JP6904016B2 - 電動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、電動ポンプに関する。

下記特許文献１には、ロータと一体に回転するインペラと、回転磁界を発生させることでロータを回転させるステータと、ステータへの通電を制御する制御装置と、を含んで構成された電動ポンプが開示されている。

特開２０１０−１３９４６号公報

ところで、電動ポンプは、複数の構成部品が組立てられることにより製造される。そのため、電動ポンプの製造工程において構成部品を容易に組み立てられることが望ましい。

本発明は上記事実を考慮し、構成部品を容易に組み立てることができる電動ポンプを得ることが目的である。

請求項１記載の電動ポンプは、流体が流入する流入部及び流入した流体が流出する流出部を有するポンプ部と、前記ポンプ部の内部に設けられ、回転されることで前記ポンプ部内に流入した流体の圧力を昇圧させるインペラと、前記インペラと一体回転可能に設けられたロータと、回転磁界を発生させることで前記ロータを回転させるステータと、前記ロータが支持され、かつ前記ステータが収容されるステータ収容部を有するボディと、前記ステータへの通電を制御する制御装置の一部を構成する回路基板と、前記制御装置を覆うハウジングと、前記ステータと前記回路基板との間に設けられ、前記ロータの回転軸の軸方向一方側に前記ステータ及び前記ボディが取付けられ、前記ロータの回転軸の軸方向他方側に前記回路基板及び前記ハウジングが取付けられた中間部材と、を備え、前記ステータは、巻線が巻回されることにより形成されたコイルを含んで構成されており、前記巻線の端末部が挿通される導出孔が前記中間部材に形成されており、前記ステータが固定されるステータ取付部が前記中間部材に設けられており、前記回路基板が固定される回路基板取付部が前記中間部材に設けられており、前記ハウジングに形成された第１係止部が前記中間部材に形成された第２係止部に係止された状態で、前記ハウジングが前記中間部材に取付けられており、前記中間部材の外周部に形成された第３係止部が、前記ボディの外周部に形成された第４係止部に係止された状態で、前記ボディが前記中間部材に取付けられている。

請求項１記載の電動ポンプによれば、ステータへの通電が制御装置によって制御されることで、ステータが回転磁界を発生させる。これにより、ロータがインペラと共に回転されて、ポンプ部内に流入した液体の圧力が昇圧される。すなわち、流入部からポンプ部内に流入した流体が昇圧されて流出部から流出する。
ここで、請求項１記載の発明では、ステータ及びボディが、中間部材におけるロータの回転軸の軸方向一方側に取付けられると共に、回路基板及びハウジングが、中間部材におけるロータの回転軸の軸方向他方側に取付けられる。このように、上記複数の部材が中間部材に取付けられる構成とすることで、回転磁界を発生させる各構成部品を容易に一体化することができる。これにより、電動ポンプを構成する構成部品を容易に組み立てることができる。

請求項２記載の電動ポンプは、請求項１記載の電動ポンプにおいて、前記ステータは、巻線が巻回されることにより形成されたコイルを含んで構成されており、前記巻線の端末部及び外部コネクタの端子が接続されるコネクタ端子が、前記回路基板における同じ側の面にハンダ付けで接合されている。

請求項２記載の電動ポンプによれば、巻線の端末部及び外部コネクタの端子が接続されるコネクタ端子が、回路基板における同じ側の面にハンダ付けで接合される構成とすることで、電動ポンプの組立工程におけるハンダ付け工程を容易に行うことができる。

請求項３記載の電動ポンプは、請求項１又は請求項２記載の電動ポンプにおいて、外部コネクタが接続されるコネクタ部が、前記中間部材に設けられている。

請求項３記載の電動ポンプによれば、外部コネクタが接続されるコネクタ部が中間部材に設けられている。これにより、中間部材のみの仕様を変更することで、コネクタ部の形状及び位置を容易に変更することができる。

請求項４記載の電動ポンプは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動ポンプにおいて、前記中間部材が、前記ステータが配置される空間と前記回路基板が配置される空間とを隔てている。

請求項４記載の電動ポンプによれば、中間部材が、ステータが配置される空間と回路基板が配置される空間とを隔てている構成とすることで、ステータ側の熱が回路基板側へ伝達されることを抑制することができると共に、回路基板側の熱がステータ側へ伝達されることを抑制することができる。

本実施形態の電動ポンプを分解して示す分解斜視図である。 本実施形態の電動ポンプをロータの回転軸方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 回路基板においてコネクタ端子及び巻線の端末部が接続されている部分を拡大して示す拡大断面図である。

図１〜図３を用いて本発明の実施形態に係る電動ポンプ１０について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、電動ポンプ１０の一部を構成するロータ１２の回転軸方向、回転径方向及び回転周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、ロータ１２の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態の電動ポンプ１０は、配管が接続されると共に流体としての液体（冷却水等の液体）が流入する流入部１４Ａ及び流入した液体が流出する流出部１４Ｂを有するポンプ部としてのポンプハウジング１４を備えている。また、電動ポンプ１０は、ポンプハウジング１４の内部に設けられていると共に、回転されることでポンプハウジング１４内に流入した液体の圧力を昇圧させるインペラ１６と、インペラ１６と一体回転可能に設けられたロータ１２と、を備えている。さらに、電動ポンプ１０は、回転磁界を発生させることでロータ１２を回転させるステータ１８と、ロータ１２が支持されると共にステータ１８が収容されるボディとしてのポンプボディ２０と、を備えている。また、電動ポンプ１０は、ステータ１８への通電を制御する制御装置２２と、制御装置２２を覆うハウジングとしてのハウジングカバー２４と、ステータ１８と回路基板３６との間に設けられた中間部材としてのセンタブロック２６と、を備えている。

図１及び図２に示されるように、ロータ１２は、インペラ１６と一体に形成されたロータ本体１２Ａと、ロータ本体１２Ａにおける軸方向他方側（矢印Ｚ方向とは反対側）の外周部に設けられたロータマグネット１２Ｂと、を備えている。このロータ１２は、後述するポンプボディ２０に形成されたロータ収容凹部２０Ａ内に配置された状態で、当該ロータ収容凹部２０Ａ内に固定された回転軸２８に回転自在に支持されている。

ステータ１８は、径方向に延びると共に周方向に沿って等間隔に配列された複数のティース部３０Ａを有するステータコア３０と、ステータコア３０の各々のティース部３０Ａの回りに巻線３２が巻回されることによって形成された複数のコイル３２Ａと、ステータコア３０と複数のコイル３２Ａの間に介装されたインシュレータ３４と、を含んで構成されている。このステータ１８は、後述するセンタブロック２６に取付けられていると共に後述するポンプボディ２０に形成されたステータ収容凹部２０Ｂ内に配置されることで、ロータ１２と径方向に対向して配置されている。

ポンプボディ２０は、その内部にロータ１２及びステータ１８が配置されるロータ収容凹部２０Ａ及びステータ収容部としてのステータ収容凹部２０Ｂが形成された有底箱状に形成されている。詳述すると、ポンプボディ２０の軸心部には、軸方向一方側（矢印Ｚ方向側）が開放されていると共に、その中心部に回転軸２８が圧入等により固定されたロータ収容凹部２０Ａが形成されている。また、ポンプボディ２０におけるロータ収容凹部２０Ａの径方向外側には、軸方向他方側が開放されたステータ収容凹部２０Ｂが形成されている。さらに、ポンプボディ２０の外周部には、複数の係止突起部２０Ｃが径方向外側へ向けて突出形成されている。

制御装置２２は、回路基板３６と回路基板３６に取付けられた複数の回路素子３８とを含んで構成されている。回路基板３６は、軸方向を厚み方向として径方向へ延在する板状に形成されており、この回路基板３６の外形は、軸方向から見て略円形状に形成されている。また、回路基板３６の軸方向一方側及び他方側には、ＦＥＴやコンデンサ等の回路素子３８が接合されている。

ハウジングカバー２４は、浅底の有底箱状に形成されている。このハウジングカバー２４の外周部には、複数の係止爪部２４Ａが形成されている。なお、ハウジングカバー２４の底には息継孔２４Ｂが形成されており、この息継孔２４Ｂは、気体が透過可能とされかつ液体が透過できない素材を用いて形成された気体透過フィルムを備えたキャップ４０によって閉止されている。

センタブロック２６は、軸方向視で外形が円形状に形成されたセンタブロック本体部２６Ａとセンタブロック本体部２６Ａの外周部から径方向外側に向けて突出するコネクタ部２６Ｂと、を備えている。センタブロック本体部２６Ａの軸方向一方側は、ステータ１８が取付けられるステータ取付部２６Ｃとされており、センタブロック本体部２６Ａの軸方向他方側は、回路基板３６が取付けられる（制御装置２２が取付けられる）回路基板取付部２６Ｄとされている。

図３に示されるように、センタブロック本体部２６Ａには、一端部４２Ａがコネクタ部２６Ｂ内に配置されていると共に他端部４２Ｂが回路基板取付部２６Ｄから軸方向他方側へ向けて突出されたＬ字状のコネクタ端子４２が埋設されている。

また、センタブロック本体部２６Ａには、ステータ取付部２６Ｃに取付けられたステータ１８の一部を構成する巻線３２の端末部３２Ｂを回路基板３６側へ導出するための導出孔２６Ｅが形成されている。そして、導出孔２６Ｅに挿通された巻線３２の端末部３２Ｂは、回路基板取付部２６Ｄから軸方向他方側へ向けて突出している。すなわち、センタブロック本体部２６Ａからは、巻線３２の端末部３２Ｂ及びコネクタ端子４２の他端部４２Ｂが、軸方向他方側へ向けて突出している。そして、巻線３２の端末部３２Ｂ及びコネクタ端子４２の他端部４２Ｂは、回路基板取付部２６Ｄに取付けられた回路基板３６の軸方向他方側の面にハンダ付けで接合されている。

図１及び図２に示されるように、センタブロック本体部２６Ａの外周部には、ポンプボディ２０の外周部に形成された複数の係止突起部２０Ｃに係止される複数の係止爪部２６Ｆが形成されている。また、センタブロック本体部２６Ａの外周部には、ハウジングカバー２４の外周部に形成された複数の係止爪部２４Ａが係止される複数の係止突起部２６Ｇが形成されている。

そして、以上説明した電動ポンプ１０は、一例として以下の工程を経て組み立てられる。

図１〜図３に示されるように、先ず、ステータ１８の一部を構成する巻線３２の端末部３２Ｂがセンタブロック２６に形成された導出孔２６Ｅに挿通されると共に、ステータ１８がセンタブロック２６のステータ取付部２６Ｃに固定される。

次いで、回路素子３８が取付けられた回路基板３６が、センタブロック２６の回路基板取付部２６Ｄに固定される。そして、ハウジングカバー２４の外周部に形成された複数の係止爪部２４Ａがセンタブロック２６に形成された複数の係止突起部２６Ｇに係止されることで、ハウジングカバー２４がセンタブロック２６に取付けられる。これにより、回路基板３６がセンタブロック２６とハウジングカバー２４の間に形成された空間内に配置される。なお、ハウジングカバー２４とセンタブロック２６との間には、環状に形成されたパッキン４４が介装されている。

次いで、センタブロック２６の外周部に形成された複数の係止爪部２６Ｆが、ポンプボディ２０の外周部に形成された複数の係止突起部２０Ｃに係止されることで、ポンプボディ２０がセンタブロック２６に取付けられる。なお、ポンプボディ２０とセンタブロック２６との間には、環状に形成されたパッキン４４が介装されている。

以上の工程を経て、ステータ１８に回転磁界を発生させることが可能とされたステータ組立体４６が構成される。

次いで、ロータ１２が、ポンプボディ２０に支持された回転軸に取付けられる。次いで、ポンプハウジング１４がポンプボディ２０に溶着等により接合されることで、電動ポンプ１０が組立てられる。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図２に示されるように、本実施形態の電動ポンプ１０によれば、センタブロック２６のコネクタ部２６Ｂに外部コネクタが接続されて、制御装置２２に給電がなされることで、ステータ１８への通電が制御装置２２によって制御される。これにより、ステータ１８が回転磁界を発生させて、ロータ１２がインペラ１６と共に回転される。その結果、ポンプハウジング１４内に流入した液体の圧力が昇圧される。すなわち、流入部１４Ａからポンプハウジング１４内に流入した液体が昇圧されて流出部１４Ｂから流出する。

ここで、本実施形態では、ステータ１８及びポンプボディ２０が、センタブロック２６の軸方向一方側に取付けられると共に、回路素子３８が取付けられた回路基板３６及びハウジングカバー２４が、センタブロック２６の軸方向他方側に取付けられる。このように、上記複数の部材がセンタブロック２６に取付けられる構成されることで、回転磁界を発生させる各構成部品を容易に一体化することができる。これにより、製造工程においてステータ組立体４６を容易に組み立てることができると共にステータ組立体４６の取り扱いを容易にすることができる。

また、本実施形態では、図３に示されるように、ステータ１８の一部を構成する巻線３２の端末部３２Ｂ及び外部コネクタの端子が接続されるコネクタ端子４２の他端部４２Ｂが、回路基板３６における同じ側の面にハンダ付けで接合されている。当該構成とすることにより、回路基板３６をセンタブロック２６に取付けた後に、巻線３２の端末部３２Ｂ及びコネクタ端子４２の他端部４２Ｂを回路基板３６に容易に接続することができる。

さらに、本実施形態では、図１及び図２に示されるように、外部コネクタが接続されるコネクタ部２６Ｂがセンタブロック２６に設けられている。これにより、センタブロック２６のみの仕様を変更することで、コネクタ部２６Ｂの形状及び位置を容易に変更することができる。

また、本実施形態では、センタブロック２６のセンタブロック本体部２６Ａが、ステータ１８が配置される空間と回路基板３６が配置される空間とを隔てている。これにより、ステータ１８側の熱が回路基板３６側へ伝達されることを抑制することができると共に、回路基板３６側の熱がステータ１８側へ伝達されることを抑制することができる。

なお、本実施形態では、センタブロック２６のセンタブロック本体部２６Ａが、ステータ１８が配置される空間と回路基板３６が配置される空間とを隔てている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステータ１８が配置される空間と回路基板３６が配置される空間とが、センタブロック２６のセンタブロック本体部２６Ａに形成された肉抜孔等を介して連通されていてもよい。

また、本実施形態では、外部コネクタが接続されるコネクタ部２６Ｂがセンタブロック２６に設けられている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、外部コネクタが接続されるコネクタ部がハウジングカバー２４等に形成されていてもよい。

さらに、本実施形態では、ステータ１８の一部を構成する巻線３２の端末部３２Ｂ及びコネクタ端子４２の他端部４２Ｂが、回路基板３６における同じ側の面にハンダ付けで接合されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステータ１８の一部を構成する巻線３２の端末部３２Ｂ及びコネクタ端子４２の他端部４２Ｂを、回路基板３６の一方側の面及び他方側の面にそれぞれ接合してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０…電動ポンプ、１２…ロータ、１４…ポンプハウジング（ポンプ部）、１４Ａ…流入部、１４Ｂ…流出部、１６…インペラ、１８…ステータ、２０…ポンプボディ（ボディ）、２０Ｂ…ステータ収容凹部（ステータ収容部）、２２…制御装置、２４…ハウジングカバー（ハウジング）、２６…センタブロック（中間部材）、２６Ｂ…コネクタ部、３２…巻線、３２Ａ…コイル、３２Ｂ…端末部、３６…回路基板、４２…コネクタ端子

Claims (4)

1. 流体が流入する流入部及び流入した流体が流出する流出部を有するポンプ部と、
   前記ポンプ部の内部に設けられ、回転されることで前記ポンプ部内に流入した流体の圧力を昇圧させるインペラと、
   前記インペラと一体回転可能に設けられたロータと、
   回転磁界を発生させることで前記ロータを回転させるステータと、
   前記ロータが支持され、かつ前記ステータが収容されるステータ収容部を有するボディと、
   前記ステータへの通電を制御する制御装置の一部を構成する回路基板と、
   前記制御装置を覆うハウジングと、
   前記ステータと前記回路基板との間に設けられ、前記ロータの回転軸の軸方向一方側に前記ステータ及び前記ボディが取付けられ、前記ロータの回転軸の軸方向他方側に前記回路基板及び前記ハウジングが取付けられた中間部材と、
   を備え、
   前記ステータは、巻線が巻回されることにより形成されたコイルを含んで構成されており、
   前記巻線の端末部が挿通される導出孔が前記中間部材に形成されており、
   前記ステータが固定されるステータ取付部が前記中間部材に設けられており、
   前記回路基板が固定される回路基板取付部が前記中間部材に設けられており、
   前記ハウジングに形成された第１係止部が前記中間部材に形成された第２係止部に係止された状態で、前記ハウジングが前記中間部材に取付けられており、
   前記中間部材の外周部に形成された第３係止部が、前記ボディの外周部に形成された第４係止部に係止された状態で、前記ボディが前記中間部材に取付けられた電動ポンプ。
2. 前記巻線の端末部及び外部コネクタの端子が接続されるコネクタ端子が、前記回路基板における同じ側の面にハンダ付けで接合されている請求項１記載の電動ポンプ。
3. 外部コネクタが接続されるコネクタ部が、前記中間部材に設けられている請求項１又は請求項２記載の電動ポンプ。
4. 前記中間部材が、前記ステータが配置される空間と前記回路基板が配置される空間とを隔てている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動ポンプ。

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