电动泵
阅读：753发布：2020-05-13
专利汇可以提供电动泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 电动 泵 ，该 电动泵 设有： 马 达； 叶轮 ，该叶轮通过所述马达旋转；马达容纳部分，该马达容纳部分容纳所述马达；叶轮容纳部分，该叶轮容纳部分容纳所述叶轮并且在所述马达的旋 转轴 线的方向上比所述马达容纳部分更靠一侧 定位 ；引入管部分，该引入管部分将 流体 引入到所述叶轮容纳部分中并且比所述马达容纳部分进一步靠近所述一侧定位；排出管部分，该排出管部分将所述流体从所述叶轮容纳部分排出；印刷 电路 板，该印刷 电路板 电连接到所述马达的线圈，并比所述马达容纳部分更朝向所述一侧定位；以及 电子 部件，所述电子部件安装在所述印刷电路板上。所述印刷电路板具有允许引入管部分逃逸的切口部分并面向所述叶轮容纳部分。，下面是电动泵专利的具体信息内容。
1.一种电动泵，该电动泵包括：
马达；
叶轮，该叶轮通过所述马达旋转；
马达容纳部分，该马达容纳部分容纳所述马达；
叶轮容纳部分，该叶轮容纳部分容纳所述叶轮并且在所述马达的旋转轴线上相对于所述马达容纳部分定位在一侧；
引入管部分，该引入管部分将流体引入到所述叶轮容纳部分中并且相对于所述马达容纳部分位于所述一侧；
排出管部分，该排出管部分将所述流体从所述叶轮容纳部分排出；
印刷电路板，该印刷电路板电连接到所述马达的线圈，并相对于所述马达容纳部分位于所述一侧；以及
电子部件，所述电子部件安装在所述印刷电路板上，
其中所述印刷电路板包括切口部分并面向所述叶轮容纳部分。
2.根据权利要求1所述的电动泵，其中，所述叶轮容纳部分设置有支撑所述电子部件的部件支撑部分。
3.根据权利要求1或2所述的电动泵，其中，所述排出管部分相对于所述马达容纳部分位于所述一侧。
4.根据权利要求3所述的电动泵，其中，所述印刷电路板面向所述排出管部分；并且所述排出管部分设置有支撑所述电子部件的部件支撑部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动泵，其中，所述叶轮容纳部分设置有支撑所述印刷电路板的电路板支撑部分。
6.根据权利要求3所述的电动泵，其中，所述印刷电路板面向所述排出管部分；并且所述排出管部分设置有支撑所述印刷电路板的电路板支撑部分。
电动泵
技术领域
背景技术
[0002] 公知一种电动泵，其中马达使叶轮旋转。在这样的电动泵中，容纳叶轮的叶轮容纳部分在马达的旋转轴线的方向上相对于容纳马达的马达容纳部分位于一侧，将流体引入叶轮的引入管部分相对于叶轮容纳部分位于一侧，并且电连接到马达的线圈的印刷电路板位于马达容纳部分的另一侧(参见例如专利文献1和2)。
[0003] [现有技术文献]
[0004] [专利文献]
[0006] [专利文献2]日本未审专利申请特开2016-23635号公报
发明内容
[0007] [本发明要解决的问题]
[0008] 然而，将印刷电路板布置在上述位置可能增加电动泵在马达的旋转轴线方向上的尺寸。另外，因为马达的线圈电连接到印刷电路板，而印刷电路板布置在线圈附近，所以印刷电路板和安装在印刷电路板上的电子部件的温度可能升高。
[0009] 本发明是鉴于上述问题而完成的，并且其目的在于提供这样一种电动泵，该电动泵能够抑制马达的旋转轴线方向上的尺寸增加，并抑制印刷电路板及安装在印刷电路板上的电子部件的温度上升。
[0010] [解决问题的手段]
[0011] 上述目的通过一种电动泵实现，该电动泵包括：马达；叶轮，该叶轮通过所述马达旋转；马达容纳部分，该马达容纳部分容纳所述马达；叶轮容纳部分，该叶轮容纳部分容纳所述叶轮并且在所述马达的旋转轴线上相对于所述马达容纳部分定位在一侧；引入管部分，该引入管部分将流体引入到所述叶轮容纳部分中并且相对于所述马达容纳部分位于所述一侧；排出管部分，该排出管部分将所述流体从所述叶轮容纳部分排出；印刷电路板，该印刷电路板电连接到所述马达的线圈，并相对于所述马达容纳部分位于所述一侧；以及电子部件，所述电子部件安装在所述印刷电路板上，其中所述印刷电路板包括切口部分并面向所述叶轮容纳部分。
[0012] [发明效果]
[0014] 图1A是电动泵的俯视图，并且图1B是电动泵的侧视图；
[0015] 图2是沿图1A的线A-A剖取的剖视图；
[0016] 图3A是壳体的俯视图，并且图3B是沿图3A的线B-B剖取的剖视图；
[0017] 图4A是印刷电路板的仰视图，并且图4B是印刷电路板的侧视图；以及[0018] 图5A是一个变型中的壳体的俯视图，并且图5B是沿图5A线的C-C剖取的剖视图。
具体实施方式
[0019] 图1A是电动泵1的俯视图。图1B是电动泵1的侧视图。图2是沿图1A的线A-A剖取的剖视图。电动泵1包括固定至彼此的壳体10和20。在壳体20中，形成容纳马达M的马达容纳部分RH。马达M包括转子R、铁芯30和绕铁芯30缠绕的多个线圈34。马达容纳部分RH限定转子室RC，转子R可旋转地容纳在转子室RC中。转子R包括叶轮部分48，稍后将详细描述叶轮部分48。叶轮部分48容纳在由壳体10的叶轮容纳部分IH限定的叶轮室IC中。此外，印刷电路板60经由导电销39与线圈34电连接，并且印刷电路板60布置在壳体10侧。在印刷电路板60上安装有驱动电路，该驱动电路控制线圈34的通电状态以控制马达M。另外，壳体10形成有引入管部分11和排出管部分12，引入管部分11将流体引入到叶轮容纳部分IH中，排出管部分12从叶轮容纳部分IH排出流体。具体地，流体是液体，但它可以是气体。壳体10可以由诸如铝或黄铜之类的金属制成，或者可以由具有高导热率的合成树脂制成。
[0020] 壳体20的横截面具有基本上凹入的形状，该壳体包括：周边壁部分25，其具有大致圆柱形形状以围绕转子R的外周；以及底壁部分27，其具有大致板形状并支撑转子R以便旋转，并且由例如合成树脂制成。周边壁部分25和底壁部分27限定马达容纳部分RH。壳体20插入模制有：铁芯30；轴构件40，其支撑转子R以便旋转；以及轴环构件50，其固定到轴构件40的端部42。铁芯30、线圈34和导电销39的一部分埋设在周边壁部分25中。轴构件40的端部42和套环构件50埋在底壁部27中。
[0021] 转子R包括：保持构件47，其经由围绕上述轴构件40装配的轴承B被可旋转地支撑；以及多个永磁体46，它们保持在保持构件47的基端侧并面向壳体20的周边壁部分25。叶轮部分48形成在保持构件47的远端侧，该叶轮部分从引入管部分11抽吸流体并将流体排出到排出管部分12。叶轮部分48位于轴构件40的端部41侧。流过线圈34的电流激励铁芯30以具有预定的极性，使得作用在铁芯30和永磁体46之间的磁力使转子R旋转。因此，叶轮部分48旋转。在本说明书中，马达M的旋转轴线的方向称为轴向方向D1，而与轴向方向D1正交的马达M的径向方向称为径向方向D2。
[0022] 另外，壳体20设置有固定部分29，每个固定部分29均具有大致C形形状并且从周边壁部分25在径向方向D2上向外突出。固定部分29均具有将电动泵1固定至另一构件的功能。
[0023] 如图2中所示，壳体10在轴向中心方向D1上相对于壳体20的一侧(特别是在叶轮部分48所定位的侧)固定至壳体20。壳体10与引入管部分11、上壁部分13、周边壁部分15、固定壁部分17和周围壁部分18一体形成。引入管部分11在轴向方向D1上朝向壳体20延伸。另外，排出管部分12与引入管部分11相邻并且相对于壳体20位于同一侧。上壁部分13从引入管部分11弯曲并在径向方向D2上向外延伸。周边壁部分15在轴向方向D1上从上壁部分13朝向壳体20延伸。上壁部分13和周边壁部分15限定叶轮容纳部分IH。固定壁部分17在径向方向D2上从周边壁部分15向外延伸，并固定至壳体20的上表面23。周围壁部分18在径向方向D2上位于周边壁部分15的外侧，并且从固定壁部分17竖立。周围壁部分18具有如图1A中所示的大致圆形形状，并且部分地设置有在径向方向D2上向外突出的突出壁部分181。
[0024] 上壁部分13弯曲成朝向径向方向D2上的外侧增加其直径而对应于叶轮部分48的形状，并且在轴向方向D1上面向叶轮部分48。周边壁部分15在径向方向D2上位于叶轮部分48的外侧。具体地，叶轮室IC由壳体10的叶轮容纳部分IH和壳体20的上表面23限定。
[0025] 接纳引入管部分11的切口部分63形成在印刷电路板60的中央部分中。此外，印刷电路板60面向叶轮容纳部分IH并且布置在由上壁部分13、周边壁部分15、固定壁部分17和周围壁部分18限定的电路板室PC内。印刷电路板60具有位于马达容纳部分RH侧的表面61和与表面61相对的表面62。安装在印刷电路板60上并具有高的高度或需要散热的大多数电子部件(例如电子部件E1)安装在表面61上。
[0026] 导电销39的一部分延伸到由周围壁部分18围绕的电路板室PC中，并连接到印刷电路板60。灌封树脂PR填充在电路板室PC内，并与印刷电路板60、稍后描述的电子部件E1至E3、导电销39等固化在一起，使得这些部件被密封。这确保了这些部件的防水性、防尘性和抗外部冲击性。这还抑制了电路板室PC内的印刷电路板60的嘎嘎声的增加，并且抑制了叶轮部分48搅拌液体时的噪声的增加。
[0027] 如图2中所示，印刷电路板60在轴向方向D1上布置在从壳体20的上表面23到引入管部分11的上端的高度H的范围内。具体地，印刷电路板60布置在叶轮容纳部分IH的附近，并且面向叶轮容纳部分IH和引入管部分11。这抑制了电动泵1在轴向方向D1上的尺寸的增加。
[0028] 此外，因为流体流过叶轮室IC和引入管部分11，所以热能够从印刷电路板60和电子部件E1至E3经由灌封树脂PR、上壁部分13等传递到流体。因此，能够抑制印刷电路板60和安装在其上的并在稍后详细描述的电子部件E1至E3的温度升高。此外，因为用于接纳引入管部分11的切口部分63形成在印刷电路板60中，所以印刷电路板60能够尽可能地靠近叶轮容纳部分IH布置。结果，热能够有效地从印刷电路板60和电子部件E1至E3传递到流过叶轮室IC的流体。这进一步抑制了印刷电路板60和电子部件E1至E3的温度升高。
[0029] 接下来，将详细描述印刷电路板60的结构。图3A是壳体10的俯视图。图3B是沿图3A的线B-B剖取的剖视图。图3A和图3B仅示出了在印刷电路板60组装到其中之前的壳体10。当如图3A中所示在马达M的旋转轴线上观察时，叶轮容纳部分IH具有这样的螺旋形状，该螺旋形状绕马达M的旋转轴线的直径从螺旋起点151沿顺时针方向逐渐增加，排出管部分12和周边壁部分15在螺旋起点151处彼此连接。然而，叶轮容纳部分IH可以具有圆形形状。排出管部分12从叶轮容纳部分IH向外延伸，并从周围壁部分18的内部向外延伸。图4A是印刷电路板60的仰视图。图4B是印刷电路板60的侧视图。在印刷电路板60的表面61上，安装有多个具有不同高度的电子部件E1至E3。设置诸如晶体管、电容器和线圈之类的电子部件E1至E3来驱动马达M。如图4B中所示，在电子部件E1至E3中，电子部件E1是最低的，而电子部件E3是最高的。电子部件E1和E2在轴向方向D1上面向叶轮容纳部分IH的上壁部分13。电子部件E3在径向方向D2上面向叶轮容纳部分IH的周边壁部分15。此外，印刷电路板60具有连接器部分69，该连接器部分从基本上圆形的部分在径向方向D2上向外突出。导电销39的远端连接至连接器部分69。
[0030] 在印刷电路板60的外边缘附近形成有三个孔661至663。如图3A中所示，设置有在轴向方向D1上延伸并绕轴线以基本相等的间隔布置的三个支撑销161至163，并且这三个支撑销161至163由围绕壁部分18围绕。支撑销161至163分别装配到孔661至663中，使得印刷电路板60由支撑销161至163支撑。支撑销161形成在排出管部分12上。支撑销162形成在叶轮容纳部分IH中(具体地，在周围壁部分18和周边壁部分15之间)。支撑销163形成在周围壁部分18与周边壁部分15之间，但是靠近周围壁部分18并且远离周边壁部分15。支撑销161和162是电路板支撑部分的实施例。
[0031] 另外，在上壁部分13和排出管部分12的一部分上设置有多个支撑肋13E，这些支撑肋13E在轴向方向D1上向一侧突出并且支撑电子部件E1和E2。支撑肋13E是部件支撑部分的实施例。多个支撑肋13E基本上平行布置，但不限于这种形状。例如，支撑肋13E可以具有圆柱形形状或棱柱形形状。这里，用于驱动马达M的电子部件E1至E3的温度通常高于在叶轮室IC中流动的流体的温度。因此，在叶轮室IC中流动的流体使支撑肋13E维持在低于电子部件E1和E2的温度的温度。因此，电子部件E1和E2能够被冷却，并且能够抑制电子部件E1和E2的温度升高。另外，可以在电子部件E1和E2与支撑肋13E之间插设具有高导热率的硅或散热片。
[0032] 此外，当印刷电路板60组装到壳体10中时，支撑肋13E与支撑销161至163一起可以稳定地支撑印刷电路板60。这有助于将印刷电路板60组装到壳体10中的操作，并且有助于将灌封树脂PR填充到电路板室PC中的操作。
[0033] 图3A中的虚线表示布置电子部件E3的位置。安装在印刷电路板60上的电子部件中最高的电子部件E3在径向方向D2上布置在周边壁部分15的外侧。这有效地防止了电子部件E3和叶轮容纳部分IH之间的干扰，并且在有效地利用死区的同时抑制了电动泵1在轴向方向D1上的尺寸增加。此外，如图3A中所示，电子部件E3位于从螺旋起点151起在顺时针方向上的α度(具体地说，约60度)范围内。本文中，尽管叶轮容纳部分IH的周边壁部分15的直径从螺旋起点151起沿顺时针方向逐渐增加，但是周边壁部分15的直径在上述范围内相对较小。高电子部件E3以这种方式布置在周边壁部分15的直径在径向方向D2上较小的区域之外，因此也抑制了电动泵1在径向方向D2上的尺寸增加。此外，不仅电子部件E1和E2而且电子部件E3安装在印刷电路板60的在叶轮容纳部分IH附近的表面61上，由此抑制了温度的升高。
[0034] 如图2中所示，导电销39具有这样的大致L形形状，以至于从线圈34在径向方向D2上向外延伸，在其中间弯折，并在轴向方向D1上朝向印刷电路板60延伸。导电销39的远端穿过图3A中所示的突出壁部分181与固定壁部分17之间的间隙G连接到图4A中所示的连接器部分69。连接器部分69与间隙G重叠并且布置成对应于突出壁部分181。连接器部分69在径向方向D2上位于叶轮容纳部分IH的外侧。同样，导电销39在径向方向D2上延伸并位于叶轮容纳部分IH的外侧。因此，能够确保相对于马达容纳部分RH位于同一侧的叶轮容纳部分IH和印刷电路板60之间的导电性，而不会使导电销39与叶轮容纳部分IH干扰。另外，连接器部分69定位成从排出管部分12和电子部件E1至E3后退，由此确保导电销39的导电性而不干扰排出管部分12以及电子部件E1至E3。
[0035] 如图3A中所示，间隙G(即连接器部分69)位于从螺旋起点151起绕马达M的旋转轴线在顺时针方向上的α度到β度(具体地，约60度到360度)的范围内，并且电子部件E3如上所述位于顺时针方向上从螺旋起点151到约60度的范围内。因此，能够确保印刷电路板60和线圈34之间的导电性，而不会干扰导电销39和电子部件E3。另外，导电销39的横截面基本为L形形状，但不限于此。可以使用导电线圈或其它构件来代替导电销39。导电销39是导电构件的实施例。
[0036] 此外，转子R、壳体20和印刷电路板60所有这些构件都能从壳体10的相同侧组装到电动泵1中。这改善了电动泵1的组装可操作性。
[0037] 另外，印刷电路板60的外周边缘被限定电路板室PC的周围壁部分18包围。因此，即使在用灌封树脂PR填充电路板室PC之前，操作者也能在不直接碰触印刷电路板60的情况下处理壳体10和电动泵1。这也改善了可操作性。
[0038] 如图2中所示，周围壁部分18与印刷电路板60一起包围引入管部分11的至少一部分。具体地，周围壁部分18包围引入管部分11的根部以及引入管部分11与叶轮容纳部分IH之间的边界附近。此外，如图3A中所示，周围壁部分18包围排出管部分12的根部以及排出管部分12与叶轮容纳部分IH之间的边界附近。因此，当外部冲击施加至电动泵1时，能够抑制对印刷电路板60的冲击，并且还能够抑制冲击被施加至引入管部分11和排出管部分12的根部。这抑制了对印刷电路板60、引入管部分11和排出管部分12的损坏。
[0039] 在上述实施方式中，包围印刷电路板60的周围壁部分18一体地形成在壳体10中。因此，与周围壁部分和壳体10分开形成的情况相比，抑制了部件的数量。
[0040] 在上述实施方式中，灌封树脂PR在电路板室PC内填充并固化，但是本发明不限于此。例如，具有用于接纳引入管部分11的切口部分的盖可以附接至壳体10。在这种情况下，与上述实施方式类似，限定电路板室PC的周围壁部分可以与壳体10或盖一体地形成。利用这种布置，叶轮容纳部分IH的外周被包围，因此能够抑制来自叶轮部分48的噪声。
[0041] 在上述实施方式中，考虑到抑制温度的升高，印刷电路板60优选地靠近叶轮容纳部分IH，但是印刷电路板60可以布置在图2A所示的高度H内。这是因为抑制了轴向方向D1上的尺寸增加。
[0042] 用于支撑印刷电路板的电路板支撑部分可以仅设置在排出管部分12中或仅设置在上壁部分13中。同样，用于支撑电子部件的部件支撑部分可以仅设置在排出管部分12中或仅设置在上壁部分13中。
[0043] 在上述实施方式中，如图2和图3B中所示，叶轮容纳部分IH在轴向方向D1上的上壁部分13随着从径向方向D2的外侧接近内侧(即随着接近引入管部分11)而增加高度。因此，例如，具有不同高度的多个电子部件可以在上壁部分13处安装在印刷电路板60的表面61上，低电子部件可以靠近引入管部分11布置，并且与低电子部件相比，高电子部件可以远离引入管部分11布置。结果，抑制了轴向方向D1上的尺寸增加。此外，在这种情况下，高电子部件可以在径向方向D2上布置在叶轮容纳部分IH的外侧。
[0044] 周边壁部分15和周围壁部分18可以由共同的壁部分实现。也就是说，单个周边壁部分可以限定叶轮容纳部分IH和电路板室PC。
[0045] 接下来，将描述根据变型例的壳体10a。在壳体10a中，上述壳体10的相同或相似的部件将用相同或相似的附图标记表示，并且将省略其重复描述。图5A是根据变型例的壳体10a的俯视图，并且图5B是沿图5A中的线C-C剖取的剖视图。图5A和图5B示出了在壳体10a组装到壳体20中之前并且在电路板室PCa填充有灌封树脂PR的状态之前的壳体10a。
[0046] 引入管部分11a从叶轮室ICa沿径向方向D2向外延伸，并且基本上与排出管部分12a平行地延伸。在印刷电路板60a中，切口部分63a线性地形成为使引入管部分11a后退。另外，与上述叶轮室IC相比，叶轮室ICa是扁平的。叶轮容纳部分IHa的上壁部分13a也形成为基本平行于径向方向D2。印刷电路板60a布置在由叶轮容纳部分IHa、周围壁部分18a和突出壁部分181包围的电路板室PCa内。周边壁部分15a在轴向方向D1上的高度小于上述周边壁部分15在轴向方向D1上的高度。与上述固定壁部分17类似，固定壁部分17a固定至壳体20。
[0047] 在这样的构造中，印刷电路板60a在轴向方向D1上布置在从壳体20的上表面23到引入管部分11a的上端的高度Ha的范围内，面向叶轮容纳部分IHa和引入管部分11a，并且通过切口部分63a布置在叶轮容纳部分IHa附近。因此，能够抑制轴向方向D1上的尺寸增加，并能够抑制印刷电路板60a和安装在其上的电子部件的温度升高。此外，如图5B中未示出的那样，安装在印刷电路板60a的表面61a上的电子部件的数量大于安装在表面62a上的电子部件的数量。因此能够抑制电子部件的温度升高。另外，因为支撑销161a形成在上壁部分13a中，所以印刷电路板60a能够被稳定地支撑，并且提高了可操作性。
[0049] 尽管印刷电路板60和60a均具有基本上圆形的形状，但是本发明不限于此。而且，切口部分63和63a的形状不限于所示的实施例。电子部件可以安装在表面62上，只要安装在印刷电路板60的表面61上的电子部件的数量大于安装在表面62上的电子部件的数量即可。这同样适用于印刷电路板60a。在上述实施方式和变型例中，印刷电路板60和60a本身以上述方式的布置抑制了其温度的升高。因此，即使在例如表面62上安装了电子部件，也可以抑制电子部件的温度升高。此外，在上述变型例中，印刷电路板60a可以布置在引入管部分11a的上方。
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