(57)【要約】ロータ部（１０）の中心部に固着された軸受（２０）と、この軸受の中心部に嵌挿されてロータ部（１０）を回動自在に保持するロータ部保持部材（１２）とを備え、ロータ部と軸受けが一体的に回動するようにした。ロータ部の質量を小さくでき、ポンプ性能が低下することなく、ロータがステータコアの周方向に形成される磁極への追従性が良い燃料供給装置を得ることができる。
2012176260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアに巻回されたコイルに流れる電流を制御することにより前記ステータコアの内周面に周方向に形成される磁極が切り換わるステータ部と、このステータコアの内周側に回転自在に設置され、回転方向に交互に異なる磁極を前記ステータコアと向き合う外周面に形成させるロータ部と、円筒状に形成され内周面に前記ステータ部が嵌挿されるヨークとから形成されるモータ部と、
前記ロータ部に係合して回転駆動する回転部材により燃料を吸入し昇圧するポンプ部と、
このポンプ部および前記モータ部を保持すると共に燃料タンクに設けられた開口部を覆うようにして前記燃料タンクに固定されるフランジ部とから構成され、前記燃料タンク内の燃料を吐出パイプを介して前記燃料タンク外へ送出する燃料供給装置において、
前記ロータ部の中心部に固着された軸受と、
この軸受の中心部に嵌挿させて、前記ロータ部を回動自在に保持するロータ部保持部材を備え、前記ロータ部と前記軸受が一体的に回動するようにしたことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記ロータ部保持部材の少なくとも一方端は、前記モータ部に保持されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記回転部材は、前記ロータ部の中央部から延設された突出部と係合して回転駆動されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記ロータ部と前記突出部は一体成型されたプラスチックマグネットであることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記ロータ部は、扁平形状であることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記ポンプ部は、前記モータ部に着脱可能に保持されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記ロータ部保持部材の一方端のみが、前記モータ部に保持されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二輪車等の燃料タンクの開口部に保持されて燃料を燃料タンク外へ送出するための燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のブラシレスモータを用いた燃料供給装置は、コイルが巻回された磁性体からなるコアを樹脂材料でモールド成型することにより覆って形成されるステータ部と、コアの内周側に回転自在に配置され、コイルへ通電されるとコアに形成された磁界を受けて回転するロータ部と、ロータ部の回転軸に固定されたインペラと、インペラを回転自在に収容するポンプケースと、ポンプケースをその外周側で保持するとともにステータ部に結合しているハウジングと、を備えるポンプ部と、ステータ部を保持し、容器に設けられた開口部を覆うようにして容器に固定されることにより、燃料ポンプを容器に固定するフランジ部と、を備え、ステータ部は、回転軸の一端側と回転自在に嵌合して支持する軸受けを保持する軸受け保持部を備え、且つ、この軸受け保持部はモールド成型により形成され、フランジ部はステータ部をモールド成型する際にステータ部と一体的に形成されており、ポンプケースの吸込口には吸込フィルタを装着するようにしている。（例えば、特許文献１、図１を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２２０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のブラシレスモータを用いた燃料供給装置は以上のように構成されており、モータ部は樹脂モールドに保持され、ポンプ部はハウジングで保持されているが、ロータ部を支持する軸受けがモータ部とポンプ部のそれぞれに跨っており、それぞれの軸受け間の距離が長いことから、それぞれの軸受け間の同心を確保しにくく、ロータ部と軸受けの接触部での摩擦が大きくなり、結果、ポンプ性能が低下するという問題があった。
また、ロータ部は軸が長く、ロータ自体の質量が大きいことから、ロータ部のステータコアの内周面に周方向に形成される磁極への追従性が悪く、回転開始時に始動不能を起こすという問題があった。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ポンプ性能が良く、ロータ部の全長が短く、ロータ部自体の質量を小さくして、回転開始時に始動不能を起こすことがない燃料供給装置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】
【０００６】
この発明に係る燃料供給装置は、ステータコアに巻回されたコイルに流れる電流を制御することによりステータコアの内周面に周方向に形成される磁極が切り換わるステータ部と、このステータコアの内周側に回転自在に設置され、回転方向に交互に異なる磁極をステータコアと向き合う外周面に形成させるロータ部と、円筒状に形成され内周面にステータ部が固着されるヨークとから形成されるモータ部と、ロータ部に係合して回転駆動する回転部材により燃料を吸入し昇圧するポンプ部と、このポンプ部およびモータ部を保持すると共に燃料タンクに設けられた開口部を覆うようにして燃料タンクに固定されるフランジ部とから構成され、燃料タンク内の燃料を吐出パイプを介して燃料タンク外へ送出する燃料供給装置において、ロータ部の中心部に固着された軸受と、この軸受の中心部に嵌挿させて、ロータ部を回動自在に保持するロータ部保持部材とを備え、ロータ部と軸受が一体的に回動するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の燃料供給装置によれば、ロータ部の中心部に固着された軸受と、この軸受に嵌挿させてロータ部を回動自在に保持するロータ部保持部材とを具備し、ロータ部と軸受が一体的に回動するよう構成したので、ロータ部と軸受の接触部での摩擦が少なく、ポンプ性能が低下することがない。
また、ロータ部の全長が短く、ロータ部自体の質量が小さいので、ロータ部のステータコアの内周面に周方向に形成される磁極への追従性が良く、回転開始時に始動不能を起こすことがない。【０００８】
上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料供給装置の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における燃料供給装置の分解斜視図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態２における燃料供給装置の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２における燃料供給装置の分解斜視図である。
【図６】図４の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における燃料供給装置の縦断面図、図２は、本発明の実施の形態１における燃料供給装置の分解斜視図、図３は図１の要部拡大図である。
この発明の実施の形態１に係る燃料供給装置１００の構成について、図１〜図３を用いて説明する。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１〜図３において、燃料供給装置１００は、例えば、自動二輪車において、燃料１を貯蔵する燃料タンク２の開口部２ａに吊装されており、ポンプ部３０と、ポンプ部３０の駆動源であるモータ部４０と、燃料タンク２への取り付け部材となるフランジ部５０とから構成されている。
【００１１】
ポンプ部３０は、ポンプベース３及びポンプカバー４に、回転部材であるインペラ５を収容し、外周をポンプケース７により被装させて構成されており、ポンプケース７に配設された係合凹部７ａが、後述のハウジング（ヨークともいう。）１１の外周面に形成された係合凸部１１ａに係合することにより、着脱可能に形成されており、ポンプ部３０はモータ部４０に気密部材であるＯリング１９を挟持して一体的に保持されている。
なお、当該ポンプの形式は、所謂タービンポンプであり、円盤状に形成されたインペラ５は、ポンプベース３及びポンプカバー４によりその表裏両面側から挟むようにして収容され、後述のロータ部１０の略中央部から延設された複数の円筒状の突出部１０ａが、インペラに複数配設された係合孔５ａに係合して駆動されるよう構成されている。
【００１２】
ポンプカバー４の燃料タンク２側（図１の下方側）には、この燃料タンク２内の燃料１を吸込む吸込口４ａが配設され、この吸込口４ａには燃料１中のゴミを濾過するための吸込フィルタ８が装着されている。
【００１３】
ポンプベース３及びポンプカバー４のインペラ５に対向する面には、それぞれＣ字状のポンプ流路３０ａが形成されており、燃料タンク２内の燃料１はポンプカバー４に結合した吸込フィルタ８で濾過された後、吸入口４ａから流入し、インペラ５の回転によりポンプ流路３０ａ内を流れつつ昇圧され、モータ部４０側に圧送される。
ポンプ部３０からモータ部４０側に圧送された燃料は、後述するステータコア部９とロータ部１０との間を通り、後述するフランジ部５０に形成された連絡通路１４ｆを介して燃料通路１４ｄに供給される。
【００１４】
モータ部４０は、所謂ブラシレスモータが採用され、磁性体からなるステータコア９ａとこのステータコア９ａに巻回されたコイル９ｂから成るステータ部９、及び円筒状で中心部に突設された突出部１０ａが一体的にプラスチックマグネットにより成型され、且つ略中心部に軸受２０が固着され、軸方向（図１の上下方向）に対して径方向（図１の左右方向）の寸法が大きく形成された、所謂、扁平形状のロータ部１０と、後述のハウジング１１の略中心部に一方端が固着され、他方端がポンプ部３０のポンプカバー４に固着されると共に、軸受２０に嵌挿され、ロータ部１０を回動自在に保持するロータ保持部材であるシャフト１２とを有している。
なお、シャフト１２は一方端のみハウジング１１の略中心部に固着させても良い。
【００１５】
ステータ部９は、ステータコア９ａに巻回されたコイル９ｂに流れる電流が制御されることにより、ステータコア９ａの内周面に周方向に形成される磁極が切り換わる。
シャフト１２に嵌挿された軸受２０により回転自在に支持されたロータ部１０は、ステータコア９ａの内周で回転自在に設置されており、ステータコア９ａと向き合う外周面側に回転方向に交互に異なる磁極を形成するように着磁されている。
【００１６】
なお、ステータコア９ａは、軸方向に積層された複数の磁性鋼板が固着されて形成されており、ステータコア９aには、その表面を覆うように絶縁材質からなるインシュレータ９ｃが設けられ、インシュレータ９ｃの周囲にコイル９ｂが巻回され、コイル９ｂに図示しない制御装置から三相交流電流が供給され周方向に回転磁界を発生するように、例えばスター結線されて、後述の３つの負荷端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃに接続されている。
【００１７】
ステータコア９ａ、コイル９ｂ、このコイル９ｂに電気的に接続された負荷端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及びステータ部９は、例えば、ポリアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂で形成されたハウジング１１により一体的にインサートして成型されており、樹脂材料が充填されることにより燃料がコイル９ｂには直接接触せず、劣化燃料や低質燃料を使用しても、コイル９ｂの腐食を防止できるものである。
【００１８】
フランジ部５０は、図示しない燃料配管を介して加圧燃料をエンジン（図示せず）へ送出する吐出パイプ１４ａ、及びコイル９ｂに電力を供給するための後述の電源端子１７ａ、１７ｂ、１７ｃが収納された電力供給手段であるコネクタ部１４ｂが、例えば、ＰＰＳ樹脂、あるいはＰＯＭ樹脂などの熱可塑性樹脂材にて一体的に成型されたフランジ１４などから構成されている。フランジ１４は、軸方向（図１において上下方向）に直交する平板状に形成されており、燃料タンク２の円形の開口部２ａに嵌挿され、且つ平板部を燃料タンク２の外側表面との間にパッキン１７を挟装させ密着させた状態で、図示しない固定用金具等で締結することにより、燃料タンク２に固定される。
フランジ１４の中央部には、後述の吐出フィルタ１８で濾過された燃料を燃料通路１４ｄに連通させる連絡通路１４ｆが形成されている。
【００１９】
燃料通路１４ｄの途中には逆止弁１５が配置されている。逆止弁１５は、弁体１５ａ、弁座１５ｂおよびバルブスプリング１５ｃから構成されており、スプリング１５ｃには、コイルスプリングが用いられており、逆止弁１５の取付状態においては圧縮状態となっている。弁体１５ａは、スプリング１５ｃの弾性力により弁座１５ｂに当接しており、燃料供給装置１００の運転中においては、ポンプ部３０から吐出された燃料圧力により弁体１５ａに作用する燃料通路１４ｄの下流側（図１において左側）へ向かう方向の力がスプリング１５ｃの弾性力に打ち勝って、弁体１５ａが弁座１５ｂから離れ燃料が吐出パイプ１４へ流れる。
【００２０】
一方、燃料供給装置１００の停止中においては、弁体１５ａがスプリング１５ｃの弾性力により弁座１５ｂに当接しているため、燃料通路１４ｄは逆止弁１５により遮断されている。このため、逆止弁１５ａより下流側の燃料通路１４ｄ内および吐出パイプ１４ａに接続された図示しない燃料配管内の燃料は、燃料供給装置１００を介して燃料タンク２内に戻らずそのままそこに留まり、且つ加圧された燃料圧力も保持される。したがって、次回のエンジン始動時に、燃料は直ちにエンジンへ供給され、速やかなエンジン始動が可能になる。
【００２１】
更に、逆止弁１５より下流側の燃料通路１４ｄの途中には、燃料タンク２方向（図１の下方向）に調圧弁１６が配置されている。
調圧弁１６は、弁体１６ａ、弁座１６ｂおよびスプリング１６ｃから構成されている。
スプリング１６ｃは、この場合コイルスプリングが用いられており、調圧弁１６の取付状態においては圧縮状態となっている。調圧弁１６は、燃料供給装置１００から送出される燃料圧力を所望圧力に調節するものである。ここで、所望圧力とは、エンジン側から要求される燃料圧力である。調圧弁１６においては、燃料圧力により弁体１６ａに作用する力とスプリング１６ｃの弾性力との大小関係に基づいて、弁体１６ａと弁座１６ｂとの当接・離間状態が決定される。
【００２２】
すなわち、燃料通路１４ｄ内の燃料圧力が所望圧力以下である場合は、弁体１６ａが弁座１６ｂに当接し、調圧弁１６は閉じている。燃料通路１４ｄ内の燃料圧力が所望圧力を超えた場合は、弁体１６ａが弁座１６ｂから離れ調圧弁１６が開弁して、燃料通路１４ｄ内の燃料の一部が調圧弁１６を介して燃料タンク２内、つまり低圧領域に戻り、これにより、燃料通路１４ｄ内の燃料圧力が所望圧力に維持される。調圧弁１６の燃料タンク２側のハウジングには、調圧弁１６に対応した位置に貫通孔１４ｅが設けられており、調圧弁１４から排出された燃料は、この戻し口１４ｅを通って燃料タンク２内に戻される。
【００２３】
また、フランジ部５０のフランジ１４には、ハウジング１１のハウジング側結合部１１ｃが結合可能に形成されたフランジ側結合部１４ｇが延設されており、フランジ側結合部１４ｇとハウジング側結合部１１ｃの端面を加熱された熱板により加熱させた後、ハウジング１１とフランジ１４を図１の上下方向に挟圧させて溶着結合する。
また、フランジ側結合部１４ｇの外周には、コネクタ部１４ｂに電気的に接続され、フランジ側結合部１４ｇがハウジング側結合部１１ｃに結合したときに負荷端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃに電気接続される電源端子１７ａ、１７ｂ、１７ｃが配設されている。
【００２４】
また、フランジ側結合部１４ｇの内部には、燃料タンク２外に送出される燃料１を濾過する吐出フィルタ１８が配設されている。吐出フィルタ１８は菊花形筒状またはロール状に形成したろ材であって、ロータ部１０の円筒形状に対して同心円状に配置されており、ステータコア９ａとロータ部１０との間を流れた燃料は、吐出フィルタ１８に対して矢印Ａ、矢印Ｂへと流れるが、燃料は吐出フィルタ１８の円周方向に対して均一に流れ込むため、圧力損失が小さくなるという効果がある。
【００２５】
また、吐出フィルタ１８の略中心部に連絡通路１４ｆが配設されており、ロータ部１０、吐出フィルタ１８、連絡通路１４ｆは直線的に形成されているので燃料がスムーズに通過するため、圧力損失が小さく、ろ材は不織布が用いられており網状フィルタ等に対して濾過性能が優れている。
【００２６】
次に、以上のように構成された燃料供給装置１００の動作を説明する。
コネクタ１４ｂから電源端子１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、負荷端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介してコイル９ｂに図示しない制御回路から駆動電流が供給され、ステータ部９のロータ部１０と向き合う対抗面に回転磁界を生成させる。
【００２７】
ロータ部１０はステータ部９の回転磁界に追従して回転し、ロータ部１０の突出部１０ａに係合したインペラ５も回転し、Ｃ字状のポンプ流路３０ａ内で旋回流が発生する。
燃料タンク２内の燃料１が吸込フィルタ８を介してポンプカバー４に設けられた吸入口４ａから流入し、インペラ５の回転によりポンプ流路３０ａ内を流れつつ昇圧され、モータ部４０側（図１においてポンプ部３０の上方）に圧送される。（矢印Ａ）
【００２８】
モータ部４０側に圧送された燃料１は、ステータコア９ａとロータ部１０との間を通り、燃料フィルタ１８を介してフランジ部５０に形成された連絡通路１４ｆに流入（矢印Ｂ）し、更に、燃料通路１４ｄに供給（矢印Ｃ）される。燃料通路１４ｄに流入した燃料は調圧弁１６で所望圧力に調圧されて、吐出パイプ１４ａから図示しない車両のエンジンなどの内燃機関に吐出（矢印Ｄ）される。
燃料供給装置１００の停止中においては、逆止弁１５の作用により、下流側の燃料通路１４ｄ内および吐出パイプ１４ａに接続された図示しない燃料配管内の燃料は、加圧された燃料圧力で保持される。
【００２９】
以上のように、本発明の実施の形態１における燃料供給装置１００は、ロータ部１０の略中心部に固着された軸受２０と、この軸受２０の中心部を嵌挿してロータ部１０を回動自在に保持するロータ部保持部材１２とを具備し、ロータ部１０と軸受２０が一体的に回動するように構成したので、ロータ部１０と軸受２０の接触部での摩擦が少なく、ポンプ性能が低下することがない。また、軸受が１個で形成され、ロータ部１０は扁平形状であるため全長が短く、ロータ部１０自体の質量が小さいので、ロータ部１０のステータコア９の内周面に周方向に形成される磁極への追従性が良く、回転開始時に始動不能を起こすことがない。
【００３０】
また、ロータ部保持部材１２の少なくとも一方端はモータ部４０の略中心部に保持されるので、ロータ部１０は回転ムラを起こすことなくスムーズに回転する。
また、ロータ部１０の略中央部から延設された突出部１０ａがインペラ５の係合孔５ａに係合するようにしたので、ロータ部１０の回転力がインペラ５に確実に伝達する。
【００３１】
また、ロータ部１０と突出部１０ａはプラスチックマグネットで一体成型されているので、低コストで形成できる。
また、ロータ部１０は扁平形状であるので、従来の様に両側に２個の軸受を配設する必要がなく、１個で形成でき安価である。
また、ポンプ部３０はモータ部４０に、係合凹部７ａと係合凸部１１ａがスナップフィットにより係合する構造で、着脱可能に形成されているので、組立および解体が容易である。
【００３２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る燃料供給装置２００の構成について図４〜図６を用いて説明する。
図４は、本発明の実施の形態２における燃料供給装置の縦断面図、図５は本発明の実施の形態２における燃料供給装置の分解斜視図、図６は図４の要部拡大図である。
なお、図４〜図６においては、実施の形態１と異なる部品にのみ符合を付し、その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３３】
図４〜図６において、ハウジング（ヨークともいう。）１１の略中心部には、ロータ部１１０の略中心部に固着された軸受２０に嵌挿されて、ロータ部１１０を回動自在に保持するロータ保持部材であるシャフト１２０が固着されている。
ロータ部１１０はインペラ５１の係合孔５１ａが係合する突出部１１０ａを有している。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態２に係る燃料供給装置２００は、ロータ部１１０がステータ部９の回転磁界に追従して回転し、ロータ部１１０の突出部１１０ａに係合したインペラ５１も回転し、Ｃ字状のポンプ流路３０ａ内で旋回流が発生する。
燃料タンク２内の燃料１が吸込フィルタ８を介してポンプカバー４に設けられた吸入口４ａから流入し、インペラ５１の回転によりポンプ流路３０ａ内を流れつつ昇圧され、モータ部４０側に圧送される。
以下の動作は、上述した実施の形態１と同様である。
【００３４】
以上のように、本発明の実施の形態２の燃料供給装置２００によれば、ロータ保持部材であるシャフト１２０は一方端のみがモータ部４０に保持されており、シャフト１２０の長さが短くなるので、実施の形態１の効果に加え、構造が簡素であると共に低コストで燃料供給装置を構成できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、二輪車等の燃料タンクの開口部に取り付けられる燃料供給装置として、好適なものである。
【符号の説明】
【００３６】
１  燃料、２  燃料タンク、２ａ  開口部、３  ポンプベース、
４  ポンプカバー、
５、５１  インペラ（回転部材）、５ａ、５１ａ  係合孔、
７  ポンプケース、  ７ａ  係合凹部、  ８  吸入フィルタ、
９  ステータ部、９ａ  ステータコア、  ９ｂ  コイル、
１０、１１０  ロータ部、  １０ａ、１１０ａ  突出部、
１１  ハウジング（ヨーク）、１１ａ  係合凸部、
１２、１２０  ロータ部保持部材（シャフト）、
１４  フランジ、１４ａ  吐出パイプ、
１４ｂ  コネクタ部、１５  逆止弁、  １９  Ｏリング（気密部材）、
２０  軸受、  ３０  ポンプ部、  ４０  モータ部、
５０  フランジ部、
１００、２００  燃料供給装置。
【図１】
2012176260.tif 000003
【図２】
2012176260.tif 000004
【図３】
2012176260.tif 000005
【図４】
2012176260.tif 000006
【図５】
2012176260.tif 000007
【図６】
2012176260.tif 000008
【国際調査報告】
2012176260.tif 000009
2012176260.tif 000010