特許 6129684 遠心ポンプ用のインペラ及び車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6129684

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】遠心ポンプ用のインペラ及び車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/24 20060101AFI20170508BHJP

   F04D 13/06 20060101ALI20170508BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/24 C

   F04D13/06 E

   F04D29/24 D

【請求項の数】16

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-170596(P2013-170596)

(22)【出願日】2013年8月20日

(65)【公開番号】特開2014-156856(P2014-156856A)

(43)【公開日】2014年8月28日

【審査請求日】2015年12月21日

(31)【優先権主張番号】特願2012-185223(P2012-185223)

(32)【優先日】2012年8月24日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2013-6609(P2013-6609)

(32)【優先日】2013年1月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101352

【氏名又は名称】アスモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】山内 雄介

【審査官】 北川 大地

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０８８８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０３２２９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−２３２６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２３３３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９８／０２７３４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／２４

Ｆ０４Ｄ １３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの回転軸に一体回転可能に軸支されるボスと、
前記ボスから前記ボスの径方向外側へ延設され、回転されることで液体を先端側へ吐出する複数の羽根と、を備え、
前記羽根は、回転方向第１側の面を構成し前記羽根の回転軸方向から見て一円弧の曲面により構成された一側面と、前記羽根の回転方向第２側の面を構成する他側面と、を含み、前記一側面の前記ボス側の基端部と前記羽根の回転中心とを結ぶ線に対して前記基端部から回転方向第１側へ突出された突出面を含んでおり、
互いに隣接する一方の前記羽根の前記一側面と、他方の前記羽根の前記他側面とが、前記ボスにおいて曲面により構成された接続面で接続された遠心ポンプ用のインペラ。

【請求項2】

前記羽根の回転軸方向から見て前記一側面が回転方向第１側へ凸となる曲面により構成された請求項１に記載の遠心ポンプ用のインペラ。

【請求項3】

前記一側面の前記基端部と前記羽根の回転中心とを結ぶ線に対して、前記一側面の前記突出面よりも先端側が回転方向第２側に配置された請求項１又は請求項２に記載の遠心ポンプ用のインペラ。

【請求項4】

前記羽根の回転中心に対して対向する一対の前記羽根が複数形成され、当該一対の前記羽根における前記一側面の先端同士を結ぶ線に対して前記一側面が回転方向第１側へ膨らんだ請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の遠心ポンプ用のインペラ。

【請求項5】

前記羽根の先端部における外周面の周方向の幅寸法が、前記羽根の延設方向中間部の幅寸法に比べて大きく設定された請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の遠心ポンプ用のインペラ。

【請求項6】

前記羽根の前記他側面が、前記羽根の回転軸方向から見て前記一側面と同心円を成す一円弧の曲面により構成された請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の遠心ポンプ用のインペラ。

【請求項7】

前記羽根の回転軸方向に直交する前記羽根の断面形状が、回転軸方向に沿って一定に形成された請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の遠心ポンプ用のインペラ。

【請求項8】

ポンプ本体のモータ収容部に収容されたモータと、
ウォッシャタンク内と連通された前記ポンプ本体のポンプ室に収容されると共に、前記モータの前記回転軸に一体回転可能に軸支され、回転されることで前記ウォッシャタンク内の液体を前記ポンプ本体のアウトレットへ吐出する請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の遠心ポンプ用のインペラと、
を備えた車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項9】

前記アウトレットは、車両のフロントウィンドシールドガラス用のフロントノズルに接続される第１アウトレットと、車両のリヤウィンドシールドガラス用のリヤノズルに接続される第２アウトレットと、を含んで構成され、
前記インペラが回転方向第１側へ回転されることで、前記液体が前記第１アウトレット側へ吐出される請求項８に記載の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項10】

前記羽根が回転方向第１側へ回転する際の、前記羽根の前記一側面の前記基端部側における羽根回転速度ベクトルＵ１と、前記羽根の前記基端部における接線方向の前記液体の相対速度ベクトルＸ１とのなす角が鋭角である前記インペラを備えた、請求項８又は請求項９に記載の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項11】

前記液体は、前記インペラの回転中心と同心の、前記ポンプ室の中央部に形成された連通孔から流入して、前記インペラの外周部へと流れる請求項８〜請求項１０の何れか１項に記載の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項12】

前記インペラの前記ボスは、外周が前記連通孔の開口径より小径である請求項１１に記載の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項13】

前記羽根の前記基端部は、前記連通孔の内周側に位置する請求項１１又は請求項１２に記載の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項14】

前記第１アウトレット及び前記第２アウトレットにそれぞれ接続された第１導入口及び第２導入口から導入される液体の圧力差に基づいて第１吐出部及び第２吐出部のいずれか一方から前記液体を吐出するバルブ装置を備え、
前記ポンプ室は、前記第１アウトレット側における前記ポンプ室の内周壁と前記インペラとの間隔が、前記第２アウトレット側における前記ポンプ室の内周壁と前記インペラとの間隔よりも広く設定された渦巻室を有する請求項９又は請求項９を引用する請求項１０〜請求項１３の何れか１項に記載の、車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項15】

前記第１アウトレット及び前記第２アウトレットは、前記ポンプ室の径方向外側に向けて延出するように形成されていると共に、前記第１アウトレット及び前記第２アウトレットは、前記モータの軸方向から見て並列し、かつ隣り合って配置されている請求項９又は請求項９を引用する請求項１０〜請求項１４の何れか１項に記載の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【請求項16】

前記ポンプ室の内周壁における前記第１アウトレットと前記第２アウトレットとの間の部位と前記インペラとの間隔が、前記第２アウトレット側における前記ポンプ室の内周壁と前記インペラとの間隔よりも狭く設定されている請求項９又は請求項９を引用する請求項１０〜請求項１５の何れか１項に記載の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遠心ポンプ用のインペラ及びこれを備えた車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１に記載されたうず巻ポンプでは、羽根車がポンプ軸に固定されており、ポンプ軸がケーシングに回転自在に支持されている。この羽根車は、複数の羽根を含んで構成されており、この羽根は、その入口端から径方向外側かつ回転方向の後方へ湾曲されている。また、羽根間の流路には、中間羽根が形成されており、これにより、吐出圧力が一定圧力に維持されて、ポンプ効率が維持されるようになっている。

【0003】

また、下記特許文献２には、車両のフロントウィンドシールドガラス（以下、単に「フロントガラス」という）とリヤウィンドシールドガラス（以下、単に「リヤガラス」という）とに択一的に洗浄液を噴射させるための車両用ポンプ装置が開示されている。また、この車両用ポンプ装置は、インペラをその軸線回りに回転させるモータが配置されたモータ部と、インペラが回転することによって洗浄液を圧送するポンプ室と、を有している。さらに、ポンプ室には、フロントガラス側へ向けて洗浄液を送る流路及びリヤガラス側へ向けて洗浄液を送る流路が接続されている。そして、この車両用ポンプ装置では、モータの回転方向を切り替えることによって、フロントガラスとリヤガラスとに択一的に洗浄液を噴射させることが可能となっている。

【0004】

しかしながら、下記特許文献２に記載された車両用ポンプ装置では、同一のモータの回転方向を切り替えることによってフロントガラスとリヤガラスとに択一的に洗浄液を噴射させていることから、ポンプ室からフロントガラス側に圧送される洗浄液の圧力と、ポンプ室からリヤガラス側に圧送される洗浄液の圧力とがほぼ同じ圧力となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−２６１１９５号公報

【特許文献2】特開２０１２−１５４１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年、遠心ポンプを備えた車両用ウォッシャ装置では、使用される洗浄液がメタノールからエタノールへと変更されている。つまり、メタノールよりも高粘度のエタノールが洗浄液として使用されている。このため、例えば、低温時に洗浄液の粘度が高くなることで、遠心ポンプの羽根車（インペラ）による吐出圧が低下する可能性がある。

【0007】

また、近年、車両のフロントウィンドシールドガラスの傾斜角度が小さく設定される（すなわち、フロントウィンドシールドガラスの倒れ角度が大きく設定される）傾向にあると共に、フロントウィンドシールドガラスへ洗浄液を噴射するノズルには、所謂拡散式のノズルが用いられる傾向にある。このため、例えば低温時に車両が高速で走行した場合に、フロントウィンドシールドガラスに対するノズルから噴射される洗浄液の着水点が走行風によって下方へ下がってしまう恐れがある。

【0008】

さらに、フロントガラスに向けて噴射された洗浄液は、リヤガラスに向けて噴射された洗浄液と比べて車両の走行に伴う気流の影響を受け易い。従って、フロントガラスの所望の位置に洗浄液を着水させるためには、洗浄液を高圧で噴射させる必要がある。これに対して、リヤガラスへ洗浄液を噴射させる際の噴射圧力は、フロントガラスへ洗浄液を噴射させる際の噴射圧力のように高圧である必要がない。

【0009】

また、寒冷地等の低温環境においては、洗浄液の粘度が高粘度となることが考えられる。この場合においても、フロントガラスに付着した融雪剤等の除去を行うために、フロントガラスへの洗浄液の噴射を確保する必要がある。換言すると、高粘度の洗浄液をフロントガラスに噴射するために、ポンプ室からフロントガラス側に圧送される洗浄液の圧力をより高めておく必要がある。

【0010】

一方、洗浄液を貯留するウォッシャタンクがエンジンルーム内に配置されている（一般的には、車体の前部に配置されている）場合、このウォッシャタンクからリヤガラスまでの配管の長さが、ウォッシャタンクからフロントガラスまでの配管の長さよりも長くなる。そのため、配管の途中が折れ曲がること等により該配管内を流れる洗浄液がせき止められると、配管の内圧が高まり、ウォッシャタンクとリヤガラスとの間に設けられた配管の接続部が外れることが考えられる。換言すると、ウォッシャタンクとリヤガラスとの間の配管内の内圧は、前記接続部が外れない程度に低圧であることが好ましい。

【0011】

本発明は、上記事実を考慮し、低温時における吐出圧の低下を抑制できる遠心ポンプ用のインペラ及び車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプを提供する。

【0012】

また、本発明は、ポンプ室からフロントガラス側に圧送される液体（洗浄液）の圧力を高くすると共に、ポンプ室からリヤガラス側に圧送される液体（洗浄液）の圧力を低くすることができる車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の遠心ポンプ用のインペラは、モータの回転軸に一体回転可能に軸支されるボスと、前記ボスから前記ボスの径方向外側へ延設され、回転されることで液体を先端側へ吐出する複数の羽根と、を備え、前記羽根は、回転方向第１側の面を構成し前記羽根の回転軸方向から見て一円弧の曲面により構成された一側面と、前記羽根の回転方向第２側の面を構成する他側面と、を含み、前記一側面の前記ボス側の基端部と前記羽根の回転中心とを結ぶ線に対して前記基端部から回転方向第１側へ突出された突出面を含んでおり、互いに隣接する一方の前記羽根の前記一側面と、他方の前記羽根の前記他側面とが、前記ボスにおいて曲面により構成された接続面で接続されている。

【0014】

上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、ボスと羽根とが一体に形成されており、羽根がボスからボスの径方向外側へ延設されている。そして、ボスは、モータの回転軸に一体回転可能に軸支されるようになっており、これにより、羽根が回転されることで、羽根間の液体が羽根の基端部側（入口側）から羽根の先端側（出口側）へ吐出される。

【0015】

ここで、羽根の回転方向第１側の面が一側面とされている。そして、一側面は突出面を含んで構成されており、突出面は、一側面の基端部と羽根の回転中心とを結ぶ線に対して当該基端部から回転方向第１側へ突出されている。このため、羽根が回転方向第１側へ回転する際の一側面の基端部側（入口側）における羽根回転速度（円周速度）ベクトルと、前記一側面の基端部側（入口側）における絶対速度ベクトル（羽根に対する流れ方向の相対速度ベクトルと羽根回転速度ベクトルとの合成ベクトル）と、の成す角度（流入角度）が小さくなるように設定できる。これにより、羽根の基端部側（入口側）における角運動量が大きくなる。

【0016】

そして、インペラに作用する負荷トルクは、羽根の先端側（出口側）における角運動量と、羽根の基端部側（入口側）における角運動量と、の差となるため、羽根の基端部側（入口側）における角運動量が大きくなることで、遠心ポンプ用インペラに作用する負荷トルクが小さくなる。その結果、例えば低温時に液体の粘度が高くなっても、羽根の回転数の低下が抑制される。

【0017】

そして、インペラによる吐出圧は羽根の回転数の２乗に比例する。このため、低温時における羽根の回転数の低下が抑制されることで、低温時におけるインペラによる吐出圧の低下を抑制できる。
また、上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、羽根が回転方向第１側へ回転される際に、隣接する羽根の羽根間の液体を一側面に沿ってボスの径方向外側へスムースに流すことができる。すなわち、羽根が回転方向第１側へ回転する際には、羽根間における一側面側の液体が、一側面に沿ってボスの径方向外側へ流れる。また、隣接する羽根の他側面と一側面とが、即ち隣接する羽根の羽根間がボスにおいて曲面により構成された接続面によって接続されている。このため、羽根間におけるボス近傍の液体が接続面に沿って一側面の基端部側へスムースに流れて、当該液体が一側面に沿ってボスの径方向外側へスムースに流れる。これにより、羽根間の液体を一側面に沿ってボスの径方向外側へスムースに流すことができる。

【0018】

また、本発明の遠心ポンプ用のインペラは、前記羽根の回転軸方向から見て前記一側面が回転方向第１側へ凸となる曲面により構成されている。

【0019】

上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、例えば低温時に液体の粘度が高くなっても、遠心ポンプ用インペラによる吐出圧の低下を一層抑制できる。

【0020】

また、本発明の遠心ポンプ用のインペラは、前記一側面の前記基端部と前記羽根の回転中心とを結ぶ線に対して、前記一側面の前記突出面よりも先端側が回転方向第２側に配置されている。

【0021】

上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、一側面の基端部と羽根の回転中心とを結ぶ線に対して、一側面の突出面よりも先端側が回転方向第２側に配置されているため、羽根の先端側（出口側）における角運動量と、羽根の根元側（入口側）における角運動量と、の差が一層小さくなるように設定できる。これにより、遠心ポンプ用インペラに作用する負荷トルクをより一層小さくできる。その結果、低温時に液体の粘度が高くなっても、遠心ポンプ用インペラによる吐出圧の低下を効果的に抑制できる。

【0022】

また、本発明の遠心ポンプ用のインペラは、前記羽根の回転中心に対して対向する一対の前記羽根が複数形成され、当該一対の前記羽根における前記一側面の先端同士を結ぶ線に対して前記一側面が回転方向第１側へ膨らんでいる。

【0023】

上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、羽根の回転中心に対して対向する一対の羽根が複数形成されている。そして、この一対の羽根における一側面の先端同士を結ぶ線に対して一側面が回転方向第１側へ膨らんでいる。このため、遠心ポンプ用インペラにおいて根元から回転方向第１側へ突出された突出面を含む一側面を有する羽根でありながらもバランスよく配置することができ、ひいては遠心ポンプ用インペラの回転バランスを良好にできる。

【0024】

また、本発明の遠心ポンプ用のインペラは、前記羽根の先端部における外周面の幅寸法が、前記羽根の延設方向中間部の幅寸法に比べて大きく設定されている。

【0025】

上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、羽根の先端部における外周面の幅寸法が、羽根の延設方向中間部の幅寸法に比べて大きく設定されているため、羽根が回転する際の羽根の外周面外側における液体の流速を速くできる。これにより、低温時において遠心ポンプ用インペラによって吐出された液体の流速の低下を抑制して、当該液体を良好に流すことができる。

【0028】

また、本発明の遠心ポンプ用のインペラは、前記羽根の回転方向第２側の面を構成する他側面が、前記羽根の回転軸方向から見て前記一側面と同心円を成す一円弧の曲面により構成されている。

【0029】

上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、羽根の回転方向第２側の面を構成する他側面が、羽根の回転軸方向から見て一側面と同心円を成す一円弧の曲面により構成されている。これにより、羽根の幅寸法を一定に保つことができる。したがって、遠心ポンプ用インペラを良好に成形できる。

【0032】

また、本発明の遠心ポンプ用のインペラは、前記羽根の回転軸方向から見た前記羽根の断面形状が一定に形成されている。

【0033】

上記構成の遠心ポンプ用のインペラによれば、羽根の回転軸方向から見た羽根の断面形状が一定に形成されているため、例えば、遠心ポンプ用インペラが適用される遠心ポンプの仕様（例えば、回転方向が逆向きである場合など）に応じて、遠心ポンプ用インペラの表面と裏面とを逆に配置して遠心ポンプ用インペラを使用できる。

【0034】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、ポンプ本体のモータ収容部に収容されたモータと、ウォッシャタンク内と連通された前記ポンプ本体のポンプ室に収容されると共に、前記モータの前記回転軸に一体回転可能に軸支され、回転されることで前記ウォッシャタンク内の液体を前記ポンプ本体のアウトレットへ吐出する上記の遠心ポンプ用のインペラと、を備えている。

【0035】

上記構成の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプによれば、ポンプ本体のモータ収容部にモータが収容されている。また、遠心ポンプ用のインペラが、ポンプ本体のポンプ室に収容されると共に、モータの回転軸に一体回転可能に軸支されている。そして、遠心ポンプ用インペラが回転されることで、ウォッシャタンク内の液体（洗浄液）がポンプ本体のアウトレットへ吐出される。これにより、低温時にウォッシャタンク内の液体（洗浄液）の粘度が高くなっても、遠心ポンプ用インペラによる吐出圧の低下を抑制して、当該液体（洗浄液）をアウトレット側へ良好に吐出することができる。

【0036】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記アウトレットは、車両のフロントウィンドシールドガラス用のフロントノズルに接続される第１アウトレットと、車両のリヤウィンドシールドガラス用のリヤノズルに接続される第２アウトレットと、を含んで構成され、前記遠心ポンプ用インペラが回転方向第１側へ回転されることで、前記液体が前記第１アウトレット側へ吐出される。

【0037】

上記構成の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプによれば、アウトレットが第１アウトレットと第２アウトレットと、を含んで構成されている。第１アウトレットは、車両のフロントウィンドシールドガラス用のフロントノズルに接続され、第２アウトレットは、車両のリヤウィンドシールドガラス用のリヤノズルに接続される。そして、遠心ポンプ用インペラが回転方向第１側へ回転されることで、ウォッシャタンク内の液体（洗浄液）が第１アウトレット側へ吐出される。これにより、例えば低温時にウォッシャタンク内の液体（洗浄液）の粘度が高くなっても、フロントウィンドシールドガラスに対するフロントノズルから噴射される液体（洗浄液）の着水点が下がることを抑制できる。特に、低温時に車両が高速で走行する場合におけるフロントノズルから噴射される液体（洗浄液）の下がりを有効に抑制できる。

【0038】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記羽根が回転方向第１側へ回転する際の、前記羽根の前記一側面の前記基端部側における羽根回転速度ベクトルＵ１と、前記羽根の前記基端部における接線方向の前記液体の相対速度ベクトルＸ１とのなす角が鋭角である前記インペラを備えている。

【0039】

上記構成の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプによれば、低温時における羽根の回転数の低下が抑制されることで、低温時におけるインペラによる吐出圧の低下を抑制できる。

【0040】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記液体は、前記インペラの回転中心と同心の、前記ポンプ室の中央部に形成された連通孔から流入して、前記インペラの外周部へと流れる。

【0041】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記インペラの前記ボスは、外周が前記連通孔の開口径より小径である。

【0042】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記羽根の前記基端部は、前記連通孔の内周側に位置する。

【0043】

上記構成の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプによれば、液体（洗浄液）をポンプ室からアウトレット側へ良好に吐出することができる。

【0044】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記第１アウトレット及び前記第２アウトレットにそれぞれ接続された第１導入口及び第２導入口から導入される液体の圧力差に基づいて第１吐出部及び第２吐出部のいずれか一方から前記液体を吐出するバルブ装置を備え、前記ポンプ室は、前記第１アウトレット側における前記ポンプ室の内周壁と前記インペラとの間隔が、前記第２アウトレット側における前記ポンプ室の内周壁と前記インペラとの間隔よりも広く設定された渦巻室を有する。

【0045】

上記構成の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプによれば、モータに所定の電圧が印加されることによって上記の構成のインペラが渦巻室の渦巻方向に回転すると、液体がポンプ本体の導入口からポンプ室内に導入される。

【0046】

また、ポンプ室は、第１アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間隔が、第２アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間隔よりも広く設定された渦巻室を有している。そのため、インペラが渦巻室の回転方向第１側（渦巻方向）に回転すると、第１アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間の液体の圧力が、第２アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間の液体の圧力よりも高くなる。その結果、第１アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間の液体が、第１アウトレットからバルブ装置を介して吐出される。

【0047】

また、本発明では、モータに前記所定の電圧とは極性が反対の電圧が印加されることによってインペラが渦巻室の回転方向第２側（渦巻方向と反対方向）に回転すると、第２アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間の液体の圧力が、第１アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間の液体の圧力よりも高くなる。その結果、第２アウトレット側におけるポンプ室の内周壁とインペラとの間の液体が、第２アウトレットからバルブ装置を介して吐出される。

【0048】

以上説明した遠心ポンプの第１吐出口を車両のフロントガラス側に設けられた噴射ノズルに通じる配管に接続すると共に、第２吐出口を車両のリヤガラス側に設けられた噴射ノズルに通じる配管に接続することによって、本発明では、ポンプ室からフロントガラス側に圧送される洗浄液の圧力を高くすると共に、ポンプ室からリヤガラス側に圧送される洗浄液の圧力を低くすることができる。

【0049】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記第１アウトレット及び前記第２アウトレットは、前記ポンプ室の径方向外側に向けて延出するように形成されていると共に、前記第１アウトレット及び前記第２アウトレットは、前記モータの軸方向から見て並列し、かつ隣り合って配置されている。

【0050】

上記構成の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプによれば、上記のように第１アウトレット及び第２アウトレットが配設されている。そのため、ポンプ室内に設けられた渦巻室の周方向角度範囲を大きく設定することができる。その結果、第１吐出口から吐出される液体の圧力と第２吐出口から吐出される液体の圧力との圧力差をより一層大きくすることができる。また、本態様では、第１アウトレット及び第２アウトレットにバルブ装置を同時に接続することができる。

【0051】

また、本発明の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプは、前記ポンプ室の内周壁における前記第１アウトレットと前記第２アウトレットとの間の部位と前記インペラとの間隔が、前記第２アウトレット側における前記ポンプ室の内周壁と前記インペラとの間隔よりも狭く設定されている。

【0052】

上記構成の車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプによれば、ポンプ室の内周壁とインペラとの間の間隔が上記のように設定されている。そのため、ポンプ室の内周壁における第１アウトレットと第２アウトレットとの間の部位とインペラとの間を通じて、液体が第１アウトレット側から第２アウトレット側へ流通することが抑制される。その結果、本発明では、第１アウトレット側の液体の圧力の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】本実施の形態に係る遠心ポンプ用インペラを示す回転軸方向上側から見た平面図である。

【図2】図１に示される遠心ポンプ用インペラが用いられる車両用ウォッシャ装置の概略した全体構成を示す概略図である。

【図3】図１に示される遠心ポンプ用インペラが適用された遠心ポンプを示す側断面図である。

【図4】図３に示されるハウジングのポンプ室を示す回転軸方向下側から見た断面図（図３の４−４線断面図）である。

【図5】図１に示される遠心ポンプ用インペラを示す斜視図である。

【図6】図１に示される遠心ポンプ用インペラが回転方向第１側へ回転される際の洗浄液（液体）の流れを説明するための説明図である。

【図7】（Ａ）は、図１に示される遠心ポンプ用インペラと比較例のインペラとの負荷トルクを比較したグラフであり、（Ｂ）は、図１に示される遠心ポンプ用インペラと比較例のインペラとの吐出圧を比較したグラフである。

【図8A】インペラの回転負荷特性を模式的に示すグラフである。

【図8B】ポンプ室からの液体の吐出圧力を模式的に示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0054】

以下、本実施の形態に係る車両用ウォッシャ装置１０の遠心ポンプ（ウォッシャポンプ）１２について説明して、次いで遠心ポンプ１２に用いられる遠心ポンプ用インペラ（以下、インペラと称する）８０について説明する。

【0055】

（遠心ポンプ１２について）

【0056】

図２に示されるように、車両用ウォッシャ装置１０は車両２４に適用されている。また、車両用ウォッシャ装置１０は、車両２４のエンジンルームＲ内に配設されたウォッシャタンク１４を備えており、このウォッシャタンク１４に遠心ポンプ１２が、上下方向を車両２４の上下方向と一致させた状態で組付けられている。また、車両用ウォッシャ装置１０は、車両２４のフロントウィンドシールドガラス２６洗浄用のフロントノズル１６と、車両２４のリヤウィンドシールドガラス２８洗浄用のリヤノズル１８と、を備えている。フロントノズル１６及びリヤノズル１８は、それぞれホース２０，２２を介して、遠心ポンプ１２に接続されている。

【0057】

図３に示されるように、遠心ポンプ１２は、ポンプ本体３０と、バルブ装置７０と、を含んで構成されている。また、ポンプ本体３０は、ハウジング３２と、モータ３８と、インペラ８０と、を含んで構成されている。

【0058】

ハウジング３２は、樹脂材により構成されると共に、モータ３８の回転軸４０の軸方向を上下方向（図３の矢印Ｇ及び矢印Ｈ参照）にした略円筒形状に形成されている。そして、ハウジング３２は、モータ収容部３４と、インレット５０と、ポンプ室５４と、アウトレットとしての第１アウトレット６０と、アウトレットとしての第２アウトレット６２（図４参照）と、を含んで構成されている。モータ収容部３４は、ハウジング３２の上側部分（図３の矢印Ｇ方向側の部分）を構成すると共に、上側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。このモータ収容部３４の底壁部分は、区画壁３６とされており、後述するインレット５０内とモータ収容部３４内とが区画壁３６によって区画されている。そして、モータ収容部３４内にモータ３８が収容されており、モータ３８の回転軸４０が、区画壁３６を貫通して区画壁３６から下側へ突出されている。また、モータ３８の回転軸４０の先端部分は、断面略Ｄ字形状に形成されている。なお、回転軸４０が貫通する区画壁３６の軸孔部分にはシール部材が配置されて、ポンプ室５４側からモータ収容部３４内への洗浄液の浸入が防止されている。

【0059】

一方、モータ収容部３４の開口部には、コネクタキャップ４２が固定されており、これにより、モータ収容部３４の開口部が閉塞されている。このコネクタキャップ４２には、コネクタ部４４が一体に形成されており、このコネクタ部４４に車両２４側の外部コネクタ（図示省略）が接続されることにより、モータ３８に電流が供給されるようになっている。

【0060】

インレット５０は、モータ収容部３４の下側に配置されている。このインレット５０は、略円筒形状に形成されると共に、軸方向をモータ３８の回転軸４０と直交する方向にして配置され、ハウジング３２の径方向外側へ突出されている。また、インレット５０の内部空間は吸入孔５２とされており、吸入孔５２はモータ収容部３４の下側まで延びている。そして、インレット５０がウォッシャタンク１４内に挿入された状態で、ハウジング３２がウォッシャタンク１４に組付けられている。

【0061】

ポンプ室５４は、ハウジング３２の下端部において、インレット５０よりも下側に配置されると共に、下側へ開放されている。そして、ハウジング３２の下端部の開口部には、キャップ５６が固定されており、これにより、ポンプ室５４がキャップ５６によって塞がれている。また、ポンプ室５４とインレット５０の吸入孔５２との間には、連通孔５８が形成されており、連通孔５８は、モータ３８の回転軸４０と同軸上に、円形を成して配置されると共に、ポンプ室５４内とインレット５０内（吸入孔５２）とをポンプ室５４の中心部において連通している。そして、前述したモータ３８の回転軸４０がインレット５０内及び連通孔５８を介してポンプ室５４まで延びており、回転軸４０の先端部がポンプ室５４内に配置されている。さらに、ポンプ室５４内には、後述するインペラ８０が収容されており、インペラ８０は回転軸４０の先端部に一体回転可能に組付けられている。

【0062】

図４に示されるように、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２は、ハウジング３２の下端部に配置されている。この第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２は、それぞれ略円筒形状に形成されると共に、互いに平行に配置されて、ハウジング３２の下端部からインレット５０とは反対側の径方向外側へ突出されている。そして、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２の内部は、それぞれ第１吐出通路６０Ａ及び第２吐出通路６２Ａとされており、第１吐出通路６０Ａ及び第２吐出通路６２Ａはポンプ室５４内と連通されている。

【0063】

さらに、ポンプ室５４は、第１アウトレット６０側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ａとインペラ８０との間隔Ｄ１が、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間隔Ｄ２よりも広く設定された渦巻室４６を有している。この渦巻室４６は、該渦巻室４６の渦巻方向（矢印Ａ方向）に沿って、ポンプ室５４の内周壁４４Ａ，４４Ｂとインペラ８０との間隔が次第に広くなるように形成されている。さらに、ポンプ室５４の内周壁における第１アウトレット６０と第２アウトレット６２との間の部位４４Ｃとインペラ８０との間隔Ｄ３が、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間隔Ｄ２よりも狭く設定されている。

【0064】

（バルブ装置７０）

【0065】

バルブ装置７０は、図４に示されるように、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２に嵌着されたバルブハウジング７１を備えており、このバルブハウジング７１は、第１分割ハウジング７２と第２分割ハウジング７４とを含んで構成されている。また、第１分割ハウジング７２と第２分割ハウジング７４との間には、ゴム材等の弾性部材により構成された弁体７６が組付けられている。そして、第１分割ハウジング７２及び第２分割ハウジング７４の内部がそれぞれ第１バルブ室７２Ａ及び第２バルブ室７４Ａとされており、第１バルブ室７２Ａ及び第２バルブ室７４Ａが弁体７６により区画されている。また、第１バルブ室７２Ａ及び第２バルブ室７４Ａは、それぞれ第１吐出通路６０Ａ及び第２吐出通路６２Ａに連通されている。

【0066】

また、第１分割ハウジング７２及び第２分割ハウジング７４の側壁には、それぞれ略円筒形状の第１吐出部７２Ｂ及び第２吐出部７４Ｂが一体に形成されている。この第１吐出部７２Ｂ及び第２吐出部７４Ｂは、第１分割ハウジング７２及び第２分割ハウジング７４の側壁から互いに同一軸上で離間する方向へそれぞれ突出されると共に、該側壁から第１バルブ室７２Ａ内及び第２バルブ室７４Ａ内へそれぞれ侵入して弁体７６の手前まで延びて弁体７６と対向している。さらに、図示は省略するが、前述したフロントノズル１６が第１吐出部７２Ｂにホース２０を介して接続されており、前述したリヤノズル１８が第２吐出部７４Ｂにホース２２を介して接続されている。

【0067】

以下、バルブ装置７０について詳細に説明する。第１及び第２分割ハウジング７２，７４は、本体部１６２Ａ，１６２Ｂと、外延部１６４Ａ，１６４Ｂと、第１及び第２導入口としての第１及び第２流入筒部１６６Ａ，１６６Ｂと、第１及び第２内延筒部１６８Ａ，１６８Ｂと、第１及び第２吐出部７２Ｂ，７４Ｂとを備えている。

【0068】

本体部１６２Ａ，１６２Ｂは、略有底筒形状に形成されており、その内部は、それぞれ第１及び第２バルブ室７２Ａ，７４Ａとして形成されている。外延部１６４Ａ，１６４Ｂは、本体部１６２Ａ，１６２Ｂの開口側の周縁部から径方向外側に延設されており、この外延部１６４Ａ，１６４Ｂの図示しない嵌合部が嵌合固定されることにより、第１及び第２分割ハウジング７２，７４は、互いに組み付けられている。

【0069】

第１及び第２流入筒部１６６Ａ，１６６Ｂは、本体部１６２Ａ，１６２Ｂにおける外延部１６４Ａ，１６４Ｂよりも底部側から径方向外側に突出して形成されている。そして、この第１及び第２流入筒部１６６Ａ，１６６Ｂが第１及び第２アウトレット６０,６２に嵌着されることで、バルブ装置７０は、ポンプ本体３０に固定されている。また、本体部１６２Ａ，１６２Ｂの外周部には、第１及び第２アウトレット６０,６２の各出口にそれぞれ接続された第１及び第２流入口１７４Ａ，１７４Ｂが開口されている。

【0070】

第１及び第２内延筒部１６８Ａ，１６８Ｂは、本体部１６２Ａ，１６２Ｂの底部中央から本体部１６２Ａ，１６２Ｂの内側に突出して形成されており、第１及び第２吐出部７２Ｂ，７４Ｂは、本体部１６２Ａ，１６２Ｂの底部中央から本体部１６２Ａ，１６２Ｂの外側に突出して形成されている。第１内延筒部１６８Ａと第１吐出部７２Ｂ、第２内延筒部１６８Ｂと第２吐出部７４Ｂはそれぞれ同軸上に形成され、さらに、第１内延筒部１６８Ａと第２内延筒部１６８Ｂも同軸上に形成され先端部が互いに離間して対向している。また、第１及び第２吐出部７２Ｂ，７４Ｂの先端側の開口は、第１及び第２吐出口１７６Ａ，１７６Ｂとして形成されている。

【0071】

弁体７６は、例えば、ゴム材などの弾性材料により形成されており、略円盤形状に形成されている。弁体７６は、環状の外周縁部１７８と、外周縁部１７８の内側に形成された環状で外周縁部１７８よりも薄肉の薄肉部１８０と、薄肉部１８０の内側に形成された円盤状で薄肉部１８０よりも厚肉の弁本体部１８２とを一体に有している。

【0072】

そして、この弁体７６は、外周縁部１７８が外延部１６４Ａ，１６４Ｂにて狭持されることで第１及び第２分割ハウジング７２、７４に組み付けられている。また、第１及び第２分割ハウジング７２、７４に弁体７６が組み付けられた状態では、この弁体７６によって第１バルブ室７２Ａと第２バルブ室７４Ａとが区画されている。また、弁本体部１８２は、第１内延筒部１６８Ａの先端部と第２内延筒部１６８Ｂの先端部との間に位置されており、薄肉部１８０によって第１内延筒部１６８Ａの先端部と第２内延筒部１６８Ｂの先端部とに接触可能に弾性支持されている。

【0073】

そして、インペラ８０が回転方向第１側（渦巻方向、図４等に示す矢印Ａ方向側）へ回転されると、第１バルブ室７２Ａ内及と第２バルブ室７４Ａ内との圧力差により弁体７６が第２吐出部７４Ｂ側に押し付けられて第２吐出部７４Ｂを閉鎖して、ウォッシャタンク１４内の洗浄液が第１吐出部７２Ｂを介してフロントノズル１６へ圧送されるようになっている。一方、インペラ８０が回転方向第２側（渦巻方向と反対方向、図４等に示す矢印Ｂ方向側）へ回転されると、第１バルブ室７２Ａ内及と第２バルブ室７４Ａ内との圧力差により弁体７６が第１吐出部７２Ｂ側に押し付けられて第１吐出部７２Ｂを閉鎖して、ウォッシャタンク１４内の洗浄液が第２吐出部７４Ｂを介してリヤノズル１８へ圧送されるようになっている。なお、図４では、インペラ８０のハッチングは省略されている。

【0074】

（インペラ８０について）

【0075】

インペラ８０は、樹脂材により構成されると共に、ハウジング３２のポンプ室５４内に配置されている。そして、図１及び図５に示されるように、インペラ８０は、モータ３８の回転軸４０に組付けられるボス８２（架空円Ｃ１の内側部分）と、ポンプ室５４内の洗浄液を第１アウトレット６０側又は第２アウトレット６２側へ吐出すための複数（本実施の形態では６枚）の羽根８６と、を含んで構成されている。

【0076】

ボス８２は、インペラ８０の中央部に位置して、略円筒状に形成されている（図１の２点鎖線を参照）。ボス８２は架空円Ｃ１であらわされる外周部分の直径が、連通孔５８の開口径よりも小径である。このボス８２の中央部には、モータ３８の回転軸４０に対応した略Ｄ字形状の組付孔８４が貫通形成されており、組付孔８４内に回転軸４０が挿入されている。これにより、ボス８２が連通孔５８の略真下に配置されると共に、インペラ８０が回転軸４０と一体に回転されるようになっている。なお、インペラ８０は回転軸４０と一体回転するが、軸方向には移動可能となっている。

【0077】

羽根８６は、ボス８２の外周面に一体に形成されると共に、ボス８２から径方向外側へ延設されている。これにより、インペラ８０が回転されることで、ウォッシャタンク１４の洗浄液が、連通孔５８を介して羽根８６の根元側（入口側）に流入されて、羽根８６の先端側（出口側）へ吐出されるようになっている。

【0078】

また、羽根８６は、羽根８６の回転方向第１側の面を構成する一側面８８と、羽根８６の回転方向第２側の面を構成する他側面９０とを含んで構成されている。図１に示されるように、一側面８８は、インペラ８０の回転軸（回転軸４０）の軸方向から見て回転方向第１側へ凸となる一円弧の曲面で構成されており、一側面８８のボス側の基端部である、根元８８Ａとボス８２とが、回転軸４０の軸方向から見て一側面８８とは互いに反対方向の弧をなす円弧状の接続面９２によって接続されている。具体的には、図１において２点鎖線で示される架空円Ｃ１がボス８２の外形とされており、この架空円Ｃ１に接続面９２の一端が外接すると共に、接続面９２の他端が一側面８８の根元８８Ａと接している。これにより、一側面８８の根元８８Ａは、一側面８８と接続面９２との交点とされている。そして、一側面８８は、インペラ８０の回転中心Ｃと一側面８８の根元８８Ａとを結ぶ基準線Ｌ１に対して、根元８８Ａから回転方向第１側へ一旦膨らむように延びると共に、基準線Ｌ１と交差して、一側面８８の先端８８Ｂが、基準線Ｌ１に対して回転方向第２側に配置されている。これにより、一側面８８における基準線Ｌ１に対して根元８８Ａから回転方向第１側へ膨らむように突出された部分が、突出面８９とされている。なお、接続面９２の円弧の半径は一側面８８の円弧の半径よりも小さく設定（本実施の形態では約１／５に設定）されている。

【0079】

他側面９０は、回転軸４０の軸方向から見て回転方向第２側へ開放された一円弧の曲面で構成されている。そして、他側面９０と一致する架空円Ｃ３は、一側面８８と一致する架空円Ｃ２と同心円を成している。これにより、羽根８６の延設方向中間部（羽根８６の根元部分及び先端部分を除く部分）の幅寸法Ｗ１が、羽根８６の延設方向に沿って一定に設定されている。

【0080】

また、回転軸４０の軸方向から見て、他側面９０と一致する架空円Ｃ３は、ボス８２の外形とされた架空円Ｃ１と外接している。さらに、他側面９０の回転方向第２側に配置された接続面９２が、架空円Ｃ３と架空円Ｃ１との接点において、架空円Ｃ３に接している。すなわち、隣接する各羽根８６の他側面９０と一側面８８とがボス８２において接続面９２によって滑らかに接続されている。より詳しくは、互いに隣接する一方の羽根８６の他側面９０と他方の羽根８６の一側面８８とが、ボス８２の外周部において両羽根８６間で接続面９２によって滑らかに接続されている。

【0081】

さらに、羽根８６の先端部における外周面９４は、インペラ８０の回転中心Ｃを中心点とした架空円Ｃ４の一部と一致されており、これにより、羽根８６の外周面９４における幅寸法Ｗ２が、羽根８６の延設方向中間部における幅寸法Ｗ１よりも大きく設定されている。

【0082】

また、羽根８６は、インペラ８０の回転方向において所定間隔毎（本実施の形態では６０°毎）に配置されており、インペラ８０の回転中心Ｃに対して対向する一対の羽根８６を１組として３組で形成されている。そして、対向する一対の羽根８６における一側面８８の先端８８Ｂ同士を結ぶ線Ｌ２に対して、一側面８８全体が回転方向第１側へ膨らむ（突出される）ように配置されている。さらに、インペラ８０は、インペラ８０の厚み方向（回転軸４０の軸方向）において、同一断面形状になるように形成されている（図５参照）。

【0083】

次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。

【0084】

上記のように構成された車両用ウォッシャ装置１０の遠心ポンプ１２では、インペラ８０が回転方向第１側（Ａ方向）へ回転されると、インレット５０から連通孔５８を介して洗浄液がポンプ室５４の中央部に吸入され、ポンプ室５４内の洗浄液がインペラ８０の羽根８６の根元側（入口側）から羽根８６の先端側（出口側）へ吐出されて、第１アウトレット６０の第１吐出通路６０Ａからバルブ装置７０へと流出される。そして、当該洗浄液は、バルブ装置７０の第１吐出部７２Ｂ及びホース２０を介してフロントノズル１６へ圧送されて、フロントノズル１６からフロントウィンドシールドガラス２６へ向けて噴射される。

【0085】

一方、インペラ８０が回転方向第２側（Ｂ方向）へ回転されると、インレット５０から連通孔５８を介して洗浄液がポンプ室５４の中央部に吸入され、ポンプ室５４内の洗浄液がインペラ８０の羽根８６の根元側（入口側）から羽根８６の先端側（出口側）へ吐出されて、第２アウトレット６２の第２吐出通路６２Ａからバルブ装置７０へと流出される。そして、当該洗浄液は、バルブ装置７０の第２吐出部７４Ｂ及びホース２２を介してリヤノズル１８へ圧送されて、リヤノズル１８からリヤウィンドシールドガラス２８へ向けて噴射される。

【0086】

ここで、インペラ８０における羽根８６の回転方向第１側の面が一側面８８とされている。そして、一側面８８は突出面８９を含んで構成されており、突出面８９は、一側面８８のボス側の基端部である、根元８８Ａと羽根８６の回転中心Ｃとを結ぶ基準線Ｌ１に対して根元８８Ａから回転方向第１側へ膨らむように突出されている。このため、図６に示されるように、羽根８６が回転方向第１側（Ａ方向）へ回転する際の一側面８８の根元８８Ａ側（入口側）における羽根回転速度ベクトルＵ１（羽根８６の根元８８Ａにおける円周方向の速度ベクトル）と、洗浄液の絶対速度ベクトルＶ１（羽根回転速度ベクトルＵ１と、洗浄液の羽根８６に対する流れ方向（一側面８８の根元８８Ａにおける接線方向）の相対速度ベクトルＸ１と、の合成ベクトル）と、の成す角度（流入角度）α１が小さくなるように設定できる。これにより、羽根８６の根元側（入口側）における角運動量が大きくなる。

【0087】

そして、インペラ８０に作用する負荷トルクは、羽根８６の先端側（出口側）における角運動量と、羽根８６の根元８８Ａ側（入口側）における角運動量と、の差となる。このため、羽根８６の根元８８Ａ側（入口側）における角運動量が大きくなることで、インペラ８０に作用する負荷トルクが小さくなる。その結果、例えば低温時に洗浄液の粘度が高くなっても、羽根８６の回転数の低下が抑制される。

【0088】

そして、インペラ８０による吐出圧は羽根８６の回転数の２乗に比例する。このため、低温時における羽根８６の回転数の低下が抑制されることで、低温時におけるインペラ８０による吐出圧の低下を抑制できる。以上により、低温時に洗浄液の粘度が高くなっても、フロントウィンドシールドガラス２６に対するフロントノズル１６から噴射される洗浄液の着水点が下がることを抑制できる。特に、低温時に車両２４が高速で走行する場合における洗浄液の着水点の下がりを有効に抑制できる。

【0089】

また、回転軸４０の軸方向から見て一側面８８が回転方向第１側（Ａ方向）へ凸となる一円弧の曲面で構成されている。すなわち、羽根８６の先端部分における一側面８８が、ボス８２の径方向外側へ向かうに従い回転方向第２側へ向かうように滑らかに湾曲されている。このため、羽根８６が回転方向第１側（Ａ方向）へ回転する際の一側面８８の先端８８Ｂ側（出口側）における羽根回転速度ベクトルＵ２（羽根８６の先端８８Ｂにおける円周方向の速度ベクトル）と、洗浄液の絶対速度ベクトルＶ２（羽根回転速度ベクトルＵ２と、洗浄液の羽根８６に対する流れ方向（一側面８８の先端８８Ｂにおける接線方向）の相対速度ベクトルＸ２と、の合成ベクトル）と、の成す角度（流出角度）α２（図６参照）が大きくなるように設定できる。これにより、羽根８６の先端側（出口側）における角運動量が小さくなる。そして、上述したように、インペラ８０に作用する負荷トルクは、羽根８６の先端側（出口側）における角運動量と、羽根８６の根元側（入口側）における角運動量と、の差となる。これにより、インペラ８０に作用する負荷トルクが一層小さくなる。したがって、低温時に洗浄液の粘度が高くなっても、羽根８６の回転数の低下が一層抑制されるため、インペラ８０による吐出圧の低下を一層抑制できる。

【0090】

以上説明したインペラ８０による吐出圧の低下の抑制を示すデータを、比較例のインペラと比較して図７Ａ、７Ｂにおいて示す。なお、比較例のインペラにおける羽根は、ボスの径方向外側へ放射線状かつ直線状に延びている。

【0091】

そして、図７Ａに示されるグラフでは、横軸が温度（℃）（雰囲気温度）とされており、縦軸がインペラに作用する負荷トルク（ｍＮ・ｍ）とされている。また、比較例のインペラに作用する負荷トルクが三角印で示されており、本実施の形態のインペラ８０に作用する負荷トルクが丸印で示されている。この図に示されるように、各温度において、本実施の形態のインペラ８０に作用する負荷トルクが、比較例のインペラ８０に作用する負荷トルクに対して低くなっていることが解る。これにより、低温時に洗浄液の粘度が高くなっても、インペラ８０における羽根８６の回転数の低下が、比較例のインペラと比べて抑制される。さらに、実施の形態のインペラ８０は、低温時における温度変化に対する負荷トルクの変化量も比較例に対して小さくなっている。

【0092】

その結果、図７Ｂに示されるように、低温時に洗浄液の粘度が高くなっても、インペラ８０による吐出圧が、比較例のインペラによる吐出圧に比べて高くなる。なお、図７Ｂに示されるグラフでは、横軸が温度（℃）（雰囲気温度）とされており、縦軸がインペラによる吐出圧（ｋＰａ）とされている。また、比較例のインペラの吐出圧が三角印で示されており、本実施の形態のインペラ８０の吐出圧が丸印で示されている。以上により、低温時に洗浄液の粘度が高くなっても、インペラ８０による吐出圧の低下を抑制できる。さらに、実施の形態のインペラ８０は、低温時における温度変化に対する吐出圧の変化量も比較例に対して小さくなっている。

【0093】

さらに、本実施の形態のインペラ８０では、基準線Ｌ１に対して、一側面８８の突出面８９よりも先端８８Ｂ側が回転方向第２側（Ｂ方向）に配置されている。このため、羽根８６の先端８８Ｂ側（出口側）における角運動量と、羽根８６の根元８８Ａ側（入口側）における角運動量と、の差を一層小さく設定でき、ひいてはインペラ８０に作用する負荷トルクをより一層小さくできる。その結果、低温時に洗浄液の粘度が高くなっても、インペラ８０による吐出圧の低下を効果的に抑制できる。

【0094】

また、羽根８６の回転中心Ｃに対して対向して配置される一対の羽根８６（これを１組とする）が複数（本実施の形態では等角度間隔で３組）形成されており、この一対の羽根８６における一側面８８の先端８８Ｂ同士を結ぶ線Ｌ２に対して一側面８８全体が回転方向第１側（Ａ方向）へ膨らんでいる。このため、インペラ８０において根元８８Ａから回転方向第１側（Ａ方向）へ突出された突出面８９を含む一側面８８を有する羽根でありながらもバランスよく配置することができ、ひいてはインペラ８０の回転バランスを良好にできる。

【0095】

さらに、羽根８６の先端部における外周面９４の幅寸法Ｗ２が、羽根の延設方向中間部の幅寸法Ｗ１に比べて大きく設定されている。そして、羽根８６が回転方向第１側（Ａ方向）へ回転される際に羽根８６の外周面９４の外側における洗浄液（図４において２点鎖線で示される領域Ｄ参照）には、洗浄液の粘性によって外周面９４から回転方向第１側へ向かう方向の力が作用する。これにより、例えば羽根８６の外周面９４における幅寸法Ｗ２が、羽根の延設方向中間部における幅寸法Ｗ１と同じに設定される場合と比較して、羽根８６の外周面９４の外側における洗浄液の流速を速くできる。その結果、低温時においてインペラ８０によって吐出された洗浄液の流速の低下を抑制して、当該洗浄液を良好に第１アウトレット６０側へ流すことができる。

【0096】

また、上述したように、回転軸４０の軸方向から見て、一側面８８が一円弧の曲面で構成されている。このため、一側面８８が根元８８Ａから先端８８Ｂに亘って同じ曲率で延びている。これにより、インペラ８０が回転方向第１側（Ａ方向）へ回転されて洗浄液が一側面８８に沿ってボス８２の径方向外側へ流れる際に、洗浄液に対する一側面８８の急激な変化が抑制されているので、洗浄液を一側面８８に沿って滑らかに流すことができる。

【0097】

さらに、羽根８６の回転方向第２側の面を構成する他側面９０が、回転軸４０の軸方向から見て一側面８８と同心円を成す一円弧の曲面により構成されている。これにより、羽根８６の延設方向中間部における幅寸法Ｗ１を一定に保つことができる。したがって、インペラ８０を樹脂成形などで形成する場合、肉厚が一定であるため硬化時のヒケなどによる変形を防止して精度よく良好に成形できる。

【0098】

また、隣接する羽根８６の他側面９０と一側面８８とが、ボス８２において曲面により構成された接続面９２で接続されている。これにより、インペラ８０が回転方向第１側（Ａ方向）へ回転される際に隣接する羽根８６の羽根間の洗浄液を一側面８８に沿ってボス８２の径方向外側へスムースに流すことができる。すなわち、羽根８６が回転方向第１側（Ａ方向）へ回転する際には、羽根８６間における一側面８８側の洗浄液は、一側面８８に沿ってボスの径方向外側へ流れる（図６の矢印Ｅ参照）。また、隣接する羽根８６の他側面９０と一側面８８とが、接続面９２によって接続されているため、羽根８６間におけるボス８２近傍の洗浄液が接続面９２に沿って一側面８８の根元８８Ａ側へスムースに流れて、洗浄液が一側面８８に沿ってボス８２の径方向外側へスムースに流れる。これにより、羽根８６間の洗浄液を一側面８８に沿ってボス８２の径方向外側へスムースに流すことができる。

【0099】

さらに、回転軸４０の軸方向から見た羽根８６の断面形状が一定に形成されている。このため、例えば、インペラ８０が適用される遠心ポンプ（ウォッシャポンプ）１２の仕様に応じて、インペラ８０の表面と裏面とを逆にしてインペラ８０を使用できる。

【0100】

ここで、本実施形態では、ポンプ室５４の外周部に第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２が設けられていると共に、第１アウトレット６０側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ａとインペラ８０との間隔Ｄ１が、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間隔Ｄ２よりも広く設定されている。そのため、インペラ８０が渦巻室４６の回転方向第１側（渦巻方向、矢印Ａ方向）に回転すると、第１アウトレット６０側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ａとインペラ８０との間の洗浄液の圧力が、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間の洗浄液の圧力よりも高くなる。すると、バルブ装置７０の弁本体部１８２は、第２内延筒部１６８Ｂの先端部に接触する（弁本体部１８２によって第２内延筒部１６８Ｂの先端部が閉止される）。その結果、第１アウトレット６０側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ａとインペラ８０との間の洗浄液が、バルブ装置７０の第１流入筒部１６６Ａ、第１内延筒部１６８Ａ及び第１吐出部７２Ｂを介して第１吐出口１７６Ａから吐出される。

【0101】

また、本実施形態では、インペラ８０が渦巻室４６の回転方向第２側（（矢印Ｂ方向）に回転すると、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間の洗浄液の圧力が、第１アウトレット６０側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ａとインペラ８０との間の洗浄液の圧力よりも高くなる。すると、バルブ装置７０の弁本体部１８２は、第１内延筒部１６８Ａの先端部に接触する（弁本体部１８２によって第１内延筒部１６８Ａの先端部が閉止される）。その結果、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間の洗浄液が、バルブ装置７０の第２流入筒部１６６Ｂ、第２内延筒部１６８Ｂ及び第２吐出部７４Ｂを介して第２吐出口１７６Ｂから吐出される。

【0102】

ここで、本実施形態では、インペラ８０は、先端８８Ｂが根元８８Ａよりも渦巻室４６の回転方向第２側（矢印Ｂ方向）に配置された羽根８６を有している。そのため、図８Ａに示されるように、インペラ８０を渦巻室４６の回転方向第２側（矢印Ｂ方向）に回転させた場合の回転負荷（符号Ｆ２で示されている）は、インペラ８０を渦巻室４６の回転方向第１側（渦巻方向、矢印Ａ方向）に回転させた場合の回転負荷（符号Ｆ１で示されている）よりも大きくなる。換言すると、インペラ８０を渦巻室４６の回転方向第２側（矢印Ｂ方向）に回転させた際の回転数が、インペラ８０を渦巻室４６の回転方向第１側（渦巻方向、矢印Ａ方向）に回転させた際の回転数よりも減少する。その結果、図８Ｂに示されるように、同一のモータ３８及びインペラ８０を用いているにもかかわらず、回転方向を切り替えただけで第２アウトレット６２から吐出される洗浄液の吐出圧力（符号Ｐ２で示されている）が第１アウトレット６０から吐出される洗浄液の吐出圧力（符号Ｐ１で示されている）よりも低くなる。

【0103】

以上説明した遠心ポンプ１２の第１吐出部７２Ｂを車両のフロントガラス側に設けられたフロントノズル１６に通じる配管に接続すると共に、第２吐出部７４Ｂを車両のリヤガラス側に設けられたリヤノズル１８に通じる配管に接続することによって、本実施形態では、同一のモータ３８及びインペラ８０を用いてポンプ室５４からフロントガラス側に圧送される洗浄液の圧力を高くすると共に、ポンプ室５４からリヤガラス側に圧送される洗浄液の圧力を低くすることができる。その結果、車両の走行に伴う気流の影響を受け易いフロントガラスには、洗浄液を高圧で噴射することができると共に、気流の影響を受け難いリヤガラスには、洗浄液を低圧で噴射することができる。また、リヤガラス側に圧送される洗浄液の圧力を低くすることによって、遠心ポンプ１２とリヤガラス側に設けられた噴射ノズルとの間に設けられた配管の接続が外れることを防止できる

【0104】

また、図４に示されるように、本実施形態では、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２が、インペラ８０の径方向外側かつポンプ室５４の径方向外側に向けて延出するように形成されていると共に、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２が、モータ３８の回転軸４０の軸方向から見て並列し、かつ隣り合って配置されている。そのため、ポンプ室５４内に設けられた渦巻室４６の周方向角度範囲を大きく設定することができる。その結果、第１吐出部７２Ｂから吐出される液体の圧力と第２吐出部７４Ｂから吐出される液体の圧力との圧力差をより一層大きくすることができる。また、本実施形態では、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２にバルブ装置７０の第１流入筒部１６６Ａ及び第２流入筒部１６６Ｂを同時に接続することができる。

【0105】

さらに、本実施形態では、ポンプ室５４の内周壁における第１アウトレット６０と第２アウトレット６２との間の部位４４Ｃとインペラ８０との間隔Ｄ３が、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間隔Ｄ２よりも狭く設定されている。そのため、ポンプ室５４の内周壁における部位４４Ｃとインペラ８０との間を通じて、洗浄液が第１アウトレット６０側から第２アウトレット６２側へ流通することが抑制される。その結果、本実施形態では、第１アウトレット６０側の洗浄液の圧力の低下を抑制することができる。また、インペラ８０が回転方向第１側（渦巻方向、矢印Ａ方向）及び回転方向第２側（渦巻方向と反対方向、矢印Ｂ方向）の何れに回転する場合も第１アウトレット６０側と第２アウトレット６０側の洗浄液の圧力は正の圧力となる。しかし、上述のように洗浄液が第１アウトレット６０側から第２アウトレット６２側へ流通すること、及び洗浄液が第２アウトレット６２側から第１アウトレット６０側へ流通することを抑制することによって、第１アウトレット６０側と第２アウトレット６２側の洗浄液の圧力差を大きくできるので、バルブ装置７０の迅速な切替え応答性を得ることができる。

【0106】

なお、本実施形態では、ポンプ室５４の内周壁における部位４４Ｃとインペラ８０との間隔Ｄ３が、第２アウトレット６２側におけるポンプ室５４の内周壁４４Ｂとインペラ８０との間隔Ｄ２よりも狭く設定されている好ましい例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの間隔は第１アウトレット６０側の洗浄液の圧力及び第２アウトレット６２側の洗浄液の圧力のバランス等を考慮して適宜設定すればよい。

【0107】

また、本実施形態では、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２が、インペラ８０の径方向外側かつポンプ室５４の径方向外側に向けて延出するように形成されていると共に、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２が、モータ３８の回転軸４０の軸方向から見て並列し、かつ隣り合って配置されている好ましい例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。この第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２をポンプ本体３０のどの部位に設けるかについては、使用するバルブ装置に応じて適宜設定すればよい。

【0108】

さらに、本実施形態では、遠心ポンプ１２のインレット５０を貯留タンクに形成された開口にグロメット等を介して挿入接続した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、ポンプ本体の大部分を貯留タンク内に挿入してポンプ室を貯留タンク内に配置した、所謂インタンク式のウォッシャポンプに本発明を適用することもできる。

【0109】

また、本実施の形態では、回転軸４０の軸方向から見て一側面８８が一円弧に形成されているが、一側面８８の形状はこれに限らない。例えば、回転軸４０の軸方向から見て、一側面８８を２円弧以上の多円弧により構成された曲面としてもよい。すなわち、回転軸４０の軸方向から見て、羽根８６の回転方向第１側（Ａ方向）へ凸となる曲面によって一側面８８を構成してもよい。例えば、根元８８Ａ側（入口側）の流入角度α１を小さくすべく半径の小さな円弧として突出面８９を形成し、羽根８６の先端８８Ｂ側（出口側）に行くに従い半径の大きな円弧として流出角度α２を大きくなるようにして、多円弧がそれぞれ羽根８６の回転方向第１側へ凸となる３つの曲面によって一側面８８を構成するように構成しても良い。

【0110】

また、本実施の形態では、回転軸４０の軸方向から見て、他側面９０が一円弧の凹状の曲面に形成されているが、他側面９０の形状はこれに限らない。例えば、回転軸４０の軸方向から見て、他側面９０を２円弧又はそれより多い多円弧により構成された凹状の曲面としてもよい。

【0111】

さらに、一側面８８の根元８８Ａと羽根８６の回転中心Ｃとを結ぶ基準線Ｌ１に対して、一側面８８の先端８８Ｂが回転方向第２側に配置されている。これに替えて、基準線Ｌ１に対して、一側面８８の先端８８Ｂを回転方向第１側に配置してもよい。この場合には、一側面８８の全体が突出面８９とされる。

【0112】

また、羽根８６の外周面９４における幅寸法Ｗ２が、羽根の延設方向中間部における幅寸法Ｗ１に比べて大きく設定されている。これに替えて、羽根８６の外周面９４における幅寸法Ｗ２を、羽根の延設方向中間部における幅寸法Ｗ１と同じになるように構成してもよい。

【0113】

さらに、本実施の形態では、インペラ８０が６枚の羽根８６によって構成されているが、インペラ８０における羽根８６の枚数はこれに限らない。例えば、インペラ８０における羽根８６を３枚で構成して、当該羽根８６がインペラ８０の回転方向において等間隔に配置されるように構成してもよい。

【0114】

また、本実施の形態では、遠心ポンプ１２は、第１アウトレット６０及び第２アウトレット６２を含んで構成されている。すなわち、遠心ポンプ１２は、モータ３８の回転方向を切替えることによりインペラの８０の回転方向を切替えて洗浄液を第１アウトレット６０または第２アウトレット６２から択一的に吐出させる、所謂ダブルアウトレットポンプとして構成されている。これに替えて、遠心ポンプ１２における第２アウトレット６２を省略し、インペラ８０を回転方向第１側（Ａ方向）にのみに回転させるようにして、遠心ポンプ１２を所謂シングルアウトレットポンプとして構成してもよい。この場合には、バルブ装置７０を省略して、ホース２０を第１アウトレット６０に直接接続するように構成してもよい。

【0115】

さらに、本実施の形態では、インペラ８０が車両用ウォッシャ装置１０の遠心ポンプ１２に適用されているが、インペラ８０を車両２４のヘッドランプクリーナ装置の遠心ポンプに適用してもよい。

【符号の説明】

【0116】

１０・・・車両用ウォッシャ装置、１２・・・遠心ポンプ、１４・・・ウォッシャタンク
１６・・・フロントノズル、１８・・・リヤノズル、３０・・・ポンプ本体、３４・・・モータ収容部、３８・・・モータ、４０・・・回転軸、４４・・・内周壁、４６・・・渦巻室、５４・・・ポンプ室、５８・・・連通孔、６０・・・第１アウトレット（アウトレット）、６２・・・第２アウトレット（アウトレット）、７０・・・バルブ装置、７２Ｂ・・・第１吐出部、７４Ｂ・・・第２吐出部、８０・・・インペラ、８２・・・ボス、８６・・・羽根、８８・・・一側面、８８Ａ・・・根元（基端部）、８９・・・突出面、９０・・・他側面、９２・・・接続面、１６６Ａ・・・第１流入筒部（第１導入口）、１６６Ｂ・・・第２流入筒部（第２導入口）、Ｄ１・・・間隔、Ｄ２・・・間隔、Ｕ１・・・羽根回転速度ベクトル、Ｕ２・・・羽根回転速度ベクトル、Ｘ１・・・相対速度ベクトル、Ｘ２・・・相対速度ベクトル、Ｗ１・・・幅寸法、Ｗ２・・・幅寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】