久磁石21cとからなる。そして、回転子21は、回転子21の外周面21OUTと固定子20の内周面20INとの間に、所定の間隙G1を開けて回転自在に配設される。
図4は、図2の破線四角形で囲んだ部分の拡大図である。図4の符号Oは、回転軸21aの回転中心を示している。図3に示すように、それぞれの分割積層ヨーク部22a1は、内周の中央に軸方向に延在する嵌合溝Mを有し、それぞれの積層ティース部22a2は、外周側に設けた嵌合部Kを有する。分割積層ヨーク部22a1の嵌合溝Mと積層ティース部22a2の嵌合部Kとの接合部に、それぞれ軸方向に垂直な断面が半円形状の溝H11と溝H12を設けている。嵌合溝Mに嵌合部Kを、軸方向に嵌合することにより分割積層鉄心22aを構成している。
図1に示すコイルモールド22cは、積層ティース部22a2の一部分(後述)とコイル22bの周囲を絶縁部材(例えば熱可塑性樹脂:POM(ポリアセタール)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)など)で覆っている。
まず、分割積層鉄心22aの分割積層ヨーク部22a1と積層ティース部22a2の各積層を構成するそれぞれの鉄心片を磁性材からなる薄板から打ち抜く。そして、これらを所定の枚数積層することで、9個の分割積層ヨーク部22a1と9個の積層ティース部22a2を製造する(ティース部、ヨーク部製造工程)。次に、各積層ティース部22a2に対して、インシュレータ8を介してコイル22bを集中的に巻回する(コイル巻装工程)。
図5は、インシュレータ8を介してコイル22bを巻装した積層ティース部22a2をモールド金型に入れた状態における断面模式図であり、軸方向に垂直な断面図である。
図6は、図5のC−C線における断面図である。
コイルモールド22cは、積層ティース部22a2の一部分とコイル22bの周囲を絶縁部材(例えば熱可塑性樹脂:POM、PPSなど)で覆ってモールド成形して製造する。
まず、積層ティース部22a2のコイル22bを巻装する部分の外周面に、積層ティース部22a2とコイル22bとを電気的に絶縁するインシュレータ8を装着する。次に、インシュレータ8の上からコイル22bを巻装した積層ティース部22a2を合計9個、第一金型9aに環状に取り付け、その上に第二金型9bを載置する。内型の第一金型9aの外周面9a1に、積層ティース部22a2の内周面を当接させ、外型の第二金型9bの内周面9b1に、積層ティース部22a2の嵌合部Kの外周面を当接させることで各積層ティース部22a2と第一金型9a、第二金型9bとの位置決めを行っている。
次に、回転軸21aに保持された回転子21を、固定子20の内周側に挿入するとともに、回転軸21aの一端を軸受62に通す。
次に、エンドカバー7をハウジング4の吐出側にセットして、また、回転軸21aの他端側を軸受61に通した状態として、ハウジング4の軸方向端部をカシメにより加工して、ハウジング4の吐出側の開口部を塞ぐ。
次に、インペラ33を回転軸21aに固定する。
まず、モータ2を作動させると、回転軸21aと連動してインペラ33が回転し、吸入口34から燃料が吸入される。吸入された燃料は、ポンプ部流路35で昇圧されて、ポンプ部吐出口36からモータ2側に圧送される。
第一流路を100%(基準)とすると、G1の径方向の幅=G2の径方向の幅の場合、第二流路は167%の流路断面積となり、第三流路は、概ね46%となる。したがって、第一流路+第二流路+第三流路の合計は313%となり、第一流路だけの場合に比べると3倍以上の燃料吐出量を確保できる。
以下、本発明の実施の形態2に係るポンプとポンプの製造方法について図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図7は、燃料ポンプ200の断面図である。実施の形態1の図2に相当する。軸方向に平行な断面は実施の形態1の図1と同じになるので省略する。
以下、本発明の実施の形態3に係るポンプとポンプの製造方法について図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図9は、燃料ポンプ300の断面図である。実施の形態1の図2に相当する。軸方向に平行な断面は、実際の構成はやや異なるが外見上は実施の形態1の図1と同じになるので省略する。
図11は、コイルモールド322cの製造方法を説明する図である。
図11(a)は、コイル22b巻装後の積層ティース部322a2(モールド前の状態)の軸方向に垂直な断面図である。
図11(b)は、モールド用の第一金型309a、309bにコイル22b巻装後の積層ティース部322a2を入れた状態における軸方向に垂直な断面模式図である。
図11(c)は、コイル22bをモールド成形後の積層ティース部322a2の軸方向に垂直な断面図である。
実施の形態1では、全ての積層ティース部22a2に巻装したコイル22bを一度に全てモールド金型に入れてモールドしたが、本実施の形態では、1個ずつモールドする。まず、図11(a)に示すように、積層ティース部322a2にインシュレータ8を取り付けた後、コイル22bを集中巻きする。次に、図11(b)に示すようにコイル22bを巻装後の1つの積層ティース部322a2をコイルモールド用の内型である第一金型309aと、外型である第二金型309bとの中に取り付ける。第一金型309aの外周面に積層ティース部322a2の内周面を当接させ、第二金型309bの内周面に積層ティース部322a2の嵌合部K3を当接させることで積層ティース部322a2と第一金型309aと第二金型309bとの位置決めを行っている。
以下、本発明の実施の形態4に係るポンプとポンプの製造方法について図を用いて、実施の形態1、2と異なる部分を中心に説明する。
図12は、燃料ポンプ400の断面図である。実施の形態1の図2に相当する。
20,220,320 固定子、320b 分割固定子、20IN 内周面、
21,221 回転子、21OUT 外周面、21a 回転軸、21b 回転子鉄心、
21c 永久磁石、22,222 積層鉄心、22a 分割積層鉄心、
22a1,322a1 分割積層ヨーク部、222a1,422a1 積層ヨーク部、
22a2,222a2,322a2 積層ティース部、22b コイル、
22c,322c,422c コイルモールド、3 ポンプ部、31 ポンプベース、
32 ポンプカバー、33 インペラ、34 吸入口、35 ポンプ部流路、
36 ポンプ部吐出口、4 ハウジング、5 フープ材、61 軸受、62 軸受、
7 エンドカバー、71 吐出口、72 電源端子、73 逆止弁、73a 弁、
73b バネ、8 インシュレータ、9a,309a 第一金型、
9b,309b 第二金型、F 縁、K,K3 嵌合部、M,M2,M3 嵌合溝、
G1,G2,G4 間隙、H1,H2 ヨーク部穴、H3 スロット部穴、
S1〜S4 間隙、r1 内径、r2 外径。
Claims (11)
- ハウジングと、前記ハウジングの軸方向の一方の開口部を塞ぐように配設されたエンドカバーと、
前記ハウジングの他方の開口部を塞ぐように前記ハウジング内に配設され、外部から液体を吸入してハウジング内に前記液体を圧送するポンプ部と、
前記ハウジング内に配設され、前記ポンプ部を駆動するモータと、
所定の圧力以上に加圧された前記液体を前記ハウジング外に吐出する吐出口を備え、
前記モータは、固定子と前記固定子の内周側に配設される回転子とを備え、
前記固定子は、環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出する複数のティース部とからなる鉄心と、それぞれの前記ティース部に絶縁部材を介して巻装されたコイルと、前記コイルを前記液体から絶縁するコイルモールドとを備え、
前記回転子の外周面と前記固定子の内周面との間に、前記固定子の軸方向に形成され、前記液体を前記液体の吸入側から吐出側に流す第一流路と、
前記固定子の内周面よりも径方向外側、かつ、前記ヨーク部の外周面より径方向内側に位置し、前記液体を前記液体の前記吸入側から前記吐出側に流す他の流路を備え、
前記コイルモールドの外周面と、前記ヨーク部の内周面との間に、前記液体が、前記吸入側から前記吐出側に、軸方向に通る、前記他の流路としての第二流路と、
隣り合うティース部に形成された2つの前記コイルモールドの間に、軸方向に貫通し前記他の流路としての第四流路を形成するスロット部穴とを備え、
前記第四流路は、前記第一流路と、前記第二流路とに連通しているポンプ。 - 前記鉄心は、前記コイルモールドの外周面より径方向外側のヨーク部に、軸方向に貫通し、前記他の流路としての第三流路を構成するヨーク部穴を備えた請求項1に記載のポンプ。
- 前記鉄心は、前記ヨーク部と、複数の前記ティース部に分割されている請求項1又は請求項2に記載のポンプ。
- 前記ヨーク部は、内周に前記ティース部の外周側に形成された嵌合部を嵌合する、軸方向に延在する嵌合溝を有し、前記ヨーク部穴は、前記嵌合溝と、前記嵌合部の接合部かつ、前記ティース部を周方向に二分する線分の延長線上に設けられている請求項2に記載のポンプ。
- ハウジングと、前記ハウジングの軸方向の一方の開口部を塞ぐように配設されたエンドカバーと、
前記ハウジングの他方の開口部を塞ぐように前記ハウジング内に配設され、外部から液体を吸入してハウジング内に前記液体を圧送するポンプ部と、
前記ハウジング内に配設され、前記ポンプ部を駆動するモータと、
所定の圧力以上に加圧された前記液体を前記ハウジング外に吐出する吐出口を備え、
前記モータは、固定子と前記固定子の内周側に配設される回転子とを備え、
前記固定子は、環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出する複数のティース部とからなる鉄心と、それぞれの前記ティース部に絶縁部材を介して巻装されたコイルと、前記コイルを前記液体から絶縁するコイルモールドとを備え、
前記回転子の外周面と前記固定子の内周面との間に、前記固定子の軸方向に形成され、前記液体を前記液体の吸入側から吐出側に流す第一流路と、
前記固定子の内周面よりも径方向外側、かつ、前記ヨーク部の外周面より径方向内側に位置し、前記液体を前記液体の前記吸入側から前記吐出側に流す他の流路を備え、
前記鉄心は、前記コイルモールドの外周面より径方向外側のヨーク部に、軸方向に貫通し、前記他の流路としての第三流路を構成するヨーク部穴を備え、
前記ヨーク部は、内周に前記ティース部の外周側に形成された嵌合部を嵌合する、軸方向に延在する嵌合溝を有し、前記ヨーク部穴は、前記嵌合溝と、前記嵌合部の接合部かつ、前記ティース部を周方向に二分する線分の延長線上に設けられているポンプ。 - 前記コイルモールドの外周面と、前記ヨーク部の内周面との間に、前記液体が、前記吸入側から前記吐出側に、軸方向に通る、前記他の流路としての第二流路を備えた請求項5に記載のポンプ。
- 隣り合うティース部に形成された2つの前記コイルモールドの間に、軸方向に貫通し前記他の流路としての第四流路を形成するスロット部穴を備えた請求項6に記載のポンプ。
- 前記第四流路は、前記第一流路と、前記第二流路とに連通している請求項7に記載のポンプ。
- 前記コイルモールドの外周面に、前記ヨーク部の内周面と接触する接触部を有する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のポンプ。
- 前記鉄心は、鉄心片を軸方向に積層した積層鉄心である請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のポンプ。
- 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のポンプの製造方法であって、
ティース部を製造するティース製造工程と、前記ティース部に対して、前記絶縁部材を介して前記コイルを集中巻きするコイル巻装工程と、前記コイル巻装工程後に前記コイルと前記絶縁部材とをモールドする、コイルモールド工程とを含むポンプの製造方法。
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