JP2005511936A - Pump with axial conduit - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 膨張可能装置で使用する一実施例のポンプ(10)は、外側ハウジング(20)と、外側ハウジング内に配置され且つ該外側ハウジングとの間に流体導管(40)を画成する内側ハウジング(30)と、を備える。該ポンプは、内側ハウジング内に配置されたモーター(50)と、流体導管の大部分を占めるベーン(70)と、該流体導管内に配置され且つ該モーターに接続されたインペラー(60)と、を備える。一実施例の膨張可能装置は、実質的に流体不浸透性のブラッダー(120)と、バルブアッセンブリ(110)と、バルブアッセンブリに脱着可能に接続された、手で保持可能なポンプ(10)と、を備える。該ポンプ及びバルブアッセンブリの大部分は、ブラッダー内に配置される。この実施例では、外側ハウジングの内側表面と内側ハウジングの外側表面との間の平均距離は、該外側ハウジングの平均直径の約25%よりも小さい。One embodiment of a pump (10) for use with an inflatable device includes an outer housing (20) and a fluid conduit (40) disposed within and between the outer housing. An inner housing (30). The pump includes a motor (50) disposed within the inner housing, a vane (70) occupying a majority of the fluid conduit, an impeller (60) disposed within the fluid conduit and connected to the motor; Is provided. One example inflatable device includes a substantially fluid-impermeable bladder (120), a valve assembly (110), and a hand-holdable pump (10) removably connected to the valve assembly. . Most of the pump and valve assembly is located in the bladder. In this embodiment, the average distance between the inner surface of the outer housing and the outer surface of the inner housing is less than about 25% of the average diameter of the outer housing.
Description
本発明は、ポンプに係り、より詳しくは、膨張可能装置で使用するためのポンプに関する。 The present invention relates to a pump, and more particularly to a pump for use in an inflatable device.
膨張可能装置に空気又は他の流体を提供する様々な方法が提案されてきた。典型的には、ポンプは、膨張可能装置内のオリフィスに空気を供給するために使用される。そのようなポンプは、インペラーを駆動するモーターを備え、これによって膨張可能装置内に空気を導入する。モーター駆動ポンプは、電気によりパワー供給される。典型的には、そのような電気は、標準的な家庭電源への接続により、携帯性が望まれるところではバッテリーによって、提供される。 Various methods have been proposed to provide air or other fluid to the inflatable device. Typically, a pump is used to supply air to an orifice in the inflatable device. Such pumps include a motor that drives the impeller, thereby introducing air into the inflatable device. The motor driven pump is powered by electricity. Typically, such electricity is provided by a battery, where portability is desired, by connection to a standard household power source.
本発明の一実施例によれば、ポンプが提供される。該ポンプは、外側ハウジングと、外側ハウジング内に配置され、且つ、該外側ハウジングとの間に流体導管を画成する内側ハウジングと、を備える。該ポンプは、内側ハウジング内に配置されたモーターと、流体導管の大部分を占めるベーンと、該流体導管内に配置され、且つ、該モーターに接続されたインペラーと、を備える。 According to one embodiment of the present invention, a pump is provided. The pump includes an outer housing and an inner housing disposed within the outer housing and defining a fluid conduit between the outer housing. The pump includes a motor disposed within the inner housing, a vane that occupies a majority of the fluid conduit, and an impeller disposed within the fluid conduit and connected to the motor.
本発明の一実施例によれば、膨張可能な装置が提供される。該膨張可能な装置は、実質的に流体不浸透性のブラッダーと、バルブアッセンブリと、バルブアッセンブリに脱着可能に接続された、手で保持可能なポンプと、を備える。この実施例では、手で保持可能なポンプ及びバルブアッセンブリの大部分は、ブラッダー内に配置されている。 In accordance with one embodiment of the present invention, an inflatable device is provided. The inflatable device includes a substantially fluid impermeable bladder, a valve assembly, and a hand-holdable pump removably connected to the valve assembly. In this embodiment, the majority of the hand-holdable pump and valve assembly is located in the bladder.
本発明の一実施例によれば、ポンプが提供される。該ポンプは、外側ハウジングと、該外側ハウジング内に配置され、且つ、該外側ハウジングとの間に流体導管を画成する、内側ハウジングと、該内側ハウジング内に配置されたモーターと、を備える。この実施例では、外側ハウジングの内側表面と内側ハウジングの外側表面との間の平均距離は、該外側ハウジングの平均直径の約25%よりも小さい。 According to one embodiment of the present invention, a pump is provided. The pump includes an outer housing, an inner housing disposed within the outer housing, and defining a fluid conduit between the outer housing and a motor disposed within the inner housing. In this embodiment, the average distance between the inner surface of the outer housing and the outer surface of the inner housing is less than about 25% of the average diameter of the outer housing.
本発明の前述した効果及び他の効果は、添付図面を参照してより完全に理解されよう。 The foregoing and other advantages of the present invention will be more fully understood with reference to the accompanying drawings.
本発明は、軸方向流体導管を備えたポンプに関する。一実施例では、本発明のポンプは、外側ハウジングと、該外側ハウジング内に配置された内側ハウジングと、を備えていてもよい。軸方向流体導管は、内側ハウジングと、外側ハウジングとの間で画成され得る。モーターは、内側ハウジング内に配置され、インペラーは、流体導管内に配置されてモーターと接続され得る。 The present invention relates to a pump with an axial fluid conduit. In one embodiment, the pump of the present invention may include an outer housing and an inner housing disposed within the outer housing. An axial fluid conduit may be defined between the inner housing and the outer housing. The motor may be disposed within the inner housing and the impeller may be disposed within the fluid conduit and connected to the motor.
ここで、図面、特に図1、図2、図5及び図6を参照して、一実施例を説明する。本実施例では、ポンプ10は、外側ハウジング20と、該外側ハウジング20内に配置された内側ハウジング30と、を備えている。流体導管40が、外側ハウジング20と、内側ハウジング30との間で画成されてもよい。モーター50は、内側ハウジング30内に配置され、インペラー60は、流体導管40内に配置されてモーター50と接続され得る。その接続手段は、当業者に知られた任意の取り付け手段とすることができる。
An embodiment will now be described with reference to the drawings, particularly FIGS. 1, 2, 5 and 6. FIG. In the present embodiment, the
外側ハウジング20は、任意の態様で構成されてもよく、また、その意図された用途のため十分に耐久性があるポンプ10を与え、且つ、流体導管40のため適切な外側壁を提供する、任意の材料から作ることができる。例えば、外側ハウジング20は、軽量、安価、高耐久性、流体気密である材料から構成することができる。外側ハウジング20は、それが嵩張らないように成形されてもよい。例えば、外側ハウジング20は、人間工学的に設計され得る。外側ハウジング20の構成材料は、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)又はアクリロニトリル−ブタジエン−シトレン(acrylonitrile-butadiene-sytrene; ABS)等の比較的剛性のある、様々に幅広い熱可塑性材料を含んでいる。しかし、外側ハウジング20は、例えば、金属、金属合金等の他の材料から構成されてもよい。
The
外側ハウジング20は、内側ハウジング30を収容することのできる任意形状に構成されてもよい。例えば、外側ハウジング20は、一般に円柱状に構成されてもよい。幾つかの実施例では、外側ハウジング20は、それが内側ハウジングを収容するところでより大きくなり(例えば、より大きな直径を有する)、外側ハウジング20の入口22及び出口24のところでより小さくなる(例えば、より小さな直径を有する)。入口22及び出口24は、任意にラベル付けされたということが理解されるべきであり、流体はいずれの方向にポンプ10を通って移動することができることが理解されるべきである。例えば、ポンプ10は、入口22から出口24に空気を押すように第1の方向に作動されてもよく、或いは、出口24から入口22まで空気を吸引するように第2の方向に作動されてもよい。
The
入口22は、流体導管40への空気流れを容易にするように構成され得る。例えば、入口22は、入口22の遮蔽を防止するように構成されてもよい。一実施例では、入口22は、入口22の遮蔽を禁止するため突起部26を備える。入口22は、外部からの物体がインペラー60と接触することを防止するように構成されてもよい。例えば、入口22は、例えば指等の外部物体を入れることが比較的困難となる多数の小開口を持つように構成されてもよい。好ましい実施例では、入口22の突起部26は、スラットとして構成され、外部物体がインペラー60と接触することを禁止している。
出口24は、流体を所望の位置に提供するように構成されてもよい。例えば、出口24は、流体を膨張可能装置に提供するように構成され得る。一実施例では、出口24は、膨張可能装置の入口に固定し、ポンプが膨張可能装置に流体を移動させるとき入口のバルブを開位置に偏倚させる構成を備えている。別の実施例では、ポンプは、該ポンプが、流体を膨張可能装置に追加したり該装置から流体を引き込むとき、バルブを開状態に偏倚させるためのソレノイドを備えていてもよい。
The
内側ハウジング30は、流体導管40の内側壁として機能し、及び、モーター50を収容するために、任意の態様で、且つ、外側ハウジング20内の内容物にとって適切である任意材料から構成されてもよい。例えば、内側ハウジング30は、流体導管40を提供するように、外側ハウジング20内に適合するように構成されてもよい。一実施例では、内側ハウジング30は、それが外側ハウジング20の内側表面から等間隔に離れるように構成される。内側ハウジング30の形状は、外側ハウジング20の形状と両立するように選択される。例えば、外側ハウジング20が略円柱である場合、内側ハウジングも略円柱とすることができる。
内側ハウジング30は、モーター50を安全に収容するように構成することもできる。例えば、内側ハウジング30は、モーター50を所望の位置に維持するため内部構造を備えていてもよい。内側ハウジング30は、望ましくない振動及びノイズを発生可能とする無しに、所望の位置にモーター50を保持するための構造を備えることができる。一実施例では、内側ハウジング30は、電力をモーター50に提供するため1つ又はそれ以上のバッテリーを収容するように構成されてもよい。内側ハウジング30は、モーター50を覆うのに十分に耐久性があり且つポンプされるべき流体を使用するのに適した任意材料から構成される。例えば、内側ハウジング30は、前述した外側ハウジング20と同じ任意材料から構成されてもよい。
The
流体導管40は、外側ハウジング20及び内側ハウジング30の構成により画成されてもよい。流体導管40は、有意な圧力降下を生じさせないように、流体流れのための十分な空間を提供することができる。流体導管40は、均斉の取れた形状をなしており、効率的な流体流れと干渉して、乱流、ノイズ及び圧力損失を生じさせるおそれのある不均斉は事実上存在しない。
The
流体導管40は、流体導管40を通過する流体の流れを改善して加圧を強化する構造を備えることができる。流体導管40を通過する流れを改善することは、乱流を減少させ、一般に、より静かでより効率的なポンプ流動をもたらすことができる。流れは、流体が、その方向において突然の変化をなさないように方向付けられているのが好ましい。流体導管40は、略軸方向に延び、インペラー60は、一般に、流体導管40の軸に対して流体に回転力を分与する。従って、流体導管40を通る流体の流れを改善するため備えられる任意の構造は、流体導管40を通る流体の略軸方向運動を禁止しないように構成され、流体導管40内での流体の回転を可能にするのが好ましい。
The
非効率的な流体の流れは、流体導管40の長さを通して回避されるのが好ましい。従って、好ましい実施例では、当該ポンプは、流体導管40を通る流体に流れを改善して加圧を強化する構造を備えられ、該構造は流体導管40の大部分を占めている。流体の流れを改善するための構造は、流体導管40の長さの少なくとも70%を占めるのが好ましい。更には、流体導管40の長さの90%を占めるのがより好ましく、流体導管40の長さの実質的に全てを占めて流体導管40を通して流れを改善するのが最も好ましい。図示の例では、当該構造が流体導管40の大部分を占めることにより意味されているものは、当該構造が、流体導管40の長さを通して、少なくとも半分の管路を延在するということであり、それが、流体導管40の空洞空間の半分より多くを充填しているということではない。流体導管40の大部分を占める構造は、インペラーから開いた流体導管へと流体を単に差し向ける構成とは実質的に異なっている。それは、流体導管40の更に多くの部分を通る流体の流れを制御し、かくして、流体の流れをより良く改善することができるからである。
Inefficient fluid flow is preferably avoided through the length of the
一実施例では、流体導管40を通る流体の流れを改善して加圧を強化する構造は、流体の流れを方向付ける1つ又はそれ以上の構造体を備える。例えば、図3乃至図4及び図6を参照すると、流体導管40は、流体導管40を通る流体流れを改善するように形成されたベーン70を備えることができる。ベーン70は、流体導管40内の流体流れを方向付け、外側ハウジング20の内側表面から内側ハウジング30の外側表面へと流体導管40を架橋するように構成されてもよく、これにより流体をベーンにより画成されたチャンネルを通して流れさせる。しかし、全ての実施例において、ベーン70は、外側ハウジング20の内側表面と、内側ハウジング30の外側表面との間に延在する必要はなく、また、それらがそのように延在する実施例でも全導管を通して延在する必要もない。
In one embodiment, the structure that improves fluid flow through the
非効率的な流れ及び増大した圧力降下に伴う流体流れにおける任意の突然の変化を最小にするようにベーン70を構成することができる。例えば、ベーン70が、インペラー60により分与された回転の方向へと曲線を描くように形成され、当該流れを流体導管40に沿って略軸方向に差し向けるようにしてもよい。図示のように、一実施例では、ベーン70は、流体導管40の長さに沿って直線状に延びていき、回転運動が主要な状態から軸方向運動が主要な状態へと空気を次第に方向付けることを可能にする。ベーン70は、流体抵抗を増加させるおそれのある、荒削りのエッジも、閉端部ポケットも一切無いのが好ましい。
The
流体導管40を通る流れを改善し加圧を強化するための構造は、流体導管40が比較的狭い場合に特に有用となることができることが理解されるべきである。例えば、ポンプ10を携帯可能に更に強力なものにすることが望まれる場合には、より大きなモーターを収容するため内側ハウジング30を比較的大きくすると共に、装置の全体的サイズを減少するため外側ハウジング20を比較的小さくすることが望ましい。そのような実施例では、流体導管40は、比較的幅狭くなり得る。例えば、外側ハウジング20の内側表面から内側ハウジング30の外側表面までの平均的な距離は、好ましくは約25%、より好ましくは約10%、更に好ましくは約5%とすることができ、或いは、外側ハウジング20の平均直径をより小さくすることができる。図示の実施例では、外側ハウジング20の内側表面から内側ハウジング30の外側表面までの平均的な距離は、外側ハウジング20の平均直径の約8%である。流体導管40の狭さそれ自体が、流体の流れを改善する構造として作用することができ、流体が比較的開いた領域に入ることを可能にするというよりも、流体導管に沿って軸方向に流体を方向付ける。従って、幾つかの実施例では、狭い流体導管が、非効率的な流れを十分に減少させることができる。
It should be understood that structures for improving flow through
流体導管40は、流体導管40の形状を維持するための構造を備えていてもよい。例えば、流体導管40は、外側ハウジング20に対して内側ハウジング30を固定するための構造を備えることができる。一実施例では、この構造は、外側ハウジング20の内側表面を内側ハウジング30の外側表面に接続する1つ又はそれ以上の支柱を備えていてもよい。別の実施例では、1つ又はそれ以上のベーン70は、流体流れを方向付けると共に、内側ハウジング及び外側ハウジングの間の関係を維持するのに役立つ。
The
モーター50は、ポンプ10を通して流体流れを形成するためインペラー60を回転することができる任意の装置とすることができる。例えば、モーター50は、従来の電動モーターであってもよい。一実施例では、モーター50は、効率的で軽量のモーターであるのが好ましい。モーター50は、ポンプ10の全体に亘るサイズを減少させるため比較的小型のものとすることができる。しかし、モーターがより多くのポンプパワーを提供することが望ましい場合には、全体的に小型サイズのポンプの場合にも、モーターは当該ポンプの全体サイズに比べて大型であり得るということが理解されるべきである。
The
インペラー60は、モーター50により回転されるときインペラー60が流体を移動させることを可能にする、任意態様で任意材料から構成され得る。例えば、インペラー60は、インペラー60の回転の方向に応じて、ポンプ10内に流体を差し向けたり、ポンプから流体を吐出したりすることができるフィンを備えることができる。インペラー60を、インペラー60の所望の形状を維持することができる任意材料から作ることができる。例えば、インペラー60を、ポンプ10内で使用されるべき流体と両立可能な、耐久性がある軽量の材料から構成することができる。例えば、インペラー60を、外側ハウジング20の構成で使用するため言及されたような熱可塑性材料から構成することができる。
The
本発明によれば、図7乃至図9に参照されるように、ポンプ10は、様々な仕方で使用することができる。例えば、ポンプ10は、例えば手で保持可能なポンプ等の独立の装置であってもよく、また、装置を膨張させるのが望ましいとき、典型的にはバルブ110において、膨張可能な装置に接触又は接続されて配置されてもよい。別の実施例では、ポンプ10は、脱着可能又は永久的に、膨張可能装置に組み込んでもよい。本発明に係る、ポンプ10の一例としての実施例を図7乃至図9を参照して説明する。
In accordance with the present invention, the
一例としての実施例では、ポンプ10は、膨張可能装置内で実質的に流体不浸透性のブラッダー120に接続されてもよい。ポンプ10がブラッダー120に接続されているとき、ポンプ10を、膨張可能装置の使用に干渉しないように構成することができる。例えば、膨張可能装置は、図7乃至図9に示されるように、ポンプ10がブラッダー120内に引っ込められた状態で構成することができる。ポンプ10がブラッダー120内に引っ込められているとき、ポンプ10が膨張可能装置の使用に干渉しないということが本実施例の利点である。例えば、ポンプ10及びこれと組み合わされた膨張装置の外側プロフィール(合計の体積及び形状)は、この組み合わせが無い膨張装置の外側プロフィールとほぼ同じものにすることができ、かくして、ポンプ10が膨張可能装置の使用に衝撃を与えたり干渉したりする機会を減少させる。例えば、ポンプ10がマットレスの用途でブラッダー120内に配置されている場合、膨張可能な標準サイズのマットレスが、標準サイズのベッドフレーム内に適合することを可能にする。ポンプ10がブラッダー120内に配置されている場合、ブラッダー120が膨張するとき、接続ポイントを除いて、ブラッダー120と接触した状態に至らないように、サイズを定めることができる。従って、小型且つ手で保持可能なように構成することができる、本発明のポンプは、そのような用途で有用となり得る。ブラッダー内に少なくとも部分的にポンプを組み込むことに関する追加の情報のために、米国特許シリアル番号09/859,706号を参照せよ。これは、ここで触れたことによりその全体が本願に組み込まれる。
In an exemplary embodiment, the
従来の家庭内電流又はバッテリーパワーにより埋め込み式ポンプ10にパワー供給することができる。ポンプ10は、膨張可能な装置から脱着可能であり、且つ、膨張可能装置に嵌合し且つブラッダー内に実質的に埋め込むまれるように構成される、手で保持可能なポンプとすることができるということも理解されるべきである。
Power can be supplied to the
外側ハウジング20は、内側ハウジング30及びモーター50に加えて他の構成物を収容することができる。例えば、外側ハウジングは、例えばバルブ等の流体制御構成手段を備えることができる。バルブは、ソレノイドを使用することにより、他の従来技術を使用することにより、手動で作動することができる。バルブを作動させるための構成手段も、外側ハウジング内に備えるようにすることができる。
The
以上のように本発明の幾つかの実施例が説明されたが、様々な変形、変更及び改善が、当業者には明らかであろう。そのような変形、変更及び改善は、本発明の精神及び範囲内にある。従って、前記した説明は、一例としてのみ示され、本発明を限定するものではない。本発明は、請求の範囲で画成されたもの及びこれに均等な構成物によってのみ制限される。 While several embodiments of the present invention have been described, various modifications, changes and improvements will be apparent to those skilled in the art. Such variations, modifications, and improvements are within the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the foregoing description is by way of example only and is not intended as a limitation of the present invention. The invention is limited only as defined in the following claims and equivalents thereto.
Claims (17)
外側ハウジングと、
前記外側ハウジング内に配置され、該外側ハウジングとの間に流体導管を画成する、内側ハウジングと、
前記内側ハウジング内に配置されたモーターと、
前記流体導管の大部分を占めるベーンと、
前記流体導管内に配置され、且つ、前記モーターに接続されたインペラーと、
を備える、ポンプ。 A pump,
An outer housing;
An inner housing disposed within the outer housing and defining a fluid conduit therewith;
A motor disposed within the inner housing;
A vane occupying most of the fluid conduit;
An impeller disposed within the fluid conduit and connected to the motor;
Comprising a pump.
実質的に流体不浸透性のブラッダーと、
バルブアッセンブリと、
前記バルブアッセンブリに脱着可能に接続された、手で保持可能なポンプと、
を備え、
前記手で保持可能なポンプ及び前記バルブアッセンブリの大部分は、前記ブラッダー内に配置されている、膨張可能な装置。 An inflatable device,
A substantially fluid-impermeable bladder,
A valve assembly;
A hand holdable pump detachably connected to the valve assembly;
With
An inflatable device in which most of the hand holdable pump and the valve assembly are located within the bladder.
外側ハウジングと、
前記外側ハウジング内に配置され、該外側ハウジングとの間に流体導管を画成する、内側ハウジングと、
前記内側ハウジング内に配置されたモーターと、
前記流体導管の大部分を占めるベーンと、
前記流体導管内に配置され、且つ、前記モーターに接続されたインペラーと、
を備える、請求項13に記載の膨張可能装置。 The pump that can be held by hand is
An outer housing;
An inner housing disposed within the outer housing and defining a fluid conduit therewith;
A motor disposed within the inner housing;
A vane occupying most of the fluid conduit;
An impeller disposed within the fluid conduit and connected to the motor;
14. The inflatable device of claim 13, comprising:
外側ハウジングと、
前記外側ハウジング内に配置され、該外側ハウジングとの間に流体導管を画成する、内側ハウジングと、
前記内側ハウジング内に配置されたモーターと、
前記外側ハウジングの内側表面と前記内側ハウジングの外側表面との間の平均距離は、前記外側ハウジングの平均直径の約25%よりも小さい、ポンプ。 A pump,
An outer housing;
An inner housing disposed within the outer housing and defining a fluid conduit therewith;
A motor disposed within the inner housing;
The pump, wherein the average distance between the inner surface of the outer housing and the outer surface of the inner housing is less than about 25% of the average diameter of the outer housing.
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