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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kommutatormotor.
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Beispielsweise
wird ein Kommutatormotor bei einer Kraftstoffpumpe angewandt, die
Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Brennkraftmaschine
zuführt.
Die Kraftstoffpumpe weist eine Pumpenvorrichtung auf, um Kraftstofftank,
der aus dem Kraftstofftank gezogen worden ist, unter Druck zu setzen, und
in die Brennkraftmaschine auszustoßen. In einer derartigen Kraftstoffpumpe
ist es erforderlich, das Drehmoment zum Rotieren eines Rotors der
Kraftstoffpumpe zu gewährleisten,
um die Menge und den Druck des ausgestoßenen Kraftstoffs zu verbessern. Gemäß der US
2003/0202893 A1 (JP-A-2004-28083) weist eine Kraftstoffpumpe einen zentralen
Kern und einen Spulenkern auf, die individuell vorgesehen sind.
Diese Struktur kann die Dichte der Wicklung erhöht werden, so dass das von
der Kraftstoffpumpe erzeugte Drehmoment verbessert werden kann,
während
eine Vergrößerung des
Vorrichtungskörpers
beschränkt
werden kann.
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In
der in der US 2003/0202893 A1 offenbarten Struktur weist die Kraftstoffpumpe
einen Motor mit einem Kommutator auf, der aus mehreren Segmenten
aufgebaut ist. Die Segmente berühren
eine Bürste,
und dem Kommutator wird Energie intermittierend zugeführt. In
dieser Struktur tendieren die Bürsten
und der Kommutator dazu, eine elektrische Entladung dazwischen aufgrund
eines verbleibenden Stroms zu bewirken, wenn die Bürste von
dem Kommutator losgelöst
wird. Wenn die Bürste
und der Kommutator eine elektrische Ladung dazwischen bewirken,
können
die Bürste
und der Kommutator elektrisch einen Abrieb bewirken. Folglich kann
die Lebensdauer der Bürste
und des Kommutators verringert werden.
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Im
Hinblick auf das vorstehende und andere Probleme liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kommutatormotor mit einer
Bürste
und einem Kommutator anzugeben, die eingerichtet sind, das Auftreten
einer elektrischen Entladung dazwischen zu beschränken.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Motor einen Rotor
auf. Der Motor weist weiterhin einen Kommutator auf, der eine Gleichrichtungsoberfläche aufweist.
Der Kommutator richtet einen dem Rotor zugeführten elektrischen Strom durch
die Gleichrichtungsoberfläche
gleich. Der Rotor wird gedreht, indem er mit elektrischem Strom
versorgt wird. Der Motor weist weiterhin eine Bürste auf, die den Kommutator über die
Gleichrichtungsoberfläche
berührt.
Dem Rotor wird der elektrische Strom durch die Bürste zugeführt. Die Bürste beginnt die Berührung mit
dem Kommutator an der Eintrittsseite der Bürste, wenn der Rotor und der Kommutator
in Bezug auf die Bürste
entlang einer Rotationsrichtung drehen und der Kommutator intermittierend
die Bürste
berührt.
Der Motor weist weiterhin ein Vorspannteil auf, das die Bürste zu
der Eintrittsseite hin vorspannt.
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Alternativ
dazu schlägt
das Vorspannteil der Bürste
eine Vorspannkraft auf. Die der Bürste auf der Eintrittsseite
beaufschlagte Vorspannkraft ist größer als die der Bürste an
der gegenüberliegenden
Seite der Eintrittsseite in Bezug auf die Rotationsrichtung beaufschlagte
Vorspannkraft.
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Die
vorstehenden anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Es zeigen:
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1 eine
Teilschnittansicht in Längsrichtung,
die eine Kraftstoffpumpe gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht,
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2 eine
Teilschnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 genommen
ist,
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3A eine
schematische Darstellung aus der Richtung des Pfeils IIIA in 2 gesehen,
und 3B eine Teilschnittansicht, die entlang der Linie IIIB
in 3A genommen ist,
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4 eine
Teilschnittansicht, die entlang der Linie IV bis IV in 3B genommen
ist,
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5 eine
schematische Darstellung einer Struktur von Spulen der Kraftstoffpumpe,
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6 Zeitverläufe, die
das Verhalten des elektrischen Stroms und der Spannung zwischen
einer Bürste
und einem Kommutator der Kraftstoffpumpe veranschaulichen,
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7 eine
Darstellung der Bürste,
der eine Kraft beaufschlagt wird,
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8 einen
Graphen, der einen elektrischen Strom, der zwischen der Bürste und
dem Kommutator fließt
und eine Stoßspannung
veranschaulicht, und
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9 eine
schematische Darstellung einer Bürste
einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Wie
es in 1 gezeigt ist, ist eine Kraftstoffpumpe 10 eine
Pumpe der im Tank eingebauten Bauart, die im Inneren eines Kraftstofftanks
vorgesehen ist, das für
ein Fahrzeug wie einem Auto vorgesehen ist. Die Kraftstoffpumpe 10 führt Kraftstoff
in dem Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine zu. Die Kraftstoffpumpe 10 weist
eine Pumpenvorrichtung 12 und eine Motorvorrichtung 14 auf.
Die Pumpenvorrichtung 12 setzt Kraftstoff, der aus dem
Kraftstofftank gezogen wird, unter Druck. Die Motorvorrichtung 14 treibt
die Pumpenvorrichtung 12 an. Die Motorvorrichtung 14 ist
ein Gleichstrommotor mit einer Bürste.
Die Kraftstoffpumpe 10 weist ein Gehäuse 16 auf, das im
Wesentlichen eine Zylinderform aufweist. Das Gehäuse 16 weist einen
inneren Umfang auf, an dem Permanentmagneten 18 entlang
der Umlaufrichtung des Gehäuses 16 derart
vorgesehen ist, dass die Permanentmagneten 18 im Wesentlichen
in einer ringförmigen
Form angeordnet sind. Ein Rotor 20 ist innerhalb des inneren
Umfangs der im Wesentlichen ringförmigen Permanentmagneten 18 derart vorgesehen,
dass der Rotor 20 im Wesentlichen koaxial in Bezug auf
die Permanentmagnete 18 liegt.
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Die
Pumpvorrichtung 12 weist ein Gehäusekörper 31, eine Gehäuseabdeckung 32 und
ein Flügelrad 33 (Impeller)
als Rotorteil auf. Der Gehäusekörper 31 und
die Gehäuseabdeckung 32 bilden
einen Pumpendurchlass 34 in einer im Wesentlichen C-Form.
In dem Gehäusekörper 31 und
der Gehäuseabdeckung 32 ist
drehbar das Flügelrad 33 dazwischen
untergebracht. Der Gehäusekörper 31 und
die Gehäuseabdeckung 32 sind
beispielsweise aus Aluminiumspritzguss geformt. Der Gehäusekörper 31 ist in
ein axiales Ende des Gehäuses 16 presseingesetzt.
Ein Lager 35 ist an der Mitte des Gehäusekörpers 31 vorgesehen.
Die Gehäuseabdeckung 32 ist beispielsweise
durch Quetschen (Crimpen) an einem Ende des Gehäuses 16 in einer Bedingung
befestigt, in der die Gehäuseabdeckung 32 von
dem Gehäusekörper 31 umgeben
ist. Ein Axiallager 36 ist an die Mitte der Gehäuseabdeckung 32 befestigt.
Der Rotor 20 weist eine Welle 21 auf, die drehbar
durch ein Lager 35 radial an einem Ende davon gestützt ist.
Die Welle 21 ist axial durch das Axiallager 36 gestützt. Das
andere Ende der Welle 21 ist drehbar radial über ein
Lager 37 gestützt.
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Die
Gehäuseabdeckung 32 weist
einen Kraftstoffeinlass 38 auf. Das Flügelrad 33 mit Flügelnuten
(vane grooves) an dessen Umfang dreht sich in dem Pumpendurchlass 34,
so dass Kraftstofftank in einem (nicht gezeigten) Kraftstofftank
in dem Pumpendurchlass 34 durch den Kraftstoffeinlass gezogen wird.
Der in den Pumpendurchlass 34 gezogene Kraftstoff wird
durch die Rotation des Flügelrads 33 unter
Druck gesetzt und in eine Pumpenkammer 22 einer Motorvorrichtung 14 ausgestoßen.
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Das
andere Ende des Gehäuses
befindet sich an der gegenüberliegenden
Seite von sowohl dem Gehäusekörper 31 als
auch der Gehäuseabdeckung 32.
Das andere Ende des Gehäuses 16 ist
mit einem Motorgehäuse 41 und
einer Ausstoßabdeckung 42 versehen.
Das Motorgehäuse 41 ist zwischen
der Ausstoßabdeckung 42 und
dem Gehäuse 16 angeordnet.
Die Ausstoßabdeckung 42 wird
gequetscht (gecrimpt), wodurch sie an das Gehäuse 16 befestigt wird.
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Das
Motorgehäuse 41 weist
einen Kommunikationsdurchlass 44 auf, der eine Kommunikation zwischen
der Pumpenkammer 42 mit einem Kraftstoffdurchlass 43 der
Ausstoßabdeckung 42 herstellt.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, weist das Motorgehäuse 41 eine
Unterbringungskammer 45 auf, in der die Bürste 50 in
Bezug auf deren axialer Richtung verschiebbar untergebracht ist.
Das Motorgehäuse 41 dient
als Gehäuseteil,
das die Unterbringungskammer 45 abgrenzt, die die Bürste 50 aufnimmt.
In der Unterbringungskammer 45 des Motorgehäuses 41 ist
die Bürste 50 und
eine Feder 60 untergebracht, die als Vorspannteil dienen.
Die Feder 60 spannt die Bürste 50 zu der Seite
des Motors 20 vor.
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Gemäß 1 weist
die Ausstoßabdeckung 42 einen
Kraftstoffausstoßabschnitt 46 und
einen Verbinder 47 um den äußeren Umfang der Welle 21 herum
auf. Der Kraftstoffausstoßabschnitt 46 weist den
Kraftstoffdurchlass 43 und ein Drucksteuerungsventil 48 auf.
Der Kraftstoffdurchlass 43 wird durch ein Ventilteil 49 des
Drucksteuerungsventils 48 geöffnet und geschlossen. Das
Ventilteil 49 öffnet
den Kraftstoffdurchlass 43, wenn der Druck des Kraftstoffs
in einer Kraftstoffpumpe 10 größer als ein vorbestimmter Druck
wird. Der Verbinder 47 weist einen Anschluss 471 auf.
Gemäß 2 ist
der Anschluss 471 elektrisch mit einem leitenden Teil 51 verbunden. Wie
es in 3A und 3B gezeigt
ist, ist das leitende Teil 51 elektrisch mit der Bürste 50 an
einem Ende davon an der gegenüberliegenden
Seite des Anschlusses 471 verbunden.
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Gemäß 1 ist
der Rotor 20 drehbar in dem Gehäuse 16 untergebracht.
Eine Spule 23 ist aus einem Kern aufgebaut, der einen äußeren Umfang
aufweist, um den die Wicklung gewickelt ist. Der Kommutator 20 weist
eine im Wesentlichen scheibenförmige
Form auf. Der Kommutator 20 ist an der oberen Seite des
Rotors 20 in 1 angeordnet. Das heißt, dass
der Kommutator 20 für
das Ende des Rotors 20 auf der gegenüberliegenden Seite der Pumpenvorrichtung 12 vorgesehen
ist. Der Kommutator 20 berührt die Bürste 50 bzw. stellt
Kontakt mit der Bürste 50 her,
die durch die Feder 60 auf den Kommutator 70 gepresst
wird.
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Dem
Anschluss 471 wird elektrische Energie aus einer nicht
dargestellten Energiequelle zugeführt, so dass die Spule 23 des
Rotors 20 mit elektrischer Energie über das leitende Teil 51,
die Bürste 50 und
den Kommutator 70 versorgt wird. Der Rotor 20 wird
durch die der Spule 23 zugeführte elektrische Energie gedreht
wird, so dass das Flügelrad 33 zusammen
mit dem Rotor 20 und der Welle 21 dreht. Der Kommutator 70 rotiert
in Zusammenhang mit der Rotation des Rotors 20. Der Kommutator 70 dreht sich,
während
er den Kontakt mit der Bürste 50 beibehält. Das
Flügelrad 33 rotiert
mit der Welle 21 des Rotors 20, so dass Kraftstoff
in den Pumpendurchlass 34 durch den Kraftstoffeinlass 38 gezogen
wird. Der Kraftstoff, der in den Pumpendurchlass 34 gezogen
wird, wird aus dem Pumpendurchlass 34 in die Pumpenkammer 22 ausgestoßen, in
dem ihm kinetische Energie aus den Flügelnuten des Flügelrads 33 beaufschlagt
wird. Der Kraftstoff, der in die Pumpenkammer ausgestoßen wird,
wird nach außerhalb
der Kraftstoffpumpe 10 zugeführt, nachdem er um den Rotor 20 und
den Kraftstoffdurchlass 43 gelangt ist.
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Nachstehend
ist die Bürste 50 beschrieben.
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Gemäß 2, 3A, 3B und 4 ist
die Bürste 50 in
der Unterbringungskammer 45 des Motorgehäuses 41 untergebracht.
Die Bürste 50 ist
axial in der Unterbringungskammer 45 bewegbar. Beispielsweise
bewegt sich die Bürste 50 axial
durch die Führung
durch das Motorgehäuse 41 hin
und her. Gemäß 3A und 3B ist
eine Öffnung 411 in dem
Motorgehäuse 41 teilweise
in Bezug auf dessen Umlaufrichtung abgegrenzt. Das leitende Teil 51,
das mit der Bürste 50 verbunden
ist, liegt durch die Öffnung 411 des
Motorgehäuses 41 frei.
In dieser Struktur bewegt sich, selbst wenn die Bürste 50 sich
axial in dem Motorgehäuse 41 hin-
und herbewegt, das leitende Teil 51 axial in Zusammenhang
mit der Bürste 50,
so dass eine Verbindung zwischen dem leitenden Teil 51 und
der Bürste 50 beibehalten
werden kann. Das Innere der Unterbringungskammer 45 des
Motorgehäuses 41 ist
größer als
die Bürste 50.
Die Bürste 50 und
das Motorgehäuse 41 weisen
eine kleine Lücke
dazwischen auf. Die kleine Lücke
zwischen der Bürste 50 und
dem Motorgehäuse 41 ist
in 3A und 3B und 4 möglicherweise
größer als
deren tatsächliche
Größe gezeigt,
um die Beschreibung der Struktur zu erleichtern.
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Die
Bürste 50 ist
an einem axialen Ende der Bürste 50 mit
der Feder 60 verbunden. Die Feder 60 ist mit der
Bürste 50 an
einem Ende der Feder 60 verbunden. Die Feder 60 ist
mit einem Spitzabschnitt 412 des Motorgehäuses 41 an
dem anderen Ende der Feder 60 verbunden. Die Feder 60 ist
elastisch. In dieser Struktur wird die Bürste 50 auf eine Gleichrichteroberfläche 71 des
Kommutators 70 gepresst. Eine Endoberfläche 52 der Bürste 50 auf
der Seite des Kommutators 70 berührt die Gleichrichteroberfläche 71,
die die Endoberfläche
des Kommutators 70 auf der Seite der Bürste 50 ist. Der Kommutator 70 ist aus
mehreren Segmenten 72 aufgebaut, die umlaufend unterteilt
sind.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, sind die Segmente 72 jeweils
mit den Wicklungen der Spulen 23 verbunden. Jede der Bürsten 50 berührt jedes
Segment 72 des Kommutators 70, so dass ein den
Spulen 23 zugeführter
elektrischer Strom gleichgerichtet wird. Der Kommutator 70 rotiert
entlang einer Rotationsrichtung, der durch den in 3A, 3B, 4 und 5 gezeigten
Pfeil R dargestellt ist, zusammen mit dem Rotor 20.
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Gemäß 3A, 3B und 4 stellt, wenn
der Kommutator 70 rotiert, die Bürste 50 Kontakt mit
dem rotierenden Kommutator 70 von einer Eintrittsseite
der Bürste 50 her.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der Kommutator 70 rotiert,
der Kontakt zwischen der Bürste 50 und
dem rotierenden Kommutator 70 auf einer Austrittsseite
der Bürste 50 gelöst. Das
heißt,
dass in der Darstellung gemäß 3A und 4 die
linke Seite der Bürste 50 der Eintrittsseite
entspricht, und dass die rechte Seite der Bürste 50 der Austrittsseite
entspricht.
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Gemäß 5 ist
ein Ende jeder der Spulen 23 mit einem Verbindungsabschnitt 24 verbunden, und
ist das andere Ende der Spule 23 mit einem entsprechendem
Segment 72 des Kommutators 70 in einer Struktur
des Rotors 20 mit den Spulen 23 verbunden, die
in einer Sternschaltung verbunden sind. Daher ändert sich gemäß 6,
wenn der Kontakt zwischen der Bürste 50 und
dem Segment 72 des Kommutators 70 gelöst wird,
ein Reststrom di drastisch innerhalb einer kurzen Zeitdauer dt.
Folglich wird die in der Spule 23 akkumulierte elektrische
Energie zwischen der Bürste 50 und
dem Kommutator 70 ausgestoßen, so dass eine Spannungsspitze
VS zwischen der Bürste 50 und
dem Kommutator 70 angelegt wird. Auf diese Weise bewirken
die Bürste 50 und
der Kommutator 70 eine elektrische Entladung dazwischen.
Die elektrische Entladung zwischen der Bürste 50 und dem Kommutator 70 kann
einen elektrischen Abrieb(Ablation) zwischen der Bürste 50 und dem
Kommutator 70 verursachen.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
weist gemäß 1 bis 4 die
Bürste 50 eine
abgeschrägte
Oberfläche 53 auf
der gegenüberliegenden Seite
des Kommutators 70 auf. Die abgeschrägte Oberfläche 53 ist derart
geneigt, dass die Länge
der Bürste 50 von
der Eintrittsseite zu der Austrittsseite der Bürste 50 verringert
wird. Das heißt,
dass die Länge
der Bürste 50 auf
der Eintrittsseite groß ist.
Die Länge
der Bürste 50 ist
auf der Austrittsseite klein. Das Ende der Feder 60 auf
der gegenüberliegenden Seite
des oberen Abschnitts 412 ist mit der abgeschrägten Oberfläche 53 der
Bürste 50 verbunden. Die
Vorspannkraft der Feder 60 wird im Wesentlichen vertikal
auf die abgeschrägte
Oberfläche 53 beaufschlagt.
Daher verläuft,
wie es in 7 gezeigt ist, die Wirkungslinie
La, die die Richtung der Vorspannkraft der Feder 60 wiedergibt,
im Wesentlichen senkrecht zu der abgeschrägten Oberfläche 53. Die Vorspannkraft
der Feder 60 wird auf die abgeschrägte Oberfläche 53 der Bürste 50 derart
beaufschlagt, dass die Feder 60 die Bürste 50 zu dem Kommutator 70 presst,
während
die Bürste 50 zu
der Eintrittsseite hin geneigt ist.
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In
dieser Struktur stellt, wie es in 3A und 4 gezeigt
ist, die Bürste 50 Kontakt
mit dem Kommutator 70 über
die Gleichrichtungsoberfläche 71 her.
Dem Rotor 20 wird der elektrische Strom durch die Bürste 50 zugeführt. Die
Bürste 50 beginnt, Kontakt
mit dem Kommutator 70 auf der Eintrittsseite der Bürste 50 herzustellen,
wenn der Rotor 20 und der Kommutator 70 in Bezug
auf die Bürste 50 entlang
der Rotationsrichtung rotieren und der Kommutator 70 intermittierend
Kontakt mit der Bürste 50 herstellt.
Die Bürste 50 weist
ein erstes Bürstenende
auf der Seite des Kommutators 70 auf der unteren Seite in 3A auf.
Die Bürste 50 weist
ein zweites Bürstenende
auf der gegenüberliegenden
Seite des Kommutators 70, d.h. auf der oberen Seite in 3A auf. Das
zweite Bürstenende
weist die abgeschrägte Oberfläche 53 auf.
Das erste Bürstenende
ist von der abgeschrägten
Oberfläche 53 in
Axiallänge
in Bezug auf eine Axialrichtung der Bürste 50 entfernt.
Die axiale Richtung der Bürste 50 entspricht
einer im Wesentlichen senkrechten Richtung in der Darstellung gemäß 3A.
Die axiale Länge
auf der Eintrittsseite ist größer als
die axiale Länge
auf der gegenüberliegenden
Seite (Austrittsseite) der Eintrittsseite in Bezug auf die Rotationsrichtung
des Rotors 20.
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Das
Vorspannteil 60 weist ein Ende auf, das Kontakt mit der
abgeschrägten
Oberfläche 53 der Bürste 50 herstellt.
Die der Bürste 50 auf
der Eintrittsseite beaufschlagte Vorspannkraft ist größer als
die der Bürste 50 auf
der gegenüberliegenden
Seite (Austrittsseite) der Eintrittsseite beaufschlagte Vorspannkraft
in Bezug auf die Rotationsrichtung.
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In
dieser Struktur ist, wie es in 7 gezeigt ist,
die Bürste 50,
die den kleinen Spalt in Bezug auf das Motorgehäuse 41 abgrenzt, leicht
zu der Eintrittsseite hin geneigt. Die in 7 gezeigte
Abschrägung der
Bürste 50 kann
zur Erleichterung der Beschreibung der Struktur relativ größer als
die tatsächliche Abschrägung sein.
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In
der Unterbringungskammer 45 des Motorgehäuses 41 ist
die Feder 60 zusätzlich
zu der Bürste 50 untergebracht.
Wie es in 3B gezeigt ist, ist der Querschnitt
der Feder 60 im Wesentlichen ellipsenförmig, so dass der Kontaktbereich, über den
die Feder 60 Kontakt mit der abgeschrägten Oberfläche 53 herstellt,
groß wird.
Auf diese Weise kann die Vorspannkraft der Feder 60 stetig
(zuverlässig)
der abgeschrägten
Oberfläche 53 der
Bürste 50 beaufschlagt
werden.
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Der
Querschnitt der Feder 60 ist derart definiert, dass er
im Wesentlichen ellipsenförmig
ist, so dass die Feder 60 in der Unterbringungskammer 45 mit
einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt untergebracht werden
kann. Daher springt die Feder 60 nicht aus der Öffnung 411 des
Motorgehäuses 41 vor.
Folglich kann verhindert werden, dass das aus der Bürste 50 vorspringende
leitende Teil 51 eine Interferenz (Störung) mit der Feder 60 sich
in Zusammenhang mit der axialen Bewegung der Bürste 50 expandiert
oder zusammenzieht. Somit kann die Bürste 50 gleichförmig bewegt
werden, und kann die Feder 60 gleichförmig expandiert werden und
zusammengezogen werden.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist, wie es in 7 gezeigt ist, an der Gleichrichtungsoberfläche 71 des
Kommutators 70 die Wirkungslinie La der Feder 60 außerhalb
relativ zu dem Ende der Bürste 50 auf
der Eintrittsseite angeordnet. Das heißt, dass die Wirkungslinie
La der Feder 60 sich mit der Gleichrichtungsoberfläche 71 an
dem Schnittpunkt C in dem äußeren Bereich
in Bezug auf das Ende der Bürste 50 auf
der Eintrittsseite schneidet. Der Winkel der Wirkungslinie La der
Feder 60 ändert
sich entsprechend dem Winkel der abgeschrägten Oberfläche 53 der Bürste 50.
Daher ist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die abgeschrägte
Oberfläche 53 der Bürste 50 durch
einen Abschrägungswinkel
derart geneigt, dass die Wirkungslinie La der Feder 60 die Gleichrichtungsoberfläche 71 außerhalb
der Bürste 50 schneidet.
Der Abschrägungswinkel
der abgeschrägten
Oberfläche 53 der
Bürste 50 kann
entsprechend Dimensionen wie die Breite der Bürste 50 und die Länge zwischen
dem Ende der Bürste 50 auf
der Seite des Kommutators 70 und der abgeschrägten Oberfläche 53 modifiziert
werden.
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Die
Wirkungslinie La der von der Feder 60 auf die Bürste 50 beaufschlagten
Vorspannkraft schneidet die Gleichrichtungsoberfläche 71 des Kommutators 70 außerhalb
in Bezug auf die Bürste 50.
In dieser Struktur ist die Bürste 50 in
dem Motorgehäuse 41 um
eine Ecke 54 des Endes der Bürste 50 auf der Seite
des Kommutators 70 geneigt. Die Ecke 54 ist auf
der Eintrittsseite der Bürste 50 angeordnet.
Der Kommutator 70 ist geneigt, so dass der Bürste 50 eine
Kraft zu der Austrittsseite an dessen Ecke 54 durch eine
Reibung relativ zu dem Kommutator beaufschlagt wird. Daher ist die
Bürste 50 an der
Eintrittsseite in dem Motorgehäuse 51 durch
die Vorspannkraft der Feder 60 und der Reibung relativ zu
dem Kommutator 70 geneigt. In diesem Zustand (Bedingung)
ist die Bürste 50 um
die Ecke 54 geneigt, die Kontakt mit dem Kommutator 70 herstellt, so
dass die Bürste 50 Kontakt
mit dem Motorgehäuse 51 an
einer Ecke 55 zwischen dem Ende der Bürste 50 auf der Eintrittsseite
und der abgeschrägten
Oberfläche 53 herstellt.
Die Bürste 50 stellt
Kontakt mit dem Ende des Motorgehäuses 51 auf der Austrittsseite
davon in der Umgebung des Kommutators 70 her. Die Bürste 50 weist
einen Kontaktabschnitt 56 auf, an dem die Bürste 50 Kontakt
mit dem Ende des Motorgehäuses 51 auf
deren Austrittsseite in der Umgebung des Kommutators 70 herstellt.
Folglich stellt die Bürste 50 Kontakt
mit dem Motorgehäuse 41 an der
Ecke 55 und dem Kontaktabschnitt 56 her. Zusätzlich stellt
die Bürste 50 Kontakt
mit dem Kommutator 70 an der Ecke 54 her. In dieser
Struktur wird die Bürste 50 an
den drei Punkten einschließlich
der Ecken 54 und 55 sowie den Kontaktabschnitt 56 gestützt, wenn
der Kommutator 70 geneigt ist. Daher nimmt die Bürste 50 eine
stabile Position innerhalb des Motorgehäuses 41 an, wenn der
Kommutator 70 geneigt ist, so dass das Auftreten von Geräuschen und
Vibrationen beim Betrieb der Kraftstoffpumpe 10 beschränkt werden
kann.
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In
der vorstehend beschriebenen Struktur gemäß diesem Ausführungsbeispiel
kann, wie es in 8 gezeigt ist, eine zwischen
der Bürste 50 und dem
Kommutator 70 auftretende Stossspannung reduziert werden. 8 zeigt
ein Vergleichsbeispiel mit einer Struktur, in der die Bürste 50 zu
der Austrittsseite der Feder 60 hin geneigt ist. Somit
kann gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
eine zwischen der Bürste 50 und
dem Kommutator 70 auftretende Stossspannung verringert
werden. Daher kann eingeschränkt
werden, dass die Bürste 50 und
der Kommutator 70 einen elektrischen Abrieb verursacht,
der bei dem Betrieb der Kraftstoffpumpe 10 auftritt. Insbesondere
kann, falls der Betrieb der Kraftstoffpumpe 10 aufgrund
einer zwischen der Bürste 50 und dem
Kommutator 70 bewirkten Abrieb beendet wird, die Kraftstoffzufuhr
zu der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs verändert werden. Dementsprechend müssen beispielsweise
die Bürste 50 und
der Kommutator 70 regelmäßig, im Allgemeinen häufig ersetzt
werden. Im Gegensatz dazu kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel
eingeschränkt
werden, dass die Bürste 50 und
der Kommutator 70 einen elektrischen Abrieb verursachen,
so dass die Lebensdauer der Bürste 50 und
des Kommutator 70 verlängert
werden kann. Somit kann die Häufigkeit des
Ersetzens der Bürste 50 und
des Kommutators 70 verringert werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird, wie es in 9 gezeigt ist, bewirkt, dass
eine Feder 61 zum Vorspannen der Bürste 50 zu dem Kommutator 70 hin
ein Knicken bzw. Beulen (buckling) in dem Motorgehäuse 41 ausführt. Das
Knicken ist ein Zustand, in dem der Feder 61 im Wesentlichen
axial eine Kompressionskraft beaufschlagt wird, so dass die Feder 61 in
dem Motorgehäuse 41 gebogen
wird. Die Feder 61 beaufschlagt eine Kraft zu der Bürste 50 in
der Art auf, dass die Bürste 50 zu
der Eintrittsseite geneigt wird, ähnlich wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
In dieser Struktur beaufschlagt die Feder 61 eine Kraft
derart, dass die Bürste 50 zu der
Eintrittsseite geneigt wird, in dem das Knicken in der Feder 61 zu
einer vorbestimmten Richtung hin bewirkt wird. Weiterhin wird die
Bürste 50 auf
die Gleichrichtungsoberfläche 71 des
Kommutators 70 durch die Feder 61 gepresst. Folglich
kann, wie es in 8 gezeigt ist, eine spannungsspitze
zwischen der Bürste 50 und
dem Kommutator 70 verringert werden, im Vergleich zu dem
Vergleichsbeispiel. Daher kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ebenfalls beschränkt
werden, dass die Bürste 50 und
der Kommutator 70 einen elektrischen Abrieb bewirken, so
dass die Lebensdauer der Bürste 50 und
des Kommutators 70 verlängert
werden kann.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird die Feder 61 dazu gebracht, in den Knickzustand zu
gelangen, so dass die Bürste 50 zu
der Eintrittsseite hin geneigt wird. Die von der Feder 61 auf
die Bürste 50 beaufschlagte
Vorspannkraft wird in einer Richtung entsprechend dem Knickzustand
der Feder 61 geändert.
Daher muss die Feder 61 in einem vorbestimmten Knickzustand
sein. Vorzugsweise bewirkt in dem Zustand, der durch 9 gezeigt
ist, ein im Wesentlichen mittlerer Abschnitt (axiales Zentrum) der
Feder 61 in Bezug auf deren axialer Richtung ein Knicken, das
zu der Austrittseite in dem Motorgehäuse 41 gerichtet ist,
um die Bürste 50 zu
der Eintrittsseite hin zu neigen. Beispielsweise ist ein Magnet
an der Austrittsseite des Motorgehäuses 41 vorgesehen,
so dass die Feder 61 regelmäßig ein Knicken zu dem Motorgehäuse 41 durch
die von dem Magneten erzeugte magnetische Anziehungskraft bewirken
kann. Alternativ dazu kann eine Einspannvorrichtung (jig) mit einem
Magneten an der Eintrittsseite des Motorgehäuses 41 vorgesehen
sein, wenn die Feder 61 mit dem Motorgehäuse 41 beispielsweise
zusammengesetzt wird. In dieser Struktur können die oberen und unteren
Enden der Feder 61 zu der Eintrittsseite hin gerichtet
sein, und kann die axiale Mitte der Feder 61 zu der Austrittsseite
in dem Motorgehäuse 41 gerichtet
sein. In dieser Struktur kann die Feder 61 ebenfalls ein
Knicken bewirken, wenn sie korrekt ausgerichtet ist. Die Feder 61 kann
mechanisch ein Knicken in dem Motorgehäuse 41 bewirken. Die
Feder 61 kann mit einem Eingriffsteil wie einem Haken versehen
sein, so dass die Feder 61 ein Knicken in eine vorbestimmte
Richtung bewirken kann.
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In
der vorstehend beschriebenen Struktur spannt die Feder die Bürste zu
der Eintrittsseite hin vor. Im Allgemeinen kann eine zwischen der
Bürste und
dem Kommutator bewirkte elektrische Entladung sich entsprechend
einem Zustand ändern,
in dem die Bürste
zu dem Kommutator vorgespannt wird. Beispielsweise verringert sich
die elektrische Entladung zwischen der Bürste und dem Kommutator, wenn
die Bürste
zu der Eintrittsseite vorgespannt ist, in der die Bürste beginnt,
Kontakt mit dem Kommutator herzustellen. Im Gegensatz dazu steigt
beispielsweise die elektrische Entladung zwischen der Bürste und
dem Kommutator an, wenn die Bürste
zu der Austrittsseite hin vorgespannt wird, in der der Kontakt zwischen
der Bürste
und dem Kommutator sich löst.
In der vorstehend beschriebenen Struktur wird die Bürste zu
der Eintrittsseite unter Verwendung des Vorspannteils vorgespannt,
so dass die elektrische Entladung zwischen der Bürste und dem Kommutator verringert werden
kann. Daher kann verhindert werden, dass die Bürste und der Kommutator elektrisch
einen Abrieb bewirken, so dass die Lebensdauer der Bürste und
des Kommutators verbessert werden kann.
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Die
Motoren gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
sind nicht auf die Anwendung bei Kraftstoffpumpen begrenzt. Die Motoren
mit den vorstehend beschriebenen Strukturen können auf verschiedene andere
Vorrichtung als Hydraulikpumpen angewandt werden.
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Die
vorstehend beschriebenen Strukturen gemäß den Ausführungsbeispielen können in
geeigneter Weise kombiniert werden.
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Verschiedene
Modifikationen und Änderungen
können
beliebig an den Ausführungsbeispielen vorgenommen
werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Ein
Motor 14 weist einen Rotor 20, einen Kommutator 70,
eine Bürste 50 und
ein Vorspannteil 60, 61 auf. Der Kommutator 70 weist
eine Gleichrichtungsoberfläche 71 auf.
Der Kommutator 70 richtet einen dem Rotor 20 zugeführten elektrischen
Strom durch die Gleichrichtungsoberfläche 71 gleich. Der Rotor 20 wird
durch Zufuhr mit dem elektrischen Strom gedreht. Die Bürste 50 stellt
Kontakt mit dem Kommutator 70 über die Gleichrichtungsoberfläche 71 her.
Dem Rotor 20 wird der elektrische Strom durch die Bürste 50 zugeführt. Die
Bürste 50 beginnt, Kontakt
mit dem Kommutator 70 auf einer Eintrittsseite der Bürste 50 herzustellen,
wenn der Rotor 20 und der Kommutator 70 in Bezug
auf die Bürste 50 entlang
einer Rotationsrichtung sich drehen und der Kommutator 70 intermittierend
Kontakt mit der Bürste 50 herstellt.
Das Vorspannteil 60 spannt die Bürste 50 zu der Eintrittsseite
hin vor.