JP2004144055A

JP2004144055A - ウォータポンプ

Info

Publication number: JP2004144055A
Application number: JP2002312298A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Deai; 出合　淳志
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】ウォータポンプの軸受の寸法精度及び同軸度を高精度に確保することができるウォータポンプを提供すること。
【解決手段】インペラ１４及び永久磁石３２が固着されるシャフト２０と、吸入口１ａと吐出口１ｂとを有しインペラ１４が収容されるハウジング２に固定されるケース３と、磁気回路を構成する様に永久磁石３２に対して径方向に重合して配設され、ケース３に固定される固定子６０と、ケース３に配設されシャフト２０を回転可能に支持する第１軸受２１とを備えるウォータポンプ１において、第１軸受２１はケース３に一体に形成したこと。
されていることを特徴とするウォータポンプ。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォータポンプの構造に関するものであり、特に、ウォータポンプの軸受構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウォータポンプにおいては、インペラ及び永久磁石が固着されるシャフトと、吸入口と吐出口とを有し前記インペラが収容されるハウジングに固定されるケースと、磁気回路を構成する様に前記永久磁石に対して径方向に重合して配設され、前記ケースに固定される固定子と、前記ケースに配設され前記シャフトを回転可能に支持する第１軸受とを備えるウォータポンプが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような前記永久磁石に対して径方向に重合して配設され、前記ケースに固定される固定子（マグネットカップリング）を持つウォータポンプにおいては、必ず水中軸受が必要となる。この軸受は、水中での使用に耐えられるように、特殊な材料で作られることが多いため、軸受を別部材より構成し、ケースや固定子に圧入や、ねじ止めにより固定されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−６８１８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軸受を圧入固定する場合、軸受寸法は軸受と軸受が圧入される２つの部品の寸法公差が累積されるため、各々の軸受圧入部の寸法公差や同軸度を厳しく管理する必要があった。一方、軸受をねじ止め固定する場合、同軸度の問題は２つの部品の調整を行えば解決できるが、軸受径は軸受固定のための締付けによるテンションにより変形する恐れがあると共に、固定のためのねじや、他の部品が必要となり、部品点数の増大を招いていた。
【０００５】
また、水中軸受は吸水性を持つ樹脂材料が一般的に使用されるので、吸水による寸法変化や、温度変化による寸法変化が起こる。これら寸法変化も、２つの部品の累積となるため、各々の軸受圧入部の寸法公差や同軸度を厳しく管理する必要があった。
【０００６】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ウォータポンプの軸受の寸法精度及び同軸度を高精度に確保することができるウォータポンプを提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、インペラ及び永久磁石が固着されるシャフトと、吸入口と吐出口とを有し前記インペラが収容されるハウジングに固定されるケースと、磁気回路を構成する様に前記永久磁石に対して径方向に重合して配設され、前記ケースに固定される固定子と、前記ケースに配設され前記シャフトを回転可能に支持する第１軸受とを備えるウォータポンプにおいて、前記第１軸受は前記ケースに一体に形成したことである。
【０００８】
上記した手段によれば、第１軸受をケースに一体に形成することにより、軸受と軸受が圧入される２つの部品の寸法公差の累積を排除することができ、軸受の寸法精度及び同軸度を高精度に確保することができる。また、部品点数を低減することができる。
【０００９】
上記の課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、前記第１軸受に対して、軸方向に前記永久磁石を挟んで、前記固定子に配設され前記シャフトを支持する第２軸受とを備え、該第２軸受は前記固定子の内周面を構成する隔壁に一体に形成したことである。
【００１０】
上記した手段によれば、第１軸受に加え第２軸受を備えることにより、軸受の負荷を軽減すことができると共に、第２軸受を固定子の内周面を構成する隔壁に一体に形成することにより、軸受と軸受が圧入される２つの部品の寸法公差の累積を排除することができ、軸受の寸法精度及び同軸度を高精度に確保することができる。また、部品点数を低減することができる。
【００１１】
上記の課題を解決するために講じた第３の技術的手段は、前記ケースと前記固定子との前記固定は、前記ケース又は前記固定子の何れか一方に設けられた凹部に、前記ケース又は前記固定子の他方に設けられた凸部が嵌入されて行われることである。
【００１２】
上記した手段によれば、ケース又は固定子の何れか一方に設けられた凹部にケース又は固定子の他方に設けられた凸部が嵌入されるため、同軸度が容易に確保することができる。
【００１３】
上記の課題を解決するために講じた第４の技術的手段は、前記隔壁は、筒部の底部中央から樹脂材料が注入され形成された有底円筒からからなることである。
【００１４】
上記した手段によれば、隔壁にウエルドを発生させることがなく、隔壁の強度を確保することができる。
【００１５】
上記の課題を解決するために講じた第５の技術的手段は、前記１軸受又は前記第２軸受は、滑り軸受からなることである。
【００１６】
上記した手段によれば、１軸受又は第２軸受を滑り軸受から構成することにより、軸受構造を簡素化でき、部品点数を低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、第１実施形態を示している。ウォータポンプ１は、例えば、車両のエンジン内部で発生した発熱を冷却水（流体）の循環により吸熱し、吸熱して温められた冷却水をラジエータにより冷やす様にした冷却水循環経路の一部に設けられている。このウォータポンプ１は、エンジンとラジエータとの間にゴムから成る図示しないパイプにより接続される。ウォータポンプ１は、インペラ１４及び永久磁石３２が固着されるシャフト２０と、ラジエータ側に接続されて冷却水の吸入を行う吸入口１ａとエンジン側に接続されて冷却水をエンジンへと供給する吐出口１ｂとを有し、インペラ１４が収容されるハウジング２に固定されるケース３と、磁気回路を構成する様に永久磁石３２に対して径方向に重合して配設され、ケース３に固定される固定子６０等から構成される。
【００１９】
ケース３は略段付円筒形状を呈し、大径部３Ａの端面３ａと凸部３Ｂの外周３ｂを基準として、凸部３Ｂが固定子６０の段付凹部６０ａの大径部６０ｂに嵌入され固定されている。ハウジング２、ケース３及び固定子６０は、周状に複数の位置でボルト５により一体的に固定されている。これにより、ケース３と固定子６０との同軸度が容易に確保することができる。
【００２０】
固定子６０は、永久磁石３２に径方向に重合して配設され永久磁石３２と共に磁気回路を構成する。固定子６０は、永久磁石３２に向けて突出する突出部を有するコア６１とコア６１に巻回されるコイル６２等から構成され、樹脂成形により一体に形成されている。固定子６０の内部には、固定子６０の段付凹部６０ａの内周面を構成しコア６１を冷却水から防水する隔壁６３が一体に形成されている。隔壁６３は、筒部の底部中央６３ａから樹脂材料が注入され形成された有底円筒からなる。また、これにより、隔壁６３にウエルドを発生させることがなく、隔壁６３の強度を確保することができる。つまり、固定子６０は、段付凹部６０ａを構成する隔壁６３の内側に回転子２５を回転自在に収容している。尚、固定子６０は、コイル６２への通電を制御する通電制御手段６４を備えている。つまり、固定子６０は電動モータを構成している。
【００２１】
シャフト２０の一端には、インペラ１４が固着され、シャフト上には磁性部材３０が一体に固着され、磁性部材３０の外周には周状に複数（例えば、Ｎ極とＳ極とが交互になった８極）の極性をもつ永久磁石３２が固着されている。磁性部材３０は、永久磁石３２の磁束を効率的に伝える。また、永久磁石３２の軸方向両端には、磁性部材３０及び永久磁石３２をシャフト２０に固定する固定部材３１、３３が固着されている。なお、シャフト２０、インペラ１４、永久磁石３２、磁性部材３０、及び固定部材３１、３３により回転子２５を構成している。
【００２２】
シャフト２０は、ケース３の凸部３Ｂの内周部に一体に形成される第１滑り軸受（第１軸受）２１と固定子６０の段付凹部６０ａの小径部６０ｃを構成する隔壁６３に一体に形成される第２滑り軸受（第２軸受）２２とにより回転可能に支持されている。第１滑り軸受２１及び第２滑り軸受２２とシャフト２０との間には、冷却水が循環され潤滑及び冷却を行っている。このように、第１滑り軸受２１をケース３に一体に形成し、第２滑り軸受２２を固定子６０を構成する隔壁６３に一体に形成することにより、第１滑り軸受２１及び第２滑り軸受２２の寸法精度及び同軸度を高精度に確保することができる。また、部品点数を低減することができる。
【００２３】
インペラ１４は、シャフト２０の一端に固着され、回転子２５の回転により回転され冷却水を吸入口１ａから吸入し、吐出口１ｂより吐出する。
【００２４】
次に、ウォータポンプ１の動作について説明する。固定子６０が通電を制御する通電制御手段６４を介して、外部からの信号により通電されると、周方向に複数の磁極を有する永久磁石３２が固着された回転子２５が回転を行う。回転子２５を構成するシャフト２０が回転することによって、シャフト２０に固着されたインペラ１４が回転し、冷却水を吸入口１ａから吸入し、吐出口１ｂより吐出する。このとき、第１滑り軸受２１及び第２滑り軸受２２とシャフト２０との間には、冷却水が循環し潤滑及び冷却を行っている。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明にて講じた技術的手段によれば、第１軸受をケースに一体に形成することにより、軸受と軸受が圧入される２つの部品の寸法公差の累積を排除することができ、軸受の寸法精度及び同軸度を高精度に確保することができる。また、部品点数を低減することができる。
【００２６】
請求項２の発明にて講じた技術的手段によれば、第１軸受に加え第２軸受を備えることにより、軸受の負荷を軽減すことができると共に、第２軸受を固定子の内周面を構成する隔壁に一体に形成することにより、軸受と軸受が圧入される２つの部品の寸法公差の累積を排除することができ、軸受の寸法精度及び同軸度を高精度に確保することができる。また、部品点数を低減することができる。
【００２７】
請求項３の発明にて講じた技術的手段によれば、ケース又は固定子の何れか一方に設けられた凹部にケース又は固定子の他方に設けられた凸部が嵌入されるため、同軸度が容易に確保することができる。
【００２８】
請求項４の発明にて講じた技術的手段によれば、隔壁にウエルドを発生させることがなく、隔壁の強度を確保することができる。
【００２９】
請求項５の発明にて講じた技術的手段によれば、１軸受又は第２軸受を滑り軸受から構成することにより、軸受構造を簡素化でき、部品点数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における、ウォータポンプの断面図である。
【符号の説明】
１・・・ウォータポンプ
１ａ・・・吸入口
１ｂ・・・吐出口
２・・・ハウジング
３・・・ケース
３Ｂ・・・凸部
１４・・・インペラ
２０・・・シャフト
２１・・・第１滑り軸受（第１軸受）
２２・・・第２滑り軸受（第２軸受）
３２・・・永久磁石
６０・・・固定子
６０ｂ・・・大径部（凹部）
６３・・・隔壁
６３ａ・・・底部中央

Claims

インペラ及び永久磁石が固着されるシャフトと、
吸入口と吐出口とを有し前記インペラが収容されるハウジングに固定されるケースと、
磁気回路を構成する様に前記永久磁石に対して径方向に重合して配設され、前記ケースに固定される固定子と、
前記ケースに配設され前記シャフトを回転可能に支持する第１軸受とを備えるウォータポンプにおいて、
前記第１軸受は前記ケースに一体に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
前記第１軸受に対して、軸方向に前記永久磁石を挟んで、前記固定子に配設され前記シャフトを支持する第２軸受とを備え、該第２軸受は前記固定子の内周面を構成する隔壁に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のウォータポンプ。
前記ケースと前記固定子との前記固定は、前記ケース又は前記固定子の何れか一方に設けられた凹部に、前記ケース又は前記固定子の他方に設けられた凸部が嵌入されて行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のウォータポンプ。
前記隔壁は、筒部の底部中央から樹脂材料が注入され形成された有底円筒からからなることを特徴とする請求項２又は３に記載のウォータポンプ。
前記１軸受又は前記第２軸受は、滑り軸受からなることを特徴とする請求項１乃至４に記載のウォータポンプ。