(57)【要約】【課題】羽根車により異なるポンプ特性を得たい場合または羽根車により所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることが可能な水中ポンプを提供する。【解決手段】この水中ポンプ１００は、モータ１と、モータ１の駆動力を伝える回転軸２と、回転軸２の軸方向と交差する方向に延びる平板形状の板状部５１と、板状部５１の一方面５１ａ側に配置される第１羽根部５２と、板状部５１の他方面５１ｂ側に配置される第２羽根部５３とを含み、第１羽根部５２と第２羽根部５３との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸２に着脱することが可能な羽根車３と、を備え、第１配置状態では、第１羽根部５２を機能させるように構成されており、第２配置状態では、第２羽根部５３を機能させるように構成されている。【選択図】図１
2018178858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動部と、
前記回転駆動部の駆動力を伝える回転軸と、
前記回転軸の軸方向と交差する方向に延びる平板形状の板状部と、前記板状部の一方面側に配置される第１羽根部と、前記板状部の他方面側に配置される第２羽根部とを含み、前記第１羽根部と前記第２羽根部との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて前記回転軸に着脱することが可能な羽根車と、を備え、
前記第１配置状態では、前記第１羽根部を機能させるように構成されており、前記第２配置状態では、前記第２羽根部を機能させるように構成されている、水中ポンプ。
【請求項２】
前記第１配置状態では、前記第１羽根部により水をかくことによって、前記第１羽根部を機能させるように構成されており、前記第２配置状態では、前記第２羽根部により水をかくことによって、前記第２羽根部を機能させるように構成されている、請求項１に記載の水中ポンプ。
【請求項３】
前記第１配置状態では、前記第２羽根部を覆い、前記第２配置状態では、前記第１羽根部を覆うカバー部材をさらに備える、請求項１または２に記載の水中ポンプ。
【請求項４】
前記カバー部材は、前記板状部と略平行に延びる平板形状の平板部を含む、請求項３に記載の水中ポンプ。
【請求項５】
前記カバー部材は、前記第１羽根部および前記第２羽根部の一方を囲うように、前記平板部の縁部から前記板状部の近傍まで延びる側壁部を含む、請求項４に記載の水中ポンプ。
【請求項６】
前記第１羽根部と前記第２羽根部とは、平面視において、互いに逆方向に湾曲している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項７】
前記第１羽根部および前記第２羽根部は、互いに異なる電源周波数で使用されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項８】
前記第１配置状態の前記第１羽根部、および、前記第２配置状態の前記第２羽根部は、互いに異なるポンプ特性を発揮可能な形状を有している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項９】
平面視において、前記第１羽根部の中心および前記第２羽根部の中心には、それぞれ、前記板状部から前記回転軸の軸方向に延びる第１凸部および第２凸部が設けられ、
前記第１凸部は、前記第２配置状態において、前記回転軸との間に前記カバー部材を挟み込むように構成され、
前記第２凸部は、前記第１配置状態において、前記回転軸との間に前記カバー部材を挟み込むように構成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項１０】
水中ポンプの回転軸の軸方向と交差する方向に延びる平板形状の板状部と、
前記板状部の一方面側に配置される第１羽根部と、
前記板状部の他方面側に配置される第２羽根部とを備え、
前記第１羽根部と前記第２羽根部とは、互いの配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて前記回転軸に着脱することが可能なように構成されており、
前記第１配置状態では、前記第１羽根部が機能するように構成されており、
前記第２配置状態では、前記第２羽根部が機能するように構成されている、水中ポンプ用羽根車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水中ポンプおよび水中ポンプ用羽根車に関し、特に、回転軸に取り付けられる羽根車を備える水中ポンプ、および、回転軸に取り付けられる水中ポンプ用羽根車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸に取り付けられる羽根車を備える水中ポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、モータと、回転軸と、回転軸に取り付けられる羽根車を備えた水中ポンプが開示されている。羽根車は、回転軸の軸方向と交差する方向に延びる平板形状のシュラウド（板状部）と、シュラウドの一方面側に設けられる羽根部とを含んでいる。なお、シュラウドの他方面は、略平坦な面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９３５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の水中ポンプでは、羽根車により異なるポンプ特性を得たい場合、および、駆動される電源周波数が変わったり、ポンプが摩耗した際に、羽根車により所定のポンプ特性を維持したい場合に、羽根車を交換するために新たな羽根車を別途準備しなければならないという問題点がある。つまり、予め新たな羽根車を保管しておいたり、新たな羽根車が手元にない場合には取り寄せたりする必要があるため、手間である。なお、電源周波数が変わった際（異なる電源周波数の地域に水中ポンプを移した際）に羽根車を交換しなければならないのは、たとえば、電源周波数６０Ｈｚ仕様の羽根車を電源周波数５０Ｈｚの地域で使用するとポンプの性能不足になり、電源周波数５０Ｈｚ仕様の羽根車を電源周波数６０Ｈｚの地域で使用するとモータの過負荷運転になるためである。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、異なるポンプ特性を得たい場合または所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることが可能な水中ポンプおよび水中ポンプ用羽根車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面による水中ポンプは、回転駆動部と、回転駆動部の駆動力を伝える回転軸と、回転軸の軸方向と交差する方向に延びる平板形状の板状部と、板状部の一方面側に配置される第１羽根部と、板状部の他方面側に配置される第２羽根部とを含み、第１羽根部と第２羽根部との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸に着脱することが可能な羽根車と、を備え、第１配置状態では、第１羽根部を機能させるように構成されており、第２配置状態では、第２羽根部を機能させるように構成されている。
【０００８】
この発明の第１の局面による水中ポンプでは、板状部の一方面側に配置される第１羽根部と、板状部の他方面側に配置される第２羽根部とを含み、第１羽根部と第２羽根部との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸に着脱することが可能な羽根車を設け、第１配置状態では、第１羽根部を機能させるように水中ポンプを構成し、第２配置状態では、第２羽根部を機能させるように水中ポンプを構成する。これにより、１つの羽根車の配置状態を切り替えることにより、第１羽根部と第２羽根部との間で機能する羽根部を切り替えることができるので、第１羽根部と第２羽根部とに互いに異なる機能（形状）を持たせることにより、異なるポンプ特性を得たい場合に、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。また、第１羽根部と第２羽根部とを同一形状にして、所定のポンプ特性を維持したい場合（長寿命化したい場合）や、互いに異なる電源周波数において同じポンプ特性を発揮したい場合などに、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。以上により、異なるポンプ特性を得たい場合または所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。
【０００９】
上記第１の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、第１配置状態では、第１羽根部により水をかくことによって、第１羽根部を機能させるように構成されており、第２配置状態では、第２羽根部により水をかくことによって、第２羽根部を機能させるように構成されている。このように構成すれば、第１配置状態において第１羽根部により水をかいて送ることができるとともに、第２配置状態において第２羽根部により水をかいて送ることができる。つまり、第１配置状態において、一方方向に羽根車を回転させることにより、第１羽根部を順方向に回転させることができるとともに、第２羽根部を逆方向に回転させることができる。その結果、第２配置状態において、第１羽根部により積極的に水をかくことができるとともに、第２羽根部により水をかきにくくすることができる。また、第２配置状態において、一方方向に羽根車を回転させることにより、第２羽根部を順方向に回転させることができるとともに、第１羽根部を逆方向に回転させることができる。その結果、第２配置状態において、第２羽根部により積極的に水をかくことができるとともに、第１羽根部により水をかきにくくすることができる。
【００１０】
上記第１の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、第１配置状態では、第２羽根部を覆い、第２配置状態では、第１羽根部を覆うカバー部材をさらに備える。このように構成すれば、第１羽根部および第２羽根部の両方を設けたとしても、カバー部材により第１羽根部および第２羽根部の一方を覆うだけで、第１羽根部および第２羽根部の一方を略機能させないようにすることができる。これにより、第１配置状態では第２羽根部が機能することなく不要な流れを作るのを抑制することができるので、第１羽根部により効率よく水を送ることができる。また、第２配置状態では第１羽根部が機能することなく不要な流れを作るのを抑制することができるので、第２羽根部により効率よく水を送ることができる。
【００１１】
この場合において、好ましくは、カバー部材は、板状部と略平行に延びる平板形状の平板部を含む。このように構成すれば、平板部および板状部により、第１配置状態では第２羽根部を挟むことができ、第２配置状態では第１羽根部を挟むことができるので、第１配置状態では第２羽根部を効果的に機能しないようにすることができるとともに、第２配置状態では第１羽根部を効果的に機能しないようにすることができる。
【００１２】
上記カバー部材が平板部を含む構成において、好ましくは、カバー部材は、第１羽根部および第２羽根部の一方を囲うように、平板部の縁部から板状部の近傍まで延びる側壁部を含む。このように構成すれば、平板部、側壁部および板状部により、第１配置状態では第２羽根部を囲むことができ、第２配置状態では第１羽根部を囲むことができるので、第１配置状態では第２羽根部を効果的に機能しないようにすることができるとともに、第２配置状態では第１羽根部を効果的に機能しないようにすることができる。
【００１３】
上記第１の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、第１羽根部と第２羽根部とは、平面視において、互いに逆方向に湾曲している。このように構成すれば、第１配置状態において機能する第１羽根部とは逆方向に第２羽根部を湾曲させることができるとともに、第２配置状態において機能する第２羽根部とは逆方向に第１羽根部を湾曲させることができるので、第１配置状態から羽根車を反転して取り付けることで容易に第２配置状態へ切り替えることができ、第２配置状態から羽根車を反転して取り付けることで容易に第１配置状態へ切り替えることができる。また、第１配置状態において第１羽根部を順方向に回転させて水をかくとともに、第２羽根部を逆方向に回転させて水をかきにくくさせることを容易に実現することができる。また、第２配置状態において第２羽根部を順方向に回転させて水をかくとともに、第１羽根部を逆方向に回転させて水をかきにくくさせることを容易に実現することができる。
【００１４】
上記第１の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、第１羽根部および第２羽根部は、互いに異なる電源周波数に対応して使用できるように構成されている。このように構成すれば、電源周波数が異なる地域において水中ポンプを用いる場合でも、第１羽根部および第２羽根部を切り替えることにより、電源周波数が異なる地域の両方において略同じポンプ特性を得ることができる。
【００１５】
上記第１の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、第１配置状態の第１羽根部、および、第２配置状態の第２羽根部は、互いに異なるポンプ特性を発揮可能な形状を有している。このように構成すれば、水が異物を多く含む場合や、高い揚程が必要である場合などの水中ポンプの使用状況に応じて、水中ポンプは、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて、所望のポンプ特性を発揮することができる。
【００１６】
上記カバー部材を備える構成において、好ましくは、平面視において、第１羽根部の中心および第２羽根部の中心には、それぞれ、板状部から回転軸の軸方向に延びる第１凸部および第２凸部が設けられ、第１凸部は、第２配置状態において、回転軸との間にカバー部材を挟み込むように構成され、第２凸部は、第１配置状態において、回転軸との間にカバー部材を挟み込むように構成されている。このように構成すれば、回転軸と羽根車との挟み込みにより容易にカバー部材を固定することができる。また、回転軸と羽根車との挟み込みにより、カバー部材を羽根部に対して所定の位置に位置決めして配置することができる。
【００１７】
この発明の第２の局面による水中ポンプ用羽根車は、水中ポンプの回転軸の軸方向と交差する方向に延びる平板形状の板状部と、板状部の一方面側に配置される第１羽根部と、板状部の他方面側に配置される第２羽根部とを備え、第１羽根部と第２羽根部とは、互いの配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸に着脱することが可能なように構成されており、第１配置状態では、第１羽根部が機能するように構成されており、第２配置状態では、第２羽根部が機能するように構成されている。
【００１８】
この発明の第２の局面による水中ポンプ用羽根車では、板状部の一方面側に配置される第１羽根部と、板状部の他方面側に配置される第２羽根部とを含み、第１羽根部と第２羽根部との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸に着脱することが可能な羽根車を設け、第１配置状態では、第１羽根部が機能するように水中ポンプ用羽根車を構成し、第２配置状態では、第２羽根部が機能するように水中ポンプ用羽根車を構成する。これにより、１つの羽根車の配置状態を切り替えることにより、第１羽根部と第２羽根部との間で機能する羽根部を切り替えることができるので、第１羽根部と第２羽根部とに互いに異なる機能（形状）を持たせることにより、異なるポンプ特性を得たい場合に、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。また、第１羽根部と第２羽根部とを同一形状にして、所定のポンプ特性を維持したい場合（長寿命化したい場合）や、互いに異なる電源周波数において同じポンプ特性を発揮したい場合などに、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。以上により、異なるポンプ特性を得たい場合または所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上記のように、異なるポンプ特性を得たい場合または所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることが可能な水中ポンプおよび水中ポンプ用羽根車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態による水中ポンプおよび第１配置状態の羽根車を示した概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による水中ポンプの羽根車を示した平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による水中ポンプおよび第２配置状態の羽根車を示した概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態による水中ポンプおよび第１配置状態の羽根車を示した概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態による水中ポンプおよび第１配置状態の羽根車を示した概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態による水中ポンプおよび第２配置状態の羽根車を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
（水中ポンプの構成）
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態による水中ポンプ１００は、図１に示すように、モータ１と、回転軸２と、ポンプ室３と、オイル室４と、羽根車５とを備えている。また、水中ポンプ１００は、回転軸２が上下方向（Ｚ方向）に延びる縦型の水中ポンプである。なお、モータ１は、特許請求の範囲の「回転駆動部」の一例である。
【００２３】
モータ１は、外部からの水が浸入しないように、密閉されている。また、モータ１は、回転軸２を介して回転軸２に接続される羽根車５を回転駆動させるように構成されている。詳細には、モータ１は、固定子１１と、回転子１２とを含んでいる。固定子１１は、回転子１２の外側（外周側）に配置されている。固定子１１は、コイル（図示せず）を有している。また、固定子１１は、ケーブルＣから電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。回転子１２は、回転軸２に取り付けられ、固定子１１と対向するように固定子１１の内側（内周側）に配置されている。すなわち、モータ１は、インナーロータモータである。また、回転子１２は、固定子１１からの磁界により回転軸２と共に回転するように構成されている。そして、回転子１２は、回転軸２を介して羽根車５を回転駆動させるように構成されている。また、モータ１は、電源周波数に応じた回転数となるように構成されている。
【００２４】
回転軸２は、モータ１の駆動により回転するように構成されている。また、回転軸２は、モータ１の駆動力（トルク）を羽根車５に伝えるように構成されている。また、回転軸２は、ベアリング２１および２２により回転可能に支持されている。また、回転軸２は、モータ１からオイル室４を貫通してポンプ室３まで延びるように配置されている。また、回転軸２のモータ１側の端部（Ｚ１方向側端部）とは逆側の端部（Ｚ２方向側端部）には、羽根車５が取り付けられている。
【００２５】
回転軸２の下方端部（Ｚ２方向端部）には、回転軸２の上側部分よりも外形が小さくなり、下方向（Ｚ方向）に延びる円柱形状の段差部２ａが設けられている。段差部２ａの外周面には、羽根車５と、後述するカバー部材６とが嵌合により取り付けられている。また、回転軸２の下端には、上方に延びる雌ネジ部２ｂが設けられている。羽根車５およびカバー部材６は、回転軸２の雌ネジ部２ｂに下方から螺合されるボルトＢにより、回転軸２に対して共締めされるように構成されている。なお、羽根車５およびカバー部材６の上下方向（Ｚ方向）の大きさの和Ｄ１は、段差部２ａの上下方向の大きさＤ２よりも大きい。
【００２６】
ポンプ室３は、ポンプケーシング３１と、ポンプケーシング３１に着脱可能に取り付けられる吸込カバー３２とを含んでいる。ポンプ室３（ポンプケーシング３１）は、オイル室４の下側に配置されている。ポンプケーシング３１の内部には、羽根車５が配置されている。ポンプケーシング３１には、羽根車５の側方側に吐出口３１ａが設けられている。吸込カバー３２は、羽根車５の下方に配置されている。また、吸込カバー３２は、ボルト（図示せず）によりポンプケーシング３１に対して固定されている。また、吸込カバー３２には、水の吸込口３２ａが設けられている。また、吸込口３２ａは、回転軸２の中心軸線α上に配置されている。
【００２７】
羽根車５は、回転することにより、水中ポンプ１００が配置されたタンクなどの排水領域（図示せず）内の水を吸込口３２ａからポンプケーシング３１内に吸い込むとともに、吸い込んだ水を吐出口３１ａの方向に送るように構成されている。羽根車５の詳細については後述する。
【００２８】
オイル室４は、モータ１およびポンプ室３の間に配置されている。詳細には、オイル室４は、モータ１の下方側（Ｚ２方向側）、かつ、ポンプケーシング３１の上方側（Ｚ１方向側）に配置されている。オイル室４は、メカニカルシール４１と、オイルリフター４２とを含んでいる。オイル室４は、内側にオイルが充填されている。
【００２９】
メカニカルシール４１は、負荷側（ポンプ室３側、つまり、Ｚ２方向側）および反負荷側（ポンプ室３に対して反対側、つまり、Ｚ１方向側）に、それぞれ、摺動部（図示せず）を有している。負荷側の摺動部は、ポンプ室３の圧力水がオイル室４に流入するのを防止（抑制）する機能を有している。また、反負荷側の摺動部は、オイル室４のオイルを含む流体がモータ１側に流入するのを防止（抑制）する機能を有している。なお、摺動部は、オイル室４に充填されたオイルによって、潤滑されるとともに、焼きつかないように冷却される。メカニカルシール４１の反負荷側（上端）の上方で、ベアリング２２との間には、シール（図示せず）が設けられている。シールは、たとえば、オイルシール等が用いられる。
【００３０】
オイルリフター４２は、オイル室４の回転軸２の周りに設けられ、回転軸２の周囲を囲う筒形状を有している。また、オイルリフター４２は、回転軸２の回転に伴いオイルを上方向（Ｚ１方向）に持ち上げるように構成されている。つまり、オイルリフター４２は、メカニカルシール４１の反負荷側の摺動部にオイルを供給するように構成されている。また、オイルリフター４２の下部には、貫通穴４２ａが設けられている。貫通穴４２ａは、オイルリフター４２の内周側にオイルを導くように構成されている。また、オイルリフター４２は、上方向（Ｚ１方向）に持ち上げたオイルをオイルリフター４２の上端側から外周側に戻すように構成されている。このようにして、オイルリフター４２は、メカニカルシール４１周りにおいてオイルを循環させている。
【００３１】
（羽根車の詳細な構成）
次に、図１〜図３を参照して、羽根車５の詳細な構成について説明する。
【００３２】
羽根車５は、図１に示すように、回転軸２を介してモータ１に接続されている。また、羽根車５は、上記の通り、回転軸２のモータ１側とは逆側の端部に設けられ、ポンプ室３に配置されている。また、羽根車５は、回転駆動することにより、水に速度エネルギーを与えるように構成されている。そして、ポンプ室３内において、水の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換することによって、水に圧力を作用させて、水を吐出口３１ａに送るように構成されている。羽根車５は、平面視において（Ｚ１方向から見て）、モータ１により時計回り方向（図２参照）に回転されるように構成されている。
【００３３】
羽根車５は、板状部（シュラウド）５１と、第１羽根部（ブレード）５２と、第２羽根部（ブレード）５３とを含んでいる。
【００３４】
ここで、第１実施形態では、図１に示すように、羽根車５は、第１羽根部５２と第２羽根部５３との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態（図３参照）とを切り替えて回転軸２に着脱することが可能なように構成されている。そして、水中ポンプ１００は、第１配置状態では、第１羽根部５２を機能させるように構成されている。また、水中ポンプ１００は、第２配置状態では、第２羽根部５３を機能させるように構成されている。
【００３５】
詳細には、水中ポンプ１００は、第１配置状態では、第１羽根部５２により水をかくことによって、第１羽根部５２を機能させるように構成されている。すなわち、第１配置状態では、第１羽根部５２にかかる水の抵抗が、第２羽根部５３にかかる水の抵抗よりも大きくなる。一方、水中ポンプ１００は、第２配置状態では、第２羽根部５３により水をかくことによって、第２羽根部５３を機能させるように構成されている。すなわち、第２配置状態では、第２羽根部５３にかかる水の抵抗が、第１羽根部５２にかかる水の抵抗よりも大きくなる。
【００３６】
なお、第１配置状態とは、図１に示すように、第１羽根部５２が、第２羽根部５３よりも吸込口３２ａ側に配置される状態である。すなわち、第１配置状態は、第１羽根部５２が、第２羽根部５３の下側（Ｚ２方向側）に配置される状態である。また、第１配置状態において、第１羽根部５２と吸込口３２ａとは上下方向に対向して配置されている。また、第２配置状態とは、図３に示すように、第２羽根部５３が、第１羽根部５２よりも吸込口３２ａ側に配置される状態である。すなわち、第２配置状態は、第２羽根部５３が、第１羽根部５２の下側（Ｚ２方向側）に配置される状態である。また、第２配置状態において、第２羽根部５３と吸込口３２ａとは上下方向に対向配置されている。
【００３７】
板状部５１は、図２に示すように、円形の平板形状を有している。また、板状部５１は、回転軸２の軸方向（Ｚ方向）と交差する方向（水平方向）に延びている。また、板状部５１の中心軸線は、回転軸２の中心軸線αに一致している。
【００３８】
図１に示すように、第１羽根部５２は、板状部５１の一方面５１ａ側（図１の第１配置状態では下方側の面）に配置されている。また、第１羽根部５２は、複数（４枚）設けられている。平面視において（Ｚ１方向から見て）、第１羽根部５２の中心には、板状部５１（一方面５１ａ）から回転軸２の軸方向の下方（Ｚ２方向）に延びる（突出する）第１凸部５４が設けられている。また、図２に示すように、第１羽根部５２は、平面視において（Ｚ１方向から見て）、回転軸２の中心軸線αを中心とする反時計回り方向（羽根車５の回転方向）に膨らむように湾曲している。
【００３９】
第１羽根部５２は、６０Ｈｚの電源周波数で使用される羽根部である。つまり、第１羽根部５２は、６０Ｈｚの電源周波数で使用された際に所定のポンプ特性を発揮するように設計されている。
【００４０】
図１に示すように、第２羽根部５３は、板状部５１の他方面５１ｂ側（図１の第１配置状態では上方側の面）に配置されている。また、第２羽根部５３は、複数（４枚）設けられている。平面視において（Ｚ１方向から見て）、第２羽根部５３の中心には、板状部５１（他方面５１ｂ）から回転軸２の軸方向の上方（Ｚ１方向）に延びる（突出する）第２凸部５５が設けられている。また、第２羽根部５３は、平面視において（Ｚ１方向から見て）、回転軸２の中心軸線αを中心とする時計回り方向に膨らむように湾曲している。すなわち、第１羽根部５２と第２羽根部５３とは、平面視において（Ｚ１方向から見て）、互いに逆方向に湾曲している。したがって、羽根車５は、第１羽根部５２と第２羽根部５３との一方が、積極的に水をかくと同時に、第１羽根部５２と第２羽根部５３との他方が、水をかきにくくなるように構成されている。
【００４１】
羽根車５には、回転軸２の軸方向（Ｚ方向）における第１凸部５４の端面と、回転軸２の軸方向（Ｚ方向）における第２凸部５５の端面とを連通する貫通穴５６が設けられている。羽根車５は、この貫通穴５６を介して、回転軸２の下方端部（段差部２ａ）に嵌合されている。
【００４２】
第２羽根部５３は、５０Ｈｚの電源周波数で使用される羽根部である。つまり、第２羽根部５３は、５０Ｈｚの電源周波数で使用された際に所定のポンプ特性を発揮するように設計されている。なお、第２羽根部５３は、６０Ｈｚの電源周波数で使用される第１羽根部５２と略同一のポンプ特性を発揮するように構成されている。
【００４３】
ここで、第１羽根部５２は、第２羽根部５３の半径方向外側（回転軸２側とは逆側）の一部を取り除いた形状を有している。詳細には、第２羽根部５３は、水平方向（Ｚ方向に直交する方向）において、板状部５１の縁部５１ｃから第２凸部５５の近傍まで、板状部５１の半径方向に沿って延びている。一方、第１羽根部５２は、水平方向において、板状部５１の半径方向外側の縁部５１ｃより内側に所定距離だけ離間した位置から第１凸部５４の近傍まで、板状部５１の半径方向に沿って延びている。
【００４４】
具体的には、図２に示すように、板状部５１の半径をｒとすると、第１羽根部５２の外側端部５２ａは、回転軸２の中心軸線αから（５／６）×ｒだけ離間した位置に配置されている。これにより、図１に示すように、羽根車５は、第１羽根部５２および第２羽根部５３の各々の最外形部分（第１羽根部５２の外側端部５２ａおよび第２羽根部５３の外側端部５３ａ）の速度が略等しくなるように構成されている。
【００４５】
その結果、羽根車５は、６０Ｈｚの電源周波数で使用される第１羽根部５２と、５０Ｈｚの電源周波数で使用される第２羽根部５３とにより、水中ポンプ１００が、略同一のポンプ特性を発揮するように構成されている。なお、第１羽根部５２の外側端部５２ａの位置は、第１羽根部５２が使用される際の電源周波数と、第２羽根部５３が使用される際の電源周波数との比により決定される。
【００４６】
具体的には、第１羽根部５２が使用される際の電源周波数が（Ｆ１）Ｈｚで、第２羽根部５３が使用される際の電源周波数が（Ｆ１）Ｈｚよりも小さい（Ｆ２）Ｈｚである場合に、板状部５１の半径（回転軸２の中心軸線αから第２羽根部５３の外側端部５３ａまでの距離）をｒとすると、第１羽根部５２の外側端部５２ａは、回転軸２の中心軸線αから（Ｆ２／Ｆ１）×ｒだけ離間した位置に配置されている。
【００４７】
羽根車５には、カバー部材６が設けられている。カバー部材６は、図１に示す第１配置状態において、第２羽根部５３を覆うように構成されている。また、カバー部材６は、図３に示す第２配置状態において、第１羽根部５２を覆うように構成されている。
【００４８】
図１に示すように、カバー部材６は、円形の平板形状の平板部６１を含んでいる。平板部６１は、羽根車５の板状部５１と略平行に延びている（水平方向に延びている）。また、平板部６１の中心には、回転軸２の軸方向（Ｚ方向）に平板部６１を貫通する貫通穴６２が設けられている。カバー部材６は、この貫通穴６２を介して、回転軸２の下方端部（段差部２ａ）に嵌合されている。
【００４９】
カバー部材６は、上下方向（Ｚ方向）において、回転軸２と羽根車５とにより挟み込まれた状態で回転軸２（段差部２ａ）に取り付けられている。すなわち、カバー部材６は、回転軸２と羽根車５とにより挟持されている。このため、カバー部材６は、回転軸２および羽根車５とともに回転するように構成されている。なお、第２凸部５５は、第１配置状態において、回転軸２との間にカバー部材６を挟み込むように構成されている。また、図３に示すように、第１凸部５４は、第２配置状態において、回転軸２との間にカバー部材６を挟み込むように構成されている。
【００５０】
（羽根車の第１配置状態と第２配置状態との切替動作）
次に、図１および図３を参照して、羽根車５の第１配置状態と第２配置状態との切替動作について説明する。なお、以下では、第１配置状態にある羽根車５の第２配置状態への切替動作について説明する。第２配置状態にある羽根車５の第１配置状態への切替動作は、同様であるため説明を省略する。
【００５１】
まず、吸込カバー３２をポンプケーシング３１に固定するボルト（図示せず）を取り外して、吸込カバー３２をポンプケーシング３１から取り外すことによって、羽根車５を水中ポンプ１００の下方から取り出せるように露出させる。
【００５２】
次に、ボルトＢを回転軸２から取り外して、回転軸２の段差部２ａに嵌合している羽根車５を回転軸２から取り外す。
【００５３】
次に、第１羽根部５２と第２羽根部５３との上下の配置を入れ換えて、羽根車５を回転軸２の段差部２ａに嵌合させる。すなわち、第２羽根部５３を第１羽根部５２の下側に配置した状態で、羽根車５を回転軸２の段差部２ａに嵌合させる。そして、カバー部材６と羽根車５とを、ボルトＢにより回転軸２に対して共締めする。最後に、ボルト（図示せず）により、吸込カバー３２をポンプケーシング３１に固定する。
【００５４】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５５】
第１実施形態では、上記のように、板状部５１の一方面側に配置される第１羽根部５２と、板状部５１の他方面側に配置される第２羽根部５３とを含み、第１羽根部５２と第２羽根部５３との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸２に着脱することが可能な羽根車５を設け、第１配置状態では、第１羽根部５２を機能させるように水中ポンプ１００を構成し、第２配置状態では、第２羽根部５３を機能させるように水中ポンプ１００を構成する。これにより、１つの羽根車５の配置状態を切り替えることにより、第１羽根部５２と第２羽根部５３との間で機能する羽根部を切り替えることができるので、第１羽根部５２と第２羽根部５３とに互いに異なる機能（形状）を持たせることにより、異なるポンプ特性を得たい場合に、新たな羽根車５を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。また、第１羽根部５２と第２羽根部５３とを同一形状にして、所定のポンプ特性を維持したい場合（長寿命化したい場合）や、互いに異なる電源周波数において同じポンプ特性を発揮したい場合などに、新たな羽根車５を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。以上により、異なるポンプ特性を得たい場合または所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車５を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、上記のように、第１配置状態では、第１羽根部５２により水をかくことによって、第１羽根部５２を機能させるように、水中ポンプ１００を構成し、第２配置状態では、第２羽根部５３により水をかくことによって、第２羽根部５３を機能させるように、水中ポンプ１００を構成する。これにより、第１配置状態において第１羽根部５２により水をかいて送ることができるとともに、第２配置状態において第２羽根部５３により水をかいて送ることができる。つまり、第１配置状態において、一方方向に羽根車５を回転させることにより、第１羽根部５２を順方向に回転させることができるとともに、第２羽根部５３を逆方向に回転させることができる。その結果、第２配置状態において、第１羽根部５２により積極的に水をかくことができるとともに、第２羽根部５３により水をかきにくくすることができる。また、第２配置状態において、一方方向に羽根車５を回転させることにより、第２羽根部５３を順方向に回転させることができるとともに、第１羽根部５２を逆方向に回転させることができる。その結果、第２配置状態において、第２羽根部５３により積極的に水をかくことができるとともに、第１羽根部５２により水をかきにくくすることができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、第１配置状態では、第２羽根部５３を覆い、第２配置状態では、第１羽根部５２を覆うカバー部材６を設ける。これにより、カバー部材６により第１羽根部５２および第２羽根部５３の一方を覆うだけで、第１羽根部５２および第２羽根部５３の一方を略機能させないようにすることができる。これにより、第１羽根部５２および第２羽根部５３の両方を設けたとしても、第１配置状態では第２羽根部５３が機能することなく不要な流れを作るのを抑制することができるので、第１羽根部５２により効率よく水を送ることができる。また、第２配置状態では第１羽根部５２が機能することなく不要な流れを作るのを抑制することができるので、第２羽根部５３により効率よく水を送ることができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、カバー部材６に、板状部５１と略平行に延びる平板形状の平板部６１を設ける。これにより、平板部６１および板状部５１により、第１配置状態では第２羽根部５３を挟むことができ、第２配置状態では第１羽根部５２を挟むことができるので、第１配置状態では第２羽根部５３を効果的に機能しないようにすることができるとともに、第２配置状態では第１羽根部５２を効果的に機能しないようにすることができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、第１羽根部５２と第２羽根部５３とを、平面視において、互いに逆方向に湾曲させる。これにより、第１配置状態で機能する第１羽根部５２とは逆方向に第２羽根部５３を湾曲させることができるとともに、第２配置状態で機能する第２羽根部５３とは逆方向に第１羽根部５２を湾曲させることができるので、第１配置状態から羽根車５を反転して取り付けることで容易に第２配置状態へ切り替えることができ、第２配置状態から羽根車５を反転して取り付けることで容易に第１配置状態へ切り替えることができる。また、第１配置状態において第１羽根部５２を順方向に回転させて水をかくとともに、第２羽根部５３を逆方向に回転させて水をかきにくくさせることを容易に実現することができる。また、第２配置状態において第２羽根部５３を順方向に回転させて水をかくとともに、第１羽根部５２を逆方向に回転させて水をかきにくくさせることを容易に実現することができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、第１羽根部５２および第２羽根部５３を、互いに異なる電源周波数に対応して使用できるように構成する。これにより、電源周波数が異なる地域において水中ポンプ１００を用いる場合でも、第１羽根部５２および第２羽根部５３を切り替えることにより、電源周波数が異なる地域の両方において略同じポンプ特性を得ることができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、平面視において、第１羽根部５２の中心および第２羽根部５３の中心に、それぞれ、板状部５１から回転軸２の軸方向に延びる第１凸部５４および第２凸部５５を設け、第１凸部５４を、第２配置状態において、回転軸２との間にカバー部材６を挟み込むように構成し、第２凸部５５を、第１配置状態において、回転軸２との間にカバー部材６を挟み込むように構成する。これにより、回転軸２と羽根車５との挟み込みにより容易にカバー部材６を固定することができる。また、回転軸２と羽根車５との挟み込みにより、カバー部材６を羽根部に対して所定の位置に位置決めして配置することができる。
【００６２】
［第２実施形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、カバー部材６を、羽根車５の上方（Ｚ１方向）に配置される平板部６１により構成した上記第１実施形態とは異なり、カバー部材６ａを、羽根車５の上方に配置される平板部６１と、羽根車５の側方に配置される側壁部６３とにより構成する例について説明する。
【００６３】
図４に示すように、第２実施形態の水中ポンプ２００は、カバー部材６ａを備えている。
【００６４】
カバー部材６ａは、平板部６１と、第１配置状態で第２羽根部５３を囲うように、平板部６１の縁部６１ａから羽根車５の板状部５１の近傍まで延びる側壁部６３を含んでいる。したがって、カバー部材６ａは、上側が閉じられており、下側が開口された筒形状を有している。図示しないが側壁部６３は、第２配置状態では、第１羽根部５２を囲うように構成されている。側壁部６３の下端は、たとえば、高さ方向（Ｚ方向）において、板状部５１の一方面５１ａと、他方面５１ｂとの間に配置されている。
【００６５】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６６】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６７】
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、板状部５１の一方面側に配置される第１羽根部５２と、板状部５１の他方面側に配置される第２羽根部５３とを含み、第１羽根部５２と第２羽根部５３との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸２に着脱することが可能な羽根車５を設け、第１配置状態では、第１羽根部５２を機能させるように水中ポンプ２００を構成し、第２配置状態では、第２羽根部５３を機能させるように水中ポンプ２００を構成する。これにより、異なるポンプ特性を得たい場合または所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車５を別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。
【００６８】
また、第２実施形態では、上記のように、カバー部材６ａに、第１羽根部５２および第２羽根部５３の一方を囲うように、平板部６１の縁部６１ａから板状部５１の近傍まで延びる側壁部６３を設ける。これにより、平板部６１、側壁部６３および板状部５１により、第１配置状態では第２羽根部５３を囲むことができ、第２配置状態では第１羽根部５２を囲むことができるので、第１配置状態では第２羽根部５３を効果的に機能しないようにすることができるとともに、第２配置状態では第１羽根部５２を効果的に機能しないようにすることができる。
【００６９】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７０】
［第３実施形態］
次に、図５および図６を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、第１配置状態と第２配置状態とで羽根車５が略同じポンプ特性を発揮するように水中ポンプ１００を構成した上記第１および第２実施形態とは異なり、第１配置状態と第２配置状態とで羽根車５ａが異なるポンプ特性を発揮するように水中ポンプ３００を構成する例について説明する。なお、第１および第２実施形態では、第１配置状態と第２配置状態とにおいて、互いに異なる電源周波数で水中ポンプ１００を使用する例について説明したが、第３実施形態では、第１配置状態と第２配置状態とにおいて、互いに同じ電源周波数で水中ポンプ３００を使用する例について説明する。
【００７１】
図５および図６に示すように、第３実施形態の水中ポンプ３００は、羽根車５ａを備えている。
【００７２】
羽根車５ａは、板状部５１と、第１羽根部５２と、第２羽根部５３とを含んでいる。第１配置状態では、平面視において（Ｚ１方向から見て）、第１羽根部５２の中心には、板状部５１（他方面５１ｂ）から回転軸２の軸方向の下方（Ｚ２方向）に延びる（突出する）第１凸部５４ａが設けられている。また、第１配置状態では、平面視において（Ｚ１方向から見て）、第２羽根部５３の中心には、板状部５１（他方面５１ｂ）から回転軸２の軸方向の上方（Ｚ１方向）に延びる（突出する）第２凸部５５ａが設けられている。なお、図６に示す第２配置状態では、第１凸部５４ａと第２凸部５５ａとの配置が、図５に示す第１配置状態とは上下逆になる。
【００７３】
図５に示すように、第１凸部５４ａは、高さ方向の大きさｄ１を有しており、第２凸部５５ａは、ｄ１よりも小さい高さ方向の大きさｄ２を有している（ｄ１＞ｄ２）。したがって、第１配置状態における第１羽根部５２から吸込カバー３２までの距離ｄ３は、第２配置状態における第２羽根部５３から吸込カバー３２までの距離ｄ４（図６参照）よりも大きい（ｄ３＞ｄ４）。
【００７４】
図６に示す第２配置状態では、第２羽根部５３の下端は、吸込カバー３２の近傍に配置されていることから、羽根車５ａにより水に比較的大きな圧力を与えることが可能であり、高い揚程が得られるというポンプ特性を発揮することが可能である。一方、図５に示す第１配置状態では、第２配置状態ほど、羽根車５ａにより高い揚程は得られないが、第１羽根部５２と吸込カバー３２との間に比較的大きな隙間を確保することができるため、水に含まれる異物を通しやすくすることができる。
【００７５】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１および２実施形態と同様である。
【００７６】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７７】
第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、板状部５１の一方面側に配置される第１羽根部５２と、板状部５１の他方面側に配置される第２羽根部５３とを含み、第１羽根部５２と第２羽根部５３との配置を入れ換えることにより、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて回転軸２に着脱することが可能な羽根車５ａを設け、第１配置状態では、第１羽根部５２を機能させるように水中ポンプ３００を構成し、第２配置状態では、第２羽根部５３を機能させるように水中ポンプ３００を構成する。これにより、異なるポンプ特性を得たい場合または所定のポンプ特性を維持したい場合に、新たな羽根車５ａを別途準備することなく所望のポンプ特性を得ることができる。
【００７８】
また、第３実施形態では、上記のように、第１配置状態の第１羽根部５２、および、第２配置状態の第２羽根部５３を、互いに異なるポンプ特性を発揮可能な形状にする。これにより、水が異物を多く含む場合や、高い揚程が必要である場合などの水中ポンプ３００の使用状況に応じて、水中ポンプ３００は、第１配置状態と第２配置状態とを切り替えて、所望のポンプ特性を発揮することができる。
【００７９】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および２実施形態と同様である。
【００８０】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００８１】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、第１羽根部と第２羽根部との形状を異なるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１羽根部と第２羽根部との形状が同じであってもよい。この場合、たとえば、一方の羽根部が摩耗した場合に、他方の摩耗していない羽根部に切り替えて使用することができる。
【００８２】
また、上記第１〜第３実施形態では、第１羽根部および第２羽根部を４枚により構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１羽根部および第２羽根部を１〜３枚、または、５枚以上により構成してもよい。また、第１羽根部と第２羽根部との枚数を異ならせてもよい。
【００８３】
また、上記第１および第２実施形態では、電源周波数６０Ｈｚで使用される第１羽根部を電源周波数５０Ｈｚで使用される第２羽根部の一部を取り除くことにより形状した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１羽根部を、第２羽根部よりも小さくするとともに、第２羽根部の相似形状に形成してもよい。
【００８４】
また、上記第１および第２実施形態では、第１羽根部を電源周波数６０Ｈｚで使用される羽根車とし、第２羽根部を電源周波数５０Ｈｚで使用される羽根車とした例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１羽根部および第２羽根部を、それぞれ、６０Ｈｚおよび５０Ｈｚ以外の電源周波数で使用してもよい。この場合、第１羽根部および第２羽根部を使用する電源周波数は、互いに異なる。
【００８５】
また、上記第１〜第３実施形態では、水中ポンプにカバー部材を設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中ポンプにカバー部材を設けなくてもよい。
【００８６】
また、上記第１〜第３実施形態では、本発明の回転駆動部としてモータを利用した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、回転駆動部としてエンジンなどのモータ以外の構成を利用してもよい。
【００８７】
また、上記第１〜第３実施形態では、カバー部材を平板形状または一端が開口された筒形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、カバー部材を棒状形状など、平板形状および一端が開口された筒形状以外の形状に形成してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  モータ（回転駆動部）
２  回転軸
５、５ａ  羽根車
６、６ａ  カバー部材
５１  板状部
５２  第１羽根部
５３  第２羽根部
５４、５４ａ  第１凸部
５５、５５ａ  第２凸部
６１  平板部
６１ａ  縁部
６３  側壁部
１００、２００、３００  水中ポンプ
【図１】
2018178858.tif 000003
【図２】
2018178858.tif 000004
【図３】
2018178858.tif 000005
【図４】
2018178858.tif 000006
【図５】
2018178858.tif 000007
【図６】
2018178858.tif 000008