燃料ポンプ
【課題】 燃料ポンプにおいて、リード線の硫化に対する耐久性をより向上させる。
【解決手段】 燃料ポンプ１において、電動モータを外部電源に接続するためのコネクタ３の端子３ａと、電動モータの回転子４に摺接して該回転子４のコイルに給電するためのブラシ５と、を電気的に接続するリード線８に、電気スズメッキ処理を施し、適切な厚さのメッキ層を形成する。
【解決手段】 燃料ポンプ１において、電動モータを外部電源に接続するためのコネクタ３の端子３ａと、電動モータの回転子４に摺接して該回転子４のコイルに給電するためのブラシ５と、を電気的に接続するリード線８に、電気スズメッキ処理を施し、適切な厚さのメッキ層を形成する。
【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】
従来より種々の燃料ポンプが提案されている。特許文献１は、その一例としての燃料ポンプを開示する。
【０００３】
特許文献１に開示される燃料ポンプは、中空状のケーシングと、該ケーシング内に設けられたポンプ部および該ポンプ部を駆動する電動モータと、を含んでいる。
【０００４】
この種の燃料ポンプでは、電動モータを外部電源に接続するためのコネクタの端子と、電動モータの回転子に摺接して該回転子のコイルに給電するためのブラシとの間を、リード線で接続する場合があるが、このリード線は、燃料中に含まれる硫黄分で硫化される場合があるため、その対策として、スズメッキ処理を行う場合があった。
【特許文献１】特開平９−１５４２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなリード線にメッキを施す場合には、従来、溶融メッキ法が用いられている。溶融メッキ法は、溶融したメッキ材の中に線材を通し、表面にメッキ材を付着させ、出口でダイスを通すことで所定の厚さのメッキ厚に仕上げる。しかし、メッキ厚のコントロールは難しく、そのばらつきも大きいため、部分的にメッキが薄くなり、硫化に対する耐久性が低くなる場合があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料ポンプにおいて、リード線の硫化に対する耐久性をより向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、燃料ポンプにおいて、電動モータを外部電源に接続するためのコネクタの端子と、前記電動モータの回転子に摺接して該回転子のコイルに給電するためのブラシとを電気的に接続するリード線に、電気スズメッキ処理を施したことを趣旨とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、リード線のメッキ層の厚さを０．４μｍ以上２．０μｍ以下としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、リード線に電気スズメッキ処理を行うことで、溶融スズメッキ処理を行った場合に比べてメッキ層の厚さのばらつきを小さくすることができ、硫化に対する耐久性を向上することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、メッキ層の厚さを適切に設定したことで、耐硫化性と柔軟性との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具現化した実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる燃料ポンプの側面図、図２は、燃料ポンプの吐出ポートが形成される側の端部（上部）を見た平面図、図３は、燃料ポンプの上部の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）、図４は、燃料ポンプ内のリード線のメッキ厚さと曲げ剛性（リード線に所定の撓みを与えたときの反力）との相関関係を示す図、図５は、リード線のメッキ厚さとリード線寿命との相関関係を示す図（ただし、硫黄を含む燃料中での実験結果）である。なお、本実施形態では、自動車用内燃機関の燃料供給系で用いられる燃料ポンプを開示する。また、本明細書では、便宜上、図１および図３にしたがって上下方向を定義する。
【００１２】
燃料ポンプ１は、サクションフィルタ（図示せず）を介して吸入ポート（図示せず）から吸入した燃料を、吐出ポート２から吐出する。この燃料ポンプ１は、燃料タンク内に収容され、該燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給装置（またはその一部）として機能する。
【００１３】
本実施形態では、燃料ポンプ１は、中空状のケーシング１０と、該ケーシング１０内に設けられたポンプ部（図示せず）および該ポンプ部を駆動する電動モータ（一部のみ図示）とを含んでいる。
【００１４】
ケーシング１０内には、筒状体１１が収容されており、その筒内に電動モータの回転子４が収容されている。この筒状体１１の上側には、有蓋筒状のカバー体１２が配置されており、これをケーシング１０の開口端部１０ａで内側に加締めることで、カバー体１２および筒状体１１をケーシング１０に固定している。
【００１５】
カバー体１２の上面には、燃料チューブや配管が接続される吐出ポート２や、電動モータに電池等の外部電源を接続するためのコネクタ３が形成されている。
【００１６】
また、カバー体１２の内部の中央部には、軸受筒部１２ａが形成されており、この軸受筒部１２ａに、軸受１３を介して回転子４のシャフト１４（の上側端部）が回転自在に軸支されている。
【００１７】
この軸受筒部１２ａの外周側には、シャフト１４の軸方向に沿って伸びるガイド孔１２ｂが形成されるとともに、コネクタ３の端子３ａと電気的に接続される導通体（金具）９が取り付けられており、ガイド孔１２ｂ内に上下動可能に緩挿されたブラシ５と、導通体９とが、リード線８によって電気的に接続されている。ここで、ガイド孔１２ｂの開口端には鋼球７が圧入されており、この鋼球７とブラシ５との間に、付勢手段（圧縮バネ）としてのスプリング６が介装されている。よって、ブラシ５の下面５Ａは、スプリング６の付勢力によって、回転する回転子４の整流子の上面４Ａに押しつけられ、当該上面４Ａと摺接することになる。
【００１８】
かかる構成では、ブラシ５の下面５Ａは、長期使用に伴って摩耗が進んで徐々に短くなるが、スプリング６の付勢力により、ブラシ５の摩耗が進行したとしても、ブラシ５の下面５Ａと回転子４の整流子の上面４Ａとがより確実に当接し、当接面における電気的な接続状態をより確実に維持できるようにしてある。
【００１９】
また、ブラシ５に連結するリード線８を略Ｕ字状に屈曲させて、リード線８の長さに余裕を持たせるとともに、リード線８自体を柔軟に構成することで、摩耗によってブラシ５が短くなり、リード線８がブラシ５の移動に伴って撓んだ時に、当該リード線８がブラシ５の移動の妨げにならないようにして、ブラシ５の下面５Ａと回転子４の整流子の上面４Ａとがより適切に当接し、当接面における電気的な接続状態をより確実に維持できるようにしてある。
【００２０】
以上の構成では、電源（電池）から供給された電力は、コネクタ３の端子３ａ、導通体９、リード線８、ブラシ５、およびブラシ５の下面５Ａと回転子４の整流子の上面４Ａとの摺動面を経由して、当該回転子４（電動モータ）に供給される。
【００２１】
ここで、本実施形態では、リード線８に、電気スズメッキ処理を施し、燃料中の硫黄分による硫化を抑制するようにしている。電気メッキ処理は、メッキ液中に通電しながら線材（リード線８）を通過させ、メッキ材を表面に析出させる処理方法であり、より均一な厚さのメッキが得られるとともに、電流値や処理時間等によって、メッキ厚さを適宜に調整することができる。また、本実施形態では、ニッケルメッキより柔軟なメッキ層を構成できるスズメッキとして、リード線８がブラシ５の移動の妨げとなるのを抑制している。
【００２２】
そして、発明者は、リード線８のメッキ層の厚さについて鋭意研究を重ねたところ、以下のような知見を得ることができた。
【００２３】
（１）メッキ層を厚くしすぎると、リード線８の曲げ剛性が高くなりすぎて、リード線８が接続されるブラシ５の移動の妨げとなり、ブラシ５の異常摩耗が生じるおそれがある。実験の結果、メッキ層の厚さを２［μｍ］以下とすれば、所定の撓みを与えたときの反力が、ブラシ５の整流子上面４Ａに対する充分な追従性が得られて不具合を生じない閾値Ｂｔｈより小さくなることが判明した。さらに１．５［μｍ］とすれば、さらに好適であることが判明した（図４）。
【００２４】
（２）逆にメッキ層を薄くしすぎると、硫化する部分が生じ、リード線８の耐久性が低下するおそれがある。実験の結果、メッキ層の厚さを０．４［μｍ］以上とすれば、燃料ポンプ１の想定寿命時間Ｔｔｈより長くもち、充分な耐硫化性が得られることが判明した（図５）。
【００２５】
以上の本実施形態によれば、リード線８に電気スズメッキ処理を行うことで、溶融スズメッキ処理を行った場合に比べてメッキ層の厚さのばらつきを小さくすることができ、硫化に対する耐久性を向上することができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、メッキ層の厚さを適切に設定したことで、耐硫化性と柔軟性の両立を図ることができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、リード線８を屈曲させたため、リード線８の柔軟性をさらに高めることができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００２９】
また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００３０】
（イ）請求項１に記載の燃料ポンプでは、リード線のメッキ層の厚さを０．４μｍ以上１．５μｍ以下とするのが好適である。
【００３１】
こうすれば、２［μｍ］とした場合に比べて柔軟性が増大し、ブラシに対する悪影響をより確実に回避できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプの側面図。
【図２】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプの吐出ポートが形成される側の端部（上部）を見た平面図。
【図３】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプの上部の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）。
【図４】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプ内のリード線のメッキ厚さと曲げ剛性との相関関係を示す図。
【図５】本発明の実施形態にかかるリード線のメッキ厚さとリード線寿命との相関関係を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１ 燃料ポンプ
３ コネクタ
３ａ 端子
４ 回転子
５ ブラシ
１０ ケーシング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より種々の燃料ポンプが提案されている。特許文献１は、その一例としての燃料ポンプを開示する。
【０００３】
特許文献１に開示される燃料ポンプは、中空状のケーシングと、該ケーシング内に設けられたポンプ部および該ポンプ部を駆動する電動モータと、を含んでいる。
【０００４】
この種の燃料ポンプでは、電動モータを外部電源に接続するためのコネクタの端子と、電動モータの回転子に摺接して該回転子のコイルに給電するためのブラシとの間を、リード線で接続する場合があるが、このリード線は、燃料中に含まれる硫黄分で硫化される場合があるため、その対策として、スズメッキ処理を行う場合があった。
【特許文献１】特開平９−１５４２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなリード線にメッキを施す場合には、従来、溶融メッキ法が用いられている。溶融メッキ法は、溶融したメッキ材の中に線材を通し、表面にメッキ材を付着させ、出口でダイスを通すことで所定の厚さのメッキ厚に仕上げる。しかし、メッキ厚のコントロールは難しく、そのばらつきも大きいため、部分的にメッキが薄くなり、硫化に対する耐久性が低くなる場合があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料ポンプにおいて、リード線の硫化に対する耐久性をより向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、燃料ポンプにおいて、電動モータを外部電源に接続するためのコネクタの端子と、前記電動モータの回転子に摺接して該回転子のコイルに給電するためのブラシとを電気的に接続するリード線に、電気スズメッキ処理を施したことを趣旨とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、リード線のメッキ層の厚さを０．４μｍ以上２．０μｍ以下としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、リード線に電気スズメッキ処理を行うことで、溶融スズメッキ処理を行った場合に比べてメッキ層の厚さのばらつきを小さくすることができ、硫化に対する耐久性を向上することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、メッキ層の厚さを適切に設定したことで、耐硫化性と柔軟性との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具現化した実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる燃料ポンプの側面図、図２は、燃料ポンプの吐出ポートが形成される側の端部（上部）を見た平面図、図３は、燃料ポンプの上部の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）、図４は、燃料ポンプ内のリード線のメッキ厚さと曲げ剛性（リード線に所定の撓みを与えたときの反力）との相関関係を示す図、図５は、リード線のメッキ厚さとリード線寿命との相関関係を示す図（ただし、硫黄を含む燃料中での実験結果）である。なお、本実施形態では、自動車用内燃機関の燃料供給系で用いられる燃料ポンプを開示する。また、本明細書では、便宜上、図１および図３にしたがって上下方向を定義する。
【００１２】
燃料ポンプ１は、サクションフィルタ（図示せず）を介して吸入ポート（図示せず）から吸入した燃料を、吐出ポート２から吐出する。この燃料ポンプ１は、燃料タンク内に収容され、該燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給装置（またはその一部）として機能する。
【００１３】
本実施形態では、燃料ポンプ１は、中空状のケーシング１０と、該ケーシング１０内に設けられたポンプ部（図示せず）および該ポンプ部を駆動する電動モータ（一部のみ図示）とを含んでいる。
【００１４】
ケーシング１０内には、筒状体１１が収容されており、その筒内に電動モータの回転子４が収容されている。この筒状体１１の上側には、有蓋筒状のカバー体１２が配置されており、これをケーシング１０の開口端部１０ａで内側に加締めることで、カバー体１２および筒状体１１をケーシング１０に固定している。
【００１５】
カバー体１２の上面には、燃料チューブや配管が接続される吐出ポート２や、電動モータに電池等の外部電源を接続するためのコネクタ３が形成されている。
【００１６】
また、カバー体１２の内部の中央部には、軸受筒部１２ａが形成されており、この軸受筒部１２ａに、軸受１３を介して回転子４のシャフト１４（の上側端部）が回転自在に軸支されている。
【００１７】
この軸受筒部１２ａの外周側には、シャフト１４の軸方向に沿って伸びるガイド孔１２ｂが形成されるとともに、コネクタ３の端子３ａと電気的に接続される導通体（金具）９が取り付けられており、ガイド孔１２ｂ内に上下動可能に緩挿されたブラシ５と、導通体９とが、リード線８によって電気的に接続されている。ここで、ガイド孔１２ｂの開口端には鋼球７が圧入されており、この鋼球７とブラシ５との間に、付勢手段（圧縮バネ）としてのスプリング６が介装されている。よって、ブラシ５の下面５Ａは、スプリング６の付勢力によって、回転する回転子４の整流子の上面４Ａに押しつけられ、当該上面４Ａと摺接することになる。
【００１８】
かかる構成では、ブラシ５の下面５Ａは、長期使用に伴って摩耗が進んで徐々に短くなるが、スプリング６の付勢力により、ブラシ５の摩耗が進行したとしても、ブラシ５の下面５Ａと回転子４の整流子の上面４Ａとがより確実に当接し、当接面における電気的な接続状態をより確実に維持できるようにしてある。
【００１９】
また、ブラシ５に連結するリード線８を略Ｕ字状に屈曲させて、リード線８の長さに余裕を持たせるとともに、リード線８自体を柔軟に構成することで、摩耗によってブラシ５が短くなり、リード線８がブラシ５の移動に伴って撓んだ時に、当該リード線８がブラシ５の移動の妨げにならないようにして、ブラシ５の下面５Ａと回転子４の整流子の上面４Ａとがより適切に当接し、当接面における電気的な接続状態をより確実に維持できるようにしてある。
【００２０】
以上の構成では、電源（電池）から供給された電力は、コネクタ３の端子３ａ、導通体９、リード線８、ブラシ５、およびブラシ５の下面５Ａと回転子４の整流子の上面４Ａとの摺動面を経由して、当該回転子４（電動モータ）に供給される。
【００２１】
ここで、本実施形態では、リード線８に、電気スズメッキ処理を施し、燃料中の硫黄分による硫化を抑制するようにしている。電気メッキ処理は、メッキ液中に通電しながら線材（リード線８）を通過させ、メッキ材を表面に析出させる処理方法であり、より均一な厚さのメッキが得られるとともに、電流値や処理時間等によって、メッキ厚さを適宜に調整することができる。また、本実施形態では、ニッケルメッキより柔軟なメッキ層を構成できるスズメッキとして、リード線８がブラシ５の移動の妨げとなるのを抑制している。
【００２２】
そして、発明者は、リード線８のメッキ層の厚さについて鋭意研究を重ねたところ、以下のような知見を得ることができた。
【００２３】
（１）メッキ層を厚くしすぎると、リード線８の曲げ剛性が高くなりすぎて、リード線８が接続されるブラシ５の移動の妨げとなり、ブラシ５の異常摩耗が生じるおそれがある。実験の結果、メッキ層の厚さを２［μｍ］以下とすれば、所定の撓みを与えたときの反力が、ブラシ５の整流子上面４Ａに対する充分な追従性が得られて不具合を生じない閾値Ｂｔｈより小さくなることが判明した。さらに１．５［μｍ］とすれば、さらに好適であることが判明した（図４）。
【００２４】
（２）逆にメッキ層を薄くしすぎると、硫化する部分が生じ、リード線８の耐久性が低下するおそれがある。実験の結果、メッキ層の厚さを０．４［μｍ］以上とすれば、燃料ポンプ１の想定寿命時間Ｔｔｈより長くもち、充分な耐硫化性が得られることが判明した（図５）。
【００２５】
以上の本実施形態によれば、リード線８に電気スズメッキ処理を行うことで、溶融スズメッキ処理を行った場合に比べてメッキ層の厚さのばらつきを小さくすることができ、硫化に対する耐久性を向上することができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、メッキ層の厚さを適切に設定したことで、耐硫化性と柔軟性の両立を図ることができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、リード線８を屈曲させたため、リード線８の柔軟性をさらに高めることができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００２９】
また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００３０】
（イ）請求項１に記載の燃料ポンプでは、リード線のメッキ層の厚さを０．４μｍ以上１．５μｍ以下とするのが好適である。
【００３１】
こうすれば、２［μｍ］とした場合に比べて柔軟性が増大し、ブラシに対する悪影響をより確実に回避できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプの側面図。
【図２】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプの吐出ポートが形成される側の端部（上部）を見た平面図。
【図３】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプの上部の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）。
【図４】本発明の実施形態にかかる燃料ポンプ内のリード線のメッキ厚さと曲げ剛性との相関関係を示す図。
【図５】本発明の実施形態にかかるリード線のメッキ厚さとリード線寿命との相関関係を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１ 燃料ポンプ
３ コネクタ
３ａ 端子
４ 回転子
５ ブラシ
１０ ケーシング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状のケーシングと、該ケーシング内に設けられたポンプ部および該ポンプ部を駆動する電動モータと、を含む燃料ポンプにおいて、
前記電動モータを外部電源に接続するためのコネクタの端子と、前記電動モータの回転子に摺接して該回転子のコイルに給電するためのブラシとを電気的に接続するリード線に、電気スズメッキ処理を施したことを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
リード線のメッキ層の厚さを０．４μｍ以上２．０μｍ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項１】
中空状のケーシングと、該ケーシング内に設けられたポンプ部および該ポンプ部を駆動する電動モータと、を含む燃料ポンプにおいて、
前記電動モータを外部電源に接続するためのコネクタの端子と、前記電動モータの回転子に摺接して該回転子のコイルに給電するためのブラシとを電気的に接続するリード線に、電気スズメッキ処理を施したことを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
リード線のメッキ層の厚さを０．４μｍ以上２．０μｍ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２９９９５４（Ｐ２００６−２９９９５４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２３５０６（Ｐ２００５−１２３５０６）
【出願日】平成１７年４月２１日（２００５．４．２１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２１日（２００５．４．２１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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