(57)【要約】      （修正有）【課題】部品点数の増加を抑制しつつ、シャフトからロータが抜けることを防止することができるウォータポンプを提供すること。【解決手段】ポンプハウジング６の底面に圧入され、ロータ４を回転自在に支持するとともに、開口部側端部にロータのシャフト挿入孔４３の径より大きな抜け止め部７ａを一体に形成されたシャフト７を設けた。まずポンプハウジングにステータ５を収容した状態で、ポンプハウジングの各部材を一体に固定する。【選択図】図２
2013194626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽部と一体に形成され、複数の磁極を有する永久磁石を備えたロータと、
複数のコイルを備えたステータと、
前記ロータを収容するロータ室と、前記ステータを収容するステータ室とを有し、前記ロータ室の一方に開口部が形成されると共に、前記ステータ室を前記ロータ室側から水密性を確保して隔成したハウジングと、
前記ハウジングの底面に圧入され、前記ロータを回転自在に支持すると共に、前記開口部側端部に前記ロータのシャフト挿入孔の径より大きな抜け止め部が一体に形成されたシャフトと、
を備えたことを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
前記開口部は、エンジンハウジング一体に形成されたカバーによって閉塞され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、ウォータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、ハウジングのモータ部（ステータ部）にシャフトが固定され、このシャフトにインペラと一体となったロータが回転可能に支持されたウォータポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４６７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のウォータポンプでは、ロータがシャフトから抜けることを防止するためシャフトの先端にEリングを設けていたため、部品点数が増加する問題があった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、部品点数の増加を抑制しつつ、ロータがシャフトから抜けることを防止することができるウォータポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のウォータポンプは、ハウジングの底面に圧入され、ロータを回転自在に支持すると共に、開口部側端部にロータのシャフト挿入孔の径より大きな抜け止め部を一体に形成されたシャフトを設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、新たな部材を設けることなく、ロータがシャフトから抜け落ちることを防止することが可能となるため、部品点数や工数の低減により低コスト化、生産性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のウォータポンプの斜視図である。
【図２】実施例１のウォータポンプの断面図である。
【図３】実施例１のウォータポンプの分解斜視図である。
【図４】実施例１のウォータポンプをポンプカバーに取り付ける状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例１］
〔ウォータポンプの構成〕
ウォータポンプ1は、エンジンの冷却水を供給する供給源として使用される。図１はウォータポンプ1の斜視図、図２はウォータポンプ1の断面図、図３はウォータポンプ1の分解斜視図、図４はウォータポンプ1をポンプカバー2に取り付ける状態の図である。
ウォータポンプ1は、羽部33と一体に形成されたロータ4と、ステータ5と、これらを収容するポンプハウジング6とから構成されている。
【０００９】
（インペラの構成）
インペラ3には、ロータ4と反対側の端部に形成された傘部31と、ロータ4側に形成された円盤部32との間に複数の羽部33が形成されている。傘部31の外観は、円錐の中心部に円筒状の開口部を形成した形状となっており、この開口部よって吸入部31aが形成されている。羽部33は中心から径方向に向かう直線に対して、傾斜してまたは弧を描くように形成されている。羽部33の中心側端部は、吸入部31aの開口径よりも小さな径の円上に配置されている（以下、この円のことを羽部開口円33aと呼ぶ）。
【００１０】
（ロータの構成）
ロータ4の外径は、円盤部32の外径とほぼ同径に形成されており、全周にわたって複数の永久磁石41が埋め込まれている。隣り合う永久磁石41同士は、磁極が異なるように配置されている。インペラ3とロータ4との間は円盤部32の外径よりも小さな外径の円柱状に小径部42が形成されている。
ロータ4には、小径部42とロータ4の中心部を貫通する貫通孔43が形成されている。貫通孔43の両端には、貫通孔43よりも大径であって、羽部開口円33aよりも小径に形成されたベアリング収容部43a,43bが形成されている。ベアリング収容部43a,43bには、それぞれベアリング8a,8bが圧入される。
【００１１】
（ステータの構成）
ステータ5は複数のコイル5aによって構成されている。各コイル5aは、円周上に並べられている。各コイル5aは、コントロールユニットハウジング8内に収容されたコントロールユニットに接続され、ウォータポンプ1の回転制御に応じた電力が供給される。
【００１２】
（ハウジングの構成）
ポンプハウジング6は、一方が開口したカップ状の収容部材60と、収容部材60の開口部60cの一部を閉塞する蓋部材61と、収容部材60および蓋部材61との間で水密な空間を隔成する水密壁62とから構成されている。
収容部材60の底の中心部には、円柱凹状のシャフト圧入部60aが形成されている。シャフト圧入部60aの外周には、周囲を凹部にすることで円形状の凸部60bが形成されている。
蓋部材61は、外観は中央に開口部61aを有する円盤状に形成されている。蓋部材61の一面側には円盤の径方向外側には収容部材60の開口部60cと嵌合する嵌合部61bが形成されている。開口部61aは、ロータ4の外径よりも大径に形成されている。また蓋部材61の他面側にはインペラ3の回転方向に略「の」の字の吐出溝61cが形成されている。
水密壁62は全体として円筒状に形成されており、その厚さは収容部材60および蓋部材61の壁厚よりも薄く形成されている。
蓋部材61は、収容部材60内にステータ5を収容した後に、嵌合部61bと収容部材60の開口部60cと嵌合した状態で溶接等により固定される。水密壁62はステータ5の内周に設置され、収容部材60の凸部60bと蓋部材61の開口部61aとに溶接等により固定される。水密壁62の内周と収容部材60の底部に囲まれた空間によりロータ室6aが形成され、このロータ室6a内にロータ4が収容されることとなる。ステータ5は、収容部材60、蓋部材61および水密壁62が一体に固定された状態で隔成された空間により形成されたステータ室6b内に収容されることとなり、ロータ室6aからの水分の侵入が防止されている。
【００１３】
（シャフトの構成）
インペラ3およびロータ4は、シャフト7によって回転自在に支持されている。シャフト7は円柱棒状であって、一端側に大径部7aが一体に形成されている。大径部7aの外径は、ベアリング収容部43aの内径よりも若干大きく形成されている。シャフト7の他端側は、収容部材60のシャフト圧入部60aに圧入可能な径に形成されている。
【００１４】
〔ポンプカバーの構成〕
ポンプカバー2は、エンジンハウジング2dとともにダイカスト等により一体に形成されている。なお、図４にはポンプカバー2の部分のみを記載している。
ポンプカバー2には、蓋部材61aの吐出溝61cと対応する位置に、インペラ3の回転方向に略「の」の字状の吐出溝2aが形成されている。吐出溝2aの先には吐出孔2bが形成されており、この吐出孔2bはエンジンハウジング内のエンジン冷却水通路に連通している。
吐出溝2aの中心付近には吸入孔2cが形成されている。この吸入孔2cは、ラジエータに連通している。ポンプカバー2に、ポンプハウジング6が取り付けられることで、ポンプハウジング6の開口部はポンプカバー2によって閉塞される。
【００１５】
〔ウォータポンプの組み付け〕
まずポンプハウジング6にステータ5を収容した状態で、ポンプハウジング6の各部材を一体に固定する。またインペラ3およびロータ4のベアリング収容部43a,43bにベアリング8a,8bを圧入する。その後、ポンプハウジング6の水密壁62内径側にロータ4を収容し、シャフト7をロータ4の貫通孔43に挿入して、収容部材60のシャフト圧入部60aに圧入する。
ポンプハウジング6にステータ5、インペラ3およびロータ4を一体にした状態で、ポンプハウジング6の蓋部材61とポンプカバー2をとボルト等によって締結する。
【００１６】
〔作用〕
ウォータポンプ1が駆動すると、ポンプカバー2の吸入孔2cからラジエータの冷却水が吸入され、インペラ3によって冷却水は吐出溝2a,61cに押し出される。吐出溝2a,61cを通過した冷却水は吐出孔2bから吐出され、エンジンハウジングのエンジン冷却水路に送られる。
ポンプカバーをエンジンハウジングと別体に形成すると、ウォータポンプをエンジンハウジングに取り付ける際には、ポンプカバーをポンプハウジングにボルト等で締結した後に、ポンプカバーおよびポンプハウジングをエンジンハウジングにボルト等で締結する必要があった。そのため、部品点数も工数も多くなる問題があった。そのため従来から、ポンプカバーをエンジンハウジングと一体に形成するようにし、部品点数と工数の削減を行ってきた。
【００１７】
しかし、ポンプカバーがないため、シャフトにロータを挿入しただけではシャフトからロータが外れてしまい、運送時の欠損のおそれや、ウォータポンプをエンジンハウジングに取り付ける際の困難性が高くなる。これを防ぐために、シャフトにロータを挿入した後にシャフトの先端に抜け止め用の部材を設けることも考えられるが、この場合、部品点数や工数の低減が十分に図れない。
そこで実施例１では、シャフト7の一端側にロータ4のベアリング収容部43aの内径よりも大きい大径部7aを形成し、ロータ4をポンプハウジング6に収容した後に、シャフト7をロータ4の貫通孔43に挿入して、収容部材60のシャフト圧入部60aに圧入するようにした。これにより、ロータ4がシャフト7から抜け落ちることを防止することができる。
また、シャフト7をポンプハウジング6側のみで支持することとしたため、ポンプカバー2側にシャフト7の支持構造を設ける必要がなく、ポンプカバー2の構造を簡素化することができる。ポンプカバー2にシャフト7の支持構造を設けようとすると、吸入孔2c付近に支持構造を形成する必要があるが、実施例１ではこの支持構造を設けないため、吸入抵抗を低減することができる。
また、シャフト7に大径部7aを設けたため、シャフト7をポンプハウジング6のシャフト圧入部60aに圧入する際に加圧面積を確保することができ、安定してシャフト7を圧入することができる。
また、シャフト7と大径部7aとを一体に形成したため、大径部7aの強度を高めることができる。
また、シャフト7と大径部7aとを一体に形成したため、大径部7aがベアリング8aと当接する面の平面度と、シャフト7の軸方向に対する直角度を向上させることができる。
また、シャフト7の大径部7aの外径をベアリング収容部43aの内径よりも大きく形成したため、ベアリング8aの側面全体で大径部7aと接することができる。
【００１８】
〔効果〕
実施例１のウォータポンプ1の効果について以下に列記する。
（１）羽部33と一体に形成され、複数の磁極を有する永久磁石41を備えたロータ4と、複数のコイル5aを備えたステータ5と、ロータ4を収容するロータ室6aと、ステータ5を収容するステータ室6bとを有し、ロータ室6aの一方に開口部が形成されると共に、ステータ室6bをロータ室6a側から水密性を確保して隔成したポンプハウジング6と、ポンプハウジング6の底面に圧入され、ロータ4を回転自在に支持すると共に、開口部側端部にロータ4の貫通孔43より大きな大径部7a（抜け止め部）が一体に形成されたシャフト7とを備えた。
よって、新たな部材を設けることなく、ロータ4がシャフト7から抜け落ちることを防止することが可能となるため、部品点数や工数の低減により低コスト化、生産性向上を図ることができる。
（２）ポンプハウジング6の開口部は、エンジン一体に形成されたポンプカバー2によって閉塞されるようにした。
よって、ポンプカバー2とポンプハウジング6をボルト等で締結するのみでウォータポンプ1をエンジンハウジングに取り付けることが可能となるため、部品点数や工数の低減により低コスト化、生産性向上を図ることができる。
他、実施例１のウォータポンプ1については、他に下記の効果を有する。
シャフト7をポンプハウジング6側のみで支持することとしたため、ポンプカバー2側にシャフト7の支持構造を設ける必要がなく、ポンプカバー2の構造を簡素化することが可能となり、低コスト化、生産性向上を図ることができる。
吸入孔2c付近にシャフト7の支持構造を設けないため、吸入抵抗を低減することが可能となり、ウォータポンプ1の効率を高めることができる。
シャフト7に大径部7aを設けたため、シャフト7をポンプハウジング6のシャフト圧入部60aに圧入する際に加圧面積を確保することができ、安定してシャフト7を圧入することが可能となり、シャフト7の軸ぶれや圧入不足を抑制することができ、ウォータポンプ1の効率低下を抑制し、品質を向上されることができる。
シャフト7と大径部7aとを一体に形成したため、大径部7aの強度を高めることが可能となり、ロータ4の抜け防止効果を向上することができる。
シャフト7と大径部7aとを一体に形成したため、大径部7aがベアリング8aと当接する面の平面度と、シャフト7の軸方向に対する直角度を向上させることが可能となり、ベアリング8aの偏摩耗を抑制され、ウォータポンプ1の効率の低下を抑制し、商品寿命を高めることができる。
シャフト7の大径部7aの外径をベアリング収容部43aの内径よりも大きく形成したため、ベアリング8aの側面全体で大径部7aと接することが可能となり、ベアリング8aの偏摩耗を抑制され、ウォータポンプ1の効率の低下を抑制し、商品寿命を高めることができる。
【００１９】
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例１に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例１では、シャフト7の大径部7aの外径を、ベアリング収容部43aの内径よりも大きく形成していたが、ベアリング8aのインナレースの内径よりも大きければ良い。シャフト7の大径部7aの外径を、ベアリング8aのアウタレースの外径よりも小さくすることで、ベアリング8aと大径部7aとの接触面積を小さくすることが可能となり、摺動抵抗の低減によりウォータポンプ1の効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００２０】
1    ウォータポンプ
2    ポンプカバー
3    インペラ
4    ロータ
5    ステータ
5a    コイル
6    ハウジング
6a    ロータ室
6b    ステータ室
7    シャフト
7a    大径部（抜け止め部）
【図１】
2013194626.tif 000003
【図２】
2013194626.tif 000004
【図３】
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【図４】
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