JP2008128076A - 流体ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】半導体素子を効率的に冷却することができ、かつ、半導体素子へ伝えられる振動を低減することができる流体ポンプを提供する。
【解決手段】本発明の流体ポンプ１０は、ポンプ室と、収容室と、ポンプ室と収容室を隔離する隔壁とを有するケーシング（１２，５０）と、ポンプ室に回転可能に配置されているインペラ４３と、収容室に配置されており、インペラを回転駆動する駆動力を発生するステータ３３と、収容室に配置されており、外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子２５と、その半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナル３７とを有する制御装置と、収容室に配置されており、半導体素子に平面的に接触すると共に前記隔壁に平面的に接触するゴム状のシート部材２９ａとを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等のエンジンやインバータ等を冷却する冷却水を循環するために用いられる流体ポンプに関する。

この種の流体ポンプでは、通常、ケーシングにポンプ室と収容室が形成される。ポンプ室と収容室は隔壁によって隔離されており、ポンプ室内の流体が収容室に流入しないようになっている。ポンプ室には、インペラが回転可能に配置される。収容室には、インペラを回転駆動するためのステータや制御装置が配置される。制御装置は、外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子と、その半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナルを有している。ステータは、ターミナルを介して駆動電力が供給されると、インペラを回転駆動するための駆動力を発生する。ステータによってインペラが回転駆動されると、ポンプ室内に流体が吸入されて昇圧され、昇圧された流体がポンプ室から吐出される。

この流体ポンプでは、半導体素子をスイッチング駆動することによって、外部から供給される電力をモータの駆動電力に変換している。半導体素子をスイッチング駆動すると、半導体素子が発熱するため、半導体素子を冷却しなければならない。このため、従来から、半導体素子を冷却するための種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の流体ポンプでは、金属製のケーシングが用いられる。半導体素子は、弾力性を有する保持片によって金属性ケーシングの壁面に押圧されて保持される。このため、半導体素子で発生する熱は、金属製ハウジングを介して外部の空気等に放熱される。これによって、半導体素子を効率的に冷却することができるとされている。
特開２０００−２０９８１０号公報

ところで、この種の流体ポンプでは、運転中に吐出流量等が変化すると、流体からインペラに作用する外力が変化し、インペラが回転軸周りに振れてケーシングが振動することがある。また、流体ポンプが自動車のエンジンルームに取付けられる場合には、エンジンの振動がケーシングに伝わり、ケーシングが振動する。従来の技術では、半導体素子が金属製のケーシングに直接押圧されているため、ケーシングの振動が半導体素子にも伝えられ、半導体素子の耐久性や信頼性を低下させるという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて創作されたものであり、半導体素子を効率的に冷却することができ、かつ、半導体素子へ伝えられる振動を低減することができる流体ポンプを提供することを目的とする。

本発明の流体ポンプは、ポンプ室と、収容室と、ポンプ室と収容室を隔離する隔壁とを有するケーシングと、ポンプ室に回転可能に配置されているインペラと、収容室に配置されており、インペラを回転駆動する駆動力を発生するステータと、収容室に配置されており、外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子と、その半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナルとを有する制御装置と、収容室に配置されており、半導体素子に平面的に接触すると共に前記隔壁に平面的に接触するゴム状のシート部材と、を備えている。
この流体ポンプでは、半導体素子がシート部材に平面的に接触しており、このシート部材が隔壁に平面的に接触している。したがって、半導体素子の熱は、シート部材を介して隔壁に伝えられ、隔壁からポンプ室内の流体に伝えられる。このため、半導体素子を効率的に冷却することができる。また、半導体素子はゴム状のシート部材を介して隔壁に接続されている。このため、隔壁から半導体素子に伝えられる振動が低減され、半導体素子の耐久性や信頼性を向上することができる。
なお、半導体素子とシート部材とが接触する態様は種々の態様を採ることができ、例えば、半導体素子とシート部材とが部分的に接触していてもよい。

上記の流体ポンプにおいては、シート部材がターミナルにも平面的に接触していることが好ましい。このような構成によると、ステータの熱がターミナルを介してシート部材に伝えられ、シート部材から隔壁及びポンプ室内の流体に伝えられる。これによって、ステータの熱によって制御装置（半導体素子等）が高温になることを抑えることができる。

上記シート部材は平面状に形成することができる。シート部材を平面状とすることで、半導体素子及び隔壁との接触面積を大きくとることができる。また、シート部材の材質は、熱伝導率が高く弾力性を有する材料、例えば、シリコーンゴムとすることができる。

なお、半導体素子又はターミナルは、前記隔壁に対向して配置されていることが好ましい。隔壁に対向して配置することで、半導体素子又はターミナルからの熱をポンプ室内の流体に効率的に伝えることができる。

なお、半導体素子はシート部材に直接接触する必要は必ずしもない。例えば、半導体素子が基板に実装されている場合には、半導体素子が基板を介してシート部材に熱的に接触するようにしてもよい。すなわち、本願の他の流体ポンプは、ポンプ室と、収容室と、ポンプ室と収容室を隔離する隔壁とを有するケーシングと、ポンプ室に回転可能に配置されているインペラと、収容室に配置されており、インペラを回転駆動する駆動力を発生するステータと、収容室に配置されており、基板と、基板の反ポンプ室側の面に実装されると共に外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子と、基板にその一端が接続されると共に半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナルと、を有する制御装置と、収容室に配置されており、基板のポンプ室側の面に平面的に接触すると共に前記隔壁に平面的に接触するゴム状のシート部材と、を備えている。そして、半導体素子は前記隔壁に対向して配置されており、半導体素子が実装された位置の裏側の位置にシート部材が接触している。
この流体ポンプによっても、半導体素子を好適に冷却することができ、かつ、隔壁から半導体素子に伝わる振動を低減することができる。

また、本願は、半導体素子が高温になることを抑制することができる新規な流体ポンプを提供する。すなわち、本発明の他の流体ポンプは、ポンプ室と、収容室と、ポンプ室と収容室を隔離する隔壁とを有するケーシングと、ポンプ室に回転可能に配置されているインペラと、収容室に配置されており、インペラを回転駆動する駆動力を発生するステータと、収容室に配置されており、外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子と、その半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナルとを有する制御装置と、収容室に配置されており、収容室をステータ側と制御装置側に区画する断熱プレートと、を備えている。そして、ステータが、前記隔壁と断熱プレートによって囲まれている。
この流体ポンプでは、収容室が断熱プレートによってステータ側と制御装置側に区画され、かつ、ステータが隔壁及び断熱プレートによって囲まれている。このため、ステータで発生した熱が制御装置側に伝わることが防止され、半導体素子が高温になることを効果的に防止することができる。

上記の流体ポンプにおいても、収容室に配置され、半導体素子及び／又はターミナルに平面的に接触すると共に前記隔壁に平面的に接触するシート部材をさらに備えることが好ましい。このような構成によると、半導体素子及び／又はターミナルの熱がシート部材及び隔壁を介してポンプ室内の流体に伝えられるため、半導体素子が高温になることをより防止することができる。

なお、断熱プレートはステータの制御装置側の端面の近傍に配置することができる。また、収容室の断熱プレートで区画されたステータ側の空間にはポッティング材が充填されており、制御装置側の空間にはポッティング材が充填されていないことが好ましい。ステータ側の空間にポッティング材を充填することによって、ステータの熱を効率的に隔壁に伝えることができる。また、ステータ側の空間にのみポッティング材を充填することで、流体ポンプの重量増加を抑えることができる。

（第１実施形態） 本発明の第１実施形態に係る流体ポンプについて、図面を参照しながら説明する。図１は第１実施形態に係る流体ポンプ１０の縦断面図である。流体ポンプ１０は、自動車等のエンジンを冷却する冷却水を循環するために用いられ、自動車のエンジンルーム内に設置される。
図１に示すように、流体ポンプ１０は、ロワーボディ１２と、ロワーボディ１２に固定されたアッパーボディ５０を備えている。ロワーボディ１２及びアッパーボディ５０はともに樹脂等の材料で一体に成形されている。ロワーボディ１２の上部には円柱状の凸部１５が形成されている（図中左側）。凸部１５の中央にはシャフト取付穴１６ａが設けられている。シャフト取付穴１６ａにはシャフト４６の下端部が固定されている。シャフト４６の上端部は凸部１５の上面より上方に突出している。シャフト４６の上端部には、インペラ４３（後で詳述する）が回転可能に取り付けられている。

凸部１５の外周には円筒状に外壁１７が形成されている。凸部１５と外壁１７は同心状に配置されている。凸部１５と外壁１７によって、上方が開放された円環状の溝２０が形成されている。溝２０にはインペラ４３の円筒部４５が収容されるようになっている。
ロワーボディ１２の上部にはコネクタ２１が形成されている（図中右側）。コネクタ２１には電気配線２８が配されている。電気配線２８の下端は回路基板２３のターミナル２６に接続されている。コネクタ２１の上端には図示省略した外部電源が接続されるようになっている。外部電源からの電力は、電気配線２８及びターミナル２６を介して回路基板２３に供給されるようになっている。

ロワーボディ１２の外壁１７の上端には、アッパーボディ５０の下端が固定されている（例えば、溶着によって固定されている）。アッパーボディ５０には吸入ポート５１と吐出ポート（図示省略）が形成されている。ロワーボディ１２とアッパーボディ５０によって形成される内部空間（すなわち、外壁１７，凸部１５及びアッパーボディ５０によって形成される内部空間）がポンプ室として機能する。したがって、アッパーボディ５０とロワーボディ１２が請求項でいうケーシングに相当する。

ポンプ室にはインペラ４３が配置される。インペラ４３は合成樹脂によって一体成形されており、例えばプラスチックにフェライト粉を含有した材料を用いて製作することができる。インペラ４３は、略円筒状の円筒部４５と、円筒部４５の一端を閉じる羽根部４４を備えている。円筒部４５は磁性粉を含有することによって磁化（着磁）されている。羽根部４４には複数枚のフィンが設けられている。
羽根部４４の中央には軸受４７が配設されている。インペラ４３と軸受４７はインサート成形によって一体に成形されている。軸受４７は、ポリフェニレンスルフィド材料（ＰＰＳ材料）から形成されている。
軸受４７にはシャフト４６が挿通されており、インペラ４３はシャフト４６回りに回転自在とされている。軸受４７と凸部１５の間にはワッシャ５２が配設されている。シャフト４６の上端にはスクリュウネジ４９によってワッシャ４８が取り付けられている。ワッシャ４８によって、インペラ４３の回転時の浮き上がりが防止される。
インペラ４３がシャフト４６に取付けられた状態では、インペラ４３の内面（円筒部４５の内周面及び羽根部４４の下面）とロワーボディ１２の凸部１５の間には隙間が形成される。また、インペラ４３の円筒部４５の外周面とロワーボディ１２の外壁１７の間にも隙間が形成される。このため、ポンプ室内の冷却水がこれらの隙間を通ってロワーボディ１２の凸部１５の表面に接触するようになっている。

ロワーボディ１２の内部には基板収容部１４が形成されている。凸部１５の内部にはステータ収容部１６が形成されている。ステータ収容部１６の下方は基板収容部１４と連通している。これによって、回路基板２３を収容する１つの収容空間が形成されている。
基板収容部１４の下方は開放されており、基板収容部１４の下方からロワーボディ１２内に回路基板２３が差し込まれている。回路基板２３がロワーボディ１２の内部に差し込まれると、ステータ収容部１６にステータ３３が収容され、基板収容部１４に基板２４が収容される。
本実施例では、ロワーボディ１２内に回路基板２３を収容した状態で、ステータ収容部１６と基板収容部１４の境界（具体的には、ステータ３３の下端近傍）に断熱プレート５４が配設されている（すなわち、断熱プレート５４によって、ステータ収容部１６と基板収容部１４が区画されている。）。断熱プレート５４は、例えば、ＰＡ（ポリアセタール）製のプレートを用いることができる。断熱プレート５４によって、ステータ３３は、断熱プレート５４と凸部１５の壁面によって囲まれた空間内に配される。この空間内（すなわち、ステータ収容部１６）内にはポッティング材４１が充填されている。ステータ３３は、充填されたポッティング材４１内に埋まっている。このため、ステータ３３からの熱がポッティング材４１を介して凸部１５の壁面に伝達されるようになっている。
一方、基板収容部１４にはポッティング材が充填されておらず、その下端が蓋５６によって閉じられている。蓋５６によって基板収容部１４の下端を閉じることで、基板収容部１４内に異物や水分等が浸入することが防止されている。

ポッティング材４１には熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。熱伝導率の高い材料を用いることで、ステータ３３等からの熱を外部に効率的に放熱することができる。ポッティング材４１には、例えば、放熱シリコンや、エポキシ系樹脂を用いることができる。さらには、これらの樹脂にアルミナの繊維（フィラー）を混入することもできる。アルミナのフィラーを添加することで、熱伝導率を上げることができる。

回路基板２３は、基板２４と、基板２４に固定されたステータ３３を有する。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。ステータコア３４は、プレス加工などで得られた薄い鋼板（例えば、ケイ素鋼板）を積層することによって構成されている。ステータコア３４には複数のスロットが形成されている。ステータコア３４の中央には嵌合穴３４ａが形成されている。ステータ３３がステータ収容部１６に収容された状態では、嵌合穴３４ａにシャフト固定部１６ｂが嵌合するようになっている。これによって、ステータ収容部１６内の所定の位置にステータ３３が位置決めされる。ステータ３３がステータ収容部１６内に位置決めされた状態では、ステータ３３の外周面がインペラ４３の円筒部４５の内周面と対向している。
ステータコア３４の下端にはターミナル３７の上端が固定されている。ターミナル３７の下端は、基板２４のターミナル用ランド３７ａ（図２，３参照）に半田付けされている。これによって、ステータ３３はターミナル用ランド３７ａを介して基板２４に固定されている。ターミナル３７は、その上端部が断熱プレート５４を貫通し、その中間部で側方（図１の左側）に折り曲げられ、その下端部が下方に折り曲げられている。このため、ターミナル用ランド３７ａは基板２４の左側縁近傍に設けられている。
ステータコイル３５は、ステータコア３４の各スロットに巻回されている。ステータコイル３５の巻線の一端はターミナル３７に接続されている。

図２に示すように、基板２４の上面（ステータ３３側の面）には、ステータ３３の他にパワートランジスタ２５，２５やパワーダイオード３１，３１等の半導体素子や、チョークコイル２７等の電子部品が実装されている。パワートランジスタ２５，２５は、ステータコイル３５への電力供給を切り替えるスイッチング素子である。パワーダイオード３１，３１は電力供給切替時のサージ電圧吸収用素子である。チョークコイル２７は電力供給切替時に発生するノイズを除去するフィルタである。これらの電子部品２５，２７，３１は、作動すると発熱する発熱素子である。
なお、図３に示すように、基板２４の下面には、チップトランジスタやチップ抵抗等の電子部品３２が実装されている。図２，３から明らかなように、基板２４の上面には比較的大型の電子部品が実装されており、基板２４の下面には比較的小型の電子部品が実装されている。

図２に示されている２本の点線で囲まれた領域（円形状の２つの点線で囲まれたドーナツ状の領域（以下、ドーナツ状領域という））は、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０の下面と対向する領域である。このドーナツ状領域内にパワートランジスタ２５，２５とパワーダイオード３１，３１が配されており、このドーナツ状領域に隣接してチョークコイル２７が配されている。図１に示されるように、パワートランジスタ２５，２５とパワーダイオード３１，３１は第２ハウジング凹部２０の下面と対向しており、チョークコイル２７は第２ハウジング凹部２０の外側面と対向している。

基板２４のドーナツ状領域の上方には、ドーナツ形状のシート部材２９ａが配されている（図１参照）。シート部材２９ａは、平面状に成形されており、熱伝導性が高く、かつ、弾力性のある材料（例えば、シリコーンゴム，アルミナのフィラー入りシリコーンゴム等）によって製作されている。基板２４が基板収容部１４内に収容された状態では、シート部材２９ａの下面が、パワートランジスタ２５，２５の上面の一部分及びパワーダイオード３１，３１の上面の略全てに平面的に接触する。また、図１に示されるように、シート部材２９ａの下面は、ターミナル３７の中間部と平面的に接触する。一方、シート部材２９ａの上面は、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０の下面に平面的に接触している。
また、図１に示されるように、基板２４が基板収容部１４内に収容された状態では、チョークコイル２７の右側面はハウジング１２の内壁面に当接し、チョークコイル２７の左側面はシート部材２９ｂの右側面に接触している。シート部材２９ｂの左側面はハウジング１２の第２ハウジング凹部２０の外側面に平面的に接触している。シート部材２９ｂも、シート部材２９ａと同様、平面状に形成されており、熱伝導性が高く、かつ、弾力性のある材料（例えば、シリコーンゴム，アルミナのフィラー入りシリコーンゴム等）によって製作されている。

上述した流体ポンプ１０では、回路基板２３からステータ３３の各ステータコイル３５に順に電力が供給される。これによって、各ステータコイル３５から順に磁力が発生し、その磁力がインペラ４３の円筒部４５に作用し、インペラ４３が回転する。インペラ４３が回転すると、吸入ポート５１からポンプ室内に冷却水が吸入される。吸入された冷却水は、インペラ４３の回転によって昇圧され、吐出ポートから吐出される。この際、ポンプ室内に吸入された冷却水は、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、インペラ４３が回転することによって攪拌され、頻繁に入れ替わる。

ここで、流体ポンプ１０が作動すると、ステータ３３の各ステータコイル３５が発熱する。ステータ３３はハウジング１２の凸部１５の壁と断熱プレート５４によって囲まれているため、ステータ３３の熱が基板２４側に伝えられることが抑制されている。また、ステータ３３からターミナル３７に伝えられた熱は、シート部材２９ａを介して第２ハウジング凹部２０に伝えられ、第２ハウジング凹部２０よりポンプ室内の冷却水に放熱される。これらによって、ステータ３３の熱が基板２４側に伝えられ、基板２４に実装された半導体素子が高温になることが防止される。
なお、ステータ収容部１６内にはポッティング材４１が充填されているため、ステータ３３の熱はポッティング材４１を介して凸部１５に伝えられ、凸部１５よりポンプ室内の冷却水に放熱される。これによって、ステータ３３の熱が効率的に冷却水に放熱され、ステータ３３が高温になることも防止されている。

また、流体ポンプ１０が作動すると、基板２４に実装されたパワートランジスタ２５，２５やチョークコイル２７も発熱する。パワートランジスタ２５，２５の熱は、シート部材２９ａを介して第２ハウジング凹部２０に伝えられ、第２ハウジング凹部２０よりポンプ室内の冷却水に放熱される。また、チョークコイル２７の熱は、シート部材２９ｂを介して第２ハウジング凹部２０に伝えられ、第２ハウジング凹部２０よりポンプ室内の冷却水に放熱される。これらによって、基板２４に実装されたパワートランジスタ２５，２５やチョークコイル２７等の電子部品が高温になることが防止される。

上述した流体ポンプ１０では、ステータ３３の熱が基板２４側に伝わることが防止され、また、パワートランジスタ２５やチョークコイル２７の熱がシート部材２９ａ，２９ｂ及び第２ハウジング凹部２０の壁を介してポンプ室内の冷却水に放熱される。これによって、パワートランジスタ２５やチョークコイル２７等の電子部品が高温になることを効果的に抑制することができる。
また、パワートランジスタ２５、パワーダイオード３１及びターミナル３７はシート部材２９ａを介して第２ハウジング凹部２０に接触している。このため、ハウジング１２を介してこれらの電子部品２５、３１、３７に伝えられる振動が低減される。このため、基板収容部１４内でこれらの電子部品２５、３１、３７を好適に保持することができ、これらと基板２４との電気的接触（半田付け部）を良好に保つことができる。
さらに、基板収容部１４内にポッティング材４１を充填していないため、流体ポンプ１０を軽量化することができる。また、基板収容部１４内にポッティング材を充填しなくても、基板２４がシート部材２９ａ、２９ｂを介してハウジング１２に接触・固定されるため、基板収容部１４内で基板２４を好適に保持することができる。

（第２実施形態） 次に、第２実施形態に係る流体ポンプ１００について説明する。流体ポンプ１００も、自動車等のエンジンルーム内に設置され、エンジンを冷却する冷却水を循環するために用いられる。
図４に示すように、流体ポンプ１００は、インナーロータ式の流体ポンプであり、ロワーボディ１１２と、そのロワーボディ１１２の上端に固定されたアッパーボディ１５０と、ロワーボディ１１２の下端に固定された蓋１１６を備えている。

ロワーボディ１１２の上部には、上方から見るとリング状の凸部１２１が形成され、その凸部１２１の内周側が凹部１１８を形成している。凸部１２１と凹部１１８は同心状に配されている。ロワーボディ１１２の内部には基板収容部１１４が形成されている。凸部１２１内には、ステータ１３３を収容するステータ収容部１２１ａが形成されている。ステータ収容部１２１ａの下端は基板収容部１１４に連通している。

ロワーボディ１１２内には回路基板１２３が収容されている。回路基板１２３は、基板１２４と、基板１２４に実装されたパワートランジスタ１２５ａ，１２５ｂと、基板１２４に図示しないターミナルによって接続されたステータ１３３を備えている。パワートランジスタ１２５ａは、基板１２４の上面に実装されている。パワートランジスタ１２５ｂは、基板１２４の下面に実装されている。
ロワーボディ１１２内に回路基板１２３が収容された状態では、ステータ１３３がステータ収容部１２１ａに収容されている。ステータ１３３の上面と凸部１２１の内壁面の間には、ポッティング材１４１が充填されている。また、パワートランジスタ１２５ａは、シート部材１２９ａを介して凹部１１８の内壁面に接触しており、パワートランジスタ１２５ｂは、基板１２４及びシート部材１２９ｂを介して凹部１１８の内壁面に接触している。シート部材１２９ａ，１２９ｂは、第１実施形態のシート部材と同様に構成されている。

凹部１１８の中央にはシャフト１４６の下端が固定されている。シャフト１４６の上端はアッパーボディ１５０に固定されている。シャフト１４６にはインペラ１４３が取付けられている。インペラ１４３は軸受１４６ａ，１４６ｂを備えており、軸受１４６ａ，１４６ｂによってインペラ１４３はシャフト１４６に回転可能に支持されている。インペラ１４３は、その下端に円筒状の磁石１４５を備えている。インペラ１４３がシャフト１４６に取付けられた状態では、インペラ１４３の下端部が凹部１１８内に収容され、磁石１４５がステータ１３３と対向している。このため、回路基板１２３からステータ１３３に電力が供給されると、ステータ１３３から磁力が発生し、これによって、インペラ１４３が回転する。インペラ１４３が回転することによって、吸入ポート１５１からポンプ室１２０（ロワーボディ１１２とアッパーボディ１５０で囲まれた内部空間）内に冷却水が吸入される。吸入された冷却水は、インペラ１４３の回転によって昇圧され、吐出ポートから吐出される。この際、ポンプ室１２０内に吸入された冷却水は、ロワーボディ１１２の凹部１１８にも入り込む。凹部１１８に入り込んだ液体は、インペラ１４３が回転することによって攪拌され、頻繁に入れ替わる。

上述した第２実施形態の流体ポンプ１００でも、パワートランジスタ１２５ａで発生する熱はシート部材１２９ａを介してロワーボディ１１２の凹部１１８の壁面に伝えられ、凹部１１８の壁面からポンプ室１２０内の冷却水に放熱される。また、パワートランジスタ１２５ｂで発生する熱は基板１２４及びシート部材１２９ｂを介してロワーボディ１１２の凹部１１８の壁面に伝えられ、凹部１１８の壁面からポンプ室１２０内の冷却水に放熱される。したがって、パワートランジスタ１２５ａ，１２５ｂで発生される熱が効率的にポンプ室１２０内の冷却水に放熱され、パワートランジスタ１２５ａ，１２５ｂが高温になることが防止される。
また、パワートランジスタ１２５ａ，１２５ｂは、シート部材１２９ａ，１２９ｂを介してロワーボディ１１２の壁面に接触している。このため、ロワーボディ１１２からの振動がパワートランジスタ１２５ａ，１２５ｂに伝わることが防止されている。

（第３実施形態） 次に、第３実施形態に係る流体ポンプ２００について説明する。流体ポンプ２００も、自動車等のエンジンルーム内に設置され、エンジンを冷却する冷却水を循環するために用いられる。
図５に示すように流体ポンプ２００は、アウターロータ式の流体ポンプであり、ロワーボディ２１２と、そのロワーボディ２１２の上端に固定されたアッパーボディ２５０と、ロワーボディ２１２の下端に固定された蓋２１６を備えている。ロワーボディ２１２とアッパーボディ２５０で囲まれた内部空間（ポンプ室）２２０にはインペラ２４３が収容されている。ロワーボディ２１２内には回路基板２２３が収容されている。回路基板２２３の基板２２４の上面にはリング状のシート部材２２９が接触している。シート部材２２９の上面は、ポンプ室２２０との隔壁（インペラ２４３の下端と対向する壁）に接触している。

回路基板２２３は、基板２２４と、基板２２４に実装された各種の電子素子を備えている。図７に示すように、基板２２４の上面には、制御用ＩＣ２４０やその他の電子部品（チップトランジスタ、チップ抵抗等）が実装されている。図６に示すように、基板２２４の下面には、パワートランジスタ２３６、コンデンサ２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄ、制御用ＩＣ２３４ａ，２３４ｂ及びチョークコイル２３８等の電子部品が実装されている。
ここで、図７に示されている２本の点線で囲まれた領域は、回路基板２２３がロワーボディ２１２内に収容されたときにシート部材２２９が接触する領域を示している。また、図６に示されている２本の点線で囲まれた領域は、シート部材２２９が接触する領域の裏側の部位を示している。図７から明らかなように、制御用ＩＣ２４０の上面にはシート部材２２９が接触している。また、図６から明らかなように、パワートランジスタ２３６、コンデンサ２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄ、制御用ＩＣ２３４ｂ及びチョークコイル２３８の下面は基板２２４を介してシート部材２２９に接触している。したがって、これらの電子部品で発生する熱はシート部材２２９を介してポンプ室２２０の冷却水に好適に放熱される。

上述した第３実施形態の流体ポンプ２００でも、パワートランジスタ２３６、コンデンサ２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄ、制御用ＩＣ２３４ｂ，２４０及びチョークコイル２３８で発生する熱は、シート部材２２９を介してポンプ室２２０内の冷却水に放熱される。このため、これらの電子部品で発生する熱が効率的にポンプ室内の冷却水に放熱され、これらの電子部品が高温になることが防止される。また、これらの電子部品はシート部材２２９を介してロワーボディ２１２に接触しているため、ロワーボディ２１２からの振動がこれらの電子部品に伝わることが防止される。

（第４実施形態） 次に、第４実施形態に係る流体ポンプ３００について説明する。流体ポンプ３００も、自動車等のエンジンルーム内に設置され、エンジンを冷却する冷却水を循環するために用いられる。
図８に示すように流体ポンプ３００は、インナーロータ式の流体ポンプであり、ロワーボディ３１２と、そのロワーボディ３１２の上端に固定されたアッパーボディ３５０と、ロワーボディ３１２の下端に固定された蓋３１６を備えている。ロワーボディ３１２とアッパーボディ３５０で囲まれた内部空間（ポンプ室）３２０にはインペラ３５３が収容されている。ロワーボディ３１２内には回路基板３２３が収容されている。回路基板３２３の上面中央にはシート部材３２９が接触している。シート部材３２９の上面は、ポンプ室３２０との隔壁（インペラ３５３の下端と対向する壁）に接触している。

回路基板３２３は、基板３２４と、基板３２４に実装された各種の電子素子を備えている。図１０に示すように、基板３２４の上面にはチップトランジスタやチップ抵抗等の比較的小型の電子部品が実装されている。図９に示すように、基板３２４の下面には、パワートランジスタ３４２、コンデンサ３４４ａ，３４４ｂ，３４４ｃ，３４４ｄ、制御用ＩＣ３４８ａ，３４８ｂ及びチョークコイル３４６等の電子部品が実装されている。パワートランジスタ３４２は基板３２４の下面中央に配されており、パワートランジスタ３４２の裏面は基板３２４を介してシート部材３２９に接触している。

上述した第４実施形態の流体ポンプ３００でも、パワートランジスタ３４２で発生する熱はシート部材３２９を介してポンプ室３２０内の冷却水に放熱される。このため、パワートランジスタ３４２で発生する熱が効率的にポンプ室３２０内の冷却水に放熱され、パワートランジスタ３４２が高温になることが防止される。また、パワートランジスタ３４２はシート部材３２９を介してロワーボディ３１２に接触しているため、ロワーボディ３１２からの振動がパワートランジスタ３４２に伝わることが防止される。

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。
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。

第１実施形態に係る流体ポンプの縦断面図である。 第１実施形態に係る回路基板を上方から見た図である。 第１実施形態に係る回路基板を下方から見た図である。 第２実施形態に係る流体ポンプの縦断面図である。 第３実施形態に係る流体ポンプの縦断面図である。 第３実施形態に係る回路基板を下方から見た図である。 第３実施形態に係る回路基板を上方から見た図である。 第４実施形態に係る流体ポンプの縦断面図である。 第４実施形態に係る回路基板を下方から見た図である。 第４実施形態に係る回路基板を上方から見た図である。

符号の説明

１０：流体ポンプ
１２：ロワーボディ
３３：ステータ
４３：インペラ
４５：円筒部
４６：シャフト

Claims (10)

1. ポンプ室と、収容室と、ポンプ室と収容室を隔離する隔壁とを有するケーシングと、
   ポンプ室に回転可能に配置されているインペラと、
   収容室に配置されており、インペラを回転駆動する駆動力を発生するステータと、
   収容室に配置されており、外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子と、その半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナルとを有する制御装置と、
   収容室に配置されており、半導体素子に平面的に接触すると共に前記隔壁に平面的に接触するゴム状のシート部材と、を備えている流体ポンプ。
2. シート部材がターミナルにも平面的に接触していることを特徴とする請求項１の流体ポンプ。
3. シート部材が平面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２の流体ポンプ。
4. シート部材の材質がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項３の流体ポンプ。
5. 半導体素子又はターミナルは、前記隔壁に対向して配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの流体ポンプ。
6. ポンプ室と、収容室と、ポンプ室と収容室を隔離する隔壁とを有するケーシングと、
   ポンプ室に回転可能に配置されているインペラと、
   収容室に配置されており、インペラを回転駆動する駆動力を発生するステータと、
   収容室に配置されており、基板と、基板の反ポンプ室側の面に実装されると共に外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子と、基板にその一端が接続されると共に半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナルと、を有する制御装置と、
   収容室に配置されており、基板のポンプ室側の面に平面的に接触すると共に前記隔壁に平面的に接触するゴム状のシート部材と、を備えており、
   半導体素子は前記隔壁に対向して配置されており、半導体素子が実装された位置の裏側の位置にシート部材が接触していることを特徴とする流体ポンプ。
7. ポンプ室と、収容室と、ポンプ室と収容室を隔離する隔壁とを有するケーシングと、
   ポンプ室に回転可能に配置されているインペラと、
   収容室に配置されており、インペラを回転駆動する駆動力を発生するステータと、
   収容室に配置されており、外部から供給される電力をインペラの駆動電力に変換する半導体素子と、その半導体素子によって変換された駆動電力をステータに供給するターミナルとを有する制御装置と、
   収容室に配置されており、収容室をステータ側と制御装置側に区画する断熱プレートと、を備えており、
   ステータが、前記隔壁と断熱プレートによって囲まれていることを特徴とする流体ポンプ。
8. 収容室に配置されており、半導体素子及び／又はターミナルに平面的に接触すると共に前記隔壁に平面的に接触するシート部材をさらに備えることを特徴とする請求項７の流体ポンプ。
9. 断熱プレートがステータの制御装置側の端面の近傍に配置されていることを特徴とする請求項７又は８の流体ポンプ。
10. 収容室の断熱プレートで区画されたステータ側の空間にはポッティング材が充填されており、制御装置側の空間にはポッティング材が充填されていないことを特徴とする請求項７〜９のいずれかの流体ポンプ。

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