(57)【要約】  本発明は、燃料ポンプのための電子的に整流されるモータであって、プラスチックで結合されたフェライト（４）を有する、相対回動不能に軸（２）に結合されたロータ（１）が設けられている形式のものに関する。磁束を調整し、かつ燃料に取り囲まれた環境での耐久性を改善するために、ロータ（１）が、プラスチックで結合されたフェライト（４）により形成される耐燃料性の成形体（６）を有しており、かつ成形体（６）に対して調節可能な帰磁路エレメント（１４）が設けられているようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプのための電子的に整流されるモータであって、プラスチックで結合されたフェライトを有する、相対回動不能に軸に結合されたロータが設けられている形式のものにおいて、ロータ（１）が、プラスチックで結合されたフェライト（４）により形成される耐燃料性の成形体（６）を有しており、かつ成形体（６）に対して調節可能な帰磁路エレメント（１４）が設けられていることを特徴とする、燃料ポンプのためのモータ。
【請求項２】
フェライト（４）を結合するプラスチックがポリフェニレンスルフィドである、請求項１記載のモータ。
【請求項３】
成形体（６）が、安定化する繊維材料を有している、請求項１または２記載のモータ。
【請求項４】
成形体（６）が軸（２）上に射出成形により被着されており、軸（２）と成形体（６）との結合領域（８）に、軸（２）が、その表面粗さを高める構造（１０）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のモータ。
【請求項５】
帰磁路エレメント（１４）が、軸（２）上での摺動により、成形体（６）に対して調節可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載のモータ。
【請求項６】
成形体（６）が軸方向の凹部（１２）を有しており、該軸方向の凹部（１２）内に帰磁路エレメント（１４）が係入する、請求項１から５までのいずれか１項記載のモータ。
【請求項７】
軸方向の凹部（１２）が開口側（１８）と、該開口側（１８）に対向して位置する底側（２０）とを有しており、該底側（２０）で成形体（６）が軸（２）に結合されている、請求項６記載のモータ。
【請求項８】
軸方向の凹部（１２）がファンネル（２２）を形成しており、該ファンネル（２２）が開口側（１８）に向かって円錐形に拡幅しており、帰磁路エレメント（１４）が円錐体（２４）を形成しており、該円錐体（２４）が凹部（１２）の底側（２０）に向かってテーパを成している、請求項７記載のモータ。
【請求項９】
ファンネル（２２）の開き角（β）が円錐体（２４）の円錐角（β）に等しい、請求項８記載のモータ。
【請求項１０】
帰磁路エレメント（１４）が軸（２）上にプレスばめされている、請求項１から９までのいずれか１項記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ポンプのための電子的に整流されるモータであって、プラスチックで結合されたフェライトを有する、相対回動不能に軸に結合されたロータが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
電子的に整流されるモータはコミュテータレスの直流モータ、いわゆる「エレクトロニックモータ（Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋｍｏｔｏｒ）」として公知である。そのようなブラシレスの直流モータはメンテナンスフリーおよび比較的低い製作コストの点で優れている。さらにこの種のモータにおいて、永久磁性の材料、例えばプラスチックで結合されたバリウムフェライトから成る、軸上に配置されたロータを設けることが公知である。
【０００３】
公知のモータにおける問題として、ロータがオットー燃料またはディーゼル燃料との接触時、例えば燃料ポンプを駆動するためにモータを使用する場合に不可避の接触時に長期的に破壊されてしまうことが挙げられる。さらに、モータの効率は広いシステムパラメータに依存した大きな帯域幅を有している。
【０００４】
本発明の課題はそれゆえ、冒頭で述べた形式の、燃料ポンプのためのモータを改良して、高い効率と同時に長い寿命を有するモータを提供することである。
【０００５】
上記課題は本発明により、ロータが、プラスチックで結合されたフェライトにより形成される耐燃料性の成形体を有しており、かつ成形体に対して調節可能な帰磁路エレメントが設けられていることにより解決される。
【０００６】
帰磁路エレメントの、プラスチックで結合され成形体を形成するフェライトに対する調節可能性により、モータの効率は磁束の最適化により特別にモータシステムに合わせて調整されることができる。成形体はその際、帰磁路エレメントと磁気的に多極のロータとの適当な協働を許可する。成形体自体は燃料に取り囲まれた環境においても長期的にその形状を維持する。それにより、モータの電磁的な特性および出力が時間にわたって一定に維持されるだけでなく、ロータの、磨耗を高める不釣合いも確実に回避される。
【０００７】
原則的に、高い形状安定性を有する耐燃料性の任意のプラスチックが、フェライトのためのキャリアとして使用可能である。ただし、特に成形体の高い化学的な耐性および極めて高い寸法安定性のために、フェライトを結合するプラスチックがポリフェニレンスルフィド（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｓｕｌｆｉｄ：ＰＰＳ）であると特に有利である。ＰＰＳはさらにその固有の難燃性の点で有利である。フェライトはロータの永久磁性の特性に対して責任を負っているので、加えて大きな保磁力を有していると有利である。
【０００８】
本発明の、実験から開発された別の有利な構成では、成形体が、安定化する繊維材料を有している。約２％の体積百分率のガラス繊維が特に適しており、さらには安価であることが判っている。
【０００９】
成形体を例えば軸上に被せ嵌め、軸に接着することが考えられる。これに対して、ロータと軸とを特に簡単かつ耐久的に結合すると同時に、ロータの不釣合いを回避することは、本発明の別の有利な構成では、成形体が軸上に射出成形により被着されており、軸と成形体との結合領域に、軸が、その表面粗さを高める構造を有していると保証されている。この構造は例えば粗面化または特に有利にはローレットの形成であることができる。
【００１０】
モータアッセンブリの安定性を高めつつ、成形体と帰磁路エレメントとを特に正確に対応配置させることは、本発明の別の有利な構成では、帰磁路エレメントが、軸上での摺動により、成形体に対して調節可能であると達成される。
【００１１】
成形体および帰磁路エレメントを互いに隣接してかつ相並んで配置することが考えられる。ただし有利には、特にコンパクトかつ省スペースなモータ構造形式は、成形体が軸方向の凹部を有しており、該軸方向の凹部内に帰磁路エレメントが係入するようになっていると達成される。それにより、成形体が帰磁路エレメントを少なくとも部分的に包囲係合することができるようになっている箱状の配置が得られる。
【００１２】
凹部および成形体を、帰磁路エレメントが成形体を完全に貫通するように形成することが考えられる。これに対して本発明の別の有利な構成では、特にモータアッセンブリの高い安定性およびその簡単な組立性は、軸方向の凹部が開口側と、該開口側に対向して位置する底側とを有しており、該底側で成形体が軸に結合されていると達成される。
【００１３】
その際、成形体に対する帰磁路エレメントの調節可能性は有利には、軸方向の凹部がファンネルを形成しており、該ファンネルが開口側に向かって円錐形に拡幅しており、帰磁路エレメントが円錐体を形成しており、該円錐体が凹部の底側に向かってテーパを成していると大幅に簡単化される。
【００１４】
本発明の別の有利な構成では、ファンネルの開き角が円錐体の円錐角に等しいと、磁束は特に正確にモータシステムに合わせて調整されることができる。円錐体の周面および対応するファンネル内面はその際常に互いに平行に位置する。
【００１５】
モータの、特に簡単かつ安価な製作は、本発明の別の有利な構成では、帰磁路エレメントが軸上にプレスばめされていると得られる。帰磁路エレメントはその際、成形エレメントと軸との結合後に、軸上に、成形体に対する正確な調節を保証しつつプレスばめされることができる。
【００１６】
本発明の一実施例を図面に示し、以下に詳細に説明する。唯一の図面には燃料ポンプのためのモータの部分的な断面図が示されている。
【００１７】
図面には概略的に、燃料ポンプのための、それ以外は示されていない電子的に整流されるモータの、磁気的に多極のロータ１が示されている。ロータ１は相対回動不能に軸２に結合されており、プラスチックで結合されたフェライト４を有している。フェライト４には、安定化する繊維材料が添加されている。プラスチックで結合されたフェライト４は耐燃料性の成形体６を形成する。成形体６は軸２上に射出成形により被着され、かつ同時に磁化される。その結果、成形体６は多極の永久磁石を形成する。軸２と成形体６との結合領域８に、軸２は、ローレットとして形成されその表面粗さを高める構造１０を有している。
【００１８】
成形体６はさらに軸方向の凹部１２を有している。凹部１２内には、軟磁性の材料１６から成る帰磁路エレメント１４が係入する。帰磁路エレメント１４は磁束を高め、要求に合わせて成形体６およびモータ・ポンプ・システムに依存して寸法設定されていることができる。成形体６の軸方向の凹部１２は一方の側に開口側１８を有しており、他方の側に、開口側１８に対向して位置する底側２０を有している。凹部１２の底側２０で成形体６は軸２に結合されている。さらに見て取れるように、帰磁路エレメント１４は完全に成形体６内に配置されている。
【００１９】
帰磁路エレメント１４を成形体６に対して調節するために、成形体６の軸方向の凹部１２はファンネル２２を形成する。ファンネル２２は開口側１８に向かって円錐形に拡幅している。ファンネル２２に対応して帰磁路エレメント１４は円錐体２４を形成する。円錐体２４は凹部１２の底側２０に向かってテーパを成している。その際、ファンネル２２の開き角βと円錐体２４の円錐角βとは一致する。その結果、エアギャップ２６は平行な面により画定されている。軸２上にプレスばめされた帰磁路エレメント１４を成形体６に対して、双方向矢印２８の方向での摺動により調節する際に、エアギャップ２６はそれにより均等に変更される。エアギャップ２６の幅は直接磁束に影響を及ぼす。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】燃料ポンプのためのモータの部分的な断面図である。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年11月30日(2005.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプのための電子的に整流されるモータであって、プラスチックで結合されたフェライトを有する、相対回動不能に軸に結合されたロータが設けられている形式のものにおいて、ロータ（１）が、プラスチックで結合されたフェライト（４）により形成される耐燃料性の成形体（６）を有しており、軸（２）上での摺動により成形体（６）に対して調節可能な帰磁路エレメント（１４）が設けられており、成形体が軸方向の凹部（１２）を有しており、該軸方向の凹部（１２）内に帰磁路エレメント（１４）が係入するようになっており、軸方向の凹部（１２）が開口側（１８）と、該開口側（１８）に対向して位置する底側（２０）とを有しており、該底側（２０）で成形体（６）が軸（２）に結合されており、さらに軸方向の凹部（１２）がファンネル（２２）を形成しており、該ファンネル（２２）が開口側（１８）に向かって円錐形に拡幅しており、かつ帰磁路エレメント（１４）が円錐体（２４）を形成しており、該円錐体（２４）が凹部（１２）の底側（２０）に向かってテーパを成していることを特徴とする、燃料ポンプのためのモータ。
【請求項２】
ファンネル（２２）の開き角（α）が円錐体（２４）の円錐角（β）に等しい、請求項１記載のモータ。
【請求項３】
フェライト（４）を結合するプラスチックがポリフェニレンスルフィドである、請求項１または２記載のモータ。
【請求項４】
成形体（６）が、安定化する繊維材料を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のモータ。
【請求項５】
成形体（６）が軸（２）上に射出成形により被着されており、軸（２）と成形体（６）との結合領域（８）に、軸（２）が、その表面粗さを高める構造（１０）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のモータ。
【請求項６】
帰磁路エレメント（１４）が軸（２）上にプレスばめされている、請求項１から５までのいずれか１項記載のモータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
公知のモータにおける問題として、ロータがオットー燃料またはディーゼル燃料との接触時、例えば燃料ポンプを駆動するためにモータを使用する場合に不可避の接触時に長期的に破壊されてしまうことが挙げられる。さらに、モータの効率は広いシステムパラメータに依存した大きな帯域幅を有している。
アメリカ合衆国特許第６２２０８２６号明細書から、冒頭で述べた形式の、燃料ポンプのための電子的に整流されるモータが公知である。
アメリカ合衆国特許第６２０４５８４号明細書から公知の、電子的に整流されるモータのためのロータは、周囲に交番する磁極を備えた管形の永久磁石体を有しており、その一貫した円筒形の貫通開口内に帰磁路エレメントが突入している。帰磁路エレメントは円形の基本横断面を有しており、単数または複数のペアの扁平部をその周面に有している。扁平部により、エアギャップが帰磁路エレメントと管形の永久磁石体との間に形成される。永久磁石体内での帰磁路エレメントの回動により、帰磁路エレメントの調節可能性が提供されている。
アメリカ合衆国特許第６４５５９７５号明細書から、磁性鋼から成る円錐形のボスを備えたジェネレータが公知である。ボスの周面は一定の肉厚を有しており、ボス上に磁石が配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題は本発明により、ロータが、プラスチックで結合されたフェライトにより形成される耐燃料性の成形体を有しており、軸上での摺動により成形体に対して調節可能な帰磁路エレメントが設けられており、成形体が軸方向の凹部を有しており、該軸方向の凹部内に帰磁路エレメントが係入するようになっており、軸方向の凹部が開口側と、該開口側に対向して位置する底側とを有しており、該底側で成形体が軸に結合されており、さらに軸方向の凹部がファンネルを形成しており、該ファンネルが開口側に向かって円錐形に拡幅しており、かつ帰磁路エレメントが円錐体を形成しており、該円錐体が凹部の底側に向かってテーパを成していることにより解決される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
帰磁路エレメントの摺動により、成形体と帰磁路エレメントとの特に正確な対応配置が、高い安定性を有するモータアッセンブリにおいて達成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
凹部内への帰磁路エレメントの係入により、特にコンパクトな構造が達成される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
凹部および成形体を、帰磁路エレメントが成形体を完全に貫通するように形成することが考えられる。ただし、モータアッセンブリの特に高い安定性およびその簡単な組立性は、軸方向の凹部が開口側と、該開口側に対向して位置する底側とを有しており、該底側で成形体が軸に結合されていると達成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
凹部をファンネルとして形成し、帰磁路エレメントを円錐体として形成することにより、成形体に対する帰磁路エレメントの調節可能性は大幅に簡単化される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の別の有利な構成では、ファンネルの開き角が円錐体の円錐角に等しいと、磁束は特に正確にモータシステムに合わせて調整されることができる。円錐体の周面および対応するファンネル内面はその際常に互いに平行に位置する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
原則的に、高い形状安定性を有する耐燃料性の任意のプラスチックが、フェライトのためのキャリアとして使用可能である。ただし、特に成形体の高い化学的な耐性および極めて高い寸法安定性のために、フェライトを結合するプラスチックがポリフェニレンスルフィド（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｓｕｌｆｉｄ：ＰＰＳ）であると特に有利である。ＰＰＳはさらにその固有の難燃性の点で有利である。フェライトはロータの永久磁性の特性に対して責任を負っているので、加えて大きな保磁力を有していると有利である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の、実験から開発された別の有利な構成では、成形体が、安定化する繊維材料を有している。約２％の体積百分率のガラス繊維が特に適しており、さらには安価であることが判っている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
成形体を例えば軸上に被せ嵌め、軸に接着することが考えられる。これに対して、ロータと軸とを特に簡単かつ耐久的に結合すると同時に、ロータの不釣合いを回避することは、本発明の別の有利な構成では、成形体が軸上に射出成形により被着されており、軸と成形体との結合領域に、軸が、その表面粗さを高める構造を有していると保証されている。この構造は例えば粗面化または特に有利にはローレットの形成であることができる。
【国際調査報告】
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