特許 7024822 無閉塞ポンプ

(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】

(24)【登録日】2022-02-15

(45)【発行日】2022-02-24

(54)【発明の名称】無閉塞ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 7/04 20060101AFI20220216BHJP

【ＦＩ】

F04D7/04 R

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020107234

(22)【出願日】2020-06-22

(65)【公開番号】P2022001755

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2021-09-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000150844

【氏名又は名称】株式会社鶴見製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】奥野 良明

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録特許第１０－０９１８８７６（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１６－１８６２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９３５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２４８５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１８９２０５２（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特公昭５７－４５９１４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０２１／１０６６５８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸込口が設けられたポンプケーシングと、
主板部と、前記主板部の前記吸込口側に設けられた羽根部と、前記主板部の中央から前記吸込口側に突出する中央突出部と、を含む、羽根車と、
前記羽根車が一端に固定される回転軸と、を備え、
前記中央突出部の外周には、前記吸込口側から見て、前記羽根部の内周側の端部が接続されており、
前記羽根車には、前記吸込口側から見て、前記中央突出部と前記羽根部との間に、前記羽根車の内周側から外周側に延びる溝部が設けられ、
前記ポンプケーシングは、前記吸込口の内縁部に設けられ、前記吸込口から吸い込まれる水に含まれる異物を引っ掛ける引掛り部を含み、
前記羽根部の下端面には、異物を破砕するチップが取り付けられており、
前記チップは、前記吸込口側から見て、前記羽根車の回転時において、前記引掛り部と重なる位置に配置され、
前記溝部の深さは、前記溝部の内周側の端部から外周側に向けて、徐々に大きくなるように構成されている、無閉塞ポンプ。

【請求項2】

前記中央突出部は、前記主板部の一部分であり、
前記回転軸の軸方向における前記主板部の厚みが、内周側から外周側に向けて徐々に小さくなることによって、前記溝部の深さが徐々に大きくなる、請求項１に記載の無閉塞ポンプ。

【請求項3】

前記中央突出部は、前記吸込口側とは反対側に窪む円形状の凹部を有し、前記回転軸に前記羽根車を固定する固定部材が前記凹部の内側に配置されるように構成されている、請求項１または２に記載の無閉塞ポンプ。

【請求項4】

前記固定部材は、ナット部材であり、
前記円形状の前記凹部の内周面は、前記吸込口側から見て、内側に配置された前記ナット部材の外周面から所定距離隔てて配置されている、請求項３に記載の無閉塞ポンプ。

【請求項5】

前記溝部は、前記吸込口側から見て、内周側から外周側に向けて、徐々に幅が大きくなるように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の無閉塞ポンプ。

【請求項6】

前記羽根車は、前記引掛り部に引っ掛かった異物を切断する切断部をさらに含み、
前記引掛り部は、前記羽根車の回転時において、前記吸込口側から見て、前記切断部および前記溝部の両方と重なるように構成され、
前記切断部は、前記羽根車の内周側に位置するとともに、前記羽根部の一方表面側に位置し、
前記チップは、前記羽根部の延びる方向において前記切断部よりも外周側に位置するとともに前記羽根部の厚み方向の一方面から他方面に跨るように設けられている、請求項１～５のいずれか１項に記載の無閉塞ポンプ。

【請求項7】

前記羽根部は、前記吸込口側から見て、前記中央突出部を挟み込むように、前記中央突出部の両側に１つずつ設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の無閉塞ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無閉塞ポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、羽根車を備える無閉塞ポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、吸込口を有するポンプケーシングの内側に配置された羽根車を備える水中ポンプが開示されている。羽根車は、円板状のシュラウドと、シュラウドの吸込口側に設けられ、羽根車の内周側から外周側に延びる複数の羽根とを有している。複数の羽根は、互いに離間している。複数の羽根の内周側には、吸込口から初めに異物が取り込まれる円形状の空間がある。なお、吸込口から取り込まれた異物は、隣接する羽根の間に設けられる複数の経路のいずれかを通り、羽根車の内周側から外周側に流れて吐出口から吐出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６０３８５０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の水中ポンプでは、比較的長尺の異物が吸込口から吸い込まれた際などに、複数の羽根の間に設けられる複数の経路のいずれか１つの経路に異物が即座に流れてはいかずに、複数の羽根の内周側の円形状の空間に異物が留まってしまうことがあるという問題点がある。この他、複数の羽根の内周側の円形状の空間に異物が留まることに起因して、羽根の内周側の端部に沿って、羽根の内周側の端部を取り囲むように異物がＵ字状に折れ曲がる形で引っ掛かかり、最悪の場合羽根車の閉塞を生じさせることがあるという問題点がある。すなわち、上記特許文献１の水中ポンプは、異物の通過性能が低いと考えられる。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、異物の通過性能を向上させることが可能な無閉塞ポンプを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における無閉塞ポンプは、吸込口が設けられたポンプケーシングと、主板部と、主板部の吸込口側に設けられた羽根部と、主板部の中央から吸込口側に突出する中央突出部と、を含む、羽根車と、羽根車が一端に固定される回転軸と、を備え、中央突出部の外周には、吸込口側から見て、羽根部の内周側の端部が接続されており、羽根車には、吸込口側から見て、中央突出部と羽根部との間に、羽根車の内周側から外周側に延びる溝部が設けられ、ポンプケーシングは、吸込口の内縁部に設けられ、吸込口から吸い込まれる水に含まれる異物を引っ掛ける引掛り部を含み、羽根部の下端面には、異物を破砕するチップが取り付けられており、チップは、吸込口側から見て、羽根車の回転時において、引掛り部と重なる位置に配置され、溝部の深さは、溝部の内周側の端部から外周側に向けて、徐々に大きくなるように構成されている。

【0008】

この発明の一の局面による無閉塞ポンプでは、上記のように、主板部の中央から吸込口側に突出する中央突出部の外周に、吸込口側から見て、羽根部の内周側の端部を接続し、羽根車に対して、吸込口側から見て、中央突出部と羽根部との間に、羽根車の内周側から外周側に延びる溝部を設ける。これによって、従来のような、羽根部の内周側に円形状の空間が空いている構成とは異なり、羽根部の内周側に中央突出部が設けられるとともに、羽根部の内周側の端部が中央突出部に接続されるため、中央突出部と羽根部と吸込口とにより流路（異物を通す経路）としての溝部が明確となり、異物が羽根部の内周側に留まることを防止することができるとともに、羽根部の内周側の端部に異物がＵ字状に折れ曲がる形で引っ掛かることを防止することができ、吐出口に向けて滑らかに異物を通過させることができる。以上の結果、異物の通過性能を向上させることができる。また、溝部の深さは、溝部の内周側の端部から外周側に向けて、徐々に大きくなるように構成されていることにより、異物を取り込む溝部の内周側では、溝部の深さを小さくして、水の流速を大きくすることができるので、効果的に異物を溝部に取り込むことができる。また、溝部の外周側では、溝部の深さを大きくして、異物の通過断面積を大きく確保することができるので、溝部内において、より滑らかに異物を通過させることができる。以上により、異物の通過性能をより向上させることができる。

【0010】

この場合、好ましくは、中央突出部は、主板部の一部分であり、回転軸の軸方向における主板部の厚みが、内周側から外周側に向けて徐々に小さくなることによって、溝部の深さが徐々に大きくなる。このように構成すれば、主板部の厚みを変えるだけで、容易に、溝部の深さが内周側から外周側に向けて徐々に大きくなるように、溝部を形成することができる。

【0011】

上記一の局面による無閉塞ポンプにおいて、好ましくは、中央突出部は、吸込口側とは反対側に窪む円形状の凹部を有し、回転軸に羽根車を固定する固定部材が凹部の内側に配置されるように構成されている。このように構成すれば、凹部の内側に固定部材を配置して、異物が固定部材に絡まるのを抑制することができる。

【0012】

この場合、好ましくは、固定部材は、ナット部材であり、円形状の凹部の内周面は、吸込口側から見て、内側に配置されたナット部材の外周面から所定距離隔てて配置されている。このように構成すれば、吸込口側から見て、ナット部材と円形状の凹部の内周面との間に、所定の隙間を確保することができるので、この所定の隙間を、ナット部材を締結するための工具を挿入する隙間として利用することができる。

【0013】

上記一の局面による無閉塞ポンプにおいて、好ましくは、溝部は、吸込口側から見て、内周側から外周側に向けて、徐々に幅が大きくなるように構成されている。このように構成すれば、溝部の外周側では、異物の通過断面積を大きく確保することができるので、溝部内において、より滑らかに異物を通過させることができる。その結果、異物の通過性能をより向上させることができる。

【0014】

上記一の局面による無閉塞ポンプにおいて、好ましくは、羽根車は、引掛り部に引っ掛かった異物を切断する切断部をさらに含み、引掛り部は、羽根車の回転時において、吸込口側から見て、切断部および溝部の両方と重なるように構成され、切断部は、羽根車の内周側に位置するとともに、羽根部の一方表面側に位置し、チップは、羽根部の延びる方向において切断部よりも外周側に位置するとともに羽根部の厚み方向の一方面から他方面に跨るように設けられている。このように構成すれば、一度に溝部に取り込むことができないような長尺の異物などであっても、切断部および溝部の比較的近くに配置された引掛り部に引っ掛けた状態で、切断部により短く切断して、溝部に取り込むことができる。このため、異物の通過性能をより向上させることができる。また、チップと切断部との２箇所で破砕するように構成されているため、無閉塞ポンプは、異物を破砕した破砕物をより細かくすることができる。

【0015】

上記一の局面による無閉塞ポンプにおいて、好ましくは、羽根部は、吸込口側から見て、中央突出部を挟み込むように、中央突出部の両側に１つずつ設けられている。このように構成すれば、羽根部の数が比較的少ない２枚羽車の羽根車においても、異物が羽根部の内周側に留まること、および、羽根部の内周側の端部に異物がＵ字状に折れ曲がる形で引っ掛かることを防止することができるとともに、中央突出部を挟み込むように中央突出部に接続された羽根部によって、流路（異物を通す経路）が明確となり、吐出口に向けて滑らかに異物を通過させることができるようになり、異物の通過性能を向上させることができる。また、２枚羽車の羽根車とすることにより、１枚羽車の羽根車と比較して、羽根車の重量バランスを向上させることができるので、羽根車の回転時における振動を低減させ、効率的に羽根車を回転させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、上記のように、異物の通過性能を向上させることが可能な無閉塞ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態による無閉塞ポンプの全体構成を示した概略図である。

【図2】第１実施形態による無閉塞ポンプの羽根車および吸込口を示した底面図である。

【図3】第１実施形態による無閉塞ポンプの羽根車を示した斜視図である。

【図4】図２の９０－９０線に沿った羽根車の断面図である。

【図5】第１実施形態による無閉塞ポンプのサクションカバーを示した平面図である。

【図6】第２実施形態による無閉塞ポンプの羽根車および吸込口を示した底面図である。

【図7】変形例による無閉塞ポンプの全体構成を示した概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0019】

［第１実施形態］
（無閉塞ポンプの構成）
図１～図５を参照して、第１実施形態の無閉塞ポンプ１００について説明する。無閉塞ポンプ１００は、回転軸１の回転中心軸線αが上下方向（Ｚ方向）に延びる縦型の電動ポンプである。

【0020】

ここで、第１実施形態の無閉塞ポンプ１００は、タオルや、ストッキング、ゴム手袋、包帯、オムツなどの比較的長尺かつ幅広の軟らかい異物（夾雑物）（軟弱異物）などであっても、閉塞することなく通過（ポンプケーシング３の吸込口３３ａから吸込み、ポンプケーシング３の吐出口３３ｂから吐出）させることが可能なように構成されている。

【0021】

なお、各図では、回転軸１の回転中心軸線αの延びる方向をＺ方向により示し、Ｚ方向のうち羽根車４側からモータ２側を向く方向をＺ１方向（上方）により示し、Ｚ１方向の反対方向（下方）をＺ２方向により示す。

【0022】

また、各図では、Ｚ方向に直交する所定の方向をＸ方向により示す。

【0023】

図１に示すように、無閉塞ポンプ１００は、回転軸１と、モータ２と、ポンプ室３０が内側に設けられるポンプケーシング３と、羽根車４と、回転軸１を羽根車４に固定するナット部材５とを備えている。なお、ナット部材５は、特許請求の範囲の「固定部材」の一例である。

【0024】

（回転軸の構成）
回転軸１は、概して、上下方向（Ｚ方向）に延びる円柱形状を有している。回転軸１は、Ｚ２方向の一端１０（下端）に羽根車４が固定されており、Ｚ１方向の他端１１（上端）側にモータ２（回転子２１）が固定されている。回転軸１は、モータ２の駆動力を羽根車４に伝達する機能を有している。一例ではあるが、回転軸１は、ステンレスなどの金属材料により形成されている。

【0025】

回転軸１には、一端１０に固定部材設置部１０ａが設けられている。固定部材設置部１０ａは、羽根車４を回転軸１に固定するためのナット部材５を設置する部分である。固定部材設置部１０ａは、ナット部材５が螺合される雄ネジにより構成されている。固定部材設置部１０ａは、回転軸１の回転中心軸線α上に設けられている。固定部材設置部１０ａは、回転中心軸線αに沿って、一端１０からＺ２方向に突出するように延びている。

【0026】

回転軸１は、羽根車４のＺ１方向の端面を当接させる当接面１０ｂを有している。当接面１０ｂは、Ｚ方向において、回転軸１に対して羽根車４を位置決めする機能を有している。また、回転軸１は、下方側から羽根車４が嵌合されるとともに、図示しないキー部材が回転軸１と羽根車４との隙間に設置されるように構成されている。これによって、回転軸１は、Ｚ方向に直交する方向おいて、回転軸１に対して羽根車４が位置決めされるように構成されている。すなわち、回転軸１と羽根車４との回転が同期される。

【0027】

（モータの構成）
モータ２は、回転軸１を回転駆動させるように構成されている。そして、モータ２は、回転軸１を介して羽根車４を回転駆動させるように構成されている。詳細には、モータ２は、コイルを有する固定子２０と、固定子２０の内周側に配置された回転子２１と、フレーム２２と、上部軸受２３ａと、下部軸受２３ｂと、ブラケット２４とを含んでいる。なお、回転軸１もモータ２に含まれる構成である。

【0028】

回転子２１には、回転軸１が固定されている。モータ２は、固定子２０により磁界を発生させることによって、回転子２１とともに回転軸１を回転駆動させるように構成されている。フレーム２２は、固定子２０および回転子２１を覆っている。上部軸受２３ａおよび下部軸受２３ｂは、それぞれ、回転軸１の上方側および下方側を回転可能に支持している。ブラケット２４には、上部軸受２３ａが設置されている。ブラケット２４は、上方からフレーム２２に固定されている。

【0029】

（ポンプケーシングの構成）
ポンプケーシング３は、モータ２の下方側に位置しており、内側に設けられるポンプ室３０に羽根車４が配置されている。ポンプケーシング３は、ポンプケーシング本体３１と、ポンプケーシング本体３１に対して下方から着脱可能に構成されるサクションカバー３２とを含んでいる。羽根車４は、ポンプケーシング本体３１にサクションカバー３２が取り付けられていない状態で、ポンプケーシング本体３１の内部に導入されて回転軸１に締結される。

【0030】

サクションカバー３２には、ポンプ室３０に配置された羽根車４の直下（Ｚ２方向側）に、吸込口３３ａ（図２では２点鎖線で示す）が設けられている。ポンプ室３０に配置された羽根車４の側方（Ｚ方向に直交する方向側）には、吐出口３３ｂが設けられている。ポンプケーシング３は、ポンプ室３０からの水を側方の吐出口３３ｂに向けて流す流路３４を有している。

【0031】

サクションカバー３２の羽根車４に対向する対向面３２ｂには、ポンプケーシング３の内周側から外周側に向けて直線状に延びるとともに、羽根車４の回転方向に沿った複数の溝３２ｃが設けられている（図５参照）。複数の溝３２ｃは、異物が溝３２ｃに入り込んだ際、羽根車４の回転に伴いポンプケーシング３の外周側に押し出すように構成されている。

【0032】

ポンプケーシング３（サクションカバー３２）の吸込口３３ａの内縁部には、吸込口３３ａから吸い込まれる異物を引っ掛ける引掛り部３２ａが設けられている。引掛り部３２ａは、吸込口３３ａ側（下方側（Ｚ２方向側））から見て、吸込口３３ａの内側に向けて突出する爪状の部分である（図２参照）。引掛り部３２ａは、吸込口３３ａの内縁部の全体に渡って複数設けられている。

【0033】

図２に示すように、吸込口３３ａは、下方側（Ｚ２方向側）から見て、羽根車４よりも小さく形成されており、吸込口３３ａの全体が羽根車４の円形状の外縁部の内側に配置されている。吸込口３３ａの中心位置は、下方側から見て、回転軸１の回転中心軸線αと略一致している。

【0034】

引掛り部３２ａは、羽根車４の回転時において、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、羽根車４の後述する切断部４４、および、羽根車４の後述する溝部４５の両方と重なるように構成されている。

【0035】

図１に示すように、モータ２とポンプ室３０との間にはオイル室３５が設けられている。オイル室３５には、メカニカルシール３５ａおよびオイルリフター３５ｂが設置されている。

【0036】

（羽根車の構成）
羽根車４は、セミオープン型の羽根車である。一例ではあるが、羽根車４は、ダクタイル鋳鉄などの金属材料により形成されている。

【0037】

図２および図３に示すように、羽根車４は、主板部（シュラウド）４１と、主板部４１の中央から吸込口３３ａ側（下方側）に突出する中央突出部４２と、主板部４１の吸込口３３ａ側（下方側）に設けられた羽根部（ベーン）４３と、切断部４４とを含んでいる。また、図２（無閉塞ポンプ１００を底面側から見た場合）において、羽根車４は反時計回り方向に回転する。

【0038】

〈主板部の構成〉
主板部４１は、円形状の外縁部を有しており、Ｚ方向に直交する方向（Ｘ方向）に延びている。羽根部４３は、Ｚ方向において、主板部４１の下方側（Ｚ２方向側）に接続（一体形成）されている。

【0039】

〈中央突出部の構成〉
図２に示すように、中央突出部４２は、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、羽根車４の中央付近に位置している。中央突出部４２は、主板部４１の一部分である。

【0040】

中央突出部４２は、主板部４１の円形状の外縁部から内周側に向かうにつれて、徐々に下方（Ｚ２方向）に山なりに突出する部分である（図１参照）。すなわち、羽根車４は、回転軸１の軸方向（Ｚ方向）における厚みが、内周側（中央突出部４２側）から外周側に向けて徐々に小さくなるように構成されている。

【0041】

中央突出部４２の下端には、Ｚ方向に略直交する方向に延びる平坦な下端面４２ａが形成されている。

【0042】

下端面４２ａは、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、内側に形成された後述する凹部４２ｂによって、円環形状に形成されている。下端面４２ａは、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、吸込口３３ａの引掛り部３２ａが形成された吸込口３３ａの内縁部の内側に全体が配置されている。円環形状の下端面４２ａの中心位置は、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、回転軸１の回転中心軸線αと略一致している。

【0043】

中央突出部４２は、吸込口３３ａ側とは反対側（上方側）に窪む円形状の凹部４２ｂを有している。したがって、中央突出部４２は、凹部４２ｂによって、概して、筒形状に形成されている。中央突出部４２は、回転軸１に羽根車４を固定するナット部材（袋ナット）５が凹部４２ｂの内側に配置されるように構成されている。

【0044】

円形状の凹部４２ｂの内周面４２ｃは、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、内側に配置されたナット部材５の外周面から所定距離ｄ１隔てて配置されている。すなわち、ナット部材５の周囲には、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、所定の大きさの空間が確保されている。この凹部４２ｂ内の空間を利用して凹部４２ｂ内に挿入された所定の工具（図示せず）によって、ナット部材５は、雄ネジによって形成された固定部材設置部１０ａに螺合される。なお、所定の工具とは、ナット部材５の締緩作業を行うための工具（たとえばソケットレンチなど）である。

【0045】

筒形状の中央突出部４２の外周には、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、羽根部４３の内周側の端部４３１が接続されている。中央突出部４２の下端（円環形状の下端面４２ａ）と、羽根部４３の下端（後述する下端面４３ａ）とは、互いに連続しているとともに、Ｚ方向において略同じ高さ位置に配置されている。すなわち、中央突出部４２の下端と、羽根部４３の下端とは、段差なく滑らかに接続されている。

【0046】

〈羽根部の構成〉
羽根部４３は、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、中央突出部４２を挟み込むように、中央突出部４２の両側に１つずつ設けられている。すなわち、羽根部４３は、２つ設けられている。羽根部４３の下端面４３ａは、サクションカバー３２の上面と近接して配置されている。

【0047】

羽根部４３は、Ｚ方向に直交する方向に延びる平坦な下端面４３ａと、下方側から見て下端面４３ａを挟み込む一方表面４３ｂおよび他方表面４３ｃとを有している。

【0048】

羽根部４３の一方表面４３ｂは、後述する羽根車４が正回転する際に切断部４４となる側の面である。一方表面４３ｂは、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、筒形状の中央突出部４２の外周に滑らかに接続されている。詳細には、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、羽根部４３の一方表面４３ｂは、筒形状の中央突出部４２（円環形状の下端面４２ａ）と接線方向が一致するように、中央突出部４２の外周に滑らかに接続されている。

【0049】

すなわち、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、羽根部４３の一方表面４３ｂと、筒形状の中央突出部４２（円環形状の下端面４２ａ）とは、回転軸１の回転中心軸線αを略中心とする共通の円弧によって滑らかに接続されるように構成されている。

【0050】

羽根車４には、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、中央突出部４２と羽根部４３との間に、羽根車４の内周側から外周側に延びる溝部４５が複数（２つ）設けられている。無閉塞ポンプ１００は、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、溝部４５の内周側の端部と、吸込口３３ａとが重なる２つの開口Ｐ（図２ではハッチングで示す）から異物を吸い込むように構成されている。このように羽根部４３の一方表面４３ｂと、筒形状の中央突出部４２（円環形状の下端面４２ａ）とが滑らかに接続され、溝部４５が形成されるので、吸込口３３ａが分断され、流路（異物を通す経路）が明確となり、吐出口３３ｂに向けて滑らかに異物を通過させることができるように構成される。

【0051】

〈溝部の構成〉
溝部４５は、吸込口３３ａの外部から吸込口３３ａの内部に流入した異物を流す経路を形成している。異物は、溝部４５の内周側の端部から外周側に向けて、溝部４５内（溝部４５の内側の空間）を流れるように構成されている。

【0052】

溝部４５は、羽根部４３と同様に、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、中央突出部４２を挟み込むように、中央突出部４２の両側に１つずつ設けられている。すなわち、溝部４５は、２つ設けられている。

【0053】

したがって、無閉塞ポンプ１００には、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、吸込口３３ａと２つの溝部４５とが重なる位置に、異物を流入させる２つの開口Ｐが設けられている。なお、無閉塞ポンプ１００は、吸込口３３ａの全体から異物を流入させるのではなく、吸込口３３ａよりも開口面積を絞った２つの開口Ｐから異物を流入させるように構成されていることから、開口Ｐを通過する水の流速を増大させることが可能に構成されている。

【0054】

溝部４５は、羽根車４の内周側から外周側に向けて、羽根部４３に沿って湾曲しながら延びている。溝部４５は、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、羽根車４の内周側では、羽根部４３の他方表面４３ｃと中央突出部４２とに挟まれる位置に設けられており、羽根車４の外周側では、羽根部４３の一方表面４３ｂと羽根部４３の他方表面４３ｃとに挟まれる位置に設けられている。

【0055】

溝部４５の深さ（Ｚ方向の大きさ）ｄ２は、溝部４５の内周側の端部から外周側に向けて、徐々に大きくなる（図４参照）。すなわち、回転軸１の軸方向における主板部４１の厚みが、内周側から外周側に向けて徐々に小さくなることによって、溝部４５の深さｄ２は、徐々に大きくなる。

【0056】

また、溝部４５は、吸込口側（下方側）から見て、内周側から外周側に向けて、徐々に幅ｄ３が大きくなるように構成されている。

【0057】

したがって、溝部４５の内側の空間は、内周側から外周側に向けて、徐々に大きくなるように構成されている。

【0058】

羽根部４３の下端面４３ａには、超硬チップＴが取り付けられている。超硬チップＴは、回転軸１の軸方向（Ｚ方向）において、下端面４３ａから下方に突出している。一例ではあるが、超硬チップＴの下端面４３ａからの突出量は、０．２ｍｍである。

【0059】

超硬チップＴは、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、回転軸１の回転中心軸線αを挟み込むように、回転中心軸線αの一方側および他方側に１つずつ設けられている。また、超硬チップＴは、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、溝部４５に挟まれている。

【0060】

また、超硬チップＴは、羽根部４３の延びる方向において、羽根部４３の外周側の端部と、羽根部４３の内周側の端部４３１との中間位置よりも、端部４３１に近い位置に配置されている。また、超硬チップＴは、羽根部４３の延びる方向において、切断部４４よりも外周側に配置されている。また、超硬チップＴは、羽根車４の回転時において、吸込口３３ａ側（下方側）から見て、引掛り部３２ａと重なる位置に配置されている。また、超硬チップＴは、羽根部４３の厚み方向の一方面から他方面に跨るように設けられている。

【0061】

無閉塞ポンプ１００は、吸込口３３ａから侵入した異物を、羽根部４３から突出する超硬チップＴと、切断部４４との２箇所で破砕するように構成されている。このため、無閉塞ポンプ１００は、異物を破砕した破砕物をより細かくすることが可能である。

【0062】

〈切断部の構成〉
切断部４４（図２および３では１点鎖線で囲むことにより示す）は、羽根部４３の一方表面４３ｂ側で、かつ、下方側の角部分によって構成されている。切断部４４は、羽根車４の内周側に位置している。切断部４４は、吸込口３３ａの引掛り部３２ａに引っ掛かった異物を切断するように構成されている。

【0063】

詳細には、切断部４４は、羽根車４が正回転する中で、引掛り部３２ａに引っ掛かった異物を、ポンプケーシング３との間に挟み込み切断するように構成されている。これによって、引掛り部３２ａに引っ掛かっていた異物が小さくなり、溝部４５内に流入する。

【0064】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0065】

第１実施形態では、上記のように、主板部４１の中央から吸込口３３ａ側に突出する中央突出部４２の外周に、吸込口３３ａ側から見て、羽根部４３の内周側の端部４３１を接続し、羽根車４に対して、吸込口３３ａ側から見て、中央突出部４２と羽根部４３との間に、羽根車４の内周側から外周側に延びる溝部４５を設ける。これによって、従来のような、羽根部４３の内周側に円形状の空間が空いている構成とは異なり、羽根部４３の内周側に中央突出部４２が設けられるとともに、羽根部４３の内周側の端部４３１が中央突出部４２に接続されるため、中央突出部４２と羽根部４３と吸込口３３ａとにより流路（異物を通す経路）としての溝部４５が明確となり、異物が羽根部４３の内周側に留まることを防止することができるとともに、羽根部４３の内周側の端部４３１に異物がＵ字状に折れ曲がる形で引っ掛かることを防止することができ、吐出口３３ｂに向けて滑らかに異物を通過させることができる。以上の結果、異物の通過性能を向上させることができる。

【0066】

第１実施形態では、上記のように、溝部４５の深さｄ２は、溝部４５の内周側の端部から外周側に向けて、徐々に大きくなる。これによって、異物を取り込む溝部４５の内周側では、溝部４５の深さｄ２を小さくして、水の流速を大きくすることができるので、効果的に異物を溝部４５に取り込むことができる。また、溝部４５の外周側では、溝部４５の深さｄ２を大きくして、異物の通過断面積を大きく確保することができるので、溝部４５内において、より滑らかに異物を通過させることができる。以上により、異物の通過性能をより向上させることができる。

【0067】

第１実施形態では、上記のように、中央突出部４２は、主板部４１の一部分であり、回転軸１の軸方向における主板部４１の厚みが、内周側から外周側に向けて徐々に小さくなることによって、溝部４５の深さｄ２が徐々に大きくなる。これによって、主板部４１の厚みを変えるだけで、容易に、溝部４５の深さｄ２が内周側から外周側に向けて徐々に大きくなるように、溝部４５を形成することができる。

【0068】

第１実施形態では、上記のように、中央突出部４２は、吸込口３３ａ側とは反対側に窪む円形状の凹部４２ｂを有し、回転軸１に羽根車４を固定する固定部材（ナット部材５）が凹部４２ｂの内側に配置されるように構成されている。これによって、凹部４２ｂの内側に固定部材を配置して、異物が固定部材に絡まるのを抑制することができる。

【0069】

第１実施形態では、上記のように、固定部材は、ナット部材５であり、円形状の凹部４２ｂの内周面４２ｃは、吸込口３３ａ側から見て、内側に配置されたナット部材５の外周面から所定距離ｄ１隔てて配置されている。これによって、吸込口３３ａ側から見て、ナット部材５と円形状の凹部４２ｂの内周面４２ｃとの間に、所定の隙間を確保することができるので、この所定の隙間を、ナット部材５を締結するための工具を挿入する隙間として利用することができる。

【0070】

第１実施形態では、上記のように、溝部４５は、吸込口３３ａ側から見て、内周側から外周側に向けて、徐々に幅ｄ３が大きくなるように構成されている。これによって、溝部４５の外周側では、異物の通過断面積を大きく確保することができるので、溝部４５内において、より滑らかに異物を通過させることができる。その結果、異物の通過性能をより向上させることができる。

【0071】

第１実施形態では、上記のように、ポンプケーシング３は、吸込口３３ａの内縁部に設けられ、吸込口３３ａから吸い込まれる水に含まれる異物を引っ掛ける引掛り部３２ａを含み、羽根車４は、引掛り部３２ａに引っ掛かった異物を切断する切断部４４を含み、引掛り部３２ａは、羽根車４の回転時において、吸込口３３ａ側から見て、切断部４４および溝部４５の両方と重なるように構成されている。これによって、一度に溝部４５に取り込むことができないような長尺の異物などであっても、切断部４４および溝部４５の比較的近くに配置された引掛り部３２ａに引っ掛けた状態で、切断部４４により短く切断して、溝部４５に取り込むことができる。このため、異物の通過性能をより向上させることができる。

【0072】

第１実施形態では、上記のように、羽根部４３は、吸込口３３ａ側から見て、中央突出部４２を挟み込むように、中央突出部４２の両側に１つずつ設けられている。これによって、羽根部４３の数が比較的少ない２枚羽車の羽根車４においても、異物が羽根部４３の内周側に留まること、および、羽根部４３の内周側の端部４３１に異物がＵ字状に折れ曲がる形で引っ掛かることを防止することができるとともに、中央突出部４２を挟み込むように中央突出部４２に接続された羽根部４３によって、流路（異物を通す経路）が明確となり、吐出口３３ｂに向けて滑らかに異物を通過させることができるようになり、異物の通過性能を向上させることができる。また、２枚羽車の羽根車４とすることにより、１枚羽車の羽根車と比較して、羽根車４の重量バランスを向上させることができるので、羽根車４の回転時における振動を低減させ、効率的に羽根車４を回転させることができる。

【0073】

［第２実施形態］
図１および図６を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、羽根車４に超硬チップＴを設けた上記第１実施形態とは異なり、羽根車２０４に超硬チップを設けない例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

【0074】

図１および図６に示すように、無閉塞ポンプ２００は、羽根車２０４を備えている。

【0075】

羽根車２０４は、超硬チップＴが設けられていない点を除いて、上記第１実施形態の羽根車４と同じ構成を有している。すなわち、無閉塞ポンプ２００は、吸込口３３ａから侵入した異物を、切断部４４により破砕するように構成されている。

【0076】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0077】

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、主板部４１の中央から吸込口３３ａ側に突出する中央突出部４２の外周に、吸込口３３ａ側から見て、羽根部４３の内周側の端部４３１を接続し、羽根車２０４に対して、吸込口３３ａ側から見て、中央突出部４２と羽根部４３との間に、羽根車２０４の内周側から外周側に延びる溝部４５を設ける。これによって、上記第１実施形態と同様に、異物の通過性能を向上させることができる。

【0078】

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0079】

たとえば、上記第１および第２実施形態では、凹部の円形状の内周面と、ナット部材（袋ナット）の外周面との間に所定距離ｄ１（図２参照）の隙間を設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図７に示す変形例の無閉塞ポンプ３００のように、凹部４２ｂの円形状の内周面４２ｃと、円形ナット部材３０５の外周面との間に略隙間を設けなくてもよい。円形ナット部材３０５の下端には、棒レンチの差込口３０５ａが設けられている。なお、円形ナット部材３０５は、特許請求の範囲の「固定部材」の一例である。

【0080】

また、上記第１および第２実施形態では、無閉塞ポンプを縦型のポンプ（回転軸が上下方向に延びるポンプ）とした例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、無閉塞ポンプを横型のポンプ（回転軸が横方向に延びるポンプ）としてもよい。

【0081】

また、上記第１および第２実施形態では、ポンプケーシングがサクションカバーを含む例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、ポンプケーシングがサクションカバーを含んでなくてもよく、ポンプケーシング（ポンプケーシング本体）が吸込口および引掛り部を有していてもよい。

【0082】

また、上記第１および第２実施形態では、本発明の固定部材を、雌ネジを有する構成（ナット部材）とした例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、本発明の固定部材を、雄ネジを有する構成（たとえばボルト）としてもよい。この場合、回転軸には、雌ネジが形成される。

【0083】

また、上記第１および第２実施形態では、羽根車が２つの羽根部を備える例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、羽根車が１つまたは３つ以上の羽根部を備えていてもよい。

【0084】

また、上記第１および第２実施形態では、溝部の深さが変化するように羽根車を構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、溝部の深さが変化することなく、一定となるように羽根車を構成してもよい。

【0085】

また、上記第１および第２実施形態では、中央突出部を概して円筒形状となるように形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、中央突出部を多角形の筒形状などに形成してもよい。

【0086】

また、上記第１および第２実施形態では、羽根車の中央突出部が、凹部を有する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、羽根車の中央突出部が、凹部を有していなくてもよい。この場合、羽根車の中央突出部の下端面に固定部材を配置する。

【0087】

また、上記第１および第２実施形態では、回転軸の回転中心軸線と吸込口の中心とが略一致するように、サクションカバーの中央に吸込口を設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、回転軸の回転中心軸線と吸込口の中心とが略一致することなく、水平方向にずれるように、サクションカバーの中央からずれた位置に吸込口を設けてもよい。

【0088】

また、上記第１および第２実施形態では、羽根車をダクタイル鋳鉄で形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、ハイクロ鋳鉄やステンレスやチタン等、ダクタイル鋳鉄以外の金属材料で羽根車を形成してもよい。

【符号の説明】

【0089】

１ 回転軸
３ ポンプケーシング
４、２０４ 羽根車
５ ナット部材（固定部材）
１１ （回転軸の）一端
３２ａ 引掛り部
３３ａ 吸込口
４１ 主板部
４２ 中央突出部
４２ｂ 凹部
４３ 羽根部
４４ 切断部
４５ 溝部
１００、２００、３００ 無閉塞ポンプ
３０５ 円形ナット部材（固定部材）
４３１ （羽根部の内周側の）端部
ｄ１ （凹部の内周面とナット部材の外周面との間の）所定距離
ｄ２ （溝部の）深さ
ｄ３ （溝部の）幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】