JP2002081393A - 自吸式ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ポンプ動作終了後はポンプケース内に水がほ
ぼ残留しないようにし、残留水の腐敗や凍結を防止した
自吸式ポンプ装置を提供する。 【解決手段】 モータ４のロータ出力軸４１ａの下端側
に連結されたインペラ１と流体を吸い込む吸い込み口１
６及び流体を吐出する吐出口を備えると共にインペラ１
を収納するインペラ室６を有し、インペラ１の回転軌跡
がポンプケース２内に予め貯められる呼び水Ｗの液面Ｌ
と平行となる自吸式ポンプ装置３において、吸込み口１
６をインペラ１の回転中心と同軸上でかつインペラ１の
下部に形成し、ポンプケース２に流体を吸引するための
吸引口２ａを備え、吸引口２ａと吸込み口１６とを吸水
パイプ８で連結すると共に吸引口２ａと吸込み口１６間
は、常時開放された状態となっている。これによりポン
プ動作終了後にポンプケース２内の水がほとんど吸引口
２ａから液体源側へ戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯機用のバスポ
ンプ等の自吸式ポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の洗濯機、たとえば全自動洗濯機に
おいて、洗濯部位に洗浄用の流体を汲み上げる流体ポン
プとして、たとえばお風呂の湯水を汲み上げて洗濯機の
槽内に供給するバスポンプを備えたものがある。このよ
うなバスポンプは、従来、モータにポンプ部品を組み付
けることによってポンプ装置を構成している。

【０００３】なお、このタイプのポンプは、洗濯機と浴
槽とをつなぐホース内に溜まった空気を吸い出した後に
風呂水を吸い上げる必要があり、通常、この動作（自吸
過程）が可能な自吸式ポンプ装置となっている。このよ
うな従来構造のポンプ装置は、たとえば、特開平８−１
３５５９０号、特開平８−３０３３７９号、特開平１０
−１９６５８２号公報等に開示されている。

【０００４】上述したような自吸式ポンプ装置は、ポン
プケースに設けられた吐出口及び吸引口に連通されたイ
ンペラ室内で、モータの駆動力によりインペラを回転さ
せて液体を吸引口から吸い上げ、吸い上げた液体を吐出
口から吐出させるように構成されている。なお、自吸式
ポンプ装置では、ポンプケース内にインペラの少なくと
も半分程度が浸水する程度に予め呼び水を貯めておき、
その状態からインペラを回転させないと自吸できない。
すなわち、空気を吸い出す動作及び風呂水の吸水する動
作が行われない。そのため、自吸過程を始める前に、予
めポンプケース内に呼び水を貯めておく。

【０００５】そして、上述の自吸動作が正常に行われ、
ホース及びポンプケース内の空気が完全に排出された後
に、風呂水が吸い上げられる（ポンプ動作）。このポン
プ動作は、モータを停止させインペラの回転を停止させ
ると終了する。

【０００６】上述したように構成された自吸式ポンプ装
置は、自吸動作時及び吸水動作時において、液体源であ
る風呂側へポンプケース内の水を逆流させようとする負
圧が発生する。インペラは、この風呂側への負圧に抗し
て風呂水をポンプ側に吸引する。しかしながら、風呂側
への負圧がインペラの回転によって起こすインペラ側へ
の負圧に瞬間的に打ち勝ち、ポンプ内の水が風呂側に逆
流しようとすることがある。このような逆流が起こり、
ポンプケース内の液量が所定量以下となってしまうとポ
ンプ動作は行えなくなる。したがって、通常、このよう
な逆流を防止するため、インペラを収納するインペラ室
とポンプケースに形成された吸引口との間の経路に、逆
流防止用の逆止弁が設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の逆止弁は、風呂
側への負圧がインペラの回転によって発生する負圧に打
ち勝つと、吸引口とインペラ室間の経路を封鎖し、風呂
側への負圧による逆流を防止するようになっている。そ
のため、インペラの回転を停止してインペラの回転によ
って発生する負圧をゼロにしてしまうと、当然逆止弁が
閉まって上述の経路は封鎖される。このため、インペラ
の回転停止後は、インペラ室内を含めポンプケース内に
液体が残留する。この残留量は、上述した呼び水と同程
度、すなわちインペラの少なくとも半分程度を浸水させ
る程度である。

【０００８】このようにポンプ動作終了後、呼び水と同
程度の水がポンプケース内に残留するため、長期の不使
用期間があると残留水が腐ってしまうという問題があ
る。また、その長期不使用期間が冬季である場合には、
残留水が凍結しポンプケースや内部のインペラ室及びイ
ンペラ等が破損する恐れもある。

【０００９】なお、自吸式ポンプ装置の中には、特に逆
止弁が設けられていないものもある。このようなタイプ
の自吸式ポンプ装置は、その構成上、インペラ側への負
圧力を大きくするためにインペラの外径が大きく設定さ
れており、常にインペラ側の負圧が風呂側の負圧に打ち
勝つ構成となっている。また、このようなタイプの自吸
式ポンプ装置は、インペラの回転中心に風呂水を吸引し
やすいように、インペラがポンプケース内に横置き（回
転中心軸が底面と平行）となっていると共に、インペラ
室の吸い込み口がインペラの回転中心と同軸上に横向き
に配置される。そのため、吸い込み口の位置は、比較
的、ケース底面から離れている。

【００１０】そのため、逆止弁はないが、ポンプ動作終
了後の水の残留は発生する。すなわち、吸い込み口が横
向きであるため、風呂側への負圧による逆流がしにくく
なっている。しかも、吸い込み口より下部側の水は、風
呂側からの負圧によっては吸い上げられない。したがっ
て、ポンプ動作終了後においてもインペラ室内に水が残
留し、上述の残留水に関する問題が生じる。

【００１１】本発明の目的は、上述した問題点に鑑み
て、ポンプ動作終了後はポンプケース内の液体が風呂側
に戻ってポンプケース内に水がほぼ残留しないように
し、これによって残留水の腐敗や凍結を防止した自吸式
ポンプ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的に鑑みて、
本発明は、駆動源としてのモータと、このモータのロー
タ出力軸の下端側に連結されて回転し流体を移送するイ
ンペラと、流体を内部に吸い込む吸い込み口及び内部に
吸い込んだ流体を外部へ吐出する吐出口を備えると共に
インペラを内部に収納するインペラ室と、を有し、イン
ペラの回転軌跡が自吸動作及びポンプ動作前にポンプケ
ース内に予め貯められる呼び水の液面と平行となる自吸
式ポンプ装置において、吸い込み口をインペラの下部に
形成し、ポンプケースにこのポンプケースの外部と内部
とを連通し外部からポンプケース内に流体を吸引するた
めの吸引口を備え、この吸引口と吸い込み口とを吸水パ
イプで連結すると共に、吸引口と吸い込み口間は常時開
放された状態となっていることを特徴としている。

【００１３】上述の発明によれば、ポンプケースの吸引
口とインペラ室の吸い込み口間が常時開放された状態と
なっている。加えて、吸い込み口は、モータのロータ出
力軸の下端側に連結されたインペラのさらに下部、すな
わちポンプケースの底面に近い位置に配置されている。
したがって、一連のポンプ動作終了後には、液体源と接
続される吸引口からの負圧によって、インペラ室内の液
体がインペラの下部に配置された吸い込み口から吸水パ
イプを逆流してポンプケース外に排出されるため、ポン
プケース内には液体がほとんど残留しない。この結果、
長期間の不使用による残留水の腐敗及び凍結を防止でき
る。

【００１４】また、他の発明は、上述の自吸式ポンプ装
置において、ポンプケース内に、インペラ室の吐出口か
ら吐出された流体を気体と液体とに分離するための気液
分離室を設け、この気液分離室内とインペラ室内との間
及びインペラ室内と吸水パイプ内との間を同一平面上で
仕切ると共に各間をシールする平板状シール部材を配置
したことを特徴としている。

【００１５】そのため、自吸動作時やポンプ動作時にお
ける気液分離室内とインペラ室内との間及びインペラ室
内と吸水パイプ内との間の液漏れが防止でき、これによ
ってインペラの回転による負圧力を高めることができ
る。そのため、自吸動作時やポンプ動作時には、より確
実に液体源側からの負圧に対抗し打ち勝って、液体源側
への水の逆流を防止できる。

【００１６】また、他の発明は、上述の自吸式ポンプ装
置において、吸水パイプは、一端を吸引口に接続され吸
引口から下部に直線的に垂下された第１のパイプ部材
と、一端側が湾曲しその先端がインペラ室の吸い込み口
に接続されかつポンプケースの底面に平行に配置された
部位を有しさらに他端側が湾曲された第２のパイプ部材
から構成され、第１のパイプ部材の他端と第２のパイプ
部材の他端とが平板状シール部材を挟んで連結され、か
つこの連結部位と吸い込み口と第２のパイプ部材との接
続部位とを平板状シール部材で同一平面上でシールして
いることを特徴としている。

【００１７】上述の発明によれば、吸引口に連結される
第１のパイプ部材と吸い込み口に連結される第２のパイ
プ部材とを平板状シール部材を挟んで連結している。加
えて、この平板状シール部材は、第２のパイプ部材と吸
引口との接続部位も第１及び第２のパイプ部材の連結部
位と同一平面上にてシールしている。そのため、平板状
シール部材の保持がより確実となり、上述した各室間の
シール性が向上する。特に、負圧が強く発生するインペ
ラ近傍ではなく、インペラ側への負圧が弱いインペラか
ら離れた位置における平板状シール部材を両パイプ部材
で挟持して、この部位のシール性を高めることができる
ため、自吸動作時及びポンプ動作時における液体源側へ
の水の逆流をさらに防止できる。また、ポンプケース上
部側に形成される吸引口とポンプケース下部側に配置さ
れ、かつ単に直線状の管ではなく複雑な形状をした吸水
パイプを２部材に分割して構成することにより、成型性
が向上される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の自吸式ポンプ装置
の実施の形態について、図１から図４を参照しながら説
明する。図１は、本発明の自吸式ポンプ装置の平面図、
図２は図１のＶ−Ｏ−Ｖ断面図である。図３は、図１と
同方向から平板状シール部材を示した平面図である。図
４は、本発明の実施の形態の自吸式ポンプ装置のインペ
ラの構成を示す図である。

【００１９】本実施の形態の自吸式ポンプ装置３は、図
１及び図２に示すように、内部に流体を吸い込むための
吸引口２ａ及び内部に吸い込んだ流体を外部に吐出する
ための排出口２ｂとを有するポンプケース２と、ポンプ
ケース２の内部に配置された駆動源としてのモータ４
と、このモータ４のロータ出力軸４１ａの下端側に連結
されたインペラ１を有している。そして、モータ４の駆
動力でインペラ１を回転させることにより、吸引口２ａ
から流体を吸引して排出口２ｂ側へ移送し、排出口２ｂ
から外部へ吐出するものとなっている。なお、本発明の
自吸式ポンプ装置３は、インペラ１の回転軌跡が自吸動
作及びポンプ動作前にポンプケース２内に予め貯められ
る呼び水Ｗの液面Ｌと平行となるように構成された、い
わゆる縦置き配置のポンプ装置となっている。

【００２０】ポンプケース２は、上下方向の上側略半分
でかつ図２において左右方向左側半分を占めるモータ４
を配置させるためのモータ取り付け用凹部５を有し、こ
の凹部５内の空間と壁によって空間的に隔てられた内部
空間をこの凹部５の右隣り及び下部に備えた本体部２１
と、この本体部２１の最下部に形成された開放部分を塞
いで内部空間を封止すると共に、後述する吸水パイプ８
の一部となる第２のパイプ部材８２が一体的に形成され
た底蓋部２２から構成されている。

【００２１】底蓋部２２は、このケース２全体の底面を
形成するものとなっており、平板状シール部材３０を挟
んで本体部２１の開放端に嵌め込まれた状態で本体部２
１にボルト２４によって固定される。さらに、詳述する
と、底蓋部２２は、本体部２１の外周縁に形成された段
部２１ａに対向しこの段部２１ａと協動して平板状シー
ル部材３０の外枠シール部３１を挟む段部２２ａをその
外周端に備えている。また、底蓋部２２は、ポンプケー
ス２の底面となる平面状の底面部２２ｂと、この底面部
２２ｂ略中央近傍に形成された凹部を有している。底面
部２２ｂは、後述するインペラ室６と気液分離室７及び
吸水パイプ８との境目の部分や吸水パイプ８を構成する
第１及び第２のパイプ部材８１，８２を連結する部位
等、シールの必要箇所においては平板状シール部材３０
を挟んだ状態で本体部２１側に対向し、シールがなされ
ていない部分においてはそのままポンプケース２の気液
分離室７の底面となっている。また、この底面部２２ｂ
に形成された凹部は、後述する吸水パイプ８を構成する
第２のパイプ部材８２の図２における下側半円筒形状部
分を構成するものとなっている。

【００２２】このような構成により、ケース２内部の流
体が、本体部２１と底蓋部２２の合わせ面から外部に漏
れ出るのを防止するようになっている。また、平面状シ
ール部材３０を挟んで本体部２１側に固定されるだけ
で、第１のパイプ部材８１側に形成された第１のパイプ
部材８１と底蓋部２２側に形成された第２のパイプ部材
８２とが平面状シール部材３０の第３の内部シール部３
５を挟んで連結されて後述する吸水パイプ８を構成する
ため、組み立て性が良好となっている。

【００２３】平板状シール部材３０は、後述するインペ
ラ室６内と気液分離室７内との間、気液分離室７内と吸
水パイプ８内との間、及びインペラ室６内と吸水パイプ
８内との間を同一面上で仕切りかつシールするものとな
っている。この平板状シール部材３０については、さら
に後で詳述する。

【００２４】モータ取り付け用凹部５の上端には、モー
タ４の上面側を覆うモータ収納用蓋５ａが被せられてい
る。なお、モータ取り付け用凹部５は、中心部にはモー
タ４のロータ出力軸４１ａを回転自在に挿通支持すると
共に、モータ４のステータ４２を支持固定する支持筒部
５１が形成されている。この支持筒部５１は、モータ取
り付け用凹部５の底面の中心位置に形成された円形の凸
面部５２の中心部分に立設されたものとなっている。そ
して、この支持筒部５１の孔内両端には、ロータ出力軸
４１ａを回転自在に支承するスラスト軸受け５１ａ，５
１ｂが嵌め込まれている。また、支持筒部５１の外周部
分には、ステータ部４２を載置固定するための段部５１
ｃが形成されている。

【００２５】また、ポンプケース２の本体部２１は、図
１に示すように、上述した吸引口２ａ及び排出口２ｂ
と、さらに呼び水供給口２ｃとによって外部と内部とが
連通するようになっている。ポンプケース２の内部に
は、インペラ１を回転自在に収納したインペラ室６と、
自吸過程時にインペラ１の回転により気液混合させた流
体を気体と液体とに分離するための気液分離室７とが備
えられている。

【００２６】インペラ室６は、モータ４の下部となるス
ペースの一部に形成されており、内部にはインペラ１が
回転自在に収納されている。このインペラ室６は、本体
部２１側に一体的に形成されインペラ１の周囲を囲繞す
るボリュート部９と、インペラ１の軸方向（図２におい
て上下方向）両側に配置される上面部１０ａ及び下面部
１０ｂとによって画成された内部空間となっている。イ
ンペラ１の上方に位置する上面部１０ａは、インペラ室
６とモータ４との間に配置された壁となっており、この
インペラ室６の上方部分の密封をオイルシール１５と協
働して行うようになっている。この上面部１０ａは、ケ
ース２の壁、すなわちモータ取り付け用凹部５の底面を
利用したものとなっている。したがって、インペラ１の
ポンプケース２を隔てた上部は、モータ取り付け用凹部
５となっており、ここにモータ４が装填されている。

【００２７】なお、インペラ室６を画成する下面部１０
ｂの中央部分でインペラ１の回転中心と同軸上の位置に
は、インペラ室６内部へ流体を吸い込むための吸い込み
口１６が設けられている。この吸い込み口１６は、吸水
パイプ８を介して吸引口２ａと連結されている。なお、
この吸い込み口１６と吸引口２ａとの間には、逆止弁が
配置されておらず、常に開放された状態となっている。

【００２８】そのため、ポンプケース２の外部の液体源
側に負圧が発生しかつインペラ１の回転に伴うインペラ
１方向への負圧が発生していない場合、もしくは液体源
側への負圧の方がインペラ１側への負圧より大きい場合
には、インペラ室６内のほとんどの水が負圧によって液
体源側へ排出されてしまう。したがって、モータ４の駆
動停止によりポンプ動作を停止すると、ポンプケース２
内には水が残留しない。この結果、ポンプ停止後、長期
間の不使用期間があっても、残留水が腐敗したりあるい
は凍結しポンプケース２等が破損する等の問題が生じな
い。

【００２９】また、インペラ室６の下面部１０ｂは、平
板状シール部材３０の第１の内部シール部３３の一部を
利用したものとなっており、この第１の内部シール部３
３をボリュート部９の先端部分に当接させることによ
り、上述した上面部１０ａとボリュート部９と協働して
インペラ室６を形成するものとなっている。

【００３０】また、気液分離室７は、ケース２の内部空
間のうちのインペラ室６以外の大部分のスペースを占め
ている。具体的には、気液分離室７は、モータ取り付け
用凹部５の下部のスペースのインペラ室６以外の部分
（以下、（気液分離室７の）狭いスペース７ａという）
とケース２の右側半分のうちの吸水パイプ８によって仕
切られた空間以外の部分（以下、（気液分離室７の）広
いスペース７ｂという）とからなり、これらの両スペー
ス７ａ，７ｂは一連のものとなっている。

【００３１】ボリュート部９は、ポンプケース２の外部
から吸引口２ａ及び吸水パイプ８を通ってインペラ室６
内部に吸い込まれ、インペラ１の回転遠心力によりイン
ペラ１の外方へ押しやられる流体をインペラ室６から気
液分離室７側へ吐出させる２つの吐出口（図示省略）及
び、自吸過程時に気体と分離された液体を気液分離室７
からインペラ室６内へ戻すための戻し孔（図示省略）を
備えている。

【００３２】上述した吸引口２ａは、モータ取り付け用
凹部５の右隣となるポンプケース２の上面の略中央に設
けられている。この部分は、気液分離室７の広いスペー
ス７ｂの上面７ｃとなっており、吸引口２ａは気液分離
室７の上面７ｃの中央位置に形成されていることとな
る。

【００３３】この吸引口２ａは、ポンプケース２の内外
にそれぞれ突出された筒形状で形成されており、外側に
突出された部分は風呂等の貯水源に一端を浸したホース
の他端の接続部となっている。この吸引口２ａは、ポン
プケース２の本体部２１と一体的に形成されている。こ
のように形成された吸引口２ａのポンプケース２の内部
に突出された部分は、気液分離室７内を貫く吸水パイプ
８の第１のパイプ部材８１となっている。この第１のパ
イプ部材８１の下端部分には、平板状シール部材３０を
挟んで吸水パイプ８の第２のパイプ部材８２が連結され
ており、この第２のパイプ部材８２の一端が、インペラ
室６の吸い込み口１６に連結されている。すなわち、吸
引口２ａは、第１のパイプ部材８１及び第２のパイプ部
材８２からなる吸水パイプ８を介してインペラ室６の吸
い込み口１６に接続されており、吸引口２ａから浸入し
てくる流体がインペラ室６へ入るようになっている。

【００３４】排出口２ｂは、ポンプケース２の右側のス
ペース、すなわち広いスペース７ｂを形成する側面上部
に形成されている。本実施の形態では、自吸過程時にイ
ンペラ１の回転によってインペラ室６から吐き出される
気液混合体が、吸水パイプ８のストレート部分となる第
１のパイプ部材８１の周囲を回転しながら上昇してい
く。排出口２ｂは、自吸過程時においてこのように上昇
する気液混合体が吐出しない位置に設けられている。ま
た、呼び水供給口２ｃは、自吸過程時に予めケース２の
内部空間内に呼び水Ｗを供給するためのものとなってお
り、排出口２ｂと並列的に設けられている。

【００３５】吸水パイプ８は、本体部２１の吸引口２ａ
から直線的に垂下された第１のパイプ部材８１と、この
第１のパイプ部材８１に平板状シール部材３０を挟んで
連結された第２のパイプ部材８２から構成されている。
なお、第２のパイプ部材８２の一部、具体的には図２に
おいて下側に配置される半円筒部分は、底蓋部２２の底
面部２２ｂに形成された凹部で形成されている。また、
この第２のパイプ部材８２の上面部分は、平板状シール
部材３０の第２の内部シール部３４を利用して形成され
ている。

【００３６】なお、本実施の形態では、平板状シール部
材３０の各部位は、本体部２１と底蓋部２２とによって
挟持されるようになっているが、上述の第２の内部シー
ル部３４のみ両者２１，２２によって上下方向から挟持
されていない。そのため、本実施の形態では、この第２
の内部シール部３４は、その両側に配置された第１の内
部シール部３３（インペラ室６の下面部１０ｂを兼ねて
いる）及び第３の内部シール部３５（両パイプ部材８
１，８２間に挟持されている）への連結によってのみ保
持されている。しかしながら、この状態では保持が不安
定な場合は、例えば、本体部２１もしくは底蓋部２２に
一体的にこの第２の内部シール部３４を押さえる保持部
を設けるようにしても良い。

【００３７】第２のパイプ部材８２は、一端が湾曲しそ
の先端が上述の吸い込み口１６に接続されていると共
に、他端も湾曲されている。この第２のパイプ部材８２
の他端の湾曲部分が、第１のパイプ部材８１の下端に対
峙し、平板状シール部材３０を挟んで第１のパイプ部材
８１に連結されている。また、第２のパイプ部材８２の
両端近傍の湾曲部を繋ぐ部分は、ポンプケース２の底面
に平行に配置された部位となっている。このように形成
された吸水パイプ８は、吸引口２ａから入ってきた流体
をインペラ室６内へ移送するための経路となっている。

【００３８】次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて平板
状シール部材３０について説明する。平板状シール部材
３０は、硬質のゴム製の平板状部材で、陸上用のトラッ
ク形状に類似した形状の外枠シール部３１と、この外枠
シール部３１の内径の長い部分を橋渡しした連結部３２
とを有している。外枠シール部３１は、上述の本体部２
１と底蓋部２２とを一体化させる際に両部材２１，２２
の外縁にそれぞれ形成された段部２１ａ，２２ａで挟み
込まれる部位となっている。この外枠部３１は、ポンプ
ケース２内部から外部への水漏れを防止するためのもの
となっている。

【００３９】また、連結部３２には、インペラ室６内と
吸水パイプ８内及び気液分離室７とを仕切ると共にシー
ルするドーナツ形状の第１の内部シール部３３と、気液
分離室７内と第２のパイプ部材８２内とを仕切ると共に
シールする略矩形状の第２の内部シール部３４と、第１
のパイプ部材８１と第２のパイプ部材８２に挟まれ両パ
イプ部材８１，８２間の接合部分のシールを行うドーナ
ツ形状の第３の内部シール部３５と、第１の内部シール
部３３と外枠シール部３１とを橋渡しする第１の橋渡し
部３６と、第３の内部シール部３５と外枠シール部３１
とを橋渡しする第２の橋渡し部３７とが設けられてい
る。

【００４０】第１の内部シール部３３は、その外径が上
述したインペラ室６の側壁を構成するボリュート部９の
外径より大きく形成されており、外周端から見て若干内
側の部分がこのボリュート部９の先端部分に当接するよ
うに構成されている。これにより、第１の内部シール部
３３は、インペラ室６の底面を構成しており、その中央
部には上述した吸い込み口１６が形成されている。この
ように構成された第１の内部シール部３３は、その大部
分がインペラ室６内と気液分離室７内との間を仕切ると
共にシールする部分となっている（図３中矢示Ｘ１で示
す）。また、吸い込み口１６から第２の内部シール部３
４に向かう部分（矢示Ｘ２で示す）は、インペラ室６内
と吸水パイプ８内との間を仕切ると共にシールする部分
となっている。

【００４１】第２の内部シール部３４は、気液分離室７
の広いスペース７ｂの底面の一部となると共に吸水パイ
プ８の第２のパイプ部材８２の上面となっており、気液
分離室７内と吸水パイプ８内との間を仕切ると共にシー
ルする部分となっている。この第２の内部シール部３４
の下面（図３において紙面奥側、図３（Ｂ）参照）に
は、底蓋部２２の底面部２２ｂに形成された凹部上端の
両外側にはまり込むリブ３４ａが設けられている。この
リブ３４ａは、第２の内部シール部３４と底蓋部２２と
の嵌合及びシールを強化するためのものとなっている。

【００４２】第３の内部シール部３５は、その外径が第
１及び第２のパイプ部材８１，８２の接続部位の口径よ
り大きく形成されかつ内側に両パイプ部材８１，８２を
連通するための孔３５ａを備えたものとなっている。な
お、孔３５ａの内周端には、図３において紙面手前側、
すなわち第１のパイプ部材８１側に伸びるように立設さ
れた円形のリブ３５ｂが形成されている。このリブ３５
ｂは、第１のパイプ部材８１と第２のパイプ部材８２の
接合位置の位置ズレ防止、及び接合強度の強化のための
ものとなっている。

【００４３】本実施の形態の自吸式ポンプ装置３では、
上述したように平板状シール部材３０によって同一平面
上で各シール必要部位のシール及び仕切を行っている。
そのため、各室間における水漏れが最小限に防止でき、
ポンプ性能の低下を防止できる構成となっている。その
ため、本実施の形態では、上述したように逆止弁がなく
通常のポンプ動作時や自吸動作時において流体源側への
水の逆流の危険性が高い構成となっているが、平板状シ
ール部材３０で各室間の水漏れを強固に防止することに
より、インペラ１側への負圧力を高めて風呂側への水の
逆流を防止するようになっている。

【００４４】次に、インペラ室６内のインペラ１の説明
を行う。インペラ１は、図２及び図４に示すような形状
となっている。インペラ１は、回転中心に配置される保
持部材１１と、この保持部材１１に保持された複数の羽
根部材１４と、各羽根部材１４を連結するドーナツ形状
の連結部１７から主に構成されている。

【００４５】保持部材１１は、各羽根部材１４を保持す
ると共にロータ出力軸４１ａへの取付部となっている。
保持部材１１は、円板形状の平面部１１ａと、この平面
部１１ａの一側の面の回転中心部に立設された筒状部１
１ｂとを備えている。平面部１１ａは、複数の羽根部材
１４を保持するための部位となっている。筒状部１１ｂ
の内側の穴は、インペラ１を上述のロータ出力軸４１ａ
の下端部分にはめ込むためのものとなっており、筒状部
１１ｂをロータ出力軸４１ａにはめ込むことによりイン
ペラ１はロータ出力軸４１ａと一体的に回転するように
なっている。

【００４６】各羽根部材１４は、流体を攪拌するための
部材となっており、保持部材１１の平面部１１ａの筒状
部１１ｂが形成された面とは反対側の面の外周端縁に保
持されている。これらの羽根部材１４は、保持部材１１
の回転中心から半径方向に所定寸法Ｌ１（図４参照）離
れた位置において保持部材１１の半径方向及び軸方向に
突出するように保持されている。

【００４７】連結部１７は、各羽根部材１４の剛性を保
つと共にポンプ駆動時にインペラ１にかかる推力を相殺
するための逆方向への推力を起こすための部材となって
いる。連結部１７は、ドーナツ形状の円板部材で形成さ
れている。この連結部材１７は、各羽根部材１４の軸方
向に突出した側の端部の外周側部分を連結し、この外周
側部分を軸方向において閉塞するように配置されてい
る。

【００４８】このように構成されたインペラ１は、図２
に示すように、モータ４のロータ出力軸４１ａの下端部
分に回転中心軸となる保持部材１１の筒状部１１ｂが挿
入固定され、回転水平面が自吸過程時にポンプケース２
内に予め溜められる呼び水Ｗの液面Ｌに対して平行とな
るようにインペラ室６内に配置されている。インペラ１
の回転中心は、上述した吸い込み口１６と重なる位置に
配置される。インペラ１がモータ４によって回転する
と、インペラ１の回転中心部分に負圧が発生し吸引口２
ａ側の流体がインペラ室６内に取り込まれ、インペラ１
によって攪拌されながら、インペラ１の外周側に押しや
られることとなる。

【００４９】モータ４は、ステータ４２の外周部分に対
向するマグネット４１ｂを備えたアウターロータで構成
されたロータ４１と、通電部となるステータ４２とから
構成されている。そして、このロータ４１の回転中心位
置には、下端部分にインペラ１がはめ込まれたロータ出
力軸４１ａが固定されている。

【００５０】上述したように構成された本実施の形態の
自吸式ポンプ装置３の動作について説明する。

【００５１】ポンプケース２の内部空間には、予め少な
くともインペラ１が浸かる程度の呼び水Ｗが溜められ
る。この呼び水Ｗの液面Ｌは、ロータ出力軸４１ａに対
して垂直な面、すなわち、インペラ１の回転水平面と平
行な面となる。この程度の量の呼び水Ｗがポンプケース
２内に供給された後、モータ４のステータ４２に電力を
供給する。すると、ロータ４１が、ロータ出力軸４１ａ
を回転中心として回転し、これによってインペラ１が回
転する。

【００５２】インペラ１の回転により、インペラ室６内
は負圧になり、吸引口２ａに接続されているホース（図
示しない）よりまず空気が吸い込まれる。なお、液体源
となる風呂側からポンプケース２側への流体の移動があ
った場合、風呂側へも負圧が発生するが、インペラ１側
への負圧力の方が風呂側への負圧に打ち勝つため、流体
の移動がなされる。なお、本実施の形態では、上述した
ように、インペラ室６内と気液分離室７内との間、イン
ペラ室６内と吸水パイプ８内との間、及び気液分離室７
内と吸水パイプ８内との間が全て同一平面上で上述の平
板状シール部材３０によってシールされている。したが
って、各間での水漏れがなく、ポンプ揚程が低下しにく
い。この結果、インペラ１側への負圧力が安定し、この
負圧力が風呂側への負圧力に負けにくく、安定して流体
をインペラ室６側へ移動させるようになっている。すな
わち、自吸動作中における流体の液体源側への逆流が確
実に防止されている。

【００５３】そして、ポンプケース２内に取り込まれた
空気が吸い込み口１６からインペラ室６に吸い込まれ、
インペラ１の回転によって呼び水Ｗと攪拌されながら混
合し、インペラ室６のボリュート部９に形成された２つ
の吐出口から気液分離室７側へ吐き出される。このとき
の気液分離室７の広いスペース７ｂ内での流路は、気液
分離室７内を貫く吸水パイプ８のストレート部分を周回
しながら「縦渦」状態で上昇するものとなる。

【００５４】このため、流体の流れによって形成された
「縦渦」の中心位置が真空となり、呼び水がその真空部
分に引き寄せられる。この結果、気液分離室７内で形成
される「縦渦」では、空気と水とが容易に分離される。
すなわち、この自吸動作中、気液分離室７内では、激し
く気液混合体がかき回された状態で移動するが、液体の
流れが「縦渦」を形成しているため、「横渦」と比べる
と気液混合体が上部に達するまでに時間がかかる。この
結果、気液混合体が気液分離室７の上部に達するまでに
空気と水とが確実に分離され、液体が上部に形成された
排出口２ｂから吐出されにくい。このようにして気液分
離されると、質量の軽い空気は気液分離室７の上部へ溜
まり、その後排出口２ｂから排出され、質量の重い水は
気液分離室７の下部へ落ちてきて、主に広いスペース７
ｂ側に形成された戻し孔からインペラ室６内に戻り、再
び空気とかき混ぜられた後、気液分離室７側に吐き出さ
れる。

【００５５】この動作を繰り返すことにより、インペラ
１によって気液分離室７へ吐き出された呼び水と空気の
うち、空気のみが排出口２ｂから排出されていく。空気
が排出されると、徐々に水がホース内を上昇してくる。

【００５６】なお、上述のような動作を継続し、ホース
内の空気が全て排出され、ホース内が水で満たされる
と、自吸運転状態から定常の給水運転状態（液体を移送
している状態）になり、吸引口２ａからの水が連続的に
排出口２ｂから排出される。

【００５７】なお、このようなポンプ動作終了後、モー
タ４を停止させインペラ１の回転を停止させると、イン
ペラ１側への負圧は一気になくなる。一方、液体源とな
る風呂側へは上述したように負圧が発生している。した
がって、インペラ１側への負圧がなくなった状態では、
風呂側への負圧によりポンプケース２内に残留していた
水は気液分離室７、インペラ室６、吸水パイプ８と逆流
し、吸引口２ａから風呂側へ戻される。

【００５８】なお、本実施の形態の自吸式ポンプ装置３
は、上述したように縦型配置でインペラ室６の吸い込み
口１６が下向きとなっている。そのため、この風呂側へ
の負圧で、インペラ室６内の水は残らず全て風呂側へ逆
流する。しかも、本実施の形態の自吸式ポンプ３では、
吸い込み口１６がインペラ１の下部でかつポンプケース
２の底面に近い位置に配置されている。そのため、万が
一、ポンプ動作後のモータ駆動停止でポンプケース２内
に水が残るとしても、この吸い込み口１６より下側部分
にしか残らず残量はごく僅かとなる。そのため、凍結が
起こったとしてもポンプケース２が破壊される危険性は
低い。

【００５９】上述のように、本発明の実施の形態につい
て説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形、応用
が可能である。例えば、上述の実施の形態では、平板状
シール部材３０を用いて、本体部２１と底蓋部２２との
外枠部分、インペラ室６の下面部１０ｂの部分、第２の
パイプ部材８２の上面部分、及び第１のパイプ部材８１
と第２のパイプ部材８２との接合部分の４箇所を、同一
平面上で仕切ると共にシールしたが、各シール部位は同
一平面上でなくても良い。加えて、分割されていても良
い。

【００６０】また、上述の実施の形態では、各部位のシ
ール強度は、上述の構成からいずれの部位でもほぼ均等
となるが、必要に応じてシール強度に差を設けても良
い。例えば、自吸動作時及びポンプ動作時において、イ
ンペラ１の近傍となるインペラ室６の下面部１０ｂの部
位は、インペラ１側に大きな負圧がかかっており、それ
ほど風呂側への負圧対策としてシール強度を高める必要
ないことから、この部位のシール強度はそれ程高くなく
ても良い。

【００６１】また、上述の実施の形態では、吸引口２ａ
と吸い込み口１６とを連結する吸水パイプ８を、直線状
の第１のパイプ部材８１と、両端が湾曲した形状の第２
のパイプ部材８２とを接続して形成したが、各パイプ部
材８１，８２の形状は特にこれに限定されない。加え
て、吸水パイプ８を２部材で構成せず、一連の部材とし
ても良い。その場合は、接続部がなくなるため、この部
位にはシールが必要なくなる。

【００６２】また、上述の実施の形態では、第２のパイ
プ部材８２のストレート部分の下面部分を底蓋部２２に
形成した凹部で構成し、上面部分を平板状シール部材３
０の第２の内部シール部３４で構成するようにしたが、
この第２のパイプ部材８２のストレート部分は一連の筒
状部材で構成されていても良い。加えて、第２のパイプ
部材８２を底蓋部２２に一体とせず、底蓋部２２とは別
部材で構成しても良い。

【００６３】また、上述の実施の形態では、第１のパイ
プ部材８１を本体ケース２１の吸引口２ａに一体的に設
けたが、別部材で設けて接続するようにしても良い。さ
らに、上述の実施の形態では、インペラ１自体の構成
を、図２における下方向へのスラスト荷重を低減するよ
うに工夫した構成としたが、インペラ１はこのような工
夫を施したものに限定されるものではない。

【００６４】

【発明の効果】本発明の自吸式ポンプ装置によれば、ポ
ンプケースの吸引口とインペラ室の吸い込み口間が常時
開放され、かつ吸い込み口がロータの下部に配置された
インペラのさらに下部、すなわちポンプケースの底面に
近い位置に配置されている。したがって、一連のポンプ
動作終了後には、液体源と接続される吸引口からの負圧
によって、インペラ室内の液体がインペラの下部に配置
された吸い込み口から吸水パイプを逆流してポンプケー
ス外に排出されるため、ポンプケース内には液体がほと
んど残留しない。この結果、長期間の不使用による残留
水の腐敗及び凍結を防止できる。また、若干の残流水が
あるとしてもその量は極少量であるため、少なくとも凍
結による破損は生じない。

【００６５】また、気液分離室内とインペラ室内との
間、インペラ室内と吸水パイプ内との間、及び気液分離
室内と吸水パイプ内との間を同一平面上で仕切る平板状
シール部材を配置すると、各間のシール性が向上し、自
吸動作及びポンプ動作中のインペラ側への負圧力を高め
ることができ、液体源側への逆流をより確実に防止する
ことが可能となる。また、ポンプケースの吸引口とイン
ペラ室の吸い込み口間を連結する吸水ポンプを２つのパ
イプ部材で構成し、接続部位を平板状シール部材を利用
してシールするようにすれば、吸水ポンプの成形性が向
上し、かつ両パイプ部材間の水漏れによる揚程の低下も
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の自吸式ポンプ装置を示す
平面図である。

【図２】図１の自吸式ポンプ装置のＶ−Ｏ−Ｖ断面図で
あって、非駆動時の状態を示したものである。

【図３】図１の自吸式ポンプ装置の平板状シール部材を
示した図で、（Ａ）は図１と同方向から平板状シール部
材を示した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図４】図２の自吸式ポンプ装置のインペラを図２の上
側から見た場合の平面図である。

【符号の説明】

１ インペラ ２ ポンプケース ２ａ 吸引口 ３ 自吸式ポンプ装置 ４ モータ ６ インペラ室 ７ 気液分離室 ８ 吸水パイプ １６ 吸い込み口 ３０ 平板状シール部材 ４１ ロータ ４１ａ ロータ出力軸 ８１ 第１のパイプ部材 ８２ 第２のパイプ部材 Ｌ 液面 Ｗ 呼び水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 29/44 Ｆ０４Ｄ 29/44 Ｅ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源としてのモータと、このモータの
   ロータ出力軸の下端側に連結されて回転し流体を移送す
   るインペラと、流体を内部に吸い込む吸い込み口及び内
   部に吸い込んだ流体を外部へ吐出する吐出口を備えると
   共に上記インペラを内部に収納するインペラ室と、を有
   し、上記インペラの回転軌跡が自吸動作及びポンプ動作
   前にポンプケース内に予め貯められる呼び水の液面と平
   行となる自吸式ポンプ装置において、上記吸い込み口を
   上記インペラの下部に形成し、上記ポンプケースにこの
   ポンプケースの外部と内部とを連通し外部から上記ポン
   プケース内に流体を吸引するための吸引口を備え、この
   吸引口と上記吸い込み口とを吸水パイプで連結すると共
   に、上記吸引口と上記吸い込み口間は常時開放された状
   態となっていることを特徴とする自吸式ポンプ装置。
2. 【請求項２】 前記ポンプケース内に、前記インペラ室
   の吐出口から吐出された流体を気体と液体とに分離する
   ための気液分離室を設け、この気液分離室内と前記イン
   ペラ室内との間及び前記インペラ室内と前記吸水パイプ
   内との間を同一平面上で仕切ると共に各間をシールする
   平板状シール部材を配置したことを特徴とする請求項１
   記載の自吸式ポンプ装置。
3. 【請求項３】 前記吸水パイプは、一端を前記吸引口に
   接続され吸引口から下部に直線的に垂下された第１のパ
   イプ部材と、一端側が湾曲しその先端が前記インペラ室
   の吸い込み口に接続されかつ前記ポンプケースの底面に
   平行に配置された部位を有しさらに他端側が湾曲された
   第２のパイプ部材から構成され、上記第１のパイプ部材
   の他端と上記第２のパイプ部材の他端とが前記平板状シ
   ール部材を挟んで連結され、かつこの連結部位と前記吸
   い込み口と上記第２のパイプ部材との接続部位とを前記
   平板状シール部材で同一平面上でシールしていることを
   特徴とする請求項２記載の自吸式ポンプ装置。