(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を吸入する吸入口（１２）に連通するポンプ室（１６）を有するケーシング（１３，１４）、前記ポンプ室の燃料を昇圧するインペラ（１１）、及びそのインペラの回転によって昇圧された燃料を前記ポンプ室から前記ケーシングの外側に吐出する吐出口（１７）を有するポンプ部（１０）と、
前記ポンプ部の前記インペラの軸方向の一方に設けられて前記インペラを回転駆動するロータ（２１）、及びそのロータの径外側に設けられた環状のステータ（３０）を有するモータ部（２０）と、
前記ステータの外側に設けられ、前記ポンプ部と前記モータ部との間に燃料室（４１）を形成するとともに、前記ステータの外側に外側流路（４２）を形成する筒状のハウジング（４０）と、
前記モータ部の反ポンプ部側に設けられ、前記ポンプ部の前記吐出口から前記モータ部を経由して流れる燃料を、前記ハウジングの外部へ排出する燃料排出管（３５）と、
前記外側流路を形成する前記ステータの外壁に設けられ、前記ステータを電気めっきする際に電極が当接することの可能な電極当接部（５０，５２）と、を備えることを特徴とする燃料ポンプ（１）。
【請求項２】
前記ステータは、磁性体から形成されるステータコア（３１）、及びそのステータコアに巻き回されるコイル（３３）を有し、
前記電極当接部（５０）は、前記ステータコアの径外方向の外壁に設けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
前記燃料ポンプは、燃料タンクの内側に設置された状態において、前記モータ部が重力方向上側、前記ポンプ部が重力方向下側となるものであり、
前記電極当接部は、前記ステータコアの軸方向の中央よりもポンプ部側に設けられることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ。
【請求項４】
前記外側流路を形成する前記ハウジングと前記ステータとの距離は、前記燃料室の燃料を表面張力によって吸い上げることの可能な大きさであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
前記電極当接部は、前記ポンプ部の前記吐出口の重力方向真上を除く位置に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
前記ステータコアは、軸方向から見て多角形に形成され、その多角形の角部分（３１１）が前記ハウジングの内壁に当接することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
前記ステータは、前記ステータコアと前記ハウジングとの間で軸方向に延びる仕切部（３７）を有することを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
【請求項８】
前記ステータを構成する樹脂材料が酸割れに比較的強い材料の場合、前記電気めっきとして酸性スズめっきを適用し、
前記ステータを構成する樹脂材料が酸割れに比較的弱い材料の場合、前記電気めっきとして中性スズめっきを適用することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクの燃料を内燃機関に圧送する燃料ポンプが知られている。
特許文献１に記載の燃料ポンプは、筒状のハウジングの内側に設けられたモータ部と、そのモータ部により回転駆動されるポンプ部を有している。ポンプ部で昇圧された燃料は、モータ部を構成するステータとロータとの間に形成された流路を通り、モータ部の反ポンプ部側に設けられた燃料排出管から内燃機関に圧送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１４２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の燃料ポンプは、モータ部を構成するステータが、磁性材料と樹脂とを含む複合材料の射出成形により形成されている。そのステータは、射出成型時に、その複合材料が金型に注入された位置に形成される射出口痕を、ステータの軸方向反ポンプ室側の端面に有している。そのため、仮に、射出口痕から生じた錆が大きくなり、その錆がステータとロータとの間の流路に入り込むと、ロータの回転が悪化することが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、モータ部及びポンプ部の回転を維持することの可能な燃料ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、モータ部のステータとハウジングとの間に燃料が流れる外側流路を形成した燃料ポンプにおいて、ステータを電気めっきする際に電極が当接することの可能な電極当接部を、外側流路を形成するステータの外壁に設けたことを特徴とする。
電極当接部には、電気めっきがされないので、そこに錆が生じることがある。電極当接部に生じた錆が電極当接部から離れた場合、その錆は、外側流路を通り、モータ部の反ポンプ部側に設けられた燃料排出管から排出される。そのため、錆がロータとステータとの間に入り込むことが防がれ、また、錆がポンプ部に入り込むことが防がれる。したがって、燃料ポンプは、モータ部及びポンプ部の回転を維持することができる。
なお、電極当接部とは、ステータを電気めっきした際に電極が当接した痕である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料ポンプが用いられる燃料供給系統の構成図である。
【図２】第１実施形態による燃料ポンプの断面図である。
【図３】第１実施形態によるステータの外観を示した燃料ポンプの断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】第１実施形態の電極当接部から錆が生じた状態を示す説明図である。
【図６】第１実施形態のステータのめっきに用いる電極装置である。
【図７】図６に示した電極装置にステータを設置した状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態による燃料ポンプの断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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実施形態を図１から図７に示す。本実施形態の燃料ポンプ１は、燃料タンク２の内側に設置されるインタンク式である。燃料ポンプは１、燃料タンク２の燃料を昇圧し、燃料配管３を通じて内燃機関４へ圧送する。燃料配管３には、燃料に含まれる異物を捕捉するためのフィルタ５が設けられている。
【０００８】
（燃料ポンプの全体構成）
まず、燃料ポンプ１の全体構成について説明する。
図２から図４に示すように、燃料ポンプ１は、ポンプ部１０、モータ部２０、及びハウジング４０等から構成される。燃料ポンプ１は、上述した燃料タンク２の内側に、ポンプ部１０が重力方向下側、モータ部２０が重力方向上側となるように設置される。燃料ポンプ１は、ポンプ部１０の備えるインペラ１１の回転により、図２の下方に示す吸入口１２から燃料を吸入し、その燃料を昇圧して、図２の上方に示す燃料排出管３５から吐出する。
【０００９】
ポンプ部１０は、インペラ１１、上ケーシング１３及び下ケーシング１４などを備える。上ケーシング１３と下ケーシング１４は、特許請求の範囲に記載の「ケーシング」に相当する。
上ケーシング１３と下ケーシング１４との間には、インペラ１１を収容するポンプ室１６が形成される。
インペラ１１は、円盤状に形成され、周方向に並ぶ複数の羽根溝１５を有する。インペラ１１は、モータ部２０のシャフト２３に固定され、シャフト２３と共に回転する。
【００１０】
下ケーシング１４は、燃料ポンプ１の外側からポンプ室１６に燃料を導入する吸入口１２を有する。上ケーシング１３は、ポンプ室１６からモータ部側へ燃料を吐出する吐出口１７を有する。
下ケーシング１４と上ケーシング１３は、吸入口１２から吐出口１７に亘り、インペラ１１の羽根溝１５に対応して形成された燃料流路１８、１９を有する。この燃料流路１８、１９は、軸方向から見てほぼＣ状に形成されており、ポンプ室１６に連通している。
【００１１】
モータ部２０のシャフト２３と共にインペラ１１が回転すると、吸入口１２からポンプ室１６及び燃料流路１８，１９に燃料が吸入される。その燃料は、インペラ１１の回転により、羽根溝１５と燃料流路１８，１９との間を螺旋状の旋回流となって流れ、吸入口１２から吐出口１７に向かうに従い昇圧され、吐出口１７から吐出する。
【００１２】
モータ部２０は、ブラシレスモータであり、ロータ２１及びステータ３０等を備える。
ロータ２１は、ロータコア２２とシャフト２３から構成される。ロータコア２２は、磁性体から形成され、ステータ３０の内側に回転可能に収容される。ロータコア２２は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
シャフト２３は、ロータコア２２の中心に圧入固定され、ロータコア２２とともに回転する。シャフト２３は、一端がモータカバー３４に設けられた軸受２４に回転可能に支持され、他端が上ケーシング１３に設けられた軸受２５に回転可能に支持される。
【００１３】
ステータ３０は、ステータコア３１、インシュレータ３２、コイル３３及びモータカバー３４等から構成される。
ステータコア３１は、積層鉄板から環状に形成され、ロータ２１の径外側に設けられる。このステータコア３１は、例えば６スロットであり、軸方向から見て略６角形に形成される。図４に示すように、ステータコア３１は、６角形の角部分３１１がハウジング４０の内壁に当接する。
図２に示すように、インシュレータ３２は、ステータコア３１を樹脂モールドする。コイル３３は、インシュレータ３２に巻回され、三相コイルを構成する。コイル３３が巻き回されたインシュレータ３２は、さらにモータカバー３４によって一体に樹脂成形される。
【００１４】
モータカバー３４は、燃料排出管３５、コネクタ３６、仕切部３７、及びコイル保護部３８などを有する。
燃料排出管３５は、モータ部２０の反ポンプ部側に筒状に突出する。燃料排出管３５は、ポンプ部１０で昇圧された燃料を、モータ部２０の外側へ排出する。
コネクタ３６は、その内側にステータ３０の三相コイルに電気的に接続する端子３９を有する。
仕切部３７は、ステータコア３１の径外側に設けられ、ステータコア３１の軸方向に延びている。仕切部３７は、軸方向から見て６角形のステータコア３１の辺の中心位置に設けられる。
コイル保護部３８は、ステータ３０のポンプ部側に円筒状に形成され、コイルエンドを保護する。
【００１５】
ハウジング４０は、筒状に形成され、ステータ３０の径外側に設けられる。ハウジング４０は、軸方向の一方の端部が径内方向にかしめられ、モータカバー３４を固定する。また、ハウジング４０は、軸方向の他方の端部が径内方向にかしめられ、下ケーシング１４と上ケーシング１３を固定する。
ハウジング４０によって固定されたモータ部２０とポンプ部１０との間には、燃料室４１が形成される。また、ハウジング４０の内壁とステータコア３１の外壁との間に外側流路４２が形成される。外側流路４２は、軸方向に延びる仕切部３７によって区分され、さらに、ステータコア３１の角部分３１１によって区分される。そのため、ハウジング４０とステータコア３１との間には、軸方向に延びる複数の外側流路４２が周方向に並んで設けられる。
燃料室４１から燃料排出管３５への燃料の流路としては、ロータ２１とステータ３０との隙間Ｓと、外側流路４２のいずれもが燃料の流路となる。本実施形態では、外側流路４２の断面積は、ロータ２１とステータ３０との隙間Ｓの断面積よりも大きい。そのため、外側流路４２を流れる燃料の流量は、ロータ２１とステータ３０との隙間Ｓを流れる燃料の流量よりも多い。
また、外側流路４２を形成するハウジング４０とステータ３０との距離Ｃは、燃料室４１の燃料を表面張力によって吸い上げることの可能な程度の大きさである。
【００１６】
モータカバー３４に設けられたコネクタ３６の端子３９から、ステータ３０の各相のコイル３３に三相電力が供給されると、ステータ３０に回転磁界が生じ、ロータ２１とシャフト２３が回転する。これにより、ポンプ部１０のインペラ１１が回転駆動する。ポンプ部１０で昇圧された燃料は、上ケーシング１３の吐出口１７から燃料室４１に吐出する。
燃料室４１の燃料は、主に外側流路４２を通り、モータカバー３４の燃料排出管３５からモータ部２０の外側へ吐出する。
【００１７】
（燃料ポンプの特徴的構成）
次に、本実施形態の燃料ポンプ１の特徴的構成を説明する。本実施形態では、例えば粗悪燃料などに対する耐腐食性を高めるため、ステータ３０を電気めっきしている。
電気めっきとして、酸性スズめっき、又は、中性スズめっきが例示される。酸性スズめっきは、中性スズめっきと比較して、めっき浴のｐＨが小さい。
ステータ３０を構成するインシュレータ３２及びモータカバー３４等の樹脂材料にＰＰＳ等の比較的酸割れに強く、酸割れすることがほとんどない材料が使用される場合、電気めっきとして酸性スズめっきを適用する。これにより、粗悪燃料に対する耐腐食性を高めることが可能である。
一方、ステータ３０を構成するインシュレータ３２及びモータカバー３４等の樹脂材料にＰＯＭ等の比較的酸割れに弱く、酸割れする可能性がある材料が使用される場合、電気めっきとして中性スズめっきを適用する。これにより、樹脂材料の酸割れを防ぐと共に、粗悪燃料に対する耐腐食性を高めることが可能である。
電気めっきの際、電極が当接した部分にはめっき層が付着することなく、その部分が痕として残る。この痕を、電極当接部５０と称する。
【００１８】
図２から図４に示すように、本実施形態では、電極当接部５０は、外側流路４２を形成するステータ３０の外壁に設けられる。詳細には、電極当接部５０は、ステータコア３１の径外方向の外壁に設けられる。
電極当接部５０は、ステータコア３１の各ティースにつき、１個づつ設けられる。また、電極当接部５０は、ステータコア３１の軸方向の中央よりも、ポンプ部側に設けられる。図２及び図３に示すＡ，Ｂは同一であり、ステータコア３１の軸方向の半分の長さである。電極当接部５０は、矢印Ｂで示した領域に設けられる。
【００１９】
図４では、ポンプ部１０の吐出口１７をステータ３０に投影した位置を破線１７１で示している。電極当接部５０は、ポンプ部１０の吐出口１７の重力方向真上を除く位置に設けられる。
なお、電極当接部５０は、図２及び図３に符号５０で示す丸を記載した位置に限らず、ステータコア３１の径外方向の外壁であり、且つ、ステータコア３１の軸方向の中央よりもポンプ部側の領域に設けられていればよい。
なお、電極当接部５０は、ステータコア３１の径内方向の内壁に設けてはならない。ステータコア３１の径内側にはロータ２１が配置されるので、電極当接部５０に錆びが発生した場合にロータ２１の回転動作を妨げるからである。
【００２０】
（ステータのめっき方法）
ステータ３０を電気めっきするための電極装置を図６に示す。
電極装置６０は、円柱状の陽極６１と、その周りに設けられる陰極６２と、台座６３を備える。陰極６２は、環状の基部６４と、その基部６４から上方に延びる腕部６５を有する。腕部６５は、ステータコア３１のティースの個数に対応して６個設けられている。腕部６５の径内方向の端面６６が、ステータコア３１の電極当接部５０に当接する部分となる。
陰極６２の基部６４の上に、ステータ３０を載せるための台座６３が設けられる。
【００２１】
図７に示すように、台座６３にステータ３０を載せて、陰極６２の腕部６５をステータコア３１に当接させる。この状態で、電極装置６０とステータ３０を、例えばスズ（Ｓｎ）等の金属を含む電解液に浸し、陽極６１から陰極６２へ電流を流す。これにより、電解液に溶解した金属がステータコア３１の表面で還元され、ステータコア３１の表面にめっきがされる。その後、電解液から電極装置６０とステータ３０を取り出し、電極装置６０からステータ３０を取り外す。このとき、電極装置６０の陰極６２がステータコア３１に当接した部分にはめっき層が形成されず、その部分が電極の痕として電極当接部５０となる。この電極当接部５０が空気に晒された場合、そこに錆が生じることがある。
【００２２】
図５は、経年変化等により、電極当接部５０に生じた錆５１が大きくなった状態を模式的に示している。
電極当接部５０に生じた錆５１が大きくなると、ハウジング４０の内壁とステータコア３１との間に挟まる。そのため、錆５１の移動が防がれる。また、仮に、電極当接部５０から錆５１が離れると、図５の矢印Ｆに示す燃料の流れにより、燃料排出管３５から排出される。この錆５１は、燃料ポンプ１と内燃機関４とを接続する燃料配管３に設けられたフィルタ５に捕捉される。
また、仮に、燃料ポンプ１の作動停止時に電極当接部５０から錆５１が離れ、重力方向下側へ自由落下した場合でも、仕切部３７及び角部分３１１に仕切られた外側流路４２は軸方向に延びており、さらに、電極当接部５０の重力方向直下に吐出口１７が存在しないので、吐出口１７に錆５１が入り込むことが防がれる。
【００２３】
（本実施形態の作用効果）
本実施形態の燃料ポンプ１は、次の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、電極当接部５０は、外側流路４２を形成するステータ３０の外壁に設けられる。
これにより、電極当接部５０に錆５１が生じた場合、その錆５１は、外側流路４２を通り、モータ部２０の反ポンプ部側に設けられた燃料排出管３５から排出される。そのため、錆５１がロータ２１とステータ３０との間に入り込むことが防がれ、また、錆５１がポンプ部１０に入り込むことが防がれる。したがって、燃料ポンプ１は、モータ部２０及びポンプ部１０の回転を維持することができる。
【００２４】
（２）本実施形態では、電極当接部５０は、ステータコア３１の径外方向の外壁に設けられる。
これにより、電極当接部５０に生じた錆５１が大きくなると、ステータ３０とハウジング４０との間に挟まるので、錆５１の移動が防がれる。したがって、燃料ポンプ１は、モータ部２０及びポンプ部１０の回転を維持することができる。
【００２５】
（３）本実施形態では、電極当接部５０は、ステータコア３１の軸方向の中央よりもポンプ部側に設けられる。
これにより、燃料タンク２の燃料が少なくなったときでも、燃料室４１の燃料を外側流路４２が表面張力によって吸い上げる。そのため、外側流路４２のうちステータコア３１の軸方向の中央よりもポンプ部側に位置する領域には、燃料が満たされた状態となる。そのため、電極当接部５０が空気に触れることが防がれる。したがって、電極当接部５０に錆５１が生じることを抑制することができる。
【００２６】
（４）本実施形態では、外側流路４２を形成するハウジング４０とステータ３０との距離Ｃは、燃料室４１の燃料を表面張力によって吸い上げることの可能な大きさである。
これにより、燃料ポンプ１は、外側流路４２のうちステータ３０の軸方向の中央よりもポンプ部側に位置する領域を、燃料が満たされた状態に維持することができる。
【００２７】
（５）本実施形態では、電極当接部５０は、ポンプ部１０の吐出口１７の重力方向真上を除く位置に設けられる。
これにより、電極当接部５０で生じた錆５１が、燃料ポンプ１の作動停止時に自由落下した場合でも、その錆５１がポンプ部１０の吐出口１７に入り込むことが防がれる。したがって、燃料ポンプ１は、ポンプ部１０の回転を維持することができる。
【００２８】
（６）本実施形態では、ステータコア３１は、軸方向から見て多角形に形成され、その角部分３１１がハウジング４０の内壁に当接する。
これにより、外側流路４２がステータコア３１の角部分３１１によって仕切られる。したがって、電極当接部５０で生じた錆５１が落下した場合、その錆５１が落下中に周方向に移動してポンプ部１０の吐出口１７に入り込むことが防がれる。
【００２９】
（７）本実施形態では、ステータ３０は、ステータコア３１とハウジング４０との間で軸方向に延びる仕切部３７を有する。
これにより、外側流路４２が仕切部３７によって仕切られる。したがって、電極当接部５０で生じた錆５１が落下した場合、その錆５１が落下中に周方向に移動してポンプ部１０の吐出口１７に入り込むことが防がれる。
【００３０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図８及び図９に示す。第２実施形態において、上述した第１実施形態と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実施形態では、電極当接部５２が、ステータコア３１のポンプ部側の端面に設けられている。すなわち、電極当接部５２は、円筒状のコイル保護部３８よりも径外側に位置するステータコア３１に設けられる。この部分も、外側流路４２を形成するステータ３０の外壁である。
電極当接部５２は、ステータコア３１の各ティースにつき、１個づつ設けられる。また、電極当接部５２は、ポンプ部１０の吐出口１７の重力方向真上を除く位置に設けられる。
この構成により、第２実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３１】
（他の実施形態）
上述した実施形態では、ブラシレスモータを備えた燃料ポンプについて説明した。これに対し、他の実施形態では、燃料ポンプは、ブラシ付きのモータを備えるものであってもよい。
上述した実施形態では、６スロットのステータコアを備えた燃料ポンプについて説明した。これに対し、他の実施形態では、燃料ポンプは、ステータコアのスロットの数に限定はない。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、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。
【符号の説明】
【００３２】
１  ・・・燃料ポンプ
１０・・・ポンプ部
１７・・・吐出口
２０・・・モータ部
３０・・・ステータ
３５・・・燃料排出管
４０・・・ハウジング
４１・・・燃料室
４２・・・外側流路
５０，５２・・・電極当接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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