(57)【要約】【課題】ベローズポンプのオイル室のオイルが減少した場合に、オイル室にオイルを自動的に補給して、オイル室のオイルが大幅に減少することを抑制する。【解決手段】ベローズポンプ１は、吸入通路２と、吐出通路３と、ピストン１２と、ピストン１２の往復動に伴って内部圧力が変化する圧力室１６と、圧力室１６の内部を流体室１７とオイル室１８とに区画するベローズ１５と、を備えるベローズポンプにおいて、容器２０と、容器２０の内部を第２流体室２２と第２オイル室２３とに区画する第２ベローズ２１と、流体室１７と第２流体室２２とを連通して、流体室１７から吐出された流体の一部を第２流体室２２に流入させる流体用連通機構４０と、オイル室１８と第２オイル室２３とを連通して、第２オイル室２３から吐出されたオイルをオイル室１８に流入させるオイル用連通機構３０と、をさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入される流体が通過する吸入通路と、吐出される流体が通過する吐出通路と、往復動するピストンと、前記ピストンの往復動に伴って内部圧力が変化する圧力室と、前記圧力室の内部を流体が吸入される流体室とオイルが貯留されたオイル室とに区画するベローズと、を備え、前記ピストンの往復動に伴って前記ベローズが伸長した場合に前記吸入通路から前記流体室に流体が吸入され、前記ピストンの往復動に伴って前記ベローズが収縮した場合に前記流体室の流体が前記吐出通路に吐出される、ベローズポンプにおいて、
容器と、
前記容器の内部を、流体が流入される第２流体室とオイルが貯留された第２オイル室とに区画する第２ベローズと、
前記流体室と前記第２流体室とを連通して、前記流体室から吐出された流体の一部を前記第２流体室に流入させる流体用連通機構と、
前記オイル室と前記第２オイル室とを連通して、前記２オイル室から吐出されたオイルを前記オイル室に流入させるオイル用連通機構と、をさらに備えることを特徴とするベローズポンプ。
【請求項２】
前記容器は、前記圧力室の外部に配置されている請求項１記載のベローズポンプ。
【請求項３】
前記容器は、前記流体室の内部に配置されている請求項１記載のベローズポンプ。
【請求項４】
前記オイル用連通機構は、前記オイル室と前記第２オイル室とを連通する配管によって構成されており、
前記オイル用連通機構を構成する前記配管には、断面積が絞られた絞り部が設けられている請求項２記載のベローズポンプ。
【請求項５】
前記流体用連通機構は、前記流体室と前記第２流体室とを連通する配管によって構成されており、
前記流体用連通機構を構成する前記配管には、断面積が絞られた絞り部が設けられている請求項２又は４に記載のベローズポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ベローズポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体を圧送するポンプとして、ベローズポンプが知られている（例えば特許文献１参照）。具体的には、この特許文献１に例示されているような従来のベローズポンプは、吸入される流体が通過する吸入通路と、吐出される流体が通過する吐出通路と、往復動するピストンと、ピストンの往復動に伴って内部圧力が変化する圧力室と、圧力室の内部を流体が吸入される流体室とオイルが貯留されたオイル室とに区画するベローズとを備えている。そして、このベローズポンプは、ピストンの往復動に伴ってベローズが伸長した場合に、吸入通路から流体室に流体が吸入され、ピストンの往復動に伴ってベローズが収縮した場合に、流体室の流体が吐出通路に吐出される。このようにして、ベローズポンプは、流体の吸入と吐出とを繰り返し行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来のベローズポンプにおいて、ベローズポンプを使用する過程で、何等かの原因により、オイル室のオイルが減少する場合が有り得る。仮に、オイル室のオイルが大幅に減少した場合、ベローズポンプに不具合が生じるおそれがある。
【０００５】
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ベローズポンプのオイル室のオイルが減少した場合に、オイル室にオイルを自動的に補給して、オイル室のオイルが大幅に減少することを抑制することができるベローズポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係るベローズポンプは、吸入される流体が通過する吸入通路と、吐出される流体が通過する吐出通路と、往復動するピストンと、前記ピストンの往復動に伴って内部圧力が変化する圧力室と、前記圧力室の内部を流体が吸入される流体室とオイルが貯留されたオイル室とに区画するベローズと、を備え、前記ピストンの往復動に伴って前記ベローズが伸長した場合に前記吸入通路から前記流体室に流体が吸入され、前記ピストンの往復動に伴って前記ベローズが収縮した場合に前記流体室の流体が前記吐出通路に吐出される、ベローズポンプにおいて、容器と、前記容器の内部を、流体が流入される第２流体室とオイルが貯留された第２オイル室とに区画する第２ベローズと、前記流体室と前記第２流体室とを連通して、前記流体室から吐出された流体の一部を前記第２流体室に流入させる流体用連通機構と、前記オイル室と前記第２オイル室とを連通して、前記２オイル室から吐出されたオイルを前記オイル室に流入させるオイル用連通機構と、をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、ベローズポンプのオイル室のオイルが減少した場合に、オイル室にオイルを自動的に補給して、オイル室のオイルが大幅に減少することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係るベローズポンプの模式的構成図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は実施形態１に係る第１ベローズが伸縮する様子を示す模式図である。
【図３】実施形態２に係るベローズポンプの模式的構成図である。
【図４】実施形態２に係るベローズポンプにおける容器の周辺構造の拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態１）
まず、本開示の実施形態１に係るベローズポンプ１について説明する。図１は、本実施形態に係るベローズポンプ１の構成を模式的に示す模式的構成図である。ベローズポンプ１は、吸入通路２と、吐出通路３と、吸入用逆止弁５と、吐出用逆止弁６と、シリンダ１０と、クランクケース１１と、ピストン１２と、連結部材１３と、クランクシャフト１４と、第１ベローズ１５（「ベローズ」）とを備えている。
【００１０】
吸入通路２は、ベローズポンプ１に吸入される流体が通過する通路である。吐出通路３は、ベローズポンプ１から吐出された流体が通過する通路である。なお、ベローズポンプ１に吸入され、ベローズポンプ１から吐出される流体（図において、Ｆで図示されている）の具体的な種類は、特に限定されるものではなく、液体でもよく、気体でもよい。
【００１１】
吸入通路２の下流端（下流側の端部）及び吐出通路３の上流端（上流側の端部）は、ベローズポンプ１の後述する第１流体室１７に接続されている。具体的には、本実施形態に係る吸入通路２及び吐出通路３は、通路の途中部分において合流して、１本の通路となっている。この吸入通路２及び吐出通路３の合流した部分を、合流部４と称する。そして、この合流部４の端部が第１流体室１７に接続されている。
【００１２】
但し、吸入通路２及び吐出通路３の構成は、このような合流部４を有する構成に限定されるものではない。他の例を挙げると、吸入通路２及び吐出通路３は、互いに合流することなく、第１流体室１７に接続していてもよい。
【００１３】
吸入用逆止弁５は、吸入通路２における合流部４以外の部位（合流部４よりも上流側の部位）に配置されている。吸入用逆止弁５は、吸入通路２における流体の逆流を抑制するための逆止弁である。具体的には、吸入用逆止弁５は、流体が吸入通路２の入口側から出口側（第１流体室１７の側）に向かって流動することは許容する一方で、第１流体室１７の流体が吸入通路２を逆流して吸入通路２の入口側に向かって流動することは抑制している。
【００１４】
吐出用逆止弁６は、吐出通路３における合流部４以外の部位（合流部４よりも下流側の部位）に配置されている。吐出用逆止弁６は、吐出通路３における流体の逆流を抑制するための逆止弁である。具体的には、吐出用逆止弁６は、流体が吐出通路３の入口側（第１流体室１７の側）から出口側に向かって流動することは許容する一方で、流体が吐出通路３を逆流して吐出通路３の入口側に向かって流動することは抑制している。
【００１５】
ピストン１２は、シリンダ１０の内部に配置されている。クランクケース１１は、シリンダ１０の下方に配置されている。ピストン１２は、連結部材１３を介してクランクシャフト１４に連結されている。クランクシャフト１４は、エンジンやモータ等によって回転駆動される。クランクシャフト１４が回転した場合、クランクシャフト１４に連結部材１３を介して接続されたピストン１２は、シリンダ１０の内部を往復動する（具体的には、上下方向に往復移動する）。
【００１６】
シリンダ１０の内部において、ピストン１２の頂面（クランクシャフト１４の側とは反対側の面）よりも上方側の領域は、密閉された領域（密閉領域）となっている。そして、この密閉領域は、ピストン１２の往復動に伴って内部圧力が変化する圧力室１６となっている。具体的には、この圧力室１６の内部圧力は、ピストン１２がクランクシャフト１４から離れる方向に変位した場合に増加し、ピストン１２がクランクシャフト１４に近づく方向に変位した場合に減少する。
【００１７】
第１ベローズ１５は、圧力室１６の内部を、第１流体室１７（すなわち「流体室」）と、第１オイル室１８（すなわち「オイル室」）とに区画している。具体的には、第１ベローズ１５は、蛇腹構造を有している。すなわち、第１ベローズ１５は伸縮自在な構造を有している。また、本実施形態に係る第１ベローズ１５は、圧力室１６の内部に配置されている。そして、この第１ベローズ１５の内部領域が、上述した第１流体室１７になっており、圧力室１６のうち第１ベローズ１５の外部領域に相当する部分が、上述した第１オイル室１８になっている。第１流体室１７には、吸入通路２を通過した流体が吸入される。
【００１８】
第１オイル室１８には、オイルが貯留されている。このように第１オイル室１８にオイルが貯留されることで、第１ベローズ１５とピストン１２との間にオイルが介在することになるので、ピストン１２が第１ベローズ１５に接触することを抑制することができる。また、第１オイル室１８にオイルが貯留されることで、第１流体室１７に流体が吸入された場合であっても、第１オイル室１８と第１流体室１７との間で大きな圧力差が生じないようになっている。これにより、第１ベローズ１５に疲労劣化が生じることを効果的に抑制することができる。
【００１９】
なお、第１ベローズ１５は、第１流体室１７と第１オイル室１８とを隔てる隔壁としての機能を有しているので、第１流体室１７の流体と第１オイル室１８のオイルとが互いに混合することは防止されている。
【００２０】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１ベローズ１５が伸縮する様子を模式的に示す模式図である。第１ベローズ１５は、ピストン１２の往復動に伴って、図２（ａ）に示すように、第１ベローズが伸長した状態と、図２（ｂ）に示すように、第１ベローズ１５が収縮した状態とを繰り返す。第１ベローズ１５が伸長することで、流体は吸入通路２から第１流体室１７に吸入される。一方、第１ベローズ１５が収縮することで、第１流体室１７の流体は吐出通路３に吐出される。このようにして、ベローズポンプ１は、流体の吸入と吐出とを繰り返し行っている。
【００２１】
再び図１を参照して、本実施形態に係るベローズポンプ１は、上述した構成に加えて、容器２０と、第２ベローズ２１と、オイル用連通機構３０と、流体用連通機構４０とをさらに備えている。
【００２２】
本実施形態に係る容器２０は、圧力室１６の外部（外側の領域）に配置されている。この容器２０の内部は、密閉された領域（密閉領域）となっている。
【００２３】
第２ベローズ２１は、容器２０の内部に配置されており、この容器２０の内部を第２流体室２２と第２オイル室２３とに区画している。具体的には、第２ベローズ２１は、第１ベローズ１５と同様に、蛇腹構造を有している。すなわち、第２ベローズ２１は伸縮自在な構造を有している。そして、この第２ベローズ２１の内部領域が、第２オイル室２３になっており、容器２０の内部のうち第２ベローズ２１の外部領域に相当する部分が、第２流体室２２になっている。第２流体室２２には、流体用連通機構４０を通過した流体が流
入される。第２オイル室２３には、オイルが貯留されている。
【００２４】
オイル用連通機構３０は、第１オイル室１８と第２オイル室２３とを連通して、第２オイル室２３から吐出されたオイルを第１オイル室１８に流入させる機構である。本実施形態に係るオイル用連通機構３０は、第１オイル室１８と第２オイル室２３とを連通する配管３1によって構成されている。
【００２５】
流体用連通機構４０は、第１流体室１７と第２流体室２２とを連通して、第１流体室１７から吐出された流体の一部を第２流体室２２に流入させる機構である。本実施形態に係る流体用連通機構４０は、第１流体室１７と第２流体室２２とを連通する配管４１によって構成されている。
【００２６】
なお、本実施形態に係る配管４１は、合流部４において吸入通路２及び吐出通路３と合流し、その後、第１流体室１７に連通している。但し、配管４１の構成は、これに限定されるものではなく、配管４１は、合流部４に合流することなく、第１流体室１７に連通していてもよい。
【００２７】
ピストン１２の往復動に伴って第１ベローズ１５が収縮することで、第１流体室１７の流体が吐出された場合、この第１流体室１７から吐出された流体の一部は、配管４１を介して第２流体室２２に流入して、この第２流体室２２に貯留される。これにより、第２オイル室２３は、第２流体室２２の流体によって圧力が印加された状態（加圧された状態）になる。
【００２８】
なお、第２ベローズ２１は、第２流体室２２と第２オイル室２３とを隔てる隔壁としての機能を有しているので、第２流体室２２の流体と第２オイル室２３のオイルとが互いに混合することは防止されている。
【００２９】
また、本実施形態に係る配管３1には、断面積が絞られた部位である絞り部３５が設けられている。同様に、本実施形態に係る配管４１にも、断面積が絞られた部位である絞り部４５が設けられている。但し、配管３1及び配管４１の構成は、これに限定されるものではない。他の例を挙げると、配管３1は絞り部３５を有するが、配管４１は絞り部４５を有しない構成とすることもできる。あるいは、配管４１は絞り部４５を有するが、配管３1は絞り部３５を有しない構成とすることもできる。あるいは、配管３1及び配管４１の両方ともが、絞り部３５及び絞り部４５を有しない構成とすることもできる。
【００３０】
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。まず、本実施形態によれば、図１で説明したように、容器２０、第２ベローズ２１、流体用連通機構４０及びオイル用連通機構３０を備えているので、ピストン１２の往復動に伴って第１ベローズ１５が収縮した場合に、ベローズポンプ１の第１流体室１７から吐出された流体の一部は、流体用連通機構４０（配管４１）を介して第２流体室２２に流入することができ、この第２流体室２２の圧力によって、第２オイル室２３のオイルを加圧することができる。これにより、ベローズポンプ１の第１オイル室１８のオイルが何等か原因（例えば外部への漏洩等）によって減少した場合に、第２オイル室２３のオイルを、オイル用連通機構３０（配管３1）を介して第１オイル室１８に自動的に流入させることができる。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、ベローズポンプ１の第１オイル室１８のオイルが減少した場合に、第１オイル室１８にオイルを自動的に補給することができる。これにより、第１オイル室１８のオイルが大幅に減少することを抑制することができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、上述したように第１オイル室１８のオイルが大幅に減少す
ることを抑制できるので、第１オイル室１８のオイルが大幅に減少することに起因して、第１ベローズ１５の「ひだ部分（折り目部分）」が密着して第１ベローズ１５が正常に伸縮しなくなるといった不具合や、第１ベローズ１５がピストン１２に接触して第１ベローズ１５に損傷が生じるといった不具合等を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、上述したように第１オイル室１８にオイルを自動的に補給することができるので、第１オイル室１８のオイルが十分な量であるか否かを人手によって点検する頻度を大幅に減少させることができる。また、第１オイル室１８にオイルを人手によって定期的に補給する必要がなくなる、あるいは、この補給の頻度を大幅に減少させることができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、配管３1に絞り部３５が設けられ、配管４１に絞り部４５が設けられているので、以下のような効果を奏することができる。まず、一般に、配管の一部に絞り部が設けられた場合、配管を通過する流体の流速が速い場合には、この絞り部における流体の流動抵抗が高くなり、この結果、流体が配管を流通し難くなる。
【００３５】
したがって、本実施形態によれば、配管３1に絞り部３５が設けられているので、ピストン１２の往復動の速度が速い場合（この場合、配管３1を流通して第１オイル室１８に流入しようとするオイルの流速が速くなる）、絞り部３５がオイルの流通時の大きな流通抵抗となり、この結果、第２オイル室２３のオイルが第１オイル室１８に流入し難くなる。一方、ピストン１２の往復動の速度が遅い場合には（この場合、配管３1を流通して第１オイル室１８に流入しようとするオイルの流速が遅くなる）、絞り部３５におけるオイルの流通抵抗が小さくなるため、第２オイル室２３のオイルは第１オイル室１８に比較的容易に流入することができる。すなわち、ピストン１２の往復動の速度が速い場合には、第２オイル室２３のオイルが第１オイル室１８に流入することをできるだけ抑制し、ピストン１２の往復動の速度が遅い場合に、第２オイル室２３のオイルを第１オイル室１８に流入させることができる。これにより、第１オイル室１８にオイルを自動的に補給する主な時期を、できるだけピストン１２の往復動の速度が遅い時期に限定することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、配管４１に絞り部４５が設けられているので、上記と同様の理由で、ピストン１２の往復動の速度が速い場合には、第１流体室１７の流体の一部が第２流体室２２に流入することをできるだけ抑制し、ピストン１２の往復動の速度が遅い場合に、第１流体室１７の流体の一部を第２流体室２２に流入させることができる。すなわち、第１流体室１７の流体の一部を第２流体室２２に流入させる主な時期を、できるだけピストン１２の往復動の速度が遅い時期に限定することができる。
【００３７】
（実施形態２）
続いて、本開示の実施形態２に係るベローズポンプ１ａについて説明する。図３は、本実施形態に係るベローズポンプ１ａの構成を模式的に示す模式的構成図である。本実施形態に係るベローズポンプ１ａは、容器２０ａが第１流体室１７の内部（すなわち、第１ベローズ１５の内部）に配置されている点において、主として、図１に示す実施形態１に係るベローズポンプ１と異なっている。また、本実施形態に係るベローズポンプ１ａは、オイル用連通機構３０及び流体用連通機構４０に代えて、オイル用連通機構３０ａ及び流体用連通機構４０ａをそれぞれ備えている点においても、実施形態１に係るベローズポンプ１と異なっている。ベローズポンプ１ａの他の構成は、ベローズポンプ１と同様のため、この他の構成の説明は省略する。
【００３８】
図４は、ベローズポンプ１ａにおける容器２０ａの周辺構造を拡大して模式的に示す拡大模式図である。本実施形態に係る容器２０ａは、容器２０ａの下面（底面）が第１流体室１７の下面（すなわち、第１ベローズ１５の下面）に接続するようにして、第１流体室
１７の内部に配置されている。具体的には、本実施形態に係る容器２０ａの下面は、第１流体室１７の下面と一体化している。
【００３９】
オイル用連通機構３０ａ及び流体用連通機構４０ａは、実施形態１のような配管３１及び配管４１を備えていない。オイル用連通機構３０ａは、第１オイル室１８と第２オイル室２３とを連通するように、容器２０ａの下面に設けられた孔３２によって構成されている。また、流体用連通機構４０ａは、第１流体室１７と第２流体室２２とを連通するように、容器２０ａの上面に設けられた孔４２によって構成されている。
【００４０】
なお、第１流体室１７の内部に容器２０ａが配置されていても、第１ベローズ１５がピストン１２の往復動に伴って所定量伸縮できるように、容器２０ａの大きさは設定されている。具体的には、第１ベローズ１５が最も伸長した状態において、第１ベローズ１５の上面部分と容器２０ａの上面部分との間に所定の空間が確保されるように、容器２０ａの大きさが設定されている。
【００４１】
本実施形態においても、ピストン１２の往復動に伴って第１ベローズ１５が収縮した場合にベローズポンプ１ａの第１流体室１７から吐出された流体の一部は、流体用連通機構４０ａ（孔４２）を介して第２流体室２２に流入することができ、この第２流体室２２の圧力によって、第２オイル室２３のオイルを加圧することができる。これにより、ベローズポンプ１ａの第１オイル室１８のオイルが何等か原因によって減少した場合には、第２オイル室２３のオイルは、オイル用連通機構３０ａ（孔３２）を介して第１オイル室１８に自動的に流入することができる。すなわち、本実施形態においても、第１オイル室１８にオイルを自動的に補給することができる。これにより、第１オイル室１８のオイルが大幅に減少することを抑制することができる。
【００４２】
この結果、本実施形態においても、第１オイル室１８のオイルが大幅に減少することに起因して第１ベローズ１５が正常に伸縮しなくなるといった不具合や、第１ベローズ１５に損傷が生じるといった不具合等を抑制することができる。また、本実施形態においても、第１オイル室１８のオイルが十分な量であるか否かを人手によって点検する頻度を大幅に減少させることができる。また、第１オイル室１８にオイルを人手によって定期的に補給する必要がなくなる、あるいは、この補給の頻度を大幅に減少させることができる。
【００４３】
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１，１ａ  ベローズポンプ
２  吸入通路
３  吐出通路
１２  ピストン
１５  第１ベローズ（ベローズ）
１６  圧力室
１７  第１流体室（流体室）
１８  第１オイル室（オイル室）
２０，２０ａ  容器
２１  第２ベローズ
２２  第２流体室
２３  第２オイル室
３０，３０ａ  オイル用連通機構
３１  配管
３２  孔
３５  絞り部
４０，４０ａ  流体用連通機構
４１  配管
４２  孔
４５  絞り部
【図１】
2020133440.tif 000003
【図２】
2020133440.tif 000004
【図３】
2020133440.tif 000005
【図４】
2020133440.tif 000006