JP2010255567A - ウォータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】回転を伴って冷却水を圧送するアウターロータを有するウォータポンプにおいてアウターロータの摺動部に環流される冷却水の異物をより適正に除去する。
【解決手段】アウターロータ３０の回転対称が保たれるようにアウターロータ３０の内周面に開口端側から閉口端側に向けて３つの螺旋状の螺旋溝４０を形成すると共に螺旋溝４０の閉口端側の端部に螺旋溝４０の溝幅ｗ１より大きな幅ｗ２を有し且つ螺旋溝４０の深さｄ１より大きな深さｄ２を有する袋状の収集溝４２を形成する。これにより、アウターロータ３０の回転に伴ってアウターロータ３０の径方向外向きの力を受ける冷却水の異物を螺旋溝４０を介して収集溝４２に収集することができ、アウターロータ３０の周部を還流する冷却水に含まれる異物をより適正に除去することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウォータポンプに関する。

従来、この種のウォータポンプとしては、吸入口と吐出口とを有するポンプボディとこのポンプボディ内で回転することにより流体を圧送するインペラとを有し、インペラの回転を伴って吸入口から吸入された流体を吐出口から吐出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このウォータポンプでは、インペラの周部にフィルタを設けることにより、流体内に混在する異物を除去している。

特開２００５−２８２５１８号公報

こうしたウォータポンプでは、インペラを回転させるモータを冷却したりインペラを潤滑するために、インペラが回転に伴って摺動する部分に冷却水の一部を環流させる場合がある。この場合、こうした摺動部分で異物の噛み込みなどの不具合が生じるのを抑制することが望まれる。

本発明のウォータポンプは、回転を伴って冷却水を圧送するアウターロータを有するウォータポンプにおいてアウターロータの摺動部に環流される冷却水の異物をより適正に除去することを主目的とする。

本発明のウォータポンプは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のウォータポンプは、
吸入孔と吐出孔とを有するハウジングと、円柱形状に形成されて前記ハウジングに支持されるインナーステータと、一端が前記インナーステータを挿入する開口端として他端が冷却水を圧送可能なフィンを外面に有する閉口端として肉厚な中空円筒形状に形成されると共に前記閉口端の中心を貫通して形成される軸受け部において前記ハウジングに連結されたシャフトに支持されるアウターロータと、を備え、前記アウターロータの回転を伴って前記吸入孔から吸入された冷却水を前記吐出孔から吐出すると共に該吸入孔から吸入された冷却水の一部を前記アウターロータの外周面と前記ハウジングとの隙間および該アウターロータの内周面と前記インナーステータとの隙間を通じて環流させるウォータポンプにおいて、
前記アウターロータは、該アウターロータの回転対称が保たれるように内周面に前記開口端から前記閉口端側に向けて複数の螺旋状の螺旋溝が形成されると共に該複数の螺旋溝の前記閉口端側の端部に該螺旋溝の溝幅より幅が大きく且つ深さが深い袋状の収集溝が形成されてなる、
ことを特徴とする。

この本発明のウォータポンプでは、一端がインナーステータを挿入する開口端として他端が冷却水を圧送可能なフィンを外面に有する閉口端として肉厚な中空円筒形状に形成されると共に閉口端の中心を貫通して形成される軸受け部においてハウジングに連結されたシャフトに支持されるアウターロータを備え、このアウターロータの回転を伴って吸入孔から吸入された冷却水を吐出孔から吐出すると共に吸入孔から吸入された冷却水の一部をアウターロータの外周面とハウジングとの隙間およびアウターロータの内周面とインナーステータとの隙間を通じて環流させる。そして、アウターロータは、アウターロータの回転対称が保たれるように内周面に開口端から閉口端側に向けて複数の螺旋状の螺旋溝が形成されると共にこの螺旋溝の閉口端側の端部に螺旋溝の溝幅より幅が大きく且つ深さが深い袋状の収集溝が形成されてなる。アウターロータの内周面とインナーステータとの隙間を流れる冷却水はアウターロータの回転に伴って径方向外向きに力を受けるから、このようにアウターロータの内周面に螺旋溝を形成することにより冷却水に含まれる異物は螺旋溝に入り込み、冷却水の流れに沿って閉口端側に移動して螺旋溝の閉口端側の端部に設けられた収集溝に収集される。ここで、収集溝は袋状に形成されているから、収集溝に収集された異物が再び冷却水と共に還流するのを抑制して冷却水に含まれる異物をより適正に収集することができる。したがって、こうした構成により、アウターロータの内周面を通じて環流される冷却水の異物をより適正に除去することができ、軸受け部などのアウターロータの摺動部で異物の噛み込みなどの不都合が生じるのを抑制することができる。

本発明の一実施例としてのウォータポンプ２０の断面を模式的に示す模式図である。 アウターロータ３０を図１中下面から見た下面図である。 図２のアウターロータ３０をＡ−Ａ面から視たＡＡ視図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのウォータポンプ２０の断面を模式的に示す模式図である。なお、図中太線矢印はウォータポンプ２０内の冷却水の流れを示しており、図１では、見やすさを考慮してハッチングを省略している。実施例のウォータポンプ２０は、例えば車両に搭載されたインバータなどを冷却するためにエチレングリコールや防錆剤，酸化防止剤，水などを含むＬＬＣ（ロングライフクーラント）といった冷却水を図示しない循環流路に循環させるのに用いられ、図示するように、吸入孔２４と吸入孔２４の吸入方向に対して吐出方向が垂直になるよう設けられた吐出孔２６とを有して冷却水の循環流路の一部を形成すると共にウォータポンプ２０の外壁を形成するハウジング２２と、このハウジング２２に連結されて支持される円柱状のインナーステータ２９と、ハウジング２２に連結されたシャフト２８に支持されてインナーステータ２９の外周に嵌挿されるアウターロータ３２と、により構成されている。

アウターロータ３２は、全体として一端がインナーロータ２９を嵌挿する開口端として他端が冷却水を圧送するためのフィン３２を外面に有する閉口端として肉厚の中空円筒形状に形成されており、閉口端の中心には貫通してシャフト２８を挿入するための軸受け部３４が形成されると共に回転中心からやや外れた面に冷却水が流通可能な貫通孔３６が形成されている。このように構成されたアウターロータ３２は、軸受け部３４においてハウジング２２に連結されたシャフト２８に支持され、図示しない駆動回路によりインナーステータ２９に形成される回転磁界によって回転し、フィン３２の外側に向けて負圧を生み出し、図１中太線矢印に示すように、吸入孔２４から吸入される冷却水を吐出孔２６に圧送すると共に冷却水の一部をアウターロータ３０の外周面とハウジング２２との隙間，アウターロータ３０の内周面とインナーステータ２９との隙間，アウターロータ３０の軸受け部３４とシャフト２８との隙間または貫通孔３６を通じて還流させる。即ち、実施例のウォータポンプ２０は、アウターロータ３０の回転に伴って吸入孔２４から吸入された冷却水を吐出孔２６から吐出すると共にその一部をアウターロータ３０の周部に還流させるのである。このように冷却水の一部をアウターロータ３０の周部に還流させることにより、冷却水によってアウターロータ３０の摺動部（軸受け部３４）の潤滑やアウターロータ３０およびインナーステータ２９の冷却を行なうことができる。

次に、実施例のウォータポンプ２０におけるアウターロータ３０の内周面の形状について説明する。図２はアウターロータ３０を図１中下面から見た下面図であり、図３は図２のアウターロータ３０をＡ−Ａ面から視たＡＡ視図である。実施例のアウターロータ３０は、図２および図３に示すように、アウターロータ３０の開口端側から閉口端側に向けて（図１および図３中、下側から上側に向けて）内周面に螺旋状の３つの螺旋溝４０が形成されている。この螺旋溝４０は、溝断面が半円形に形成され、アウターロータ３０の回転対称が保たれるようにそれぞれが１２０毎に位置して形成されている。また、螺旋溝４０の閉口端側（図１および図３中の上側）の端部には、アウターロータ３０の側壁内部において、深さが螺旋溝４０の深さｄ１より深く且つ溝断面が螺旋溝４０の溝断面より図３中の上下方向に広く形成された袋上の収集溝４２が形成されている。即ち、螺旋溝４０の閉口端側の端部には、螺旋溝４０の溝幅ｗ１より壁内では大きな幅ｗ２を有し且つ螺旋溝４０の深さｄ１より大きな深さｄ２を有する袋状の収集溝４２が形成されているのである。一般的に、冷却水は循環流路を循環するため外部から異物は混入しないものの、循環流路などに付着している鋳砂などの異物が冷却水に含まれる場合があり、こうした場合に、特にアウターロータ３０の摺動部（軸受け部３４）に冷却水と共に異物が流れ込むと、摺動部で異物を噛み込むおそれがある。これに対して、実施例のウォータポンプ２０では、アウターロータ３０の内周面に螺旋溝４０と収集溝４２とを形成しているから、冷却水に含まれる異物は、アウターロータ３０の内周面とインナーステータ２９との隙間を通じて流れる際にアウターロータ３０の回転に伴ってアウターロータ３０の径方向外向きの力を受けて螺旋溝４０に入り込むと共に冷却水の流れに沿って螺旋溝４０内を閉口端側（図１および図３中の上側）に向かって移動し、螺旋溝４０の端部に設けられた収集溝４２に収集される。ここで、上述したように、収集溝４２は袋状に形成されているから、一度収集溝４２に収集された異物が再び冷却水と共にウォータポンプ２０内で還流するのを抑制することができる。したがって、こうした構成により、ウォータポンプ２０内で還流する冷却水に含まれる異物をより適正に除去することができるのである。しかも、実施例では、螺旋溝４０および収集溝４２をアウターロータ３０の回転対称が保たれるように形成するものとしたから、アウターロータ３０を円滑に回転させることができる。

以上説明した実施例のウォータポンプ２０によれば、回転対称が保たれるようにアウターロータ３０の内周面に開口端から閉口端に向けて螺旋状の螺旋溝４０を設けると共に螺旋溝４０の閉口端側の端部に螺旋溝４０より溝幅が大きく且つ深さが深い袋状の収集溝４２を設けるから、冷却水に含まれる異物がアウターロータ３０の内周面とインナーステータ２９との隙間を通じて流れる際にアウターロータ３０の回転に伴ってアウターロータ３０の径方向外向きの力を受ける異物を螺旋溝４０を介して収集溝４２に収集することができ、アウターロータ３０の周部を還流する冷却水に含まれる異物をより適正に除去することができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、吸入孔２４と吐出孔２６とを有するハウジング２２が「ハウジング」に相当し、インナーステータ２９が「インナーステータ」に相当し、全体として一端がインナーロータ２９を嵌挿する開口端として他端が冷却水を圧送するためのフィン３２を外面に有する閉口端として肉厚の中空円筒形状に形成されて軸受け部３４においてハウジング２２に連結されたシャフト２８に支持され、内周面に開口端から閉口端に向けて螺旋状の螺旋溝４０が形成されると共に螺旋溝４０の閉口端側の端部に螺旋溝４０より溝幅が大きく且つ深さが深い袋状の収集溝４２が形成されるアウターロータ３０が「アウターロータ」に相当する。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ウォータポンプの製造産業などに利用可能である。

２０ ウォータポンプ、２２ ハウジング、２４ 吸入孔、２６ 吐出孔、２８ シャフト、２９ インナーステータ、３０ アウターロータ、３２ フィン、３４ 軸受け部、３６ 貫通孔、４０ 螺旋溝、４２ 収集溝。

Claims (1)

1. 吸入孔と吐出孔とを有するハウジングと、円柱形状に形成されて前記ハウジングに支持されるインナーステータと、一端が前記インナーステータを挿入する開口端として他端が冷却水を圧送可能なフィンを外面に有する閉口端として肉厚な中空円筒形状に形成されると共に前記閉口端の中心を貫通して形成される軸受け部において前記ハウジングに連結されたシャフトに支持されるアウターロータと、を備え、前記アウターロータの回転を伴って前記吸入孔から吸入された冷却水を前記吐出孔から吐出すると共に該吸入孔から吸入された冷却水の一部を前記アウターロータの外周面と前記ハウジングとの隙間および該アウターロータの内周面と前記インナーステータとの隙間を通じて環流させるウォータポンプにおいて、
   前記アウターロータは、該アウターロータの回転対称が保たれるように内周面に前記開口端から前記閉口端側に向けて複数の螺旋状の螺旋溝が形成されると共に該複数の螺旋溝の前記閉口端側の端部に該螺旋溝の溝幅より幅が大きく且つ深さが深い袋状の収集溝が形成されてなる、
   ことを特徴とするウォータポンプ。

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