JP2005180211A - 流体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率を維持でき、しかも、電子部品等で生じた熱を効果的に冷却できる流体供給装置を得る。
【解決手段】 樹脂製のキャン２６を構成する筒状部２８の底部６０は、支持シャフト５８の他端を支持する軸保持部６２と、この軸保持部６２を筒状部２８に連結する複数本の連結片６８により構成されている。筒状部２８の周方向に沿った連結片６８の側方は、孔部８２とされ筒状部２８の内外が連通している。これらの孔部８２は円板状の冷却板８０により外側から閉止されている。この冷却板８０の裏面にスイッチング素子を当接させる。冷却板８０は孔部８２を介して筒状部２８の内側に露出しているため、冷却水に晒される。これにより、スイッチング素子から冷却板８０に伝わった熱を効果的に冷却水に放熱できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、モータの駆動力で冷却水等を供給する電動流体ポンプ等の流体供給装置に関する。

エンジン冷却用の冷却水の循環や、貯水タンクから洗浄液等を吸入してウインドシールドガラス等の洗浄部位に洗浄液を吹き付けるためのポンプとしては、モータの駆動力によりインペラ等を回転させ、インペラ等の回転力で冷却水や洗浄液を供給する電動ウオータポンプがある。

この種の電動ウオータポンプは、通常、吸入口としてのインレットと吐出口としてのアウトレットが形成されたハウジングを備えている。このハウジングの内部には、ブラシレスモータを構成するステータやロータが収容されており、ステータを構成する複数相のコイルへ所定のタイミングで電流を流すことでステータの周囲に磁界を発生させ、この磁界とロータを構成する永久磁石の磁界との相互作用でロータが回転するようになっている。

また、このロータにはインペラが同軸的且つ一体的に取り付けられている。ロータと共にインペラが回転することでハウジング内のインレット側で負圧を生じさせ、この負圧によってハウジングの外部から冷却水や洗浄液を吸入するようになっている。さらに、インペラは回転することでハウジングの内部に吸入した冷却水や洗浄液をアウトレット側へ送り込み、ハウジング内のアウトレット側の内圧を上昇させる。このアウトレット側の内圧の上昇でアウトレット側へ送られた冷却水や洗浄液をハウジングの外部へ吐出させる。

ところで、上述したような電動ウオータポンプは、その駆動源が所謂ブラシレスモータを構成しているため、各相のコイルへ電流を流すタイミングを制御しなければならない。このため、トランジスタ等のＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子により構成されたインバータ回路を含む制御回路が必要となる。

また、このようなインバータ回路に適用されるスイッチング素子は動作することで発熱し、この発熱が過剰になるとスイッチング素子が故障することが知られている。このような故障を防ぐべく、例えば、下記特許文献１に開示された技術では回路基板を覆うエンドカバーにＭＯＳＦＥＴに対応した窓を形成し、この窓から露出するようにヒートシンクを設けている。

ヒートシンクのフィンが外気に冷却されることでＭＯＳＦＥＴからヒートシンクを介して放熱される構成である。この特許文献１に開示された技術は、言わば、ＭＯＳＦＥＴの冷却が空冷式となった構成である。しかしながら、電動ウオータポンプを車両のエンジンを冷却するための冷却水循環用として用いるために電動ウオータポンプをエンジンルームに設置した場合には、そもそもエンジンルーム内の温度が高いことから上記のような空冷式のＭＯＳＦＥＴの冷却構造では充分な冷却効果が得られない。

一方、下記特許文献２に開示された技術ではロータを内側に収容する円筒状のキャンに、発熱する電子部品（すなわち、ＭＯＳＦＥＴ等）を密着させている。キャンの内側は水等の流体が流れ込むため、キャンは流体によって冷却される。すなわち、電子部品にて生じた熱がキャンに伝わり、キャンから水等の流体に放熱する構成となっている。

ところで、特許文献２に開示された技術のように、キャンに熱を伝えて水等の流体に放熱する構成では、キャンに熱伝導性が高い材質、すなわち、金属を適用することになる。しかしながら、電動ウオータポンプは、キャンを介してロータとステータとが対向するように設けられていることから、ステータで生じた磁界を構成する磁力線が、金属で形成したキャンを通過してしまう。すなわち、このような構成の場合には、ステータで生じた磁界の一部がロータの回転に寄与しなくなり、効率が低下する。

無論、磁性を有しない材質、例えば、合成樹脂材でキャンを形成すれば効率の低下を防止することは可能であるが、合成樹脂材は金属に比べると熱伝導性が悪いことから冷却効率の向上が見込めない。
特開２００３−２２２０９４公報 特開平８−４２４８２号公報

本発明は、上記事実を考慮して、効率を維持でき、しかも、電子部品等で生じた熱を効果的に冷却できる流体供給装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る流体供給装置は、吸入側と吐出側の双方で外部に連通して前記吸入側から入り込んだ流体が前記吐出側へ通過可能な流体通過部を有するハウジングと、前記流体通過部中に設けられ周囲の磁界の変化により回転するロータと、前記ロータと共に前記流体通過部中に設けられ、前記ロータの回転力を受けて作動し、前記吸入側に負圧を生じさせて前記流体を前記吸入部内に吸入すると共に、吸入した前記流体を前記吐出側へ送る供給手段と、前記ハウジング内に形成されたステータ収容部内に設けられ、所定のタイミングで通電されることにより前記磁界を周囲に形成するステータと、合成樹脂材により形成されて前記ハウジングの内部に設けられ、前記ハウジングの内部を前記流体通過部と前記ステータ収容部とに分割して仕切ると共に、一部に前記流体通過部と前記ステータ収容部とを連通する孔部が形成された隔壁と、前記隔壁に取り付けられて前記孔部を閉塞すると共に、少なくとも一部が前記孔部にて前記流体通過部側に露出し、当該露出部分が前記流体通過部を通過する前記流体に晒される放熱部材と、前記ステータを通電制御する制御回路の一部を構成すると共に、前記放熱部材に接触した回路素子と、を備えている。

請求項１に記載の本発明に係る流体供給装置では、制御回路により所定のタイミングでステータが通電されると、ステータの周囲に所定の磁界が形成される。このステータの周囲に形成された磁界の影響で隔壁を介してステータ収容部と仕切られた流体通過部内のロータが回転する。

このロータの回転力は直接或いは間接的に流体通過部内に設けられたインペラ等の供給手段に伝えられて供給手段が作動させられる。供給手段が作動することで、ハウジング内の流体通過部の吸入側で負圧が生じ、これにより、吸入側から流体が吸入される。さらに、吸入された流体は流体通過部内を通過して吐出側へ送られる。このように流体通過部内を通過した流体が吐出側へ送られることで、吐出側で流体通過部内の内圧が上昇し、これにより、吐出側へ送られた流体が吐出側からハウジングの流体通過部の外部へ吐出される。

一方、ステータに対する通電制御を行なう制御回路を構成する回路素子は、作動することにより発熱する。しかしながら、このように発熱する回路素子は、放熱部材に接触しているため、回路素子にて生じた熱は放熱部材に伝えられ、回路素子が冷却される。さらに、放熱部材は、ハウジング内にてステータ収容部と流体通過部とを分割して仕切る隔壁に設けられており、この隔壁に形成された孔部を閉塞している。

放熱部材は孔部を閉塞している一方で、孔部から流体通過部に露出しているため、流体通過部を通過する流体に晒される。このため、回路素子から放熱部材に伝えられた熱は、流体通過部を通過する流体に放熱される。しかも、回路素子が作動してロータが回転している状態では、供給手段により連続的に流体通過部内を流体が流れる。このため、このようにして流れる流体により回路素子からの熱が伝えられる放熱部材は常に冷却される。

このように、本発明に係る流体供給装置では、放熱部材は流体通過部を流れる流体に直接晒されて常に冷却されるため、放熱部材に熱が滞留することがなく、効率よく回路素子を冷却できる。

しかも、本発明に係る流体供給装置では、隔壁自体は合成樹脂材により形成されるため、ステータにて形成された磁界に隔壁が影響を及ぼすことがなく、効率よくロータを回転させることができる。

なお、本発明に係る流体供給装置が供給する流体に関してはなんら限定されるものではなく、液体、気体等の様々な態様の流体に適用できるが、例えば、冷却水の循環用として本流体供給装置を適用した場合には、冷却水に放熱部材を晒すことになるため、より賢著な効果を得ることができる。

請求項２に記載の本発明に係る流体供給装置は、請求項１に記載の本発明において、前記ロータの回転軸方向に対して略同軸的な筒状に形成され、内側に前記ロータの少なくとも一部が収容される筒状部を含めて前記隔壁を構成し、前記筒状部の軸方向一端に前記孔部を設けると共に、前記筒状部の軸方向一端に略板状の前記放熱部材を固定して前記筒状部の軸方向一端を閉塞する、ことを特徴としている。

請求項２に記載の本発明に係る流体供給装置では、隔壁を構成する筒状の筒状部の内側にロータの一部が収容される。また、筒状部の一端には孔部が形成されており、この孔部が板状の放熱部材によって閉塞される。

ところで、本発明に係る流体供給装置では、上記のように、ロータは筒状部に同軸的に収容されるため、ステータは筒状部を介してロータと対向することになる。ここで、放熱部材は、筒状部の軸方向一端に形成された孔部を閉塞する構成である。このため、基本的に放熱部材が筒状部の外周部に設けられることがない。

放熱性又は熱伝導性という観点では放熱部材を金属で形成することが好ましいが、仮に、ロータとステータとの間に金属で形成した放熱部材を介在させると、ステータの周囲に生じる磁界が放熱部材の影響を大きく受けてしまい、効率を悪化させる。

しかしながら、本発明に係る流体供給装置では、ロータとステータとの間に放熱部材が介在しないため、仮に、金属で放熱部材を形成しても放熱部材がステータの周囲に生じる磁界に与える影響を効果的に軽減できる。

請求項３に記載の本発明に係る流体供給装置は、請求項２に記載の本発明において、前記筒状部の内側における前記筒状部の軸方向一端に、前記筒状部に対して同軸的に設けられ、前記ロータの回転軸を回転自在に軸支し又は前記ロータを回転自在に軸支する支持軸を保持する軸保持部と、前記筒状部の軸方向一端に設けられ、前記軸保持部を前記筒状部に一体的に連結する１乃至複数の連結部と、を有する底部を含めて前記隔壁を構成し、前記筒状部の軸方向に対して直交する方向に沿った前記連結部の側方の空隙を前記孔部とした、ことを特徴としている。

請求項３に記載の本発明に係る流体供給装置では、隔壁を構成する筒状部の軸方向一端側には底部を構成する軸保持部が設けられており、軸保持部と共に底部を構成する連結部により軸保持部が隔壁に連結されている。このように、軸保持部を連結部で連結する構造とすることで、筒状の隔壁と軸保持部とを一体成形できる。

これにより、隔壁と軸保持部とを別体で構成する場合に比べて、隔壁に対する軸保持部の位置精度を高くすることが可能になる。したがって、本発明に係る流体供給装置では、精度良く軸保持部を隔壁に軸心部分に設けることができ、これにより、隔壁の軸心部分にロータの回転軸やロータを回転自在に軸支する支持軸を配置できる。

さらに、隔壁の軸心周り方向に沿った連結部の側方で、隔壁の内外を連通する空隙が孔部となり、この孔部を閉塞するように放熱部材が設けられる。したがって、上述したように、放熱部材が流体通過部を流れる流体に直接晒されて常に冷却されるため、放熱部材に熱が滞留することがなく、効率よく回路素子を冷却できる。

請求項４に記載の本発明に係る流体供給装置は、請求項３に記載の本発明において、前記筒状部の中心周りに複数の前記連結部を放射状に設けた、ことを特徴としている。

請求項４に記載の本発明に係る流体供給装置では、筒状部の中心周りに連結部が複数設けられるため、筒状部の軸方向及び周方向に沿った軸保持部を保持するための機械的な強度を向上でき、ロータの回転時における軸保持部の変位等を効果的に抑制又は防止できる。

＜本実施の形態の構成＞
（電動ウオータポンプ１０の構成）
図１には本発明の一実施の形態に係る流体供給装置としての電動ウオータポンプ１０の構成が断面図によって示されている。

この図に示されるように、本電動ウオータポンプ１０は第１ハウジング１２と第２ハウジング１４とを含めて構成されるハウジング１６を備えている。第１ハウジング１２は両端が開口した筒形状に形成されており、その一端は板状の蓋体１８が第１ハウジング１２の外壁２０に嵌合することより閉止されている。

この蓋体１８よりも第１ハウジング１２の内側には、固定片２２が形成されている。固定片２２は、例えば、第１ハウジング１２の内周部からフランジ状に延出されることで形成されており、この固定片２２に制御回路を構成する回路基板２４がねじ等により締結固定されている。

さらに、回路基板２４を介して蓋体１８とは反対側には、隔壁としてのキャン２６が設けられている。キャン２６は合成樹脂材により円筒状に形成された筒状部２８を備えている。

筒状部２８の軸方向一端（第２ハウジング１４側の端部）からは筒状部２８の半径方向外方側へ向けて壁部３０が延出されている。壁部３０の外周部近傍には、第１ハウジング１２の軸方向一端（第２ハウジング１４側の端部）に形成された嵌合部３２に対応して凸部３４が形成されており、凸部３４が嵌合部３２に嵌合することで筒状部２８が第１ハウジング１２に対して略同軸となった状態で第１ハウジング１２にキャン２６が取り付けられる構造となっている。

一方、この第１ハウジング１２へのキャン２６の取り付け状態で、第２ハウジング１４が取り付けられる。第２ハウジング１４の第１ハウジング１２側の開口端には、フランジ部３６が形成されており、第２ハウジング１４を取り付けた状態では、フランジ部３６がキャン２６の壁部３０に圧接する。

図１及び図２に示されるように、壁部３０には第２ハウジング１４側へ向けて開口した溝部３８が形成されている。溝部３８は、第２ハウジング１４に対して略同軸的で、第２ハウジング１４を第１ハウジング１２に取り付けた際には第１ハウジング１２、ひいては筒状部２８に対して略同軸となる環状に形成されており、図１に示されるように、その内側にはゴム材やゴム材と同程度の弾性を有する合成樹脂材によりリング状に形成されたＯリング（オーリング）４０が配置されている。

図１に示されるように、第２ハウジング１４を第１ハウジング１２に取り付けた状態では、フランジ部３６にＯリング４０が密着し、これにより、フランジ部３６と壁部３０との間が封止される構造となっている。このようにして蓋体１８、キャン２６、及び第２ハウジング１４が第１ハウジング１２に組み付けられた状態では、ハウジング１６の内部空間がキャン２６により２分割される。

一方、第２ハウジング１４の第１ハウジング１２とは反対側の端部には、底壁４２が形成されている。底壁４２の略中央には開口部４４が形成されており、この開口部４４に対応して底壁４２には筒部４６が形成されている。筒部４６は、その軸方向一端が第２ハウジング１４の内側に位置しており、軸方向他端は底壁４２の外側に延出されている。筒部４６の内周部には支持体４８が嵌め込まれており、支持体４８によって筒部４６、ひいては底壁４２が閉止されている。

また、支持体４８よりも第２ハウジング１４の開口端側（第１ハウジング１２側）には、軸保持部５０が設けられている。軸保持部５０は、第２ハウジング１４の外壁５２を介した内外方向略中央に設けられており、連結部５４を介して支持体４８へ一体に連結されている。軸保持部５０には、第２ハウジング１４の開口端側へ向けて開口した支持孔５６が形成されている。

一方、上記のようにキャン２６により分割されたハウジング１６の内部空間のうち、筒状部２８の内側を含めてキャン２６よりも第２ハウジング１４側の空間である流体通過部７２内には支持シャフト５８が設けられている。支持シャフト５８は、筒状部２８に対して同軸的に配置されおり、その軸方向一端は上記の支持孔５６に入り込み、軸保持部５０によって支持されている。

支持シャフト５８の他端は、キャン２６の蓋体１８側の端部に設けられた底部６０を構成する軸保持部６２に支持されている。図２に示されるように、軸保持部６２は略円板状に形成されており、筒状部２８に対して同軸的に軸保持部６２が設けられている。また、図１に示されるように、軸保持部６２の略中央には筒状部２８の内方側へ向けて開口した有底の円孔６４が形成されており、支持シャフト５８の他端が嵌め込まれている。

図２に示されるように、軸保持部６２の外周部には連結部として軸保持部６２と共に底部６０を構成する連結片６６の一端が一体的に連結されている。連結片６６は筒状部２８の半径方向に沿って長手方向とされた細幅角棒状に形成されており、筒状部２８の周方向に沿って所定間隔毎に８本形成されている。

各連結片６６の他端部は筒状部２８の蓋体１８側の端部の内周部に一体的に連結されており、連結片６６を介して軸保持部６２が筒状部２８に一体的に連結されている。詳細には、連結片６６及び軸保持部６２は合成樹脂材により成形されたキャン２６を構成しており、射出成形法を一例とした各種の樹脂成形法によりキャン２６を成形する際に、筒状部２８や壁部３０と共に連結片６６や軸保持部６２も成形される。

図１に示されるように、軸保持部５０、６２によって両端が支持された支持シャフト５８には、供給手段としてのインペラ６８が支持シャフト５８周りに回転自在に軸支されている。

さらに、このインペラ６８よりも支持シャフト５８の他端側（すなわち、第２ハウジング１４の開口端側）にはロータ７０が支持シャフト５８周りに回転自在に支持シャフト５８に軸支されている。ロータ７０は支持シャフト５８周りに異なる極性が交互に並ぶように形成された永久磁石で、自らの周囲に所定の磁界を形成する。

一方、筒状部２８の外側の空間を含むキャン２６を介して流体通過部７２とは反対側の空間はステータ収容部７３とされており、筒状部２８を介してロータ７０とは反対側（すなわち、筒状部２８の外側）には、ステータ７４が配置されている。ステータ７４は図４に示される三相のコイル７６（コイル７６Ａ〜７６Ｃ）を含めて構成されており、所定のタイミングでコイル７６Ａ〜７６Ｃが通電され、或いは通電が解除されることによりステータ７４の周囲には所定の磁界（回転磁界）が形成される。

このステータ７４が形成する磁界と、上記のロータ７０が形成する磁界との相互作用により、ロータ７０が支持シャフト５８周りに回転する。また、ロータ７０は上述したインペラ６８へ機械的且つ一体的に連結されており、このため、ロータ７０が回転することでインペラ６８が回転する。

さらに、図１に示されるように、上述したインペラ６８に対して支持シャフト５８の回転半径方向一方の側では、第２ハウジング１４の外壁５２に吐出口としてのアウトレット７８が形成されている。また、支持シャフト５８周りに所定角度傾斜した方向では第２ハウジング１４の外壁５２に図示しない吸入口としてのインレットが形成されている。

一方、上述した蓋体１８の外側には放熱部材としての冷却板８０が配置されている。冷却板８０は、例えば、アルミニウムやアルミニウムを含む合金等、比較的熱伝導性が高い金属により略円板状に形成されている。

冷却板８０の外径寸法は上記の筒状部２８の外径寸法以上とされており、底部６０の裏面に塗布された接着剤によって底部６０に一体的に固着されている。底部６０に冷却板８０が固着されることで、筒状部２８の周方向に沿って連結片６６の側方に形成された孔部８２の一端が冷却板８０により閉止され、これにより、筒状部２８の底部６０が完全に閉塞されている。

また、冷却板８０の裏面（筒状部２８とは反対側の面）には、回路素子として回路部品を構成するスイッチング素子８４、８６が当接している。図４に示されるように、スイッチング素子８４はＭＯＳＦＥＴ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃにより構成されており、スイッチング素子８６はＭＯＳＦＥＴ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃにより構成されている。図１に示されるように、スイッチング素子８４、８６、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃは、上記の回路基板２４に電気的に接続されている。

（制御回路の構成）
次に、図３及び図４に基づいて制御回路を構成する回路基板２４の構成に関して簡単に説明する。

図３に示されるように、回路基板２４の構造を機能的にみた場合、回路基板２４は、回転数制御部９２、通電ロジック生成部９４、プリドライバ９６、及び三相インバータ回路９８を備えている。

回転数制御部９２は、フィルタ回路や増幅回路等の各種回路を含めて構成され、或いは、これらの回路を含めた構成と同等の機能を有するＩＣ等により構成されており、回路基板２４とは別に設けられたＥＣＵ等の上位制御手段（図示省略）からの制御信号に基づいてロータ７０の回転数制御信号を生成する。

通電ロジック生成部９４は、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０４、タイマ１０６等を含めて構成されたマイコンで、構造的には１乃至複数の集積回路により構成されており、機能的にはコンパレータ回路（比較回路）、増幅回路、乗算回路等の各種回路及びこれらを組み合わせて構成される三角波やのこぎり波等の原信号発振回路や変調回路等の機能を有し、最終的には、回転数制御部９２から入力される回転数制御信号に応じたスイッチング信号をプリドライバ９６へ送る。

一方、図４に示されるように、三相インバータ回路９８は、上述したスイッチング素子８４、８６、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃとを含めて構成されている。これらのＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃのうち、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａのエミッタ及びＭＯＳＦＥＴ８６Ａのコレクタはコイル７６Ａの端子へ接続されている。

また、ＭＯＳＦＥＴ８４Ｂのエミッタ及びＭＯＳＦＥＴ８６Ｂのコレクタはコイル７６Ｂの端子へ接続されており、ＭＯＳＦＥＴ８４Ｃのエミッタ及びＭＯＳＦＥＴ８６Ｃのコレクタはコイル７６Ｃの端子へ接続されている。

上述したプリドライバ９６は、機能的に通電ロジック生成部９４と三相インバータ回路９８との間に介在している。図４に示されるように、プリドライバ９６は、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの各ゲートへ接続されており、通電ロジック生成部９４からのスイッチング信号に基づいて各ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃへ「ＨＩＧＨ」レベル若しくは「ＬＯＷ」レベルのスイッチング信号をＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの各ゲートへ送る。

周知のようにＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃは「ＬＯＷ」レベルのスイッチング信号がゲートに入力された状態ではＯＦＦ状態で基本的に電源１０８からの電流がコレクタからエミッタへ流れることはない。しかしながら、「ＨＩＧＨ」レベルのスイッチング信号がゲートに入力されることでＯＮ状態となり電源１０８からの電流がコレクタからエミッタへ流れる。

また、図３に示されるように、通電ロジック生成部９４及び回転数制御部９２は、磁極センサ１１０へ接続されており、磁極センサ１１０からの磁極検出信号を通電ロジック生成部９４及び回転数制御部９２の双方で受けることができるようになっている。この磁極センサ１１０は、上述したロータ７０の磁極を検出してロータ７０の回転位置を検出するセンサで、この磁極センサ１１０からの磁極検出信号に基づいて、例えば、通電ロジック生成部９４がプリドライバ９６へ送るスイッチング信号を生成し、或いは、補正するようになっている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
（基本的な動作の概略）
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。

本電動ウオータポンプ１０では、例えば、車両のエンジンが起動されると、ＥＣＵ（図示省略）から所定の操作信号が回路基板２４の回転数制御部９２に入力される。回転数制御部９２に入力された操作信号は回転数制御部９２で通電ロジック生成部９４のＣＰＵ１００にて比較等が行ないうる設定値としての速度指令信号に変換されたのち通電ロジック生成部９４へ送られる。

通電ロジック生成部９４に入力された速度指令信号と、別に通電ロジック生成部９４にて生成された三角波やのこぎり波等の原信号の各々は、コンパレート回路と同等の処理がなされ、更に、速度指令信号と原信号に基づいて操作指令信号レベルに応じたスイッチング信号が生成されてプリドライバ９６へ送られる。

各プリドライバ９６では、通電ロジック生成部９４からのスイッチング信号に基づいて各ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの各々をＯＮ／ＯＦＦしうる駆動信号が生成され、この駆動信号が各ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃのゲートへ送られる。

上述したように、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの各々は受けた駆動信号が「ＬＯＷ」レベルであれば、ＯＦＦ状態となって基本的にコレクタからエミッタへの電源１０８からの電流を遮断し、「ＨＩＧＨ」レベルであれば、ＯＮ状態となって電源１０８からの電流がコレクタからエミッタへ流れることを許容する。ここで、駆動信号は上記のスイッチング信号に基づいて生成されることで、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃの何れかとＭＯＳＦＥＴ８６Ａ〜８６Ｃの何れかとが交互にＯＮ状態となり、これにより、例えば、矩形波の電流が整流されてコイル７６Ａ〜７６Ｃに流れる。

このようにして所定のタイミングでコイル７６Ａ〜７６Ｃに電流が流れることにより、周囲に所定の磁界が形成され、コイル７６Ａ〜７６Ｃが形成する磁界とロータ７０が形成する磁界との相互作用によってロータ７０が支持シャフト５８周りに回転する。ロータ７０が回転することによりロータ７０と一体のインペラ６８が回転する。

インペラ６８が回転すると、図示しないインレット側で負圧が生じ、これにより、第２ハウジング１４の内側、すなわち、流体通過部７２内へ流体としての冷却水が吸入される。さらに、流体通過部７２内に吸入された冷却水は回転するインペラ６８によって断続的にアウトレット７８側へ送りこまれ、これにより、アウトレット７８側で流体通過部７２の内圧が上昇し、アウトレット７８から冷却水が第２ハウジング１４の外側へ吐出される。

このようにして、インペラ６８の回転により冷却水がインレットから吸入されてアウトレット７８から吐出されることで、エンジン及びその周囲に設けられた冷却水循環路中で冷却水が循環する。

（本実施の形態の特徴的な作用、効果）
ところで、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃは通電されることによる発熱する。このため、連続して本電動ウオータポンプ１０を作動させるには、基本的にＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの冷却を必要とする。

ここで、図１に示されるように、スイッチング素子８４、８６、すなわち、各ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃは、冷却板８０に当接している。上記のように、冷却板８０は、アルミニウムやアルミニウム合金等、比較的熱伝導性が高い金属により形成されているため、各ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃにて生じた熱は、冷却板８０に伝えられる。

一方、筒状部２８の内側にはエンジン冷却用の冷却水が流れこむ。キャン２６の底部６０は、上記のように軸保持部６２と連結片６６とにより形成されており、筒状部２８の周方向に沿った連結片６６の側方には孔部８２が形成される。この孔部８２は冷却板８０により閉止されているため、孔部８２からキャン２６の外部に冷却水が漏れることはない。

ここで、上記のように孔部８２が冷却板８０により閉止されている構造は、孔部８２を介して冷却板８０が筒状部２８の内側に露出している構造でもある。このため、冷却板８０の孔部８２から露出した部分は冷却水に晒される。エンジンを冷却する冷却水の場合、ラジエータ、エンジン、及び本電動ウオータポンプ１０を循環することで、冷却水の温度は概ね摂氏９０度乃至１００度の範囲で保たれる。

これに対して、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃは、その仕様にもよるが、例えば、摂氏１５０度が限界温度である。したがって、冷却水の温度とＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの限界温度との間には、摂氏約５０度乃至６０度程度の差異が生じる。

これにより、例えば、摂氏１００度以上までＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃが発熱し、この熱が冷却板８０に伝えられると、冷却板８０が帯びる熱は冷却水の温度よりも高いため、冷却板８０が帯びた熱は冷却水に放熱される。

しかも、上記のように、本電動ウオータポンプ１０が作動してインペラ６８が回転している状態では、冷却水が循環している状態であるため、冷却水に放熱された熱が滞留することがなく、冷却水と共にハウジング１６の外部に放出される。このため、冷却水による冷却板８０の冷却効果、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの冷却効果が損なわれることがない。

さらに、このように冷却効果が高いにも関わらず、ステータ７４とロータ７０との間に介在する筒状部２８は合成樹脂材により形成されているため、筒状部２８が磁界に悪影響を及ぼすことがなく、効率の低下が生じることがない。

一方、本実施の形態では、上記のように軸保持部６２が放射状に配置された複数の連結片６６によって筒状部２８の内周部に一体に連結されており、軸保持部６２及び複数の連結片６６はキャン２６の一部として一体成形される。このため、軸保持部６２と筒状部２８とを別体で構成した後に一体的に連結する構成と比較して、筒状部２８に対する軸保持部６２の位置精度を高くできる。

すなわち、本実施の形態では、筒状部２８の軸心位置に軸保持部６２を精度良く形成することができるため、筒状部２８に対する支持シャフト５８の組み付け位置精度を高くできる。これにより、支持シャフト５８に回転自在に支持されるロータ７０を精度良く筒状部２８に対して同軸的に配置でき、ロータ７０の高い回転性能を確保できる。

さらに、上記のように、軸保持部６２が放射状に配置された複数の連結片６６によって筒状部２８の内周部に一体に連結されていることで、軸保持部６２に筒状部２８の軸方向や周方向に沿った外力が作用した場合でも、外力の作用方向に沿った軸保持部６２の変位が効果的に抑制又は防止される。したがって、本電動ウオータポンプ１０の作動中における支持シャフト５８の変位を防止又は効果的に抑制でき、これによってもロータ７０の高い回転性能を確保できる。

また、ファン等の特別な冷却装置を用いなくてもＭＯＳＦＥＴ８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃを効果的に冷却できるため、ハウジング１６を大型化しなくてもステータ収容部７３と言う狭い空間に回路基板２４を設けることができ、全体的な小型化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、図２に示されるように、８本の連結片６６を単純に放射状に設けた構成であった。しかしながら、連結片６６の形成位置や数等は、支持シャフト５８を支持するために必要な機械的強度等を考慮して適宜に設定すればよく、連結片６６の形状や数、形成位置等が特に限定されるものではない。

例えば、図５に示されるように、略十字形状、すなわち、筒状部２８の周方向に略９０度毎に４本の連結片６６を設ける構成としてもよい。また、図６に示されるように、筒状部２８の周方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の連結片６６の長手方向中間部を繋ぐ連結片１２２を更に形成し、連結片６６の機械的強度の向上を図ってもよい。

さらに、図７に示されるように、軸保持部６２の外周部に一端が連結された各連結片６６の他端部を、筒状部２８の周方向に沿って長手とされた連結片１２２で連結すると共に、連結片１２２と筒状部２８の内周部とを複数の連結片１２４で適宜に連結し、機械的な強度分布等を調整してもよい。

また、上記のように、連結片６６及び軸保持部６２は、裏面側から金属製の冷却板８０が接着剤等で固着される。すなわち、連結片６６及び軸保持部６２は筒状部２８のみならず、冷却板８０によっても支持されるため、連結片６６に必要な機械的強度等を充分に確保できる場合には、図８に示されるように、１本の連結片６６で軸保持部６２と筒状部２８とを連結する構成としてもよい。

このように、連結片６６を１本とした場合、連結片６６の数が少ないことで孔部８２の開口面積の増加を図ることができる。冷却板８０は孔部８２を介して筒状部２８の内側を流れる冷却水に晒されて、これにより、冷却されるということを考慮すると、上記のように、連結片６６の数を少なくして孔部８２の開口面積のを増加させることにより、冷却効果を向上させることができる。

また、これまでは、連結片６６を設けることを前提に説明したが、特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明の観点からすれば、軸保持部６２は筒状部２８に一体に形成しなくてもよい。すなわち、図９に示されるように、筒状部２８の蓋体１８側の端部に連結片６６や軸保持部６２を設けずに、単に円形状に開口させ、代わりに、冷却板８０に軸保持部６２を形成する構成としてもよい。

このような構成とした場合には、軸保持部６２を連結片６６によって筒状部２８に一体に連結することによる軸保持部６２の位置精度の向上等の効果を得ることはできない。しかしながら、軸保持部６２が金属で形成されることで、軸保持部６２自体の機械的強度等を向上させることができる。

しかも、筒状部２８の蓋体１８側の端部が開口しているため、この開口端を上記の孔部８２と考えれば、その開口面積は最大となる。したがって、冷却効果は最も高くなる。

本発明の一実施の形態に係る流体供給装置の断面図である。 隔壁（キャン）及び放熱部材（冷却板）の構成を示す拡大斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る流体供給装置に用いる制御回路の概略を示すブロック図である。 制御回路とステータとの関係を示す図である。 隔壁（キャン）の変形例を示す拡大斜視図である。 隔壁（キャン）の他の変形例を示す拡大斜視図である。 隔壁（キャン）の他の変形例を示す拡大斜視図である。 隔壁（キャン）の他の変形例を示す拡大斜視図である。 隔壁（キャン）及び放熱部材（冷却板）の他の変形例を示す拡大斜視図である。

符号の説明

１０・・・電動ウオータポンプ（流体供給装置）、１６・・・ハウジング、２４・・・回路基板（制御回路）、２６・・・キャン（隔壁）、２８・・・筒状部、５８・・・支持シャフト（支持軸）、６０・・・底部、６２・・・軸保持部、６６・・・連結片（連結部）、６８・・・インペラ（供給手段）、７０・・・ロータ、７２・・・流体通過部、７３・・・ステータ収容部、７４・・・ステータ、８０・・・冷却板（放熱部材）、８２・・・孔部、８４、８６・・・スイッチング素子（回路素子）

Claims (4)

1. 吸入側と吐出側の双方で外部に連通して前記吸入側から入り込んだ流体が前記吐出側へ通過可能な流体通過部を有するハウジングと、
   前記流体通過部中に設けられ周囲の磁界の変化により回転するロータと、
   前記ロータと共に前記流体通過部中に設けられ、前記ロータの回転力を受けて作動し、前記吸入側に負圧を生じさせて前記流体を前記吸入部内に吸入すると共に、吸入した前記流体を前記吐出側へ送る供給手段と、
   前記ハウジング内に形成されたステータ収容部内に設けられ、所定のタイミングで通電されることにより前記磁界を周囲に形成するステータと、
   合成樹脂材により形成されて前記ハウジングの内部に設けられ、前記ハウジングの内部を前記流体通過部と前記ステータ収容部とに分割して仕切ると共に、一部に前記流体通過部と前記ステータ収容部とを連通する孔部が形成された隔壁と、
   前記隔壁に取り付けられて前記孔部を閉塞すると共に、少なくとも一部が前記孔部にて前記流体通過部側に露出し、当該露出部分が前記流体通過部を通過する前記流体に晒される放熱部材と、
   前記ステータを通電制御する制御回路の一部を構成すると共に、前記放熱部材に接触した回路素子と、
   を備える流体供給装置。
2. 前記ロータの回転軸方向に対して略同軸的な筒状に形成され、内側に前記ロータの少なくとも一部が収容される筒状部を含めて前記隔壁を構成し、前記筒状部の軸方向一端に前記孔部を設けると共に、前記筒状部の軸方向一端に略板状の前記放熱部材を固定して前記筒状部の軸方向一端を閉塞する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
3. 前記筒状部の内側における前記筒状部の軸方向一端に、前記筒状部に対して同軸的に設けられ、前記ロータの回転軸を回転自在に軸支し又は前記ロータを回転自在に軸支する支持軸を保持する軸保持部と、
   前記筒状部の軸方向一端に設けられ、前記軸保持部を前記筒状部に一体的に連結する１乃至複数の連結部と、
   を有する底部を含めて前記隔壁を構成し、前記筒状部の軸方向に対して直交する方向に沿った前記連結部の側方の空隙を前記孔部とした、
   ことを特徴とする請求項２に記載の流体供給装置。
4. 前記筒状部の中心周りに複数の前記連結部を放射状に設けた、
   ことを特徴とする請求項３に記載の流体供給装置。

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