(57)【要約】    【課題】  ポンプ装置において、軸受部の寸法精度のバラツキによる回転体の振れが大きくなることを防止すること。    【解決手段】  外周に永久磁石１１ａが固定されるロータ１１に一体に連結され、流体室８０に回転自在に収容され流体室８０に形成された吸入口５１から流体を吸入し、吐出口５２から流体を吐出するインペラ１２を有する回転体１０と、流体室８０を画成する隔壁部３０の外周に配置されロータ１１を回転駆動する回転磁界を生成する駆動部２０と、隔壁部３０と共に流体室８０を画成するケース５０と、隔壁部３０とケース５０とにその両端を固定され、回転体１０を回転自在に支持するシャフト６０と、から構成されるポンプ装置１において、回転体１０は、軸方向隔壁部３０側に形成されシャフト６０と係合する第１軸受部１０ａと、軸方向ケース５０側に形成されシャフト６０と係合する第２軸受部１０ｂが一体に成形し形成したこと。【選択図】  図１
2006009707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に永久磁石が固定されるロータに一体に連結され、流体室に回転自在に収容され流体室に形成された吸入口から流体を吸入し、吐出口から流体を吐出するインペラを有する回転体と、
前記流体室を画成する隔壁部の外周に配置され前記ロータを回転駆動する回転磁界を生成する駆動部と、
前記隔壁部と共に前記流体室を画成するケースと、
前記隔壁部と前記ケースとにその両端を固定され、前記回転体を回転自在に支持するシャフトと、から構成されるポンプ装置において、
前記回転体は、軸方向隔壁部側に形成され前記シャフトと係合する第１軸受部と、軸方向ケース側に形成され前記シャフトと係合する第２軸受部が一体に形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記第１および第２軸受部は、少なくとも１つが径方向内方に環状に突出する内突部から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記シャフトは、前記第１および第２軸受部にそれぞれ対向し係合する第１および第２係合部が形成され、少なくとも１つが径方向外方に環状に突出する外突部から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記第１軸受部の内径は、前記第２軸受部の内径より大きいことを特徴とする請求項１乃至３に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記第１軸受部の内径は、前記第２軸受部の内径と略同一であることを特徴とする請求項１乃至３に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポンプ装置の構造に関するものである。特に、ポンプ装置の軸受け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外周に永久磁石が固定されるロータに一体に連結され、流体室に回転自在に収容され流体室に形成された吸入口から流体を吸入し、吐出口から流体を吐出するインペラを有する回転体と、流体室を画成する隔壁部の外周に配置されロータを回転駆動する回転磁界を生成する駆動部と、隔壁部と共に流体室を画成するケースとを備える流体ポンプにおいて、回転体を保持する保持構造としては、回転体を隔壁部およびケースに設けた軸受部を介して回転自在に保持する構造、又は、隔壁部およびケースに固定されたシャフトに回転体に設けた軸受部を介して回転自在に保持する構造がある。
【０００３】
回転体を隔壁部およびケースに設けた軸受部を介して回転自在に保持する構造は、回転体の振れは少なくなるが、ケースの吸入口に軸受部を有する軸受けが配置されるため、流体の吸入面積が減少し、性能を悪化させていた。また、隔壁部への軸受部の固定に伴う圧入部の真円度や同軸の悪化による回転体の振れ増大の懸念もあった。
【０００４】
一方、隔壁部およびケースに固定されたシャフトに回転体を回転体に設けた軸受部を介して回転自在に保持する構造は、軸受部を分割してインサート成形する構造が採用される。しかしながら、軸受部をインサート成形する構造は、インサート成形時の射出圧が軸受けに加わるため、軸受部が変形し、このため軸受部の真円度や同軸の悪化し回転体の振れが増大する問題があった。
【０００５】
更に、これら回転体の支持構造は、軸受部が別体のため、軸受部およびケースの寸法のバラツキが累積され、同軸の悪化が避けられない構造であった（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２２２０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、ポンプ装置において、軸受部の寸法のバラツキによる回転体の振れが大きくなることを防止することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明にて講じた技術的手段は、外周に永久磁石が固定されるロータに一体に連結され、流体室に回転自在に収容され流体室に形成された吸入口から流体を吸入し、吐出口から流体を吐出するインペラを有する回転体と、前記流体室を画成する隔壁部の外周に配置され前記ロータを回転駆動する回転磁界を生成する駆動部と、前記隔壁部と共に前記流体室を画成するケースと、前記隔壁部と前記ケースとにその両端を固定され、前記回転体を回転自在に支持するシャフトと、から構成されるポンプ装置において、前記回転体は、軸方向隔壁部側に形成され前記シャフトと係合する第１軸受部と、軸方向ケース側に形成され前記シャフトと係合する第２軸受部が一体に成形されていることである。
【０００８】
上記手段によれば、回転体は、軸方向隔壁部側に形成されシャフトと係合する第１軸受部と、軸方向ケース側に形成されシャフトと係合する第２軸受部が一体に形成されていることにより、軸受部と回転体の夫々の寸法バラツキが排除され、軸受部の寸法精度を向上することができる。
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項２の発明にて講じた技術的手段は、前記第１および第２軸受部は、少なくとも１つが径方向内方に環状に突出する内突部から形成されていることである。
【００１０】
上記手段によれば、第１および第２軸受部は、少なくとも１つが径方向内方に環状に突出する内突部から形成されていることにより、第１軸受部と第２軸受部との間に容積部を形成し流体を保持することができ、第１および第２軸受部の潤滑を促進することができる。
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項３の発明にて講じた技術的手段は、前記シャフトは、前記第１および第２軸受部にそれぞれ対向し係合する第１および第２係合部が形成され、少なくとも１つが径方向外方に環状に突出する外突部から形成されていることである。
【００１２】
上記手段によれば、シャフトは、第１および第２軸受部にそれぞれ対向し係合する第１および第２係合部が形成され、少なくとも１つが径方向外方に環状に突出する外突部から形成されていることにより、第１軸受部と第２軸受部との間に容積部を形成し流体を保持することができ、第１および第２軸受部の潤滑を促進することができる。
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項４の発明にて講じた技術的手段は、前記第１軸受部の内径は、前記第２軸受部の内径より大きいことである。
【００１４】
上記手段によれば、第１軸受部の内径は、第２軸受部の内径より大きいことにより、回転体の軸受部を成形する場合、一方向から加工ができ成形性が向上できる。
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項５の発明にて講じた技術的手段は、前記第１軸受部の内径は、前記第２軸受部の内径と略同一であることである。
【００１６】
上記手段によれば、第１軸受部の内径は、第２軸受部の内径と略同一であることにより、軸受部の内径の精度管理が行い易くなり、内径の精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１乃至５の発明によれば、軸受部の寸法精度のバラツキによる回転体の振れが大きくなることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図１乃至図２を用いて説明する。
【００１９】
電動ウォータポンプ（ポンプ装置）１は、冷却水（流体）を、例えば図示しない車両のエンジン及びラジエータを有する図示しない冷却回路内に循環させる。冷却水は、エンジンで発熱した熱量を吸収し温められ、ラジエータで熱量を放射し冷却され、エンジンを冷却する。
【００２０】
図１に示すように、電動ウォータポンプ１は、主に、外周に永久磁石１１ａが固定されるロータ１１に一体に連結されるインペラ１２からなる回転体１０と、ロータ１１を回転駆動する回転磁界を生成する駆動部２０と、インペラ１２が回転自在に収容される水室（流体室）８０から構成されている。水室８０は後述する隔壁部３０とケース５０により画成されている。電動ウォータポンプ１は、駆動部２０により生成された回転磁界によりロータ１１が回転駆動され、ロータ１１と一体のインペラ１２が水室内で回転し、冷却水を冷却回路内に循環させる。
【００２１】
図２に示すように、回転体１０はインペラ１２が一体成形された円筒部１１ｃを有している。円筒部１１ｃの外周には、磁性部材１１ｂが一体に固定され、更に、磁性部材１１ｂの外周には周状に複数（例えば、Ｎ極とＳ極とが交互になった４極）の極性をもつ永久磁石１１ａが固定されている。円筒部１１ｃは、その内周面が、後述するシャフト６０に回転自在に支持されている。ロータ１１は、円筒部１１ｃと磁性部材１１ｂおよび永久磁石１１ａから構成されている。
【００２２】
インペラ１２は、円筒部１１ｃに対して垂直となる略円板の基部１２ａと基部１２ａの円筒部１１ｃと反対側に設けられた羽根１２ｂとから構成されている。羽根１２ｂは、インペラ１２の回転により、冷却水を冷却回路内に循環させる。
【００２３】
回転体１０の円筒部１１ｃは、軸方向隔壁部３０側に形成されシャフト６０と係合する第１軸受部１０ａと、軸方向ケース５０側に形成されシャフト６０と係合する第２軸受部１０ｂが一体に成形され形成されている。軸受部１０ａ，１０ｂと回転体１０が一体に成形され形成されているため、別部材で作製され結合される場合の夫々の寸法のバラツキの累積が排除される。これにより、軸受部の寸法精度を向上することができ、回転体１０の振れが大きくなることを防止できる。本実施形態では、円筒部１１ｃの内径は段付き形状を呈し、第１軸受部１０ａの内径は、軸受部１０ａ，１０ｂを除いた部分の内径と同一となっており、第２軸受部１０ｂは、径方向内方に環状に突出する内突部から形成され、その内径は縮径している。つまり、第１軸受部１０ａの内径は、第２軸受部１０ｂの内径より大きいため、回転体の軸受部を成形する場合、第１軸受部１０ａ側の一方向から加工ができ成形性が向上する。なお、第１軸受部１０ａおよび第２軸受部１０ｂは、共に径方向内方に環状に突出する内突部から形成されていても良い。この場合は、軸方向に２カ所で回転体１０がシャフト６０に支持され、回転体１０の振れが大きくなることを防止することができる。また、第１軸受部１０ａの内径は、第２軸受部部１０ｂの内径と略同一であっても良い。これにより、軸受部の内径の精度管理が行い易くなり、内径の精度を向上することができる。
【００２４】
本実施形態では、駆動部２０は、回転体１０と駆動部２０との間に配置される隔壁部３０と、駆動部２０への電流を制御する通電制御手段４０が一体的に構成されている。
【００２５】
駆動部２０は、永久磁石１１ａに向けて突出する突出部を有するコア２１とコア２１に巻回されるコイル２２等から構成され、樹脂成形により一体に形成されている。また、駆動部２０は、コイル２２への通電を制御する通電制御手段４０に接続されている。通電制御手段４０は、図示しないハーネスに接続されるコネクタ４１が設けられている。
【００２６】
隔壁部３０は、図２に示すように、略有底円筒形状を呈し、開口側外周には隔壁部３０と共に水室８０を画成するケース５０が取り付けられるフランジ部３１が一体に形成されている。また、底部３２には、水室８０側に延びるシャフト６０が固定されている。シャフト６０は、回転体１０を回転自在に支持している。
【００２７】
シャフト６０は、回転体１０の軸方向の移動を規制するスラストワッシャ６５を軸方向に位置決めする段付部６１が形成されている。段付部６１に続いて、スラストワッシャ６５を段付部６１に固定するナット７０が締結されるおねじ部６２が形成されている。なお、段付部６１、スラストワッシャ６５、おねじ部６２及びナット７０は、規制手段Ｌを構成している。シャフト６０の底部３２側の端部から段付部６１までの距離は、回転体１０の軸方向長さと略同一になるように設定されている。これにより、回転体と軸方向の移動を小さくすることができる。シャフト６０の水室８０側端部は、ケース５０に形成される支持部５３に固定されている。シャフト６０の段付部６１から水室８０側端部までは、軸径が減少している。
【００２８】
シャフト６０は、第１軸受部１０ａおよび第２軸受部１０ｂにそれぞれ対向し係合する第１係合部６０ａおよび第２係合部６０ｂが形成されている。第１係合部６０ａおよび第２係合部６０ｂは、それぞれ径方向外方に環状に突出する外突部から形成されている。第１係合部６０ａと第２係合部６０ｂとの間、又は第１軸受部１０ａと第２軸受部１０ｂとの間には、容積部Ｖが形成され冷却水を保持することができ、第１軸受部１０ａおよび第２軸受部１０ｂの潤滑を促進することができる。
【００２９】
ケース５０は、ラジエータに接続されて冷却水の吸入を行う吸入部５１と、エンジンに接続されて冷却水をエンジンへと吐出する吐出部５２とを備えている。また、ケース５０は、締結部材５６により、隔壁部３０のフランジ部３１にシール部材５５を介して水密的に固定され、隔壁部３０と共に水室８０を画成している。前述したように、シャフト６０の段付部６１から水室８０側端部までは径が減少されていることにより、水室８０の容積及び吸入部５１の面積を拡大することができ、ポンプ性能を向上することができる。
【００３０】
次に、電動ウォータポンプ１の動作について説明する。
【００３１】
駆動部２０が通電を制御する通電制御手段４０を介して、外部からの信号により通電されると、周方向に複数の磁極を有する永久磁石１１ａが回転を行う。永久磁石１１ａが固着された円筒部１１ｃが回転することによって、円筒部１１ｃに一体成形されたインペラ１２が回転し、羽根１２ｂにより冷却水を吸入部５１から吸入し、吐出部５２より吐出する。このとき、回転体１０は、規制手段Ｌにより、シャフト６０に軸方向の移動を規制しているため、ケース５０の支持部５３に回転体１０の軸方向の移動を規制する規制面を設けなくても良く、流体室８０の容積及び吸入部の面積を減少することなく、回転体１０を支持することができる。これにより、流体室８０の容積或いは流体室８０に形成される吸入部５１の面積を確保することができ、ポンプ効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における、ポンプ装置１の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における、回転体１０の組み立て図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・電動ウォータポンプ（ポンプ装置）
１０・・・回転体
１０ａ・・・第１軸受部
１０ｂ・・・第２軸受部
１１・・・ロータ
１１ａ・・・永久磁石
１２・・・インペラ
２０・・・駆動部
３０・・・隔壁部
５０・・・ケース
５１・・・吸入口
５２・・・吐出口
６０・・・シャフト
６０ａ・・・第１係合部
６０ｂ・・・第２係合部
８０・・・流体室
【図１】
2006009707.tif 000003
【図２】
2006009707.tif 000004