WO2023223603A1 - ベローズポンプ装置 - Google Patents

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WO2023223603A1
WO2023223603A1 PCT/JP2023/000830 JP2023000830W WO2023223603A1 WO 2023223603 A1 WO2023223603 A1 WO 2023223603A1 JP 2023000830 W JP2023000830 W JP 2023000830W WO 2023223603 A1 WO2023223603 A1 WO 2023223603A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bellows
control unit
fluid
pressure
pair
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/000830
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大輔 浦田
克彦 福井
Original Assignee
日本ピラー工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日本ピラー工業株式会社 filed Critical 日本ピラー工業株式会社
Publication of WO2023223603A1 publication Critical patent/WO2023223603A1/ja

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/10Pumps having fluid drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity

Definitions

  • the present invention relates to a bellows pump device.
  • a bellows pump described in Patent Document 1 is known as a bellows pump used for delivering a transfer fluid such as a chemical solution or a solvent in semiconductor manufacturing, chemical industry, etc.
  • the bellows pump described in Patent Document 1 includes a pair of bellows that expand and contract independently of each other to suck in and discharge fluid to be transferred, and a pair of air cylinders that expand and contract each bellows by supplying and discharging pressurized air. , is equipped with.
  • This bellows pump controls the drive of each air cylinder so that just before one bellows contracts to its maximum (end of discharge), the other bellows contracts from its maximum extension state to discharge the transfer fluid.
  • the applicant uses an electro-pneumatic regulator to automatically reset the air pressure of pressurized air supplied to the air chamber of the air cylinder to an appropriate value so that the extension time of the bellows becomes an appropriate time.
  • a bellows pump device is proposed (International Application No. PCT/JP2021/034699). In this bellows pump device, when one bellows is contracted to a mid-contraction state and the other bellows is not extended to a predetermined extended state, the control unit controls the air cylinder to Pressure increase control is performed to increase the air pressure of pressurized air supplied to the air chamber.
  • the control unit controls the air cylinder's air pressure when the other bellows is extended next time. Performs pressure reduction control to reduce the air pressure of pressurized air supplied to the room.
  • the electro-pneumatic regulator is generally maintained at the air pressure that was adjusted immediately before the abnormality occurred. For this reason, the air cylinder is always supplied with pressurized air at a pneumatic pressure adjusted immediately before the occurrence of the abnormality, and the bellows continues to expand and contract with the pressurized air. As described above, if the bellows continues to expand and contract, the extension time of the bellows changes, which may adversely affect the bellows pump as described above. As a countermeasure, monitoring the air pressure of the electropneumatic regulator may be considered. However, in that case, it is necessary to newly connect a separate line for monitoring air pressure, a pressure gauge for detecting air pressure, etc. to the output line of the electropneumatic regulator, which leads to an increase in costs.
  • the present disclosure has been made in view of these circumstances, and it is an object of the present disclosure to provide a bellows pump device that can detect the occurrence of an abnormality in the fluid pressure adjustment section with an inexpensive configuration.
  • the present disclosure includes a pair of bellows that are independently expandable and retractable, and that draw in the transfer fluid into the interior by extension and discharge the transfer fluid from the interior by contraction, and a suction-side fluid chamber and a discharge-side fluid chamber.
  • a pair of bellows that are independently expandable and retractable, and that draw in the transfer fluid into the interior by extension and discharge the transfer fluid from the interior by contraction
  • a suction-side fluid chamber and a discharge-side fluid chamber By supplying pressurized fluid to the suction side fluid chamber, each of the bellows is expanded to a predetermined extended state, and by supplying pressurized fluid to the discharge side fluid chamber, each of the bellows is set to a predetermined contracted state.
  • a pair of drive units that contract the bellows to a maximum of 100 degrees
  • a pair of fluid pressure adjustment units that adjust the fluid pressure of the pressurized fluid supplied to the suction side fluid chamber of each of the drive units
  • a pair of fluid pressure adjustment units that detect the expansion/contraction state of each of the bellows.
  • a detection section, and a control section that controls the pair of drive sections and the pair of fluid pressure adjustment sections based on each detection signal of the pair of detection sections, and the control section is configured to control the pair of bellows.
  • the control section when an abnormality occurs in the fluid pressure adjustment section and the fluid pressure adjustment section maintains the fluid pressure adjusted immediately before the abnormality occurs, the control section sends a pressure increase command for pressure increase control to the fluid pressure adjustment section. Even if the output is made, the fluid pressure adjustment section will not be able to increase the fluid pressure. Therefore, the control section continuously outputs a pressure increase command to the fluid pressure adjustment section.
  • the inventor of the present application has completed the present disclosure by paying attention to this point. That is, the control section counts the number of times the pressure increase control is performed continuously, and determines that the fluid pressure adjustment section is abnormal when the counted number of times exceeds a predetermined number of times. Thereby, it is possible to grasp that an abnormality has occurred in the fluid pressure adjustment section with an inexpensive configuration that does not use a pressure gauge or the like.
  • the present disclosure from another perspective includes a pair of bellows that are independently expandable and retractable, and that draw in the transfer fluid into the interior when they expand and discharge the transfer fluid from the inside when they contract; It has a discharge side fluid chamber, and by supplying pressurized fluid to the suction side fluid chamber, each of the bellows is extended to a predetermined extended state, and by supplying pressurized fluid to the discharge side fluid chamber, each of the bellows is extended to a predetermined extended state.
  • a pair of drive parts that contract the bellows to a predetermined contracted state
  • a pair of fluid pressure adjustment parts that adjust the fluid pressure of the pressurized fluid supplied to the suction side fluid chamber of each of the drive parts
  • a pair of detection units that detect an expansion/contraction state
  • a control unit that controls the pair of drive units and the pair of fluid pressure adjustment units based on each detection signal of the pair of detection units, the control unit drive control for controlling the pair of drive units so that one of the pair of bellows contracts from the extended state before the other bellows enters the contracted state; and
  • a blood pressure lowering determination is performed to determine whether or not the other bellows continues the extended state for a predetermined period of time or more, and the determination result of the blood pressure lowering determination is affirmative.
  • the bellows pump device performs the following steps, counts the number of times the pressure reduction control is performed continuously, and determines that the fluid pressure adjustment section is abnormal when the counted number of times exceeds a predetermined number.
  • the control section when an abnormality occurs in the fluid pressure adjustment section and the fluid pressure adjustment section maintains the fluid pressure adjusted immediately before the abnormality occurs, the control section sends a pressure reduction command for pressure reduction control to the fluid pressure adjustment section. Even if the fluid pressure is output, the fluid pressure adjustment section will not be able to lower the fluid pressure. Therefore, the control section continuously outputs pressure reduction commands to the fluid pressure adjustment section.
  • the inventor of the present application has completed the present disclosure by paying attention to this point. That is, the control section counts the number of times the pressure reduction control is performed continuously, and determines that the fluid pressure adjustment section is abnormal when the counted number of times exceeds a predetermined number of times. Thereby, it is possible to grasp that an abnormality has occurred in the fluid pressure adjustment section with an inexpensive configuration that does not use a pressure gauge or the like.
  • the control unit determines whether, when the one bellows is contracted to the halfway contracted state, the other bellows continues the extended state for a predetermined time or longer. and if the determination result of the pressure decrease determination is positive, the drive extends the other bellows so as to decrease the fluid pressure when the other bellows extends next time. Further perform a step-down control in which a step-down command is output to the fluid pressure adjustment section corresponding to the section, count the number of times the step-down control is performed continuously, count the number of times the step-up control is performed consecutively, and count the number of times the step-down control is performed consecutively.
  • the fluid pressure adjustment section is abnormal when one of the number of consecutive times exceeds a predetermined number. In this case, whether the pressure increase control is performed continuously or the pressure decrease control is performed continuously, it is possible to know that an abnormality has occurred in the fluid pressure adjustment section.
  • the control unit calculates the number of times the pressure increase control is consecutively performed by the number of consecutive positive determination results of the pressure increase determination. It is preferable to count it as In this case, the control unit can determine that the number of consecutive pressure increase controls has exceeded a predetermined number of times before outputting a pressure increase command to the fluid pressure adjustment unit. Thereby, it is possible to quickly understand that an abnormality has occurred in the fluid pressure adjustment section.
  • the control unit calculates the number of times the blood pressure reduction control is performed continuously by the number of times the judgment result of the blood pressure reduction determination is consecutively positive. It is preferable to count it as In this case, the control section can determine that the number of consecutive pressure reduction controls has exceeded a predetermined number of times before outputting the pressure reduction command to the fluid pressure adjustment section. Thereby, it is possible to quickly understand that an abnormality has occurred in the fluid pressure adjustment section.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bellows pump device according to an embodiment. It is a sectional view of a bellows pump. It is an explanatory view showing operation of a bellows pump. It is an explanatory view showing operation of a bellows pump. 5 is a time chart showing an example of boost control. 5 is a time chart illustrating an example of pressure reduction control. It is a flowchart which shows an example of abnormality determination.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bellows pump device 1 according to an embodiment.
  • the bellows pump device 1 of this embodiment is used, for example, when supplying a fixed amount of a transfer fluid such as a chemical solution or a solvent in a semiconductor manufacturing device.
  • the bellows pump device 1 includes an air supply device (fluid supply device) 2, a mechanical regulator 3, a first solenoid valve 4, a second solenoid valve 5, a control section 6, a bellows pump 10, and a first electropneumatic regulator (fluid pressure adjustment). section) 51, and a second electropneumatic regulator (fluid pressure adjustment section) 52.
  • the air supply device 2 is composed of, for example, an air compressor, and generates pressurized air (pressurized fluid) to be supplied to the bellows pump 10.
  • the mechanical regulator 3 adjusts the air pressure (fluid pressure) of pressurized air generated by the air supply device 2.
  • the first electro-pneumatic regulator 51 and the second electro-pneumatic regulator 52 will be described later.
  • FIG. 2 is a sectional view of the bellows pump 10 according to this embodiment.
  • the bellows pump 10 of this embodiment includes a pump head 11 disposed in the center, a pair of pump cases 12 attached to both sides of the pump head 11 in the left and right direction, and a pump head 11 in the inside of each pump case 12.
  • a first bellows 13 and a second bellows 14, which are a pair of bellows attached to the left and right sides of the pump head 11, and inside each of the first and second bellows 13, 14, are attached to the left and right sides of the pump head 11.
  • a total of four check valves 15 and 16 are provided.
  • the first bellows 13 and the second bellows 14 are made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) and are formed into a cylindrical shape with a bottom.
  • a flange portion 13a and a flange portion 14a integrally formed at the open end portions of the first and second bellows 13 and 14 are fixed to the side surface of the pump head 11 in an airtight manner.
  • Each peripheral wall of the first and second bellows 13, 14 is formed in a bellows shape, and is configured to be able to expand and contract in the left and right direction independently of each other.
  • An actuating plate 19 is fixed to the outer surface of the closed end portions of the first and second bellows 13 and 14 by bolts 17 and nuts 18.
  • the first and second bellows 13 and 14 are in the most extended state where the outer surface of the actuating plate 19 abuts the inner surface of the bottom wall portion 121 of the bottomed cylindrical pump case 12, and in the fully extended state where the inner surface of the piston body 23 (described later) is in contact with the bottom wall. It can be expanded and contracted between the most contracted state where it abuts the outer surface of the portion 121.
  • first pump case 12A The opening peripheral portion of the pump case 12 (hereinafter also referred to as “first pump case 12A”) is fixed to the flange portion 13a of the first bellows 13 by pressing it in an airtight manner.
  • first discharge side air chamber (discharge side fluid chamber) 21A which is maintained in an airtight state, is formed outside the first bellows 13 inside the first pump case 12A.
  • the first pump case 12A is provided with a first intake/exhaust port 22A. 2 (see Figure 1).
  • the first bellows 13 contracts to a predetermined contracted state (hereinafter simply referred to as "contracted state").
  • the contracted state of the first bellows 13 may be the most contracted state or a state before the most contracted state.
  • second pump case 12B The periphery of the opening of the pump case 12 (hereinafter also referred to as "second pump case 12B") is fixed to the flange portion 14a of the second bellows 14 in an airtight manner.
  • a second discharge side air chamber (discharge side fluid chamber) 21B which is maintained in an airtight state, is formed outside the second bellows 14 inside the second pump case 12B.
  • the second pump case 12B is provided with a second intake/exhaust port 22B, and the second intake/exhaust port 22B is connected to the air supply device via the second electromagnetic valve 5, the second electropneumatic regulator 52, and the mechanical regulator 3. 2 (see Figure 1).
  • the second bellows 14 contracts to a predetermined contracted state (hereinafter simply referred to as "contracted state").
  • the contracted state of the second bellows 14 may be the most contracted state or a state before the most contracted state.
  • a rod-shaped connecting member 20 passes through the bottom wall portion 121 of each pump case 12A, 12B, and the connecting member 20 is supported so as to be slidable in the left-right direction with respect to the bottom wall portion 121.
  • a piston body 23 is fixed to the outer end of the connecting member 20 with a nut 24 .
  • the piston body 23 is supported so as to be slidable in the left-right direction while maintaining an airtight state on the inner peripheral surface of a cylindrical cylinder body 25 that is integrally provided on the outside of the bottom wall portion 121 .
  • the cylinder body 25 on the first pump case 12A side is formed with an intake/exhaust port 251 that communicates with the first suction side air chamber 26A.
  • This intake/exhaust port 251 is connected to the air supply device 2 via the first electromagnetic valve 4, the first electropneumatic regulator 51, and the mechanical regulator 3 (see FIG. 1).
  • the first bellows 13 is brought into a predetermined extended state (hereinafter simply referred to as an "extended state"). ”).
  • the extended state of the first bellows 13 may be the most extended state, or may be a state before the most extended state.
  • the cylinder body 25 on the second pump case 12B side is formed with an intake/exhaust port 252 that communicates with the second suction side air chamber 26B.
  • This intake/exhaust port 252 is connected to the air supply device 2 via the second electromagnetic valve 5, the second electropneumatic regulator 52, and the mechanical regulator 3 (see FIG. 1).
  • the second bellows 14 is brought into a predetermined extended state (hereinafter simply referred to as an "extended state"). ”).
  • the extended state of the second bellows 14 may be the most extended state, or may be a state before the most extended state.
  • the first bellows 13 is operated by the first pump case 12A in which the first discharge side air chamber 21A is formed, and the piston body 23 and cylinder body 25 that form the first suction side air chamber 26A.
  • a first drive unit (drive unit) 27 is configured to continuously extend and retract between an extended state and a contracted state.
  • the second bellows 14 is in an extended state by the second pump case 12B in which the second discharge side air chamber 21B is formed, and the piston body 23 and cylinder body 25 that form the second suction side air chamber 26B.
  • a second drive unit (drive unit) 28 is configured to continuously expand and contract between the contracted state and the contracted state.
  • a pair of proximity sensors 29A and 29B are attached to the cylinder body 25 of the first drive section 27.
  • a detected plate 30 is attached to the piston body 23 of the first drive unit 27, which is detected by each of the proximity sensors 29A and 29B. By reciprocating together with the piston body 23, the detection target plate 30 approaches the proximity sensors 29A and 29B alternately.
  • the proximity sensor 29A is arranged at a position to detect the detection plate 30 when the first bellows 13 is in the middle of contraction, just before the first bellows 13 is in the contraction state.
  • the proximity sensor 29B is arranged at a position to detect the detection target plate 30 when the first bellows 13 is in the extended state. When each proximity sensor 29A, 29B detects the detected plate 30, it outputs the detection signal to the control unit 6.
  • the pair of proximity sensors 29A and 29B function as a first detection section (detection section) 29 that detects the expansion/contraction state of the first bellows 13.
  • a pair of proximity sensors 31A and 31B are attached to the cylinder body 25 of the second drive unit 28.
  • a detected plate 32 is attached to the piston body 23 of the second drive unit 28, which is detected by each of the proximity sensors 31A and 31B.
  • the detection plate 32 reciprocates together with the piston body 23, thereby approaching the proximity sensors 31A and 31B alternately.
  • the proximity sensor 31A is arranged at a position to detect the detection plate 32 when the second bellows 14 is in the middle of contraction, just before the second bellows 14 is in the contraction state.
  • the proximity sensor 31B is arranged at a position to detect the detection plate 32 when the second bellows 14 is in the extended state. When each proximity sensor 31A, 31B detects the detected plate 30, it outputs the detection signal to the control unit 6.
  • the pair of proximity sensors 31A and 31B function as a second detection section (detection section) 31 that detects the expansion/contraction state of the second bellows 14.
  • the "state in the middle of contraction" of the first bellows 13 (second bellows 14) means that the contraction progress position of the first bellows 13 (second bellows 14) is lower than the contraction start position (extended state) at the contraction end position ( This means that the first bellows 13 (second bellows 14) has contracted to 50% to 90% of the contracted length from the extended state to the contracted state. means location.
  • the pump head 11 is made of fluororesin such as PTFE or PFA.
  • a suction passage 34 and a discharge passage 35 for the transfer fluid are formed inside the pump head 11 .
  • the suction passage 34 and the discharge passage 35 open on the outer peripheral surface of the pump head 11 and are connected to a suction port and a discharge port (both not shown) provided on the outer peripheral surface.
  • the suction port is connected to a storage tank or the like for the transfer fluid, and the discharge port is connected to the destination of the transfer fluid. Further, the suction passage 34 and the discharge passage 35 each branch toward both the left and right side surfaces of the pump head 11, and have a suction port 36 and a discharge port 37 that are open on both the left and right sides of the pump head 11. Each suction port 36 and each discharge port 37 communicate with the inside of the bellows 13, 14 via check valves 15, 16, respectively.
  • Each suction port 36 and each discharge port 37 are provided with check valves 15 and 16.
  • the check valve 15 (hereinafter also referred to as “suction check valve”) attached to the suction port 36 has a valve case 15a, a valve body 15b housed in the valve case 15a, and a valve body 15b that is rotated in the valve closing direction. It has a compression coil spring 15c that urges the.
  • the valve case 15a is formed into a cylindrical shape with a bottom.
  • a through hole 15d communicating with the inside of the bellows 13 and 14 is formed in the bottom wall of the valve case 15a.
  • the valve body 15b closes the suction port 36 (valve-closed) by the biasing force of the compression coil spring 15c, and opens the suction port 36 (valve-opens) when back pressure from the flow of transfer fluid accompanying the expansion and contraction of the bellows 13 and 14 acts. It is supposed to be done.
  • the suction check valve 15 opens when the bellows 13, 14 in which it is disposed expands, and transfers fluid from the suction passage 34 toward the inside of the bellows 13, 14 (one direction). may be inhaled.
  • the suction check valve 15 closes when the bellows 13 and 14 in which it is disposed contracts, and transfers the fluid from the inside of the bellows 13 and 14 toward the suction passage 34 (the other direction). Prevent backflow.
  • the check valve 16 (hereinafter also referred to as “discharge check valve”) attached to the discharge port 37 has a valve case 16a, a valve body 16b housed in the valve case 16a, and a valve body 16b that is rotated in the valve closing direction. It has a compression coil spring 16c that urges the.
  • the valve case 16a is formed into a cylindrical shape with a bottom.
  • a through hole 16d communicating with the inside of the bellows 13 and 14 is formed in the bottom wall of the valve case 16a.
  • the valve body 16b closes (closes) the through hole 16d of the valve case 16a by the biasing force of the compression coil spring 16c, and when back pressure is applied due to the flow of transfer fluid accompanying the expansion and contraction of the bellows 13 and 14, the valve body 16b closes the through hole 16d of the valve case 16a.
  • the hole 16d is opened (opened).
  • the discharge check valve 16 opens when the bellows 13 and 14 in which it is disposed contracts, and transfers fluid from the inside of the bellows 13 and 14 toward the discharge passage 35 (one direction). Allow for outflow. Further, the discharge check valve 16 closes when the bellows 13 and 14 in which it is disposed expands, and transfers the fluid from the discharge passage 35 to the inside of the bellows 13 and 14 (in the other direction). Prevent backflow.
  • each valve body of the suction check valve 15 and the discharge check valve 16 mounted on the left side of the pump head 11 in the figure 15b and 16b receive pressure from the transfer fluid within the first bellows 13, and move to the right side of each valve case 15a and 16a in the figure.
  • the suction check valve 15 is closed, and the discharge check valve 16 is opened, so that the transfer fluid in the first bellows 13 is discharged from the discharge passage 35 to the outside of the pump.
  • valve element 15b of the suction check valve 15 mounted on the right side of the pump head 11 in the figure moves to the right side of the valve case 15a due to the suction action of the second bellows 14.
  • the valve body 16b of the discharge check valve 16 mounted on the right side of the pump head 11 in the drawing is moved by the suction action by the second bellows 14 and the pressing action by the transfer fluid discharged from the first bellows 13 into the discharge passage 35.
  • the suction check valve 15 opens, the discharge check valve 16 closes, and the transfer fluid is sucked into the second bellows 14 from the suction passage 34.
  • valve element 15b of the suction check valve 15 mounted on the left side of the pump head 11 in the figure moves to the left side of the valve case 15a due to the suction action of the first bellows 13.
  • the valve body 16b of the discharge check valve 16 mounted on the left side of the pump head 11 in the figure is caused by the suction action by the first bellows 13 and the pressing action by the transfer fluid discharged from the first bellows 13 into the discharge passage 35.
  • the suction check valve 15 opens, the discharge check valve 16 closes, and the transfer fluid is sucked into the first bellows 13 from the suction passage 34.
  • the left and right bellows 13 and 14 can alternately suck in and discharge the transfer fluid.
  • the first solenoid valve 4 is, for example, a three-position solenoid switching valve having a pair of solenoids 4a and 4b. Each solenoid 4a, 4b is energized based on a command signal received from the control section 6. Thereby, the first electromagnetic valve 4 is switched and controlled by the control section 6. The first electromagnetic valve 4 switches the supply and discharge of pressurized air to and from the first discharge side air chamber 21A and the supply and discharge of pressurized air to and from the first suction side air chamber 26A in the first drive unit 27.
  • the first solenoid valve 4 supplies pressurized air to the first discharge air chamber 21A and discharges pressurized air from the first suction air chamber 26A. Switch to state. Further, when the solenoid 4b is excited, the first solenoid valve 4 is in a state of discharging the pressurized air in the first discharge side air chamber 21A and supplying pressurized air to the first suction side air chamber 26A. Switch.
  • the second solenoid valve 5 is, for example, a three-position solenoid switching valve having a pair of solenoids 5a and 5b. Each solenoid 5a, 5b is configured to receive a command signal from the control section 6 and to be excited. Thereby, the second electromagnetic valve 5 is switched and controlled by the control section 6. The second electromagnetic valve 5 switches the supply and discharge of pressurized air to and from the second discharge side air chamber 21B and the supply and discharge of pressurized air to and from the second suction side air chamber 26B in the second drive unit 28.
  • the second solenoid valve 5 supplies pressurized air to the second discharge air chamber 21B and discharges pressurized air from the second suction air chamber 26B. Switch to state. Further, when the solenoid 5b is excited, the second solenoid valve 5 is in a state of discharging the pressurized air in the second discharge side air chamber 21B and supplying pressurized air to the second suction side air chamber 26B. Switch.
  • the first and second electromagnetic valves 4 and 5 of this embodiment are three-position electromagnetic switching valves, they may be two-position electromagnetic switching valves that do not have a neutral position.
  • the first electropneumatic regulator 51 is arranged between the mechanical regulator 3 and the first electromagnetic valve 4.
  • the first electro-pneumatic regulator 51 controls the air pressure of pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A of the first drive section 27 and the pressurized air pressure supplied to the first discharge side air chamber 21A of the first drive section 27. Adjust the air pressure of each compressed air.
  • the second electropneumatic regulator 52 is arranged between the mechanical regulator 3 and the second solenoid valve 5.
  • the second electro-pneumatic regulator 52 controls the air pressure of pressurized air supplied to the second suction side air chamber 26B of the second drive section 28 and the pressurized air pressure supplied to the second discharge side air chamber 21B of the second drive section 28. Adjust the air pressure of each compressed air.
  • the electro-pneumatic regulators 51 and 52 may be used as long as they adjust at least the air pressure of the pressurized air supplied to the suction side air chambers 26A and 26B. Further, in this embodiment, the electropneumatic regulators 51 and 52 that directly adjust the air pressure are used as the fluid pressure adjustment section, but the air pressure is indirectly adjusted using an air flow rate adjustment valve that adjusts the air flow rate. Alternatively, a device that adjusts the pressure or flow rate of a gas other than air (for example, nitrogen) or a liquid may be used.
  • a gas other than air for example, nitrogen
  • control unit 6 includes a computer including a CPU and the like. Each function of the control unit 6 is performed by the CPU executing a control program stored in the storage device of the computer.
  • the control unit 6 controls the first drive unit 27 , the second drive unit 28 , the first electro-pneumatic regulator 51 , and the second electro-pneumatic regulator 52 based on the detection results of the first detection unit 29 and the second detection unit 31 . control each. These controls will be explained in order below.
  • the control unit 6 controls the first drive unit 27 and the second drive unit by switching the first solenoid valve 4 and the second solenoid valve 5 based on the detection results of the first detection unit 29 and the second detection unit 31. Drive control is performed to control each of 28.
  • control unit 6 contracts the second bellows 14 from the extended state before the first bellows 13 enters the contracted state, based on the detection results of the first detection unit 29 and the second detection unit 31.
  • each drive of the first drive unit 27 and the second drive unit 28 is controlled so that the first bellows 13 is contracted from the extended state before the second bellows 14 is set to the contracted state.
  • the control unit 6 performs pressure increase control to shorten the extension times of the first bellows 13 and the second bellows 14 based on the detection results of the first detection unit 29 and the second detection unit 31.
  • the control unit 6 performs a pressure increase determination and outputs a pressure increase command based on the determination result.
  • the control unit 6 controls the first bellows 13 (second bellows 14) to contract when the first bellows 13 (second bellows 14) is contracted to the mid-deflation state based on the detection results of the first detection unit 29 and the second detection unit 31.
  • a pressure increase determination is performed to determine whether or not the second bellows 14 (first bellows 13) is in the middle of expansion. If the determination result of the pressure increase determination is positive (the expansion is in progress), the control unit 6 controls the second suction side air chamber 26B (the first A pressure increase command is output to the second electro-pneumatic regulator 52 (first electro-pneumatic regulator 51) to increase the air pressure of the pressurized air supplied to the side air chamber 26A).
  • the pressure increase command includes the degree of pressure increase of the air pressure. It is desirable that the degree of pressure increase is +1 kPa to +50 kPa (more preferably +1 kPa to +20 kPa).
  • the control unit 6 performs pressure reduction control to lengthen the extension times of the first bellows 13 and the second bellows 14 based on the detection results of the first detection unit 29 and the second detection unit 31.
  • the control unit 6 performs a pressure reduction determination and outputs a pressure reduction command based on the determination result.
  • control unit 6 controls the first bellows 13 (second bellows 14) to contract when the first bellows 13 (second bellows 14) is contracted to the mid-deflation state based on the detection results of the first detection unit 29 and the second detection unit 31.
  • a blood pressure reduction determination is performed to determine whether or not the second bellows 14 (first bellows 13) continues to be in an extended state for a predetermined period of time or more.
  • the predetermined time is desirably set to a value of, for example, 500 msec (preferably 10 to 200 msec).
  • the control unit 6 controls the second suction side air when the second bellows 14 (first bellows 13) is extended next time.
  • a pressure reduction command is output to the second electro-pneumatic regulator 52 (first electro-pneumatic regulator 51) to reduce the air pressure of pressurized air supplied to the chamber 26B (first suction side air chamber 26A).
  • the pressure reduction command includes the degree of pressure reduction of the air pressure. It is desirable that the degree of blood pressure drop is between -1 kPa and -50 kPa (more preferably between -1 kPa and -20 kPa).
  • FIG. 5 is a time chart showing an example of boost control performed by the control unit 6 during drive control.
  • the drive control and boost control executed by the control unit 6 will be described below with reference to FIGS. 1 and 5.
  • the description will be made from a state where the first bellows 13 is in the middle of contraction (during discharge) and the second bellows 14 is in the middle of expansion (during suction).
  • the control unit 6 determines whether the second bellows 14 is in the middle of expansion (pressure increase determination) at time t1 when the proximity sensor 29A detects (ON) that the first bellows 13 is in the middle of contraction. This determination is made based on whether the proximity sensor 31B does not detect the extended state of the second bellows 14 (OFF) at time t1. Here, at time t1, the proximity sensor 31B does not detect the extended state of the second bellows 14, so the control unit 6 determines that the second bellows 14 is in the middle of being extended. Based on this determination result, the control unit 6 outputs a pressure increase command at the next time the second bellows 14 is extended (from time t6 to time t7), as will be described later.
  • control unit 6 determines that the proximity sensor 31B is not turned on, it waits until the proximity sensor 31B is turned on. Then, at time t2 when the proximity sensor 31B is turned on, the control unit 6 demagnetizes the solenoid 5b of the second electromagnetic valve 5 and energizes the solenoid 5a. Note that when the control unit 6 determines that the proximity sensor 31B is turned on at time t1, it immediately demagnetizes the solenoid 5b of the second electromagnetic valve 5 and energizes the solenoid 5a.
  • the pressurized air generated by the air supply device 2 is transferred to the second solenoid valve 5 via the mechanical regulator 3, the second electropneumatic regulator 52, and the second solenoid valve 5.
  • the air is supplied to the second discharge side air chamber 21B of the second drive unit 28.
  • the control unit 6 outputs a control command to the second electro-pneumatic regulator 52 so that the air pressure of the pressurized air supplied to the second discharge side air chamber 21B becomes a predetermined value P2.
  • the second bellows 14 starts to contract from the extended state before the first bellows 13 enters the contracted state.
  • the control unit 6 determines that the first bellows 13 has entered the contracted state at a time t3 when a predetermined calculation time has elapsed from the time t1 when the proximity sensor 29A was turned ON. do. Then, the control unit 6 demagnetizes the solenoid 4a of the first electromagnetic valve 4 and energizes the solenoid 4b.
  • the control unit 6 When the solenoid 4b of the first solenoid valve 4 is excited, the pressurized air generated by the air supply device 2 is passed through the mechanical regulator 3, the first electropneumatic regulator 51, and the first solenoid valve 4. The air is supplied to the first suction side air chamber 26A of the first drive unit 27.
  • the control unit 6 outputs a control command to the first electro-pneumatic regulator 51 so that the air pressure of the pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A becomes a predetermined value P11.
  • the first electro-pneumatic regulator 51 adjusts the air pressure of the pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A to a predetermined value P11. As a result, the first bellows 13 starts to extend from the contracted state.
  • the control unit 6 determines whether the first bellows 13 is in the middle of expansion at time t4 when the proximity sensor 31A detects (ON) that the second bellows 14 is in the middle of contraction (pressure increase determination). This determination is made based on whether the proximity sensor 29B does not detect the extended state of the first bellows 13 (OFF) at time t4. Here, since the proximity sensor 29B does not detect the extended state of the first bellows 13 at time t4, the control unit 6 determines that the first bellows 13 is in the middle of being extended. Based on this determination result, the control unit 6 outputs a pressure increase command at the next time the first bellows 13 is extended (from time t8 to time t9), as will be described later.
  • control unit 6 determines that the proximity sensor 29B is not turned on, it waits until the proximity sensor 29B is turned on. Then, at time t5 when the proximity sensor 29B is turned on, the control unit 6 demagnetizes the solenoid 4b of the first electromagnetic valve 4 and energizes the solenoid 4a. Note that when the control unit 6 determines that the proximity sensor 29B is turned on at time t4, it immediately demagnetizes the solenoid 4b of the first electromagnetic valve 4 and energizes the solenoid 4a.
  • the pressurized air generated by the air supply device 2 is transferred to the first solenoid valve 4 via the mechanical regulator 3, the first electropneumatic regulator 51, and the first solenoid valve 4.
  • the air is supplied to the first discharge side air chamber 21A of the first drive unit 27.
  • the control unit 6 outputs a control command to the first electro-pneumatic regulator 51 so that the air pressure of the pressurized air supplied to the first discharge air chamber 21A becomes a predetermined value P1.
  • the first electro-pneumatic regulator 51 adjusts the air pressure of pressurized air supplied to the first discharge air chamber 21A to a predetermined value P1 based on the control command.
  • the first bellows 13 starts to contract from the extended state before the second bellows 14 enters the contracted state.
  • the control unit 6 determines that the second bellows 14 has entered the contraction state at a time t6 when a predetermined time has elapsed since the proximity sensor 31A was turned on. Then, the control unit 6 demagnetizes the solenoid 5a of the second electromagnetic valve 5 and energizes the solenoid 5b.
  • the pressurized air generated by the air supply device 2 is transferred to the second solenoid valve 5 via the mechanical regulator 3, the second electropneumatic regulator 52, and the second solenoid valve 5.
  • the air is supplied to the second suction side air chamber 26B of the second drive unit 28.
  • the control unit 6 determines that the pressure is supplied to the second suction side air chamber 26B.
  • a pressure increase command is output to the second electro-pneumatic regulator 52 to increase the pressure of the pressurized air.
  • control unit 6 controls the second electro-pneumatic air so that the air pressure of the pressurized air supplied to the second suction side air chamber 26B becomes a value P22 higher than the previous value P21 (before time t2).
  • a boost command is output to the regulator 52.
  • the second electro-pneumatic regulator 52 adjusts the air pressure of the pressurized air supplied to the second suction side air chamber 26B to a value P22.
  • the second bellows 14 starts to extend from the contracted state.
  • the expansion speed is faster than the previous expansion speed of the second bellows 14.
  • the control unit 6 determines whether the second bellows 14 is in the middle of expansion (pressure increase determination).
  • the extension speed of the second bellows 14 becomes faster and the extension time of the second bellows 14 becomes shorter, so that the second bellows 14 reaches the extended state at time t7. Therefore, since the proximity sensor 31B detects (ON) the extended state of the second bellows 14 at time t7, the control unit 6 determines that the second bellows 14 is not in the middle of being extended. Based on this determination result, the control unit 6 does not output a boost command the next time the second bellows 14 is extended.
  • control unit 6 determines that the proximity sensor 29B is turned on, it demagnetizes the solenoid 5b of the second electromagnetic valve 5 and energizes the solenoid 5a.
  • the solenoid 5a of the second electromagnetic valve 5 is energized, the second bellows 14 starts to contract from the extended state before the first bellows 13 enters the contracted state (in the middle of the contracted state), as described above.
  • the control unit 6 determines that the first bellows 13 has entered the contracted state at a time t8 when a predetermined calculation time has elapsed from the time t7 when the proximity sensor 29A was turned ON. Then, the solenoid 4a of the first electromagnetic valve 4 is demagnetized, and the solenoid 4b is energized. When the solenoid 4b of the first electromagnetic valve 4 is excited, the pressurized air generated by the air supply device 2 is supplied to the first suction side air chamber 26A of the first drive unit 27, as described above.
  • the control unit 6 supplies the air to the first suction side air chamber 26A.
  • a pressure increase command is output to the first electro-pneumatic regulator 51 to increase the pressure of the pressurized air.
  • the control unit 6 controls the first suction side air chamber 26A so that the air pressure of the pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A becomes a value P12 higher than the previous value P11 (time t3 to time t5).
  • a boost command is output to the electro-pneumatic regulator 51.
  • the first electro-pneumatic regulator 51 adjusts the air pressure of the pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A to a value P12.
  • the first bellows 13 starts to extend from the contracted state.
  • the expansion speed is faster than the expansion speed during the previous expansion operation of the first bellows 13.
  • the control unit 6 determines whether the first bellows 13 is in the middle of expansion (pressure increase determination) at time t9 when the proximity sensor 31A detects the mid-contraction state of the second bellows 14 (ON).
  • the expansion speed of the first bellows 13 becomes faster and the expansion time of the first bellows 13 becomes shorter, so that the first bellows 13 reaches the expanded state at time t9. Therefore, since the proximity sensor 29B detects (ON) the extended state of the first bellows 13 at time t9, the control unit 6 determines that the first bellows 13 is not in the middle of being extended. Based on this determination result, the control unit 6 does not output a boost command when the first bellows 13 is extended next time.
  • control unit 6 determines that the proximity sensor 29B is turned on, it demagnetizes the solenoid 4b of the first electromagnetic valve 4 and energizes the solenoid 4a.
  • the solenoid 4a of the first solenoid valve 4 is energized, the first bellows 13 starts to contract from the extended state before the second bellows 14 enters the contracted state (in the middle of the contracted state), as described above.
  • FIG. 6 is a time chart showing an example of the voltage step-down control performed by the control unit 6 during drive control.
  • the pressure reduction control executed by the control unit 6 will be described below with reference to FIGS. 1 and 6.
  • the description will be made from a state where the first bellows 13 is in the middle of contraction (during discharge) and the second bellows 14 is in the middle of expansion (during suction).
  • the control unit 6 determines whether the proximity sensor 31B detects the extended state of the second bellows 14 (ON) before the proximity sensor 29A detects the mid-contraction state of the first bellows 13 (ON). Here, since the proximity sensor 31B detects the extended state of the second bellows 14 at time t20 before the first bellows 13 reaches the halfway contracted state, the control unit 6 determines that the proximity sensor 31B is turned ON. judge.
  • the proximity sensor 31B detects the extended state of the second bellows 14 at time t21 when the proximity sensor 29A detects the state in the middle of contraction of the first bellows 13. It is determined whether the blood pressure has continued for a predetermined time T or more from time t20 (blood pressure reduction determination).
  • the control unit 6 determines that the predetermined time T or more has continued from time t20. Based on this determination result, the control unit 6 outputs a voltage reduction command the next time the second bellows 14 is extended (from time t25 to time t26), as will be described later.
  • the control unit 6 demagnetizes the solenoid 5b of the second electromagnetic valve 5 and energizes the solenoid 5a.
  • the solenoid 5a of the second electromagnetic valve 5 is energized, the second bellows 14 starts to contract from the extended state before the first bellows 13 enters the contracted state (in the middle of the contracted state), as described above.
  • the control unit 6 determines that the first bellows 13 has entered the contracted state at a time t22 when a predetermined calculation time has elapsed from the time t21 when the proximity sensor 29A was turned ON. do. Then, the control unit 6 demagnetizes the solenoid 4a of the first electromagnetic valve 4 and energizes the solenoid 4b. When the solenoid 4b of the first electromagnetic valve 4 is excited, the first bellows 13 starts to extend from the contracted state, as described above.
  • the control unit 6 determines whether the proximity sensor 29B detects the extended state of the first bellows 13 (ON) before the proximity sensor 31A detects the mid-contraction state of the second bellows 14 (ON). judge.
  • the control unit 6 determines that the proximity sensor 29B is turned ON. judge.
  • the proximity sensor 29B detects the extended state of the first bellows 13 at time t24 when the proximity sensor 31A detects the mid-contraction state of the second bellows 14. It is determined whether or not the blood pressure has continued for a predetermined time T or more from time t23 (blood pressure reduction determination).
  • the control unit 6 determines that the predetermined time T or more has continued from time t23. Based on this determination result, the control unit 6 outputs a voltage reduction command the next time the first bellows 13 is extended (from time t27 to time t28), as will be described later.
  • the control unit 6 demagnetizes the solenoid 4b of the first electromagnetic valve 4 and energizes the solenoid 4a.
  • the solenoid 4a of the first solenoid valve 4 is energized, the first bellows 13 starts to contract from the extended state before the second bellows 14 enters the contracted state (in the middle of the contracted state), as described above.
  • the control unit 6 determines that the second bellows 14 has entered the contracted state at a time t25 when a predetermined calculation time has elapsed from the time t24 when the proximity sensor 31A was turned ON. do. Then, the control unit 6 demagnetizes the solenoid 5a of the second electromagnetic valve 5 and energizes the solenoid 5b. When the solenoid 5b of the second electromagnetic valve 5 is excited, the pressurized air generated by the air supply device 2 is supplied to the second suction side air chamber 26B of the second drive unit 28, as described above.
  • control unit 6 determines that the blood pressure has continued for the predetermined time T or more since the time t20 when the proximity sensor 31B was turned on, since the result of the blood pressure reduction determination made at the time t21 was positive. ), outputs a pressure reduction command to the second electro-pneumatic regulator 52 so as to reduce the air pressure of the pressurized air supplied to the second suction side air chamber 26B.
  • control unit 6 controls the second electro-air pressure so that the air pressure of the pressurized air supplied to the second suction-side air chamber 26B becomes a value P23 lower than the previous value P21 (before time t21).
  • a step-down command is output to the regulator 52.
  • the second electro-pneumatic regulator 52 adjusts the air pressure of the pressurized air supplied to the second suction side air chamber 26B to a value P23 based on the pressure reduction command.
  • the second bellows 14 starts to extend from the contracted state.
  • the expansion speed is slower than the expansion speed during the previous expansion operation of the second bellows 14.
  • the control unit 6 determines whether the proximity sensor 31B detects the extended state of the second bellows 14 (ON) before the proximity sensor 29A detects the mid-contraction state of the first bellows 13 (ON). judge.
  • the extension speed of the second bellows 14 becomes slower and the extension time of the second bellows 14 becomes longer, so that at the time t26 when the first bellows 13 reaches the halfway state of contraction, the second bellows 14 A state of extension is reached.
  • the proximity sensor 31B does not detect the extended state of the second bellows 14 (OFF), so the control unit 6 determines that the proximity sensor 31B has not turned ON. judge. As a result of this determination, at time t26 when the first bellows 13 reaches the mid-contraction state, the control unit 6 does not perform a pressure reduction determination, and therefore does not output a pressure reduction command the next time the second bellows 14 is expanded.
  • the control unit 6 demagnetizes the solenoid 5b of the second electromagnetic valve 5 and energizes the solenoid 5a.
  • the solenoid 5a of the second electromagnetic valve 5 is energized, the second bellows 14 starts to contract from the extended state before the first bellows 13 enters the contracted state (in the middle of the contracted state), as described above.
  • the control unit 6 determines that the first bellows 13 has entered the contracted state at a time t27 when a predetermined calculation time has elapsed from the time t26 when the proximity sensor 29A was turned ON. do. Then, the control unit 6 demagnetizes the solenoid 4a of the first electromagnetic valve 4 and energizes the solenoid 4b. When the solenoid 4b of the first electromagnetic valve 4 is excited, the pressurized air generated by the air supply device 2 is supplied to the first suction side air chamber 26A of the first drive unit 27, as described above.
  • control unit 6 determines that the blood pressure has continued for a predetermined time T or longer since the determination result of the blood pressure reduction performed at the time t24 was positive (since the proximity sensor 29B was determined to have continued for a predetermined time T or more from the time t23 when it was turned on). ), outputs a pressure reduction command to the first electro-pneumatic regulator 51 so as to reduce the air pressure of the pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A.
  • control unit 6 controls the first suction side air chamber 26A so that the air pressure of the pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A becomes a value P13 lower than the previous value P11 (time t22 to time t24).
  • a step-down command is output to the electro-pneumatic regulator 51.
  • the first electro-pneumatic regulator 51 adjusts the air pressure of pressurized air supplied to the first suction side air chamber 26A to a value P13 based on the pressure reduction command.
  • the first bellows 13 starts to extend from the contracted state.
  • the expansion speed is slower than the expansion speed during the previous expansion operation of the first bellows 13.
  • the control unit 6 determines whether the proximity sensor 29B detects the extended state of the first bellows 13 (ON) before the proximity sensor 31A detects the mid-contraction state of the second bellows 14 (ON). judge.
  • the expansion speed of the first bellows 13 becomes slow and the expansion time of the first bellows 13 becomes long, so that at time t28 when the second bellows 14 reaches the state in the middle of contraction, the first bellows 13 A state of extension is reached.
  • the proximity sensor 29B does not detect the extended state of the first bellows 13 (OFF), so the control unit 6 determines that the proximity sensor 29B has not turned ON. judge. As a result of this determination, at time t28 when the second bellows 14 reaches the mid-contraction state, the control unit 6 does not perform a pressure reduction determination, and therefore does not output a pressure reduction command the next time the first bellows 13 is extended.
  • the control unit 6 continuously outputs a pressure increase command or a pressure decrease command to the second electro-pneumatic regulator 52.
  • the control unit 6 of this embodiment performs abnormality determination to determine whether or not the first electro-pneumatic regulator 51 and the second electro-pneumatic regulator 52 are abnormal, using such continuous output points.
  • the control unit 6 counts the number of times the boost control is continuously performed for the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52).
  • the control unit 6 of this embodiment counts the number of times that the determination result of the pressure increase determination is continuously positive as the number of times that the pressure increase control is performed continuously.
  • the control unit 6 determines whether the counted number of times exceeds a predetermined number of times. If the determination result is positive, the control unit 6 determines that the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) is abnormal.
  • control unit 6 counts the number of times the pressure reduction control is continuously performed for the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52).
  • the control unit 6 of the present embodiment counts the number of consecutive positive blood pressure lowering determination results as the number of consecutive blood pressure lowering controls.
  • the control unit 6 determines whether the counted number of times exceeds a predetermined number of times. If the determination result is positive, the control unit 6 determines that the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) is abnormal.
  • the control unit 6 determines the number of times that the determination result of the step-up determination is consecutively positive and the number of consecutive times that the determination result of the step-down determination is positive regarding the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52). If any one of the positive times exceeds a predetermined number, it is determined that the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) is abnormal. When the control unit 6 determines that the first electro-pneumatic regulator 51 or the second electro-pneumatic regulator 52 is abnormal, the control unit 6 switches the first solenoid valve 4 and the second solenoid valve 5 to Each drive of the drive unit 28 is stopped.
  • the predetermined number of times is the same value for the number of times that the judgment result of the blood pressure determination is consecutively positive and the number of times that the judgment result of the blood pressure lowering determination is positive. may be set, or may be set to a different value.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of abnormality determination performed by the control unit 6 during drive control.
  • the abnormality determination performed by the control unit 6 will be described below with reference to FIG. Note that since the abnormality determination of the first electro-pneumatic regulator 51 and the abnormality determination of the second electro-pneumatic regulator 52 are performed in the same manner, the abnormality determination of the first electro-pneumatic regulator 51 will be described here.
  • the control unit 6 sets each value of the count number N and the count number M to 0, which is an initial value (step ST1).
  • the count number N is the number of times that the determination result of the pressure increase determination is consecutively positive.
  • the count number M is the number of times that the determination result of the blood pressure lowering determination is consecutively positive.
  • step ST2 when the control unit 6 performs a step-up determination of the first electro-pneumatic regulator 51 during drive control, if the determination result is positive (“Yes” in step ST2), the control unit 6 performs a count number. 1 is added to N, and the count number M is reset to 0 (step ST3).
  • step ST4 determines whether the count number N exceeds a predetermined number of times. If the count number N does not exceed the predetermined number (“No” in step ST4), the control unit 6 returns to step ST2. In this way, by repeating the processes from step ST2 to step ST4, the count number N gradually increases. Then, when the count number N exceeds the predetermined number ("Yes” in step ST4), the control unit 6 determines that the first electro-pneumatic regulator 51 is abnormal (step ST5), and ends the process.
  • step ST2 if the determination result of the pressure increase determination is negative (“No" in step ST2), the control unit 6 moves to step ST6.
  • step ST6 when the control unit 6 performs the step-down determination of the first electro-pneumatic regulator 51 and the determination result is positive (“Yes” in step ST6), the control unit 6 sets the count number N to 0. At the same time, 1 is added to the count number M (step ST7). Further, if the determination result of the blood pressure reduction determination is negative (“No” in step ST6), the control unit 6 returns to step ST1 without performing the process of step ST7. In this embodiment, the count number N is reset in step ST7, but the count number N may be reset when the determination is "No" in step ST2.
  • step ST8 After performing the process in step ST7, the control unit 6 next determines whether the count number M has exceeded a predetermined number (step ST8). If the count number M does not exceed the predetermined number (“No” in step ST8), the control unit 6 returns to step ST2. In this way, the count number M gradually increases by repeatedly performing the processes of step ST2, step ST6, step ST7, and step ST8. Then, when the count number M exceeds a predetermined number ("Yes" in step ST8), the control unit 6 determines that the first electro-pneumatic regulator 51 is abnormal (step ST5), and ends the process.
  • the control unit 6 counts the number of times the pressure increase control of the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) is continuously performed, and the number of times the counted number of times is If the predetermined number of times is exceeded, it is determined that the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) is abnormal. Thereby, it is possible to grasp that an abnormality has occurred in the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) with an inexpensive configuration that does not use a pressure gauge or the like.
  • the control unit 6 counts the number of times the voltage step-down control of the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) is performed continuously, and when the counted number of times exceeds a predetermined number, the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) is determined to be abnormal. Thereby, it is possible to grasp that an abnormality has occurred in the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52) with an inexpensive configuration that does not use a pressure gauge or the like.
  • the control unit 6 controls the first electro-pneumatic regulator 51 (the second electro-pneumatic regulator) when either one of the number of times the voltage step-up control is performed continuously and the number of times the voltage step-down control is performed continuously exceeds a predetermined number of times. It is determined that the regulator 52) is abnormal. Therefore, whether an abnormality occurs in the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52), whether the voltage step-up control is performed continuously or the voltage step-down control is performed continuously. can be understood.
  • the control unit 6 counts the number of consecutive positive pressurization determination results as the number of consecutive pressurization control operations. Therefore, the control unit 6 may determine that the number of times the boost control has been performed continuously exceeds a predetermined number of times before outputting the boost command to the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52). can. Thereby, it is possible to quickly understand that an abnormality has occurred in the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52).
  • the control unit 6 counts the number of consecutive positive blood pressure lowering determination results as the number of consecutive blood pressure lowering controls. Therefore, the control unit 6 may determine that the number of times the voltage step-down control has been performed continuously exceeds a predetermined number of times before outputting the voltage step-down command to the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52). can. Thereby, it is possible to quickly understand that an abnormality has occurred in the first electro-pneumatic regulator 51 (second electro-pneumatic regulator 52).
  • the first detection unit 29 is composed of the proximity sensors 29A and 29B, but it may also be composed of a displacement sensor using a laser beam or the like.
  • the second detection unit 31 is configured by proximity sensors 31A and 31B, but may also be configured by a displacement sensor using a laser beam or the like.
  • the control unit 6 determines that the first electro-pneumatic regulator 51 or the second electro-pneumatic regulator 52 is abnormal, the control unit 6 stops driving each of the first drive unit 27 and the second drive unit 28.
  • the notification means may output a warning sound or the like.
  • control unit 6 uses the number of consecutive positive pressurization determination results as the number of times the pressurization control is continuously performed, but the control unit 6 uses the number of consecutive positive pressurization determination results, You may also use the number of times.
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Abstract

ベローズポンプ装置1の制御部6は、第1ベローズ13(第2ベローズ14)が収縮途中状態まで収縮したときに、第2ベローズ14(第1ベローズ13)が伸長途中であるか否かを判定し、その判定結果が肯定的である場合、次回の第2ベローズ14(第1ベローズ13)の伸長時に、第2駆動部28(第1駆動部27)の第2吸込側空気室26B(第1吸込側空気室26A)に供給される加圧空気の空気圧を昇圧させるように第2電空レギュレータ52(第1電空レギュレータ51)に昇圧指令を出力する昇圧制御を行う。制御部6は、昇圧制御を連続して行った回数をカウントし、カウントした回数が所定回数を超えた場合に第2電空レギュレータ52(第1電空レギュレータ51)が異常であると判定する。

Description

ベローズポンプ装置
 本発明は、ベローズポンプ装置に関する。
 半導体製造や化学工業等において、薬液や溶剤等の移送流体を送給するために使用されるベローズポンプとして、例えば特許文献1に記載されたベローズポンプが知られている。特許文献1に記載されたベローズポンプは、互いに独立して伸縮することで内部に移送流体を吸い込んで吐出する一対のベローズと、加圧空気の給排により各ベローズを伸縮させる一対のエアシリンダと、を備えている。このベローズポンプは、一方のベローズが最収縮(吐出終了)する手前で他方のベローズを最伸長状態から収縮させて移送流体を吐出するように、各エアシリンダの駆動を制御している。
 上記のように各エアシリンダの駆動を制御することで、一方のベローズの収縮から伸長(移送流体の吐出から吸い込み)に切り換わるタイミングで、他方のベローズは既に収縮して移送流体を吐出している状態となる。これにより、前記タイミングにおいて移送流体の吐出圧力が大きく落ち込むのを低減することができるので、ベローズポンプの吐出側の脈動を低減することができる。
特開2004-293502号公報
 上記ベローズポンプでは、一方のベローズが最収縮(吐出終了)する手前までに、他方のベローズを最伸長(吸い込み終了)させておく必要がある。しかし、雰囲気温度や移送流体の流量等が変化すると、その影響によりベローズの硬さが変化する。ベローズの硬さが変化すると、ベローズの伸長時間(吸い込み時間)が変化し、吐出側の脈動が悪化したり、「ウォータハンマ」と呼ばれる衝撃圧力やキャビテーションが発生したりすることで、ベローズポンプに悪影響を及ぼすおそれがある。
 そこで、本出願人は、ベローズの伸長時間が適正な時間になるように、電空レギュレータを用いてエアシリンダの空気室に供給する加圧空気の空気圧を自動的に適正な値に設定し直すベローズポンプ装置を提案している(国際出願PCT/JP2021/034699号)。このベローズポンプ装置では、一方のベローズが収縮途中状態まで収縮したときに、他方のベローズが所定の伸長状態まで伸長していない場合、制御部は、次回の他方のベローズの伸長時に、エアシリンダの空気室に供給する加圧空気の空気圧を昇圧させる昇圧制御を行う。また、一方のベローズが収縮途中状態まで収縮したときに、他方のベローズが所定の伸長状態を所定時間以上継続している場合、制御部は、次回の他方のベローズの伸長時に、エアシリンダの空気室に供給する加圧空気の空気圧を降圧させる降圧制御を行う。
 しかし、電空レギュレータに故障等の異常が発生した場合、一般的に電空レギュレータは、異常発生の直前に調整した空気圧で維持するようになっている。このため、エアシリンダには、異常発生の直前に調整された空気圧の加圧空気が常に供給され、その加圧空気によってベローズが伸縮動作を継続する。このように、ベローズの伸縮動作が継続すると、ベローズの伸長時間が変化し、上記のようにベローズポンプに悪影響を及ぼすおそれがある。その対策として、電空レギュレータのエア圧力を監視することが考えられる。しかし、その場合には、電空レギュレータの出力ラインに、エア圧力を監視するための別ラインや、エア圧力を検出する圧力計等を新たに接続する必要があり、コストアップに繋がる。
 本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであり、安価な構成で流体圧調整部に異常が発生したこと把握することができるベローズポンプ装置を提供することを目的とする。
 (1)本開示は、互いに独立して伸縮自在であり、伸長により内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から移送流体を吐出する一対のベローズと、吸込側流体室及び吐出側流体室を有し、前記吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の伸長状態まで伸長させ、前記吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の収縮状態まで収縮させる一対の駆動部と、前記各駆動部の前記吸込側流体室に供給される加圧流体の流体圧を調整する一対の流体圧調整部と、前記各ベローズの伸縮状態を検知する一対の検知部と、一対の前記検知部の各検知信号に基づいて、一対の前記駆動部及び一対の前記流体圧調整部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、一対の前記ベローズのうち、一方のベローズが前記収縮状態となる手前で他方のベローズを前記伸長状態から収縮させるように、一対の前記駆動部を制御する駆動制御と、前記一方のベローズが前記収縮状態となる手前の収縮途中状態まで収縮したときに、前記他方のベローズが伸長途中であるか否かを判定する昇圧判定を行い、前記昇圧判定の判定結果が肯定的である場合、次回の前記他方のベローズの伸長時における前記流体圧を昇圧させるように、前記他方のベローズを伸長させる前記駆動部に対応する前記流体圧調整部に昇圧指令を出力する昇圧制御と、を行い、前記昇圧制御を連続して行った回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数を超えた場合に前記流体圧調整部が異常であると判定する、ベローズポンプ装置である。
 本開示のベローズポンプ装置において、流体圧調整部に異常が発生し、流体圧調整部が異常発生の直前に調整した流体圧で維持した場合、制御部が昇圧制御の昇圧指令を流体圧調整部に出力しても、流体圧調整部により流体圧を昇圧することができなくなる。このため、制御部は、流体圧調整部に対して昇圧指令を連続して出力することになる。本願発明者は、この点に着目して本開示を完成させた。すなわち、制御部は、昇圧制御を連続して行った回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数を超えた場合に流体圧調整部が異常であると判定する。これにより、圧力計等を用いない安価な構成で、流体圧調整部に異常が発生したことを把握することができる。
 (2)他の観点から見た本開示は、互いに独立して伸縮自在であり、伸長により内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から移送流体を吐出する一対のベローズと、吸込側流体室及び吐出側流体室を有し、前記吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の伸長状態まで伸長させ、前記吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の収縮状態まで収縮させる一対の駆動部と、前記各駆動部の前記吸込側流体室に供給される加圧流体の流体圧を調整する一対の流体圧調整部と、前記各ベローズの伸縮状態を検知する一対の検知部と、一対の前記検知部の各検知信号に基づいて、一対の前記駆動部及び一対の前記流体圧調整部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、一対の前記ベローズのうち、一方のベローズが前記収縮状態となる手前で他方のベローズを前記伸長状態から収縮させるように、一対の前記駆動部を制御する駆動制御と、前記一方のベローズが前記収縮状態となる手前の収縮途中状態まで収縮したときに、前記他方のベローズが前記伸長状態を所定時間以上継続しているか否かを判定する降圧判定を行い、前記降圧判定の判定結果が肯定的である場合、次回の前記他方のベローズの伸長時における前記流体圧を降圧させるように、前記他方のベローズを伸長させる前記駆動部に対応する前記流体圧調整部に降圧指令を出力する降圧制御と、を行い、前記降圧制御を連続して行った回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数を超えた場合に前記流体圧調整部が異常であると判定する、ベローズポンプ装置である。
 本開示のベローズポンプ装置において、流体圧調整部に異常が発生し、流体圧調整部が異常発生の直前に調整した流体圧で維持した場合、制御部が降圧制御の降圧指令を流体圧調整部に出力しても、流体圧調整部により流体圧を降圧することができなくなる。このため、制御部は、流体圧調整部に対して降圧指令を連続して出力することになる。本願発明者は、この点に着目して本開示を完成させた。すなわち、制御部は、降圧制御を連続して行った回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数を超えた場合に流体圧調整部が異常であると判定する。これにより、圧力計等を用いない安価な構成で、流体圧調整部に異常が発生したことを把握することができる。
 (3)前記(1)のベローズポンプ装置において、前記制御部は、前記一方のベローズが前記収縮途中状態まで収縮したときに、前記他方のベローズが前記伸長状態を所定時間以上継続しているか否かを判定する降圧判定を行い、前記降圧判定の判定結果が肯定的である場合、次回の前記他方のベローズの伸長時における前記流体圧を降圧させるように、前記他方のベローズを伸長させる前記駆動部に対応する前記流体圧調整部に降圧指令を出力する降圧制御をさらに行い、前記降圧制御を連続して行った回数をカウントし、前記昇圧制御を連続して行った回数、及び前記降圧制御を連続して行った回数のうち、いずれか一方が所定回数を超えた場合に前記流体圧調整部が異常であると判定するのが好ましい。
 この場合、昇圧制御が連続して行われる場合、及び降圧制御が連続して行われる場合のどちらであっても、流体圧調整部に異常が発生したことを把握することができる。
 (4)前記(1)又は(3)のベローズポンプ装置において、前記制御部は、前記昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、前記昇圧制御を連続して行った回数としてカウントするのが好ましい。
 この場合、制御部は、流体圧調整部に昇圧指令を出力する前に、昇圧制御を連続して行った回数が所定回数を超えたと判定することができる。これにより、流体圧調整部に異常が発生したことを迅速に把握することができる。
 (5)前記(2)又は(3)のベローズポンプ装置において、前記制御部は、前記降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、前記降圧制御を連続して行った回数としてカウントするのが好ましい。
 この場合、制御部は、流体圧調整部に降圧指令を出力する前に、降圧制御を連続して行った回数が所定回数を超えたと判定することができる。これにより、流体圧調整部に異常が発生したことを迅速に把握することができる。
 本開示のベローズポンプ装置によれば、安価な構成で流体圧調整部に異常が発生したこと把握することができる。
実施形態に係るベローズポンプ装置の概略構成図である。 ベローズポンプの断面図である。 ベローズポンプの動作を示す説明図である。 ベローズポンプの動作を示す説明図である。 昇圧制御の一例を示すタイムチャートである。 降圧制御の一例を示すタイムチャートである。 異常判定の一例を示すフローチャートである。
 次に、好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
 [全体構成]
 図1は、実施形態に係るベローズポンプ装置1の概略構成図である。本実施形態のベローズポンプ装置1は、例えば半導体製造装置において薬液や溶剤等の移送流体を一定量供給するときに用いられる。ベローズポンプ装置1は、空気供給装置(流体供給装置)2、機械式レギュレータ3、第1電磁弁4、第2電磁弁5、制御部6、ベローズポンプ10、第1電空レギュレータ(流体圧調整部)51、及び第2電空レギュレータ(流体圧調整部)52を備えている。
 空気供給装置2は、例えばエアコンプレッサからなり、ベローズポンプ10に供給する加圧空気(加圧流体)を生成する。機械式レギュレータ3は、空気供給装置2で生成された加圧空気の空気圧(流体圧)を調整する。第1電空レギュレータ51及び第2電空レギュレータ52については後述する。
 図2は、本実施形態に係るベローズポンプ10の断面図である。本実施形態のベローズポンプ10は、中央部に配置されたポンプヘッド11と、このポンプヘッド11の左右方向の両側に取り付けられた一対のポンプケース12と、各ポンプケース12の内部において、ポンプヘッド11の左右方向の側面に取り付けられた一対のベローズである第1ベローズ13及び第2ベローズ14と、第1及び第2ベローズ13,14それぞれの内部において、ポンプヘッド11の左右方向の側面に取り付けられる合計4個のチェックバルブ15,チェックバルブ16と、を備えている。
 [ベローズ]
 第1ベローズ13及び第2ベローズ14は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等のフッ素樹脂により有底円筒形状に形成されている。第1及び第2ベローズ13,14の開放側端部に一体形成されたフランジ部13a及びフランジ部14aは、ポンプヘッド11の側面に気密状に押圧して固定されている。第1及び第2ベローズ13,14の各周壁は、蛇腹形状に形成され、互いに独立して左右方向に伸縮自在に構成されている。
 第1及び第2ベローズ13,14の閉塞側端部の外面には、ボルト17及びナット18により作動板19が固定されている。第1及び第2ベローズ13,14は、作動板19の外面が有底円筒形状のポンプケース12における底壁部121の内面に当接する最伸長状態と、後述するピストン体23の内面が底壁部121の外面に当接する最収縮状態との間で伸縮可能である。
 [ポンプケース]
 第1ベローズ13のフランジ部13aには、ポンプケース12(以下、「第1ポンプケース12A」ともいう)の開口周縁部が、気密状に押圧して固定されている。これにより、第1ポンプケース12Aの内部における第1ベローズ13の外側には、気密状態が保持された第1吐出側空気室(吐出側流体室)21Aが形成されている。
 第1ポンプケース12Aには第1吸排気ポート22Aが設けられており、第1吸排気ポート22Aは、第1電磁弁4、第1電空レギュレータ51及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から第1吐出側空気室21Aの内部に加圧空気が供給されると、第1ベローズ13は所定の収縮状態(以下、単に「収縮状態」という)まで収縮する。第1ベローズ13の収縮状態は、最収縮状態であってもよいし、最収縮状態よりも手前の状態であってもよい。
 第2ベローズ14のフランジ部14aには、ポンプケース12(以下、「第2ポンプケース12B」ともいう)の開口周縁部が、気密状に押圧して固定されている。これにより、第2ポンプケース12Bの内部における第2ベローズ14の外側には、気密状態が保持された第2吐出側空気室(吐出側流体室)21Bが形成されている。
 第2ポンプケース12Bには第2吸排気ポート22Bが設けられており、第2吸排気ポート22Bは、第2電磁弁5、第2電空レギュレータ52及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から第2吐出側空気室21Bの内部に加圧空気が供給されると、第2ベローズ14は所定の収縮状態(以下、単に「収縮状態」という)まで収縮する。第2ベローズ14の収縮状態は、最収縮状態であってもよいし、最収縮状態よりも手前の状態であってもよい。
 各ポンプケース12A,12Bの底壁部121には棒状の連結部材20が貫通されており、連結部材20は、底壁部121に対して左右方向に摺動可能に支持されている。連結部材20の外端部にはピストン体23がナット24により固定されている。ピストン体23は、底壁部121の外側に一体に設けられた円筒状のシリンダ体25の内周面に対して、気密状態を保持しながら左右方向へ摺動可能に支持されている。
 これにより、第1ポンプケース12A側において、底壁部121、シリンダ体25、及びピストン体23によって囲まれた空間は、気密状態が保持された第1吸込側空気室(吸込側流体室)26Aとされている。また、第2ポンプケース12B側において、底壁部121、シリンダ体25、及びピストン体23によって囲まれた空間は、気密状態が保持された第2吸込側空気室(吸込側流体室)26Bとされている。
 第1ポンプケース12A側のシリンダ体25には、第1吸込側空気室26Aに連通する吸排気口251が形成されている。この吸排気口251は、第1電磁弁4、第1電空レギュレータ51及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から吸排気口251を介して第1吸込側空気室26Aの内部に加圧空気が供給されると、第1ベローズ13は所定の伸長状態(以下、単に「伸長状態」という)まで伸長する。第1ベローズ13の伸長状態は、最伸長状態であってもよいし、最伸長状態よりも手前の状態であってもよい。
 第2ポンプケース12B側のシリンダ体25には、第2吸込側空気室26Bに連通する吸排気口252が形成されている。この吸排気口252は、第2電磁弁5、第2電空レギュレータ52及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から吸排気口252を介して第2吸込側空気室26Bの内部に加圧空気が供給されると、第2ベローズ14は所定の伸長状態(以下、単に「伸長状態」という)まで伸長する。第2ベローズ14の伸長状態は、最伸長状態であってもよいし、最伸長状態よりも手前の状態であってもよい。
 以上の構成により、第1吐出側空気室21Aが内部に形成された第1ポンプケース12Aと、第1吸込側空気室26Aを形成するピストン体23及びシリンダ体25とにより、第1ベローズ13を伸長状態と収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第1駆動部(駆動部)27が構成されている。
 また、第2吐出側空気室21Bが内部に形成された第2ポンプケース12Bと、第2吸込側空気室26Bを形成するピストン体23及びシリンダ体25とにより、第2ベローズ14を伸長状態と収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第2駆動部(駆動部)28が構成されている。
 [検知部]
 第1駆動部27のシリンダ体25には、一対の近接センサ29A,近接センサ29Bが取り付けられている。第1駆動部27のピストン体23には、各近接センサ29A,29Bにより検知される被検知板30が取り付けられている。被検知板30は、ピストン体23とともに往復動することで、近接センサ29A,29Bに交互に近接する。
 近接センサ29Aは、第1ベローズ13が収縮状態となる手前の収縮途中状態のときに被検知板30を検知する位置に配置されている。近接センサ29Bは、第1ベローズ13が伸長状態のときに被検知板30を検知する位置に配置されている。各近接センサ29A,29Bは、被検知板30を検知すると、その検知信号を制御部6に出力する。一対の近接センサ29A,29Bは、第1ベローズ13の伸縮状態を検知する第1検知部(検知部)29として機能する。
 第2駆動部28のシリンダ体25には、一対の近接センサ31A,近接センサ31Bが取り付けられている。第2駆動部28のピストン体23には、各近接センサ31A,31Bより検知される被検知板32が取り付けられている。被検知板32は、ピストン体23とともに往復動することで、近接センサ31A,31Bに交互に近接する。
 近接センサ31Aは、第2ベローズ14が収縮状態となる手前の収縮途中状態のときに被検知板32を検知する位置に配置されている。近接センサ31Bは、第2ベローズ14が伸長状態のときに被検知板32を検知する位置に配置されている。各近接センサ31A,31Bは、被検知板30を検知すると、その検知信号を制御部6に出力する。一対の近接センサ31A,31Bは、第2ベローズ14の伸縮状態を検知する第2検知部(検知部)31として機能する。
 ここで、第1ベローズ13(第2ベローズ14)の「収縮途中状態」とは、第1ベローズ13(第2ベローズ14)の収縮経過位置が収縮開始位置(伸長状態)よりも収縮終了位置(収縮状態)に近い位置にあることを意味し、より詳細には、第1ベローズ13(第2ベローズ14)が伸長状態から収縮状態となるまでの収縮長さの50%~90%まで収縮した位置を意味する。
 [ポンプヘッド]
 ポンプヘッド11は、PTFEやPFA等のフッ素樹脂から形成されている。ポンプヘッド11の内部には、移送流体の吸込通路34と吐出通路35が形成されている。吸込通路34及び吐出通路35は、ポンプヘッド11の外周面において開口し、当該外周面に設けられた吸込ポート及び吐出ポート(いずれも図示省略)に接続されている。
 吸込ポートは移送流体の貯留タンク等に接続され、吐出ポートは移送流体の移送先に接続される。また、吸込通路34及び吐出通路35は、それぞれポンプヘッド11の左右両側面に向けて分岐するとともに、ポンプヘッド11の左右両側面において開口する吸込口36及び吐出口37を有している。各吸込口36及び各吐出口37は、それぞれチェックバルブ15,16を介してベローズ13,14の内部と連通している。
 [チェックバルブ]
 各吸込口36及び各吐出口37には、チェックバルブ15,16が設けられている。
 吸込口36に取り付けられたチェックバルブ15(以下、「吸込用チェックバルブ」ともいう)は、バルブケース15aと、このバルブケース15aに収容された弁体15bと、この弁体15bを閉弁方向に付勢する圧縮コイルバネ15cとを有している。
 バルブケース15aは有底円筒形状に形成されている。バルブケース15aの底壁にはベローズ13,14の内部に連通する貫通孔15dが形成されている。弁体15bは、圧縮コイルバネ15cの付勢力により吸込口36を閉鎖(閉弁)し、ベローズ13,14の伸縮に伴う移送流体の流れによる背圧が作用すると吸込口36を開放(開弁)するようになっている。
 これにより、吸込用チェックバルブ15は、自身が配置されているベローズ13,14が伸長したときに開弁して、吸込通路34からベローズ13,14内部に向かう方向(一方向)への移送流体の吸入を許容する。また、吸込用チェックバルブ15は、自身が配置されているベローズ13,14が収縮したときに閉弁して、ベローズ13,14内部から吸込通路34に向かう方向(他方向)への移送流体の逆流を阻止する。
 吐出口37に取り付けられたチェックバルブ16(以下、「吐出用チェックバルブ」ともいう)は、バルブケース16aと、このバルブケース16aに収容された弁体16bと、この弁体16bを閉弁方向に付勢する圧縮コイルバネ16cとを有している。
 バルブケース16aは有底円筒形状に形成されている。バルブケース16aの底壁には、ベローズ13,14の内部に連通する貫通孔16dが形成されている。弁体16bは、圧縮コイルバネ16cの付勢力によりバルブケース16aの貫通孔16dを閉鎖(閉弁)し、ベローズ13,14の伸縮に伴う移送流体の流れによる背圧が作用するとバルブケース16aの貫通孔16dを開放(開弁)するようになっている。
 これにより、吐出用チェックバルブ16は、自身が配置されているベローズ13,14が収縮したときに開弁して、ベローズ13,14内部から吐出通路35に向かう方向(一方向)への移送流体の流出を許容する。また、吐出用チェックバルブ16は、自身が配置されているベローズ13,14が伸長したときに閉弁して、吐出通路35からベローズ13,14内部に向かう方向(他方向)への移送流体の逆流を阻止する。
 [ベローズポンプの動作]
 次に、本実施形態のベローズポンプ10の動作を図3及び図4を参照して説明する。なお、図3及び図4においては第1及び第2ベローズ13,14の構成を簡略化して示している。図3に示すように、第1ベローズ13が収縮し、第2ベローズ14が伸長した場合、ポンプヘッド11の図中左側に装着された吸込用チェックバルブ15及び吐出用チェックバルブ16の各弁体15b,16bは、第1ベローズ13内の移送流体から圧力を受けて、各バルブケース15a,16aの図中右側にそれぞれ移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が閉弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が開弁し、第1ベローズ13内の移送流体が吐出通路35からポンプ外へ吐出される。
 一方、ポンプヘッド11の図中右側に装着された吸込用チェックバルブ15の弁体15bは、第2ベローズ14による吸入作用によってバルブケース15aの図中右側に移動する。ポンプヘッド11の図中右側に装着された吐出用チェックバルブ16の弁体16bは、第2ベローズ14による吸入作用、及び第1ベローズ13から吐出通路35に吐出された移送流体による押圧作用によって、バルブケース16aの図中右側に移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が開弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が閉弁し、吸込通路34から第2ベローズ14内に移送流体が吸い込まれる。
 次に、図4に示すように、第1ベローズ13が伸長し、第2ベローズ14が収縮した場合、ポンプヘッド11の図中右側に装着された吸込用チェックバルブ15及び吐出用チェックバルブ16の各弁体15b,16bは、第2ベローズ14内の移送流体から圧力を受けて、各バルブケース15a,16aの図中左側に移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が閉弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が開弁し、第2ベローズ14内の移送流体が吐出通路35からポンプ外へ吐出される。
 一方、ポンプヘッド11の図中左側に装着された吸込用チェックバルブ15の弁体15bは、第1ベローズ13による吸入作用によってバルブケース15aの図中左側に移動する。ポンプヘッド11の図中左側に装着された吐出用チェックバルブ16の弁体16bは、第1ベローズ13による吸入作用、及び第1ベローズ13から吐出通路35に吐出された移送流体による押圧作用によって、バルブケース16aの図中左側に移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が開弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が閉弁し、吸込通路34から第1ベローズ13内に移送流体が吸い込まれる。
 以上の動作を繰り返し行うことで、左右のベローズ13,14は、交互に移送流体の吸入と吐出とを行うことができる。
 [電磁弁]
 図1において、第1電磁弁4は、例えば、一対のソレノイド4a,ソレノイド4bを有する三位置の電磁切換弁からなる。各ソレノイド4a,4bは制御部6から受けた指令信号に基づいて励磁されるようになっている。これにより、第1電磁弁4は、制御部6により切り換え制御される。第1電磁弁4は、第1駆動部27において、第1吐出側空気室21Aに対する加圧空気の給排、及び第1吸込側空気室26Aに対する加圧空気の給排を切り換える。
 具体的には、第1電磁弁4は、ソレノイド4aが励磁されると、第1吐出側空気室21Aに加圧空気を供給するとともに第1吸込側空気室26A内の加圧空気を排出する状態に切り換わる。また、第1電磁弁4は、ソレノイド4bが励磁されると、第1吐出側空気室21A内の加圧空気を排出するとともに第1吸込側空気室26Aに加圧空気を供給する状態とに切り換わる。
 第2電磁弁5は、例えば一対のソレノイド5a,ソレノイド5bを有する三位置の電磁切換弁からなる。各ソレノイド5a,5bは制御部6から指令信号を受けて励磁されるようになっている。これにより、第2電磁弁5は、制御部6により切り換え制御される。第2電磁弁5は、第2駆動部28において、第2吐出側空気室21Bに対する加圧空気の給排、及び第2吸込側空気室26Bに対する加圧空気の給排を切り換える。
 具体的には、第2電磁弁5は、ソレノイド5aが励磁されると、第2吐出側空気室21Bに加圧空気を供給するとともに第2吸込側空気室26B内の加圧空気を排出する状態に切り換わる。また、第2電磁弁5は、ソレノイド5bが励磁されると、第2吐出側空気室21B内の加圧空気を排出するとともに第2吸込側空気室26Bに加圧空気を供給する状態とに切り換わる。
 なお、本実施形態の第1及び第2電磁弁4,5は、三位置の電磁切換弁からなるが、中立位置を有しない二位置の電磁切換弁であってもよい。
 [電空レギュレータ]
 第1電空レギュレータ51は、機械式レギュレータ3と第1電磁弁4との間に配置されている。第1電空レギュレータ51は、第1駆動部27の第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧、及び第1駆動部27の第1吐出側空気室21Aに供給される加圧空気の空気圧をそれぞれ調整する。
 第2電空レギュレータ52は、機械式レギュレータ3と第2電磁弁5との間に配置されている。第2電空レギュレータ52は、第2駆動部28の第2吸込側空気室26Bに供給される加圧空気の空気圧、及び第2駆動部28の第2吐出側空気室21Bに供給される加圧空気の空気圧をそれぞれ調整する。
 なお、電空レギュレータ51,52は、少なくとも吸込側空気室26A,26Bに供給される加圧空気の空気圧を調整するものであればよい。また、本実施形態では、流体圧調整部として、空気圧を直接的に調整する電空レギュレータ51,52を用いているが、空気流量を調整する空気流量調整弁を用いて空気圧を間接的に調整してもよいし、空気以外の気体(例えば窒素)や液体等の圧力又は流量を調整する機器を用いてもよい。
 [制御部]
 図1及び図2において、制御部6は、CPU等を有するコンピュータを備えて構成されている。制御部6の各機能は、前記コンピュータの記憶装置に記憶された制御プログラムがCPUにより実行されることで発揮される。制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の各検知結果に基づいて、第1駆動部27、第2駆動部28、第1電空レギュレータ51、及び第2電空レギュレータ52をそれぞれ制御する。以下、これらの制御について順に説明する。
 制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の各検知結果に基づいて、第1電磁弁4及び第2電磁弁5を切り換えることにより、第1駆動部27及び第2駆動部28をそれぞれ制御する駆動制御を行う。
 具体的には、制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の各検知結果に基づいて、第1ベローズ13が収縮状態となる手前で第2ベローズ14を伸長状態から収縮させるとともに、第2ベローズ14が収縮状態となる手前で第1ベローズ13を伸長状態から収縮させるように、第1駆動部27及び第2駆動部28の各駆動を制御する。
 以上のように制御部6が駆動制御を行うことで、第1ベローズ13及び第2ベローズ14のうち、一方のベローズの収縮から伸長(移送流体の吐出から吸い込み)へ切り換えるタイミングにおいて、他方のベローズは既に収縮して移送流体を吐出しているので、前記タイミングにおいて移送流体の吐出圧力が大きく落ち込むのを低減することができる。その結果、ベローズポンプ10の吐出側の脈動を低減することができる。
 前記駆動制御において、例えば雰囲気温度が低下すると、その影響により第1ベローズ13及び第2ベローズ14が硬くなり、第1ベローズ13及び第2ベローズ14の各伸長時間が長くなる場合がある。この場合、制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の各検知結果に基づいて、第1ベローズ13及び第2ベローズ14の各伸長時間を短くするための昇圧制御を行う。制御部6は、昇圧制御として、昇圧判定を行うとともに、その判定結果に基づいて昇圧指令を出力する。
 具体的には、制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の各検知結果に基づいて、第1ベローズ13(第2ベローズ14)が収縮途中状態まで収縮したときに、第2ベローズ14(第1ベローズ13)が伸長途中であるか否かを判定する昇圧判定を行う。制御部6は、昇圧判定の判定結果が肯定的である(伸長途中である)場合、次回の第2ベローズ14(第1ベローズ13)の伸長時に、第2吸込側空気室26B(第1吸込側空気室26A)に供給される加圧空気の空気圧を昇圧させるように、第2電空レギュレータ52(第1電空レギュレータ51)に昇圧指令を出力する。昇圧指令には、前記空気圧の昇圧度合いが含まれる。この昇圧度合いは、+1kPa~+50kPa(より好ましくは+1kPa~+20kPa)とするのが望ましい。
 一方、前記駆動制御において、例えば雰囲気温度が上昇すると、その影響により第1ベローズ13及び第2ベローズ14が柔らかくなり、第1ベローズ13及び第2ベローズ14の各伸長時間が短くなる場合がある。この場合、制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の各検知結果に基づいて、第1ベローズ13及び第2ベローズ14の各伸長時間を長くするための降圧制御を行う。制御部6は、降圧制御として、降圧判定を行うとともに、その判定結果に基づいて降圧指令を出力する。
 具体的には、制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の各検知結果に基づいて、第1ベローズ13(第2ベローズ14)が収縮途中状態まで収縮したときに、第2ベローズ14(第1ベローズ13)が伸長状態を所定時間以上継続しているか否かを判定する降圧判定を行う。前記所定時間は、例えば500msec(好ましくは10~200msec)の値に設定するのが望ましい。
 制御部6は、降圧判定の判定結果が肯定的である(伸長状態を所定時間以上継続している)場合、次回の第2ベローズ14(第1ベローズ13)の伸長時に、第2吸込側空気室26B(第1吸込側空気室26A)に供給される加圧空気の空気圧を降圧させるように、第2電空レギュレータ52(第1電空レギュレータ51)に降圧指令を出力する。降圧指令には、前記空気圧の降圧度合いが含まれる。この降圧度合いは、-1kPa~-50kPa(より好ましくは-1kPa~-20kPa)とするのが望ましい。
 [昇圧制御の具体例]
 図5は、制御部6により駆動制御中に行われる昇圧制御の一例を示すタイムチャートである。以下、図1及び図5を参照しながら、制御部6が実行する駆動制御及び昇圧制御について説明する。ここでは、第1ベローズ13が収縮途中(吐出中)であり、かつ第2ベローズ14が伸長途中(吸い込み中)の状態から説明する。
 制御部6は、近接センサ29Aが第1ベローズ13の収縮途中状態を検知(ON)した時点t1で、第2ベローズ14が伸長途中であるか否かを判定する(昇圧判定)。この判定は、時点t1において近接センサ31Bが第2ベローズ14の伸長状態を非検知(OFF)であるか否かによって判定される。ここでは、時点t1において、近接センサ31Bは第2ベローズ14の伸長状態を非検知であるため、制御部6は、第2ベローズ14が伸長途中であると判定する。この判定結果により、制御部6は、後述するように、次回の第2ベローズ14の伸長時(時点t6~時点t7)に昇圧指令を出力する。
 制御部6は、近接センサ31BがONになっていないと判定した場合、近接センサ31BがONになるまで待機する。そして、制御部6は、近接センサ31BがONになった時点t2で、第2電磁弁5のソレノイド5bを消磁させるとともにソレノイド5aを励磁させる。なお、制御部6は、時点t1において近接センサ31BがONになっていると判定した場合、直ちに第2電磁弁5のソレノイド5bを消磁させるとともにソレノイド5aを励磁させる。
 第2電磁弁5のソレノイド5aが励磁されると、空気供給装置2で生成された加圧空気は、機械式レギュレータ3、第2電空レギュレータ52、及び第2電磁弁5を介して、第2駆動部28の第2吐出側空気室21Bに供給される。その際、制御部6は、第2吐出側空気室21Bに供給される加圧空気の空気圧が所定値P2となるように第2電空レギュレータ52に制御指令を出力する。これにより、第1ベローズ13が収縮状態となる手前で、第2ベローズ14は伸長状態から収縮動作を開始する。
 第2ベローズ14が収縮動作を開始した後、制御部6は、近接センサ29AがONになった時点t1から所定の演算時間が経過した時点t3で、第1ベローズ13が収縮状態になったと判断する。そして、制御部6は、第1電磁弁4のソレノイド4aを消磁させるとともにソレノイド4bを励磁させる。
 第1電磁弁4のソレノイド4bが励磁されると、空気供給装置2で生成された加圧空気は、機械式レギュレータ3、第1電空レギュレータ51、及び第1電磁弁4を介して、第1駆動部27の第1吸込側空気室26Aに供給される。その際、制御部6は、第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧が所定値P11となるように第1電空レギュレータ51に制御指令を出力する。第1電空レギュレータ51は、その制御指令に基づいて、第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧が所定値P11となるように調整する。これにより、第1ベローズ13は収縮状態から伸長動作を開始する。
 次に、制御部6は、近接センサ31Aが第2ベローズ14の収縮途中状態を検知(ON)した時点t4で、第1ベローズ13が伸長途中であるか否かを判定する(昇圧判定)。この判定は、時点t4において近接センサ29Bが第1ベローズ13の伸長状態を非検知(OFF)であるか否かによって判定される。ここでは、時点t4において、近接センサ29Bは第1ベローズ13の伸長状態を非検知であるため、制御部6は、第1ベローズ13が伸長途中であると判定する。この判定結果により、制御部6は、後述するように、次回の第1ベローズ13の伸長時(時点t8~時点t9)に昇圧指令を出力する。
 制御部6は、近接センサ29BがONになっていないと判定した場合、近接センサ29BがONになるまで待機する。そして、制御部6は、近接センサ29BがONになった時点t5で、第1電磁弁4のソレノイド4bを消磁させるとともにソレノイド4aを励磁させる。なお、制御部6は、時点t4において近接センサ29BがONになっていると判定した場合、直ちに第1電磁弁4のソレノイド4bを消磁させるとともにソレノイド4aを励磁させる。
 第1電磁弁4のソレノイド4aが励磁されると、空気供給装置2で生成された加圧空気は、機械式レギュレータ3、第1電空レギュレータ51、及び第1電磁弁4を介して、第1駆動部27の第1吐出側空気室21Aに供給される。その際、制御部6は、第1吐出側空気室21Aに供給される加圧空気の空気圧が所定値P1となるように第1電空レギュレータ51に制御指令を出力する。第1電空レギュレータ51は、その制御指令に基づいて、第1吐出側空気室21Aに供給される加圧空気の空気圧が所定値P1となるように調整する。これにより、第2ベローズ14が収縮状態となる手前で、第1ベローズ13は伸長状態から収縮動作を開始する。
 第1ベローズ13が収縮動作を開始した後、制御部6は、近接センサ31AがONになった時点から所定時間が経過した時点t6で、第2ベローズ14が収縮状態になったと判断する。そして、制御部6は、第2電磁弁5のソレノイド5aを消磁させるとともにソレノイド5bを励磁させる。
 第2電磁弁5のソレノイド5bが励磁されると、空気供給装置2で生成された加圧空気は、機械式レギュレータ3、第2電空レギュレータ52、及び第2電磁弁5を介して、第2駆動部28の第2吸込側空気室26Bに供給される。その際、制御部6は、時点t1で行った昇圧判定の判定結果が肯定的であったので(近接センサ31Bが非検知であると判定したので)、第2吸込側空気室26Bに供給される加圧空気の空気圧を昇圧させるように第2電空レギュレータ52に昇圧指令を出力する。
 具体的には、制御部6は、第2吸込側空気室26Bに供給される加圧空気の空気圧が前回(時点t2以前)の値P21よりも高い値P22となるように、第2電空レギュレータ52に昇圧指令を出力する。第2電空レギュレータ52は、その昇圧指令に基づいて、第2吸込側空気室26Bに供給される加圧空気の空気圧が値P22となるように調整する。これにより、第2ベローズ14は、収縮状態から伸長動作を開始する。その伸長速度は、前回の第2ベローズ14の伸長速度よりも速くなる。
 次に、制御部6は、近接センサ29Aが第1ベローズ13の収縮途中状態を検知(ON)した時点t7で、第2ベローズ14が伸長途中であるか否かを判定する(昇圧判定)。ここでは、上記のように第2ベローズ14の伸長速度が速くなり、第2ベローズ14の伸長時間が短くなることで、時点t7で第2ベローズ14は伸長状態に達する。したがって、時点t7において近接センサ31Bは第2ベローズ14の伸長状態を検知(ON)しているので、制御部6は、第2ベローズ14が伸長途中でないと判定する。この判定結果により、制御部6は、次回の第2ベローズ14の伸長時には昇圧指令を出力しない。
 制御部6は、近接センサ29BがONになっていると判定した場合、第2電磁弁5のソレノイド5bを消磁させるとともにソレノイド5aを励磁させる。第2電磁弁5のソレノイド5aが励磁されると、上記のように、第1ベローズ13が収縮状態となる手前(収縮途中状態)で、第2ベローズ14は伸長状態から収縮動作を開始する。
 第2ベローズ14が収縮動作を開始した後、制御部6は、近接センサ29AがONになった時点t7から所定の演算時間が経過した時点t8で、第1ベローズ13が収縮状態になったと判断し、第1電磁弁4のソレノイド4aを消磁させるとともにソレノイド4bを励磁させる。第1電磁弁4のソレノイド4bが励磁されると、上記のように、空気供給装置2で生成された加圧空気は、第1駆動部27の第1吸込側空気室26Aに供給される。
 その際、制御部6は、前記時点t4で行った昇圧判定の判定結果が肯定的であったので(近接センサ29Bが非検知であると判定したので)、第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧を昇圧させるように第1電空レギュレータ51に昇圧指令を出力する。
 具体的には、制御部6は、第1吸込側空気室26Aに供給された加圧空気の空気圧が前回(時点t3~時点t5)の値P11よりも高い値P12となるように、第1電空レギュレータ51に昇圧指令を出力する。第1電空レギュレータ51は、その昇圧指令に基づいて、第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧が値P12となるように調整する。これにより、第1ベローズ13は、収縮状態から伸長動作を開始する。その伸長速度は、前回の第1ベローズ13の伸長動作時における伸長速度よりも速くなる。
 次に、制御部6は、近接センサ31Aが第2ベローズ14の収縮途中状態を検知(ON)した時点t9で、第1ベローズ13が伸長途中であるか否かを判定する(昇圧判定)。ここでは、上記のように第1ベローズ13の伸長速度が速くなり、第1ベローズ13の伸長時間が短くなることで、時点t9で第1ベローズ13は伸長状態に達する。したがって、時点t9において近接センサ29Bは第1ベローズ13の伸長状態を検知(ON)しているので、制御部6は、第1ベローズ13が伸長途中でないと判定する。この判定結果により、制御部6は、次回の第1ベローズ13の伸長時には昇圧指令を出力しない。
 制御部6は、近接センサ29BがONになっていると判定した場合、第1電磁弁4のソレノイド4bを消磁させるとともにソレノイド4aを励磁させる。第1電磁弁4のソレノイド4aが励磁されると、上記のように、第2ベローズ14が収縮状態となる手前(収縮途中状態)で、第1ベローズ13は伸長状態から収縮動作を開始する。
 [降圧制御の具体例]
 図6は、制御部6により駆動制御中に行われる降圧制御の一例を示すタイムチャートである。以下、図1及び図6を参照しながら、制御部6が実行する降圧制御について説明する。ここでは、図5と同様に、第1ベローズ13が収縮途中(吐出中)であり、かつ第2ベローズ14が伸長途中(吸い込み中)の状態から説明する。
 制御部6は、近接センサ29Aが第1ベローズ13の収縮途中状態を検知(ON)する前に、近接センサ31Bが第2ベローズ14の伸長状態を検知(ON)したか否かを判定する。ここでは、第1ベローズ13が収縮途中状態に達する前の時点t20で、近接センサ31Bは第2ベローズ14の伸長状態を検知しているので、制御部6は、近接センサ31BがONになったと判定する。
 制御部6は、近接センサ31BがONになったと判定した場合、さらに近接センサ29Aが第1ベローズ13の収縮途中状態を検知した時点t21で、近接センサ31Bが第2ベローズ14の伸長状態を検知した時点t20から所定時間T以上継続しているか否かを判定する(降圧判定)。ここでは、時点t21において所定時間Tが経過しているので、制御部6は、時点t20から所定時間T以上継続していると判定する。この判定結果により、制御部6は、後述するように、次回の第2ベローズ14の伸長時(時点t25~時点t26)に降圧指令を出力する。
 制御部6は、近接センサ29AがONになった時点t21で、第2電磁弁5のソレノイド5bを消磁させるとともにソレノイド5aを励磁させる。第2電磁弁5のソレノイド5aが励磁されると、上記のように、第1ベローズ13が収縮状態となる手前(収縮途中状態)で、第2ベローズ14は伸長状態から収縮動作を開始する。
 第2ベローズ14が収縮動作を開始した後、制御部6は、近接センサ29AがONになった時点t21から所定の演算時間が経過した時点t22で、第1ベローズ13が収縮状態になったと判断する。そして、制御部6は、第1電磁弁4のソレノイド4aを消磁させるとともにソレノイド4bを励磁させる。第1電磁弁4のソレノイド4bが励磁されると、上記のように、第1ベローズ13は収縮状態から伸長動作を開始する。
 次に、制御部6は、近接センサ31Aが第2ベローズ14の収縮途中状態を検知(ON)する前に、近接センサ29Bが第1ベローズ13の伸長状態を検知(ON)したか否かを判定する。ここでは、第2ベローズ14が収縮途中状態に達する前の時点t23で、近接センサ29Bは第1ベローズ13の伸長状態を検知しているので、制御部6は、近接センサ29BがONになったと判定する。
 制御部6は、近接センサ29BがONになったと判定した場合、さらに近接センサ31Aが第2ベローズ14の収縮途中状態を検知した時点t24で、近接センサ29Bが第1ベローズ13の伸長状態を検知した時点t23から所定時間T以上継続しているか否かを判定する(降圧判定)。ここでは、時点t24において所定時間Tが経過しているので、制御部6は、時点t23から所定時間T以上継続していると判定する。この判定結果により、制御部6は、後述するように、次回の第1ベローズ13の伸長時(時点t27~時点t28)に降圧指令を出力する。
 制御部6は、近接センサ31AがONになった時点t24で、第1電磁弁4のソレノイド4bを消磁させるとともにソレノイド4aを励磁させる。第1電磁弁4のソレノイド4aが励磁されると、上記のように、第2ベローズ14が収縮状態となる手前(収縮途中状態)で、第1ベローズ13は伸長状態から収縮動作を開始する。
 第1ベローズ13が収縮動作を開始した後、制御部6は、近接センサ31AがONになった時点t24から所定の演算時間が経過した時点t25で、第2ベローズ14が収縮状態になったと判断する。そして、制御部6は、第2電磁弁5のソレノイド5aを消磁させるとともにソレノイド5bを励磁させる。第2電磁弁5のソレノイド5bが励磁されると、上記のように、空気供給装置2で生成された加圧空気は、第2駆動部28の第2吸込側空気室26Bに供給される。
 その際、制御部6は、前記時点t21で行った降圧判定の判定結果が肯定的であったので(近接センサ31BがONになった時点t20から所定時間T以上継続していると判定したので)、第2吸込側空気室26Bに供給される加圧空気の空気圧を降圧させるように、第2電空レギュレータ52に降圧指令を出力する。
 具体的には、制御部6は、第2吸込側空気室26Bに供給される加圧空気の空気圧が前回(時点t21以前)の値P21よりも低い値P23となるように、第2電空レギュレータ52に降圧指令を出力する。第2電空レギュレータ52は、その降圧指令に基づいて、第2吸込側空気室26Bに供給される加圧空気の空気圧が値P23となるように調整する。これにより、第2ベローズ14は、収縮状態から伸長動作を開始する。その伸長速度は、前回の第2ベローズ14の伸長動作時における伸長速度よりも遅くなる。
 次に、制御部6は、近接センサ29Aが第1ベローズ13の収縮途中状態を検知(ON)する前に、近接センサ31Bが第2ベローズ14の伸長状態を検知(ON)したか否かを判定する。ここでは、上記のように第2ベローズ14の伸長速度が遅くなり、第2ベローズ14の伸長時間が長くなることで、第1ベローズ13が収縮途中状態に達した時点t26で第2ベローズ14は伸長状態に達する。
 したがって、第1ベローズ13が収縮途中状態に達する前に、近接センサ31Bは第2ベローズ14の伸長状態を非検知(OFF)であるため、制御部6は、近接センサ31BがONにならなかったと判定する。この判定結果により、第1ベローズ13が収縮途中状態に達した時点t26で、制御部6による降圧判定は行われないため、次回の第2ベローズ14の伸長時に降圧指令を出力しない。
 制御部6は、近接センサ31BがONになった時点t26で、第2電磁弁5のソレノイド5bを消磁させるとともにソレノイド5aを励磁させる。第2電磁弁5のソレノイド5aが励磁されると、上記のように、第1ベローズ13が収縮状態となる手前(収縮途中状態)で、第2ベローズ14は伸長状態から収縮動作を開始する。
 第2ベローズ14が収縮動作を開始した後、制御部6は、近接センサ29AがONになった時点t26から所定の演算時間が経過した時点t27で、第1ベローズ13が収縮状態になったと判断する。そして、制御部6は、第1電磁弁4のソレノイド4aを消磁させるとともにソレノイド4bを励磁させる。第1電磁弁4のソレノイド4bが励磁されると、上記のように、空気供給装置2で生成された加圧空気は、第1駆動部27の第1吸込側空気室26Aに供給される。
 その際、制御部6は、前記時点t24で行った降圧判定の判定結果が肯定的であったので(近接センサ29BがONになった時点t23から所定時間T以上継続していると判定したので)、第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧を降圧させるように、第1電空レギュレータ51に降圧指令を出力する。
 具体的には、制御部6は、第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧が前回(時点t22~時点t24)の値P11よりも低い値P13となるように、第1電空レギュレータ51に降圧指令を出力する。第1電空レギュレータ51は、その降圧指令に基づいて、第1吸込側空気室26Aに供給される加圧空気の空気圧が値P13となるように調整する。これにより、第1ベローズ13は、収縮状態から伸長動作を開始する。その伸長速度は、前回の第1ベローズ13の伸長動作時における伸長速度よりも遅くなる。
 次に、制御部6は、近接センサ31Aが第2ベローズ14の収縮途中状態を検知(ON)する前に、近接センサ29Bが第1ベローズ13の伸長状態を検知(ON)したか否かを判定する。ここでは、上記のように第1ベローズ13の伸長速度が遅くなり、第1ベローズ13の伸長時間が長くなることで、第2ベローズ14が収縮途中状態に達した時点t28で第1ベローズ13は伸長状態に達する。
 したがって、第2ベローズ14が収縮途中状態に達する前に、近接センサ29Bは第1ベローズ13の伸長状態を非検知(OFF)であるため、制御部6は、近接センサ29BがONにならなかったと判定する。この判定結果により、第2ベローズ14が収縮途中状態に達した時点t28で、制御部6による降圧判定は行われないため、次回の第1ベローズ13の伸長時に降圧指令を出力しない。
 [異常判定]
 図1において、上述のように制御部6が駆動制御を行っているときに、第1電空レギュレータ51に故障等の異常が発生した場合、第1電空レギュレータ51は、異常発生の直前に調整した空気圧で維持する。このため、制御部6が、昇圧制御の昇圧指令、又は降圧制御の降圧指令を第1電空レギュレータ51に出力しても、第1電空レギュレータ51により加圧空気の空気圧を調整することができなくなる。このため、制御部6は、第1電空レギュレータ51に対して昇圧指令又は降圧指令を連続して出力することになる。
 第2電空レギュレータ52に故障等の異常が発生した場合も同様に、第2電空レギュレータ52により加圧空気の空気圧を調整することができなくなる。このため、制御部6は、第2電空レギュレータ52に対して昇圧指令又は降圧指令を連続して出力することになる。本実施形態の制御部6は、このように連続して出力する点を利用して第1電空レギュレータ51及び第2電空レギュレータ52が異常であるか否かを判定する異常判定を行う。
 具体的には、制御部6は、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)について、昇圧制御を連続して行った回数をカウントする。本実施形態の制御部6は、昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、昇圧制御を連続して行った回数としてカウントする。制御部6は、カウントした回数が所定回数を超えたか否かを判定する。制御部6は、その判定結果が肯定的である場合、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)が異常であると判定する。
 また、制御部6は、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)について、降圧制御を連続して行った回数をカウントする。本実施形態の制御部6は、降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、降圧制御を連続して行った回数としてカウントする。制御部6は、カウントした回数が所定回数を超えたか否かを判定する。制御部6は、その判定結果が肯定的である場合、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)が異常であると判定する。
 以上より、制御部6は、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)について、昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数、及び降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数のうち、いずれか一方が所定回数を超えた場合、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)が異常であると判定する。制御部6は、第1電空レギュレータ51又は第2電空レギュレータ52が異常であると判定した場合、第1電磁弁4及び第2電磁弁5を切り換えて、第1駆動部27及び第2駆動部28の各駆動を停止させる。
 なお、前記所定回数は、昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数の場合と、降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数の場合とで、互いに同じ値に設定されていてもよいし、異なる値に設定されていてもよい。
 図7は、制御部6により駆動制御中に行われる異常判定の一例を示すフローチャートである。以下、図7を参照しながら、制御部6が実行する異常判定について説明する。なお、第1電空レギュレータ51の異常判定、及び第2電空レギュレータ52の異常判定は同様に行われるため、ここでは、第1電空レギュレータ51の異常判定について説明する。まず、制御部6は、カウント回数N及びカウント回数Mの各値を、それぞれ初期値である0に設定する(ステップST1)。カウント回数Nは、昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数ある。カウント回数Mは、降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数ある。
 次に、制御部6は、駆動制御中において第1電空レギュレータ51の昇圧判定を行ったときに、その判定結果が肯定的となった場合(ステップST2で「Yes」の場合)、カウント回数Nに1を加算するとともに、カウント回数Mを0にリセットする(ステップST3)。
 次に、制御部6は、カウント回数Nが所定回数を超えたか否かを判定する(ステップST4)。制御部6は、カウント回数Nが所定回数を超えていなければ(ステップST4で「No」の場合)、ステップST2に戻る。このように、ステップST2からステップST4までの処理が繰り返し行われることで、カウント回数Nが徐々に増えていく。そして、制御部6は、カウント回数Nが所定回数を超えると(ステップST4で「Yes」の場合)、第1電空レギュレータ51が異常であると判定し(ステップST5)、処理を終了する。
 一方、ステップST2において、制御部6は、昇圧判定の判定結果が否定的となった場合(ステップST2で「No」の場合)、ステップST6へ移行する。ステップST6において、制御部6は、第1電空レギュレータ51の降圧判定を行ったときに、その判定結果が肯定的となった場合(ステップST6で「Yes」の場合)、カウント回数Nを0にリセットするとともに、カウント回数Mに1を加算する(ステップST7)。また、制御部6は、降圧判定の判定結果が否定的となった場合(ステップST6で「No」の場合)、ステップST7の処理を行わずにステップST1に戻る。なお、本実施形態では、ステップST7でカウント回数Nをリセットしているが、ステップST2で「No」と判定した時点でカウント回数Nをリセットしてもよい。
 制御部6は、ステップST7の処理を行った場合、次にカウント回数Mが所定回数を超えたか否かを判定する(ステップST8)。制御部6は、カウント回数Mが所定回数を超えていなければ(ステップST8で「No」の場合)、ステップST2に戻る。このように、ステップST2、ステップST6、ステップST7、及びステップST8の処理が繰り返し行われることで、カウント回数Mが徐々に増えていく。そして、制御部6は、カウント回数Mが所定回数を超えると(ステップST8で「Yes」の場合)、第1電空レギュレータ51が異常であると判定し(ステップST5)、処理を終了する。
 [本実施形態の作用効果]
 本実施形態のベローズポンプ装置1によれば、制御部6は、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)の昇圧制御を連続して行った回数をカウントし、そのカウントした回数が所定回数を超えた場合、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)が異常であると判定する。これにより、圧力計等を用いない安価な構成で、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)に異常が発生したことを把握することができる。
 制御部6は、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)の降圧制御を連続して行った回数をカウントし、そのカウントした回数が所定回数を超えた場合、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)が異常であると判定する。これにより、圧力計等を用いない安価な構成で、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)に異常が発生したことを把握することができる。
 制御部6は、昇圧制御を連続して行った回数、及び降圧制御を連続して行った回数のうち、いずれか一方が所定回数を超えた場合、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)のが異常であると判定する。このため、昇圧制御が連続して行われる場合、及び降圧制御が連続して行われる場合のどちらであっても、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)に異常が発生したことを把握することができる。
 制御部6は、昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、昇圧制御を連続して行った回数としてカウントする。このため、制御部6は、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)に昇圧指令を出力する前に、昇圧制御を連続して行った回数が所定回数を超えたと判定することができる。これにより、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)に異常が発生したことを迅速に把握することができる。
 制御部6は、降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、降圧制御を連続して行った回数としてカウントする。このため、制御部6は、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)に降圧指令を出力する前に、降圧制御を連続して行った回数が所定回数を超えたと判定することができる。これにより、第1電空レギュレータ51(第2電空レギュレータ52)に異常が発生したことを迅速に把握することができる。
 [その他]
 上記実施形態では、第1検知部29は、近接センサ29A,29Bにより構成されているが、レーザ光等を用いた変位センサで構成されていてもよい。同様に、第2検知部31は、近接センサ31A,31Bにより構成されているが、レーザ光等を用いた変位センサで構成されていてもよい。
 上記実施形態では、制御部6は、第1電空レギュレータ51又は第2電空レギュレータ52が異常であると判定した場合、第1駆動部27及び第2駆動部28の各駆動を停止させているが、それに加えて又はそれに替えて、報知手段により警告音等を出力させるようにしてもよい。
 上記実施形態では、制御部6は、昇圧制御を連続して行った回数として、昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を用いているが、昇圧指令を連続して出力した回数を用いてもよい。同様に、制御部6は、降圧制御を連続して行った回数として、降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を用いているが、降圧指令を連続して出力した回数を用いてもよい。
 今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 1 ベローズポンプ装置
 6 制御部
 13 第1ベローズ(ベローズ)
 14 第2ベローズ(ベローズ)
 21A 第1吐出側空気室(吐出側流体室)
 21B 第2吐出側空気室(吐出側流体室)
 26A 第1吸込側空気室(吸込側空気室)
 26B 第2吸込側空気室(吸込側空気室)
 27 第1駆動部(駆動部)
 28 第2駆動部(駆動部)
 29 第1検知部(検知部)
 31 第2検知部(検知部)
 51 第1電空レギュレータ(流体圧調整部)
 52 第2電空レギュレータ(流体圧調整部)

Claims (5)

  1.  互いに独立して伸縮自在であり、伸長により内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から移送流体を吐出する一対のベローズと、
     吸込側流体室及び吐出側流体室を有し、前記吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の伸長状態まで伸長させ、前記吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の収縮状態まで収縮させる一対の駆動部と、
     前記各駆動部の前記吸込側流体室に供給される加圧流体の流体圧を調整する一対の流体圧調整部と、
     前記各ベローズの伸縮状態を検知する一対の検知部と、
     一対の前記検知部の各検知信号に基づいて、一対の前記駆動部及び一対の前記流体圧調整部を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
      一対の前記ベローズのうち、一方のベローズが前記収縮状態となる手前で他方のベローズを前記伸長状態から収縮させるように、一対の前記駆動部を制御する駆動制御と、
      前記一方のベローズが前記収縮状態となる手前の収縮途中状態まで収縮したときに、前記他方のベローズが伸長途中であるか否かを判定する昇圧判定を行い、前記昇圧判定の判定結果が肯定的である場合、次回の前記他方のベローズの伸長時における前記流体圧を昇圧させるように、前記他方のベローズを伸長させる前記駆動部に対応する前記流体圧調整部に昇圧指令を出力する昇圧制御と、を行い、
      前記昇圧制御を連続して行った回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数を超えた場合に前記流体圧調整部が異常であると判定する、ベローズポンプ装置。
  2.  互いに独立して伸縮自在であり、伸長により内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から移送流体を吐出する一対のベローズと、
     吸込側流体室及び吐出側流体室を有し、前記吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の伸長状態まで伸長させ、前記吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記各ベローズを所定の収縮状態まで収縮させる一対の駆動部と、
     前記各駆動部の前記吸込側流体室に供給される加圧流体の流体圧を調整する一対の流体圧調整部と、
     前記各ベローズの伸縮状態を検知する一対の検知部と、
     一対の前記検知部の各検知信号に基づいて、一対の前記駆動部及び一対の前記流体圧調整部を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
      一対の前記ベローズのうち、一方のベローズが前記収縮状態となる手前で他方のベローズを前記伸長状態から収縮させるように、一対の前記駆動部を制御する駆動制御と、
      前記一方のベローズが前記収縮状態となる手前の収縮途中状態まで収縮したときに、前記他方のベローズが前記伸長状態を所定時間以上継続しているか否かを判定する降圧判定を行い、前記降圧判定の判定結果が肯定的である場合、次回の前記他方のベローズの伸長時における前記流体圧を降圧させるように、前記他方のベローズを伸長させる前記駆動部に対応する前記流体圧調整部に降圧指令を出力する降圧制御と、を行い、
      前記降圧制御を連続して行った回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数を超えた場合に前記流体圧調整部が異常であると判定する、ベローズポンプ装置。
  3.  前記制御部は、
      前記一方のベローズが前記収縮途中状態まで収縮したときに、前記他方のベローズが前記伸長状態を所定時間以上継続しているか否かを判定する降圧判定を行い、前記降圧判定の判定結果が肯定的である場合、次回の前記他方のベローズの伸長時における前記流体圧を降圧させるように、前記他方のベローズを伸長させる前記駆動部に対応する前記流体圧調整部に降圧指令を出力する降圧制御をさらに行い、
      前記降圧制御を連続して行った回数をカウントし、前記昇圧制御を連続して行った回数、及び前記降圧制御を連続して行った回数のうち、いずれか一方が所定回数を超えた場合に前記流体圧調整部が異常であると判定する、請求項1に記載のベローズポンプ装置。
  4.  前記制御部は、前記昇圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、前記昇圧制御を連続して行った回数としてカウントする、請求項1又は請求項3に記載のベローズポンプ装置。
  5.  前記制御部は、前記降圧判定の判定結果が連続して肯定的となった回数を、前記降圧制御を連続して行った回数としてカウントする、請求項2又は請求項3に記載のベローズポンプ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016021350A1 (ja) * 2014-08-08 2016-02-11 日本ピラー工業株式会社 ベローズポンプ装置
JP2017219002A (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 日本ピラー工業株式会社 ベローズポンプ装置

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