(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯機用風呂水自吸式ポンプ内の電動機軸又はインペラ軸に外嵌され、合成樹脂製からなり電動機側シュラウドを開放したセミオープン型インペラであって、吸水管側シュラウドの略中央部の円筒状突出壁を有しない吸水口内面に曲面形状を設けたことを特徴とする洗濯機用風呂水自吸式ポンプ用インペラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電動機駆動タイプ洗濯機用風呂水自吸式ポンプに係るものであり、詳しくはインペラの回転時に起こるキャビテーションの緩和、風呂水初期吸上時間の短縮、吐水量の増加、等を改善させた洗濯機用風呂水自吸式ポンプ用インペラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、洗濯機の略上部（例えば、トップカバー、トップパネル）に搭載されている風呂水を吸水する自吸（負圧）式ポンプ（以下、洗濯機用風呂水自吸式ポンプという。）には、直流電源（例えば、交流対地電圧１００Ｖ・周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚを全波整流した直流低電圧、或いは直流電圧１２Ｖ）を印加して直流電動機を駆動させてインペラを回転させるタイプと、一般用低圧の単相交流電源（例えば、交流対地電圧１００Ｖ・周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流低電圧）を印加して二極可逆電動機又は二極隈取電動機（スケルトン電動機）等の交流電動機を駆動させてインペラを回動させるタイプと、がある。
【０００３】
直流電動機駆動タイプは、吸水作用に理想的な湾曲形羽根の小形インペラが採用でき、該小形インペラを高速回転（例えば、６０００〜１２０００ｒｐｍ）させて高流速で吸水させているので、吸水音（騒音又は振動音、キャビテーション）は高めであるが、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ自体を小形にすることが可能である。本発明の特許願提出日時点においては、洗濯機用風呂水自吸式ポンプの主流は直流電動機駆動タイプである。例えば、特開平８−１３５５９０号公報、特開平９−２６２３９５号公報、特開平１０−５７６８３号公報、特開平１０−１９６５８２号公報等に開示されているポンプがある。又、吸水音改善に関するものには、例えば、特開平１０−２２５５９２号公報等に開示されている技術がある。
【０００４】
交流電動機駆動タイプは、インペラ自体の円運動の方向が規制しにくいために、例えば、十字形羽根の中形インペラが採用され、該中形インペラを低速回動（例えば、３０００〜３６００ｒｐｍ）させて低流速で吸水させているので、吸水音は低めであるが、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ自体が大形になる傾向にある。例えば、特開平１０−２４１９４号公報、特開平１０−３０５８６号、特開平１０−４７２８９号公報、特開平１０−１０３２９０号公報、特開平１０−２７４１９５号公報等に開示されているポンプがある。
【０００５】
参考ではあるが、水を扱う場所等で、洗濯機をはじめ低電圧駆動可能な家庭用電化製品等を使用する場合は、特に感電に注意をすべきである。その危険性は人体に流れる電流で決定され、電圧の大きさは二次的なものである。しかし、電圧（人体に印加される接触電圧）が低い程人体（等価抵抗で５００Ω）に流れる電流は小さくなるので、なるべく下記の許容接触電圧（社団法人日本電気協会の低圧電路地絡保護指針による。）を遵守すべきである。
第１種接触状態（人体の大部分が水中にある状態）においては、２．５Ｖ以下、第２種接触状態（人体が著しく濡れている状態）においては、２５Ｖ以下、第３種接触状態（上記以外）においては、５０Ｖ以下となっている。
又、外観部（例えば、ケーシング）に金属製部品の露出を避けて、絶縁性の高い材質（例えば、ＡＢＳ樹脂）を採用したり、水密性（絶縁処理等）を向上させると良い。
これらを考慮すると、ブラシレス構造を採用できる交流電動機駆動タイプが有利であるが、印加する直流電圧を２５Ｖ以下にすれば、直流電動機駆動タイプでも安全性が確保しやすくなる。
以下、直流電動機と交流電動機とを区別せずに、単に電動機という。
【０００６】
洗濯機用風呂水自吸式ポンプで使用されるインペラには、クローズ型インペラ、セミオープン型インペラ、オープン型インペラ等がある。
クローズ型インペラ１３は、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ内の電動機軸又はインペラ軸に外嵌され、合成樹脂製からなり吸水管側シュラウド（側板）２０と電動機側シュラウド（側板）２５とを有するインペラ（図６参照。）であって、吸水管側シュラウドの略中央部の吸水口に円筒状突出壁を有しないもの（例えば、特開平１０−２２５５９２号公報［特に該公報図５参照。］等に開示されているような形状のもの）、該円筒状突出壁を有するもの（例えば、特開平１０−２２７２９１号公報［特に該公報図４参照。］等に開示されているような形状のもの）がある。
セミオープン型インペラには、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ内の電動機軸又はインペラ軸に外嵌され、合成樹脂製からなり吸水管側シュラウドを開放したインペラ（例えば、特開平７−２４３３９８号公報［特に該公報図３参照。］等に開示されているような形状のもの）がある。
【０００７】
インペラは、電動機軸（シャフト）に直接固定されるものとインペラ軸（シャフト）に固定されるものとがある。インペラ軸とは、電動機軸に延設されたインペラを固定させる軸であり、詳しくはインペラ軸と電動機軸を樹脂成形部材（例えば、ポリアセタール樹脂）等の電気絶縁材で連結（ジョイント、カップリング）させたものである。その目的は、電気的絶縁性向上と、電動機の発熱をインペラに伝導（例えば、風呂水の水温が低い時、インペラがその水温を上回る温度になっていると、インペラの周りにキャビテーションが発生して吸水音が高めになる）させない為である。ここで、注意したいのは、電動機が長時間回ると過熱（例えば、１２０℃）することがあり、このような時には、その熱により樹脂成形部材が溶けて、電動機軸との結合が緩くなり、電動機が空転することが予想される。又、吸水する風呂水の水温は約５０℃以下であるが、ポンプケーシング内に収納される電動機が密閉式である場合は過熱防止の為に電動機の冷却等を講じる必要がある。
【０００８】
通常、電動機軸又はインペラ軸には水密の為に、少なくとも金属環とゴムとからなるハウジング固定式のオイルシール内環型を取り付ける場合が一般的である。オイルシールの他には、Ｏリング、リップパッキン（Ｕパッキン、Ｖパッキン）、メカニカルシール、グランドパッキン等が使用されるが、オイルシールは電動機等の軸部分に最も多く使われている代表的なシールである。
【０００９】
さて、前記の要素部品（電動機、オイルシール内環型、インペラ）等で構成された洗濯機用風呂水自吸式ポンプを作動させた時の説明をする。
電動機の駆動でインペラが回転すると、ポンプ室（インペラを囲っている室）が負圧になって、風呂水が吸水されるが、同時に電動機室（電動機を囲っている室）の大気も吸気される。つまり、電動機軸又はインペラ軸にはインペラ側にリップ先端部を向けてオイルシール内環型が取り付けてあるので、リードバルブ的な動作が起こり、該軸より大気が吸気されるのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような大気吸気を繰り返していると、オイルシール内環型の水密性が低下し、風呂水初期吸上時間が延びる、吐水量が減少するという問題点がある。
又、インペラの回転時に起こるキャビテーションにより、風呂水初期吸上時間の短縮できない、吐水量の増加ができないという問題点がある。
【００１１】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インペラの回転時に起こるキャビテーションの緩和、大気吸気の防止、風呂水初期吸上時間の短縮、吐水量の増加等を改善させた洗濯機用風呂水自吸式ポンプ用のインペラを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の洗濯機用風呂水自吸式ポンプ用のインペラにおいては、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ内の電動機軸又はインペラ軸に外嵌され、合成樹脂製からなり電動機側シュラウド（側板）を開放したセミオープン型インペラであって、吸水管側シュラウド（側板）の略中央部の円筒状突出壁を有しない吸水口内面に曲面形状（例えば、単なる面取り、流線形、湾曲形等を含む。）を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第一実施例のインペラ１０の一部破断図を含む正面図であり、図２は本発明の第一実施例のインペラ１０の背面図である。
図６は従来のインペラ１３を搭載した一実施例の洗濯機用風呂水自吸式ポンプ５０の断面図である。
【００１４】
図３は本発明の第一実施例のインペラ１０の平面断面図である。
インペラ１０においては、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ５０内の電動機軸５２又はインペラ軸５４に外嵌され、合成樹脂製（例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂等でも良いが、本実施例では、水中摩耗に耐久性の良い炭素繊維入りポリアセタール樹脂で形成した。又炭素繊維入りポリプロピレン樹脂、炭素繊維入りナイロン樹脂、炭素繊維入りポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂でも良い。）からなり電動機側シュラウド２５を開放したセミオープン型インペラであって、吸水管側シュラウド２０の略中央部の円筒状突出壁を有しない吸水口２９内面に単なる面取り部２１或いは曲面部２２（流線形でも湾曲形でも良い。）を設けた。
これにより、インペラ１０の回転時に起こるキャビテーションの騒音が減少した。又風呂水初期吸上時間が１０〜３０％短縮した。吐水量は７〜２５％増加した。（前記データは、ばらついているのではなく、揚程及びインペラの回転数等の試験条件の相違による試験結果によるものである。）
又、電動機側シュラウド２５の存在による負圧発生（大気吸気）が少なくなったので、オイルシール内環型の水密性が低下しにくくなり、風呂水初期吸上時間が延びる、吐水量が減少するということが改善された。
【００１５】
図４は本発明の第一実施例のインペラ１１の平面断面図である。
インペラ１０においては、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ５０内の電動機軸５２又はインペラ軸５４に外嵌され、合成樹脂製からなり電動機側シュラウド２５を開放したセミオープン型インペラであって、吸水管側シュラウド２０の略中央部の円筒状突出壁を有しない吸水口２９内面に曲面部２２（或いは面取り部２１）及び／又は流線形部２３（湾曲形でも良い。）を設けた。
これにより、インペラ１１の回転時に起こるキャビテーションの騒音が減少した。又風呂水初期吸上時間が１０〜３０％短縮した。吐水量は７〜２５％増加した。（前記データは、ばらついているのではなく、揚程及びインペラの回転数等の試験条件の相違による試験結果によるものである。）
又、電動機側シュラウド２５の存在による負圧発生（大気吸気）が少なくなったので、オイルシール内環型の水密性が低下しにくくなり、風呂水初期吸上時間が延びる、吐水量が減少するということが改善された。
【００１６】
図５は本発明の第一実施例のインペラ１２の平面断面図である。
インペラ１０においては、洗濯機用風呂水自吸式ポンプ５０内の電動機軸５２又はインペラ軸５４に外嵌され、合成樹脂製からなり電動機側シュラウド２５を開放したセミオープン型インペラであって、吸水管側シュラウド２０の略中央部の円筒状突出壁を有しない吸水口２９内面に曲面部２２（或いは面取り部２１）及び／又は流線形部２３（湾曲形でも良い。）と、吸水口２９外面（吸水管側）に曲面部或いは流線形部２４（湾曲形でも良い。）を設けた。つまり、飛行機等の翼形状にしたものである。
これにより、インペラ１２の回転時に起こるキャビテーションの騒音が減少した。又風呂水初期吸上時間が１０〜３０％短縮した。吐水量は７〜２５％増加した。（前記データは、ばらついているのではなく、揚程及びインペラの回転数等の試験条件の相違による試験結果によるものである。）
又、電動機側シュラウド２５の存在による負圧発生（大気吸気）が少なくなったので、オイルシール内環型の水密性が低下しにくくなり、風呂水初期吸上時間が延びる、吐水量が減少するということが改善された。
【００１７】
以上、本発明の好適な実施の形態について種々の組合せ等を述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの組合せ、改変等を施し得るのはもちろんである。
例えば、特開２０００−１３０３９１号公報等で開示されているように、密封対象側の水にリップ先端部が向いている水シールリップと、大気側にリップ先端部が向いている大気シールリップと、からなることを特徴とする洗濯機用風呂水自吸式ポンプ用オイルシールで大気吸気の問題をさらに改善しても良い。
【００１８】
【発明の効果】
本発明における洗濯機用風呂水自吸式ポンプ用のインペラにおいては、インペラの回転時に起こるキャビテーションの緩和、風呂水初期吸上時間の短縮、吐水量の増加等が改善されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例のインペラの一部破断図を含む正面図である。
【図２】本発明の第一実施例のインペラの背面図である。
【図３】本発明の第一実施例のインペラの平面断面図である。
【図４】本発明の第二実施例のインペラの平面断面図である。
【図５】本発明の第三実施例のインペラの平面断面図である。
【図６】従来のインペラを搭載した一実施例の洗濯機用風呂水自吸式ポンプの断面図である。
【符号の説明】
１０…第一実施例のインペラ、１１…第二実施例のインペラ、１２…第三実施例のインペラ、１３…従来のインペラ、２０…吸水管側シュラウド、２１…面取り部（内面）、２２…曲面部（内面）、２３…流線形部（内面）、２４…曲面部或いは流線形部（吸水管側）、２５…電動機側シュラウド、２９…吸水口、３０…羽根、４０…基板、４１…軸受け、５０…一実施例の洗濯機用風呂水自吸式ポンプ、５１…オイルシール内環型、５２…電動機軸、５３…ジョイント、５４…インペラ軸、５５…電動機、５６…吸水管、５７…吐出管、５８…逆止弁、５９…ポンプケーシング、６０…電動機電源電線、６１…ポンプ室
【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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