JPWO2018135156A1 - Bellows pump - Google Patents
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Abstract
軸線方向に伸縮可能なベローズ(5)を備えたベローズポンプを開示する。ベローズ(5)の周壁(5a)は、軸線方向に並列する複数の直線形壁(51A,51B)を交互に山形壁(52)と谷形壁(53)とで連結してなる。山形壁(52)におけるベローズ(5)の伸長方向側の部分(第1山形壁部分(51A))は、当該山形壁(52)におけるベローズ(5)の収縮方向側の部分(第2山形壁部分(52B))の肉厚(T2)より大きな肉厚(T1)の補強部分(52C)を有する。補強部分(52C)は、第1山形壁部分(52A)における第2山形部分(52B)との境界部及び直線形壁(51A)との境界部を除く全ての部分である。The bellows pump provided with the bellows (5) which can be expanded-contracted to an axial direction is disclosed. The peripheral wall (5a) of the bellows (5) is formed by alternately connecting a plurality of linear walls (51A, 51B) arranged in parallel in the axial direction by a mountain wall (52) and a valley wall (53). The portion of the angled wall (52) on the side of the extension direction of the bellows (5) (first angled wall portion (51A)) is the portion of the angled wall (52) on the contraction direction side of the bellows (5) (second angled wall). The reinforcing portion (52C) has a thickness (T1) larger than the thickness (T2) of the portion (52B)). The reinforcing portion (52C) is all portions except the boundary portion with the second mountain-shaped portion (52B) and the boundary portion with the straight-shaped wall (51A) in the first mountain-shaped wall portion (52A).
Description
本発明は、例えば半導体、液晶、有機EL等の製造プロセスにおいて薬液、スラリ液等の液体を送液、循環させるために使用されるベローズポンプに関するものである。 The present invention relates to a bellows pump used to feed and circulate a liquid such as a chemical liquid and a slurry liquid in a manufacturing process of, for example, a semiconductor, a liquid crystal, and an organic EL.
従来のベローズポンプとして、特許文献1又は特許文献2に開示される如く、各直線形壁とこれに隣接する直線形壁の一方とを山形壁で連結すると共に当該隣接する直線形壁の他方とを谷形壁で連結してなる断面蛇腹状の周壁を備えて軸線方向に伸縮可能なベローズを使用して、送液機能を発揮するように構成されたもの(以下「従来ベローズポンプ」という)が周知である。従来ベローズポンプにあっては、特許文献1の図2及び特許文献2の図2に開示される如く、ベローズの周壁を構成する直線形壁、山形壁及び谷形壁の肉厚が均一且つ同一又は略同一とされており、ベローズを伸長させることによりベローズ内に液体を吸入する吸入工程と当該ベローズを収縮させることによりベローズ内の液体を吐出する吐出工程とを交互に行うことによって送液機能が発揮される。
As a conventional bellows pump, as disclosed in Patent Document 1 or
しかし、従来ベローズポンプにあっては、使用期間が長期に及ぶとベローズの周壁の一部に亀裂が発生して破損することがあり、ベローズの耐久性に問題があった。 However, the conventional bellows pump has a problem in durability of the bellows because a part of the peripheral wall of the bellows may be cracked and damaged when the usage period is long.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、ベローズの耐久性を向上させ得るベローズポンプを提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the bellows pump which can improve durability of a bellows.
本発明は、軸線方向に並列する複数の直線形壁と、各直線形壁とこれに隣接する直線形壁の一方との外周端部間を連結する山形壁と、各直線形壁とこれに隣接する直線形壁の他方との内周端部間を連結する谷形壁とからなる断面蛇腹状の周壁を備えて軸線方向に伸縮可能なベローズにより、液体を吸引、吐出するように構成されたベローズポンプであって、上記の目的を達成すべく、特に、前記山形壁におけるベローズの伸長方向側の部分である第1山形壁部分が、当該山形壁におけるベローズの収縮方向側の部分である第2山形壁部分の肉厚より大きな肉厚の補強部分を有することを特徴とするベローズポンプを提案する。 The present invention includes a plurality of linear walls arranged in parallel in the axial direction, a mountain wall connecting between the outer peripheral ends of each linear wall and one of the adjacent linear walls, each linear wall, and A bellows-shaped peripheral wall composed of a valley-shaped wall that connects between the inner peripheral ends of the other adjacent linear walls, and is configured to suck and discharge liquid by a bellows that can expand and contract in the axial direction. In order to achieve the above-mentioned object, in particular, the first angle wall part which is the part of the angled wall on the extension direction side of the angled wall is the part of the angled wall on the contraction direction side of the bellows. A bellows pump characterized by having a reinforcing portion having a thickness larger than the thickness of the second chevron wall portion is proposed.
本発明のベローズポンプの好ましい実施の形態にあって、前記補強部分は、前記第1山形壁部分における前記直線形壁との境界部及び前記第2山形壁部分との境界部を除く全ての部分又は一部分であり、当該補強部分においては、前記山形壁の断面における当該山形壁の内周面の曲率中心からベローズの伸長方向に延びる直線に対して任意の角度α(0°<α<90°)をなす位置の肉厚が、前記第2山形壁部分における当該直線に対して角度β(=180°−α)をなす位置の肉厚より大きい。また、前記第1山形壁部分に連なる直線形壁の肉厚は、前記第2山形壁部分に連なる直線形壁の肉厚よりも大きくしておくか、或は前記第2山形壁部分に連なる直線形壁の肉厚と同一又は略同一としておくか、何れも可能である。 In a preferred embodiment of the bellows pump according to the present invention, the reinforcing portion includes all the portions except the boundary portion with the straight wall and the boundary portion with the second angle wall portion in the first angle wall portion. Alternatively, in the reinforcing portion, an arbitrary angle α (0 ° <α <90 °) with respect to a straight line extending in the extending direction of the bellows from the center of curvature of the inner peripheral surface of the angled wall in the section of the angled wall. ) Is larger than the thickness at the position forming an angle β (= 180 ° −α) with respect to the straight line in the second chevron wall portion. Further, the thickness of the straight wall continuous to the first angled wall portion is set to be larger than the thickness of the straight wall connected to the second angled wall portion, or connected to the second angled wall portion. It can be either the same as or substantially the same as the wall thickness of the straight wall.
本発明のベローズポンプにあっては、応力集中により破損し易い第1山形壁部分を第2山形壁部分の肉厚より大きな肉厚の補強部分を有するものとして、当該第1山形壁部分を補強するようにしたから、第1山形壁部分の破損を可及的に防止して、ベローズの耐久性を大幅に向上させることができる。 In the bellows pump of the present invention, the first angled wall part that is easily damaged due to stress concentration has a reinforcing part having a thickness larger than the thickness of the second angled wall part, and the first angled wall part is reinforced. As a result, it is possible to prevent the first angled wall portion from being damaged as much as possible, and to greatly improve the durability of the bellows.
本発明を実施するための形態を、図面に基づいて、具体的に説明する。 A mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は本発明に係るベローズポンプの一例を示す断面図であり、図2は図1と異なる状態を示す図1相当の断面図であり、図3は図1の要部を拡大して示す断面図で、ベローズの最収縮状態を示すものであり、図4は図2の要部を拡大して示す断面図で、ベローズの最伸長状態を示すものであり、図5及び図6は図3の要部を拡大して示す断面図で、異なるベローズ形状を示すものである。なお、以下の説明において、左右とは、図1〜図3における左右をいうものとする。また、軸線とは後述するベローズの中心線を意味し、軸線方向とは当該軸線に平行する方向を意味する。 1 is a cross-sectional view showing an example of a bellows pump according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1 showing a state different from FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 4 is a cross-sectional view showing the most contracted state of the bellows, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of FIG. 2, and shows the most extended state of the bellows, and FIG. 5 and FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of FIG. 3, showing different bellows shapes. In the following description, left and right refer to the left and right in FIGS. Moreover, an axis means the centerline of the bellows mentioned later, and an axial direction means the direction parallel to the said axis.
図1及び図2に示すベローズポンプは、薬液、スラリ液等の液体Fを送液させる複動型の横型ベローズポンプであって、吐出通路1及び吸入通路2を形成したポンプヘッド3と、ポンプヘッド3の両側に設けられた左右一対のシリンダケース4,4と、各シリンダケース4内に配して、ポンプヘッド3に取り付けられて軸線方向(左右方向)に伸縮可能な左右一対の有底円筒状のベローズ5,5と、各ベローズ5によって囲繞形成された左右一対のポンプ室6,6と、各ポンプ室6に突出する状態でポンプヘッド3に取り付けられた左右一対の吐出側逆止弁7,7と、各ポンプ室6に突出する状態でポンプヘッド3に取り
付けられた左右一対の吸入側逆止弁8,8とを具備して、両ベローズ5,5を交互に伸縮動作させることにより、液体Fを一方のポンプ室6から吐出側逆止弁7を介して吐出通路1へと送液させる吐出工程と吸入通路2から吸入側逆止弁8を介して他方のポンプ室6へと給液させる吸入工程とを同時に行うように構成されたものである。なお、ベローズポンプを構成する両シリンダケース4,4、両ベローズ5,5、両ポンプ室6、6、両吐出側逆止弁7,7及び両吸入側逆止弁8,8は、夫々、左右対称構造となっている点を除いて同一構造をなすものである。The bellows pump shown in FIGS. 1 and 2 is a double-acting horizontal bellows pump for sending a liquid F such as a chemical liquid or a slurry liquid, and includes a
ポンプヘッド3は、送液ラインに接続された吐出通路1及び給液ラインに接続された吸入通路2を形成した円板形状をなすもので、図1及び図2に示す如く、その左右両面には吐出通路1の上流端及び吸入通路2の下流端が夫々分岐して各ポンプ室6に開口されている。
The
各シリンダケース4は、図1及び図2に示す如く、ポンプヘッド3に取り付けられた有底円筒形状のものであり、開口部をポンプヘッド3で閉塞したポンプ筐体を構成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, each
各ベローズ5は、図1〜図4に示す如く、軸線方向(左右方向)に伸縮可能な円筒状の周壁5aと、周壁5aの一端部を閉塞する底壁5bと、周壁5aの他端部である開口部に連結されたフランジ壁5cとからなる有底円筒体である。各ベローズ5は、フランジ壁5cをポンプヘッド3に固着することによってポンプヘッド3に軸線方向に伸縮可能に取り付けられており、伸縮させることによりポンプヘッド3と当該ベローズ5の周壁5a及び底壁5bとで囲繞形成されたポンプ室6の容積を変化(拡大及び収縮)させるものである。
1-4, each
各ベローズ5の周壁5aは、図3及び図4に示す如く、軸線方向に伸縮可能に構成された円筒体であって、軸線方向に並列する複数の円環状平板である円環状の直線形壁51と、各直線形壁51とこれに隣接する直線形壁51,51の一方との外周端部間を連結する円環状体であって、周壁5aの外周方向にV字状ないしU字状に屈曲する円環状の山形壁52と、各直線形壁51とこれに隣接する直線形壁51,51の一方との内周端部間を連結する円環状体であって、周壁5aの内周方向にV字状ないしU字状に屈曲する円環状の谷形壁53と、からなる蛇腹状の断面形状をなすものである。各山形壁52の断面において、当該山形壁52の内周面52aは半円形状をなしており、各谷形壁53の断面において、当該谷形壁53の外周面53aは半円形状をなしている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
両ベローズ5,5は、その底壁5b,5bに固定した円盤状の可動板9,9を連結杆10で連結することによって、同期して逆方向に伸縮動作されるようになっている。すなわち、連結杆10は、図1及び図2に示す如く、一方のベローズ5が最収縮状態にあるときは他方のベローズ5が最伸長状態となるように、両ベローズ5,5を連動連結するものであり、一方のベローズ5が収縮動作するときは、これに連動して他方のベローズ5が伸長動作されるようになっている。
Both
ベローズ5を伸縮動作させる動作手段は、一般にピストン・シリンダ機構、クランク機構やエアシリンダ機構等で構成されるが、この例では当該動作手段をエアシリンダ機構で構成してある。すなわち、図1及び図2に示すベローズポンプでは、当該動作手段が、各シリンダケース4の端部壁に形成した給排気口4aから各ベローズ5及び可動板9と当該シリンダケース4との間に形成される空間に加圧空気4bを給排させることにより、各ベローズ5を軸線方向に伸縮動作させるように構成されている。両給排気口4a,4aからの給排気は交互に同期して行われ、一方の給排気口4aから給気させると同時に他方の給排気口4aから排気させることにより、両ベローズ5,5の伸縮動作つまり両ポンプ室6,6の拡大及び収縮動作を逆方向に同期して行うようになっている。すなわち、一方のポ
ンプ室6における吸入工程(又は吐出工程)と他方のポンプ室6における吐出工程(又は吸入工程)とが同期して行われ、両ポンプ室6,6における吐出工程(液体Fがポンプ室6から吐出側逆止弁7を介して吐出通路1へ送液される工程)と吸入工程(液体Fが吸入通路2から吸入側逆止弁8を介してポンプ室6へ給液される工程)との切換が同時に行われるようになっている。なお、図1は左側のポンプ室6における吸入工程及び右側のポンプ室6における吐出工程の終了状態を示しており、図2は左側のポンプ室6における吐出工程及び右側のポンプ室6における吸入工程の開始状態を示している。また、図3は図1における右側のベローズ5を示しており、図4は図2における左側のベローズ5を示している。The operation means for expanding and contracting the
各吐出側逆止弁7は、図1及び図2に示す如く、内部を吐出通路1に連通させた状態でポンプヘッド3に取り付けられた弁ケース71と、弁ケース71に形成されてポンプ室6に開口する弁入口通路72と、弁入口通路72の開口端に形成された弁座口73と、弁ケース71に内装されて弁座口73を開閉する弁体74と、弁体74をこれが弁座口73を閉塞する閉弁位置へと附勢するスプリング75とを具備してなり、ベローズ5が伸長動作する(ポンプ室6の容積が拡大変化する)吸入工程においては、弁体74がスプリング75の附勢力により閉弁位置に保持されて吐出通路1とポンプ室6との間が遮断され、ベローズ5が収縮動作する(ポンプ室6の容積が収縮変化する)吐出工程においては、弁体74がポンプ室6の圧力上昇によりスプリング74の附勢力に抗して弁座口73を開放する開弁位置に変位して吐出通路1とポンプ室6とが連通されるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, each discharge-
各吸入側逆止弁8は、図1及び図2に示す如く、内部を吸入通路2に連通させた状態でポンプヘッド3に取り付けられた弁ケース81と、弁ケース81に形成されてポンプ室6に開口する弁出口通路82と、弁出口通路82の吸入通路2側の開口端に形成された弁座口83と、弁ケース81に内装されて弁座口83を開閉する弁体84と、弁体84をこれが弁座口83を閉塞する閉弁位置へと附勢するスプリング85とを具備してなり、吐出工程においては弁体84が背圧(ポンプ室6の圧力)及びスプリング85の附勢力により閉弁位置に保持されて吸入通路2とポンプ室6との間が遮断され、吸入工程においては弁体84がポンプ室6の圧力降下によりスプリング85の附勢力に抗して弁座口83を開放する開弁位置に変位されて吸入通路2とポンプ室6とが連通されるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, each suction-
なお、ポンプ構成部材のうち液体Fと接触するベローズ5等の接液部材については液体Fの性状等のポンプ条件に応じて適宜の材料が選定されるが、この例では、ベローズ5を含む全ての接液部材を耐食性及び耐薬品性に優れたポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂で構成してある。これらの接液部材は、ポンプ条件によっては、フッ素樹脂以外のプラスチック材料又は金属材料で構成することもできる。
In addition, although an appropriate material is selected according to pump conditions, such as the property of the liquid F, about the liquid contact members, such as the
而して、各ベローズ5の周壁5aにおいて、図3〜図5又は図3、図4及び図6に示す如く、山形壁52におけるベローズ5の伸長方向(図3における右方向、図4における左方向)側の部分である第1山形壁部分52Aは、肉厚T1を当該山形壁52におけるベローズ5の収縮方向(図3における左方向、図4における右方向)側の部分である第2山形壁部分52Bの肉厚T2より大きくした補強部分52Cを有している。
Thus, in the
ここに、第1山形壁部分52Aは、図5又は図6に示す如く、山形壁52の断面において当該山形壁52の内周面52aの曲率中心Cからベローズ5の伸長方向(図5及び図6における右方向)に延びる直線(曲率中心Cからベローズ5の軸線に平行してベローズ5の伸長方向に延びる直線であって、以下「基準線」という)L1に対して0°〜90°の角度をなす領域に位置する山形壁52の部分であり、第2山形壁部分52Bは当該基準線L1に対して90°〜180°の角度をなす領域に位置する山形壁52の部分である。すなわち、第1山形壁部分52Aは上記曲率中心Cを通過してベローズ5の軸線に直交する
直線(以下「境界線」という)L2よりベローズ5の伸長方向側の領域に位置する山形壁52の部分であり、第2山形壁部分52Bは当該境界線L2よりベローズ5の収縮方向側の領域に位置する山形壁52の部分である。また、各山形壁部分52A,52Bの肉厚T1,T2は、山形壁52の断面において、前記曲率中心Cを通過する直線上における当該山形壁部分52A,52Bの肉厚をいう。Here, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, the first
補強部分52Cは、図5又は図6に示す如く、第1山形壁部分52Aとこれに連なる直線形壁51(以下「第1直線形壁51A」という)との境界部及び第1山形壁部分52Aと第2山形壁部分52Bとの境界部を除く当該第1山形壁部分52の全ての部分又は一部分である(以下、当該境界部を除く第1山形壁部分52Aの領域を「第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域」という)。
As shown in FIG. 5 or 6, the reinforcing
図5は第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域における全ての部分を補強部分52Cとしたベローズ5を示しており、図6は第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域の一部分を補強部分52Cとしたベローズ5を示している。補強部分52Cにおいては、図5又は図6に示す如く、前記基準線L1に対して任意の角度α(0°<α<90°)をなす位置の肉厚T1が、第2山形壁部分52Bにおける当該基準線L1に対してβ(=180°−α)の角度をなす位置の肉厚T2より大きく設定されている。すなわち、前記境界線L2に対して対称となる全ての位置において、補強部分52Cの肉厚T1を第2山形壁部分52Bの肉厚T2より大きくなるようにしてあるのである。例えば、図5及び図6に鎖線で示す如く、第2山形壁部分52Bの前記境界線L2に対する対称形状を第1山形壁部分52Aに重ねた場合、第1山形壁部分52Aの断面における外周面52bは、補強部分52Cの全ての部分において、当該第2山形壁部分52Bの対称形状の外周面52cから外方にはみ出すことになる。なお、図5及び図6に示すベローズ5では、第1山形壁部分52Aの断面における外周面52bの形状が第2山形壁部分52Bの外周面及び第1直線形壁51Aの外周面に滑らかに連なる円弧形状とされている。また、谷形壁53の断面における内周面53bの形状は、図3に示す如く、軸線に平行する直線形状とされている。
FIG. 5 shows the
また、第1及び第2直線形壁51A,51Bの肉厚T3,T4は夫々均一とされているが、この例では、第1直線形壁51Aの肉厚T3を、図3〜図5又は図3、図4及び図6に示す如く、第2直線形壁51Bの肉厚T4より大きく設定してあり、補強部分52Cの全ての部分においてその肉厚T1は第2直線壁51Bの肉厚T4よりも大きくなっている。なお、従来ベローズポンプのような一般的なベローズポンプにおける直線形壁の肉厚はベローズ内の液体圧力によって変形(外方に膨らむ)しない強度を有する範囲で必要最小限の寸法(以下「一般的肉厚t」という)に設定されているが、第2直線形壁51Bの肉厚T4は、このような一般的肉厚tと同一又は略同一に設定されている。
Further, the wall thicknesses T3 and T4 of the first and second
ところで、本発明者は、ベローズ5の周壁5aに亀裂、破損が生じる原因を究明すべく種々の実験、研究を行った結果、
(1)吐出工程時つまりベローズ5の収縮動作時に周壁5a内にキャビテーションが発生すること、
(2)山形壁52とその両端部に連なる直線形壁51A,51Bとで囲繞された領域において、ベローズ5の伸長方向側の周壁部分である第1山形壁部分52A及びこれに連なる第1直線形壁51Aには上記キャビテーションにより押圧力や衝撃力が作用し、第1山形壁部分52Aには局部的に応力が集中すること、
(3)第1山形壁部分52Aにおける応力集中は、第1直線形壁51Aとの境界部及び第2山形壁部分52Bとの境界部には生じないこと、
(4)従来ベローズポンプのように山形壁の肉厚が均一で且つこれに連なる両直線形壁の肉厚と同一若しくは略同一であると、ベローズの伸長方向側の山形壁部分(第1山形壁
部分52A)は上記応力集中に対する強度が不足して、当該第1山形壁部分52Aの応力集中箇所において亀裂が生じ、その亀裂箇所からベローズが破損すること、
(5)第1山形壁部分52Aにおける応力集中箇所つまり亀裂、破損発生個所は、ベローズ5の材質、送液する液体Fの性状(発泡性の有無、温度、圧力等)やベローズ5の伸縮動作速度(特に収縮動作速度)等のポンプ運転条件によって異なるが、そのポンプ運転条件に応じた条件下で実験を行うことにより、予め、第1山形壁部分52Aにおける応力集中個所(亀裂、破損発生箇所)をある程度正確に把握することができること、
が判明した。By the way, the present inventor conducted various experiments and studies to investigate the cause of cracks and breakage in the
(1) Cavitation occurs in the
(2) In the region surrounded by the
(3) The stress concentration in the first
(4) When the wall thickness of the angle wall is uniform and the same as or substantially the same as the thickness of the two linear walls connected to the wall as in the conventional bellows pump, the angle wall portion on the extension direction side of the bellows (the first angle wall) The
(5) The stress concentration location, that is, the crack or breakage location in the first
There was found.
図5に示すベローズ5及び図6に示すベローズ5においては、上記(5)の実験により応力集中箇所を予め想定し、この想定された応力集中箇所(以下「想定応力集中箇所」という)52dにおける肉厚T0が補強部分52Cの肉厚T1の最大となるように設定してある。
In the
以上のように構成されたベローズポンプにあっては、第1山形壁部分52Aの補強部分52Cの肉厚T1を、第2山形壁部分52Aの肉厚T2(及び第2直線形壁52Bの肉厚T4)より大きくして、当該補強部分52Cの強度を増大させ、且つ補強部分52Cの肉厚T1を想定応力集中箇所52dにおいて最大肉厚T0となるようにしていることから、ベローズ5の収縮動作時におけるキャビテーションに起因する応力集中による亀裂、破損の発生を可及的に防止することができ、各ベローズ5の耐久性が大幅に向上する。
In the bellows pump configured as described above, the thickness T1 of the reinforcing
また、第1山形壁部分52Aの断面における外周面52bの形状が、図5又は図6に示す如く、滑らかな円弧形状となっているから、補強部分52Cは、想定応力集中箇所52d以外の部分においても、その肉厚T1が当該箇所52dの肉厚(最大肉厚)T0より大きく変化(減少)しておらず、想定応力集中箇所52dに比して強度が極端に劣ることはない。したがって、実際の応力集中箇所が想定応力集中箇所52dから多少外れている場合にも、当該応力集中箇所における亀裂、破損の発生は効果的に防止される。特に、図5に示す如く、第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域の全ての部分を補強部分52Cとして、第1山壁部分52A全体が補強されるようにしておくと、実際の応力集中箇所が想定応力集中箇所52dから大きく外れている場合にも、当該応力集中箇所における亀裂、破損の発生は効果的に防止される。
Moreover, since the shape of the outer
ところで、第1直線形壁51Aには、第1山形壁部分52Aのように局部的に応力が集中することはないが、ベローズ5の収縮動作時におけるキャビテーションにより、第2直線壁51Bに作用する押圧力(液体圧力)より大きな押圧力や衝撃力が作用することから、当該第1直線形壁51Aが必要以上に変形して、長期使用のうちには疲労、破損する虞れがある。このような虞れがある場合においても、第1直線形壁51Aの肉厚T3を、図5又は図6に示す如く、第2直線形壁51Bの肉厚T4より大きくして、その強度を高めておくことにより、第1直線壁51Aの変形や疲労、破損を確実に防止することができ、ベローズ5の耐久性を更に向上させることができる。
By the way, although stress does not concentrate locally on the first
なお、本発明に係るベローズポンプの構成は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良,変更することができる。 The configuration of the bellows pump according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention.
例えば、本発明は上記した複動型のベローズポンプの他、1個のベローズによりポンプ機能を発揮する単動型のベローズポンプにも同様に適用することができる。 For example, the present invention can be similarly applied to a single-acting bellows pump that exhibits a pump function by one bellows in addition to the double-acting bellows pump described above.
また、ベローズ5の形状も上記した実施の形態に限定されず、例えば、図7〜図15に示す如く構成しておくことができる。
Further, the shape of the
すなわち、図7に示すベローズ5では、山形壁52及び直線形壁51A,51Bは図1〜図4に示すベローズ5と同一形状であるが、谷形壁53の断面における内周面53bの形状を、直線形壁51A,51Bに滑らかに連なる円弧形状としてある。
That is, in the
また、図8に示すベローズ5は、第1山形壁部分52Aの断面形状を略方形として、図5に示すベローズ5と同様に第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域の全ての部分を補強部分52Cに形成したものであり、曲率中心Cから当該第1山形壁52Aの角部を通過する直線上の部分を想定応力集中箇所52dとして最大肉厚T0としている。また、図9に示すベローズ5は、図8に示すベローズ5において、上記第1山形壁52Aの角部を円弧形状としたものである。また、図10に示すベローズ5は、図8に示すベローズ5において、上記第1山形壁52Aの角部を面取りしたものである。図8〜図10に示す各ベローズ5では、図5又は図6に示すベローズ5と同様に、第2直線形壁51Bの肉厚T4を前記一般的肉厚tと同一又は略同一とすると共に第1直線形壁51Aの肉厚T3を当該第2直線形壁51Bの肉厚T4より大きくしてあり、補強部52Cにおける全ての部分の肉厚T1を、第2山形壁部分52Bにおける全ての部分の肉厚T2及び第2直線形壁部分51Bの肉厚T4より大きくしている。
Further, the
また、図11〜図15に示すベローズ5は、第1直線形壁51Aの肉厚T3を第2直線形壁51Bの肉厚T4と同一又は略同一としたものである。
Moreover, the
図11及び図12に示すベローズ5は、第1山形壁部分52Aの断面形状を図9に示すベローズ5と同様の略方形とし、第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域の全ての部分を補強部分52Cとしてある。このベローズ5においては、補強部分52cにおける全ての部分の肉厚T1を、第2山形壁部分52Aにおける全ての部分の肉厚T2及び直線形壁51A,51Bの肉厚T3,T4より大きくしてある。また、図13に示すベローズ5は、第1山形壁部分52Aの断面形状を図8に示すベローズ5と同様の方形とし、第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域の全ての部分を補強部分52Cとしてある。また、図14に示すベローズ5は、第1山形壁部分52Aの断面における外周面52bを円弧形状としたものであり、第1山形壁部分52Aの補強部分形成可能領域の一部分を補強部分52Cとしてある。なお、図8〜図10及び図12〜図14においては、図5及び図6と同様に、第2山形壁部分52Bの前記境界線L2に対する対称形状を第1山形壁部分52Aに重ねて、その対称形状の外周面52cを鎖線で示してある。
The
また、上記した各ベローズ5においては、第2直線形壁51Bの肉厚T4を前記一般的肉厚tと同一又は略同一としたが、ベローズ5の最収縮時における山形壁52及び両直線形壁51A,51B又は谷形壁53及び両直線形壁51A,512Bで構成される隣接周壁部分の合計厚みT3+T4(図3参照)を小さくしておく必要がある場合においては、キャビテーションによる負荷を受けることがない第2直線形壁51Bの肉厚T4を前記一般的肉厚tより小さくしておくことができる。
In each bellows 5 described above, the wall thickness T4 of the second
また、ベローズ5における第1直線形壁51A及び第2直線形壁51Bの数や直線形壁51A,51Bと底壁5b及びフランジ壁5cとの連結形態についても任意であり、例えば図16(A)〜(C)に示す如く構成しておくことができる。すなわち、図16(A)に示すベローズ5では、周壁5aが複数の第1直線形壁51Aとこれより1つ少ない第2直線形壁51Bとを軸線方向に交互に配してなり、これら直線形壁51A,51B群の一端に位置する第1直線形壁51Aの内周端部に底壁5bを連結すると共に当該直線形壁51A,51B群の他端に位置する第1直線形壁51Aの外周端部にフランジ壁5cを連結してある。また、図16(B)に示すベローズ5では、周壁5aが複数の第1直線形壁51Aとこれより1つ多い第2直線形壁51Bとを軸線方向に交互に配してなり、これら直線形壁51A,51B群の一端に位置する第2直線形壁51Bの外周端部に底壁5bを連
結すると共に当該直線形壁51A,51B群の他端に位置する第2直線形壁51Bの内周端部にフランジ壁5cを連結してある。また、図16(C)に示すベローズ5では、周壁5aが複数の第1直線形壁51Aと同数の第2直線形壁51Bとを軸線方向に交互に配してなり、これら直線形壁51A,51B群の一端に位置する第2直線形壁51Bの外周端部に底壁5bを連結すると共に当該直線形壁51A,51B群の他端に位置する第1直線形壁51Aの外周端部にフランジ壁5cを連結してある。Further, the number of the first
5 ベローズ
5a 周壁
51A 第1直線形壁(直線形壁)
51B 第2直線形壁(直線形壁)
52 山形壁
52a 山形壁の内周面
52A 第1山形壁部分
52B 第2山形壁部分
52C 補強部分
53 谷形壁
C 曲率中心
F 液体
L1 基準線
T0 補強部分の肉厚(最大肉厚)
T1 補強部分の肉厚
T2 第2山形壁部分の肉厚
T3 第1直線形壁の肉厚
T4 第2直線形壁の肉厚5
51B Second straight wall (straight wall)
52
T1 Thickness of reinforcing part T2 Thickness of second angle wall T3 Thickness of first straight wall T4 Thickness of second straight wall
Claims (6)
前記山形壁におけるベローズの伸長方向側の部分である第1山形壁部分が、当該山形壁におけるベローズの収縮方向側の部分である第2山形壁部分の肉厚より大きな肉厚の補強部分を有することを特徴とするベローズポンプ。A plurality of straight walls parallel in the axial direction, a mountain wall connecting between the outer peripheral ends of each straight wall and one of the adjacent straight walls, and each straight wall and a straight shape adjacent thereto A bellows pump configured to suck and discharge liquid by a bellows having an accordion-shaped peripheral wall composed of a valley-shaped wall connecting between inner peripheral ends of the other wall and an axially extending bellows. There,
The first chevron wall portion, which is a portion of the angled wall on the side of the bellows extension direction, has a reinforcing portion having a thickness larger than the thickness of the second angled wall portion of the angled wall on the side of the bellows contraction direction. A bellows pump characterized by that.
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