特許 6566788 排水ポンプ

(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】6566788

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】排水ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 1/14 20060101AFI20190819BHJP

【ＦＩ】

   F04D1/14

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-168536(P2015-168536)

(22)【出願日】2015年8月28日

(65)【公開番号】特開2017-44177(P2017-44177A)

(43)【公開日】2017年3月2日

【審査請求日】2018年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】特許業務法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 克司

(72)【発明者】

【氏名】杉野 真聖

(72)【発明者】

【氏名】山開 健治

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２４８７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１１０９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下端部に吸込口が設けられると共に側部に吐出口が設けられたハウジング内に回転自在に支承された樹脂製の回転羽根を収容した排水ポンプであって、
前記回転羽根は、
円柱状の軸部と、
当該軸部の下方に位置する複数の放射状の小径羽根と、
当該小径羽根の上方に連続してなる複数の大径羽根と、
前記複数の大径羽根の間に夫々設けられた複数の補助羽根と、
前記軸部の側面に向けてテーパーをつけて延設する環状部と、
を備え、
前記複数の大径羽根と前記複数の補助羽根は、前記環状部から上方に立設されており、
前記環状部には、最外周から最内周の間の何れかの位置に、前記回転羽根を成形する際に樹脂の流動性を確保するための板厚部を設けることを特徴とする排水ポンプ。

【請求項2】

前記板厚部は、前記環状部の最内周部に設けられることを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。

【請求項3】

前記環状部の最外周から最内周までの距離をａとして、
前記板厚部は、前記環状部の最内周からａ／２よりも内側の位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。

【請求項4】

前記環状部の内周部を板厚部とし、前記環状部の外周部に向けて薄肉としたことを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。

【請求項5】

前記板厚部は、斜面または曲面により構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の排水ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和機の室内熱交換器で凝縮した水を受け入れるドレンパン内のドレン水を室外に排水する排水ポンプ（ドレンポンプ）において、精度の高い回転羽根を得るために、成形の際の樹脂流動性を高めた回転羽根構造を備えた排水ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、室内の天井に埋込む形式の空気調和機においては、空気調和機の室内熱交換器の表面で凝縮したドレン水を受けるドレンパンが装備されている。このドレンパン内のドレン水を室外へ排水するためには、排水ポンプが用いられている。

【0003】

以下、本願出願人が既に出願し公開されている空気調和機に用いられる排水ポンプに関連して本願発明の基礎となる従来技術を説明する。図７は、従来技術として説明されている排水ポンプの一部を破断して示す正面図であり、図８は、図７に示す排水ポンプに用いる回転羽根の一例を示すものである。また、図９は図８に示す回転羽根の断面図であり、図１０は同じく図８に示す回転羽根の要部を拡大した説明図及び断面図であり、点線矢印により、回転羽根の成形の際の樹脂の流動状態を表示したものである。

【0004】

以下、従来例及び本発明を説明する際には、図１に示す方向において、上下及び内外の方向を説明する。従って、この方向は本発明の装置において絶対的な方向を示すものではない。

【0005】

図７において、全体を符号１で示す排水ポンプは、モータ１０と、モータ１０にブラケット２０を介して取り付けられるポンプ本体３０とを有する。ポンプ本体３０はプラスチック製であって、上部が開口したハウジング４０と、ハウジング４０の上部開口を覆うカバー３２とを備えている。ハウジング４０は、下端部に開口部４３を有するパイプ状の吸込口４２、内部に形成されているポンプ室４４、及び側方に向かって突出する吐出口４６を有している。カバー３２は、ブラケット２０と一体的に形成されており、ハウジング４０との間にシール部材３４を挟みこんだ状態でハウジング４０と連結されている。

【0006】

図８においてより詳細に示すように、ハウジング４０のポンプ室４４内には、モータ１０によって回転する回転羽根５０が収容される。回転羽根５０は、軸部５２と、軸部５２の外周部から放射方向に延びる複数（図示の例では４枚）の平板状の大径羽根６０と、各大径羽根６０の下端縁部に連結されるとともに吸込口４２に挿入される複数（大径羽根６０と同数の４枚）の平板状の小径羽根５４とを有している。

【0007】

軸部５２は、カバー３２の中央に形成された貫通孔３６を貫通してモータ１０側へ突出しており、軸部５２の中心軸に沿って設けた穴５３にモータ１０の駆動軸１２が挿入されて固定されている。軸部５２の上面には、水切円板１４（図７）が取り付けられており、この水切円板１４は、カバー３２の貫通孔３６からドレン水が噴出したとしても、モータ１０側へ飛散するのを防止する。

【0008】

図９及び１０示すように、各大径羽根６０の下端縁部は、内径側に下傾斜するテーパーをつけて形成されており、この各下端縁部は、同じく内径側に下傾斜するテーパーをつけて形成され、中央に開口部５７を有する環状部材５６により連結されている。また、隣り合う大径羽根６０，６０の間には、補助羽根７０が環状部材５６から立設して設けられており、この補助羽根７０と大径羽根６０とによりポンプの揚程を確保することができる。各大径羽根６０と各補助羽根７０の外側縁部は、環状部材５６の連続した環状平坦面５５が形成されている。環状平坦面５５の上端縁部の位置は、大径羽根６０と補助羽根７０の上端縁部の位置より低くされている。

【0009】

以上のように構成された回転羽根５０によれば、大径羽根６０の回転により撹拌されてドレン水内から発生した気泡を含んだ水流は、環状平坦面５５を乗り越えて吐出口４６へスムーズに流れるので、カバー３２の底面３５への気泡の衝突が緩和され、騒音が減少する効果が期待されていた。また、このような構成により、排水ポンプ１が停止したときに、吐出口４６からハウジング４０のポンプ室４４へ戻る水は、環状平坦面５５に突き当たり、環状平坦面５５への緩衝により徐々に拡散されるので、戻り水に起因する騒音の低減も期待されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００６−２９２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上記排水ポンプに用いられる回転羽根は、金型に溶融樹脂を射出して樹脂を所望の形に成形する射出成形機によって形成されることが一般的である。図８乃至図１０は、従来用いられている排水ポンプの回転羽根を示す。このような回転羽根５０を射出形成する場合、金型における樹脂の注入口であるゲートは、小径羽根５４の下方側（即ち図８（ｃ）における下方）に設けられるのが一般的である。図１０に示すように、回転羽根５０の環状部材５６は、開口部５７から環状平坦面５５に亘り、その厚さを一定に保つ形状にて形成されることが一般的である。つまり、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、環状部材５６は、大径羽根６０から大径羽根６０及び環状部材５６を介して補助羽根７０或いは環状部材５６の最外周の環状平坦面５５に至るまで、その厚さｔを一定に保つ環状部材５６内を流れる。

【0012】

このような形状の形成された回転羽根５０では、ゲートから注入された樹脂は、小径羽根５４から大径羽根６０を介して環状平坦面５５に向かって流れるが、その際には、大径羽根６０から環状部材５６を通って、補助羽根７０という順番で樹脂が充填されていく。図１０（ａ）では、この大径羽根６０から環状部材５６に向かう樹脂の流れを点線の矢印にて示している。この矢印の長さは、所定時間までに樹脂の流れが到達する距離を表している。つまり、矢印の長い部分は樹脂が矢印先端まで到達する時間が早いことを示している。このようにして樹脂が流れると、ゲートからの距離が比較的近い大径羽根６０の近傍と、ゲートからの距離が最も遠くなる箇所、即ち環状部材５６に立設された補助羽根７０の近傍とでは、樹脂の流れに差が生じ、樹脂の到達時間の差に起因とした樹脂間の温度差が生じる。このような状態で樹脂が冷却して収縮すると、冷却が遅れた箇所では収縮によるヒケが発生する可能性が生じ、この結果、回転羽根５０が設計に忠実な形状とならない場合があった。実験によると、このヒケの発生は、環状部材５６に立設された補助羽根７０の近傍に発生することが多い。

【0013】

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転羽根の成形の際のヒケの発生を抑制し、設計に忠実な形状とすることを可能とする排水ポンプ用回転羽根の構造を備えた排水ポンプを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の課題を解決するため、本発明による排水ポンプは、下端部に吸込口が設けられると共に側部に吐出口が設けられたハウジング内に回転自在に支承された樹脂製の回転羽根を収容した排水ポンプであって、前記回転羽根は、円柱状の軸部と、当該軸部の下方に位置する複数の放射状の小径羽根と、当該小径羽根の上方に連続してなる複数の大径羽根と、前記複数の大径羽根の間に夫々設けられた複数の補助羽根と前記軸部の側面に向けてテーパーをつけて延設する環状部と、を備え、前記複数の大径羽根と前記複数の補助羽根は、前記環状部から上方に立設されており、前記環状部には、最外周から最内周の間の何れかの位置に、前記回転羽根を成形する際に樹脂の流動性を確保するための板厚部を設けることを特徴とする。

【0015】

本発明による排水ポンプにおいては、前記板厚部は、前記環状部の最内周部に設けられることを特徴とする。

【0016】

本発明による排水ポンプにおいては、前記環状部の最外周から最内周までの距離をａとして、前記板厚部は、前記環状部の最内周からａ／２よりも内側の位置に設けられることを特徴とする。

【0017】

本発明による排水ポンプにおいては、前記環状部の内周部を板厚部とし、前記環状部の外周部に向けて薄肉としたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明の排水ポンプによれば、回転羽根を構成する環状部の適宜位置に板厚部を設けることで、溶融樹脂を金型内に射出する際、通常溶融樹脂が到達しづらい箇所に対しても、溶融樹脂の流れを良くして均一性の高い射出完了が可能となり、温度差による回転羽根にヒケが生じることを防止し、設計に準じた形状の回転羽根を具備する排水ポンプの提供を可能とするものである。この効果は、大径羽根と補助羽根を環状部に立設した構造の排水ポンプにとって有効であり、特に、回転羽根の下方、即ち小径羽根の下方側にゲートを設けた金型により成形する場合において顕著である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施例における排水ポンプに用いられる回転羽根の構造を示す図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。

【図2】図１に示す回転羽根の各断面図であって、夫々（ａ）Ａ−Ａ線における断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線における断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ線における断面図、（ｄ）要部拡大断面図、（ｅ）及び（ｆ）夫々別実施例の要部拡大断面図である。

【図3】図１に示す回転羽根の要部を示す図であって、夫々（ａ）大径羽根からの溶融樹脂の流れを示す説明図、（ｂ）（ａ）のＥ−Ｅ線における回転羽根の断面図、及び（ｃ）（ａ）のＦ−Ｆ線における回転羽根の断面図である。

【図4】本発明の第２実施例における排水ポンプに用いられる回転羽根の示す図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。

【図5】図４に示す回転羽根であって、夫々（ａ）Ａ−Ａ線における断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線における断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ線における断面図、及び（ｄ）要部拡大断面図である。

【図6】図４に示す回転羽根の要部を示す図であって、夫々（ａ）大径羽根からの樹脂の流れを示す説明図、（ｂ）（ａ）のＦ−Ｆ線における回転羽根の断面図である。

【図7】従来の排水ポンプの一部を破断して示す正面図である。

【図8】従来の排水ポンプに用いられる回転羽根の示す図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。

【図9】図８に示す回転羽根であって、夫々（ａ）Ａ−Ａ線における断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線における断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ線における断面図、及び（ｄ）要部拡大断面図である。

【図10】図８に示す回転羽根の要部を示す図であって、夫々（ａ）大径羽根からの樹脂の流れを示す説明図、（ｂ）（ａ）のＥ−Ｅ線における回転羽根の断面図、（ｃ）（ａ）のＦ−Ｆ線における回転羽根の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付した図面に基づいて、本発明による排水ポンプの実施例を説明する。図１乃至図６は本発明の実施例を示している。なお、図７乃至図１０は従来例の排水ポンプ及びこれに用いられる回転羽根の構造を示している。以下の説明においては説明の簡略化のため、従来の構成と共通する部分には同一の符号を付してある。

【0021】

（第１実施例）
図１に示す第１実施例の排水ポンプ１の回転羽根５０には、ドレンパン内のドレン水を排水する小径羽根５４に連続した大径羽根６０が設けられている。また、回転羽根５０には、補助羽根７０が大径羽根６０の間に等間隔に配置されている。

【0022】

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、環状部材５６には板厚部８０が形成される。図２には図１（ｂ）の各断面（Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面）における回転羽根５０の構成を示す断面図が示されるが、図２（ａ）に示す大径羽根６０部分の形状（即ち図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線の断面形状）や、図２（ｂ）に示す補助羽根７０部分の形状（即ち図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ線の断面形状）は、従来の回転羽根の断面形状と比較して相違はない。しかしながら、図２（ｃ）の本実施例における環状部材５６の断面形状（即ち図１（ｂ）におけるＣ−Ｃ線の断面形状）は、従来の回転羽根における環状部材の断面形状（図中の点線にて示す）を比較して、本実施例における環状部材５６は板厚部８０によって従来の環状部材の断面形状よりも隆起した形状となっている。

【0023】

このように、複数の大径羽根６０と複数の補助羽根７０とが立設された環状部材５６の形状を、その適切な位置に板厚部８０を具備することで、断面を山形に形成し、ゲートを小径羽根５４の下方とした場合、軸部５２から大径羽根６０を介して補助羽根７０に向かって流れる溶融樹脂は、板厚部８０の存在により流れやすくなる。図３（ａ）に示す矢印は、金型内を流れる溶融樹脂の流れを示したものである。この矢印の方向は、溶融樹脂の流れる方向であり、その長さは所定時間内に溶融樹脂が流れて辿り着く距離を示している。従って、矢印先端の集合体の形状が円形に近い方が均一な流動性が確保できていることを意味する。

【0024】

第１実施例においては、図３（ａ）に示すように、大径羽根６０の軸部５２との接続部分から環状部材５６に流入し、大径羽根６０の外周端の環状平坦面５５や補助羽根７０に向かって流れていく。このとき、図３（ｂ）において破線にて示すように、厚みが一定の従来の環状部材の形状と比較し、本実施例における回転羽根５０の環状部材５６は、板厚部８０が山形のピークになるように厚みが増していることから、大径羽根６０から補助羽根７０へ向かう樹脂が流れやすくなる。これは溶融樹脂の流れの状態を示す点線矢印の先端部の集合体の形状が円形に近い（図３（ａ））ことから分かる。このように、環状部材５６の内周面に近い中間位置において、板厚部８０を備えることで、ゲートから最も遠い位置である環状部材５６から補助羽根７０に亘る箇所への樹脂の流れを均一化し、冷却時の大径羽根６０の周辺や、環状部材５６の外周端部や、環状平坦面５５等の温度を均一化することができ、各部における樹脂の温度差によるヒケの発生を防止することができる。この環状部材５６の山形のピークの板厚部８０の具体的形状は、図２（ｄ）に示すように、平面状の２つ以上の斜面（図示は２つの斜面）から構成しても良いし、図２（ｅ）に示すように、緩やかな曲面状から構成しても良い。さらには、図２（ｆ）に示すように、環状部材の内周部側を厚肉部とし、環状部材の外周部に向けて薄肉としても良い。

【0025】

なお、板厚部８０を回転羽根５０の外周側に配置しても、ヒケの発生防止等の効果が得にくくなることから、環状部材５６の径方向の寸法ａに対して、環状部材５６の内周側からａ／２の範囲内（環状部材５６の寸法ａの内方から５０％以内の範囲）に設けることが好ましい。環状部材５６に設けた板厚部８０のピークの位置は、試行錯誤により、内方から２０％〜５０％であれば更に好ましく、内方から３０％〜４０％であれば特に好ましい。

【0026】

（第２実施例）
図４乃至図６は、本発明の第２実施例を示している。第１実施例が環状部材５６の中程（環状部材５６の寸法ａの内方から５０％以内の範囲）に板厚部８０のピークを形成したのに対し、本実施例では図５（ｃ）に示す通り、環状部材５６の最内周側に板厚部８０のピークを設けたものである。従って、それ以外の構成においては図示された構成においては、第１実施例と第２実施例には差異は見えない。このような第２実施例の構成においてもゲートからの環状部材５６から補助羽根７０に向けて均一な樹脂流れを達成することができ、ヒケの発生を防止することが可能となる。

【0027】

以上、本発明の実施例に基づいて本発明を詳述したが、本発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、環状部材の最外周から最内周の間の何れかの位置に、回転羽根を成形する際に樹脂の流動性を確保するための板厚部を設けるものであれば良く、種々の形状の変形が可能である。例えば、各実施例における板厚部８０の形状を、図２（ｃ）に示すようにその断面を三角形状としたが、これに限定せずに種々の形状、例えばドーム状などにしても何ら問題なく、その形状は適宜選択すればよい。

【符号の説明】

【0028】

１０ モータ
１２ 駆動軸
４０ ハウジング
４２ 吸込口
４６ 吐出口
５０ 回転羽根
５２ 軸部
５４ 小径羽根
５５ 環状平坦面
５６ 環状部材
５７ 開口部
６０ 大径羽根
７０ 補助羽根
８０ 板厚部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】