JP3357542B2 - 自吸式ポンプ - 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に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から水等の液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、液体を汲み上げる際、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３５から図３８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。なお、駆
動モータ１１８は、ブラシ式ＤＣモータとなっている。

【０００５】この自吸式ポンプは、図３８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、駆
動モータ１１８の電源を入れると、羽根車１１７が回転
し、水は図３６の矢印１１９に示すように吐出通路１０
３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１１５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
３５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３９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３９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】しかしながら、図３５
から図３８に示す従来の自吸式ポンプは、駆動源として
ブラシ式ＤＣモータとなる駆動モータ１１８を使用して
いるため、次のような問題を生じている。すなわち、第
１に、電磁ノイズが発生し、周辺の他の機器に悪影響を
及ぼしている。第２に、ブラシ式であるため、駆動モー
タ１１８の寿命が短くなり、自吸式ポンプとしての寿命
も短くなってしまう。第３に、駆動モータ１１８の回転
軸にブラシが接触する形となるため、その回転軸に電流
が流れることとなる。このため、この回転軸と連動して
回転する羽根車１１７と、この回転軸との間の絶縁が問
題となり、安全性対策が難しいものとなっている。第４
に、自吸式ポンプ内に人毛等が詰まり、駆動モータ１１
８がロックするようなことが生ずると、過電流になり、
短時間で過熱し、コイルが焼損してしまう危険性を有し
ている。第５に、電圧負荷の変動によって回転数が変動
してしまう。すなわち、電圧が落ちたり、ポンプ内に人
毛等が詰まり負荷が大きくなると、ポンプ特性が落ちて
しまう。なお、羽根車１１７の回転数は通常８０００〜
１００００ｒｐｍの高速回転となっている。

【００１４】また、従来の自吸式ポンプは、羽根車１１
７を高速回転させるため、羽根車１１７の部分で混合さ
れた気液によって生ずる気泡が細かくなりすぎて、気水
分離力が低く、自吸速度が遅いものとなっている。さら
に、羽根車１１７が一方向にのみ回転する構造であるた
め、水垢や湯垢が所定の部分に付き易く、また堆積し易
くなっている。

【００１５】なお、従来の自吸式ポンプが一方向回転の
羽根車１１７を使用しているのは、空気を追い出す自吸
過程が存在するため、すなわち、空気と流体を分離し
て、空気のみを先に追い出す過程が存在しているため、
流体の流れに最も適した形状としてその自吸過程を効率
的に行わせようとしているためである。すなわち、羽根
車１１７が一定方向回転であれば、その回転にあった液
体の流路、羽根形状等を設定し易く、空気と水を分離し
易くなり、ポンプ能力、すなわち自吸高さ１３０を高く
取れ自吸速度を速いものとすることができるためであ
る。例えば、羽根形状は、各羽根を螺旋状でかつ放射状
に形成することにより一方向回転専用形状としている。

【００１６】このように、従来の自吸式ポンプでは、そ
のポンプ能力の観点等から双方向回転可能な駆動源を使
うことは全く着想されていない。しかも、一方向回転駆
動源の中でコスト的に有利なブラシ式ＤＣモータを使用
しているため、上述のような各種のデメリットを有する
自吸式ポンプとなっている。

【００１７】一方、図３９に示すように、自吸式ポンプ
以外では、正逆転するポンプが存在しているが、単なる
遠心ポンプで、自吸過程を有する自吸式ポンプには全く
利用できない構造となっている。

【００１８】本発明は、上述した問題点に鑑みて、電磁
ノイズが発生せず、寿命が長く、安全性が高く、電圧の
負荷が変動しても一定のポンプ能力を保つことができ、
しかも高いポンプ能力を長期間維持できる自吸式ポンプ
を提供することを目的とする。

【００１９】

【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記載の自吸式ポンプでは、双方向回転自
在に駆動する駆動源と、該駆動源により双方向回転自在
に回転駆動させられるインペラと、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動体排出部を有する
とともにインペラを囲繞するインペラ室と、該インペラ
室を囲繞しかつ自吸過程においてインペラ室から排出さ
れた気体と液体とが混在する気液混合体を気体と液体と
に分離させるとともに、その分離された気体をを吐出さ
せ、自吸過程終了後は液体を吐出させる吐出口を有する
気液分離室と、該気液分離室とインペラ室とを挿通し気
液分離室内の液体をインペラ室内に還流させるための還
流孔と、流動体吸引部に連通するとともに液体源の液体
を吸引する吸込口とを備え、インペラ室から排出された
気液混合体及び液体の流れの方向を整える整流部材を気
液分離室内に設けると共に、この整流部材を、第１整流
板およびこの第１整流板より大型の第２整流板により構
成し、かつ第２整流板を流体の流れ方向において第１整
流板の後方に設け、第１整流板にぶつかった後にその後
方に流れた流体の流れの方向を第２整流板で整えるよう
にしている。

【００２０】 また、請求項２記載の自吸式ポンプで
は、請求項１記載の発明に加えて、第１整流板を断面Ｔ
字状に構成し、第２整流板を断面直線状に構成し、第１
整流板のＴ字の頭部を前記流動体排出部方向に向けてい
る。

【００２１】 また、請求項３記載の自吸式ポンプで
は、請求項１または２記載の発明に加えて、気液分離室
は、自吸過程において、インペラ室から排出された気液
混合体を気体と液体とに分離させると共に液体を還流孔
内に案内する流動体ガイドを有している。

【００２２】 さらに、請求項４記載の自吸式ポンプで
は、請求項３記載の発明に加えて、流動体ガイドは、還
流孔の近傍に形成されている。

【００２３】本発明の自吸式ポンプは、その駆動源の回
転方向が一定しないものとなっている。例えば、最初起
動したときは、右回転し一旦停止し、その後再起動させ
ると左回転するということが生ずるものとなっている。
そのため、駆動源により回転駆動される羽根車であるイ
ンペラも双方向回転可能となっている。そして、インペ
ラがどちらかの方向に回転すると、自吸過程では、吸込
口を経由して空気等の気体が流動体吸引部からインペラ
室内に吸引される。その後、その吸引された気体とポン
プ内の液体とが混合し気液混合体が生ずる。そして気液
混合体が流動体排出部から排出される。その後、気液混
合体は気液分離室で気体と液体に分離され、液体は再び
インペラ室内に吸引される。一方、気体は上部に設けら
れる吐出口から排出される。このようにして、液体源と
自吸ポンプとの間に溜まっている空気を徐々に追い出す
自吸過程を経た後、液体源の液体を吸い上げるようにな
っている。

【００２４】さらに、本発明の自吸式ポンプは、インペ
ラ室から排出された気液混合体が整流部材によって流れ
の方向を整えられ、自吸過程において液体が吐出口方向
に行かないようにして、吐出口から吐出させないように
している。したがって、インペラがどちらの方向に回転
している場合でも、気液分離室内の液体量が一定に保た
れ、これによって自吸式ポンプのポンプ能力が一定に保
たれる。

【００２５】また、さらに本発明の自吸式ポンプは、気
液混合体を気体と液体とに分離して、液体を還流孔内に
案内する流動体ガイドが気液分離室内に形成されている
ので、液体がよりスムーズにインペラ室内に還流され、
ポンプ能力がより一層向上することとなる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１から図３２に基づいて説明する。なお、自吸式ポ
ンプ１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。な
お、図１から図４は、本発明の第１の実施の形態の自吸
式ポンプ１の全体構造を示す図となっている。

【００２７】この自吸式ポンプ１は、図１のＡ−Ａ’線
より左側に配置されるポンプ部２と、右側に配置される
駆動源部３とから主に構成されている。ポンプ部２は、
ケーシング４と、駆動源部３のロータ部５を収納してい
るモータケース６の一部と、ケーシング４と、モータケ
ース６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２は、呼び水パイプ９０と連
結されて注水タンク８５（図３２参照）から呼び水を供
給するように構成された呼び水供給口７と、ホース８８
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
８や逆止弁９等を有する吸込口部１０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１１を収納して
いるインペラ室１２と、インペラ室１２を囲繞するとと
もに外側空間となっている気液分離室１３と、気液分離
室１３内の流動体となる水や空気を吐出するための吐出
口１４と、から主に構成されている。

【００２８】この吐出口１４は、図５及び図１３に示す
ように、ケーシング４に形成された円形の孔１４ａと、
この孔１４ａ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１４ｂからなっている。これは、孔１４
ａの径を大きくとって、一定時間内でポンプ部２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１４ｂ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４には、吸込口部１０の一部
と、呼び水供給口７と、吐出口１４とが一体的に形成さ
れている。またケーシング４の内側空間のインペラ室１
２及び吸込口部１０以外の部分は、気液分離室１３とな
っている。

【００２９】また、吸込口部１０は、後述するホース８
８を介して、ホース８８内の空気および風呂８６内の風
呂水を吸引するように形成されており、吸込口８と、吸
引管１５と、逆止弁９と、吸水室１６と、ガイド部材１
７とから構成されている。これらの吸込口８と、吸引管
１５と、吸水室１６と、ガイド部材１７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１５と吸水室１６との間に、水や空気が吸引管１５か
ら吸水室１６への一方向にのみ流れるように逆止弁９が
設けられている。なお、吸込口８及び吸引管１５の全部
と吸水室１６の壁部１８とは、ケーシング４に一体的に
形成されている。

【００３０】吸込口８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８の先端部近傍は、
ホース８８の開放口内に突出されるとともに、ホース８
８が吸込口８から容易に抜けないように、外側部分に凸
部８ａが形成されている。そして、吸込口８から吸込口
部１０内部に、ホース８８内の空気や風呂８６の水が吸
引されるようになっている。

【００３１】この吸込口８の内部側には、吸引管１５が
配置されている。この吸引管１５は、吸込口８に連続す
る筒状空間で形成されている。なお、吸引管１５は、９
０度に湾曲した管形状を有している。

【００３２】また、吸引管１５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９が当接している。この逆止弁９は、図１および図１
４に示すように、吸引管１５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１６方向に突出している突出部９ａが形成さ
れている。また逆止弁９の外周縁の一部には、図１４に
示すように、係止部９ｂが設けられている。この係止部
９ｂは、逆止弁９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。

【００３３】そして、逆止弁９の係止部９ｂは、吸水室
１６内に設けられた係止溝１９内に屈曲された先の部分
だけが嵌入されて、吸水室１６内に支持されるようにな
っている。そして、吸引管１５内の水や空気は、逆止弁
９を吸水室１６側に押し開けながら吸水室１６に流入す
るようになっている。なお、ホース８８から吸込口部１
０内に水や空気が吸引されないときは、逆止弁９が吸引
管１５の端口部に当接して閉じているので、吸水室１６
内にある水や空気は、吸引管１５方向に逆流することは
ない。

【００３４】吸水室１６は、吸引管１５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１６は、ケーシング４の一部と、吸引管１５
の一部と、ケーシング４の内側に一体的に立設されこの
吸水室１６を囲むように形成された壁部１８と、この壁
部１８の開放端に当接して吸水室１６内を気液分離室１
３と遮断するためのガイド部材１７とから形成されてい
る。なお、壁部１８の一部には、上述した係止溝１９が
形成されていて、逆止弁９の係止部９ｂが係合してい
る。

【００３５】また、図１５に示すように、ガイド部材１
７には、吸水室１６とインペラ室１２とを連絡するため
の連絡孔２０が形成されている。なお、ガイド部材１７
の中央部分には、この連絡孔２０を囲む吐出管２１と、
その側方に流動体ガイドとなる水流ガイド２２が形成さ
れている。このガイド部材１７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１７の溝部１７ａにゴム等か
らなる弾性部材のシール２３が入れられ壁部１８の開放
端との間に挟み込まれている。

【００３６】また、吐出管２１の先端部は、インペラ室
１２に設けられた流動体吸引部としての吸込孔２４内に
突出している。これによって、吸水室１６内の水や空気
は、連絡孔２０を通ってインペラ室１２内に導入される
ようになっている。なお、水流ガイド２２は、図５およ
び図１５に示すように、直線的な壁２２ａと曲線的な壁
２２ｂとが吐出管２１と平行状となるようにガイド部材
１７に立設されて構成されていると共に、吐出管２１の
外周の半分程度を覆うように吐出管２１の近傍に配置さ
れている。これによって、インペラ室１２から気液分離
室１３に排出された水と空気が混合した気液混合体がす
ぐにインペラ室１２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５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。

【００３７】インペラ室１２は、図９から図１１および
図１６から図１８に示すように、吸込孔２４と排出口２
５とを有するケース体２６をインペラ１１を囲繞するよ
うにモータケース６のケース体２６と同様形状の壁部６
ｃに嵌合固定されることにより形成される。ケース体２
６は、略円形状の平面部２７と、この平面部２７の外周
縁部分から直角方向に延出される側壁部２８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２６の平
面部２７の略中心部には、水や空気をインペラ室１２内
に吸引する流動体吸引部としての吸込孔２４が形成され
ている。なお、この吸込孔２４は、吸水室１６内の水や
空気をインペラ室１２内に吸引すると共に、吐出管２１
の外周と吸込孔２４の孔内周との間に形成される環流孔
２９によって、気液分離室１３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２６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。

【００３８】また側壁部２８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１２から気液分離室１３へ排出する流動体排出
部としての排出口２５となっている。なお、この排出口
２５は、モータケース６の壁部６ｃの切断部６ｄと協同
して排出口２５が形成される構成となっている。この排
出口２５は、図９に示すように、モータケース６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２５をこのような向きに設置することによ
って、インペラ１１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２５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１
２に還流するまでの距離を長く取れると共に、図９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２８の内側には、
排出口２５の反対側の位置に内側に突出する突出部２６
ａが形成されている。なお、モータケース６の排出口２
５付近には、ケース体２６の位置を保持するために、わ
ずかな高さの突起部６ｅ，６ｅが設けられている。

【００３９】なお、インペラ室１２に囲繞されたインペ
ラ１１は、後述する駆動源部３によって回転駆動され、
水や気液混合体がインペラ室１２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１１は、図
１９および図２０に示すように、複数の羽根３０と、こ
れらの羽根３０を固定する基部３１と、この基部３１に
設けられている係合孔３２内に入れられる樹脂製のプレ
ート３３とから構成されている。そして、プレート３３
は、基部３１の内周の円筒状突起３１ａを熱カシメによ
り図２０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３３は、図２２の一部拡
大図に示す円筒状突起３１ａに設けられた係止突起３１
ｃによって位置決め固定される。なお、熱カシメは図１
９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３２内には、駆動源部３の回転軸６２と一
体回転する金属製のブッシュ３４や、ダンパー用グリス
４０の流出を防止するリング３５も入れられる。

【００４０】このインペラ１１の羽根３０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３１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３２が形成されている。このよう
に、羽根３０をやわらかくし、基部３１を硬くしてい
る。なお、基部３１の外側の斜面部分には４枚の羽根３
０が基部３１に一体的に形成されている。この羽根３０
の回転半径は、基部３１の外周より大きく形成されてい
る。なお、基部３１の外周縁で羽根３０の根元部分は、
それぞれ切り欠かれた切欠き部３６が設けられており、
羽根３０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。

【００４１】また、係合孔３２は、円形の閉塞孔で形成
されているとともに、係合孔３２内の基部３１には、図
２１から図２５に示すように、係合片部３７が設けられ
ている。この係合片部は３７は、係合孔３２内の約５０
°分を閉塞するような扇型の突起物３８と、その突起物
３８の両側近傍に設置される緩衝部材となる度当たり柱
３９とで構成されている。そのため、ブッシュ３４が係
合孔３２内で回転するときには、ブッシュ３４が係合片
部３７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３４が係合片部３７と当たるとインペラ１
１が回転するように構成される。なお、係合孔３２内の
回転遊び部分には、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２７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３７
を含む基部３１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、度当たり柱３
９は、ブッシュ３４と係合片部３７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。

【００４２】このように構成されたインペラ１１が、イ
ンペラ室１２内で回転されると、負圧が発生し、吸水室
１６内の気液混合体が吸込孔２４よりインペラ室１２内
に吸引される。また、気液分離室１３内の呼び水も、還
流孔２９より吸引される。そして、気液混合体や水は、
インペラ１１の回転により周方向の流れを形成し、かつ
遠心力によってインペラ室１２の外周側に運ばれる。そ
して、インペラ室１２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３１内の外周部分
にある突出部２６ａ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２５より気液分離室１３へ排
出される。

【００４３】気液分離室１３は、ケーシング４とモータ
ケース６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１２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１３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１４が設けられている。またさらに、図９、図１１お
よび図１２に示すように、気液分離室１３には、インペ
ラ室１２の排出口２５近傍にインペラ室１２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７７と平板状の第２整流板７８
とが設けられている。

【００４４】これらの第１整流板７７及び第２整流板７
８はともに、ケーシング４とモータケース６から気液分
離室１３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４にもモータケース６にも第１整流板
７７が形成されており、ケーシング４とモータケース６
とが合わさったとき、両第１整流板７７，７７も突き当
たり１枚的な第１整流板７７となる。第２整流板７８も
同様な構成となっている。ここで、第１整流板７７の方
が第２整流板７８より排出口２５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７７は、排出
口２５から排出されてきた流体が気液分離室１３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
７８は、流体の流れ方向において第１整流板７７の後方
に設けられている。

【００４５】 したがって、インペラ１１が図９におい
て矢示Ｄ方向に回転したとき、流体である気液混合体
は、まず第１整流板７７にぶつかって、空気と液体とに
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７７にぶつかってもなお、第１整流
板７７の後ろ側に流れてしまう流体に関しては、第２整
流板７８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７８は、第１整流板７７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。

【００４６】なお、ケーシング４とモータケース６との
間には、図８に示すような環状のシール４１が嵌合され
ている。このシール４１は、断面円形状となる先端部４
１ａがケーシング４に設けられる溝４ａに入れられ、２
つの環状突起４１ｂ，４ｂが形成される側がモータケー
ス６に圧接される構成となっている。そして、ケーシン
グ４とモータケース６とは、タッピングネジ４２で一体
化されている。

【００４７】また、ケーシング４には、取り付け時に、
すなわち図１から図５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４３が設けら
れると共に、その水抜き孔４３を塞ぐ操作部４４が設け
られている。操作部４４は、図７に示すように、ピン４
５と、ピン４５の先端溝部４５ａに入るリング４６と、
キャップ部４７と、キャップ部４７とケーシング４との
間に入れられ水抜き孔４３を塞ぐ方向に付勢力を働かせ
るスプリング４８と、キャップ４７を保持するためのワ
ッシャ４９と、キャップ４７の抜けを防止するスナップ
リング５０と、から構成されている。また、インペラ室
１２の中の水を抜けやすくするために、ケース体２６に
は、小孔２６ｂが設けられている。

【００４８】一方、駆動源部３は、図１、図２や図４等
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６内に収容されている。この駆動源部３は、ス
テータ部５１とロータ部５とからなっている。なお、ロ
ータ部５は、モータケース６内に設けられたロータ室５
２内に収容されているとともに、先端部分にはインペラ
１１が係合しており、この先端部分がインペラ室１２内
に突出されるようになっている（図１参照）。

【００４９】また、ロータ室５２は、円筒状の空間にな
っており、一方側にはインペラ室１２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５３が圧入
されている。また、ロータ室５２は、その壁面がモータ
ケース６の中央円筒部６ａで構成されており、モータケ
ース６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５２内に収容されたロータ部５は、
ステータ部５１とは隔離されており、万が一、ロータ室
５２内に水等の液体がインペラ室１２より浸入した場合
に、その液体がステータ部５１に浸入しないように構成
されている。

【００５０】また、モータケース６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２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２の一部を構成している。なお、モータケ
ース６の側面部は、インペラ室１２の一部も構成してい
る。

【００５１】また、ステータ部５１は、モータケース６
内に固定されており、図２および図２８に示すように、
磁性金属部材で形成されたコア５４と、コイルボビン５
５，５５と、巻線５６，５６と、ターミナル５７とから
主に構成されている。コア５４は、図２８（Ａ）に示す
ように、略Ｕ字形状で一体的に形成された磁性金属部材
で構成されており、根元部分となる端部５８と、中間部
５９，５９と、先端部６０，６０とからなっている。な
お、各先端部６０，６０は、円弧状にくり貫かれた対向
面が、それぞれロータ部５の外周面に対向するように形
成されている。

【００５２】また、中間部５９，５９にはそれぞれコイ
ルボビン５５，５５が嵌合されている。各コイルボビン
５５，５５は、図２８（Ｂ）に示すように、筒状の四角
形の巻胴部５５ａと、巻胴部５５ａの両端部から外側に
延出されて形成されたフランジ部５５ｂ，５５ｂから形
成されている。そして各コイルボビン５５，５５は、そ
の中心の角形の貫通孔５５ｃにコア５４の先端部６０が
挿入されることによって、貫通孔５５ｃの外周面がコア
５４の中間部５９，５９に当接するようになっている。
各巻胴部５５ａの外周面には、巻線５６が所定回数巻回
されている。また一方のフランジ部５５ｂの外側には、
巻線５６の両端と接続される端子６１，６１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
５７とが配置されている（図２参照）。

【００５３】このように構成されたステータ部５１に外
部より電流を流すと、コア５４が励磁され、ロータ部５
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５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。

【００５４】また、ロータ部５は、図２９に示すよう
に、ヨーク５ａと、回転軸６２、回転軸６２に固定され
た２極着磁の希土類系の永久磁石部６３と、ウエイト部
材６４と、ブッシュ３４と、ブッシュ３４を回転軸６２
に固定するリング３５とからなっている。そして、ロー
タ部５は、永久磁石部６３の外周面がコア５４の先端部
６０の両対向面に対向するようにロータ室５２内に配置
されている。そして回転軸６２の一端は、インペラ室１
２内に突出しているとともに、この突出している部分に
は、ブッシュ３４が固定されている。また、回転軸６２
の他端は、閉塞キャップ５３に設けられた軸受６５に支
承されている。なお、他端側のロータ室５２内にも、軸
受６６が設けられて回転軸６２を支承しているので、こ
の回転軸６２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５ａとウエイト部材６４とは、共に
回転軸６２に圧入して固定される。なお、その際、回転
軸６２の表面に設けられた梨地状等に粗された係合部６
２ａ，６２ａの存在により係合固定がしっかり行われ
る。

【００５５】なお、閉塞キャップ５３は、樹脂材、この
実施の形態ではポリアセタールで形成されており、図３
０および図３１に示されるように、外周に軸受６５を押
さえるリング６７が設けられると共に、軸受６５と閉塞
キャップ５３との間に含油フェルト６８が設けられてい
る。そして閉塞キャップ５３の内側外周部５３ａの６箇
所で熱カシメを行うことにより（図３１の＊印部分）、
リング６７を閉塞キャップ５３と一体化している（図３
１参照）。また、軸受６６のインペラ１２側にも含油フ
ェルト６９が設けられている。

【００５６】さらに、軸受６６とヨーク５ａ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７０
が設けられ、ロータ部５が回転する際、ロータ部５がイ
ンペラ室１２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１２内に突き出たモータケース６の小円筒部
６ｂ内に、シール７１が設けられ、インペラ室１２の水
がロータ室５２に浸入しないようにしている。

【００５７】また、永久磁石部６３は、円筒型の磁石２
つからなっており、ウエイト部材６４の外側から一体的
に回転軸６２に固定されている。このウエイト部材６４
は、真鍮等の部材により形成され、ロータ部５の回転時
に、ロータ部５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３４は、真鍮等の部材
により形成されていると共に、ブッシュ３４の根元側、
つまり永久磁石６３側の円盤には、段差が設けられリン
グ３５が嵌合している。一方、ブッシュ３４の先端側に
は、度当たり柱３９に衝突する係合凸部７２が設けられ
ている。なお、ヨーク５ａと永久磁石６３との固定は、
圧入によって行われるが、その際ヨーク５ａに設けられ
た断面三角状の切欠溝５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ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５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅのうち切欠溝５ｃが２つの永
久磁石部６３の堺に面して設けられ、切欠溝５ｅがヨー
ク５ａの係合突部５ｆの根元側に設けられている。

【００５８】ブッシュ３４に設けられる係合凸部７２
は、図２６に示すように、ブッシュ３４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３４は、
インペラ１１の係合孔３２内に嵌合されることとなる。
このブッシュ３４は、ロータ部５が、左右どちらか一方
に回転すると、回転軸６２と一体的にインペラ１１の係
合孔３２内で回転する。そして、ブッシュ３４の係合凸
部７２が、係合孔３２内で係合片部３７の度当たり柱３
９に当接すると、その度当たり柱３９が撓みながら、ロ
ータ部５の回転力がインペラ１１に伝達されて、インペ
ラ１１が回転されることとなる。なお、インペラ１１が
定常回転になると、度当たり柱３９は元のように垂直状
に立設した状態となる。

【００５９】なお、ステータ部５１には、サーマルスイ
ッチ７３が設けられており、モータロック等によりステ
ータ部５１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５６とこのサーマルスイッチ７３を
囲むようにしてテープ７４が巻回されている。さらに、
コア５４や巻線５６の周囲には、ウレタン樹脂からなる
充填材７５が詰められており、ステータ部５１を保護し
ている。さらに、ターミナル５７と端子６１を囲むよう
に端子カバー７６が設けられている。

【００６０】以上のように構成される自吸式ポンプ１
は、図３２に示されるようにして洗濯機に使用される。
すなわち、図３２に示されているのは、本発明の自吸式
ポンプ１を用いた洗濯機本体８１である。この洗濯機本
体８１は、内部が空間となっている箱型形状を有してお
り、図３２において上部側に設けられた給水部８２と、
下部側に設けられた洗濯部８３とから主に構成されてい
る。

【００６１】給水部８２は、給水弁８４と、注水タンク
８５と、自吸式ポンプ１とから主に構成されている。給
水部８２は、洗濯部８３に対して、図示しない水道もし
くは風呂８６からホース８７またはホース８８を介して
水を供給するようになっている。すなわち給水弁８４
は、水道に連結された水道用のホース８７に連結されて
おり、給水弁８４が開放されると、水道水が注水タンク
８５内に浸入するようになっている。注水タンク８５の
底には、注水口８９が設けられており、この注水口８９
が開放されることにより注水タンク８５内の水は洗濯部
８３に浸入することとなる。またこの注水口８９を閉塞
すると、注水タンク８５内の水は呼び水パイプ９０を通
り自吸式ポンプ１内に浸入し、自吸式ポンプ駆動時の呼
び水となる。

【００６２】また、自吸式ポンプ１の吸込口８には、風
呂水用のホース８８が連結されている。この風呂水用の
ホース８８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８８の先端には、吸水フィルター９１が設け
られている。そして、この吸水フィルター９１の部分を
風呂８６内に入れるとともに、自吸式ポンプ１を駆動す
ると、自吸式ポンプ１は、風呂水用のホース８８内の空
気を取り込むと共に取り込んだ空気を洗濯部８３方向に
排出させる。風呂水用のホース８８内では、自吸式ポン
プ１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８６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。

【００６３】なお、自吸式ポンプ１が、吸引した風呂水
を吐出口１４から吐出させると、風呂水は吐出パイプ９
２及び注水ガイド９３を通って洗濯部８３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８５より自吸式
ポンプ１内に供給した後、自吸式ポンプ１を駆動して風
呂水を風呂８６から吸引し、洗濯部８３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９１は、
風呂水を吸水するときに、風呂８６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。

【００６４】一方、洗濯部８３には、洗濯機外枠９４
と、水受槽９５と、この水受槽９５内に配設された洗濯
兼脱水槽９６と、この洗濯兼脱水槽９６の底面に回転自
在に配設された回転翼９７が備えられている。洗濯機外
枠９４の内側には、円形カップ形状に形成された水受槽
９５が配設されている。この水受槽９５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９５の内側には、略円筒形状に形成され
た洗濯兼脱水槽９６と平板形状の回転翼９７が配設され
ている。この洗濯兼脱水槽９６及び回転翼９７の下部に
は、洗濯兼脱水槽９６及び回転翼９７を双方向に回転駆
動するモータ９８が設けられている。

【００６５】そして、モータ９８は、ベルト９９を介し
て減速機１００に連結されており、モータ９８の回転力
は減速機１００によって減速されて、洗濯兼脱水槽９６
及び回転翼９７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９６及び回転翼９７は、水受槽９
５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９６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。

【００６６】次に、上述したように構成された洗濯機の
洗濯機本体８１に取り付けられた自吸式ポンプ１が風呂
８６の風呂水を吸引して洗濯機本体８１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１で風呂８６
の風呂水を吸引する場合、水道用のホース８７に連結さ
れた給水弁８４を開放して、注水タンク８５内に水道水
を供給する。このとき、注水口８９は閉塞されており、
注水タンク８５内の水道水は、呼び水として呼び水パイ
プ９０を通って、呼び水供給口７からポンプ部２内、す
なわち気液分離室１３、インペラ室１２及び吸水室１６
内に供給される。

【００６７】したがって、吸水室１６、ガイド部材１
７、インペラ室１２及び気液分離室１３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１６内に配置された逆止弁９は閉塞されており、吸水
室１６内の呼び水は、風呂水を吸込むために設けられた
吸込口８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１１の羽根３０の全てが水に浸
かる程度とする。

【００６８】次に自吸式ポンプ１の駆動源部３のロータ
部５を、図９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５７を
介して巻線５６に電流を流して、ステータ部５１を励磁
する。すると、コア５４の先端部６０と、このコア５４
の先端部６０と対向しているロータ部５の永久磁石部６
３との間に回転トルクが発生し、ロータ部５が矢示Ｃも
しくはＤ方向に回転する。なお、ロータ部５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５
１の励磁のタイミングによって決まることとなる。

【００６９】そして、ロータ部５が回転すると、回転軸
６２の先端に固定されているブッシュ３４が回転軸６２
と一体的に回転する。このときブッシュ３４は、インペ
ラ１１の係合孔３２内で回転されて、ブッシュ３４の先
端に形成された係合凸部７２が、係合孔３２内の係合片
部３７の度当たり柱３９と当接する。そして、係合凸部
７２と係合片部３７とが当接した後は、回転軸６２とイ
ンペラ１１とが、一体的に回転する。すなわち、駆動源
部３のロータ部５の回転力がインペラ１１に伝達され、
インペラ１１がインペラ室１２内で回転することとな
る。なお、ブッシュ３４が係合孔３２内を回転し、係合
凸部７２と係合片部３７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１１に伝達されず、回転軸６
２のみが遊びの空間内を回転をしている。

【００７０】本実施の形態は、このようにインペラ１１
とブッシュ３４とを遊びを設けて係合させて、インペラ
１１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７２が度当たり柱３９
に突き当たると、ロータ部５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１１を回転させること
はできず、ロータ部５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１１を回転させるに十分な回転モーメントをロータ
５は有することとなり、インペラ１１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７２と係合片部
３７との衝突音を小さくすることができる。

【００７１】このようにして、インペラ１１が回転する
と、インペラ室１２の中にある呼び水が排出口２５より
気液分離室１３に排出されて、インペラ室１２内に負圧
が発生する。すると、気液分離室１３に排出された呼び
水は、還流孔２９から再びインペラ室１２内に環流され
る。一方、吸水室１６内の呼び水も、同様にインペラ室
１２の負圧によって、ガイド部材１７を通って連絡孔２
０よりインペラ室１２内に吸引される。なお、このと
き、吸水室１６内は、水の流出にともない負圧が発生す
る。この吸水室１６に発生した負圧によって逆止弁９が
開き、風呂水用のホース８８内に溜まっている空気が、
吸込口８及び吸引管１５を通って、吸水室１６に吸引さ
れる。そしてこの空気は、吸水室１６から連絡孔２０を
通って吸引孔２４よりインペラ室１２に吸引される。イ
ンペラ室１２では、このように吸引されてきた風呂水用
のホース８８内の空気と呼び水とが、インペラ１１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。

【００７２】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１１の回転によって起こ
る遠心力によって、インペラ室１２内の外周側方向に流
れが形成される。インペラ室内１２の外周部分には、イ
ンペラ室１２の内側に突出する突出部２６ａが設けられ
ており、この突出部２６ａがインペラ室１２内の外周側
部分で流れている流体をさらに撹拌し、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１２の排出口２５から気液分離室１３に
排出される。

【００７３】このとき気液分離室１３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１１の回転方
向が矢示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１１の回転方向が図９の矢示Ｃ
方向の場合、気液分離室１３に排出される流体の流れ
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５の矢示Ｂのように流れていく。によっ
て、このように、排出口２５から排出されて流れていく
過程で、モータケース６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１
３から再び還流孔２９よりインペラ室１２に還流され
る。このとき、水は、連絡孔２０の吐出管２１近傍に設
けられた水流ガイド２２によって、インペラ室１２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１３内で上昇し、吐
出口１４から注水ガイド９３側へ排出される。

【００７４】このように水流ガイド２２は、水と空気と
に分離されずに水流ガイド２２まで流れてきた流体を、
水と空気とに分離して水をインペラ室１２内に案内する
ようにしている。また、水流ガイド２２によっても分離
されなかった流体は、再びインペラ室１２に還流され、
インペラ室１２内で再び撹拌され、気液分離室１３に排
出される。このようにして再び気液分離室１３に戻って
きた気液混合体は、気液分離室１３内で水と空気とに分
離される。

【００７５】また、インペラ１１の回転方向が図９の矢
示Ｄ方向の場合、気液分離室１３に排出される流体の流
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７７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１３内で上昇し、吐出口１４から外部へ排出
される。また、この第１整流板７７にぶつかった流体
は、第１整流板７７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７８にぶつかる。この第
２整流板７８にぶつかった気液混合体は、第２整流板７
８に反射されて、流れの方向をＪ方向に変えることとな
る。

【００７６】このように、インペラ１１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９
において排出口２５より上側に向いている。第１整流板
７７及び第２整流板７８は、この流体の流れを整え、水
が吐出口１４から流出して、ポンプ部２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１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方向に流れた流体は、図５の
矢示Ａ方向に沿って流れることとなる。一方、矢示Ｇ方
向の流体は、図５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２２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。

【００７７】また、本実施の形態では、インペラ１１は
双方向回転となっているため、インペラ室１２及び気液
分離室１３内での流体の流れの方向は、常には一定では
ない。したがって、流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、流体が第１整流板７
７及び第２整流板７８にぶつかるときには、流体から空
気が一部分離して気液分離室１３内で上昇して、吐出口
１４から外部へ流出するようになっている。

【００７８】上述したようにして気液混合体の流体は、
気液分離室１３内で流れを形成される。そして、水は、
気液分離室１３から再び還流孔２９よりインペラ室１２
に還流される。このとき、水は、吐出管２１近傍に設け
られた水流ガイド２２によって、インペラ室１２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１３内で上昇し、吐出口１４から外部へ排出さ
れる。

【００７９】そして、上述したように構成された自吸式
ポンプ１を所定時間駆動させて、上述したポンプ部２内
の流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８８内の空気が自吸式ポン
プ１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１内に吸引する自
吸過程において、風呂水用のホース８８内から吸引され
ていく空気を追いかけるように、風呂８６内の風呂水が
風呂水用のホース８８内に徐々に吸込まれていく。そし
て、風呂水用のホース８８内の空気が全て自吸式ポンプ
１の外部に吐き出された後は、風呂水は吸込口８から吸
引管１５を通って吸水室１６内に浸入してくる。

【００８０】その後さらに自吸式ポンプ１を駆動する
と、風呂水は吸水室１６から吐出管２１を通ってインペ
ラ室１２に吸引される。そしてインペラ室１２に吸引さ
れた風呂水は、排出口２５から気液分離室１３に排出さ
れ、さらに吐出口１４から吐出される。そして、この吐
出口１４から吐出された風呂水は、さらに吐出パイプ９
２及び注水ガイド９３を通って、洗濯部８３の水受槽９
５内に配置された洗濯兼脱水槽９６に落下する。このよ
うにして自吸式ポンプ１を用いて、所定時間風呂水を風
呂８６から吸い上げることによって水受槽９５内に所定
の量の風呂水を溜めることができる。

【００８１】なお、駆動源部３の電源をオフにすれば、
インペラ１１の回転は停止して、自吸式ポンプ１は、風
呂水の吸引動作を終了する。このとき、ポンプ室１２内
の負圧は消滅するので、逆止弁９が閉塞し、吸水室１６
内の流動体は、風呂８６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８８の吸水フ
ィルター９１側を風呂８６の水中に浸したままにしてお
けば、風呂水用のホース８８内の風呂水は、風呂水用の
ホース８８内に溜まったままになっている。

【００８２】このようにして、風呂水を水受槽９５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９６内に投入
し、洗濯機本体８１のモータ９８を駆動する。このモー
タ９８の回転力は、ベルト９９を介して減速機１００で
減速され洗濯兼脱水槽９６及び回転翼９７に伝達され
る。すると、洗濯兼脱水槽９６及び回転翼９７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９６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。

【００８３】そして、洗濯動作が終わったら、水受槽９
５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９８を回転させ、再度洗濯兼脱水槽９６及び回
転翼９７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９６
の外側に配置された水受槽９５に吹き飛び、この水受槽
９５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。

【００８４】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９５に供給す
る。水道水を水受層９５に供給する場合は、上述したよ
うな手順で水受槽９５に水道水を供給する。また、風呂
水を風呂８６から吸い上げて供給する場合、自吸式ポン
プ１の駆動部３のロータ部５を、図９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。

【００８５】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１の駆動源部３の停止中も、
風呂水用のホース８８の吸水フィルター９１側を風呂８
６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８８内に充満している風呂水
は、風呂８６方向に流出することがなく、また自吸式ポ
ンプ１の吸水室１６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１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８８内の空気を吸い出す工程が必要な
く、直ちに風呂８６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８１の洗濯部８３に水を供給することがで
きる。このようにして、水受槽９５内に風呂水を溜め
て、上述したように、洗濯動作を行う。

【００８６】本発明の自吸式ポンプの第１の実施の形態
は、上述したように構成されたが、発明の趣旨に逸脱し
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１１の基部３１の外周縁部分
の羽根３０の近傍に切欠き部３６が設けられているが、
図３３に示す第２の実施の形態のように、この切欠き部
３６は特に設けられなくともよい。また、インペラ１１
の羽根３０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３３に示す第２の実施の形態のように、回転軸６２の
ブッシュ３４を固定し、インペラ１１の係合片部３７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、度当たり柱３９を設けないようにしても
よい。

【００８７】さらに図３４に示す第３の実施の形態のよ
うに、インペラ１１は、ロータ部５の回転軸６２に設け
たブッシュ３４が当接する基部３１と羽根３０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３１と羽根３０の硬さを同一としたり、第
１の実施の形態と同様に基部３１より羽根３０の硬度を
低くし、羽根３０に弾性を持たせてもよい。また、さら
にインペラ１１の回転軸６２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３５とキャップ４７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
３２内に設けられて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。

【００８８】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１１の基部３
１に設けられた係合片部３７には、回転軸６２に固定し
たブッシュ３４と係合片部３７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３７に剛性が高く硬
度の高い部材を使用し、羽根３０は係合片部３７より硬
度を低くすることにより、起動時の羽根３０に加わる圧
力は羽根３０が撓むことにより緩和することができ、係
合片部３７は最低限の応力で済み、高寿命のインペラ１
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３１や係合片部
３７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。

【００８９】なお、第２の実施の形態および第３の実施
の形態の自吸式ポンプは、第１の実施の形態の自吸式ポ
ンプと同様、洗濯機の洗濯機本体８１に取り付けられる
ものであって、インペラ１１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。

【００９０】 さらに、気液分離室１３内に設けられた
吐出口１４は、円形の孔１４ａとこの円形の孔１４ａに
接続された樋状部材１４ｂとから構成されているが、樋
状部材１４ｂはなくともよい。

【００９１】上述した各実施の形態におけるガイド部材
１７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。なお、各実施の形態のケーシング４は、ガラス入
り樹脂（ＰＰ）となっており、またモータケース６は樹
脂（ＰＢＴ）となっているが、共に、必要により、抗菌
剤を入れるようにしても良い。

【００９２】また、上述の第１の実施の形態では、イン
ペラ１１の基部３１の外周円筒状突起３１ｂとモータケ
ース６の小円筒部６ｂ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１２内
の水が、シール７１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３４の第３の実施の形態のような構成と
してもよい。

【００９３】さらに、上述の第１の実施の形態では、永
久磁石部６３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６３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６３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５
ａとウエイト部材６４とを一体化し、１つの部材として
もよい。

【００９４】また、逆止弁９は、その開動作時にガイド
部材１７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１６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
９は、閉状態のときに吸引管１５の開放端をしっかり塞
ぐように、先端側が少し吸水室１６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９の閉方向の付勢
力が働くようにしている。しかし、逆止弁９を形成する
とき、通常状態で先端側が吸引管１５側に倒れるような
形状にすれば、閉状態時に吸水室１６側に倒れるように
配置する必要はない。

【００９５】さらに第１整流板７７と第２整流板７８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１２の高さより高くするのが好ましいが、イン
ペラ室１２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７７を断面Ｔ字状にし、流
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７７の流体に対向する面を排出口２５の
幅より幅狭な面とし、第２整流板７８を排出口２５の幅
より幅広かつ第１整流板７７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４とモータケース６の両者に第
１整流板７７と第２整流板７８を設けるのではなく、各
々が一方、例えばモータケース６にのみ第１整流板７７
と第２整流板７８を設けるようにしてもよい。

【００９６】また、ケース体２６を含めたインペラ室１
２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１１の回転
部分のすぐ近くに排出口２５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１７
の溝部１７ａにゴム等でシールしたが、直接的に溶着等
でシールしても良い。

【００９７】また、インペラ室１２の排出口２５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９で矢示Ｅ方向の流れが、排出口２５を出るとす
ぐに下方のモータケース６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２５をあまりにも上
側に向けると、流体の流れが、吐出口１４に近づきす
ぎ、空気を含んだ呼び水が吐出口１４から排出されてし
まうことおよび上下方向が大きくなってしまうためであ
る。

【００９８】なお、インペラ１１の羽根３０と基部３１
は、第１の実施の形態では、羽根３０を基部３１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３０と基部３１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３０を基部３１より軟らかくす
る度当たり柱３９を設けるダンパー用グリス４０を
係合孔３２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。

【００９９】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
転可能なモータにも、本発明を適用することができる。
さらに、インペラ１１の回転数としては、５０Ｈｚで３
０００ｒｐｍ、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６３の着磁を４極着磁とすると、５０Ｈｚ
で１５００ｒｐｍ、６０Ｈｚで１８００ｒｐｍとするこ
とができる。

【０１００】また、この自吸式ポンプ１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。

【０１０１】

【発明の効果】 以上、説明したように、請求項１記載
の自吸式ポンプは、双方向に回転できる駆動源を使用
し、従来のような一方向回転のブラシ式ＤＣモータを使
用していない。このため、電磁ノイズの発生や寿命が短
くなる等の各種のデメリットを避けることができる自吸
式ポンプを提供することができる。また、インペラが双
方向回転可能であって、インペラの回転により、流動体
がインペラ室内に吸引されるとともに排出され、自吸過
程における気液混合体が気液分離室の整流部材で流れを
整えられると共に、空気と液体に分離される。そして液
体は、再びインペラ室内に吸引され、一方、空気は吐出
口から追い出される。このようにして徐々に空気を外部
に追い出して、液体を吸引するようになっている。した
がって、自吸過程において、呼び水が外部に流出せずポ
ンプ内の呼び水の量が一定に保たれ、ポンプ能力を高く
維持することができる。

【０１０２】 また、請求項２記載の自吸式ポンプで
は、より流動体排出部に近い第１整流板を断面Ｔ字状に
構成し、第１整流板のＴ字の頭部を流動体排出部方向に
向けているため、強度的に強く、流体の勢いに十分耐え
うるものとなる。

【０１０３】

【０１０４】 また、請求項３記載の自吸式ポンプで
は、流動体ガイドを形成することにより、液体のスムー
ズな流れを達成できるとともに、流れ行程が長くなり、
気液分離が確実に行われることとなる。さらに、請求項
４記載の自吸式ポンプでは、流動体ガイドを環流孔の近
傍に形成しているので、小さい部材を使用する簡易な構
成で流れ行程を長くすることができる。

【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の矢示ＩＩＩ方向から見た側面図である。

【図４】図１の矢示ＩＸ方向から見た図である。

【図５】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６】図５のＸＩ−ＸＩ断面図である。

【図７】図１に示した自吸式ポンプの水抜き孔周辺の部
分断面図である。

【図８】図１に示した自吸式ポンプのケーシングとモー
タケースの間に嵌合されるシールの平面図とその一部の
Ａ−Ａ断面図である。

【図９】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１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ部分断面図である。

【図１２】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１３】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１４】図１に示した自吸式ポンプの逆止弁を示しし
ており、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断
面図である。

【図１５】図１に示した自吸式ポンプのガイド部材を示
しており、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ
断面図である。

【図１６】図１の自吸式ポンプのケース体の平面図であ
る。

【図１７】図１６のＡ−Ａ断面図である。

【図１８】図１６のケース体の底面図である。

【図１９】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２０】図１９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２１】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２２】図２１のＡ−Ａ断面図とその一部拡大図であ
る。

【図２３】図２２の矢示Ａ方向から見た平面図である。

【図２４】図２１のインペラの中央部分の拡大図であ
る。

【図２５】図２４のＡ−Ａ部分断面図である。

【図２６】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２７】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２８】図１に示した自吸式ポンプの駆動源部のステ
ータ部を構成するコアとコイルボビンと巻線とを示した
図で、（Ａ）はコアにコイルボビンを装着した平面図
で、（Ｂ）はコイルボビンに巻線を巻回した斜視図であ
る。

【図２９】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３０】図１の自吸式ポンプの駆動源部の閉塞キャッ
プの周辺を示す断面図で、図３１のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図３１】図３０の矢示Ａ方向から見た正面図である。

【図３２】本発明の第１の実施の形態の自吸式ポンプを
用いた洗濯機本体の縦断面図である。

【図３３】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３４】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３５】従来の自吸式ポンプのタンク室部材の平面図
で、図３７のＡ−Ａ断面図である。

【図３６】従来の自吸式ポンプのポンプ室部材の平面図
で、図３７のＢ−Ｂ断面図である。

【図３７】従来の自吸式ポンプの全体断面図である。

【図３８】従来の自吸式ポンプが使用される際の配管図
である。

【図３９】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 自吸式ポンプ ２ ポンプ部 ３ 駆動源部（駆動源） ４ ケーシング ５ ロータ部 ６ モータケース ７ 呼び水供給口 ８ 吸込口 ９ 逆止弁 １０ 吸込口部 １１ インペラ １２ インペラ室 １３ 気液分離室 １４ 吐出口 １５ 吸引管 １６ 吸水室 １７ ガイド部材 ２０ 連絡孔 ２１ 吐出管 ２２ 水流ガイド（流動体ガイド） ２４ 吸引孔（流動体吸引部） ２５ 排出口（流動体排出部） ２６ ケース体 ２９ 環流孔 ３０ 羽根 ３１ 基部 ３２ 係合孔 ３４ ブッシュ ３６ 切欠き部 ３７ 係合片部 ３８ 突起物 ３９ 度当たり柱 ４０ ダンパー用グリス ４３ 水抜き孔 ５１ ステータ部 ５２ ロータ室 ５３ 閉塞キャップ ６２ 回転軸 ７７ 第１整流板（整流部材） ７８ 第２整流板（整流部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04D 9/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 双方向回転自在に駆動する駆動源と、該
   駆動源により双方向回転自在に回転駆動させられるイン
   ペラと、流動体を吸引する流動体吸引部及び上記流動体
   を排出する流動体排出部を有するとともに上記インペラ
   を囲繞するインペラ室と、該インペラ室を囲繞しかつ自
   吸過程において上記インペラ室から排出された気体と液
   体とが混在する気液混合体を気体と液体とに分離させる
   とともに、その分離された気体を吐出させ、自吸過程終
   了後は液体を吐出させる吐出口を有する気液分離室と、
   該気液分離室と上記インペラ室とを挿通し上記気液分離
   室内の流動体を上記インペラ室内に還流させるための還
   流孔と、上記流動体吸引部に連通するとともに液体源の
   液体を吸引する吸込口とを備え、上記インペラ室から排
   出された上記気液混合体及び上記液体の流れの方向を整
   える整流部材を上記気液分離室内に設けると共に、この
   整流部材を、第１整流板およびこの第１整流板より大型
   の第２整流板により構成し、かつ上記第２整流板を流体
   の流れ方向において上記第１整流板の後方に設け、上記
   第１整流板にぶつかった後にその後方に流れた流体の流
   れの方向を上記第２整流板で整えることを特徴とする自
   吸式ポンプ。
2. 【請求項２】 前記第１整流板を断面Ｔ字状に構成し、
   前記第２整流板を断面直線状に構成し、前記第１整流板
   のＴ字の頭部を前記流動体排出部方向に向けたことを特
   徴とする請求項１記載の自吸式ポンプ。
3. 【請求項３】 前記気液分離室は、自吸過程において、
   前記インペラ室から排出された前記気液混合体を気体と
   液体とに分離させると共に上記液体を前記還流孔内に案
   内する流動体ガイドを有することを特徴とする請求項１
   または２記載の自吸式ポンプ。
4. 【請求項４】 前記流動体ガイドは、前記還流孔の近傍
   に形成したことを特徴とする請求項３記載の自吸式ポン
   プ。