(57)【要約】【課題】  液体を、一方向の回転時に径方向外方へ押し出し、他方向の回転時に実質的に押し出さない正逆回転して用いられる遠心型インペラ及び遠心型ポンプを提供する。【解決手段】  遠心型インペラ２８は、液体を掻き出す主翼２８ｂに、正転時には液体を外径側へ押し出す液体押出部を形成する翼内径部２８ｂ１と、反転時には外径側へ向かう液体の流れを抑制する液体抑制部を形成する翼外径部２８ｂ２とを備えている。この遠心型インペラは、正転時に液体を外径側へ押出し、反転時に液体を押出しないようにすることができる。この遠心型インペラを備えたポンプは、このポンプ室に取り込まれた液体を、インペラの回転方向によって、ポンプ室の吐出口から吐出するかどうかの吐出方法を切り換えることができる。【選択図】  図５
2008267358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心型ポンプにおいて正逆回転して用いられる遠心型インペラにおいて、
回転軸と同軸に設けられる円板部と、
該円板部の平面に、該回転軸を中心にして放射状に設けられる複数の主翼と、
を有し、
前記主翼は、当該インペラが正転する時に液体を外径側へ押し出す液体押出部と、当該インペラが反転する時に外径側へ向かう液体の流れを抑制する第一液体抑制部と、を有することを特徴とする遠心型インペラ。
【請求項２】
前記主翼は、当該インペラが正転する時の正転方向に向かって前記回転軸側に接近する翼内径部を有し、
前記液体押出部は、前記翼内径部の外側面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心型インペラ。
【請求項３】
前記主翼は、該翼内径部の外径端から前記回転軸を中心とする円周方向に伸びる翼外径部を有し、
前記第一液体抑制部は、前記翼外径部の内側面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心型インペラ。
【請求項４】
前記主翼の内径端部と、該主翼の外径側にある別の主翼の外径端部と、が前記回転軸を中心とする半径方向の直線上にほぼ位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の遠心型インペラ。
【請求項５】
前記円板部には、前記インペラの反転時に前記主翼よりも外径側に向かう液体の流れを抑制する第二液体抑制部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の遠心型インペラ。
【請求項６】
前記第二液体抑制部は、前記回転軸を中心とする円周方向に形成された面であることを特徴とする請求項５に記載の遠心型インペラ。
【請求項７】
前記第二液体抑制部における当該インペラの正転方向前方の端部と、該第二液体抑制部の内径側に近接する前記主翼の外径端部とが、前記回転軸を中心とする半径方向の直線上にほぼ位置することを特徴とする請求項５又は６の何れかに記載の遠心型インペラ。
【請求項８】
前記第二液体抑制部における当該インペラの正転方向後方の端部は、該第二液体抑制部の内径側に近接する前記主翼の外側面の外径端を、平面視したときに規定される接線を越えない範囲に位置することを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の遠心型インペラ。
【請求項９】
前記第二液体抑制部における当該インペラの正転方向前方の端部は、該第二液体抑制部の内径側に近接する前記翼外径部の外側面の内径端を、平面視したときに規定される接線を越えない範囲に位置することを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載の遠心型インペラ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の遠心型インペラと、
前記遠心型インペラを正転又は反転するための可逆式のモータと、
前記遠心型インペラを収容するポンプ室と、
前記ポンプ室の外部の液体を該ポンプ室へ案内する吸水口と、
前記ポンプ室に取り込まれた液体を該ポンプ室の外部へ案内する吐出口と、
を備えたことを特徴とする遠心型ポンプ。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れかに記載の第一の遠心型インペラと、
請求項１乃至９の何れかに記載の第二の遠心型インペラと、
前記第一の遠心型インペラと前記第二の遠心型インペラとを互いに対向又は反対向する向きに配置された可逆式のモータと、
前記第一の遠心型インペラと前記第二の遠心型インペラを収容するポンプ室と、
前記ポンプ室の外部の液体を該ポンプ室へ案内する吸水口と、
前記ポンプ室に取り込まれた液体を、前記第一の遠心型インペラによって前記ポンプ室の外部へ案内する第一の吐出口と、
前記ポンプ室に取り込まれた液体を、前記第二の遠心型インペラによって前記ポンプ室の外部へ案内する第二の吐出口と、
を備えたことを特徴とする遠心型ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心型ポンプにおいて正逆回転して用いられる遠心型インペラ及び遠心型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心型ポンプには、吸水口からポンプ室に吸引した水をインペラの正転又は逆転に応じて２個の吐出口のうちの一方から吐出することができるリバーシブルポンプがある。
【０００３】
このようなリバーシブルポンプは、洗濯機や食器洗浄機のようなポンプを用いて液体を循環させる構造をもつ液体循環装置（特許文献１）に好適で、当該機器内に取り込まれた水を循環させる循環機能とその水を排出する排出機能とを一つのポンプで実現できる（特許文献２）。このリバーシブルポンプは、正逆回転する１個のモータに、回転方向によって外径側へ液体を押し出す液体の押出力が異なる２枚の遠心型インペラを備えており、モータ正転時には、正転時の押出力が大きい正転用インペラがあるポンプ室の反転用吐出口から液体が吐出し、モータ反転時には、反転時の押出力が大きい反転用インペラがあるポンプ室の反転用吐出口から液体が吐出する。そのため、正転用吐出口を、当該ポンプを搭載した機器の循環機能に対応する配管に接続し、反転用吐出口を、同機器の排出機能に対応する配管に接続することで、両機能を一つのポンプで実行することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８５８９４号公報
【特許文献２】実公平３−４６７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記リバーシブルポンプでは、モータが何れに回転しても２枚のインペラが回転するため、反転用インペラが正転する時にも液体を押し出すと共に、正転用インペラが反転する時にも液体を押し出してしまう。そのため、モータ正転時に、正転用吐出口から多量の液体が吐出されるものの、反転用吐出口からも少量の液体が漏出されることがある。同様に、モータ反転時においても、反転用吐出口から多量の液体が吐出されるものの、正転用吐出口からも少量の液体が漏出されることがある。そのため、従来のリバーシブルポンプでは、インペラが、本来、液体を押出する必要のない時に液体を押し出してしまっているため、ポンプ効率が良くなかった。また、本来、液体が吐出する必要がない吐出口から漏出されてしまうため、ポンプ自体又は吐出口が接続される機器側の配管にその液体の流れを阻止する封止弁などの構造が必要になり、ポンプ又はポンプが搭載される機器が複雑な構造となり大型化してしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、液体を、一方向回転時に半径方向外方へ押し出し、他方向回転時に実質的に押し出さない正逆回転して用いられる遠心型インペラ及び遠心型ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の遠心型インペラは、主翼に、正転時には液体を外径側へ押し出す液体押出部と、反転時には外径側へ向かう液体の流れを抑制する液体抑制部とを備えた構成とする。これにより、この遠心型インペラは、正転時に液体を外径側へ押出し、反転時に液体を押出しないようにできる。この遠心型インペラを備えたポンプは、このポンプ室に取り込まれた液体の吐出口から吐出の可否をインペラの回転方向によって切り換えることができる。
【０００８】
より具体的には、請求項１の遠心型インペラでは、遠心型ポンプにおいて正逆回転して用いられる遠心型インペラにおいて、回転軸と同軸に設けられる円板部と、該円板部の平面に、該回転軸を中心にして放射状に設けられる複数の主翼と、を有し、前記主翼は、当該インペラが正転する時に液体を外径側へ押し出す液体押出部と、当該インペラが反転する時に外径側へ向かう液体の流れを抑制する第一液体抑制部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の遠心型インペラでは、前記主翼は、当該インペラが正転する時の正転方向に向かって前記回転軸側に接近する翼内径部を有し、前記液体押出部は、前記翼内径部の外側面に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の遠心型インペラでは、前記主翼は、該翼内径部の外径端から前記回転軸を中心とする円周方向に伸びる翼外径部を有し、前記第一液体抑制部は、前記翼外径部の内側面に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の遠心型インペラでは、前記主翼の内径端部と、該主翼の外径側にある別の主翼の外径端部と、が前記回転軸を中心とする半径方向の直線上にほぼ位置することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の遠心型インペラでは、前記円板部には、前記インペラの反転時に前記主翼よりも外径側に向かう液体の流れを抑制する第二液体抑制部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の遠心型インペラでは、前記第二液体抑制部は、前記回転軸を中心とする円周方向に形成された面であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の遠心型インペラでは、前記第二液体抑制部における当該インペラの正転方向前方の端部と、該第二液体抑制部の内径側に近接する前記主翼の外径端部とが、前記回転軸を中心とする半径方向の直線上にほぼ位置することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の遠心型インペラでは、前記第二液体抑制部における当該インペラの正転方向後方の端部は、該第二液体抑制部の内径側に近接する前記主翼の外側面の外径端を、平面視したときに規定される接線を越えない範囲に位置することを特徴とする。
【００１６】
請求項９の遠心型インペラでは、前記第二液体抑制部における当該インペラの正転方向前方の端部は、該第二液体抑制部の内径側に近接する前記翼外径部の外側面の内径端を、平面視したときに規定される接線を越えない範囲に位置することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の遠心型ポンプでは、請求項１乃至９の何れかに記載の遠心型インペラと、前記遠心型インペラを正転又は反転するための可逆式のモータと、前記遠心型インペラを収容するポンプ室と、前記ポンプ室の外部の液体を該ポンプ室へ案内する吸水口と、前記ポンプ室に取り込まれた液体を該ポンプ室の外部へ案内する吐出口と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の遠心型ポンプでは、請求項１乃至９の何れかに記載の第一の遠心型インペラと、請求項１乃至９の何れかに記載の第二の遠心型インペラと、前記第一の遠心型インペラと前記第二の遠心型インペラとを互いに対向又は反対向する向きに配置された可逆式のモータと、前記第一の遠心型インペラと前記第二の遠心型インペラを収容するポンプ室と、前記ポンプ室の外部の液体を該ポンプ室へ案内する吸水口と、前記ポンプ室に取り込まれた液体を、前記第一の遠心型インペラによって前記ポンプ室の外部へ案内する第一の吐出口と、前記ポンプ室に取り込まれた液体を、前記第二の遠心型インペラによって前記ポンプ室の外部へ案内する第二の吐出口と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の遠心型インペラは、正転又は反転の何れか一方向の回転時に外径側へ液体を押出する押出力が他方向の回転時の押出力よりも極端に小さくできる。本発明の遠心型ポンプは、正逆回転する遠心型インペラが何れか一方向に回転する時にポンプ特性が他方向に回転する時のポンプ特性よりも極端に小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る遠心型インペラ及び遠心型ポンプの一実施形態について、洗濯機に使用されるポンプを用いて、図１乃至６を参照して説明する。
【００２１】
［本発明のポンプを備えた洗濯機］
図１に示す洗濯機５０は、洗濯機本体５１内に洗濯物を収容する多数の小孔を有する洗濯槽５２と、洗濯槽５２を内側に収容すると共に水を貯留する外槽５３が設けられている。外槽５３に貯留する水は、洗濯槽５２の多数の小孔を介して洗濯槽５２内にも貯留される。外槽５３および洗濯槽５２は、防振機構（図示せず）を介して洗濯機本体５１に支持されている。また、洗濯槽５２は、中心部に固定された回転軸機構５４により外槽５３内に回転自在に支持されている。回転軸機構５４は、モータ（Ｍ）に連結されている。外槽５３には、水道水を給水するための給水バルブ５５を備えた給水管５６が設けられている。また、洗濯機本体５１の外装前面には各洗濯工程の運転制御を行うマイクロコンピュータを中心とする制御回路を内蔵する操作パネル５７が設けられている。
【００２２】
洗濯機５０は、水道水を洗濯槽５２に供給する機能、洗濯中に洗濯槽５２および外槽５３に溜められた水を洗濯機本体５１内で循環させることによって、洗剤を溶かし、洗濯物に付着した汚れや糸屑等の異物を取り除く循環機能、および洗濯槽５２および外槽５３内の水を機外へ強制排出する排出機能を備える。この場合、循環機能は、洗濯機における洗浄工程及び濯ぎ工程に相当し、排出機能は排水工程及び脱水工程に相当する。そして、これら循環機能および排出機能を行う循環・排出ポンプとして、後述する本発明のポンプ１０が適用され、洗濯機本体５１における外槽５３の底部裏面側に設けられている。
【００２３】
洗濯機５０の循環機能では、図１の矢印ｒ１で示すように、洗濯槽５２を含む外槽５３の水が、ポンプ１０の循環機能によって、第一循環用配管５８及び第二循環用配管５９を介して、再度、外槽５３に供給される（第一流路に相当）。洗濯機５０の排出機能では、図１の矢印ｒ２で示すように、洗濯槽５２を含む外槽５３の水が、ポンプ１０の排出機能によって、第一循環用配管５８及び排出用配管６０を介して、機外へ排出される（第二流路に相当）。
【００２４】
［モータ部の構造及び動作］
図２に示すポンプ１０は、遠心型であって、洗濯機において洗浄や濯ぎの工程のように水を循環させる循環機能と、排水や脱水の工程のように機器内の水を強制排出する排出機能とを実行するために使用される。このポンプ１０は、モータ部２０とポンプ室３０とが一体となって構成され、１個のポンプ室に１個の吸水口と２個の吐出口が設けられ、モータ部２０の回転方向を切り替えることにより、一方の吐出口から水を吐出する第一吐出モードと、他方の吐出口から水を吐出する第二吐出モードとからなる２つの吐出モードで運転する。また、ポンプ１０には、後述する本発明の遠心型インペラが、１個のポンプ室２０に配置され、モータ部２０によって正逆回転する。
【００２５】
モータ部２０は、略有底円筒形状に形成された第一ケーシング２１の外周面側に固定された固定部２２と、第一ケーシング２１の内周面側に配置され、固定部２２に対して所定の回転軸Ｊ１の周りを回転自在に回転する回転部２７とを備える。回転部２７は、上記ポンプ室３０に通じる空間に配置され、固定部２２が第一ケーシング２１のような部材でポンプ室３０と遮断して配置されるポンプはキャンドポンプと呼ばれる。なお、回転軸Ｊ１の長手方向を軸方向とする。
【００２６】
固定部２２は、電磁鋼板を複数積層されて形成されたステータコアに絶縁体を介して巻線を巻回してコイルを形成したステータ２２ａと、ステータ２２ａの軸方向下側に配置され、コイルの端部が電気的に接続される回路基板２２ｂと、を備える。回路基板２２ｂには、その他に、通電中のステータ２２ａのコイルで発生する逆起電力を検知して回転部２７の回転位置を検出及び制御する制御ＩＣや、外部電源と接続するためのコネクタ等が実装されている。そして、固定部２２は、これらステータ２２ａおよび回路基板２２ｂは、樹脂によって実質的に隙間無くモールドされることによって、有底円筒形状のモールド樹脂体を形成し、モータ部２０の耐水性および電気的絶縁性を向上させることができる。
【００２７】
さらに、第一ケーシング２１は、固定部２２の中央の内周面に装着される有底円筒部２１ａと、この有底円筒部２１ａの中央底部に盛り上がるボス部２１ｂと、有底円筒部２１ａの開口端に拡がる鍔部２１ｃと、を備える。ボス部２１ｂの上面には、凹部２１ｂ１が設けられ、回転軸Ｊ１と同軸である円柱状のシャフト２３の下端部が嵌合されている。シャフト２３の上端部は、第一ケーシング２１と後述する第二ケーシング２４と共にポンプ室３０を形成する第三ケーシング２５の凹部２５ａに嵌合されている。そのため、シャフト２３は、両端がそれぞれ第一及び第三ケーシング２１、２５に固定されて、ポンプ室３０を縦貫する。このようにシャフト２３の両端が保持されると、ポンプ１０の軸方向の剛性が向上すると共に、回転部２７及び後述する２個のインペラを安定して回転支持できる。
【００２８】
回転部２７は、ステータ２２ａの内周面に対向する略円筒形状のロータマグネット２７ａと、シャフト２３の下側の外周面を摺動しながら回転自在に嵌合する下側スリーブ軸受部材２７ｂと、これら両部材をインサート成形により一体的に保持するロータホルダー部２７ｃと、を備える。ロータホルダー部２７ｃは、さらにこれの一部として一体に形成された第一インペラ２８を備える。第一インペラ２８は、これの上側に第二インペラ２９が配置され、両者が係合する係合部２８９によって連結されている。第二インペラ２９は、シャフト２３の上側の外周面を摺動しながら回転自在に嵌合する上側スリーブ軸受部材２７ｄをインサート成形により一体的に保持する。
【００２９】
このように、第一及び第二インペラ２８、２９を含む回転部２７は、シャフト２３に対して、上側及び下側スリーブ軸受部材２７ｄ、２７ｂを介してポンプ室３０内に回転自在に支持されている。また、シャフト２３の両端部には、高潤滑性の材料からなる円環状のスラスト部材２３ａ、２３ｂが嵌合され、それぞれ下側スリーブ軸受部材２７ｂの下端面及び上側スリーブ軸受部材２７ｄの上端面に摺動自在に当接することにより、回転部２７の軸方向の移動を規制している。回転部２７は、コイルに通電されることによってステータ２２ａから発生する磁束と、ロータマグネット２７ａの磁束との相互作用により回転トルクが発生し、回転軸Ｊ１の周りを回転するが、コイルへの通電方法を変更することにより正転方向と反転方向の何れにも回転することができる。このような両方向に回転するモータは、リバーシブルモータ又は可逆式モータと呼ばれる。
【００３０】
［ポンプ室構造］
ポンプ室３０について、図２乃至４を用いて説明する。図３は、図２の切断線Ｙ１−Ｙ１で切断した時にモータ部２０側から見た断面図であり、図４は、図２の切断線Ｙ２−Ｙ２で切断した時にモータ部２０側から見た断面図である。
【００３１】
第二ケーシング２４は、第一ケーシング２１の鍔部２１ｃに組み合わさる円筒部２４ａと、この円筒部２４ａの軸方向のほぼ中間部に円筒部２４ａの内部空間を上下に分割する隔壁部２４ｂと、を備える。隔壁部２４ｂには、シャフト２３と共に、第一及び第二インペラ２８、２９を連結する係合部２８９を挿通して、円筒部２４ａの上側の空間と下側の空間とを連通する連通部２４ｂ１を備える。隔壁部２４ｂの下方面（モータ部２０側の面）、円筒部２４ａの内周面、及び第一ケーシング２１の有底円筒部２１ａの内側の面とで形成される空間は、第一インペラ２８及び回転部２７を収容する第一収容室３０ａを構成する。反対に、隔壁部２４ｂの上方面、円筒部２４ａの内周面、及び第三ケーシング２１の下方面とで形成される空間は、第二インペラ２８を収容する第二収容室３０ｂを構成する。さらに、連通部２４ｂ１が形成する空間は、連通室３０ｃを構成する。これら第一及び第二収容室３０ａ、３０ｂ、並びに連通室３０ｃからなるポンプ室３０は、互いに連通する１個の閉空間を構成している。
【００３２】
第一収容室３０ａは、図３に示すように、回転軸Ｊ１を中心に時計回りに拡がる渦巻き状空間で、その回転軸Ｊ１から最も離れた部位に、円筒部２４ａの外部空間と連通する第一吐出口２４ｃが設けられている。第一吐出口２４ｃは、回転軸Ｊ１に直交し、かつ図３における水平方向右側に対して上方に傾斜するパイプ形状であり、洗濯機における循環機能をなす第二循環用配管５９に接続される。
【００３３】
また、第二収容室３０ｂは、図４に示すように、回転軸Ｊ１を中心に反時計回りに拡がる渦巻き状空間で、その回転軸Ｊ１から最も離れた部位に、円筒部２４ａの外部空間と連通する第二吐出口２４ｄが設けられている。第二吐出口２４ｄは、回転軸Ｊ１に直交し、かつ図４における水平方向左側に対して上方に傾斜するパイプ形状であり、洗濯機における排出機能をなす排出用配管６０に接続される。
【００３４】
さらに、連通室３０ｃは、図２に示すように、円筒部２４ａの外部空間と連通する吸水口２４ｅが設けられている。吸水口２４ｅは、図３に示すように、回転軸Ｊ１に直交し、かつ図３における上方に伸びるパイプ形状であり、洗濯機における第一循環用配管５８に接続される。それ故に、ポンプ１０は、回転軸Ｊ１が水平方向に向き、かつ吸水口２４ｅが反重力方向に開口するようにして配置される。
【００３５】
ポンプ室３０に取り込まれた水は、モータ部２０の下側スリーブ軸受部材２７ｂの内周面とシャフト２３の外周面とで形成される間隙、上側スリーブ軸受部材２７ｄの内周面とシャフト２３の外周面とで形成される間隙、下側スリーブ軸受部材２７ｂの下端面とスラスト部材２３ａの上面とで形成される間隙、及び上側スリーブ軸受部材２７ｄの上面とスラスト部材２３ｂの下面とで形成される間隙にも介在する。そのため、水が潤滑流体として作用し、上側及び下側スリーブ軸受部材２７ｄ、２７ｂと、シャフト２３及びスラスト部材２３ａ、２３ｂとの潤滑性が向上する。
【００３６】
［インペラ構造］
第一及び第二インペラ２８、２９について、図２、５及び６を参照して説明する。図５は、第一インペラ２８をモータ部２０の反対側から見た平面図であり、図６は、第二インペラ２９をモータ部２０の反対側から見た平面図である。
【００３７】
第一インペラ２８は、図２、５に示すように、回転軸Ｊ１と同軸となる中央にシャフト２３を挿通する円筒状の挿通孔２８ａ１を有する円板部２８ａと、円板部２８ａの一方の平面にその挿通孔２８ａ１の周りに円周方向に等間隔に配列された６枚の主翼２８ｂと、隣接する主翼２８ｂ間の径方向外側に円周方向に等間隔に配列された６枚の補助翼２８ｃと、を備え、中央で吸水した水を外径側へ押出する遠心型インペラである。主翼２８ｂは、図５における平面視が「Ｖ」の字に湾曲する板形状であって、矢印ＣＣＷの回転方向に向かって回転軸Ｊ１側に接近する円弧状の翼内径部２８ｂ１と、回転軸Ｊ１を中心とする円Ｃ１の円周方向に沿う円弧状の翼外径部２８ｂ２とからなる。
【００３８】
この第一インペラ２８は、図５における反時計回り（矢印ＣＣＷの方向、モータ部２０の正転方向）に回転すると、主翼２８ｂの翼内径部２８ｂ１が円Ｃ１に対して交差する向きに形成されていることから、この翼内径部２８ｂ１の外側面が水を外径側へ掻き出す。即ち、翼内径部２８ｂ１の外側面は水を外径側へ押し出す液体押出部を構成する。この掻き出された水は、遠心力も作用し、主翼２８ｂから外径側へ押出される（矢印ｆ１参照）。この流れに追随して主翼２８ｂの内径側にある水は主翼２８ｂへ吸水される。このような主翼２８ｂの吸水又は押出作用が各主翼２８ｂで行われることによって、第一インペラ２８は中央から水を吸水し放射状に押出するポンピング作用をなす。このとき、主翼２８ｂの翼外径部２８ｂ２及び補助翼２８ｃは、円Ｃ１の円周方向に沿った形状であるため、水に対する抵抗が小さく、水を掻き出す作用はほとんどない。また、補助翼２９ｃは、主翼２８ｂから掻き出された水の進行方向から外れた位置（補助翼２９ｃは、図５の矢印ｆ１の先端付近にまで設けられていない。）に設けられているため、主翼２８ｂから押出された水の流れを妨げない。
【００３９】
これに対して、第一インペラ２８が時計回り（矢印ＣＷの方向、モータ部２０の反転方向）に回転すると、主翼２８ｂの翼内径部２８ｂ１の内側面が水を外径側へ掻き出すように作用するが、主翼２８ｂの翼外径部２８ｂ２の内側面が円周方向に沿って形成されているため、その外径側へ向かう水は円周方向から内径側に戻る（矢印ｆ２参照）。即ち、翼外径部２８ｂ２の内側面は、外径側へ向かう水の流れを抑制する第一液体抑制部を構成する。仮にその水が、内径側に戻りきらず主翼２８ｂの翼外径部２８ｂ２を通り抜けたとしても、補助翼２８ｃで遮られるため、インペラから押出する水はほとんどない。即ち、補助翼２８ｃの内側面は、外径側へ向かう水の流れを抑制する第二液体抑制部を構成する。つまり、時計回りする第一インペラ２８は、主翼２８ｂと補助翼２８ｃによって、外径側へ向かう水の流れを二重に阻止する構成となっている。それ故に、第一インペラ２８は、時計回り時に外径側へ押出する水の押出量が反時計回りの時に比べて極端に少なくなる（つまり、第一インペラ２８は、正転時における揚程力又は流量が反転時よりも大きい。）。
【００４０】
一方、第二インペラ２９は、図６に示すように、中央の挿通孔内に上側スリーブ軸受部材２７ｄを内包する以外は、実質的に第一インペラ２８と同じ構成である（説明の都合上、第二インペラ２９の各部の符号を、円板部２９ａ、挿通孔２９ａ１、主翼２９ｂ、翼内径部２９ｂ、翼外径部２９ｂ２、補助翼２９ｃとする。）。そのため、第一、第二インペラ２８、２９を成形するために使用する金型のうち、少なくとも円板部２８ａ、２９ａの翼が設けられている側を共通化でき、金型コストを抑えることができる。また、第一、第二インペラ２８、２９のうち、円板部２８ａ、２９ａを含む翼部分を別部材で構成とすれば、翼部材を共通部品として使用することもできる。
【００４１】
第一及び第二インペラ２８、２９は、各翼が設けられた面が互いに向かい合うようにして、双方の挿通孔２８ａ１，２９ａ１の端部が係合部２８９を構成して連結されている。それ故に、第一及び第二インペラ２８、２９は、回転部２７と同じ方向に回転するものの、第二インペラ２９の主翼２９ｂ及び補助翼２９ｃの配列方向が第一インペラ２９のそれに対して反転するため、第二インペラ２９のポンピング作用は第一インペラ２８と同じ傾向を示すが、前提となる回転方向が正反対になる（つまり、第二インペラ２９は、反時計回り時に外径側へ押出する水の押出量が時計回りの時に比べて極端に少なく、反転時における揚程力又は流量が正転時よりも大きい。）。
【００４２】
その結果、ポンプ１０を図３に示すように、回転軸Ｊ１を水平方向に向け、かつ吸水口２４ｅが反重力方向を向くように設置して、ポンプ室３０に水が取り込まれた状態で、モータ部２０が正転すると、第一インペラ２８が積極的に水を掻き出すため、掻き出された水が第一収容室３０ａの内周面に沿って流れ、第一吐出口２４ｃから吐出される。このとき、第二収容室３０ｂの水は、第二インペラ２９のポンピング作用が殆ど無いことに加え、第一インペラ２８の吸水作用のために、第二吐出口２４ｃから水は殆ど吐出されない。それ故に、モータ部２０の正転時のポンプ１０は、第一吐出口２４ｃのポンプ特性が第二吐出口２４ｄよりも極端に大きくなる。反対に、同じ条件でモータ部２０が反転した場合には、上述と正反対の水の挙動となり、第二吐出口２４ｄから吐出され、第一吐出口２４ｃからは殆ど吐出されない。それ故に、モータ部２０の反転時のポンプ１０は、第二吐出口２４ｄのポンプ特性が第一吐出口２４ｃよりも極端に大きくなる。
【００４３】
このように、このポンプ１０は、モータ部２０の回転方向を切り換えるだけで、吸水口２４ｅを介してポンプ室３０に取り込まれた水を、第一及び第二吐出口２４ｃ、２４ｄの何れか一方のみを選択して吐出することができる。
【００４４】
これに対して、従来のリバーシブルポンプに使われる遠心型インペラ１００は、図７に示すように、主翼７１が矢印ＣＣＷの回転方向に向かって回転軸Ｊ１側に接近する円弧形状である。このインペラ１００が反時計回り（ＣＣＷ）に回転した時は、主翼７１の外側面によって水が押し出され外径側へ流れ（ｆ１０参照）、時計回り（ＣＷ）に回転した時は、主翼７１の内側面によって水が押し出され外径側へ流れる（ｆ１１）。つまり、主翼７１が正転又は反転する時の外径側へ水を押し出す押出力に違いはあるものの、何れの方向に回転しても、主翼７１から外径側へ押し出されてしまい、本発明のように外径側へ向かう水の流れを抑制することができない。このようなインペラ１００を上記ポンプ１０に適用すると、何れの方向に回転しても水を押し出し、両吐出口２４ｃ、２４ｄから吐出されてしまう。
【００４５】
ところで、第一及び第二インペラ２８、２９は、次のような工夫もされている。以下では、両インペラ２８，２９の翼配列は実質的に同じであるため、第一インペラ２８を用いて説明する。
【００４６】
図５において、第一インペラ２８における主翼２８ｂの翼内径部２８ｂ１の内径端と、この翼内径部２８ｂ１の外径側に隣接する他の主翼２８ｂの翼外径部２８ｂ２における外径端とが、回転軸Ｊ１から半径方向に伸びる直線Ｌ１にほぼ位置している。
【００４７】
このような構成により、第一インペラ２８の正転時と反転時の水の流れを何れにも円滑に流すことができる。つまり、主翼２８ｂの翼内径部２８ｂ１の内径端と、これに隣接する主翼２８ｂの翼外径部２８ｂ２の外径端の少なくとも一方がより長く形成され、その直線Ｌ１と交差してしまうと、その主翼２８ｂの翼内径部２８ｂ１とこれに隣接する主翼２８ｂの翼外径部２８ｂ２とで形成される隙間３２が狭くなる。そのため、当該インペラが反時計回りした時は、中心側から吸水された水が外径側へ流れる際に（矢印ｆ１）、その隙間３２を通過する流水抵抗が大きくなり、水の押出量が減少する。また、当該インペラが時計回りした時は、主翼２８ｂの翼外径部２８ｂ２の内側面によって中心側に戻ろうとする水が（矢印ｆ２）、この翼外径部２８ｂ２の内径側に隣接する他の翼内径部２８ｂ１の外側面によって妨げられ、中心側へ戻りにくくなる。一方、主翼２８ｂの翼内径部２８ｂ１の内径端がその直線Ｌ１から離れた構成（翼内径部２８ｂ１が短くなる構成）では、液体押出部としての作用面が少なくなるため、反時計回り時に水を外径側へ押し出す押出力が弱くなり、またその翼外径部２８ｂ２がその直線Ｌ１から離れた構成（翼外径部２８ｂ２が短くなる構成）では、第一液体抑制部としての作用面が少なくなるため、時計回り時に水を中心側へ戻す作用が弱くなる。
【００４８】
また、その同じ直線Ｌ１には、補助翼２８ｃの反時計回り時の前方端が僅かだけ交差して位置している。この補助翼２８ｃのその前方端がより長く形成されていると、当該インペラの反時計回り時において翼外径部２８ｂ２の外側面を通過した水の流れ（ｆ１）を妨げる恐れがある。また、補助翼２８ｃの反時計回り時の前方端は、この補助翼２８ｃの内径側に近接する翼外径部２８ｂ２の外側面の内径端を、平面視したときに規定される接線Ｔ１を越えない範囲に位置している。反時計回り時に、主翼２８ｂの外側面から押出される水の流れ（ｆ１）の殆どは、翼内径部２８ｂ１の外側面に沿って押し出されるため、その接線Ｔ１の反時計回り前方を流れる。それ故に、補助翼２８ｃの反時計回りの前方端を、接線Ｔ１を越えないようにすれば、反時計回り時に主翼２８ｂから押出される水の流れ（ｆ１）が、補助翼２８ｃによって妨げられにくく円滑に流れる。
【００４９】
一方、補助翼２８ｃのその前方端が直線Ｌ１に交差せず離れて形成されていると、当該インペラの時計回り時に翼外径部２８ｂ２を通過した水の流れ（ｆ３）が補助翼２８ｃとの間の隙間を通って当該インペラから流れ出てしまい、外径側への水の流れを十分に抑制できなくなる（つまり第二液体抑制部としての作用が低下する。）。
【００５０】
また、補助翼２８ｃの反時計回り時の後方端がより長く形成されていると、当該インペラの反時計回り時において翼内径部２８ｂ１から押し出された水の流れ（ｆ１）を妨げる恐れがある。この後方端は、この補助翼２８ｃの内径側に近接する翼外径部２８ｂ２の外側面の外径端を、平面視した時に規定される接線Ｔ２を越えない範囲が望ましい。一方、その後方端がより短く形成されていると、当該インペラの時計回り時において翼外径部２８ｂ２を通過し外径側へ流れる水の流れ（ｆ３）を十分に抑制することができない（つまり第二液体抑制部としての作用が低下する。）。
【００５１】
このように、第一インペラ２８は、正転方向の回転時における水を外径側へ押出する押出力が反転方向の回転時の水の押出力よりも極端に小さくなり、第二インペラ２９は、反転方向の回転時における水を外径側へ押出する押出力が正転方向の回転時の水の押出力よりも極端に小さくなるように、各主翼２８ｂ、２９ｂ及び各補助翼２８ｃ、２９ｃの位置や長さの関係が最適化されている。なお、上述した隣接する主翼２８ｂ間の位置関係や主翼２８ｂと補助翼２８ｃの位置関係から外れたとしても本発明の効果は奏する。
【００５２】
［ポンプと洗濯機の関係］
ポンプ１０は、洗濯機５０の外槽５３の底部裏面側に、回転軸Ｊ１が水平方向に向くように、かつ吸水口２４ｅが反重力方向を向くように設置され、吸水口２４ｅが第一循環用配管５８と、第一吐出口２４ｃが第二循環用配管５９と、第二吐出口２４ｄが排出用配管６０にそれぞれ接続される。それ故に、外槽５３の水は、自重により第一循環用配管５８及び吸水口２４ｅを介してポンプ室３０へ供給される。
【００５３】
洗濯機５０において循環機能を実行する際には、ポンプ１０のモータ部２０を正転させ、第一吐出口２４ｃから水を吐出させる（第一吐出モードに相当）。すると、洗濯機５０の外槽５３の水は、第一循環用配管５８から、ポンプ１０の吸水口２４ｅを介してポンプ室３０に供給され、さらに、第一吐出口２４ｃから第二循環用配管５９を介して、再び、外槽５３へ供給される（図１の矢印ｒ１参照）。一方、排出機能を実行する際には、ポンプ１０のモータ部２０を反転させ、第二吐出口２４ｄから水を吐出させる（第二吐出モードに相当）。すると、洗濯機５０の外槽５３の水は、第一循環用配管５８から、ポンプ１０の吸水口２４ｅを介してポンプ室３０に供給され、さらに、第二吐出口２４ｄから排出用配管６０を介して、機外へ排出される（図１の矢印ｒ２参照）。
【００５４】
［ポンプ及び洗濯機の特徴］
ポンプ１０は、循環機能と及び排出機能の複数の吐出機能を、２枚のインペラ２８、２９を有する可逆式モータである１個のモータ部２０により解決していることから、各インペラ毎にモータを設けたポンプや２個のポンプで対応する場合に比べて、ポンプ自体を小型化することができる。
【００５５】
また、ポンプ１０は、第一及び第二インペラ２８、２９によって、何れの回転方向であっても、一方の吐出口を吐出して循環機能又は排出機能として使用している（一方の吐出口から水が吐出する）時、他方の吐出口からは殆ど水が吐出しない吐出形態を実現できる。
【００５６】
また、循環機能及び排出機能の複数の吐出機能を実現するために、１個のポンプ室３０に対して３個の吸水・吐出口（吸水口２４ｅと吐出口２４ｃ、２４ｄ）で済むため、ポンプ室を２個に分割して互いに独立する各ポンプ室に１個の吸水口と１個の吐出口からなる４個の吸水・吐出口をもつポンプに比べて、ポンプ１０におけるポンプ室３０の構造が単純にできると共に小型化できる。ポンプ室３０の構造に関しては、２個の吐出口を切り換える切換弁も不要となり、切換弁の設置のためや切換弁からの水漏れ対策の構造が不要となることからも、構造が単純にできると共に小型化に寄与できる。
【００５７】
また、このポンプ３０は、連通室３０ｃが第一及び第二収容室３０ａ、３０ｂの間に位置することから、吸水口２４ｅから取り込まれた水が何れの収容室にも迅速に流れ、そのような選択的な吐出形態を円滑に行うことができる。
【００５８】
さらに、洗濯機５０は、ポンプ１０を搭載することにより、ポンプ自体の小型化に加えて、洗濯槽や排水部と、ポンプとを接続する配管の本数削減によっても小型化できる。また、洗濯機５０は、循環及び排出機能を実行するための水の流れの切り換えをポンプ５０で行うため、ポンプ５０に接続された各配管等に水の流れを切り替える切換弁が不要となる。それ故に、洗濯機５０の小型化や軽量化を図ることができ、しかも洗濯機の組立作業や部品点数の削減により、低コスト化を実現できる。
【００５９】
［他の実施形態］
以上、本発明の遠心型インペラ及び遠心型ポンプの一実施形態として、洗濯機を用いて説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、他の液体循環装置（例えば、食器洗浄機）にも適用できる。要は、本発明の遠心型インペラは、ポンプの構造上、正逆回転するように構成されているが、一方向の回転時にポンピング特性を必要とし他方向の回転時のポンピング特性を必要としないようなポンプに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るポンプが適用される液体循環装置の一実施形態を模式的に示す断面図。
【図２】本発明に係るポンプの一実施形態を示す断面図。
【図３】図２に示すポンプの第二ケーシングを切断線Ｙ１−Ｙ１で切断したときにモータ部側から見たときの側面図。
【図４】図２に示すポンプの第二ケーシングを切断線Ｙ２−Ｙ２で切断したときにモータ部側から見たときの側面図。
【図５】図２に示すポンプの第一インペラを示す平面図。
【図６】図２に示すポンプの第二インペラを示す平面図。
【図７】従来の遠心型インペラを示す平面図。
【符号の説明】
【００６１】
１０  ポンプ
２０  モータ
２４ｃ  第一吐出口
２４ｄ  第二吐出口
２４ｅ  吸水口
２８  第一インペラ
２８ａ、２９ａ  円板部
２８ｂ、２９ｂ  主翼
２８ｃ、２９ｃ  補助翼
２８ｂ１、２９ｂ１  翼内径部
２８ｂ２、２９ｂ２  翼外径部
２９  第二インペラ
３０  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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【図７】
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