JP2000130387A - 電動ウォータポンプ - Google Patents
電動ウォータポンプInfo
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- JP2000130387A JP2000130387A JP10305632A JP30563298A JP2000130387A JP 2000130387 A JP2000130387 A JP 2000130387A JP 10305632 A JP10305632 A JP 10305632A JP 30563298 A JP30563298 A JP 30563298A JP 2000130387 A JP2000130387 A JP 2000130387A
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- shaft
- magnet
- water pump
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- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シャフトを支持する軸受の偏摩耗を可及的に
低減することが可能な電動ウォータポンプを提供するこ
と。 【解決手段】 流体を吸入するとともに吐出するロータ
５と、ロータ５と一体に回転するシャフト７と、シャフ
ト７をハウジング１０に対して相対回転可能に支持する
軸受１９、２０と、シャフト７の外周面に形成される磁
石６と、ハウジング１０内周に配設され磁石６と磁気回
路を構成可能なコイル８と、を備える電動モータ２によ
りエンジン内で冷却水を循環させる電動ウォータポンプ
１であって、ロータ５の回転時により生じるシャフト７
の軸方向の推力に抗した方向に磁気吸引力を付与するよ
うにコイル８を配置した。
低減することが可能な電動ウォータポンプを提供するこ
と。 【解決手段】 流体を吸入するとともに吐出するロータ
５と、ロータ５と一体に回転するシャフト７と、シャフ
ト７をハウジング１０に対して相対回転可能に支持する
軸受１９、２０と、シャフト７の外周面に形成される磁
石６と、ハウジング１０内周に配設され磁石６と磁気回
路を構成可能なコイル８と、を備える電動モータ２によ
りエンジン内で冷却水を循環させる電動ウォータポンプ
１であって、ロータ５の回転時により生じるシャフト７
の軸方向の推力に抗した方向に磁気吸引力を付与するよ
うにコイル８を配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動ウォータポンプ
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ロータと一体回転する磁石と
コイルとを有し、コイルへの通電によりロータを回転さ
せる電動ウォータポンプがある。しかしながら従来の電
動ウォータポンプでは、ロータの回転によって発生する
負圧によりロータ、シャフト及び磁石が負圧室側に吸引
される。このような状況下ではケースに対してシャフト
を支持する軸受で負圧による荷重を受けるため、軸受が
偏摩耗してしまう。軸受が偏摩耗するとシャフトの支持
精度が劣化して、電動ウォータポンプの寿命の低下に繋
がる可能性があり、好ましくない。
コイルとを有し、コイルへの通電によりロータを回転さ
せる電動ウォータポンプがある。しかしながら従来の電
動ウォータポンプでは、ロータの回転によって発生する
負圧によりロータ、シャフト及び磁石が負圧室側に吸引
される。このような状況下ではケースに対してシャフト
を支持する軸受で負圧による荷重を受けるため、軸受が
偏摩耗してしまう。軸受が偏摩耗するとシャフトの支持
精度が劣化して、電動ウォータポンプの寿命の低下に繋
がる可能性があり、好ましくない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
問題点を解決すべくシャフトを支持する軸受の偏摩耗を
可及的に低減することが可能な電動ウォータポンプを提
供することを技術的課題とする。
問題点を解決すべくシャフトを支持する軸受の偏摩耗を
可及的に低減することが可能な電動ウォータポンプを提
供することを技術的課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、流体を吸入するとともに吐出する
ロータと、ロータと一体に回転するシャフトと、シャフ
トをハウジングに対して相対回転可能に支持する軸受
と、シャフトの外周面に形成される磁石と、ハウジング
内周に配設され磁石と磁気回路を構成可能なコイルと、
を備える電動モータによりエンジン内で冷却水を循環さ
せる電動ウォータポンプであって、ロータの回転時によ
り生じるシャフトの軸方向の推力に抗した方向に磁気吸
引力を付与するようにコイルを配置した。
に請求項１の発明は、流体を吸入するとともに吐出する
ロータと、ロータと一体に回転するシャフトと、シャフ
トをハウジングに対して相対回転可能に支持する軸受
と、シャフトの外周面に形成される磁石と、ハウジング
内周に配設され磁石と磁気回路を構成可能なコイルと、
を備える電動モータによりエンジン内で冷却水を循環さ
せる電動ウォータポンプであって、ロータの回転時によ
り生じるシャフトの軸方向の推力に抗した方向に磁気吸
引力を付与するようにコイルを配置した。
【０００５】請求項1によると、コイルへの通電制御に
よりシャフト及びロータが回転すると、ロータの回転に
より軸方向の推力が発生する。この軸方向の推力はロー
タの回転により発生する負圧側への吸引力によって発生
するものである。請求項１では、シャフト外周面に配さ
れる磁石に対してコイルが軸方向の推力に抗するように
ハウジングに配置されているので、コイルと磁石により
構成される磁気回路の磁気吸引力の軸方向成分がロータ
の回転による負圧に抗して作用して、軸受にスラスト方
向の荷重が加わらなくすることが可能になる。
よりシャフト及びロータが回転すると、ロータの回転に
より軸方向の推力が発生する。この軸方向の推力はロー
タの回転により発生する負圧側への吸引力によって発生
するものである。請求項１では、シャフト外周面に配さ
れる磁石に対してコイルが軸方向の推力に抗するように
ハウジングに配置されているので、コイルと磁石により
構成される磁気回路の磁気吸引力の軸方向成分がロータ
の回転による負圧に抗して作用して、軸受にスラスト方
向の荷重が加わらなくすることが可能になる。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の電動ウォー
タポンプにおいて、ロータに対向する位置に負圧室を有
し、コイルを磁石の軸方向中心より負圧室の反対方向に
偏位して配した。
タポンプにおいて、ロータに対向する位置に負圧室を有
し、コイルを磁石の軸方向中心より負圧室の反対方向に
偏位して配した。
【０００７】請求項２によると、コイルへの通電が行わ
れるとロータが回転し、ロータ、シャフト及び磁石が負
圧室側に向って吸引される。コイルは磁石の軸方向中心
より負圧室の反対方向に偏位しているので、コイルと磁
石の間に働く磁気吸引力によって磁石は負圧室と反対側
に吸引され、ロータ、シャフト及び磁石に加わる軸方向
の推力が相殺されて、軸受にかかる荷重を可及的に小さ
くすることができる。
れるとロータが回転し、ロータ、シャフト及び磁石が負
圧室側に向って吸引される。コイルは磁石の軸方向中心
より負圧室の反対方向に偏位しているので、コイルと磁
石の間に働く磁気吸引力によって磁石は負圧室と反対側
に吸引され、ロータ、シャフト及び磁石に加わる軸方向
の推力が相殺されて、軸受にかかる荷重を可及的に小さ
くすることができる。
【０００８】請求項３の発明は、ロータの回転による負
圧室側への推力と、磁石とコイルにより構成される磁気
回路のスラスト方向の磁気吸引力とを等しくしたことで
ある。
圧室側への推力と、磁石とコイルにより構成される磁気
回路のスラスト方向の磁気吸引力とを等しくしたことで
ある。
【０００９】請求項3によると、ロータの軸方向への推
力と磁気吸引力が釣り合うので、ロータの推力により軸
受が偏摩耗することがない。
力と磁気吸引力が釣り合うので、ロータの推力により軸
受が偏摩耗することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照して説明する。図１は本実施の形態における電
動ウォータポンプの断面図であり、本実施の形態では冷
却水を循環させるためのウォータポンプとして用いた場
合を示す。
面を参照して説明する。図１は本実施の形態における電
動ウォータポンプの断面図であり、本実施の形態では冷
却水を循環させるためのウォータポンプとして用いた場
合を示す。
【００１１】図１は、冷却装置となる電動ウォータポン
プ１をエンジン３に取付けたときの取付図である。エン
ジン３にはラジエータ１２から冷却水が供給され、エン
ジン３内部に設けられた冷却水の流路内を、冷却水が通
る構造になっている。エンジン３で暖められた冷却水
は、ラジエータ１２に戻り、ラジエータ１２内部を通過
する過程で、空冷により冷却され、再びエンジン３内に
その冷却水を循環できるようになっている。
プ１をエンジン３に取付けたときの取付図である。エン
ジン３にはラジエータ１２から冷却水が供給され、エン
ジン３内部に設けられた冷却水の流路内を、冷却水が通
る構造になっている。エンジン３で暖められた冷却水
は、ラジエータ１２に戻り、ラジエータ１２内部を通過
する過程で、空冷により冷却され、再びエンジン３内に
その冷却水を循環できるようになっている。
【００１２】図２は、第１の実施の形態における電動ウ
ォータポンプ１の断面図である。エンジン３内で冷却水
を循環すべく、図示しないバッテリーからの電気入力を
機械入力に変換して駆動する電動モータ２と、電動モー
タ２の回転を制御すべくコイル８への通電を切替制御す
る通電制御部１４を備える。通電制御部１４は、車両へ
の様々な信号を入力或いは出力する制御装置１３内に設
けられている。
ォータポンプ１の断面図である。エンジン３内で冷却水
を循環すべく、図示しないバッテリーからの電気入力を
機械入力に変換して駆動する電動モータ２と、電動モー
タ２の回転を制御すべくコイル８への通電を切替制御す
る通電制御部１４を備える。通電制御部１４は、車両へ
の様々な信号を入力或いは出力する制御装置１３内に設
けられている。
【００１３】電動モータ２は、流体を吸入するとともに
吐出する金属製のロータ５と、ロータ５を先端に取付け
てロータ５と一体に回転するシャフト７と、エンジン３
に対して固定されるハウジング１０と、シャフト７をハ
ウジングに対して相対回転可能に支持する軸受と、シャ
フトの外周面に形成される磁石６と、ハウジング内周に
配設されるコア１５と、各コア１５に巻回されて磁石６
とともに磁気回路を構成可能な複数のコイル８と、を備
えるＤＣブラシレスモータである。ロータ５に対向する
位置には負圧室が設けられ、コイル８は磁石６の軸方向
中心より負圧室の反対方向に偏位して配されている。
吐出する金属製のロータ５と、ロータ５を先端に取付け
てロータ５と一体に回転するシャフト７と、エンジン３
に対して固定されるハウジング１０と、シャフト７をハ
ウジングに対して相対回転可能に支持する軸受と、シャ
フトの外周面に形成される磁石６と、ハウジング内周に
配設されるコア１５と、各コア１５に巻回されて磁石６
とともに磁気回路を構成可能な複数のコイル８と、を備
えるＤＣブラシレスモータである。ロータ５に対向する
位置には負圧室が設けられ、コイル８は磁石６の軸方向
中心より負圧室の反対方向に偏位して配されている。
【００１４】電動モータ２の各構成について図３の断面
図を用いて詳細に説明する。シャフト７の一部に形成さ
れる磁石６は、環状の磁石がシャフト７に圧入された状
態で当接面が接着剤により固定され、この磁石は着磁に
より外周面にＮ極とＳ極が交互に２組形成されている。
この場合、磁石には環状磁石を用いずに、外周面がＮ極
とＳ極である個々の磁石を交互に配置して構成すること
もでき、また、Ｎ極とＳ極の極数はこれに限定する必要
はない。
図を用いて詳細に説明する。シャフト７の一部に形成さ
れる磁石６は、環状の磁石がシャフト７に圧入された状
態で当接面が接着剤により固定され、この磁石は着磁に
より外周面にＮ極とＳ極が交互に２組形成されている。
この場合、磁石には環状磁石を用いずに、外周面がＮ極
とＳ極である個々の磁石を交互に配置して構成すること
もでき、また、Ｎ極とＳ極の極数はこれに限定する必要
はない。
【００１５】一方、図３に示す形状をしたコア１５に、
導電率の良い銅性のコイル８を巻付けて固定子を構成し
ている。コア１５は非回転側であるハウジング１０の内
部空間に圧入されている。
導電率の良い銅性のコイル８を巻付けて固定子を構成し
ている。コア１５は非回転側であるハウジング１０の内
部空間に圧入されている。
【００１６】電動ウォータポンプ１のモータ動作は、対
角に位置する３相のコイル８に交互にバッテリーから電
源を供給して通電を行うことにより各コイル８が励磁さ
れ、回転動作がなされる方法がとられる。つまり、通電
によりコア１５と隣り合う異極の磁石６との間で磁路が
形成され、回転方向に磁石のＮ極とＳ極が順番に切り換
わるよう制御する公知の通電方法により、磁石６は周方
向に形成されたコイル８に吸引され、シャフト７が回転
する。
角に位置する３相のコイル８に交互にバッテリーから電
源を供給して通電を行うことにより各コイル８が励磁さ
れ、回転動作がなされる方法がとられる。つまり、通電
によりコア１５と隣り合う異極の磁石６との間で磁路が
形成され、回転方向に磁石のＮ極とＳ極が順番に切り換
わるよう制御する公知の通電方法により、磁石６は周方
向に形成されたコイル８に吸引され、シャフト７が回転
する。
【００１７】次に、本実施の形態における電動ウォータ
ポンプの作動について説明する。上述したコイル８への
通電制御によりシャフト７が回転する。シャフト７の回
転とともにロータ５が回転することで負圧室が約０．３
ｋｇ／ｃｍ２の負圧となり、ロータ５の受圧面積と負圧
との積が、負圧によるシャフト7の軸方向推力となる。
ポンプの作動について説明する。上述したコイル８への
通電制御によりシャフト７が回転する。シャフト７の回
転とともにロータ５が回転することで負圧室が約０．３
ｋｇ／ｃｍ２の負圧となり、ロータ５の受圧面積と負圧
との積が、負圧によるシャフト7の軸方向推力となる。
【００１８】また、コイルへの通電によって磁石ととも
に構成される磁気回路において、磁石とコイルとの距離
と、磁石及びコイルへの通電による磁界とによりコイル
が磁石を吸引する力が設定される。このとき、コア及び
コイルは磁石の軸方向中心よりも負圧室の反対側に偏位
されているので、磁石の軸方向中心とコイルの軸方向中
心とが一致するように磁石が軸方向に吸引される。この
ときの磁気吸引力による軸方向の推力が上記したロータ
５の受圧面積と負圧との積と等しくなったとき、シャフ
トには軸方向の推力が加わらない。この場合、ボールベ
アリングには推力による荷重が加わらないのでボールベ
アリングの偏摩耗が抑えられる。
に構成される磁気回路において、磁石とコイルとの距離
と、磁石及びコイルへの通電による磁界とによりコイル
が磁石を吸引する力が設定される。このとき、コア及び
コイルは磁石の軸方向中心よりも負圧室の反対側に偏位
されているので、磁石の軸方向中心とコイルの軸方向中
心とが一致するように磁石が軸方向に吸引される。この
ときの磁気吸引力による軸方向の推力が上記したロータ
５の受圧面積と負圧との積と等しくなったとき、シャフ
トには軸方向の推力が加わらない。この場合、ボールベ
アリングには推力による荷重が加わらないのでボールベ
アリングの偏摩耗が抑えられる。
【００１９】ここで、コイル８への通電電流の大きさは
略一定であるが、負圧室内の負圧力はロータ５の回転数
によって変化するため、ロータ５の全回転域でシャフト
に軸方向推力を加わらなくすることは非常に困難であ
る。そこで、ロータ５の常用回転数でシャフトの軸方向
の推力が加わらないようにコイルの位置を設定してい
る。このように設定しておけば、シャフトの推力による
ボールベアリングの偏摩耗を最小限に抑えることができ
る。
略一定であるが、負圧室内の負圧力はロータ５の回転数
によって変化するため、ロータ５の全回転域でシャフト
に軸方向推力を加わらなくすることは非常に困難であ
る。そこで、ロータ５の常用回転数でシャフトの軸方向
の推力が加わらないようにコイルの位置を設定してい
る。このように設定しておけば、シャフトの推力による
ボールベアリングの偏摩耗を最小限に抑えることができ
る。
【００２０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記した実施の形態に限定されるもので
はなく、本発明の主旨に沿った形態の電動ウォータポン
プであれば、どのような形態であってもよい。
たが、本発明は上記した実施の形態に限定されるもので
はなく、本発明の主旨に沿った形態の電動ウォータポン
プであれば、どのような形態であってもよい。
【００２１】
【発明の効果】請求項１によると、シャフト外周面に配
される磁石に対してコイルが軸方向の推力に抗するよう
に配置されているので、コイルと磁石により構成される
磁気回路の磁気吸引力がロータの回転による負圧に抗し
て作用して、軸受に加わるスラスト方向の荷重を小さく
することが可能になる。したがって、電動ウォータポン
プの耐久性が向上する。
される磁石に対してコイルが軸方向の推力に抗するよう
に配置されているので、コイルと磁石により構成される
磁気回路の磁気吸引力がロータの回転による負圧に抗し
て作用して、軸受に加わるスラスト方向の荷重を小さく
することが可能になる。したがって、電動ウォータポン
プの耐久性が向上する。
【００２２】請求項２によると、コイルへの通電が行わ
れるとロータが回転し、ロータ、シャフト及び磁石が負
圧室側に向って吸引される。コイルは磁石の軸方向中心
より負圧室の反対方向に偏位しているので、コイルと磁
石の間に働く磁気吸引力によって磁石は負圧室と反対側
に吸引され、ロータ、シャフト及び磁石に加わる軸方向
の推力が相殺されて、軸受にかかる荷重を可及的に小さ
くすることができる。
れるとロータが回転し、ロータ、シャフト及び磁石が負
圧室側に向って吸引される。コイルは磁石の軸方向中心
より負圧室の反対方向に偏位しているので、コイルと磁
石の間に働く磁気吸引力によって磁石は負圧室と反対側
に吸引され、ロータ、シャフト及び磁石に加わる軸方向
の推力が相殺されて、軸受にかかる荷重を可及的に小さ
くすることができる。
【００２３】請求項3によると、ロータの軸方向への推
力と磁気吸引力とが釣り合った状態ではロータの推力に
よる軸受の偏摩耗がなくなり、電動ウォータポンプの耐
久性が向上する。
力と磁気吸引力とが釣り合った状態ではロータの推力に
よる軸受の偏摩耗がなくなり、電動ウォータポンプの耐
久性が向上する。
【図１】本発明の実施の形態における電動ウォータポン
プをエンジンに取付けた場合の要所部分断面図である。
プをエンジンに取付けた場合の要所部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における電動ウォータポン
プの断面図である。
プの断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
１・・・電動ウォータポンプ ２・・・電動
モータ ３・・・エンジン ５・・・ロー
タ ６・・・磁石 ７・・・シャ
フト ８・・・コイル １０、１８・
・・ハウジング １２・・・ラジエータ １３・・・制
御装置 １４・・・通電制御部 １５・・・コ
ア １９、２０・・・ボールベアリング
モータ ３・・・エンジン ５・・・ロー
タ ６・・・磁石 ７・・・シャ
フト ８・・・コイル １０、１８・
・・ハウジング １２・・・ラジエータ １３・・・制
御装置 １４・・・通電制御部 １５・・・コ
ア １９、２０・・・ボールベアリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 29/04 Ｆ０４Ｄ 29/04 Ｃ 29/22 29/22 Ｅ
Claims (3)
- 【請求項１】 流体を吸入するとともに吐出するロータ
と、該ロータと一体に回転するシャフトと、該シャフト
をハウジングに対して相対回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの外周面に形成される磁石と、該ハウジン
グ内周に配設され前記磁石と磁気回路を構成可能なコイ
ルと、を備える電動モータによりエンジン内で冷却水を
循環させる電動ウォータポンプであって、 前記ロータの回転時により生じる前記シャフトの軸方向
の推力に抗した方向に磁気吸引力を付与するようにコイ
ルが配置されることを特徴とする、電動ウォータポン
プ。 - 【請求項２】 前記電動ウォータポンプは前記ロータに
対向する位置に負圧室を有し、前記コイルが磁石の軸方
向中心より負圧室の反対方向に偏位して配されることを
特徴とする、請求項１の電動ウォータポンプ。 - 【請求項３】 前記ロータの回転による負圧室側への推
力と、前記磁石とコイルにより構成される磁気回路のス
ラスト方向の磁気吸引力とが等しいことを特徴とする、
請求項１或いは請求項２の電動ウォータポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10305632A JP2000130387A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 電動ウォータポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10305632A JP2000130387A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 電動ウォータポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000130387A true JP2000130387A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17947477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10305632A Pending JP2000130387A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 電動ウォータポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000130387A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012064119A2 (ko) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | 주식회사 아모텍 | 자동차용 워터 펌프 |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP10305632A patent/JP2000130387A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012064119A2 (ko) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | 주식회사 아모텍 | 자동차용 워터 펌프 |
| WO2012064119A3 (ko) * | 2010-11-10 | 2012-07-26 | 주식회사 아모텍 | 자동차용 워터 펌프 |
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