JP2008232064A - 手動式エアーポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの往動時及び復動時共に空気吐出を行うことができて送気効率が良く、且つ簡素な構造の手動式エアーポンプを提供する。
【解決手段】ピストン７を装填したシリンダ８の前端側に空気吐出口２が設けられ、シリンダ８から後方へ突出するピストンロッド４の把手部５を把持してピストン７を往復させることで、空気吐出口２から空気を吐出する手動式エアーポンプＰであって、ピストン７の往動時にシリンダ前室８ａ内の空気を逆止弁１８Ｃを介して空気吐出口２へ導出する往動用排気路２６と、同往動時にシリンダ後室８ｂへ逆止弁１８Ａを介して外気を導入する往動用給気路１５と、ピストン７の復動時にシリンダ後室８ｂ内の空気を逆止弁１８Ｄを介して空気吐出口２へ導出する復動用排気路１３と、同復動時にシリンダ前室８ａへ逆止弁１８Ｂを介して外気を導入する復動用給気路２４とを備えた構成とする。
【選択図】図６

Description

この発明は、ゴム風船、浮輪、ビーチボール等を膨らませるのに使用する手動式エアーポンプに関する。

手動式エアーポンプとしては、古くから自転車用空気入れとして汎用されているレシプロ方式のポンプ（Reciprocating Pump＝往復ポンプ）が代表的である。これは、内部にピストンを装填したシリンダの一端側に吐出口を有すると共に、該シリンダの他端側から突出するピストンロッドの外端部に把手が設けてあり、この把手を把持して手動でピストンを往復移動させることにより、シリンダ内部に吸入した空気を吐出口から吐出するものであり、自転車用空気入れでは該吐出口にタイヤチューブの空気注入口に繋ぐためのホースが連結される（特許文献１参照）。
実開平１−１３４７８１号公報

しかしながら、上記従来の手動式エアーポンプは、ピストンを吐出口側へ押し込む往動時にシリンダ内の空気を吐出し、該ピストンを引き戻す復動時の減圧作用でシリンダ内に外気を吸入する構造であるため、間欠的な空気吐出になって送気効率が悪く、とりわけゴム風船、浮輪、ビーチボール等を膨らませる場合に時間がかかるという難点があった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、ピストンの往動時及び復動時共に空気吐出を行うことができて送気効率が良く、且つ簡素な構造の手動式エアーポンプを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］内部に往復運動するピストンを装填したシリンダの前端側（先端側）に空気吐出口が設けられると共に、該シリンダから後方へピストンロッドが突出し、このピストンロッドの後端側（基端側）の把手部を把持して前記ピストンを往復動作させることにより、前記空気吐出口から空気を吐出する手動式エアーポンプであって、
前記シリンダ内のピストンより前方側をシリンダ前室、同後方側をシリンダ後室として、ピストンの往動時にシリンダ前室内の空気を逆止弁を介して前記空気吐出口へ導出する往動用排気路と、同往動時にシリンダ後室へ逆止弁を介して外気を導入する往動用給気路と、ピストンの復動時にシリンダ後室内の空気を逆止弁を介して前記空気吐出口へ導出する復動用排気路と、同復動時にシリンダ前室へ逆止弁を介して外気を導入する復動用給気路とを備え、
前記ピストンの往動時及び復動時共に前記空気吐出口から空気吐出を行い得るように構成されていることを特徴とする手動式エアーポンプ。

［２］前記ピストンロッドは、内部を前記往動用給気路とする中空パイプにて構成され、このピストンロッドの前端側にシリンダ後室内へ連通する通気孔が形成されると共に、該ピストンロッドの後端側に外部へ連通する給気口が形成されている前項１に記載の手動式エアーポンプ。

［３］前記往動用給気路、往動用排気路、復動用給気路及び復動用排気路のそれぞれに設けられた前記逆止弁が、ダイヤフラム弁からなる前項１または２に記載の手動式エアーポンプ。

［４］前記シリンダを構成するケーシングに、前記復動用排気路が一体形成されている前項１〜３のいずれか１項に記載の手動式エアーポンプ。

［１］の発明では、シリンダから後方へ突出するピストンロッドの把手部を把持してピストンを往復動作させるが、その往動時と復動時のいずれの動作時にも空気吐出口から空気を送出でき、所謂２ウエイポンプとして連続的吐出により高い送気効率が得られるから、ゴム風船、浮輪、ビーチボール等を能率よく短時間で膨らますことができると共に、シリンダにおける給排気の切換えが逆止弁のみでなされるから、機能的で作動の信頼性に優れると共に、構造的に簡素でコンパクト化が容易である。

［２］の発明では、ピストンロッドに中空パイプを用いてその内部を往動用給気路とすることから、例えば該往動用給気路をシリンダの後端ヘッドカバーに設ける場合と比較して、後部側の構造がより簡素化されるし、外観体裁も良くなる。

［３］の発明では、往動用給気路、往動用排気路、復動用給気路及び復動用排気路の各逆止弁としてダイヤフラム弁が用いられているから、その設置空間が小さくて済み、これによりエアーポンプをよりコンパクトに構成できると共に、取り付けも容易であるし、また安定した作動性も得られる。更に、ダイヤフラム弁自体をパッキンと兼用することも可能となる。

［４］の発明では、シリンダを構成するケーシングに復動用排気路が一体形成されているから、エアーポンプの全体構成が非常に簡素になり、組立製作も容易化される。

以下、この発明の一実施形態として、ゴム風船に適用する手動式エアーポンプについて、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１に示すように、この手動式エアーポンプＰは、ケーシング本体１０の前後両端に、前部ヘッドカバー１１及び後部ヘッドカバー１２が各々止着されてポンプケーシング１を構成している。前記ポンプケーシング１の前端（先端）には、ノズル状に突出した空気吐出口２と復動用給気口３とが設けられ、また該ポンプケーシング１の後端（基端）からはピストンロッド４が突出し、該ピストンロッド４の後端（基端）に把手部５が止着されている。この把手部５は、ピストンロッド４に外嵌する短筒部５ａと、円盤状の握り部５ｂとからなり、握り部５ｂの中心に往動用給気口６が開口している。

図２及び図５に示すように、ケーシング本体１０は、内部に往復運動するピストン７を装填したシリンダ８と、該シリンダ８の周壁の一部を隔壁として外側に全長にわたって膨出状に一体形成された復動用排気路１３とで縦断面形状が涙滴形になっている。また、このケーシング本体１０に対応して両ヘッドカバー１１，１２の外形も涙滴形をなす。

ここで、シリンダ８内におけるピストン７よりも前方側つまり空気吐出口２側の空間をシリンダ前室８ａ、同ピストン７よりも後方側の空間をシリンダ後室８ｂとする。従って、これらシリンダ前室８ａとシリンダ後室８ｂの内容積は、ピストン７の移動によって拡縮することになる。

しかして、ケーシング本体１０の前端側は前部ヘッドカバー１１の内端面に密接しているが、同後端側は後部ヘッドカバー１２の内周段部１２ａとの係合によって当該後部ヘッドカバー１２の内端面から離間している。これにより、復動用排気路１３は後端側でシリンダ後室８ｂに連通している（図２参照）。

ピストン７は、２枚の皿形部材７ａ，７ａを背面同士で接合した形で、その中心孔７ｂにピストンジョイント１４の前部側の割溝付き突軸１４ａを圧入すると共に、該ピストンジョイント１４の後部側の短筒部１４ｂをピストンロッド４の前端に外嵌止着することにより、該ピストンロッド４に連結されている（図２参照）。

ピストンロッド４は、内部が往動用給気路１５を構成する中空パイプからなり、前端側にシリンダ後室８ｂに連通する通気孔１６を有すると共に、その後端と把手部５の内端との間にＯリング１７を介して、ダイヤフラム弁にて構成される逆止弁１８Ａが往動用給気口６に臨んで配置している（図２参照）。また、後部ヘッドカバー１２におけるピストンロッド４の貫通部分は、ロッド挿通孔１２ｂと同心に内面側に形成した環状突縁１２ｃの内側に、ピストンロッド４に嵌装したＯリング１９を嵌め込むと共に、同じく該ピストンロッド４に嵌装したリングストッパ２０を環状突縁１２ｃの外側に圧嵌することにより、気密状態で当該ピストンロッド４を前後摺動させるようになっている（図２及び図４参照）。

前部ヘッドカバー１１は、その前面側に３つの短筒部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが涙滴形の長軸に沿って並ぶように突設されると共に、これら短筒部１１ａ〜１１ｃの各底面中央に各々通気孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている（図３参照）。また、図１、２における空気吐出口２側を下側として、上側及び中間の短筒部１１ａ，１１ｂの通気孔２１ａ，２１ｂは共にシリンダ前室８ａに臨んで開口する一方、下側の短筒部１１ｃの通気孔２１ｃは復動用排気路１３に臨んで開口している（図２参照）。

図３（Ａ）に示すように、前部ヘッドカバー１１の上側の短筒部１１ａには、内側に筒状スペーサ２２が挿嵌されると共に、この筒状スペーサ２２の前端面にダイヤフラム弁からなる逆止弁１８Ｂを接合した状態で、全体を覆うようにキャップ２３が嵌着されている。このキャップ２３の中心には前記復動用給気口３が開口しており、もって該短筒部１１ａの内側が復動用給気路２４を構成している（図２参照）。

一方、前部ヘッドカバー１１の中間及び下側の短筒部１１ｂ，１１ｃには、上側の短筒部１１ａとは逆に、それぞれ同様の逆止弁１８Ｃ、１８Ｄを奥底に配置した上から筒状スペーサ２２を内嵌した状態で、両短筒部１１ｂ，１１ｃの全体を包むようにノズル付きキャップ２５が嵌着されている。このノズル付きキャップ２５は、ノズル部２５ａが前記の空気吐出口２を構成するが、該ノズル部２５ａの基部側で中間及び下側の短筒部１１ｂ，１１ｃの内側空間が連通している。そして、中間の短筒部１１ｂの内側空間は往動用排気路２６を構成している（図２参照）。

４ヵ所に使用されている逆止弁１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄは、同一寸法のダイヤフラム弁であり、図３（Ｂ）に示すように、円形ゴムシートの中央部にＣ字形の切り込み１８ａが形成されており、この切り込み１８ａの内側が弁体１８ｂとして、片面側に対接する径小の孔部に対し、流体反対側からの流体圧で密着して閉弁すると共に、該孔部側からの流体圧で開離して開弁する。また、これら逆止弁１８Ａ〜Ｄは、それぞれ、ピストンロッド４と把手部５との間、キャップ３と筒状スペーサ２２との間、ノズル付きキャップ２５及び筒状スペーサ２２と前部ヘッドカバー１１との間、でそれぞれ周辺部を挟着する形になっているから、いずれも気密用のパッキンとしても機能している。

図２において、２７はノズルアダプターであり、適用するゴム風船の口径が大きい場合に、ノズル付きキャップ２５のノズル部２５ａに図示仮想線の如く外嵌させてノズル外径を大きくするのに使用される。

なお、ケーシング本体１０及び両ヘッドカバー１１，１２、ピストンロッド４、把手５、ピストンジョイント１４、リングストッパ２０、筒状スペーサ２２、キャップ２３、ノズル付きキャップ２５、ノズルアダプター２７は、いずれもポリスチレン等の硬質の合成樹脂成形体からなる一方、ピストン７の皿形部材７ａは、ポリエチレン等のやや軟質の合成樹脂成形体からなるのが好ましいが、特にこのような素材に限定されない。

上記構成の手動式エアーポンプＰによってゴム風船（図示省略）を膨らませるには、空気吐出口２のノズル部２５ａに風船口部を装着した状態で、ピストンロッド４の把手部５を掴んで押し引きすることにより、内部のピストン７を前後に往復移動させればよい。

前記ピストン７が前進する往動時には、図６（Ａ）に示すように、シリンダ前室８ａ側の増圧により、復動用給気路２４の逆止弁１８Ｂは閉止するが、往動用排気路２６の通気孔２１ｂに臨む逆止弁１８Ｃが開弁し、当該シリンダ前室８ａ内の空気が往動用排気路２６より導出され、空気吐出口２より放出されて風船を膨らませる。また、シリンダ後室８ｂ側の減圧により、これに連通する復動用排気路１３内も減圧して通気孔２１ｃに臨む逆止弁１８Ｄは閉止するが、同じくシリンダ後室８ｂに連通するピストンロッド３内の往動用給気路１５内の減圧により、把手部５の往動用給気口６に臨む逆止弁１８Ａが開弁するため、当該往動用給気口６より外気が往動用給気路１５及び通気孔１６を経てシリンダ後室８ｂ内へ導入される。

一方、ピストン７が後退する復動時には、図６（Ｂ）に示すように、シリンダ後室８ｂ側の増圧により、ピストンロッド４の往動用給気路１５内も増圧して往動用給気口６に臨む逆止弁１８Ａは閉止するが、復動用排気路１３内の増圧によって通気孔２１ｃに臨む逆止弁１８Ｄが開弁するから、当該シリンダ後室８ｂ内の空気が当該復動用排気路１３より導出され、空気吐出口２より放出されて風船を膨らませる。また、シリンダ前室８ａ側の減圧により、往動用排気路２６の通気孔２１ｂに臨む逆止弁１８Ｃは閉止するが、復動用給気路２４の逆止弁１８Ｂが開弁し、復動用給気口３より外気が復動用給気路２４及び通気口２１ａを通してシリンダ前室８ａ内へ導入される。

従って、この手動式エアーポンプＰによれば、所謂２ウエイポンプとしてピストン７の往動時と復動時のいずれの動作時にも空気吐出口２から空気が送出され、ゴム風船を能率よく連続的に短時間で膨らますことができる。

また、このポンプＰにおいては、ピストン７の往動と復動の転換に伴う給排気の切換えが、シリンダ前室８ａとシリンダ後室８ｂの圧力増減に伴う逆止弁１８Ａ〜Ｄの開閉のみで自動的になされるから、機能的で作動の信頼性に優れ、故障や変調を生じにくいという利点がある。

また、各逆止弁１８Ａ〜Ｄにはコイルスプリングと球体からなるものも使用可能であるが、本実施形態のようにダイヤフラム弁を用いた場合には、その設置空間が小さくて済み、それだけポンプをよりコンパクトに構成できると共に、取付け容易で安定した作動性が得られる上、本実施形態におけるキャップ２３，２５と筒状スペーサ２２のような適当な部材で周辺部を挟着する形で装着することにより、逆止弁の機能と同時に気密用のパッキンとしても機能させることができる。

なお、ピストン７の往動時にシリンダ後室８ｂ内へ外気を導入する往動用給気路１５については、前部ヘッドカバー１１側の復動用給気路２４と同様に後部ヘッドカバー１２に設けることもできるが、本実施形態のようにピストンロッド４の中空パイプを利用した場合には、後部側の構造が簡素化するから、外観的にすっきりして体裁がよくなると共に、部材の製作コストも低減できるという利点がある。

また、ピストン７の復動時にシリンダ後室８ｂ内の空気を空気吐出口２へ導く復動用排気路１３についても、シリンダ８の前後部間にパイプ材やチューブを連結して構成することもできるが、本実施形態のようにケーシング本体１０に一体形成した場合には、ポンプ全体の構造が簡素化し、コンパクト化が容易になると共に、外観体裁も格段に向上させることができる。

この発明の手動式エアーポンプＰは、上記実施形態で例示したゴム風船用のものに限らず、浮輪、ビーチボール、浮き胴、エアーマット、更には自転車チューブ等、内部へ空気を入れて膨らませる種々の物品用の空気入れとして適用可能であり、これら適用物品の空気導入口に応じて空気吐出口２を適当な形態に設定すれば良い。しかして、把手部５及びピストン７の形状とピストンロッド４に対する連結構造、前部及び後部ヘッドカバー１１，１２の形態、ロッド挿通孔１２ｂの気密構造等、細部構成については上記実施形態以外に種々設計変更可能である。

この発明の一実施形態に係る手動式エアーポンプの外観を示し、（Ａ）図は側面図、（Ｂ）図は正面図、（Ｃ）図は背面図である。 同手動式エアーポンプの縦断側面図である。 同手動式エアーポンプの前部ヘッドカバー側を示し、（Ａ）図は構成部品を分解した状態の縦断側面図、（Ｂ）図は構成部品の逆止弁の正面図である。 同手動式エアーポンプの後部ヘッドカバー側を分解した状態で示す縦断側面図である。 同手動式エアーポンプのケーシング本体の正面図である。 同手動式エアーポンプの動作を示し、（Ａ）図はピストンの往動時の概略縦断側面図、（Ｂ）図はピストンの復動時の概略縦断側面図である。

符号の説明

１…ポンプケーシング
２…空気吐出口
３…復動用給気口
４…ピストンロッド
５…把手部
６…往動用給気口
７…ピストン
８…シリンダ
８ａ…シリンダ前室
８ａ…シリンダ後室
１０…ケーシング本体
１１…前部ヘッドカバー
１２…後部ヘッドカバー
１３…復動用排気路
１５…往動用給気路
１６…通気孔
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ…逆止弁
２４…復動用給気路
２６…往動用排気路
Ｐ…手動式エアーポンプ

Claims (4)

1. 内部に往復運動するピストンを装填したシリンダの前端側に空気吐出口が設けられると共に、該シリンダから後方へピストンロッドが突出し、このピストンロッドの後端側の把手部を把持して前記ピストンを往復動作させることにより、前記空気吐出口から空気を吐出する手動式エアーポンプであって、
   前記シリンダ内のピストンより前方側をシリンダ前室、同後方側をシリンダ後室として、ピストンの往動時にシリンダ前室内の空気を逆止弁を介して前記空気吐出口へ導出する往動用排気路と、同往動時にシリンダ後室へ逆止弁を介して外気を導入する往動用給気路と、ピストンの復動時にシリンダ後室内の空気を逆止弁を介して前記空気吐出口へ導出する復動用排気路と、同復動時にシリンダ前室へ逆止弁を介して外気を導入する復動用給気路とを備え、
   前記ピストンの往動時及び復動時共に前記空気吐出口から空気吐出を行い得るように構成されていることを特徴とする手動式エアーポンプ。
2. 前記ピストンロッドは、内部を前記往動用給気路とする中空パイプにて構成され、このピストンロッドの前端側にシリンダ後室内へ連通する通気孔が形成されると共に、該ピストンロッドの後端側に外部へ連通する給気口が形成されている請求項１に記載の手動式エアーポンプ。
3. 前記往動用給気路、往動用排気路、復動用給気路及び復動用排気路のそれぞれに設けられた前記逆止弁が、ダイヤフラム弁からなる請求項１または２に記載の手動式エアーポンプ。
4. 前記シリンダを構成するケーシングに、前記復動用排気路が一体形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の手動式エアーポンプ。

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