(57)【要約】【課題】湾曲部の内面から延びてインペラを回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成する支持構成部を連結するリブが形成された部分での圧力損失を小さくすることができるポンプ側ケースを提供する。【解決手段】ポンプ側ケース３は、インペラ収容部Ｘ側から流入口３ｅ側に向かうほど内径が小さくなるように断面が湾曲して形成された湾曲部３ｂと、湾曲部３ｂから流入口３ｅの中心軸線側に延びるリブ３ｇと、リブ３ｇの先端に設けられるとともに流入口３ｅの中心軸線上に配置されインペラ部材５を支持するための支持軸部の一部である支持部３ｈとを備える。支持部３ｈは、湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部よりインペラ収容部Ｘ側に形成される。リブ３ｇは、湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部から支持部３ｈに直線状に延び、自身と湾曲部３ｂと支持部３ｈとで構成されるリブ部通路Ｔの通路面積が流入口３ｅの通路面積より大きくなるように設定される。【選択図】      図２
2005090255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラを収容するインペラ収容部側から流入口側に向かうほど内径が小さくなるように断面が湾曲して形成された湾曲部と、
前記湾曲部の内面から前記流入口の中心軸線側に延びるリブと、
前記リブの先端に設けられるとともに前記流入口の中心軸線上に配置され前記インペラを回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成する支持構成部と
を備えたポンプ側ケースであって、
前記支持構成部は、前記湾曲部の流入口側端部より前記インペラ収容部側に形成され、
前記リブは、前記湾曲部の流入口側端部から支持構成部に直線状に延び、自身と前記湾曲部と支持構成部とで構成されるリブ部通路の通路面積が前記流入口の通路面積以上となるように設定されたことを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ側ケースにおいて、
前記リブは、前記中心軸線の周方向に複数形成されることを特徴とするポンプ側ケース。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプ側ケースにおいて、
前記リブは、等角度間隔に形成されることを特徴とするポンプ側ケース。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ側ケースと、
前記ポンプ側ケースに固定され、該ポンプ側ケースと共にポンプ室を構成する駆動側ケースと、
前記駆動側ケースに収容され前記インペラを回転駆動する駆動部と
を備えたことを特徴とする流体ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラが収容されるポンプ室の一部を構成するポンプ側ケース及び流体ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体ポンプ装置としては、その内部が主にポンプ室を構成するポンプ側ケースと、ポンプ側ケースに略収容されるインペラと、ポンプ側ケースに固定される駆動側ケースと、駆動側ケースに収容されインペラを回転駆動するための駆動部（モータ）とを備えたものがある。そして、ポンプ側ケースとしては、その内周側にインペラが配置される略円筒形状のポンプ筒部と、ポンプ筒部の一端から軸方向に延びるとともに延びるほど内径が小さくなるように断面が湾曲して形成される湾曲部と、湾曲部の一端から略円筒形状に延びその先端に流入口が形成される流入筒部とを備えたものがある。尚、流出口はポンプ筒部の側部に形成される。そして、このようなポンプ側ケースには、湾曲部の内面から流入口の中心軸線側に延びるリブと、リブの先端に設けられるとともに流入口の中心軸線上に配置されインペラを回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成する支持構成部とを備えたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９３６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術におけるリブは、その形状が複雑で流れの大きな抵抗となったり、リブが形成された部分における通路の面積を流入口の通路面積より小さくしてしまい、リブが形成された部分での圧力損失が大きかった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、湾曲部の内面から延びてインペラを回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成する支持構成部を連結するリブが形成された部分での圧力損失を小さくすることができるポンプ側ケース及び流体ポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、インペラを収容するインペラ収容部側から流入口側に向かうほど内径が小さくなるように断面が湾曲して形成された湾曲部と、前記湾曲部の内面から前記流入口の中心軸線側に延びるリブと、前記リブの先端に設けられるとともに前記流入口の中心軸線上に配置され前記インペラを回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成する支持構成部とを備えたポンプ側ケースであって、前記支持構成部は、前記湾曲部の流入口側端部より前記インペラ収容部側に形成され、前記リブは、前記湾曲部の流入口側端部から支持構成部に直線状に延び、自身と前記湾曲部と支持構成部とで構成されるリブ部通路の通路面積が前記流入口の通路面積以上となるように設定される。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のポンプ側ケースにおいて、前記リブは、前記中心軸線の周方向に複数形成される。
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のポンプ側ケースにおいて、前記リブは、等角度間隔に形成される。
【０００７】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ側ケースと、前記ポンプ側ケースに固定され、該ポンプ側ケースと共にポンプ室を構成する駆動側ケースと、前記駆動側ケースに収容され前記インペラを回転駆動する駆動部とを備えた流体ポンプ装置を要旨とする。
【０００８】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、湾曲部の内面から前記流入口の中心軸線側にリブが延び、リブの先端に設けられるとともに流入口の中心軸線上に配置される支持構成部等にて構成される支持軸部にインペラが回転可能に支持される。そして、リブは、湾曲部の流入口側端部からインペラ収容部側に形成された支持構成部に直線状に延びる。そして、リブは、自身と湾曲部と支持構成部とで構成されるリブ部通路の通路面積が流入口の通路面積以上となるように設定されるため、リブが形成された部分での圧力損失が低減される。更に、リブは、湾曲部の流入口側端部から形成されるため、該湾曲部の流入口側端部を境にして、ポンプ側ケースを成形するための型の型割りを容易に行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、リブは前記中心軸線の周方向に複数形成されるため、支持構成部が強固に連結支持され、ひいてはインペラが強固に支持される。
請求項３に記載の発明によれば、リブは等角度間隔に形成されるため、支持構成部がバランス良く支持される。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、流体ポンプ装置において、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜３に記載の本発明によれば、湾曲部の内面から延びてインペラを回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成する支持構成部を連結するリブが形成された部分での圧力損失を小さくすることができるポンプ側ケースを提供することができる。
【００１２】
請求項４に記載の本発明によれば、湾曲部の内面から延びてインペラを回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成する支持構成部を連結するリブが形成された部分での圧力損失を小さくすることができる流体ポンプ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明をアイドルストップ時冷却水循環用の流体ポンプ装置に具体化した一実施の形態を図１〜図４に従って説明する。図１に示すように、流体ポンプ装置Ｒは、駆動側ケースとしてのモータ側ケース１と、モータ側カバー２と、ポンプ側ケース３と、駆動部としてのモータ本体４と、インペラ部材５とを備える。
【００１４】
モータ側ケース１は、樹脂製であり、略円筒形状の筒部としての円筒部１ａと、その内部を区画する区画壁１ｂとを備える。本実施の形態の区画壁１ｂは、円筒部１ａの一方の開口側端部Ｋ１から径方向内側に延びる円盤部１ｃと、円盤部１ｃから円筒部１ａの他方の開口側（図１中、右側）に延びる小径筒部１ｄと、小径筒部１ｄの先端を閉塞する底部１ｅとからなる。この底部１ｅ中央には、円筒部１ａの一方の開口側（図１中、左側）に延びる支持筒部１ｆが立設される。そして、モータ側ケース１には、区画壁１ｂに区画されることで、その内部に、モータ本体４を収容するためのモータ収容部１ｇと、後述するポンプ室Ｐの一部を構成するポンプ室構成部１ｈとが形成される。
【００１５】
前記円筒部１ａの他方の開口側（図１中、右側）に形成されるモータ収容部１ｇには、モータ本体４が収容され、円筒部１ａの他方の開口側端部にはモータ側カバー２が固定される。本実施の形態のモータ本体４は、直流モータであって、ヨーク１１と、ヨーク１１の内周面に固定されたステータマグネット１２と、ステータマグネット１２の内側に配置されるアーマチャ１３とを備える。アーマチャ１３は、回転軸１４を有し、その回転軸１４の一端が前記区画壁１ｂの底部１ｅに固定された軸受１５に支持されるとともに他端が前記モータ側カバー２に固定された軸受１６に支持されることで回転可能に支持されている。又、回転軸１４の一端側には、カップリング磁石の一方である外輪磁石１７がカラーを介して固定されている。この外輪磁石１７は、回転軸１４の径方向外側に延びる円盤部１７ａと、円盤部１７ａの外縁から筒状に延びてモータ側ケース１の円筒部１ａと前記区画壁１ｂの小径筒部１ｄとの隙間に配置される筒部１７ｂとを備える。
【００１６】
ポンプ側ケース３は、樹脂製である。ポンプ側ケース３は、略円筒形状のポンプ筒部３ａと、ポンプ筒部３ａの一端側（図１中、左側）から内径が小さくなるように断面が湾曲して延びる湾曲部３ｂと、湾曲部３ｂの一端側から略円筒形状に延びる流入筒部３ｃと、ポンプ筒部３ａの周壁に形成された孔と外部とを連通すべく外側（図１中、紙面奥側）に延びる流出筒部３ｄとを備える。尚、本実施の形態では、流入筒部３ｃの先端部が流入口３ｅとされ、流出筒部３ｄの先端部が流出口３ｆとされている。
【００１７】
又、ポンプ側ケース３には、図２に示すように、湾曲部３ｂの内面から（流入口３ｅの）中心軸線側に延びるリブ３ｇと、リブ３ｇの先端に設けられるとともに（流入口３ｅの）中心軸線上に配置される支持構成部としての支持部３ｈとが形成されている。
【００１８】
支持部３ｈは、反流入口側（図２中、右側）が開口した略有底円筒状に形成されている。この支持部３ｈは、湾曲部３ｂにおける流入口３ｅ側（図２中、左側）端部より反流入口側（図２中、右側）に形成される。尚、支持部３ｈの外径は、前記流入口３ｅ（流入筒部３ｃ）の内径より小さく設定されている。
【００１９】
リブ３ｇは、湾曲部３ｂの流入口３ｅ側（図２中、左側）端部、即ち湾曲部３ｂと流入筒部３ｃとの境目から支持部３ｈに直線状に延びて形成されている。リブ３ｇは、自身と湾曲部３ｂと支持部３ｈとで構成されるリブ部通路Ｔの通路面積が流入口３ｅの通路面積より大きくなるように設定されている。又、本実施の形態のリブ３ｇは、前記中心軸線の周方向に３つ形成されている。又、３つのリブ３ｇは、等角度間隔に形成されている。
【００２０】
尚、前記リブ部通路Ｔの通路面積とは、リブ３ｇが形成された部分における通路の面積であって、即ち、リブ３ｇより流入口３ｅ側とリブ３ｇよりポンプ筒部３ａ（吐出口３ｆ）側とを繋ぐ、３つのリブ３ｇにて分割された３つの通路における面積の総和である。よって、リブ部通路Ｔの通路面積は、例えば、隣り合うリブ３ｇの最も近接した一対の辺を繋いで形成される面の直交方向から見て前記一対の辺と湾曲部３ｂと支持部３ｈとで囲まれる面の面積の（ポンプ側ケース３全体の）総和である。
【００２１】
又、本実施の形態では、リブ３ｇにおける中心軸線方向の長さＬ１が、流入筒部３ｃ（流入口３ｅ）における内径Ｌ２の６０パーセント以上（本実施の形態では６０％）に設定され、流入筒部３ｃとリブ３ｇがなす角度θが１３０度以上（本実施の形態では１５０度）に設定されている。
【００２２】
又、図３に示すように、上記のように構成されるポンプ側ケース３のリブ３ｇ付近（湾曲部３ｂ及び流入筒部３ｃの内部）は、（図３中、左右方向に）相対移動可能な２つの型Ｚ１，Ｚ２にて成形される。この型Ｚ１，Ｚ２は、湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部を境にして型割りが行われている。
【００２３】
そして、モータ側ケース１における円筒部１ａの一方の開口側端部Ｋ１にポンプ側ケース３におけるポンプ筒部３ａの開口側端部Ｋ２が固定（本実施の形態では、オービタル溶着）されることで、前記ポンプ室構成部１ｈとポンプ側ケース３の内面とによりポンプ室Ｐが形成される。又、このとき、前記支持筒部１ｆと支持部３ｈとにより（詳しくはそれぞれの内面により）両端が支持されるように支持軸Ｓが設けられる。
【００２４】
ポンプ室Ｐ内には、インペラ部材５が収容される。インペラ部材５は、インペラ本体２１と、前記カップリング磁石の他方である内輪磁石２２とを有する。インペラ本体２１は、ポンプ筒部３ａの内側であるインペラ収容部Ｘに配置されるインペラとしてのインペラ部２１ａと、インペラ部２１ａから筒状に延びて前記ポンプ室構成部１ｈ（小径筒部１ｄと支持筒部１ｆ間）に配置されるインペラ筒部２１ｂとからなり、インペラ筒部２１ｂの外周面に円筒状の内輪磁石２２が外嵌されている。そして、インペラ部材５は、インペラ部２１ａの中央孔内周面が前記支持軸Ｓに軸受２３を介して回転可能に支持される。尚、インペラ部２１ａは、環状に並んだ複数の羽部が連結されたものであって、回転されると、その軸方向に存在する流体を引き込むとともに径方向外側に放射するものである。又、本実施の形態では、支持筒部１ｆ、支持部３ｈ、及び支持軸Ｓが、インペラ部材５（インペラ部２１ａ）を回転可能に支持するための支持軸部を構成している。
【００２５】
そして、本実施の形態の流体ポンプ装置Ｒは、図４に示すように、アイドルストップシステムが採用された車両において、メカポンプ３１（エンジン（Ｅ／Ｇ）の駆動に基づいて駆動し冷却水を循環させるもの）とともに設けられるものであって、アイドルストップ時（エンジン非駆動時）に冷却水を循環させるものである。詳しくは、図４に示すように、メカポンプ３１は、ラジエータ３２に冷却水を循環させるとともに、バルブ３３の開閉に基づいて暖房装置を構成するヒータコア３４に（熱くなった）冷却水を循環させる。又、流体ポンプ装置Ｒは、メカポンプ３１とバルブ３３間の経路上に配設され、アイドルストップ（メカポンプ３１の停止）及びバルブ３３の開閉に基づいてヒータコア３４に（熱くなった）冷却水を循環させる。尚、流体ポンプ装置Ｒは、前記メカポンプ３１の駆動時（流体ポンプ装置Ｒの非駆動時）、そのポンプ室Ｐがメカポンプ３１とヒータコア３４とを繋ぐ流路となる。
【００２６】
上記のように構成された流体ポンプ装置Ｒでは、例えば、車両が信号等で停止し、アイドルストップされメカポンプ３１が停止されたときに、モータ本体４に電源が供給され、アーマチャ１３が回転駆動される。すると、回転軸１４とともに外輪磁石１７が回転され、カップリング磁石である外輪磁石１７と内輪磁石２２との磁気作用によりインペラ部材５が回転される。すると、流入筒部３ｃ側の冷却水（流体）がポンプ室Ｐ内に引き込まれるとともに流出筒部３ｄ側に放出される。よって、（熱くなった）冷却水がヒータコア３４に供給され、アイドルストップ時においても車両室内の暖房機能が確保される。
【００２７】
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）リブ３ｇは、湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部、即ち湾曲部３ｂと流入筒部３ｃとの境目から反流入口側（インペラ収容部Ｘ側）に形成された支持部３ｈに直線状に延びる。そして、リブ３ｇは、自身と湾曲部３ｂと支持部３ｈとで構成されるリブ部通路Ｔの通路面積が流入口３ｅの通路面積より大きくなるように設定されるため、リブ３ｇが形成された部分での圧力損失が低減される。更に、リブ３ｇは、湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部から形成されるため、該湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部を境にして、ポンプ側ケース３（そのリブ３ｇ付近）を成形するための型Ｚ１，Ｚ２（図３参照）の型割りを容易に行うことができる。尚、リブ３ｇが湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部よりインペラ収容部Ｘ側、即ち内径が大きい部分から形成された構成とすると、単純に型割りが行えず、ポンプ側ケース３を成形するための型や成型方法が複雑となる。又、リブ３ｇが湾曲部３ｂの流入口３ｅ側端部より流入口３ｅ側である流入筒部３ｃから形成された構成とすると、流入筒部３ｃにおいてリブ３ｇが大きな抵抗となり圧力損失が大きくなる。
【００２８】
（２）リブ３ｇは（流入口３ｅの）中心軸線の周方向に３つ形成されるため、支持部３ｈ（支持軸部）が強固に連結支持され、ひいてはインペラ部材５（インペラ部２１ａ）が強固に支持される。その結果、インペラ部材５（インペラ部２１ａ）のがたつきが低減される。
【００２９】
（３）３つのリブ３ｇは、等角度間隔に形成されるため、支持部３ｈ（支持軸部）がバランス良く支持される。
（４）流体ポンプ装置Ｒを、切替弁等を用いずメカポンプ３１とバルブ３３（ヒータコア３４）間の経路上に直列的に配設した場合、メカポンプ３１の駆動時（流体ポンプ装置Ｒの非駆動時）、そのポンプ室Ｐがメカポンプ３１とヒータコア３４とを繋ぐ単なる流路となる。そして、ポンプ室Ｐの圧力損失が大きいとメカポンプ３１の負荷が増大するが、上記実施の形態の効果（１）で述べたように、リブ３ｇが形成された部分での圧力損失が低減されるため、前記流路の圧力損失が低減されメカポンプ３１の負荷が増大しない。よって、上記実施の形態では、切替弁等を用いることなくアイドルストップ時冷却水循環用の流体ポンプ装置Ｒを配設することができ、且つメカポンプ３１の大型化を抑制することができる。
【００３０】
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、リブ３ｇは（流入口３ｅの）中心軸線の周方向に３つ形成したが、その個数を適宜（例えば、２つや４つ等に）変更してもよい。
【００３１】
・上記実施の形態では、リブ３ｇは、等角度間隔に形成されるとしたが、不等角度間隔に形成してもよい。
・上記実施の形態では、リブ３ｇの先端には支持軸Ｓの一端を支持する支持部３ｈが形成されるとしたが、支持部３ｈは、インペラ部材５（インペラ部２１ａ）を回転可能に支持するための支持軸部の少なくとも一部を構成するものであれば、他の支持構成部に変更してもよい。例えば、支持部３ｈを、ポンプ筒部３ａの開口側端部Ｋ２まで延びる支柱に変更し、該支柱の外周に軸受を介してインペラ部材５（インペラ部２１ａ）を回転可能に支持する構成としてもよい。
【００３２】
・上記実施の形態では、リブ３ｇは、自身と湾曲部３ｂと支持部３ｈとで構成されるリブ部通路Ｔの通路面積が流入口３ｅの通路面積より大きくなるように設定されるとしたが、リブ部通路Ｔの通路面積が流入口３ｅの通路面積以上となるように設定されればよく、例えば、リブ部通路Ｔの通路面積を流入口３ｅの通路面積と同じに設定してもよい。このようにしても、リブが形成された部分での圧力損失が低減される。
【００３３】
・上記実施の形態では、直流モータであるモータ本体４を備え、その回転軸１４がカップリング磁石（外輪磁石１７及び内輪磁石２２）にて非接触でインペラ部材５（インペラ部２１ａ）に連結される構成としたが、モータ本体４はインペラを回転駆動するための他の駆動部に変更してもよいし、他の構成で駆動部とインペラとを連結してもよい。
【００３４】
・上記実施の形態では、アイドルストップ時冷却水循環用の流体ポンプ装置に具体化したが、他の用途に用いられる流体ポンプ装置に変更してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００３５】
（イ）請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ側ケースにおいて、前記湾曲部の流入口側端部から略円筒形状に延びその先端に前記流入口が形成される流入筒部を備えたことを特徴とするポンプ側ケース。このようにすると、湾曲部の流入口側端部から略円筒形状に延びその先端に前記流入口が形成される流入筒部を備えたポンプ側ケースにおいて、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果を得ることができる。
【００３６】
（ロ）請求項１乃至３及び上記（イ）のいずれか１つに記載のポンプ側ケースにおいて、前記湾曲部から略円筒形状に延びその内周側に前記インペラが配置されるポンプ筒部を備えたことを特徴とするポンプ側ケース。このようにすると、湾曲部から略円筒形状に延びその内周側にインペラが配置されるポンプ筒部を備えたポンプ側ケースにおいて、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果を得ることができる。
【００３７】
（ハ）請求項４に記載の流体ポンプ装置は、アイドルストップ時にメカポンプに替わって冷却水を循環させるものであることを特徴とする流体ポンプ装置。このようにすると、アイドルストップ時冷却水循環用の流体ポンプ装置において、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。しかも、例えば、流体ポンプ装置を、切替弁等を用いずメカポンプとヒータコア間の経路上に直列的に配置した場合、メカポンプの駆動時（流体ポンプ装置の非駆動時）、そのポンプ室が単なる流路となるが、リブが形成された部分での圧力損失が低減されるため、前記流路の圧力損失が低減されメカポンプの負荷が増大しない。よって、切替弁等を用いることなくアイドルストップ時冷却水循環用の流体ポンプ装置を配設することができ、且つメカポンプの大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施の形態における流体ポンプ装置の要部断面図。
【図２】本実施の形態における流体ポンプ装置の要部拡大断面図。
【図３】本実施の形態のポンプ側ケースを成形する型を説明するための説明図。
【図４】本実施の形態における流体ポンプ装置の配設例を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００３９】
１…モータ側ケース（駆動側ケース）、３…ポンプ側ケース、３ｂ…湾曲部、３ｅ…流入口、３ｇ…リブ、３ｈ…支持部（支持軸部の一部を構成する支持構成部）、４…モータ本体（駆動部）、２１ａ…インペラ部（インペラ）、Ｐ…ポンプ室、Ｔ…リブ部通路、Ｘ…インペラ収容部。
【図１】
2005090255.tif 000003
【図２】
2005090255.tif 000004
【図３】
2005090255.tif 000005
【図４】
2005090255.tif 000006