專利名稱：燃料泵、使用燃料泵的燃料供應(yīng)設(shè)備和制造燃料泵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于摩托車的箱內(nèi)類型燃料泵、使用該燃料泵的燃料供應(yīng)設(shè)備和制造該燃料泵的方法。
背景技術(shù)：
通常，這樣一種摩托車是本領(lǐng)域公知的，即由整流器控制供應(yīng)給具有圍繞其纏繞的線圈的轉(zhuǎn)子的電流，從而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。作為燃料泵的動力源，一直使用由上述整流器控制的電動機(例如參考專利文獻1)，所述燃料泵吸收燃料箱內(nèi)的燃料并將燃料供應(yīng)給作為燃料消耗設(shè)備的發(fā)動機。然而由整流器控制的電動機具有下述一些缺陷，即由于整流器和電刷之間的滑動阻力，以及在用于將整流器分成每個整流子片而形成的槽內(nèi)產(chǎn)生的流體阻力，電動機的效率下降，從而燃料泵的效率下降。此處所述燃料泵的效率由(電動機效率)×(泵效率)表示。電動機效率和泵效率由下式表示，即(電動機效率)＝(T·N)/(I·V)，(泵效率)＝(P·Q)/(T·N)，此時，I是供應(yīng)到燃料泵的電動機部分的驅(qū)動電流，V是供應(yīng)的電壓，T是電動機部分的扭距，N是電動機部分的轉(zhuǎn)數(shù)，P是燃料泵排出燃料的壓力，Q是燃料排放數(shù)量。因而，可以獲得(燃料泵效率)＝(電動機效率)×(泵效率)＝(P·Q)/(I·V)的關(guān)系式。
此外，由整流器控制的電動機表現(xiàn)出由于在整流器和電刷之間滑動部位上的磨損而引起電動機壽命縮短問題。
本領(lǐng)域公知，提供一種用于使電動機轉(zhuǎn)動同時由整流器控制供應(yīng)給具有圍繞其纏繞的線圈的轉(zhuǎn)子的電流的整流式電動機，因而，作為燃料泵的動力源，一直使用由上述整流式電動機，所述燃料泵吸收燃料箱內(nèi)的燃料并將燃料供應(yīng)給作為燃料消耗設(shè)備的發(fā)動機(例如參考上述專利文獻1)。
專利文獻1 JP7-85642A當(dāng)燃料泵設(shè)置在燃料供應(yīng)設(shè)備的燃料箱內(nèi)并固定在摩托車上的燃料箱底壁時，在燃料箱內(nèi)進行吸收動作下而進入燃料箱內(nèi)的水或由在燃料箱內(nèi)露水形成而產(chǎn)生的水有時積聚在燃料箱的底部。
因而當(dāng)使用整流式電動機的燃料泵設(shè)置在燃料箱內(nèi)時，必須采用下述方式增加設(shè)置在燃料箱內(nèi)的燃料泵的高度，也就是形成電刷和整流器的位置能夠增加得高于積聚在燃料箱底部的水的位置。產(chǎn)生這種狀態(tài)的原因包括下述可能性，當(dāng)電刷和整流器浸沒在水中時，構(gòu)成整流器的部分短路或在電刷式電動機內(nèi)的整流器和電刷電短路，由于供應(yīng)給具有圍繞其纏繞的線圈的轉(zhuǎn)子的電流通過整流器和電刷之間的連接狀態(tài)而被控制，從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
如上所述，當(dāng)增加設(shè)置在燃料箱內(nèi)的整流器的高度時，產(chǎn)生用于將燃料泵安裝在燃料箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜的問題。
對于這種燃料供應(yīng)設(shè)備，例如專利文獻2介紹了一種系統(tǒng)，其中燃料泵的吸入口設(shè)置在燃料箱內(nèi)，燃料泵固定在燃料箱底部的外表面上。專利文獻1介紹了一種系統(tǒng)，其中，整流器和電刷浸沒在積聚在燃料箱底部的水中，通過這種結(jié)構(gòu)阻止電短路狀態(tài)。此外，由于燃料泵沒有固定在燃料箱內(nèi)，而是固定在燃料箱底部的外表面上，用于將燃料泵安裝在燃料箱上的結(jié)構(gòu)變得簡單。
而且，專利文獻2還介紹使用無刷電動機作為燃料泵的驅(qū)動部分，其中，即使水進入燃料泵內(nèi)，由于將無刷電動機作為燃料泵的驅(qū)動部分，能夠阻止在電動機上出現(xiàn)電短路狀態(tài)。
專利文獻2 JP2003-120455A當(dāng)試圖利用四輪車輛的具有整流器受控制的電動機的燃料泵作為摩托車的動力源時，由于狹窄的安裝空間，能夠安裝在摩托車上的電池容量低，由于燃料泵的效率低，有時難以保證供應(yīng)到燃料泵的電能。此外，當(dāng)燃料箱是一種相對于摩托車的小尺寸規(guī)格的燃料箱時，難以將燃料泵安裝在燃料箱上。
而且，例如在摩托車上使用變質(zhì)燃料或包含酒精的低質(zhì)燃料時，當(dāng)具有整流器受控制的電動機的燃料泵安裝在使用上述這種變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料的摩托車上時，在整流器和電刷之間的滑動接觸部位上可能出現(xiàn)電腐蝕或腐蝕，可能出現(xiàn)內(nèi)部導(dǎo)電狀態(tài)。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是將具有高效、小尺寸、高油阻特性和長壽命的燃料泵安裝在摩托車的燃料箱內(nèi)。
在整流式電動機上存在下述問題，即由于燃料泵效率由整流器和電刷之間的滑動阻力而下降，以及在形成用于將整流器分成每個整流子片的槽內(nèi)的流體阻力，電動機效率下降。此處所述燃料泵的效率由(電動機效率)×(泵效率)表示。電動機效率和泵效率由下式表示，即(電動機效率)＝(T·N)/(I·V)，(泵效率)＝(P·Q)/(T·N)，此時，I是供應(yīng)到燃料泵的電動機部分的驅(qū)動電流，V是施加的電壓，T是電動機部分的扭距，N是電動機部分的轉(zhuǎn)數(shù)，P是燃料泵排出燃料的壓力，Q是燃料排放數(shù)量。也就是，燃料泵效率表示為由燃料泵執(zhí)行的工作效率除以供應(yīng)到燃料泵的功率。
如上所述，必須增加供應(yīng)到燃料泵的電能，利用一大規(guī)格的燃料泵，以便在使用低電動機效率的燃料泵時，獲得希望排放數(shù)量的燃料。
而且，整流式電動機存在由于整流器和電刷之間滑動部位的磨損而壽命下降的問題。
此外，當(dāng)使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料作為燃料時，將整流式電動機應(yīng)用到燃料泵上將導(dǎo)致整流器和電刷之間滑動部位產(chǎn)生電腐蝕或貧電接觸，可能出現(xiàn)不導(dǎo)電狀態(tài)。
此外，當(dāng)上述整流式電動機內(nèi)的定子線圈形成為分布繞組類型也就是線圈纏繞多個齒時，線圈端部的繞組彼此交叉，難以增加每個磁極的繞組占用率。此時所述繞組占用率是在繞組空間內(nèi)占據(jù)的繞組面積的比例，因而當(dāng)繞組占用率下降時，纏繞在相同繞組空間內(nèi)的繞組數(shù)量下降。因而，為了形成帶有希望數(shù)量繞組的線圈就必須需要很大的空間，電動機部分的尺寸制造得很大。
本發(fā)明致力于解決上述問題。本發(fā)明的一個目的是提供一種具有高效、小尺寸、優(yōu)異的抗腐蝕特性和長壽命的燃料泵。
當(dāng)如專利文獻2那樣將燃料泵固定在燃料箱底部的外表面上時，必須提供密封結(jié)構(gòu)，用于阻止燃料通過用于對在進口吸收的燃料進行加壓的泵腔從燃料泵泄漏。在專利文獻1中，例如，提供一種技術(shù)概念，一密封施加在泵腔和轉(zhuǎn)動軸的軸承之間，該轉(zhuǎn)動軸連接帶轉(zhuǎn)子的葉輪。然而，難以對與轉(zhuǎn)動軸滑動接觸的軸承和泵腔之間進行密封，專利文獻2沒有介紹一種用于泵腔和軸承之間密封的結(jié)構(gòu)。
此外，即使泵腔和軸承之間可以彼此密封，由于轉(zhuǎn)動軸和軸承之間的滑動部分沒有由燃料潤滑，仍存在滑動阻力增加和滑動摩擦增加的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種燃料供應(yīng)設(shè)備，其中燃料泵安裝在燃料箱中，并固定在燃料箱的底壁上，用于將燃料泵安裝在燃料箱上的結(jié)構(gòu)簡單，在燃料泵中的密封結(jié)構(gòu)簡單，燃料箱內(nèi)的滑動阻力和滑動摩擦減少，可以防止燃料泵內(nèi)的電短路狀態(tài)。
按照權(quán)利要求1～9的本發(fā)明被這樣操作，從而在對圍繞定子芯纏繞的線圈的電激勵的控制下，形成在定子芯周向上的一些磁極被轉(zhuǎn)換，通過磁極的轉(zhuǎn)換，泵內(nèi)的轉(zhuǎn)動元件與轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，增加燃料的壓力。也就是，使用無電刷電動機的燃料泵安裝在摩托車的燃料箱內(nèi)。與整流器控制電動機的燃料泵相比，由于在無電刷電動機內(nèi)不使用整流器，可以減少滑動阻力和燃料阻力。在這種布置中，由于燃料泵效率改善所導(dǎo)致的上述電動機的效率的改善，能夠減少電動機的尺寸，在相同輸出下可以獲得小電流。因而，能夠?qū)⑷剂媳冒惭b在比四輪車輛的燃料箱小的摩托車的燃料箱內(nèi)。
而且，即使使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料時，由于在無電刷電動機內(nèi)不使用整流器，不會產(chǎn)生在上述整流器控制電動機中發(fā)現(xiàn)的在整流器和電刷之間滑動接觸部位上的電腐蝕或腐蝕。而且由于在整流器和電刷之間不產(chǎn)生滑動摩擦，燃料泵的壽命被延長。
如權(quán)利要求2所述，例如與四輪車輛相比，發(fā)動機排量為150cc或更小的摩托車的燃料泵所需燃料排放數(shù)量減少大約1/10～1/3，因而，可以減少驅(qū)動燃料泵的驅(qū)動電流，可以使用低成本的元件作為例如控制驅(qū)動電流的控制設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換元件。
由于與四輪機動車輛的燃料箱相比，發(fā)動機排量為150cc或更小的摩托車內(nèi)的燃料箱的容量大約是1/10，最好使用尺寸能夠減少的無電刷電動機作為燃料泵的驅(qū)動源。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明顯示可以使用低成本元件作為能量轉(zhuǎn)換元件，例如控制供給線圈的驅(qū)動電流的控制設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換元件，由于燃料泵的尺寸制造得小，供應(yīng)給線圈的驅(qū)動電流的總量是1A或者更小。
權(quán)利要求4所述的發(fā)明顯示用于驅(qū)動燃料泵的驅(qū)動電流變低，可以使用低成本元件作為能量轉(zhuǎn)換元件，例如控制驅(qū)動電流的控制設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換元件，由于燃料泵所要求的燃料排放數(shù)量大于等于5L/h并小于等于30L/h。
權(quán)利要求6所述的發(fā)明顯示通過將在轉(zhuǎn)動方向上具有多個葉片槽的轉(zhuǎn)動元件的外徑設(shè)定得小于26毫米，可以減少燃料泵的尺寸。
權(quán)利要求7所述的發(fā)明顯示通過將在轉(zhuǎn)動方向上具有多個葉片槽的轉(zhuǎn)動元件的外徑設(shè)定得大于或等于12.1毫米并小于或等于26毫米，可以獲得一種效率與具有26毫米外徑轉(zhuǎn)動元件的燃料泵相同或更高效率的燃料泵。
權(quán)利要求9所述的發(fā)明顯示即使在使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料情況下，由于線圈由樹脂模制，線圈和燃料之間的界面距離可以延長。因而，能夠限制燃料與線圈接觸，從而，可以限制線圈電腐蝕或腐蝕。
權(quán)利要求10所述的發(fā)明顯示，與控制設(shè)備安裝在燃料箱內(nèi)相比，由于用于控制供給線圈的驅(qū)動電流的控制設(shè)備安裝在燃料箱外部，控制設(shè)備可以更輕易地密封。由于用于控制供給線圈的驅(qū)動電流的控制設(shè)備安裝在燃料泵內(nèi)，促進小尺寸燃料泵的形成。
無電刷電動機要求檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置并控制線圈的電激勵。鑒于這個事實，權(quán)利要求11和12所述的發(fā)明響應(yīng)于在電激勵被停止的線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置，并控制線圈的電激勵。利用這種布置，無需使用諸如孔件等用于檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置的檢測元件。因而，可以用低成本方式檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置。
而且，小尺寸的摩托車，例如有時要求在電池完全耗電后狀態(tài)下踢揣踢桿，即使在安裝電驅(qū)動類型燃料泵以便向發(fā)動機供應(yīng)燃料的結(jié)構(gòu)中，起動發(fā)動機進行操作。為了獲得這種狀態(tài)，必須將通過上述踢揣而產(chǎn)生的有限電能供應(yīng)給諸如燃料泵的用于起動發(fā)動機的電元件以及發(fā)動機控制設(shè)備等，以便對它們進行操縱。
鑒于上述布置中，權(quán)利要求13～16所述的發(fā)明通過將燃料泵起動操作時線圈內(nèi)流動的電流值限定在一預(yù)定值或更小，限制在發(fā)動機起動操作時燃料泵所耗用的電能數(shù)量。通過上述操作，即使在電池完全耗電后狀態(tài)下踢揣踢桿，例如能夠?qū)⑼ㄟ^上述踢揣操作而產(chǎn)生的有限電能供應(yīng)給諸如發(fā)動機控制設(shè)備或包括燃料泵在內(nèi)的起動發(fā)動機操作所述的電子元件，從而起動發(fā)動機的操作。
權(quán)利要求15所述的發(fā)明顯示一用于切換線圈電激勵的三相電路以及一用于將線圈內(nèi)流動電流的電流值限制在一預(yù)定值或小于該預(yù)定值的限制電路由一個電路組件構(gòu)成。因而，與由不同電路組件構(gòu)成三相電路和限制電路相比，能夠減少由三相電路和限制電路組成的電路組件的制造成本，而且，由于它們由一個電路組件構(gòu)成，能夠制造小尺寸的三相電路和限制電路，容易進行這些電路的裝配。
權(quán)利要求16所述的發(fā)明由于用于切換線圈電激勵的三相電路以及一用于限制線圈內(nèi)流動電流的電流值的限制電路由不同的電路組件構(gòu)成，確保限制電路被容易地添加到現(xiàn)有三相電路中。
權(quán)利要求17～26描述的本發(fā)明顯示通過控制圍繞定子芯纏繞的線圈的電激勵，轉(zhuǎn)換形成在定子芯周向上的磁極，通過磁極的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動泵。也就是，在電動機上使用沒有整流器的無電刷電動機，與整流式電動機相比，可以進一步減少滑動阻力和燃料阻力，由于無電刷電動機沒有在整流式電動機上發(fā)現(xiàn)的整流器和電刷之間的滑動部位，沒有設(shè)置用于將整流器分成每個整流器元件的槽。由于因燃料泵效率的改善而上述電動機的效率改善，利用這種布置，在相同輸出下，可以減少電動機元件的尺寸，可以獲得比整流器電動機低的電流。
而且，即使使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料，由于無電刷電動機不使用整流器，不會產(chǎn)生在上述整流式電動機中發(fā)現(xiàn)的在整流器和電刷之間滑動接觸部位上的電腐蝕或腐蝕。而且由于在整流器和電刷之間不產(chǎn)生滑動摩擦，燃料泵的壽命被延長。
而且，由于在磁極之間繞組不連續(xù)和通過同心纏繞而形成線圈，每個磁極的繞組被終止，在由線圈形成的線圈端部上，線圈不彼此交叉，可以增加每個磁極的繞組占有率。因而，如果電動機具有相同的尺寸，與分布繞組相比，在相同的纏繞空間內(nèi)纏繞的繞組數(shù)量增加，改善了電動機的效率。而且，如果電動機具有相同的輸出，與分布繞組相比，可以減少纏繞空間，可以減少電動機尺寸。
權(quán)利要求18～20所述的本發(fā)明顯示在圍繞線圈纏繞的齒的外周端的外周向內(nèi)周彎曲也就是向接近齒的方向彎曲。因而，與彎曲操作之后相比，在外周彎曲之前狀態(tài)下，由每個齒和外周形成在線圈繞組空間的角度增大。因而，能夠輕易地在與外周部分相連部位的每個齒的外周端部進行繞組纏繞。
權(quán)利要求19所述的本發(fā)明顯示所述外周和多個齒由一個元件構(gòu)成。這就是在外周向內(nèi)周彎曲之前，定子芯的母材是一個元件。因而，通過沿接近齒的方向彎曲每個齒的外周端部的外周部分，定子芯能夠輕易地由一個元件的母材形成。在此情況下，雖然能夠布置成通過燒結(jié)或?qū)訅捍判凿摪宥纬删€圈，本發(fā)明限定在這些情況中的任何情況下適用一個元件。
權(quán)利要求20所述的本發(fā)明顯示在與齒的外周端相連并在該外周端向內(nèi)周彎曲的外周上形成一些弓形部位，沿周向其具有大致相等寬度。利用上述結(jié)構(gòu)，在每個齒上，當(dāng)弓形部分向內(nèi)周彎曲時，與外周端相對并在周向上與外周端間隔的外周上的弓形部位指向齒的內(nèi)周端。因而，當(dāng)弓形部位彎曲狀態(tài)下，線圈難以纏繞在齒的外周端上并受所述弓形部分的限制。然而換句話說，可以表達為，形成這樣一種空間，線圈纏繞到齒的外周端的深側(cè)，線圈繞組空間變寬。鑒于這個事實，權(quán)利要求20所述的本發(fā)明顯示如果在對在外周的弓形部分進行彎曲之前弓形部分和齒之間的角度增加狀態(tài)下，圍繞所述齒纏繞繞組，繞組能夠輕易地纏繞在齒的外周端上。因而，在外周弓形部分彎曲之后的狀態(tài)下，在由弓形部分和齒形成的寬繞組空間內(nèi)，將繞組纏繞在齒的外周端的深側(cè)上。從而能夠有效地實現(xiàn)繞組空間。
權(quán)利要求21所述的本發(fā)明顯示在線圈芯和外周芯組裝形成定子芯之前，繞組能夠輕易地圍繞線圈芯纏繞，不受外周芯的限制，由于構(gòu)成定子芯的多個線圈芯和外周芯是不同的元件。
權(quán)利要求22所述的本發(fā)明顯示能夠在組裝操作時阻止定子芯從殼體脫落，由于將定子芯壓配在該殼體上。
而且，安裝在定子芯內(nèi)周上的轉(zhuǎn)子和定子芯之間的間隙沿轉(zhuǎn)動方向上可以設(shè)定得均勻，由于與形成在殼體和定子芯之間間隙的情況相比，可以限制殼體和定子芯之間的軸向位移。
而且，由于能夠阻止線圈芯的位置和朝向移動，將權(quán)利要求22所述部分的發(fā)明應(yīng)用在權(quán)利要求19所述的發(fā)明中確保通過將外周芯向內(nèi)周彎曲而形成的定子芯不在殼體內(nèi)向外周變寬。
權(quán)利要求23所述的本發(fā)明顯示即使形成線圈的繞組的絕緣膜例如被損壞，通過在定子芯和線圈之間設(shè)置絕緣元件，能夠阻止定子芯和線圈芯之間的短路狀態(tài)。
權(quán)利要求24所述的本發(fā)明顯示由于絕緣體裝配在定子芯上，能夠?qū)⒔^緣體輕易地安裝在定子芯上。
權(quán)利要求25所述的本發(fā)明顯示在沿接近齒外周端的齒的方向彎曲外周之前，繞組同心地圍繞所述齒纏繞。因而，由于在線圈繞組空間，由每個齒和外周形成的角度增加的狀態(tài)下，進行繞組纏繞，與外周彎曲后的狀態(tài)相比，繞組能夠在與外周相連部分輕易地圍繞齒的外周端纏繞；權(quán)利要求26所述的本發(fā)明顯示在齒的外周端的外周沿接近齒的方向彎曲之前的狀態(tài)下，外周比與在外周端的齒正交的虛直線更加與齒分開。因而不受外周的限制，能夠輕易地圍繞與外周相連部分的齒的外周端纏繞繞組。
權(quán)利要求27～32所述的本發(fā)明顯示由于在燃料供應(yīng)設(shè)備固定在燃料箱的底壁狀態(tài)下，燃料泵安裝在燃料箱內(nèi)，燃料泵內(nèi)的密封結(jié)構(gòu)簡單。而且，由于燃料泵的內(nèi)部填充有燃料，燃料泵內(nèi)的機械滑動部位由燃料潤滑。從而能夠減少滑動阻力和燃料阻力。
而且，即使燃料泵沿橫向沿蓋元件安裝在燃料箱的底部上且電驅(qū)動元件浸沒在水中，由于燃料泵的電驅(qū)動元件是無電刷電動機，能夠阻止電短路。
而且，由于燃料泵沿橫向沿蓋元件安裝在燃料箱的底部上，燃料箱內(nèi)燃料泵的高度變小，蓋元件和燃料泵彼此接近。因而燃料供應(yīng)設(shè)備尺寸變得緊湊。此外提供一種簡單的結(jié)構(gòu)，其中燃料泵由蓋元件支撐并安裝在燃料箱內(nèi)。
權(quán)利要求29所述的發(fā)明顯示與包括安裝在燃料箱內(nèi)的燃料泵的電子設(shè)備電相連的端子以空間間隔的方式安裝在燃料箱的上方，同時與所述蓋元件分開。利用上述這種結(jié)構(gòu)，即使在燃料箱底部積聚水，如果端子安裝在燃料箱上方，在一個高于所積聚的水的位置，則能夠阻止端子浸沒在水中。因而，能夠阻止端子之間的短路狀態(tài)。
權(quán)利要求30所述的本發(fā)明顯示端子安裝在燃料箱上方，比位于燃料箱底側(cè)的燃料泵的端部還高。從而即使一部分燃料泵浸沒在水中，也能夠阻止端子浸沒在水中。
權(quán)利要求31所述的本發(fā)明顯示一吸濾器的指向基本上與沿蓋元件設(shè)置在橫向上的燃料泵在同一個方向，并延伸到蓋元件的外部。從而如果燃料供應(yīng)設(shè)備轉(zhuǎn)動，同時燃料泵和吸濾器沿蓋元件延伸的方向上插入燃料箱的開口內(nèi)，能夠?qū)⑷剂媳煤臀鼮V器安裝在燃料泵內(nèi)。因而燃料泵和吸濾器能夠安裝在燃料箱內(nèi)，即使通過沿蓋元件將吸濾器延伸到蓋元件的外部以確保吸濾器所需的過濾面積，也無需擴大燃料箱開口的直徑。從而能夠改善燃料箱的強度。
而且在整流器控制電動機中存在一個問題，也就是由于整流器和電刷之間的滑動阻力，以及形成用于將整流器分成每個整流子片的槽內(nèi)的流體阻力產(chǎn)生，從而電動機的效率下降，導(dǎo)致燃料泵的效率下降。所述燃料泵的效率由(電動機效率)×(泵效率)表示。電動機效率和泵效率由下式表示，即(電動機效率)＝(T×N)/(I×V)，(泵效率)＝(P×Q)/(T×N)，此時，I是供應(yīng)到燃料泵的電動機部分的驅(qū)動電流，V是供應(yīng)的電壓，T是電動機部分的扭距，N是電動機部分的轉(zhuǎn)數(shù)，P是燃料泵排出燃料的壓力，Q是燃料排放數(shù)量。因而，可以獲得(燃料泵效率)＝(電動機效率)×(泵效率)＝(P×Q)/(I×V)的關(guān)系式。
如上所述，由于摩托車的電池容量低，應(yīng)用帶整流器控制電動機且具有低燃料泵效率的燃料泵作為摩托車燃料供應(yīng)設(shè)備的動力源導(dǎo)致確保供應(yīng)到燃料泵的電能變得困難。
而且，由于存在在摩托車上使用變質(zhì)燃料或包含酒精的低質(zhì)燃料的可能性，在摩托車的燃料箱內(nèi)安裝具有整流器控制電動機的燃料泵使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料都可能導(dǎo)致在整流器和電刷之間的滑動部位上產(chǎn)生電腐蝕或腐蝕，進一步導(dǎo)致不良的導(dǎo)電狀態(tài)。
鑒于上述內(nèi)容，權(quán)利要求32所述的發(fā)明顯示使用無電刷電動機的燃料泵安裝在摩托車的燃料箱內(nèi)。無電刷電動機顯示高的燃料泵效率，由于與整流式電動機相反，無電刷電動機不存在位于整流器和電刷之間的滑動部位。從而即使摩托車的電池具有低容量，也能夠?qū)⑷剂媳盟桦娔芄?yīng)給燃料泵。而且，即使使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料，也不會象在整流式電動機中發(fā)現(xiàn)的那樣，在整流器和電刷之間滑動部位上產(chǎn)生電腐蝕或腐蝕。而且，由于在整流器和電刷之間不產(chǎn)生滑動摩擦，可以延長燃料泵的壽命。
圖1是一個顯示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例燃料泵的橫截面視圖；圖2是一個沿圖1中II-II線所作的橫截面視圖；圖3是一個顯示使用所述第一優(yōu)選實施例燃料泵的燃料供應(yīng)設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖4是一個顯示根據(jù)該第一優(yōu)選實施例葉輪的透視圖；圖5是一個用于顯示根據(jù)所述第一優(yōu)選實施例的控制設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)圖；
圖6是一個用于表示該第一優(yōu)選實施例的泵外徑、葉輪外徑、電動機效率、泵效率和總計效率之間關(guān)系的特征圖表；圖7是一個顯示根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的泵元件的示意性橫截面視圖；圖8是一個用于顯示根據(jù)第三優(yōu)選實施例的控制設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)圖；圖9是一個用于表示在線圈PWM流動的總電流Ic消逝的時間圖；圖10A是一個用于顯示由PWM施加在每個線圈上的電壓變化的視圖；圖10B是一個用于顯示流經(jīng)每個線圈的電流變化的視圖；圖11是一個顯示在第三優(yōu)選實施例由PWM對流經(jīng)線圈總電流Ic控制的流程圖；圖12是一個顯示在第四優(yōu)選實施例由PWM對流經(jīng)線圈總電流Ic控制的流程圖；圖13是一個顯示由PWM對施加到每個線圈上的電壓進行另一控制的視圖；圖14是一個用于顯示根據(jù)本發(fā)明第五優(yōu)選實施例燃料泵的橫截面視圖；圖15是一個沿圖14中XV-XV線所作的橫截面視圖；圖16是一個顯示根據(jù)第五優(yōu)選實施例形成線圈的狀態(tài)的橫截面視圖；圖17是一個顯示處于與圖15所示相同位置的根據(jù)第六優(yōu)選實施例的燃料泵的橫截面視圖；圖18A是一個顯示定子線圈母材彎曲前狀態(tài)的橫截面視圖；圖18B是一個顯示定子線圈母材彎曲后狀態(tài)的橫截面視圖；
圖19是一個顯示處于與圖15所示相同位置的根據(jù)第七優(yōu)選實施例的燃料泵的橫截面視圖；圖20A是一個顯示定子線圈外周芯的橫截面視圖；圖20B是一個顯示將定子線圈組裝到所述外周芯上之前由線圈形成的定子的橫截面視圖；圖21是一個顯示處于與圖14所示相同位置的根據(jù)第八優(yōu)選實施例的燃料泵的橫截面視圖；圖22A是一個顯示定子線圈外周芯的橫截面視圖；圖22B是一個顯示將定子線圈組裝到所述外周芯上之前由線圈形成的定子的橫截面視圖；圖23是一個顯示根據(jù)本發(fā)明第九優(yōu)選實施例燃料供應(yīng)設(shè)備的側(cè)視圖；圖24是一個顯示根據(jù)本發(fā)明第九優(yōu)選實施例燃料供應(yīng)設(shè)備的透視圖；圖25是一個顯示根據(jù)本發(fā)明第九優(yōu)選實施例燃料供應(yīng)設(shè)備的斷面圖；圖26A和26B是顯示將根據(jù)本發(fā)明第九優(yōu)選實施例燃料供應(yīng)設(shè)備固定在燃料箱上的步驟的視圖。
具體實施例方式
下文結(jié)合附圖介紹本發(fā)明優(yōu)選實施例。
(第一優(yōu)選實施例)在圖3中顯示使用根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例燃料泵的燃料供應(yīng)設(shè)備。燃料供應(yīng)設(shè)備中的燃料泵1010是安裝在摩托車燃料箱1001內(nèi)的箱內(nèi)類型粘性泵(Wesco泵)。燃料泵1010所要求的燃料排放數(shù)量大于5升/小時并小于30升/小時。燃料泵1010排出通過吸濾器1200而抽吸的燃料箱1001內(nèi)的燃料同時對其進行加壓。燃料泵1010所排出的燃料通過止回閥1202，利用壓力調(diào)節(jié)器1204對燃料壓力進行調(diào)整，然后，燃料供應(yīng)到作為燃料消耗設(shè)備而發(fā)揮作用的發(fā)動機。
用于控制被供應(yīng)到燃料泵1010的驅(qū)動電流的控制設(shè)備1210固定在燃料箱1001外側(cè)的蓋元件1002上，蓋元件1002用于封閉燃料箱1001的開口。用于向燃料泵1010供應(yīng)驅(qū)動電流的摩托車(未示)電池的功率是電壓為12伏、電流為6A～10A。燃料泵1010、吸濾器1200、止回閥1202、壓力調(diào)節(jié)器1204和控制設(shè)備1210構(gòu)成權(quán)利要求書內(nèi)所述的燃料供應(yīng)設(shè)備。
如圖1和2所示，燃料泵1010包括電動機1012和通過電動機1012的轉(zhuǎn)子1030的轉(zhuǎn)動而被驅(qū)動的泵1013，從而增加所抽吸燃料的壓力。
電動機1012是所謂的無電刷電動機，具有定子線圈1020、線圈1024和轉(zhuǎn)子1030。在磁性鋼板被軸向堆疊的同時形成定子線圈1020。如圖2所示，向電動機1012的中心突出的6個齒1022沿趨向電動機1012中心的周向等間距分布。線圈1024纏繞在每個齒1022上。樹脂殼體1014具有被模制在一起的定子線圈1020和線圈1024。金屬殼體1016插入和模制在樹脂殼體1014上，將下文所述的進口側(cè)蓋1040裝配在其上。樹脂殼體1014的樹脂填充到設(shè)置在金屬殼體1016上的多個通孔1016a內(nèi)。
轉(zhuǎn)子1030具有軸1032、轉(zhuǎn)芯1034和永久磁鐵1036，轉(zhuǎn)子1030轉(zhuǎn)動地安裝在定子線圈1020的內(nèi)周上。永久磁鐵1036形成為一個柱形元件并設(shè)置在旋轉(zhuǎn)鐵心1034的外周上。在其周向上，永久磁鐵1036形成8個磁極1037。8個磁極1037磁性地設(shè)置，以在與定子線圈1020相對的外周面的周向上形成彼此不同的磁極。
泵1013是所謂的粘性泵，其具有進口側(cè)蓋1040、排放側(cè)蓋1042和葉輪1050。進口側(cè)蓋1040、排放側(cè)蓋1042是用于轉(zhuǎn)動地存儲用作轉(zhuǎn)動元件的葉輪1050的殼體元件。排放側(cè)蓋1042由金屬殼體1016保持在樹脂殼體1014和進口側(cè)蓋1040之間。進口側(cè)蓋1040和排放側(cè)蓋1042形成沿下述葉輪1050的葉片槽1054的泵通道1110和1112。
如圖4顯示，從進口側(cè)蓋1040看到的葉輪1050，葉輪1050由盤形板形成。葉輪1050的外周由環(huán)形元件1052封閉，在環(huán)形元件1052內(nèi)周的轉(zhuǎn)動軸方向上在兩側(cè)上形成葉片槽1054。在葉輪1050的轉(zhuǎn)動下而從進口側(cè)蓋1040的燃料進口1100抽吸的燃料沿直徑方向流出葉片槽1054的外側(cè)部分并流入每個泵通道1110和1112內(nèi)，然后沿直徑方向流入位于轉(zhuǎn)動方向后部的葉片槽1054的內(nèi)側(cè)部分。從葉片槽1054的流出和流入葉片槽1054按順序重復(fù)，從而隨著燃料能量變成循環(huán)流，泵通道1110和1112內(nèi)的燃料壓力增加，在泵通道1110和1112內(nèi)壓力增加的燃料從排放側(cè)蓋1042的出口1120排出，通過定子線圈1020和轉(zhuǎn)子1030之間，并從排出口1130排出。
上述控制設(shè)備1210是一種用于切換供應(yīng)到燃料泵1010內(nèi)線圈1024的驅(qū)動電流并對所述電流進行控制的三相電路。如圖5所示，控制設(shè)備1210具有控制電路1212和能量切換元件1214。控制設(shè)備1210利用三相全波驅(qū)動圍繞6個齒纏繞的線圈1024的2/3部分。在沒有由轉(zhuǎn)子1030的轉(zhuǎn)動電激勵下，控制設(shè)備1210檢測線圈1024上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢并判斷轉(zhuǎn)子1030的轉(zhuǎn)動位置。然后根據(jù)所判斷的轉(zhuǎn)子1030的轉(zhuǎn)動位置，由能量切換元件1214改變供應(yīng)給線圈1024的驅(qū)動電流。
下文介紹燃料泵1010的性能和其尺寸之間的關(guān)系。
首先希望，圖1所示燃料泵的最大外徑的泵外徑D0具有小于30毫米的關(guān)系，以便將燃料泵1010安裝在摩托車的燃料箱1001內(nèi)。具體地說，排量150cc或更小的摩托車的燃料箱尺寸很小，從而要求燃料泵的外徑制造得盡可能小，以便滿足必須的性能。
圖6顯示燃料泵1010的燃料排出數(shù)量為20升/小時且燃料排出壓力為300kPa時燃料泵外徑D0、電動機效率、泵效率和總計效率之間關(guān)系。
燃料泵1010的總效率由(電動機效率)×(泵效率)表示。其中(電動機效率)＝(T·N)/(I·V)，(泵效率)＝(P·Q)/(T·N)，此時，I是供應(yīng)到電動機部分1012的驅(qū)動電流，V是施加的電壓，T是電動機部分1012的扭距，N是電動機部分1012的轉(zhuǎn)數(shù)，P是燃料泵1010排出燃料的壓力，Q是燃料排放數(shù)量。因而，可以獲得(總效率)＝(電動機效率)×(泵效率)＝(P·Q)/(I·V)的關(guān)系式。也就是總效率表示為燃料泵1010所作功的效率與供應(yīng)給燃料泵1010的電功率的比值。
如圖6所示，當(dāng)燃料泵1010的泵外徑D0是14毫米時，其總效率與泵外徑D0是30毫米時基本相同。因而，希望燃料泵1010的泵外徑D0為14毫米≤D0＜30毫米。具體地說，當(dāng)泵外徑D0接近大致20毫米時，總效率變成最大值。此時泵外徑D0和葉輪外徑D1大致成比例關(guān)系，當(dāng)泵外徑D0是30毫米時，葉輪外徑D1是26毫米。因而，滿足14毫米≤D0＜30毫米關(guān)系的葉輪外徑D1的范圍是12.1毫米≤D1＜26毫米。
(第二實施例)圖7顯示了第二優(yōu)選實施例。該優(yōu)選實施例基本上與第一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)相同，除了泵1060不同于第一優(yōu)選實施例中的泵1013之外?；旧吓c第一優(yōu)選實施例相同的組成部位采用相同的附圖標(biāo)記表示。
在第二優(yōu)選實施例中，泵1060構(gòu)成次擺線泵，外轉(zhuǎn)子1064設(shè)置在殼體1062的內(nèi)周側(cè)內(nèi)，內(nèi)轉(zhuǎn)子1066設(shè)置在外轉(zhuǎn)子1064的內(nèi)周。形成在外轉(zhuǎn)子1064內(nèi)周上的內(nèi)齒1065與形成在內(nèi)轉(zhuǎn)子1066外周上的外齒1067嚙合。外轉(zhuǎn)子1064的中心相對于內(nèi)轉(zhuǎn)子1066的中心偏心。內(nèi)齒1065的數(shù)量比外齒1067的數(shù)量多1個。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子1066因電動機1012的驅(qū)動力而轉(zhuǎn)動時，外轉(zhuǎn)子1064也轉(zhuǎn)動，外轉(zhuǎn)子1064和內(nèi)轉(zhuǎn)子1066之間的燃料壓力增加。
(第三實施例)圖8顯示了本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例。基本上與第一優(yōu)選實施例相同的組成元件采用相同的附圖標(biāo)記表示。
在第三優(yōu)選實施例中，控制設(shè)備1220包括三相電路1230、電流檢測器1240和PWM(脈寬調(diào)制)控制元件1250。在第三優(yōu)選實施例中的三相電路1230基本上與圖5所示控制設(shè)備1210的相同。三相電路1230、電流檢測器1240和PWM控制元件1250構(gòu)成為作為一個電路組件的一個端頭IC元件。
電流檢測器1240將流經(jīng)燃料泵1010的6個線圈1024的電流總和與一預(yù)設(shè)值進行比較，并將比較結(jié)果輸送到PWM控制元件1250。
在用作限制電路的PWM控制元件1250上，制作一用于PWM數(shù)值和計數(shù)器值的對應(yīng)表。例如PWM的最大值是100％，最小值是0％。PWM的最大值100％與計數(shù)器內(nèi)的最小值0對應(yīng)，PWM的最小值0％與計數(shù)器內(nèi)的最大值對應(yīng)。在所述對應(yīng)表中，隨著器值的增加，其對應(yīng)PWM值減少。
根據(jù)從電流檢測器1240傳送的比較結(jié)果的信號，PWM控制元件1250設(shè)定計數(shù)器值，參考所述對應(yīng)表產(chǎn)生用于PWM值和計數(shù)器值的PWM信號，并將該信號傳送到三相電路1230的控制電路1212上。隨著PWM值的增加，圖9所示的PWM信號的脈沖接通時間被延長。PWM值下降，PWM信號的脈沖接通時間變短。
響應(yīng)于從PWM控制元件1250傳送的PWM信號，針對每個線圈1024的電激勵，三相電路1230的控制電路1212執(zhí)行轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)PWM值是最大值時，響應(yīng)于從PWM控制元件1250傳送的PWM信號，三相電路1230的控制電路1212對每個線圈1024的電激勵執(zhí)行轉(zhuǎn)換，施加到每個線圈上的電壓對應(yīng)于圖10A內(nèi)的箭頭左側(cè)。相反，根據(jù)小于最大值的PWM值，響應(yīng)于從PWM控制元件1250傳送的PWM信號，三相電路1230的控制電路1212對每個線圈1024的電激勵執(zhí)行轉(zhuǎn)換，施加到每個線圈上的電壓變成由圖10A內(nèi)箭頭右側(cè)所示的數(shù)值。也就是當(dāng)計數(shù)器值增加且PWM值降低時，施加到線圈1024的電壓的接通時間被降低。因而，與左側(cè)箭頭所示的PWM值為最大值時相比，如右側(cè)箭頭所示，流經(jīng)線圈1024的電流下降。
下文將詳細(xì)介紹用于線圈1024的電激勵控制，下述步驟號對應(yīng)于圖11所示流程圖內(nèi)的步驟號。
(1)電能積聚在電容器等內(nèi)，通過轉(zhuǎn)動發(fā)動機鑰匙或當(dāng)電池完全放電時踢揣踢桿(kick lever)，通過電池供應(yīng)初始電流而提供啟動電能。然后，首先對計數(shù)器清零(步驟1300)，當(dāng)在不供應(yīng)電能時對計數(shù)器進行初始清零時，不需要步驟1300。
(2)電流檢測器1240檢測在線圈1024內(nèi)流動的總電流(步驟1302)Ic，設(shè)定電流值與該Ic進行比較，在最大值或最小值之間的比較結(jié)果傳送到PWM控制元件1250。
(3)在PWM控制元件1250，在步驟1304，對Ic和最大值進行比較，當(dāng)獲得圖9內(nèi)虛線所示的Ic＞最大值的關(guān)系時，CT判斷是否是計數(shù)器的最大值(步驟1306)，如果CT不是計數(shù)器的最大值，將+1添加到CT中(步驟1308)，操作進入步驟1316。如果獲得Ic＞最大值的關(guān)系且CT具有計數(shù)器的最大值，操作進入步驟1316。
(4)如果在步驟1304獲得Ic≤最大值的關(guān)系，將總電流Ic與設(shè)定最小值進行比較(步驟1310)，如果Ic≥最小值，操作進行步驟1316。
(5)如果在步驟1310獲得圖9中虛線所示的Ic＜最小值，CT判斷計數(shù)器內(nèi)的最小值是否是0(步驟1312)，如果CT不是計數(shù)器最小值0，將-1添加到CT內(nèi)(步驟1314)，操作進入步驟1316。如果獲得Ic＜最小值且CT具有計數(shù)器的最小值，操作進入步驟1316。
(6)根據(jù)設(shè)定的計數(shù)器值，參考PWM值和計數(shù)器值的對應(yīng)表，PWM控制元件1250計算PWM值并將其傳送到控制電路1212。
(7)根據(jù)從PWM控制元件1250傳送的PWM信號，三相電路1230的控制電路1212控制線圈1024的電激勵(步驟1316)。
在第三優(yōu)選實施例中，當(dāng)在線圈1024內(nèi)流動的總電流Ic超過設(shè)定的最大值時，CT數(shù)值加1或設(shè)定為計數(shù)器的最大值。此外，當(dāng)在線圈1024內(nèi)流動的總電流Ic小于設(shè)定的最小值時，CT數(shù)值加-1或設(shè)定為計數(shù)器的最小值。在對應(yīng)表中，當(dāng)CT內(nèi)數(shù)值增加時，PWM值下降，反過來，當(dāng)CT內(nèi)數(shù)值減少時，PWM值增大。
當(dāng)發(fā)動機鑰匙轉(zhuǎn)動后，電能從電池被輸送或踢桿被踢踹而供應(yīng)電能，獲得Ic＜最小值的關(guān)系，并且CT設(shè)定為計數(shù)器內(nèi)的最小值0，從而CT保持為0直至獲得Ic＞最大值的關(guān)系為止。因而，PWM值變?yōu)樽畲笾?。在此狀態(tài)下，當(dāng)在線圈1024內(nèi)流動的總電流Ic增加并獲得Ic＞最大值的關(guān)系時，增加計數(shù)器內(nèi)的值，與計數(shù)器值對應(yīng)的PWM值減少。因而，如圖9所示，由于在三相電路1230的電激勵控制下施加在線圈1024上電壓的接通時間下降，總電流Ic控制得不超過最大值。
相反當(dāng)獲得Ic＜最小值的關(guān)系時，計數(shù)器值下降，對應(yīng)于該計數(shù)器的PWM值增大。因而，采用下述方式控制總電流Ic，由于在三相電路1230的電激勵控制下施加在線圈1024上電壓的接通時間增加，使總電流Ic不小于最小值。
此時在由于電池被完全放電即使轉(zhuǎn)動發(fā)動機鑰匙，發(fā)動機也不能啟動的狀態(tài)下，通過踢踹踢桿而使摩托車啟動時，通過踢踹踢桿而產(chǎn)生的電能積聚在電容器內(nèi)，例如積聚在電容器內(nèi)的有限電能供應(yīng)到每個電元件。
在該優(yōu)選第三實施例中，通過踢踹踢桿而積聚在電容器內(nèi)的有限電能能夠供應(yīng)到諸如發(fā)動機控制設(shè)備等電子元件上，要求所述電子元件即使在燃料泵1010所耗用的電能數(shù)量受限且電池已經(jīng)完全放電狀態(tài)下起動發(fā)動機。這是由于采用下述方式執(zhí)行PWM控制，也就是在線圈1024內(nèi)流動的總電流Ic不超過預(yù)定的最大值。因而，即使在電池完全放電狀態(tài)下，通過踢踹踢桿，摩托車發(fā)動機可以起動操作。
在第三優(yōu)選實施例中，即使啟動發(fā)動機后，用于限制總電流Ic最大值的控制操作也是有效的。因而能夠阻止過大電流流進三相電路1230內(nèi)，通過限制總電流Ic的最大值，即使在啟動發(fā)動機后的正常操作下過大電流供應(yīng)到三相電路1230中，也可以阻止三相電路1230的電子元件受損。
此外，在第三優(yōu)選實施例中，由于采用下述方式執(zhí)行PWM控制，也就是在線圈1024內(nèi)流動的總電流Ic不小于在啟動發(fā)動機后的正常操作下的預(yù)定最小值，能夠供應(yīng)驅(qū)動燃料泵1010所需的電流并保持燃料泵1010的操作。
而且，在第三優(yōu)選實施例中，由于三相電路1230、電流檢測器1240和PWM控制元件1250構(gòu)成為一個電路組件，可以減少由三相電路1230、電流檢測器1240和PWM控制元件1250組成的電路組件的制造成本。而且，由于它們構(gòu)成為一個電路組件，可以將三相電路1230、電流檢測器1240和PWM控制元件1250制造得緊湊并容易組裝。
(第四優(yōu)選實施例)
圖12是一個顯示根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實施例的用于線圈1024的電激勵控制的流程圖。使用相同的附圖標(biāo)記表示與第一優(yōu)選實施例相同的元件。
在上述第三優(yōu)選實施例中，當(dāng)在線圈1024內(nèi)流動的總電流Ic超過最大值時，通過將+1添加到CT以便減少PWM值，以及當(dāng)總電流Ic小于最小值時，通過將-1添加到CT以便增加PWM值，控制從PWM控制元件1250傳送到控制電路1212的PWM信號。相反在第四優(yōu)選實施例中，當(dāng)總電流Ic超過最大值時，通過將+1添加到CT，減少PWM值，當(dāng)通過在圖12的步驟1304、1320的判斷，總電流下降小于最大值時，將-1添加到CT中，PWM值增加，從而控制從PWM控制部分1250傳送到控制電路1212的PWM信號。也就是在第四優(yōu)選實施例中，通過將最大值作為界面值而應(yīng)用時，PWM值增加或下降。
在上述多個優(yōu)選實施例中，由于與那些整流器控制電動機相比，通過使用無電刷電動機作為燃料泵的動力源，減少了滑動阻力和燃料阻力，能夠改善燃料泵效率。因而，燃料泵能夠制造得緊湊，小電流能夠流過。因而，能夠輕易地將燃料泵安裝在小尺寸的摩托車燃料箱內(nèi)。
而且，由于使用無電刷電動機作為動力源，在整流式電動機中發(fā)現(xiàn)的整流器和電刷之間的摩擦問題不會出現(xiàn)。利用上述布置，能夠增加電動機的轉(zhuǎn)數(shù)。而且，通過形成小尺寸的燃料泵，產(chǎn)生泵效率下降的在泵通道內(nèi)的泄漏率被減少。因而，通過使用無電刷電動機作為動力源的這種布置，在小尺寸摩托車的流動率范圍內(nèi)燃料泵效率被改進，如第一優(yōu)選實施例所述，例如葉輪外徑D1范圍被設(shè)定為12.1毫米≤D1＜26毫米，從而使燃料泵的尺寸小。
而且當(dāng)燃料泵在低電壓下再次開始操作，由于能夠增加轉(zhuǎn)數(shù)，能夠快速地將排放壓力增加到預(yù)定值。
而且，通過小直徑的泵和高速轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致的泵效率的改進，供應(yīng)給線圈1024的驅(qū)動電流總數(shù)量可以設(shè)定為1A或更小。利用上述這種布置，能夠使用成本低廉的元件作為控制設(shè)備1210的能量轉(zhuǎn)換元件1214。
而且，用于控制供應(yīng)給線圈1024的驅(qū)動電流的控制設(shè)備1210沒有安裝在燃料箱1001內(nèi)，而是安裝在燃料箱1001的外部，安裝在封閉燃料箱1001的開口101A的蓋元件1002上。由于控制設(shè)備沒有安裝在燃料泵內(nèi)，能夠使燃料泵自身尺寸小并使形成在燃料箱上用于插入燃料泵的孔的尺寸小。因而，燃料泵1010能夠安裝在小尺寸的摩托車燃料箱1001內(nèi)。而且，由于與控制設(shè)備1210安裝在燃料箱1001內(nèi)相比，不要求控制設(shè)備1210的燃料密封，控制設(shè)備1210能夠輕易地密封。
在上述多個優(yōu)選實施例中，線圈1024和燃料之間的界面距離被延長，由于線圈1024是樹脂模制的。因而，由于減少了線圈1024和燃料之間接觸的可能性，能夠阻止線圈1024的電腐蝕和腐蝕。
(其它優(yōu)選實施例)在上述第一優(yōu)選實施例中，雖然葉輪外徑D1設(shè)定為12.1毫米≤D1＜26毫米，當(dāng)燃料泵能夠安裝在摩托車的燃料箱內(nèi)時，燃料泵的葉輪外徑D1并不限定于上述范圍。
而且在上述多個優(yōu)選實施例中，雖然燃料泵所要求的燃料排放數(shù)量設(shè)定在大于等于5L/h并小于等于30L/h，但是當(dāng)燃料泵安裝在要求燃料排放數(shù)量不是上述數(shù)量的摩托車的燃料箱內(nèi)時，燃料泵的燃料排放數(shù)量不限于大于等于5L/h并小于等于30L/h。
上述多個優(yōu)選實施例中所介紹的燃料泵能夠安裝在發(fā)動機排量超過150cc的摩托車燃料箱內(nèi)。
而且，如果燃料泵能夠安裝在摩托車的燃料箱內(nèi)，供應(yīng)給線圈1024的驅(qū)動電流的總量可以超過1A。
而且，如果燃料泵能夠安裝在摩托車的燃料箱內(nèi)，控制供應(yīng)給線圈1024的驅(qū)動電流的控制設(shè)備能夠安裝在燃料箱內(nèi)或燃料泵內(nèi)。
而且在上述多個優(yōu)選實施例中，雖然參考沒有被電激勵的線圈1024所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置，可以利用諸如孔元件等檢測元件實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動位置的檢測。
在上述多個優(yōu)選實施例中，構(gòu)成無電刷電動機，同時線圈1024在外周圍繞定子芯1020纏繞，永久磁鐵1036在內(nèi)周安裝在轉(zhuǎn)子1030上，無電刷電動機能夠構(gòu)成為線圈在內(nèi)周圍繞定子芯纏繞。
而且在第三和第四優(yōu)選實施例中，雖然根據(jù)在線圈1024內(nèi)流動的總電流Ic與最大或最小值之間的比較結(jié)果或僅與最大值的比較結(jié)果，增加或減少計數(shù)器值，計算相應(yīng)PWM值。也能夠適用于不使用計數(shù)器，參考總電流Ic與最大或最小值之間的比較結(jié)果或僅與最大值的比較結(jié)果，直接計算PWM值。而且，雖然由PWM控制而對在線圈1024內(nèi)流動的總電流進行控制，也能夠由負(fù)載控制對在線圈內(nèi)流動的總電流進行控制。
而且在第三和第四優(yōu)選實施例中，雖然通過由PWM控制增加或減少施加在線圈1024上電壓的接通時間，對在線圈內(nèi)流動的總電流進行控制。也能夠如圖13所示由PWM控制而增加或減少施加在線圈1024上的電壓，對在線圈1024內(nèi)流動的總電流進行控制。
而且在第三優(yōu)選實施例中，雖然三相電路1230、電流檢測器1240和PWM控制元件1250由一個電路組件控制，也能夠適用于下述情況，也就是它們中的每個能夠由不同電路組件控制。利用上述這種布置，通過將構(gòu)成與三相電路1230不同的電路組件的電流檢測器1240和PWM控制元件1250添加到現(xiàn)有的三相電路1230中，能夠輕易地構(gòu)成控制設(shè)備1220。
而且在第三優(yōu)選實施例中，在起動發(fā)動機后至正常操作時間期間內(nèi)，在線圈1024內(nèi)流動的總電流的上限值和下限值始終受限。能夠省略對下限值的限制。而且，在第三和第四優(yōu)選實施例中，僅在起動發(fā)動機后的預(yù)定時刻，在線圈1024內(nèi)流動的總電流的上限值受限，一旦過了所述預(yù)定時間，能夠解除對電流的限制。
(第五優(yōu)選實施例)圖14～16顯示了一個根據(jù)本發(fā)明第五優(yōu)選實施例的燃料泵。燃料泵2010例如是一種安裝在摩托車燃料箱內(nèi)的箱內(nèi)類型泵。
如圖14所示，燃料泵2010包括泵2012、用于轉(zhuǎn)動驅(qū)動泵2012的葉輪2020的電動機2013以及端部支撐蓋2028。殼體2014封閉泵2012和電動機2013的外周，該殼體是泵2012和電動機2013的公用殼體。端部支撐蓋2028覆蓋電動機2013與泵2012相背的側(cè)面并形成燃料排出口2060。
泵2012是具有泵蓋2016、泵殼體2018和葉輪2020的粘性泵，泵蓋2016和泵殼體2018是殼體元件，轉(zhuǎn)動地存儲用作轉(zhuǎn)動元件的葉輪2020。
用作轉(zhuǎn)動元件的葉輪2020形成為盤形件，在轉(zhuǎn)動軸方向上葉輪2020的周向邊緣的兩側(cè)形成有葉片槽。泵通道2022在轉(zhuǎn)動軸方向上由葉輪2020的葉片槽、泵蓋2016和泵殼體2018形成在葉輪2020的兩側(cè)上。
在葉輪2020轉(zhuǎn)動下在泵蓋2016的燃料入口(未示)抽吸的燃料順序反復(fù)流出或流入葉輪2020的葉片槽并變成循環(huán)流。通過燃料變成這種循環(huán)流的能量，泵通道2020內(nèi)的燃料壓力增加。泵通道2020內(nèi)壓力增加的燃料流出泵殼2018內(nèi)的出口(未示)，并通過形成在定子芯2030內(nèi)周表面和轉(zhuǎn)子2050外周面之間的燃料通道2062，最終從形成在端部支撐蓋2028上的排放口2060被排出。
電動機2013是無電刷電動機并包括定子芯2030、線圈2042和轉(zhuǎn)子2050等。如圖15所示，通過將6個線圈2022沿周向設(shè)置而構(gòu)成定子芯2030。通過線圈2042上的電激勵，每個芯2032在面對轉(zhuǎn)子2050的相對面上產(chǎn)生一磁極。每個線圈2032具有外周2034和齒2036，其構(gòu)成為一些其上覆蓋有絕緣膜的磁性鋼板沿轉(zhuǎn)動軸方向堆疊并從而構(gòu)成為一個元件。外周2034形成為具有相等周向?qū)挾鹊墓?，環(huán)形線圈由6個外周2034構(gòu)成。齒2036從外周2034的中央部分向內(nèi)周的轉(zhuǎn)子2050突出。每個樹脂絕緣體2040裝配在每個芯2032上，從而，使其與繞組空間分開。
線圈2042同心纏繞在每個線圈2032的絕緣體2040的外周上并與圖14所示的端部支撐蓋2028上的線圈端子2044電相連。線圈端子2044裝配在與導(dǎo)線2046的極端相連的引線端子2045上并與之電相連。導(dǎo)線2046從端部支撐蓋2028中引出。
通過由未示的控制設(shè)備切換供線圈2042的驅(qū)動電流，對在每個線圈2042上產(chǎn)生的磁極進行控制。為了執(zhí)行對供應(yīng)給線圈2042的驅(qū)動電流的切換并使轉(zhuǎn)子2050轉(zhuǎn)動，必須檢測轉(zhuǎn)子2050的轉(zhuǎn)動位置。轉(zhuǎn)子2050的轉(zhuǎn)動位置由諸如孔元件等檢測元件檢測并響應(yīng)于該檢測信號對驅(qū)動電流進行切換是可行的，此外，驅(qū)動6個線圈2042的三分之二，通過轉(zhuǎn)子2050的轉(zhuǎn)動，檢測在未被電激勵的三分之一線圈2042上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，可以判別轉(zhuǎn)子2050的轉(zhuǎn)動位置。
絕緣膜樹脂2048固定殼體2014、定子芯2030和線圈2042，同時保持用于支撐面對端部支撐蓋2028的軸2024的軸承2026。
轉(zhuǎn)子2050具有軸2024、軛2052和永久磁鐵2054，轉(zhuǎn)子2050轉(zhuǎn)動地設(shè)置在定子芯2030的內(nèi)周上。軸2024由軸承2026、2027轉(zhuǎn)動地支撐。如圖15所示，永久磁鐵2054形成為具有一元件的圓柱元件并安裝在軛2052的外周。永久磁鐵2054沿轉(zhuǎn)動方向形成為8個磁極2055，8個磁極2055被磁激勵，在面對定子芯2030的外周面上，形成沿轉(zhuǎn)動方向彼此交替不同的磁極。
下文介紹制造定子芯2030和線圈2042的方法。
如圖16所示，具有裝配在其上的絕緣體2040的6個線圈2032固定在夾具等工具上從而它們外周2034可以位于內(nèi)部。此時，線圈2042仍沒有被形成。然后如圖16所示，在每個芯2032的絕緣體2040的外周上同心纏繞繞組，形成線圈2042。然后，線圈2042和線圈端子2044彼此電連接。
采用這種方式，將由線圈2042形成的6個芯2032插入殼體2014。此時，絕緣體2040與形成在殼體2014內(nèi)壁上的突起2015(參考圖14)嚙合，設(shè)定芯2032在轉(zhuǎn)動軸方向上的位置，同時，阻止芯2032從殼體2014脫落。然后，澆注絕緣樹脂2048，殼體2014、軸承2026、芯2032、絕緣體2040、線圈2042和線圈端子2044被固定。澆注絕緣樹脂2048固定每個元件，同時阻止燃料從定子芯2030的芯2032之間的間隙向殼體2014泄漏。
在第五優(yōu)選實施例中，由于通過使電動機2013成為不使用整流器的無電刷電動機，沒有發(fā)現(xiàn)整流器和電刷之間的滑動部位以及將整流器分成每個整流器元件的槽，能夠減少滑動阻力和燃料阻力。利用上述布置，可以將電動機2013制造得小尺寸，由于隨著燃料泵2010效率的改進而獲得的電動機2013的效率改進，在相同的輸出下，能夠獲得小電流。
由于無電刷電動機的電動機2013不使用任何整流器，即使使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料時，不會產(chǎn)生象在整流式電動機上出現(xiàn)的在整流器和電刷之間的滑動接觸部位上的電腐蝕或腐蝕。因而，具有優(yōu)異的抗腐蝕特性。而且，由于不產(chǎn)生在整流器和電刷之間的滑動摩擦，燃料泵2010的壽命延長。
而且與分布繞組相比，同心繞組阻止在線圈端部繞組彼此交叉，確保繞組占有率增加。因而，與具有相同尺寸電動機的分布繞組相比，在相同繞組空間內(nèi)纏繞的繞組數(shù)量增加。此外，如果提供具有相同輸出的電動機，與分布繞組相比，繞組空間減少，電動機的尺寸可以制造得小。
而且，由于燃料在形成在電動機2013內(nèi)的定子芯2030和轉(zhuǎn)子2050之間的燃料通道2062內(nèi)沿轉(zhuǎn)動軸方向流動，燃料對轉(zhuǎn)子2050、軸承2026和2037之間的滑動部位進行潤滑。
由于作為電動機，使用無電刷電動機，繞組同心纏繞在定子芯上，與第五優(yōu)選實施例中采用相同的方式形成線圈，在下述每個優(yōu)選實施例中產(chǎn)生與第一優(yōu)選實施例相同的效果。
(第六優(yōu)選實施例)圖17和18顯示本發(fā)明第六優(yōu)選實施例，其中與第五優(yōu)選實施例相同的元件采用相同的符號表示。
如圖17所示，定子芯2076包括一環(huán)形外周2072和從所述外周2072向轉(zhuǎn)子2050突出的6個齒2076，其中絕緣膜覆蓋在其上的磁性鋼板被堆疊，定子芯由一個元件構(gòu)成。雖然外周2072由與毗鄰兩個齒2076相連的弓形部分2073、與一個齒2076相連的弓形部分2074形成為環(huán)形，毗鄰的弓形部分2074是不連續(xù)的。然后，在外周2072上的弓形部分2074沿周向形成為相同的寬度，它們向內(nèi)周彎曲。
下文介紹一種制造定子芯2076和線圈2042的方法。
在圖18A中顯示在弓形部分2073、2074彎曲之前的定子芯2070的母材2080。在圖18A中，絕緣體2040裝配在齒2076上，繞組圍繞絕緣體2040的外周同心纏繞，形成線圈2042。
與弓形部分2073、2074進行彎曲之后相比，在形成線圈2042之前的對弓形部分2073、2074進行彎曲之前的狀態(tài)下，形成用于線圈2042的繞組空間內(nèi)的弓形部分2073、2074和齒2076的角度制造得大。而且，弓形部分2073、2074比與外周端2077上的齒2076垂直交叉的虛直線2200更加與齒2076分隔開。因此，在不受弓形部分2073、2074限制的條件下，繞組能夠輕易地纏繞在齒2076的外周端部2077上。
當(dāng)通過纏繞繞組而形成線圈2042時，在齒2076的外周端部2077上沿接近齒2076的方向，弓形部分2073、2074朝向圖17的內(nèi)周彎曲，從而獲得圖18B所示狀態(tài)。此時，用作環(huán)形外周2072的不連續(xù)部分的弓形部分2074之間的接觸部分是不固定的。因而，在圖18B所示狀態(tài)下，在外周變寬的力能夠作用在定子芯2070上。
然后，圖18B所示結(jié)構(gòu)壓配進入殼體2014，澆注絕緣樹脂2048，對殼體2014、絕緣體2040、線圈2042和定子芯2070進行固定。澆注絕緣樹脂對每個元件進行固定，同時阻止燃料從定子芯2030的弓形部分2074之間的間隙向殼體2014泄漏。
在第六優(yōu)選實施例中，將通過彎曲弓形部分2073、2074而形成的定子芯2070壓配到殼體2014內(nèi)，阻止定子芯2070在殼體2014內(nèi)向外周擴張，確保齒2076的位置和朝向不偏移。當(dāng)將定子芯2070壓配到殼體2014內(nèi)時，令人滿意的是，殼體2014的外周面由夾具等施壓，從而阻止殼體2014由壓裝配力而產(chǎn)生變形。
而且，由于定子芯2070壓配到殼體2014內(nèi)，能夠限制殼體2014和定子芯2070之間的軸向偏移。因而，能夠在安裝在定子芯2070內(nèi)周上的轉(zhuǎn)子2050和定子芯2070之間沿轉(zhuǎn)動方向保持均勻的間隙。
而且，由于定子芯2070壓配到殼體2014內(nèi)，能夠在組裝操作時阻止定子芯2070從殼體2014中脫落。
在第六優(yōu)選實施例中，在弓形部分2073、2074彎曲后的狀態(tài)下也就是圖18B所示狀態(tài)下，由于弓形部分2073、2074沿周向等寬度形成，繞組空間被擴寬到齒2076的外周端部2077的深側(cè)。相反在弓形部分2073、2074沒有彎曲的狀態(tài)下，由于受弓形部分2073、2074的限制，難以將繞組纏繞在齒2076的外周端2077的深部上。因而在第六實施例中，與弓形部分2073、2074彎曲后相比，由于在弓形部分2073、2074彎曲前由弓形部分2073、2074和齒2076而在繞組空間形成的角度很大，繞組不受弓形部分2073、2074的限制，繞組能夠輕易地纏繞在齒2076的外周端2077上。
而且，由于母材2080由一個元件形成，在纏繞線圈2042之后彎曲弓形部分2073、2074確保輕易地形成定子芯2070。
(第七實施例)圖19和20顯示了本發(fā)明第七優(yōu)選實施例。其中與第五優(yōu)選實施例相同的元件采用相同的符號表示。
圖19所示的定子芯2090包括一外周芯2092和從所述外周芯2092向與所述外周芯2092分開的轉(zhuǎn)子2050突出的6個線圈芯2094。外周芯2092和線圈芯2094形成為使絕緣膜覆蓋在其上的磁性鋼板堆疊。線圈2042和線圈芯2094由絕緣樹脂2048絕緣。
圖20A和20B顯示一種制造定子芯2090和線圈2042的方法。
6個線圈芯2094固定在夾具等工具上并安裝在圖20A所示位置上。在此狀態(tài)下，沒有形成線圈2042和絕緣樹脂2048。6個線圈芯2094由絕緣樹脂2048澆注并固定。所述絕緣樹脂2048阻止線圈2042和線圈芯2094之間短路。然后圍繞由樹脂澆注后的線圈芯2094纏繞繞組，形成線圈2042。
采用這種方式形成的圖20A所示結(jié)構(gòu)組裝在外周芯2092的內(nèi)周上，形成定子芯2090。
在第七優(yōu)選實施例中，外周芯2092和線圈芯2094由不同元件形成，確保在組裝在外周芯2092上之前的狀態(tài)下，圍繞每個線圈芯2094纏繞繞組。利用上述這種布置，不受外周芯2092的限制，能夠輕易地將繞組纏繞在線圈芯2094的外周端上。
此外，在第七優(yōu)選實施例中，在形成線圈2042之前澆注絕緣樹脂2048，固定線圈芯2094，燃料通道2062的外周由絕緣樹脂2048覆蓋。而且，由于外周芯2092形成為連續(xù)的圓柱形狀，在沒有澆注樹脂時，在將定子芯2090安裝在殼體2014內(nèi)狀態(tài)下，能夠阻止燃料從定子芯2090泄漏到殼體2014。
(第八優(yōu)選實施例)圖21和22顯示本發(fā)明第八優(yōu)選實施例。其中與第五優(yōu)選實施例相同的元件采用相同的符號表示。
圖21所示的定子芯2100包括一外周芯2102和從所述外周芯2102向與所述外周芯212分開的轉(zhuǎn)子2050突出的6個線圈芯2106。外周芯2102和線圈芯2106被形成，同時絕緣膜覆蓋在其上的磁性鋼板堆疊。
在周向上沿等角間距在外周芯2102的內(nèi)周壁上在整個轉(zhuǎn)動軸方向的長度上形成槽2104。與轉(zhuǎn)動軸正交的每個槽2104的橫截面是向底側(cè)變寬的形狀。在整個轉(zhuǎn)動軸方向的長度上在線圈芯2106的外周芯2102的端部上形成突起2108。與轉(zhuǎn)動軸正交的每個突起2108的橫截面是向其末端變寬的形狀。外周芯2102的槽2104和每個線圈芯2106的突起2108彼此裝配，導(dǎo)致外周芯2102和線圈芯2106彼此相連。
圖22A和22B顯示一種制造定子芯2100和2042的方法。
如圖22B所示，將絕緣體2110裝配在線圈芯2106上，圍繞絕緣體2110同心纏繞繞組，形成線圈2042。此時，圖22B顯示一種布置，其中，具有同心纏繞的線圈2042的線圈芯2106組裝到外周芯2102上，無需在布置線圈芯2106的狀態(tài)下纏繞繞組，適用于將線圈芯2106一個個地附著在夾具上以纏繞繞組的情況。
然后進行裝配，同時使具有圍繞纏繞的線圈2042的線圈芯2106的突起2108從轉(zhuǎn)動軸的一個方向插入圖22A所示的外周芯2102的槽2104內(nèi)，形成定子芯2100。
在第八優(yōu)選實施例中，分別制造外周芯2102和線圈芯2106，確保在不受外周芯2102限制情況下，繞組能夠輕易地纏繞在靠近線圈芯2106的外周芯端部的突起的位置上。
(其它優(yōu)選實施例)在上述第六優(yōu)選實施例中，雖然包括外周2072和弓形部分2073、2074的定子芯2070由一個元件構(gòu)成，但是也適用于通過組裝多個構(gòu)件而形成定子芯的情況，所述構(gòu)件具有沿周向分成多個部分的外周2072，還具有至少與在外周端一個齒相連的弓形部分，所述外周端沿接近在外周端的齒的方向彎曲。
而且在第五和第六優(yōu)選實施例中，雖然將定子芯2014組裝在殼體2014內(nèi)之后，澆注絕緣樹脂2048。也適用于將定子芯2014組裝在殼體2014內(nèi)之前澆注絕緣樹脂2048，從而固定線圈2042和定子芯。
在上述除了第七實施例之外的多個優(yōu)選實施例中，將樹脂絕緣體裝配在線圈芯上，以阻止線圈芯2042和定子芯之間的電短路，也適用于施加絕緣粉末，以便覆蓋線圈芯，從而替代裝配絕緣體。
在上述多個優(yōu)選實施例中，圍繞定子芯同心纏繞繞組，形成線圈，具有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子安裝在定子芯的內(nèi)周上，構(gòu)成無電刷電動機。相反，也適用于下述情況，也就是通過同心纏繞繞組形成線圈的定子芯安裝在具有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子的內(nèi)周上，從而構(gòu)成一無電刷電動機。
在上述多個優(yōu)選實施例中，通過壓配或插入操作，可以將定子芯安裝在殼體2014內(nèi)。
(第九優(yōu)選實施例)
圖23和24顯示根據(jù)本發(fā)明第九優(yōu)選實施例的燃料供應(yīng)設(shè)備。燃料供應(yīng)設(shè)備3002固定在摩托車燃料箱3001的底壁上。
燃料供應(yīng)設(shè)備3002具有蓋元件3010、燃料泵3020、吸濾器3070和發(fā)送器量規(guī)(sender gauge)3072等部件。蓋元件3010由聚乙醛或聚苯硫醚(PPS)制成為盤形，從而關(guān)閉形成在燃料箱3001底壁上的開口3001a。排放管3011、接頭3012、連接孔3013、燃料通道3014和電路3016等由樹脂整體模制在蓋元件3010上。然后，燃料泵3020沿橫向沿蓋元件3010安裝在燃料箱3001的底部上。
排放管3011將燃料泵3020排出的燃料供應(yīng)到燃料箱3001的外部。吸濾器3070吸連接在連接孔3013上，燃料通道3014和電路3016設(shè)置成從蓋元件3010上突出到燃料箱3001之上。燃料通道3014由燃料管3015與燃料泵3020的排放孔3066相連(參考圖25)，從而將燃料泵3020排出的燃料供應(yīng)到排放管3011。
將端子3017安裝在電路3016的突出端上。通過導(dǎo)線3018，端子3017與諸如燃料泵3020和發(fā)送器量規(guī)3072等相連，并通過電路3016進一步與安裝在蓋元件3010的燃料箱3001外部的接頭3012電連接。
希望將端子3017安裝在燃料箱3001的上方并高于蓋元件3010，希望安裝在燃料箱3001的上方并高于燃料箱3001的底側(cè)上的燃料泵3020的端部。在該優(yōu)選實施例中，端子3017安裝在與高于燃料箱3001的燃料泵3020的端部大致相同高度上。
燃料泵3020由蓋元件3010支撐，同時排放口3066通過燃料管3015與燃料通道3014相連，然后吸附并連接在連接孔3013上的吸濾器3070和進口3060(參考圖25)相連，然后安裝在燃料箱3001內(nèi)。
吸濾器3070沿著與沿橫向沿蓋元件3010安裝在蓋元件3010外部的燃料泵3020大致相同方向延伸。利用上述這種布置，吸濾器3070確保清除由燃料泵302抽吸的燃料內(nèi)的異物。
發(fā)送器量規(guī)3072通過臂3073與浮子3074相連，并將響應(yīng)于燃料箱3001內(nèi)燃料的殘存數(shù)量而上下運動的浮子3074的位置作為燃料殘存數(shù)量新的信號輸出。如圖23和24所示，在燃料供應(yīng)設(shè)備3002固定在燃料箱3001上的狀態(tài)下，吸濾器3070和臂3073沿著與沿橫向沿蓋元件3010安裝的燃料泵3020大致相同方向延伸到蓋元件3010的外部。
下文接合圖25詳細(xì)介紹燃料泵3020。
燃料泵3020配備有電動機3022和由電動機3022的轉(zhuǎn)子3040的轉(zhuǎn)動而被驅(qū)動的泵3023，用于增加被抽吸燃料壓力。
用作電驅(qū)動元件的電動機3022是所謂的無電刷電動機，并具有定子芯3030、線圈3032和轉(zhuǎn)子3040。定子芯3030制造成一些磁性鋼板沿軸向堆疊，6個向電動機3022中心突出的齒等間隔地形成在周向上。線圈3062圍繞每個齒纏繞。樹脂殼體3024模制定子芯3030和線圈3032。金屬殼體3026插入并形成在樹脂殼體3024上，從而壓配下述抽吸側(cè)蓋3050。樹脂殼體3024澆注在設(shè)置在金屬殼體3026上的多個通孔3026a上。
轉(zhuǎn)子3040具有軸3042、轉(zhuǎn)動芯3044和永久磁鐵3046。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動地安裝在定子芯3030的內(nèi)周上。用作轉(zhuǎn)動軸的軸3042由其兩軸端的軸承3027支撐。永久磁鐵3046由一個元件形成為圓柱形并被安裝在轉(zhuǎn)動芯3044的外周上。永久磁鐵3046制造成8個磁極3047形成在轉(zhuǎn)動方向上。8個磁極3047在面對定子芯3030的外周面上被磁激勵，從而形成沿轉(zhuǎn)動方向彼此不同的磁極。
泵3023是所謂的粘性泵，具有抽吸側(cè)蓋3050、排放側(cè)蓋3052和葉輪3054。抽吸側(cè)蓋3050和排放側(cè)蓋3052是用于存儲作為轉(zhuǎn)動元件的葉輪3054的殼體元件。排放側(cè)蓋3052由金屬殼體3026保持在樹脂殼體3024和抽吸側(cè)蓋3050之間。抽吸側(cè)蓋3050和排放側(cè)蓋3052在葉輪3054的兩個軸側(cè)沿下文所述葉輪3054的葉片槽形成泵通道3062、3064。在抽吸口3060抽吸進入泵通道3062、3064的燃料通過葉輪3054的轉(zhuǎn)動而增加壓力。壓力由泵通道3062、3064增加的燃料從圖中未示的排放側(cè)蓋3052的燃料出口流出，通過定子芯3030和轉(zhuǎn)子3040之間，并從排放口3066被排出。
接著，圖26A和26B顯示將燃料供應(yīng)設(shè)備3002固定在燃料箱3001上。如圖26A所示，將燃料供應(yīng)設(shè)備3002從一個方向也就是燃料泵3020、吸濾器3070和臂3073沿蓋元件3010設(shè)置的方向插入開口3001a內(nèi)。然后燃料供應(yīng)設(shè)備3002沿圖26A中箭頭X所示方向在一個位置轉(zhuǎn)動，所述位置是指吸濾器3070和臂3073基本上沿蓋元件3010延伸到蓋元件3010外部并進入燃料箱3001內(nèi)。然后如圖26B所示，由蓋元件3001封閉開口3001a。
根據(jù)上述優(yōu)選實施例的燃料供應(yīng)設(shè)備3002，將燃料泵3020安裝在燃料箱3001內(nèi)，燃料流進燃料箱3020內(nèi)，從而，燃料泵3020的密封結(jié)構(gòu)簡單。而且，由于燃料泵3020內(nèi)的軸3042和軸承3027之間的滑動部位由燃料潤滑，可以減少滑動阻力和滑動摩擦。
而且即使將燃料泵3020沿橫向沿蓋元件3010安裝在燃料箱3001的底部，電動機浸沒在積聚在燃料箱3001底部內(nèi)的水中，由于燃料泵3020的電動機3022是無電刷電動機，可以防止電動機3022的電短路狀態(tài)。
而且，由于燃料泵3020沿橫向沿蓋元件3010安裝在燃料箱3001的底部，燃料箱3001內(nèi)的燃料泵3020的高度變小，蓋元件3010和燃料泵3020可以彼此接近。因而，能夠用簡單結(jié)構(gòu)支撐燃料泵3020，通過將燃料泵3020的排放口3066由燃料管3015連接到燃料通路3014上，并通過將燃料泵3020的抽吸口連接到固定安裝在連接孔3013上的吸濾器3070上，將燃料泵3020安裝在燃料箱3001內(nèi)。
而且，由于燃料泵3020沿橫向沿蓋元件3010安裝在燃料箱3001的底部，包括安裝在燃料箱3001內(nèi)燃料泵3020的燃料供應(yīng)設(shè)備3002的每個元件的高度以及燃料供應(yīng)設(shè)備3002的高度制造得低。因而，整個燃料供應(yīng)設(shè)備3002制造得緊湊。
而且，如果燃料供應(yīng)設(shè)備3002轉(zhuǎn)動，同時燃料泵3020、吸濾器3070、發(fā)送器量規(guī)3072的臂3073和浮子3074在燃料箱3010的開口3001a沿著燃料泵3020沿橫向沿蓋元件3010安裝在燃料箱3001內(nèi)的方向被插入，除了蓋元件3010之外并包括燃料泵3020的其它元件可以通過小開口1a安裝在燃料箱3001內(nèi)。這是由于吸濾器3070、發(fā)送器量規(guī)3072的臂3073沿著與燃料泵3020沿橫向沿蓋元件3010安裝在燃料箱3001內(nèi)的方向相同方向安裝并延伸到蓋元件3010的外部。由于開口3001a的尺寸減少，改進了燃料箱3001的強度。
而且，能夠阻止端子3017浸沒在水中，即使燃料泵3020幾乎浸沒在積聚在燃料箱3001內(nèi)底部的水中，由于端子3017安裝得高于燃料箱3001，并高于燃料箱3001底部的燃料泵3020的端部，并安裝成幾乎與燃料箱3001上方的燃料泵3020端部相同的高度。
而且，由于與使用整流器電動機作為燃料泵3020的電動機3022相比，無電刷電動機具有更高的燃料泵效率，當(dāng)象摩托車使用那樣，電池容量低時，能夠?qū)⑺蟮碾娔芄┙o燃料泵3020。而且，由于即使使用變質(zhì)燃料或低質(zhì)燃料，由于無電刷電動機沒有整流式電動機內(nèi)發(fā)現(xiàn)的在整流器和電刷之間滑動接觸部位，不會產(chǎn)生在上述整流式電動機中發(fā)現(xiàn)的在整流器和電刷之間滑動接觸部位上的電腐蝕或腐蝕，能夠阻止任何不良導(dǎo)向現(xiàn)象出現(xiàn)。而且由于沒有產(chǎn)生整流器和電刷之間的滑動摩擦，燃料泵的壽命被延長。
(其它優(yōu)選實施例)雖然在上述優(yōu)選實施例中，燃料供應(yīng)設(shè)備固定在摩托車的燃料箱的底壁上，當(dāng)燃料供應(yīng)設(shè)備安裝在燃料箱內(nèi)，燃料泵安裝在燃料箱底部上時，希望利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以適用于摩托車的任何類型燃料箱。
雖然在上述優(yōu)選實施例中，通過圍繞在外周的定子芯3030纏繞線圈3032，并通過將永久磁鐵3046在內(nèi)周安裝在轉(zhuǎn)子3040上，構(gòu)成無電刷電動機。但是也可以將永久磁鐵在外周安裝在轉(zhuǎn)子上，圍繞在內(nèi)周的定子芯纏繞線圈，構(gòu)成無電刷電動機。
權(quán)利要求
1.一種安裝在摩托車燃料箱內(nèi)的燃料泵，包括定子芯(1020)；圍繞定子芯(1020)纏繞的線圈(1024)，其中在控制電激勵的同時，形成在定子芯(1020)周向上的磁極被切換；轉(zhuǎn)子(1030)，具有在面對定子芯(1020)的相對面上形成的沿轉(zhuǎn)動方向彼此交替不同的磁極；具有轉(zhuǎn)動元件(1030)的泵(1013)，在轉(zhuǎn)子(1030)的轉(zhuǎn)動力下轉(zhuǎn)動元件轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動元件(1030)的轉(zhuǎn)動下，泵增加燃料壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料泵，其特征在于，摩托車發(fā)動機的排量等于或小于150cc。
3.如權(quán)利要求1所述的燃料泵，其特征在于，供應(yīng)給線圈的驅(qū)動電流總量等于或小于1A。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料泵，其特征在于，燃料排放數(shù)量等于或大于5L/h和等于或小于30L/h。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料泵，其特征在于，轉(zhuǎn)動元件(1030)在轉(zhuǎn)動方向上具有多個葉片槽(1054)，在轉(zhuǎn)動元件(1030)的轉(zhuǎn)動下，泵(1013)增加沿葉片槽(1054)形成的泵通道內(nèi)燃料的壓力。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料泵，其特征在于，轉(zhuǎn)動元件(1030)的外徑小于26毫米。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料泵，其特征在于，轉(zhuǎn)動元件(1030)的外徑等于或大于12.1毫米。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料泵，其特征在于，泵(1060)具有沿轉(zhuǎn)動方向配備有多個外齒(1067)的內(nèi)周轉(zhuǎn)動元件(1066)，還具有設(shè)置有與所述外齒(1067)嚙合的內(nèi)齒(1065)的外周轉(zhuǎn)動元件(1064)，外周轉(zhuǎn)動元件(1064)被轉(zhuǎn)動地安裝，同時相對于內(nèi)周轉(zhuǎn)動元件(1066)偏心。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料泵，其特征在于，線圈(1024)是樹脂模制的。
10.一種燃料供應(yīng)設(shè)備，包括如權(quán)利要求1所述的燃料泵；和用于控制線圈的電激勵的控制設(shè)備(1220)，所述控制設(shè)備安裝在燃料箱的外部。
11.如權(quán)利要求10所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，響應(yīng)于在停止電激勵的線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，控制設(shè)備(1220)控制線圈的電激勵。
12.一種燃料供應(yīng)設(shè)備，包括安裝在燃料箱內(nèi)的燃料泵(1010)，其包括定子芯(1020)；圍繞定子芯纏繞的線圈(1024)，其中在控制電激勵的同時，形成在所述定子芯周向上的磁極被切換；轉(zhuǎn)子(1030)，具有在面對定子芯(1020)的相對面上形成的沿轉(zhuǎn)動方向彼此交替不同的磁極；和具有轉(zhuǎn)動元件的泵(1013)，轉(zhuǎn)動元件在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動力下轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動元件的轉(zhuǎn)動下增加燃料壓力；以及控制設(shè)備(1220)，響應(yīng)于在停止電激勵的線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，控制設(shè)備(1220)控制線圈的電激勵。
13.如權(quán)利要求10所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，控制設(shè)備(1220)將線圈內(nèi)流動的電流值限制在啟動摩托車時的一預(yù)定值或小于該預(yù)定值。
14.一種燃料供應(yīng)設(shè)備，包括安裝在燃料箱內(nèi)的燃料泵(1010)，其包括定子芯(1020)；圍繞定子芯纏繞的線圈(1024)，其中在控制電激勵的同時，形成在所述定子芯周向上的磁極被切換；轉(zhuǎn)子(1030)，具有在面對定子芯(1020)的相對面上形成的沿轉(zhuǎn)動方向彼此交替不同的磁極；和具有轉(zhuǎn)動元件的泵(1013)，轉(zhuǎn)動元件在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動力下轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動元件的轉(zhuǎn)動下增加燃料壓力；以及用于控制線圈的電激勵的控制設(shè)備(1220)，其中控制設(shè)備(1220)將線圈內(nèi)流動的電流值限制在啟動摩托車時的一預(yù)定值或小于該預(yù)定值。
15.如權(quán)利要求13所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，所述控制設(shè)備(1220)具有一用于切換線圈的電激勵的三相電路(1230)以及一用于將線圈內(nèi)流動電流的電流值限制在一預(yù)定值或小于該預(yù)定值的限制電路(1250)，其中所述三相電路(1230)和限制電路(1250)由一個電路組件構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求13所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，所述控制設(shè)備(1220)具有一用于切換線圈的電激勵的三相電路(1230)以及一用于將線圈內(nèi)流動電流的電流值限制在一預(yù)定值或小于該預(yù)定值的限制電路(1250)，和所述三相電路(1230)和限制電路(1250)由不同的電路組件構(gòu)成。
17.一種燃料泵，包括電動機(2013)和由所述電動機驅(qū)動的泵(2012)并用于增加燃料的壓力，其中電動機(2013)包括具有同心地纏繞的線圈(2042)的定子芯(2100)，定子芯還具有在線圈(2042)的電激勵的控制下被切換的磁極；轉(zhuǎn)子(2050)，具有在面對定子芯(2100)的相對面上形成的沿轉(zhuǎn)動方向彼此交替不同的磁極，通過形成在定子芯(2100)周向上的磁極的轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動所述泵；通道(2062)，其形成在定子芯(2100)和轉(zhuǎn)子(2050)之間，來自泵的燃料在該通道中流動。
18.如權(quán)利要求17所述的燃料泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子(2050)安裝在定子芯(2100)的內(nèi)周上；轉(zhuǎn)子芯(2100)包括外周(2077)和在內(nèi)周上從所述外周向轉(zhuǎn)子(2050)突出的多個齒，并具有同心地纏繞的線圈(2042)；外周(2077)與至少一個所述齒的外周端相連，并在該齒的外周端上向內(nèi)周彎曲。
19.如權(quán)利要求18所述的燃料泵，其特征在于，所述外周(2077)在周向上的一個位置形成為不連續(xù)的環(huán)形，以及外周(2077)和多個齒(2036，2037)構(gòu)成為一個元件。
20.如權(quán)利要求18所述的燃料泵，其特征在于，外周(2077)包括與齒(2036，2076)的外周端相連并在所述外周端向內(nèi)周彎曲的弓形部位(2073，2074)，在周向上，弓形部位(2073，2074)形成為大致相同的寬度。
21.如權(quán)利要求17所述的燃料泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子(2050)安裝在定子芯(2100)的內(nèi)周上；定子芯(2100)包括外周芯(2092，2102)和在內(nèi)周從外周芯(2092，2102)向轉(zhuǎn)子(2050)突出的多個線圈芯(2094，2106)，并具有同心地纏繞的線圈(2042)；多個線圈芯(2094，2106)是與外周芯(2092，2102)分開的元件。
22.如權(quán)利要求18所述的燃料泵，其特征在于，還包括用于壓配定子芯(2100)的殼體(2014)。
23.如權(quán)利要求17所述的燃料泵，其特征在于，絕緣體(2040，2110)設(shè)置在定子芯(2100)和線圈(2042)之間。
24.如權(quán)利要求23所述的燃料泵，其特征在于，所述絕緣體安裝在定子芯(2100)上。
25.一種制造根據(jù)權(quán)利要求18的燃料泵的方法，包括如下步驟在齒的外周端的外周沿接近齒的方向彎曲之前，圍繞齒同心地纏繞繞組從而形成線圈(2042)，在繞組步驟后，將齒的外周端的外周沿沿接近齒的方向彎曲。
26.如權(quán)利要求25所述的燃料泵的制造方法，其特征在于，在圍繞齒纏繞繞組之前的狀態(tài)下，所述外周(2077)比與在外周端的齒以直角正交的虛直線更加與齒分開。
27.一種固定在燃料箱(3001)底壁上的燃料供應(yīng)設(shè)備，用于將燃料箱(3001)內(nèi)的燃料供應(yīng)到燃料箱(3001)外，其包括覆蓋一形成在燃料箱(3001)底壁上的開口上的蓋元件(3010)、和支撐在所述蓋元件(3010)上并安裝在燃料箱(3001)底壁上的燃料泵(3020)，其中燃料泵(3020)的電驅(qū)動元件(3022)是無電刷電動機，燃料泵(3020)沿蓋元件(3010)沿橫向安裝在燃料箱(3001)內(nèi)。
28.如權(quán)利要求27所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，無電刷電動機具有定子芯(3030)、線圈(3034)和轉(zhuǎn)子(3040)，線圈(3034)圍繞定子芯(3030)纏繞并具有形成在定子芯(3030)周向上的磁極并通過電激勵的控制和切換，轉(zhuǎn)子(3040)在面對定子芯(3030)的相對表面上形成沿轉(zhuǎn)動方向交替不同的磁極。
29.如權(quán)利要求27所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，設(shè)置一端子，所述端子與包括安裝在燃料箱(3001)內(nèi)的燃料泵(3020)的電子設(shè)備相連，并安裝在燃料箱(3001)的上方，同時與所述蓋元件(3010)分開。
30.如權(quán)利要求29所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，所述端子安裝在燃料箱(3001)的上方，比安裝在燃料箱(3001)底壁側(cè)的燃料泵(3020)的端部還高。
31.如權(quán)利要求27所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，還設(shè)置一吸濾器(3070)，其與燃料泵(3020)的吸入孔相連，用于清除由燃料泵抽吸的燃料中的異物，吸濾器(3070)的指向基本上與設(shè)置在橫向上的燃料泵(3020)在同一個方向，并延伸到蓋元件(3010)的外部。
32.如權(quán)利要求27所述的燃料供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，其固定在摩托車的燃料箱(3001)的底壁上。
全文摘要
一種安裝在摩托車燃料箱內(nèi)的燃料泵(1010)，包括電動機(1012)和由電動機(1012)驅(qū)動的泵，用于增加被抽吸燃料的壓力。所述電動機是無電刷電動機，具有定子芯(1020)、線圈(1024)和轉(zhuǎn)子(1030)。響應(yīng)于轉(zhuǎn)子(1030)的轉(zhuǎn)動位置，對圍繞定子芯(1020)纏繞的線圈的電激勵進行控制，從而轉(zhuǎn)子(1030)轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子(1030)具有軸(1032)、轉(zhuǎn)動芯(1034)和永久磁鐵(1036)。轉(zhuǎn)子(1030)轉(zhuǎn)動地安裝在定子芯(1020)的內(nèi)周內(nèi)。永久磁鐵(1036)安裝在轉(zhuǎn)動芯(1034)的外周上并被磁勵，從而在面對定子芯(1020)的外周面上形成沿轉(zhuǎn)動方向交替不同的磁極。
文檔編號H02K15/095GK1676915SQ20051006379
公開日2005年10月5日 申請日期2005年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者長田喜芳, 諸戶清規(guī), 黑巖一成, 大竹晶也 申請人:株式會社電裝