JP6538238B1 - 電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向での大型化を抑制しつつ、製造コストの増大も抑制された電動ポンプを提供することを課題とする。【解決手段】インペラと、前記インペラに連結された回転子と、前記回転子を収容したハウジングと、前記ハウジングを外側から包囲した複数の分割鉄心と、前記複数の分割鉄心のそれぞれに取り付けられた複数の分割コイルボビンと、前記複数の分割コイルボビンにそれぞれ巻回された複数の分割コイルと、複数のバスバーを含むバスバーユニットと、を備え、前記ハウジングは、前記回転子を回転可能に支持する軸部を直接的に又は間接的に起立保持する底壁部を有し、前記底壁部は、前記回転子の軸方向に直交する直交方向で複数の前記分割コイルの少なくとも一部に重なり、前記バスバーユニットは、複数の前記分割コイルに導通接続され、前記底壁部に保持されている、電動ポンプ。【選択図】図４

Description

本発明は、電動ポンプに関する。

特許文献１には、複数の分割鉄心と、複数の分割鉄心のそれぞれに取り付けられた複数の分割コイルボビンと、複数の分割コイルボビンにそれぞれ巻回された複数の分割コイルと、を備えた電動ポンプが開示されている。

特開２０１３−２０７８２４号公報

特許文献１では、分割コイルに導通接続されたプリント基板は、回転子及び固定子よりも軸方向に離れて配置されているため、軸方向で大型化している。また、複数の分割コイルボビンのそれぞれに、分割コイルとプリント基板とに導通接続された端子部品を設ける必要があり、製造コストが増大する可能性がある。

そこで本発明は、軸方向での大型化を抑制しつつ、製造コストの増大も抑制された電動ポンプを提供することを目的とする。

上記目的は、インペラと、前記インペラに連結された回転子と、前記回転子を収容したハウジングと、前記ハウジングを外側から包囲した複数の分割鉄心と、前記複数の分割鉄心のそれぞれに取り付けられた複数の分割コイルボビンと、前記複数の分割コイルボビンにそれぞれ巻回された複数の分割コイルと、複数のバスバーを含むバスバーユニットと、を備え、前記ハウジングは、前記回転子を回転可能に支持する軸部を直接的に又は間接的に起立保持する底壁部を有し、前記底壁部は、前記回転子の軸方向に直交する直交方向で複数の前記分割コイルの少なくとも一部に重なり、前記バスバーユニットは、複数の前記分割コイルに導通接続され、前記底壁部に保持されている、電動ポンプによって達成できる。

本発明によれば、軸方向での大型化を抑制しつつ、製造コストの増大も抑制された電動ポンプを提供できる。

図１Ａは電動ポンプの斜視図であり、図１Ｂは電動ポンプの上面図である。 図２は、図１ＢのＡ−Ａ断面図である。 図３は、バスバーユニットの説明図である。 図４は、バスバーユニットの説明図である。 図５は、ハウジングの説明図である。

図１Ａは電動ポンプ１の斜視図、図１Ｂは電動ポンプ１の上面図、図２は図１ＢのＡ−Ａ断面図である。電動ポンプ１は、ケース１０及び２０を備える。ケース１０は、本体部１１と樹脂部１８とを有している。本体部１１には、インペラ部４８を収納したインペラ収納部１２と、軸部材４０を支持した軸支持部１３と、液体である流体をインペラ収納部１２に導入するための導入管部１４と、流体をインペラ収納部１２から排出するための排出管部１５とが形成されている。導入管部１４及び排出管部１５は、略平行であって、軸部材４０が延びた軸方向Ｄ１とは垂直な方向に延びている。本体部１１のインペラ収納部１２の外側であって軸支持部１３周りには、外形が略矩形状となるように形成された樹脂部１８で覆われている。樹脂部１８内には、後述するプリント基板６０が埋設されている。本体部１１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、モータＭを収納している。モータＭは、ロータＲ、ロータＲを収納するハウジング７０、複数の分割鉄心３０、複数の分割鉄心３０のそれぞれに取り付けられた複数の分割コイルボビン３２、複数の分割コイルボビン３２のそれぞれに巻回された複数の分割コイル３４、を含む。ロータＲは、回転子の一例である。分割鉄心３０、分割コイルボビン３２、及び分割コイル３４については、詳しくは後述する。ロータＲは、上述した軸部材４０周りに嵌合した軸受Ｂ、軸受Ｂが嵌合して軸受Ｂと共に回転する保持部材４７、及び保持部材４７の外周側に保持されハウジング７０の円筒部７５の内周面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１４から流体を吸入し排出管部１５から排出するためのインペラ部４８が形成されている。

ハウジング７０は、ケース２０内に収納されており、円筒部７５、底壁部７７、及びフランジ部７９を有している。円筒部７５は、円筒状であって複数の永久磁石４６と対向している。底壁部７７は、軸部材４０を底壁部７７に対して垂直となる姿勢で、即ち、軸部材４０を起立した状態で保持している。円筒部７５は、底壁部７７とは反対側の円筒部７５の端部から径方向外側に延在している。ハウジング７０は、ロータＲの少なくとも一部を収納している。ハウジング７０は、合成樹脂製であるが、これに限定されず、例えば非磁性金属製であってもよい。ハウジング７０の底壁部７７には、バスバーユニット８０が配置されている。バスバーユニット８０は、複数の分割コイル３４に導通接続されている。バスバーユニット８０については詳しくは後述する。また、バスバーユニット８０は、後述する導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗを介してプリント基板６０と導通接続されている。導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗは、ハウジング７０の底壁部７７とケース２０の底壁部２７との間から、モータＭとケース２０の周壁部２５との間に延在している。尚、ハウジング７０の外側であってケース２０の内側には、樹脂が充填されて硬化しており、分割鉄心３０、分割コイルボビン３２、及び分割コイル３４は、この樹脂に埋設されている。

図３及び図４は、バスバーユニット８０の説明図である。複数の分割鉄心３０は、周方向に並ぶように配置されており、ハウジング７０の円筒部７５を外側から包囲している。バスバーユニット８０は、略リング状に形成されたバスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗを有している。バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗは、略同一平面上に略同心円状に配置されている。バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗは、銅等からなる平板状の金属板材をプレス加工等により打ち抜き、曲げ加工がなされたものである。コモン線であるバスバー８１ｎが最も径方向外側に配置されており、バスバー８１ｗが最も径方向内側に配置されている。また、バスバー８１ｕは、バスバー８１ｖよりも径方向外側に配置されている。バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗには、それぞれ、複数の端子部８４ｎ、８４ｕ、８４ｖ、及び８４ｗが軸方向外側に突出している。端子部８４ｕ、８４ｖ、及び８４ｗは、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の分割コイル３４の一端と導通接続され、端子部８４ｎは、各相の分割コイル３４の他端と導通接続される。よって、バスバー８１ｎは、端子部８４ｎを介して、バスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗよりも多くの分割コイル３４と接続がされる。このため、生産性や他のバスバーとの接触可能性を減らすために、バスバー８１ｎは、最も径方向外側に配置されている。

また、バスバー８１ｎは、多くの分割コイル３４と接続されるため、バスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗのそれぞれよりも周方向に長い。詳細には、バスバー８１ｎは、両端部を有した略円形のリング状であり、バスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗのそれぞれは、両端部を有したリング状、換言すれば円弧状である。即ち、バスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗのそれぞれは、両端部が周方向で対向している。尚、バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗの各位置や各長さ、各形状は、これに限定されない。バスバーは、例えば、四角形、六角形、八角形等の多角形でも良いし、一部のみ軸方向Ｄ１や直交方向Ｄ２に湾曲していても良い。

図５は、ハウジング７０の説明図である。図５では、分割鉄心３０、分割コイルボビン３２、分割コイル３４や、バスバーユニット８０が取り付けられる前のハウジング７０を示している。図２、図４、及び図５に示すように、ハウジング７０の底壁部７７には、バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗをそれぞれ収容する溝部７７ｎ、７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗが形成されている。溝部７７ｎ、７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗは、それぞれバスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗの長さや形状に対応している。従って、溝部７７ｎは、リング状であり、溝部７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗのそれぞれは、両端部を有したリング状である。尚、図３においては、これらの溝部については符号を付していない。尚、溝部の形状もこれに限定されず、バスバーを収納できれば、上記に限定されない。

図２に示すように、溝部７７ｎ、７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗは、軸方向Ｄ１に直交する直交方向Ｄ２で離れて形成されている。即ち、バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗは、溝部７７ｎ、７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗによって互いに隔てられている。このため、隣接したバスバー同士が接触することが抑制されている。また、バスバーの径方向の位置ずれが抑制されている。更に、これらのバスバーが溝部に収容された状態であればバスバーが邪魔にならずに、ハウジング７０にその他の部品を組み付ける作業性の低下が抑制される。このように、溝部７７ｎ、７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗは、隣接したバスバーを隔てる隔離部に相当する。

また、図４及び図５に示すように、溝部７７ｕは、端部７７ｕ１及び７７ｕ２を有している。このため、端部７７ｕ１及び７７ｕ２は、バスバー８１ｕの周方向の位置ずれを規制している。同様に、溝部７７ｖの端部７７ｖ１及び７７ｖ２も、バスバー８１ｖの周方向の位置ずれを規制している。溝部７７ｗの端部７７ｗ１及び７７ｗ２も、バスバー８１ｗの周方向の位置ずれを規制している。このようにバスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗの周方向の位置ずれが規制されているため、バスバーが周方向に位置がずれることによりこのバスバーに接続された分割コイルが断線することを防止できる。また、組立作業時においてもバスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗをハウジング７０により安定して保持でき、作業性の低下が抑制されている。このように、溝部７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗは、それぞれ、バスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗの周方向での位置ずれを規制する規制部に相当する。

また、ハウジング７０の底壁部７７には、図５に示すように、溝部７７ｗよりも径方向の内側に、複数の係合孔７７ｃが設けられている。係合孔７７ｃは、周方向の所定の角度間隔をあけて設けられている。図３及び図４に示すように、係合孔７７ｃには、導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗの一端がそれぞれ挿入されている。このようにハウジング７０の底壁部７７は、導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗをも安定した状態で保持している。また、係合孔７７ｃの数は、使用される導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗの数よりも多く設けられている。このため、図３及び図４に示した導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗの位置を、容易に変更することができる。従って、ハウジング７０は本実施例で示した電動ポンプ１とは異なる他の種類の電動ポンプに対しても採用でき、汎用性が確保されている。

また、図３及び図４に示すように、分割コイルボビン３２の分割コイル３４よりも径方向外側の部分には、２つの形状の異なる係合孔３２ｃ１及び３２ｃ２が設けられている。導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗのそれぞれの一部分が、係合孔３２ｃ１及び３２ｃ２の一方に挿入されている。このように、分割コイルボビン３２によっても、導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗは安定した状態で保持されている。また、全ての分割コイルボビン３２に係合孔３２ｃ１及び３２ｃ２が設けられているため、図３及び図４に示した導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗの位置を変更した場合であっても、他の分割コイルボビン３２に係合孔３２ｃ１又は３２ｃ２により安定した状態で保持することができる。尚、１つの分割コイルボビン３２に２つの形状の異なる係合孔３２ｃ１及び３２ｃ２が設けられている理由は、導通ピンの位置や形状に応じて、最適な係合孔に導通ピンの一部を挿入できるようにしたものである。

また、ハウジング７０の底壁部７７には、図５に示すように、溝部７７ｕよりも径方向の外側に、複数の係合孔７７ｃ１が設けられている。係合孔７７ｃ１は、周方向の所定の角度間隔をあけて設けられている。即ち、これらの係合孔７７ｃ１と上述した係合孔７７ｃは、溝部７７ｎ、７７ｕ、７７ｖ、及び７７ｗを介して、互いに反対側に形成されている。本実施例では、導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗの一部分は、分割コイルボビン３２に係合孔３２ｃ１又は３２ｃ２に挿入されているが、係合孔７７ｃ１に挿入してもよい。電動ポンプの大きさや用途、導通ピンの大きさや形状を考慮して、係合孔７７ｃ及び７７ｃ１に導通ピンを挿入でき、これにより導通ピンを安定した状態で保持できる。従って、ハウジング７０は、多種多様な電動ポンプに採用でき、汎用性が向上している。尚、本実施例では、係合孔７７ｃと係合孔７７ｃ１とは、形状が異なっているが、これに限定されず、同一の形状であってもよい。

また、図２に示すように、バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗのそれぞれは、軸方向Ｄ１の高さよりも、軸方向Ｄ１に直交する直交方向Ｄ２での幅が狭く形成されている。このため、直交方向Ｄ２での狭い領域であるハウジング７０の底壁部７７上に、バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗが配置することができている。また、バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗのそれぞれの高さが確保され、体積が確保されている。このため、バスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗは、複数の分割コイル３４に大きな電力を供給するのに適している。

導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗは、それぞれバスバー８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗに導通接続されている。尚、ハウジング７０のフランジ部７９には、導通ピン９０ｕ、９０ｖ、及び９０ｗが挿通した逃げ孔７９ｃが形成されている。

ここで、図２に示すように、ハウジング７０の底壁部７７は、分割コイル３４の直交方向Ｄ２に重なり、バスバーユニット８０のバスバー８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、及び８１ｗも、分割コイル３４に直交方向Ｄ２で重なっている。このため、ハウジング７０の底壁部７７やバスバーユニット８０の、分割コイル３４からの軸方向Ｄ１での突出量が抑制されており、本実施例の電動ポンプ１は軸方向Ｄ１での大型化が抑制されている。

また、バスバーユニット８０は、軸部材４０を支持するハウジング７０の底壁部７７の反対側の面に保持されているため、バスバーユニット８０を保持するための他の部品を用いる必要がない。このようにハウジング７０に複数の機能が集約されており、部品点数の増大や製造コストの増大が抑制されている。

また、分割コイル３４は、上述した端子部８４ｎ等に導通接続されており、分割コイルボビン３２には、端子部品は設けられておらずに、バスバー８１ｎに一体に設けられている。この点においても、部品点数の増大や製造コストの増大が抑制されている。

ハウジング７０内はインペラ収納部１２内と連通しており、ハウジング７０にはインペラ部４８の回転によって流体も導入される。これにより、ハウジング７０の放熱が促進され、ハウジング７０の底壁部７７に保持されたバスバーユニット８０の高温化が抑制される。

尚、プリント基板６０は、上述したように本体部１１のインペラ収納部１２に対向しており、図１Ａから推測できるように、導入管部１４に直交方向Ｄ２で重なる。このため、プリント基板６０が導入管部１４よりも軸方向Ｄ１で外側に突出することが抑制されており、本実施例の電動ポンプ１は軸方向Ｄ１での大型化が抑制されている。

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。

上記電動ポンプ１は、液体を導入及び排出するものであるが、流体として気体を導入及び排出する電動ポンプに本発明を適用してもよい。

上記実施例では、底壁部７７は、直交方向Ｄ２で全ての分割コイル３４に重なっているが、これに限定されず、複数の分割コイル３４のうちの少なくとも一部が直交方向Ｄ２で重なっていればよい。

上記実施例では、底壁部７７に軸部材４０の一端が固定されており軸部材４０が直接的に支持されているが、これに限定されない。例えば、底壁部に所定の部材を介在させて軸部材が間接的に支持されていてもよい。

上記実施例では、底壁部７７と軸部材４０とは別体であるが、これに限定されない。例えば、底壁部に軸部材が一体成型されていてもよい。

上記実施例では、ハウジング７０の底壁部７７は軸部材４０を回転不能に支持しているが、これに限定されず、例えば底壁部が軸部材を回転可能に支持していてもよい。例えば、ハウジングの底壁部に軸受が固定されており、この軸受により軸部材が回転可能に支持されており、この軸部材に永久磁石が直接的又は間接的に固定されていてもよい。この場合、軸部材も回転子と共に回転する。

１ 電動ポンプ
３０ 分割鉄心
３２ 分割コイルボビン
３４ 分割コイル
４０ 軸部材
４８ インペラ部
６０ プリント基板
７０ ハウジング
７７ 底壁部
７７ｎ、７７ｕ、７７ｖ、７７ｗ 溝部
７７ｕ１、７７ｕ２、７７ｖ１、７７ｖ２、７７ｗ１、７７ｗ２ 端部
８０ バスバーユニット
８１ｎ、８１ｕ、８１ｖ、８１ｗ バスバー
Ｒ ロータ（回転子）
Ｍ モータ

Claims (5)

1. インペラと、
   前記インペラに連結された回転子と、
   前記回転子を収容したハウジングと、
   前記ハウジングを外側から包囲した複数の分割鉄心と、
   前記複数の分割鉄心のそれぞれに取り付けられた複数の分割コイルボビンと、
   前記複数の分割コイルボビンにそれぞれ巻回された複数の分割コイルと、
   複数のバスバーを含むバスバーユニットと、を備え、
   前記ハウジングは、前記回転子を回転可能に支持する軸部を直接的に又は間接的に起立保持する底壁部を有し、
   前記底壁部は、前記回転子の軸方向に直交する直交方向で複数の前記分割コイルの少なくとも一部に重なり、
   前記バスバーユニットは、複数の前記分割コイルに導通接続され、前記底壁部に保持されており、
   複数の前記バスバーは、前記直交方向で複数の前記分割コイルに重なる、電動ポンプ。
2. 前記ハウジングの前記底壁部と前記回転子との間には、前記インペラの回転により流動する流体が流れる、請求項１の電動ポンプ。
3. 前記底壁部は、隣接する前記バスバーを前記直交方向で隔てる隔離部を有する、請求項1又は２の電動ポンプ。
4. 前記底壁部は、前記バスバーの周方向での位置ずれを規制する規制部を有する、請求項１乃至３の何れかの電動ポンプ。
5. 前記底壁部は、前記バスバーを収容した溝部を有し、
   前記溝部は、隣接する前記バスバーを前記直交方向で隔てる隔離部と、前記バスバーの周方向での位置ずれを規制する規制部と、を有している、請求項１乃至４の何れかの電動ポンプ。

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