JP2008138635A - ポンプおよびこれを備えた食器洗浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でシャフトとスリーブとの摺動部位への異物の侵入を効果的に防止できるポンプ、およびこのポンプを備えた食器洗浄機を提供する。
【解決手段】インペラ２９の基部２６の羽根保持部２６ｃの先端の外周面に衝突した水が、羽根保持部２６ｃの外周面の外側からポンプ室１０内に流入することでスリーブ２５から離れるように誘導されるので、シャフト２３の軸方向からスリーブ２５に向かって流れる水の量を減少させることができ、連通口３０ｇ側のスリーブ２５端面におけるシャフト２３とスリーブ２５との間隙に流入する水の量を減少させることができる。したがって、例えば異物が混入した水がポンプ室１０内に流入した場合に、新たなシール部材等を追加することなく、簡易な構成でシャフト２３とスリーブ２５との摺動部位への異物の侵入を効果的に防止してポンプ１１０の劣化を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、いわゆるキャンドタイプのポンプおよびこのポンプを備えた食器洗浄機に関する。

従来より、インペラを回転させるためのモータの回転軸とインペラの回転軸とが一本のシャフトで兼用され、このシャフトの先端に取付けられたインペラが配設されたポンプ室がモータに隣接するように配置されたポンプが知られている。

このようなポンプでは、ポンプ室内の流体がシャフトを回転支持している軸受部からモータ内に流入することがないように、軸受部にパッキン箱やオイルシール、あるいはメカニカルシール等のシール部材が設けられている。このような構成によれば、シール部材が常時シャフトと摺動するため、シール部材が破損すると、ポンプ室内の流体がモータ内に流入するおそれがあることから、定期的にシール部材を交換するなどのメンテナンスを行なう必要があった。

そこで、モータのロータマグネットと、シャフトと、インペラを同一ケーシング内に配設し、モータのステータコイルを当該ケーシングの外側に配設することで、上記したシール部材を不要とした、いわゆるキャンドポンプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のポンプでは、ケーシング内に固定配置されたシャフトの外周に、当該シャフトを回転軸として円筒形状をなすスリーブが回転自在に外挿され、当該スリーブにロータマグネット、インペラが一体的に設けられている。そして、ケーシングの外側に配設されたモータのステータコイルが通電されてロータマグネットが回転することでインペラが回転し、このインペラの回転により流入口から流体が回転軸方向からケーシング内に流入して流出口より排出される。

上記した構成のポンプでは、流入口から流入した流体によりケーシングの内部空間が満たされる。したがって、ロータマグネットは、このようにしてケーシング内に満たされた流体中で回転するので、従来、必要であったシャフトのシール部材が不要となる。一方、ステータコイルはケーシングによって当該ケーシング内に満たされた流体から隔離されるので、モータの電気回路が短絡するのを防止できる。また、シャフトとスリーブとの間にもケーシングを満たす流体が流入するが、この流入した流体は、シャフトとスリーブとの間の潤滑液として機能する。

特開平９−３１７６８３号公報（［０００８］〜［００１１］、図１）

ところで、上記した従来のポンプでは、流体が回転軸方向から急激にケーシング内に流入するため、次のような問題を引き起こすおそれがあった。すなわち、例えば異物が混入した流体がケーシング内に流入した場合に、当該流体がスリーブと平行にケーシング内に流入するため、流入口側のスリーブ端面におけるシャフトとスリーブとの間隙に当該流体に混入した異物が侵入するおそれがあった。このように、異物がシャフトとスリーブとの摺動部位に侵入すると、当該摺動部分が磨耗し易くなるため、ポンプの寿命を縮めるおそれがある。

この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でシャフトとスリーブとの摺動部位への異物の侵入を効果的に防止できるポンプ、およびこのポンプを備えた食器洗浄機を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、本発明にかかるポンプは、ポンプ室を有し、流入口と、前記流入口から流入した流体が通過する流入路と、前記流入路と前記ポンプ室とを連通する連通口と、前記ポンプ室から前記流体が流出する流出口とが形成されたケーシングを備え、前記ポンプ室にモータの回転部とインペラとが一体的に回転可能に配設され、前記回転部が回転することで前記インペラが回転し、前記インペラの回転により前記連通口を介して前記流入路から前記流体を前記ポンプ室に吸入して前記流出口より排出するポンプにおいて、前記インペラは、前記ポンプ室内に固定配置されたシャフトの外周に、前記シャフトを回転軸として回転自在に外挿された略円筒形状のスリーブと一体的に回転する基部、および、当該基部に形成された複数の羽根を有し、前記連通口から前記ポンプ室に流入する前記流体の流れを、前記スリーブから離れるように誘導する流体誘導手段を有することを特徴としている（請求項１）。

このように構成された発明では、流体誘導手段が、連通口からポンプ室に流入する流体の流れをスリーブから離れるように誘導するので、流体がスリーブから離れるように流路が形成され、ポンプ室内に流入する流体はスリーブから離れるように流れることとなる。したがって、連通口からスリーブに向って流れる流体の量を減少させることができるので、連通口側のスリーブ端面におけるシャフトとスリーブとの間隙に流入する流体の量を減少させることができる。

また、前記流体誘導手段は、前記基部により構成されるとよい（請求項２）。このように構成すれば、インペラを構成する基部によって連通口から流入する流体の流れが、スリーブから離れるように誘導される。

また、前記回転軸に沿った方向の前記基部の先端は、少なくとも前記連通口まで延設されているとよい（請求項３）。このような構成とすれば、基部の先端が連通口まで延設されているため、連通口の位置から確実に、ポンプ室に流入する流体の流れをスリーブから離れるように誘導することができる。

また、前記回転軸に沿った方向の前記基部の先端は、前記連通口を経て前記流入路側に延出して形成されるとなおよい（請求項４）。このような構成とすれば、基部の先端が連通口を経て流入ロ側に延出して形成されているため、流体が連通口からポンプ室に流入する前から当該流体の流れをスリーブから離れるように誘導することができる。

また、前記流入路は、前記流入口からの前記流体の通過方向が、前記回転軸に沿った方向と異なるように前記ケーシングに形成されるとよい（請求項５）。このような構成とすれば、流入口からの流体の通過方向が回転軸に沿った方向と異なるため、流入口から流入した流体は流入路内を基部の先端の外周面に向う方向に流れることとなり、流体が連通口からポンプ室内へ流入する際に基部に衝突することで、流体の流れがスリーブから離れるように流路が形成される。したがって、連通口からスリーブに向って流れる流体の量を減少させることができる。換言すれば、流体は基部の外周面に衝突して連通口からポンプ室内に流入するので、ポンプ室に流入する流体の流れは基部の外周面から、すなわちスリーブから離れるように誘導されるため、スリーブに向かって流れる流体の量を減少させることができる。

また、前記流入路は、前記流入口からの前記流体の通過方向が、前記回転軸に沿った方向とほぼ垂直となるように前記ケーシングに形成されるとなおよい（請求項６）。このような構成によれば、流入口からの流体の通過方向が回転軸に沿った方向とほぼ垂直であるため、流体は確実に流入路内を基部の先端の外周面に向う方向に流れて当該流体が連通口からポンプ室内へ流入する際に基部に衝突するため、スリーブに向かって流れる流体の量をさらに減少させることができる。

また、前記流入路の内壁には前記シャフトを保持する略円柱形状のシャフト保持部が形成され、前記基部には、前記回転軸方向に沿って形成された略円筒形状の羽根保持部を有し、前記羽根保持部の内周面が、径方向に微小間隙を介して前記シャフト保持部の外周面と対向することによってラビリンスシールが形成されていてもよい（請求項７）。このような構成とすれば、羽根保持部の内周面とシャフト保持部の外周面との微小間隔によってポンプ室内にラビリンスシールが形成されているため、ポンプ室内において、連通口から流入した流体の羽根保持部の内周面とシャフト保持部の外周面との間隙への流入量をより低減することができる。

また、前記基部の前記回転軸に沿った方向の先端は、軸方向に微小間隙を介して前記連通口と対向する前記流入路の内壁と対向することによってラビリンスシールを形成してもよい（請求項８）。このような構成とすれば、基部の先端と流入路の内壁との間を微小間隙としてラビリンスシールを形成したため、流入口から流入した流体は当該基部の先端の外周面に衝突して連通口からポンプ室内に流入することで、当該流体がポンプ室内でスリーブから離れていくように流路が形成される。そのため、基部の内周面に流入する流体の量が減少するので、スリーブに向って流れる流体の量が効果的に減少される。

また、前記羽根の一部は、前記連通口を通って前記基部の前記回転軸に沿った方向の先端まで連続して形成されている構成でもよい（請求項９）。このような構成によれば、モータの回転によるインペラの回転により流体をポンプ室内に流入させる力を強めて、確実に流入路内の流体をポンプ室内に吸引することができる。

また、前記流体誘導手段は、前記ケーシングの内壁に形成され、前記流入路もしくは前記連通口の少なくともいずれか一方に配置されている構成でもよい（請求項１０）。このような構成によれば、ケーシングの内壁に形成された流体誘導手段が、連通口からポンプ室に流入する流体の流れをスリーブから離れるように誘導するので、流体がスリーブから離れるように流路が形成され、ポンプ室内に流入する流体はスリーブから離れるように流れることとなる。したがって、連通口からスリーブに向って流れる流体の量を減少させることができ、連通口側のスリーブ端面におけるシャフトとスリーブとの間隙に流入する流体の量を減少させることができる。

また、前記ケーシングには、前記シャフトを保持する凹部を有する略円柱形状のシャフト保持部が一体的に形成され、前記流体誘導手段は、前記シャフト保持部の外周面に前記スリーブ側に向かって径方向外側に傾斜する傾斜面もしくは曲面が形成されることによって構成されていてもよい（請求項１１）。このような構成とすれば、ケーシングに一体的に構成されたシャフトを保持するシャフト保持部の外周面に前記スリーブ側に向かって径方向外側に傾斜する傾斜面もしくは曲面が形成されることで流体誘導手段が構成され、ポンプ室に流入した流体の流れがスリーブから離れるように誘導される。

また、上記した課題を解決するため、本発明にかかる食器洗浄機は、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のポンプを備えた食器洗浄機であって、食器を載置する食器トレイと、前記食器に水を噴出する噴出装置と、前記ポンプと前記噴出装置とを連結する洗浄用配管とを備えることを特徴としている（請求項１２）。

このように構成された発明では、食器洗浄機において、シャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入することによるポンプの劣化を効果的に防止できる。

以上のように、請求項１に記載の発明によれば、ポンプ室内に流入する流体はスリーブから離れるように流れるため、連通口からスリーブに向って流れる流体の量を減少させることができ、連通口側のスリーブ端面におけるシャフトとスリーブとの間隙に流入する流体の量を減少させることができるので、簡易な構成でシャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止することができ、異物によるポンプの劣化を防止することが可能になる。

また、請求項２に記載の発明によれば、インペラを構成する基部により流体誘導手段が構成されるので、新たなシール部材や部品等を追加することなく、さらに簡易な構成でシャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、連通口の位置から確実に流体の流れをスリーブから離れるように誘導することができるので、より確実にシャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入するのを防止できる。

また、請求項４に記載の発明によれば、連通口からポンプ室に流入する前から流体の流れを誘導することができるので、より確実にポンプ室に流入する流体の流れをスリーブから離れるように誘導することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、ポンプ室に流入する流体の流れはスリーブから離れるように誘導され、連通口からスリーブに向って流れる流体の量を減少させることができるので、連通口側のスリーブ端面におけるシャフトとスリーブとの間隙に流入する流体の量を減少させることができ、シャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止できる。

また、請求項６に記載の発明によれば、流体は確実に基部の外周面に衝突して連通口からポンプ室内に流入するので、ポンプ室に流入する流体の流れを確実にスリーブから離れるように誘導することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、ラビリンスシールにより、連通口から流入した流体の羽根保持部の内周面とシャフト保持部の外周面との間隙への流入量をより低減することができるので、スリーブ周辺に流体が大量に流入することを効果的に防止でき、シャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止できる。

また、請求項８に記載の発明によれば、ラビリンスシールにより、連通口からポンプ室内に流入した流体がポンプ室内でスリーブから離れていくように流路が形成され、しかも、基部の内周面に流入する流体の量が減少し、スリーブに向って流れる流体の量を効果的に減少させることができるため、シャフトとスリーブとの摺動部位への異物の侵入をより確実に防止できる。

また、請求項９に記載の発明によれば、ポンプ室内に流体を吸引する力を強めることができるため、流入路内における流体の残存量を確実に減らすことができる。

また、請求項１０に記載の発明によれば、ケーシングに形成された流体誘導手段によって連通口側のスリーブ端面におけるシャフトとスリーブとの間隙に流入する流体の量を減少させることができるので、新たなシール部材や部品等を追加することなく、簡易な構成でシャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止することができ、異物によるポンプの劣化を防止することできる。

また、請求項１１に記載の発明によれば、ケーシングに一体的に構成されたシャフトを保持するシャフト保持部の外周面によって流体誘導手段が構成されているため、新たな部品を追加することなく、さらに簡易な構成でシャフトとスリーブとの摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止することができる。

また、請求項１２に記載の発明によれば、ポンプの故障に伴うメンテナンスの回数を大幅に減らすことができる食器洗浄機を提供することができる。

＜ポンプの全体構造＞
本発明にかかるポンプの一実施形態について図１を参照して説明する。図１は本発明にかかるポンプの切断正面図である。

図１に示すように、本発明にかかるポンプ１１０は、ポンプ室１０と、ポンプ室１０に収容される回転部２４およびポンプ室１０に隣接する固定部２２を備えるモータ２０とにより構成されている。また、ポンプ室１０は、第１ケーシング２１と、第１ケーシング２１の下側に配設された第２ケーシング３０とによって囲まれた空間により形成されている。

また、第２ケーシング３０には、外部からの水（本発明の「流体」に相当）をポンプ室１０内に給水する流入口３０ａと、流入口３０ａから流入した水が通過する流入路３０ｆと、流入路３０ｆとポンプ室１０とを連通する連通口３０ｇと、ポンプ室１０内の水を外部へ流出する２つの流出口である第１流出口３０ｂ（図１では不図示）および第２流出口３０ｃとが形成されている。また、第２流出口３０ｃ付近には、第２流出口３０ｃの開口動作および閉塞動作を行う切替弁４０が配設されている。

また、モータ２０は、略有底円筒形状に形成された第１ケーシング２１の外周面側に固定される固定部２２と、第１ケーシング２１の内周面側に配置され、固定部２２に対して所定の回転軸Ｊ１の周りを回転するロータマグネット２７を有する回転部２４とを備えている。

モータ２０を構成する固定部２２は、円環状のコアバック部と、コアバック部から径方向内側へ複数放射状に延びるティース部とからなる薄板の電磁鋼板を複数積層されて形成されたステータコア２２ａ１と、ステータコア２２ａ１のティース部に導電線を複数積層されるように巻回して形成されたコイル２２ａ２とからなるステータ２２ａと、ステータ２２ａの軸方向下側に配置され、導電線が接続することによって電気的導通を図る回路基板２２ｂとを備えている。そして、ステータ２２ａおよび回路基板２２ｂはモールド樹脂２２ｃによって樹脂内にモールドされている。このモールド樹脂２２ｃ内にステータ２２ａおよび回路基板２２ｂがモールドされることによって、モータ２０の耐水性および電気的絶縁性を向上させることができる。

また、回路基板２２ｂには、コイル２２ａ２の逆起電力を測定することによって回転部２４の回転位置を検出および制御を行う制御ＩＣが実装されている。また、固定部２２の外周側には、外部との電気的接続を可能にするコネクタ２２ｄがモールド樹脂２２ｃによって一体的にモールドされている。そして、このコネクタ２２ｄは、回路基板２２ｂと電気的に接続されている。

また、第１ケーシング２１の軸Ｊ１方向の最も上側に形成される上底部２１ａには、回転軸Ｊ１と同軸であり、軸方向下側に延びる突起２１ａ１が形成されている。この突起２１ａ１の下部には、回転軸Ｊ１と同軸に軸方向下側に向かい開口する凹部２１ａ２が形成されている。また、第２ケーシング３０の軸Ｊ１方向の最も下側に形成される下底部であって流入ロ３０ｆの内壁には、回転軸Ｊ１と同軸であり、軸方向上側に延びる略円柱形状の突起３０ｈ（本発明の「シャフト保持部」に相当）が形成されている。この突起３０ｈの上部には、回転軸Ｊ１と同軸に軸方向上側に向かい開口する凹部３０ｈ１が形成されている。そして、この凹部２１ａ２，３０ｈ１に回転軸Ｊ１と同軸となるようにシャフト２３が保持され固定配置される。

また、回転部２４は、シャフト２３の外周に、当該シャフト２３を回転軸として回転自在に外挿され径方向に微小間隙を介して対向して配置される略円筒形状のスリーブ２５と、スリーブ２５と一体的に回転自在に構成され、略円筒形状のロータマグネット２７が固定配置される基部２６とを備えている。したがって、ステータ２２ａが通電されることによって、ロータマグネット２７が回転し、このロータマグネット２７と基部２６とが一体的に回転する。

また、ロータマグネット２７の外周面は、ステータ２２ａのティース部の内周面と径方向に小さな間隙を介して対向するように配置される。この間隙には、第１ケーシング２１の円筒部２１ａが配置される。この円筒部２１ａによって、ロータマグネット２７とステータ２２ａとが隔絶され、固定部２２側への水の侵入が防止される。

次に、インペラ２９について説明する。インペラ２９を構成する基部２６は、ロータマグネット２７を固定する断面略Ｌ字形状のマグネット固定部２６ａと、マグネット固定部２６ａと連続的に成形され、スリーブ２５の外周面に固定される略円筒形状のスリーブ固定部２６ｂとを備えている。またロータマグネット２７に対して軸方向の下側、すなわち、マグネット固定部２６ａの下面には、複数の羽根２８が周方向に等間隔に形成されている。

また、この羽根２８は断面Ｌ字形状であり、羽根２８の下部２８ｃは、スリーブ固定部２６ｂより軸Ｊ１方向下側に形成され、軸Ｊ１方向下側に略円筒形状に形成された基部２６の羽根保持部２６ｃの先端まで連続して形成されている。また、羽根保持部２６ｃの中心軸Ｊ１方向の先端は連通口３０ｇを経て流入路側に、連通口３０と対向する流入路３０ｆの内壁３０ｆ１と微小間隔を有するように延出して形成されている。

このように、基部２６の羽根保持部２６ｃの先端は、軸Ｊ１方向に微小間隙を介して流入路３０ｆの内壁３０ｆ１と対向することによって、いわゆるラビリンスシールを形成しており、流入口３０ａから流入した水は基部２６の先端の外周面に衝突して連通口３０ｇからポンプ室１０内に流入するため、ポンプ室１０内に流入した水がスリーブ２５から離れていくように流路が形成される。しかも、基部２６の内周面（羽根保持部２６ｃの内周面と突起３０ｈの外周面との間隙）に流入する水の量を減少させ、スリーブ２５に沿って、すなわちスリーブ２５と平行にポンプ室１０内に水が流入するのを効果的に防止している。本実施形態では、基部２６と羽根２８とが一体的に成形されてインペラ２９が構成されている。

また、図１に示すように、基部２６の羽根保持部２６ｃの内周面が、径方向に微小間隙を介して突起３０ｈの外周面と対向することによりラビリンスシールが形成されており、流入口３０ａから流入した水が、羽根保持部２６ｃと突起３０ｈとの間隙に大量に侵入してスリーブ２５の周辺に流入するのをより効果的に防止している。また、ロータマグネット２７によりラビリンスシールが形成されており、水がロータマグネット２７と円筒部２１ａとの間隙に大量に侵入するのを防止している。

このように構成されたポンプ１１０では、ポンプ室１０に配設された回転部２４が回転することでインペラ２９が回転し、このインペラ２９の回転により連通口３０ｇを介して流入路３０ｆから水をポンプ室１０に吸入して第１および第２流出口３０ｂ，３０ｃから排出することができる。

また、図１に示すように、流入口３０ａからの水の通過方向が回転軸Ｊ１に沿った方向とほぼ垂直となるように第２ケーシング３０に流入路３０ｆが形成されているため、流入口３０ａから流入した水は流入路３０ｆ内を羽根保持部２６ｃ（基部２６）の外周面に向う方向に流れることとなる。また、ポンプ室１０内において、シャフト２３とスリーブ２５との間にもポンプ室１０内を満たす水が流入するが、この流入した水は、シャフト２３とスリーブ２５との間の潤滑液として機能する。

なお、本実施液体では、流入口３０ａからの水の通過方向が回転軸Ｊ１に沿った方向とほぼ垂直となるように第２ケーシング３０に流入路３０ｆが形成されているが、水の通過方向が回転軸Ｊ１に沿った方向と異なるように流入路３０ｆを第２ケーシング３０に形成してもよい。このような構成とすれば、流入口３０ａから流入した水は流入路３０ｆ内を羽根保持部２６ｃ（基部２６）の外周面に向う方向に流れることとなる。このように、本実施形態では第１および第２ケーシング２１，３０により、本発明の「ケーシング」が構成されている。

＜ポンプ室＞
次にポンプ室１０の構造について図２を参照して説明する。図２は、ポンプ室１０を下側より見た切断底面図である。

図２に示すように、ポンプ室１０には、インペラ２９の径方向外側とポンプ室１０の内壁との間に形成された渦巻状の流路１１と、この流路１１より外側に配置され、凹窪状に形成され、切替弁４０が配置される切替室１２とが設けられている。

上記した流路１１は、時計回りに流路幅を徐々に大きくなる形状に形成されている。そして、流路１１はその流路幅が最大となった位置のおいて第１流出口３０ｂと連通している。また、流路１１の外周は、第２ケーシング３０の内壁部によって形成されている。この内壁部は、流路１１における切替室１２を挟んで２つ形成されており、流路１１の流路幅の狭い位置に略円弧形状の第１内壁部３０ｄが設けられ、流路１１の流路幅の広い位置に第２内壁部３０ｅが設けられている。また、第２内壁部３０ｅは、略平面形状と略円弧形状とが連結した形状に形成されている。

また、切替室１２は、流路１１より径方向外側に凹窪形状に形成されている。そして切替室１２は第２流出口３０ｃと連通している。

＜切替弁＞
次に、切替室１２に配設された切替弁４０について図２を参照して説明する。図２に示すように、切替弁４０は、第２流出口３０ｃを閉じる蓋部４１と、蓋部４１と一体的に成形された略板形状である第１受部４２と、第１受部４２と異なった角度にて配置される第２受部４３と、第１受部４２および第２受部４３とを連結するとともに切替弁４０の回転軸となる突起４４と、第１受部４２および第２受部４３の周方向間に形成されるガイド部４５とを備えている。

また、突起４４は、第１ケーシング２１および第２ケーシング３０とそれぞれ係合する上側突起４４ａおよび下側突起４４ｂから構成されており（図１参照）、切替弁４０は、蓋部４１以外の部位を樹脂材料にて一体的に成形されている。ガイド部４５は、第１受部４２および第２受部４３を連結するように配置され、第１受部４２、第２受部４３およびガイド部４５を結んで連結された平面形状が略三角形状となるように形成されている。

さらに、図２に示すように、突起４４を回転軸として、第１受部４２の径方向外側のガイド部４５と連結する位置にはガイド部４５に向って凹む段部４２ａが形成されている。同様に、突起４４を回転軸として、第２受部４３にはガイド部４５との連結部より径方向外側に延びる水流受部４３ａが形成されている。この水流受部４３ａは、ガイド部４５の傾斜面に対してほぼ垂直に延びるように形成されおり、これによりガイド部４５に沿って流れた水の力を効率よく切替弁４０の回転動作に変換することができる。

また、ガイド部４５と突起４４との間には、第１受部４２および第２受部４３を連結するリブ４６が形成されている。このリブ４６を設けることによって、ガイド部４５と突起４４との間を樹脂材料にて充填しなくとも、第１受部４２および第２受部４３の強度を維持することができ、切替弁４０の軽量化を図ることができる。したがって、小さな水流（弱い水圧）によっても切替弁４０を回転させることができ、切替弁４０の切替動作の応答性を向上させることができる。

また、第１受部４２には、円盤状の突部４２ｂが形成され、蓋部４１は、中心に開口穴を有する略円盤状に形成されている。そして蓋部４１の外周縁には、円環突形状の閉塞部が形成されており、蓋部４１は、その開口穴が突部４２ｂと係合することによって第１受部４２に固定されている。

＜流路と切替弁との関係＞
また、切替弁４０が第２流出口３０ｃを閉塞した状態において、切替弁４０の第１受部４２、第２受部４３、およびガイド部４５は、流路１１よりインペラ２９の径方向外側に配置される（流路１１の外周は、図２の点線部分）。また、ガイド部４５は、流路１１の外周と隣接した状態となり、流路１１の一部を形成している。また、流路１１と切替室１２とを連通する位置には、流路１１の外周を構成する第１内壁部３０ｄが形成されていないので、流路１１内の水流は、切替室１２内に流入する。しかしながら、ガイド部４５が流路１１の一部を形成することから、ポンプ室１０に流入した水はガイド部４５に衝突しつつ流路１１に沿って流れることとなるため、第１流出口３０ｂに向って効率よく流れることができる。

また、第２内壁部３０ｅの略平面形状に形成された内壁平面部３０ｅ１には、切替弁４０の第１受部４２の外周部が間隙を介して対向しており、内壁平面部３０ｅ１の端部は、切替室１２と連通する位置で段形状に形成されている。そして、この段形状部分と対向する位置には、切替弁４０の第１受部４２に形成された段部４２ａが配置されている。したがって、内壁平面部３０ｅ１と段部４２ａとによって第２流出口３０ｃに向かう流出口流路５０が形成される。

＜ポンプの吸水動作＞
次に、図１を参照してポンプ１１０の吸水動作について説明する。まず、ステータ２２ａが通電されることにより、ロータマグネット２７が回転し、このロータマグネット２７と一体的にインペラ２９が回転する。このインペラ２９の回転により、流入口３０ａから流入した水が連通口３０ｇよりポンプ室１０内に吸入されて、インペラ２８の回転方向に従って、第１流出口３０ｂまたは第２流出口３０ｃから排出される。

このとき、インペラ２９を構成する羽根保持部２６ｃの中心軸（シャフト）方向の先端および羽根２８の下部２８ｃが連通口３０ｇを経て流入路３０ｆ側に延出して形成されており、流入口３０ａから流入した水は流入路３０ｆ内を羽根保持部２６ｃの先端の外周面に向う方向に流れることとなるため、流入路３０ｆを通過する水が連通口３０ｇからポンプ室１０内へ吸入される前に羽根保持部２６ｃに衝突し、これにより連通口３０ｇからポンプ室１０内に流入する水が羽保持部２６ｃの内周面に侵入するのが防止され、スリーブ２５に向って流れる水量が減少される。

また、流入口３０ａから流入した水は流入路３０ｆに延出した羽根保持部２６ｃの外周面に衝突して連通口３０ｇからポンプ室１０内に流入し、ポンプ室１０に流入する水の流れがスリーブ２５から離れるように誘導されるので、シャフト２３の軸Ｊ１方向からスリーブ２５に向って流れる水の量を減少させることができる。したがって、連通口３０ｇ側のスリーブ２５端面におけるシャフト２３とスリーブ２５との間隙に流入する水の量が減少する。このように、本実施形態では基部２６が本発明の「流体誘導手段」として構成されている。

また、図１に示すように、ポンプ室１０内のインペラ２９が回転することにより、連通口３０ｇを介して流入路３０ｆから水を吸い上げて流出口３０ｂ，３０ｃから排出する構成であるため、インペラ２９が回転することによりポンプ室１０内が負圧となり、流入口３０ａから流入した水を連通口３０ｇからポンプ室１０内へ確実に吸引することができる。

また、羽根２８の下部２８ｃが羽根保持部２６ｃの先端まで連続して形成されており、しかも、羽根保持部２６ｃの先端は、連通口３０ｇと対向する流入路３０ｆの内壁３０ｆ１と微小間隙を有するように延出しているため、インペラ２９が回転することによる吸引力が流入路３０ｆの最下部まで働くこととなる。したがって、流入路３０ｆに流入した水を残すことなくポンプ室１０内に吸引して、流出口３０ｂ，３０ｃから排出することができ、流入路３０ｆ内の残水量を大幅に減少できる。

また、羽根保持部２６ｃの先端は、連通口３０ｇと対向する流入路３０ｆの内壁と微小間隙を有するように延出されているため、回転部２４の回転終了後、第２ケーシング３０の突起３０ｈと羽根保持部２６ｃとの間隙に溜まった微量な水を流入路３０ｆに確実に排出することができ、スリーブ２５周辺における汚水の残存を防止できる。

なお、基部２６の先端は、少なくとも連通口３０ｇまで延設されていれば、連通口３０ｇの位置から確実に、ポンプ室１０に流入する水の流れをスリーブ２５から離れるように誘導することができる。また、基部２６の先端がポンプ室１０内に収まるように配設し、ポンプ室１０内において基部２６が水の流れをスリーブ２５から離れるように誘導するように構成してもよい。

＜水流方向と切替弁の動作＞
次に、インペラ２９の回転方向を切替えることによる流路１１の水流方向の切替に伴う切替弁４０の動作および水流に関して、図３ないし図６を参照して説明する。図３ないし図６はポンプ室１０を下側より見た切断底面図であって、それぞれ異なる状態を示す図であって、図３は水流が第１流出口３０ｂに向う際の切替弁４０について示し、図４は切替弁４０が開口動作を行い始めた状態を示し、図５は切替弁４０が開口動作を行う途中の状態を示し、図６は切替弁４０が完全に開口した状態を示している。

まず、図３を参照して、同図中の実線矢印のようにインペラ２９が時計回り（以下、正転方向という）に回転することによって、流路１１に同方向の水流が発生した場合について説明する。第１内壁部３０ｄの壁面に沿った水流は、切替室１２と流路１１とを連通する位置において、ガイド部４５と衝突する。これにより、水流は切替弁４０が第２流出口３０ｃを閉塞する方向にガイド部４５を付勢する。すなわち、切替弁４０は所定の回転軸Ｊ２を中心に反時計回りに回転する閉塞動作を行う。

そして、第１内壁部３０ｄの壁面に沿った水流の一部は、切替室１２における第２受部４３と第１内壁部３０ｄとの間に流入する。これにより、この流入した一部の水流は、切替弁４０が第２流出口３０ｃを閉塞する方向に第２受部４３を付勢する。したがって、切替弁４０は、水流が正転方向に流れる場合において、第２流出口３０ｃを安定的に閉塞することができる。また、第１内壁部３０ｄにおける第２受部４３と対向する面には、切替弁４０の開口動作の際に第２受部４３の移動を阻害しないように凹形状の逃げ部３０ｄ１が形成されている。以上のように、水流をガイド部４５に沿わせることで、第１内壁部３０ｄと連続して流路１１の外周をなす内周面をより長く形成することができ、流路１１内の水流をより効率よく第１流出口３０ｂに向かわせることができる。したがって、第１流出口３０ｂに向ってより効率よく水を流入させることができる。

次に、図４を参照して、同図中の実線矢印のようにインペラ２９が反時計回り（以下、逆転方向という）に回転することによって、流路１１には同方向の水流が発生した場合について説明する。第２内壁部３０ｅの壁面に沿った水流は、第２内壁部３０ｅが切替室１２に向かうように略平面形状に形成されていることから、第２内壁部３０ｅに沿って流れる水は切替室１２に向かって流れることとなる。

したがって、切替室１２に形成された第２流出口３０ｃにより多くの水が流れ、その結果、ポンプ室１０内の水を効率よく第２流出口３０ｃに向って流入させることができる。また、第２内壁部３０ｅによって切替室部１２に向かって水が流れるように流路が形成されるので、この流路を流れた水は流出口流路５０に流入する。この流出口流路５０に水が流入することにより、流出口流路５０内の圧力が高まり、切替弁４０が開口動作を行う方向に第１受部４２が付勢される。ここで開口動作とは、所定軸Ｊ２を中心に切替弁４０が正転方向に回転する動作をいう。

また、この水流の一部は、ガイド部４５に衝突して、ガイド部４５の傾斜面に沿って流れることで水流受部４３ａと衝突する。したがって、水流受部４３ａは衝突した水によって、切替弁４０が開口動作を行う方向に付勢される。したがって、切替弁４０が開口動作を行う方向に、水流が第１受部４２および水流受部４３ａの２箇所を付勢するので、第２流出口３０ｃを少ない水（弱い水圧）で開口することができる。その結果、切替弁４０の切替動作の応答性を向上させることができる。

次に、図５を参照して、第１受部４２および第２受部４３の水流受部４３ａが水流により付勢されることによる切替弁４０の開口動作について説明する。この開口動作の際に、第１受部４２は、流路１１内に入り込むように正転方向に回転する。これにより、第１受部４２には、流路１１内の水流が衝突するので、切替弁４０の回動動作を効率よく行うことができる。

さらに、図６に示すように、第１受部４２が流路１１の水流方向に対して略垂直となる位置まで回転することで切替弁４０が切替わる。これにより、第１受部４２に衝突した水は、切替室１２に向って、すなわち、第２流出口３０ｂに流入する方向に転換されて第２流出口３０ｂから流出していく。したがって、ポンプ室１０内の水を効率よく第２流出口３０ｂから排出することができる。

＜食器洗浄機の構造＞
次に、本発明にかかる食器洗浄機の一実施形態の構造について図７を参照して説明する。図７は、本発明にかかる食器洗浄機の一実施形態を示す模式図である。

図７に示すように、食器洗浄機１００は、食器１０１を配置可能とする食器トレイ１０２と、食器１０１に向けて水を噴出する噴出装置１０３と、下端部に形成された貯水部１０４と、貯水部１０４の底部と略同位置に配置されたポンプ１１０と、噴出装置１０３とポンプ１１０とを連結する洗浄用配管１０５と、これらを収容する筐体１０６とを備えている。

なお、洗浄用配管１０５は、上記したポンプ１１０の第１流出口３０ｂと固定され、貯水部１０４は、流入口３０ａと固定され、この流入口３０ａが給水口として機能する。また、第２流出口３０ｃは、貯水部１０４の水を食器洗浄機１００の機外に排水する排水口として機能する。

次に食器洗浄機１００の食器１０１の洗浄機能および排水機能について説明する。

まず、水道水等によって食器洗浄機１００の貯水部１０４に水を貯留する。この水が洗浄水となる。

そして、食器１０１を洗浄する洗浄機能では、モータ２０によってインペラ２９を正転方向に回転させることにより、貯水部１０４から流入口３０ａへ洗浄水が吸い込まれ、この洗浄水が流路１１を正転方向に流れることで切替弁４０が閉塞動作を行う。これにより、洗浄水は第２流出口３０ｃに流れずに第１流出口３０ｂに流入し、洗浄用配管１０５を通過して噴出装置１０３によって食器１０１に向かって噴出される。

一方、貯水部１０４の洗浄水を機外に排水する排水機能では、モータ２０によってインペラ２９を逆転方向に回転させることにより、洗浄水は流路１１を逆転方向に流れ、切替弁４０が開口動作を行う。これにより、流入口３０ａからポンプ室１０内に洗浄水が流入して第２流出口３０ｃから排水される。なお、このように洗浄水を排水する際に、洗浄水の一部が第１流出口３０ｂに流入してもよい。

ここで、切替弁４０を用いることによって、食器１０１を洗浄する際には、切替弁４０は、流路１１内の水流を阻害することがなく、かつ、ガイド部４５により流路１１内の洗浄水を第１流出口３０ｂに向けた方向にガイドするので、第１流出口３０ｂへ効率よく洗浄水を流入させることができる。したがって、噴出装置１０３に効率よく洗浄水を吸水できるので、食器１０１の洗浄を効率よく行うことができる。さらに貯水部１０４の洗浄水を排水する際には、洗浄水が流路１１内を逆転方向に流れることで切替弁４０が応答性よく回転して開口動作を行うので、第２流出口３０ｂから効率よく洗浄水を排水することができる。このとき、上記したように、ポンプ１１０において、シャフト２３とスリーブ２５との間への異物（汚物）の侵入が抑制されており、ポンプ１１０の劣化防止が図られていることは言うまでもない。

以上のように、上記した実施形態では、流入路３０ｆに延出したインペラ２９の基部２６の羽根保持部２６ｃの先端の外周面に衝突した水が、羽根保持部２６ｃの外周面の外側からポンプ室１０内に流入することでスリーブ２５から離れるように誘導されるので、シャフト２３の軸方向からスリーブ２５に向かって流れる水の量を減少させることができ、連通口３０ｇ側のスリーブ２５端面におけるシャフト２３とスリーブ２５との間隙に流入する水の量を減少させることができる。したがって、例えば異物が混入した水がポンプ室１０内に流入した場合に、簡易な構成でシャフト２３とスリーブ２５との摺動部位へ当該異物が侵入するのを効果的に防止してポンプ１１０が劣化するのを防止できる。

また、インペラ２９を構成する基部２６により本発明の「流体誘導手段」が構成されており、基部２６により連通口３０ｇから流入する水の流れがスリーブ２５から離れるように誘導されるため、新たなシール部材や部品等を追加することなく、さらに簡易な構成でシャフト２３とスリーブ１５との摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止することができる。

また、ポンプ室１０内のスリーブ２５周辺に形成されたラビリンスシールにより、羽根保持部２６ｃの内周面と突起３０ｈの外周面との間隙への水の流入量を効果的に減少させることができ、連通口３０ｇからスリーブ２５に向って流れる水の量を減少させることができる。したがって、ポンプ室１０内において、連通口３０ｇから流出口３０ｂ，３０ｃへの所定の通過経路以外の場所へ水が流入するのを最小限に抑制することができ、スリーブ２５周辺に水が大量に流入することを効果的に防止できるので、シャフト２３とスリーブ２５との摺動部位へ異物が侵入するのをより効果的に防止できる。

また、流入口３０ａから流入した水は、微小間隙を残して流入路３０ｆをほぼ塞ぐように形成された羽根保持部２６ｃの先端の外周面に衝突するため、羽保持部２６ｃの内周面に侵入する水の量が減少し、また、流入口３０ａから流入したほぼすべての水が基部２６の外周面に衝突するため、ポンプ室１０内に流入した水がシャフト２３の方向からスリーブ２５に向って流れるのを防止できるので、シャフト２３とスリーブ２５との摺動部位へ異物が侵入するのをさらに効果的に防止できる。

また、連通口３０ｇを通って流入路３０ｆ内に延出された羽根保持部２６ｃの先端までインペラ２９の羽根２８ｃが形成されているため、モータ２０の回転部２４が回転してインペラ２９が回転することにより流入路３０ｆ内の流体を確実にポンプ室１０内に吸引することができるので、流入口３０ａから流入した水が流入路３０ｆ内に残存するのを効果的に防止できる。

また、シャフト２３とスリーブ２５との摺動部位への異物が侵入することによる劣化が効果的に防止されたポンプ１１０を備えることにより、ポンプ１１０が故障することによるメンテナンスの回数を減らすことができる食器洗浄機１００を提供することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、本発明の「流体誘導手段」を基部２６によって構成したが、この「流体誘導手段」をケーシングの内壁に形成し、例えば図８に示すように、流入路もしくは連通口のいずれか一方に配置してもよい。

図８を参照して、本発明にかかるポンプの他の実施形態について説明する。図８は本発明にかかるポンプの他の実施形態における一部の切断正面図である。図８は、流体が流入路２３０ｆを流れる方向とシャフト２２３の方向が一致する（平行な）例である。なお、図１に示すポンプと同一な構成および動作については相当符号を付して、その構成および動作の説明を省略する。図８に示すように、ポンプ２１０を構成するケーシング２３０には、シャフト２２３を保持する凹部２３０ｈ１を有する略円柱形状のシャフト保持部２３０ｈが一体的に形成されて連通口２３０ｇに配置され、このシャフト保持部２３０ｈと図示省略された他方のシャフト保持部とでシャフト２２３がポンプ室１０に固定配置されている。

また、シャフト２２３には、シャフト２２３を回転軸として回転可能にスリーブ２２５が外挿され、このスリーブ２２５と一体的に回転可能にインペラ２２９が設けられている。また、シャフト保持部３０ｈの外周面には、スリーブ２２５に向って径方向外側に傾斜する曲面２３０ｈ２（本発明の「流体誘導手段」に相当）が形成されている。

このように構成されたポンプ２１０のモータ（図示省略）が回転してインペラ２２９が回転することで、流入口２３０ａから流入した水がポンプ室２１０に吸入されて、排出口２３０ｂから排出される。このとき、流入路２３０ｆを通過してポンプ室１０内に流入する水の流れは、シャフト保持部２０ｈに形成された曲面２３０ｈ２によって矢印ＷＦに示すようにスリーブ２２５から離れるように誘導される。

以上のように、ケーシング２３０に一体的に形成されたシャフト保持部２３０ｈが有する曲面２３０ｈ２によって水の流れをスリーブ２２５から離れるように誘導することで連通口２３０ｇ側のスリーブ２２５端面におけるシャフト２２３とスリーブ２２５との間隙に流入する水の量を減少させることができるので、新たなシール部材や部品等を追加することなく、簡易な構成でシャフト２２３とスリーブ２２５との摺動部位へ異物が侵入するのを効果的に防止することができ、異物によるポンプ２１０の劣化を防止することできる。

なお、ポンプ２１０ではシャフト保持部２３０ｈを連通口２３０ｇに配置したが、流入路２３０ｆに配置してもよいし、連通口２３０ｇおよび流入路２３０ｆの両方にまたがるように配置してもよい。

また、シャフト保持部２３０ｈが有する曲面２３０ｈ２が有する機能と同様の機能を有する、曲面または斜面を、ケーシング２３０のシャフト保持部２３０ｈの外周面以外の場所に設けて、流入路２３０ｆまたは連通口２３０ｇに配置してもよい。

また、上記実施形態では、本発明にかかるポンプ１１０，２１０を食器洗浄機１００に適用したが、本発明にかかるポンプ１１０，２１０は食器洗浄機１００への搭載に限定されるものではなく、洗濯機等のポンプを搭載する機器全般に適用することができる。

また、上記実施形態では、流体として水を採用しているが、オイル等を採用してもよい。また、上記したポンプ１１０では、モータ２０が上側に、流路３０ｆが下側になるように配置したが、流路３０ｆが上側に、モータ２０が下側になるように配置してももちろんよい。また、羽根の下部２８ｃが羽根保持部２６ｃの先端まで連続して形成されていなくともよい。

本発明にかかるポンプの一実施形態を示す切断正面図である。 図１に示すポンプのポンプ室を示す切断底面図である。 図１に示すポンプのポンプ室において、第１流出口に水が流出する際の水流を示す切断底面図である。 図１に示すポンプのポンプ室において、第２流出口に水が流出する際の水流を示し、切替弁が開口動作を行い始める際の状態を示した切断底面図である。 図１に示すポンプのポンプ室において、第２流出口に水が流出する際の水流を示し、切替弁が開口する途中の状態を示した切断底面図である。 図１に示すポンプのポンプ室において、第２流出口に水が流出する際の水流を示し、切替弁が完全に開口した状態を示した切断底面図である。 本発明にかかるポンプを搭載した食器洗浄機の一実施形態を示す模式図である。 本発明にかかるポンプの他の実施形態における一部の切断正面図である。

符号の説明

１０ ポンプ室
２０ モータ
２１ 第１ケーシング（ケーシング）
２３ シャフト
２４ 回転部
２５ スリーブ
２６ 基部（流体誘導手段）
２８ 羽根
２９ インペラ
３０ 第２ケーシング（ケーシング）
３０ａ 流入口
３０ｂ 第１流出口
３０ｃ 第２流出口
３０ｆ 流入路
３０ｆ１ 内壁
３０ｇ 連通口
２２３ シャフト
２２５ スリーブ
２３０ ケーシング
２３０ｈ シャフト保持部
２３０ｈ２ 曲面（流体誘導手段）
１００ 食器洗浄機
１０１ 食器
１０２ 食器トレイ
１０３ 噴出装置
１０５ 洗浄用配管
１１０ ポンプ
Ｊ１ 軸

Claims (12)

1. ポンプ室を有し、流入口と、前記流入口から流入した流体が通過する流入路と、前記流入路と前記ポンプ室とを連通する連通口と、前記ポンプ室から前記流体が流出する流出口とが形成されたケーシングを備え、
   前記ポンプ室にモータの回転部とインペラとが一体的に回転可能に配設され、前記回転部が回転することで前記インペラが回転し、前記インペラの回転により前記連通口を介して前記流入路から前記流体を前記ポンプ室に吸入して前記流出口より排出するポンプにおいて、
   前記インペラは、前記ポンプ室内に固定配置されたシャフトの外周に、前記シャフトを回転軸として回転自在に外挿された略円筒形状のスリーブと一体的に回転する基部、および、当該基部に形成された複数の羽根を有し、
   前記連通口から前記ポンプ室に流入する前記流体の流れを、前記スリーブから離れるように誘導する流体誘導手段を有することを特徴とするポンプ。
2. 前記流体誘導手段は、前記基部により構成されることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
3. 前記回転軸に沿った方向の前記基部の先端は、少なくとも前記連通口まで延設されていることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
4. 前記回転軸に沿った方向の前記基部の先端は、前記連通口を経て前記流入路側に延出して形成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のポンプ。
5. 前記流入路は、前記流入口からの前記流体の通過方向が、前記回転軸に沿った方向と異なるように前記ケーシングに形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のポンプ。
6. 前記流入路は、前記流入口からの前記流体の通過方向が、前記回転軸に沿った方向とほぼ垂直となるように前記ケーシングに形成されることを特徴とする請求項５に記載のポンプ。
7. 前記流入路の内壁には前記シャフトを保持する略円柱形状のシャフト保持部が形成され、
   前記基部には、前記回転軸方向に沿って形成された略円筒形状の羽根保持部を有し、
   前記羽根保持部の内周面が、径方向に微小間隙を介して前記シャフト保持部の外周面と対向することによってラビリンスシールが形成されることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のポンプ。
8. 前記基部の前記回転軸に沿った方向の先端は、軸方向に微小間隙を介して前記連通口と対向する前記流入路の内壁と対向することによってラビリンスシールを形成することを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載のポンプ。
9. 前記羽根の一部は、前記連通口を通って前記基部の前記回転軸に沿った方向の先端まで連続して形成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれかに記載のポンプ。
10. 前記流体誘導手段は、前記ケーシングの内壁に形成され、前記流入路もしくは前記連通口の少なくともいずれか一方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
11. 前記ケーシングには、前記シャフトを保持する凹部を有する略円柱形状のシャフト保持部が一体的に形成され、
    前記流体誘導手段は、前記シャフト保持部の外周面に前記スリーブ側に向かって径方向外側に傾斜する傾斜面もしくは曲面が形成されることによって構成されることを特徴とする請求項１０に記載のポンプ。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のポンプを備えた食器洗浄機であって、
    食器を載置する食器トレイと、
    前記食器に水を噴出する噴出装置と、
    前記ポンプと前記噴出装置とを連結する洗浄用配管と
    を備えることを特徴とする食器洗浄機。

Images