JPH11107925A - ベローズポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベローズの基端側に付着したエアを流体の吸
入力によって除去し、ポンプ効率を向上することができ
るベローズポンプを提供する。 【解決手段】 シリンダ６を有するハウジング１及び２
と、シリンダ６内を往復動自在なピストン４と、ピスト
ン４を往復させる偏心カム３と、ピストン４の往復動に
より内部が昇圧減圧され一端側を固定端、他端側を可動
端として伸縮可能なベローズ２０と、ベローズ２０を収
容しベローズ２０の伸縮により昇圧減圧されるポンプ室
２ａと、ポンプ室２ａに開口しポンプ室２ａの減圧によ
り流体をポンプ室２ａ内へ吸入する吸入口９ｂと、ポン
プ室２ａに開口しポンプ室２ａの昇圧により流体をポン
プ室２ａ外へ吐出する吐出口８ｂとを有するベローズポ
ンプにおいて、吸入口９ｂをベローズ２０の固定端側へ
向けて配設したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、内燃機関
における燃料等の流体加圧ポンプとして用いられるベロ
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、例えば、
特開平４−209981号公報に記載されているものがある。
これは、ベローズを収容し該ベローズの伸縮により内部
に充填された流体が昇圧減圧されるポンプ室と、ベロー
ズの一端に固定されたピストンと、このピストンをポン
プ室内で往復動させるカムとを有しており、前記ポンプ
室の内外を連通する吸入路及び吐出路が設けられたこと
により、流体がポンプ室内へ吸入され、ポンプ室外へ吐
出されるものである。

【０００３】また、吸入路及び吐出路には、吸入チェッ
ク弁及び吐出チェック弁が配設されており、ベローズが
伸長してポンプ室が正圧の時は吸入チェック弁が閉じる
と共に吐出チェック弁が開き、ベローズが収縮してポン
プ室が負圧の時は吸入チェック弁が開くと共に吐出チェ
ック弁が閉じる。こうして、ベローズの伸縮によって、
ポンプ動作が行われる。

【０００４】更に、ベローズは、一端をベローズポンプ
本体に固定されたカバー板に、他端をピストンにそれぞ
れ固定されており、一端側を固定端および他端側を可動
端として、伸縮動作する構造とされている。（特開平４
−209981号公報参照）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のベローズポンプにおいては、ポンプ室に吸入される
流体は、ベローズの固定端側には吸入されないので、以
下のような問題点があった。ベローズポンプのベローズ
周面にエアが付着するとポンプ効率を悪化させる虞があ
るため、エアを除去する必要があるが、ベローズの可動
端側では、ピストンの動作によってベローズの伸縮方向
へ移動してエアが取り除かれるのに対して、固定端側で
はベローズの移動はほとんどなく、エアは周面に付着し
たままとなってしまう。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、ベローズの固定端側に付着したエアを流体の吸入
力によって除去し、ポンプ効率を向上することができる
ベローズポンプを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のベローズポンプは、シリンダを有す
るハウジングと、前記シリンダ内を往復動自在なピスト
ンと、該ピストンを往復させる駆動手段と、前記ピスト
ンの往復動により内部が昇圧減圧され一端側を固定端、
他端側を可動端として伸縮可能なベローズと、該ベロー
ズを収容し前記ベローズの伸縮により昇圧減圧されるポ
ンプ室と、該ポンプ室に開口し前記ポンプ室の減圧によ
り流体をポンプ室内へ吸入する吸入口と、前記ポンプ室
に開口し前記ポンプ室の昇圧により流体をポンプ室外へ
吐出する吐出口と、を有し、前記吸入口を前記ベローズ
の固定端側へ向けて配設したものである。

【０００８】かかる構成によれば、駆動手段により駆動
されたピストンがハウジング内で往復動してベローズを
伸縮させポンプ室内を昇圧減圧することによって、流体
を吸入口からポンプ室内に吸入し、吐出口からポンプ室
外へ吐出する際、吸入口から吸入される流体が、ベロー
ズの固定端側を表面のエアを除去しつつ流動する。ま
た、請求項２に記載のベローズポンプは、前記吸入口
が、直接前記ベローズ周面に向けて配設されたものであ
る。

【０００９】かかる構成によれば、吸入口からの流体
は、直接ベローズ周面に向かって流入する。また、請求
項３に記載のベローズポンプは、前記吸入口が、前記ベ
ローズの中心軸からずれた位置に向けて配設されたもの
である。かかる構成によれば、吸入口からの流体は、ポ
ンプ室に対してオフセットされて流入するので、ポンプ
室内を旋回する。

【００１０】また、請求項４に記載のベローズポンプ
は、前記吸入口が前記吐出口と直接対向しない位置に配
設されたものである。かかる構成によれば、吸入口から
の流体は、ポンプ室内を所定距離旋回した後、吐出口へ
導かれる。また、請求項５に記載のベローズポンプは、
前記吸入口が、前記吐出口より上方に配設されたもので
ある。

【００１１】かかる構成によれば、吸入口からの流体
は、ポンプ室上方から流入し、ポンプ室下方の吐出口か
ら流出する。また、請求項６に記載のベローズポンプ
は、前記吸入口が、前記ポンプ室の内壁面に対して接線
方向に向けて配設されるものである。かかる構成によれ
ば、吸入口からの流体は、ポンプ室の内壁面に沿って流
入する。

【００１２】また、請求項７に記載のベローズポンプ
は、前記吸入口が、該吸入口からみて前記ベローズの谷
部に向けて配設されるものである。かかる構成によれ
ば、吸入口からの流体は、ベローズの蛇腹部分のうち、
谷部に対して流入する。

【００１３】

【発明の効果】請求項１記載のベローズポンプによれ
ば、ポンプ室に流入する流体が、ベローズの固定端側を
流動してエアを除去するので、ベローズ固定端側表面の
エアの付着を防止し、ポンプ効率を向上することができ
る。請求項２記載のベローズポンプによれば、流入する
流体は、直接ベローズ周面に向かって流動するため、エ
アの払拭力も向上し、より確実にエアを除去することが
できる。

【００１４】請求項３記載のベローズポンプによれば、
流体はポンプ室内を旋回するので、ベローズの全周にわ
たってエアを除去することができる。請求項４記載のベ
ローズポンプによれば、吸入口と吐出口とは対向してい
ないので、流入した流体は、ポンプ室内を所定距離旋回
することができ、より確実にエアを除去することができ
る。

【００１５】請求項５記載のベローズポンプによれば、
ベローズの上方から流体を流入することにより、ベロー
ズの上方に溜まり易いエアを、より確実に除去すること
ができる。また、流体をベローズ回りに少なくとも１周
させることができるため、より確実に旋回流を形成する
ことができる。請求項６記載のベローズポンプによれ
ば、ベローズ内壁面に沿って流体が流入するので、ポン
プ室内で最大径の旋回流を形成することができ、エアの
払拭力をより増すことができる。

【００１６】請求項７記載のベローズポンプによれば、
ベローズ表面のうち、エアが溜まり易く流体が流入しに
くい谷部に向けて、直接流体を流入するので、より確実
にエアを除去することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。本発明の第１の実施形
態としてのベローズポンプは、図１に示すように、アッ
パーハウジング１とロアハウジング２とを含むハウジン
グによって構成されており、アッパーハウジング１内に
はカム室１ａが設けられていると共に、ロアハウジング
２内には、ガソリン等の流体が充填されたポンプ室２ａ
が設けられている。

【００１８】カム室１ａ内には、図中紙面垂直方向に延
びるカムシャフト３ａと、軸心をカムシャフト３ａの軸
心に対し所定量偏心させて配設された偏心カム３とが配
設されており、これらは駆動手段を構成する。また、カ
ムシャフト３ａは、図示しない回転駆動源によって回転
可能とされており、偏心カム３を回転させる。ポンプ室
２ａ内には、内部にシリンダ室６ａを有するシリンダ６
と、シリンダ６を内包して配設されたベローズ２０とが
配設されている。

【００１９】シリンダ６は、シリンダ室６ａの内周面で
ピストン４を摺動可能としており、シリンダ台座２１及
びシリンダストッパ７に固定されている。ピストン４
は、ピストンスプリング１１の図中上向きの付勢力によ
り、常に偏心カム３の周面にその上面が接触するように
配設されているため、偏心カム３の回転によってシリン
ダ室６ａ内を往復動可能とされている。

【００２０】また、シリンダ６の下面には、ピストンス
プリングの一端を固定するスプリングストッパー１２が
配設されている。尚、スプリングストッパー１２は、シ
リンダ室６ａの内外を連通する孔３０を有しているた
め、シリンダ室６ａの外側であってベローズ２０の内側
の空間（以下、ベローズ室２２という。）の流体は、シ
リンダ室６ａにも充填される。

【００２１】ベローズ２０は、例えばステンレス材によ
って形成されるものであって、一端（以下、固定端とい
う。）がベローズ固定台座１９に、他端（以下、可動端
という。）が弾性シール部材５にそれぞれ固定されてい
る。また、ベローズ２０の両端は、それぞれベローズ固
定台座１９及び弾性シール部材５に密着して固定されて
いるため、ポンプ室２ａとベローズ室２２とは画成され
ており、ベローズ室２２内には、ポンプ室２ａ内の流体
より粘度の高い作動油等が充填されている。

【００２２】尚、弾性シール部材５の下面に配設された
リターンスプリング１０は、ベローズ２０が伸縮して弾
性シール部材５が変位した場合、元の位置に戻すように
作用するものである。ポンプ室２ａは、図２に示すよう
に断面略円形状とされており、流体が流入するための吸
入路９、及び流体が流出するための吐出路８がそれぞれ
接続されている。吸入路９は、吸入口９ｂにてポンプ室
２ａに開口しており、途中経路に吸入チェック弁９ａを
有している。ここで、吸入口９ｂと吐出口８ｂとは、ベ
ローズ２０を挟んで互いに反対側に設けられており、直
接対向しないようになっている。

【００２３】これにより、ポンプ室２ａ内が所定圧力よ
り低くなると吸入チェック弁９ａが開き、吸入路９を通
って流体がポンプ室２ａに流入すると共に吐出チェック
弁８ａが閉じ、吐出路８からの流体の流出を遮断する。
一方、ポンプ室２ａ内が所定圧力より高くなると吸入チ
ェック弁９ａが閉じ、吸入路９からの流体の流入を遮断
すると共に吐出チェック弁８ａが開き、吐出路８を通っ
て流体が流出する。

【００２４】尚、ロアハウジング２とベローズ固定台座
１９との間には、燃料Ｏリング１４が配設され、ポンプ
室２ａ内の流体をシールすると共に、シリンダ６とベロ
ーズ固定台座１９との間には、油圧Ｏリング１３が配設
され、ベローズ室２０内の流体をシールしている。ここ
で、本発明においては、吸入口９ｂが図１で示すよう
に、ベローズ２０の固定端側に向けて配設されている。
尚、吸入口９ｂの向きは、ベローズ２０の固定端側を向
けて配設されていれば、ベローズ２０の軸方向に対して
垂直方向、或いは軸方向に対して所定角度傾斜した方向
を向けて配設してもよい。

【００２５】次に、上記構成による作用を以下に説明す
る。図示しない回転駆動源により偏心カム３が回転する
と、ピストン４が図中上下方向に往復動する。ピストン
４の往復動の過程における図中下向きの移動によりシリ
ンダ室６ａの体積が減少し、その体積減少分の流体がシ
リンダ室６ａからベローズ室２２へ流動する。これによ
り、ベローズ室２２内が昇圧され、ベローズ２０は、リ
ターンスプリング１０の付勢力に抗して、その軸方向へ
伸長する。

【００２６】ベローズ２０の伸長によりポンプ室２ａ内
は昇圧され、吸入チェック弁９ａを閉じると共に吐出チ
ェック弁８ａを開き、ポンプ室２ａ内の流体を吐出す
る。また、ピストン４の往復動における図中上向きの移
動により、シリンダ室６ａ内の体積は増加し、その体積
増加分の流体がベローズ室２２からシリンダ室６ａ内へ
流動する。これにより、ベローズ室２２内が減圧され、
ベローズ２０はリターンスプリング１０の復元力及び減
圧作用により、その軸方向へ収縮する。

【００２７】ベローズ２０の収縮によりポンプ室２ａ内
は減圧され、吐出チェック弁８ａを閉じると共に吸入チ
ェック弁９ａを開き、ポンプ室２ａ内に流体を吸入す
る。ポンプ室２ａ内へ吸入される流体は、吸入路９を通
って吸入口９ｂから流入する。吸入口９ｂは、ベローズ
２０の固定端側に向けられているため、流体は、図２中
流路ａで示す如く、ベローズ２０の固定端側表面にあた
って流入し、ベローズ２０の固定端側表面に付着したエ
アを除去する。

【００２８】尚、ここでは、吸入口９ａが直接ベローズ
２０の固定端側表面に向けられているものについて説明
したが、ベローズ２０の固定端側であればベローズ２０
の表面に向けられていなくてもよい。この場合には、吸
入口９ａから流入する流体によりベローズ２０の固定端
側周囲の流体が流動し、エアを除去することができる。

【００２９】従って、ベローズ２０の固定端側は上記の
ようにエアが除去され、可動端側はベローズ２０の伸縮
に伴う変位によりエアが除去されるので、ベローズ２０
の全周面にわたってエアを除去することができる。次
に、本発明によるベローズポンプの第２の実施形態につ
いて説明する。本実施形態におけるベローズポンプは、
図３に示すように、吸入路９の吸入口９ｂがベローズ２
０の中心軸からずれた位置に向けて配設されていると共
に、吸入口９ｂからの流体の吸入方向（図中矢印ａ方
向）が吐出口８ｂからの流体の吐出方向（図中矢印ｂ方
向）と異なるように、即ち吐出口８ｂが吸入口９ｂと対
向しない位置となるように配設されたものである。

【００３０】従って、吸入口９ｂからの流体は、ポンプ
室２ａに対してオフセットされて流入するので、ポンプ
室２ａ内を旋回し、ベローズ２０の固定端側をその周面
に沿って流動しつつエアを除去することができる。ま
た、吸入口９ｂと吐出口８ｂとが対向して配設された場
合と比べて、ポンプ室２ａに流入した流体の旋回距離が
多くなるため、より確実にエアを除去することができ
る。

【００３１】次に、本発明によるベローズポンプの第３
の実施形態について説明する。本実施形態におけるベロ
ーズポンプは、図４に示すように、吸入口９ｂが吐出口
８ｂの高さよりΔＤだけ上方に配設されている。この吸
入口９ｂと吐出口８ｂの高さのずれ量ΔＤは、吸入路９
の径Ｄ_inと吐出路８の径Ｄ_out の和の１／２より大きく
設定するのが好ましい。即ち、吐出口８ｂの上端より吸
入口９ｂの下端の方が、上方に設けられている。

【００３２】従って、吸入路９からの流体は、ベローズ
２０の固定端側上方から吸入された後、固定端側下方の
吐出路８から吐出するので、ベローズ２０の上方に溜ま
り易いエアをより確実に除去することができる。また、
ポンプ室２ａ内の吸入口９ｂと同一平面内には吐出口８
ｂが設けられていないので、吸入口９ｂから吸入された
流体は、ベローズ２０の周りを少なくとも１周旋回する
こととなり、より確実に旋回流を形成することができ
る。

【００３３】次に、本発明によるベローズポンプの第４
の実施形態について説明する。本実施形態におけるベロ
ーズポンプは、図５に示すように、吸入口９ｂがポンプ
室２ａの内壁面２ａａに対して接線方向に向けて配設さ
れている。このような吸入口９ｂから吸入された流体
は、図中矢印ａで示されるように、ポンプ室２ａの内壁
面２ａａに沿って流入するため、ポンプ室２ａ内の最大
径で旋回流を形成しはじめ、エアの払拭力をより増すこ
とができる。

【００３４】次に、本発明によるベローズポンプの第５
の実施形態について説明する。本実施形態におけるベロ
ーズポンプは、図６に示すように、吸入口９ｂが、吸入
口９ｂ側からみてベローズ２０の谷部２０ａに向けて配
設されたものである。即ち、ベローズ２０の周面は蛇腹
形状であり、この蛇腹の凹凸のうち凹の部分にエアが溜
まり易いため、この部分に吸入口９ｂからの流体を吸入
してエアを払拭するものである。かかる構成により、よ
り確実にエアを除去することができる。

【００３５】尚、吸入路９の軸線ｌが、谷部２０ａの最
深部２０ｂと交差するよう、吸入口９ｂを配設するのが
好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるベローズポンプ
の縦断面図

【図２】本発明の第１の実施形態によるベローズポンプ
のＡ−Ａ線断面図

【図３】本発明の第２の実施形態によるベローズポンプ
の横断面図

【図４】本発明の第３の実施形態によるベローズポンプ
の横断面図

【図５】本発明の第４の実施形態によるベローズポンプ
の横断面図

【図６】本発明の第５の実施形態によるベローズポンプ
の横断面図

【符号の説明】

１…アッパーハウジング ２…ロアハウジング ２ａ…ポンプ室 ４…ピストン ６…シリンダ ８…吐出路 ８ａ…吐出チェック弁 ８ｂ…吐出口 ９…吸入路 ９ａ…吸入チェック弁 ９ｂ…吸入口 ２０…ベローズ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダを有するハウジングと、前記シリ
   ンダ内を往復動自在なピストンと、該ピストンを往復さ
   せる駆動手段と、前記ピストンの往復動により内部が昇
   圧減圧され一端側を固定端、他端側を可動端として伸縮
   可能なベローズと、該ベローズを収容し前記ベローズの
   伸縮により昇圧減圧されるポンプ室と、該ポンプ室に開
   口し前記ポンプ室の減圧により流体をポンプ室内へ吸入
   する吸入口と、前記ポンプ室に開口し前記ポンプ室の昇
   圧により流体をポンプ室外へ吐出する吐出口とを有する
   ベローズポンプにおいて、前記吸入口を前記ベローズの
   固定端側へ向けて配設したことを特徴とするベローズポ
   ンプ。
2. 【請求項２】前記吸入口は、直接前記ベローズ周面に向
   けて配設されたことを特徴とする請求項１記載のベロー
   ズポンプ。
3. 【請求項３】前記吸入口は、前記ベローズの中心軸から
   ずれた位置に向けて配設されたことを特徴とする請求項
   １又は請求項２記載のベローズポンプ。
4. 【請求項４】前記吸入口が前記吐出口と直接対向しない
   位置に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項３
   のいずれか１つに記載のベローズポンプ。
5. 【請求項５】前記吸入口は、前記吐出口より上方に配設
   されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
   １つに記載のベローズポンプ。
6. 【請求項６】前記吸入口は、前記ポンプ室の内壁面に対
   して接線方向に向けて配設されることを特徴とする請求
   項１〜請求項５のいずれか１つに記載のベローズポン
   プ。
7. 【請求項７】前記吸入口は、該吸入口からみて前記ベロ
   ーズの谷部に向けて配設されることを特徴とする請求項
   １〜請求項６のいずれか１つに記載のベローズポンプ。