WO2005103497A1

WO2005103497A1 - 汚水圧送ポンプ

Info

Publication number: WO2005103497A1
Application number: PCT/JP2005/007545
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Sato; Ryuji Yoshikawa; Akira Mori
Original assignee: Dmw-Oridea Inc.
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2005-11-03
Also published as: JP2005330957A

Abstract

　全高を低く抑えて小型化を図るとともに、軸封部を廃して水漏れを確実に防ぐことができる汚水圧送ポンプを提供すること。　モータケース２を挟んでその上にカッター２３、下にインペラ２９をそれぞれ配し、前記モータケース２内に収容されたモータ軸４の回転をマグネット１６，２２及びマグネット１７，３０で構成されるマグネットカップリングを介して前記カッター２３及びインペラにそれぞれ伝達するよう構成する。

Description

明細書

汚水圧送ポンプ

技術分野

[0001] 本発明は、水洗トイレや洗面台等力排出される汚水を圧送するための汚水圧送ポンプに関するものである。

背景技術

[0002] 住宅建設においては、着工前に設計図に盛り込まれた箇所にしか配水管が設置されず、従って、水洗トイレや洗面台等の設置箇所は限定されていた。このため、その後の家族構成の変化や部屋の模様替え等のために水洗トイレや洗面台等の設置位置を変更することは不可能であり、例えば病人のいる部屋に水洗トイレを仮設するようなことはできなかった。

[0003] そこで、近年、後付け式の水洗トイレ等が提案され、その一部は既に実用に供され始めている。この後付け式の水洗トイレ等を設置する場合には、設置箇所には排水管が存在しないため、水洗トイレ等力の汚水を小型の汚水圧送ポンプによって強制排出することが必要となり、そのための汚水圧送ポンプに関する提案も幾つかなされている（例えば特許文献 1, 2参照)。

[0004] ところで、水洗トイレに用いられる汚水圧送ポンプには、駆動源である「モータ」以外に、大便等の汚物やトイレットペーパー等を粉砕或は切断するカッターやミキサーから成る「粉砕部」と、汚物粉砕後の汚物混入水を排水するインペラとケーシンダカゝら成る「ポンプ部」を設ける必要がある。

[0005] 斯カる汚水圧送ポンプには、汚水受入れ容器 (以下、単に「容器」と称する）内に「粉砕部」と「ポンプ部」を分離して収納し、カッターやインペラを別々の「モータ」で駆動する形式のもの（特許文献 3参照）や、「粉砕部」と「ポンプ部」を 1つの「モータ」で駆動する形式のものがある。

[0006] 「粉砕部」と「ポンプ部」を 1つの「モータ」で駆動する形式の汚水圧送ポンプの構成としては、容器内での「粉砕部」と「ポンプ部」及び「モータ」の配置によって 3タイプが考えられる。つまり、「粉砕部」を C、「ポンプ部」を P、「モータ」を Mと表示すれば、上力ら「M— C P」、「C M— P」及び「M— P— C」と配置する 3タイプの構成が考えられる。

[0007] 特許文献 1：特願 2002— 297885号明細書

特許文献 2：特願 2003 - 262743号明細書

特許文献 3：特許第 3104392号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] ここで、前記 3タイプの汚水圧送ポンプの特徴について説明する。

[0009] 1)「M— C P」タイプ：

このタイプは、図 7に示すように、モータ (M)を最上部に配置し、その下に粉砕部（ C)とポンプ部（P)を順次配置する構成を採用するものであって、この配置構成によればモータ軸 104を長く設計し、モータ（M)の底部と粉砕部 (C)との間に汚物混入水を受け入れるための空間 Sを形成する必要がある。このため、全高が高くなるとともに、長さの長いモータ軸 104の振動対策が必要となる他、前記空間 Sを貫通するモータ軸 104にトイレットペーパー等の異物が絡み付、て種々の不具合を発生するという問題がある。特に、便器に誤って落としたハンカチ等はカッター 123によって完全に細分ィ匕することができず、千切れたハンカチ等がカッター 123やモータ軸 104に絡み付いてモータ（M)の回転を阻害することがあり、最悪の場合にはポンプの揚水不能を招くことさえある。

[0010] 他方、本構成を採用すると、モータ（M)は他の 2つの「C— M— P」及び「M— C— P 」タイプに比べて高い位置の水面よりも上に配置されるため、モータ（M)の軸貫通部のシールとしては水しぶき等に対する簡単な軸封で済むという利点が得られる。

[0011] ところが、何らかの原因で水洗トイレの洗浄水が止まらないような場合、インペラ 12 9は回転を続けてモータ (M)の発熱を招き、保護回路の作動でモータ (M)が停止してしまうとポンプの停止に繋がり、部屋内に水が溢れるという不具合も発生する。

[0012] 2)「C— M— P」タイプ：

このタイプは、図 8に示すように、モータ (M)を中心としてその上に粉砕部（C)を配し、下にポンプ部（P)を配しているため、「M— C— P」タイプに比べて容器の汚水受入れ口が高くなる。便器からの汚水を淀みなく流すためには、便器の流出ロカも容器の汚水受入れ口までの間に導水勾配を確保する必要があるため、十分な導水勾配を得るには容器を便器の床面より掘り下げた位置に設置するカゝ、便器を一段高い位置に設置する必要がある。

[0013] ところで、後部排出型便器力もの汚水流出口は、一般には直径が φ 80mn！〜 φ 9 Ommであり、その中心高さは 140mm前後である。このこと力、導水勾配を考慮して逆算すると、本構成において便器と容器を同一床面に配するには、床面から粉砕部（C)の頂部までの高さを 95mm以下に抑える必要がある。

[0014] 一方、本構成では、「M— C— P」タイプに比べて、貫通軸がないためにトイレットぺ一パー等のモータ軸 204への絡み付きは少ないが、ハンカチ等に関しては事態は同様で、揚水不能を招く可能性がある。又、モータ（M)は水中型である上、モータ軸 2 04が上下に貫通しているため、軸貫通部のシールが大きな問題となる。

[0015] 本構成のポンプ全体の軸方向長さを縮めるため、水中型モータに軸封装置として一般的に採用されているメカ-カルシールに代えてオイルシールを使用する提案もなされているが (特許文献 3)、軸封装置が必須である限り、軸方向長さの短縮には限度がある。

[0016] 3)「M— P— C」タイプ：

このタイプは、図 9に示すように、モータ（M)が最上部に位置する力「M— C P」タイプのように汚物混入水を受け入れるための空間を形成する必要がないため、「M — C— P」タイプほどはモータ軸 304の長さを長くする必要がない。但し、本構成では粉砕部のカッター 323とポンプ部（P)のインペラ 329を直列に取り付けるため、モータ軸 304の突出量は「C— M— P」タイプのそれよりも大きくなる。

[0017] 本構成を採用すると、大便等の汚物は、ポンプ部（P)の吸引による水の流れに任せて粉砕部 (C)へと導かれるため、強制的に送り込む他のタイプのものに比べて粉砕部 (C)への送りが不十分で、容器内の隅等に汚物が残留する可能性がある。

[0018] 又、粉砕部（C)のカッター 323がポンプ部（P)のインペラ 329の下に位置しているため、カッター 323が邪魔となり、又、インペラ 329の位置が高くなり、容器内の汚物混入水を完全に排出することが困難である。その上、カッター 323による予旋回が生じ、これがインペラ 329の性能を低下させる原因となる。そして、このタイプのポンプにおいても、ハンカチ等が吸い込まれると揚水不能に陥る可能性があるばかりか、「C M— P」タイプのものと同様にモータ Mとして水中型モータを使用するため、軸封装置が必要となる。

[0019] 本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、全高を低く抑えて小型化を図るとともに、軸封部を廃して水漏れを確実に防ぐことができる汚水圧送ポンプを提供することにある。

[0020] 又、本発明の目的とする処は、ハンカチ等の絡み付きに伴う揚水不能を防ぐことができる汚水圧送ポンプを提供することにある。

[0021] 更に、本発明の目的とする処は、停電時にも運転することができる汚水圧送ポンプを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0022] 上記目的を達成するため、請求項 1記載の発明は、モータケースを挟んでその上にカッター、下にインペラをそれぞれ配し、所謂「C— M— P」構成ではあるが、前記モータケース内に収容されたモータ軸の回転をマグネットカップリングを介して前記力ッター及びインペラにそれぞれ伝達するよう構成したことを特徴とする。

[0023] 請求項 2記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記モータケースの上下面に短軸をそれぞれ突設し、上方の短軸に前記カッターを、下方の短軸に前記インペラを軸受ブッシュを介してそれぞれ回転自在に支承せしめたことを特徴とする。

[0024] 請求項 3記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記カッターと前記インべラを前記モータケースとの間で隙間を介して凹凸嵌合せしめたことを特徴とする。

[0025] 請求項 4記載の発明は、請求項 1〜3の何れかに記載の発明において、前記カツタ一への伝達トルク Tcと前記インペラへの伝達トルク Ti及びモータの駆動トルク Tmとの間に、

Tm>Ti>Tc

Tm≥Ti+Tc

なる関係が成立することを特徴とする。

[0026] 請求項 5記載の発明は、モータケースの下にインペラを配し、前記モータケース内に収容されたモータ軸の回転をマグネットカップリングを介して前記インペラに伝達するよう構成したことを特徴とする。

[0027] 請求項 6記載の発明は、請求項 5記載の発明において、前記モータケースの下面に短軸を突設し、該短軸に前記インペラを軸受ブッシュを介して回転自在に支承せしめたことを特徴とする。

[0028] 請求項 7記載の発明は、請求項 5記載の発明において、前記インペラを前記モータケースとの間で隙間を介して凹凸嵌合せしめたことを特徴とする。

[0029] 請求項 8記載の発明は、請求項 1〜7の何れかに記載の発明において、前記モータケース内に振動センサを設置したことを特徴とする。

[0030] 請求項 9記載の発明は、請求項 1〜8の何れかに記載の発明において、駆動源として DCモータを使用し、 AC電源を AC/DC変^^にて DC電源に変換して前記 DC モータを駆動するとともに、 DCバッテリを充電し、停電時には前記 DCバッテリにて前記 DCモータを駆動することを特徴とする。

[0031] 請求項 10記載の発明は、請求項 1〜8の何れかに記載の発明において、駆動源として DCモータを使用し、 AC電源を AC/DC変翻にて DC電源に変換して DCバッテリを充電し、該 DCバッテリによって前記 DCモータを駆動することを特徴とする。発明の効果

[0032] 請求項 1〜4記載の発明によれば、モータ力カッター及びインペラへの動力伝達をマグネットカップリングを介して行う構成を採用したため、軸封部を省略することができ、その分だけ当該ポンプの全高を低く抑えて小型化を図ることができるとともに、水漏れを確実に防ぐことができる。

[0033] 又、モータ力もカッター及びインペラへの動力伝達をマグネットカップリングを介して行うとともに、カッターへの伝達トルク Tcをインペラへの伝達トルク TUりも小さく（Tc く Ti)設定したため、カッターにハンカチ等の異物が絡み付いて該カッターの回転がロックした場合であっても、インペラは回転を続けて所要のポンプ機能を果たすため、汚水の圧送が継続してなされ、汚水が容器から溢れ出す等の不具合が発生することがない。

[0034] 請求項 5〜7記載の発明によれば、モータからインペラへの動力伝達をマグネット力ップリングを介して行う構成を採用したため、軸封部を省略することができ、その分だけ当該ポンプの全高を低く抑えて小型化を図ることができるとともに、水漏れを確実に防ぐことができる。

[0035] 請求項 8記載の発明によれば、何らかの原因でマグネットカップリングに脱調現象が発生したような場合には大きな振動が発生するため、この振動を振動センサによつて検知することによって異常の発生を迅速に知ることができ、アラーム等を発して適切な措置を促すことができる。

[0036] 請求項 9記載の発明によれば、停電のために商用電源である AC電源が使用できな、場合であっても、 DCバッテリを駆動電源として DCモータを駆動することができるため、停電時においても汚水圧送ポンプを駆動して汚水を圧送することができ、停電に伴う不具合が発生することがな、。

[0037] 請求項 10記載の発明によれば、 DCモータの駆動は常に DCバッテリを駆動源としてなされるため、停電時にお!、ても汚水圧送ポンプを駆動して汚水を圧送することができ、停電に伴う不具合が発生することがない。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る汚水圧送ポンプの断面図である。

[図 2]本発明の実施の形態 2に係る汚水圧送ポンプの断面図である。

[図 3]本発明の実施の形態 3に係る汚水圧送ポンプの断面図である。

[図 4]本発明の実施の形態 4に係る汚水圧送ポンプの断面図である。

[図 5]停電時においても汚水圧送ポンプを運転するための第 1の方法を示す電気回路図である。

[図 6]停電時においても汚水圧送ポンプを運転するための第 2の方法を示す電気回路図である。

[図 7]従来の汚水圧送ポンプ（「M— C P」タイプ）の断面図である。

[図 8]従来の汚水圧送ポンプ（「C M— P」タイプ）の断面図である。

[図 9]従来の汚水圧送ポンプ（「M— P— C」タイプ）の断面図である。

符号の説明

[0039] 1, 1A〜1C 汚水圧送ポンプ 2 モータケース

3 ポンプケース

4 モータ軸

9 回転センサ

10 加速度センサ (振動センサ)

16, 17 マグネット

18, 19 短軸

20 軸受ブッシュ

21 ミキサー

22 マグネット

23 カッター

25 スラストパッド

27 カッターケース

28 軸受ブッシュ

29 インペラ

30 マグネット

31, 32 スラストパッド

37 ポンプ室

39, 40 凸部

43, 44 スラストパッド

43a, 44a 凹部

B DCバッテリ

Dl, D2 ダイオード

DC IN 直流安定化電源

C 粉砕部

M モータ

P ポンプ部

R 充電抵抗発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

[0041] <実施の形態 1 >

図 1は本発明の実施の形態 1に係る汚水圧送ポンプの断面図である。

[0042] 本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1は、水洗トイレからの大便等の汚物を粉砕し、粉砕された汚物を含む汚水 (汚物混入水）を圧送するポンプであって、上から粉砕部（C)、モータ（M)、ポンプ部（P)を配置して成る「C M— P」タイプのポンプである。この汚水圧送ポンプ 1において、モータ（M)のハウジングを構成するモータケース 2は、ケース本体 2Aとその上部に被着されたカバー 2Bとで構成され、ケース本体 2A の下部にはポンプケース 3がー体に形成されている。尚、本実施の形態では、モータ (M)にはブラシレス直流モータを使用している。

[0043] 上記モータケース 2内には、その中心部にモータ軸 4が垂直に配され、該モータ軸 4は、上下一対のボールベアリング 5によって回転自在に支承されている。そして、モータ軸 4にはロータ 6が揷通固着され、その周囲にはコイル卷線であるリング状のステータ 7が配されている。又、モータケース 2内の基板 8には、ホール素子から成る回転センサ 9と超小型の加速度センサ 10が設置されており、モータ軸 4の回転数は回転センサ 9によって検出され、振動は加速度センサ 10によって検知される。尚、本実施の形態では、前記ロータ 6は、磁粉を榭脂に混ぜて成形して成る永久磁石を構成している。又、ステータ 7には、不図示の電源力も延びたリード線 11が接続されている。

[0044] ところで、前記ロータ 6の上下面には、ドラム状のマグネットホルダ 12, 13が複数のボルト 14とこれに螺着されたナット 15によって固定されており、これらのマグネットホルダ 12, 13には N極と S極の磁極を交互に配してドーナツリング状に成形されたマグネット（永久磁石） 16, 17がそれぞれ固定されている。

[0045] 一方、モータケース 2の上部（カバー 2B)と下部（ケース本体 2A)には、短軸 18, 1 9が前記モータ軸 4と同軸的にそれぞれ一体に突設されており、上方の短軸 18には軸受ブツユ 20を介して榭脂製のミキサー (カッター台） 21が回転自在に支承されている。そして、ミキサー 21には、モータケース 2のカバー 2Bを介して前記マグネット 16に対向するマグネット（永久磁石） 22がモールドされており、同ミキサー 21の上面には金属製のカッター 23が複数のビス（図には 1本のみ図示） 24によって取り付けられている。又、短軸 18のカバー 2Bとミキサー 21との間にはリング状のスラストパッド 25が介設されており、ミキサー 21とカッター 23に作用する下向きのスラスト力（マグネット 1 6, 22による吸引力）は、スラストパッド 25によって受けられる。尚、マグネット 22は、マグネット 16と同様に N極と S極の磁極を交互に配してリング状に成形されており、これらの一対のマグネット 16, 22はマグネットカップリングを構成している。

[0046] ここで、ミキサー 21とカッター 23は粉砕部 (C)を構成するが、これらはモータケース 2の上部に複数のボルト 26によって取り付けられた円筒状のカッターケース 27内に収容されており、カッターケース 27には、円孔状の大きな 1つの流入口（不図示）と同じく円孔状の小さな複数の流出口 27bが形成されている。そして、流入口には、不図示の便器力斜め下方に延びる不図示の接続管が接続されている。

[0047] 又、下方の短軸 19には、軸受ブッシュ 28を介して榭脂製のインペラ 29が回転自在に支承されており、該インペラ 29には、モータケース 2のケース本体 2A (ポンプケース 3)を介して前記マグネット 17に対向するマグネット (永久磁石） 30力 Sモールドされている。そして、短軸 19には、インペラ 29を上下から挟持するようにリング状の上下一対のスラストパッド 31, 32が設けられており、インペラ 29に作用する上向きのスラストカ（マグネット 17, 30による吸引力）はスラストパッド 31によって受けられ、下方向きのスラスト力（水の吸引力）はスラストパッド 32によって受けられる。尚、下方のスラストノッド 32は、短軸 19の端部に嵌着されたスナップリング 33によって固定されている。

[0048] ここで、マグネット 30は、マグネット 17と同様に N極と S極の磁極を交互に配してリング状に成形されており、これらの一対のマグネット 17, 30はマグネットカップリングを構成している。

[0049] 又、前記軸受ブッシュ 20, 28はカーボン含浸榭脂で構成され、スラストパッド 25, 3 1, 32はジルコユア又はアルミナ製のセラミックスで構成されている。

[0050] ところで、ポンプ部（P)における前記ポンプケース 3の下面には、底板 34が複数のボルト（図 1には 1本のみ図示） 35によって取り付けられており、その中央部には前記インペラ 29の中心部に開口する吸入口 36が形成されている。そして、ポンプケース 3 内にはスクロール状のポンプ室 37が形成されており、このポンプ室 37内には前記ィンペラ 29が回転自在に配されている。尚、ポンプケース 3の側部には吐出ノズル 3a が突設されており、該吐出ノズル 3aには吐出口 38が開口している。

[0051] 而して、以上の構成を有する汚水圧送ポンプ 1は不図示の容器内に収納されている。

[0052] 次に、本発明に係る汚水圧送ポンプ 1の作用について説明する。

[0053] 不図示の便器からの汚水は、不図示の接続管の傾斜に沿って容器内の汚水圧送ポンプ 1に流れ込む。汚水圧送ポンプ 1においては、モータ（M)が駆動されており、該モータ（M)のモータ軸 4の回転は相対向するマグネット 16, 22及びマグネット 17, 30によってそれぞれ構成されるマグネットカップリングによってミキサー 21とカッター 23及びインペラ 29にそれぞれ伝達され、これらが所定の速度で回転駆動される。即ち、モータ（M)のモータ軸 4が回転駆動されると、これと共に上下のマグネット 16, 1 7が回転し、該マグネット 16, 17とこれらにそれぞれ対向するマグネット 22, 30との間に存在する一般的な永久磁石の原理によって、相対向する一対のマグネット 16と 22 間及びマグネット 17, 30間の各円周方向に N' S極による吸引'反発力が発生し、この吸引'反発力によってモータ軸 4の回転がミキサー 21とカッター 23及びインペラ 29 にそれぞれ伝達され、これらが各短軸 18, 19を中心として前述のように所定の速度で回転駆動される。

[0054] 尚、ミキサー 21とカッター 23及びインペラ 29の各回転中心には軸受ブッシュ 20, 2 8がそれぞれ嵌着され、これらの軸受ブッシュ 20, 28が各短軸 18, 19の周りを回転するため、両者間の摺動抵抗が小さく抑えられる。又、ミキサー 21及びカッターに作用するスラストカはスラストパッド 25によって受けられ、インペラ 29に作用するスラストカはスラストパッド 31, 32によって受けられる。因に、カッター 23は粉砕作用を行うだけで、上方へのスラスト力（吸引力）は発生しないため、カッター 23及びミキサー 21に対しては 1つのスラストパッド 25を設けるだけで良い。

[0055] ここで、モータ（M)からカッター 23への伝達トルクを Tc、インペラ 29への伝達トルクを Ti、モータ（M)の駆動トルク Tmとすると、これらの間には次の大小関係が成立するよう構成されている。

[0056] Tm>Ti>Tc · ·· (!) Tm≥Ti+Tc - -- (2)

本実施の形態では、モータ（M)の駆動トルク Tmは約 150W、カッター 23への駆動トルク Tcは約 40W、インペラ 29への伝達トルク Tiは約 100Wにそれぞれけ設定されており、上記（1)式と（2)式を共に満足している。

[0057] ところで、（1)式に示すように、カッター 23への駆動トルク Tcをインペラ 29への伝達トルク TUりも小さくする (Tcく Ti)ための方法としては、磁束密度の異なるマグネットを使用する方法 (マグネット 22としてマグネット 30よりも小さな磁束密度のものを使用する）、磁束密度が同じマグネットを使用する場合にはそれらのモールド深さを変える方法 (マグネット 22のモールド深さをマグネット 30のそれよりも深くする方法（図示例では、マグネット 22の右側の深さ hを左側の深さよりも深くしている（h>h' ) ) )、マグネットカップリングを構成する一対のマグネット間の距離を変える方法 (例えば、スラストパッド 25の間にヮッシャを介設してマグネット 16, 22間の距離をマグネット 17, 30 間の距離よりも大きく設定する)等が考えられる。

[0058] 而して、前述のようにカッター 23がカッターケース 27内で回転するとともに、インべラ 29がポンプケース 3内のポンプ室 37で回転すると、カッターケース 27の側壁に開口する流入ロカカッターケース 27内へと流れ込んだ汚水に含まれる大便等の異物は、カッター 23によって細力べ粉砕され、汚水と共に複数の流出口から容器内へと流出する。そして、流出した汚水は、ポンプ室 37内で回転するインペラ 29のポンプ作用によって吸入口 36からポンプ室 37内へと吸引され、インペラ 29によって昇圧された後に吐出ノズル 3aの吐出口 38へと排出され、該吐出ノズル 3aに接続された不図示の排水管を経て不図示の下水管や浄化槽へと圧送される。

[0059] ところで、誤ってハンカチ等を便器に落としてしまった場合、このハンカチ等はカツター 23で切断することができないため、このハンカチ等がカッター 23やミキサー 21に絡み付いてカッター 23とミキサー 21の回転がロックされる。このような場合であっても、モータ軸 4力もカッター 23及びミキサー 21への動力の伝達にはマグネットカップリングが使用され、し力も、前述のようにカッター 23への駆動トルク Tcをインペラ 29への伝達トルク TUりも小さく（Tcく Ti)したため、モータ軸 4は回転を続け、マグネット 17 , 30で構成されるマグネットカップリングは正常に機能してモータ軸 4の回転をインべラ 29に伝達する。この結果、インペラ 29は、回転軸 4と共に回転し続け、カッター 23 による粉砕機能が停止した場合であっても、少なくともインペラ 29は正常に回転して汚水を圧送し続けるため、揚水不能という事態の発生が免れ、汚水が容器から溢れ出す等の不具合が発生することがな、。

[0060] 尚、ハンカチ等の絡み付きによってカッター 23とミキサー 21の回転がモータ軸 4の回転に同調できなくなり、所謂脱調現象が発生すると、マグネット 16, 22間において N極と S極による同極同士の反発と異極同士の引合が交互に繰り返され、カッター 23 への伝達トルク Tcは平均的にはほぼ 0となる（Tc^O)。又、ドーナツリング状のマグネット 16, 22によって構成されたマグネットカップリンクセに脱調現象が発生すると、大きな振動が発生するが、 N極と S極による前記反発と引合によって大きな振動が発生するが、この振動は加速度センサ 10によって検知されるため、この検知によって例えばアラームを発して脱調現象の発生を知らせ、適切な処置を促すことができる。

[0061] 以上において、本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1においては、モータ（M)からカッター 23とミキサー 21及びインペラ 29への動力伝達をマグネットカップリングを介して行う構成を採用したため、軸封部を設ける必要がなくなり、これによつて全高を約 90mmと低く抑えて小型化を図ることができ、ポンプ形式として「C— M— P」タイプを採用しても、便器と容器を同一床面に設置することができるとともに、便器と同一床面での排水が可能となる。

[0062] 又、モータ（M)として、水中で駆動される水中モータを採用したため、該モータ（M )は水によって常時冷却され、その過熱が防がれる。

[0063] 更に、前述のように、モータ（M)からミキサー 21とカッター 23及びインペラ 29への動力伝達の手段としてマグネットカップリングを採用したため、水漏れの原因となる軸貫通部が不要となり、水漏れに起因する電気的な絶縁を招く可能性がない。

[0064] <実施の形態 2 >

次に、本発明の実施形態 2を図 2に基づいて説明する。

[0065] 図 2は本実施の形態に係る汚水圧送ポンプの断面図であり、本図においては、図 1 に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。 [0066] 本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1Aにおいては、モータケース 2の上下面（力バー 2Bの上面とケース本体 2Aの下面）に半球状の凸部 39, 40力ねじ 41, 42によつてそれぞれ螺着されて!ヽる。

[0067] 他方、ミキサー 21の底面とインペラ 29の背面（上面）の中心部に嵌着されたスラストノッド 43, 44の各回転中心部には半球状の凹部 43a, 44aがそれぞれ形成されており、ミキサー 21とカッター 23及びインペラ 29は、これらに形成された前記凹部 43a , 44aをモータケース 2に螺着された前記凸部 39, 40に所定の隙間（0. 1〜0. 2m m)を介して嵌合せしめることによって、径方向の位置決めがなされ、マグネットカップリングを構成する一対のマグネット 16, 22間及びマグネット 17, 30間に発生する磁気的な吸引力によってモータケース 2側へと吸引され、各スラストパッド 43, 44がモータケース 2に当接する状態で保持されている。

[0068] 而して、本実施形態に係る汚水圧送ポンプ 1 Aにおいても、モータ（M)のモータ軸 4の回転は相対向するマグネット 16, 22及びマグネット 17, 30によってそれぞれ構成されるマグネットカップリングによってミキサー 21とカッター 23及びインペラ 29にそれぞれ伝達され、これらが所定の速度で回転駆動され、カッター 23による異物粉砕とインペラ 29による汚水の圧送がなされる。

[0069] 以上において、本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1Aは、カッター 23とミキサー 21及びインペラ 29の保持構造が前記実施の形態 1と異なるのみで、他の構成は実施の形態 1と同様であるため、本実施の形態においても前記実施の形態 1と同様の効果が得られる。

[0070] <実施の形態 3 >

次に、本発明の実施の形態 3を図 3に基づいて説明する。

[0071] 図 3は本実施の形態に係る汚水圧送ポンプの断面図であり、本図においては、図 2 に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。

[0072] 本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1Bは、台所、洗面台、浴室等からの汚水を圧送するインライン型のポンプであって、前記実施の形態 2に係る汚水圧送ポンプ 1A にお、て粉砕部 (C)を省略したものであり、他の構成は実施の形態 2に係る汚水圧送ポンプ 1Aのそれと同じである。

[0073] 而して、本実施形態に係る汚水圧送ポンプ 1Bにおいては、モータ（M)のモータ軸 4の回転は相対向するマグネット 17, 30によって構成されるマグネットカップリングを介してインペラ 29に伝達され、該インペラ 29が所定の速度で回転駆動されるため、排水管 45からポンプケース 3内のポンプ室 37に吸引された汚水は、インペラ 29によつて昇圧された後に吐出ノズル 3aの吐出口 38へと排出され、吐出ノズル 3aに接続された不図示の排水管を経て不図示の下水管へと圧送される。

[0074] 以上において、本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1Bは、図 2に示す実施の形態 2に係る汚水圧送ポンプ 1Aの粉砕部 (C)を省略したものであるため、その全高が更に低く抑えられる。又、モータ（M)からインペラ 29への動力伝達手段としてマグネットカップリングを使用しているため、前記実施の形態 1, 2と同様の効果が得られる。

[0075] 尚、図示しないが、図 1に示した実施の形態 1に係る汚水圧送ポンプ 1において粉砕部 (C)を省略することによって、本実施の形態と同様の汚水圧送ポンプを構成することができる。即ち、モータケース (ケース本体)の下面に突設された短軸にインべラを軸受ブッシュを介して回転自在に支承せしめる構成を採用することができる。

[0076] <実施の形態 4 >

次に、本発明の実施の形態 4を図 4に基づいて説明する。

[0077] 図 4は本実施の形態に係る汚水圧送ポンプの断面図であり、本図においては、図 3 に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。

[0078] 本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1Cも、台所、洗面台、浴室等からの汚水を圧送するポンプである力不図示の容器内に収納される点が前記実施の形態 3のものとは異なり、その他は実施の形態 3に係る汚水圧送ポンプ 1Bと同じである。

[0079] 而して、本実施形態に係る汚水圧送ポンプ 1Cにおいても、モータ（M)のモータ軸 4の回転は相対向するマグネット 17, 30によって構成されるマグネットカップリングを介してインペラ 29に伝達され、該インペラ 29が所定の速度で回転駆動されるため、不図示の排水管力も容器内に導入された汚水は、インペラ 29によって昇圧された後に吐出ノズル 3aの吐出口 38へと排出され、吐出ノズル 3aに接続された不図示の排水管を経て不図示の下水管へと圧送される。

[0080] 以上において、本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ 1Cは、基本的に図 3に示した実施の形態 3に係る汚水圧送ポンプ 1Bと同じであるため、実施の形態 3と同様の効果が得られる。

[0081] 尚、図示しないが、図 1に示した実施の形態 1に係る汚水圧送ポンプ 1において粉砕部 (C)を省略することによって、本実施の形態と同様の汚水圧送ポンプを構成することができる。即ち、モータケース (ケース本体)の下面に突設された短軸にインべラを軸受ブッシュを介して回転自在に支承せしめる構成を採用することができる。

[0082] ところで、以上の実施の形態 1〜4に係る汚水圧送ポンプ 1, 1A〜： LCには、駆動源として全て DCモータ（M)が使用されて、るが、この DCモータ（M)の電源としては A C電源（商用電源）が使用されている。このため、 AC電源を不図示の ACZDC変換器によって DC電源に変換し、この DC電源によって DCモータ（M)を駆動するようにしている。

[0083] ところが、停電のために商用電源である AC電源が使用できない場合には、 DCモータ（M)、つまりは汚水圧送ポンプ 1, 1A〜1Cを駆動することができず、汚水を圧送することができな、と、う不具合が発生する。

[0084] そこで、本発明では、 DCバッテリを充電し、停電時 (或は通常時にも）前記 DCバッテリにて DCモータ（M)を駆動するようにした。その方法には次の 2方法が考えられ、各方法を実現するための電気回路を図 5、図 6にそれぞれ示す。

[0085] 即ち、第 1の方法は、図 5に示すように、通常は不図示の AC 100V電源（家庭用電源等）を不図示の ACZDC変によって DC電源に変換して成る直流安定ィ匕電源 (DC IN)力もダイオード (D1)及び抵抗 (R)を介してニツカド電池等の DCバッテリ（ B)に DC電流を流して該 DCバッテリ（B)を充電するとともに、モータ (M)を駆動して汚水圧送ポンプ 1, 1A〜1Cによって汚水を圧送する。

[0086] そして、停電時には、 DCバッテリ（B)からダイオード (D2)を介してモータ（M)へ駆動用電源が供給されるため、汚水圧送ポンプ 1, 1A〜1Cによって汚水が圧送される。このように、停電時においても、汚水圧送ポンプ 1, 1A〜1Cの運転が停止されることがないため、停電のために汚水を圧送することができなくなるという不具合が発生することがない。尚、抵抗 (R)は充電抵抗であって、 DCバッテリ（B)を構成する電池の特性によって抵抗値が決められる。

[0087] 又、第 2の方法は、図 6に示すように、汚水圧送ポンプ 1, 1A〜1Cを必要なときのみ間欠駆動する場合に採用されるものであって、通常は直流安定化電源 (DC IN) 力もダイオード (D1)及び抵抗 (R)を介して DCバッテリ（B)に DC電流を流して該 DC ノッテリ（B)を充電しており、モータ（M)が駆動されるときには、ダイオード (D2)を介して DCバッテリ（B)からモータ (M)に DC電流を流して該モータ (M)を駆動して汚水圧送ポンプ 1, 1A〜： LCを必要な時間（通常は 5〜： LO秒以内）だけ運転する。

[0088] 上述のように、本方法では、モータ (M)は DCバッテリ（B)を電源として駆動され、停電時以外の通常時に DCバッテリ (B)は充電されているため、停電時においても、通常時と同様にモータ (M)は DCノッテリ（B)を電源として駆動される。従って、この方法によれば、停電時においても汚水圧送ポンプ 1, 1A〜： LCの間欠運転を通常時と同様に行うことができるため、停電のために汚水を圧送することができなくなるという不具合が発生することがない。尚、抵抗）は充電抵抗であって、 DCバッテリ（B)を構成する電池の特性によって抵抗値が決められる力直流安定化電源 (DC IN)に「電流制限機能」が備えられて、る場合には、抵抗 (R)を省略することができる。

[0089] 以上において、図 5に示す方法では、直流安定ィ匕電源（DC IN)にはモータ（M) を駆動するに十分な容量が必要であるが、図 6に示す方法では、直流安定化電源（ DC IN)の容量としては DCバッテリ（B)を充電するに十分な小さな容量で済むため、電源回路を小型化してコストダウンを図ることができる。但し、間欠運転の間に DC バッテリ（B)を充電しておく必要がある。

産業上の利用可能性

[0090] 本発明に係る汚水圧送ポンプは、水洗トイレ、台所、洗面台、浴室等から排出される汚水を圧送する水中モータ型のポンプとしてのみならず、適当な吸込管を接続することによって陸上ポンプとしての用途にも供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] モータケースを挟んでその上にカッター、下にインペラをそれぞれ配し、前記モータケース内に収容されたモータ軸の回転をマグネットカップリングを介して前記カッター及びインペラにそれぞれ伝達するよう構成して成ることを特徴とする汚水圧送ポンプ

[2] 前記モータケースの上下面に短軸をそれぞれ突設し、上方の短軸に前記カッターを、下方の短軸に前記インペラを軸受ブッシュを介してそれぞれ回転自在に支承せしめたことを特徴とする請求項 1記載の汚水圧送ポンプ。

[3] 前記カッターと前記インペラを前記モータケースとの間で隙間を介して凹凸嵌合せしめたことを特徴とする請求項 1記載の汚水圧送ポンプ。

[4] 前記カッターへの伝達トルク Tcと前記インペラへの伝達トルク Ti及びモータの駆動トルク Tmとの間に、

Tm>Ti>Tc

Tm≥Ti+Tc

なる関係が成立することを特徴とする請求項 1〜3の何れかに記載の汚水圧送ボンプ。

[5] モータケースの下にインペラを配し、前記モータケース内に収容されたモータ軸の回転をマグネットカップリングを介して前記インペラに伝達するよう構成して成ることを特徴とする汚水圧送ポンプ。

[6] 前記モータケースの下面に短軸を突設し、該短軸に前記インペラを軸受ブッシュを介して回転自在に支承せしめたことを特徴とする請求項 5記載の汚水圧送ポンプ。

[7] 前記インペラを前記モータケースとの間で隙間を介して凹凸嵌合せしめたことを特徴とする請求項 5記載の汚水圧送ポンプ。

[8] 前記モータケース内に振動センサを設置したことを特徴とする請求項 1〜7の何れかに記載の汚水圧送ポンプ。

[9] 駆動源として DCモータを使用し、 AC電源を ACZDC変^^にて DC電源に変換して前記 DCモータを駆動するとともに、 DCバッテリを充電し、停電時には前記 DCバッテリにて前記 DCモータを駆動することを特徴とする請求項 1〜8の何れかに記載の汚水圧送ポンプ。

駆動源として DCモータを使用し、 AC電源を AC/DC変^^にて DC電源に変換して DCバッテリを充電し、該 DCバッテリによって前記 DCモータを駆動することを特徴とする請求項〜 8の何れかに記載の汚水圧送ポンプ。