JP2004224214A - ウォッシャポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】流路抵抗を減らして吐出能力を高める。
【解決手段】インペラ１２の回転方向によって２つの吐出管１５Ａ、１５Ｂからの吐出圧差が逆転するポンプ本体１と、吐出圧差によって圧力の低い方の導出流路を閉鎖し圧力の高い方の導出流路を開放するバルブ機構２とを備える。バルブ室２３に連通路２４Ａ、２４Ｂを連通させ、バルブ室の両端壁２３Ａ、２３Ｂに導出管２５Ａ、２５Ｂを貫通させる。導出管のバルブ室内側への突出部分２６Ａ、２６Ｂとバルブ室内周壁との間に環状流路２７Ａ、２７Ｂを確保する。前記突出部分の先端面を弁座２８Ａ、２８Ｂとし、弁座間に膜状弁体３０を配置し、膜状弁体でバルブ室を２つに仕切る。膜状弁体３０が２つの環状流路の圧力差によって変位することで、圧力が低い方の弁座を閉鎖し圧力の高い方の弁座を開放する。バルブ室の両端壁２３Ａ、２３Ｂの内面を、各弁座２８Ａ、２８Ｂ側への流れを誘導する傾斜壁面として形成する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両に搭載され、ウォッシャタンク内のウォッシャ液をフロントウインドウ及びリアウインドウの双方に選択的に送給するのに利用されるウォッシャポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のウォッシャポンプの従来例は、例えば、特開平９−１８８２２７号公報に開示されている。図６は同公報に記載されたものと類似のウォッシャポンプの例を示している。
【０００３】
このウォッシャポンプ１００は、ポンプ本体１０１と、該ポンプ本体１０１に結合されたバルブ機構１０２とからなる。ポンプ本体１０１は、正逆回転可能な図示外のモータを収納した本体ケース１１０を備えており、本体ケース１１０には、モータで駆動されるインペラ１１１を収容したポンプ室１１２と、ポンプ室１１２に連通する図示外のウォッシャ液吸入管と、ポンプ室１１２の外周部に連通する２つのウォッシャ液吐出管１１３Ａ、１１３Ｂとが設けられている。２つの吐出管１１３Ａ、１１３Ｂは、左右対称な関係で、互いに平行にバルブ機構１０２側に向けて突出している。このポンプ本体１０１は、インペラ１１１の回転方向（即ち、モータの回転方向）により、大小関係が逆転する圧力差をもってウォッシャ液を吐出する。
【０００４】
バルブ機構１０２は、ポンプ本体１０１の各吐出管１１３Ａ、１１３Ｂにそれぞれ連通する２つの導出流路１０５Ａ、１０５Ｂ（矢印で示す）を有しており、前記圧力差によって内蔵の弁体（後述）が作動することにより、２つの導出流路１０５Ａ、１０５Ｂのうち、圧力の低い方の導出流路を閉鎖すると共に、圧力の高い方の導出流路を開放するバルブ機能を果たす。このバルブ機構１０２は、両端及び中央の３つの分割ハウジング１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃを合体することで構成されたハウジング１２０と、中央のリング状の分割ハウジング１２０Ｃの中心開口部に変位可能に設けられたピストン形の弁体１３０と、この弁体１３０を保持すると共に３つの分割ハウジング１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの結合面をシールするダイヤフラム１４０とを備えている。
【０００５】
第１、第２の分割ハウジング１２０Ａ、１２０Ｂは左右対称形状のもので、両分割ハウジング１２０Ａ、１２０Ｂの間にリング状の第３の分割ハウジング１２０Ｃが挟まれている。３つの分割ハウジング１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、中央の第３の分割ハウジング１２０Ｃの両面に、第１、第２の分割ハウジング１２０Ａ、１２０Ｂのフランジ部１２１を係合することにより一体化されている。中央の第３の分割ハウジング１２０Ｃの中心開口部には、合体前に予めピストン形の弁体１３０がダイヤフラム１４０を介して収容されており、ダイヤフラム１４０の弾性により、弁体１３０が変位可能となっている。また、ダイヤフラム１４０の周縁シール部を合体面に介在させることによって、第１、第２、第３の分割フランジ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが液密に結合されている。
【０００６】
第１、第２の分割ハウジング１２０Ａ、１２０Ｂは、フランジ部１２１と反対方向に突出する導出管１２２Ａ、１２２Ｂを有すると共に、導出管１２２Ａ、１２２Ｂと直交する方向に軸線を向けた連通路１２３Ａ、１２３Ｂを有している。各連通路１２３Ａ、１２３Ｂの先端は、ポンプ本体１０１の各吐出管１１３Ａ、１１３Ｂにそれぞれ接続されている。左右の導出管１２２Ａ、１２２Ｂは、同軸上に位置しており、弁座１２４Ａ、１２４Ｂとされたハウジング１２０内側の先端面を、互いに間隔をおいて対向させた関係にある。
【０００７】
弁座１２４Ａ、１２４Ｂの周囲には、環状空間１２５Ａ、１２５Ｂが設けられており、各環状空間１２５Ａ、１２５Ｂと連通路１２３Ａ、１２３Ｂが、環状空間１２５Ａ、１２５Ｂの底壁の１箇所に形成した連通孔１２６Ａ、１２６Ｂを介して連通している。従って、環状空間１２５Ａ、１２５Ｂと連通路１２３Ａ、１２３Ｂの連通部分付近は、流路がエルボ状に折れ曲がった形になっている。
【０００８】
左右の環状空間１２５Ａ、１２５Ｂは互いに向き合った位置関係にあり、両環状空間１２５Ａ、１２５Ｂは、弁体１３０を保持するダイヤフラム１４０によって互いに液密的に仕切られている。そして、両環状空間１２５Ａ、１２５Ｂを仕切るダイヤフラム１４０で支持された弁体１３０が、両弁座１２４Ａ、１２４Ｂの間に位置し、両環状空間１２５Ａ、１２５Ｂの圧力差に応じて弁体１３０が左右に変位することで、一方の弁座１２４Ａ（１２４Ｂ）を閉鎖したとき他方の弁座１２４Ｂ（１２４Ａ）が開放されるようになっている。なお、バルブ機構１０２の導出流路１０５Ａ、１０５Ｂは、連通路１２３Ａ、１２３Ｂと連通孔１２６Ａ、１２６Ｂと、環状空間１２５Ａ、１２５Ｂと、導出管１２２Ａ、１２２Ｂ内の空間とによって構成されている。
【０００９】
次に動作を説明する。
ポンプ本体１０１の２つのウォッシャ液吐出管１１３Ａ、１１３Ｂから、バルブ機構１０２の２つの連通路１２３Ａ、１２３Ｂ及び連通孔１２６Ａ、１２６Ｂを通して、ダイヤフラム１４０で仕切られた両環状空間１２５Ａ、１２５Ｂに、圧力差をもったウォッシャ液の送給がなされると、ダイヤフラム１４０の作用により、２つの環状空間１２５Ａ、１２５Ｂのうちの圧力の低い方の弁座１２４Ａ（１２４Ｂ）側に弁体１３０が変位して、この弁座１２４Ａ（１２４Ｂ）を閉塞すると共に、圧力の高い方の弁座１２４Ｂ（１２４Ａ）を開放して、それにより２つの導出管１２２Ａ、１２２Ｂのうちの圧力の高い方の導出管からウォッシャ液が吐出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のウォッシャポンプ１００では、ダイヤフラム１４０によって保持したピストン形の弁体１３０を使用していたので、バルブ機構１０２をコンパクト化するのに限界があった。また、バルブ機構１０２の導出路１０５Ａ、１０５Ｂの途中に、エルボ形状の曲がり部が存在するので、その部分の流路抵抗が大きかった。また、弁座１２４Ａ、１２４Ｂの周囲に確保した環状空間１２５Ａ、１２５Ｂに対し、その底壁の１箇所に設けた連通孔１２６Ａ、１２６Ｂを通してウォッシャ液が流入するようになっているので、環状空間１２５Ａ、１２５Ｂを確保しているにもかかわらず、その部分へのウォッシャ液の流れがスムーズに行われず、結果的に流路抵抗の増大につながっていた。従って、流路抵抗が大きいために、吐出性能を向上させにくいという問題があった。なお、単に流路抵抗を減らすために流路を拡大すると、寒冷時に凍結割れを起こしやすくなるという問題もある。
【００１１】
本発明は、上記事情を考慮し、流路抵抗が小さく、吐出能力を高めることができ、しかも、コンパクト化が可能で、内部容積の増大も最小限に抑えることのできるウォッシャポンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インペラの回転方向によって大小関係が逆転する圧力差をもってウォッシャ液を吐出する２つの吐出口を有したポンプ本体と、前記各吐出口にそれぞれ連通する２つの導出流路を有し、前記圧力差によって作動することにより、前記２つの導出流路のうち、圧力の低い方の導出流路を閉鎖すると共に圧力の高い方の導出流路を開放するバルブ機構と、を具備したウォッシャポンプにおいて、前記バルブ機構が、円柱空間よりなるバルブ室が形成されたバルブハウジングと、前記ポンプ本体の２つの吐出口にそれぞれ連通すると共に、前記バルブ室の軸線と直交する方向からバルブ室の軸線方向の両端の外周部に連通する２つの連通路と、前記バルブ室の両端壁を貫通し、バルブ室内への突出部分とバルブ室内周壁との間に環状流路を確保し、且つ、バルブ室内への突出部分の先端面をそれぞれ弁座として、両弁座同士を間隔をおいて対向させた２つの導出管と、前記両弁座間に配置されることで、前記バルブ室を２つの室に液密的に仕切ると共に、２つの室の圧力差によって変位することで、圧力が低い方の室側の弁座を閉鎖すると共に圧力の高い方の室側の弁座を開放する膜状弁体と、を備え、前記連通路と環状流路と導出管内の空間によって、前記バルブ機構の各導出流路が構成されると共に、前記連通路がそれぞれ連通するバルブ室の両端壁の内面が、各弁座側への流れを誘導する傾斜壁面として形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のウォッシャポンプでは、ポンプ本体の２つの吐出口から、バルブ機構の２つの連通路及び環状流路に、圧力差をもったウォッシャ液の送給がなされると、膜状弁体が２つの環状流路のうちの圧力の低い方の弁座側に変位して、この弁座を閉塞すると共に、圧力の高い方の弁座を開放して、それにより２つの導出管のうちの圧力の高い方の導出管からウォッシャ液が吐出される。
【００１４】
この際、ポンプ本体の吐出口につながる連通路が、直接バルブ室内の環状流路の外周部に連通しており、途中の流路にエルボ状に曲がった部分がないため、連通路から環状流路へのウォッシャ液の流れ込みがスムーズであり、環状流路の全周が有効な流路としての機能を果たし、環状流路の全周から導出管の中にウォッシャ液が流れ込むことになる。しかも、円柱状のバルブ室の端壁の内面が、軸線に垂直な壁ではなく、弁座側への流れを誘導する傾斜壁面として形成されているので、弁座側へのウォッシャ液の流れが一層スムーズになる。従って、大きな流路抵抗を発生せず、高い吐出圧を確保することができる。また、バルブ室の端壁の内面が傾斜壁面となっていることにより、実際には流路として有効利用されない角部デッドスペースが省略されることになり、流路容積を極力小さくすることができて、寒冷時の凍結割れの問題を極力回避することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、２つの導出管を前記バルブ室の軸線と同軸に配置して構成したので、バルブ室内への突出部分とバルブ室の内周壁との間に環状流路を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態のウォッシャポンプの構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）図のＩｃ−Ｉｃ矢視断面図である。図２は同ウォッシャポンプの要部拡大断面図である。
【００１７】
図１に示すように、このウォッシャポンプ１０は、ポンプ本体１と、該ポンプ本体１に結合されたバルブ機構２とからなる。ポンプ本体１は、正逆回転可能なモータ３を収納した本体ケース１１を備えている。本体ケース１１には、モータ３で駆動されるインペラ１２を収容したポンプ室１３と、ポンプ室１３に連通するウォッシャ液吸入管１４と、ポンプ室１３の外周部に連通する２つのウォッシャ液吐出管（吐出口）１５Ａ、１５Ｂとが設けられている。
【００１８】
図２に示すように、２つの吐出管１５Ａ、１５Ｂは、左右対称な関係で、互いに平行にバルブ機構２側に向けて突出している。このポンプ本体１は、インペラ１２の回転方向（即ちモータ３の回転方向）により、大小関係が逆転する圧力差をもってウォッシャ液を吐出する。例えば、インペラ１２が反時計回り方向（図中矢印Ａ方向）に回転するとき、左側の吐出管１５Ａの吐出圧の方が、右側の吐出管１５Ｂの吐出圧よりも高くなる。また、インペラ１２が時計回り方向（図中矢印Ｂ方向）に回転するとき、右側の吐出管１５Ｂの吐出圧の方が、左側の吐出管１５Ａの吐出圧よりも高くなる。
【００１９】
バルブ機構２は、ポンプ本体１の各吐出管１５Ａ、１５Ｂにそれぞれ連通する２つの導出流路２１Ａ、２１Ｂ（矢印で示す）を有しており、両吐出管１５Ａ、１５Ｂから吐出されるウォッシャ液の圧力差によって内蔵の弁体（後述）が作動することにより、２つの導出流路２１Ａ、２１Ｂのうち、圧力の低い方の導出流路を閉鎖すると共に圧力の高い方の導出流路を開放するバルブ機能を果たす。
【００２０】
このバルブ機構２は、左右２つの分割ハウジング２２Ａ、２２Ｂを合体することで一体化されたバルブハウジング２２と、左右の分割ハウジング２２Ａ、２２Ｂの間に肉厚の外周シール部３１が挟まれた１枚の膜状弁体（ダイヤフラム式の弁）３０とを備えている。膜状弁体３０は、中心部に円形で肉厚の硬質部３３を有し、その外周に軟質の可撓部３２を有し、その外周に肉厚の外周シール部３１を有するもので、可撓部３２が撓み変形することにより、実質的に弁体として機能する中心の硬質部３３が、膜面に垂直な方向に変位可能となっている。また、外周シール部３１を分割ハウジング２２Ａ、２２Ｂの合体面で挟むことにより、両方の分割フランジ２２Ａ、２２Ｂの結合面をシールしている。
【００２１】
また、このように一つに合体されたバルブハウジング２２には、その内部に円柱状の空間として形成されたバルブ室２３と、ポンプ本体１の２つの吐出管１５Ａ、１５Ｂにそれぞれ接続された連通路２４Ａ、２４Ｂと、外部にウォッシャ液を導出するための導出管２５Ａ、２５Ｂとが設けられている。連通路２４Ａ、２４Ｂは、バルブ室２３の軸線と直交する方向から、バルブ室２３の軸線方向の両端の外周部に連通している。また、連通路２４Ａ、２４Ｂと直交する関係にある導出管２５Ａ、２５Ｂは、バルブ室２３の両端壁２３Ａ、２３Ｂをそれぞれバルブ室２３の軸線と同軸に貫通しており、それにより、バルブ室２３内側への突出部分２６Ａ、２６Ｂとバルブ室２３の内周壁との間に環状流路２７Ａ、２７Ｂを確保している。これら導出管２５Ａ、２５Ｂのバルブ室２３内側への突出部分２６Ａ、２６Ｂの先端面はそれぞれ、導出管２５Ａ、２５Ｂの軸線と直交する弁座２８Ａ、２８Ｂとして構成されており、両弁座２８Ａ、２８Ｂは、所定の間隔をおいて対向している。
【００２２】
前記膜状弁体３０は、２つの分割ハウジング２２Ａ、２２Ｂの間に挟持されることによって、両弁座２８Ａ、２８Ｂ間に配置されており、それにより、バルブ室２３を２つの室に液密的に仕切っている。そして、左右２つの室（環状流路２７Ａ、２７Ｂが相当する）の圧力差によって変位することにより、圧力が低い方の室側の弁座２８Ａ（２８Ｂ）を閉鎖すると共に、圧力の高い方の室側の弁座２８Ｂ（２８Ａ）を開放することができるようになっている。
【００２３】
従って、バルブ機構２の導出流路２１Ａ、２１Ｂ（矢印で示す）は、連通路２４Ａ、２４Ｂと環状流路２７Ａ、２７Ｂと導出管２５Ａ、２５Ｂ内の空間によって構成されている。また、このバルブ機構２では、連通路２４Ａ、２４Ｂが連通するバルブ室２３の端壁２３Ａ、２３Ｂの内面を、各弁座２８Ａ、２８Ｂ側への流れを誘導する傾斜壁面として形成している。
【００２４】
次に動作について述べる。
このウォッシャポンプ１０では、ポンプ本体１の２つの吐出管１５Ａ、１５Ｂから、バルブ機構２の２つの連通路２４Ａ、２４Ｂ及び環状流路２７Ａ、２７Ｂに、圧力差をもったウォッシャ液の送給がなされると、膜状弁体３０が２つの環状流路２７Ａ、２７Ｂのうちの圧力の低い方の弁座２８Ａ（２８Ｂ）側に変位して、この弁座２８Ａ（２８Ｂ）を閉塞すると共に、圧力の高い方の弁座２８Ｂ（２８Ａ）を開放して、それにより２つの導出管２５Ａ、２５Ｂのうちの圧力の高い方の導出管からウォッシャ液が吐出される。
【００２５】
例えば、図４に示すように、インペラ１２が反時計回り方向（矢印Ａ方向）に回転したときは、左側の吐出管１５Ａの吐出圧の方が右側の吐出管１５Ｂの吐出圧よりも高いので、膜状弁体３０は、２つの環状流路２７Ａ、２７Ｂのうちの圧力の低い方の弁座２８Ｂ側に変位して、これを閉塞すると共に、圧力の高い方の弁座２８Ａを開放する。従って、左側の導出管２５Ａからウォッシャ液が吐出される。
【００２６】
反対に、図５に示すように、インペラ１２が時計回り方向（矢印Ｂ方向）に回転したときは、右側の吐出管１５Ｂの吐出圧の方が左側の吐出管１５Ａの吐出圧よりも高いので、膜状弁体３０は、２つの環状流路２７Ａ、２７Ｂのうちの圧力の低い方の弁座２８Ａ側に変位して、これを閉塞すると共に、圧力の高い方の弁座２８Ｂを開放する。従って、右側の導出管２５Ａからウォッシャ液が吐出される。
【００２７】
このようにウォッシャ液が流れる際、ポンプ本体１の吐出管１５Ａ、１５Ｂにつながる連通路２４Ａ、２４Ｂが、直接バルブ室２３内の環状流路２７Ａ、２７Ｂの外周部に連通しており、従来例のように途中の流路にエルボ状に曲がった部分がないため、連通路２４Ａ、２４Ｂから環状流路２７Ａ、２７Ｂへのウォッシャ液の流れ込みがスムーズであり、環状流路２７Ａ、２７Ｂの全周が有効な流路としての機能を果たし、図３に示すように、環状流路２７Ｂ（２７Ａ）の全周から導出管２５Ｂ（２５Ａ）の中にウォッシャ液が流れ込むことになる。
【００２８】
しかも、図２に示すように、円柱状のバルブ室２３の端壁２３Ａ、２３Ｂの内面が、軸線に垂直な壁ではなくて、弁座２８Ａ、２８Ｂ側への流れを誘導する傾斜壁面として形成されているので、弁座２８Ａ、２８Ｂ側へのウォッシャ液の流れが一層スムーズになる。従って、大きな流路抵抗を発生せず、高い吐出圧を確保することができる。また、バルブ室２３の端壁２３Ａ、２３Ｂの内面が傾斜壁面となっていることにより、実際には流路として有効利用されない角部デッドスペースが省略されることになるため、流路容積を極力小さくすることができて、寒冷時の凍結割れの問題を極力回避することができる。
【００２９】
また、このウォッシャポンプ１０では、流路を切り替えるための弁体として膜状弁体３０を使用し、この膜状弁体３０を挟みながら２つの分割ハウジング２２Ａ、２２Ｂを合体することによりバルブ機構２を構成しているので、部品点数が少なくなる上、バルブ機構２の構造がコンパクトになるという利点がある。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、流路抵抗を小さくできて、ウォッシャ液の流れをスムーズにすることができるので、高い吐出圧を確保することができる。また、バルブ室の端壁の内面を傾斜壁面とすることにより、実際には流路として有効利用されないデッドスペースを省略しているので、内容積を小さくできて、寒冷時の凍結割れの問題を極力回避することができる。また、膜状弁体を使用しているので、コンパクトな構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概略構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）図のＩｃ−Ｉｃ矢視断面図である。
【図２】同ウォッシャポンプの要部拡大断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面によりウォッシャ液の流れを示す図である。
【図４】同ウォッシャポンプにおいて、インペラの回転方向によるウォッシャ液の流れを説明するための図である。
【図５】図４と反対方向にインペラが回転したときのウォッシャ液の流れを説明するための図である。
【図６】従来のウォッシャポンプの要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ポンプ本体
２ バルブ機構
１０ ウォッシャポンプ
１２ インペラ
１３ ポンプ室
１５Ａ，１５Ｂ 吐出管（吐出口）
２１Ａ，２１Ｂ 導出流路
２２ バルブハウジング
２３ バルブ室
２３Ａ，２３Ｂ 端壁
２４Ａ，２４Ｂ 連通路
２５Ａ，２５Ｂ 導出管
２６Ａ，２６Ｂ バルブ室内側への突出部分
２７Ａ，２７Ｂ 環状流路
２８Ａ，２８Ｂ 弁座
３０ 膜状弁体

Claims (2)

1. インペラの回転方向によって大小関係が逆転する圧力差をもってウォッシャ液を吐出する２つの吐出口を有したポンプ本体と、前記各吐出口にそれぞれ連通する２つの導出流路を有し、前記圧力差によって作動することにより、前記２つの導出流路のうち、圧力の低い方の導出流路を閉鎖すると共に圧力の高い方の導出流路を開放するバルブ機構と、を具備したウォッシャポンプにおいて、
   前記バルブ機構が、
   円柱空間よりなるバルブ室が形成されたバブルハウジングと、
   前記ポンプ本体の２つの吐出口にそれぞれ連通すると共に、前記バルブ室の軸線と直交する方向からバルブ室の軸線方向の両端の外周部に連通する２つの連通路と、
   前記バルブ室の両端壁を貫通し、バルブ室内への突出部分とバルブ室内周壁との間に環状流路を確保し、且つ、バルブ室内への突出部分の先端面をそれぞれ弁座として、両弁座同士を間隔をおいて対向させた２つの導出管と、
   前記両弁座間に配置されることで、前記バルブ室を２つの室に液密的に仕切ると共に、２つの室の圧力差によって変位することで、圧力が低い方の室側の弁座を閉鎖すると共に圧力の高い方の室側の弁座を開放する膜状弁体と、を備え、
   前記連通路と環状流路と導出管内の空間によって、前記バルブ機構の各導出流路が構成されると共に、
   前記連通路がそれぞれ連通するバルブ室の両端壁の内面が、各弁座側への流れを誘導する傾斜壁面として形成されていることを特徴とするウォッシャポンプ。
2. ２つの導出管が前記バルブ室の軸線と同軸に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のウォッシャポンプ。

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