燃料ポンプ
【課題】 コイルの巻線数を増加することなく、アーマチュアの全長を短縮することができる燃料ポンプを提供する。
【解決手段】
燃料ポンプは、シャフト１７と、そのシャフト１７に固定されているコア２１と、そのコア２１に巻回されているコイル２９とを有するアーマチュアと、そのシャフト１７によって回転駆動されるポンプ部とを備える。コア２１の少なくとも一方の端部には、シャフト１７外周面より外側でコイル２９を案内するガイド３４が設けられている。コイル２９が対向するスロット間に巻回される際に、ガイド３４に案内されることでシャフト１７の周囲近傍を迂回して巻回される。
【解決手段】
燃料ポンプは、シャフト１７と、そのシャフト１７に固定されているコア２１と、そのコア２１に巻回されているコイル２９とを有するアーマチュアと、そのシャフト１７によって回転駆動されるポンプ部とを備える。コア２１の少なくとも一方の端部には、シャフト１７外周面より外側でコイル２９を案内するガイド３４が設けられている。コイル２９が対向するスロット間に巻回される際に、ガイド３４に案内されることでシャフト１７の周囲近傍を迂回して巻回される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン等の燃料を吸込んで昇圧し、昇圧した燃料を吐出する燃料ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９に従来の燃料ポンプを示す。この燃料ポンプは、筒状のハウジング１０４内に、ポンプ部１０１と、ポンプ部１０１を回転駆動するモータ部１０２とを収容している。モータ部１０２は、アーマチュア１０６と、永久磁石で形成されたマグネット１０５等で構成されている。図１０には、アーマチュア１０６の断面を示している。アーマチュア１０６は、シャフト１０７と、そのシャフト１０７に固定されているコア１１１と、そのコア１１１に巻回されているコイル１１９と、そのコイル１１９に電流を供給する整流子１０８とを有する。シャフト１０７の両端近傍には一対の軸受１１０，１１３が配設されており、シャフト１０７を回転可能に支持している。シャフト１０７の下端はポンプ部１０１に係合し、ポンプ部１０１を回転駆動する。
【０００３】
図１１は図１０のXI−XI線断面図であり、コア１１１には複数（この場合８個）のスロット１１４が設けられており、１つのコイル１１９が４本のスロット１１４に跨って巻回されている。この明細書では、例えば第１スロットを通過したコイル１１９が第４スロットを通過するときに、１つのコイル１１９が４本のスロットに跨って巻回されているという。図１１に示すようにコイル１１９は、シャフト１０７を挟んで対向するスロット間に巻回されている。これは、コイル１１９を通過するマグネット１０５の磁束量を多くし、マグネット１０５の磁気エネルギを有効利用するためである。コイル１１９が対向するスロット間に巻回されると、コイル１１９はシャフト１０７の近傍を通過し、シャフト１０７の近傍でコア１１１の軸方向に積層される。このため、コイル１１９は、コア１１１の両端部１１１ａ、１１１ｂから軸方向に突出し、また、両端部１１１ａ、１１１ｂから突出したコイル１１９はシャフト１０７に施された絶縁被膜を介してシャフト１０７に密着している。
【０００４】
ところで、この種の燃料ポンプは燃料タンク内に設置されるため、燃料ポンプの軸方向長さは燃料タンクの形状（寸法）によって規制される。近年、燃料タンクは扁平化される傾向にあり、このため、燃料ポンプの軸方向長さも短縮化する必要性が生じている。
図１０に示すように、従来の燃料ポンプの構成では、シャフト１０７には、上から順に、軸受１１３と、整流子１０８と、コア１１１よりも軸方向に長く伸びるコイル１１９と、軸受１１０が直列で配設されている。従って、シャフト１０７の両端の軸受１１３，１１０の間の長さである軸受間距離には、少なくとも、〔軸受１１３の長さ＋整流子１０８の長さ＋コイル１１９の上方への突出分の長さ＋コア１１１の長さ＋コイル１１９下方への突出分の長さ＋軸受１１０の長さ〕が必要である。燃料ポンプの軸方向の長さは、アーマチュア長さによって左右され、アーマチュア長さは、シャフト１０７の軸受間距離によって決定される。仮に、軸受１１３，１１０や整流子１０８やコア１１１の軸方向長さを短縮することができない場合は、（コイル１１９の上方への突出分の長さ）及び／又は（コイル１１９の下方への突出分の長さ）を短縮する以外に燃料ポンプの軸方向長さを短縮する術はない。図１１に示すように、コイル１１９の上方（又は下方）への突出分の長さは、コア１１１の端部において軸方向に積層されるコイル１１９の巻線数によって決まる。従って、コイル１１９の上方（又は下方）への突出分の長さを短縮するには、コイル１１９の巻線数を減少させなければならないが、コイル１１９の巻線数を少なくすると、巻線の占積率が低下しモータ効率も低下するという問題が生じる。
なお、特許文献１には、コアのスロットに巻線を施した後、コアから突出したコイルエンドを専用の治具で圧縮し、その軸方向への突出長さを短くする技術が開示されている。しかしながら、この方法は、コイルの巻線数が少ない場合や巻線の線径が小さい場合等にはその効果が小さく、上述した問題を抜本的に解決するものではない。また、コイルエンドを冶具によって圧縮するため、圧縮時にコイルの絶縁皮膜等を傷付ける恐れもある。
【特許文献１】特開２００２−２７２０４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、コイルの巻線数を減少することなくコイルのコア端部突出長さを短縮することができ、これによって燃料ポンプの軸方向長さを短縮することができる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】
本発明の第１の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。コアの少なくとも一方の端部には、シャフト外周面より外側でコイルを案内するガイドが設けられている。コイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴としている。
この燃料ポンプでは、コアの少なくとも一方の端部に、シャフト外周面より外側でコイルを案内するガイドが設けられる。従って、ガイドが設けられた端部においては、コイルはシャフト近傍を通過することなく、ガイドに案内されてシャフトを迂回するように巻回される。これにより、コイルの巻線はコアの半径方向に広く積層され、コイルのコア端部からの突出長さを短くすることができる。このため、コイルの巻線数（巻線の占積率）を減少することなく、燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。また、コア端部から突出するコイル部分を治具によって圧縮する等の操作を行わないため、アーマチュアの各部を傷付ける恐れもない。
ここで、第１の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」とは、一のスロットから他のスロットにコイルを巻回したときに、そのコイルの内縁がガイドに案内されるような位置関係となる場合をも含む意味で用いている。従って、「対向するスロット間」となるためには、一のスロットと他のスロットがシャフトを挟んで完全に対向する位置関係となることまでは要しない。
【０００７】
本発明の第２の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。コイルは、対向するスロット間に巻回されている。そして、コアの少なくとも一方の端部には、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限するガイドが設けられていることを特徴とする。
この燃料ポンプでは、コアの少なくとも一方の端部において、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限するガイドが設けられている。従って、ガイドが設けられた端部においては、ガイドを越えてコアの軸方向にコイルを積層することができず、コイルはコアの半径方向に積層されることとなる。このため、コイルの巻線数（巻線の占積率）を減少することなく、コイルのコア端部からの突出長さを短くすることができ、これによって燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。また、この燃料ポンプでも、コア端部から突出するコイル部分を治具によって圧縮する等の操作を行わないため、アーマチュアの各部を傷付ける恐れがない。
ここで、第２の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」とは、複数の対向するスロット間にコイルを順に巻回していったときに、コイルがシャフトの軸方向に積層されるような位置関係となる場合をも含む意味で用いている。従って、「対向するスロット間」となるためには、一のスロットと他のスロットがシャフトを挟んで完全に対向する位置関係となることまでは要しない。
【０００８】
本発明の第３の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。コアの少なくとも一方の端部にはガイドが設けられている。ガイドは、シャフト外周面より外側でコイルを案内する案内部と、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限する制限部とを有している。そして、コイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする。
この燃料ポンプでは、コアの少なくとも一方の端部において、ガイドの案内部によってコイルがシャフトを迂回するように巻回され、かつ、ガイドの制限部によってコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出が制限される。このため、コイルの巻線数を減少することなく、コイルのコア端部からの突出長さを短くすることができ、これによって燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。
ここで、第３の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」の意味は、第１の燃料ポンプにおける「対向するスロット間」の意味と同一である。
【０００９】
上記の各燃料ポンプにおいては、ガイドが樹脂によって成形されていることが好ましい。ガイドを樹脂で成形することで、コイルとシャフトの絶縁を行うことができる。
また、ガイドを樹脂で成形する場合は、コアに形成された絶縁皮膜とガイドとが一体に成形されていることが好ましい。ガイドと絶縁皮膜をシャフト上に一体に成形することで、部品点数を削減することができ、また、燃料ポンプの組立てを簡略に行うことができる。
さらに、上記の各燃料ポンプにおいては、コアの両方の端部にガイドが設けられていることが好ましい。両方の端部にガイドを設けることで、より燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。
【００１０】
本発明の第４の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。そして、そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、コアの軸方向の少なくとも一方の端部においてシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴としている。
この燃料ポンプでも、コアの軸方向の少なくとも一方の端部においてコイルがシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されるため、コイルの巻線がコアの半径方向に広く積層される。これにより、コイルの巻線数を減少することなく、燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。
ここで、第４の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」の意味は、第１の燃料ポンプにおける「対向するスロット間」の意味と同一である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図１は本実施形態の燃料ポンプの一部断面図であり、図２はアーマチュアを断面視した略図であり、図３は図２のIII−III線断面図である。
本実施形態の燃料ポンプは、自動車用の燃料ポンプであり、燃料タンク内に設置され、自動車のエンジンヘ燃料を供給するために用いられる。図１に示すように、燃料ポンプは、ポンプ部１０と、そのポンプ部１０を駆動するモータ部１２とから構成されている。
【００１２】
ポンプ部１０の構成を説明する。ポンプ部１０は、ポンプカバー１９とポンプボディ２５とインペラ２６等から構成されている。ポンプカバー１９とポンプボディ２５は、例えばアルミのダイカスト成形により形成されている。ポンプカバー１９とポンプボディ２５が組み合わされることによって、内部にインペラ２６を収容するケーシング２７が構成される。
【００１３】
インペラ２６は樹脂成形により略円板状に形成されている。インペラ２６には、インペラ外周面２６ｄから内側に所定距離を隔てた位置を周方向に伸びる領域において、凹所２６ａが形成されている。凹所２６ａは周方向に繰り返されて凹所２６ａ群を形成している。凹所２６ａ群は、インペラ２６の表裏両面に形成されている。表裏の凹所２６ａの底部同士は連通口２６ｃによって連通している。
インペラ２６の中心に形成されている断面Ｄ字形の係合孔には、シャフト１７の下端部に形成された断面Ｄ字形の係合軸部１７ａが係合している。これにより、インペラ２６がシャフト１７に対して追従回転可能で、かつ、軸方向に僅かに移動可能に連結されている。インペラ２６の外周面２６ｄは凹凸のない円周面となっている。
【００１４】
図１に示すように、ポンプカバー１９の下面には、インペラ２６の上面に形成された凹所２６ａ群に対向する領域において、インペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで連続して伸びる溝３１が形成されている。溝３１の下流端には、ポンプカバー１９の上面に至る吐出孔２４が形成されている。吐出孔２４は、ケーシング２７の内部と外部（モータ部１２の内部空間１２ａ）を連通させている。
ポンプカバー１９の溝３１は、下流端近傍において、吐出孔２４に近づくにつれて徐々に横断面積が大きくなっており、下流端に向かってインペラ外周面２６ｄの範囲内で半径方向外側に変位している。吐出孔２４の終端部は、インペラ２６の凹所２６ａ群に対向する領域の半径方向外側に形成されている。
ポンプカバー１９の周壁１９ｂの内周面１９ｃは、全周に亘って、インペラ外周面２６ｄに微小なクリアランスを隔てて向い合う。図示の明瞭化のために、このクリアランスは拡大されて表示されている。
【００１５】
図１に示すようにポンプボディ２５の上面には、インペラ２６の下面に形成された凹所２６ａ群に対向する領域内において、インペラ回転方向に沿って、上流端から下流端まで連続して伸びる溝３０が形成されている。溝３０の上流端には、ポンプボディ２５の下面に至る吸入孔３２が形成されている。吸入孔３２は、ケーシング２７の内部と外部を連通させている。
ポンプボディ２５は、ポンプカバー１９に重ねた状態でハウジング１４の下端部にかしめ付け等により固定されている。ポンプボディ２５の中心部にスラストベアリング２８が固定されている。スラストベアリング２８によって、シャフト１７のスラスト荷重が受けられる。
【００１６】
図１では、図示の明瞭化のために、各所のクリアランスが拡大されて表示されている。ポンプボディ２５の溝３０は、直接的には吐出孔２４に連通していない。ポンプカバー１９の周壁１９ｂは、吐出孔２４の位置においてもインペラ外周面２６ｄに近接しており、インペラ外周面２６ｄの外側では、溝３０と吐出孔２４は実質的には連通していない。溝３０と吐出孔２４はインペラ２６の連通口２６ｃによって連通されている。
【００１７】
ポンプカバー１９の周方向に伸びる溝３１と、ポンプボディ２５の周方向に伸びる溝３０は、インペラ２６の回転方向に沿って、吸入孔３２から吐出孔２４に至るまで伸びている。インペラ２６が回転すると、燃料タンク内の燃料は吸入孔３２からケーシング２７内に吸入される。吸入孔３２から吸入された燃料の一部は、溝３０に沿って流れる。吸入孔３２から吸入された燃料の残部は、インペラ２６の凹所２６ａに入り、凹所２６ａ内で旋回流を発生させながら連通口２６ｃを通過して溝３１に入り、溝３１に沿って流れる。溝３０，３１に沿って燃料が流れるうちに燃料は昇圧される。溝３１を流れて昇圧された燃料は、吐出孔２４からモータ部１２に送り出される。溝３０を流れて昇圧された燃料は、インペラ２６の連通口２６ｃを通過して溝３１で昇圧された燃料と合流する。合流後に、吐出孔２４からモータ部１２に送り出される。モータ部１２に送り出された高圧燃料は吐出孔３８からポンプ外に送り出される。
【００１８】
モータ部１２は、ブラシ１３付きの直流モータであり、ほぼ円筒形状のハウジング１４内に永久磁石で形成されたマグネット１５と、マグネット１５と同心状に配設されたアーマチュア１６を備えている。ブラシ１３は整流子１８に当接するように設置されている。ブラシ１３は、ばねにより常時、整流子１８に押付けられている。
シャフト１７の下端は、ハウジング１４の下端部に取付けられたポンプカバー１９に軸受２０を介して回転可能に支持されている。シャフト１７の上端は、ハウジング１４の上端部に取付けられたモータカバー２２に軸受２３を介して回転可能に支持されている。
上記の構成において、外部電源に接続されたブラシ１３に電圧が印加されると、ブラシ１３から整流子１８を介してコイル２９に電流が流れ、アーマチュア１６が回転する。アーマチュア１６の回転によりインペラ２６が回転して、吸入孔３２から燃料が吸引される。吸引された燃料は、先述のようにポンプ部１０で昇圧され、吐出口３８から外部へ吐出される。
【００１９】
図２はアーマチュア１６の断面を示した図である。アーマチュア１６は、磁性板を積層したコア２１と、コア２１の両端に配設されたガイド３４と、コア２１のスロット２４に巻回されたコイル２９と、コイル２９に電流を供給する整流子１８と、コア２１、ガイド３４及び整流子１８を支持しているシャフト１７により構成されている。コア２１はマグネット１５と対向するように配設されている。
【００２０】
図３は図２のIII−III線断面図である。図３に示すように、ガイド３４は、シャフト１７と別体で成形された略円筒状の部材であり、シャフト１７より大きな外径を有する。ガイド３４の中心には貫通孔３４ａが形成され、その貫通孔３４ａにシャフト１７が挿し込まれている。なお、ガイド３４は、シャフト１７に絶縁被膜を施す際に、絶縁被膜と一体として成形するようにしてもよい。
コイル２９は、シャフト１７を挟んで対向するスロット２４間に巻回されている（すなわち、４スロットに跨って巻回されている。）。図から明らかなように、コイル２９は、シャフト１７の周囲近傍ではガイド３４の外周面に当接する。このため、コイル２９は、ガイド３４に案内されて、シャフト１７の周囲近傍（ガイド３４によって設定される領域）を迂回して巻回されている。
なお、図２に示すように、コア２１の下端部にもガイド３４が配されている。このため、コア２１の下端部にコイル２９を巻回すときにも、コイル２９はガイド３４に案内され、シャフト１７の周囲近傍を迂回するように巻回されている。
【００２１】
図４には、コア２１に巻回されたコイル２９（詳細には、コイル２９を構成する巻線２９ａ）の通過経路Ｓと、その巻線２９ａに作用する張力Ｔとが図示されている。図１２には、従来技術に係る燃料ポンプのコア１１１に巻回されたコイル１１９（巻線１１９ａ）の通過経路Ｓ’と、その巻線１１９ａに作用する張力Ｔ’とが図示されている。
図４に示すように、巻線２９ａは、ガイド３４に案内されるため、シャフト１７近傍を通過することなく、シャフト１７から外側に膨らんだ通過経路Ｓを有する。このため、巻線２９ａに作用する張力Ｔは、コア２１の周方向の成分が大きくなる。これにより、巻線２９ａは、スロット２４の中心２４ａから壁面２４ｂに沿ってコア２１の半径方向に積層される。巻線２９ａがコア２１の半径方向に積層されると、巻線２９ａはコア２１の端面の広範囲にわたって巻回される。このため、コイル２９の巻線数の増加に対するコイル２９の突出長さ（コイル２９のコア端面からの突出長さ）の増加率が低く抑えられる。
【００２２】
一方、図１２に示すように、シャフト１０７にガイドが設けられていないと、巻線１１９ａはシャフト１０７の近傍を通過する（すなわち、巻線１１９ａの通過経路は図中のＳ’となる）。このため、巻線１１９ａに作用する張力Ｔ’は、コア２１の中心方向の成分が大きくなる。これにより、巻線１１９ａはスロット１１４の中心１１４ａよりに積層される。巻線１１９ａがスロット１１４の中心１１４ａよりに積層されると、巻線１１９ａがシャフト１０７の周囲近傍に集中して巻回される（すなわち、巻線１１９ａがシャフト１０７の軸方向に積層される）。このため、コイル１１９の巻線数の増加に対するコイル１１９の突出長さの増加率が大きくなる。
【００２３】
上述した説明から明らかなように、本実施形態の燃料ポンプでは、シャフト１７に配したガイド３４を利用してコイル２９を巻回することで、コイル２９の巻線数の増加に対するコア端面からのコイル突出長さの増加が低く抑えられる。このため、コイル２９の巻線数（巻線の占積率）を下げることなく、アーマチュア１６の軸方向長さを短縮することができる。これによって、燃料ポンプの軸方向長さを短縮することができ、燃料ポンプの小型化・軽量化を図ることができる。
また、コイル２９の巻線数を少なくしなくてもよいため、燃料ポンプのモータ効率も高いままで維持することができる。すなわち、シャフト１７に発生する回転トルクは、コイル２９に流れる電流（アンペア）×巻線数で決まる。このため、コイル２９の巻線数を同一巻線数とできれば、モータ部１２で発生する回転トルクを同一とすることができる。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、シャフト１７にリング状のガイド３４を外嵌して、そのガイド３４によってコイル２９を案内するようにしたが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、図５に示すように、コア２１の両端面（２１ａ，２１ｂ）においてシャフト１７の周囲に壁３６を立設し、この壁３６によってコイル２９を案内するようにしてもよい。コイル２９の案内を壁３６で行うことで、アーマチュア４６の軽量化を図ることができる。また、壁３６は、シャフト１７の全周（すなわちシャフト１７の外側に円筒状）に形成してもよいし、シャフト１７の周方向の適宜の位置に部分的に形成するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、シャフトに固定されたガイドや壁等によってコイルを案内するようにしたが、シャフトにガイド等を設けることなく本発明を実施することもできる。すなわち、アーマチュアのコアにコイルを巻回すときに冶具を用い、コイルを巻回した後に冶具を取外すような形態で実施することができる。冶具には円筒形状の部材を用いることができ、その内径はシャフトの外径より大きく、その外径は所望の径とすることができる。コイル巻回時は、この冶具の貫通孔内にシャフトを通し、冶具６０の一端をコア端面に当接させ、この状態でコイルを巻回す。そして、コイルの巻回しが終了した後、冶具を取外せばよい。なお、冶具を取外した後は、コイルが変形しないように、コイルとコアを樹脂等で一体化することが好ましい。
【００２５】
（第２実施形態） 次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６，７は第２実施形態に係るアーマチュアの側面図であって、図６はコイル巻回前のアーマチュアを示し、図７はコイル巻回後のアーマチュアを示している。
図６，７に示すように、第２実施形態に係るアーマチュア５０も、第１実施形態に係るアーマチュア１６と同様に、磁性板を積層したコア５６と、コア５６のスロットに巻回されたコイル６０と、コイル６０に電流を供給する整流子５４と、コア５６及び整流子５４を支持するシャフト５２を備えている。ただし、第２実施形態のアーマチュア５０は、シャフト５２の反整流子側の端部５２ｂにおいて、コア５６の端面５６ｂから所定の距離だけ離れた位置に円盤状のガイド５８が設けられている点で、第１実施形態のアーマチュア１６と異なる。
図６に示すように、ガイド５８は、樹脂によって成形された円盤状の部材であり、シャフト５２に取付けられている。ガイド５８を樹脂によって成形することで、ガイド５８はコイル６０とシャフト５２を絶縁する絶縁被膜としても機能する。ガイド５８の肉厚は、その内周５８ａ側（すなわち、シャフト５２の近傍）で厚肉となっており、その外周５８ｂ側で薄肉となっている。ガイド５８がシャフト５２に取付けられると、コア５６の端面５６ｂとガイド５８のガイド面（コイル６０が当接する面）が対向する。コア５６の端面５６ｂからガイド５８のガイド面までの距離は、コイル６０の巻線数に応じて適宜設定することができる。なお、ガイド５８は、コア５６の絶縁被膜と一体に成形することができる。ガイド５８とコア５６の絶縁被膜を一体に成形すると、部品点数を削減することができる。
上記構成において、コア５６の対向するスロット間にコイル６０を巻回すると、ガイド５８が設けられた端面５６ｂ側においても、まず、コイル６０はシャフト５２の近傍を巻回されて、コア５６の軸方向に積層される。コイル６０がコア５６の軸方向に積層され、ガイド５８に当接すると、それ以上はコイル６０をコア５６の軸方向に積層できなくなる。このため、コイル６０がガイド５８に当接した後は、コイル６０はコア５６の径方向に積層されることとなる。なお、本実施形態では、ガイド５８の内周５８ａ側を厚肉化することで、コイル６０が径方向に多く積層され、これによって、コイル６０をコア５６にバランスよく巻回している。
上述した説明から明らかなように、第２実施形態においても、コイル６０はコア５６の径方向に広く積層されることとなるため、コイル６０の巻線数を減少することなく、コイル６０のコア端面５６ｂから突出する突出長さを短縮することができる。これにより、モータ効率を低下させることなく、燃料ポンプの軸方向長さを短縮することができる。
【００２６】
なお、上述した第２実施形態では、シャフト５６の反整流子側の端部にのみガイド５８を設けたが、このようなガイドをシャフトの整流子側の端部に設けるようにしてもよい。また、ガイドの形状は円盤状に限らず、コイルの軸方向への突出を制限できる形状であれば、どのような形状であってもよい。例えば、複数の棒状の部材をシャフトから放射状に配したガイドを用いて、周方向の適宜の位置でコイルの軸方向への突出を制限するようにしてもよい。また、上述した第２実施形態において、ガイド５８を利用してコア５６にコイル６０を巻回した後、ガイド５８を除去するようにしてもよい。この場合、ガイド５８の除去後にコイル６０が変形しないように、コイル６０とコア５６を樹脂で一体化することが好ましい。
さらに、上述した第１実施形態のガイド３４の機能と第２実施形態のガイド５８の機能の両者を奏するガイドを用いることもできる。すなわち、図８に示すように、コア８０の端部に配されるガイド７２は、シャフト７０に嵌合するリング状部７６と、リング状部７６の下端に形成された円板部７４で構成される。リング状部７６によって、コイル７８はシャフト７０の近傍を迂回して巻回され、一方、円板部７４によって、コイル７８は円板部７４を超えて軸方向に積層されることが制限される。このような形態によると、コイル７８のコア８０の端面から突出する長さをより短くすることができる。
【００２７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の燃料ポンプの一部断面図である。
【図２】アーマチュアを断面視した略図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】コイルの巻線の通過経路と、その巻線に作用する張力とを示す図である。
【図５】図１に示す実施形態の変形例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るアーマチュアの側面図（コイルの巻回前）
【図７】第２実施形態に係るアーマチュアの側面図（コイルの巻回後）
【図８】本発明の他の実施形態に係るアーマチュアの構造を説明するための図。
【図９】従来例の燃料ポンプの一部断面図である。
【図１０】図９に示す燃料ポンプのアーマチュアを断面視した略図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】従来例の燃料ポンプにおけるコイルの巻線の通過経路と、その巻線に作用する張力とを示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：ポンプ部
１２：モータ部
１５：マグネット
１６：アーマチュア
１７：シャフト
１８：整流子
１９：ポンプカバー
２０：軸受け（ベアリング）
２１：コア
２３：軸受け（ベアリング）
２４：スロット
２９：コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン等の燃料を吸込んで昇圧し、昇圧した燃料を吐出する燃料ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９に従来の燃料ポンプを示す。この燃料ポンプは、筒状のハウジング１０４内に、ポンプ部１０１と、ポンプ部１０１を回転駆動するモータ部１０２とを収容している。モータ部１０２は、アーマチュア１０６と、永久磁石で形成されたマグネット１０５等で構成されている。図１０には、アーマチュア１０６の断面を示している。アーマチュア１０６は、シャフト１０７と、そのシャフト１０７に固定されているコア１１１と、そのコア１１１に巻回されているコイル１１９と、そのコイル１１９に電流を供給する整流子１０８とを有する。シャフト１０７の両端近傍には一対の軸受１１０，１１３が配設されており、シャフト１０７を回転可能に支持している。シャフト１０７の下端はポンプ部１０１に係合し、ポンプ部１０１を回転駆動する。
【０００３】
図１１は図１０のXI−XI線断面図であり、コア１１１には複数（この場合８個）のスロット１１４が設けられており、１つのコイル１１９が４本のスロット１１４に跨って巻回されている。この明細書では、例えば第１スロットを通過したコイル１１９が第４スロットを通過するときに、１つのコイル１１９が４本のスロットに跨って巻回されているという。図１１に示すようにコイル１１９は、シャフト１０７を挟んで対向するスロット間に巻回されている。これは、コイル１１９を通過するマグネット１０５の磁束量を多くし、マグネット１０５の磁気エネルギを有効利用するためである。コイル１１９が対向するスロット間に巻回されると、コイル１１９はシャフト１０７の近傍を通過し、シャフト１０７の近傍でコア１１１の軸方向に積層される。このため、コイル１１９は、コア１１１の両端部１１１ａ、１１１ｂから軸方向に突出し、また、両端部１１１ａ、１１１ｂから突出したコイル１１９はシャフト１０７に施された絶縁被膜を介してシャフト１０７に密着している。
【０００４】
ところで、この種の燃料ポンプは燃料タンク内に設置されるため、燃料ポンプの軸方向長さは燃料タンクの形状（寸法）によって規制される。近年、燃料タンクは扁平化される傾向にあり、このため、燃料ポンプの軸方向長さも短縮化する必要性が生じている。
図１０に示すように、従来の燃料ポンプの構成では、シャフト１０７には、上から順に、軸受１１３と、整流子１０８と、コア１１１よりも軸方向に長く伸びるコイル１１９と、軸受１１０が直列で配設されている。従って、シャフト１０７の両端の軸受１１３，１１０の間の長さである軸受間距離には、少なくとも、〔軸受１１３の長さ＋整流子１０８の長さ＋コイル１１９の上方への突出分の長さ＋コア１１１の長さ＋コイル１１９下方への突出分の長さ＋軸受１１０の長さ〕が必要である。燃料ポンプの軸方向の長さは、アーマチュア長さによって左右され、アーマチュア長さは、シャフト１０７の軸受間距離によって決定される。仮に、軸受１１３，１１０や整流子１０８やコア１１１の軸方向長さを短縮することができない場合は、（コイル１１９の上方への突出分の長さ）及び／又は（コイル１１９の下方への突出分の長さ）を短縮する以外に燃料ポンプの軸方向長さを短縮する術はない。図１１に示すように、コイル１１９の上方（又は下方）への突出分の長さは、コア１１１の端部において軸方向に積層されるコイル１１９の巻線数によって決まる。従って、コイル１１９の上方（又は下方）への突出分の長さを短縮するには、コイル１１９の巻線数を減少させなければならないが、コイル１１９の巻線数を少なくすると、巻線の占積率が低下しモータ効率も低下するという問題が生じる。
なお、特許文献１には、コアのスロットに巻線を施した後、コアから突出したコイルエンドを専用の治具で圧縮し、その軸方向への突出長さを短くする技術が開示されている。しかしながら、この方法は、コイルの巻線数が少ない場合や巻線の線径が小さい場合等にはその効果が小さく、上述した問題を抜本的に解決するものではない。また、コイルエンドを冶具によって圧縮するため、圧縮時にコイルの絶縁皮膜等を傷付ける恐れもある。
【特許文献１】特開２００２−２７２０４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、コイルの巻線数を減少することなくコイルのコア端部突出長さを短縮することができ、これによって燃料ポンプの軸方向長さを短縮することができる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】
本発明の第１の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。コアの少なくとも一方の端部には、シャフト外周面より外側でコイルを案内するガイドが設けられている。コイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴としている。
この燃料ポンプでは、コアの少なくとも一方の端部に、シャフト外周面より外側でコイルを案内するガイドが設けられる。従って、ガイドが設けられた端部においては、コイルはシャフト近傍を通過することなく、ガイドに案内されてシャフトを迂回するように巻回される。これにより、コイルの巻線はコアの半径方向に広く積層され、コイルのコア端部からの突出長さを短くすることができる。このため、コイルの巻線数（巻線の占積率）を減少することなく、燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。また、コア端部から突出するコイル部分を治具によって圧縮する等の操作を行わないため、アーマチュアの各部を傷付ける恐れもない。
ここで、第１の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」とは、一のスロットから他のスロットにコイルを巻回したときに、そのコイルの内縁がガイドに案内されるような位置関係となる場合をも含む意味で用いている。従って、「対向するスロット間」となるためには、一のスロットと他のスロットがシャフトを挟んで完全に対向する位置関係となることまでは要しない。
【０００７】
本発明の第２の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。コイルは、対向するスロット間に巻回されている。そして、コアの少なくとも一方の端部には、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限するガイドが設けられていることを特徴とする。
この燃料ポンプでは、コアの少なくとも一方の端部において、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限するガイドが設けられている。従って、ガイドが設けられた端部においては、ガイドを越えてコアの軸方向にコイルを積層することができず、コイルはコアの半径方向に積層されることとなる。このため、コイルの巻線数（巻線の占積率）を減少することなく、コイルのコア端部からの突出長さを短くすることができ、これによって燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。また、この燃料ポンプでも、コア端部から突出するコイル部分を治具によって圧縮する等の操作を行わないため、アーマチュアの各部を傷付ける恐れがない。
ここで、第２の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」とは、複数の対向するスロット間にコイルを順に巻回していったときに、コイルがシャフトの軸方向に積層されるような位置関係となる場合をも含む意味で用いている。従って、「対向するスロット間」となるためには、一のスロットと他のスロットがシャフトを挟んで完全に対向する位置関係となることまでは要しない。
【０００８】
本発明の第３の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。コアの少なくとも一方の端部にはガイドが設けられている。ガイドは、シャフト外周面より外側でコイルを案内する案内部と、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限する制限部とを有している。そして、コイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする。
この燃料ポンプでは、コアの少なくとも一方の端部において、ガイドの案内部によってコイルがシャフトを迂回するように巻回され、かつ、ガイドの制限部によってコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出が制限される。このため、コイルの巻線数を減少することなく、コイルのコア端部からの突出長さを短くすることができ、これによって燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。
ここで、第３の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」の意味は、第１の燃料ポンプにおける「対向するスロット間」の意味と同一である。
【０００９】
上記の各燃料ポンプにおいては、ガイドが樹脂によって成形されていることが好ましい。ガイドを樹脂で成形することで、コイルとシャフトの絶縁を行うことができる。
また、ガイドを樹脂で成形する場合は、コアに形成された絶縁皮膜とガイドとが一体に成形されていることが好ましい。ガイドと絶縁皮膜をシャフト上に一体に成形することで、部品点数を削減することができ、また、燃料ポンプの組立てを簡略に行うことができる。
さらに、上記の各燃料ポンプにおいては、コアの両方の端部にガイドが設けられていることが好ましい。両方の端部にガイドを設けることで、より燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。
【００１０】
本発明の第４の燃料ポンプは、シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備える。そして、そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、コアの軸方向の少なくとも一方の端部においてシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴としている。
この燃料ポンプでも、コアの軸方向の少なくとも一方の端部においてコイルがシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されるため、コイルの巻線がコアの半径方向に広く積層される。これにより、コイルの巻線数を減少することなく、燃料ポンプの軸方向長さを短くすることができる。
ここで、第４の燃料ポンプにおいて、上記「対向するスロット間」の意味は、第１の燃料ポンプにおける「対向するスロット間」の意味と同一である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図１は本実施形態の燃料ポンプの一部断面図であり、図２はアーマチュアを断面視した略図であり、図３は図２のIII−III線断面図である。
本実施形態の燃料ポンプは、自動車用の燃料ポンプであり、燃料タンク内に設置され、自動車のエンジンヘ燃料を供給するために用いられる。図１に示すように、燃料ポンプは、ポンプ部１０と、そのポンプ部１０を駆動するモータ部１２とから構成されている。
【００１２】
ポンプ部１０の構成を説明する。ポンプ部１０は、ポンプカバー１９とポンプボディ２５とインペラ２６等から構成されている。ポンプカバー１９とポンプボディ２５は、例えばアルミのダイカスト成形により形成されている。ポンプカバー１９とポンプボディ２５が組み合わされることによって、内部にインペラ２６を収容するケーシング２７が構成される。
【００１３】
インペラ２６は樹脂成形により略円板状に形成されている。インペラ２６には、インペラ外周面２６ｄから内側に所定距離を隔てた位置を周方向に伸びる領域において、凹所２６ａが形成されている。凹所２６ａは周方向に繰り返されて凹所２６ａ群を形成している。凹所２６ａ群は、インペラ２６の表裏両面に形成されている。表裏の凹所２６ａの底部同士は連通口２６ｃによって連通している。
インペラ２６の中心に形成されている断面Ｄ字形の係合孔には、シャフト１７の下端部に形成された断面Ｄ字形の係合軸部１７ａが係合している。これにより、インペラ２６がシャフト１７に対して追従回転可能で、かつ、軸方向に僅かに移動可能に連結されている。インペラ２６の外周面２６ｄは凹凸のない円周面となっている。
【００１４】
図１に示すように、ポンプカバー１９の下面には、インペラ２６の上面に形成された凹所２６ａ群に対向する領域において、インペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで連続して伸びる溝３１が形成されている。溝３１の下流端には、ポンプカバー１９の上面に至る吐出孔２４が形成されている。吐出孔２４は、ケーシング２７の内部と外部（モータ部１２の内部空間１２ａ）を連通させている。
ポンプカバー１９の溝３１は、下流端近傍において、吐出孔２４に近づくにつれて徐々に横断面積が大きくなっており、下流端に向かってインペラ外周面２６ｄの範囲内で半径方向外側に変位している。吐出孔２４の終端部は、インペラ２６の凹所２６ａ群に対向する領域の半径方向外側に形成されている。
ポンプカバー１９の周壁１９ｂの内周面１９ｃは、全周に亘って、インペラ外周面２６ｄに微小なクリアランスを隔てて向い合う。図示の明瞭化のために、このクリアランスは拡大されて表示されている。
【００１５】
図１に示すようにポンプボディ２５の上面には、インペラ２６の下面に形成された凹所２６ａ群に対向する領域内において、インペラ回転方向に沿って、上流端から下流端まで連続して伸びる溝３０が形成されている。溝３０の上流端には、ポンプボディ２５の下面に至る吸入孔３２が形成されている。吸入孔３２は、ケーシング２７の内部と外部を連通させている。
ポンプボディ２５は、ポンプカバー１９に重ねた状態でハウジング１４の下端部にかしめ付け等により固定されている。ポンプボディ２５の中心部にスラストベアリング２８が固定されている。スラストベアリング２８によって、シャフト１７のスラスト荷重が受けられる。
【００１６】
図１では、図示の明瞭化のために、各所のクリアランスが拡大されて表示されている。ポンプボディ２５の溝３０は、直接的には吐出孔２４に連通していない。ポンプカバー１９の周壁１９ｂは、吐出孔２４の位置においてもインペラ外周面２６ｄに近接しており、インペラ外周面２６ｄの外側では、溝３０と吐出孔２４は実質的には連通していない。溝３０と吐出孔２４はインペラ２６の連通口２６ｃによって連通されている。
【００１７】
ポンプカバー１９の周方向に伸びる溝３１と、ポンプボディ２５の周方向に伸びる溝３０は、インペラ２６の回転方向に沿って、吸入孔３２から吐出孔２４に至るまで伸びている。インペラ２６が回転すると、燃料タンク内の燃料は吸入孔３２からケーシング２７内に吸入される。吸入孔３２から吸入された燃料の一部は、溝３０に沿って流れる。吸入孔３２から吸入された燃料の残部は、インペラ２６の凹所２６ａに入り、凹所２６ａ内で旋回流を発生させながら連通口２６ｃを通過して溝３１に入り、溝３１に沿って流れる。溝３０，３１に沿って燃料が流れるうちに燃料は昇圧される。溝３１を流れて昇圧された燃料は、吐出孔２４からモータ部１２に送り出される。溝３０を流れて昇圧された燃料は、インペラ２６の連通口２６ｃを通過して溝３１で昇圧された燃料と合流する。合流後に、吐出孔２４からモータ部１２に送り出される。モータ部１２に送り出された高圧燃料は吐出孔３８からポンプ外に送り出される。
【００１８】
モータ部１２は、ブラシ１３付きの直流モータであり、ほぼ円筒形状のハウジング１４内に永久磁石で形成されたマグネット１５と、マグネット１５と同心状に配設されたアーマチュア１６を備えている。ブラシ１３は整流子１８に当接するように設置されている。ブラシ１３は、ばねにより常時、整流子１８に押付けられている。
シャフト１７の下端は、ハウジング１４の下端部に取付けられたポンプカバー１９に軸受２０を介して回転可能に支持されている。シャフト１７の上端は、ハウジング１４の上端部に取付けられたモータカバー２２に軸受２３を介して回転可能に支持されている。
上記の構成において、外部電源に接続されたブラシ１３に電圧が印加されると、ブラシ１３から整流子１８を介してコイル２９に電流が流れ、アーマチュア１６が回転する。アーマチュア１６の回転によりインペラ２６が回転して、吸入孔３２から燃料が吸引される。吸引された燃料は、先述のようにポンプ部１０で昇圧され、吐出口３８から外部へ吐出される。
【００１９】
図２はアーマチュア１６の断面を示した図である。アーマチュア１６は、磁性板を積層したコア２１と、コア２１の両端に配設されたガイド３４と、コア２１のスロット２４に巻回されたコイル２９と、コイル２９に電流を供給する整流子１８と、コア２１、ガイド３４及び整流子１８を支持しているシャフト１７により構成されている。コア２１はマグネット１５と対向するように配設されている。
【００２０】
図３は図２のIII−III線断面図である。図３に示すように、ガイド３４は、シャフト１７と別体で成形された略円筒状の部材であり、シャフト１７より大きな外径を有する。ガイド３４の中心には貫通孔３４ａが形成され、その貫通孔３４ａにシャフト１７が挿し込まれている。なお、ガイド３４は、シャフト１７に絶縁被膜を施す際に、絶縁被膜と一体として成形するようにしてもよい。
コイル２９は、シャフト１７を挟んで対向するスロット２４間に巻回されている（すなわち、４スロットに跨って巻回されている。）。図から明らかなように、コイル２９は、シャフト１７の周囲近傍ではガイド３４の外周面に当接する。このため、コイル２９は、ガイド３４に案内されて、シャフト１７の周囲近傍（ガイド３４によって設定される領域）を迂回して巻回されている。
なお、図２に示すように、コア２１の下端部にもガイド３４が配されている。このため、コア２１の下端部にコイル２９を巻回すときにも、コイル２９はガイド３４に案内され、シャフト１７の周囲近傍を迂回するように巻回されている。
【００２１】
図４には、コア２１に巻回されたコイル２９（詳細には、コイル２９を構成する巻線２９ａ）の通過経路Ｓと、その巻線２９ａに作用する張力Ｔとが図示されている。図１２には、従来技術に係る燃料ポンプのコア１１１に巻回されたコイル１１９（巻線１１９ａ）の通過経路Ｓ’と、その巻線１１９ａに作用する張力Ｔ’とが図示されている。
図４に示すように、巻線２９ａは、ガイド３４に案内されるため、シャフト１７近傍を通過することなく、シャフト１７から外側に膨らんだ通過経路Ｓを有する。このため、巻線２９ａに作用する張力Ｔは、コア２１の周方向の成分が大きくなる。これにより、巻線２９ａは、スロット２４の中心２４ａから壁面２４ｂに沿ってコア２１の半径方向に積層される。巻線２９ａがコア２１の半径方向に積層されると、巻線２９ａはコア２１の端面の広範囲にわたって巻回される。このため、コイル２９の巻線数の増加に対するコイル２９の突出長さ（コイル２９のコア端面からの突出長さ）の増加率が低く抑えられる。
【００２２】
一方、図１２に示すように、シャフト１０７にガイドが設けられていないと、巻線１１９ａはシャフト１０７の近傍を通過する（すなわち、巻線１１９ａの通過経路は図中のＳ’となる）。このため、巻線１１９ａに作用する張力Ｔ’は、コア２１の中心方向の成分が大きくなる。これにより、巻線１１９ａはスロット１１４の中心１１４ａよりに積層される。巻線１１９ａがスロット１１４の中心１１４ａよりに積層されると、巻線１１９ａがシャフト１０７の周囲近傍に集中して巻回される（すなわち、巻線１１９ａがシャフト１０７の軸方向に積層される）。このため、コイル１１９の巻線数の増加に対するコイル１１９の突出長さの増加率が大きくなる。
【００２３】
上述した説明から明らかなように、本実施形態の燃料ポンプでは、シャフト１７に配したガイド３４を利用してコイル２９を巻回することで、コイル２９の巻線数の増加に対するコア端面からのコイル突出長さの増加が低く抑えられる。このため、コイル２９の巻線数（巻線の占積率）を下げることなく、アーマチュア１６の軸方向長さを短縮することができる。これによって、燃料ポンプの軸方向長さを短縮することができ、燃料ポンプの小型化・軽量化を図ることができる。
また、コイル２９の巻線数を少なくしなくてもよいため、燃料ポンプのモータ効率も高いままで維持することができる。すなわち、シャフト１７に発生する回転トルクは、コイル２９に流れる電流（アンペア）×巻線数で決まる。このため、コイル２９の巻線数を同一巻線数とできれば、モータ部１２で発生する回転トルクを同一とすることができる。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、シャフト１７にリング状のガイド３４を外嵌して、そのガイド３４によってコイル２９を案内するようにしたが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、図５に示すように、コア２１の両端面（２１ａ，２１ｂ）においてシャフト１７の周囲に壁３６を立設し、この壁３６によってコイル２９を案内するようにしてもよい。コイル２９の案内を壁３６で行うことで、アーマチュア４６の軽量化を図ることができる。また、壁３６は、シャフト１７の全周（すなわちシャフト１７の外側に円筒状）に形成してもよいし、シャフト１７の周方向の適宜の位置に部分的に形成するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、シャフトに固定されたガイドや壁等によってコイルを案内するようにしたが、シャフトにガイド等を設けることなく本発明を実施することもできる。すなわち、アーマチュアのコアにコイルを巻回すときに冶具を用い、コイルを巻回した後に冶具を取外すような形態で実施することができる。冶具には円筒形状の部材を用いることができ、その内径はシャフトの外径より大きく、その外径は所望の径とすることができる。コイル巻回時は、この冶具の貫通孔内にシャフトを通し、冶具６０の一端をコア端面に当接させ、この状態でコイルを巻回す。そして、コイルの巻回しが終了した後、冶具を取外せばよい。なお、冶具を取外した後は、コイルが変形しないように、コイルとコアを樹脂等で一体化することが好ましい。
【００２５】
（第２実施形態） 次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６，７は第２実施形態に係るアーマチュアの側面図であって、図６はコイル巻回前のアーマチュアを示し、図７はコイル巻回後のアーマチュアを示している。
図６，７に示すように、第２実施形態に係るアーマチュア５０も、第１実施形態に係るアーマチュア１６と同様に、磁性板を積層したコア５６と、コア５６のスロットに巻回されたコイル６０と、コイル６０に電流を供給する整流子５４と、コア５６及び整流子５４を支持するシャフト５２を備えている。ただし、第２実施形態のアーマチュア５０は、シャフト５２の反整流子側の端部５２ｂにおいて、コア５６の端面５６ｂから所定の距離だけ離れた位置に円盤状のガイド５８が設けられている点で、第１実施形態のアーマチュア１６と異なる。
図６に示すように、ガイド５８は、樹脂によって成形された円盤状の部材であり、シャフト５２に取付けられている。ガイド５８を樹脂によって成形することで、ガイド５８はコイル６０とシャフト５２を絶縁する絶縁被膜としても機能する。ガイド５８の肉厚は、その内周５８ａ側（すなわち、シャフト５２の近傍）で厚肉となっており、その外周５８ｂ側で薄肉となっている。ガイド５８がシャフト５２に取付けられると、コア５６の端面５６ｂとガイド５８のガイド面（コイル６０が当接する面）が対向する。コア５６の端面５６ｂからガイド５８のガイド面までの距離は、コイル６０の巻線数に応じて適宜設定することができる。なお、ガイド５８は、コア５６の絶縁被膜と一体に成形することができる。ガイド５８とコア５６の絶縁被膜を一体に成形すると、部品点数を削減することができる。
上記構成において、コア５６の対向するスロット間にコイル６０を巻回すると、ガイド５８が設けられた端面５６ｂ側においても、まず、コイル６０はシャフト５２の近傍を巻回されて、コア５６の軸方向に積層される。コイル６０がコア５６の軸方向に積層され、ガイド５８に当接すると、それ以上はコイル６０をコア５６の軸方向に積層できなくなる。このため、コイル６０がガイド５８に当接した後は、コイル６０はコア５６の径方向に積層されることとなる。なお、本実施形態では、ガイド５８の内周５８ａ側を厚肉化することで、コイル６０が径方向に多く積層され、これによって、コイル６０をコア５６にバランスよく巻回している。
上述した説明から明らかなように、第２実施形態においても、コイル６０はコア５６の径方向に広く積層されることとなるため、コイル６０の巻線数を減少することなく、コイル６０のコア端面５６ｂから突出する突出長さを短縮することができる。これにより、モータ効率を低下させることなく、燃料ポンプの軸方向長さを短縮することができる。
【００２６】
なお、上述した第２実施形態では、シャフト５６の反整流子側の端部にのみガイド５８を設けたが、このようなガイドをシャフトの整流子側の端部に設けるようにしてもよい。また、ガイドの形状は円盤状に限らず、コイルの軸方向への突出を制限できる形状であれば、どのような形状であってもよい。例えば、複数の棒状の部材をシャフトから放射状に配したガイドを用いて、周方向の適宜の位置でコイルの軸方向への突出を制限するようにしてもよい。また、上述した第２実施形態において、ガイド５８を利用してコア５６にコイル６０を巻回した後、ガイド５８を除去するようにしてもよい。この場合、ガイド５８の除去後にコイル６０が変形しないように、コイル６０とコア５６を樹脂で一体化することが好ましい。
さらに、上述した第１実施形態のガイド３４の機能と第２実施形態のガイド５８の機能の両者を奏するガイドを用いることもできる。すなわち、図８に示すように、コア８０の端部に配されるガイド７２は、シャフト７０に嵌合するリング状部７６と、リング状部７６の下端に形成された円板部７４で構成される。リング状部７６によって、コイル７８はシャフト７０の近傍を迂回して巻回され、一方、円板部７４によって、コイル７８は円板部７４を超えて軸方向に積層されることが制限される。このような形態によると、コイル７８のコア８０の端面から突出する長さをより短くすることができる。
【００２７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の燃料ポンプの一部断面図である。
【図２】アーマチュアを断面視した略図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】コイルの巻線の通過経路と、その巻線に作用する張力とを示す図である。
【図５】図１に示す実施形態の変形例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るアーマチュアの側面図（コイルの巻回前）
【図７】第２実施形態に係るアーマチュアの側面図（コイルの巻回後）
【図８】本発明の他の実施形態に係るアーマチュアの構造を説明するための図。
【図９】従来例の燃料ポンプの一部断面図である。
【図１０】図９に示す燃料ポンプのアーマチュアを断面視した略図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】従来例の燃料ポンプにおけるコイルの巻線の通過経路と、その巻線に作用する張力とを示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：ポンプ部
１２：モータ部
１５：マグネット
１６：アーマチュア
１７：シャフト
１８：整流子
１９：ポンプカバー
２０：軸受け（ベアリング）
２１：コア
２３：軸受け（ベアリング）
２４：スロット
２９：コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコアの少なくとも一方の端部には、シャフト外周面より外側でコイルを案内するガイドが設けられており、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されており、
そのコアの少なくとも一方の端部には、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限するガイドが設けられていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項３】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコアの少なくとも一方の端部にはガイドが設けられており、
そのガイドは、シャフト外周面より外側でコイルを案内する案内部と、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限する制限部とを有しており、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項４】
前記ガイドが樹脂によって成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
前記コアには絶縁皮膜が形成されており、その絶縁皮膜とガイドとが一体に成形されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
コアの両方の端部にガイドが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、コアの軸方向の少なくとも一方の端部においてシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項１】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコアの少なくとも一方の端部には、シャフト外周面より外側でコイルを案内するガイドが設けられており、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されており、
そのコアの少なくとも一方の端部には、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限するガイドが設けられていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項３】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコアの少なくとも一方の端部にはガイドが設けられており、
そのガイドは、シャフト外周面より外側でコイルを案内する案内部と、コアからシャフト端部に向かって所定の距離だけ離れた位置でコイルのシャフト端部方向へのさらなる突出を制限する制限部とを有しており、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、ガイドが設けられた端部においてガイドに案内されることでシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項４】
前記ガイドが樹脂によって成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
前記コアには絶縁皮膜が形成されており、その絶縁皮膜とガイドとが一体に成形されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
コアの両方の端部にガイドが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
シャフトと、そのシャフトに固定されているコアと、そのコアに巻回されているコイルとを有するアーマチュアと、
そのシャフトによって回転駆動されるポンプ部と、を備えた燃料ポンプであり、
そのコイルは、対向するスロット間に巻回されていると共に、コアの軸方向の少なくとも一方の端部においてシャフトの周囲近傍を迂回して巻回されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−５４９９３（Ｐ２００６−５４９９３Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４１８６３（Ｐ２００５−４１８６３）
【出願日】平成１７年２月１８日（２００５．２．１８）
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１８日（２００５．２．１８）
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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