(57)【要約】【課題】ポンプ装置の温度上昇に対して高効率の冷却構造を、またポンプ装置の凍結に対しては高効率の保温構造を採用したポンプ装置を提供すること。【解決手段】モータには外殻後部に外扇ファンを具備し、外扇ファンは円筒状のファンカバーで覆われており、ファンカバーの円筒側面の一部に風の案内を形成した。また、速度制御装置等が搭載された制御基板が収納された基板ケースまたは基板カバーの一部に開口部を形成し、開口部に、ファンカバーの円筒側面案内からの風を受け入れる構成とした。【選択図】  図１
2004316579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸がケーシング内に設けられた羽根車を回転させてポンプ作用を行うポンプ部と、前記モータの回転数を変速させる速度制御装置等が搭載された制御基板と、前記ポンプ部で加圧した水を畜水する圧力タンクを有するポンプ装置において、
前記モータには外殻後部に外扇ファンを具備し、該外扇ファンは円筒状のファンカバーで覆われており、ファンカバーの案内により、ファンで発生させた風を送ることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記モータの回転数を変速させる速度制御装置等が搭載された制御基板は、基板ケースに収納されており、前記基板ケースのおよびケースカバーに開口部を形成し、前記開口部に、前記ファンの風を受け入れる構成としたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記モータの回転数を変速させる速度制御装置等が搭載された制御基板には、各基板搭載部品の発熱を放熱させ制御基板の温度上昇を抑えるアルミニウム製の放熱板が具備されており、前記制御基板を前記基板ケースに収納した際、前記制御基板の放熱板の位置と、前記基板ケースの開口部の位置を略一致させたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記ポンプ部で加圧した水を送水することを目的とする通水部において、前記ファンの風を受けられるようにしたことを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動ポンプ装置に係り、更に詳細には自動式ポンプ装置の冷却および保温構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動式ポンプ装置を図８から図１０に示す。図のとおり当該ポンプ装置の構成部品は圧力タンク、ポンプ部とモータおよび圧力スイッチに分けられる。モータの上部にはモータ駆動用コンデンサおよび安全装置等が収納された電気部品ケースが固定金具を介してモータの外殻にねじで固着されている。
【０００３】
モータはインダクションモータが一般的あり、前記した部品の中では一番発熱量が高い。モータの発熱に対する冷却対策としては、図１０に示すようにモータの外殻に放熱用の風穴を複数個設けた開放型になっており、この風穴から放熱させる構造となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２９６７８０号公報（図１５参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり従来型自動式ポンプ装置の電気部品において発熱量が高い部品はモータであるが、モータは前述のように複数個の風穴により放熱させるため、温度上昇的には何ら問題なかった。しかしながら、この風穴から小さい昆虫等が入りレアショートしたり、湿気も入り易いため故障原因となっていた。
【０００６】
そこで本発明においては、モータを風穴が無い密閉式とした。そして、モータの温度上昇対策としては、外殻の素材は熱伝導性の良いアルミニウムで形成し、しかも外殻の表面積を増やすためにフィン構造とした。
【０００７】
さらには、外殻後部に外扇ファンを具備し、外扇ファンで発生した風を強制的に外殻表面に当て冷却する構造とした。
【０００８】
しかしながら、本発明のポンプ装置は、モータの回転数を変速させる速度制御装置等が搭載された制御基板を搭載しているため、モータの温度上昇以上に制御基板の温度上昇の方が問題となっていた。
【０００９】
そこで、本発明の第１の目的は、上記問題に鑑み、ポンプ装置の温度上昇に対して、高効率の冷却構造を採用したポンプ装置を提供することに有る。
【００１０】
また第二の課題としては、冬季の使用における通水部の凍結という問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の第２の目的は、モータから発生される熱風を前記通水部に積極的に当て、当該通水部の水の凍結防止策を図ったポンプ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、モータには外殻後部に外扇ファンを具備し、外扇ファンは円筒状のファンカバーで覆われており、ファンカバーから風を送れる構造とした。
【００１３】
また、速度制御装置等が搭載された制御基板が収納された基板ケースまたはケースカバーの一部に開口部を形成し、開口部よりファンカバーからの風を受け入れられる構成とした。
【００１４】
また、制御基板には、各基板搭載部品の発熱を放熱させ制御基板の温度上昇を抑えるアルミニウム製の放熱板が具備されており、制御基板を基板ケースに収納した際、制御基板の放熱板の位置と、基板ケースまたは基板ケースカバーの開口部位置を略一致させた構成とした。
【００１５】
更には、ファンカバーからの風を通水部に積極的に当てられる構成としたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を本発明の実施例の図面に沿って説明する。
【００１７】
本発明の実施例を分かり易くするために従来のポンプ装置を対比しながら説明する。
【００１８】
図１から図７は本発明、図８から図１０は従来例である。
【００１９】
まず、本発明のポンプ装置の概要から説明する。ポンプ装置は、圧力タンク１とモータ１０とモータ１０の回転数を変速させる速度制御装置等が搭載された制御基板１１と水を通水する通水部６７と、それらを覆うポンプカバー１２とが備わる。
【００２０】
ポンプ部１５は、羽根車１６と、この羽根車１６を内置するケーシング１７と、ケーシング１７の前面を閉じるケーシングカバー１８を有する。このポンプは、ウェスコポンプと称するもので、ケーシング１７に吸込口１７（ａ）と吐出口１７（ｂ）を有する。なお、本発明の説明は、代表的ポンプであるウェスコポンプを例示するが、本発明はウェスコポンプに限定されるものではない。
【００２１】
ポンプ部１５の上部には、気水分離室１９が備わる。気水分離室１９は吐出側通水部に連通するよう配置され、ねじ等でポンプ部１５に固定される。また吸い込み流路に連通する吸い込み室２０には逆止弁２１が備わる。この逆止弁２１は吸込口側からケーシング１７側への水の流れを許すが、逆向きの流れを阻止するよう作動する。吸い込み流路の吸込継手２２は、圧力タンク１に取り付けられる。
【００２２】
一方、通水部６７または圧力タンク１には揚水されて加圧された水を水栓へ送水するために設けられる配管接続用の吐出フランジ６が接続されている。
【００２３】
気水分離室１９の上部にはねじ込み式の呼び水給水用栓２３が備わる。この呼び水給水用栓２３を外して呼び水を給水する。
【００２４】
ポンプ装置の運転はモータ１０を運転することにより行われる。まず、自吸運転が行われ、自吸運転が終了してから揚水運転に移行するのである。
【００２５】
自吸運転では、ケーシング吐出口１７（ｂ）から気水分離室内１９の呼び水が還流して、空気分が吐出継手２４より通水部６７または圧力タンク１内へ排出され、ポンプ部１５のケーシング吸込口１７（ａ）から上流側の空気が徐々に抜けて水が満たされて行く。そして、水が全部に満たされると、自吸運転が終了し、揚水運転に移行するのである。
【００２６】
揚水運転では、吸い上げられた水が吐出フランジ６を介して吐出管から送り出されるのである。かかる揚水運転で、吐出管につながる流路が閉じられると、吐出管から下流側の圧力が上がる。通常は、圧力センサー２５等が作動してモータ１０の運転が止まる。
【００２７】
次に、本発明のポンプ装置の動作概略について図７を用いて説明する。
【００２８】
運転待機状態から、Ｔ１で水栓を開き水を使い始めると、圧力タンク１に畜水された水が流出し、ポンプ装置に設けられた圧力センサー２５の検出圧力が（ｃ）およびポンプ吐出圧力が（ｂ）のように徐々に低下する。この結果、運転開始圧力Ｔ２に到達した時点で運転を開始する。水栓の開度つまり水の使用量に応じて圧力センサー２５の検出圧力も低下し、モータ１０の回転数を速度制御装置１１で増して、ポンプ装置の吐出圧力を一定に保持しながら運転している。
【００２９】
Ｔ３にて水の使用量を減じた場合には、圧力センサー２５の検出圧力が上昇するので、モータ１０の回転数は減じられて、同様にポンプ装置の吐出圧力を一定に保持しながら運転している。同様にＴ４で再度水の使用量が増す場合、Ｔ５で水の使用量が一定となる場合も各々の状況に応じて圧力センサー２５の検出圧力に伴い、モータ１０の回転数を変えて、ポンプ装置の吐出圧力を一定としているもので、これの繰り返しで運転されるものである。
【００３０】
そして、Ｔ６にて水栓を閉じて水の使用を終了すると、圧力センサー２５の検出圧力が瞬時上昇するので、モータ１０の回転数は減じられる。このとき、水使用の有無を判定するためにＴ７でモータ１０の回転数を若干上げた後、Ｔ８からＴ９間でモータ１０の回転数を一定に保持し、この間圧力センサー２５の検出圧力が低下方向への変化がないことを確認してＴ９でポンプ装置を停止し、待機状態となるものである。
【００３１】
次に、本発明の主要部について述べる。まず、従来形のポンプ装置について、図８から図１０を引用して説明する。
【００３２】
ポンプ部６５とモータ６０および圧力スイッチ６１に分けられる。モータ６０の上部にはモータ駆動用コンデンサおよび安全装置等が収納された電気部品ケース６２が固定金具６３を介してモータ６０の外殻６０（ａ）にねじ６４で固着されている。
【００３３】
モータ６０はインダクションモータが一般的あり、前記した部品の中では一番発熱量が高い。モータ６０の発熱に対する冷却対策としては、図１０に示すようにモータ６０の外殻６０（ａ）に放熱用の風穴６０（ｂ）を複数個設けた開放型になっており、この風穴６０（ｂ）から放熱させる構造となっている。この放熱構造により温度上昇的には何ら問題なかった。
【００３４】
しかしながら、この風穴６０（ｂ）から小さい昆虫等が入りレアショートしたり、湿気も入り易いため故障原因となっていた。
【００３５】
一方、本発明のポンプ装置は、図１から図６に示す構成を備えている。従来のポンプ装置の問題点に鑑み、本発明のポンプ装置は，図４に示すようにモータ１０を風穴が無い密閉式とした。そして、モータ１０の温度上昇対策としては、外殻１０（ａ）の素材は熱伝導性の良いアルミニウムで形成し、しかも外殻１０（ａ）の表面積を増やすためにフィン構造とした。
【００３６】
さらには、外殻１０（ａ）後部に外扇ファン４０を具備し、外扇ファン４０で発生した風を強制的に外殻１０（ａ）表面に当て冷却する構造とした。
【００３７】
しかしながら、本発明のポンプ装置は、モータ１０の回転数を変速させる速度制御装置等が搭載された制御基板１１を搭載しているため、モータ１０の温度上昇以上に制御基板１１の温度上昇の方が問題となっていた。
【００３８】
本発明は、上記問題に鑑み、ポンプ装置の温度上昇に対して、高効率の冷却構造を採用したポンプ装置を提供することに有る。
【００３９】
更に、冬季の使用においては、通水部６７の凍結という問題がある。
【００４０】
そこで本発明は、制御基板１１上に実装されたサーミスタ６８により、凍結の可能性のある雰囲気温度を検出し、その温度まで低下した際には、モータ１０を回転させ、モータ１０から発生される熱風を前記通水部６７に積極的に当て、当該通水部の水の凍結防止策を図ったポンプ装置を提供することにある。
【００４１】
ここで、本発明のポンプ装置の冷却構造について詳述する。
【００４２】
モータ１０の冷却構造については前述したとおりである。
【００４３】
制御基板１１は、図５および図６に示すように基板ケース４２に収納され、防滴を目的とし、ウレタン樹脂でポッティングされている。
【００４４】
制御基板１１上には、基板実装電子部品の発熱を放熱することを目的とした放熱板１１（ａ）が具備される。
【００４５】
基板ケース４２に収納された制御基板１１は、基板カバー４３が被せられ完全収納状態になる。基板カバー４３の放熱板１１（ａ）にあたる位置には、放熱を目的とした格子状の通気孔４３（ａ）が形成される。
【００４６】
しかしながら、これらの放熱構造を形成しても、制御基板１１の温度上昇は余裕があるとは言いきれなかった。
【００４７】
そこで、本発明では、モータ１０の外扇ファン４０に着目し、外扇ファン４０で発生した風の一部を制御基板１１に送り込む構造とした。
【００４８】
具体的には、外扇ファン４０を覆うファンカバー４１に案内４１（ａ）を形成した。
【００４９】
また、制御基板１１が収納された基板ケースまたは基板カバー４２に、開口部４２（ａ）を形成し、開口部４２（ａ）に、ファンカバー４１の円筒側面の案内４１（ａ）からの風を受け入れる構成とした。
【００５０】
さらには、制御基板１１を基板ケース４２に収納した際、制御基板１１の放熱板１１（ａ）の位置と、基板ケースまたは基板カバーの４２開口部４２（ａ）の位置を略一致させた。
【００５１】
この構造により、モータ１０が回転することによって外扇ファン４０が同時に回転し、外扇ファン４０の回転によって発生した風の一部は、ファンカバー４１の案内４１（ａ）から外へ排出し、基板ケース４２の開口部４２（ａ）から入り制御基板１１を冷却する。このとき、基板ケース４２の開口部４２（ａ）の位置に制御基板１１のアルミニウム製の放熱板１１（ａ）があるため、ファンカバー４１の案内４１（ａ）から排出された風の一部は、制御基板１１の放熱板１１（ａ）に効率よくあたり、高い冷却効果が得られる。
【００５２】
次に、本発明のポンプ装置における凍結防止構造について詳述する。モータ１０が高温にあることは前述したとおりである。
【００５３】
そこで、本発明ではモータ１０において加熱された熱風を外扇ファン４０で発生した風にのせて積極的に通水管６７に当てる構造とした。
【００５４】
具体的には、制御基板１１上に実装されたサーミスタ６８により、凍結の可能性のある雰囲気温度を検出し、その温度まで低下した際には、モータ１０を回転させることにより、モータ１０の回転軸に固定されている外扇ファン４０を回転させ、それを覆うファンカバー４１の案内４１（ａ）から風を送り通水部６７に当てる構造とした。
【００５５】
この構造により、モータ１０が回転することによって外扇ファン４０が同時に回転し、外扇ファン４０の回転によって発生した風の一部は、ファンカバー４１の案内４１（ａ）から外へ排出し、通水部６７を保温する。このときポンプ全体はポンプカバー１２で覆われており、空気の流れの発生源としては、外扇ファン４０だけであり、効率よい保温効果が得られるわけである。
【００５６】
【発明の効果】
以上のような発明によれば、ポンプ装置の温度上昇に対して高い冷却効果が、また、ポンプ装置の凍結に対しては高い保温効果が得られ、長寿命のポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るもので、ポンプ装置の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るもので、図１の右側面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るもので、ポンプカバーを外してポンプ装置を上から見た平面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るもので、モータの縦断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係るもので、基板カバーを外した制御基板の正面図である。
【図６】本発明の一実施例に係るもので、基板カバーを装着した制御基板の正面図および左側面図である。
【図７】本発明の一実施例に係るもので、運転開始から停止するまでを時系列的に記載した運転状況図である。
【図８】従来例に係るもので、ポンプ装置の縦断面図である。
【図９】従来例に係るもので、図８の右側面図である。
【図１０】従来例に係るもので、モータの縦断面図である。
【符号の説明】
１…圧力タンク、１０…モータ、１１…制御基板、１２…ポンプカバー、１５…ポンプ部、１６…羽根車、１７…ケーシング、４０…外扇ファン、４１…ファンカバー、４２…基板ケース、４３…基板カバー、６７…通水部、６８…サーミスタ、６９…ヒータ。
【図１】
2004316579.tif 000003
【図２】
2004316579.tif 000004
【図３】
2004316579.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004316579.tif 000007
【図６】
2004316579.tif 000008
【図７】
2004316579.tif 000009
【図８】
2004316579.tif 000010
【図９】
2004316579.tif 000011
【図１０】
2004316579.tif 000012