JP6357766B2 - 液体ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ部を備えた液体ポンプに関する。

下記特許文献１に記載された液体ポンプでは、ポンプハウジング（ケース本体部）のポンプ室内にインペラが収容されている。そして、インペラが回転することでポンプ室内に流入された液体が吐出口から圧送される。

また、ポンプ室の壁面はうず巻状に形成されている。すなわち、ポンプ室内には、ポンプハウジングの側壁から径方向内側へ突出されたボリュート部が形成されており、ボリュート部の突出量が、ボリュート部の巻始め端部からポンプハウジングの周方向一方側（インペラの回転方向）へ向かうに小さくなるように設定されている。

特開２００６−２９９８９８号公報

ところで、上記液体ポンプでは、インペラが回転すると、インペラによって圧送された液体によってポンプハウジング内に圧力が発生する。そして、ポンプハウジング内に圧力が発生すると、当該圧力によってポンプハウジングに生じる応力が、ボリュート部の巻始め端部とポンプハウジングの側壁との境界部分に集中する傾向にある。

本発明は、上記事実を考慮し、インペラを収容するケース本体部における応力集中を緩和できる液体ポンプ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は、軸方向一方側の端部が開放端部とされた有底筒形状に形成され且つインペラが収容されるインペラ収容部が内部に形成されたケース本体部を有すると共に、前記インペラが回転することで流入された液体を吐出口から圧送するポンプ部と、前記ケース本体部の側壁から前記インペラの径方向内側へ突出され、前記インペラの径方向において前記インペラと対向して配置されると共に、巻始め端部から前記インペラの周方向一方側へ向かうに従い突出量が小さくなるように渦巻状に形成されたボリュート部と、前記ケース本体部の内部に形成され、前記巻始め端部の端面に隣接して配置されると共に、前記吐出口と前記インペラ収容部とを連通する連通部と、前記ボリュート部の前記巻始め端部における前記軸方向一方側の面において、前記ケース本体部の前記側壁と隣接する部位に形成され、前記ボリュート部の渦巻方向に沿って延在されると共に、前記軸方向一方側へ開口し且つ長手方向一端が前記連通部側へ開口した端部開口部とされた溝部と、を備えている。

上記構成の液体ポンプによれば、ポンプ部が、有底筒形状のケース本体部を有している。このケース本体部の内部には、インペラ収容部が形成されており、インペラ収容部にインペラが収容されている。

また、ケース本体部には、ボリュート部が形成されている。このボリュート部は、ケース本体部の側壁からインペラの径方向内側へ突出されると共に、その巻き始端部からインペラの周方向一方側へ向かうに従い突出量が小さくなるように渦巻状に形成されている。そして、インペラの径方向において、ボリュート部がインペラと対向して配置されている。

さらに、ケース本体部の内部には、巻始め端部の端面に隣接した位置において、連通部が形成されており、連通部は、ポンプ部の吐出口とインペラ収容部とを連通している。これにより、インペラが回転することで、ポンプ部内に流入された液体が吐出口から圧送される。

ところで、インペラが回転すると、インペラによって圧送された液体によって、ケース本体部内に圧力が発生する。そして、当該圧力によって、ケース本体部には、巻始め端部とケース本体部の側壁との境界部分に応力が集中する傾向にある。

ここで、ボリュート部の巻始め端部には、ケース本体部の側壁と隣接する部位において、溝部が形成されている。この溝部はボリュート部の渦巻方向に沿って延在されており、溝部の長手方向一端が連通部側へ開口した端部開口部とされている。このため、巻始め端部とケース本体部の側壁との境界部分では、圧送された液体の一部が溝部内に流れ込んで溝部内をボリュート部の渦巻方向に沿って流れる。その結果、巻始め端部とケース本体部の側壁との境界部分に生じる応力が低減される。したがって、ケース本体部における応力集中を緩和できる。

請求項２に記載の液体ポンプでは、請求項１に記載の液体ポンプにおいて、前記溝部における前記ケース本体部の側壁との境界部分には、断面円弧状の円弧面が形成されている。

上記構成の液体ポンプによれば、溝部とケース本体部の側壁との境界部分に生じる応力を分散させることができる。したがって、ケース本体部における応力集中を効果的に緩和できる。

請求項３に記載の液体ポンプは、請求項１又は請求項２に記載の液体ポンプにおいて、前記溝部の幅寸法が、長手方向一端側へ向かうに従い小さくなるように設定されている。

上記構成の液体ポンプによれば、溝部の幅寸法が、長手方向一端側へ向かうに従い小さくなるように設定されている。このため、溝部の端部開口部おける開口面積を比較的小さく設定できる。これにより、溝部内へ流入される液体の量を抑制できる。その結果、巻始め端部とケース本体部の側壁との境界部分における応力集中を緩和しつつ、ポンプ部によるポンプ効率の低下を抑制できる。

請求項４に記載の液体ポンプは、請求項１又は請求項２に記載の液体ポンプにおいて、前記ボリュート部の前記巻始め端部には、一端側壁部が形成されており、前記一端側壁部は、前記端部開口部における前記ケース本体部の側壁とは反対側の部分を閉塞している。

上記構成の液体ポンプによれば、溝部の端部開口部における開口面積を一端側壁部によって小さく設定できる。このため、溝部内へ流入される液体の量を抑制できる。これにより、巻始め端部とケース本体部の側壁との境界部分における応力集中を緩和しつつ、ポンプ部によるポンプ効率の低下を抑制できる。

請求項５に記載の液体ポンプは、請求項４に記載の液体ポンプにおいて、前記ボリュート部の巻始め端部には、中間壁部が形成されており、前記中間壁部は、前記溝部内に配置されると共に、前記ケース本体部の側壁から前記インペラの径方向内側へ延出されている。

上記構成の液体ポンプによれば、溝部内に中間壁部が形成されており、中間壁部がケース本体部の側壁からインペラの径方向内側へ延出されている。このため、一端側壁部及び中間壁部によって、溝部を所謂ラビリンス構造にすることができる。これにより、溝部内へ流入される液体の量を一層抑制できる。したがって、巻始め端部とケース本体部の側壁との境界部分における応力集中を緩和しつつ、ポンプ部によるポンプ効率の低下を一層抑制できる。

（Ａ）第１の実施の形態に係るウォータポンプに用いられるポンプケースの内部を示す斜視図であり、（Ｂ）はウォータポンプの軸方向一方側から見たケース本体部の側壁の位置における平断面図である。 （Ａ）は図１（Ｂ）に示される溝部の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される溝部の端部開口部を示す矢視図（図２（Ａ）の矢視２Ｂ）である。 第１の実施の形態に係るウォータポンプの全体を示す縦断面図である。 第２の実施の形態に係るウォータポンプに用いられるポンプケースの内部を示す図１（Ａ）に対応する斜視図。 （Ａ）は図４に示される溝部を示す図２（Ａ）に対応する拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される溝部の端部開口部を示す矢視図（図５（Ａ）の矢視５Ｂ）である。 第２の実施の形態のポンプ部のポンプ効率を説明するための説明図である。 第３の実施の形態に係るウォータポンプに用いられるポンプケースの内部を示す図１（Ａ）に対応する斜視図。 （Ａ）は図７に示される溝部を示す図２（Ａ）に対応する拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される溝部の端部開口部を示す矢視図（図８（Ａ）の矢視８Ｂ）である。 第４の実施の形態に係るウォータポンプに用いられるポンプケースの内部を示す図１（Ａ）に対応する斜視図。 （Ａ）は図９に示される溝部を示す図２（Ａ）に対応する拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される溝部の端部開口部を示す矢視図（図１０（Ａ）の矢視１０Ｂ）である。 比較例におけるポンプケースの内部を示す図１（Ａ）に対応する斜視図である。

（第１の実施の形態）

以下、図１〜図３を用いて第１の実施の形態に係る「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。

第１の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３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６０と、を備えている。また、ウォータポンプ１０は、モータ部６０を収容するモータハウジング３０と、モータ部６０を駆動制御するための回路装置９０と、を備えている。以下、ウォータポンプ１０の全体の構成について、ポンプ部１２、モータハウジング３０、モータ部６０、及び回路装置９０の順で説明し、次いで、本発明の要部であるポンプ部１２の内部構造について説明する。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３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。

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おり、入口管２２の上端部の開口部分が流入口２２Ａとされている。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の流入口２２Ａからケース本体部１６の内部（インペラ収容部１８）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、出口管２４（図１参照）が一体に形成されている。この出口管２４は、管状に形成されて、ケース本体部１６の側壁１６Ａ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おり、出口管２４の先端部の開口部分が吐出口２４Ａとされている。そして、出口管２４は、後述する連通部１０８を介してインペラ収容部１８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２４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（ケース本体の軸方向一方側の端部）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）

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６２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（ウォータポンプ１０の軸方向一方側の端部）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の全周に亘って形成されている。

なお、第２結合部４２には、外部コネクタ（図示省略）と嵌合されるコネクタ部（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（図３の矢印Ｂ方向側）へ開放された略有底矩形筒状に形成されて、第２結合部４２から下方側へ突出されている。さらに、コネクタ部内には、外部コネクタと接続されるコネクタターミナル（図示省略）の一端が設けられており、コネクタターミナルは所定の形状に屈曲されて、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４８が一体に形成されている。支持部４８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５０が設けられており、回転軸５０は支持部４８と同軸上に配置されている。そして、回転軸５０の下端部が支持部４８に固定支持されており、回転軸５０は支持部４８から上方側へ突出されている。

（モータ部６０について）

モータ部６０は、ロータ６２とステータ８０とを含んで構成されている。ロータ６２は、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、ロータ６２は、略円筒状に形成されると共に、回転軸５０の径方向外側で且つ回転軸５０と同軸上に配置されている。このロータ６２の内部には、複数のマグネット（図示省略）が設けられており、マグネットはロータ６２の周方向に沿って配置されている。また、ロータ６２の径方向内側には、軸受６４がロータ６２とは離間して設けられている。この軸受６４は、略円筒形状に形成されて、回転軸５０に回転可能に支持されている。そして、軸受６４とロータ６２とが、樹脂材により構成されたモールド部６６によって一体に成形されている。これにより、ロータ６２が軸受６４を介して回転軸５０に回転可能に支持されている。

また、モールド部６６の上端部（ウォータポンプ１０の軸方向一方側の端部）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５０の軸方向にして回転軸５０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。そして、モータ部６０の駆動によって、インペラ７０が図１に示される矢印Ｃ方向に回転するようになっている。

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、当該鋼板が板厚方向を上下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）

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には、複数の固定孔（図示省略）が形成されている。そして、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、固定孔内にネジ等の締結部材が挿入されて、プレートユニット９２が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と共にモータハウジング３０の第２結合部４２に締結固定されている。

（ポンプ部１２の内部構造について）

図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、上述したポンプケース１４（ケース本体部１６）の内部には、ボリュート部１００が設けられている。ボリュート部１００は、ケース本体部１６の軸方向から見て一部開放された渦巻状に形成されている。具体的には、ボリュート部１００は、ケース本体部１６の側壁１６Ａからケース本体部１６（インペラ７０）の径方向内側へ突出されて、インペラ７０（図１（Ａ）及び（Ｂ）では不図示）の外周部とケース本体部１６の径方向に対向して配置されている。

また、ボリュート部１００は、出口管２４の近傍に配置された巻始め端部１０２を一端として、巻始め端部１０２からケース本体部１６の周方向一方側（インペラ７０の回転方向であり、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示される矢印Ｃ方向側）へ渦巻状に延在されている。そして、ボリュート部１００の内周面１００Ａが、ケース本体部１６の軸方向から見てインボリュート曲線となっている。すなわち、側壁１６Ａからのボリュート部１００の突出量が、巻始め端部１０２からケース本体部１６の周方向一方側へ向かうに従い小さくなるように設定されている。また、ボリュート部１００の一端面（端面）１００Ｂは、ケース本体部１６の軸方向から見て出口管２４の延在方向に沿うように伸びている。

上述したインペラ収容部１８内には、略円筒状の筒状部１０４が設けられている。この筒状部１０４は、ケース本体部１６の上壁に立設されると共に、ケース本体部１６と同軸上に配置されている。さらに、筒状部１０４は、ボリュート部１００の径方向内側に配置されて、巻始め端部１０２と結合されている。また、巻始め端部１０２の一端面１００Ｂが、筒状部１０４の外周面に接するように面一に配置されている。これにより、筒状部１０４とボリュート部１００との間には、ケース本体部１６の軸方向一方側へ開放された断面略Ｕ字形状の流路１０６（図３参照）が形成されている。そして、流路１０６の一端部は、筒状部１０４とボリュート部１００とによって閉じられており、ケース本体部１６の軸方向から見て、流路１０６の幅寸法がケース本体部１６の周方向一方側へ向かうに従い大きくなるように設定されている。さらに、流路１０６の他端側の部分は、巻始め端部１０２の一端面１００Ｂに隣接して延在されると共に、出口管２４の内部と連通されている。そして、流路１０６における巻始め端部１０２と隣接した部分が、連通部１０８とされている。すなわち、連通部１０８の側面が、巻始め端部１０２の一端面１００Ｂとされている。

さらに、図２（Ａ）にも示されるように、ボリュート部１００の頂面１００Ｃ（ケース本体部１６の軸方向一方側の面）には、巻始め端部１０２における側壁１６Ａと隣接する部位（以下、この部位を「側壁隣接部」という）に、溝部１１０が形成されている。溝部１１０は、ケース本体部１６の軸方向一方側へ開口すると共に、側壁１６Ａの周方向に沿って延在されており、溝部１１０の長手方向一端が連通部１０８側へ開口されている。そして、溝部１１０の長手方向一端における開口部が、端部開口部１１２とされている。

また、溝部１１０は、ケース本体部１６の軸方向一方側から見て、略三角形状に形成されている。すなわち、ケース本体部１６の軸方向一方側から見て、溝部１１０の開口縁１１０Ａがボリュート部１００の渦巻方向（図１（Ａ）及び（Ｂ）に示される矢印Ｃ方向）へ向かうに従い側壁１６Ａ側へ直線状に傾斜されており、溝部１１０の幅寸法Ｗ（図２（Ａ）参照）が、溝部１１０の長手方向一端から長手方向他端へ向かうに従い小さくなるように設定されている。

さらに、図２（Ｂ）に示されるように、ケース本体部１６の周方向から見て、溝部１１０の溝深さが開口縁１１０Ａから側壁１６Ａ側へ向かうに従い深くなるように設定されており、溝部１１０と側壁１６Ａとの境界部分には、断面略円弧状の円弧面１１０Ｂが形成されている。この円弧面１１０Ｂは側壁１６Ａの周方向に沿って延在されている。また、溝部１１０の断面形状は、溝部１１０の長手方向一端から長手方向他端へ向かうに従い小さくなるように設定されており、溝部１１０の長手方向他端が、ボリュート部１００の頂面１００Ｃに収束されるようになっている。

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、コネクタ部に外部コネクタが接続されて、モータ部６０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。これにより、モータ部６０が駆動して、モータ部６０のロータ６２が回転軸５０の軸線回りに回転されると共に、インペラ７０が回転軸５０の軸線回りに回転される。そして、インペラ７０が回転されることで、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出口管２４から流出される。

ところで、インペラ７０が回転すると、インペラ７０が冷却水を圧送するため、ケース本体部１６内に圧力が発生する。これにより、ケース本体部１６には、当該圧力によって応力が生じる。この点について、図１１に示される比較例と比較しつつ説明する。なお、比較例では、第１の実施の形態のポンプケース１４（ケース本体部１６）に対して溝部１１０が省略されており、図１１では、第１の実施の形態のポンプケース１４と同様に構成されている部位には同一の符号を付している。

図１１に示されるように、比較例では、ボリュート部１００において溝部１１０が省略されているため、巻始め端部１０２では、側壁１６Ａの内周面とボリュート部１００の頂面１００Ｃとが交差している。また、巻始め端部１０２では、ボリュート部１００の頂面１００Ｃと一端面１００Ｂとが交差している。これにより、側壁１６Ａの内周面、ボリュート部１００の頂面１００Ｃ、及びボリュート部１００の一端面１００Ｂが、点Ｄで交差するようになっている。そして、インペラ７０が回転されると、ボリュート部１００の渦巻方向（図１１の矢印Ｃ方向）に沿って圧送された冷却水が、ケース本体部１６の連通部１０８から出口管２４の内部へ流出される。このとき、インペラ７０によって圧送された冷却水によってケース本体部１６に生じる応力が、主にボリュート部１００の巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分（特に点Ｄの周囲の部分）に集中する傾向にある。

これに対して、第１の実施の形態では、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、巻始め端部１０２の頂面１００Ｃにおける側壁１６Ａと隣接する部位に、溝部１１０が形成されている。この溝部１１０はボリュート部１００の渦巻方向に沿って延在されており、溝部１１０の長手方向一端が連通部１０８側へ開口した端部開口部１１２とされている。このため、ケース本体部１６の連通部１０８から出口管２４へ流出される冷却水の一部が、端部開口部１１２から溝部１１０内に流れ込んで溝部１１０内をボリュート部１００の渦巻方向に沿って流れる。その結果、上記比較例と比べて、巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分に生じる応力が低減される。したがって、ケース本体部１６における応力集中を緩和できる。

また、溝部１１０における側壁１６Ａとの境界部分には、断面円弧状の円弧面１１０Ｂが形成されている。これにより、溝部１１０の側壁１６Ａとの境界部分に生じる応力を分散させることができる。したがって、ケース本体部１６における応力集中を効果的に緩和できる。

（第２の実施の形態）

以下、図４及び図５を用いて第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、ケース本体部１６に形成された溝部１１０の形状を除いて、第１の実施の形態と同様に構成されている。

すなわち、第２の実施の形態では、溝部１１０の幅寸法Ｗが、溝部１１０の長手方向他端部から長手方向一端へ向かうに従い小さくなるように設定されている。具体的には、ケース本体部１６の軸方向一方側から見て、溝部１１０の開口縁１１０Ａが、溝部１１０の長手方向一端からケース本体部１６の側壁１６Ａに対して離間する方向へ略直線状に延びると共に、溝部１１０の長手方向他端部において略円弧状に湾曲して側壁１６Ａに接続されている。これにより、端部開口部１１２における幅寸法Ｗが、第１の実施の形態の端部開口部１１２における幅寸法Ｗよりも小さく設定されている。すなわち、第２の実施の形態では、端部開口部１１２における幅寸法Ｗが大きくなることを抑制するように構成されている。

また、溝部１１０の底面は、ケース本体部１６の軸方向に対して略直交する方向に配置されており、端部開口部１１２は、溝部１１０の円弧面１１０Ｂによって構成されて、略四分円状に形成されている。

そして、第２の実施の形態においても、ボリュート部１００における巻始め端部１０２の側壁隣接部に溝部１１０が形成されているため、巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分における応力集中を緩和できる。これにより、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果を奏する。

また、第２の実施の形態では、溝部１１０の幅寸法Ｗが溝部１１０の長手方向他端部から長手方向一端へ向かうに従い小さくなるように設定されている。このため、溝部１１０の端部開口部１１２における開口面積を小さく設定できる。その結果、溝部１１０内へ流入される冷却水の量を抑制できる。これにより、巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分における応力集中を緩和しつつ、ポンプ部１２によるポンプ効率の低下を抑制できる。

この点について、図６を用いて説明する。図６では、ポンプ部１２のポンプ効率を示しており、横軸がポンプ部１２に流入された冷却水の流量とされ、縦軸が冷却水の各流量に対するポンプ部１２のポンプ効率とされている。さらに、白抜きの丸印が、第１の実施の形態のポンプ部１２におけるポンプ効率を示し、黒塗りの丸印が、第２の実施の形態のポンプ部１２におけるポンプ効率を示し、白抜きの四角印が、比較例のポンプ部１２におけるポンプ効率を示している。

そして、この図から明らかなように、第２の実施の形態におけるポンプ部１２では、比較例のポンプ部１２と同等のポンプ効率を有していることが分かる。これにより、巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分における応力集中を緩和するために、ボリュート部１００に溝部１１０を形成しても、ポンプ部１２によるポンプ効率の低下を抑制できる。

（第３の実施の形態）

以下、図７及び図８を用いて第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、以下に示す点を除いて第１の実施の形態と同様に構成されている。すなわち、第３の実施の形態では、ボリュート部１００の巻始め端部１０２に一端側壁部１２０が一体に形成されている。この一端側壁部１２０は、略矩形板状に形成されて、端部開口部１１２における側壁１６Ａとは反対側の部分（すなわち、ケース本体部１６の径方向内側部分）を閉塞している。さらに、端部開口部１１２が、円弧面１１０Ｂによって構成されて、略四分円状に形成されている。

そして、第３の実施の形態においても、ボリュート部１００における巻始め端部１０２の側壁隣接部に溝部１１０が形成されているため、巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分における応力集中を緩和できる。これにより、第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果を奏する。

また、第３の実施の形態では、ボリュート部１００の巻始め端部１０２に一端側壁部１２０が一体に形成されており、一端側壁部１２０は、巻始め端部１０２における側壁１６Ａとは反対側の部分を閉塞している。このため、巻始め端部１０２における開口面積を小さく設定できる。その結果、溝部１１０内へ流入される冷却水の量を抑制できる。これにより、巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分における応力集中を緩和しつつ、ポンプ部１２によるポンプ効率の低下を抑制できる。

（第４の実施の形態）

以下、図９及び図１０を用いて第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、以下に示す点を除いて第３の実施の形態と同様に構成されている。すなわち、第４の実施の形態では、ボリュート部１００の溝部１１０の長手方向中間部に中間壁部１２２がさらに形成されている。この中間壁部１２２は、板状に形成されて、一端側壁部１２０と平行に配置されている。また、中間壁部１２２は、ケース本体部１６の側壁１６Ａからケース本体部１６の径方向内側へ延出されており、ケース本体部１６の周方向から見て、中間壁部１２２の一部と一端側壁部１２０の一部とがオーバーラップするように配置されている。このため、第４の実施の形態では、一端側壁部１２０及び中間壁部１２２によって、溝部１１０が所謂ラビリンス構造とされている。

そして、第４の実施の形態においても、ボリュート部１００における巻始め端部１０２の側壁隣接部に溝部１１０が形成されているため、巻始め端部１０２とケース本体部１６の側壁１６Ａとの境界部分における応力集中を緩和できる。これにより、第４の実施の形態においても、第３の実施の形態と同様の作用及び効果を奏する。

また、上述したように、第４の実施の形態では、一端側壁部１２０及び中間壁部１２２によって、溝部１１０がラビリンス構造にされているため、溝部１１０内へ流入される冷却水の量を一層抑制できる。したがって、巻始め端部１０２の側壁隣接部における応力集中を緩和しつつ、ポンプ部１２によるポンプ効率の低下を一層抑制できる。

１０・・・ウォータポンプ（液体ポンプ）、１２・・・ポンプ部、１６・・・ケース本体部、１６Ａ・・・側壁、１８・・・インペラ収容部、２４Ａ・・・吐出口、７０・・・インペラ、１００・・・ボリュート部、１００Ｂ・・・一端面（端面）、１０２・・・巻始め端部、１０８・・・連通部、１１０Ｂ・・・円弧面、１１０・・・溝部、１１２・・・端部開口部、１２０・・・一端側壁部、１２２・・・中間壁部、Ｗ・・・溝部の幅寸法

Claims (5)

1. 軸方向一方側の端部が開放端部とされた有底筒形状に形成され且つインペラが収容されるインペラ収容部が内部に形成されたケース本体部を有すると共に、前記インペラが回転することで流入された液体を吐出口から圧送するポンプ部と、
   前記ケース本体部の側壁から前記インペラの径方向内側へ突出され、前記インペラの径方向において前記インペラと対向して配置されると共に、巻始め端部から前記インペラの周方向一方側へ向かうに従い突出量が小さくなるように渦巻状に形成されたボリュート部と、
   前記ケース本体部の内部に形成され、前記巻始め端部の端面に隣接して配置されると共に、前記吐出口と前記インペラ収容部とを連通する連通部と、
   前記ボリュート部の前記巻始め端部における前記軸方向一方側の面において、前記ケース本体部の前記側壁と隣接する部位に形成され、前記ボリュート部の渦巻方向に沿って延在されると共に、前記軸方向一方側へ開口し且つ長手方向一端が前記連通部側へ開口した端部開口部とされた溝部と、
   を備えた液体ポンプ。
2. 前記溝部における前記ケース本体部の側壁との境界部分には、断面円弧状の円弧面が形成された請求項１に記載の液体ポンプ。
3. 前記溝部の幅寸法が、長手方向一端側へ向かうに従い小さくなるように設定された請求項１又は請求項２に記載の液体ポンプ。
4. 前記ボリュート部の前記巻始め端部には、一端側壁部が形成されており、
   前記一端側壁部は、前記端部開口部における前記ケース本体部の側壁とは反対側の部分を閉塞する請求項１又は請求項２に記載の液体ポンプ。
5. 前記ボリュート部の前記巻始め端部には、中間壁部が形成されており、
   前記中間壁部は、前記溝部内に配置されると共に、前記ケース本体部の側壁から前記インペラの径方向内側へ延出された請求項４に記載の液体ポンプ。

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