JP2011117378A - ポンプおよび液体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給を行う第１の導線と制御信号を送る第２の導線との絶縁距離を確保して、安全性を高めることの可能なポンプおよび当該ポンプを搭載した液体供給装置を得る。
【解決手段】ポンプＰは、制御基板（制御部）Ｃに対して、電力供給を行う第１の導線２０ａおよび制御信号を送る複数の第２の導線２０ｂを保持する保持部６を備える。そして、この保持部６に、前記第１および第２の導線２０ａ、２０ｂを挿入させる複数の穴部７０を並列配置させるとともに、第１の導線２０ａを挿入させる第１の穴部７０ｂと、第２の導線を挿入させる第２の穴部７０ａとの間に絶縁部７５を設け、第１の穴部７０ｂと第２の穴部７０ａとの間の距離と、第２の穴部７０ａどうしの距離と、を異ならせた。
【選択図】図４

Description

本発明は、ポンプおよび当該ポンプを搭載した液体供給装置に関し、詳細には、ポンプの制御部に接続される導線の絶縁構造に関する。

従来より、例えばコントロールセンタの制御ユニットに接続される導線の絶縁構造として、並列配置された複数の導線を相間バリヤ（絶縁部）を有した蓋部材（上側保持部）で区画したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、相手側の端子部底面（下側保持部）から隔壁が立設されており、この隔壁に形成された嵌合溝に相間バリヤの先端部が各導線に対してオーバーラップするように挿入することで、所定の絶縁距離を確保している。

実開昭６１−８３２７２号公報

ところで、制御ユニットに接続される複数の導線には、電力供給を行う第１の導線と制御信号を送る複数の第２の導線とが存在する。この場合、通常では制御信号を送る第２の導線に対して電力供給を行う第１の導線に流れる電流量が多いため、これら第１の導線と第２の導線との間の絶縁距離を、第２の導線と第２の導線との間の絶縁距離に対して充分に大きくとる必要がある。

しかしながら、上記従来の絶縁構造のように、各導線を等間隔に並列配置させると、電力供給を行う第１の導線と制御信号を送る第２の導線との絶縁距離を確保することができないという問題があった。

そこで、本発明は、電力供給を行う第１の導線と制御信号を送る第２の導線との絶縁距離を確保して安全性を高めることの可能なポンプおよび当該ポンプを搭載した液体供給装置を得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、液体を吸排するポンプ部と、マグネットを有する回転可能なロータと、前記マグネットに対向配置される中空のステータコアの内部にコイルを配置させたステータとを備えたモータ部と、前記コイルに対する通電を制御することにより前記モータ部を駆動させる制御部と、前記制御部に対して、電力供給を行う第１の導線および制御信号を送る複数の第２の導線を保持する保持部とを備え、前記保持部に、前記第１および第２の導線を挿入させる複数の穴部を並列配置させるとともに、前記第１の導線を挿入させる第１の穴部と、前記第２の導線を挿入させる第２の穴部との間に絶縁部を設け、前記第１の穴部と第２の穴部との間の距離と、前記第２の穴部どうしの距離と、を異ならせたことを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、前記第１および第２の穴部の並列方向一端に、前記第１の穴部を配置したことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、前記絶縁部を、絶縁性樹脂により成型したことを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、前記保持部は、上下に２分割されるとともに、対向面に互いに結合することで前記第１および第２の穴部が形成される凹路が設けられた上側保持部および下側保持部を備えることを特徴とする。

請求項５の発明にあっては、前記第１および第２の穴部に前記第１および第２の導線を挿入させた状態で、これら第１の導線と第２の導線との沿面距離を測る時に描かれる仮想線が曲線状となるように前記絶縁部を形成したことを特徴とする。

請求項６の発明にあっては、前記絶縁部に、前記上側および下側保持部の対向面に設けられて互いに係合する凹部と凸部を設けることで、前記仮想線が曲線状となるように形成したこと特徴とする。

請求項７の発明にあっては、前記ステータ、制御部および保持部を、モールド樹脂により被覆したことを特徴とする。

請求項８の発明にあっては、請求項１〜７のうち何れか１項に記載の前記ポンプを搭載したことを特徴とする液体供給装置である。

請求項１の発明によれば、保持部に第１および第２の導線を挿入させる複数の穴部を並列配置させるとともに、第１の導線を挿入させる第１の穴部と、第２の導線を挿入させる第２の穴部との間に絶縁部を設けている。そして、これにより、第１の穴部と第２の穴部との間の距離と、第２の穴部どうしの距離とを異ならせるようにしたため、これらの穴部に挿入される第２の導線どうしの距離に対して、第１の導線と第２の導線との間の距離を大きくとることが可能となり、絶縁距離を確保して安全性を高めたポンプを提供することができる。

請求項２の発明によれば、第１および第２の穴部の並列方向一端に、前記第１の穴部を配置するようにしたため、第１の穴部を真ん中に配置する構成と比べて絶縁部を１箇所設ければよく、保持部を穴部の並列方向に小型化することが可能となる。

請求項３の発明によれば、絶縁部を絶縁性樹脂により成型したため、絶縁部が絶縁体で構成されない場合と比べて第１の導線と第２の導線との間の距離を短くできるようになり、保持部をより穴部の並列方向に小型化することができる。

請求項４の発明によれば、保持部は上下に２分割されるとともに、対向面に互いに結合することで第１および第２の穴部が形成される凹路が設けられた上側保持部および下側保持部を備えるため、第１および第２の導線の第１および第２の穴部への挿入性を向上することができる。

請求項５の発明によれば、第１および第２の穴部に第１および第２の導線を挿入させた状態で、これら第１の導線と第２の導線との沿面距離を測る時に描かれる仮想線が曲線状となるように絶縁部を形成したため、仮想線が直線状となる構成と比べて第１の穴部と第２の穴部との間の距離が同一で絶縁距離をより大きくとることができるようになる。

他方、第１の導線と第２の導線との沿面距離を曲線状とすることで、仮想線が直線上となる構成と比べて同一の沿面距離で第１の穴部と第２の穴部との間の距離を短くすることができるため、保持部を穴部の並列方向に小型化できるという利点もある。

請求項６の発明によれば、絶縁部に前記上側および下側保持部の対向面に設けられて互いに係合する凹部と凸部を設けることで、前記仮想線が曲線状となるようにしたため、第１の導線と第２の導線との絶縁距離を確保して安全性を高めたポンプを提供することができる。

請求項７の発明によれば、ステータ、制御部および保持部を、モールド樹脂により被覆したため、これらステータ、制御部および保持部を、モールド樹脂で保護して強度を高めることができるとともに、モールド樹脂が保持部の第１および第２の穴部を封止することで、第１の導線と第２の導線とを絶縁してポンプの安全性をより高めることができるようになる。

請求項８の発明によれば、請求項１〜７のうち何れか１項に記載の作用効果を奏するポンプを搭載した液体供給装置を得ることができる。

本発明の一実施形態にかかるポンプを示した断面図である。 本発明の一実施形態にかかる保持部を示した斜視図である。 図２に示す保持部の分解斜視図である。 図２に示す保持部の導線の接続状況を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図４は、本発明にかかるポンプの一実施形態を示した図である。まずは図１を参照して、本実施形態のポンプの概略構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態のポンプＰは、モータＭを駆動源とするポンプＰであり、ポンプケース１と、分離版２と、羽根車３と、ロータ４と、ステータ５と、制御基板（制御部）Ｃとを備えて構成されている。

ポンプケース１と分離版２とは互いに結合されており、これらが対をなしてポンプ室７を形成している。ポンプケース１と分離版２との結合部分には、ポンプ室７の水密性を確保する観点からシール部材８を介在させている。ポンプ室７には、羽根車３とロータ４とが一体化された状態で回転自在に収容されている。ロータ４の周囲には、分離版２を挟んで外側にステータ５が対向配置されており、いわゆるインナー型ロータ構造のモータ構成となっている。

ポンプケース１は、分離版２とともにポンプ室７を形成しており、ポンプ室７を画定するケース本体１１と、吸入口１２と、吐出口１３とで構成されている。吸入口１２は、ケース本体１１の天面中央に開口されており、ポンプ室７内に液体を吸入するための開口として機能する。一方、吐出口１３は、ケース本体１１の側壁に設けられており、ポンプ室７内の液体を吐出するための開口として機能する。

分離版２は、ポンプケース２とともにポンプ室７を形成しており、ロータ４とステータ５とを水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する機能を担っている。

羽根車３は、ロータ４に対して一体的に取り付けられており、ロータ４とともに回転する。この羽根車３は、自己が回転することにより、吸入口１２からポンプ室７内へと液体を吸い込むとともに、吸い込んだ液体に遠心力を加えて吐出口１３からポンプＰ外へと排出する。

ロータ４は、円筒体として形成され、羽根車３を回転駆動させる。このロータ４は、円筒形状のロータ本体４１と、ロータ本体４１の外壁（外周側）に設けられて磁気回路（磁束）を構成する複数のマグネット４２とで構成されている。ロータ本体４１は、ポンプケース１に設けられた軸支え部４３と、分離板６に設けられた軸支え部４４とに各端部を挿入嵌合させた固定軸４５に対して、軸受け部４６を介して回転自在に支承されている。固定軸４５は、その両端側に取り付けられた一対の回り止め板４７により回転不可能とされている。なお、マグネット４２と分離板２との間には、ロータ４の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。

ステータ５は、マグネット４２に対向配置される歯部５４を有した環状で中空のステータコア５１と、この中空のステータコア５１の内部にコイルボビン５３を介して収容される環状コイル５２とで構成されている。図１に示すように、コイルボビン５３は、分離版２の背面側に向けて延設された延設部５３ａを有しており、この延設部５３ａに制御基板Ｃの一端側が取付固定される。

制御基板（制御部）Ｃは、ロータ４の回転位置を検出する位置検出センサ（図示せず）からの信号を受けて、環状コイル５２に流す電流を制御するようになっている。これにより、制御基板Ｃは、ロータ４の回転位置に応じて環状コイル５２で発生させた磁界を制御する。

ここで、本実施形態のポンプＰにおいては、詳細を後述するが、制御基板Ｃに対して電気的に接続される複数の導線２０を保持する保持部６を備えている。保持部６は、図１に示すように、制御基板Ｃに取付固定されるようになっており、その後にポンプケース１を除いた部位全体がモールド樹脂９で被覆される。つまり、このポンプＰでは、分離板２、ステータ５、制御基板Ｃおよび保持部６がモールド樹脂９で被覆され、これにより強度が確保されている。

このように構成されたポンプＰにおいては、制御基板Ｃにより環状コイル５２が通電され、当該環状コイル５２の通電により発生する磁界がステータ５の歯部５４からロータ４のマグネット４２へと伝達されてマグネット４２が吸引反発することで、ロータ４と一体的に設けられた羽根車３が、固定軸４５を中心として回転する。そして、この羽根車３の回転にともないポンプ作用が発生し、液体が吸入口１２よりポンプ室７内へと吸い込まれ、羽根車３により遠心力を加えられて吐出孔１３からポンプＰ外へと吐出される。

次に、図２〜図４を参照して、本実施形態の特徴部分である保持部６について詳しく説明する。

図２に示すように、本実施形態の保持部６は、制御基板Ｃに接続される複数の導線２０を保持するための複数の穴部７０が並列配置された樹脂成型品として構成される。

ここで、保持部２０に挿入される複数の導線２０は、制御基板Ｃに対して、電力供給を行う第１の導線２０ａ（図４参照）と制御信号を送る複数の第２の導線２０ｂとを備えている。本実施形態のポンプＰにおいては、制御信号を送る第２の導線２０ｂに対して電力供給を行う第１の導線２０ａに１０倍以上の電流を流すことを想定しており、したがって、これら第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの絶縁を図ってポンプＰの安全性を確保する必要がある。

そこで、本実施形態では、保持部６の第１の導線２０ａが挿入される第１の穴部７０ｂと、第２の導線２０ｂが挿入される第２の穴部７０ａとの間に絶縁部７５を設けており、これにより、第１の穴部７０ｂと第２の穴部７０ａとの間の距離と、隣接して配置される第２の穴部７０ａどうしの距離とを異ならすようにしている。

すなわち、本実施形態では、並列方向に５つ配置された穴部７０のうち、並列方向一端側（図２中右側）に設けられた穴を第１の穴部７０ｂとするとともに、残りの４つの穴を第２の穴部７０ａとし、これら４つの第２の穴部７０ａのうち、第１の穴部７０ｂに隣接して配置される第２の穴部７０ａと第１の穴部７０ｂとの間に絶縁部７５を設けている。

そして、図３に示すように、このような保持部２０は、上下に２分割された上側保持部６Ａと下側保持部６Ｂとで構成されている。

上側保持部６Ａは、略矩形状の基部６０と、この基部６０の四隅に位置する裏側から突設された４つのボス突起６３と、基部６０の長手方向両端部に設けられた２つの切欠部６４とを備えている。また、基部６０の裏側のボス突起６３が形成されない領域には突出部６１が設けられており、この突出部６１に第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａを構成する複数の凹路６２が設けられている。

一方、下側保持部６Ｂは、基部６５と、この基部６５の長手方向両端部に立設された側壁部６６と、側壁部６６の上面に設けられ上側保持部６Ａの切欠部６４に係合する２つの突部６８と、同じく側壁部６６の上面に設けられ上側保持部６Ａのボス突起６３が挿入される４つの孔部６７と、側壁部６６の一端から突設され制御基板Ｃに取付固定される２つの爪部７４とを備えている。そして、基部６５の表側には、第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａを構成する複数の凹路６９が設けられており、第２の穴部７０ａに対応する凹路６９どうしの間には、挿入される第２の導線２０ｂどうしを絶縁するリブ７３が設けられている。

したがって、本実施形態の保持部６にあっては、例えばリード線などの５つの導線２０を制御基板Ｃに電気的に接続するとともに、電力供給を行う第１の導線２０ａを下側保持部６Ｂの第１の穴部７０ｂに対応する凹路６９に挿入し、制御信号を送る４つの第２の導線２０ｂを下側保持部６Ｂの第２の穴部７０ａに対応する凹路６９に挿入して、上側保持部６Ａを下側保持部６Ｂに結合することで、第１および第２の導線２０ａ、２０ｂを保持することができる。

上側保持部６Ａと下側保持部６Ｂを結合する際には、下側保持部６Ｂの４つ孔部６７に上側保持部６Ａの４つボス突起６３をそれぞれ係合させるとともに、下側保持部６Ｂの２つの突部６８に上側保持部６Ａの２つの切欠部６４を係合させることで、これら上側保持部６Ａと下側保持部６Ｂの上下方向と前後方向の動きを規制して、精度よく組み付けることができる。

また、図３に示すように、第１の穴部７０ｂと第２の穴部７０ａとの間に設けられる絶縁部７５は、上側保持部６Ａと下側保持部６Ｂの対向面に設けられて互いに係合する凹部７１と凸部７２とを備えている。

すなわち、本実施形態では、上側保持部６Ａの凹部７１と下側保持部６Ｂの凸部７２とを係合させることで、図４に示すように、第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａに第１および第２の導線２０ａ、２０ｂを挿入させた状態で、これら第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの沿面距離を測る時に描かれる仮想線Ｓが曲線状となるようにしている。

このように、仮想線Ｓが曲線状となるように絶縁部７５を形成することで、仮想線が直線状となるように絶縁部が形成される構成と比べて、第１の穴部７０ｂに挿入された第１の導線２０ａと、第２の穴部７０ａに挿入された第２の導線２０ｂとの沿面距離を大きくとることができるようになり、第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの絶縁距離を確保して安全性を高めたポンプを提供することができる。

以上、説明してきたように、本実施形態のポンプＰでは、保持部６に第１および第２の導線２０ａ、２０ｂを挿入させる複数の穴部７０を並列配置させるとともに、第１の導線２０ａを挿入させる第１の穴部７０ｂと、第２の導線２０ｂを挿入させる第２の穴部７０ａとの間に絶縁部７５を設けている。そして、これにより、第１の穴部７０ｂと第２の穴部７０ａとの間の距離と、第２の穴部７０ａどうしの距離とを異ならせるようにしたため、これらの穴部７０に挿入される第２の導線２０ｂどうしの距離に対して、第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの間の距離を大きくとることが可能となり、絶縁距離を確保して安全性を高めたポンプＰを提供することができる。

また、本実施形態では、第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａの並列方向一端に、前記第１の穴部７０ｂを配置するようにしたため、第１の穴部７０ｂを真ん中に配置する構成と比べて絶縁部７５を１箇所設ければよく、保持部６を第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａの並列方向（長手方向）に小型化することが可能となる。

また、本実施形態では、絶縁部７５を絶縁性樹脂により成型したため、絶縁部が絶縁体で構成されない場合と比べて第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの距離を短くでき、保持部６をより長手方向に小型化することができる。

また、本実施形態では、保持部６は上下に２分割されるとともに、対向面に互いに結合することで第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａが形成される凹路６２、６９が設けられた上側保持部６Ａおよび下側保持部６Ｂを備えるため、第１および第２の導線２０ａ、２０ｂの第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａへの挿入性を向上することができる。

また、本実施形態では、第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａに第１および第２の導線２０ａ、２０ｂを挿入させた状態で、これら第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの沿面距離を測る時に描かれる仮想線Ｓが曲線状となるように絶縁部７５を形成したため、仮想線が直線状となる構成と比べて第１の穴部７０ｂと第２の穴部７０ａとの間の距離が同一で絶縁距離をより大きくとることができるようになる。

他方、第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの沿面距離を曲線状とすることで、仮想線が直線上となる構成と比べて同一の沿面距離で第１の穴部７０ｂと第２の穴部７０ａとの間の距離を短くすることができるため、保持部６を長手方向に小型化できるという利点もある。

また、本実施形態では、絶縁部７５に前記上側および下側保持部６Ａ、６Ｂの対向面に設けられて互いに係合する凹部７１と凸部７２を設けることで、前記仮想線Ｓが曲線状となるように形成したため、第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとの絶縁距離を確保して安全性を高めたポンプＰを提供することができる。

また、本実施形態では、ステータ５、制御基板Ｃおよび保持部６を、モールド樹脂９により被覆したため、これらステータ５、制御基板Ｃおよび保持部６を、モールド樹脂９で保護して強度を高めることができるとともに、モールド樹脂９が保持部６の第１および第２の穴部７０ｂ、７０ａを封止することで、第１の導線２０ａと第２の導線２０ｂとを絶縁してポンプＰの安全性をより高めることができるようになる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、インナー型ロータ構造のモータを駆動源としたポンプを例に挙げて説明したが、このインナー型ロータ構造に限ることなく、アウタ型ロータ構造のモータ構成にあっても本発明を適用することができる。

また、第１の導線と第２の導線との延面距離を確保する凹部と凸部の形状は、上記実施形態に限定されず、例えば半円状の凸部とこれに対応する凹部、くさび状の凸部とこれに対応する凹部などでもよい。

また、上記実施形態のポンプを、例えば冷却装置や、メタノールなどの液体を搬送する燃料電池用の液体供給装置、ヒートポンプ装置等に私用される液体供給装置に搭載してもよい。そうすれば、ポンプの安全性が高められた液体供給装置を得ることができる。

３ 羽根車
４ ロータ
５ ステータ
６ 保持部
２０ａ 第１の導線
２０ｂ 第２の導線
４２ マグネット
５１ ステータコア
５２ 環状コイル（コイル）
７０ａ 第２の穴部
７０ｂ 第１の穴部
７５ 絶縁部
Ｃ 制御基板
Ｍ モータ
Ｐ ポンプ
Ｓ 仮想線

Claims (8)

1. 液体を吸排するポンプ部と、
   マグネットを有する回転可能なロータと、前記マグネットに対向配置される中空のステータコアの内部にコイルを配置させたステータとを備えたモータ部と、
   前記コイルに対する通電を制御することにより前記モータ部を駆動させる制御部と、
   前記制御部に対して、電力供給を行う第１の導線および制御信号を送る複数の第２の導線を保持する保持部とを備え、
   前記保持部に、前記第１および第２の導線を挿入させる複数の穴部を並列配置させるとともに、前記第１の導線を挿入させる第１の穴部と、前記第２の導線を挿入させる第２の穴部との間に絶縁部を設け、
   前記第１の穴部と第２の穴部との間の距離と、前記第２の穴部どうしの距離と、を異ならせたことを特徴とするポンプ。
2. 前記第１および第２の穴部の並列方向一端に、前記第１の穴部を配置したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
3. 前記絶縁部を、絶縁性樹脂により成型したことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ。
4. 前記保持部は、上下に２分割されるとともに、対向面に互いに結合することで前記第１および第２の穴部が形成される凹路が設けられた上側保持部および下側保持部を備えることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載のポンプ。
5. 前記第１および第２の穴部に前記第１および第２の導線を挿入させた状態で、これら第１の導線と第２の導線との沿面距離を測る時に描かれる仮想線が曲線状となるように前記絶縁部を形成したことを特徴とする請求項４に記載のポンプ。
6. 前記絶縁部に、前記上側および下側保持部の対向面に設けられて互いに係合する凹部と凸部を設けることで、前記仮想線が曲線状となるように形成したこと特徴とする請求項５に記載のポンプ。
7. 前記ステータ、制御部および保持部を、モールド樹脂により被覆したことを特徴とする請求項１〜６のうち何れか１項に記載のポンプ。
8. 請求項１〜７のうち何れか１項に記載の前記ポンプを搭載したことを特徴とする液体供給装置。

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