(57)【要約】【課題】商用電源などの電気を使用せずに、水道水等の加圧流体により作動し、安全かつ汎用性の高い加圧流体駆動式ポンプを提供する。【解決手段】加圧流体駆動式ポンプ１に、所定の圧力で供給される加圧液体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁１１と、切替弁１１により加圧液体の流路が、一方に切替えられると往動し、他方に切替えられると復動する一対の駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂと駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂによって駆動されるポンプ１３と、ポンプ１３によって汲み上げられた液体、及び、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに用いられた液体の少なくとも一方の液体により切替弁１１を交互に切替駆動する切替弁駆動手段１４と、切替弁駆動手段１４に用いられた液体を収集して外部に吐出する吐出部１６とを具備させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の圧力で供給される加圧流体としての加圧液体から駆動力を取出す駆動手段と、
該駆動手段によって駆動されるポンプと、
該ポンプによって汲み上げられた液体と前記駆動手段に用いられた液体とを混合した状態で外部に吐出する吐出部とを具備することを特徴とする加圧流体駆動式ポンプ。
【請求項２】
前記駆動手段は、
前記加圧液体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁と、
該切替弁により前記加圧液体の流路が、一方に切替えられると往動し、他方に切替えられると復動し、その往復動により前記ポンプを駆動する駆動ピストンとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の加圧流体駆動式ポンプ。
【請求項３】
前記駆動手段は、
前記切替弁を切替駆動する切替弁駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の加圧流体駆動式ポンプ。
【請求項４】
所定の圧力で供給される加圧流体としての加圧液体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁、及び該切替弁により前記加圧液体の流路が、一方に切替えられると往動し、他方に切替えられると復動する駆動ピストンを備えた駆動手段と、
該駆動手段によって駆動されるポンプと、
該ポンプによって汲み上げられた液体、及び、前記駆動手段に用いられた液体の少なくとも一方の液体により前記切替弁を交互に切替駆動する切替弁駆動手段と、
該切替弁駆動手段に用いられた液体を収集して外部に吐出する吐出部とを具備することを特徴とする加圧流体駆動式ポンプ。
【請求項５】
前記切替弁駆動手段は、前記加圧液体により回転する回転体を備えていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の加圧流体駆動式ポンプ。
【請求項６】
所定の圧力の加圧流体を供給する加圧流体供給部と、
該加圧流体供給部から供給される前記加圧流体により回転する回転体と、
該回転体の回転運動を伝達する伝達手段と、
該伝達手段により、前記回転体を回転させた加圧流体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁、及び該切替弁により前記加圧流体の流路が、一方に切替えられると往動し、他方に切替えられると復動する駆動ピストンを備えた駆動手段と、
該駆動手段によって駆動されるポンプと、
該ポンプの作動により、外部から流体を吸引する吸引部と、
該吸引部を介して前記ポンプに吸引された流体を外部に排出する吸引流体排出部と、
前記駆動手段に用いられた流体を外部に排出する駆動流体排出部と
を具備することを特徴とする加圧流体駆動式ポンプ。
【請求項７】
前記駆動手段、及び、前記ポンプを少なくとも支持する支持部材と、
該支持部材に支持され、物品を収容可能な収容部とを更に具備することを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか一つに記載の加圧流体駆動式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプに関するものであり、特に、水道水等の加圧流体を用いて駆動される加圧流体駆動式ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、風呂の残り湯やタンク等に貯留した雨水を汲み上げるポンプとして、電気で駆動する電動ポンプが知られている。この電動ポンプとしては、電動のモータにより羽根車などを回転運動させることで作動する回動式ポンプや、モータの回転をクランクなどを用いてピストンを往復運動させることで作動するピストン式ポンプなどが知られている。
【０００３】
また、液体の圧力を用いて駆動するポンプも知られている。このポンプとしては、例えば、プランジャを備えたポンプ駆動部から加圧液体を、ポンプ本体である筒状の可撓膜の外周に注入・抽出を交互に繰り返すことで、可撓膜内の容積を変化させて液体を汲み上げるポンプがある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６３２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のポンプは、その駆動源として電気を用いているので、電気配線などの防水対策が不充分であると漏電する恐れがあり安全性に問題があった。また、防水対策を充分に行うことで、ポンプが高価なものとなっていた。
【０００６】
また、特許文献１に示されたポンプでは、ポンプ本体自身は、加圧液体により駆動されるものの、ポンプ駆動部においてプランジャがモータ等により電気で駆動されるようになっているので、電気が供給されていない場所や、電線などが通っていても電線から電気を取り出す手段（例えばコンセントなど）が設置されていない場所ではポンプを使用することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、商用電源などの電気を使用せずに、水道水等の加圧流体により作動し、安全かつ汎用性の高い加圧流体駆動式ポンプの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る加圧流体駆動式ポンプは、「所定の圧力で供給される加圧流体としての加圧液体から駆動力を取出す駆動手段と、該駆動手段によって駆動されるポンプと、該ポンプによって汲み上げられた液体と前記駆動手段に用いられた液体とを混合した状態で外部に吐出する吐出部とを具備する」構成とするものである。
【０００９】
ここで、「加圧液体」としては、所定の圧力で加圧された液体であり、例えば、上水道、中水道、或いは、下水道等が挙げられる。また、「駆動手段」としては、「加圧液体により発電機を駆動し発電された電気によりモータ等を駆動することで駆動力とするもの」、「加圧液体により水車を回転させその水車の回転を駆動力とするもの」、「加圧液体により押圧されるピストンの移動を駆動力とするもの」、等が挙げられる。
【００１０】
また、「ポンプ」としては、「ピストンの移動により作動するピストン式ポンプ」、「回転体の回転により作動する回転式ポンプ」、「いわゆるウイングポンプ（スイングポンプ）」等を例示することができる。
【００１１】
本発明によると、加圧液体によりポンプが作動するので、商用電源がなくてもポンプを作動させることができるので、漏電の危険性がなく安全に使用することができる。また、加圧液体として水道水を用いた場合、水道はほとんどの場所で整備されており、一般家庭や工場、公園などに設置された蛇口に導入路を接続するだけでどこでも使用することができる。そこで、本発明の加圧流体駆動式ポンプを例えば、一般家庭においては、浴槽の残り湯を屋外のタンクに貯水したり、浴槽または屋外のタンクの水を、洗濯、洗車、或いは、庭などへの散水、等したりするために使用することもでき、また、家庭外においては、公園などの噴水、池や川などの循環用のポンプとして使用することもできる。
【００１２】
また、供給された加圧液体と汲み上げられた液体とが共に吐出部から吐出されるので、使用した加圧液体を排出するための配管を別途備える必要がなく、設置にかかる手間を容易にすることができる。また、加圧液体を無駄に棄てることがなく、節約することができる。なお、吐出される液体は、ある程度加圧された液体とすることが望ましく、これにより、より汎用性を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る加圧流体駆動式ポンプは、上記の構成に加えて、「前記駆動手段は、前記加圧液体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁と、該切替弁により前記加圧液体の流路が、一方に切替えられると往動し、他方に切替えられると復動し、その往復動により前記ポンプを駆動する駆動ピストンとを備えている」構成とすることもできる。
【００１４】
ここで、「切替弁」としては、「三方弁」、「流路が十字状に配置された四方弁」、「複数の開閉弁を組み合わせたもの」、「複数の三方弁を組み合わせたもの」、等が挙げられ、それ以外のものであっても良い。
【００１５】
本発明によると、加圧液体の流路を切替弁により切替えることで、駆動ピストンが往復動し、その往復動によってポンプが作動するものである。これにより、特にポンプを電気モータ等で作動させるものとした場合、より多くの電力を必要とするので、漏電した時の危険性が高くなるが、本発明では、加圧液体の圧力により直接ポンプを作動させるので、漏電等の問題を解決することができる。
【００１６】
本発明に係る加圧流体駆動式ポンプは、上記の構成に加えて、「前記駆動手段は、前記切替弁を切替駆動する切替弁駆動手段を更に備える」構成とすることもできる。
【００１７】
ここで、「切替弁駆動手段」としては、「加圧液体により回転する回転体の回転を直接、又は、クランク等のリンク機構を介して切替駆動するもの」、「加圧液体により発電機を駆動して発電し、その発電した電気を用いて切替弁を切替駆動するもの」、等が挙げられる。
【００１８】
本発明によると、切替弁を切替える切替弁駆動手段を備えているので、切替弁の切替を自動で行うことが可能となり、ポンプを自動運転させることができる。
【００１９】
本発明に係る加圧流体駆動式ポンプは、「所定の圧力で供給される加圧流体としての加圧液体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁と、該切替弁により前記加圧液体の流路が、一方に切替えられると往動し、他方に切替えられると復動する駆動ピストンとを備えた駆動手段と、該駆動手段によって駆動されるポンプと、該ポンプによって汲み上げられた液体、及び、前記駆動手段に用いられた液体の少なくとも一方の液体により前記切替弁を交互に切替駆動する切替弁駆動手段と、該切替弁駆動手段に用いられた液体を収集して外部に吐出する吐出部とを具備する」構成とするものである。
【００２０】
ここで、「切替弁駆動手段」としては、更に、「回動可能に支持され液体を貯留可能な貯留槽に、所定量の液体が貯留されると、その重さで貯留槽が回動すると共に、貯留された液体を排出し、その重さが軽くなると液体を貯留可能な位置に復帰するような貯留槽を備え、その回動により切替駆動するもの」、「上記の貯留槽を同一の回動軸により回動するように複数備え、その回動軸の回動により切替駆動するもの」、等が挙げられる。
【００２１】
本発明によれば、上記の構成によっても、加圧液体により作動する加圧流体駆動式ポンプを実現することができ、上記と同様の作用効果を奏することができる。なお、切替弁駆動手段と、吐出部の間に汲み上げた液体を蓄えるタンクと、そのタンク内の液体の量に応じて加圧液体の流路における切替弁の上流側の流路を開閉する開閉弁とを更に備えるようにしても良く、それにより、タンク内の液体の量に応じて、ポンプを作動させることができるので、ポンプを自動的に作動させることができる。
【００２２】
本発明に係る加圧流体駆動式ポンプは、上記の構成に加えて、「前記切替弁駆動手段は、液体の供給により所定方向に回転する回転体を備えている」構成とすることもできる。ここで、「回転体」としては、「加圧液体の圧力により回転するもの」、「流下する液体により回転するもの」、等が挙げられる。
【００２３】
本発明によると、回転体の回転により切替弁を切替駆動するもので、これにより、所定の方向に回転するだけなので、例えば、回転方向を交互に切替えるような場合と比較して、その回転方向が切替る際の切替ロスや、回転が停止することで死点となって再度回転する際に回転できなくなる等の問題を回避することができる。これにより、切替弁の切替をスムーズに行うことができ、ポンプの作動信頼性を向上させることができる。
【００２４】
本発明に係る加圧流体駆動式ポンプは、「所定の圧力の加圧流体を供給する加圧流体供給部と、該加圧流体供給部から供給される前記加圧流体により回転する回転体と、該回転体の回転運動を伝達する伝達手段と、該伝達手段により、前記回転体を回転させた加圧流体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁、及び該切替弁により前記加圧流体の流路が、一方に切替えられると往動し、他方に切替えられると復動する駆動ピストンを備えた駆動手段と、該駆動手段によって駆動されるポンプと、該ポンプの作動により、外部から流体を吸引する吸引部と、該吸引部を介して前記ポンプに吸引された流体を外部に排出する吸引流体排出部と、前記駆動手段に用いられた流体を外部に排出する駆動流体排出部とを具備する」構成とするものである。
【００２５】
「加圧流体」には、上述の「加圧液体」に加え、圧縮空気等の所定の圧力で加圧された気体が含まれる。従って、「回転体」には、上述の液体の圧力によって回転するものに加え、風車等の気体の圧力によって回転する回転体が含まれる。また、「吸引される流体」にも、液体のみならず気体が含まれる。
【００２６】
「切替弁」は、弁体の往復運動や回転運動により流路を機械的に切替えるもの、回転体の回転による発電を利用して電気的に流路を切替えるものを例示することができる。更に、「伝達手段」は、回転体の回転運動を弁体の直線運動に変換するカムや、回転体の回転運動を弁体の回転軸に伝達する軸部、弁体を電気的に制御して作動させる制御手段を例示することができる。なお、伝達手段は、回転体の回転数を調整するギア等を具備することができる。
【００２７】
本発明によると、回転体の回転によって切替弁が切替え駆動され、加圧流体供給部から供給された加圧流体は、まず、回転体を回転させる駆動力となり、その後にポンプを駆動する駆動ピストンの駆動力となる。すなわち、圧力が高い初期段階の加圧流体により、切替弁が切替えられる。これにより、加圧流体として気体を用いることが可能となると共に、加圧流体の圧力が駆動流体排出部まである程度維持され、加圧流体の圧力を有効に利用することが可能となる。また、ポンプにより吸引される流体を、切替弁の駆動力等として利用する構成ではないことから、気体を吸引させることが可能となる。
【００２８】
また、吸引流体排出部と駆動流体排出部とを共に備えることから、回転体を回転させ、その後に駆動ピストンを駆動した加圧流体を、ポンプの作用により吸引された流体を吸引流体排出部に導く流路とは別系統の流路によって導き、駆動流体排出部から排出させることが可能となる。これにより、例えば加圧流体として上水道水を使用した場合、ポンプを駆動させた後の上水道水をきれいなまま排出させ、飲料用水等として有効に利用することができる。また、加圧流体が気体で吸引される流体が液体の場合、或いは、加圧流体が液体で吸引される流体が気体である場合に、液体と気体とが混合しない構成とすることが可能であるため、夫々の流体を効率良く排出することができる。
【００２９】
本発明に係る加圧流体駆動式ポンプは、上記の構成に加えて、「前記駆動手段、及び、前記ポンプを少なくとも支持する支持部材と、該支持部材に支持され、物品を収容可能な収容部とを更に具備する」構成とすることもできる。
【００３０】
本発明によると、駆動手段等を支持する支持部材に、収容部を備えたもので、これにより、ポンプだけでなく、物品を収容するものとしても用いることができ、例えば、トイレ室等の室内に設置した場合、支持部材を意匠性の高いものとした上で、収容部にトイレットペーパー等の物品を収容するように使用することができ、より汎用性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によると、商用電源などの電気を使用せずに、水道水等の加圧流体により作動し、安全かつ汎用性の高い加圧流体駆動式ポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施形態である加圧流体駆動式ポンプについて、図１から図６に基づいて詳細に説明する。図１は本実施形態の加圧流体駆動式ポンプの外観を示す斜視図であり、図２は図１に示す加圧流体駆動式ポンプの内部を示した正面図であり、図３は図１に示す加圧流体駆動式ポンプの貯留槽ユニットの平面図である。また、図４は図１に示す加圧流体駆動式ポンプの駆動ピストンの構成を拡大して示す拡大図であり、図５は図１に示す加圧流体駆動式ポンプの動作を模式的に示す説明図であり、図６は図１に示す加圧流体駆動式ポンプの貯留槽ユニットの動作を模式的に示す説明図である。
【００３３】
本実施形態では、加圧流体として水道水等の加圧液体を用い、その加圧液体の圧力により、所定場所に蓄えられた液体を汲み上げる加圧流体駆動式ポンプについて例示する。図１に示すように、この加圧流体駆動式ポンプ１は、その外観が縦長の箱型とされ、その下部に棚２を有した物品の収容部３が備えられている。その側面には、水道水等の加圧液体の配管と接続される加圧液体接続部４と、浴槽５等に蓄えられた液体を汲み上げるための配管が接続される汲上接続部６と、汲み上げた液体をトイレ等の所定のタンク７に供給するための吐出接続部８とが設けられており、夫々が接続用配管９によって水道管、浴槽５、タンク７等に夫々接続されている。
【００３４】
図２から図５に示すように、この加圧流体駆動式ポンプ１の内部構成は、加圧液体接続部４の下流側に配置され加圧液体の流路を開閉する開閉弁１０と、開閉弁１０の下流側に配置され加圧液体の流路を二方のうち何れか一方に切替可能な切替弁１１と、切替弁１１により加圧液体の流路が一方に切替えられると往動し他方に切替えられると復動する一対の駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂと、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂにより駆動するポンプ１３と、ポンプ１３によって汲み上げられた液体、及び、駆動ピストン１２に用いられた液体の少なくとも一方の液体により切替弁１１を交互に切替駆動する切替弁駆動手段１４と、切替弁駆動手段１４に用いられた液体を収集タンク１５に収集して外部に吐出する吐出部１６とを備えている。なお、本例の切替弁１１、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂが、本発明の駆動手段に相当している。
【００３５】
開閉弁１０は、収集タンク１５内に蓄えられた液量に応じて上下動する浮き球１７を有したボールタップとされており、液量が減少して浮き球１７が下がると開動作し、液量が増加して浮き球１７が上がると閉動作するようになっている。
【００３６】
切替弁１１は、その流路が略Ｔ字状の三方弁とされており、駆動ピストン１２Ａ側、又は、駆動ピストン１２Ｂ側の何れかに流路を切替えるものとされている。なお、本例では、三方弁の中間位置では、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂの何れの流路にも連通した状態となるものとされている。
【００３７】
駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂは、図４に示すように、その外径ｄ１が駆動用シリンダ１８の内径ｄ２よりも小径とされており、それらの間の隙間を介して駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂを挟んだ空間が互いに連通した状態となっている。なお、図４では、駆動ピストン１２Ａを例に示してあるが、駆動ピストン１２Ｂも同様の構成とされている。この駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂは、ポンプ１３を挟んで上下に夫々配置され、互いにピストンロッド１９により連結されている。また、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂは、ポンプ１３とは反対側の空間に切替弁１１からの流路が夫々接続されており、これにより、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂは、加圧液体の圧力によってポンプ１３側に押圧されるようになっている。
【００３８】
ポンプ１３は、ピストン式ポンプとされており、上下の駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂの間に配置され駆動用シリンダ１８よりも大径の汲上用シリンダ２０と、汲上用シリンダ２０内を摺動し駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂ同士を連結するピストンロッド１９に固定される汲上用ピストン２１とから構成されている。このポンプ１３の汲上用シリンダ２０は、駆動用シリンダ１８と連通していると共に、汲上用ピストン２１を挟んで上下の空間が液体を汲み上げるための作用室２２Ａ，２２Ｂとされている。
【００３９】
このポンプ１３には、その作用室２２Ａ，２２Ｂ内に液体を導くための、汲上接続部６と接続する汲上流路２３Ａ，２３Ｂが夫々接続されていると共に、これら汲上流路２３Ａ，２３Ｂには、汲上接続部６側への逆流を防止する逆止弁２４Ａ，２４Ｂが夫々設けられている。また、ポンプ１３には、その作用室２２Ａ，２２Ｂ内の液体を排出するための、導出路２５Ａ，２５Ｂが夫々接続されていると共に、これら導出路２５Ａ，２５Ｂには、排出された液体が作用室２２Ａ，２２Ｂ側へ逆流するのを防止する逆止弁２６Ａ，２６Ｂが夫々設けられている。なお、本例では、汲上流路２３Ａ，２３Ｂと、導出路２５Ａ，２５Ｂとが、作用室２２Ａ，２２Ｂから夫々の逆止弁２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂに至るまでの流路を共用したものとなっている。
【００４０】
本例では、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂと、ポンプ１３とにより、ポンプユニットを構成しており、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに交互に加圧液体が供給されることでポンプ１３が作動して汲上流路２３Ａ，２３Ｂを介して所望の液体を汲み上げると共に、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに供給された加圧液体がポンプ１３の作用室２２Ａ，２２Ｂに移動し、汲み上げた液体と共に導出路２５Ａ，２５Ｂを介して排出するものである。
【００４１】
切替弁駆動手段１４は、切替弁１１の弁体と共に回動する回動軸２７と、回動軸２７を挟んで両側に配置され導出路２５Ａ，２５Ｂからの液体を受ける第一受部２８と、第一受部２８によって受けられた液体を貯留すると共に回動することで貯留した液体を流出可能な流出口２９が形成された第一貯留部３０とからなる一対の貯留槽３１Ａ，３１Ｂと、貯留槽３１Ａ，３１Ｂを互いに連結支持し回動軸２７と共に回動する貯留槽保持部材３２とを有した貯留槽ユニットと、貯留槽ユニットにおける貯留槽３１Ａ，３１Ｂの回動位置を規制する一対の回動規制手段３４と、一対の第一受部２８の間に配置され、導出路２５Ａ，２５Ｂから吐出される液体を受ける第二受部３５と、第二受部３５によって受けられた液体を貯留し回動軸２７を挟んで貯留槽３１Ｂ側に配置された第二貯留部３６とを有し回動軸２７と共に回動可能な始動補助手段３７とを備えている。
【００４２】
貯留槽ユニットは、その第一受部２８が夫々上方に開口していると共に、流出口２９が夫々左右方向外側を向くように開口している。なお、本例では一対の貯留槽３１Ａ，３１Ｂのうち、図中右側に示す貯留槽３１Ｂの第一貯留部３０が他方と比較して容量の大きいものとされている。なお、図示は省略するが、、貯留槽３１Ａ，３１Ｂが、下方に回動した際に、上方に付勢するバネ等の付勢手段を設けても良く、これにより貯留槽ユニット３３の反復動作をスムーズに行わせることができる。
【００４３】
回動規制手段３４は、第一貯留部３０に夫々当接することで、回動位置を規制するものであり、本例では、ゴム等の弾性部材とされている。これにより、回動が規制された際の衝撃を吸収して、装置の損傷や、騒音の発生を防止するようになっている。
【００４４】
始動補助手段３７は、第二貯留部３６内の液体を排出するための排出孔３８を更に有している。本例では、第二貯留部３６は、貯留槽３１Ｂの第一貯留部３０の上側に固定されており、貯留槽ユニット３３と共に回動可能とされている。また、排出孔３８は、その大きさが、第二貯留部３６への注入量よりも、第二貯留部３６からの排出量の方が少なくなるような大きさとされている。なお、排出孔３８から排出された液体が貯留槽３１Ｂの第一貯留部３０に貯留されるようにしてもよい。
【００４５】
収集タンク１５は、所定の量の液体を収集できる深さのある容器からなり、その上部開口面積が貯留槽ユニット３３の平面投影面積よりも大きいものとされており、これにより、貯留槽ユニット３３から流出した液体を下方にこぼすことなく受けられるようになっている。この収集タンク１５の所定位置に吐出部１６が配置されており、その吐出部１６が吐出接続部８と接続されている。なお、収集タンク１５を、貯留槽ユニット３３全体を収容可能な大きさとしても良い。つまり、貯留槽ユニット３３を収集タンク１５内に収容しても良い。
【００４６】
ところで、本例の加圧流体駆動式ポンプ１は、上記の開閉弁１０、切替弁１１、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂ、ポンプ１３、切替弁駆動手段１４、収集タンク１５、等を支持するための支持部材３９を更に備えている。この支持部材３９は、長尺状の枠部材４０と、板状の板部材４１とからなっている（図１及び図２参照）。
【００４７】
次に、本例の加圧流体駆動式ポンプ１の動作について、図５及び図６に基づいて説明する。まず、図１に示すように、加圧流体駆動式ポンプ１の加圧液体接続部４、汲上接続部６、吐出接続部８に、水道管、浴槽５、トイレのタンク７と連通する接続用配管９を夫々接続する。なお、図示は省略するが、タンク７内には、タンク７内の水量によって開閉する開閉弁（例えば、ボールタップ）が設けられており、その開閉弁に接続用配管９が接続されている。そして、接続用配管９の接続が完了したら、水道水の図示しない元栓を開いて、水道水を加圧液体として、加圧駆流体動式ポンプ１へ供給する。
【００４８】
ところで、使用開始当初など収集タンク１５に液体が蓄えられていない状態では開閉弁１０の浮き球１７が下がった状態となっているので、開閉弁１０が開の状態となっており、開閉弁１０により加圧液体は遮断されることなく切替弁１１へ流通される。そして、この切替弁１１が例えば図５（Ａ）に示すように、上側の駆動ピストン１２Ａへと流路が連通する状態の場合、加圧液体は切替弁１１を介して駆動ピストン１２Ａの上側に供給され、その圧力により駆動ピストン１２Ａが下方に押され、ピストンロッド１９を介して連結された汲上用ピストン２１及び駆動ピストン１２Ｂと共に下降する。
【００４９】
そして、汲上用ピストン２１の下降に伴って、ポンプ１３における上側の作用室２２Ａの容積が大きくなることで、負圧が発生しその負圧により導出路２５Ａの逆止弁２６Ａが閉じられると共に、汲上流路２３Ａの逆止弁２４Ａが開き、汲上流路２３Ａ、汲上接続部６及び接続用配管９を介して浴槽５内の液体が、作用室２２Ａ内に汲み上げられる。
【００５０】
一方、汲上用ピストン２１の下側の作用室２２Ｂ内には、当初は液体の代わりに気体が充填されており、駆動ピストン１２Ａにより汲上用ピストン２１が下降するのに伴って、下側の作用室２２Ｂの容積が小さくなることで、圧力が高くなり、その圧力により導出路２５Ｂの逆止弁２６Ｂが開き、導出路２５Ｂを介して切替弁駆動手段１４へ送られる。なお、作用室２２Ｂ内の圧力が高くなると、汲上流路２３Ｂの逆止弁２４Ｂは閉じられ、汲上流路２３Ｂ側へ流出することはない。ところで、切替弁駆動手段１４は、気体が供給されても作動しないため、切替弁１１が駆動されず、当初の状態を維持し続ける。
【００５１】
そして、汲上用ピストン２１が下降端部に達すると、その下降が停止する。しかしながら、切替弁１１が切替られないので、駆動ピストン１２Ａには加圧液体が供給され続けるが、この加圧液体は、駆動ピストン１２Ａと駆動用シリンダ１８との隙間を介して作用室２２Ａ側へ流入し、更に、導出路２５Ａを介して切替弁駆動手段１４に供給される。
【００５２】
続いて、切替弁駆動手段１４に供給された液体は、図６（Ａ）に示すように、その下方に位置する貯留槽３１Ａの第一受部２８に受けられ、その第一貯留部３０に貯留される。そして、第一貯留部３０に貯留される液体の量が所定量に達すると、その重さによって貯留槽３１Ａが貯留槽３１Ｂと共に回動規制手段３４によって規制されるまで反時計周りに回動する。そして、貯留槽３１Ａが回動することで、その内部に貯留された液体が流出口２９から流出して下方に配置された収集タンク１５に収集される。なお、本例では、貯留槽３１Ａ，３１Ｂに液体が貯留されていない状態では、回動し難いようにバランスが取られており、液体を流出させて重量が軽くなっても、当初の位置に復帰しないようになっている。
【００５３】
そして、貯留槽３１Ａ，３１Ｂが図示反時計回りに回動すると、今度は、図５（Ｂ）に示すように、切替弁１１の弁体が回動して、切替弁１１の流路が駆動ピストン１２Ｂ側へ供給する流路に切替ると共に、切替弁駆動手段１４に供給される液体が、貯留槽３１Ｂの第一受部２８によって受けられるようになる（図６（Ｂ）参照）。
【００５４】
この状態では、加圧液体の圧力により駆動ピストン１２Ｂが上方へ押されて上昇し、それに伴って、汲上用ピストン２１、駆動用ピストン１２Ａも上昇する。この汲上用ピストンの２１の上昇により、下側の作用室２２Ｂの容積が大きくなり、それにより、今度は、下側の作用室２２Ｂに汲上流路２３Ｂ、汲上接続部６及び接続用配管９を介して、浴槽５の液体が汲み上げられる。一方、上側の作用室２２Ａはその容積が小さくなるので、その内部の液体が導出路２５Ａ側へ押し出され、切替弁駆動手段１４へ供給される。
【００５５】
続く切替弁駆動手段１４では、今度は、貯留槽３１Ｂ側の第一受部２８により液体が受けられ、貯留槽３１Ｂの第一貯留部３０に貯留される。そして、その第一貯留部３０に所定量の液体が貯留されるとその重さによって、今度は、図示時計回りに貯留槽３１Ａと共に回動規制手段３４に規制されるまで、回動する。
【００５６】
そして、貯留槽３１Ａ，３１Ｂが図示時計回りに回動することで、貯留槽３１Ｂの第一貯留部３０内の液体が流出して、下方の収集タンク１５に収集されると共に、回動軸２７の回動に伴って、切替弁１１の弁体が回動して、加圧液体が駆動ピストン１２Ａ側と流通する流路に切替る。
【００５７】
このように、本例の加圧流体駆動式ポンプ１は、収集タンク１５内の液体が所定量となって、開閉弁１０が閉状態となるまで、上記のような動作を繰り返して、浴槽５内の液体を汲み上げるものである。なお、収集タンク１５内の液体は、トイレのタンク７内の図示しない開閉弁が開くことで、タンク７へ吐出されるようになっている。つまり、トイレを使用して、タンク７内の液体が使用されると、加圧流体駆動式ポンプ１が自動的に作動して、浴槽５内の液体を汲み上げるようになっている。
【００５８】
ところで、本例の加圧流体駆動式ポンプ１は、開閉弁１０の開閉により、その汲み上げ動作が行われるようになっているので、開閉弁１０が閉じられるタイミングによっては、図６（Ｃ）に示すような、切替弁１１が中立状態となって、何れの駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂにも、加圧液体を供給して、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂが駆動されず、汲上用のポンプ１３が作動しなくなる恐れがある。
【００５９】
しかしながら、本例では、切替弁駆動手段１４において、始動補助手段３７を備えているので、上記の問題を解決することができる。具体的には、図５（Ｃ）に示すように、切替弁１１が中立状態となると、両方の駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに加圧液体が供給され、両側の押圧力が均衡して汲上用ピストン２１が作動しない状態となる。一方、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに供給された加圧液体は、駆動用シリンダ１８との間の隙間を通って夫々作用室２２Ａ，２２Ｂへと流れ込むと共に、導出路２５Ａ，２５Ｂを介して切替弁駆動手段１４へと供給される。
【００６０】
切替弁駆動手段１４では、図６（Ｃ）に示すように、供給された液体が、一対の第一受部２８の間に配置された第二受部３５に受けて、その第二貯留部３６に貯留されるようになっている。そして、第二貯留部３６に貯留された液体が所定の量に達すると、その重さで、第二貯留部３６と共に貯留槽３１Ａ，３１Ｂが図示時計回りに回動して、同図（Ａ）の状態となる。この状態となった後は、上記の汲み上げ動作が滞りなく行われるようになる。なお、第二貯留部３６には、排出孔３８が設けられているので、切替弁駆動手段１４が通常の動作を行うと、その内部の液体が排出されて、通常動作の妨げにならないようになっている。
【００６１】
このように、本実施形態の加圧流体駆動式ポンプ１によると、加圧液体によりポンプ１３が作動するので、商用電源がなくてもポンプ１３を作動させることができるので、漏電の危険性がなく安全に使用することができる。また、加圧液体として水道水を用いているので、水道はほとんどの場所で整備されており、一般家庭や工場、公園などに設置された蛇口に導入路を接続するだけでどこでも使用することができる。
【００６２】
また、供給された加圧液体と汲み上げられた液体とが共に吐出部１６から吐出されるので、使用した加圧液体を排出するための配管を別途備える必要がなく、設置にかかる手間を容易にすることができる。また、加圧液体を無駄に棄てることがなく、節約することができる。
【００６３】
更に、切替弁１１を切替える切替弁駆動手段１４を備えているので、切替弁１１の切替を自動で行うことが可能となり、ポンプ１３を自動運転させることができる。
【００６４】
なお、切替弁駆動手段の構成及び作用は、本実施形態で例示したものに限定されず、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００６５】
すなわち、本実施形態では、切替弁駆動手段１４として、切替弁駆動手段１４に供給される液体を、左右に配置した貯留槽３１Ａ，３１Ｂにより交互に受けるようにすることで、それらを交互に回動させて切替弁１１の流路を切替えるものを示したが、これに代えて、図７及び図８に示すような、所定方向に回転する回転体を備えたものとすることもできる。図７は、図１の例とは異なる切替駆動手段及び切替弁の一例を模式的に示す説明図であり、図８は、図７の切替弁駆動手段における切替弁の切替機構を模式的に示す説明図である。
【００６６】
図７に示すように、この切替弁駆動手段５０は、切替弁駆動手段５０に供給された液体により所定方向に回転する水車状の回転体５１を備えたものである。また、この例では、切替弁５２が、その流路が十字状の四方弁とされており、その弁体が回転可能とされていると共に、隣接する二方と連通可能とされている。この回転体５１の図示しない回転軸は、切替弁５２の弁体と接続されており、回転体５１の回転と共に切替弁５２の弁体が回転するようになっている。そして、切替弁５２の配管は、図７に示すように、加圧液体の供給口が夫々対向するように接続すると共に、残りの二つの排出口を夫々駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂへと供給する流路と接続することで、回転体５１の回転により、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに交互に加圧液体が供給されるようになる。これにより、切替弁５２が中立位置で停止しても、回転体５１により所定方向に強制的に回転させることができるので、始動補助手段３７を備えなくても、切替弁５２を切替えることが可能となる。これにより、装置構成を簡略化することが可能となり、コストを抑制させることができると共に、より小型化することが可能となる。
【００６７】
なお、図７では、切替弁５２が四方弁のものを示したが上記の例と同様に三方弁の切替弁１１を用いることもできる。具体的には、、図８に示すように、回転体５１の回転中心に対して偏芯した位置に配置されたクランクピン５５と、クランクピン５５を摺動可能に支持すると共に切替弁１１の弁体を回動される揺動体５６とを備えたクランク機構からなる切替伝達機構５７を備えることで実現することができる。これにより、切替弁を比較的安価な三方弁とすることができるので、コストを抑制することができる。なお、上記図７及び図８の例において、ギアやプーリ等を適宜用いて回転体５１の回転速度を変えることで、ポンプ１３の作動サイクルを適宜設定することができる。
【００６８】
また、上記の実施形態では、ポンプ１３によって汲み上げられた液体により、切替弁駆動手段１４，５０を作動させるものを示したが、これに限定するものではなく、図９から図１１に示すような、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに供給される加圧液体を用いて、切替弁を駆動するものであっても良い。図９は、図１とは異なる加圧流体駆動式ポンプの構成を模式的に示す説明図であり、図１０は、図９とは異なる加圧流体駆動式ポンプの構成を模式的に示す説明図であり、図１１は、図１０とは異なる加圧流体駆動式ポンプの構成を模式的に示す説明図である。なお、図中上記と同様の構成のものについては、同一の符号を付すと共に、詳細な説明は省略する。
【００６９】
まず、図９に示す加圧流体駆動式ポンプ６０は、図１に示す加圧流体駆動式ポンプ１に対して、開閉弁１０、収集タンク１５が廃止され、ポンプ１３から延びる導出路２５Ａ，２５Ｂが吐出部１６としての吐出接続部８に直接接続されていると共に、収集タンク１５の上流に配置された切替弁駆動手段１４に代えて、加圧液体の流路における切替弁１１の上流に配置された切替弁駆動手段６１を備えたものである。この切替弁駆動手段６１は、加圧液体により回転する回転体６２と、回転体６２の回転を伝達して切替弁１１の流路を切替える切替伝達機構５７とを備えている。この例によれば、上記と同様の作用効果を奏すると共に、吐出部１６から吐出される液体に、加圧液体よりも低い圧力ながら、ある程度加圧された液体を吐出することができるので、高いところに汲み上げたり、圧力の必要な場所に供給可能となったりすることができるので、ポンプとしての汎用性の高いものとすることができる。なお、この例において、切替弁１１を図７に示すような四方弁からなる切替弁５２とすると共に、回転体６２の回転によりその弁体を回転させるようにしても良い。
【００７０】
また、図１０に示す加圧流体駆動式ポンプ７０は、図９に示す加圧流体駆動式ポンプ６０における、切替弁１１を電磁弁等の電動式の切替弁７１に、また、切替弁駆動手段６１を回転体６２の回転により発電する発電機７２と、発電機７２により発電された電気により切替弁７１の切替を制御する制御手段７３とを有した切替弁駆動手段７４に代えたものである。この切替弁駆動手段７４では、加圧液体により発電された電気を用いて、制御手段により所定時間ごとに切替弁７１を切替ることでポンプ１３を作動させるようになっている。なお、図示するように、蓄電池７５を備えて、発電された電気を蓄電池７５に蓄えて、制御手段７３や切替弁７１を作動させるようにしても良い。これにより、全体を更に小型化することができると共に、安定して作動させることができる。なお、図示は省略するが、ポンプ１３をモータで駆動するものとして、そのモータを発電機７２により発電した電気（蓄電池の電気も含む）により駆動させるようにしても良い。
【００７１】
更に、図１１に示す加圧流体駆動式ポンプ８０は、切替弁駆動手段８１として、三方弁からなる切替弁１１の弁体を回転体８２の回転により回転可能とすると共に、切替弁１１に接続される加圧液体の流路を途中で分岐させて、その分岐させた分岐路８３からの加圧液体により回転体８２を回転駆動させるものである。なお、分岐路８３には、減圧弁を備えることが望ましく、それにより、回転体８２側と、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂ側とに配分される加圧液体の配分を最適なものに設定して、効率よく夫々が作動するようにすることができる。なお、この例では、切替弁駆動手段８１に供給される加圧液体が、便器のタンク７内の開閉弁８４（ボールタップ）を介して供給されるようになっている。このように、上記の図９から図１１に示したものでも、上記と同様の作用効果を奏することができる。
【００７２】
また、上記の実施形態では、ポンプ１３として、汲上用ピストン２１を有したピストン式ポンプを示したが、これに限定するものではなく、回転式の回転ポンプとすることもできる。この場合、駆動手段として、駆動ピストンの直線運動をクランク機構により回転運動に変換することで回転ポンプを駆動したり、図９等に示す加圧液体により回転する回転体の回転により回転ポンプを駆動したりするものとすることができる。
【００７３】
更に、上記の実施形態では、ポンプ１３として、ピストン式ポンプを示したが、これに限定するものではなく、ゴム等の可撓性部材によりその容積が拡縮可能とされた形態のポンプとしても良い。その場合、駆動手段としては、特許文献１に示されたような加圧液体により直接可撓膜を駆動するものや、可撓膜を上記の駆動ピストンによって駆動するものなどとすることができる。なお、ポンプを複数設けても良い。
【００７４】
また、上記の実施形態では、加圧流体駆動式ポンプ１をその内部が見えないものとしたものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、その板部材４１の少なくとも一部を透明な部材として、切替弁駆動手段１４等が作動している様子を外部から見えるようにしても良い、これにより、作動している様子を目視することができるので、不具合などが発生しても、容易に認識することができる。或いは、その動きを楽しませて、興趣のある装置とすることもできる。
【００７５】
更に、上記の実施形態では、加圧流体駆動式ポンプの供給先として、トイレ室の便器のタンク７を示したが、これに限定するものではなく、洗濯機の洗濯槽や、庭の水撒き、車の洗車、等に用いることもできる。また、汲み上げる液体として、浴槽５内の液体を示したが、これに限定するものではなく、雨水タンクや、貯水槽等から汲み上げても良く、例えば、魚介類等の水棲動物や植物などの水槽の水を汲み上げて濾過すると共に、新しい水を加えて循環させる循環ポンプ等に用いることもできる。
【００７６】
次に、上記とは異なる本発明の実施形態である加圧流体駆動式ポンプについて、図１２乃至図１５に基づいて説明する。図１２は本実施形態の加圧流体駆動式ポンプの外観を示す斜視図であり、図１３は図１２の加圧流体駆動式ポンプの動作を模式的に示す説明図であり、図１４（ａ）は図１２の加圧流体駆動式ポンプの切替弁の構成を簡略化して示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）とは異なる形態の切替弁の構成を簡略化して示す断面図であり、（ｃ）は（ｂ）とは異なる形態の切替弁の構成を簡略化して示す平面図であり、図１５は図１２の加圧流体駆動式ポンプの逆止弁の構成を簡略化して示す断面図である。なお、上記の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して図示すると共に、詳細な説明は省略する。
【００７７】
本実施形態では、加圧流体として上水道水を用い、浴槽に蓄えられた液体を汲み上げ、吸引された液体をトイレタンク等の所定場所に排出する加圧流体駆動式ポンプ１００について例示する。加圧流体駆動式ポンプ１００は、図１２及び図１３に示すように、上水道水を供給する加圧流体供給部としての水道管（図示しない）と配管により接続される加圧流体接続部４と、浴槽に蓄えられた液体を吸引する吸引部（図示しない）と配管により接続される吸引接続部１０５と、吸引された液体をトイレタンク等に排出するための吸引流体排出部（図示しない）と配管により接続される吸引流体排出接続部１０９とが設けられている。また、加圧流体接続部４から供給される上水道水により回転する回転体１０１と、回転体１０１の回転運動を伝達する伝達手段１２０と、伝達手段１２０により切替えられる切替弁１１０、及び切替弁１１０による流路の切替えにより往復動する駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂを備えた駆動手段と、駆動手段によって駆動されるポンプ１３０と、駆動手段に用いられた流体を外部に排出する駆動流体排出部１４５とを具備している。
【００７８】
切替弁１１０は、図１４（ａ）に示すように、加圧流体が導入される導入部１１３に連通する二つの導入口１１３Ａ，１１３Ｂが側面に開口した円筒状の切替弁本体１１１と、切替弁本体１１１に摺動自在に内接して流路を塞ぐ弁体１１５とを具備して構成され、切替弁本体１１１の両端の開口部が、駆動ピストン１２Ａ側への流路、及び駆動ピストン１２Ｂ側への流路と夫々接続された切替口１１２Ａ，１１２Ｂとなっている。また、切替弁本体１１１の両端側は縮径されて弁体１５が摺動可能な距離が制限されると共に、弁体１１５の両端も、切替弁本体１１１の縮径された部分の形状に対応する形状に縮径されている。そして、弁体１１５が一方の切替口、例えば切替口１１２Ａの方向に移動して切替弁本体１１１の縮径部分に当接すると、密着して接する弁体１１５の外壁及び切替弁本体１１１の内壁により導入口１１３Ａと切替口１１２Ａが塞がれ、導入口１１３Ｂから切替口１１２Ｂに加圧流体が流れる。逆に、弁体１１５によって導入口１１３Ｂ及び切替口１１２Ｂが塞がれると、導入口１１３Ａから切替口１１２Ａに加圧流体が流れる。また、弁体１１５の側面には、切替弁本体１１１の側面に長手方向に貫設された長孔部（図示しない）を介して外部に突出する弁体軸部１１６が固定されている。なお、本実施形態では、弁体１１５の両端側はゴム製とされ、切替弁１１１本体の縮径部分との密着がより高められている。
【００７９】
伝達手段１２０は、加圧流体により回転する回転体１０１の回転運動を直線運動に変換し、その直線運動を弁体軸部１１６を介して弁体１１５に伝達するカム１２３により構成されている。なお、本実施形態の伝達手段１２０は、回転体１０１とカム１２３との間に配され、回転体１０１の回転数を調整する複数のギア１２５を更に具備している。
【００８０】
なお、切替弁の構成は上記に示したものに限定されない。例えば、図１４（ｂ）に簡略化して示す切替弁１６０のように、外筒１６１の内壁と内筒１６２の外壁が接し、相対的に周方向に摺動可能な二重円筒状とすることができる。そして、駆動ピストン１２Ａ側、及び駆動ピストン１２Ｂ側への流路と夫々接続された二つの切替口１６５Ａ，１６５Ｂが外筒１６１に設けられ、何れか一方の切替口１６５Ａ，１６５Ｂと連通可能な孔部１６６が内筒１６２に貫設されている。また、図１４（ｃ）に示すように、駆動ピストン１２Ａ側、及び駆動ピストン１２Ｂ側への流路と夫々接続された二つの切替口１７５Ａ，１７５Ｂが設けられた第一円板１７１と、何れか一方の切替口１７５Ａ，１７５Ｂと連通可能な孔部１７６が貫設された第二円板１７２とを重ね合わせた構成の切替弁１７０とすることができる。このような構成によれば、回転体１０１の回転運動が伝達手段１２０により伝達され、外筒１６１と内筒１６２、或いは第一円板１７１と第二円板１７２が相対的に回転することにより、流路が二つの切替口の何れかに切替えられる。
【００８１】
ポンプ１３０は、いわゆるウイングポンプ（スイングポンプ）であり、図１３に示すように、上下の駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂの間に配置され、通孔１４２により駆動用シリンダ１８と連通し側方に突出した略直方体の貯留室１４１と、貯留室１４１と区画され、その側方に連設された正面視略半円形のポンプ室１３１と、ポンプ室１３１を扇形の二つの作用室１３２Ａ，１３２Ｂに区分し、回動軸１３４を支点として回動することにより作用室１３２Ａ，１３２Ｂの容積を変化させる作用板１３５とを主に具備している。そして、ピストンロッド１９は、通孔１４２を介して貯留室１４１を貫通している。また、作用板１３５は、ポンプ室１３１側と反対側の端部付近で、ピストンロッド１９と接続され、ピストンロッド１９の往復運動に伴って回動軸１３４周りに回動する構成とされている。
【００８２】
なお、ピストンロッド１９と作用板１３５との接続部１３６は、作用板１３５に形成された長孔部１３７にピストンロッド１９を挿通した上で、作用板１３５を両側から挟むようにピストンロッド１９にナット１３８を螺子留めして構成されている。これにより、ピストンロッド１９の直線運動が作用板１３５の回動運動に円滑に伝達されると共に、ナット１３８の螺子留め位置の調整により、接続部１３６の位置を微調整することができる（図１２参照）。また、本実施形態の作用版１３５は、接続部１３６から回動軸１３４までの長さと、回動軸１３４からポンプ室１３１内の端部までの長さの比が、約２：１に設定されている。
【００８３】
切替弁１１０と駆動ピストン１２とは、回転体１０１を回転させた上水道水を夫々駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに導く供給流路１０２Ａ，１０２Ｂによって接続されている。また、吸引接続部１０５とポンプ１３０とは、吸引される液体を夫々作用室１３２Ａ，１３２Ｂに導く吸引流路１０６Ａ，１０６Ｂによって接続され、これらの流路上には、吸引接続部１０５側への逆流を防止する逆止弁１０８Ａ，１０８Ｂが夫々設けられている。また、吸引流体排出接続部１０９とポンプ１３０とは、作用室１３２Ａ，１３２Ｂ内の液体を夫々導出するための導出路１５１Ａ，１５１Ｂによって接続され、これらの流路上には、作用室１３２Ａ，１３２Ｂ側への逆流を防止する逆止弁１５３Ａ，１５３Ｂが夫々設けられている。なお、本実施形態では、吸引流路１０６Ａ，１０６Ｂと、導出路１５１Ａ，１５１Ｂとは、作用室１３２Ａ，１３２Ｂから夫々の逆止弁１０８Ａ，１０８Ｂ，１５３Ａ，１５３Ｂに至る間で共用されている。
【００８４】
また、貯留室１４１の底部には、駆動ピストン１２を駆動させた後の上水道水を排出する駆動流体排出部１４５が設けられ、排出流路１４７に接続されている。そして、本実施形態では、排出流路１４７は、吸引流路１０６Ａ，１０６Ｂ及び導出路１５１Ａ，１５１Ｂとは、重複しない構成とされている。
【００８５】
ところで、図１６に例示するように、従来の逆止弁２００は、弁体２０１が傾いて流路が塞がれず、逆止弁としての機能を果たさないことがあった。そこで、本実施形態では、逆止弁１０８Ａ，１０８Ｂ，１５３Ａ，１５３Ｂとして、図１５に示す構成の逆支弁１８０を使用している。これは、部分的に流路を内側流路１８１と外側流路１８２の二重として、これらを二つの開口部１８８，１８９で連通し、内側流路１８１に摺動自在に内接し内側流路１８１を塞ぐ弁体１８３が、一方向からの流体の流入に対してのみ開口部を塞ぎ、流体の流通を妨げるものである。
【００８６】
すなわち、図１５（ａ）のように図示矢印Ａ方向に流体が流入する際は、流体に押された弁体１８３は、二つの開口部１８８，１８９の間で内側流路１８１の内方に突設するストッパ部１８６に当接するまで移動し、流体は開口部１８８，１８９を介して外側流路１８２を流通することができる。一方、図１５（ｂ）のように図示矢印Ｂ方向に流体が流入する際は、流体に押された弁体１８３はストッパ部１８７に当接する際に開口部１８９をも塞ぎ、外側流路１８２を流体が流れることはない。なお、内側流路１８１及び外側流路１８２がほぼ鉛直方向となり、ストッパ部１８６が上側となるように逆支弁１８０を設置すれば、図示矢印Ｂ方向に流体が流入する際、弁体１８３が重力によってストッパ部１８７まで落下し、逆支弁としての機能をより確実に奏するものとなる。
【００８７】
次に、本実施形態の加圧流体駆動式ポンプ１００の動作について、図１３に基づいて説明する。まず、加圧流体接続部４から、例えばトイレタンク内のボールタップの作動などにより、上水道水が供給されると、加圧された上水道水を回転翼に受けて回転体１０１が回転する。この回転運動はギア１２５を経て回転数が適宜調整された後、カム１２３に伝達されて直線運動に変換され、この直線運動が弁体軸部１１６を介して弁体１１５に伝達される。これにより、弁体１１５は切替弁本体１１１内を往復運動し、導入口１１３Ａ，１１３Ｂ、及び切替口１１２Ａ，１１２Ｂを夫々交互に塞いで流路を切替える。
【００８８】
例えば、弁体１１５によって導入口１１３Ｂ及び切替口１１２Ｂが塞がれると、上水道水は導入口１１３Ａから切替口１１２Ａに流れ、供給路１０２Ａを経て駆動ピストン１２Ａに供給される。これに伴い、図１３（ａ）に示すように、駆動ピストン１２Ａが下方に押され、ピストンロッド１９と共に作用板１３５の接続部１３６が下方に移動する。これにより、作用板１３５は回動軸１３４周りに回動して、作用室１３２Ｂの容積が増加し、負圧の発生により吸引流路１０６Ｂを介して浴槽内の液体が、作用室１３２Ｂ内に吸引される。
【００８９】
一方、弁体１１５によって導入口１１３Ａ及び切替口１１２Ａが塞がれると、導入口１１３Ｂから切替口１１２Ｂに流れる上水道水は、図１３（ｂ）に示すように、供給路１０２Ｂを経て駆動ピストン１２Ｂに供給され、駆動ピストン１２Ｂが上方に押される。これに伴い、ピストンロッド１９と共に接続部１３６が上方に移動し、作用板１３５の回動軸１３４周りの回動により作用室１３２Ａの容積が増加し、浴槽内の液体が吸引流路１０６Ａを介して作用室１３２Ａ内に汲み上げられる。同時に、作用室１３２Ｂの容積が減少するため、作用室１３２Ｂ内に汲み上げられていた液体は押し出され、導出路１５１Ｂを経て吸引流体排出接続部１０９まで導かれる。
【００９０】
そして、加圧された上水道水の供給により回転し続ける回転体１０１により、切替弁１１０が切替えられ、上記の動作が繰り返して行われることにより、浴槽の液体は作用室１３２Ａ，１３２Ｂに交互に吸引され、吸引された液体は夫々導出路１５１Ａ，１５１Ｂを経て吸引流体排出接続部１０９から排出される。なお、排出される液体の量によって、加圧流体供給部からの上水道水の供給を止める開閉弁等の手段を設けることにより、吸引された液体をトイレタンク等に、常に定量排出することができる。
【００９１】
なお、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂに供給された上水道水は、駆動用シリンダ１８との間隙及び通孔１４２を介して貯留室１４１に流入し、更に駆動流体排出部１４５を介して排出路１４７に導かれ、外部に排出される。なお、本実施形態では、駆動ピストン１２の駆動力となった上水道水は、排出路１４７を経てそのまま外部に排出しているが、排出路１４７を汲上流路１０６Ａ，１０６Ｂと接続することにより、吸引された液体と混合することも可能である。
【００９２】
上記のように、本実施形態の加圧流体駆動式ポンプ１００によると、加圧流体接続部４から供給された初期段階の圧力の高い状態の上水道水によって切替弁１１０を切替え、駆動ピストン１２Ａ，１２Ｂを駆動した後の上水道水は、そのまま駆動流体排出部１４５から排出されるため、上水道水の圧力をある程度維持して排出することが可能となる。例えば、水圧が０．４ＭＰａである上水道水を、０．１ＭＰａの水圧で排出できることを確認している。これにより、排出される上水道水を、圧力を要する用途に使用したり、高い位置まで導くことが可能となり、より汎用性の高いポンプとなる。
【００９３】
また、回転体１０１及び駆動ポンプ１２の駆動力となった上水道水は、その後貯留室１４１、駆動流体排出部１４５及び排出路１４７を介して排出されるが、貯留室１４１は浴槽から液体を吸引するポンプ室１３１とは区画されて密閉されており、且つ、排出路１４７も吸引流路１０６Ａ，１０６Ｂ、及び導出路１５１Ａ，１５１Ｂと重複しない。従って、ポンプ１３１を駆動させる加圧流体として使用した後の上水道水は、汚染されることなくきれいなまま駆動流体排出部１４５から排出され、飲料用水等として更に有効に利用することが可能となる。
【００９４】
加えて、ポンプ１３０は、ピストンロッド１９の往復動により、作用板１３５が回動軸１３４周りに回動してポンプ作用を奏するものであるため、てこの原理により、ピストン式のポンプに比べてピストンロッド１９の往復動方向における長さを、小さい設定とすることが可能となる。そのため、加圧流体駆動式ポンプ１００の小型化が可能となり、例えば、床置き型ではなく、建物の壁の中に設置するができる。これにより、場所をとらず、より使い勝手のよいポンプとなると共に、製造コストの削減も可能となる。
【００９５】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００９６】
例えば、本実施形態では、駆動ピストン１２Ａ，１２Ａを夫々ポンプ１３０の上下に配する場合を例示したが、これに限定されず、ピストンロッドの動きをポンプの作用板に伝達する機構を更に備えることにより、例えば図１７に例示するように、駆動ピストン１２Ａ，１２Ａをポンプ１３０に対して同じ側に配したり、一つの駆動ピストン１２によってポンプ１３０を作動させる構成とすることができる。これにより、加圧流体駆動式ピストンを更に小型化することが可能となる。
【００９７】
また、本実施形態では、加圧流体及び吸引される流体が共に液体である場合を例示したが、これに限定されない。例えば、圧縮空気等の加圧気体をポンプの駆動力として、液体を汲み上げることができる。或いは、加圧液体または加圧気体をポンプの駆動力として、気体を吸引し、臭気抜きや有害ガスの排出を行うことができる。特に、可燃性ガスを排出する場合は、電気火花の発生による引火や爆発の恐れから、電気で駆動されるポンプの使用は適さないため、加圧流体で駆動される本発明のポンプは極めて有意である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施形態である加圧流体駆動式ポンプの外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す加圧流体駆動式ポンプの内部を示した正面図である。
【図３】図１に示す加圧流体駆動式ポンプの貯留槽ユニットの平面図である。
【図４】図１に示す加圧流体駆動式ポンプの駆動ピストンの構成を拡大して示す拡大図である。
【図５】図１に示す加圧流体駆動式ポンプの動作を模式的に示す説明図である。
【図６】図１に示す加圧流体駆動式ポンプの貯留槽ユニットの動作を模式的に示す説明図である。
【図７】図１の例とは異なる切替駆動手段及び切替弁の一例を模式的に示す説明図である。
【図８】図７の切替弁駆動手段における切替弁の切替機構を模式的に示す説明図である。
【図９】図１とは異なる加圧流体駆動式ポンプの構成を模式的に示す説明図である。
【図１０】図９とは異なる加圧流体駆動式ポンプの構成を模式的に示す説明図である。
【図１１】図１０とは異なる加圧流体駆動式ポンプの構成を模式的に示す説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態である加圧流体駆動式ポンプの外観を示す斜視図である。
【図１３】図１２の加圧流体駆動式ポンプの動作を模式的に示す説明図であある。
【図１４】（ａ）は図１２の加圧流体駆動式ポンプの切替弁の構成を簡略化して示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）とは異なる形態の切替弁の構成を簡略化して示す断面図であり、（ｃ）は（ｂ）とは異なる形態の切替弁の構成を簡略化して示す平面図である。
【図１５】図１２の加圧流体駆動式ポンプの逆止弁の構成を簡略化して示す断面図である。
【図１６】従来の逆止弁の構成を簡略化して示す断面図である。
【図１７】駆動ピストンとポンプの他の配置を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１，６０，７０，８０，１００  加圧流体駆動式ポンプ
３  収容部
８  吐出接続部
１１，５２，７１，１１０  切替弁（駆動手段）
１２Ａ  駆動ピストン（駆動手段）
１２Ｂ  駆動ピストン（駆動手段）
１３，１３０  ポンプ
１４，５０，６１，７４，８１  切替弁駆動手段（駆動手段）
１５  収集タンク
１６  吐出部
３９  支持部材
５１，６２，８２  回転体（駆動手段）
１０１  回転体
１０９  吸引流体排出部
１２０  伝達手段
１２３  カム（伝達手段）
１２５  ギア（伝達手段）
１４５  駆動流体排出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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