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【発明の名称】 燃料用圧送ユニット
【発明者】 【氏名】クラウス ドープラー

【氏名】ヴィリ シュトロール

【氏名】ミヒャエル ヒューベル
【要約】 【課題】コストを削減し且つ摩耗を減少させる燃料用圧送ユニットを提供する。

【解決手段】電動モータが、切り換えられるリラクタンスモータ若しくはＳＲ型モータ（１２）として形成されているようにした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料用圧送ユニットであって、渦流ポンプ又は再生ポンプとして形成されたフィードポンプ（１１）が設けられており、該フィードポンプが、ケーシング（１３）内に形成されたポンプ室（１４）と、該ポンプ室（１４）内に配置されたポンプ車又は羽根車とを有しており、該羽根車を駆動する電動モータ（１２）が設けられており、該電動モータのロータ（２９）がフィードポンプ（１１）の羽根車（１６）によって形成されている形式のものにおいて、電動モータが、切り換えられるリラクタンスモータ若しくはＳＲ型モータ（１２）として形成されていることを特徴とする、燃料用圧送ユニット。
【請求項２】 ＳＲ型モータが４相モータとして形成されている、請求項１記載の圧送ユニット。
【請求項３】 ＳＲ型モータ（１２）のロータ（２９）が、軟鉄材料から製作されている、請求項１又は２記載の圧送ユニット。
【請求項４】 渦流ポンプ又は再生ポンプとして形成された、燃料用圧送ユニットのフィードポンプ（１１）の羽根車を駆動するために、ロータ（２９）がフィードポンプ（１１）の羽根車（１６）に組み込まれたＳＲ型モータを使用することを特徴とする、燃料用圧送ユニット。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料用圧送ユニットであって、渦流ポンプ又は再生ポンプとして形成されたフィードポンプが設けられており、該フィードポンプが、ケーシング内に形成されたポンプ室と、該ポンプ室内に配置されたポンプ車又は羽根車とを有しており、該羽根車を駆動する電動モータが設けられており、該電動モータのロータがフィードポンプの羽根車によって形成されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料を自動車の燃料タンクから内燃機関に圧送するためのこのような形式の公知の圧送ユニット（国際公開第９５／２５８８５号パンフレット）では、フィードポンプと電動モータとは、駆動装置に面してケーシング内で相並んで配置されている。外周に翼又は羽根車の羽根を有するポンプ車又は羽根車は、ロータ又は回転子の軸に相対回動不能に座着されており、このロータは、溝に嵌め込まれたロータ又は電機子巻線を支持しており、永久磁石セグメントの張設された固定子又はステータ内で回転する。電機子巻線への電力供給は、ロータ軸に座着されたコミュテータ又は整流子及びこのコミュテータにばね圧力下で半径方向で載着された２つの電流ブラシを介して行われる。この公知の圧送ユニットの構造は、比較的大きい。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許第１９７１６４５２号明細書に基づき、ケーシング内に形成されたポンプ室と、このポンプ室内に配置されたポンプ車又は羽根車を有する、渦流ポンプ又は再生ポンプとして形成されたフィードポンプが設けられており、羽根車を駆動する電動モータが設けられており、この電動モータが、電機子巻線と永久磁石とステータとロータとを有している燃料用圧送ユニットが公知であり、この公知の燃料用圧送ユニットでは、電動モータはブラシレスで形成されており且つロータはフィードポンプの羽根車によって形成される。この公知の圧送ユニットでは、回転する構成部材、つまり、フィードポンプの羽根車と電動モータのロータの集約が実現されている。この手段により、圧送ユニットの非常にコンパクトな構成が実現されている。特に、圧送ユニットは非常にフラットに、つまり、小さな軸方向寸法を以て構成することができる。この公知の圧送ユニットにおける欠点と見なされるのは、ロータに位置する永久磁石であり、これによって比較的大きな準備・製作手間が生ぜしめられる。更に、このような圧送ユニットでは、ロータの磁石に付着する可能性のある既存の強磁性汚染粒子に基づき摩耗現象が起こる恐れがある。
【０００４】切り換えられるリラクタンスモータ技術（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）に基づき、直流モータの高い最大トルクと高い効率、並びにインダクションモータの経済性と減磁特性とが統合された、いわゆるＳＲ型モータが公知である。このようなＳＲ型モータでは、鉄芯に対する電磁石の引力が利用される。つまり、磁気回路を最小リアクタンスポイントに近づけようとしている。例えば、８つのステータ極と６つのロータ極とを備えた、４相構造を有するＳＲ型モータが公知である。ステータ極は、それぞれ励磁コイルを有している。相のN／Ｓ極対を形成するためには、対向位置する極がそれぞれ電気的に接続されている。相は、２つの電気スイッチを介して１電流方向で生ぜしめられ、この場合、ダイオードを電流再生のために使用することができる。電流が相に印加されると、適当なトルクが発生される。相は、ロータ極とステータ極とが整合して位置調整されるまで励磁され続ける。相のシーケンシャルな励磁は、モータの連続的な回転を生ぜしめる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上で述べた従来の圧送ユニットに生じる欠点を回避することのできる燃料用圧送ユニットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するために本発明では、電動モータが、切り換えられるリラクタンスモータ若しくはＳＲ型モータとして形成されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】圧送ユニットの枠内でＳＲ型モータを本発明に基づいて使用することにより、従来の圧送ユニットで使用されたような永久磁石を完全に省くことができる。これにより、コスト削減及び摩耗減少の可能性が生じる。本発明による圧送ユニットは、極度にフラットに構成された電動燃料ポンプの構造に適している。永久磁石の設置を懸念する必要がなくなることに基づき、従来の圧送ユニットに比べ組込みに関する利点が得られる。従来、タンク充填のために使用されたジェットポンプは、本発明による圧送ユニットを使用する場合は省かれてよい。
【０００８】本発明による圧送ユニットの有利な構成は、請求項２以下に記載されている。
【０００９】本発明により使用されるＳＲモータを、４相モータとして形成することが有利であるということが判った。このようなモータを使用した場合、より少ない相数を有する構成に対しては、より小さなトルクリプルが生ぜしめられ、これにより、ノイズ発生における利点が得られる。
【００１０】更に、ロータが軟鉄材料から成っていると有利である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１２】図１に概略的に示した圧送ユニットは、燃料を自動車のリザーバタンクから内燃機関に圧送するために使用される。一般に、この圧送ユニットはフィルタポットと結合されて、いわゆるインタンク式ユニットとして車両の燃料タンク内に配置される。当該圧送ユニットは、タービン式ポンプ又は再生ポンプとして形成されたフィードポンプ１１及びこのフィードポンプ１１を駆動する電動モータ１２を有している。
【００１３】フィードポンプ１１と電動モータ１２とは、共通のケーシング１３に収容されている。フィードポンプ１１の構成及び作用形式は公知であり、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２０５２１号明細書に記載されている。ケーシング１３内にはポンプ室１４が形成されており、このポンプ室１４は、軸方向では半径方向に延びている、軸方向で相互に間隔のおかれた２つの側壁１４１，１４２によって、更に周方向では両側壁を互いに結合している周壁１４３によって制限されている。ポンプ室１４にはポンプ車又は羽根車１６が配置されており、この羽根車１６は軸１７に相対回動不能に座着されている。この軸１７の各軸端部は、側壁１４１；１４２に形成された２つの軸受け１８，１９に収容されている。軸１７の軸線は、羽根車軸線１６１及びポンプ室１４の軸線と同一線上に形成されている。羽根車１６は、周方向で互いに間隔のおかれた多数の半径方向の羽根車の羽根２０を有している。図面ではこれらの羽根の内の２枚しか見えない。羽根車の羽根２０は、アウタリング２１によって互いに結合されている。
【００１４】各２枚の羽根車の羽根２０は、その間に、軸方向で開いた羽根室２２を仕切っている。図示の羽根室２２に関して半径方向で更に内側に位置する別の羽根室を設けることも可能であることが看取される。羽根車１６は、ギャップ間隔をあけて側壁１４１，１４２と対向位置しており、アウタリング２１は、ポンプ室１４の周壁１４３と相俟って半径方向のギャップを封入している。ポンプ室１４の各側壁１４１，１４２には、ポンプ室１４に対して開いた溝状の側方通路２３；２４が形成されており、この側方通路は、羽根車軸線１６１に対して同心的に配置されており且つ周方向でほぼ３３０°にわたって、側方通路始端部から側方通路終端部に至るまで延在している。この場合、側方通路終端部と側方通路始端部との間には中断部が残っている。図面では、下側の断面図において側方通路２３，２４の側方通路始端部２３１，２４１が見えているに過ぎない。これに対して側方通路終端部は、約３３０°だけ周角度をずらされて配置されている。各側方通路は、それぞれ半径方向に向けられた流入通路２５；２６を介して圧送ユニットの吸込み開口２７と接続している。図面では見えない両側方通路２３，２４の側方通路終端部は、各１つの流出通路を介して圧送ユニットの吐出し管片と接続している。
【００１５】電動モータは、切り換えられるリラクタンスモータ若しくはＳＲ型モータ１２として、ロータ２９とステータ２８とを備えて形成されている。ＳＲ型モータ１２は、例えば図２に示したような、有利には４相モータとして、８つのステータ極と６つのロータ極とを備えて形成されている。ステータ極にはそれぞれ符号１が、ロータ極にはそれぞれ符号２が付されている。ステータ極１にはそれぞれ励磁コイル３が形成されている。これらの励磁コイルの内、単に２つが書き込まれているに過ぎない。向かい合って位置する極は、１つの相のＮ／Ｓ極対を形成するために、それぞれ電気的に接続されている。相は、２つの電気スイッチＳ１，Ｓ２を介して制御され、この場合、図示のダイオードＤ１，Ｄ２が電流再生のために働く。電流が相に印加されると、トルクが生ぜしめられる。相は、ロータ極とステータ極とが整合して位置調整されるまで励磁され続ける。相のシーケンシャルな励磁は、ＳＲ型モータ１２の連続的な回転を生ぜしめる。
【００１６】図１では、ロータ極２はアウタリング２１に関して半径方向外側で該アウタリング２１に取り付けられている。しかし、ロータ極２をアウタリングに関して半径方向内側に設けることも、やはり可能である。
【００１７】図３には、図２に関して９０°だけ回動されたＳＲ型モータの重要な構成要素が示されている。
【００１８】図１では、圧送ユニットに組み込まれたＳＲ型モータ１２がその重要な構成要素、つまり、ステータ１，ロータ２及びステータ巻線３と共に認識される。ＳＲ型モータは、圧送ユニットのフラットな構造を得るために、フィードポンプ１１の羽根車１６に組み込まれている。ＳＲ型モータの磁極は、説明したように、対向位置するステータ極がそれぞれ電気的に接続されることによって、Ｎ／Ｓ極対を成すように形成されている。ロータ極２は、それぞれ羽根車１６のアウタリング２１に固定されている。ステータ極は、それぞれ羽根車軸線１６１に対して同軸的にケーシング１３内に配置されている。
【出願人】 【識別番号】３９００２３７１１
【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ
【出願日】 平成１２年８月２日（２０００．８．２）
【代理人】 【識別番号】１０００６１８１５
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 敏雄 （外４名）
【公開番号】 特開２００１−６５４２０（Ｐ２００１−６５４２０Ａ）
【公開日】 平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）
【出願番号】 特願２０００−２３４１６１（Ｐ２０００−２３４１６１）