(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室と、該ポンプ室の頂部付近の円周状の内周壁面から側面部に沿って突出形成され流体の流れに対向するエア溜り部と、該エア溜り部付近に形成されたポンプハウジングのエア抜き孔とからなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
【請求項２】
請求項１において、前記エア溜り部は、前記内周壁面の頂部付近から前記エア抜き孔の開口の流れ方向後方側まで突出形成された立上り部としてなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
【請求項３】
請求項２において、前記立上り部は、前記開口付近後方側周囲が略包囲状に形成されてなること特徴とするポンプのエア抜き構造。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記立上り部の端部から流れ方向前方側に延びる延出部が形成されてなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
【請求項５】
請求項１において、前記エア溜り部は、前記内周壁面と前記側面部との角部に形成され且つポンプ室の内方に向かって膨出する渦状壁面に凹み状に形成された導入溝とし、該導入溝の内部に前記エア抜き孔が形成されてなること特徴とするポンプのエア抜き構造。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５において、前記ポンプハウジングは前記ポンプ室を有するハウジング本体部と、前記ポンプ室の内周壁面内に挿入する連結部を有してポンプ室を塞ぐカバー材とからなり、該カバー材の連結部は前記エア溜り部の頂面に略当接状としてなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注入時にポンプ内に残留するエアを極めて効率的にポンプ外部に放出することができるポンプのエア抜き構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
エンジンに取付けられる冷却用の遠心ポンプにおいて、ポンプ室内の天頂方向に位置するエア抜き孔が設けられているものが存在する。このエア抜き孔は、ポンプ室からエア抜き流路を構成している。
【０００３】
上記遠心ポンプは、インペラの羽根によって水を回転させ吸入口から吐出口へ水を送出するものであるが、ポンプ内にエアが残留しているとポンプ効率を低下させてしまう原因となっている。注水時にポンプケーシング内にエア溜りが残るのを防ぐためにエア抜き孔が設けられており、そのポンプ室に溜まったエアが前記エア抜き孔を介してポンプ外へ排出される構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエア抜き構造では、ポンプ室の頂上部に溜まるエアは、そのポンプ室に開口したエア抜き孔から外部へ排出されるものである。しかし、単にポンプ室内にエア抜き孔を形成するのみでは、ポンプ室内のエアを十分に排出することはできず、ポンプ室内又はエア抜き流路のエア溜り状態が完全に解消されず、ポンプ効率の低下を防ぐことが困難であった。本発明の目的は、ポンプ室内又はエア抜き流路のエアを効率良く排出することでポンプ効率の低下を解消することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、ポンプ室と、該ポンプ室の頂部付近の円周状の内周壁面から側面部に沿って突出形成され流体の流れに対向するエア溜り部と、該エア溜り部付近に形成されたポンプハウジングのエア抜き孔とからなるポンプのエア抜き構造としたことにより、吐出性能への影響を最小限に抑えつつポンプ室内又はエア抜き流路のエアを効率良く排出する構造とし、上記課題を解決したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明における遠心ポンプは、ハウジング本体部Ａ1 とカバー材Ａ2 とから構成される〔図３（Ａ）参照〕。そのハウジング本体部Ａ1 には、略円形状のポンプ室１が形成され、該ポンプ室１の中心位置にはインペラ支持軸２が設けられている。また、ポンプ室１には、吸入ポート３及び吐出ポート４が形成されている〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕。
【０００７】
そのカバー材Ａ2 は、前記ハウジング本体部Ａ1 のポンプ室１と対向して装着され、ポンプ室１にインペラ８を収納してポンプ室１を水密状に塞ぐ役目をなす。前記カバー材Ａ2 には、前記インペラ８が収納されるカバー部１０の周囲に円板状の鍔部１１が形成され、該鍔部１１には前記ポンプ室１の内周壁面１ａ内に納まる円周状の連結部１１ａが形成され、該連結部１１ａにＯリング等の密閉材７を介して前記内周壁面１ａに嵌まり込むことができる。
【０００８】
前記ポンプ室１は、円形状の室内であり、略円周状の内周壁面１ａと略円形状の側面部１ｂから形成されている。その中心付近に前記インペラ８が位置し、吸入ポート３及び吐出ポート４がそれぞれ形成されている。さらに、前記内周壁面１ａには、前記側面部１ｂの隅角箇所に位置するようにして渦状壁面１ａ1 が形成されている。該渦状壁面１ａ1 は、前記吸入ポート３側から吐出ポート４側に向かって次第に直径が大きくなるように形成されたものである。即ち、前記渦状壁面１ａ1 は、流体の流れ方向に沿って次第に広がるように形成されたものである〔図１（Ｂ）参照〕。
【０００９】
図示された遠心ポンプは、マグネットカップリングにより駆動するタイプであり、インペラ８にはインナーマグネット８ａが装着され、ポンプハウジングＡの外部に設けられ図示されないアウターマグネットの回動によりインペラが回動するものである。
【００１０】
前記ポンプ室１には、そのポンプを所定の位置に装着するときに据付け上方位置に対応するポンプ室１内にエア抜き孔５が形成されている〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕。具体的には、ポンプ室１の側面部１ｂの据付け状態における略頂部箇所にエア抜き孔５が形成される。該エア抜き孔５は、ポンプ室１からエア抜き流路を構成している。ポンプハウジングＡの外部にエア抜き管１２及びチューブ１３のエア抜き流路が設けられ、該エア抜き流路からエアを排出することができるようになっている〔図１（Ａ）参照〕。
【００１１】
前記ポンプ室１内側において、前記エア抜き孔５の周囲には、エア溜り部６が形成されている〔図１（Ｂ）参照〕。該エア溜り部６は、前記エア抜き孔５の周囲で流体の流れを導入するようにして流体を引き込み、ポンプ室に溜まったエアをエア抜き孔５に導くと共にエア抜き流路のエアを押出す役目をなすものである。このような役目をなすエア溜り部６には、種々の実施形態が存在する。
【００１２】
該エア溜り部６の第１実施形態としては、ポンプ室１の内周壁面１ａの略頂部箇所から前記側面部１ｂに沿って前記エア抜き孔５の開口５ａの付近で、且つ流体の流れ方向に対して前記開口５ａの後方側に位置するようにして立上り部６ａが形成され、該立上り部６ａの端部から流体の流れ方向前方側に向かって延出部６ｂが形成されたものである〔図１（Ｂ），図２（Ａ）参照〕。
【００１３】
該延出部６ｂは、前記立上り部６ａの端部から延出して形成されたもので、内周壁面１ａと略平行となるように円弧状に形成されている〔図２（Ｂ）参照〕。また、延出部６ｂは、延出方向に直線状に形成されることもある〔図５（Ａ）参照〕。そのエア溜り部６は、立上り部６ａと延出部６ｂにより前記エア抜き孔５の開口５ａを包囲する形状となっている〔図２（Ａ），（Ｂ）参照〕。
【００１４】
前記延出部６ｂと前記内周壁面１ａとによって形成された流路は、流入側から立上り部６ａ側に向かって袋小路状又は閉塞状態になっている。この流路は、ポンプ室１を流れる流体を開口５ａへ導く案内的な役割をする導入路である。導入路内において、ポンプ室内に溜まったエアは、ポンプ室１の流体に掛かる圧力によって開口５ａへ押し出されて、エア抜き孔５からポンプ外へと積極的に排出させることができる〔図２（Ｂ）参照〕。
【００１５】
次に、第２実施形態のエア溜り部６において、立上り部６ａのみから構成され、前記延出部６ｂが形成されないタイプも存在する。前記立上り部６ａは、突出形成方向に直線状又は円弧状に形成されている〔図５（Ｂ），（Ｃ）参照〕。該立上り部６ａが直線状に形成されたものでは、該立上り部６ａと内周壁面１ａとのなす角度は、前記開口５ａを内角側として鋭角状に形成される。
【００１６】
これによって流体を開口５ａに集中させ、エアをエア抜き孔５から排出しやすいようにすることができる。また、その該立上り部６ａが円弧状に形成されたものでは、開口５ａは、流体の流れ方向の後方側が包囲される形状とし、同様に開口５ａ箇所に流体を集中させ、エアをエア抜き孔５から排出しやすいようにすることができる。
【００１７】
このように、ポンプ室１のエア抜き孔５の開口５ａにおけるエアは、単に溜まったエアが自然にポンプ外へ排出されるのではなく、開口５ａ近傍の立上り部６ａによって、ポンプ室１の流体を圧送する流れが前記立上り部６ａにせき止められて流体圧力がエアに作用し、エアを開口５ａからポンプ外へ押し出すことができ、エア溜まりのエア抜きを効果的にできる。
【００１８】
上記エア溜り部６は、ポンプ室１を形成したポンプハウジングＡのハウジング本体部Ａ1 と対となるカバー材Ａ2 とともに前記エアー溜まり部６を流体の流入口を形成した状態で、包囲された空隙室を形成するものである。前記カバー材Ａ2 は、ポンプの種類によって種々異なるものであり、前述したようなポンプハウジング，ポンプカバー等であったり、或いはエンジンなどのシリンダーブロックであったりする。また、ウォーターポンプの実施形態としてマグネットカップリングタイプのウォーターポンプを示したが、このタイプに限られず、通常の軸封シール構造によるポンプ軸駆動タイプのウォーターポンプなどにも適用することができる。
【００１９】
また、エア溜り部６は、前記カバー材Ａ2 の連結部１１ａとの当接により、エア抜き孔５の周囲を小区画室とすることもできる。即ち、前記カバー材Ａ2 の連結部１１ａをポンプ室１の内周壁面１ａに挿入すると、前記連結部１１ａとエア溜り部６の頂面とを当接するように設定する（図４参照）。そのエア抜き孔５の周囲が前記エア溜り部６と側面部１ｂと連結部１１ａとによる面で囲まれることになり、より一層流体が導入し易くなるものである。特に、エア溜り部６を立上り部６ａと延出部６ｂとから構成されるものとすれば、エア溜り部６は、略管路状となり、該エア溜り部６に流入した流体は、逃げ場が無くなり、圧力が増加し、エアを排出しやすい構造にすることができる〔図３（Ｂ）参照〕。
【００２０】
次に、エア溜り部６の第３実施形態について説明する。この実施形態では、エア溜り部６は、内周壁面１ａと側面部１ｂとの隅角箇所に形成された渦状壁面１ａ1 に流体の流れ方向に沿って凹み状となる導入溝６ｃが形成され、該導入溝６ｃの内部に前記エア抜き孔５が形成されている〔図６（Ａ）参照〕。
【００２１】
前記導入溝６ｃは、渦状壁面１ａ1 において、流れの略接線方向に沿って形成された溝であり、導入溝６ｃには流体が容易に流入し、該導入溝６ｃ内部で流体がせき止められることによって圧力が増加し、エア抜き孔５からポンプ外へ排出される〔図７（Ａ）参照〕。前記導入溝６ｃは、渦状壁面１ａ1 から深く食い込んだタイプと〔図６（Ａ）参照〕、浅く食い込むタイプとがある〔図７（Ｂ）参照〕。深く食い込んだタイプの導入溝６ｃでは、流体の流れ込む量が多くなり内部のエアを排出し易い。また、浅く食い込んだ導入溝６ｃでは、小さな凹み形状となることで製造が容易になる。なお、エア溜り部６を導入溝６ｃとした場合においても、前記カバー材Ａ2 の連結部１１ａとの当接により、導入溝６ｃを略管路状にすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ポンプ室１と、該ポンプ室１の頂部付近の円周状の内周壁面１ａから側面部１ｂに沿って突出形成され流体の流れに対向するエア溜り部６と、該エア溜り部６付近に形成されたポンプハウジングＡのエア抜き孔５とからなるポンプのエア抜き構造としたことにより、ポンプ室内のエアを抜き且つエア抜き流路内のエアを排出することが容易にできるし、第２に吐出性能への影響を最小限に抑えることができる等の効果を奏する。
【００２３】
上記効果を詳述すると、ポンプ室１の内周壁面１ａから連続形成されたエア溜り部６によってエア抜き孔５の開口５ａの後方部位に閉塞部が形成された状態となり、エア抜き孔５の開口５ａにポンプ室１の流体にかかる圧力によってエア溜り部６のエアを開口５ａへ押し出して積極的にエア抜き孔５からポンプ外へ排出することができる。さらに、特にポンプ効率を低下させることを防止することができ、小型で高効率のポンプとすることができる。
【００２４】
次に、請求項２の発明は、請求項１において、前記エア溜り部６は、前記内周壁面１ａの頂部付近から前記エア抜き孔５の開口５ａの流れ方向後方側まで突出形成された立上り部６ａとしてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、前記エア溜り部６は、立上り部６ａとして、エア抜き孔５の開口５ａの後方側に位置し、流体の流れにおけるせきとしての役目をなし、開口５ａの周囲で流体がせき止められ、流速が遅くなり、エアがエア抜き孔５の開口５ａから排出しやすくなる。
【００２５】
次に、請求項３の発明は、請求項２において、前記立上り部６ａは、前記開口５ａ付近後方側周囲が略包囲状に形成されてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、前記立上り部６ａは、エア抜き孔５の開口５ａの後方箇所を包囲するようにして形成されているので、流体はせき止められることによって開口５ａの周囲の圧力が増加し、エア抜き孔５からポンプ外へ排出するエア抜きを効率的に行うことができる。
【００２６】
次に、請求項４の発明は、請求項２又は３において、前記立上り部６ａの端部から流れ方向前方側に延びる延出部６ｂが形成されてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、エア溜り部６の延出部６ｂが前記内周壁面１ａとともに、流体を効率的に導入し、エアを積極的に排出することができる。
【００２７】
次に、請求項５の発明は、請求項１において、前記エア溜り部６は、前記内周壁面１ａと前記側面部１ｂとの角部に形成され且つポンプ室１の内方に向かって膨出する渦状壁面１ａ1 に凹み状に形成された導入溝６ｃとし、該導入溝６ｃの内部に前記エア抜き孔５が形成されてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、内周壁面１ａに溝状の部位を形成するのみでエア溜り部６が構成され、極めて簡単な構造とすることができる。
【００２８】
次に、請求項６の発明は、請求項１，２，３，４又は５において、前記ポンプハウジングＡは前記ポンプ室１を有するハウジング本体部Ａ1 と、前記ポンプ室１の内周壁面１ａ内に挿入する連結部１１ａを有してポンプ室１を塞ぐカバー材Ａ2 とからなり、該カバー材Ａ2 の連結部１１ａは前記エア溜り部６の頂面に略当接状としてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、前記エア抜き孔５の開口５ａは、エア溜り部６と連結部１１ａにより囲まれる状態となり、開口５ａに流体の取り入れをより効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明が設けられた遠心ポンプの一部断面とした側面図
（Ｂ）はポンプ室の形状を示す正面図
【図２】（Ａ）は第１実施形態のエア溜り部の要部斜視図
（Ｂ）は第１実施形態のエア溜り部の要部正面図
【図３】（Ａ）はポンプハウジングの一部切除した要部分解斜視図
（Ｂ）はカバー材とエア溜り部との構成を示す要部斜視図
【図４】エア溜り部とエア抜き孔との要部拡大断面図
【図５】（Ａ）は第１実施形態の別のタイプのエア溜り部の要部正面図
（Ｂ）は第２実施形態のエア溜り部の要部正面図
（Ｃ）は第２実施形態の別のタイプのエア溜り部の要部正面図
【図６】（Ａ）は第３実施形態のエア溜り部が形成されたポンプ室の正面図
（Ｂ）は第３実施形態のエア溜り部の要部斜視図
【図７】（Ａ）は第３実施形態のエア溜り部の一部断面にした拡大正面図
（Ｂ）は第３実施形態の別のタイプが形成されたポンプ室の正面図
【符号の説明】
１…ポンプ室
１ａ…内周壁面
１ｂ…側面部
Ａ…ポンプハウジング
５…エア抜き孔
５ａ…開口
６…エアー溜り部
６ａ…立上り部
６ｂ…延出部
６ｃ…導入溝
【図１】
0003545331.tif 000002
【図２】
0003545331.tif 000003
【図３】
0003545331.tif 000004
【図４】
0003545331.tif 000005
【図５】
0003545331.tif 000006
【図６】
0003545331.tif 000007
【図７】
0003545331.tif 000008