JP2020153357A - 電動ウォーターポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】モータの出力ロスを低減させるとともに、回転系の振れ回りおよび速度ムラを改善することができる電動ウォーターポンプを提供する。【解決手段】電動ウォーターポンプ１は、ポンプケーシング１０と、ロータ３０と、ステータ４０と、支持軸２０と、支持軸２０に嵌合する凹部６２を有するキャン６０と、を備える。ポンプケーシング１０は、支持軸の全長の４０％以上に亘る受口長さを有して支持軸２０を保持する支持軸保持部１４を一体に設け、凹部６２でキャン６０を支持軸２０の軸心に位置決めさせるとともに、ポンプケーシング１０と区画フランジ部６１とは周方向に位置ずれを吸収する第１の遊び５０を介して係合させている。【選択図】図１

Description

本発明は電動ウォーターポンプに関する。本発明は特に、車両の冷却液等の流体を送るための電動ウォーターポンプに関する。

従来、電動ウォーターポンプには、吸入口と吐出口とを有するポンプケーシングの内部に配置されると共に、ロータと一体的に回転して吸入口から吐出口へ冷却水を送り込むインペラとを備えた電動ウォーターポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の電動ウォーターポンプでは、ポンプケーシングの吸込口と渦巻室との間に位置している支持部材は、円柱と、リングと、これらを連結する３つのリブ３とにより構成されており、材質は例えばＰＰＯ樹脂製である。円柱には、キー孔が形成されている。３つのリブ同士の間は、温水などを通過させることが可能な貫通口が形成されている。

キャンは、回転子を覆うようにポンプケーシングに取り付けられている。キャンの取り付けは、キャンのフランジをポンプケーシングの内面に嵌合するように行う。これにより、キャンは、ポンプケーシングに対して、回転軸と直交する方向において固定される。また、シャフトの一端は、キャンの凹部に勘合する。この結果、シャフトおよび回転子は、キャンおよび支持部材を介して、ポンプケーシングに対して回転可能に支持されるとともに、回転軸と直交する方向における位置決めがなされている。

特開２００６−２８３６８２号公報

ところで、シャフトはポンプケーシング側の支持部材とキャンの凹部とで位置決めされる構成になっているので、ポンプケーシングやキャンの製造公差などにより、シャフトが傾いて付く場合がある。このため、傾いて付く場合をあらかじめ考慮して、ロータとキャンの間に余裕のあるクリアランス（エアギャップともいう）を設けないと、組立をすることが難しい。しかし、エアギャップを設けた場合、磁気抵抗が大きくなりモータの出力ロスを生じるとともに、回転系に自励的な振れ回りや速度ムラが生起する場合があるため、改善の余地がある。

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、モータの出力ロスを低減させるとともに、回転系の振れ回りおよび速度ムラを改善することができる電動ウォーターポンプを提供することにある。

［１］本発明に係る電動ウォーターポンプは、
吸込口、吐出口、および渦巻室を有するポンプケーシングと、
ロータマグネット、および前記渦巻室に収容されたインペラを有するロータと、
前記ロータに対して、その回転半径方向外方に配置されたステータと、
前記ポンプケーシングに固定され前記ロータを回転可能に支持する支持軸と、
前記ポンプケーシングに固定された樹脂製の区画フランジ部および前記支持軸に嵌合する凹部を有し、前記渦巻室および前記ロータと前記ステータとを区画するとともに前記ロータを覆うように前記ポンプケーシングに取り付けられるキャンと、を備える電動ウォーターポンプであって、
前記ポンプケーシングは、導電性を有する軽金属素材のダイカストにて形成されるとともに、前記支持軸の全長の４０％以上に亘る受口長さを有して前記支持軸を保持する支持軸保持部を一体に設け、
前記凹部で前記キャンを前記支持軸の軸心に位置決めさせるとともに、前記ポンプケーシングと前記区画フランジ部とは周方向および径方向に位置ずれを吸収する第１の遊びを介して係合させることを特徴とする。

かかる構成によれば、ポンプケーシングは、導電性を有する軽金属素材のダイカストにて形成されるとともに、支持軸の全長の４０％以上に亘る受口長さを有して支持軸を保持する支持軸保持部を一体に設けている。全体として、ポンプケーシングの支持軸保持部に圧入された支持軸を基準とし、支持軸にキャンの凹部が嵌合する。このため、ポンプケーシング、インペラを有するロータ、キャンおよびステータの各部材が、支持軸を位置決め基準として整列される。

このとき、ポンプケーシングに強固に圧入固定された支持軸に対してキャンの凹部でキャンを位置決め（芯出し）しているので、区画フランジ部とポンプケーシングの間に位置ずれを吸収する所謂「遊び」がないと組立できなくなる。この点、ポンプケーシングと区画フランジ部とを周方向および径方向に第１の遊びをもって係合するので、従来技術のような、支持軸が傾いて付く場合を考慮した比較的大なるエアギャップを必要とせず、最小限のエアギャップで済む。これにより、従来技術のエアギャップによるモータの出力ロスを低減するとともに、回転系に発生し得る振れ回りおよび速度ムラを改善することができる。

［２］また、本発明の電動ウォーターポンプにおいて、
前記ステータは、磁性材料で積層され複数のヨーク部が連接された鉄心の各内向きティース部に複数のヨーク被覆部および複数のティース被覆部を有するようにして前記積層方向で２分割成形された一対の絶縁ボビンが被着され、前記絶縁ボビンに電磁コイルが巻装され、前記キャンと固定される円環状のステータリングに嵌装されることで環状に形成されており、
前記ステータは、円環状に形成された内向きの前記ティース部の内径面で前記キャンの周面に外嵌することで前記キャンを介して前記支持軸の軸心に位置決めされ、
前記キャンと前記ステータリングは、周方向および径方向に位置ずれを吸収する第２の遊びをもって係合されることが好ましい。

かかる構成によれば、ポンプケーシングに強固に圧入固定された支持軸に対してキャンの凹部でキャンを位置決め（芯出し）し、支持軸に対して、ステータを取り付ける。このとき、ステータの界磁部であるティース部の内径面を、キャンの筒の部分（分離壁部）に嵌め込むが、この場合、分割された鉄心を環状に保持しているステータリングと、それを取り付けるキャンの区画フランジ部との間に所謂「遊び」がないと組立が難しくなる。この点本発明では、キャンとステータリングとは周方向および径方向に第２の遊びをもって係合する構成とする。これにより、支持軸、ロータ、キャン、ステータがこの順ですべて支持軸（軸心）に沿って整列するので、従来のエアギャップによるモータの出力ロスをさらに低減することができるとともに、回転系に発生し得る振れ回りや速度ムラをより改善することができる。

[３]また、本発明の電動ウォーターポンプにおいて、
前記キャンの前記区画フランジ部に給電端子を有する給電カプラが設けられ、
前記ステータの界磁を制御する制御基板が前記絶縁ボビンから延び出るようにして設けられる固定脚部で前記ステータリングの端面に保持され、前記給電端子と電気的に接続され、
前記給電端子に前記第２の遊びを吸収するように傾動可能な応力吸収部を設けるとともに、前記絶縁ボビンに、前記固定脚部に隣接して前記給電端子の先端を前記制御基板のスルーホールへ案内する案内部を設けたことが好ましい。

かかる構成によれば、給電カプラは、非磁性かつ電気絶縁性の樹脂製のキャンに設けられている。一方、制御基板はステータの近く、かつインペラの存在しない側に設ける必要があるため、給電カプラが制御基板から遠くなるので給電端子の制御基板に対する位置ずれが大きくなり易い。さらに、キャンと、制御基板を固定するステータとの間には第２の遊びが設けられているため、給電カプラの給電端子は、第２の遊びも吸収できるようする必要がある。第２の遊びによりキャンと制御基板との相対位置関係が変わると、給電端子を制御基板のスルーホール（はんだ付けする孔）に差し込むことが難しくなるからである。この点本発明では、給電端子に傾動可能な応力吸収部を設け、絶縁ボビンに案内部（テーパー状の端子案内孔）を設けたので、給電端子を基板に容易に差し込むことができる。

[４]また、本発明の電動ウォーターポンプにおいて、
導電性を有する金属素材にて前記制御基板を覆う基板ハウジングが設けられ、
前記ポンプケーシング、前記区画フランジ部、および前記基板ハウジングをこの順に並べて締結部材により螺合するとともに、前記締結部材と前記区画フランジ部との間には、前記第１の遊びを許容する導電性カラー部材を介装したことが好ましい。

かかる構成によれば、基板ハウジングは電気装置を外界（電動ウォーターポンプは、例えば自動車のエンジンルームに搭載）から隔てる電磁シールド(ノイズ対策部材)として機能する。このため、バッテリのグランドにつなぐ必要がある。このとき、ポンプケーシングと基板ハウジングとの間に介在するキャンは導電性のない樹脂製であるため、キャンのねじ挿通孔に導電性カラー部材を介装することにより、例えば、基板ハウジング、導電性カラー部材、ポンプケーシング、エンジンブロック、バッテリという経路でグランドにつなぐことができる。

本発明に係る電動ウォーターポンプの構造を示す断面図である。 本発明に係る電動ウォーターポンプの分解斜視図である。 （ａ）は本発明に係る支持軸および凹部の断面図である。（ｂ）は本発明の別態様に係る支持軸および凹部の断面図である。 本発明に係る支持軸およびワッシャの要部断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。なお、図面は、電動ウォーターポンプ１を概念的（模式的）に示すものとする。

図１、図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電動ウォーターポンプ１は、例えば自動車用のいわゆるキャンド型冷却水ポンプであり、ポンプケーシング１０と、支持軸２０と、ロータ３０と、ステータ４０と、キャン６０と、制御基板７０と、基板ハウジング８０とを備えている。

ポンプケーシング１０は、流体の吸入口１１と、この吸入口１１から入りインペラ３１から吐き出された流体を集める渦巻室１２と、この渦巻室１２からの流体を外部に吐出する吐出口１５と、キャン６０等を固定するための締結部材９１が締め付けられる複数個（この実施の形態においては６個）のケース雌ねじ部１３と、支持軸２０が圧入された支持軸保持部１４と、を備えている。

また、ポンプケーシング１０は、導電性を有する軽金属素材のダイカストにて形成されており、このポンプケーシング１０に、支持軸２０の全長の４０％以上に亘る受口長さを有する支持軸保持部１４が一体的に設けられている。支持軸２０は、全長の４０％以上に亘る長さを有する圧入部２１と、ロータ２０を回転可能に支持する支持本体部２２を有している。なお、この実施の形態においては、支持本体部２２の直径は圧入部２１の直径よりも大きく設定されている。このような圧入部２１にスラストワッシャ２３が通され、このようなスラストワッシャ２３が支持本体部２２と支持軸保持部１４との間に挟まれた状態で、圧入部２１が支持軸保持部１４に圧入されている。これにより、支持軸２０がポンプケーシング１０に固定されている。

ロータ３０は、支持軸２０の支持本体部２２に設けられた滑り軸受３２と、この滑り軸受３２に設けられたインペラ支持部材３３と、このインペラ支持部材３３に設けられたインペラ３１と、インペラ３１の蓋部３１ａと、インペラ支持部材３３に設けられたロータマグネット３４と、を備えている。インペラ３１は渦巻室１２に収容され、ロータマグネット３４はステータ４０の内径側に配置されている。

ステータ４０は、ロータ３０に対して、その回転半径方向外方に配置されている。ステータ４０は、略円環状のステータリング４１と、このステータリング４１の内径側に設けられた絶縁ボビン４２ａ、４２ｂと、この絶縁ボビン４２ａ、４２ｂに被着される鉄心４３と、この鉄心４３に設けられた複数の内向きのティース部４４と、鉄心４３に設けられた複数のヨーク部４５と、各ティース部４４の外方で絶縁ボビン４２ａ、４２ｂに巻装された電磁コイル４６と、この電磁コイル４６に通電する通電端子４７と、を備えている。

また、ステータ４０は、磁性材料で積層され複数のヨーク部４５が連接された鉄心４３の各内向きティース部４４にその両端から複数のヨーク被覆部４８ａ、４８ｂおよび複数のティース被覆部４９ａ、４９ｂを有するようにして積層方向で２分割成形された一対の絶縁ボビン４２ａ、４２ｂが被着されている。さらに、ステータ４０は、絶縁ボビン４２ａ、４２ｂに電磁コイル４６が巻装され、キャン６０と固定される第１締結フランジ４１ａを有する円環状のステータリング４１に嵌装されることで環状に形成されている。

また、ステータ４０は、円環状に形成された複数の内向きのティース部４４の各内径面でキャン６０の周面に外嵌することでキャン６０を介して支持軸２０の軸心に位置決めされている。

キャン６０は、ポンプケーシング１０に固定された樹脂製の区画フランジ部６１および支持軸２０に嵌合する凹部６２を有しており、渦巻室１２およびロータ３０とステータ４０とを区画するとともにロータ３０を覆うようにポンプケーシング１０に取り付けられている。また、キャン６０の区画フランジ部６１には給電カプラ６３が設けられ、この給電カプラ６３に給電端子６４が設けられている。

電動ウォーターポンプ１は、凹部６２でキャン６０を支持軸２０の軸心に位置決めさせるとともに、ポンプケーシング１０と区画フランジ部６１との相互間に、周方向および径方向の位置ずれ（芯ずれ）を吸収する第１の遊び５０を有している。ポンプケーシング１０と区画フランジ部６１とは第１の遊び５０を介して係合している。

また、電動ウォーターポンプ１は、複数の内向きのティース部４４の各内径面でステータ４０をキャン６０の周面に位置決めさせるとともに、ステータリング４１とキャン６０との相互間に、周方向および径方向の位置ずれを吸収する第２の遊び５１を有している。ステータリング４１とキャン６０とは、第２の遊び５１をもって係合している。なお、この実施の形態においては、ポンプケーシング１０、区画フランジ部６１、ステータリング４１の第1締結フランジ４１ａをこの順に並べるとともに、３個の締結部材９１がステータリング４１の第1締結フランジ４１ａおよび区画フランジ部６１のそれぞれのねじ挿通孔に通され、ポンプケーシング１０の上記６個のケース雌ねじ部１３のうちの３か所に締結している。

ステータ４０の界磁を制御する制御基板７０は、絶縁ボビン４２ｂから延び出るようにして設けられる固定脚部５２を介してステータリング４１の端面である第２締結フランジ４１ｂに保持され、給電端子６４と電気的に接続されている。より詳細には、固定脚部５２の内径側にはカラー５３が配置され、締結部材９２が制御基板７０側からカラー５３内に挿通され、ステータリング４１の第２締結フランジ４１ｂに締結されている。

しかも、給電端子６４には、第２の遊び５１を吸収するように傾動可能な応力吸収部６５が設けられている。また、絶縁ボビン４２ｂには、固定脚部５２に隣接して給電端子６４の先端を制御基板７０のスルーホール７１へ案内する案内部５４が設けられている。

また、電動ウォーターポンプ１には、制御基板７０およびステータ４０を液密に覆うべく、導電性を有する金属素材からなり、底壁と周壁とを備えるいわゆるバスタブ状に形成された基板ハウジング８０が設けられている。基板ハウジング８０は、区画フランジ部６１を挟持するようにしてポンプケーシング１０に固定されるものであり、この実施の形態においては、３個の締結部材９１によりポンプケーシング１０の上記６個のケース雌ねじ部１３のうち残余の３か所に締結するとともに、締結部材９１と区画フランジ部６１との間には、第１の遊び５０を許容する導電性カラー部材６６が介装されている。

なお、制御基板７０と基板ハウジング８０の底壁との間には放熱グリス（不図示）が塗布され、制御基板７０と基板ハウジング８０との間を熱伝導可能に密着している。また、キャン６０とポンプケーシング１０との間には第１シール部材８１が設けられている。さらに、制御基板７０の外方で基板ハウジング８０と区画フランジ部６１との間には第２シール部材８２が設けられている。

次に支持軸２０とキャン６０の凹部６２との嵌合について説明する。図３（ａ）に示すように、キャン６０は凹部６２が支持軸２０に嵌合することで支持軸２０の軸心に位置決めされている。支持軸２０の支持本体部２２の先端には面取り２４が形成され、支持本体部２２の外周面と凹部６２との間には微小空隙２５が形成されている。面取り２４によって支持軸２０の先端を凹部６２に案内することができ、支持軸２０（支持本体部２２）の外周面と凹部６２との間には微小空隙２５しかないため、支持軸２０に対して凹部６２（キャン６０）が精度良く位置決めされる。

次に嵌合部分の別態様について説明する。図３（ｂ）に示すように、凹部６２の途中には開口部の内径よりも小さい内径の段部６２ａが形成されている。支持軸６２の面取り２４が段部６２ａに当接することで、支持軸２０に対して凹部６２（キャン６０）が芯出しされて精度良く位置決めされる。

次にスラストワッシャ２３の回り止めについて説明する。図４に示すように、スラストワッシャ２３は、いわゆる段付きワッシャであり、内径部分に段付き部２３ａが形成されている。一方、支持軸２０は圧入部２１の直径よりも支持本体部２２の直径が大きく設定されており、これにより圧入部２１と支持本体部２２との境目が段になっている。ここで、スラストワッシャ２３は、電動ウォーターポンプ１（図１参照）の駆動時に滑り軸受３２との摺動面を形成するので回り止めが必要となるが、この実施の形態においては、支持軸２０を支持軸保持部１４に圧入固定する際に同時にスラストワッシャ２３も挟み込むことにより、スラストワッシャ２３が回り止めされる。

詳細には、スラストワッシャ２３の段付き部２３ａが上記した圧入部２１と支持本体部２２との境目に接触することにより、支持軸２０とスラストワッシャ２３との接触面積が増加して回り止め力が大きくなる。さらには、段付き部２３ａを座屈させることでより一層回り止め力が大きくなる。従来のスラストワッシャでは回り止めのために段付き部２３ａの支持軸保持部１４側の端部を六角形状、Ｄ字状（Ｄカットともいう）あるいはキー溝等による非円形断面形状に形成しておき、これにスラストワッシャを係合することが必要であったが、この実施の形態においては、非円形断面形状を廃止して、支持軸２０の形状の簡素化と加工コストの低減ができる。

なお、実施例では、スラストワッシャ２３を段付きワッシャとしたが、これに限定されず、段付きではないスラストワッシャ２３でもよい。さらには、支持軸保持部１４に溝を追加することでスラストワッシャ２３と支持軸保持部１４とを係合するように回り止めを形成してもよく、この場合、段付き部２３ａを排したストレート形状として、支持軸２０の形状のさらなる形状の簡素化と加工コストの低減をすることも可能である。

次に以上に述べた電動ウォーターポンプ１の作用を説明する。図１〜図４に示すように、支持軸２０はポンプケーシング１０に圧入固定されて、高い軸精度が維持される。キャン６０の中心部分に支持軸２０との位置決めができる円筒形状の凹部６２を設け、支持軸２０の外径部に倣って組付けが可能となるので、キャン６０の同軸の精度が向上する。さらに、ステータ４０を、円環状に形成された内向きのティース部４４の内径面でキャン６０の周面に外嵌する。すなわち、支持軸２０を基準にしてキャン６０やステータ４０を組付けて嵌合していく。このように、支持軸２０を基準に回転系の部品を順次嵌合するので、同軸精度が向上し、性能のバラつきを低減することができる。

さらに、支持軸２０はステンレス鋼などのさびにくくかつ耐熱性を有する合金鋼より製作され、これを例えばアルミニウムダイカスト法により製作されるポンプケーシング１０に圧入固定することで、金属同士の固定となり、使用時の熱膨張変化や軸摩耗等からの耐久劣化を防ぐことができ、これにより、高い同軸精度を長期間にわたって維持することができる。なお、例えば、支持軸２０はＳＵＳ３０４などのステンレス鋼とし、ポンプケーシングはアルミニウム合金としてもよいが、これらの材質に限定されず、他の一般的な金属であればよい。

次に電動ウォーターポンプ１の組付け手順の概要を説明する。ポンプケーシング１０に支持軸２０を圧入固定する。インペラ３１を有するロータ３０を滑り軸受３２を介在して支持軸２０に挿入し、第１シール部材８１をポンプケーシング１０に組付ける。続いて、キャン６０の凹部６２を支持軸２０に嵌め合わせ、ロータ３０がポンプケーシング１０とキャン６０に覆われた状態にする。なお、キャン６０のねじ挿通孔には導電性カラー部材６６を嵌め込む。また、これとは別に、磁性材料より積層された鉄心４３に一対の絶縁ボビン４２ａ、４２ｂを被着するとともに電磁コイル４６を巻装してから環状に連結したステータ４０を作成し、該ステータ４０をステータリング４１の内方に嵌める。さらに、ステータ４０の絶縁ボビン４２ｂに設けられた固定脚部５２に締結部材９２を通過させて第１締結フランジ４１ａにねじ込み、これにより制御基板７０をステータリング４１に固定する。

このとき、案内部５４とスルーホール７１とが位置決めされるとともに、ステータ４０から延びている通電端子４７の先端部分がスルーホール７１を通って制御基板７０に挿通される。

次に、上記したように制御基板７０を締結したステータ４０の内周面をキャン６０のロータ３０を覆っている円筒状の部位の周面に嵌める。このとき、キャン６０から突出している給電端子６４の基板側先端部分が絶縁ボビン４２ｂの案内部５４を通ってスルーホール７１を通って制御基板７０に挿通される。ステータリング４１の第１締結フランジ４１ａ、およびキャン６０のねじ挿通孔に介装した導電性カラー部材６６へとこの順に３個の締結部材９１を挿通し、この締結部材９１をハウジング１０の３か所のケース雌ねじ部１３に締結することで、ロータ３０を覆うキャン６０およびステータ４０を保持するステータリング４１の各部材がハウジング１０に固定される。

さらに、制御基板７０に挿通された通電端子４７及び給電端子６４をはんだ付けする。第２シール部材８２を区画フランジ部６１と基板ハウジング８０との間に介在させるようにして区画フランジ部６１と基板ハウジング８０とを当接させ、ステータ４０および制御基板７０がポンプケーシング１０と基板ハウジング８０に覆われた状態にするとともに、基板ハウジング８０のねじ挿通孔からキャン６０のねじ挿通孔の導電性カラー部材６６へとこの順に残余の３個の締結部材９１をそれぞれ挿通し、この締結部材９１をハウジング１０の残余の３か所のケース雌ねじ部１３に締結することで、電動ウォーターポンプ１の組付けが完了する。

以上のように、本実施形態によれば、ポンプケーシング１０は、導電性を有する軽金属素材のダイカストにて形成されるとともに、支持軸２０の全長の４０％以上に亘る受口長さを有して支持軸２０を保持する支持軸保持部１４を一体に設けている。全体として、ポンプケーシング１０の支持軸保持部１４に圧入された支持軸２０を基準とし、支持軸２０にキャン６０の凹部６２が嵌合する。このため、ポンプケーシング１０、インペラ３１を有するロータ３０およびキャン６０の各部材が、支持軸２０を位置決め基準として整列される。

このとき、ポンプケーシング１０に強固に圧入固定された支持軸２０に対してキャン６０の凹部６２でキャン６０を位置決め（芯出し）しているので、区画フランジ部６１とポンプケーシング１０の間に位置ずれを吸収する所謂「遊び」がないと組立できなくなる。この点、ポンプケーシング１０と区画フランジ部６１とを芯ずれを吸収する第１の遊び５０をもって係合するので、従来技術のようなロータとキャンの間の比較的大なるエアギャップを必要としない。これにより、従来技術のエアギャップによるモータの出力ロスを低減するとともに、回転系に発生し得る振れ回りおよび速度ムラを改善することができる。

さらに、ポンプケーシング１０に強固に圧入固定された支持軸２０に対してキャン６０の凹部６２でキャン６０を位置決め（芯出し）し、かつ、この芯出しされたキャン６０に対してステータ４０を取り付ける。このとき、ステータ４０の界磁部であるティース部４４の内径面をキャン６０の筒の部分（分離壁部）に嵌め込むが、この場合、分割された鉄心４３を環状に保持しているステータリング４１と、それを取り付けるキャン６０の区画フランジ部６１との間に所謂「遊び」がないと組立が難しくなる。すなわち、上述したように、ステータリング４１の第１締結フランジ４１ａおよびキャン６０のねじ挿通孔に介装した導電性カラー部材６６へとこの順に３個の締結部材９１を挿通し、このステータ４０を締結部材９１でハウジング１０のケース雌ねじ部１３に締結するところ、３個の締結部材９１をねじ挿通孔に挿通することが難しくなる。

この点本発明では、キャン６０とステータリング４１とは周方向及び径方向に第２の遊び５１をもって係合する構成としている。これにより、支持軸２０、ロータ３０、キャン６０およびステータ４０がこの順ですべて支持軸２０（軸心）に沿って整列するので、従来のエアギャップによるモータの出力ロスをさらに低減することができるとともに、回転系に発生し得る振れ回りや速度ムラをより改善することができる。

さらに、給電カプラ６３は、非磁性かつ電気絶縁性の樹脂製のキャン６０に設けられている。一方、制御基板７０はステータ４０の近く、かつインペラ６１の存在しない側に設ける必要があるため、給電カプラ６３が制御基板７０から遠くなるので給電端子６４の制御基板７０に対する位置ずれが大きくなり易い。さらに、キャン６０と、制御基板７０を固定するステータリング４１との間には第２の遊び５１が設けられているため、給電カプラ６３の給電端子６４は、第２の遊び５１も吸収できるようにする必要がある。キャン６０およびステータ４０が支持軸２０（軸心）に沿って整列されることによりキャン６０と制御基板７０との相対位置関係が変わると、給電端子６４を制御基板７０のスルーホール７１（給電端子６４をはんだ付けする孔）に差し込むことが難しくなるからである。

この点本発明では、給電端子６４に傾動可能な応力吸収部６５を設け、絶縁ボビン４２ａ、４２ｂに案内部（テーパー状の端子案内孔）を設けたので、給電端子６４を制御基板７０に容易に差し込むことができる。

さらに、基板ハウジング８０は、３個の締結部材９１によりポンプケーシング１０に締結されている。この場合、ポンプケーシング１０とキャン６０の区画フランジ部６１との間の第１の遊び５０と、区画フランジ部６１とステータリング４１との間の第２の遊び５１とが設けられているため、ポンプケーシング１０に対するキャン６０、ステータリング４１、および制御基板７０相互間の相対位置関係が変わると、基板ハウジング８０の内壁面が各部材に干渉し基板ハウジング８０をポンプケーシング１０に締結することが難しくなる。この点本発明では、基板ハウジング８０の内壁面とステータ４０およびステータリング４１との間に第３の遊び５５が形成されているので、基板ハウジング８０をポンプケーシング１０に容易に締結することができる。

また、基板ハウジング８０は制御基板７０やステータ４０等の電気装置を外界（電動ウォーターポンプ１は、例えば自動車のエンジンルームに搭載される）の電磁ノイズ発生源から隔てる電磁シールド(ノイズ対策部材)としても機能する。このため、バッテリのグランドにつなぐ必要がある。このとき、ポンプケーシング１０と基板ハウジング８０との間に介在するキャン６０は導電性のない樹脂製であるため、キャン６０のねじ挿通孔に導電性カラー部材６６を介装することにより、例えば、基板ハウジング８０、導電性カラー部材６６、ポンプケーシング１０、エンジンブロック、バッテリという経路でグランドにつなぐことができる。

なお、実施形態では、キャン６０等を固定するための締結部材９１が締め付けられるケース雌ねじ部１３を６か所としたが、これに限定されず、ポンプケーシング１０にキャン６０、ステータリング４１、基板ハウジング８０を固定することができれば、ケース雌ねじ部１３の個数は適宜増減されてもよい。

また実施形態の支持軸保持部１４の受口長さは支持軸２０の全長の４０％としたが、本発明はこれに限定されない。例えば電動ウォーターポンプをより高出力高揚程のものとする場合、ロータ回転下において負荷の掛かる支持軸２０をポンプケーシング１０へといっそう強固に固定するために、受口長さは、支持軸全長の５０％、６０％、７０％を受容するものとしてもよいことはもちろんである。

１…電動ウォーターポンプ、１０…ポンプケーシング、１１…吸入口、１２…渦巻室、１５…吐出口、２０…支持軸、２１…圧入部、３０…ロータ、３４…ロータマグネット、４０…ステータ、４１…ステータリング、４１ａ…第１締結フランジ、４２ａ、４２ｂ…絶縁ボビン、４３…鉄心、４４…ティース部、４５…ヨーク部、４６…電磁コイル、４８ａ、４８ｂ…ヨーク被覆部、４９ａ、４９ｂ…ティース被覆部、５０…第１の遊び、５１…第２の遊び、５２…固定脚部、５４…案内部、６０…キャン、６１…区画フランジ部、６２…凹部、６３…給電カプラ、６４…給電端子、６６…導電性カラー部材、７０…制御基板、７１…スルーホール、８０…基板ハウジング、９１…締結部材。

Claims (4)

1. 吸込口、吐出口、および渦巻室を有するポンプケーシングと、
   ロータマグネット、および前記渦巻室に収容されたインペラを有するロータと、
   前記ロータに対して、その回転半径方向外方に配置されたステータと、
   前記ポンプケーシングに固定され前記ロータを回転可能に支持する支持軸と、
   前記ポンプケーシングに固定された樹脂製の区画フランジ部および前記支持軸に嵌合する凹部を有し、前記渦巻室および前記ロータと前記ステータとを区画するとともに前記ロータを覆うように前記ポンプケーシングに取り付けられるキャンと、を備える電動ウォーターポンプであって、
   前記ポンプケーシングは、導電性を有する軽金属素材のダイカストにて形成されるとともに、前記支持軸の全長の４０％以上に亘る受口長さを有して前記支持軸を保持する支持軸保持部を一体に設け、
   前記凹部で前記キャンを前記支持軸の軸心に位置決めさせるとともに、前記ポンプケーシングと前記区画フランジ部とは周方向および径方向に位置ずれを吸収する第１の遊びを介して係合させることを特徴とする電動ウォーターポンプ。
2. 請求項１に記載の電動ウォーターポンプであって、
   前記ステータは、磁性材料で積層され複数のヨーク部が連接された鉄心の各内向きティース部に複数のヨーク被覆部および複数のティース被覆部を有するようにして前記積層方向で２分割成形された一対の絶縁ボビンが被着され、前記絶縁ボビンに電磁コイルが巻装され、前記キャンと固定される円環状のステータリングに嵌装されることで環状に形成されており、
   前記ステータは、円環状に形成された内向きの前記ティース部の内径面で前記キャンの周面に外嵌することで前記キャンを介して前記支持軸の軸心に位置決めされ、
   前記キャンと前記ステータリングは、周方向および径方向に位置ずれを吸収する第２の遊びをもって係合されることを特徴とする電動ウォーターポンプ。
3. 請求項２に記載の電動ウォーターポンプであって、
   前記キャンの前記区画フランジ部に給電端子を有する給電カプラが設けられ、
   前記ステータの界磁を制御する制御基板が前記絶縁ボビンから延び出るようにして設けられる固定脚部で前記ステータリングの端面に保持され、前記給電端子と電気的に接続され、
   前記給電端子に前記第２の遊びを吸収するように傾動可能な応力吸収部を設けるとともに、前記絶縁ボビンに、前記固定脚部に隣接して前記給電端子の先端を前記制御基板のスルーホールへ案内する案内部を設けたことを特徴とする電動ウォーターポンプ。
4. 請求項３に記載の電動ウォーターポンプであって、
   導電性を有する金属素材にて前記制御基板を覆う基板ハウジングが設けられ、
   前記ポンプケーシング、前記区画フランジ部、および前記基板ハウジングをこの順に並べて締結部材により螺合するとともに、前記締結部材と前記区画フランジ部との間には、前記第１の遊びを許容する導電性カラー部材を介装したことを特徴とする電動ウォーターポンプ。

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