(57)【要約】【課題】インペラを有するウエスコポンプと、インペラに同軸かつ相対回転不能に連結される回転軸に円筒状の磁極部材が同軸に結合されて成るロータならびに該ロータを同軸に囲繞するステータを有するブラシレスモータとが、円筒状のハウジング内に収容され、ウエスコポンプの燃料送出ポートから送出される燃料を流通させる燃料通路がロータおよびステータ間に形成される燃料供給装置において、ハウジングの外径を大きくすることなく鉄粉がロータおよびステータ間の燃料通路に噛み込むことを抑制する。【解決手段】ステータ１８のウエスコポンプ５側の端部内に、燃料送出ポート３３からの燃料を燃料通路３５側に導く中継通路４０が、横断面形状を環状としつつロータ１９と同軸に形成され、その中継通路４０の少なくともロータ１９側の端部の外周直径ＤＡがロータ１９の外径ＤＢよりも小さく設定される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラ（９）を有するウエスコポンプ（５）と、前記インペラ（９）に同軸かつ相対回転不能に連結される回転軸（２５）に円筒状の磁極部材（２４）が同軸に結合されて成るロータ（１９）ならびに該ロータ（１９）を同軸に囲繞するステータ（１８）を有するブラシレスモータ（６）とが、円筒状のハウジング（７）内に収容され、前記ウエスコポンプ（５）の燃料送出ポート（３３）から送出される燃料を流通させる燃料通路（３５）が前記ロータ（１９）および前記ステータ（１８）間に形成される燃料供給装置において、前記ステータ（１８）の前記ウエスコポンプ（５）側の端部内に、前記燃料送出ポート（３３）からの燃料を前記燃料通路（３５）側に導く中継通路（４０）が、横断面形状を環状としつつ前記ロータ（１９）と同軸に形成され、その中継通路（４０）の少なくとも前記ロータ（１９）側の端部の外周直径（ＤＡ）が前記ロータ（１９）の外径（ＤＢ）よりも小さく設定されることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記ステータ（１８）が、ステータコア（１５）と、そのステータコア（１５）にボビン（１７）を介して巻装されるコイル（１６）と、そのコイル（１６）を被覆する樹脂製の被覆部（２１，２２）とを有し、前記中継通路（４０）の外周を規定する円筒部（４１ａ）を少なくとも有して前記被覆部（２１，２２）とは別部材として形成される樹脂製の通路形成部材（４１）が、前記ステータ（１８）の前記ウエスコポンプ（５）側の端部に嵌合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】
前記中継通路（４０）の外周直径が、前記ロータ（１９）側に向かうにつれて次第に小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記ロータ（１９）の前記ウエスコポンプ（５）側の端面中央部に、環状凹部（４２）が同軸に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラを有するウエスコポンプと、前記インペラに同軸かつ相対回転不能に連結される回転軸に円筒状の磁極部材が同軸に結合されて成るロータならびに該ロータを同軸に囲繞するステータを有するブラシレスモータとが、円筒状のハウジング内に収容され、前記ウエスコポンプの燃料送出ポートから送出される燃料を流通させる燃料通路が前記ロータおよび前記ステータ間に形成される燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエスコポンプと、そのウエスコポンプを駆動するブラシレスモータとが円筒状のハウジング内に収容され、ブラシレスモータにおけるステータの内周およびロータの外周間に燃料通路が形成されるようにした燃料供給装置が、特許文献１で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１６７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１で開示されるもののように、ウエスコポンプから送出される燃料を流通させる燃料通路が、ブラシレスモータにおけるロータおよびステータ間に形成される構成の燃料供給装置では、ウエスコポンプから導かれる燃料に鉄粉が混入している場合には、ロータおよびステータ間の燃料通路に鉄粉が噛み込む可能性がある。そのような状態が生じるのを回避するために、ロータおよびステータ間の燃料通路の通路面積を拡げたり、ブラシレスモータの外周およびハウジングの内周間に燃料通路を形成しようとすると、ハウジングの直径が大きくなり、燃料供給装置の大型化を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ハウジングの外径を大きくすることなく鉄粉がロータおよびステータ間の燃料通路に噛み込むことを抑制し得るようにした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】
上記目的を達成するために、本発明は、インペラを有するウエスコポンプと、前記インペラに同軸かつ相対回転不能に連結される回転軸に円筒状の磁極部材が同軸に結合されて成るロータならびに該ロータを同軸に囲繞するステータを有するブラシレスモータとが、円筒状のハウジング内に収容され、前記ウエスコポンプの燃料送出ポートから送出される燃料を流通させる燃料通路が前記ロータおよび前記ステータ間に形成される燃料供給装置において、前記ステータの前記ウエスコポンプ側の端部内に、前記燃料送出ポートからの燃料を前記燃料通路側に導く中継通路が、横断面形状を環状としつつ前記ロータと同軸に形成され、その中継通路の少なくとも前記ロータ側の端部の外周直径が前記ロータの外径よりも小さく設定されることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記ステータが、ステータコアと、そのステータコアにボビンを介して巻装されるコイルと、そのコイルを被覆する樹脂製の被覆部とを有し、前記中継通路の外周を規定する円筒部を少なくとも有して前記被覆部とは別部材として形成される樹脂製の通路形成部材が、前記ステータの前記ウエスコポンプ側の端部に嵌合されることを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記中継通路の外周直径が、前記ロータ側に向かうにつれて次第に小さくなるように設定されることを第３の特徴とする。
【０００９】
さらに本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記ロータの前記ウエスコポンプ側の端面中央部に、環状凹部が同軸に形成されることを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、ロータの外周およびステータの内周間に燃料通路が形成され、ウエスコポンプの燃料送出ポートから送出される燃料を燃料通路側に導く中継通路が、横断面形状を環状としつつロータと同軸にしてステータのウエスコポンプ側の端部内に形成され、その中継通路の少なくともロータ側の端部の外周直径がロータの外径よりも小さいので、中継通路を流通する燃料はクランク状に屈曲した経路を経て燃料通路側に流れることになり、鉄粉が燃料に混入していたとしても、その鉄粉はロータのウエスコポンプ側の端面に当たるので、ロータの磁力を利用してロータのウエスコポンプ側の端面で鉄粉を捕集することが可能となる。このためロータの外周およびステータの内周間の燃料通路の流通面積を大きくするような冗長設計や、ブラシレスモータの外周およびハウジングの内周間に燃料通路を形成したりすることを不要とし、小型で効率のよい燃料供給装置を実現することができる。
【００１１】
また本発明の第２の特徴によれば、中継通路の外周を規定する円筒部を少なくとも有する樹脂製の通路形成部材が、ステータのウエスコポンプ側の端部に嵌合されるので、ステータにおける被覆部の内径が中継通路の外周を規定するようにしてロータの外径よりも小さくなることを不要として、前記被覆部の内周を型成形する際の型抜きを容易とすることができる。
【００１２】
本発明の第３の特徴によれば、中継通路の外周直径がロータ側に向かうにつれて次第に小さくなるので、中継通路を燃料が流通することによる圧力損失の増加を抑えることができる。
【００１３】
さらに本発明の第４の特徴によれば、ロータのウエスコポンプ側の端面中央部に形成される環状凹部内に、ロータの磁力を利用して捕集した鉄粉を溜めるようにして、鉄粉が燃料通路側に流れることを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】燃料供給装置の縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】磁極部材を型成形するための金型装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１において、この燃料供給装置は、ウエスコポンプ５と、そのウエスコポンプ５を駆動するブラシレスモータ６とが、中空の円筒状である共通のハウジング７に収容、結合されて成る。
【００１６】
前記ウエスコポンプ５は、放射状の多数の溝８を外周に有するインペラ９と、そのインペラ９の外周を臨ませるようにして円弧状に延びるポンプ室１０を有して前記インペラ９を回転可能に収納するポンプケース１１とを備える。前記ポンプケース１１は、外側ケース半体１２と、内側ケース半体１３とで分割構成されており、外側ケース半体１２および内側ケース半体１３間に前記インペラ９が介装されるとともに前記ポンプ室１０が画成される。
【００１７】
前記ポンプケース１１は、軸方向外方に臨んで前記ハウジング７の内面に形成される環状段部７ａと、前記ハウジング７の一端部に形成される第１のかしめ加工部７ｂとで挟持されるようにして、前記ハウジング７の一端部に収容される。
【００１８】
前記ブラシレスモータ６は、ステータコア１５ならびにボビン１７を介して前記ステータコア１５に巻装されるコイル１６を備えるステータ１８と、そのステータ１８内に配置されるロータ１９とを有し、前記ステータコア１５は、複数枚の電磁鋼板１４が積層状態で相互に結合されて成る。
【００１９】
前記ステータ１８の軸方向両端部は樹脂製である第１および第２の被覆部２１，２２で覆われており、前記ブラシレスモータ６は、前記ウエスコポンプ５の前記ポンプケース１１と、前記第１の被覆部２１との間に円盤状のスペーサ２３を介在させて前記ハウジング７に挿入され、前記ハウジング７の他端部に形成される第２のかしめ加工部７ｃを第２の被覆部２２に係合することで、前記ブラシレスモータ６が前記ハウジング７に内蔵される。
【００２０】
前記ロータ１９は、周方向に複数の磁極に着磁される円筒状の磁極部材２４が回転軸２５に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るものであり、樹脂および磁粉が混合されて成る混合材料製である前記磁極部材２４が前記回転軸２５のインサート成形で形成される。
【００２１】
前記回転軸２５の一端部は、前記ポンプケース１１との間に第１の滑り軸受２９を介在させて前記ポンプケース１１内に突入される。前記ポンプケース１１内で前記回転軸２５にインペラ９が相対回転不能に連結されるものであり、この実施の形態では、前記インペラ９の中央部には非円形の取付け孔３０が設けられ、前記インペラ９に対応する部分で前記回転軸２５の一端部には、前記取付け孔３０の断面形状に対応した断面形状の非円形部２５ａが設けられる。前記非円形部２５ａが前記取付け孔３０に挿入されることで、前記インペラ９が前記回転軸２５の多少の傾きを許す程度の遊びを持って前記回転軸２５に相対回転不能に連結され、前記ポンプケース１１の前記外側ケース半体１２および前記内側ケース半体１３で前記インペラ９の軸方向に沿う移動が阻止される。
【００２２】
ところで前記磁極部材２４は、複数枚の電磁鋼板１４が積層状態で相互に結合されて成る前記ステータコア１５に対して前記ウエスコポンプ５とは反対側に所定量オフセットされた位置で前記回転軸２５に固定される。これにより、前記ロータ１９には前記磁極部材２４の磁力によって前記ステータコア１５の軸方向中央部に戻ろうとする方向すなわち前記ウエスコポンプ５側に付勢されることになり、前記回転軸２５の一端部は、前記ポンプケース１１における前記外側ケース半体１２の内面に摺接され、前記ロータ１９の軸方向位置が定まることになる。
【００２３】
前記ステータ１８の軸方前記ステータす１５前記ポンプケース１１の前記内側ケース半体１３には、前記回転軸２５を同軸に囲繞する円筒状の軸受ハウジング１３ａが一体に設けられており、その軸受ハウジング１３ａおよび前記回転軸２５間に、第１の滑り軸受２９が介装される。また前記回転軸２５の他端部は、第２の被覆部２２に第２の滑り軸受３１を介して回転自在に支持される。
【００２４】
前記ポンプケース１１における前記外側ケース半体１２には、前記ポンプ室１０の周方向一端部に通じる吸込ポート３２が設けられ、前記内側ケース半体１３には、前記ポンプ室１０の周方向他端部に通じるとともに前記ブラシレスモータ６側に燃料を送出する燃料送出ポート３３が設けられる。しかも外側ケース半体１２には、前記吸込ポート３２に直接連通する円筒状の吸込管１２ａが外向きに一体に突設されるとともに、ポンプケース１１内でのポンプ作用に伴って生じた気泡を排出するための脱気孔３４が形成される。
【００２５】
前記ブラシレスモータ６における前記ロータ１９の外周および前記ステータ１８の内周間には、前記燃料送出ポート３３に通じる燃料通路３５が形成され、第２の被覆部２２には、前記燃料通路３５に通じるようにしつつ前記第２の滑り軸受３１の周囲に配置される複数の通路孔３６が設けられ、第２の被覆部２２には、前記通路孔３６に通じる燃料出口室３７が形成される。しかも第２の被覆部２２には、ポンプ作動時に高圧燃料を吐出するための円筒状の吐出管２２ａが一体に突設され、その吐出管２２ａ内には、前記燃料出口室３７から前記吐出管２２ａの先端の燃料吐出口３８側へのみ燃料の流動を許容する逆流防止用のチェック弁３９が収納される。
【００２６】
ところで前記ロータ１９の外周および前記ステータ１８の内周間には、前記ウエスコポンプ５の燃料送出ポート３３から送出される燃料を流通させる燃料通路３５が形成されるのであるが、前記ステータ１８の前記ウエスコポンプ５側の端部内には、前記ウエスコポンプ５の前記燃料送出ポート３３からの燃料を前記燃料通路３５側に導く中継通路４０が、横断面形状を環状としつつ前記ロータ１９と同軸に形成される。
【００２７】
前記ステータ１８の前記ウエスコポンプ５側の端部には、前記ステータ１８における前記第１の被覆部２１とは別部材として形成される樹脂製の通路形成部材４１が嵌合され、前記中継通路４０は、前記通路形成部材４１と、前記ウエスコポンプ５における前記内側ケース半体１３の軸受ハウジング１３ａとの間で環状に形成される。
【００２８】
図２を併せて参照して、前記通路形成部材４１は、前記中継通路４０の外周を規定する円筒部４１ａを少なくとも有するように形成される。この実施の形態で前記通路形成部材４１は、前記円筒部４１ａと、その円筒部４１ａの前記ウエスコポンプ５側の端部から半径方向外方に張り出す鍔部４１ｂとを一体に有するように形成されており、前記円筒部４１ａが、前記ステータ１８の前記ウエスコポンプ５側の端部に嵌合された状態で前記鍔部４１ｂは、前記ステータ１８における前記第１の被覆部２１に前記ウエスコポンプ５側から当接、係合する。また前記円筒部４１ａの前記ウエスコポンプ５側の端部および前記鍔部４１ｂの連設部の内周面には、燃料の流通を円滑化するための円弧状の湾曲部４１ｃが形成される。
【００２９】
ところで前記中継通路４０の少なくとも前記ロータ１９側の端部の外周直径ＤＡが前記ロータ１９の外径ＤＢよりも小さく設定されるものであり、前記中継通路４０の外周直径すなわち前記円筒部４１ａの内周直径は前記ロータ１９側に向かうにつれて次第に小さくするように設定され、前記円筒部４１ａの内周面は、この実施の形態では前記ロータ１９側を小径端としてテーパ状に形成されるが、漏斗状であってもよい。
【００３０】
一方、前記ロータ１９の前記ウエスコポンプ５側の端面中央部、すなわち前記ロータ１９における磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５側の端面中央部に環状凹部４２が同軸に形成され、その環状凹部４２の形成によって、前記磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５側の端部外周には、前記環状凹部４２の外周を規定する環状壁部２４ａが前記ウエスコポンプ５側に突出するように形成される。なお前述したようにロータ１９は前記ステータコア１５に対して前記ウエスコポンプ５とは反対側に所定量オフセットされているが、通電時に磁気を帯びるステータコア１５に燃料流が直接当たることを回避するために、前記環状壁部２４ａは、前記ステータコア１５の前記ウエスコポンプ５側の端部内周を半径方向内側から覆い隠すように形成されている。
【００３１】
ところで前記磁極部材２４は、図３で示すような金型装置４３によって前記回転軸２５のインサート成形で形成されるものであり、前記金型装置４３は、前記磁極部材２４に対応したキャビティ４４を相互間に形成する第１および第２金型４５，４６を有しており、第１金型４５は、前記磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５とは反対側の形状に応じた有底孔４７を有するように形成され、第２金型４６は、前記磁極部材２４の前記ウエスコポンプ５側の端部を形成する形状を有して前記有底孔４７に嵌合される嵌合突部４８を有するように形成される。
【００３２】
前記嵌合突部４８は、前記磁極部材２４における前記環状壁部２４ａの前記ウエスコポンプ５側の突出端面を形成するようにして前記有底孔４１の開口部に嵌合されるようにした環状の嵌合部分４８ａと、前記環状凹部４２に対応した形状を有して前記嵌合部分４８ａの中央部から突出する中央凸部分４８ｂとを有するように形成される。
【００３３】
第２金型４６には、樹脂および磁粉が混合されて成るとともに加熱溶融された混合材料を前記キャビティ４４内に射出するための複数の射出口４９が設けられる。また第１金型４５には、射出成形完了後に成形品を押し出すための複数のエジェクトピン５０が軸方向移動可能に挿入される。このエジェクトピン５０の外周および第１金型４５間には、射出成形時に前記キャビティ４４で生じる気泡を抜くための気泡抜き用の通路（エアベント）が構成されていることが望ましい。
【００３４】
この金型装置によれば、第２金型４６の前記嵌合突部４８における嵌合部分４８ａの外周面が、前記有底孔４７の内周面に接触する部分がパーティングライン５１となり、そのパーティングライン５１に起因するバリ（図示せず）は、前記磁極部材２４の軸方向両端部のうち前記ウエスコポンプ５側の端部の外周から前記磁極部材２４の外周面と面一として軸方向外方に突出することになる。
【００３５】
次にこの実施の形態の作用について説明すると、ウエスコポンプ５の燃料送出ポート３３から送出される燃料を流通させる燃料通路３５がブラシレスモータ６のロータ１９およびステータ１８間に形成されるのであるが、ブラシレスモータ６におけるステータ１５のウエスコポンプ５側の端部内に、燃料送出ポート３３からの燃料を前記燃料通路３５側に導く中継通路４０が、横断面形状を環状としつつ前記ロータ１９と同軸に形成され、その中継通路４０の少なくとも前記ロータ１９側の端部の外周直径ＤＡが前記ロータ１９の外径ＤＢよりも小さく設定されるので、中継通路４０を流通する燃料はクランク状に屈曲した経路を経て燃料通路３５側に流れることになり、鉄粉が燃料に混入していたとしても、その鉄粉はロータ１９のウエスコポンプ５側の端面に当たるので、ロータ１９の磁力を利用してロータ１９のウエスコポンプ５側の端面で鉄粉を捕集することが可能となる。このためロータ１９の外周およびステータ１８の内周間の燃料通路３５の流通面積を大きくするような冗長設計や、ブラシレスモータ６の外周およびハウジング７の内周間に燃料通路を形成したりすることを不要とし、小型で効率のよい燃料供給装置を実現することができる。
【００３６】
しかもロータ１９の磁極部材２４を型成形する際に図３で示すような金型装置４３を用いることにより、パーティングライン５１に起因するバリが磁極部材２４の軸方向両端部のうちウエスコポンプ５側の端部の外周から前記磁極部材２４の外周面と面一として軸方向外方に突出することになるので、前記バリが前記燃料通路３５側にはみ出すことで燃料通路３５の通路面積が減少してしまうことを防止することができ、燃料中の鉄粉をロータ１９のウエスコポンプ５側の端面側に保持する機能を前記バリが果たすことになる。
【００３７】
またステータ１８が、ステータコア１５と、そのステータコア１５にボビン１７を介して巻装されるコイル１６と、そのコイル１６を被覆する樹脂製の第１および第２の被覆部２１，２２とを有し、前記中継通路４０の外周を規定する円筒部４１ａを少なくとも有して前記第１の被覆部２１とは別部材として形成される樹脂製の通路形成部材４１が、前記ステータ１８の前記ウエスコポンプ５側の端部に嵌合されるので、ステータ１８における第１の被覆部２１の内径が中継通路４０の外周を規定するようにしてロータ１９の外径よりも小さくなることを不要として、前記第１の被覆部２１の内周を型成形する際の型抜きを容易とすることができる。
【００３８】
また前記中継通路４０の外周直径が、前記ロータ１９側に向かうにつれて次第に小さくなるように設定されるので、中継通路４０を燃料が流通することによる圧力損失の増加を抑えることができる。
【００３９】
さらに前記ロータ１９の前記ウエスコポンプ５側の端面中央部に、環状凹部４２が同軸に形成されるので、前記ロータ１９の前記ウエスコポンプ５側の端面中央部に形成される環状凹部４２内に、前記ロータ１９の磁力を利用して捕集した鉄粉を溜めるようにして、鉄粉が前記燃料通路３５側に流れることを効果的に防止することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
５・・・ウエスコポンプ
６・・・ブラシレスモータ
７・・・ハウジング
９・・・インペラ
１５・・・ステータコア
１６・・・コイル
１７・・・ボビン
１８・・・ステータ
１９・・・ロータ
２１，２２・・・被覆部
２４・・・磁極部材
２５・・・回転軸
３３・・・燃料送出ポート
３５・・・燃料通路
４０・・・中継通路
４１・・・通路形成部材
４１ａ・・・円筒部
４２・・・環状凹部
ＤＡ・・・中継通路の少なくともロータ側の端部の外周直径
ＤＢ・・・ロータの外径
【図１】
2018048612.tif 000003
【図２】
2018048612.tif 000004
【図３】
2018048612.tif 000005