JPS6410680B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は小形ポンプに係り、更に詳細には、渦
巻ポンプのような小形ポンプの通水路の構造に関
する。

〔従来の技術〕

従来、渦巻ポンプには、渦巻室を例えば特公昭
38−16179号公報等に開示されるようにポンプの
ケーシング（ケーシング側壁）側のみに設けたも
のと、第１０図に示すように、渦巻室１１ａをケ
ーシング７ａとブラケツト８ａとにまたがつて分
割形成したものがある。なお、第１０図は渦巻ポ
ンプの従来例を示す部分断面図で、図中、１は電
動機軸、２はエンドブラケツト、３はベアリン
グ、４ａは羽根車、５は冷却フアン、６はフアン
ボス、９はポンプ室、１０は案内通路、１２はス
タフイングボツクス、１３はガスケツト、１４は
軸封装置、１５は吸入口、２０は取付ねじ、２３
は取付穴である。

〔発明が解決しようとする課題〕 これらの渦巻ポンプのうちで、渦巻室をケーシ
ングのみに形成したものは、ケーシングをブラケ
ツトに対して方向を変えて取付けることが可能な
ので、吐出口の方向も変えることができ、この点
に関し据付け上の利点を有する。但し、このタイ
プのものは、渦巻形の断面が袋状でその入口側の
開口が羽根車の外周に向く関係上、渦巻室の内径
（入口）が内向きになり、そのため、渦巻室をケ
ーシングのみに設けた場合には、この内向き部分
が必然的にアンダーカツト形状になる。このよう
なアンダーカツトは、樹脂成形の型の取出しが困
難となるので、従来は専ら中子使用による鋳物製
造によりケーシングを製造していた。ポンプケー
シングを鋳物製にした場合には、高価なものとな
る。

一方、第１０図に示すような従来例の場合に
は、渦巻室１１ａが、ブラケツト８ａ側にも分割
形成されているので、アンダーカツト形状は無い
ものの次のような問題がある。

すなわち、渦巻室１１ａは、その通水路断面積
が連続的に変化することから、渦巻室の各部位で
のサイズが変化するため、ブラケツト８ａに対し
てケーシング７ａの相対的位置関係を変えると、
ブラケツト側の渦巻室要素とケーシング側の巻巻
室要素とが合致せず渦巻室を合体形成することが
できなくなる。従つて、ケーシング７ａのみの方
向性を変えて吐出口の方向を変えることが困難で
ある。

以上のように、従来の渦巻ポンプは、ケーシン
グの樹脂成形の要求とケーシング及び吐出口の方
向性を容易に変えるといつた双方の要求を満足さ
せることが困難であつた。しかも、ポンプヘツド
の大きさは、渦巻室の外形寸法で決定されるが、
ポンプの性能を損わずして渦巻室の外形を小さく
する点の工夫に欠け、この種の渦巻ポンプをコン
パクト化するのに自ずと限度があつた。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、ポンプケーシン
グ、ブラケツト等を安価な樹脂成形品とすること
ができ、しかもポンプケーシング及び吐出口の方
向性をポンプの据付場所に応じて容易に変えるこ
とができ、更にポンプの水力効率を低下させるこ
となくコンパクト化を図り得る小形ポンプを提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために次のよう
に構成される。

以下、本発明を、その内容の理解を容易にする
ため、第２図及び第７図の実施例の符号を引用し
て説明する。なお、第２図は実施例の小形ポンプ
の要部縦断面図、第７図は上記実施例に用いるケ
ーシング７を羽根車４方向からみた正面図であ
る。

本発明は、羽根車４の回転による遠心力で揚水
作用をし、渦巻室１１で整流作用を行うようにし
たポンプ室９を、ポンプにおける前、後面のケー
シング７とブラケツト８との間に形成するように
した小形ポンプにおいて、前記ブラケツト８の内
壁面に、前記羽根車４の外周外側に位置して半径
方向から前面方向へ水流の向きを変える曲面状１
０−１の案内通路１０を設けるとともに、前記ケ
ーシング７の内壁面に、前記案内通路１０の前記
面に臨ませてアンダーカツトのない渦巻室１１を
形成し、且つ前記渦巻室１１と前記案内通路１０
とを、双方の外径が一致する円形の外形としつ
つ、前記渦巻室１１の前半（第７図のイ−ロ間）
は、その位置のケーシング内壁面を傾斜させて深
さが徐々に深まるよう変化し、後半（第７図のロ
−ハ間）は、幅が内径方向に徐々に広がるよう変
化する通水路構造として、前記渦巻室１１の通水
路断面を吐出口１６に至るまで徐々に増加させて
なる。

〔作用〕

このような構成よりなる本発明によれば、ポン
プ運転時に羽根車４で遠心力を与えられた水は、
羽根車４の外周より噴出した後、ブラケツト８の
内壁面に設けた曲面状１０−１の案内通路１０に
よつて、その流れが半径方向から前面方向に滑ら
かに変換され、案内通路１０前方の渦巻室１１に
流れ込む。そして、渦巻室１１内へ流れ込んだ水
は、第７図に示す水流Ｗのごとく渦巻室１１内の
通水路を流れるが、本発明では、渦巻室１１の通
水路を、前半イ−ロは深さを変化させ、後半ロ−
ハ間は内径方向に幅を変化させて、吐出口１６に
至るまで、通水路断面積を滑らかに増加させてい
るので、渦巻室１１内の整流作用が充分に行わ
れ、水力効率を低下させることなく速やかに水を
吐出口１６側へ導くことができる。

そして、本発明では、ケーシング７側の渦巻室
１１がブラケツト８側の案内通路１０の前面に臨
むので、渦巻室１１の入口となる開口をブラケツ
ト内壁（案内通路１０）側に向けることができる
（換言すれば渦巻室１１は横向きに開口する）。従
つて、従来のように渦巻室を内向きにする必要が
ないので、ケーシング７の内壁面には、アンダー
カツトのない渦巻室１１を案内通路１０の前面に
臨ませて形成でき、ひいてはケーシング７にアン
ダーカツトをなくすことができる。また、ブラケ
ツト８側の案内通路１０もケーシング７方向（横
向き）に開口するので、この開口部分が内向きに
なることなく、ブラケツト８にもアンダーカツト
をなくすことができる。従つて、ケーシング７及
びブラケツト８を容易に樹脂成形することができ
る。

また、本発明は、ケーシング７側の渦巻室１１
とブラケツト８側の案内通路１０とを対面させる
構造となるが、渦巻室１１と案内通路１０とを、
双方の外径が一致する円形の外形としているた
め、ブラケツト８に対してケーシング７を周方向
に相対的位置関係を変化させても、常に渦巻室１
１と案内通路１０との外径が適合状態で合致す
る。そのため、ブラケツト８に対しケーシング７
の方向性を任意に変えて取付けることができ、そ
れに伴い吐出口１６の方向性を変えることができ
る。なお、前述の如く渦巻室１１の外形を円形と
しても、渦巻室１１の通水路は、前半イ−ロ間は
深さを変えて、また、後半ロ−ハ間は、幅が内径
方向に徐徐に広がるように変化させているので、
渦巻室１１の通水路断面積を変化させる上で何ら
支障がない。更に、渦巻室１１の通水路断面積を
変えるにあたつては、通水路の深さの変化と内径
方向の幅の変化を組合せて行うので渦巻室１１の
外径を外側に広げる必要性がなくなり、特に前半
の部分が深さを変化させ幅を広げていないので、
その分、渦巻室全体の径の縮小化ひいてはケーシ
ングのコンパクト化を図り得る。なお、渦巻室の
通水路断面積を始めから内径方向の幅の変化だけ
で行うものとすると、通水路内側のインボリユー
ト確保のために渦巻室外形がその分大きくなる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係る小形
ポンプの外観斜視図、第２図は、その拡大要部断
面図、第３図ないし第６図は、その吐出管の具体
的な接続状態例を表わす説明図である。

第２図は中心に部品を説明すると、１は電動機
軸、２はエンドブラケツト、３はベアリング、４
は羽根車、５は冷却フアン、６はフアンボスであ
る。

７はケーシング、８はブラケツト、９はポンプ
室、１０は案内通路、１０−１は曲面、１１は渦
巻室、１２はスタフイングボツクス、１３はガス
ケツト、１４は軸封装置、１５は吸込口、１６は
吐出口、１７は栓である。

また、第３図〜第６図の１８は吐出管、１９は
ベース、２０は取付ねじ、第２図の２１はガイ
ド、２２は吐出通路である。なおベース１９はエ
ンドブラケツト２に一体に設けられる。

ここで、詳細な構成は後述することにして、そ
の構成を概略的に述べる。電動機軸１は、エンド
ブラケツト２により、ベアリング３を介して回転
可能に支持され、先端に螺合する羽根車４を回転
させることで、揚水作用が行われる。

冷却フアン５は、羽根車４の締付力により、電
動機軸１の外周に保持されるごとく、ベアリング
３と羽根車４との間で固定されるフアンボス６の
外周に圧入により固定されている。羽根車４は、
ケーシング７とブラケツト８との間のポンプ室９
内で回転、揚水する。

ポンプ室９は、羽根車４の吐出外周開口に続く
ようブラケツト８内壁面に設けた案内通路１０
と、その前方に位置して、ケーシング７側にのみ
設けられた、整流作用をなす渦巻室１１と、羽根
車４の後方で、ブラケツト８側に設けられたスタ
フイングボツクス１２よりなる。

そして、ケーシング７の渦巻室１１より外方の
位置とブラケツト８との間がガスケツト１３によ
り外部にたいして水封され、またスタフイングボ
ツクス１２内が、羽根車４とブラケツト８との間
に設けた軸封装置１４により、水封されている。

また、羽根車４の吸込側は、ケーシング７の吸
込口１５に開口しており、渦巻室１１の出口側が
ケーシング７の吐出口１６に連通している。

前記の吸込口１５は、羽根車４と同軸に設けら
れ、吐出口１６は、吸込口１５を中心にして、後
述する第３図ないし第６図に示すごとく、上下左
右に位置するように螺合可能となつている。

また、ブラケツト８の上部には、水封可能にね
じ込まれる栓１７が取付けられており、この栓１
７を取外すことによつて、ポンプ室９内の空気を
抜いたり、ポンプ室９内に水を注入したりするこ
とができるようになつていて、この栓１７の位置
は、吐出口１６の位置に関係なく上方である。

上記構成で、羽根車４が回転することにより、
水は、吸込口１５→羽根車４→案内通路１０→渦
巻室１１→吐出口１６、というように揚水され
る。

ここで本実施例の要点たる案内通路１０及び渦
巻室１１について第２図の他に第７図〜第９図を
参照して説明する。

第７図は、渦巻室の形状を説明するためのケー
シングの単体正面図、第８図は、第７図のイ〜ハ
に沿つた断面の展開図、第９図は、その取付ねじ
の位置を説明するための要部断面図である。

さきに、第２図で述べたごとく、本実施例に係
るものは、まず、羽根車４の回転による遠心力で
揚水作用をし、渦巻室１１で整流作用を行うよう
にしたポンプ室９を、前面のケーシング７と後面
のブラケツト８とにより形成する。

そして、このように形成されたものにおいて、
第２図に示すごとく、ブラケツト８の内壁のうち
羽根車４外周外側（第２図の上側及び下側）に、
その半径方向から前面方向（第２図で左側）へ水
流を偏向させる曲面１０−１を形成して、この曲
面１０−１による案内通路１０を設けると共に、
ケーシング７内壁に位置し案内通路１０の前面に
臨ませるようにして渦巻室１１を設ける。羽根車
４の外周前面（第２図左側）には、ブラケツト８
の側面に沿つて延びる、案内通路１０のガイド２
１を設ける。

ここで、羽根車４で遠心力を与えられた水は、
羽根車４の外周より案内通路１０内に噴出する
が、案内通路１０のブラケツト８側の壁は、滑ら
かに水を前方の渦巻室１１へ導くよう、円弧状曲
面の曲面１０−１としてあり、また、羽根車４の
外周に設けた前記ガイド２１が外方へ張り出し
て、ブラケツト８の壁とともに、水を速やかに渦
巻室１１へ導く作用を行う。

これにより、渦巻室１１内へ流れ込んだ水は、
第７，８図に示す水流Ｗのごとく、速やかに、吐
出通路２２を介して吐出口１６へ流れ込むが、上
記したガイド２１は、案内通路１０内と、渦巻室
１１内との水が、互いに干渉し、水流を乱して水
力効率を落すことが無いように、両者を分離して
いる。

以上のように本実施例では、ブラケツト８側に
案内通路１０を設け、ケーシング７側の渦巻室１
１を案内通路１０の前方に臨むよう配置したの
で、渦巻室１１の入口側開口が内向きにならず横
向きの状態で案内通路１０に対面する。そのた
め、渦巻室１１ひいてはケーシング７がアンダー
カツトのない形状を呈している。また、渦巻室１
１と案内通路１０の双方の外形は外径が一致する
円形で、第２図に示すようにケーシング７とブラ
ケツト８とを合体させた時に渦巻室１１、案内通
路１０双方の外径が適合状態で合わさる形状を呈
している。

ところで、渦巻室１１の通水路断面積は、整流
作用という機能を発揮させるために巻き始めから
吐出口１６に至るまで滑らかに増加させる必要が
ある。そして本実施例では、渦巻室１１の外形が
円形である制約の下に、次のようにして渦巻室１
１の通水路断面積を変化させる。

第７図及び第８図は、いずれも、渦巻室１１の
形状を示し、第７図はケーシング７を羽根車４側
からみた図、第８図はそのイ〜ハに沿う断面展開
図である。渦巻室１１の前半イ〜ロ間は、第８図
に示すようにこのイ−ロ間に該当するケーシング
内壁面位置にイ−ロに向けて下る傾斜を形成し
て、通水路イ−ロ間の深さが徐々に深くなるよう
に変化させ、また後半ロ−ハ間は深さをそのまま
にして、第７図に示すように幅を内径方向に徐々
に広がるよう、換言すれば内径がインボリユート
線を描くように変化させ、このようにして、渦巻
室１１は、イ→ロ→ハの方向に、その通水路断面
を滑らかに増加する。その結果、渦巻室１１の整
流作用という、その目的とする機能を達成してい
る。

以上のごとき形状的工夫を施したポンプ室９の
構成により、まず、水力効率を低下させることな
く、案内通路１０と渦巻室１１とを、ブラケツト
８およびケーシング７にアンダーカツトを有しな
い構造とすることを可能にしており、ブラケツト
８とケーシング７を、中子を使用する鋳造品によ
らず、樹脂成形品やダイキヤスト品とすることを
可能とする。

また、周方向に、面積、形状を変化させるよに
した渦巻室１１は、ケーシング７内のみに設けら
れ、しかも、対面し合う渦巻室１１と案内通路１
０とを、双方の外径が一致する円形の外形として
いるため、ブラケツト８に対してケーシング７の
周方向の相対的位置関係を変化させても、常に渦
巻室１１と案内通路１０との外形が適合状態で合
致する。そのため、ブラケツト８に対しケーシン
グ７の方向性を周方向に任意に変えて取付けるこ
とができ、それに伴い吐出口１６の方向性を変え
ることができる。換言すれば、ブラケツト８との
位置関係とは無関係に、吐出口１６が、吸込口１
５の上下左右、いずれの位置にあつても、その機
能に全く影響を与えることがなくポンプ作用を行
わせることができる。

しかして、上述のごとく、吐出口１６を、吸込
口１５にたいし、上下左右に位置を変更できるよ
うにすると、ポンプ据付時の配管が、周囲の状況
によつて上下左右方向いずれの接続も選択できる
という利点を有する。第３図ないし第６図は、そ
れらの場合の各吐出管１８の接続状態を示すもの
で、常にベース１９を下にして、第３図における
上方、第４図における右方、第５図における下
方、および第６図における左方、というように吐
出管１８を接続できる。

そして、この吐出口１６の移動は、ケーシング
７を回転させて、取付ねじ２０を締め直すことに
より可能としているものであるが、本実施例に係
るものにおいては、さらに、次に詳述するごと
く、ポンプ室９の通水路部分の形状に工夫を加え
て改善したことにより、取付ねじ２０の第３図々
示の取付ピツチＰを小さくすることを可能とした
ことを含め、結果として、少なくとも、ポンプ全
体の寸法を小さくして、コンパクト化することを
可能とする。

すなわち、渦巻室１１の通水路断面積を変える
にあたつては、通水路の深さと内径方向に幅を広
げて行うので、渦巻室１１の外径を広げる必要性
がなくなり、特に前半の部分が深さを変化させ幅
を広げていないので、その分、渦巻室の径の縮小
化を図り得る。そして、ケーシング７の取付け
は、第９図に示すごとく、取付穴２３を通して、
取付ねじ２０を締付けることにより行われるが、
渦巻室１１の形状をコンパクト化した結果、第９
図に示すようにケーシング７の外径を小さくで
き、その電動機軸１と取付ねじ２０の中心との距
離も図示のｌのように小さくなる。これに対し
て、従来例に係る第１０図に示す渦巻室１１ａ
は、外周方向に面積、形状が遂次増加するように
変化するので、これにともない、電動機軸１と取
付ねじ２０との中心距離l1がl1＞ｌというように
大きくなるものであつて、上記の要請に応ずるこ
とはできないものである。

上記により、本実施例に係るものにおいては、
上記のｌが小さくなつているので、この結果、さ
きの第３図々示の取付ピツチＰを小さくすること
ができ、製品のコンパクト化、材料節減による材
料費の低減、および成形費の低減などを可能にす
る。

更に上記実施例の他の効果としては、第２図の
拡大構成の外形、たとえばその下部形状にみるよ
うに、従来例の第１０図の外形における凹凸下部
形状とは異なり、ケーシング７の外表面を滑らか
に構成することができるので、第１図に示すごと
く、ポンプ全体の外表面を凹凸の極めて少ない外
観形状にすることができる。これは、第１０図の
ごとき従来例のものについて、その外観を滑らか
にするために肉盛りすることに比べ、だ肉を極め
て少なくでき、材料の節約をも達成できる。

以上のように上記実施例によれば、ポンプの水
力効率を低下させることなく、コンパクトで、ケ
ーシング７やブラケツト８にアンダーカツトのな
い、材料、成形コストの低廉な、吐出口１６を上
下左右いずれの方向にも取付可能な小形ポンプを
得ることができる。

なお、上記実施例においては、ガイド２１を設
けているが、これは、特に設けなくともよいもの
で、これを設けないときは、乱流防止の特徴の効
果はなく、その効果は若干低下するものの、実用
的には充分に供しうる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ケーシングやブ
ラケツトをアンダーカツトなしで形成できるの
で、ポンプケーシング、ブラケツト等を安価で生
産性に優れた樹脂成形により製造でき、しかも渦
巻室をケーシング側のみに設け、且つケーシング
側の渦巻室とブラケツト側の案内通路とを互いの
外径が一致する円形の外形としたので、ケーシン
グ及びその吐出口の方向性をブラケツトに対し相
対的に位置関係を変えることができ、その結果、
ポンプの吐出口の方向性をポンプの据付場所に応
じて容易に変えることができ、更に渦巻室がその
機能を損なうことなく外広がりのない形状に形成
されるので、水力効率を低下させることなくポン
プ全体のコンパクト化を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る小形ポンプ
の外観斜視図、第２図は、その拡大要部断面図、
第３図ないし第６図は、その吐出管接続状態説明
図、第７図は、その渦巻室の形状を説明するため
のケーシングの単体正面図、第８図は、第７図の
イ〜ハに沿つた断面の展開図、第９図は、その取
付ねじの位置を説明するための要部断面図、第１
０図は、従来例の取付ねじの位置を説明するため
の要部断面図である。 １……電動機軸、４……羽根車、７……ケーシ
ング、８……ブラケツト、９……ポンプ室、１０
……案内通路、１０−１……曲面、１１……渦巻
室、１６……吐出口、１８……吐出管、２０……
取付ねじ、２１……ガイド、２２……吐出通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 羽根車の回転による遠心力で揚水作用をし、
   渦巻室で整流作用を行うようにしたポンプ室を、
   ポンプにおける前、後面のケーシングとブラケツ
   トとの間に形成してなる小形ポンプにおいて、前
   記ブラケツトの内壁面に、前記羽根車の外周外側
   に位置して半径方向から前面方向へ水流の向きを
   変える曲面状の案内通路を設けるとともに、前記
   ケーシングの内壁面に、前記案内通路の前面に臨
   ませてアンダーカツトのない渦巻室を形成し、且
   つ前記渦巻室と前記案内通路とを、双方の外径が
   一致する円形の外形としつつ、前記渦巻室の前半
   は、その位置のケーシング内壁面を傾斜させて深
   さが徐々に深まるように変化し、後半は、幅が内
   径方向に徐々に広がるよう変化する通水路構造と
   して、前記渦巻室の通水路断面積を吐出口に至る
   まで徐々に増加させてなることを特徴とする小形
   ポンプ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記羽根車の外周前面に、前記ブラケツトの曲面
   に面して延びる前記案内通路のガイドを設け、こ
   のガイドにより前記案内通路内の水流と前記渦巻
   室内の水流が干渉しないように設定してなる小形
   ポンプ。