CN109923317B - 电动泵 - Google Patents

Abstract

提供一种电动泵，该电动泵包括：电动机；叶轮，其在所述电动机的作用下旋转；电动机容纳部，其用于容纳所述电动机；叶轮容纳部，其用于容纳所述叶轮并与所述电动机容纳部相比更靠近所述电动机的旋转轴线的一侧；引入管部，其将流体引入所述叶轮容纳部中并与所述电动机容纳部相比更靠近所述一侧；排出管部，其用于从所述叶轮容纳部排出所述流体；印刷电路板，其电连接到所述电动机的线圈并与所述电动机容纳部相比更靠近所述一侧；以及电子部件，其安装在所述印刷电路板上。所述印刷电路板面对所述叶轮容纳部并与相对于所述电动机容纳部相比更靠近所述一侧。

Description

电动泵

技术领域

本发明涉及电动泵。

背景技术

已知用电动机使叶轮旋转的电动泵。在这种电动泵中，容纳叶轮的叶轮容纳部设置在电动机的旋转轴线方向上的相对于容纳电动机的电动机容纳部的一侧，将流体引入叶轮的引入管道部设置在相对于叶轮容纳部的一侧，并且与电动机的线圈电连接的印刷电路板设置在电动机容纳部的另一侧(参见例如专利文献1和2)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本未经审查的专利申请公开No.2016-3580

[专利文献2]日本未经审查的专利申请公开No.2016-23635

发明内容

[本发明要解决的问题]

然而，印刷电路板在以上提到的位置处的布置会使电动泵在电动机的旋转轴线方向上的尺寸增大。另外，由于电动机的线圈电连接到印刷电路板并且印刷电路板布置在线圈附近，因此印刷电路板和安装在印刷电路板上的电子部件的温度会升高。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电动泵，该电动泵抑制电动机的旋转轴线方向上的尺寸增大并抑制印刷电路板和安装在其上的电子部件的温度升高。

[解决问题的手段]

以上目的是通过一种电动泵实现的，该电动泵包括：电动机；叶轮，该叶轮在所述电动机的作用下旋转；电动机容纳部，该电动机容纳部容纳所述电动机；叶轮容纳部，该叶轮容纳部容纳所述叶轮并设置在所述电动机的旋转轴线上的相对于所述电动机容纳部的一侧；引入管部，该引入管部将流体引入所述叶轮容纳部中并设置在相对于所述电动机容纳部的所述一侧；排出管部，该排出管部从所述叶轮容纳部排出所述流体；印刷电路板，该印刷电路板电连接到所述电动机的线圈并设置在相对于所述电动机容纳部的所述一侧；以及电子部件，该电子部件安装在所述印刷电路板上，其中，所述印刷电路板面对所述叶轮容纳部并设置在相对于所述叶轮的所述一侧。

[本发明的效果]

根据本发明，可以提供一种电动泵，该电动泵抑制电动机的旋转轴线方向上的尺寸增大并抑制印刷电路板和安装在其上的电子部件的温度升高。

附图说明

[图1]图1A是电动泵的俯视图，并且图1B是电动泵的侧视图；

[图2]图2是沿着图1A的线A-A截取的剖视图；

[图3]图3A是壳体的俯视图，并且图3B是沿着图3A的线B-B截取的剖视图；

[图4]图4A是印刷电路板的仰视图，并且图4B是印刷电路板的侧视图；以及

[图5]图5A是变形形式中的壳体的俯视图，并且图5B是沿着图5A的线C-C截取的剖视图。

具体实施方式

图1A是电动泵1的俯视图。图1B是电动泵1的侧视图。图2是沿着图1A的线A-A截取的剖视图。电动泵1包括彼此固定的壳体10和20。在壳体20中，形成有容纳电动机M的电动机容纳部RH。电动机M包括转子R、铁芯30和缠绕铁芯30的多个线圈34。电动机容纳部RH限定转子腔RC，转子R可旋转地容纳在转子腔RC。转子R包括稍后将被详细描述的叶轮部48。叶轮部48被容纳在由壳体10的叶轮容纳部IH限定的叶轮室IC中。另外，印刷电路板60经由导电销39电连接到线圈34，并且印刷电路板60被布置在壳体10侧。在印刷电路板60上，安装有控制线圈34的通电状态以控制电动机M的驱动电路。另外，壳体10形成有将流体引入叶轮容纳部IH中的引入管部11和将流体从叶轮容纳部IH排出的排出管部12。具体地，流体是液体，但是它可以是气体。壳体10可以由诸如铝或黄铜这样的金属制成，或者可以由导热率高的合成树脂制成。

横截面为大体凹形形状的壳体20包括：周缘壁部25，其具有大体圆柱形形状，从而包围转子R的外周缘；以及底壁部27，其具有大体板形状并且支持转子R进行旋转，并且由例如合成树脂制成。周缘壁部25和底壁部27限定电动机容纳部RH。壳体20与铁芯30、支撑转子R进行旋转的轴构件40以及固定到轴构件40的端部部分42的卡圈构件50一起模内注塑。铁芯30、线圈34和导电销39的一部分被埋入周缘壁部25中。轴构件40的端部部分42和卡圈构件50被埋入底壁部27中。

转子R包括：保持构件47，其经由围绕上述轴构件40装配的轴承B被可旋转地支撑；以及多个永磁体46，其被保持在保持构件47的底端侧并且面对壳体20的周缘壁部25。从引入管部11抽出流体并将流体排出到排出管部12的叶轮部48形成在保持构件47的远端侧。叶轮部48设置在轴构件40的端部部分41侧。流过线圈34的电流激励铁芯30以具有预定的极性，使得作用在铁芯30和永磁体46之间的磁力致使转子R旋转。因此，叶轮部48旋转。在本说明书中，电动机M的旋转轴线的方向被称为轴向方向D1，电动机M的与轴向方向D1正交的径向方向被称为径向方向D2。

另外，壳体20设置有固定部29，每个固定部29都具有大体C形并在径向方向D2上从周缘壁部25向外突出。固定部29各自具有将电动泵1固定到另一个构件的功能。

如图2中例示的，壳体10在轴向中心方向D1上的相对于壳体20的一侧(特别地在叶轮部48所处的一侧)固定到壳体20。壳体10与引入管部11、上壁部13、周缘壁部15、固定壁部17和环绕壁部18一体地形成。引入管部11在轴向方向D1上朝向壳体20延伸。另外，排出管部12与引入管部11相邻并且设置在相对于壳体20的同一侧。上壁部13从引入管部11弯曲并在径向方向D2上向外延伸。周缘壁部15在轴向方向D1上从上壁部13朝向壳体20延伸。上壁部13和周缘壁部15限定叶轮容纳部IH。固定壁部17在径向方向D2上从周缘壁部15向外延伸，并且被固定到壳体20的上表面23。环绕壁部18在径向方向D2上设置在周缘壁部15的外部并竖立于固定壁部17。环绕壁部18具有如图1A中例示的大体圆形形状，并且部分地设置有在径向方向D2上向外突出的突出壁部181。

上壁部13弯曲，使其直径在径向方向D2上朝向外侧增大，从而对应于叶轮部48的形状并且在轴向方向D1上面对叶轮部48。周缘壁部15在径向方向D2上设置在叶轮部48的外部。具体地，叶轮室IC由壳体10的叶轮容纳部IH和壳体20的上表面23限定。

在印刷电路板60的中心部分中形成接纳引入管部11的切口部63。另外，印刷电路板60面对叶轮容纳部IH并布置在由上壁部13、周缘壁部15、固定壁部17和环绕壁部18限定的板腔PC内。印刷电路板60具有在电动机壳体RH侧的表面61和与表面61相对的表面62。安装在印刷电路板60上并具有高高度或需要散热的诸如电子部件E1这样的大部分电子部件被安装在表面61上。

导电销39的一部分延伸到由环绕壁部18围绕的板腔PC中，并连接到印刷电路板60。灌封树脂PR被填充在板腔PC内并与印刷电路板60、稍后描述的电子部件E1至E3、导电销39等一起固化，使得这些部件被密封。这确保了这些部件的防水性、防尘性和外部抗冲击性。这还抑制了在板腔PC内的印刷电路板60的嘎嘎声的增加，并且抑制了在叶轮部48搅拌液体时噪声的增加。

如图2中例示的，印刷电路板60被布置在轴向方向上的从壳体20的上表面23到引入管部11的上端的高度H的范围内。具体地，印刷电路板60被布置在叶轮容纳部IH的附近并面对叶轮容纳部IH和引入管部11。这抑制了电动泵1在轴向方向D1上的尺寸增大。

另外，由于流体流过叶轮室IC和引入管部11，因此热可以经由灌封树脂PR、上壁部13等从印刷电路板60和电子部件E1到E3传递到流体。因此，可以抑制印刷电路板60和稍后详细描述的安装在其上的电子部件E1至E3的温度升高。另外，由于用于接纳引入管部11的切口部63形成在印刷电路板60中，因此印刷电路板60可尽可能多地靠近叶轮容纳部IH布置。结果，热能高效地从印刷电路板60和电子部件E1至E3传递到流过叶轮室IC的流体。这进一步抑制了印刷电路板60和电子部件E1至E3的温度升高。

接下来，将详细描述印刷电路板60的结构。图3A是壳体10的俯视图。图3B是沿着图3A的线B-B截取的剖视图。图3A和图3B仅例示了印刷电路板60被组装到壳体10中之前的壳体10。当如图3A中例示地在电动机M的轴向方向D1上观察时，叶轮容纳部IH具有以下这样的螺旋形状：其围绕电动机M的旋转轴线的直径在顺时针方向上从螺旋起点151起逐渐增大，排出管部12和周缘壁部15在螺旋起点151处彼此连接。然而，叶轮容纳部IH可以具有圆形形状。排出管部12从叶轮容纳部IH向外延伸并从环绕壁部18的内部向外延伸。图4A是印刷电路板60的仰视图。图4B是印刷电路板60的侧视图。在印刷电路板60的表面61上，安装有多个高度不同的电子部件E1至E3。提供诸如晶体管、电容器和线圈这样的电子部件E1至E3来驱动电动机M。如图4B中例示的，电子部件E1是最低的，电子部件E3是最高的。电子部件E1和E2在轴向方向D1上面对叶轮容纳部IH的上壁部13。电子部件E3在径向方向D2上面对叶轮容纳部IH的周缘壁部15。另外，印刷电路板60具有从大体圆形部分在径向方向D2上向外突出的连接器部69。导电销39的远端连接到连接器部69。

在印刷电路板60的外边缘附近形成有三个孔661至663。如图3A中例示的，设置有三个支撑销161至163，这三个支撑销161至163在轴向方向D1上延伸并围绕轴线以基本上相等的间隔布置并且被环绕壁部18环绕。支撑销161至163分别配合到孔661至663中，因此印刷电路板60由支撑销161至163支撑。支撑销161形成在排出管部12上。支撑销162形成在叶轮容纳部IH中，具体地，形成在环绕壁部18和周缘壁部15之间。支撑销163形成在环绕壁部18和周缘壁部15之间，但是靠近环绕壁部18并远离周缘壁部15。支撑销161和162是板支撑部的示例。

另外，在上壁部13和排出管部12的一部分上设置有多个支撑肋13E，这多个支撑肋13E在轴向方向D1上向一侧突出并支撑电子部件E1和E2。支撑肋13E是部件支撑部的示例。多个支撑肋13E基本上平行布置，但是不限于这种形状。例如，支撑肋13E可以具有圆柱形形状或棱柱形状。这里，用于驱动电动机M的电子部件E1至E3的温度通常高于在叶轮室IC中流动的流体的温度。因此，在叶轮室IC中流动的流体致使支撑肋13E被保持在比电子部件E1和E2的温度低的温度。因此，电子部件E1和E2可被冷却，并且可抑制电子部件E1和E2的温度升高。另外，可在电子部件E1和E2与支撑肋13E之间插置具有高导热率的硅或散热片。

另外，当印刷电路板60被组装到壳体10中时，印刷电路板60可由支撑肋13E与支撑销161至163一起稳定地支撑。这有助于进行将印刷电路板60组装到壳体10中的操作并且有助于进行将灌封树脂PR填充到板室PC中的操作。

图3A中的虚线指示电子部件E3的布置位置。安装在印刷电路板60上的电子部件当中的最高的电子部件E3在径向方向D2上布置在周缘壁部15外部。这样有效防止了电子部件E3与叶轮容纳部IH之间的干扰，并且在有效利用非工作区域的同时抑制了电动泵1在轴向方向D1上的尺寸增大。另外，如图3A中例示的，电子部件E3被设置在沿顺时针方向从螺旋起点151成α度(具体地，大约60度)的范围内。这里，尽管叶轮容纳部IH的周缘壁部15的直径在顺时针方向上从螺旋起点151起逐渐增大，但周缘壁部15的直径在以上范围内相当小。高的电子部件E3以这种方式布置在周缘壁部15的直径在径向方向D2上较小的区域之外，因此也抑制了电动泵1在径向方向D2上的尺寸增大。另外，不仅电子部件E1和E2而且电子部件E3被安装在叶轮容纳部IH附近的印刷电路板60的表面61上，由此抑制温度升高。

如图2中例示的，导电销39具有以下这样的大体L形：在径向方向D2上从线圈34向外延伸，其中间发生弯曲，并且在轴向方向D1上朝向印刷电路板60延伸。导电销39的远端通过图3A中例示的突出壁部181和固定壁部17之间的间隙G连接到图4A中例示的连接器部69。连接器部69与间隙G重叠并被布置成对应于突出壁部181。连接器部69在径向方向D2上设置在叶轮容纳部IH的外部。同样，导电销39延伸并且在径向方向D2上设置在叶轮容纳部IH的外部。因此，可以确保处于相对于电动机容纳部RH的同一侧的连接器部69和印刷电路板60之间的导电性，而不存在导电销39与叶轮容纳部IH的干扰。另外，连接器部69被设置成从排出管部12和电子部件E1至E3后退，由此确保导电销39的导电性，而不会干扰排出管部12和电子部件E1至E3。

如图3A中例示的，间隙G，也就是说，连接器部69设置在围绕电动机M的旋转轴线在顺时针方向上与螺旋起点151成α度至β度(具体地，大约60度至360度)的范围内，并且如上所述，电子部件E3设置在在顺时针方向上与螺旋起点151成大约60度的范围内。因此，可确保印刷电路板60和线圈34之间的导电性，而不会干扰导电销39和电子部件E3。另外，导电销39的横截面为大体L形，但是不限于此。可使用导电线圈或其他构件替代导电销39。导电销39是导电构件的示例。

另外，转子R、壳体20和印刷电路板60都可从同侧被组装到电动泵1的壳体10。这样改善了电动泵1的组装可操作性。

另外，印刷电路板60的外周边缘被限定板室PC的环绕壁部18环绕。因此，即使在用灌封树脂PR填充板室PC之前，操作者也可在不直接触摸印刷电路板60的情况下操纵壳体10和电动泵1。这也改善了可操作性。

如图2中例示，环绕壁部18与印刷电路板60一起环绕引入管部11的至少一部分。具体地，环绕壁部18环绕引入管部11的根部以及引入管部11与叶轮容纳部IH之间的边界附近。另外，如图3中例示的，环绕壁部18环绕排出管部12的根部以及排出管部12与叶轮容纳部IH之间的边界附近。因此，当对电动泵1施加外部冲击时，可抑制对印刷电路板60的冲击，并且还可抑制冲击被施加到引入管部11和排出管部12的根部。这样抑制了对印刷电路板60、引入管部11和排出管部12的损坏。

在以上实施方式中，环绕印刷电路板60的环绕壁部18一体地形成在壳体10中。因此，与环绕壁部与壳体10分开形成的情况相比，抑制了部件的数量。

在以上实施方式中，在板室PC内填充灌封树脂PR并进行固化，但是本发明不限于此。例如，具有用于接纳引入管部11的切口部的封盖可附接到壳体10。在这种情况下，如同以上实施方式，限定板室PC的环绕壁部可与壳体10或封盖一体地形成。利用该布置，叶轮容纳部IH的外周被环绕，因此可抑制来自叶轮部48的噪声。

在以上实施方式中，就抑制温度升高而言，印刷电路板60优选地靠近叶轮容纳部IH，但是它可布置在图2A中例示的高度H内。这是因为抑制了轴向方向D1上的尺寸增大。

用于支撑印刷电路板的板支撑部可仅设置在排出管部12中或仅设置在上壁部13中。同样，用于支撑电子部件的部件支撑部可仅设置在排出管部12中或仅设置在上壁部13中。

在以上实施方式中，如图2和图3B中例示的，叶轮容纳部IH在轴向方向D1上的上壁部13的高度随着其在径向方向D2上从外侧靠近内侧(也就是说，随着其靠近引入管部11)而增加。因此，例如，高度不同的多个电子部件可被安装在印刷电路板60的表面61上，低的电子部件可靠近引入管部11布置，而与低的电子部件相比，高的电子部件可远离引入管部11布置。结果，抑制了轴向方向D1上的尺寸增大。另外，在这种情况下，高的电子部件可在径向方向D2上布置在叶轮容纳部IH的外部。

可通过公共壁部实现周缘壁部15和环绕壁部18。也就是说，单个周缘壁部可以限定叶轮容纳部IH和板室PC。

接下来，将描述根据变形形式的壳体10a。在壳体10a中，将用相同或相似的附图标记表示上述壳体10的相同或相似的部件，并且将省略对其的重复描述。图5A是根据变形形式的壳体10a的俯视图，并且图5B是沿着图5A中的线C-C截取的剖视图。图5A和图5B例示了在壳体10a被组装到壳体20中之前以及在用灌封树脂PR填充板室PCa之前的壳体10a。

引入管部11a在径向方向D2上从叶轮室ICa向外延伸，并且基本上与排出管部12a平行地延伸。在印刷电路板60a中，切口部63a线性地形成，以便使引入管部11a后退。另外，与上述叶轮室IC相比，叶轮室ICa是平坦的。叶轮容纳部IHa的上壁部13a也基本上与径向方向D2平行地形成。印刷电路板60a布置在由叶轮容纳部IHa、环绕壁部18a和突出壁部181环绕的板室PCa内。

在这种配置中，印刷电路板60a布置在在轴向方向D1上的从壳体20的上表面23到引入管部11a的上端的高度Ha的范围内，面对叶轮容纳部IHa和引入管部11a，并且通过切口部63a布置在叶轮容纳部IHa附近。因此，可以抑制轴向方向D1上的尺寸增大，并抑制印刷电路板60a和安装在其上的电子部件的温度升高。另外，如图5B中未例示的，安装在印刷电路板60a的表面61a上的电子部件的数量大于安装在表面62a上的电子部件的数量。因此，可以抑制电子部件的温度升高。另外，由于支撑销161a形成在上壁部13a中，因此从可稳定地支撑印刷电路板60a，并且改善了可操作性。

尽管已经详细例示了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限于以上提到的实施方式，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出其他实施方式、变形形式和修改形式。

尽管印刷电路板60和60a均具有大体圆形的形状，但是本发明不限于此。另外，切口部63和63a的形状不限于所例示的示例。只要安装在印刷电路板60的表面61上的电子部件的数量大于安装在表面62上的电子部件的数量，电子部件就可以安装在表面62上。对于印刷电路板60a，同样如此。在上述实施方式和变型中，印刷电路板60和60a本身的布置按以上方式抑制了其温度的升高。因此，即使在例如表面62上安装有电子部件，电子部件的温度升高也得以抑制。另外，在以上变型中，印刷电路板60a可布置在引入管部11a上方。

Claims (3)

1.一种电动泵，该电动泵包括：

电动机；

叶轮，该叶轮在所述电动机的作用下旋转；

电动机容纳部，该电动机容纳部容纳所述电动机；

叶轮容纳部，该叶轮容纳部容纳所述叶轮并设置在所述电动机的旋转轴线上的相对于所述电动机容纳部的一侧；

引入管部，该引入管部将流体引入所述叶轮容纳部中并设置在相对于所述电动机容纳部的所述一侧；

排出管部，该排出管部从所述叶轮容纳部排出所述流体；

印刷电路板，该印刷电路板电连接到所述电动机的线圈并设置在相对于所述电动机容纳部的所述一侧；

电子部件，该电子部件安装在所述印刷电路板上；以及

环绕壁部，该环绕壁部环绕所述叶轮容纳部和所述印刷电路板，

其中，所述印刷电路板面对所述叶轮容纳部并设置在相对于所述叶轮的所述一侧，

其中，所述排出管部设置在相对于所述电动机容纳部的所述一侧，

其中，所述引入管部和所述叶轮容纳部彼此一体地形成，

其中，所述叶轮容纳部的壁的一部分布置在所述叶轮和所述印刷电路板之间，

其中，所述电动机包括：

所述线圈；

铁芯，该铁芯缠绕所述线圈；以及

转子，该转子在所述线圈被通电并且所述铁芯被激励时旋转，

所述电动机容纳部包括环绕所述转子的周缘壁部，并且

所述线圈和所述铁芯被埋入所述电动机容纳部的所述周缘壁部中，

其中，所述转子包括保持构件和所述叶轮，所述保持构件经由围绕轴构件装配的轴承被可旋转地支撑，并且所述叶轮形成在所述保持构件的端侧，

其中，所述叶轮容纳部限定容纳所述叶轮的叶轮室，所述电动机容纳部限定容纳所述转子的转子腔，并且所述叶轮室通过所述叶轮和所述保持构件连接到所述转子腔，

其中，所述电子部件包括自所述印刷电路板起的高度彼此不同的第一电子部件和第二电子部件，所述叶轮容纳部设置有分别支撑所述第一电子部件和所述第二电子部件的第一部件支撑部和第二部件支撑部，所述第一部件支撑部设置在所述叶轮容纳部的沿所述叶轮的形状弯曲的表面上，并且所述第一部件支撑部包括多个支撑肋，

其中，所述印刷电路板和所述线圈经由导电构件彼此电连接，所述导电构件的至少一部分设置成从所述叶轮容纳部关于所述旋转轴线径向向外，所述导电构件部分地埋入在所述周缘壁部中，所述导电构件设置成不从所述周缘壁部关于所述旋转轴线径向向外露出，

其中，所述印刷电路板面对所述排出管部，并且所述叶轮容纳部和所述排出管部分别设置有支撑所述印刷电路板的板支撑部，并且

其中，所述导电构件部分地设置成从所述环绕壁部关于所述旋转轴线径向向内，

其中，所述印刷电路板包括连接器部，

其中，所述导电构件连接到所述连接器部，

其中，所述环绕壁部部分地设置有关于所述旋转轴线向外突出的突出壁部，

其中，所述连接器部被布置为对应于所述突出壁部，并且

其中，所述导电构件部分地沿着所述突出壁部延伸。

2.根据权利要求1所述的电动泵，其中，所述印刷电路板布置在所述旋转轴线的方向上的从所述电动机容纳部到所述引入管部的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的电动泵，其中，安装在所述印刷电路板的在所述电动机容纳部一侧的表面上的电子部件的数量大于安装在所述印刷电路板的与所述表面相对的另一表面上的电子部件的数量。

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