JP2002018960A - 溶着構造およびポンプ装置 - Google Patents

溶着構造およびポンプ装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶着時に発生する溶着バリのケース体の内外
への放出を防止し、インペラの回転動作及びケース体の
外観に悪影響を与えず、かつ寸法精度にも狂いが生じな
い構造となる溶着構造およびポンプ装置を提供する。 【解決手段】 複数からなるケース部材1,2を一体化
し、内部空間を有するケース体10とするための溶着構
造において、第1のケース部材1の第2のケース部材2
との対向部位には嵌合溝13が形成され、第2のケース
部材2の第1のケース部材1との対向部位には嵌合溝1
3内にはまり込む凸部23が形成され、この凸部23が
嵌合溝13内にはまり込んだ際にケース体内外方向に所
定の隙間Sが形成されると共に、第2のケース部材2に
は、第1のケース部材1の内周側もしくは外周側に当接
し、第1のケース部材1をこの第2のケース部材2に対
してケース体内外方向において位置決めする位置決め部
26が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部の気密性を高
めるために溶着により一体化されるケース体の溶着部分
におけるその溶着構造、及びこのような溶着構造を備え
たケース体をポンプケースとするポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ポンプケースは、その内部にインペラを
回転自在に格納し、このインペラの回転により流体源か
らその内部に流体を吸引し外部へ吐出する機能を備えた
ものとなっている。この機能及び構成上、ポンプケース
の組立は、一方のケース部材内の所定位置に上述のイン
ペラを配置した後に他方のケース部材を被せて両ケース
部材を一体化させることによりなされるが、ケース内か
らの流体の漏れを防止する対策が必要となる。その対策
の一例として、両ケース部材を溶着する手法がある。溶
着とは、両ケース部材の所定位置を当接させて一定の圧
力をかけながら振動させることにより、両ケース部材の
当接部位を瞬間的に溶融させて接着する方法である。
【0003】図4は、ポンプケース等の溶着部位の構造
を示したものである。第1のケース部材1の外周壁11
の先端部分には、フランジ12が形成され、このフラン
ジ12の第2のケース部材2との対向部位には、嵌合溝
13が設けられている。一方、第2のケース部材2の第
1のケース部材1との対向部位には、嵌合溝13にはま
り込む凸部23が設けられている。この凸部23の先端
部分には、さらに断面略三角形の突起24が設けられて
いる。第1のケース部材1の嵌合溝13と第2のケース
部材2の凸部23は溶着部位であると共に、両ケース部
材1,2のケース内外方向の位置決め部も兼ねている。
そのため、凸部23は、嵌合溝13に対してほとんど隙
間なく(挿入するために若干の隙間は必要であるが)は
め込まれることとなる。
【0004】そして、このように凸部23を嵌合溝13
内に挿入し、上述の突起24が嵌合溝13の内底壁に当
接した状態で振動を加える。具体的には、フランジ12
に受け台31を当接させた状態で、第2のケース部材2
の裏側、すなわち凸部23を嵌合溝13のさらに奥側に
押し当てるように、ホーン32で圧力をかけながら同時
に振動を与える。これにより、第2のケース部材2の第
1のケース部材1との当接部位となる突起24と、この
突起24と当接している第1のケース部材1側の部位と
が溶融し、瞬時に冷却されて固まる。この結果、第1の
ケース部材1と第2のケース部材2とが図に示された溶
着部位で一体化され、内部空間を密閉されたポンプケー
スとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】溶着による一体化構造
を有するポンプケースにおいては、その溶着時に溶着バ
リと呼ばれるバリが発生することが知られている。すな
わち、図4に示すように、突起24と第1のケース部材
1とが重複する部分(図4で細かいハッチングで示した
部分)の樹脂が溶けだして、これがいわゆる溶着バリと
なる。この重複する部分、すなわち溶ける樹脂の量を減
らすと、バリの発生を少なくできるが、溶着箇所の強度
が弱くなってしまう。そのため、この溶着箇所の強度を
確保するためには、重複する部分を大きくとり樹脂の溶
ける量を多くする必要がある。
【0006】しかし、上述の溶ける樹脂の量が溶部(樹
脂が溶け出す部位の意味)周辺の空間よりも多く発生す
ると、その溶けた樹脂(バリ)が第1のケース部材1の
嵌合溝13と第2のケース部材2の凸部23との間の狭
い隙間を素早く通り、さらに両ケース部材1,2の対向
面部をも素早く通過してポンプケースの内外へ放出され
る(図4の矢示X,Y参照)。すなわち、溶融により形
成されるバリは、嵌合溝13と凸部23との間の隙間に
滞留しようとするがそのスペースが非常に狭いため、あ
とから押し出されてきたバリによってその場所を押し出
されてさらにポンプケースの内外に放出される。なお、
嵌合溝13と凸部23との間の隙間を広くすれば、バリ
の滞留スペースが大きく形成されることとなるが、この
嵌め合わせ構造は、第1及び第2のケース部材1,2の
互いの位置決め構造を兼ねているため、この隙間を広く
すると、ケース体の寸法精度自体に大きな狂いが生じ
る。
【0007】そして、上述したバリが、ポンプケースの
内部側に放出されてそこで固まってしまうと、ポンプケ
ース内部に配置されるインペラの回転に影響を与える。
すなわち、内部側に吐出されたバリがインペラの回転を
阻止しようと働いたり、あるいは回転不能に陥らせたり
することとなる。一方、例えば、バリが、ポンプケース
の外側に放出されてそこで固まってしまうと、ポンプケ
ースの外観が悪くなるばかりか、搬出用の所定の箱への
箱詰めができない等の不具合が生じる。
【0008】本発明の目的は、上述した問題に鑑みて、
溶着時に発生するバリのケース体の内外への放出を防止
し、インペラの回転動作及びケース体の外観に悪影響を
与えず、かつ寸法精度にも狂いが生じない構造となる溶
着構造およびポンプ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の溶着構造は、複数からなるケース部材を一
体化し、内部空間を有するケース体とするための溶着構
造において、第1のケース部材の第2のケース部材との
対向部位には嵌合溝が形成され、第2のケース部材の第
1のケース部材との対向部位には嵌合溝内にはまり込む
凸部が形成され、この凸部が嵌合溝内にはまり込んだ際
にケース体内外方向に所定の隙間が形成されると共に、
第2のケース部材には、第1のケース部材の内周側もし
くは外周側に当接し、第1のケース部材をこの第2のケ
ース部材に対してケース体内外方向において位置決めす
る位置決め部が設けられている。
【0010】このため、溶着時に発生するバリは、第1
のケース部材の嵌合溝と第2のケース部材の凸部との間
に形成される所定の隙間内で滞留しそのまま固まる。こ
の隙間は、従来の溶着構造に比して非常に大きく設定さ
れているため、多少溶融量が多くてもバリのほとんどが
この隙間内に滞留可能となる。すなわち、従来に比し
て、溶着部位内にバリの逃げ場が十分設けられることと
なる。したがって、バリがこの隙間内で固まり、ケース
体の内外まで放出される危険性がほぼ無くなる。また、
本発明は、このように嵌合溝と凸部との隙間を大きく設
けても、この溶着部位が位置決め部を兼ねていない構造
となっているため、特に両ケースのケース内外方向にお
ける位置精度が悪くなるという不具合は生じない。しか
も、バリの逃げ場が十分あるため、溶着させる際に圧力
を大きめにかけたりあるいは振動時間を長目にしたりす
ることもできる。この結果、溶着部位の強度が高まり、
ケース内部の流体の漏れをより確実に防止できる。
【0011】また、他の発明は、上述の溶着構造に加え
て、凸部の先端を嵌合溝の内底面に当接させて溶着する
と共に、凸部が嵌合溝内にはまり込んだ際に形成される
ケース体内外方向の隙間は、凸部から見てケース体の内
側方向に形成される隙間とケース体の外側方向に形成さ
れる隙間とが同寸法となっている。このため、凸部の先
端と嵌合溝の内底面とを溶着する際に発生するバリが、
凸部の内外両側に形成される両隙間に均等に滞留するこ
ととなる。したがって、一方の隙間が狭くて、この狭い
隙間側のバリがケース体の内側もしくは外側に放出され
るという危険性がさらに低下する。
【0012】また、他の発明は、上述の溶着構造に加え
て、第2のケース部材の第1のケース部材との対向部位
であって、凸部から見てケース体内側方向または外側方
向のいずれか一方もしくは双方に、第1のケース部材と
第2のケース部材とを溶着する際に出るバリを受けるバ
リ溜まり部としての凹部を設けている。このため、凸部
と嵌合溝との間に形成される隙間内にバリが収まりきら
なかったとしても、凸部の根本近傍に形成される凹部内
に滞留し、ケース体の内側や外側までは放出されないも
のとなる。すなわち、このような危険性をさらに低減す
ることができる。
【0013】また、本発明のポンプ装置は、請求項1か
ら3のいずれか1項記載の溶着構造を備えたケース体
が、インペラを囲繞するポンプケースとされると共に、
第1のケース部材の内周壁に当接するように位置決め部
を第2のケース部材の全周にわたって連続的に形成して
いる。そのため、位置決め部が、溶着する際に発生する
バリのポンプケース内部への放出を防止する防御壁の役
割を持つこととなり、特にポンプケースの内部空間への
バリの進出が防止される。このため、バリの発生に起因
するインペラの回転不良等の不具合が防止される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態にお
ける溶着構造およびポンプ装置を図1に基づき説明す
る。なお、溶着構造の説明に関し、上述した従来技術と
同じ作用効果を有する部位については同じ符号を付して
説明することとする。
【0015】図1中の拡大図面は、本発明の実施の形態
の溶着部位の構造を示したものであり、ポンプ装置のポ
ンプケースの一部を示した断面図である。第1のケース
部材1の外周壁11の先端部分にはフランジ12が形成
され、このフランジ12の第2のケース部材2との対向
部位には嵌合溝13が設けられている。
【0016】一方、第2のケース部材2の第1のケース
部材1との対向部位には、嵌合溝13に対して所定の隙
間Sが形成されるようにはまり込む凸部23が設けられ
ている。この凸部23と嵌合溝13との間に形成される
隙間Sは、従来の溶着構造において溶着部位に形成され
る隙間に比して非常に大きなスペースとなる。これは、
本発明の溶着構造では、後述するようにこの溶着部位以
外の部位に両ケース部材1,2のケース内外方向におけ
る位置決め部26が設けられており、この溶着部位が位
置決め部を兼ねていないためである。このような構成と
したため、本発明の溶着構造では、凸部23と嵌合溝1
3との間に形成される隙間Sを大きなスペースとするこ
とができる。
【0017】なお、本実施の形態では、位置決め部26
によって第1及び第2のケース部材1,2が位置決めさ
れることにより、上述の所定の隙間Sは、図1に示すよ
うに、凸部23から見てケース体内側方向及び外側方向
の両側に同じ寸法で形成される。このため、溶着時に発
生するバリが、両隙間S,Sに均等に溜まることとな
り、一方側の隙間Sのみバリがあふれてしまうという不
具合が生じにくいものとなっている。なお、本実施の形
態では、このように凸部23の両側に均等に隙間Sが形
成されるようにしたが、本発明は、特にこれに限定され
るものではなく、両隙間Sの寸法が異なっていても良い
し、あるいは隙間Sが外側もしくは内側の一方にのみ形
成されていても良い。
【0018】そして、凸部23の先端部分には、さらに
断面略三角形の突起24が設けられている。この突起2
4は、溶着を行う際に第1のケース部材1の嵌合溝13
の内底壁と当接し溶融する部分となっている。なお、溶
着を行う際は、この突起24が溶融し、この突起24の
裾の部分となる凸部23の先端部分も突起24と同様、
溶融することとなる。
【0019】また、第2のケース部材2の第1のケース
部材1との対向部位において、凸部23から見てケース
体内側方向にずれた部位及び外側方向にずれた部位に
は、凹部25,25が設けられている。この凹部25,
25は、溶着を行う際に発生するバリが、万が一、上述
の両隙間Sからあふれた場合の溜まり部となっている。
このため、本実施の形態の溶着構造は、より確実にバリ
のケース内外への流出を防止できるものとなっている。
【0020】また、第2のケース部材2の第1のケース
部材1との対向部位よりケース体内側方向にずれた部位
には、第1のケース体の外周壁11の内面となる内周壁
14に当接する位置決め部26が立設されている。すな
わち、第1のケース部材1と第2のケース部材2は、こ
の位置決め部26に第1のケース部材1の内周壁14を
当接させながらはめ合わせることにより精度良くはめ合
わされる。なお、この位置決め部26は、溶着時におい
て発生するバリが、凸部23から見てケース内側方向に
形成された隙間S及び凹部25からあふれた場合、これ
がケース内部に放出されるのを防止する防止壁の役割を
も有する。加えて、この位置決め部26は、ケース体内
部の流体の外部への漏れを防止する役割も有する。この
ため、本実施の形態では、位置決め部26が第2のケー
ス部材2の全周にわたって形成されている(図2参
照)。しかし、位置決め部26を単なる位置決め用の部
材とし、バリの放出防止壁や流体の漏れ防止壁を兼ねる
ものとしない場合は、この位置決め部26は全周にわた
って形成する必要はなく一部に形成するようにしても良
い。
【0021】上述したような構造を備えた溶着部位を溶
着する場合は、上述した凸部23を嵌合溝13内に挿入
し、上述の突起24が嵌合溝13の内底壁に当接した状
態で超音波により振動を加える。すなわち、一般的に、
超音波溶着といわれている製法である。より具体的に
は、フランジ12に受け台31を当接させた状態で、第
2のケース部材2の裏側、すなわち凸部23を嵌合溝1
3のさらに奥側に押し当てるように、ホーン32で圧力
をかけながら同時に超音波振動を与える。これにより、
第2のケース部材2の第1のケース部材1との当接部位
となる突起24と、この突起24と当接している第1の
ケース部材1側の部位とが溶融し、瞬時に冷却されて固
まる。この結果、第1のケース部材1と第2のケース部
材2とがこの溶着部位で一体化され、内部空間を密閉さ
れたポンプケースとなる。
【0022】なお、本発明では、超音波溶着を行う際に
発生するバリの逃げ場が従来に比して十分確保されてい
る。そのため、上述のホーン32による圧力を高めた
り、あるいは振動時間を従来より長目にしたりして、バ
リの発生が多少多目になっても、そのバリがケースの内
部または外部まで放出される危険性は低い。このため、
従来より高圧力としたりあるいは超音波振動を長時間と
して、溶着箇所を強固とすることができる。この結果、
ケース内部の流体の溶着部位から漏れを、より確実に防
止することができる。
【0023】次に、ポンプ装置50の構造について説明
する。ポンプ装置は、図1に示すように、駆動源となる
モータ51と、このモータ51の駆動力によって回転す
るインペラ52と、このインペラ52を回転自在に収納
するポンプケース10を有している。ポンプケース10
は、上述の第1のケース部材1と第2のケース部材2と
を所定の部位で溶着し一体化させることによって形成さ
れる。
【0024】モータ51は、当該ポンプ装置50をジャ
ーポット30(図3参照)の所定位置に固定するための
固定用部材54に、出力軸51aが下方に回転自在に突
出するように保持されている。そして、出力軸51aの
下端部には、円盤状部材56aの回転中心部が固定され
ており、この円盤状部材56aの下面にはリング状の回
転マグネット56bが固定されている。これら出力軸5
1a、円盤状部材56a及び回転マグネット56bは、
モータケース51cの下端面に固定された収納ケース5
7内に収納されている。
【0025】収納ケース57の下方には、ポンプケース
10が固定されている。このポンプケース10は、イン
ペラ52の軸方向両側からインペラ52を挟むように配
置された略円盤状の平面部が設けられると共に、この両
平面部の外周端縁を略円筒状の壁部で連結するような形
状となっている。ポンプケース10の上側の平面部は、
当該ポンプケース10の内部空間とモータ51側とを隔
絶する隔壁となっている。そして、ポンプケース10の
上側の平面部(隔壁)には、インペラ軸15が固定され
ており、このインペラ軸15にはインペラ52が回転自
在に支持されている。
【0026】このインペラ52は、上述の隔壁を隔てて
駆動源側の回転マグネット56bと対向する従動マグネ
ット16が備えられている。このため、モータ51の駆
動力により回転マグネット56bが回転すると、インペ
ラ52は隔壁を通して磁気吸引力により回転マグネット
56bに従動し回転する。
【0027】また、ポンプケース10の下側の平面部、
すなわち第2のケース部材2の中央には、インペラ52
が回転することにより貯水容器60(図示省略)内から
当該ポンプケース10内に液体を吸入する吸入口17が
設けられている。この吸入口17の中央には、インペラ
52のスラスト下降を受けるスラスト受け部17aがポ
ンプケース10に一体的に設けられている。このスラス
ト受け部17aは、液体を吸引した際に受ける圧力等に
よりインペラ52が下降した際に、インペラ52がこの
スラスト受け部17aに当接しそれ以上下降させない機
能を有するものとなっている。
【0028】また、インペラ52の半径方向外側となる
ポンプケース10の第1外壁部11には、インペラ52
の回転によりポンプケース10内に吸入した液体を吐出
させるための吐出口18が設けられている。そして、こ
の吐出口18には、当該ポンプケース10の径方向外側
に突出されかつ上方へ延出された吐出管19が連設され
ている。なお、これら吐出口18及び吐出管19は、第
1のケース部材1及び第2のケース部材2の協動によっ
て形成されている。このように構成されたポンプケース
10は、内部でインペラ52が回転することにより上述
の吸入口17から液体が流れ込み、この流れ込んだ液体
が吐出口18から吐出管19へ吐出されるようになって
いる。
【0029】図3に示すように、上述のポンプ装置50
は、ジャーポット30の給湯用装置となっており、ジャ
ーポット30の貯水容器60の側壁60aと外装ケース
31の側壁31aの間のスペースに配置される。上述し
た吸引口17は、連結パイプ33を介して貯水容器60
の底面60bに形成された排出口60cに連結され、一
方、吐出管19は、連結管35を介して注ぎ口37に連
結されている。そして、ポンプ装置50が駆動され、ポ
ンプケース10内でインペラ52が回転すると、貯水容
器60内の流体がポンプ装置50に吸い込まれ、このポ
ンプ装置50から排出されて注ぎ口37から外装ケース
31の外部に吐出されるようになっている。
【0030】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形
実施可能である。たとえば、上述の実施の形態では、凸
部23の両側に、バリ溜まり部としての凹部25,25
を設けたが、凹部25は凸部23の両側でなく内側もし
くは外側の一方のみに設けても良いし、または無くても
良い。なお、凹部25の片側もしくは両側を無くすと、
溶着する際に発生するバリを溜めるためのスペースが小
さくなってしまうが、この程度のスペースの縮小ではバ
リの内部もしくは外部流出が発生しない場合もあるの
で、その場合は特に影響がない。また、もしバリの流出
のおそれがある場合は、上述した実施の形態のものより
隙間Sをさらに拡大しても良い。
【0031】また、上述の実施の形態では、溶着バリの
ポンプケース10内への流出を防止する防止壁等を兼用
させるために、位置決め部26を第1のケース部材1の
内壁14に当接するように構成した。しかし、位置決め
部26を単に位置決め用の部材としてのみ使用するな
ら、上述したように全周に連続して形成しなくても良い
し、また、位置決め部26がフランジ12の外側部分に
当接するように構成しても良い。加えて、位置決め部2
6を凸部23の内外両側に設け、この2つの位置決め部
26でフランジ12を内外両側から挟むようにしても良
い。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶着構造
は、第2のケース部材に形成された凸部が第1のケース
部材の嵌合溝内にはまり込んだ際にケース体内外方向に
所定の隙間が形成され、かつ第2のケース部材に第1の
ケース部材の内周側もしくは外周側に当接し第1のケー
ス部材をこの第2のケース部材に対してケース体内外方
向において位置決めする位置決め部が設けられている。
【0033】このため、溶着時に発生するバリは、嵌合
溝と凸部との間の広い隙間内で滞留したまま固まる。し
たがって、バリがケース体の内外まで放出される危険性
がほぼ無くなる。また、この溶着部位とは別の部位に、
両ケース部材のケース内外方向の位置決めを行う位置決
め部が設けられているため、嵌合溝と凸部との隙間を大
きく設けても、特に両ケースのケース内外方向における
位置精度が悪くなるという不具合は生じない。また、本
発明によれば、従来に比して溶着部位内にバリの逃げ場
が十分あるため、溶着する際に圧力を大きめにかけたり
あるいは振動時間を長目にしたりすることもできる。こ
の結果、溶着部位の強度が高まり、ケース体内部の流体
の漏れをより確実に防止することができる。
【0034】また、本発明のポンプ装置は、上述の溶着
構造を備えたケース体が、インペラを囲繞するポンプケ
ースとされると共に、第1のケース部材の内周壁に当接
するように位置決め部を第2のケース部材の全周にわた
って連続的に形成している。そのため、位置決め部が、
溶着する際に発生するバリのポンプケース内部への放出
を防止する防御壁の役割を持つと共に、内部の流体の外
部への漏れ防止壁の役割をも持つこととなり、バリのポ
ンプケースの内部空間への進出が防止され、かつ流体漏
れもより確実に防止される。このため、作動確実性及び
信頼性の高いポンプ装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における溶着構造及びポン
プ装置を示した縦断面図で、特に、円内に示した一部拡
大図により溶着構造を詳細に説明した図である。
【図2】本発明の実施の形態におけるポンプ装置の第2
のケース部材を示した平面図である。
【図3】本発明の実施の形態におけるポンプ装置をジャ
ーポット装置内に配置させた状態を示した縦断面図であ
る。
【図4】従来のポンプケース等の溶着部位における溶着
構造を示した縦断面図である。
【符号の説明】
1 第1のケース部材 2 第2のケース部材 10 ポンプケース(ケース体) 13 嵌合溝 23 凸部 25 凹部 26 位置決め部 52 インペラ S 所定の隙間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数からなるケース部材を一体化し、内
    部空間を有するケース体とするための溶着構造におい
    て、第1のケース部材の第2のケース部材との対向部位
    には嵌合溝が形成され、第2のケース部材の上記第1の
    ケース部材との対向部位には上記嵌合溝内にはまり込む
    凸部が形成され、この凸部が上記嵌合溝内にはまり込ん
    だ際に上記ケース体内外方向に所定の隙間が形成される
    と共に、上記第2のケース部材には、上記第1のケース
    部材の内周側もしくは外周側に当接し、上記第1のケー
    ス部材をこの第2のケース部材に対して上記ケース体内
    外方向において位置決めする位置決め部が設けられたこ
    とを特徴とする溶着構造。
  2. 【請求項2】 前記凸部の先端を前記嵌合溝の内底面に
    当接させて溶着すると共に、前記凸部が前記嵌合溝内に
    はまり込んだ際に形成される前記ケース体内外方向の隙
    間は、前記凸部から見て前記ケース体の内側方向に形成
    される隙間と前記ケース体の外側方向に形成される隙間
    とが同寸法となることを特徴とする請求項1記載の溶着
    構造。
  3. 【請求項3】 前記第2のケース部材の前記第1のケー
    ス部材との対向部位であって、前記凸部から見て前記ケ
    ース体内側方向または外側方向のいずれか一方もしくは
    双方に、前記第1のケース部材と前記第2のケース部材
    とを溶着する際に出るバリを受けるバリ溜まり部として
    の凹部を設けたことを特徴とする請求項1または2記載
    の溶着構造。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項記載の溶
    着構造を備えたケース体が、インペラを囲繞するポンプ
    ケースとされると共に、前記第1のケース部材の内周壁
    に当接するように前記位置決め部を前記第2のケース部
    材の全周にわたって連続的に形成したことを特徴とする
    ポンプ装置。
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