JP5912849B2 - 横型ベローズポンプ - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造プロセスで使用される薬液や固形成分等のスラリ成分を含有するスラリ液（例えば、ＣＭＰ装置（ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）法による半導体ウエハの表面研摩処理装置）で使用される研摩液等）等の液体を送液させるための横型ベローズポンプに関するものである。

この種の横型ベローズポンプとして、従来からも、吐出通路及び吸込通路を形成したポンプヘッドと、ポンプヘッドの両側に設けられた一対のシリンダケースと、各シリンダケース内に配してポンプヘッドに軸線方向に伸縮自在に取り付けられた一対のベローズと、各ベローズによって囲繞形成されたポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の上部に配してポンプヘッドに取り付けられた一対の吐出側逆止弁と、各ポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の下部に配してポンプヘッドに取り付けられた一対の吸込側逆止弁とを具備して、両ベローズを交互に伸縮動作させることにより一方のポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液させる吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介して他方のポンプ室へと給液させる吸込工程とを同時に行うように構成された複動型ベローズポンプが公知である（例えば、特許文献１の図１又は特許文献２の図２を参照）。

かかる従来の横型ベローズポンプ（以下「従来ポンプ」という）にあっては、各吐出側逆止弁が、ポンプ室に突出する状態でポンプヘッドに取り付けられて吐出通路の上流端に連通する円筒状の弁ケースと、弁ケースの先端部を軸線方向に貫通する弁入口通路と、弁ケースに内装されて弁入口通路を閉塞する閉弁位置とこれを開放する開弁位置とに亘って軸線方向に進退自在な弁体と、弁ケースに内装されて弁体を閉弁位置に附勢保持するスプリングとを具備して、ベローズの縮小動作によりポンプ室の容積が縮小する吐出工程においてポンプ室の圧力上昇により弁体がスプリングの附勢力に抗して開弁位置へと変位してポンプ室と吐出通路とを連通させるように構成されており、各吸込側逆止弁が、ポンプ室に突出する状態でポンプヘッドに取り付けられて吸込通路の下流端に連通する円筒状の弁ケースと、弁ケースの先端部を軸線方向に貫通する弁出口通路と、弁ケースに内装されて吸込通路の下流端を閉塞する閉弁位置とこれを開放する開弁位置とに亘って軸線方向に進退自在な弁体と、弁ケースに内装されて弁体を閉弁位置に附勢保持するスプリングとを具備して、ベローズの伸長動作によりポンプ室の容積が拡大する吸込工程においてポンプ室の圧力降下により弁体がスプリングの附勢力に抗して開弁位置へと変位してポンプ室と吸込通路とを連通させるように構成されている。

したがって、両ベローズを交互に伸縮動作させることにより、ポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液される吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介してポンプへと給液される吸込工程とが両ポンプ室において同時に行われて、連続的に送液させることができるのである。

特開２００４−０８４４８６公報 特開２０００−２０５１３８公報 特開２００９−１０８６７８公報

しかし、従来ポンプは、吐出側逆止弁及び吸込側逆止弁を独立部品としてポンプヘッドに取り付けていることから、これらの逆止弁をポンプヘッド内に組み込むようにした横型ベローズポンプ（例えば、特許文献３を参照）に比して、ポンプヘッド構造の簡素化、ポンプヘッドの薄肉化によるポンプ軸長の小型化やメンテナンスの容易化等を図りうるものであるが、逆止弁がポンプ室に突出して配置されているために次のような問題があった。

ポンプ室における吐出側逆止弁の直上領域つまり当該逆止弁の弁ケースとベローズの上側部分との上下対向周面間領域（以下「上側ポンプ室部分」という）及び吸込側逆止弁の直下領域つまり当該逆止弁の弁ケースとベローズの下側部分との上下対向周面間領域（以下「下側ポンプ室部分」という）においては、液体が流動することなく滞留する虞れがある。

すなわち、弁入口通路及び弁出口通路が当該各弁ケースの先端部を軸線方向に貫通して形成されていて、吐出工程において吐出側逆止弁の弁ケースの先端面に開口する弁入口通路からの液体の吸込方向及び吸込工程において吸込側逆止弁の弁ケースの先端面に開口する弁出口通路からの液体の噴出方向と当該各弁ケースのポンプ室への突出方向とが平行するため、吐出工程においては、各ポンプ室部分の液体は弁入口通路から吸込まれる液流による流動が弁ケースによって妨げられることになる。また、吸込工程においても、各ポンプ室部分の液体は弁出口通路から噴出される液流による流動が弁ケースによって妨げられることになる。その結果、各ポンプ室部分においては液体が滞留し易い。このような液体の滞留は、ベローズの周壁が断面波形の蛇腹形状をなすものであり、各ポンプ室部分においては弁ケースの外周面に直対向するベローズの内周面に軸線方向に並列する多くの谷部が存在することにより、より顕著に発生することになる。液体が粘度の高いものである場合にも、当該液体の滞留は生じ易い。

このように上側ポンプ室部分における滞留液体は吐出工程と吸込工程とが幾度となく繰り返された後にポンプ室から吐出通路へと排出されるが、上側ポンプ室部分の滞留液体の吐出通路への排出は吐出工程と吸込工程とが定まった回数繰り返されることにより行われるものではなく、当該滞留液体の上側ポンプ室部分からの排出時期は不定である。したがって、吐出通路から連続的に吐出される液体には、上側ポンプ室部分での滞留時間が異なる液体が断続的且つ不規則に混入することになり、その結果、当該横型ベローズポンプにより送液される液体の性状が安定せず、変化する虞れがある。例えば、液体が厳格に温調管理する必要のある薬液等である場合には、上側ポンプ室部分に長時間滞留していたために温度変化した滞留液体が断続的且つ不規則に混入することにより吐出通路から吐出される液体の温度が変化してしまう虞れがあったり、また液体がスラリ成分等の配合比率を厳格に管理する必要のあるスラリ液等である場合には、滞留液体が断続的且つ不規則に混入することにより吐出通路から吐出される液体の成分，濃度等が変化してしまう虞れがある。なお、吐出側逆止弁をベローズの上側部分に接近させることにより上側ポンプ室部分の容積を可及的に小さくする、つまり滞留液体量を可及的に少なくすることも考えられるが、このようにすると、却って上側ポンプ室部分（特にベローズの谷部内）での液置換が困難となり、液体がより滞留し易くなる。

また、下側ポンプ室部分における滞留液体についても、上側ポンプ室部分における滞留液体と同様に、吐出工程及び吸込工程が繰り返されることにより吐出される可能性があるが、下側ポンプ室部分においてはベローズ内周面の谷部が上向きに開口しているため、当該谷部が下向きに開口している上側ポンプ室部分と異なって、滞留液体が下側ポンプ室部分から排出されること（つまり新たに給液された液体と置換されること）は極めて困難である。したがって、下側ポンプ室部分においては、ベローズ内周面の谷部に極めて長期に亘って液体が滞留することになり、当該横型ベローズポンプにより送液される液体の性状がより不安定なものとなる。特に、液体が固体成分等のスラリ成分を含むスラリ液である場合には、スラリ成分が下側ポンプ室部分に沈降，堆積したりヘドロ化したりする虞れがある。

このように、従来ポンプでは、上側ポンプ室部分及び下側ポンプ室部分において液体が滞留し易い、つまり各ポンプ室部分における液置換性が悪いといった問題があるため、厳格な性状管理を必要とする液体の送液ポンプとしては実用することができず、その用途が大幅に制限されているのが実情である。

なお、以上のような上側ポンプ室部分及び／又は下側ポンプ室部分の液体滞留並びにこれに起因する上記の問題は、従来ポンプのような複動型の横型ベローズポンプに限らず、１つのポンプ室において吐出側逆止弁及びその下位の吸込側逆止弁をポンプヘッドから突出させて吐出工程と吸込工程とを交互に行うように構成された単動型の横型ベローズポンプにおいても同様に生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、上側ポンプ室部分及び下側ポンプ室部分における液体滞留を可及的に防止して、厳格な性状管理を必要とする液体をも良好に送液することができる複動型ないし単動型の横型ベローズポンプを提供することを目的とするものである。

本発明は、吐出通路及び吸込通路を形成したポンプヘッドと、ポンプヘッドに設けられたシリンダケースと、シリンダケース内に配してポンプヘッドに軸線方向に伸縮自在に取り付けられたベローズと、ベローズによって囲繞形成されたポンプ室に突出する状態でポンプ室の上部に配してポンプヘッドに取り付けられた吐出側逆止弁と、ポンプ室に突出する状態でポンプ室の下部に配してポンプヘッドに取り付けられた吸込側逆止弁とを具備して、ベローズを伸縮動作させることによりポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液させる吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介してポンプ室へと給液させる吸込工程とを交互に行うように構成された横型ベローズポンプにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、吐出側逆止弁を、基端部が吐出通路の上流端に連通する状態でポンプヘッドに取り付けられた筒状の弁ケースと、弁ケースの先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース内に開口すると共に他端が弁ケースとベローズの上側部分との上下対向周面間領域である上側ポンプ室部分に開口する弁入口通路と、弁ケース内に進退自在に配して弁入口通路の一端で構成される弁座口を開閉する弁体と、弁ケース内に配して弁体を弁座口を閉塞する閉弁位置に附勢するスプリングとを具備してなるものに構成すると共に、吸込側逆止弁を、基端部が弁座口を介して吸込通路の下流端に連通する状態でポンプヘッドに取り付けられた筒状の弁ケースと、弁ケースの先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース内に開口すると共に他端が弁ケースとベローズの下側部分との上下対向周面間領域である下側ポンプ室部分に開口する弁出口通路と、弁ケース内に進退自在に配して弁座口を開閉する弁体と、弁ケース内に配して弁体を弁座口を閉塞する閉弁位置に附勢するスプリングとを具備してなり、吐出側逆止弁の弁ケース及び吸込側逆止弁の弁ケースの両方又は何れか一方に両逆止弁の弁ケースの上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分に開口する下側吸引孔及び／又は上側吹出孔が形成されており、当該下側吸引孔は吐出側逆止弁の弁ケースに形成されたものであって一端が弁入口通路内に開口すると共に他端が両逆止弁の弁ケースの上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分に開口するものであり、当該上側吹出孔は吸込側逆止弁の弁ケースに形成されたものであって、一端が弁出口通路内に開口すると共に他端が両逆止弁の弁ケースの上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分に開口するものであることを提案する。

かかる横型ベローズポンプの好ましい実施の形態にあって、当該ポンプは複動型又は単動型のものに構成される。すなわち、複動型のベローズポンプは、吐出通路及び吸込通路を形成したポンプヘッドと、ポンプヘッドの両側に設けられた一対のシリンダケースと、各シリンダケース内に配してポンプヘッドに軸線方向に伸縮自在に取り付けられた一対のベローズと、各ベローズによって囲繞形成されたポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の上部に配してポンプヘッドに取り付けられた一対の吐出側逆止弁と、各ポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の下部に配してポンプヘッドに取り付けられた一対の吸込側逆止弁とを具備して、両ベローズを交互に伸縮動作させることにより一方のポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液させる吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介して他方のポンプ室へと給液させる吸込工程とを同時に行うように構成される。また、単複動型のベローズポンプは、吐出通路及び吸込通路を形成したポンプヘッドと、ポンプヘッドの片側に設けられたシリンダケースと、シリンダケース内に配してポンプヘッドに軸線方向に伸縮自在に取り付けられたベローズと、ベローズによって囲繞形成されたポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の上部に配してポンプヘッドに取り付けられた吐出側逆止弁と、ポンプ室に突出する状態でポンプ室の下部に配してポンプヘッドに取り付けられた吸込側逆止弁とを具備して、ベローズを伸縮動作させることによりポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液させる吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介してポンプ室へと給液させる吸込工程とを交互に行うように構成される。

かかる複動型又は単動型の横型ベローズポンプにあっては、ポンプ室において、その軸線を通過する鉛直線上に両逆止弁が位置されていることが好ましく、また吐出側逆止弁がベローズの上側部分に近接していることが好ましい。

好ましい実施の形態にあって、弁入口通路は、弁ケースの一箇所又は複数箇所において上側ポンプ室部分に開口されるものであり、後者の場合には弁ケースの周方向における複数箇所及び／又は弁ケースの軸線方向における複数箇所において上側ポンプ室部分に開口される。また、弁出口通路は、弁ケースの一箇所又は複数箇所において下側ポンプ室部分に開口されるものであり、後者の場合には弁ケースの周方向における複数箇所及び／又は弁ケースの軸線方向における複数箇所において下側ポンプ室部分に開口される。

本発明の横型ベローズポンプは、吐出側逆止弁の弁入口通路を上側ポンプ室部分に開口させると共に吸込側逆止弁の弁出口側通路を下側ポンプ室部分に開口させたものであり、吐出工程においてはポンプ室から吐出通路への送液が上側ポンプ室部分から開始されると共に吸込工程においては吸込通路からポンプ室への給液が下側ポンプ室部分から開始されるように構成されているから、上側ポンプ室部分及び下側ポンプ室部分の何れにおいても液体が強制的に流動せしめられて、両ポンプ室部分における液体滞留を可及的に防止でき、液置換性を大幅に向上させ得るものである。したがって、本発明によれば、前述したような性状変化等の問題を生じることなく安定した状態で送液することができ、厳格な性状管理を必要とする液体を扱う場合においても良好なポンプ機能を発揮することができ、極めて実用性に富む複動型ないし単動型の横型ベローズポンプを提供することができる。

図１は本発明に係る複動型の横型ベローズポンプの一例を示す縦断側面図である。 図２は図１と異なる状態を示す図１相当の縦断側面図である。 図３は図１及び図２と異なる状態を示す図１相当の縦断側面図である。 図４は図３の要部を拡大して示す縦断側面図である。 図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う要部の縦断背面図である。 図６は図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う要部の縦断正面図である。 図７は本発明に係る複動型の横型ベローズポンプの変形例を示す図４相当の要部の縦断側面図である。 図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部の縦断背面図である。 図９は図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部の横断平面図である。 図１０は図７のＸ−Ｘ線に沿う要部の横断底面図である。 図１１は本発明に係る複動型の横型ベローズポンプの他の変形例を示す図４相当の要部の縦断側面図である。 図１２は本発明に係る複動型の横型ベローズポンプの更に他の変形例を示す図４相当の要部の縦断側面図である。 図１３は本発明に係る複動型の横型ベローズポンプの更に他の変形例を示す図４相当の要部の縦断側面図である。 図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う要部の縦断背面図である。 図１５は図１１のＸＶ−ＸＶ線に沿う要部の縦断正面図である。 図１６は本発明に係る単動型の横型ベローズポンプの一例を示す縦断側面図である。 図１７は図１６と異なる状態を示す図１６相当の縦断側面図である。 図１８は図１６の要部を拡大して示す縦断側面図である。 図１９は図１７の要部を拡大して示す縦断側面図である。 図２０は図１８のＸＸ−ＸＸ線に沿う要部の縦断正面図である。 図２１は図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う要部の縦断正面図である。 図２２は本発明に係る単動型の横型ベローズポンプの変形例を示す図１９相当の要部の縦断側面図である。 図２３は図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線に沿う要部の縦断正面図である。 図２４は図２２のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿う要部の横断平面図である。 図２５は図２２のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿う要部の横断底面図である。 図２６は本発明に係る単動型の横型ベローズポンプの他の変形例を示す図１９相当の要部の縦断側面図である。 図２７は本発明に係る単動型の横型ベローズポンプの更に他の変形例を示す図１９相当の要部の縦断側面図である。 図２８は本発明に係る単動型の横型ベローズポンプの更に他の変形例を示す図１８相当の要部の縦断側面図である。 図２９は当該単動型の横型ベローズポンプの図２８と異なる状態を示す図１９相当の要部の縦断側面図である。 図３０は図２８のＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿う要部の縦断正面図である。 図３１は図２９のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ線に沿う要部の縦断正面図である。

本発明を実施するための形態を、図面に基づいて、具体的に説明する。

図１は本発明に係る横型ベローズポンプの一例を示す縦断側面図であり、図２は図１と異なる状態を示す図１相当の縦断側面図であり、図３は図１及び図２と異なる状態を示す図１相当の縦断側面図であり、図４は図１の要部を拡大して示す縦断側面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う要部の縦断背面図であり、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う要部の縦断正面図である。なお、以下の説明において、上下，左右とは、図１〜図４における上下，左右をいうものとする。

図１〜図３に示す横型ベローズポンプは、厳格な性状管理を必要とする液体（前記した薬液やスラリ液等）Ａを連続的に送液するために使用される複動型のもの（以下「第１複動型ベローズポンプ」という）であって、吐出通路１及び吸込通路２を形成したポンプヘッド３と、ポンプヘッド３の両側に設けられた左右一対のシリンダケース４，４と、各シリンダケース４内に配して、ポンプヘッド３に軸線方向（水平方向）に伸縮自在に取り付けられた左右一対の円筒状のベローズ５，５と、各ベローズ５によって囲繞形成された左右一対のポンプ室６，６と、各ポンプ室６に突出する状態で当該ポンプ室６の上部に配してポンプヘッド３に取り付けられた左右一対の吐出側逆止弁７，７と、各ポンプ室６に突出する状態で当該ポンプ室６の下部に配してポンプヘッド３に取り付けられた左右一対の吸込側逆止弁８，８とを具備して、両ベローズ５，５を交互に伸縮動作させることにより、液体Ａを一方のポンプ室６から吐出側逆止弁７を介して吐出通路１へと送液させる吐出工程と吸込通路２から吸込側逆止弁８を介して他方のポンプ室６へと給液させる吸込工程とを同時に行うように構成されたものである。なお、第１複動型ベローズポンプを構成する両シリンダケース４，４、両ベローズ５，５、両ポンプ室６、６、両吐出側逆止弁７，７及び両吸込側逆止弁８，８は、夫々、左右対称構造となっている点を除いて同一構造をなすものである。

ポンプヘッド３は、送液ラインに接続された吐出通路１及び給液ラインに接続された吸込通路２を形成した円板形状をなすもので、図１〜図４に示す如く、その左右両面には吐出通路１の上流端及び吸込通路２の下流端が夫々分岐して開口されている。

各シリンダケース４は、図１〜図４に示す如く、ポンプヘッド３に取り付けられた有底円筒形状のものであり、両シリンダケース４，４とポンプヘッド３とで内部をポンプヘッド３で左右に２分割したポンプ本体を構成している。

各ベローズ５は、図１〜図３に示す如く、周壁５１を断面波型の蛇腹構造となす有底円筒体であり、軸線方向（左右水平方向）に伸縮することによりポンプ室６の容積を拡縮させるものである。各ベローズ５は、その開口端部５２をポンプヘッド３に密着固定したものであって、当該ベローズ５内をポンプヘッド３で閉塞されたポンプ室６に構成する。両ベローズ５，５は、その底壁５３，５３に固定した円盤状の可動板９，９を連結杆１０で連結することによって、同期して逆方向に伸縮動作されるようになっている。すなわち、連結杆１０は、図１に例示する如く、一方のベローズ５が最縮小状態にあるときは他方のベローズ５が最伸長状態となるように、両ベローズ５，５を連動連結するものであり、一方のベローズ５が縮小動作するときは、これに連動して他方のベローズ５が伸長動作されるようになっている。

なお、ベローズ５を伸縮動作させる動作手段は、一般にピストン・シリンダ機構、クランク機構やエアシリンダ機構等で構成されるが、この例ではエアシリンダ機構で構成してある。すなわち、動作手段は、シリンダケース４の端部壁に形成した給排気口４１からベローズ５及び可動板９とシリンダケース４との間に形成される空間に加圧空気４２を給排させることにより、ベローズ５を軸線方向に伸縮動作させるように構成されている。両給排気口４１，４１からの給排気は交互に同期して行われ、一方の給排気口４１から給気させると同時に他方の給排気口４１から排気させることにより、両ベローズ５，５の伸縮動作つまり両ポンプ室６，６の拡縮動作を逆方向に同期して行うようになっている。すなわち、一方のポンプ室６における吸込工程（又は吐出工程）と他方のポンプ室６における吐出工程（又は吸込工程）とが同期して行われ、両ポンプ室６，６における吐出工程（液体Ａがポンプ室６から吐出側逆止弁７を介して吐出通路１へ送液される工程）と吸込工程（液体Ａが吸込通路２から吸込側逆止弁８を介してポンプ室６へ給液される工程）との切換が同時に行われるようになっている。なお、図１は左側のポンプ室６における吸込工程及び右側のポンプ室６における吐出工程の終了状態を示しており、図２は左側のポンプ室６における吐出工程及び右側のポンプ室６における吸込工程の開始状態を示しており、図３は左側のポンプ室６における吐出工程及び右側のポンプ室６における吸込工程の進行途中の状態を示している。

各吐出側逆止弁７は、図４に示す如く、ポンプヘッド３に取り付けられた弁ケース７１と、弁ケース７１に形成された弁入口通路７２と、弁ケース７１に内装された弁体７３及びスプリング７４とを具備してなる。

各弁ケース７１は、図４及び図５に示す如く、ポンプ室６にその軸線と平行をなして突出させた状態で基端部をポンプヘッド３に取り付けた有底円筒体であり、基端開口部は吐出通路１の上流端に連通接続されている。両弁ケース７１，７１は、軸線が一致する水平状態でポンプ室６，６の上部に配置されている。この例では、各弁ケース７１は、その軸線がポンプ室６の軸線を通過する鉛直線（直径線）上に位置し且つその外周面がベローズ５の上側内周面に近接した状態で、ポンプヘッド３に取り付けられている。

各弁入口通路７２は、図１〜図４に示す如く、弁ケース７１の先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース７１内に開口する弁座口７５に構成されると共に他端がポンプ室６に開口されている。

各弁体７３は、図１〜図４に示す如く、弁座口７５に衝合してこれを閉塞する閉弁位置（図１に示す左側の吐出側逆止弁７における弁体７３の位置又は図２〜図４に示す右側の吐出側逆止弁７における弁体７３の位置）と弁座口７５から離間してこれを開放する開弁位置（図２〜図４に示す左側の吐出側逆止弁７における弁体７３の位置又は図１に示す右側の吐出側逆止弁７における弁体７３の位置）とに亘って軸線方向に進退自在に弁ケース７１に内装されている。各スプリング７４は、図１〜図４に示す如く、弁体７３を閉弁位置へと押圧附勢するコイルスプリングである。而して、各弁体７３は、ベローズ５が伸長動作する（ポンプ室６の容積が拡大変化する）吸込工程においてはスプリング７４の附勢力により閉弁位置に保持され、ベローズ５が縮小動作する（ポンプ室６の容積が縮小変化する）吐出工程においてはポンプ室６の圧力上昇によりスプリング７４の附勢力に抗して開弁位置に変位される。

各吸込側逆止弁８は、図４に示す如く、ポンプヘッド３に取り付けられた弁ケース８１と、弁ケース８１に形成された弁出口通路８２と、弁ケース８１に内装された弁体８３及びスプリング８４とを具備してなる。

各弁ケース８１は、図４及び図５に示す如く、ポンプ室６にその軸線と平行をなして突出させた状態で基端部をポンプヘッド３に取り付けた有底円筒体であり、基端開口部は吸込通路２の上流端に弁座口８５を介して連通接続されている。この例では、弁座口８５は、図４に示す如く、ポンプヘッド３の端面における吸込通路２の開口部（上流端）で構成されている。両弁ケース８１，８１は、軸線が一致する水平状態でポンプ室６の下部であって吐出側逆止弁７の弁ケース７１の直下位置に配置されている。この例では、各弁ケース８１は、その軸線がポンプ室６の軸線を通過する鉛直線（直径線）上に位置し且つその外周面がベローズ５の下側部分に近接した状態で、ポンプヘッド３に取り付けられている。

各弁出口通路８２は、図１〜図４に示す如く、弁ケース８１の先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース８１内に開口すると共に他端がポンプ室６に開口されている。

各弁体８３は、図１〜図４に示す如く、弁座口８５に衝合してこれを閉塞する閉弁位置（図２〜図４に示す左側の吸込側逆止弁８における弁体８３の位置又は図１に示す右側の吸込側逆止弁８における弁体８３の位置）と弁座口８５から離間してこれを開放する開弁位置（図１に示す左側の吸込側逆止弁８における弁体８３の位置又は図２〜図４に示す右側の吸込側逆止弁８における弁体８３の位置）とに亘って軸線方向に進退自在に弁ケース８１に内装されている。各スプリング８４は、図１〜図４に示す如く、弁体８３を閉弁位置へと押圧附勢するコイルスプリングである。而して、各弁体８３は、ベローズ５が縮小動作する（ポンプ室６の容積が縮小変化する）吐出工程においては背圧（ポンプ室６の圧力）及びスプリング８４の附勢力により閉弁位置に保持され、ベローズ５が伸長動作する（ポンプ室６の容積が拡大変化する）吸込工程においてはポンプ室６の圧力降下によりスプリング８４の附勢力に抗して開弁位置に変位される。

なお、ポンプヘッド及びベローズ５等のポンプ構成部材のうち液体Ａと接触するものについては、液体Ａの性状等に応じて適宜の材質が選定されるが、この例では、耐食性及び耐薬品性に優れたポリテトラフルオロエチレン等のフッソ樹脂系プラスチックで構成してある。

以上のように構成された横型ベローズポンプにあっては、冒頭で述べた従来ポンプと同様に、一方のポンプ室６における吐出工程と他方のポンプ室６における吸込工程とが同時に行われ、これらの工程が両ポンプ室６，６において交互に連続して行われることにより、液体Ａを吸込通路２から吐出通路１へと連続的に送液させることができるものであるが、本発明に従って、更に次のように構成しておくことによって、各吐出側逆止弁７の弁ケース７１とベローズ５の上側部分との上下対向周面間領域である上側ポンプ室部分６１及び各吸込側逆止弁８の弁ケース８１とベローズ５の下側部分との上下対向周面間領域である下側ポンプ室部分６２における液体滞留を可及的に防止するように工夫してある。なお、以下の説明においては、便宜上、吐出工程にあるポンプ室６及びこれに内装された逆止弁７，８等と吸込工程にあるポンプ室６及びこれに内装された逆止弁７，８等とを区別する必要がある場合には、前者に「第１」の頭語を付し、後者に「第２」の頭語を付することとする。

第１に、各吐出側逆止弁７の弁ケース７１の先端部に形成された弁入口通路７２を、図１〜図４に示す如く、一端が弁ケース７１内に開口すると共に他端が弁ケース７１の一箇所において又は弁ケース７１の周方向における複数箇所及び／又は弁ケース７１の軸線方向における複数箇所において上側ポンプ室部分６１に開口する特殊形状に構成してある。

すなわち、弁入口通路７２は、図４に示す如く、弁ケース７１の先端部の中心に位置して当該弁ケース７１内に開口する断面円形の凹部７６とこの凹部７６に連通して上側ポンプ室部分６１に開口する一個又は複数個の吸引孔７７とからなる。この例では、図４及び図５に示す如く、３個の吸引孔７７を凹部７６の軸線方向に直交する断面上に配して当該凹部７６の軸線を中心とする放射状をなして形成してある。各吸引孔７７は断面円形の真直孔であり、図５に示す如く、中央の吸引孔７７は弁ケース７１の中心を通過する直径線上を上下方向に延びるものであり、その両側対称位置に他の２個の吸引孔７７，７７が位置している。また、各吸引孔７７は、その凹部７６への開口の周縁が、その少なくとも一箇所において、凹部７６の底面（この例では弁ケース７１の軸線に直交する円形面とされている）の周縁上に位置するように、凹部７６に連通している。すなわち、各吸引孔７７は、その軸線を通過する平面（当該軸線を含む平面）であって凹部７６の軸線（弁ケース７１の軸線）に平行する平面で断面した形状（例えば、上記中央の吸引孔７７については図４に示す断面形状）において、当該吸引孔７７の上記周縁と凹部７６の底面の周縁とが齟齬することなく（段差なく）直接に連結された形態をなすように、凹部７６に連通されている。なお、凹部７６の断面径及び各吸引孔７７の断面径は、これらによって構成される弁入口通路７２からの流入量が吸込通路２からの給液量と一致するように設定されている。

而して、吐出工程にある第１ポンプ室６においては、液体Ａが第１ポンプ室６から第１弁入口通路７２及び弁ケース７１を経て吐出通路１に送液されるが、このとき液体Ａは第１上側ポンプ室部分６１からこれに向けて開口する各吸引孔７７によって第１弁入口通路７２に吸込まれる。すなわち、第１ポンプ室６から吐出通路１への送液は、第１上側ポンプ室部分６１から開始されることになり、第１上側ポンプ室部分６１の液体Ａは第１ベローズ内面の谷部５４内の液体Ａを含めて当該上側ポンプ室部分６１から第１弁ケース７１内へと強制流動されることになる。したがって、吐出工程においては、液体Ａがスラリ液や高粘度液である場合にも、第１上側ポンプ室部分６１における液体Ａの滞留はこれが可及的に防止される。

なお、第１弁入口通路７２から第１弁ケース７１内への液体流入による第１上側ポンプ室部分６１における液体滞留の防止効果は、各弁ケース７１を前述した如くベローズ５の上側部分に接近させておくことにより、より良好に発揮されるが、弁ケース７１をこのようにベローズ５に接近させておくことにより上側ポンプ室部分６１の容積が小さくなることから、つまり滞留する虞れのある液体量が少なくなることから、第１上側ポンプ室部分６１における液体滞留が極めて効果的に防止されることになる。

第２に、各吸込側逆止弁８の弁ケース８１の先端部に形成された弁出口通路８２を、図１〜図４に示す如く、一端が弁ケース８１内に開口すると共に他端が弁ケース８１の一箇所において又は弁ケース８１の周方向における複数箇所及び／又は弁ケース８１の軸線方向における複数箇所において下側ポンプ室部分６２に開口する特殊形状に構成してある。

すなわち、弁出口通路８２は、図４に示す如く、弁ケース８１の先端部の中心に位置して当該弁ケース８１内に開口する断面円形の凹部８６とこの凹部８６に連通して下側ポンプ室部分６２に開口する一個又は複数個の吹出孔８７とからなる。この例では、図４及び図６に示す如く、３個の吹出孔８７を凹部８６の軸線に直交する断面上に配して当該凹部８６の軸線を中心とする放射状をなして形成してある。各吹出孔８７は断面円形の真直孔であり、図６に示す如く、中央の吹出孔８７は弁ケース８１の中心を通過する直径線上を上下方向に延びるものであり、その両側対称位置に他の２個の吹出孔８７，８７が位置している。また、各吹出孔８７も、吸引孔７７と同様に、その凹部８６への開口の周縁が、その少なくとも一箇所において、凹部８６の底面（この例では弁ケース８１の軸線に直交する円形面とされている）の周縁上に位置するように、凹部８６に連通している。すなわち、各吹出孔８７は、その軸線を通過する平面（当該軸線を含む平面）であって凹部８６の軸線（弁ケース８１の軸線）に平行する平面で断面した形状（例えば、上記中央の吹出孔８７については図４に示す断面形状）において、当該吹出孔８７の上記周縁と凹部８６の底面の周縁とが齟齬することなく（段差なく）直接に連結された形態をなすように、凹部８６に連通されている。
なお、凹部８６の断面径及び各吹出孔８７の断面径は、これらによって構成される弁出口通路８２からの流出量が弁入口通路７２からの流入量と一致するように設定されている。

而して、吸込工程にある第２ポンプ室６においては、液体Ａが吸込通路２から第２弁ケース８１及び第２弁出口通路８２を経て第２ポンプ室６に流出するが、このとき液体Ａは各吹出孔８７から第２下側ポンプ室部分６２に向けて噴出される。すなわち、第２弁出口通路８２から第２ポンプ室６への給液が第２下側ポンプ室部分６２から開始されることになり、第２下側ポンプ室部分６２の液体Ａは第２ベローズ内面の谷部５４内の液体Ａを含めて当該下側ポンプ室部分６２から下側ポンプ室部分６２外の領域へと強制流動されることになる。したがって、吸込工程においては、液体Ａがスラリ液や高粘度液である場合にも第２下側ポンプ室部分６２における液体Ａの滞留はこれが可及的に防止される。

ところで、第１弁入口通路７２からの吸引による上側ポンプ室部分６１から第１弁ケース７１内への液体流動は、吐出工程から吸込工程に切り替えられた時点で直ちに消失するものではなく、当該切替時点から暫くの間は、慣性によって残存することになる。また、第２弁出口通路８２からの吹き出しによる下側ポンプ室部分６２から上記下側ポンプ室部分６２外の領域への液体流動は、吸込工程から吐出工程に切り替えられた時点で直ちに消失するものではなく、当該切替時点から暫くの間は、慣性によって残存することになる。したがって、吐出工程から吸込工程に切り替えられたとき、或いは吸込工程から吐出工程に切り替えられたときには、僅かな期間ではあるが、各ポンプ室６において上側ポンプ室部分６１から弁入口通路７２に向かう液体流動と弁出口通路８２から下側ポンプ室部分６２への吹出しによる液体流動とが共存することから、各ポンプ室６においては、その下部から上部へと向かう対流が生じることになり、この対流によっても上記したポンプ室部分６１，６２の液体滞留がより効果的に防止されることになる。かかる対流は、両逆止弁７，８を前述した如くポンプ室６の中心を通過する鉛直線上に配置しておくことによって、より効果的に発生することになる。

このように吐出工程及び吸込工程において上側ポンプ室部分６１及び下側ポンプ室部分６２における液体Ａの滞留が可及的に防止されることから、各ポンプ室６においては吐出工程から吸込工程に或いは吸込工程から吐出工程に切り替わることによる液置換が良好に行われることになり、その結果、上側ポンプ室部分６１及び／又は下側ポンプ室部分６２に滞留する液体Ａが吐出通路１から吐出される液体Ａに断続的且つ不規則に混入するようなことが極めて少なくなり、液体Ａをその性状を一定に保持しつつ安定した状態で送液させることができる。第１複動型ベローズポンプは、このように液置換性に優れたものであるから、厳格な性状管理を必要とする液体を扱う送液ポンプとしても好適に実用することができる。

ところで、本発明に係る複動型ベローズポンプの構成は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良，変更することができる。

例えば、上記した第１複動型ベローズポンプにあっては、弁入口通路７２及び弁出口通路８２が弁ケース７１，８１の複数箇所（三箇所）においてポンプ室部分６１，６２に開口するように、弁ケース７１，８１に複数個の吸引孔７７及び吹出孔８７を形成したが、吸引孔７７及び／又は吹出孔８７は、例えば、図７及び図８に示す如く、弁ケース７１，８１の一箇所に形成するようにしてもよい。ところで、このように吸引孔７７及び吹出孔８７が一個である場合、弁ケース７７，８１の形状によっては吸引孔７７及び吹出孔８７を一定以上の大きな円形断面とすること（つまり弁入口通路７２及び弁出口通路８２からの流量を十分に確保するために吹出孔７７及び吹出孔８７の径を大きくすること）が軸線方向のスペースから困難な場合がある。かかる場合には、一個である吸引孔７７及び／又は吹出孔８７の断面形状を、図９及び図１０に示す如く、弁ケース７１，８１の周方向に長尺な長円形ないし楕円形としておけばよい。このような工夫は、吸引孔７７及び吹出孔８７を複数個設ける場合において断面円形の吸引孔７７及び吹出孔８７では流量が不足するときにも採用される。複数個の吸引孔７７及び／又は吹出孔８７を設ける場合にあって、それらの個数及び配置等は液体Ａの性状等のポンプ条件に応じて適宜に設定することができ、複数個の吸引孔７７及び／又は吹出孔８７を弁ケース７１，８１の周方向における複数箇所及び／又は弁ケース７１，８１の軸線方向における複数箇所においてポンプ室部分６１，６２に開口するものとしておくことができる。

また、一個又は複数個の吸引孔７７及び／又は吹出孔８７は、弁ケース７１の軸線に直交する方向に当該弁ケース７１を貫通するものに限定されず、当該軸線に対して傾斜するものでもよい。例えば、吸引孔７７及び／又は吹出孔８７を、図１１に示す如く、ベローズ５の縮小方向に向けて（又は逆の伸張方向に向けて）傾斜する状態でポンプ室部分６１，６２に開口するものとしてもよく、更には、図１２に示す如く、両方向に向けて傾斜する状態でポンプ室部分６１，６２に開口する一対の吸引孔７７及び／又は吹出孔８７を１組又は複数組設けるようにすることも可能である。

また、液体Ａの性状によっては両逆止弁７，８の弁ケース７１，８１の上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分６３においても液体滞留が生じる可能性があるが、このような液体滞留は、次のように構成することで効果的に防止することができる。例えば、図１３〜図１５に示す如く、各吐出側逆止弁７の弁ケース７１に、一端が弁入口通路７２（凹部７６）内に開口すると共に他端が中間ポンプ室部分６３に開口する下側吸引孔７８を形成すると共に、各吸込側逆止弁８の弁ケース８１に、一端が弁出口通路８２（凹部８６）内に開口すると共に他端が中間ポンプ室部分６３に開口する上側吹出孔８８を形成しておく。このように構成しておけば、吐出工程において、第１中間ポンプ室部分６３の液体Ａが第１下側吸引孔７８から第１弁入口通路７２を経て第１弁ケース７１内へと強制流動されることなり、また吸引工程において、第２上側吹出孔８８から中間ポンプ室部分６３に向けて液体Ａが噴出されて、第２中間ポンプ室部分６３の液体Ａが当該ポンプ室部分６３外の領域へと強制流動されることになり、中間ポンプ室部分６３においても液体滞留が生じることがない。なお、下側吸引孔７８及び上側吹出孔８８は複数個設けることも可能であり、下側吸引孔７８及び上側吹出孔８８の何れか一方を設けるようにしてもよい。

また、両逆止弁７，８（弁ケース７１，８１）の長さ（軸線方向におけるポンプヘッド３からの突出長さ）は、液体滞留防止を行う上で、同一としておくことが好ましい（例えば、図３を参照）。

なお、図６〜図１５に示す各複動型ベローズポンプは、図１〜図５に示す第１複動型ベローズポンプについて上述した作用効果を当然に奏しうるものであり、上記した点を除いて第１複動型ベローズポンプと同一構成をなすものである。図６〜図１５に示す各複動型ベローズポンプにおいて第１複動型ベローズポンプと同一構成をなす部分については、図６〜図１５に図１〜図５と同一の符号を付することによって、その詳細な説明は省略することとする。また、図６〜図１５に示す各複動型ベローズポンプにおける吸引孔７７、下側吸引孔７８、吹出孔８７及び上側吹出孔８８は、第１複動型ベローズポンプにおける吸引孔７７及び吹出孔８７と同様に、前述した如く、凹部７６，８６への開口の周縁が、その少なくとも一箇所において、凹部７６，８６の底面の周縁上に位置するように、凹部７６，８６に連通させておくことが好ましい。また、両逆止弁７，８（弁ケース７１，８１）の長さ（軸線方向におけるポンプヘッド３からの突出長さ）は、液体滞留防止を行う上で、同一としておくことが好ましい（例えば、図３を参照）。

また、本発明は、図１〜図１５に示す複動型の横型ベローズポンプの他、図１６〜図２１に示す如き単動型の横型ベローズポンプにも好適に適用することができる。

すなわち、図１６は本発明に係る単動型の横型ベローズポンプの一例を示す縦断側面図であり、図１７は図１６と異なる状態を示す図１６相当の縦断側面図であり、図１８は図１６の要部を拡大して示す縦断側面図であり、図１９は図１７の要部を拡大して示す縦断側面図であり、図２０は図１８のＸＸ−ＸＸ線に沿う要部の縦断正面図であり、図２１は図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う要部の縦断正面図である。なお、以下の説明において、上下，左右とは、図１６〜図１９における上下，左右をいうものとする。

図１６及び図１７に示す横型ベローズポンプは、厳格な性状管理を必要とする液体（前記した薬液やスラリ液等）Ａを送液するために使用される単動型のもの（以下「第１単動型ベローズポンプ」という）であって、吐出通路１及び吸込通路２を形成したポンプヘッド３と、ポンプヘッド３の片側（図１６及び図１７における右側）に設けられたシリンダケース４と、シリンダケース４内に配して、ポンプヘッド３に軸線方向（水平方向）に伸縮自在に取り付けられた円筒状のベローズ５と、ベローズ５によって囲繞形成されたポンプ室６と、ポンプ室６に突出する状態でポンプ室６の上部に配してポンプヘッド３に取り付けられた吐出側逆止弁７と、各ポンプ室６に突出する状態でポンプ室６の下部に配してポンプヘッド３に取り付けられた吸込側逆止弁８とを具備して、ベローズ５を伸縮動作させることにより、液体Ａをポンプ室６から吐出側逆止弁７を介して吐出通路１へと送液させる吐出工程（図１６及び図１８参照）と吸込通路２から吸込側逆止弁８を介して他方のポンプ室６へと給液させる吸込工程（図１７及び図１９参照）とを交互に行うように構成されたものである。

ポンプヘッド３は、送液ラインに接続された吐出通路１及び給液ラインに接続された吸込通路２を形成した円板形状をなすもので、図１６〜図１９に示す如く、その右側面には吐出通路１の上流端及び吸込通路２の下流端が開口されている。

各シリンダケース４は、図１６〜図１９に示す如く、ポンプヘッド３に取り付けられた有底円筒形状のものであり、ポンプヘッド３と共にポンプ本体を構成している。

ベローズ５は、図１６及び図１７に示す如く、周壁５１を断面波型の蛇腹構造となす有底円筒体であり、軸線方向（左右水平方向）に伸縮することによりポンプ室６の容積を拡縮させるものである。ベローズ５は、その開口端部５２をポンプヘッド３に密着固定したものであって、ベローズ５内をポンプヘッド３で閉塞されたポンプ室６に構成する。ベローズ５は、その底壁５３に固定した円盤状の可動板９を適宜の動作手段によりベローズ５の軸線方向に進退させることにより、伸縮動作されるようになっている。この動作手段は、一般にピストン・シリンダ機構、クランク機構やエアシリンダ機構等で構成されるが、この例では、図１６及び図１７に示す如く、先端部を可動板９に連結した作動軸１１を、図示しない周知の駆動手段によりベローズ５の軸線方向（水平方向）に進退させるように構成されている。すなわち、作動軸１１の進退によりベローズ５が軸線方向に伸縮動作され、ベローズ５の縮小動作によって吐出工程が行われ、ベローズ５の伸長動作によって吸込工程が行われる。なお、図１６は吐出工程の終了状態（つまり吸込工程への切り替え直前の状態）を示しており、図１７は吸込工程の終了状態（つまり吐出工程への切り替え直前の状態）を示している。

吐出側逆止弁７は、図１６〜図１９に示す如く、ポンプヘッド３に取り付けられた弁ケース７１と、弁ケース７１に形成された弁入口通路７２と、弁ケース７１に内装された弁体７３及びスプリング７４とを具備してなる。

弁ケース７１は、図１６〜図１９に示す如く、ポンプ室６にその軸線と平行をなして突出させた状態で基端部をポンプヘッド３に取り付けた有底円筒体であり、基端開口部は吐出通路１の上流端に連通接続されている。弁ケース７１は、その軸線を水平とした状態でポンプ室６の上部に配置されているが、この例では、弁ケース７１は、その軸線がポンプ室６の軸線を通過する鉛直線（直径線）上に位置し且つその外周面がベローズ５の上側内周面に近接した状態で、ポンプヘッド３に取り付けられている。

弁入口通路７２は、図１６〜図１９に示す如く、弁ケース７１の先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース７１内に開口する弁座口７５に構成されると共に他端がポンプ室６に開口されている。

弁体７３は、図１６〜図１９に示す如く、弁座口７５に衝合してこれを閉塞する閉弁位置（図１７及び図１９に示す位置）と弁座口７５から離間してこれを開放する開弁位置（図１６及び図１８に示す位置）とに亘って軸線方向に進退自在に弁ケース７１に内装されている。各スプリング７４は、図１６及び図１８に示す如く、弁体７３を閉弁位置へと押圧附勢するコイルスプリングである。而して、弁体７３は、ベローズ５が伸長動作する（ポンプ室６の容積が拡大変化する）吸込工程においてはスプリング７４の附勢力により閉弁位置に保持され、ベローズ５が縮小動作する（ポンプ室６の容積が縮小変化する）吐出工程においてはポンプ室６の圧力上昇によりスプリング７４の附勢力に抗して開弁位置に変位される。

吸込側逆止弁８は、図１６〜図１９に示す如く、ポンプヘッド３に取り付けられた弁ケース８１と、弁ケース８１に形成された弁出口通路８２と、弁ケース８１に内装された弁体８３及びスプリング８４とを具備してなり、この例では吐出側逆止弁７の直下位置に配置されている。

弁ケース８１は、図１６〜図１９に示す如く、ポンプ室６にその軸線と平行をなして突出させた状態で基端部をポンプヘッド３に取り付けた有底円筒体であり、基端開口部は吸込通路２の上流端に弁座口８５を介して連通接続されている。この例では、弁座口８５は、図１６〜図１９に示す如く、ポンプヘッド３の端面（右側端面）における吸込通路２の開口部（下流端）で構成されている。弁ケース８１は、吐出側逆止弁７の弁ケース７１に軸線が平行する水平状態でポンプ室６の下部であって当該弁ケース７１の直下位置に配置されている。この例では、弁ケース８１は、その軸線がポンプ室６の軸線を通過する鉛直線（直径線）上に位置し且つその外周面がベローズ５の下側部分に近接した状態で、ポンプヘッド３に取り付けられている。

弁出口通路８２は、図１６〜図１９に示す如く、弁ケース８１の先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース８１内に開口すると共に他端がポンプ室６に開口されている。

弁体８３は、図１６〜図１９に示す如く、弁座口８５に衝合してこれを閉塞する閉弁位置（図１６及び図１８に示す位置）と弁座口８５から離間してこれを開放する開弁位置（図１７及び図１９に示す位置）とに亘って軸線方向に進退自在に弁ケース８１に内装されている。各スプリング８４は、図１６及び図１８に示す如く、弁体８３を閉弁位置へと押圧附勢するコイルスプリングである。而して、弁体８３は、ベローズ５が縮小動作する（ポンプ室６の容積が縮小変化する）吐出工程においては背圧（ポンプ室６の圧力）及びスプリング８４の附勢力により閉弁位置に保持され、ベローズ５が伸長動作する（ポンプ室６の容積が拡大変化する）吸込工程においてはポンプ室６の圧力降下によりスプリング８４の附勢力に抗して開弁位置に変位される。

なお、ポンプヘッド及びベローズ５等のポンプ構成部材のうち液体Ａと接触するものについては、液体Ａの性状等に応じて適宜の材質が選定されるが、この例では、耐食性及び耐薬品性に優れたポリテトラフルオロエチレン等のフッソ樹脂系プラスチックで構成してある。

以上のように構成された第１単動型ベローズポンプにあっては、周知の単動型ベローズポンプと同様に、ポンプ室６における吐出工程と吸込工程とが交互に行われることにより、液体Ａを吸込通路２から吐出通路１へと送液させることができるものであるが、本発明に従って、更に次のように構成しておくことによって、吐出側逆止弁７の弁ケース７１とベローズ５の上側部分（周壁５１の上側部分）との上下対向周面間領域である上側ポンプ室部分６１及び吸込側逆止弁８の弁ケース８１とベローズ５の下側部分（周壁５１の下側部分）との上下対向周面間領域である下側ポンプ室部分６２における液体滞留を可及的に防止するように工夫してある。

第１に、吐出側逆止弁７の弁ケース７１の先端部に形成された弁入口通路７２を、図１６〜図１９に示す如く、一端が弁ケース７１内に開口すると共に他端が弁ケース７１の一箇所において又は弁ケース７１の周方向における複数箇所及び／又は弁ケース７１の軸線方向における複数箇所において上側ポンプ室部分６１に開口する特殊形状に構成してある。

すなわち、弁入口通路７２は、図１８及び図１９に示す如く、弁ケース７１の先端部の中心に位置して当該弁ケース７１内に開口する断面円形の凹部７６とこの凹部７６に連通して上側ポンプ室部分６１に開口する一個又は複数個の吸引孔７７とからなる。この例では、図２０及び図２１に示す如く、３個の吸引孔７７を凹部７６の軸線方向に直交する断面上に配して当該凹部７６の軸線を中心とする放射状をなして形成してある。各吸引孔７７は断面円形の真直孔であり、図２０及び図２１に示す如く、中央の吸引孔７７は弁ケース７１の中心を通過する直径線上を上下方向に延びるものであり、その両側対称位置に他の２個の吸引孔７７，７７が位置している。また、各吸引孔７７は、その凹部７６への開口の周縁が、その少なくとも一箇所において、凹部７６の底面（この例では弁ケース７１の軸線に直交する円形面とされている）の周縁上に位置するように、凹部７６に連通している。すなわち、各吸引孔７７は、その軸線を通過する平面（当該軸線を含む平面）であって凹部７６の軸線（弁ケース７１の軸線）に平行する平面で断面した形状（例えば、上記中央の吸引孔７７については図１８又は図１９に示す断面形状）において、当該吸引孔７７の上記周縁と凹部７６の底面の周縁とが齟齬することなく（段差なく）直接に連結された形態をなすように、凹部７６に連通されている。なお、凹部７６の断面径及び各吸引孔７７の断面径は、これらによって構成される弁入口通路７２からの流入量が吸込通路２からの給液量と一致するように設定されている。

而して、吐出工程においては、液体Ａがポンプ室６から弁入口通路７２及び弁ケース７１を経て吐出通路１に送液されるが、このとき液体Ａは上側ポンプ室部分６１からこれに向けて開口する各吸引孔７７によって弁入口通路７２に吸込まれる。すなわち、ポンプ室６から吐出通路１への送液は、上側ポンプ室部分６１から開始されることになり、上側ポンプ室部分６１の液体Ａはベローズ内面の谷部５４内の液体Ａを含めて上側ポンプ室部分６１から弁ケース７１内へと強制流動されることになる。したがって、吐出工程においては、液体Ａがスラリ液や高粘度液である場合にも、上側ポンプ室部分６１における液体Ａの滞留はこれが可及的に防止される。

なお、弁入口通路７２から弁ケース７１内への液体流入による上側ポンプ室部分６１における液体滞留の防止効果は、弁ケース７１を前述した如くベローズ５の上側部分に接近させておくことにより、より良好に発揮されるが、弁ケース７１をこのようにベローズ５に接近させておくことにより上側ポンプ室部分６１の容積が小さくなることから、つまり滞留する虞れのある液体量が少なくなることから、上側ポンプ室部分６１における液体滞留が極めて効果的に防止されることになる。

第２に、吸込側逆止弁８の弁ケース８１の先端部に形成された弁出口通路８２を、図１６〜図１９に示す如く、一端が弁ケース８１内に開口すると共に他端が弁ケース８１の一箇所において又は弁ケース８１の周方向における複数箇所及び／又は弁ケース８１の軸線方向における複数箇所において下側ポンプ室部分６２に開口する特殊形状に構成してある。

すなわち、弁出口通路８２は、図１６〜図１９に示す如く、弁ケース８１の先端部の中心に位置して当該弁ケース８１内に開口する断面円形の凹部８６とこの凹部８６に連通して下側ポンプ室部分６２に開口する一個又は複数個の吹出孔８７とからなる。この例では、図２０及び図２１に示す如く、３個の吹出孔８７を凹部８６の軸線に直交する断面上に配して当該凹部８６の軸線を中心とする放射状をなして形成してある。各吹出孔８７は断面円形の真直孔であり、図２０及び図２１に示す如く、中央の吹出孔８７は弁ケース８１の中心を通過する直径線上を上下方向に延びるものであり、その両側対称位置に他の２個の吹出孔８７，８７が位置している。また、各吹出孔８７も、吸引孔７７と同様に、その凹部８６への開口の周縁が、その少なくとも一箇所において、凹部８６の底面（この例では弁ケース８１の軸線に直交する円形面とされている）の周縁上に位置するように、凹部８６に連通している。すなわち、各吹出孔８７は、その軸線を通過する平面（当該軸線を含む平面）であって凹部８６の軸線（弁ケース８１の軸線）に平行する平面で断面した形状（例えば、上記中央の吹出孔８７については図２０又は図２１に示す断面形状）において、当該吹出孔８７の上記周縁と凹部８６の底面の周縁とが齟齬することなく（段差なく）直接に連結された形態をなすように、凹部８６に連通されている。なお、凹部８６の断面径及び各吹出孔８７の断面径は、これらによって構成される弁出口通路８２からの流出量が弁入口通路７２からの流入量と一致するように設定されている。

而して、吸込工程においては、液体Ａが吸込通路２から弁ケース８１及び弁出口通路８２を経てポンプ室６に流出するが、このとき液体Ａは各吹出孔８７から下側ポンプ室部分６２に向けて噴出される。すなわち、弁出口通路８２からポンプ室６への給液が下側ポンプ室部分６２から開始されることになり、下側ポンプ室部分６２の液体Ａはベローズ内面の谷部５４内の液体Ａを含めて下側ポンプ室部分６２から下側ポンプ部分６２外の領域へと強制流動されることになる。したがって、吸込工程においては、液体Ａがスラリ液や高粘度液である場合にも下側ポンプ室部分６２における液体Ａの滞留はこれが可及的に防止される。

ところで、弁入口通路７２からの吸引による上側ポンプ室部分６１から弁ケース７１内への液体流動は、吐出工程から吸込工程に切り替えられた時点で直ちに消失するものではなく、当該切替時点から暫くの間は、慣性によって残存することになる。また、弁出口通路８２からの吹き出しによる下側ポンプ室部分６２から上記下側ポンプ室部分６２外の領域への液体流動は、吸込工程から吐出工程に切り替えられた時点で直ちに消失するものではなく、当該切替時点から暫くの間は、慣性によって残存することになる。したがって、吐出工程から吸込工程に切り替えられたとき、或いは吸込工程から吐出工程に切り替えられたときには、僅かな期間ではあるが、ポンプ室６において上側ポンプ室部分６１から弁入口通路７２に向かう液体流動と弁出口通路８２から下側ポンプ室部分６２への吹出しによる液体流動とが共存することから、ポンプ室６においては、その下部から上部へと向かう対流が生じることになり、この対流によっても上記したポンプ室部分６１，６２の液体滞留がより効果的に防止されることになる。かかる対流は、両逆止弁７，８を前述した如くポンプ室６の中心を通過する鉛直線上に配置しておくことによって、より効果的に発生することになる。

このように吐出工程及び吸込工程において上側ポンプ室部分６１及び下側ポンプ室部分６２における液体Ａの滞留が可及的に防止されることから、ポンプ室６においては吐出工程から吸込工程に或いは吸込工程から吐出工程に切り替わることによる液置換が良好に行われることになり、その結果、上側ポンプ室部分６１及び／又は下側ポンプ室部分６２に滞留する液体Ａが吐出通路１から吐出される液体Ａに断続的且つ不規則に混入するようなことが極めて少なくなり、液体Ａをその性状を一定に保持しつつ安定した状態で送液させることができる。第１単動型ベローズポンプは、このように液置換性に優れたものであるから、厳格な性状管理を必要とする液体を扱う送液ポンプとしても好適に実用することができる。

ところで、本発明に係る単動型ベローズポンプの構成は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良，変更することができる。

例えば、上記した第１単動型ベローズポンプにあっては、弁入口通路７２及び弁出口通路８２が弁ケース７１，８１の複数箇所（三箇所）においてポンプ室部分６１，６２に開口するように、弁ケース７１，８１に複数個の吸引孔７７及び吹出孔８７を形成したが、吸引孔７７及び／又は吹出孔８７は、例えば、図２２及び図２３に示す如く、弁ケース７１，８１の一箇所に形成するようにしてもよい。ところで、このように吸引孔７７及び吹出孔８７が一個である場合、弁ケース７７，８１の形状によっては吸引孔７７及び吹出孔８７を一定以上の大きな円形断面とすること（つまり弁入口通路７２及び弁出口通路８２からの流量を十分に確保するために吹出孔７７及び吹出孔８７の径を大きくすること）が軸線方向のスペースから困難な場合がある。かかる場合には、吸引孔７７及び吹出孔８７の断面形状を、図２４及び図２５に示す如く、弁ケース７１，８１の周方向に長尺な長円形ないし楕円形としておけばよい。このような工夫は、吸引孔７７及び吹出孔８７を複数個設ける場合において断面円形の吸引孔７７及び吹出孔８７では流量が不足するときにも採用される。複数個の吸引孔７７及び／又は吹出孔８７を設ける場合にあって、それらの個数及び配置等は液体Ａの性状等のポンプ条件に応じて適宜に設定することができ、複数個の吸引孔７７及び／又は吹出孔８７を弁ケース７１，８１の周方向における複数箇所及び／又は弁ケース７１，８１の軸線方向における複数箇所においてポンプ室部分６１，６２に開口するものとしておくことができる。

また、一個又は複数個の吸引孔７７及び／又は吹出孔８７は、弁ケース７１の軸線に直交する方向に当該弁ケース７１を貫通するものに限定されず、当該軸線に対して傾斜するものでもよい。例えば、吸引孔７７及び／又は吹出孔８７を、図２６に示す如く、ベローズ５の縮小方向に向けて（又は逆の伸張方向に向けて）傾斜する状態でポンプ室部分６１，６２に開口するものとしてもよく、更には、図２７に示す如く、両方向に向けて傾斜する状態でポンプ室部分６１，６２に開口する一対の吸引孔７７及び吹出孔８７を１組又は複数組設けるようにすることも可能である。

また、液体Ａの性状によっては両逆止弁７，８の弁ケース７１，８１の上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分６３においても液体滞留が生じる可能性があるが、このような液体滞留は、次のように構成することで効果的に防止することができる。例えば、図２８〜図３１に示す如く、各吐出側逆止弁７の弁ケース７１に、一端が弁入口通路７２（凹部７６）内に開口すると共に他端が中間ポンプ室部分６３に開口する下側吸引孔７８を形成すると共に、各吸込側逆止弁８の弁ケース８１に、一端が弁出口通路８２（凹部８６）内に開口すると共に他端が中間ポンプ室部分６３に開口する上側吹出孔８８を形成しておく。このように構成しておけば、吐出工程において、中間ポンプ室部分６３の液体Ａが下側吸引孔７８から第１弁入口通路７２を経て弁ケース７１内へと強制流動されることなり、また吸引工程において、上側吹出孔８８から中間ポンプ室部分６３に向けて液体Ａが噴出されて、中間ポンプ室部分６３の液体Ａが当該ポンプ室部分６３外の領域へと強制流動されることになり、中間ポンプ室部分６３においても液体滞留が生じることがない。なお、下側吸引孔７８及び上側吹出孔８８は複数個設けることも可能であり、下側吸引孔７８及び上側吹出孔８８の何れか一方を設けるようにしてもよい。また、両逆止弁７，８（弁ケース７１，８１）の長さ（軸線方向におけるポンプヘッド３からの突出長さ）は、液体滞留防止を行う上で、同一としておくことが好ましい（例えば、図１７を参照）。

なお、図２２〜図３１に示す各単動型ベローズポンプは、図１６〜図２１に示す第１単動型ベローズポンプについて上述した作用効果を当然に奏しうるものであり、上記した点を除いて第１単動型ベローズポンプと同一構成をなすものである。図２２〜図３１に示す各単動型ベローズポンプにおいて第１単動型ベローズポンプと同一構成をなす部分については、図２２〜図３１に図１６〜図２１と同一の符号を付することによって、その詳細な説明は省略することとする。また、図２２〜図３１に示す各単動型ベローズポンプにおける吸引孔７７、下側吸引孔７８、吹出孔８７及び上側吹出孔８８は、第１単動型ベローズポンプにおける吸引孔７７及び吹出孔８７と同様に、前述した如く、凹部７６，８６への開口の周縁が、その少なくとも一箇所において、凹部７６，８６の底面の周縁上に位置するように、凹部７６，８６に連通させておくことが好ましい。

１ 吐出通路
２ 吸込通路
３ ポンプヘッド
４ シリンダケース
５ ベローズ
６ ポンプ室
７ 吐出側逆止弁
８ 吸込側逆止弁
９ 可動板
１０ 連結杆
１１ 作動軸
４１ 給排気口
４２ 加圧空気
５１ ベローズの周壁
５２ ベローズの開口端部
５３ ベローズの底壁
５４ ベローズの谷部
６１ 上側ポンプ室部分
６２ 下側ポンプ室部分
６３ 中間ポンプ室部分
７１ 弁ケース
７２ 弁入口通路
７３ 弁体
７４ スプリング
７５ 弁座口
７６ 凹部
７７ 吸引孔
７８ 下側吸込孔
８１ 弁ケース
８２ 弁出口通路
８３ 弁体
８４ スプリング
８５ 弁座口
８６ 凹部
８７ 吹出孔
８８ 上側吹出孔
Ａ 液体

Claims (9)

1. 吐出通路及び吸込通路を形成したポンプヘッドと、ポンプヘッドに設けられたシリンダケースと、シリンダケース内に配してポンプヘッドに軸線方向に伸縮自在に取り付けられたベローズと、ベローズによって囲繞形成されたポンプ室に突出する状態でポンプ室の上部に配してポンプヘッドに取り付けられた吐出側逆止弁と、ポンプ室に突出する状態でポンプ室の下部に配してポンプヘッドに取り付けられた吸込側逆止弁とを具備して、ベローズを伸縮動作させることによりポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液させる吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介してポンプ室へと給液させる吸込工程とを交互に行うように構成された横型ベローズポンプにおいて、
   吐出側逆止弁が、基端部が吐出通路の上流端に連通する状態でポンプヘッドに取り付けられた筒状の弁ケースと、弁ケースの先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース内に開口すると共に他端が弁ケースとベローズの上側部分との上下対向周面間領域である上側ポンプ室部分に開口する弁入口通路と、弁ケース内に進退自在に配して弁入口通路の一端で構成される弁座口を開閉する弁体と、弁ケース内に配して弁体を弁座口を閉塞する閉弁位置に附勢するスプリングとを具備してなり、
   吸込側逆止弁が、基端部が弁座口を介して吸込通路の下流端に連通する状態でポンプヘッドに取り付けられた筒状の弁ケースと、弁ケースの先端部に形成された貫通孔であって、一端が弁ケース内に開口すると共に他端が弁ケースとベローズの下側部分との上下対向周面間領域である下側ポンプ室部分に開口する弁出口通路と、弁ケース内に進退自在に配して弁座口を開閉する弁体と、弁ケース内に配して弁体を弁座口を閉塞する閉弁位置に附勢するスプリングとを具備してなり、
   吐出側逆止弁の弁ケース及び吸込側逆止弁の弁ケースの両方又は何れか一方に両逆止弁の弁ケースの上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分に開口する下側吸引孔及び／又は上側吹出孔が形成されており、当該下側吸引孔は吐出側逆止弁の弁ケースに形成されたものであって一端が弁入口通路内に開口すると共に他端が両逆止弁の弁ケースの上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分に開口するものであり、当該上側吹出孔は吸込側逆止弁の弁ケースに形成されたものであって、一端が弁出口通路内に開口すると共に他端が両逆止弁の弁ケースの上下対向周面間領域である中間ポンプ室部分に開口するものであることを特徴とする横型ベローズポンプ。
2. 吐出通路及び吸込通路を形成したポンプヘッドと、ポンプヘッドの両側に設けられた一対のシリンダケースと、各シリンダケース内に配してポンプヘッドに軸線方向に伸縮自在に取り付けられた一対のベローズと、各ベローズによって囲繞形成されたポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の上部に配してポンプヘッドに取り付けられた一対の吐出側逆止弁と、各ポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の下部に配してポンプヘッドに取り付けられた一対の吸込側逆止弁とを具備して、両ベローズを交互に伸縮動作させることにより一方のポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液させる吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介して他方のポンプ室へと給液させる吸込工程とを同時に行うように構成された複動型のベローズポンプであることを特徴とする、請求項１に記載する横型ベローズポンプ。
3. 吐出通路及び吸込通路を形成したポンプヘッドと、ポンプヘッドの片側に設けられたシリンダケースと、シリンダケース内に配してポンプヘッドに軸線方向に伸縮自在に取り付けられたベローズと、ベローズによって囲繞形成されたポンプ室に突出する状態で当該ポンプ室の上部に配してポンプヘッドに取り付けられた吐出側逆止弁と、ポンプ室に突出する状態でポンプ室の下部に配してポンプヘッドに取り付けられた吸込側逆止弁とを具備して、ベローズを伸縮動作させることによりポンプ室から吐出側逆止弁を介して吐出通路へと送液させる吐出工程と吸込通路から吸込側逆止弁を介してポンプ室へと給液させる吸込工程とを交互に行うように構成された単動型のベローズポンプであることを特徴とする、請求項１に記載する横型ベローズポンプ。
4. ポンプ室において、その軸線を通過する鉛直線上に両逆止弁が位置されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載する横型ベローズポンプ。
5. ポンプ室において、吐出側逆止弁がベローズの上側部分に近接していることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載する横型ベローズポンプ。
6. 弁入口通路が弁ケースの一箇所において上側ポンプ室部分に開口するものであることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載する横型ベローズポンプ。
7. 弁入口通路が弁ケースの周方向における複数箇所及び／又は弁ケースの軸線方向における複数箇所において上側ポンプ室部分に開口するものであることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載する横型ベローズポンプ。
8. 弁出口通路が弁ケースの一箇所において下側ポンプ室部分に開口するものであることを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載する横型ベローズポンプ。
9. 弁出口通路が弁ケースの周方向における複数箇所及び／又は弁ケースの軸線方向における複数箇所において下側ポンプ室部分に開口するものであることを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載する横型ベローズポンプ。

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