JP4324568B2 - ベローズポンプ - Google Patents
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Description
、ベローズの外側に空気室を形成してベローズ内に移送液を吸入する所謂内液型のベロー
ズポンプに関する。
液体移送用ポンプとして使用されており、例えば次の2種類がある。
ベローズポンプは、移送液の吸入口および吐出口が形成されているポンプボディと、ポン
プボディの一側に配置されるポンプ部および他側に配置されるアキュムレータ部とを備え
ている。ポンプ部は、ポンプボディの一側部に開口側端部が当該ポンプボディに接合する
ように配置して内部にポンプ室を形成する軸方向に伸縮可能な底付円筒状のポンプベロー
ズと、ポンプベローズの軸方向外側にポンプボディと対向状に配置するシリンダヘッド部
、ポンプベローズを内部に収容するようにシリンダヘッド部からポンプボディ側に向けて
ポンプベローズと同一軸線上に突出形成され開口側端部でポンプボディとの間にポンプベ
ローズの開口側端部を挟みポンプベローズの外側にシリンダヘッド部とでポンプ空気室を
形成する第1シリンダ部、シリンダヘッド部から第1シリンダ部と反対側にポンプベロー
ズと同一軸線上に突出形成してピストンを軸方向に摺動自在に嵌め込む第2シリンダ部と
からなるポンプシリンダと、シリンダヘッド部の中心部を軸方向に摺動自在に貫通してポ
ンプベローズとピストンを連結する連結軸と、ポンプ室内でポンプボディに装着する吸入
側逆止弁および吐出側逆止弁とを備え、ポンプ空気室と第2シリンダ部内に交互に供給す
るエアーによりポンプベローズ、連結軸、ピストンが一体的に往復動し、ポンプベローズ
が伸縮を繰り返し、移送液をポンプベローズの伸長時に吸入側逆止弁を通してポンプボデ
ィの吸入口からポンプ室に吸入し、収縮時に吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口
から吐出するように構成される一方、アキュムレータ部は、ポンプボディの他側部に開口
側端部が当該ポンプボディに接合するように配置して内部にポンプ室から吐出側逆止弁を
通して吐出される移送液を一時的に貯留するアキュムレータ室を形成する軸方向に伸縮可
能な底付円筒状のアキュムレータベローズと、アキュムレータベローズの外側に配置して
開口側端部でポンプボディとの間にアキュムレータベローズの開口側端部を挟みアキュム
レータベローズの外側にエアーを封入するアキュムレータ空気室を形成する底付円筒状の
アキュムレータシリンダとを備え、ポンプ部の吐出圧の脈動をアキュムレータベローズの
伸縮により吸収するように構成されている。
来のベローズポンプは、移送液の吸入口および吐出口が形成されているポンプボディと、
ポンプボディの両側に配置される一対のポンプ部とを備えている。各ポンプ部は、ポンプ
ボディの一側部に開口側端部が当該ポンプボディに接合するように配置して内部にポンプ
室を形成する軸方向に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズと、ポンプベローズの軸方
向外側にポンプボディと対向状に配置するシリンダヘッド部、ポンプベローズを内部に収
容するようにシリンダヘッド部からポンプボディに向けてポンプベローズと同一軸線上に
突出形成され開口側端部でポンプボディとの間にポンプベローズの開口側端部を挟みポン
プベローズの外側にシリンダヘッド部とでポンプ空気室を形成する第1シリンダ部とから
なるポンプシリンダと、シリンダヘッド部の中心部を軸方向に摺動自在に貫通して一端側
をポンプベローズに連結する連結軸と、連結軸の他端側に連結する連結板と、ポンプ室内
でポンプボディに装着する吸入側逆止弁および吐出側逆止弁とを備え、各ポンプ部の連結
板同士を連結し、各ポンプ部の吸入側逆止弁の吸入ポートをポンプボディの吸入口に連通
接続すると共に、吐出側逆止弁の吐出ポートを吐出口に連通接続し、各ポンプ部のポンプ
室に交互に供給するエアーにより各ポンプ部のポンプベローズ、連結軸、連結板が同一方
向に一体的に往復動し、ポンプベローズが交互に伸縮を繰り返し、移送液を一方のポンプ
部がポンプベローズの伸長により吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口からポンプ
室に吸入するとき、他方のポンプ部がポンプベローズの収縮により吐出側逆止弁を通して
ポンプボディの吐出口から吐出するように構成されている。
のフランジおよび複数のボルトが使用され、連結軸とピストンや連結板の連結にも金属の
ナットやボルトが使用されている。
ための樹脂化も進められており、接液部品であるポンプボディ、ポンプベローズ、吸入側
逆止弁および吐出側逆止弁、アキュムレータベローズをフッ素樹脂等の樹脂製としたもの
から、さらには非接液部品であるポンプシリンダ、アキュムレータシリンダも樹脂製とし
、加えてポンプ空気室の金属部品である連結軸、ポンプベローズと連結軸を連結している
フランジおよび複数のボルトも樹脂でカバーし、ポンプベローズやアキュムレータベロー
ズが破損しても被液による腐食や金属イオンの流出がないようにしたものもある。
のボルトを使用しているため、数本のボルトの緩みや各ボルトの締付トルクの不均一等に
よりポンプベローズと連結軸が同一軸線上からずれ、連結軸の摺動部が偏磨耗し、ポンプ
寿命が短くなると共に、摺動抵抗が増加し、ポンプ性能が低下する。またボルトが緩み脱
落する虞もあり、この場合はポンプが正常に動作しなくなる。さらに部品点数および組立
工数が多くなり、その上に締結部分をトルク管理する必要もあり、ポンプの生産性の向上
およびコストダウンを妨げる要因になる。等の問題があった。
、寸法公差により生じる連結軸とピストンや連結板との隙間により連結軸とピストンや連
結板が同一軸線上からずれた状態で締結されてしまい、ピストンの摺動部が偏磨耗したり
、連結板が連結軸に対し斜めに荷重をかけて連結軸の摺動部が偏磨耗し、ポンプ寿命が短
くなると共に、摺動抵抗が増加し、ポンプ性能が低下する。またボルトが緩み脱落する虞
もあり、この場合はポンプが正常に動作しなくなる。さらに部品点数および組立工数が多
くなり、その上に締結部分をトルク管理する必要もあり、ポンプの生産性の向上およびコ
ストダウンを妨げる要因になる。等の問題があった。
ランジと複数のボルトを使用することなく同一軸線上に連結でき、ポンプ寿命を延ばすと
共に、ポンプ性能を長期間維持することができ、ポンプのコンパクト化およびコストダウ
ンも実現することができるベローズポンプを提供することを第1の目的とする。また、ポ
ンプベローズとピストンや連結板を連結する軸体を、ピストンや連結板にナットやボルト
を使用することなく同一軸線上に連結でき、ポンプ寿命を延ばすと共に、ポンプ性能を長
期間維持することができ、ポンプのコンパクト化およびコストダウンも実現することがで
きるベローズポンプを提供することを第2の目的とする。
の伸長により吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口から当該ポンプベローズ内に吸
入し、収縮により吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するベローズポン
プにおいて、軸体の一端側をポンプベローズの中心部に直接ネジ結合により連結可能に構
成した。
あって、底部中心部から当該ポンプベローズ内に同一軸線上に突出形成する内面に雌ネジ
を有する底付円筒状の軸体ネジ込み部を設けた(請求項1)。
を係合頭部も含めて軸体の他端を嵌め込み可能な段付にする。(請求項2)。
凹部に常時嵌り込む長さを有することが好ましい(請求項3,5)。
りも大きい直径を有する係合頭部を設け、連結板は軸体を中心部に挿通させる中心孔を設
け、軸体を中心孔にポンプベローズ収縮方向で嵌め込むと共に、軸体の中心孔に嵌り込む
部分又は孔側に、例えばOリング等の弾性材料よりなる環状シール部材を装着する(請求
項4)。
ンプとして使用することができる以下のようなベローズポンプを構成可能である。
の一側に配置されるポンプ部および他側に配置されるアキュムレータ部とを備え、ポンプ
部は、ポンプボディの一側部に開口側端部が当該ポンプボディに接合するように配置して
内部にポンプ室を形成する軸方向に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズと、ポンプベ
ローズの軸方向外側にポンプボディと対向状に配置するシリンダヘッド部、ポンプベロー
ズを内部に収容するようにシリンダヘッド部からポンプボディ側に向けてポンプベローズ
と同一軸線上に突出形成され開口側端部でポンプボディとの間にポンプベローズの開口側
端部を挟みポンプベローズの外側にシリンダヘッド部とでポンプ空気室を形成する第1シ
リンダ部、シリンダヘッド部から第1シリンダ部と反対側にポンプベローズと同一軸線上
に突出形成してピストンが軸方向に摺動自在に嵌め込まれる第2シリンダ部とからなるポ
ンプシリンダと、シリンダヘッド部の中心部を軸方向に摺動自在に貫通してポンプベロー
ズとピストンを連結する軸体と、ポンプ室内でポンプボディに装着する吸入側逆止弁およ
び吐出側逆止弁とを備え、ポンプ空気室と第2シリンダ部内に交互に供給するエアーによ
りポンプベローズ、軸体、ピストンが一体的に往復動し、ポンプベローズが伸縮を繰り返
し、移送液をポンプベローズの伸長時に吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口から
ポンプ室に吸入し、収縮時に吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するよ
うに構成する一方、アキュムレータ部は、ポンプボディの他側部に開口側端部が当該ポン
プボディに接合するように配置して内部にポンプ室から吐出側逆止弁を通して吐出される
移送液を一時的に貯留するアキュムレータ室を形成する軸方向に伸縮可能な底付円筒状の
アキュムレータベローズと、アキュムレータベローズの外側に配置して開口側端部でポン
プボディとの間にアキュムレータベローズの開口側端部を挟みアキュムレータベローズの
外側にエアーを封入するアキュムレータ空気室を形成する底付円筒状のアキュムレータシ
リンダとを備え、ポンプ部の吐出圧の脈動をアキュムレータベローズの伸縮により吸収す
るように構成し、ポンプ部のポンプベローズ、軸体、ピストンが、請求項1−3のいずれかに記載のポンプベローズ、軸体、ピストンの連結構造により連結されているベローズポンプ
である(請求項6)。
ィ、ポンプベローズ、吸入側逆止弁および吐出側逆止弁、アキュムレータベローズに加え
、非接液部品であるポンプシリンダ、ピストン、軸体、アキュムレータシリンダも樹脂材
料よりなる樹脂製とすることで、樹脂化を実現できる(請求項7)。
の両側に配置される一対のポンプ部とを備え、各ポンプ部は、ポンプボディの一側部に開
口側端部が当該ポンプボディに接合するように配置して内部にポンプ室を形成する軸方向
に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズと、ポンプベローズの軸方向外側にポンプボデ
ィと対向状に配置するシリンダヘッド部、ポンプベローズを内部に収容するようにシリン
ダヘッド部からポンプボディ側に向けてポンプベローズと同一軸線上に突出形成され開口
側端部でポンプボディとの間にポンプベローズの開口側端部を挟みポンプベローズの外側
にシリンダヘッド部とでポンプ空気室を形成する第1シリンダ部、シリンダヘッド部から
第1シリンダ部と反対側にポンプベローズと同一軸線上に突出形成してピストンが軸方向
に摺動自在に嵌め込まれる第2シリンダ部とからなるポンプシリンダと、シリンダヘッド
部の中心部を軸方向に摺動自在に貫通してポンプベローズとピストンを連結する軸体と、
ポンプ室内でポンプボディに装着する吸入側逆止弁および吐出側逆止弁とを備え、各ポン
プ部のピストン同士を連結し、各ポンプ部の吸入側逆止弁の吸入ポートをポンプボディの
吸入口に連通接続すると共に、吐出側逆止弁の吐出ポートを吐出口に連通接続し、各ポン
プ部の第2シリンダ内に交互に供給するエアーにより各ポンプ部のポンプベローズ、軸体
、ピストンが同一方向に一体的に往復動し、各ポンプ部のポンプベローズが交互に伸縮を
繰り返し、移送液を一方のポンプ部がポンプベローズの伸長により吸入側逆止弁を通して
ポンプボディの吸入口からポンプ室に吸入するとき、他方のポンプ部がポンプベローズの
収縮により吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するように構成し、各ポ
ンプ部のポンプベローズ、軸体、ピストンが、請求項1−3のいずれかに記載のポンプベローズ、軸体、ピストンの連結構造により連結されているベローズポンプである(請求項8)
。
吸入側逆止弁および吐出側逆止弁に加え、非接液部品であるポンプシリンダ、ピストン、
軸体も樹脂材料よりなる樹脂製とすることで、樹脂化を実現できる(請求項9)。
の両側に配置される一対のポンプ部とを備え、各ポンプ部は、ポンプボディの一側部に開
口側端部が当該ポンプボディに接合するように配置して内部にポンプ室を形成する軸方向
に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズと、ポンプベローズの軸方向外側にポンプボデ
ィと対向状に配置するシリンダヘッド部、ポンプベローズを内部に収容するようにシリン
ダヘッド部からポンプボディ側に向けてポンプベローズと同一軸線上に突出形成され開口
側端部でポンプボディとの間にポンプベローズの開口側端部を挟みポンプベローズの外側
にシリンダヘッド部とでポンプ空気室を形成する第1シリンダ部とからなるポンプシリン
ダと、シリンダヘッド部の中心部を軸方向に摺動自在に貫通して一端側をポンプベローズ
に連結する軸体と、軸体の他端側に連結する連結板と、ポンプ室内でポンプボディに装着
する吸入側逆止弁および吐出側逆止弁とを備え、各ポンプ部の連結板同士を連結し、各ポ
ンプ部の吸入側逆止弁の吸入ポートをポンプボディの吸入口に連通接続すると共に、吐出
側逆止弁の吐出ポートを吐出口に連通接続し、各ポンプ部のポンプ室に交互に供給するエ
アーにより各ポンプ部のポンプベローズ、軸体、連結板が同一方向に一体的に往復動し、
ポンプベローズが交互に伸縮を繰り返し、移送液を一方のポンプ部がポンプベローズの伸
長により吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口からポンプ室に吸入するとき、他方
のポンプ部がポンプベローズの収縮により吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口か
ら吐出するように構成し、各ポンプ部のポンプベローズ、軸体、連結板が、請求項4又は請求項5記載のポンプベローズ、軸体、連結板の連結構造により連結されているベローズポンプである(請求項10)。
ズ、吸入側逆止弁および吐出側逆止弁に加え、非接液部品であるポンプシリンダ、軸体も
樹脂材料よりなる樹脂製とすることで、樹脂化を実現できる(請求項11)。
むことで、フランジと複数のボルトを使用することなく、ポンプベローズと軸体を同一軸
線上に連結し配置することができる。このように、締結部品を無くすことで、締結部品の
緩み、脱落によるポンプのトラブルを回避することができる。すなわちボルトの緩みによ
る軸体の摺動部の偏磨耗を防止することができ、ポンプ寿命を延ばすことができると共に
、摺動抵抗の増加によるポンプ性能の低下を防止することができ、ポンプ性能を長期間維
持することができる。ボルトの脱落によるポンプの動作不良及び損傷が皆無になる。また
ポンプの軸方向の長さを少なくともフランジの厚さ寸法とボルト頭部の厚さ寸法を合わせ
た寸法分縮小することができ、ポンプのコンパクト化を実現することがでる。さらに、部
品点数の削減およびそれに伴う組立工数の削減によりポンプの生産性の向上およびコスト
ダウンを実現することができる。
ィの中心部に凹部を設け、軸体ネジ込み部は、その先端側がポンプボディの凹部に常時嵌
り込む長さを有することで、ポンプベローズと軸体のネジ結合力を十分に確保しながら、
ポンプのコンパクト化を実現することができる。また、ポンプベローズ内の中心部が軸体
ネジ込み部によって埋められることで、ポンプベローズの全内容積(ポンプ室全体の容積
)に対する蛇腹部分(ポンプ作用を発揮する部分)の容積割合が増加するように、ポンプ
ベローズの全内容積を減少させることができる。このため、ポンプ起動時の立ち上がりが
早くなると共に、吐出圧も高くなり、内液構造のポンプ性能を向上することができる。
部分又は孔側に弾性材料よりなる環状シール部材を装着し、軸体をピストンの中心孔にポ
ンプベローズ収縮方向で嵌め込むことで、軸体と中心孔の隙間を環状シール部材で埋める
ことができ、環状シール部材が軸体の径方向の位置決めを行い、軸体とピストンをボルト
やナットで締結する必要がなく、容易に軸体とピストンを同一軸線上に連結し配置できる
。このように、締結部品を無くすことで、締結部品の緩み、脱落によるポンプのトラブル
を回避することができる。すなわちピストンの摺動部の偏磨耗を防止することができ、ポ
ンプ寿命を延ばすことができると共に、摺動抵抗の増加によるポンプ性能の低下を防止す
ることができ、ポンプ性能を長期間維持することができる。ボルトやナットの脱落による
ポンプの動作不良及び損傷が皆無になる。また、部品点数の削減およびそれに伴う組立工
数の削減によりポンプの生産性の向上およびコストダウンを実現することができる。
含めて軸体の他端を嵌め込み可能な段付にすることで、ポンプの軸方向の長さを少なくと
もボルト頭部やナットの厚さ寸法分縮小することができ、ポンプのコンパクト化も同時に
実現することができる。
部分又は孔側に弾性材料よりなる環状シール部材を装着し、軸体を連結板の中心孔にポン
プベローズ収縮方向で嵌め込むことで、軸体と中心孔の隙間を環状シール部材で埋めるこ
とができ、環状シール部材が軸体の径方向の位置決めを行い、軸体と連結板をボルトやナ
ットで締結する必要がなく、容易に軸体と連結板を同一軸線上に連結し配置できる。この
ように、締結部品を無くすことで、締結部品の緩み、脱落によるポンプのトラブルを回避
することができる。すなわち連結板が軸体に対し斜めに荷重をかけるのを防止でき、軸体
の摺動部の偏磨耗を防止することができ、ポンプ寿命を延ばすことができると共に、摺動
抵抗の増加によるポンプ性能の低下を防止することができ、ポンプ性能を長期間維持する
ことができる。ボルトやナットの脱落によるポンプの動作不良及び損傷が皆無になる。ま
た、部品点数の削減およびそれに伴う組立工数の削減によりポンプの生産性の向上および
コストダウンを実現することができる。なお、この場合も連結板の中心孔を係合頭部も含
めて軸体の他端を嵌め込み可能な段付にすることで、ポンプの軸方向の長さを少なくとも
ボルト頭部やナットの厚さ寸法分縮小することができ、ポンプのコンパクト化も同時に実
現することができる。
るベローズポンプの内部構造を示す断面図、図2は図1のポンプ部の拡大図である。この
ベローズポンプ1は、例えば半導体製造工場において化学薬液、溶剤、純水等の液体移送
用ポンプとして使用されるもので、移送液の吸入口2および吐出口3が形成されている略
正方形の板状のポンプヘッドであるポンプボディ4と、ポンプボディ4の一側(図1にお
いて右側)に配置されるポンプ部5と、ポンプボディ4の他側(図1において左側)に配
置されるアキュムレータ部6とで構成されている。
)に伸縮可能なポンプベローズ7が配置されている。このポンプベローズ7は、開口側端
縁にフランジ部を有する底付円筒状であって、フランジ部が開口側端部に環状の接合部8
を形成してポンプボディ4に接合し、底部が円板状の可動板部9を構成し、これら接合部
8と可動板部9が円筒状で蛇腹構造の伸縮胴部10を介して一体的に連結されたもので、
このポンプベローズ7とポンプボディ4とで、密閉された可変容量の円筒状のポンプ室(
ポンプ液室)11を形成している。ポンプベローズ7の接合部8には、ポンプボディ4と
の接合面に円形の凹部12がポンプベローズ7と同芯状に形成され、ポンプボディ4には
、ポンプベローズ7の接合部8との接合面に凹部12と嵌合する円形の凸部13がポンプ
ボディ4と同芯状に形成されている。これら互いに嵌合する凹凸部12,13によりポン
プベローズ7とポンプボディ4の接合面間が気密にシールされると共に、ポンプベローズ
7が径方向に位置決めされてポンプボディ4と同一軸線X上に配置されている。
線X上にポンプハウジングであるポンプシリンダ14が配置されている。このポンプシリ
ンダ14は、ポンプベローズ7の軸方向外側(図1において右外側)にポンプボディ4と
対向状に配置されるポンプボディ4と略同じ形状のシリンダヘッド部15と、ポンプベロ
ーズ7を内部に収容するようにシリンダヘッド部15からポンプボディ4側(図1におい
て左側)に向けてポンプベローズ7と同一軸線X上に突出形成される円筒状の第1シリン
ダ部16と、シリンダヘッド部15から第1シリンダ部16と反対側(図1において右側
)にポンプベローズ7と同一軸線X上に突出形成される円筒状の第2シリンダ部17とか
らなるもので、第1シリンダ部16が、その開口側端部でポンプボディ4との間にポンプ
ベローズ7の開口側端部(接合部8)を挟み、ポンプベローズ7の外側にシリンダヘッド
部15とで密閉されたポンプ空気室18を形成している。また、第2シリンダ部17には
、軸方向(図1において左右方向)に摺動自在にピストン19が嵌め込まれ、この第2シ
リンダ部17の開口側端部は、ボルト締めにより着脱自在に取り付けられるカバー20に
より閉じらている。さらに、シリンダヘッド部15には、円形の中心孔21が形成されて
おり、この中心孔21には、ポンプベローズ7と同一軸線X上に配置される断面円形の軸
体であるポンプシャフト22が軸方向(図1において左右方向)に摺動自在に挿通され、
このポンプシャフト22によりポンプベローズ7とピストン19を連結している。
止弁24と、移送液の吐出口3に連通する吐出ポート25を開閉する吐出側逆止弁26が
ポンプ室11内で装着されている。また、ポンプシリンダ14のポンプベローズ7の開口
側端部(接合部8)との接合部、すなわち第1シリンダ部16の開口側端部には、これら
の間を気密にシールするOリング27が装着され、ポンプシリンダ14のポンプシャフト
22との摺動部、すなわちシリンダヘッド部15の中心孔21の周囲には、これらの隙間
をシールするためにスリッパーリング28を介してOリング29が装着され、ポンプシリ
ンダ14のピストン19との摺動部、すなわち第2シリンダ部17の内面にも、これらの
隙間をシールするためにスリッパーリング30を介してOリング31が装着されている。
さらに、ポンプシリンダ14のシリンダヘッド部15には、ポンプベローズ7を往復駆動
するために、ポンプ室18にエアーを供給するベローズ収縮用のエアー供給口32と、第
2シリンダ17のOリング31の装着位置よりシリンダヘッド15側の内部にエアーを供
給するベローズ伸長用のエアー供給口33が形成されている。なお、ポンプシリンダ14
の第2シリンダ部17には、ピストン19の往復動作によりポンプベローズ7の伸縮スト
ローク終端位置を検出する一対の近接センサー34,35が取り付けられている。この近
接センサー34,35の出力に基づいて図示しないエアー供給源から各エアー供給口32
,33へのエアー供給回路を切り換え、ポンプ室11と第2シリンダ部17内へのエアー
の供給を交互に行うようにしている。すなわちベローズポンプ1における移送液の吸入工
程と吐出工程の切り換え制御を行う。以上の各構成要素によりポンプ部5が、ポンプボデ
ィ4の一側部(図1において左側部)に構成されている。
右方向)に伸縮可能なアキュムレータベローズ36が配置されている。このアキュムレー
タベローズ36は、開口側端縁にフランジ部を有する底付円筒状であって、フランジ部が
開口側端部に環状の接合部37を形成してポンプボディ4に接合し、底部が円板状の可動
板部38を構成し、これら接合部37と可動板部38が円筒状で蛇腹構造の伸縮胴部39
を介して一体的に連結されたもので、このアキュムレータベローズ36とポンプボディ4
とで、密閉された可変容量の円筒状のアキュムレータ室(アキュムレータ液室)40を形
成している。このアキュムレータ室40は、ポンプ室11に吐出側逆止弁26とポンプボ
ディ4に形成されている連通路41を介して連通接続され、かつ、ポンプボディ4に形成
されている吐出口3とも連通して、ポンプ室11から吐出側逆止弁26を通して吐出され
る移送液を一時的に貯留する。アキュムレータベローズ36の接合部37には、ポンプボ
ディ4との接合面に円形の凹部42がアキュムレータベローズ36と同芯状に形成され、
ポンプボディ4には、アキュムレータベローズ36の接合部37との接合面に凹部42と
嵌合する円形の凸部43がポンプボディ4と同芯状に形成されている。これら互いに嵌合
する凹凸部42,33によりアキュムレータベローズ36とポンプボディ4の接合面間が
気密にシールされると共に、アキュムレータベローズ7が径方向に位置決めされてポンプ
ボディ4と同一軸線X上に配置されて、ポンプベローズ7と同一軸線Xに配置されている
。
6と同一軸線X上にアキュムレータハウジングであるアキュムレータシリンダ44が配置
されている。このアキュムレータシリンダ44は、底付円筒状であって、底部が、アキュ
ムレータベローズ36の軸方向外側(図1において左外側)にポンプボディ4と対向状に
配置されるポンプボディ4と略同じ形状のシリンダヘッド部45を構成し、胴部が、アキ
ュムレータベローズ36を内部に収容するようにシリンダヘッド部45からポンプボディ
4側(図1において右側)に向けてアキュムレータベローズ36と同一軸線X上に突出形
成される円筒状のシリンダ部46を構成しており、シリンダ部46が、その開口側端部で
ポンプボディ4との間にアキュムレータベローズ36の開口側端部(接合部37)を挟み
、アキュムレータベローズ36の外側にシリンダヘッド部45とで、脈動低減用のエアー
が封入される密閉されたアキュムレータ空気室47を形成している。アキュムレータシリ
ンダ44のアキュムレータベローズ36の開口側端部(接合部37)との接合部、すなわ
ちシリンダ部46の開口側端部には、これらの間を気密にシールするOリング57が装着
されている。なお、アキュムレータシリンダ44の内面には、アキュムレータベローズ3
6の過剰な伸び変形を規制し、その破損を防止するためのストッパー48が突出形成され
ている。また、アキュムレータシリンダ44には、アキュムレータ空気室47内のエアー
圧をポンプ部5の吐出圧とこの変動に応じてバランスさせるための自動給気弁機構および
自動排気弁機構よりなる圧力自動調整機構49が取り付けられている。以上の各構成要素
によりアキュムレータ部6が、ポンプボディ4の他側部(図1において左側部)にポンプ
部5と同一軸線X上で構成されている。
金属タイロッド50を用いて締め付けることで、ポンプボディ4、ポンプ部5、アキュム
レータ部6が一体化してなるベローズポンプ1を構成している。この場合、各タイロッド
50(両端の金属ナット51等も含む)は、ポンプボディ4、ポンプシリンダ14、アキ
ュムレータシリンダ44の外面に形成されて直列に接合されるフランジ部52,53,5
4の中で挿通収容され、かつ、その収容部の両端開口も着脱可能なキャップ55,56に
より閉じられており、各タイロッド50およびその両端のナット51等、金属部品の被液
による腐食を防止している。なお、ポンプボディ4を円形の板状に形成し、その外周面両
側部に雄ネジを形成すると共に、その雄ネジと螺合する雌ネジを内面に有するナット部を
各シリンダ部16,46の開口側端部に一体に形成し、ポンプボディ4の両側にポンプシ
リンダ14およびアキュムレータシリンダ44をそれぞれ直接ネジ結合により連結し、ポ
ンプボディ4、ポンプ部5、アキュムレータ部6が一体化してなるベローズポンプ1を構
成してもよい。
吸入口2が、吸入通路2aおよび吸入側逆止弁24を通じてポンプ室11に通じ、ポンプ
室11が、吐出側逆止弁26および連通路41を通じてアキュムレータ室40に通じ、ア
キュムレータ室40が、吐出通路3aを通じてポンプボディ4の吐出口3に通じている。
そして、ポンプ部5は、エアー供給源からエアー供給口33を通じて第2シリンダ17内
にエアーが供給されると(このとき、エアー供給口32は大気に開放される。)、第2シ
リンダ17内のピストン19よりシリンダヘッド部15側の圧力が高まるので、ピストン
19が図1において右方向に移動し、これと一体的にポンプシャフト22およびポンプベ
ローズ7の可動板部9も図1において右方向に移動する。すなわちポンプベローズ7が伸
長する。このポンプベローズ7の伸長動作により吸入側逆止弁24が開、吐出側逆止弁2
6が閉になるので、移送液がポンプボディ4の吸入口2から吸入通路2aおよび吸入側逆
止弁24を通じてポンプ室11に吸入される(吸入工程)。続いて、エアー供給源からエ
アー供給口32を通じてポンプ室18にエアーが供給されると(このとき、エアー供給口
32は大気に開放される。)、このポンプ空気室18の圧力が高まるので、ポンプベロー
ズ7が収縮する。このポンプベローズ7の収縮動作により吸入側逆止弁24が閉、吐出側
逆止弁26が開になるので、ポンプ室11の移送液が吐出側逆止弁26を通じて吐出され
る。また、ポンプベローズ7の収縮時には、これと一体的にポンプシャフト22およびピ
ストン19が図1において左方向に移動する(吐出工程)。以上の動作を移送液の吸入工
程と吐出工程の切り換え制御により繰り返し、ポンプ作用を行う。
通じてアキュムレータ室40に受け入れ、このアキュムレータ室40に一時的に貯留した
後、吐出通路3aを通じてポンプボディ4の吐出口3から吐出する。このとき、アキュム
レータベローズ36は、ポンプ部5の吐出圧の脈動により、吐出圧曲線の山部にある場合
には、アキュムレータ室40の容積を増大するように伸長する。この伸長動作によりアキ
ュムレータ室40から流出する移送液の流量は流入する流量よりも少なくなる。また、吐
出圧曲線の谷部にさしかかると、アキュムレータベローズ36の伸長に伴って圧縮された
アキュムレータ空気室47のエアー封入圧よりも吐出圧が低くなるので、アキュムレータ
ベローズ36は、アキュムレータ室40の容積を減少するように収縮する。この収縮動作
によりアキュムレータ室40から流出する移送液の流量は流入する流量よりも多くなくな
る。以上の動作をポンプ部5の移送液の吸入工程と吐出工程に応じて繰り返し、ダンパー
作用を行う。
ンプ1は、移送液をポンプボディ4の吸入口2から吸入し、脈動が吸収減衰されて略平滑
化された吐出圧で吐出口3から略一定流量で連続的に吐出し、液体移送を行う。
口2および吐出口3が形成されているポンプボディ4と、ポンプボディ4の一側に配置さ
れるポンプ部5および他側に配置されるアキュムレータ部6とを備え、ポンプ部5は、ポ
ンプボディの4一側部に開口側端部8が当該ポンプボディ4に接合するように配置して内
部にポンプ室11を形成する軸方向に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズ7と、ポン
プベローズ7の軸方向外側にポンプボディ4と対向状に配置するシリンダヘッド部15、
ポンプベローズ7を内部に収容するようにシリンダヘッド部15からポンプボディ4側に
向けてポンプベローズ7と同一軸線X上に突出形成され開口側端部でポンプボディ4との
間にポンプベローズ7の開口側端部8を挟みポンプベローズ7の外側にシリンダヘッド部
15とでポンプ空気室18を形成する第1シリンダ部16、シリンダヘッド部15から第
1シリンダ部16と反対側にポンプベローズ7と同一軸線X上に突出形成してピストン1
9が軸方向に摺動自在に嵌め込まれる第2シリンダ部17とからなるポンプシリンダ14
と、シリンダヘッド部15の中心部を軸方向に摺動自在に貫通してポンプベローズ7とピ
ストン19を連結するポンプシャフト22と、ポンプ室11内でポンプボディ4に装着す
る吸入側逆止弁24および吐出側逆止弁26とを備え、ポンプ空気室18と第2シリンダ
部17内に交互に供給するエアーによりポンプベローズ7、ポンプシャフト22、ピスト
ン19が一体的に往復動し、ポンプベローズ7が伸縮を繰り返し、移送液をポンプベロー
ズ7の伸長時に吸入側逆止弁24を通してポンプボディ4の吸入口2からポンプ室11に
吸入し、収縮時に吐出側逆止弁26を通してポンプボディ4の吐出口3から吐出するよう
に構成する一方、アキュムレータ部6は、ポンプボディ4の他側部に開口側端部37が当
該ポンプボディ4に接合するように配置して内部にポンプ室11から吐出側逆止弁26を
通して吐出される移送液を一時的に貯留するアキュムレータ室40を形成する軸方向に伸
縮可能な底付円筒状のアキュムレータベローズ36と、アキュムレータベローズ36の外
側に配置して開口側端部でポンプボディ4との間にアキュムレータベローズ36の開口側
端部37を挟みアキュムレータベローズ36の外側にエアーを封入するアキュムレータ空
気室40を形成する底付円筒状のアキュムレータシリンダ44とを備え、ポンプ部5の吐
出圧の脈動をアキュムレータベローズ36の伸縮により吸収するように構成している。
ータ部6の接液部品であるポンプボディ4、ポンプベローズ7、吸入側逆止弁(弁ケース
およびスプリングを含む)24および吐出側逆止弁(弁ケースおよびスプリングを含む)
26、アキュムレータベローズ36に加え、非接液部品であるポンプシリンダ14、ピス
トン19、ポンプシャフト22、アキュムレータシリンダ44も樹脂材料よりなる樹脂製
とし、ベローズポンプ1は樹脂化されたものになっている。
パーリング28,30、アキュムレータベローズ36、吸入側逆止弁24および吐出側逆
止弁26の弁ケースについては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹
脂が好ましい。吸入側逆止弁24および吐出側逆止弁26の弁本体とスプリングについて
も、PFA(ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体)等のフッ素樹脂が好ましい。ポンプシリンダ14、カバー20、アキュムレータシリ
ンダ44、圧力自動調整機構49のボディ49aについては、PP(ポリプロピレン)等
の樹脂が好ましい。ポンプシャフト22、ピストン19については、PPS(ポリフェニ
レンサルファイド)等の樹脂が好ましい。キャップ55,56については、PE(ポリエ
チレン)等の樹脂が好ましい。なお、Oリング27,29,31,57の他、このベロー
ズポンプ1に使用されるOリングは全てフッ素ゴム製である。
3は本発明の第2実施例に係るベローズポンプの内部構造を示す断面図、図4は図3の一
方のポンプ部の拡大図である。このベローズポンプ58も、例えば半導体製造工場におい
て化学薬液、溶剤、純水等の液体移送用ポンプとして使用されるもので、全体的には、第
1実施例のベローズポンプ1におけるポンプ部5をポンプボディ4の両側に配置して構成
したものであり、第1実施例のベローズポンプ1と同一部分には同一符号を付し、その詳
しい説明を省略し、相違する部分について説明する。
4の両側(図3において左側と右側)に同一軸線X上で配置される一対のポンプ部5とで
構成されており、各ポンプ部5において、ピストン19が、ポンプシリンダ14の第1シ
リンダ部16の外径より大径に形成され、それに伴い第2シリンダ部17も、第1シリン
ダ部16の外径より大径に形成されている。この各ポンプ部5のピストン19同士が軸線
Xと平行な複数本の金属タイロッド59により第1シリンダ部16の径方向外側で相互に
連結されている。このタイロッド59は、両端部に段差部59a,59bが形成され、両
段差部59a,59bによって各ポンプ部5のピストン19同士を所定距離を保って連結
するもので、中間部が各ポンプ部5のポンプシリンダ14の外面に形成されて直列に接合
されるフランジ部60の中に軸方向(図3において左右方向)に摺動自在に挿通収容され
、段差部59a,59bより外側の両端小径部がピストン19を貫通し、そのピストン1
9のカバー20側に突出している。このピストン19のカバー20側に突出しているタイ
ロッド59の両端部に金属ナット61が螺着されている。また、フランジ部60のタイロ
ッド59との摺動部、すなわちタイロッド59を挿通させる孔62のシリンダヘッド部1
5側開口部の周囲には、これらの隙間をシールするためにスリッパーリング63を介して
Oリング64が装着され、タイロッド59とこれを挿通させるピストン19の孔65の間
は、Oリング66によって気密にシールされている。
じ、吐出口3は、各ポンプ部5の吐出側逆止弁26の吐出ポート25に通じている。また
、各ポンプ部5のポンプシリンダ14のシリンダヘッド部15には、第2シリンダ17の
Oリング31の装着位置よりシリンダヘッド15側の内部にエアーを供給するベローズ伸
長用のエアー供給口33のみが形成されており、一対の近接センサー34,35が、各ポ
ンプ部5に振り分けて設けられ、それぞれがカバー20等に取り付けられてピストン19
のポンプベローズ7伸長方向のストローク終端を検出する位置に配置されている。この近
接センサー34,35の出力に基づいて図示しないエアー供給源から各ポンプ部5のエア
ー供給口33へのエアー供給回路を切り換え、各ポンプ部5の第2シリンダ部17内への
エアーの供給を交互に行うようにしている。すなわちベローズポンプ58における移送液
の吸入工程と吐出工程の切り換え制御を行う。
イロッド50を用いて締め付けることで、ポンプボディ4、一対のポンプ部5が一体化し
てなるベローズポンプ58を構成している。
、図3において左側のポンプ部5を「左ポンプ部」と呼び、その左ポンプ部5の各構成要
素もその名称の前に「左」を付けて呼ぶことにする。対して図3において右側のポンプ部
5を「右ポンプ部」と呼び、その右ポンプ5の各構成要素もその名称の前に「右」を付け
て呼ぶことにする。ポンプボディ4の吸入口2が、左右吸入側逆止弁24を通じて左右ポ
ンプ室11に通じ、左右ポンプ室11が、左右吐出側逆止弁26通じてポンプボディ4の
吐出口3に通じている。エアー供給源から左エアー供給口33を通じて左第2シリンダ1
7内にエアーが供給されると(このとき、右エアー供給口33は大気に開放される。)、
左第2シリンダ17内の左ピストン19より左シリンダヘッド部15側の圧力が高まるの
で、左ピストン19が図3において左方向に移動し、これと一体的に左ポンプシャフト2
2および左ポンプベローズ7の可動板部9も図3において左方向に移動する。すなわち左
ポンプ部5の左ポンプベローズ7が伸長する。この左ポンプベローズ7の伸長動作は、左
ピストン19からタイロッド59を介して右ポンプ部5の右ピストン19に伝達され、こ
の右ピストン19が図3において左方向に移動し、これと一体的に右ポンプシャフト22
および右ポンプベローズ7の可動板部9も図3において左方向に移動する。すなわち右ポ
ンプ部5の右ポンプベローズ7が収縮する。この動作で、左吸入側逆止弁24が開、左吐
出側逆止弁26が閉、右吸入側逆止弁24が閉、右吐出側逆止弁26が開になるので、移
送液がポンプボディ4の吸入口2から左吸入側逆止弁24を通じて左ポンプ室11に吸入
され(左ポンプ部5の吸入工程)、右ポンプ室11の移送液が右吐出側逆止弁26を通じ
てポンプボディ4の吐出口3から吐出される(右ポンプ部5の吸入工程)。続いて、エア
ー供給源から右エアー供給口33を通じて右第2シリンダ17内にエアーが供給されると
(このとき、左エアー供給口33は大気に開放される。)、右第2シリンダ17内の右ピ
ストン19より右シリンダヘッド部15側の圧力が高まるので、右ピストン19が図3に
おいて右方向に移動し、これと一体的に右ポンプシャフト22および右ポンプベローズ7
の可動板部9も図3において右方向に移動する。すなわち右ポンプ部5の右ポンプベロー
ズ7が伸長する。この右ポンプベローズ7の伸長動作は、右ピストン19からタイロッド
59を介して左ポンプ部5の左ピストン19に伝達され、この左ピストン19が図3にお
いて右方向に移動し、これと一体的に左ポンプシャフト22および左ポンプベローズ7の
可動板部9も図3において右方向に移動する。すなわち左ポンプ部5の左ポンプベローズ
7が収縮する。この動作で、右吸入側逆止弁24が開、右吐出側逆止弁26が閉、左吸入
側逆止弁24が閉、左吐出側逆止弁26が開になるので、移送液がポンプボディ4の吸入
口2から右吸入側逆止弁24を通じて右ポンプ室11に吸入され(右ポンプ部5の吸入工
程)、左ポンプ室11の移送液が左吐出側逆止弁26を通じてポンプボディ4の吐出口3
から吐出される(右ポンプ部5の吸入工程)。以上の動作をベローズポンプ58における
移送液の吸入工程と吐出工程の切り換え制御により繰り返し、ポンプ作用を行う。
ーズポンプ58は、移送液をポンプボディ4の吸入口2から吸入し、吐出口3から吐出し
、液体移送を行う。なお、第1実施例のベローズポンプ1におけるアキュムレータ部6と
同様の構造・機能を備えるアキュムレータ単体を、ベローズポンプ58の吐出側に付設す
ることで、ベローズポンプ58の吐出圧の脈動を吸収減衰して略平滑化し、液体移送を略
一定流量で連続的に行える。
入口2および吐出口3が形成されているポンプボディ4と、ポンプボディ4の両側に配置
される一対のポンプ部5とを備え、各ポンプ部5は、ポンプボディ4の一側部に開口側端
部8が当該ポンプボディ4に接合するように配置して内部にポンプ室11を形成する軸方
向に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズ7と、ポンプベローズ7の軸方向外側にポン
プボディ4と対向状に配置するシリンダヘッド部15、ポンプベローズ7を内部に収容す
るようにシリンダヘッド部15からポンプボディ4側に向けてポンプベローズ7と同一軸
線X上に突出形成され開口側端部でポンプボディ4との間にポンプベローズ7の開口側端
部8を挟みポンプベローズ7の外側にシリンダヘッド部15とでポンプ空気室18を形成
する第1シリンダ部16、シリンダヘッド部15から第1シリンダ部16と反対側にポン
プベローズ7と同一軸線X上に突出形成してピストン19が軸方向に摺動自在に嵌め込ま
れる第2シリンダ部17とからなるポンプシリンダ14と、シリンダヘッド部15の中心
部を軸方向に摺動自在に貫通してポンプベローズ7とピストン19を連結するポンプシャ
フト22と、ポンプ室11内でポンプボディ4に装着する吸入側逆止弁24および吐出側
逆止弁26とを備え、各ポンプ部5のピストン19同士を連結し、各ポンプ部5の吸入側
逆止弁24の吸入ポート23をポンプボディ4の吸入口2に連通接続すると共に、吐出側
逆止弁26の吐出ポート25を吐出口3に連通接続し、各ポンプ部5の第2シリンダ17
内に交互に供給するエアーにより各ポンプ部5のポンプベローズ7、ポンプシャフト22
、ピストン19が同一方向に一体的に往復動し、各ポンプ部5のポンプベローズ7が交互
に伸縮を繰り返し、移送液を一方のポンプ部5がポンプベローズ7の伸長により吸入側逆
止弁24を通してポンプボディ4の吸入口2からポンプ室11に吸入するとき、他方のポ
ンプ部5がポンプベローズ7の収縮により吐出側逆止弁26を通してポンプボディ4の吐
出口3から吐出するように構成している。
様の樹脂化がなされている。
5は本発明の第3実施例に係るベローズポンプの内部構造を示す断面図、図6は図5の一
方のポンプ部の拡大図である。このベローズポンプ67も、例えば半導体製造工場におい
て化学薬液、溶剤、純水等の液体移送用ポンプとして使用されるもので、全体的には、第
1実施例のベローズポンプ1におけるポンプ部5をポンプボディ4の両側に配置して構成
したもの、すなわち第2実施例のベローズポンプ58と同構造であり、第2実施例のベロ
ーズポンプ58と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略し、相違する部分
について説明する。
4の両側(図5において左側と右側)に同一軸線X上で配置される一対のポンプ部5とで
構成されており、各ポンプ部5において、ポンプシリンダ14は、第2シリンダ部17を
持っていない。それに伴いカバー20が、シリンダヘッド部15に直接ボルト締めで着脱
自在に取り付けられてピストン部を覆っており、第2実施例のベローズポンプ58のピス
トン19は、両側のポンプ部5のポンプシャフト7同士をタイロッド59を介して連結す
る単なる円板状の連結板68になっている。また、各ポンプ部5のポンプシリンダ14の
シリンダヘッド部15には、ポンプ空気室18にエアーを供給するベローズ伸長用のエア
ー供給口32のみが形成されており、近接センサー34,35の出力に基づいて図示しな
いエアー供給源から各ポンプ部5のエアー供給口32へのエアー供給回路を切り換え、各
ポンプ部5のポンプ空気18へのエアーの供給を交互に行うようにしている。すなわちベ
ローズポンプ67における移送液の吸入工程と吐出工程の切り換え制御を行う。
イロッド50を用いて締め付けることで、ポンプボディ4、一対のポンプ部5が一体化し
てなるベローズポンプ67を構成している。
、図5において左側のポンプ部5を「左ポンプ部」と呼び、その左ポンプ部5の各構成要
素もその名称の前に「左」を付けて呼ぶことにする。対して図5において右側のポンプ部
5を「右ポンプ部」と呼び、その右ポンプ5の各構成要素もその名称の前に「右」を付け
て呼ぶことにする。ポンプボディ4の吸入口2が、左右吸入側逆止弁24を通じて左右ポ
ンプ空11に通じ、左右ポンプ室11が、左右吐出側逆止弁26通じてポンプボディ4の
吐出口3に通じている。エアー供給源から右エアー供給口32を通じて右ポンプ空気室1
8にエアーが供給されると(このとき、左エアー供給口32は大気に開放される。)、右
ポンプ空気室18の圧力が高まるので、右ポンプベローズ7が収縮する。この右ポンプベ
ローズ7の収縮動作により右吸入側逆止弁24が閉、右吐出側逆止弁26が開になるので
、右ポンプ室11の移送液が右吐出側逆止弁26を通じてポンプボディ4の吐出口3から
吐出される(右ポンプ部5の吐出工程)。また、右ポンプベローズ7の収縮時には、これ
と一体的に右ポンプシャフト22および右連結板68が図5において左方向に移動する。
この右ポンプベローズ7の収縮動作は、右連結板68からタイロッド59を介して左ポン
プ部5の左連結板68に伝達され、この左連結板68が図5において左方向に移動し、こ
れと一体的に左ポンプシャフト22および左ポンプベローズ7の可動板部9も図5におい
て左方向に移動する。すなわち左ポンプ部5の左ポンプベローズ7が伸長する。この動作
で、左吸入側逆止弁24が開、左吐出側逆止弁26が閉になるので、移送液がポンプボデ
ィ4の吸入口2から左吸入側逆止弁24を通じて左ポンプ室11に吸入される(左ポンプ
部5の吸入工程)。続いて、エアー供給源から左エアー供給口32を通じて左ポンプ空気
室18にエアーが供給されると(このとき、右エアー供給口32は大気に開放される。)
、左ポンプ空気室18の圧力が高まるので、左ポンプベローズ7が収縮する。この左ポン
プベローズ7の収縮動作により左吸入側逆止弁24が閉、左吐出側逆止弁26が開になる
ので、左ポンプ室11の移送液が左吐出側逆止弁26を通じてポンプボディ4の吐出口3
から吐出される(左ポンプ部5の吐出工程)。また、左ポンプベローズ7の収縮時には、
これと一体的に左ポンプシャフト22および左連結板68が図5において右方向に移動す
る。この左ポンプベローズ7の収縮動作は、左連結板68からタイロッド59を介して右
ポンプ部5の右連結板68に伝達され、この右連結板68が図5において右方向に移動し
、これと一体的に右ポンプシャフト22および右ポンプベローズ7の可動板部9も図5に
おいて右方向に移動する。すなわち右ポンプ部5の右ポンプベローズ7が伸長する。この
動作で、右吸入側逆止弁24が開、右吐出側逆止弁26が閉になるので、移送液がポンプ
ボディ4の吸入口2から右吸入側逆止弁24を通じて右ポンプ室11に吸入される(右ポ
ンプ部5の吸入工程)。以上の動作をベローズポンプ67における移送液の吸入工程と吐
出工程の切り換え制御により繰り返し、ポンプ作用を行う。
ーズポンプ67は、移送液をポンプボディ4の吸入口2から吸入し、吐出口3から吐出し
、液体移送を行う。なお、第1実施例のベローズポンプ1におけるアキュムレータ部6と
同様の構造・機能を備えるアキュムレータ単体を、ベローズポンプ67の吐出側に付設す
ることで、ベローズポンプ67の吐出圧の脈動を吸収減衰して略平滑化し、液体移送を略
一定流量で連続的に行える。
入口2および吐出口3が形成されているポンプボディ4と、ポンプボディ4の両側に配置
される一対のポンプ部5とを備え、各ポンプ部5は、ポンプボディ4の一側部に開口側端
部8が当該ポンプボディ4に接合するように配置して内部にポンプ室11を形成する軸方
向に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズ7と、ポンプベローズ7の軸方向外側にポン
プボディ4と対向状に配置するシリンダヘッド部15、ポンプベローズ7を内部に収容す
るようにシリンダヘッド部15からポンプボディ4側に向けてポンプベローズ7と同一軸
線X上に突出形成され開口側端部でポンプボディ4との間にポンプベローズ7の開口側端
部8を挟みポンプベローズ8の外側にシリンダヘッド部15とでポンプ空気室18を形成
する第1シリンダ部16とからなるポンプシリンダ14と、シリンダヘッド部15の中心
部を軸方向に摺動自在に貫通して一端側をポンプベローズ7に連結するポンプシャフト2
2と、ポンプシャフト22の他端側に連結する連結板68と、ポンプ室11内でポンプボ
ディ4に装着する吸入側逆止弁24および吐出側逆止弁26とを備え、各ポンプ部5の連
結板68同士を連結し、各ポンプ部5の吸入側逆止弁24の吸入ポート23をポンプボデ
ィ4の吸入口2に連通接続すると共に、吐出側逆止弁26の吐出ポート25を吐出口3に
連通接続し、各ポンプ部5のポンプ室11に交互に供給するエアーにより各ポンプ部5の
ポンプベローズ7、ポンプシャフト22、連結板67が同一方向に一体的に往復動し、ポ
ンプベローズ7が交互に伸縮を繰り返し、移送液を一方のポンプ部5がポンプベローズ7
の伸長により吸入側逆止弁24を通してポンプボディ4の吸入口2からポンプ室11に吸
入するとき、他方のポンプ部5がポンプベローズ7の収縮により吐出側逆止弁26を通し
てポンプボディ4の吐出口3から吐出するように構成している。
同様の樹脂化がなされている。
向に伸縮するポンプベローズ7を備え、移送液をポンプベローズ7の伸長により吸入側逆
止弁24を通してポンプボディ4の吸入口2から当該ポンプベローズ7内に吸入し、収縮
により吐出側逆止弁26を通してポンプボディ4の吐出口3から吐出するものである。ま
た、各ベローズポンプ1,58,67のポンプベローズ7とポンプシャフト22並びにポ
ンプシャフト22とピストン19や連結板68、すなわち一体的に往復動するポンプベロ
ーズ7、ポンプャフト22、ピストン19や連結板67の三者は、各ベローズポンプ1,
58,67の対応図から明らかなように、同じ連結構造(方法)により連結されており、
その連結構造を以下に説明する。
結構造を説明する。すなわち、図2、図4、図6に拡大して示すように、ポンプシャフト
22には、その一端側外面(ポンプベローズ7側外面)に雄ネジ69が形成され、ポンプ
シャフト22はボルト構造になっている。対して底付円筒状のポンプベローズ7には、そ
の底部中心部から当該ポンプベローズ7内に同一軸線X上に底付円筒状の軸体ネジ込み部
70が突出形成され、この軸体ネジ込み部70の内面には、ポンプシャフト22の雄ネジ
69と螺合する雌ネジ71が形成されており、ポンプベローズ7はその中心部に軸継ぎ手
を一体化したものになっている。これにより、ポンプシャフト22の一端側をポンプベロ
ーズ7の中心部に直接ネジ結合により連結可能に構成している。
の中心部に設けた軸体ネジ込み部70にポンプシャフト22を直接ネジ込むことで、フラ
ンジと複数のボルトを使用することなく、ポンプベローズ7とポンプシャフト22を同一
軸線X上に連結し配置することができる。このように、締結部品を無くすことで、締結部
品の緩み、脱落によるベローズポンプ1,58,67のトラブルを回避することができる
。すなわちポンプシャフト22の摺動部、すなわちシリンダヘッド部15の中心孔21の
周囲の偏磨耗を防止することができ、ベローズポンプ1,58,67の寿命を延ばすこと
ができると共に、摺動抵抗の増加によるベローズポンプ1,58,67の性能の低下を防
止することができ、ベローズポンプ1,58,67の性能を長期間維持することができる
。ボルトの脱落によるベローズポンプ1,58,67の動作不良及び損傷が皆無になる。
また、ベローズポンプ1,58,67の軸方向の長さを少なくともフランジの厚さ寸法と
ボルト頭部の厚さ寸法を合わせた寸法分縮小することができ、ベローズポンプ1,58,
67のコンパクト化を実現することがでる。さらに、部品点数の削減およびそれに伴う組
立工数の削減によりベローズポンプ1,58,67の生産性の向上およびコストダウンを
実現することができる。
径より若干大きい直径を有し、かつ、ポンプベローズ7の伸長ストロークより長い深さを
有する円形の凹部72が同芯状に設けられている。軸体ネジ込み部70は、その先端側が
ポンプボディ4の凹部72に常時(ポンプベローズ7が収縮したときは無論、伸長したと
きも)嵌り込む長さに形成され、ポンプベローズ7の軸体ネジ込み部70は、その先端側
がポンプボディ4の凹部72に常時嵌め込まれている。
とポンプシャフト22のネジ結合力を十分に確保しながら、ベローズポンプ1,58,6
7のコンパクト化を実現することができる。また、ポンプベローズ7内、すなわちポンプ
室11の中心部が軸体ネジ込み部70によって埋められることで、ポンプベローズ7の全
内容積(ポンプ室11全体の容積)に対する蛇腹部分(伸縮胴部10:ポンプ作用を発揮
する部分)の容積割合が増加するように、ポンプベローズ7の全内容積(ポンプ室11全
体の容積)を減少させることができる。このため、ベローズポンプ1,58,67の起動
時の立ち上がりが早くなると共に、吐出圧も高くなり、内液構造のベローズポンプ1,5
8,67の性能を向上することができる。
68の連結構造を説明する。すなわち、図2、図4、図6に拡大して示すように、ポンプ
シャフト22には、その他端(ピストン19側端や連結板68側端)にその直径よりも大
きい直径を有する円形の係合頭部73が一体に形成されている。対してピストン19や連
結板68には、ポンプシャフト22の他端を係合頭部73も含めて嵌め込み可能な段付の
中心孔74が形成されている。この中心孔74は、段差面75より一側(ピストン19や
連結板68のシリンダヘッド部15側)の孔径を他側(ピストン19や連結板68のシリ
ンダヘッド部15側と反対側)より大とした断面円形の段付孔であって、小径孔部76の
孔径がポンプシャフト22の胴部外径と略同じ径に形成され、大径孔部77の孔径がポン
プシャフト22の係合頭部73の外径と略同じ径に形成されている。また、ポンプシャフ
ト22には、中心孔74との隙間を埋めるための弾性材料よりなる環状シール部材、例え
ばフッ素樹脂製のOリング78が装着されている。このOリング78は、ポンプシャフト
22の小径孔部76に嵌り込む部分に装着されている。これにより、ポンプシャフト22
の他端側をピストン19や連結板68の中心部に嵌合により連結可能に構成している。な
お、Oリング78は、中心孔74側、すなわちピストン19や連結板68に装着してもよ
い。
ャフト22の中心孔74に嵌り込む部分又は孔74側にOリング78を装着し、ピストン
19や連結板68の中心孔74にポンプベローズ7収縮方向で嵌め込むことで、ポンプシ
ャフト22と中心孔74の隙間をOリング78で埋めることができ、Oリング78がポン
プシャフト22の径方向の位置決めを行い、ポンプシャフト22とピストン19や連結板
68をボルトやナットで締結する必要がなく、容易にポンプシャフト22とピストン19
や連結板68を同一軸線X上に連結し配置できる。このように、締結部品を無くすことで
、締結部品の緩み、脱落によるベローズポンプ1,58,67のトラブルを回避すること
ができる。すなわちピストン19の摺動部、すなわち第2シリンダ部17の内面の偏磨耗
を防止することができ、また、連結板68がポンプシャフト22に対し斜めに荷重をかけ
るのを防止でき、ポンプシャフト22の摺動部、すなわちシリンダヘッド部15の中心孔
21の周囲の偏磨耗を防止することができ、ベローズポンプ1,58,67の寿命を延ば
すことができると共に、摺動抵抗の増加によるベローズポンプ1,58,67の性能の低
下を防止することができ、ベローズポンプ1,58,67の性能を長期間維持することが
できる。ボルトの脱落によるベローズポンプ1,58,67の動作不良及び損傷が皆無に
なる。また、部品点数の削減およびそれに伴う組立工数の削減によりベローズポンプ1,
58,67の生産性の向上およびコストダウンを実現することができる。また、ピストン
19や連結板68の中心孔74を係合頭部73も含めてポンプシャフト22の他端を嵌め
込み可能な段付にしているので、ベローズポンプ1,58,67の軸方向の長さを少なく
ともボルト頭部やナットの厚さ寸法分縮小することができ、ベローズポンプ1,58,6
7のコンパクト化も同時に実現することができる。
を装着した後、このポンプシャフト22をポンプベローズ7収縮方向でピストン19や連
結板68の中心孔74、シリンダヘッド部15の中心孔21に通し、ポンプシャフト22
の先端側をポンプシリンダ14内に挿入し、そのポンプシャフト22の挿入部を、ポンプ
シャフト22の先端面が軸体ネジ込み部70の底面に突き当たるまで、ポンプベローズ7
の軸体ネジ込み部70に直接ネジ込むことで、各図に示すように、ポンプベローズ7、ポ
ンプャフト22、ピストン19や連結板67の三者が、締結部品を用いることなく、同一
軸線X上に連結し配置できる。
ピストン19や連結板67の外側面には、ポンプベローズ7を収縮させる際、ポンプシャ
フト22のピストン19や連結板67からの抜けを防止するシャフトストッパー80が着
脱自在に取り付けられている。このシャフトストッパー80は、ピストン19や連結板6
7と同様の樹脂材料からなり、底付き円筒状に形成されている。一方、ピストン19や連
結板67の外側面には、中心孔74の周囲にシャフトストッパー80を嵌合可能な円環状
の溝81が同芯状に形成されている。また、シャフトストッパー80の外周面とそれに対
応する溝80の外周面のは相互に螺合するネジ82a,82bが形成されている。而して
、シャフトストッパー80は、ピストン19や連結板67の外側面から溝81にねじ込み
結合され、中心孔74のポンプシャフト挿入側を閉じ、シャフトストッパー80の内底面
をポンプシャフト22の係合頭部73に密着させ、シャフトストッパー80の内底面と中
心孔74の段差面75との間でポンプシャフト22の係合頭部73を挟持し、ポンプベロ
ーズ7を収縮させる際、ポンプシャフト22のピストン19や連結板67からの抜けを防
止し、一方のポンプベローズ7の伸長動作を他方のポンプベローズ7に伝達して収縮動作
させるように構成している。なお、シャフトストッパーは、ポンプベローズ7を収縮させ
る際、ポンプシャフト22のピストン19や連結板67からの抜けを防止できるものであ
ればよく、上記以外の構造のものでもよい。
2 吸入口
3 吐出口
4 ポンプボディ
5 ポンプ部
6 アキュムレータ部
7 ポンプベローズ
8 接合部
11 ポンプ室
14 ポンプシリンダ
15 シリンダヘッド部
16 第1シリンダ部
17 第2シリンダ部
18 ポンプ空気室
19 ピストン
21 中心孔
22 ポンプシャフト(軸体)
24 吸入側逆止弁
26 吐出側逆止弁
36 アキュムレータベローズ
37 接合部
40 アキュムレータ室
44 アキュムレータシリンダ
45 シリンダヘッド部
46 シリンダ部
47 アキュムレータ空気室
68 連結板
69 雄ネジ
70 軸体ネジ込み部
71 雌ネジ
72 凹部
73 係合頭部
74 中心孔
78 Oリング(環状シール部材)
X 軸線
Claims (11)
- 軸方向に伸縮するポンプベローズを備え、移送液をポンプベローズの伸長により吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口から当該ポンプベローズ内に吸入し、収縮により吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するベローズポンプにおいて、一端側外面に雄ネジを有する軸体を備え、ポンプベローズは底付円筒状であって、底部中心部から当該ポンプベローズ内に同一軸線上に突出形成する内面に雌ネジを有する底付円筒状の軸体ネジ込み部を設け、軸体の一端側をポンプベローズの中心部に直接ネジ結合により連結可能に構成し、
前記軸体によりポンプベローズと連結するピストンを備え、前記軸体の他端にその直径よりも大きい直径を有する係合頭部を設け、ピストンは軸体を中心部に挿通させる中心孔を設け、軸体を中心孔にポンプベローズの収縮方向で嵌め込むと共に、軸体の中心孔に嵌り込む部分又は孔側に弾性材料よりなる環状シール部材を装着することを特徴とするベローズポンプ。 - 軸方向に伸縮するポンプベローズを備え、移送液をポンプベローズの伸長により吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口から当該ポンプベローズ内に吸入し、収縮により吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するベローズポンプにおいて、一端側外面に雄ネジを有する軸体を備え、ポンプベローズは底付円筒状であって、底部中心部から当該ポンプベローズ内に同一軸線上に突出形成する内面に雌ネジを有する底付円筒状の軸体ネジ込み部を設け、軸体の一端側をポンプベローズの中心部に直接ネジ結合により連結可能に構成し、
前記軸体によりポンプベローズと連結するピストンを備え、軸体の他端にその直径よりも大きい直径を有する係合頭部を設け、ピストンは軸体の他端を係合頭部も含めて嵌め込み可
能な段付の中心孔を設け、軸体を中心孔にポンプベローズ収縮方向で嵌め込むと共に、軸体の中心孔に嵌り込む部分又は孔側に弾性材料よりなる環状シール部材を装着することを特徴とするベローズポンプ。
- 前記ポンプボディの中心部に凹部を設け、軸体ネジ込み部は、その先端側がポンプボディの凹部に常時嵌り込む長さを有する請求項1または請求項2に記載のベローズポンプ。
- 軸方向に伸縮するポンプベローズを備え、移送液をポンプベローズの伸長により吸入側
逆止弁を通してポンプボディの吸入口から当該ポンプベローズ内に吸入し、収縮により吐
出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するベローズポンプにおいて、一端側
外面に雄ネジを有する軸体を備え、ポンプベローズは底付円筒状であって、底部中心部か
ら当該ポンプベローズ内に同一軸線上に突出形成する内面に雌ネジを有する底付円筒状の
軸体ネジ込み部を設け、軸体の一端側をポンプベローズの中心部に直接ネジ結合により連
結可能に構成し、
前記軸体によりポンプベローズと連結する連結板を備え、軸体の他端にその直径よりも大きい直径を有する係合頭部を設け、連結板は軸体を中心部に挿通させる中心孔を設け、軸体
を中心孔にポンプベローズ収縮方向で嵌め込むと共に、軸体の中心孔に嵌り込む部分又は
孔側に弾性材料よりなる環状シール部材を装着することを特徴とするベローズポンプ。 - 前記ポンプボディの中心部に凹部を設け、軸体ネジ込み部は、その先端側がポンプボディの凹部に常時嵌り込む長さを有する請求項4に記載のベローズポンプ。
- 移送液の吸入口および吐出口が形成されているポンプボディと、ポンプボディの一側に
配置されるポンプ部および他側に配置されるアキュムレータ部とを備え、ポンプ部は、ポ
ンプボディの一側部に開口側端部が当該ポンプボディに接合するように配置して内部にポ
ンプ室を形成する軸方向に伸縮可能な底付円筒状のポンプベローズと、ポンプベローズの
軸方向外側にポンプボディと対向状に配置するシリンダヘッド部、ポンプベローズを内部
に収容するようにシリンダヘッド部からポンプボディ側に向けてポンプベローズと同一軸
線上に突出形成され開口側端部でポンプボディとの間にポンプベローズの開口側端部を挟
みポンプベローズの外側にシリンダヘッド部とでポンプ空気室を形成する第1シリンダ部
、シリンダヘッド部から第1シリンダ部と反対側にポンプベローズと同一軸線上に突出形
成してピストンを軸方向に摺動自在に嵌め込む第2シリンダ部とからなるポンプシリンダ
と、シリンダヘッド部の中心部を軸方向に摺動自在に貫通してポンプベローズとピストン
を連結する軸体と、ポンプ室内でポンプボディに装着する吸入側逆止弁および吐出側逆止
弁とを備え、ポンプ空気室と第2シリンダ部内に交互に供給するエアーによりポンプベロ
ーズ、軸体、ピストンが一体的に往復動し、ポンプベローズが伸縮を繰り返し、移送液を
ポンプベローズの伸長時に吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口からポンプ室に吸
入し、収縮時に吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するように構成する
一方、アキュムレータ部は、ポンプボディの他側部に開口側端部が当該ポンプボディに接
合するように配置して内部にポンプ室から吐出側逆止弁を通して吐出される移送液を一時
的に貯留するアキュムレータ室を形成する軸方向に伸縮可能な底付円筒状のアキュムレー
タベローズと、アキュムレータベローズの外側に配置して開口側端部でポンプボディとの
間にアキュムレータベローズの開口側端部を挟みアキュムレータベローズの外側にエアー
を封入するアキュムレータ空気室を形成する底付円筒状のアキュムレータシリンダとを備
え、ポンプ部の吐出圧の脈動をアキュムレータベローズの伸縮により吸収するように構成
し、ポンプ部のポンプベローズ、軸体、ピストンが、請求項1−3のいずれかに記載のポンプベローズ、軸体、ピストンの連結構造により連結されているベローズポンプ。 - ポンプ部およびアキュムレータ部の接液部品であるポンプボディ、ポンプベローズ、吸
入側逆止弁および吐出側逆止弁、アキュムレータベローズに加え、非接液部品であるポン
プシリンダ、ピストン、軸体、アキュムレータシリンダが樹脂材料よりなる請求項6記載
のベローズポンプ。 - 移送液の吸入口および吐出口が形成されているポンプボディと、ポンプボディの両側に
配置される一対のポンプ部とを備え、各ポンプ部は、ポンプボディの一側部に開口側端部
が当該ポンプボディに接合するように配置して内部にポンプ室を形成する軸方向に伸縮可
能な底付円筒状のポンプベローズと、ポンプベローズの軸方向外側にポンプボディと対向
状に配置するシリンダヘッド部、ポンプベローズを内部に収容するようにシリンダヘッド
部からポンプボディ側に向けてポンプベローズと同一軸線上に突出形成され開口側端部で
ポンプボディとの間にポンプベローズの開口側端部を挟みポンプベローズの外側にシリン
ダヘッド部とでポンプ空気室を形成する第1シリンダ部、シリンダヘッド部から第1シリ
ンダ部と反対側にポンプベローズと同一軸線上に突出形成してピストンを軸方向に摺動自
在に嵌め込む第2シリンダ部とからなるポンプシリンダと、シリンダヘッド部の中心部を
軸方向に摺動自在に貫通してポンプベローズとピストンを連結する軸体と、ポンプ室内で
ポンプボディに装着する吸入側逆止弁および吐出側逆止弁とを備え、各ポンプ部のピスト
ン同士を連結し、各ポンプ部の吸入側逆止弁の吸入ポートをポンプボディの吸入口に連通
接続すると共に、吐出側逆止弁の吐出ポートを吐出口に連通接続し、各ポンプ部の第2シ
リンダ内に交互に供給するエアーにより各ポンプ部のポンプベローズ、軸体、ピストンが
同一方向に一体的に往復動し、各ポンプ部のポンプベローズが交互に伸縮を繰り返し、移
送液を一方のポンプ部がポンプベローズの伸長により吸入側逆止弁を通してポンプボディ
の吸入口からポンプ室に吸入するとき、他方のポンプ部がポンプベローズの収縮により吐
出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出するように構成し、各ポンプ部のポン
プベローズ、軸体、ピストンが、請求項1−3のいずれかに記載のポンプベローズ、軸体、ピストンの連結構造により連結されているベローズポンプ。 - 各ポンプ部の接液部品であるポンプボディ、ポンプベローズ、吸入側逆止弁および吐出
側逆止弁に加え、非接液部品であるポンプシリンダ、ピストン、軸体も樹脂材料よりなる
請求項8記載のベローズポンプ。 - 移送液の吸入口および吐出口が形成されているポンプボディと、ポンプボディの両側に
配置される一対のポンプ部とを備え、各ポンプ部は、ポンプボディの一側部に開口側端部
が当該ポンプボディに接合するように配置して内部にポンプ室を形成する軸方向に伸縮可
能な底付円筒状のポンプベローズと、ポンプベローズの軸方向外側にポンプボディと対向
状に配置するシリンダヘッド部、ポンプベローズを内部に収容するようにシリンダヘッド
部からポンプボディ側に向けてポンプベローズと同一軸線上に突出形成され開口側端部で
ポンプボディとの間にポンプベローズの開口側端部を挟みポンプベローズの外側にシリン
ダヘッド部とでポンプ空気室を形成する第1シリンダ部とからなるポンプシリンダと、シ
リンダヘッド部の中心部を軸方向に摺動自在に貫通して一端側をポンプベローズに連結す
る軸体と、軸体の他端側に連結する連結板と、ポンプ室内でポンプボディに装着する吸入
側逆止弁および吐出側逆止弁とを備え、各ポンプ部の連結板同士を連結し、各ポンプ部の
吸入側逆止弁の吸入ポートをポンプボディの吸入口に連通接続すると共に、吐出側逆止弁
の吐出ポートを吐出口に連通接続し、各ポンプ部のポンプ室に交互に供給するエアーによ
り各ポンプ部のポンプベローズ、軸体、連結板が同一方向に一体的に往復動し、ポンプベ
ローズが交互に伸縮を繰り返し、移送液を一方のポンプ部がポンプベローズの伸長により
吸入側逆止弁を通してポンプボディの吸入口からポンプ室に吸入するとき、他方のポンプ
部がポンプベローズの収縮により吐出側逆止弁を通してポンプボディの吐出口から吐出す
るように構成し、各ポンプ部のポンプベローズ、軸体、連結板が、請求項4又は請求項5記載のポンプベローズ、軸体、連結板の連結構造により連結されているベローズポンプ。 - 各ポンプ部の接液部品であるポンプボディ、ポンプベローズ、吸入側逆止弁および吐出
側逆止弁に加え、非接液部品であるポンプシリンダ、軸体も樹脂材料よりなる請求項10
記載のベローズポンプ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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