JP7170186B2

JP7170186B2 - 流量スイッチおよびこれを備えた電動ポンプ

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Publication number: JP7170186B2
Application number: JP2018242269A
Authority: JP
Inventors: 亮都築
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2022-11-14
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: JP2020106286A

Description

本発明は、流量スイッチまたは流量スイッチ付き電動ポンプに関するものである。

従来、この種の流量スイッチ付きオートポンプは、吐出口後方に流量スイッチが設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、そのポンプについて図１１を参照しながら説明する。

図１１に示すように、ポンプ１０１は、電動機１０２、ポンプケーシング１０３、流量スイッチ１０４で構成されている。

ポンプの吐出口１０５側に流量スイッチ１０４が設けられ、この流量スイッチ１０４のパドル１０６が筒状の流路に配置され、配管内部を流れる水によって回転する。この際、パドル１０６に備えられたマグネット１０７が、流路の外側に備えるリードスイッチ１０８に近づき動作することでポンプ１０１が起動する。

特開２００９－３６１４９号公報

このような従来の流量スイッチ付きポンプにおいては、フラット形状のパドルが使われているため、少ない水流の場合にパドルの開く角度が小さい。このため、少流量でのポンプの起動が難しいという課題を有している。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、パドルの形状を変更することで、水流に対して鋭敏な反応が可能な流量スイッチまたは電動ポンプを提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明の一態様に係る流量スイッチは、リードスイッチを有するベースと、前記ベースに固定されたパドルケーシングと、前記パドルケーシングに接続されたパドルと、前記リードスイッチを起動させるスイッチ起動手段とを備えた流量スイッチであって、前記パドルケーシングは、液体が流れるパドル流路を有し、前記パドルは、水受け部、パドル回転軸および保持部を含み、前記パドル回転軸を介して前記パドルケーシングに接続され、前記スイッチ起動手段は前記保持部に保持され、前記水受け部は、前記パドル流路上に配置され、前記パドル流路を流れる液体の下流側に向かって凹むおわん形状を有することを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、水流に対するパドルの水受け部の表面積を大きくすることで、水受け部が水から受ける力を効率よくパドルを開く力に変換することができるため、少流量でも鋭敏に反応して起動できる流量スイッチまたは電動ポンプを提供することができる。

本発明の実施の形態１の電動ポンプを示す側半断面の概略図同電動ポンプの斜視図同流量スイッチ取付部側断面の概略図同パドルの斜視図同パドルケーシングの斜視図同流量スイッチ取付部における水流発生時の側断面の概略図（ａ）同パドルの側断面の概略図（ｂ）フラットパドルの側断面の概略図同流量スイッチの分解斜視図本発明の実施の形態２のおわんパドルの傾斜角度を示す側断面の概略図本発明の実施の形態３の構造を示す側断面の概略図従来のポンプを示す概略図

本発明の一態様に係る流量スイッチは、リードスイッチを有するベースと、ベースに固定されたパドルケーシングと、パドルケーシングに接続されたパドルと、リードスイッチを起動させるスイッチ起動手段とを備えた流量スイッチであって、パドルケーシングは、液体が流れるパドル流路を有し、パドルは、水受け部、パドル回転軸および保持部を含み、パドル回転軸を介してパドルケーシングに接続され、スイッチ起動手段は保持部に保持され、水受け部は、パドル流路上に配置され、パドル流路を流れる液体の下流側に向かって凹むおわん形状を有する。

この構成によれば、平坦な形状のパドルと比較して、水流に対するパドルの水受け部の表面積を大きくすることができるため、水から受ける力を効率よくパドルを開く力に変換することができる。この結果、少流量でも流量スイッチが鋭敏に反応して起動するため、品質の良い流量スイッチまたは電動ポンプを提供することができる。

また、水受け部は、第１傾斜部および第２傾斜部を有し、第１傾斜部は、第２傾斜部よりも先端側に位置し、パドルが閉じた状態において、パドル流路を流れる液体の下流側に向かって第１傾斜部が傾斜する角度をθ１、パドル流路を流れる液体の下流側に向かって第２傾斜部が傾斜する角度をθ２、とすると、θ１＞θ２であるという構成にしてもよい。

この構成によれば、水が多く流れる水受け部先端側の表面積を大きくすることができるため、水受け部は水から効率的に力を受ける。このため、水から受ける力を水受け部先端側に集め、効率よくパドルを開く力に変換することができ、より少流量でも流量スイッチが鋭敏に反応して起動することができる。

また、水受け部は底面に水受け縁部を有し、パドルが閉じた状態において、水受け縁部は、パドル流路の周囲である流路縁部に重なるという構成にしてもよい。

この構成によれば、パドルが閉じた状態において、パドル流路から水受け部にほとんどすべての水流が当たるため、水受け部のほぼ全体で水流による力を受ける。このため、水受け部が水から受けた力をさらに効率よくパドルを開く力に変換することができる。

また、水受け部の先端側において、水受け縁部の内面と流路縁部の内面とが一致するという構成にしてもよい。

この構成よれば、パドル流路から水受け部にスムーズに水を導くことができるため、水受け部が水から受けた力をさらに効率よくパドルを開く力に変換することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２に、本発明の実施の形態１の電動ポンプを示す。

図１および図２に示すように、電動ポンプ１はモータ２とポンプケーシング３を備えている。

ポンプケーシング３は吸込口４および吐出口５を備えている。流量スイッチ６は、ポンプケーシング３の吐出口５側に取付けられている。

モータ２は回転軸１１を備えている。回転軸１１の一端の突出部分にインペラ７が固定される。インペラ７はポンプケーシング３に内包されるように配置される。

インペラ７が固定されている回転軸１１の一端とは反対側において、回転軸１１の他端の突出部分に冷却ファン１０を備えている。ファンカバー９は、モータ２に固定され、冷却ファン１０を覆う。

モータ２頂部に端子カバー８を備えている。端子カバー８はモータ２に固定されている。

モータ２の動力は回転軸１１を介してインペラ７に伝わり、インペラ７が回転する。インペラ７が回転することで、吸込口４から吸い込まれた水（液体）は吐出口５から吐き出される。

図３に示すように、流量スイッチ６は、ベース１２、パドルケーシング１３、パドル１４およびカバー１５で構成されている。

ベース１２は基板１６を設けている。

基板１６は、リードスイッチ１７を備えており、リードスイッチ１７からの信号に基づいて電動ポンプ１をＯＮ／ＯＦＦする回路を有している。カバー１５はベース１２に固定される。

パドルケーシング１３はベース１２に固定される。

図４に示すように、パドル１４は水受け部１９とパドル回転軸２０および保持部２１を備えている。スイッチ起動手段１８は、例えばマグネットなどであり、保持部２１に固定される。

パドル１４はスプリング３０を備えている。

水受け部１９の底面には水受け縁部２２が設けられている。

パドル１４は、パドル回転軸２０を介してパドルケーシング１３に接続される。

図５に示すように、パドルケーシング１３は、液体が流れるパドル流路２６を有している。パドル流路２６の周囲には流路縁部２７が設けられる。なお、パドルケーシング１３には、パドル回転軸２０を挿入する挿入口２８が設けられてもよい。

パドル１４がパドルケーシング１３に接続された状態において、パドル１４の水受け部１９は、パドルケーシング１３のパドル流路２６上に配置される。水受け部１９は、パドル流路２６を流れる液体の下流側に向かって凹むおわん形状を有している。

電動ポンプ１が起動していない場合であっても、例えば水道の蛇口などを開くことで、パドル流路２６と繋がる水道管の水圧を緩和することより、図６に示す水流２３を生じることができる。

図６に示すように、水受け部１９が水流２３による力を受けると、パドル１４はパドル回転軸２０を中心として開く方向に回転する。そして、パドル１４に備えられたスイッチ起動手段１８がリードスイッチ１７に近づくことでリードスイッチ１７が起動する。リードスイッチ１７の起動信号は基板１６を介してモータ２に伝達され、モータ２が起動する。モータ２が起動するとモータ２の動力は回転軸１１を介してインペラ７に伝わり、インペラ７が回転する。このようなステップで電動ポンプ１が起動して、水流２３を増加することができる。

パドル１４はスプリング３０により常に閉じる方向に力が付与されている。そのため水道の蛇口などを閉じることで、水流２３が減少し、パドル１４はパドル回転軸２０を中心として閉じる方向に回転する。そして、パドル１４に備えられたスイッチ起動手段１８がリードスイッチ１７から遠ざかることでリードスイッチ１７が停止し、電動ポンプ１は停止する。

図７（ａ）に本実施形態である水受け部１９がおわん形状のパドル１４、図７（ｂ）に水受け部２９がフラット形状のフラットパドル２４を示す。

図７（ｂ）と比較して、本実施形態である図７（ａ）の方が水流２３に対する水受け部１９の表面積を増加することができる。このため、水流２３から受ける力を効率よくパドル１４を開く力に変換することができる。

このため、電動ポンプ１が停止している状態において、パドル流路２６に流れる流量が少ない場合であっても、流量スイッチ６が鋭敏に反応し起動できるため、品質の良い流量スイッチ６または電動ポンプ１を提供することができる。

なお、図８に本実施形態の流量スイッチ６の分解斜視図を示しておく。

（実施の形態２）
図９において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９に示すように、パドル１４の水受け部１９は第１傾斜部１９ａおよび第２傾斜部１９ｂを有している。水受け部１９の第１傾斜部１９ａは第２傾斜部１９ｂよりもパドル１４の先端側に位置する。

パドル１４が閉じた状態において、パドルケーシング１３のパドル流路２６を流れる液体（水流２３）の下流側に向かって第１傾斜部１９ａが傾斜する角度をθ１、パドル流路２６を流れる液体の下流側に向かって第２傾斜部１９ｂが傾斜する角度をθ２とすると、θ１＞θ２であることが好ましい。

上記構成において、水受け部１９の先端側である第１傾斜部１９ａに多くの水流２３が流れる形状であるため、水受け部１９は水流２３から効率的に力を受けることになる。

また、パドル回転軸２０から遠い側である第１傾斜部１９ａが傾斜する角度θ１を大きくすることで、水受け部１９が水流２３から受ける力を効率的にパドル１４が回転する力に変換することができる。

このように、水流２３から受ける力を水受け部１９の先端側に集め、効率よくパドル１４を開く力に変換することができるため、より少流量で流量スイッチ６が鋭敏に反応し起動するため、品質の良い流量スイッチ６または電動ポンプ１を提供することができる。

（実施の形態３）
図１０において、実施の形態１および２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１０に示すように、パドル１４が閉じた状態において、水受け部１９の水受け縁部２２は、パドル流路２６の周囲である流路縁部２７に重なることが好ましい。

この構成により、パドル１４が閉じた状態において、水受け部１９に対してほとんどすべての水流２３が当たるため、水流２３から効率的に力を受ける。

この結果、水受け部１９のほぼ全体で水流２３から力を受け、さらに効率よくパドル１４を開く力に変換することができ、より少流量でも流量スイッチ６が鋭敏に反応して起動することができる。

また、図１０に示すように、水受け部１９の底面に設けられた水受け縁部２２の内面２２ａと、パドル流路２６の流路縁部２７の内面２７ａとが、一致するという構成にすることが好ましい。

この構成により、パドル流路２６から水受け部１９にスムーズに水を導くことができるため、水受け部１９が水から受けた力をさらに効率よくパドル１４を開く力に変換することができる。

以上、本発明に係る流量スイッチまたは電動ポンプについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明に係る流量スイッチまたは電動ポンプは、少流量でもパドルの開閉が可能となることで、少流量でも鋭敏に反応して起動することができる流量スイッチまたは電動ポンプ等として有効である。

１電動ポンプ
２モータ
３ポンプケーシング
４吸込口
５吐出口
６流量スイッチ
７インペラ
８端子カバー
９ファンカバー
１０冷却ファン
１１回転軸
１２ベース
１３パドルケーシング
１４パドル
１５カバー
１６基板
１７リードスイッチ
１８スイッチ起動手段
１９水受け部
１９ａ第１傾斜部
１９ｂ第２傾斜部
２０パドル回転軸
２１保持部
２２水受け縁部
２２ａ内面
２３水流
２４フラットパドル
２６パドル流路
２７流路縁部
２７ａ内面
２８挿入口
２９水受け部
３０スプリング
θ１角度
θ２角度

Claims

リードスイッチを有するベースと、
前記ベースに固定されたパドルケーシングと、
前記パドルケーシングに接続されたパドルと、
前記リードスイッチを起動させるスイッチ起動手段とを備えた流量スイッチであって、
前記パドルケーシングは、液体が流れるパドル流路を有し、
前記パドルは、水受け部、パドル回転軸および保持部を含み、前記パドル回転軸を介して前記パドルケーシングに接続され、
前記スイッチ起動手段は前記保持部に保持され、
前記水受け部は、前記パドル流路上に配置され、前記パドル流路を流れる液体の下流側に向かって凹むおわん形状を有し、
前記水受け部は、第１傾斜部および第２傾斜部を有し、
前記第１傾斜部は、前記第２傾斜部よりも先端側に位置し、
前記パドルが閉じた状態において、前記パドル流路を流れる液体の下流側に向かって前記第１傾斜部が傾斜する角度をθ１、前記パドル流路を流れる液体の下流側に向かって前記第２傾斜部が傾斜する角度をθ２、とすると、
θ１＞θ２であることを特徴とする流量スイッチ。
前記水受け部は底面に水受け縁部を有し、
前記パドルが閉じた状態において、前記水受け縁部は、前記パドル流路の周囲である流路縁部に重なることを特徴とする請求項１に記載の流量スイッチ。
前記水受け部の先端側において、前記水受け縁部の内面と前記流路縁部の内面とが一致することを特徴とする請求項２に記載の流量スイッチ。
請求項１～３の何れか１項に記載の流量スイッチを備えた電動ポンプ。