JP2002147363A

JP2002147363A - ベローズ式ポンプ装置

Info

Publication number: JP2002147363A
Application number: JP2000344250A
Authority: JP
Inventors: Eitaro Tanaka; 田中　　栄太郎; Shingo Morishima; 信悟森島; Hiroshi Kawai; 博河合
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】水素循環ポンプとしてダイアフラムを用いた
ものが知られているが、ダイアフラムは伸縮量を大きく
とることができず、作動流体を大流量で循環させる場合
はポンプ装置の体格が大きくなってしまい、例えば車両
への搭載は困難であった。【解決手段】ベローズ式ポンプ装置は、ダイアフラム
に比較して伸縮変移量を多くとることができるベローズ
２を用いたベローズユニット１を、回転シャフト１３の
周囲に４つづつ、合計８つ配置し、全てのベローズ２を
１枚の斜板１４で往復駆動するものである。ベローズ式
ポンプ装置は、８つのベローズユニット１によって大流
量の作動流体を循環させることができる。また、ベロー
ズ式ポンプ装置の体格を小さくできるため、車両等への
搭載が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動流体を循環さ
せるベローズ式ポンプ装置に関するものであり、例えば
燃料電池用の水素循環ポンプに用いて好適な技術であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の水素循環ポンプとして、特開平９
−２５９９１２号公報に開示された技術が知られてい
る。この公報に開示される水素循環ポンプは、ダイアフ
ラムによって区画された密閉空間の容積をダイアフラム
を変移させることによって変化させて、水素の吸入と吐
出とを行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ダイアフラムを用いた
ポンプ装置では、ダイアフラムの伸縮量を大きくとるこ
とができない。このため、燃料電池用の未反応ガスを循
環させるのに要求されるような大流量の循環には、ポン
プ装置の体格を大きくする必要がある。特に、車載用の
循環ポンプとして使用する場合は、ポンプ装置の体格が
大きくなると、ポンプ装置を車両に搭載するのが困難に
なってしまう。本発明の目的は、小さな体格で大流量の
循環が可能なベローズ式ポンプ装置の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】〔請求項１の手段〕請求
項１の手段を採用することにより、ダイアフラムに比較
して伸縮変位量を多くとることができるベローズを用い
たベローズユニットが、回転シャフトと平行に複数配置
され、各ベローズユニットが斜板の回転によって作動す
るため、小さな体格のベローズ式ポンプ装置によって、
大流量の作動流体を循環させることができる。

【０００５】〔請求項２の手段〕請求項２の手段を採用
することにより、ベローズが伸びてベローズ内に作動流
体を吸引する際、タンク室から安定して作動流体をベロ
ーズ内に吸引できる。このため、ベローズが伸びてベロ
ーズ内に作動流体を吸引する際、例えば他のベローズが
作動流体を吸引する際であっても、タンク室から安定し
て作動流体をベローズ内に吸引することができ、他のベ
ローズユニットの吸引作動の影響を小さく抑えることが
できる。

【０００６】〔請求項３の手段〕請求項３の手段を採用
することにより、ベローズが伸びてベローズ内に作動流
体を吸引する際、タンク室の内部には約１回の吸引量の
作動流体が存在するため、例えば他のベローズが作動流
体を吸引する際であっても、タンク室から安定して作動
流体をベローズ内に吸引することができる。

【０００７】〔請求項４の手段〕請求項４の手段を採用
することにより、ベローズの伸縮時に、ベローズの内側
に配置される死容積埋部材とベローズの内周とが接触し
ても、蛇腹の内周側の傾斜によってベローズが外側に逃
げる。このため、ベローズが死容積埋部材と接触して破
損する不具合を回避できる。

【０００８】〔請求項５の手段〕請求項５の手段を採用
することにより、ベローズの伸縮時に、筒体によってベ
ローズと死容積埋部材とが干渉する不具合を回避でき
る。このため、ベローズが死容積埋部材と接触して破損
する不具合を回避できる。また、筒体によってベローズ
の振れが抑えられる。

【０００９】〔請求項６の手段〕請求項６の手段を採用
することにより、ベローズが縮んだ際の作動室の容積を
小さくできる。つまり、作動流体の圧縮率が高まるた
め、ベローズによる作動流体の圧送ロスを低減でき、各
ベローズユニットのポンプ効率を高めることができる。

【００１０】〔請求項７の手段〕請求項７の手段を採用
することにより、ベローズは駆動端側に戻ろうとする反
力が常に働くため、ベローズを高速で伸縮させても、駆
動端から離れた側でも伸縮に追従できる。このため、ベ
ローズを高速駆動した際に、駆動端側のみが伸縮する不
具合が回避でき、ベローズの耐久性を向上することがで
きる。

【００１１】〔請求項８の手段〕請求項８の手段を採用
することにより、ベローズに圧送された高温の作動流体
が吐出孔から吐出されてデリバリプレートの外側を流れ
るため、作動流体の熱が外部に伝わりやすくなり、圧縮
された作動流体の放熱を効率的に行うことができる。こ
のため、圧縮された作動流体の昇温に伴う吐出効率の低
下を抑制できる。

【００１２】〔請求項９の手段〕請求項９の手段を採用
することにより、デリバリプレートと、各ベローズユニ
ットとの接合箇所に設けるシールリングが、デリバリプ
レートの中心側の複数の孔の周囲のシールリングと、外
側の複数の孔の周囲のシールリングの２つで良い。この
ため、部品点数の低減および組付数の低減に伴うコスト
の低減を図ることができるとともに、シール箇所の低減
によって信頼性が向上する。

【００１３】〔請求項１０の手段〕請求項１０の手段を
採用することにより、一方に溝を形成したプレートを２
枚合わせてデリバリプレートを形成する場合に比較し
て、重ね合わせた部分のシールをする必要がないため、
デリバリプレートから作動流体がリークする不具合を回
避でき、信頼性を高めることができる。

【００１４】〔請求項１１の手段〕請求項１１の手段を
採用することにより、複数のベローズユニットのうちの
少なくとも１つのベローズユニットの作動によって、潤
滑油が摺動部等に供給されるため、潤滑油不足による摩
耗を防ぐことができ、ベローズ式ポンプの耐久性を向上
させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、複数の実
施例および変形例を用いて説明する。〔第１実施例〕図１はベローズ式ポンプ装置の断面図、
図２はベローズユニット１の配置を示す斜視図、図３は
ベローズユニット１の概略断面図である。まず、図３を
参照してベローズユニット１の構成を説明する。なお、
この実施例に示すベローズユニット１は、例えば水素循
環に用いられるものであり、水素を透過せず、耐被毒性
および耐久性に優れた金属材料（例えばステンレス）に
よって構成されるものである。

【００１６】ベローズユニット１は、軸方向に弾性的に
伸縮する蛇腹状の筒形を呈したベローズ２、このベロー
ズ２の駆動端側に固着されたキャップ３、ベローズ２の
内部に配置された死容積埋部材４を備え、ベローズ２の
伸縮による内部の容積変化を利用して作動流体の吸引と
圧送を行うものである。

【００１７】ベローズ２は、図３中の右側端部が伸縮駆
動を受ける駆動端であり、図３中の左側端部が固定端で
ある。ベローズ２の駆動端は、円盤状のキャップ３にろ
う付けや溶接等の接合技術によって接合されるものであ
り、キャップ３が往復駆動されることによってベローズ
２の駆動端が往復駆動されるものである。ベローズ２の
固定端は、略円柱形状を呈した死容積埋部材４の図示左
側に設けられたフランジ４ａに、ろう付けや溶接等の接
合技術によって接合されたものであり、ベローズ２、キ
ャップ３、死容積埋部材４に囲まれて外部と遮断された
空間によって、作動流体を吸入、圧縮するための作動室
５が形成される。

【００１８】死容積埋部材４は、ベローズ２の内部空間
に生じる死容積を埋め、作動室５の作動流体圧縮比を向
上させて適切な圧縮比を得るための部材である。この死
容積埋部材４の作動室５側の角部６は、斜めに面取りが
成されており、ベローズ２の伸縮時に、ベローズ２の内
側に配置される死容積埋部材４とベローズ２の内周とが
接触しても、面取りによる角部６の傾斜によってベロー
ズ２が外側に逃げる。このため、ベローズ２が破損する
不具合を回避できる。ここで、死容積埋部材４の面取り
によって、作動室５内に死容積が生じてしまう。これを
回避するため、キャップ３の作動室５の内側を面取り形
状と嵌合する形状に設けた。

【００１９】死容積埋部材４の内部には、作動室５へ作
動流体を導くための吸入通路７、および作動室５から圧
送された作動流体を外部へ導くための吐出通路８が形成
されている。これにより、ベローズユニット１における
吸入通路７および吐出通路８の取回しがシンプルにな
る。吸入通路７と作動室５を連通する部分には、吸入通
路７から作動室５に向かってのみ作動流体を流す一方向
弁である吸入弁９が設けられている。また、吐出通路８
と作動室５を連通する部分には、作動室５から吐出通路
８に向かってのみ作動流体を流す一方向弁である吐出弁
１０が設けられている。なお、吸入弁９および吐出弁１
０は、リード弁あるいはチェック弁など、周知の一方向
弁を用いたものである。

【００２０】次に、ベローズ式ポンプ装置における上記
ベローズユニット１の駆動機構について、図１〜図３を
参照して説明する。この実施例の駆動機構は、回転動力
を発生する電動モータ１１と、この電動モータ１１の発
生する回転動力を、キャップ３の軸方向の往復動に変換
する往復動機構１２とから構成される。この実施例のベ
ローズ式ポンプ装置は、８つのベローズユニット１を、
電動モータ１１によって回転駆動される回転シャフト１
３の周りに４つづつ対向配置したものであり、各ベロー
ズユニット１は、ベローズ２の伸縮方向（軸方向）が回
転シャフト１３に平行で、且つ回転シャフト１３の周り
に等間隔（９０°）を隔てて配置されるものである。

【００２１】往復動機構１２は、回転シャフト１３に対
して傾斜して取り付けられた斜板１４を備える。この斜
板１４は、軸方向に対向するベローズユニット１の間に
配置されたものである。斜板１４には、斜板１４の揺動
を各キャップ３に伝えるための駆動軸１５（伝達手段に
相当する）が取り付けられており、斜板１４と駆動軸１
５との間には斜板１４の揺動を駆動軸１５の往復移動に
変換するためのシュー１６が配置されている。なお、駆
動軸１５は、シリンダ１７内に配置されて軸方向のみに
移動可能に設けられている。

【００２２】次に、ベローズ式ポンプ装置における吸入
通路７と吐出通路８の接続構造を、図４に示す。この図
は、回転シャフト１３の周囲に配置された４つのベロー
ズユニット１の各死容積埋部材４に固着されるデリバリ
プレート１８を示すものであり、このデリバリプレート
１８には、各死容積埋部材４のそれぞれの吸入通路７に
連通する４つの吸入孔７ａと、各死容積埋部材４のそれ
ぞれの吐出通路８に連通する４つの吐出孔８ａとが設け
られている。

【００２３】この実施例では、図４に示すように、４つ
の吸入孔７ａがデリバリプレート１８の中心側に配置さ
れ、４つの吐出孔８ａが吸入孔７ａの周囲に配置され
る。このように設けられることにより、吐出孔８ａから
吐出される高温の作動流体の熱が、デリバリプレート１
８の外側に伝わりやすくなり、圧縮された作動流体の放
熱を効率的に行うことができる。このため、圧縮された
作動流体の昇温に伴う吐出効率の低下を抑制できる。

【００２４】また、４つのベローズユニット１の各死容
積埋部材４とデリバリプレート１８との接合箇所には、
図５に示すように、中心側の４つの吸入孔７ａと、外側
の４つの吐出孔８ａとの間に、１つの内側シールリング
１９が配置されて４つの吸入孔７ａのシールを行うとと
もに、外側の４つの吐出孔８ａの周囲にも１つの外側シ
ールリング２０が配置されて４つの吐出孔８ａのシール
を行うように設けられている。ここで、４つの吸入孔７
ａごと、４つの吐出孔８ａごとにシールリングを用いる
と、８つのシールリングが必要となるが、この実施例で
は、上述したように、１つの内側シールリング１９と、
１つの外側シールリング２０とで良い。このため、部品
点数の低減および組付数の低減に伴うコストの低減を図
ることができるとともに、シール箇所の低減によって信
頼性の向上を図ることができる。

【００２５】デリバリプレート１８は、２枚接合したも
のではなく、１枚の板材よりなるものであり、このデリ
バリプレート１８に設けられる４つの吸入孔７ａは、図
４、図５に示すように、デリバリプレート１８の一方の
端面（図中右側の端面）から穴を開けて形成した外部吸
入通路７ｂと連通するものである。同様に、デリバリプ
レート１８に設けられる４つの吐出孔８ａは、デリバリ
プレート１８の他方の端面（図中左側の端面）から穴を
開けて形成した外部吐出通路８ｂと連通するものであ
る。このように、１枚のデリバリプレート１８に穴を開
けて外部吸入通路７ｂと外部吐出通路８ｂを形成してい
るため、一方に溝を形成したプレートを２枚合わせてデ
リバリプレート１８を形成する場合に比較して、重ね合
わせた部分にシールを施す必要がない。このため、デリ
バリプレート１８から作動流体がリークする不具合を回
避でき、信頼性を高めることができる。

【００２６】回転シャフト１３の周囲に４つづつ対向配
置されたベローズユニット１は、図１に示すように、両
端のデリバリプレート１８と矩形ケーシング２１による
空間内に収納される。ここで、矩形ケーシング２１は、
電動モータ１１に近い側の４つのベローズユニット１の
周囲を覆う第１枠体２１ａと、外部吸入通路７ｂに連通
する吸入ポート７ｃ、および外部吐出通路８ｂに連通す
る吐出ポート８ｃが形成された第２枠体２１ｂと、第３
枠体２１ｃと、電動モータ１１から離れた側の４つのベ
ローズユニット１の周囲を覆う第４枠体２１ｄとから構
成される。なお、第２、第３枠体２１ｂ、２１ｃの内部
には、駆動軸１５を軸方向のみに摺動保持するためのシ
リンダ１７が配置されている。

【００２７】〔第１実施例の作動〕電動モータ１１が作
動すると、回転シャフト１３の回転に伴って斜板１４が
傾斜した状態で回転する。すると、斜板１４の端部の揺
動が駆動軸１５を介してキャップ３に伝わり、キャップ
３が軸方向に沿って往復駆動される。キャップ３の往復
動に伴って、ベローズ２が伸縮する。ベローズ２が伸び
る際は、作動室５の容積の増大によって、吸入通路７か
ら作動室５内に作動流体が流入する。続いて、ベローズ
２が収縮すると、作動室５の容積の減少によって、作動
室５の作動流体が圧縮され、圧縮された作動流体が吐出
通路８を介して外部へ圧送される。つまり、キャップ３
が連続して伸縮駆動されることで、各ベローズユニット
１がポンプ作動を行う。

【００２８】ベローズユニット１は、回転シャフト１３
の回りに、４つづつ９０度間隔で配置され、それを斜板
１４で駆動しているため、各ベローズユニット１の動作
の位相が９０度づつずれて作動することになる。つま
り、膨張行程と圧縮行程の位相が９０°づつずれて作動
するため、作動流体の吸入および吐出の脈動を低減でき
るとともに、作動流体の圧縮および膨張を効率良く行う
ことができ、作動流体の循環流量を大きくできる。

【００２９】〔第１実施例の効果〕ダイアフラムに比較
して伸縮変移量を多くとることができるベローズ２を用
いたベローズユニット１が、回転シャフト１３と平行に
８つ配置され、各ベローズユニット１が１枚の斜板１４
の回転によって同時に作動する。このため、小さな体格
のベローズ式ポンプ装置によって、大流量の作動流体を
循環させることができる。このように、大流量の作動流
体を循環させることのできるベローズ式ポンプ装置の体
格を小型化できるため、車両に搭載される燃料電池の未
反応ガスの循環用として、車両に容易に搭載できる。

【００３０】また、上述したように、４つの吐出孔８ａ
がデリバリプレート１８の外側に配置されることによ
り、吐出孔８ａから吐出される作動流体の熱が外側に伝
わりやすくなり、圧縮された作動流体の放熱を効率的に
行うことがきる。このため、圧縮された作動流体の昇温
に伴う吐出効率の低下を抑制できる。４つの死容積埋部
材４とデリバリプレート１８との接合箇所のシールは、
１つの内側シールリング１９と、１つの外側シールリン
グ２０とで良いため、部品点数の低減および組付数の低
減に伴うコストの低減を図ることができるとともに、シ
ール箇所の低減によって信頼性を向上できる。さらに、
１枚のデリバリプレート１８に穴を開けて外部吸入通路
７ｂと外部吐出通路８ｂを形成しているため、一方に溝
を形成したプレートを２枚合わせてデリバリプレート１
８を形成する場合に比較して、重ね合わせた部分にシー
ルを施す必要がなく、デリバリプレート１８から作動流
体がリークする不具合を回避でき、信頼性を高めること
ができる。

【００３１】〔第２実施例〕図６のベローズユニット１
の概略断面図を参照して、第２実施例を説明する。な
お、以下の実施例中において、上記第１実施例と同一符
号は、同一機能物を示すものである。ベローズユニット
１を２つ以上搭載するベローズ式ポンプ装置では、各ベ
ローズユニット１の吸入通路７および吐出通路８は最終
的に１つの吸入ポート７ｃおよび吐出ポート８ｃに連通
する。そして、複数のベローズユニット１の吸入行程が
重なると、吸入通路７内の作動流体が同時に複数のベロ
ーズユニット１に吸引される。つまり、吸入通路７内の
作動流体を複数のベローズユニット１が取り合うことに
なる。この結果、各ベローズユニット１への作動流体の
吸入不足が発生し、ポンプ効率が低下してしまう。

【００３２】そこでこの第２実施例では、死容積埋部材
４の内部に吸入通路７に連通するタンク室２２を設ける
とともに、このタンク室２２の容量を作動室５の容積と
同量に設けている。このように、死容積埋部材４の内部
に吸入通路７に連通するタンク室２２を設けることによ
り、ベローズ２が伸びて作動室５内に作動流体を吸引す
る際、タンク室２２から安定して作動流体をベローズ２
内に吸引できる。このため、複数のベローズユニット１
の吸入行程が重なっても、各ベローズユニット１はタン
ク室２２から安定して作動流体をベローズ２内に吸引す
ることができるため、各ベローズユニット１に作動流体
の吸入不足が発生する不具合を回避できる。

【００３３】また、この実施例では、タンク室２２の容
量を作動室５の容積と同量に設けている。これにより、
ベローズ２が伸びて作動室５内に作動流体を吸引する
際、タンク室２２の内部には約１回の吸引量の作動流体
が存在するため、他のベローズユニット１が作動流体を
吸引する際であっても、タンク室２２から安定して作動
流体をベローズ２内に吸引することができる。

【００３４】〔第３実施例〕図７のベローズユニット１
の概略断面図を参照して第３実施例を説明する。上記第
１実施例では、死容積埋部材４の作動室５側の角部６に
面取りを形成して、死容積埋部材４とベローズ２の接触
によるベローズ２の破損を防ぐ例を示したが、この第３
実施例は、ベローズ２の内周側の谷部２ａを、図７に示
すように、ベローズ２の駆動端側（キャップ３側）に向
けたものである。これによって、ベローズ２の伸縮時
に、死容積埋部材４とベローズ２の内周とが接触して
も、蛇腹の内周側の傾斜によってベローズ２が外側に逃
げるため、ベローズ２が破損する不具合を回避できる。

【００３５】〔第４実施例〕図８のベローズユニット１
の概略断面図を参照して第４実施例を説明する。上記第
１実施例では、死容積埋部材４の作動室５側の角部６に
面取りを形成した例を示したが、この第４実施例は、死
容積埋部材４の作動室５側の角部６に断面弧状のＲ部を
設けたものである。これによって、ベローズ２の伸縮時
に、死容積埋部材４とベローズ２の内周とが接触して
も、死容積埋部材４の角部６に形成されたＲ部によっ
て、ベローズ２が外側に逃げるため、ベローズ２が破損
する不具合を回避できる。

【００３６】〔第５実施例〕図９のベローズユニット１
の概略断面図を参照して第５実施例を説明する。この第
５実施例は、死容積埋部材４とベローズ２の間に、死容
積埋部材４とベローズ２の接触を回避するための筒体２
３を配置したものである。この筒体２３は、死容積埋部
材４より径が大きく、且つベローズ２の内径より径が小
さいものであり、筒体２３の一端がキャップ３に固定さ
れるものである。このように筒体２３を設けることによ
って、ベローズ２と死容積埋部材４の干渉が回避される
ため、ベローズ２の伸縮時にベローズ２が死容積埋部材
４と接触して破損する不具合を回避できる。また、筒体
２３によってベローズ２の振れが抑えられる。

【００３７】〔第６実施例〕図１０のベローズユニット
１の概略断面図を参照して、第６実施例を説明する。ベ
ローズ２を伸縮した場合、圧縮時の死容積を低減するこ
とがポンプ効率を向上させる有効な手段であるが、作動
室５を形成する死容積埋部材４の端面には、吸入弁９に
よる凸部、および吐出弁１０による凹部が形成されるた
め、圧縮時の死容積が大きくなってしまう。

【００３８】そこでこの第６実施例は、キャップ３の作
動室５内の面に嵌合凹部３ａおよび嵌合凸部３ｂを設け
たものである。この嵌合凹部３ａおよび嵌合凸部３ｂ
は、死容積埋部材４の端面に設けられた吸入弁９による
凸部、および吐出弁１０による凹部に嵌まり合うもので
ある。これによって、ベローズ２を伸縮した際、圧縮時
の死容積を低減できるため、ベローズユニット１のポン
プ効率を高めることができる。

【００３９】〔第７実施例〕図１１のベローズユニット
１の概略断面図を参照して、第７実施例を説明する。ベ
ローズ２を高速で伸縮駆動した場合、伸縮速度に駆動端
から離れた側の部分が伸縮に追従できず、ベローズ２の
駆動端側でのみ伸縮が行われるといった現象が発生す
る。すると、ベローズ２の駆動端側に応力が集中するた
め、ベローズ２の耐久性が低下してしまう。

【００４０】そこでこの第７実施例は、ベローズ２を自
然長Ａの状態（図中破線参照）から所定量Ｂ圧縮させた
状態で組付けたものである。このように設けると、ベロ
ーズ２は駆動端側に戻ろうとする反力が常に働くため、
ベローズ２を高速で伸縮させても、駆動端から離れた側
でも自力で伸びようと作用し、伸縮に追従できる。この
ため、ベローズ２を高速で伸縮駆動した場合であって
も、駆動端側のみが伸縮する不具合が回避でき、ベロー
ズ２の耐久性を向上することができる。また、ベローズ
２の蛇腹密度が高まるため、圧縮時の死容積を低減で
き、ベローズユニット１のポンプ効率を高めることがで
きる。

【００４１】〔第８実施例〕図１２のベローズ式ポンプ
装置の要部断面図を参照して、第８実施例を説明する。
ベローズ式ポンプ装置は、斜板１４とシュー１６、駆動
軸１５とシュー１６、駆動軸１５とシリンダ１７、斜板
１４のスラスト軸受１４ａ等、摺動等によって潤滑油を
必要とする部位が存在する。斜板１４の回転によって、
矩形ケーシング２１の下部に溜まったオイルを跳ねかけ
する場合では、摺動部に潤滑油不足が発生する懸念があ
る。

【００４２】そこでこの第８実施例は、８つあるベロー
ズユニット１のうちの１つのベローズユニット１を、潤
滑油を循環させるためのオイル循環ポンプ２４として用
いたものである。このオイル循環ポンプ２４の死容積埋
部材４には、吸入通路７および吐出通路８に代えてオイ
ル通路２５が設けられており、このオイル通路２５の下
部は矩形ケーシング２１の下部に溜まったオイルを吸入
するように設けられている。

【００４３】オイル通路２５と作動室５を連通する部分
には、オイル通路２５から作動室５に向かってのみオイ
ルを流す第１一方向弁２６（リード弁あるいはチェック
弁等）が設けられており、オイル循環ポンプ２４のベロ
ーズ２が伸びた際に、オイルをオイル通路２５から作動
室５内に吸引するように設けられている。また、オイル
循環ポンプ２４のキャップ３には、作動室５内で圧縮さ
れるオイルを斜板１４に向けて吐出するための給油ポー
ト２７が形成されており、この給油ポート２７にも作動
室５から外部に向かってのみオイルを通過させる第２一
方向弁２８（リード弁あるいはチェック弁等）が設けら
れている。

【００４４】このように、複数のベローズユニット１の
うちの１つをオイル循環ポンプ２４として用いることに
より、摺動部等に潤滑油を充分に供給できるため、潤滑
油不足による摩耗や発熱を防ぐことができ、ベローズ式
ポンプ装置の耐久性を向上させることができる。なお、
死容積埋部材４の内部には、オイル通路２５を流れるオ
イルを濾過するフィルタ２９が配置されており、オイル
中に含まれる摩耗粉等の汚れを除去して摺動部等に供給
するように設けられている。

【００４５】〔変形例〕上記の実施例では、本発明を水
素循環ポンプに適用した例を示したが、例えば可燃性ガ
ス、毒性ガス等の気体圧送用ポンプや、可燃性液体、毒
性液体等の液体圧送用ポンプに適用しても良い。上記の
実施例では、ベローズ２の一例として山部および谷部２
ａがＵ字形状を呈したＵ字ベローズ２を用いた例を示し
たが、皿バネ状に設けられたリング円盤を交互に重ね合
わせて接合して構成されるベローズ２に本発明を適用し
ても良い。上記の実施例では、ベローズユニット１の材
質として、金属を用いた例を示したが、ベローズユニッ
ト１の構成部材の一部、あるいは全部を樹脂やゴムを用
いて構成しても良い。つまり、例えば、適用される作動
流体に応じて、ベローズ２等を樹脂やゴムを用いて構成
しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベローズ式ポンプ装置の断面図である（第１実
施例）。

【図２】ベローズユニットの配置を示す斜視図である
（第１実施例）。

【図３】ベローズユニットの概略断面図である（第１実
施例）。

【図４】デリバリプレートにおける吸入孔および吐出孔
の配置を示す説明図である（第１実施例）。

【図５】吸入孔および吐出孔をシールするシールリング
の配置を示す説明図である（第１実施例）。

【図６】ベローズユニットの概略断面図である（第２実
施例）。

【図７】ベローズユニットの概略断面図である（第３実
施例）。

【図８】ベローズユニットの概略断面図である（第４実
施例）。

【図９】ベローズユニットの概略断面図である（第５実
施例）。

【図１０】ベローズユニットの概略断面図である（第６
実施例）。

【図１１】ベローズユニットの概略断面図である（第７
実施例）。

【図１２】ベローズ式ポンプ装置の要部断面図である
（第８実施例）。

【符号の説明】

１ベローズユニット２ベローズ２ａ谷部３キャップ３ａ嵌合凹部３ｂ嵌合凸部４死容積埋部材５作動室７吸入通路７ａ吸入孔７ｂ外部吸入通路８吐出通路８ａ吐出孔８ｂ外部吐出通路９吸入弁（凸部）１０吐出弁（凹部）１３回転シャフト１４斜板１５駆動軸（伝達手段）１８デリバリプレート１９内側シールリング２０外側シールリング２２タンク室２３筒体２４オイル循環ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河合博愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3H071 AA01 AA03 AA06 AA07 AA15 BB01 BB12 BB17 CC11 CC31 DD03 DD04 DD12 DD13 DD42 DD73 3H077 AA01 AA03 AA11 BB01 BB03 BB05 CC03 DD02 DD12 EE34 EE36 FF03 FF04 FF09 FF10 FF14 FF22 3J045 AA20 CB04 CB25 EA10 5H027 AA02 BA19 BC14 BC19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】(a) 回転駆動される回転シャフトと、 (b) この回転シャフトに回転駆動される斜板と、 (c) 前記回転シャフトの軸方向と平行に配置され、前記
軸方向に沿って弾性的に伸縮する蛇腹状の筒形を呈した
ベローズと、このベローズの駆動端側を閉塞するキャッ
プと、前記ベローズの内部に配置されて前記ベローズの
内部の死容積を埋めるとともに、前記ベローズ内の容積
の増大変化によって作動流体を前記ベローズの内部に供
給するするための吸入通路および前記ベローズ内の容積
の減少変化によって作動流体を前記ベローズの外部に排
出するための吐出通路が形成された死容積埋部材とを備
え、前記ベローズの伸縮による内部の容積変化を利用し
て作動流体の吸引と圧送を行う複数のベローズユニット
と、 (d) 前記斜板の揺動を往復動に変換してそれぞれの前記
ベローズの端部に伝える伝達手段とを具備するベローズ
式ポンプ装置。
【請求項２】請求項１のベローズ式ポンプ装置におい
て、前記死容積埋部材の内部には、前記吸入通路に連通する
タンク室が設けられたことを特徴とするベローズ式ポン
プ装置。
【請求項３】請求項２のベローズ式ポンプ装置におい
て、前記タンク室の容量は、前記ベローズの伸縮によって変
化する前記ベローズ内の作動室の容積とほぼ同等に設け
られたことを特徴とするベローズ式ポンプ装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかのベロ
ーズ式ポンプ装置において、前記ベローズの内周側の各谷部は、前記ベローズの駆動
端側に向けて傾斜して設けられたことを特徴とするベロ
ーズ式ポンプ装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかのベロ
ーズ式ポンプ装置において、前記キャップには、前記死容積埋部材と前記ベローズの
間を区画する筒体が設けられたことを特徴とするベロー
ズ式ポンプ装置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかのベロ
ーズ式ポンプ装置において、前記死容積埋部材に対向する前記キャップの面には、前
記キャップに対向した前記死容積埋部材の凹部あるいは
凸部に嵌まり合う嵌合凸部あるいは嵌合凹部が設けられ
たことを特徴とするベローズ式ポンプ装置。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかのベロ
ーズ式ポンプ装置において、前記ベローズは、自然長から圧縮した状態で組付けられ
たことを特徴とするベローズ式ポンプ装置。
【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかのベロ
ーズ式ポンプ装置において、複数の前記死容積埋部材は、共通のデリバリプレートに
接合して設けられ、このデリバリプレートには、複数の前記死容積埋部材の
それぞれの前記吸入通路に連通する複数の吸入孔と、複
数の前記死容積埋部材のそれぞれの前記吐出通路に連通
する複数の吐出孔とが設けられ、複数の前記吸入孔を前記デリバリプレートの中心側に配
置し、複数の前記吐出孔を前記吸入孔の外側に配置した
ことを特徴とするベローズ式ポンプ装置。
【請求項９】請求項１ないし請求項８のいずれかのベロ
ーズ式ポンプ装置において、複数の前記死容積埋部材は、共通のデリバリプレートに
接合して設けられ、このデリバリプレートには、複数の前記死容積埋部材の
それぞれの前記吸入通路に連通する複数の吸入孔と、複
数の前記死容積埋部材のそれぞれの前記吐出通路に連通
する複数の吐出孔とが設けられ、複数の前記吸入孔あるいは複数の前記吐出孔の一方を前
記デリバリプレートの中心側に配置し、複数の前記吸入
孔あるいは複数の前記吐出孔の他方を外側に配置し、複数の前記吸入孔あるいは複数の前記吐出孔の一方と、
複数の前記吸入孔あるいは複数の前記吐出孔の他方の間
を１つのシールリングでシールするとともに、外周側に
配置された複数の前記吸入孔あるいは複数の前記吐出孔
の他方の周囲も１つのシールリングでシールすることを
特徴とするベローズ式ポンプ装置。
【請求項１０】請求項１ないし請求項９のいずれかのベ
ローズ式ポンプ装置において、複数の前記死容積埋部材は、共通のデリバリプレートに
接合して設けられ、このデリバリプレートには、複数の前記死容積埋部材の
それぞれの前記吸入通路に連通する複数の吸入孔と、複
数の前記死容積埋部材のそれぞれの前記吐出通路に連通
する複数の吐出孔とが設けられるとともに、前記吸入孔
と前記ベローズユニットの外部とを連通する外部吸入通
路と、前記吐出孔と前記ベローズユニットの外部とを連
通する外部吐出通路とが設けられ、前記外部吸入通路および前記外部吐出通路は、１枚の板
材よりなるデリバリプレートの端面から穴を開けて形成
したものであることを特徴とするベローズ式ポンプ装
置。
【請求項１１】請求項１ないし請求項１０のいずれかの
ベローズ式ポンプ装置において、複数の前記ベローズユニットのうちの少なくとも１つの
ベローズユニットは、潤滑油を循環させるためのオイル
循環ポンプとして用いられることを特徴とするベローズ
式ポンプ装置。