JPH09317683A - 流体ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸方向への小型化を図ることができる流体ポン
プを提供する。 【解決手段】モータハウジング１にはステータコア２が
固定され、ステータコア２の内方には軸受１２とロータ
ベース１３と永久磁石１５ａ〜１５ｆとが配置されてい
る。ロータベース１３の一端部にインペラ１６が一体的
に形成されている。薄板よりなるキャン１７にてステー
タ（１２，１３，１５ａ〜１５ｆ）が流体から仕切られ
ている。ロータベース１３の他端面には軸方向に延びる
凹部１４が形成され、凹部１４の内部にキャン１７の内
筒部２１が延び内筒部２１とエンドフレーム４のシャフ
ト固定部１０との間のＯリング２４によりシールされて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータを用
いた流体ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウォータポンプとして電動モータ
を用いたものが知られている（例えば、特開平２−９１
４９８号公報）。この種のポンプを図７を用いて説明す
ると、円筒形のモータハウジング４０の内周面にはコイ
ル４１を巻回したステータコア４２が固定され、その内
側に永久磁石４３を備えたロータ４４が配置され、ロー
タ４４の一端にインペラ４５が固定されているととも
に、円筒状の薄いキャン（仕切り板）４６によりステー
タ側が流体から仕切られている。つまり、円筒状のキャ
ン４６の一方の開口部にエンドフレーム４７から延びる
シール用突部４７ａが突出し、シール用突部４７ａの外
周面とキャン４６の内周面との間においてＯリング４８
によりシールされている。又、円筒状のキャン４６の他
方の開口部はＯリング４９によりシールされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、円筒状のキ
ャン４６の内周をＯリング４８，４９でシールする構造
ではモータ軸方向にシールのためのスペースが必要とな
り、そのスペース分体格が大きくなる。

【０００４】そこで、この発明の目的は、軸方向への小
型化を図ることができる流体ポンプを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電動モータにおけるロータベースの一端にインペラ
を設けるとともに、薄板よりなるキャンにてステータが
流体から仕切られた流体ポンプであって、前記ロータベ
ースの他端面に軸方向に延びる凹部を設けるとともに、
当該凹部内に前記キャンを延設して当該キャンの延設部
と固定側との間でシールした流体ポンプをその要旨とす
る。

【０００６】請求項２に記載の発明は、筒状をなすモー
タハウジングと、前記モータハウジング内に固定され、
コイルが巻回されたステータコアと、前記モータハウジ
ング内に回転可能に配置され、外周面に前記ステータコ
アに対向する永久磁石を固定したロータベースと、前記
ロータベースの一端に設けられたインペラと、前記モー
タハウジングと結合され、前記インペラを収納するポン
プケーシングと、前記ロータベースにおける反インペラ
側の端面に設けられ、軸方向に延びる凹部と、薄板より
なり、前記モータハウジングとポンプケーシングとの間
に挟持され、前記ステータコアの内周面を経て前記凹部
の内部まで延設された流体仕切用キャンと、前記凹部内
におけるキャン延設部の内周面と固定側との間に設けら
れたシール部材とを備えた流体ポンプをその要旨とす
る。 （作用）請求項１，２に記載の発明によれば、ロータベ
ースの端面での軸方向に延びる凹部内においてキャンが
シールされる。つまり、キャンシールのためにロータベ
ースの全長を長くすることなく、キャンがシールされ
る。換言すれば、従来シールのために必要として長さ分
（図７でＬ１で示す）だけロータベースの全長が短くな
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に従って説明する。図１には本実施の形態における電
動モータ式のウォータポンプの縦断面図を示す。図２に
はウォータポンプの側面図を示す。又、図３には図１で
のモータ部分における断面図を示す。

【０００８】本実施の形態におけるウォータポンプは自
動車に搭載される電動式のウォータポンプである。又、
本ウォータポンプはキャン（仕切り板）１７によりステ
ータ（固定子）から流体が仕切られた、いわゆるキャン
ドポンプである。さらに、電動モータとしてブラシレス
モータを用いている。

【０００９】以下、詳細に説明していく。図１に示すよ
うに、樹脂製モータハウジング１は、円筒状をなすステ
ータコア支持部１ａと、ステータコア支持部１ａの一端
（左端）から外方に延びる鍔部１ｂとからなる。モータ
ハウジング１のステータコア支持部１ａの内周面にはス
テータコア２が固定されている。ステータコア２は円筒
形をなし、磁性材料よりなる板材を多数積層することに
より構成されている。ステータコア２にはコイル（巻
線）３が巻回されている。モータハウジング１のステー
タコア支持部１ａにおける一方の開口部（右側開口部）
には円盤状のエンドフレーム４が設けられるとともに、
モータハウジング１の鍔部１ｂには樹脂製ポンプケーシ
ング５がビス６により締付固定されている。ポンプケー
シング５には入口管７と出口管８とが設けられている。
ポンプケーシング５内において円筒状のシャフト固定部
（シャフト支持部）９が設けられている。又、エンドフ
レーム４の中央部には円筒状のシャフト固定部（シャフ
ト支持部）１０が突設されている。そして、モータハウ
ジング１およびポンプケーシング５内においてシャフト
固定部９とシャフト固定部１０との間にシャフト１１が
固定されている。

【００１０】シャフト１１の外周には円筒状をなす軸受
１２が回転可能な状態で配置され、この軸受１２にロー
タベース１３が固定されている。図１におけるロータベ
ース１３の右端面には軸方向に延びる凹部１４が形成さ
れている。この凹部１４内にエンドフレーム４のシャフ
ト固定部１０が位置している。ロータベース１３の外周
部には永久磁石１５ａ〜１５ｆが固定されている。即
ち、各永久磁石１５ａ〜１５ｆは、円筒形状の磁性体に
対し軸方向に延び、６０°毎に交互にＮ，Ｓ極を着磁す
ることにより構成している。尚、永久磁石１５ａ〜１５
ｆは、６本の棒状磁石を組付けることにより構成しても
よい。

【００１１】この永久磁石１５ａ〜１５ｆはステータコ
ア２と対向している。又、図１におけるロータベース１
３の左端にはインペラ１６が一体的に設けられ、インペ
ラ１６がポンプケーシング５内に格納されている。イン
ペラ１６の回転により入口管７からエンジン冷却水を吸
入して出口管８から排出することができる。

【００１２】本実施の形態では、永久磁石１５ａ〜１５
ｆとロータベース１３と軸受１２とからロータが構成さ
れるとともに、ステータコア２とコイル３にてステータ
（固定子）が構成されている。

【００１３】ここで、ロータ用永久磁石１５ａ〜１５ｆ
とステータコア２との位置関係を説明する。図１のロー
タの軸方向におけるロータ用永久磁石１５ａ〜１５ｆの
中心位置（ロータ側磁気中心）をＬc1とし、ステータコ
ア２の中心位置（ステータ側磁気中心）をＬc2とする
と、中心位置Ｌc1とＬc2とは所定の距離ΔＬだけズレて
いる。より詳しくは、ステータコア２の中心位置Ｌc2に
対しポンプケーシング５側にΔＬだけ離間した位置が永
久磁石１５ａ〜１５ｆの中心位置Ｌc1となっている。よ
って、ロータ用永久磁石１５ａ〜１５ｆ（ロータ）には
図１中右向きの磁力が作用している。このように、ロー
タ用永久磁石１５ａ〜１５ｆとステータコア２とがロー
タの軸方向においてズラして配置され、両者間の磁力に
よりロータが軸方向でのエンドフレーム４側に付勢され
ている。

【００１４】モータハウジング１とポンプケーシング５
との間には、薄板よりなるキャン（仕切板）１７が挟み
込まれており、キャン１７によりステータ（固定子）が
流体から仕切られている。

【００１５】このキャン１７についてより詳細に説明す
ると、薄板としては厚さ０．２〜０．５ｍｍほどのステ
ンレス鋼板（ＳＵＳ）を用いている。他にも真鍮やアル
ミやセラミック等でもよく、要は非磁性体であればよ
い。図１に示すように、キャン１７は、円筒部１８と、
円筒部１８の一端（左端）から外側に延びる円板部１９
と、図４に示すように円筒部１８の他端（右端）から内
側に延びる円板部２０と、円板部２０の内周面からロー
タの軸方向に延びる内筒部２１と、内筒部２１の一端
（左端）から内側に延びる円板部２２とからなる。図１
に示すように、キャン１７における円板部１９がモータ
ハウジング１の鍔部１ｂとポンプケーシング５との間に
配置され、円筒部１８がモータハウジング１のステータ
コア支持部１ａの内周面およびステータコア２の内周面
に密着した状態で配置されている。又、図４に示すよう
に、キャン１７における内筒部２１は円板部２０を経て
エンドフレーム４のシャフト固定部１０の外周面に密着
した状態で配置され、円板部２２はシャフト固定部１０
における軸方向の端面に密着した状態で配置されてい
る。

【００１６】このように、キャン１７においては、円筒
部１８から円板部２０、内筒部２１および円板部２２が
延設され、凹部１４内に内筒部２１が配置されている。
図１に示すように、キャン１７の円板部１９とポンプケ
ーシング５との間にはシール部材としてのＯリング２３
が、又、図４に示すように、キャン１７の内筒部２１の
内周面とエンドフレーム４のシャフト固定部１０の外周
面との間にはシール部材としてのＯリング２４が配置さ
れている。図４に示すように、キャン１７の円板部２２
は、軸受１２のスラスト方向への付勢力により軸受１２
と接し、軸受１２の回転に伴って軸受１２の端面がキャ
ン１７の円板部２２の表面上を摺動してスラスト軸受材
として機能する。即ち、一般的によく用いられているス
ラスト軸受材としてのワッシャの代わりにキャン１７か
ら円板部２２を延設することによりワッシャを不要とし
ている。

【００１７】一方、図１に示すように、エンドフレーム
４の外周面には基板２５が面接触するように配置されて
いる。即ち、基板２５がロータの軸方向に直交する方向
（径方向）に配置されている。この基板２５にはガラス
・エポキシ基板等のプリント基板が用いられ、基板２５
にはロータ回転位置検出用磁気検出素子２６が装着され
ている。磁気検出素子２６はキャン１７の円板部２０と
密着し、かつ、ロータ用永久磁石１５ａ〜１５ｆにおけ
る軸方向での端面に対向している。基板２５には導電パ
ターンが形成され、この導電パターンを通してロータ回
転位置検出用磁気検出素子２６が外部のモータドライバ
（駆動回路）と電気的に接続されている。尚、モータド
ライバ（駆動回路）は基板２５に形成してもよい。

【００１８】又、図１に示すように、エンドフレーム４
には基板２５を覆う保護キャップ２７が取付けられ、こ
の保護キャップ２７にて基板２５が保護されている。次
に、このように構成したキャンドポンプのキャン１７の
内筒部２１でのＯリング２４を用いたシール構造の作用
を説明する。

【００１９】ロータベース１３の一端において軸方向に
延びる凹部１４に対し、凹部１４に対応するキャン１７
の内筒部２１が配置され、内筒部２１の内周面に接する
Ｏリング２４が配置され、このＯリング２４によりシー
ルされる。

【００２０】従来の図７に示すシール構造においては、
円筒状のキャン４６の内周をＯリング４８でシールして
いたために軸方向にシールのためのスペースＬ１が必要
となる。

【００２１】これに対し本形態では、キャン１７の反イ
ンペラ側シール部をロータベース１３の端面に形成した
凹部としており、軸方向にシールのためのスペースを不
要にできそのスペース分（シール部の長さ分Ｌ１）だけ
軸方向の寸法を短くできポンプの小型化が図られる。

【００２２】このように本実施の形態は、下記の特徴を
有する。 （イ） ロータベース１３の他端面に軸方向に延びる凹
部１４を設けるとともに、凹部１４内にキャン１７の内
筒部２１を延設し、内筒部２１とキャフト固定部１０
（固定側）との間でシールした。よって、キャンシール
のためにロータベース１３の全長を長くすることなく、
キャン１７がシールされ、従来シールのために必要とし
て長さ分（図７でＬ１で示す）だけロータベースの全長
が短くなる。その結果、軸方向への小型化を図ることが
できることとなる。

【００２３】尚、電動モータとしてブラシレスモータを
用いたが、誘導モータや同期モータ等を用いてもよい。
これまで説明した形態の他にも次の形態にて実施しても
よい。

【００２４】キャン１７の外周側（円板部１９側）のシ
ール構造として、図１に示すものの他にも、図５に示す
ように、キャン１７における円板部１９の外周側を折り
曲げて円筒部３０を形成し、円筒部３０の外周面におい
てＯリング２３にてシールしてもよい。

【００２５】又、他の形態として、図１においてはシャ
フト１１が固定された構造のポンプであったが、図６に
示すように、シャフト３１が回転する構造のポンプに適
用してもよい。図６において、ロータベース１３の凹部
１４内においてエンドフレーム４のシャフト支持部３２
が配置され、軸受部材３３を介してシャフト３１が回転
自在に支持されている。軸受部材３３の外周面とキャン
１７の内筒部２１との間にシール部材としてのＯリング
３４が介在されている。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
従来シールのために必要として長さ分だけロータベース
の全長を短くして軸方向への小型化を図ることができる
優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態における電動式のウォータポンプ
の縦断面図。

【図２】 ウォータポンプの側面図。

【図３】 ウォータポンプのモータ部分における断面
図。

【図４】 ウォータポンプの一部拡大断面図。

【図５】 他の実施の形態における電動式のウォータポ
ンプの断面図。

【図６】 他の実施の形態における電動式のウォータポ
ンプの一部拡大断面図。

【図７】 従来技術を説明するための電動式のウォータ
ポンプの断面図。

【符号の説明】

１…モータハウジング、２…ステータを構成するステー
タコア、３…ステータを構成するコイル、５…ポンプケ
ーシング、シャフト固定部（固定側）、１２…ロータを
構成する軸受、１３…ロータを構成するロータベース、
１４…凹部、１５ａ〜１５ｆ…ロータを構成するロータ
用永久磁石、１６…インペラ、１７…キャン、２０…延
設部としての円板部、２１…延設部としての内筒部、２
４…シール部材としてのＯリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータにおけるロータベースの一端
   にインペラを設けるとともに、薄板よりなるキャンにて
   ステータが流体から仕切られた流体ポンプであって、 前記ロータベースの他端面に軸方向に延びる凹部を設け
   るとともに、当該凹部内に前記キャンを延設して当該キ
   ャンの延設部と固定側との間でシールしたことを特徴と
   する流体ポンプ。
2. 【請求項２】 筒状をなすモータハウジングと、 前記モータハウジング内に固定され、コイルが巻回され
   たステータコアと、 前記モータハウジング内に回転可能に配置され、外周面
   に前記ステータコアに対向する永久磁石を固定したロー
   タベースと、 前記ロータベースの一端に設けられたインペラと、 前記モータハウジングと結合され、前記インペラを収納
   するポンプケーシングと、 前記ロータベースにおける反インペラ側の端面に設けら
   れ、軸方向に延びる凹部と、 薄板よりなり、前記モータハウジングとポンプケーシン
   グとの間に挟持され、前記ステータコアの内周面を経て
   前記凹部の内部まで延設された流体仕切用キャンと、 前記凹部内におけるキャン延設部の内周面と固定側との
   間に設けられたシール部材とを備えたことを特徴とする
   流体ポンプ。