(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に回転可能に収容され、一方の端面中心に開口形成された入口側開口部と、外周面の複数位置に開口形成された出口側開口部との間を連通する通路を有する羽根車と、
前記ケーシングの外面に開口形成され、ケーシングの外部と前記羽根車の入口側開口部との間を連通する吸込側ポートと、
前記ケーシングの端面に開口形成されている吐出側ポートと、
前記ケーシングの内面に形成され、前記羽根車の出口側開口部から吐出される液体を吐出側ポートへ案内する案内羽根と、
前記案内羽根と前記羽根車との間に介在され、案内羽根と羽根車の端面との間を仕切る仕切り板と
を備え、前記仕切り板と対向する羽根車の端面外周側には、複数の攪拌羽根が形成されている渦巻きポンプ。
【請求項２】
仕切り板と対向する側の端面の外径を、羽根車の羽根の外径よりも小さくし、前記端面の外周部から露出する羽根を前記攪拌羽根とした請求項１に記載の渦巻きポンプ。
【請求項３】
前記攪拌羽根の回転軌跡の外径方向において攪拌羽根と対向するケーシングの内面部位には凸面が設けられている請求項１又は請求項２に記載の渦巻きポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦巻きポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
渦巻きポンプを使用した装置として、例えば、浴槽内のお湯に泡を発生させて、マッサージ作用や血行促進作用を有するジェットバスユニットを挙げることができる。このジェットバスユニットでは図９に示すように、浴槽７１と渦巻きポンプ７２との間を吸込用管７３及び吐出用管７４により連通することで、前記浴槽７１内のお湯に泡を発生させている。すなわち、渦巻きポンプ７２が駆動されると、浴槽７１内のお湯が吸込用管７３を介して渦巻きポンプ７２に吸い込まれた後、吐出用管７４から浴槽７１内に吐出される。そして、浴槽７１の噴出口７５には泡を効率良く吸引させる専用ノズル（図示せず）が装着されており、渦巻きポンプ７２から圧送されたお湯はこの専用ノズルから泡とともに噴出される。
【０００３】
ここで、前記渦巻きポンプ７２について説明する。図１０に示すように、渦巻きポンプ７２は羽根車８１の回転によって、その羽根車８１の通路を通過する水に遠心力を与え、圧力及び速度エネルギーを作用させるものである。従って、水（お湯）はポンプ７２のケーシング８２の端面中心に形成された吸込側ポート８３から羽根車８１の通路８４内に吸い込まれた後、羽根車８１の遠心力により羽根車８１の外周から案内羽根８５を介してケーシング８２の外周面に形成された吐出側ポート８６から吐出される。
【０００４】
しかしながら、上記ジェットバスユニットでは配管を取り回すためのスペースが必要であることから、マンションやアパート等ではその設置がスペース的に難しかった。また、配管を介して設置することから配管ロスが多く、ポンプ効率が低下するという問題もあった。
【０００５】
そこで、この問題を解消するために、浴槽７１の噴出口７５とポンプ７２とを直結してジェットバスユニットを構成することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、浴槽７１とポンプ７２とを直結する場合には、次のような問題が発生する。
【０００７】
すなわち、前記浴槽７１へのポンプ７２の取付性やメンテナンスの作業性の面から、ポンプ７２の羽根車（モータ）８１の軸線と浴槽７１の噴出口７５の軸線とを同方向に向けてポンプ７２を浴槽７１に取り付けるのが望ましい。しかし、この場合には、浴槽７１の噴出口７５とポンプ７２の吐出側ポート８６とは長い配管を介さなければ接続することができない。そこで、ポンプ７２の吸込側ポート８３を吐出側ポートとして浴槽７１の噴出口７５に連結するとともに、吐出側ポート８６を吸込側ポートとして浴槽７１の噴出口７５に接続することが考えられる。
【０００８】
しかし、ケーシング８２の外周面に形成された吐出側ポート８６からから水を吸い込んで、ケーシング８２の端面中心に形成された吸込側ポート８３から浴槽７１内にお湯を噴出することは難しい。なぜならば、羽根車８１の回転に伴いお湯に作用する遠心力は外方向（羽根車８１の軸線と直交する方向）に作用するからである。従って、ケーシング８２の中心位置（吸込側ポート８３）から、お湯を吐出することはほとんど不可能である。
【０００９】
また、従来の渦巻きポンプ７２では、羽根車８１の外周面と対向するケーシング８２の部位に案内羽根８５等が設けられていることから、ポンプ７２の外径が大きくなって、ポンプ７２の取り付けが難しくなる。
【００１０】
さらに、従来のポンプ７２には自吸用の分気箱を設けなければ、ポンプ７２内から水が抜けた後にポンプ７２を駆動させても水の吸込動作及び吐出動作が正常に行われない。そのため、ポンプ７２が大型化するという問題があった。
【００１１】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、第１の目的は、ケーシングの外周方向から液体を吸い込んで、その吸い込んだ液体をケーシングの端面から吐出することが可能な渦巻きポンプを提供することにある。
【００１２】
第２の目的は、部品点数を減少できるとともに、小型化を図ることが可能な渦巻きポンプを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、ケーシング内に回転可能に収容され、一方の端面中心に開口形成された入口側開口部と、外周面の複数位置に開口形成された出口側開口部との間を連通する通路を有する羽根車と、前記ケーシングの外面に開口形成され、ケーシングの外部と前記羽根車の入口側開口部との間を連通する吸込側ポートと、前記ケーシングの端面に開口形成されている吐出側ポートと、前記ケーシングの内面に形成され、前記羽根車の出口側開口部から吐出される液体を吐出側ポートへ案内する案内羽根と、前記案内羽根と前記羽根車との間に介在され、案内羽根と羽根車の端面との間を仕切る仕切り板とを備え、前記仕切り板と対向する羽根車の端面外周側には、複数の攪拌羽根が形成されていることをその要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、仕切り板と対向する側の端面の外径を、羽根車の羽根の外径よりも小さくし、前記端面の外周部から露出する羽根を前記攪拌羽根としたことをその要旨とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、前記攪拌羽根の回転軌跡の外径方向において攪拌羽根と対向するケーシングの内面部位には凸面が設けられていることをその要旨とする。
【００１７】
従って、請求項１に記載の発明においては、まず、吸込側ポートに液体を供給する液体供給源を接続する。この状態でポンプが駆動（羽根車が回転）されると、液体が吸込側ポートから羽根車の入口側開口部より羽根車内に流動する。そして、その液体は羽根車の通路を経て出口側開口部よりケーシング内に吐出される。その後、羽根車の出口側開口部より吐出された液体は、仕切り板と案内羽根との間に回り込んで、案内羽根により案内されて吐出側ポートからケーシング外に吐出される。
【００１９】
前記案内羽根と羽根車との間に仕切り板が設けられていない場合には、ポンプ動作が正常に行われない。これは、仕切り板が設けられていない場合には羽根車の回転に伴い、羽根車と案内羽根との間に乱流が発生するためである。この乱流により、羽根車と案内羽根との間にある液体が吐出側ポートに向かって流動せずに、吐出側ポートから離間する方向に向かって流動する。
【００２０】
すなわち、前記仕切り板は羽根車の通路から案内羽根側に流動した液体に乱流が発生するのを防止し、確実に案内羽根により液体を吐出側ポートに向かって案内させるための部材である。
【００２１】
さらに、浴槽から一度水を抜いて、再度浴槽に水を入れた場合には、ケーシングの吐出側ポート上端よりも上側にエアが溜まる。ケーシング内に溜まったエアは、ポンプの運転開始に伴い、回転する羽根車の攪拌羽根によりケーシングの下部に溜まっている液体と、かき混ぜられる。これにより、ケーシング内に溜まっていたエアが液体とともに吐出側ポートから吐出される。
【００２２】
その結果、ポンプの駆動開始時においても正常に液体の吸い込み動作及び吐出動作が行われる。すなわち、この攪拌羽根が無い場合には、自吸用の分気箱を設けなければ、ポンプを正常に駆動させることができない。
【００２３】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明の作用に加え、羽根車の羽根を攪拌羽根として兼用できることから、構成が簡略化される。
請求項３に記載の発明においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加え、攪拌羽根によりかき混ぜられた液体とエアとが、羽根車の回転に伴いケーシングの内面に形成された凸面に干渉して案内羽根側に強制的に流動する。これにより、液体とエアとが混ざったものが効率良く吐出側ポートから吐出される。すなわち、より短時間でポンプが正常運転となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をジェットバスユニットに使用される渦巻きポンプに具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示すように、浴槽１１の側壁面には噴出口１２が、また、底面（側壁面でも可）には排出口１３が形成されている。噴出口１２には泡発生用ノズル１４が装着されている。浴槽１１の外部にて泡発生用ノズル１４には渦巻きポンプＰの吐出側ポート１５が連結されている。また、渦巻きポンプＰの吸込側ポート１６と浴槽１１の排出口１３との間はパイプ１７により連結されている。なお、浴槽１１の外部に露出する泡発生用ノズル１４の部位にはエアを吸い込むエア吸込用口（図示せず）が設けられている。
【００２６】
次に前記渦巻きポンプＰについて説明する。
図２に示すように、渦巻きポンプＰの駆動源であるモータ１８の前面にはシールプレート４１を介してケーシング１９が装着されている。ケーシング１９の外周面には前記吸込側ポート１６が、また、ケーシング１９の端面中心部には前記吐出側ポート１５が形成されている。前記ケーシング１９内にはインナーケーシング２０が装着され、同インナーケーシング２０によりケーシング１９とシールプレート４１との間は、吸込室２１と吐出室２２とに区画されている。
【００２７】
前記インナーケーシング２０の中心部には連通孔２３が貫通形成され、この連通孔２３により前記吸込室２１と吐出室２２とが連通されている。前記吸込側ポート１６と対向するインナーケーシング２０の外周部位には連通路２４が切欠き形成されている。この連通路２４を介して吸込側ポート１６と吸込室２１とが連通されている。
【００２８】
前記吐出室２２には羽根車２５が収容され、同羽根車２５はモータ軸１８ａに支持されている。図２及び図４に示すように、前記吸込室２１と対向する側の羽根車２５の端面中心部位には入口側開口部４２が形成されている。また、羽根車２５の外周面には複数（本実施の形態では６孔）の出口側開口部４３が形成されている。両開口部４２，４３の間は渦状の通路２６によって連通されている。すなわち、羽根車２５の各通路２６を介して前記吸込室２１と吐出室２２とが連通されている。前記羽根車２５と対向するケーシング１９の内端面には案内羽根２７が一体形成されている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、前記案内羽根２７はケーシング１９の内端面の３ヵ所に等角度で形成されている。案内羽根２７は前記羽根車２５の渦巻き方向と同方向を向き、各案内羽根２７の先端面は前記吐出側ポート１５の開口端縁と、ほぼ面一である。前記各案内羽根２７の端面には環状の仕切り板２８が取付固定され、その仕切り板２８により案内羽根２７と羽根車２５との間が仕切られている。
【００３０】
図２及び図５に示すように、前記仕切り板２８と対向する側の羽根車２５の端面外周側には、羽根車２５の通路２６と同数の攪拌羽根としての裏羽根２９が突出形成されている。また、前記裏羽根２９の回転軌跡から外径方向において所定のクリアランスを設けて離間するケーシング１９の部位には凸面３０が突出形成されている。
【００３１】
次に本実施の形態における作用について説明する。
まず、ポンプＰが駆動され、羽根車２５が回転すると、吸込側ポート１６からケーシング１９内（吸込室２１内）に吸い込まれる。そして、そのお湯は入口側開口部４２から羽根車２５内（通路２６内）に吸い込まれた後、出口側開口部４３から吐出室２２へ吐出される。その後、お湯は案内羽根２７により案内されて吐出側ポート１５から泡発生用ノズル１４を介して浴槽１１内に吐出される。これにより、浴槽１１内に泡が発生する。前記羽根車２５の出口側開口部４３より吐出室２２に吐出されたお湯は、仕切り板２８の作用により各案内羽根２７の間を安定して流動する。すなわち、羽根車２５の端面と案内羽根２７との間を、仕切り板２８により仕切ったことによりポンプ駆動時に羽根車２５の端面周辺に発生するお湯の乱流を、案内羽根２７側に伝達するのを防止することができる。これにより、案内羽根２７側を流動するお湯に乱流が発生するのを防止でき、効率良く吐出側ポート１５からお湯の吐出が行われる。
【００３２】
また、浴槽１１から一旦お湯を抜き、再度浴槽１１に水を入れた際には、吐出側ポート１５上端よりも上方のケーシング１９内にはエアが溜まる。このエアがケーシング１９内から排出されない場合には、ケーシング１９内に負圧が発生しないことから、お湯の吸い込み及び吐出が正常に行われない。本実施の形態では、前記裏羽根２９の作用により、前記エアの排出が可能である。
【００３３】
すなわち、羽根車２５が回転すると、裏羽根２９によりケーシング１９の下部に溜まっているお湯が、エアの溜まっているケーシング１９の上部にかきあげられる。また、これと同時にケーシング１９の上部に溜まっているエアが裏羽根２９によりケーシング１９内の下部に送り込まれる。これにより、お湯とエアとがかき混ぜられる状態となって、ケーシング１９に溜まっていたエアはお湯とともに吐出側ポート１５から吐出される。ケーシング１９内のエアが吐きだされることによりお湯の吸い込み及び吐出が正常に行われる。
【００３４】
また、前記裏羽根２９によりかき混ぜられたお湯とエアとは、ケーシング１９の内面に設けられた凸面３０に干渉して案内羽根２７側に強制的に流動される。これにより、お湯とエアとが混ざったものが効率良く吐出側ポート１５から吐出される。
【００３５】
本実施の形態では、上記のように渦巻きポンプＰを構成したことにより、次のような効果を得ることができる。
（１）羽根車２５の端面中心部に形成した入口側開口部４２とケーシング１９の外周面に形成した吸込側ポート１６とを連通したとともに、羽根車２５の出口側開口部４３から吐出されたお湯を、案内羽根２７を介してケーシング１９の中心部に形成した吐出側ポート１５に吐出するようにした。これにより、モータ１８の軸１８ａの軸線を、浴槽１１の噴出口１２の軸線と同方向に向けた状態でポンプＰを浴槽１１に取り付けることができる。
【００３６】
（２）羽根車２５と案内羽根２７との間に仕切り板２８を設けたことにより、羽根車２５と案内羽根２７との間を流動するお湯に乱流が発生するのを防止できる。その結果、ケーシング１９の外周面に形成された吸込側ポート１６からお湯を吸い込んで、そのお湯をケーシング１９の中心部に形成された吐出側ポート１５から確実に吐出することができる。
【００３７】
（３）仕切り板２８と対向する側の羽根車２５の端面外周部に、ケーシング１９の下部に溜まっているお湯とケーシング１９の上部に溜まっているエアとをかき混ぜる裏羽根２９を設けた。これにより、自吸用の分気箱等を設けることなく、ポンプＰの駆動開始時に正常にお湯の吸い込み動作及び吐出動作を行うことができる。その結果、ポンプＰの部品点数の減少を図ることはできるとともに、ケーシング１９の外径を小径化できるので、浴槽１１へのポンプＰの取り付けも容易に行うことができる。
【００３８】
（４）裏羽根２９の枚数を通路２６の形成数と同数の６枚としたことにより、効率良くお湯とエアとをかき混ぜることができる。すなわち、裏羽根２９の枚数を６枚未満とした場合には、お湯とエアとの混ざり度合いが不十分となり、エアが排出されてポンプが正常に駆動されるまでにかかる時間が長くなる。一方、裏羽根２９の枚数が７枚以上の場合には、抵抗が大きくなり過ぎてモータ１８に加わる負荷が大きくなるため、ポンプ効率が悪化する。このようなことから、裏羽根２９の枚数は通路２６の数と同数が望ましい。
【００３９】
（５）裏羽根２９の回転軌跡と対向する部位におけるケーシング１９の内面に凸面３０を形成した。これにより、裏羽根２９によりかき混ぜられたお湯とエアとが凸面３０に干渉して案内羽根２７側に強制的に流動する。その結果、お湯とエアとが混ざったものが効率良く吐出側ポートから吐出されるので、より短時間でポンプＰを正常運転にできる。
【００４０】
なお、本発明は次のように実施することもできる。
（１）上記実施の形態では、ジェットバスユニットにおいて具体化したが、油圧装置やその他の色々なシステムに本発明の渦巻きポンプＰを使用してもよい。
【００４１】
（２）上記実施の形態では、攪拌羽根としての裏羽根２９は羽根車２５の端面に突出形成したが、図６，図７に示すように、攪拌羽根を構成してもよい。すなわち、仕切り板２８と対向する羽根車２５の端面３２の外径を小さくし、その部分に露出する通路２６を構成する羽根片３１を攪拌羽根として兼用してもよい。この場合、上記実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、羽根車の構成を簡略化できる。
【００４２】
また、図８に示すように、仕切り板２８と対向する羽根車２５の端面外径を小さくし、その部分に露出する通路２６を構成する羽根片３１の羽根幅Ｌ１を、通路幅Ｌ２よりも仕切り板２８側に大きくして、攪拌羽根としてもよい。
【００４３】
（３）上記実施の形態では、案内羽根２７をケーシング１９の内端面の３ヵ所に形成したが、案内羽根２７の数を適宜変更して具体化してもよい。
次に、以上の各実施例によって把握される技術的思想について、その効果とともに以下に記載する。
【００４４】
（１）前記攪拌羽根の枚数は、前記羽根車の羽根の数と同数である渦巻きポンプ。
この構成によれば、ポンプ効率を低下させることなく、液体とエアとを効率良くかき混ぜることができる。すなわち、攪拌羽根の枚数が羽根車の通路の数よりも少ない場合には、液体とエアとのかき混ぜ度合いが低く、スムーズにエアが吐きだされない。一方、攪拌羽根の枚数が通路の数よりも多い場合には、攪拌羽根が抵抗となって羽根車を回転するモータへの負荷が大きくなる。そのため、ポンプ効率が低下する。このようなことから、攪拌羽根の枚数は羽根車の通路の数と同数がポンプ効率を低下させずに、効率良くケーシング内のエアを吐出することができる。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ケーシングの端面部から液体を吐出することができるので、配管等を介することなく直接ポンプから液体を器具に吐出することができる。
【００４６】
さらに、案内羽根と羽根車との間に仕切り板を設けたことにより、羽根車の通路から案内羽根側に流動した液体に乱流を発生するのを防止することができる。これにより、ケーシング内に吸い込んだ液体を確実に吐出側ポートから吐出することができる。
【００４７】
また、ポンプ駆動停止後にポンプ内の液体がある程度外部に抜けてケーシング内にエアが溜まっても、攪拌羽根の作用によりエアは液体とともに吐出側ポートから吐出されることから、ポンプの駆動開始時においても正常に液体の吸い込み動作及び吐出動作を行うことができる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ポンプの駆動開始から、より短時間でポンプを正常運転にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態におけるジェットバスユニットの概略的な構成図。
【図２】渦巻きポンプの側断面図。
【図３】ケーシング及び仕切り板の分解斜視図。
【図４】羽根車の正面図。
【図５】渦巻きポンプの部分拡大断面図。
【図６】別の実施形態の羽根車の正面図。
【図７】別の実施形態の渦巻きポンプの部分拡大断面図。
【図８】図６，図７とは異なる実施の形態における渦巻きポンプの部分拡大断面図。
【図９】従来のジェットバスの概略的なユニット構成図。
【図１０】（ａ）は従来の渦巻きポンプの正面図。（ｂ）は渦巻きポンプの側面図。
【符号の説明】
１９…ケーシング、２０…ケーシングの一部を構成するインナーケーシング、４２…入口側開口部４３…出口側開口部、２５…羽根車、２６…通路、１６…吸込側ポート、１５…吐出側ポート、２７…案内羽根、２８…仕切り板、２９…攪拌羽根としての裏羽根、３０…凸面、３１…羽根車の羽根。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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