特許 6484945 溶着構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6484945

(24)【登録日】2019年3月1日

(45)【発行日】2019年3月20日

(54)【発明の名称】溶着構造体

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/06 20060101AFI20190311BHJP

   F04D 29/42 20060101ALI20190311BHJP

   F04D 13/06 20060101ALI20190311BHJP

   F04D 29/60 20060101ALI20190311BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/06

   F04D29/42 G

   F04D13/06 E

   F04D29/60 E

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-150969(P2014-150969)

(22)【出願日】2014年7月24日

(65)【公開番号】特開2016-22728(P2016-22728A)

(43)【公開日】2016年2月8日

【審査請求日】2017年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】神谷 直樹

(72)【発明者】

【氏名】服部 修二

(72)【発明者】

【氏名】小川 博臣

【審査官】 今井 拓也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２２１９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３０１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２５１２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３６２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０７５３２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−２３１０７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６５／０６

Ｆ０４Ｄ １３／０６

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

Ｆ０４Ｄ ２９／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂製の第１部材および第２部材と、
前記第１部材に形成された円環状で平らな第１圧接面と前記第２部材に形成された円環状で平らな第２圧接面とが互いに圧接状態で溶着されたスピン軸芯を中心とする円環状の溶着部と、
前記第１圧接面と前記第２圧接面とを互いに圧接させる押圧力が付与される前記第１部材側の第１押圧部位および前記第２部材側の第２押圧部位と、を有し、
前記第１部材が、内部のポンプ室にポンプ部を収容したポンプハウジングであり、前記第２部材が、前記スピン軸芯と同軸芯のモータ回転軸芯を中心に前記ポンプ部を駆動する電動モータ部を収容したモータハウジングであり、
前記ポンプハウジングは、前記モータ回転軸芯と同軸芯で吸入筒部を有し、前記吸入筒部に対し接線方向に沿って吐出筒部を有し、前記モータハウジング側端部にポンプ側フランジを有しており、
前記第１押圧部位として、前記第１圧接面からの高さが管理された押圧面を有する凸部を前記ポンプ側フランジと前記吐出筒部とに備えると共に、前記ポンプ側フランジに備えられる前記凸部の前記第１圧接面からの高さと、前記吐出筒部に備えられる前記凸部の前記第１圧接面からの高さとが異なる溶着構造体。

【請求項2】

前記複数の凸部は前記スピン軸芯周りで等間隔に配置されている請求項１記載の溶着構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂製の第１部材と第２部材とが互いに溶着された溶着部を有する溶着構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ポンプ室を内部に形成してある溶着構造体を備えた電動ポンプが記載されている。
この溶着構造体は、樹脂製の例えば第１部材に相当するケーシングおよび第２部材に相当する分離板と、ケーシングに形成された第１圧接面と分離板に形成された第２圧接面とが互いに圧接状態で溶着された溶着部とを有する。
第１圧接面はケーシングに円環状に突設されたケーシング側溶着突起の先端面で形成してあり、第２圧接面は分離板に円環状に突設された分離板側溶着突起の先端面で形成してある。

【0003】

溶着部は、例えば、分離板を固定基盤に支持し、ケーシングをチャック部材に把持して、ケーシング側溶着突起の第１圧接面と分離板側溶着突起の第２圧接面とを互いに圧接状態でケーシングを分離板に対して回転させるスピン溶着により、ケーシングと分離板とを液密に溶着してある。
この場合、第１圧接面と第２圧接面とを互いに圧接させる押圧力は、固定基盤とチャック部材とで互いに対向する方向に付与される。

【0004】

第１圧接面と第２圧接面とを互いに圧接させる押圧力は、接合面どうしの溶着強度を全域に亘って均等に確保するために、圧接面どうしが全域に亘って均一に圧接されるように付与するのが望ましい。
このため、第１圧接面と第２圧接面とを互いに圧接させる押圧力が付与される第１部材側の第１押圧部位および第２部材側の第２押圧部位とを有している。
従来の溶着構造体では、第１押圧部位と第２押圧部位とを、一連の円環状に形成された扁平な押圧面を樹脂成形後の第１部材および第２部材に切削などの加工を施して形成してある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２２１９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の溶着構造体では、押圧力が付与される第１押圧部位および第２押圧部位を一連の円環状に形成された扁平な押圧面で構成してある。
このため、扁平な押圧面を形成するための、樹脂成形後の第１部材または第２部材に対して切削などの加工を施す領域が広く、製作に手間が掛かるおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、製作の手間を軽減できる溶着構造体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】

【0007】

本発明による溶着構造体の特徴構成は、樹脂製の第１部材および第２部材と、 前記第１部材に形成された円環状で平らな第１圧接面と前記第２部材に形成された円環状で平らな第２圧接面とが互いに圧接状態で溶着されたスピン軸芯を中心とする円環状の溶着部と、前記第１圧接面と前記第２圧接面とを互いに圧接させる押圧力が付与される前記第１部材側の第１押圧部位および前記第２部材側の第２押圧部位と、を有し、前記第１部材が、内部のポンプ室にポンプ部を収容したポンプハウジングであり、前記第２部材が、前記スピン軸芯と同軸芯のモータ回転軸芯を中心に前記ポンプ部を駆動する電動モータ部を収容したモータハウジングであり、前記ポンプハウジングは、前記モータ回転軸芯と同軸芯で吸入筒部を有し、前記吸入筒部に対し接線方向に沿って吐出筒部を有し、前記モータハウジング側端部にポンプ側フランジを有しており、前記第１押圧部位として、前記第１圧接面からの高さが管理された押圧面を有する凸部を前記ポンプ側フランジと前記吐出筒部とに備えると共に、前記ポンプ側フランジに備えられる前記凸部の前記第１圧接面からの高さと、前記吐出筒部に備えられる前記凸部の前記第１圧接面からの高さとが異なる点にある。

【0008】

本構成の溶着構造体は、少なくとも第１押圧部位を、第１圧接面からの高さが管理された押圧面を有する凸部を複数備えて構成してある。
すなわち、第１押圧部位および第２押圧部位の夫々が一連に形成された単一の押圧面を備えているのではなく、少なくとも第１押圧部位が第１圧接面からの高さが管理された複数の押圧面を備えている。

【0009】

このため、少なくとも第１押圧部位に押圧面を形成するために、樹脂成形後の第１部材に対して切削などの加工を施す領域を狭くすることができる。
したがって、本構成の溶着構造体であれば、製作の手間を軽減できる。

【0012】

本発明の他の特徴構成は、前記複数の凸部は前記スピン軸芯周りで等間隔に配置されている点にある。

【0013】

本構成であれば、第１圧接面と第２圧接面とを互いに圧接させる押圧力を、円形の溶着部の全域に亘って等間隔で均等に付与することができ、全周に亘って溶着強度の信頼性が高い溶着部を設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】電動ブラシレスウォータポンプの断面図である。

【図2】電動ブラシレスウォータポンプの側面図である。

【図3】電動ブラシレスウォータポンプの平面図である。

【図4】溶着部を示す拡大断面図である。

【図5】ポンプハウジングとモータハウジングとの溶着方法を示す側面図である。

【図6】ポンプハウジングとモータハウジングとの溶着方法を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は、本実施形態による溶着構造体Ａを設けてある電動ブラシレスウォータポンプＢを示す。
電動ブラシレスウォータポンプＢは、エンジン冷却用の冷却水を循環させるために車両用エンジン（図示せず）に装備され、ポンプ部１とポンプ部１を駆動する電動モータ部２と電動モータ部２を制御するドライバ部３とをハウジング４の内部に備える。

【0018】

ハウジング４は、ポンプ部１が収容される熱可塑性樹脂製のポンプハウジング４ａと、電動モータ部２が収容される熱可塑性樹脂製のモータハウジング４ｂと、ドライバ部３を収容するドライバ室３ａを形成するアルミ合金製の蓋ケース４ｃとを備えている。
ドライバ室３ａには、ドライバ部３を構成する電子部品が接続された回路基板３ｂを収容してある。

【0019】

本実施形態では、ポンプハウジング４ａが第１部材に相当し、モータハウジング４ｂが第２部材に相当する。ポンプハウジング４ａとモータハウジング４ｂとが溶着されたケースが本実施形態の溶着構造体Ａに相当する。

【0020】

ポンプハウジング４ａの内部に、インペラ１ａを収容するポンプ室１ｂが形成されている。ポンプハウジング４ａには、エンジンからの冷却水をポンプ室１ｂに吸入する吸入筒部１ｃと、ポンプ室１ｂｃの冷却水をエンジンに送り出す吐出筒部１ｄとが一体成形されている。
吸入筒部１ｃはモータ回転軸芯Ｘと同軸芯で設けてあり、吐出筒部１ｄは吸入筒部１ｃに対する接線方向に沿って設けてある。

【0021】

モータハウジング４ｂには、ハウジング内部をモータ回転軸芯Ｘの方向で電動モータ部２のロータ５を回転自在に収容するロータ室５ａとドライバ室３ａとに仕切る隔壁５ｂを一体成形してある。
電動モータ部２のステータ２ａはモータハウジング４ｂの肉厚内にインサート成形されている。電動モータ部２のロータ５は、インペラ１ａと共に一体に回転自在に設けてある。ロータ５をインペラ１ａと共に回転自在に支持する回転支軸５ｃは、隔壁５ｂとポンプハウジング４ａとに亘って支承してある。

【0022】

ポンプハウジング４ａのモータハウジング側端部には、外形がモータ回転軸芯Ｘと同芯で円形のポンプ側フランジ６と、ポンプ側フランジ６の内周側に沿ってモータ回転軸芯Ｘと同芯で円環状に凹入する凹面部７とを形成してある。

【0023】

図４に示すように、ポンプ側フランジ６のモータハウジング４ｂ側に対向する部分には、モータ回転軸芯Ｘと同芯で円環状に形成されたポンプ側突条６ａおよびポンプ側突条６ａの外周側を同芯で囲む円環状に形成された周壁６ｂを一体成形してある。
ポンプ側突条６ａのモータハウジング４ｂ側に対向する端面が円環状の第１圧接面８を形成している。

【0024】

モータハウジング４ｂのポンプハウジング側端部には、外形がモータ回転軸芯Ｘと同芯で円形のモータ側フランジ９と、モータ側フランジ９の内周側でモータ回転軸芯Ｘと同芯で円筒状に突出する凸面部１０とを形成してある。

【0025】

モータ側フランジ９はポンプ側フランジ６と同じ外径で形成してある。凸面部１０を凹面部７に相対摺動可能に内嵌することにより、ポンプハウジング４ａとモータハウジング４ｂとが位置決め状態に組み付けられる。

【0026】

図４に示すように、モータ側フランジ９のポンプハウジング４ａ側に対向する部分には、モータ回転軸芯Ｘと同芯で円環状に形成されたモータ側突条９ａを一体成形してある。
モータ側突条９ａはポンプ側突条６ａと同じ外径および内径で形成してあり、モータ側突条９ａのポンプハウジング４ａ側に対向する端面が第２圧接面１１を形成している。

【0027】

溶着構造体Ａは、第１圧接面８と第２圧接面１１とが互いに圧接状態でスピン溶着された溶着部１２と、第１圧接面８と第２圧接面１１とを互いに圧接させる押圧力が付与されるポンプハウジング４ａ側の第１押圧部位１３およびモータハウジング４ｂ側の第２押圧部位１４とを有する。

【0028】

図５，図６は、第１圧接面８と第２圧接面１１とをスピン溶着する方法を示し、ポンプハウジング４ａをモータ回転軸芯Ｘと同芯のスピン軸芯周りで回転操作自在に把持するチャック部材Ｃと、モータハウジング４ｂを回り止め状態で固定する固定基盤Ｄとを使用する。

【0029】

固定基盤Ｄは、モータ側フランジ９のポンプ側フランジ６側とは逆向きのフランジ面に設定された第２押圧部位１４を載置支持してモータハウジング４ｂを回転不能に固定する。第２押圧部位１４に設定されるフランジ面は、樹脂成形後の切削加工により、モータ回転軸芯Ｘに直交する面に沿った一連の環状に連続する扁平面に形成されている。

【0030】

チャック部材Ｃは、ポンプ側フランジ６のモータ側フランジ９側とは逆向きのフランジ面に設定された第１押圧部位１３をモータ回転軸芯Ｘの方向に沿ってモータハウジング４ｂに向けて押圧する三つの押圧部１５を有している。

【0031】

第１押圧部位１３および第２押圧部位１４は、スピン溶着時に第１圧接面８と第２圧接面１１とを互いに圧接させる押圧力を、例えばポンプハウジング４ａをチャック部材Ｃでモータハウジング４ｂに向けて押し付けることにより付与するために設けてある。

【0032】

そして、第１圧接面８と第２圧接面１１とが互いに圧接された状態でのポンプハウジング４ａの回転に伴って生じる摩擦熱で第１圧接面８と第２圧接面１１とを溶融して、スピン軸芯周りで円形の溶着部１２を設けてある。

【0033】

第１押圧部位１３は、溶着部１２の存在側とは逆向きに突出する複数の凸部１６ａ，１６ｂを、ポンプ側フランジ６のモータハウジング側とは逆向きの面および吐出筒部１ｄの一部に一体成形して設けてある。複数の凸部１６ａ，１６ｂは、スピン軸芯周りで等間隔で配置してある。

【0034】

各凸部１６ａ，１６ｂの先端の夫々は、樹脂成形後の切削加工により、モータ回転軸芯Ｘに直交する面に沿った扁平な押圧面１３ａに形成されている。
チャック部材Ｃが有する押圧部１５は、少なくとも周方向で隣り合う二つの凸部１６ａ，１６ｂの押圧面１３ａを同時に押圧する。

【0035】

ポンプ側フランジ６に設けてある複数の凸部１６ａは、溶着前又は溶着後の第１圧接面８からの高さＨ１が一定高さに管理された押圧面１３ａを備えている。
吐出筒部１ｄに設けてある凸部１６ｂの押圧面１３ａは、第１圧接面８からの高さＨ２がポンプ側フランジ６に設けてある凸部１６ａの押圧面１３ａの高さＨ１よりも高い異なる高さに管理されている。

【0036】

このように、押圧部１５が高さ管理された凸部１６ａ，１６ｂを押圧するが、適切な姿勢でポンプ部側フランジ６を押すために、例えばポンプ部側フランジ６の全周に亘って押圧面を平面加工する必要はなく、凸部１６ａ，１６ｂのみ高さ管理しつつ平面加工すればよいので、ポンプ部側フランジ６の製作効率を高めることができる。

【0037】

〔その他の実施形態〕
１．本発明による溶着構造体は、第１圧接面からの高さが管理された押圧面を有する凸部を複数備えて構成してある第１押圧部位に加えて、第２圧接面からの高さが管理された押圧面を有する凸部を複数備えて構成してある第２押圧部位を有していてもよい。
２．本発明による溶着構造体は、振動溶着や超音波溶着、加熱源を使用する加熱溶着などの各種溶着手段で溶着された溶着部を有していてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明は、電動ウォータポンプや電動ウォータポンプ以外の各種用途の溶着構造体に利用できる。

【符号の説明】

【0039】

４ａ 第１部材
４ｂ 第２部材
８ 第１圧接面
１１ 第２圧接面
１２ 溶着部
１３ 第１押圧部位
１３ａ 押圧面
１４ 第２押圧部位
１６ａ，１６ｂ 凸部
Ｈ１ 第１圧接面からの高さ
Ｘ スピン軸芯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】