(57)【要約】 【課題】循環機能と排出機能のような複数の吐出機能をもちつつ、小型かつ高効率のポンプ特性を実現できるポンプ及びこれを備えた液体循環装置を提供することである。【解決手段】  ポンプ１０では、１個のポンプ室３０に収容される２個の遠心型インペラ２８、２９が、１個の可逆式モータ２０によって回転駆動する。一方のインペラ２８は、正転時における液体の揚程力又は流量が反転時よりも大きい翼形状であって、他方のインペラ２９は、反転時における液体の揚程力又は流量が正転時よりも大きい翼形状である。ポンプ室３０に供給された水は、モータ２０を正転させることで、一方のインペラ２８の近傍にある一方の吐出口２４ｃより吐出され、モータ２０を反転させることで、他方のインペラ２９の近傍にある他方の吐出口２４ｄより吐出される。液体循環装置は、ポンプ１０を使って二種類の流路に液体が吐出される。【選択図】  図２
2008267357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流れる第一及び第二の流路を備える液体循環装置に使われ、該第一流路に液体を吐出する第一吐出モードと、該第二流路に液体を吐出する第二吐出モードとからなる二種類の吐出モードで運転するポンプであって、
前記第一吐出モード時に正転し、前記第二吐出モード時に反転する可逆式のモータと、
正転時に液体を半径方向外方に押し出す押出力が反転時の押出力よりも大きい翼形状を有し、前記モータによって回転する遠心型の第一インペラと、
反転時に液体を半径方向外方に押し出す押出力が正転時の押出力よりも大きい翼形状を有し、前記モータによって回転する遠心型の第二インペラと、
前記第一インペラを収容する第一収容室と、前記第二インペラを収容する第二収容室と、該第一及び第二収容室を連通する連通室と、を有するポンプ室と、
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、
前記第一流路に接続され、前記ポンプ室に取り込まれた液体を該第一収容室から該第一流路へ案内する第一吐出口と、
前記第二流路に接続され、前記ポンプ室に取り込まれた液体を該第二収容室から該第二流路へ案内する第二吐出口と、
を備え、
前記ポンプ室に案内された液体は、前記第一吐出モード時に主として前記第一吐出口から吐出し、前記第二吐出モード時に主として前記第二吐出口から吐出することを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記第一収容室は、前記モータの回転軸を中心に当該モータの正転方向に拡がる渦巻き状空間であり、該回転軸から離れた部位に前記第一吐出口が設けられ、
前記第二収容室は、前記モータの回転軸を中心に当該モータの反転方向に拡がる渦巻き状空間であり、該回転軸から離れた部位に前記第二吐出口が設けられ、
前記連通室は、前記モータの回転軸の周りであって、かつ前記第一及び第二収容室の間に位置する円筒状空間であり、かつ、前記吸水口が反重力方向に開口するようにして設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記第一インペラは、前記モータの回転軸と同軸に設けられる第一円板部と、該第一円板部の平面に、該回転軸を中心にして放射状に設けられる複数の第一主翼と、を有し、
前記第一主翼は、当該インペラが正転する時に液体を外径側へ押し出す第一液体押出部と、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主的液体抑制部と、を有し、
前記第二インペラは、前記モータの回転軸と同軸に設けられる第二円板部と、該第二円板部の平面に、該回転軸を中心にして放射状に設けられる複数の第二主翼と、を有し、
前記第二主翼は、当該インペラが反転する時に液体を外径側へ押し出す第二液体押出部と、当該インペラが正転する時に外径側へ向かう液体の流れを抑制する第二主的液体抑制部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記第一主翼は、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第一翼内径部を有し、前記第一液体押出部は、前記第一翼内径部の外側面に形成され、
前記第二主翼は、当該インペラが反転する時の反転方向に向かって前記回転軸側に接近する第二翼内径部を有し、前記第二液体押出部は、前記第二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３に記載のポンプ。
【請求項５】
前記第一主翼は、前記第一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第一翼外径部を有し、前記第一主的液体抑制部は、前記翼外径部の内側面に形成され、
前記第二主翼は、前記第二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第二翼外径部を有し、前記第二主的液体抑制部は、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３又は４に記載のポンプ。
【請求項６】
前記第一円板部には、前記第一インペラの反転時に前記第一主翼よりも外径側に向かう液体の流れを抑制する第一補助的液体抑制部が設けられ、
前記第二円板部には、前記第二インペラの正転時に前記第二主翼よりも外径側に向かう液体の流れを抑制する第二補助的液体抑制部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載のポンプ。
【請求項７】
前記第一補助的液体抑制部は、前記回転軸を中心とする円周方向に形成された面であり、
前記第二補助的液体抑制部は、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６に記載の遠心型インペラ。
【請求項８】
前記モータと前記ポンプ室とは、前記モータの回転軸の一端側と他端側にそれぞれ配置され、
前記モータの固定部には、該回転軸と同軸に位置するシャフトを有し、該シャフトの該固定部の反対側の端部が前記ポンプ室に保持されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のポンプ。
【請求項９】
前記第一吐出モードは、前記第一流路に液体を循環するモードであり、前記第二吐出モードは、前記第二流路の液体を前記液体循環装置の外部へ排出するモードであることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のポンプ。
【請求項１０】
液体が流れる第一流路と、
液体が流れる第二流路と、
前記第一及び第二流路に接続される貯水部と、
前記吸水口が前記第一及び第二流路に接続され、前記第一吐出口が前記第一流路に接続され、前記第二吐出口が前記第二流路に接続される請求項１乃至９の何れかに記載のポンプと、を備えた液体循環装置であって、
前記ポンプの前記モータの回転方向を切り換えることによって、前記第一及び第二流路の何れかに液体を選択的に流せることを特徴とする液体循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環機能と排出機能のように二種類の吐出機能を実現するため２個の吐出口を有するポンプ及びこのポンプを搭載した液体循環装置（例えば洗濯機及び食器洗浄機）に関する。
【背景技術】
【０００２】
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として、洗濯機や食器洗浄機がある。その洗濯機では、洗濯物を入れた洗濯槽に給水して洗浄やや濯ぎが行われるが、その洗濯時の洗浄力の向上、洗濯機内の送水部分に溜まる洗濯物から出た汚れや糸屑等の異物の除去、及び洗浄水の節水などのために、ポンプを用いて洗濯槽内の水を洗濯機内で循環させている（特許文献１参照）。さらに、使用済みの洗浄水を洗濯機外へ排出する時に、排出時間の短縮ために、ポンプを用いて強制排出する機能を持つ洗濯機もある。それゆえに、そのような循環機能と排出機能とをもつ洗濯機は、その循環用と排出用として二台のポンプが必要となる。
【０００３】
一方、ポンプには、上記洗濯機の循環機能と排出機能のように水を吐出する複数の吐出機能を一台のポンプで実現できるものがある。このようなポンプを上記洗濯機に適用すると、ポンプを一台分、削減できることから、二台の場合に比べて、ポンプやこれに接続される配管等を設置するための設置空間、重量、コスト、及び製造のための作業工数等が削減できる。
【０００４】
このような複数の吐出機能をもつポンプとして、例えば、特許文献２に記載されたポンプがある。
【０００５】
特許文献２の従来例のポンプは、一台の正逆回転可能なモータに正転用と反転用の２枚のインペラを備え、各インペラは吸水口と吐出口とを有する独立した２個のポンプ室にそれぞれ収容されている。正転用インペラは、各翼の曲面角度によって、モータ正転時に水を押し出しモータ反転時に押し出さない形状となっており、反転用インペラは、正転用インペラと反対に作用する形状となっている。そのため、モータの回転方向の切換により、水の吐出側を変更することができる。
【０００６】
特許文献３のポンプは、１台の不可逆式モータに設けられた１枚のインペラが、１個の吸水口と２個の吐出口をもつ１個のポンプ室に収容され、切換弁によって２個の吐出口の吐出側を選択的に切り換えるものである。
【０００７】
【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
【特許文献３】実開平１−１４５３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記洗濯機のような近年の液体循環装置は、コストアップを抑えつつ一層の小型化が望まれている。これに伴って、それに搭載されるポンプも小型化が望まれているが、上述したような従来のポンプでは、そのような各機能を損なうことなく小型化の要請に応えられることが困難であった。
【０００９】
即ち、特許文献２のポンプは、吸水口と吐出口のようなポンプ室の内外を連通する吸水・吐出口が合計４個、必要となることから、これらに接続される液体循環装置側の配管等が複雑になり装置サイズが大きくなってしまう。しかも独立した２個のポンプ室が必要となるためポンプ自体も大きくなる。特許文献３のポンプは、切換弁が必要となるため、切換弁の設置のため構造や切換弁からの水漏れ対策のための構造が必要となり、小型化には不向きであってポンプ自体が高価かつ複雑な構造となる。
【００１０】
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、循環機能と排出機能のような複数の吐出機能をもちつつ、小型かつ高効率のポンプ特性を実現できるポンプ及びこれを備えた液体循環装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のポンプは、液体循環装置の第一及び第二の流路に液体を吐出するために使用され、その第一流路に液体を吐出する第一吐出モードと、その第二流路に液体を吐出する第二吐出モードとからなる少なくとも二種類の吐出モードで運転する。
【００１２】
このポンプでは、１個のポンプ室に収容される２個の遠心型インペラが、１個の可逆式モータによって回転駆動する。一方のインペラは、正転時における液体を半径方向外方へ押出する押出力が反転時よりも大きい翼形状であって、他方のインペラは、反転時における液体を半径方向外方へ押出する押出力が正転時よりも大きい翼形状である。ポンプ室は、共通の吸水口に対して、両インペラに対応した吐出口を備えている。ポンプ室に供給された水は、モータを正転させることで、一方のインペラの近傍にある一方の吐出口より吐出することができ、モータを反転させることで、他方のインペラの近傍にある他方の吐出口より吐出することができる。したがって、その一方の吐出口を第一流路、他方の吐出口を第二流路に接続した状態で、モータの回転方向を切り換えることで、何れかの流路へ選択的に液体を吐出できる。また、本発明の液体循環装置は、第一及び第二の流路の液体を吐出するために、上記ポンプが使用される。
【００１３】
より具体的には、請求項１のポンプでは、液体が流れる第一及び第二の流路を備える液体循環装置に使われ、該第一流路に液体を吐出する第一吐出モードと、該第二流路に液体を吐出する第二吐出モードとからなる２個の吐出モードで運転するポンプであって、前記第一吐出モード時に正転し、前記第二吐出モード時に反転する可逆式のモータと、正転時に液体を半径方向外方に押し出す押出力が反転時の押出力よりも大きい翼形状を有し、前記モータによって回転する遠心型の第一インペラと、反転時に液体を半径方向外方に押し出す押出力が正転時の押出力よりも大きい翼形状を有し、前記モータによって回転する遠心型の第二インペラと、前記第一インペラを収容する第一収容室と、前記第二インペラを収容する第二収容室と、該第一及び第二収容室を連通する連通室と、を有するポンプ室と、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、前記第一流路に接続され、前記ポンプ室に取り込まれた液体を該第一収容室から該第一流路へ案内する第一吐出口と、前記第二流路に接続され、前記ポンプ室に取り込まれた液体を該第二収容室から該第二流路へ案内する第二吐出口と、を備え、前記第一吐出モード時における前記第一吐出口から吐出する該液体の揚程力又は流量が、前記第二吐出口から吐出する該液体の揚程力又は流量よりも大きく、かつ、前記第二吐出モード時における前記第二吐出口から吐出する該液体の揚程力又は流量が、前記第一吐出口から吐出する該液体の揚程力又は流量よりも大きいことを特徴とする。
【００１４】
請求項２のポンプでは、前記第一収容室は、前記モータの回転軸を中心に当該モータの正転方向に拡がる渦巻き状空間であり、該回転軸から離れた部位に前記第一吐出口が設けられ、前記第二収容室は、前記モータの回転軸を中心に当該モータの反転方向に拡がる渦巻き状空間であり、該回転軸から離れた部位に前記第二吐出口が設けられ、前記連通室は、前記モータの回転軸の周りであって、かつ前記第一及び第二収容室の間に位置する円筒状空間であり、かつ、前記吸水口が反重力方向に開口するようにして設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３のポンプでは、前記第一インペラは、前記モータの回転軸と同軸に設けられる第一円板部と、該第一円板部の平面に、該回転軸を中心にして放射状に設けられる複数の第一主翼と、を有し、前記第一主翼は、当該インペラが正転する時に液体を外径側へ押し出す第一液体押出部と、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主的液体抑制部と、を有し、前記第二インペラは、前記モータの回転軸と同軸に設けられる第二円板部と、該第二円板部の平面に、該回転軸を中心にして放射状に設けられる複数の第二主翼と、を有し、前記第二主翼は、当該インペラが反転する時に液体を外径側へ押し出す第二液体押出部と、当該インペラが正転する時に外径側へ向かう液体の流れを抑制する第二主的液体抑制部と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４のポンプでは、前記第一主翼は、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第一翼内径部を有し、前記第一液体押出部は、前記第一翼内径部の外側面に形成され、前記第二主翼は、当該インペラが反転する時の反転方向に向かって前記回転軸側に接近する第二翼内径部を有し、前記第二液体押出部は、前記第二翼内径部の外側面に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５のポンプでは、前記第一主翼は、前記第一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第一翼外径部を有し、前記第一主的液体抑制部は、前記翼外径部の内側面に形成され、前記第二主翼は、前記第二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第二翼外径部を有し、前記第二主的液体抑制部は、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。
【００１８】
請求項６のポンプでは、前記第一円板部には、前記第一インペラの反転時に前記第一主翼よりも外径側に向かう液体の流れを抑制する第一補助的液体抑制部が設けられ、前記第二円板部には、前記第二インペラの正転時に前記第二主翼よりも外径側に向かう液体の流れを抑制する第二補助的液体抑制部が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７のポンプでは、前記第一補助的液体抑制部は、前記回転軸を中心とする円周方向に形成された面であり、前記第二補助的液体抑制部は、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。
【００２０】
請求項８のポンプでは、前記モータと前記ポンプ室とは、前記モータの回転軸の一端側と他端側にそれぞれ配置され、前記モータの固定部には、該回転軸と同軸に位置するシャフトを有し、該シャフトの該固定部の反対側の端部が前記ポンプ室に保持されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項９のポンプでは、前記第一吐出モードは、前記第一流路に液体を循環するモードであり、前記第二吐出モードは、前記第二流路の液体を前記液体循環装置の外部へ排出するモードであることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０の液体循環装置では、液体が流れる第一流路と、  液体が流れる第二流路と、前記第一及び第二流路に接続される貯水部と、前記吸水口が前記第一及び第二流路に接続され、前記第一吐出口が前記第一流路に接続され、前記第二吐出口が前記第二流路に接続される請求項１乃９の何れかに記載のポンプと、を備えた液体循環装置であって、前記ポンプの前記モータの回転方向を切り換えることによって、前記第一及び第二流路の何れかに液体を選択的に流せることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のポンプ又は液体循環装置は、循環機能と排出機能のような複数の吐出機能をもちつつ、できるだけコストを掛けずに、小型かつ高効率のポンプ特性を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係るポンプ及びこれを備えた液体循環装置の一実施形態について、図１乃至５を参照して説明する。なお、本実施形態の液体循環装置は洗濯機である。
【００２５】
［洗濯機の基本構造及び動作］
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）。
【００２８】
［モータ部の構造及び動作］
図２に示す遠心型ポンプ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を有し、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。
【００２９】
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。このようなポンプ室３０に通じる空間にモータ部２０の回転部２が配置され回転部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。
【００３０】
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されたステータ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が、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
［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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
［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。
【００４１】
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（第一円板部に相当）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（第一主翼に相当）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半径方向外方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。
【００４２】
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第一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。
【００４３】
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主的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一補助的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、時計回り時に半径方向外方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。）。
【００４４】
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（第二円板部に相当）、挿通孔２９ａ１、主翼２９ｂ（第二主翼に相当）、翼内径部２９ｂ、翼外径部２９ｂ２、補助翼２９ｃとする。また、翼内径部２９ｂの外側面が第二液体押出部に、翼外径部２９ｂの内側面が第二主的液体抑制部に、補助翼２９ｃの内側面が第二補助的液体抑制部に相当する。
【００４５】
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、反時計回り時に半径方向外方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。）。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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半径方向外方へ流れ（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半径方向外方へ流れる（ｆ１１）。つまり、主翼７１が正転又は反転する時の半径方向外方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から半径方向外方へ押し出されてしまい、本発明のように半径方向外方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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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半径方向外方へ流れる際に（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半径方向外方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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、半径方向外方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。）。
【００５５】
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。）。
【００５６】
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半径方向外方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。
【００５７】
［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。
【００５８】
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）。
【００５９】
［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。
【００６０】
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。
【００６１】
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できる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。例えば、液体循環装置として洗濯機を例示したが、２個の流路に液体を流す液体循環装置であれば、食器洗浄機のような他の液体循環装置にも適用することができる。ポンプ１０は、キャンドポンプを例示したが、ポンプ室の外部にモータ部が配置されるタイプのポンプ（例えば、マグネットポンプ）でも実現することができる。ポンプ１０は、シャフト２３が固定部２１の一部として構成されているが、回転部２７の一部として構成されてもよい。ポンプ１０の２個のインペラは、上記第一及び第二インペラ２８、２９に限らず、同様に回転方向に依存した押出特性を有するものであれば、他の翼配列をもつものでもよい。また、ポンプ１０の複数の吐出機能は、洗濯機の循環機能と排出機能に適用した構成を例示したが、他の目的での吐出機能を実現するために適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係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で切断した時にモータ部側から見た側面図。
【図４】図２に示すポンプの第二ケーシングを切断線Ｙ２−Ｙ２で切断した時にモータ部側から見た側面図。
【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】
【００６６】
１０  ポンプ
２０  モータ部
２１  第一ケーシング
２２  固定部
２３  シャフト
２４  第二ケーシング
２４ｃ  第一吐出口
２４ｄ  第二吐出口
２４ｅ  吸水口
２５  第三ケーシング
２７  回転部
２８  第一インペラ
２９  第二インペラ
３０  ポンプ室
３０ａ  第一収容室
３０ｂ  第二収容室
３０ｃ  連通室
５０  洗濯機
【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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