(57)【要約】【課題】溶着部の高さがばらついても、溶着断面積が均一となって所定の溶着強度が安定して得られ、また、溶着によって生じる異物が溶着面から外部に流出しない新規な電動流体ポンプを提供することにある。【解決手段】羽根１７の溶着表面１７Ａ側に形成された溶着部４２の短手方向の断面形状を、羽根１７の溶着表面から離れる方向に向けて一定の断面積となる形状に形成し、更に溶着部の周りに溶着によって生じた異物を貯留する貯留部４４を形成した。これによれば、溶着部４２の高さがばらついても、溶着部４２の断面積が一定であるため、所定の溶着強度が安定して得られる。また、溶着によって生じる異物が溶着部の周りに形成された貯留部に貯留されるので、異物が溶着面から流出することを抑制できる。【選択図】図６
2018119515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ部と、
前記ポンプ部を駆動する駆動部と、
前記ポンプ部を構成し、吸入口から吸入された流体を吐出口に搬送する前記駆動部によって回転される、合成樹脂からなる羽根部本体と、前記羽根部本体に形成された羽根と固定される合成樹脂からなるシュラウドを備えたインペラ部とからなり、
前記羽根と前記シュラウドは、前記羽根の溶着表面に形成された溶着部を前記シュラウドに形成された溶着凹部内に配置して形成された溶着領域を備えると共に、前記溶着部の周りの前記溶着表面に、溶着によって生じた異物を貯留する貯留部が形成されていることを特徴とする流体ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の流体ポンプにおいて、
前記溶着部は、前記羽根に沿った形状に形成されており、
更に前記貯留部は、前記溶着部を囲む形状、或いは前記溶着部の長手方向の両側に形成されている
ことを特徴とする流体ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の流体ポンプにおいて、
前記貯留部は、前記溶着表面に掘り込まれた溝部、或いは前記溶着表面から前記溶着部に沿って延びる壁部から形成されている
ことを特徴とする流体ポンプ。
【請求項４】
ポンプ部と、
前記ポンプ部を駆動制御する駆動部と、
前記ポンプ部を構成し、吸入口から吸入された流体を吐出口に搬送する前記駆動部によって回転される、合成樹脂からなる羽根部本体と、前記羽根部本体に形成された羽根と固定される合成樹脂からなるシュラウドを備えたインペラ部とからなり、
前記羽根と前記シュラウドは、前記羽根の溶着表面に形成された溶着部を前記シュラウドに形成された溶着凹部内に配置して形成された溶着領域を備えると共に、溶着する前の状態において、前記羽根に形成された前記溶着部の短手方向の断面形状は、前記羽根の前記溶着表面から離れる方向に向けて一定の断面積となる形状に形成され、更に前記溶着部の周りの前記溶着表面に、溶着によって生じた異物を貯留する貯留部が形成されていることを特徴とする流体ポンプ。
【請求項５】
請求項４に記載の流体ポンプにおいて、
前記溶着部は、前記羽根に沿った形状に形成されており、
更に前記貯留部は、前記溶着部を囲む形状、或いは前記溶着部の長手方向の両側に形成されている
ことを特徴とする流体ポンプ。
【請求項６】
請求項５に記載の流体ポンプにおいて、
前記貯留部は、前記溶着表面に掘り込まれた溝部、或いは前記溶着表面から前記溶着部に沿って延びるか壁部から形成されている
ことを特徴とする流体ポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載の流体ポンプにおいて、
前記シュラウドに形成された前記溶着凹部の前記溶着部と対向する面は、平面状に形成されていることを特徴とする流体ポンプ。
【請求項８】
請求項６に記載の流体ポンプにおいて、
前記羽根に形成された前記溶着部は、前記羽根に沿って形成され、前記羽根と一体的に形成された直方体形状部を備えていることを特徴とする流体ポンプ。
【請求項９】
請求項８に記載の流体ポンプにおいて、
前記羽根に形成された前記溶着部は、前記直方体形状部より先端側に形成した三角柱形状部を備えていることを特徴とする流体ポンプ。
【請求項１０】
請求項８に記載の流体ポンプにおいて、
前記羽根に形成された前記溶着部は、前記直方体形状部より先端側に形成した前記直方体形状部より小さい直方体形状部を備えていることを特徴とする流体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の冷却系等に使用される流体ポンプに係り、特に流体ポンプを構成するインペラ部が合成樹脂で形成された流体ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の低燃費化への要求が高まるにつれ、アイドルストップ機能付きの自動車やハイブリッド車の実用化が進んでいる。これらの車両は、内燃機関の停止時に内燃機関によって駆動される流体ポンプも停止するため、内燃機関以外の流体ポンプの駆動源が必要となる。また、ハイブリッド車や電気自動車においては、走行用モータやその制御装置、またはバッテリを冷却するための流体ポンプが必要とされる。これらの背景から、電動機を使用してインペラ部が固定されたロータに回転力を付与してポンプ作用を行う電動流体ポンプの使用が増加する傾向にある。
【０００３】
電動流体ポンプにおいては、インペラ部が収容されるポンプ室と連通する空間内にロータを収容し、隔壁部材によりロータ収容空間から液密に隔成された空間内に巻線を含むステータを収容するキャンド型の電動流体ポンプが使用意されている。そして、インペラ部は羽根部本体とこの羽根部本体を覆うシュラウドから構成されており、これらは合成樹樹脂で作られている。
【０００４】
このような合成樹脂からなるインペラ部を備えた電動流体ポンプとしては、特開２０１５-２９４８０号公報（特許文献１）に記載されている。ここで、羽根部本体とシュラウドは、一般的には一体モールド成形できないため、両者を超音波溶着によって固定して一体化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５-２９４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような合成樹脂からなるインペラ部を備えた電動流体ポンプにおいては、羽根部本体とシュラウドの溶着部部分は図１６に示すような形状となっている。
【０００７】
図１６において、参照番号５０は羽根部本体の１枚の羽根を示しており、この羽根５０の溶着表面５０Ｓには溶着部５１が形成されている。溶着部５１の断面は、溶着開始時の溶け込み性を考慮して、溶着表面５０Ｓから先端側に向けて全体が三角形状に形成されている。一方、羽根部本体に溶着されるシュラウド５２には、溶着部５１が収納される被溶着部である溶着凹部５３が形成されており、羽根部本体とシュラウドが正規の位置で位置決めされると、溶着部５１と溶着凹部５３とが対向して配置される構成となっている。
【０００８】
この状態で超音波溶着装置によって、羽根部本体の羽根５０とシュラウド５２の間を互いに加圧して超音波振動を与えることで、溶着部５１及び溶着凹部５３が互いに溶けて一体化されるものである。ところで、超音波溶着装置による溶着工程で、加圧管理（ストローク管理）のばらつき等によって、溶着部５１の溶着高さがばらつくことがある。
【０００９】
そして、溶着部５１の断面形状が溶着開始時の溶け込み性を考慮して、全体が連続した三角形状に形成されているため、溶着部５１の高さがばらつくと、図１６に示すＰ線位置の断面とＱ線位置の断面での溶着断面積が不均一となって、溶着強度が不安定化する恐れがある。尚、溶着部５１の高さがばらつきは、超音波溶着装置による加圧管理（ストローク管理）のばらつきだけではなく、羽根部本体やシュラウドの寸法ばらつきによっても発生する。
【００１０】
また、溶着した時に生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄが、羽根５０とシュラウド５２の溶着表面５０Ｓから外部に流出することがある。そして、このように溶融破片や「バリ」等の異物Ｄが流出すると、インペラ部の回転に侵入することでインペラの回転がロックされるといった現象を生じ、ポンプ性能に悪影響を及ぼすことになる。
【００１１】
本発明の第１の目的は、溶着によって生じる異物が溶着面から外部に流出するのを抑制する新規な流体ポンプを提供することにある。
【００１２】
本発明の第２の目的は、溶着部の高さがばらついても、溶着断面積が均一となって所定の溶着強度が安定して得られ、また、溶着によって生じる異物が溶着面から外部に流出するのを抑制する新規な流体ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の特徴は、羽根の溶着表面側に形成された溶着部の周りに溶着によって生じた異物を貯留する貯留部を形成した、ところにある。
【００１４】
本発明の第２の特徴は、溶着する前の状態において、羽根の溶着表面側に形成された溶着部の短手方向の断面形状を、羽根の溶着面から先端方向に向けて一定の断面積となる形状に形成し、更に溶着部の周りに溶着によって生じた異物を貯留する貯留部を形成した、ところにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の特徴によれば、溶着によって生じる異物が溶着部の周りに形成された貯留部に貯留されるので、異物が溶着面から流出することを抑制できる。
【００１６】
本発明の第２の特徴によれば、溶着部の高さがばらついても、溶着部の断面積が一定であるため、所定の溶着強度が安定して得られるようになる。また、溶着によって生じる異物が溶着部の周りに形成された貯留部に貯留されるので、異物が溶着面から流出することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態になる電動流体ポンプの軸方向断面図である。
【図２】図１に示す電動流体ポンプを入口側から見た平面図である。
【図３】図１に示す電動流体ポンプのポンプ部とロータ部の正面、及びその側面を示す図である。
【図４】図３に示すＡ-Ａ断面を示す断面図である。
【図５】羽根が設けられた羽根部本体を正面から見た羽根部本体の正面図である。
【図６】図５に示すＲ部の溶着部付近の拡大斜視図である。
【図７】羽根部本体に溶着されるシュラウドの溶着面側から見たシュラウドの裏面図である。
【図８】図７に示すＢ-Ｂ断面を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態になる、羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着前の断面図である。
【図１０】図９に示す実施形態で、羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着した後の断面図である。
【図１１】図９に示す実施形態の第１変形例である、羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着前の断面図である。
【図１２】図９に示す実施形態の第２変形例である、羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着前の断面図である。
【図１３】図９に示す実施形態の第３変形例である、羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着前の断面図である。
【図１４】図９に示す実施形態の第４変形例である、羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着した後の断面図である。
【図１５】図９に示す実施形態の第５変形例であり、羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着前の断面図である。
【図１６】従来の羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着前の面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。流体ポンプも電動及び機械駆動に関係なく駆動部を有する流体ポンプであれば、どれにでも本発明の範囲に含まれる。以下、本発明になる電動流体ポンプの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
先ず、本実施形態になる電動流体ポンプの構成について説明するが、図１は電動流体ポンプの断面を示している。図１に示す電動流体ポンプは、作動流体として自動車の冷却系の冷却水を用い、熱交換器であるラジエータやサーモコアに接続された循環回路中に組み込まれる流体ポンプであり、例えばハイブリッド自動車において内燃機関や駆動用モータ、インバータ等に冷却水を供給するものである。
【００２０】
本実施例になる電動流体ポンプ１０は、ポンプ部１１と、ポンプ部１１を駆動する駆動部としてのモータ部１２と、モータ部１２の作動を制御する制御部１３とを一体化した１つの組立体として構成されている。
【００２１】
ポンプ部１１は、ポンプ室１４を形成するポンプハウジング１５と、ポンプ室１４内に回転自在に収容されたインペラ部１６とを有している。
【００２２】
ポンプハウジング１５は、ポンプ室１４内に開口する吸入口(図示せず)と、ポンプ室１４の外周部からポンプ室１４外に開口する吐出口(図示せず)とを有している。ポンプ部１１は、インペラ部１６が回転することで冷却水に対して径方向に圧力を与える遠心ポンプである。インペラ部１６が回転することにより、冷却水は、吸入口からポンプ室１４内に吸入され、インペラ部１６の外周側の吐出流路を経て、吐出口から吐出（圧送）される。
【００２３】
インペラ部１６は、複数の羽根１７を有する羽根車であり、モータ部１２のロータ部１８の一端に、ロータ部１８と同軸一体に形成されてポンプ室１４内に設置されている。各羽根１７は、ロータ部１８の中心軸を中心として放射状に配置されている。各羽根１７は、例えば、外径側に向かうにつれてインペラ部１６の回転方向とは反対側に傾斜するように配置され、全体として渦巻き状に設置されている。
【００２４】
ポンプハウジング１５には、ロータ部１８及びインペラ部１６の軸向側への移動を規制する、移動規制部材１９がポンプハウジング１５と一体に形成されている。この移動規制部材１９には中央にロータ１８の支持軸２０の一端が挿入されており、これによって支持軸２０の一端を支持している。
【００２５】
モータ部１２は、所謂インナロータ型のＤＣブラシレスモータであり、筒状のステータ部２１と、ステータ部２１の内周側に設けられたロータ部１８と、これらを収納するモータ室２２を形成するモータハウジング２３と、モータハウジング２３に設けられロータ部１８を回転自在に支持する支持軸２０とを有している。
【００２６】
モータハウジング２３は合成樹脂から作られており、このモータハウジング２３はステータ部２１がインサート成型によって一体化されている。同様に、支持軸２０もインサート成型によって一体化されている。モータハウジング２３は上述したように合成樹脂で形成されており、有底の円筒状の形状を有している。そして、円形の底面部２３Ａの中心付近に支持軸２０が植立するように合成樹脂内に埋設されている。
【００２７】
ステータ２１は複数の巻線２４を有しており、巻線２４への通電により内周側に磁束を生じさせる。ロータ部１８は磁極保持部２５と軸部２６を一体に有しており、例えば合成樹脂材料を射出成形することでインペラ部１６と一体に形成されている。磁極保持部２５は永久磁石より構成されており、合成樹脂によってロータ部１８内に強固に取り付けられている。ロータ部１８は冷却水と接触するため磁極保持部２５は合成樹脂で覆われていることが重要である
磁極保持部２５は、ステータ２１の内周面と僅かな隙間（エアギャップ）を介して対向するように設置される円柱状の部材であり、その内部にはステータ部２１の複数の巻線２４に対応して複数の磁極（周方向で交互にＮ極、Ｓ極が並ぶ永久磁石）が保持されている。
【００２８】
軸部２６は、インペラ部１６を回転させるための動力を伝達する軸部材であり、磁極保持部２５と同軸に中空に設けられている。ロータ部１８の磁極保持部２５付近とインペラ部１６付近には第１軸受保持部と第２軸受保持部が形成され、これらの軸受保持部には第１軸受２７と第２軸受２８が夫々設置され、各軸受２７、２８はロータ１８に対して固定されている。軸受２７、２８は共に滑り軸受であり、各軸受２８、２８の内周面の直径は、支持軸２０の直径よりも僅かに大きく設けられている。
【００２９】
支持軸２０はロータ２８の軸中心に形成された支持孔を貫通し、ロータ１８が支持軸２０に設置された状態で、ロータ１８に固定された軸受２８、２８の内周面と支持軸２０の外周面との間には僅かな隙間が存在する。すなわち、各軸受２７、２８は支持軸２０に対して摺動可能に設けられており、ロータ１８は各軸受２７、２８を介して支持軸２０に回転自在に支持される。
【００３０】
ステータ部２１は、鉄心２９に一体的に形成した複数の突極部２９Ａに合成樹脂のボビンを介して巻線２４が巻回されており、突極部２９Ａに形成した円弧状のティースの内周にロータ部１８が位置している。したがって巻線２４に順次電力を与えることによってロータ部１８が回転することになる。
【００３１】
モータハウジング２３の底面部２３Ａのロータ１８が位置する側の反対面には制御部１３が取り付けられている。制御部１３はモータ部１２の駆動電流を供給するドライバであり、基板収容室３０を形成する制御ハウジング３１と、基板収容室３０に収容される電子部品が搭載された基板３２等を有している。
【００３２】
基板３２には、電子回路素子（ＣＰＵやトランジスタ等）が搭載されており、これらの回路素子とキャパシタ等により変換器及び制御回路が構成されている。変換器は、直流電源であるバッテリから電力供給を受けてモータ部１２の巻線２４へ交流電力を供給する。制御回路は変換器を構成するＭＯＳＦＥＴのオン-オフを制御するものであり、マイクロコンピュータ等から構成されている。
【００３３】
ステータ部２１とロータ１８の間には隔壁部材３３が配置されている。この隔壁部材３３は薄い断面を有した金属薄板からなっている。隔壁部材３３は両端が開口した開口端を有する直管の円筒状に形成されおり、ロータ部１８の軸方向に沿って延びている。隔壁部材３３の一方の開口端はインペラ部１６側のモータハウジング２３の側面部２３Ｂと接合され、隔壁部材３３の他方の開口端はモータハウジング２３の底面部２３Ａに埋め込まれるように埋設されている。
【００３４】
そして、図からわかるように、ロータ部１８はこの隔壁部材３３の内部に収納され、かつ隔壁部材３３内部には冷却水が導入されてくるものである。更に、ステータ部２１の突極部２９Ａに形成した円弧状のティースの内周面は、隔壁部材３３の外周面と一致する円弧形状に形成されており、隔壁部材３３の外周面と金属接触している。これによって、巻線２４の銅損による熱や周囲環境から入熱する内燃機関の熱は突極部２９Ａを介して隔壁部材３３に伝熱され、更に冷却水に伝熱されて放熱されるようになっている。
【００３５】
図２は、ポンプハウジング１５を取り外した状態のポンプ入口側を示しており、インペラ部１６が配置されているポンプ室１４に繋がる吐出通路３４が形成されている。吐出通路３４は吐出口とポンプ室１４の間に存在する冷却水の流通路である。そして、ラジエータやヒータコアの冷却水は、電動流体ポンプ１０に吸引、集合され、その後に再び内燃機関に向けて吐出されるものである。
【００３６】
次に、図３〜図１０に基づき本実施形態を詳細に説明する。図３、図４はインペラ部とロータ部の構成を示し、図５は羽根部本体を正面から見た羽根の形状を示し、図６は各羽根に形成した溶着部の形状を示し、図７は羽根部本体に溶着されるシュラウドの溶着面側から見たシュラウドの裏面を示し、図８はシュラウドの断面を示し、図８は羽根に形成した溶着部とシュラウドの溶着凹部付近の溶着前の断面を示し、図１０はその溶着後の断面を示している。
【００３７】
図３、図４において、モータ部１２を構成するロータ部１８は、内部に永久磁石をよりなる磁極を備えており、合成樹脂ＰＲで覆われている。この合成樹脂ＰＲは同時に軸部２６と、インペラ部１６の羽根部本体４０を形成するものであり、永久磁石を一体モールドして形成されている。合成樹脂は耐熱性、寸法安定性に優れたＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂が使用されている。
【００３８】
羽根部本体４０のロータ部１８側とは反対側に羽根１７が植立するように形成されており、この羽根１７を覆うように環状のシュラウド４１が固定されている。このシュラウド４１もＰＰＳ樹脂によって形成されている。シュラウド４１の中央部には冷却水を吸入する開口４１Ａが形成されており、この開口４１Ａから吸い込まれた冷却水が羽根１７によって加圧されて吐出されるものである。
【００３９】
ここで、シュラウド４１と羽根部本体４０とは形状が複雑であるため、一体にモールドすることができないので、シュラウド４１と羽根部本体４０は、別体に形成されて超音波溶着によって一体化されている。尚、シュラウド４１と羽根部本体４０は超音波溶着によって一体化されているが、超音波溶着ではなく「振動溶着」によって一体化することもできる。したがって、超音波溶着、及び振動溶着を含めた「振動を利用した摩擦溶着」によって、シュラウド４１と羽根部本体４０が一体化されているものである。そして、本実施形態では、１５〜５０キロヘルツ程度の超音波振動を圧力と共に、シュラウド４１と羽根部本体４０に加えて接合する超音波溶着を利用している。
【００４０】
シュラウド４１と羽根部本体４０が溶着される個所は、環状のシュラウド４１と羽根１７が重なる領域で、羽根１７に形成した溶着部と、シュラウド４１に形成され、溶着部が配置される溶着凹部とで溶着されているが、これらについては後述する。
【００４１】
上述した通り、従来のシュラウド４１と羽根部本体４０においては、超音波溶着装置による溶着工程で、加圧管理（ストローク管理）のばらつき等によって、溶着部の溶着高さがばらつくことがある。そして、溶着部の断面形状が溶着開始時の溶け込み性を考慮して、全体が連続した三角形状に形成されているため、溶着部の高さがばらつくと、溶着断面積が不均一となって、溶着強度が不安定化する恐れがある。
【００４２】
また、溶着した時に生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄが、羽根部本体４０とシュラウド４１の溶着面から外部に流出することがある。そして、このように溶融破片や「バリ」等の異物Ｄが流出すると、インペラ部の回転に侵入することでインペラの回転がロックされるといった現象を生じ、ポンプ性能に悪影響を及ぼすことになる。
【００４３】
そこで、本実施形態では、このような課題を解決するため、羽根の溶着表面側に形成された溶着部の断面形状を、羽根の溶着表面から先端方向に向けて一定の断面積となる形状に形成し、更に溶着部の周りに溶着によって生じた異物を貯留する貯留部を形成した、ところにある。これによれば、溶着部の高さがばらついても、溶着部の断面積が一定であるため、所定の溶着強度が安定して得られるようになるものである。また、溶着によって生じる異物が溶着部の周りに形成した貯留部に貯留されるので、異物が溶着面から流出することを抑制できるようになる。
【００４４】
次に本実施形態の詳細を説明するが、以下の実施形態及び変形例においては、断面積が一定になる形状部分を備えた溶着部を使用した第２の発明について説明する。しかしながら、異物が溶着表面から流出するのを抑制するには、貯留部だけを設ければ良いので、第１の発明のように、必ずしも断面積が一定になる形状部分を備えた溶着部でなく、図１６に示す溶着部を使用しても良いものである。
【００４５】
図５は羽根部本体４０の羽根側を示しており、複数の羽根１７が放射状に外周側に向けて伸びており、羽根１７は中心側から外周側に向けて高さが低くなっている。そして、その途中に溶着部４２が形成されており、この溶着部４２の形成位置は、シュラウド４１の開口４１Ａ（破線で示す）より外周側に形成されているものである。
【００４６】
図６は、図５のＲ部を拡大して斜め上方から見た溶着部４２の形状を示している。溶着部４２は、図６にあるように、羽根１７の溶着表面１７Ａからシュラウド４１側に向かって延びるように、溶着表面１７Ａから植立して羽根１７と一体的に、しかも羽根１７に沿って長手方向に所定の長さだけ形成されている。溶着部４２は、溶着表面１７Ａから離れる方向（先端方向側）に向かって２つの領域から形成されており、羽根１７が外周側に延びる方向で見て、直方体形状部４２Ａと、三角柱形状部４２Ｂからなっている。
【００４７】
このように三角柱形状部４２Ｂを形成するのは、後述する溶着凹部との面圧を高くして、溶着開始時の合成樹脂の溶け込み性を良くする機能を持たせるためである。また、直方体形状部４２Ａを形成するのは、溶着高さがばらついた時に溶着断面積を均一にするためである。つまり、直方体形状部４２Ａの領域で溶着高さがばらついたとしても、直方体であるため溶着断面積は一定となるので、溶着強度の安定化を図ることができるものである。尚、直方体形状部４２Ａと三角柱形状部４２Ｂの先端方向への高さは、後述する溶着凹部との寸法に合わせて任意に決めることができる。
【００４８】
また、溶着部４２を形成する直方体形状部４２Ａと溶着表面１７Ａの交差面には貯留部４４が形成されている。この貯留部４４は、溶着表面１７Ａから軸方向で内側に向けて掘り込まれた溝形状に形成されている。この貯留部４４は、羽根１７の溶着部４２とシュラウド４１が溶着された時に生じる溶融破片や「バリ」を貯留する機能を備えている。
【００４９】
つまり、溶着部４２とシュラウド４１が溶着されるときに生じる溶融破片等の異物は、従来では溶着表面１７Ａを流れ出たりして、溶着表面１７Ａから流出する挙動をとることがある。これに対して、貯留部４４を形成することによって、溶着部４２とシュラウド４１が溶着されるときに生じる溶融破片等の異物Ｄは、貯留部４４に貯留されて溶着表面１７Ａから流れ出ないようになる。尚、図６では溶着部４２の全周囲に貯留部４４を形成しているが、溶着部４２とシュラウド４１が溶着されるときに生じる溶融破片等の異物は、長手方向に流れ出ることが多いので、長手方向だけに溶着部４４を形成することができる。
【００５０】
図７は羽根部本体４０の羽根１７と溶着されるシュラウド４１の裏面を示し、図８は図７のＢ−Ｂ断面を示している。シュラウド４１の裏面には、羽根１７の形状に沿った溶着凹部４３が形成されており、シュラウド４１を羽根本体部４０に取り付けた時に、溶着部４２が溶着凹部４３に嵌まり込むようになっている。
【００５１】
溶着凹部４２を短手方向に断面した断面形状は、矩形状に切り取られた形状をしており、底面部となる面は平面であり、この平面部分と溶着部４２の三角柱形状部４２Ｂの稜線とが当接し、この間で加圧されて超音波振動が与えられるものである。この場合、溶着部４２と溶着凹部４３は、隙間を有して嵌まり込む形状となっており、溶着工程において融けた合成樹脂が逃げる空間を確保している。
【００５２】
次に、羽根部本体４０の羽根１７とシュラウド４１の溶着について図９を用いて説明する。図９は、溶着部４２の短手方向の断面を示し、羽根１７とシュラウド４１が対向して配置され、溶着する前の状態を示している。つまり、羽根１７とシュラウド４１は、羽根１７の溶着表面に形成した溶着部４２をシュラウド４１に形成された溶着凹部４３内に配置して形成した超音波溶着領域を備える形態となる。尚、振動溶着を利用した場合は「振動溶着領域」となるが、実質的には「振動を利用した溶着」による「溶着領域」と言い換えることができる。
【００５３】
この状態で、超音波溶着装置のホーンをシュラウド４１に接触させ、シュラウド４１を加圧しながら超音波振動させると、溶着凹部４３の底面部と溶着部４２の三角柱形状部４２Ｂの先端側の稜線とが、高い面圧で接触して溶着が開始される。このように、三角柱形状部４２Ｂの先端側の稜線の面圧が高いので、溶着開始時の溶け込み性が良好となっている。
【００５４】
この状態で超音波溶着装置のホーンのストロークが大きくなり、溶着工程が進行していくことになる。そして、溶着工程の進行に伴って、溶着部４２が先端側から融けていき、これにしたがってシュラウド４１も羽根１７側に移動して最終的に所定の位置で溶着工程が終了して、図１０に示すように両者は強固に結合されることになる。
【００５５】
ここで、超音波溶着装置のホーンのストローク管理によって溶着高さがばらつくことがある。例えば、図９にあるＰ線位置で溶着工程が終了する場合と、Ｑ線位置で溶着工程が終了する場合とがある。このように、溶着高さがばらつくと、従来の溶着部の形状だと、図１４にある通り溶着断面積が異なることから、溶着強度が安定しないという課題があった。
【００５６】
これに対して、本実施形態では、溶着部４２に直方体形状部４２Ａを形成するように構成したため、超音波溶着装置のホーンのストローク管理によって溶着高さがばらついてＰ線位置で溶着工程が終了する場合と、Ｑ線位置で溶着工程が終了する場合とであっても、その溶着断面積が同じになるので溶着強度が安定するようになるものである。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、羽根の溶着表面側に形成された溶着部を直方体形状部と三角柱形状部とで形成したものである。このため、羽根の溶着表面から先端方向に向けて直方体形状部を形成することで、一定の溶着断面積が得られるようになる。これによって、溶着部の高さがばらついても、溶着部の断面積が一定であるため、所定の溶着強度が安定して得られるようになるものである。
【００５８】
また、直方体形状部より先端側に三角柱形状部を形成しているので、溶着凹部との溶着の開始に際して溶け込み性を良くできるので、溶着作業を円滑に進めることができるようになる。
【００５９】
更に、図１０に示すように、溶着工程において生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄは、重力によって図面の下側に移動していくが、貯留部４４によって貯留されるので、溶着表面１７Ａから外部に流れ出すことが抑制されるようになる。これによって、溶融破片や「バリ」等の異物Ｄが流出することによる、インペラ部の回転に侵入することでインペラの回転がロックされるといった現象を抑制でき、ポンプ性能に悪影響を及ぼすことを抑制できるようになる。
【００６０】
次に本実施形態の変形例を幾つか説明する。第１変形例は、三角柱形状部４２Ｂを縮小した例であり、第２変形例は、三角柱形状部４２Ｂを縮小した直方体形状部に変更した例であり、第３変形例は、貯留部４４を溶着表面から植立した環状の壁部で形成した例であり、第４変形例は、溶着表面１７Ａとシュラウド４１の下面を当接させて貯留部を形成した例であり、第５変形例は、シュラウド４１の溶着凹４３の側周面に貯留部を形成した例である。
【００６１】
第１変形例を示す図１１は、三角柱形状部を縮小した例を示している。図１１においては溶着部４２の短手方向の断面を示し、直方体形状部４２Ａの先端側には図９に示した三角柱形状部４２Ｂに比べて、一回り小さい三角柱形状部４２Ｃが形成されているものである。また、貯留部４４は、図９に示すように溶着表面１７Ａから軸方向に掘り込まれた溝形状になっている。
【００６２】
この場合も図９に示す例と同様に、溶着部の高さがばらついても、溶着部の断面積が一定であるため、所定の溶着強度が安定して得られるようになるものである。また、直方体形状部より先端側に三角柱形状部を形成しているので、溶着凹部との溶着の開始に際して溶け込み性を良くできるので、溶着作業を円滑に進めることができるようになる。尚、溶着部の先端形状は三角形状だけでなく、円弧等の形状であっても良いものである。
【００６３】
同様に、溶着工程において生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄは、重力によって図面の下側に移動していくが、貯留部４４によって貯留されるので、溶着表面１７Ａから外部に流れ出すことが抑制されるようになる。
【００６４】
第２変形例を示す図１２は、三角柱形状部を縮小した直方体形状部に変更した例を示している。図１２においては溶着部４２の短手方向の断面を示し、直方体形状部４２Ａの先端側には、直方体形状部４２Ａに比べて、一回り小さい直方体形状部４２Ｄが形成されているものである。また、貯留部４４は、図９に示すように溶着表面１７Ａから軸方向に掘り込まれた溝形状になっている。
【００６５】
この場合も図９に示す例と同様に、溶着部の高さがばらついても、溶着部の断面積が一定であるため、所定の溶着強度が安定して得られるようになるものである。また、直方体形状部より先端側に縮小された直方体形状部を形成しているので、溶着凹部との溶着の開始に際して溶け込み性を良くできるので、溶着作業を円滑に進めることができるようになる。
【００６６】
同様に、溶着工程において生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄは、重力によって図面の下側に移動していくが、貯留部４４によって貯留されるので、溶着表面１７Ａから外部に流れ出すことが抑制されるようになる。
【００６７】
第３変形例を示す図１３は、貯留部４４を溶着表面１７Ａから突出した壁部で形成した例を示している。図１３においては、溶着表面１７Ａから溶着部４２が延びる軸方向に沿って、貯留部４４を形成する環状の壁部４５が形成されている。このような構成においても、溶着工程において生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄは、重力によって図面の下側に移動していくが、貯留部４４によって貯留されるので、溶着表面１７Ａから外部に流れ出すことが抑制されるようになる。
【００６８】
第４変形例を示す図１４は、貯留部４４を溶着平面１７Ａとシュラウド４１の下面で形成した例を示している。図１４においては、溶着表面１７Ａの幅ＷＬに対して、溶着凹部４３の幅ＷＳの方が短く形成されている。このため、溶着表面１７Ａと溶着凹部４３を形成するシュラウド４１の下面４１Ｂとが当接する状態となるように溶着すると、溶着表面１７Ａとシュラウド４１の下面４１Ｂとで、貯留部４４が形成されるようになる。
【００６９】
このような構成において、溶着工程において生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄは、重力によって図面の下側に移動していくが、溶着部分より先行してシュラウド４１の下面４１Ｂが溶着表面１７Ａに近づいて当接する。このため、異物Ｄは、溶着表面１７Ａと溶着凹部４３の下面４１Ｂとで形成される貯留部４４に封止され、溶着表面１７Ａから外部に流れ出すことが抑制されるようになる。
【００７０】
第５変形例を示す図１５は、貯留部４４をシュラウド４１の溶着凹部４３を形成する側周面に形成した例を示している。図１５においては、溶着凹部４３を形成する側周面４３Ａに環状の溝４６を設けて貯留部４４を形成している。
【００７１】
このような構成においても、溶着工程において生じる合成樹脂の溶融破片や「バリ」のような異物Ｄは、重力によって図面の下側に移動していくが、途中で環状の溝４６に取り込まれるようになる。このため、異物Ｄは、側周面４３Ａに設けられた環状の溝４６からなる貯留部４４に貯留され、溶着表面１７Ａから外部に流れ出すことが抑制されるようになる。
【００７２】
以上述べた通り、第１の発明によれば、羽根の溶着表面側に形成された溶着部の周りに溶着によって生じた異物を貯留する貯留部を形成した。これによれば、溶着によって生じる異物が溶着部の周りに形成された貯留部に貯留されるので、異物が溶着面から流出することを抑制できる。
【００７３】
また、第２の発明によれば、羽根の溶着表面側に形成された溶着部の短手方向の断面形状を、羽根の溶着表面から離れる方向に向けて一定の断面積となる形状に形成し、更に溶着部の周りに溶着によって生じた異物を貯留する貯留部を形成した。これによれば、溶着部の高さがばらついても、溶着部の断面積が一定であるため、所定の溶着強度が安定して得られる。また、溶着によって生じる異物が溶着部の周りに形成された貯留部に貯留されるので、異物が溶着面から流出することを抑制できる。
【００７４】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…電動流体ポンプ、１１…ポンプ部、１２…モータ部、１３…制御部、１４…ポンプ室、１５…ポンプハウジング、１６…インペラ部、１７…羽根、１７Ａ…溶着表面、１８…ロータ部、１９…移動規制部材、２０…支持軸、２１…ステータ部、２２…モータ室、２３…モータハウジング、２４…巻線、２５…磁極保持部、２６…軸部、２７、２８…軸受、２９…鉄心、２９Ａ…突極部、３４…吐出通路、４０…羽根部本体、４１…シュラウド、４２…溶着部、４２Ａ…直方体形状部、４２Ｂ…三角柱形状部、４３…溶着凹部、４４…貯留部、４５…環状の壁部、４６…環状の溝。
【図１】
2018119515.tif 000003
【図２】
2018119515.tif 000004
【図３】
2018119515.tif 000005
【図４】
2018119515.tif 000006
【図５】
2018119515.tif 000007
【図６】
2018119515.tif 000008
【図７】
2018119515.tif 000009
【図８】
2018119515.tif 000010
【図９】
2018119515.tif 000011
【図１０】
2018119515.tif 000012
【図１１】
2018119515.tif 000013
【図１２】
2018119515.tif 000014
【図１３】
2018119515.tif 000015
【図１４】
2018119515.tif 000016
【図１５】
2018119515.tif 000017
【図１６】
2018119515.tif 000018