特許 7492078 ロータアセンブリ及び電動ウォーターポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】ロータアセンブリ及び電動ウォーターポンプ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20240521BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20240521BHJP

   F04D 29/22 20060101ALI20240521BHJP

   F04D 13/06 20060101ALI20240521BHJP

   F04D 29/08 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

H02K7/14 B

F04D29/22 A

F04D13/06 H

F04D29/08 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023504200

(86)(22)【出願日】2021-06-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-06

(86)【国際出願番号】 CN2021101962

(87)【国際公開番号】W WO2022037249

(87)【国際公開日】2022-02-24

【審査請求日】2023-03-10

(31)【優先権主張番号】202021747199.1

(32)【優先日】2020-08-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】515266108

【氏名又は名称】浙江盾安人工環境股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｚｈｅｊｉａｎｇ ＤｕｎＡｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｏ．， Ｌｔｄ

【住所又は居所原語表記】Ｄｉａｎｋｏｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｚｏｎｅ， Ｚｈｕｊｉ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100108213

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 豊隆

(72)【発明者】

【氏名】周 小偉

(72)【発明者】

【氏名】王 傅鋼

(72)【発明者】

【氏名】蔡 培裕

(72)【発明者】

【氏名】王 俊杰

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０２５９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６１９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２７４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１２５５２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７６

Ｈ０２Ｋ ７／１４

Ｆ０４Ｄ ２９／２２

Ｆ０４Ｄ １３／０６

Ｆ０４Ｄ ２９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インペラキャップ、インペラベース及びロータを含むロータアセンブリであって、前記インペラベースの一端は前記インペラキャップに接続され、他端の外壁には環状の取り付け溝が穿設されており、前記ロータが前記取り付け溝内に取り付けられており、
前記ロータは、ロータコア、ソケット及び端板を含み、前記ロータコアは前記インペラベースの外側に嵌合され且つ前記取り付け溝内に位置し、前記ソケットは前記ロータコアの外側に嵌合されて前記ロータコアを前記取り付け溝内に封止し、前記端板は前記ロータコアの両端に設けられ且つ前記ソケットの内壁に接続されている、ロータアセンブリ。

【請求項2】

前記端板と前記ソケットとはいずれも金属部材とされる、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項3】

前記端板と前記ソケットとは溶接により接続される、請求項１又は２に記載のロータアセンブリ。

【請求項4】

前記端板は、筒状部及び環状部を含み、前記筒状部と前記環状部とはＬ字状に接続され、前記筒状部は前記ソケットの内壁に接続され、前記環状部は前記ロータコアの端部に当接される、請求項１又は２に記載のロータアセンブリ。

【請求項5】

前記インペラキャップと前記インペラベースとはいずれもプラスチック部材とされ、前記インペラキャップと前記インペラベースとは超音波溶接により接続される、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項6】

前記ロータは、永久磁石を更に含み、前記ロータコアには、第１取り付け孔と、前記第１取り付け孔の周りに設けられた複数の第２取り付け孔とが穿設されており、前記ロータコアは前記第１取り付け孔を介して前記インペラベースに嵌合され、前記永久磁石は、前記第２取り付け孔内に設けられ且つ前記端板により制限される、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項7】

前記第１取り付け孔の内壁には、前記インペラベースに当接される複数の突起が設けられている、請求項６に記載のロータアセンブリ。

【請求項8】

前記第２取り付け孔の内壁には制限部が設けられており、前記制限部は前記永久磁石の両側に止められている、請求項６に記載のロータアセンブリ。

【請求項9】

前記インペラベースには、ポンプ軸を取り付けるためのポンプ軸取り付け孔が穿設されており、前記ポンプ軸は前記インペラベースに直接接続されており、前記インペラベースには軸方向に延在する環状凹溝が更に穿設されており、前記環状凹溝は前記ポンプ軸取り付け孔の外側に位置する、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のロータアセンブリを含む、電動ウォーターポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本出願は、２０２０年８月１９日に出願された、出願番号が２０２０２１７４７１９９．１であり、発明の名称が「ロータアセンブリ及び電動ウォーターポンプ」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は引用することにより本出願に組み込まれる。

【0002】

本出願はロータの技術分野に関し、特に、ロータアセンブリ及び電動ウォーターポンプに関する。

【背景技術】

【0003】

ロータアセンブリは、通常、ロータコア及び永久磁石を含み、ロータコアはインペラベースに接続される。ロータアセンブリは、使用時に冷却水に浸されており、ロータコアが通常シリコン積層板からなり、冷却水に直接さらされると錆が生じて腐食しやすいため、ロータコアが腐食することをいかに回避するかは喫緊の課題である。

【発明の概要】

【0004】

これに鑑みて、ロータコアが腐食することを回避できるロータアセンブリ及び電動ウォーターポンプを提供することを必要とする。

【0005】

本出願で提供されるロータアセンブリは、インペラキャップ、インペラベース及びロータを含み、インペラベースの一端はインペラキャップに接続され、他端の外壁には環状の取り付け溝が穿設されており、ロータが取り付け溝内に取り付けられており、ロータは、ロータコア、ソケット及び端板を含み、ロータコアはインペラベースの外側に嵌合され且つ取り付け溝内に位置し、ソケットはロータコアの外側に嵌合されてロータコアを取り付け溝内に封止し、端板はロータコアの両端に設けられ且つソケットの内壁に接続されている。

【0006】

一実施例において、端板とソケットとはいずれも金属部材とされる。

【0007】

一実施例において、端板とソケットとは溶接により接続される。

【0008】

一実施例において、端板は、筒状部及び環状部を含み、筒状部と環状部とはＬ字状に接続され、筒状部はソケットの内壁に接続され、環状部はロータコアの端部に当接される。

【0009】

一実施例において、インペラキャップとインペラベースとはいずれもプラスチック部材とされ、インペラキャップとインペラベースとは超音波溶接により接続される。

【0010】

一実施例において、ロータは、永久磁石を更に含み、ロータコアには、第１取り付け孔と、第１取り付け孔の周りに設けられた複数の第２取り付け孔とが穿設されており、ロータコアは第１取り付け孔を介してインペラベースに嵌合され、永久磁石は、第２取り付け孔内に設けられ且つ端板により制限される。

【0011】

一実施例において、第１取り付け孔の内壁には、インペラベースに当接される複数の突起が設けられている。

【0012】

一実施例において、第２取り付け孔の内壁には制限部が設けられており、制限部は永久磁石の両側に止められている。

【0013】

一実施例において、インペラベースには、ポンプ軸を取り付けるためのポンプ軸取り付け孔が穿設されており、ポンプ軸はインペラベースに直接接続されており、インペラベースには軸方向に延在する環状凹溝が更に穿設されており、環状凹溝はポンプ軸取り付け孔の外側に位置する。

【0014】

本出願は、上記のようなロータアセンブリを含む電動ウォーターポンプを提供する。

【0015】

本出願で提供されるロータアセンブリ及び電動ウォーターポンプは、インペラベースに取り付け溝を設けることで、ロータコアを取り付け溝内に取り付け、且つソケット及び端板を設け、ソケットはロータコアを取り付け溝内に封止する。端板は、ソケットの内壁に接続されて、ソケットを支持する役割を果たすことにより、端板とソケットとが共に取り付け溝に対する封止効果を確保し、冷却水が取り付け溝に入ることを回避することで、ロータコアが冷却水にさらされることを回避し、これによりロータコアが腐食することを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本出願の一実施例の電動ウォーターポンプの構造模式図である。

【図2】本出願の一実施例のロータアセンブリの構造模式図である。

【図3】図２におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図4】本出願の一実施例のロータアセンブリの分解図である。

【図5】本出願の一実施例のロータの断面構造の模式図である。

【図6】図５におけるＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

【図7】本出願の一実施例のロータコアの断面構造の模式図である。

【0017】

１００ ロータアセンブリ、１１０ インペラキャップ、１２０ インペラベース、１２１ 取り付け溝、１２２ ポンプ軸取り付け孔、１２３ 環状凹溝、１３０ ロータ、１３１ ロータコア、１３１１ 第１取り付け孔、１３１２ 第２取り付け孔、１３１３ 突起、１３１４ 制限部、１３２ 永久磁石、１３３ ソケット、１３４ 端板、１３４１ 筒状部、１３４２ 環状部、２００ ポンプ軸、３００ ポンプヘッド、４００ ポンプケース、４０１ ウェットキャビティ、４０２ ドライキャビティ、５００ 離隔スリーブ、６００ ステータアセンブリ。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本出願の実施形態における図面を参照して、本出願の実施形態における技術態様を明確且つ完全に説明するが、説明した実施形態は、本出願の実施形態の一部にすぎず、全ての実施形態ではないことは明らかである。当業者が、本出願における実施形態に基づいて、創造的な労力なしに得られた全ての他の実施形態はいずれも本出願の保護範囲に属する。

【0019】

説明すべきこととして、部品が他の部品に「設けられる」とされる場合、他の部品に直接設けられてもよく、又は介在する部品が存在してもよい。部品が他の部品に「設けられる」とみなされる場合、他の部品に直接設けられてもよく、又は介在する部品が同時に存在してもよい。部品が他の部品に「固定される」とみなされる場合、他の部品に直接固定されてもよく、又は介在する部品が同時に存在してもよい。

【0020】

特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての技術用語や科学用語は、本出願の属する技術分野における当業者が通常理解している意味と同じである。ここで、本出願の明細書に使用される用語は、単に具体的な実施形態を説明することを目的とし、本出願を制限するものではない。本明細書に使用される「及び／又は」という用語は、関連する列挙された項目の１つ以上の任意の及び全ての組み合わせを含む。

【0021】

図２から図７を参照すると、本出願は、インペラキャップ１１０、インペラベース１２０及びロータ１３０を含むロータアセンブリ１００を提供する。インペラベース１２０の一端はインペラキャップ１１０に接続され、他端の外壁にはロータ１３０を取り付けるための環状の取り付け溝１２１が穿設されている。ロータ１３０は、取り付け溝１２１内に取り付けられている。

【0022】

ロータ１３０は、ロータコア１３１、ソケット１３３及び端板１３４を含む。ロータコア１３１は、インペラベース１２０の外側に嵌合され且つ取り付け溝１２１内に位置する。ソケット１３３は、ロータコア１３１の外側に嵌合されてロータコア１３１を取り付け溝１２１内に封止する。端板１３４は、ロータコア１３１の両端に設けられ且つソケット１３３の内壁に接続されている。端板１３４を設けることは、ソケット１３３を支持する役割を果たすことができ、これによりソケット１３３が変形しにくく、端板１３４とソケット１３３とが全体として取り付け溝１２１に対する封止効果を確保し、冷却水が取り付け溝１２１に入ってロータコア１３１が腐食することを回避する。

【0023】

このロータアセンブリ１００は、インペラベース１２０に取り付け溝１２１を設けることにより、ロータ１３０を取り付け溝１２１内に取り付け、且つロータ１３０にはソケット１３３が設けられており、ソケット１３３はロータコア１３１を取り付け溝１２１内に封止し、端板１３４はソケット１３３の内壁に接続されて、ソケット１３３を支持する役割を果たすことにより、端板１３４とソケット１３３とが全体として取り付け溝１２１に対する封止効果を確保し、冷却水が取り付け溝１２１に入ることを回避することで、ロータコア１３１が冷却水にさらされることを回避して、ロータコア１３１が腐食することを回避できる。

【0024】

更に、ロータ１３０は、永久磁石１３２を更に含み、ロータコア１３１には、第１取り付け孔１３１１と、第１取り付け孔１３１１の周りに設けられた複数の第２取り付け孔１３１２とが穿設されており、ロータコア１３１は第１取り付け孔１３１１を介してインペラベース１２０に嵌合される。永久磁石１３２は、第２取り付け孔１３１２内に設けられており、且つ端板１３４により制限される。永久磁石１３２がロータコア１３１の第２取り付け孔１３１２内に取り付けられているため、ロータコア１３１と永久磁石１３２とが共にソケット１３３により取り付け溝１２１内に封止され、これにより永久磁石１３２が冷却水にさらされて腐食することを回避できる。端板１３４により永久磁石１３２を止めると、組み立てる過程において永久磁石１３２が第２取り付け孔１３１２から脱落することを回避でき、ロータ１３０の組み立てが容易になる。

【0025】

本実施例において、ソケット１３３は、円形のソケット１３３であり、横断面が円形を呈し、端板１３４がソケット１３３の内壁に接続されてソケット１３３の真円度を確保しやすく、変形しにくい。

【0026】

本実施例において、インペラキャップ１１０とインペラベース１２０とはいずれもプラスチック部材とされ、インペラキャップ１１０とインペラベース１２０とは超音波溶接により接続される。更に、インペラベース１２０は、耐摩耗性ＰＰＳプラスチックを採用して作製することができ、使用寿命を高めるのに有利である。生産と加工の際に、ロータ１３０を挿入部材としてインペラベース１２０と一体に射出成形され、構造の簡素化、組み立てステップの簡素化に有利である。

【0027】

インペラベース１２０には、ポンプ軸２００を取り付けるためのポンプ軸取り付け孔１２２が穿設されており、電動ウォーターポンプにおいて、ポンプ軸２００はポンプ軸取り付け孔１２２内に挿入され、ロータアセンブリ１００はポンプ軸２００の周りを回転する。更に、ポンプ軸２００はインペラベース１２０に直接接続されており、即ちポンプ軸２００とインペラベース１２０との間にはベアリングが設けられておらず、電動ウォーターポンプの全体構造の簡素化に有利である。

【0028】

インペラベース１２０には軸方向に延在する環状凹溝１２３が更に穿設されており、この環状凹溝１２３はポンプ軸取り付け孔１２２の外側に位置する。環状凹溝１２３を設けることは、インペラベース１２０に一部の透かし彫り構造を形成することに相当し、これにより省材料化、低コスト化、インペラベース１２０の軽量化を実現できる。

【0029】

一実施例において、端板１３４とソケット１３３とはいずれも金属部材とされ、金属部材は、構造強度が高く、使用寿命が長い。
また、射出成形されるプラスチック層に対して、ソケット１３３及び端板１３４の生産プロセスがより簡単で、且つソケット１３３の厚さをより薄くすることができ、これによりロータコア１３１とステータアセンブリとの間の隙間を小さくするのに有利で、磁気漏れの減少に有利で、ロータアセンブリ１００の使用性能を向上させる。

【0030】

一実施例において、端板１３４とソケット１３３とは溶接により接続され、接続強度が高く且つ封止性能が良好で、液体が取り付け溝１２１内に入ってロータコア１３１及び永久磁石１３２が腐食することを回避できる。更に、端板１３４及びソケット１３３は、材料が安価で、且つ錆びにくいステンレス材を採用して作製することができ、ロータコア１３１及び永久磁石１３２を保護する役割を十分に果たすことができる。

【0031】

本実施例において、端板１３４は、筒状部１３４１及び環状部１３４２を含み、筒状部１３４１と環状部１３４２とはＬ字状に接続され、筒状部１３４１はソケット１３３の内壁に接続され、環状部１３４２はロータコア１３１の端部に当接される。この端板１３４の構造が簡単で、環状部１３４２によりロータコア１３１の端部に当接され、筒状部１３４１によりソケット１３３の内壁に接続されて、ロータコア１３１、永久磁石１３２及び端板１３４により構造が安定した一体式構造を形成することができる。組み立てる際に、まず永久磁石１３２をロータコア１３１の第２取り付け孔１３１２内に入れ、次にソケット１３３をロータコア１３１の外側に嵌合し、その後、環状部１３４２がロータコア１３１の端部に当接されるように両端から端板１３４を取り付け、最後に端板１３４の筒状部１３４１とソケット１３３とを溶接すると、ロータ１３０の組み立てを完了することができる。その後、ロータ１３０を挿入部材としてインペラベース１２０と一体に射出成形し、最後に超音波溶接によりインペラベース１２０とインペラキャップ１１０とを接続すると、ロータアセンブリ１００が作製される。

【0032】

上記のように、ロータコア１３１は、第１取り付け孔１３１１を介してインペラベース１２０に嵌合される。ロータコア１３１とインペラベース１２０との間の結合強度を高めるために、第１取り付け孔１３１１の内壁には、インペラベース１２０に当接される複数の突起１３１３が設けられている。突起１３１３を設けることで、ロータコア１３１とインペラベース１２０との間の結合強度を高めることができ、ロータ１３０のインペラベース１２０に対する相対回転を防止することができる。更に、複数の突起１３１３は、第１取り付け孔１３１１の周方向に均一に分布されている。

【0033】

第２取り付け孔１３１２の内壁には制限部１３１４が設けられており、制限部１３１４は永久磁石１３２の両側に止められている。制限部１３１４を設けることで、永久磁石１３２の第２取り付け孔１３１２内における移動を防止することができる。

【0034】

第２取り付け孔１３１２の数は複数であり、永久磁石１３２の数も複数であり、複数の永久磁石１３２は一対一に対応して第２取り付け孔１３１２に設けられている。図６に示すように、複数の永久磁石１３２のＮ極とＳ極とは、交差して設けられる。

【0035】

図１を参照すると、本出願は、上記のいずれかの実施例に記載のロータアセンブリ１００を含む電動ウォーターポンプを更に提供する。この電動ウォーターポンプは、ポンプヘッド３００、ポンプケース４００、離隔スリーブ５００及びステータアセンブリ６００を更に含み、ポンプヘッド３００はポンプケース４００の一端に接続され且つポンプケース４００と係合してチャンバを形成し、離隔スリーブ５００はポンプヘッド３００とポンプケース４００との間に設けられて、チャンバをドライキャビティ４０２とウェットキャビティ４０１とに分割する。ロータアセンブリ１００は、ポンプ軸２００によりウェットキャビティ４０１内に取り付けられ、ロータアセンブリ１００はポンプ軸２００の周りを回転する。ステータアセンブリ６００は、ドライキャビティ４０２内に設けられている。

【0036】

以上の実施形態の各技術特徴は、任意に組み合わせてもよく、説明を簡潔にするために、上記の実施形態における各技術特徴の可能な組み合わせについて全て説明していないが、これらの技術特徴の組み合わせが矛盾しない限り、いずれも本明細書に記載されている範囲とみなすべきである。

【0037】

当業者が理解すべきこととして、以上の実施形態は単に本出願を説明するために使用され、本出願を限定するためのものではなく、本出願の実質的な趣旨の範囲内で、以上の実施形態によりなされる適切な変更及び変化は、いずれも本出願の保護を請求する範囲に属する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】