JP2009100628A - 電動ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】構造を複雑化することなく、電機子コイルで発生する熱を放熱することができる電動ポンプを提供する。
【解決手段】本発明の電動ポンプ10は、ポンプ室61を有するボディ(20,64)と、ポンプ室61内に回転可能に配置されるインペラ50と、インペラ50を回転駆動する電機子コイル30と、電機子コイル30を駆動する回路基板72と、外部装置に接続されるハーネス82に一端が接続されると共に他端が回路基板72に接続される複数のターミナル40と、複数のターミナル40の少なくとも1つ及び回路基板72に熱的に接続される放熱部材46を備えている。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明の電動ポンプ10は、ポンプ室61を有するボディ(20,64)と、ポンプ室61内に回転可能に配置されるインペラ50と、インペラ50を回転駆動する電機子コイル30と、電機子コイル30を駆動する回路基板72と、外部装置に接続されるハーネス82に一端が接続されると共に他端が回路基板72に接続される複数のターミナル40と、複数のターミナル40の少なくとも1つ及び回路基板72に熱的に接続される放熱部材46を備えている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、自動車等のエンジンやインバータ等を冷却する冷却水を循環するために用いられる電動ポンプに関する。
この種の電動ポンプは、ポンプ室を有するボディを備えている。ポンプ室内にはインペラが回転可能に配置されている。インペラは電機子コイルによって回転駆動され、電機子コイルは回路基板によって駆動される。回路基板にはターミナルの一端が接続され、ターミナルの他端はハーネスを介して外部装置に接続されている。回路基板が外部装置から供給された電力を用いて電機子コイルを駆動すると、電機子コイルから磁力が発生し、ポンプ室内のインペラが回転する。インペラが回転すると、ポンプ室内に流体が吸入されて昇圧され、昇圧された流体がポンプ室から吐出される。この電動ポンプでは、電機子コイルが駆動されると、電機子コイルが発熱する。電機子コイルの発熱によって回路基板上の電子素子等が高温となると、電子素子等が劣化して誤動作の原因となる。このため、電機子コイルを冷却するための技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の電動ポンプでは、熱伝導率が高い金属で形成した放熱シャフトの基端を電機子コイルの中心に圧入固定するとともに、この放熱シャフトの先端に接触するように放熱板(熱伝導率が高い金属で形成)を配置する。放熱板の一面には複数の溝を形成し、この面をポンプ外部に露出させて大気に接触させている。この構成によれば、電機子コイルの熱は放熱シャフトに伝導し、さらに放熱板に伝導する。放熱板の、外部に露出している面の表面積は大きくされており、放熱板に伝導した熱はこの面から大気中に放熱される。これによって、電機子コイルが高温になることを抑制している。
特開2005−98163号公報
特許文献1に記載の電動ポンプでは、電機子コイルが発生した熱を放熱することによって、回路基板上の電子素子が高温となることを防止している。しかしながら、電動ポンプでは、電機子コイルが駆動されたときに、回路基板上の電子素子も発熱する。そのことから、電子素子の温度上昇を十分に抑制するためには、電機子コイルの熱を放熱するだけでなく、電子素子の熱を直接的に放熱する必要がある。特許文献1に記載の電動ポンプのように、電機子コイルの熱を放熱するだけでは、電子素子の温度上昇を十分に抑制することはできない。
本発明は、上記問題点に鑑みて創作されたものであり、回路基板上の電子素子の温度上昇を十分に抑制することができる電動ポンプを提供することを目的とする。
本発明の第1の電動ポンプは、ポンプ室を有するボディと、ポンプ室内に回転可能に配置されるインペラと、インペラを回転駆動する電機子コイルと、電機子コイルを駆動する回路基板と、外部装置に接続されるハーネスに一端が接続されると共に他端が回路基板に接続される複数のターミナルと、複数のターミナルの少なくとも1つ及び回路基板に熱的に接続される放熱部材を備えている。
この電動ポンプでは、回路基板で発生する熱は放熱部材及びターミナルを介してハーネスに伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。ハーネスを利用して回路基板の熱を大気中に放熱するため、電動ポンプ表面に放熱板等を配設する必要がない。また、ターミナルを利用して放熱部材の熱をハーネスに伝えるため、放熱部材をハーネスに直接接触させる必要はなく、放熱部材をターミナルに接続するだけでよい。このため、簡易な構造でありながらも、回路基板で発生した熱を直接的に放熱することができる。
この電動ポンプでは、回路基板で発生する熱は放熱部材及びターミナルを介してハーネスに伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。ハーネスを利用して回路基板の熱を大気中に放熱するため、電動ポンプ表面に放熱板等を配設する必要がない。また、ターミナルを利用して放熱部材の熱をハーネスに伝えるため、放熱部材をハーネスに直接接触させる必要はなく、放熱部材をターミナルに接続するだけでよい。このため、簡易な構造でありながらも、回路基板で発生した熱を直接的に放熱することができる。
上記の第1の電動ポンプでは、ボディにはハーネスの一端が挿し込まれるコネクタ部が形成されており、そのコネクタ部にターミナルの一端が配置されていることが好ましい。ボディにコネクタ部を形成することで、ハーネスとターミナルの接続を容易に行うことができる。
また、ボディは樹脂によって形成されており、放熱部材は金属によって形成されており、放熱部材をボディ内に埋設することができる。この場合、インサート成形によって放熱部材とボディを一体化することができる。
また、放熱部材をボディに埋設する場合、例えば、放熱部材をポンプ室の周囲に埋め込むことができる。放熱部材をポンプ室の周囲に埋め込むことで、放熱部材に伝えられた熱の一部をポンプ室内の流体に放熱することもできる。
さらに、ターミナルと放熱部材を一体で成形することもできる。この場合、ターミナルの中間位置において放熱部材を分岐させることができる。
また、放熱部材をボディに埋設する場合、例えば、放熱部材をポンプ室の周囲に埋め込むことができる。放熱部材をポンプ室の周囲に埋め込むことで、放熱部材に伝えられた熱の一部をポンプ室内の流体に放熱することもできる。
さらに、ターミナルと放熱部材を一体で成形することもできる。この場合、ターミナルの中間位置において放熱部材を分岐させることができる。
また、本発明の第2の電動ポンプは、第1ボディと、第1ボディに固定される第2ボディと、第1ボディと第2ボディによって形成されるポンプ室内に回転可能に配置されるインペラと、第1ボディと第2ボディの一方に形成されるコイル収容部に収容されており、インペラを回転駆動する電機子コイルと、電機子コイルを駆動する回路基板と、外部装置に接続されるハーネスに一端が接続されると共に他端が回路基板に接続される複数のターミナルと、複数のターミナルの少なくとも一つ及び回路基板に熱的に接続されると共に少なくともその一部が第1ボディと第2ボディの一方に埋設されている放熱部材を備えている。
この電動ポンプにおいても、電機子コイルの熱がボディ内に埋設された放熱部材に伝わり、放熱部材からターミナルを介してハーネスに伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。ターミナル及びハーネスを利用することで、構造を複雑化することなく、電機子コイルで発生する熱を放熱することができる。
この電動ポンプにおいても、電機子コイルの熱がボディ内に埋設された放熱部材に伝わり、放熱部材からターミナルを介してハーネスに伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。ターミナル及びハーネスを利用することで、構造を複雑化することなく、電機子コイルで発生する熱を放熱することができる。
上記の第2の電動ポンプでは、放熱部材の一部が第1ボディと第2ボディの一方に埋設されており、放熱部材の残りの少なくとも一部が第1ボディと第2ボディの他方に嵌合していることが好ましい。このような構成によると、放熱部材が第1ボディと第2ボディの両者に跨って配置されるため、放熱部材の体積(及び/又は面積)を増大することができ、その放熱性能を向上することができる。
さらに、第1ボディと第2ボディの少なくとも一方は、その外面にフィン状部が形成されていることが好ましい。ボディの外面にフィン状部を形成することで、ボディに蓄積された熱をフィン状部より大気に放熱することができる。
ここでは、下記の実施例に記載する技術の主要な特徴をまとめておく。
(形態1)インペラは、円筒状のマグネット部を有している。円筒状マグネット部の内側に電機子コイルが配置されている。円筒状マグネット部の外側に放熱部材が配置されている。
(形態2)コネクタ部には複数のターミナルが配設されている。複数のターミナルのうち外側に配設されたターミナルの中間に放熱部材の一端が接続されている。放熱部材は、ポンプ室を形成する外壁に埋設されている。放熱部材は、ポンプ室の外壁に沿って周方向に伸びている。
(形態3)ボディは、ロワボディとアッパーボディを備えている。ロワボディの上端面にはアッパーボディの下端面が溶着されている。ロワボディに放熱部材が埋設されている。
(形態4)ロワボディに埋設された放熱部材の上端部は、ロワボディの上端面から突出させることができる。アッパーボディの下端面には放熱部材の上端部が挿し込まれる凹部を形成することができる。放熱部材の上端部はアッパーボディの凹部に嵌合している。
(形態5)放熱部材は、非磁性体で形成されている。
(形態1)インペラは、円筒状のマグネット部を有している。円筒状マグネット部の内側に電機子コイルが配置されている。円筒状マグネット部の外側に放熱部材が配置されている。
(形態2)コネクタ部には複数のターミナルが配設されている。複数のターミナルのうち外側に配設されたターミナルの中間に放熱部材の一端が接続されている。放熱部材は、ポンプ室を形成する外壁に埋設されている。放熱部材は、ポンプ室の外壁に沿って周方向に伸びている。
(形態3)ボディは、ロワボディとアッパーボディを備えている。ロワボディの上端面にはアッパーボディの下端面が溶着されている。ロワボディに放熱部材が埋設されている。
(形態4)ロワボディに埋設された放熱部材の上端部は、ロワボディの上端面から突出させることができる。アッパーボディの下端面には放熱部材の上端部が挿し込まれる凹部を形成することができる。放熱部材の上端部はアッパーボディの凹部に嵌合している。
(形態5)放熱部材は、非磁性体で形成されている。
本発明の一実施例に係る電動ポンプ10について、図面を参照しながら説明する。図1は電動ポンプ10の縦断面図(図2のI−I線断面図)であり、図2は電動ポンプ10の底面図である。電動ポンプ10は、自動車等のエンジンを冷却する冷却水を循環するために用いることができる。
図1に示すように電動ポンプ10は、ロワボディ20と、ロワボディ20に固定されたアッパーボディ64を備えている。ロワボディ20及びアッパーボディ64は、ともに樹脂材料(例えば、ナイロン樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、又はこれらの樹脂にガラス繊維を混入したもの等)で製作されている。
図1に示すように電動ポンプ10は、ロワボディ20と、ロワボディ20に固定されたアッパーボディ64を備えている。ロワボディ20及びアッパーボディ64は、ともに樹脂材料(例えば、ナイロン樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、又はこれらの樹脂にガラス繊維を混入したもの等)で製作されている。
ロワボディ20の上部には円柱状の凸部28が形成されている。凸部28の中央にはシャフト収容部29が形成されている。シャフト収容部29は、凸部28の上面より下方に向かって伸びている。シャフト収容部29内には、シャフト56が収容される空間32が形成されている。この空間32は上端が開放されており、その底面に軸受け58が配置されている。軸受け58にはシャフト56の下端が回転可能に支持されている。シャフト56は空間32内を上方に伸び、その上端部が凸部28の上面より上方に突出している。シャフト56には、インペラ50が一体化されている。
凸部28の外周には円筒状に外壁21が形成されている。凸部28と外壁21は同心状に配置されている。凸部28と外壁21によって、上方が開放された円環状の溝24が形成されている。溝24にはインペラ50の円筒部52の略下半分が収容されるようになっている。
ロワボディ20の側方には3つの取付部27が形成されている(図2参照)。取付部27は、ロワボディ20の外壁21の外周面に、周方向に均等の間隔を空けて形成されている。取付部27によってロワボディ20(電動ポンプ10)の3箇所が取付け部位(例えば、エンジンルーム等)に固定される。
また、ロワボディ20の側方にはコネクタ22が形成されている。コネクタ22には挿込口22aが形成されている。挿込口22aには、ハーネス82の一端に設けられたコネクタ80が挿し込まれる。ハーネス82の他端は、図示しない外部電源装置に接続されている。
コネクタ22の挿込口22a内には、複数のターミナル40(ただし、図1では1つのターミナルしか図示されていない)のハーネス側端部42が配置されている。ターミナル40はロワボディ20内に埋設されている。ターミナル40は、ハーネス側端部42から水平に伸び、次いで下方に折れ曲がり、その下端44(以下、基板側端部という)が基板76にハンダ付けされている。コネクタ22の挿込口22aにハーネス82のコネクタ80が挿し込まれると、ハーネス82及びターミナル40を介して外部電源装置と基板76が電気的に接続される。
コネクタ22の挿込口22a内には、複数のターミナル40(ただし、図1では1つのターミナルしか図示されていない)のハーネス側端部42が配置されている。ターミナル40はロワボディ20内に埋設されている。ターミナル40は、ハーネス側端部42から水平に伸び、次いで下方に折れ曲がり、その下端44(以下、基板側端部という)が基板76にハンダ付けされている。コネクタ22の挿込口22aにハーネス82のコネクタ80が挿し込まれると、ハーネス82及びターミナル40を介して外部電源装置と基板76が電気的に接続される。
図2に示すように、ロワボディ20には4つのターミナル40a,40b,40c,40dが埋設されている。ターミナル40aはグランド端子であり、ハーネス82を介して外部電源装置のグランド線に接続される。ターミナル40bはNWP端子であり、ハーネス82を介してポンプ回転出力を外部電源装置に出力する。ターミナル40cはIWP端子であり、ハーネス82を介して外部電源装置からのデューティ信号が入力される。ターミナル40dは電源端子であり、ハーネス82を介して外部電源装置の電源線に接続される。これら4つのターミナル40a〜40dのうち外側に配置されたターミナル40a,40dに放熱部材46a,46dが接合されている。
図3によく示されるように、ターミナル40aには円弧状の放熱部材46aが接合されている。放熱部材46aは、ハーネス側端部42a(水平に伸びる部位)から基板側端部44aに向かって下方に屈曲する位置でターミナル40aに接合されている。図2に示すように、放熱部材46aはロワボディ20の外壁21に埋設されており、インペラ50の円筒部52の外周面に沿って円弧状に伸びている。本実施例では、ターミナル40aと放熱部材46aは、熱伝導率の高い非磁性体の金属(例えば、アルミニウム、銅等)によって一体に成形されている。それにより、放熱部材46aは、ターミナル40aに熱的に接続されているとともに、ハーネス側端部42を介して回路基板72にも熱的に接続されている。
ターミナル40dは、ターミナル40aと同様に構成されている。ただし、ターミナル40dに接合される放熱部材46dとターミナル40aに接合される放熱部材46aとは、電動ポンプ20の中心軸に対して対称に配置されている。図2から明らかなように、放熱部材46a,46dによって、インペラ50の円筒部52の略全周に放熱部材が配置されている。
ターミナル40dは、ターミナル40aと同様に構成されている。ただし、ターミナル40dに接合される放熱部材46dとターミナル40aに接合される放熱部材46aとは、電動ポンプ20の中心軸に対して対称に配置されている。図2から明らかなように、放熱部材46a,46dによって、インペラ50の円筒部52の略全周に放熱部材が配置されている。
ロワボディ20の外壁21の上端には、アッパーボディ64の下端が溶着されている。アッパーボディ64には吸入ポート62と吐出ポート(図示省略)が形成されている。ロワボディ20とアッパーボディ64によって形成される内部空間61(すなわち、外壁21,凸部28及びアッパーボディ64によって形成される内部空間)がポンプ室として機能している。アッパーボディ64の下面中央には軸受け60が固定されている。アッパーボディ64と軸受け60は、インサート成形によって一体に成形することができる。軸受け60にはシャフト56の上端が回転可能に支持される。
ポンプ室61にはインペラ50が配置される。インペラ50はシャフト56に対して対称な形状を有している。インペラ50は、略円筒状の円筒部52と、円筒部52の上端を閉じる羽根部54を備えている。円筒部52は、磁性粉を含んだ樹脂材料(例えば、プラスチック等)によって形成されている。円筒部52は、ロワボディ20の凸部28に対向している。羽根部54には複数枚の羽根が設けられている。羽根部54の中心をシャフト56が貫通している。
シャフト56の両端が軸受け58,60に支持された状態では、インペラ50の内面(円筒部52の内周面及び羽根部54の下面)とロワボディ20の凸部28の間には隙間が形成される。また、インペラ50の円筒部52の外周面とロワボディ20の外壁21及びアッパーボディ64の下端部との間にも隙間が形成される。このため、ポンプ室61内の冷却水がこれらの隙間を通ってロワボディ20の凸部28の表面に接触するようになっている。
シャフト56の両端が軸受け58,60に支持された状態では、インペラ50の内面(円筒部52の内周面及び羽根部54の下面)とロワボディ20の凸部28の間には隙間が形成される。また、インペラ50の円筒部52の外周面とロワボディ20の外壁21及びアッパーボディ64の下端部との間にも隙間が形成される。このため、ポンプ室61内の冷却水がこれらの隙間を通ってロワボディ20の凸部28の表面に接触するようになっている。
ロワボディ20の下面には蓋70が固定されている。ロワボディ20と蓋70によって基板収容部71が形成されている(すなわち、ロワボディ20と蓋70によって囲まれる内部空間が基板収容部71とされている)。凸部28の内部にはステータ収容部73が形成されている。ステータ収容部73の下方は基板収容部71と連通している。これによって、ポンプ室61の下方に回路基板72を収容する1つの収容空間が形成されている。
ロワボディ20の下面にはボス26が形成されている。ボス26には回路基板72が固定されている。回路基板72がボス26に固定されると、ステータ収容部73にステータ30が収容される。蓋70がロワボディ20に溶着されて基板収容部71が密閉されることで、基板収容部71内に異物や水分等が浸入することが防止されている。
ロワボディ20の下面にはボス26が形成されている。ボス26には回路基板72が固定されている。回路基板72がボス26に固定されると、ステータ収容部73にステータ30が収容される。蓋70がロワボディ20に溶着されて基板収容部71が密閉されることで、基板収容部71内に異物や水分等が浸入することが防止されている。
回路基板72は、基板76と、基板76に電気的に接続されたステータ30を有している。ステータ30は、ステータコア32とコイル素線34を備えている。ステータコア32は、プレス加工などで得られた薄い鋼板(例えば、ケイ素鋼板)を積層することによって構成されている。ステータコア32には複数のスロットが形成されている。各スロットにはコイル素線34が巻回されている。
ステータコア32の中央には嵌合穴36が形成されている。ステータ30がステータ収容部73に収容された状態では、嵌合穴36にシャフト収容部29が嵌合するようになっている。これによって、ステータ収容部73内の所定の位置にステータ30が位置決めされる。ステータ30がステータ収容部73内に位置決めされた状態では、ステータ30の外周面がインペラ50の円筒部52の内周面と対向している。
コイル素線34は、回路基板72のランド(図示省略)に半田付けされている。これによって、ステータ30が基板76に固定されている。
ステータコア32の中央には嵌合穴36が形成されている。ステータ30がステータ収容部73に収容された状態では、嵌合穴36にシャフト収容部29が嵌合するようになっている。これによって、ステータ収容部73内の所定の位置にステータ30が位置決めされる。ステータ30がステータ収容部73内に位置決めされた状態では、ステータ30の外周面がインペラ50の円筒部52の内周面と対向している。
コイル素線34は、回路基板72のランド(図示省略)に半田付けされている。これによって、ステータ30が基板76に固定されている。
基板76には、ステータ30の他にパワートランジスタ、パワーダイオード、チョークコイル等の電子部品74が実装されている。パワートランジスタは、コイル素線34への電力供給を切り替えるスイッチング素子である。パワーダイオードは電力供給切替時のサージ電圧吸収用素子である。チョークコイルは電力供給切替時に発生するノイズを除去するフィルタである。
なお、基板76とロワボディ20下面の所定部位(詳しくは、インペラ50の円筒部52の下方の領域)との間には、図示省略した放熱シートが配設されている。放熱シートは、熱伝導性が高く、かつ、弾力性のある材料(例えば、シリコーンゴム,アルミナのフィラー入りシリコーンゴム等)によって製作されている。放熱シートの上面はロワボディ20に接触し、放熱シートの下面は基板76に接触している。
なお、基板76とロワボディ20下面の所定部位(詳しくは、インペラ50の円筒部52の下方の領域)との間には、図示省略した放熱シートが配設されている。放熱シートは、熱伝導性が高く、かつ、弾力性のある材料(例えば、シリコーンゴム,アルミナのフィラー入りシリコーンゴム等)によって製作されている。放熱シートの上面はロワボディ20に接触し、放熱シートの下面は基板76に接触している。
上述した電動ポンプ10では、外部電源装置からの電力がハーネス82及びターミナル40を介して回路基板72に供給される。回路基板72は、外部電源装置から入力するデューティ信号に応じて電機子コイル30に電力を供給する。これによって、ステータ30の各コイルに順に磁力が発生し、その磁力によってインペラ50が回転する。インペラ50が回転すると、吸入ポート62からポンプ室61内に冷却水が吸入される。吸入された冷却水は、インペラ50の回転によって昇圧され、吐出ポートから吐出される。この際、ポンプ室61内に吸入された冷却水は、ロワボディ20の溝24内にも入り込む。溝24内に入り込んだ液体は、インペラ50が回転することによって攪拌され、頻繁に入れ替わる。
ここで、電動ポンプ10が作動すると、ステータ30の各コイルが発熱するとともに、回路基板72の電子素子74も発熱する。ステータ30で発生した熱は、まず、ステータ収容部73の壁(すなわちロワボディ20)に伝えられる。ロワボディ20に伝えられた熱の一部は、ポンプ室61内の冷却水に放熱される。また、ロワボディ20に伝えられた熱の一部は、放熱シートを介して基板76に伝えられる。さらに、ロワボディ20に伝えられた熱の一部は、ロワボディ20内に埋設された放熱部材46a,46dに伝えられる。基板76に伝えられた熱や電子素子74で発生した熱は、ターミナル40を介してハーネス82に伝えられ、ハーネス82から大気中に放熱される。また、放熱部材46a,46dに伝えられた熱は、ターミナル40a,40dを介してハーネス82に伝えられ、ハーネス82から大気中に放熱される。これによって、ステータ30の熱がロワボディ20に蓄積されることが抑えられ、ステータ30が高温になることや回路基板72の電子素子74が高温になることが抑制される。
上述した電動ポンプ10では、ステータ30で発生する熱を放熱部材46a,46d及びターミナル40a,40dを介してハーネス82に伝え、ハーネス82から大気中に放熱する。ターミナル40a,40d及びハーネス82を利用してステータ30の熱を大気中に放熱するため、電動ポンプ10の構造を簡易なものとすることができる。
また、放熱部材46a,46dは、ポンプ室61(すなわち、インペラ50の円筒部52(つまり、ステータ30))の周囲を取囲むように配置されている。このため、ステータ30からロワボディ20に伝えられた熱は、放熱部材46a、46dによって速やかにターミナル40及びハーネス82に伝えられる。これによって、ロワボディ20に熱が蓄積されることが抑えられ、回路基板72の電子部品74が高温になることが抑えられる。これによって、電子部品74に要求される耐熱性のレベルを下げることができ、電動ポンプ10の製造コストを低く抑えることができる。
また、ロワボディ20内に金属製の放熱部材46a,46bを埋設するため、ロワボディ40の強度を上げることもできる。特に、放熱部材46a,46bをポンプ室61の周囲を取囲むように配置するため、ロワボディ40の強度を効果的に上げることができる。ロワボディ40の強度が向上するため、ロワボディ40の肉厚等を薄くすることができ、電動ポンプ10の小型・軽量化を図ることができる。
また、放熱部材46a,46dは、ポンプ室61(すなわち、インペラ50の円筒部52(つまり、ステータ30))の周囲を取囲むように配置されている。このため、ステータ30からロワボディ20に伝えられた熱は、放熱部材46a、46dによって速やかにターミナル40及びハーネス82に伝えられる。これによって、ロワボディ20に熱が蓄積されることが抑えられ、回路基板72の電子部品74が高温になることが抑えられる。これによって、電子部品74に要求される耐熱性のレベルを下げることができ、電動ポンプ10の製造コストを低く抑えることができる。
また、ロワボディ20内に金属製の放熱部材46a,46bを埋設するため、ロワボディ40の強度を上げることもできる。特に、放熱部材46a,46bをポンプ室61の周囲を取囲むように配置するため、ロワボディ40の強度を効果的に上げることができる。ロワボディ40の強度が向上するため、ロワボディ40の肉厚等を薄くすることができ、電動ポンプ10の小型・軽量化を図ることができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、ターミナルに接続(接合)される放熱部材の形状等は種々に変更することができる。例えば、図4に示す放熱部材148は、その断面形状(縦断面の形状)がブロック状とされている。放熱部材148の断面形状をブロック状とすることで、その体積が大きくなり、放熱部材148に伝えられた熱を速やかにハーネス82に伝えることができる。
また、図5、図6に示すターミナル240のように、放熱部材246a,246bの形状を、ポンプ室61の外周に沿うような半円筒状(円筒状に形成されたものを半分に切断した形状)とすることもできる。この場合、放熱部材246a,246bは、コネクタ側端子42の高さから上方向に伸びる放熱部246bと、コネクタ側端子42の高さから下方向に伸びる放熱部246aを備えることが好ましい。このような放熱部材246a,246bは、インペラ50の円筒部52の外周面に対向して配置され、広い表面積を有している。このため、ステータ30からロワボディ20に伝えられた熱が速やかに放熱部材246a,246bに伝えられ、ステータ30を効率的に冷却することができる。また、放熱部材246a,246bの熱がポンプ室61内の冷却水へ伝わりやすくなり、ステータ30や回路基板72を効果的に冷却することができる。
放熱部材246a,246bを半円筒状に形成する場合、図7に示すように、放熱部材の上側部246aを上方へさらに伸長し、放熱部材246a,246bをロワボディ20とアッパーボディ64の両者に跨って配置するようにしてもよい。この場合、放熱部材246a,246bの下側部246aをロワボディ20に埋設し、その上側部246bをロワボディ20の上端面から突出させる。アッパーボディ64の下面には、放熱部材246a,246bの上側部246bが嵌合する凹部を形成する。そして、放熱部材246a,246bの上端側246bをアッパーボディ64の凹部に嵌合させることで、ロワボディ20とアッパーボディ64の両者に跨って放熱部材246a,246bを配置することができる。放熱部材246a,246bをロワボディ20とアッパーボディ64に跨って配置することで、その表面積をより増大することができる。また、放熱部材246a,246bの熱がポンプ室61内の冷却水へより伝わりやすくなり、ステータ30や回路基板72を効果的により冷却することができる。
また、放熱部材246a,246bを半円筒状に形成する場合、図8に示すように、放熱部材の上側部246aを上方へさらに伸長し、放熱部材246a,246bの上側部246bがポンプ室61に露出する構造としてもよい。それにより、放熱部材246a,246bがポンプ室61内の冷却水によって直接的に冷却されることとなり、ステータ30や回路基板72をさらに効果的に冷却することができる。
上記した各種の電動ポンプにおいて、図9に示すように、電動ポンプ400のロワボディ420の外側面に複数のフィン状部422aを形成してもよい。ロワボディ420の外表面にフィン状部422aを形成することで、ロワボディ420の外表面から大気中への放熱が促進され、ロワボディ420に熱が蓄積されることがより抑えられる。ロワボディ420とフィン状部422aは、ロワボディ420を成形する際に一体に成形することができる。
なお、上述した実施例の電動ポンプは、全てアウターロータ式の電動ポンプであったが、本発明はインナーロータ式の電動ポンプに適用することもできる。
図10は、本発明をインナーロータ式の電動ポンプ500に適用した一実施例を示している。この電動ポンプ500では、ロワボディ512の上端にアッパーボディ550の下端が溶着されている。ロワボディ512とアッパーボディ550の間にはポンプ室520が形成されている。ポンプ室520にはシャフト546が配置されている。シャフト546の上端はアッパーボディ550に固定されており、シャフト546の下端はロワボディ512に固定されている。シャフト546には、軸受け546a,546bを介してインペラ543が回転可能に取り付けられている。インペラ543の下端には円筒状のマグネット545が取り付けられている。インペラ543のマグネット545は、ロワボディ512に形成された凹部518内に収容されている。マグネット545の外側にはステータ533が配置されている。ステータ533はロワボディ512内に配置されている。ロワボディ512にはターミナル528が埋設されている。ターミナル528の一端528aはコネクタ512aに配置され、ターミナル528の他端528cは回路基板523に接続されている。ターミナル528には、半円筒状の放熱部材530の下端が接合されている。放熱部材530には、ターミナル528及び回路基板523が熱的にも接続されている。放熱部材530は、ステータ533の外側の壁521(ロワボディ512の外壁)内に埋め込まれている。
この電動ポンプ500では、ステータ533の外周面に接する壁521内に放熱部材530が配置されるため、ステータ533の熱が速やかに放熱部材530に伝えられる。放熱部材530に伝えられた熱は、ターミナル528及びハーネス(図示省略)に伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。また、回路基板523で発生した熱についても、放熱部材530、ターミナル528及びハーネス(図示省略)に伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。上述したことから明らかなように、この電動ポンプ500においても、ステータ533の熱や回路基板523の熱をターミナル528及びハーネスを利用して大気中に放熱することができる。
図10は、本発明をインナーロータ式の電動ポンプ500に適用した一実施例を示している。この電動ポンプ500では、ロワボディ512の上端にアッパーボディ550の下端が溶着されている。ロワボディ512とアッパーボディ550の間にはポンプ室520が形成されている。ポンプ室520にはシャフト546が配置されている。シャフト546の上端はアッパーボディ550に固定されており、シャフト546の下端はロワボディ512に固定されている。シャフト546には、軸受け546a,546bを介してインペラ543が回転可能に取り付けられている。インペラ543の下端には円筒状のマグネット545が取り付けられている。インペラ543のマグネット545は、ロワボディ512に形成された凹部518内に収容されている。マグネット545の外側にはステータ533が配置されている。ステータ533はロワボディ512内に配置されている。ロワボディ512にはターミナル528が埋設されている。ターミナル528の一端528aはコネクタ512aに配置され、ターミナル528の他端528cは回路基板523に接続されている。ターミナル528には、半円筒状の放熱部材530の下端が接合されている。放熱部材530には、ターミナル528及び回路基板523が熱的にも接続されている。放熱部材530は、ステータ533の外側の壁521(ロワボディ512の外壁)内に埋め込まれている。
この電動ポンプ500では、ステータ533の外周面に接する壁521内に放熱部材530が配置されるため、ステータ533の熱が速やかに放熱部材530に伝えられる。放熱部材530に伝えられた熱は、ターミナル528及びハーネス(図示省略)に伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。また、回路基板523で発生した熱についても、放熱部材530、ターミナル528及びハーネス(図示省略)に伝えられ、ハーネスから大気中に放熱される。上述したことから明らかなように、この電動ポンプ500においても、ステータ533の熱や回路基板523の熱をターミナル528及びハーネスを利用して大気中に放熱することができる。
また、図11に示すように、本発明をインナーロータ式の電動ポンプ500に適用する場合、放熱部材530の上部がポンプ室520に露出する構造とすることも好ましい。この構造によると、放熱部材530がポンプ室520内の冷却水によって直接的に冷却されることから、ステータ533や回路基板523をさらに効果的に冷却することができる。この場合、さらにアッパーボディ550を、アルミニウムや銅といった熱伝導性の高い非磁性体の材料で形成することも好ましい。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
10:電動ポンプ
20:ロワボディ
30:ステータ
40:ターミナル
46a,46d:放熱部材
50:インペラ
52:円筒部
56:シャフト
61:ポンプ室
64:アッパーボディ
72:蓋
72:回路基板
76:基板
82:ハーネス
20:ロワボディ
30:ステータ
40:ターミナル
46a,46d:放熱部材
50:インペラ
52:円筒部
56:シャフト
61:ポンプ室
64:アッパーボディ
72:蓋
72:回路基板
76:基板
82:ハーネス
Claims (8)
- ポンプ室を有するボディと、
ポンプ室内に回転可能に配置されるインペラと、
インペラを回転駆動する電機子コイルと、
電機子コイルを駆動する回路基板と、
外部装置に接続されるハーネスに一端が接続されると共に他端が回路基板に接続される複数のターミナルと、
複数のターミナルの少なくとも1つ及び回路基板に熱的に接続される放熱部材と、
を備えている電動ポンプ。 - ボディにはハーネスの一端が挿し込まれるコネクタ部が形成されており、そのコネクタ部にターミナルの一端が配置されていることを特徴とする請求項1の電動ポンプ。
- ボディは樹脂によって形成されており、放熱部材は金属によって形成されており、放熱部材がボディ内に埋設されていることを特徴とする請求項1又は2の電動ポンプ。
- 放熱部材がポンプ室の周囲に埋設されていることを特徴とする請求項3の電動ポンプ。
- ターミナルと放熱部材が一体で成形されており、ターミナルの中間位置において放熱部材が分岐していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの電動ポンプ。
- 第1ボディと、
第1ボディに固定される第2ボディと、
第1ボディと第2ボディによって形成されるポンプ室内に回転可能に配置されるインペラと、
第1ボディと第2ボディの一方に形成されるコイル収容部に収容されており、インペラを回転駆動する電機子コイルと、
電機子コイルを駆動する回路基板と、
外部装置に接続されるハーネスに一端が接続されると共に他端が回路基板に接続される複数のターミナルと、
複数のターミナルの少なくとも一つ及び回路基板に熱的に接続されると共に、少なくともその一部が第1ボディと第2ボディの一方に埋設されている放熱部材と、
を備えている電動ポンプ。 - 放熱部材の一部が第1ボディと第2ボディの一方に埋設されており、放熱部材の残りの少なくとも一部が第1ボディと第2ボディの他方に嵌合していることを特徴とする請求項6の電動ポンプ。
- 第1ボディと第2ボディの少なくとも一方は、その外面にフィン状部が形成されていることを特徴とする請求項6又は7の電動ポンプ。
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-
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- 2007-10-19 JP JP2007272480A patent/JP2009100628A/ja active Pending
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