JP4159733B2 - 自吸式ポンプ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機用のバスポンプ等の自吸式ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の洗濯機、たとえば全自動洗濯機において、洗濯部位に洗浄用の流体を汲み上げる流体ポンプとして、たとえばお風呂の湯水を汲み上げて洗濯機の槽内に供給するバスポンプを備えたものがある。このようなバスポンプは、従来、モータにポンプ部品を組み付けることによってポンプ装置を構成している。
【０００３】
なお、このタイプのポンプは、洗濯機と浴槽とをつなぐホース内に溜まった空気を吸い出した後に風呂水を吸い上げる必要があり、通常、この動作（自吸過程）が可能な自吸式ポンプ装置となっている。このような従来構造のポンプ装置は、たとえば、特開平８−１３５５９０号、特開平８−３０３３７９号、特開平１０−１９６５８２号公報等に開示されている。
【０００４】
上述したような自吸式ポンプ装置は、ポンプケースに設けられた吐出口及び吸引口に連通されたインペラ室内で、モータの駆動力によりインペラを回転させて液体を吸引口から吸い上げ、吸い上げた液体を吐出口から吐出させるように構成されている。なお、自吸式ポンプ装置では、ポンプケース内にインペラの少なくとも半分程度が浸水する程度に予め呼び水を貯めておき、その状態からインペラを回転させないと自吸できない。すなわち、空気を吸い出す動作及び風呂水の吸水する動作が行われない。そのため、自吸過程を始める前に、予めポンプケース内に呼び水を貯めておく。
【０００５】
そして、上述の自吸動作が正常に行われ、ホース及びポンプケース内の空気が完全に排出された後に、風呂水が吸い上げられる（ポンプ動作）。このポンプ動作は、モータを停止させインペラの回転を停止させると終了する。
【０００６】
上述したように構成された自吸式ポンプ装置は、自吸動作時及び吸水動作時において、液体源である風呂側へポンプケース内の水を逆流させようとする負圧が発生する。インペラは、この風呂側への負圧に抗して風呂水をポンプ側に吸引する。しかしながら、風呂側への負圧がインペラの回転によって起こすインペラ側への負圧に瞬間的に打ち勝ち、ポンプ内の水が風呂側に逆流しようとすることがある。このような逆流が起こり、ポンプケース内の液量が所定量以下となってしまうとポンプ動作は行えなくなる。したがって、通常、このような逆流を防止するため、インペラを収納するインペラ室とポンプケースに形成された吸引口との間の経路に、逆流防止用の逆止弁が設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の逆止弁は、風呂側への負圧がインペラの回転によって発生する負圧に打ち勝つと、吸引口とインペラ室間の経路を封鎖し、風呂側への負圧による逆流を防止するようになっている。そのため、インペラの回転を停止してインペラの回転によって発生する負圧をゼロにしてしまうと、当然逆止弁が閉まって上述の経路は封鎖される。このため、インペラの回転停止後は、インペラ室内を含めポンプケース内に液体が残留する。この残留量は、上述した呼び水と同程度、すなわちインペラの少なくとも半分程度を浸水させる程度である。
【０００８】
このようにポンプ動作終了後、呼び水と同程度の水がポンプケース内に残留するため、長期の不使用期間があると残留水が腐ってしまうという問題がある。また、その長期不使用期間が冬季である場合には、残留水が凍結しポンプケースや内部のインペラ室及びインペラ等が破損する恐れもある。
【０００９】
なお、自吸式ポンプ装置の中には、特に逆止弁が設けられていないものもある。このようなタイプの自吸式ポンプ装置は、その構成上、インペラ側への負圧力を大きくするためにインペラの外径が大きく設定されており、常にインペラ側の負圧が風呂側の負圧に打ち勝つ構成となっている。また、このようなタイプの自吸式ポンプ装置は、インペラの回転中心に風呂水を吸引しやすいように、インペラがポンプケース内に横置き（回転中心軸が底面と平行）となっていると共に、インペラ室の吸い込み口がインペラの回転中心と同軸上に横向きに配置される。そのため、吸い込み口の位置は、比較的、ケース底面から離れている。
【００１０】
そのため、逆止弁はないが、ポンプ動作終了後の水の残留は発生する。すなわち、吸い込み口が横向きであるため、風呂側への負圧による逆流がしにくくなっている。しかも、吸い込み口より下部側の水は、風呂側からの負圧によっては吸い上げられない。したがって、ポンプ動作終了後においてもインペラ室内に水が残留し、上述の残留水に関する問題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑みて、ポンプ動作終了後はポンプケース内の液体が風呂側に戻ってポンプケース内に水がほぼ残留しないようにし、これによって残留水の腐敗や凍結を防止した自吸式ポンプ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的に鑑みて、本発明は、駆動源としてのモータと、このモータのロータ出力軸の下端側に連結されて回転し流体を移送するインペラと、流体を内部に吸い込む吸い込み口及び内部に吸い込んだ流体を外部へ吐出する吐出口を備えると共に上記インペラを内部に収納するインペラ室と、を有し、上記インペラの回転軌跡が自吸動作及びポンプ動作前にポンプケース内に予め貯められる呼び水の液面と平行となると共に、洗濯機のバスポンプに用いられる自吸式ポンプ装置において、上記吸い込み口を上記インペラの下部に形成し、上記ポンプケースにこのポンプケースの外部と内部とを連通し風呂から上記ポンプケース内に流体を吸引するための吸引口およびインペラ室内に呼び水を供給するための呼び水供給口を備え、この吸引口と上記吸い込み口とを吸水パイプで連結すると共に、上記吸引口と上記吸い込み口間は常時開放された状態となっており、ポンプ動作終了後、上記風呂側に発生する負圧によって、上記インペラ室内の流体が上記吸い込み口、上記給水パイプ及び上記吸引口を経由して上記ポンプケースの外部に排出可能になっていることを特徴としている。
【００１３】
上述の発明によれば、ポンプケースの吸引口とインペラ室の吸い込み口間が常時開放された状態とされている。加えて、吸い込み口は、モータのロータ出力軸の下端側に連結されたインペラのさらに下部、すなわちポンプケースの底面に近い位置に配置されている。したがって、一連のポンプ動作終了後には、液体源と接続される吸引口からの負圧によって、インペラ室内の液体がインペラの下部に配置された吸い込み口から吸水パイプを逆流してポンプケース外に排出されるため、ポンプケース内には液体がほとんど残留しない。その一方で、インペラ室に呼び水を供給するための呼び水供給口をポンプケースに備え、自吸過程で必要とされる呼び水を供給することができるようにされている。この結果、自吸式ポンプ装置でありながら、長期間の不使用による残留水の腐敗及び凍結を防止できる。
【００１４】
また、他の発明は、上述の自吸式ポンプ装置において、ポンプケース内に、インペラ室の吐出口から吐出された流体を気体と液体とに分離するための気液分離室を設け、この気液分離室内とインペラ室内との間及びインペラ室内と吸水パイプ内との間を同一平面上で仕切ると共に各間をシールする平板状シール部材を配置したことを特徴としている。
【００１５】
そのため、自吸動作時やポンプ動作時における気液分離室内とインペラ室内との間及びインペラ室内と吸水パイプ内との間の液漏れが防止でき、これによってインペラの回転による負圧力を高めることができる。そのため、自吸動作時やポンプ動作時には、より確実に液体源側からの負圧に対抗し打ち勝って、液体源側への水の逆流を防止できる。
【００１６】
また、他の発明は、上述の自吸式ポンプ装置において、吸水パイプは、一端を吸引口に接続され吸引口から下部に直線的に垂下された第１のパイプ部材と、一端側が湾曲しその先端がインペラ室の吸い込み口に接続されかつポンプケースの底面に平行に配置された部位を有しさらに他端側が湾曲された第２のパイプ部材から構成され、第１のパイプ部材の他端と第２のパイプ部材の他端とが平板状シール部材を挟んで連結され、かつこの連結部位と吸い込み口と第２のパイプ部材との接続部位とを平板状シール部材で同一平面上でシールしていることを特徴としている。
【００１７】
上述の発明によれば、吸引口に連結される第１のパイプ部材と吸い込み口に連結される第２のパイプ部材とを平板状シール部材を挟んで連結している。加えて、この平板状シール部材は、第２のパイプ部材と吸引口との接続部位も第１及び第２のパイプ部材の連結部位と同一平面上にてシールしている。そのため、平板状シール部材の保持がより確実となり、上述した各室間のシール性が向上する。特に、負圧が強く発生するインペラ近傍ではなく、インペラ側への負圧が弱いインペラから離れた位置における平板状シール部材を両パイプ部材で挟持して、この部位のシール性を高めることができるため、自吸動作時及びポンプ動作時における液体源側への水の逆流をさらに防止できる。また、ポンプケース上部側に形成される吸引口とポンプケース下部側に配置され、かつ単に直線状の管ではなく複雑な形状をした吸水パイプを２部材に分割して構成することにより、成型性が向上される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自吸式ポンプ装置の実施の形態について、図１から図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の自吸式ポンプ装置の平面図、図２は図１のＶ−Ｏ−Ｖ断面図である。図３は、図１と同方向から平板状シール部材を示した平面図である。図４は、本発明の実施の形態の自吸式ポンプ装置のインペラの構成を示す図である。
【００１９】
本実施の形態の自吸式ポンプ装置３は、図１及び図２に示すように、内部に流体を吸い込むための吸引口２ａ及び内部に吸い込んだ流体を外部に吐出するための排出口２ｂとを有するポンプケース２と、ポンプケース２の内部に配置された駆動源としてのモータ４と、このモータ４のロータ出力軸４１ａの下端側に連結されたインペラ１を有している。そして、モータ４の駆動力でインペラ１を回転させることにより、吸引口２ａから流体を吸引して排出口２ｂ側へ移送し、排出口２ｂから外部へ吐出するものとなっている。なお、本発明の自吸式ポンプ装置３は、インペラ１の回転軌跡が自吸動作及びポンプ動作前にポンプケース２内に予め貯められる呼び水Ｗの液面Ｌと平行となるように構成された、いわゆる縦置き配置のポンプ装置となっている。
【００２０】
ポンプケース２は、上下方向の上側略半分でかつ図２において左右方向左側半分を占めるモータ４を配置させるためのモータ取り付け用凹部５を有し、この凹部５内の空間と壁によって空間的に隔てられた内部空間をこの凹部５の右隣り及び下部に備えた本体部２１と、この本体部２１の最下部に形成された開放部分を塞いで内部空間を封止すると共に、後述する吸水パイプ８の一部となる第２のパイプ部材８２が一体的に形成された底蓋部２２から構成されている。
【００２１】
底蓋部２２は、このケース２全体の底面を形成するものとなっており、平板状シール部材３０を挟んで本体部２１の開放端に嵌め込まれた状態で本体部２１にボルト２４によって固定される。さらに、詳述すると、底蓋部２２は、本体部２１の外周縁に形成された段部２１ａに対向しこの段部２１ａと協動して平板状シール部材３０の外枠シール部３１を挟む段部２２ａをその外周端に備えている。また、底蓋部２２は、ポンプケース２の底面となる平面状の底面部２２ｂと、この底面部２２ｂ略中央近傍に形成された凹部を有している。底面部２２ｂは、後述するインペラ室６と気液分離室７及び吸水パイプ８との境目の部分や吸水パイプ８を構成する第１及び第２のパイプ部材８１，８２を連結する部位等、シールの必要箇所においては平板状シール部材３０を挟んだ状態で本体部２１側に対向し、シールがなされていない部分においてはそのままポンプケース２の気液分離室７の底面となっている。また、この底面部２２ｂに形成された凹部は、後述する吸水パイプ８を構成する第２のパイプ部材８２の図２における下側半円筒形状部分を構成するものとなっている。
【００２２】
このような構成により、ケース２内部の流体が、本体部２１と底蓋部２２の合わせ面から外部に漏れ出るのを防止するようになっている。また、平面状シール部材３０を挟んで本体部２１側に固定されるだけで、第１のパイプ部材８１側に形成された第１のパイプ部材８１と底蓋部２２側に形成された第２のパイプ部材８２とが平面状シール部材３０の第３の内部シール部３５を挟んで連結されて後述する吸水パイプ８を構成するため、組み立て性が良好となっている。
【００２３】
平板状シール部材３０は、後述するインペラ室６内と気液分離室７内との間、気液分離室７内と吸水パイプ８内との間、及びインペラ室６内と吸水パイプ８内との間を同一面上で仕切りかつシールするものとなっている。この平板状シール部材３０については、さらに後で詳述する。
【００２４】
モータ取り付け用凹部５の上端には、モータ４の上面側を覆うモータ収納用蓋５ａが被せられている。なお、モータ取り付け用凹部５は、中心部にはモータ４のロータ出力軸４１ａを回転自在に挿通支持すると共に、モータ４のステータ４２を支持固定する支持筒部５１が形成されている。この支持筒部５１は、モータ取り付け用凹部５の底面の中心位置に形成された円形の凸面部５２の中心部分に立設されたものとなっている。そして、この支持筒部５１の孔内両端には、ロータ出力軸４１ａを回転自在に支承するスラスト軸受け５１ａ，５１ｂが嵌め込まれている。また、支持筒部５１の外周部分には、ステータ部４２を載置固定するための段部５１ｃが形成されている。
【００２５】
また、ポンプケース２の本体部２１は、図１に示すように、上述した吸引口２ａ及び排出口２ｂと、さらに呼び水供給口２ｃとによって外部と内部とが連通するようになっている。ポンプケース２の内部には、インペラ１を回転自在に収納したインペラ室６と、自吸過程時にインペラ１の回転により気液混合させた流体を気体と液体とに分離するための気液分離室７とが備えられている。
【００２６】
インペラ室６は、モータ４の下部となるスペースの一部に形成されており、内部にはインペラ１が回転自在に収納されている。このインペラ室６は、本体部２１側に一体的に形成されインペラ１の周囲を囲繞するボリュート部９と、インペラ１の軸方向（図２において上下方向）両側に配置される上面部１０ａ及び下面部１０ｂとによって画成された内部空間となっている。インペラ１の上方に位置する上面部１０ａは、インペラ室６とモータ４との間に配置された壁となっており、このインペラ室６の上方部分の密封をオイルシール１５と協働して行うようになっている。この上面部１０ａは、ケース２の壁、すなわちモータ取り付け用凹部５の底面を利用したものとなっている。したがって、インペラ１のポンプケース２を隔てた上部は、モータ取り付け用凹部５となっており、ここにモータ４が装填されている。
【００２７】
なお、インペラ室６を画成する下面部１０ｂの中央部分でインペラ１の回転中心と同軸上の位置には、インペラ室６内部へ流体を吸い込むための吸い込み口１６が設けられている。この吸い込み口１６は、吸水パイプ８を介して吸引口２ａと連結されている。なお、この吸い込み口１６と吸引口２ａとの間には、逆止弁が配置されておらず、常に開放された状態となっている。
【００２８】
そのため、ポンプケース２の外部の液体源側に負圧が発生しかつインペラ１の回転に伴うインペラ１方向への負圧が発生していない場合、もしくは液体源側への負圧の方がインペラ１側への負圧より大きい場合には、インペラ室６内のほとんどの水が負圧によって液体源側へ排出されてしまう。したがって、モータ４の駆動停止によりポンプ動作を停止すると、ポンプケース２内には水が残留しない。この結果、ポンプ停止後、長期間の不使用期間があっても、残留水が腐敗したりあるいは凍結しポンプケース２等が破損する等の問題が生じない。
【００２９】
また、インペラ室６の下面部１０ｂは、平板状シール部材３０の第１の内部シール部３３の一部を利用したものとなっており、この第１の内部シール部３３をボリュート部９の先端部分に当接させることにより、上述した上面部１０ａとボリュート部９と協働してインペラ室６を形成するものとなっている。
【００３０】
また、気液分離室７は、ケース２の内部空間のうちのインペラ室６以外の大部分のスペースを占めている。具体的には、気液分離室７は、モータ取り付け用凹部５の下部のスペースのインペラ室６以外の部分（以下、（気液分離室７の）狭いスペース７ａという）とケース２の右側半分のうちの吸水パイプ８によって仕切られた空間以外の部分（以下、（気液分離室７の）広いスペース７ｂという）とからなり、これらの両スペース７ａ，７ｂは一連のものとなっている。
【００３１】
ボリュート部９は、ポンプケース２の外部から吸引口２ａ及び吸水パイプ８を通ってインペラ室６内部に吸い込まれ、インペラ１の回転遠心力によりインペラ１の外方へ押しやられる流体をインペラ室６から気液分離室７側へ吐出させる２つの吐出口（図示省略）及び、自吸過程時に気体と分離された液体を気液分離室７からインペラ室６内へ戻すための戻し孔（図示省略）を備えている。
【００３２】
上述した吸引口２ａは、モータ取り付け用凹部５の右隣となるポンプケース２の上面の略中央に設けられている。この部分は、気液分離室７の広いスペース７ｂの上面７ｃとなっており、吸引口２ａは気液分離室７の上面７ｃの中央位置に形成されていることとなる。
【００３３】
この吸引口２ａは、ポンプケース２の内外にそれぞれ突出された筒形状で形成されており、外側に突出された部分は風呂等の貯水源に一端を浸したホースの他端の接続部となっている。この吸引口２ａは、ポンプケース２の本体部２１と一体的に形成されている。このように形成された吸引口２ａのポンプケース２の内部に突出された部分は、気液分離室７内を貫く吸水パイプ８の第１のパイプ部材８１となっている。この第１のパイプ部材８１の下端部分には、平板状シール部材３０を挟んで吸水パイプ８の第２のパイプ部材８２が連結されており、この第２のパイプ部材８２の一端が、インペラ室６の吸い込み口１６に連結されている。すなわち、吸引口２ａは、第１のパイプ部材８１及び第２のパイプ部材８２からなる吸水パイプ８を介してインペラ室６の吸い込み口１６に接続されており、吸引口２ａから浸入してくる流体がインペラ室６へ入るようになっている。
【００３４】
排出口２ｂは、ポンプケース２の右側のスペース、すなわち広いスペース７ｂを形成する側面上部に形成されている。本実施の形態では、自吸過程時にインペラ１の回転によってインペラ室６から吐き出される気液混合体が、吸水パイプ８のストレート部分となる第１のパイプ部材８１の周囲を回転しながら上昇していく。排出口２ｂは、自吸過程時においてこのように上昇する気液混合体が吐出しない位置に設けられている。また、呼び水供給口２ｃは、自吸過程時に予めケース２の内部空間内に呼び水Ｗを供給するためのものとなっており、排出口２ｂと並列的に設けられている。
【００３５】
吸水パイプ８は、本体部２１の吸引口２ａから直線的に垂下された第１のパイプ部材８１と、この第１のパイプ部材８１に平板状シール部材３０を挟んで連結された第２のパイプ部材８２から構成されている。なお、第２のパイプ部材８２の一部、具体的には図２において下側に配置される半円筒部分は、底蓋部２２の底面部２２ｂに形成された凹部で形成されている。また、この第２のパイプ部材８２の上面部分は、平板状シール部材３０の第２の内部シール部３４を利用して形成されている。
【００３６】
なお、本実施の形態では、平板状シール部材３０の各部位は、本体部２１と底蓋部２２とによって挟持されるようになっているが、上述の第２の内部シール部３４のみ両者２１，２２によって上下方向から挟持されていない。そのため、本実施の形態では、この第２の内部シール部３４は、その両側に配置された第１の内部シール部３３（インペラ室６の下面部１０ｂを兼ねている）及び第３の内部シール部３５（両パイプ部材８１，８２間に挟持されている）への連結によってのみ保持されている。しかしながら、この状態では保持が不安定な場合は、例えば、本体部２１もしくは底蓋部２２に一体的にこの第２の内部シール部３４を押さえる保持部を設けるようにしても良い。
【００３７】
第２のパイプ部材８２は、一端が湾曲しその先端が上述の吸い込み口１６に接続されていると共に、他端も湾曲されている。この第２のパイプ部材８２の他端の湾曲部分が、第１のパイプ部材８１の下端に対峙し、平板状シール部材３０を挟んで第１のパイプ部材８１に連結されている。また、第２のパイプ部材８２の両端近傍の湾曲部を繋ぐ部分は、ポンプケース２の底面に平行に配置された部位となっている。このように形成された吸水パイプ８は、吸引口２ａから入ってきた流体をインペラ室６内へ移送するための経路となっている。
【００３８】
次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて平板状シール部材３０について説明する。平板状シール部材３０は、硬質のゴム製の平板状部材で、陸上用のトラック形状に類似した形状の外枠シール部３１と、この外枠シール部３１の内径の長い部分を橋渡しした連結部３２とを有している。外枠シール部３１は、上述の本体部２１と底蓋部２２とを一体化させる際に両部材２１，２２の外縁にそれぞれ形成された段部２１ａ，２２ａで挟み込まれる部位となっている。この外枠部３１は、ポンプケース２内部から外部への水漏れを防止するためのものとなっている。
【００３９】
また、連結部３２には、インペラ室６内と吸水パイプ８内及び気液分離室７とを仕切ると共にシールするドーナツ形状の第１の内部シール部３３と、気液分離室７内と第２のパイプ部材８２内とを仕切ると共にシールする略矩形状の第２の内部シール部３４と、第１のパイプ部材８１と第２のパイプ部材８２に挟まれ両パイプ部材８１，８２間の接合部分のシールを行うドーナツ形状の第３の内部シール部３５と、第１の内部シール部３３と外枠シール部３１とを橋渡しする第１の橋渡し部３６と、第３の内部シール部３５と外枠シール部３１とを橋渡しする第２の橋渡し部３７とが設けられている。
【００４０】
第１の内部シール部３３は、その外径が上述したインペラ室６の側壁を構成するボリュート部９の外径より大きく形成されており、外周端から見て若干内側の部分がこのボリュート部９の先端部分に当接するように構成されている。これにより、第１の内部シール部３３は、インペラ室６の底面を構成しており、その中央部には上述した吸い込み口１６が形成されている。このように構成された第１の内部シール部３３は、その大部分がインペラ室６内と気液分離室７内との間を仕切ると共にシールする部分となっている（図３中矢示Ｘ１で示す）。また、吸い込み口１６から第２の内部シール部３４に向かう部分（矢示Ｘ２で示す）は、インペラ室６内と吸水パイプ８内との間を仕切ると共にシールする部分となっている。
【００４１】
第２の内部シール部３４は、気液分離室７の広いスペース７ｂの底面の一部となると共に吸水パイプ８の第２のパイプ部材８２の上面となっており、気液分離室７内と吸水パイプ８内との間を仕切ると共にシールする部分となっている。この第２の内部シール部３４の下面（図３において紙面奥側、図３（Ｂ）参照）には、底蓋部２２の底面部２２ｂに形成された凹部上端の両外側にはまり込むリブ３４ａが設けられている。このリブ３４ａは、第２の内部シール部３４と底蓋部２２との嵌合及びシールを強化するためのものとなっている。
【００４２】
第３の内部シール部３５は、その外径が第１及び第２のパイプ部材８１，８２の接続部位の口径より大きく形成されかつ内側に両パイプ部材８１，８２を連通するための孔３５ａを備えたものとなっている。なお、孔３５ａの内周端には、図３において紙面手前側、すなわち第１のパイプ部材８１側に伸びるように立設された円形のリブ３５ｂが形成されている。このリブ３５ｂは、第１のパイプ部材８１と第２のパイプ部材８２の接合位置の位置ズレ防止、及び接合強度の強化のためのものとなっている。
【００４３】
本実施の形態の自吸式ポンプ装置３では、上述したように平板状シール部材３０によって同一平面上で各シール必要部位のシール及び仕切を行っている。そのため、各室間における水漏れが最小限に防止でき、ポンプ性能の低下を防止できる構成となっている。そのため、本実施の形態では、上述したように逆止弁がなく通常のポンプ動作時や自吸動作時において流体源側への水の逆流の危険性が高い構成となっているが、平板状シール部材３０で各室間の水漏れを強固に防止することにより、インペラ１側への負圧力を高めて風呂側への水の逆流を防止するようになっている。
【００４４】
次に、インペラ室６内のインペラ１の説明を行う。インペラ１は、図２及び図４に示すような形状となっている。インペラ１は、回転中心に配置される保持部材１１と、この保持部材１１に保持された複数の羽根部材１４と、各羽根部材１４を連結するドーナツ形状の連結部１７から主に構成されている。
【００４５】
保持部材１１は、各羽根部材１４を保持すると共にロータ出力軸４１ａへの取付部となっている。保持部材１１は、円板形状の平面部１１ａと、この平面部１１ａの一側の面の回転中心部に立設された筒状部１１ｂとを備えている。平面部１１ａは、複数の羽根部材１４を保持するための部位となっている。筒状部１１ｂの内側の穴は、インペラ１を上述のロータ出力軸４１ａの下端部分にはめ込むためのものとなっており、筒状部１１ｂをロータ出力軸４１ａにはめ込むことによりインペラ１はロータ出力軸４１ａと一体的に回転するようになっている。
【００４６】
各羽根部材１４は、流体を攪拌するための部材となっており、保持部材１１の平面部１１ａの筒状部１１ｂが形成された面とは反対側の面の外周端縁に保持されている。これらの羽根部材１４は、保持部材１１の回転中心から半径方向に所定寸法Ｌ１（図４参照）離れた位置において保持部材１１の半径方向及び軸方向に突出するように保持されている。
【００４７】
連結部１７は、各羽根部材１４の剛性を保つと共にポンプ駆動時にインペラ１にかかる推力を相殺するための逆方向への推力を起こすための部材となっている。連結部１７は、ドーナツ形状の円板部材で形成されている。この連結部材１７は、各羽根部材１４の軸方向に突出した側の端部の外周側部分を連結し、この外周側部分を軸方向において閉塞するように配置されている。
【００４８】
このように構成されたインペラ１は、図２に示すように、モータ４のロータ出力軸４１ａの下端部分に回転中心軸となる保持部材１１の筒状部１１ｂが挿入固定され、回転水平面が自吸過程時にポンプケース２内に予め溜められる呼び水Ｗの液面Ｌに対して平行となるようにインペラ室６内に配置されている。インペラ１の回転中心は、上述した吸い込み口１６と重なる位置に配置される。インペラ１がモータ４によって回転すると、インペラ１の回転中心部分に負圧が発生し吸引口２ａ側の流体がインペラ室６内に取り込まれ、インペラ１によって攪拌されながら、インペラ１の外周側に押しやられることとなる。
【００４９】
モータ４は、ステータ４２の外周部分に対向するマグネット４１ｂを備えたアウターロータで構成されたロータ４１と、通電部となるステータ４２とから構成されている。そして、このロータ４１の回転中心位置には、下端部分にインペラ１がはめ込まれたロータ出力軸４１ａが固定されている。
【００５０】
上述したように構成された本実施の形態の自吸式ポンプ装置３の動作について説明する。
【００５１】
ポンプケース２の内部空間には、予め少なくともインペラ１が浸かる程度の呼び水Ｗが溜められる。この呼び水Ｗの液面Ｌは、ロータ出力軸４１ａに対して垂直な面、すなわち、インペラ１の回転水平面と平行な面となる。この程度の量の呼び水Ｗがポンプケース２内に供給された後、モータ４のステータ４２に電力を供給する。すると、ロータ４１が、ロータ出力軸４１ａを回転中心として回転し、これによってインペラ１が回転する。
【００５２】
インペラ１の回転により、インペラ室６内は負圧になり、吸引口２ａに接続されているホース（図示しない）よりまず空気が吸い込まれる。なお、液体源となる風呂側からポンプケース２側への流体の移動があった場合、風呂側へも負圧が発生するが、インペラ１側への負圧力の方が風呂側への負圧に打ち勝つため、流体の移動がなされる。なお、本実施の形態では、上述したように、インペラ室６内と気液分離室７内との間、インペラ室６内と吸水パイプ８内との間、及び気液分離室７内と吸水パイプ８内との間が全て同一平面上で上述の平板状シール部材３０によってシールされている。したがって、各間での水漏れがなく、ポンプ揚程が低下しにくい。この結果、インペラ１側への負圧力が安定し、この負圧力が風呂側への負圧力に負けにくく、安定して流体をインペラ室６側へ移動させるようになっている。すなわち、自吸動作中における流体の液体源側への逆流が確実に防止されている。
【００５３】
そして、ポンプケース２内に取り込まれた空気が吸い込み口１６からインペラ室６に吸い込まれ、インペラ１の回転によって呼び水Ｗと攪拌されながら混合し、インペラ室６のボリュート部９に形成された２つの吐出口から気液分離室７側へ吐き出される。このときの気液分離室７の広いスペース７ｂ内での流路は、気液分離室７内を貫く吸水パイプ８のストレート部分を周回しながら「縦渦」状態で上昇するものとなる。
【００５４】
このため、流体の流れによって形成された「縦渦」の中心位置が真空となり、呼び水がその真空部分に引き寄せられる。この結果、気液分離室７内で形成される「縦渦」では、空気と水とが容易に分離される。すなわち、この自吸動作中、気液分離室７内では、激しく気液混合体がかき回された状態で移動するが、液体の流れが「縦渦」を形成しているため、「横渦」と比べると気液混合体が上部に達するまでに時間がかかる。この結果、気液混合体が気液分離室７の上部に達するまでに空気と水とが確実に分離され、液体が上部に形成された排出口２ｂから吐出されにくい。このようにして気液分離されると、質量の軽い空気は気液分離室７の上部へ溜まり、その後排出口２ｂから排出され、質量の重い水は気液分離室７の下部へ落ちてきて、主に広いスペース７ｂ側に形成された戻し孔からインペラ室６内に戻り、再び空気とかき混ぜられた後、気液分離室７側に吐き出される。
【００５５】
この動作を繰り返すことにより、インペラ１によって気液分離室７へ吐き出された呼び水と空気のうち、空気のみが排出口２ｂから排出されていく。空気が排出されると、徐々に水がホース内を上昇してくる。
【００５６】
なお、上述のような動作を継続し、ホース内の空気が全て排出され、ホース内が水で満たされると、自吸運転状態から定常の給水運転状態（液体を移送している状態）になり、吸引口２ａからの水が連続的に排出口２ｂから排出される。
【００５７】
なお、このようなポンプ動作終了後、モータ４を停止させインペラ１の回転を停止させると、インペラ１側への負圧は一気になくなる。一方、液体源となる風呂側へは上述したように負圧が発生している。したがって、インペラ１側への負圧がなくなった状態では、風呂側への負圧によりポンプケース２内に残留していた水は気液分離室７、インペラ室６、吸水パイプ８と逆流し、吸引口２ａから風呂側へ戻される。
【００５８】
なお、本実施の形態の自吸式ポンプ装置３は、上述したように縦型配置でインペラ室６の吸い込み口１６が下向きとなっている。そのため、この風呂側への負圧で、インペラ室６内の水は残らず全て風呂側へ逆流する。しかも、本実施の形態の自吸式ポンプ３では、吸い込み口１６がインペラ１の下部でかつポンプケース２の底面に近い位置に配置されている。そのため、万が一、ポンプ動作後のモータ駆動停止でポンプケース２内に水が残るとしても、この吸い込み口１６より下側部分にしか残らず残量はごく僅かとなる。そのため、凍結が起こったとしてもポンプケース２が破壊される危険性は低い。
【００５９】
上述のように、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形、応用が可能である。例えば、上述の実施の形態では、平板状シール部材３０を用いて、本体部２１と底蓋部２２との外枠部分、インペラ室６の下面部１０ｂの部分、第２のパイプ部材８２の上面部分、及び第１のパイプ部材８１と第２のパイプ部材８２との接合部分の４箇所を、同一平面上で仕切ると共にシールしたが、各シール部位は同一平面上でなくても良い。加えて、分割されていても良い。
【００６０】
また、上述の実施の形態では、各部位のシール強度は、上述の構成からいずれの部位でもほぼ均等となるが、必要に応じてシール強度に差を設けても良い。例えば、自吸動作時及びポンプ動作時において、インペラ１の近傍となるインペラ室６の下面部１０ｂの部位は、インペラ１側に大きな負圧がかかっており、それほど風呂側への負圧対策としてシール強度を高める必要ないことから、この部位のシール強度はそれ程高くなくても良い。
【００６１】
また、上述の実施の形態では、吸引口２ａと吸い込み口１６とを連結する吸水パイプ８を、直線状の第１のパイプ部材８１と、両端が湾曲した形状の第２のパイプ部材８２とを接続して形成したが、各パイプ部材８１，８２の形状は特にこれに限定されない。加えて、吸水パイプ８を２部材で構成せず、一連の部材としても良い。その場合は、接続部がなくなるため、この部位にはシールが必要なくなる。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、第２のパイプ部材８２のストレート部分の下面部分を底蓋部２２に形成した凹部で構成し、上面部分を平板状シール部材３０の第２の内部シール部３４で構成するようにしたが、この第２のパイプ部材８２のストレート部分は一連の筒状部材で構成されていても良い。加えて、第２のパイプ部材８２を底蓋部２２に一体とせず、底蓋部２２とは別部材で構成しても良い。
【００６３】
また、上述の実施の形態では、第１のパイプ部材８１を本体ケース２１の吸引口２ａに一体的に設けたが、別部材で設けて接続するようにしても良い。さらに、上述の実施の形態では、インペラ１自体の構成を、図２における下方向へのスラスト荷重を低減するように工夫した構成としたが、インペラ１はこのような工夫を施したものに限定されるものではない。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の自吸式ポンプ装置によれば、ポンプケースの吸引口とインペラ室の吸い込み口間が常時開放され、かつ吸い込み口がロータの下部に配置されたインペラのさらに下部、すなわちポンプケースの底面に近い位置に配置されている。したがって、一連のポンプ動作終了後には、液体源と接続される吸引口からの負圧によって、インペラ室内の液体がインペラの下部に配置された吸い込み口から吸水パイプを逆流してポンプケース外に排出されるため、ポンプケース内には液体がほとんど残留しない。この結果、長期間の不使用による残留水の腐敗及び凍結を防止できる。また、若干の残流水があるとしてもその量は極少量であるため、少なくとも凍結による破損は生じない。
【００６５】
また、気液分離室内とインペラ室内との間、インペラ室内と吸水パイプ内との間、及び気液分離室内と吸水パイプ内との間を同一平面上で仕切る平板状シール部材を配置すると、各間のシール性が向上し、自吸動作及びポンプ動作中のインペラ側への負圧力を高めることができ、液体源側への逆流をより確実に防止することが可能となる。また、ポンプケースの吸引口とインペラ室の吸い込み口間を連結する吸水ポンプを２つのパイプ部材で構成し、接続部位を平板状シール部材を利用してシールするようにすれば、吸水ポンプの成形性が向上し、かつ両パイプ部材間の水漏れによる揚程の低下も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の自吸式ポンプ装置を示す平面図である。
【図２】図１の自吸式ポンプ装置のＶ−Ｏ−Ｖ断面図であって、非駆動時の状態を示したものである。
【図３】図１の自吸式ポンプ装置の平板状シール部材を示した図で、（Ａ）は図１と同方向から平板状シール部材を示した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２の自吸式ポンプ装置のインペラを図２の上側から見た場合の平面図である。
【符号の説明】
１ インペラ
２ ポンプケース
２ａ 吸引口
３ 自吸式ポンプ装置
４ モータ
６ インペラ室
７ 気液分離室
８ 吸水パイプ
１６ 吸い込み口
３０ 平板状シール部材
４１ ロータ
４１ａ ロータ出力軸
８１ 第１のパイプ部材
８２ 第２のパイプ部材
Ｌ 液面
Ｗ 呼び水

Claims (3)

1. 駆動源としてのモータと、このモータのロータ出力軸の下端側に連結されて回転し流体を移送するインペラと、流体を内部に吸い込む吸い込み口及び内部に吸い込んだ流体を外部へ吐出する吐出口を備えると共に上記インペラを内部に収納するインペラ室と、を有し、
   上記インペラの回転軌跡が自吸動作及びポンプ動作前にポンプケース内に予め貯められる呼び水の液面と平行となると共に、洗濯機のバスポンプに用いられる自吸式ポンプ装置において、
   上記吸い込み口を上記インペラの下部に形成し、
   上記ポンプケースにこのポンプケースの外部と内部とを連通し風呂から上記ポンプケース内に流体を吸引するための吸引口およびインペラ室内に呼び水を供給するための呼び水供給口を備え、この吸引口と上記吸い込み口とを吸水パイプで連結すると共に、上記吸引口と上記吸い込み口間は常時開放された状態となっており、
   ポンプ動作終了後、上記風呂側に発生する負圧によって、上記インペラ室内の流体が上記吸い込み口、上記給水パイプ及び上記吸引口を経由して上記ポンプケースの外部に排出可能になっていることを特徴とする自吸式ポンプ装置。
2. 前記ポンプケース内に、前記インペラ室の吐出口から吐出された流体を気体と液体とに分離するための気液分離室を設け、この気液分離室内と前記インペラ室内との間及び前記インペラ室内と前記吸水パイプ内との間を同一平面上で仕切ると共に各間をシールする平板状シール部材を配置したことを特徴とする請求項１記載の自吸式ポンプ装置。
3. 前記吸水パイプは、一端を前記吸引口に接続され吸引口から下部に直線的に垂下された第１のパイプ部材と、一端側が湾曲しその先端が前記インペラ室の吸い込み口に接続されかつ前記ポンプケースの底面に平行に配置された部位を有しさらに他端側が湾曲された第２のパイプ部材から構成され、上記第１のパイプ部材の他端と上記第２のパイプ部材の他端とが前記平板状シール部材を挟んで連結され、かつこの連結部位と前記吸い込み口と上記第２のパイプ部材との接続部位とを前記平板状シール部材で同一平面上でシールしていることを特徴とする請求項２記載の自吸式ポンプ装置。

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