(57)【要約】【課題】簡単な構成でコイルの腐食を防止する小型の燃料ポンプを提供する。【解決手段】燃料ポンプ１０のモータ部は、ステータコア３０、ボビン４０、コイル４２および回転子６０を有するブラシレスモータである。ステータコア３０は、６個のコア３２を周方向に配置して構成されている。コイル４２は、６個のコア３２が周方向に設置されステータコア３０を構成する前の単体の状態で、コア３２毎にティース３３の外周に巻線を集中巻きして形成されている。絶縁樹脂材４６は、周方向に隣接しているティース３３同士の間に充填され、コイル４２を覆って樹脂モールドされている。回転子６０は、ステータコア３０の内周に回転自在に設置されている。回転子６０の永久磁石６４の８個の磁極部６５は、ステータコア３０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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数設置されているティースを有するステータコアと、
前記ティースの外周に巻線を集中巻きして形成され、通電を制御されることにより前記ティースの内周面に周方向に形成する磁極を切り換えるコイルと、
前記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している回転子と、
前記回転子により回転駆動される回転部材を有し、前記回転部材の回転により燃料を吸入し昇圧するポンプ部と、
周方向に隣接している前記ティース同士の間に充填され、前記コイルを覆って樹脂モールドされている絶縁樹脂材と、
を備える燃料ポンプ。
【請求項２】
前記ティースはそれぞれ別体に形成されている請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
前記絶縁樹脂材は、前記ステータコアの前記ポンプ部とは反対側の端部を覆うカバーを一体成形している請求項１または２に記載の燃料ポンプ。
【請求項４】
吐出燃料の逆流を防止する弁部材および前記弁部材のリフト位置を規制するストッパをさらに備え、前記カバーは、前記弁部材および前記ストッパを収容している請求項３に記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
前記コイルと電気的に接続し前記絶縁樹脂材にインサート成形されているターミナルと、前記絶縁樹脂材の樹脂モールド時に前記ターミナルの倒れを防止する倒れ防止部材とをさらに備える請求項１から４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、ブラシレスモータを用いた燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ポンプの駆動源としてブラシレスモータを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ブラシレスモータには、ブラシモータのように整流子とブラシとの摺動抵抗、整流子とブラシとの間の電気抵抗、ならびに整流子を各セグメントに分割するために設けた溝が受ける流体抵抗による損失の問題が生じない。その結果、ブラシレスモータのモータ効率はブラシモータに比べて高くなるので、燃料ポンプの効率が向上する。ここで燃料ポンプの効率とは、燃料ポンプに供給する電力に対して、燃料ポンプがする仕事量、すなわち（燃料吐出圧）×（燃料吐出量）の値の割合である。燃料ポンプの効率が高くなると、同等の仕事量であれば、ブラシモータを用いるよりもブラシレスモータを用いる方がモータ部が小さくなり、燃料ポンプを小型化できる。このようにブラシレスモータを用いて小型化された燃料ポンプは、特に自動二輪車に使用する上で好適である。
【０００３】
燃料ポンプを小型化する場合、コイルの占有空間を極力小さくすることが考えられる。しかしながら、特許文献１には、燃料ポンプにブラシレスモータを使用することは開示されているものの、ブラシレスモータのコイルの占有空間を小さくすることに関する開示はない。
また、燃料ポンプにおいては、燃料と接触することによるコイルの腐食、特に劣化燃料や低質燃料が使用される場合にコイルの腐食を防止することが求められている。しかしながら、特許文献１では、腐食防止用のケース内にコイルおよびステータコアを有するステータを収容し、ケースを密封するためにケースを構成する部材同士を溶接しているので、ケースの製造工数が増加するという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３４０３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成でコイルの腐食を防止する小型の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】
【０００６】
請求項１から５に記載の発明では、各ティースに巻線を集中巻きしてコイルを形成しているので、巻線の占積率が上昇する。ここで巻線の占積率とは、巻線を巻回する巻回空間に占める巻線面積の割合である。占積率が上昇することにより、同じ巻線量であれば巻線面積が減少するのでコイルを小型化できる。その結果、燃料ポンプを小型化できる。
また、請求項１から５に記載の発明では、絶縁樹脂材が周方向に隣接しているティース同士の間に充填されコイルを覆うという簡単な構成により、コイルが燃料と接触して腐食することを防止するとともに、コイルと異物との接触を防止できる。さらに、集中巻きされているコイルの巻線崩れを絶縁樹脂材により防止できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、ステータコアのティースがそれぞれ別体であるから、周方向に設置されてステータコアを構成する前の単体の状態で各ティースに巻線を集中巻きできる。したがって、各ティースに巻線を集中巻きする作業が容易になる。
請求項３に記載の発明では、ステータコアのポンプ部とは反対側の端部を覆うカバーを絶縁樹脂材が一体成形している。したがって、燃料ポンプの部品点数および燃料ポンプの組付工数を減少できる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、絶縁樹脂材が一体成形するカバーが逆止弁を構成する部材を収容し、逆止弁のハウジングを兼ねている。したがって、逆止弁を備える燃料ポンプの部品点数および燃料ポンプの組付工数を減少できる。
請求項５に記載の発明では、コイルと電気的に接続するターミナルを絶縁樹脂材にインサート成形するときに、倒れ防止部材がターミナルの倒れを防止する。これにより、ターミナルと周囲部品との干渉を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料ポンプを図１および図２に示す。本実施形態の燃料ポンプ１０は、例えば排気量が１５０ｃｃ以下の二輪自動車の燃料タンク内に設置されるインタンク式のタービンポンプである。
図２に示すように、燃料ポンプ１０は、ポンプ部１２と、ポンプ部１２を回転駆動するモータ部１３とを備えている。ハウジング１４は、ポンプ部１２およびモータ部１３の両方のハウジングを兼ねている。ハウジング１４は、軸方向の両端で、ポンプケース２０およびエンドカバー４８をそれぞれかしめている。また、モータ部１３においてハウジング１４がステータコア３０の外周を覆っている箇所は、ポンプ部１２において後述する段部１５を形成している箇所よりも薄肉化されている。このように、磁気回路上は不要であるステータコア３０の外周を覆うハウジング１４の厚みを薄くすることにより、モータ部１３の外径を極力小径化している。
【００１０】
ポンプ部１２は、ポンプケース２０、２２、およびインペラ２４を有しているタービンポンプである。ポンプケース２２はハウジング１４の段部１５に軸方向に突き当てられている。これにより、ポンプケース２２の軸方向の位置決めがなされている。ポンプケース２０はハウジング１４の一端側でかしめ固定されており、このかしめにより生じる軸力により、ポンプケース２２と段部１５、ならびにポンプケース２０とポンプケース２２とが互いに軸方向に押し付けられる面圧を確保し、燃料をシールしている。
【００１１】
ポンプケース２０、２２は、回転部材としてのインペラ２４を回転自在に収容するポンプケースである。ポンプケース２０、２２とインペラ２４との間に、それぞれＣ字状のポンプ通路２０２が形成されている。ポンプケース２０に設けられた吸入口２００から吸入された燃料は、インペラ２４の回転によりポンプ通路２０２で昇圧され、モータ部１３側に圧送される。モータ部１３側に圧送された燃料は、ステータコア３０と回転子６０との間の燃料通路２０４を通り、吐出口２０６からエンジン側に供給される。
【００１２】
モータ部１３は、所謂ブラシレスモータであり、ステータコア３０、ボビン４０、コイル４２および回転子６０を有している。ステータコア３０は、６個のコア３２を周方向に配置して構成されている。図示しない制御装置が回転子６０の回転位置に応じてコイル４２への通電を制御することにより、回転子６０と向き合う各コア３２の内周面に形成される磁極は切り換えられる。
【００１３】
図１に示すように、各コア３２は、ティース３３および外周部３４を有し、回転軸方向に積層した磁性鋼板を互いにかしめ固定して一体に構成されている。ティース３３は、外周部３４の中央部から内側の回転子６０に向けて突出している。各コア３２には、絶縁樹脂で成形されたボビン４０が嵌合している。外周部３４は周方向に幅の等しい円弧状に形成されており、６個の外周部３４が環状コアを形成している。
【００１４】
コイル４２は、６個のコア３２が周方向に設置されステータコア３０を構成する前の単体の状態で、ボビン４０の外周にコア３２毎に巻線を集中巻きして形成されている。各コイル４２は、図２に示すエンドカバー４８側でターミナル４４と電気的に接続している。
絶縁樹脂材４６は、周方向に隣接しているティース３３同士の間に充填され、コイル４２を覆って樹脂モールドされており、ステータコア３０に対してポンプ部１２と反対側の端部を覆うエンドカバー４８を一体成形している。絶縁樹脂材４６がエンドカバー４８を一体成形しているので、燃料ポンプ１０を構成する部品点数が減少し、燃料ポンプ１０の組付工数が減少する。
【００１５】
図３に示すように、中央に貫通孔を有する環状の倒れ防止部材５０は、ボビン４０に係止される爪５２と、各ターミナル４４が嵌合する嵌合穴５４とを有している。図３は、絶縁樹脂材４６を樹脂モールドする前の状態を示している。倒れ防止部材５０の嵌合穴５４に各ターミナル４４を嵌合させることにより、絶縁樹脂材４６を樹脂モールドするときにターミナル４４が倒れ、周囲部品と干渉することを防止できる。
【００１６】
図１および図２に示すように、回転子６０は、シャフト６２および永久磁石６４を有し、ステータコア３０の内周に回転自在に設置されている。永久磁石６４は、ローレット加工が施されたシャフト６２の外周面に直接嵌め込まれている。シャフト６２の両端部は、軸受け２６により回転自在に支持されている。永久磁石６４は、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の熱可塑性樹脂材に磁性粉を練り込んで円筒状に形成されたプラスティックマグネットである。永久磁石６４は、回転方向に８個の磁極部６５を形成している。８個の磁極部６５は、ステータコア３０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。
【００１７】
エンドカバー４８が形成する吐出口２０６内には、逆止弁を構成する弁部材７０、ストッパ７２およびスプリング７４が収容されている。このようにエンドカバー４８が逆止弁のハウジングを兼ねているので、燃料ポンプ１０を構成する部品点数が減少し、燃料ポンプ１０の組付工数が減少する。
ポンプ部１２で昇圧された燃料が所定圧以上になると、弁部材７０はスプリング７４の荷重に抗してリフトし、吐出口２０６から燃料がエンジン側に吐出される。また、弁部材７０は、燃料ポンプ１０から吐出される吐出燃料の逆流を防止する。
【００１８】
第１実施形態では、各コア３２のティース３３に巻線を集中巻きしてコイル４２が形成されているので、例えば巻線を分布巻きする場合に比べ、巻線の占積率が増加する。したがって、同じ巻線量であれば、コイル４２が占有する巻回空間が小さくなる。その結果、モータ部１３を小型化でき、燃料ポンプ１０を小型化できる。
また、絶縁樹脂材４６が周方向に隣接しているティース３３同士の間に充填され、コイル４２を覆って樹脂モールドされているので、簡単な構成により、コイル４２が燃料と接触して腐食することを防止するとともに、コイル４２と異物との接触を防止できる。さらに、集中巻きされているコイル４２の巻線崩れを絶縁樹脂材４６により防止できる。
【００１９】
（第２、第３実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に、第３実施形態を図５に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
図４に示す第２実施形態の燃料ポンプ８０では、ステータコア８２は、環状コア８４と、環状コア８４の内周側に周方向に設置された６個のティース８５とから構成されている。環状コア８４とティース８５とは別体であり、各ティース８５もそれぞれ別体である。絶縁樹脂材４６は、周方向に隣接しているティース８５同士の間に充填され、コイル４２を覆って樹脂モールドされている。
【００２０】
図５に示す第３実施形態の燃料ポンプ９０では、ステータコア９２は、環状コア９４と、環状コア９４の内周側に嵌合し、周方向に設置された６個のティース９５とから構成されている。環状コア９４とティース９５とは別体であり、ティース９５もそれぞれ別体である。絶縁樹脂材４６は、周方向に隣接しているティース９５同士の間に充填され、コイル４２を覆って樹脂モールドされている。
【００２１】
第２、第３実施形態においても、ステータコア８２、９２を構成する前の各ティース８５、９５が単体の状態でティース８５、９５に巻線を集中巻きしてコイル４２を形成することにより、巻線を容易に集中巻きできる。
また、第３実施形態では、コイル４２を巻回したティース９５を環状コア９４に嵌合することにより、ティース９５の周方向の位置決めが容易である。
【００２２】
（他の実施形態）
上記複数の実施形態では、ステータコアを構成し周方向に複数設置されるティースをそれぞれ別体にしたが、周方向に複数設置されるティースを一体に形成してもよい。
また上記複数の実施形態では、インペラ２４を用いたタービンポンプでポンプ部１２を構成したが、ポンプ部を他のポンプ構成、例えばギアポンプで構成してもよい。
このように、本発明は、上記複数の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態による燃料ポンプを示す図２のＩ−Ｉ線断面図。
【図２】第１実施形態の燃料ポンプを示す断面図。
【図３】絶縁樹脂材を樹脂モールドする前の倒れ防止部材を示す斜視図。
【図４】第２実施形態による燃料ポンプを示す断面図。
【図５】第３実施形態による燃料ポンプを示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１０、８０、９０：燃料ポンプ、１２：ポンプ部、１３：モータ部（ブラシレスモータ）、１４：ハウジング、３０、８２、９２  ステータコア、３３、８５、９５：ティース、４２：コイル、４６：絶縁樹脂材、４８：エンドカバー、６０：回転子、６４：永久磁石、７０：弁部材（逆止弁）、７２：ストッパ（逆止弁）、７４：スプリング（逆止弁）
【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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