【発明の詳細な説明】
ポンプおよび、そのポンプを製造するための方法
本発明は、インレット通路およびアウトレット通路を有し、第一要部壁と第二
要部壁との間に広がる室を備え、
第一要部壁を、ボディの部分とするか、ボディに連結し、
第二要部壁を、ベースの部分とするか、ベースに連結し、
ボディを、室の容量が可変するよう、ベースに対して移動可能とし、
前記ポンプは、インレット通路およびアウトレット通路それぞれを選択的に遮
断するためのインレット弁およびアウトレット弁を備えたポンプに関するもので
ある。
本発明はまた、ポンプを経て、スプレーノズルまたはスチームアウトレットに
連結可能なリザーバを備えたアイロンに関するものである。
本発明はまた、ポンプを製造するための方法に関するものである。
こうしたポンプは、米国特許明細書４，０４２，３０９号が既知である。既知
のポンプにおいて、ベースはシリンダを形成し、ボディは直線に沿って移動可能
なピストンを形成し、これによって、室の容量は、増加および減少するようにシ
リンダおよびピストンによって形成される。さらにポンプは、室の容量がピスト
ンの移動によって増加および減少を繰り返すときにポンプ効果を得るための吸入
リード弁および排出リード弁を備える。既知のポンプの欠点は、多くのパーツで
構成されることと、ポンプの組み立てが困難なことである。
本発明の目的は、組み立てがさらに容易なポンプを提供することである。本発
明の他の目的は、低コストで大量生産するために適したポンプを提供することで
ある。この目的を達成するため、本発明によるポンプは、アウトレット弁を、ボ
ディの第一部分によって形成し、前記第一部分は、ボディがアウトレット通路を
押圧するときにアウトレット通路を遮断し、ボディは、アウトレット通路を遮断
し続ける間、ベースに対して前記第一部分周りに傾き、
インレット弁は、ボディの第二部分によって形成され、前記第二部分は、ボデ
ィがインレット通路を押圧するときにインレット通路を遮断し、ボディは、イン
レット通路を遮断し続ける間、ベースに対して前記第二部分周りに傾くようにし
たことを特徴とするものである。
これら手段により、ボディは、後述するように、ピストン機能およびバルブ機
能を行うことができる。ポンプサイクルの第一パートにおいて、ボディは、第一
および第二壁を互いに接近させて位置決めした第一位置から、第一および第二壁
を互いに遠くに位置決めした第二位置へと第一部分周りに傾く。この傾きは、ア
ウトレット通路が遮断される間、室の容量を増加させるから、インレット通路か
らポンプ室への吸入が生じる。ポンプサイクルの第二パートにおいて、ボディは
、第二位置から第三位置へと移動および／または傾き、この第三位置では、第二
部分がインレット通路を遮断しアウトレット通路を遮断しない。ポンプサイクル
の第三パートにおいて、ボディは、第三位置から第一位置へと第二部分周りに傾
く。ポンプサイクルのこの第三パートの間、室の容量が減少しインレット通路が
遮断されるから、少なくとも、室の容量の一部は、アウトレット通路へと押圧さ
れる。ポンプ効果を得るために、遮断は完全に必要ではないことを述べておく。
インレットおよびアウトレット間の圧力差が大きすぎない場合、通路の部分的な
閉鎖はすでにポンプ効果となる。なぜなら、小さな通路を通過する圧力差が、大
きな通路を通過する圧力差よりも大きくても、比較的大きな通路は小さな通路よ
りも流体（液体またはガス）の移動がさらに大きいからである。ボディの一体化
された機能のため、セパレート弁は必要ないから、部品の全数はかなり減少し、
ポンプの組み立てはさらに容易になる。さらに、弁は通常、コストがかかり取り
扱いが難しい小さな精密部品で構成されるので、大量生産が簡単である。
本発明によるポンプの実施形態は、ボディの前記第一部分および前記第二部分
を、球形のセグメントで構成したことを特徴とするものである。球形のセグメン
トは、ボディが前記部分のうちの一方の周りを傾く間、対応する通路を効果的に
遮断することができる。
本発明によるポンプの実施形態は、ベースおよび／またはボディを弾性材料で
構成したことを特徴とするものである。この手段によれば、ポンプが水のない状
態で動作するときでさえも、ポンプの運転は静かなものになる。このことは特に
、アイロンのような消費者製品において重要である。ボディおよびベースに硬い
材料が使用される場合、通路のうちの一方を通しての室の漏れ、または、ボディ
およびベース間の接触面を通しての室の漏れは容易に生じる。弾性材料の使用に
より、ボディの傾きおよび部品寸法の製品公差を許容すると同時に、通路を遮断
しボディおよびベース間のシーリングを得ることができる。可撓性材料は、傾き
の間、ボディおよび／またはベースをわずかに変形させることができ、この変形
が、ボディおよびベースの壁の接触を維持する力を生じさせて漏れを防止する。
シリコンエラストマのベースは、十分なシーリングを提供するから、ポンプは、
水を汲み上げる場合、１気圧に達する圧力を発生させることができる。
本発明によるポンプの実施形態は、前記第一要部壁および前記第二要部壁を多
角形状とし、インレット通路およびアウトレット通路を２つの隣り合うコーナー
に位置決めしたことを特徴とするものである。この手段により、アウトレット通
路およびインレット通路は、ポンプサイクルの第一パートから第二パートへの変
化の間、同時に遮断されるから、両方の通路を同時に遮断しない状態を防止する
ことができる。このような同時に遮断しない状態は、ポンプ運動のため、アウト
レット通路での圧力が通常インレット通路での圧力よりも高いから、アウトレッ
トからインレット通路への逆流を起こす。こうした逆流は、ポンプ運動を相殺す
るため、望ましいものではないことは明らかである。
本発明によるポンプの実施形態は、前記第一要部壁および前記第二要部壁を三
角形状とし、ベースは、ベースとボディとの間のシーリングを、ボディが傾く間
、維持するように第二要部壁と共に鋭角に包囲する台形形状側壁を備えたことを
特徴とするものである。
これにより、前記形状から効果的なポンプ運動を得ることができ、また、傾斜
した側壁は、ボディが傾いたときにベースおよびボディの側壁の間の接触圧が増
加するため、室の改善されたシーリングを提供するということが分かる。
本発明によるポンプの実施形態は、前記第一要部壁および前記第二要部壁は整
合面を有し、ポンプは、第一要部壁および第二要部壁を互いにほぼ全領域にわた
って押圧するための推進手段を備えたことを特徴とするものである。これらの手
段により、ポンプが動作しないとき、室の容量はほぼゼロになる。この実施形態
では、流体がポンプ室にとどまらないから、自動的に呼び水が得られると共に、
自動的に浄化されるという利点がある。例えば、水を汲み上げるとき、これら手
段は、ポンプが長い間蓄えられるとき、室の壁の湯垢堆積物を防ぐことができる
。
本発明によるポンプの実施形態は、ボディおよびベースを、可撓性膜によって
相互連結したことを特徴とするものである。この手段により、ボディおよびベー
ス間の接触面を通しての漏れを防ぐことができる。
本発明によるポンプの実施形態では、ポンプは、前記第二要部壁の中心で法線
に鉛直な平面に位置した閉じられたループカーブに沿って、前記第一要部壁から
遠いボディの部分を駆動させるための駆動手段を備えたことを特徴とするもので
ある。ボディの側壁をベースによって位置決めしたから、前記ループによる前記
第一壁から遠いボディの部分を駆動させることにより、ボディは、第一および第
二部分の周りに連続的に嵌合することになる。この方法において、ポンプ運動を
得るために求められるボディの傾きは、簡単な手段、例えば、回転モータによっ
て前記遠隔部分を環状ループに沿って駆動させることによって生じる。
本発明によるポンプの実施形態では、駆動手段が、異なる方向に向いた少なく
とも２つの線型アクチュエータを備えたことを特徴とするものである。異なるフ
ェーズでアクチュエータを駆動させることによって、ボディを、第一および第二
部分の周りに傾けることができる。こうしたアクチュエータは、例えば、磁気ま
たは圧電アクチュエータにすることができるから、強く小さな電動ポンプが実現
される。
本発明によるアイロンは、本発明によるポンプを経て、スプレーノズルまたは
スチームアウトレットに連結可能なリザーバを備える。本発明によるポンプは特
に、アイロンでの使用に適し、低コストで製造でき、スプレー機能のための十分
な圧力を発生でき、静かで、自動的に呼び水が得られるから、使用者は、ポンプ
を水のない状態で運転するときの問題がなく、また、自動的に浄化されるから、
ポンプに湯垢堆積物を生ぜずに済み、うまく機能しなくなることはない。
本発明による方法は、ボディを支持部に位置決めし、支持部がクリアランスを
とって要部壁付近でボディの端部を包囲し、また、ベースはボディと支持部との
間に弾性材料を成形することによって構成したことを特徴とするものである。本
発明による方法を使用することによって、ポンプの組み立てを最小数のステップ
に軽減し、ボディおよびベースの好適な嵌合を確保し、ポンプの漏れを防止する
。
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいてさらに詳細に説明する。
図１は、本発明によるポンプの第一実施形態であって、ボディが第一位置にあ
る状態を示した断面図である。
図２は、ボディが第二位置に傾いた状態にある図１のポンプを示す。
図３は、図１および２のポンプの概要平面図である。
図４は、ボディが第三位置に傾いた状態にある図１および２のポンプを示す。
図５は、ボディが第四位置に傾いた状態にある図１，２および４のポンプを示
す。
図６は、図１から５に示したポンプおよび、ポンプを駆動させるための駆動手
段の断面図である。
図７は、図１，２，４および５のポンプの他の概要平面図である。
図８は、図１に示したポンプのためのボディおよび、ポンプを駆動させるため
の他の駆動手段の平面図である。
図９は、本発明によるポンプの第二実施形態を示した図３の概要平面図に同様
な図である。
図１０は、本発明によるポンプの第三実施形態の断面図である。
図１１は、ボディが第二位置に傾いた状態にある図１０のポンプを示す。
図１２は、本発明によるポンプを製造するための配置を示し、また、
図１３は、本発明によるアイロンを示す。
図１は、本発明によるポンプ１の断面図である。ポンプ１は、インレット通路
２２およびアウトレット通路２１を有した室２（図２参照）を備える。室２は、
第一要部壁３０と第二要部壁４０との間に広がる。第一要部壁３０は、ボディ３
の一部であり、この場合、三角形状の底壁である。第二要部壁４０は、ベースの
一部であり、この場合、タブ４の三角形状の底壁である。ボディ３は、タブ４に
対して移動可能であるから、室２の容量は可変である。図１において、ボディ３
は、室２の容量が最小になる第一位置で示されている。ポンプ１は、室２の容量
が増加するときにアウトレット通路２１を遮断するためのアウトレット弁と、室
２の容量が減少するときにインレット通路を遮断するためのインレット弁とを備
える。アウトレット弁は、ボディ３の第一部分３１で形成される。ボディのこの
第一部分３１は、ボディがアウトレット通路２１に押し付けられるときにアウト
レット通路を遮断する。インレット弁は、ボディ３の第二部分３２で形成される
。ボディのこの第二部分３２は、ボディがアウトレット通路２１に押し付けられ
るときにインレット通路を遮断する。図１に示したボディの第一位置において、
アウトレット通路２１およびインレット通路２２は両方とも遮断されている。
図２は、ボディ３をタブ４に対してボディの第一部分３１周りに第二位置まで
傾けた状態にある図１のポンプを示したものである。アウトレット通路２１は、
ボディの第二位置で、また、図１に示したボディの第一位置から図２に示したボ
ディ３の第二位置まで傾く間、ボディ３の第一部分３１によって遮断し続けられ
る。前記傾きのため、第二部分３２はインレット通路２２から移動し、インレッ
ト通路２２は遮断されない。前記傾きはまた、室２の容量を増加させることにな
る。ボディ３はタブ４に強固に嵌合するから、室はボディ３とタブ４との間の接
触面でシールされる。従って、室２の容量の前記増加は、インレット通路２２か
ら室２への吸込を起こさせる。この場合、前記第一部分３１および前記第二部分
３２それぞれは、ボディが前記部分の一方の周りに傾いたときにアウトレット通
路２１およびインレット通路２２の好適なシーリングを可能する球形のセグメン
トを備える。タブ４は、ボディ３およびタブ４の間の接触面のシーリングを改善
するための弾性材料、また、ボディ３の第一部分３１および第二部分３２のそれ
ぞれによってアウトレット通路２１およびインレット通路２２のシーリングを改
善するための弾性材料でなる。タブ４は、タブ４の底壁４０と共に鋭角に囲い込
む台形側壁４５および４６を有する。ボディ３が傾いたとき、ボディ３は弾性材
料にわずかに押圧されるから、ボディ３とタブ４の表面間の接触圧が増加し、室
２の内側とその周囲との間の圧力差のため、漏れに対する抵抗が改善される。加
えて、ボディ３の持ち上がりは、側壁４５および４６によって防止されるから、
室２で圧力が発生するときも、アウトレット通路２１を閉鎖し続ける。
図３は、図１および２のポンプの概要平面図である。閉じられたループカーブ
６０は、ポンプのアクティベーションの間、ボディの底壁３０から遠いボディ３
の部分３４（図１参照）によって描かれる軌跡の一例である。閉じられたループ
カーブ６０は、前記第二要部壁４０の中心で法線４３（図４参照）に鉛直な平面
に位置する。図１に示したボディ３の第一位置は参照符号１１に対応し、図２に
示したボディ３の第二位置は参照符号１２に対応し、図４に示したボディ３の第
三位置は参照符号１３に対応し、図５に示したボディの第四位置は参照符号１４
に対応する。
図４は、ボディが図３の参照符号１３で示した第三位置まで傾いた状態にある
図１および２のポンプを示したものである。この第三位置において、ボディは、
第一位置を示した図の平面に鉛直な方向に傾く。これは図４に示していないけれ
ども、第一要部壁および第二要部壁は、図２に示すと同様に互いに遠くにある。
第三位置において、アウトレット通路２１およびインレット通路２２の両方とも
、ボディ３の前記第一部分３１および前記第二部分３２それぞれによって遮断さ
れる。
図５は、ボディが図３の参照符号１４で示した第四位置まで傾いた状態にある
図１，２および４のポンプを示したものである。インレット通路２２は、ボディ
の第四位置で、また、図４に示したボディの第三位置から図５に示したボディ３
の第四位置まで傾く間、ボディ３の第二部分３２によって遮断し続けられる。前
記傾きのため、第一部分３１はアウトレット通路２１から移動するから、アウト
レット通路２１は遮断されない。
ポンプサイクルの最終パートの間、ボディ３は、図５に示した第四位置から図
１に示した第一位置へと傾く。インレット通路２２は、ボディ３の第四位置で、
また、図５に示したボディの第四位置から図１に示したボディ３の第一位置まで
傾く間、ボディ３の第二部分３２によって遮断し続けられる。前記傾きは、室２
の容量を減少させることになる。すでに述べたように、ボディ３はタブ４に強固
に嵌合するから、室はボディ３とタブ４との間の接触面でシールされる。従って
、室２の容量の前記減少は、室２の体積をアウトレット通路２１を通して移動さ
せることになる。
図６は、図１の断面に直交する断面として、図１から５によるポンプと、ポン
プを駆動させるための駆動手段とを示したものである。ポンプを駆動させるため
、ボディ３は、ボディの底壁３０から遠いボディの部分３４を駆動させることに
よって傾く。この遠隔部分３４は、回転モータ７２および偏心穴７４を備えたデ
ィスク７３によって、図３に示した環状の閉じられたループカーブ６０に沿って
駆動できる。環状の閉じられたループカーブ６０は、前記第二要部壁４０の中心
で法線４３に鉛直な平面に位置する。ボディ３の底壁３０およびタブ４の底壁４
０は整合面を有し、ポンプは、ボディの壁３０および４０とタブとを、互いに全
領域にわたって押圧するためのばね７５で形成した推進手段を備える。この手段
において、室２の容量は、ボディが第一位置にあるときにほとんどゼロである。
流体がポンプ室２にとどまらないから、ポンプは、自動的に呼び水が得られると
共に、自動的に浄化されるという利点がある。
図７は、図１，２，４および５のポンプの他の概要平面図を示す。閉じられた
ループカーブ６１は、ポンプのアクティベーションの間、ボディ３の底壁３０か
ら遠いボディ３の部分３４（図６参照）によって描かれる軌跡の他の例である。
閉じられたループカーブ６１はまた、前記第二要部壁４０の中心で法線４３（図
６参照）に鉛直な平面に位置する。図１に示したボディ３の第一位置は参照符号
１１１に対応し、図２に示したボディ３の第二位置は参照符号１１２に対応し、
図４に示したボディ３の第三位置は参照符号１１３に対応し、また、図５に示し
たボディの第四位置は参照符号１４に対応する。
図８は、図１に示したポンプのボディ３および、ポンプを駆動するための他の
駆動手段の平面図である。ポンプを駆動させるため、ボディ３は一度、ボディの
底壁から遠いボディの部分３４を駆動させることによって傾く。遠隔部分３４は
、互いに１２０°の角度で間隔を置いた３つの線型アクチュエータ８１によって
、図７に示した閉じられたループ６１に沿って駆動させることができる。各アク
チュエータ８１は、永久磁石８２および電磁石８３を備える。これらアクチュエ
ータによって、遠隔部分３４はまた、図３に示した環状のループ６０に沿って駆
動させることができる。実際、２つの線型アクチュエータ８１は、ボディ３の底
壁３０にほぼ平行な平面で異なる方向に向いており、前記環状ループ６０（図３
参照）、または、前記閉じられたループ６１（図７参照）に沿って前記遠隔部分
３４を駆動するためには十分である。
図９は、図３のそれと同様な図であって、第一要部壁および第二要部壁が矩形
形状である実施形態を示す。矩形形状は、図３に示した三角形状よりも製造が容
易である。アウトレット通路２１およびインレット通路２２は、２つの隣り合っ
たコーナーに位置決めされるから、ポンプが環状ループ６０に沿って駆動される
。また図１，２，４および５は、この矩形の実施形態に適応させることができ、
アウトレット通路２１およびインレット通路２２を同時に遮断しない状態を防止
することができる。このような同時に遮断しない状態は、アウトレット通路２１
およびインレット通路２２が向かい合うコーナーに位置決めされるときに起こる
。これにより、アウトレット通路２１からインレット通路２２への逆流が起きる
。なぜなら、ポンプ作用のため、アウトレット通路２１での圧力は常時、インレ
ット通路２２での圧力よりも高くなるからである。こうした逆流は、ポンプ運動
を相殺するために望ましくないことは明らかである。
図１０は、本発明によるポンプの他の実施形態１００の断面図である。ポンプ
１００は、インレット通路１２２およびアウトレット通路１２１を有した室１０
２を備える。室１０２は、第一要部壁１３０および第二要部壁１４０の間に広が
る。第一要部壁１３０は、ボディ１０３の底壁である。第二要部壁１４０は、ベ
ース１０４の一部である。ボディ３はベース１０４に対して移動するから、室１
０２の容量は可変である。図１０において、ボディ１０３は、室１０２の容量が
最小になる第一位置で示されている。ポンプ１００は、室１０２の容量が増加す
るときにアウトレット通路１２１を遮断するためのアウトレット弁と、室１０２
の容量が減少するときにインレット通路１２２を遮断するためのインレット弁と
を備える。アウトレット弁は、ボディ１０３の第一部分１３１で形成される。ボ
ディのこの第一部分１３１は、ボディがアウトレット通路１２１に押し付けられ
るときにアウトレット通路１２１を遮断する。インレット弁は、ボディ１０３の
第二部分１３２で形成される。ボディのこの第二部分１３２は、ボディがインレ
ット通路１２２に押し付けられるときにインレット通路１２２を遮断する。図１
０に示したボディの第一位置において、アウトレット通路１２１およびインレッ
ト通路１２２は両方とも遮断されている。
図１１は、ボディ１０３をベース１０４に対してボディの第一部分１３１周り
に第二位置まで傾けた状態にある図１０のポンプを示したものである。アウトレ
ット通路１２１およびインレット通路１２２が形成されたベースの部分１４１お
よび１４２は室内に突出した弾性材料でなる。これら手段のため、アウトレット
通路１２１は、ボディの第二位置で、また、図１０に示したボディの第一位置か
ら図１１に示したボディ１０３の第二位置まで傾く間、ボディ１０３の第一部分
１３１によって遮断し続けられる。前記傾きのため、第二部分１３２がインレッ
ト通路１２２から移動し、インレット通路１２２は遮断されない。前記傾きはま
た、室１０２の容量を増加させることになる。ボディ１０３およびベース１０４
は、可撓性膜１８０によって相互連結するから、室はボディ１０３およびベース
１０４の間の接触面でシールされる。従って、室１０２の容量の前記増加は、イ
ンレット通路１２２から室２への吸込を起こさせる。代わりに、前記第一部分１
３１および前記第二部分１３２は、ボディが前記部分の一方の周りに傾いたとき
にアウトレット通路１２１およびインレット通路１２２の好適なシーリングを可
能する球形のセグメントを備える。この実施形態の作用は、図１から９に示した
ポンプのそれと同様である。
図１２は、本発明によるポンプを製造するためのセットアップ状態を示したも
のである。ボディ２０３は、支持部２０５と一体のモールド２０７を形成した上
側モールド部２０６によって位置決めされる。ボディ２０３は、支持部２０５に
対して位置決めされるから、支持部が、クリアランスを有して第一要部壁２３０
付近のボディの端部を包囲する。その結果、空間２５０が、ボディと支持部との
間に形成される。押し出し機２１０によって、弾性材料、例えば、熱可塑性エラ
ストマは、上述のようにベースまたはタブ２０４を形成するようにボディ２３０
と支持部２０５との間の空間２４０に押圧される。インレット通路およびアウト
レット通路は、成型中またはその後に形成してもよい。上側モールド２０６は、
弾性材料が硬化できた後に除去される。この方法において、ポンプは、ボディ２
０３が完全にタブ２０４に嵌合するように製造されるから、好適なシーリングが
得られる。
図１３は、本発明によるポンプを備えたアイロン３００を示す。アイロン３０
０はウォーターリザーバ３０２を備え、このウォーターリザーバ３０２から、チ
ューブ３０３がポンプ３０１のインレット通路に案内する。ポンプ３０１のアウ
トレット通路から、チューブ３０４がスプレーノズル３０６またはスチームアウ
トレット３０７へ水を供給するための二方弁３０５に案内する。本発明によるポ
ンプ３０１は、特に、アイロン３００に使用することに適している。なぜなら、
低コストで製造でき、スプレー機能のために十分な圧力を発生でき、自動的に呼
び水が得られるため、使用者には、ポンプに水のなくなるという問題がなく、ま
た、自動的に浄化されるから、ポンプに湯垢堆積物を生ぜずに済み、うまく機能
しなくなることはないからである。
上述のように、本発明は、ボディを動かす実施形態を説明したものである。し
かしながら、代わりに、支持部が動いてもよいことを述べておく。他の実施形態
は、ボディを駆動させるため、直線運動を回転運動に変換するトランスミッショ
ン手段を備えるから、手動でポンプを操作できる。さらに、本実施形態において
、ポンプは対称であるから、流体移動の向きは、閉じられたループカーブ６０お
よび６１で描かれる方向を簡単に変更することによって逆向きにできることを述
べておく。この逆転の結果として、インレット通路およびアウトレット通路の機
能は、交互に入れ替わる。
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(72)発明者 ズテリフ ヴィルヘルムス フレデリクス
オランダ国 5656 アーアー アインドー
フェン プロフ ホルストラーン ６