JP2016067190A - 液体ポンプ用ロータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアとステータとの間の間隔を狭くしつつロータマグネットを良好に固定する。【解決手段】ウォータポンプでは、略有底円筒状を成すＳＵＳ製のロータカバー５８内にロータコア５４が挿入されて、ロータ５２の径方向外側にステータ８０が配置されている。これにより、仮にロータカバー５８を樹脂製とする場合と比べて、ロータコア５４とステータとの間の間隔を狭くできる。また、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂに膨出部６０が形成されており、膨出部６０は、下方側へ膨出されて、ロータコア５４及びロータマグネット５６と対向されている。そして、膨出部６０内において樹脂モールド部６２のロアモールド部６２Ｃが、ロータコア５４及びロータマグネット５６と一体に形成されている。このため、ロータマグネット５６の上端部及び下端部が樹脂モールド部６２を介してロータコア５４に固定されるため、ロータマグネット５６を良好に固定できる。【選択図】図１

Description

本発明は、液体ポンプ用ロータ構造に関する。

下記特許文献１に記載されたウォータポンプ（液体ポンプ）では、第１樹脂成形部材及び第２樹脂成形部材がロータマグネットを狭持した状態でシール接合されている。これにより、液体に対してロータマグネットが防水されている。

特開２００６−３２５３４５

ところで、ロータコアと、ロータコア内に埋設されたロータマグネットと、を含んで構成されたロータにおいて、上記ウォータポンプのようにロータを樹脂成形部材で覆う場合には、成形性等の観点から樹脂成形部材の厚みを確保する必要がある。このため、ロータコアとステータとの間の間隔が大きくなり、ひいてはロータマグネットとステータとの間の間隔（磁気ギャップ）が大きくなる。これにより、ウォータポンプのモータ効率等に影響を与えると共に、ウォータポンプの大型化を招くという問題があった。

これに対して、ロータ（ロータコア及びロータマグネット）を、例えばＳＵＳの板材により構成されたロータカバーによって覆うことが考えられる。この場合には、例えばウォータポンプの作動時に生じる振動等によってロータマグネットがロータコアに対して相対移動すると、ロータマグネット及びロータコアが磨耗する虞があるため、ロータコアに埋設されたロータマグネットをロータコアに良好に固定させる必要がある。

本発明は、上記事実を考慮し、ロータコアとステータとの間の間隔を狭くしつつロータマグネットを良好に固定できる液体ポンプ用ロータ構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載された液体ポンプ用ロータ構造は、回転することでポンプ部内の液体を圧送するインペラと、前記インペラの回転軸と同軸上に配置された筒状を成すロータコアと、前記ロータコアの内部において前記ロータコアの軸方向に埋設されたロータマグネットと、を含んで構成され、前記インペラと一体回転可能に構成されたロータと、前記ロータの径方向外側に設けられたステータと、有底筒状に形成されると共に、内部に前記ロータコアが挿入され、前記ロータの外郭を構成するロータカバーと、前記ロータカバーにおける底壁部に形成され、前記底壁部から前記ロータコアとは反対側へ膨出されると共に、前記ロータコアの軸方向において前記ロータコア及び前記ロータマグネットと対向して配置された膨出部と、前記ロータコア及び前記ロータマグネットを被覆して前記ロータカバーと共に前記ロータの外郭を構成すると共に、前記膨出部内において前記ロータコア及び前記ロータマグネットと一体に形成された固定用モールド部を有する樹脂モールド部と、を備えている。

上記構成の液体ポンプ用ロータ構造によれば、ロータがインペラと一体回転可能に構成されている。このロータは、インペラの回転軸と同軸上に配置された筒状のロータコアを有しており、ロータコアには、ロータマグネットがロータコアの軸方向に埋設されている。そして、ロータの径方向外側にステータが設けられている。

ここで、ロータカバー及び樹脂モールド部によってロータの外郭が構成されている。具体的には、ロータカバーが有底筒状に形成されており、ロータカバー内にロータコアが挿入されている。これにより、ロータの径方向外側部分が、ロータカバーによって構成されるため、ロータカバーを金属製とすることで、ロータコアとステータとの間の間隔を狭くすることができる。

また、ロータカバーの底壁部には、膨出部が形成されており、膨出部は、ロータカバーの底壁部からロータコアとは反対側へ膨出されて、ロータコアの軸方向においてロータコア及びロータマグネットと対向して配置されている。そして、膨出部内において、樹脂モールド部における固定用モールド部が、ロータコア及びロータマグネットと一体に形成されている。これにより、ロータコアの軸方向におけるロータマグネットの両端部を、樹脂モールド部を介してロータコアに固定することができる。したがって、ロータマグネットを良好に固定することができる。

請求項２に記載の液体ポンプ用ロータ構造は、請求項１に記載の発明において、前記膨出部は、前記底壁部の外周部において、前記ロータコア側へ開放された前記ロータの周方向に延びる溝状に形成され、前記膨出部における前記ロータコアの径方向内側に配置された側壁が、前記ロータコアの軸方向において前記ロータマグネットとオーバーラップして配置され、前記底壁部が前記ロータコア及び前記ロータマグネットと当接されている。

上記構成の液体ポンプ用ロータ構造によれば、膨出部がロータの周方向に延びる溝状に形成されているため、膨出部において、固定用モールド部を介したロータマグネットのロータコアへの固定を簡易な構成で実現することができる。

また、膨出部におけるロータコアの径方向内側に配置された側壁が、ロータコアの軸方向においてロータマグネットとオーバーラップして配置されると共に、底壁部がロータマグネット及びロータコアに当接されている。このため、ロータカバーに対するロータコアの位置を決めつつ、ロータカバー内にロータコアを配置することができる。したがって、ロータにおける組付性を向上することができる。

請求項３に記載の液体ポンプ用ロータ構造は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記膨出部及び前記固定用モールド部が、前記ロータコアの周方向全周に亘って形成されている。

上記構成の液体ポンプ用ロータ構造によれば、膨出部及び固定用モールド部がロータの周方向全周に亘って形成されるため、固定用モールド部を介したロータマグネットのロータコアへの固定を一層良好にすることができる。

請求項４に記載の液体ポンプ用ロータ構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記底壁部の内周端部には、湾曲部が形成されており、前記湾曲部は、前記ロータコアの軸方向において前記ロータコアの内周縁部と対向して配置されると共に、縦断面視で前記ロータコアとは反対側へ突出された半円弧状又は前記ロータコア側へ屈曲された円弧状に形成され、前記樹脂モールド部は、前記ロータコアの内周面及び前記底壁部の内周端部を被覆するインナモールド部を有している。

上記構成の液体ポンプ用ロータ構造によれば、インナモールド部におけるロータカバーの底壁部の内周端部を被覆する部位に応力が集中することを抑制できる。すなわち、樹脂モールド部は樹脂製とされているため、樹脂モールド部では、液体ポンプの使用環境の温度差によってインナモールド部が主としてロータコアの軸方向に熱収縮する傾向にある。

ここで、ロータカバーの底壁部における内周端部には、湾曲部が形成されている。湾曲部は、ロータコアの軸方向においてロータコアの内周縁部と対向して配置されると共に、縦断面視でロータコアとは反対側へ突出された半円弧状又はロータコア側へ屈曲された円弧状に形成されている。そして、インナモールド部は、ロータコアの内周面及び底壁部の内周端部を被覆している。このため、インナモールド部には、ロータカバーの底壁部の内周端部を被覆する部位において、湾曲部に沿った湾曲面が形成される。これにより、液体ポンプの使用環境の温度差によって樹脂モールド部がロータコアの軸方向に熱収縮したときには、インナモールド部におけるロータカバーの底壁部の内周端部を被覆する部位に生じる応力が当該湾曲面によって分散される。したがって、インナモールド部におけるロータカバーの底壁部の内周端部を被覆する部位に応力が集中することを抑制できる。

請求項５に記載の液体ポンプ用ロータ構造は、請求項４に記載の発明において、前記底壁部の内周端部には、前記湾曲部の先端から前記ロータコアの軸方向と平行に延びるフランジ部が形成されており、前記フランジ部が前記ロータコアの内周面に隣接して配置されている。

上記構成の液体ポンプ用ロータ構造によれば、底壁部の内周端部にフランジ部が形成されており、フランジ部は、湾曲部の先端からロータコアの軸方向と平行に延びている。また、フランジ部は、ロータコアの内周面に隣接して配置されている。このため、フランジ部によってロータコアを径方向内側から支持しつつ、底壁部の内周端部を被覆するインナモールド部の部位に応力が集中することを抑制できる。

本実施の形態に係る液体ポンプ用ロータ構造が適用されたロータ及びインペラを示す縦断面図である。 図１に示されるロータが用いられたウォータポンプの全体を示す縦断面図である。 図１に示されるロータを軸方向から見た平断面図（図１の３−３線断面図）である。 図１に示されるロータカバーの膨出部の周辺を拡大して示す拡大図（図１のＣ部拡大図）である。 図２に示されるモータハウジングの内筒部における拡径部を拡大して示す縦断面図である。 比較例のロータカバーの一部を示す図４に対応する縦断面図である。 図４に示されるロータカバーの内周端部の変形例を示す図４に対応する縦断面図である。

以下、図面を用いて本実施の形態に係る液体ポンプ用ロータ構造Ｓが適用されたロータ５２を備えた「液体ポンプ」としてのウォータポンプ１０について説明する。

本実施の形態に係るウォータポンプ１０は、例えば車両（自動車）のエアコンヒータ用の冷却水（液体）を圧送するためのポンプとして用いられている。図２に示されるように、ウォータポンプ１０は、インペラ７０が収容され且つ冷却水を圧送するポンプ部１２と、インペラ７０を回転させるためのモータ部５０と、を備えている。また、ウォータポンプ１０は、モータ部５０を収容するモータハウジング３０（広義には、「ハウジング」として把握される要素である）と、モータ部５０を駆動制御するための回路装置９０と、を備えている。

以下、上記各構成をポンプ部１２、モータハウジング３０、モータ部５０、及び回路装置９０の順で説明する。なお、ウォータポンプ１０は、全体として略円柱形状に形成されており、以下の説明では、図面に適宜示される矢印Ａ方向を上方とし、矢印Ｂ方向を下方（ウォータポンプ１０の軸方向一方側）としている。

（ポンプ部１２について）
図２に示されるように、ポンプ部１２はウォータポンプ１０の上部を構成している。ポンプ部１２はポンプケース１４を備えており、ポンプケース１４はポンプ部１２の外周部分を構成している。このポンプケース１４はケース本体部１６を有しており、ケース本体部１６は下方側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。ケース本体部１６の内部には、中央部において、インペラ７０を収容するインペラ収容部１８が形成されており、インペラ収容部１８は、下方側へ開放された略凹状に形成されている。さらに、ケース本体部１６の内部には、インペラ収容部１８に対してケース本体部１６の径方向外側において、流路２０が形成されている。この流路２０は、下方側へ開放された断面略Ｕ字形状に形成されると共に、ケース本体部１６の周方向に沿って延在されている。

また、ケース本体部１６の上壁には、中央部（ウォータポンプ１０の軸心部）において、入口管２２が一体に形成されている。入口管２２は、管状に形成されて、ケース本体部１６から上方側へ延出されている。また、入口管２２はインペラ収容部１８と連通されており、冷却水が入口管２２からケース本体部１６内へ流入されるようになっている。

さらに、ケース本体部１６の外周部には、図示しない出口管が一体に形成されている。この出口管は、管状に形成されて、ケース本体部１６の側壁からウォータポンプ１０の軸線に対して直交する方向に延出されている。そして、出口管は流路２０と連通されており、ケース本体部１６内に流入された冷却水が出口管から流出されるようになっている。

また、ケース本体部１６の開放端部には、ポンプ側フランジ部２６が一体に形成されており、ポンプ側フランジ部２６は、ケース本体部１６からケース本体部１６の径方向外側へ突出されると共に、ケース本体部１６の全周に亘って略リング状に形成されている。このポンプ側フランジ部２６の下面には、略円筒形状のリブ２６Ａが立設されており、リブ２６Ａはケース本体部１６の全周に亘って形成されて、ポンプ側フランジ部２６から下方側へ突出されている。

（モータハウジング３０について）
図２に示されるように、モータハウジング３０は、ウォータポンプ１０の上下方向中間部を構成すると共に、ポンプ部１２に対して下方側に配置されている。このモータハウジング３０は、全体として下方側へ開放された略有底円筒状に形成されて、入口管２２（ウォータポンプ１０の軸線）と同軸上に配置されている。具体的には、モータハウジング３０は、モータハウジング３０の径方向外側部分を構成する外筒部３２を有しており、外筒部３２は下方側へ開放された略有底円筒状に形成されている。また、モータハウジング３０は、モータハウジング３０の径方向内側部分を構成する内筒部３４を有している。この内筒部３４は、上方側へ開放された略有底円筒状に形成されており、内筒部３４の開放端（上端）が外筒部３２の底壁に結合されている。

そして、外筒部３２と内筒部３４との間の空間が、後述するステータ８０を収容するためのステータ収容部３６とされており、ステータ収容部３６は下方側へ開放された略円環状の空間に形成されている。さらに、内筒部３４の内側の空間が、後述するロータ５２を収容するためのロータ収容部３８とされている。

また、外筒部３２の外周部分を構成する外筒壁３２Ａの上端部には、第１結合部４０が一体に形成されている。第１結合部４０は、外筒壁３２Ａからモータハウジング３０の径方向外側へ突出され、外筒壁３２Ａの全周に亘って略リング状に形成されると共に、前述したポンプ側フランジ部２６と上下方向に対向して配置されている。また、第１結合部４０の上面には、前述したポンプ側フランジ部２６のリブ２６Ａと対応する位置において、リブ収容凹部４０Ａが形成されている。リブ収容凹部４０Ａは、上方側へ開放されると共に、モータハウジング３０の軸方向から見て円環状（リング状）に形成されている。そして、リブ収容凹部４０Ａ内にポンプケース１４のリブ２６Ａが収容された状態で、第１結合部４０とポンプ側フランジ部２６とが結合されている。また、この状態では、外筒部３２の底壁がポンプケース１４内に入り込むと共に、ポンプケース１４内とロータ収容部３８内とが連通されている。

一方、外筒壁３２Ａの下端部には、第２結合部４２が一体に形成されている。第２結合部４２は、外筒壁３２Ａからモータハウジング３０の径方向外側へ突出されると共に、外筒壁３２Ａの全周に亘って所定の形状に形成されている。また、第２結合部４２の下面には、第２結合部４２の外周部分において、囲繞壁４２Ａが一体に形成されている。囲繞壁４２Ａは、第２結合部４２から下方側へ突出されると共に、第２結合部４２の全周に亘って枠状に形成されている。

さらに、第２結合部４２には、コネクタ部（図示省略）が一体に形成されている。このコネクタ部は、下方側へ開放された略有底矩形筒状に形成されると共に、第２結合部４２から下方側へ突出されており、コネクタ部内に外部コネクタ（図示省略）が嵌合されるようになっている。また、図示は省略するが、モータハウジング３０には、外部コネクタと接続されるコネクタターミナルが設けられており、コネクタターミナルの一端部がコネクタ部の内部に配置されている。さらに、コネクタターミナルは所定の形状に屈曲されており、コネクタターミナルの他端部が、モータハウジング３０から下方側へ延出されて、後述する回路基板９６に接続されている。

また、内筒部３４の底壁には、中央部において、略円筒形状の支持部４４が一体に形成されている。支持部４４は、ポンプ部１２の入口管２２と同軸上に配置されて、内筒部３４の底壁から上方側へ突出されている。さらに、内筒部３４内には、円柱状の回転軸４６が設けられており、回転軸４６は支持部４４と同軸上に配置されている。そして、回転軸４６の下端部が支持部４４に固定支持されており、回転軸４６は支持部４４から上方側へ突出されている。

（モータ部５０について）
図２に示されるように、モータ部５０は、ロータ５２とステータ８０とを含んで構成されている。以下、初めにロータ５２について説明し、次いでステータ８０について説明する。

ロータ５２は、全体として略円筒形状に形成されると共に、回転軸４６の径方向外側でモータハウジング３０のロータ収容部３８内に収容されている。また、図１及び図３に示されるように、ロータ５２は、ロータコア５４と、複数（本実施の形態では４つ）のロータマグネット５６と、ロータカバー５８と、樹脂モールド部６２と、を含んで構成されている。そして、本発明の要部である液体ポンプ用ロータ構造Ｓがロータ５２に適用されている。

ロータコア５４は、略円環状に打ち抜かれた複数の鋼板で構成されており、当該鋼板が上下方向を板厚方向にして上下方向に積層されている。そして、ロータコア５４が全体として略円筒形状に形成されると共に、回転軸４６（図３参照）と同軸上に配置されている。また、図３に示されるように、ロータコア５４には、複数（本実施の形態では４箇所）の孔部５４Ａが上下方向（ロータコア５４の軸方向）に貫通形成されている。孔部５４Ａは、ロータコア５４の軸方向から見て、ロータコア５４の径方向に対して直交する方向を長手方向とした断面略矩形状に形成されると共に、ロータコア５４の周方向に沿って等間隔（９０°毎）に配置されている。

さらに、ロータコア５４には、孔部５４Ａの幅方向外側の位置において、一対のスリット５４Ｂが形成されている（すなわち、本実施の形態では、８箇所のスリット５４Ｂが形成されている）。このスリット５４Ｂは、ロータコア５４の径方向外側に開放されると共に、上下方向に貫通されている。

図１及び図３に示されるように、ロータマグネット５６は、ネオジウム系磁石として構成されると共に、略矩形柱状に形成されている。そして、長手方向から見たロータマグネット５６の外形が、孔部５４Ａの外形に比して僅かに小さく設定されており（図３参照）、ロータマグネット５６が、上下方向を長手方向として孔部５４Ａ内に嵌入（挿入）されている。これにより、ロータコア５４の内部においてロータマグネット５６が上下方向（ロータコア５４の軸方向）に埋設されている。そして、上述したロータコア５４及びロータマグネット５６の表面には、それぞれ防錆処理（例えばニッケルめっき又は樹脂塗装等）が施されている。これにより、ロータコア５４及びロータマグネット５６の防食及び防錆性が高められている。

ロータカバー５８は、ＳＵＳの板材（本実施の形態では、板厚０．２５ｍｍ）で製作されると共に、上方側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。具体的には、ロータカバー５８は、略円筒形状に形成された筒部５８Ａを有している。また、ロータカバー５８は底壁部５８Ｂを有しており、底壁部５８Ｂは、上下方向を板厚方向にした略円環板状に形成されて、筒部５８Ａの下端（軸方向一方側端）から筒部５８Ａの径方向内側へ延びている（図１参照）。そして、ロータカバー５８内にロータコア５４が嵌入（挿入）されて、ロータカバー５８がロータ５２の外郭の一部を構成している。すなわち、ロータコア５４の径方向外側の側面が、ロータカバー５８の筒部５８Ａによってロータ５２の径方向外側から覆われて、筒部５８Ａがロータ５２の径方向外側部分を構成している。また、ロータコア５４の下面（軸方向一端面）及びロータマグネット５６の下面が、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂによってロータ５２の軸方向一方側から覆われて、底壁部５８Ｂがロータ５２の下端部（軸方向一端部）を構成している。

さらに、図４に示されるように、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂにおける外周部には、筒部５８Ａと隣接する部位において、膨出部６０が形成されている。この膨出部６０は、底壁部５８Ｂから下方側へ膨出されて、縦断面視で上方側へ開放された断面略Ｕ字形状に形成されると共に、筒部５８Ａの周方向全周に亘って形成されている。具体的には、膨出部６０は、筒部５８Ａの下端から筒部５８Ａの径方向内側へ延びる底壁６０Ａと、底壁６０Ａの径方向内側端から上方側へ延びる側壁６０Ｂと、を含んで構成されている。そして、側壁６０Ｂの上端からロータカバー５８の底壁部５８Ｂが筒部５８Ａの径方向内側へ延びている。

また、膨出部６０の側壁６０Ｂが、上下方向（ロータ５２の軸方向）において、ロータマグネット５６における厚さ方向（ロータ５２の径方向）中間部とオーバーラップして配置されている。これにより、上下方向において、膨出部６０が、ロータコア５４の下面における外周側部分及びロータマグネット５６の下面における外周側部分と対向して配置されている。また、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂが、ロータコア５４の下面における内周側部分及びロータマグネット５６の下面における内周側部分と当接されている。

また、膨出部６０は、前述したロータコア５４におけるスリット５４Ｂ（図４では不図示）の下方側に配置されており、ロータコア５４がロータカバー５８内に嵌入（挿入）された状態では、膨出部６０内とスリット５４Ｂ内とが連通されている。なお、上記説明では、ロータカバー５８がＳＵＳの板材で製作されているが、ロータカバー５８を腐食し難い金属の板材によって製作してもよい。

また、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂにおける内周端部６１（径方向内側端部）には、湾曲部６１Ａが形成されている。湾曲部６１Ａは、縦断面視で上側へ開放された半円弧状に湾曲されて、ロータコア５４の下面に対して下側へ突出されている。具体的には、湾曲部６１Ａが、ロータコア５４の下面における内周縁部とロータコア５４の軸方向において対向して配置されている。また、湾曲部６１Ａは、ロータカバー５８の周方向全周に亘って形成されている。さらに、底壁部５８Ｂにおける内周端部６１には、フランジ部６１Ｂが形成されており、フランジ部６１Ｂは、湾曲部６１Ａの先端からロータカバー５８の軸方向に沿って上側へ延出されている。また、フランジ部６１Ｂは、ロータカバー５８の周方向全周に亘って形成された略円筒状（リング状）を成すと共に、ロータコア５４の内周面５４Ｃに隣接して配置されている。

図１に示されるように、樹脂モールド部６２は、インサート成形等の手法によってロータカバー５８と一体成形されて、ロータカバー５８と共にロータ５２の外郭を構成している。具体的には、樹脂モールド部６２は、略円筒形状のインナモールド部６２Ａを有している。このインナモールド部６２Ａは、ロータコア５４の径方向内側においてロータコア５４と同軸上に配置されると共に、ロータコア５４の内周面５４Ｃ及びロータカバー５８のフランジ部６１Ｂを被覆するようにロータコア５４及びフランジ部６１Ｂと一体に形成されている。また、図４に示されるように、インナモールド部６２Ａの下端部には、径方向外側へ張り出した張出部６２Ａａが一体に形成されており、張出部６２Ａａは、ロータカバー５８の湾曲部６１Ａ及び底壁部５８Ｂの一部（内周側部分）を下側から被覆するように湾曲部６１Ａ及び底壁部５８Ｂと一体に形成されている。これにより、インナモールド部６２Ａの下端には、湾曲部６１Ａによって上側へ開放する断面半円状の湾曲面６３が形成されており、湾曲面６３はインナモールド部６２Ａの周方向全周に亘って形成されている。また、インナモールド部６２Ａでは、軸方向の厚み寸法が径方向の厚み寸法に比べて大きく設定されている（図１参照）。

さらに、図１に示されるように、樹脂モールド部６２はアッパモールド部６２Ｂを有している。このアッパモールド部６２Ｂは、インナモールド部６２Ａの上端からロータ５２の径方向外側へ延びて、略円環状に形成されている。そして、アッパモールド部６２Ｂは、ロータコア５４の上面（軸方向他端面）及びロータマグネット５６の上面と一体に形成されている。さらに、アッパモールド部６２Ｂの径方向外側端部がロータカバー５８の筒部５８Ａの上端部と一体に形成されている。また、図５に示されるように、アッパモールド部６２Ｂの径方向外側端部には、ロータカバー５８の筒部５８Ａの開口端部を被覆（閉塞）する被覆部６２Ｂａが形成されている。具体的には、被覆部６２Ｂａは、筒部５８Ａの開口端の上方側においてアッパモールド部６２Ｂの径方向外側へ突出されて断面略逆Ｌ字形状に形成されると共に、アッパモールド部６２Ｂの周方向全周に亘って形成されている。そして、被覆部６２Ｂａは、筒部５８Ａの開口端面及び外周縁部を被覆している。つまり、被覆部６２Ｂａが筒部５８Ａの外周面よりも径方向外側へ突出している。以上により、ロータカバー５８と樹脂モールド部６２との結合部分の液密性が確保された状態で、ロータコア５４及びロータマグネット５６がロータカバー５８及び樹脂モールド部６２によって覆われている。

そして、ロータ５２が、モータハウジング３０のロータ収容部３８内に収容された状態では、モータハウジング３０の内筒部３４と被覆部６２Ｂａとが干渉しないように構成されている。具体的には、内筒部３４の上端部には、内筒部３４の径寸法よりも大きく設定された拡径部３４Ａが一体に形成されている。そして、内筒部３４の径方向において、拡径部３４Ａが被覆部６２Ｂａと対向して配置されている。さらに、拡径部３４Ａの下端部には、テーパ部３４Ｂが形成されており、テーパ部３４Ｂは、下方側へ向かうに従い内筒部３４の径方向内側へ傾斜して、内筒部３４に接続されている。なお、テーパ部３４Ｂの代わりに、拡径部３４Ａの下端部に内筒部３４の径方向内側へ屈曲した屈曲部を形成して、拡径部３４Ａと内筒部３４との接続部分を縦断面視で段差状に形成してもよい。

また、図４にも示されるように、樹脂モールド部６２は、「固定用モールド部」としてのロアモールド部６２Ｃを有している。このロアモールド部６２Ｃは、ロータカバー５８の膨出部６０内に設けられている。具体的には、ロータコア５４が挿入されたロータカバーと樹脂モールド部６２とを一体成形するときに、樹脂材がロータコア５４のスリット５４Ｂ（図３参照）から膨出部６０内へ流入されることで、ロアモールド部６２Ｃが形成されている。そして、ロータマグネット５６の下面における一部（外周側部分）と、ロータコア５４の下面における一部（外周側部分）と、膨出部６０の内周面と、がロアモールド部６２Ｃによって一体化されている。これにより、ロータマグネット５６の上端部及び下端部が、樹脂モールド部６２を介してロータコア５４に固定されている。

一方、図１に示されるように、インナモールド部６２Ａの径方向内側には、略円筒形状に形成された軸受６６が一体に設けられている。軸受６６は、回転軸４６と同軸上に配置されて回転軸４６に回転可能に支持されている（図２及び図３参照）。これにより、ロータ５２が軸受６６を介して回転軸４６の軸線回りに回転されるようになっている。

また、樹脂モールド部６２の上側には、樹脂モールド部６２とインペラ７０とを連結するための連結軸部６４が一体に形成されている。連結軸部６４は略円筒形状に形成されて、回転軸４６と同軸上に配置されると共に、樹脂モールド部６２のアッパモールド部６２Ｂから上方側へ延出されている。

連結軸部６４の上端には、インペラ７０を構成する第１円盤部７２及びブレード７４が一体に形成されている。第１円盤部７２は、略円板状に形成されて、板厚方向を回転軸４６の軸方向にして回転軸４６と同軸上に配置されている。また、ブレード７４は、第１円盤部７２から上方側へ突出されている。さらに、ブレード７４の上側には、インペラ７０を構成する第２円盤部７６が設けられている。第２円盤部７６は、略円板状に形成されると共に、第１円盤部７２とブレード７４を介して対向するように配置されて、ブレード７４と一体に結合されている。

次にステータ８０について説明する。図２に示されるように、ステータ８０は、環状に形成されたステータコア８２と、導電性を有する巻線８４と、を含んで構成されて、モータハウジング３０のステータ収容部３６内に収容されている。ステータコア８２は、所定の形状に打ち抜かれた複数の鋼板によって構成されており、当該鋼板が上下方向を板厚方向にして上下方向に積層されている。そして、ステータコア８２には、自身の径方向外側へ延びる複数のティース部８２Ａが形成されている。

巻線８４は、ステータコア８２のティース部８２Ａに巻回されている。これにより、ティース部８２Ａの外周部に沿って巻き回された巻線部８４Ａが形成されている。また、巻線８４の端末部は、モータハウジング３０（ステータ収容部３６）から下方側へ延出されて、後述する回路基板９６に接続されている。なお、巻線部８４Ａとティース部８２Ａとの間には、絶縁部材８５が介装されている。

また、ステータ８０は、ステータホルダ８６によって覆われている。ステータホルダ８６は、鋼板で製作されると共に、下方側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。また、ステータホルダ８６の底壁には、円形状の配置孔８６Ａが上下方向に貫通形成されている。そして、ステータ８０がステータホルダ８６内に配置（挿入）された状態で、ステータ８０及びステータホルダ８６がステータ収容部３６内に収容されている。また、この状態では、モータハウジング３０の内筒部３４が配置孔８６Ａの内側に配置されている。

また、ステータホルダ８６の開放端（下端）には、ホルダ側フランジ部８６Ｂが一体に形成されている。このホルダ側フランジ部８６Ｂは、ステータホルダ８６の開放端（下端）からステータホルダ８６の径方向外側へ延出されて、モータハウジング３０の第２結合部４２の下側で且つ囲繞壁４２Ａの内側に配置されている。

（回路装置９０について）
図２に示されるように、回路装置９０は、ウォータポンプ１０の下部を構成すると共に、モータハウジング３０の下方側に配置されている。また、回路装置９０は、プレートユニット９２と、回路基板９６と、回路カバー９８と、を含んで構成されている。

プレートユニット９２は、略円盤状に形成されて、モータハウジング３０に対して下方側に配置されている。このプレートユニット９２は、樹脂材で構成されたプレート本体９３と、鋼板で構成され且つ略リング状に形成されたリングプレート９４と、を有している。そして、リングプレート９４がプレート本体９３の上方側に配置された状態で、プレート本体９３及びリングプレート９４が一体に成形されている。

さらに、リングプレート９４がステータホルダ８６のホルダ側フランジ部８６Ｂと上下方向に対向して配置されており、プレートユニット９２が、図示しない位置においてホルダ側フランジ部８６Ｂに締結固定されている。

また、リングプレート９４には、後述する回路基板９６を固定するための複数の固定片９４Ｂが一体に形成されている。この固定片９４Ｂは、リングプレート９４の外周部から下方側へ延出されており、固定片９４Ｂの先端部がリングプレート９４の径方向内側へ屈曲されている。そして、固定片９４Ｂの先端部には、後述する回路基板９６を締結するためのバーリング９４Ｃが形成されており、バーリング９４Ｃは下方側へ開放された略有底円筒状に形成されている。

さらに、プレートユニット９２には、図示しないガイド孔が上下方向に貫通形成されており、ガイド孔内に、前述したコネクタターミナルの他端部及び巻線８４の端末部が挿入されるようになっている。

回路基板９６は、略円板状に形成されて、板厚方向を上下方向にしてプレートユニット９２の下方側に配置されている。そして、前述したリングプレート９４のバーリング９４Ｃにネジ（図示省略）が挿入されて、該ネジによって回路基板９６がプレートユニット９２に固定されている。また、回路基板９６には、複数の回路素子９６Ａが実装されると共に、前述したコネクタターミナルの他端部及び巻線８４の端末部が接続されている。

回路カバー９８は、鋼板で製作されると共に、上方側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。また、回路カバー９８の開放端（上端）には、カバー側フランジ部９８Ａが一体に形成されており、カバー側フランジ部９８Ａは、回路カバー９８の開放端から回路カバー９８の径方向外側へ突出されると共に、回路カバー９８の全周に亘って形成されている。そして、回路カバー９８は、回路基板９６及びプレートユニット９２を覆うと共に、モータハウジング３０の下端部を閉塞している。具体的には、カバー側フランジ部９８Ａが、モータハウジング３０の囲繞壁４２Ａの内側で且つステータホルダ８６のホルダ側フランジ部８６Ｂと対向して配置されて、図示しないネジ等の締結部材によってホルダ側フランジ部８６Ｂに締結固定されている。

次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成されたウォータポンプ１０では、ポンプ部１２（ポンプケース１４）内とモータハウジング３０のロータ収容部３８内とが連通されている。また、ポンプケース１４のインペラ収容部１８内には、インペラ７０が収容されており、ロータ収容部３８内には、モータ部５０のロータ５２が収容されている。さらに、インペラ７０とロータ５２とは一体回転可能に構成されている。また、ロータ５２の径方向外側には、モータ部５０のステータ８０が配置されており、ステータ８０はモータハウジング３０のステータ収容部３６内に収容されている。

そして、外部コネクタがコネクタ部に接続されて、モータ部５０を駆動制御する電力が外部コネクタから回路装置９０へ供給されると、モータ部５０が駆動して、モータ部５０のロータ５２が回転軸４６の軸線回りに回転される。これにより、インペラ７０が回転軸４６の軸線回りに回転して、ポンプ部１２の入口管２２からポンプケース１４内に流入された冷却水が圧送されてポンプ部１２の出口管から流出される。

ここで、ウォータポンプ１０では、ＳＵＳ製のロータカバー５８と樹脂モールド部６２によってロータ５２の外郭が構成されている。具体的には、ロータカバー５８が略有底円筒状に形成されており、ロータカバー５８内にロータコア５４が挿入されている。また、樹脂モールド部６２が、ロータコア５４の径方向内側部分及び上面側を被覆して、ロータカバー５８と一体に形成されている。これにより、ロータ５２の径方向外側部分が、ＳＵＳ製のロータカバー５８によって構成されるため、仮にロータカバー５８を樹脂製とする場合と比べて、ロータコア５４とステータ８０との間の間隔を狭くすることができる。すなわち、仮にロータカバー５８を樹脂材で構成すると、成形性等の観点からロータカバー５８の厚みを例えば１ｍｍ〜２ｍｍに確保する必要がある。これに対して、ロータカバー５８をＳＵＳの板材にすることで、ロータカバー５８の厚みを例えば０．２５ｍｍとすることができる。その結果、ロータコア５４とステータ８０との間の間隔（磁気ギャップ）を狭くすることができる。

また、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂには、膨出部６０が形成されている。この膨出部６０は、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂから下方側へ膨出されて、上下方向（ロータコア５４の軸方向）においてロータコア５４及びロータマグネット５６と対向して配置されている。そして、膨出部６０内において、樹脂モールド部６２のロアモールド部６２Ｃが、ロータコア５４の下面及びロータマグネット５６の下面と一体に形成されている。このため、ロータコア５４とステータ８０との間の間隔を狭くするために、有底円筒状のＳＵＳ製のロータカバー５８をロータ５２に用いた場合でも、ロータマグネット５６の上端部及び下端部を、樹脂モールド部６２を介してロータコア５４に固定することができる。これにより、ロータマグネット５６を良好に固定することができる。

すなわち、仮にロータカバー５８において膨出部６０を省略した場合には、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂ全体がロータマグネット５６の下面及びロータコア５４の下面と当接するようになる。このため、ロータコア５４及びロータマグネット５６と底壁部５８Ｂとの間に樹脂モールド部６２を設けることができなくなる。これにより、ロータマグネット５６の上端部のみが、樹脂モールド部６２を介してロータコア５４に固定される。その結果、例えばウォータポンプ１０の作動時にロータ５２に生じる振動等によってロータマグネット５６の下端部がロータコア５４の径方向に振れると、ロータコア５４及びロータマグネット５６が磨耗する虞がある。

これに対して、本実施の形態では、上述したように、ロータマグネット５６の上端部及び下端部が樹脂モールド部６２を介してロータコア５４に固定されるため、ロータマグネット５６を良好に固定することができる。その結果、例えばウォータポンプ１０の作動時におけるロータコア５４に対するロータマグネット５６の相対移動が抑制されるため、ロータコア５４及びロータマグネット５６の磨耗を抑制することができる。

さらに、ロータカバー５８の膨出部６０は、底壁部５８Ｂの外周部において、上方側へ開放された溝状に形成されると共に、ロータ５２の周方向に延びている。これにより、膨出部６０において、ロアモールド部６２Ｃを介したロータマグネット５６のロータコア５４への固定を簡易な構成で実現することができる。

また、膨出部６０における側壁６０Ｂが、上下方向においてロータマグネット５６の厚さ方向中間部とオーバーラップして配置されている。このため、ロータマグネット５６の下面及びロータコア５４の下面をロータカバー５８の底壁部５８Ｂに当接させつつ、ロータカバー５８内にロータコア５４及びロータマグネット５６を配置することができる。これにより、上下方向におけるロータカバー５８に対するロータコア５４及びロータマグネット５６の位置が決定されるため、ロータ５２における組付性を向上することができる。

また、ロータカバー５８の膨出部６０及びロアモールド部６２Ｃが、ロータ５２の周方向全周に亘って形成されている。これにより、ロアモールド部６２Ｃを介したロータマグネット５６のロータコア５４への固定を一層良好にすることができる。

さらに、ロータカバー５８における底壁部５８Ｂの内周端部６１には、湾曲部６１Ａが形成されている。湾曲部６１Ａは、ロータコア５４の内周縁部の下側に配置されると共に、縦断面視でロータコア５４とは反対側（下側）へ突出された半円弧状に形成されている。これにより、ウォータポンプ１０の使用環境の温度差によってインナモールド部６２Ａの下端部（具体的には、湾曲面６３）に応力が集中することを抑制することができる。以下、この点について、図６に示される比較例と比較しつつ説明する。なお、図６に示される比較例では、本実施の形態と同様に構成されている部位に同一の符号を付している。

図６に示される比較例では、ロータカバー５８における底壁部５８Ｂの内周端部６１において、本実施の形態の湾曲部６１Ａ及びフランジ部６１Ｂが省略されている。すなわち、底壁部５８Ｂの内周端部６１は、上下方向を板厚方向にして、インナモールド部６２Ａの下端部の内部に埋設されている。これにより、比較例では、インナモールド部６２Ａにおいて本実施の形態の湾曲面６３が省略されている。

そして、樹脂モールド部６２は樹脂製とされているため、ウォータポンプ１０の使用環境の温度が変化すると使用環境の温度差によって樹脂モールド部６２に熱収縮が生じる。特に、樹脂モールド部６２のインナモールド部６２Ａでは、径方向の厚み寸法よりも軸方向の厚み寸法が大きくなっているため、インナモールド部６２Ａにおける軸方向の収縮量が大きくなる。そして、比較例では、底壁部５８Ｂの内周端部６１が、上下方向（インナモールド部６２Ａの軸方向）を板厚方向にしてインナモールド部６２Ａの下端部の内部に埋設されているため、インナモールド部６２Ａに生じる軸方向の収縮作用によって、インナモールド部６２Ａと内周端部６１の上下面との間で剥離が生じる虞がある。また、この場合には、インナモールド部６２Ａにおける内周端部６１よりも径方向内側部分に応力が集中して、当該部分に亀裂が発生する虞がある。

これに対して、本実施の形態のロータカバー５８によれば、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂの内周端部６１には、湾曲部６１Ａが形成されている。そして、湾曲部６１Ａは、ロータコア５４の内周縁部の下側に配置されると共に、縦断面視で下側へ突出された半円弧状に形成されている。このため、インナモールド部６２Ａには、湾曲部６１Ａに沿う湾曲面６３が形成される。これにより、軸方向においてインナモールド部６２Ａが熱収縮しても、インナモールド部６２Ａと張出部６２Ａａとの境界部分である湾曲面６３が断面半円状に湾曲されているため、湾曲面６３に生じる応力が分散されて、湾曲面６３に応力が集中することを抑制できる。その結果、インナモールド部６２Ａの下端部に応力が集中することが抑制されて、ひいてはインナモールド部６２Ａの下端部において亀裂や剥離が生じることを抑制できる。

また、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂにおける内周端部６１には、フランジ部６１Ｂが形成されており、フランジ部６１Ｂは、湾曲部６１Ａの先端からロータコア５４の軸方向と平行に上側へ延びている。すなわち、インナモールド部６２Ａの熱収縮の主方向である軸方向に沿ってフランジ部６１Ｂが延びている。また、フランジ部６１Ｂはロータコア５４の内周面５４Ｃに隣接して配置されている。このため、フランジ部６１Ｂによってロータコア５４を径方向内側から支持しつつ、インナモールド部６２Ａの下端部に応力が集中することを抑制できる。

また、樹脂モールド部６２におけるアッパモールド部６２Ｂの径方向外側端部には、被覆部６２Ｂａが形成されており、筒部５８Ａの開口部における端面及び外周縁部が被覆部６２Ｂａによって被覆されている。これにより、ロータカバー５８の防食性を図ることができる。その結果、筒部５８Ａの開口部において、腐食によって生じる割れなどを防止することができる。

また、モータハウジング３０における内筒部３４の上端部には、拡径部３４Ａが一体に形成されており、拡径部３４Ａは内筒部３４の径寸法よりも大きく設定されている。そして、内筒部３４の径方向において、拡径部３４Ａが被覆部６２Ｂａと対向して配置されている。このため、ロータカバー５８の防食性を図るために、樹脂モールド部６２に被覆部６２Ｂａを形成した場合でも、モータハウジング３０の内筒部３４と被覆部６２Ｂａとの干渉を防止しつつ、ロータ５２をモータハウジング３０のロータ収容部３８内に収容することができる。換言すると、拡径部３４Ａを設けることで、内筒部３４の全体の径寸法を大きくすることなく、内筒部３４と被覆部６２Ｂａとの干渉を防止することができる。したがって、ロータコア５４とステータ８０との間の間隔（磁気ギャップ）が大きくなることを抑制しつつ、ロータカバー５８の防食性を図ることができる。

なお、本実施の形態では、ロータカバー５８の膨出部６０及びロアモールド部６２Ｃが、ロータ５２の周方向全周に亘って形成されている。これに代えて、ロータカバー５８の膨出部６０及びロアモールド部６２Ｃを、ロータマグネット５６の位置に対応して、ロータ５２の周方向において断続的（９０度毎）に形成してもよい。

また、本実施の形態では、ロータコア５４における孔部５４Ａの幅方向外側に一対のスリット５４Ｂが形成されて、樹脂材がスリット５４Ｂから膨出部６０内へ流入されることで、ロアモールド部６２Ｃが形成されているが、スリット５４Ｂを任意の位置（孔部５４Ａとは関係のない位置）に設定してもよい。

また、本実施の形態では、ロータコア５４及びロータマグネット５６の表面に、防錆処理（例えば、ニッケルめっきや樹脂塗装）が施されているが、ロータコア５４及びロータマグネット５６の何れか一方の防錆処理を省略してもよいし、両方の防錆処理を省略してもよい。

また、本実施の形態のロータカバー５８の板厚が、０．２５ｍｍに設定されているが、モータ部５０のモータ効率を考慮しつつ、ロータカバー５８の板厚を適宜変更してもよい。

また、本実施の形態では、ロータカバー５８の湾曲部６１Ａが縦断面視で下側へ突出した半円弧状に形成されているが、湾曲部６１Ａを上側へ円弧状に屈曲した形状にしてもよい。この場合には、図７に示されるように、ロータカバー５８の底壁部５８Ｂにおける内周側部分を下側へクランク状に屈曲させて（すなわち、底壁部５８Ｂにおける内周側部分をロータコア５４の下面から下側へ離間させて）、底壁部５８Ｂの内周端部６１を、上側へ円弧状に屈曲させた湾曲部６１Ａと、フランジ部６１Ｂと、で構成してもよい。この場合にも、インナモールド部６２Ａには、湾曲面６３が形成されるため、インナモールド部６２Ａが軸方向に熱収縮してもインナモールド部６２Ａの下端部における応力集中を抑制することができる。

１０・・・ウォータポンプ（液体ポンプ）、１２・・・ポンプ部、５２・・・ロータ、５４・・・ロータコア、５４Ｃ・・・ロータコアの内周面、５６・・・ロータマグネット、５８・・・ロータカバー、５８Ｂ・・・底壁部、６０・・・膨出部、６１・・・底壁部の内周端部、６１Ａ・・・湾曲部、６１Ｂ・・・フランジ部、６０Ｂ・・・側壁、６２・・・樹脂モールド部、６２Ａ・・・インナモールド部、６２Ｃ・・・ロアモールド部（固定用モールド部）、７０・・・インペラ、８０・・・ステータ、Ｓ・・・液体ポンプ用ロータ構造

Claims (5)

1. 回転することでポンプ部内の液体を圧送するインペラと、
   前記インペラの回転軸と同軸上に配置された筒状を成すロータコアと、前記ロータコアの内部において前記ロータコアの軸方向に埋設されたロータマグネットと、を含んで構成され、前記インペラと一体回転可能に構成されたロータと、
   前記ロータの径方向外側に設けられたステータと、
   有底筒状に形成されると共に、内部に前記ロータコアが挿入され、前記ロータの外郭を構成するロータカバーと、
   前記ロータカバーにおける底壁部に形成され、前記底壁部から前記ロータコアとは反対側へ膨出されると共に、前記ロータコアの軸方向において前記ロータコア及び前記ロータマグネットと対向して配置された膨出部と、
   前記ロータコア及び前記ロータマグネットを被覆して前記ロータカバーと共に前記ロータの外郭を構成すると共に、前記膨出部内において前記ロータコア及び前記ロータマグネットと一体に形成された固定用モールド部を有する樹脂モールド部と、
   を備えた液体ポンプ用ロータ構造。
2. 前記膨出部は、前記底壁部の外周部において、前記ロータコア側へ開放された前記ロータの周方向に延びる溝状に形成され、
   前記膨出部における前記ロータコアの径方向内側に配置された側壁が、前記ロータコアの軸方向において前記ロータマグネットとオーバーラップして配置され、
   前記底壁部が前記ロータコア及び前記ロータマグネットと当接された請求項１に記載の液体ポンプ用ロータ構造。
3. 前記膨出部及び前記固定用モールド部が、前記ロータコアの周方向全周に亘って形成された請求項１又は請求項２に記載の液体ポンプ用ロータ構造。
4. 前記底壁部の内周端部には、湾曲部が形成されており、前記湾曲部は、前記ロータコアの軸方向において前記ロータコアの内周縁部と対向して配置されると共に、縦断面視で前記ロータコアとは反対側へ突出された半円弧状又は前記ロータコア側へ屈曲された円弧状に形成され、
   前記樹脂モールド部は、前記ロータコアの内周面及び前記底壁部の内周端部を被覆するインナモールド部を有している請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の液体ポンプ用ロータ構造。
5. 前記底壁部の内周端部には、前記湾曲部の先端から前記ロータコアの軸方向と平行に延びるフランジ部が形成されており、
   前記フランジ部が前記ロータコアの内周面に隣接して配置されている請求項４に記載の液体ポンプ用ロータ構造。

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