JP2023108198A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】流体の流れで吐出口を切替えるポンプで閉弁状態を維持し弁漏れを防ぐ。【解決手段】吸入口１５、第１吐出口１６及び第２吐出口１７を有するポンプ室１４と、回転流を生じさせる羽根車１８と、第１弁蓋２３と第２弁蓋２４を有し回転流の方向により第１吐出口と第２吐出口の何れかから流体を吐き出させる切替弁２１を備え、切替弁は、回転流が第１方向のとき、第１弁蓋が第１吐出口を閉じ第２弁蓋が第２吐出口を開く第１切替状態になり、回転流が第２方向のとき、第２弁蓋が第２吐出口を閉じ第１弁蓋が第１吐出口を開く第２切替状態になるポンプで、第１切替状態にある切替弁が第２切替状態に向け揺動したときに羽根車に接触し第１切替状態に引き戻す力を羽根車から受ける第１触接手段２５と、第２切替状態にある切替弁が第１切替状態に向け揺動したときに羽根車に接触し第２切替状態に引き戻す力を羽根車から受ける第２触接手段２６を切替弁が有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプに係り、特に、流体の流れによって吐出口を切り替える切替弁を一体に備えたポンプに関する。

近年、自動車の熱交換システムは複雑になってきている。カーボンニュートラルの観点から自動車の電動化が進み、車両室内だけでなくモータやバッテリなど冷却対象が増えたためである。

このような熱交換システムでは、冷却水を循環させる経路を運転状況に応じて様々に切り替え、効率的な冷却を行うために切替弁とウォーターポンプが備えられる（例えば下記特許文献１及び特許文献２参照）。

また、流体の流れによって吐出口を切り替える切替弁を一体に備えたポンプを開示する文献として、下記特許文献３がある。

特開２００４－１１６４２５号公報 特開２００８－２１３５８３号公報 特開２０１１－９８６２８号公報

ところで、切替弁とウォーターポンプはセットで通常使用されるが、ＥＶ車（電気自動車）やハイブリッド車では、当該切替弁とウォーターポンプのセットを複数組み込んで熱交換システムを構築することが多く、切替弁とウォーターポンプそれぞれに制御用のモータが搭載されている。

したがって、現状の熱交換システムには、例えば、切替弁とウォーターポンプを一体化することでシステムの簡素化や省スペース化を図り、あるいは、流体の流れを利用して流路の切り替えを行うことで切替弁を制御するモータを不要として省エネ化を図るなどの改良の余地がある。

一方、前記特許文献１には、切替弁を一体に備えたウォーターポンプが示されており、このポンプによれば、切替弁を作動させるモータを省くことが可能となる。しかしながら、当該ポンプを車両用の熱交換システムにそのまま使用することは弁漏れを生じるおそれがあることから難しい。

具体的には、特許文献１記載のポンプ１は、ポンプが運転されている限りは、一方の弁蓋部２４（又は２５）が完全に一方の吐出口１２（又は１３）を閉じた状態にして他方の吐出口１３（又は１２）のみから流体を吐出する旨記載されているものの（同文献の段落００２３～００２６参照）、閉弁状態にある弁蓋部が自重により（特に流量が少なくなったときに）落下（揺動）し、弁漏れを生じるおそれがある。

さらに、特許文献１記載のポンプは、食器洗い機に使用されるポンプであり、食器洗い機はキッチンなどに据え置いて使用されるから使用中に重力以外の力が働くことはない。これに対し、自動車に搭載するポンプは、車両が坂道や凸凹がある路面を走行し或いは車両の加減速によって振動や慣性力が弁蓋部に加わることもあることから、これらの影響から閉弁側の弁蓋部が開いてしまう可能性もある。

したがって、本発明の目的は、流体の流れによって吐出口を切り替える切替弁を備えたポンプにおいて閉弁状態をより確実に維持することを可能とすることにより弁漏れが生じることを防ぐ点にある。

〔第１発明〕
前記課題を解決し目的を達成するため、本願の第１の発明に係るポンプは、流体を吸い込む吸入口、流体を吐き出す第１吐出口、および、流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることによりポンプ室内に流体の回転流を生じさせる羽根車と、回転流を受けることにより揺動（回動）し、回転流の回転方向によって第１吐出口および第２吐出口のうちのいずれか一方から流体を吐き出させる切替弁とを備え、当該切替弁は、第１吐出口を開閉する第１弁蓋と、第２吐出口を開閉する第２弁蓋と、第１弁蓋と第２弁蓋を揺動可能に支持する弁軸部とを有し、前記回転流が第１回転方向であるときに当該回転流による流体の圧力を受けて揺動し、第１弁蓋が第１吐出口を閉鎖するとともに第２弁蓋が第２吐出口を開放する第１切替状態になる一方、前記回転流が第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに当該回転流による流体の圧力を受けて揺動し、第２弁蓋が第２吐出口を閉鎖するとともに第１弁蓋が第１吐出口を開放する第２切替状態になるポンプである。

そして、当該ポンプでは、第１切替状態にある切替弁が第２切替状態に向けて揺動したときに、羽根車の周面部に接触することにより第１切替状態に引き戻す揺動力を羽根車から受ける第１触接手段と、第２切替状態にある切替弁が第１切替状態に向けて揺動したときに、羽根車の周面部に接触することにより第２切替状態に引き戻す力を羽根車から受ける第２触接手段とを切替弁が備えている。

上記第１の発明に係るポンプは、羽根車によってポンプ室内に発生される流体の流れによって吐出口の切り替えを行うものであるが、閉弁側（吐出口を閉鎖した閉弁状態にある側）の弁蓋が不用意に開いたときに、当該弁蓋を羽根車の回転を利用して閉弁状態（吐出口を塞いだ状態）に引き戻す触接手段を備えている。

具体的には、当該ポンプでは、ポンプ室内に設置した羽根車を回転駆動装置（例えば電動機）により回転させることにより流体の回転流（第１回転方向又は第２回転方向のいずれかの方向に回転するように流れる流体の流れ）をポンプ室内に生じさせる。なお、回転流の回転方向は、例えば、第１回転方向を時計回りとすれば、第２回転方向は反時計回りとなる。

切替弁は、回転流の流れる方向が第１回転方向の場合には、この流れに押されて揺動（回動）し、第１弁蓋が第１吐出口に当接して第１吐出口に押し付けられ、第１吐出口を塞ぐ。またこのとき第２弁蓋は第２吐出口から離れた状態となり、第２吐出口は開放される。したがって、吸入口からポンプ室内に流入した流体は、第２吐出口から吐出される（第１切替状態）。

ここで、上記第１切替状態において切替弁が何らかの力（例えば前述した重力や車両の走行に伴う振動や慣性力）を受けて第１弁蓋が開弁方向（第１吐出口から離れる方向）へ揺動すると、第１触接手段も第１弁蓋と一緒に揺動し、回転している羽根車の外周部に第１触接手段が接触する。この接触により、第１弁蓋を閉弁方向（第１吐出口に近づく方向）へ引き戻す力を切替弁が（第１触接手段を介して第１弁蓋が）受けることとなる。そして、この閉弁方向への力によって第１弁蓋が第１吐出口に当接する閉弁状態に引き戻され、第１吐出口から流体が漏れ出ることを防ぐことが出来る。

一方、羽根車が逆方向に回転駆動され、回転流の流れる方向が第２回転方向となった場合には、この流れを切替弁が受け、前記回転流が第１回転方向に流れていたときとは逆方向に揺動して第２弁蓋が第２吐出口に当接して第２吐出口に押し付けられ、第２吐出口を塞ぐ。このとき第１弁蓋は第１吐出口から離れた状態となり、第１吐出口は開放される。したがって、吸入口からポンプ室内に流入した流体は、第１吐出口から吐出される（第２切替状態）。

ここで、上記第２切替状態において切替弁が何らかの力を受けて第２弁蓋が開弁方向（第２吐出口から離れる方向）へ揺動すると、第２触接手段も第２弁蓋と一緒に揺動し、回転している羽根車の外周部に第２触接手段が接触する。この接触により、第２弁蓋を閉弁方向（第２吐出口に近づく方向）へ引き戻す力を切替弁が（第２触接手段を介して第２弁蓋が）受けることとなる。そして、この閉弁方向への力によって第２弁蓋が第２吐出口に当接する閉弁状態に引き戻され、第２吐出口から流体が漏れ出ることを防ぐことが出来る。

〔第１発明の第１態様〕
触接手段の具体的な構造として上記第１の発明の第１の態様では、第１触接手段が、第２弁蓋から羽根車の周面部に向け延びて第１切替状態に引き戻す力を羽根車の周面部に摺接することにより受ける第１触接アームであり、第２触接手段が、第１弁蓋から羽根車の周面部に向け延びて第２切替状態に引き戻す力を羽根車の周面部に摺接することにより受ける第２触接アームである。なお、「摺接」とは、摺動状態で接触すること、すなわち、羽根車が回転した状態で接触アームが羽根車の周面部に接触することを意味する（以下同様）。

なお、上記第１触接アームおよび第２触接アームは、弁蓋（第１弁蓋及び第２弁蓋）に回転流を当てて切替弁がより確実に動作するようにするために、第１弁蓋および第２弁蓋より高さを低くすることが好ましい（後述する第１触接回転体及び第２触接回転体についても同様）。

また、上記第１の発明では、完全に閉弁した状態、すなわち第１弁蓋が第１吐出口を完全に塞いでいる第１切替状態、ならびに、第２弁蓋が第２吐出口を完全に塞いでいる第２切替状態では、いずれも触接手段（第１触接手段及び第２触接手段）は羽根車に接触せず、開弁方向へ一定角度だけ揺動したときに初めて羽根車に接触する。触接手段および羽根車が摩耗することを防ぐためである。なお、当該一定角度（触接手段が羽根車に接触し始める揺動量）を小さく設定すればするほど弁漏れの防止効果は高くなる。

〔第１発明の第２態様〕
また第１の発明の第２の態様では、第１触接手段が、第１切替状態において第２弁蓋と羽根車の周面部との間に自転可能に保持される第１触接回転体であり、当該第１触接回転体は、第１切替状態にある切替弁が第２切替状態に向けて揺動したときに羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに第１切替状態に引き戻す力を羽根車から受け、第２触接手段が、第２切替状態において第１弁蓋と羽根車の周面部との間に自転可能に保持される第２触接回転体であり、当該第２触接回転体は、第２切替状態にある切替弁が第１切替状態に向けて揺動したときに羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに第２切替状態に引き戻す力を羽根車から受ける。

上記第２の態様によれば、羽根車に接触する触接手段が回転（自転）することから、羽根車に摺動状態で接触させる場合と比べて触接手段および羽根車の摩耗をより一層抑えることが可能となる。

上記触接回転体（第１触接回転体及び第２触接回転体）は、例えば、円柱状の部材であっても良いし、球体であっても構わない。なお、円柱状部材により触接回転体を構成する場合には、当該円柱状部材の軸線が切替弁の弁軸部ならびに羽根車の回転軸と平行になるように切替弁に備えれば良い。

上記第１の発明は、全閉状態では触接手段が羽根車に接触しないように構成したが、全閉状態においても接触手段が羽根車に接触する構造を本願は除外するものではない。そのような構造によっても閉弁状態にある弁蓋が不用意に開くことを同様に防ぐことが出来るからである。次に述べる第２の発明は、そのような構造を有するものである。

〔第２発明〕
本願の第２の発明に係るポンプは、流体を吸い込む吸入口、流体を吐き出す第１吐出口、および、流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることによりポンプ室内に流体の回転流を生じさせる羽根車と、当該回転流を受けることにより揺動し、当該回転流の回転方向によって第１吐出口および第２吐出口のうちのいずれか一方から流体を吐き出させる切替弁とを備え、当該切替弁は、第１吐出口を開閉する第１弁蓋と、第２吐出口を開閉する第２弁蓋と、第１弁蓋と第２弁蓋を揺動可能に支持する弁軸部とを有し、前記回転流が第１回転方向であるときに当該回転流による流体の圧力を受けて揺動し、第１弁蓋が第１吐出口を閉鎖するとともに第２弁蓋が第２吐出口を開放する第１切替状態になる一方、前記回転流が第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに当該回転流による流体の圧力を受けて揺動し、第２弁蓋が第２吐出口を閉鎖するとともに第１弁蓋が第１吐出口を開放する第２切替状態になるポンプである。

そして、当該ポンプは、切替弁が第１切替状態にあるときに羽根車の周面部に接触することにより第１弁蓋を第１吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第１触接手段と、切替弁が第２切替状態にあるときに羽根車の周面部に接触することにより第２弁蓋を第２吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第２触接手段とを切替弁が備えている。

なお、上記第２の発明では、触接手段（第１触接手段及び第２触接手段）と羽根車（特に触接手段が接触する周面部）は、耐摩耗性に優れた材料により構成することが好ましい。

〔第２発明の第１態様〕
また、この第２の発明に係るポンプにおいても前記第１の発明に係るポンプと同様に第１の態様では、第１触接手段が、第２弁蓋から羽根車の周面部に向け延びて第１切替状態にあるときに羽根車の周面部に摺接することにより第１弁蓋を第１吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第１触接アームであり、第２触接手段が、第１弁蓋から羽根車の周面部に向け延びて第２切替状態にあるときに羽根車の周面部に摺接することにより第２弁蓋を第２吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第２触接アームである。

〔第２発明の第２態様〕
また当該第２の発明の第２の態様では、第１触接手段が、第２弁蓋と羽根車の周面部との間に自転可能に保持され且つ第１切替状態において羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに第１弁蓋を第１吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第１触接回転体であり、第２触接手段が、第１弁蓋と羽根車の周面部との間に自転可能に保持され且つ第２切替状態において羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに第２弁蓋を第２吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第２触接回転体である。

〔第１発明及び第２発明の具体的態様〕
さらに、上記第１および第２の発明では、より具体的な態様として、ポンプ室を画成する内面のうち、羽根車の回転軸方向に関する一方の内面を底面とし、回転軸方向に直交する方向に関する内面を周面としたときに、吸入口をポンプ室の底面に形成するとともに、第１吐出口および第２吐出口をポンプ室の周面に形成し、弁軸部が羽根車の回転軸と平行になるように切替弁を備えることがある。

また当該態様では、弁軸部が、第１吐出口と第２吐出口との間の中央と、羽根車の回転軸とを結んだ線上に配置され、第１弁蓋および第２弁蓋は、弁軸部を基端として先端が羽根車に向けＶ字状に開くように備えられている場合がある。

〔第３発明〕
さらに本願の第３の発明に係るポンプは、前記第１および第２の発明のように１つの切替弁で第１吐出口と第２吐出口の開閉（吐出口の切り替え）を行うのではなく、２つの切替弁、すなわち第１吐出口の開閉を行う第１切替弁と、第２吐出口の開閉を行う第２切替弁を備え、これらの切替弁で吐出口の切り替えを行うものである。

具体的には当該ポンプは、流体を吸い込む吸入口、流体を吐き出す第１吐出口、および、流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることによりポンプ室内に流体の回転流を生じさせる羽根車と、当該回転流を受けることにより揺動し、当該回転流の回転方向によって第１吐出口および第２吐出口のうちのいずれか一方から流体を吐き出させる切替弁とを備えたポンプであって、前記切替弁は、第１軸部に揺動可能に支持された第１切替弁と、第２軸部に揺動可能に支持された第２切替弁とを含み、第１切替弁は、前記回転流が第１回転方向であるときに、流体の圧力を受けることにより当該第１切替弁を揺動させるとともに第１吐出口を閉鎖する第１弁蓋と、前記回転流が第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに、流体の圧力を受けて当該第１切替弁を揺動させることにより、第１弁蓋によって閉鎖されていた第１吐出口を開放する第１開弁板とを備え、第２切替弁は、前記回転流が第２回転方向であるときに、流体の圧力を受けることにより当該第２切替弁を揺動させるとともに第２吐出口を閉鎖する第２弁蓋と、前記回転流が第１回転方向であるときに、流体の圧力を受けて当該第２切替弁を揺動させることにより、第２弁蓋によって閉鎖されていた第２吐出口を開放する第２開弁板とを備えている。

さらに当該ポンプにおいて、前記回転流が第１回転方向で第１弁蓋が第１吐出口を閉塞し且つ第２弁蓋が第２吐出口を開放している状態を第１切替状態とし、前記回転流が第２回転方向で第２弁蓋が第２吐出口を閉塞し且つ第１弁蓋が第１吐出口を開放している状態を第２切替状態とした場合に、第１切替状態にある第１切替弁が第１吐出口を開放する方向へ揺動したときに羽根車の周面部に接触することにより第１吐出口を閉鎖する方向へ引き戻す力を羽根車から受ける第１触接手段を第１切替弁が備え、第２切替状態にある第２切替弁が第２吐出口を開放する方向へ揺動したときに羽根車の周面部に接触することにより第２吐出口を閉鎖する方向へ引き戻す力を羽根車から受ける第２触接手段を第２切替弁が備えている。

このような第３の発明によれば、吐出口の設置位置の自由度を高めることが可能となる。すなわち前記第１および第２の発明では、１つの切替弁で吐出口の切り替えを行うから、第１吐出口と第２吐出口は必然的に近い位置（１つの切替弁に備えられた第１弁蓋と第２弁蓋が届く範囲）に配置する必要があるが、上記第３の発明によれば、第１吐出口と第２吐出口は互いに関連性のない（別々に備える）切替弁で開閉するから、前記第１および第２の発明と比べてより自由に第１吐出口と第２吐出口を配置することが出来る。例えば、羽根車を挟んで第１吐出口の反対側に第２吐出口を配置するようなことも上記第３の発明によれば可能である。

また、上記第３の発明では、第１開弁板が、羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に第１触接手段を備え、当該第１触接手段は、羽根車の周面部に摺接することにより第１切替状態に引き戻す力を羽根車から受け、第２開弁板が、羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に第２触接手段を備え、当該第２触接手段は、羽根車の周面部に摺接することにより第２切替状態に引き戻す力を羽根車から受けることがある。

さらにこの第３の発明についても、前記第２の発明のように全閉状態においても触接手段が羽根車に接触して閉弁状態を維持するようにすることが可能である。そのような構造を有するものが、次の第４の発明である。

〔第４発明〕
本願の第４の発明に係るポンプは、流体を吸い込む吸入口、流体を吐き出す第１吐出口、および、流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることによりポンプ室内に流体の回転流を生じさせる羽根車と、前記回転流を受けることにより揺動し、前記回転流の回転方向によって第１吐出口および第２吐出口のうちのいずれか一方から流体を吐き出させる切替弁とを備えたポンプであって、前記切替弁は、第１軸部に揺動可能に支持された第１切替弁と、第２軸部に揺動可能に支持された第２切替弁とを含み、前記第１切替弁は、前記回転流が第１回転方向であるときに、流体の圧力を受けることにより当該第１切替弁を揺動させるとともに第１吐出口を閉鎖する第１弁蓋と、前記回転流が第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに、流体の圧力を受けて当該第１切替弁を揺動させることにより、第１弁蓋によって閉鎖されていた第１吐出口を開放する第１開弁板とを備え、前記第２切替弁は、前記回転流が第２回転方向であるときに、流体の圧力を受けることにより当該第２切替弁を揺動させるとともに第２吐出口を閉鎖する第２弁蓋と、前記回転流が第１回転方向であるときに、流体の圧力を受けて当該第２切替弁を揺動させることにより、第２弁蓋によって閉鎖されていた第２吐出口を開放する第２開弁板とを備えている。

そして当該ポンプは、前記回転流が第１回転方向で第１弁蓋が第１吐出口を閉塞し且つ第２弁蓋が第２吐出口を開放している状態を第１切替状態とし、前記回転流が第２回転方向で第２弁蓋が第２吐出口を閉塞し且つ第１弁蓋が第１吐出口を開放している状態を第２切替状態とした場合に、前記第１切替弁は、当該第１切替弁が第１切替状態にあるときに、羽根車の周面部に接触することにより第１弁蓋を第１吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第１触接手段を備え、前記第２切替弁は、当該第２切替弁が第２切替状態にあるときに羽根車の周面部に接触することにより第２弁蓋を第２吐出口に押し付ける力を羽根車から受ける第２触接手段を備えている。

また、上記第４の発明に係るポンプでは、第１開弁板が、羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に第１触接手段を備え、当該第１触接手段は、羽根車の周面部に摺接することにより第１弁蓋を第１吐出口に押し付ける力を羽根車から受け、第２開弁板が、羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に第２触接手段を備え、当該第２触接手段は、羽根車の周面部に摺接することにより第２弁蓋を第２吐出口に押し付ける力を羽根車から受けることがある。

〔第３発明及び第４発明の具体的態様〕
前記第３および第４の発明では、開弁状態を維持する手段として開弁維持アームをさらに備えても良く、当該手段（開弁維持アーム）は、次の（１）または（２）のいずれかの態様を採ることが出来る。

（１）第２切替状態にある第１切替弁が第１吐出口を閉鎖する方向へ揺動したときに羽根車の周面部に摺接することにより第１吐出口を全開させる方向へ引き戻す力を羽根車から受ける第１開弁維持アームを第１切替弁がさらに備え、第１切替状態にある第２切替弁が第２吐出口を閉鎖する方向へ揺動したときに羽根車の周面部に摺接することにより第２吐出口を全開させる方向へ引き戻す力を羽根車から受ける第２開弁維持アームを第２切替弁がさらに備える。

この（１）の態様は、開弁状態にある切替弁（第１切替弁又は第２切替弁）が閉弁方向に揺動したときにこれを開弁維持アームが開弁（全開）状態に引き戻すものである。一方、次の（２）の態様は、開弁維持アームが全開状態においても羽根車に接触して全開状態を維持する力を羽根車から受けるものである。

（２）第１切替弁が第２切替状態にあるときに羽根車の周面部に摺接することにより第１吐出口を全開させる方向へ第１弁蓋を揺動させる力を羽根車から受ける第１開弁維持アームを第１切替弁がさらに備え、第２切替弁が第１切替状態にあるときに羽根車の周面部に摺接することにより第２吐出口を全開させる方向へ第２弁蓋を揺動させる力を羽根車から受ける第２開弁維持アームを第２切替弁がさらに備える。

また、前記第３および第４の発明では、ポンプ室を画成する内面のうち、羽根車の回転軸方向に関する一方の内面を底面とし、回転軸方向に直交する方向に関する内面を周面としたときに、吸入口をポンプ室の底面に形成するとともに、第１吐出口および第２吐出口をポンプ室の周面に形成し、第１軸部が羽根車の回転軸と平行になるように第１切替弁を備え、第２軸部が羽根車の回転軸と平行になるように第２切替弁を備えることがある。

本発明によれば、閉弁状態をより確実に維持して弁漏れが生じることを防ぐことが出来る。また本発明によれば、切替弁を駆動する駆動装置（モータ等）を備える必要が無くなるから、省エネルギー化を図ることが出来るとともに、制御対象の削減により、熱交換システムの制御部を簡素化することが可能となる。

本発明の他の目的、特徴および利点は、図面に基いて述べる以下の本発明の実施の形態の説明により明らかにする。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことができることは当業者に明らかである。また、各図中、同一の符号は、同一又は相当部分を示す。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るポンプの内部構造（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態）を示す斜視図である。 図２は、前記第１実施形態に係るポンプを示す縦断面図である。 図３は、前記第１実施形態に係るポンプの内部構造（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態／第１切替状態）を示す平面図である。 図４は、前記第１実施形態に係るポンプの内部構造（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態／第２切替状態）を示す平面図である。 図５は、前記第１実施形態に係るポンプの触接アーム部分（第１切替状態）を拡大して示す平面図である。 図６は、前記第１実施形態に係るポンプの触接アーム部分（第１切替状態にある切替弁の第１弁蓋が開弁方向へ揺動して第１接触アームが羽根車に接触した状態）を拡大して示す平面図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係るポンプの内部構造（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態／第１切替状態）を示す平面図である。 図８は、前記第２実施形態に係るポンプの内部構造（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態／第２切替状態）を示す平面図である。 図９は、前記第２実施形態に係るポンプの触接回転体部分（第１切替状態）を拡大して示す平面図である。 図１０は、前記第２実施形態に係るポンプの触接回転体部分（第１切替状態にある切替弁の第１弁蓋が開弁方向へ揺動して第１接触回転体が羽根車に接触した状態）を拡大して示す平面図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態に係るポンプの内部構造（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態／第１切替状態）を示す平面図である。 図１２は、前記第３実施形態に係るポンプの内部構造（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態／第２切替状態）を示す平面図である。 図１３は、前記第３実施形態に係るポンプの変形例（駆動装置、蓋体、及び、羽根車の天板部を取り除いた状態／第１切替状態）を示す平面図である。

〔第１実施形態〕
図１から図６に示すように、本発明の第１の実施形態に係るポンプ１１は、ポンプ室１４を内部に有する筐体１２と、ポンプ室１４内に回転可能に設置した羽根車１８と、羽根車１８を回転駆動する駆動装置（モータ）３１と、ポンプ室１４に流体を吸入する吸入口１５と、ポンプ室１４から流体を吐出する２つの吐出口１６，１７（吐出管１６ａ，１７ａ）すなわち第１吐出口１６（第１吐出管１６ａ）および第２吐出口１７（第２吐出管１７ａ）と、流体を吐出させる吐出口１６，１７を切り替える切替弁２１と、筐体１２の天面を閉塞する蓋体１３とを備えている。

なお、各図には前後方向、左右方向および上下方向を表す互いに直交する二次元座標または三次元座標を適宜表示し、以下の説明はこれらの方向に基いて行う。ただし、本発明および各実施形態に係るポンプは図示した以外にも様々な姿勢で使用することが可能であり、当該前後左右上下の各方向は、本発明の各部構成に対して何ら限定を加えるものではない。

ポンプ室１４の中心部には回転中心となる中心軸Ａが上下方向に平行になるように羽根車１８を設置し、その下部（ポンプ室１４の底面中心部）に吸入口１５を形成する。一方、羽根車１８の上部には、羽根車１８を駆動する駆動装置３１を設置する。駆動装置３１は、下端部に羽根車１８を連結した回転子（ロータ）３２と、ロータ３２を回転可能に支持するシャフト３５と、コイル３４を含んでロータ３２を回転させる磁界を発生させる固定子（ステータ）３３とを有する。

ロータ３２は、ポンプ室１４の天面（上面）を水密状態に閉塞する蓋体１３の中心部から上方へ突出するように形成した円筒部１３ａ内に収容し、当該円筒部１３ａの外側にステータ３３を備える。シャフト３５は、上下方向に延びる羽根車１８の中心軸（回転軸）Ａに沿って羽根車１８の中心部から上方に延び、上端を蓋体１３の円筒部１３ａの上面部に固定する一方、下端を吸入口１５の中心部に配置した軸受部材１９に固定してある。軸受部材１９は、複数の脚部１９ａによって吸入口１５の内周面に支持されている。

駆動装置３１によって回転駆動される羽根車１８は、中心軸Ａに対して放射状に延びる複数の羽根１８ａを底板部１８ｂと天板部１８ｃとの間に備えている。底板部１８ｂの中心部には、羽根車１８の内部（底板部１８ｂと天板部１８ｃの間の空間）と吸入口１５とを連通させる孔を形成し、この孔を通じて吸入口１５から羽根車１８の内部に流体を流入させ、回転する羽根車１８の遠心力によって各羽根１８ａの間からポンプ室１４内に流体を放出し、羽根車１８の周囲に（ポンプ室１４の内周面１４ａに沿った）流体の回転流を生じさせる。回転流の回転方向は、羽根車１８の回転方向と一致する。また、天板部１８ｃの中心部にはロータ３２を連結するための孔を設け、この孔にロータ３２の下端部を嵌入させることによりロータ３２と羽根車１８を連結してある。

第１吐出口１６と第２吐出口１７は、ポンプ室１４の前側の周面に左右に並ぶように形成し、各吐出口１６，１７から流体を排出できるように吐出管（第１吐出管１６ａ及び第２吐出管１７ａ）を筐体１２と一体に備える。そして、これら第１吐出口１６と第２吐出口１７の中間位置に切替弁２１を配置する。切替弁２１は、下端部を筐体１２に揺動（回動）可能に支持されるとともに上端部を蓋体１３に揺動（回動）可能に支持されて上下方向に延びる弁軸部２２と、弁軸部２２の中間部の外周面から水平（上下方向に直交する方向）に延びるように備えられた平板状の２つの弁蓋（第１弁蓋２３及び第２弁蓋２４）を有する。

これら２つの弁蓋２３，２４は、互いに一定の角度（鈍角）をなすように羽根車１８に向かって拡開した（開いた）Ｖ字状の平面形状を呈し、弁軸部２２を中心として左右に揺動することにより、第１弁蓋２３が第１吐出口１６を閉鎖した場合には第２弁蓋２４は第２吐出口１７を開放し、第２弁蓋２４が第２吐出口１７を閉鎖した場合には第１弁蓋２３は第１吐出口１６を開放するように備えられている。

さらに、各弁蓋２３，２４の後面側には、閉鎖すべき吐出口が意図せずに開放され始めたときにこれを閉鎖状態に引き戻す触接アーム２５，２６を備える。

具体的には、第１吐出口１６からの弁漏れを防ぐ第１触接アーム２５は、第２弁蓋２４の先端部背面（後面）から羽根車１８に向けて（後方に向けて）凸状となるように湾曲しながら（弧を描くように）羽根車１８に向け延び、湾曲した外周面を備えている。

また当該第１触接アーム２５は、第１弁蓋２３が第１吐出口１６を閉鎖した第１切替状態（図３参照）においては図５に示すように羽根車１８に接触せずに羽根車１８から離れているが、この第１切替状態において第１弁蓋２３が第１吐出口１６から離れるように切替弁２１が揺動すると（図５の矢印Ｃ１参照）、図６に示すように第１触接アーム２５が羽根車１８の外周面に接触する（接触部を符号Ｐで示す）。そしてこの接触により第１触接アーム２５は、図６に矢印Ｒ１で示す方向に回転している羽根車１８から、力Ｃ２を受け、この力Ｃ２によって切替弁２１が矢印Ｃ３方向へ揺動し、第１弁蓋２３により第１吐出口１６が完全に閉鎖された第１切替状態に引き戻される。このようにして第１吐出口１６から流体が漏れ出ることを防ぐことが出来る。

なお、第１切替状態から切替弁２１がどの程度揺動したら第１触接アーム２５が羽根車１８に接触するか（当該接触が始まる揺動量を「触接揺動量」、当該接触が始まる触接アームの部分を「触接点」（符号Ｐで示す）とそれぞれ称する）は、第１触接アーム２５の外周面（後側の面）の形状によって決定することが出来るが、触接揺動量を小さく設定すればするほど弁漏れをより完全に防ぐことが出来る。

例えば、本発明では第１切替状態（第１弁蓋２３が第１吐出口１６を完全に閉鎖している状態）において第１触接アーム２５が羽根車１８に接触するようにしても良く、この場合、上記触接揺動量は零となり弁漏れ量は最小となる。ただし、触接アーム２５と羽根車１８の摩耗を防ぐ観点からは、本実施形態のように第１切替状態および後述する第２切替状態においては、触接アーム２５，２６が羽根車１８に接触しない構造とすることが好ましい。

また、触接点Ｐより先端側の触接アーム外周面２５ａ（図６参照）の形状は、切替弁２１がさらに前記矢印Ｃ１方向（第１吐出口１６の開度が大きくなる方向）へ揺動したときに引き続き羽根車１８と接触する曲面形状としても良いし、羽根車１８との接触が無くなる（羽根車１８の外周面から離れる）曲面形状としても良い。ただし、当該触接アーム２５の外周面の形状は、羽根車１８の回転を逆転させて吐出口１６，１７の切り替えを行うときに切替弁２１が第１切替状態から第２切替状態へ揺動する動作を阻害しない形状とする（次に述べる第２触接アーム２６についても同様）。

第２吐出口１７からの弁漏れを防ぐ第２触接アーム２６も上記第１触接アーム２５と同様の構造を有する。すなわち、第２触接アーム２６は、第１弁蓋２３の先端部背面（後面）から羽根車１８に向けて（後方に向けて）凸状となるように湾曲しながら（弧を描くように）羽根車１８に向け延び、湾曲した外周面を備えている。また当該第２触接アーム２６は、第２弁蓋２４が第２吐出口１７を閉鎖した第２切替状態（図４参照）においては羽根車１８に接触せずに羽根車１８から離れているが、この第２切替状態において第２弁蓋２４が第２吐出口１７から離れるように切替弁２１が揺動すると、第２触接アーム２６が羽根車１８の外周面に接触する。そしてこの接触により第２触接アーム２６は、図４に矢印Ｒ２で示す方向に回転している羽根車１８から力を受ける。この力を受けた切替弁２１は第２切替状態に引き戻され、これにより第２吐出口１７から流体が漏れ出ることが防止される。

なお、上記第１触接アーム２５および第２触接アーム２６はいずれも、弁蓋２３，２４の後面に回転流を当てて切替弁２１がより確実に動作するようにするために、弁蓋２３，２４より高さを低く抑えてある（図１及び図２参照）。

本実施形態に係るポンプ１１の動作を説明する。

図３に示すようにモータ３１を駆動して羽根車１８を時計回りＲ１に回転させると、ポンプ室１４の下面の吸入口１５から流体がポンプ室１４内に吸引され、羽根車１８の回転方向と同じ時計回りの回転流（回転する流体の流れ）がポンプ室１４内に生じる。この回転流を切替弁２１の第１弁蓋２３が背面（後面）に受け、当該回転流の力によって切替弁２１が反時計回りに揺動し、第１弁蓋２３がポンプ室１４の前側内周面に押し付けられて第１吐出口１６が閉鎖される。このとき、第２弁蓋２４は第２吐出口１７から離れて第２吐出口１７が開放され、吸入口１５からポンプ室１４内に流入した流体は、第２吐出口１７から第２吐出管１７ａを通じてポンプ１１の外へ吐出される（図２の矢印Ｗ１，Ｗ２参照）。

この第１切替状態において、切替弁２１が時計回りに揺動すると第１弁蓋２３が第１吐出口１６から離れることとなるが、回転する羽根車１８に第１触接アーム２５が接触することにより切替弁２１が反時計回りに押し戻され、第１弁蓋２３は再びポンプ室１４の前側内周面に押し付けられて第１吐出口１６は閉鎖され、第１吐出口１６からの弁漏れが阻止される。

一方、図４に示すようにモータ３１を逆回転させて羽根車１８を反時計回りＲ２に回転させると、ポンプ室１４の下面の吸入口１５から流体がポンプ室１４内に吸引され、羽根車１８の回転方向と同じ反時計回りの回転流（回転する流体の流れ）がポンプ室１４内に生じる。この回転流を切替弁２１の第２弁蓋２４が背面（後面）に受け、当該回転流の力によって切替弁２１が時計回りに揺動し、第２弁蓋２４がポンプ室１４の前側内周面に押し付けられて第２吐出口１７が閉鎖される。このとき、第１弁蓋２３は第１吐出口１６から離れて第１吐出口１６が開放され、吸入口１５からポンプ室１４内に流入した流体は第１吐出口１６から第１吐出管１６ａを通じて外部へ吐出される。

また、この第２切替状態において、切替弁２１が反時計回りに揺動すると第２弁蓋２４が第２吐出口１７から離れることとなるが、回転する羽根車１８に第２触接アーム２６が接触することにより切替弁２１が時計回りに押し戻され、第２弁蓋２４は再びポンプ室１４の前側内周面に押し付けられて第２吐出口１７は閉鎖され、第２吐出口１７からの弁漏れが阻止される。

〔第２実施形態〕
図７から図１０に示すように、本発明の第２の実施形態に係るポンプ４１は、前記第１実施形態のポンプ１１と同様に、ポンプ室１４を内部に有する筐体１２と、ポンプ室１４内に設置した羽根車１８と、羽根車１８を回転駆動する駆動装置と、ポンプ室１４に流体を吸入する吸入口１５と、ポンプ室１４から流体を吐出する２つの吐出口（第１吐出口１６及び第２吐出口１７）と、吐出口１６，１７を切り替える切替弁２１と、筐体１２の天面を閉塞する蓋体とを備え、回転する羽根車１８に接触することにより切替弁２１の切替状態を維持する触接手段を備えたものであるが、当該触接手段の構造が異なる。以下、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略し、相違点を中心に述べる（後述の第３実施形態についても同様）。

本実施形態では触接手段として、前記触接アームに代え、第１弁蓋２３と第２弁蓋２４の間に回転（自転）可能に保持した２つの回転体４３，４４を備えた。これらの回転体４３，４４は円柱状の部材で、第１弁蓋２３と第２弁蓋２４の間に形成した扇状のフランジ部４２に回転（自転）可能に保持してある。なお、前記第１実施形態と同様の理由から（弁蓋２３，２４の後面に回転流を当てて切替弁２１をより確実に動作させるため）、当該２つの回転体４３，４４とこれらを保持するフランジ部４２は、いずれも第１弁蓋２３および第２弁蓋２４より高さを低くしてある。

また、２つの回転体のうち第１回転体（本発明の第１触接回転体に相当）４３は、第２弁蓋２４の背面（後面）近くに、且つ、図９に示すように第１弁蓋２３が第１吐出口１６を閉鎖している第１切替状態において羽根車１８の回転中心軸と弁軸部２２（切替弁２１の回転中心軸）とを結んだ線Ｂより右方（第１弁蓋２３寄り）に中心軸４３ａが位置するように配置してあり（符号ｄ参照）、当該第１切替状態では羽根車１８に接触しないが、図１０に示すように第１弁蓋２３が第１吐出口１６から離れる方向へ切替弁２１が揺動すると（図９の矢印Ｃ１参照）、回転する羽根車１８（矢印Ｒ１参照）の外周面に接触して切替弁２１を第１切替状態に引き戻す力（図１０の矢印Ｃ２参照）を羽根車１８から受け、第１吐出口１６を閉鎖する位置に第１弁蓋２３を押し戻す。なお、第１回転体４３の羽根車１８への接触点を符号Ｐで示している。

一方、２つの回転体のうち第２回転体（本発明の第２触接回転体に相当）４４は、第１弁蓋２３の背面（後面）近くに、且つ、第２弁蓋２４が第２吐出口１７を閉鎖している第２切替状態において羽根車１８の回転中心軸と弁軸部２２（切替弁２１の回転中心軸）とを結んだ線より左方（第２弁蓋２４寄り）に中心軸が位置するように配置してあり、第１回転体４３と同様に、第２弁蓋２４が第２吐出口１７を完全に閉鎖している第２切替状態では羽根車１８に接触しないが、第２弁蓋２４が第２吐出口１７から離れる方向へ切替弁２１が揺動すると、回転する羽根車１８（前記第１切替状態とは逆方向に回転している）の外周面に接触して切替弁２１を第２切替状態に引き戻す力を羽根車１８から受け、第２吐出口１７を閉鎖する位置に第２弁蓋２４を押し戻す。

本実施形態の利点を述べれば、上記第１回転体４３および第２回転体４４はいずれも羽根車１８に接触するとフランジ部４２の保持穴４２ａ内で回転（自転）する。したがって本実施形態によれば、前記第１実施形態のように回転する羽根車１８に摺動状態で触接手段（触接アーム）が接触する構造と比べ、触接手段（回転体４３，４４）が自転することで羽根車１８の摩耗を防ぐことが出来る。

〔第３実施形態〕
図１１から図１２に示すように、本発明の第３の実施形態に係るポンプ５１は、切替弁を２つの切替弁、すなわち第１吐出口１６を開閉する第１切替弁５２と、第２吐出口１７を開閉する第２切替弁５３とで構成したものである。

具体的には、本実施形態に係るポンプ５１では、前記第１実施形態と同様にポンプ室１４の前側内周面に第１吐出口１６と第２吐出口１７を左右に並べて備え、これらの吐出口１６，１７の間に第１切替弁５２と第２切替弁５３を配置する。

より詳しくは、羽根車１８によってポンプ室１４の内部に発生される回転流の回転方向が時計回りＲ１の場合（図１１の状態）を第１回転方向、当該回転方向が反時計回りＲ２の場合（図１２の状態）を第２回転方向、回転流の進行方向の先方を下流、回転流の進行方向の後方を上流とそれぞれすると、第１切替弁５２は、第１吐出口１６より、回転流が第１回転方向のときの上流側（回転流が第２回転方向のときは下流側となる）に配置し、第２切替弁５３は、第２吐出口１７より、回転流が第１回転方向のときの下流側（回転流が第２回転方向のときは上流側となる）に配置する。

また、第１切替弁５２は、羽根車１８の回転軸と平行に上下方向に延びて当該第１切替弁５２を揺動可能に支持する第１軸部６１と、第１吐出口１６を開閉できるように第１軸部６１の外周面から水平に延びる平板状の第１弁蓋６２と、第１軸部６１の外周面から羽根車１８に向けて水平に延びる平板状の第１開弁板６３とを有する。

また第１弁蓋６２と第１開弁板６３は、第１軸部６１から羽根車１８に向かって開いた（後方に向け拡開した）Ｖ字状の平面形状となるように備えてあり、図１１に示すように回転流が第１回転方向のときに第１弁蓋６２が下流側で、第１開弁板６３が上流側となるように配置してある（回転流が第２回転方向のときには第１弁蓋６２が上流側で、第１開弁板６３が下流側となる）。

第１開弁板６３は、回転流が第２回転方向（図１２参照）となったときに流体の圧力（流れ）を受けて第１切替弁５２（第１弁蓋６２）を開弁方向（第１弁蓋６２が第１吐出口１６から遠ざかる方向）へ揺動させるものである。なお、第２回転方向へ回転する流体に押されて開弁方向へ揺動した第１開弁板６３は、ポンプ室１４の内周面に当接することにより停止し、これにより第１切替弁５２が全開状態（第１弁蓋６２が第１吐出口１６から最も離れた状態）となる。

また、第１開弁板６３の先端部には、第１切替状態（第１切替弁５２が第１吐出口１６を閉鎖し、第２切替弁５３が第２吐出口１７を開放した状態）のときに第１切替弁５２を閉弁状態に維持する第１閉弁維持部６４（本発明の第１触接手段に相当）を備える。この第１閉弁維持部６４は、本実施形態の場合は、回転流が第１回転方向で閉弁状態にある第１切替弁５２が開弁方向（第１弁蓋６２が第１吐出口１６から離れる方向）に向かって揺動したときに羽根車１８の外周面に摺接し、第１開弁板６３と第１軸部６１を介して第１弁蓋６２を第１吐出口１６に当接した状態に押し戻す力を羽根車１８から受ける。

なお、第１切替弁５２が全閉状態（第１弁蓋６２が第１吐出口１６に当接している状態）にあるときにも第１閉弁維持部６４が羽根車１８の外周面に摺接するようにすることにより、第１閉弁維持部６４が第１開弁板６３と第１軸部６１を介して第１弁蓋６２を第１吐出口１６に押し付ける力を羽根車１８から受けるように構成することも可能である。

さらに、第１弁蓋６２には、当該第１弁蓋６２の背面（後面）から羽根車１８に向けて延びて第１切替弁５２の開弁（全開）状態を維持する第１開弁維持アーム６５を設ける。この第１開弁維持アーム６５は、図１２に示すように回転流が第２回転方向で全開状態にある第１切替弁５２が閉弁方向に向かって揺動したときに羽根車１８の外周面に摺接し、第１切替弁５２を全開状態に向け押し戻す力を羽根車１８から受ける。

なお、当該第１開弁維持アーム６５を、第１切替弁５２が全開状態にあるときにも羽根車１８の外周面に摺接することで第１切替弁５２を全開状態に維持する（第１開弁板６３をポンプ室１４の内周面１４ａに押し付ける）力を羽根車１８から受けるように構成することも可能である。

一方、第２切替弁５３は、羽根車１８の回転軸と平行に上下方向に延びて当該第２切替弁５３を揺動可能に支持する第２軸部７１と、第２吐出口１７を開閉できるように第２軸部７１の外周面から水平に延びる平板状の第２弁蓋７２と、第２軸部７１の外周面から羽根車１８に向けて水平に延びる平板状の第２開弁板７３とを有する。

また、第２弁蓋７２と第２開弁板７３は、第１切替弁５２と同様に第２軸部７１から羽根車１８に向かって開いた（後方に向け拡開した）Ｖ字状の平面形状となるように備えてあるが、第１切替弁５２とは逆に、回転流が第１回転方向（図１１参照）のときに第２弁蓋７２が上流側で、第２開弁板７３が下流側となるように配置してある（回転流が第２回転方向のときには第２弁蓋７２が下流側で、第２開弁板７３が上流側となる）。

第２開弁板７３は、回転流が第１回転方向となったときに流体の圧力（流れ）を受けて第２切替弁５３（第２弁蓋７２）を開弁方向（第２弁蓋７２が第２吐出口１７から遠ざかる方向）へ揺動させる。なお、第１回転方向へ回転する流体に押されて開弁方向へ揺動した第２開弁板７３は、ポンプ室１４の内周面１４ａに当接することにより停止し、これにより第２切替弁５３が全開状態（第２弁蓋７２が第２吐出口１７から最も離れた状態）となる。

また、第２開弁板７３の先端部には、第２切替状態（第１切替弁５２が第１吐出口１６を開放し、第２切替弁５３が第２吐出口１７を閉鎖した状態）のときに第２切替弁５３を閉弁状態に維持する第２閉弁維持部７４（本発明の第２触接手段に相当）を備える。この第２閉弁維持部７４は、本実施形態の場合は、回転流が第２回転方向で閉弁状態にある第２切替弁５３が開弁方向（第２弁蓋７２が第２吐出口１７から離れる方向）に向かって揺動したときに羽根車１８の外周面に摺接し、第２開弁板７２と第２軸部７１を介して第２弁蓋７２を第２吐出口１７に当接した状態に押し戻す力を羽根車１８から受ける。

なお、第２切替弁５３が全閉状態（第２弁蓋７２が第２吐出口１７に当接している状態）にあるときにも第２閉弁維持部７４が羽根車１８の外周面に摺接するようにすることにより、第２閉弁維持部７４が第２開弁板７３と第２軸部７１を介して第２弁蓋７２を第２吐出口１７に押し付ける力を羽根車１８から受けるように構成することも可能である。

さらに、第２弁蓋７２には、当該第２弁蓋７２の背面（後面）から羽根車１８に向けて延びて第２切替弁５３の開弁（全開）状態を維持する第２開弁維持アーム７５を設ける。この第２開弁維持アーム７５は、図１１に示すように回転流が第１回転方向で全開状態にある第２切替弁５３が閉弁方向に向かって揺動したときに羽根車１８の外周面に摺接し、第２切替弁５３を全開状態に向け押し戻す力を羽根車１８から受ける。

なお、当該第２開弁維持アーム７５を、第２切替弁５３が全開状態にあるときにも羽根車１８の外周面に摺接することで第２切替弁５３を全開状態に維持する（第２開弁板７３をポンプ室１４の内周面１４ａに押し付ける）力を羽根車１８から受けるように構成することも可能である。

本実施形態に係るポンプ５１の動作を説明する。

まず、図１１に示すようにモータを駆動して羽根車１８を時計回りＲ１に回転させると、ポンプ室１４の下面の吸入口１５から流体がポンプ室１４の内部に吸引され、羽根車１８の回転方向Ｒ１と同じ時計回りの回転流がポンプ室１４の内部に生じる。第１切替弁５２は、この回転流を第１弁蓋６２が受け、当該回転流に押されることで第１軸部６１を中心として反時計回りに揺動し、第１弁蓋６２がポンプ室１４の前側内周面に押し付けられて第１吐出口１６が閉鎖される。

一方、第２切替弁５３は、上記回転流を第２開弁板７３が受けて当該回転流に押されることで第２軸部７１を中心として反時計回りに揺動し、第２弁蓋７２が第２吐出口１７を開放する開弁状態となって、吸入口１５からポンプ室１４内に流入した流体が第２吐出口１７から第２吐出管１７ａを通じて外部へ吐出される。

この第１切替状態において、第１切替弁５２が時計回りに揺動すると第１弁蓋６２が第１吐出口１６から離れることとなるが、回転する羽根車１８に第１閉弁維持部６４が接触することにより第１切替弁５２（第１弁蓋６２）が反時計回りに押し戻され、第１弁蓋６２が再びポンプ室１４の前側内周面に押し付けられて第１吐出口１６が閉鎖される。これにより第１吐出口１６から弁漏れが生じることを防ぐことが出来る。

また当該第１切替状態において、第２切替弁５３が時計回りに揺動すると第２弁蓋７２が第２吐出口１７に近づくことになるが、回転する羽根車１８に第２開弁維持アーム７５が羽根車１８に接触することにより第２切替弁５３（第２弁蓋７２）は反時計回りに揺動して全開状態に押し戻される。これにより第２吐出口１７の全開状態が維持される。

一方、図１２に示すようにモータを逆回転させて羽根車１８を反時計回りＲ２に回転させると、ポンプ室１４の下面の吸入口１５から流体がポンプ室１４の内部に吸引され、羽根車１８の回転方向と同じ反時計回りの回転流がポンプ室１４の内部に生じる。第２切替弁５３は、この回転流を第２弁蓋７２が受け、当該回転流に押されることで時計回りに揺動し、第２弁蓋７２が第２吐出口１７を閉鎖する。また第１切替弁５２は、当該回転流を第１開弁板６３が受けることで時計回りに揺動し、第１弁蓋６２が第１吐出口１６から離れた開弁状態となって、吸入口１５からポンプ室１４内に流入した流体が第１吐出口１６から第１吐出管１６ａを通じて外部へ吐出されることとなる。

また、この第２切替状態において、第２切替弁５３が反時計回りに揺動すると第２弁蓋７２が第２吐出口１７から離れることとなるが、回転する羽根車１８に第２閉弁維持部７４が接触することにより第２切替弁５３（第２弁蓋７２）が反時計回りに押し戻され、第２弁蓋７２が再びポンプ室１４の前側内周面に押し付けられて第２吐出口１７が閉鎖される。これにより第２吐出口１７から弁漏れが生じることを防ぐことが出来る。

また当該第２切替状態において、第１切替弁５２が反時計回りに揺動すると第１弁蓋６２が第１吐出口１６に近づくことになるが、回転する羽根車１８に第１開弁維持アーム６５が羽根車１８に接触することにより第１切替弁５２（第１弁蓋６２）が全開状態に押し戻される。これにより第１吐出口１６の全開状態が維持される。

本実施形態の利点を述べれば、本実施形態では吐出口１６，１７を切り替える切替弁を２つの独立した切替弁（第１切替弁５２と第２切替弁５３）によって構成したから、吐出口１６，１７の配置位置の自由度を高めることが出来る。

前記第１および第２に実施形態では、１つの切替弁２１で切り替えを行うことから、２つの吐出口１６，１７を比較的近い位置に配置する必要があるが、本実施形態によれば、例えば図１３に示すように羽根車１８を挟んで第１吐出口１６の反対側に第２吐出口１７を配置することも可能となるなど、第１吐出口１６と第２吐出口１７をポンプ室周面の任意の位置に配置し、流体の吐出方向を様々な方向に設定することが出来る。

Ａ 中心軸（回転軸）
Ｂ 羽根車の中心軸と弁軸部（切替弁の揺動中心軸）とを結んだ線
Ｐ 接触点
Ｗ１，Ｗ２ 流体の流れ
１１，４１，５１ ポンプ
１２ 筐体
１３ 蓋体
１３ａ 円筒部
１４ ポンプ室
１４ａ ポンプ室の内周面
１５ 吸入口
１６ 第１吐出口
１６ａ 第１吐出管
１７ 第２吐出口
１７ａ 第２吐出管
１８ 羽根車
１８ａ 羽根
１８ｂ 底板部
１８ｃ 天板部
１９ 軸受部材
１９ａ 脚部
２１ 切替弁
２２ 弁軸部
２３，６２ 第１弁蓋
２４，７２ 第２弁蓋
２５ 第１触接アーム
２６ 第２触接アーム
３１ 駆動装置（モータ）
３２ 回転子（ロータ）
３３ 固定子（ステータ）
３４ コイル
３５ シャフト
４２ フランジ部
４２ａ 保持穴
４３ 第１回転体
４３ａ 第１回転体の中心軸（自転中心軸）
４４ 第２回転体
５２ 第１切替弁
５３ 第２切替弁
６１ 第１軸部
６３ 第１開弁板
６４ 第１閉弁維持部
６５ 第１開弁維持アーム
７１ 第２軸部
７３ 第２開弁板
７４ 第２閉弁維持部
７５ 第２開弁維持アーム

Claims (17)

1. 流体を吸い込む吸入口、前記流体を吐き出す第１吐出口、および、前記流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、
   前記ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることにより前記ポンプ室内に前記流体の回転流を生じさせる羽根車と、
   前記回転流を受けることにより揺動し、前記回転流の回転方向によって前記第１吐出口および前記第２吐出口のうちのいずれか一方から前記流体を吐き出させる切替弁と
   を備え、
   前記切替弁は、
   前記第１吐出口を開閉する第１弁蓋と、
   前記第２吐出口を開閉する第２弁蓋と、
   前記第１弁蓋と前記第２弁蓋を揺動可能に支持する弁軸部と
   を有し、
   前記回転流が第１回転方向であるときに当該回転流による前記流体の圧力を受けて揺動し、前記第１弁蓋が前記第１吐出口を閉鎖するとともに前記第２弁蓋が前記第２吐出口を開放する第１切替状態になる一方、
   前記回転流が前記第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに当該回転流による前記流体の圧力を受けて揺動し、前記第２弁蓋が前記第２吐出口を閉鎖するとともに前記第１弁蓋が前記第１吐出口を開放する第２切替状態になる
   ポンプであって、
   前記第１切替状態にある前記切替弁が前記第２切替状態に向けて揺動したときに、前記羽根車の周面部に接触することにより前記第１切替状態に引き戻す力を前記羽根車から受ける第１触接手段と、
   前記第２切替状態にある前記切替弁が前記第１切替状態に向けて揺動したときに、前記羽根車の周面部に接触することにより前記第２切替状態に引き戻す力を前記羽根車から受ける第２触接手段と
   を前記切替弁が備えている
   ことを特徴とするポンプ。
2. 前記第１触接手段は、
   前記第２弁蓋から前記羽根車の周面部に向け延び、前記第１切替状態に引き戻す力を前記羽根車の周面部に摺接することにより受ける、第１触接アーム
   であり、
   前記第２触接手段は、
   前記第１弁蓋から前記羽根車の周面部に向け延び、前記第２切替状態に引き戻す力を前記羽根車の周面部に摺接することにより受ける、第２触接アーム
   である
   請求項１に記載のポンプ。
3. 前記第１触接アームおよび前記第２触接アームは、いずれも前記第１弁蓋および前記第２弁蓋より高さが低い
   請求項２に記載のポンプ。
4. 前記第１触接手段は、前記第１切替状態において前記第２弁蓋と前記羽根車の周面部との間に自転可能に保持される第１触接回転体であり、
   当該第１触接回転体は、前記第１切替状態にある前記切替弁が前記第２切替状態に向けて揺動したときに前記羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに前記第１切替状態に引き戻す力を前記羽根車から受け、
   前記第２触接手段は、前記第２切替状態において前記第１弁蓋と前記羽根車の周面部との間に自転可能に保持される第２触接回転体であり、
   当該第２触接回転体は、前記第２切替状態にある前記切替弁が前記第１切替状態に向けて揺動したときに前記羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに前記第２切替状態に引き戻す力を前記羽根車から受ける
   請求項１に記載のポンプ。
5. 前記第１触接回転体および前記第２触接回転体は、いずれも前記第１弁蓋および前記第２弁蓋より高さが低い
   請求項４に記載のポンプ。
6. 流体を吸い込む吸入口、前記流体を吐き出す第１吐出口、および、前記流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、
   前記ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることにより前記ポンプ室内に前記流体の回転流を生じさせる羽根車と、
   前記回転流を受けることにより揺動し、前記回転流の回転方向によって前記第１吐出口および前記第２吐出口のうちのいずれか一方から前記流体を吐き出させる切替弁と
   を備え、
   前記切替弁は、
   前記第１吐出口を開閉する第１弁蓋と、
   前記第２吐出口を開閉する第２弁蓋と、
   前記第１弁蓋と前記第２弁蓋を揺動可能に支持する弁軸部と
   を有し、
   前記回転流が第１回転方向であるときに当該回転流による前記流体の圧力を受けて揺動し、前記第１弁蓋が前記第１吐出口を閉鎖するとともに前記第２弁蓋が前記第２吐出口を開放する第１切替状態になる一方、
   前記回転流が前記第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに当該回転流による前記流体の圧力を受けて揺動し、前記第２弁蓋が前記第２吐出口を閉鎖するとともに前記第１弁蓋が前記第１吐出口を開放する第２切替状態になる
   ポンプであって、
   前記切替弁が前記第１切替状態にあるときに、前記羽根車の周面部に接触することにより前記第１弁蓋を前記第１吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける第１触接手段と、
   前記切替弁が前記第２切替状態にあるときに、前記羽根車の周面部に接触することにより前記第２弁蓋を前記第２吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける第２触接手段と
   を前記切替弁が備えている
   ことを特徴とするポンプ。
7. 前記第１触接手段は、
   前記第２弁蓋から前記羽根車の周面部に向け延び、前記第１切替状態にあるときに前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第１弁蓋を前記第１吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける、第１触接アーム
   であり、
   前記第２触接手段は、
   前記第１弁蓋から前記羽根車の周面部に向け延び、前記第２切替状態にあるときに前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第２弁蓋を前記第２吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける、第２触接アーム
   である
   請求項６に記載のポンプ。
8. 前記第１触接手段は、
   前記第２弁蓋と前記羽根車の周面部との間に自転可能に保持され、且つ、前記第１切替状態において前記羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに前記第１弁蓋を前記第１吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける、第１触接回転体
   であり、
   前記第２触接手段は、
   前記第１弁蓋と前記羽根車の周面部との間に自転可能に保持され、且つ、前記第２切替状態において前記羽根車の周面部に接触することにより自転するとともに前記第２弁蓋を前記第２吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける、第２触接回転体
   である
   請求項６に記載のポンプ。
9. 前記ポンプ室を画成する内面のうち、前記羽根車の回転軸方向に関する一方の内面を底面とし、前記回転軸方向に直交する方向に関する内面を周面としたときに、
   前記吸入口を前記ポンプ室の底面に形成するとともに、
   前記第１吐出口および前記第２吐出口を前記ポンプ室の周面に形成し、
   前記弁軸部が前記羽根車の回転軸と平行になるように前記切替弁を備えた
   請求項１から８のいずれか一項に記載のポンプ。
10. 前記弁軸部は、前記第１吐出口と前記第２吐出口との間の略中央と、前記羽根車の回転軸とを結んだ線上に配置され、
    前記第１弁蓋および前記第２弁蓋は、前記弁軸部を基端として先端が前記羽根車に向けＶ字状に開くように備えられている
    請求項９に記載のポンプ。
11. 流体を吸い込む吸入口、前記流体を吐き出す第１吐出口、および、前記流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、
    前記ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることにより前記ポンプ室内に前記流体の回転流を生じさせる羽根車と、
    前記回転流を受けることにより揺動し、前記回転流の回転方向によって前記第１吐出口および前記第２吐出口のうちのいずれか一方から前記流体を吐き出させる切替弁と
    を備えたポンプであって、
    前記切替弁は、
    第１軸部に揺動可能に支持された第１切替弁と、
    第２軸部に揺動可能に支持された第２切替弁と
    を含み、
    前記第１切替弁は、
    前記回転流が第１回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けることにより当該第１切替弁を揺動させるとともに前記第１吐出口を閉鎖する第１弁蓋と、
    前記回転流が前記第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けて当該第１切替弁を揺動させることにより、前記第１弁蓋によって閉鎖されていた前記第１吐出口を開放する第１開弁板と
    を備え、
    前記第２切替弁は、
    前記回転流が前記第２回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けることにより当該第２切替弁を揺動させるとともに前記第２吐出口を閉鎖する第２弁蓋と、
    前記回転流が前記第１回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けて当該第２切替弁を揺動させることにより、前記第２弁蓋によって閉鎖されていた前記第２吐出口を開放する第２開弁板と
    を備え、
    前記回転流が前記第１回転方向で前記第１弁蓋が前記第１吐出口を閉塞し且つ前記第２弁蓋が前記第２吐出口を開放している状態を第１切替状態とし、前記回転流が前記第２回転方向で前記第２弁蓋が前記第２吐出口を閉塞し且つ前記第１弁蓋が前記第１吐出口を開放している状態を第２切替状態とした場合に、
    前記第１切替弁は、
    前記第１切替状態にある前記第１切替弁が前記第１吐出口を開放する方向へ揺動したときに、前記羽根車の周面部に接触することにより、前記第１吐出口を閉鎖する方向へ引き戻す力を前記羽根車から受ける第１触接手段
    を備え、
    前記第２切替弁は、
    前記第２切替状態にある前記第２切替弁が前記第２吐出口を開放する方向へ揺動したときに、前記羽根車の周面部に接触することにより、前記第２吐出口を閉鎖する方向へ引き戻す力を前記羽根車から受ける第２触接手段
    を備えている
    ことを特徴とするポンプ。
12. 前記第１開弁板は、前記羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に前記第１触接手段を備え、
    当該第１触接手段は、前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第１切替状態に引き戻す力を前記羽根車から受け、
    前記第２開弁板は、前記羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に前記第２触接手段を備え、
    当該第２触接手段は、前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第２切替状態に引き戻す力を前記羽根車から受ける
    請求項１１に記載のポンプ。
13. 流体を吸い込む吸入口、前記流体を吐き出す第１吐出口、および、前記流体を吐き出す第２吐出口を有するポンプ室と、
    前記ポンプ室内に設置され回転駆動装置により回転されることにより前記ポンプ室内に前記流体の回転流を生じさせる羽根車と、
    前記回転流を受けることにより揺動し、前記回転流の回転方向によって前記第１吐出口および前記第２吐出口のうちのいずれか一方から前記流体を吐き出させる切替弁と
    を備えたポンプであって、
    前記切替弁は、
    第１軸部に揺動可能に支持された第１切替弁と、
    第２軸部に揺動可能に支持された第２切替弁と
    を含み、
    前記第１切替弁は、
    前記回転流が第１回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けることにより当該第１切替弁を揺動させるとともに前記第１吐出口を閉鎖する第１弁蓋と、
    前記回転流が前記第１回転方向とは逆方向である第２回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けて当該第１切替弁を揺動させることにより、前記第１弁蓋によって閉鎖されていた前記第１吐出口を開放する第１開弁板と
    を備え、
    前記第２切替弁は、
    前記回転流が前記第２回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けることにより当該第２切替弁を揺動させるとともに前記第２吐出口を閉鎖する第２弁蓋と、
    前記回転流が前記第１回転方向であるときに、前記流体の圧力を受けて当該第２切替弁を揺動させることにより、前記第２弁蓋によって閉鎖されていた前記第２吐出口を開放する第２開弁板と
    を備え、
    前記回転流が前記第１回転方向で前記第１弁蓋が前記第１吐出口を閉塞し且つ前記第２弁蓋が前記第２吐出口を開放している状態を第１切替状態とし、前記回転流が前記第２回転方向で前記第２弁蓋が前記第２吐出口を閉塞し且つ前記第１弁蓋が前記第１吐出口を開放している状態を第２切替状態とした場合に、
    前記第１切替弁は、
    前記第１切替弁が前記第１切替状態にあるときに、前記羽根車の周面部に接触することにより、前記第１弁蓋を前記第１吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける第１触接手段
    を備え、
    前記第２切替弁は、
    前記第２切替弁が前記第２切替状態にあるときに、前記羽根車の周面部に接触することにより、前記第２弁蓋を前記第２吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける第２触接手段
    を備えている
    ことを特徴とするポンプ。
14. 前記第１開弁板は、前記羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に前記第１触接手段を備え、
    当該第１触接手段は、前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第１弁蓋を前記第１吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受け、
    前記第２開弁板は、前記羽根車の周面部に向け延びるとともに先端部に前記第２触接手段を備え、
    当該第２触接手段は、前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第２弁蓋を前記第２吐出口に押し付ける力を前記羽根車から受ける
    請求項１３に記載のポンプ。
15. 前記第１切替弁は、
    前記第２切替状態にある前記第１切替弁が前記第１吐出口を閉鎖する方向へ揺動したときに、前記羽根車の周面部に摺接することにより、前記第１吐出口を全開させる方向へ引き戻す力を前記羽根車から受ける第１開弁維持アーム
    をさらに備え、
    前記第２切替弁は、
    前記第１切替状態にある前記第２切替弁が前記第２吐出口を閉鎖する方向へ揺動したときに、前記羽根車の周面部に摺接することにより、前記第２吐出口を全開させる方向へ引き戻す力を前記羽根車から受ける第２開弁維持アーム
    をさらに備えている
    ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載のポンプ。
16. 前記第１切替弁は、
    当該第１切替弁が前記第２切替状態にあるときに前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第１吐出口を全開させる方向へ前記第１弁蓋を揺動させる力を前記羽根車から受ける第１開弁維持アーム
    をさらに備え、
    前記第２切替弁は、
    当該第２切替弁が前記第１切替状態にあるときに前記羽根車の周面部に摺接することにより前記第２吐出口を全開させる方向へ前記第２弁蓋を揺動させる力を前記羽根車から受ける第２開弁維持アーム
    をさらに備えている
    ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載のポンプ。
17. 前記ポンプ室を画成する内面のうち、前記羽根車の回転軸方向に関する一方の内面を底面とし、前記回転軸方向に直交する方向に関する内面を周面としたときに、
    前記吸入口を前記ポンプ室の底面に形成するとともに、
    前記第１吐出口および前記第２吐出口を前記ポンプ室の周面に形成し、
    前記第１軸部が前記羽根車の回転軸と平行になるように前記第１切替弁を備え、
    前記第２軸部が前記羽根車の回転軸と平行になるように前記第２切替弁を備えた
    請求項１１から１６のいずれか一項に記載のポンプ。

Images