(57)【要約】【課題】  溝内において異物の位置を移動させることにより異物の蓄積量を増大できる電動ウォータポンプを提供する。【解決手段】  電動ウォータポンプ１０は、回転体６０と、ステータ４４と、ケーシング１２とを備える。回転体６０は、筒状のロータ４２と、ロータ４２の一端面と対向して配置されるインペラ２６とを備える。ステータ４４は、ロータ４２の外周側に配置される。ケーシング１２は、回転体６０とステータ４４とを収容する。ケーシング１２は、ロータ４２の他端面４２ｂと対向する対向面４６ｂを有する。対向面４６ｂには、一端から他端に向かってロータ４２の回転方向に伸びる溝８０が形成されている。対向面４６ｂと回転体６０の回転軸が交わる点をＯとしたときに、溝８０の任意の位置と点Ｏとの距離は、溝８０の任意の位置からロータ４２の反回転方向側の溝８０の任意の位置と点Ｏとの距離以下である。【選択図】  図１
2014194163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のロータと、ロータの一端面と対向して配置されるインペラとを備える回転体と、
ロータの外周側に配置されるステータと、
回転体とステータとを収容するケーシングと、
を備えており、
ケーシングは、ロータの他端面と対向する対向面を有し、
対向面には、一端から他端に向かってロータの回転方向に伸びる溝が形成されており、
対向面と回転体の回転軸が交わる点をＯとしたときに、溝の任意の位置と点Ｏとの距離は、前記溝の任意の位置からロータの反回転方向側の溝の任意の位置と点Ｏとの距離以下であることを特徴とする電動ウォータポンプ。
【請求項２】
少なくとも前記一端は、対向面の外縁に位置していることを特徴とする請求項１に記載の電動ウォータポンプ。
【請求項３】
前記他端から第１所定位置までの溝の断面積は、前記一端から第１所定位置までの溝の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の電動ウォータポンプ。
【請求項４】
前記一端から第２所定位置までの溝が、対向面の外縁に位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動ウォータポンプ。
【請求項５】
対向面には、前記他端から第１所定位置までを少なくとも覆うカバー部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動ウォータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、電動ウォータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、オイル溜まりの底部に溝及びメッシュフィルタが形成されたターボブロアが開示されている。このターボブロアではシャフトの下端にオイル吸い上げヘッドが取付けられている。ターボブロア内のオイルはシャフトの回転に伴う遠心力によりオイル吸い上げヘッドから吸い上げられ、シャフト内部のオイル通路を流れて、シャフトの軸受を潤滑し、オイル戻り通路を通ってオイル溜まりに戻る。オイル溜まりからオイル通路に流れ込むオイルは必ずメッシュフィルタを通過するようになっている。この構成によると、オイルに混入した異物の内、金属ゴミ等の重いものは沈殿してオイル溜まり底部の溝に捕獲され、軽いゴミはメッシュフィルタに捕獲される。このため、オイル通路に流れ込むオイルに異物が混入することが抑制される。従って、オイルが循環して軸受を潤滑する際に、オイル中の異物により軸受が損傷されることが抑制できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のターボブロアでは、比較的重い異物は自らの重みで沈殿する。このため、これらの異物は、シャフトの回転の影響を受けてある程度は移動するものの、その大半はオイル戻り通路の直下に位置している溝に集中して溜まり易い。一旦溝に沈殿した異物はほぼ移動することはないため、異物を捕獲、蓄積できる領域は実質的にはオイル戻り通路の直下に位置している溝の領域に限られる。従って、それほど多くの異物を捕獲、蓄積することができない虞がある。
【０００５】
本明細書では、溝内において異物の位置を移動させることにより異物の蓄積量を増大できる電動ウォータポンプを開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する電動ウォータポンプは、回転体と、ステータと、ケーシングとを備える。回転体は、筒状のロータと、ロータの一端面と対向して配置されるインペラとを備える。ステータは、ロータの外周側に配置される。ケーシングは、回転体とステータとを収容する。ケーシングは、ロータの他端面と対向する対向面を有する。対向面には、一端から他端に向かってロータの回転方向に伸びる溝が形成されている。対向面と回転体の回転軸が交わる点をＯとしたときに、溝の任意の位置と点Ｏとの距離は、溝の任意の位置からロータの反回転方向側の溝の任意の位置と点Ｏとの距離以下である。
【０００７】
この電動ウォータポンプでは、ケーシングの対向面に、ロータの回転方向に伸びる溝が形成されている。インペラが回転すると、流体はケーシング内に吸入され、インペラの回転によって昇圧されて、ケーシング外に吐出される。吸入される流体に鉄粉等の異物が混入すると、異物は自らの重み等によりケーシングの対向面に形成された溝に捕獲される。ロータの他端面と対向面との間の流体は、ロータの回転に伴ってロータの回転方向に流れる。このため、溝に捕獲された異物は、溝の上方（即ち、ロータの他端面と対向面との間）の流体の流れに伴って、溝内をロータの回転方向に沿って移動する。この構成によると、一旦溝に捕獲された異物を溝内で移動させることができる。即ち、溝内において異物が捕獲される箇所と異物が蓄積される箇所を分離することができる。これにより、異物の蓄積量を増大できる。
【０００８】
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施例の電動ウォータポンプの概略断面図を示す。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面の断面図を示す。
【図３】図１のＩＩＩ部分の拡大図を示す。
【図４】第２実施例の電動ウォータポンプにおける図１のＩＩＩ部分の拡大図を示す。
【図５】第３実施例の電動ウォータポンプにおける図１のＩＩ−ＩＩ断面の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【００１１】
（特徴１）  本明細書が開示する電動ウォータポンプは、少なくとも一端が、対向面の外縁に位置していてもよい。流体に混入した異物は、自らの重みや、流体の流れに伴う異物の回転により生じる遠心力等によって対向面の外縁に運ばれる。このため、対向面の外縁に位置する溝により異物が捕獲され易い。また、対向面の外縁の内、溝が形成されていない箇所に運ばれた異物は、対向面上方の流体の流れに伴ってロータの回転方向に移動し、対向面の外縁に位置する溝に捕獲される。この構成によると、多くの異物を溝によって捕獲することができる。
【００１２】
（特徴２）  本明細書が開示する電動ウォータポンプは、他端から第１所定位置までの溝の断面積が、一端から第１所定位置までの溝の断面積よりも大きくてもよい。溝に捕獲された異物は、一端側から他端側に向かって運搬され、溝の他端側に蓄積される。この構成によると、異物が蓄積される溝の断面積が大きくされるため、溝により多くの異物を蓄積することができる。また、一端から第１所定位置までの溝は他端から第１所定位置までの溝よりも点Ｏから離間した位置に形成されている。溝の上方における流体の流速は、流体の回転半径に比例するため、流体の周方向の速度は径方向外側に向かうにつれて増加する。このため、一端から第１所定位置までの溝の上方の流速は、他端から第１所定位置までの溝の上方の流速よりも大きい。従って、一端から第１所定位置までの溝（即ち、異物が捕獲、運搬される溝）の断面積を、他端から第１所定位置までの溝の断面積よりも小さくすることにより、一端から第１所定位置までの溝の上方を流体が比較的速い速度で流れても、その溝内の異物が流体によって溝内から舞い上がることを抑制できる。
【００１３】
（特徴３）  本明細書が開示する電動ウォータポンプは、一端から第２所定位置までの溝が、対向面の外縁に位置していてもよい。この構成によると、一端から第２所定位置までの溝において異物を捕獲することができる。
【００１４】
（特徴４）  本明細書が開示する電動ウォータポンプは、対向面に他端から第１所定位置までを少なくとも覆うカバー部材が配置されていてもよい。この構成によると、異物が蓄積される領域（即ち、他端から第１所定位置までの溝）の上方がカバー部材によって覆われる。このため、溝の上方の流体がロータの回転方向に流れても、溝内に蓄積された異物が流体によって溝内から舞い上がることを抑制することができる。
【実施例１】
【００１５】
（第１実施例）
（電動ウォータポンプ１０の構成）
電動ウォータポンプ１０は、自動車のエンジンルーム内に設置され、エンジンやインバータ等を冷却する冷却水を循環するために用いられる。図１に示すように、電動ウォータポンプ１０は、ポンプ部２０とモータ部４０とを備える。電動ウォータポンプ１０の外周は、ケーシング１２で構成されている。ケーシング１２は、上部ケーシング２８と下部ケーシング４６とを備える。
【００１６】
（ポンプ部２０の構成）
ポンプ部２０は、上部ケーシング２８内に設けられている。ポンプ部２０は、上部ケーシング２８によって、吸入口２２と吐出口（図示省略）と冷却水経路２４とが形成されている。また、ポンプ部２０は、後述する回転体６０の一部を構成するインペラ２６を備える。インペラ２６は、上部ケーシング２８に収容されている。インペラ２６は、図１の上方から見て円形状を有する。電動ウォータポンプ１０に電力が供給されると、インペラ２６は、図１の上方から見て時計回り（以下、回転方向Ｒと呼ぶ）に回転する。インペラ２６の上面には、一定の間隔で複数枚の羽根が形成されている。インペラ２６の外周面と上部ケーシング２８の内周面との間に、冷却水経路２４が形成されている。
【００１７】
冷却水経路２４は、インペラ２６の外周（即ち回転方向Ｒ）に沿って形成されている。ＸＹ平面に平行な断面で見たときに、上部ケーシング２８の内周面は、回転方向Ｒに進むに従って、インペラ２６の外周から徐々に離間している。このため、冷却水経路２４の経路面積は、回転方向Ｒに従って、徐々に大きくなる。冷却水経路２４の経路面積が最大の位置には、吐出口が接続されている。吐出口は、冷却水経路２４の接線方向に伸びている。冷却水経路２４は、インペラ２６の周方向を一巡している。このため、冷却水経路２４は、経路面積が最大の位置に隣接して、経路面積が最小の位置が配置されている。
【００１８】
図１に示すように、冷却水経路２４には、さらに、吸入口２２が接続されている。吸入口２２は、ポンプ部２０の上端に形成されている。吸入口２２は、回転体６０の回転軸（以下では単に「回転軸」と呼ぶ）が伸びる方向に伸びている。
【００１９】
（モータ部４０の構成）
モータ部４０は、ポンプ部２０の下方に配置されている。モータ部４０は、下部ケーシング４６に形成されている。モータ部４０は、ブラシレスモータを構成する。モータ部４０は、シャフト１６と、回転体６０の一部を構成するロータ４２と、ステータ４４と、を備える。シャフト１６の下端は、下部ケーシング４６に固定されている。シャフト１６は、ケーシング１２内を上下方向に伸びており、その先端はポンプ部２０に達している。シャフト１６には、回転体６０が軸受１７を介して回転可能に取り付けられている。回転体６０の内周面６０ａは、シャフト１６の外周面１６ａ（図３参照）と対向しており、シャフト１６の周囲を囲んでいる。内周面６０ａと外周面１６ａとの間には隙間３４（図３参照）が形成されている。隙間３４は、ポンプ部２０及び後述する隙間３０と連通している。回転体６０は、インペラ２６とロータ４２とを備える。ロータ４２は、インペラ２６の下方に間隔を空けて配置されている。ロータ４２は、インペラ２６と、回転軸方向（即ちロータ４２の回転軸方向（以下では「Ｚ軸方向」と呼ぶ））に並んで配置されている。より具体的には、ロータ４２は円筒形状を有しており、ロータ４２の一端面がインペラ２６に対向している。ロータ４２とインペラ２６とは、シャフト１６の軸心を中心に回転する。ロータ４２は、下部ケーシング４６に収容されている。ロータ４２は、複数個の永久磁石５２を備える。複数個の永久磁石５２は、周方向に複数の磁極を有するように配置されている。インペラ２６とロータ４２とは一体に構成されている。このため、ロータ４２が回転すると、インペラ２６も回転する。なお、本実施例では、電動ウォータポンプ１０は、Ｚ軸方向が鉛直方向となるようにエンジンルーム内に設置される。
【００２０】
下部ケーシング４６は、内周面４６ａと、対向面４６ｂとを備える。内周面４６ａは、ロータ４２の外周面４２ａに対向しており、ロータ４２の周囲を囲んでいる。対向面４６ｂは、ロータ４２の他端面４２ｂ（即ち、ロータ４２のインペラ２６と反対側の面）に対向している。下部ケーシング４６の内周面４６ａとロータ４２の外周面４２ａとの間には隙間３２（図３参照）が形成されている。一方、下部ケーシング４６の対向面４６ｂとロータ４２の他端面４２ｂとの間には隙間３０（図３参照）が形成されている。本明細書では、隙間３０は、下部ケーシング４６の内周面４６ａによって囲まれる空間の内、他端面４２ｂを含む平面と対向面４６ｂを含む平面との間の隙間を指す。ロータ４２は、内周面４６ａと隙間３２を空けて配置されており、対向面４６ｂと隙間３０を空けて配置されている。隙間３２及び隙間３０は、冷却水経路２４と連通している。
【００２１】
ステータ４４は、ロータ４２の外周側に配置されている。なお、図１では、ステータ４４の縦断面が示されているが、図面の見易さのため、断面を表す平行斜線が省略されている。ステータ４４は、下部ケーシング４６の内部に収容されている。ステータ４４は、複数個のコアプレートが積層されることによって構成されている２個のコアを備える。各コアには、コイル線が巻回された複数個のティースが設けられている。ティースの先端部は、ロータ４２の外周面に対向している。
【００２２】
モータ部４０の下方には、ステータ４４への給電制御を行う制御回路１８が配置されている。制御回路１８は、端子１４を介して、図示しない外部電源（例えば、車両に搭載されているバッテリ）に接続されている。制御回路１８は、外部電源から供給される電力をモータ部４０に供給する。
【００２３】
（下部ケーシング４６の対向面４６ｂの構成）
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図を示す。図２では、図を見易くするために下部ケーシング４６の内周面４６ａより径方向外側の断面の図示を省略している。図２に示すように、対向面４６ｂは円形状を有する。対向面４６ｂには、一端Ｅ１から他端Ｅ２に向かってロータ４２の回転方向Ｒに伸びる渦状の溝８０が形成されている。溝８０は、細溝８０ａと太溝８０ｂとを備える。細溝８０ａは一端Ｅ１から回転方向Ｒに沿って点Ｐ３に示す位置（以下、単に点Ｐ３と呼ぶ（他の点についても同様とする））までの溝を指し、太溝８０ｂは点Ｐ３から回転方向Ｒに沿って他端Ｅ２までの溝を指す。細溝８０ａと太溝８０ｂは点Ｐ３で接続されている。対向面４６ｂを平面視したときの太溝８０ｂの幅ｗ１は、細溝８０ａの幅ｗ２よりも太くなっている。
【００２４】
細溝８０ａの内、一端Ｅ１から点Ｐ４までの溝は、対向面４６ｂの外周（即ち下部ケーシング４６の内周面４６ａ）に沿って形成されている。本実施例では、点Ｐ４は、一端Ｅ１を起点として対向面４６ｂの外周の４分の３に相当する位置に位置している。細溝８０ａの内、点Ｐ４から点Ｐ３までの溝は、この溝の任意の点と点Ｏ１との距離が、回転方向Ｒに向かって徐々に小さくなるように形成されている。ここで、点Ｏ１はシャフト１６の軸心を指す。別言すれば、点Ｏ１は回転軸と対向面４６ｂの交点である。また、「溝の任意の点」とは、溝の幅方向における外周側（点Ｏ１から径方向に離れている側）の点を指す。本実施例では、点Ｐ３は、直線Ｐ４Ｏ１上に位置している。なお、点Ｐ４は「第２所定位置」の一例に相当する。
【００２５】
太溝８０ｂは、この溝の任意の点と点Ｏ１との距離が一定となるように形成されている。即ち、太溝８０ｂの外周側は、点Ｏ１を中心とする半径Ｏ１Ｐ３の円弧形状を有する。本実施例では、他端Ｅ２は、直線Ｐ３Ｏ１上に位置している。
【００２６】
従って、溝８０における任意の点Ｐ１と点Ｏ１との距離Ｄ１と、点Ｐ１から回転方向Ｒとは反対方向側の溝８０の任意の点Ｐ２と点Ｏ１との距離Ｄ２との間に、Ｄ１≦Ｄ２の関係が成立している。なお、点Ｏ１は「点Ｏ」の一例に相当する。
【００２７】
図３に示すように、対向面４６ｂには、面４６ｂ１が形成されている。面４６ｂ１は、対向面４６ｂのうち面４６ｂ１以外の部分よりも長さｔ１だけ−Ｚ軸方向に凹んでいる。面４６ｂ１は円形状を有しており、その中心はシャフト１６の軸心と一致する。面４６ｂ１の半径は、太溝８０ｂの外周側の円弧の半径と略同一（即ち、線分Ｏ１Ｐ３）である。面４６ｂ１には、ワッシャ８２が配置される。ワッシャ８２の厚みはｔ１であり、その平面の形状及び寸法が面４６ｂ１と略同一である（ワッシャ８２に形成されている、シャフト１６が貫通する孔を除く）。従って、面４６ｂ１にワッシャ８２を配置すると、ワッシャ８２の表面（Ｚ軸方向の面）は対向面４６ｂとＺ軸方向において略同一の高さとなる。図２では、ワッシャ８２の外形が二点鎖線で示されている。図２、３に示すように、ワッシャ８２は、太溝８０ｂの全体と、細溝８０ａの一部を覆うように配置されている。なお、ワッシャ８２は、「カバー部材」の一例に相当する。
【００２８】
溝８０の深さは、一端Ｅ１から他端Ｅ２に亘って同一の深さとなるように形成されている。即ち、対向面４６ｂに形成されている溝８０は、ｄ１の深さまで形成されており、面４６ｂ１に形成されている溝８０は、ｄ１−ｔ１の深さまで形成されている。ここで、幅ｗ１、ｗ２と、深さｄ１と、厚みｔ１は、太溝８０ｂの断面積（即ちｗ１（ｄ１−ｔ１））が、細溝８０ａの断面積（即ちｗ２ｄ１）よりも大きくなるような値にそれぞれ設定されている。なお、点Ｐ３は「第１所定位置」の一例に相当する。図２から明らかなように、点Ｐ３は点Ｐ４からみて回転方向Ｒ側に位置している。
【００２９】
（電動ウォータポンプ１０の動作）
次に、電動ウォータポンプ１０の動作について説明する。外部電源から端子１４を介して、電動ウォータポンプ１０に電力が供給されると、制御回路１８は、ステータ４４のコイル線に、予め決められた順序で電圧を印加する。この結果、ステータ４４のティースのうち、シャフト１６を挟んで対向する２個のティースに、同じ相（即ちＵ，Ｖ，Ｗ相のいずれか）の電圧が印加される。即ち、モータ部４０は、三相交流モータである。
【００３０】
ステータ４４に電圧が印加されると、ティースが磁化される。ティースが磁化されると、ロータ４２の永久磁石５２は、磁化されているティースに引き寄せられる。これにより、回転体６０は、シャフト１６回りに回転方向Ｒに回転する。冷却水は、インペラ２６の回転によって、吸入口２２からポンプ部２０内に吸入され、冷却水経路２４に流入する。ここで、吸入口２２からインペラ２６の中心までの通路における冷却水の圧力について説明する。冷却水の圧力は、インペラ２６の中心で最も低くなっている。インペラ２６の中心の直上における冷却水の圧力は、インペラ２６の中心における冷却水の圧力よりも若干高くなっている。インペラ２６の中心の直上から吸入口２２までの冷却水の圧力は略同一となっており、インペラ２６の中心の直上における冷却水の圧力よりも高くなっている。冷却水経路２４内の冷却水は、インペラ２６の回転によって昇圧されながら、冷却水経路２４内を回転方向Ｒに流れ、吐出口から冷却水経路２４外へ吐出される。この結果、電動ウォータポンプ１０の作動時には、冷却水経路２４内における冷却水の圧力は、吐出口近傍で最も高く、インペラ２６の中心近傍で最も低くなっている。また、上述したように、隙間３２、３０は、それぞれ冷却水経路２４と連通している。このため、隙間３２、３０の冷却水の圧力は、冷却水経路２４の吐出口近傍の冷却水の圧力とインペラ２６の中心近傍の冷却水の圧力の中間の圧力となっている。従って、冷却水経路２４の吐出口近傍の冷却水の一部は、圧力差により隙間３２を通って隙間３０に流れ込む。また、隙間３０に流れ込んだ冷却水の一部は、圧力差により隙間３４を通って軸受１７を冷却し、ポンプ部２０に流れ込む。
【００３１】
電動ウォータポンプ１０の冷却水の循環経路には、鉄粉やアルミ屑等の異物が混入する場合がある。これらの異物が吸入口２２から吸入されると、異物は冷却水経路２４を流れる過程で、自らの重みで隙間３２を通って細溝８０ａ内に落下する。このとき、隙間３０のＺ軸方向の距離が比較的に短いため、隙間３０に充満している冷却水は、ロータ４２の回転に伴って回転方向Ｒに流れる。このため、細溝８０ａ内の異物は隙間３０における冷却水の流れに伴って回転方向Ｒに移動する。この結果、異物に遠心力が働くため、異物は細溝８０ａの外周側の内壁に当接しながら細溝８０ａ内を回転方向Ｒに移動し、太溝８０ｂに進入して蓄積される。
【００３２】
溝８０は、回転方向Ｒに向かうにつれて溝８０の任意の点と点Ｏ１との距離が同一あるいは小さくなるように形成されている。このため、本実施例の構成によれば、ロータ４２の回転に伴う隙間３０における冷却水の流れを利用して、細溝８０ａに沈殿した異物を回転方向Ｒに沿って移動させ、太溝８０ｂまで運搬することができる。即ち、一旦細溝８０ａに落下した異物を、ロータ４２の回転力を利用して、太溝８０ｂまで移動させることができる。また、太溝８０ｂは、対向面４６ｂの内周部（本実施例では対向面４６ｂの面４６ｂ１）に形成されている。対向面４６ｂの内周部には異物がほとんど溜まることがないため、この領域に異物が蓄積される太溝８０ｂを形成することにより、細溝８０ａを、異物を捕獲、運搬する領域として有効に活用することができる。このように、溝８０内において異物を移動させることにより、溝内の異物がその位置からほぼ移動することがない従来の構成と比較して、異物の蓄積量を増大することができる。別言すれば、同量の異物を蓄積する場合は、従来の構成よりも溝の深さを浅くできるため、電動ウォータポンプを小型化できる。また、ロータ４２の回転力を利用して異物を移動させるため、異物を移動させるための部材を新たに設置する必要がない。このため、簡易な構成で異物の蓄積量を増大することができる。また、一旦異物が太溝８０ｂまで運搬されると、異物に回転方向Ｒと反対方向の力が作用しない限り異物が回転方向Ｒと反対方向に動くことがない。このため、太溝８０ｂに蓄積された異物が再び太溝８０ｂから流出することが抑制される。従って、隙間３０から隙間３４に流れ込む冷却水に異物が再混入することを抑制でき、異物が軸受１７を損傷することを抑制することができる。
【００３３】
また、隙間３２の径方向の距離は比較的に短いため、隙間３２に充満している冷却水は、ロータ４２の回転に伴って回転方向Ｒに流れる。このため、隙間３２を通る異物は冷却水の流れに伴って回転し、異物に遠心力が生じる。従って、隙間３２を通る異物は、遠心力によって径方向外側（即ち、下部ケーシング４６の内周面４６ａ側）に変位しながら回転し、自らの重みでＺ軸方向に降下する。このため、異物は対向面４６ｂの外周近傍に落下する。本実施例では、一端Ｅ１から点Ｐ４までの細溝８０ａが、対向面４６ｂの外周に沿って形成されている。このため、異物はそのまま細溝８０ａに落下するか、対向面４６ｂの外周近傍（詳細には点Ｐ４から回転方向Ｒに沿って一端Ｅ１までの対向面４６ｂ近傍（即ち、細溝８０ａが形成されていない領域））に落下する。対向面４６ｂの外周近傍に落下した異物は、隙間３０における冷却水の流れに伴って回転方向Ｒに移動し、溝８０の一端Ｅ１に捕獲される。この構成によると、溝８０は隙間３２を通って落下する異物を確実に捕獲することができる。さらに、本実施例では対向面４６ｂの外周の４分の３に亘って細溝８０ａが形成されているため、細溝８０ａにそのまま落下する異物の量が比較的多い。従って、例えば対向面４６ｂの外周の４分の１に亘ってしか細溝８０ａが形成されていない構成と比較して、異物の捕獲効率を向上することができる。
【００３４】
また、本実施例では、異物が蓄積される太溝８０ｂは、異物を捕獲して運搬する細溝８０ａよりも大きい断面積を有する。このため、太溝８０ｂが細溝８０ａと同一の断面積である構成と比較して太溝８０ｂの容積が大きくなるため、太溝８０ｂにより多くの異物を蓄積することができる。また、隙間３０における冷却水の流速は、冷却水の回転半径に比例するため、冷却水の周方向の速度は径方向外側に向かうにつれて増加する。このため、対向面４６ｂの外周に形成されている細溝８０ａの断面積を太溝８０ｂの断面積より小さくすることにより、細溝８０ａの上方を比較的速い速度で流れている冷却水によって、細溝８０ａ内の異物が溝内から舞い上がることを抑制することができる。即ち、一端細溝８０ａに落下した異物は隙間３０における冷却水に再混入することなく、太溝８０ｂまで適切に運搬される。なお、本実施例では対向面４６ｂを平面視したときの太溝８０ｂの幅ｗ１を細溝８０ａの幅ｗ２よりも太くすることにより太溝８０ｂの断面積を大きくしたが、これに限られず、例えば太溝８０ｂの深さを細溝８０ａの深さよりも深くすることで太溝８０ｂの断面積を大きくしてもよい。
【００３５】
また、隙間３０における冷却水はロータ４２の回転に伴い回転方向に流れるとともに、その一部は隙間３４を通ってポンプ部２０に流れ込む。本実施例では、ワッシャ８２により太溝８０ｂの上方が覆われている。このため、太溝８０ｂ内の異物は隙間３０における冷却水の流れの影響を受け難くなるため、太溝８０ｂ内の異物が隙間３０における冷却水の流れによって舞い上がることが抑制される。従って、隙間３０から隙間３４に流れ込む冷却水に異物が混入することをより確実に抑制でき、異物が軸受１７を損傷することをより一層抑制することができる。ここで、隙間３０における冷却水の流速は、径方向内側に向かうにつれて低下する。しかしながら、異物は隙間３２を周方向に回転しながら対向面４６ｂの外周に形成された細溝８０ａに落下するため、細溝８０ａ内に落下した時点で比較的高速で回転している。このため、異物が細溝８０ａから太溝８０ｂまで運搬される過程で異物の上方の冷却水の周方向の速度が低下しても、異物は慣性力によって太溝８０ｂまで適切に運搬されることができる。なお、本実施例では対向面４６ｂにワッシャ８２の厚みｔ１だけ凹んだ面４６ｂ１が形成されている。これにより、ワッシャ８２の表面と対向面４６ｂのＺ軸方向の高さが同一となり、ワッシャ８２により隙間３０の冷却水の流れが乱れることが抑制される。しかしながら、ワッシャ８２が隙間３０の冷却水の流れに与える影響がそれほど大きくない場合は、対向面４６ｂに面４６ｂ１を形成せずに、対向面４６ｂ上にワッシャ８２を配置する構成であってもよい。
【００３６】
（第２実施例）
図４を参照して、第１実施例と異なる点について説明する。図４に示すように、第２実施例では、対向面４６ｂに面４６ｂ１が形成されていない。ワッシャ１８２は、対向面４６ｂと間隔ｄ２を空けて対向するようにシャフト１６に固定されている。このため、太溝８０ｂの上方は隙間３０と連通している。この構成によっても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
（第３実施例）
図５を参照して、第１実施例と異なる点について説明する。対向面４６ｂには、一端Ｅ１から他端Ｅ２に向かってロータ４２の回転方向Ｒに伸びる溝１８０が形成されている。溝１８０は、細溝１８０ａと太溝１８０ｂとを備える。細溝１８０ａは一端Ｅ１から回転方向Ｒに沿って点Ｐ９まで形成されており、太溝１８０ｂは点Ｐ９から回転方向Ｒに沿って他端Ｅ２まで形成されている。
【００３８】
一端Ｅ１から点Ｐ５までの細溝１８０ａは、対向面４６ｂの外周に沿って形成されている。即ち、一端Ｅ１から点Ｐ５までの細溝１８０ａは、点Ｏ２を中心とする半径Ｏ２Ｐ５の円弧形状を有する。点Ｐ６から点Ｐ７までの細溝１８０ａは、点Ｏ２を中心とする半径Ｏ２Ｐ６（＝半径Ｏ２Ｐ７）の円弧形状を有する。点Ｐ５と点Ｐ６には、半径Ｏ２Ｐ６＜半径Ｏ２Ｐ５の関係が成り立つ。点Ｐ８から点Ｐ９までの溝は、点Ｏ２を中心とする半径Ｏ２Ｐ８（＝半径Ｏ２Ｐ９）の円弧形状を有する。点Ｐ７と点Ｐ８には、半径Ｏ２Ｐ８＜半径Ｏ２Ｐ７の関係が成り立つ。一端Ｅ１から点Ｐ５までの細溝１８０ａと点Ｐ６から点Ｐ７までの細溝１８０ａは、点Ｐ５から点Ｐ６までの細溝１８０ａによってなだらかに接続されている。ここでいう「なだらか」とは、一端Ｅ１から点Ｐ７までの細溝１８０ａにおいて、径の急激な変更が生じないという意味である。同様に、点Ｐ６から点Ｐ７までの細溝１８０ａと点Ｐ８から点Ｐ９までの細溝１８０ａは、点７から点Ｐ８までの細溝１８０ａによってなだらかに接続されている。即ち、点Ｐ５から点Ｐ６までの細溝１８０ａと点Ｐ７から点Ｐ８までの細溝１８０ａは半径変更用の溝ということができる。なお、点Ｏ２は「点Ｏ」の一例に相当し、点Ｐ９が「第１所定位置」の一例に相当し、点Ｐ５が「第２所定位置」の一例に相当する。
【００３９】
太溝１８０ｂは、点Ｏ２を中心とする半径Ｏ２Ｐ９の円弧形状を有する。本実施例では、一端Ｅ１、点Ｐ８、点Ｏ２、点Ｐ６がこの順に同一直線上に位置しており、点Ｐ５，点Ｏ２，点Ｐ７がこの順に同一直線上に位置しており、点Ｐ９，点Ｏ２，他端Ｅ２がこの順に同一直線上に位置している。従って、溝１８０における任意の点Ｐ１０と点Ｏ２との距離Ｄ３と、点Ｐ１０から回転方向Ｒとは反対方向側の溝１８０の任意の点Ｐ１１と点Ｏ２との距離Ｄ４との間に、Ｄ３≦Ｄ４の関係が成立する。
【００４０】
このように、異なる半径を有する円弧形状の溝が半径変更用の溝によってなだらかに接続されている構成によれば、第１実施例と同様の効果を奏することができる。半径変更用の溝が、その両側に形成されている溝同士をなだらかに接続しているため、異物は、細溝１８０ａを移動する過程で停滞することなく、適切に太溝１８０ｂまで運搬されることができる。
【００４１】
以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、本明細書が開示する電動ウォータポンプは、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記の実施例ではカバー部材としてワッシャを用いたが、これに限られず、例えば金属製のメッシュを用いてもよい。メッシュの孔は、冷却水のみを透過し、異物を透過しない大きさであることが好ましい。この構成によれば、異物の舞い上がりを抑制できるとともに、冷却水はメッシュを介して溝から隙間３０へ、あるいはその反対方向へと流れることができる。また、カバー部材は太溝の上方を覆う構成であればその形状はどのようであってもよい。
【００４２】
また、上記の実施例では電動ウォータポンプはＺ軸方向が鉛直方向となるようにエンジンルームに設置されるが、これに限られず、例えばＺ軸方向が水平方向となるように設置されてもよい。この場合、吸入口２２が吸入する冷却水に異物が混入すると、異物は冷却水経路２４を通過する過程で、吐出口近傍の冷却水の圧力と隙間３２、３０における冷却水の圧力との差によって隙間３２に流入する。異物は隙間３２を回転方向Ｒに回転しながら対向面４６ｂまで運ばれ、対向面４６ｂの外周に形成された細溝に捕獲される。この構成によれば、第１実施例と同様の効果を奏することができる。なお、電動ウォータポンプを水平方向に搭載する場合は、太溝は、点Ｏを通る水平な平面よりも鉛直方向下側に位置することが好ましい。この構成によると、異物は太溝の外周側の内壁に堆積するため、太溝は異物を適切に蓄積することができる。
【００４３】
また、溝のレイアウトは上記の実施例に限られない。例えば、太溝は円弧形状である必要はなく、太溝の任意の点と点Ｏとの距離が回転方向Ｒに向かうにつれて徐々に小さくなる構成であってもよい。
【００４４】
また、対向面４６ｂの径が、ロータ４２が収容されている部分の内周面４６ａの径よりも大きい場合（即ち、対向面４６ｂが径方向に張り出している場合）、細溝の少なくとも一端Ｅ１が対向面４６ｂの外周に位置していれば、細溝が隙間３２の直下に形成される必要はない。細溝の上方（隙間３０）の冷却水はロータ４２の回転に伴い旋回しているため、隙間３０に運ばれた異物には旋回運動による遠心力が生じる。このため、異物は遠心力によって径方向外側に変位しながら対向面４６ｂまで運ばれる。この結果、異物は対向面４６ｂの外周近傍に運ばれるため、細溝の少なくとも一端Ｅ１が対向面４６ｂの外周に位置する限り、異物は細溝によって捕獲されることができる。また、対向面４６ｂは円形状である必要はない。
【００４５】
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。また、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。
【符号の説明】
【００４６】
１０：電動ウォータポンプ
１２：ケーシング
１７：軸受
２４：冷却水経路
２６：インペラ
４２：ロータ
４２ｂ：他端面
４４：ステータ
４６：下部ケーシング
４６ｂ：対向面
６０：回転体
８０：溝
８０ａ：細溝
８０ｂ：太溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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