JP2017150401A - ベローズポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ベローズポンプの耐久性を向上する。
【解決手段】ベローズポンプ１０ａは、ポンプ室１４を区画するベローズ１３を有し、ベローズ１３の伸縮によりポンプ室１４の容積を増減して液体をポンプ室１４に吸入し、ポンプ室１４から液体を吐出する。ベローズ１３が組み込まれるハウジング１１には、液体吸入口と液体吐出口とが設けられる。ポンプ室１４に臨むベローズ頭部１３ｂがベローズ１３の往復動端に設けられ、ベローズ頭部１３ｂに取り付けられる往復動ロッド２３によりベローズ１３は伸縮駆動される。ベローズ頭部１３ｂに設けられた貫通孔５１は、接液部材５４により閉塞され、ベローズ頭部１３ｂは接液部材５４とリテーナ６１により挟持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ベローズの伸縮によりポンプ室の容積を増減して液体を吸入吐出するベローズポンプに関する。

ベローズポンプは、ポンプハウジング内に組み込まれてポンプ室を形成する伸縮自在のベローズと、ベローズを軸方向に駆動する往復動ロッドとを有する。ベローズが往復動ロッドにより駆動されてポンプ室の容積が大きくなると、ポンプ室内に液体が吸入される。一方、ベローズが往復動ロッドにより駆動されてポンプ室の容積が小さくなると、ポンプ室内から液体が吐出される。ベローズは、ゴムや樹脂等の可撓性部材により成形される。

特許文献１には、ベローズの外側とベローズを収容するハウジングとによりポンプ室が区画される液体吐出装置が記載されている。この液体吐出装置はフォトレジスト液などの常温の液体を吸入吐出するために使用され、ベローズはフッ素樹脂製である。特許文献２には、ベローズの内部とポンプケースとによりポンプ室が区画されるベローズポンプが記載されている。このベローズポンプはガスを吐出するために使用され、ベローズはゴムまたは軟質性の合成樹脂により製作される。特許文献１においては、往復動ロッドは、モータにより回転駆動されるボールねじによって軸方向に往復動される。一方、特許文献２においては、駆動ロッドは、モータにより回転駆動される偏心軸によって軸方向に往復動される。

特開平７−３１０８３８号公報 特開２００５−２３７８９号公報

特許文献１に記載される液体吐出装置においては、往復動ロッドの先端部がベローズの先端にねじ結合される。特許文献２に記載されるベローズポンプにおいては、往復動ロッドの先端部に設けられた大径のフランジ部であるリテーナと、ベローズ内に設けられる容積制限部材との間で、ベローズの往復動端と可撓性隔膜とが締結される。

特許文献２に記載されるように、ベローズの往復動端を締結する容積制限部材が、ベローズ内部に配置されると、ポンプ室の容積が小さくなる。これに対し、特許文献１に記載されるように、ベローズの外側とポンプハウジングとによりポンプ室を区画形成すると、ポンプ室の容積を大きくすることができる。しかしながら、特許文献１に記載されるように、往復動ロッドの先端に設けられた雄ねじを、往復動ロッドの先端に設けられた雄ねじがベローズの往復動端つまりベローズ頭部に設けられた雌ねじにねじ結合される形態、つまり往復動ロッドがベローズの往復動端に連結される形態においては、高温の液体を吸入吐出する場合には、ベローズと往復動ロッドとの連結部の強度が低下するという問題がある。

なぜならば、フッ素樹脂等の合成樹脂からなるベローズは、常温の液体、例えばレジスト液を吸入吐出する場合には、連結部の強度は十分であるのに対し、ベローズが高温の液体にさらされると、連結部であるベローズ頭部が軟化するためである。軟化したベローズ頭部の雌ねじ部に対して、吸入吐出時に往復動ロッドの全負荷が加わり、ベローズ頭部の雌ねじ部に応力が集中し、雌ねじ部の劣化が進む。ベローズ頭部の雌ねじ部のねじ山が劣化すると、ねじ部にガタが生じるので、往復動ロッドの往復動ストロークとベロ−スの往復動ストロークが一致しなくなる。さらに雌ねじ部の劣化が進むと、往復動ロッドの先端の雄ねじとベローズ頭部の雌ねじ部とのねじ結合が外れてしまう。このため、ベローズの耐久性を高めることができないという問題点がある。

本発明の目的は、ベローズポンプの耐久性を向上することにある。

本発明の他の目的は、高温の液体に対応しながら、ベローズポンプの高い吸入吐出圧力を実現し、ベローズの強度を高めて、耐久性と吸入吐出精度を高めることにある。

本発明のベローズポンプは、ベローズの伸縮によりポンプ室の容積を増減して液体を吸入吐出するベローズポンプであって、液体吸入口と液体吐出口とが設けられたハウジングと、前記ベローズの往復動端に設けられ、前記ポンプ室に臨むベローズ頭部と、前記ベローズの内部の駆動室に往復動自在に設けられ、前記ベローズを伸縮駆動する往復動ロッドと、前記ベローズ頭部を挟持して前記往復動ロッドとともに往復動する挟持部材と、を有する。

往復動ロッドによりベローズが伸縮されてポンプ室に液体が吸入され、ポンプ室から液体が吐出される。挟持部材はベローズ頭部を挟持して、ベローズを伸縮駆動する往復動ロッドとともに往復動する。往復動ロッドからベローズ頭部に加えられる力は、挟持部材を介してベローズ頭部の広い範囲に加えられるので、応力の集中が回避される。これにより、高温の液体を吸入吐出する場合においては、液体に曝されるベローズ頭部の劣化が抑制され、ベローズポンプの耐久性を向上させることができる。

一実施の形態であるベローズポンプを示す縦断面図である。 図１の要部を示す拡大断面図である。 （Ａ）は他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部を示す分解断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 他の実施の形態であるベローズポンプの要部を示す断面図である。 比較例として示す従来のベローズポンプの要部を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２に示すベローズポンプ１０ａはフッ素樹脂製の円筒形状のハウジング１１を有し、閉塞端部１２がハウジング１１の先端に設けられている。フッ素樹脂製のベローズ１３がハウジング１１の内部に配置される。ベローズ１３は、環状の固定基部１３ａと、環状の往復動端であるベローズ頭部１３ｂとを有し、蛇腹部１３ｃが固定基部１３ａとベローズ頭部１３ｂとの間に一体に設けられている。ベローズ１３の外側とハウジング１１とによりポンプ室１４が区画され、ベローズ１３の内部に駆動室１４ａが区画される。ベローズ頭部１３ｂはハウジング１１の閉塞端部１２に対向してポンプ室１４に臨み、蛇腹部１３ｃはハウジング１１の円筒形状の内周面に対向してポンプ室１４に臨んでいる。

環状の基部１５がハウジング１１の基端面に取り付けられ、基部１５はハウジング１１の一部を構成する。ベローズ１３の固定基部１３ａは、ハウジング１１の基端部に設けられた段部１６と基部１５との間で挟持される。ハウジング１１と固定基部１３ａとの間は、シール部材１７によりシールされる。

シリンダ２１が基部１５に取り付けられ、ピストン２２がシリンダ２１内に軸方向に往復動自在に装着される。往復動ロッド２３は駆動室１４ａに配置され、往復動ロッド２３の基端部はピストン２２に取り付けられ、先端部はベローズ頭部１３ｂに取り付けられる。ピストン２２により往復動ロッド２３は軸方向に駆動され、往復動ロッド２３がベローズ１３を伸長する方向、つまり図１において左方向の前進方向に駆動されると、ポンプ室１４は収縮する。一方、往復動ロッド２３がベローズ１３を収縮する方向、つまり図１において右方向の後退方向に駆動されると、ポンプ室１４は膨張する。このように、往復動ロッドがベローズ１３を伸縮駆動することによって、ポンプ室１４の容積は増減する。

仕切り部材２４がシリンダ２１の先端部に取り付けられ、カバー２５がシリンダ２１の基端部に取り付けられる。第１の圧力室２６ａが仕切り部材２４とピストン２２との間で区画され、第２の圧力室２６ｂがピストン２２とカバー２５との間で区画される。第１の圧力室２６ａに連通する第１の給排ポート２７ａがシリンダ２１に設けられ、第２の圧力室２６ｂに連通する第２の給排ポート２７ｂがシリンダ２１に設けられる。第１の給排ポート２７ａから圧縮空気等の流体圧を供給すると、往復動ロッド２３はベローズ１３を収縮する方向、つまりハウジング１１から突出する後退方向に駆動される。一方、第２の給排ポート２７ｂから流体圧を供給すると、往復動ロッド２３はベローズ１３を伸長する方向、つまり閉塞端部１２に向けてハウジング１１内に入り込む前進方向に駆動される。往復動ロッド２３は、ベローズ頭部１３ｂが取り付けられる端部を先端とし、ベローズを伸長する方向を往復動ロッド２３前進方向とし、逆方向を後退方向とする。

往復動ロッド２３の後退方向のストローク端の位置つまり後退限位置を規制するために、ガイドチューブ３１がシリンダ２１の基端に取り付けられ、ガイドチューブ３１内を移動自在のガイドロッド３２が往復動ロッド２３に取り付けられる。ガイドロッド３２は往復動ロッド２３と同軸である。ストッパ３３がガイドチューブ３１に取り付けられる。ストッパ３３はガイドチューブ３１にねじ結合される円筒部３３ａと、円筒部３３ａに一体となった閉塞端３３ｂとを有する。ガイドロッド３２が閉塞端３３ｂに当接すると、往復動ロッド２３の後退移動方向のストローク端の位置が規制される。図１においては、ガイドロッド３２が閉塞端３３ｂに当接し、往復動ロッド２３が後退限位置となった状態を示す。ストローク端の位置は、ストッパ３３を回転することにより調整される。締結ナット３４がガイドチューブ３１にねじ結合され、軸方向の位置が調整されたストッパ３３は、締結ナット３４によりガイドチューブ３１に固定される。

ポンプ室１４に連通する液体吸入口３５がハウジング１１の閉塞端部１２に設けられ、ポンプ室１４に連通する液体吐出口３６が閉塞端部１２に設けられる。吸入ブロック３７が閉塞端部１２に取り付けられ、吐出ブロック３８が閉塞端部１２に取り付けられる。吸入用のチューブ４１が吸入ブロック３７に取り付けられ、チューブ４１と液体吸入口３５とを連通させる連通孔４２が吸入ブロック３７に設けられている。吐出用のチューブ４３が吐出ブロック３８に取り付けられ、チューブ４３と液体吐出口３６とを連通させる連通孔４４が吐出ブロック３８に設けられている。吸入用のチューブ４１の先端は図示しない液体供給源に接続され、図示しない吐出具が吐出用のチューブ４３の先端に設けられる。

逆止弁４５が連通孔４２に設けられ、逆止弁４５は吸入ブロック３７により閉塞端部１２に固定される。逆止弁４５は、吸入用のチューブ４１からポンプ室１４内への液体の流れを許容し、逆方向の流れを阻止する。逆止弁４６が連通孔４４に設けられ、逆止弁４６は吐出ブロック３８により閉塞端部１２に固定される。逆止弁４６はポンプ室１４から吐出用のチューブ４３への流れを許容し、逆方向の流れを阻止する。

往復動ロッド２３が閉塞端部１２に最接近して前進限位置となった状態のもとで、往復動ロッド２３が図１に示すように後退方向に駆動されると、ベローズ１３は収縮し、吸入用のチューブ４１内の液体は、逆止弁４５を介して液体吸入口３５からポンプ室１４内に吸入される。往復動ロッド２３が図１に示すように後退限位置となった状態のもとで、前進方向に駆動されると、ベローズ１３は伸長し、ポンプ室１４内の液体は、液体吐出口３６から逆止弁４６を介して吐出用のチューブ４３に吐出される。このように、ベローズポンプ１０ａは、ベローズ１３の伸長によりポンプ室１４内の容積を増減して液体を吸入吐出する。

図２に示されるように、凹部５０がベローズ頭部１３ｂの先端部に形成され、凹部５０を連通する貫通孔５１がベローズ頭部１３ｂの径方向中心部に設けられている。貫通孔５１の径方向外方の周縁部５２は、外側の平坦な面５３ａと、内側の平坦な面５３ｂとにより形成されている。ステンレス製の接液部材５４が貫通孔５１に装着される。接液部材５４は、貫通孔５１に嵌合される軸部５４ａと、軸部５４ａと一体となったフランジ部５４ｂとを有し、フランジ部５４ｂは凹部５０の内周面に嵌合する。フランジ部５４ｂと凹部５０の内周面との間はシール部材１７ａによりシールされる。往復動ロッド２３の先端に設けられた雄ねじ２３ａが、軸部５４ａに設けられた雌ねじ５５にねじ結合されて、往復動ロッド２３は接液部材５４に締結される。

フランジ部５４ｂは外側の平坦な面５３ａに接触する。複数の底付きのねじ孔５６がフランジ部５４ｂに設けられ、ねじ孔５６は、接液部材５４の中心軸から同一半径の位置に、円周方向に間隔を隔てて６つ設けられている。それぞれのねじ孔５６に対応させて、取付孔５７がベローズ頭部１３ｂの周縁部５２を貫通して設けられている。ねじ部材であるボルト５８が、それぞれ取付孔５７に取り付けられ、ねじ孔５６にねじ結合される。６本のボルト５８が接液部材５４に締結される。ボルト５８の頭部は駆動室１４ａに突出している。締結フランジ部としての環状のリテーナ６１がボルト５８の頭部と内側の平坦な面５３ｂの間に装着され、締結部材としてのボルト５８により接液部材５４はベローズ頭部１３ｂに締結される。環状のリテーナ６１は、面５３ｂに当接する環状の接触面を有し、ボルト５８の数に対応する数の貫通孔がリテーナ６１に設けられている。ばね部材としてのばね座金６２がそれぞれのボルト５８の頭部とリテーナ６１との間に装着される。ボルト５８は、接液部材５４とリテーナ６１に対してベローズ頭部１３ｂを挟み込む挟持力を与えている。つまり、接液部材５４とリテーナ６１がベローズ頭部１３ｂの周縁部５２を挟みこんでおり、ボルト５８がその挟む力を与えている。ばね座金６２はボルト５８の緩みを防止している。このようにして、接液部材５４はベローズ頭部１３ｂに対して堅固に締結されている。これにより、往復動ロッド２３が前進限位置から後退移動を開始するとき、および後退限位置から前進移動を開始するときには、ベローズ頭部１３ｂは往復動ロッド２３の移動に対してずれることなく、往復動ロッド２３と一体に駆動される。

接液部材５４は、貫通孔５１の周縁部５２の一方の面５３ａに接触し、ポンプ室１４の内部の液に接する。また、リテーナ６１は、周縁部５２の他方の面５３ｂに接触する締結フランジ部を構成する。リテーナ６１は６つのボルト５８により接液部材５４を介して往復動ロッド２３に締結される。貫通孔５１を閉塞し往復動ロッド２３が締結される閉鎖部材が、接液部材５４とリテーナ６１により構成される。閉鎖部材を構成する接液部材５４のフランジ部５４ｂは、ベローズ頭部１３ｂの面５３ａに接触する。接液部材５４とリテーナ６１は、ベローズ頭部１３ｂを挟持する挟持部材を構成する。ベローズ頭部１３ｂは、挟持部材とともに往復動ロッド２３により往復動される。

ベローズ頭部１３ｂの周縁部５２は、接液部材５４とリテーナ６１により挟まれ、接液部材５４とリテーナ６１は６本のボルト５８により締結される。このように、接液部材５４とリテーナ６１とによりベローズ頭部１３ｂの周縁部５２が挟持され、ベローズ頭部１３ｂが往復動ロッド２３の先端部に締結される。したがって、ベローズ頭部１３ｂは、貫通孔５１の径方向外方の面積が大きい周縁部５２を介して、往復動ロッド２３の先端部に締結される。ポンプ室１４内に高温の液体が注入されて、ベローズ１３の外面と、接液部材５４の外面が高温の液体に曝されると、合成樹脂からなるベローズ１３のベローズ頭部１３ｂが軟化する。しかし、周縁部５２の全体的が接液部材５４とリテーナ６１との間に挟持されているので、往復動ロッド２３が往復動する際に、ベローズ頭部１３ｂの一部だけに力がかかることがない。つまり、往復動ロッド２３の力は、ベローズ頭部１３ｂの広い面積に分散される。これにより、軟化したベローズ頭部１３ｂに往復動ロッド２３から吸入吐出時に負荷が加わっても、挟持部の劣化を防ぐことができ、ベローズの耐久性を高めることができる。

図３〜図９は、それぞれ他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｂ〜１０ｈを示す。これらの図においては、図１および図２に示されたベローズポンプ１０ａと共通する部材には同一の符号が付されており、重複した説明を省略する。

図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すベローズポンプ１０ｂにおいては、締結フランジ部６３が往復動ロッド２３の先端部に一体に設けられており、締結フランジ部６３は駆動室側に位置して周縁部５２の面５３ｂに当接する。したがって、図３に示すベローズポンプ１０ｂにおいては、締結フランジ部６３が周縁部５２の駆動室側の面５３ｂに当接し、締結フランジ部６３と接液部材５４との間で周縁部５２が挟持される。ポケット６４が接液部材５４の内面に設けられ、ばね材からなるウエーブワッシャ６５がポケット６４に装着される。このウエーブワッシャ６５により、ベローズ頭部１３ｂの周縁部５２に対して往復動ロッド２３に向けて軸方向に圧縮する方向のばね力が付勢される。周縁部５２が締結フランジ部６３と接液部材５４との間に挟持されているが、ウエーブワッシャ６５は挟持の緩みを防止する。

図４は、他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｃの要部を示す断面図である。このベローズポンプ１０ｃにおいては、金属製の締結フランジ部材６３ａにより接液部材５４と往復動ロッド２３とが連結される。締結フランジ部材６３ａは、往復動ロッド２３の雄ねじ２３ａにねじ結合される連結継手部６６と、連結継手部６６と一体となった締結フランジ部６３と、接液部材５４の雌ねじ５５にねじ結合される雄ねじ６７とを有している。したがって、図４に示すベローズポンプ１０ｃにおいては、連結継手部６６により往復動ロッド２３が接液部材５４に締結され、ベローズ頭部１３ｂの周縁部５２は接液部材５４と締結フランジ部６３とにより挟持される。図３に示したベローズポンプ１０ｂと同様に、ウエーブワッシャ６５が装着されるポケット６４が接液部材５４に設けられている。

図５は、さらに他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｄの要部を示す断面図である。このベローズポンプ１０ｄにおいては、図４に示したベローズポンプ１０ｃと同様に、締結フランジ部材６３ａにより接液部材５４と往復動ロッド２３とが連結される。図５に示される締結フランジ部材６３ａにおいては、貫通孔５１に嵌合される閉塞突起６９が締結フランジ部６３の一端部に設けられている。図２に示したベローズポンプ１０ａと同様に、ねじ孔５６が接液部材５４に設けられ、取付孔５７がベローズ頭部１３ｂの周縁部５２に設けられている。取付孔５７ａが締結フランジ部６３に設けられ、ボルト５８とばね部材であるばね座金６２により、締結フランジ部６３と接液部材５４とが締結される。

図６はさらに他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｅの要部を示す断面図である。このベローズポンプ１０ｅにおいては、上述した貫通孔５１はベローズ頭部１３ｂに設けられていない。接液部材５４の内面全体がベローズ頭部１３ｂの平坦な面５３ａに突き当てられる。締結フランジ部６３と連結継手部６６とを有する締結フランジ部材６３ａが往復動ロッド２３の先端部に取り付けられる。連結継手部６６は往復動ロッド２３の先端部にねじ結合され、締結フランジ部６３の先端面全体がベローズ頭部１３ｂの平坦な面５３ｂに突き当てられる。図５に示した締結フランジ部材６３ａは、閉塞突起６９を有しているのに対し、図６に示す締結フランジ部材６３ａには閉塞突起６９が設けられていない。複数の底付きのねじ孔５６が接液部材５４に設けられている。ねじ孔５６に対応させて、取付孔５７がベローズ頭部１３ｂに設けられ、取付孔５７ｂが締結フランジ部６３に設けられている。締結フランジ部６３と接液部材５４は、ボルト５８とばね座金６２により締結される。ベローズ頭部１３ｂは、締結フランジ部６３と接液部材５４とにより挟持される。つまり、締結フランジ部６３と接液部材５４は挟持部材を構成する。

図７はさらに他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｆの要部を示す断面図である。このベローズポンプ１０ｆにおいては、締結フランジ部６３が往復動ロッド２３の先端部に一体に設けられており、締結フランジ部６３はベローズ頭部１３ｂの平坦な面５３ｂに突き当てられる。ボルト５８とばね座金６２により締結フランジ部６３と接液部材５４とが締結される。

図８はさらに他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｇの要部を示す断面図である。このベローズポンプ１０ｇは、図６に示したベローズポンプ１０ｅの変形例であり、ウエーブワッシャ６５がばね部材として接液部材５４とベローズ頭部１３ｂの面５３ａの間に設けられている。

図９はさらに他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｈの要部を示す断面図である。このベローズポンプ１０ｈは、図７に示したベローズポンプ１０ｆの変形例であり、ウエーブワッシャ６５が接液部材５４とベローズ頭部１３ｂの面５３ａの間に設けられている。

図１０はさらに他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｉの要部を示す断面図である。
このベローズポンプ１０ｉは、図３に示したベローズポンプ１０ｂの変形例である。図３に示したベローズポンプ１０ｂにおいては、往復動ロッド２３と締結フランジ部６３は一体に形成されているのに対して、図１０に示したベローズポンプ１０ｉにおいては、往復動ロッド２３と締結フランジ部６３は別体に形成され、往復動ロッド２３の先端の雄ねじ２３ａと接液部材５４がねじ結合することにより、周縁部５２と締結フランジ部６３が往復動ロッド２３の段差部６０と接液部材５４の間に挟みこまれる。往復動ロッド２３の先端の雄ねじ２３ａは小径に形成され、大径部と小径部との間の段差部６０が締結フランジ部６３に当接して挟持力を生じている。図１０に示すように、周縁部５２は接液部材５４と締結フランジ部６３の広い面積で挟持される。

図１１はさらに他の実施の形態であるベローズポンプ１０ｊの要部を示す断面図である。
このベローズポンプ１０ｊは、図７に示したベローズポンプ１０ｆの変形例である。図７に示したベローズポンプ１０ｆにおいては、往復動ロッド２３と締結フランジ部６３は一体に形成されているのに対して、図１１に示したベローズポンプ１０ｊにおいては、往復動ロッド２３と締結フランジ部６３は別体に形成され、往復動ロッド２３の先端の雄ねじ２３ａと締結フランジ部６３の雌ねじがねじ結合する。

図６〜図９に示されるベローズポンプ１０ｅ〜１０ｈにおいて、接液部材５４と締結フランジ部６３は、ベローズ頭部１３ｂを挟持する挟持部材を構成する。挟持部材はベローズ頭部を挟持して、往復動ロッドとともに往復動する。

上述のように、図６および図８に示されるベローズポンプ１０ｅ、１０ｇにおいては、締結フランジ部材６３ａが往復動ロッド２３の先端部にねじ結合され、接液部材５４は複数本のボルトにより締結フランジ部６３にねじ結合される。図７および図９に示されるベローズポンプ１０ｆ、１０ｈにおいては、締結フランジ部６３は往復動ロッド２３の先端部に一体に設けられている。

図６、図７および図１１に示されるベローズポンプ１０ｅ、１０ｆ、１０ｊにおいては、ボルト５８の頭部と締結フランジ部６３との間にばね座金６２が装着される。一方、図８および図９に示されるベローズポンプ１０ｇ、１０ｈにおいては、接液部材５４とベローズ頭部１３ｂとの間にウエーブワッシャ６５が装着される。ばね座金６２やウエーブワッシャ６５は、ベローズ頭部１３ｂに対して、往復動ロッド２３に向けて軸方向に圧縮する方向のばね力を付勢する。したがって、ばね座金６２，ウエーブワッシャ６５は、接液部材５４と締結フランジ部６３に対してベローズ頭部１３ｂを挟み込む力を与えるので、接液部材５４はベローズ頭部１３ｂに対して堅固に締結される。これにより、往復動ロッド２３が前進限位置から後退移動を開始するとき、および後退限位置から前進移動を開始するときには、ベローズ頭部１３ｂは往復動ロッド２３の移動に対してずれることなく、往復動ロッド２３と一体に駆動される。

図１２は、比較例として示す従来のベローズポンプ１０の要部を示す縦断面図である。従来のベローズポンプにおいては、ベローズ頭部１３ｂに設けられたヘリサート７０の雌ねじ５５に、往復動ロッド２３の雄ねじ２３ａをねじ結合することにより、往復動ロッド２３はベローズ頭部１３ｂに直接締結されている。往復動ロッド２３の径方向の突き当て面７１がベローズ頭部１３ｂの内面に突き当てられており、ベローズ１３を伸長させるときには、小さい面積の突き当て面７１がベローズ頭部１３ｂに押圧される。一方、ベローズ１３を収縮するときには、雌ねじ５５の歯面に往復動ロッド２３の全負荷が加わる。このため、雌ねじ５５の内周部分に局部的に集中的に負荷が加えられる。高温の液体を吸入吐出する場合には、雌ねじ５５の内周部分の劣化が進み、ベローズ頭部１３ｂと往復動ロッド２３との連結強度を保つことができない。

これに対して、上述したそれぞれのベローズポンプ１０ａ〜１０ｊにおいては、ベローズ頭部１３ｂは、接液部材５４と、リテーナ６１や締結フランジ部６３等からなる締結部材とにより広い面積で挟持される。つまり、ベローズ頭部１３ｂの周縁部５２には全体的に圧縮力が加えられる。つまり、往復動ロッド２３の前進後退する力は、ベローズ頭部１３ｂの広い面積部分にかかるので、局所的に力が集中することはない。換言すれば、往復動ロッドからベローズ頭部に加えられる力は、直接ではなく、挟持部材を介してベローズ頭部の広い範囲に加えられる。これにより、ベローズ１３が高温の液体に曝された状態で、往復動ロッド２３からベローズ頭部１３ｂに負荷が加えられても、ベローズ１３の劣化が防止され、ベローズポンプ１０ａ〜１０ｊの耐久性を向上させることができる。

上述したベローズポンプ１０ａ〜１０ｊにおいては、往復動ロッド２３をシリンダ２１に供給される圧縮空気により駆動しているが、往復動ロッド２３の駆動手段としては、空気圧シリンダに限らず、電動モータの回転運動を偏心カムや歯車により往復動ロッド２３の軸方向運動に変換するようにした形態とすることもできる。カムや歯車を駆動手段とする形態においては、ばね座金６２、ウエーブワッシャ６５によりベローズ頭部１３ｂの周縁部５２に圧縮力を付勢すると、往復動ロッド２３の前進限位置から後退移動に切り換えるとき、および後退限位置から前進移動に切り換えるときにおけるバックラッシュの発生を防止することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明のベローズポンプは、高温の液体を吸入吐出する際や、高い吸引吐出圧が要求される際に好適であるが、常温の液体を吸入吐出するためにも適用することができる。

１０ａ〜１０ｊ ベローズポンプ
１１ ハウジング
１２ 閉塞端部
１３ ベローズ
１３ｂ ベローズ頭部
１４ ポンプ室
２１ シリンダ
２２ ピストン
２３ 往復動ロッド
３５ 液体吸入口
３６ 液体吐出口
４５，４６ 逆止弁
５０ 凹部
５１ 貫通孔
５２ 周縁部
５４ 接液部材
５５ 雌ねじ
５８ ボルト
６１ リテーナ
６２ ばね座金
６３ 締結フランジ部
６３ａ 締結フランジ部材
６５ ウエーブワッシャ
６６ 連結継手部

Claims (9)

1. ベローズの伸縮によりポンプ室の容積を増減して液体を吸入吐出するベローズポンプであって、
   液体吸入口と液体吐出口とが設けられたハウジングと、
   前記ベローズの往復動端に設けられ、前記ポンプ室に臨むベローズ頭部と、
   前記ベローズの内部の駆動室に往復動自在に設けられ、前記ベローズを伸縮駆動する往復動ロッドと、
   前記ベローズ頭部を挟持して前記往復動ロッドとともに往復動する挟持部材と、
   を有するベローズポンプ。
2. 請求項１記載のベローズポンプにおいて、
   前記挟持部材は、前記ポンプ室に臨む接液部材と、前記駆動室側の締結フランジ部とを有する、ベローズポンプ。
3. 請求項２記載のベローズポンプにおいて、
   前記締結フランジ部は、前記往復動ロッドの先端部にねじ結合される連結継手部を有する締結フランジ部材に設けられ、前記ベローズ頭部に当接する、ベローズポンプ。
4. 請求項２記載のベローズポンプにおいて、
   前記締結フランジ部は、前記往復動ロッドの先端部に設けられ前記ベローズ頭部に当接する、ベローズポンプ。
5. 請求項２記載のベローズポンプにおいて、
   前記接液部材に前記往復動ロッドが締結される、ベローズポンプ。
6. 請求項５記載のベローズポンプにおいて、
   前記接液部材は、前記ベローズ頭部に設けられた貫通孔を貫通する、ベローズポンプ。
7. 請求項３記載のベローズポンプにおいて、
   前記接液部材は、前記ベローズ頭部に設けられた貫通孔を貫通する、ベローズポンプ。
8. 請求項３記載のベローズポンプにおいて、
   前記締結フランジ部材は、前記ベローズ頭部に設けられた貫通孔を貫通する、ベローズポンプ。
9. 請求項２記載のベローズポンプにおいて、
   前記締結フランジ部は、前記往復動ロッドに設けられた段差部に当接する、ベローズポンプ。

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