CN107002660A - 波纹管泵装置 - Google Patents

Abstract

提供一种波纹管泵装置，其能够减弱排出侧的脉动而不会导致设置空间的大幅增加、排出量的减少。波纹管泵装置具有：第1以及第2波纹管(13、14)，它们相互独立且伸缩自由地安装于泵头(11)，通过伸长而从吸入通路(34)将流体吸入至内部，通过收缩而从内部将流体排出至排出通路(35)；第1以及第2气缸部(27、28)，它们分别使第1以及第2波纹管(13、14)进行伸缩动作；第1以及第2检测单元(29、31)，它们分别对第1以及第2波纹管(13、14)的伸缩状态进行检测；以及控制部(6)，其基于第1以及第2检测单元(29、31)的各检测信号，以下述方式对第1以及第2气缸部(27、28)进行驱动控制，即，在一方的波纹管(13、14)即将变为最大收缩状态之前，使另一方的波纹管(14、13)从最大伸长状态进行收缩。

Description

波纹管泵装置

技术领域

本发明涉及一种波纹管泵装置。

背景技术

在半导体制造、化学工业等中，作为用于输送供给药液、溶剂等流体的泵，有时使用波纹管泵。

例如专利文献1记载的那样，该波纹管泵以如下方式构成，即，将泵壳体连结于泵头的左右方向(水平方向)上的两侧而形成2个空气室，在各空气室的内部分别设置有能够在左右方向上伸缩的一对波纹管，将加压空气交替地供给至各空气室，由此使各波纹管收缩或伸长。

在泵头形成有与各波纹管的内部连通的流体的吸入通路和排出通路，并且设置有单向阀，该单向阀允许相对于吸入通路以及排出通路的朝向一个方向的流体的流动，阻止朝向其他方向的流体的流动。吸入通路用的单向阀构成为，通过波纹管的伸长而打开，由此允许流体从吸入通路向波纹管内的流动，通过波纹管的收缩而关闭，由此阻止流体从该波纹管内向吸入通路的流动。另外，排出通路用的单向阀构成为，通过波纹管的伸长而关闭，由此阻止流体从排出通路向波纹管内的流动，通过波纹管的收缩而打开，由此允许流体从波纹管内向排出通路的流动。

一对波纹管通过连结杆将连结为一体，如果一方的波纹管收缩而将流体向排出通路排出，则另一方的波纹管与其同时强制性地伸长而将流体从吸入通路吸入。另外，如果所述另一方的波纹管收缩而将流体向排出通路排出，则所述一方的波纹管与其同时强制性地伸长而将流体从吸入通路吸入。

对于上述结构的波纹管泵而言，在流体的排出和吸入的切换定时，排出压力一下子降低至零附近的现象(脉动)成为问题。当前，为了抑制该脉动，采取如下措施，即，将储压器(蓄压器)安装于波纹管泵的排出侧(例如，参照专利文献2)，或者使用代替储压器而内置有一对波纹管中的一者的波纹管泵(例如，参照专利文献3)。

专利文献1：日本特开2001-248741号公报

专利文献2：日本特开平8-159016号公报

专利文献3：日本特开2001-123959号公报

发明内容

然而，在使用专利文献2中所记载的储压器的情况下，必须设置与波纹管泵分体的储压器，因此这些部件的设置需要较大的空间。另外，在专利文献3中所记载的内置有储压器的波纹管泵的情况下，存在如下问题，即，仅利用单侧的波纹管将流体排出，因此与具有一对波纹管的波纹管泵相比，流体的排出量减少。

本发明就是鉴于这样的情形而提出的，其目的在于提供一种波纹管泵装置，该波纹管泵装置能够减弱排出侧的脉动而不会导致设置空间的大幅增加、排出量的减少。

本发明的波纹管泵装置的特征在于，具有：泵头，其形成有流体的吸入通路以及排出通路；单向阀，其允许流体相对于所述吸入通路以及排出通路的朝向一个方向的流动，并且阻止流体朝向其他方向的流动；第1以及第2波纹管，它们相互独立且伸缩自由地安装于所述泵头，通过伸长而从所述吸入通路将流体吸入至内部，通过收缩而从内部将流体排出至所述排出通路；第1驱动装置，其使所述第1波纹管在最大伸长状态和最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作；第2驱动装置，其使所述第2波纹管在最大伸长状态和最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作；第1检测单元，其对所述第1波纹管的伸缩状态进行检测；第2检测单元，其对所述第2波纹管的伸缩状态进行检测；以及控制部，其基于所述第1以及第2检测单元的各检测信号，以下述方式对所述第1以及第2驱动装置进行驱动控制，即，在所述第1波纹管即将变为最大收缩状态之前，使所述第2波纹管从最大伸长状态进行收缩，并且在所述第2波纹管即将变为最大收缩状态之前，使所述第1波纹管从最大伸长状态进行收缩。

根据以上述方式构成的波纹管泵装置，使第1波纹管以及第2波纹管相互独立地伸缩自由，在控制部中，以如下方式进行驱动控制，即，在第1波纹管即将变为最大收缩状态之前，使第2波纹管从最大伸长状态进行收缩，并且在第2波纹管即将变为最大收缩状态之前，使第1波纹管从最大伸长状态进行收缩，因此在一方的波纹管从收缩(排出)向伸长(吸入)的切换定时，另一方的波纹管已经进行收缩而将流体排出，因此能够减少排出压力在所述切换定时降低的现象。其结果，能够减弱波纹管泵装置的排出侧的脉动。

另外，无需如当前的在波纹管泵的排出侧安装有储压器安的情况那样，确保设置除了波纹管泵以外的其他部件(储压器)的空间，因此能够抑制设置空间大幅增加。并且，与当前的利用连结杆将一对波纹管连结的波纹管泵同样地，利用一对波纹管将流体排出，因此流体的排出量也不会减少。

优选所述控制部具有：第1计算部，其基于所述第1检测单元的检测信号，对所述第1波纹管的从最大收缩状态至最大伸长状态的第1伸长时间、以及从最大伸长状态至最大收缩状态的第1收缩时间进行计算；第2计算部，其基于所述第2检测单元的检测信号，对所述第2波纹管的从最大收缩状态至最大伸长状态的第2伸长时间、以及从最大伸长状态至最大收缩状态的第2收缩时间进行计算；第1决定部，其基于计算出的所述第1伸长时间以及第1收缩时间，决定从最大伸长状态的所述第1波纹管开始进行收缩动作的时刻起至最大伸长状态的所述第2波纹管在所述第1波纹管因该收缩动作而即将变为最大收缩状态之前开始进行收缩动作的时刻为止的第1时间差；第2决定部，其基于计算出的所述第2伸长时间以及第2收缩时间，决定从最大伸长状态的所述第2波纹管开始进行收缩动作的时刻起至最大伸长状态的所述第1波纹管在所述第2波纹管因该收缩动作而即将变为最大收缩状态之前开始进行收缩动作的时刻为止的第2时间差；以及驱动控制部，其以下述方式对所述第1以及第2驱动装置进行驱动控制，即，在从最大伸长状态的所述第1波纹管开始进行收缩动作的时刻起经过了所述第1时间差的时刻，使最大伸长状态的所述第2波纹管开始进行收缩动作，并且在从最大伸长状态的所述第2波纹管开始进行收缩动作的时刻起经过了所述第2时间差的时刻，使最大伸长状态的所述第1波纹管开始进行收缩动作。

在该情况下，驱动控制部以上述方式进行控制，因此能够在第1波纹管即将变为最大收缩状态之前可靠地使第2波纹管进行收缩，并且能够在第2波纹管即将变为最大收缩状态之前可靠地使第1波纹管进行收缩。

优选所述第1决定部基于此前刚计算出的所述第1伸长时间以及第1收缩时间，决定所述第1时间差，所述第2决定部基于此前刚计算出的所述第2伸长时间以及第2收缩时间，决定所述第2时间差，所述驱动控制部基于此前刚决定的所述第1以及第2时间差，对所述第1以及第2驱动装置进行驱动控制。

在该情况下，驱动控制部以上述方式进行控制，因此即使第1波纹管的第1伸长时间以及第1收缩时间(第2波纹管的第2伸长时间以及第2收缩时间)发生变动，也能够追随该变动而在第1波纹管(第2波纹管)即将变为最大收缩状态之前可靠地使第2波纹管(第1波纹管)进行收缩。

发明的效果

根据本发明的波纹管泵装置，能够减弱排出侧的脉动而不会导致设置空间的大幅增加、排出量的减少。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的波纹管泵装置的概略结构图。

图2是波纹管泵的剖面图。

图3是表示波纹管泵的动作的说明图。

图4是表示波纹管泵的动作的说明图。

图5是表示控制部的内部结构的框图。

图6是表示波纹管泵的驱动控制的一个例子的时序图。

图7是表示最大伸长状态的第2波纹管在第1波纹管即将变为最大收缩状态之前开始收缩的状态的剖面图。

图8是表示最大伸长状态的第1波纹管在第2波纹管即将变为最大收缩状态之前开始收缩的状态的剖面图。

图9是表示波纹管泵的验证试验的结果的表。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

[波纹管泵的整体结构]

图1是本发明的实施方式所涉及的波纹管泵装置的概略结构图。本实施方式的波纹管泵装置例如在半导体制造装置中在以恒定量供给药液、溶剂等转送流体时而使用。该波纹管泵装置具有：波纹管泵1；空气压缩机等空气供给装置2，其将加压空气(工作流体)供给至上述波纹管泵1；调节器3，其对所述加压空气的压力进行调整；2个切换阀即第1以及第2切换阀4、5；以及控制部6，其对波纹管泵1的驱动进行控制。

图2是本发明的实施方式所涉及的波纹管泵的剖面图。

本实施方式的波纹管泵1具有：泵头11；一对泵壳体12，它们安装于上述泵头11的左右方向(水平方向)上的两侧；2个波纹管即第1以及第2波纹管13、14，它们在各泵壳体12的内部安装于泵头11的左右方向上的侧面；以及4个单向阀15、16，它们在各波纹管13、14的内部安装于泵头11的左右方向上的侧面。

[波纹管的结构]

第1以及第2波纹管13、14由PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物)等氟树脂形成为有底筒状，在其开放端部一体形成的凸缘部13a、14a以气密状被按压固定于泵头11的侧面。第1以及第2波纹管13、14的各周壁形成为波纹形状，构成为能够相互独立地在水平方向上伸缩。具体而言，第1以及第2波纹管13、14在最大伸长状态和最大收缩状态之间伸缩，该最大伸长状态是指后述的工作板19的外表面与泵壳体12的底壁部12a的内侧表面抵接的状态，该最大收缩状态是指后述的活塞体23的内侧表面与泵壳体12的底壁部12a的外侧表面抵接的状态。

在第1以及第2波纹管13、14的底部的外表面，利用螺栓17以及螺母18将工作板19和连结部件20的一端部一起固定。

[泵壳体的结构]

泵壳体12形成为有底圆筒状，其开口周缘部以气密状被按压固定于相对应的波纹管13(14)的凸缘部13a(14a)。由此，在泵壳体12的内部形成有保持为气密状态的排出侧空气室21。

在泵壳体12分别设置有进气排气端口22，进气排气端口22经由切换阀4(5)以及调节器3而与空气供给装置2连接(参照图1)。由此，从空气供给装置2经由调节器3以及切换阀4(5)以及进气排气端口22而将加压空气供给至排出侧空气室21的内部，从而使得波纹管13(14)收缩。

另外，在各泵壳体12的底壁部12a，所述连结部件20被支撑为能够沿水平方向滑动，利用螺母24将活塞体23固定于该连结部件20的另一端部。活塞体23相对于与所述底壁部12a的外侧表面一体设置的圆筒状的缸体25的内周面被支撑为能够一边保持气密状态、一边沿水平方向滑动。由此，由所述底壁部12a、缸体25、以及活塞体23包围的空间成为保持为气密状态的吸入侧空气室26。

在所述缸体25形成有与吸入侧空气室26连通的排气口25a，该进气排气口25a经由所述切换阀4(5)以及调节器3而与空气供给装置2连接(参照图1)。由此，通过从空气供给装置2经由调节器3以及切换阀4(5)以及进气排气口25a将加压空气供给至吸入侧空气室26的内部，从而使得波纹管13(14)伸长。

在各泵壳体12的底壁部12a的下方，安装有用于对转送流体的排出侧空气室21的泄漏进行检测的泄漏传感器40。

此外，在本实施方式的波纹管泵装置中，直至将加压空气填充至吸入侧空气室26的内部整体为止的时间，比直至将加压空气填充至排出侧空气室21的内部整体为止的时间短。即，波纹管13(14)从最大收缩状态伸长至最大伸长状态的伸长时间(吸入时间)，比该波纹管13(14)从最大伸长状态收缩至最大收缩状态的收缩时间(排出时间)短。

根据以上结构，由形成有图2中的左侧的排出侧空气室21的泵壳体12、和形成有图2中的左侧的吸入侧空气室26的活塞体23以及缸体25构成第1气缸部(第1驱动装置)27，该第1气缸部(第1驱动装置)27使第1波纹管13在最大伸长状态与最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作。

另外，由形成有图2中的右侧的排出侧空气室21的泵壳体12、和形成有图2中的右侧的吸入侧空气室26的活塞体23以及缸体25构成第2气缸部(第2驱动装置)28，该第2气缸部(第2驱动装置)28使第2波纹管14在最大伸长状态与最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作。

在第1气缸部27的缸体25安装有一对接近传感器29A、29B，在活塞体23安装有利用各接近传感器29A、29B进行检测的被检测板30。被检测板30与活塞体23一起进行往返移动，从而通过交替地与接近传感器29A、29B接近而被检测。

接近传感器29A是对第1波纹管13的最大收缩状态进行检测的第1最大收缩检测部，配置于在第1波纹管13处于最大收缩状态时对被检测板30进行检测的位置。接近传感器29B是对第1波纹管13的最大伸长状态进行检测的第1最大伸长检测部，配置于在第1波纹管13处于最大伸长状态时对被检测板30进行检测的位置。各接近传感器29A、29B的检测信号发送至控制部6。在本实施方式中，由上述一对接近传感器29A、29B构成对第1波纹管13的伸缩状态进行检测的第1检测单元29。

同样地，在第2气缸部28的缸体25安装有一对接近传感器31A、31B，在活塞体23安装有利用各接近传感器31A、31B进行检测的被检测板32。被检测板32与活塞体23一起进行往返移动，从而通过交替地与接近传感器31A、31B接近而被检测。

接近传感器31A是对第2波纹管14的最大收缩状态进行检测的第2最大收缩检测部，配置于在第2波纹管14处于最大收缩状态时对被检测板32进行检测的位置。接近传感器31B是对第2波纹管14的最大伸长状态进行检测的第2最大伸长检测部，配置于在第2波纹管14处于最大伸长状态时对被检测板32进行检测的位置。各接近传感器31A、31B的检测信号发送至控制部6。在本实施方式中，由一对接近传感器31A、31B构成对第2波纹管14的伸缩状态进行检测的第2检测单元31。

利用第1检测单元29的一对接近传感器29A、29B交替地对被检测板30进行检测，由此将利用空气供给装置2而生成的加压空气交替地供给至第1气缸部27的吸入侧空气室26和排出侧空气室21。由此，第1波纹管13连续地进行伸缩动作。

另外，第2检测单元31的一对接近传感器31A、31B交替地对被检测板32进行检测，由此将所述加压空气交替地供给至第2气缸部28的吸入侧空气室26和排出侧空气室21。由此，第2波纹管14连续地进行伸缩动作。此时，第2波纹管14的伸长动作主要在第1波纹管13的收缩动作时进行，第2波纹管14的收缩动作主要在第1波纹管13的伸长动作时进行。这样，第1波纹管13以及第2波纹管14交替反复地进行伸缩动作，由此交替地进行相对于各波纹管13、14的内部的流体的吸入和排出，从而对该流体进行转送。

[泵头的结构]

泵头11由PTFE、PFA等氟树脂形成。在泵头11的内部形成有流体的吸入通路34和排出通路35，该吸入通路34以及排出通路35在泵头11的外周面开口，与设置于该外周面的吸入端口以及排出端口(均省略图示)连接。吸入端口与流体的贮存箱等连接，排出端口与流体的转送目标连接。另外，吸入通路34以及排出通路35分别朝向泵头11的左右两侧面分支，并且具有在泵头11的左右两侧面开口的吸入口36以及排出口37。各吸入口36以及各排出口37分别经由单向阀15、16而与波纹管13、14的内部连通。

[单向阀的结构]

在各吸入口36以及各排出口37设置有单向阀15、16。

安装于吸入口36的单向阀15(下面，也称为“吸入用单向阀”)具有：阀壳体15a；阀体15b、其收纳于上述阀壳体15a；以及压缩螺旋弹簧15c，其将上述阀体15b向关闭方向预紧。阀壳体15a形成为有底圆筒形状，在其底壁形成有与波纹管13、14的内部连通的通孔15d。阀体15b利用压缩螺旋弹簧15c的预紧力而将吸入口36封闭(将阀关闭)，如果作用有伴随着波纹管13、14的伸缩的流体的流动而产生的背压，则使得吸入口36开放(将阀打开)。

由此，吸入用单向阀15在配置有其本身的波纹管13、14伸长时打开，允许对流体从吸入通路34向朝向波纹管13、14内部的方向(一个方向)的吸引，吸入用单向阀15在该波纹管13、14收缩时关闭，阻止流体从波纹管13、14内部向朝向吸入通路34的方向(其他方向)的倒流。

安装于排出口37的单向阀16(下面，也称为“排出用单向阀”)具有：阀壳体16a；阀体16b，其收纳于上述阀壳体16a；以及压缩螺旋弹簧16c，其将上述阀体16b向关闭方向预紧。阀壳体16a形成为有底圆筒形状，在其底壁形成有与波纹管13、14的内部连通的通孔16d。阀体16b利用压缩螺旋弹簧16c的预紧力而将阀壳体16a的通孔16d封闭(将阀关闭)，如果作用有伴随着波纹管13、14的伸缩的流体的流动而产生的背压，则使得阀壳体16a的通孔16d开放(将阀打开)。

由此，排出用单向阀16在配置有其本身的波纹管13、14收缩时打开，允许流体从波纹管13、14内部朝向排出通路35的方向(一个方向)的流出，排出用单向阀16在该波纹管13、14伸长时关闭，阻止流体从排出通路35朝向波纹管13、14内部的方向(其他方向)的倒流。

[波纹管泵的动作]

下面，参照图3以及图4对本实施方式的波纹管泵1的动作进行说明。此外，在图3以及图4中，简略示出第1以及第2波纹管13、14的结构。

如图3所示，在第1波纹管13收缩、且第2波纹管14伸长的情况下，泵头11的装配于图中左侧的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b从第1波纹管13内的流体受到压力而分别向各阀壳体15a、16a的图中右侧移动。由此，吸入用单向阀15关闭，并且排出用单向阀16打开，将第1波纹管13内的流体从排出通路35向泵外排出。

另一方面，泵头11的装配于图中右侧的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b通过第2波纹管14的吸引作用而分别向各阀壳体15a、16a的图中右侧移动。由此，吸入用单向阀15打开，并且排出用单向阀16关闭，将流体从吸入通路34吸入至第2波纹管14内。

下面，如图4所示，在第1波纹管13伸长、且第2波纹管14收缩的情况下，泵头11的装配于图中右侧的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b从第2波纹管14内的流体受到压力而向各阀壳体15a、16a的图中左侧移动。由此，吸入用单向阀15关闭，并且排出用单向阀16打开，将第2波纹管14内的流体从排出通路35向泵外排出。

另一方面，泵头11的装配于图中左侧的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b通过第1波纹管13的吸引作用而向各阀壳体15a、16a的图中左侧移动。由此，吸入用单向阀15打开，并且排出用单向阀16关闭，将流体从吸入通路34吸入至第1波纹管13内。

通过反复进行以上动作，左右的波纹管13、14能够交替地进行流体的吸引和排出。

[切换阀的结构]

在图1中，第1切换阀4对从空气供给装置2向第1气缸部27的排出侧空气室21以及吸入侧空气室26的加压空气的供给排出进行切换，由具有一对螺线管4a、4b的三通的电磁切换阀构成。各螺线管4a、4b从控制部6收到指令信号而被励磁。

第1切换阀4在两个螺线管4a、4b处于消磁状态时保持于中立位置，将从空气供给装置2向第1气缸部27的排出侧空气室21(进气排气端口22)以及吸入侧空气室26(进气排气口25a)的加压空气的供给切断，第1气缸部27的排出侧空气室21以及吸入侧空气室26均与大气连通而开放。

另外，如果螺线管4a被励磁，则第1切换阀4切换至图中的下方位置，从空气供给装置2将加压空气供给至第1气缸部27的排出侧空气室21。此时，第1气缸部27的吸入侧空气室26与大气连通而开放。由此，能够使第1波纹管13收缩。

并且，如果螺线管4b被励磁，则第1切换阀4切换至图中的上方位置，从空气供给装置2将加压空气供给至第1气缸部27的吸入侧空气室26。此时，第1气缸部27的排出侧空气室21与大气连通而开放。由此，能够使第1波纹管13伸长。

第2切换阀5对从空气供给装置2向第2气缸部28的排出侧空气室21以及吸入侧空气室26的加压空气的供给排放进行切换，由具有一对螺线管5a、5b的三通的电磁切换阀构成。各螺线管5a、5b从控制部6收到指令信号而被励磁。

第2切换阀5在两个螺线管5a、5b处于消磁状态时保持于中立位置，将从空气供给装置2向第2气缸部28的排出侧空气室21(进气排气端口22)以及吸入侧空气室26(进气排气口25a)的加压空气的供给切断，第2气缸部28的排出侧空气室21以及吸入侧空气室26均与大气连通而开放。

另外，如果螺线管5a被励磁，则第2切换阀5切换至图中的下方位置，从空气供给装置2将加压空气供给至第2气缸部28的排出侧空气室21。此时，第2气缸部28的吸入侧空气室26与大气连通而开放。由此，能够使第2波纹管14收缩。

并且，如果螺线管5b被励磁，则第2切换阀5切换至图中的上方位置，从空气供给装置2将加压空气供给至第2气缸部28的吸入侧空气室26。此时，第2气缸部28的排出侧空气室21与大气连通而开放。由此，能够使第2波纹管14伸长。

此外，在各切换阀4、5的上游侧设置有消音器7，该消音器7用于对在各气缸部27、28的排出侧空气室21内、或者吸入侧空气室26内的加压空气向大气开放是所产生的排气的声音进行消音。

[控制部的结构]

控制部6基于第1检测单元29以及第2检测单元31(参照图2)的检测信号而对各切换阀4、5进行切换，由此对波纹管泵1的第1气缸部27以及第2气缸部28的各驱动进行控制。

图5是表示控制部6的内部结构的框图。控制部6具有第1及第2计算部6a、6b、第1及第2决定部6c、6d、以及驱动控制部6e。

第1计算部6a基于一对接近传感器29A、29B的各检测信号，对第1波纹管13的从最大收缩状态至最大伸长状态的第1伸长时间、以及从最大伸长状态至最大收缩状态的第1收缩时间进行计算。具体而言，第1计算部6a将从接近传感器29A的检测结束时刻至接近传感器29B的检测时刻的经过时间作为第1伸长时间而进行计算。另外，第1计算部6a将从接近传感器29B的检测结束时刻至接近传感器29A的检测时刻的经过时间作为第1收缩时间而进行计算。

第2计算部6b基于一对接近传感器31A、31B的各检测信号，对第2波纹管14的从最大收缩状态至最大伸长状态的第2伸长时间、以及从最大伸长状态至最大收缩状态的第2收缩时间进行计算。具体而言，第2计算部6b将从接近传感器31A的检测结束时刻至接近传感器31B的检测时刻的经过时间作为第2伸长时间而进行计算。另外，第2计算部6b将从接近传感器31B的检测结束时刻至接近传感器31A的检测时刻的经过时间作为第2收缩时间而进行计算。

第1决定部6c基于计算出的所述第1伸长时间以及第1收缩时间，决定从最大伸长状态的第1波纹管13开始进行收缩动作的时刻起至最大伸长状态的第2波纹管14在第1波纹管13因该收缩动作而即将变为最大收缩状态之前开始进行收缩动作的时刻为止的第1时间差。

本实施方式的第1决定部6c例如利用以下的式子决定第1时间差。

第1时间差＝(第1伸长时间+第1收缩时间)/2

第2决定部6d基于计算出的所述第2伸长时间以及第2收缩时间，决定从最大伸长状态的第2波纹管14开始进行收缩动作的时刻起至最大伸长状态的第1波纹管13在第2波纹管14因该收缩动作而即将变为最大收缩状态之前开始进行收缩动作的时刻为止的第2时间差。

本实施方式的第2决定部6d例如利用下面的式子而决定第2时间差。

第2时间差＝(第2伸长时间+第2收缩时间)/2

驱动控制部6e基于所决定的所述第1以及第2时间差而对所述第1以及第2驱动装置进行驱动控制。具体而言，驱动控制部6e在从最大伸长状态的第1波纹管13开始进行收缩动作的时刻起经过了所述第1时间差的时刻，使最大伸长状态的第2波纹管14开始进行收缩动作，并且在从最大伸长状态的第2波纹管14开始进行收缩动作的时刻起经过了所述第2时间差的时刻，使最大伸长状态的第1波纹管13开始进行收缩动作，由此对第1以及第2气缸部27、28进行驱动控制。

图1所示的波纹管泵装置还具有电源开关8、启动开关9以及停止开关10。

电源开关8输出对向波纹管泵1的通电进行接通断开操作的操作指令，将该操作指令输入至控制部6。启动开关9输出对波纹管泵1进行驱动的操作指令，将该操作指令输入至控制部6。停止开关10输出使得第1波纹管13以及第2波纹管14均处于为最大收缩状态的待机状态的操作指令。

[波纹管泵的驱动控制]

图6是表示控制部6所进行的波纹管泵1的驱动控制的一个例子的时序图。在电源开关8断开时，第1以及第2切换阀4、5(参照图1)保持于中立位置。因此，在电源开关8断开时，波纹管泵1的第1以及第2气缸部27、28的空气室21、26与大气连通，因此第1波纹管13以及第2波纹管14被保持于从所述待机状态略微伸长的位置，以使得两个空气室21、26内处于在大气压下平衡的状态。

在开始波纹管泵1的驱动时，在由作业者对电源开关8进行接通操作之后，对停止开关10进行接通操作，使第1波纹管13以及第2波纹管14移动至待机状态。具体而言，驱动控制部6e对第1切换阀4的螺线管4a以及第2切换阀5的螺线管5a进行励磁，使第1波纹管13以及第2波纹管14同时收缩至最大收缩状态。由此，将第1波纹管13以及第2波纹管14保持为待机状态。此外，在该待机状态下，接近传感器29A、31A分别处于对被检测板30、32进行检测的接通状态。

然后，如果由作业者对启动开关9进行接通操作，则驱动控制部6e首先执行用于对第1波纹管13的第1伸长时间以及第1收缩时间、和第2波纹管14的第1伸长时间以及第1收缩时间进行计算的控制。

具体而言，驱动控制部6e使第1切换阀4的螺线管4a消磁并且对螺线管4b进行励磁，使第1波纹管13从最大收缩状态(待机状态)伸长至最大伸长状态。与此同时，驱动控制部6e使第2切换阀5的螺线管5a消磁并且对螺线管5b进行励磁，使第2波纹管14也从最大收缩状态(待机状态)伸长至最大伸长状态。

在第1波纹管13从最大收缩状态伸长至最大伸长状态时，第1计算部6a对从接近传感器29A变为断开的时刻(t1)起至接近传感器29B变为接通的时刻(t2)为止的时间进行计时，对第1波纹管13的第1伸长时间(t2－t1)进行计算。

同样地，在第2波纹管14从最大收缩状态伸长至最大伸长状态时，第2计算部6b对从接近传感器31A变为断开的时刻(t1)起至接近传感器31B变为接通的时刻(t2)为止的时间进行计时，对第2波纹管14的第2伸长时间(t2－t1)进行计算。

然后，驱动控制部6e在经过了规定时间(t3－t2)之后使第1切换阀4的螺线管4b消磁并且对螺线管4a进行励磁，仅使第1波纹管13从最大伸长状态收缩至最大收缩状态。

此时，第1计算部6a对从接近传感器29B变为断开的时刻(t3)起至接近传感器29A变为接通的时刻(t4)为止的时间进行计时，对第1波纹管13的第1收缩时间(t4－t3)进行计算。

而且，在第1决定部6c中，基于计算出的第1伸长时间以及第1收缩时间而决定第1时间差。在本实施方式中，第1决定部6c利用下面的式子而对第1时间差进行计算。

第1时间差＝(第1伸长时间+第1收缩时间)/2＝((t2－t1)+(t4－t3))/2

然后，驱动控制部6e在第1波纹管13收缩至最大收缩状态的时刻(t4)的同时，使第2切换阀5的螺线管5b消磁并且对螺线管5a进行励磁，使第2波纹管14从最大伸长状态收缩至最大收缩状态。

此时，第2计算部6b对从接近传感器31B变为断开的时刻(t4)起至接近传感器31A变为接通的时刻(t6)为止的时间进行计时，对第2波纹管14的第2收缩时间(t6－t4)进行计算。

而且，在第2决定部6d中，基于计算出的第2伸长时间以及第2收缩时间而决定第2时间差。在本实施方式中，第2决定部6d利用下面的式子而对第2时间差进行计算。

第2时间差＝(第2伸长时间+第2收缩时间)/2＝((t2－t1)+(t6－t4))/2

此外，此后，每当第1波纹管13进行1次往返时，都利用第1计算部6a以及第1决定部6c以上述方式对第1伸长时间以及第1收缩时间进行计算，基于该计算出的第1伸长时间以及第1收缩时间而决定第1时间差。

同样地，每当第2波纹管14进行1次往返时，都利用第2计算部6b以及第2决定部6d以上述方式对第2伸长时间以及第2收缩时间进行计算，基于该计算出的第2伸长时间以及第2收缩时间而决定第2时间差。

另一方面，驱动控制部6e在第2波纹管14变为最大收缩状态之前开始进行第1波纹管13的驱动。具体而言，在第2波纹管14即将变为最大收缩状态之前的时刻(t5)，驱动控制部6e使第1切换阀4的螺线管4a消磁、且对螺线管4b进行励磁。由此，第1波纹管13从最大收缩状态开始进行伸长动作。

此外，在第1波纹管13开始进行伸长动作之后的规定时间(t6－t5)之后，第2波纹管14变为最大收缩状态，接近传感器31B从断开切换为接通，驱动控制部6e使第2波纹管14暂时保持最大收缩状态不变。

然后，在第1波纹管13变为最大伸长状态的时刻(t7)，如果接近传感器29B从断开切换为接通，则驱动控制部6e在经过了规定时间(t8－t7)之后使第1切换阀4的螺线管4b消磁、且对螺线管4a进行励磁。由此，第1波纹管13从最大伸长状态开始进行收缩动作。

另外，驱动控制部6e从对螺线管4a进行励磁的时刻(t8)，开始对以上述方式决定的第1时间差进行计算。

而且，如果在第1波纹管13开始进行收缩动作之后经过了规定时间(t9－t8)，则驱动控制部6e使第2切换阀5的螺线管5a消磁、且对螺线管5b进行励磁。由此，在第1波纹管13进行收缩动作的期间，第2波纹管14从最大收缩状态伸长至最大伸长状态。

此时，在第2波纹管14变为最大伸长状态的时刻(t10)，接近传感器31B从断开切换为接通，驱动控制部6e使第2波纹管14保持最大伸长状态不变。

然后，如果经过了第1时间差(t11－t8)，则驱动控制部6e使第2切换阀5的螺线管5b消磁、且对螺线管5a进行励磁。由此，在第1波纹管13即将变为最大收缩状态之前，第2波纹管14从最大伸长状态开始进行收缩动作(参照图7)。

另外，驱动控制部6e从对螺线管5a进行励磁的时刻(t11)开始对以上述方式决定的第2时间差进行计算。

在第2波纹管14开始进行收缩动作之后，如果在第1波纹管13变为最大收缩状态的时刻(t12)，接近传感器29A从断开切换为接通，则驱动控制部6e使第1切换阀4的螺线管4a消磁、且对螺线管4b进行励磁。由此，在第2波纹管14进行收缩动作的期间，第1波纹管13从最大收缩状态伸长至最大伸长状态。

此时，在第1波纹管13变为最大伸长状态的时刻(t13)，接近传感器29B从断开切换为接通，驱动控制部6e使第1波纹管13保持最大伸长状态不变。

然后，如果经过了第2时间差(t14－t11)，则驱动控制部6e使第1切换阀4的螺线管4b消磁、且对螺线管4a进行励磁。由此，在第2波纹管14即将变为最大收缩状态之前，第1波纹管13从最大伸长状态开始进行收缩动作(参照图8)。

另外，驱动控制部6e从对螺线管4a进行励磁的时刻(t14)开始对此前刚决定的第1时间差进行计算。该此前刚决定的第1时间差是基于根据第1波纹管13的直前的1次往返动作所计算出的第1伸长时间(t7－t5)以及第1收缩时间(t12－t8)而决定的。

在第1波纹管13开始进行收缩动作之后，如果在第2波纹管14变为最大收缩状态的时刻(t15)，接近传感器31A从断开切换为接通，则驱动控制部6e使第2切换阀5的螺线管5a消磁、且对螺线管5b进行励磁。由此，在第1波纹管13进行收缩动作的期间，第2波纹管14从最大收缩状态伸长至最大伸长状态。

此时，在第2波纹管14变为最大伸长状态的时刻(t16)，接近传感器31B从断开切换为接通，驱动控制部6e使第2波纹管14保持最大伸长状态不变。

然后，如果经过了上述的此前刚决定的第1时间差(t17－t14)，则驱动控制部6e使第2切换阀5的螺线管5b消磁、且对螺线管5a进行励磁。由此，在第1波纹管13即将变为最大收缩状态之前，第2波纹管14从最大伸长状态开始进行收缩动作。

另外，驱动控制部6e从对螺线管5a进行励磁的时刻(t17)开始对此前刚决定的第2时间差的计算。该此前刚决定的第2时间差是基于根据第2波纹管14的此前的1次往返动作所计算出的第2伸长时间(t10－t9)以及第2收缩时间(t15－t11)而决定的。

在第2波纹管14开始进行收缩动作之后，如果在第1波纹管13变为最大收缩状态的时刻(t18)，接近传感器29A从断开切换为接通，则驱动控制部6e使第1切换阀4的螺线管4a消磁、且对螺线管4b进行励磁。由此，在第2波纹管14进行收缩动作的期间，第1波纹管13从最大收缩状态伸长至最大伸长状态。

此时，在第1波纹管13变为最大伸长状态的时刻(t19)，接近传感器29B从断开切换为接通，驱动控制部6e使第1波纹管13保持最大伸长状态不变。

然后，如果经过了上述的此前刚决定的第2时间差(t20－t17)，则驱动控制部6e使第1切换阀4的螺线管4b消磁、且对螺线管4a进行励磁。由此，在第2波纹管14即将变为最大收缩状态之前，第1波纹管13从最大伸长状态开始进行收缩动作。

此后，驱动控制部6e以上述方式基于此前刚决定的第1以及第2时间差而在第2波纹管14即将变为最大收缩状态之前，使第1波纹管13从最大伸长状态进行收缩，并且在第1波纹管13即将变为最大收缩状态之前，使第2波纹管14从最大伸长状态进行收缩，由此对波纹管泵1进行驱动控制。

因此，即使第1以及第2收缩时间(排出时间)、第1以及第2伸长时间(吸入时间)因流体的排出负荷等而发生变动，也能够追随该变动而在最佳的定时对波纹管泵1进行驱动控制。其结果，如图6的最下部所示，在驱动控制部6e基于第1以及第2时间差而对波纹管泵1进行驱动控制的期间，波纹管泵1的排出压力在恒定的压力范围内推移而不会急剧降低，因此能够抑制泵1的脉动。

此外，在本实施方式中，使用此前刚决定的第1以及第2时间差，但在上述排出时间、吸入时间未出现变动的情况下，可以使用在刚开始运转之后最初决定的第1以及第2时间差对波纹管泵1进行驱动控制。在该情况下，第1以及第2波纹管13、14的伸长动作和收缩动作的切换可以不使用接近传感器29A、29B、31A、31B，而是利用计时器等在以规定时间为单位进行切换。

在停止对波纹管泵1的驱动时，首先由作业者对停止开关10进行接通操作。收到该操作信号的驱动控制部6e使第1波纹管13以及第2波纹管14向待机状态移动。此时，在第1波纹管13以及第2波纹管14的任一者进行伸长动作的情况下，驱动控制部6e使该伸长动作停止而立即开始进行收缩动作。而且，如果第1波纹管13以及第2波纹管14变为待机状态，则由作业者对电源开关8进行断开操作。

图9是表示波纹管泵的验证试验的结果的表。该验证试验是针对本发明产品、以及最大排出量为40升的当前的3种波纹管泵而进行的。作为当前的3种波纹管泵，使用如下类型的结构：利用连结杆将一对波纹管连结为一体的连结杆连结类型；在波纹管泵的排出侧安装有储压器的储压器外置类型；以及内置有储压器的储压器内置类型。另外，作为试验条件，将加压空气的压力设为0.4MPa、且将排出压力设为0.33MPa而进行了比较。此外，表中的括号内的数值表示相对于本发明产品的数值的比例。

如图9所示，可知，本发明产品的流量与当前的3种类型的流量相比有所增加，相对于当前的波纹管泵，流体的排出量并未减少。

另外，可知，本发明产品的脉动压力幅度(最大排出压力和最小排出压力之差)比当前的储压器内置类型的脉动压力幅度大，但与当前的连结杆连结类型、储压器内置类型的各脉动压力幅度相比有所减小，能够减弱泵的脉动。

另外，本发明产品的覆盖区域(俯视时的占地面积)与当前的连结杆连结类型、储压器内蔵类型的覆盖区域相比略微增大，但与当前的储压器外置类型的覆盖区域相比则缩小，能够抑制本发明产品的设置空间大幅增加。

以上，根据本实施方式的波纹管泵装置，使第1波纹管13以及第2波纹管14相互独立地伸缩自由，在控制部6中，以如下方式进行驱动控制，即，在第1波纹管13即将变为最大收缩状态之前，使第2波纹管14从最大伸长状态进行收缩，并且在第2波纹管14即将变为最大收缩状态之前，使第1波纹管13从最大伸长状态进行收缩，因此能够实现下面的作用效果。即，在一方的波纹管从收缩(排出)向伸长(吸入)切换的定时，另一方的波纹管已经进行收缩而将流体排出，因此能够减少排出压力在所述切换定时降低的现象。其结果，能够减弱波纹管泵1的排出侧的脉动。

另外，本实施方式的波纹管泵装置如当前的在波纹管泵的排出侧安装有储压器的情况那样，无需确保设置除了波纹管泵以外的其他部件(储压器)的空间，因此能够抑制设置空间大幅增加。并且，本实施方式的波纹管泵装置与当前的利用连结杆将一对波纹管连结的波纹管泵同样地，利用一对波纹管13、14而将流体排出，因此流体的排出量也不会减少。

另外，控制部6能够以如下方式进行驱动控制，即，利用基于第1波纹管13的第1伸长时间和第1收缩时间而决定的第1时间差，在第1波纹管13即将变为最大收缩状态之前，使最大伸长状态的第2波纹管14进行收缩，并且利用基于第2波纹管14的第2伸长时间和第2收缩时间而决定的第2时间差，在第2波纹管14即将变为最大收缩状态之前，使最大伸长状态的第1波纹管13进行收缩。由此，能够在第1波纹管即将变为最大收缩状态之前可靠地使第2波纹管进行收缩，并且能够在第2波纹管即将变为最大收缩状态之前可靠地使第1波纹管进行收缩。

另外，在波纹管泵1刚开始运转之后，控制部6在预先计算出第1以及第2波纹管13、14的伸长时间以及收缩时间之后进行驱动控制，因此即使在运转开始之前这些伸长时间以及收缩时间不明的情况下，在第1波纹管13(第2波纹管14)即将变为最大收缩状态之前也能够可靠地使第2波纹管14(第1波纹管13)进行收缩。

另外，控制部6基于此前刚决定的第1以及第2时间差而进行驱动控制，因此即使第1波纹管13的第1伸长时间以及第1收缩时间(第2波纹管14的第2伸长时间以及第2收缩时间)发生变动，也能够追随该变动而在第1波纹管13(第2波纹管14)即将变为最大收缩状态之前可靠地使第2波纹管14(第1波纹管13)进行收缩。

本发明并不限定于上述实施方式，在权利要求书所记载的发明的范围内能够适当地进行变更。例如，上述实施方式中的第1以及第2检测单元29、31由接近传感器构成，但也可以由限位开关等其他检测单元构成。另外，第1以及第2检测单元29、31对第1以及第2波纹管13、14的最大伸长状态和最伸缩状态进行检测，但也可以对其他伸缩状态进行检测。并且，本实施方式中的第1以及第2驱动装置27、28利用加压空气进行驱动，但也可以利用其他流体、电机等进行驱动。

标号的说明

6 控制部

6a 第1计算部

6b 第2计算部

6c 第1决定部

6d 第2决定部

6e 驱动控制部

11 泵头

13 第1波纹管

14 第2波纹管

15、16 单向阀

27 第1气缸部(第1驱动装置)

28 第2气缸部(第2驱动装置)

29 第1检测单元

31 第2检测单元

34 吸入通路

35 排出通路

Claims (3)

1.一种波纹管泵装置，其特征在于，具有：

泵头，其形成有流体的吸入通路以及排出通路；

单向阀，其允许流体相对于所述吸入通路以及排出通路的朝向一个方向的流动，并且阻止流体朝向其他方向的流动；

第1以及第2波纹管，它们相互独立且伸缩自由地安装于所述泵头，通过伸长而从所述吸入通路将流体吸入至内部，通过收缩而从内部将流体排出至所述排出通路；

第1驱动装置，其使所述第1波纹管在最大伸长状态和最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作；

第2驱动装置，其使所述第2波纹管在最大伸长状态和最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作；

第1检测单元，其对所述第1波纹管的伸缩状态进行检测；

第2检测单元，其对所述第2波纹管的伸缩状态进行检测；以及

控制部，其基于所述第1以及第2检测单元的各检测信号，以下述方式对所述第1以及第2驱动装置进行驱动控制，即，在所述第1波纹管即将变为最大收缩状态之前，使所述第2波纹管从最大伸长状态进行收缩，并且在所述第2波纹管即将变为最大收缩状态之前，使所述第1波纹管从最大伸长状态进行收缩。

2.根据权利要求1所述的波纹管泵装置，其特征在于，

所述控制部具有：

第1计算部，其基于所述第1检测单元的检测信号，对所述第1波纹管的从最大收缩状态至最大伸长状态的第1伸长时间、以及从最大伸长状态至最大收缩状态的第1收缩时间进行计算；

第2计算部，其基于所述第2检测单元的检测信号，对所述第2波纹管的从最大收缩状态至最大伸长状态的第2伸长时间、以及从最大伸长状态至最大收缩状态的第2收缩时间进行计算；

第1决定部，其基于计算出的所述第1伸长时间以及第1收缩时间，决定从最大伸长状态的所述第1波纹管开始进行收缩动作的时刻起至最大伸长状态的所述第2波纹管在所述第1波纹管因该收缩动作而即将变为最大收缩状态之前开始进行收缩动作的时刻为止的第1时间差；

第2决定部，其基于计算出的所述第2伸长时间以及第2收缩时间，决定从最大伸长状态的所述第2波纹管开始进行收缩动作的时刻起至最大伸长状态的所述第1波纹管在所述第2波纹管因该收缩动作而即将变为最大收缩状态之前开始进行收缩动作的时刻为止的第2时间差；以及

驱动控制部，其以下述方式对所述第1以及第2驱动装置进行驱动控制，即，在从最大伸长状态的所述第1波纹管开始进行收缩动作的时刻起经过了所述第1时间差的时刻，使最大伸长状态的所述第2波纹管开始进行收缩动作，并且在从最大伸长状态的所述第2波纹管开始进行收缩动作的时刻起经过了所述第2时间差的时刻，使最大伸长状态的所述第1波纹管开始进行收缩动作。

3.根据权利要求2所述的波纹管泵装置，其特征在于，

所述第1决定部基于此前刚计算出的所述第1伸长时间以及第1收缩时间，决定所述第1时间差，

所述第2决定部基于此前刚计算出的所述第2伸长时间以及第2收缩时间，决定所述第2时间差，

所述驱动控制部基于此前刚决定的所述第1以及第2时间差，对所述第1以及第2驱动装置进行驱动控制。