特許 7376949 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】

(24)【登録日】2023-10-31

(45)【発行日】2023-11-09

(54)【発明の名称】排水ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20231101BHJP

   F04D 1/14 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

F04D29/42 A

F04D1/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021198031

(22)【出願日】2021-12-06

(65)【公開番号】P2022151558

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2021-12-06

(31)【優先権主張番号】P 2021049000

(32)【優先日】2021-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 克司

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 良樹

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２７５９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－１００９５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－２５８１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１６１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０８４５０７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

Ｆ０４Ｄ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ、及び前記モータで駆動されるポンプを収容する合成樹脂製の筐体と、
前記筐体に設けられ、前記筐体を取付部材に取り付けるための取付部と、
前記筐体の内部に設けられ、前記モータと点接触して前記モータを支持する複数の突部と、
を有し、
前記筐体は、前記ポンプのポンプ室を備えるハウジング、前記ハウジングの上部に取り付けられる下カバー、前記下カバーの上部に取り付けられる上カバー、並びに、前記上カバーに設けられて前記下カバー及び前記上カバーを互いに固定するスナップフィットアームを備え、
前記下カバーの上部に前記モータが搭載され、
前記上カバーは、前記モータの上側を覆い、
前記複数の突部は、前記下カバー及び前記上カバーの各々の前記モータの端面に対向する面部に、前記モータの軸心を中心とした円上に分散配置され、
前記下カバー及び前記上カバーに分散配置された前記複数の突部は、前記スナップフィットアームの弾性力によって、前記モータを挟持し、
前記モータを挟持する前の前記突部は円錐形状に形成されている、
排水ポンプ。

【請求項2】

前記複数の突部は、前記モータの前記端面における外周側部分に当接する、
請求項１に記載の排水ポンプ。

【請求項3】

前記複数の突部は、前記モータの軸心を中心として半径が異なる複数の同心円上に分散配置されている、
請求項１または請求項２に記載の排水ポンプ。

【請求項4】

一の同心円上に分散配置された前記複数の突部と、他の同心円上に分散配置された前記複数の突部とを備え、
一の同心円上に分散配置された前記複数の突部と、他の同心円上に分散配置された前記複数の突部とが、円周方向において異なる角度位置に設けられている、
請求項３に記載の排水ポンプ。

【請求項5】

前記突部は、前記筐体の内面に形成された環状のリブに形成されている、
請求項１～請求項４の何れか１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、排水ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、室内の天井に埋込むタイプの空気調和機の室内ユニットにおいては、冷房運転時に空気中の水分が凝縮して熱交換器に付着し、付着した水分により生じた水滴が熱交換器の下方に設けられるドレンパン内に滴下する。このドレンパン内に溜まったドレン水を室内ユニット外部（室外）に排出するために、排水ポンプ（ドレンポンプともいう）が用いられる（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－０８２７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、モータを使用した排水ポンプは、モータから発生する振動が、取付部材としての空気調和機の室内ユニットに伝播して騒音を出し、静音性を悪化させる場合がある。そのため、特許文献１に記載のような排水ポンプを室内ユニットに取り付ける際には、一例として、防振用ゴム等（防振ブッシュともいう）を排水ポンプの取付部と室内ユニットの取付天板との間に配置し、振動の伝播を低減している。

【0005】

しかしながら、騒音対策のために防振用ゴム等を使用すると、部品点数が増加し部品コストが上昇する。一方、近年では、部品点数や部品コスト削減のため、防振用ゴム等を省略し、排水ポンプ（の取付部）を室内ユニット（の取付天板）に直接取り付ける事例が増えているが、その場合、排水ポンプの振動が室内ユニットに伝播し、室内ユニットが共振して大きな騒音が発生することがある。

【0006】

本発明は上記事実を考慮し、部品点数を増やさずに、取付部材への振動伝播を効果的に低減することのできる排水ポンプを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の排水ポンプは、モータ、及び前記モータで駆動されるポンプを収容する合成樹脂製の筐体と、前記筐体に設けられ、前記筐体を取付部材に取り付けるための取付部と、前記筐体の内部に設けられ、前記モータと点接触して前記モータを支持する複数の突部と、を有し、前記筐体は、前記ポンプのポンプ室を備えるハウジング、前記ハウジングの上部に取り付けられる下カバー、前記下カバーの上部に取り付けられる上カバー、並びに、前記上カバーに設けられて前記下カバー及び前記上カバーを互いに固定するスナップフィットアームを備え、前記下カバーの上部に前記モータが搭載され、前記上カバーは、前記モータの上側を覆い、前記複数の突部は、前記下カバー及び前記上カバーの各々の前記モータの端面に対向する面部に、前記モータの軸心を中心とした円上に分散配置され、前記下カバー及び前記上カバーに分散配置された前記複数の突部は、前記スナップフィットアームの弾性力によって、前記モータを挟持し、前記モータを挟持する前の前記突部は円錐形状に形成されている。

【0008】

請求項１に記載の排水ポンプでは、モータ、及びモータで駆動されるポンプを収容する筐体を備えている。言い換えれば、排水ポンプは、モータ、及びモータで駆動されるポンプを構成する筐体を備えている。
請求項１に記載の排水ポンプでは、モータと点接触、または線接触する突部によってモータが筐体の内部に支持されているので、モータに面接触して支持する場合に比較してモータと筐体との接触面積が減らされ、部品点数や部品コストを増やすことなく、取付部材への振動伝播を効果的に低減することができる。これにより、取付部材の振動が抑制され、騒音を低減することができる。
複数の突部を、モータの軸心を中心として円上に分散配置することで、ポンプ筐体の振動モードを変更することができる。また、モータを安定的に支持できる。

【0009】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排水ポンプにおいて、前記複数の突部は、前記モータの前記端面における外周側部分に当接する。

【0012】

請求項１に記載の排水ポンプでは、突部を円錐形状に形成したので、簡単な構成で突部をモータに点接触させることができる。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の排水ポンプにおいて、前記複数の突部は、前記モータの軸心を中心として半径が異なる複数の同心円上に分散配置されている。

【0016】

請求項３に記載の排水ポンプでは、複数の突部をモータの軸心を中心として半径が異なる複数の同心円上に分散配置することで、ポンプ筐体の振動モードを変更することができる。また、モータを安定的に支持できる。

【0017】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の排水ポンプにおいて、一の同心円上に分散配置された前記複数の突部と、他の同心円上に分散配置された前記複数の突部とを備え、一の同心円上に分散配置された前記複数の突部と、他の同心円上に分散配置された前記複数の突部とが、円周方向において異なる角度位置に設けられている。

【0018】

請求項４に記載の排水ポンプでは、一の同心円上に分散配置された複数の突部を、他の同心円上に分散配置された複数の突部とは円周方向において異なる角度位置に設けることで、ポンプ筐体の振動モードを変更することができる。

【0019】

請求項５に記載の発明は、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の排水ポンプにおいて、前記突部は、前記筐体の内面に形成された環状のリブに形成されている。

【0020】

請求項５に記載の排水ポンプでは、筐体の内面に環状のリブが形成されているため、環状のリブが形成されていない場合に比較して筐体の剛性を高めることができ、環状のリブが形成されていない場合に比較して筐体を振動し難くさせたり、筐体の振動モードを変更することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明の排水ポンプによれば、部品点数を増やさずに、取付部材への振動伝播を効果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る排水ポンプを示す一部を断面にした側面図である。

【図2】実施形態に係る排水ポンプを示す斜視図である。

【図3】（Ａ）は下カバーを示す平面図であり、（Ｂ）は下カバーの断面図（図３（Ａ）の３Ｂ－３Ｂ線断面図）である。

【図4】（Ａ）は上カバーを示す上下を逆にして見た斜視図であり、（Ｂ）は上カバーを見上げて見た下面図である。

【図5】従来例に係る排水ポンプを示す一部を断面にした側面図である。

【図6】騒音の計測結果を示すグラフである。

【図7】（Ａ）は他の実施形態に係る上カバーを示す上下を逆にして見た斜視図であり、（Ｂ）は図７（Ａ）に示す上カバーの下面図である。

【図8】（Ａ）は他の実施形態に係る上カバーを示す上下を逆にして見た斜視図であり、（Ｂ）は図８（Ａ）に示す上カバーの下面図である。

【図9】（Ａ）は他の実施形態に係る上カバーを示す上下を逆にして見た斜視図であり、（Ｂ）は図９（Ａ）に示す上カバーの下面図である。

【図10】（Ａ）は他の実施形態に係る上カバーを示す上下を逆にして見た斜視図であり、（Ｂ）は図１０（Ａ）に示す上カバーの下面図である。

【図11】（Ａ）は他の実施形態に係る上カバーを示す上下を逆にして見た斜視図であり、（Ｂ）は図１１（Ａ）に示す上カバーの下面図である。

【図12】他の実施形態に係る上カバーを示す上下を逆にして見た斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下の説明においては、図８を用いて説明する形態を実施形態とし、他図を用いて説明する形態については参考例として読み替えることとする。
図１乃至図４にしたがって、本発明の一実施形態に係る排水ポンプ１０を説明する。
なお、図中に記載されている矢印Ｚは排水ポンプ１０の上方向を示し、矢印Ｙは矢印Ｚと直交する方向、矢印Ｘは、矢印Ｚと直交すると共に矢印Ｙと直交する方向を示している。なお、矢印Ｘの方向は、一例として、後述する吐出口１８が突出する方向と逆方向を示している。

【0024】

図１に示すように、実施形態の排水ポンプ１０は、ドレンパン１２に溜まったドレン水Ｗを吸い上げて室外に排水するためのものである。
図１、及び図２に示すように、排水ポンプ１０は、ポンプの一例としての回転羽根（不図示）を収容するポンプ室１４と、ポンプ室１４の下部に設けられた管状の吸込口１６と、ポンプ室１４から側方に向けて延びる管状の吐出口１８とが形成された合成樹脂製のハウジング２０を備える。なお、本実施形態のポンプは回転羽根を回転させるタイプのものであるが、公知の他の構造のポンプであってもよく、ポンプの形式は特に問わない。

【0025】

ハウジング２０の上部（上部開口）には、シール部材としてのＯリング（不図示）を介して円筒状の合成樹脂製の下カバー（ハウジングカバーともいう）２２が取り付けられている。下カバー２２は、ハウジング２０に設けられたスナップフィットアーム２４の弾性力を利用したスナップフィット機能によりハウジング２０に着脱自在に取り付けられる。

【0026】

下カバー２２の上部には、リード線２６Ａを引き出すためのリード線引出部２６を外側に露出させるようにして、ステータ及びロータ等からなるモータ２８が搭載されている。モータ２８の駆動軸は、ポンプ室内に配置された回転羽根（図示省略）の回転軸に連結されている。

【0027】

下カバー２２の上部（上部開口）には、モータ２８の上側を覆う天井部３０Ａ付き短円筒状の合成樹脂製の上カバー（モータカバーともいう）３０が取り付けられている。上カバー３０は、上カバー３０に設けられたスナップフィットアーム３２の弾性力を利用したスナップフィット機能によりモータ２８を挟んで、下カバー２２に着脱自在に取り付けられる。なお、ハウジング２０、下カバー２２、及び上カバー３０は、本発明の筐体の一例である。

【0028】

上カバー３０の上部（天井部３０Ａ）には、当該排水ポンプ１０を室内ユニット内の取付部材の一例としての取付天板３４に取り付けるための脚状の取付部３６、３８，４０が一体成形により形成されている。取付部３６、３８，４０の上端から水平方向外側に延びる固定板部４２には、締結固定用のねじ（図示省略）が挿入される挿通穴４４が形成されている。この排水ポンプ１０は、挿通穴４４を通したねじを取付天板３４（に設けられた図示を省略したねじ穴）にねじ止めする（締め付ける）ことにより、取付天板３４に固定（締結固定）される。

【0029】

この排水ポンプ１０では、取付部３６、３８，４０によって空気調和機の室内ユニットの取付天板３４に対して固定され、モータ２８によりハウジング２０内（ポンプ室）に収容された回転羽根が回転されると、ドレンパン１２に溜まったドレン水Ｗが吸込口１６から吸い上げられ、ポンプ室を介して吐出口１８から吐出される。吐出されたドレン水Ｗは、吐出口１８に接続された配管４６を介して一旦上方に導かれた後、側方に導かれて室外に排水される。

【0030】

図３に示すように、下カバー２２には、底面部２２Ａの中央に、モータ２８の駆動軸が挿通する孔４８が形成されており、底面部２２Ａから立ち上がる円筒部２２Ｂの上端側には、段部２２Ｂａが形成されている。

【0031】

段部２２Ｂａの上面には、モータ２８の下面を点で支持する突部５０が、孔４８と同心円上に、一部を除き等角度ピッチ（等角度間隔）で分散配置（点在）されている。
本実施形態の突部５０は、一例として、半球形状に形成されており、頂部がモータ２８の下面に点接触している。突部５０は、下カバー２２に一体的に形成されている。

【0032】

図１、及び図４に示すように、上カバー３０の円盤状の天井部３０Ａには、環状のリブ５２が一体的に形成されており、該リブ５２の下面には、モータ２８の上面を点で支持する複数の突部５４が等角度ピッチ（等角度間隔）で分散配置（点在）されている。
本実施形態の突部５４は、一例として、半球形状に形成されており、頂部がモータ２８の上面に点接触している。突部５４は、上カバー３０に一体的に形成されている。

【0033】

なお、モータ２８の外周面と下カバー２２の内周面との間、及びモータ２８の外周面と上カバー３０の内周面との間には、モータ２８の外周面が上カバー３０の内周面、及び下カバー２２の内周面に接触しないように、隙間（隙間は狭いため、図１では不図示）が設けられている。したがって、モータ２８は、突部５０と突部５４のみで下カバー２２と上カバー３０とに点接触で支持されている。なお、突部５０と突部５４の何れか一方のみで下カバー２２と上カバー３０とに点接触で支持されてもよい。

【0034】

（作用、効果）
次に、本実施形態の排水ポンプ１０の作用、効果を説明する。
本実施形態の排水ポンプ１０の取付部３６、３８，４０が空気調和機の室内ユニットの取付天板３４に固定され、ハウジング２０内（ポンプ室１４）に収容された回転羽根がモータ２８により回転されると、ドレンパン１２に溜まったドレン水Ｗが吸込口１６から吸い上げられ、ポンプ室１４を介して吐出口１８から吐出される。吐出されたドレン水Ｗは、吐出口１８に接続された配管４６を介して室外に排水される。

【0035】

その際、モータ２８から発生する振動は、下カバー２２、及び上カバー３０を介して取付部３６、３８，４０に伝わるが、該振動は、以下のようにして低減されて取付天板３４に伝播される。

【0036】

モータ２８の振動は、下カバー２２へ伝播するが、モータ２８の下面が突部５０に点接触するため、モータ２８の下面が下カバー２２に面接触する場合に比較して接触面積が大幅に減らされて、下カバー２２への振動の伝播が抑制される。

【0037】

また、モータ２８の振動は、上カバー３０へ伝播するが、モータ２８の上面が突部５４に点接触するため、モータ２８の上面が上カバー３０に面接触する場合に比較して接触面積が大幅に減らされて、上カバー３０への振動の伝播が抑制される。
このように、モータ２８の振動が下カバー２２、及び上カバー３０に伝播することが抑制されるので、取付部３６、３８，４０を介して取付天板３４に伝播する振動も抑制される。

【0038】

空気調和機の室内ユニットの取付天板３４に対してモータ２８の振動伝播が低減されることにより、部品点数や部品コストを増やすことなく、室内ユニットへの振動伝播を効果的に低減することができ、空気調和機の騒音を低減することができる。

【0039】

［試験例］
本発明の効果を確かめるために、従来例の排水ポンプと、本発明の適用された実施形態の排水ポンプとを用意し、騒音の低減効果の確認を行った。

【0040】

試験には、上記実施形態の構成とされた排水ポンプを用いた。
図５に示すように、従来例の排水ポンプ１００は、上記実施形態で説明した突部５０、及び突部５４が設けられていない下カバー１２２及び上カバー１３０を用い、モータ２８を下カバー１２２、及び上カバー１３０に面接触させて支持したものである。

【0041】

試験は、排水ポンプを取付天板に取り付け、モータを駆動した際の騒音を騒音計を用いて計測した。図６に示す計測結果を示すグラフでは、縦軸が騒音レベル、横軸が騒音の周波数を示している。

【0042】

図６に示す試験結果から、本発明の適用された実施形態（対策品）の排水ポンプを用いることで、従来例の排水ポンプを用いた場合に比較して、騒音レベルを低減できることが分かる。

【0043】

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【0044】

上記実施形態では、上カバー３０の突部５４が半球形状を呈しているが、突部５４の形状は上記実施形態に限られず、例えば、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すような短円柱形状、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような円錐形状（または円錐台形状）であってもよい。なお、図示は省略するが、下カバー２２の突部５０も突部５４と同様の短円柱形状や円錐形状（または円錐台形状）であってもよい。

【0045】

また、上記実施形態では、半球状の突部５４が環状に分散配置されているが、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、半球状の突部５４は、半径が異なるリブ５２Ａ，５２Ｂ上に分散配置してもよい。その場合、リブ５２Ａ上に分散配置された複数の突部５４は、他のリブ５２Ｂ上に同心円上に分散配置された複数の突部５４と、同じ角度位置（周方向位置）に配置して互いに周方向に同位相となるようにしてもよいし、異なる角度位置（周方向位置）に配置して互いに周方向に異位相となるようにしてもよい。

【0046】

また、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、短円柱形状の突部５４を、天井部３０Ａ上で半径が異なる同心円状に分散配置してもよく、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、頂上が一定高さの線状とされた断面山形状の突部５４の頂上を、モータ２８に線接触させてもよい。なお、図示は省略するが、下カバー２２の突部５０も、上カバー３０の突部５４と同様の断面山形状であってもよい。
線接触の場合も、面接触の場合に比較して接触面積は減るので、点接触と同様に振動の伝播を抑制することができる。

【0047】

なお、突部５０、及び突部５４の形状、個数、配置構成等は、上記実施形態に限られないことは勿論である。

【0048】

また、リブ５２は必要に応じて設ければよく、リブ５２の有無、リブ５２の幅、リブ５２の高さ、リブ５２の個数等によって、上カバー３０の剛性を調整したり、振動モードを変更することができる。例えば、取付天板３４が共振しないように、振動モードを変更することができる

【0049】

なお、点接触部分、及び線接触部分は、突部一つ当たりの接触面積を２ｍｍ^２以下とすることが好ましい。

【0050】

上記実施形態では、突部５０及び突部５４のみでモータ２８を支持したが、例えば、図１２に示すように、上カバー３０の内周面に、軸方向に沿って直線状に延びる断面山形状の突部５６を周方向に間隔を開けて設け、モータ２８の外周面を突部５６の頂部に線接触させて支持してもよい。

【0051】

また、図示を省略するが、モータ２８の外面に突部を設け、モータ２８の突部を下カバー２２、及び上カバー３０に点接触させてモータ２８を支持することもできる。

【符号の説明】

【0052】

１０ 排水ポンプ
２２ 下カバー（筐体）
２８ モータ
３０ 上カバー（筐体）
３４ 取付天板（取付部材）
３６ 取付部
３８ 取付部
４０ 取付部
５０ 突部
５４ 突部
５６ 突部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】