JPWO2004073145A1

JPWO2004073145A1 - DC motor fuel pump

Info

Publication number: JPWO2004073145A1
Application number: JP2004568206A
Authority: JP
Inventors: 誠三井上; 米盛　敬; 敬米盛; 浩幸松崎; 一之山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2006-06-01
Also published as: WO2004073145A1; TWI235198B; CN1692540A; US20050118044A1; TW200419068A

Abstract

モータ部（１０）の直流電動機の駆動に伴い、前記モータ部（１０）のヨーク（３）に固定されたポンプ部（２０）において燃料を昇圧して出力する直流電動機式燃料ポンプにおいて、前記ヨーク（３）は、希土類のリング状マグネット（２）が内周に配置される第１筒状ヨーク（４）と、前記マグネット（２）に対応する位置で前記第１筒状ヨーク（４）の外周に設けられる第２筒状ヨーク（５）とを備える。In the direct current motor type fuel pump for boosting and outputting the fuel in the pump part (20) fixed to the yoke (3) of the motor part (10) as the direct current motor of the motor part (10) is driven, the yoke (3) includes a first cylindrical yoke (4) in which a rare earth ring-shaped magnet (2) is disposed on the inner periphery, and a position corresponding to the magnet (2) of the first cylindrical yoke (4). And a second cylindrical yoke (5) provided on the outer periphery.

Description

この発明は、モータの駆動により燃料を昇圧し、燃料タンク内の燃料をエンジンに圧送する直流電動機式燃料ポンプに関する。 The present invention relates to a direct current electric motor pump that boosts fuel by driving a motor and pumps fuel in a fuel tank to an engine.

例えば、特開２００２−２６２４８３号公報には、直流電動式の燃料ポンプに用いられる直流電動機の構成が示されている。
該公報に示された従来の直流電動機は、電機子の外周に周方向に磁気回路を形成する円筒形のヨークとマグネットが配置されている。
ヨークには、マグネットを固定するための固定孔が形成されており、この固定孔はヨークの板厚方向に内周面から外周面まで貫通し、内周面に開口する開口径より外周面に開口する開口径の方が大きく設けられている。
マグネットは、磁粉を樹脂に混合してリング状に形成されたプラスチックマグネットであり、ヨークと一体に形成され、自身の一部がヨークの固定孔にインサートされる。
この構成によれば、ヨークと一体成型されたマグネットの一部がヨークの固定孔に嵌合し、その嵌合部の外周側が内周側より大きくなっているので、成形後にマグネットが収縮してもヨークから外れることがなく、ヨークに対して強固に固定される。
従来の直流電動式の燃料ポンプに用いられる直流電動機（即ち、モーター部）は、マグネットをヨークの板厚方向に貫通する固定孔を用いてヨークに固定するので、ヨーク側面に貫通孔を開ける必要がある。
そのため、孔開け加工によってヨークが変形したり、バリが発生するという問題がある。
さらに、ヨークの内周側に磁粉が混合された樹脂を射出して、マグネットをヨークと一体に成形する際、ヨーク側面の貫通孔から樹脂がはみ出し、バリがヨーク外周に発生するという問題があった。
また、マグネットがヨーク端部より軸方向に見て奥にあるので、ヨーク内周側よりマグネットを射出成形しようとすると、ゲート処理が困難であるという問題がある。
なお、ゲートとは、射出成形時の金型の注入口のことであり、この注入口（即ち、ゲート）よりゾル状の樹脂が金型内に注入される。金型内に注入された樹脂は、所定圧力・所定温度の条件下で所定時間保持され、成形品が完成する。このとき注入口の部分にも樹脂が充填されているため、固化した注入口形状（突起形状）の樹脂が残る。この部分は不要であるため切削などにより除去するが、この除去処理のことをゲート処理と言う。
さらに、マグネットとして強大な着磁力を必要とする保持力の高い希土類磁石を使用する場合、磁気回路を構成するヨークは肉厚の厚いものが必要となるが、ヨークが一つの部材で構成されているため着磁装置が大型化する問題があった。
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、マグネットをヨークに固定するための貫通孔をヨーク側面に設ける必要がなく、さらに、希土類のマグネットを使用する際に、マグネットとヨークにより構成される磁気回路構成の自由度が高く、かつ、小型の着磁装置でマグネットの着磁が容易に行える直流電動機式燃料ポンプを提供することを目的とする。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-262483 discloses a configuration of a DC motor used for a DC electric fuel pump.
In the conventional DC motor disclosed in this publication, a cylindrical yoke and a magnet that form a magnetic circuit in the circumferential direction are arranged on the outer periphery of the armature.
A fixing hole for fixing the magnet is formed in the yoke, and this fixing hole penetrates from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface in the thickness direction of the yoke. A larger opening diameter is provided.
The magnet is a plastic magnet formed in a ring shape by mixing magnetic powder with resin, and is formed integrally with the yoke, and a part of itself is inserted into the fixing hole of the yoke.
According to this configuration, a part of the magnet integrally molded with the yoke is fitted into the fixing hole of the yoke, and the outer peripheral side of the fitting portion is larger than the inner peripheral side. Also, it does not come off the yoke and is firmly fixed to the yoke.
In a DC motor (ie, motor unit) used in a conventional DC electric fuel pump, the magnet is fixed to the yoke using a fixing hole that penetrates in the plate thickness direction of the yoke. Therefore, it is necessary to open a through hole on the side surface of the yoke. There is.
For this reason, there is a problem that the yoke is deformed or burrs are generated by drilling.
Further, when a resin mixed with magnetic powder is injected to the inner peripheral side of the yoke and the magnet is molded integrally with the yoke, the resin protrudes from the through-hole on the side of the yoke, and burrs are generated on the outer periphery of the yoke. It was.
Further, since the magnet is located behind the yoke end in the axial direction, there is a problem that gate processing is difficult when the magnet is injection-molded from the inner circumferential side of the yoke.
The gate is an injection port of a mold at the time of injection molding, and a sol-like resin is injected into the mold from the injection port (that is, the gate). The resin injected into the mold is held for a predetermined time under conditions of a predetermined pressure and a predetermined temperature to complete a molded product. At this time, since the resin is also filled in the injection port portion, the solidified injection port shape (projection shape) resin remains. Since this portion is unnecessary, it is removed by cutting or the like. This removal process is called gate processing.
Furthermore, when using a rare earth magnet with high coercive force that requires a strong coercive force as the magnet, the yoke constituting the magnetic circuit must be thick, but the yoke is composed of one member. Therefore, there is a problem that the magnetizing device is enlarged.
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is not necessary to provide a through hole for fixing the magnet to the yoke on the side of the yoke, and when using a rare earth magnet, It is an object of the present invention to provide a direct current motor type fuel pump that has a high degree of freedom in the configuration of a magnetic circuit composed of a magnet and a yoke and can easily magnetize a magnet with a small magnetizing device.

この発明に係る直流電動機式燃料ポンプは、モータ部の直流電動機の駆動に伴い前記モータ部のヨークに固定されたポンプ部において燃料を昇圧し、出力する直流電動機式燃料ポンプにおいて、前記ヨークは、希土類のリング状マグネットが内周に配置される第１筒状ヨークと、前記マグネットに対応する位置で、前記第１筒状ヨークの外周に設けられる第２筒状ヨークとを備えたものである。
その結果、マグネットをヨークに固定するための貫通孔をヨーク側面に設ける必要がなく、さらに、希土類のマグネットを使用する際に、マグネットとヨークにより構成される磁気回路構成の自由度が高く、かつ、小型の着磁装置でマグネットの着磁が容易に行える直流電動機式燃料ポンプを実現できる。The direct current motor type fuel pump according to the present invention is a direct current motor type fuel pump that boosts and outputs fuel in a pump unit fixed to the yoke of the motor unit as the direct current motor of the motor unit is driven. A first cylindrical yoke in which a rare earth ring magnet is arranged on the inner periphery, and a second cylindrical yoke provided on the outer periphery of the first cylindrical yoke at a position corresponding to the magnet. .
As a result, there is no need to provide a through-hole for fixing the magnet to the yoke on the side of the yoke, and when using a rare earth magnet, the degree of freedom of the magnetic circuit configuration comprising the magnet and the yoke is high, In addition, a DC motor fuel pump that can easily magnetize a magnet with a small magnetizing device can be realized.

第１図は、この発明の実施の形態１に係る直流電動機式燃料ポンプの断面図である。
第２図は、マグネットの着磁の説明図である。
第３図は、この発明の実施の形態２に係る直流電動機式燃料ポンプのマグネットとヨークを簡略表示した断面図である。
第４図は、この発明の実施の形態３に係る直流電動機式燃料ポンプのマグネットと第１筒状ヨークを簡略表示した断面図である。
第５図は、この発明の実施の形態４係る直流電動機式燃料ポンプのマグネットと軸受ホルダを簡略表示した図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a direct current motor type fuel pump according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of magnetizing the magnet.
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a magnet and a yoke of a direct current motor type fuel pump according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a magnet and a first cylindrical yoke of a direct current motor type fuel pump according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a simplified representation of a magnet and a bearing holder of a direct current motor type fuel pump according to Embodiment 4 of the present invention.

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１について説明する。
第１図は、この発明の実施の形態１に係る直流電動機式燃料ポンプ（以下、単に燃料ポンプと称すこともある）の断面図である。燃料ポンプ１は、モータ部１０とポンプ部２０により構成されている。
まず、モータ部１０について説明する。マグネット２は円筒状に形成されており、ヨーク３の内周面において電機子６の外周面から所定の距離隔てた位置に配置され、電機子６の外周でヨーク３とともに磁気回路を形成する。
なお、例えば、Ｓｍ・Ｆｅ・Ｎのネオジム（ｎｅｏｄｙｍ）のマグネット材料をヨーク３内周面に射出してヨーク３と一体化したマグネット２を成形すれば、マグネット２とヨーク３間の接着剤が不要となる。
ヨーク３はＳＴＫＭ（機械構造用炭素綱綱管）からなる第１筒状ヨーク４と第２筒状ヨーク５から構成され、第２筒状ヨーク５に第１筒状ヨーク４を軸方向から第２筒状ヨーク５の凸部５０ａに当接するまで圧入する。
なお、後述するように、着磁の容易化の観点よりマグネット２を第１筒状ヨーク４に射出成形により一体化する場合には、第２筒状ヨーク５に第１筒状ヨーク４を圧入する前にマグネット２を着磁しておくことが好ましい。
また、マグネット２を射出成形によって形成するためのゲート部は、マグネット２の端面に設けられている。
この場合、着磁の精度、あるいは第１筒状ヨーク４に機械加工をする際の変形が少ないなどの観点から、第１筒状ヨーク４の肉厚は３ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下がよい。
第２筒状ヨーク５は、その両端部をシャフト７の軸芯方向に曲げ加工することにより、軸受ホルダ１２、インレットハウジング２１、アウトレットハウジング２３を一体化する。
なお、第２筒状ヨーク５の一方の端部だけをシャフト７の軸芯方向に曲げ加工したものであってもよい。
この場合、曲げ加工しない他方の端部には、軸受ホルダ１２あるいはインレットハウジング２１とアウトレットハウジング２３で構成されるハウジングが圧入され、固定される。
例えば、ポリアセタールを主成分とする絶縁性の樹脂により形成された軸受ホルダ１２は、チェックバルブ１３、シャフト７を軸支する軸受８、導電性のブラシ９、このブラシ９を整流子６ａに押圧するコイルバネ１０、ブラシ９に燃料ポンプ外から電流を供給するためのリード線１１などを収納している。
次に、ポンプ部２０について説明する。インレットハウジング２１は樹脂により形成され、シャフトストッパ２８を収納し、図示しない燃料タンク内の燃料を吸入する吸入口が設けられている。
アウトレットハウジング２３は、樹脂により形成され、流路２７で昇圧された燃料を電機子６側に吐出する吐出口２４が設けられるとともに、シャフト７を軸支する軸受２５を収納する。
樹脂により成形され、外周に複数の羽根溝が形成されたインペラ（羽根車）２６の中心部のＤ字形状の孔には、断面がＤ字形状に形成されたシャフト７の端部であるＤカット部７ａが嵌合している。
インレットハウジング２１およびアウトレットハウジング２２の凹溝２１ａ、２３ａと、インペラ２６の複数の羽根溝により流路２７が形成される。
次に、燃料ポンプの動作について説明する。
図示しないバッテリーから給電端子（図示せず）、リード線１１、ブラシ９、整流子６ａを介して、電機子６に電流が供給されると、周知の直流電動機の原理により、電機子６はシャフト７を回転軸としてインペラ２６とともに回転する。
これに伴い、図示しない燃料タンク内の燃料は、吸入口２２から導入され、流路２７内において３００ＫＰａ〜５００ＫＰａに加圧された後、吐出口２４を通り、モータ部１０内の空間に入る。この加圧された燃料は、モータ部１０内において電機子６とマグネット２の間を通って流れるときに電機子６を冷却し、チェックバルブ１３を開放させ軸受ホルダ１２の吐出管１２ａから吐出される。この吐出された加圧燃料は図示しない内燃機関（エンジン）に供給される。
前述したように、ヨーク３は肉厚の薄い第１筒状ヨーク４と肉厚の厚い第２筒状ヨーク５で構成されている。
従って、保持力の強い希土類のマグネット２を使用する場合は、まず、希土類のマグネット２を射出成形により第１筒状ヨーク４の内周面に形成し、その状態でマグネット２を着磁し、その後、第２筒状ヨーク５の所望の位置にマグネット２が内面に形成された第１筒状ヨーク４を固定することができる。
ところで、希土類のマグネットよりも保持力の弱い焼結マグネットを用いる従来の燃料ポンプに比較して、実施の形態１における希土類のマグネット２を使用した燃料ポンプ１は、ヨーク３の肉厚として厚いものが必要となる。
他方、燃料ポンプ１は、一般の直流電動機と異なり、軸方向にポンプ部２０を設ける必要がある。更に、昇圧された燃料が燃料ポンプ１内を通過するので、第２筒状ヨーク５によって軸受ホルダ１２、インレットハウジング２１、アウトレットハウジング２３を液密に（即ち、燃料が漏れないように）保持する必要がある。
このため、一般の直流電動機に比較し、第２筒状ヨーク５の軸方向の長さ（軸方向の全長）が大きくなる。
本実施の形態では、ヨーク３は、第１筒状ヨーク４と第２筒状ヨーク５の２部材で構成されているので、例えば、第１の筒状ヨーク４の長さを変えるだけでも磁気回路を変更できる。
従って、従来のような一体物のヨークの場合と比較し、磁気回路構成の自由度が高くなる。
また、第１の筒状ヨーク４の長さを変えことによって要求仕様の異なる複数種類の燃料ポンプに対応することできるので、第２筒状ヨーク５は複数種類の燃料ポンプに対して共用化することも可能となる。
また、ヨーク３は第１筒状ヨーク４と第１筒状ヨーク４より軸方向長さの大きい第２筒状ヨーク５の２部材で構成されているので、磁気回路にほとんど影響を及ぼさない第２筒状ヨーク５の端部の肉厚を薄くすることができる。
また、第２筒状ヨーク５の端部の肉厚を薄くすることによって、シャフト７の軸芯方向への曲げ加工が容易となり、燃料ポンプ１の組立ても容易となる。
また、第１筒状ヨーク４の内周にマグネット２を固定する構成としているので、燃料ポンプ１内におけるマグネット２の位置は、第１筒状ヨーク４の第２筒状ヨーク５に対する固定位置を変えることによって調整することができる。
このため、第１筒状ヨーク４内の製品構成上都合の良い位置にマグネット２を固定することができる。
また、第１筒状ヨーク４とマグネット２の軸方向長さを同一にして、第１筒状ヨーク４とマグネット２の端部の端面位置を同一とすることにより、第１筒状ヨーク４の端部近傍に射出成形用のゲートを設けることができる。
この場合、従来のように第１筒状ヨーク４の側面に射出成形のゲートの孔を開ける必要や、第１筒状ヨーク４の内周側から射出成形用のゲートを設ける必要がなくなり、しかも、ゲート処理が容易となる。
さらに、第１筒状ヨーク４と第２筒状ヨーク５は協働して周方向の磁気回路として働くため、第１筒状ヨーク４および第２筒状ヨーク５の厚さの選択範囲が広い。
例えば、メインの磁気回路として働く第２筒状ヨーク５を厚くすることにより、第１筒状ヨーク４は薄くすることができる。
マグネット２に強大な着磁力を必要とする保磁力の高い希土類磁石を使用する場合は、その保磁力に応じた厚い肉厚の磁気回路が必要となるが、第１筒状ヨーク４および第２筒状ヨーク５の厚さの選択範囲が広いので、容易に対応できる。
即ち、マグネット２に強大な着磁力を必要とする保磁力の高い希土類磁石を使用する場合は、第１筒状ヨーク４を薄くし、この第１筒状ヨーク４の内側に射出成形されたマグネット２に着磁後、メインの磁気回路として働く第２筒状ヨーク５装着することが可能となる。
従って、小型の着磁装置でマグネット２の着磁が可能であると共に、マグネット２の着磁には不要な第１筒状ヨーク４の占有体積が小さいので、着磁の精度を高めることができる。
ここで、マグネットの着磁について第２図を用いて説明する。
第２図は、着磁装置４０によって同じ着磁力４１によりマグネット２を着磁するときの様子を説明するための図であり、第２図（ａ）は本実施の形態のように肉厚の薄い第１筒状ヨーク４の内周にマグネット２が形成されている場合、第２図（ｂ）は従来のように肉厚の厚い筒状ヨークの内周にマグネット２が形成されている場合を示している。
第２図（ａ）の場合には、着磁装置４０の所定の着磁力４１により磁束４２が第１筒状ヨーク４およびマグネット２に交差し、良好にマグネット２着磁をすることができる。
他方、第２図（ｂ）の場合には、第２図（ａ）と同じ着磁力４１では、磁束４２がマグネット２とは交差せず（所謂ショート状態）、マグネット２を充分に着磁することができない。
従って、第２図（ａ）の場合に比較し、マグネット２の着磁に強力な着磁力を要する。
また、第２筒状ヨーク５の線膨張率を第１筒状ヨーク４の線膨張率よりも小さなものを選定しておくと、燃料ポンプの稼働や使用環境によって温度が上昇し、第１筒状ヨーク４、第２筒状ヨーク５が膨張しても、第１筒状ヨーク４と第２筒状ヨーク５の間の接触は保たれ、磁気回路が分断されにくい。
なお、第１筒状ヨーク４と第２筒状ヨーク５の固定は圧入による例を説明したが、焼き嵌め等であってもよい。
実施の形態２．
以下この発明の実施の形態２について説明する。
第３図は、実施の形態２に係る直流電動機式燃料ポンプのマグネットとヨークを簡略表示した断面図であり、第３図（ａ）は第１筒状ヨークが第２筒状ヨークよりも軸方向長さが長い場合、第３図（ｂ）は第１筒状ヨークが第２筒状ヨークよりも軸方向長さが短い場合を示している。
第３図（ａ）に示すものは、第１筒状ヨーク４ａの下端内面に設けられたリブ４０ａにマグネット２ａの端面が当接することにより、燃料ポンプ１として使用した際に、成形により第１筒状ヨーク４ａ内周に一体成形時若しくは成形後に第１筒状ヨーク４ａ内に配置したマグネット２ａが下方へ移動することを防止する。
第２筒状ヨーク５ａは実施の形態１で説明した第１筒状ヨーク５と同様の構成であり、その他の図示しない構成は実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する（以下の実施の形態においても同様である）。
なお、マグネット２ａを射出成形により第１筒状ヨーク４ａに一体成形後、着磁する場合には、第３図（ｂ）に比較し、第１筒状ヨーク４ａの軸方向長さが短い（即ち、ほぼマグネット２ａの軸方向長さと同じ）なので、着磁を容易にできる。
特に、燃料ポンプの場合には、直流電動機に比較し、ポンプ部２０が軸方向に必要となり、第２筒状ヨーク５ａは軸方向が長くなるので、この作用効果は顕著である。
第３図（ｂ）に示すものは、第２筒状ヨーク５ｂが、マグネット２ｂに対応する位置（即ち、マグネット２ｂ、第１筒状ヨーク４ｂと共に磁気回路を構成する位置）で、第１筒状ヨーク４ｂの外周の一部を覆っている。
このように構成したので、磁気回路の構成に必要な領域のみに第２筒状ヨーク５ｂを配置すればよく、燃料ポンプの全体の外郭を小さくできる。
また、第３図（ａ）の場合に比較し、第１筒状ヨーク４ｂと第２筒状ヨーク５ｂを圧入後、第１筒状ヨーク４ｂと第２筒状ヨーク５ｂの固定強化のため両者を溶接等することが容易である。
第３図（ｂ）の場合には、第１筒状ヨーク４ｂは、軸受ホルダ１２（第１図参照）、インレットハウジング２１（第１図参照）、アウトレットハウジング２３（第１図参照）を固定する。
また、従来例と同様に、第１筒状ヨーク４ｂよりも軸方向長さが半分程度以下と短いマグネット２ｂが、第１筒状ヨーク４ｂの軸方向略中央に配置されている。
したがって、マグネット２ｂは、成形後に第１筒状ヨーク４ｂに挿入し固定する、或いは、従来例と同様に第１筒状ヨーク４ｂの側面に図示しない貫通孔を設け、第１筒状ヨーク４ｂの側面からこの貫通孔を介してマグネット２ｂを第１筒状ヨーク４ｂの内周に一体成形することが製造の効率からは好ましい。
実施の形態３．
以下この発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は実施の形態１、２で説明した燃料ポンプにおけるマグネットと第１筒状ヨークの変形例であり、いずれもマグネットは射出成形により第１筒状ヨークに一体成形された例である。
第４図は、この発明の実施の形態３に係る直流電動機式燃料ポンプのマグネットと第１筒状ヨークを簡略表示した断面図であり、第４図（ａ）はマグネットがテーパ形状の例、第４図（ｂ）はマグネットの両端で第１筒状ヨークに固定する例、第４図（ｃ）は第１筒状ヨーク端面に凸部を設ける例、第４図（ｄ）は第４図（ｃ）のヨークのみを示す図である。
第４図（ａ）のものは、第１筒状ヨーク４ｃの内周面をテーパ形状にし、しかも、マグネット２ｃの端部に設けたリブ４０ｃで第１筒状ヨーク４ｃの下端を覆っているので、マグネット２ｃが軸方向に移動するのを防ぐことができる。
第４図（ｂ）のものは、射出成形により一体化するマグネット２ｄの両端部のリブで第１筒状ヨーク４ｄの両端を覆っているので、マグネット２ｄの軸方向の移動を防ぐことができる。
第４図（ｃ）のものは、第１筒状ヨーク４ｅの上端面に第４図（ｄ）のように凸形状５０ｅが設けられており、射出成形により一体化されるマグネット２ｅで第１筒状ヨーク４ｅの両端を覆っているので、マグネット２ｅの軸方向の移動および回転を防ぐことができる。なお、第１筒状ヨーク４ｅの凸形状５０ｅは凹形状でも同様の作用効果を得られる。
実施の形態４．
以下この発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４は実施の形態１、〜３で説明した燃料ポンプにおけるマグネットの回転防止の変形例である。
第５図はこの発明の実施の形態４係る直流電動機式燃料ポンプのマグネットと軸受ホルダを簡略表示した図であり、第５図（ａ）は筒状をしたマグネットの軸受ホルダ１２（第１図参照）と対向する側の端面が平坦な場合の例、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のマグネットと軸受ホルダとヨークを示す断面図、第５図（ｃ）はマグネット端面が波形状の場合の例、第５図（ｄ）〜（ｇ）はマグネット端面に凹部、凸部を設ける場合の例である。
なお、第５図（ｂ）は、説明の都合上、１部材からなる筒状ヨークの例で説明するが、筒状ヨークは実施の形態１〜３と同様に第１筒状ヨークと第２筒状ヨークの２部材からなる筒状ヨークであってもよい。
第５図（ａ）のものは、軸受ホルダ１２ｆとマグネット２ｆとも端面が平坦なものを示しており、第５図（ｂ）に示すように、マグネット２ｆは、その両端面がヨーク３ｆの凸部（即ち、ヨーク３ｆのポンプ部２０側の端部内周において径方向に突出して形成された凸部）５０ｆと軸受ホルダ１２ｆにより挟み込まれる。
軸受ホルダ１２ｆは、直流電動機のブラシ９（第１図参照）、電機子６（第１図参照）の軸受８（第１図参照）等を収納し、昇圧した燃料の吐出管１２ａ（第１図参照）が形成されたもので、直流電動機式燃料ポンプには必ず設けられるものなので、部品を増やすことなく、マグネット２ｆの軸方向の移動および回転を止めることができる。
第５図（ｃ）のものは、軸受ホルダ１２ｇおよびマグネット２ｇの端面を波形状とし、この波形状部が互いに係合することにより、マグネット２ｆの回転を止めることができる。
第５図（ｄ）のものは、軸受ホルダ１２ｈの端面に凹部７０ｈを、マグネット２ｈの端面に凸部６０ｈを設け、これらの凹部および凸部が互いに係合することにより、マグネット２ｈの回転を止めることができる。
第５図（ｅ）のものは、軸受ホルダ１２ｋの端面に凸部６１ｋを、マグネット２ｋの端面に凹部７１ｋを設け、これらの凹部および凸部が互いに係合することにより、マグネット２ｋの回転を止めることができる。
第５図（ｆ）のものは、軸受ホルダ１２ｍの端面に周方向にバネ性を有する凹部７２ｍを、マグネット２ｍに凸部６２ｍを設け、これらの凹部および凸部が互いに係合することにより、マグネット２ｍの回転を止めることができる。
第５図（ｇ）のものは、軸受ホルダ１２ｎに周方向にバネ性を有する凸部７３ｈを、マグネット２ｎに凹部６３ｎを設け、これらの凹部および凸部が互いに係合することにより、マグネット２ｍの回転を止めることができる。
さらに、第５図（ｆ）の場合の凹部７２ｍあるいは第５図（ｇ）の場合の凸部７３ｈはバネ性を有しているので、第５図（ｄ）あるいは第５図（ｅ）の場合に比較し、マグネットと軸受ホルダをガタ無く係合させることができる。
なお、例えば、軸受ホルダ１２ｍの凹部７２ｍがバネ性を有する理由について説明しておく。軸受ホルダ１２ｍの凹部７２ｍは、マグネット２ｍの凸部６２ｍが挿入される開口がマグネット２ｍの凸部６２ｍよりも狭い挿入部（台形形状の部分）と、この挿入部の両側に突出する一対の突起と、該突起と軸受ホルダ１２ｍの側部との間に設けられたスリットにより構成されている。そして、マグネット２ｍの凸部６２ｍが軸受ホルダ１２ｍの凹部７２ｍに挿入されると、挿入部の開口は凹部７２ｍより狭いので、一対の突起はスリット側に弾性変型した状態（即ち、軸バネ性を有した状態）で、マグネット２ｍと軸受ホルダ１２ｍは位置決めされる。
マグネット２ｈあるいはマグネット２ｍを射出成形によって成形する場合、第５図（ｄ）あるいは第５図（ｆ）のマグネット２ｈあるいはマグネット２ｍの凸部は、成形時に作られるゲート部を用いると、ゲート処理が不要となり好ましい。この場合のゲートは径または角１〜２．６ｍｍ程度であり、高さ１ｍｍ程度の円柱状，角柱状となる。Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a DC motor type fuel pump (hereinafter sometimes simply referred to as a fuel pump) according to Embodiment 1 of the present invention. The fuel pump 1 includes a motor unit 10 and a pump unit 20.
First, the motor unit 10 will be described. The magnet 2 is formed in a cylindrical shape, and is disposed at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the armature 6 on the inner peripheral surface of the yoke 3, and forms a magnetic circuit with the yoke 3 on the outer periphery of the armature 6.
For example, if a magnet 2 made of neodymium of Sm / Fe / N is injected onto the inner peripheral surface of the yoke 3 to form the magnet 2 integrated with the yoke 3, the adhesive between the magnet 2 and the yoke 3 is obtained. It becomes unnecessary.
The yoke 3 includes a first cylindrical yoke 4 and a second cylindrical yoke 5 made of STKM (carbon steel rope for mechanical structure). The first cylindrical yoke 4 is inserted into the second cylindrical yoke 5 from the axial direction. Press-fit until the two cylindrical yokes 5 come into contact with the convex portion 50a.
As will be described later, when the magnet 2 is integrated with the first cylindrical yoke 4 by injection molding from the viewpoint of facilitating magnetization, the first cylindrical yoke 4 is press-fitted into the second cylindrical yoke 5. It is preferable to magnetize the magnet 2 before starting.
A gate portion for forming the magnet 2 by injection molding is provided on the end surface of the magnet 2.
In this case, the thickness of the first cylindrical yoke 4 is 3 mm or less, preferably 2 mm or less, from the viewpoint of magnetization accuracy or less deformation when machining the first cylindrical yoke 4.
The second cylindrical yoke 5 integrates the bearing holder 12, the inlet housing 21, and the outlet housing 23 by bending both ends thereof in the axial direction of the shaft 7.
Note that only one end portion of the second cylindrical yoke 5 may be bent in the axial direction of the shaft 7.
In this case, the bearing holder 12 or a housing constituted by the inlet housing 21 and the outlet housing 23 is press-fitted and fixed to the other end which is not bent.
For example, the bearing holder 12 formed of an insulating resin whose main component is polyacetal includes a check valve 13, a bearing 8 that supports the shaft 7, a conductive brush 9, and presses the brush 9 against the commutator 6a. The coil spring 10 and the brush 9 contain a lead wire 11 for supplying current from outside the fuel pump.
Next, the pump unit 20 will be described. The inlet housing 21 is made of resin, accommodates a shaft stopper 28, and is provided with a suction port for sucking fuel in a fuel tank (not shown).
The outlet housing 23 is made of resin, and is provided with a discharge port 24 for discharging fuel boosted in the flow path 27 to the armature 6 side, and houses a bearing 25 that supports the shaft 7.
A D-shaped hole at the center of an impeller (impeller) 26 formed of resin and having a plurality of blade grooves formed on the outer periphery thereof is an end portion of the shaft 7 having a D-shaped cross section. The cut part 7a is fitted.
A flow path 27 is formed by the recessed grooves 21 a and 23 a of the inlet housing 21 and the outlet housing 22 and a plurality of blade grooves of the impeller 26.
Next, the operation of the fuel pump will be described.
When a current is supplied from a battery (not shown) to the armature 6 via a power supply terminal (not shown), the lead wire 11, the brush 9, and the commutator 6a, the armature 6 has a shaft according to the principle of a well-known DC motor. 7 is rotated together with the impeller 26 around the rotation axis.
Accordingly, fuel in a fuel tank (not shown) is introduced from the suction port 22, pressurized to 300 KPa to 500 KPa in the flow path 27, passes through the discharge port 24, and enters the space in the motor unit 10. When the pressurized fuel flows in the motor unit 10 between the armature 6 and the magnet 2, the armature 6 is cooled and the check valve 13 is opened to be discharged from the discharge pipe 12 a of the bearing holder 12. The The discharged pressurized fuel is supplied to an internal combustion engine (engine) (not shown).
As described above, the yoke 3 is composed of the thin first cylindrical yoke 4 and the thick second cylindrical yoke 5.
Therefore, when using the rare earth magnet 2 having a strong holding force, first, the rare earth magnet 2 is formed on the inner peripheral surface of the first cylindrical yoke 4 by injection molding, and the magnet 2 is magnetized in that state. Thereafter, the first cylindrical yoke 4 having the magnet 2 formed on the inner surface can be fixed at a desired position of the second cylindrical yoke 5.
By the way, the fuel pump 1 using the rare earth magnet 2 in the first embodiment has a thicker yoke 3 than the conventional fuel pump using a sintered magnet having a lower holding power than the rare earth magnet. Is required.
On the other hand, the fuel pump 1 needs to be provided with a pump portion 20 in the axial direction, unlike a general DC motor. Further, since the pressurized fuel passes through the fuel pump 1, the second cylindrical yoke 5 holds the bearing holder 12, the inlet housing 21, and the outlet housing 23 in a liquid-tight manner (that is, so that the fuel does not leak). There is a need.
For this reason, the axial length (the total length in the axial direction) of the second cylindrical yoke 5 is larger than that of a general DC motor.
In the present embodiment, the yoke 3 is composed of two members, ie, the first cylindrical yoke 4 and the second cylindrical yoke 5, so that, for example, even if the length of the first cylindrical yoke 4 is changed, the magnetic force can be increased. The circuit can be changed.
Therefore, the degree of freedom of the magnetic circuit configuration is higher than in the case of a single yoke as in the prior art.
Further, by changing the length of the first cylindrical yoke 4, it is possible to cope with a plurality of types of fuel pumps having different required specifications, so that the second cylindrical yoke 5 is shared by a plurality of types of fuel pumps. It is also possible.
Further, since the yoke 3 is composed of two members, ie, the first cylindrical yoke 4 and the second cylindrical yoke 5 having an axial length larger than that of the first cylindrical yoke 4, the yoke 3 has little influence on the magnetic circuit. The thickness of the end portion of the two cylindrical yoke 5 can be reduced.
Further, by reducing the thickness of the end portion of the second cylindrical yoke 5, the shaft 7 can be easily bent in the axial direction, and the fuel pump 1 can be easily assembled.
In addition, since the magnet 2 is fixed to the inner periphery of the first cylindrical yoke 4, the position of the magnet 2 in the fuel pump 1 is the fixed position of the first cylindrical yoke 4 with respect to the second cylindrical yoke 5. It can be adjusted by changing.
For this reason, the magnet 2 can be fixed at a position convenient for the product configuration in the first cylindrical yoke 4.
Further, the axial lengths of the first cylindrical yoke 4 and the magnet 2 are made the same, and the end surface positions of the end portions of the first cylindrical yoke 4 and the magnet 2 are made the same, so that the first cylindrical yoke 4 An injection molding gate can be provided in the vicinity of the end.
In this case, there is no need to make a hole for an injection molding gate on the side surface of the first cylindrical yoke 4 as in the prior art, or an injection molding gate from the inner peripheral side of the first cylindrical yoke 4. Gate processing becomes easy.
Further, since the first cylindrical yoke 4 and the second cylindrical yoke 5 work together as a circumferential magnetic circuit, the thickness selection range of the first cylindrical yoke 4 and the second cylindrical yoke 5 is wide. .
For example, the first cylindrical yoke 4 can be made thinner by increasing the thickness of the second cylindrical yoke 5 that serves as the main magnetic circuit.
When a rare earth magnet having a high coercive force that requires a strong coercive force is used as the magnet 2, a thick magnetic circuit corresponding to the coercive force is required. Since the selection range of the thickness of the cylindrical yoke 5 is wide, it can be easily handled.
That is, when a rare earth magnet having a high coercive force that requires a strong coercive force is used for the magnet 2, the first cylindrical yoke 4 is thinned, and a magnet that is injection-molded inside the first cylindrical yoke 4. After being magnetized in 2, the second cylindrical yoke 5 that functions as the main magnetic circuit can be mounted.
Therefore, the magnet 2 can be magnetized with a small magnetizing apparatus, and the occupied volume of the first cylindrical yoke 4 unnecessary for magnetizing the magnet 2 is small, so that the accuracy of magnetization can be improved. .
Here, magnetization of the magnet will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram for explaining a state in which the magnet 2 is magnetized by the magnetizing device 40 with the same magnetizing force 41, and FIG. 2 (a) is a thick wall as in the present embodiment. When the magnet 2 is formed on the inner periphery of the thin first cylindrical yoke 4, FIG. 2 (b) shows the case where the magnet 2 is formed on the inner periphery of the thick cylindrical yoke as in the prior art. Is shown.
In the case of FIG. 2A, the magnetic flux 42 intersects the first cylindrical yoke 4 and the magnet 2 by the predetermined magnetizing force 41 of the magnetizing device 40, so that the magnet 2 can be magnetized satisfactorily.
On the other hand, in the case of FIG. 2B, the magnetic flux 42 does not intersect the magnet 2 with the same magnetizing force 41 as that in FIG. 2A (so-called short state), and the magnet 2 is sufficiently magnetized. I can't.
Therefore, compared to the case of FIG. 2 (a), the magnet 2 requires a strong magnetizing force for magnetization.
If the linear expansion coefficient of the second cylindrical yoke 5 is selected to be smaller than the linear expansion coefficient of the first cylindrical yoke 4, the temperature rises depending on the operation and use environment of the fuel pump, and the first cylinder Even if the cylindrical yoke 4 and the second cylindrical yoke 5 expand, the contact between the first cylindrical yoke 4 and the second cylindrical yoke 5 is maintained, and the magnetic circuit is not easily divided.
Although the first cylindrical yoke 4 and the second cylindrical yoke 5 are fixed by press-fitting, an example of shrink fitting may be used.
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a magnet and a yoke of a DC electric motor fuel pump according to Embodiment 2, and FIG. 3 (a) shows that the first cylindrical yoke is more axial than the second cylindrical yoke. When the directional length is long, FIG. 3B shows the case where the first cylindrical yoke has a shorter axial length than the second cylindrical yoke.
FIG. 3 (a) shows that the end surface of the magnet 2a is in contact with the rib 40a provided on the inner surface of the lower end of the first cylindrical yoke 4a. The magnet 2a disposed in the first cylindrical yoke 4a is prevented from moving downward during integral molding or after molding on the inner circumference of the cylindrical yoke 4a.
The second cylindrical yoke 5a has the same configuration as that of the first cylindrical yoke 5 described in the first embodiment, and other configurations (not shown) are the same as those in the first embodiment. This is the same in the embodiment of FIG.
When the magnet 2a is magnetized after being integrally formed with the first cylindrical yoke 4a by injection molding, the axial length of the first cylindrical yoke 4a is shorter than that in FIG. That is, it is almost the same as the axial length of the magnet 2a), so that magnetization can be facilitated.
In particular, in the case of a fuel pump, the pump unit 20 is required in the axial direction and the second cylindrical yoke 5a is longer in the axial direction than in the case of a DC motor, so this effect is remarkable.
In FIG. 3 (b), the second cylinder yoke 5b is in a position corresponding to the magnet 2b (that is, a position forming a magnetic circuit together with the magnet 2b and the first cylinder yoke 4b). A portion of the outer periphery of the yoke 4b is covered.
Since it comprised in this way, the 2nd cylindrical yoke 5b should just be arrange | positioned only to the area | region required for the structure of a magnetic circuit, and the outline of the whole fuel pump can be made small.
Compared to the case of FIG. 3 (a), both the first cylindrical yoke 4b and the second cylindrical yoke 5b are press-fitted and then both the first cylindrical yoke 4b and the second cylindrical yoke 5b are fixed and strengthened. Can be easily welded.
In the case of FIG. 3B, the first cylindrical yoke 4b fixes the bearing holder 12 (see FIG. 1), the inlet housing 21 (see FIG. 1), and the outlet housing 23 (see FIG. 1). To do.
Similarly to the conventional example, a magnet 2b having an axial length shorter than that of the first cylindrical yoke 4b by about half or less is disposed substantially at the center in the axial direction of the first cylindrical yoke 4b.
Therefore, the magnet 2b is inserted and fixed to the first cylindrical yoke 4b after molding, or a through-hole (not shown) is provided on the side surface of the first cylindrical yoke 4b in the same manner as in the conventional example, so that the first cylindrical yoke 4b It is preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency that the magnet 2b is integrally formed on the inner periphery of the first cylindrical yoke 4b through the through hole from the side surface.
Embodiment 3 FIG.
Embodiment 3 of the present invention will be described below. The third embodiment is a modification of the magnet and the first cylindrical yoke in the fuel pump described in the first and second embodiments, and both are examples in which the magnet is integrally formed with the first cylindrical yoke by injection molding. .
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a magnet and a first cylindrical yoke of a direct current motor type fuel pump according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 4 (a) is an example in which the magnet is tapered. FIG. 4 (b) shows an example in which both ends of the magnet are fixed to the first cylindrical yoke, FIG. 4 (c) shows an example in which a convex portion is provided on the end surface of the first cylindrical yoke, and FIG. It is a figure which shows only the yoke of figure (c).
In FIG. 4A, the inner peripheral surface of the first cylindrical yoke 4c is tapered, and the rib 40c provided at the end of the magnet 2c covers the lower end of the first cylindrical yoke 4c. Therefore, it is possible to prevent the magnet 2c from moving in the axial direction.
In FIG. 4 (b), both ends of the first cylindrical yoke 4d are covered with ribs at both ends of the magnet 2d integrated by injection molding, so that the axial movement of the magnet 2d can be prevented. .
In FIG. 4 (c), a convex shape 50e is provided on the upper end surface of the first cylindrical yoke 4e as shown in FIG. 4 (d), and the first magnet 2e is integrated by injection molding. Since both ends of the cylindrical yoke 4e are covered, the axial movement and rotation of the magnet 2e can be prevented. The same effect can be obtained even if the convex shape 50e of the first cylindrical yoke 4e is concave.
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 of the present invention will be described below. The fourth embodiment is a modification for preventing rotation of the magnet in the fuel pump described in the first to third embodiments.
FIG. 5 is a simplified view of a magnet and a bearing holder of a direct current motor type fuel pump according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 5 (a) is a cylindrical magnet bearing holder 12 (FIG. 1). Fig. 5 (b) is a cross-sectional view showing the magnet, bearing holder and yoke of Fig. 5 (a), and Fig. 5 (c) is an example where the end surface of the magnet is flat. 5 (d) to 5 (g) are examples in the case of providing a concave portion and a convex portion on the magnet end surface.
In FIG. 5 (b), for convenience of explanation, an example of a cylindrical yoke made of one member will be described. However, the cylindrical yoke is the same as the first to third embodiments in the same manner as in the first to third embodiments. A cylindrical yoke composed of two members of the cylindrical yoke may be used.
FIG. 5 (a) shows that both the bearing holder 12f and the magnet 2f have flat end surfaces. As shown in FIG. 5 (b), the magnet 2f has both end surfaces protruding from the yoke 3f. 50f (that is, a protruding portion formed in a radially protruding manner at the inner periphery of the end of the yoke 3f on the pump portion 20 side) and the bearing holder 12f.
The bearing holder 12f houses the brush 9 (see FIG. 1) of the DC motor, the bearing 8 (see FIG. 1) of the armature 6 (see FIG. 1), etc., and the pressurized fuel discharge pipe 12a (first). As shown in the figure, the DC motor fuel pump is always provided, so that the movement and rotation of the magnet 2f in the axial direction can be stopped without increasing the number of parts.
In FIG. 5 (c), the end surfaces of the bearing holder 12g and the magnet 2g are corrugated, and the corrugated portions engage with each other to stop the rotation of the magnet 2f.
In FIG. 5 (d), a concave portion 70h is provided on the end face of the bearing holder 12h, and a convex portion 60h is provided on the end face of the magnet 2h, and the concave portion and the convex portion are engaged with each other, thereby rotating the magnet 2h. Can be stopped.
In FIG. 5 (e), a convex portion 61k is provided on the end surface of the bearing holder 12k, and a concave portion 71k is provided on the end surface of the magnet 2k. The concave portion and the convex portion are engaged with each other, thereby rotating the magnet 2k. Can be stopped.
In FIG. 5 (f), a concave portion 72m having a spring property in the circumferential direction is provided on the end face of the bearing holder 12m, and a convex portion 62m is provided on the magnet 2m. The rotation of the magnet 2m can be stopped.
In FIG. 5 (g), the bearing holder 12n is provided with a convex portion 73h having a spring property in the circumferential direction, and the magnet 2n is provided with a concave portion 63n. The concave portion and the convex portion are engaged with each other. Can be stopped.
Further, since the concave portion 72m in the case of FIG. 5 (f) or the convex portion 73h in the case of FIG. 5 (g) has a spring property, the concave portion of FIG. 5 (d) or FIG. Compared to the case, the magnet and the bearing holder can be engaged without play.
For example, the reason why the recess 72m of the bearing holder 12m has a spring property will be described. The concave portion 72m of the bearing holder 12m includes an insertion portion (a trapezoidal portion) in which the opening into which the convex portion 62m of the magnet 2m is inserted is narrower than the convex portion 62m of the magnet 2m, and a pair of protrusions protruding on both sides of the insertion portion. And a slit provided between the projection and the side of the bearing holder 12m. When the convex portion 62m of the magnet 2m is inserted into the concave portion 72m of the bearing holder 12m, the opening of the insertion portion is narrower than the concave portion 72m, so that the pair of protrusions are elastically deformed toward the slit side (that is, the axial spring property is reduced). The magnet 2m and the bearing holder 12m are positioned.
When the magnet 2h or the magnet 2m is formed by injection molding, if the gate portion formed at the time of molding is used for the convex portion of the magnet 2h or the magnet 2m in FIG. 5 (d) or FIG. It is unnecessary and preferable. In this case, the gate has a diameter or a corner of about 1 to 2.6 mm, and has a cylindrical shape or a prism shape with a height of about 1 mm.

本発明は、磁気回路構成の自由度が高く、小型の着磁装置でマグネットの着磁が容易に行える直流電動機式燃料ポンプの実現に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for realizing a direct current motor type fuel pump that has a high degree of freedom in magnetic circuit configuration and can easily magnetize a magnet with a small magnetizing device.

Claims

In a DC motor type fuel pump that boosts and outputs fuel in a pump unit fixed to the yoke of the motor unit as the DC motor of the motor unit is driven, the yoke has a rare earth ring magnet disposed on the inner periphery. And a second cylindrical yoke provided on an outer periphery of the first cylindrical yoke at a position corresponding to the magnet.

2. The DC electric motor fuel pump according to claim 1, wherein the magnet is formed by injection molding, and a gate portion thereof is provided on an end surface of the magnet.

2. The direct current according to claim 1, wherein the magnet is provided with a convex portion or a concave portion on an end surface thereof, and the convex portion or the concave portion is engaged with a concave portion or a convex portion of another member fixed to the yoke. Electric fuel pump.

4. The direct current motor type fuel pump according to claim 3, wherein the convex portion of the magnet is an injection-molded gate portion.

2. The direct current motor type fuel pump according to claim 1, wherein at least one end surface of the first cylindrical yoke and the magnet is the same surface.

2. The DC motor fuel pump according to claim 1, wherein the axial length of the first cylindrical yoke is substantially equal to the axial length of the magnet.

2. The direct current motor type fuel pump according to claim 1, wherein the magnet is formed by injection molding, and the thickness of the first cylindrical yoke is 3 mm or less.