JP2015206287A - 手押しポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】操作レバーの跳ね上がりを防止することが可能な手押しポンプを提供すること。【解決手段】手押しポンプ1は、軸心が鉛直方向に沿って配置される筒状のシリンダ21、シリンダ21の下端部に設けられ、シリンダ21と吸込室11aを構成する吸込ケーシング22、及び、シリンダ21の上端部に設けられ、シリンダ21と吐出室11bを構成する吐出ケーシング23を具備する本体11と、シリンダ21の内周面に往復動可能に形成されたピストン部42と、ピストンロッド41と、操作レバー14と、操作レバー14及びピストンロッド41を連結し、操作レバー14の回動をピストンロッド41の往復運動に変換するリンク機構部13と、シリンダ21に設けられ、吸込室11a及び吐出室11bを連通する吸気部材21aと、ピストン部42が下死点側に移動する方向のリンク機構部13の移動を規制するラチェット機構部15と、を備える構成とする。【選択図】 図1
Description
本発明は、液体の供給に用いる手押しポンプに関する。
現在、家庭用井戸や貯水槽等から水を供給するために、手押しポンプが用いられている。このような手押しポンプは、一方の端部に吸込ケーシングが設けられるとともに、他方の端部に吐出ケーシングが設けられたシリンダ内に、ピストン及び2つの弁体を設ける技術が知られている。
また、手押しポンプは、ピストンに設けられたピストンロッドを介してピストンを往復動させるリンク機構及びリンク機構を駆動する操作レバーを設ける技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。手押しポンプは、吐出ケーシングに軸封部材が設けられ、ピストンロッド及び吐出ケーシングの間が密封される。また、手押しポンプは、リンク機構により、操作レバーの上下方向の回動をピストンロッドの上下方向の往復動の運動に変換可能に形成される。
このような手押しポンプは、ピストン及びシリンダによって吐出室及び吸込室が形成される。手押しポンプは、ピストンを往復動させることにより、吸込室の容積を可変させるとともに、2つの弁体を交互に開閉し、吸込室の一次側から水を吸い込むとともに、吸込室の水を二次側の吐出室に揚水し、吐出室内の水を外部に吐出させる構成である。
上述した軸受部材を用いた手押しポンプでは、以下の問題があった。即ち、手押しポンプの使用時に吸込室内に空気が存在する場合には、先ず、操作レバーを駆動してピストンを往復動させて、吸込室内に水を充満させる、所謂自吸を行う。
このとき、吸込室の容積が増加する方向にピストンが移動すると、吸込室内の空気が膨張し、負圧となる。このため、ピストンが上死点側に移動すると、吸込室内の負圧によってピストンが下死点側に移動し、操作レバーが上方に回動する虞がある。特に、ピストンの移動速度が速くなるほど、吸込室内の圧力低下が増加することから、操作レバーを急激に操作すると、操作レバーが急激に上方に回動する、所謂跳ね上がりが発生する虞がある。
そこで本発明は、操作レバーの跳ね上がりを防止することが可能な手押しポンプを提供することを目的としている。
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の手押しポンプは、次のように構成されている。
本発明の一態様によれば、手押しポンプは、軸心が鉛直方向に沿って配置される筒状のシリンダ、前記シリンダの下端部に設けられ、前記シリンダと吸込室を構成する吸込ケーシング、及び、前記シリンダの上端部に設けられ、前記シリンダと吐出室を構成する吐出ケーシングを具備する本体と、前記シリンダの内周面に往復動可能に形成され、前記シリンダ内を前記吸込室及び前記吐出室に区分するピストン部と、前記ピストン部に接続されたピストンロッドと、回動可能に形成された操作レバーと、前記操作レバー及び前記ピストンロッドを連結し、前記操作レバーの回動を前記ピストンロッドの往復運動に変換するリンク機構部と、前記シリンダに設けられ、前記ピストン部が上死点側に位置するときに、前記吸込室及び前記吐出室を連通する吸気部材と、前記ピストン部が下死点側から上死点側への移動をするときに、前記ピストン部が下死点側に移動する方向の前記リンク機構部の移動を規制するラチェット機構部と、を備える。
本発明によれば、操作レバーの跳ね上がりを防止することが可能な手押しポンプを提供することが可能となる。
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る手押しポンプ1を、図1及び図2を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る手押しポンプ1の構成を示す断面図、図2は手押しポンプ1の構成であって、使用の一例を示す断面図である。
以下、本発明の第1の実施形態に係る手押しポンプ1を、図1及び図2を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る手押しポンプ1の構成を示す断面図、図2は手押しポンプ1の構成であって、使用の一例を示す断面図である。
図1に示すように、手押しポンプ1は、本体11と、本体11の内部に往復動可能に設けられたピストン部材12と、ピストン部材12に連結されたリンク機構部13と、リンク機構部13に設けられた操作レバー14と、リンク機構部13に設けられたラチェット機構部15と、を備えている。なお、手押しポンプ1は、ピストン部材12の往復動による揚水機能、及び、後述する第1突起部25b及び第2突起部26bによる降水機能を有する。
本体11は、井戸等に、例えば水面に対して下端部が対向するように配置される。本体11は、軸心が鉛直方向に沿って延設される筒状のシリンダ21と、シリンダ21の下端部に接続される吸込ケーシング22と、シリンダ21の上端部に接続される吐出ケーシング23と、吸込ケーシング22の下端部に設けられた基部24と、を備えている。
本体11は、吸込ケーシング22に設けられた第1逆止弁25と、シリンダ21及び吸込ケーシング22間に設けられたカバー部材26と、を備えている。
本体11は、シリンダ21及び吸込ケーシング22の対向する端部、並びに、シリンダ21及び吐出ケーシング23の対向する端部に、それぞれフランジ部を有し、シール部材を介在させたフランジ部をボルト等の締結部材により締結することで、シリンダ21、吸込ケーシング22及び吐出ケーシング23が一体に構成される。
このような本体11は、ピストン部材12とともに、シリンダ21及び吸込ケーシング22内に吸込室11aが形成される。また、本体11は、ピストン部材12とともに、シリンダ21内及び吐出ケーシング23に吐出室11bが形成される。
シリンダ21は、その内周面をピストン部材12が摺動可能に形成されている。シリンダ21は、内周面の表面粗さ及び軸心に対する円心度が所定の精度で形成される。なお、ここで、所定の精度とは、ピストン部材12の往復動において、ピストン部材12及びシリンダ21の間の漏水、往復動時のピストン部材12及びシリンダ21の間の抵抗及び干渉、又は、ピストン部材12の損傷等によるポンプ機能の低下を防止可能な精度であり、手押しポンプ1の性能に応じて適宜設定可能である。
また、シリンダ21は、ピストン部材12の上死点側の、シリンダ21の内周面の一部に、軸心方向に沿って延設された単数又は複数の溝部21aを備えている。溝部21aは、吸込室11a内に空気を導入可能な吸気部材であり、ピストン部材12の上死点への到達前に、ピストン部材12が位置することで、吸込室11a及び吐出室11bの間を連通する。
吸込ケーシング22は、椀状に形成され、上端部がシリンダ21と同一の内径で開口し、下端部に吸込口22aを備えている。吸込ケーシング22は、その内部に第1逆止弁25を配置可能に形成されている。具体的には、吸込ケーシング22は、吸込口22aの周囲の内面に、第1逆止弁25を配置可能、且つ、第1逆止弁25の移動を案内する複数のリブ22bと、吸込口22aの周囲に形成された第1弁座22cと、を備えている。
吸込ケーシング22は、リブ22b間の空間によって、第1弁座22cを有する第1逆止弁25の第1弁室22dを構成する。吸込口22aは、例えば、水中に配設するホースを接続可能に、その内周面にねじ部22eが形成される。吸込口22aは、第1弁室22dに連通する。
吐出ケーシング23は、下端部がシリンダ21と同一の内径で開口する椀状に形成される。吐出ケーシング23は、その側面の一部に形成された吐出口23aと、吐出ケーシング23の上端に設けられた孔部23bと、孔部23bに設けられた軸封部材23cと、吐出ケーシング23の外面に設けられた支持部23dと、吐出ケーシング23の外面に設けられた規制部材23eと、を備えている。
孔部23bは、ピストン部材12の後述するピストンロッド41を挿入可能、且つ、軸封部材23cを配置可能に形成されている。また、孔部23bは、軸封部材23cを固定するとともに、規制部材23eを支持する蓋体23fと、を備えている。
軸封部材23cは、ピストンロッド41を摺動可能に支持する。また、軸封部材23cは、ピストンロッド41のラジアル方向の荷重を支持可能に形成されている。軸封部材23cは、吐出ケーシング23及びピストンロッド41の間に介在することで、吐出ケーシング23及びピストンロッド41の間を密封する。軸封部材23cは、例えば、水質に影響を与えない樹脂材料により形成されている。
支持部23dは、リンク機構部13の一部を支持可能に形成されている。
規制部材23eは、樹脂材料により円環状に形成され、ピストンロッド41に着脱可能に形成されている。規制部材23eは、ピストンロッド41を挿入した状態で、蓋体23fに支持される。規制部材23eは、蓋体23fに支持されるとともに、ピストン部材12の後述する連結部43と当接可能に形成されている。
規制部材23eは、連結部43と当接することで、ピストンロッド41の移動を規制可能に形成されている。なお、規制部材23eは、軸心方向の長さが、例えば、ピストン部材12が下死点に到達する手前でピストンロッド41の移動を規制可能な長さに形成されている。
基部24は、吸込ケーシング22に固定されるか、又は、一体に形成され、井戸等の手押しポンプ1の設置部に固定可能に形成されている。
第1逆止弁25は、第1弁座22cと当接する第1弁体25aと、第1弁体25aのピストン部材12と対向する面の略中心から斜上方に突出し、カバー部材26からその先端が突出する第1突起部25bと、を備えている。第1逆止弁25は、第1弁室22d内に設けられ、第1弁座22cと当接可能に形成されている。
カバー部材26は、円板状に形成されている。カバー部材26は、水の流路を形成するとともに、その一部に第1突起部25bを配置可能な複数の孔部26aと、ピストン部材12と対向する面の略中央に設けられた第2突起部26bと、を備えている。カバー部材26は、シリンダ21及び吸込ケーシング22間に設けられる。
ピストン部材12は、ピストンロッド41と、このピストンロッド41の下端側に接続されたピストン部42と、ピストンロッド41の上端側に設けられた連結部43とを備えている。
ピストンロッド41は、円柱棒状に形成され、下端部にピストン部42が固定される。ピストンロッド41は、その外周面の少なくとも軸封部材23cと摺動する部位の表面粗さが、所定の精度に形成されている。ピストンロッド41は、吐出室11bから孔部23b及び軸封部材23cを介して本体11の外部へ延設される。
ピストン部42は、ピストンロッド41の下端側に接続されたピストンヨーク45と、ピストンヨーク45に設けられ、シリンダ21の内周面を摺動可能に形成されたピストン46と、ピストン46をピストンヨーク45に固定するピストン押え47と、ピストン押え47に設けられた第2逆止弁48と、を備えている。
ピストンヨーク45は、例えばピストンロッド41を中心に一定の間隔を有する配置で複数、例えば四方向に分岐して延設される。
ピストン46は、例えばゴム等の樹脂材料で形成され、弾性変形可能に形成されている。ピストン46は、その上部が開口する椀状に形成されるとともに、その下部の一部が開口して形成される。ピストン46は、シリンダ21の内部を液密に区分し、且つ、シリンダ21の内周面を摺動可能に形成される。ピストン46は、シリンダ21の内部を吸込室11a及び吐出室11bに区分可能に形成されている。
ピストン押え47は、ピストン46を支持するとともに、ピストン46をピストンヨーク45と挟持することで、ピストンロッド41にピストン46を固定する。ピストン押え47は、中央部に形成され、ピストン46の開口よりも小径の開口部47aと、吐出ケーシング23と対向する開口部47aの周囲の面に形成された第2弁座47bと、を備えている。
ピストン押え47は、開口部47aにより、吸込室11a及び吐出室11bを連通可能に形成されている。ピストン押え47は、第1逆止弁25の第1突起部25bの先端と当接可能に形成されている。ピストンヨーク45及びピストン押え47は、その対向する空間に、第2弁座47bを有する第2弁室42aを構成する。
第2逆止弁48は、第2弁室42a内に設けられ、第2弁座47bと当接可能に形成されている。また、第2逆止弁48は、カバー部材26の第2突起部26bと当接可能に形成されている。
連結部43は、リンク機構部13と連結可能に形成されている。連結部43は、ピストンロッド41の端部に固定されている。連結部43は、外径がピストンロッド41の外径よりも大径に形成され、規制部材23eと当接可能に形成されている。
リンク機構部13は、第1リンク部材51と、第2リンク部材52と、を備えている。
第1リンク部材51は、その長手方向の両端部が、それぞれ支持部23d及び第2リンク部材52に連結軸13aにより連結される。第1リンク部材51は、板状に形成され、支持部23dに連結軸13aを中心に回動可能に支持される。
第2リンク部材52は、連結部43及び第1リンク部材51に連結軸13aにより連結される。第2リンク部材52は、板状に形成され、連結部43及び第1リンク部材51に対して回動可能に、連結部43及び第1リンク部材51に支持される。第2リンク部材52は、長手方向の一端に連結部43が連結され、長手方向の他端に操作レバー14が接続される。また、第2リンク部材52は、その中途部に第1リンク部材51が連結される。
操作レバー14は、第2リンク部材52の端部に接続され、所定の長さに形成された棒状の部材である。なお、操作レバー14の長さは、使用者がピストン部材12を往復動可能であれば、手押しポンプ1の設置場所及び性能に応じて、適宜設定可能である。
ラチェット機構部15は、リンク機構部13の移動方向を規制する。ラチェット機構部15は、爪部61と、爪部61と一方向で係合する歯車部62と、爪部61を一方向に付勢する付勢部材63と、第1リンク部材51に設けられ、爪部61を回転可能に支持する第1取付部64と、第1リンク部材51に設けられ、付勢部材63を支持する第2取付部65と、を備えている。
爪部61は、第1リンク部材51に回転可能に支持される。爪部61は、付勢部材63を支持可能に形成される。爪部61は、付勢部材63によって、常時一方向に回動するように付勢される。
歯車部62は、例えば、第2リンク部材52に形成され、一方向で爪部61と係合可能な複数の歯62aと、複数の歯62aの両端に位置する歯62aにそれぞれ隣接して設けられた逃げ部62bと、を備えている。
歯62aは、ピストン部材12が上死点及び連結部43が規制部材23eに当接する下死点側の位置の間を移動するときに、爪部61が乗り上げ可能、且つ、爪部61が乗り上げることで、リンク機構部13が移動可能に形成されている。歯62aは、ピストン部材12が、連結部43が規制部材23eに当接する下死点側の位置から上死点に向かって移動する途中において、リンク機構部13が下死点側に向かう方向に移動するときに、爪部61と係合し、第2リンク部材52の移動を規制可能に形成されている。
逃げ部62bは、ピストン部材12が上死点及び下死点側に位置するときに、爪部61を配置可能に形成されている。逃げ部62bは、爪部61が位置することで、爪部61及び歯62aの係合が解除可能に形成された逃げである。
このようなラチェット機構部15は、逃げ部62bに爪部61が位置する状態から、他方の逃げ部62bに爪部61が移動するまで、爪部61が歯62aを乗り上げ可能に形成されている。また、ラチェット機構部15は、逃げ部62bに爪部61が位置する状態から他方の逃げ部62bに爪部61が移動するまでの間であって、且つ、ピストン部材12が上死点側に移動している途中で下死点側に移動するときに、爪部61が歯62aと係合する(噛み合う)。これにより、ラチェット機構部15は、ピストン部12が上死点側に移動する途中において、ピストン部12が下死点側に移動する方向のリンク機構部13の移動を規制可能に形成されている。
次に、手押しポンプ1を用いて水源、例えば井戸等から水を揚水する場合の動作説明をする。
手押しポンプ1の使用開始時においては、吸込室11a内に空気が存在することから、先ず、吸込室11a内を水で充満させる、所謂自吸を行う。使用者は、操作レバー14を操作し、ピストン部材12を往復動させる。具体的には、操作レバー14が上方に位置し、ピストン部材12が下死点側に位置する場合には、使用者は、操作レバー14を操作し、操作レバー14の端部を下方に回動させる。
手押しポンプ1の使用開始時においては、吸込室11a内に空気が存在することから、先ず、吸込室11a内を水で充満させる、所謂自吸を行う。使用者は、操作レバー14を操作し、ピストン部材12を往復動させる。具体的には、操作レバー14が上方に位置し、ピストン部材12が下死点側に位置する場合には、使用者は、操作レバー14を操作し、操作レバー14の端部を下方に回動させる。
この操作により、操作レバー14は、第1リンク部材51の端部を中心に回動し、連結部43が上方に移動する。これにより、ピストンロッド41は、軸心方向に沿って上方へ移動し、ピストン部42が上死点側に移動する。ピストン部42が上死点側に向かって移動すると、ピストン部42、シリンダ21、吸込ケーシング22、第1逆止弁25及び第2逆止弁48で形成される吸込室11aの容積が増加する。
このとき、吸込口22aは、第1逆止弁25により閉塞されているとともに、開口部47aは、第2逆止弁48により閉塞されている。このため、ピストン部42が上死点側に移動して吸込室11aの容積が増加すると、吸込室11aの圧力が減少する。第1逆止弁25の一次側の圧力が吸込室11aの圧力よりも高くなると、換言すると、吸込室11aの圧力が負圧になると、第1逆止弁25が上方に移動して開状態となり、吸込口22aが開口する。これにより吸込室11aに水が流入する。
さらにピストン部42が移動し、溝部21aにピストン部42が位置すると、吐出室11b内の空気が溝部21aを介して吸込室11a内に移動する。これにより、さらなる吸込室11a内の圧力の低下が防止される。
このように、ピストン部42が上死点まで移動するまで、吸込室11aに水が揚水される。なお、このとき、第2逆止弁48は、第2弁座47bに当接した状態、即ち、第2逆止弁48は、ピストン押え47の開口部47aを閉塞している。このため、吐出室11bへの水や空気の移動が規制される。また、ピストン部42が上死点まで移動すると、ラチェット機構部15の爪部61は、歯車部62の逃げ部62bに位置し、歯62aとの係合が解除される。
次に、使用者は、操作レバー14を操作し、操作レバー14を上方に回動させる。操作レバー14が上方に回動すると、第2リンク部材52は、第1リンク部材51と連結される連結軸13aを中心に連結部43と連結される連結軸13aが下方に移動するように回動し、結果、ピストンロッド41が下方に移動する。
ピストンロッド41が下方に移動することで、ピストン部42が下死点側に移動する。ピストン部42が下死点側へ移動すると、吸込室11aの容積が減少し、吸込室11a内の圧力が増加する。吸込室11a内の圧力が吐出室11b内の圧力よりも高くなると、換言すると、吸込室11aの圧力が大気圧よりも高くなると、第2逆止弁48が上方に移動して開状態となり、開口部47aが開口する。これにより、吸込室11a内の空気及び水が吐出室11bに流入する。さらにピストン部42が移動し、下死点側に移動すると、ピストン部42が下死点に到達する前に、規制部材23eに連結部43が当接し、ピストン部42の移動が規制される。
このように、規制部材23eに連結部43が当接するまでピストン部42が下死点側に移動することで、吐出室11bに水が揚水されるとともに、吸込室11a内の空気が吐出室11bに移動する。使用者は、吸込室11a内に水が充満するまで、操作レバー14を繰り返し回動させ、吸込室11aを水で充満させる。吸込室11aが水で充満したら、自吸が完了する。以後、使用者は、同様に、操作レバー14を往復動させることで、ピストン部42を往復動させ、水を揚水することが可能となる。
次に、手押しポンプ1を使用後、降水機能により、吸込室11a及び吐出室11bに溜まった水を降水させる動作を説明する。
手押しポンプ1による揚水終了後、本体11内の水を降水させる場合には、先ず、規制部材23eを蓋体23f及びピストンロッド41から取り外す。次に、操作レバー14を上方へと回動させる。このとき、連結部43が蓋体23fと当接し、操作レバー14の移動が規制されるまで、操作レバー14を回動させる。
手押しポンプ1による揚水終了後、本体11内の水を降水させる場合には、先ず、規制部材23eを蓋体23f及びピストンロッド41から取り外す。次に、操作レバー14を上方へと回動させる。このとき、連結部43が蓋体23fと当接し、操作レバー14の移動が規制されるまで、操作レバー14を回動させる。
この操作レバー14の回動により、ピストン部42が下死点へと移動し、ピストン押え47の下面及び第1逆止弁25の第1突起部25b、並びに、カバー部材26の第2突起部26b及び第2逆止弁48の下面がそれぞれ当接する。
第1逆止弁25の第1突起部25bがピストン押え47により押圧されると、第1突起部25bが第1逆止弁25の中心より偏心した位置で下方に押圧される。これにより、第1逆止弁25が傾斜し、第1弁体25aは、その下面の一部を除いて第1弁座22cから離間することで、第1逆止弁25が強制的に開放され、吸込口22aが吸込室11aと連通する。
同様に、第2逆止弁48の下面が第2突起部26bにより押圧されると、第2逆止弁48が第2弁座47bから離間し、第2逆止弁48が強制的に開放され、吸込室11aが吐出室11bと連通する。
このように、第1逆止弁25及び第2逆止弁48をそれぞれ強制的に開放させることで、吸込口22aから吐出室11bまでが連続する1つの空間となり、本体11内に溜まった水が降水する。
降水終了後、操作レバー14を操作してピストン部42を下死点から上死点側に移動させ、規制部材23eをピストンロッド41に設け、蓋体23f上に配置する。これにより、第1逆止弁25及び第2逆止弁48が閉状態となり、次回の手押しポンプ1の使用が可能な待機状態となる。
このような構成の手押しポンプ1によれば、ラチェット機構部15をリンク機構部13に設けるとともに、シリンダ21に溝部21aを備える。この構成により、自吸時に吸込室11a内に空気が存在するときに、吸込室11a内が増大して負圧になったとしても、操作レバー14の跳ね上がりを防止可能となる。
即ち、リンク機構部13には、ピストン部材12が上死点側に移動しているときに、ピストン部材12が下死点側に移動する方向にリンク機構部13が回動しようとすると、爪部61が第2リンク部材52に一体に形成された歯62aと係合する。この爪部61及び歯62aの係合によって、第2リンク部材52の回動が規制され、結果、ピストン部材12が下死点側に移動することが防止される。
このため、吸込室11a内の負圧となり、吸込室11a及び吐出室11bの圧力差が発生し、当該圧力差によってピストン部材12が下死点側に移動しようとすると、ラチェット機構部15がリンク機構部13の移動を規制する。結果、ピストン部材12が下死点側に移動することを防止可能となり、操作レバー14の跳ね上がりが防止できる。
また、上死点側のシリンダ21の内周面に設けられた溝部21aにより、上死点側にピストン部材12が移動したときに、吸込室11a内に吐出室11b内の流体(空気)が吸い込まれる。このため、吸込室11a内の圧力は、吐出室11bと同じ圧力となることから、ピストン部材12が下死点側に移動することを防止できる。
これにより、ピストン部材12が上死点に移動し、爪部61が逃げ部62bに位置し、ピストン部材12が下死点側に移動する方向にリンク機構部13が回動可能な状態となるときに、吸込室11a内の圧力によってピストン部材12が移動することが防止可能となり、操作レバー14の跳ね上がりを防止可能となる。
このように構成された手押しポンプ1によれば、自吸時において、吸込室11a内の圧力が吐出室11b内の圧力よりも低圧となっても、吸込室11aが下死点側から上死点に向かって移動するときは、ラチェット機構部15によって操作レバー14の跳ね上がりが防止される。また、自吸時において、ピストン部材12が上死点に位置したときには、溝部21aによって吸込室11a内を減圧することで、操作レバー14の跳ね上がりが防止される。
このように、手押しポンプ1は、ラチェット機構部15及び吸気部材である溝部21aにより操作レバー14の跳ね上がりが防止可能となることで、操作時の安全性が高くなる。また、吸込室11a内の圧力の大幅な低下が防止できることから、操作レバー14を回動させてピストン部42を上死点側に移動させるときに必要な力が増大することがなく、操作性が向上する。また、操作レバー14の長さも短くすることが可能となり、手押しポンプ1の小型化も可能となる。
上述したように、本実施の形態に係る手押しポンプ1によれば、ラチェット機構部15によりリンク機構部13の移動を規制するとともに、シリンダ21に設けられた溝部21aにより吸込室11a内の圧力を増加させることで、操作レバー14の跳ね上がりを防止することが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る手押しポンプ1Aについて、図3を用いて説明する。なお、第2の実施形態に係る手押しポンプ1Aにおいて、上述した第1の実施形態に係る手押しポンプ1と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る手押しポンプ1Aの構成を示す断面図である。
次に、本発明の第2の実施形態に係る手押しポンプ1Aについて、図3を用いて説明する。なお、第2の実施形態に係る手押しポンプ1Aにおいて、上述した第1の実施形態に係る手押しポンプ1と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る手押しポンプ1Aの構成を示す断面図である。
図3に示すように、手押しポンプ1は、本体11Aと、本体11Aの内部に往復動可能に設けられたピストン部材12と、ピストン部材12に連結されたリンク機構部13と、リンク機構部13に設けられた操作レバー14と、リンク機構部13に設けられたラチェット機構15と、を備えている。手押しポンプ1Aは、ピストン部材12の往復動による揚水機能、及び、第1突起部25b及び第2突起部26bによる降水機能を有する。
本体11Aは、井戸等に、例えば水面に対して下端部が対向するように配置される。本体11Aは、軸心が鉛直方向に沿って延設される筒状のシリンダ21Aと、シリンダ21Aの下端部に接続される吸込ケーシング22と、シリンダ21Aの上端部に接続される吐出ケーシング23と、吸込ケーシング22の下端部に設けられた基部24と、を備えている。
本体11Aは、吸込ケーシング22に設けられた第1逆止弁25と、シリンダ21A及び吸込ケーシング22間に設けられたカバー部材26と、シリンダ21Aに設けられた吸気部材27と、を備えている。
本体11Aは、シリンダ21A及び吸込ケーシング22の対向する端部、並びに、シリンダ21A及び吐出ケーシング23の対向する端部に、それぞれフランジ部を有し、シール部材を介在させたフランジ部をボルト等の締結部材により締結することで、シリンダ21A、吸込ケーシング22及び吐出ケーシング23が一体に構成される。
このような本体11Aは、ピストン部材12とともに、シリンダ21A及び吸込ケーシング22内に吸込室11aが形成される。また、本体11Aは、ピストン部材12とともに、シリンダ21A内及び吐出ケーシング23に吐出室11bが形成される。
シリンダ21Aは、その内周面をピストン部材12が摺動可能に形成されている。シリンダ21Aは、内周面の表面粗さ及び軸心に対する円心度が所定の精度で形成される。なお、ここで、所定の精度とは、ピストン部材12の往復動において、ピストン部材12及びシリンダ21Aの間の漏水、往復動時のピストン部材12及びシリンダ21Aの間の抵抗及び干渉、又は、ピストン部材12の損傷等によるポンプ機能の低下を防止可能な精度であり、手押しポンプ1Aの性能に応じて適宜設定可能である。
このようなシリンダ21Aは、上述したシリンダ21の溝部21aを有さない構成である。
吸気部材27は、吸込室11a内に空気を導入可能に形成されている。吸気部材27は、シリンダ21Aに設けられた第1接続管31と、吐出ケーシング23に設けられた第2接続管32と、第1接続管31及び第2接続管32に接続された配管部33と、第1接続管31に設けられた開閉弁34と、第2接続管32に設けられたオリフィス35と、を備えている。吸気部材27は、吐出室11b内の空気を吸込室11a内へ移動させる空気の流路を形成する。
第1接続管31は、シリンダ21Aの中途部、具体的には、ピストン部材12の上死点及び下死点の間であって、且つ、吸込室11a内の圧力が負圧になるピストン部材12の位置よりも上死点側に設けられる。なお、第1接続管31は、ピストン部材12内の圧力が負圧となり、第1逆止弁25が開となるピストン部材12の位置よりも上死点側であれば、手押しポンプ1の形状及び性能等に応じて、その位置は適宜設定可能である。
配管部33は、金属材料で形成された配管、又は、樹脂材料で形成された可撓性を有するホース若しくはチューブ等である。開閉弁34は、空気の流路を開閉可能に形成されている。開閉弁34は、手動により流路を開閉可能に形成されている。オリフィス35は、空気の流路の径を縮径する絞りである。
次に、手押しポンプ1Aを用いて水源、例えば井戸等から水を揚水する場合の動作説明をする。
手押しポンプ1の使用開始時においては、吸込室11a内に空気が存在することから、先ず、吸込室11a内を水で充満させる、所謂自吸を行う。使用者は、吸気部材27の開閉弁34を操作して開閉弁34を開状態とし、吸込室11a及び吐出室11bを連通させる。次に使用者は、操作レバー14を操作し、ピストン部材12を往復動させる。具体的には、操作レバー14が上方に位置し、ピストン部材12が下死点側に位置する場合には、使用者は、操作レバー14を操作し、操作レバー14の端部を下方に回動させる。
手押しポンプ1の使用開始時においては、吸込室11a内に空気が存在することから、先ず、吸込室11a内を水で充満させる、所謂自吸を行う。使用者は、吸気部材27の開閉弁34を操作して開閉弁34を開状態とし、吸込室11a及び吐出室11bを連通させる。次に使用者は、操作レバー14を操作し、ピストン部材12を往復動させる。具体的には、操作レバー14が上方に位置し、ピストン部材12が下死点側に位置する場合には、使用者は、操作レバー14を操作し、操作レバー14の端部を下方に回動させる。
この操作により、操作レバー14は、第1リンク部材51の端部を中心に回動し、連結部43が上方に移動する。これにより、ピストンロッド41は、軸心方向に沿って上方へ移動し、ピストン部42が上死点側に移動する。ピストン部42が上死点側に向かって移動すると、ピストン部42、シリンダ21A、吸込ケーシング22、第1逆止弁25及び第2逆止弁48で形成される吸込室11aの容積が増加する。
このとき、吸込口22aは、第1逆止弁25により閉塞されているとともに、開口部47aは、第2逆止弁48により閉塞されている。このため、ピストン部42が上死点側に移動して吸込室11aの容積が増加すると、吸込室11aの圧力が減少する。第1逆止弁25の一次側の圧力が吸込室11aの圧力よりも高くなると、換言すると、吸込室11aの圧力が負圧になると、第1逆止弁25が上方に移動して開状態となり、吸込口22aが開口する。これにより吸込室11aに水が流入する。
さらにピストン部42が移動し、吸込室11a内に第1接続管31が位置すると、吐出室11b内の空気が吸込室11a内に移動する。これにより、さらなる吸込室11a内の圧力の低下が防止される。
このように、ピストン部42が上死点まで移動するまで、吸込室11aに水が揚水される。なお、このとき、第2逆止弁48は、第2弁座47bに当接した状態、即ち、第2逆止弁48は、ピストン押え47の開口部47aを閉塞している。このため、吐出室11bへの水や空気の移動が規制される。
次に、使用者は、操作レバー14を操作し、操作レバー14を上方に回動させる。操作レバー14が上方に回動すると、第2リンク部材52は、第1リンク部材51と連結される連結軸13aを中心に連結部43と連結される連結軸13aが下方に移動するように回動し、結果、ピストンロッド41が下方に移動する。
ピストンロッド41が下方に移動することで、ピストン部42が下死点側に移動する。ピストン部42が下死点側へ移動すると、吸込室11aの容積が減少し、吸込室11a内の圧力が増加する。吸込室11a内の圧力が吐出室11b内の圧力よりも高くなると、換言すると、吸込室11aの圧力が大気圧よりも高くなると、第2逆止弁48が上方に移動して開状態となり、開口部47aが開口する。これにより、吸込室11a内の空気及び水が吐出室11bに流入する。さらにピストン部42が移動し、下死点側に移動すると、ピストン部42が下死点に到達する前に、規制部材23eに連結部43が当接し、ピストン部42の移動が規制される。
このように、ピストン部42が下死点側に移動することで、吐出室11bに水が揚水されるとともに、吸込室11a内の空気が吐出室11bに移動する。使用者は、吸込室11a内に水が充満するまで、操作レバー14を繰り返し回動させる。
次に、吸込室11aが水で充満されたら、使用者は、開閉弁34を操作して開閉弁34を閉じる。これにより自吸が完了する。以後、使用者は、同様に、操作レバー14を往復動させることで、ピストン部42を往復動させ、水を揚水することが可能となる。
このような構成の手押しポンプ1Aによれば、ラチェット機構部15をリンク機構部13に設けるとともに、吸気部材27を吸込室11aに設けること構成となる。このような構成とすることで、吸込室11a内の負圧によりピストン部材12が下死点側に移動しようとすると、ラチェット機構部15によりリンク機構部13の移動を規制することが可能となり、ピストン部材12が下死点側に移動することを防止可能となる。
また、このような構成により、自吸時に吸込室11a内に空気が存在するときに、吸込室11a内の容積が増大して負圧になったとしても、吸気部材27により吸込室11a内の圧力が極端に低下することがない。即ち、吸気部材27により吸込室11a内に吐出室11b内の空気が吸い込まれることから、吸込室11a内の容積が増加したとしても、第1逆止弁25が開く圧力からさらに吸込室11a内の圧力が低下することを防止可能となる。
特に、ピストン部42の移動速度が速いほど、吸込室11a内の圧力が急激に低下する虞があるが、吸気部材27により、吸込室11a内の圧力の急激な低下を防止することが可能となる。また、空気の流路上にオリフィス35を設けることで、空気の流路が絞られることから、吸込室11a内の圧力が急激に上昇して大気圧となることを防止可能となり、吸込室11a内が第1逆止弁25を開放可能な負圧を維持できる。
また、ピストン部42内の負圧により、ピストン部材12が下死点側に移動しようとしても、ラチェット機構部15によってリンク機構部13の移動が規制され、操作レバー14の跳ね上がりが防止可能となる。
操作レバー14の跳ね上がりが防止可能となることで、操作時の安全性が高くなる。また、吸込室11a内の圧力の大幅な低下が防止できることから、操作レバー14を回動させてピストン部42を上死点側に移動させるときに必要な力が増大することがなく、操作性が向上する。また、操作レバー14の長さも短くすることが可能となり、手押しポンプ1の小型化も可能となる。
また、吸気部材27は、開閉弁34を有することから、自吸が終了した後に、吸気部材27を介して吐出室11bから吸込室11aに空気が導入されることを防止可能となる。
さらに、吸気部材27は、第2接続管32を吐出ケーシング23に接続する構成とすることで、ピストン部42が下死点側に移動し、吸込室11a内の水が増圧して吸気部材27に流れ込んでも、吐出ケーシング23に吐出することが可能となる。このため、別途、吸気部材27に流れ込んだ水を排出する排水用のドレンや配管等を設ける必要がなく、製造コスト及び設置コストの低減が可能となる。
さらに、ラチェット機構部15の付勢部材63が脱落やばね定数の低下等によって機能を損失したとしても、吸気部材27によってピストン部42が急激に下死点側へと移動することが防止可能となり、操作レバー14が跳ね上がることを防止可能となる。このため、手押しポンプ1は、高い信頼性を得ることが可能となる。
上述したように、本実施の形態に係る手押しポンプ1Aによれば、ラチェット機構15によりリンク機構部13の移動を規制するとともに、吸気部材27によって吸込室11a内に空気を導入することで、吸込室11a内の圧力の急激な低下を防止し、操作レバー14の跳ね上がりを防止することが可能となる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した手押しポンプ1,1Aは、降水機能を有している構成を説明したが、これに限定されない。手押しポンプ1,1Aは、第1突起部25b及び第2突起部26bを備えず、降水機能を有さない構成であってもよい。降水機能を有さない手押しポンプとすることで、例えば凍結の虞のない温暖地域で使用する場合には、手押しポンプの製造コストをより低減させることが可能となる。
また、上述した例では、手押しポンプ1Aは、開閉弁34を第1接続管に設け、オリフィス35を第2接続管32に設ける構成を説明したがこれに限定されない。即ち、吸気部材27は、空気の流路上に開閉弁及びオリフィスが設けられる構成であれば、配管部33に開閉弁34及びオリフィス35を設ける構成であってもよく、他の配置であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
1,1A…手押しポンプ、11,11A…本体、11a…吸込室、11b…吐出室、12…ピストン部材、13…リンク機構部、13a…連結軸、14…操作レバー、15…ラチェット機構部、21,21A…シリンダ、21a…溝部(吸気部材)、22…吸込ケーシング、22a…吸込口、22b…リブ、22c…第1弁座、22d…第1弁室、22e…ねじ部、23…吐出ケーシング、23a…吐出口、23b…孔部、23c…軸封部材、23d…支持部、23e…規制部材、23f…蓋体、24…基部、25…第1逆止弁、25a…第1弁体、25b…第1突起部、26…カバー部材、26a…孔部、26b…第2突起部、27…吸気部材、31…第1接続管、(接続管)、32…第2接続管、33…配管部、34…開閉弁、35…オリフィス、41…ピストンロッド、42…ピストン部、42a…第2弁室、43…連結部、45…ピストンヨーク、46…ピストン、47…ピストン押え、47a…開口部、47b…第2弁座、48…第2逆止弁、51…第1リンク部材、52…第2リンク部材、61…爪部、62…歯車部、62a…歯、62b…逃げ部、63…付勢部材、64…第1取付部、65…第2取付部。
Claims (5)
- 軸心が鉛直方向に沿って配置される筒状のシリンダ、前記シリンダの下端部に設けられ、前記シリンダと吸込室を構成する吸込ケーシング、及び、前記シリンダの上端部に設けられ、前記シリンダと吐出室を構成する吐出ケーシングを具備する本体と、
前記シリンダの内周面に往復動可能に形成され、前記シリンダ内を前記吸込室及び前記吐出室に区分するピストン部と、
前記ピストン部に接続されたピストンロッドと、
回動可能に形成された操作レバーと、
前記操作レバー及び前記ピストンロッドを連結し、前記操作レバーの回動を前記ピストンロッドの往復運動に変換するリンク機構部と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストン部が上死点側に位置するときに、前記吸込室及び前記吐出室を連通する吸気部材と、
前記ピストン部が下死点側から上死点側への移動をするときに、前記ピストン部が下死点側に移動する方向の前記リンク機構部の移動を規制するラチェット機構部と、
を備えることを特徴とする手押しポンプ。 - 前記吸気部材は、前記ピストン部の上死点側の前記シリンダの内周面に設けられた、前記シリンダの軸心方向に沿って設けられた溝部であることを特徴とする請求項1に記載の手押しポンプ。
- 前記吸気部材は、
前記シリンダに設けられた第1接続管と、
前記吐出ケーシングに設けられた第2接続管と、
前記第1接続管及び前記第2接続管に接続され、前記吐出ケーシングから前記シリンダへの空気の流路を構成する配管部と、
前記流路に設けられたオリフィスと、
を具備することを特徴とする請求項1に記載の手押しポンプ。 - 前記リンク機構部は、前記本体に回転可能に接続された第1リンク部材と、前記ピストンロッド及び前記第1リンク部材に回転可能に接続され、その一端に前記操作レバーが接続された第2リンク部材と、を具備し、
前記ラチェット機構部は、前記第1リンク部材に設けられた爪部と、前記第2リンク部材に設けられ、前記爪部と係合する複数の歯及び前記複数の歯の両端側に設けられた前記爪部の逃げである逃げ部を有する歯車部と、を具備することを特徴とする請求項1に記載の手押しポンプ。 - 前記ラチェット機構部は、前記爪部を一方向に付勢する付勢部材を具備し、
前記爪部及び前記複数の歯は、前記ピストン部が下死点側から上死点側に移動する間であって、前記ピストン部が下死点側に移動するときに係合する、
ことを特徴とする請求項4に記載の手押しポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086558A JP2015206287A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 手押しポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014086558A JP2015206287A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 手押しポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015206287A true JP2015206287A (ja) | 2015-11-19 |
Family
ID=54603287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014086558A Pending JP2015206287A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 手押しポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015206287A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106869234A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-20 | 瑞安市智造科技有限公司 | 一种大型机械式打水器 |
JP2018091230A (ja) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | 株式会社川本製作所 | 手押しポンプ |
CN109848151A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-06-07 | 宁波市镇海怡福莱文化创意有限公司 | 一种水底捞取工具 |
-
2014
- 2014-04-18 JP JP2014086558A patent/JP2015206287A/ja active Pending
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CN106869234A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-20 | 瑞安市智造科技有限公司 | 一种大型机械式打水器 |
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