(57)【要約】【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。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプであって、
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。
【請求項２】
前記ベーンは、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に延在する、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記ベーンは、複数のベーンである、請求項１に記載のポンプ。
【請求項４】
前記ベーンは、曲線形状を有する、請求項１に記載のポンプ。
【請求項５】
前記ベーンの曲線形状は、前記流体導管を通って流れる流体を回転運動が主要な状態から軸運動が主要な状態へと漸次方向付けていくように形成されている、請求項４に記載のポンプ。
【請求項６】
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、請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
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１０％よりも小さい、請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
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５％よりも小さい、請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記流体導管には、閉端部ポケットが存在しない、請求項１に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記ポンプは、膨張可能装置に接続されるように構成され、バルブアッセンブリで該膨張可能装置に接続されている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項１１】
接続の手段が、永久的接続をなしている、請求項１０に記載のポンプ。
【請求項１２】
前記ポンプ及び前記バルブアッセンブリの大部分は、前記膨張可能な装置のブラッダー内に配置されている、請求項１０に記載のポンプ。
【請求項１３】
膨張可能な装置であって、
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。
【請求項１４】
前記手で保持可能なポンプは、
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。
【請求項１５】
ポンプであって、
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。
【請求項１６】
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１０％よりも小さい、請求項１５に記載のポンプ。
【請求項１７】
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５％よりも小さい、請求項１６に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【実施例】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るポンプの断面正面図である。
【図２】図２は、図１のポンプの軸方向の正面図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施例に係るポンプの断面正面図である。
【図４】図４は、本発明の一態様の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例に係るポンプの側面図である。
【図６】図６は、ポンプの分解図である。
【図７】図７は、本発明の一態様の分解図である。
【図８】図８は、図７の態様の破断図である。
【図９】図９は、図７の態様の断面図である。
【図１】
2005511936.tif 000003
【図２】
2005511936.tif 000004
【図３】
2005511936.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005511936.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005511936.tif 000011
【国際調査報告】
2005511936.tif 000012
2005511936.tif 000013