(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータハウジングと、該モータハウジングに接続自在であり且つベース板を有する回路ケースと、回路基板と、制御素子とからなり、前記回路ケースのベース板の内面側には前記回路基板が配置される閉鎖周壁部が形成され、前記ベース板の外面側には前記制御素子が装着され、該制御素子の複数本ある端子の一部はベース板を貫通して前記閉鎖周壁部内の回路基板と接続され、前記制御素子の複数本ある残りの端子は前記ベース板の前記閉鎖周壁部の外側に貫通形成されている前記内面側と前記外面側とを連通する複数の端子用通し孔を貫通して前記閉鎖周壁部外に突出し、前記閉鎖周壁部内に被覆樹脂が充填されてなることを特徴とする電動ウォーターポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記閉鎖周壁部は、前記回路基板の形状と略同等且つ極僅かに大きい形状としてなることを特徴とする電動ウォーターポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプのモータ制御を行う回路基板を樹脂で被覆することにおいて、シリコーンゲルの使用量を最小限とし、軽量化及びコストダウンを実現でき、且つ組み付け作業性を向上させた電動ウォーターポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年車両の電動化，ハイブリッド化の進展により車両への電動ウォーターポンプの搭載が増加している。電動ウォーターポンプの中でもモータの機能を有する部分とポンプの機能を有する部分が一体となった、いわゆる一体型の電動ウォーターポンプが使用されることが多い。一体型の電動ウォーターポンプでは、モータの固定子の役割を担うステータコア及びコイルからなるステータと，モータの回転子の役割を担うインナーマグネットと，該インナーマグネットと一体化されたインペラとが配置されている。このような電動ウォーターポンプにおいて、回路基板上の電子部品の保護や放熱もしくは断熱を目的として回路基板をポッティング材で覆う構成とすることが多い。このような構成が開示された文献として、特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８３５９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、ハウジング内の領域には熱伝導率の高い伝熱ポッティング材が充填され、且つ支持部材とエンドカバー側の領域には伝熱ポッティング材に接して熱伝導率の低い断熱ポッティング材が充填されている。そのため、ステータは伝熱ポッティング材で覆われ、電解コンデンサやヒューズは断熱ポッティング材で覆われている。これにより、最も発熱量が大きいステータで生じた熱は伝熱ポッティング材を介してハウジングに到達し、ハウジングから外気中へ放熱されるため、ステータは十分に放熱される。また、電解コンデンサやヒューズが断熱ポッティング材で覆われることで、ステータの熱が電解コンデンサやヒューズに伝わるのを極力抑制することができる。
【０００５】
特許文献１の構成により、電解コンデンサの寿命を長くでき、耐熱性の低い電解コンデンサを使用できるため、コスト低減に寄与する構成となっている。但し特許文献１の構成では以下のような課題が残されている。回路基板36と回路基板37は隣接しているが、互いにシール（密封）されている構成では無いため、支持部材とエンドカバー側の領域に溶融した断熱ポッティング材を流し込むと、最終的には領域ｂの全ての領域に断熱ポッティング材が充填される。断熱ポッティング材はシリコーンであるがいわゆる樹脂であり、樹脂は空気よりは遥かに密度（比重）が大きいものであり、領域ｂの全ての領域を断熱ポッティング材で充填すれば、電動ブラシレスウォーターポンプとしての重量は大きいものとなる。
【０００６】
また、断熱ポッティング材はシリコーンであるため、伝熱ポッティング材や金属よりは断熱性が高いものであるが、空気の断熱性よりは遥かに劣るものであり、断熱ポッティング材を領域の全ての領域に充填することにより、若干の熱が伝わっていくため、断熱性をそれほど高レベルで達成できないものとなっていた。更に断熱ポッティング材の使用量の増加によるコスト増加についても懸念されるものである。本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的）は、電動ウォーターポンプの回路基板の防水防湿性及び断熱性を
確実にすると共に、使用する被覆樹脂の量を最小限にして、コストの増加を抑え、且つ軽量化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、モータハウジングと、該モータハウジングに接続自在であり且つベース板を有する回路ケースと、回路基板と、制御素子とからなり、前記回路ケースのベース板の内面側には前記回路基板が配置される閉鎖周壁部が形成され、前記ベース板の外面側には前記制御素子が装着され、該制御素子の複数本ある端子の一部はベース板を貫通して前記閉鎖周壁部内の回路基板と接続され、前記制御素子の複数本ある残りの端子は前記ベース板の前記閉鎖周壁部の外側に貫通形成されている前記内面側と前記外面側とを連通する複数の端子用通し孔を貫通して前記閉鎖周壁部外に突出し、前記閉鎖周壁部内に被覆樹脂が充填されてなる電動ウォーターポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項２の発明を、請求項１において、前記閉鎖周壁部は、前記回路基板の形状と略同等且つ極僅かに大きい形状としてなる電動ウォーターポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明では、回路ケースに閉鎖周壁部が形成され、該閉鎖周壁部に回路基板が装着されて、前記閉鎖周壁部内に被覆樹脂が充填されるので、被覆樹脂が閉鎖周壁部内のみの量で十分であり、被覆樹脂の使用量を従来のものよりも格段に削減できる。よって電動ウォーターポンプの軽量化が図れる。また被覆樹脂の使用量削減によるコストダウンが図れる。さらに、被覆樹脂の充填時に溶融した被覆樹脂が閉鎖周壁部外の制御素子の端子が貫通する孔から回路ケースの裏側に漏れないため作業性が向上する。また請求項２の発明では、閉鎖周壁部は、回路基板の形状と略同等且つ僅かに大きい形状としているので、閉鎖周壁部内に回路基板が装着された状態で、すでに、回路基板は正確な位置に装着されるものであり、作業効率が向上し、作業時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）は本発明の縦断正面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図である。
【図２】（Ａ）は回路ケースの縦断正面図、（Ｂ）は回路ケースの内面側平面図、（Ｃ）は回路ケースのヒートシンクを外した状態の外面側平面図である。
【図３】（Ａ）は回路ケースに回路基板を装着しようとする斜視図、（Ｂ）は回路基板が装着された回路ケースの閉鎖周壁部に被覆樹脂が充填された斜視図である。
【図４】（Ａ）は回路ケースに回路基板を装着しようとする状態の縦断正面図、（Ｂ）は回路基板が装着された回路ケースの閉鎖周壁部に被覆樹脂が充填されている状態の縦断正面図、（Ｃ）は回路基板が装着された回路ケースの閉鎖周壁部に被覆樹脂が充填された状態の縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の構成は、図１に示すように、モータ部Ａと、モータ制御部Ｂと、ポンプ部９とからなる。モータ部Ａは、モータハウジング１の内部に鉄合金製のステータ２及びインナーマグネット３が装着されている。ステータ２は、ステータコア２１にコイル２２が巻き付けられており、これらが樹脂２３に被覆され防水性も有する。
【００１１】
そして、ステータコア２１に巻かれたコイル２２の通電を制御により順番に切り替えていくことで磁界が切り替わり、軸中心寄りに配置されたインナーマグネット３を回転駆動させることができる。インナーマグネット３がステータ２の磁力により回転すれば、インナーマグネット３に一体的に装着されているインペラ４２が回転し、ポンプとしての機能を果たすことができる。
【００１２】
モータ部Ａには、インペラ４２の周囲で、インナーマグネット３及びインペラシャフト４１が配置される領域までエンジンの冷却水が浸入する。そのためインペラ４２の羽根の軸方向反対側で且つインペラシャフト４１の軸端部近傍にはモータ部Ａと、モータ制御部Ｂとを区画する樹脂製もしくはアルミニウム合金製の区画壁１１が略円板状に形成されている。該区画壁１１は、モータ部Ａとモータ制御部Ｂとの境界壁としての役目をなすものであり、冷却水を密封する〔図１（Ａ）参照〕。
【００１３】
モータ制御部Ｂは、回路ケース５と、回路基板６と、ＦＥＴ等の制御素子７（電界効果トランジスタ）とから構成される。回路ケース５は、合成樹脂にて形成され、略円板形状のベース板５１の外周に両側面より突出する円筒形状の外周側部５２が形成されている。前記ベース板５１には、図２に示すように、内面側５１ａと外面側５１ｂとが存在し、内面側５１ａは、前記モータハウジング１に接続される側であり、回路基板６が装着される〔図２（Ｂ），図３参照〕。また、内面側５１ａには、後述する閉鎖周壁部５３が形成される。前記外面側５１ｂには、ＦＥＴ等の制御素子７及びその他のパワー系電子部品が組み込まれる〔図２（Ｃ）参照〕。
【００１４】
ベース板５１の内面側５１ａには、図２（Ａ），（Ｂ）及び図３（Ａ）に示すように、閉鎖周壁部５３が形成され、該閉鎖周壁部５３内に回路基板６が装着され、シリコーンゲル等の被覆樹脂Ｒが充填されて回路基板６が樹脂で被覆される構成となる。この被覆樹脂Ｒは電子部品の保護や放熱もしくは断熱のために、被覆樹脂Ｒが回路基板６を覆うような充填がされる。
【００１５】
前記閉鎖周壁部５３は、平面状において閉鎖された周壁を構成するものであり、具体的にはベース板５１の内面側５１ａ上に載置された回路基板６の外周を完全に包囲するものであり、壁面の高さはいずれの位置でも同一高さである。閉鎖周壁部５３は、周方向に沿って閉鎖されたものであり、溶融した被覆樹脂Ｒが閉鎖周壁部５３内に充填されても、閉鎖周壁部５３を越えて外部に拡がることがない。閉鎖周壁部５３は、回路基板６の平面外形よりも大きく形成されるものであれば特に、その形状には限定されない。好ましくは、回路基板６の形状と略同等で且つ極僅かに大きい形状にすると良い。
【００１６】
また、回路基板６を閉鎖周壁部５３内に配置したときに、回路基板６の外周縁と閉鎖周壁部５３の内壁面との間隔は、可能な限り小さくなるように閉鎖周壁部５３の形状を形成することが特に好ましい。すなわち、回路基板６の平面外周形状に対して閉鎖周壁部５３の内周形状が略同一となるように高い精度にて形成されることで、回路基板６は閉鎖周壁部５３に対して、位置がほとんどズレないで装着することができる。
【００１７】
これにより回路基板６は、閉鎖周壁部５３内に載置するのみで、回路基板６の位置が適正な位置に設置でき、特に位置合わせすること無くネジやビス等で回路基板６を固定することができる。また、閉鎖周壁部５３の内面側５１ａからの壁面の高さは製品単品寸法や組み付け公差を考慮して、前記モータハウジング１の区画壁１１と干渉しない範囲で高くすることが好ましい。これにより、電子部品の保護や放熱もしくは断熱に寄与するシリコーンゲル等の被覆樹脂Ｒの量を極力多くすることができる。
【００１８】
ベース板５１の外面側５１ｂに装着される制御素子７は、内面側５１ａに装着された回路基板６の命令に基づいて決定されたタイミングで且つ決定された大きさの電力を、それぞれのステータ２のコイル２２に供給する部分である。制御素子７には、端子７１，７１，…が複数本形成されており、複数本ある端子７１，７１，…の一部はベース板５１を貫通して閉鎖周壁部５３内に突出し、該閉鎖周壁部５３内に装着された回路基板６に接続配線される〔図１（Ｂ）参照〕。残りの端子７１，７１，…は、ベース板５１を貫通して閉鎖周壁部５３外に突出し、ベース板５１に配置されたステータ２のコイル２２と連通する
端子に連結される。
【００１９】
回路基板６と制御素子７は、前述したように、ベース板５１の内面側５１ａ及び外面側５１ｂに分かれて配置されており、残りの端子７１とステータ２のコイル２２との連通する端子２４と連結するために、ベース板５１の内面側５１ａと外面側５１ｂとを連通する複数の端子用通し孔５４，５４，…がベース板５１の閉鎖周壁部５３の外側に貫通形成されている〔図１（Ｂ）参照〕。そして、残りの端子７１は、端子用通し孔５４，５４，…を貫通する。
【００２０】
前述したように、ベース板５１の外面側５１ｂに装着された制御素子７の端子７１，７１，…は、その複数本がベース板５１を貫通して内面側５１ａの閉鎖周壁部５３内に突出している（図２参照）。そして、ベース板５１の内面側５１ａでは、閉鎖周壁部５３に回路基板６を装着することにより、回路基板６と制御素子７とが端子７１で接続できる（図４参照）。回路ケース５のベース板５１に形成された閉鎖周壁部５３に回路基板６を装着して、被覆樹脂Ｒが充填されることにより、被覆樹脂Ｒが回路基板６のみを被覆することができ、被覆樹脂Ｒの樹脂量を従来のものよりも格段に削減できる。さらに閉鎖周壁部５３によって、溶融した被覆樹脂Ｒは閉鎖周壁部５３の外部にまでは広がることがないので、はみ出した被覆樹脂Ｒが端子用通し孔５４からベース板５１の外面側５１ｂに漏れ出すことも防止できる。
【００２１】
被覆樹脂Ｒは、回路基板６上の電子部品の保護や放熱もしくは断熱の役目をなし、具体的には、前述したようにシリコーンゲル（ポッティング材）が使用される。被覆樹脂Ｒの材質としてウレタンやセラミック，エポキシ等の材質を使用する場合もある。発熱部品であるＦＥＴ等の制御素子７は、ヒートシンク８の裏面に接触して配置されているので、ヒートシンク８のフィンにより制御素子７を効果的に放熱させることができる。
【００２２】
アルミニウム合金製のヒートシンク８として放熱のために多数のフィンが形成され、制御素子７とヒートシンク８は直接、もしくは放熱グリス，放熱シート等を介して接触している。よって、前記制御素子７によって発生した熱は速やかにヒートシンク８に伝達され、フィンから外気中に放出される。ポンプ部９は主に、図１（Ａ）に示すように、ポンプカバー部９１に吸入口９３と吐出口９２とを有したもので、樹脂製もしくはアルミニウム合金製である。ポンプカバー部９１の内部にはインペラ４２が配置されており、インペラ４２は、前記インペラシャフト４１に回転自在に軸支され、モータ部Ａの動力により回転する。
【符号の説明】
【００２３】
１…モータハウジング、５…回路ケース、５１…ベース板、５１ａ…内面側、
５１ｂ…外面側、５３…閉鎖周壁部、６…回路基板、７…制御素子、７１…端子、
Ｒ…被覆樹脂。
【図１】
0005584513.tif 000002
【図２】
0005584513.tif 000003
【図３】
0005584513.tif 000004
【図４】
0005584513.tif 000005