(57)【要約】外周に複数の羽根（１１１）が形成され、内周にロータマグネット（１１２）が設けられた羽根車（１１）と、ロータマグネット（１１２）と対向して配置されたモータステータ１２と、羽根車（１１）とモータステータ（１２）を仕切るとともに、モータステータ（１２）を収容する凹部（１３３）が形成されたポンプケーシング（１３）と、モータステータ（１２）に電流供給を行う駆動ＩＣ（４１）が実装された電子基板（１５）と、を有するポンプ１であって、電子基板１５は、実装された駆動ＩＣ（４１）がモータステータ（１２）と対面するように配置され、ポンプケーシング（１３）に固定されている。
2008018202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数の羽根が形成され、内周にロータマグネットが設けられた羽根車と、
前記ロータマグネットと対向して配置されたモータステータと、
前記羽根車と前記モータステータを仕切るとともに、前記モータステータを収容する凹部が形成されたポンプケーシングと、
前記モータステータに電流供給を行う駆動ＩＣが実装された電子基板と、を有するポンプであって、
前記電子基板は、実装された前記駆動ＩＣが前記モータステータと対面するように配置され、前記ポンプケーシングに固定されている、ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記電子基板は、前記凹部を覆うようにして、その外周端部が前記ポンプケーシングに固定されていることを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
前記ポンプは、さらに、前記ロータマグネットの磁気検出を行う磁気検出手段を備え、
前記磁気検出手段は、前記電子基板の前記凹部側かつ外周端部近傍に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載のポンプ。
【請求項４】
前記磁気検出手段と前記駆動ＩＣを接続するリード線が、前記電子基板上に配線されていることを特徴とする請求項３記載のポンプ。
【請求項５】
前記ポンプケーシングには、前記電子基板の配線を通すための溝が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のポンプ。
【請求項６】
前記駆動ＩＣによる前記ポンプの駆動方式は、三相駆動方式であることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のポンプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか記載のポンプと、
前記ポンプに対し、前記羽根車の回転数を変化させる制御信号を送信する制御回路と、
を有するポンプシステムであって、
前記ポンプは、前記羽根車の回転数に応じて周期的に変化するＦＧ信号を出力するＦＧ端子を備え、
前記制御回路は、前記ＦＧ端子から受信するＦＧ信号に基づき、前記制御信号を送信することを特徴とするポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ及びポンプシステムに関し、特に、電子部品を冷却する冷媒の循環や燃料電池の燃料循環などに用いられるポンプ及びポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の高性能化，高機能化に伴い、その情報機器の内部にある電子部品の発熱が増加してきており、冷却装置の重要度が増してきている。例えば、ＣＰＵのクロック周波数などは以前と比べて格段に大きなものとなっており、このため内部で冷媒を循環させてＬＳＩなどを冷却する方式が実用化されている。一方で、近年になって、燃料電池の開発が急速に進んできている。この燃料電池は、燃料を循環させて電気を取り出す電池であるが、益々小型化する傾向にあり、ノートパソコンやＰＤＡなどの情報処理端末に内蔵されるケースが増えてきている。【０００３】
ところで、このような冷媒や燃料の循環には、小型化されたポンプが用いられることが多い。小型化されたポンプを情報機器に組み込むことによって、情報機器内部での冷媒や燃料の循環が実現していた（例えば特許文献１参照）。【０００４】
特許文献１記載に開示された薄型渦流ポンプは、ポンプケーシングとカバーとで形成された空間内に、ロータマグネット等を内蔵させている。また、ポンプケーシングとカバーとで形成された空間外に、そのマグネットと対向するようにステータが配置されている。このような構成においてステータに電流を流すと、ステータとロータマグネットとの電磁的相互作用によって、ロータマグネットと一体的に設けられた羽根が回転し、冷媒や燃料を循環させることができる。【０００５】
ここで、特許文献１では開示されていないが、一般に、上述したステータに電流を供給するために、フレキシブルテープやリード線がポンプから引き出される。そして、引出されたフレキシブルテープやリード線は、コネクタを介して、電子基板上でポンプから離れた位置に存在する処理回路（駆動ＩＣなど）と接続される。【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６１２８４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、駆動ＩＣを含む処理回路とポンプとが離れた位置に存在するとなると、その分だけ電子基板の面積が大きくなってしまい、情報機器の小型化要求や各種電子部品の高密度実装要求を満たすことができない。【０００８】
また、従来のように、フレキシブルテープやリード線をポンプから引き出すような方式では、モータ制御に必要な微小な出力信号もフレキシブルテープやリード線を用いて伝送するので、これらを流れる電気信号が電子基板に対してノイズを発生させてしまう場合がある。この場合、各種電子部品の動作不良や故障に繋がるおそれがある。【０００９】
さらに、ロータの回転数を検出するべく、例えばロータに、ロータマグネットとは別に検出用マグネットを取り付けて、ポンプ外からその検出用マグネットの磁気検出を行う場合を考える。この場合、磁気検出を行うホール素子はポンプ外に配置されていることから、マウントずれ（ホール素子が所望位置からずれること）が生じないように注意しなければならない。仮に、マウントずれが生じてしまうと、磁気検出に支障をきたし、モータの動作不良を惹き起こしてしまう。【００１０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、情報機器の小型化要求や各種電子部品の高密度実装要求を満たすように、実装効率を向上させるポンプ及びポンプシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。【００１２】
（１）  外周に複数の羽根が形成され、内周にロータマグネットが設けられた羽根車と、前記ロータマグネットと対向して配置されたモータステータと、前記羽根車と前記モータステータを仕切るとともに、前記モータステータを収容する凹部が形成されたポンプケーシングと、前記モータステータに電流供給を行う駆動ＩＣが実装された電子基板と、を有するポンプであって、前記電子基板は、実装された前記駆動ＩＣが前記モータステータと対面するように配置され、前記ポンプケーシングに固定されている、ことを特徴とするポンプ。【００１３】
本発明によれば、内周にロータマグネットが設けられた羽根車と、このロータマグネットと対向して配置されたモータステータと、羽根車とモータステータを仕切るポンプケーシングと、駆動ＩＣが実装された電子基板と、を有するポンプで、モータステータが、ポンプケーシングに形成された凹部に収容されているとともに、前記電子基板は、実装された前記駆動ＩＣが前記ステータコアと対面するように配置され、前記ポンプケーシングに固定されているので、前記凹部を活用することができる。そのため、情報機器の小型化要求や各種電子部品の高密度実装要求を満たすように、実装効率を向上することができる。【００１４】
（２）  前記電子基板は、前記凹部を覆うようにして、その外周端部が前記ポンプケーシングに固定されていることを特徴とする請求項１記載のポンプ。【００１５】
本発明によれば、電子基板の外周端部を、ポンプケーシングに固定することとし、その結果、凹部が電子基板によって覆われるようにしたので、実装効率を向上させ、情報機器の小型化や各種電子部品の高密度実装を実現することができる。【００１６】
すなわち、電子基板の外周端部をポンプケーシングに固定することで、結果的に駆動ＩＣを含む処理回路とポンプとが一体化することになり、従来のようにフレキシルテープやリード線をポンプから引き出さなくても、モータステータに電流供給を行うことができる。従って、実装効率が向上し、情報機器の小型化（薄型化）や各種電子部品の高密度実装（又は最適配置）を実現することができる。【００１７】
また、本発明は、フレキシブルテープやリード線をポンプから引き出す必要がないので、電子基板に対してノイズを発生させることもなく、電子部品の動作不良や故障を防ぐこともできる。【００１８】
また、電子基板の外周端部をポンプケーシングに固定することで、電子基板とポンプケーシングの隙間から凹部に水が入り込むのを防ぐことができ、ひいては防水性を向上することができる。なお、水だけでなく、塵や埃などの異物が凹部に入り込むのを防ぐこともでき、ひいては耐粉塵性を向上することもできる。さらに、例えばロータマグネットの磁気検出を行う磁気検出手段を電子基板の凹部側に取り付けることによって、その磁気検出手段のマウントずれを防ぐことも可能である。【００１９】
さらにまた、本発明では、電子基板の外周端部をポンプケーシングに固定することによって、異音の発生を防ぐこともできる。詳細に説明すると、電子基板の外周端部がポンプケーシングに固定されていない場合には、その外周端部は自由端となるため、羽根車の高速回転によって振動が生じ、その結果、異音（振動音）が発生する可能性は否定できない。しかし、本発明のように、電子基板の外周端部がポンプケーシングに固定されている場合には、その外周端部は固定端となるため、たとえ羽根車が高速回転したとしても振動は生じにくい。その結果、異音の発生を防ぐことができる。【００２０】
ここで、電子基板が「凹部を覆う」には、モータステータが収容された空間を密閉空間とするように覆う場合のみならず、単に、モータステータが隠れるように凹部を覆う場合も含まれるものとする。したがって、例えばポンプケーシングの一部に、電子基板の配線を通すための溝が設けられている場合など、モータステータが収容された空間が密閉空間となっていなくても構わない。【００２１】
また、電子基板の外周端部は、ポンプケーシングに固定されているが、これは、電子基板の他の部分がポンプケーシングに固定されていることを排除する趣旨ではない。したがって、例えば、電子基板の外周端部及び中央付近がポンプケーシングに固定されていてもよい。なお、この「外周端部」は、電子基板の外周端面であってもよいし、電子基板の外周付近における表面又は裏面であってもよいし、具体的な場所の如何は問わない。【００２２】
さらに、電子基板の外周端部をポンプケーシングに「固定」するにあたって、嵌合することによって固定してもよいし、係合することによって固定してもよいし、単に当接することによって固定してもよい。なお、「固定」するにあたって、接着剤などの媒体を用いてもよい。【００２３】
（３）  前記ポンプは、さらに、前記ロータマグネットの磁気検出を行う磁気検出手段を備え、前記磁気検出手段は、前記電子基板の前記凹部側かつ外周端部近傍に取り付けられていることを特徴とするポンプ。【００２４】
本発明によれば、上述したポンプに、ロータマグネットの磁気検出を行う磁気検出手段を設け、この磁気検出手段を、電子基板の凹部側かつ外周端部近傍に取り付けるので、ロータマグネットに近接させることが可能となり、磁気検出の際のＳＮ比を向上させることができ、その結果、ノイズを抑制して検出精度向上を図ることができる。【００２５】
（４）  前記磁気検出手段と前記駆動ＩＣを接続するリード線が、前記電子基板上に配線されていることを特徴とするポンプ。【００２６】
本発明によれば、上述した磁気検出手段と駆動ＩＣを接続するリード線を、電子基板上に配線するので、リード線が電子基板上にない場合と比べて電磁ノイズを抑制することができ、ひいては検出精度向上を図ることができる。【００２７】
（５）  前記ポンプケーシングには、前記電子基板の配線を通すための溝が形成されていることを特徴とするポンプ。【００２８】
本発明によれば、上述したポンプケーシングには、電子基板の配線を通すための溝が形成されているので、ポンプの薄型化を妨げることなく、また、ポンプの構造を複雑化させることなく、電子基板への電力供給や信号送信を行うことができる。【００２９】
（６）  前記駆動ＩＣによる前記ポンプの駆動方式は、三相駆動方式であることを特徴とするポンプ。【００３０】
本発明によれば、上述した駆動ＩＣによるポンプの駆動方式は、三相駆動方式であるので、二相駆動方式の場合と比べて回転時がスムーズになり、回転効率を高めることができる。【００３１】
（７）  （１）から（６）のいずれか記載のポンプと、前記ポンプに対し、前記羽根車の回転数を変化させる制御信号を送信する制御回路と、を有するポンプシステムであって、前記ポンプは、前記羽根車の回転数に応じて周期的に変化するＦＧ信号を出力するＦＧ端子を備え、前記制御回路は、前記ＦＧ端子から受信するＦＧ信号に基づき、前記制御信号を送信することを特徴とするポンプシステム。【００３２】
本発明によれば、上述したポンプと、このポンプに対して羽根車の回転数を変化させる制御信号を送信する制御回路と、を有するポンプシステムで、ポンプに、羽根車の回転数に応じて周期的に変化するＦＧ信号を出力するＦＧ端子を設け、制御回路によって、このＦＧ端子から受信するＦＧ信号に基づき制御信号が送信されるので、ポンプの回転数を制御回路側で適切に把握すると同時に、ポンプ性能（吐出量）を適切にコントロールすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、内周にロータマグネットが設けられた羽根車と、このロータマグネットと対向して配置されたモータステータと、羽根車とモータステータを仕切るポンプケーシングと、駆動ＩＣが実装された電子基板と、を有するポンプで、モータステータが、ポンプケーシングに形成された凹部に収容されているとともに、前記電子基板は、実装された前記駆動ＩＣが前記モータステータと対面するように配置され、前記ポンプケーシングに固定されているので、前記凹部を活用することができる。そのため、情報機器の小型化要求や各種電子部品の高密度実装要求を満たすように、実装効率を向上することができる
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るポンプの機械構造を示す図である。
【図２】モータステータの外観構成を示す概略図である
【図３】本発明の実施の形態に係るポンプの電気的構成を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るポンプの電気回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るポンプシステムの概要を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るポンプを説明するための説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係るポンプを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ポンプ
１１  羽根車
１１１  羽根
１１２  ロータマグネット
１１３  軸
１１４  ヨーク
１２  ステータ
１２１  突極部
１２２  先端部
１２３  コイル
１３  ポンプケーシング
１３１  凸部（載置部）
１４  底板
１５  電子基板
１５ａ  嵌入穴
１５２  外周端部
１６  駆動ＩＣ
２２  ポンプ室
３０  ボールベアリング
４１  駆動ＩＣ
４２  ホール素子
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。【００３７】
［機械構造］
図１は、本発明の実施の形態に係るポンプ１の機械構造を示す図である。特に、図１（ａ）は、ポンプ１の側断面図を示しており、図１（ｂ）は、ポンプ１を底板１４側から見たときの平面図を示しており、図１（ｃ）は、ポンプ１を電子基板１５側から見たときの平面図を示しており、図１（ｄ）は、ポンプ１を吸込口（又は排出口）３１から見たときの側面図を示している。また、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ面で切断したときの側断面図である。【００３８】
図１（ａ）において、ポンプ１は、主に、羽根車１１と、モータステータ１２と、ポンプケーシング１３と、底板１４と、から構成されている。【００３９】
羽根車１１は、円盤形状の回転体であって、円盤状のヨーク１１４の外周に、リング状からなる複数の羽根１１１が形成されている。本実施の形態では、円盤状のヨーク１１４は、例えばＳＫ材などの磁性材料からなる。羽根１１１は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性プラスチックの材質からなり、円盤状のヨーク１１４の外周に接着剤等で固定されている。そして、円盤状のヨーク１１４（羽根車１１）の回転によって、羽根１１１の周囲に乱流が引き起こされるようになっている。なお、この羽根１１１の表面に撥水加工を施すことによって、回転の初動をスムーズにすることができる。【００４０】
一方、羽根車１１の内周には、ロータマグネット１１２が取り付けられている。ロータマグネット１１２は、ヨーク１１４の内周壁面に接着剤等で装着されたリング状の部材であり、例えばネオジボンドマグネット等の永久磁石が用いられる。ロータマグネット１１２には、モータステータ１２が発生する磁界に応じて回転力が生じ、ロータマグネット１１２と羽根車１１とが一体になって回転するようになっている。なお、本実施形態では、モータステータ１２よりも外側に位置するロータマグネット１１２が回転する、アウターロータ型のモータ構造となっている。【００４１】
また、羽根車１１は、軸１１３に固定されており、その軸１１３は、ボールベアリング３０によって回転可能に支持されている。軸受部材としては、より高速回転に対応可能な動圧軸受を採用することもできるが、本実施形態のようにボールベアリング３０を用いることで、羽根車１１が上下に揺動しながら回転するのを防ぐことができ、ひいては衝突による異音の発生や回転効率の低下を防ぐことができる。【００４２】
モータステータ１２は、ロータマグネット１１２と所定の隙間を介して対向して配置され、羽根車１１の径方向外側に向かって放射状に延出する複数の突極部１２１を有している。外観構成は、図２（ａ）に示すとおりである。図２は、モータステータ１２の外観構成を示す概略図である。【００４３】
図２（ａ）に示すように、モータステータ１２は、羽根車１１の径方向外側に向かって放射状に延出する９個の突極部１２１を有しており、その先端部１２２はロータマグネット１１２と対向して配置されるようになっている。図２（ａ）では、突極部１２１に巻回するコイルの図示を省略している。また、図２（ａ）では９極の突極部１２１を採用しているが、例えば図２（ｂ）に示すように、６個の突極部１２１を採用し、各突極部１２１にコイル１２３を巻回し、各突極部１２１の先端部１２２をロータマグネット１１２と対向させるようにしてもよい。突極部１２１に巻回されたコイル１２３に電流を流すことによって、モータステータ１２の近傍に磁界を発生させることができる。なお、モータステータ１２の形態については、図２（ａ）及び図２（ｂ）以外の形態であっても構わない。【００４４】
再び図１において、ポンプケーシング１３は、羽根車１１が存在するロータ領域２１や冷媒又は燃料などの液体が循環するポンプ室２２と、モータステータ１２が収容される凹部１３３によって形成される内部空間２３と、を気密して分離するためのものであって、冷媒又は燃料などの液体がモータステータ１２に付着し、モータステータ１２が故障するのを防いでいる。すなわち、ポンプケーシング１３によって、羽根車１１とモータステータ１２とが空間的に仕切られている。【００４５】
ポンプ室２２は、吸込口（又は吐出口）３１のいずれか一方から流入し、他方から流出する冷媒や燃料などの液体が、乱流により循環する領域である。このポンプ室２２は、ポンプケーシング１３と底板１４とが固着することによって形成されている。また、ポンプ室２２は、羽根１１１の周辺を囲むように広い幅で形成されており、その断面は、羽根１１１の外方を広く囲む大きさで形成されている。【００４６】
なお、ポンプケーシング１３は、軽量化の観点から合成樹脂（耐熱性プラスチックなど）であることが好ましいが、その他、銅やアルミニウム（又はアルミニウム合金）などの金属材料を用いても構わない。また、ポンプケーシング１３と底板１４との間にＯリングを設けることによって、部材間の密閉性を確保することができる。また、ポンプケーシング１３と底板１４の固着方法については、ボルト・ナットを用いたり、接着剤を用いたりすることができる。【００４７】
ポンプケーシング１３は、上述のとおり、モータステータ１２を収容する凹部１３３を有しており、ここにモータステータ１２が組み込まれるようになっている。また、ポンプケーシング１３において、図２（ａ）に示すように円環状に形成されたモータステータ１２の中央付近には、電子基板１５を位置決めしながら固定する載置部が形成されている。すなわち、載置部に電子基板１５を載置することで、ロータマグネット１１２の磁気検出ができるように、ホール素子４２を位置決めできるようになっている。本実施の形態では、載置部は、複数段からなる凸部１３１が形成されている。【００４８】
この凸部１３１の最先端の部分には、モータステータ１２に電流供給を行う駆動ＩＣ４１が実装された電子基板１５が固定されている。より具体的に説明すると、電子基板１５の中央には、ポンプケーシング１３の凸部１３１を嵌入しうる嵌入穴１５ａが形成されており、凸部１３１を嵌入穴１５ａに嵌入したとき、電子基板１５の外周端部１５２がポンプケーシング１３に当接する。このようにして、電子基板１５は、モータステータ１２が収容された凹部１３３（によって形成された内部空間２３）を覆うようにして、さらに、本実施の形態では、その外周端部１５２がポンプケーシング１３に固定されている。より具体的には、外周端部１５２とポンプケーシング１３との間には接着剤が塗布（充填）されて、密封性を高め、凹部１３３内に水等の液体が浸入しにくいようにしている。なお、電子基板１５は、円板形状をしており、その面積はポンプ１の底板１４の面積よりも小さいものとなっている（図１（ｂ），図１（ｃ）参照）。【００４９】
電子基板１５の表面（ポンプケーシング１３の凹部１３３側）には、ロータマグネット１１２の磁気検出を行うホール素子４２が配置されている。具体的には、図１（ａ）に示すように、ロータマグネット１１２と軸方向において、所定の隙間を介してホール素子４２が設けられている。なお、所定の隙間は、ポンプケーシング１３に形成された、電子基板を位置決めしながら固定する複数段からなる凸部（載置部）１３１が形成されている。
さらに、本実施形態では、図１に示すように、ロータマグネット１１２の位置から、ホール素子４２は、電子基板１５の外周端部１５２近傍に取り付けられている。したがって、ロータマグネット１１２の近傍に配置されるので、磁気検出の際のＳＮ比を向上させることができる。なお、電子基板１５の配線、具体的には電源を供給する線は、ポンプケーシング１３に形成された溝１３４に通されている（図１（ｃ）参照）。この溝１３４の大きさは、電子基板１５の配線が通る程度の大きさであればよい。【００５０】
また、本実施の形態では、電子基板１５は、実装された前記駆動ＩＣ４１がモータステータ１２と対面するように配置され、ポンプケーシング１３に固定されている。すなわち、電子基板１５の表面が、モータステータ１２に対面するようになっている。これにより、電子基板１５に実装された駆動ＩＣ４１等が外部に露出することがないので、駆動ＩＣ４１等の電子部品の破損等を防止することができる。【００５１】
次に、ポンプ１の電気的構成について詳述する。【００５２】
［回路構成］
図３は、本発明の実施の形態に係るポンプ１の電気的構成を示す構成図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係るポンプ１の電気回路を示す回路図である。なお、図３（ａ）は、図１（ａ）に示す電子基板１５を、ポンプケーシング１３の凹部１３３側から見たときの概略図であって、図３（ｂ）は、図１（ａ）に示す電子基板１５を、外部側から見たときの概略図である。また、図３（ｂ）に示す面については、プラスチックカバー等によって外部から視認し得ないようにしてもよい。【００５３】
図３において、ポンプ１の電気回路は、主として、モータステータ１２に電流を供給する駆動ＩＣ４１と、ロータマグネット１１２の位置検出を行う３個のホール素子４２（Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の順に、４２ａ，４２ｂ及び４２ｃ）と、３セットのＦＥＴ組４３ａ〜４３ｃと、周波数発電（Frequency Generator）信号（ＦＧ信号）を生成するホールＩＣ４５と、が設けられた電子基板１５から構成される。【００５４】
端子４４ａ〜４４ｃは、それぞれモータステータ１２のＵ相コイル，Ｖ相コイル及びＷ相コイルに電流を供給するための端子であって、端子４６は、ポンプ１に送られてくる制御信号を受信するＰＷＭ端子であって、端子４７は、ホールＩＣ４５により羽根車１１の回転数に応じて周期的に変化するＦＧ信号を出力するＦＧ端子である。また、端子４８は、電源端子（Ｖｃｃ端子）であり、端子４９は、アース端子（ＧＮＤ端子）である。【００５５】
図４において、駆動ＩＣ４１には、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子４２ａ〜４２ｃが接続されており、駆動ＩＣ４１は、これらホール素子４２ａ〜４２ｃから電気信号を受信することによって、羽根車１１の回転状態を認識することができる。また、駆動ＩＣ４１には、３セットのＦＥＴ組４３ａ〜４３ｃが接続されており、各ＦＥＴ組は２個のＦＥＴによって構成されている。駆動ＩＣ４１は、これらＦＥＴ組４３ａ〜４３ｃを通じて、モータステータ１２に適切な電流供給を行う。なお、駆動ＩＣ４１，ホール素子４２ａ〜４２ｃ及びＦＥＴ組４３ａ〜４３ｃなどは、電源端子４８を通じて５Ｖの電力供給を受けることができるようになっている。また、ホール素子４２としては、ＩｎＳｂを使用したタイプのものや、ＧａＡｓを使用したタイプのもの等があるが、その種類の如何は問わない。【００５６】
一方で、駆動ＩＣ４１には、ホールＩＣ４５が接続されており、このホールＩＣ４５を通じて、ＦＧ端子４７からＦＧ信号を取り出せるようになっている。このＦＧ信号は、駆動ＩＣ４１において、例えばホール素子４２ａ〜４２ｃから受信した電気信号に基づいて生成される。また、駆動ＩＣ４１はＰＷＭ端子４６と接続されているが、このＰＷＭ端子４６は、上位回路である制御回路１００（後述する図５参照）からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号、すなわち羽根車１１の回転数を変化させる制御信号を受信する端子である。ポンプ１の駆動ＩＣ４１は、このＰＷＭ端子４６を介して、ＰＷＭ制御されるようになっている。なお、ＰＷＭ制御とは、電圧パルスの幅比（いわゆるデューティ比）を変化させて供給電力を制御する方式をいう。【００５７】
図５は、本発明の実施の形態に係るポンプシステムの概要を示す図である。このポンプシステムは、主に、実際に冷媒や燃料を循環させる羽根車１１と、羽根車１１に電磁的に回転力を付与するモータステータ１２と、モータステータ１２のコイルに電流を供給する駆動ＩＣ４１が実装された電子基板１５と、電子基板１５に対して制御信号を送信する制御回路１００と、から構成される。図４及び図５を用いて、このポンプシステムの動作について説明する。【００５８】
まず、制御回路１００は、羽根車１１の回転を始動させる制御信号を駆動ＩＣ４１に対して送信する。この制御信号は、駆動ＩＣ４１のＰＷＭ端子４６において受信される。その後、駆動ＩＣ４１からモータステータ１２に対して電流供給が行われる。そうすると、モータステータ１２の先端部１２２に磁界が発生し、この磁界に反応して、ロータマグネット１１２に反発力が発生し、この反発力によって、ロータマグネット１１２が取り付けられた羽根車１１が回転し始める。羽根車１１がポンプ室２２内で回転すると、乱流が引き起こされて、冷媒や燃料がポンプ室２２内部を循環する。このようにして、吸込口から流入した冷媒や燃料がポンプ室２２を経て、吐出口から外部へ吐出される。【００５９】
ここで、例えば、羽根車１１の回転数を増加させることを考える。制御回路１００は、上述のとおり駆動ＩＣ４１のＦＧ端子４７から出力されたＦＧ信号を受信しており、このＦＧ信号に基づいて、所望のＰＷＭ信号（デューティ比を大きくした信号）を生成する。そして、制御回路１００は、生成したＰＷＭ信号を駆動ＩＣ４１のＰＷＭ端子４６に送信する。ＰＷＭ端子４６を通じてＰＷＭ信号を受信した駆動ＩＣ４１は、これに基づきモータステータ１２のコイルに供給する電流量を増加させる。これにより、羽根車１１の回転数が増加することになる。羽根車１１の回転数を減少させる場合にも同様にすればよい。すなわち、デューティ比を小さくしたＰＷＭ信号を制御回路１００から駆動ＩＣ４１に送信し、羽根車１１の回転数を減少させればよい。【００６０】
なお、本実施形態では、回転効率の観点から、ポンプ１の駆動方式として三相駆動方式を採用したが、勿論、単相駆動方式であってもよいし、二相駆動方式であってもよい。また、本実施形態では、モータステータ１２として、図２（ａ）に示す９個の突極部１２１を用いたが（図２（ａ）ではコイルは省略）、例えば図２（ｂ）に示すように６個の突極部１２１を用いることによって、各突極部１２１の間の隙間が広くなる。この隙間を利用して、電子基板１５を、駆動ＩＣ４１が複数の突極部１２１の間に介在する状態で、ポンプケーシング１３に固定してもよい。これにより、ポンプ１において羽根車１１の軸方向の厚さを薄くすることができ、ひいてはポンプ１全体の薄型化に資することができる。【００６１】
［実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るポンプシステムによれば（図５）、ＦＧ信号によって、ポンプ１（羽根車１１）の回転数を制御回路１００側で適切に把握すると同時に、ＰＷＭ信号によって、ポンプ性能（吐出量）を適切にコントロールすることができる。【００６２】
そして、本実施形態に係るポンプ１によれば（図１〜図４）、電子基板１５は、実装された駆動ＩＣ４１やホール素子４５等がモータステータ１２と対面するように配置され、電子基板１５の外周端部１５２を、ポンプケーシング１３に固定しているので、実装効率を向上させて、情報機器の小型化・薄型化や各種電子部品の高密度実装を実現することができる。また、電子基板１５とポンプ１とを一体化させることで、フレキシルテープやリード線をポンプから引き出す必要がなく、電子基板１５の耐ノイズ性を向上させて、電子部品の動作不良や故障を防ぐこともできる。【００６３】
また、電子基板１５の外周端部１５２をポンプケーシング１３に固定することで、防水性，耐粉塵性を向上することができる。また、ホール素子４２ａ〜４２ｃを、ポンプケーシング１３の凹部１３３によって形成される内部空間２３（モータステータ１２が収容された空間）に配置することで、外力に起因したホール素子４２ａ〜４２ｃのマウントずれを防ぐことができる。【００６４】
また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ホール素子４２ａ〜４２ｃと駆動ＩＣ４１とを接続するリード線は、電子基板１５上に配置されている。したがって、リード線が電子基板１５上にない場合と比べて電磁ノイズを抑制することができ、ひいては検出精度向上を図ることができる。【００６５】
また、ポンプケーシング１３に形成された溝１３４（図１（ｃ））によって、ポンプ１の薄型化を妨げることなく、また、ポンプ１の構造を複雑化させることなく、電子基板１５に電力供給や信号送信を行うことができる。さらにまた、電子基板１５の外周端部１５２をポンプケーシング１３に固定することで、外周端部１５２は自由端から固定端となり、異音の発生を防ぐことができる。【００６６】
［変形例］
図６は、本発明の他の実施の形態に係るポンプ１Ａを説明するための説明図である。図７は、本発明の他の実施の形態に係るポンプ１Ｂ，１Ｃを説明するための説明図である。【００６７】
図６の点線枠Ｘに示すように、ポンプ１Ａでは、ポンプケーシング１３の凸部（載置部）１３１が電子基板１５で覆われている。また、図６では、ポンプケーシング１３の凸部（載置部）１３１と電子基板１５の中央付近が接触している。すなわち、本発明は、図１に示すように、電子基板１５の外周端部１５２及び嵌入穴１５ａの縁がポンプケーシング１３に固定されていてもよいし、図６に示すように、電子基板１５の外周端部１５２及び電子基板１５の中央付近がポンプケーシング１３に固定されていてもよい。なお、ポンプケーシング１３の凸部（載置部）１３１と電子基板１５の中央付近とは、接触していなくてもよく、電子基板１５の外周端部１５２のみがポンプケーシング１３に固定されていてもよい。【００６８】
一方、図１では、電子基板１５の外周端部１５２のうち、吸込口（又は排出口）３１に近い部分を、ポンプケーシング１３の段部に固定しているが、例えば図７（ａ）の点線枠Ｙ１及び点線枠Ｙ２に示すように、電子基板１５の外周端部１５２のうち、吸込口（又は排出口）３１に近い部分だけでなく、その反対側の部分も、ポンプケーシング１３の段部に固定してもよい。逆に、図７（ｃ）の点線枠Ｚ１，Ｚ２に示すように、電子基板１５の外周端部１５２において、外周端面が、ポンプケーシング１３の内周壁面に固定されていてもよい。【００６９】
さらに、モータステータは、羽根車の径方向外側に向かって放射状に延出する複数の突極部を備え、電子基板は、駆動ＩＣが複数の突極部の間に介在する状態で、ポンプケーシングに固定するようにしてもよい。これにより、モータステータには、羽根車の径方向外側に向かって放射状に延出する複数の突極部が設けられており、電子基板は、駆動ＩＣ等の電子部品が複数の突極部の間に介在する状態で、ポンプケーシングに固定されているので、ポンプにおいて、上述した実施の形態に比べて、羽根車の軸方向の厚さをより薄くすることができ、ひいてはポンプ全体の薄型化を図ることができる。例えば、図２（ｂ）のように、突極部の数が少ない場合には、突極部の間が図２（ａ）に比べて広くとれるので、駆動ＩＣ等の電子部品を配置しやすい構成が取れる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係るポンプ及びポンプシステムは、駆動ＩＣ又はホール素子などの電子部品を一体化し、実装効率を向上させることが可能なものとして有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月3日(2007.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数の羽根が形成され、内周にロータマグネットが設けられた羽根車と、
前記ロータマグネットと対向して配置されたモータステータと、
前記羽根車と前記モータステータを仕切るとともに、前記モータステータを収容する凹部が形成されたポンプケーシングと、
前記モータステータに電流供給を行う駆動ＩＣが実装された電子基板と、を有するポンプであって、
前記電子基板には、前記ポンプケーシングに形成された前記電子基板を載置する凸部に嵌入する嵌入孔が形成されており、前記電子基板の外周端部が前記ポンプケーシングに当接するように固定されている、ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記電子基板は、前記凹部を覆うようにして、その外周端部が前記ポンプケーシングに固定されていることを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
前記ポンプは、さらに、前記ロータマグネットの磁気検出を行う磁気検出手段を備え、前記磁気検出手段は、前記電子基板の前記凹部側かつ外周端部近傍に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載のポンプ。
【請求項４】
前記磁気検出手段と前記駆動ＩＣを接続するリード線が、前記電子基板上に配線されていることを特徴とする請求項３記載のポンプ。
【請求項５】
前記ポンプケーシングには、前記電子基板の配線を通すための溝が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のポンプ。
【請求項６】
前記駆動ＩＣによる前記ポンプの駆動方式は、三相駆動方式であることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のポンプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか記載のポンプと、
前記ポンプに対し、前記羽根車の回転数を変化させる制御信号を送信する制御回路と、
を有するポンプシステムであって、
前記ポンプは、前記羽根車の回転数に応じて周期的に変化するＦＧ信号を出力するＦＧ端子を備え、
前記制御回路は、前記ＦＧ端子から受信するＦＧ信号に基づき、前記制御信号を送信することを特徴とするポンプシステム。
【国際調査報告】
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2008018202.tif 000011
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