(57)【要約】  ＢＬＤＣモータアセンブリおよびそれを製造するための方法が開示される。モータは、ハウジング、ハウジング内において、回転のために支持されるシャフト、ハウジング内に配置され、電磁界を発生させるための固定子、シャフトに作動的に連結され、電磁界に応じて、固定子内で、動力を得た回転のために配置されるロータ、ハウジング内に配置され、固定子に電気的に接続され、電磁界の様相を制御または計測するための少なくとも１つの温度に敏感な電子装置（ＴＳＥＤ）、ハウジング内に導入され、ハウジングと接触し、別個の内部容器または事前のポッティング作業の必要なしに不都合な温度および化学剤からＴＳＥＤを保護するようＴＳＥＤを封入する、燃料耐性を有し電気的に絶縁された高分子材料とを有する。このように、ハウジング内の印刷された回路基板上に担持されてもよいＴＳＥＤは、高分子材料がハウジング内の空間に充填されるまたは実質的に充填されるよう、高分子材料でオーバーモールドされる。先行技術における、電子機器のための専用の容器に関するコストおよび重さが解消されるばかりでなく、この発明は、さらによいモータの効率性および／または保護のための、ハウジング内におけるさまざまな電気装置の位置または配置のより自由な設計を可能にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を汲出すための装置であって、
燃料耐性および電気的絶縁性を有する高分子材料から形成されるハウジングを含み、ハウジング内の回路基板の上に、少なくとも１つの温度に敏感な電子装置（ＴＳＥＤ）が配置され、かつ高分子材料によって封入され、前記装置はさらに、
ハウジングにおいて少なくとも１つのＴＳＥＤの近くに形成され、少なくとも１つのＴＳＥＤを冷却するよう自身を通して流体を流すための少なくとも１つの通路と、
ハウジング内において回転のために支持されるシャフトと、
ハウジング内に配置され、電磁界を発生させるための固定子とを含み、ＴＳＥＤは、固定子に、電磁界の様相を制御するために電気的に接続され、前記装置はさらに、
シャフトに作動的に結合され、固定子内において、電磁界に応じて動力を得た回転のために配置されるロータと、
シャフトに作動的に結合され、駆動される、ハウジングを通って流体を汲出すための流体ポンプとを含む、装置。
【請求項２】
回路基板上に配置された、伝導放出を抑えるための複数のキャパシタをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ハウジングは、回路基板の近くに配置される除去可能なコアをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
除去可能なコアは、少なくとも１つの通路を形成するよう、少なくとも１つのＴＳＥＤの近くに配置される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
除去可能なコアは、回路基板およびその上に配置されるＴＳＥＤから熱を取除くためのヒートシンクである、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
除去可能なコアは、熱伝導性を有する材料から形成される、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
除去可能なコアは、ポリスチレンから形成される、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
回路基板の近くに配置される複数の除去可能なコアをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つのＴＳＥＤの近くに配置され、接触する冷却板をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
冷却板は、通路内に配置され、流れる流体に接触する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
冷却板は、冷却板の表面から通路内へと延在し、流れる流体に接触する冷却用フィンをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
回路基板に接続され、ハウジング内に配置され、固定子と回路基板とを外部の電源へ接続するための端子の対をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
端子の対の上に配置され、端子とハウジングとの間に流体シールを設けるためのシールの対をさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
ＢＬＤＣモータアセンブリであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内において、回転のために支持されるシャフトと、
前記ハウジング内に配置され、電磁界を発生させるための固定子と、
前記シャフトに作動的に結合され、前記固定子内において、前記電磁界に応じて動力を得た回転のために配置されるロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記固定子に電気的に接続され、前記電磁界の様相を制御するための少なくとも１つの温度に敏感な電子装置（ＴＳＥＤ）とを含み、前記ＴＳＥＤはその温度以上になると装置機能不良が起こり得る限界温度を有し、前記アセンブリはさらに、
前記ハウジング内に配置され、および前記ハウジングに接触し、前記ＴＳＥＤを封入し、および前記ＴＳＥＤに直に接触する、燃料耐性および電気的絶縁性を有する高分子材料を含み、前記高分子材料は、概して流体状で、前記ＴＳＥＤの前記限界温度より上の温度で、前記ハウジングに導入され、前記アセンブリはさらに、
前記高分子材料が前記ハウジングに導入される際、前記ＴＳＥＤから迅速に熱を奪い去るよう、前記ＴＳＥＤに近接して位置する製造ヒートシンク機構を含む、アセンブリ。
【請求項１５】
前記製造ヒートシンク機構は、前記ハウジングを含む、請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記製造ヒートシンク機構は、除去可能な成形コアを含む、請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記除去可能な成形コアは、前記高分子材料が前記ハウジングに導入される際、強制的に冷却される、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
除去可能な成形コアは、前記ＴＳＥＤと前記ハウジングとの間に配置される、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
ＢＬＤＣモータアセンブリであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内において、回転のために支持されるシャフトと、
前記ハウジング内に配置され、電磁界を発生させるための固定子と、
前記シャフトに作動的に結合され、前記固定子内において、前記電磁界に応じて動力を得た回転のために配置されるロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記固定子に電気的に接続され、前記電磁界の様相を制御するための少なくとも１つの温度に敏感な電子装置（ＴＳＥＤ）とを含み、前記ＴＳＥＤはその温度より上になると装置機能不良が起こり得る限界温度を有し、前記アセンブリはさらに、
前記ハウジング内に配置され、かつ前記ハウジングに接触し、前記ＴＳＥＤを封入し、かつ前記ＴＳＥＤに直に接触する、燃料耐性および電気的絶縁性を有する高分子材料と、
装置機能不良を防ぐよう、前記ハウジングを通って延在し、前記ＴＳＥＤの近くを通る、前記限界温度より下の温度の流体の動きによって、前記封入されたＴＳＥＤのそれから熱を対流的に取除くための流体流路とを含む、アセンブリ。
【請求項２０】
前記シャフトに作動的に接続および駆動される流体ポンプをさらに含み、前記流体流路は、経路が、前記流体ポンプを通る、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記ＴＳＥＤの近くで、前記高分子材料に少なくとも部分的埋込まれ、前記ＴＳＥＤから奪い去る熱の伝導を高めるための動作ヒートシンクをさらに含む、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
前記動作ヒートシンクは、前記流体流路内へと延在する、請求項２１に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
前記動作ヒートシンクは、冷却板を含む、請求項２１に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
流体ポンプアセンブリを製造するための方法であって、
鋳型穴を設けるステップと、
鋳型穴内の所定の位置にモータ制御回路を挿入するステップと、
回路基板の近くに製造ヒートシンクを配置するステップと、
回路基板を封入して、流体ポンプのためのハウジングを形成するよう、鋳型穴内に高分子材料を注入するステップと、
形成された高分子のハウジングから製造ヒートシンクを除去するステップと、
ハウジングを、固定子およびロータアセンブリに取付けるステップと、
固定子およびロータアセンブリのロータを、ハウジングを通って流体を汲出すための流体ポンプに結合するステップとを含む、方法。
【請求項２５】
ヒートシンクを冷却用流体に晒すことにより製造ヒートシンクを冷却するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
製造ヒートシンクを配置するステップは、回路基板の上に搭載される温度に敏感な装置の近くに、製造ヒートシンクを配置するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
製造ヒートシンクを配置するステップは、回路基板の上に搭載される温度に敏感な装置の近くに穴を形成するよう、鋳型の中に製造ヒートシンクを位置決めするステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
製造ヒートシンクを配置するステップは、回路基板に搭載される温度に敏感な装置の近くに流体通路を形成するよう前記製造ヒートシンクを鋳型内に位置決めするステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
電気モータを製造するための方法であって、
鋳型穴を設けるステップと、
鋳型穴内の所定の位置にモータ制御回路基板を挿入するステップとを含み、回路基板は少なくとも１つの温度に敏感な装置を有し、前記方法はさらに、
少なくとも１つの温度に敏感な装置の近くに、製造ヒートシンクを配置するステップと、
回路基板と少なくとも１つの温度に敏感な装置とを封入するよう、鋳型穴内に高分子材料を注入し、これによりモータのためのハウジングを形成するステップと、
形成された高分子のハウジングから製造ヒートシンクを取除くステップとを含む、方法。
【請求項３０】
モータ制御回路を挿入するステップは、鋳型穴内に固定子アセンブリを挿入するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
鋳型穴内に高分子材料を注入するステップは、回路基板および固定子アセンブリの周りに、高分子のハウジングを一体で形成するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
ヒートシンクを冷却用流体に晒すことにより、製造ヒートシンクを冷却するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
製造ヒートシンクを位置決めするステップは、回路基板の上に搭載される少なくとも１つの温度に敏感な装置の近くに穴を形成するよう、鋳型内に製造ヒートシンクを位置決めするステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
製造ヒートシンクを配置するステップは、回路基板の上に搭載された温度に敏感な装置の近くに通路を形成するよう、鋳型内に製造ヒートシンクを位置決めするステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、封入された回路基板を有するＢＬＤＣモータおよびポンプアセンブリという名称を持ち、２００５年５月１７日に出願された、出願番号６０／６８１，７９５を有する米国仮出願の優先権を主張する。
【０００２】
発明の背景
技術分野
この発明は、一般的に、ブラシレス直流モータに関し、より特定的には、高分子材料に封入された電子部品および回路網を有する流体ポンプに連結されたモータに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術
電気モータに対する電子制御システムの導入により、長寿命、効率性、信頼性、および低い電磁障害に関する産業上の目的が、達成可能になった。これは、１つには、ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータ技術の出現による。先行技術の永久磁石直流モータにかつて関係した問題が克服されるだけではなく、ＭＯＳ−ＦＥＴ装置の進歩により、さらなる性能上の利点がもたらされることとなった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術のＢＬＤＣモータ設計によって、それらの意図した目的は達成されたが、問題は未だ存在する。たとえば、制御回路網をモータ内に加えたことにより、モータの設計および製造の複雑さが増した。より具体的には、制御回路網は、モータが浸される流体から制御回路網を保護するよう、適切にパッケージングされなければならない。流体が制御回路網に接触した場合、回路の腐食および機能不良が起こることになる。制御回路網は、モータの製造時またはモータの稼動時に加えられる過度の熱により損傷されるかもしれない温度に敏感な部品を含む。さらに、制御回路網は、周りの電気装置から放射された放出物の影響を受けやすい。
【０００５】
したがって、ＢＬＤＣモータの製造コストをさらに低減する必要性、および制御回路網を周りの流体および放射された放出物から保護する必要性が存在する。さらに、モータは、製造工程の間およびモータのその後の稼動の間の両方において、過熱による機能不良または損傷から、温度に敏感な電子装置を保護するように構成されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要および利点
この発明は、ＢＬＤＣモータおよびポンプアセンブリ技術における、さらなる進歩を提供する。この発明の1つの局面によれば、ＢＬＤＣモータアセンブリは、ハウジング、ハウジング内において、回転のために支持されるシャフト、ハウジング内に配置され、電磁界を発生させるための固定子、シャフトに作動的に連結され、電磁界に応じて、固定子内で、動力を得た回転のために配置されるロータ、ハウジング内に配置され、および固定子に電気的に接続され、電磁界の様相を制御または計測するための少なくとも１つの温度に敏感な電子装置（ＴＳＥＤ）、ならびにハウジング内に導入され、ハウジングと接触し、別個の内部容器または事前ポッティング作業の必要なしに不都合な温度および化学剤からＴＳＥＤを保護するようＴＳＥＤを封入する、燃料耐性を有し電気的に絶縁された高分子材料を含む。このように、ハウジング内の印刷された回路基板上に担持されてもよいＴＳ
ＥＤは、高分子材料がハウジング内の空間に充填されるまたは実質的に充填されるよう、高分子材料でオーバーモールドされる。先行技術における、電子機器のための専用の入れ物に関するコストおよび重さが解消されるばかりでなく、この発明は、さらによいモータの効率性および／または保護のための、ハウジング内におけるさまざまな電気装置の位置または配置のより自由な設計を可能にする。たとえば、ＢＬＤＣモータは、典型的には、ロータの位置を監視するよう、ホール効果センサを含んでもよい。電子機器のために別個の内部容器を設ける必要をなくすこの発明によれば、ホール効果センサは、よりよい応答性を提供できるよう、さらに場合によっては、ロータ上にさらなる電磁石を搭載する必要さえも除去するよう、最適に配置され得る。
【０００７】
この発明の別の局面によれば、ＢＬＤＣモータアセンブリは、ハウジングと、ハウジング内において、回転のために支持されるシャフトと、ハウジング内に配置され、電磁界を発生させるための固定子と、シャフトに作動的に連結され、固定子内において、電磁界に応じて動力を得た回転のために配置されるロータと、ハウジング内に配置され、および固定子に電気的に接続され、電磁界の様相を制御するための少なくとも１つのＴＳＥＤとを含み、ＴＳＥＤはその温度より上では機能不良が起こり得る限界温度を有し、前記アセンブリはさらに、ハウジング内に配置され、およびハウジングに接触し、ＴＳＥＤを封入し、およびＴＳＥＤに直接接触する、燃料耐性および電気的絶縁性を有する高分子材料を含み、高分子材料は、概して流体形状で、ＴＳＥＤの限界温度より上の温度で、ハウジングに導入され、前記アセンブリはさらに、高分子材料がハウジングに導入される際、ＴＳＥＤから迅速に熱を奪い去るよう、ＴＳＥＤに近接して位置する製造ヒートシンク機構を含む。製造ヒートシンク機構は、たとえばハウジングのような、ＴＳＥＤから熱を急速に奪い去り得る、モータおよびポンプアセンブリの常設の部分でもあり得る。そうでなければ、製造ヒートシンク機構は、除去可能な成形コアまたはポリスチレンのような犠牲熱吸収要素でもあり得る。除去可能な成形コアの場合、成形コアが冷やされれば、さらに向上した冷却特性が達成され得る。このように、ＴＳＥＤは、製造ヒートシンク機構の戦略的および意図的な使用によって、封入工程の間の損傷に対して、保護される。
【０００８】
この発明のさらに別の局面によれば、ＢＬＤＣモータアセンブリは、ハウジングと、ハウジング内において、回転のために支持されるシャフトと、ハウジング内に配置され、電磁界を発生させるための固定子と、シャフトに作動的に連結され、固定子内において、電磁界に応じて動力を得た回転のために配置されるロータと、ハウジング内に配置され、固定子に電気的に接続され、電磁界の様相を制御するための少なくとも１つのＴＳＥＤとを含み、ＴＳＥＤはその温度以上になると機能不良が起こり得る限界温度を有し、前記アセンブリはさらに、ハウジング内に配置され、かつハウジングに接触し、ＴＳＥＤを封入し、かつＴＳＥＤに直接接触する、燃料耐性および電気的絶縁性を有する高分子材料と、装置機能不良を防ぐよう、ハウジングを貫いて延在し、ＴＳＥＤの近くを通る、限界温度より下の温度の流体の動きによって、封入されたＴＳＥＤから熱を対流的に取除くための流体流路を含む。燃料ポンプのような流体汲上げ装置とともに組み込まれる場合に簡便に実現され得るこの発明のこの局面では、稼動中にＴＳＥＤから熱を奪い去るよう、冷却用液体の流れの自然対流効果を活用する。これにより、その動作温度を限界温度以下に保つよう助ける。
【０００９】
この発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、添付の図面について考慮し、下記の詳細な記載を参照することにより、よりよく理解されると容易に認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
好ましい実施例の詳細な説明
それぞれの図を通じて、同様の数字は、同様または対応する部分を示す、これらの図面を参照し、この発明の実施例に従うブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータアセンブリは、概
して１０で示される。
【００１１】
図１において、モータアセンブリ１０は、燃料ポンプの適用例において示される。１２で概して示される流体ポンプは、モータアセンブリ１０の下端に連結される。しかしながら、もちろん、燃料ポンプ以外に、その他の駆動される部品または機構が、モータアセンブリ１０に連結され得る。ここに示される流体ポンプ１２は、羽根型であるが、他の容積式、インペラ式などの他のポンプタイプを用いてもよく、同等の効果が得られる。
【００１２】
図１において、流体ポンプ１２は、モータアセンブリ１０の下端に隣接する出口板１４を含むのが図示される。カムリング１６は、出口板１４に対して保持され、ロータ１８および捕捉されたローラ２０のアレイを取囲む。ロータ１８は、モータアセンブリ１０によって強制的に回転され、これによりカムリング１６の内周の周りの軌道上においてローラ２０を駆動する。ロータ１８およびカムリング１６におけるポケットに対するローラ２０の動きにより、この例での内燃機関用燃料のような流体を移送する。入口板２２は、そのポンピングチャンバを閉じ、フィルタ２４は、入口板２２の入口を介して流体が引込まれた際、流体をスクリーニングする。よって、フィルタ２４および入口板２２を介して中へ引込まれた流体は、この汲上げられた媒体をモータアセンブリ１０へと導く出口板１４における開口部を介して排出される。モータアセンブリ１０において、この汲上げられた媒体は、モータアセンブリ１０の上部における排出口を介して排出される前に、冷却用媒体として機能する。
【００１３】
図２および図３は、モータアセンブリ１０のさまざまな斜視図を示し、特定的には、好ましくは上ハウジング部２６および下ハウジング部２８からなるハウジング機構を示す。固定子３０の一部を含む積層スタックは、上ハウジング部２６および下ハウジング部２８の間に捕捉される。シャフト３２は、図３において、その端部が下ハウジング部から延在する状態で、ハウジング内における回転のために支持される。シャフト３２のこの延在している部分は、適切な連結装置３４を介してポンプロータ１８に連結される。シャフト３２の反対側の端は、図２において、上ハウジング部２６から突出するのが示される。ベアリングによって、シャフト３２は支持される。図９において、このようなベアリングの一つが上ハウジング部２６にあるのが図示される。他方のベアリングは、カムリング１６と入口板２２との間のような、下ハウジング部２８またはポンプアセンブリ１２において設置されてもよい。同様に、上ハウジング部２６から突出するのが示されているのは、モータアセンブリ１０に電圧を加え、必要な制御およびフィードバック信号を送信するための電気端子３６である。これら電気端子３６が対となる接続先と整列していない場合、ジャンパストラップ３８を用いてもよい。
【００１４】
図４Ａおよび４Ｂにおいて、固定子３０が、上ハウジング部２６および下ハウジング部２８の間に捕捉されているのが、よりよく図示される。固定子３０は、従来の積層板および巻線を含み、さらに、巻線のワイヤから電気絶縁保護のために、パウダーコーティングされてもよい。端子３６は、固定子３０へ電気的に接続される。端子３６はさらに、回路基板４０に取付けられ、かつ電気的に接続される。電圧を加えられると、固定子３０は、直流モータの典型的な態様で、電磁界を作り出す。
【００１５】
ロータ４２は、シャフト３２に作動的に連結され、固定子３０内において、固定子３０によって生成された電磁界に応じて動力を得た回転のために配置される。ロータ４２は、どのような公知の技術に従って製作されてもよく、後でオーバーモールドされる、または、そうでなければ磁気セグメント４４が取り付けられるコアを含む。図示される実施例においては、４つのこのような磁気セグメント４４が、ロータ４２の外側の周りに、弓状に同じ増分で配列される。これら磁気セグメント４４は、いわゆるネオマグネットタイプのものであってもよく、下にあるロータコア４２に対する接合前または後に帯電され得る。
【００１６】
引続き図４ａおよび図４ｂを参照すると、端子シール３７は、断面で図示される。端子シール３７は、上ハウジング２６において、環状開口部３９に配置される。端子シール３７は、形状において環状であり、高分子材料からできている。たとえば、シール３７は、デラウェアのデュポン（Dupont）によって製造され、製品番号７２４６で販売されるハイトレル（Hytrel）として公知である材料、または任意の同等の材料からできていてもよい。さらに、シール３７は、環状開口部３９の内径との締りばめを有するよう寸法決めされた外径を有し、端子３６の外径との締りばめを有するよう寸法決めされた内径を有する。このように、シール３７は、開口部３９への流体の浸入を防ぎ、さらにモータアセンブリ１０の耐久性および信頼性を向上させる。
【００１７】
ここで、図５Ａ、図５Ｂ、および図６を参照すると、回路基板４０は、複数の電気回路、部品、および装置を支持するのが示される。典型的には、これらの電子装置は、磁気セグメント４４（または二次磁石）に応答する１つ以上のホール効果センサと、これらのホール効果センサの各々と関連付けられる１つ以上のＭＯＳ−ＦＥＴ４６とを含むことになる。さらに、回路基板４０は、伝導放出を抑制するための複数のキャパシタ４５を含む。キャパシタ４５は、どんな伝導放出でも除去するよう、作動的に回路基板４０および関連する回路網に接続される。有利なことに、回路基板４０上にキャパシタ４５を含むことにより、流体ポンプのワイヤリングおよび／またはコネクタにおいて、外部ろ過装置の必要がなくなる。ホール効果センサ（図示せず）は、好ましくは回路基板４０の下側に配置され、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６は、回路基板４０から上に向かって延在する。ＭＯＳ−ＦＥＴ４６は、装置接合限界温度が約１５０℃である、温度に敏感な電子装置（ＴＳＥＤ）であってもよい。いつでも、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６が、この限界温度を超える温度に晒される場合には、装置の損傷およびその結果生じる機能不全が起こり得る。したがって、回路基板４０およびそのすべての電子機器を保護するだけでなく、製作工程の間およびモータアセンブリ１０の通常動作時の間において、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６（または他のＴＳＥＤ）の過熱を防ぐことが重要である。
【００１８】
製作工程の間、ホール効果センサおよびＭＯＳ−ＦＥＴ４６を含むすべての事前に加えられた部品を有する回路基板４０は、空の上ハウジング２６の中へ配置される。それから、空の上ハウジング２６は、樹脂のような、燃料耐性および電気的絶縁性を有する高分子材料４７で充填される。高分子材料４７を強制的にすべての間隙空間に入るよう、かつ空気を含む可能性を最小限にするよう、この高分子材料４７は圧力の下で、流体状態で注入成形されるのが好ましい。このように、燃料耐性および電気的絶縁性を有する高分子材料４７が、ハウジング２６に接触するのみならず、電子部品および回路基板４０を完全に封入してそれらに直に接触するように、上ハウジング部２６を充填する、または実質的に充填する。この態様で、全電子機器は、先行技術が教示するような別個の内部容器または事前のポッティング作業の必要なしに、不都合な温度の揺れ、摩耗、振動、および化学剤から保護される。さらに、このその場でのオーバーモールド工程により、性能および伝熱を改善する位置または他の利点のあるより戦略的な位置へ、ホール効果センサを含むさまざまな電気部品を配置するような、より大きな設計上の自由が可能になる。たとえば、ハウジング内の専用の容器に電気部品を封入する先行技術のＢＬＤＣモータアセンブリでは、適切にホール効果センサに対して影響を与えるよう、さらなる磁石、すなわちロータ４２上に設けられた磁気セグメント４４に加えてさらなる磁石を必要とされる場合がある。さらに過剰な重さおよび不必要な前組立作業が避けられる。
【００１９】
この発明の実施例に従って、上ハウジング２６を形成し、回路基板４０をオーバーモールドするための代替の方法１００が、図１１に示される。最初のステップにおいて、ブロック１０２によって示されるように、回路基板４０は空の鋳型穴に置かれる。回路基板４０は、固定具により、鋳型内の所定の位置に保持される。たとえば、固定具は、回路基板
４０に取り付けられる端子上にクランプする。ブロック１０４に示すように、回路基板に取付けられたＴＳＥＤを、オーバーモールド工程における過度の熱に晒されることから保護するよう、下記のように、製造ヒートシンクがＴＳＥＤの近くの適切な位置に保持される。ブロック１０６に示されるように、製造ヒートシンクは、ヒートシンク上に流体を通過させることにより積極的に冷却されてもよい。ブロック１０８では、高分子材料が鋳型に注入され、これにより上ハウジング２６を形成し、かつ高分子材料４７の中に回路基板４０を封入する。製造ヒートシンクは、それから、上ハウジング２６からブロック１１０に示されるように除去される。この発明の実施例における製造ヒートシンクの除去によって、図８に示す穴５０および通路５４が形成される。さらに、封入された回路基板４０を有する上ハウジング２６は、１つの作業で固定子３０の上に直に形成されてもよい。
【００２０】
たとえばＭＯＳ−ＦＥＴ４６においてのような、一部の電気部品に固有の温度に対する敏感性の問題について再び言及すると、これら温度に敏感な電気装置（ＴＳＥＤ）を保護するよう、さまざまな戦略を用い得る。これは、ＴＳＥＤの限界温度より上の温度で、燃料耐性および電気絶縁性を有する高分子材料４７をハウジング２６へ導入する際に、特に重要である。たとえば、オーバーモールド工程において、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６の例示的な限界温度である１５０℃より上で高分子材料４７が加熱される必要があれば、その熱い高分子材料４７がハウジング２６に導入される際にＴＳＥＤから熱を急速に奪い去る製造ヒートシンク機構をＴＳＥＤに近接して位置するよう設ける必要がある。よって、この製造ヒートシンク機構は、製造または製作工程の間に、ＴＳＥＤに対する過熱による損傷を防ぐよう用いられる。
【００２１】
製造ヒートシンク機構は、多くの形態を取り得る。たとえば、多数の金属に共通であるように高速な伝熱性を有する材料から上ハウジング部２６ができている場合、ＴＳＥＤは、熱が奪い去られ、高分子材料４７の温度が凝固点および限界温度より下にまですばやく低減されるように、ハウジングに物理的に接触するまたはハウジングにほぼ近接する位置に配置され得る。製造ヒートシンク機構の別の代替物は、除去可能な成形コアの形態を取り得る。図７は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６とハウジング２６との間に配置されるいくつかの除去可能な成形コア４８の設置可能位置を示す。成形コア４８が除去されると、図８に示すように、穴５０が形成され、その穴の開放性により、後の動作時において良好な熱伝導を促進する。代替的には、再び図７を参照し、除去可能な成形コアは、除去可能コア５２によって示されるように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６から半径方向において中心に向かう方向に配置され得る。オーバーモールド工程およびコア５２の除去の後、流体流路５４が、上ハウジング部２６において、機構として残る。除去可能なコア４８、５２は、製造ヒートシンク機構の熱除去特性をさらに向上するよう、たとえば循環している水または他の冷却作業を用いて、強制的に冷却され得る。もちろん、ＴＳＥＤから、オーバーモールドする作業の間に熱を除去する他の変形および方法は、全くもって可能であり、この発明の範囲内である。
【００２２】
上記記載は、主として、製造工程の間のＴＳＥＤの保護に関係していたが、モータアセンブリ１０のその後の使用時における過熱からＴＳＥＤを保護することも重要である。この問題に対して、この発明は、以下のように有利に取組んでいる。すなわち、ＴＳＥＤの限界温度より下の温度で、流体を流路５４の中を通り抜けるように動かすことにより、封入されたＴＳＥＤから対流的に熱を奪う目的で、ＴＳＥＤの近くを、ハウジング２６を通るように流体流路５４の経路を定める。このように、ＴＳＥＤの限界温度より低い温度の流体またはガスが流路５４を通って移動することを活用することにより、対流的に熱が流体の流れへと伝導し得る。これが、ＴＳＥＤにとっての安全な稼動温度を維持する助けとなる。ＭＯＳ−ＦＥＴ４６が、議論目的においてのみＴＳＥＤ部品として指定される例に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６は、この対流による冷却現象を活用するよう、流路５４の近くに戦略的に配置される。
【００２３】
これらの作動的なヒートシンク特性をさらに向上するよう、ＴＳＥＤ、すなわちＭＯＳ−ＦＥＴ４６は、このＦＥＴの一部として製造されるまたは前組立作業時に取り付けられる冷却板５６を備える。おそらく図１０に最もよく示される冷却板５６は、伝導により熱を奪い去るよう、ＭＯＳ−ＦＥＴ４６に隣接する金属または他の熱伝導材料であり得る。各々の冷却板５６の一方の側は、したがって、冷却能力を向上するよう、路５４を流れる流体に対して晒される。さらに、冷却板５６は、オーバーモールド作業の間、特に有利であるかもしれない。その、オーバーモールド作業において、除去可能な成形コア４８は、ＴＳＥＤがその限界温度より下に保たれるのを助けるよう、冷却板に接触または近接近する。さらに冷却板５６は、熱伝導を向上するさまざまな構成を有してもよい。たとえば、冷却板５６は、路５４を流れる流体によって冷却される冷却板の表面面積を増やすよう、冷却板の表面から路５４内へと延在する１つ以上の冷却フィン５８を含んでもよい。
【００２４】
この発明は、例示的な様態で記載したが、使用した用語は、限定を意図した性質の言葉ではなく、描写を意図した性質の言葉であると理解されるべきである。上記教示に照らして、この発明の修正および変形を数多く行なうことが可能であることは明らかである。よって、特許請求の範囲において、この発明が具体的に記載したのと違った形で実施されることもあると理解されるべきである。この発明は特許請求の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＢＬＤＣモータおよび例示的な羽根型のポンピング要素を示す部分分解図である。
【図２】上ハウジング部に焦点をあてた、ＢＬＤＣモータアセンブリの斜視図である。
【図３】下ハウジング部に焦点をあてた、ＢＬＤＣモータアセンブリの斜視図である。
【図４Ａ】モータ端子に交差する面における、ＢＬＤＣモータアセンブリの縦断面を示す。
【図４Ｂ】モータ端子に交差する面における、ＢＬＤＣモータアセンブリの縦断面を示す。
【図５Ａ】図４Ａおよび図４Ｂにおいて用いられたものからオフセットされる面における、ＢＬＤＣモータアセンブリの縦断面を示す。
【図５Ｂ】図４Ａおよび図４Ｂにおいて用いられたものからオフセットされる面における、ＢＬＤＣモータアセンブリの縦断面を示す。
【図６】この発明に従ったＢＬＤＣモータアセンブリを示す部分断面図である。
【図７】例示的な製造成形コアが重ねあわされたモータ制御回路の端面図である。
【図８】モータ制御回路の封入後の上ハウジングの斜視図である。
【図９】モータ制御回路の封入後の上ハウジングの部分断面斜視図である。
【図１０】２つの視点からＭＯＳ−ＦＥＴ装置を示す図である。
【図１１】この発明の実施例に従った、流体ポンプを製造するための方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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