JPH11101193A - 水槽用ポンプおよびこれを用いた浴槽用浴湯噴出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浴槽用ポンプ５０は、浴槽１０の周囲の狭い
スペースに配置することが容易であり、しかも浴湯の噴
出量及び吐出圧を十分に確保できる。 【解決手段】 浴槽用ポンプ５０は、ポンプ室３４に配
置されたインペラ５３を回転駆動するポンプモータ５２
を備えている。ポンプ室３４には、その内壁面とインペ
ラ５３との間にボリュート部が設けられている。上記イ
ンペラの回転駆動により浴湯が圧送されたときにポンプ
室内で浴湯が圧縮されて圧力損失を生じない理論ボリュ
ート形状を定義したときに、ボリュート部を理論ボリュ
ート形状よりインペラ側に縮径した形状としている。そ
して、このボリュート部ＢＬを小さくまたは廃止するこ
とにより増加する圧力損失を補うために、小型かつ定格
出力の大きい直流式のブラシレス直流モータを使用して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水槽に水を噴出す
るために使用する水槽用ポンプ及びこれを用いた浴槽用
浴湯噴出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の浴槽用浴湯噴出装置とし
て、浴槽用ポンプ（水槽用ポンプ）と、この浴槽用ポン
プに配管により接続された吸引部及び噴出部とを備え、
噴出部を浴槽壁に形成した取付穴にそれぞれ別個に取り
付けたものが知られている。浴槽用浴湯噴出装置は、浴
槽用ポンプを駆動すると、吸引部から浴槽内の浴湯を吸
引して、浴槽用ポンプで圧送してこれを噴出部から噴出
している。

【０００３】しかし、従来の技術では、浴槽壁に吸引部
及び複数の噴出部を設置する場合に、１台の浴槽用ポン
プから吸引部及び噴出部に配管をそれぞれ引き回す必要
があり、設置作業が面倒であるという問題があった。こ
うした問題を解決するための技術として、例えば、特開
平３−３２６７０号公報の技術が知られている。

【０００４】この技術は、浴槽用ポンプを吸引部及び噴
出部と一体に構成し、これを浴槽壁に装着することによ
り配管をなくしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、浴槽用浴湯噴
出装置では、浴槽の周囲の狭いスペースに設置する必要
性が高いが、配管を廃止するだけでは、狭いスペースに
設置するのに十分な小型化を実現することができず、し
かも小型化を優先すれば浴湯の噴出量や吐出圧が小さく
なり、本来の目的を損なう場合もある。

【０００６】本発明は、上記従来の技術の問題を解決す
るものであり、水槽の周囲の狭いスペースに配置するこ
とが容易であり、しかも水槽として浴槽を用いた場合に
浴湯の噴出量及び吐出圧を十分に確保できる水槽用ポン
プおよびこれを用いた浴槽用浴湯噴出装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するためになされた第１の発明は、水槽内
に水を噴出するために用いられる水槽用ポンプにおい
て、上記水槽壁に設けられた噴出口に、吐出口を介して
連通しているポンプ室を有するポンプケーシング本体
と、上記ポンプ室に配置されたインペラと、該インペラ
を回転駆動するポンプモータと、を備え、上記ポンプ室
は、該ポンプ室の内壁面とインペラとの間に設けられ、
インペラにより圧送される水を上記吐出口へ導くための
ボリュート部を備え、上記インペラの回転駆動により水
が圧送されたときにポンプ室内で水が圧縮されて圧力損
失を生じない理論ボリュート形状を定義したときに、ボ
リュート部を理論ボリュート形状よりインペラ側に縮径
した形状としたことを特徴とする。

【０００８】第１の発明にかかる水槽用ポンプは、水槽
内に水を噴出するために用いられるものであり、ポンプ
モータを回転駆動すると、インペラが回転し、水槽内の
水をポンプ室に吸い込んで、インペラにより吐出口側へ
圧送する。上記ポンプ室は、該ポンプ室の内壁面とイン
ペラとの間にボリュート部を備えている。ボリュート部
は、インペラにより圧送される水を上記吐出口へ導くた
めのものであり、従来の水槽用ポンプでは、インペラの
回転駆動により水が圧送されたときにポンプ室で水が圧
縮されて圧力損失を生じないように理論ボリュート形状
を採用している。この理論ボリュート形状は、吐出口へ
向かうにしたがって広くなる形状となっている。第１の
発明では、ボリュート部を理論ボリュート形状より小さ
くすることにより、ポンプ室を小型化している。このよ
うな小型化は、水槽の外壁面側の狭いスペースへの取り
付けを容易にする。しかし、ポンプ室のボリュート部を
小さくすると、ボリュート部の本来の作用である圧力損
失の増大を招き、水の吐出圧を減少させることになる
が、この吐出圧の減少をポンプモータの定格出力を増大
することにより補っている。

【０００９】このようなボリュート部を小さくするため
の好適な態様として、インペラの直径とポンプモータの
定格出力に基づいて、インペラの外周に所定間隙を隔て
た渦巻室基礎円を定義したときに、この渦巻室基礎円に
ポンプ室の内周を一致させることができる。

【００１０】この場合に、ポンプモータの定格出力を増
大させるのにポンプモータ自体が大きくなった場合には
ポンプ室を小型にした意味が失われるが、ポンプ室の大
きさとポンプモータの大きさを勘案し、その作用、効果
を高めている。さらに、ポンプモータとして、小型であ
るが定格出力の大きい直流ブラシレスモータを用いて、
その作用、効果を高めている。そのうえ、直流ブラシレ
スモータとして、アウタロータを備えたタイプのモータ
を使用した場合には、永久磁石をアウタロータに配置し
ている構成により、永久磁石の磁石面積を大きくとるこ
とができ、小型であっても大きな定格出力を得ることが
で、その効果を一層高める。

【００１１】また、ポンプ室とポンプモータとの間に
は、シール手段を必要とするが、シール手段をメカニカ
ルシール機構により構成することにより優れたシール性
及び耐久性を実現することができる。すなわち、メカニ
カルシール機構は、モータ駆動軸に固定した第１リング
と、ポンプケーシング本体側に固定した第２リングと、
第１リングを第２リングに密着させるように付勢すると
ともにモータ駆動軸と一体的に回転するスプリングとを
備え、モータ駆動軸の回転にしたがってスプリング及び
第１リングが一体に回転するとともに、第１リングと第
２リングとが押圧状態で滑りつつシールするように構成
したものであり、水槽用ポンプの稼働時間及びその耐用
年数につり合って優れたシール性を実現することができ
る。

【００１２】さらに、ポンプモータを小型にするための
手段として、ポンプ室は、該ポンプ室のほぼ中央から下
部までの位置に配置され水をポンプ室に吸い込む吸込口
と、ポンプ室の上部に配置されインペラにより圧送され
た水を吐出させる吐出口とを備え、上記吸込口及び吐出
口は、上記インペラの直径方向に対して、ほぼ直角方向
から水を導入する吸込通路及び該水を吐出する吹出通路
にそれぞれ接続する。これにより、ポンプ室に接続され
る吸込通路及び吹出通路は、インペラの直径方向に突出
して配置されることなく、水槽に対して最短距離となる
該直径方向と直角方向に配置されることから、水槽用ポ
ンプ及びその吸込通路及び吹出通路を含めた構成を小型
化することができる。

【００１３】ここで、吹出通路をインペラの直径方向に
対して直角方向に配置した場合において、ポンプ室の吐
出口と吹出通路との直角方向に曲げられたコーナー部
を、半球面形状の通路に形成すれば、ポンプ室から吐出
する水がコーナー部に沿ってスムーズに流れ、方向を変
更するための圧力損失を低減することができる。

【００１４】このように小型化した水槽用ポンプは、浴
槽の外壁面に固定することにより、配管を使用しなくて
もポンプ室と浴槽とを接続することが可能となり、コン
パクトに設置することが可能となる。

【００１５】上記吹出通路は、ポンプ室に接続されたノ
ズル側通路と、ノズル側通路に接続され該ノズル側通路
の通路面積を広げる拡張通路を有し、このノズル側通路
と拡張通路との接続部に、該吹出通路を流れる浴湯に空
気を混入するための空気導入通路を接続する構成をとる
ことができる。これにより、吹出通路を流れる浴湯に空
気を混入させて浴槽内に噴出させることができる。な
お、拡張通路は、スロート機構に設ける構成をとること
ができ、すなわち、スロート機構は、浴湯の噴出方向を
変更する機能を備えており、これにより使用者の趣向に
応じて浴湯の噴出方向を変更することができる。

【００１６】こうしたスロート機構の好適な態様とし
て、浴湯の最大の噴出量を約２０リットル／秒、浴湯に
混入する空気量を約１５リットル／秒とした場合におい
て、ノズル側通路の直径を約８ｍｍ、拡張通路の直径を
約１４ｍｍ、拡張通路の長さを約１９ｍｍに設定するこ
とにより、浴湯及び空気の噴出量及び吐出圧の損失を小
さくできるとともに、スロート機構をコンパクトに構成
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施の形態にかかる浴槽
用浴湯噴出装置を装着した浴槽１０を示す斜視図であ
る。図１において、浴槽１０の浴槽壁１２におけるそれ
ぞれの外壁面１２ａには、浴槽用浴湯噴出装置２０（図
では４カ所）が装着されている。これらの浴槽用浴湯噴
出装置２０は、浴槽１０内の浴湯を吸引して浴湯を浴槽
１０内へ噴出する装置であり、同じ構成及び動作を備え
ている。

【００１９】図２は浴槽用浴湯噴出装置２０を示す縦断
面図である。図２において、浴槽用浴湯噴出装置２０
は、ポンプケーシング本体３０と、浴槽用ポンプ５０
（水槽用ポンプ）と、ケースカバー６０と、化粧カバー
７０と、髪の毛などを除去するためのストレーナ８０
と、浴湯の吐出方向を変更するためのスロート機構９０
と、空気導入通路１００と、を備えている。

【００２０】上記ポンプケーシング本体３０とケースカ
バー６０に囲まれたスペースは、ポンプ室３４となって
おり、このポンプ室３４内に浴槽用ポンプ５０のポンプ
モータ５２により回転駆動されるインペラ５３が配置さ
れている。また、このポンプ室３４は、吸入通路Ｐ１及
び吹出通路Ｐ２を介して浴槽１０の内側に接続されてい
る。この吸入通路Ｐ１には、上記ストレーナ８０が設け
られており、また、吹出通路Ｐ２は、空気導入通路１０
０及びスロート機構９０が配設されている。

【００２１】この浴槽用浴湯噴出装置２０の構成によ
り、ポンプモータ５２を回転駆動すると、インペラ５３
が回転する。このインペラ５３の回転により吸入通路Ｐ
１から浴槽１０内の浴湯が吸い込まれて、ポンプ室３４
に入る。ポンプ室３４では、インペラ５３の回転により
浴湯が吹出通路Ｐ２に送られ、空気導入通路１００を介
して空気が混合されて浴槽１０内に噴出される。このよ
うに浴槽用浴湯噴出装置２０は、それぞれが独立して浴
湯を噴出するものであり、以下、その構成を詳細に説明
する。

【００２２】図３は浴槽用浴湯噴出装置２０のポンプケ
ーシング本体３０及び浴槽壁１２の付近を示す断面図で
ある。図３において、ポンプケーシング本体３０は、取
付部３２と、隔壁部３５と、を備えている。上記取付部
３２は、浴槽１０の外壁面１２ａに当接するフランジ部
３２ａと、このフランジ部３２ａから延設された筒状の
固定用延設部３２ｃとを備えている。この固定用延設部
３２ｃは、上記取付穴１３に装着されたパッキン２１を
貫挿して、浴槽壁１２の内壁面１２ｂから突出するよう
に浴槽壁１２の厚さより長く形成されている。この固定
用延設部３２ｃの外周部には、延設ネジ部３２ｂが形成
されており、この延設ネジ部３２ｂに上記固定リング２
２が螺着されることにより、この固定リング２２とフラ
ンジ部３２ａとで浴槽壁１２を挟持することにより、ポ
ンプケーシング本体３０が浴槽壁１２に固定されるよう
に構成されている。

【００２３】また、隔壁部３５は、取付部３２と一体に
なってカップ状のポンプケーシング本体３０を構成して
おり、その内側の凹所をポンプ室３４としている。この
ポンプ室３４は、浴槽壁１２側がポンプ開口３４ａとな
っており、このポンプ開口３４ａの周縁部に、ケース嵌
合部３６が形成されている。このケース嵌合部３６は、
ケースカバー６０（図２参照）の外周部に嵌合するよう
に形成されている。

【００２４】図４は浴槽用ポンプ５０の周辺を示す断面
図である。図４において、上記浴槽用ポンプ５０は、ポ
ンプモータ５２と、このポンプモータ５２のモータ駆動
軸５２ａの先端に固定されたインペラ５３とを備えてい
る。上記ポンプモータ５２は、モータ取付板５１を介し
て隔壁部３５に固定されている。すなわち、ポンプモー
タ５２は、モータ取付板５１に取付ねじ５１ｂで固定さ
れ、さらにこの取付ねじ５１ｂを隔壁部３５に形成した
ねじ取付用凹所３５ｂに位置合わせた状態にて、取付ね
じ５１ａで隔壁部３５に螺着されている。

【００２５】上記ポンプモータ５２のモータ駆動軸５２
ａは、隔壁部３５に形成された軸貫通孔３５ａを貫通
し、その先端部で締付ナット５３ａによりインペラ５３
を固定している。ポンプモータ５２の回転によりインペ
ラ５３が回転する。

【００２６】また、ポンプモータ５２は、アウタロータ
式のブラシレス直流モータから構成されている。図５は
ポンプモータ５２を示す断面図である。ポンプモータ５
２は、シャフト支持体５２ｂと、カバー５２ｃと、を備
えている。シャフト支持体５２ｂには、貫通孔５２ｄが
形成されており、この貫通孔５２ｄにモータ駆動軸５２
ａが貫通するとともにベアリング５２ｋにより回転自在
に支持されている。モータ駆動軸５２ａの先端部にはロ
ータ５２ｅが固定されている。ロータ５２ｅは、円板部
５２ｆと、この円板部５２ｆの外周側と一体の外周部５
２ｇとを備えており、外周部５２ｇの内周側に永久磁石
５２ｈが装着されている。この永久磁石５２ｈに所定の
エアギャップを介するとともに上記シャフト支持体５２
ｂの外周部には電磁石５２ｉが装着されている。このポ
ンプモータ５２の構成により、電磁石５２ｉに通電され
ると、永久磁石５２ｈとの間に回転磁界を生じてロータ
５２ｅが回転し、モータ駆動軸５２ａを介してインペラ
５３が回転する。

【００２７】浴槽用浴湯噴出装置２０に使用するモータ
容量として、１００Ｗ、３６００ｒｐｍの定格出力の仕
様に設定した場合において、この仕様をブラシレス直流
モータを使用することにより、交流誘導モータを使用し
た場合に比べて、容積で６５％小さくすることができ
る。しかも、上記ポンプモータ５２は、ロータ５２ｅの
外周に永久磁石５２ｈを配置したアウタロータ式の直流
モータであることから、永久磁石５２ｈの面積を大きく
とることができ、小型のポンプモータ５２でも大きな出
力を得ることができる。

【００２８】このように、ポンプモータ５２を小型にで
きることから、浴槽１０の浴槽壁１２の外側の狭いスペ
ースに、浴槽用浴湯噴出装置２０を簡単に取り付けるこ
とができる。例えば、ポンプモータ５２の長さ寸法Ｌｍ
１を６０ｍｍ以下に、径方向の直径をＤｍ１をφ８５ｍ
ｍ以下にすることができた。また、ポンプモータ５２
は、このように小型化することができ、その駆動回路を
容易に内蔵することができる。

【００２９】図４に戻り、モータ駆動軸５２ａの周囲に
は、メカニカルシール機構５４が装着されており、ポン
プ室３４とポンプモータ５２との間をシールしている。
図６はメカニカルシール機構５４の周辺を拡大した断面
図である。図６において、メカニカルシール機構５４
は、スリーブ５４ａと、カーボンリング５４ｂと、セラ
ミックリング５４ｃと、スプリング５４ｄとを備えてい
る。上記スリーブ５４ａは、モータ駆動軸５２ａの外周
に固定されている。また、上記モータ駆動軸５２ａの一
端部には、カーボンリング５４ｂが固定されている。こ
のカーボンリング５４ｂは、セラミックリング５４ｃに
対して摺動自在に配置されるとともに、ポンプケーシン
グ本体３０側に軸貫通孔３５ａの部分で固定されてい
る。さらに、スプリング５４ｄがインペラ５３とカーボ
ンリング５４ｂとの間に架設されている。

【００３０】このメカニカルシール機構５４の構成にお
いて、ポンプモータ５２の回転によりモータ駆動軸５２
ａがインペラ５３と一体に回転すると、これと同時に、
スリーブ５４ａ、スプリング５４ｄ、カーボンリング５
４ｂも一体に回転する。このとき、カーボンリング５４
ｂは、スプリング５４ｄの付勢力でセラミックリング５
４ｃに押圧されているが、セラミックリング５４ｃは、
軸貫通孔３５ａの部分でポンプケーシング本体３０に固
定されているから、モータ駆動軸５２ａの回転よりカー
ボンリング５４ｂとセラミックリング５４ｃとが滑る。
これにより、カーボンリング５４ｂは、スプリング５４
ｄによりセラミックリング５４ｃ側へ付勢された状態に
てセラミックリング５４ｃとの間で滑りつつシールす
る。このように、メカニカルシール機構５４は、ポンプ
モータ５２とポンプ室３４との間を簡単な構成でシール
するとともに、カーボンリング５４ｂとセラミックリン
グ５４ｃとの間で長時間摺動した場合における耐久性に
ついても、浴槽用ポンプ５０の使用時間との関係で十分
である。

【００３１】さらに、モータ駆動軸５２ａの他端部に
は、水切り羽根５５が固定されている。この水切り羽根
５５は、ポンプ室３４から軸貫通孔３５ａを通って漏れ
出た水がポンプモータ５２にかからないように下に落と
すものである。

【００３２】図７は浴槽用ポンプ５０のインペラ５３な
どの配置関係を説明する図である。図７において、ポン
プ室３４には、その下部にインペラ５３が配置される下
室３４ｂ、その上部に吹出通路Ｐ２に接続される上室３
４ｃが形成されている。このインペラ５３の外形円の半
径Ｒ１は、該インペラ５３と同心円状の下室３４ｂの壁
面で形成されるボリュート曲線Ｒ２と僅かな間隔Ｌ１と
なっている。

【００３３】図８は汎用の遠心式ポンプのポンプ室Ｐｒ
を示す図であり、ポンプ室Ｐｒの外周部にボリュート部
ＢＬｐが設けられている。このように汎用の遠心式ポン
プのボリュート部ＢＬｐは、容量を大きくとっている
が、これに対して、本実施例にかかる浴槽用ポンプＰで
は、ボリュート部ＢＬを小さくしている。この理由につ
いて説明する。

【００３４】図８に示すように、ポンプ室Ｐｒは、モー
タ駆動軸Ｍｓｈを回転中心とした渦巻形状のボリュート
部ＢＬｐを備えている。このボリュート部ＢＬｐは、イ
ンペラＰｉｎの全周から送り出された浴湯を受け取っ
て、吐出口ＰOUTへ導く役目をするものである。このこ
とから、ポンプ室Ｐｒの壁面で囲まれる容量は、受け取
る浴湯の量によって異なっていると圧力損失を小さくで
きる。つまり、インペラＰｉｎから吐出される浴湯の量
は、吐出口ＰOUTに遠いほど少なく、吐出口ＰOUTに近づ
くにしたがって増加する。このように、吐出口ＰOUTに
近づくにつれて浴湯の量が増大する浴槽用ポンプＰの特
性に対応するために、ポンプ室Ｐｒの断面積を吐出口Ｐ
OUTに近づくにつれて渦巻形状に大きくするボリュート
部ＢＬｐを形成しており、ポンプ室Ｐｒ内の各部の流速
を一定にし、圧力損失を小さくしている。このボリュー
ト部ＢＬｐの形状は、理論式または実験式から求められ
ている。

【００３５】このようにポンプ室Ｐｒの各部の流速を一
定にするボリュート部ＢＬｐは、以下に説明するよう
に、インペラＰｉｎや浴槽用ポンプＰの定格出力に基づ
いて、演算式により求められる。

【００３６】まず、インペラＰｉｎの外径Ｄｉｎを算出
するための比較回転速度Ｎｓが式（１）により求められ
る。 Ｎｓ＝Ｎ（Ｑ^1/2）／Ｈ^3/4 …（１） Ｎ：インペラＰｉｎの回転速度（ｒｐｍ） Ｑ：流量（Ｌ／ｍｉｎ） Ｈ：吐出圧（ｍ） ここで、インペラＰｉｎの回転速度Ｎ、吐出圧Ｈ、流量
Ｑは、浴槽用ポンプＰの仕様として要求されるパラメー
タである。例えば、家庭用の浴槽用浴湯噴出装置２０で
は、回転速度Ｎを３６００ｒｍｐ、流量Ｑを２０リット
ル／秒、吐出圧Ｈを６〜７ｍに設定することができる。
式（１）から求めた比較回転速度Ｎｓに基づいて、実験
係数Ｋ_D1が求められる。この実験係数Ｋ_D1は、例えば、
図９に示す比較回転速度Ｎｓをパラメータとするグラフ
を用いて求められる。

【００３７】次に、実験係数Ｋ_D1を用いて、インペラＰ
ｉｎの外径Ｄｉｎが式（２）に基づいて求められ、例え
ば、上述した仕様では５１．５ｍｍ程度にできる。 Ｄｉｎ＝６０・Ｋ_D1（２ｇ・Ｈ）^1/2／π・Ｎ … （２）

【００３８】また、インペラＰｉｎの外周には、該イン
ペラＰｉｎと所定の距離Ｌ１を隔てた渦巻室基礎円Ｄｂ
ｃが決められる。この渦巻室基礎円Ｄｂｃは、インペラ
Ｐｉｎを回転させるために最小限必要とする大きさを表
わし、インペラＰｉｎの外径Ｄｉｎと実験係数Ｋ_D2か
ら、式（３）により求められる。 Ｄｂｃ＝Ｄｉｎ×（１＋Ｋ_D2） …（３） Ｋ_D2＝７．７・ｎｓ^0.9／１０００ Ｋ_D2 ： 実験係数 Ｎｓ ： 比較回転数（ｍ³／ｍｉｎ，ｍ，ｒｐｍ） ここで、実験係数Ｋ_D2は、図１０のグラフから比較回転
速度Ｎｓを用いて求めることができる。

【００３９】そして、上記渦巻室基礎円Ｄｂｃの周囲に
形成されるボリュート部ＢＬｐは、ポンプ室Ｐｒ内の浴
湯の流速を一定にして圧力損失を小さくする条件を満た
すために、ポンプ室Ｐｒ内の任意の半径ｒｘにおける接
線方向の流速をｖｘとすると、式（４）に基づいて決め
られる。 ｒｘ・ｖｘ＝一定 …（４） 式（４）の条件を満たす形状は、図８に示すものを一例
としてあげることができる。

【００４０】本実施の形態にかかる浴槽用ポンプ５０で
は、ボリュート部ＢＬを小さくしてポンプ室３４を渦巻
室基礎円Ｄｂｃと同じ形状としている。このようにボリ
ュート部ＢＬを小さくしたことは、浴槽用ポンプ５０の
圧力損失が増大することを意味するが、これをインペラ
５３を大きくすることで吐出圧が低下するのを防止して
いる。すなわち、ボリュート部ＢＬを小さく、または廃
止すれば浴槽用ポンプ５０が小型化するが、その圧力損
失の増大分をインペラ５３を大きくするとともに、ポン
プモータ５２の出力を増大することにより補っている。
このように、ポンプ室３４の容量を、渦巻室基礎円Ｄｂ
ｃに一致させることにより、インペラ５３から圧送され
る吐出圧を低下させることなく、浴槽用ポンプ５０の半
径方向への小型化を図ることができる。

【００４１】図１１はケースカバー６０を示す側面図、
図１２は図１１の１２−１２線に沿ったケースカバー６
０の断面図である。図１１及び図１２において、ケース
カバー６０は、カバー本体６１と、このカバー本体６１
の上部に一体形成された空気通路形成部６２とを備えて
おり、上記ポンプケーシング本体３０のケース嵌合部３
６（図３参照）に嵌合されるように形成されている。す
なわち、上記カバー本体６１はケース嵌合部３６の位置
決め凹所３６ａに、また空気通路形成部６２は通路嵌合
部３６ｂにそれぞれ位置決めされており、これらは浴槽
１０の内側から着脱されるように構成されている。ま
た、カバー本体６１と空気通路形成部６２の外周には、
Ｏリング６０ａが装着されており、このＯリング６０ａ
は、上記ケース嵌合部３６との間をシールするものであ
る。

【００４２】また、カバー本体６１の中央部には、吸込
開口部６３が形成されている。この吸込開口部６３は、
インペラ５３（図２）の軸心に対向配置された吸込通路
６３ａを備え、さらにその開口側にストレーナ８０（図
２）の一端を支持するストレーナ係合部６３ｂを備えて
いる。また、カバー本体６１の上部には、吹出開口部６
４が形成されている。この吹出開口部６４は、ノズルリ
ング６５を螺着できるノズル嵌合部６４ａを備え、さら
に上記スロート機構９０（図２）のスロート受け部９４
を螺着できるスロート支持部６４ｂを備えている。

【００４３】このように吸込通路６３ａを通じて浴湯が
吸い込まれる方向、及びノズルリング６５を通して浴湯
が吹き出される方向は、ポンプ室３４に対して浴槽１０
側に向かい、つまりインペラ５３の径方向に対して直角
方向であり、しかもそれらは同じ方向である。このよう
に吸込通路６３ａ及びノズルリング６５を配置すること
により、浴槽１０に最短距離でポンプ室３４を接続する
ことができ、よって配管を短くしたりまたは不要とする
ことができる。

【００４４】また、図１３はポンプ室３４とノズルリン
グ６５との間を接続する部分を示す図である。図１３に
示すように、ポンプ室３４の上部の上室３４ｃとノズル
リング６５との間を接続する通路は、ほぼ半球面に形成
された球面通路３４ｄになっている。球面通路３４ｄ
は、上室３４ｃから流出する浴湯をノズルリング６５へ
直角へ方向転換する。これにより、ポンプ室３４からノ
ズルリング６５の方向へ直角に曲がっていても、球面通
路３４ｄにより浴湯の流れる方向を変換するのに、小さ
い圧力損失で行なうことができる。

【００４５】次に、図２に示した吸入通路Ｐ１及び吹出
通路Ｐ２について説明する。吸入通路Ｐ１及び吹出通路
Ｐ２は、ケースカバー６０及び化粧カバー７０との間に
設けられている。図１４は吸入通路Ｐ１の付近を示す拡
大断面図である。図１４において、上記化粧カバー７０
の下端部であって、上記浴槽壁１２との間には、浴槽１
０内の浴湯を導入するための化粧用入水口７０ａが形成
されている。また、化粧カバー７０の内側には、仕切板
７１が装着されている。この仕切板７１は、化粧カバー
７０とケースカバー６０との間を内室７２ａと外室７２
ｂとに仕切るものであり、その下部に通路孔７１ａが形
成されている。これにより、化粧用入水口７０ａから入
った浴湯は、内室７２ａ、通路孔７１ａを介して外室７
２ｂに導入される。

【００４６】この外室７２ｂには、ストレーナ８０が配
置されている。ストレーナ８０は、浴湯中の髪の毛など
を除去するものであり、支持筒８１と、この支持筒８１
に支持された網体８２とを備えている。支持筒８１の一
方の固定端８１ａは、カバー本体６１のストレーナ係合
部６３ｂにより支持され、他方の固定端８１ｂは化粧カ
バー７０のストレーナ係合部７３により支持されてい
る。ストレーナ８０は、外室７２ｂから網体８２で髪の
毛などを除去した後に、内側の通路から吸込開口部６３
の吸込通路６３ａへ浴湯を導く。

【００４７】図１５は吹出通路Ｐ２に配置されたスロー
ト機構９０の付近を示す断面図である。図１５におい
て、スロート機構９０は、吹出通路Ｐ２の一部を構成し
ており、ケースカバー６０のスロート支持部６４ｂに支
持されている。すなわち、スロート機構９０は、スロー
ト部９１と、Ｏリング９２と、スロート押え９３と、こ
れらを支持するスロート受け部９４と、を備えている。
スロート受け部９４の一方の固定端９４ａは、カバー本
体６１のスロート支持部６４ｂに螺着される。スロート
部９１は、筒本体９１ａと、筒本体９１ａの一端部に形
成された根元部９１ｂとを備えており、この根元部９１
ｂは、上記スロート受け部９４に対して湾曲面で接し、
さらにＯリング９２及びスロート押え９３で押さえられ
ることにより、根元部９１ｂを中心に首振り可能に支持
されている。また、スロート部９１の筒内側は、スロー
ト通路９１ｃであり、一端側がノズルリング６５の通路
に接続される入口９１ｄに他端側が浴槽１０の内側に向
いている噴出口９１ｅとなっている。

【００４８】このように、上記スロート部９１の噴出口
９１ｅが位置している化粧カバー７０の部位には、化粧
用出水口７０ｂが形成されている。この化粧用出水口７
０ｂは、噴出口９１ｅの首振り範囲より大きく形成され
ている。このような構成により、入浴中の者がスロート
部９１の噴出口９１ｅの部分を指でもって向きを変える
ことにより、浴湯の吐出方向を容易に変更することがで
きる。

【００４９】また、図１５に示すように、ポンプケーシ
ング本体３０の上部には、空気導入通路１００が設けら
れている。空気導入通路１００は、ポンプケーシング本
体３０の上部の管取付部３０ａに装着された空気導入管
１０１を備えている。この空気導入管１０１内には、空
気通路１０１ａが形成されており、この空気通路１０１
ａは、空気通路１０１ｂ，１０１ｃを経て、さらにカバ
ー本体６１の空気通路形成部６２に形成された空気通路
６２ａに接続されている。この空気通路６２ａの下流側
は、スロート部９１の入口９１ｄに臨む空気吸込口６２
ｂになっている。この構成において、吹出通路Ｐ２に浴
湯が流れると、ノズルリング６５からスロート通路９１
ｃに至るときに通路面積が増大するから、この部分に負
圧が発生する。これにより、ベンチュリ作用が生じて、
空気通路１０１ａ〜１０１ｃ、空気通路６２ａを経て空
気吸込口６２ｂから浴湯に空気が混入される。

【００５０】ここで、家庭などで使用する小型の浴槽用
浴湯噴出装置２０の仕様として、上記スロート機構９０
から噴出される流量及び空気量をそれぞれ２０リットル
／秒及び１５リットル／秒とした場合に、ノズルリング
６５の径をφ８ｍｍ、スロート通路９１ｃの径をφ１４
ｍｍ、スロート通路９１ｃの長さを１９ｍｍにすること
が好ましい。これは、以下の理由による。浴湯の流量と
空気量とを決めるために、ノズルリング６５の径をφ８
ｍｍで一定とし、スロート通路９１ｃの径をφ１２〜１
７ｍｍまで変更し、また、スロート通路９１ｃの長さを
１４〜２４ｍｍに変更して、浴湯の流量及び空気量をそ
れぞれ測定した。その結果、浴湯の流量は、スロート通
路９１ｃの径によってほとんど変わらないことが分かっ
た。これは、流量が最小面積のノズルリング６５の径φ
８ｍｍに依存するためである。また、空気量は、スロー
ト通路９１ｃの面積が小さいと空気が圧縮されることか
ら、スロート通路９１ｃの面積が狭いほど少なくなる。
このことから、ノズルリング６５の径をφ８ｍｍに、ス
ロート通路９１ｃの径を１４ｍｍ、その長さを１９ｍｍ
とすることにより、スロート機構９０の構成もコンパク
トにすることができ、ひいては浴槽用浴湯噴出装置２０
の形状も浴槽壁１２の外壁面１２ａに装着するのに好適
なコンパクトな構成とすることができる。

【００５１】次に、上記浴槽用浴湯噴出装置２０の動作
について説明する。図２に示すように、浴槽用ポンプ５
０のポンプモータ５２が駆動されると、インペラ５３が
回転し、インペラ５３の回転により、浴槽１０の浴湯
は、図１４に示すように、化粧用入水口７０ａから吸い
込まれ、化粧カバー７０の内室７２ａ、通路孔７１ａ、
外室７２ｂからストレーナ８０を経て、ポンプケーシン
グ本体３０の吸込通路６３ａから、ポンプ室３４へ入
る。そして、インペラ５３より圧送された浴湯は、図４
に示すようにポンプ室３４の上室３４ｃから、図１５に
示すノズルリング６５の通路を経て、空気通路形成部６
２の空気吸込口６２ｂで空気が混ぜられて、スロート通
路９１ｃを経て噴出口９１ｅから浴槽１０内へ噴出され
る。

【００５２】次に、上記浴槽用浴湯噴出装置２０を浴槽
壁１２に取り付ける作業について説明する。図３に示す
ように、まず、浴槽壁１２に取付穴１３が形成されてい
ない場合には、取付穴１３を形成する。次に、パッキン
２１を取付穴１３に取り付けた後に、ポンプケーシング
本体３０、浴槽用ポンプ５０及び、ストレーナ８０及び
スロート機構９０を螺着したケースカバー６０を組み立
てたユニット体（図２参照）を持って、その固定用延設
部３２ｃをパッキン２１内に挿入してフランジ部３２ａ
をパッキン２１に当てる。続いて、固定用延設部３２ｃ
の延設ネジ部３２ｂに固定リング２２を浴槽１０の内側
から螺着する。その後にケースカバー６０に化粧カバー
７０を装着する。このとき、図１３に示すように、スト
レーナ８０の固定端８１ｂに化粧カバー７０のストレー
ナ係合部７３を係合させて、また、スロート受け部９４
の固定端９４ｂに化粧カバー７０のスロート係合部７４
を係合させて、化粧カバー７０がケースカバー６０から
脱落しないようにする。これにより、浴槽用浴湯噴出装
置２０は、浴槽壁１２に取り付けられる。この場合にお
いて、固定用延設部３２ｃの長さが浴槽壁１２の厚さよ
り長いから、浴槽壁１２の内壁面１２ｂから突設された
延設ネジ部３２ｂに対応して、種々の浴槽壁１２の厚さ
に対応して取り付けることができる。

【００５３】また、浴槽用ポンプ５０は、隔壁部３５及
びモータ取付板５１を隔ててポンプケーシング本体３０
に取り付けられており、浴槽用浴湯噴出装置２０自体を
該浴槽壁１２の外壁面１２ａに取り付ければ、一体的に
浴槽壁１２に装着されるから、浴槽用ポンプ５０に浴湯
を導くための配管を必要とせず、施工作業が容易であ
る。

【００５４】図１４に示すように、吸入通路Ｐ１に配置
されたストレーナ８０は、ケースカバー６０と化粧カバ
ー７０との間に設けられ、その両端部で化粧カバー７０
とケースカバー６０との間に固定されているから、スト
レーナ８０を固定するための別の部材が不要となり、し
かも化粧カバー７０の取付と同時にストレーナ８０も装
着することができ、その作業が容易である。

【００５５】また、図１４に示すように、浴湯は、化粧
用入水口７０ａから吸入通路Ｐ１を経てポンプ室３４に
吸い込まれるときに、吸込開口部６３の吸込通路６３ａ
から入るが、吸込通路６３ａは、インペラ５３を駆動す
るモータ駆動軸５２ａとほぼ同じ高さに設置されてい
る。このため、ポンプモータ５２が駆動されるときに
は、ポンプ室３４内には、モータ駆動軸５２ａまで浴湯
が満たされていることになる。したがって、浴槽用ポン
プは、浴槽内に浴湯が僅かにしか入っていない場合に空
運転することがない。このように浴槽用ポンプ５０は、
ポンプ室３４に浴湯が入った状態で運転されるから、ポ
ンプ室３４内の空気を自ら抜いて満水にする機能を有す
る自吸式のポンプを用いる必要がなく、容量の小さいポ
ンプや、モータとして構成が簡単な直流モータを使用す
ることができる。

【００５６】次に、浴槽用浴湯噴出装置２０を継続的に
使用した場合のメンテナンスについて説明する。浴槽１
０の浴湯中には、髪の毛や湯垢などが混入しているが、
この髪の毛などは、化粧用入水口７０ａから吸入通路Ｐ
１を通る際に、ストレーナ８０により一部が除去される
が、ストレーナ８０の濾過作用を高めると浴湯の流通抵
抗が大きくなる。このため、ストレーナ８０は、流通抵
抗に支障のないメッシュに設定されるために、ポンプ室
３４に細い髪の毛や湯垢などが入ることは避けられな
い。このようなポンプ室３４に入った髪の毛や湯垢など
は、インペラ５３の回転に支障となるために定期的なメ
ンテナンスが必要となる。

【００５７】こうした浴槽用浴湯噴出装置２０のメンテ
ナンスを行なうには、図２に示すように、化粧カバー７
０をケースカバー６０から外し、さらにケースカバー６
０を浴槽１０の内側から引き出すように力を加える。こ
れにより、ケースカバー６０は、ポンプケーシング本体
３０のケース嵌合部３６から外れる。このとき、ケース
カバー６０は、ポンプケーシング本体３０に対してケー
ス嵌合部３６の部分でＯリング６０ａが介在して支持さ
れているだけであるから、特殊な工具を用いることな
く、ポンプケーシング本体３０から簡単に外すことがで
きる。

【００５８】これにより、ポンプ室３４は、浴槽１０の
内側に対して開放されるから、締付ナット５３ａを外せ
ばインペラ５３をポンプモータ５２のモータ駆動軸５２
ａから外すことができ、インペラ５３のクリーニングを
簡単に行なうことができる。

【００５９】しかも、ケースカバー６０を外したときに
も、ポンプケーシング本体３０は、取付部３２を介して
浴槽壁１２に固定されているから、ケースカバー６０の
着脱と無関係にポンプケーシング本体３０を浴槽壁１２
に保持することができ、メンテナンスをいっそう容易に
することができる。

【００６０】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能である。

【００６１】（１） 上記実施の形態では、水槽用ポン
プは、浴槽用ポンプとして浴槽に使用したが、水槽に水
を噴出する箇所であれば特に限定されず、例えば、便器
などの水槽に、洗浄水タンクなどから供給される水を噴
出するポンプとして適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる浴槽用浴湯噴出
装置を装着した浴槽１０を示す斜視図である。

【図２】浴槽用浴湯噴出装置２０を示す縦断面図であ
る。

【図３】浴槽用浴湯噴出装置２０のポンプケーシング本
体３０及び浴槽壁１２の付近を示す断面図である。

【図４】浴槽用ポンプ５０の周辺を示す断面図である。

【図５】ポンプモータ５２を示す断面図である。

【図６】メカニカルシール機構５４の周辺を拡大した断
面図である。

【図７】浴槽用ポンプ５０のインペラ５３などの配置関
係を説明する図である。

【図８】汎用の遠心式ポンプのポンプ室Ｐｒを示す説明
図である。

【図９】比較回転速度Ｎｓと実験係数との関係を示すグ
ラフである。

【図１０】比較回転速度Ｎｓと実験係数との関係を示す
グラフである。

【図１１】ケースカバー６０を示す側面図である。

【図１２】図１１の１２−１２線に沿ったケースカバー
６０の断面図である。

【図１３】ポンプ室３４とノズルリング６５との間を接
続する部分を示す図である。

【図１４】吸入通路Ｐ１の付近を示す拡大断面図であ
る。

【図１５】吹出通路Ｐ２に配置されたスロート機構９０
の付近を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…浴槽 １２…浴槽壁 １２ａ…外壁面 １２ｂ…内壁面 １３…取付穴 ２０…浴槽用浴湯噴出装置 ２１…パッキン ２２…固定リング ３０…ポンプケーシング本体 ３０ａ…管取付部 ３２…取付部 ３２ａ…フランジ部 ３２ｂ…延設ネジ部 ３２ｃ…固定用延設部 ３４…ポンプ室 ３４ａ…ポンプ開口 ３４ｂ…下室 ３４ｃ…上室 ３４ｄ…球面通路 ３５…隔壁部 ３５ａ…軸貫通孔 ３５ｂ…ねじ取付用凹所 ３６…ケース嵌合部 ３６ａ…位置決め凹所 ３６ｂ…通路嵌合部 ５０…浴槽用ポンプ ５１…モータ取付板 ５１ａ…取付ねじ ５１ｂ…取付ねじ ５２…ポンプモータ ５２ａ…モータ駆動軸 ５２ｂ…シャフト支持体 ５２ｃ…カバー ５２ｄ…貫通孔 ５２ｅ…ロータ ５２ｆ…円板部 ５２ｇ…外周部 ５２ｈ…永久磁石 ５２ｉ…電磁石 ５２ｋ…ベアリング ５３…インペラ ５３ａ…締付ナット ５４…メカニカルシール機構 ５４ａ…スリーブ ５４ｂ…カーボンリング ５４ｃ…セラミックリング ５４ｄ…スプリング ５５…水切り羽根 ６０…ケースカバー ６１…カバー本体 ６２…空気通路形成部 ６２ａ…空気通路 ６２ｂ…空気吸込口 ６３…吸込開口部 ６３ａ…吸込通路 ６３ｂ…ストレーナ係合部 ６４…吹出開口部 ６４ａ…ノズル嵌合部 ６４ｂ…スロート支持部 ６５…ノズルリング ７０…化粧カバー ７０ａ…化粧用入水口 ７０ｂ…化粧用出水口 ７１…仕切板 ７１ａ…通路孔 ７２ａ…内室 ７２ｂ…外室 ７３…ストレーナ係合部 ７４…スロート係合部 ８０…ストレーナ ８１…支持筒 ８１ａ…固定端 ８１ｂ…固定端 ８２…網体 ９０…スロート機構 ９１…スロート部 ９１ａ…筒本体 ９１ｂ…根元部 ９１ｃ…スロート通路 ９１ｄ…入口 ９１ｅ…噴出口 ９２…Ｏリング ９３…スロート押え ９４…スロート受け部 ９４ａ…固定端 ９４ｂ…固定端 １００…空気導入通路 １０１…空気導入管 １０１ａ〜１０１ｃ…空気通路 Ｐ１…吸入通路 Ｐ２…吹出通路

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽内に水を噴出するために用いられる
   水槽用ポンプにおいて、 水槽壁に設けられた噴出口に、吐出口を介して連通して
   いるポンプ室を有するポンプケーシング本体と、 上記ポンプ室に配置されたインペラと、 該インペラを回転駆動するポンプモータと、 を備え、 上記ポンプ室は、該ポンプ室の内壁面とインペラとの間
   に設けられ、インペラにより圧送される水を上記吐出口
   へ導くためのボリュート部を備え、 上記インペラの回転駆動により水が圧送されたときにポ
   ンプ室内で水が圧縮されて圧力損失を生じない理論ボリ
   ュート形状を定義したときに、ボリュート部を理論ボリ
   ュート形状よりインペラ側に縮径した形状としたことを
   特徴とする水槽用ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記インペラの直径とポンプモータの定格出力に基づい
   て、インペラの外周に所定間隙を隔てた渦巻室基礎円を
   定義したときに、この渦巻室基礎円にポンプ室の内周を
   ほぼ一致させた水槽用ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 上記ポンプモータは、永久磁石を有するロータと、この
   ロータに対向して配置された電磁石とを備えた直流ブラ
   シレスモータである水槽用ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項３において、 上記直流ブラシレスモータは、モータ駆動軸の内周側に
   配置された電磁石と、この電磁石に対向しかつエアギャ
   ップを隔てて配置されかつモータ駆動軸に連結された永
   久磁石とを備えたアウタロータとを備えて構成されてい
   る水槽用ポンプ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかにお
   いて、 上記ポンプ室とポンプモータとの間に、メカニカルシー
   ル機構を備え、 該メカニカルシール機構は、モータ駆動軸に固定した第
   １リングと、ポンプケーシング本体側に固定した第２リ
   ングと、第１リングを第２リングに密着させるように付
   勢するとともにモータ駆動軸と一体的に回転するスプリ
   ングとを備え、モータ駆動軸の回転にしたがってスプリ
   ング及び第１リングが一体に回転するとともに、第１リ
   ングと第２リングとが押圧状態で滑りつつシールするよ
   うに構成した水槽用ポンプ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかにお
   いて、 上記ポンプ室は、該ポンプ室のほぼ中央から下部までの
   位置に配置され水をポンプ室に吸い込む吸込口と、ポン
   プ室の上部に配置されインペラにより圧送された水を吐
   出させる吐出口とを備え、 上記吸込口及び吐出口は、上記インペラの直径方向に対
   して、ほぼ直角方向から水を導入する吸込通路及び該水
   を吐出する吹出通路にそれぞれ接続されている水槽用ポ
   ンプ。
7. 【請求項７】 請求項６において、 上記吐出口と上記吹出通路との間であり、かつほぼ直角
   方向に曲げられたコーナー部は、半球面形状の通路に形
   成されている水槽用ポンプ。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかの水
   槽用ポンプは、浴槽の外壁面に固定されている浴槽用浴
   湯噴出装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれかにお
   いて、 上記吹出通路は、ポンプ室に接続されたノズル側通路
   と、ノズル側通路に接続され該ノズル側通路の通路面積
   を広げる拡張通路を有し、このノズル側通路と拡張通路
   との接続部に該吹出通路を流れる浴湯に空気を混入する
   ための空気導入通路を接続した浴槽用浴湯噴出装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 上記拡張通路は、浴湯の噴出方向を変更できるスロート
    機構により構成されている浴槽用浴湯噴出装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０において上記スロート機構
    は、浴湯の最大の噴出量を約２０リットル／秒、その最
    大の混入する空気量を約１５リットル／秒とした場合に
    おいて、ノズル側通路の直径を約８ｍｍ、拡張通路の直
    径を約１４ｍｍ、拡張通路の長さを約１９ｍｍに設定し
    た浴槽用浴湯噴出装置。