(57)【要約】【目的】インペラのシャフトを支持する軸受部が一箇所のみであっても、シャフトの振れを最小限に抑えることができるウォータポンプにすること。【構成】ポンプカバー１と、仕切り壁部２１を有するモータケース２と、ポンプ室Ｓ内に回転自在に収納されるインペラ３１とシャフト３２と、ラジアル軸受４と、前記シャフト３２が圧入固着されるシャフト接続部５２が形成されるロータベース５と、ロータベース５の外周に固着されるインナーマグネット６１と、モータケース２内に装着されたステータコア６２とからなること。仕切り壁部２１には略円筒形状の軸受収納部２３が形成され、該軸受収納部２３にラジアル軸受４が挿入固定され、該ラジアル軸受４は前記ロータベース５内に配置され、ラジアル軸受４の軸方向全長が前記インナーマグネット６１の軸方向全長の略領域内に位置してなること。【選択図】      図１
2011032923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプカバーと、該ポンプカバーと共にポンプ室を形成する仕切り壁部を有するモータケースと、前記ポンプ室内に回転自在に収納されるインペラと、該インペラに直結すると共に前記仕切り壁部に形成されたシャフト貫通孔から前記モータケース内に貫通挿入するシャフトと、該シャフトを軸支するラジアル軸受と、略円筒形状の筒状部と該筒状部内の直径方向中心に形成され前記シャフトが圧入固着されるシャフト接続部が形成されるロータベースと、該ロータベースの外周に固着されるインナーマグネットと、該インナーマグネットの外周に位置してモータケース内に装着されたステータコアとからなり、前記仕切り壁部には前記シャフト貫通孔を直径中心とした略円筒形状の軸受収納部が形成され、該軸受収納部に軸方向に沿って前記ラジアル軸受が挿入固定され、前記ラジアル軸受は前記ロータベース内に配置されると共に、前記ラジアル軸受の軸方向全長が前記インナーマグネットの軸方向全長の略領域内に位置してなることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記ラジアル軸受は、軸方向全長が前記インナーマグネットの軸方向全長の仮想中心線に交わるようにしてなることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項３】
請求項１において、前記ラジアル軸受は、軸方向全長が前記インナーマグネットの軸方向全長の仮想中心線に交わるようにすると共に、前記ロータベースのシャフト接続部の軸方向全長は前記インナーマグネットの軸方向全長領域内に位置してなることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか1項の記載において、前記ロータベースのシャフト接続部箇所には、弾性部材を介してスラスト軸受が装着され、前記ラジアル軸受と前記スラスト軸受とは相互に摺動自在に接触されてなることを特徴とするウォータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラのシャフトを支持する軸受部が一箇所のみであっても、シャフトの振れを最小限に抑えることができるウォータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境的な観点から低燃費車両への期待・要望が益々高まってきている。低燃費を達成するために様々な手段が開発，実施がなされているが、車両のハイブリッド化に伴い車両に搭載される各構成部品の電動化の開発及び実施も急ピッチで進められている。その中でも、ウォータポンプはエンジンの冷却だけに留まらず、車両内の様々な部品の温度の最適化（最適温度になるよう上下させる）を担う部品であり、車両に欠かせない部品となっている。
【０００３】
そして、ハイブリッド化によりウォータポンプに関しても電動化の開発，実施が急ピッチで進められている。またそのような電動ウォータポンプにおいて、近時の更なる高効率化・軽量化の要求に応えるべく、モータのステータコア（電磁石）が磁石を内蔵したインペラを直接回転駆動させるモータ部分とポンプ部分とが一体となった、いわゆる「一体型の電動ウォータポンプ」と呼ばれるものも開発，実施されている。以下、上記ポンプを「一体型の電動ウォータポンプ」と呼ぶ。
【０００４】
一体型の電動ウォータポンプにおいて、インペラは回転体であるため、その回転体を回転自在に支持する軸受が配置される。そして一般には軸受は、回転体であるインペラのシャフトの軸方向の前後において１箇所ずつ、計２箇所配置される。このような方式が広く開発，実施されている。
【０００５】
しかし、上記の構成とは別に一体型の電動ウォータポンプにおいて、インペラの軸受が１箇所のみに配置されるものも存在する。そのような構造の例として以下の特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平６−３０４９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、図１及び段落[００１０]等に記載されているように、軸受部は１箇所のみに配置される。一体型の電動ウォータポンプに限らず、全てのウォータポンプにおいて、インペラが設けられているポンプ室では、吸入側は高回転になる程、より一層負圧になり、低回転ではほとんど負圧にならないものである。すなわちインペラが回転している限り、吸入側は負圧となっているが、回転数や流体の流れ込み方の影響によってインペラが受ける負荷の大きさは時々刻々と変化する。
【０００８】
それは、エンジン振動等のポンプ以外の要因も絡んでくるため、予測不能であり、且つランダムに変動する。そのためインペラのシャフトに一つの軸受が一体的に装着されたタイプのものでは、インペラは吸入側の負圧の大小によって、吸入側に強く引っ張られることもあれば、弱く引っ張られることもあり、且つ負荷もランダムの大きさで働くため、軸受と一体となったインペラも軸方向やラジアル方向（径方向）にランダムに微振動する。
【０００９】
そこで、軸受にはシャフトのラジアル方向（径方向）と軸方向におけるズレを防止する機能が必要であり、１つの軸受でラジアル方向（径方向）及び軸方向両方のズレを防止する構成とする場合があり、またラジアル方向（径方向）のズレを防止する軸受と、軸方向のズレを防止する軸受の２つが１組となっている場合もある。以下、ラジアル方向（径方向）のズレを防止する軸受をラジアル軸受、軸方向のズレを防止する軸受をスラスト軸受と呼ぶ。負圧による吸引力により、ラジアル軸受とスラスト軸受には軸方向にランダムに微振動による衝突を繰り返しながらインペラは回転している。
【００１０】
特許文献１の内容を概説する。なお、特許文献１における構成部材に付された符号は全て括弧付きとし、後述する本発明の構成部材の符合と区別する。羽根車(10)及び被駆動マグネット部(6a)は回転軸部(11)をもって一体に連結されている。そして羽根車(10)と被駆動マグネット(6a)の中間部分には、軸受部(A)が配置されている。すなわち羽根車(10)を含む一体の部材は軸受部(A)を支点として回転することとなる。そして、特許文献１の図１から明らかなように、駆動マグネット部(6ｂ)と被駆動マグネット(6a)の軸方向の位置は軸受部(A)の軸方向の位置とは、互いにズレて配置されている。
【００１１】
これは、軸受部(A)の方が羽根車(10)寄りに近く配置され、駆動マグネット(6ｂ)と被駆動マグネット(6a)は軸方向に見て羽根車(10)からは遠く配置されているものである。そして、駆動マグネット(6ｂ)と被駆動マグネット(6a)は、ラジアル方向（径方向）に対向して配置されている。すなわち、駆動マグネット(6b)と被駆動マグネット(6a)間にはラジアル方向（径方向）に磁力による吸引，反発力が発生している。
【００１２】
そして、駆動マグネット(6b)と、被駆動マグネット(6a)と、軸受部(A)の軸方向の相対位置及び磁力の中央は、特許文献１の図１から明らかなように、軸方向に沿って、大きくズレているため、軸受部(A)を支点として歳差運動（止まりかけたコマのような運動）すなわち、インペラの回転軸部(11)が傾きながら回転してしまうことになる。ここで、羽根車(10)を含む一体の部材は歳差運動を行いながら回転するため、軸受(13)の孔形状は、傾いた回転軸部(11)によって略円錐孔形状（或いはラッパ状、ロート形状等）に摩耗していく。
【００１３】
軸受(13)の孔が略円錐孔形状に摩耗すると、羽根車(10)を含む一体の部材はより一層大きく歳差運動を行うようになる。すると駆動マグネット(6b)と被駆動マグネット(6a)の距離はさらに近付いていくため、磁力もこれらのことに伴ってさらに増加してしまうことになる。この磁力の更なる増加により、軸受(13)の孔の摩耗はより一層進展していくという悪循環に陥ってしまう。また上述の「軸方向の微振動による衝突」によっても軸受(13)の孔の摩耗はより一層促進されてしまうものである。
【００１４】
これは回転軸部(11)が歳差運動により傾いて回転している時に、軸方向に微振動による衝突が起きることで、軸受(13)の孔の摩耗が促進されるということである。そして、回転軸部(11)の傾きによる歳差運動により軸受(13)が一旦、摩耗し出すと、軸方向の微振動による衝突による摩耗との相乗効果で加速度的に摩耗が進展していってしまう。そのために、特許文献１の構造は耐久性が低いものであり、特許文献１の構造では使用時間の短いものや、或いは回転数の低いものとした場合でしか使用することができないものであった。
【００１５】
また別の観点から検討すると、特許文献１では、モータによって回転駆動される駆動マグネット部(6b)の中央と、羽根車(10)と一体となった被駆動マグネット部(6a)の中央と、回転軸部(11)と被駆動マグネット部(6a)を連結する部材の中央は一直線上に揃っている。また、磁力の中央と回転軸部(11)と被駆動マグネット部(6a)を連結する部材の中央は一直線上に揃っている。駆動マグネット部(6b)と被駆動マグネット部(6a)には、磁石同士でラジアル方向（径方向）に磁力による吸引，反発力が働く。その磁力による吸引，反発力が働く一直線上に回転軸部(11)と被駆動マグネット部(6a)を連結する部材を配置するのが、磁力の掛かる方向のバランスを考えると妥当な設計と考えられていた。
【００１６】
しかし、このような配置では、マグネットカップリング（駆動マグネット部(6b)及び被駆動マグネット部(6a)）の中央に配置されるのは、回転軸部(11)と被駆動マグネット部(6a)を連結する部材となるため、軸受(13)は前記マグネットカップリングの中央の位置から外れた位置に配置しなければならない。前記軸受(13)がマグネットカップリングの中央の位置から外れた位置に配置されるため、特許文献１に図示されるように軸受部(A)は被駆動マグネット部(6a)部分から、はみ出して配置されるため、必要以上にスラスト方向に（軸方向に）長いポンプとなってしまい、その結果大型化することになる。
【００１７】
また、軸受部(A)が磁力による吸引，反発力の方向の中央から軸方向に沿って距離Ｌｏの量だけ外れて配置されているため、軸受(13)に軸支された回転軸部(11)は片持梁のように曲げモーメントＬｏｍが作用することになる。そして、この曲げモーメントＬｏｍによって、回転軸部(11)が傾きながら回転することになり、歳差運動が生じる〔図７（Ｃ）及び（Ｄ）参照〕。この回転軸部(11)の歳差運動により前記軸受(13)には略円錐孔形状（略ラッパ形状）に摩耗が進展して耐久性が低くなってしまうものである。そこで、本発明の目的（技術的課題）は、インペラシャフトを支持する軸受を１箇所のみとしたタイプのマグネットカップリング式のウォータポンプのシャフトにインペラの回転駆動時に歳差運動の防止或は低減が図れ、安定したインペラの回転を行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、ポンプカバーと、該ポンプカバーと共にポンプ室を形成する仕切り壁部を有するモータケースと、前記ポンプ室内に回転自在に収納されるインペラと、該インペラに直結すると共に前記仕切り壁部に形成されたシャフト貫通孔から前記モータケース内に貫通挿入するシャフトと、該シャフトを軸支するラジアル軸受と、略円筒形状の筒状部と該筒状部内の直径方向中心に形成され前記シャフトが圧入固着されるシャフト接続部が形成されるロータベースと、該ロータベースの外周に固着されるインナーマグネットと、該インナーマグネットの外周に位置してモータケース内に装着されたステータコアとからなり、前記仕切り壁部には前記シャフト貫通孔を直径中心とした略円筒形状の軸受収納部が形成され、該軸受収納部に軸方向に沿って前記ラジアル軸受が挿入固定され、前記ラジアル軸受は前記ロータベース内に配置されると共に、前記ラジアル軸受の軸方向全長が前記インナーマグネットの軸方向全長の略領域内に位置してなるウォータポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１９】
請求項２の発明を、請求項１において、前記ラジアル軸受は、軸方向全長が前記インナーマグネットの軸方向全長の仮想中心線に交わるようにしてなるウォータポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１において、前記ラジアル軸受は、軸方向全長が前記インナーマグネットの軸方向全長の仮想中心線に交わるようにすると共に、前記ロータベースのシャフト接続部の軸方向全長は前記インナーマグネットの軸方向全長領域内に位置してなるウォータポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１，２又は３のいずれか1項の記載において、前記ロータベースのシャフト接続部箇所には、弾性部材を介してスラスト軸受が装着され、前記ラジアル軸受と前記スラスト軸受とは相互に摺動自在に接触されてなるウォータポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明では、ラジアル軸受のスラスト方向の全体をインナーマグネットの軸方向の領域内に配置したことで、インナーロータのシャフトには、歳差運動は発生しにくくなり、ラジアル軸受の摩耗が抑制される。そのために、ラジアル軸受の寿命が延び、もって電動ウォータポンプそのものの寿命が延びる。更に、ラジアル軸受の軸方向長さの全てをインナーマグネットの軸方向の領域内に収まるようにしたことで、電動ウォータポンプの軸方向長さを短くし、ウォータポンプ全体をより一層小型化及び軽量化することができる。
【００２１】
請求項２の発明では、インナーマグネットの軸方向全長の仮想中心線に、ラジアル軸受の軸方向全長が交わるようにしたものである。これによって、シャフトにはより一層歳差運動が発生し難い構成にできる。請求項３の発明では、前記ラジアル軸受と共にロータベースのシャフト圧入孔部が形成された接続部がインナーマグネットの軸方向の領域内に収まる構成とすることによってポンプ全体としてもっとも寸法を小さくできるものである。
【００２２】
請求項４の発明では、電動ウォータポンプで発生する軸方向の微振動を弾性部材が使用されることによって、吸収することができ、ラジアル軸受に衝撃が伝達しないようにすることができる。そして、特に、衝撃に弱いセラミックであっても、これを軸受として使用することができる。セラミックをスラスト軸受として使用することにより、高耐熱、耐薬品（クーラント）、高硬度、高耐久という性能を有するものにでき、経時変化も少なく軸受寿命を長くすることができる。 
【００２３】
また、前記弾性部材が収納部とラジアル軸受との間に装着されることにより、万が一、インペラのシャフトが歳差運動をしてしまっても、スラスト軸受の背面側には弾性部材によって緩衝保護されているため、弾性部材の弾性伸縮によってスラスト軸受は均一にラジアル軸受に摺動し続けることが可能となる。よってカーボンであるラジアル軸受は軸方向に沿って均一に摩耗させることができ、ラジアル軸受の軸受寿命を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）は本発明のウォータポンプの縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図である。
【図２】（Ａ）はモータケースとインペラ部とラジアル軸受とを分離した状態の縦断側面図、（Ｂ）は、モータケースの要部及びラジアル軸受の一部切除した斜視図である。
【図３】（Ａ）はインナーロータと保護部材とを分離した状態の縦断側面図、（Ｂ）は、ロータベースとスラスト軸受と弾性部材とを分離した状態の縦断側面図である。
【図４】（Ａ）はモータケースに挿入固定されたラジアル軸受とインナーロータとを分離した状態の縦断側面図、（Ｂ）はラジアル軸受とスラスト軸受との摺接箇所の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）はラジアル軸受とインナーロータとの組合わせ状態を示す拡大縦断側面図、（Ｂ）はラジアル軸受とシャフト接続部とがインナーマグネットの軸方向全長の領域内に収められている状態の略示図である。
【図６】（Ａ）はラジアル軸受がインナーマグネットの軸方向中央の仮想線に交わった構成の略示図、（Ｂ）はラジアル軸受がインナーマグネットの軸方向全長の領域内に収められた状態の略示図、（Ｃ）はラジアル軸受がインナーマグネットの軸方向全長の領域内から僅かに突出した状態の略示図である。
【図７】（Ａ）は本発明の組合わせの第１実施形態において歳差運動を防止する構成を示す略示図、（Ｂ）はラジアル軸受の軸方向がインナーロータの重心と交わる状態を示す略示図、（Ｃ）及び（Ｄ）は従来技術を示す略示図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の主な構成は、図１に示すように、ポンプカバー１、モータケース２、インペラ３１、シャフト３２、ラジアル軸受４、ロータベース５、インナーマグネット６１、ステータコア６２等から構成される。ポンプケーシングは、主に前記ポンプカバー１とモータケース２とから構成されるものであり、前記ポンプカバー１は吸入ポート及び吐出ポートを有している。モータケース２は、仕切り壁部２１の外周に円筒形状の側壁面部２２が形成されている。
【００２６】
モータケース２の仕切り壁部２１の外面側と、ポンプカバー１の内面側によって、ポンプ室Ｓが形成される〔図１（Ａ）参照〕。モータケース２における、前記仕切り壁部２１には、後述するシャフト３２が貫通するシャフト貫通孔２１１が形成され、該シャフト貫通孔２１１を直径中心として略円筒形状の軸受収納部２３が形成されている〔図１，図２（Ａ）参照〕。該軸受収納部２３は、後述するラジアル軸受４を収納し、固定する役目をなすものである。
【００２７】
インペラ部材３については、図２（Ａ）に示すように、インペラ３１とシャフト３２とから構成され、シャフト３２の先端部には、インペラ３１が圧入により接続固着されたり、ネジ止めにより接続固着される。また、シャフト３２部分は、水没することもあり、錆びにくい材質が使用される必要がある。具体的には、ステンレス等を使用するのが好ましい。インペラ３１は、樹脂製であるが、インペラ３１の中央部分には金属部材がインサート状に一体成形され、その金属部材に前記シャフト３２が圧入されたり、ネジ止めされたりすることでインペラ３１とシャフト３２とが極めて強固に一体化されるものである。
【００２８】
ラジアル軸受４は、図２に示すように、略円筒形状の本体部４１と、略円板形状の鍔状部４２とから構成されている。前記本体部４１は、前記モータケース２の軸受収納部２３に軽圧入（圧入荷重の低い圧入手段）により収納固定され、完全に収納された状態で前記鍔状部４２は前記軸受収納部２３から露出している〔図４（Ａ）参照〕。前記鍔状部４２の軸方向端面は、後述するスラスト軸受７に対して接触しつつ回転方向に摺動するための摺接面４２ａが形成されている。さらにラジアル軸受４は、軸方向に沿って軸受孔４３が形成され、シャフト３２が貫通し、円滑に回転自在となるように軸支されている。また鍔形状により摺接面４２ａの面積を更に大きくでき、摩耗をより減少できる。
【００２９】
前記ラジアル軸受４の材質は、カーボンであるが、使用条件を考慮して、セラミック、金属、樹脂等を選択する場合もある。ラジアル軸受４は、前記軸受収納部２３に軽圧入（圧入荷重の低い圧入手段）により圧入固着されている。そして、ラジアル軸受４は、シャフト３２をラジアル方向（径方向）外側から回転自在に支持し、ラジアル方向（径方向）のズレを防止する役目をなす。
【００３０】
ロータベース５は、図３に示すように、後述するインナーマグネット６１，スラスト軸受７及び弾性部材８等と共にインナーロータＡを構成するものであり、モータケース２内部で回転し、インペラ３１及びシャフト３２を回転させる役目をなす。ロータベース５は、円筒状の筒状部５１の内周側で且つ直径方向中心となる位置に接続用貫通孔５２４を有するシャフト接続部５２が形成される。該シャフト接続部５２は、フランジ状板５２１，圧入支持部５２２及び突出部５２３が形成されている。前記フランジ状板５２１は、筒状部５１の内周側で且つ該筒状部５１の軸方向に直交して形成された薄板形状である〔図３（Ａ）参照〕。
【００３１】
前記圧入支持部５２２は略扁平円筒形状に形成されたものであり、前記フランジ状板５２１の圧入支持部５２２が形成された側とは反対側に突出部５２３が形成される〔図３（Ｂ）参照〕。そして、前記フランジ状板５２１，圧入支持部５２２及び突出部５２３には直径中心位置に前記接続用貫通孔５２４が筒状部５１の軸方向に沿って形成される。該接続用貫通孔５２４には、シャフト３２が圧入固着される。筒状部５１の内周側には、前記ラジアル軸受４及び前記軸受収納部２３が余裕を有して挿入される構造である。ロータベース５の筒状部５１の外周側には、インナーマグネット６１が装着されるための装着溝５３が周方向に沿って形成されている。
【００３２】
ロータベース５は、鉄系金属によって形成される。また、錆防止のためステンレスを使用すれば、なお良い。インナーマグネット６１の内周側に鉄系金属のロータベース５が配置されているため、インナーマグネット６１の磁力は内周側には漏れず、大部分が外周側に向けて放出される。その外周側には電磁石であるステータコアが近接して配置されているため、磁力の無駄が発生せず、磁力の使用効率を高くすることができる。磁力を使用したい方向の逆側に逃がさないようにするために上記ロータベースは磁力を使用したい方向とは反対側の内周側に配置される。さらに、図１（Ｂ），図３（Ａ）において、符号９は保護部材であり、ロータベース５にインナーマグネット６１が装着された状態で、該インナーマグネット６１を被覆して保護する役目をなすものである。
【００３３】
インナーマグネット６１は、プラスチックマグネットとし、前記ロータベース５に一体成形されるものであり、前記ロータベース５の装着溝５３に溶融したプラスチックマグネットが流し込まれ、冷却することで硬化し、プラスチックマグネットとしてインナーマグネット６１がロータベースに固着される。このように、プラスチックマグネットとしたインナーマグネット６１は、微細な磁石粉に結合用の樹脂を混合したものであり、溶融時に磁力をかけながら冷却して固化させると磁力の向きが揃い、磁石としての効果を最大限に発揮することができるものである。
【００３４】
このインナーマグネット６１の磁石部分には、一般的なフェライト系磁石でも構わないが、ネオジウム系磁石（Ｎｄ（ネオジウム）・Ｆｅ（鉄）・Ｂ（ホウ素）を主原料）を用いることで、一層高い磁力を生み出せるため好ましい。本発明の実施形態では、インナーマグネット６１は、ネオジウム系プラスチックマグネットを使用しているが、フェライト系プラスチックマグネットを使用しても良い。また、ロータベース５に通常の焼結マグネットを接着剤等で接着しても構わない。
【００３５】
ステータコア６２は、具体的には電磁石であり、薄い鉄板を数多く貼り合わせて構成された積層構造や、鉄粉を焼き固めた焼結により作られる一体構造部材の周りを巻き線で数十回乃至数百回巻き付けたものである。該ステータコア６２自体は、周方向に偶数の磁力発生部があり、該磁力発生部間をスロットと称し、通常６や１２スロットが使用される。ステータコア６２は、前記モータケース２の内部に固定される〔図１（Ａ）参照〕。
【００３６】
また、インナーマグネット６１の極数として４極や８極を使用することが多く、前記スロット数に適合して決定される。そして、ステータコア６２の磁力の向きや大きさを順番に切り替えていくことで、ロータベース５に装着された前記インナーマグネット６１に与える回転駆動力が変化し、前記ロータベース５と共にシャフト３２及びインペラ３１を回転させるものである。
【００３７】
ロータベース５には、図１，図４，図５（Ａ）に示すように、スラスト軸受７及び弾性部材８が装着されている。スラスト軸受７は、前記ラジアル軸受４と共に使用されるものであり、前記ロータベース５の軸方向における支持の役目をなすものであり、前記ラジアル軸受４の摺接面４２ａと接触しつつ、スラスト軸受７が回転するものである。弾性部材８は、シャフト３２の軸方向の微振動を吸収し、前記スラスト軸受７を衝撃から保護する。該弾性部材８によって、前記スラスト軸受７は、衝撃に弱いセラミックス製等の材質が使用できる。さらに前記シャフト３２の微振動の吸収により、加工精度に起因するスラスト軸受７の軸受面の傾いた面当たりを前記弾性部材８の弾性変形により補正し、ラジアル軸受４の摺接面との接触による偏摩耗を防止する事も可能である。
【００３８】
スラスト軸受７は、その材質としてＳｉＣ（炭化ケイ素）或いはアルミナ等のセラミックが使用され、前記ラジアル軸受４と前記ロータベース５の間に配置され、軸方向の負荷状態で回転時の摺動抵抗を低減する役目をなす軸受である。さらに、スラスト軸受７とロータベース５との間には、前記弾性部材８が配置されている。該弾性部材８は、ゴム等の弾性を有する部材から形成されたものであり、特に振動吸振性の良好な材質の使用が好ましい。
【００３９】
弾性部材８は、図３（Ｂ）に示すように、略環形状であり、直径方向の中心位置に貫通孔８１が形成されており、且つ外周部８２は大径部８２ａと小径部８２ｂとから形成される。前記大径部８２ａと前記小径部８２ｂとの段差面は平坦面とした段差部８２ｃが形成されている。弾性部材８は、前記貫通孔８１が前記ロータベース５のシャフト接続部５２における突出部５２３に貫通され、前記大径部８２ａ側が前記シャフト接続部５２のフランジ状板５２１に接触してロータベース５に設置固定されるものである。
【００４０】
前記スラスト軸受７の軸孔７１の内径は、弾性部材８の小径部８２ｂの外径よりも僅かに小さくなっており、スラスト軸受７の軸孔７１は前記弾性部材８の小径部８２ｂに軽圧入によって固着される。前述したように、ロータベース５の筒状部５１の外周側面にインナーマグネット６が装着され、前記筒状部５１の内方にはスラスト軸受７及び弾性部材８が装着され、このように組合わされたものをインナーロータＡと称する。
【００４１】
次に、本発明における組付状態について述べる。前記シャフト３２は前記ラジアル軸受４及びスラスト軸受７のみによって回転自在に支持されるものである。そして、シャフト３２は、前記ロータベース５のシャフト接続部５２に圧入により固着される。ロータベース５は、前記シャフト接続部５２に前記シャフト３２が圧入されているが、圧入されている箇所は前記インペラ３１から極力遠い位置である（もしくはシャフト３２の軸端面と同一面である）。
【００４２】
上記構成では、次に示す条件を備えている。まず、前記ラジアル軸受４は、前記ロータベース５内に配置されており、前記ラジアル軸受４の軸方向全長の長さＬａが前記インナーマグネット６１の軸方向全長の長さＬｂの略領域内に位置することである。すなわち、ラジアル軸受４は、その軸方向の全長（全体）が、インナーマグネット６１の軸方向全長の領域に収まっている構成である〔図５，図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。さらに、本発明では、ラジアル軸受４の軸方向全長の端部箇所がインナーマグネット６１の軸方向全長の領域から僅かに突出することも含まれる。つまり、ラジアル軸受４の軸方向全長がインナーマグネット６１の軸方向全長の略領域内に位置するものとしたものである。この僅かな突出量Ｌｔは、１乃至５ミリという数ミリ程度のものである〔図６（Ｃ）参照〕。
【００４３】
また、前記ラジアル軸受４は、軸方向全長が前記インナーマグネット６１の軸方向全長の仮想中心線Ｑに交わるようすることもあり、特に本発明において好ましい構成となる〔図５，図６（Ａ）参照〕。前記仮想中心線Ｑとは、前記インナーマグネット６１の軸方向中央位置で且つ軸方向に直交する方向となる仮想された線である。上記構成を換言すると、インナーマグネット６１の軸方向全長の長さの中央を、前記ラジアル軸受４が軸方向に沿って跨る状態となっている。さらに、前記ラジアル軸受４は、その軸方向全長が前記インナーマグネット６１の軸方向全長の仮想中心線Ｑに交わるようにすると共に、前記ロータベース５のシャフト接続部５２の軸方向全長は前記インナーマグネット６１の軸方向全長の領域内に位置するように構成されることもあり、より一層好ましい構成である（図５参照）。
【００４４】
まず、ラジアル軸受４の軸方向全長の長さＬａと、ロータベース５のシャフト接続部５２の圧入領域の全長を合わせた総合の長さＬｄは、前記インナーマグネット６１の軸方向全長の領域の長さＬｂの範囲内に収まるように構成される。これによって、まず、ラジアル軸受４の位置と、インナーマグネット６１の軸方向中央位置の仮想中心線Ｑとの間隔Ｌｍを極めて小さくすることができる〔図７（Ａ）参照〕。さらに、ポンプの軸方向の全長として見たときに、その軸方向の長さを最小にすることができる〔図５（Ｂ），図７（Ａ）参照〕。
【００４５】
前記構成は、換言すると、インナーロータＡを次のように仮定することができる。すなわち、ラジアル軸受４の軸方向全長の長さの領域内に前記インナーロータＡの重心Ｇが位置している状態となる構造とするものである。つまり、この構造は、前記ロータベース５の筒状部５１を略カップ形状として仮定して見ると、前記シャフト３２は、カップ形状としたロータベース５の筒状部５１に入り込み、カップの底にシャフト３２の軸端部が固着された構成に相似するものである〔図７（Ｂ）参照〕。
【００４６】
ここで、ラジアル軸受４も、カップ形状と仮定した筒状部５１内に収まり、インナーロータＡの重心Ｇの位置が、前記ラジアル軸受４の軸方向全長の長さＬａの領域内に収まるようにセットされる。このようにすることで、カップ形状に仮定されたロータベース５が回転しても、インナーロータＡの重心Ｇがラジアル軸受４の軸方向全長の長さＬａの領域内に位置しているので、ロータベース５が大きく振れることなく安定した状態で回転することができる〔図５（Ｂ）参照〕。つまり、前述した構成が確保されていれば、ラジアル軸受４に対して、前記シャフト３２が軸方向に傾くことがなく、シャフト３２の歳差運動が生じることなく、よってラジアル軸受４の軸受孔４３が円錐孔（漏斗）状に摩耗されることがない。
【００４７】
図７（Ｃ）は、従来技術の略示図であるが、ラジアル軸受の部分と、インナーマグネットの部分とが間隔Ｌｏによって大きく離れており、シャフトには、ラジアル軸受の軸支部分を支持端部としてインナーマグネット装着部の磁力やその他の要因による曲げモーメントが生じており、これによって、シャフトが倒れ、歳差運動が生じ易くなる。同様に、図７（Ｄ）も従来技術の略示図を別の形状で表現したものである。これはカップ形状に仮定したインナーロータの開口部分と反対側から底部にシャフトの軸端部を固着したものであり、ラジアル軸受の位置に対してインナーロータの重心Ｇｏの位置が離れており、シャフトが回転することによってインナーロータが大きく振れ、歳差運動をしていることが確認できる。すなわち、従来技術では、シャフトに歳差運動が生じるものである。
【００４８】
前記ロータベース５のシャフト接続部５２が、インナーマグネット６１の軸方向全長の長さＬｂの領域から、突出しない構成を可能とした本発明の特徴について説明する。つまり、ロータベース５のシャフト接続部５２にインペラ３１側に向かって突出部５２３が形成されていることで、圧入支持部５２２の圧入深さ寸法Ｌｅに加えて突出部５２３の突出寸法Ｌｆの分だけ圧入長さを長く確保することが可能となる。その結果として、シャフト接続部５２のシャフト３２の圧入深さの総合寸法Ｌｄは大きくなり、シャフト３２とロータベース５とが強固に接続固着され、シャフト３２とロータベース５とが剛体となり、極めて強固な構成を有する。すなわち、突出部５２３を径方向内周側に配置し、スラスト軸受７を径方向外周側に配置し、且つ軸方向から見たときに突出部５２３とスラスト軸受７をオーバーラップさせることで軸方向の長さをより一層コンパクトにでき、ラジアル軸受４及びシャフト接続部５２の両方がインナーマグネット６１の軸方向全長の長さＬｂの領域から、突出しない構成とすることができるものである。
【００４９】
本発明では、前述したように、ラジアル軸受４の軸方向全長の長さＬaを、前記インナーマグネット６１の軸方向全長の長さＬｂの領域内に配置したものである。また、ステータコア６２とインナーマグネット６１の軸方向中央における軸方向の位置は一致するのが一般的であり、インナーマグネット６１の軸方向全長の長さＬｂと、ステータコア６２の軸方向全長の長さは略同等であることが多い。前述したように磁力による駆動力は、ステータコア６２とインナーマグネット６１の間にラジアル方向（径方向）に働き、ラジアル軸受を支点としてインナーロータは回転している。
【００５０】
上記構成により、ラジアル軸受４に掛かる力は、該ラジアル軸受４の軸方向全長の範囲内に作用し、捩れる方向には加わらないため、シャフト３２を含めてインナーロータＡの歳差運動は抑制される。そして、歳差運動を発生しにくくできるため、ラジアル軸受の摩耗は非常に少なく抑えられる。これは、磁力による駆動力が発生する軸方向の位置と、ラジアル軸受４の軸方向の位置とを一致させることで奏せられる効果である。さらに、前記ラジアル軸受４は、軸方向全長の長さＬａが前記インナーマグネット６１の軸方向全長の仮想中心線Ｑに交わるようにすることが好ましい。
【００５１】
上記構成では、ステータコア６２の磁力による駆動力が発生する軸方向の中央の位置に、ラジアル軸受４が跨るように配置されるため、シャフト３２には歳差運動を誘起するような力の発生を略ゼロ或はより一層低減することが可能である。また、前記ロータベース５のシャフト接続部５２が前記インナーマグネット６１の軸方向全長の長さＬｂの領域内に収まることによって、電動ウォータポンプ全体としての軸方向の寸法を最も短くすることが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１…ポンプカバー、２…モータケース、２１…仕切り壁部、２１１…シャフト貫通孔、
２３…軸受収納部、Ｓ…ポンプ室、３１…インペラ、３２…シャフト、
４…ラジアル軸受、５…ロータベース、５２…シャフト接続部、
６１…インナーマグネット、６２…ステータコア、７…スラスト軸受、
８…弾性部材、Ｑ…仮想中心線。
【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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【図６】
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【図７】
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