(57)【要約】【課題】基板強度を維持しながら放熱性能をより向上することができる電動ポンプを提供する。【解決手段】ステータコイル３５で発生した熱は、ステータ３３の下方に放熱ゲル６２を介して配された第１熱伝導部材６０に伝導され、第２熱伝導部材６６を介してヒートシンク６４に伝導される。第１熱伝導部材６０とヒートシンク６４の間には回路基板２３が配置されているが、第１熱伝導部材６０とヒートシンク６４とを接続する第２熱伝導部材６６は回路基板２３に接触しておらず、回路基板２３を迂回して配されている。このため、第２熱伝導部材６６を貫通させるための貫通孔を基板本体２４に設ける必要はなく、基板本体２４の強度を高く維持することができる。また、基板本体２４に貫通孔を設ける必要がないため、第２熱伝導部材の断面積等を大きくすることができ、放熱性能をより高くすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
ケース内に収容された基板と、
基板の一方の面側に配設されているステータコイルと、
基板の他方の面側に配設されている放熱部材と、
ステータコイルと放熱部材とを接続する熱伝導部材と、を備えており、
熱伝導部材は基板を迂回して配設されていることを特徴とする電動ポンプ。
【請求項２】
放熱部材がケース内に収容されていることを特徴とする請求項１の電動ポンプ。
【請求項３】
放熱部材の少なくとも一部がケース外に露出していることを特徴とする請求項１の電動ポンプ。
【請求項４】
放熱部材は基板側の表面積に比して反基板側の表面積が大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等が実装された基板を備える電動ポンプに関する。詳しくは、基板に実装された電子部品の温度が高くなるのを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ポンプは、ポンプ室内に吸引した液体を昇圧してポンプ室外に吐出する装置である。電動ポンプはモータを内蔵しており、モータを駆動制御する電子制御装置を有している。電子制御装置は、基板と、基板上に実装された電子部品と、基板に設けられたターミナルと電気的に接続されたステータコイルを備えている。ステータコイルは通電されると発熱する。ステータコイルが発熱すると、その熱によって基板上に実装された電子部品が高温になる。高温になった電子部品は、故障したり、寿命が低下したりする。
特許文献１の電動ポンプでは、放熱シャフトがステータに圧入固定される。放熱シャフトは基板を貫通して設けられ、その放熱シャフトの先端に放熱板が固定されている。放熱シャフト及び放熱板は、熱伝導率が高い材質により形成されている。放熱板の反基板側の面には複数の溝が形成されている。放熱板の反基板側の面はポンプ外に露出しており、大気と接触している。この構成によれば、ステータコイルの熱は放熱シャフトを介して放熱板に伝わる。放熱板の反基板側の面は、ポンプ外に露出し、また、その表面積が大きくされているため、放熱板に伝導した熱はこの面から大気中に効率的に放熱される。従って、基板に実装された電子部品が高温になるのを抑制することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９８１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電動ポンプでは、基板に貫通孔が設けられ、その貫通孔を放熱シャフトが貫通する。基板に貫通孔が設けられると、基板強度の低下は避けられない。このため、基板に設けることができる貫通孔の大きさ（すなわち、放熱シャフトの径）には限度があり、放熱性能を充分に大きくすることができないという問題があった。
本発明は、基板強度を維持しながら放熱性能をより向上することができ、基板上に実装された電子部品が高温になるのを抑制することができる電動ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電動ポンプは、ケースと、ケース内に収容された基板と、基板の一方の面側に配設されているステータコイルと、基板の他方の面側に配設されている放熱部材と、ステータコイルと放熱部材とを接続する熱伝導部材とを備えている。そして、熱伝導部材は基板を迂回して配設されていることを特徴とする。
この電動ポンプでは、熱伝導部材が基板を迂回して配設されている。このため、基板に貫通孔を設けることなく、基板を挟んで互いに反対側にあるステータコイルと放熱部材とを熱伝導部材によって接続することができる。基板に貫通孔を設ける必要がないため、放熱部材を発熱量に応じた放熱性能（断面積）のものとすることができる。これによって、基板強度を維持しながら放熱性能を向上することができ、ステータコイルの熱が基板に伝導することを防止することができる。
【０００６】
上記の電動ポンプにおいて、放熱部材がケース内に収容されていることが好ましい。放熱部材をケース内に収容することによって、放熱部材とケースとの間をシールする必要がなくなり、構成を簡素化することができる。
【０００７】
また、上記の電動ポンプにおいて、放熱部材の少なくとも一部がケース外に露出している構成であってもよい。放熱部材の一部をケース外に露出させることによって、ステータコイルで発生する熱をケース外に効率的に放熱することができる。これによって、ステータコイルで発生する熱によってケース内部が加熱されることを効果的に抑制することができる。
【０００８】
上記の全ての電動ポンプにおいて、放熱部材は基板側の表面積に比して反基板側の表面積が大きいことが好ましい。放熱部材の反基板側の表面積を大きく形成することによって、反基板側の面からの放熱が促進される。これによって、放熱部材から放熱される熱によって基板が高温になることを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動ポンプでは、ステータコイルの熱が基板に伝導することを防止することができるため、基板上に実装された電子部品が高温になることを抑制することができる。また、基板に貫通孔を設けることなく、ステータコイルと放熱部材とを熱伝導部材によって接続することができるため、基板強度を維持することができる。さらに、基板に貫通孔を設ける必要がないため、放熱部材の放熱性能を任意に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）  放熱部材の反基板側の面は、ケース外に露出しており、その表面積は基板側の表面積に比して大きい。
（形態２）  熱伝導部材は、ステータコイルの下端に配設される第１熱伝導部材と、第１熱伝導部材と放熱部材とを接続する第２熱伝導部材を有している。第２熱伝導部材は、基板を迂回して配設されている。
（形態３）  ステータコイルと第１熱伝導部材との間には放熱ゲルが挟み込まれている。
（形態４）  放熱部材には接続部が形成されており、その接続部は基板に溶着されている。接続部によって、放熱部材の本体（接続部以外の部分）と基板は離反した状態で配置されている。
【実施例】
【００１１】
本発明を具現化した一実施例について図面を参照しながら説明する。本実施例は、液体（例えば、水）を吸入して昇圧し、その昇圧した液体を吐出する電動ポンプである。図１に示すように、電動ポンプ１０は、ハウジング１２、回路基板２３、ステータ３３、ロータ４３、ボディ５０を備えている。なお、以下においては、説明の便宜上、図１の上下左右を電動ポンプ１０の上下左右とし、また、図１の奥行き方向を電動ポンプ１０の奥行き方向とする。
ハウジング１２は樹脂成形品であり、その下部には、下方が開放された第１ハウジング凹部１４が形成されている。ハウジング１２の左側の上部には、横断面が円形状のハウジング凸部１５が形成されている。ハウジング凸部１５の側壁周りには、外壁１７が形成されている。ハウジング凸部１５と外壁１７によって、上方が開放された環状の第２ハウジング凹部２０が形成されている。
ハウジング凸部１５内には、下方が第１ハウジング凹部１４に連通する第３ハウジング凹部１６が形成されている。第３ハウジング凹部１６には、ステータ３３が収容されている。ハウジング１２の右側の上部には、コネクタ２１が設けられている。
【００１２】
図２に示すように、回路基板２３は、基板本体２４と、電子部品２５，２９を有している。なお、符号「２５」が付された電子部品は発熱量が大きいもの（例えば、パワートランジスタやパワーダイオード）であり、符号「２９」が付された電子部品は発熱量が小さいもの（例えば、コンデンサや電源サージ吸収用ダイオード）である。基板本体２４の両面にはプリント配線（図示省略）が施されている。電子部品２５，２９は、基板本体２４の表面（上面）に実装されている。また、回路基板２４上には、ターミナル２６が装着されている。ターミナル２６は、電気配線２８（図１参照）を介して、コネクタ２１と接続されている。コネクタ２１には、図示しない外部電源より電力が供給される。図３に示すように、基板本体２４の裏面（下面）には、チップトランジスタ３０やチップ抵抗３１が設けられている。基板本体２４には、ターミナル用ランド２７が３つ設けられている。ターミナル用ランド２７には、ターミナル３７を介してステータ３３が装着されている（図１，２等参照）。
【００１３】
図１に示すように、ステータ３３は、ステータコア３４とステータコイル３５を備えている。図２に示すように、ステータコア３４には、放射状に６つのスロット３６が形成されている。ステータコア３４は、図２に示す平面形状を有する薄鋼板を積層することによって形成されている。ステータコイル３５は、ステータコア３４の各スロット３６に巻き付けられている。
【００１４】
図１と図４と図５に示すように、ステータ３３の下方には第１熱伝導部材６０が配設されている。第１熱伝導部材６０は銅製であり、ステータ３３の外径と同径の板部材である。ステータ３３と第１熱伝導部材６０との間には、放熱ゲル６２が挟み込まれている。第１熱伝導部材６０の下面と回路基板２３の上面の間にはスペースが設けられている。
回路基板２３の左側（ステータ３３が配された側）の下方には、ヒートシンク６４が配設されている。ヒートシンク６４の奥行き方向の幅は、回路基板２３の奥行き方向の幅と同一となっている（図５参照）。ヒートシンク６４の下面には多数の凹凸が形成されており（図１、図４、図５では凹凸形状を簡略化して表している）、上面は平坦に形成されている。ヒートシンク６４の上面の複数箇所には、接続部６４ａが形成されている。接続部６４ａは角柱形状であり、その上面が基板本体２４の下面に溶着されている。接続部６４ａによって、ヒートシンク６４の上面と基板本体２４の下面との間に所定のスペースが設けられている。ヒートシンク６４は、請求項に記載の「放熱部材」に相当する。
図２，４，５に示すように、第１熱伝導部材６０の側面には４本の第２熱伝導部材６６の一端が溶着等によって固定されている。第２熱伝導部材６６は銅製の棒状の部材であり、図５に示すようにＵ字状に成型されている。図２に示すように、４本の第２熱伝導部材６６は基板本体２４の奥行き方向（図２の上下方向）に伸びている。４本のうちの２本が並行して一方（仮に図中上方とする）へ伸びており、残りの２本が並行して他方（図中下方）に伸びている。図５に示すように、各第２熱伝導部材６６の他端は、ヒートシンク６４の側面に溶着されている。図５によく示されるように、各第２熱伝導部材６６は、回路基板２３を大きく迂回して、第１熱伝導部材６０とヒートシンク６４とを接続している。第１熱伝導部材６０と第２熱伝導部材６６の結合体が、請求項に記載の「熱伝導部材」に相当する。
【００１５】
基板本体２４の各ターミナル用ランド２７には、図１に示すターミナル３７が立設した状態で半田付けされている。ターミナル３７は、放熱ゲル６２と第１熱伝導部材６０を貫通し、その上端がステータコア３４の下端部に固着されている。ターミナル３７は、図示を省略する配線によってステータコイル３５と電気的に接続されている。
ステータ３３と放熱ゲル６２と第１熱伝導部材６０は、ハウジング１２の第３ハウジング凹部１６に収容されている。回路基板２３とヒートシンク６４は、ハウジング１２の第１ハウジング凹部１４に収容されている。第１ハウジング凹部１４の残余空間には、ポッティング材４１が充填されている。第１ハウジング凹部１４にポッティング材４１が充填された状態では、ヒートシンク６４の下面がポッティング材４１に覆われることなく外部に露出している。ハウジング１２は、請求項に記載の「ケース」に相当する。
【００１６】
ロータ４３は樹脂製であり、その上部には、複数枚のフィン４４が形成されている。ロータ４３の下部には、筒状部４５が形成されている。ロータ４３は磁性粉を含有することによって磁化されている。
ロータ４３には、軸受部材４７が固着されている。ハウジング凸部１５には、シャフト４６が固定されている。シャフト４６のハウジング凸部１５から突出した部分には、軸受部材４７が回転可能に装着されている。従って、ロータ４３は、シャフト４６廻りに回転することができる。ロータ４３がシャフト４６に装着された状態では、ロータ４３の筒状部４５は、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０内に配置される。
ボディ５０は樹脂製であり、ロータ４３の上部を覆うようにして、ハウジング１２に溶着されている。ボディ５０には、吐出ポート（図示省略）と吸入ポート５１が形成されている。
【００１７】
回路基板２３は、ステータ３３の各ステータコイル３５に順次電力を供給する。各ステータコイル３５に順次電力が供給されると、その磁力作用でロータ４３が回転する。ロータ４３が回転すると、吸入ポート５１から液体が吸入される。吸入された液体は、ロータ４３によって昇圧され、吐出ポートから吐出する。吸入された液体は、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０にも入り込む。第２ハウジング凹部２０に入り込んだ液体は、ロータ４３が回転することによって攪拌される。
【００１８】
本実施例の電動ポンプ１０では、ステータコイル３５で発生した熱の多くは、ステータ３３の下端から放熱ゲル６２を介して第１熱伝導部材６０に伝導される。第１熱伝導部材６０に伝導された熱は、第２熱伝導部材６６を介してヒートシンク６４に伝導される。ヒートシンク６４に伝導された熱は、その下面より電動ポンプ１０外に放熱される。第２熱伝導部材６６が回路基板２３に直接接触していないため、ステータコイル３５で発生する熱が回路基板２３に伝導することを抑制することができる。これによって、基板本体２４上に実装された電子部品２５，２９が高温になることを抑制することができる。電子部品２５，２９が高温になることを抑制することができるため、電子部品２５，２９の故障や寿命の低下を防止することができる。
また、第２熱伝導部材６６が回路基板２３を迂回して配設されるため、基板本体２４に貫通孔を設ける必要がない。これによって、基板本体２４の強度を維持することができる。また、基板本体２４に貫通孔を設ける必要がないため、第２熱伝導部材６６の断面積等を任意に設定することができ、ステータコイル３５の発熱量に応じてその放熱性能を調整することができる。
【００１９】
また、本実施例の電動ポンプ１０は、放熱部材としてヒートシンク６４を備えている。ヒートシンク６４の下面は、ポッティング材４１に覆われることなく外部に露出している。このため、ステータコイル３５で発生する熱をハウジング１２外に効率的に放熱することができる。これによって、ステータコイル３５で発生する熱によってハウジング１２の内部の温度が上昇することを効果的に抑制することができる。さらに、ヒートシンク６４の下面は凹凸形状となっており、ヒートシンク６４の上面に比して表面積が大きくされている。これによっても、ヒートシンク６４の下面からの放熱が促進される。ヒートシンク６４の下面は、回路基板２３側と反対の面であるため、ヒートシンク６４からの放熱によって回路基板２３が高温になることを抑制することができる。
【００２０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した実施例では、ヒートシンク６４の下面が外部に露出していたが、本発明はこのような構成に限られない。例えば、ケース１２の下方を蓋材で封止し、ケース１２内にヒートシンク６４を完全に収容するようにしてもよい。この場合、ケース１２と蓋材をシールすることで、ケース１２とヒートシンク６４間のシールは不要とすることができ、これによって構成を簡易にすることができる。
また、上述した実施例では、第１熱伝導部材６０とヒートシンク６４を４本の第２熱伝導部材６６で接続したが、本発明はこのような構成に限られず、第１熱伝導部材６０とヒートシンク６４を接続する第２熱伝導部材の本数、形状（例えば、断面積）等は任意に設定することができる。例えば、ステータコイルに流れる電流が大きい場合、第２熱伝導部材の本数を多く、又は第２熱伝導部材の断面積を大きくし、その放熱性能を高く設定することができる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施例に係る電動ポンプの縦断面図。
【図２】本実施例に係る回路基板の表面の平面図。
【図３】本実施例に係る回路基板の裏面の平面図（ヒートシンクが配される前の状態）。
【図４】本実施例に係る電動ポンプの要部側面図。
【図５】図４の電動ポンプの要部を側方から見た図。
【符号の説明】
【００２２】
１０：電動ポンプ
１２：ハウジング
１４：第１ハウジング凹部
１５：ハウジング凸部
１６：第３ハウジング凹部
１７：外壁
２０：第２ハウジング凹部
２１：コネクタ
２３：回路基板
２４：基板本体
２５：電子部品
２６：ターミナル
２７：ターミナル用ランド
２８：電気配線
２９：電子部品
３０：チップトランジスタ
３１：チップ抵抗
３３：ステータ
３４：ステータコア
３５：ステータコイル
３６：スロット
３７：ターミナル
４０：配線
４１：ポッティング材
４３：ロータ
４４：フィン
４５：ロータ
４６：シャフト
４７：軸受部材
５０：ボディ
５１：吸入ポート
６０：第１熱伝導部材
６２：放熱ゲル
６４：ヒートシンク、６４ａ：接続部
６６：第２熱伝導部材
【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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