特開 2024-119242 ウォーターポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024119242

(43)【公開日】2024-09-03

(54)【発明の名称】ウォーターポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/046 20060101AFI20240827BHJP

   F04D 29/044 20060101ALI20240827BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

F04D29/046 D

F04D29/044

B29C45/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023026005

(22)【出願日】2023-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】藤本 征也

【テーマコード（参考）】

3H130

4F206

【Ｆターム（参考）】

3H130AA03

3H130AB07

3H130AB22

3H130AB47

3H130AC16

3H130BA73A

3H130BA73D

3H130BA73E

3H130BA98A

3H130BA98D

3H130BA98E

3H130CA23

3H130DA02X

3H130DB11Z

3H130DB15X

3H130DD01X

3H130EA02A

3H130EA02D

3H130EA02E

4F206AD03

4F206AD15

4F206AD19

4F206AH04

4F206AM32

4F206JA07

4F206JB12

4F206JF05

4F206JL02

(57)【要約】

【課題】高精度の金型を用いることなく効率の良いウォーターポンプを提供する。
【解決手段】本発明のウォーターポンプ（１００）は、シャフト（１６５）と、シャフト（１６５）に対して回転可能なロータ（１５０）と、ロータ（１５０）と一体に回転可能なインペラ（１４０）と、ロータ（１５０）を囲繞し、モータハウジング（１３０）に固定されたステータ（１６０）と、その中心にシャフト（１６５）が固定され、かつ、ロータ（１５０）の周囲に配置された円筒体部（１９２）の外周面（１９２ａｇ）にステータ（１６０）の突極（１６１ｃ）が固定された状態でモータハウジング（１３０）と一体に固定されたホルダ（１９０）と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトと、
前記シャフトに対して回転可能なロータと、
前記ロータと一体に回転可能なインペラと、
前記ロータを囲繞し、モータハウジングに固定されたステータと、
その中心に前記シャフトが固定され、かつ、前記ロータの周囲に配置された円筒体部を有し、当該円筒体部の外周面に前記ステータの突極が固定された状態で前記モータハウジングと一体に固定されたホルダと、
を備える、ウォーターポンプ。

【請求項2】

前記ホルダの外周壁は、その外側に段差面を有すると共に、前記段差面を境に大径円筒部分と、当該大径円筒部分よりも上側に配置された小径円筒部分とを有し、
前記小径円筒部分の外周面に前記ステータの前記突極が固定されている、請求項１に記載のウォーターポンプ。

【請求項3】

前記ホルダは、前記シャフトを一体に固定するボス部を有する、請求項１または２に記載のウォーターポンプ。

【請求項4】

前記ホルダは、前記ボス部に固定された前記シャフトの軸心と前記小径円筒部分の軸心とが一致している、請求項３に記載のウォーターポンプ。

【請求項5】

前記シャフトは、前記ホルダを介して前記モータハウジングとモールド成形によって一体に固定されている、請求項１に記載のウォーターポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウォーターポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、モータを備えた電動ウォーターポンプＰが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

【0003】

この特許文献１の電動ウォーターポンプＰでは、樹脂製のケーシング２と、そのケーシング２に一方側の端部１４が固定された金属製の軸部材１と、その軸部材１の他方側の端部１５を枢支しながら、ケーシング２を密閉するハウジング４と、軸部材１に軸支されたロータ３と、そのロータ３に取り付けられたインペラ５とを備えている。

【0004】

ケーシング２の内部には軸部材１の軸芯Ｌの回りに沿ってコイル２１が配置されると共に、ロータ３の内部には永久磁石３１が配置されている。コイル２１を備えたステータおよび軸部材１は、インサート成形によりケーシング２に封止され、軸部材１は、鍔部１２がケーシング２に埋設されることによって、ケーシング２に固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－１４４６９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら先行文献１の電動ウォーターポンプＰにおいては、コイル２１を備えたステータおよび軸部材１をインサート成型してケーシング２を成形する場合、インサート成型用金型６に対して、コイル２１を備えたステータと、軸部材１とをそれぞれ所定の位置にセットする必要がある。

【0007】

このとき、コイル２１を備えたステータおよび軸部材１はインサート成型用金型６に対して高精度に位置決めされる必要がある。そのため、インサート成型用金型６は高精度に加工される必要があった。

【0008】

本発明は、以上の点を鑑み、高精度の金型を用いることなく効率の良いウォーターポンプを提供することを課題の一例とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のウォーターポンプは、シャフトと、前記シャフトに対して回転可能なロータと、前記ロータと一体に回転可能なインペラと、前記ロータを囲繞し、モータハウジングに固定されたステータと、その中心に前記シャフトが固定され、かつ、前記ロータの周囲に配置された円筒体部を有し、当該円筒体部の外周面に前記ステータの突極が固定された状態で前記モータハウジングと一体に固定されたホルダと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプを上方から視た場合の外観構成（Ａ）および下方から視た場合の外観構成（Ｂ）を示す斜視図である。

【図2】本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプの構成を示す縦断面図である。

【図3】本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのポンプハウジングの構成を示す底面図（Ａ）、および、下方から視た場合の斜視図（Ｂ）である。

【図4】本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフトに固定されるブッシュを上方から視た場合の外観構成（Ａ）および下方から視た場合の外観構成（Ｂ）を示す斜視図である。

【図5】本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフトとブッシュが一体化された場合のシャフト組立体の構成を示す斜視断面図である。

【図6】本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフト、ブッシュ、および、ステータが一体となったステータ組立体の構成を示す斜視図である。

【図7】本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフト、ブッシュ、および、ステータが一体となったステータ組立体の構成を示す縦断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜実施の形態＞
以下、本発明の一例である実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプを上方から視た場合の外観構成（Ａ）および下方から視た場合の外観構成（Ｂ）を示す斜視図である。図２は、本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプの構成を示す縦断面図である。図３は、本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのポンプハウジングの構成を示す底面図（Ａ）、および、下方から視た場合の斜視図（Ｂ）である。

【0012】

図４は、本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフトに固定されるブッシュを上方から視た場合の外観構成（Ａ）および下方から視た場合の外観構成（Ｂ）を示す斜視図である。図５は、本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフトとブッシュが一体化された場合のシャフト組立体の構成を示す斜視断面図である。

【0013】

図６は、本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフト、ブッシュ、および、ステータが一体となったステータ組立体の構成を示す斜視図である。図７は、本発明の一例である実施の形態にかかるウォーターポンプのシャフト、ブッシュ、および、ステータが一体となったステータ組立体の構成を示す縦断面斜視図である。

【0014】

なお、本実施の形態の説明において、説明の便宜上、軸Ｘに沿った矢印ａ方向を上側または一方側とする。軸Ｘに沿った矢印ｂ方向を下側または他方側とする。ここで、矢印ａｂ方向を上下方向またはＸ軸方向と称する。ただし、上下方向は、鉛直方向とは必ずしも一致しない。また、矢印ｃｄ方向を径方向と称し、軸Ｘから離れる矢印ｃ方向を外側または径方向一方側、軸Ｘに近づく矢印ｄ方向を内側または径方向他方側と称する。

【0015】

＜ウォーターポンプの外観構成＞
図１に示すように、ウォーターポンプ１００は、例えばエンジンの冷却水を移送する、いわゆる遠心ポンプである。

【0016】

ウォーターポンプ１００は、当該ウォーターポンプ１００をエンジンルーム内に取り付けるための３つのフランジ１３５、その内部にインペラ１４０（図２）等を収容する側面視略円錐形のポンプハウジング１２０、その内部に駆動源であるモータ１７０（図２）を収容する円筒形状または略円筒形状のモータハウジング１３０を有している。

【0017】

＜フランジ＞
ウォーターポンプ１００のフランジ１３５は、モータハウジング１３０のモータハウジング本体部１３１の外周面に対して互いに１２０度間隔かつ放射状に三方へ延びる部分である。フランジ１３５は、先端の略円形の開口部１３５ａを有している。したがって、ウォーターポンプの１００は、フランジ１３５の開口部１３５ａを介してエンジンルーム内等（図示せず）に取り付けられる。

【0018】

＜ポンプハウジング＞
ウォーターポンプ１００のポンプハウジング１２０は、樹脂の射出成形により形成された成型品である。

【0019】

ポンプハウジング１２０は、内部にポンプとして作用するためのインペラ１４０を収容するポンプハウジング本体部１２１と、そのポンプハウジング本体部１２１の外周面の中心には軸方向の上側（矢印ａ方向）に突出しインペラ１４０に冷却水を吸入（導入）するための円筒形状の吸入部１２３と、ポンプハウジング本体部１２１の外周面から吸入部１２３とは直交する径方向へ突出し、インペラ１４０の回転によって冷却水を外部へ吐出するための円筒形状の吐出部１２５とを有している。

【0020】

吸入部１２３は、ポンプハウジング本体部１２１の頂部からＸ軸方向の上側（矢印ａ方向）に延びる円筒形状を有し、例えば、水、冷却水等の流体を吸入する部位である。吐出部１２５は、ポンプハウジング本体部１２１の外周面から吸入部１２３とは直交する径方向の外側（矢印ｃ方向）へ延びる円筒形状を有し、吸入部１２３から吸入された流体がインペラ１４０の回転によって外部へ吐出（圧送）する部位である。

【0021】

図３に示すように、ポンプハウジング１２０のポンプハウジング本体部１２１は、側面視略円錐形のお椀形状からなり、外周側の底面に環状の溝１２１ｍを有すると共に、その溝１２１ｍの内側（矢印ｄ方向）にはインペラ１４０を収容可能な円錐状のインペラ収容空間１２０ｓを有している。ポンプハウジング本体部１２１の溝１２１ｍは、ポンプハウジング１２０とモータハウジング１３０とが接合される際、例えばＯリング等のシール部材１２６（図２）が収容される空間である。

【0022】

ポンプハウジング本体部１２１は、吸入部１２３からインペラ収容空間１２０ｓに所定の長さだけ突出する軸支部１２４（図２）を有している。軸支部１２４は、吸入部１２３の内周面に対して、所定の角度間隔で設けられた複数本（例えば３本）の腕部１２４ａによって吸入部１２３の内周面に対して一体に結合されている。

【0023】

複数本の腕部１２４ａの中心には、略円筒状のシャフト支持部１２４ｐが設けられ、そのシャフト支持部１２４ｐの下側（矢印ｂ方向）の端部には、後述するシャフト１６５の半球状の頭部１６５ａを径方向において軸支する円筒状の内周面１２４ｃ（図２および図３）形成されている。なお、シャフト１６５の頭部１６５ａは、その外周面が断面半円状の曲面となっている。

【0024】

この場合、シャフト１６５はＸ軸方向における下側（矢印ｂ方向）の端部が後述するホルダとしてのブッシュ１９０に固定され、かつ、Ｘ軸方向における上側（矢印ａ方向）の頭部１６５ａが軸支部１２４に支持されているので、当該シャフト１６５の振れ周りが抑制されている。

【0025】

軸支部１２４のシャフト支持部１２４ｐは、その下側（矢印ｂ方向）の外周端に径方向（矢印ｃｄ方向）の外側（矢印ｃ方向）へ僅かに延びた環状のフランジ部１２４ｄを有している。フランジ部１２４ｄは、吸入部１２３から吸入した流体をインペラ１４０の羽根１４５（図２）へ導く機能を有する方向変換部位である。

【0026】

＜インペラ＞
図２に示すように、インペラ１４０は、熱可塑性樹脂材である例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）の射出成形により形成された成型品である。

【0027】

インペラ１４０は、Ｘ軸方向（矢印ａｂ方向）に沿って延びる円柱状のロータ本体１４１、そのロータ本体１４１の上側（矢印ａ方向）の端部に一体に形成された円盤状の主板１４２と、その主板１４２の中心部分において上側（矢印ａ方向）に向かってなだらかに膨出した膨出部１４３と、その膨出部１４３の周囲であって主板１４２の上に立設された複数の羽根１４５とを有している。

【0028】

インペラ１４０のロータ本体１４１、主板１４２、膨出部１４３、および、羽根１４５は全て一体に形成されている。ただし、これに限るものではなく、例えば、ロータ本体１４１と主板１４２等とが別々に形成された後に溶着等によって一体形成されていてもよい。

【0029】

ロータ本体１４１は、所定の外径を有する円柱体からなり、後述するモータハウジング１３０のモータハウジング本体部１３１に形成されたモータ収容空間１３０ｓに収容される部分である。

【0030】

ロータ本体１４１において、その上側（矢印ａ方向）の所定位置には径方向の外側（矢印ｃ方向）へ突出した上側フランジ部１４１ｆａ、および、その下側端部には径方向の外側（矢印ｃ方向）へ突出した下側フランジ部１４１ｆｂを有している。

【0031】

上側フランジ部１４１ｆａは、下側フランジ部１４１ｆｂよりも外側（矢印ｃ方向）へ大きく突出している。ただし、これに限るものではなく、上側フランジ部１４１ｆａおよび下側フランジ部１４１ｆｂの突出量は同じであってもよく、または、下側フランジ部１４１ｆｂが上側フランジ部１４１ｆａよりも外側（矢印ｃ方向）へ大きく突出していてもよい。

【0032】

上側フランジ部１４１ｆａと下側フランジ部１４１ｆｂとの間には環状の凹空間が形成されており、そこにマグネット１５９が接着等により固定されている。マグネット１５９は、永久磁石からなり、Ｓ極に着磁された領域と、Ｎ極に着磁された領域とに分けられ、周方向に沿って交互に配置されている。

【0033】

因みに、磁石粉末を含んだ樹脂材でマグネット１５９を射出成形し、磁石粉末を含まない樹脂材でロータ本体１４１と主板１４２および羽根１４５を射出成形により形成するようにしてもよい。

【0034】

マグネット１５９の外径は、上側フランジ部１４１ｆａの外周端と面一である。なお、ロータ本体１４１およびマグネット１５９は、後述するモータハウジング１３０のモータハウジング本体部１３１とは接触することのない大きさの外径を有している。要は、インペラ１４０の回転時にロータ本体１４１が、後述するモータハウジング本体部１３１と接触することなく回転できさえすればよい。

【0035】

主板１４２は、薄い円盤状の部材であり、ロータ本体１４１の上側（矢印ａ方向）の端部において一体に形成されている。主板１４２の外径は、インペラ収容空間１２０ｓの内径よりも小さい。

【0036】

膨出部１４３およびロータ本体１４１は、その中心においてＸ軸方向（矢印ａｂ方向）に沿って貫通した貫通孔１４０ｈを有している。この貫通孔１４０ｈの内径は、後述するシャフト１６５の外径よりも僅かに大きく形成されている。この場合、インペラ１４０における貫通孔１４０ｈの内周面と、シャフト１６５の外周面とはスリーブ軸受として機能する。

【0037】

これによりインペラ１４０は、ブッシュ１９０に固定されたシャフト１６５に対して回転可能とすることができる。なお、これに限るものではなく、ロータ本体１４１および膨出部１４３に円筒状の焼結軸受を設けるようにしてもよい。

【0038】

複数の羽根１４５は、回転軸となるシャフト１６５を中心として膨出部１４３の周囲に放射状に配置されている。羽根１４５は、弧状に湾曲しており、シャフト１６５から径方向の外側（矢印ｃ方向）へ離れるに連れてその高さが次第に低くなっている。この場合、羽根１４５は例えば７枚設けられているが、これに限るものではなく、他の枚数であってもよい。

【0039】

＜モータハウジング＞
図２に示すように、モータハウジング１３０は、円筒形状のモータハウジング本体部１３１と、そのモータハウジング本体部１３１の上側（矢印ａ方向）の端部から径方向の外側（矢印ｃ方向）へ向かって延びた環状のフランジ部１３２と、モータハウジング本体部１３１の底部を閉塞するカバー部１３３とを有している。

【0040】

モータハウジング本体部１３１のフランジ部１３２は、ポンプハウジング本体部１２１の溝１２１ｍ（図３）と対向配置される部分である。モータハウジング本体部１３１のフランジ部１３２の外径とポンプハウジング本体部１２１の外径とは同じである。

【0041】

モータハウジング本体部１３１の底部には、カバー部１３３が一体に形成されており、これによりモータ１７０のロータ１５０を構成するマグネット１５９およびロータ本体１４１を収容可能なモータ収容空間１３０ｓを形成している。

【0042】

モータ収容空間１３０ｓは、ロータ本体１４１の周囲が樹脂で形成されたモータハウジング本体部１３１と、後述するブッシュ１９０と、によって形成され、ロータ本体１４１およびマグネット１５９を収容可能な凹空間である。

【0043】

モータハウジング１３０のモータハウジング本体部１３１、フランジ部１３２、および、カバー部１３３は、全て一体に形成された樹脂の成型品である。モータハウジング本体部１３１は、ステータ１６０および後述するブッシュ１９０についてもインサート成型により一体に形成されている。

【0044】

なお、図２においては図示していないが、ウォーターポンプ１００は、モータハウジング１３０の下方に、モータ駆動するためのモータ駆動制御回路を構成する各種電子部品が実装された回路基板（図示せず）が配置されている。

【0045】

＜ステータ＞
モータ収容空間１３０ｓに配置されたロータ１５０のロータ本体１４１およびマグネット１５９の外周側には、モータハウジング本体部１３１によって樹脂封止されたステータ１６０がロータ１５０を囲繞するように配置されている。

【0046】

このステータ１６０においては、インシュレータ（図示せず）を介してコイル１６２の巻回されたステータコア１６１がモータハウジング本体部１３１によってモールド成形された状態で配置されている。つまり、ステータコア１６１およびコイル１６２は、モータハウジング本体部１３１と一体化されている。

【0047】

ステータコア１６１は、軟磁性材からなる電磁鋼板を複数枚積層された積層体によって形成されており、円環状のコアバック、コイル１６２が巻回されたティース、および、突極１６１ｃ（図６）を有している。

【0048】

ステータコア１６１において、互いに隣り合う突極１６１ｃ同士の間にはコイル１６２が収められるスロットが形成されている。因みに、シャフト１６５の軸心はＸ軸であり、ステータコア１６１の軸心もＸ軸であり、両者は一致している。

【0049】

＜ロータ＞
図２に示すように、ロータ１５０は、ロータ本体１４１およびマグネット１５９からなり、ブッシュ１９０およびモータハウジング本体部１３１に固定されたシャフト１６５に対して、当該シャフト１６５を回転軸として回転する。なお、ロータ本体１４１は、インペラ１４０の一部である。

【0050】

すなわち、シャフト１６５は、ブッシュ１９０によって回転不能な固定状態でモータ収容空間１３０ｓに取り付けられている。このため、シャフト１６５は、非回転であり、ブッシュ１９０を介してモータハウジング本体部１３１と一体に固定されている。

【0051】

ロータ１５０は、モータハウジング本体部１３１のモータ収容空間１３０ｓに配置されており、ロータ本体１４１およびマグネット１５９の外径がモータ収容空間１３０ｓの内径よりも小さい。これにより、ロータ１５０が回転したときにロータ本体１４１およびマグネット１５９がモータ収容空間１３０ｓを形成しているモータハウジング本体部１３１の内周面と接触することはない。

【0052】

このようにモータ１７０は、ステータ１６０とロータ１５０によって構成されたインナーロータ型の三相のブラシレスＤＣモータである。ただし、モータ１７０は、三相のブラシレスＤＣモータに限るものではなく、例えば単相ブラシレスＤＣモータ等、その他のモータであってもよい。

【0053】

＜シャフト組立体＞
図２、図４および図５に示すように、シャフト１６５はブッシュ１９０に対して予め一体に組み立てられた組立体（以下、これを「シャフト組立体」と呼ぶ。）２００（図５）として形成されている。

【0054】

シャフト組立体２００のブッシュ１９０は、全体的に有底円筒形状の非磁性金属材（例えば、真鍮、非磁性ステンレス鋼等）からなり、一方側となる上側（矢印ａ方向）が開口し、他方側となる下側（矢印ｂ方向）が平板部１９１によって閉塞されている。

【0055】

ブッシュ１９０は、所定厚さの円板形状を有する平板部１９１、その平板部１９１の上側（矢印ａ方向）に設けられた円筒体からなる円筒体部１９２、および、平板部１９１の下側（矢印ｂ方向）に向かって突出した円筒体からなるボス部１９３が一体に形成されている。

【0056】

平板部１９１は、所定の外径および厚さを有する円板体からなり、その中央には軸Ｘを中心として下側（矢印ｂ方向）へ向かって所定の長さだけ突出したボス部１９３が形成されている。

【0057】

ボス部１９３は、円筒体部１９２の内径よりも小さな外径を有し、Ｘ軸を中心として所定径の貫通孔１９３ｈを有している。なお、ボス部１９３の貫通孔１９３ｈは、平板部１９１をも貫通している。

【0058】

ボス部１９３の貫通孔１９３ｈの内径は、シャフト１６５の外径と同じ、または、シャフト１６５の外径よりも僅かに小さく、シャフト１６５はボス部１９３の貫通孔１９３ｈに対して圧入により固定される。

【0059】

なお、図２に示すように、シャフト１６５の下側（矢印ｂ方向）の端部については、ブッシュ１９０のボス部１９３およびモータハウジング１３０のカバー部１３３から突出するように固定されている。ただし、これに限るものではなく、シャフト１６５の下側（矢印ｂ方向）の端部がモータハウジング１３０のカバー部１３３の内部に埋設されるように固定されていてもよい。

【0060】

ブッシュ１９０の円筒体部１９２は、軸方向の下側（矢印ｂ方向）に大径円筒部分１９２ｂ、軸方向の上側（矢印ａ方向）に小径円筒部分１９２ａを有している。大径円筒部分１９２ｂは、Ｘ軸方向において所定の厚さを有する円筒体であり、その外径は、平板部１９１の外径と同じであり、面一となっている。

【0061】

すなわち大径円筒部分１９２ｂは、平板部１９１の上部に位置する部分であり、両者は境界がなく一体である。因みに、小径円筒部分１９２ａの内径は、大径円筒部分１９２ｂの内径と同じであり、面一である。

【0062】

小径円筒部分１９２ａは、径方向において大径円筒部分１９２ｂよりも薄い所定の厚さを有する円筒体であり、その外径は大径円筒部分１９２ｂよりも小さい。すなわち、大径円筒部分１９２ｂは小径円筒部分１９２ａよりも外径の大きな外周壁であり、小径円筒部分１９２ａは大径円筒部分１９２ｂよりも外径の小さな外周壁である。なお、大径円筒部分１９２ｂの外周側の面を第１外周壁面１９２ｂｇと呼び、小径円筒部分１９２ａの外周側の面を第２外周壁面１９２ａｇと呼ぶものとする。

【0063】

図５乃至図７に示すように、ブッシュ１９０において、小径円筒部分１９２ａの第２外周壁面１９２ａｇと大径円筒部分１９２ｂの第１外周壁面１９２ｂｇとの間には、径方向に沿って平坦に延びる段差面１９２ｄが形成されている。

【0064】

この段差面１９２ｄには、ステータコア１６１の内周側の端部である突極１６１ｃの一部が載置され、これによりステータコア１６１の軸方向の高さが決定される。同時に、小径円筒部分１９２ａの第２外周壁面１９２ａｇと突極１６１ｃ（図６および図７）の内周面とが接触される。

【0065】

実際上、図２に示すように、ブッシュ１９０はモータハウジング本体部１３１にインサート成型されて一体化されるが、小径円筒部分１９２ａおよび大径円筒部分１９２ｂの内周面はモータハウジング本体部１３１の樹脂によって封止されて露出することはない。ただし、ブッシュ１９０においては、平板部１９１の底面１９１ｂだけがモータハウジング本体部１３１に封止されることなく露出した状態となる。

【0066】

＜ステータ組立体＞
図６および図７に示すように、ウォーターポンプ１００においては、シャフト組立体２００のブッシュ１９０に対して、コイル１６２およびステータコア１６１からなるステータ１６０を一体化して固定することにより組立体（以下、これを「ステータ組立体」と呼ぶ。）２２０が形成されている。

【0067】

この場合、ブッシュ１９０の段差面１９２ｄには、ステータコア１６１の内周側に設けられた突極１６１ｃが載置され、ステータコア１６１の軸方向の高さが決定される。同時に、突極１６１ｃ（図６および図７）の内周面には、ブッシュ１９０の小径円筒部分１９２ａの第２外周壁面１９２ａｇが嵌着される。

【0068】

このとき、ステータコア１６１の突極１６１ｃの内周面は、シャフト１６５と同心状になるように形成されている。これにより、シャフト１６５、ブッシュ１９０、およびステータコア１６１が全て同心状に配置されたステータ組立体２２０が形成される。

【0069】

＜モータハウジング構造＞
続いて、モータハウジング１３０の構造について説明する。モータハウジング１３０を形成するには、図示しない金型の所定位置に上述したステータ組立体２２０を配置してセットする。

【0070】

具体的には、金型には、シャフト１６５のシャフト位置決穴が設けられており、そのシャフト位置決穴にシャフト１６５の頭部１６５ａとは反対となる下側（矢印ｂ方向）の端部を配置してセットする。

【0071】

ここで、シャフト１６５は、シャフト組立体２００に予め固定され、そのシャフト組立体２００はステータ１６０が予め固定されたステータ組立体２２０と一体に形成されている。

【0072】

このため、ステータ組立体２２０のシャフト１６５の端部を金型のシャフト位置決穴に配置しさえすれば、金型に対して高精度にシャフト１６５、ブッシュ１９０およびステータ１６０が位置決めされることになる。

【0073】

続いて、金型に溶融した熱可塑性樹脂を注入し、その後冷却することにより、モータハウジング１３０を成形する。これによりモータハウジング１３０では、ステータコア１６１、コイル１６２、およびブッシュ１９０をモータハウジング本体部１３１に封止し、ブッシュ１９０と一体化されたシャフト１６５についてもモータハウジング本体部１３１に固定することができる。

【0074】

この場合、ステータコア１６１における突極１６１ｃの内周面およびブッシュ１９０における円筒体部１９２の内周面については、外部に露出することがないように熱可塑性樹脂によって覆われる。

【0075】

因みに、モータハウジング１３０とブッシュ１９０との結合強度を高めるために、例えばブッシュ１９０における円筒体部１９２の大径円筒部分１９２ｂの第１外周壁面１９２ｂｇまたは小径円筒部分１９２ａの第２外周壁面１９２ａｇにローレット目加工を施してもよい。あるいは、カバー部１３３と接触する平板部１９１の部分に貫通孔や切り起こし部を設けるようにしてもよい。

【0076】

その後、ウォーターポンプ１００では、インペラ１４０の貫通孔１４０ｈを介して当該インペラ１４０をシャフト１６５の上側（矢印ａ方向）の頭部１６５ａから挿通させることにより、当該シャフト１６５に対してインペラ１４０を回転可能な状態で取り付ける。

【0077】

そして、ウォーターポンプ１００では、ポンプハウジング１２０の軸支部１２４によりシャフト１６５の頭部１６５ａを軸支するように当該ポンプハウジング１２０とモータハウジング１３０とを結合する。

【0078】

これにより、ウォーターポンプ１００では、ポンプハウジング１２０のインペラ収容空間１２０ｓとモータハウジング１３０のモータ収容空間１３０ｓとが相互に空間として連通し、インペラ１４０がシャフト１６５を中心として回転可能に軸支される。

【0079】

＜ウォーターポンプの動作＞
実際にウォーターポンプ１００においては、モータ１７０のロータ１５０とステータ１６０との電磁気的作用によりシャフト１６５を中心としてインペラ１４０のロータ本体１４１が回転する。

【0080】

これによりウォーターポンプ１００では、ロータ本体１４１と共に羽根１４５が回転し、吸入部１２３から吸入した流体を複数の羽根１４５の作用により径方向の外側（矢印ｃ方向）の吐出部１２５から圧送することができる。

【0081】

ウォーターポンプ１００では、金型のシャフト位置決穴にステータ組立体２２０に予め一体に組み込まれたシャフト１６５の下側（矢印ｂ方向）の端部を配置して射出成形するだけで、シャフト１６５、ブッシュ１９０およびステータ１６０を高精度に配置した状態でポンプハウジング１２０を成形することができる。これによりウォーターポンプ１００では、高精度の金型を用いることなく効率の良いウォーターポンプを提供することができる。

【0082】

かくして、ウォーターポンプ１００においては、シャフト１６５の軸心、ブッシュ１９０の軸心、および、吸入部１２３の軸心とが一致するので、吸入部１２３から吸入した流体を、インペラ１４０を介して吐出部１２５から圧送する際のポンプ動作を最も効率の良い状態で実行させることができる。

【0083】

＜他の実施の形態＞
以上、本発明のウォーターポンプについて、好ましい実施の形態を挙げて説明したが、本発明のウォーターポンプは上記実施の形態の構成に限定されるものではない。

【0084】

なお、実施の形態におけるホルダとしてのブッシュ１９０は、円筒体部１９２の大径円筒部分１９２ｂと小径円筒部分１９２ａとの間に段差面１９２ｄを形成するようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、段差面１９２ｄがなく、外周側の面が面一の円筒体部１９２を有するブッシュ１９０を用いるようにしてもよい。

【0085】

この場合、ステータコア１６１の突極１６１ｃの内周面をブッシュ１９０における円筒体部１９２の面一の外周面に圧入すればよく、その際、軸方向において所定の高さとなる位置で固定すればよい。つまり、ブッシュ１９０の円筒体部１９２の外周面とステータコア１６１の突極１６１ｃの内周面とで固定する際に双方の軸心が一致しさえすれば段差面の有無は関係ない。

【0086】

さらに実施の形態におけるホルダとしてのブッシュ１９０は、平板部１９１よりも下側（矢印ｂ方向）に突出したボス部１９３を設けるようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、モータ収容空間１３０ｓに空間的な余裕があれば平板部１９１よりも上側（矢印ａ方向）に突出したボス部１９３を設けるようにしてもよい。

【0087】

さらに、インペラ１４０では、ロータ本体１４１がインペラ１４０の一部であり、かつ、ロータ１５０の一部として主板１４２、膨出部１４３および羽根１４５と一体に設けられているようにした構成について述べたが、本発明はこれに限らず、ロータ１５０とインペラ１４０とは別部品として形成された後に溶着等により一体に結合するようにしてもよい。

【0088】

さらに、実施の形態におけるウォーターポンプ１００においては、エンジンルーム内に取り付けられる場合を一例として説明したが、本発明はこれに限らず、近年普及したハイブリッド車や電気自動車において、インバータ等の電動機器やバッテリに対して冷却水を強制循環させる場合に用いるようにしてもよい。

【0089】

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のウォーターポンプを適宜改変し、また各種構成の組み合わせを変更することができる。かかる変更によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0090】

１００…ウォーターポンプ、１２０…ポンプハウジング、１２０ｓ…インペラ収容空間、１２１…ポンプハウジング本体部、１２１ｍ…溝、１２３…吸入部、１２４…軸支部、１２４ａ…腕部、１２４ｄ…フランジ部、１２４ｐ…シャフト支持部、１２５…吐出部、１２６…シール部材、１３０…モータハウジング、１３０ｓ…モータ収容空間、１３１…モータハウジング本体部、１３３…カバー部、１３５…フランジ、１４０…インペラ、１４１…ロータ本体、１４２…主板、１４３…膨出部、１４５……羽根、１５０…ロータ、１５９…マグネット、１６０…ステータ、１６１…ステータコア、１６２…コイル、１６５…シャフト、１７０…モータ、１９０…ブッシュ、１９１…平板部、１９２…円筒体部、１９２ａ…小径円筒部分、１９２ｂ…大径円筒部分、１９３…ボス部、２００…シャフト組立体、２２０…ステータ組立体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】