(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面及び前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面は前記モータの出力軸の軸線方向に沿って延在すると共に、前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面と前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面とが前記当接部を介して重ね合わされるように配置された請求項1記載の電動ポンプ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の溶着部品のように、平坦な接合面同士が重ね合わされて熱溶着により接合される場合、仮組付時の加圧等の影響を受けて、第1の部品の接合面と第2の部品の接合面との間に隙間が生じることが考えられる。この隙間の位置は、仮組付時の加圧等の加減によって安定しない。換言すると、第1の部品の接合面と第2の部品の接合面との接触部の位置が安定しない。
【0005】
ここで、接合強度の向上等を図るために、第1の部品の接合面と第2の部品の接合面とをレーザ溶着により接合する場合において、第1の部品の接合面と第2の部品の接合面との接触部の位置が安定しないと、該接触部がレーザ光の照射ラインから外れてしまうことが考えられる。その結果、所要の溶着強度が得られない等の溶着不良を招くことが考えられる。
【0006】
本発明は上記事実を考慮し、第1の部品の接合面と第2の部品の接合面との接触部の位置を安定させることができる
電動ポンプを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1記載の本発明に係る電動ポンプは、インペラを回転可能に収容することにより流入した流体を圧送するポンプ部の外郭を形成するポンプケースと、前記インペラを回転させることにより前記ポンプ部を駆動するモータを収容するモータケースと、前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面及び前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面のいずれか一方に設けられかつ先端が凸曲面状に突出した当接部を備えると共に、該当接部の先端が前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面及び前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面のいずれか他方に当接されかつレーザ溶着により接合された接合部と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項1記載の本発明では、先端が凸曲面状に突出した当接部がポンプケースの接合面及びモータケースの接合面のいずれか一方に設けられているため、ポンプケースの接合面に対してモータケースの接合面が傾いたとしても、ポンプケースの接合面とモータケースの接合面とは当接部の先端を介して接触する。換言すると、ポンプケースの接合面に対してモータケースの接合面が傾いたとしても、当接部の先端という狭小な範囲の中で両者を接触させることができる。即ち、請求項1記載の本発明では、ポンプケースの接合面とモータケースの接合面との接触部の位置を安定させることができる。
【0009】
請求項2記載の本発明に係る電動ポンプは、請求項1記載の電動ポンプにおいて、前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面及び前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面は前記モータの出力軸の軸線方向に沿って延在すると共に、前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面と前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面とが前記当接部を介して重ね合わされるように配置されたことを特徴とする。
【0010】
請求項2記載の本発明では、ポンプケースの接合面とモータケースの接合面とが、モータの軸線方向に沿って延在すると共に、両者が重ね合わされるように配置されているため、ポンプケースとモータケースとの接合部が電動ポンプの径方向外側に突出することが抑制される。換言すると、請求項2記載の本発明では、電動ポンプの外径の小径化をすることができる。
【0013】
請求項
3記載の本発明に係る
電動ポンプは、
請求項1又は請求項2記載の電動ポンプにおいて、前記当接部の先端が
前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面及び前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面のいずれか他方の接合面に当接することにより、前記
ポンプケースに対する前記
モータケースの前記当接部が突出する方向への位置決めが成されたことを特徴とする。
【0014】
請求項
3記載の本発明では、
ポンプケースの接合面に対して
モータケースの接合面が傾いたとしても、両接合面間の接触部の位置が安定する。換言すると、請求項
3記載の本発明では、
ポンプケースの接合面に対して
モータケースの接合面が傾いたとしても、
ポンプケースに対する
モータケースの位置を安定させることができる。
【0015】
請求項
4記載の本発明に係る
電動ポンプは、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電動ポンプにおいて、前記ポンプケースの前記モータケースとの接合面と
前記モータケースの前記ポンプケースとの接合面とがテーパ嵌合されたことを特徴とする。
【0016】
請求項
4記載の本発明では、
ポンプケースの接合面と
モータケースの接合面とがテーパ嵌合されているため、
ポンプケースに対する
モータケースの位置を正規の位置へガイドしながら、
ポンプケースの接合面と
モータケースの接合面とを嵌合させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図1から
図5を用いて、本発明の実施形態に係る溶着部品としての電動ポンプについて説明する。
【0019】
図1に示されるように、電動ポンプ10は、インペラ12を回転可能に収容することにより流入した流体を圧送するポンプ部14を形成する第1の部品としてのポンプケース16と、インペラ12を回転させることによりポンプ部14を駆動するモータ18と、を備えている。また、電動ポンプ10は、モータ18及び該モータ18を制御する回路部20を収容する第2の部品としてのモータケース22を備えている。さらに、電動ポンプ10はカバー24を備えている。
【0020】
以下、電動ポンプ10の主要な要素であるポンプケース16、モータケース22及びモータ18について説明し、次いで本発明の要部であるポンプケース16とモータケース22との接合部98について説明する。
【0021】
(ポンプケース16)
図2(A)に示されるように、ポンプケース16は液体が流入する入口管26及び液体が流出する出口管28を備え、かつレーザ透過性の樹脂材料を用いて形成された一体部品である。具体的には、ポンプケース16は略円盤平板状の基部30及び該基部30の径方向内側の端部から後述するモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に突出した膨出部32を備えている。また、ポンプケース16は、膨出部32の径方向内側の端部から後述するインペラ12の第1円盤部96の形状に沿って延在するインペラガイド部34を備えている。さらに、ポンプケース16は、インペラガイド部34の径方向内側の端部からモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に延出して形成された管状の入口管26を備えている。また、この入口管26の端部には、ゴムホース等の配管の抜けを抑制する抜け止め突起36が形成されている。さらに、ポンプケース16は上記膨出部32に接続されると共に、入口管26の開口方向と直交する方向に延出形成された管状の出口管28が形成されている。この出口管28の端部には、ゴムホース等の配管の抜けを抑制する抜け止め突起36が形成されている。
【0022】
さらに、ポンプケース16は、基部30の径方向外側の端部からモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)と反対方向に延在する円筒状の開放端部38を備えている。即ち、この開放端部38はモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)と反対方向に開口している構成である。さらに、
図2(B)に示されるように、開放端部38における内周面は接合面40とされている。また、この接合面40はモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に延在している。
【0023】
以上説明したポンプケース16に後述するインペラ12が収容されることにより、入口管26から流入した流体を出口管28に向けて圧送するポンプ部14(
図1参照)が形成される。
【0024】
(モータケース22)
図3(A)に示されるように、モータケース22はレーザ吸収性の樹脂材料を用いて形成された略円柱状の一体部品である。また、モータケース22の一方の端部には後述するロータ78を収容するための第1凹部42が形成されており、モータケース22の他方の端部には回路部20を収容するための第2凹部44が形成されている。
【0025】
モータケース22の一方の端部に形成された第1凹部42は、モータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に開口した略U字状断面を成している。具体的には、第1凹部42は、円形の底壁46を備えており、この底壁46の中心部にはモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に突出形成された管状の軸支部48が設けられている。後述するモータ18の出力軸76がこの軸支部48に支持されることにより、モータ18の出力軸76が該軸支部48を軸中心として回転可能となる構成である。また、第1凹部42は、底壁46の径方向外側の端部からモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に延在する内周壁50を備えている。さらに、第1凹部42は、内周壁50の端部から該内周壁50の径方向外側に延在する第1インペラガイド壁52及び該第1インペラガイド壁52の端部からモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に延在する第2インペラガイド壁54を備えている。この、第1インペラガイド壁52及び第2インペラガイド壁54は、後述するインペラ12の第2円盤部88の外周端部の形状に沿って形成されている。
【0026】
また、モータケース22は、第1凹部42の第2インペラガイド壁54の端部から段差部56を介してモータケース22の径方向外側に延在する側壁58を備えている。また、
図3(B)に示されるように、モータケース22は、側壁58の径方向外側の端部からモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)と反対方向に延在する接合面60を備えている。さらに、この接合面60には、モータケース22の径方向外側に突出して形成された当接部としての突起部61が形成されている。この突起部61は、モータケース22における接合面60の全周に渡って設けられている。さらに、この突起部61の先端61Aは、該突起部61が突出する方向と略同一方向に突出した断面視で凸曲面状に形成されている。なお、突起部61の構成をわかり易くするために、
図1〜
図5において突起部61の大きさを誇張して表現している。
【0027】
図3(A)に示されるように、モータケース22の他方の端部に形成された第2凹部44は、上記第1凹部42と反対方向に開口したU字状断面を成している。具体的には、第2凹部44は、円形の底壁64を備えている。この底壁64には回路部20を固定する図示しない固定部が形成されている。また、第2凹部44は、底壁64の径方向外側の端部からモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)と反対方向に延在する内周壁66を備えている。
【0028】
また、モータケース22は、第2凹部44の内周壁66の端部と外周壁62とを繋ぐ傾斜壁68を備えている。この傾斜壁68に対してカバー24の取付部70が接合される構成である。
【0029】
また、モータケース22は、外周壁62の径方向外側に突出して形成された外部電源接続部72を備えている。この、外部電源接続部72には外部電源を回路部20に供給するための供給端子74が設けられている。
【0030】
(モータ18)
図4に示されるように、モータ18は、出力軸76、ロータ78及びステータ80を主要な要素として構成されている。
【0031】
出力軸76は、円柱状の鋼材に浸炭処理等の表面処理が施されることにより構成されており、その一方の端部は上記モータケース22の軸支部48に挿入される回転軸部82とされている。即ち、出力軸76は軸支部48に片持ち支持されている構成である。
【0032】
ロータ78は、上記出力軸76の径方向外側に配置された圧肉円筒状を成している。また、このロータ78の内部には、その周方向に沿って複数のマグネット84が設けられている。さらに、このロータ78はロータ保持部材86を介して出力軸76に固定されている。
【0033】
また、ロータ78には、モータ18の出力軸76を軸中心する円盤状の第2円盤部88が接続部90を介して一体形成されている、また、この第2円盤部88にはその周方向に沿って複数のブレード92が立設されている。さらにこの複数のブレード92の端部には中心部に貫通孔94を備えた円盤状の第1円盤部96が接合されている。以上説明した、第1円盤部96、第2円盤部88及び複数のブレード92によってインペラ12が構成されている。
【0034】
ステータ80は、図示しない導電性の巻線が、環状に形成された継鉄に巻回されることにより構成されている。また、ステータ80は上記ロータ78を囲うように配置されており、このステータ80が界磁する磁界を受けて、ロータ78が出力軸76を軸中心として回転する。このロータ78の回転に伴い、ロータ78に接続されたインペラ12が回転する構成である。また、ステータ80はモータケース22に鋳込まれることにより固定されている(
図3参照)。
【0035】
次に、本発明の要部であるポンプケース16とモータケース22との接合部98について説明する。
【0036】
(接合部98)
図5に示されるように、ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケース22に設けられた接合面60とが重ね合わされて配置される。その結果、ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケース22の接合面60に設けられた突起部61の先端61Aとが当接する。換言すると、ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケースに設けられた接合面60とが突起部61の先端61Aを介して当接している。また、このように、ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケースに設けられた接合面60とが突起部61を介して当接することによって、ポンプケース16に対するモータケース22の位置の位置決めが成されている。次いで、ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケースの接合面60に設けられた突起部61の先端61Aとがレーザ溶着にて接合されることにより接合部98は構成されている。
【0037】
また、本実施形態では、ポンプケース16はレーザ透過性の樹脂材料を用いて形成されており、モータケース22はレーザ吸収性の樹脂材料を用いて形成されている。この場合、外部からポンプケース16の開放端部38にレーザを照射すると、モータケース22の接合面60に設けられた突起部61の先端61Aにてレーザを吸収して発熱する。この熱によって、ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケースの接合面60に設けられた突起部61の先端61Aとの間には溶着部100が形成される。また、本実施形態では、溶着部100はポンプケース16に設けられた接合面40とモータケースの接合面60に設けられた突起部61の先端61Aとの間の全周に連続して設けられている。
【0038】
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0039】
ポンプケース16とモータケース22とを接合するにあたり、
図9に示されるように、平坦な接合面400と平坦な接合面600とが重ね合わされてレーザ溶着により接合される場合、ポンプケース16の接合面400に対してモータケース22の接合面600が傾いてしまうことが考えられる。この場合、ポンプケース16の接合面400とモータケース22の接合面600との間に隙間が生じてしまい、これに伴って、ポンプケース16の接合面400とモータケース22の接合面600との接触部C1の位置が安定しない(本接合部980においては、モータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に沿って最大d1の位置ズレが生じる)。この場合、接触部C1がレーザ溶着機から照射されたレーザ光の照射ライン(1点鎖線で囲まれた範囲)から外れてしまうことが考えられる。その結果、該接合部980において溶着不良が生じ、ひいては電動ポンプの内部を流れる流体がポンプケース16とモータケース22との接合部980から漏れ出してしまうことが考えられる。
【0040】
しかしながら、本実施形態の電動ポンプ10では、先端61Aが凸曲面状に突出した突起部61がモータケース22の接合面60に設けられている。そのため、
図6に示されるように、ポンプケース16の接合面40に対してモータケース22の接合面60が傾いたとしても、ポンプケース16の接合面40とモータケース22の接合面60とは突起部61の先端61Aを介して接触する。換言すると、ポンプケース16の接合面40とモータケース22の接合面60とは突起部61の先端61Aという狭小な範囲の中で接触する(本実施形態では、モータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に沿って、d2の範囲の中で両者が接触する)。即ち、本実施形態の電動ポンプ10では、ポンプケース16の接合面40とモータケース22の接合面60との接触部C2の位置を安定させることができる。
【0041】
また、本実施形態では、ポンプケース16の接合面40及びモータケース22の接合面60が、モータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に延在すると共に、両者が重ね合わされるように配置されているため、ポンプケース16とモータケース22との接合部98が電動ポンプ10の径方向外側に突出することが抑制される。換言すると、本実施形態では、電動ポンプ10の外径の小径化をすることができる。
【0042】
さらに、本実施形態では、ポンプケース16の接合面40に対してモータケース22の接合面60が傾いたとしても、上述の通り、両接合面間の接触部C2の位置が安定する。換言すると、本実施形態では、ポンプケース16の接合面40に対してモータケース22の接合面60が傾いたとしても、ポンプケース16に対するモータケース22の位置を安定させることができる。
【0043】
また、本実施形態では、接合部98における溶着部100がポンプケース16に設けられた接合面40とモータケースの接合面60に設けられた突起部61の先端61Aとの間の全周に連続して設けられている。そのため、別途シール材を設けることなく、ポンプケース16とモータケース22との接合部98におけるシール性を確保することができる。
【0044】
さらに、本実施形態では、ポンプケース16とモータケース22との接合部98がレーザ溶着にて接合されているため、例えばオービタル溶着等により接合した場合と比べ、均一で高い溶着強度を得ることができる。その結果、溶着部におけるシール性や接合強度をさらに向上させることができる。
【0045】
(第1変形例)
次に、
図7を用いて第1変形例に係る接合部について説明する。なお、上記実施形態と同一の部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0046】
図7に示されるように、本変形例に係る接合部102は、当接部としての突起部41がポンプケース16の接合面40から突出して形成されていること、及び突起部41の先端41Aが当接する被当接部63がモータケース22の接合面60から突出して形成されていることに特徴がある。
【0047】
突起部41は、ポンプケース16の接合面40の径方向内側に突出すると共に、ポンプケース16の接合面40の全周に渡って設けられている。さらに、この突起部41の先端41Aは、該突起部41が突出する方向と略同一方向に突出した断面視で凸曲面状に形成されている。
【0048】
被当接部63は、モータケース22の接合面60の径方向外側に突出すると共に、モータケース22の接合面60の全周に渡って設けられている。さらに、この被当接部63の先端は、上記突起部41の先端41Aが当接する被当接面63Aとされている。この被当接面63Aは、モータケース22の接合面60と略平行に延在すると共に平面状に形成されている。換言すると、この被当接面63Aはモータケース22の接合面60の一部が該接合面60の径方向外側に突出して形成された面と言える。なお、突起部41及び被当接部63の構成をわかり易くするために、
図7において突起部41及び被当接部63の大きさを誇張して表現している。
【0049】
また、ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケース22に設けられた接合面60とが重ね合わされて配置されることにより、突起部41の先端41Aが被当接部63の被当接面63Aに当接する。次いで、突起部41の先端41Aと被当接部63の被当接面63Aとがレーザ溶着にて接合されることにより接合部102は構成されている。
【0050】
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0051】
本実施形態では、ポンプケース16とモータケース22とを接合するために、ポンプケース16の開放端部38にレーザを照射すると、モータケース22の接合面60に設けられた被当接部63の被当接面63Aにてレーザを吸収して発熱する。その結果、被当接面63Aが溶融すると共に、該被当接面63Aにおける熱エネルギーがモータケース22の内部へ拡散する。しかしながら、本実施形態では、被当接部63がモータケース22の接合面60から突出して形成されているため、被当接面63Aにおける熱エネルギーがモータケース22の内部へ拡散しにくくなる(特に、モータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)及びこの方向と反対方向へ熱エネルギーが拡散しにくくなる)。その結果、本実施形態では、レーザ溶着機のレーザの出力をより小さくすることが可能となる。換言すると、本実施形態では、レーザ溶着を行なう工程の省エネルギー化を図ることができる。
【0052】
(第2変形例)
次に、
図8を用いて第2変形例に係る接合部について説明する。なお、上記実施形態等と同一の部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0053】
図8に示されるように、本変形例に係る接合部104は、ポンプケース16の接合面40とモータケース22の接合面60とがテーパ嵌合されていることに特徴がある。
【0054】
ポンプケース16の接合面40は、開放端部38の開口方向にむけて末広がりとされたテーパ状に形成されている。さらに、この接合面40には、突起部41Aが形成されている。
【0055】
モータケース22の接合面60は、モータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に向けて窄まったテーパ状に形成されている。
【0056】
ポンプケース16に設けられた接合面40とモータケース22に設けられた接合面60とがモータ18の出力軸76の軸線方向(矢印A方向)に向けてテーパ嵌合されることにより、突起部41の先端41Aがモータケース22の接合面60に当接する。次いで、突起部41の先端41Aとモータケース22の接合面60とがレーザ溶着にて接合されることにより接合部104は構成されている。
【0057】
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0058】
本実施形態では、ポンプケース16の接合面40とモータケース22の接合面60とがテーパ嵌合されているため、ポンプケース16に対するモータケース22の位置を正規の位置へガイドしながら、ポンプケース16の接合面40とモータケース22の接合面60とを嵌合させることができる。
【0060】
なお、上記実施形態及び変形例においては、凸曲面状に形成された突起部の先端が平坦に形成された接合面又は被当接面に当接した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、接合面又は被当接面が凸曲面状に突出又は凹曲面状に凹んだ形状とされていても良い。
【0061】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。