JPH10159976A - ベローズ構造体およびポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベローズ本体を外側ベローズと内側のベロー
ズとを空隙を介した断熱構造体とすることで、内部およ
び外部間での熱伝導による熱損失を大幅に低減可能にす
る。 【解決手段】 外側ベローズ６とこの外側ベローズ６の
内側に配置された内側ベローズ７とからなり、これらの
内側ベローズ７および外側ベローズ６の両端部を密封固
着して、前記外側ベローズと内側ベローズとの間Ｇを真
空状態または真空に近い状態に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液体や気体など
の流体を一定の温度に保持しながら搬送するのに用いら
れるベローズ構造体およびポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一重の薄肉のメタルベローズ
内に流体を収容し、このメタルベローズを振幅（伸縮）
作動させることで前記流体に流れを生じさせて、吸入バ
ルブを通して、前記メタルベローズ内に外部から流体を
吸入し、一方、吐出バルブを通して、前記メタルベロー
ズ内の流体を外部へ吐出するというポンプ装置が広く提
供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のポンプ装置にあっては、ベローズ自体が薄肉の一
枚のメタル板によって形成されているため、そのメタル
ベローズ内を通過する流体や気体例えば、冷凍庫の冷凍
サイクルに使用する冷媒などが、外気の影響を受けて温
度を一定に維持できず、すなわち、外気温がメタルベロ
ーズに伝わって内部を流れる冷媒の温度に影響し、これ
により熱ロスによる冷凍効率の低下を招くなどの課題が
あった。

【０００４】この発明は前記のような従来の課題を解決
するものであり、ベローズ本体を外側ベローズと内側ベ
ローズとを空隙を介した断熱構造体とすることで、内部
および外部間での熱伝導による熱損失を大幅に低減でき
るベローズ構造体を提供することを目的とする。

【０００５】また、この発明は前記ベローズ構造体を利
用して温度一定の流体を外部から吸入し、かつ内部の流
体をその一定温度を保ったまま外部へ吐出させることが
できるポンプ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１の発明にかかるベローズ構造体は、外側ベ
ローズとこの外側ベローズの内側に配置された内側ベロ
ーズとからなり、これらの内側ベローズおよび外側ベロ
ーズの両端部が密封固着されて、前記外側ベローズと内
側ベローズとの間が真空状態または真空に近い状態に保
持するようにしたものである。

【０００７】また、請求項２の発明にかかるベローズ構
造体は、伸縮自在なベローズとこのベローズの一端を密
封固定するベースプレートと、ベローズの他端を閉塞す
る封止板とよりなり、前記ベローズは、外側ベローズと
この外側ベローズの内側に配置された内側ベローズで構
成したものである。

【０００８】また、請求項３の発明にかかるベローズ構
造体は、前記ベースプレートに、外側ベローズと内側ベ
ローズとの間に連通し、着脱自在に密封する栓を有する
真空引き孔を穿設したものである。

【０００９】また、請求項４の発明にかかるポンプ装置
は、伸縮自在なベローズと、このベローズの一端を固定
するベースプレートと、ベローズの他端を閉塞する封止
板とよりなり、前記ベローズは、外側ベローズとこの外
側ベローズの内側に配置された内側ベローズで構成さ
れ、これらの内側ベローズおよび外側ベローズの両端部
は、ベースプレートおよび封止板に密封固着されて、前
記外側ベローズと内側ベローズとの間が真空状態または
真空に近い状態に保持されたベローズ構造体と、前記ベ
ースプレートに形成された流体通路に設けられる、ベロ
ーズ構造体の伸長作動時には前記内側ベローズ内に外部
からの流体を吸入し、収縮作動時には前記内側ベローズ
内の流体を外部へ吐出する弁体とを備えたことを特徴と
する。

【００１０】また、請求項５の発明にかかるポンプ装置
は、前記ベローズ構造体および弁体をステンレスによっ
て構成したものである。

【００１１】また、請求項６の発明にかかるポンプ装置
は、前記ベローズ構造体に、モータによって駆動される
偏心カムの動きに応じて伸長および収縮の各動作を交互
に繰り返えさせるようにしたものである。

【００１２】また、請求項７の発明にかかるポンプ装置
は、前記ベローズ構造体に、これを常時伸長方向に付勢
するスプリングを設けたものである。

【００１３】また、請求項８の発明にかかるポンプ装置
は、前記流体を冷凍サイクルで使用する冷媒としたもの
である。

【００１４】さらに、請求項９の発明にかかるポンプ装
置は、前記ベースプレートに、外側ベローズと内側ベロ
ーズとの間に連通し、着脱自在に密封する栓を有する真
空引き孔を設けたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１はこの発明のベローズ構造体
およびこのベローズ構造体を有するポンプ装置を示す断
面図であり、同図において、１はステンレス製のベース
プレートであり、このベースプレートには２本の流路と
しての通孔２，３が貫通するように形成されて、一方が
流体の吸入通路、他方が流体の吐出通路として用いられ
る。

【００１６】そして、４は前記ベースプレート１の一側
面に形成された凹所５内に配置されて、前記通孔２，３
の各対応部位に、ステンレス製のフラップ状のリード弁
が開閉自在に設けられた弁体であり、通孔２側ではその
リード弁が流体の吸入時に開かれ、通孔３側ではそのリ
ード弁が流体の吐出時に開かれるように構成されてい
る。なお、この弁体４としてのリード弁の詳細は後述す
る。

【００１７】また、６はメタルベローズとしてのステン
レス製の外側ベローズ、７はこの外側ベローズ６の内部
に空隙Ｇを介して配置されたステンレス製の内側ベロー
ズであり、これらの各一端は、前記通孔２，３を囲むよ
うに前記ベースプレート１の他側面に溶接などによって
密封固着されている。

【００１８】さらに、８は外側ベローズ６および内側ベ
ローズ７の他端に溶接などによって密封固着されたステ
ンレス製の封止板であり、これの内側面中央にはガイド
突起９が一体に設けられており、このガイド突起９に前
記各ベローズ６，７を常時伸長方向に付勢するステンレ
ス製のスプリング１０の一端部が挿し込まれ封止板８の
内側面に当接されている。

【００１９】そして、このスプリング１０の他端は、前
記ベースプレート１の他側面に形成された凹所１ａ内に
嵌合支持されている。しかして、このスプリング１０は
前記封止板８をベースプレート１側とは反対の方向に付
勢している。

【００２０】また、１１は偏心カムとしての偏心ローラ
であり、これがモータ１２の駆動軸１３に取り付けられ
て、その偏心ローラ１１の外周面が前記封止板８の外側
に当接されている。従って、この偏心ローラ１１の回転
により、前記封止板８は前記ベースプレート１に対し所
定のストロークで接近および離隔を繰り返すこととな
り、それに対応して内外ベローズ６，７も伸縮を繰り返
す。

【００２１】さらに、１４，１５は前記ベースプレート
１の外周部に直角方向に穿設された真空引き孔であり、
これらの内端は相互に連通し、太い方の真空引き孔１４
の外端にはシール材１６を介して真空引き栓１７がねじ
込まれている。また、細い方の真空引き孔１５の外端
は、前記外側ベローズ６および内側ベローズ７間の真空
または略真空（例えば、−７５０ｍｍＨｇ）に保持され
た空隙Ｇに開口している。

【００２２】次に動作について説明する。まず、前記モ
ータ１２を駆動すると、偏心ローラ１１が偏心回転する
ことによって前記封止板８がベースプレート１の軸方向
に往復運動し、同時に各外側ベローズ６および内側ベロ
ーズ７からなるベローズ構造体Ａが伸縮作動する。

【００２３】従って、この伸縮運動によって、封止板８
がスプリング１０に抗して往動した場合には、内側ベロ
ーズ７内にこれまでに貯溜されていた流体の圧力が上昇
するため、その流体は通孔３からこれに対応する弁体４
のリード弁を介して外部へ吐出される。

【００２４】また、これに続いて、前記偏心ローラ１１
の偏心回転により、前記スプリング１０の弾発力を受け
て封止板８が復動した場合には、内側ベローズ７内の流
体の圧力が低下するため、外部から流体が前記弁体４の
他のリード弁を介して内側ベローズ７内に吸入される。

【００２５】そして、このようなベローズ構造体Ａの伸
縮作動による内側ベローズ７内への流体の吸入および内
側ベローズ７からの流体の吐出が繰り返されて、流体の
搬送を継続的に実現することができる。

【００２６】図２は前記ポンプ装置をさらに具体的に示
したものであり、ここでは、ベローズ構造体Ａの外側ベ
ローズ６および内側ベローズ７が封止板８とともにケー
ス２１内に設けられている。

【００２７】また、図３に示すように封止板８の外周に
突出するように、溶接により取り付けられたリング状の
支持板２２に、封止板８をケース２１内周壁に沿って案
内するＬ字状の断面のリング状のガイド板２３が取り付
けられている。そして、そのガイド板２３の外周とケー
ス２１の内周壁との間には、ベローズ構造体Ａの伸縮運
動を円滑化するために、空気を流通させるための僅かの
隙間Ｈが設けられている。

【００２８】さらに、ここでは、偏心ローラ１１が、モ
ータ１２の駆動軸１３の外周に装着固定した筒状支軸２
５端に、固定ねじ２６によって取り付けられている。

【００２９】２７，２８は前記弁体４を介して各通孔
２，３に連通する流体の吸入管および吐出管である。

【００３０】また、前記弁体４は、図４（ａ）（ｂ）に
示すように、２つの通孔３１，３２を持った仕切ベース
プレート３３の両側面にフラップ状のリード弁体３４，
３５を当接し、さらに、これらのリード弁体３４，３５
の上にテフロンなどからなるシール材３６，３７を設け
たものからなり、特に、リード弁体３４，３５が開閉す
る部位では、各シール材３６，３７に、前記各通孔３
１，３２に連通する小通孔３８，３９と、これより比較
的大きい通孔４０，４１とが形成されている。

【００３１】従って、図４（ａ）に示すように、流体の
前記吸入時には一方のリード弁体３５のみが開き、同図
（ｂ）に示すように前記吐出時には他方のリード弁体３
４のみが開くように動作する。

【００３２】また、前記のようなベローズ構造体Ａで
は、外側ベローズ６および内側ベローズ７間が真空また
はこれに近い状態に保持されているため、十分な断熱効
果を呈し、従って、内側ベローズ７内を流れる流体が外
気温度の影響を殆ど受けなくなる。

【００３３】この結果、このベローズ構造体を前記のよ
うな流体のポンプを使用した場合に、この流体の温度を
外部環境に影響されずに、常に、一定に保つことが可能
となる。これは、特に、冷凍サイクルの冷媒の搬送やそ
の他の液体，気体の搬送に有利となる。

【００３４】また、前記ベローズ構造物Ａはその構成部
をステンレスによって完全密封したので、液体の漏れが
生じなくなり、かつ極低温の流体にも耐え、従って、ポ
ンプ効率が向上することとなる。

【００３５】さらに、リード弁体３４，３５に対しテフ
ロンをコーティングすることで、弁体４のベースプレー
ト１やその他の取付部材に対するシール性能が一段と向
上するものである。

【００３６】なお、本発明にかかるベローズ構造体は、
ポンプ装置だけでなく、油圧装置，エンジンの燃料系な
どにおける流体の脈動を吸収するために流体の回路中に
配置されるメタルベローズアキュムレータにも適用して
もよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、外側ベローズとこの外側ベローズの内側に配置され
た内側ベローズとからなり、これらの内側ベローズおよ
び外側ベローズの両端部が密封固着されて、前記外側ベ
ローズと内側ベローズとの間が真空状態または真空に近
い状態に保持するようにしたので、外側ベローズと内側
ベローズとの間が断熱構造体となり、ベローズの内部お
よび外部間での熱伝導による熱損失を大幅に低減でき
る。

【００３８】また、請求項２の発明によれば、伸縮自在
なベローズと、このベローズの一端を固定するベースプ
レートと、ベローズの他端を閉塞する封止板とよりな
り、前記ベローズは、外側ベローズとこの外側ベローズ
の内側に配置された内側ベローズで構成したので、外側
ベローズおよび内側ベローズの両端部を密封固着して、
外側ベローズと内側ベローズの間を確実に真空状態また
は真空に近い状態にすることができ、従って、ベローズ
本体を外側ベローズと内側のベローズとを空隙を介した
断熱構造体とすることで、内部および外部間での熱伝導
による熱損失を大幅に低減できるという効果が得られ
る。

【００３９】また、請求項３および９の発明によれば、
前記ベースプレートには、外側ベローズと内側ベローズ
との間に連通し、着脱自在に密封する栓を有する真空引
き孔を設けたので、外側ベローズと内側ベローズとの間
を、真空状態または真空に近い状態に容易にすることが
できる。

【００４０】また、請求項４の発明によれば、伸縮自在
なベローズと、このベローズの一端を固定するベースプ
レートと、ベローズの他端を閉塞する封止板とよりな
り、前記ベローズは、外側ベローズとこの外側ベローズ
の内側に配置された内側ベローズで構成され、これらの
内側ベローズおよび外側ベローズの両端部は、ベースプ
レートおよび封止板に密封固着されて、前記外側ベロー
ズと内側ベローズとの間が真空状態または真空に近い状
態に保持されたベローズ構造体を有し、弁体によって、
ベースプレートの流体通路より前記ベローズ構造体の伸
長作動時には前記内側ベローズ内に外部からの流体を吸
入させ、収縮作動時には前記内側ベローズ内の流体を外
部へ吐出させるように構成したので、前記ベローズ構造
体を利用して温度一定の流体を外部から吸入し、かつ内
部の流体をその一定温度を保ったまま外部へ吐出させる
ことができるという効果が得られる。

【００４１】また、請求項５の発明によれば、前記ベロ
ーズ構造体および弁体をステンレスによって構成したの
で、流体の弁体からの漏れを防止でき、ポンプ効率を高
めることができる。

【００４２】また、請求項６の発明によれば、前記ベロ
ーズ構造体に、モータによって駆動される偏心カムの動
きに応じて伸長および収縮の各動作を交互に繰り返えさ
せるように構成し、完全密閉するようにしたので、ベロ
ーズ構造体が２重構造でもポンプ動作を円滑に実施でき
るという効果が得られる。

【００４３】また、請求項７の発明によれば、前記ベロ
ーズ構造体に、これを常時伸長方向に付勢するスプリン
グを設けたので、ベローズ構造体の伸長動作を迅速化で
き、ポンプ速度を早めることができるという効果が得ら
れる。

【００４４】また、請求項８の発明によれば、前記流体
を冷凍サイクルで使用する冷媒としたので、冷媒による
冷凍効果をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態によるポンプ装置を示
す断面図である。

【図２】図１におけるポンプ装置の詳細を示す断面図で
ある。

【図３】図２における封止板付近を示す拡大断面図であ
る。

【図４】図１および図２における弁体の詳細を示す断面
図で、（ａ）（ｂ）で示す。

【符号の説明】

Ｇ 空隙 Ａ ベローズ構造体 １ ベースプレート ４ 弁体 ６ 外側ベローズ ７ 内側ベローズ ８ 封止板 １０ スプリング １１ 偏心ローラ（偏心カム） ３４，３５ リード弁体（リード弁）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側ベローズとこの外側ベローズの内側
   に配置された内側ベローズとからなり、これらの内側ベ
   ローズおよび外側ベローズの両端部が密封固着されて、
   前記外側ベローズと内側ベローズとの間が真空状態また
   は真空に近い状態に保持されていることを特徴とするベ
   ローズ構造体。
2. 【請求項２】 伸縮自在なベローズと、このベローズの
   一端を密封固定するベースプレートと、ベローズの他端
   を閉塞する封止板とよりなり、 前記ベローズは、外側ベローズとこの外側ベローズの内
   側に配置された内側ベローズで構成されていることを特
   徴とする請求項１に記載のベローズ構造体。
3. 【請求項３】 前記ベースプレートには、外側ベローズ
   と内側ベローズとの間に連通し、着脱自在に密封する栓
   を有する真空引き孔が設けられていることを特徴とする
   請求項２に記載のベローズ構造体。
4. 【請求項４】 伸縮自在なベローズと、このベローズの
   一端を固定するベースプレートと、ベローズの他端を閉
   塞する封止板とよりなり、 前記ベローズは、外側ベローズとこの外側ベローズの内
   側に配置された内側ベローズで構成され、 これらの内側ベローズおよび外側ベローズの両端部は、
   ベースプレートおよび封止板に密封固着されて、前記外
   側ベローズと内側ベローズとの間が真空状態または真空
   に近い状態に保持されたベローズ構造体と、 前記ベースプレートに形成された流体通路に設けられ
   る、ベローズ構造体の伸長作動時には前記内側ベローズ
   内に外部からの流体を吸入し、収縮作動時には前記内側
   ベローズ内の流体を外部へ吐出する弁体とを備えたこと
   を特徴とするポンプ装置。
5. 【請求項５】 前記ベローズ構造体および弁体がステン
   レスからなることを特徴とする請求項４に記載のポンプ
   装置。
6. 【請求項６】 前記ベローズ構造体が、モータによって
   駆動する偏心カムの動きに応じて伸長および収縮の各動
   作を交互に繰り返すことを特徴とする請求項４に記載の
   ポンプ装置。
7. 【請求項７】 前記ベローズ構造体にはこれを常時伸長
   方向に付勢するスプリングが設けられていることを特徴
   とする請求項４に記載のポンプ装置。
8. 【請求項８】 前記流体が冷凍サイクルで使用する冷媒
   であることを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。
9. 【請求項９】 前記ベースプレートには、外側ベローズ
   と内側ベローズとの間に連通し、着脱自在に密封する栓
   を有する真空引き孔が設けられていることを特徴とする
   請求項４記載のポンプ装置。