(57)【要約】【課題】軸受が冷却水で潤滑されていない場合にモータの回転を抑止して軸受の摩耗を防止する電動ポンプ装置及び電動ポンプ装置の制御方法を提供する。【解決手段】マイコン１３０は、ポンプ部１２のインペラを回転させるモータ部６０を始動させる際に、パルス送受信器１２８に電気信号を出力させる。当該電気信号によりポンプ部１２の内筒部に当接された振動子１２６を振動させ、ポンプ部１２部内に音波信号を発信させる。マイコン１３０は、当該音波信号の反射波をパルス送受信器１２８に検出させ、検出された反射波の態様に応じてモータ部６０を回転させる通常制御及びモータ部６０を回転させない保護制御のいずれかを行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受と共にポンプ室内に配設され回転されることにより前記ポンプ室内の冷却水を圧送するインペラと、
前記インペラを回転させるモータと、
前記ポンプ室内に音波信号を発信する振動素子と、
前記音波信号の反射波を検出する反射波検出部と、
前記モータを始動させる前に前記振動素子から音波信号を発信させ、前記反射波検出部が検出した前記反射波の態様に応じて前記モータを回転させる通常制御及び前記モータを回転させない保護制御のいずれかを行う制御部と、
を含む電動ポンプ装置。
【請求項２】
前記振動素子は、前記ポンプ室の外壁端部に設けられた請求項１記載の電動ポンプ装置。
【請求項３】
前記振動素子は、前記ポンプ室の外壁側面に設けられた請求項１記載の電動ポンプ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が前記閾値以上の場合に前記保護制御を行う請求項１〜３のいずれか１項記載の電動ポンプ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が前記閾値よりも小さい水気混在時閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が前記水気混在時閾値以上の場合に前記保護制御を行う請求項４記載の電動ポンプ装置。
【請求項６】
軸受と共にポンプ室内に配設され回転されることによりポンプ室内の冷却水を圧送するインペラを回転させるモータを始動させる前に前記ポンプ室内に音波信号を発信する音波信号発信ステップと、
前記音波信号の反射波を検出する反射波検出ステップと、
前記反射波の態様に応じて前記モータを回転させる通常制御及び前記モータを回転させない保護制御のいずれかを行う制御ステップと、
を含む電動ポンプ装置の制御方法。
【請求項７】
前記音波信号発信ステップは、前記ポンプ室の外壁端部に設けられた振動素子から前記ポンプ室内に音波信号を発信する請求項６記載の電動ポンプ装置の制御方法。
【請求項８】
前記音波信号発信ステップは、前記ポンプ室の外壁側面に設けられた振動素子から前記ポンプ室内に音波信号を発信する請求項６記載の電動ポンプ装置の制御方法。
【請求項９】
前記制御ステップにおいて、前記反射波の振幅が閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波の振幅が前記閾値以上の場合に前記保護制御を行う請求項６〜８のいずれか１項記載の電動ポンプ装置の制御方法。
【請求項１０】
前記制御ステップにおいて、前記反射波の振幅が前記閾値よりも小さい水気混在時閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波の振幅が前記水気混在時閾値以上の場合に前記保護制御を行う請求項９記載の電動ポンプ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ポンプ装置及び電動ポンプ装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷式エンジン搭載車では、モータを動力に用いた電動ポンプによりエンジンの熱で暖まった冷却水をヒータコアに循環させている場合がある。電動ポンプは、モータによって駆動されるインペラの回転により冷却水を冷却水路に圧送するが、インペラを回転させる回転軸の軸受は冷却水によって潤滑される。従って、冷却水が失われた状態で電動ポンプを作動（空転）させると、軸受が摩耗するおそれがあった。
【０００３】
特許文献１には、電動ポンプに印加される電圧に基づいて電動ポンプが空転していない場合の回転数を推定し、実際の電動ポンプの回転数が推定した回転数に対して所定の閾値以上である場合に電動ポンプが空転していると判断する内燃機関の冷却装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、電動ポンプのモータの電流値が予め規定された規定電流以下の状態が所定時間継続した場合に電動ポンプが空転していると判定する電動ポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６８４４９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の各々に記載の発明は、いずれも電動ポンプのモータを回転させて電動ポンプが空転しているか否かを判定している。電動ポンプが空転していると判定した場合には、電動ポンプの作動を停止させる制御を行うが、作動停止まで軸受の潤滑が不十分な状態でモータを回転させるので、軸受が摩耗するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮し、軸受が冷却水で潤滑されていない場合にモータの回転を抑止して軸受の摩耗を防止する電動ポンプ装置及び電動ポンプ装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された電動ポンプ装置は、軸受と共にポンプ室内に配設され回転されることにより前記ポンプ室内の冷却水を圧送するインペラと、前記インペラを回転させるモータと、前記ポンプ室内に音波信号を発信する振動素子と、前記音波信号の反射波を検出する反射波検出部と、前記モータを始動させる前に前記振動素子から音波信号を発信させ、前記反射波検出部が検出した前記反射波の態様に応じて前記モータを回転させる通常制御及び前記モータを回転させない保護制御のいずれかを行う制御部と、を含んでいる。
【０００９】
上記構成の電動ポンプ装置によれば、ポンプ室内に発信した音波信号の反射波の態様に応じてモータを回転させる通常制御及びモータを回転させない保護制御のいずれかを行う。反射波の態様がポンプ室内に冷却水が存在することを示している場合、軸受は冷却水で潤滑されていると判断できるので、モータを回転させる通常制御を行う。
【００１０】
また、反射波の態様がポンプ室内に冷却水が存在しないことを示している場合、軸受は冷却水で潤滑されていないと判断できるので、モータを回転させない保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の電動ポンプ装置は、請求項１記載の電動ポンプ装置において、前記振動素子は、前記ポンプ室の外壁端部に設けられている。
【００１２】
上記構成の電動ポンプ装置によれば、振動素子をポンプ室の外壁端部に設けることにより、ポンプ室内に冷却水が存在しない場合を検出できる。かかる場合は、ポンプ室内に冷却水が存在しないとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００１３】
請求項３に記載の電動ポンプ装置は、請求項１記載の電動ポンプ装置において、前記振動素子は、前記ポンプ室の外壁側面に設けられている。
【００１４】
上記構成の電動ポンプ装置によれば、振動素子をポンプ室の外壁側面に設けることにより、ポンプ室内に冷却水が存在しない場合を検出できる。かかる場合は、ポンプ室内に冷却水が存在しないとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００１５】
請求項４に記載の電動ポンプ装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の電動ポンプ装置において、前記制御部は、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が前記閾値以上の場合に前記保護制御を行う。
【００１６】
音波は、異なる媒質の境界で反射されるが、媒質によって反射波の振幅等の態様が異なり、例えば、ポンプ室内の媒質が空気の場合の反射波の振幅は、ポンプ室内の媒質が冷却水である場合よりも大きくなる。
【００１７】
すなわち、上記構成の電動ポンプ装置によれば、反射波の振幅が所定の閾値以上である場合は、ポンプ室内に冷却水が存在しないとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００１８】
請求項５に記載の電動ポンプ装置は、請求項４記載の電動ポンプ装置において、前記制御部は、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が前記閾値よりも小さい水気混在時閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波検出部が検出した前記反射波の振幅が前記水気混在時閾値以上の場合に前記保護制御を行う。
【００１９】
上記構成の電動ポンプ装置によれば、反射波の振幅が所定の閾値よりも小さい水気混在時閾値以上である場合は、ポンプ室内に冷却水と空気が混在するとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００２０】
請求項６に記載の電動ポンプ装置の制御方法は、軸受と共にポンプ室内に配設され回転されることによりポンプ室内の冷却水を圧送するインペラを回転させるモータを始動させる前に前記ポンプ室内に音波信号を発信する音波信号発信ステップと、前記音波信号の反射波を検出する反射波検出ステップと、前記反射波の態様に応じて前記モータを回転させる通常制御及び前記モータを回転させない保護制御のいずれかを行う制御ステップと、を含んでいる。
【００２１】
上記構成の電動ポンプ装置の制御方法によれば、ポンプ室内に発信した音波信号の反射波の態様に応じてモータを回転させる通常制御及びモータを回転させない保護制御のいずれかを行う。反射波の態様がポンプ室内に冷却水が存在することを示している場合、軸受は冷却水で潤滑されていると判断できるので、モータを回転させる通常制御を行う。
【００２２】
また、反射波の態様がポンプ室内に冷却水が存在しないことを示している場合、軸受は冷却水で潤滑されていないと判断できるので、モータを回転させない保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００２３】
請求項７に記載の電動ポンプ装置の制御方法は、請求項６載の電動ポンプ装置の制御方法において、前記音波信号発信ステップは、前記ポンプ室の外壁端部に設けられた振動素子から前記ポンプ室内に音波信号を発信する。
【００２４】
上記構成の電動ポンプ装置の制御方法によれば、振動素子をポンプ室の外壁端部に設けることにより、ポンプ室内に冷却水が存在しない場合を検出できる。かかる場合は、ポンプ室内に冷却水が存在しないとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００２５】
請求項８に記載の電動ポンプ装置の制御方法は、請求項６記載の電動ポンプ装置の制御方法において、前記音波信号発信ステップは、前記ポンプ室の外壁側面に設けられた振動素子から前記ポンプ室内に音波信号を発信する。
【００２６】
上記構成の電動ポンプ装置の制御方法によれば、振動素子をポンプ室の外壁側面に設けることにより、ポンプ室内に冷却水が存在しない場合を検出できる。かかる場合は、ポンプ室内に冷却水が存在しないとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００２７】
請求項９に記載の電動ポンプ装置の制御方法は、請求項６〜８のいずれか１項記載の電動ポンプ装置の制御方法において、前記制御ステップにおいて、前記反射波の振幅が閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波の振幅が前記閾値以上の場合に前記保護制御を行う。
【００２８】
音波は、異なる媒質の境界で反射されるが、媒質によって反射波の振幅等の態様が異なり、例えば、ポンプ室内の媒質が空気の場合の反射波の振幅は、ポンプ室内の媒質が冷却水である場合よりも大きくなる。
【００２９】
すなわち、上記構成の電動ポンプ装置の制御方法によれば、反射波の振幅が所定の閾値以上である場合は、ポンプ室内に冷却水が存在しないとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【００３０】
請求項１０に記載の電動ポンプ装置は、請求項９記載の電動ポンプ装置の制御方法において、前記制御ステップにおいて、前記反射波の振幅が前記閾値よりも小さい水気混在時閾値未満の場合に前記通常制御を行い、前記反射波の振幅が前記水気混在時閾値以上の場合に前記保護制御を行う。
【００３１】
上記構成の電動ポンプ装置の制御方法によれば、反射波の振幅が所定の閾値よりも小さい水気混在時閾値以上である場合は、ポンプ室内に冷却水と空気が混在するとみなして保護制御を行うことにより、軸受の摩耗を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るウォータポンプの全体を示す縦断面図（図２の２−２線断面図）である。
【図２】図１に示されるウォータポンプにおいて回路カバーを取り外した状態を示す上方側から見た平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るウォータポンプの回路基板に実装された制御回路の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るウォータポンプにおける振動子の動作の一態様を示した概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るウォータポンプにおける振動子が送信した送信波と内筒部の内壁と内筒部内の媒質との境界で反射された反射波の態様を示したグラフであり、（Ａ）は内筒部内の媒質が空気の場合、（Ｂ）は内筒部内の媒質が冷却水の場合を示している。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るウォータポンプの制御回路の動作の一例を示したブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るウォータポンプの制御回路によるモータ部の空転保護処理の一例を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るウォータポンプにおける振動子が送信した送信波と内筒部の内壁と内筒部内の媒質との境界で反射された反射波の一態様を示したグラフである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るウォータポンプの全体を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るウォータポンプにおける側面振動子の配設の一例を示した概略図であり、（Ａ）は内筒部の縦断面図、（Ｂ）は内筒部の頂部側からの俯瞰図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態において、側面振動子からの送信波が、内筒部を構成する樹脂層と空気との境界及び樹脂層と冷却水との境界で、各々反射されて反射波を生じた場合を示す概念図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の送信波に対する反射波の態様を示した概略図の一例である。
【図１３】（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るウォータポンプが矢印ＵＰを上方向として、車両のエンジンブロックに搭載される場合を示した概略図であり、（Ｂ）は、ウォータポンプが（Ａ）に示した態様で車両に搭載された場合の、内筒部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［第１の実施の形態］
以下、図面を用いて本実施の形態に係る「電動ポンプ装置及び電動ポンプ装置の制御方法」としてのウォータポンプ１０について説明する。
【００３４】
本実施の形態に係るウォータポンプ１０は、例えば車両（自動車）のエアコンヒータ用の冷却水（液体）を圧送するためのポンプとして用いられている。図１に示されるように、ウォータポンプ１０は、インペラ７０が収容され且つ冷却水を圧送するポンプ部１２と、インペラ７０を回転させるためのモータ部６０と、を備えている。また、ウォータポンプ１０は、モータ部６０を収容するモータハウジング３０と、モータ部６０を駆動制御するため回路基板１１０を有する回路装置９０と、を備えている。
【００３５】
以下、上記各構成をポンプ部１２、モータハウジング３０、モータ部６０、及び回路装置９０の順で説明する。なお、ウォータポンプ１０は、全体として略円柱形状に形成されており、以下の説明では、図面に適宜示される矢印Ａ方向を下方（ウォータポンプ１０の軸方向一方）とし、矢印Ｂ方向を上方としている。
【００３６】
（ポンプ部１２について）
図１に示されるように、ポンプ部１２はウォータポンプ１０の下部を構成している。ポンプ部１２はポンプケース１４を備えており、ポンプケース１４はポンプ部１２の外周部分を構成している。このポンプケース１４はケース本体部１６を有しており、ケース本体部１６は上方側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。ケース本体部１６の内部には、中央部において、インペラ７０を収容するインペラ収容部１８が形成されており、インペラ収容部１８は、上方側へ開放された略凹状に形成されている。さらに、ケース本体部１６の内部には、インペラ収容部１８に対してケース本体部１６の径方向外側において、流路２０が形成されている。この流路２０は、上方側へ開放された断面略Ｕ字形状に形成されると共に、ケース本体部１６の周方向に沿って延在されている。
【００３７】
また、ケース本体部１６の底壁には、中央部（ウォータポンプ１０の軸心部）において、入口管２２が一体に形成されている。入口管２２は、管状に形成されて、ケース本体部１６から下方側へ延出されている。また、入口管２２はインペラ収容部１８と連通されており、冷却水が入口管２２からケース本体部１６の内部へ流入されるようになっている。
【００３８】
さらに、ケース本体部１６の外周部には、図示しない出口管が一体に形成されている。この出口管は、管状に形成されて、ケース本体部１６の側壁からウォータポンプ１０の軸線に対して直交する方向に延出されている。そして、出口管は流路２０と連通されており、ケース本体部１６内に流入された冷却水が出口管から流出されるようになっている。
【００３９】
また、ケース本体部１６の開放端部には、ポンプ側フランジ部２６が一体に形成されており、ポンプ側フランジ部２６は、ケース本体部１６からケース本体部１６の径方向外側へ突出されると共に、ケース本体部１６の全周に亘って略リング状に形成されている。このポンプ側フランジ部２６の上面には、略円筒形状のリブ２６Ａが立設されており、リブ２６Ａはケース本体部１６の全周に亘って形成されて、ポンプ側フランジ部２６から上方側へ突出されている。
【００４０】
（モータハウジング３０について）
図１に示されるように、モータハウジング３０は、ウォータポンプ１０の上下方向中間部を構成すると共に、ポンプ部１２に対して上方側に配置されている。このモータハウジング３０は、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）樹脂等の合成樹脂製にされると共に、全体として上方側へ開放された略有底円筒状に形成されて、入口管２２（ウォータポンプ１０の軸線）と同軸上に配置されている。具体的には、モータハウジング３０は、モータハウジング３０の径方向外側部分を構成する外筒部３２を有しており、外筒部３２は上方側へ開放された略有底円筒状に形成されている。また、モータハウジング３０は、モータハウジング３０の径方向内側部分を構成する内筒部３４を有している。この内筒部３４は、下方側へ開放された略有底円筒状に形成されており、内筒部３４の開放端（下端）が外筒部３２の底壁に結合されている。
【００４１】
そして、外筒部３２と内筒部３４との間の空間が、ステータ８０を収容するためのステータ収容部３６とされており、ステータ収容部３６は上方側へ開放された略円環状の空間に形成されている。さらに、内筒部３４の内側の空間が、後述するロータ６２を収容するためのロータ収容部３８とされている。
【００４２】
また、外筒部３２の外周部分を構成する外筒壁３２Ａの下端部には、第１結合部４０が一体に形成されている。第１結合部４０は、外筒壁３２Ａからモータハウジング３０の径方向外側へ突出され、外筒壁３２Ａの全周に亘って略リング状に形成されると共に、前述したポンプ側フランジ部２６と上下方向に対向して配置されている。また、第１結合部４０の下面には、前述したポンプ側フランジ部２６のリブ２６Ａに対応する位置において、リブ収容凹部４０Ａが形成されている。リブ収容凹部４０Ａは、下方側へ開放されると共に、モータハウジング３０の軸方向から見て円環状（リング状）に形成されている。そして、リブ収容凹部４０Ａ内にポンプケース１４のリブ２６Ａが収容された状態で、第１結合部４０とポンプ側フランジ部２６とが結合されている。また、この状態では、外筒部３２の底壁がポンプケース１４内に入り込むと共に、ポンプケース１４内とロータ収容部３８内とが連通されている。
【００４３】
一方、外筒壁３２Ａの上端部には、第２結合部４２が一体に形成されている。第２結合部４２は、外筒壁３２Ａからモータハウジング３０の径方向外側へ突出されると共に、外筒壁３２Ａの全周に亘って所定の形状に形成されている（図１参照）。また、第２結合部４２の上面には、第２結合部４２の外周部分において、囲繞壁４２Ａが一体に形成されている。囲繞壁４２Ａは、第２結合部４２から上方側へ突出されると共に、第２結合部４２の全周に亘って形成されている。
【００４４】
さらに、図２に示されるように、第２結合部４２には、外部コネクタ（図示省略）と嵌合されるコネクタ部４４が一体に形成されている。このコネクタ部４４は、上方側（図１の矢印Ｂ方向側）へ開放された略有底矩形筒状に形成されて、第２結合部４２から上方側へ突出されている。また、モータハウジング３０には、外部コネクタと接続される「ターミナル」としてのコネクタターミナル４６が設けられており、コネクタターミナル４６は黄銅製とされている。コネクタターミナル４６の一端部は、コネクタ部４４の内部に配置されている。そして、コネクタターミナル４６は所定の形状に屈曲されており、コネクタターミナル４６の他端部が、モータハウジング３０から上方側へ延出されて、後述する回路基板１１０に接続されている。
【００４５】
また、図１に示されるように、内筒部３４（ロータ収容部３８）の底壁には、中央部において、略円筒形状の支持部４８が一体に形成されている。支持部４８は、ポンプ部１２の入口管２２と同軸上に配置されて、内筒部３４の底壁から下方側へ突出されている。さらに、内筒部３４内には、円柱状の回転軸５０が設けられており、回転軸５０は支持部４８と同軸上に配置されている。そして、回転軸５０の上端部が支持部４８に固定支持されており、回転軸５０は支持部４８から下方側へ突出されている。
【００４６】
さらに、内筒部３４の底壁には、下方側へ開放された複数の凹部５２が形成されており、凹部５２は、支持部４８の径方向外側の位置において、支持部４８の周方向に沿って配置されている。これにより、凹部５２内にもポンプ部１２内の冷却水が流入されるようになっている。なお、ウォータポンプ１０を上下逆に配置した状態で使用した場合には、配管中等に発生した鋳鉄や不純物などを当該凹部５２内に溜めることができる。これにより、このような不純物の発生によって、後述する軸受６４が磨耗することを抑制できるように構成されている。なお、内筒部３４内の空間及びポンプ部１２内の空間は冷却水が満たされる、いわゆるポンプ室を構成する。
【００４７】
（モータ部６０について）
図１に示されるように、モータ部６０は、ロータ６２とステータ８０とを含んで構成されたブラシレスＤＣモータである。ロータ６２は、モータハウジング３０のロータ収容部３８内に収容されている。また、ロータ６２は、略円筒状に形成されると共に、回転軸５０の径方向外側で且つ回転軸５０と同軸上に配置されている。このロータ６２の内部には、複数のマグネット（図示省略）が設けられており、マグネットはロータ６２の周方向に沿って配置されている。また、ロータ６２の径方向内側には、軸受６４がロータ６２とは離間して設けられている。この軸受６４は、略円筒形状に形成されて、回転軸５０に回転可能に支持されている。そして、軸受６４とロータ６２とが、樹脂材により構成されたモールド部６６によって一体に成形されている。これにより、ロータ６２が軸受６４を介して回転軸５０に回転可能に支持されている。なお、軸受６４はポンプ室内に配設され冷却水によって潤滑される。
【００４８】
また、モールド部６６の下端部には、インペラ７０を構成する第１円盤部７２及びブレード７４が一体に形成されている。第１円盤部７２は、略円板状に形成されて、板厚方向を回転軸５０の軸方向にして回転軸５０と同軸上に配置されている。また、ブレード７４は、第１円盤部７２から上方側へ突出されている。さらに、ブレード７４の下側には、インペラ７０を構成する第２円盤部７６が設けられている。第２円盤部７６は、略円板状に形成されると共に、第１円盤部７２とブレード７４を介して対向するように配置されて、ブレード７４と一体に結合されている。
【００４９】
ステータ８０は、環状に形成されたステータコア８２と、導電性を有する黄銅製の巻線８４と、を含んで構成されると共に、モータハウジング３０のステータ収容部３６内に収容されている。ステータコア８２は、所定の形状に打ち抜かれた複数の鋼板によって構成されており、当該鋼板が板厚方向を上下方向にして上下方向に積層されている。そして、ステータコア８２には、自身の径方向外側へ延びる複数のティース部８２Ａが形成されている。
【００５０】
巻線８４は、ステータコア８２のティース部８２Ａに巻回されている。これにより、ティース部８２Ａの外周部に沿って巻き回された巻線部８４Ａが形成されている。また、巻線８４の端末部は、モータハウジング３０（ステータ収容部３６）から上方側へ延出されて、後述する回路基板１１０に半田付けによって接合されている。なお、巻線部８４Ａとティース部８２Ａとの間には、絶縁部材８５（図１参照）が介装されている。
【００５１】
また、ステータ８０は、ステータカバー８６によって覆われている。ステータカバー８６は、鋼板で製作されると共に、上方側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。また、ステータカバー８６の底壁には、円形状の配置孔８６Ａ（図１参照）が上下方向に貫通形成されている。そして、ステータ８０がステータカバー８６内に嵌入されて、ステータ８０及びステータカバー８６がステータ収容部３６内に収容されている。また、この状態では、モータハウジング３０の内筒部３４が配置孔８６Ａの内側に配置されている。
【００５２】
また、ステータカバー８６の開放端（上端）には、ステータカバーフランジ部８６Ｂが一体に形成されている。このステータカバーフランジ部８６Ｂは、ステータカバー８６の開放端からステータカバー８６の径方向外側へ延出されて、モータハウジング３０の第２結合部４２の上側で且つ囲繞壁４２Ａの内側に配置されている。そして、ステータカバーフランジ部８６Ｂが、後述する回路カバーフランジ部１１２Ａと共に、モータハウジング３０の第２結合部４２に固定されている。
【００５３】
（回路装置９０について）
図１に示されるように、回路装置９０はウォータポンプ１０の上部を構成している。また、回路装置９０は、「固定部材ユニット」としてのプレートユニット９２と、回路基板１１０と、回路カバー１１２と、を含んで構成されている。
【００５４】
プレートユニット９２は、モータハウジング３０の上方側（長手方向一方側）に配置されると共に、全体として略円形のプレート状に形成されている。また、プレートユニット９２は、「固定部材」としての固定プレート９４と、樹脂で製作されたベース部１０４と、を含んで構成されている。固定プレート９４は、金属製の板材（本実施の形態では、鋼板）で製作されると共に、当該板材に打ち抜き加工及び曲げ加工を施すことによって形成されている。固定プレート９４は、略円環板状のリングプレート部９６を備えており、リングプレート部９６は、プレートユニット９２の下部を構成している。このリングプレート部９６は板厚方向を上下方向にして配置されており、リングプレート部９６の下面がステータカバーフランジ部８６Ｂの上面に当接されている（図１参照）。また、リングプレート部９６には、複数（本実施の形態では４箇所）の固定孔が貫通形成されている。そして、当該固定孔内にネジ１２０（図２参照）が挿入されて、固定プレート９４（プレートユニット９２）がステータカバーフランジ部８６Ｂに締結固定されている。これにより、固定プレート９４（プレートユニット９２）がステータカバー８６を介してモータハウジング３０に固定されている。
【００５５】
リングプレート部９６には、後述する回路基板１１０を固定するための複数（本実施の形態では３箇所）の固定片９８が一体に形成されている。固定片９８はリングプレート部９６の外周部から上方側へ延出（上方側へ屈曲）されており、固定片９８の先端部がリングプレート部９６の径方向内側へ屈曲されている。そして、固定片９８の先端部分が固定部９８Ａとされており、固定部９８Ａはリングプレート部９６と上下方向に対向して配置されている。また、固定部９８Ａには、後述する回路基板１１０を締結固定するための「被締結部」としてのバーリング９８Ｂが形成されており、バーリング９８Ｂは、固定部９８Ａから下方側へ突出されると共に、上方側へ開放された略有底円筒状に形成されている。
【００５６】
図２に示されるように、回路基板１１０は略円板状に形成されている。また、回路基板１１０は、板厚方向を上下方向にしてプレートユニット９２の上方側に配置されており、回路基板１１０の下面が固定プレート９４の固定部９８Ａの上面に当接されている（図１参照）。そして、回路基板１１０には、前述した固定プレート９４のバーリング９８Ｂに対応する位置において、図示しない取付孔が形成されており、当該取付孔及びバーリング９８Ｂに「締結部材」としてのタッピングネジ１２２が挿入されて、タッピングネジ１２２によって回路基板１１０がプレートユニット９２（固定プレート９４）に固定されている。また、回路基板１１０の下面には、固定部９８Ａの上面と当接部分において、図示しないＧＮＤパターン（図示省略）が形成されている。
【００５７】
また、回路基板１１０には、ベース部１０４から上方側へ延出された巻線８４の端末部が半田付けによって接合されると共に、コネクタターミナル４６の他端部が半田付けによって接合されている。さらに、回路基板１１０の上面及び下面には、複数の回路素子１１０Ａが実装されている。さらに、固定プレート９４に接続された放熱プレート部１００が、回路基板１１０とモータハウジング３０のロータ収容部３８の底壁との間において、両者に近接して配置されている（図１参照）。
【００５８】
内筒部３４の外壁端部には、パルス状の電気信号が印加されると振動する振動子１２６が当該外壁端部に当接して設けられている。振動子１２６は、一例として圧電性セラミックで構成された圧電素子であり、回路基板１１０上に実装されたパルス送受信器１２８（図２参照）から印加される電気信号により振動し、印加された電気信号のパルスの周波数に応じた音波を内筒部３４外壁から内筒部３４内に対して発信する。
【００５９】
パルス送受信器１２８は、振動子１２６に印加するパルス状の電気信号を生成する発振回路と、振動子１２６が発信した音波を受信する受信回路とを備える。発振回路は、一例として水晶振動子又はセラミック発振子を用い、これらの素子固有の周波数のパルスを生成する。受信回路は、受信した音波によって振動し、電気信号を生成する素子を用いた回路であり、当該素子には圧電素子等が用いられる。なお、パルス送受信器１２８と振動子１２６とは、例えばフレキシブルコネクタ等（図示せず）によって電気的に接続され、当該フレキシブルコネクタ等を介してパルス送受信器１２８から振動子１２６に電気信号が印加される。当該電気信号の周波数は任意であるが、一例として２０ｋＨｚ以上である。かかる周波数の電気信号が印加されることにより、振動子１２６は、いわゆる超音波を発信する。
【００６０】
図１に示されるように、回路カバー１１２は鋼板で製作されている。この回路カバー１１２は、下方側へ開口された略有底円筒形状に形成されると共に、回転軸５０と同軸上に配置されている。また、回路カバー１１２の開口端には、回路カバーフランジ部１１２Ａが一体に形成されており、回路カバーフランジ部１１２Ａは、回路カバー１１２の開口端から回路カバー１１２の径方向外側へ突出されると共に、回路カバー１１２の全周に亘って形成されている。そして、回路カバー１１２は、回路基板１１０及びプレートユニット９２を覆うと共に、モータハウジング３０の上端部を閉塞している。回路カバーフランジ部１１２Ａは、タッピングスクリュー１２４によりステータカバーフランジ部８６Ｂに締結されると共にモータハウジング３０に固定されている。
【００６１】
図３は、本実施の形態に係るウォータポンプ１０の回路基板１１０に実装された制御回路２００の一例を示す概略図である。インバータ回路１３４は、イグニッションスイッチ１４４がオンになり、車載のバッテリ１４０から供給された電力をスイッチングし、モータ部６０のステータ８０のコイルに印加する電圧を生成する。例えば、インバータＦＥＴ１３４Ａ，１３４ＤはＵ相のコイルに、インバータＦＥＴ１３４Ｂ，１３４ＥはＶ相のコイルに、インバータＦＥＴ１３４Ｃ，１３４ＦはＷ相のコイルに、各々印加する電圧を生成するスイッチングを行う。
【００６２】
インバータＦＥＴ１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃの各々のドレインは車載のバッテリ１４０の正極に接続されている。また、インバータＦＥＴ１３４Ｄ，１３４Ｅ，１３４Ｆの各々のソースはバッテリ１４０の負極に接続されている。
【００６３】
本実施の形態では、モータ部６０のロータ６２が回転によって生じる誘起電圧によりロータ６２の回転速度及び位置（回転位置）を検出する。一般に、ブラシレスＤＣモータは、回転軸５０と同軸に設けられたロータ６２のマグネット又はセンサマグネットの磁界をホール素子で検出し、検出された磁界に基づいてロータ６２の回転速度及び位置（回転位置）を検出する。しかしながら、本実施の形態に係るモータ部６０は、エンジンで加熱された冷却水を圧送するウォータポンプ１０に用いられるので、作動時には、エンジン由来の熱にさらされる。半導体であるホール素子は熱に弱いので、本実施の形態に係るモータ部６０では、ホール素子は使用せず、無通電の相のコイルに生じた誘起電圧によってロータ６２の回転速度及び位置を検出する。
【００６４】
誘起電圧は、ロータ６２の回転に応じて変化する正弦波状のアナログ信号であるが、本実施の形態では、コンパレータを含む位置検出回路１３６により、矩形波状のパルス信号に変換してマイコン１３０に入力する。
【００６５】
マイコン１３０は、位置検出回路１３６から入力された信号からロータ６２の位置を算出し、算出したロータ６２の位置と上位の制御装置であるＥＣＵ１４２から入力された指令信号とに基づいて、インバータ回路１３４のスイッチングの制御に係るＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御のデューティ比を算出する。ＥＣＵ１４２とマイコン１３０との間には入力回路１４８が設けられている。入力回路１４８は、ＥＣＵ１４２とマイコン１３０との通信を仲介する回路である。例えば、ＥＣＵ１４２が用いる通信プロトコルがＬＩＮ（Local Interconnect Network）の場合に、ＥＣＵ１４２からの指令信号等の入力信号のプロトコルを、マイコン１３０が解釈可能なプロトコルに変換する。また、マイコン１３０からはモータ部６０の動作状況が出力信号としてＥＣＵ１４２に送信されるが、当該出力信号のプロトコルをＬＩＮに変換してＥＣＵ１４２に送信する。
【００６６】
ＥＣＵ１４２には、エンジンの冷却水の温度を検知する水温センサ１４６が接続されており、冷却水の温度が上昇するに従って、例えば、ウォータポンプ１０の冷却水の吐出量が多くなるようにモータ部６０の回転速度を制御する。また、水温センサ１４６は、エンジンのウォータジャケット又はラジエータ等の冷却水の流路の一角に設けられている
【００６７】
マイコン１３０によって算出されたデューティ比の信号（ＰＷＭ制御信号）は、プリドライバ１３２を介してインバータ回路１３４に出力され、インバータ回路１３４は当該デューティ比に基づいて電圧を生成し、モータ部６０のコイルに印加する。本実施の形態では、プリドライバ１３２とインバータ回路１３４とで、モータ部６０のコイルに印加する電圧を生成するモータ駆動回路１３８を構成する。
【００６８】
また、ポンプ部１２に対して上方側に配置された内筒部３４の外壁端部には、図１に示したように、振動子１２６が設けられている。振動子１２６は制御回路２００を構成する回路基板１１０上に実装されたパルス送受信器１２８に接続され、パルス送受信器１２８はマイコン１３０に接続されている。
【００６９】
次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。図４は、本実施の形態に係るウォータポンプ１０における振動子１２６の動作の一態様を示した概略図である。振動子１２６は、パルス送受信器１２８から入力された電気信号に従って振動し、送信波１５２を内筒部３４のＣ端からＤ端に向けて伝播させる。音波は異なる媒質の境界で反射するという性質があるので、内筒部３４のＤ端に達した送信波１５２は、内筒部３４内に存在する媒質とＤ端との境界で反射されて反射波１５４となる。パルス送受信器１２８は、図４に示した反射波１５４を受信する。
【００７０】
図４では、内筒部３４内には冷却水１５０で満たされているので、送信波１５２は、内筒部３４のＤ端と冷却水１５０との境界で反射される。内筒部３４内に冷却水１５０が存在しない場合では、送信波１５２は、内筒部３４のＤ端と空気との境界で反射される。本実施の形態では、反射波１５４の態様に応じてモータ部６０を回転させる通常制御及びモータ部６０を回転させない保護制御のいずれかを行う。
【００７１】
図５は、本実施の形態に係るウォータポンプ１０における振動子１２６が送信した送信波１５２と内筒部３４の内壁と内筒部３４内の媒質との境界で反射された反射波１５４の態様を示したグラフであり、（Ａ）は内筒部３４内の媒質が空気の場合、（Ｂ）は内筒部３４内の媒質が冷却水の場合を示している。
【００７２】
図５（Ａ）では送信波１５２に対して反射波１５４Ａが生じ、図５（Ｂ）では送信波１５２に対して反射波１５４Ｗが生じている。反射波１５４Ａと反射波１５４Ｗとを比較すると、内筒部３４内の媒質が空気である場合の反射波１５４Ａの方が内筒部３４内の媒質が冷却水である場合の反射波１５４Ｗよりも振幅が大きい。本実施の形態では、反射波１５４の振幅の大きさによって、内筒部３４内を満たす媒質が冷却水１５０か否かを判定する。
【００７３】
図６は、本実施の形態に係るウォータポンプ１０の制御回路２００の動作の一例を示したブロック図である。制御回路２００内のマイコン１３０は、ウォータポンプ１０を作動させる入力信号を入力回路１４８を介して受信すると、パルス送受信器１２８に対して、振動子１２６を動作させるための電気信号を出力させる。
【００７４】
振動子１２６はパルス送受信器１２８から出力された電気信号に従って振動し、ウォータポンプ１０の内筒部３４に対して送信波１５２を出力する。送信波１５２が内筒部３４内で反射されて生じた反射波１５４は、パルス送受信器１２８で受信され、反射波１５４の振幅はマイコン１３０内の比較器１６２で所定の基準値１６０と比較される。
【００７５】
マイコン１３０は、反射波１５４の振幅が基準値１６０よりも小さい場合には、内筒部３４内には冷却水１５０が存在する判定し、モータ部６０を駆動させるようにモータ駆動回路１３８を作動させる指令信号をモータ駆動回路１３８に出力すると共に、モータ部６０を駆動させることを示す出力信号を入力回路１４８を介してＥＣＵ１４２に出力する。
【００７６】
また、マイコン１３０は、反射波１５４の振幅が基準値１６０以上の場合には、内筒部３４内には冷却水１５０が存在しないと判定し、モータ駆動回路１３８を作動させる指令信号を出力せず、モータ部６０を駆動させないことを示す出力信号を入力回路１４８を介してＥＣＵ１４２に出力する。
【００７７】
図７は、本実施の形態に係るウォータポンプ１０の制御回路２００によるモータ部６０の空転保護処理の一例を示したフローチャートである。図７の処理は、ＥＣＵ１４２からウォータポンプ１０を作動させる指令が入力されて開始される。ステップ７００では、振動子１２６を振動させて送信波１５２をウォータポンプ１０の内筒部３４に入力すると共に、送信波１５２が内筒部３４の内壁と内筒部３４内の媒質との境界で反射されて生じた反射波１５４を受信する。
【００７８】
ステップ７０２では、反射波１５４の振幅（測定値）を基準値と比較して、測定値が基準値以上か否かを判定する。基準値と測定値の関係は、例えば図８に示したようになる。本実施の形態では、測定値である反射波振幅値Ｖ２を、基準値Ｖ１と比較する。基準値Ｖ１の具体的な数値は、内筒部３４を構成するＰＰＡ樹脂内の音速及びＰＰＡ樹脂の密度と、冷却水中の音速及び冷却水の密度と、に基づいて概略的に算出できるが、内筒部３４内の形状にも影響されるので、実機等を用いて具体的に決定する。
【００７９】
ステップ７０２で肯定判定の場合には、内筒部３４内に冷却水１５０が存在しないと考えられるので、ステップ７０６でモータ部６０を空転させないフェール処理（保護制御）を実行して処理を終了する。
【００８０】
ステップ７０２で否定判定の場合には、内筒部３４に冷却水１５０が存在すると考えられるので、ステップ７０４で通常通りにモータ部６０を回転させる通常制御を行って、ウォータポンプ１０を駆動させて、処理を終了する。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動子１２６から出力された送信波１５２の反射波１５４の振幅を基準値と比較することにより、ウォータポンプ１０内に冷却水１５０が存在するか否か、すなわち軸受６４が冷却水で潤滑されているか否かを、モータ部６０を回転させる前に判定できる。冷却水１５０がウォータポンプ１０内に存在しない場合には、モータ部６０を回転させないので、冷却水による潤滑が見込めない状況でのウォータポンプ１０の作動を回避し、軸受６４の摩耗を防止できる。
【００８２】
［第２の実施の形態］
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図９は、本実施の形態に係るウォータポンプの全体を示す縦断面図である。本実施の形態は、振動子１２６に代えて、内筒部３４の側面に側面振動子２２６を備えている点で第１の実施の形態と相違する。側面振動子２２６を振動子１２６に代えて設けた理由は、内筒部３４内に空気と冷却水とが混在した場合に、振動子１２６からの送信波に基づく反射波の検出では、内筒部３４内が冷却水で満たされているという誤った判定をするおそれがあるからである。内筒部３４内に空気と冷却水とが混在していると、ウォータポンプ１０内の軸受６４が冷却水で潤滑されていないので、モータ部６０を空転させないフェール処理（保護制御）を実行する必要がある。なお、本実施の形態では、側面振動子２２６以外の他の構成は第１の実施の形態と同じなので、詳細な説明は省略する。
【００８３】
図１０は、本実施の形態に係るウォータポンプ１０における側面振動子２２６の配設の一例を示した概略図であり、（Ａ）は内筒部３４の縦断面図、（Ｂ）は内筒部３４の頂部側からの俯瞰図である。
【００８４】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示したように、側面振動子２２６は、内筒部３４の側面に配設されている。図１０（Ｂ）に示したように、側面振動子２２６は、内筒部３４の側面を構成する曲面に面接触するように、内筒部３４の側面に接触する側の曲率が、内筒部３４の側面の曲率に略等しくなっている。側面振動子２２６は、例えばフレキシブルコネクタ等（図示せず）によってパルス送受信器１２８と電気的に接続され、当該フレキシブルコネクタ等を介してパルス送受信器１２８から側面振動子２２６に電気信号が印加される。かかる電気信号が印加されることにより、側面振動子２２６は、いわゆる超音波を発信する。
【００８５】
本実施の形態では、側面振動子２２６を、内筒部３４の外壁に設けることにより、内筒部３４内に空気と冷却水とが混在した状態を検出できるようにする。
【００８６】
本実施の形態では、側面振動子２２６を動作させて、内筒部３４内の冷却水の有無を判定する。具体的には、側面振動子２２６を振動させて送信波を内筒部３４に入力すると共に、送信波が内筒部３４の内壁と内筒部３４内の媒質との境界で反射されて生じた反射波をパルス送受信器１２８で受信する。
【００８７】
図１１は、側面振動子２２６からの送信波が、内筒部３４を構成する樹脂層３４Ａと空気との境界及び樹脂層３４Ａと冷却水との境界で、各々反射されて反射波を生じた場合を示す概念図である。
【００８８】
図１１において、Ｐ1は、側面振動子２２６からの送信波の振幅であり、Ｐ2は、側面振動子２２６からの送信波が、樹脂層３４Ａと空気との境界で反射されて生じた反射波の振幅である。また、Ｐ3は、側面振動子２２６からの送信波が、樹脂層３４Ａと冷却水との境界で反射されて生じた反射波の振幅である。
【００８９】
図１１において、Ａ1は、側面振動子２２６と面接触している樹脂層３４Ａの接面積、Ａ2は、樹脂層３４Ａに対する空気の接面積、Ａ3は、樹脂層３４Ａに対する冷却水の接面積である。そして、Ａ1＝Ａ2＋Ａ3である。
【００９０】
また、図１１において、Ｚ1は、樹脂層３４Ａを構成する樹脂の音響インピーダンスであり、Ｚ2は、空気の音響インピーダンスであり、Ｚ3は、冷却水を構成する水の音響インピーダンスである。Ｚ1は、樹脂の種類によって異なるが、2.0〜2.5×106kgm2/s程度である。Ｚ2は、0.00004×106kgm2/sであり、Ｚ3は、1.5×106kgm2/sである。
【００９１】
樹脂層３４Ａと空気との境界での音波の反射率Ｒ1は、下記の式（１）で算出される。
2017082755.tif 000003
【００９２】
また、樹脂層３４Ａと冷却水との境界での音波の反射率Ｒ2は、下記の式（２）で算出される。
2017082755.tif 000004
【００９３】
送信波に対する反射波の振幅は、前述の反射率に比例すると共に、音源である側面振動子２２６と面接触している樹脂層３４Ａの接面積Ａ1に対する樹脂層３４Ａに対する媒質（空気、水）の接面積（Ａ2、Ａ3）に比例する。従って、送信波が振幅Ｐ1の場合、樹脂層３４Ａと空気との境界で反射されて生じた反射波の振幅Ｐ2は、下記の式（３）で算出される。
2017082755.tif 000005
【００９４】
また、送信波が振幅Ｐ1の場合、樹脂層３４Ａと冷却水との境界で反射されて生じた反射波の振幅Ｐ3は、下記の式（４）で算出される。
2017082755.tif 000006
【００９５】
内筒部３４内に空気と冷却水とが混在している場合、検出される反射波の振幅ＰAWは、下記の式（５）で示したように、Ｐ2とＰ3との和である。
2017082755.tif 000007
【００９６】
上記の式（３）〜（５）を用いることにより、内筒部３４内に冷却水がない場合の反射波の振幅、内筒部３４内が冷却水で満たされている場合の反射波の振幅、及び内筒部３４内に空気と冷却水が混在している場合の反射波の振幅を算出できる。
【００９７】
図１２は、送信波１５２に対する、反射波１５４Ａ、１５４ＡＷ、１５４Ｗを示した概略図の一例である。反射波１５４Ａは、内筒部３４内に冷却水がない場合の反射波であり、反射波１５４Ｗは、内筒部３４内が冷却水で満たされている場合の反射波である。反射波１５４ＡＷは、内筒部３４内に空気と冷却水とが混在している場合の反射波である。
【００９８】
反射波１５４Ａの振幅は上記の式（３）を、反射波１５４Ｗの振幅は上記の式（４）を、反射波１５４ＡＷの振幅は上記の式（５）を各々用いて算出することができる。本実施の形態では、上記の式（３）〜（５）を用いて反射波１５４Ａ、１５４Ｗ、１５４ＡＷの振幅を算出すると共に、反射波１５４Ｗと反射波１５４ＡＷとを識別するための基準値Ｖ３を決定することができる。計算値と実測値とでは差異が生じる場合があるので、本実施の形態では、実機を使用した実験を通じて、反射波１５４Ａ、１５４Ｗ、１５４ＡＷの波形及び振幅を適正化し、基準値Ｖ３を決定する。基準値Ｖ３は、反射波１５４Ａよりも振幅が小さい反射波１５４ＡＷを識別する必要があるので、第１の実施の形態の基準値Ｖ１よりも小さくなる。第１の実施の形態においても、基準値Ｖ３を用いて反射波１５４Ｗと反射波１５４ＡＷとを識別してもよい。
【００９９】
本実施の形態では、図７に示したフローチャートのステップ７０２において、反射波１５４の振幅（測定値）と基準値Ｖ３とを比較し、測定値が基準値Ｖ３以上か否かを判定する。ステップ７０２で肯定判定の場合には、内筒部３４内に冷却水１５０が存在しないか、空気と冷却水とが混在している場合と考えられる。いずれも場合も、ウォータポンプ１０内の軸受６４が冷却水で潤滑されていない状態なので、ステップ７０６でモータ部６０を空転させないフェール処理（保護制御）を実行して処理を終了する。
【０１００】
図１３（Ａ）は、本実施の形態に係るウォータポンプ１０が矢印ＵＰを上方向として、車両のエンジンブロックに搭載される場合を示した概略図である。図１３（Ａ）では、ウォータポンプ１０は、図１、９に示された状態から倒立した状態で、車両に搭載されるので、内筒部３４内に空気と冷却水が混在する場合には、冷却水は、第１の実施の形態において振動子１２６が設けられていた側（端部）の内壁に滞留する。
【０１０１】
図１３（Ｂ）は、ウォータポンプ１０が図１３（Ａ）に示した態様で車両に搭載された場合の、内筒部３４の縦断面図である。内筒部３４内は、空気１７０と冷却水１５０Ａとが混在し、冷却水１５０Ａは、内筒部３４内の底部に滞留している。側面振動子２２６を動作させると、側面振動子２２６からの送信波は、内筒部３４内壁と冷却水１５０Ａとの境界及び内筒部３４内壁と空気１７０との境界で各々反射され、図１２で示した反射波１５４ＡＷの波形及び振幅でパルス送受信器１２８に検出される。
【０１０２】
図１３に示した場合以外の態様でウォータポンプ１０が車両に搭載された場合でも、側面振動子２２６を動作させることにより、内筒部３４内が冷却水で満たされているか否かを判定できる。本実施の形態では、側面振動子２２６からの音波信号によって、内筒部３４内に空気と冷却水とが混在していることを示す反射波１５４ＡＷが検出された場合には、モータ部６０を空転させないフェール処理（保護制御）を実行する。
【０１０３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、内筒部３４内に空気１７０と冷却水１５０Ａとが混在した場合を検出することにより、冷却水による潤滑が見込めない状況でのウォータポンプ１０の作動を回避し、軸受６４の摩耗を防止できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…ウォータポンプ、１２…ポンプ部、１４…ポンプケース、１６…ケース本体部、１８…インペラ収容部、２０…流路、２２…入口管、２６…ポンプ側フランジ部、２６Ａ…リブ、３０…モータハウジング、３２…外筒部、３２Ａ…外筒壁、３４…内筒部、３６…ステータ収容部、３８…ロータ収容部、４０…結合部、４０Ａ…リブ収容凹部、４２…結合部、４２Ａ…囲繞壁、４４…コネクタ部、４６…コネクタターミナル、４８…支持部、５０…回転軸、５２…凹部、６０…モータ部、６２…ロータ、６４…軸受、６６…モールド部、７０…インペラ、７２…第１円盤部、７４…ブレード、７６…第２円盤部、８０…ステータ、８２…ステータコア、８２Ａ…ティース部、８４…巻線、８４Ａ…巻線部、８５…絶縁部材、８６…ステータカバー、８６Ａ…配置孔、８６Ｂ…ステータカバーフランジ部、９０…回路装置、９２…プレートユニット、９４…固定プレート、９６…リングプレート部、９８…固定片、９８Ａ…固定部、９８Ｂ…バーリング、１００…放熱プレート部、１０４…ベース部、１１０…回路基板、１１０Ａ…回路素子、１１２…回路カバー、１１２Ａ…回路カバーフランジ部、１２０…ネジ、１２２…タッピングネジ、１２４…タッピングスクリュー、１２６…振動子、１２８…パルス送受信器、１３０…マイコン、１３２…プリドライバ、１３４…インバータ回路、１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃ，１３４Ｄ，１３４Ｅ，１３４Ｆ…インバータＦＥＴ、１３６…位置検出回路、１３８…モータ駆動回路、１４０…バッテリ、１４２…ＥＣＵ、１４４…イグニッションスイッチ、１４６…水温センサ、１４８…入力回路、１５０…冷却水、１５２…送信波、１５４…反射波，１５４Ａ，１５４Ｗ…反射波、１６０…基準値、１６２…比較器、１７０…空気、２００…制御回路、２２６…側面振動子、Ｖ１…基準値、Ｖ２…反射波振幅値、Ｖ３…基準値
【図１】
2017082755.tif 000008
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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