JP2000320451A - ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大きな駆動力を連続的に供給するとともに、小
型軽量化を図るポンプを提供する。 【解決手段】コンプレッサにより圧縮され、フィルタレ
ギュレータにて圧力調整された空気は、切替バルブ１７
によりシリンダ１２内の第１の作動室２６に送られる。
ピストン２５が第２のポンプチューブ１４側に押される
と、第２の停留室３０内の水は、逆止弁４２を通りマニ
ホルド１９へ吐出される。同時に水がタンク１８から第
１の停留室２９に吸引される。切替バルブ１７の切替に
より、空気は第２の作動室２７に送られる。ピストン２
５が第１のポンプチューブ１３側に押されると、第１の
停留室２９内に停留していた水は、逆止弁４０、圧力流
体パイプ３９、逆止弁４１を通りマニホルド１９へ吐出
される。切替バルブ１７の切替によって上記動作が繰り
返し行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプに係り、詳
しくは交通事故によって大破した車両から乗員を助け出
す際にドアをこじ開けるためのポンプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、交通事故によって大破した車両か
ら乗員を助け出す際には、破損したドアと車両の入口と
の間に工具を強制的に挿入して、その工具によりドアを
こじ開けたり、圧縮された車室の床面と天井との間にジ
ャッキを配置して、そのジャッキにより床面と天井との
間の間隔を拡げたりする必要があった。このような工具
やジャッキの作動には、比較的大きな駆動力が必要とさ
れるため、その駆動源として油圧ポンプが使用されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、油圧ポンプ
は重くかつ大型な装置であるため、その運搬には人手を
要し、早急に対処すべき事故現場で使用するには極めて
不向きである。また、一般に油圧ポンプによって工具や
ジャッキに油を供給する場合には、脈動が発生するた
め、大きな駆動力を工具やジャッキに連続的に供給する
ことができなかった。

【０００４】この発明は上記の事情を考慮してなされた
ものであって、その目的は大きな駆動力を連続的に供給
することができ、しかも、小型軽量化を図ることが可能
なポンプを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、シリンダと、そのシ
リンダの内部に往復動可能に収容されたピストンと、同
ピストンは前記シリンダの内部を２つに分割することに
より、第１及び第２の作動室を区画することと、前記第
１及び第２の作動室へ気体を交互に供給し、その供給に
伴って前記ピストンを往復動させるための気体供給源
と、液体を収容するタンクと、前記第１及び第２の作動
室にそれぞれ隣接して設けられ、かつ、前記タンクに接
続された第１及び第２の停留室と、前記第１及び第２の
停留室に接続され、前記タンク内の液体を第１及び第２
の停留室を経由して外部に排出するための排出口と、前
記ピストンから反対方向へ突出し、前記ピストンの往復
動に伴い、前記第１及び第２の停留室内にてそれぞれ往
復動可能な第１及び第２のロッドとを備え、前記気体供
給源から第１及び第２の作動室へ気体を交互に供給する
ことにより、前記ピストンとともに第１及び第２のロッ
ドが往復移動され、その第１及び第２のロッドの往復動
に伴い、前記タンクから第１の停留室へ前記液体を吸入
すると同時に、第２の停留室を経由して前記排出口から
液体を吐出し、かつ、前記タンクから第２の停留室へ前
記液体を吸入すると同時に、第１の停留室を経由して前
記排出口から液体を吐出するようにしている。

【０００６】従って、請求項１に記載の発明によれば、
ピストンの往復動により、脈動を伴うことなく液体を連
続的に排出して大きな駆動力を連続して供給することが
できる。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のポンプにおいて、前記各作動室とそれに対応する前
記停留室との間、及び各停留室とそれに対応する前記ロ
ッドとの間にそれぞれシールを設けている。従って、気
体が各停留室へ、液体が各作動室へ漏えいするのを抑制
できる。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２のいずれかに記載のポンプにおいて、前記気体は空気
であり、前記液体は水である。従って、容易に入手可能
な気体によりポンプを作動できるとともに、水を使用す
るため火災現場でも使用することができる。

【０００９】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれかに記載のポンプにおいて、前記気体供
給源はコンプレッサである。従って、コンプレッサによ
り効率よく気体を供給できる。

【００１０】請求項５に記載の発明では、請求項１〜請
求項４のいずれかに記載のポンプにおいて、前記シリン
ダ、ピストン及びロッドはアルミニウム製である。従っ
て、ポンプの小型化及び軽量化を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したポンプ
の一実施形態を、図１〜図５に従って説明する。

【００１２】図１及び図２に示すように、ポンプ１１
は、シリンダ１２、一対のポンプチューブ１３，１４、
コンプレッサ１５、フィルタレギュレータ１６、切替バ
ルブ１７、タンク１８、マニホルド１９、及び一対の排
出口２０，２０から構成されており、これらの部材は、
基台２１上に配置されている。

【００１３】シリンダ１２はアルミニウム製で、かつ円
筒状に形成され、その両端開口はフランジ２２によって
閉塞されている。シリンダ１２は４本のタイボルト２３
及び各タイボルト２３の両端を締付けるナット２４によ
って、両フランジ２２間に挟持されている。シリンダ１
２の内部には、そのシリンダ１２の長手方向に沿って往
復動可能なアルミニウム製のピストン２５が収容されて
いる。ピストン２５は図４に示す右方の移動端と、図５
に示す左方の移動端との間で往復動可能である。ピスト
ン２５はシリンダ１２の内部を２つに分割することによ
り、第１の作動室２６及び第２の作動室２７を区画して
いる。両作動室２６，２７には気体である空気が流入可
能であり、両作動室２６，２７の容積はピストン２５の
往復動に伴ってそれぞれ増減する。ピストン２５の外周
には、図４に示すようにシール２８が設けられ、ピスト
ン２５往復時及び静止時において、第１の作動室２６及
び第２の作動室２７間を確実に遮断している。なお、ピ
ストン２５は円盤状をなし、シール２８はリング状をな
している。

【００１４】シリンダ１２の両端部には、フランジ２２
を介して第１及び第２のポンプチューブ１３，１４がそ
れぞれ接続されている。両ポンプチューブ１３，１４は
アルミニウムによって円筒状に形成され、一端が開放さ
れるとともに他端が閉鎖されている。そしてその開口を
介し、対応するフランジ２２にそれぞれ接続されてい
る。両ポンプチューブ１３，１４は、対応するフランジ
２２に設けられた孔３１を介して、それぞれ前記第１及
び第２の作動室２６，２７と連通している。

【００１５】ピストン２５の中心には、ピストン２５か
ら反対方向へ突出するように、アルミニウム製の第１及
び第２のロッド３２，３３が設けられている。第１及び
第２のロッド３２，３３は第１及び第２のポンプチュー
ブ１３，１４にそれぞれ進入している。第１及び第２の
ロッド３２，３３の先端と第１及び第２のポンプチュー
ブ１３，１４の内壁との間において、第１及び第２のポ
ンプチューブ１３，１４の内部には、液体である水を停
留させるための第１及び第２の停留室２９，３０がそれ
ぞれ形成されている。両ロッド３２，３３は、ピストン
２５の往復動に伴って第１及び第２のポンプチューブ１
３，１４内でそれぞれ往復動可能となっている。両停留
室２９，３０の容積は、両ロッド３２，３３の往復動に
伴ってそれぞれ増減するものである。ピストン２５が図
４に示す右方の移動端に位置するとき、その移動端とは
反対側の左方のロッド３２の先端は対応する停留室２９
内に位置している。一方、ピストン２５が図５に示す左
方の移動端に位置するとき、その移動端とは反対側の右
方のロッド３３の先端は対応する停留室３０内に位置し
ている。このように、各ロッド３２，３３の長さは、ピ
ストン２５がいずれか一方の移動端にあるとき、その移
動端とは反対側に位置するロッドの先端が対応する停留
室内に位置するように設定されている。また、各フラン
ジ２２の孔３１の内周にはシール３４が設けられてお
り、各作動室２６，２７とそれに対応する停留室２９，
３０及びロッド３２，３３との間を区画しかつ遮断して
いる。

【００１６】タンク１８は水を収容しており、タンク１
８の上部には水を補充するための開口（図示略）及びそ
の開口を常には閉鎖するための栓３５が設けられてい
る。タンク１８の下部には一対の流体パイプ３６が接続
され、各流体パイプ３６はそれぞれ前記第１及び第２の
ポンプチューブ１３，１４に接続されている。従って、
水はタンク１８から流出し、各流体パイプ３６を通って
第１及び第２のポンプチューブ１３，１４内の第１及び
第２の停留室２９，３０に流入するようになっている。
各流体パイプ３６及び第１及び第２のポンプチューブ１
３，１４の間には、逆止弁３７，３８がそれぞれ設けら
れており、水がポンプチューブ１３，１４からタンク１
８へ逆流することを防止している。

【００１７】図４，５に示すように、第１のポンプチュ
ーブ１３の先端は、アルミニウム製の圧力流体パイプ３
９を介してマニホルド１９に接続されており、第１の停
留室２９内の水が圧力流体パイプ３９を通りマニホルド
１９に流入するようになっている。また、第１のポンプ
チューブ１３及び圧力流体パイプ３９間、並びに圧力流
体パイプ３９及びマニホルド１９間には、それぞれ逆止
弁４０，４１が設けられている。逆止弁４０は圧力流体
パイプ３９から第１のポンプチューブ１３へ向かって水
が逆流することを防止し、逆止弁４１はマニホルド１９
から圧力流体パイプ３９へ向かって水が逆流することを
防止している。

【００１８】一方、第２のポンプチューブ１４の先端
は、逆止弁４２を介してマニホルド１９に接続されてお
り、第２の停留室３０内の水がマニホルド１９に流入す
るようになっている。同逆止弁４２は、マニホルド１９
から第２のポンプチューブ１４方向へ水が逆流すること
を防止している。

【００１９】マニホルド１９には、一対の排出口２０，
２０が設けられており、第１及び第２の停留室２９，３
０からマニホルド１９に流入した水は同排出口２０から
ポンプ１１の外部へ吐出される。両排出口２０，２０に
はポンプ１１から供給される高圧の水によって作動され
る各種の工具がカプラ４３によって接続可能である。各
種の工具には、例えば、図１に示すオープナー５１やジ
ャッキ５２が含まれる。オープナー５１は一対の作動片
を有し、常には両作動片が図示しないバネの付勢力によ
って閉鎖状態に保持され、高圧の水が供給されたときに
両作動片が開かれる。従って、交通事故によって破損し
た車両とその車両のドアとの間に、閉鎖状態のオープナ
ー５１を強制的に挿入し、その状態で高圧水を供給すれ
ば、ドアをこじ開けることができる。また、圧縮された
車室の床面と天井との間に図１に示すジャッキ５２を配
置し、そのジャッキ５２に高圧水を供給すれば、床面と
天井との間の間隔を拡げることができる。工具が取り付
けられている場合、カプラ４３を介して両排出口２０，
２０から水が外部に吐出可能であり、工具が取り付けら
れていない場合には、カプラ４３により水が排出口２
０，２０から外部に流出しないように構成されている。
また、マニホルド１９は圧力メータ４４を備えており、
マニホルド１９内の水圧を測定し表示する。

【００２０】コンプレッサ１５は、図示しない動力源を
使用して、圧縮空気を生成するものであって、圧縮空気
をシリンダ１２内に供給する気体供給源を構成する。同
コンプレッサ１５は、エアホース４５によってフィルタ
レギュレータ１６に接続されている。フィルタレギュレ
ータ１６は、コンプレッサ１５から排出された圧縮空気
の圧力を所定値に調整するものであって、圧力調整後の
空気を排出する。同フィルタレギュレータ１６は、エア
ホース４６によって切替バルブ１７に接続されている。
同切替バルブ１７は、フィルタレギュレータ１６から排
出された空気を、二方向に交互に切替えて排出するもの
であって、図示しない電磁弁によりその切替操作が行わ
れる。同切替バルブ１７は、切替間隔の調整が可能なも
のであって、任意に切替時間を設定できる。また、同切
替バルブ１７は、第１及び第２の切替ホース４７，４８
によって対応するフランジ２２にそれぞれ接続されてい
る。両切替ホース４７，４８及びフランジ２２間にはそ
れぞれ接続金具４９が設けられている。また、図４，５
に示すように、各フランジ２２内には、同接続金具４９
を介してシリンダ１２内の第１及び第２の作動室２６，
２７を切替ホース４７，４８に連通させるための連通孔
５０が設けられている。従って、切替バルブ１７の作動
に基づき、空気は第１及び第２の切替ホース４７，４８
を交互に通り、第１及び第２の作動室２６，２７へ交互
に供給される。

【００２１】次に、本実施形態のポンプ１１のおける空
気と水の流れについて、個別に図３〜図５に基づいて説
明する。まず、空気の流れについては、図３に示すよう
に、空気はコンプレッサ１５によって圧縮され、フィル
タレギュレータ１６に送られる。圧縮空気はフィルタレ
ギュレータ１６で、所定値の圧力に調整されて切替バル
ブ１７に送られる。そして、空気は、切替バルブ１７に
よって所定間隔毎に第１及び第２の作動室２６，２７へ
交互に振り分けられる。第１の作動室２６に送られた空
気は、その圧力により、図４に示すようにシリンダ１２
を第２のポンプチューブ１４に向かって右方へ押し出
す。その結果、第２のロッド３３が第２の停留室３０の
容積を低減させる。一方、第２の作動室２７に送られた
空気は、その圧力により、図５に示すようにシリンダ１
２を第１のポンプチューブ１３に向かって左方へ押し出
す。その結果、第１のロッド３２が第１の停留室２９の
容積を低減させる。

【００２２】一方、水は、タンク１８から逆止弁３７，
３８を通り、両ポンプチューブ１３，１４内の第１及び
第２の停留室２９，３０へ流入する。また、逆止弁３
７，３８は、水がポンプチューブ１３，１４からタンク
１８へ向かって逆流するのを防止している。第１の停留
室２９内の水は、逆止弁４０，４１を通りマニホルド１
９へ流出する。一方、第２の停留室３０内の水は、逆止
弁４２を通りマニホルド１９へ流出する。更に水は、マ
ニホルド１９から排出口２０，２０を通って、オープナ
ー５１又はジャッキ５２に送られる。

【００２３】次に、本実施形態のポンプ１１の動作につ
いて説明する。まず、コンプレッサ１５が始動され、そ
れにより空気が圧縮される。圧縮された空気は、フィル
タレギュレータ１６にて所定の圧力に調整された後、切
替バルブ１７に送られる。そして、切替バルブ１７の作
動に基づき、空気がまず第１の作動室２６に送られる。
すると、図４に示すように、ピストン２５が第２のポン
プチューブ１４へ向かって右方へ押される。この状態に
おいては、第１の作動室２６の容積は最大となる一方、
第２の作動室２７の容積は最小となる。また、第２のロ
ッド３３のほぼ全長が第２のポンプチューブ１４に入り
込むため、第２の停留室３０の容積は最小となる。従っ
て、第２の停留室３０内に停留していた水は、第２のロ
ッド３３によって加圧され、逆止弁４２を通ってマニホ
ルド１９へ吐出される。また、同時に第１のロッド３２
の大部分が第１の作動室２６に引き込まれるため、第１
の停留室２９の容積が最大となり、水がタンク１８から
第１の停留室２９に吸引される。

【００２４】次に、切替バルブ１７の作動に基づき、空
気が第２の作動室２７に送られる。すると、図５に示す
ように、ピストン２５が第１のポンプチューブ１３に向
かって左方へ押される。この状態においては、第２の作
動室２７の容積は最大となる一方、第１の作動室２６の
容積は最小となる。また、第１のロッド３２のほぼ全長
が第１のポンプチューブ１３に入り込むため第１の停留
室２９の容積は最小となる。従って、第１の停留室２９
内に停留していた水は、第１のロッド３２によって加圧
され、逆止弁４０、圧力流体パイプ３９、及び逆止弁４
１を通ってマニホルド１９へ吐出される。また、同時に
第２のロッド３３の大部分が第２の作動室２７に引き込
まれるため、第２の停留室３０の容積が最大となり、水
がタンク１８から第２の停留室３０に吸引される。

【００２５】このように、切替バルブ１７の動作に基づ
き、圧縮空気が第１及び第２の作動室２６，２７に交互
に供給されて、ピストン２５が図４に示す右方の移動端
と図５に示す左方の移動端との間で往復動される。そし
て、ピストン２５の往動時、即ち、右方移動時には、タ
ンク１８から第１の停留室２９へ水が吸入されると同時
に、第２の停留室３０を経由して排出口２０から水が排
出される。更に、ピストン２５の復動時、即ち、左方移
動時には、タンク１８から第２の停留室３０へ水が吸入
されると同時に、第１の停留室２９を経由して排出口２
０から水が排出される。従って、本実施形態のポンプ１
１では、水の連続的な吸入及び排出が可能である。

【００２６】上記実施形態のポンプ１１によれば、以下
のような効果を得ることができる。 （１）上記実施形態では、ピストン２５の一回の往復動
の間に、第１及び第２の停留室２９，３０の双方から水
を排出口２０に送ることができる。従って、通常のピス
トンとは異なり、脈動を伴うことなく水を連続的に排出
することができる。

【００２７】（２）シール２８により空気が一方の作動
室から他方の作動室へ漏えいするのを抑制できるととも
に、シール３４により、空気が各停留室２９，３０へ漏
えいしたり、水が各作動室２６，２７へ漏えいしたりす
るのを抑制できる。

【００２８】（３）気体として空気、液体として水を使
用しているため、容易に入手可能な気体によりポンプ１
１を作動させることができる。また、特に水を使用する
ため、火災現場でもポンプ１１を使用することができ
る。

【００２９】（４）気体供給源がコンプレッサ１５であ
るため、効率よく気体を供給できるとともに、フィルタ
レギュレータ１６により空気圧を所定値に調整できるた
め、安定した圧力を供給することができる。

【００３０】（５）シリンダ１２、ピストン２５、ロッ
ド３２，３３及び圧力流体パイプ３９がアルミニウム製
であるため、ポンプの小型化及び軽量化を図ることがで
きる。特にポンプの小型化及び軽量化が実現されること
により、火災や交通事故等の現場で、作業者が一人で持
ち運びでき、救助作業等を迅速に行うことができる。

【００３１】（６）逆止弁３７，３８，４０，４１，４
２を設けたため、水の流れを一定方向に規制し、逆流を
防止することができる。なお、上記実施形態は以下のよ
うに変更してもよい。

【００３２】・上記実施形態では切替バルブ１７によっ
て、空気を交互に第１及び第２の作動室２６，２７に送
るようにしたが、コンプレッサ１５及びフィルタレギュ
レータ１６を２台ずつ設けてそれぞれ両作動室２６，２
７に圧縮空気を送るものとしてもよい。この場合、２台
のコンプレッサ１５が空気を送り出すタイミングをタイ
マ等によって設定できるようにしてもよい。

【００３３】・気体は、空気に限らず、窒素やその他の
組成の気体を使用してもよい。また、流体は、水に限ら
ず油であってもよい。この場合、火災現場での使用はも
ちろん禁止される。

【００３４】・シリンダ１２を２本以上設ける構成とし
てもよい。シリンダ１２を複数設けることにより、より
大きな圧力を発生させることができる。 ・排出口２０を１つとしてもよく、３つ以上設けてもよ
い。排出口を１つとした場合は、マニホルド１９を小型
化でき、一方、３つ以上有する場合は、複数の工具を一
度に接続でき様々な作業を行うことができる。

【００３５】次に、上記実施形態及び別例から把握でき
る請求項に記載した発明以外の技術的思想について、そ
れらの効果と共に以下に記載する。 （１）請求項１〜５のいずれかに記載のポンプにおい
て、タンクと第１及び第２の停留室との間、同第１及び
第２の停留室と排出口との間の少なくともいずれか一方
に、液体の流れを一定方向に規制する液体逆流防止手段
を設けたことを特徴とするポンプ。この場合、液体の流
れが一定方向に規制され、ポンプによって発生される圧
力を効率よく利用することができる。なお、液体逆流防
止手段には、逆止弁が含まれる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、ピストンの往復動により、脈動を伴うこ
となく液体を連続的に排出して大きな駆動力を連続して
供給することができる。

【００３７】請求項２に記載の発明によれば、気体が各
停留室へ、液体が各作動室へ漏えいするのを抑制でき
る。請求項３に記載の発明によれば、容易に入手可能な
媒体によりポンプを作動できるとともに、水を使用する
ため火災現場でも使用することができる。

【００３８】請求項４に記載の発明によれば、コンプレ
ッサにより効率よく気体を供給できる。請求項５に記載
の発明によれば、ポンプの小型化及び軽量化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態のポンプを示す斜視
図。

【図２】 同じく平面図。

【図３】 ポンプ内の空気、水の動きを示す概略図。

【図４】 ポンプの作動状態を示す概略図。

【図５】 ポンプの作動状態を示す概略図。

【符号の説明】

１２…シリンダ、１５…気体供給手段としてのコンプレ
ッサ、１８…タンク、２０…排出口、２５…ピストン、
２６…第１の作動室、２７…第２の作動室、２８…シー
ル、２９…第１の停留室、３０…第２の停留室、３２…
第１のロッド、３３…第２のロッド、３４…シール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H071 AA01 AA03 AA06 BB01 BB04 BB05 CC28 CC33 CC34 CC36 CC47 DD01 DD06 DD11 DD14 DD31 DD51 DD71 DD72 DD74 DD83 DD89 EE01 EE02 EE03 3H075 AA06 BB03 BB14 BB17 CC03 CC16 CC25 CC34 DA09 DA22 DB10 DB43 DB45

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、 そのシリンダの内部に往復動可能に収容されたピストン
   と、同ピストンは前記シリンダの内部を２つに分割する
   ことにより、第１及び第２の作動室を区画することと、 前記第１及び第２の作動室へ気体を交互に供給し、その
   供給に伴って前記ピストンを往復動させるための気体供
   給源と、 液体を収容するタンクと、 前記第１及び第２の作動室にそれぞれ隣接して設けら
   れ、かつ、前記タンクに接続された第１及び第２の停留
   室と、 前記第１及び第２の停留室に接続され、前記タンク内の
   液体を第１及び第２の停留室を経由して外部に排出する
   ための排出口と、 前記ピストンから反対方向へ突出し、前記ピストンの往
   復動に伴い、前記第１及び第２の停留室内にてそれぞれ
   往復動可能な第１及び第２のロッドとを備え、 前記気体供給源から第１及び第２の作動室へ気体を交互
   に供給することにより、前記ピストンとともに第１及び
   第２のロッドが往復移動され、その第１及び第２のロッ
   ドの往復動に伴い、 前記タンクから第１の停留室へ前記液体を吸入すると同
   時に、第２の停留室を経由して前記排出口から液体を吐
   出し、かつ、 前記タンクから第２の停留室へ前記液体を吸入すると同
   時に、第１の停留室を経由して前記排出口から液体を吐
   出するようにしたことを特徴とするポンプ。
2. 【請求項２】 前記各作動室とそれに対応する前記停留
   室との間、及び各停留室とそれに対応する前記ロッドと
   の間にそれぞれシールを設けたことを特徴とする請求項
   １に記載のポンプ。
3. 【請求項３】 前記気体は空気であり、前記液体は水で
   あることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載
   のポンプ。
4. 【請求項４】 前記気体供給源はコンプレッサであるこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
   ポンプ。
5. 【請求項５】 前記シリンダ、ピストン及びロッドはア
   ルミニウム製であることを特徴とする請求項１〜請求項
   ４のいずれかに記載のポンプ。