ギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫
【課題】移送する液体が移送経路以外に留まりにくくして、衛生面で優れたギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】駆動源２によって回転する駆動ギヤ７と、駆動ギヤ７とかみ合い回転する従動ギヤ８と、駆動ギヤ７と従動ギヤ８を配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、駆動ギヤ８及び従動ギヤ７は、上面と下面を連通する連通孔７ｅ，８ｅがそれぞれ形成されて、駆動ギヤ８及び従動ギヤ７のそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を連通孔か７ｅ，８ｅら下側又は上側に排出する。
【解決手段】駆動源２によって回転する駆動ギヤ７と、駆動ギヤ７とかみ合い回転する従動ギヤ８と、駆動ギヤ７と従動ギヤ８を配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、駆動ギヤ８及び従動ギヤ７は、上面と下面を連通する連通孔７ｅ，８ｅがそれぞれ形成されて、駆動ギヤ８及び従動ギヤ７のそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を連通孔か７ｅ，８ｅら下側又は上側に排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開平７−２９３４５３号公報（特許文献１）がある。
特許文献１には、ケーシング内で噛み合って回転する駆動ギヤ及び従動ギヤとこれらを支持する軸との間あるいはこの軸と該軸を支持するケーシング側の軸受との間にギヤップＧ１あるいはＧ２のいずれか一方もしくは双方を設けて各ギヤを径方向に微動可能に支持し、歯先面とケーシング内周壁との間のギヤップを調整可能とし、空気のような圧縮性流体を吸引するときにはギヤ間に作用するギヤ軸間距離を広げようとする力で歯先面とケーシング内周壁との間のギヤップを狭めて自吸能力を向上させ、かつ圧縮性流体が吸引されたときには圧縮性流体の力によってギヤが軸間距離を狭める方向に押されてギヤップを広くしポンプノイズの発生を防止する点が記載されている（要約参照）。
【０００３】
また、特開平７−１２７９５７号公報（特許文献２）がある。特許文献２には、ギヤのスラスト面（両面）には、成型時の歯車の歯先のヒケを防止するためのテーパ状の凹部が設けられている点、この凹部に埋め込む樹脂製のピースを装着している点が記載されている（特許文献２段落〔００３３〕〔００３４〕）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９３４５３号公報
【特許文献２】特開平７−１２７９５７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、特許文献１記載の駆動ギヤ及び従動ギヤは、樹脂で中実に成型されている。この構成では、型に液状の樹脂を注入する時間や、樹脂が凝固して温度低下するまでの時間が長期化し、生産効率が低下する。
【０００６】
また、型に樹脂を注入する際の注入点近傍（例えば、軸孔が形成されるギヤ上面又は下面）は、成型完了後に突起、いわゆるバリが残るため、ギヤの個体差が生じて、寸法精度が低下する。また、このバリを仕上げ加工すると、完全には平面にならず、多少の段差が残る。この段差によりギヤの重心がずれて、ギヤ回転時に振れ回りを起こし、ケーシング又は他方のギヤと接触して吸引能力の低下や騒音の原因となる。
【０００７】
さらに、駆動ギヤ及び従動ギヤとこれらを支持する軸との間にギヤップがあると、ギヤの歯が一枚ずつ移動して流体を巻き込む度に、半径方向の圧力が変動して、ギヤが軸に対して半径方向に位置変動し、振動が生じて騒音が大きくなる。
【０００８】
また、ギヤ上面に移送流体である水等の液体が流入すると、排出されずに留まり、駆動後に長期未使用状態が続くと、雑菌が繁殖するおそれがある。
【０００９】
特許文献２でも同様に、ギヤの凹部に液体が流入して溜まり、不衛生となるおそれがある。
【００１０】
そこで本発明は、移送する液体が移送経路以外に留まりにくくして、衛生面で優れたギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１１】
さらには、吸入効率を向上したギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、上述の課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の手段を採用する。一例として、駆動源によって回転する駆動ギヤと、該駆動ギヤとかみ合い回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤと前記従動ギヤを配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤは、上面と下面を連通する連通孔がそれぞれ形成されて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を前記連通孔から下側又は上側に排出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、移送する液体が移送経路以外に留まりにくくして、衛生面で優れたギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１４】
さらには、吸入効率を向上したギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るギヤポンプの外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るギヤポンプの要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る冷蔵庫本体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。尚、以下は本発明における一実施例であり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプの外観斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプの要部断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の縦断面図である。
【００１８】
まず、ギヤポンプの全体構成について説明する。ギヤポンプ１は、内部に駆動源であるモータ２を収納したモータ収納部４と、モータ収納部４の上部に配置された下部ケーシング９と、下部ケーシング９の上に位置する上部ケーシング１０と、上部ケーシングと下部ケーシングの間に配置される中部ケーシング１１で全体の外観が構成されている。
【００１９】
上部ケーシング１０には、ケースの対向する側面に、それぞれ吸入口１０ａ、吐出口１０ｂが設けられている。
【００２０】
上部ケーシング１０と中部ケーシング１１とで区画された空間、いわゆるポンプ室は、吸入口１０ａ、吐出口１０ｂによって外部と連通しており、その内部には、互いに噛み合う一対の駆動ギヤ７と、従動ギヤ８が収納されている。駆動ギヤ７は、モータ２の回転が減速ギヤ（第一減速ギヤ３ａ、第二減速ギヤ３ｂ）によって減速されて伝達されることで、回転駆動する。従動ギヤ８は、駆動ギヤ７が回転することによって歯がかみ合い、回転駆動する。
【００２１】
ギヤポンプは一対の駆動ギヤ７、従動ギヤ８の回転によって、吸入口１０ａから流体（例えば、氷を生成するために製氷皿に供給する水等の液体）を吸入して、駆動ギヤ７、従動ギヤ８のそれぞれの歯先間領域７ｃ、８ｃと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの間の空間にて圧送し、吐出口１０ｂから吐出する基本構成である。
【００２２】
次に、各ケーシングの組み立て構成及び内部構成部品について、さらに説明する。モータ収納部４は、有底中空円筒形状であり、その上部は開放している。この開放縁部の少なくとも一部には、係合爪４ａが形成されている。下部ケーシング９は、モータ２収納空間と減速ギヤ列（第一減速ギヤ３ａ、第二減速ギヤ３ｂ）の配置空間とを仕切る機能を有するものであり、断面Ｏ字状の有底中空円筒形状である。モータ収納部４の係合爪４ａは、下部ケーシング９の下端部に弾性的に係合することで、モータ収納部４と下部ケーシング９が組み合わされている（図４参照）。また、下部ケーシング９底面には、ネジ孔１７が複数形成されている。このネジ孔１７にネジ１６を挿通することで、モータ２と下部ケーシング９が固定される。
【００２３】
モータ２の上部には出力軸２ａが設けられている。この出力軸２ａは、下部ケーシング９に形成された出力軸連通孔９ｅ１を通して、下部ケーシング９の下方から上方（モータ収納空間から減速ギヤ列配置空間）に突出している。また、出力軸連通孔９ｅ１周縁にシール部材３ｃを設けることで、出力軸連通孔９ｅ１からモータ収納部４へ液体が流入することを阻止している。さらに、出力軸連通孔９ｅ１の縁部は、上方に立設した立ち上がり部９ｅ２を有する。これにより、シール部材３ｃが劣化してシール性が低下しても、立ち上がり部９ｅ２によって、モータ収納部４への液体の流入を阻止している。
【００２４】
出力軸２ａ上端（シール部材３及び立ち上がり部９ｅ２よりも上方）には、出力軸２ａと一体に回転駆動するように、第一減速ギヤ３ａが中心の軸孔を介して挿入されている。
第一減速ギヤ３ａとかみ合う第二減速ギヤ３ｂは、下部ケーシング９と中部ケーシング１１とで囲まれた空間に配置されている。第二減速ギヤ３ａは、中心の軸孔に駆動軸５が挿通されている。この駆動軸５は、中部ケーシング１１に形成された駆動軸挿通孔１１ｅ１を通り、上部ケーシング１０の上面壁内面に達している。駆動軸５の下端は、下部ケーシング９に設けた、駆動軸支持部９ｆによって支持されている。駆動軸５の上端は、上部ケーシング１０に設けた、駆動軸支持部１０ｆによって支持されている。すなわち、駆動軸支持部９ｆ及び駆動軸支持部１０ｆによって、駆動軸５は下端及び上端が回動可能に軸支されている。
【００２５】
駆動軸５の中部ケーシング１１から上部に突出した部分には、駆動ギヤ７が円筒部７に形成された駆動軸挿通孔７ａを介して挿通されている。また、駆動ギヤ７とかみ合う同ピッチの従動ギヤ８が、駆動ギヤ７と併設されている。
【００２６】
中部ケーシング１１の下面であって、駆動軸５の周囲（駆動軸挿通孔１１ｅ１の下部周囲）には、駆動軸５を経由してモータ２側に水等が浸入するのを防止する軸封部材６が設けられている。
【００２７】
従動ギヤ８は、円筒部８ｆを中央に有し、この円筒部８ｆに形成された回転支持軸挿通孔８ａに回転支持軸２５が挿通される。回転支持軸１５は、その下端が中部ケーシング１１に形成された回転支持軸下端支持部１１ｅ２によって支持される。
【００２８】
ここで、円筒部８ｆは、その上端が回転支持軸挿通孔上端部８ｂで閉塞された有底中空円筒状である。すなわち、回転支持軸１５は、下端が支持されて、上端が自由端である、いわゆる片持ち支持の状態となる。
【００２９】
上部ケーシング１０の中部ケーシング１１と接する面の外周には、断面Ｕ字状の溝部１０ｇに環状シール部材１９が配置される。これにより、ポンプ室（上部ケーシング１０と中部ケーシング１１で区画された空間）からの移送流体の流出を抑制している。
【００３０】
これらの部品は、上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９が組み合わされて構成される。具体的に、上部ケーシング１０の締結孔１０ｃ、中部ケーシング１１の締結孔１１ｃ、下部ケーシング９の締結孔９ｃが、それぞれのケーシングの４隅に設けられており、組み合わされたときに、これらが上下方向でそれぞれ対応するように位置している。そして、各ケーシングは、締結孔１０ｃ、締結孔１１ｃ、締結孔９ｃで上下に連通したネジ孔を貫くように、締結部材（ネジ）で締結される。
【００３１】
上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９を締結部材１２で締結する場合、締結孔１０ｃ、締結孔１１ｃ、締結孔９ｃの位置が所定位置に来るように調整する必要がある。本実施例では、各締結孔の位置決め及び組み立て精度向上のために、複数の係合部を備えている。
【００３２】
具体的に、上部ケーシング１０の側壁外面であって、一の締結孔１０ｃと他の締結孔１０ｃとの間に、上部第一係合部１０ｄ１、上部第二係合部１０ｄ２、上部第三係合部１０ｄ３が形成されている。上部第一係合部１０ｄ１、上部第二係合部１０ｄ２、上部第三係合部１０ｄ３は、それぞれ所定間隔で上下に延在した長方形状部であり、組み合わされたとき中部ケーシング１１の側面に接する下方長さを有する。
【００３３】
また、中部ケーシング１１の側壁外面には、所定間隔で上下に延在した長方形状の中部第一係合部１１ｄ１、中部第二係合部１１ｄ２が形成されている。中部第一係合部１１ｄ１は、上部第一係合部１０ｄ１と上部第二係合部１０ｄ２との間に挿通して、中部第二係合部１１ｄ２は上部第二係合部１０ｄ２と上部第三係合部１０ｄ３との間に挿通する位置関係である。
【００３４】
また、下部ケーシング９の側壁外面には、中部第一係合部１１ｄ１と中部第二係合部１１ｄ２との間に挿通される長方形状の下部係合部９ｄ１が形成されている。
【００３５】
なお、各係合部は、吸入口１０ａと吐出口１０ｂとを通る面を隔てて一側と他側に、対称にそれぞれ配置されている。
【００３６】
この構成において、各係合部を所定位置に係合させて、上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９を組み立てた場合、締結部材１２で締結する前後において、外部から、係合部を視認可能である。これにより、組み立てに誤りがないか視覚的に確認することができる。
【００３７】
さらに、上部第二係合部１０ｄ２と下部係合部９ｄ１は、上下方向に延長線上に所定間隔を空けて配置されている。締結部材１２で締結する際、上部ケーシングの下面外周に配置したシール部材３ｃは、弾性的に変形する。４隅を締結部材１２で締結する場合、それぞれで締結力にばらつきがあると、シール性に偏りが生じる可能性がある。本実施例では、先の合上部第二係部１０ｄ２と下部係合部９ｄ１との間の間隔の大小により、締結力が適切か、又は吸入口１０ａと吐出口１０ｂとを通る面を隔てて一側と他側とにおける締結力が均等であるか、等を確認することができる。
【００３８】
次に、移送流体の吸入−吐出工程について説明する。図３に示すように、駆動ギヤ７がｒ１方向に回転駆動すると、かみ合っている従動ギヤ８もｒ２方向に回転駆動する。これにより、吸入側（吸入口１０ａ）と吐出側（吐出口１０ｂ）とで圧力差が生じて、吸入口１０ａから移送流体（例えば、空気等の気体が吸い込まれてから水等の液体）がポンプ室内に吸い込まれる（図３における矢印ａ方向）。ポンプ室に吸い込まれた移送流体は、駆動ギヤ７、従動ギヤ８のそれぞれの歯先間領域７ｃ、８ｃと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの間の空間にて、吐出側へと圧送されて、吐出口１０ｂまで移送されてから吐出される（図３における矢印ｂ方向）。
【００３９】
ここで、本実施例の駆動ギヤ７の駆動軸挿通孔７ａは、駆動軸５と一体に回転するような嵌め合い寸法で形成されている。また、駆動軸５にはＤカット部５ａが形成されており、駆動軸挿通孔７ａにも対応した形状が形成されている。これにより、モータ２の駆動力が駆動軸５と駆動軸挿通孔７ａとの隙間で損失することなく伝わり、吸入−吐出効率を向上している。
【００４０】
駆動ギヤ７と従動ギヤ８がかみ合う位置の下面には、溝１８が形成されている。これは、駆動ギヤ７と従動ギヤ８との歯先間で挟まれた移送流体が、ギヤの回転に伴って容積変動する際、水等の液体、すなわち非圧縮性流体は、容積が減少すると非常に高圧となる。
また、圧力変動が断続的に起こると、ギヤが振動して騒音の原因となる。さらに、吐出圧力が脈動してポンプとしての寿命が短くなる原因となる。そこで、容積変動を防ぐ手段として、駆動ギヤ７と従動ギヤ８との歯先間における容積変動を逃がすための溝１８を設けたものである。
【００４１】
次に、駆動ギヤ７と従動ギヤ８の構成について説明する。駆動ギヤ７は円筒部７ｆと歯先面７ｄとをつなぐ連結部７ｇを有する。この連結部７ｇは、歯先面７ｄ及び円筒部７ｆよりも高さ方向の厚みが小さい。より具体的には、歯先面７ｄ高さ＞円筒部７ｆ高さ＞連結部７ｇ高さ、の順となる。なお、連結部７ｇは、歯先面７ｄの高さ方向のほぼ中央付近から、円筒部７ｆに近づくように水平方向に連結している。
【００４２】
上部ケーシング９の駆動軸支持部１０ｆは、図４に示すように、上部ケーシング９上面から下方に突出した円筒形状である。そして、駆動軸支持部１０ｆ下端は、歯先面７ｄよりも下がった高さの円筒部７ｆ上端近傍に位置する。この構成によれば、駆動軸５を支持するのに十分な長さを有しながら、上部ケーシング９上部に突出する部分がない。よって、ギヤポンプ全体の外形高さ寸法を低く抑えることができる。また、駆動軸５の上下の軸支長さ（駆動軸支持部１０ｆ−駆動軸支持部９ｆ）をなるべく短くすることができ、支持部を支点とした振れ回りによって、駆動ギヤ７に与える影響を抑えることができる。また、駆動軸５の長さを抑えることで、軸のたわみが少なく、さらに材料費の低減となる。
【００４３】
また、駆動ギヤ７の円筒部７ｆ高さ方向の寸法は、設置状態で横断面中央より上側が下側よりも低い。これにより、組み立て時に目視でいずれが上面か下面かを判断可能であり、組み立ての誤りを防止できる。
【００４４】
さらに、駆動ギヤ７の連結部７ｇの円周方向には、駆動ギヤ７の上面と下面を連通する連通孔７ｅが、所定間隔で複数設けられている。この連通孔７ｅは、円筒部７ｆ周りに同心円状に配置されている。
【００４５】
ここで、この連通孔７ｅの作用効果について説明する。従来のギヤポンプは、ギヤを中実で隙間がない構成とすることで、水等の液体がギヤ内（歯先−回転軸間）に流入して滞留しない構成としている。一方、本実施例では連通孔７ｅを設け、この連通孔７ｅ上方と下方の相対的な圧力差を利用して水の排出を可能にしている。
【００４６】
すなわち、駆動ギヤ７の上部又は下部の一方の空間に存在する液体は、駆動ギヤ７上下の圧力差によって圧力が低い側の空間（液体が存在しない駆動ギヤ７下部又は上部の他方空間、或いは液体が少ない空間）に、連通孔７ｅを介して移動する。
【００４７】
駆動ギヤ７（及び従動ギヤ８）が回転すると、駆動ギヤ７の円筒部７ｆ−歯先面７ｄ間に溜まった移送流体である液体には、遠心力により駆動ギヤ７中心から外側へ排出する力が作用する。
【００４８】
しかし、円筒部７ｆ−歯先面７ｄ間に連通孔７ｅが無く単なる凹部を形成した場合、駆動ギヤ７回転時に凹部内は減圧状態となり、凹部に溜まった液体が凹部外へ排出されにくくなる。
【００４９】
そこで、本実施例のように連通孔７ｅを設けることで凹部の減圧状態を解除して、円筒部７ｆ−歯先面７ｄ間の液体を駆動ギヤ７外方へ排出することができ、滞留を抑制することができる。このように、駆動ギヤ７の上面又は下面に入り込んだ液体を、反対（上面の場合は下面、下面の場合は上面）側に排出することができる。排出された液体は、駆動ギヤ７の回転による遠心力で外側に排出されて、歯先間７ｃ又は溝１８等から吐出口１０ｂ側に導かれる。すなわち、移送流体、例えば水等が長期間滞留することを防止し、衛生性に優れたポンプ構成とすることができる。
【００５０】
また、型に樹脂を注入する際の注入点を、駆動ギヤ７の連結部７ｇ等に設ける。これにより、バリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１から十分離れた位置となるため、駆動ギヤ７の回転時にバリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１に接触することを抑制して、吸引能力の低下や騒音を抑制することができる。
【００５１】
次に、従動ギヤ８も同様に、円筒部８ｆと歯先面８ｄとを連結する連結部８ｇを有する。この連結部８ｇは、歯先面８ｄ及び円筒部８ｆよりも高さ方向の厚みが小さい。より具体的には、歯先面８ｄ高さ≒円筒部８ｆ高さ＞連結部８ｇ高さ、の順となる。なお、連結部８ｇは、歯先面８ｄの高さ方向のほぼ中央付近から、円筒部８ｆに近づくように水平方向に連結している。連結部８ｇの円周方向には、従動ギヤ８の上面と下面を連通する連通孔８ｅが、所定間隔で複数設けられている。この連通孔８ｅは、円筒部８ｆ周りに同心円状に配置されている。この連通孔８ｅにより、従動ギヤ８の円筒部８ｆ−歯先面８ｄ間の凹部の減圧状態を解除して、円筒部８ｆ−歯先面８ｄ間の液体を従動ギヤ８外方へ排出することができ、滞留を抑制することができる。凹部の液体排出の原理については、駆動ギヤ７での説明と同様である。排出された液体は、従動ギヤ８の回転による遠心力で外側に排出されて、歯先間８ｃ又は溝１８等から吐出口１０ｂ側に導かれる。すなわち、移送流体、例えば水等が長期間滞留することを防止し、衛生性に優れたポンプ構成とすることができる。
【００５２】
従動ギヤ８の回転支持軸挿通孔上端部８ｂは、歯先面８ｄ高さとほぼ同程度の高さに位置している。そして、回転支持軸挿通孔上端部８ｂ内面から下方に所定距離を空けて、回転支持軸１５の上端部が位置する。これにより、従動ギヤ８が回転して上下に変動した場合でも、回転支持軸挿通孔上端部８ｂが回転支持軸１５の上端部に接することがなく、騒音の発生を抑制できる。
【００５３】
また、型に樹脂を注入する際の注入点を、従動ギヤ８の連結部８ｇ等に設ける。これにより、バリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１から十分離れた位置となるため、従動ギヤ８の回転時にバリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１に接触することを抑制して、吸引能力の低下や騒音を抑制することができる。
【００５４】
駆動ギヤ７及び従動ギヤ８は、樹脂製であるが、連通孔７ｅ，８ｅ、連結部７ｇ，８ｇを有するため、中実成型品ではない。これにより、使用材料を抑えてコストが低減できる。また、離型までに要する待ち時間が短縮されて生産性を向上することができる。また、潤滑性のある樹脂とすれば、回転抵抗が少なくスムーズに回転することができる。
【００５５】
駆動ギヤ７及び従動ギヤ８が樹脂製である一方、駆動軸５及び回転支持軸１５は金属製（例えば、鋼製）である。駆動軸５及び回転支持軸１５は金属製とすることで、軸を細く形成することができる。軸は、細い方がラジアル負荷に対する回転負荷トルクが小さいので（トルク＝ラジアル負荷×半径×摩擦係数）回転抵抗が少なくスムーズに回転することができる。
【００５６】
ここで、例えば、駆動ギヤ７及び従動ギヤ８も金属製とすると、質量が過大となり、ギヤポンプの小型軽量化に適さない。一方、駆動軸５及び回転支持軸１５を樹脂製とすると、軸強度が不足して大径化する。
【００５７】
また、本実施例の駆動ギヤ７−駆動軸５の隙間、従動ギヤ８−回転支持軸１５の隙間のいずれか、又はその両方は、軸が挿通できて、かつ各ギヤとともに一体に回転する程度の寸法にする。このように、軸−ギヤ隙間をなるべく詰めれば、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの隙間を均一に保つことができるので、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの接触を防止して低騒音化できる。
【００５８】
一方、軸−ギヤ隙間が大きい場合、ギヤの歯が一枚ずつ移動して流体を巻き込む度に、半径方向の圧力が変動して、ギヤが軸に対して半径方向に位置変動し、振動が生じて騒音が大きくなるため、好ましくない。さらに、ギヤの回転中心位置精度が悪化するので、ギヤ同士の中心距離が変動してかみ合いが悪くなり、騒音が大きくなり、負荷トルクも増大する。
【００５９】
そこで、本実施例のように、軸−ギヤ隙間をなるべく詰めることで、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの隙間寸法を小さく設定することも可能であり、これにより、粘度の小さい空気（圧縮性流体）が吸引し易くなり、吸込を良好にできる。
【００６０】
次に、ギヤポンプを備えた冷蔵庫について説明する。図５に示すように、本実施形態の冷蔵庫本体１０１は、上方から、冷蔵室１０２、製氷室１０３及び上段冷凍室１０４、下段冷凍室１０５、野菜室１０６を有する。一例として、冷蔵室１０２及び野菜室１０６は、およそ３〜５℃の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室１０３、上段冷凍室１０４及び下段冷凍室１０５は、およそ−１８℃の冷凍温度帯の貯蔵室である。
【００６１】
冷蔵庫本体１０１の庫外と庫内は、内箱１１０ａと外箱１１０ｂとの間に発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１１０により隔てられている。また、冷蔵庫本体１０１の断熱箱体１１０は複数の真空断熱材１１８を実装している。
【００６２】
庫内は、断熱仕切壁１１２ａにより冷蔵室１０２と、上段冷凍室１０４及び製氷室１０３（図１参照、図２中で上段冷凍室１０４は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁１１２ｂにより、下段冷凍室１０５と野菜室１０６とが隔てられている。
【００６３】
製氷室１０３内には、給水された水を凍らせて製氷する製氷皿１２５と、製氷皿１２５の下方の貯氷容器内の氷の多少を判定するためのレバーである検氷レバー１２４と、製氷皿１２５と検氷レバー１２４とを駆動する駆動手段である駆動ユニット１２３と、を備えた自動製氷機１２２が設けられている。
【００６４】
また、冷蔵室１０２内には、取り外して給水できる水貯蔵部である給水タンク１２６と、給水タンク１２６内部から水を汲み上げるギヤポンプ１と、ギヤポンプ１から製氷皿１２５に給水する給水経路１２９が設けられている。
【００６５】
本実施例のギヤポンプを備えた冷蔵庫であれば、ギヤポンプの振動及び騒音が低減されているため、冷蔵庫本体に組み込んだ場合の共振や共鳴による影響を低減することができる。
【００６６】
以上より、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
【００６７】
まず、駆動源によって回転する駆動ギヤと、該駆動ギヤとかみ合い回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤと前記従動ギヤを配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤは、上面と下面を連通する連通孔がそれぞれ形成されて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を前記連通孔から下側又は上側に排出する。これにより、移送流体、例えば水等が長期間ギヤ上面又は下面に滞留することを防止し、衛生性に優れたポンプ構成とすることができる。
【００６８】
また、前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸を支持するケーシング上面に形成された駆動軸支持部は、前記ケーシング外面よりも内方に突出した形状である。これにより、駆動軸を支持するのに十分な長さを有しながら、上部ケーシング外方に突出する部分がなく、ギヤポンプ全体の外形高さ寸法を低く抑えることができる。
【００６９】
また、前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記従動ギヤは回転支持軸を挿通する回転支持軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸挿通孔と前記駆動軸との隙間、及び／又は前記回転支持軸挿通孔と前記回転支持軸との隙間は、前記駆動軸又は前記回転支持軸が挿通でき、且つ前記駆動ギヤ又は前記従動ギヤが一体に回転する寸法である。これにより、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの隙間を均一に保つことができるので、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの接触を防止して低騒音化できる。
【００７０】
また、冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とが区画された冷蔵庫であって、前記冷蔵温度帯室に配置された水貯蔵部と、前記冷凍温度帯室に配置されて前記水貯蔵部から給水を受ける製氷皿と、を備え、前記水貯蔵部の水を吸入して前記製氷皿に吐出する上記いずれかのギヤポンプを備える。これにより、ギヤポンプの振動及び騒音が低減されて、冷蔵庫本体に組み込んだ場合の共振や共鳴による影響を低減することができる。
【００７１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能である。また、実施例の構成の一部について、追加・削除をすることが可能である。
【００７２】
また、上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９は、説明のための便宜上の名称であって、上下の位置を限定するものではない。本実施例では、これらを上から順に配置する例（すなわち、モータ２が下方に位置する例）について説明したが、例えば、下部ケーシング９、中部ケーシング１１、上部ケーシング１０の順に上から配置する構成（すなわち、モータ２が上方に位置するような構成）であってもよい。すなわち、如何なる姿勢であっても、ギヤ上部又は下部の液体を排出することができ、衛生性に優れたギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ ギヤポンプ
２ モータ（駆動源）
２ａ 出力軸
３ａ 第一減速ギヤ
３ｂ 第二減速ギヤ
３ｃ シール部材
４ モータ収納部
４ａ 係合爪
５ 駆動軸
５ａ Ｄカット面
６ 封孔部材
７ 駆動ギヤ
７ａ，１１ｅ１ 駆動軸挿通孔
７ｃ，８ｃ 歯先間領域
７ｄ，８ｄ 歯先面
７ｅ，８ｅ 連通孔
７ｆ，８ｆ 円筒部
７ｇ，８ｇ 連結部
８ 従動ギヤ
８ａ 回転支持軸挿通孔
８ｂ 回転支持軸挿通孔上端部
９ 下部ケーシング
９ｃ，１０ｃ，１１ｃ 締結孔（ネジ孔）
９ｄ１ 下部係合部
９ｅ１ 出力軸連通孔
９ｅ２ 立ち上がり部
９ｆ，１０ｆ 駆動軸支持部
１０ 上部ケーシング
１０ａ 吸入口
１０ｂ 吐出口
１０ｄ１ 上部第一係合部
１０ｄ２ 上部第二係合部
１０ｄ３ 上部第三係合部
１０ｅ 内周壁
１０ｇ 溝部
１１ 中部ケーシング
１１ｄ１ 中部第一係合部
１１ｄ２ 中部第二係合部
１１ｅ２ 回転支持軸下端支持部
１２ 締結部材（ネジ）
１５ 回転支持軸
１６ ネジ
１７ ネジ孔
１８ 溝
１９ 環状シール部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開平７−２９３４５３号公報（特許文献１）がある。
特許文献１には、ケーシング内で噛み合って回転する駆動ギヤ及び従動ギヤとこれらを支持する軸との間あるいはこの軸と該軸を支持するケーシング側の軸受との間にギヤップＧ１あるいはＧ２のいずれか一方もしくは双方を設けて各ギヤを径方向に微動可能に支持し、歯先面とケーシング内周壁との間のギヤップを調整可能とし、空気のような圧縮性流体を吸引するときにはギヤ間に作用するギヤ軸間距離を広げようとする力で歯先面とケーシング内周壁との間のギヤップを狭めて自吸能力を向上させ、かつ圧縮性流体が吸引されたときには圧縮性流体の力によってギヤが軸間距離を狭める方向に押されてギヤップを広くしポンプノイズの発生を防止する点が記載されている（要約参照）。
【０００３】
また、特開平７−１２７９５７号公報（特許文献２）がある。特許文献２には、ギヤのスラスト面（両面）には、成型時の歯車の歯先のヒケを防止するためのテーパ状の凹部が設けられている点、この凹部に埋め込む樹脂製のピースを装着している点が記載されている（特許文献２段落〔００３３〕〔００３４〕）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９３４５３号公報
【特許文献２】特開平７−１２７９５７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、特許文献１記載の駆動ギヤ及び従動ギヤは、樹脂で中実に成型されている。この構成では、型に液状の樹脂を注入する時間や、樹脂が凝固して温度低下するまでの時間が長期化し、生産効率が低下する。
【０００６】
また、型に樹脂を注入する際の注入点近傍（例えば、軸孔が形成されるギヤ上面又は下面）は、成型完了後に突起、いわゆるバリが残るため、ギヤの個体差が生じて、寸法精度が低下する。また、このバリを仕上げ加工すると、完全には平面にならず、多少の段差が残る。この段差によりギヤの重心がずれて、ギヤ回転時に振れ回りを起こし、ケーシング又は他方のギヤと接触して吸引能力の低下や騒音の原因となる。
【０００７】
さらに、駆動ギヤ及び従動ギヤとこれらを支持する軸との間にギヤップがあると、ギヤの歯が一枚ずつ移動して流体を巻き込む度に、半径方向の圧力が変動して、ギヤが軸に対して半径方向に位置変動し、振動が生じて騒音が大きくなる。
【０００８】
また、ギヤ上面に移送流体である水等の液体が流入すると、排出されずに留まり、駆動後に長期未使用状態が続くと、雑菌が繁殖するおそれがある。
【０００９】
特許文献２でも同様に、ギヤの凹部に液体が流入して溜まり、不衛生となるおそれがある。
【００１０】
そこで本発明は、移送する液体が移送経路以外に留まりにくくして、衛生面で優れたギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１１】
さらには、吸入効率を向上したギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、上述の課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の手段を採用する。一例として、駆動源によって回転する駆動ギヤと、該駆動ギヤとかみ合い回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤと前記従動ギヤを配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤは、上面と下面を連通する連通孔がそれぞれ形成されて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を前記連通孔から下側又は上側に排出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、移送する液体が移送経路以外に留まりにくくして、衛生面で優れたギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１４】
さらには、吸入効率を向上したギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るギヤポンプの外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るギヤポンプの要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る冷蔵庫本体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。尚、以下は本発明における一実施例であり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプの外観斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプの要部断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプ全体の縦断面図である。
【００１８】
まず、ギヤポンプの全体構成について説明する。ギヤポンプ１は、内部に駆動源であるモータ２を収納したモータ収納部４と、モータ収納部４の上部に配置された下部ケーシング９と、下部ケーシング９の上に位置する上部ケーシング１０と、上部ケーシングと下部ケーシングの間に配置される中部ケーシング１１で全体の外観が構成されている。
【００１９】
上部ケーシング１０には、ケースの対向する側面に、それぞれ吸入口１０ａ、吐出口１０ｂが設けられている。
【００２０】
上部ケーシング１０と中部ケーシング１１とで区画された空間、いわゆるポンプ室は、吸入口１０ａ、吐出口１０ｂによって外部と連通しており、その内部には、互いに噛み合う一対の駆動ギヤ７と、従動ギヤ８が収納されている。駆動ギヤ７は、モータ２の回転が減速ギヤ（第一減速ギヤ３ａ、第二減速ギヤ３ｂ）によって減速されて伝達されることで、回転駆動する。従動ギヤ８は、駆動ギヤ７が回転することによって歯がかみ合い、回転駆動する。
【００２１】
ギヤポンプは一対の駆動ギヤ７、従動ギヤ８の回転によって、吸入口１０ａから流体（例えば、氷を生成するために製氷皿に供給する水等の液体）を吸入して、駆動ギヤ７、従動ギヤ８のそれぞれの歯先間領域７ｃ、８ｃと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの間の空間にて圧送し、吐出口１０ｂから吐出する基本構成である。
【００２２】
次に、各ケーシングの組み立て構成及び内部構成部品について、さらに説明する。モータ収納部４は、有底中空円筒形状であり、その上部は開放している。この開放縁部の少なくとも一部には、係合爪４ａが形成されている。下部ケーシング９は、モータ２収納空間と減速ギヤ列（第一減速ギヤ３ａ、第二減速ギヤ３ｂ）の配置空間とを仕切る機能を有するものであり、断面Ｏ字状の有底中空円筒形状である。モータ収納部４の係合爪４ａは、下部ケーシング９の下端部に弾性的に係合することで、モータ収納部４と下部ケーシング９が組み合わされている（図４参照）。また、下部ケーシング９底面には、ネジ孔１７が複数形成されている。このネジ孔１７にネジ１６を挿通することで、モータ２と下部ケーシング９が固定される。
【００２３】
モータ２の上部には出力軸２ａが設けられている。この出力軸２ａは、下部ケーシング９に形成された出力軸連通孔９ｅ１を通して、下部ケーシング９の下方から上方（モータ収納空間から減速ギヤ列配置空間）に突出している。また、出力軸連通孔９ｅ１周縁にシール部材３ｃを設けることで、出力軸連通孔９ｅ１からモータ収納部４へ液体が流入することを阻止している。さらに、出力軸連通孔９ｅ１の縁部は、上方に立設した立ち上がり部９ｅ２を有する。これにより、シール部材３ｃが劣化してシール性が低下しても、立ち上がり部９ｅ２によって、モータ収納部４への液体の流入を阻止している。
【００２４】
出力軸２ａ上端（シール部材３及び立ち上がり部９ｅ２よりも上方）には、出力軸２ａと一体に回転駆動するように、第一減速ギヤ３ａが中心の軸孔を介して挿入されている。
第一減速ギヤ３ａとかみ合う第二減速ギヤ３ｂは、下部ケーシング９と中部ケーシング１１とで囲まれた空間に配置されている。第二減速ギヤ３ａは、中心の軸孔に駆動軸５が挿通されている。この駆動軸５は、中部ケーシング１１に形成された駆動軸挿通孔１１ｅ１を通り、上部ケーシング１０の上面壁内面に達している。駆動軸５の下端は、下部ケーシング９に設けた、駆動軸支持部９ｆによって支持されている。駆動軸５の上端は、上部ケーシング１０に設けた、駆動軸支持部１０ｆによって支持されている。すなわち、駆動軸支持部９ｆ及び駆動軸支持部１０ｆによって、駆動軸５は下端及び上端が回動可能に軸支されている。
【００２５】
駆動軸５の中部ケーシング１１から上部に突出した部分には、駆動ギヤ７が円筒部７に形成された駆動軸挿通孔７ａを介して挿通されている。また、駆動ギヤ７とかみ合う同ピッチの従動ギヤ８が、駆動ギヤ７と併設されている。
【００２６】
中部ケーシング１１の下面であって、駆動軸５の周囲（駆動軸挿通孔１１ｅ１の下部周囲）には、駆動軸５を経由してモータ２側に水等が浸入するのを防止する軸封部材６が設けられている。
【００２７】
従動ギヤ８は、円筒部８ｆを中央に有し、この円筒部８ｆに形成された回転支持軸挿通孔８ａに回転支持軸２５が挿通される。回転支持軸１５は、その下端が中部ケーシング１１に形成された回転支持軸下端支持部１１ｅ２によって支持される。
【００２８】
ここで、円筒部８ｆは、その上端が回転支持軸挿通孔上端部８ｂで閉塞された有底中空円筒状である。すなわち、回転支持軸１５は、下端が支持されて、上端が自由端である、いわゆる片持ち支持の状態となる。
【００２９】
上部ケーシング１０の中部ケーシング１１と接する面の外周には、断面Ｕ字状の溝部１０ｇに環状シール部材１９が配置される。これにより、ポンプ室（上部ケーシング１０と中部ケーシング１１で区画された空間）からの移送流体の流出を抑制している。
【００３０】
これらの部品は、上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９が組み合わされて構成される。具体的に、上部ケーシング１０の締結孔１０ｃ、中部ケーシング１１の締結孔１１ｃ、下部ケーシング９の締結孔９ｃが、それぞれのケーシングの４隅に設けられており、組み合わされたときに、これらが上下方向でそれぞれ対応するように位置している。そして、各ケーシングは、締結孔１０ｃ、締結孔１１ｃ、締結孔９ｃで上下に連通したネジ孔を貫くように、締結部材（ネジ）で締結される。
【００３１】
上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９を締結部材１２で締結する場合、締結孔１０ｃ、締結孔１１ｃ、締結孔９ｃの位置が所定位置に来るように調整する必要がある。本実施例では、各締結孔の位置決め及び組み立て精度向上のために、複数の係合部を備えている。
【００３２】
具体的に、上部ケーシング１０の側壁外面であって、一の締結孔１０ｃと他の締結孔１０ｃとの間に、上部第一係合部１０ｄ１、上部第二係合部１０ｄ２、上部第三係合部１０ｄ３が形成されている。上部第一係合部１０ｄ１、上部第二係合部１０ｄ２、上部第三係合部１０ｄ３は、それぞれ所定間隔で上下に延在した長方形状部であり、組み合わされたとき中部ケーシング１１の側面に接する下方長さを有する。
【００３３】
また、中部ケーシング１１の側壁外面には、所定間隔で上下に延在した長方形状の中部第一係合部１１ｄ１、中部第二係合部１１ｄ２が形成されている。中部第一係合部１１ｄ１は、上部第一係合部１０ｄ１と上部第二係合部１０ｄ２との間に挿通して、中部第二係合部１１ｄ２は上部第二係合部１０ｄ２と上部第三係合部１０ｄ３との間に挿通する位置関係である。
【００３４】
また、下部ケーシング９の側壁外面には、中部第一係合部１１ｄ１と中部第二係合部１１ｄ２との間に挿通される長方形状の下部係合部９ｄ１が形成されている。
【００３５】
なお、各係合部は、吸入口１０ａと吐出口１０ｂとを通る面を隔てて一側と他側に、対称にそれぞれ配置されている。
【００３６】
この構成において、各係合部を所定位置に係合させて、上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９を組み立てた場合、締結部材１２で締結する前後において、外部から、係合部を視認可能である。これにより、組み立てに誤りがないか視覚的に確認することができる。
【００３７】
さらに、上部第二係合部１０ｄ２と下部係合部９ｄ１は、上下方向に延長線上に所定間隔を空けて配置されている。締結部材１２で締結する際、上部ケーシングの下面外周に配置したシール部材３ｃは、弾性的に変形する。４隅を締結部材１２で締結する場合、それぞれで締結力にばらつきがあると、シール性に偏りが生じる可能性がある。本実施例では、先の合上部第二係部１０ｄ２と下部係合部９ｄ１との間の間隔の大小により、締結力が適切か、又は吸入口１０ａと吐出口１０ｂとを通る面を隔てて一側と他側とにおける締結力が均等であるか、等を確認することができる。
【００３８】
次に、移送流体の吸入−吐出工程について説明する。図３に示すように、駆動ギヤ７がｒ１方向に回転駆動すると、かみ合っている従動ギヤ８もｒ２方向に回転駆動する。これにより、吸入側（吸入口１０ａ）と吐出側（吐出口１０ｂ）とで圧力差が生じて、吸入口１０ａから移送流体（例えば、空気等の気体が吸い込まれてから水等の液体）がポンプ室内に吸い込まれる（図３における矢印ａ方向）。ポンプ室に吸い込まれた移送流体は、駆動ギヤ７、従動ギヤ８のそれぞれの歯先間領域７ｃ、８ｃと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの間の空間にて、吐出側へと圧送されて、吐出口１０ｂまで移送されてから吐出される（図３における矢印ｂ方向）。
【００３９】
ここで、本実施例の駆動ギヤ７の駆動軸挿通孔７ａは、駆動軸５と一体に回転するような嵌め合い寸法で形成されている。また、駆動軸５にはＤカット部５ａが形成されており、駆動軸挿通孔７ａにも対応した形状が形成されている。これにより、モータ２の駆動力が駆動軸５と駆動軸挿通孔７ａとの隙間で損失することなく伝わり、吸入−吐出効率を向上している。
【００４０】
駆動ギヤ７と従動ギヤ８がかみ合う位置の下面には、溝１８が形成されている。これは、駆動ギヤ７と従動ギヤ８との歯先間で挟まれた移送流体が、ギヤの回転に伴って容積変動する際、水等の液体、すなわち非圧縮性流体は、容積が減少すると非常に高圧となる。
また、圧力変動が断続的に起こると、ギヤが振動して騒音の原因となる。さらに、吐出圧力が脈動してポンプとしての寿命が短くなる原因となる。そこで、容積変動を防ぐ手段として、駆動ギヤ７と従動ギヤ８との歯先間における容積変動を逃がすための溝１８を設けたものである。
【００４１】
次に、駆動ギヤ７と従動ギヤ８の構成について説明する。駆動ギヤ７は円筒部７ｆと歯先面７ｄとをつなぐ連結部７ｇを有する。この連結部７ｇは、歯先面７ｄ及び円筒部７ｆよりも高さ方向の厚みが小さい。より具体的には、歯先面７ｄ高さ＞円筒部７ｆ高さ＞連結部７ｇ高さ、の順となる。なお、連結部７ｇは、歯先面７ｄの高さ方向のほぼ中央付近から、円筒部７ｆに近づくように水平方向に連結している。
【００４２】
上部ケーシング９の駆動軸支持部１０ｆは、図４に示すように、上部ケーシング９上面から下方に突出した円筒形状である。そして、駆動軸支持部１０ｆ下端は、歯先面７ｄよりも下がった高さの円筒部７ｆ上端近傍に位置する。この構成によれば、駆動軸５を支持するのに十分な長さを有しながら、上部ケーシング９上部に突出する部分がない。よって、ギヤポンプ全体の外形高さ寸法を低く抑えることができる。また、駆動軸５の上下の軸支長さ（駆動軸支持部１０ｆ−駆動軸支持部９ｆ）をなるべく短くすることができ、支持部を支点とした振れ回りによって、駆動ギヤ７に与える影響を抑えることができる。また、駆動軸５の長さを抑えることで、軸のたわみが少なく、さらに材料費の低減となる。
【００４３】
また、駆動ギヤ７の円筒部７ｆ高さ方向の寸法は、設置状態で横断面中央より上側が下側よりも低い。これにより、組み立て時に目視でいずれが上面か下面かを判断可能であり、組み立ての誤りを防止できる。
【００４４】
さらに、駆動ギヤ７の連結部７ｇの円周方向には、駆動ギヤ７の上面と下面を連通する連通孔７ｅが、所定間隔で複数設けられている。この連通孔７ｅは、円筒部７ｆ周りに同心円状に配置されている。
【００４５】
ここで、この連通孔７ｅの作用効果について説明する。従来のギヤポンプは、ギヤを中実で隙間がない構成とすることで、水等の液体がギヤ内（歯先−回転軸間）に流入して滞留しない構成としている。一方、本実施例では連通孔７ｅを設け、この連通孔７ｅ上方と下方の相対的な圧力差を利用して水の排出を可能にしている。
【００４６】
すなわち、駆動ギヤ７の上部又は下部の一方の空間に存在する液体は、駆動ギヤ７上下の圧力差によって圧力が低い側の空間（液体が存在しない駆動ギヤ７下部又は上部の他方空間、或いは液体が少ない空間）に、連通孔７ｅを介して移動する。
【００４７】
駆動ギヤ７（及び従動ギヤ８）が回転すると、駆動ギヤ７の円筒部７ｆ−歯先面７ｄ間に溜まった移送流体である液体には、遠心力により駆動ギヤ７中心から外側へ排出する力が作用する。
【００４８】
しかし、円筒部７ｆ−歯先面７ｄ間に連通孔７ｅが無く単なる凹部を形成した場合、駆動ギヤ７回転時に凹部内は減圧状態となり、凹部に溜まった液体が凹部外へ排出されにくくなる。
【００４９】
そこで、本実施例のように連通孔７ｅを設けることで凹部の減圧状態を解除して、円筒部７ｆ−歯先面７ｄ間の液体を駆動ギヤ７外方へ排出することができ、滞留を抑制することができる。このように、駆動ギヤ７の上面又は下面に入り込んだ液体を、反対（上面の場合は下面、下面の場合は上面）側に排出することができる。排出された液体は、駆動ギヤ７の回転による遠心力で外側に排出されて、歯先間７ｃ又は溝１８等から吐出口１０ｂ側に導かれる。すなわち、移送流体、例えば水等が長期間滞留することを防止し、衛生性に優れたポンプ構成とすることができる。
【００５０】
また、型に樹脂を注入する際の注入点を、駆動ギヤ７の連結部７ｇ等に設ける。これにより、バリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１から十分離れた位置となるため、駆動ギヤ７の回転時にバリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１に接触することを抑制して、吸引能力の低下や騒音を抑制することができる。
【００５１】
次に、従動ギヤ８も同様に、円筒部８ｆと歯先面８ｄとを連結する連結部８ｇを有する。この連結部８ｇは、歯先面８ｄ及び円筒部８ｆよりも高さ方向の厚みが小さい。より具体的には、歯先面８ｄ高さ≒円筒部８ｆ高さ＞連結部８ｇ高さ、の順となる。なお、連結部８ｇは、歯先面８ｄの高さ方向のほぼ中央付近から、円筒部８ｆに近づくように水平方向に連結している。連結部８ｇの円周方向には、従動ギヤ８の上面と下面を連通する連通孔８ｅが、所定間隔で複数設けられている。この連通孔８ｅは、円筒部８ｆ周りに同心円状に配置されている。この連通孔８ｅにより、従動ギヤ８の円筒部８ｆ−歯先面８ｄ間の凹部の減圧状態を解除して、円筒部８ｆ−歯先面８ｄ間の液体を従動ギヤ８外方へ排出することができ、滞留を抑制することができる。凹部の液体排出の原理については、駆動ギヤ７での説明と同様である。排出された液体は、従動ギヤ８の回転による遠心力で外側に排出されて、歯先間８ｃ又は溝１８等から吐出口１０ｂ側に導かれる。すなわち、移送流体、例えば水等が長期間滞留することを防止し、衛生性に優れたポンプ構成とすることができる。
【００５２】
従動ギヤ８の回転支持軸挿通孔上端部８ｂは、歯先面８ｄ高さとほぼ同程度の高さに位置している。そして、回転支持軸挿通孔上端部８ｂ内面から下方に所定距離を空けて、回転支持軸１５の上端部が位置する。これにより、従動ギヤ８が回転して上下に変動した場合でも、回転支持軸挿通孔上端部８ｂが回転支持軸１５の上端部に接することがなく、騒音の発生を抑制できる。
【００５３】
また、型に樹脂を注入する際の注入点を、従動ギヤ８の連結部８ｇ等に設ける。これにより、バリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１から十分離れた位置となるため、従動ギヤ８の回転時にバリ等が上部ケーシング９、中部ケーシング１１に接触することを抑制して、吸引能力の低下や騒音を抑制することができる。
【００５４】
駆動ギヤ７及び従動ギヤ８は、樹脂製であるが、連通孔７ｅ，８ｅ、連結部７ｇ，８ｇを有するため、中実成型品ではない。これにより、使用材料を抑えてコストが低減できる。また、離型までに要する待ち時間が短縮されて生産性を向上することができる。また、潤滑性のある樹脂とすれば、回転抵抗が少なくスムーズに回転することができる。
【００５５】
駆動ギヤ７及び従動ギヤ８が樹脂製である一方、駆動軸５及び回転支持軸１５は金属製（例えば、鋼製）である。駆動軸５及び回転支持軸１５は金属製とすることで、軸を細く形成することができる。軸は、細い方がラジアル負荷に対する回転負荷トルクが小さいので（トルク＝ラジアル負荷×半径×摩擦係数）回転抵抗が少なくスムーズに回転することができる。
【００５６】
ここで、例えば、駆動ギヤ７及び従動ギヤ８も金属製とすると、質量が過大となり、ギヤポンプの小型軽量化に適さない。一方、駆動軸５及び回転支持軸１５を樹脂製とすると、軸強度が不足して大径化する。
【００５７】
また、本実施例の駆動ギヤ７−駆動軸５の隙間、従動ギヤ８−回転支持軸１５の隙間のいずれか、又はその両方は、軸が挿通できて、かつ各ギヤとともに一体に回転する程度の寸法にする。このように、軸−ギヤ隙間をなるべく詰めれば、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの隙間を均一に保つことができるので、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの接触を防止して低騒音化できる。
【００５８】
一方、軸−ギヤ隙間が大きい場合、ギヤの歯が一枚ずつ移動して流体を巻き込む度に、半径方向の圧力が変動して、ギヤが軸に対して半径方向に位置変動し、振動が生じて騒音が大きくなるため、好ましくない。さらに、ギヤの回転中心位置精度が悪化するので、ギヤ同士の中心距離が変動してかみ合いが悪くなり、騒音が大きくなり、負荷トルクも増大する。
【００５９】
そこで、本実施例のように、軸−ギヤ隙間をなるべく詰めることで、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの隙間寸法を小さく設定することも可能であり、これにより、粘度の小さい空気（圧縮性流体）が吸引し易くなり、吸込を良好にできる。
【００６０】
次に、ギヤポンプを備えた冷蔵庫について説明する。図５に示すように、本実施形態の冷蔵庫本体１０１は、上方から、冷蔵室１０２、製氷室１０３及び上段冷凍室１０４、下段冷凍室１０５、野菜室１０６を有する。一例として、冷蔵室１０２及び野菜室１０６は、およそ３〜５℃の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室１０３、上段冷凍室１０４及び下段冷凍室１０５は、およそ−１８℃の冷凍温度帯の貯蔵室である。
【００６１】
冷蔵庫本体１０１の庫外と庫内は、内箱１１０ａと外箱１１０ｂとの間に発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１１０により隔てられている。また、冷蔵庫本体１０１の断熱箱体１１０は複数の真空断熱材１１８を実装している。
【００６２】
庫内は、断熱仕切壁１１２ａにより冷蔵室１０２と、上段冷凍室１０４及び製氷室１０３（図１参照、図２中で上段冷凍室１０４は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁１１２ｂにより、下段冷凍室１０５と野菜室１０６とが隔てられている。
【００６３】
製氷室１０３内には、給水された水を凍らせて製氷する製氷皿１２５と、製氷皿１２５の下方の貯氷容器内の氷の多少を判定するためのレバーである検氷レバー１２４と、製氷皿１２５と検氷レバー１２４とを駆動する駆動手段である駆動ユニット１２３と、を備えた自動製氷機１２２が設けられている。
【００６４】
また、冷蔵室１０２内には、取り外して給水できる水貯蔵部である給水タンク１２６と、給水タンク１２６内部から水を汲み上げるギヤポンプ１と、ギヤポンプ１から製氷皿１２５に給水する給水経路１２９が設けられている。
【００６５】
本実施例のギヤポンプを備えた冷蔵庫であれば、ギヤポンプの振動及び騒音が低減されているため、冷蔵庫本体に組み込んだ場合の共振や共鳴による影響を低減することができる。
【００６６】
以上より、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
【００６７】
まず、駆動源によって回転する駆動ギヤと、該駆動ギヤとかみ合い回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤと前記従動ギヤを配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤは、上面と下面を連通する連通孔がそれぞれ形成されて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を前記連通孔から下側又は上側に排出する。これにより、移送流体、例えば水等が長期間ギヤ上面又は下面に滞留することを防止し、衛生性に優れたポンプ構成とすることができる。
【００６８】
また、前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸を支持するケーシング上面に形成された駆動軸支持部は、前記ケーシング外面よりも内方に突出した形状である。これにより、駆動軸を支持するのに十分な長さを有しながら、上部ケーシング外方に突出する部分がなく、ギヤポンプ全体の外形高さ寸法を低く抑えることができる。
【００６９】
また、前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記従動ギヤは回転支持軸を挿通する回転支持軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸挿通孔と前記駆動軸との隙間、及び／又は前記回転支持軸挿通孔と前記回転支持軸との隙間は、前記駆動軸又は前記回転支持軸が挿通でき、且つ前記駆動ギヤ又は前記従動ギヤが一体に回転する寸法である。これにより、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの隙間を均一に保つことができるので、歯先面７ｄ，８ｄと上部ケーシング１０の内周壁１０ｅとの接触を防止して低騒音化できる。
【００７０】
また、冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とが区画された冷蔵庫であって、前記冷蔵温度帯室に配置された水貯蔵部と、前記冷凍温度帯室に配置されて前記水貯蔵部から給水を受ける製氷皿と、を備え、前記水貯蔵部の水を吸入して前記製氷皿に吐出する上記いずれかのギヤポンプを備える。これにより、ギヤポンプの振動及び騒音が低減されて、冷蔵庫本体に組み込んだ場合の共振や共鳴による影響を低減することができる。
【００７１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能である。また、実施例の構成の一部について、追加・削除をすることが可能である。
【００７２】
また、上部ケーシング１０、中部ケーシング１１、下部ケーシング９は、説明のための便宜上の名称であって、上下の位置を限定するものではない。本実施例では、これらを上から順に配置する例（すなわち、モータ２が下方に位置する例）について説明したが、例えば、下部ケーシング９、中部ケーシング１１、上部ケーシング１０の順に上から配置する構成（すなわち、モータ２が上方に位置するような構成）であってもよい。すなわち、如何なる姿勢であっても、ギヤ上部又は下部の液体を排出することができ、衛生性に優れたギヤポンプ及びこれを備えた冷蔵庫を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ ギヤポンプ
２ モータ（駆動源）
２ａ 出力軸
３ａ 第一減速ギヤ
３ｂ 第二減速ギヤ
３ｃ シール部材
４ モータ収納部
４ａ 係合爪
５ 駆動軸
５ａ Ｄカット面
６ 封孔部材
７ 駆動ギヤ
７ａ，１１ｅ１ 駆動軸挿通孔
７ｃ，８ｃ 歯先間領域
７ｄ，８ｄ 歯先面
７ｅ，８ｅ 連通孔
７ｆ，８ｆ 円筒部
７ｇ，８ｇ 連結部
８ 従動ギヤ
８ａ 回転支持軸挿通孔
８ｂ 回転支持軸挿通孔上端部
９ 下部ケーシング
９ｃ，１０ｃ，１１ｃ 締結孔（ネジ孔）
９ｄ１ 下部係合部
９ｅ１ 出力軸連通孔
９ｅ２ 立ち上がり部
９ｆ，１０ｆ 駆動軸支持部
１０ 上部ケーシング
１０ａ 吸入口
１０ｂ 吐出口
１０ｄ１ 上部第一係合部
１０ｄ２ 上部第二係合部
１０ｄ３ 上部第三係合部
１０ｅ 内周壁
１０ｇ 溝部
１１ 中部ケーシング
１１ｄ１ 中部第一係合部
１１ｄ２ 中部第二係合部
１１ｅ２ 回転支持軸下端支持部
１２ 締結部材（ネジ）
１５ 回転支持軸
１６ ネジ
１７ ネジ孔
１８ 溝
１９ 環状シール部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源によって回転する駆動ギヤと、該駆動ギヤとかみ合い回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤと前記従動ギヤを配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、
前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤは、上面と下面を連通する連通孔がそれぞれ形成されて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を前記連通孔から下側又は上側に排出することを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸を支持するケーシング上面に形成された駆動軸支持部は、前記ケーシング外面よりも内方に突出した形状であることを特徴とする、請求項１記載のギヤポンプ。
【請求項３】
前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記従動ギヤは回転支持軸を挿通する回転支持軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸挿通孔と前記駆動軸との隙間、及び／又は前記回転支持軸挿通孔と前記回転支持軸との隙間は、前記駆動軸又は前記回転支持軸が挿通でき、且つ前記駆動ギヤ又は前記従動ギヤが一体に回転する寸法であることを特徴とする、請求項１記載のギヤポンプ。
【請求項４】
冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とが区画された冷蔵庫であって、前記冷蔵温度帯室に配置された水貯蔵部と、前記冷凍温度帯室に配置されて前記水貯蔵部から給水を受ける製氷皿と、を備え、前記水貯蔵部の水を吸入して前記製氷皿に吐出する請求項１乃至３のいずれか記載のギヤポンプを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１】
駆動源によって回転する駆動ギヤと、該駆動ギヤとかみ合い回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤと前記従動ギヤを配置したポンプ室と、を備えたギヤポンプにおいて、
前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤは、上面と下面を連通する連通孔がそれぞれ形成されて、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのそれぞれの上面又は下面に入り込んだ液体を前記連通孔から下側又は上側に排出することを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸を支持するケーシング上面に形成された駆動軸支持部は、前記ケーシング外面よりも内方に突出した形状であることを特徴とする、請求項１記載のギヤポンプ。
【請求項３】
前記駆動ギヤは駆動軸を挿通する駆動軸挿通孔が形成されて、前記従動ギヤは回転支持軸を挿通する回転支持軸挿通孔が形成されて、前記駆動軸挿通孔と前記駆動軸との隙間、及び／又は前記回転支持軸挿通孔と前記回転支持軸との隙間は、前記駆動軸又は前記回転支持軸が挿通でき、且つ前記駆動ギヤ又は前記従動ギヤが一体に回転する寸法であることを特徴とする、請求項１記載のギヤポンプ。
【請求項４】
冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とが区画された冷蔵庫であって、前記冷蔵温度帯室に配置された水貯蔵部と、前記冷凍温度帯室に配置されて前記水貯蔵部から給水を受ける製氷皿と、を備え、前記水貯蔵部の水を吸入して前記製氷皿に吐出する請求項１乃至３のいずれか記載のギヤポンプを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７６３４７（Ｐ２０１３−７６３４７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５９１３（Ｐ２０１１−２１５９１３）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【出願人】（５００３３３５６７）株式会社亀屋工業所 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【出願人】（５００３３３５６７）株式会社亀屋工業所 (28)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]