WO2024024282A1

WO2024024282A1 - インペラとインペラの製造方法及び電動ウォータポンプと電動ウォータポンプの製造方法

Info

Publication number: WO2024024282A1
Application number: PCT/JP2023/020912
Authority: WO
Inventors: 豊荻原
Original assignee: 日立Astemo株式会社
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2023-06-06
Publication date: 2024-02-01

Abstract

インペラ８は、円環状のシュラウド４２と複数の羽根部４４が一体に樹脂成形された回転翼部４０、回転翼部が固定され、樹脂成形された基部４１と、を備えている。回転翼部は、複数の羽根部のそれぞれの回転軸方向の各端面から隣接する羽根部の間に延びた複数の幅広嵌合部４５を有し、基部は、回転翼部と軸方向から対向する面に、幅広嵌合部と相似形の幅広凹部４８を有し、各幅広嵌合部が幅広凹部に嵌合した状態で各幅広嵌合部の下面に有する各突起部４６が溶融して内底面４８aに溶着され、該溶着された部位が前記幅広嵌合部と幅広凹部の間に覆われている。　これらの構成によって、溶着部位の自由度を向上させると共に、溶着時のバリやコンタミの発生を抑制することが可能になる。

Description

インペラとインペラの製造方法及び電動ウォータポンプと電動ウォータポンプの製造方法

　本発明は、インペラとインペラの製造方法及び電動ウォータポンプと電動ウォータポンプの製造方法に関する。

　従来から省エネや省資源化のために、自動車の燃費向上が要求され、エンジンを動力源としている補機類も電動化される傾向にある。その一つとして、自動車の冷却用の電動ウォータポンプは、軽量化などを図るために、インペラが樹脂材によって成形されるようになっている。

　従来の樹脂材からなるインペラとしては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

　このインペラは、ブラシレスモータを用いた車載用の電動ウォータポンプに適用されたものである。ブラシレスモータは、ロータユニットがロータと合成樹脂材からなるインペラから構成され、前記インペラは、ロータに結合される基板と、該基板に固定される複数の羽根部を有するシュラウドと、を備えている。
複数の羽根部は、シュラウドの基板に対向する面部において周方向に間隔をおいて立設されている。基板には、複数の羽根部のそれぞれを組み付けるための複数の溝部が基板の径方向に沿って細長く形成されている。この各溝部は、羽根部の配列および枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウドが有する羽根部の各々を組み付けるように形成されている。

　そして、シュラウドは、複数の羽根部の各挿入片を対応する各溝部に挿入した状態で、例えば超音波溶着法によって溶着することによって基板に固定されるようになっている。

特開２０１９－１２４２０９号公報(図３参照)

　前記従来のインペラにあっては、基板に各羽根部を固定するには、前述したように、基板に形成された細長い複数の溝部に各羽根部の挿入片を挿入配置した状態で超音波溶着を行うことにより固定するようになっている。

　したがって、基板と各羽根部との溶着部位の形状が自ずと制約されてしまう。また、溶着時に溶融した樹脂材が溝部から外部に流れ出してバリが発生し易くなると共に、溶着時の摩擦熱によって樹脂材が溶けるまでにコンタミが発生し易くなる。

　本発明は、前記従来のインペラにおける技術的課題に鑑みて案出されたもので、溶着部位の形状の自由度を高めると共に、溶着時のバリやコンタミの発生を抑制し得るインペラを提供することを一つの目的としている。

　好ましい態様の一つとしては、円環状のシュラウドと複数の羽根部が一体に樹脂成形された第1部材と、前記第１部材が固定され、樹脂成形された第２部材と、を備え、前記第１部材は、前記複数の羽根部のそれぞれの回転軸方向の各端面から隣接する前記羽根部の間に延びた幅広嵌合部を有し、前記第２部材は、前記第１部材と軸方向から対向する面に、少なくとも一部が前記幅広嵌合部に沿った形状の幅広凹部を有し、前記幅広嵌合部が前記幅広凹部に嵌合した状態で溶着固定され、該溶着固定された部位が前記幅広嵌合部と幅広凹部の間に覆われていることを特徴としている。

　本発明の好ましい一つの態様によれば、第１部材と第２部材の溶着部位の形状の自由度を向上させると共に、溶着時のバリやコンタミの発生を抑制することができる。

本発明の実施形態におけるインペラが適用される電動ウォータポンプの縦断面図である。本実施形態のインペラに供される回転翼部と基部との分解斜視図である。本実施形態のインペラに供される回転翼部と基部とを溶着固定した状態を示す斜視図である。本実施形態のインペラの側面図である。同インペラの平面図である。図４のＡ－Ａ線断面図である。図５のＢ－Ｂ線断面図である。本実施形態に供される回転翼部の平面図である。本実施形態に供される回転翼部の側面図である。 (a)は本実施形態に供される回転翼部の底面図、(ｂ)は同回転翼部を底面側から視た要部拡大図である。 (a)は本実施形態に供される基部の平面図、(ｂ)は同基部の側面図である。本実施形態に供される基部に回転翼部を組み付ける状態を示す縦断面図である。本実施形態の回転翼部を基部に超音波振動溶着機によって溶着している状態を示す側面図である。本実施形態に供される突起部が溶融した溶着された範囲を示す平面図である。

　以下、本発明に係るインペラを電動ウォータポンプに適用した実施形態について図面に基づいて詳述する。
〔第１実施形態〕
　図１は本発明の実施形態におけるインペラが適用される電動ウォータポンプの縦断面図である。

　電動ウォータポンプ１は、車両の冷却装置に用いられたもので、作動流体として冷却媒体(冷却水)を用い、熱交換機(ラジエータ)に接続された循環回路中に組み込まれ、例えば、ハイブリット車の内燃機関や駆動用モータ、インバータなどに冷却水を供給するものである。

　この電動ウォータポンプ１は、図１に示すように、ポンプ部２と、前記ポンプ部２を駆動する駆動部としての電動モータ部３と、電動モータ部３の作動を制御する制御部４と、を有している。

　ポンプ部２は、ポンプハウジング５とモータハウジング６との間に形成されるポンプ室７と、このポンプ室７に収容されたインペラ８と、を備えている。ポンプハウジング５は、例えばアルミ合金材によって形成されて、インペラ８の回転軸上に設けられ、ポンプ室７内に開口する吸入口９を有している。ポンプハウジング５とモータハウジング６との間に設けられて、ポンプ室７と径方向から連通する吐出通路１０と、を有している。

　ポンプ部２は、インペラ８が回転することによって吸入口９からポンプ室７に吸入された冷却水を径方向に吐出して吐出通路１０から内燃機関などに供給されるようになっている。

　インペラ８については、具体的構成などについて後ほど詳述する。

　電動モータ部３は、インナーロータ型のブラシレスモータであって、円筒状に形成された固定子であるステータ１１と、ステータ１１の内周側に回転可能に設けられた回転子であるロータ１２と、を有し、このステータ１１とロータ１２は、モータハウジング６の内部に収容配置されている。

　ステータ１１は、磁性材の円環状のステータコア１３と、ステータコア１３の外側に設けられた合成樹脂材の複数のボビン１４と、該各ボビン１４の外周に巻回されたコイル１５と、を有している。ステータ１１は、外周全体が合成樹脂の保持部材１６によってモールドされている。

　この保持部材１６は、縦断面ほぼ横凹状のカップ状に形成されて、円筒状の外周壁１６ａにモータハウジング６に固定する複数のボルト１７が挿入される複数の挿入孔１６ｂが軸方向から貫通形成されている。また、保持部材１６は、外周壁１６ａの軸方向の一端側に円盤状の端壁１６ｃを有している。この端壁１６ｃは、軸中心位置にロータ１２とインペラ８を回転可能に支持する支持軸１８の大径状の一端部１８ａがモールド固定されている。この支持軸１８の他端部１８ｂは、ポンプ室７から吸入口９付近まで延びていると共に、インペラ８の軸方向の抜け出しを規制する筒状規制部５ａに挿入されている。また、他端部１８ｂの外周に形成されたシール溝には、シール１９が嵌着固定されている。筒状規制部５ａは、吸入口９の内周面から径方向中心方向へ突出した支脚５ｂによってポンプハウジング５に一体に設けられている。

　端壁１６ｃは、内底面のボビン１４の内周側の位置に段差状の第１環状シール溝２０が形成されて、この第１環状シール溝２０に第１シール部材２１が保持されている。

　ロータ１２は、円筒状に形成されて、内部に複数の永久磁石２２が保持されていると共に、永久磁石２２を含む内周全体が合成樹脂材の磁極保持部２３によってモールドされている。この磁極保持部２３は、ロータ１２の内周側に有する円筒状の出力軸である軸部２３ａの先端部にインペラ８が一体に設けられている。また、軸部２３ａは、内部に支持軸１８が挿入される挿入孔２３ｂが軸方向に貫通形成さていると共に、軸方向の一端部と他端部のそれぞれの内周に支持軸１８に軸支される円筒状の軸受部２４ａ、２４ｂが設けられている。磁極保持部２３は、ロータ１２の外周面を覆ってステータコア１３の内周面とロータ１２の外周面とを円筒状のエアギャップを介して径方向から対向するように設けられている。

　モータハウジング６は、合成樹脂材あるいはアルミ合金材などによって段差径状に形成され、ポンプハウジング５に軸方向から図外のボルトによって結合される前端側の小径部６ａと、制御部４の制御カバー３４が取り付けられる後端側の大径部６ｂと、を有している。

　小径部６ａは、前端面に形成されたシール溝にポンプハウジング５との間をシールするシール部材２５が保持されていると共に、内周面の軸方向のほぼ中央位置に円環壁２６が一体に設けられている。この円環壁２６は、外周部の内面に前記各ボルト１７の先端部に有する雄ねじ部１７ａが螺着する複数の雌ねじ部２６ａが形成されていると共に、内周部の凹状の内周面がインペラ８の外周部に僅かな隙間をもって軸方向から対向配置している。またこの円環壁２６の内周部のステータ１１側の内側面には、後述する仕切壁２９が軸方向から弾接する第２シール部材２８を保持する第２環状シール溝２７が形成されている。この第２環状シール溝２７は、インペラ８に対して径方向外側へ離れた位置に形成されている。

　仕切壁２９は、ステータ１１とロータ１２との間に配置され、非磁性材の金属板材によって形成された円筒状に形成されている。この仕切壁２９は、プレス成形によって形成され、全体の肉厚が約０．５ｍｍ程度に形成されており、ステータ１１の内周面とロータ１２の外周面との間に配置された円筒部３０と、この円筒部３０の軸方向のインペラ８側の一端縁から径方向外側に延びたフランジ部３１と、円筒部３０の軸方向の他端縁から径方向内側へ延びた円環状のシール保持部３２と、円筒部３０の外周面であって、フランジ部３１の径方向の内周部から円筒部３０の他端縁方向へ軸方向に延びた図外の複数(本実施形態では４つ)の突部と、を有している。この突部は、円周方向の９０度に位置にそれぞれ設けられている。

　円筒部３０は、軸方向の長さがボビン１４の軸方向の一端縁から他端縁近傍まで形成されている。円筒部３０は、ステータ１１の内周側に軸方向から組み付けられた状態では、外周面がステータコア１３やボビン１４の各内周面に当接している。フランジ部３１は、径方向の幅長さが第２環状シール溝２７を覆い、かつ各コイル１５全体を覆う長さまで延びている。シール保持部３２は、円筒部３０の他端縁から断面Ｌ字形状に折り曲げられて、その先端縁から軸方向に延びた小径筒部３２ａを有している。また、シール保持部３２は、小径筒部３２ａを介して第１環状シール溝２０を軸方向と径方向から覆うように形成されている。

　制御部４は、制御カバー３４と、この制御カバー３４の内部に収容保持された回路基板３５と、を有している。

　制御カバー３４は、アルミ合金材などの伝熱材によって断面ほぼカップ状に形成されてヒートシンクとしての機能を有し、環状の外周壁３４ａがモータハウジング６の大径部６ｂの端面に軸方向から当接しつつ図外のボルトなどによって結合されている。

　回路基板３５は、電子素子である図外の複数の電子部品が取り付けられており、保持部材１６の外面に突設された小径円柱状の複数のボス部１６ｄにビス３６を介して保持部材１６に固定されている。また、回路基板３５は、例えば内部に有するバスバーがステータ１１の各コイル１５の各口出し線に端子を介して接続されている。

　図２は本実施形態のインペラに供される回転翼部と基部との分解斜視図、図３は本実施形態のインペラに供される回転翼部と基部とを溶着固定した状態を示す斜視図、図４は本実施形態のインペラの側面図、図５は同インペラの平面図、図６は図４のＡ－Ａ線断面図、図７は図５のＢ－Ｂ線断面図である。図８は本実施形態に供される回転翼部の平面図、図９は本実施形態に供される回転翼部の側面図、図１０(a)は本実施形態に供される回転翼部の底面図、(ｂ)は同回転翼部を底面側から視た要部拡大図、図１１(a)は本実施形態に供される基部の平面図、(ｂ)は同基部の側面図である。

　そして、前記インペラ８は、図１～図７に示すように、第１部材である回転翼部４０と、前記軸部２３aに一体に設けられ、回転翼部４０を溶着によって回転軸方向から固定する第２部材である基部４１と、を有している。

　回転翼部４０は、熱可塑性樹脂材によって一体に成形され、図８～図１０にも示すように、円環状のシュラウド４２と、シュラウド４２の径方向内側の中央位置に配置された第１筒状部４３と、シュラウド４２の前記基部４１側の一端部に一体に設けられた複数(本実施形態では７枚)の羽根部４４と、第１筒状部４３の外周面と各羽根部４４との間に設けられた複数(本実施形態では同じく７枚)の幅広嵌合部４５と、を有している。

　シュラウド４２は、基部４１とは軸方向で反対側に設けられた円筒部４２aと、円筒部４２aの基部４１側の端縁に一体に設けられたフランジ部４２ｂと、を有している。

　第１筒状部４３は、内部軸方向に沿って形成された挿通孔４３aに後述する第２筒状部４７が嵌挿されるようになっている。

　各羽根部４４は、ポンプ効率を高めるためにそれぞれ三次元的な形状に形成され、放射状に延びた全体の外径が基部４１の外径とほぼ同一に形成されている。各羽根部４４は、シュラウド４２の内周面よりも径方向内側において、軸方向の前記基部４１側からシュラウド４２側に向かって径方向外側に広がるように傾斜して形成され、かつ、幅広嵌合部４５と連結されている。すなわち、各羽根部４４は、回転軸方向の一端部である図４中の上端部４４aがシュラウド４２のフランジ部４２ｂの下面に一体に形成されている。一方、他端部である下端部４４ｂは、軸方向に延びた下端縁が回転翼部４０を基部４１に重ね合わせた際に、基部４１の後述する上面４１aに当接するようになっている。また、下端部４４ｂの下端縁の外周側に有する外端部４４ｃは、湾曲状に折曲形成されて、基部４１の後述する狭幅溝４９に嵌合可能になっている。

　幅広嵌合部４５は、図２～図１０に示すように、径方向中央側から、つまり第１筒状部４３の外周面の一体に設けられた円環状の基端部４５ａから径方向外側へ放射状に延びていると共に、基端部４５aから径方向外側の外端部４５ｂまでが各羽根部４４に向かって下り傾斜状に形成されている。各幅広嵌合部４５は、基端部４５aの円周方向のほぼ等間隔位置に配置されて、それぞれが平面から視てほぼ木の葉形状に形成されている。

　各幅広嵌合部４５は、図５、図６、図８に示すように、平面から視てＤ字形状に形成されて、それぞれの円周方向の幅長さＷが比較的大きく形成されている。各幅広嵌合部４５は、各外端部４５ｂが各羽根部４４の下端部４４ｂに結合されていると共に、前記円周方向の幅長さＷが図６に示すように、羽根部４４の肉厚Ｗ１よりも大きく形成されている。ここで、羽根部４４の肉厚Ｗ１とは、幅広嵌合部４５とシュラウド４２との間の羽根部４４の肉厚幅長さをいう。

　また、各幅広嵌合部４５の下面には、図１０(a)(ｂ)に示すように、突起部４６がそれぞれ一体に設けられている。この突起部４６は、幅広嵌合部４５の下面の幅長さＷ方向のほぼ中央位置に配置されていると共に、幅広嵌合部４５の基端部４５ａから外端部４５ｂ方向へ径方向に沿って細長く延びている。その突起部４６の長さは、幅広嵌合部４５の径方向のほぼ中央位置までの長さになっている。突起部４６は、断面がほぼ三角形状に形成されて、回転翼部４０を基部４１に重ね合わせた際に、頂部４６aが基部４１の後述する幅広凹部４８の内底面４８aに当接するようになっている。

　基部４１は、同じく熱可塑性樹脂材によってほぼ円板状に成形され、図２、図７及び図１１、図１２に示すように、径方向の中央位置に設けられた第２筒状部４７と、回転翼部４０側の上面４１aに形成されて、回転翼部４０の複数の幅広嵌合部４５が軸方向から嵌合する複数(本実施形態では７つ)の幅広凹部４８と、上面４１aの外周部に各幅広凹部４８と連続して形成された溝部である狭幅溝４９と、を有している。

　第２筒状部４７は、軸方向の上端部４７aが基部４１の中央から回転翼部４０側へ所定量だけ突出形成されていると共に、上端部４７aの外径が第１筒状部４３の内径より小さく形成されて、該第１筒状部４３の挿通孔４３aに軸方向から嵌挿されるようになっている。また、第２筒状部４７は、内部に有する軸受挿入孔４７ｂに前記軸受部２４ｂの外周面が嵌挿配置されて、回転翼部４０を含む基部４１が軸受部２４ｂを介して支持軸１８に対して回転可能になっている。

　各幅広凹部４８は、外形が各幅広嵌合部４５と相似形に形成された木の葉形状に形成されている。つまり、各幅広凹部４８は、第２筒状部４７側の内端部から径方向外側の外端部に向かって狭幅に形成されて、幅広嵌合部４５と同じく平面から視てほぼＤ字形状に形成されている。そして、各幅広凹部４８は、回転翼部４０を基部４１に重ね合わせた際に、内部に各幅広嵌合部４５が軸方向から嵌合可能になっている。

　各狭幅溝４９は、各幅広凹部４８の外端部から径方向外側へ連続的に形成されて、平面から視ると各羽根部４４の下端部４４ｂの外端部４４ｃの形状に合ったほぼ湾曲状に折曲形成されている。これによって、各狭幅溝４９には、回転翼部４０を基部４１に重ね合わせた際に、各幅広嵌合部４５の各幅広凹部４８への嵌合とともに、各羽根部４４の下端部４４ｂの外端部４４ｃが嵌合するようになっている。
〔インペラの製造方法〕
　図１２は本実施形態に供される基部に回転翼部を組み付ける状態を示す縦断面図、図１３は本実施形態の回転翼部を基部に超音波振動溶着機によって溶着している状態を示す側面図、図１４は本実施形態に供される突起部が溶融した溶着された範囲を示す平面図である。

　以下、インペラの製造方法について説明するが、具体的には回転翼部４０と基部４１の固定(結合)方法について説明する。

　回転翼部４０は、合成樹脂材によって金型を用いた一般的な射出成型機によって別途成形されている。すなわち、回転翼部４０は、図外の射出成形機の第１金型がシュラウド４２に対して軸方向の一方側から配置され、第２金型がシュラウド４２の軸方向の他方側から配置されて、これら第１、第２金型によって射出成形されるようになっている。

　一方、基部４１は、前述したロータ１２などを被覆した磁極保持部２３の軸部２３aと一緒に予め合成樹脂材によってインサート成形されている。

　そして、回転翼部４０と基部４１は、まず、図１２に示すように、図外のベース上に固定された基部４１の上から回転翼部４０を載置セットするが、このとき、第１筒状部４３を第２筒状部４７に軸方向上側から嵌挿しつつ、基部４１の幅広凹部４８に回転翼部４０の幅広嵌合部４５を上方から嵌合すると共に、各羽根部４４の下端部４４ｂの外端部４４ｃを基部４１の狭幅溝４９内に嵌合する。

　この状態では、各突起部４６の頂部４６aが幅広凹部４８の内底面４８aに当接している。したがって、各幅広嵌合部４５は、突起部４６の高さ分だけ幅広凹部４８内から僅かに浮いた状態になる。

　続いて、この状態で、図１３に示すような超音波振動溶着機５０(バイブレレーションウェルディング)によって回転翼部４０が基部４１に溶着固定される。すなわち、超音波振動溶着機５０の電気エネルギー(発振器)から機械エネルギー(トランスデューサー)に変換して超音波振動(ブースター・ホーン)を与える。これによって、各突起部４６と内底面４８aとの間に加圧とともに摩擦熱が発生することにより、図１４に示すように、主として各突起部４６が溶融して内底面４８a上に広がって、この溶融した突起部４６と内底面４８aが溶着する。
各突起部４６と内底面４８ａが溶融すると、同時に、回転翼部４０の各幅広嵌合部４５が、図７に示すように、基部４１の各幅広凹部４８に嵌合して各幅広嵌合部４５の下面全体が内底面４８aに密接状態に当接する。このとき、各羽根部４４は、下端部４４ｂの各外端部４４ｃが各狭幅溝４９に嵌合することになる。

　このように、本実施形態では、幅広嵌合部４５と幅広凹部４８は、溶着時には各突起部４６と内底面４８aが互いに溶融することによって、幅広凹部４８の内底面４８aと幅広嵌合部４５の下面との間が溶着固定されることから、その溶着面積を広く取ることができる。したがって、回転翼部４０と基部４１は、各突起部４６によって面接触状態で溶着固定されるので、強固に固定させることができる。

　また、幅広嵌合部４５と幅広凹部４８は、両者間の前述した広い範囲で溶着されることから、溶着部位や形状の自由度を高くすることが可能になる。

　しかも、幅広嵌合部４５と幅広凹部４８を超音波振動溶着した際のバリやコンタミなどの発生を抑制することができる。つまり、各突起部４６と各内底面４８aの溶融部位が、幅広嵌合部４５と幅広凹部４８との間に覆われることから、溶融樹脂材が外部への漏れ出すのを抑制できる。これによって、前記溶着時のバリやコンタミなどの発生を効果的に抑制できる。特に、各突起部４６は、幅広嵌合部４５の下面のうちで幅長さＷのほぼ中央位置に設けられていることから、突起部４６の溶融範囲が図１４の破線で示すように幅広嵌合部４５の幅方向の中央領域のみとなるので、溶融樹脂材が外部へ流れ出すことがない。したがって、バリやコンタミの外部への漏れ出しを十分に抑制できる。

　このように、溶着時のバリやコンタミの発生を抑制できることから、車両の冷却装置の冷却水回路へのバリやコンタミの侵入を抑えることが可能になり、この結果、電動ウォータポンプの品質の向上が図れる。

　また、本実施形態では、各幅広嵌合部４５の下面にそれぞれ突起部４６を設けたことから、超音波振動溶着時の加圧力が各突起部４６に集中荷重として作用するので、該突起部４６が溶融し易くなって基部４１との溶着作業性が向上する。

　さらに、各幅広嵌合部４５と各羽根部４４とは、樹脂材によって一体に成形されていることによって部品点数の増加が抑制されてコストの低減化が図れる。

　各羽根部４４は、三次元的な形状になっていることから、冷却水に対する良好なポンプ効率が確保できる。

　また、本実施形態では、三次元的な形状の羽根部４４や幅広嵌合部４５が、シュラウド４２の径方向内側にあることから、回転翼部４０を射出成形した後に第１、第２金型を羽根部４４の軸方向から型開きすることができる。つまり、アンダーカット部が存在しないので、これら羽根部４４や幅広嵌合部４５をシュラウド４２と一緒に成形することが可能になる。この結果、成形コストの低減化が図れる。

　本実施形態では、前述のように、羽根部４４の他に幅広嵌合部４５付きのシュラウド４２を含む回転翼部４０を、軸方向の２つの第１、第２金型で成形できることから、簡易な金型構造で製造することができる。

　幅広嵌合部４５は、軸方向の中心側の基端部４５aから径方向外側の外端部４５ｂが各羽根部４４に向かって下り傾斜状に形成されていることから、軸方向先端側から流入した冷却水を各羽根部４４方向へのガイドとして機能させることができる。これによって、冷却水に対するポンプ効率が向上する。

　幅広凹部４８の径方向外側に、羽根部４４の下端部４４ｂの外端部４４ｃが嵌合する狭幅溝４９を有することから、羽根部４４の下端部４４ｂと基部４１の上面４１aとの間の隙間の発生を抑制することが可能になる。これによって、羽根部４４と基部４１との間からの冷却水の漏れを抑制することが可能になるので、ポンプ効率の向上が図れる。
また、各羽根部４４の下端部４４ｂの外端部４４ｃが、狭幅溝４９に入り込むことによって、各羽根部４４の基部４１に対する位置決め精度を高めることができる。

　さらに、回転翼部４０の第１筒状部４３に、基部４１の第２筒状部４７を軸方向から嵌挿(インロー)するようになっていることから、溶着固定時における回転翼部４０と基部４１との同軸性を確保できる。

　本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、回転翼部４０と基部４１との溶着法としては、前記超音波振動溶着法の他に、熱溶着法やその他の溶着法とすることも可能である。

　また、前記突起部４６としては、横断面が三角形の他に、さらに多角形状や小円柱状とすることも可能である。さらに、複数の球面状(点字ブロック状)の突起とすることも可能である。これらは、幅広嵌合部４５と幅広凹部４８との間の広い溶着面積が得られることに起因している。また、これらの場合は、幅広嵌合部４５の幅方向の中央寄りに配置することによって、本実施形態のように、溶融した樹脂材が外部に流れ出すことがなくなるは言うまでもない。

　また、幅広嵌合部４５の下面に突起部４６を設ける実施形態を示したが、場合によっては突起部４６を設けずに幅広嵌合部４５の下面全体を幅広凹部４８の内底面４８aに当接した状態で超音波振動溶着を行うことも可能である。

　インペラの適用対象としては、前記車両の冷却装置の電動ウォータポンプとしているが、これに限定されるものでなく、他のポンプなどにも適用可能である。

　１…電動ウォータポンプ、２…ポンプ部、３…電動モータ部、４…制御部、５…ポンプハウジング、６…モータハウジング、６ａ…小径部、６ｂ…大径部、７…ポンプ室、８…インペラ、９…吸入口、１０…吐出通路、１１…ステータ、１２…ロータ、１３…ステータコア、１５…コイル、１６…保持部材、１８…支持軸、２２…永久磁石、２９…仕切壁、３４…制御カバー、４０…回転翼部(第１部材)、基部４１(第２部材)、４２…シュラウド、４３…第１筒状部、４４…羽根部、４５…幅広嵌合部、４５a…基端部、４５ｂ…外端部、４６…突起部、４６a…頂部、４７…第２筒状部、４８…幅広凹部、４８a…内底面、４９…狭幅溝(溝部)、５０…超音波振動溶着機。

Claims

　円環状のシュラウドと複数の羽根部が一体に樹脂成形された第1部材と、
　前記第１部材が固定され、樹脂成形された第２部材と、
　を備え、
　前記第１部材は、前記複数の羽根部のそれぞれの回転軸方向の各端面から隣接する前記羽根部の間に延びた幅広嵌合部を有し、
　前記第２部材は、前記第１部材と軸方向から対向する面に、少なくとも一部が前記幅広嵌合部に沿った形状の幅広凹部を有し、
　前記幅広嵌合部が前記幅広凹部に嵌合した状態で溶着固定され、該溶着固定された部位が前記幅広嵌合部と前記幅広凹部の間に覆われていることを特徴とするインペラ。
　請求項１に記載のインペラであって、
　前記幅広嵌合部の前記回転軸に対する周方向の幅長さは、前記羽根部の前記回転軸に対する径方向の肉厚幅よりも大きいことを特徴とするインペラ。
　請求項１に記載のインペラであって、
　前記幅広嵌合部は、前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に配置されていることを特徴とするインペラ。
　請求項３に記載のインペラであって、
　前記羽根部は、前記シュラウドの内周面よりも径方向内側において、軸方向の前記第２部材側から前記シュラウド側に向かって径方向外側に広がるように傾斜して形成され、かつ、前記幅広嵌合部と連結していることを特徴とするインペラ。
　請求項１に記載のインペラであって、
　前記幅広嵌合部は、径方向中央側の部位から前記羽根部側の径方向外側の部位の方向に向かって下り傾斜状に形成されていることを特徴とするインペラ。
　請求項１に記載のインペラであって、
　前記幅広嵌合部は、前記各羽根部の径方向の外側の端部よりも内側に形成され、
　前記第２部材は、前記幅広凹部と連続して径方向外側に延びていると共に前記幅広嵌合部よりも径方向外側に形成されて、各羽根部の径方向の外端部が嵌合する溝部を有することを特徴とするインペラ。
　請求項１に記載のインペラであって、
　前記第１部材は、前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に第１筒状部を有し、
　前記第２部材は、前記幅広凹部よりも径方向内側に軸方向に延びる第２筒状部を有し、
　前記第２筒状部が、前記第１筒状部に挿入配置されていることを特徴とするインペラ。
　請求項１に記載のインペラであって、
　前記各幅広嵌合部の下面に、前記幅広凹部の上面に当接する溶着用の突起部をそれぞれ有することを特徴とするインペラ。
　請求項１に記載のインペラであって、
　前記幅広嵌合部と幅広凹部が溶着固定された前記第１部材と第２部材は、車両の冷却装置に配置された電動ウォータポンプの電動モータの出力軸に固定されていることを特徴とするインペラ。
　車両の冷却水回路に用いられる電動ウォータポンプであって、
　出力軸を回転駆動させる電動モータと、
　前記出力軸と一体に回転するインペラであって、
　円環状のシュラウドと複数の羽根部が一体に樹脂成形された第1部材と、前記第１部材が固定され、樹脂成形された第２部材と、前記第１部材に設けられ、前記複数の羽根部のそれぞれの回転軸方向の各端面から隣接する前記羽根部の間に延びた幅広嵌合部と、前記第２部材に設けられ、前記第１部材と軸方向から対向する面に、少なくとも一部が前記幅広嵌合部に沿った形状の幅広凹部と、を有し、前記幅広嵌合部が前記幅広凹部に嵌合した状態で溶着固定され、該溶着固定された部位が前記幅広嵌合部と前記幅広凹部の間に覆われているインペラと、
　を備えた電動ウォータポンプ。
　円環状のシュラウドと、前記シュラウドから軸方向に延びる複数の羽根部と、前記各羽根部の回転軸の方向の端面から隣接する羽根部の間に延びた幅広嵌合部と、を有する第１部材を樹脂成形する第１工程と、
少なくとも一部が前記幅広嵌合部に沿う形状の前記幅広凹部を有する円盤状の第２部材を樹脂成形する第２工程と、
　前記第２部材の前記幅広凹部に前記第１部材の前記幅広嵌合部を嵌合して前記幅広凹部と前記幅広嵌合部を溶着する第３工程と、
　を有するインペラの製造方法。
　請求項１１に記載のインペラの製造方法であって、
　前記第１工程において、前記幅広嵌合部に前記幅広凹部の内底面に当接する突起部を設け、
　前記第３工程において、超音波振動による溶着によって少なくとも前記突起部と前記幅広凹部の内底面とを溶着することを特徴とするインペラの製造方法。
　請求項１１に記載されたインペラの製造方法であって、
　前記突起部は、前記幅広嵌合部の周方向の外端部を除く内側の位置に設けられていることを特徴とするインペラの製造方法。
　請求項１１に記載されたインペラの製造方法であって、
　前記第１部材は、前記シュラウドに対して軸方向の一方側から配置された第１金型と、軸方向の他方側から配置された第２金型によって成形されることを特徴とするインペラの製造方法。
　請求項１に記載のインペラが用いられる電動ウォータポンプの製造方法であって、
　前記幅広嵌合部と幅広凹部が溶着固定された前記第１部材と第２部材は、電動モータの出力軸に固定されると共に、車両の冷却装置に配置されていることを特徴とする電動ウォータポンプの製造方法。
　請求項１５に記載の電動ウォータポンプの製造方法であって、
　前記第２部材は、前記電動モータのロータと一体に成形されたことを特徴とする電動ウォータポンプの製造方法。