JP7291583B2 - LASER WELDING METHOD AND JOINT STRUCTURE - Google Patents
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Description
本発明は、レーザー溶着方法及び接合構造体に関する。 The present invention relates to a laser welding method and a joint structure.
従来、樹脂材の容器とこの容器の開口部を覆う樹脂材の蓋部材をレーザー光によって溶着するレーザー溶着方法が提供されている。 Conventionally, there has been provided a laser welding method for welding a resin container and a resin lid covering an opening of the container by using a laser beam.
これは、まず、レーザー光に対して吸収性のある樹脂材によって成形された容器の開口部に、レーザー光に対して透過性のある樹脂材によって成形された蓋部材を重ね合わせる。この重ね合わせた部位を加圧した状態で、容器と蓋部材との接合面にレーザー光を照射することによって互いが溶融して溶着接合されるようになっている。 First, a cover member made of a laser-transmissive resin material is superimposed on the opening of a container made of a laser-absorbing resin material. By irradiating the joining surface of the container and the lid member with a laser beam while the overlapping portions are pressurized, they are melted and joined by welding.
このようなレーザー溶着方法を用いて接合する際、樹脂材が十分に溶融せずに接合面の十分な気密性が得られない場合があった。 When joining using such a laser welding method, there are cases where the resin material is not sufficiently melted and sufficient airtightness of the joint surface cannot be obtained.
そこで、以下の特許文献1に記載されているように、両樹脂材の溶融時の接近速度に応じて接合面全体を十分に溶融させることによって、気密性を確保することができる技術が提供されている。
Therefore, as described in
しかしながら、前記特許文献1に記載のレーザー溶着方法にあっては、溶融した樹脂材が、容器と蓋部材の間から外側に流出して大きなバリになってしまうおそれがある。このバリの存在によって容器と蓋部材の外観品質を損なってしまうばかりか、バリが脱落して他の機器類などに不具合を生じさせる可能性もある。
However, in the laser welding method described in
本発明は、筐体と蓋部材との間の接合面全体を十分に接合でき、かつ、溶融した樹脂材が外側に多量に流出して大きなバリが発生することのないレーザー溶着方法及び接合構造体を提供することを1つの目的としている。 The present invention provides a laser welding method and a joining structure capable of sufficiently joining the entire joining surface between a housing and a lid member, and preventing large burrs from being caused by a large amount of melted resin material flowing out to the outside. One purpose is to provide the body.
本発明は、好ましくは、蓋部材側から接合部の肉厚幅の範囲であって、接合部の肉厚幅の中心位置に対して内周側に偏倚した位置にレーザー光を照射することを特徴としている。 In the present invention, preferably, the laser beam is applied to a position within the thickness width of the joint portion from the cover member side and deviated to the inner peripheral side with respect to the center position of the thickness width of the joint portion. Characterized by
本発明の一つの態様によれば、接合面全体を十分に接合でき、かつ、溶融した樹脂材が外側に流出して大きくはみ出すのを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of this invention, the whole joint surface can be fully joined, and it can suppress that the melted resin material flows out outside and protrudes greatly.
以下、本発明に係るレーザー溶着方法及び接合構造体を、内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態のバルブタイミング制御装置は、例えば4気筒内燃機関の吸気側に適用したものである。 An embodiment in which a laser welding method and a joint structure according to the present invention are applied to a valve timing control device for an internal combustion engine will be described below with reference to the drawings. The valve timing control system of this embodiment is applied to, for example, the intake side of a four-cylinder internal combustion engine.
図1は本発明の実施形態に係るバルブタイミング制御装置の縦断面図、図2はバルブタイミング制御装置の主要な構成部材を示す分解斜視図、図3は図1のA-A線断面図である。 1 is a longitudinal sectional view of a valve timing control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing main components of the valve timing control device, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. be.
バルブタイミング制御装置(以下、VTCという。)は、図1及び図2に示すように、駆動回転体であるタイミングスプロケット1(以下、スプロケット1という。)と、シリンダヘッド01上に軸受ブラケット02を介して回転自在に支持され、スプロケット1から伝達された回転力によって回転するカムシャフト2と、スプロケット1の前方位置に配置されたチェーンケース6に固定された筐体であるカバー部材3と、スプロケット1とカムシャフト2の間に配置されて、機関運転状態に応じて両者1、2の相対回転位相を変更する位相変更機構4と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a valve timing control device (hereinafter referred to as VTC) includes a timing sprocket 1 (hereinafter referred to as sprocket 1), which is a driving rotating body, and a
スプロケット1は、内燃機関のクランクシャフトによってタイミングチェーンを介して回転駆動するようになっている。
The
また、このスプロケット1は、全体が鉄系金属によって環状一体に形成され、内周面が段差径状のスプロケット本体1aと、該スプロケット本体1aの外周に一体に設けられて、巻回された図外のタイミングチェーンを介してクランクシャフトからの回転力を受ける歯車部1bと、スプロケット本体1aの前端側に一体に設けられ、後述する減速機構13の一部を構成する内歯構成部5と、から構成されている。
The
スプロケット1は、スプロケット本体1aと後述する従動部材9との間に設けられた1つの大径ボールベアリング19によって従動部材9に相対回転自在に支持されている。
The
内歯構成部5は、スプロケット本体1aの前端部外周側に一体に設けられている。この内歯構成部5は、位相変更機構4の前方へ延出した円筒状に形成されて、内周には波形状の複数の内歯5aが形成されている。
The internal
スプロケット本体1aの内歯構成部5と軸方向で反対側の後端部には、保持プレート8が配置固定されている。この保持プレート8は、金属材である例えば鉄系金属の板材によって円環状に形成されている。保持プレート8は、図2に示すように、内周部8aの内周縁所定位置に、径方向内側、つまり中心軸方向に向かって突出したストッパ凸部8bが一体に設けられている。
A
このストッパ凸部8bは、ほぼ台形状に形成されて、先端縁8cが後述するアダプタ11のストッパ凹溝11bの円弧状内周面に沿った円弧状に形成されている。この先端縁8cとストッパ凹溝11bの当接面とは、僅かな隙間をもって非接触状態になっている。
The
スプロケット本体1a(内歯構成部5)及び保持プレート8のそれぞれの外周部には、周方向のほぼ等間隔位置に複数(本実施形態では8つ)のボルト挿通孔1c、8dが貫通形成されている。
A plurality (eight in this embodiment) of
内歯構成部5の前端側には、後述するモータハウジング14のカムシャフト2側の後端部が対向配置されている。このモータハウジング14の後端部の周壁には、各ボルト挿通孔1c、8dと対応した位置に複数(本実施形態では6つ)の雌ねじ孔14dが形成されている。
A rear end portion of a motor housing 14 (to be described later) on the side of the
したがって、スプロケット1と保持プレート8及びモータハウジング14は、各孔1c、8d、14dに挿通、螺着した6本のボルト7によってモータハウジング14の回転軸方向から共締め固定されている。
Therefore, the
なお、スプロケット本体1aと内歯構成部5が、後述する減速機構13のケーシングとして構成されている。
The sprocket
チェーンケース6は、内燃機関のシリンダヘッド01とシリンダブロックの前端側にスプロケット1に巻回された図外のチェーンを覆うよう重力方向の上下方向に沿って配置固定されている。このチェーンケース6は、前端部の外周縁にフランジ部6aが一体に設けられている。チェーンケース6は、前端部の内周に円環溝6bが形成されている。この円環溝6bは、チェーンケース6の前端縁から内側軸方向へ延びた軸方向幅がフランジ部6aの肉厚幅よりも大きく形成されている。
The chain case 6 is arranged and fixed along the vertical direction in the direction of gravity so as to cover a chain (not shown) wound around the
カムシャフト2は、外周に図外の吸気弁を開作動させる一気筒当たり2つの駆動カムを有している。カムシャフト2は、回転軸方向のスプロケット1側の一端部2aの内部軸心方向に雌ねじ2bが形成されている。カムシャフト2は、後述するアダプタ11を介して従動部材9がカムボルト10によって回転軸方向から結合されている。カムシャフト2の一端部2aの先端には、図外の位置決め用のピンが軸方向から圧入固定されている。
The
カムシャフト2の一端部2aの内部軸方向には、図外のオイルポンプの吐出通路(メインオイルギャラリ)と連通する油通路孔2dが形成されている。
An
従動部材9は、金属材である例えば鉄系金属によって一体に形成され、図1に示すように、後端側(カムシャフト2側)に形成された円板状の固定端部9aと、該固定端部9aの内周前端面から従動部材9の回転軸の軸方向へ突出した円筒部9bと、固定端部9aと円筒部9bの内部に貫通形成されて、カムボルト10の軸部10bが挿入されるボルト挿入孔9cと、を有している。
The driven
固定端部9aは、カムシャフト2側の後端面のボルト挿入孔9cの周囲に、アダプタ11の後述する固定部11aが嵌め合わされる嵌合溝9dが形成されている。この嵌合溝9dの底面には、カムシャフト2の一端部2aの先端面がアダプタ11を介して当接配置されている。
The fixed
固定端部9aのカムシャフト2側の後端面には、アダプタ11と一緒にカムシャフト2の位置決め用のピンが挿入される位置決め用の溝(図示せず)が形成されている。
A positioning groove (not shown) into which a positioning pin for the
円筒部9bは、電動モータ12方向へ延長形成されて、外周面に後述するニードルベアリング35と小径ボールベアリング36が軸方向へ並んで設けられている。
The
カムボルト10は、頭部10aの軸部10b側の端面が小径ボールベアリング36の内輪を軸方向から支持している。カムボルト10は、軸部10bの先端部外周にカムシャフト2の雌ねじ2bに螺着する雄ねじ10cが形成されている。
The
アダプタ11は、図1及び図2に示すように、金属材である鉄系金属の板部材をプレス成形によって一体に形成され、全体の外形がほぼ円板状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
アダプタ11は、中央位置に有底円筒状の固定部11aを有していると共に、外周面には、保持プレート8のストッパ凸部8bが入り込むストッパ凹溝11bが円周方向に沿って形成されている。
The
固定部11aは、プレス成形によって従動部材9側へ凸状に膨出形成されて、内側に嵌合凹部11cが形成されている。また、凸状の固定部11aは、円環状の周壁11dの外周面が従動部材9の嵌合溝9dの内周面に圧入されている。
The fixing
固定部11aは、底壁の中央にカムボルト10の軸部10bが挿入されるボルト挿入孔11eが貫通形成されている。また、底壁のボルト挿入孔11eの側部には、図外の位置決め用のピンが挿入されるピン挿入孔が貫通形成されている。
A
ストッパ凹溝11bは、アダプタ11の外周面のうちストッパ凸部8bに対応した位置に形成され、円周方向へ沿って所定長さの円弧状に形成されている。ストッパ凹溝11bの周方向で対向する両側縁の一方に対して、ストッパ凸部8bの両側縁のいずれかがそれぞれ当接する。これによって、スプロケット1に対するカムシャフト2の最大進角側あるいは最大遅角側の相対回転位置が機械的に規制されるようになっている。
The stopper recessed
位相変更機構4は、図1~図3に示すように、従動部材9の円筒部9bの前端側に配置された電動モータ12と、該電動モータ12の回転速度を減速してカムシャフト2に伝達する減速機構13と、から主として構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
電動モータ12は、ブラシ付きのDCモータであって、スプロケット1と一体に回転するモータハウジング14と、該モータハウジング14の内部に回転自在に設けられたモータ出力軸15と、モータハウジング14の内周面に固定された円弧状の4つの永久磁石16と、モータハウジング14の前端部に設けられた支持プレート17と、を備えている。
The
モータハウジング14は、図1及び図2に示すように、金属材である例えば鉄系金属材をプレス成形によって有底筒状に形成されたヨークであるハウジング本体14aを有している。このハウジング本体14aは、後端側に円板状の仕切壁14bが設けられている。この仕切壁14bは、ほぼ中央に後述する偏心軸部25を挿通する大径な軸部挿通孔14cが形成されている。この軸部挿通孔14cの孔縁には、カムシャフト2の回転軸方向へ突出した円筒状の延出部が一体に設けられている。
The
モータ出力軸15は、段差円筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、回転軸方向のほぼ中央位置に形成された段差部を介してカムシャフト2側の大径部15aと、支持プレート17側の小径部15bと、から構成されている。
The
大径部15aは、外周に鉄心ロータ18が固定されていると共に、後端側には減速機構13の一部を構成する偏心軸部25が一体に設けられている。
The large-
小径部15bは、外周に非磁性材の円環部材20が圧入固定されている。この円環部材20の外周面には、コミュテータ21が軸方向から圧入固定されている。
An annular member 20 made of a non-magnetic material is press-fitted and fixed to the outer circumference of the
また、小径部15bの内周面には、モータ出力軸15の回転位置を検出する回転検出機構の被検出部22が圧入固定されている。この被検出部22は、合成樹脂材によって有蓋円筒状に形成され、カバー部材3側の前端壁の前面に3葉状の被検出ロータ22aが固定されている。また、この被検出部22は、外周にモータ出力軸15の内周面との間をシールするオイルシール22bが設けられている。
A detected
鉄心ロータ18は、複数の磁極を持つ磁性材によって形成され、外周側がコイル18aのコイル線を巻回させるスロットを有するボビンとして構成されている。
The
コミュテータ21は、導電材によって円環状に形成されて、前述した非磁性材の円環部材20の外周に例えば圧入などによって固定されている。コミュテータ21は、鉄心ロータ18の極数と同数に分割された各セグメントにコイル18aの引き出されたコイル線の端末18bが電気的に接続されている。
The
各永久磁石16は、微小隙間を介して円周方向に沿って円筒状に並べられている。各永久磁石16は、円周方向に複数の磁極を有し、ハウジング本体14aの回転軸方向の位置が鉄心ロータ18の固定位置よりもカバー部材3方向へオフセット配置されている。
Each
支持プレート17は、全体が円盤状に形成され、中央位置にモータ出力軸15の一端部などが挿通される軸挿入孔17aが貫通形成されている。この支持プレート17は、円盤状の絶縁性部材(非磁性材)である樹脂部27と、該樹脂部27の内部に埋設された円板状の補強部材である芯金28と、を有している。
The
支持プレート17は、樹脂部27に固定された複数(本実施形態では4つ)のホルダ23a~23dと、該各ホルダ23a~23dの内部に径方向に沿って摺動自在に収容配置されて、図外のコイルスプリングのばね力で各先端面がコミュテータ21の外周面に径方向から弾接する切換用ブラシである4つの整流ブラシ24a~24dと、樹脂部27の前端面に、各外端面を露出した状態で埋設固定された内外二重の円環状の給電用のスリップリング26a、26bと、各ブラシ24a~24dと各スリップリング26a、26bを電気的に接続する図外のピグテールハーネスと、を備えている。
The
ホルダ23a~23dは、板状のそれぞれの基部が樹脂部27から突出した各4つの突部27a、27bを加熱圧潰により樹脂部27に固定されている。
Each of the
芯金28は、樹脂部27より剛性の高い例えば鉄系金属によって円盤状に形成されている。また、芯金28は、内周部に4つのホルダ23a~23dをそれぞれ内側に配置保持する図外の異形溝孔が貫通形成されている。芯金28は、樹脂部27の外周から露出した外周部28aがモータハウジング14の前端部内周に形成された凹状段差部にかしめられることによって支持プレート17全体が位置決め固定されている。
The cored
各スリップリング26a、26bは、それぞれの内外周縁に図外の複数の突部が一体に突設されている。この各突部は、樹脂モールドされることによって各スリップリング26a、26bを樹脂部27に一体的に固定するものである。
Each of the
図4はカバー部材に対して蓋部材を接合する前の状態を示す斜視図、図5はカバー部材に蓋部材を接合した状態を示す斜視図、図6は図5のB-B線断面図、図7は図6のC部拡大図である。 4 is a perspective view showing a state before the cover member is joined to the cover member, FIG. 5 is a perspective view showing the state where the cover member is joined to the cover member, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. , and FIG. 7 is an enlarged view of the portion C in FIG.
カバー部材3は、図1及び図2に示すように、モータハウジング14の前端部を覆うように配置されて、全体が合成樹脂材によって成形されて、全体形状がほぼ円盤状一体に形成されている。合成樹脂材としては、所定波長のレーザー光に対して吸収性のあるポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)が用いられている。このPPS樹脂は、結晶性樹脂であって透過性は低いが耐熱性、高温特性に優れている。なお、この合成樹脂材の内部には、補強材として金属プレートを埋設することも可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
カバー部材3は、図4~図6にも示すように、円盤状のカバー本体3aと、該カバー本体3aの開口側の外周縁に一体に形成された円環状の取付フランジ3bと、を有している。
As also shown in FIGS. 4 to 6, the
カバー本体3aは、中央に被検出部22の先端部が挿入される挿入用孔3cが貫通形成されている。また、カバー本体3aは、背面側の外周側に環状に立ち上がった接合部である環状壁3dが一体に設けられている。この環状壁3dは、図7にも示すように、厚み幅である肉厚幅Wが約3mmに形成されている。また、環状壁3dの先端面(図中上端面)には、後述する蓋部材30と接合する平坦な接合面3eが形成されている。カバー部材3は、環状壁3dの内側には開口部である収容室が形成されている。
The cover
カバー本体3aは、図4に示すように、環状壁3dで仕切られた収容室には、複数の補強リブ3fが格子状に複数配置されている。この補強リブ3fで仕切られた中央の収容個室には、回転検出機構の受信回路や励磁回路を備えた電子部品である検出回路52や集積回路53及びコンデンサなどが保持されている。
As shown in FIG. 4, the cover
また、環状壁3dの接合面3eには、検出回路52や集積回路53などを覆い保護する蓋部材30がレーザー溶着によって接合固定されている。
A
この蓋部材30は、図4~図6に示すように、合成樹脂材によって薄肉なほぼ矩形板状に形成されている。蓋部材30は、合成樹脂材としてカバー部材3と同じくPPS樹脂が用いられていると共に、同じ所定波長のレーザー光に対して透過性がある樹脂材で成形されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
蓋部材30は、中央部にカバー本体3a内の圧力を調整する圧力調整部30aが設けられている。蓋部材30は、図6及び図7に示すように、カバー部材3側の内面の外周側に位置決め用の環状凸部30bが一体に設けられている。蓋部材30の外面の外周側には、環状凸部30bよりも内側に環状リブ30cが一体に設けられている。なお、蓋部材30には、後述する2つのブラシホルダ29,29を覆う2つの凸状部30g、30hが一体に設けられている。
The
また、蓋部材30は、環状凸部30bより外側の外周部にカバー本体3aの接合面3eに当接する当接部30dが一体に設けられている。この当接部30dは、図7に示すように、環状に形成されてその肉厚幅W1が約1mmに成形されていると共に、図7中の下面に接合面3eと対向する当接面30eを有している。この当接面30eは、接合面3eに倣って平坦な環状に形成されている。
Further, the
当接部30dの外周縁には、環状壁3dの外周面(接合面3eの外周縁)よりも大径な環状の鍔部30fが一体に設けられている。この鍔部30fは、当接部30dを外方へ延長した形になっており、当接部30dからの突出量Z、つまり、環状壁3dの外周面(接合面3eの外周縁)からの突出量Zが約0.5mmに設定されている。なお、鍔部30fの肉厚幅W1は、当接部30dと同じく約1mmである。
An
本実施形態では、カバー部材3や蓋部材30が、PPS樹脂によって成形されているが、合成樹脂材の材質として、この他、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)などを用いることも可能である。
In this embodiment, the
なお、蓋部材30のレーザー光に対する透過性は、当接部30dの領域のみとすることも可能である。
It should be noted that the laser light transmittance of the
接合面3eと当接面30eのレーザー光による具体的な接合方法については、後述する。
A specific method of joining the
カバー部材3は、図1、図2、図4,図5に示すように、カバー本体3aから下方向へ突出した給電用コネクタ31と、該給電用コネクタ31の側部に配置された信号用コネクタ32と、を一体に有している。
As shown in FIGS. 1, 2, 4, and 5, the
給電用コネクタ31は、一部がカバー本体3aの内部に配設された細長い導電性の一対の端子片を有している(図示せず)。この各端子片は、カバー本体3a内でクランク状に折曲されて、内部の一端部が図外のピグテールハーネスを介して2つの給電用ブラシ33,33に接続されている。一方、各端子片の他端部は、カバー本体3aからコネクタ部で露出して図外の機関(エンジン)を制御するコントロールユニット(ECU)に接続されている。また、前記一対の端子片のそれぞれの途中には、図示しないが、一対の電磁ノイズ抑制機構が設けられている。この一対の電磁ノイズ抑制機構は、前記一対の端子片の途中に直列に接続されたインダクタンス・コイルと、一方の端子が前記端子片に接続し、他方の端子が機関のグランドに電気的に接続されたコンデンサと、から構成されている。
The
信号用コネクタ32は、図1に示すように、一部がカバー本体3aの内部に配設された細長い導電性の一対の端子片32aを有している。この各端子片32aは、一端部がハーネスを介して集積回路53に電気的に接続され、各他端部32cがコネクタ部内で露出してECUに接続されている。
As shown in FIG. 1, the
なお、集積回路53は、被検出部22から出力された信号を入力する検出回路52から情報信号が入力されるようになっている。
The
取付フランジ3bは、円環状に形成されていると共に、外周面のほぼ等間隔位置に複数(本実施形態では4つ)のボス部3gが一体に設けられている。この各ボス部3gには、金属スリーブによって構成されたボルト挿入孔3hが貫通形成されている。取付フランジ3bは、各ボルト挿入孔3hに挿入される図外の取付ボルトによってチェーンケース6のフランジ部6aに締結固定されるようになっている。
The mounting
さらに、取付フランジ3bのモータハウジング14側の内端面と、該内端面に対向するチェーンケース6のフランジ部6aの前端面との間には、両者間をシールするゴム製のシールリング50が配置されている。
A
チェーンケース6の円環溝6bの内周面とモータハウジング14の外周面との間には、大径なオイルシール51が介装されている。
A large-
カバー本体3aは、図1及び図2に示すように、各スリップリング26a、26bと対応した位置に、2つのブラシホルダ29、29が固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
各ブラシホルダ29は、導電材によって角筒状に形成されて、内部にそれぞれ給電用ブラシ33、33が摺動可能に収容されている。また、各ブラシホルダ29,29は、カバー部材3の樹脂モールド成形時に該カバー部材3に対して一体的に固定されている。
Each
各ブラシホルダ29の収容孔内には、各先端面が各スリップリング26a、26bに軸方向からそれぞれ当接する一対の給電用ブラシ33、33が軸方向へ摺動可能に保持されている。この各給電用ブラシ33は、各ブラシホルダ29の形状に合わせてそれぞれ角柱状に形成されて横断面が長方形状に形成されていると共に、所定の軸方向長さに設定されている。
A pair of power supply brushes 33, 33 are axially slidably held in the receiving holes of the
各給電用ブラシ33は、カバー本体3aの背面側に設けられた一対の捩りコイルばね34、34のばね力によってそれぞれ各スリップリング26a、26b方向へ付勢されている。
Each
各給電用ブラシ33は、後端部の一側面に形成された小孔33aに図外のピグテールハーネスの一端部が挿入されて、例えば半田付けなどによって固定されている。
One end of a pigtail harness (not shown) is inserted into a
モータ出力軸15と偏心軸部25は、カムボルト10の頭部10a側の軸部10bの外周面に設けられた小径ボールベアリング36と、従動部材9の円筒部9bの外周面に設けられたニードルベアリング35とによって回転自在に支持されている。
The
また、モータ出力軸15(偏心軸部25)の外周面とモータハウジング14の延出部の内周面との間には、減速機構13の内部から電動モータ12内への潤滑油のリークを阻止する小径なオイルシール40が設けられている。
Lubricating oil is prevented from leaking into the
前述したECUは、図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、アクセル開度センサなど各種のセンサ類から情報信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して機関制御を行う。さらに、ECUは、コイル18aに通電してモータ出力軸15の回転制御を行い、減速機構13を介してカムシャフト2のスプロケット1に対する相対回転位相を制御するようになっている。
The ECU described above detects the current engine operating state based on information signals from various sensors (not shown) such as a crank angle sensor, air flow meter, water temperature sensor, and accelerator opening sensor, and controls the engine. Further, the ECU controls the rotation of the
減速機構13は、図1~図3に示すように、偏心回転運動を行う偏心軸部25と、偏心軸部25の外周に設けられた中径ボールベアリング37と、中径ボールベアリング37の外周に設けられたローラ38と、固定端部9aの外周部に一体に設けられて、複数のローラ38を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する保持部材である円筒状の保持器39と、該保持器39と一体の従動部材9と、から主として構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
偏心軸部25は、外周面に形成されたカム面25aの軸心Yがモータ出力軸15の軸心Xから径方向へ僅かに偏心している。
The
中径ボールベアリング37は、ニードルベアリング35の径方向位置で全体がほぼオーバーラップする状態に配置され、内輪37aと外輪37b及び両輪37a、37bとの間にリテーナを介して設けられたボール37cとから構成されている。
The medium-
内輪37aは、偏心軸部25の外周面に圧入固定されているのに対して、外輪37bは、軸方向で固定されることなくフリーな状態になっている。つまり、この外輪37bは、回転軸方向の一端面がどの部位にも接触せず、また軸方向の他端面がこれに対向する保持器39の基部の内側面との間に微小な第1隙間が形成されてフリーな状態になっている。
The
外輪37bの外周面には、各ローラ38の外周面が転動自在に当接している。この外輪37bの外周側には、円環状の第2隙間が形成されている。この第2隙間によって、中径ボールベアリング37全体が偏心軸部25の偏心回転に伴って径方向へ移動可能、つまり偏心動可能になっている。
The outer peripheral surface of each
各ローラ38は、例えば鉄系金属によって形成され、中径ボールベアリング37の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ外周側が内歯構成部5の内歯5aに噛み合い保持されている。また、各ローラ38は、その全体の数が内歯構成部5の内歯5aの全体の歯数よりも1つ少なくなっている。
Each
この各ローラ38は、保持器39の後述するローラ保持孔39bの両側に有する各保持片39c、39dによって周方向へガイドされつつ径方向に揺動運動させるようになっている。
Each of the
保持器39は、図1及び図2に示すように、固定端部9aの外周部前端から前方へ断面ほぼL字形状に折曲されて、固定端部9aに一体に結合された基部と、基部の外周に一体に有し、円筒部9bと同方向へ突出した筒状部39aと、を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
筒状部39aは、雌ねじ孔14dと延出部との間に形成された円環凹状の収容空間を介してモータハウジング14の仕切壁14b方向へ延出している。また、筒状部39aの周方向のほぼ等間隔位置には、複数のローラ38をそれぞれ転動自在に保持するほぼ長方形状の複数(本実施形態では例えば50個)のローラ保持孔39bが周方向の等間隔位置に形成されている。
The
この各ローラ保持孔39bは、筒状部39aの円周方向に所定間隔をもって該筒状部39aの回転軸方向に沿った細長い長方形状の長孔に形成されている。
Each of the
また、減速機構13の内部には、潤滑油供給手段によって潤滑油が供給されるようになっている。この潤滑油供給手段は、図1に示すように、シリンダヘッド01の内部からカムシャフト2の内部軸方向に形成された油通路孔2dと、アダプタ11の固定部11aに形成されて、油通路孔2dと連通する油供給孔43と、従動部材9の内部軸方向に貫通形成されて、一端が油供給孔43に開口し、他端がニードルベアリング35と中径ボールベアリング37の付近に開口したオイル孔44と、同じく従動部材9に貫通形成された図外のオイル排出孔と、から構成されている。
〔カバー部材と蓋部材のレーザー溶着方法〕
以下、前述したカバー部材3の接合面3eと蓋部材30の当接面30eとを接合するレーザー溶着方法について説明する。
Lubricating oil is supplied to the interior of the
[Method of Laser Welding Cover Member and Lid Member]
Hereinafter, a laser welding method for joining the
レーザー溶着機は、一般的なものであって、レーザー光の出力が例えば60W~100Wのものを用いている。 The laser welding machine is a general one, and one with a laser beam output of 60 W to 100 W, for example, is used.
図9はレーザー溶着の手順フローを示し、ステップS1に記載したように、カバー部材3のカバー本体3a内に、検出回路52や集積回路53、コンデンサなどの複数の電子部品を所定位置に実装配置する。
FIG. 9 shows a procedure flow of laser welding. As described in step S1, a plurality of electronic components such as a
ステップS2では、電子部品が実装されたカバー部材3を、レーザー溶着設備の所定の位置に設置固定する。
In step S2, the
ステップS3では、カバー部材3の環状壁3dの接合面3e上に対して、蓋部材30を、環状凸部30bを介して径方向の位置決めをしつつ載置する。この状態で、蓋部材30の当接部30d(当接面30e)を図外の押さえ治具でカバー部材3の環状壁3d(接合面3e)方向へ例えば500~700Nの範囲内の荷重で押圧する。なお、押さえ治具は、押さえ箇所の部位がレーザー光に対して透過性のある材料になっている。また、前記荷重は、主に接合面3eに作用している。
In step S3, the
その後、ステップS4では、押さえ治具で押さえられた状態で蓋部材30の上方から図外のレーザー溶着機によってレーザー光Rを照射する。
After that, in step S4, the
そして、レーザー溶着機のレーザー光Rは、図7に示すように、先端先細り状の円錐形状であって、その照射の中心位置Sが接合面3eの肉厚幅Wの中心位置S1から環状凸部30b寄り、つまり環状壁3dの内側へ0.8mm未満の範囲内の偏倚した位置になっている。この実施形態では、環状壁3dの内側へ例えば0.6mm偏倚した位置になっている。
As shown in FIG. 7, the laser beam R of the laser welding machine has a conical shape with a tapered tip, and the center position S of the irradiation is an annular projection from the center position S1 of the thickness width W of the
このレーザー光Rの照射は、例えば、スポット状に集光したレーザー光Rを当接部30dを透過させて接合面3eの周方向にしたがって順次走査する周回方式で接合面3eの全周に渡って行う。これによって接合面3eの全周が照射される。このレーザー光Rの照射は、接合面3eの周方向に対して本実施形態では例えば60Wの同一出力条件で行われ、また、周方向へ同一の速度で行われる。
The irradiation of the laser beam R is performed, for example, by a circular method in which the laser beam R condensed in a spot shape is transmitted through the
レーザー光Rを照射すると、接合面3e及びその近傍の環状壁3dがレーザー光の吸収によって溶融して溶融樹脂部41が形成される。この溶融樹脂部41は、環状壁3dと当接部30dとの間の接合面3eに全周に渡って形成される。そして、その一部が、図7に示すように、接合面3eの内側、つまり両者3e、30d間からカバー本体3a内に流出してはみ出してバリ41a(第1樹脂流出部)となる。これによって、溶融樹脂部41は、図中、環状壁3dの内周面と蓋部材30の下面に付着して固着される。
When the laser beam R is irradiated, the
レーザー光の照射作業が完了した後は、ステップS5において、接合面3eと当接面30eとの間の気密性検査を行う。これは、カバー部材3の内部に、常温状態で例えば49kPaの圧力を印加して空気の抜け量が1cc/minと同じかあるいは小さいかをチェックする。
After the laser beam irradiation work is completed, in step S5, an airtightness test is performed between the
前述のように、レーザー光の照射中心位置Sの偏倚量αを、接合面3eの肉厚幅Wの中心位置S1から環状壁3dの内側へ0.8mm未満の範囲内としたのは、接合強度との関係で行った図10に示す本願発明者による実験結果から得たものである。
As described above, the deviation amount α of the irradiation center position S of the laser beam is set within a range of less than 0.8 mm from the center position S1 of the thickness width W of the
すなわち、図10では縦軸に接合面3eと当接面30eとの間の接合強度(a.u.)を、横軸にレーザー光照射位置の内側偏倚量(mm)を取って、この偏倚量に対する接合強度との関係を実験したものである。
That is, in FIG. 10, the vertical axis represents the bonding strength (a.u.) between the
この実験結果からすると、レーザー光の照射中心位置Sが、接合面3eの肉厚幅Wの中心位置S1と同じ場合(0mm)は、接合強度が1a.u.となる。照射中心位置Sを、肉厚幅Wの中心位置S1から内側へ0.2mmまで偏倚させると、接合強度が1から僅かに上昇した。さらに、0.4mm、0.6mmと内側へ偏倚させると、接合強度がさらに段階的に上昇して約1.15a.u.~1.18a.u.まで上昇することが明らかになった。
According to this experimental result, when the irradiation center position S of the laser beam is the same as the center position S1 of the thickness width W of the
さらに照射中心位置Sの偏倚量αを0.8mmまで大きくすると、接合強度は0.6mmの場合よりも僅かに小さくなるが、0.4mmの場合とほぼ同じく1.18a.u.になる。 Further, when the deviation amount α of the irradiation center position S is increased to 0.8 mm, the bonding strength becomes slightly smaller than the case of 0.6 mm, but is almost the same as the case of 0.4 mm, 1.18a. u. become.
さらに照射中心位置Sの偏倚量αを1mmまで大きくすると、接合強度は偏倚量αが前記0mmの場合よりもさらに小さくなって、1a.u.以下になることが分かった。 Further, when the deviation amount α of the irradiation center position S is increased to 1 mm, the bonding strength becomes even smaller than when the deviation amount α is 0 mm, and 1a. u. It turned out to be:
この実験結果からすると、照射中心位置Sの偏倚量αを、0~0.8mmの範囲であれば十分な接合強度が得られることからこの範囲が好ましい。したがって、偏倚量αを0.8mm以下とした。しかし、接合強度の大きさからすれば、偏倚量αを0.6mm以下であればさらに好ましい。 From the results of this experiment, it is preferable to set the deflection amount α of the irradiation center position S in the range of 0 to 0.8 mm because sufficient bonding strength can be obtained. Therefore, the deviation amount α is set to 0.8 mm or less. However, considering the magnitude of the bonding strength, it is more preferable that the deviation amount α is 0.6 mm or less.
また、気密性に対しては、前述のような実験の結果、接合強度に比例して前述の偏倚量αが0~0.8mmの範囲内で十分な気密性が得られた。 As for the airtightness, as a result of the experiment as described above, sufficient airtightness was obtained when the deviation amount α was within the range of 0 to 0.8 mm in proportion to the bonding strength.
図8はレーザー光の照射中心位置Sを、0~0.8mmだけ内側に偏倚させた場合にレーザー溶着部の色調が変化した状態を示す断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the color tone of the laser-welded portion changes when the irradiation center position S of the laser beam is shifted inward by 0 to 0.8 mm.
すなわち、前述のように、レーザー光の照射中心位置Sの偏倚量αを、例えば0.2~0.8mmの範囲内に設定した場合は、レーザー光照射によって樹脂材が溶融して再結晶した際には、図8に示すように円弧状の再結晶した部分42(網掛け部分)の色調が変化して可視化することができる。 That is, as described above, when the deviation amount α of the irradiation center position S of the laser beam is set, for example, within the range of 0.2 to 0.8 mm, the resin material is melted and recrystallized by the laser beam irradiation. In some cases, as shown in FIG. 8, the arc-shaped recrystallized portion 42 (shaded portion) can be visualized by changing the color tone.
この色調の変化は、レーザー光透過性樹脂側の蓋部材30側のみであり、カバー部材3では黒色のため確認できない。
This change in color tone is only on the side of the
色調の変化現象は、レーザー光を照射し、樹脂材が溶融再結晶化すると、レーザー光照射前と結晶化度が異なることから、これを色調の変化として可視化することができる。レーザー照射前は、白色(ナチュラル色)に対して、再結晶化した部分42は基本的に黄色半透明に近い色になる。
When the resin material is melted and recrystallized by laser light irradiation, the color tone change phenomenon can be visualized as a change in color tone because the degree of crystallinity differs from that before laser light irradiation. Before the laser irradiation, the recrystallized
したがって、再結晶化した部分42は結晶化度が低下(透明性が変化)しているものと考えられる。
〔VTCの作動〕
以下、本実施形態に係るVTCの作動について簡単に説明する。
Therefore, it is considered that the recrystallized
[Activation of VTC]
The operation of the VTC according to this embodiment will be briefly described below.
まず、機関のクランクシャフトの回転駆動に伴いスプロケット1が回転して、その回転力が内歯構成部5を介してモータハウジング14、つまり電動モータ12が同期回転する。一方、内歯構成部5の回転力が、各ローラ38から保持器39及び従動部材9を経由してカムシャフト2に伝達される。これによって、カムシャフト2のカムが吸気弁を開閉作動させる。
First, the
そして、機関始動後の所定の機関運転時には、ECUから各給電用ブラシ33、33や各スリップリング26a、26b及び各整流ブラシ24a~24dとコミュテータ21を介して電動モータ12のコイル18aに通電される。これによって、モータ出力軸15が回転駆動され、この回転力が減速機構13を介してカムシャフト2に対して減速された回転力が伝達される。
During a predetermined engine operation after the engine is started, the ECU supplies power to the
すなわち、モータ出力軸15の回転に伴い偏心軸部25が偏心回転すると、各ローラ38がモータ出力軸15の1回転毎に保持器39の各ローラ保持孔39bで径方向へガイドされながら内歯構成部5の一つの内歯5aを乗り越えて隣接する他の内歯5aに転動しながら移動する。各ローラ38は、これを順次繰り返しながら円周方向へ転接する。この各ローラ38の転接によってモータ出力軸15の回転が減速されつつ従動部材9に回転力が伝達される。このときの減速比は、ローラ38の個数などによって任意に設定することが可能である。
That is, when the
これにより、カムシャフト2が、スプロケット1に対して正逆相対回転して相対回転位相が変換されて、吸気弁の開閉タイミングを進角側あるいは遅角側に変換制御するのである。
As a result, the
そして、本実施形態では、カバー部材3の接合面3eと蓋部材30の当接部30dとの間を、レーザー溶着によって強固に接合できると共に、外観品質の低下を抑制できる。
Further, in this embodiment, the
すなわち、前述した公報記載の従来技術のようなものにおいて、バリが外側にはみ出さないようにするために、レーザー光の照射出力を調整することも可能であるが、レーザー光の照射出力を小さくすると、接合部に、気密性の低下に影響を及ぼす隙間が発生してしまうおそれがある。 That is, in the prior art described in the above-mentioned publication, it is possible to adjust the irradiation power of the laser light in order to prevent the burr from protruding outside, but the irradiation power of the laser light is reduced. As a result, there is a risk that a gap that affects airtightness will be generated in the joint.
このレーザー溶着を例えば内燃機関の一部に適用した場合などにおいて、前述のように接合された状態で長時間、振動が加わると接合状態が悪化してしまうといった技術的課題を招くおそれがある。 When this laser welding is applied to, for example, a part of an internal combustion engine, there is a risk of a technical problem that the bonding state deteriorates if vibration is applied for a long time in the bonded state as described above.
また、部分的に溶融して接合する場合にあっては、接合部における外周側縁部、もしくは内周側縁部に溶融樹脂材を流動させることによって接合強度を高め、長時間、振動が加わっても強度を維持することが可能である。しかし、溶融樹脂材を、接合部における外周側縁部に大きく流出させてしまうと、外観品質が損なわれてしまう、といった前記従来技術と同様の技術的課題が起きてしまう。 In the case of partially melting and joining, the joint strength is increased by flowing the molten resin material to the outer peripheral side edge or the inner peripheral side edge of the joint, and vibration is applied for a long time. It is possible to maintain the strength even However, if a large amount of molten resin material flows out to the outer peripheral side edge of the joint, the same technical problem as in the prior art occurs, namely that the quality of the appearance is impaired.
そこで、本実施形態では、特に、レーザー光の照射中心位置Sを接合面3eの肉厚幅方向の中心位置S1よりも内側へ偏倚した位置とした。このため、レーザー光の照射によって溶融した溶融樹脂部41は、一部が環状壁3dの内側にのみ流出(バリ41a第1樹脂流出部)するだけで、外側への流出を抑制することができる。したがって、カバー部材3と蓋部材30との外観品質の低下を抑制できると共に、内側の流出によって形成されるバリ41aによって両者3,30の接合強度が向上する。
Therefore, in the present embodiment, in particular, the irradiation center position S of the laser beam is set to a position shifted inward from the center position S1 in the thickness width direction of the
また、レーザー光を、接合面3eと当接面30eとの間を全周に渡って照射することから、カバー部材3と蓋部材30の全周を強固に溶着することが可能になる。
In addition, since the laser beam is irradiated over the entire circumference between the
以上のように、本実施形態では、溶融樹脂部41の一部をカバー部材3と蓋部材30の外側に大きくはみ出すことが抑制されることから、外観品質の低下を抑制できる。しかも、バリ41aを含めた接合面3eと当接面30eとの間の接合強度が同等以上のとなるので、内燃機関の振動に対しても十分な耐久性が得られる。
As described above, in the present embodiment, a portion of the
さらに、カバー部材3と蓋部材30は、PPS樹脂材であることから十分な耐熱性を確保でき、本実施形態のような高熱となる内燃機関のバルブタイミング制御装置などにも適用が可能である。
Furthermore, since the
さらに、PPS樹脂材は、材料コストが安価であることから、製造コストの低廉化が図れる。
〔第2実施形態〕
図11は第2実施形態を示し、レーザー光の照射中心位置Sを、接合面3eの肉厚幅Wの中心位置S1より内側へ所定量偏倚させるなどの基本構成は第1実施形態と同様である。
Furthermore, since the PPS resin material has a low material cost, it is possible to reduce the manufacturing cost.
[Second embodiment]
FIG. 11 shows the second embodiment, and the basic configuration is the same as in the first embodiment, such as deviating the irradiation center position S of the laser beam inward from the center position S1 of the thickness width W of the
異なるところは、レーザー光によって溶融された溶融樹脂部41が、環状壁3dの内側に流出して形成される内側バリ41a(第1樹脂流出部)の他に、環状壁3dの外側にも僅かに流出して外側バリ41b(第2樹脂流出部)が形成されている。
The difference is that the
この外側バリ41bは、そのはみ出し量、つまり突出量が蓋部材30の鍔部30fよりも内側であって、鍔部30fによって覆われた形になっている。また、外側バリ41bは、レーザー光が接合面3eと当接部30dの当接面30eとの間の全周に亘って照射されることに伴って同じく両者3e、30eとの間の全周に渡って形成されている。
The amount of protrusion, that is, the amount of protrusion of the
したがって、第2実施形態によれば、内側バリ41aと外側バリ41bによって、接合面3e及びその周囲と当接面30eとその周囲の全周に渡って形成されていることから、両者3e、30eがさらに強固に接合される。
Therefore, according to the second embodiment, the
しかも、外側バリ41bの存在によって、接合面3eと当接面30eの全体が接合されていることを外部から目視により確認することができる。つまり、接合面3eと当接面30eの全周に渡って接合されていることを視認することができる。
Moreover, the presence of the
また、外側バリ41bは、鍔部30fの外周縁からはみ出ることなく、鍔部30fよりも内側に位置していることから、外観品質の低下も抑制できる。
Further, since the
他の構成は、第1実施形態と同様であるから、前述した第1実施形態のものと同じ作用効果が得られる。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained.
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば駆動回転体としてはタイミングスプロケットの他にタイミングプーリとすることも可能である。 The present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and for example, a timing pulley other than a timing sprocket may be used as the drive rotor.
また、本発明のレーザー溶着方法及び接合構造体は、本実施形態のように内燃機関のバルブタイミング制御装置以外の装置や機器類などにも適用可能である。この場合、耐熱性が要求されない装置などについては、筐体や蓋部材をPPS樹脂以外の樹脂材を使用することも可能である。 Also, the laser welding method and the joint structure of the present invention can be applied to devices and equipment other than the valve timing control device of the internal combustion engine as in the present embodiment. In this case, it is possible to use a resin material other than the PPS resin for the housing and the cover member for devices that do not require heat resistance.
以上説明した実施形態に基づくレーザー溶着方法及び接合構造体としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。 As the laser welding method and the joint structure based on the embodiments described above, for example, the following modes are conceivable.
その一つの態様において、レーザー光に対して吸収性のある樹脂材によって成形された筐体の開口部に、レーザー光に対して透過性のある樹脂材によって成形された蓋部材をレーザー溶着によって接合するレーザー溶着方法であって、
前記筐体の開口部には、その回りを周回する厚み幅をもった接合部が一体に成形され、一方、前記蓋部材の外周には、前記接合部に対して当接する当接部が一体に成形され、前記接合部と前記当接部を互いに当接させた状態で荷重を加え、この荷重を加えた状態で、前記蓋部材側から、前記接合部の厚み幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向の中心位置に対して前記開口部の内周側へ偏倚した位置にレーザー光を照射し、このレーザー光の照射によって前記接合部と前記当接部の間を溶融させ、この溶融された樹脂材が前記接合部における少なくとも前記開口部側の内周側縁部に流出するように前記接合部と前記当接部を周回させるようになっている。
In one embodiment, a cover member made of a resin material that is transparent to laser light is joined by laser welding to an opening of a housing that is made of a resin material that is absorptive to laser light. A laser welding method for
The opening of the housing is integrally formed with a joint portion having a thickness width that surrounds the opening, while the outer circumference of the lid member is integrally formed with a contact portion that abuts against the joint portion. and a load is applied while the joint portion and the contact portion are in contact with each other. a laser beam is irradiated to a position deviated toward the inner peripheral side of the opening with respect to the central position of the joint in the thickness width direction, and the space between the joint and the contact portion is melted by the irradiation of the laser beam. The joint portion and the contact portion are rotated so that the melted resin material flows out to at least the inner peripheral side edge portion of the joint portion on the side of the opening portion.
この発明の態様によれば、筐体の接合部と蓋部材の当接部を強固に接合でき、かつ、溶融した樹脂材が筐体の接合部よりも外側に流出してはみ出すことを抑制することが可能になる。 According to this aspect of the invention, the joint portion of the housing and the abutting portion of the lid member can be firmly joined, and the melted resin material is prevented from flowing out and protruding outside the joint portion of the housing. becomes possible.
さらに好ましくは、前記蓋部材は、前記当接部の外周に前記接合部よりも外側に突出した鍔部を一体に有し、
前記接合部と当接部が溶融し、前記鍔部の前記筐体側の面の少なくとも一部に、溶融された樹脂材が流動するように前記レーザー光を周回させるようになっている。
More preferably, the lid member integrally has a flange protruding outward from the joint portion on the outer periphery of the contact portion,
The joint portion and the contact portion are melted, and the laser beam is circulated so that the melted resin material flows on at least a part of the housing-side surface of the flange portion.
さらに好ましくは、前記レーザー光は、前記接合部と前記当接部との間を、少なくとも同じ出力条件で周回されるようになっている。 More preferably, the laser light is circulated between the joint portion and the contact portion under at least the same output conditions.
この発明の態様によれば、接合部と当接部の間を、全周に渡って確実に接合させることができる。 According to this aspect of the invention, it is possible to reliably join the joint portion and the contact portion over the entire circumference.
さらに好ましくは、前記レーザー光は、前記接合部と前記当接部の間を、同じ速度で周回されるようになっている。 More preferably, the laser light circulates at the same speed between the joint portion and the contact portion.
この発明の態様によれば、接合部と当接部の間を、全周に渡って確実に接合させることができる。 According to this aspect of the invention, it is possible to reliably join the joint portion and the contact portion over the entire circumference.
さらに好ましくは、前記レーザー光は、前記接合部の厚さ幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向中心位置から前記開口部の内周側へ0.8mm以下の偏倚した位置に照射されるようになっている。 More preferably, the laser beam is directed to a position within the range of the thickness width of the joint and deviated from the central position in the thickness width direction of the joint to the inner peripheral side of the opening by 0.8 mm or less. It is designed to be irradiated.
本願発明の発明者による実験では、前記の特定された数値範囲内で偏倚した位置に照射されることによって、接合部と当接部との間を強固に接合できると共に、溶融した樹脂の筐体の開口部よりも外側へ流出を抑制できる。 In an experiment conducted by the inventor of the present invention, it was found that by irradiating a position deviated within the specified numerical range, a strong joint can be formed between the joint portion and the contact portion, and the melted resin housing Outflow to the outside from the opening of the can be suppressed.
別の好ましい態様としては、接合構造体において、レーザー光に対して吸収性のある樹脂材によって成形され、開口部を有する部材であって、前記開口部には、周囲を周回する厚み幅をもった接合部を一体に有する筐体と、
レーザー光に対して透過性のある樹脂材によって成形され、前記接合部に当接する当接部を一体に有し、前記当接部に前記接合部を接合して前記筐体に固定されている蓋部材と、
前記接合部と前記当接部の当接部分において、前記接合部の厚み幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向の中心位置に対して内周側へ偏倚した位置にレーザー光の照射により形成されたレーザー照射部位と、
前記接合部と前記当接部の内周の少なくとも一部に、前記レーザー照射部位から流出する第1樹脂流出部と、を備えている。
In another preferred embodiment, the bonded structure is a member that is molded from a resin material that absorbs laser light and has an opening, wherein the opening has a thickness width that circulates around it. a housing integrally having a joint portion;
It is molded from a resin material that is transparent to laser light, integrally has a contact portion that contacts the joint portion, and is fixed to the housing by joining the joint portion to the contact portion. a lid member;
A laser beam is emitted to a position within the thickness width range of the joint portion at the contact portion between the joint portion and the contact portion and deviated toward the inner peripheral side with respect to the central position in the thickness width direction of the joint portion. A laser irradiation site formed by irradiation of
A first resin outflow portion that flows out from the laser irradiation portion is provided in at least a part of inner circumferences of the joint portion and the contact portion.
この発明の態様によれば、筐体の接合部と蓋部材の当接部の接合面を強固に接合でき、かつ、溶融した樹脂材が筐体の接合部よりも外側に流出してはみ出すことを抑制することが可能になる。 According to this aspect of the invention, the joint surface of the joint portion of the housing and the contact portion of the lid member can be firmly joined, and the molten resin material flows out and protrudes outside the joint portion of the housing. can be suppressed.
さらに好ましくは、前記蓋部材は、当接部の外周に前記接合部よりも外側に突出した鍔部と、前記接合部と前記当接部の外周から前記鍔部の前記筐体側の面の少なくとも一部に、前記レーザー照射部位から流出する第2樹脂流出部と、を備え、
前記第2樹脂流出部は、前記接合部から外周側への流出最大幅が前記第1樹脂流出部における前記接合部から内周側への流出最大幅よりも小さく、かつ前記鍔部の内側に位置している。
More preferably, the lid member includes at least a flange protruding outside the joint on the outer periphery of the contact portion, and a surface of the flange on the housing side from the joint and the contact portion. A second resin outflow part that flows out from the laser irradiation part is provided in a part,
The second resin outflow portion has a maximum outflow width to the outer peripheral side from the joint portion that is smaller than the maximum outflow width to the inner peripheral side from the joint portion in the first resin outflow portion, positioned.
この発明の態様によれば、接合部全面が接合されていることを確認することができ、また、第2樹脂流出部が鍔部の外周縁からはみ出ることなく、鍔部よりも内側に位置しているので、その後の組立作業性や外観品質の低下を抑制できる。 According to this aspect of the invention, it is possible to confirm that the entire surface of the joint is joined, and the second resin outflow portion is located inside the flange without protruding from the outer peripheral edge of the flange. Therefore, it is possible to suppress deterioration of subsequent assembly workability and appearance quality.
さらに好ましくは、前記第1樹脂流出部は、前記接合部の内周側の全周に有している。 More preferably, the first resin outflow portion is provided along the entire circumference of the inner circumference side of the joint portion.
これによって、接合部と当接部の内周側の全周が確実に接合される。 As a result, the entire inner periphery of the joint portion and the contact portion is reliably joined.
さらに好ましくは、前記第2樹脂流出部は、前記鍔部の前記筐体側の全周に有している。 More preferably, the second resin outflow portion is provided along the entire periphery of the flange portion on the housing side.
この発明の態様によれば、第2樹脂流出部を外部から目視できることによって、接合部と当接部の全周に亘って接合されていることが認識することができる。 According to this aspect of the invention, the second resin outflow portion can be visually observed from the outside, so that it can be recognized that the joint portion and the contact portion are joined over the entire circumference.
さらに好ましくは、前記筐体内には、電子部品が配置されている。 More preferably, electronic components are arranged in the housing.
さらに好ましくは、前記筐体と蓋部材は、内燃機関のカムシャフトに設けられるバルブタイミング制御装置に取り付けられる。 More preferably, the housing and lid member are attached to a valve timing control device provided on a camshaft of an internal combustion engine.
これによれば、内燃機関の振動にも耐えられる接合強度を確保できる。 According to this, it is possible to secure a joint strength that can withstand the vibration of the internal combustion engine.
さらに好ましくは、前記筐体と蓋部材のそれぞれの樹脂材は、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)である。 More preferably, the resin material of each of the housing and lid member is polyphenylene sulfide resin (PPS resin).
筐体と蓋部材をPPS樹脂材とすることによって、耐熱性が確保できるので、例えば、高熱となる内燃機関のバルブタイミング制御装置などにも適用可能であり、またコスト的にも有利になる。 By using the PPS resin material for the housing and the cover member, heat resistance can be ensured, so that it can be applied to, for example, a valve timing control device for an internal combustion engine, which is subject to high heat, and is advantageous in terms of cost.
1…タイミングスプロケット(駆動回転体)、1a…スプロケット本体、2…カムシャフト、3…カバー部材(筐体)、3a…カバー本体、3d…環状壁(接合部)、3e…接合面、4…位相変更機構、5…内歯構成部、5a…内歯(噛み合い部)、9…従動部材(従動回転体)、12…電動モータ、13…減速機構、14…モータハウジング、14a…ハウジング本体、15…モータ出力軸、17…支持プレート、21…コミュテータ、23a~23d…ホルダ、24a~24d…整流ブラシ、26a…内側のスリップリング、26b…外側のスリップリング、30…蓋部材、30d…当接部、30e…当接面、30f…鍔部、41…溶融樹脂部、41a…内側バリ、41b…外側バリ、R…レーザー光、S…レーザー光の照射中心位置、S1…環状壁の肉厚幅の中心位置、Z…鍔部の突出量
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記筐体の開口部には、その回りを周回する厚み幅をもった接合部が一体に成形され、
一方、前記蓋部材の外周には、前記接合部に対して当接する当接部が一体に成形され、
前記接合部と前記当接部を互いに当接させた状態で荷重を加え、
この荷重を加えた状態で、前記蓋部材側から、前記接合部の厚み幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向の中心位置に対して前記開口部の内周側へ偏倚した位置にレーザー光を照射し、
このレーザー光の照射によって前記接合部と前記当接部の間を溶融させ、この溶融された樹脂材が前記接合部における少なくとも前記開口部側の内周側縁部に流出するように前記接合部と前記当接部を周回させ、
前記レーザー光は、前記当接部の平坦な上面から厚み方向へ前記上面に対して直角方向から照射され、かつ、前記接合部の厚さ幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向の中心位置から前記開口部の内周側へ0.8mm以下の偏倚した位置に照射されることを特徴とするレーザー溶着方法。 It is a laser welding method in which a cover member made of a laser-transmissive resin material is joined to an opening of a housing made of a laser-absorbing resin material by laser welding. hand,
The opening of the housing is integrally formed with a joint having a thickness and width that goes around the opening,
On the other hand, a contact portion that contacts the joint portion is integrally formed on the outer periphery of the lid member,
applying a load while the joint portion and the contact portion are in contact with each other;
In the state where this load is applied, from the side of the lid member, it is within the range of the thickness width of the joint portion and is biased toward the inner peripheral side of the opening with respect to the central position in the thickness width direction of the joint portion. irradiate the position with a laser beam,
The joint portion is melted by the irradiation of the laser beam, and the melted resin material flows out to at least the inner peripheral side edge portion of the joint portion on the side of the opening portion. and rotate the contact portion,
The laser beam is irradiated from a flat upper surface of the contact portion in a thickness direction in a direction perpendicular to the upper surface, and is within the thickness width of the joint portion. A laser welding method, wherein the laser beam is irradiated to a position deviated by 0.8 mm or less toward the inner peripheral side of the opening from the center position of the direction .
前記接合部と当接部が溶融し、前記鍔部の前記筐体側の面の少なくとも一部に、溶融された樹脂材が流動するように前記レーザー光を周回させることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着方法。 The lid member integrally has a flange projecting outward from the joint portion on the outer periphery of the contact portion,
2. The laser beam is circulated so that the joint portion and the contact portion are melted and the melted resin material flows on at least a part of the housing-side surface of the flange portion. The laser welding method described in .
レーザー光に対して透過性のある樹脂材によって成形され、前記接合部に当接する当接部を一体に有し、前記当接部に前記接合部を接合して前記筐体に固定されている蓋部材と、
前記接合部と前記当接部の当接部分において、前記接合部の厚み幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向の中心位置に対して内周側へ偏倚した位置にレーザー光の照射により形成されたレーザー照射部位と、
前記接合部と前記当接部の内周の少なくとも一部に、前記レーザー照射部位から流出する第1樹脂流出部と、
を備え、
前記レーザー照射部位は、前記レーザー光が前記当接部の平坦な上面から厚み方向へ前記上面に対して直角方向から照射し、かつ、前記接合部の厚さ幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向中心位置から前記開口部の内周側へ0.8mm以下の偏倚した位置に照射されることで形成されることを特徴とする接合構造体。 A housing that is molded from a resin material that absorbs laser light and has an opening, wherein the opening is integrally provided with a joint portion having a thickness and width that circulates around the opening;
It is molded from a resin material that is transparent to laser light, integrally has a contact portion that contacts the joint portion, and is fixed to the housing by joining the joint portion to the contact portion. a lid member;
A laser beam is emitted to a position within the thickness width range of the joint portion at the contact portion between the joint portion and the contact portion and deviated toward the inner peripheral side with respect to the central position in the thickness width direction of the joint portion. A laser irradiation site formed by irradiation of
a first resin outflow portion that flows out from the laser irradiation portion at least part of the inner periphery of the joint portion and the contact portion;
with
The laser irradiation portion is irradiated with the laser beam from a flat upper surface of the contact portion in a thickness direction from a direction perpendicular to the upper surface, and is within the thickness width of the joint portion, A bonded structure characterized by being formed by irradiating a position deviated by 0.8 mm or less toward the inner peripheral side of the opening from the central position in the thickness width direction of the bonded portion.
レーザー光に対して透過性のある樹脂材によって成形され、前記接合部に当接する当接部を一体に有し、前記当接部に前記接合部を接合して前記筐体に固定されている蓋部材と、
前記接合部と前記当接部の当接部分において、前記接合部の厚み幅の範囲内であって、前記接合部の厚み幅方向の中心位置に対して内周側へ偏倚した位置にレーザー光の照射により形成されたレーザー照射部位と、
前記接合部と前記当接部の内周の少なくとも一部に、前記レーザー照射部位から流出する第1樹脂流出部と、
を備え、
前記蓋部材は、当接部の外周に前記接合部よりも外側に突出した鍔部と、前記接合部と前記当接部の外周から前記鍔部の前記筐体側の面の少なくとも一部に、前記レーザー照射部位から流出する第2樹脂流出部と、
を備え、
前記第2樹脂流出部は、前記接合部から外周側への流出最大幅が前記第1樹脂流出部における前記接合部から内周側への流出最大幅よりも小さく、かつ前記鍔部の内側に位置していることを特徴とする接合構造体。 A housing that is molded from a resin material that absorbs laser light and has an opening, wherein the opening is integrally provided with a joint portion having a thickness and width that circulates around the opening;
It is molded from a resin material that is transparent to laser light, integrally has a contact portion that contacts the joint portion, and is fixed to the housing by joining the joint portion to the contact portion. a lid member;
A laser beam is emitted to a position within the thickness width range of the joint portion at the contact portion between the joint portion and the contact portion and deviated toward the inner peripheral side with respect to the central position in the thickness width direction of the joint portion. A laser irradiation site formed by irradiation of
a first resin outflow portion that flows out from the laser irradiation portion at least part of the inner periphery of the joint portion and the contact portion;
with
The lid member includes a flange protruding outward from the joint on the outer periphery of the contact portion, and at least a part of the housing-side surface of the flange from the joint and the contact portion, a second resin outflow portion flowing out from the laser irradiation portion;
with
The second resin outflow portion has a maximum outflow width to the outer peripheral side from the joint portion that is smaller than the maximum outflow width to the inner peripheral side from the joint portion in the first resin outflow portion, A junction structure, characterized in that :
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