JPH01121596A - 円周流型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、円周流型ポンプに関し、−層詳細には自動車
のウオツシャ液を送出するのに適した円周流型ポンプに
関する。

（従来の技術） 現在、自動車のウオツシャ液を送出するために用いられ
ているポンプは渦巻型ポンプが一般的である。渦巻型ポ
ンプは羽根車をケーシング内で回転させ、羽根車の中心
から吸い込まれたウオツシャ液に、遠心作用によって圧
力及び速度エネルギを与え、略接線方向に開口された吐
出口より送出するものである。渦巻型ポンプは、ウオツ
シャ液の粘度が低い場合は問題ないが、ウオツシャ液の
粘度が高い場合、例えば寒冷地の不凍対策用としてウオ
ツシャ液に粘度の高いエチレングリコール　　□を用い
ると渦巻ポンプの性能が落ちてしまう。そこで寒冷地用
としては、送出する流体の粘度による性能劣化を起こさ
ないギアポンプが用いられている。ギアポンプはケーシ
ング内で噛み合った駆動歯車と、従動歯車の噛み合い部
分で液体を吐出口側へ送出するタイプのポンプである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の従来のポンプには次のような問題
点がある。

渦巻型ポンプには前述したように粘度の高い液体には不
向きである。

また、ギアポンプは構造が複雑であり、コストも高いう
え、作動時の騒音が大きい。さらには吐出ノズルが詰ま
ったりした場合、異常な高圧となり、接続ホースが外れ
たり、ひどい場合には結合部分や強度の低い部分を破損
してしまうという問題点がある。

自動車メーカーにとっては、エチレングリコールをウオ
ツシャ液として使用しない地方向けの車輌には渦巻型ポ
ンプ、エチレングリコールを使用する寒冷地向けの車輌
にはギアポンプと仕向地区別に使い分けなければならな
いため不便であるという問題点もある。

従って、本発明は粘度の高い液体を用いても性能劣化を
起こさない円周流型ポンプを提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は次の構成を備える
。

すなわち、ケーシング内に、周壁に多数の凹溝もしくは
フィンを有する羽根車を設けると共に該羽根車をモータ
の出力軸に連結し、前記ケーシング内壁と羽根車との間
に、羽根車が回転することによるポンプ作用により液体
を送出する作用通路を形成し、前記ケーシング内に外部
タンクからの液体を導入する液体導入路を設け、前記ケ
ーシング内壁に吐出口を開口したことを特徴とする。

（作用） 作用を図面と共に説明する。

羽根車１０がモータ１４の出力軸１６を中心に矢印Ａの
方向へ回転すると、ウオツシャ液は液体導入路２８から
ケーシング１８内に吸入され、作用通路２６を矢印Ｂの
方向へ流れ、吐出口３０より送出される。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について、添付図面と共に
詳述する。

まず構成について説明する。

第１図及び第２図において、１０は羽根車であり、外周
には多数のフィン１２が設けられている。

羽根車１２はモータ１４の出力軸１６に連結されており
、ケーシング１８内で回転可能になっている。回転軸１
６はケーシング１８内へ挿通されており、ゴムシール２
０で水密性を保持している。

なお、モータ１４はケーシング１８のモータターミナル
２２に収容され、カバー２４で固定さている。またモー
タ１４は不図示の接続端子により電流（不図示）へ接続
されている。

２６は作用通路であり、羽根車１０とケーシング１８内
壁との間隙部分である。作用通路２６は後述する液体導
入路２８の開口部と吐出口３０とに亘って形成されてお
り、その長さはケーシング１８内部の約３／４に相当す
る。ポンプの駆動により液体はこの作用通路２６内を移
動する。

２８は液体導入路であり、先端は不図示の液体タンクに
連絡されると共に、前記作用通路２６へも連絡している
。従って、液体はこの液体導入路２８を経て作用通路２
６へ導かれる。

３０は吐出口であり、先端は不図示の噴射ノズルへ、や
はり不図示のホースを介して連絡されている。吐出口３
０も作用通路２６と連絡されており、液体の出口となっ
ている。

３２は仕切壁であり、液体真入路２８から吸入された液
体が作用通路２６を経ずに吐出口３０へ流れるのを阻止
している。この仕切壁３２は羽根車１０の外周とケーシ
ング１８内壁の間に、羽根車１０の外周の約１／４に対
応する長さに亘って設けられている。

なお、自動車のウオッシャポンプとして用いた場合、羽
根車１０の径は１６ｍｍ、フィン１２の数を２４枚、フ
ィン１２の高さ３ｍｍ、羽根車１０の幅３ｍｌｌ１、作
用通路２６の断面積２０ｍｍ２、仕切壁３２の長さを羽
根車１０の外周の１／４に対応する長さとした際に良好
な結果が得られた。

３４はキャンプであり、ケーシング１８の開口部を水密
に閉塞するよう嵌着されている。

次に動作について説明する。

モータ１４が通電されると、出力軸１６が回転し、羽根
車１０が矢印Ａの方向へ回転すると、ケーシング１８内
部の液体導入路２８開口部近傍は大気圧に対して負圧と
なる。従って、液体導入路２８を経由して不図示の液体
タンクから液体が吸引される。

液体導入路２８からケーシング１８内へ入った液体は仕
切壁３２により、作用通路２６へ案内される。さらに液
体の圧力は回転する羽根車１０により昇圧され、作用通
路２６を矢印Ｂの方向へ進んで行く。作用通路２６終点
である吐出口３０において液体の圧力は最高になり、そ
の圧力で吐出口３０から送出され、不図示のノズルから
噴射する。

次に本発明に係る円周流型ポンプと、従来の渦巻ポンプ
及びギアポンプとの特性について第３図及び第４図と共
に比較する。

第３図において、Ｘは本発明に係る円周流型ポンプの特
性、Ｙは渦巻ポンプの特性、Ｚはギアポンプの特性を示
し、ｐｔはホース外れ等のトラブルが発生する圧力の下
限を示し、Ｃはウオッシャポンプとして要求される特性
範囲を示す。

第３図（ａ）には液体として水を使った場合の各ポンプ
の特性を示す。要求特性範囲Ｃにおいては各ポンプとも
十分な特性を示している。

しかし、第３図（ｂ）に示すように液体として粘度の高
いエチレングリコールを用いると要求特性範囲Ｃから渦
巻ポンプは外れてしまうが、本発明に係る円周流型ポン
プは要求特性を満たしていることがわかる。また、ギア
ポンプは流量が少ない場合（例えばノズル締切時）は、
高圧になりトラブル発生のおそれがある。しかしこの点
でも円周流型ポンプは安全であることがわかる。

次に、各ポンプの液体粘度の違いによるポンプ特性につ
いて第４図と共に述べる。

第４図（ａ）〜（ｃ）においてＷは液体として水を用い
た場合のポンプ特性を示し、Ｅは液体としてエチレング
リコールを用いた場合のポンプ特性を示す。

第４図（ａ）は渦巻ポンプの場合を示すが、その構造か
らポンプのケーシング内全体で液体の流動抵抗を受ける
ため、粘度の高い液体はど損失が大きく、効率が悪いこ
とを示している。

第４図（ｂ）は本発明に係る円周流型ポンプの場合を示
すが、液体は作用通路を通るだけなので液体の流動抵抗
も小さく、損失が小さく、効率もよい。

第４図（Ｃ）にはギアポンプの場合を示すが、ギアポン
プは高粘度の液体の送出に適したポンプであるが、本発
明に係る円周流型ポンプにおいて、そのポンプの特性は
ギアポンプと同等の能力を有していることがわかる。

続いて第５図と共に他の実施例について説明する。

この実施例において、基本的な構造は第１図及び第２図
に示した実施例とほとんど同じであるが、吐出口１００
の前方に弁室１０２を形成し、液体の逆流を防止するた
めのボール弁１０４を入れた逆止弁材のタイプである。

モータ１０６が駆動され、羽根車１０８が回転を始める
とケーシング１１０内の吐出口１００近傍は正圧となり
、さらに液体の流体圧力が作用し、ボール弁１０４は弁
室１０２内を先端方向（図面上、下方）へ移動し吐出口
１００を開放して液体を不図示のノズル方向へ送出する
。モータ１０６が停止した際にはケーシング１１０内の
吐出口１００近傍は降圧して大気圧となるが、その際に
はノズルと吐出口１００との間の液体の圧力が作用し、
ボール弁１０４は弁室１０２内を移動（図面上、上方へ
）し、吐出口１００を閉塞して液体のケーシング１１０
内への逆流を阻止することが可能になっている。

また、図示しないが、作用通路内に液体導入路へ連絡さ
れたエア抜き孔を設けることにより、ポンプ内に入った
エアを抜き効率ダウンを防止することも可能となる。そ
の際、エア抜き孔の位置を選択することにより、ポンプ
の取付位置や角度も任意に設定できる。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはも
ちろんである。

（発明の効果） 本発明に係る円周流型ポンプを用いると、粘度の高い液
体を送出する場合においても損失の少ない高効率の送液
が可能となる。従って、寒冷地向けの自動車のウオッシ
ャポンプとして好適なポンプを提供することができる。

また、構造が簡単で安価なポンプを提供できる。

自動車メーカーにおいては、寒冷地向けと、その他の地
方向けとポンプを使い分ける必要もなくそれに伴う部品
の変更も省くことが可能となるので、設計、製造上も有
利となる。さらには逆止弁を付加すれば、液体の逆流を
防止可能な円周流型ポンプとすることができる等の著効
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の円周流型ポンプの平面図
、第２図はその実装状態を示した断面図、第３図は液体
として（ａ）水、（ｂ）エチレングリコールを用いた場
合の各種ポンプの特性を示したグラフ、第４図は（ａ）
渦巻ポンプ、（ｂ）円周流型ポンプ、（Ｃ）ギアポンプ
のポンプ別に水とエチレングリコールを液体として用い
た場合のポンプ特性を示したグラフ、第５図は、他の実
施例を示した断面図。 １０・・・羽根車、　１２・・・フィン、１４・・・モ
ータ、　　１６・・・出力軸、　　１８・・・ケーシン
グ、　　２６・・・作用通路、２８・・・液体導入路、
　３０・・・吐出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケーシング内に、周壁に多数の凹溝もしくはフィン
   を有する羽根車を設けると共に該羽根車をモータの出力
   軸に連結し、 前記ケーシング内壁と羽根車との間に、羽根車が回転す
   ることによるポンプ作用により液体を送出する作用通路
   を形成し、 前記ケーシング内に外部タンクからの液体を導入する液
   体導入路を設け、 前記ケーシング内壁に吐出口を開口したことを特徴とす
   る円周流型ポンプ。