(57)【要約】【課題】操作レバーの操作性を向上できる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、深井戸１００に設置される基部１１と、深井戸１００内に設置され、基部１１の下端に接続されたシリンダ２１と、シリンダ２１内に設けられたピストン２２と、ピストン２２に接続され、基部１１及びシリンダ２１内に渡って設けられたピストンロッド１４と、一端がピストンロッド１４の上端に、ピストンロッド１４の軸方向に直交する方向の軸周りに回転可能に接続された軸体３１と、一端側が基部１１に回転可能に接続され、他端が軸体３１の他端に回転可能に接続された連結部材３２と、連結部材３２の一端に固定された操作レバー１６と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
深井戸に設置される基部と、
前記深井戸内に設置され、前記基部の下端に接続されたシリンダと、
前記シリンダ内に設けられたピストンと、
前記ピストンに接続され、前記基部及び前記シリンダ内に渡って設けられたピストンロッドと、
一端が前記ピストンロッドの上端に、前記ピストンロッドの軸方向に直交する方向の軸周りに回転可能に接続された軸体と、
一端側が前記基部に回転可能に接続され、他端が前記軸体の前記他端に回転可能に接続された連結部材と、
前記連結部材の前記一端に固定された操作レバーと、
を備える手押しポンプ。
【請求項２】
前記軸体の軸方向の長さは、前記ピストンの上死点及び下死点間の距離よりも長い、請求項１に記載の手押しポンプ。
【請求項３】
前記基部は、前記ピストンロッドを支持する軸受を有する、請求項２に記載の手押しポンプ。
【請求項４】
前記操作レバーの操作により前記ピストンが前記上死点及び前記下死点の間を往復動するときに、前記連結部材に接続された前記軸体の前記他端は、前記ピストンロッドと接続された前記一端及び前記連結部材の前記一端を中心とし、前記連結部材の前記他端を半径とした円弧状の軌跡で回転する、請求項２に記載の手押しポンプ。
【請求項５】
前記軸体の前記他端は、前記ピストンの前記上死点及び前記下死点において前記軸方向に直交する方向の一方側に位置し、前記ピストンの前記上死点及び前記下死点の中間点において前記軸方向に直交する方向の他方側に位置する、請求項４に記載の手押しポンプ。
【請求項６】
前記軸体の前記他端は、前記ピストンの前記上死点及び前記下死点において前記軸方向に直交する方向の一方側に位置したときの前記軸方向から前記軸方向に直交する方向における距離が、前記ピストンの前記上死点及び前記下死点の間において前記軸方向に直交する方向の他方側に位置したときの前記軸方向から前記軸方向に直交する方向における距離と同じ距離である、請求項５に記載の手押しポンプ。
【請求項７】
前記シリンダの下端に接続された水中ポンプをさらに備える、請求項１に記載の手押しポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸や貯水槽等に設置される手押しポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、深井戸の井戸水を揚水するために、深井戸用の水中ポンプを用いる技術が知られている。このような水中ポンプは、深井戸の井戸水中に配置し、井戸水を二次側に供給する。しかし、水中ポンプを用いて井戸水を揚水する構成では、停電時や設置場所に起因して電力供給がない場合に、井戸水を揚水することができない。
【０００３】
そこで、適用井戸径内にピストン及びシリンダ配置できる深井戸用の手押しポンプが求められている。また、手押しポンプとして、ピストンに固定されるピストンロッド連結軸が、リンク機構を介して、操作レバーに接続され、操作レバーの操作によって軸が上下方向に往復動する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、シリンダの下方に水中ポンプを設けた、所謂タンデム式の手押しポンプの技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、手押しポンプは、深井戸に用いると操作レバーからピストン及びシリンダまでの距離が長くなり、連結軸が長くなる。連結軸が長くなると、連結軸の上下動時に水平方向の荷重が加わるとともに、揚水時の水の体積も増加することから、操作レバーに加わる荷重が増加する。このため、操作レバーの操作に必要な力が大きくなり、手押しポンプの操作性が低下する、という問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、操作レバーの操作性を向上できる手押しポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明の一態様によれば、手押しポンプは、深井戸に設置される基部と、前記深井戸内に設置され、前記基部の下端に接続されたシリンダと、前記シリンダ内に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、前記基部及び前記シリンダ内に渡って設けられたピストンロッドと、一端が前記ピストンロッドの上端に、前記ピストンロッドの軸方向に直交する方向の軸周りに回転可能に接続された軸体と、一端側が前記基部に回転可能に接続され、他端が前記軸体の前記他端に回転可能に接続された連結部材と、前記連結部材の前記一端に固定された操作レバーと、を備える
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、操作レバーの操作性を向上できる手押しポンプを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る手押しポンプの構成を示す説明図。
【図２】同手押しポンプの動作を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一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は本発明の一実施形態に係る手押しポンプ１の構成を示す説明図、図２は手押しポンプ１の操作レバー１６の操作に伴うリンク機構１５の動作を示す説明図である。
【００１２】
図１に示すように、手押しポンプ１は、深井戸１００に設置され、深井戸１００の井戸水１１０を揚水可能に構成される。手押しポンプ１は、基部１１と、基部１１の下端に接続された連結管１２と、連結管１２の下端に接続されたポンプ部１３と、ポンプ部１３を駆動するピストンロッド１４と、ピストンロッド１４に接続されたリンク機構１５と、リンク機構１５を操作する操作レバー１６と、ポンプ部１３の下端に設けられた水中ポンプ１７と、を備えている。なお、手押しポンプ１は、水中ポンプ１７を有さない構成であってもよい。
【００１３】
基部１１は、下端に連結管１２を接続可能な円筒状に構成される。基部１１は、例えば、深井戸１００の開口部に設けられた台座１０１に固定される。基部１１は、水面に対して下端部が対向する姿勢で台座１０１に固定される。図２に示すように、基部１１は、上端に設けられた挿通孔１１ａと、挿通孔１１ａに設けられた軸受１１ｂと、上方の外側面に設けられた吐出口１１ｃと、吐出口１１ｃと相対する側の上方の外面に設けられた支持部１１ｄと、を備えている。このような基部１１は、揚水された水の吐出ケーシングを構成する。
【００１４】
挿通孔１１ａは、ピストンロッド１４を挿通可能な内径を有する。挿通孔１１ａは、軸受１１ｂを固定する固定溝を有する。軸受１１ｂは、挿通孔１１ａに固定され、ピストンロッド１４を摺動可能に支持する。軸受１１ｂは、ピストンロッド１４のラジアル方向の荷重を支持可能に構成されている。軸受１１ｂは、基部１１及びピストンロッド１４の間を密封する。軸受１１ｂは、例えば、水質に影響を与えない樹脂材料により構成されている。
【００１５】
吐出口１１ｃは、揚水された水を吐出する。吐出口１１ｃには、例えば、図１に示す様に吐出管１１ｅが固定される。支持部１１ｄは、基部１１の外面に設けられ、上方に向かって延びる。支持部１１ｄの先端は、リンク機構１５の後述する軸体３１を支持する。操作レバー１６を操作したときの、回転中心となる回転軸を支持する。
【００１６】
連結管１２は、一端が基部１１の下端に接続されるとともに、他端がポンプ部１３の後述するシリンダ２１の上端に接続される。連結管１２は、基部１１とシリンダ２１との間を流体的に接続する。連結管１２は、ピストンロッド１４を内部空間に配置するとともに、内部空間にシリンダ２１から基部１１への井戸水の流路を構成する。連結管１２の長さは、深井戸１００の深さに応じて、例えば複数の配管を接続することで、適宜設定される。
【００１７】
ポンプ部１３は、シリンダ２１と、シリンダ２１内に設けられたピストン２２と、シリンダ２１の下端に設けられた第１逆止弁と、ピストン２２に設けられた第２逆止弁と、を備えている。
【００１８】
シリンダ２１は、軸心が鉛直方向に沿って延設される筒状に構成される。シリンダ２１は、下端部が水中ポンプ１７に接続される。シリンダ２１は、シリンダ２１内の下端部に第１逆止弁が設けられる。また、シリンダ２１は、上端部に降水弁を有する。
【００１９】
シリンダ２１は、シリンダ２１の内部であって、且つ、ピストン２２の下方に吸込室を構成し、シリンダ２１の内部であって、且つ、ピストン２２の上方に吐出室を構成する。
【００２０】
シリンダ２１の内周面は、ピストン２２が摺動可能に構成される。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２２の往復動において、ピストン２２及びシリンダ２１の間の漏水等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。
【００２１】
ピストン２２は、ピストンロッド２５の下端に接続される。ピストン２２はピストンヨーク、及び、ピストンヨークに設けられ、シリンダ２１の内周面を摺動するピストンシールを有する。また、ピストン２２は、ピストンヨークに第２逆止弁が設けられる。
【００２２】
ピストンロッド１４は、円柱状の軸である。ピストンロッド１４は、下端部にピストンヨークが固定される。ピストンロッド１４は、基部１１、連結管１２及びシリンダ２１渡って配置され、基部１１の挿通孔１１ａを通って基部１１の外部へ延設される。ピストンロッド１４の上端は、リンク機構１５の一部に接続される。
【００２３】
リンク機構１５は、軸体３１と、連結部材３２と、回転軸３３と、を備えている。軸体３１は、一端が回転軸３３を介してピストンロッド１４の上端に接続される。軸体３１は、上端が、他端が回転軸３３を介して連結部材３２と接続される。軸体３１の長さは、換言すると、軸体３１の両端に配置される回転軸３３の中心間の距離は、ピストンロッド１４の軸方向の移動距離よりも長く構成される。ここで、ピストンロッド１４の軸方向の移動距離とは、ピストン２２の上死点及び下死点間の距離である。
【００２４】
連結部材３２は、一端側の中途部が、回転軸３３を介して基部１１の支持部１１ｄに接続される。連結部材３２は、一端に操作レバー１６が固定される。連結部材３２は、他端が、回転軸３３を介して軸体３１に接続される。
【００２５】
回転軸３３は、その軸方向がピストンロッド１４の軸方向に直交する方向に沿って配置される。回転軸３３は、軸体３１及び連結部材３２を回転可能に支持する。回転軸３３は、例えばピンである。
【００２６】
このようなリンク機構１５は、支持部１１ｄに接続された連結部材３２が、支持部１１ｄの回転軸３３を中心に回転することで、連結部材３２に接続された軸体３１がピストンロッド１４の回転軸３３を中心に回転するとともに、軸体３１がピストンロッド１４を上下動可能に軸体３１及び連結部材３２の形状が設定される。また、リンク機構１５は、図２に示す様に、ピストン２２が上死点及び下死点の間を往復動するときに、連結部材３２に接続された軸体３１の上端が、連結部材３２の支持部１１ｄと接続する回転軸３３を中心とし、連結部材３２の他端を半径とした円弧状の軌跡で回転可能に、軸体３１及び連結部材３２の形状に設定される。
【００２７】
また、リンク機構１５は、軸体３１の上端がピストン２２の上死点及び下死点において、ピストンロッド１４の軸方向に直交する方向で一方側に位置し、ピストン２２の上死点及び下死点の中間においてピストンロッド１４の軸方向に直交する方向の他方側に位置する円弧状の軌跡で、軸体３１が回転可能に、軸体３１及び連結部材３２の形状が設定される。
【００２８】
好ましくは、リンク機構１５は、ピストンロッド１４の軸方向に直交する方向、即ち水平方向で、ピストン２２の上死点及び下死点における、ピストンロッド１４の中心軸から軸体３１の上端の位置までの距離とピストン２２の上死点及び下死点の中間位置における、ピストンロッド１４の中心軸から軸体３１の上端の位置までの距離との３箇所の距離の最大差を、当該３箇所の距離の平均で除した場合の割合が３０％以内に設定される。ここで、軸体３１の上端の位置とは、図２において、軸体３１及び連結部材３２の連結部３５である。
【００２９】
より好ましくは、リンク機構１５は、水平方向で、ピストン２２の上死点及び下死点における、ピストンロッド１４の中心軸から軸体３１の上端の位置までの距離と、ピストン２２の上死点及び下死点の中間位置における、ピストンロッド１４の中心軸から軸体３１の上端の位置までの距離が同一に設定される。
【００３０】
操作レバー１６は、連結部材３２の一端に固定される。操作レバー１６は、所定の長さに形成された直線状の又は湾曲する棒状の部材である。
【００３１】
水中ポンプ１７は、水中モータが駆動することで、ポンプケーシング内のインペラが駆動し、揚水可能に構成される。水中ポンプ１７は、シリンダ２１と流体的に接続され、揚水した水をシリンダ２１へ可能に構成される。
【００３２】
このように構成された手押しポンプ１のピストン２２の上下動に伴う、回転軸３３により連結された軸体３１の上端及び連結部材３２の端部の連結部３５の動作について、図２を用いて説明する。ピストン２２の下死点における連結部３５は、符号３５−１で示すように、ピストンロッド１４の中心軸Ｃに対して直交する方向で一方側に位置する。次いで、操作レバー１６をピストン２２が上死点に向かう方向に操作すると、連結部材３２が回転し、連結部３５が円弧を描いて上方に移動し、中心軸Ｃに対して直交する方向で、他方側に移動し、上死点及び下死点の中間点において、符号３５−２に示すように、当該方向で中心軸Ｃから最も離れた位置に位置する。さらに操作レバー１６を操作すると、連結部３５が当該中間点から円弧を描いて上方に移動し、上死点において、中心軸Ｃに対して直交する方向で、符号３５−３に示すように一方側に移動する。
【００３３】
このように構成された手押しポンプ１によれば、ピストンロッド１４及び連結部材３２に、回転軸３３を介して接続される関節部材である軸体３１を設け、この軸体３１をピストン２２の上死点及び下死点間の距離よりも長く構成する。この構成により、軸体３１は、ピストン２２の上下動において、ピストンロッド１４に接続された端部を中心とした連結部３５の回転角度を極力小さくすることが可能となる。これにより、軸体３１の上下動において、ピストンロッド１４に対して傾斜することが防止できることから、操作レバー１６の操作に要する荷重を極力低減することが可能となる。
【００３４】
また、手押しポンプ１は、支持部１１ｄ及び連結部材３２の連結部を支点、操作レバー１６の端部を力点、軸体３１及び連結部材３２の連結部３５を作用点としたときに、連結部３５が円弧状の軌跡を描いて移動する。この円弧状の軌跡がピストンロッド１４の中心軸Ｃを交差するように軸体３１が回転する構成に、リンク機構１５が設定される。また、リンク機構１５は、連結部３５の上死点及び下死点における水平方向の位置及び連結部３５の上死点及び下死点の中間点における水平方向の位置を、上記構成とすることで、ピストンロッド１４に加わる荷重が当該水平方向で略均一となる。
【００３５】
このため、ピストンロッド１４により軸受１１ｂに偏荷重が加わることを極力防止することが可能となり、ピストンロッド１４が基部１１の挿通孔１１ａと干渉することを極力防止できるとともに、軸受１１ｂに部分的に荷重が加わることが防止できる。結果、ピストンロッド１４や軸受１１ｂ等が摩耗することを防止でき、手押しポンプ１の寿命を向上させることが可能となる。
【００３６】
上述したように、本発明の一実施形態に係る手押しポンプ１によれば、操作レバー１６の操作性を向上できるとともに、寿命を向上することが可能となる。
【００３７】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００３８】
１…ポンプ、１１…基部、１１ａ…挿通孔、１１ｂ…軸受、１１ｃ…吐出口、１１ｄ…支持部、１１ｅ…吐出管、１２…連結管、１３…ポンプ部、１４…ピストンロッド、１５…リンク機構、１６…操作レバー、１７…水中ポンプ、２１…シリンダ、２２…ピストン、２５…ピストンロッド、３１…軸体、３２…連結部材、３３…回転軸、３５…連結部、１００…深井戸、１０１…台座、１１０…井戸水。
【図１】
2018091230.tif 000003
【図２】
2018091230.tif 000004