JP3284062B2 - インペラ駆動機構およびこのインペラ駆動機構を備えたポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷水や温水等の水
やその他の流体の吸送を行う自吸式ポンプ等のポンプに
備えられるインペラ機構およびこのインペラ機構を備え
たポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、羽根を駆動源によって回転さ
せるインペラ駆動機構（羽根車駆動機構）を備え、イン
ペラ（羽根車）を回転させて水等の流動体を汲み上げる
ポンプとして自吸式ポンプが良く知られている。この自
吸式ポンプは、流動体を汲み上げる際、液体源からポン
プまでの間のホース部分に入っている空気を吸い出す自
吸過程を有するものとなっている。そして、この自吸過
程の後、流動体の吸送を行うようになっている。

【０００３】このような自吸式ポンプの一例が特開平４
−６６８００号公報に開示されている。この公報に開示
されている自吸式ポンプは図２６から図２９に示すよう
に、ケーシング１０１と、ポンプ室１０２と、ポンプ室
１０２と吐出通路１０３を介して連結させた吐出室１０
４と、ケーシング環流孔１０５と、ケーシングカバー１
０６と、吸込口１０７に通じた吸水室１０８と、吐出口
１０９に通じた環流室１１０とを有している。

【０００４】そして、ケーシング１０１とケーシングカ
バー１０６は、取り付けねじ１１１によってモータブラ
ンケット１１２に固定されている。ケーシング１０１と
ケーシングカバー１０６内は、流入口１１３および流出
口１１４を有する補助金属板１１５によって仕切られ、
パッキン１１６がケーシングカバー１０６と補助金属板
１１５との間に挟まれている。螺旋放射状に形成された
複数の羽根を有する羽根車１１７は、駆動源としてのモ
ータ１１８によって駆動され、ケーシング１０１の貫通
部は軸封装置によってシールされている。また、ケーシ
ング１０１の環流室１１０には吐出口１０９と補助金属
板１１５の流出口１１４を仕切る壁１２９を設けてい
る。

【０００５】この自吸式ポンプは、図２９の配管の状態
に示されているように、水槽１２４に対し自吸高さ１３
０の位置に配置され、吐出口１０９は吐出側管路１２３
で、また吸入口１０７は吸込側管路１２８でそれぞれ水
槽１２４に接続されている。

【０００６】以上のように構成された自吸式ポンプの自
吸作用を始めたときから水が循環するまでの状態は次の
とおりとなる。まず、自吸式ポンプ内に水を供給し、モ
ータ１１８の電源を入れると、羽根車１１７が回転し、
水は図２７の矢印１１９に示すように吐出通路１０３を
経て吐出室１０４にある壁１２０にあたって気水分離さ
れる。気水分離された水と空気は、矢印１２０’に示す
ようにケーシング環流孔１０５を通り羽根車１１７へ環
流されると共に、矢印１２１に示すように補助金属板１
１５の流出口１１４を通りケーシングカバー１０６の環
流室１１０に吐出される。

【０００７】ケーシングカバー１０６の環流室１１０へ
吐出された空気と水は、ケーシングカバー１０６の環流
室１１０に設けた壁１２９にあたる。そして、空気は図
２６の矢印１２２に示すように、吐出口１０９付近へ吐
出され、吐出側管路１２３を通り水槽１２４へ吐出され
る。また、ケーシングカバー１０６の環流室１１０へ戻
された水は、矢印１２５に示すように補助金属板１１５
の環流孔１２６とケーシングカバー１０６の環流孔１２
７を通り、羽根車１１７へ環流される。

【０００８】以上のようなことがポンプ内部で行われ、
ある程度時間が経過すると吸込側管路１２８内の空気が
徐々に、ポンプを経て吐出され、水槽１２４内の水が吸
込側管路１２８を通り吸込口１０７へ到達し、水槽１２
４内の水が循環されるようになる。

【０００９】この自吸式ポンプは、壁１２９があるた
め、ケーシング１０１の内部で気水分離された水が直接
ケーシングカバー１０６の吐出口１０９に吐出されるこ
とはない。したがって、羽根車１１７へ環流される水の
量は減ることがなく、羽根車１１７の部分が次第に空気
で満たされるようなことはなくなる。このため、羽根車
１１７の吸込側へ十分な負圧が発生することとなり、自
吸高さ１３０を大きく取れるものとなる。

【００１０】一方、自吸式ポンプではないが、羽根車を
双方向に回転させる正逆転遠心ポンプが知られている
（実開昭５０−１１０８０１号公報参照）。この正逆転
遠心ポンプは、図３０に示すように、真円状のケーシン
グ１４１の内部に羽根形態が半径方向に直線状をなす羽
根車１４２を同心状に取り付ける構成となっている。そ
して、ケーシング１４１内の吐出口１４２の略中心延長
線上で羽根車１４２に近接した位置にピン１４４が羽根
車１４２の回転軸と平行して設けてある。ピン１４４に
は、可動弁１４５が一端側で軸架され、他端側が吐出口
１４３の相対向する側縁間を揺動可能となっている。

【００１１】この可動弁１４５は、ケーシング１４１の
内周に沿う流体回転通路１４８の右回り連通部１４７と
左回り連通部１４８とを流体圧により択一的に閉鎖する
ようになっている。図３０において、実線で示す可動弁
１４５は、実線の矢印の方向に右回りする流体圧によっ
て左回り連通部１４８を閉鎖しており、仮想線で示す可
動弁１４５は、この反対の場合を示している。

【００１２】この正逆転遠心ポンプは、以上のように構
成されているため、流体はいずれの方向に回転してもケ
ーシング１４１内を循環することがなく、効率よく吐出
口１４３から吐出される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図２６から図２９に示
す従来の自吸式ポンプに備えられたインペラの駆動機構
は、上述したように、駆動モータ１１８によって羽根車
１１７を回転させる構成となっている。しかしながら、
このインペラの駆動機構では、羽根車１１７は、羽根が
平板状の基板に対して基板の外周側に飛び出すような形
状で一体的に固定されただけの構成となっており、羽根
車１１７の羽根が通常回転より大きい回転負荷を受けた
場合に、この回転負荷を吸収する構成となっていない。
したがって、羽根車１１７の初期回転時や高速回転時
等、羽根に対して回転負荷が通常時より大きくかかると
きは、羽根を破損したり、羽根にかかった負荷に基づき
消費電力が変動し、駆動モータ１１８のコイルが焼損を
起こす等の問題が生じている。また、図３０に示した従
来の正逆転遠心ポンプの羽根形状においても同様の問題
が生じている。

【００１４】また、従来の自吸式ポンプに備えられるイ
ンペラの駆動機構は、羽根車１１７を駆動モータ１１８
の回転軸にジョイントさせて、駆動モータ１１８の回転
力を羽根車１１７に伝達する構成を有しているが、通
常、回転軸を構成する部材の方が羽根車１１７を構成す
る部材より固い部材で形成されているので、軟らかい部
材で形成された羽根車１１７側のジョイント部分が破損
してしまう。また、羽根車１１７のジョイント部分のみ
を、回転軸を構成する部材より固い部材で形成すると、
回転軸のジョイント部分が破損してしまうという問題が
生じている。

【００１５】本発明は、上述した問題点に鑑みて、イン
ペラの回転時に、通常時より大きい回転負荷がかかった
場合でも、この回転負荷を緩衝し、インペラおよび駆動
源が破損をすることを防止する機構を有するインペラの
駆動機構およびこのインペラの駆動機構を備えたポンプ
を提供することを目的とする。また、さらに、インペラ
と駆動源の回転軸とのジョイント部分の破損を防止する
機構を有するインペラの駆動機構およびこのインペラの
駆動機構を備えたポンプを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載インペラ駆動機構では、駆動源と、こ
の駆動源の回転力を伝達する回転軸と、この回転軸との
係合部を中心に有するとともに回転軸の回転によって回
転させられる平板部材およびこの平板部材に根元部を固
定されると共に平板部材の外側に延出するように設けら
れる羽根からなるインペラとを有し、平板部材には羽根
の根元部両側を平板部材の外周縁から中心方向に向かっ
て切り欠いて形成した切欠き部が設けられている。

【００１７】また、請求項２記載のインペラ駆動機構で
は、請求項１記載の発明に加えて、切欠き部の入り口を
曲面形状に形成している。さらに、請求項３記載のイン
ペラ駆動機構では、請求項１または２記載の発明に加え
て、回転軸の先端部には、係合部と係合する係合凸部を
有する係合部材が固定されている。

【００１８】またさらに、請求項４記載のインペラ駆動
機構では、請求項３記載の発明に加えて、係合部は、平
板部材に形成された係合孔と、この係合孔の一部を閉塞
するように係合孔内に立設され係合凸部と突き当たる係
合片部とからなっている。また、請求項５記載のインペ
ラ駆動機構では、請求項４記載の発明に加えて、係合片
部を、係合突起と、この係合突起の周方向両側に近接し
て設けられ係合凸部が当接する可撓性の緩衝舌片とで形
成している。

【００１９】また、請求項６記載のインペラ駆動機構で
は、請求項５記載の発明に加えて、係合孔には、係合凸
部が移動可能な遊び空間を設けている。またさらに、請
求項７記載のインペラ駆動機構は、請求項１、２、３、
４、５または６記載の発明に加えて、羽根を、弾性部材
で形成し、インペラの回転初期に羽根を撓ませている。
また、請求項８記載のインペラ駆動機構では、請求項
１、２、３、４、５、６または７記載の発明に加えて、
インペラは、係合部を羽根の材料に比して剛性の高い材
料を用いてインサート成形により羽根と係合部とを一体
化している。

【００２０】また請求項９記載のインペラ駆動機構を備
えたポンプは、流動体を吸引する流動体吸引部及び流動
体を排出する流体排出部を有するとともにインペラを囲
繞するインペラ室を備えたポンプとなっており、駆動源
の回転力を伝達する回転軸と、この回転軸との係合部を
中心に有するとともに回転軸の回転によって回転させら
れる平板部材およびこの平板部材に根元部を固定される
と共に平板部材の外側に延出するように設けられる羽根
からなるインペラとを有し、平板部材には羽根の根元部
両側を平板部材の外周縁から中心方向に向かって切り欠
いて形成した切欠き部が設けられている。

【００２１】本発明のインペラ駆動機構は、平板部材の
羽根の根元部両側に切欠き部が設けられているので、羽
根がインペラの回転時に撓み易くなっている。そのた
め、羽根に通常回転時より大きい回転負荷がかかった場
合に、この回転負荷が羽根の撓みにより吸収され、羽根
の破損を防止するとともに、駆動源に回転負荷が直接的
に伝達されるのを防止するようになっている。さらに、
本発明のインペラ駆動機構は、切欠き部が曲面形状で形
成されているので、羽根の撓みがスムーズに行われ、切
欠き部によってインペラが破損されることがない。

【００２２】また本発明のインペラ駆動機構は、インペ
ラの係合部が係合孔と係合孔内に立設された係合片部か
らなり、この係合片部に回転軸の係合凸部と当接する可
撓性の緩衝舌片が設けられていたり、回転軸の係合凸部
が移動可能な遊び空間が設けられていたりするので、イ
ンペラと駆動軸とのジョイント部分がスムーズに係合さ
れることとなり、インペラや駆動源の破損を防止した
り、起動を確実なものとすることができる。

【００２３】また、本発明のポンプは、上述したような
インペラ駆動機構を備えたポンプとなっており、そのた
めインペラ室内でインペラに通常回転時より大きい回転
負荷がかかっても、インペラおよび駆動機構が破損せ
ず、長期間ポンプ能力が維持されるようになっている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインペラの駆動機
構の第１の実施の形態を図１から図２３に基づいて説明
する。なお、インペラ１の駆動機構は、自吸式ポンプ２
のポンプ動作をするための機構であって、この自吸式ポ
ンプ２は、洗濯機に取り付けられ、洗濯用の水を風呂場
から吸水するために用いられるものとなっている。そし
て、図１は、本発明の第１の実施の形態のインペラ１の
駆動機構を備えた自吸式ポンプ２の全体構造を示す図と
なっている。この自吸式ポンプ２は、図１のＡ−Ａ’線
より右側に配置される駆動源部３と、左側に配置される
ポンプ部４とから主に構成されている。また、インペラ
１の駆動機構は、図１においてほぼ右半分の部分、すな
わち駆動源部３とインペラ１から構成されている。

【００２５】駆動源部３は、図１から図３に示すよう
に、ＡＣ同期モータで構成されており、モータケース５
に収容されている。この駆動源部３は、ロータ部６とス
テータ部７とからなっている。なお、ロータ部６は、モ
ータケース５内に設けられたロータ室８内に収容されて
いるとともに、先端部分にはインペラ１が係合してお
り、この先端部分がポンプ部４内に設けられたインペラ
室９内に突出されるようになっている（図１参照）。

【００２６】また、ロータ室８は、円筒状の空間になっ
ており、一方側にはインペラ室９と通じる孔が形成され
ていると共に、他方側には閉塞キャップ１０が圧入され
ている。また、ロータ室８は、その壁面がモータケース
５の中央円筒部５ａで構成されており、モータケース５
内の空間とは遮断されるように形成されている。すなわ
ち、ロータ室８内に収容されたロータ部６は、ステータ
部７とは隔離されており、万が一、ロータ室８内に水等
の液体がインペラ室９より浸入した場合に、その液体が
ステータ部７に浸入しないように構成されている。

【００２７】また、モータケース５の側面部の外周端
は、図１において駆動源部３の左側方向、すなわちポン
プ部４の内部に延出されており、これによってできた空
間がポンプ部４の一部を構成している。なお、モータケ
ース５の側面部は、インペラ室９の一部も構成してい
る。

【００２８】また、ステータ部７は、モータケース５内
に固定されており、図２に示すように、磁性金属部材で
形成されたコア１１と、コイルボビン１２，１２と、巻
線１３，１３と、ターミナル１４とから主に構成されて
いる。コア１１は、略Ｕ字形状で一体的に形成された磁
性金属部材で構成されていると共に、その先端部分が、
円弧状にくり貫かれた対向面となっており、ロータ部６
の外周面に対向するように形成されている。

【００２９】また、コア１１の中間部分には、２つのコ
イルボビン１２，１２がそれぞれ嵌合されている。すな
わち、各コイルボビン１２，１２には、その中心部分に
角形の貫通孔が形成されており、この貫通孔にコア１１
を先端部分から挿入することによって、貫通孔の内周面
がコア１１の中間部分に当接するようになっている。各
コイルボビン１２の外周面には、巻線１３が所定回数巻
回されている。また各コイルボビン１２の外側（図２に
おいて右端側）には、巻線１３の両端と接続される端子
１５，１５と、外部電源に通じる電極部（図示省略）と
接続されるターミナル１４とが配置されている（図２参
照）。

【００３０】このように構成されたステータ部７に外部
より電流を流すと、コア１１が励磁され、ロータ部６を
回転させる回転トルクが発生する。なお、この第１の実
施の形態における駆動源部３は、ＡＣ同期モータで構成
されており、ロータ部６の回転方向が左右どちらにでも
回転可能な、双方向回転モータとなっている。なお、回
転数は５０Ｈｚ駆動で３０００ｒｐｍ、６０Ｈｚ駆動で
３６００ｒｐｍとなっている。

【００３１】また、ロータ部６は、図３に示すように、
ヨーク６ａと、回転軸１６と、回転軸１６に固定された
２極着磁の希土類系の永久磁石部１７と、ウエイト部材
１８と、ブッシュ１９と、ブッシュ１９の外周に嵌めら
れるリング２０とからなっている。そして、ロータ部６
は、永久磁石部１７の外周面がコア１１の先端部分の対
向面に対向するようにロータ室８内に配置されている。
そして回転軸１６の一端は、インペラ室９内に突出して
いるとともに、この突出している部分には、インペラ１
との係合部材となるブッシュ１９が固定されている。ま
た、回転軸１６の他端は、閉塞キャップ１０に設けられ
た軸受２１に支承されている。なお、他端側のロータ室
８内にも、軸受２２が設けられて回転軸１６を支承して
いるので、この回転軸１６は２点で回転自在に支承され
ていることとなる。なお、ヨーク６ａとウエイト部材１
８とは、共に回転軸１６に圧入して固定される。なお、
その際、回転軸１６の表面に設けられた梨地状等に粗さ
れた係合部１６ａ，１６ａの存在により係合固定がしっ
かり行われる。

【００３２】また、軸受２２とヨーク６ａとの間には、
グラファイト入りポリアミドからなるワッシャ２３が設
けられ、ロータ部６が回転する際、ロータ部６がインペ
ラ室９側へ移動した際の度当たりとその突き当たり状態
での回転を滑らかに行うようにしている。また、インペ
ラ室９内に突き出たモータケース５の小円筒部５ｂ内
に、シール２４が設けられ、インペラ室９の水がロータ
室８に浸入しないようにしている。

【００３３】また、永久磁石部１７は、円筒型の磁石２
つからなっており、ウエイト部材１８の外側から一体的
に回転軸１６に固定されている。このウエイト部材１８
は、真鍮等の部材により形成され、ロータ部６の回転時
に、ロータ部６が遠心力によってラジアル方向及びスラ
スト方向にぶれないように、慣性を高めるために設けら
れたものである。また、ブッシュ１９は、真鍮等の部材
により形成されていると共に、ブッシュ１９の根元側、
つまり永久磁石部１７側の円盤には、段差が設けられリ
ング２０が嵌合している。一方、ブッシュ１９の先端側
には、インペラ１の緩衝舌片２５に衝突する係合凸部２
６が設けられている。なお、ヨーク６ａと永久磁石部１
７との固定は、圧入によって行われるが、その際ヨーク
６ａに設けられた断面三角状の切欠溝６ｂ，６ｃ，６
ｄ，６ｅに接着剤が入れられ固定を強固なものにしてい
る。これらの切欠溝６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅのうち切欠
溝６ｃが２つの永久磁石部１７の堺に面して設けられ、
切欠溝６ｅがヨーク６ａの係合突部６ｆの根元側に設け
られている。

【００３４】ブッシュ１９に設けられる係合凸部２６
は、図４に示すように、ブッシュ１９の先端側の円盤面
の回転中心近傍を除く部分を６０°分だけ先端側に突出
させた形状を有している。そして、ブッシュ１９は、イ
ンペラ１の係合部となる係合孔２７内に嵌合されること
となる。このブッシュ１９は、ロータ部６が、左右どち
らか一方に回転すると、回転軸１６と一体的にインペラ
１の係合孔２７内を移動する。そして、ブッシュ１９の
係合凸部２６が、後述するインペラ１の係合孔２７内で
係合部の一部となる係合片部２８の緩衝舌片２５に当接
すると、その緩衝舌片２５が撓みながら、ロータ部６の
回転力がインペラ１に伝達されて、インペラ１が回転さ
れることとなる。なお、インペラ１が定常回転になる
と、緩衝舌片２５は元のように垂直状に立設した状態と
なる。

【００３５】なお、ステータ部７には、図５に示すよう
に、サーマルスイッチ２９が設けられており、モータロ
ック等によりステータ部７が発熱した際、電気回路を停
止するようにしている。また、巻線１３とこのサーマル
スイッチ２９を囲むようにしてテープ３０が巻回されて
いる。さらに、コア１１や巻線１３の周囲には、ウレタ
ン樹脂からなる充填材３１が詰められており、ステータ
部７を保護している。さらに、ターミナル１４と端子１
５を囲むように端子カバー３２が設けられている。

【００３６】一方、ブッシュ１９と係合部の一部となる
係合孔２７によって係合しているインペラ１は、駆動源
部３によって回転駆動され、水や気液混合体がポンプ部
４のインペラ室９内を外周方向に流れるように形成され
ている。すなわち、インペラ１は、図６から図９に示す
ように、複数の羽根３３と、これらの羽根３３を固定す
る平板部材としての基部３４と、この基部３４の中心に
設けられている係合部としての係合孔２７内に入れられ
る樹脂製のプレート３５とから構成されている。そし
て、プレート３５は、基部３４の内周の円筒状突起３４
ａを熱カシメにより図７の矢示方向に押し曲げて溶着し
一体化している。この一体化の際、プレート３５は、図
８の一部拡大図に示す円筒状突起３４ａに設けられた係
止突起３４ｃによって位置決め固定される。なお、熱カ
シメは図６の＊印にて示すように均等間隔にて８箇所行
われる。また、係合孔２７内には、駆動源部３の回転軸
１６と一体回転する金属製のブッシュ１９や、後述する
ダンパー用グリス４０の流出を防止するためのリング２
０も入れられる。

【００３７】このインペラ１の羽根３３は、樹脂材にゴ
ム系の材料を混合させた弾力性のあるポリエステルエラ
ストマで形成されている。また、基部３４は、ポリアセ
タールの樹脂材により略円錐形状に形成されており、底
面部分には係合孔２７が形成されている。このように、
羽根３３をやわらかくし、基部３４を硬くしている。な
お、基部３４の外側の斜面部分には、４枚の羽根３３が
その根元部３６を固定されると共に先端部３７を基部３
４の外側に延出されるように一体的に形成されている。
すなわち、この羽根３３の回転半径は、基部３４の外周
より大きく形成されている。なお、基部３４の外周縁で
羽根３３の根元部３６両側には、それぞれ基部３４の外
周縁から中心方向に向かって切り欠かれた切欠き部３８
が設けられており、羽根３３はこれによって周方向によ
り撓むことができるようになっている。また、この切欠
き部３８は、基部３４の外周縁側が曲面形状に形成され
ており、羽根３３の撓み作用をスムーズに行わせると共
に撓んだ羽根３３を損傷させないようにしている。

【００３８】また、係合孔２７は、円形の閉塞孔で形成
されているとともに、係合孔２７内の基部３４には、図
１１及び図１２に示すように、係合片部２８が設けられ
ている。この係合片部は２８は、係合孔２７内の約５０
°分を閉塞するような扇型の係合突起３９と、その係合
突起３９の両側近傍に設置される緩衝部材となる緩衝舌
片２５とで構成されている。そのため、ブッシュ１９が
係合孔２７内で回転するとき、ブッシュ１９が係合片部
２８と当たらない部分では、回転遊びとなるとともに、
ブッシュ１９が係合片部２８と当たるとインペラ１が回
転するようになる。なお、係合孔２７内の遊び空間とな
る部分には、その空間部の容積の５０％以上にダンパー
用グリス４０が封入されている。この封入効果は、図１
３に示すように衝突音が小さくなることである。しか
も、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ時の実効限界電圧以下で十分起
動できるものとなっている。また係合片部２８を含む基
部３４としては、カーボン入りのエンプラ等の硬度の低
い部材で構成してもよい。また、緩衝舌片２５は、ブッ
シュ１９と係合片部２８との衝撃を和らげ起動性能を向
上させるものとなっている。

【００３９】上述したようなインペラ１の駆動機構を備
えた自吸式ポンプ２の構成を、以下に説明する。図１に
示すように、自吸式ポンプ２は、図１において、Ａ−
Ａ’より右側に示す駆動源部３と、左側に示すポンプ部
４とから構成されている。なお、駆動源部３およびイン
ペラ１から構成されるインペラ駆動機構に関しては、既
に説明したので、説明を省略する。

【００４０】ポンプ部４は、ケーシング４１と、駆動源
部３のロータ部６を収納しているモータケース５の一部
と、ケーシング４１とモータケース５とで囲まれた空間
内に配置される部材とで構成されている。つまり、ポン
プ部４は、図２３に示す、呼び水パイプ７８と連結され
て注水タンク７３から呼び水を供給するように構成され
た呼び水供給口４２と、ホース７６と連結されて風呂水
を供給するように構成された吸込口４３や逆止弁４４等
を有する吸込口部４５と、駆動源部３によって双方向に
回転駆動されるインペラ１を収納しているインペラ室９
と、インペラ室９を囲繞するとともに外側空間となって
いる気液分離室４６と、気液分離室４６内の流動体とな
る水や空気を吐出するための吐出口４７と、から主に構
成されている。

【００４１】この吐出口４７は、図１４及び図１５に示
すように、ケーシング４１に形成された円形の孔４７ａ
と、この孔４７ａの外周縁の約下半分の部分から内方に
延出された樋状部材４７ｂからなっている。これは、孔
４７ａの径を大きくとって、一定時間内でポンプ部４内
から外部に吐出する水の量を多くするとともに、自吸過
程における呼び水の水位を樋状部材４７ｂの上端まで上
げることができるようにし自吸能力を高いものとするた
めである。なお、ケーシング４１には、吸込口部４５の
一部と、呼び水供給口４２と、吐出口４７とが一体的に
形成されている。またケーシング４１の内側空間のイン
ペラ室９及び吸込口部４５以外の部分は、気液分離室４
６となっている。

【００４２】また、吸込口部４５は、後述するホース７
６を介して、ホース７６内の空気および風呂７４内の風
呂水を吸引するように形成されており、図１および図１
６に示すように、吸込口４３と、吸引管４８と、逆止弁
４４と、吸水室４９と、ガイド部材５０とから構成され
ている。これらの吸込口４３と、吸引管４８と、吸水室
４９と、ガイド部材５０とは、水や空気が通過できるよ
うに互いに挿通されている。また、吸引管４８と吸水室
４９との間に、水や空気が吸引管４８から吸水室４９へ
の一方向にのみ流れるように逆止弁４４が設けられてい
る。なお、吸込口４３及び吸引管４８の全部と吸水室４
９の壁部５１とは、ケーシング４１に一体的に形成され
ている。

【００４３】吸込口４３は、外部に向かって開放された
筒状口で形成されていると共に外周部分が外側に突出し
た形状になっている。つまり、吸込口４３の先端部近傍
は、ホース７６の開放口内に突出されるとともに、ホー
ス７６が吸込口４３から容易に抜けないように、外側部
分に凸部４３ａが形成されている（図１および図１６参
照）。そして、吸込口４３から吸込口部４５内部に、ホ
ース７６内の空気や風呂７４の水が吸引されるようにな
っている。

【００４４】この吸込口４３の内部側には、吸引管４８
が配置されている。この吸引管４８は、吸込口４３に連
続する筒状空間で形成されている。なお、吸引管４８
は、９０度に湾曲した管形状を有している。

【００４５】また、吸引管４８の内側の端口部には、Ｅ
ＴＰ等のゴム材質等からなる弾性部材で形成された逆止
弁４４が当接している。この逆止弁４４は、図１に示す
ように、吸引管４８の端口部孔径より大きい外径を有す
る略円形状で形成されているとともに、中心部から吸水
室４９方向に突出している突出部４４ａが形成されてい
る。また逆止弁４４の外周縁の一部には、係止部４４ｂ
が設けられている。この係止部４４ｂは、逆止弁４４の
外周縁部分から外側に延出されると共に途中部分から屈
曲されて形成されている。

【００４６】そして、逆止弁４４の係止部４４ｂは、吸
水室４９内に設けられた係止溝５２内に屈曲された先の
部分だけが嵌入されて、吸水室４９内に支持されるよう
になっている。そして、吸引管４８内の水や空気は、逆
止弁４４を吸水室４９側に押し開けながら吸水室４９に
流入するようになっている。なお、ホース７６から吸込
口部４５内に水や空気が吸引されないときは、逆止弁４
４が吸引管４８の端口部に当接して閉じているので、吸
水室４９内にある水や空気は、吸引管４８方向に逆流す
ることはない。

【００４７】吸水室４９は、吸引管４８から流入される
水や空気を一旦滞留させるための空間になっている。そ
して吸水室４９は、ケーシング４１の一部と、吸引管４
８の一部と、ケーシング４１の内側に一体的に立設され
この吸水室４９を囲むように形成された壁部５１と、こ
の壁部５１の開放端に当接して吸水室４９内を気液分離
室４６と遮断するためのガイド部材５０とから形成され
ている。なお、壁部５１の一部には、上述した係止溝５
２が形成されていて、逆止弁４４の係止部４４ｂが係合
している。

【００４８】また、図１４に示すように、ガイド部材５
０には、吸水室４９とインペラ室９とを連絡するための
連絡孔５３が形成されている。なお、ガイド部材５０の
中央部分には、この連絡孔５３を囲む吐出管５４と、そ
の側方に流動体ガイドとなる水流ガイド５５が形成され
ている。このガイド部材５０は、抗菌剤が０．４〜０．
６重量％入っているガラス入り樹脂（ＰＰ）となってい
る。また、ガイド部材５０の溝部５０ａにゴム等からな
る弾性部材のシール５６が入れられ壁部５１の開放端と
の間に挟み込まれている（図１６参照）。

【００４９】また、吐出管５４の先端部は、インペラ室
９に設けられた流動体吸引部としての吸込孔５７内に突
出している。これによって、吸水室４９内の水や空気
は、連絡孔５３を通ってインペラ室９内に導入されるよ
うになっている。なお、水流ガイド５５は、図１４に示
すように、直線的な壁５５ａと曲線的な壁５５ｂとが吐
出管５４と平行状となるようにガイド部材５０に立設さ
れて構成されていると共に、吐出管５４の外周の半分程
度を覆うように吐出管５４の近傍に配置されている。こ
れによって、インペラ室９から気液分離室４６に排出さ
れた、水と空気の気液混合体がすぐにインペラ室９に還
流するのを防止し、水と空気が十分に分離するようにし
ている。すなわち、図１４の矢示Ａと矢示Ｂに示すよう
に気液混合体の流れ行程を長くしている。

【００５０】インペラ室９は、図１７から図２０に示す
ように、吸込孔５７と排出口５８とを有するケース体５
９を、モータケース５のケース体５９と同様形状の壁部
５ｃに嵌合固定されることにより形成される。ケース体
５９は、略円形状の平面部６０と、この平面部６０の外
周縁部分から直角方向に延出される側壁部６１とからな
るカップ形状で形成されている。そしてケース体５９の
平面部６０の略中心部には、水や空気をインペラ室９内
に吸引する流動体吸引部としての吸込孔５７が形成され
ている。なお、この吸込孔５７は、吸水室４９内の水や
空気をインペラ室９内に吸引すると共に、吐出管５４の
外周と吸込孔５７の孔内周との間に形成される還流孔６
２によって、気液分離室４６内の液体を還流させるよう
に形成されている。なお、ケース体５９は、抗菌剤が
０．４〜０．６重量％入っているガラス入り樹脂（Ｐ
Ｐ）となっている。

【００５１】また、側壁部６１は一部が切り欠かれてお
り、この切り欠かれている部分が、水や気液混合体をイ
ンペラ室９から気液分離室４６へ排出する流動体排出部
としての排出口５８となっている。なお、この排出口５
８は、モータケース５の壁部５ｃの切断部５ｄと協同し
て排出口５８が形成される構成となっている。この排出
口５８は、図１７に示すように、モータケース５の水平
方向Ｂ−Ｂ’に対して約１１°上側に向くように設置さ
れる。排出口５８をこのような向きに設置することによ
って、インペラ１がどちらの方向に回転しても、ポンプ
能力が同等でかつ高能力なものと出来ると共に、排出口
５８から排出された気液混合体が十分に気液分離される
こととなる。また、気液混合体中の水がインペラ室９に
還流するまでの距離を長く取れると共に、図１７に示す
高さ方向のスペースをコンパクトに構成することができ
るようになる。またさらに、側壁部６１の内側には、排
出口５８の反対側の位置に、内側に突出する突出部５９
ａが形成されている。なお、モータケース５の排出口５
８付近には、ケース体５９の位置を保持するための突起
部５ｅ，５ｅが設けられている。

【００５２】そして上述したように構成されたインペラ
１が、駆動源部３によってインペラ室９内で回転される
と、インペラ室９内で負圧が発生し、吸水室４９内の気
液混合体が吸込孔５７よりインペラ室９内に吸引され
る。また、気液分離室４６内の呼び水も、還流孔６２よ
りインペラ室９内に吸引される。そして、気液混合体や
水は、インペラ１の回転によりインペラ室９内で周方向
の流れを形成し、かつ遠心力によってインペラ室９の外
周側に運ばれる。そして、インペラ室９の中心には、空
気層が発生する。このため、このままだと、空気と水と
が十分混合しないが、外周側に流れた水は、インペラ室
９内の外周部分にある突出部５９ａにぶつかって流れが
攪乱され、空気と十分に混合されて排出口５８より気液
分離室４６へ排出される。

【００５３】気液分離室４６は、ケーシング４１とモー
タケース５とに囲まれて形成された空間で構成されてお
り、インペラ室９から排出されてくる気液混合体が空気
と水とに分離されるようになっている。また、気液分離
室４６には、分離された空気を外部に吐出させるためお
よび自吸過程終了後の水を外部に排出するための吐出口
４７が設けられている。またさらに、図１７、図１９お
よび図２１に示すように、気液分離室４６には、インペ
ラ室９の排出口５８近傍にインペラ室９から吐出された
気液混合体の流れの方向を整える整流部材、すなわち、
Ｔ字状の第１整流板６３と平板状の第２整流板６４とが
設けられている。

【００５４】これらの第１整流板６３及び第２整流板６
４はともに、ケーシング４１とモータケース５から気液
分離室４６内に突出する板状部材で形成されている。す
なわち、ケーシング４１にもモータケース５にも第１整
流板６３が形成されており、ケーシング４１とモータケ
ース５とが合わさったとき、両第１整流板６３，６３も
突き当たり１枚的な第１整流板６３となる。第２整流板
６４も同様な構成となっている。ここで、第１整流板６
３の方が第２整流板６４より排出口５８に対してより近
い位置に設けられている。すなわち、第１整流板６３
は、排出口５８から排出されてきた流動体が気液分離室
４６内を流れて最初にぶつかる位置に設けられており、
第２整流板６４は、流動体の流れ方向において第１整流
板６３の後方に設けられている。

【００５５】したがって、インペラ１が図１７において
矢示Ｄ方向に回転したとき、流動体である気液混合体
は、まず第１整流板６３にぶつかって、空気と水とに分
離されながら流れの方向を整えられることとなる。ま
た、この第１整流板６３にぶつかってもなお、第１整流
板６３の後ろ側に流れてしまう流動体に関しては、第２
整流板６４にぶつかって流れの方向を整えられることと
なる。なお、第２整流板６４は、第１整流板６３より大
きく構成されているとともに、設置角度を変えて立設さ
れている。

【００５６】なお、ケーシング４１とモータケース５と
の間には、環状のシール６５が嵌合されている（図１参
照）。このシール６５は、断面円形状となる先端部がケ
ーシング４１に設けられる溝４１ａに入れられ、先端部
とは反対側がモータケース５に圧接される構成となって
いる。そして、ケーシング４１とモータケース５とは、
複数のタッピングネジ６６で一体化されている（図５参
照）。また、ケーシング４１には、取り付け時、すなわ
ち図１、図２、図１４および図２２に示すような状態で
取り付けられるときに、図示下方となる位置に水抜き孔
６７が設けられると共に、その水抜き孔６７を塞ぐ操作
キャップ部６８が設けられている。また、ケース体５９
には、インペラ室９の中の水が抜け易くなるための小孔
５９ｂが形成されている。

【００５７】以上のように構成される自吸式ポンプ２
は、図２３に示されるようにして洗濯機に使用される。
すなわち、図２３に示されているのは、本発明の自吸式
ポンプ２を用いた洗濯機本体６９である。この洗濯機本
体６９は、内部が空間となっている箱型形状を有してお
り、図２３において上部側に設けられた給水部７０と、
下部側に設けられた洗濯部７１とから主に構成されてい
る。

【００５８】給水部７０は、給水弁７２と、注水タンク
７３と、自吸式ポンプ２とから主に構成されている。給
水部７０は、洗濯部７１に対して、図示しない水道から
ホース７５を介してまたは風呂７４からホース７６を介
してそれぞれ水を供給するようになっている。すなわち
給水弁７２は、水道に連結された水道用のホース７５に
連結されており、給水弁７２が開放されると、水道水が
注水タンク７３内に浸入するようになっている。注水タ
ンク７３の底には、注水口７７が設けられており、この
注水口７７が開放されることにより注水タンク７３内の
水は洗濯部７１に浸入することとなる。またこの注水口
７７を閉塞すると、注水タンク７３内の水は呼び水パイ
プ７８を通り自吸式ポンプ２内に浸入し、自吸式ポンプ
２の駆動時の呼び水となる。

【００５９】また、自吸式ポンプ２の吸込口４３には、
風呂水用のホース７６が連結されている。この風呂水用
のホース７６内の空間には、通常時、すなわち使用して
いないときには、空気が溜まっている。また、この風呂
水用のホース７６の先端には、吸水フィルター７９が設
けられている。そして、この吸水フィルター７９の部分
を風呂７４内に入れるとともに、自吸式ポンプ２を駆動
すると、自吸式ポンプ２は、風呂水用のホース７６内の
空気を取り込むと共に取り込んだ空気を洗濯部７１方向
に排出させる。風呂水用のホース７６内では、自吸式ポ
ンプ２によって空気が徐々に吸い出されて減少していく
ので、負圧が発生し風呂７４内に溜めてある風呂水が徐
々に吸い上げられるようになる。

【００６０】なお、自吸式ポンプ２が、吸引した風呂水
を吐出口４７から吐出させると、風呂水は吐出パイプ８
０及び注水ガイド８１を通って洗濯部７１に浸入するこ
ととなる。すなわち、風呂水を使用して洗濯を行う場合
は、呼び水としての水道水を注水タンク７３より自吸式
ポンプ２内に供給した後、自吸式ポンプ２を駆動して風
呂水を風呂７４から吸引し、洗濯部７１に供給して洗濯
動作をすることとなる。なお、吸水フィルター７９は、
風呂水を吸水するときに、風呂７４内に沈殿もしくは浮
揚している異物を風呂水から取り除くために設けられて
いる。

【００６１】一方、洗濯部７１には、洗濯機外枠８２
と、水受槽８３と、この水受槽８３内に配設された洗濯
兼脱水槽８４と、この洗濯兼脱水槽８４の底面に回転自
在に配設された回転翼８５が備えられている。洗濯機外
枠８２の内側には、円形カップ形状に形成された水受槽
８３が配設されている。この水受槽８３の材料には、防
水・防錆加工が施されたステンレス等が用いられてい
る。また水受槽８３の内側には、略円筒形状に形成され
た洗濯兼脱水槽８４と平板形状の回転翼８５が配設され
ている。この洗濯兼脱水槽８４及び回転翼８５の下部に
は、洗濯兼脱水槽８４及び回転翼８５を双方向に回転駆
動するモータ８６が設けられている。

【００６２】そして、モータ８６は、ベルト８７を介し
て減速機８８に連結されており、モータ８６の回転力は
減速機８８によって減速されて、洗濯兼脱水槽８４及び
回転翼８５に伝達されるようになっている。これによっ
て、洗濯兼脱水槽８４及び回転翼８５は、水受槽８３内
を所望の回転数で双方向に回転自在に駆動され、洗濯兼
脱水槽８４内に投入した衣類を水及び洗剤とともに撹拌
することによって洗濯動作を行うこととなる。

【００６３】次に、上述したように構成された洗濯機の
洗濯機本体６９に取り付けられた自吸式ポンプ２が風呂
７４の風呂水を吸引して洗濯機本体６９に風呂水を供給
する動作について説明する。自吸式ポンプ２で風呂７４
の風呂水を吸引する場合、水道用のホース７５に連結さ
れた給水弁７２を開放して、注水タンク７３内に水道水
を供給する。このとき、注水口７７は閉塞されており、
注水タンク７３内の水道水は、呼び水として呼び水パイ
プ７８を通って、呼び水供給口４２からポンプ部４内、
すなわち気液分離室４６、インペラ室９及び吸水室４９
内に供給される。

【００６４】したがって、吸水室４９、ガイド部材５
０、インペラ室９及び気液分離室４６の各部には、呼び
水としての水道水が流れ込んでいる。このとき、吸水室
４９内に配置された逆止弁４４は閉塞されており、吸水
室４９内の呼び水は、風呂水を吸い込むために設けられ
た吸込口４３方向へ流れることはない。なお、呼び水の
水位は、少なくともインペラ１の羽根３３の全てが水に
浸かる程度とする。

【００６５】次に自吸式ポンプ２の駆動源部３のロータ
部６を、図１７において矢示Ｃ方向もしくは矢示Ｄ方向
に回転させる。すなわち、外部電源からターミナル１４
を介して巻線１３に電流を流して、ステータ部７を励磁
する。すると、コア１１の先端部分と、このコア１１の
先端部分と対向しているロータ部６の永久磁石部１７と
の間に回転トルクが発生し、ロータ部６が矢示Ｃもしく
はＤ方向に回転する。なお、ロータ部６が矢示Ｃもしく
はＤのどちらの方向に回転するかは、ステータ部７の励
磁のタイミングによって決まることとなる。

【００６６】そして、ロータ部６が回転すると、回転軸
１６の先端に固定されているブッシュ１９が回転軸１６
と一体的に回転する。このときブッシュ１９は、インペ
ラ１の係合孔２７内で回転されて、ブッシュ１９の先端
に形成された係合凸部２６が、係合孔２７内の係合片部
２８の緩衝舌片２５と当接する。そしてこの緩衝舌片２
５は、撓みながら係合突起３９に当接し、この当接後
は、回転軸１６とインペラ１とが、一体的に回転する。
すなわち、駆動源部３のロータ部６の回転力がインペラ
１に伝達され、インペラ１がインペラ室９内で回転する
こととなる。なお、ブッシュ１９が係合孔２７内を回転
し、係合凸部２６と係合片部２８とが当接するまでの間
は、駆動源部３の回転力はインペラ１に伝達されず、回
転軸１６のみが遊びの空間内を回転をしている。また、
緩衝舌片２５は、ブッシュ１９と当接してしばらくの
間、つまり回転軸１６の初期回転においては、撓みなが
ら係合突起３９に当接するが、回転軸１６が平常の回転
になるにつれて、元位置に復帰するようになっている。

【００６７】本実施の形態は、このようにインペラ１と
ブッシュ１９とを遊びを設けて係合させて、インペラ１
の回転時の立ち上げを確実かつスムーズに行わせてい
る。なお、一方の方向への回転時、遊びの空間が狭く、
回転し始めてすぐに係合凸部２６が緩衝舌片２５に突き
当たると、ロータ部６は十分な回転モーメントをまだ有
していないため、インペラ１を回転させることはでき
ず、ロータ部６は反対方向に回転し始める。そうする
と、この場合は、十分な遊び空間があるため、インペラ
１を回転させるに十分な回転モーメントをロータ部６は
有することとなり、インペラ１に回転を伝達できるよう
になる。また、遊び空間内には、ダンパー用グリス４０
が充填されているため、係合凸部２６と係合片部２８と
の衝突音を小さくすることができる。

【００６８】このようにして、インペラ１が回転する
と、インペラ室９の中にある呼び水が排出口５８より気
液分離室４６に排出されて、インペラ室９内に負圧が発
生する。すると、気液分離室４６に排出された呼び水
は、還流孔６２から再びインペラ室９内に環流される。
一方、吸水室４９内の呼び水も、同様にインペラ室９の
負圧によって、ガイド部材５０を通って連絡孔５３より
インペラ室９内に吸引される。なお、このとき、吸水室
４９内は、水の流出にともない負圧が発生する。この吸
水室４９に発生した負圧によって逆止弁４４が開き、風
呂水用のホース７６内に溜まっている空気が、吸込口４
３及び吸引管４８を通って、吸水室４９に吸引される。
そして、この空気は、吸水室４９から連絡孔５３を通っ
て吸引孔５７よりインペラ室９に吸引される。インペラ
室９では、このように吸引されてきた風呂水用のホース
７６内の空気と呼び水とが、インペラ１の回転によって
撹拌されて混合された気液混合体となる。

【００６９】このようにして、空気と水とが撹拌されて
できた気液混合体は、インペラ１の回転によって起こる
遠心力によって、インペラ室９内の外周側方向に流れが
形成される。インペラ室内９の外周部分には、インペラ
室９の内側に突出する突出部５９ａが設けられており、
この突出部５９ａがインペラ室９内の外周側部分で流れ
ている流動体をさらに撹拌し、空気と水の混合度合いが
減少しないようにしている。そして、気液混合体がイン
ペラ室９の排出口５８から気液分離室９に排出される。

【００７０】このとき気液分離室４６に排出される気液
混合体の流れの方向は、上述したインペラ１の回転方向
が、図１７において矢示Ｃ方向であるかＤ方向であるか
によって異なる。すなわち、インペラ１の回転方向が図
１７の矢示Ｃ方向の場合、気液分離室４６に排出される
流動体の流れは、Ｃ方向の接線方向であるＥ方向とな
る。そして、気液混合体は、図１４の矢示Ｂのように流
れていく。このように、気液混合体が排出口５８から排
出されて流れていく過程で、モータケース５への衝突等
が生じ、空気と水とが分離される。そして、分離された
水は、気液分離室４６から再び還流孔６２よりインペラ
室９に還流される。このとき、水は、連絡孔５３の吐出
管５４近傍に設けられた水流ガイド５５によって、イン
ペラ室９内までの行程が長くされ気液分離が確実になさ
れる。一方、空気は、質量が軽いので気液分離室４６内
で上昇し、吐出口４７から注水ガイド８１側へ排出され
る。

【００７１】このように水流ガイド５５は、水と空気と
に分離されずに水流ガイド５５まで流れてきた流動体、
すなわち気液混合体を、水と空気とに分離して水をイン
ペラ室９内に案内するようにしている。また、水流ガイ
ド５５によっても分離されなかった気液混合体は、再び
インペラ室９に還流され、インペラ室９内で再び撹拌さ
れ、気液分離室４６に排出される。このようにして再び
気液分離室４６に戻ってきた気液混合体は、上述したの
と同じように、気液分離室４６内で水と空気とに分離さ
れる。

【００７２】また、インペラ１の回転方向が図１７の矢
示Ｄ方向の場合、気液分離室４６に排出される流動体の
流れは、矢示Ｄ方向の接線方向であるＦ方向となり、気
液混合体は、第１整流板６３にぶつかる。このため、気
液分離がなされる。このうち、空気は、質量が軽いの
で、気液分離室４６内で上昇し、吐出口４７から外部へ
排出される。また、この第１整流板６３にぶつかった流
動体は、第１整流板６３にその流れる方向が遮られて、
流れの方向をＧおよびＨ方向に変えることとなる。矢示
Ｈ方向に流れたものは、第２整流板６４にぶつかる。こ
の第２整流板６４にぶつかった気液混合体は、第２整流
板６４に反射されて、流れの方向をＪ方向に変えること
となる。

【００７３】このように、インペラ１の回転方向が矢示
Ｄ方向の場合は、流体の流れはＦ方向、すなわち図１７
において排出口５８より上側に向いている。第１整流板
６３及び第２整流板６４は、この流動体の流れを整え、
水が吐出口４７から流出して、ポンプ部４内の呼び水の
水位の減少を防止するようになっている。つまり、呼び
水の水位を高く保つことによって、自吸式ポンプ２のポ
ンプ性能、すなわち水の吸引能力を高く保つことが可能
となっている。なお、矢示Ｊ方向に流れた流動体は、図
１４の矢示Ａ方向に沿って流れることとなる。一方、矢
示Ｇ方向の流動体は、図１４の矢示Ｂ方向に沿って流れ
ていく。いずれの方向に流れるとしても、水流ガイド５
５によって、その流れる距離が長くされその間に確実に
気液分離がなされるようになる。

【００７４】また、本実施の形態では、インペラ１は双
方向回転となっているため、インペラ室９及び気液分離
室４６内での流動体の流れの方向は、常には一定ではな
い。したがって、流動体の吸引時に一緒に吸引されてく
る異物も、双方向に撹拌されることが可能なので、同じ
場所に堆積することがない。なお、流動体が第１整流板
６３及び第２整流板６４にぶつかるときには、流動体か
ら空気が一部分離して気液分離室４６内で上昇して、吐
出口４７から外部へ流出するようになっている。

【００７５】上述したようにして気液混合体の流動体
は、気液分離室４６内で流れを形成される。そして、水
は、気液分離室４６から再び還流孔６２よりインペラ室
９に還流される。このとき、水は、吐出管５４近傍に設
けられた水流ガイド５５によって、インペラ室９内に案
内されることとなる。また、空気は、質量が軽いので気
液分離室４６内で上昇し、吐出口４７から外部へ排出さ
れる。

【００７６】そして、上述したように構成された自吸式
ポンプ２を所定時間駆動させて、上述したポンプ部４内
の流動体の流れのサイクルを何回か繰り返すことによっ
て、徐々に風呂水用のホース７６内の空気が自吸式ポン
プ２に吸引され外部に吐き出されるようになる。そし
て、この風呂水を徐々に自吸式ポンプ２内に吸引する自
吸過程において、風呂水用のホース７６内から吸引され
ていく空気を追いかけるように、風呂７４内の風呂水が
風呂水用のホース７６内に徐々に吸込まれていく。そし
て、風呂水用のホース７６内の空気が全て自吸式ポンプ
２の外部に吐き出された後は、風呂水は吸込口４３から
吸引管４８を通って吸水室４９内に浸入してくる。

【００７７】その後、さらに自吸式ポンプ２を駆動する
と、風呂水は吸水室４９から吐出管５４を通ってインペ
ラ室９に吸引される。そしてインペラ室９に吸引された
風呂水は、排出口５８から気液分離室４６に排出され、
さらに吐出口４７から吐出される。そして、この吐出口
４７から吐出された風呂水は、さらに吐出パイプ８０及
び注水ガイド８１を通って、洗濯部７１の水受槽８３内
に配置された洗濯兼脱水槽８４に落下する。このように
して自吸式ポンプ２を用いて、所定時間風呂水を風呂７
４から吸い上げることによって水受槽８３内に所定の量
の風呂水を溜めることができる。

【００７８】なお、駆動源部３の電源をオフにすれば、
インペラ１の回転は停止して、自吸式ポンプ２は、風呂
水の吸引動作を終了する。このとき、吸水室４９内の負
圧は消滅するので、逆止弁４４が閉塞し、吸水室４９内
の流動体は、風呂７４方向に逆流しないようになってい
る。また、このとき、風呂水用のホース７６の吸水フィ
ルター７９側を風呂７４の水中に浸したままにしておけ
ば、風呂水用のホース７６内の風呂水は、風呂水用のホ
ース７６内に溜まったままになっている。

【００７９】このようにして、風呂水を水受槽８３内に
溜めた後、あるいは溜めながら、もしくは溜める前に衣
類等の洗濯物及び洗剤等を洗濯兼脱水槽８４内に投入
し、洗濯機本体６９のモータ８６を駆動する。このモー
タ８６の回転力は、ベルト８７を介して減速機８８で減
速され洗濯兼脱水槽８４及び回転翼８５に伝達される。
すると、洗濯兼脱水槽８４及び回転翼８５もしくはその
一方が所定の回転数で回転し、洗濯兼脱水槽８４内の衣
類等の洗濯物及び洗剤等が撹拌されて洗濯されることと
なる。

【００８０】そして、洗濯動作が終わったら、水受槽８
３に溜めてある水を排水溝より外部に流出させた後、再
びモータ８６を回転させ、再度洗濯兼脱水槽８４及び回
転翼８５を回転させる。すると、衣類等の洗濯物に浸透
している水分は、撹拌されて遠心力で洗濯兼脱水槽８４
の外側に配置された水受槽８３に吹き飛び、この水受槽
８３から水が排水溝へ流出するようになる。この脱水動
作を所定時間行うと、衣類等の洗濯物からは水分が抜け
落ちてしまうようになる。

【００８１】なお、この状態で衣類等の汚れがひどい場
合には、もう一度洗濯動作を行うこととする。すなわ
ち、水道水か風呂水のどちらかを水受槽８３に供給す
る。水道水を水受槽８３に供給する場合は、上述したよ
うな手順で水受槽８３に水道水を供給する。また、風呂
水を風呂７４から吸い上げて供給する場合、自吸式ポン
プ２の駆動源部３のロータ部６を、図１７において矢示
Ｃ方向もしくは矢示Ｄ方向に再び回転させる。駆動源部
３の駆動方法に関しては上述したものと同じである。

【００８２】風呂水を利用して、２度以上の洗濯動作を
行う場合は、自吸式ポンプ２の駆動源部３の停止中も、
風呂水用のホース７６の吸水フィルター７９側を風呂７
４の水中に浸入させたままにしておく。このようにして
おけば、風呂水用のホース７６内に充満している風呂水
は、風呂７４方向に流出することがなく、また自吸式ポ
ンプ２の吸水室４９内に溜めてある呼び水としての風呂
水もそのまま流出することがない。この状態で自吸式ポ
ンプ２を駆動すると、上述した自吸過程、すなわち、風
呂水用のホース７６内の空気を吸い出す工程が必要な
く、直ちに風呂７４内の風呂水を汲み上げる動作をす
る。したがって、１度目のポンプ動作に比べて早い時間
で洗濯機本体６９の洗濯部７１に水を供給することがで
きる。このようにして、水受槽８３内に風呂水を溜め
て、上述したように、洗濯動作を行う。

【００８３】なお、第１の実施の形態のインペラ駆動機
構を備えた自吸式ポンプ２は、駆動源部３をＡＣ同期モ
ータで構成し、インペラ１を双方向に回転させる構成と
なっているので、ブラシ式ＤＣモータ等を使用した場合
に発生する電磁ノイズを発生させることがない。また、
駆動源部３は、ブラシを用いたＤＣモータとはなってい
ないので、モータの寿命が長くなり、しかも回転軸１６
には通電されない構成となるので、確実に絶縁でき電気
的な安全性を有している。また、上述した第１の実施の
形態のインペラ駆動機構を備えた自吸式ポンプ２は、こ
のような構成としたため、電圧や負荷が変動しても一定
のポンプ能力を維持することができ、しかも高いポンプ
能力を長時間維持できる特性を有することとなる。

【００８４】本発明のインペラ駆動機構を備えた自吸式
ポンプ２の第１の実施の形態は、上述したように構成さ
れたが、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が
可能である。例えば、第１の実施の形態では、インペラ
１の羽根３３は、４枚設けられているが、特に４枚でな
くともよく、４枚以下でもまた４枚以上でもよい。ま
た、図２４に示す第２の実施の形態のように、回転軸１
６のブッシュ１９を固定し、インペラ１の係合片部２８
の間に回転方向に回転角度で１２０〜２４０度の範囲で
遊びを設ける際、緩衝舌片２５を設けないようにしても
よい。

【００８５】さらに図２５に示す第３の実施の形態のよ
うに、インペラ１は、ロータ部６の回転軸１６に設けた
ブッシュ１９が当接する基部３４と羽根３３とを同一材
料で一体成形にて構成するようにしても良い。なお、そ
の際、基部３４と羽根３３の硬さを同一としたり、第１
の実施の形態と同様に基部３４より羽根３３の硬度を低
くし、羽根３３に弾性を持たせてもよい。また、さらに
インペラ１の回転軸１６との間に設けた遊びの空間部
に、その空間部の容積の５０％以上にダンパー用グリス
４０を封入し、リング２０とブッシュ１９とにより摺動
自在に密閉してもよい。なお、上記空間部は、係合孔２
７内に設けられるようになっている。またダンパー用グ
リス４０は、５０％以下としてもよい。

【００８６】この第３の実施の形態の動作を以下に説明
する。駆動源部３の起動時には、インペラ１の基部３４
に設けられた図２４に示す係合片部２８と同様の構成の
係合片部には、回転軸１６に固定したブッシュ１９とそ
の係合片部との間の遊びによる衝撃により集中荷重が加
わる。係合片部に剛性が高く硬度の高い部材を使用し、
羽根３３は係合片部より硬度を低くすることにより、起
動時の羽根３３に加わる圧力は羽根３３が撓むことによ
り緩和することができ、係合片部は最低限の応力で済
み、高寿命のインペラ１を得ることができる。さらに、
衝撃の緩和作用で衝撃音も低減することができる。な
お、基部３４や係合片部の材料として、カーボン入りの
合成樹脂を採用すれば、その衝撃に十分に耐えることが
できる。

【００８７】なお、第２の実施の形態および第３の実施
の形態のインペラの駆動機構を備えた自吸式ポンプは、
第１の実施の形態と同様、洗濯機の洗濯機本体６９に取
り付けられるものであって、インペラ１周辺の構成以外
の構成は、第１の実施の形態と同様となっている。

【００８８】さらに、第１の実施の形態では、気液分離
室４６内に流動体の流れを整える整流部材を２枚の板状
部材、すなわち第１整流板６３及び第２整流板６４で構
成しているが、整流部材は１枚からなる整流板でもよい
し、また板状部材でなくともよい。さらに、気液分離室
４６内に設けられた吐出口４７は、円形の孔４７ａとこ
の円形の孔４７ａに接続された樋状部材４７ｂとから構
成されているが、樋状部材４７ｂはなくともよい。

【００８９】上述した各実施の形態におけるガイド部材
５０等には、抗菌剤を０．４〜０．６重量％入れている
が、この抗菌剤は他の数値でも良いが、その抗菌性能や
材料強度等を考慮すると０．４〜０．６重量％が好まし
く、０．４５〜０．５５重量％が最も好ましい。なお、
風呂水等には菌繁殖の可能性があり、しかも洗濯に使用
する場合には、このように抗菌剤入りの部材を使用する
のが好ましい。ただし、自吸式ポンプ２を洗濯に使用し
ない場合等、特に抗菌の必要性のない場合には、抗菌剤
を特に各部材に入れなくても十分機能を達成することが
できる。また、モータケース５やケーシング４１にも抗
菌剤を入れるようにしてもよい。なお、ガイド部材５０
には、溝部５０ａ内にゴム等を嵌入させてシールを形成
したが、直接ガイド部材５０を吸水室４９に溶着等して
シールしても良い。

【００９０】また、上述の第１の実施の形態では、イン
ペラ１の基部３４の外周円筒状突起３４ｂとモータケー
ス５の小円筒部５ｂとの間にわずかな隙間をもついわゆ
るラビリンスを形成しているので、インペラ室９内の水
が、シール２４が配置されている空間まで到達しにくい
構成となっている。しかし、このようなラビリンスを形
成せず、図２５の第３の実施の形態のような構成として
もよい。

【００９１】さらに、上述の第１の実施の形態では、永
久磁石部１７として希土類系の磁石を用いているが、こ
の希土類系としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂのプラマグが機
能、コスト等の面で好ましいが、他の希土類系の永久磁
石も採用することができる。また希土類系ではなく、フ
ェライト等の他の種類の磁石としてもよい。ただし、小
型化のためには、希土類系のものが好ましい。なお、永
久磁石部１７は、２個の磁石から構成されるが、１つの
磁石で構成してもよい。ただし、１つとすると極めて大
型の永久磁石を永久磁石部１７に使用する必要があり、
コスト的には２つに分けたものの方がよく、一方、１つ
にすると製造上は好ましいものとなる。また、ヨーク６
ａとウエイト部材１８とを一体化し、１つの部材として
もよい。

【００９２】また、逆止弁４４は、その開動作時にガイ
ド部材５０に当たらないように、背面側が斜めに切り欠
かれた形状となっているが、吸水室４９が十分広ければ
斜めに切り欠く形状とする必要はない。なお、この逆止
弁４４は、閉状態のときに吸引管４８の開放端をしっか
り塞ぐように、先端側が少し吸水室４９側に倒された状
態で開放端を塞ぐように配置して、逆止弁４４の閉方向
の付勢力が働くようにしている。しかし、逆止弁４４を
形成するとき、通常状態で先端側が吸引管４８側に倒れ
るような形状にすれば、閉状態時に吸水室４９側に倒れ
るように配置する必要はない。

【００９３】さらに第１整流板６３と第２整流板６４の
高さは、上述の第１の実施の形態のように少なくともイ
ンペラ室９の高さより高くするのが好ましいが、インペ
ラ室９の高さより低くしても一定の効果を得ることがで
きる。また、第１整流板６３を断面Ｔ字状にし、流動体
の勢いに十分耐えるようにしているが、必ずしも断面Ｔ
字状にする必要はない。さらに、第１の実施の形態は、
第１整流板６３の流動体に対向する面を排出口５８の幅
より幅狭な面とし、第２整流板６４を排出口５８の幅よ
り幅広かつ第１整流板６３の２倍程度の面積をもつもの
とし、気液混合体や水の流れにとって好ましいものとし
ているが、必ずしもこのような関係を持たせる必要はな
い。また、ケーシング４１とモータケース５の両者に第
１整流板６３と第２整流板６４を設けるのではなく、各
々が一方、例えばモータケース５にのみ第１整流板６３
と第２整流板６４を設けるようにしてもよい。

【００９４】また、ケース体５９を含めたインペラ室９
の形状は、通常、流体排出部を長く取り、すなわちノー
ズ部分を設けるように構成されるが、この第１の実施の
形態では、ノーズ部分を切り取り、インペラ１の回転部
分のすぐ近くに排出口５８を形成している。このため、
取り付け時の高さ方向のみならず横方向のスペースも減
少するものとなっている。しかし、従来どおり、ノーズ
を設けるようにしてもよい。また、ガイド部材５０と溝
部５０ａにゴム等でシールしたが直接的に溶着等でシー
ルしてもよい。

【００９５】また、インペラ室９の排出口５８の上向き
角度を水平位置から１１°としているが、好ましい範囲
としては５〜３５°で、より好ましいのは８〜１５°の
範囲である。すなわち、あまりに水平方向に近づける
と、図１７で矢示Ｅ方向の流れが、排出口５８を出ると
すぐに下方のモータケース５に衝突するためスムーズな
還流が行えない。また、一方、排出口５８をあまりにも
上側に向けると、流動体の流れが、吐出口４７に近づき
すぎ、空気を含んだ呼び水が吐出口４７から排出されて
しまい、自吸式ポンプ２自体が上下方向に大きくなって
しまうためである。

【００９６】また、各実施の形態においては、ケース体
５９の吸引孔５７内にガイド部材５０の吐出管５４を単
に突出させた構成としていたが、この吸引孔５７の中心
と吐出管５４の中心とを位置合わせするための位置決め
用部材として、ケース体５９もしくはガイド部材５０の
一方、または双方に例えばピンや孔等を設けても良い。

【００９７】なお、インペラ１の羽根３３と基部３４
は、第１の実施の形態では、羽根３３を基部３４より軟
らかい材料にして起動をスムーズ化させているが、同材
質にする等して同等の硬さのものとしてもよい。また、
羽根３３と基部３４を第１の実施の形態のように別部材
として、その後一体化するようにしたり、同一材料で一
体成形したり、インサートやアウトサート成形により異
なる部材を一体化するようにしてもよい。また、第１の
実施の形態では、ダンパー特性、すなわち起動特性を向
上させるために、羽根３３を基部３４より軟らかくす
る緩衝舌片２５を設けるダンパー用グリス４０を係
合孔２７内に入れるの３つの方法を全て採用している
が、これらのうちの２つを組み合わせて採用したり、い
ずれか１つを採用してもよい。そのような場合でも起動
特性を向上させることができる。

【００９８】また、駆動源部３として、ＡＣ同期モータ
を採用しているが、ステッピングモータ等他の双方向回
転可能なモータや一方向回転モータにも、本発明を適用
することができる。さらに、第１の実施の形態のよう
に、インペラ１の回転数としては、５０Ｈｚで３０００
ｒｐｍ、６０Ｈｚで３６００ｒｐｍとするのではなく、
さらに低速で回転させるようにしてもよい。例えば永久
磁石部１７の着磁を４極着磁とすると、５０Ｈｚで１５
００ｒｐｍ、６０Ｈｚで１８００ｒｐｍとすることがで
きる。

【００９９】また、このインペラ駆動機構を備えた自吸
式ポンプ２は、洗濯機に取り付け、風呂水を吸水するよ
うになっているが、洗濯機以外の水利用機器や水以外の
液体を取り扱う機器等の給排手段として使用することが
できる。また、他の機器に取り付けるのではなく、水を
含めた各種の液体用の純然たるポンプとしても使用する
ことができる。

【０１００】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
インペラ駆動機構および請求項９記載のインペラ駆動機
構を備えたポンプは、平板部材の羽根の根元部両側に切
欠き部が設けられているので、羽根がインペラの回転方
向に撓み易くなっている。そのため、インペラの羽根に
回転負荷がかかった場合に、この回転負荷が羽根の撓み
により吸収され、羽根の破損を防止するとともに、駆動
源に回転負荷が直接的に伝達されるのを防止するように
なっている。このため、インペラおよび駆動源が破損し
にくく、ポンプ等に備えた場合、長期間にわたってポン
プ性能を維持することができるポンプとなる。

【０１０１】さらに、請求項２記載のインペラ駆動機構
は、切欠き部が曲面形状で形成されているので、インペ
ラがスムーズに撓み、また、インペラが切欠き部に当接
しても破損されることがない。

【０１０２】また、請求項３記載のインペラ駆動機構
は、係合凸部が回転軸に固定されているので、回転軸は
従来どおりの簡単な構成とできる一方、インペラとの係
合を確実に行わせることができる。

【０１０３】また、請求項４記載のインペラ駆動機構
は、インペラの係合部が係合孔と係合孔内に立設された
係合片部からなるので、インペラと回転軸との係合が確
実となる。さらに、請求項５記載のインペラ駆動機構で
は、係合片部に回転軸の係合凸部と当接する可撓性の緩
衝舌片が設けられているので、インペラと回転軸とのジ
ョイント部分がスムーズに係合されることとなり、イン
ペラや駆動源の破損を防止する構成となっている。した
がって、このインペラの駆動機構をポンプ等に備えた場
合、長期間にわたってポンプ性能を維持することができ
るポンプとなる。しかも、緩衝舌片が係合突起の周方向
両側に形成されているので、インペラを双方向回転で構
成した場合においても、ロータ部の回転軸の両方向に対
してインペラや駆動源の破損を防止することとなる。そ
のため、例えば駆動源をＡＣ同期モータで構成した場合
でも、インペラの双方向の回転それぞれに対して、イン
ペラと回転軸とのジョイントがスムーズとなり、ポンプ
等に備えた場合、長寿命のポンプとなる。

【０１０４】また、請求項６記載のインペラ駆動機構で
は、係合孔に、係合凸部が移動可能な遊び空間が設けら
れているので、ＡＣ同期モータ等のように起動時に回転
数が急激に立ち上がるモータであっても起動がスムーズ
に行われることとなる。

【０１０５】また、請求項７記載のインペラ駆動機構
は、羽根を弾性部材として、撓み可能としているので、
起動時の負荷等を吸収でき、起動がスムーズとなると共
に羽根の損傷の危険性が低くなる。さらに、請求項８記
載のインペラ駆動機構は、インペラが係合部を羽根の材
料より剛性の高い材料で構成すると共にインサート成形
により係合部と羽根を一体成形しているので、製造が容
易でかつ製造コストも低く押さえることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のインペラ駆動機構
を備えた自吸式ポンプの縦断面図である。

【図２】図１の矢示ＩＩ方向から見た側面図である。

【図３】図１に示した自吸式ポンプの駆動源部のロータ
部の一部断面側面図である。

【図４】図１の自吸式ポンプの回転軸に係合するブッシ
ュを示す図で、（Ａ）はその一部断面側面図で、（Ｂ）
は（Ａ）の矢示Ｂ方向から見た正面図である。

【図５】図１の矢示Ｖ方向から見た図である。

【図６】図１の自吸式ポンプのインペラの底面図で、回
転軸を省略した図である。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図で、まだカシメをしていな
い状態の図である。

【図８】図９のＡ−Ａ断面図とその一部拡大図である。

【図９】図１に示した自吸式ポンプのインペラの羽根と
基部の状態を示す底面図である。

【図１０】図８の矢示Ａ方向から見た平面図である。

【図１１】図９のインペラの中央部分の拡大図である。

【図１２】図１１のＡ−Ａ部分断面図である。

【図１３】図１の自吸式ポンプの起動時の衝突音の変化
を示すグラフである。

【図１４】図１に示した自吸式ポンプのケーシングの内
部側を示した平面図である。

【図１５】図１の自吸式ポンプの吐出口部分の要部斜視
図である。

【図１６】図１４のＣ−Ｃ断面図である。

【図１７】図１に示した自吸式ポンプのモータケースを
インペラ室から見た平面図である。

【図１８】図１７のＡ−Ａ断面図である。

【図１９】図１７のＫ−Ｋ部分断面図である。

【図２０】図１の自吸式ポンプのケース体を示してお
り、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図
で、（Ｃ）は、底面図である。

【図２１】図１の自吸式ポンプのモータケース側の整流
部材を示す要部斜視図である。

【図２２】図１の矢示ＸＸＩＩ方向から見た側面図であ
る。

【図２３】本発明の第１の実施の形態のインペラ駆動機
構を備えた自吸式ポンプを用いた洗濯機本体の縦断面図
である。

【図２４】本発明の第２の実施の形態のインペラ周辺部
分の斜視図である。

【図２５】本発明の第３の実施の形態のインペラ周辺部
分の断面図である。

【図２６】従来の自吸式ポンプのタンク室部材の平面図
で、図２８のＡ−Ａ断面図である。

【図２７】従来の自吸式ポンプのポンプ室部材の平面図
で、図２８のＢ−Ｂ断面図である。

【図２８】従来の自吸式ポンプの全体断面図である。

【図２９】従来の自吸式ポンプが使用される際の配管図
である。

【図３０】従来の正逆転遠心ポンプの要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ インペラ ２ 自吸式ポンプ ３ 駆動源部（駆動源） ４ ポンプ部 ５ モータケース ６ ロータ部 ７ ステータ部 ８ ロータ室 ９ インペラ室 １０ 閉塞キャップ １６ 回転軸 １９ ブッシュ（係合部材） ２５ 緩衝舌片（係合部の一部） ２７ 係合孔（係合部の一部） ２８ 係合片部（係合部の一部） ３３ 羽根 ３４ 基部（平板部材） ３６ 根元部 ３８ 切欠き部 ３９ 係合突起（係合部の一部） ４０ ダンパー用グリス ４１ ケーシング ４２ 呼び水供給口 ４３ 吸込口 ４４ 逆止弁 ４５ 吸込口部 ４６ 気液分離室 ４７ 吐出口 ４８ 吸引管 ４９ 吸水室 ５０ ガイド部材 ５３ 連絡孔 ５４ 吐出管 ５５ 水流ガイド ５７ 吸引孔（流動体吸引部） ５８ 排出口（流動体排出部） ５９ ケース体 ６２ 環流孔 ６３ 第１整流板 ６４ 第２整流板 ６７ 水抜き孔

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源と、この駆動源の回転力を伝達す
   る回転軸と、この回転軸との係合部を中心に有するとと
   もに上記回転軸の回転によって回転させられる平板部材
   およびこの平板部材に根元部を固定されると共に上記平
   板部材の外側に延出するように設けられる羽根からなる
   インペラとを有し、上記平板部材には上記羽根の根元部
   両側を上記平板部材の外周縁から中心方向に向かって切
   り欠いて形成した切欠き部が設けられていることを特徴
   とするインペラ駆動機構。
2. 【請求項２】 前記切欠き部の入り口を曲面形状に形成
   したことを特徴とする請求項１記載のインペラ駆動機
   構。
3. 【請求項３】 前記回転軸の先端部には、前記係合部と
   係合する係合凸部を有する係合部材が固定されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のインペラ駆動機
   構。
4. 【請求項４】 前記係合部は、前記平板部材に形成され
   た係合孔と、この係合孔の一部を閉塞するように係合孔
   内に立設され前記係合凸部と突き当たる係合片部とから
   なることを特徴とする請求項３記載のインペラ駆動機
   構。
5. 【請求項５】 前記係合片部を、係合突起と、この係合
   突起の周方向両側に近接して設けられ前記係合凸部が当
   接する可撓性の緩衝舌片とで形成したことを特徴とする
   請求項４記載のインペラ駆動機構。
6. 【請求項６】 前記係合孔には、前記係合凸部が移動可
   能な遊び空間を設けたことを特徴とする請求項５記載の
   インペラ駆動機構。
7. 【請求項７】 前記羽根を、弾性部材で形成し、前記イ
   ンペラの回転初期に前記羽根を撓ませることを特徴とす
   る請求項１、２、３、４、５または６記載のインペラ駆
   動機構。
8. 【請求項８】 前記インペラは、前記係合部を前記羽根
   の材料に比して剛性の高い材料を用いてインサート成形
   により前記羽根と前記係合部とを一体化したことを特徴
   とする請求項１、２、３、４、５、６、または７記載の
   インペラ駆動機構。
9. 【請求項９】 流動体を吸引する流動体吸引部及び上記
   流動体を排出する流体排出部を有するとともにインペラ
   を囲繞するインペラ室を備えたポンプであって、駆動源
   の回転力を伝達する回転軸と、この回転軸との係合部を
   中心に有するとともに上記回転軸の回転によって回転さ
   せられる平板部材およびこの平板部材に根元部を固定さ
   れると共に上記平板部材の外側に延出するように設けら
   れる羽根からなる上記インペラとを有し、上記平板部材
   には上記羽根の根元部両側を上記平板部材の外周縁から
   中心方向に向かって切り欠いて形成した切欠き部が設け
   られていることを特徴とするインペラ駆動機構を備えた
   ポンプ。