JPH04321781A - ベローズポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばガソリン、薬品
あるいは水等の流体加圧ポンプとして使用されるベロー
ズポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のベローズポンプとしては、例えば
実開昭６０−９７３８５号公報に開示されたものがある
。この公報のベローズポンプは、図５に断面図で示され
ているようにシリンダ１１０内にベローズ１５０がピス
トン１３０の往復移動によって伸縮可能に取り付けられ
、シリンダ１１０内をベローズ１５０で第１作動室１６
０と第２作動室１７０とに区画し、第１作動室１６０に
は１次流体（移送流体）の吸入管１８０と吐出管１９０
を接続しまた第２作動室１７０には２次流体の吸入管２
００と吐出管２１０を接続し、かつそれぞれの管１８０
，１９０，２００，２１０にそれぞれの流通方向に対応
した逆止弁２２０，２３０，２４０，２５０を設けたも
ので、前記ピストン１３０の往復移動によるポンプ作動
時にベローズ１５０の内外圧がほぼ等しくなるようにし
て、ベローズ１５０の耐久性が低下することを防止して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のベローズポ
ンプは、各逆止弁２２０，２３０，２４０，２５０が開
弁圧力のバランスによって両作動室１６０，１７０の間
を同圧に保っている。また流体でも僅かながら圧力によ
って収縮し、またその種類によって収縮率、粘性等が違
う。従って、従来のベローズポンプによると、移送流体
の使用圧力が変化すると両作動室１６０，１７０の間を
同圧に保つことが困難であり、また仮に各逆止弁２２０
，２３０，２４０，２５０が開弁圧力の調整可能とされ
ても、各作動室の間のその開弁圧力の煩雑なバランス調
整が必要となってしまうことから、結局、使用圧力が変
化するとそのままで使用することが難しい。また前記従
来のベローズポンプでは、移送流体の吸入及び吐出と同
時に二次流体の吸入及び吐出を模擬的に行わせているの
で、移送流体の移送に無駄な駆動力を費やすことにもな
った。

【０００４】そこで本発明は、前記した問題点を解決す
るためになされたものであり、その目的はベローズの耐
久性の低下を防止しながらも、移送流体の使用圧力の変
化に対応することができ、また二次流体（作動流体）の
吸入及び吐出に費やされる駆動力の削減を図ることので
きるベローズポンプを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のベローズポンプは、ピストンが往復移動可能に配置
されたシリンダ室と、前記シリンダ室に一端を固定し他
端を自由状態にして配置され、同室をピストン側の第２
作動室と他方の第１の作動室とに区画する伸縮可能なベ
ローズと、前記第１作動室に連通され、移送流体が流通
する吸入路及び吐出路と、前記吸入路及び吐出路にそれ
ぞれの流通方向に対応して設けられた吸入側逆止弁及び
吐出側逆止弁と、前記第２の作動室に充填された作動流
体と、を備えている。また、前記ピストンの移動による
移送流体の吸入工程のほぼ終了時において前記第２作動
室と連通する作動流体室を設けるとよい。

【０００６】

【作用】前記手段によれば、ピストンの往復移動により
第２作動室の作動流体を介してベローズが伸縮作動させ
られるに伴い、第１作動室の圧力が上昇したときには吐
出側逆止弁が開かれることにより吐出路を通じて第１作
動室の移送流体が吐出され、続いて第１作動室の圧力が
低下したときには吐出側逆止弁が閉じまた吸入側逆止弁
が開かれることにより吸入路を通じて第１作動室に移送
流体が吸入され、この繰り返しにより移送流体に対する
ポンプ作用が果たされる。このとき第２作動室の作動流
体は、吸入及び吐出することなくその作動室内に充填さ
れたままで、前記ピストンの移動に伴うシリンダ室の体
積の変動分に応じて第１作動室の体積を変動させるよう
にベローズを伸縮作動させる。このベローズは、両作動
室の圧力が等しくなるように伸長あるいは収縮する。ま
た作動流体室が設けられたものでは、前記ピストンの１
ストローク毎に作動流体室と前記第２作動室が連通され
、第２作動室の作動流体の量が一定となるように調整さ
れる。

【０００７】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の実施例１を図面にしたがって説明
する。ベローズポンプを断面図で示した図１において、
ポンプ本体４５は、シリンダ室３４の周壁を形成するポ
ンプボデー３３と、このボデー３３上に固定ボルト２７
によって結合されたバルブブロック２６と、前記ポンプ
ボデー３３の側面（図示右側面）に固定ねじ７によって
取り付けられたオイルハウジング１１とからなる。この
オイルハウジング１１内のオイル室１３には、作動流体
（従来の二次流体に相当する）としての潤滑オイルが収
容されている。なおオイル室１３は、本発明でいう作動
流体室に該当する。

【０００８】前記ポンプボデー３３の下部に駆動機構５
０が収容されている。詳しくはポンプボデー３３に、駆
動シャフト４０が左右のベアリング３，６によって回転
可能に支持されている。駆動シャフト４０には、前記シ
リンダ室３４の下方に位置する偏心カム９が設けられて
いる。偏心カム９は、真円形状をなしており、その軸心
が駆動シャフト４０の軸心に対し所定量偏心している。 なお駆動シャフト４０のポンプボデー３３の側面から突
出された左端部には、適宜の回転駆動源が連繋される。 また、駆動シャフト４０の右端部には連通路１０が形成
され、前記オイル室１３のオイルがこの連通路１０を通
して前記ポンプボデー３３内の両ベアリング３，６間の
潤滑室４に導入されている。なお前記左側のベアリング
３の外側には、前記潤滑室４をシールするシール材１が
設けられている。

【０００９】前記シリンダ室３４にピストン３７が昇降
可能に設けられている。ピストン３７には、前記偏心カ
ム９上に当接する従動ローラー３８がローラーシャフト
３９を介して回転可能に取り付けられている。ピストン
３７の外周に設けられたフランジ３７ａと、その上方に
て対向するポンプボデー３３の環状溝３３ａとの間には
、常にはピストン３７を図示下方へ付勢するコイルスプ
リング１７が配置されている。

【００１０】また前記ポンプボデー３３とバルブブロッ
ク２６との間には、円板状のベローズ固定フランジ３１
が挟持された状態で固定されている。なおベローズ固定
フランジ３１は、前記シリンダ室３４と連通する連通孔
３１ａをもちかつ前記ポンプボデー３３に対しキー３０
にて回り止めされている。ベローズ固定フランジ３１に
は、伸縮可能な蛇腹状断面を有する円筒状のステンレス
製ベローズ３５の一端面が溶着等によって気密状に固着
されている。このベローズ３５の他端面にはベローズ可
動フランジ３６が溶着等によって気密状に固着されてい
る。従ってベローズ３４は、シリンダ室３４に一端を固
定し他端を自由状態にして配置され、そのシリンダ室３
４が内外の区画室、すなわちピストン側の第２作動室１
５と他方の第１作動室１４とに区画している。この第２
作動室１５には、作動流体としての潤滑オイルが充填さ
れている。なおベローズ３５、ベローズ固定フランジ３
１及びベローズ可動フランジ３６は、ポンプ本体４５へ
の装着前において予めベローズアッセンブリとして組付
けられる。またシリンダ室３７には、ベローズ３５の最
長時にベローズ可動フランジ３６が当接する段差面３４
ａが形成されている。

【００１１】また、前記ポンプボデー３３に結合したバ
ルブブロック２６には、前記ベローズ固定フランジ３１
の連通孔３１ａに連続する吐出路１９と、その吐出路１
９に交差する吸入路２１が設けられている。吸入路２１
の接続口には、移送流体のフィードポンプをもつ供給側
管路と連通する吸入口金具２０がねじ付けられている。 また吐出路１９の接続口には、移送流体の吐出側管路に
連通する吐出口金具２４がねじ付けられている。なお移
送流体としては、ガソリン、アルコール、薬品、水、そ
の他の液体が考えられる。前記吸入路２１及び吐出路１
９には、それぞれの流通方向に対応して移送流体の逆流
を阻止する逆止弁２８，２３がそれぞれ設けられている
。各逆止弁２８，２３のボール２８ａ，２３ａは、スプ
リング２８ｂ，２３ｂの付勢力によって当該孔２１，１
９を閉じている。なお吐出側逆止弁２３は、吐出口金具
２４の回動によって吐出圧力を調節することができる。 また吸入側逆止弁２８は、吸入路２１の他端を閉止する
プラグねじ２３ｃの回動によって吸入圧力を調節するこ
とができる。

【００１２】前記ポンプボデー３３の側壁には、前記オ
イル室１３と連通するオイル穴４９が貫通されている。 オイル穴４９の前記シリンダ室３４に開口する先端開口
は、前記ピストン３７の移動による移送流体の吸入工程
のほぼ終了時、すなわち下死点近くにおいて前記第２作
動室１５と連通する位置に設定されている。従ってオイ
ル穴４９の先端開口は、ピストン３７の下死点以外のと
ころではそのピストン側面によって閉止される。

【００１３】前記したベローズポンプにおいて、図示し
ない回転駆動源の駆動によって、駆動シャフト４０、偏
心カム９及び駆動シャフト４０を主体とする駆動機構５
０を介してピストン３７が往復移動させられる。この駆
動シャフト４０の回転に伴う偏心カム９の回転により、
下死点位置にあるピストン３７が上昇工程（吐出工程）
に入ると、オイル穴４９が閉じられたのち、第２作動室
１５のオイルの圧力が上昇される。なおこの状態が図３
に部分断面図で示されている。このオイル圧力の上昇に
より、ベローズ３５が収縮させられることにより第１作
動室１４の移送流体の圧力が上昇し、その圧力でもって
吐出側逆止弁２３が開かれることにより、吐出路１９を
通じて第１作動室１４の移送流体が吐出される。

【００１４】続いて駆動シャフト４０が更に回転し、ピ
ストン３７が上死点から下降工程（吸入工程）に入ると
、スプリング１７の反力によってピストン３７が押し下
げられる。ピストン３７が下降されていくに伴い、第２
作動室１５が負圧傾向となり、ベローズ３５が伸長させ
られ、ひいては第１作動室１４が負圧傾向となる。する
と、吐出側逆止弁２３が閉じられ、吸入側逆止弁２８が
開かれることにより、吸入路２１を通じて第１作動室１
４に移送流体が吸入される。そしてピストン３７が更に
下降され吸入工程の終了近くになると、ピストン３７に
よって閉じていたオイル穴４９が開かれる。なおこの状
態が図２に部分断面図で示されている。すると、第２作
動室１５とオイル室１３とがオイル穴４６を通じて連通
されることにより、第２作動室１５がほぼ大気圧となる
ため、フィードポンプによりベローズ３５内の第１作動
室１４に加わる圧力によりベローズ可動フランジ３６が
下方へ押され、シリンダ３４の段付面３４ａに当接され
る。これによって、ピストン３７の１ストローク毎にベ
ローズ３５の全長が一定に保たれる結果、ベローズ３５
の異常な変形を防止してその破壊が防止される。

【００１５】前記したようにピストン３７の昇降に伴う
ベローズ３５の伸縮の繰り返しによって移送流体に対す
るポンプ作用が果たされる。このとき第２作動室１５の
オイルは、吸入及び吐出することなくその作動室１５内
に充填されたままで、前記ピストン３７の移動に伴うシ
リンダ室３５の体積の変動分に応じて第１作動室１４の
体積を変動させるようにベローズ３５を伸縮作動させる
。従って、移送流体の吸入及び吐出にかかわらずオイル
の吸入及び吐出がなされないため、従来の二次流体の吸
入及び吐出に要した無駄な駆動力を削減することができ
る。このことは駆動源及び構成部品の小型化による製作
コスト及びランニングコストの低減を図るに有効である
。

【００１６】また、前記ベローズ３５がベローズ内外の
圧力、すなわち両作動室１４，１５の圧力が等しくなる
ように伸長あるいは収縮するので、両作動室１４，１５
の間の差圧が低減され、ひいてはベローズ３５の耐久性
の低下が防止されるとともに、移送流体の収縮率や粘性
等によって移送流体の使用圧力が変化してもそのままで
使用することができる。

【００１７】また、前記ピストン３７の１ストローク毎
に前記第２作動室１５がオイル室１３と連通して第２作
動室１５のオイルの量が一定となるように調整される。 このため、外気温の変化、長時間連続運転によるオイル
温の上昇、ピストン３７とシリンダ３４との間その他の
シール部等からのオイルの洩れ等によるオイルの量の変
動を防止することができ、ピストン３７のストローク毎
にベローズ３７に一定の動きが与えられる。これにより
、移送流体を常に一定量でもって加圧移送することがで
きる。

【００１８】〔実施例２〕本発明の実施例２を図面にし
たがって説明する。なお本例は実施例１の一部を変更し
たものであるから、変更部位についてのみ詳述する。変
更部分を断面図で示した図４において、本例はベローズ
３５をシリンダ室３４内に上下逆さに配置し、ベローズ
３５内を第２作動室１５、その外を第１作動室１４とし
たものである。この場合、ベローズ３５は、移送流体の
吸入時に収縮し、その吐出時に伸長させられる。なおベ
ローズ固定フランジ３１は、リング状に形成されてシリ
ンダ室３４の段付面３４ａに固着される。本例によって
も、実施例１と同等の作用・効果が得られる。

【００１９】なお本発明は前記実施例１，２に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る変更が可能である。例えば駆動機構５０としては、実
施例の偏心カム式の他、クランク式を採用してもよい。 またオイル穴４９の開閉は、実施例のピストン３７を利
用するものの他、電磁弁による電気制御式でもよく、そ
の開閉タイミングが吸入工程の終了時のタイミングとほ
ぼシンクロして作動されれば、どのような手段でも差し
支えない。また移送流体に第１作動室への充分なフィー
ド圧が提供されない場合には、例えば実施例１において
ベローズ３５のベローズ可動フランジ３６を下方へ付勢
するスプリング手段を付設し、オイル穴４９が開いた時
にその可動フランジ３６をシリンダ室３４の段付面３４
ａに積極的に当接させてその位置を安定させると良い。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ベローズが両作動室の
圧力が等しくなるように伸長あるいは収縮することによ
り、ベローズの耐久性の低下が防止されるとともに、移
送流体の使用圧力が変化してもそのままで対応すること
ができる。また移送流体の吸入及び吐出にかかわらず作
動流体の吸入及び吐出がなされないため、従来装置にお
ける無駄な駆動力が削減され、これにより駆動源及び構
成部品を小型化して製作コスト及びランニングコストを
低減することができる。また、作動流体室を備えるもの
では、前記ピストンの１ストローク毎に作動流体室と前
記第２作動室が連通され、第２作動室の作動流体の量が
一定となるように調整されることにより、作動流体の温
度上昇やシール洩れ等による作動流体の量の変動を防止
することができ、ピストンのストローク毎にベローズに
一定の動きを与え、移送流体を常に一定量でもって加圧
移送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のベローズポンプの断面図である。

【図２】ピストンの下死点状態を示す断面図である。

【図３】ピストンの上死点状態を示す断面図である。

【図４】実施例２のベローズポンプの部分断面図である
。

【図５】従来例のベローズポンプの断面図である。

【符号の説明】

１３　　オイル室（作動流体室） １４　　第１作動室 １５　　第２作動室 １９　　吐出路 ２１　　吸入路 ２３　　吐出側逆止弁 ２８　　吸入側逆止弁 ３４　　シリンダ室 ３５　　ベローズ ３７　　ピストン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ピストンが往復移動可能に配置された
   シリンダ室と、前記シリンダ室に一端を固定し他端を自
   由状態にして配置され、同室をピストン側の第２作動室
   と他方の第１の作動室とに区画する伸縮可能なベローズ
   と、前記第１作動室に連通され、移送流体が流通する吸
   入路及び吐出路と、前記吸入路及び吐出路にそれぞれの
   流通方向に対応して設けられた吸入側逆止弁及び吐出側
   逆止弁と、前記第２の作動室に充填された作動流体と、
   を備えたベローズポンプ。
2. 【請求項２】　　前記ピストンの移動による移送流体の
   吸入工程のほぼ終了時において前記第２作動室と連通す
   る作動流体室が設けられた請求項１記載のベローズポン
   プ。