WO2018150969A1 - 電動ポンプ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electric pump.
- An electric pump that rotates an impeller by a motor is known.
- an impeller storage portion that stores an impeller is positioned on one side in the direction of the rotation axis of the motor with respect to a motor storage portion that stores a motor, and the impeller is further on one side than the impeller storage portion.
- An introductory tube portion for introducing fluid is positioned on the other side, and a printed circuit board electrically connected to the motor coil is disposed on the other side of the motor housing portion (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
- the size of the electric pump in the direction of the rotation axis of the motor may increase.
- the motor coil is electrically connected to the printed circuit board, and the printed circuit board is located near the coil, the printed circuit board and the electronic components mounted on the printed circuit board may become hot. There is.
- an object of the present invention is to provide an electric pump that suppresses an increase in size in the direction of the rotation axis of a motor and suppresses a high temperature of a printed circuit board and an electronic component mounted on the printed circuit board.
- the object is to provide a motor, an impeller that is rotated by the motor, a motor housing that houses the motor, and an impeller that houses the impeller and is located on one side of the rotation axis of the motor from the motor housing.
- a storage section; an introduction pipe section that introduces fluid into the impeller storage section; and is positioned on the one side of the motor storage section; a discharge pipe section that discharges the fluid from the impeller storage section; and a coil of the motor A printed circuit board that is electrically connected to the motor housing section and located on the one side of the motor housing section, and an electronic component mounted on the printed circuit board, the printed circuit board having a cutout section that allows the introduction pipe section to escape And can be achieved by an electric pump facing the impeller housing.
- an electric pump that suppresses the increase in temperature in the direction of the rotation axis of the motor and suppresses the high temperature of the printed circuit board and the electronic components mounted on the printed circuit board.
- FIG. 1A is a top view of the electric pump
- FIG. 1B is a side view of the electric pump
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A
- 3A is a top view of the case
- FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3A
- 4A is a bottom view of the printed circuit board
- FIG. 4B is a side view of the printed circuit board.
- FIG. 5A is a top view of a case as a modification
- FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5A.
- FIG. 1A is a top view of the electric pump 1
- FIG. 1B is a side view of the electric pump 1
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A.
- the electric pump 1 includes cases 10 and 20 fixed to each other.
- the case 20 is formed with a motor storage portion RH for storing the motor M.
- the motor M includes a rotor R, an iron core 30, and a plurality of coils 34 wound around the iron core 30.
- the motor storage portion RH defines a rotor chamber RC in which the rotor R is rotatably stored.
- the rotor R includes an impeller portion 48, which will be described in detail later.
- the impeller portion 48 is housed in an impeller chamber IC defined by the impeller housing portion IH of the case 10.
- the printed circuit board 60 is electrically connected to the coil 34 via the conduction pins 39, and the printed circuit board 60 is disposed on the case 10 side.
- a drive circuit that controls the drive of the motor M by controlling the energization state of the coil 34 is mounted.
- the case 10 is formed with an introduction pipe part 11 for introducing a fluid into the impeller storage part IH and a discharge pipe part 12 for discharging the fluid from the impeller storage part IH.
- the fluid is specifically a liquid, but may be a gas.
- the case 10 may be made of a metal such as aluminum or brass, or may be made of a synthetic resin having good thermal conductivity.
- the case 20 is substantially concave in sectional view, and includes a substantially cylindrical peripheral wall portion 25 so as to surround the outer periphery of the rotor R, and a substantially plate-shaped bottom wall portion 27 that rotatably supports the rotor R.
- the peripheral wall portion 25 and the bottom wall portion 27 define a motor storage portion RH.
- the case 20 is insert-molded together with an iron core 30, a shaft member 40 that rotatably supports the rotor R, and a flange member 50 fixed to an end 42 of the shaft member 40.
- a part of the iron core 30, the coil 34, and the conduction pin 39 is embedded in the peripheral wall portion 25.
- the end 42 of the shaft member 40 and the flange member 50 are embedded in the bottom wall portion 27.
- the rotor R includes a holding member 47 that is rotatably supported via the bearing B that is fitted around the shaft member 40 described above, and a plurality of the rotor R that is held on the base end side of the holding member 47 and faces the peripheral wall portion 25 of the case 20.
- a permanent magnet 46 On the distal end side of the holding member 47, an impeller part 48 that sucks fluid from the introduction pipe part 11 and discharges it from the discharge pipe part 12 is formed.
- the impeller portion 48 is located on the end 41 side of the shaft member 40.
- the case 20 has a substantially C-shaped fixing portion 29 protruding from the peripheral wall portion 25 to the outside in the radial direction D2.
- the fixing part 29 has a function for fixing the electric pump 1 to another member.
- the case 10 is fixed to the case 20 on the one side in the axial direction D ⁇ b> 1 from the case 20, specifically, on the side where the impeller portion 48 is located.
- the introduction pipe portion 11, the upper wall portion 13, the peripheral wall portion 15, the fixed wall portion 17, and the surrounding wall portion 18 are integrally formed.
- the introduction tube portion 11 extends toward the case 20 in the axial direction D1.
- the discharge pipe portion 12 is also adjacent to the introduction pipe portion 11 and is located on the same side with respect to the case 20.
- the upper wall portion 13 extends outward in the radial direction D2 while being curved from the introduction tube portion 11.
- the peripheral wall portion 15 extends from the upper wall portion 13 toward the case 20 in the axial direction D1.
- the upper wall portion 13 and the peripheral wall portion 15 define an impeller storage portion IH.
- the fixed wall portion 17 extends from the peripheral wall portion 15 to the outside in the radial direction D ⁇ b> 2 and is fixed to the upper surface 23 of the case 20.
- the surrounding wall portion 18 is located outside the peripheral wall portion 15 in the radial direction D2 and rises from the fixed wall portion 17. As shown in FIG. 1A, the surrounding wall portion 18 has a substantially circular shape, but is formed with a protruding wall portion 181 that partially protrudes outside in the radial direction D2.
- the upper wall portion 13 is curved so as to increase in diameter in accordance with the outer side of the radial direction D2 so as to correspond to the shape of the impeller portion 48, and faces the impeller portion 48 in the axial direction D1.
- the peripheral wall portion 15 is located outside the impeller portion 48 in the radial direction D2.
- the impeller chamber IC is defined by the impeller storage portion IH of the case 10 and the upper surface 23 of the case 20.
- the printed circuit board 60 is disposed in the substrate chamber PC defined by the upper wall portion 13, the peripheral wall portion 15, the fixed wall portion 17, and the surrounding wall portion 18 so as to face the impeller storage portion IH.
- the printed circuit board 60 is an electronic component that has a surface 61 on the motor housing portion RH side and a surface 62 opposite to the surface 61, and is mounted on the printed circuit board 60 such as the electronic component E1. Many of the electronic components that are high or require heat dissipation are mounted on the surface 61 side.
- a part of the conduction pin 39 extends into the substrate chamber PC surrounded by the surrounding wall portion 18 and is connected to the printed circuit board 60.
- the substrate chamber PC is filled with a potting resin PR and hardened together with the printed circuit board 60, electronic components E1 to E3 and conductive pins 39, which will be described later, thereby sealing these components. For this reason, the waterproofness and dustproofness of these parts and the impact resistance from the outside are ensured. Further, rattling of the printed circuit board 60 in the substrate chamber PC and an increase in noise when the impeller 48 agitates the liquid are suppressed.
- the printed circuit board 60 is disposed within a range of a height H in the axial direction D1 from the upper surface 23 of the case 20 to the upper end of the introduction tube portion 11, and more specifically, the impeller storage portion IH and the introduction portion. Opposite the pipe part 11, it is arranged near the impeller storage part IH. For this reason, the enlargement of the electric pump 1 in the axial direction D1 is suppressed.
- the heat of the printed circuit board 60 and the electronic components E1 to E3 can be released to the fluid via the potting resin PR, the upper wall section 13 and the like. 60 and the printed circuit board 60, and the temperature rise of electronic components E1 to E3 described later is suppressed in detail.
- the printed circuit board 60 is formed with a notch 63 that allows the introduction pipe section 11 to escape, the printed circuit board 60 can be arranged as close as possible to the impeller housing section IH. Thereby, the heat of the printed circuit board 60 and the electronic components E1 to E3 can be efficiently released to the fluid flowing through the impeller chamber IC, and the high temperature of the printed circuit board 60 and the electronic components E1 to E3 is further suppressed.
- FIG. 3A is a top view of the case 10, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3A.
- 3A and 3B show only the case 10 before the printed circuit board 60 is assembled.
- the impeller housing portion IH is viewed from the rotation axis of the motor M according to the clockwise direction from the winding start position 151 where the discharge pipe portion 12 and the peripheral wall portion 15 are connected when viewed from the rotation axis direction of the motor M. It is formed in a spiral shape so that its diameter gradually increases, but it may be circular.
- the discharge pipe portion 12 extends outward from the impeller storage portion IH and extends from the inside of the surrounding wall portion 18 to the outside.
- 4A is a bottom view of the printed circuit board 60
- FIG. 4B is a side view of the printed circuit board 60.
- the electronic components E1 to E3 are electronic components provided for realizing the driving of the motor M, and are, for example, transistors, capacitors, coils, and the like.
- the electronic component E1 is the shortest and the electronic component E3 is the tallest.
- the electronic components E1 and E2 face the upper wall portion 13 of the impeller storage portion IH in the axial direction D1, and the electronic component E3 faces the peripheral wall portion 15 of the impeller storage portion IH in the radial direction D2.
- the printed circuit board 60 includes a connector portion 69 that protrudes from the substantially circular portion to the outside in the radial direction D2. The connector portion 69 is connected to the leading end of the conduction pin 39.
- three holes 661 to 663 are formed in the vicinity of the outer edge of the printed circuit board 60.
- the portion surrounded by the surrounding wall portion 18 is provided with three support pins 161 to 163 that extend in the axial direction D1 and are arranged at substantially equal angular intervals around the axial center. .
- the printed circuit board 60 is supported by the support pins 161 to 163 by fitting the support pins 161 to 163 into the holes 661 to 663, respectively.
- the support pin 161 is formed on the discharge pipe portion 12.
- the support pin 162 is formed between the impeller accommodating portion IH, specifically, between the surrounding wall portion 18 and the peripheral wall portion 15.
- the support pin 163 is between the surrounding wall portion 18 and the peripheral wall portion 15, but is formed on the surrounding wall portion 18 side away from the peripheral wall portion 15.
- the support pins 161 and 162 are an example of a substrate support part.
- a plurality of support ribs 13E for supporting the electronic components E1 and E2 are provided on a part of the upper wall portion 13 and the discharge pipe portion 12 so as to protrude to one side in the axial direction D1.
- the support rib 13E is an example of a component support portion.
- the plurality of support ribs 13E have a shape arranged substantially in parallel, but is not limited to such a shape.
- the support ribs 13E may be columnar or prismatic.
- the temperatures of the electronic components E1 to E3 used for realizing the driving of the motor M are generally higher than the temperature of the fluid flowing in the impeller chamber IC.
- the support rib 13E is maintained at a temperature lower than the temperatures of the electronic components E1 and E2 by the fluid flowing in the impeller chamber IC. For this reason, the electronic components E1 and E2 can be cooled, and the high temperature of the electronic components E1 and E2 can be suppressed. In addition, you may interpose the silicon
- the printed circuit board 60 when the printed circuit board 60 is assembled to the case 10, the printed circuit board 60 can be stably supported by the support ribs 13E together with the support pins 161 to 163. The work of filling the potting resin PR into the substrate chamber PC becomes easy.
- the position where the electronic component E3 is arranged is indicated by a dotted line.
- the tallest electronic component E3 is disposed outside the peripheral wall portion 15 in the radial direction D2.
- the electronic component E3 is located within a range of ⁇ degrees, specifically, about 60 degrees clockwise from the winding start position 151.
- the diameter of the peripheral wall 15 of the impeller storage portion IH gradually increases in the clockwise direction from the winding start position 151, but the diameter of the peripheral wall 15 is relatively small within the above range.
- the tall electronic component E3 is arranged outside the radial direction D2 in the region where the diameter of the peripheral wall portion 15 is small, an increase in the size of the electric pump 1 in the radial direction D2 is also suppressed.
- the electronic components E1 and E2 but also the electronic component E3 is mounted on the surface 61 of the printed circuit board 60 and disposed in the vicinity of the impeller accommodating portion IH, the increase in temperature is suppressed.
- the conduction pin 39 has a substantially L shape extending from the coil 34 to the outside in the radial direction D2 and bent in the middle and extending toward the printed circuit board 60 in the axial direction D1. Further, the leading end of the conduction pin 39 passes through the gap G between the protruding wall portion 181 and the fixed wall portion 17 shown in FIG. 3A and is connected to the connector portion 69 shown in FIG. 4A. The connector portion 69 is disposed so as to overlap the gap G and correspond to the protruding wall portion 181.
- the connector portion 69 is located on the outer side in the radial direction D2 from the impeller housing portion IH, and the conduction pin 39 is also located on the outside in the radial direction D2 from the impeller housing portion IH. For this reason, the electrical connection of the impeller accommodating part IH and the printed circuit board 60 which are arrange
- the gap G that is, the connector portion 69 is formed around the rotation axis of the motor M in the clockwise direction from the winding start position 151 to ⁇ degrees to ⁇ degrees, specifically about 60 degrees to 360 degrees.
- the electronic component E3 is located within a range of about 60 degrees clockwise from the winding start position 151 as described above.
- electrical_connection pin 39 is substantially L-shaped by sectional view as shown in FIG. 2, it is not limited to this.
- a conductive coil or other member may be used.
- the conduction pin 39 is an example of a conduction member.
- the electric pump 1 can assemble the rotor R, the case 20, and the printed circuit board 60 from the same side with respect to the case 10. For this reason, the assembly workability of the electric pump 1 is improved.
- the outer peripheral edge of the printed circuit board 60 is surrounded by the surrounding wall portion 18 that defines the substrate chamber PC. For this reason, even before the potting resin PR is filled into the substrate chamber PC, the operator can handle the case 10 and the electric pump 1 without directly touching the printed circuit board 60. This also improves workability.
- the surrounding wall portion 18 is at least a part of the introduction tube portion 11 together with the printed circuit board 60, specifically, the root portion of the introduction tube portion 11, and includes the introduction tube portion 11 and the impeller storage portion IH. Surrounding the boundary between and. Further, as shown in FIG. 3A, the surrounding wall portion 18 is a root portion of the discharge pipe portion 12 and surrounds the vicinity of the boundary between the discharge pipe portion 12 and the impeller storage portion IH. Thereby, when an impact is applied to the electric pump 1 from the outside, it is possible to suppress the impact on the printed circuit board 60 and to suppress the impact from being applied to the root portion of the introduction pipe portion 11 and the discharge pipe portion 12. Damage to the printed circuit board 60, the introduction pipe part 11, and the discharge pipe part 12 is suppressed.
- the surrounding wall portion 18 surrounding the printed circuit board 60 is formed integrally with the case 10. For this reason, compared with the case where the surrounding wall part is formed separately from the case 10, the number of parts is suppressed.
- the potting resin PR is filled in the substrate chamber PC and hardened.
- the present invention is not limited to this.
- a lid formed with a notch that allows the introduction pipe portion 11 to escape is attached to the case 10. It may be attached.
- the surrounding wall portion defining the substrate chamber PC may be formed integrally with the case 10 as in the above-described embodiment, but may be formed integrally with the lid. Also by this, since the impeller accommodating part IH is enclosed from the outer periphery, the noise from the impeller part 48 can be suppressed.
- the printed circuit board 60 is preferably closer to the impeller housing portion IH from the viewpoint of suppressing the increase in temperature, but it may be disposed within the height H shown in FIG. This is because an increase in size in the axial direction D1 is suppressed.
- the substrate support portion that supports the printed circuit board may be provided only in the discharge pipe portion 12 or may be provided only in the upper wall portion 13.
- the component support part which supports an electronic component may be provided only in the discharge pipe part 12, and may be provided only in the upper wall part 13.
- the height of the upper wall portion 13 of the impeller storage portion IH in the axial direction D1 is closer to the inner side from the outer side in the radial direction D2, that is, the introduction pipe. It gets higher as it gets closer to part 11.
- a plurality of electronic components having different heights are mounted on the upper wall portion 13 on the surface 61 side of the printed circuit board 60, and a short electronic component is disposed close to the introduction tube portion 11.
- the tall electronic component may be positioned outside the impeller housing portion IH in the radial direction D2.
- the peripheral wall portion 15 and the surrounding wall portion 18 may be realized by a common wall portion.
- the impeller housing portion IH may be defined by the single peripheral wall portion, and the substrate chamber PC may be defined.
- FIG. 5A is a top view of a modified case 10a
- FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5A.
- 5A and 5B show the case 10a in a state before being assembled to the case 20 and before filling the substrate chamber PCa with the potting resin PR.
- the introduction pipe portion 11a extends outward in the radial direction D2 from the impeller chamber ICa, and extends substantially parallel to the discharge pipe portion 12a.
- the printed circuit board 60a is formed with a notch 63a in a straight line so as to allow the introduction tube portion 11a to escape. Further, the impeller chamber ICa is flatter than the above-described impeller chamber IC.
- the upper wall portion 13a of the impeller storage portion IHa is also formed substantially parallel to the radial direction D2.
- the printed circuit board 60a is disposed in the substrate chamber PCa surrounded by the impeller housing portion IHa, the surrounding wall portion 18a, and the protruding wall portion 181.
- the peripheral wall portion 15a is also formed with a smaller height in the axial direction D1 than the peripheral wall portion 15 described above.
- the fixed wall portion 17a is fixed to the case 20 in the same manner as the fixed wall portion 17 described above.
- the printed circuit board 60a is disposed within the range of the height Ha from the upper surface 23 of the case 20 to the upper end of the introduction pipe part 11a in the axial direction D1, and the impeller storage part IHa and the introduction pipe part. 11a and disposed near the impeller accommodating portion IHa by the notch 63a, the size in the axial direction D1 is increased, and the printed circuit board 60a and the high temperature of the electronic components mounted on the printed circuit board 60a Is suppressed.
- FIG. 5B since more electronic components are mounted on the surface 61a of the printed circuit board 60a than on the surface 62a, it is possible to suppress an increase in the temperature of the electronic components. Moreover, since the support pin 161a is formed in the upper wall part 13a, the printed circuit board 60a can be supported stably and workability
- the printed circuit boards 60 and 60a are both substantially circular but are not limited to this, and the shapes of the notches 63 and 63a are not limited to the illustrated example. If the number of electronic components mounted on the surface 61 of the printed circuit board 60 is greater than the number of electronic components mounted on the surface 62, the electronic components may be mounted on the surface 62. The same applies to the printed circuit board 60a. In the embodiment and the modified example, since the high temperature is suppressed by arranging the printed circuit boards 60 and 60a as described above, even if there is an electronic component mounted on the surface 62, for example, High temperature is also suppressed for electronic components. In the above modification, the printed circuit board 60a may be disposed on the introduction pipe portion 11a.
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Abstract
モータと、前記モータにより回転するインペラと、前記モータを収納したモータ収納部と、前記インペラを収納し、前記モータ収納部よりも前記モータの回転軸心の一方側に位置したインペラ収納部と、前記インペラ収納部内に流体を導入し、前記モータ収納部よりも前記一方側に位置した導入管部と、前記インペラ収納部から前記流体を排出する排出管部と、前記モータのコイルに電気的に接続され、前記モータ収納部よりも前記一方側に位置したプリント基板と、前記プリント基板に実装された電子部品と、を備え、前記プリント基板は、前記導入管部を逃がす切欠部を有し、前記インペラ収納部に対向している、電動ポンプ。
Description
本発明は、電動ポンプに関する。
インペラをモータにより回転させる電動ポンプが知られている。このような電動ポンプでは、モータを収納するモータ収納部に対して、モータの回転軸心の方向の一方側にインペラを収納するインペラ収納部が位置し、インペラ収納部よりも更に一方側にインペラに流体を導入する導入管部が位置し、モータ収納部の他方側にモータのコイルに電気的に接続されたプリント基板が配置される(例えば特許文献1及び2を参照)。
しかしながら上記の位置にプリント基板を配置すると、モータの回転軸心方向での電動ポンプの大きさが大型化する可能性がある。また、プリント基板にはモータのコイルが電気的に接続されており、またプリント基板はコイルの近くに配置されているため、プリント基板やプリント基板に実装されている電子部品が高温化する可能性がある。
そこで本発明は、モータの回転軸心の方向での大型化を抑制しつつ、プリント基板及びプリント基板に実装されている電子部品の高温化を抑制する電動ポンプを提供することを目的とする。
上記目的は、モータと、前記モータにより回転するインペラと、前記モータを収納したモータ収納部と、前記インペラを収納し、前記モータ収納部よりも前記モータの回転軸心の一方側に位置したインペラ収納部と、前記インペラ収納部内に流体を導入し、前記モータ収納部よりも前記一方側に位置した導入管部と、前記インペラ収納部から前記流体を排出する排出管部と、前記モータのコイルに電気的に接続され、前記モータ収納部よりも前記一方側に位置したプリント基板と、前記プリント基板に実装された電子部品と、を備え、前記プリント基板は、前記導入管部を逃がす切欠部を有し、前記インペラ収納部に対向している、電動ポンプによって達成できる。
本発明によれば、モータの回転軸心の方向での大型化を抑制しつつ、プリント基板及びプリント基板に実装されている電子部品の高温化を抑制する電動ポンプを提供できる。
図1Aは、電動ポンプ1の上面図、図1Bは、電動ポンプ1の側面図、図2は、図1AのA-A断面図である。電動ポンプ1は、互いに固定されたケース10及び20を備える。ケース20には、モータMを収納するモータ収納部RHが形成されている。モータMは、ロータR、鉄心30、鉄心30に巻回された複数のコイル34を含む。モータ収納部RHには、ロータRを回転可能に収納するロータ室RCを画定する。ロータRには詳しくは後述するがインペラ部48を含み、インペラ部48はケース10のインペラ収納部IHが画定するインペラ室IC内に収納されている。また、コイル34に導通ピン39を介してプリント基板60が電気的に接続されており、プリント基板60は、ケース10側に配置されている。プリント基板60には、コイル34の通電状態を制御してモータMの駆動を制御する駆動回路が実装されている。また、ケース10には、流体をインペラ収納部IH内に導入する導入管部11、流体をインペラ収納部IHから排出する排出管部12が形成されている。ここで、流体は具体的には液体であるが、気体であってもよい。ケース10は、アルミや黄銅等の金属製であってもよいし、熱伝導性の良い合成樹脂製であってもよい。
ケース20は、断面視で略凹状であり、ロータRの外周を包囲するように略筒状の周壁部25と、ロータRを回転可能に支持し略板状の底壁部27とを含み、例えば合成樹脂製である。周壁部25及び底壁部27は、モータ収納部RHを画定する。ケース20は、鉄心30、ロータRを回転可能に支持する軸部材40、軸部材40の端部42に固定された鍔部材50と共にインサート成型されている。周壁部25には、鉄心30、コイル34、導通ピン39の一部が埋設されている。底壁部27に、軸部材40の端部42、鍔部材50が埋設されている。
ロータRは、上述した軸部材40周りに嵌合した軸受Bを介して回転可能に支持された保持部材47、保持部材47の基端側で保持されケース20の周壁部25と対向する複数の永久磁石46、を含む。保持部材47の先端側には、導入管部11から流体を吸入し排出管部12から排出するインペラ部48が形成されている。インペラ部48は、軸部材40の端部41側に位置する。コイル34に電流が流れることにより、鉄心30が所定の極性に励磁され、鉄心30と永久磁石46との間に作用する磁力によってロータRが回転し、インペラ部48が回転する。尚、本明細書では、モータMの回転軸心の方向を軸心方向D1と称し、軸心方向D1に直交するモータMの径方向を径方向D2と称する。
尚、ケース20には周壁部25から径方向D2の外側に略C字状の固定部29が突出している。固定部29は、電動ポンプ1を他の部材に固定するための機能を有している。
図2に示すように、ケース10は、ケース20よりも軸心方向D1の一方側、詳細には、インペラ部48が位置している側でケース20に固定されている。ケース10は、導入管部11、上壁部13、周壁部15、固定壁部17、及び包囲壁部18が一体に形成されている。導入管部11は、軸心方向D1でケース20側に延在している。尚、排出管部12も、導入管部11と隣接しており、ケース20に対して同じ一方側に位置している。上壁部13は、導入管部11から湾曲しながら径方向D2の外側に延在している。周壁部15は、上壁部13から軸心方向D1のケース20側に延在している。上壁部13及び周壁部15は、インペラ収納部IHを画定する。固定壁部17は、周壁部15から径方向D2の外側に延在しケース20の上面23に固定されている。包囲壁部18は、周壁部15よりも径方向D2の外側に位置して固定壁部17から立ち上がっている。包囲壁部18は、図1Aに示すように略円形状であるが、部分的に径方向D2の外側に突出した突壁部181が形成されている。
上壁部13は、インペラ部48の形状に対応するように、径方向D2の外側に従って、拡径するように湾曲しており、インペラ部48と軸心方向D1で対向している。周壁部15は、インペラ部48の径方向D2の外側に位置している。インペラ室ICは、詳細には、ケース10のインペラ収納部IHとケース20の上面23とにより画定されている。
プリント基板60の中央部には、導入管部11を逃がした切欠部63が形成されている。また、プリント基板60は、上壁部13、周壁部15、固定壁部17、及び包囲壁部18により画定される基板室PC内に、インペラ収納部IHと対向するように配置されている。プリント基板60は、モータ収納部RH側の面61と、面61とは反対側の面62とを有し、電子部品E1等のプリント基板60に実装されている電子部品であって、背が高い又は放熱が必要な電子部品の多くが面61側に実装されている。
また、導通ピン39の一部分は、包囲壁部18に包囲される基板室PC内にまで延びてプリント基板60に接続されている。また、基板室PC内には、プリント基板60、後述する電子部品E1~E3及び導通ピン39等と共に、ポッティング樹脂PRが充填されて硬化しており、これによりこれら部品は封止されている。このため、これらの部品の防水性や防塵性、外部からの耐衝撃性が確保されている。また、基板室PC内でのプリント基板60のがたつきや、インペラ部48が液体を攪拌する際の騒音の増大も抑制される。
図2に示すようにプリント基板60は、ケース20の上面23から導入管部11の上端までの軸心方向D1での高さHの範囲内に配置され、詳細にはインペラ収納部IH及び導入管部11に対向してインペラ収納部IH近傍に配置されている。このため、軸心方向D1での電動ポンプ1の大型化が抑制されている。
また、インペラ室ICや導入管部11には流体が流れるため、プリント基板60や電子部品E1~E3の熱をポッティング樹脂PRや上壁部13等を介して流体に逃がすことができ、プリント基板60及びプリント基板60に実装されており詳しくは後述する電子部品E1~E3の高温化が抑制されている。また、プリント基板60には導入管部11を逃がす切欠部63が形成されているため、プリント基板60をできる限りインペラ収納部IH近傍に配置できる。これにより、プリント基板60及び電子部品E1~E3の熱を、インペラ室ICを流れる流体に効率的に逃がすことができ、プリント基板60及び電子部品E1~E3の高温化が更に抑制されている。
次にプリント基板60に関する構造について詳細に説明する。図3Aは、ケース10の上面図であり、図3Bは、図3AのB-B断面図である。図3A及び図3Bでは、プリント基板60を組み付ける前のケース10のみを示している。図3Aに示すように、インペラ収納部IHはモータMの回転軸心方向から見て、排出管部12と周壁部15とが接続した巻始位置151から時計方向に従ってモータMの回転軸心からの径が徐々に増大するように渦巻状に形成されているが、円形状であってもよい。排出管部12は、インペラ収納部IHから外側に延びており、包囲壁部18内から外部へと延びている。図4Aはプリント基板60の底面図であり、図4Bはプリント基板60の側面図である。プリント基板60の面61には、高さの異なる複数の電子部品E1~E3が実装されている。電子部品E1~E3は、モータMの駆動を実現するために設けられた電子部品であり、例えばトランジスタやコンデンサ、コイル等である。図4Bに示すように、電子部品E1~E3のうち、電子部品E1が最も背が低く、電子部品E3が最も背が高い。電子部品E1及びE2は、インペラ収納部IHの上壁部13に軸心方向D1で対向し、電子部品E3は、インペラ収納部IHの周壁部15に径方向D2に対向する。また、プリント基板60は、略円形状の部分から径方向D2の外側に突出したコネクタ部69を有する。コネクタ部69には、導通ピン39の先端が接続される。
また、プリント基板60の外縁近傍には、3つの孔661~663が形成されている。図3Aに示すように、包囲壁部18で包囲された部分には、軸心方向D1に延び、軸心周りに略等角度間隔に配置された3つの支持ピン161~163が設けられている。孔661~663にそれぞれ支持ピン161~163が嵌合することにより、プリント基板60は支持ピン161~163に支持される。支持ピン161は、排出管部12上に形成されている。支持ピン162は、インペラ収納部IH、具体的には、包囲壁部18と周壁部15との間に形成されている。支持ピン163は、包囲壁部18と周壁部15の間であるが、周壁部15から離れて包囲壁部18側に形成されている。支持ピン161及び162は、基板支持部の一例である。
また、上壁部13及び排出管部12の一部には、軸心方向D1の一方側に突出した、電子部品E1及びE2を支持するための複数の支持リブ13Eが設けられている。支持リブ13Eは、部品支持部の一例である。複数の支持リブ13Eは、略平行に並んだ形状であるがこのような形状に限定されない。例えば、支持リブ13Eは、円柱状や角柱状であってもよい。ここで、モータMの駆動を実現するために用いられる電子部品E1~E3の温度は、一般的にインペラ室IC内を流れる流体の温度よりも高い。従って、支持リブ13Eは、インペラ室IC内を流れる流体によって電子部品E1及びE2の温度よりも低い温度に維持される。このため、電子部品E1及びE2を冷却でき、電子部品E1及びE2の高温化を抑制できる。尚、電子部品E1及びE2と支持リブ13Eとの間に、熱伝導性が良いシリコンや放熱シートを介在させてもよい。
また、プリント基板60をケース10に組み付ける際にも、支持ピン161~163と共に支持リブ13Eによってもプリント基板60を安定して支持できるため、プリント基板60のケース10への組付作業や、その後の基板室PC内へのポッティング樹脂PRを充填する作業が容易となる。
図3Aには、電子部品E3が配置される位置を点線で示している。プリント基板60に実装された電子部品のうち最も背の高い電子部品E3は、周壁部15よりも径方向D2の外側に配置される。これにより、電子部品E3とインペラ収納部IHとの干渉を防止しつつ、デッドスペースを有効活用して、軸心方向D1での電動ポンプ1の大型化が抑制される。また、電子部品E3は、図3Aに示すように、巻始位置151から時計方向にα度、具体的には約60度の範囲内に位置している。ここで、インペラ収納部IHの周壁部15は巻始位置151から時計方向に徐々に径が増大するが、上記の範囲内であれば比較的周壁部15の径は小さい。このように周壁部15の径が小さい領域の径方向D2の外側に背の高い電子部品E3が配置されるため、電動ポンプ1の径方向D2の大型化も抑制されている。また、電子部品E1及びE2のみならず電子部品E3も、プリント基板60の面61に実装されて、インペラ収納部IH近傍に配置されるため、高温化が抑制される。
また、導通ピン39は、図2に示すように、コイル34から径方向D2の外側に延びて途中で折れ曲がり、軸心方向D1にプリント基板60に向かって延びた略L字状である。また、導通ピン39の先端は、図3Aに示した突壁部181と固定壁部17との隙間Gを通過して、図4Aに示したコネクタ部69に接続されている。コネクタ部69は、隙間Gに重なって突壁部181に対応するように配置される。コネクタ部69は、インペラ収納部IHよりも径方向D2の外側に位置しており、導通ピン39も同様にインペラ収納部IHよりも径方向D2の外側に位置して延びている。このため、導通ピン39がインペラ収納部IHに干渉することなく、モータ収納部RHに対して同じ一方側に配置されたインペラ収納部IH及びプリント基板60の導通性を確保できる。また、コネクタ部69は、排出管部12及び電子部品E1~E3から退避した位置に設けられているため、導通ピン39が排出管部12や電子部品E1~E3と干渉せずに導通性が確保されている。
また、図3Aに示すように、隙間G、即ちコネクタ部69は、モータMの回転軸心周りに巻始位置151から時計方向にα度からβ度、具体的には約60度~360度の範囲内に位置し、電子部品E3は、上述したように巻始位置151から時計方向に約60度の範囲内に位置している。これにより、導通ピン39と電子部品E3と干渉することなく、プリント基板60とコイル34との導通性を確保できる。尚、導通ピン39は、図2に示すように断面視で略L字状であるが、これに限定されない。また、導通ピン39の代わりに、導電性のコイルやその他の部材であってもよい。導通ピン39は、導通部材の一例である。
また、電動ポンプ1は、ケース10に対して、ロータR、ケース20、及びプリント基板60を、全て同じ側から組み付けることができる。このため、電動ポンプ1の組立作業性が向上している。
また、プリント基板60の外周縁は、基板室PCを画定する包囲壁部18により包囲されている。このため、基板室PC内にポッティング樹脂PRが充填される前においても、プリント基板60を直接触れることなく作業者はケース10や電動ポンプ1を取り扱うことができる。これによっても作業性が向上している。
包囲壁部18は、図2に示すように、プリント基板60と共に導入管部11の少なくとも一部、具体的には導入管部11の根元部であって、導入管部11とインペラ収納部IHとの境界付近を包囲している。更に包囲壁部18は、図3Aに示すように、排出管部12の根元部であって、排出管部12とインペラ収納部IHとの境界付近をも包囲している。これにより、電動ポンプ1に外部から衝撃が加えられた場合に、プリント基板60への衝撃を抑制できると共に、導入管部11や排出管部12の根元部にも衝撃が加わることが抑制され、プリント基板60や導入管部11、排出管部12が損傷することが抑制される。
上記実施例では、プリント基板60を包囲する包囲壁部18は、ケース10に一体に形成されている。このため、ケース10とは別体に包囲壁部を形成した場合と比較して、部品点数が抑制されている。
上記実施例では、基板室PC内にポッティング樹脂PRが充填されて硬化しているが、これに限定されず、例えば、導入管部11を逃がす切欠部が形成された蓋体を、ケース10に取り付けてもよい。この場合、基板室PCを画定する包囲壁部は、上記実施例のようにケース10に一体に形成されていてもよいが、蓋体に一体に形成されていてもよい。これによっても、インペラ収納部IHが外周から包囲されるため、インペラ部48からの騒音を抑制できる。
上記実施例では、プリント基板60は高温化抑制の観点からはインペラ収納部IHに近い方が望ましいが、図2に示した高さH内に配置されていればよい。軸心方向D1での大型化が抑制されるからである。
プリント基板を支持する基板支持部は、排出管部12にのみ設けられていてもよいし、上壁部13にのみ設けられていてもよい。同様に、電子部品を支持する部品支持部は、排出管部12にのみ設けられていてもよいし、上壁部13にのみ設けられていてもよい。
上記実施例では、図2及び図3Bに示すように、インペラ収納部IHの上壁部13の軸心方向D1での高さは、径方向D2の外側から内側に近づくほど、即ち、導入管部11に近づくほど高くなる。このため、例えば、プリント基板60の面61側に背の高さの異なる複数の電子部品が上壁部13に実装し、背の低い電子部品を導入管部11に近くに配置し、背の高い電子部品を背の低い電子部品よりも導入管部11から離して配置してもよい。これにより、軸心方向D1での大型化が抑制される。また、この場合、背の高い電子部品を、インペラ収納部IHよりも径方向D2の外側に位置してもよい。
周壁部15と包囲壁部18とが共通の壁部により実現されていてもよい。即ち、単一の周壁部によって、インペラ収納部IHを画定すると共に基板室PCを画定する構成であってもよい。
次に、変形例であるケース10aについて説明する。尚、ケース10aに関して、上述したケース10と同一、類似の構成については、同一、類似の符号を付することにより重複する説明を省略する。図5Aは、変形例であるケース10aの上面図、図5Bは、図5AのC-C断面図である。尚、図5A及び図5Bは、ケース20への組み付け前であって基板室PCaにポッティング樹脂PRを充填する前の状態のケース10aを示している。
導入管部11aは、インペラ室ICaよりも径方向D2の外側に延びており、排出管部12aと略平行に延びている。プリント基板60aは、導入管部11aを逃がすように、直線状に切欠部63aが形成されている。また、インペラ室ICaは、上述したインペラ室ICと比較して扁平状である。インペラ収納部IHaの上壁部13aもほぼ径方向D2に平行に形成されている。プリント基板60aは、インペラ収納部IHa、包囲壁部18a、及び突壁部181に包囲される基板室PCa内に配置されている。周壁部15aも、上述した周壁部15と比較して、軸心方向D1での高さが小さく形成されている。固定壁部17aは、上述した固定壁部17と同様にケース20に固定される。
このような構成においても、プリント基板60aは、軸心方向D1でのケース20の上面23から導入管部11aの上端までの高さHaの範囲内に配置されてインペラ収納部IHa及び導入管部11aに対向して配置され、切欠部63aによりインペラ収納部IHaの近傍に配置されているため、軸心方向D1での大型化及びプリント基板60a及びプリント基板60aに実装されている電子部品の高温化が抑制される。また、図5Bでは図示を省略してあるが、プリント基板60aの面61aには、面62aよりも多くの電子部品が実装されているため、電子部品の高温化も抑制できる。また、上壁部13aには支持ピン161aが形成されているため、プリント基板60aを安定して支持することができ、作業性が向上している。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
プリント基板60及び60aは、共に略円形状であるがこれに限定されず、切欠部63及び63aの形状も図示した例に限定されない。プリント基板60の面61に実装されている電子部品の数が、面62に実装されている電子部品の数より多ければ、面62に電子部品が実装されていてもよい。プリント基板60aについても同様である。尚、上記実施例及び変形例では、プリント基板60及び60a自体を上述のように配置することによって高温化が抑制されているため、例えば面62に実装されている電子部品があっても、この電子部品についても高温化が抑制される。また、上記変形例では、導入管部11aの上部にプリント基板60aを配置してもよい。
Claims (6)
- モータと、
前記モータにより回転するインペラと、
前記モータを収納したモータ収納部と、
前記インペラを収納し、前記モータ収納部よりも前記モータの回転軸心の一方側に位置したインペラ収納部と、
前記インペラ収納部内に流体を導入し、前記モータ収納部よりも前記一方側に位置した導入管部と、
前記インペラ収納部から前記流体を排出する排出管部と、
前記モータのコイルに電気的に接続され、前記モータ収納部よりも前記一方側に位置したプリント基板と、
前記プリント基板に実装された電子部品と、を備え、
前記プリント基板は、前記導入管部を逃がす切欠部を有し、前記インペラ収納部に対向している、電動ポンプ。 - 前記インペラ収納部には、前記電子部品を支持する部品支持部が設けられている、請求項1の電動ポンプ。
- 前記排出管部は、前記モータ収納部よりも前記一方側に位置する、請求項1又は2の電動ポンプ。
- 前記プリント基板は、前記排出管部に対向しており、
前記排出管部には、前記電子部品を支持する部品支持部が設けられている、請求項3の電動ポンプ。 - 前記インペラ収納部には、前記プリント基板を支持する基板支持部が設けられている、請求項1乃至4の何れかの電動ポンプ。
- 前記プリント基板は、前記排出管部に対向しており、
前記排出管部には、前記プリント基板を支持する基板支持部が設けられている、請求項3の電動ポンプ。
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