(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ本体から延びている吸込管部に回転可能に設けられた螺合部材を、貯蔵容器の口部に螺着させることで前記貯蔵容器に取り付けられ、前記ポンプ本体外へ突出したピストンロッドを往復操作することで、前記ポンプ本体内のピストンを動作させて液体を汲み出すピストン式手動ポンプの操作補助具であって、
前記口部と前記螺合部材とを螺合させるための開口部をもち、該開口部を通して前記口部に前記螺合部材を螺着させることにより固定される支持板と、
該支持板上に立設された支柱と、
該支柱に軸支された支点部、力を加える力点部、及びこれら支点部と力点部との間を内分又は外分した位置に設けられた作用点部を有する揺動アームと、を含んで構成され、
前記作用点部に前記ピストンロッドを連結した前記揺動アームの前記力点部を把持して揺動させることにより、前記ピストンロッドを往復操作できるようになっていることを特徴とする手動ポンプの操作補助具。
【請求項２】
前記揺動アームの作用点部に連結アームがヒンジ接続され、該連結アームに、前記ピストンロッドを囲繞して締め付け固定する固定リングがヒンジ接続されていることを特徴とする請求項１記載の手動ポンプの操作補助具。
【請求項３】
前記支柱からガイド部材が延設されており、該ガイド部材に、前記ピストンロッドの動作方向に沿ったガイド溝が設けられ、前記連結アームがそのガイド溝により案内されて往復動作することを特徴とする請求項２記載の手動ポンプの操作補助具。
【請求項４】
前記揺動アームの作用点部に連結アームがヒンジ接続され、該連結アームの先端部分に、前記ピストンロッドを囲繞して締め付け固定する固定リングが接続されると共に、前記連結アームの中間部分に、前記支柱に軸支されて揺動可能なガイドアームがヒンジ接続されていることを特徴とする請求項１記載の手動ポンプの操作補助具。
【請求項５】
前記ポンプ本体を囲繞して締め付け固定するポンプ支持リングが前記支柱から延設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の手動ポンプの操作補助具。
【請求項６】
前記支柱の立設部位近傍で前記支持板から突出して前記貯蔵容器に当接する脚部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の手動ポンプの操作補助具。
【請求項７】
前記脚部材は、前記支持板に螺合させてあり、その突出量を調整可能にしてあることを特徴とする請求項６記載の手動ポンプの操作補助具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン式手動ポンプの操作力を軽減する補助具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラム缶等の容量の多い容器から、水や灯油、あるいは化学薬品どの液体を汲み出すポンプとして、非特許文献１にあるような樹脂製の安価なピストン式手動ポンプが市販され多用されている。
このピストン式手動ポンプは、液体の貯蔵容器の口部に適合する蓋状の螺合部材を、ポンプ本体から延びている吸込管部に回転可能に有し、この螺合部材を貯蔵容器の口部に螺着させることで取り付けられる。そして、ポンプ本体外へ突出しているピストンロッドを往復操作、つまり何回も出し入れすることにより、ポンプ本体内のピストンを動作させることで貯蔵容器から液体を汲み出す仕組みをもつ、広く知られた構造のポンプである。
【非特許文献１】株式会社工進のホームページ＞製品情報＞家庭分野＞灯油ポンプ＞ドラム缶タイプ、[online]、［平成１７年１１月２４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.koshin-ltd.jp/products/domestic/kerosene/pp.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近のディーゼル車に搭載されている排気浄化装置においてはＮＯｘ浄化用の液体還元剤として尿素水溶液が使用されるが、この尿素水溶液を、ドラム缶などの貯蔵容器から車載タンクへ補給するときにも、上記のようなピストン式手動ポンプが用いられる。しかし、尿素水溶液等の比重の重い液体の場合、ポンプのピストンロッド操作力が大きくなり、かなりの力を必要とし、きつい作業となる。
【０００４】
これを軽減するために自動ポンプや手廻型のドラムポンプを使用したいところであるが、尿素水溶液などの化学薬品用のこの手の樹脂製ポンプは高価で、採用がためらわれるのが現状であり、排気浄化装置の普及にとって、解決しておくべきインフラ整備の課題と言える。
本発明はこの点に着目したもので、ピストン式手動ポンプの操作力を軽減させることの可能な操作補助具を提案し、安価で手に入れやすい樹脂製のピストン式手動ポンプで楽に補給作業を行えるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る操作補助具は、ポンプ本体から延びている吸込管部に回転可能に設けられた螺合部材を、貯蔵容器の口部に螺着させることで該貯蔵容器に取り付けられ、ポンプ本体外へ突出しているピストンロッドを往復操作することで、ポンプ本体内のピストンを動作させて液体を汲み出すピストン式手動ポンプの操作補助具であって、貯蔵容器の口部と手動ポンプの螺合部材とを螺合させるための開口部をもち、該開口部を通して口部に螺合部材を螺着させることにより固定される支持板と、該支持板上に立設された支柱と、該支柱に軸支された支点部、力を加える力点部、及びこれら支点部と力点部との間を内分又は外分した位置に設けられた作用点部を有する揺動アームと、を含んで構成され、その作用点部にピストンロッドを連結した揺動アームの力点部を把持して揺動させることにより、ピストンロッドを往復操作できるようになっていることを特徴とする。
【０００６】
この操作補助具によれば、市販の樹脂製ピストン式手動ポンプに後付で組み合わせることができ、揺動アームによるテコの原理で、従来よりも楽にピストンロッドの往復操作を行うことができる。その組み合わせ方も、貯蔵容器の口部に螺着させる手動ポンプの螺合部材と貯蔵容器との間に支持板を挟み込むだけの簡単な手法で良い。且つ、支持板、支柱、揺動アームを含む単純な機械式の機構なので、自動ポンプやドラムポンプに比べて格段に安く作ることができる。
【０００７】
本発明の請求項２に係る操作補助具は、揺動アームの作用点部に連結アームがヒンジ接続され、該連結アームに、手動ポンプのピストンロッドを囲繞して締め付け固定する固定リングがヒンジ接続されていることを特徴とする。この連結アーム及び固定リングによるリンク機構を備えることにより、揺動アームの回転運動が固定リングでは直線運動に変換され、往復動作するピストンロッドを無理なく操作することができる。
【０００８】
本発明の請求項３に係る操作補助具は、支柱からガイド部材が延設されており、該ガイド部材に、手動ポンプのピストンロッドの動作方向に沿ったガイド溝が設けられ、連結アームがそのガイド溝により案内されて往復動作することを特徴とする。ピストンロッドの動作方向に沿わせたガイド溝により連結アームを案内することで、連結アームの動作方向が矯正されるので、よりスムーズにピストンロッドに無理をかけることなく往復操作することができる。
【０００９】
本発明の請求項４に係る操作補助具は、揺動アームの作用点部に連結アームがヒンジ接続され、該連結アームの先端部分に、手動ポンプのピストンロッドを囲繞して締め付け固定する固定リングが接続されると共に、その連結アームの中間部分に、支柱に軸支されて揺動可能なガイドアームがヒンジ接続されていることを特徴とする。揺動アームの動作に合わせて揺動するガイドアームで連結アームの中間部分を支持して案内することにより、揺動時の連結アームのがたつきが抑えられ、よりスムーズにピストンロッドに無理をかけることなく往復操作することができる。
【００１０】
本発明の請求項５に係る操作補助具は、手動ポンプのポンプ本体を囲繞して締め付け固定するポンプ支持リングが支柱から延設されていることを特徴とする。ポンプ支持リングにより、支柱とポンプ本体とが互いに動かないように相互固定されるので、ピストンロッドが往復動作するときのブレを抑制することができ、よりスムーズな往復操作が可能となる。
【００１１】
本発明の請求項６に係る操作補助具は、支柱の立設部位近傍で支持板から突出して貯蔵容器に当接する脚部材が設けられていることを特徴とする。これによると、貯蔵容器の口部の高さ（突出量）が高い、あるいは、貯蔵容器の口部にスペーサを介して螺合部材を螺着させる必要がある、等の理由で、支持板と貯蔵容器との間に隙間があいてしまう場合に、支持板から突出した脚部材が貯蔵容器に当接して支えとなるので、操作時の操作補助具のぐらつきを抑制することができる。
【００１２】
本発明の請求項７に係る操作補助具は、脚部材が支持板に螺合させてあり、その突出量を調整可能にしてあることを特徴とする。これによれば、脚部材を回転させるだけで突出量を可変調整できるので、支持板と貯蔵容器との隙間が変わっても簡単に適合させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る手動ポンプの操作補助具によれば、補助具自体を安価に製造でき、ピストン式手動ポンプに簡単に後付けすることができるので、高価な自動ポンプ等に比べてはるかに採用しやすい。そして、テコの原理によりポンプ操作力を軽減させることができ、安価で入手しやすい樹脂製のピストン式手動ポンプを使用して楽に補給作業を行えるようにする。したがって、尿素水溶液補給作業用のインフラとして整備するようにすれば、ディーゼル車の排気浄化装置の普及に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図３に、本発明の第１実施形態を示し説明する。
本実施形態のピストン式手動ポンプ１は、市販されている化学薬品用の樹脂製ポンプで、貯蔵容器の例として尿素水溶液を入れたドラム缶Ｄの口部に取り付けて使用される。すなわち、ポンプ本体２から延びている吸込管部３の周囲に螺合部材４が回転可能に設けられており、ドラム缶Ｄの口部から吸込管部３を缶内に挿入し、螺合部材３をドラム缶Ｄの口部に螺着させることで、口部上にポンプ本体２が取り付けられる。ポンプ本体２の吸込管部３が延びている側とは反対側、すなわちドラム缶Ｄに取り付けたときの頭頂部からは、ピストンロッド５がポンプ本体２外へ突出しており、このピストンロッド５を上下に直線的に往復操作することでポンプ本体２内の図示せぬピストンが動作し、吸込管部３からホース６を通してドラム缶Ｄの中身が汲み出される。所定量汲み出したところでピストンロッド５の先端にあるキャップ７を緩めると、汲み出しを止めることができる仕組みであり、よく知られた一般的な構成のポンプである。
【００１５】
このような手動ポンプ１に組み付けられている操作補助具１０は、支持板１１、該支持板１１に立設された支柱１２、この支柱１２に軸支された揺動アーム１３を含んで構成されている。
支持板１１は、概略長方形状のステンレス板からなり、ドラム缶Ｄの口部と螺合部材４とを螺合させるための開口部（図示略）を有し、この開口部を通してドラム缶Ｄの口部に螺合部材４を螺着させることで、動かないように固定される。すなわち、螺合部材４は螺合部分４ａとこれより幅広の鍔部分４ｂとをもち、支持板１１の開口部を通し突出させた螺合部分４ａをドラム缶Ｄの口部内周面に螺合させると、鍔部分４ｂが支持板１１を押圧することで、該支持板１１が固定される。この場合、鍔部分４ｂと口部先端との間で支持板１１を挟持する方式で固定しても良いし、鍔部分４ｂの押圧によりドラム缶Ｄの表面に支持板１１を押し付ける方式で固定しても良い。また、螺合部材４の螺合部分４ａが口部の外周面に螺合するものである場合は、支持板１１の開口部を通し突出させたドラム缶Ｄの口部に螺合部分４ａを螺合させると、支持板１１が螺合部分４ａの先端により押圧され、ドラム缶４の表面に押し付けられて固定される方式にできる。このような支持板１１の開口部は、貫通孔や切欠部分として形成することが可能である。
【００１６】
支持板１１にはさらに、支持板１１から突出してドラム缶Ｄの表面に当接する脚部材１１ａが、支柱１２の立設部位近傍の２箇所に設けられている。この脚部材１１ａは頭部につまみを形成したネジ形状のもので、支持板１１に螺合させてあって支持板１１からの突出量を調整可能になっている。脚部材１１ａを設けることによって、ドラム缶Ｄの口部の高さ（表面からの突出量）が高いときや、あるいは、ドラム缶Ｄの口部にスペーサを介して螺合部材４を螺着させる必要があるときなど、支持板１１とドラム缶Ｄとの間に比較的広い隙間があいてしまう場合に、支持板１１から突出した脚部材１１ａがドラム缶Ｄの表面に当接して支えとなり、操作時の操作補助具１０のぐらつきを抑制することができる。また、本実施形態の脚部材１１ａの場合、頭部のつまみをもって脚部材１１ａを回転させるだけで突出量を可変調整できるので、支持板１１とドラム缶Ｄとの隙間が違っていても簡単に適合させられる。また特に、本実施形態の場合、脚部材１１ａは支持板１１の隅部に設けられているので、脚部材１１ａを回転させて突出させていくと、支持板１１を反らせるように働かせることができ、その反力を伴った押圧で、ぐらつきを抑えるのにいっそう効果的となる。
【００１７】
この支持板１１上に立設された支柱１２は、細長くしたステンレス板から形成され、該支柱１２の基部フランジ１２ａを支持板１１にボルト止めすることで立設されている。支柱１２の両側部には、補強のためのリブ１２ｂが基部フランジ１２ａから途中の高さまで設けられており、これより上部に、揺動アーム１３を両側から軸支するための軸支部材１２ｃが固定されている。なお、この軸支部材１２ｃは、支柱１２と同じ形状のものを支柱１２と並列に支持板１１上へ立設したもの、つまり２本の支柱１２で揺動アーム１３を挟み込む形状としても良い。
【００１８】
また、支柱１２の中間部位には、ポンプ本体２を囲繞して締め付け固定するポンプ支持リング１４がボルト止めして延設されている。ポンプ支持リング１４は半円状の二分割式のもので、これによりポンプ本体２の周囲を囲繞して支持することで、支柱１２とポンプ本体２とが互いに動かないように相互固定される。これにより、ピストンロッド５が往復動作するときのブレを抑制することができ、往復操作をスムーズに行えるようになる。
【００１９】
支柱１２の中間部位にはまた、ガイド部材１５が、軸支部材１２ｃと共締めでボルト止めして延設され、該ガイド部材１５に、ピストンロッド５の動作方向に沿ったガイド溝１５ａが設けられている。
このような支柱１２の上端部位に、支柱１２と軸支部材１２ｃとで両側から挟むようにして、揺動アーム１３がボルトを軸に揺動するように軸支されている。揺動アーム１３は、その支柱１２に軸支された支点部１３ａ、力を加える力点部１３ｂ、及びこれら支点部１３ａと力点部１３ｂとの間（線分）を内分（又は外分）した位置に設けられた作用点部１３ｃを有している。その作用点部１３ｃにピストンロッド５がリンク機構を介し連結され、そして、力点部１３ｂを把持して揺動アーム１３を揺動させることにより、テコの原理によりピストンロッド５を楽に往復操作できるようになっている。本実施形態の場合、支点に対し力点と作用点が同じ側に属する（つまり内分）テコの形式になっているので、揺動アーム１３の作用点部１３ｃは、支点部１３ａと力点部１３ｂとの間のアーチ状とした中間部位に設けられることになる。一方、支点を挟んで力点と作用点が互いに反対側に位置する（つまり外分）テコの形式であれば、揺動アーム１３の作用点部１３ｃは、支点部１３ａを挟んで力点部１３ｂとは反対側に延設されることになる。作用点部１３ｃが力点部１３ｂよりも支点部１３ａに近ければ、どちらの形式でも可能であるが、本実施形態のような内分形式がコンパクト化の点で有利である。
【００２０】
本実施形態において、揺動アーム１３の作用点部１３ｃには、連結アーム１６が回動可能なようにヒンジ接続されている。そして、この連結アーム１６に、ピストンロッド５を囲繞して締め付け固定する固定リング１７がヒンジ接続されている。具体的には、揺動アーム１３から垂下した連結アーム１６の下端部に、１本の連結ピン１６ａを貫通させて嵌合してあり、該連結ピン１６ａの両端部分に“Ｌ字”の支持アーム１６ｂが２本ヒンジ接続され、これら支持アーム１６ｂの先端部に固定リング１７の側面が溶接されている。この連結アーム１６及び固定リング１７によるリンク機構を備えることにより、揺動アーム１３の回転運動が固定リング１７では直線運動に変換され、往復動作するピストンロッド５を無理なく操作することができる。
【００２１】
また、連結アーム１６の連結ピン１６ａは、上述のガイド部材１５に設けられたガイド溝１５ａ内を摺動するよう配置されており、これにより、連結アーム１６がガイド溝１５ａに案内されて往復動作する。ピストンロッド５の動作方向に沿わせたガイド溝１５ａにより連結アーム１６を案内することで、連結アーム１６の動作方向が矯正され、ブレが抑制されてスムーズにピストンロッドに無理をかけることなく往復操作することができる。
【００２２】
以上の構造の操作補助具１０によれば、市販品である手動ポンプ１に後付で組み合わせ、揺動アーム１３によるテコの原理で、従来よりも楽にピストンロッドの往復操作を行うことができる。その組み合わせ方も、ドラム缶Ｄの口部に螺着させる手動ポンプ１の螺合部材４とドラム缶Ｄとの間に支持板１１を挟み込むだけの簡単な手法で良く、且つ、プレス成形できる支持板１１、支柱１２、揺動アーム１３を含む単純な機械式の機構なので、自動ポンプやドラムポンプに比べて格段に安く作ることができる。
【００２３】
手動ポンプ１と操作補助具１０との組み付けは、まず、ドラム缶Ｄの口部に支持板１１の開口部を合わせるようにして操作補助具１０を配置する。そして、その開口部を通して口部に吸込管部３を挿入し、螺合部材４を口部に螺合させる。螺合部材４を螺着させると、支持板１１が押圧されて固定され、且つ脚部材１１ａがドラム缶Ｄの表面に当接して支えとなる。その脚部材１１ａの当接具合は、頭部のつまみをもって回転させることで調節できる。
【００２４】
この後、ポンプ本体２を囲繞したポンプ支持リング１４を支柱１２にボルト止めし、そして、固定リング１７でピストンロッド５を囲繞し、連結アーム１６を介して揺動アーム１３に連結する。その連結アーム１６の連結ピン１６ａをガイド溝１５ａ内に収容するようにしてガイド部材１５を支柱１２にボルト止めすると、手動ポンプ１と操作補助具１０とが組み上がる。組み付け後は、操作補助具１０の揺動アーム１３における力点部１３ｂを手でもって上下に揺動させると、作用点部１３ｃから連結アーム１６を介してピストンロッド５が往復操作され、テコの原理により楽にドラム缶Ｄ内の尿素水溶液を汲み出すことができる。必要量を汲み出したところでキャップ７を緩めると汲み出しを停止させられる。
【００２５】
図４及び図５には、本発明の第２実施形態を示している。なお、図１〜図３に示す第１実施形態と同じ部分には同じ符号を付し、重複説明は省略する。
本実施形態の操作補助具１０は、支持板１１、該支持板１１に立設された支柱２０，２１、この支柱２０，２１に軸支された揺動アーム１３を含んで構成されている。
第１実施形態と同様に脚部材１１ａを設けた支持板１１上に、本実施形態では２本の支柱２０，２１が立設されている。両支柱２０，２１とも細長くしたステンレス板から形成された同形状のもので、該支柱２０，２１の基部フランジ２０ａ，２１ａを支持板１１にボルト止めすることで所定の間隔で並列に立設され、これら２本の支柱２０，２１で揺動アーム１３を挟み込む形状となっている。各支柱２０，２１の両側部には、補強のためのリブ２０ｂ，２１ｂが全長に渡って設けられている。この支柱２０，２１の中間部位には、ポンプ本体２を囲繞して締め付け固定する第１実施形態のようなポンプ支持リング１４を設けてあっても良い。また、本実施形態の場合、片方の支柱２０の中間部位に、ガイドアーム２２がクリップ２２ａで脱落防止して軸支され、揺動できるように取り付けられている。なお、ガイドアーム２２は両支柱２０，２１に設けてあっても良い。
【００２６】
このような支柱２０，２１の上端部位に、両支柱２０，２１で両側から挟むようにして、揺動アーム１３がボルトを軸に揺動するように軸支されている。本実施形態において、揺動アーム１３の作用点部１３ｃには、連結アーム３０が回動可能なようにヒンジ接続されている。本実施形態の連結アーム３０は、揺動アーム１３の両側に同形状のアーム部材を２本軸支することで構成されており、その中間部分は曲折形成されて、第１実施形態における支持アーム１６ｂを一体形成した形状を有している。そして、その先端部分に、ピストンロッド５を囲繞して締め付け固定する固定リング１７が溶接で接続されている。
【００２７】
この連結アーム３０の中間部分に、支柱２０に軸支されたガイドアーム２２がクリップ２２ｂで脱落防止してヒンジ接続されている。ガイドアーム２２は、揺動アーム１３の動作に合わせて一緒に揺動し、連結アーム３０の中間部分が前後や横方向にブレないように支持する。つまり、揺動アーム１３から力を受けたときの連結アーム３０のがたつきを抑制し、動作方向を矯正してピストンロッド５に無理をかけることなくスムーズに往復操作することができるようにしている。
【００２８】
ガイドアーム２２の揺動は円弧軌跡を描くので、往復運動の直線軌跡に対して数ミリ程度のふくらみが発生するが、ピストンロッド５はもともと数ミリ以上の遊び（操作代）をもっているので、これを考慮して組み付けることで問題なくスムーズに動作する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る操作補助具をピストン式手動ポンプと共にドラム缶に取り付けた状態を示した斜視図。
【図２】第１実施形態の操作補助具及びピストン式手動ポンプの側面図。
【図３】図２中のＸ方向から見た操作補助具及びピストン式手動ポンプの側面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る操作補助具及びピストン式手動ポンプの側面図。
【図５】図４中のＹ方向から見た操作補助具及びピストン式手動ポンプの側面図。
【符号の説明】
【００３０】
１  ピストン式手動ポンプ
２  ポンプ本体
３  吸込管部
４  螺合部材
５  ピストンロッド
６  ホース
７  キャップ
１０  操作補助具
１１  支持板
１１ａ  脚部材
１２，２０，２１  支柱
１３  揺動アーム
１３ａ  支点部
１３ｂ  力点部
１３ｃ  作用点部
１４  ポンプ支持リング
１５  ガイド部材
１５ａ  ガイド溝
１６，３０  連結アーム
１７  固定リング
２２  ガイドアーム
【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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