直流電動機和使用該電動機的燃料泵的製作方法
2023-12-09 14:13:06 2
專利名稱：直流電動機和使用該電動機的燃料泵的製作方法
技術領域：
本發明，涉及直流電動機和使用它的燃料泵、例如附屬於搭載在汽車等上的發動機的燃料泵。
背景技術：
這種用於燃料泵中的直流電動機，例如日本專利特開2001-323856號公報所示，在安裝於旋轉軸上的電樞的一端部上具有整流子，在該整流子與旋轉軸正交的平面上形成有與電刷的接觸面。該直流電動機，具有與整流子的接觸面接觸的多個電刷，通過從這些電刷向電樞線圈供電而進行旋轉，對發動機供給燃料。
但是，以往的直流電動機，如所述公報所示，向電動機的供電端子和電刷用被稱作軟辮線(pig tail)的供電導線進行連接，並使用將電刷向整流子的接觸面進行推壓的電刷彈簧。另外，在電刷上附設有將電刷向與旋轉軸平行的方向進行保持的電刷保持筒，能在該電刷保持筒內移動地進行保持，隨電刷與整流子的接觸面的磨損，能在該電刷保持筒內進行移動、而始終向整流子的接觸面進行推壓。
日本專利特開2001-323856號公報，尤其參照其圖6、圖7、圖8、圖11及其說明。
但是，在該以往的直流電動機中，與電刷相關，使用了包括將供電端子與電刷進行連接的供電導線、電刷彈簧、電刷保持筒的許多零件，故電刷保持部分有大型化的不良情況。且由於使用許多零件，在製造時這些零件的結合精度的誤差有增大的趨勢，難以將電刷保持部分加工成穩定的尺寸。
發明內容
本發明的目的在於提供一種使用對這樣的不良情況進行改進後的電刷支架的直流電動機和使用該電動機的燃料泵。
本發明的直流電動機，其特點在於，具有安裝在旋轉軸上並在磁場中能旋轉的電樞；安裝在該電樞上、在與所述旋轉軸大致正交的平面上具有接觸面的整流子；與該整流子的所述接觸面接觸的電刷；具有板簧部和端子部、保持所述電刷並向它供電的電刷支架；保持該電刷支架的電刷支架殼體，利用板材一體形成所述板簧部和端子部，所述板簧部保持所述電刷、並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將所述電刷向所述接觸面進行推壓，且所述端子部通過所述板簧部向所述電刷進行供電。
另外，本發明的另一直流電動機，其特點在於，具有安裝在旋轉軸上並在磁場中能旋轉的電樞；安裝在該電樞上、在與所述旋轉軸大致正交的平面上具有接觸面的整流子；與該整流子的所述接觸面接觸的第1、第2電刷；保持所述第1電刷並向它供電的第1電刷支架；保持所述第2電刷並向它供電的第2電刷支架和保持所述第1、第2電刷支架的電刷支架殼體，所述各個第1、第2電刷支架，具有利用板材一體形成的板簧部和端子部，所述第1電刷支架的所述板簧部保持所述第1電刷、並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將該第1電刷向所述接觸面進行推壓，且所述第1電刷支架的所述端子部通過該板簧部向所述第1電刷進行供電，並且，所述第2電刷支架的所述板簧部保持所述第2電刷、並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將該第2電刷向所述接觸面進行推壓，且所述第2電刷支架的所述端子部通過該板簧部向所述第2電刷進行供電。
另外，本發明的燃料泵，具有在內部形成磁場的筒狀的軛鐵(ヨ一ク)；配置在該軛鐵的中心線上的旋轉軸；安裝在該旋轉軸上、能在所述磁場中進行旋轉的電樞；安裝在該電樞的一端部上、並在與所述旋轉軸大致正交的平面上具有接觸面的整流子；與該整流子的所述接觸面接觸的多個電刷；支承所述旋轉軸的一端部、並覆蓋所述多個電刷的第1殼體；多個地配置在該第1殼體上、分別對所述多個電刷進行保持且向它們供電的電刷支架；安裝在所述旋轉軸的另一端部上的葉輪和覆蓋該葉輪且對所述旋轉軸的另一端部進行支承的第2殼體，利用所述葉輪的旋轉，在所述軛鐵的內部空間中使燃料流通，並將所述整流子與多個電刷的接觸部分浸漬在該燃料內，其特徵點在於，所述多個電刷支架分別具有利用板材一體形成的板簧部和端子部，所述板簧部對所述多個電刷中對應的電刷進行保持、並將其在與所述旋轉軸大致平行的方向上向所述接觸面進行推壓，另外，所述端子部通過所述板簧部向所述多個電刷中對應的電刷進行供電。
在本發明的直流電動機中，使用具有板簧部和端子部的電刷支架，利用板材一體地形成該板簧部和端子部。該板簧部，保持電刷並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將該電刷向整流子的接觸面進行推壓。另外，端子部通過板簧部向電刷進行供電。由於利用一體形成的板簧部和端子部，故能減少用於保持電刷的零件數，能將電刷支架製成更小型，且由於將它們一體地形成，故能改善因它們的結合誤差引起的尺寸偏差、能實現電刷支架的尺寸的穩定化。隨此，能使直流電動機更小型化、並能提高其尺寸精度。
另外，在本發明的另一直流電動機中，第1、第2的電刷支架的各個，具有利用板材一體形成的板簧部和端子部，所述第1電刷支架的所述板簧部對所述第1電刷進行保持、並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將該第1電刷向所述接觸面進行推壓，且所述第1電刷支架的所述端子部通過該板簧部向該第1電刷進行供電，並且，所述第2電刷支架的所述板簧部對所述第2電刷進行保持、並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將該第2電刷向所述接觸面進行推壓，且所述第2電刷支架的所述端子部通過該板簧部向該第2電刷進行供電。在第1、第2的各電刷支架上，由於利用板材一體形成的板簧部和端子部，故能減少用於保持電刷的零件數，能將電刷支架製成更小型，且由於將它們一體地形成，故能改善因與它們的結合誤差引起的尺寸偏差、能實現電刷支架的尺寸的穩定化。隨此，能使直流電動機更小型化、並能提高其尺寸精度。
在本發明的燃料泵中，多個電刷支架分別具有利用板材一體形成的板簧部和端子部，所述板簧部對對應的電刷進行保持、並將其在與所述旋轉軸大致平行的方向上向所述接觸面進行推壓，且所述端子部通過板簧部向對應的電刷進行供電。由於利用板材一體形成多個電刷支架的各個板簧部和端子部，故能減少與多個電刷對應的各個電刷保持用的零件數，能將電刷支架製成更小型，另外，通過將它們一體地形成，故能改善因它們的結合誤差引起的尺寸偏差、能實現電刷支架的尺寸的穩定化。隨此，能使燃料泵更小型化、並能提高其尺寸精度。
圖1是表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態1的縱剖視圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是圖1的III-III線的剖視圖。
圖4是圖1的IV-IV線的剖視圖。
圖5是實施形態1的電刷支架裝置的立體圖。
圖6是表示實施形態2的電刷支架裝置的端子部的立體圖。
圖7是表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態2的電刷支架裝置的立體圖。
圖8是表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態3的電刷支架裝置的立體圖。
圖9是表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態4的電刷支架裝置的立體圖。
圖10是表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態5的電刷支架裝置的縱向剖視圖。
圖11是表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態6的電刷支架裝置的縱向剖視圖。
圖12是表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態7的電刷支架裝置的縱向剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對實施本發明用的最佳的實施形態進行說明。
圖1是表示使用了本發明的直流電動機的燃料泵的實施形態1的縱剖視圖，圖2是其俯視圖，圖3是圖1的III-III線的剖視圖，圖4是圖1的IV-IV線的剖視圖，圖5是表示實施形態1的2個電刷支架的立體圖，圖6是表示實施形態1的1個電刷支架的端子部的立體圖。
該實施形態1，是燃料泵100，該燃料泵100附屬於搭載在汽車上的發動機上，並向發動機供給汽油等的液體燃料。
該燃料泵100，是將利用本發明改進後的直流電動機20和利用它進行驅動的泵30進行組合而成。燃料泵100，具有筒狀的軛鐵10、設在該軛鐵10的上端部的第1殼體11、設在軛鐵10的下端部的第2殼體12、旋轉軸13。第1殼體11構成上側託架，被稱作電刷支架殼體。第2殼體12構成下側託架，被稱作泵殼體。第1殼體11，能旋轉地支承旋轉軸13的上端部。另外，第2殼體12，通過金屬軸承14能旋轉地支承旋轉軸13的下端部。並且，第2殼體12，具有支承旋轉軸13的下端部的金屬軸承15，該金屬軸承15受到旋轉軸13的推力。
軛鐵10的上端部被第1殼體(電刷支架殼體)11封閉，另外，其下端部被第2殼體(泵殼體)12封閉，利用這些軛鐵10、第1殼體11、第2殼體12，在軛鐵10的內部形成密閉空間16。
第1殼體(電刷支架殼體)11，例如，用聚縮醛樹脂製成大致圓板狀。該第1殼體(電刷支架殼體)11具有內面11a和外面11b，該內面11a與外面11b互相相對。在該第1殼體(電刷支架殼體)11的外面11b上，突出地形成燃料排出管17和燃料釋放閥18。如圖2所示，燃料排出管17形成於第1殼體(電刷支架殼體)11的中心部、即旋轉軸13的軸線上，在該燃料排出管17的稍微靠近外周的位置形成有燃料釋放閥18。
第2殼體(泵殼體)12也利用樹脂製成大致圓板狀。在該第2殼體(泵殼體)中，配置有燃料吸入管19。通過對泵30進行驅動，汽油等的燃料能從燃料箱吸入燃料吸入管19中，通過軛鐵10的內部空間16，從燃料排出管17向發動機供給。在內部空間16中的燃料的壓力若異常地上升，燃料釋放閥18打開，內部空間16的燃料的壓力下降，並向燃料箱返回。
直流電動機，具有軛鐵10、旋轉軸13、勵磁件21、電樞22、整流子23、電刷裝置25、電刷支架裝置26。
旋轉軸13配置在軛鐵10的中心軸上。勵磁件21，例如是多個磁鐵，它們被安裝在軛鐵10的內周面上，在勵磁件21的內周上發生磁場。電樞22被安裝在旋轉軸13上，通過間隙與勵磁件21的內周面相對。該電樞22在磁場內能進行旋轉，通過將直流電流向該電樞22的電樞線圈進行供電，而與旋轉軸13一起在磁場內進行旋轉。
整流子23被安裝在電樞22的上端部。該整流子23，包括配置在旋轉軸13的周圍的多個整流子片23a。在該整流子23上形成有與電刷的接觸面24，該接觸面24位於與旋轉軸13正交的平面上。在該接觸面24上，存在有多個的各整流子片23a的各接觸面。
電刷裝置25，如圖5所示，包括一對電刷251、252，各電刷251、252與接觸面24的同一圓周上進行接觸，隨著旋轉軸13的旋轉，在接觸面24上進行滑動。利用整流子23的旋轉，各電刷251、252依次與多個的各整流子片23a接觸，向與其連接的電樞線圈進行供電。電刷251、252，分別接受來自與直流電源的正端子連接的正側供電導線和與其負端子連接的負側供電導線的供電，而將直流電流向電樞線圈進行供給。
在該實施形態1中，對於電刷251、252使用方柱狀的電刷，該電刷251、252的與整流子23的接觸面25a，是一邊的長度為4.0mm的大致正方形。該電刷251、252，例如是將石墨作為主要成分的石墨制電刷。
電刷支架裝置26，也多個地配置成與一對的各電刷251、252分別1個個地對應。在實施形態1中，使用與電刷251、252對應的2個電刷支架261、262。該電刷支架裝置26是作為本發明的中心的構件。多個的各電刷支架261、262，製成互相相同的形狀、尺寸，並用相同的材料製成。各電刷支架261、262，尤其如圖5所示，分別具有板簧部27和端子部28，這些板簧部27和端子部28，通過將1個板材折彎而互相一體地形成。作為構成電刷支架261、262的板材，例如使用板厚為0.5mm的鍍錫的銅板。將該板材折彎地構成電刷支架261，另外，電刷支架262也通過將由相同的材料構成的另外的板材折彎地構成。
各電刷支架261、262的各板簧部27，如圖5所示，具有互相大致平行的2個平板部27a、27b；將這些平板部27a、27b的一端部進行連接的傾斜的連接部27c。這些平板部27a、27b和連接部27c，也互相一體地將同一個板材、例如將上述銅板折彎形成。
上側的平板部27a，配置成與第1殼體(電刷支架殼體)11的內面11a結合的狀態。另外，平板部27b，配置成與整流子23的接觸面24相對的狀態。該平板部27b，主要根據連接部27c的彈力，向整流子23的接觸面24進行施力。
在下側的平板部27b的中央部上，形成有正方形的電刷保持孔27d。在該正方形的電刷保持孔27d的相對的2邊上，一對電刷保持片27e互相相對地形成，另外，在相對的其餘的2邊上，一對電刷保持片27f互相相對地形成。一對電刷保持片27e，向平板部27b的上方進行折彎，另外，一對電刷保持片27f，向其下方進行折彎。
電刷保持孔27d，製成剛好能嵌入方柱狀的電刷251、252並進行保持的大小，如圖5所示，在該電刷保持孔27d中，緊密壓入地嵌入有方柱狀的電刷251、252。該方柱狀的電刷251、252，具有相對的2對外面25b、25c。在該方柱狀的電刷25的1對相對的外面25b上，與一對電刷保持片27e進行抵接，另外，在其餘的一對外面25c上，與一對電刷保持片27f進行抵接，利用這些電刷保持片27e、27f，更牢固地對電刷251、252進行保持。
電刷支架261、262的各下側的平板部27b，利用傾斜的連接部27c的彈力，將保持在電刷保持孔27d中的電刷251、252向整流子23的接觸面24進行推壓。電刷251、252，由於與整流子23的滑動而磨損。在該電刷251、252磨損後，電刷251、252，利用連接部27c的彈力，向與旋轉軸13大致平行的方向、且自動地向整流子23的接觸面24進行移動，始終將電刷251、252向整流子23的接觸面24進行推壓。換言之，電刷251、252，隨著磨損而補償該磨損地進行追隨移動，始終向整流子23的接觸面24進行推壓。
電刷支架261、262的各端子部28，從板簧部27的平板部27a的一端垂直折彎，而與板簧部27一體地製成。這些各端子部28，分別具有端子板28a和連接部28b。這些端子板28a和連接部28b，當然也互相一體地製成。
連接部28b，從板簧部27的上側的平板部27a的一端垂直折彎。端子板28a，從該連接部28b僅折彎角度θ。在平板部27a的另一端，形成有與該連接部28b平行的折彎部27g，該折彎部27g與連接部28b互相平行地相對。
如圖3所示，在與第1殼體(電刷支架殼體)11的整流子23相對的內面11a上，形成有2個方柱狀的突起11c、11d。這些突起11c、11d，相對旋轉軸13的軸線被形成於互相對稱的位置。電刷支架261被保持在突起11c上，且電刷支架262被保持在突起11d上。具體地說，各電刷支架261、262，分別將突起11c、11d壓入相對的各連接部28b與折彎部27g之間，被牢固地保持在第1殼體(電刷支架殼體)11的內面11a上。換言之，各電刷支架261、262被保持成，各連接部28b與折彎部27g、從兩側將突起11c、11d夾入。
在第1殼體(電刷支架殼體)11上，如圖2、圖3和圖4所示，形成2個細長的長方形的貫通孔11e、11f。這些貫通孔11e、11f，在第1殼體(電刷支架殼體)11的內面11a與外面11b之間貫通第1殼體(電刷支架殼體)11。這些貫通孔11e、11f，離開旋轉軸13的軸線並在與該軸線平行的共同的平面上排列配置。各電刷支架261、262的各端子板28a，貫通這些貫通孔11e、11f，並向第1殼體(電刷支架殼體)11的外部突出。
端子板28a，在第1殼體(電刷支架殼體)11的外部，具有外部連接部28c。圖5表示將該外部連接部28c折彎前的狀態，而該外部連接部28c，如圖6所示，被折彎成大致U字形，直流電源(未圖示)的正側供電導線、負側供電導線與該外部連接部28c進行連接，根據需要進行錫焊。外部端子部28c，在從電刷支架殼體11突出的端子板28的上半部、在圖5的虛線所示的折彎線28d上被折彎成大致U字形。該外部連接部28c，被折彎成其U字形的開放端28e向電刷支架殼體11的外面11b開放的狀態。折彎成該U字形後的外部連接部28c，由於折彎成U字形而強度增加，故在連接直流電源的正側供電導線、負側供電導線時，也不變形、折損。
由於將大致U字形的外部連接部28c如圖6所示、折彎成其U字形的開放端28e向電刷支架殼體11的外面11b開放的狀態，故外部連接部28c的寬度w能與端子板28a的寬度W相同，並能與圖4所示的貫通孔11e、11f的寬度W相同。另外，圖7的外部連接部28f，被折彎成其U字形的開放端28e向電刷支架殼體11的外面11b的擴展方向開放的狀態。在該場合，準備與端子板28a的寬度W相比、具有約2倍寬度的外部連接部28f，需要將其折彎成U字形，還需要使貫通孔11e、11f的寬度W更大，而與其相比，在圖6所示的外部連接部28c中，可使其寬度w更小。
由於貫通孔11e、11f都位於相同的平面上，故2個電刷支架261、262的外部連接部28c，都位於大致相同的平面上。該平面，是離開旋轉軸13並與該旋轉軸13的軸線平行的平面，如圖2所示，位於燃料排出管17的很近的外側。在向旋轉軸13的軸線方向看時，這些外部連接部28c，位於電刷251、252與整流子23的接觸面24進行滑動的圓周的內周側。
電刷251、252與整流子23的接觸面24進行滑動的圓周，為了使電刷251、252相對整流子23的接觸面積儘可能增大，而被設定在整流子23的儘可能靠外周的位置。外部連接部28c，位於該圓周的內側，並被配置在離旋轉軸13的軸線更近的位置。該外部連接部28c的配置，在從將正側供電導線與負側供電導線互相綑紮的部分進行分支的場合，能容易使這些供電導線的端子與各端子部28連接。正側供電導線和負側供電導線，互相作為共同的供電導線而被綑紮，從該軟線互相分離而與電刷支架261、262的各外部連接部28c進行連接。
從圖5可知，2個電刷支架261、262的端子板28a之間的角度θ1是180度。與此相對，在2個電刷支架261、262的各個板簧部27上所保持的電刷251、252之間的角度θ2被製成90度。這些角度θ1、θ2，是圍繞旋轉軸13的軸心的角度。這些角度θ1、θ2的不同，取決於端子板28a與連接部28b之間的折彎角度θ。
泵部30，具有軛鐵10、第2殼體(泵殼體)12、葉輪31。在第2殼體(泵殼體)12的內部，形成有相對的一對滑接面12a、12b。這些滑接面12a、12b，分別被形成在與旋轉軸13的軸線正交的平面上，通過間隔而互相相對。在這些滑接面12a、12b之間，葉輪31與滑接面12a、12b滑接地進行配置。葉輪31被固定在旋轉軸13上，當驅動旋轉軸13時，與該旋轉軸13一起旋轉。
在葉輪31的外周部上，泵室33形成環狀，該泵室33與燃料吸入管19連通著。泵室33還與軛鐵10內的密閉空間16連通著，從燃料吸入管19吸入的燃料，向該密閉空間16供給，通過直流電動機20的內部的電樞22與勵磁件21之間的間隙，向整流子23與電刷裝置25的接觸部分供給，再從燃料排出管17向發動機供給。
整流子23與電刷裝置25的接觸部分，被浸漬在軛鐵10內部盛滿的液體燃料中。電刷裝置25，在該液體燃料中與整流子23滑接。
如上所述，在實施形態1的直流電動機20中，電刷支架261、262，具有板簧部27和端子部28，由於這些板簧部27和端子部28利用板材一體地形成，故能省略在以往的直流電動機中所使用的軟辮線。另外，由於板簧部27保持電刷251、252，並在與旋轉軸13大致平行的方向上、將電刷251、252向整流子23的接觸面24進行推壓，故能省略在以往的直流電動機中所使用的特別的螺旋狀的電刷彈簧。另外，板簧部27，由於對電刷251、252的磨損進行補償地使電刷251、252向整流子23的接觸面24進行追隨移動，故還能省略在以往的直流電動機中所使用的特別的電刷保持筒。
由於省略了這些軟辮線、螺旋狀的電刷彈簧、特別的電刷保持筒，故能使電刷支架261、262小型化，另外，各電刷支架261、262將板材折彎而構成一體，由於其零件個數減少，故能改善因零件的結合誤差引起的尺寸的偏差、並能實現電刷支架的尺寸穩定化。隨此，能使直流電動機更小型化、且提高其尺寸精度。
另外，由於電刷支架261、262的零件個數減少，故能將電刷支架261、262成為更簡單的結構。該簡單結構的電刷支架261、262，還利用燃料的流通而減少振動，由於能抑制電刷251、252的振動，故能使電刷251、252與整流子23的接觸更圓滑、且能更穩定地向整流子23進行供電。
尤其在實施形態1的直流電動機20中，板簧部27，由於是將板材折彎形成，故能將以往的螺旋狀的電刷彈簧所佔的長的空間製成更小、能使軸向尺寸減小而實現更輕量化。
另外，實施形態1的直流電動機20，由於整流子23的接觸面24位於與旋轉軸13大致正交的平面上、將電刷251、252向與旋轉軸13大致平行的方向進行推壓，故不需要像在與旋轉軸13同心的圓周上構成整流子的接觸面那樣、在將電樞22裝入的場合進行將電刷向外周推開的作業，能容易地進行電樞22的裝入。
另外，在實施形態1的直流電動機20中，由於將電刷251、252保持在板簧部27的平板部27b上，故能利用平板部27b對這些電刷251、252簡單地進行保持，另外，尤其能使平板部27b的軸向尺寸減小，從而能使直流電動機和燃料泵的軸向尺寸縮小。
另外，在實施形態1中，端子部28，由於被互相接近地配置在比電刷251、252與整流子23接觸的部分更靠近旋轉軸的位置，故在從正側供電導線與負側供電導線互相被綑紮的部分、分支地進行連接的場合、能容易地使這些供電導線的端子與各端子部28進行連接。
另外，在實施形態1的直流電動機20中，使端子部28從電刷支架殼體11突出，由於在該電刷支架殼體的外部、設置折彎成U字形的外部連接部28c，故即使將端子部28a製成板材、也能增加外部連接部28c的強度，在進行供電導線的連接時，能改善其變形、折損那樣的不良情況。
另外，在實施形態1的直流電動機20中，板簧部27由相對的平板部27a、27b和連接它們的連接部27c構成，由於將平板部27a保持在電刷支架殼體11上，故能利用連接部27c、對平板部27b施加必需的彈力。
另外，將端子部28設在平板部27a的一端上、將與端子部28相對的折彎部27g設在其另一端上，這些端子部28和折彎部27g，由於製成從兩側夾入設在電刷支架殼體11的內面11a上的突起11c、11d的狀態，故通過將電刷支架261、262從一方朝突起11c、11d壓入，能簡單地進行保持。
另外，在實施形態1的直流電動機20中，由於將電刷251、252保持在平板部27b上，故能利用連接部27c的彈力、簡單地將電刷251、252向整流子23的接觸面24推壓。
另外，在實施形態1的直流電動機20中，由於至少2個第1電刷支架261和第2電刷支架262的端子部28離開旋轉軸13的軸線並配置成在與該軸線大致平行的同一平面上排列的狀態，故能將各電刷支架261、262的端子部配置成單純的一列，另外，由於避開電刷支架殼體11的中心地對各電刷支架261、262的端子部28進行配置，故能將燃料排出管17配置在電刷支架殼體11的中心。
另外，在將各電刷支架261、262的端子部28進行一列配置以後，第1、第2的電刷251、252，在旋轉軸13的周圍，由於配置成180度以下的、具體地為90度的角度間隔，故對於電刷251、252，能適當地配置在適合於向電樞線圈進行供電的角度位置。
另外，在實施形態1的燃料泵中，由於省略了以往的直流電動機中所使用的軟辮線、螺旋狀的電刷彈簧、特別的電刷保持筒，故能使電刷支架261、262小型化，另外，由於其零件個數減少，故能改善因零件的結合誤差引起的尺寸的偏差、能實現電刷支架的尺寸穩定化。隨此，能使直流電動機更小型化、且提高其尺寸精度，並且，能使使用該直流電動機的燃料泵更小型化、且提高其尺寸精度。
另外，在實施形態1的燃料泵中，由於將燃料排出管17設在第1殼體11的中心部，故能將在軛鐵10的內部空間16中流動的燃料不會發生紊亂地聚集至位於中心部的燃料排出管17中，並且，即使軛鐵10以任何角度進行安裝，也由於位於第1殼體11的中心部的燃料排出管17始終位於第1殼體11的中心部，故不需要根據發動機的種類對第1殼體11進行替換、能改善通用性。
另外，在實施形態1中，電刷裝置25，還能構成含有2對以上的多對電刷的狀態，例如，還能構成含有2對、即4個電刷的狀態。在使用2對電刷的場合，將與圖1～圖5所示的一對電刷251、252和一對電刷支架261、262相同的一對電刷和一對電刷支架，配置在以旋轉軸13的軸線為中心的對稱的位置。在該場合，將燃料排出管17配置在電刷支架殼體11的中心部，並在其兩側配置有合計2對的電刷和電刷支架。
另外，在實施形態1中，各電刷支架261、262的端子部28在同一平面上排列配置，圖3所示的各端子部28的所述平面方向的寬度W也製成互相相同，但也能將排列配置的各端子部28的所述平面方向的寬度W製成互相不同。其結果，能對應於與其連接的正側供電導線和負側供電導線對各端子部28進行識別，故對於容易進行各供電導線的連接是有效的。
圖7表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態2的一部分。該圖7表示該實施形態2的燃料泵100的直流電動機20、尤其表示其電刷支架裝置26的1個電刷支架的端子部281。該端子部281，與實施形態1的端子部28同樣，具有端子板28a和連接部28b，連接部28b如圖5所示，從板簧部27的上側的平板部27a進行折彎。
該實施形態2的端子部281，例如，與圖5的右側所示的電刷支架262的端子部28a相當，在電刷支架殼體11的外部，具有折彎成U字形的外部端子部28f。該U字形的外部端子部28f，被折彎成其U字形的開放端28d向電刷支架殼體11的外面11b擴大的方向開放的狀態。
在該端子部281中，為了從板簧部27得到所需的彈力，在對構成電刷支架的板材的厚度進行決定時，在端子部281上，將該板材折彎成U字形而形成具有足夠厚度的外部端子部28f。該外部端子部28f，能製成具有板材的厚度2倍以上的厚度的外部端子部2fc，能有效地使供電導線與該足夠厚度的外部端子部28f連接。另外，利用折彎成U字形的外部端子部28f，能使外部端子部28f的機械強度增加。
圖8表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態3的一部分。該圖8表示該實施形態3的燃料泵100的直流電動機20、尤其表示其電刷支架裝置26的1個電刷支架的端子部282。該實施形態3的端子部282，在電刷支架殼體11的外部，具有折彎成U字形的外部端子部28f。該U字形的外部端子部28f，被折彎成其U字形的開放端28e與圖7所示的外部連接部28f同樣，電刷支架殼體11的外面11b朝擴大的方向開放的狀態。
該實施形態3的端子部282，在折彎成U字形的折彎部28g上，具有矩形的貫通孔28h，在該貫通孔28h中，嵌入固定有供電導線的端子，並根據需要進行錫焊。利用該貫通孔28h，能簡單且牢固地將供電導線固定在外部連接部28f上。
圖9表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態4的一部分。該圖9表示該實施形態4的燃料泵100的直流電動機20、尤其表示其電刷支架裝置26的1個電刷支架的端子部283。該實施形態4的端子部283，在電刷支架殼體11的外部，具有折彎成U字形的外部端子部28f。
該實施形態4的端子部283，在折彎成U字形的折彎部28g上，具有矩形的凸部28j，在該凸部28j中，嵌入固定有供電導線的端子，並根據需要進行錫焊。利用該凸部28j，也能簡單且牢固地將供電導線固定在外部連接部28f上。
圖10表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態5的一部分。該圖10表示該實施形態5的燃料泵100的直流電動機20、尤其表示其電刷支架裝置26的1個電刷支架263。該電刷支架263，被保持在第1殼體(電刷支架殼體)11上，對電刷251進行保持。該電刷支架263，具有第1支承部271、第2支承部272、形成在它們之間的板簧部273，而且，在第1支承部271的上端還具有貫通第1殼體(電刷支架殼體)11的端子部28。這些支承部271、272；板簧部273和端子部28，都是將一個板材、例如將所述銅板進行折彎而互相一體地形成。
第1、第2的支承部271、272互相相對、並向與直流電動機20的旋轉軸13大致平行的方向延伸。第1支承部271的上端嵌入於第1殼體(電刷支架殼體)11的內面11a中，而被固定在第1殼體(電刷支架殼體)11上。第2支承部272的上端，被折彎地固定在電刷支架殼體11的內面11a上。
板簧部273，具有與電刷支架殼體11的內面11a大致平行的平板部27h和與其兩端連續的折彎部27m、27n。折彎部27m、27n的上端，從平板部27h大致直角地進行折彎，並將電刷保持用的凹部27j形成於平板部27h的下側。方柱狀的電刷251，因其上端部壓入凹部27j中而被保持在凹部27j中。折彎部27m、27n，具有與第1、第2的支承部271、272的各下端連續的傾斜部27p，電刷251被該傾斜部27p的彈力向整流子23的接觸面24推壓。電刷251若磨損，利用傾斜部27p的彈力使電刷251自動地向整流子23移動，電刷251始終被向整流子23推壓。
在該實施形態5中，保持電刷251的板簧部273，由於利用與其兩端連續的2個支承部271、272被固定在電刷支架殼體11上，板簧部273就被更牢固地固定、而能提高電刷保持功能。
圖11表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態6的一部分。該圖11表示該實施形態6的燃料泵100的直流電動機20、尤其表示其電刷支架裝置26的1個電刷支架264。該電刷支架264，與圖10所示的電刷支架263同樣，在板簧部273的兩端，具有第1、第2的支承部271、272。支承部272，在該實施形態6中，利用插入成型或壓入等方法，被嵌入固定於電刷支架殼體11的內面11a上。
在該實施形態6中，各個支承部271、272，包括將由所述銅板構成的板材折彎成波形的彈簧部27q。該彈簧部27q，產生附加於傾斜部27p的彈力上的彈力，通過傾斜部27p與彈簧部27q的綜合的、更大的彈力，而能將電刷251向整流子23的接觸面24進行推壓。
圖12表示本發明的直流電動機和燃料泵的實施形態7的一部分。該圖12表示該實施形態7的燃料泵100的直流電動機20、尤其表示其電刷支架裝置26的2個電刷支架265、266。這些電刷支架265、266，分別具有板簧部27和端子部28，分別將由一塊板材、例如由所述銅板構成的板材折彎構成。
板簧部27，具有2個平板部27r、27s和將這些平板部27r、27s連接的連接部27t，這些平板部27r、27s；傾斜部27t；和與平板部27s連續的端子部28一起由一塊板材進行折彎，而形成一體。在平板部27r的下面，設有電刷夾持部27u。將方柱狀的電刷251和方柱狀的電刷252分別壓入保持於電刷支架265的電刷夾持部27u和電刷支架266的電刷夾持部27u中。該電刷251、252，被各電刷支架265、266的傾斜部27t的彈力，向整流子23的接觸面24推壓。
電刷251、252，在以旋轉軸13的軸線為中心的同一圓周上互相以θ＝90度的角度間隔配置。電刷支架265、266的各板簧部27，在該實施形態7中，也以旋轉軸13的軸線為中心，互相以90度的角度間隔被配置成向其徑向延伸的狀態。電刷支架265、266的各端子部28，被配置在互相平行的平面上。該平面，是離開旋轉軸13而與其軸線平行的平面。
該實施形態7的電刷支架265、266，與實施形態1的電刷支架261、262相比，折彎結構簡單化，能容易地更廉價地構成。另外，各電刷支架265、266的板簧部27之間的角度間隔製成90度，而根據需要能容易地進行變更，並且，端子部28在電刷251、252接觸的圓周內能配置在與旋轉軸13的軸線足夠近的位置。
另外，實施形態7的傾斜部27t，以旋轉軸13的軸線為中心向其半徑方向延伸，能製成簡單的形狀、且將足夠的彈力施加在電刷251、252上。電刷251、252，即使因其磨損也能始終被推壓至整流子23的接觸面24。該電刷251、252的接觸位置，在旋轉軸13的半徑方向上稍微有變化，但在該旋轉軸13上的圓周方向的接觸位置不會變化，故能可靠地向整流子23進行供電。
產業上的可利用性本發明的直流電動機，能應用於對發動機供給燃料的燃料泵、另外，燃料泵附屬於發動機，例如能使用於汽車。
權利要求
1.一種直流電動機，其特徵在於，具有安裝在旋轉軸上並在磁場中能旋轉的電樞；安裝在該電樞上、在與所述旋轉軸大致正交的平面上具有接觸面的整流子；與該整流子的所述接觸面接觸的電刷；具有板簧部和端子部、保持所述電刷而向它供電的電刷支架；以及保持該電刷支架的電刷支架殼體，利用板材一體形成所述板簧部和端子部，所述板簧部保持所述電刷並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將所述電刷推壓到所述接觸面，且所述端子部通過所述板簧部向所述電刷供電。
2.如權利要求1所述的直流電動機，其特徵在於，所述板簧部具有與所述接觸面相對的平板部，所述電刷被保持在該平板部上。
3.如權利要求1所述的直流電動機，其特徵在於，所述端子部被配置在比所述電刷與整流子接觸的部分更靠近所述旋轉軸的位置。
4.如權利要求1所述的直流電動機，其特徵在於，所述電刷支架殼體，具有與所述整流子的接觸面相對的內面和與該內面相對的外面，所述端子部從所述電刷支架殼體的外面突出，在該電刷支架殼體的外部具有折彎成U字形的外部連接部。
5.如權利要求1所述的直流電動機，其特徵在於，所述板簧部，用連接部將相對的第1、第2平板部連接而成，所述第1平板部被保持在所述電刷支架殼體上。
6.如權利要求5所述的直流電動機，其特徵在於，在所述第1平板部的一端上設有所述端子部，並在另一端上設有與所述端子部相對的折彎部，這些端子部和折彎部，製成從兩側將設在所述電刷支架殼體的內面上的突起夾持的狀態，將所述第1平板部保持在所述電刷支架殼體上。
7.如權利要求5所述的直流電動機，其特徵在於，所述電刷被保持在所述第2平板部上，該電刷利用所述連接部的彈力而被推壓到所述整流子的接觸面。
8.如權利要求1所述的直流電動機，其特徵在於，所述板簧部，具有與所述端子部連續的第1部分和通過電刷保持部而與該第1部分連續的第2部分，所述第1部分和第2部分都被保持在所述電刷支架殼體上。
9.如權利要求1所述的直流電動機，其特徵在於，所述電刷支架的端子部，與所述旋轉軸大致平行地延伸並貫通所述電刷支架殼體，且所述板簧部向與所述旋轉軸大致正交的方向延伸。
10.一種直流電動機，其特徵在於，具有安裝在旋轉軸上並在磁場中能旋轉的電樞；安裝在該電樞上、在與所述旋轉軸大致正交的平面上具有接觸面的整流子；與該整流子的所述接觸面接觸的第1、第2電刷；保持所述第1電刷並向它供電的第1電刷支架；保持所述第2電刷並向它供電的第2電刷支架；以及保持所述第1、第2電刷支架的電刷支架殼體，所述各個第1、第2電刷支架具有利用板材一體形成的板簧部和端子部，所述第1電刷支架的所述板簧部保持所述第1電刷、並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將該第1電刷推壓到所述接觸面，且所述第1電刷支架的所述端子部通過該板簧部而向所述第1電刷進行供電，並且，所述第2電刷支架的所述板簧部保持所述第2電刷、並在與所述旋轉軸大致平行的方向上將該第2電刷推壓到所述接觸面，且所述第2電刷支架的所述端子部通過該板簧部向所述第2電刷進行供電。
11.如權利要求10所述的直流電動機，其特徵在於，所述第1、第2電刷支架的它們的所述端子部，離開所述旋轉軸的軸線而與該軸線大致平行的同一平面上排列，且被保持在所述電刷支架殼體上。
12.如權利要求11所述的直流電動機，其特徵在於，被所述第1電刷支架保持的第1電刷和被所述第2電刷支架保持的第2電刷，在所述旋轉軸的軸線周圍互相以比180度小的角度間隔配置。
13.一種燃料泵，具有在內部形成磁場的筒狀的軛鐵；配置在該軛鐵中心線上的旋轉軸；安裝在該旋轉軸上、能在所述磁場中旋轉的電樞；安裝在該電樞的一端部上、並在與所述旋轉軸大致正交的平面上具有接觸面的整流子；與該整流子的所述接觸面接觸的多個電刷；支承所述旋轉軸的一端部並覆蓋所述多個電刷的第1殼體；多個地配置在該第1殼體上、分別對所述多個電刷進行保持且向它供電的電刷支架；安裝在所述旋轉軸的另一端部上的葉輪；以及覆蓋該葉輪且對所述旋轉軸的另一端部進行支承的第2殼體，利用所述葉輪的旋轉，在所述軛鐵的內部空間中使燃料流通，所述整流子與多個電刷的接觸部分浸漬在該燃料內，其特徵在於，所述多個電刷支架分別具有利用板材一體形成的板簧部和端子部，所述板簧部對所述多個電刷中對應的電刷進行保持、並將其在與所述旋轉軸大致平行的方向上推壓到所述接觸面，且所述端子部通過所述板簧部而向所述多個電刷中對應的電刷供電。
14.如權利要求13所述的燃料泵，其特徵在於，在所述第1殼體的中心部，突設有燃料排出管。
全文摘要
本發明的直流電動機，具有在與旋轉軸大致正交的平面上具有接觸面的整流子、與該整流子的接觸面接觸的電刷、具有板簧部和端子部的電刷支架，利用板材一體地形成所述板簧部和端子部，該板簧部對電刷進行保持、並在與旋轉軸大致平行的方向上將電刷向整流子接觸面進行推壓，且端子部通過板簧部向電刷進行供電。通過使板簧部和端子部一體地構成，能減少電刷支架的零件數，實現電刷支架的小型化。本發明能減少使用於燃料泵等中的直流電動機的電刷支架的構成零件數，實現電刷支架的小型化。
文檔編號H02K5/14GK1581647SQ20041000822
公開日2005年2月16日 申請日期2004年2月27日 優先權日2003年8月6日
發明者米盛敬, 山本一之 申請人:三菱電機株式會社