(57)【要約】【課題】ポンプ装置の制御基板の簡素化およびコンパクト化を図るとともに、高信頼性のポンプ装置を提供すること。【解決手段】制御基板をポンプの運転全般を制御する主基板と、ポンプ制御のオプション機能を有する補助基板から構成し、主基板に補助基板を自在に接続可能な構成とした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ部の羽根車を回転駆動するモータと、このモータの回転数を変速する速度制御装置等が設けられる制御基板と、前記ポンプ部で加圧した水を畜水する圧力タンクとを有するポンプ装置において、
前記制御基板は、ポンプの運転全般を制御する主基板と、ポンプ制御のオプション機能等の補助機能が設けられている補助基板を有し、かつ補助基板は接続自在に設けられていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のポンプ装置において、
前記補助基板は、主基板から得るポンプの運転情報よりポンプの運転累計時間（積算時間）を計測する機能を有することを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
請求項２記載のポンプ装置において、
前記補助基板は、積算時間計（アワーメータ）が接続される積算時間接続手段を有することを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載されたポンプ装置において、
前記補助基板は、電源から電力を取り込む電源入力端子と、前記主基板に電力を供給する電源出力端子を有することを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載されたポンプ装置において、
電源から前記主基板に電力を中継送電する前記補助基板には、電力送電系に落下する落雷に感応して主基板への電力送電を遮断するアレスタ（避雷器）を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一つに記載されたポンプ装置において、
前記主基板に電力を供給するように主基板と電源との間に介在された前記補助基板には、主基板側から電源側に、電源側から主基板側に流れるノイズの少なくとも何れか一方を吸収するノイズ吸収手段（ノイズ吸収用のコンデンサおよびコイル等を含む）を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載されたポンプ装置において、
前記補助基板に、ポンプの運転情報等を記憶するマイコン等の記憶手段を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載されたポンプ装置において、
前記モータは、永久磁石の回転子を有するブラシレスモータであることを特徴とするポンプ装置。
【請求項９】
請求項１記載のポンプ装置において、
前記補助基板は、主基板から得るポンプの運転情報より警報情報を作る機能を有し、かつ外部警報装置が接続される外部警報接続手段を備えたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項１０】
請求項８記載のポンプ装置において、
前記ブラシレスモータの速度制御はインバータのＰＷＭ制御方式である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】
本発明は電動機駆動のポンプ装置に係り、更に詳しくはポンプ装置の制御基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動機駆動自動式のポンプ装置は、圧力タンクと圧力スイッチの組み合わせで自動運転を行うものが一般的である。このタイプのポンプ装置は、圧力スイッチやモータ駆動用コンデンサおよび安全装置等の電気部品を、接続端子を介して電気的に結線している。従って、例えば、ポンプ装置を使用する場合にあっては、下水道料金を徴収するための積算時間計は、圧力スイッチがＯＮした時に動作するように接続端子を介して接続すれば良いので、比較的容易に接続可能であった。また、電源出力も接続端子から容易に取り出すことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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有し、この制御基板でポンプの運転を電子制御している。従って、積算時間計や電源出力等のオプション機能を標準装備として制御基板に搭載すると、制御基板の回路構成が複雑になる。その上、制御基板も大形になって、制御基板のコストアップにもつながる。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑み、ポンプ装置の制御基板の簡素化およびコンパクト化を図るとともに、高信頼性のポンプ装置を提供することに有る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、制御基板をポンプの運転全般を制御する主基板と、ポンプ制御のオプション機能を有する補助基板から構成し、主基板に補助基板を自在に接続可能な構成とした。
【０００６】
また、その補助基板に積算時間計が接続可能とした。
【０００７】
さらに、補助基板は、外部警報装置等の電気部品が接続でき、それらの電気部品に電源を供給するための信号を含む電気の出力を可能とした。
【０００８】
その他、主基板の高信頼性を確保するため、補助基板に、アレスタ（避雷器）およびノイズ吸収用のコンデンサ、コイル等を搭載した。
【０００９】
また、補助基板には、累積運転時間や累積起動回数等の運転情報や、故障情報を記憶するマイコンを搭載した。
【００１０】
【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。
【００１１】
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と対比しながら説明する。
【００１２】
図１から図８は本発明、図９から図１１は従来例である。
【００１３】
まず、本発明のポンプ装置の概要から説明する。
【００１４】
ポンプ装置は、圧力タンク１と、この圧力タンク１の上に配置されたモータ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、それらを覆うポンプカバー１２とが備わる。
【００１５】
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。
【００１６】
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は圧力タンク１の流入口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。
【００１７】
一方、圧力タンク１の側面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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、空気分が吐出ニップル２４より圧力タンク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。
【００２１】
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。
【００２２】
次に、本発明のポンプ装置の動作概略について図８を用いて説明する。
【００２３】
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）のように、およびポンプ吐出圧力が（ｂ）のように徐々に低下する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
次に、本発明の主要部について述べる。
【００２８】
まず、従来形のポンプ装置について、図９から図１１を引用して説明する。
【００２９】
圧力タンク５１の上部は大きく、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。
【００３０】
ここで、積算時間計について述べる。
【００３１】
下水道料金は、水道がある場合、水道使用量に一定の割合を掛けて下水道使用量を計算し、割り出すのが一般的である。
【００３２】
ポンプ装置を利用して地下水を汲み上げ公共下水道に排水する場合、ポンプ装置に積算時間計を取り付け、ポンプ水量（定格水量）に積算時間計で計測したポンプの運転時間を掛けたものでポンプの総使用水量を計算し、水道と同じように料金が徴収されるものである。
【００３３】
従来のポンプ装置は、圧力スイッチ６１やモータ駆動用コンデンサおよび安全装置等の電気部品を、電気部品ケース６２内に具備する接続端子を介して電気的に結線している。従って、例えば積算時間計は圧力スイッチ６１がＯＮした時に動作するように接続端子を介して接続すれば良いので、比較的容易に接続可能であった。その結線の状態を図１１に示す。積算時間計は、圧力スイッチ６１がＯＮした時に動作するように圧力スイッチ６１と直列に結線すれば良い。
【００３４】
また、積算時間計へ出力も接続端子（積算時間接続手段）から容易に取り出すことができる。
【００３５】
一方、本発明のポンプ装置は、図１から図７に示す構成を備えている。
【００３６】
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においてポンプの運転を電子制御している。従って、積算時間計やその積算時間計への出力等のオプション機能を標準装備で制御基板１１に搭載すると、回路構成が複雑になる上、制御基板１１も大形になる。さらには制御基板のコストアップにもつながる。
【００３７】
本発明は、上記問題に鑑み、ポンプ装置の制御基板１１の簡素化およびコンパクト化を図るとともに、高信頼性のポンプ装置を提供することを目的とする。
【００３８】
本発明の特徴は、制御基板１１を図４に示すようにポンプの運転全般を制御する主基板１１ａと、ポンプ制御のオプション機能を有する補助基板７０から構成し、主基板１１ａに補助基板７０を自在に接続可能な構成とした。これにより、制御基板１１の簡素化およびコンパクト化が実現できる。
【００３９】
補助基板７０は、商用の電源から電力を取り込む電源入力端子と、前記主基板１１ａに電力を供給する電源出力端子や主基板１１ａからポンプの運転に関する各種の情報を得る入力したり、また主基板１１ａに情報を出す接続端子を有する。
【００４０】
また、図５に示す補助基板７０には、積算時間計１００が接続できる積算時間計用コネクタ７１（積算時間接続手段）が備わる。補助基板７０は、主基板１１ａから得るポンプの運転情報等よりポンプの運転累計時間を算定（計測）する機能も備わる。
【００４１】
さらに、補助基板７０には、外部警報装置１０１等の電気部品が接続でき、それらの電気部品に信号を含む電気を供給するための出力コネクタ７２（外部警報接続手段）が備わる。補助基板７０は、主基板から得るポンプの運転情報より警報情報を作る機能を有する。
【００４２】
その他、主基板１１ａの高信頼性を確保するため、補助基板７０に、アレスタ（避雷器）７３を搭載した。補助基板は、電源から主基板に電力を中継送電するものでもある。アレスタ（避雷器）７３は、電力送電系に落下する落雷に感応して主基板への電力送電を遮断し、主基板はもちろんポンプ装置を落雷から保護する。
【００４３】
さらに、ノイズ吸収用の部品７５（コンデンサやコイル等）を搭載した。
【００４４】
また、補助基板７０には、累積運転時間や累積起動回数等の運転情報や、故障情報を記憶するマイコン７４（記憶手段）を搭載した。
【００４５】
通常は図６に示すように、主基板１１ａを商用の電源に接続すればポンプの運転制御が可能である。
【００４６】
また、積算時間計等の接続が必要な時は、図７に示すように補助基板７０を商用の電源に接続し、主基板１１ａと補助基板７０を接続コネクタ８０（電源出力端子に相当する）で接続する。これにより、積算時間計１００の使用が可能となる。
【００４７】
また、電源出力コネクタ７２（外部警報接続手段）により、外部警報装置１０１等の接続が可能である。
【００４８】
さらには、補助基板７０にはアレスタ７３が搭載されているため、万一雷等その他により、衝撃性過電圧を受けた場合に補助基板７０を犠牲にすることにより、主基板１１ａを保護することができる。また、補助基板７０のノイズ吸収用の部品７５（ノイズ吸収手段）（ノイズ吸収用のコンデンサおよびコイル等を含む）
により、各種外来ノイズからポンプ装置の誤動作を防ぐことができる。このノイズ吸収手段は主基板１１ａやポンプ装置から電源側に流れるノイズをも吸収する。
【００４９】
モータ１０は、永久磁石の回転子を有するブラシレスモータで、速度制御は、インバータのＰＷＭ制御方式であるので、外来ノイズはない方が望ましく、速度制御装置からのノイズが商用の電源に流れるのをノイズ吸収手段で防ぐことにもなる。
【００５０】
積算時間計や外部警報装置の結線は一般業者に委ねているのが実情である。そのため、配線の状況は指定できず場合によっては遠距離配線される場合もある。その配線がアンテナの働きとなり各種ノイズが入っても、ノイズ吸収手段でノイズはカットされるので、ポンプ装置の誤動作は防がれ、高信頼性のポンプ装置を提供できる。
【００５１】
また、補助基板７０のマイコン７４により、累積運転時間や累積起動回数等の運転情報や、故障情報を記憶できるため、迅速な故障診断が可能であり、サービス性の向上につながる。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ポンプ装置の制御基板の簡素化およびコンパクト化が図るとともに、高信頼性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、図３に補助基板を装着した平面図である。
【図５】本発明の一実施例に係るもので、補助基板の構成図である。
【図６】本発明の一実施例に係るもので、主基板のみで運転制御する概念図である。
【図７】本発明の一実施例に係るもので、主基板と補助基板の接続を表わす概念図である。
【図８】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９】従来例に係るもので、ポンプ装置の縦断面図である。
【図１０】従来例に係るもので、図９の右側面図である。
【図１１】従来例に係るもので、ポンプ装置の結線図である。
【符号の説明】
１…圧力タンク、１０…モータ、１１…制御基板、１１ａ…主基板、１５…ポンプ部、７０…補助基板、７１…積算時間計用コネクタ、７２…出力コネクタ、７３…アレスタ、７４…マイコン。
【図１】
2004116311.tif 000003
【図２】
2004116311.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004116311.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004116311.tif 000009
【図８】
2004116311.tif 000010
【図９】
2004116311.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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