JP2016008526A - 電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】全体重量の軽減を図ることができ、制御基板を効率良く冷却できる電動ポンプを提供する。【解決手段】ポンプ部Ｐと、ポンプ部Ｐを駆動する電動モータ部Ｍと、電動モータ部Ｍの駆動を制御する制御基板５と、制御基板５を収容するハウジング３とを有し、ハウジング３が、ハウジング本体７およびカバー体８を備え、カバー体８が、ハウジング本体７に取り付けられる樹脂製の枠状部分８Ａおよび枠状部分８Ａの内周側を塞ぐ放熱板８Ｂを備え、放熱板８Ｂと制御基板５との間に、これらの双方に接触する熱伝導シート１７を装着してある。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する電動モータ部と、前記電動モータ部の駆動を制御する制御基板と、前記制御基板を収容するハウジングとを有する電動ポンプに関する。

上記電動ポンプは、例えばスイッチング回路を構成するＦＥＴ素子などの電子部品が装着された制御基板をハウジングに収容してある。
このため、電子部品への通電に伴って制御基板が加熱され易く、良好な制御動作を長期に亘って維持できるように、電子部品から生じる熱を効率良く外部に放熱する必要がある。

特許文献１には、電動モータ部を収容するモータハウジングの一端側に、制御基板を収容する筐体が取り付けられた電動ポンプが記載されている。
この筐体は、その全体が熱伝導性に優れた例えばアルミニウム合金などの金属材料で形成されている。

特許文献２には、ＦＥＴ素子を装着してある制御基板を収容するハウジングが、制御基板に対向する位置に開口部を設けたハウジング本体と、この開口部を塞ぐカバー体とを備えている電動ポンプが記載されている。
このカバー体は、その全体が熱伝導性に優れた例えばアルミニウム合金などの金属材料で形成され、カバー体と制御基板との間にはこれらの双方に接触する放熱シートが装着されて、ヒートシンクとして機能する。

特開２００５−３３７０２５号公報 特開２０１３−９２１２６号公報

特許文献１および特許文献２のいずれの電動ポンプであっても、制御基板を収容する筐体の全体が金属材料で形成されているため、制御基板の冷却効率は向上するものの、カバー体の重量が増大する。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、全体重量の軽減を図りつつ、制御基板を効率良く冷却できる電動ポンプを提供することを目的とする。

本発明による電動ポンプの特徴構成は、ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する電動モータ部と、前記電動モータ部の駆動を制御する制御基板と、前記制御基板を収容するハウジングとを有し、前記ハウジングが、ハウジング本体およびカバー体を備え、前記カバー体が、前記ハウジング本体に取り付けられる樹脂製の枠状部分および前記枠状部分の内周側を塞ぐ放熱板を備え、前記放熱板と前記制御基板との間に、これらの双方に接触する熱伝導シートを装着してある点にある。

本構成の電動ポンプは、ハウジングが、ハウジング本体およびカバー体を備え、カバー体が、ハウジング本体に取り付けられる樹脂製の枠状部分および枠状部分の内周側を塞ぐ放熱板を備えている。
このため、樹脂製の枠状部分の存在により、カバー体の全体を金属材料で形成してある場合に比べて、カバー体の軽量化を図ることができる。さらに、枠状部分の内周側を塞ぐ放熱板の存在により、高い放熱効果を確保しつつカバー体の全体重量を軽減することができる。
特に、放熱板と制御基板との間に、これらの双方に接触する熱伝導シートを装着してあるため、制御基板の熱を放熱板に効率良く伝えて放熱することができる。
したがって、本構成の電動ポンプであれば、全体重量の軽減を図りつつ、制御基板を効率良く冷却できる。

本発明の他の特徴構成は、前記制御基板は、前記放熱板に対向する位置にＦＥＴ素子を備え、前記熱伝導シートは、前記ＦＥＴ素子に接触する姿勢で装着してある点にある。

本構成のように、熱伝導シートをＦＥＴ素子に接触させておくことで、ＦＥＴ素子に生じた熱が制御基板ではなく放熱板に伝わり易くなる。
このため、制御基板自体の温度上昇を抑制して、良好な制御動作を長期に亘って維持できる。

本発明の他の特徴構成は、前記カバー体が、前記放熱板を前記枠状部分に結合するスナップフィット部を備えている点にある。

本構成であれば、放熱板と枠状部分とが各別に製作してあっても、カバー体の組立工数が削減される。また、放熱板および枠状部分の組立が容易になる結果、放熱板および枠状部分の形状を自在に変更できるなどの設計の自由度が高まる。

本発明の他の特徴構成は、前記放熱板の表面のうち少なくとも外向き面が凹凸面に形成されている点にある。

本構成であれば、外気に接する放熱板の外向き面の放熱面積を増大させて、制御基板の冷却効率を高めることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記放熱板には、前記ハウジングを金属製基盤に固定するボルトに共締めされる固定部分が一体に設けられている点にある。

本構成であれば、熱伝導シートを介して放熱板に伝熱された熱を、ハウジングを金属製基盤に固定するボルトを利用する簡単な構造で、熱容量が大きい金属製基盤に伝熱し、制御基板の冷却効率を高めることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記放熱板には、他物を保持する保持具が取り付けられている点にある。

本構成であれば、放熱板を利用して他物を保持できる。

第１実施形態の電動ポンプを示す縦面図である。 ブリーザを示す断面図である。 第２実施形態の電動ポンプを示す縦面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１，図２は、本実施形態の電動ポンプを示す。
〔基本構成〕
電動ポンプは、ポンプ部Ｐと、ポンプ部Ｐを駆動する電動モータ部Ｍと、電動モータ部Ｍの駆動を制御する制御部ＤとをケースＣに収容して構成してある。

この電動ポンプは、車両用変速機のトランスミッションＥのケースにボルト固定され、トランスミッションＥの潤滑油を作動油として油圧機器に圧送するために使用されるものであるが、トランスミッション以外の油圧装置に用いても良い。また、圧送対象として作動油に代えて液状薬剤などの潤滑油以外の化学物質等であっても良い。

ケースＣは、平坦なベースプレート１と、ポンプ部Ｐが収容されるポンプ収容空間Ｐｓが形成されたポンプハウジング２と、電動モータ部Ｍのモータロータ４を収容するモータロータ収容空間Ｍｓ、及び、制御部Ｄを収容する制御部収容空間Ｄｓが形成された主ハウジング３とを一体に連結して構成してある。

制御部Ｄは電動モータ部Ｍの駆動を制御するための制御基板５を有し、したがって、制御部Ｄを収容する主ハウジング３が制御基板５を収容するハウジングに相当する。
ベースプレート１とポンプハウジング２はアルミニウム合金で形成してある。
主ハウジング３は、制御部収容空間Ｄｓに収容した制御基板５を外部に臨ませる開口部６を有する熱可塑性樹脂製のハウジング本体７と、開口部６を塞ぐカバー体８とを備えている。

電動モータ部Ｍは、制御部Ｄにより回転が制御されるブラシレス直流モータで構成され、回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持されるシャフト１１と、シャフト１１と一体的に回転するモータロータ４と、ハウジング本体７のモータロータ４を取り囲む領域にインサートされた界磁コイル（ステータ）１２とを備えている。

界磁コイル１２は、電磁鋼板を積層したステータコアの複数のティース部１２Ａにコイルを巻回したコイル部１２Ｂを有している。モータロータ４は、多数の電磁鋼板２０の積層物の内部に複数の永久磁石４Ａを備えたロータコアを有している。

ポンプ部Ｐは、シャフト１１の駆動力により回転するインナロータ９と、このインナロータ９の外部に配置されるアウタロータ１０とを備えたトロコイドポンプで構成されている。

制御基板５には、電力制御素子、コンデンサ、抵抗器等の他に、電力制御のタイミングを決めるスイッチング回路のＦＥＴ素子１３などの電子部品１６を実装してある。
制御部Ｄは、複数のコイル部１２Ｂに対して順次、電力を供給することにより回転磁界を作り出すように機能し、回転磁界の回転速度の制御によりモータロータ４の回転速度を制御する。

ポンプ収容空間Ｐｓは、電動モータ部Ｍの側に凹入する凹状に形成され、この凹状の開放側を閉じるようにベースプレート１が配置される。ベースプレート１にはシャフト１１の一端側を回転自在に支持する軸受凹部１Ｓが形成され、ポンプ部Ｐに作動油を供給する吸引ポート１Ａと、作動油を送り出す吐出ポート１Ｂとが形成されている。

ポンプハウジング２には、モータロータ収容空間Ｍｓの側に突出する突出部２Ａが回転軸芯Ｘを中心にした円筒状に形成され、この突出部２Ａにはシャフト１１を挿通する軸受孔２Ｓが形成されている。
突出部２Ａがモータロータ収容空間Ｍｓの底部に密嵌合している。

主ハウジング３には、モータロータ収容空間Ｍｓと制御部収容空間Ｄｓとを仕切る壁体１４が一体に形成されている。壁体１４には、シャフト１１の他端側を挿通させる貫通孔１５が形成されている。
シャフト１１の他端側は、貫通孔１５を通して制御部収容空間Ｄｓに入り込んでいる。
モータロータ収容空間Ｍｓと制御部収容空間Ｄｓは、シャフト１１と貫通孔１５の周縁との隙間を介して互いに連通している。

制御基板５は、カバー体８の側に向く主実装面５Ａと、この反対側で電動モータ部Ｍに向く副実装面５Ｂとが形成され、夫々に制御用の電子部品１６が実装されている。
制御基板５は、電子部品１６のうちの主実装面５Ａに実装されたＦＥＴ素子１３が開口部６から外方に臨む姿勢でハウジング本体７に収容されている。

〔カバー体〕
カバー体８は、フランジ７Ａに対する熱溶着によりハウジング本体７に取り付けられる熱可塑性樹脂製の枠状部分８Ａおよび枠状部分８Ａの内周側を塞ぐ放熱板８Ｂを備えている。放熱板８Ｂは、例えば冷間圧延鋼板(ＳＰＣＣ)やアルミニウム合金などの金属材料で形成されている。
放熱板８Ｂはインサート成形により枠状部分８Ａと一体に設けてある。

ハウジング本体７の開口部６を囲む外周側には、環状のフランジ７Ａを一体形成してある。カバー体８とハウジング本体７は、枠状部分８Ａをフランジ７Ａに熱溶着することにより互いに一体に連結してある。

このため、固定用ボルトなどを用いることなく、ハウジング本体７のフランジ７Ａに対する枠状部分８Ａの熱溶着で、カバー体８をハウジング本体７に対して簡便に固定することができる。枠状部分８Ａのフランジ７Ａに対する熱融着は、振動溶着やレーザー溶着などにより実施する。

放熱板８Ｂと制御基板５との間に、これらの双方に接触する肉厚の熱伝導シート１７を装着してある。
熱伝導シート１７は、例えば熱伝導性、電気絶縁性および難燃性を備えたシリコーンゴム(商品名サーコン：富士高分子工業株式会社)や放熱ジェルシートで形成されている。

制御基板５は、放熱板８Ｂに対向する位置にＦＥＴ素子１３を備え、熱伝導シート１７は、ＦＥＴ素子１３に接触する姿勢で装着してある。
これにより、ＦＥＴ素子１３に生じた熱を熱伝導シート１７を介して放熱板８Ｂに伝熱し、その熱を固定部分８Ｃを介してトランスミッションＥに伝熱できる。

放熱板８Ｂは、ハウジング本体７の外方に向く外向き面１８の全部又は一部が、例えば波目形状などの凹凸面に形成され、ワイヤーハーネス（他物の一例）１９を保持する樹脂製の保持具２１が取り付けられる取付け部２２を備えている。

保持具２１は、ワイヤーハーネス１９の外周部を把持する環状の把持部２３と、放熱板８Ｂに形成した貫通孔２４に押し込むことにより固定される固定軸部２５とを有する。
したがって、固定軸部２５を押し込む貫通孔２４が取付け部２２に相当する。

ケースＣは、金属製基盤に相当するトランスミッションＥのケースにボルト２６で固定してある。放熱板８Ｂには、このボルト２６でトランスミッションＥに共締めされる帯板状の固定部分８Ｃが溶接により一体に設けられている。
放熱板８Ｂと制御基板５の間に静電気対策用の導電性接触部材２７を介在させて、放熱板８Ｂと制御基板５とを電気的に接続してある。

接触部材２７は、放熱板８Ｂと制御基板５とに確実に接触するように、側面視でＺ字状に弾性変形させて介在させてある。
これにより、制御基板５を固定部分８Ｃを介してトランスミッションＥに接地（アース）することができる。

放熱板８Ｂには、図２に示すように、ケースＣの内部を大気と連通するためのブリーザ用貫通孔(呼吸用通路)２８を設け、この貫通孔２８に樹脂製のブリーザ２９を装着してある。
ブリーザ２９は、例えば水滴は通さないが水蒸気は通す防水性と透湿性とを備えた防水透湿性シート(商品名ゴアテックス：日本ゴア株式会社)３０を通気路３１の途中に備え、ゴム製Ｏリング３２を挟んで貫通孔２８の周縁に係合固定するスナップフィット３３を設けてある。

〔第２実施形態〕
図３は、本発明による電動ポンプの別実施形態を示す。
本実施形態の電動ポンプは、固定部分８Ｃが一連に延設された放熱板８Ｂをスナップフィット部３４により枠状部分８Ａに結合してある。放熱板８Ｂと枠状部分８Ａとの間にはゴムシール３５を圧縮変形状態で挟み込んである。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明の実施形態に係る電動ポンプは、表裏両面に亘って凸凹に屈曲する放熱板を設けてその外向き面を凹凸面に形成してあっても、或いは、放熱フィンを扁平な放熱板に設けてその外向き面を凹凸面に形成してあってもよい。
２．本発明の実施形態に係る電動ポンプは、金属製基盤としてのオートマチックトランスミッション（ＡＴ）や無段変速トランスミッション（ＣＶＴ）などのケースにハウジングを固定するボルトを備えていて、このボルトに共締めされる固定部分が放熱板に延設されていてもよい。

本発明は、ポンプ部と電動モータ部と制御基板とハウジングとを有する電動ポンプに利用できる。

３ ハウジング
５ 制御基板
７ ハウジング本体
８ カバー体
８Ａ 枠状部分
８Ｂ 放熱板
８Ｃ 固定部分
１３ ＦＥＴ素子
１７ 熱伝導シート
１８ 外向き面
１９ 他物
２１ 保持具
２２ 取付け部
２６ ボルト
３４ スナップフィット部
Ｅ 金属製基盤
Ｍ 電動モータ部
Ｐ ポンプ部

Claims (6)

1. ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する電動モータ部と、前記電動モータ部の駆動を制御する制御基板と、前記制御基板を収容するハウジングとを有し、
   前記ハウジングが、ハウジング本体およびカバー体を備え、
   前記カバー体が、前記ハウジング本体に取り付けられる樹脂製の枠状部分および前記枠状部分の内周側を塞ぐ放熱板を備え、
   前記放熱板と前記制御基板との間に、これらの双方に接触する熱伝導シートを装着してある電動ポンプ。
2. 前記制御基板は、前記放熱板に対向する位置にＦＥＴ素子を備え、
   前記熱伝導シートは、前記ＦＥＴ素子に接触する姿勢で装着してある請求項１記載の電動ポンプ。
3. 前記カバー体が、前記放熱板を前記枠状部分に結合するスナップフィット部を備えている請求項１又は２記載の電動ポンプ。
4. 前記放熱板の表面のうち少なくとも外向き面が凹凸面に形成されている請求項１〜３のいずれか１項記載の電動ポンプ。
5. 前記放熱板には、前記ハウジングを金属製基盤に固定するボルトに共締めされる固定部分が一体に設けられている請求項１〜４のいずれか１項記載の電動ポンプ。
6. 前記放熱板には、他物を保持する保持具が取り付けられている請求項１〜５のいずれか１項記載の電動ポンプ。

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