JP2517502B2 - 空気圧式水鉄砲玩具 - Google Patents

空気圧式水鉄砲玩具

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気圧式水鉄砲玩具に関
し、さらに詳しくは、貯水器を空気で加圧する自己充足
式の加圧部材を使って、貯水器内の水と雰囲気との間に
圧力差を生じさせ、連続流あるいは選択的な方法で水鉄
砲から水を発射する水鉄砲に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水鉄砲は何十年間も非常に人気のある子
供の玩具である。したがって、玩具産業は非常に競合し
ており、何百という異なったタイプの水鉄砲が玩具本来
の人気によって利益を得ようとして開発されてきてい
る。最も伝統的な水鉄砲の型はポンプ動作によって水を
発射するものであり、引き金を引いて手動させるか、電
池仕掛けのモーターによって自動的に動作させる。その
ようなポンプ動作によって水鉄砲は働くが、水が進む距
離、発射される水の量およびポンプサイクルの持続時間
には限りがある。水鉄砲を改良する試みにおいて、玩具
産業は圧力活性化水鉄砲を開発した。そのような圧力水
鉄砲は、水鉄砲内の水と雰囲気との圧力差の原理に基づ
いて作動する。水鉄砲内の水は、雰囲気の圧力よりも高
い圧力に保たれる。その結果、水鉄砲内の水が逃げ路を
与えられれば、その圧力差によって雰囲気中に水が迸り
出る。
【０００３】圧力活性化水鉄砲の２つの主要なタイプが
ある。第１のタイプは、水自体が雰囲気圧力よりも大き
な圧力にされるものである。このタイプの水鉄砲は、た
とえば次のものである。
【０００４】米国特許第３，１９７，０７０号は、折り
たたみ領域におけるトラップ水によって活性化された水
鉄砲を開示している。折りたたまれると、水の圧力が高
まり、圧力域内の１つの小さな流出孔から水を発射す
る。区画域が十分に折りたたまれると、その区画域の再
拡張によって水が貯水器から引き出され、次のサイクル
の発射準備をする。
【０００５】米国特許第４，８５４，４８０号と第４，
７３５，２３９号は、ともに、弾性袋を使って水を加圧
する水鉄砲を開示している。弾性袋は高圧の水で満たさ
れて、弾性変形に応じる。次に加圧水の源が除かれ、拡
張した袋内の水は引き金によって作動するクラップ装置
によって適当な位置に保たれる。この水鉄砲は、水を拡
張した袋から選択的に発射させることによって使われ
る。
【０００６】第２のタイプの圧力活性化水鉄砲は、空気
圧を使って噴水路に水を通すものである。このタイプの
水鉄砲は、たとえば米国特許第４，２１４，６７４号に
開示されている。すなわち、加圧貯水器と発射銃の２つ
の部分からなる水鉄砲である。それは手動空気ポンプを
有しているが、１つの部分からなる自己充足式圧力シス
テムを持たず、このような自己充足システムを支持する
のに必要な弁配置に欠けている点で本発明とは異なる。
さらに、本発明は高圧で作動する能力を有し、かつ、高
圧の水を発射することに伴う危険をなくすためにその設
計に安全基準を折りこんでいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
は貯水を加圧することによって作動する水鉄砲を開示し
ているが、空気で貯水を加圧する自己充足式の部材を開
示も教示もせず、同一の開口部を通して貯水器に圧空と
水を出入させるための弁配置も開示・教示していない。
こうして、本発明は１部品ユニットの水鉄砲であり、使
用と製造がどちらも容易な高圧性能を有している。ま
た、従来技術は高圧の空気を水鉄砲に使うことを教示せ
ず、高圧の水を作り、貯え、放出することの伝統的な危
険をなくすために必要な設計基準と安全手当てを認識し
ていない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、空気で加圧し
た貯水器から選択的に水を発射させることによって作動
する水鉄砲に関するものである。本発明は設計に折りこ
まれた手動空気ポンプを有する通常の形状に作られた１
部品ユニットの水鉄砲である。空気ポンプは貯水器を加
圧し、その中にある水を加圧する。加圧された水は、本
発明の引き金機構によって調整される発射路を有してい
る。引き金に力を加えなければ、加圧された水は発射部
材をもたない窪みに保持される。引き金に力を加える
と、加圧された水は貯水器から放出されて細いノズルを
通って発射される。引き金を引いている間、または水圧
が雰囲気圧力と等しくなるまで、ノズルから水流が迸り
出る。貯水器をボデーから外し、水を満たしてから再装
着することにより、水を補給する。貯水器についている
オリフィスは、空気ポンプからの圧空の入口にもなり、
加圧水の出口にもなる。この単一オリフィスをもった貯
水器は、器壁の完全な統合を保ち、破裂の恐れなく高圧
を保たせる。さらに、最大許容圧力に達するまで過大に
加圧されても、自動的かつ安全に加圧水を放出する引き
金装置によって、破裂の危険は消されている。
【０００９】本発明は、すでに述べたように、空気を使
って水を加圧し、細いノズルを通して水を噴出させる水
鉄砲玩具に関するものである。加圧水玩具は珍しくな
く、何十年も前から存在している。水圧はロケット玩具
の発射から車玩具の推進まであらゆることに玩具産業で
使われてきている。加圧水玩具には２つの主要なタイプ
がある。第１のタイプは、機械的部材を使って水を直接
圧縮・加圧する水鉄砲である。このタイプの水鉄砲は今
日製造されているものの大多数であり、ポンプまたは電
池仕掛けのモーターで作動する引き金を使って少量の水
を噴射させる伝統的な水鉄砲である。水を直接ポンプで
動かす水鉄砲に伴う問題点は、十分噴射させるのに要す
る圧力を得るために、小径のピストンが必要ということ
である。このことは、各ショット毎に噴射され得る水の
量を制限する。さらに、ポンプが手動であれモーター作
動であれ活性化されるスピードは、噴射距離に影響し、
十分な量の水を噴射するには多数回くり返すことが必要
である。
【００１０】これらを解決するために、玩具製造者たち
は水を加圧するための圧空技術に頼った。空気は容易に
高圧に圧縮され、その高圧が貯えられている水の圧力に
変換され得る。この技術は容易に子供の腕力に適用さ
れ、比較的大量の水を一度に加圧させる。この大量の加
圧水の貯蔵は、くり返しポンプサイクルなしに、大量の
連続水流を一度に噴出させる。
【００１１】圧空玩具に伴う問題は、安全性ということ
である。玩具は広く販売されるために高価にならないよ
うに設計される。したがって、ほとんどの玩具がプラス
チックまたは他の安価な材料からできている。そのよう
な材料は、大きな引っ張り強度または疲労特性を有して
おらず、よって加圧水を十分に収容することができな
い。加圧水のプラスチック容器は、適切に設計されなけ
れば、破裂して大きなケガを引きおこす。本発明は高圧
を使い、かつ、危害を及ぼす危険性をなくすように設計
されている。本発明は単一の開口部を有する円筒状貯水
器を有している。円筒の両端で使われる十分な半径部と
関連して、単一のオリフィスは、貯水器壁の統合を保
ち、貯水器の素材全体にわたって漏水点を最小にするこ
とにより、他の配置におけるよりもほとんど２倍の圧力
安全性を有している。単一オリフィス貯水器を使うため
に、本発明は空気ポンプからの圧空および加圧水の双方
が、どちらにも逆流せずに同一の開口部を利用するよう
に設計された。したがって、貯水器は周期的に水を補給
されねばならず、かつ、貯水器は唯１つの開口部しかも
っていないので、貯水器は空気ポンプ入口および加圧水
出口から分離され、回りの加圧水が付加されるように設
計されている。
【００１２】本発明の水鉄砲は、加圧水を細いノズルか
ら選択的に発射することによって作動する。加圧水の選
択的発射は、引き金機構によって制御される。本発明は
高圧で作動する能力を有しているので、引き金発射機構
は２つの機能を果たす。第１は、発射される水の量を制
御し、第２は、安全弁として役立つことである。本発明
の引き金は加圧水の発射出口を締める付加物を有してい
る。締め付け力はばねによって得られる。引き金に力が
加えられると、締め付け部材のばね付勢が負けて、水が
発射される。同様に、貯水器内の圧力が安全限度を越え
ると、加圧水の力が締め付け部材のばね付勢に打ち勝っ
て、貯水器内の圧力が安全レベルになるまで水を放出す
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の１実施例よりなる各上面図、
側面図、正面図である第１、２、３図を参照して説明す
る。水鉄砲１は、長く伸びる銃身９、引き金７、および
把手５を備えたボデー３を有している。脱着可能な貯水
器１３は装着環１１とマウント３３によってボデー３に
支持されている。本発明の空気ポンプはボデー３内に備
えられているが、ポンプ把手は銃身９に沿って案内され
るスライダー２５に取り付けられている。
【００１４】第４図を参照すると、本発明の実施例の動
作が最もよく説明できる。第４図はボデー３、貯水器１
３および銃身９を一部破断した側面図である。貯水器１
３は円筒状でねじを切ったオリフィス（流出孔）３５を
有している。貯水器１３を水６３で満たすために、嵌合
してねじ切られているマウント３３からオリフィスを反
対回しに回してねじを外すことにより、貯水器をボデー
３から外さなければならない。外した貯水器１３内に水
６３を入れた後、オリフィス３５をマウント３３に合わ
せてねじを回して嵌合することにより、貯水器１３は再
び取り付けられる。いったん水６３を満たすと、空気６
１で貯水器１３を加圧することにより、水鉄砲１は作動
する。空気６１は空気ポンプシャフト１５内のピストン
１７の相対運動によって貯水器１３内に入れられる。ピ
ストン１７は、ピストン１７をスライダー２５に接続す
るポンプロッド１９によって作動するポンプロッド１９
はコネクター２１を通してスライダー２５に固定されて
いる。スライダー２５は、水鉄砲１の使い手によって手
で動かされる。使い手はスライダー２５を片手で保ち、
もう一方の手で把手５を持つ。次にスライダー２５は、
銃身９の方向に沿って前・後ろに動かされる。その前後
運動は、１方向流弁２７を越して、空気流チューブ２９
および水逆流防止フラップ３７を通して貯水器１３内に
空気６１を押しこむピストン１７の動きに移る。空気６
１は所定圧力に達するまで、貯水器１３に継続して加え
られる。
【００１５】いったん過小圧になると、ボデー３の一部
であるストッパー５５に対して出口チューブ４１を締め
付けるピンチバー５３によって、水６３は出口チューブ
４１を通って自由に流れることを阻止される。ピンチバ
ー５３は校正されたばね４７によってストッパー５５に
対して付勢されている。ばねはボデー３の１構成物４９
によって一端を支持され、ピボット５１上に変形される
ことによって歪を受けている。その付勢配置におけるば
ね４７の強度は校正されているので、出口チューブ４１
内の水６３の圧力が所定の最大値に達すると、ばね４７
は、ピンチバー５３が上がって、安全な圧力が維持され
るまで水６３が放出するのを許す。
【００１６】過大な高圧に対して自動的に水を放出する
機構がないので、水６３は次のようにして放出される。
力を引き金７に加えると、ピボット５７の回りに回転す
る引き金７のてこ配置を通してその力がピンチバー５３
に移動する。ピンチバー５３に加えられたその力は、ば
ね４７の付勢力に対抗して働く。引き金７の力がばね４
７の力に打ち勝つと、ピンチバー５３が出口チューブ４
１から上げられて、水６３は銃身９内の出口チューブ４
１を通って流れる。出口チューブ４１は細い開口部４５
をもつノズル４３に終端をもつ。引き金７に加えた力を
ゆるめるか、貯水器１３内の空気圧が雰囲気圧と等しく
なるまで、水６３は開口部４５から迸り出る。
【００１７】上記説明は本発明の最上の態様を示してい
るが、上記以外の材料からも本発明が形成され、実施さ
れ得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例よりなる水鉄砲の上面図であ
る。
【図２】図１の水鉄砲の側面図である。
【図３】図１、２の水鉄砲の正面図である。
【図４】図１〜３の水鉄砲の一部破断側面図である。
【符号の説明】
１ 水鉄砲、 ３ ボデー、 ５ 把手、 ７ 引き
金、 ９ 銃身、１１ 装着環、 １３ 貯水器、 ２
５ スライダー、 ３３ マウント、３５ オリフィ
ス、 ４３ ノズル、 ４５ 開口部、 ４７ ばね、
５３ ピンチバー、 ５５ ストッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース エム ダンドラド アメリカ合衆国ニュージャージー州 08889 ホワイトハウス ステーション テン アイク ロード ３ (72)発明者 ロニー ジー ジョンソン アメリカ合衆国カリフォルニア州 91001 アルタデナ ノース カジタス アベニュー 2923

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）水と空気が流出する孔を唯１つ有す
    る分離可能な貯水器と、 ｂ）該貯水器を水密性のシールを有する水鉄砲ボデーに
    装着するために水鉄砲に設けられた装着部材と、 ｃ）水鉄砲ボデーの主要部分である、貯水器に空気を加
    圧するための加圧部材と、 ｄ）装着部材から下がって銃身方向に伸びる、圧空によ
    って押しのけられた水を発射するための長く伸びた水路
    と、 ｅ）水鉄砲の引き金に装着され、引き金の動きによって
    調整される、発射水路を通る水の流れを調製するための
    水発射部材と、 ｆ）発射水路に接続された、銃身の端にあるノズルとか
    らなる、 長く伸びた把手、引き金および銃身を備えたボデーを有
    する空気圧式水鉄砲玩具。
  2. 【請求項２】 前記加圧部材が手動空気ポンプである、
    請求項１の水鉄砲。
  3. 【請求項３】 前記空気ポンプが銃身に平行な軸に沿っ
    たポンプストローク動作を有する、請求項２の水鉄砲。
  4. 【請求項４】 前記手動ポンプが銃身に案内される把手
    を有する請求項３の水鉄砲。
  5. 【請求項５】 前記発射水路が装着部材に接続されノズ
    ルを有する可撓管である請求項１の水鉄砲。
  6. 【請求項６】 前記水流調整部材が、発射水路を水鉄砲
    ボデーに対して締め、発射水路を止めてその中を通る水
    流を制限するばねで付勢したピンチバーである請求項５
    の水鉄砲。
  7. 【請求項７】 前記ピンチバーのばね付勢が、引き金に
    かけられた力に負けることにより、ピンチバーが引き金
    の一部として形成され、レバーを通して引き金にかけら
    れた前記力によってピンチバーがばね付勢を妨害するよ
    うに動く請求項６の水鉄砲。
  8. 【請求項８】 前記ばね付勢が発射水路内の圧力に負け
    るように校正され、 このとき該圧力は所定の最大値を越
    えている、請求項６の水鉄砲。
  9. 【請求項９】 前記ばね付勢が、一端が水鉄砲ボデーに
    固定され、他端がピンチバーに結合されている両端をも
    つ板ばねによって形成されている請求項７の水鉄砲。
  10. 【請求項１０】 前記貯水器から加圧部材への空気の流
    れが、一方通行流れ装置によって妨げられる請求項１の
    水鉄砲。
  11. 【請求項１１】 前記貯水器から加圧部材内への水の流
    れが、一方通行流れ装置によって妨げられる請求項１の
    水鉄砲。
  12. 【請求項１２】 前記貯水器が、ねじを切られたボデー
    台を経てボデーに装着され流出孔を囲むねじを切られた
    首を有する請求項１の水鉄砲。
  13. 【請求項１３】 前記ノズルが、発射水路の断面積より
    も小さな断面積を有する細い流出孔を有する請求項１の
    水鉄砲。
  14. 【請求項１４】 前記装着部材が、貯水器の流出孔を通
    って伸び最低点に終端がある長く伸びた空洞部を有する
    請求項１の水鉄砲。
  15. 【請求項１５】 前記装着部材が、貯水器の流出孔を通
    って伸び最低点に終端がある長く伸びた空洞部を有する
    請求項９の水鉄砲。
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