(57)【要約】【課題】高温流体に粒状物を混入したものであっても正確に一定量吐出させることができるベローズポンプを提供する。【解決手段】蛇腹状に形成されたベローズ２０と、このベローズ２０の両端部に取付けたノズル３０ｕ、３０ｄと、上記ベローズ２０の両端部の流体流入口２３ｕ及び流体排出口２３ｄに配置される逆止弁４０ｕ、４０ｄとを有するベローズポンプ３であって、上記各逆止弁４０ｕ、４０ｄは、下流側が凹状に形成され複数の流体流通孔を有する弁基台４１と、薄板弾性体からなり中央部に孔部４６が形成され上記弁基台４１の下流側表面４１ｂに配置される弁体４４と、該弁体４４を上記弁基台４１の下流側表面に押付ける押付子４７とからなり、上記弁体４４は上記押付子４７の押付け力によって上記弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛇腹状に形成されたベローズと、このベローズの両端部にそれぞれ着脱自在に取付けたノズルと、上記ベローズの両端部の流体流入口及び流体排出口に配置された２つの逆止弁とを有するベローズポンプであって、
上記各逆止弁は、下流側が凹状に形成されると共に貫通形成された複数の流体流通孔を有する弁基台と、薄板弾性体からなると共に中央部に流体流通用の孔部が形成され上記弁基台の下流側表面に配置される弁体と、該弁体が上記弁基台の下流側表面に張着するように押付け力を付勢する押付子とからなり、
上記弁体は上記押付子の押付け力によって上記弁基台の下流側表面に張着すると共に、上記ベローズの伸縮動作によって一方の弁体を弁基台に圧着させ、他方の弁体を弁基台から引き離し自在としたことを特徴とするベローズポンプ。
【請求項２】
上記各逆止弁はその周縁部を上記ベローズの端部に保持され、上流側の逆止弁は凹状面がベローズと対向するように配置されると共に、下流側の逆止弁は凹状面が出口側のノズルと対向するように配置されることを特徴とする請求項１記載のベローズポンプ。
【請求項３】
上記押付子は、上記ベローズの両端部の流体流入口又は流体排出口の周縁部に保持される支持部と、該支持部の内周側に形成され上記弁体を上記弁基台の下流側表面に押付ける押付部とからなることを特徴とする請求項１又は２記載のベローズポンプ。
【請求項４】
上記押付子は支持部が円環状に形成されると共に、押付部が支持部の内周側全周に突起状に形成されることを特徴とする請求項３記載のベローズポンプ。
【請求項５】
上記各逆止弁を構成する弁基台と弁体、及びこの弁体を弁基台に圧着する押付子のそれぞれの周縁部を上記ベローズとノズルとで挟み付けて保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のベローズポンプ。
【請求項６】
上記ベローズの両端部に設けられる各ノズルはベローズ側に筒部を有し、該筒部を上記ベローズの端部に被着させることによってノズルを上記ベローズに固定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のベローズポンプ。
【請求項７】
上記弁体はシリコンゴム等の弾性体の薄膜体にて円形平板に形成されると共にその中央部に円形状の孔部が形成され、上記弁基台に開設される複数の流体流通孔は弁基台の軸線に沿って平行となり、かつ、上記弁体の中央部に形成された孔部を囲むようにして円形に等間隔で設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のベローズポンプ。
【請求項８】
上記ベローズの伸縮動作により、伸動作によって下流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に上流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して上流側の逆止弁を介してベローズ内に流体を定量注入し、
縮動作によって上流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に下流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して、下流側の逆止弁からベローズ内の流体を定量排出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のベローズポンプ。
【請求項９】
流体が収納される流体収納バッグ及び該流体収納バッグに連結されるベローズポンプからなり、このベローズポンプを作動させることにより、一定量の流体を供給する流体の定量供給システムであって、
上記ベローズポンプは、蛇腹状に形成されたベローズと、このベローズの両端部にそれぞれ着脱自在に取付けたノズルと、上記ベローズの両端部の流体流入口及び流体排出口に配置された２つの逆止弁とを有し、
上記各逆止弁は、下流側が凹状に形成されると共に貫通形成された複数の流体流通孔を有する弁基台と、薄板弾性体からなると共に中央部に流体流通用の孔部が形成され上記弁基台の下流側表面に配置される弁体と、該弁体が上記弁基台の下流側表面に張着するように押付け力を付勢する押付子とからなり、
上記弁体は上記押付子の押付け力によって上記弁基台の下流側表面に張着し、上記ベローズの一端又は両端を伸縮させることにより、伸動作によって下流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に上流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して、流体収納バッグから上流側の逆止弁を介してベローズ内に流体を定量注入し、
縮動作によって上流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に下流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して、下流側の逆止弁からベローズ内の流体を定量排出することを特徴とする流体の定量供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体が収納される流体収納バッグに連結することにより、流体供給に際して一定量の流体を供給するベローズポンプ及びこれを用いた流体の定量供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体の定量供給システムとして、ベローズポンプを使用するものが考えられている。本発明者は、このような流体の定量供給システムに使用するポンプとして、特許文献１に記載のベローズポンプを発明した。このベローズポンプはベローズの上端及び下端の少なくとも一方を動かして伸縮させるものであり、これによりベローズポンプ内の圧力を変化させて逆止弁を作動させる。逆止弁の弁体は上流側と下流側の圧力が略同等である状態又は下流側から圧力がかかっている状態で、弁基台の下流側表面に密着して流体流通孔を塞いで閉状態とし、このような状態で流体は上流方向に流れることはなく確実に流体の逆流を防ぐ。そして、上流側から流体に圧力が加わったときだけ、弁体は下流側に向け押され、弁体と弁基台との間に隙間ができて流体流通孔を開状態とし、流体は弁基台の流体流通孔から、弁体の流通用の孔部を経て下流側に流出する。これにより、流体の逆流を防ぎつつ、吐出する流体の種類、粘度等に最適な吐出量、吐出速度で流体を一方向に圧送することができるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１８０９６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このベローズポンプの弁体は、シリコンゴムなどの弾性体からなり、使用する流体が高温の場合には、長時間の使用によって弁体が熱膨張してしまうことから、弁基台と弁体の間に隙間が生じてしまい、逆止弁としての機能を果たさなくなることがあるという問題があった。
このような問題に加えて、ピザ等の表面に塗布するホットソースなど、微細な粒状物が混入された粘性のある高温流体をベローズポンプから排出させようとすると、混入させた粒状物が弁基台と弁体との間に詰まってしまうことがわかった。このように弁基台と弁体との間に粒状物が詰まってしまうと、逆止弁としての機能も果たさなくなるだけでなく、流体を一定量吐出することができなくなる。
【０００５】
本発明は、以上の問題点を鑑みなされたものであり、流体の逆流がなく、粒状物が混入された粘性のある高温流体であっても正確に一定量吐出させることができるベローズポンプ及びこれを用いた流体の定量供給システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、蛇腹状に形成されたベローズと、このベローズの両端部にそれぞれ着脱自在に取付けたノズルと、上記ベローズの両端部の流体流入口及び流体排出口に配置された２つの逆止弁とを有するベローズポンプであって、上記各逆止弁は、下流側が凹状に形成されると共に貫通形成された複数の流体流通孔を有する弁基台と、薄板弾性体からなると共に中央部に流体流通用の孔部が形成され上記弁基台の下流側表面に配置される弁体と、該弁体が上記弁基台の下流側表面に張着するように押付け力を付勢する押付子とからなり、上記弁体は上記押付子の押付け力によって上記弁基台の下流側表面に張着すると共に、上記ベローズの伸縮動作によって一方の弁体を弁基台に圧着させ、他方の弁体を弁基台から引き離し自在としたことを特徴として構成されている。
【０００７】
また本発明は、上記各逆止弁はその周縁部を上記ベローズの端部に保持され、上流側の逆止弁は凹状面がベローズと対向するように配置されると共に、下流側の逆止弁は凹状面が出口側のノズルと対向するように配置されることを特徴として構成されている。
【０００８】
また本発明は、上記押付子は、上記ベローズの両端部の流体流入口又は流体排出口の周縁部に保持される支持部と、該支持部の内周側に形成され上記弁体を上記弁基台の下流側表面に押付ける押付部とからなることを特徴として構成されている。
【０００９】
また本発明は、上記押付子は支持部が円環状に形成されると共に、押付部が支持部の内周側全周に突起状に形成されることを特徴として構成されている。
【００１０】
また本発明は、上記各逆止弁を構成する弁基台と弁体、及びこの弁体を弁基台に圧着する押付子のそれぞれの周縁部を上記ベローズとノズルとで挟み付けて保持することを特徴として構成されている。
【００１１】
また本発明は、上記ベローズの両端部に設けられる各ノズルはベローズ側に筒部を有し、該筒部を上記ベローズの端部に被着させることによってノズルを上記ベローズに固定することを特徴として構成されている。
【００１２】
また本発明は、上記弁体はシリコンゴム等の弾性体の薄膜体にて円形平板に形成されると共にその中央部に円形状の孔部が形成され、上記弁基台に開設される複数の流体流通孔は弁基台の軸線に沿って平行となり、かつ、上記弁体の中央部に形成された孔部を囲むようにして円形に等間隔で設けられていることを特徴として構成されている。
【００１３】
また本発明は、上記ベローズの伸縮動作により、伸動作によって下流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に上流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して、上流側の逆止弁を介してベローズ内に流体を定量注入し、縮動作によって上流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に下流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して、下流側の逆止弁からベローズ内の流体を定量排出することを特徴として構成されている。
【００１４】
また本発明は、流体が収納される流体収納バッグ及び該流体収納バッグに連結されるベローズポンプからなり、このベローズポンプを作動させることにより、一定量の流体を供給する流体の定量供給システムであって、上記ベローズポンプは、蛇腹状に形成されたベローズと、このベローズの両端部にそれぞれ着脱自在に取付けたノズルと、上記ベローズの両端部の流体流入口及び流体排出口に配置された２つの逆止弁とを有し、上記各逆止弁は、下流側が凹状に形成されると共に貫通形成された複数の流体流通孔を有する弁基台と、薄板弾性体からなると共に中央部に流体流通用の孔部が形成され上記弁基台の下流側表面に配置される弁体と、該弁体が上記弁基台の下流側表面に張着するように押付け力を付勢する押付子とからなり、上記弁体は上記押付子の押付け力によって上記弁基台の下流側表面に張着し、上記ベローズの一端又は両端を伸縮させることにより、伸動作によって下流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に上流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して、流体収納バッグから上流側の逆止弁を介してベローズ内に流体を定量注入し、縮動作によって上流側の逆止弁の弁体を弁基台に圧着すると共に下流側の逆止弁の弁体を弁基台から引き離して、下流側の逆止弁からベローズ内の流体を定量排出することを特徴として構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず第一の実施形態について説明する。図１は本発明の第一の実施形態における流体の定量供給システムを示す断面図、図２は本発明の第一の実施形態におけるベローズポンプの断面図、図３は本発明の第一の実施形態における逆止弁を示す図、図４は本発明の第一の実施形態における弁体の断面図、図５は本発明の第一の実施形態における押付子を示す図、図６は本発明の第一の実施形態における逆止弁の弁体が開いた状態の断面図、図７は本発明の第一の実施形態におけるベローズポンプの組立工程を示す図である。なお、図３において（ａ）は逆止弁の背面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、また図５において（ａ）は押付子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
本実施形態における流体の定量供給システムにおいて、液体供給ユニット１は図１に示すように、ボックス１１内に可撓性フィルム製のバッグ１２を配置し、流体が封入された流体収納バッグ２と、この流体収納バッグ２にホース１３を介して連結されるベローズポンプ３からなる。本実施形態においてこの液体供給ユニット１によって供給する流体は、香辛料などの粒状物が混入された高温で粘性のあるホットソースであったり、一般的なコーヒーシロップ等とする。
【００１７】
本発明に係るベローズポンプ３は、図１、図２に示すように、ベローズ２０と、このベローズ２０の両端部にそれぞれ着脱自在に取付けたノズル３０ｕ、３０ｄと、このベローズ２０の上流側である流体流入口２３ｕ並びに下流側である流体排出口２３ｄに配置された２つの逆止弁４０ｕ、４０ｄから構成される。なお、本実施形態においては、逆止弁４０ｕ、４０ｄの上流側及び下流側にそれぞれパッキン２４、２４を介在させて、液体の漏れを防止している。
なお本実施形態においては図１に示すように、流体収納バッグ２とベローズポンプ３の上流側をホース１３によって連結しているが、ホース１３を介さずに流体収納バッグ２にベローズポンプ３を直結するような構成としてもよい。また、ベローズポンプ３の下流側にはホース１４を取付けているが、ベローズポンプ３から直接流体を吐出させる構成としてもよく、あるいは必要に応じて散布器、噴霧器、流体注入ガンなどを取付けてもよい。
【００１８】
上記したベローズ２０は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の軟質合成樹脂をブロー成型して形成した蛇腹部材であり、長手方向に伸縮自在な蛇腹部２１と、この蛇腹部２１の両端に形成された筒状の取付端部２２、２２からなる。この取付端部２２、２２の端面には開口状の流体流入口２３ｕ、流体排出口２３ｄが形成されており、ここに逆止弁４０ｕ、４０ｄが配置され、ベローズ２０内に流体を流入、あるいはベローズ２０内の流体を排出させる。このベローズ２０は蛇腹部２１を伸縮させることにより内部容積が変化する。なお、本実施形態においてこのベローズ２０は上下対称形状であり、どちらを上流側、あるいは下流側にしてもよい。
【００１９】
また、このベローズ２０の取付端部２２、２２には、該取付端部２２、２２を被覆するようにしてノズル３０ｕ、３０ｄがそれぞれ取付けられる。本実施形態においてはノズル３０ｕ、３０ｄは同一形状であるので、以下ノズル３０ｕについて説明する。ノズル３０ｕはプラスティック樹脂などの樹脂材を射出成型して形成したものであり、その外側、すなわち流体流入側の中央端部にホース１３の接続に利用されるノズル口３１を有し、ここから流体が流入する。
また内側、すなわちベローズ２０側には取付端部２２に被着してノズル３０ｕをベローズ２０に固定するための筒部３２を有する。この筒部３２はまた、取付端部２２の流体流入口２３ｕに逆止弁４０ｕの周縁部を押付けて保持する役割も果たす。この筒部３２の内周面と取付端部２２の外周面は、互いに嵌合するような凹凸形状に形成され、これによりノズル３０ｕはベローズ２０に着脱自在に固定される。
なおここでは、ベローズ２０の取付端部２２の外周面にノズル３０ｕを被覆する形態としたが、これとは逆に、ノズル３０ｕの外周面にベローズ２０の取付端部２２を被覆させるようにしてもよい。ただし、この場合は逆止弁４０ｕを取付端部２２の内側に配置するような構成とする必要がある。
【００２０】
次に、このベローズ２０の流体流入口２３ｕ並びに流体排出口２３ｄに配置される２つの逆止弁４０ｕ、４０ｄについて説明する。本実施形態ではこの２つの逆止弁４０ｕ、４０ｄは流体収納バッグ２側（上流側）から下方（下流側）に向かってのみ流体の移動を許容する。本実施形態では上流側の逆止弁４０ｕ及び下流側の逆止弁４０ｄの構造は同一であるので、上流側の逆止弁４０ｕについて説明すると、逆止弁４０ｕは図３に示すように、弁基台４１と、この弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着する薄板弾性体から形成された弁体４４と、この弁体４４の下流側に位置し、弁体４４が弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着するように押付け力を付勢する押付子４７からなる。
【００２１】
本実施形態おいて弁基台４１は、プラスティック樹脂などの樹脂材を射出成型して形成したものであり、図３に示すように円形状であり、下流側表面４１ｂが上流側に向けて凹状の曲面に形成されると共に、上流側表面４１ａが凸状の曲面に形成されている。また、周縁部には弁体４４取付け用の取付フランジ部４２が形成されている。この取付フランジ部４２は、その上面が上流側表面４１ａに対して一段階下がった平面状となっており、ここに上流側のパッキン２４が配置される。
さらに弁基台４１には、上流側表面４１ａから下流側表面４１ｂに至る複数の流体流通孔４３、４３が貫通形成されている。本実施形態においては、流体流通孔４３、４３は、弁基台４１の軸線に沿い、それぞれ平行で円形状となるように等間隔で８個所開設されている。
なおここでは、弁基台４１の下流側表面４１ｂを曲面状としたが、本発明は特にこれに限られることなく、例えば台形状など他の形状でもよい。また上流側表面４１ａについても、特に曲面状に限られることなく、例えば平面状など他の形状でもよい。また、弁基台４１に形成した流体貫通孔４３、４３についても、その数、形成する位置などは特に上記のものに限られるものではなく、自由に変更可能である。
【００２２】
弁体４４は、図３及び図４に示すように、その周縁部４５が上流側を弁基台４１の取付フランジ部４２に、下流側を押付子４７に挟まれるように保持される。本実施形態では、弁体４４はシリコンゴム等の弾性体で形成され、図４に示すように、一定の厚さ寸法０．５ｍｍ程度の薄膜であり、中央に孔部４６が形成された円形平板として形成されている。このような弁体４４は、平板状の弾性体を所定形状に打ち抜き成型するだけでよく、他の加工を必要としないので容易に製造することができる。
【００２３】
この弁体４４の下流側に設けられる押付子４７は、弁体４４を弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着させるためのものである。本実施形態においてこの押付子４７は、プラスティック樹脂などの樹脂材を射出成型して形成されるもので、図５に示すように、流体流入口２３ｕの周縁部に保持される円環状の支持部４８と、この支持部４８の内周側に形成され弁体４４を弁基台４１の下流側表面４１ｂに押付ける押付部４９からなる。本実施形態においてこの押付部４９は、支持部４８の内周側全周に突起状に形成されている。但し、押付部４９の形状は特にこれに限られることなく、例えば図８に示すように、支持部４８の内周側に押付部４９が断続的に設けられるような形状とするなど、他の形状でもよい。なお、図８において（ａ）は押付子４７の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
この突起状の押付部４９によって、図３に示すように弁体４４を弁基台４１の下流側表面４１ｂに押付けることにより、弁体４４を弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着させている。
【００２４】
このような構成からなる逆止弁４０ｕは、通常状態では弁体４４が弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着して弁体４４の孔部４６を円形状に囲む流体流通孔４３、４３を閉状態としている。そして、この弁体４４は上流側の方が圧力が高くなったときに、図６に示すように下流側に弾性変形して、流体流通孔４３、４３を開状態とする。さらに再び上流側と下流側の圧力が略同等となるか、あるいは下流側の方が圧力が高くなったときに、再び弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着し、流体流通孔４３、４３を閉状態とする。これによって確実な弁の開閉を実現している。
【００２５】
このように本発明における逆止弁４０ｕ、４０ｄは、初期状態においては弁体４４は押付子４７の押付力によって弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着しており、仮に高温流体の熱によって弁体４４が熱膨張しても、本発明においては弁体４４は上流側に膨張し、弁体４４は弁基台４１の下流側表面４１ｂにより密着するようになる。従って弁体４４が熱膨張しても、弁基台４１と弁体４４の間に隙間が生じるようなことがなく、弁基台４１と弁体４４との間に、流体に混入された粒状物が詰まるということもない。これにより、ホットソースなどの流体を供給する場合も、一定量を正確に吐出させることができると共に、流体の逆流を確実に防ぐことができる。
【００２６】
以下、このようなベローズポンプ３の組立について説明する。ここでは上流側の組立について説明する。ベローズポンプ３の組立は図７に示すように、まず逆止弁４０ｕを組立てる。具体的には、まず弁基台４１上に弁体４４を載置し、更にその上から押付子４７を押付け、逆止弁４０ｕを組立てる。なお、本実施形態においては弁基台４１、弁体４４及び押付子４７は互いに係合するような機構を有していないので、この時点では逆止弁４０ｕは仮組みをした状態となる。
【００２７】
次に、ノズル３０ｕの筒部３２内に上流側のパッキン２４を載置し、さらに仮組みした逆止弁４０ｕをその上から載置する。そしてさらに下流側のパッキン２４を逆止弁４０ｕ上に載置し、最後にノズル３０ｕの筒部３２に対してベローズ２０の取付端部２２を押込む。これにより筒部３２の内周面と取付端部２２の外周面が嵌合してノズル３０ｕがベローズ２０に固定される。またこのとき、逆止弁４０ｕがベローズ２０によって、パッキン２４、２４を介してノズル３０ｕ側に押込まれてそのまま保持される。これにより、弁基台４１、弁体４４、及び押付子４７はその周縁部がベローズ２０とノズル３０ｕに挟まれて保持される。またこのとき、弁体４４は押付子４７によって、弁基台４１の下流側表面４１ｂに押付けられ張着する。
【００２８】
以上、ベローズポンプ３の上流側の組立について説明した。下流側の組立の場合も同様である。なお、ここで説明したベローズポンプ３の組立工程は一例であり、各部材の組立順は特にこの順番に限られるものではない。例えば、ベローズ２０の取付端部２２側に、下流側のパッキン２４、押付子４７、弁体４４、弁基台４１、上流側のパッキン２４を順に載置し、その上からノズル３０ｕを被覆させるように取付けてもよい。
【００２９】
次に、この液体供給ユニット１による流体の供給動作について説明する。本実施形態においてはまず準備として液体供給ユニット１を組立てる。具体的には図１に示すように、ホース１３によってベローズポンプ３の上流側を流体収納バッグ２に連結すると共に、下流側に流体吐出用のホース１４を取付ける。また、ベローズポンプ３の上流側は柱などの固定物に固定し、ベローズポンプ３の下流側には、手動でベローズ２０を伸縮させるときに使用する作動把手を取付ける。
【００３０】
流体を吐出させるにはまず、ベローズ２０の下流側を手動で下方に引き延ばして、ベローズ２０の内部容積を増加させる。これによりベローズ２０内の圧力が低くなり、上流側の逆止弁４０ｕにおいては上流側が下流側よりも圧力が高くなり、弁体４４は弁基台４１から引き離されて弁基台４１の流体流通孔４３、４３が開状態となり、流体は流通可能となる。また下流側の逆止弁４０ｄにおいては、上流側よりも下流側が圧力が高くなり、弁体４４は弁基台４１側に押圧され、弁基台４１の流体流通孔４３、４３は閉状態のままであり、流体は流通不可能である。これにより、流体収納バッグ２から流体がベローズ２０内に流入し、一時的にベローズ２０内に蓄積される。
【００３１】
ベローズ２０内に流体が蓄積され、ベローズ２０内の圧力が上がって外部との圧力差がなくなってくると、上流側においては逆止弁４０ｕの弁体４４が押付子４７の押付力によって再び弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着し、弁基台４１の流体流通孔４３、４３が閉状態となり、流体は流通不可能となる。これにより、上流側の逆止弁４０ｕにおいて流体収納バッグ２からの流体の供給が中断される。また下流側においては、この時点では上流側と下流側では逆止弁４０ｄの弁体４４が弾性変形するほどの圧力差が生じていないので、相変わらず弁体４４は弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着したままであり、流体流通孔４３、４３を閉状態としている。
【００３２】
このようにベローズ２０を引き延ばしてベローズ２０内に流体を蓄積した後、ベローズ２０の下流側を手動で上方に縮めてベローズ２０の内部容積を減少させる。これにより、今度は逆にベローズ２０内の圧力が高まり、上流側の逆止弁４０ｕにおいては上流側よりも下流側の圧力が高くなり、弁体４４は弁基台４１側に押圧され、引き続き弁基台４１の流体流通孔４３、４３を閉状態として、流体は流通不可能となったままである。また下流側の逆止弁４０ｄにおいては、上流側が下流側よりも圧力が高くなり、弁体４４は弁基台４１から引き離されて弁基台４１の流体流通孔４３、４３が開状態となり、流体は流通可能となる。これにより、下流側の逆止弁４０ｄからベローズ２０内に蓄積された流体が排出される。
【００３３】
ベローズ２０内の流体が排出され、ベローズ２０内の圧力が下がって外部との圧力差がなくなってくると、上流側においては、この時点では上流側と下流側で逆止弁４０ｕの弁体４４が弾性変形するほどの圧力差が生じていないので、引き続き弁体４４は弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着したままである。また下流側においては、逆止弁４０ｄの弁体４４が押付子４７の押付力によって再び弁基台４１の下流側表面４１ｂに張着し、弁基台４１の流体流通孔４３、４３が閉状態となり、流体は流通不可能となる。これにより、ベローズ２０内の流体の排出が中断される。
【００３４】
この伸縮動作を１ストロークとし、このストロークにより一定量の流体を供給することが可能となる。なお、ここではベローズ２０を手動で伸縮させることとしたが、ポンプ駆動機構などを用いることにより、ベローズ２０が自動的に伸縮するようにしてもよい。また、ここではベローズ２０の上流側を固定し、下流側を上下に動かして伸縮させることとしたが、逆に下流側を固定し、上流側を上下に動かして伸縮させる、あるいはどちらも固定せずに両端を動かして伸縮させるようにしてもよい。
また本実施形態においては、図１に示すように、ベローズポンプ３の上流側が上側に、下流側が下側となるように配置しているが、ベローズポンプ３は圧力差によって流体を流通させることから、図９に示すように、ベローズポンプ３の上流側が下側に、下流側が上側となるように配置しても使用可能である。
【００３５】
以上、本発明の第一の実施形態について説明したが、本発明に係る逆止弁は上記の構成に限られることなく、他の構成とすることも可能である。以下逆止弁の第二の実施形態について説明する。図１０は本発明の第二の実施形態における逆止弁を示す図、図１１は本発明の第二の実施形態における押付子を示す図、図１２は本発明の第二の実施形態における逆止弁の弁体が開いた状態の断面図である。なお、図１０において（ａ）は逆止弁の背面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。また図１１において（ａ）は押付子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００３６】
本実施形態においては第一の実施形態同様、上流側の逆止弁５０ｕと下流側の逆止弁５０ｄの構造は同一であるので、以下上流側の逆止弁５０ｕについて説明する。本実施形態における逆止弁５０ｕは図１０に示すように、弁基台５１と、この弁基台５１の下流側表面５１ｂに張着する弁体５４と、この弁体５４の下流側に位置し、この弁体５４に押付け力を付勢する押付子５７からなる。
本実施形態おいて弁基台５１は、図１０に示すように円形状であり、下流側表面５１ｂが上流側に向けて凹状の略台形状に形成されると共に、上流側表面５１ａが凸状の略台形状に形成されている。また、周縁部には弁体５４取付け用の取付フランジ部５２が形成されている。この取付フランジ部５２は、その上面が上流側表面５１ａに対して一段階下がった平面状となっており、ここに上流側のパッキン２４が配置される。またこの弁基台５１には、８つの流体流通孔５３、５３が円形状に等間隔で形成されている。
弁体５４は弾性体で形成され、中央に孔部５６が形成された円形平板として形成されており、図１０に示すように、その周縁部５５が上流側を弁基台５１の取付フランジ部５２に、下流側を押付子５７に挟まれるように保持される。
【００３７】
ここで、本実施形態において押付子５７は、図１１に示すように、流体流入口２３ｕの周縁部に保持される円環状の支持部５８と、この支持部５８の内周側に形成され弁体５４を弁基台５１の下流側表面５１ｂに押付ける押付部５９ａが形成されている。この押付部５９ａによって、弁体５４を弁基台５１の下流側表面５１ｂ側に押付けて張着させる。
また押付部５９ａの外周側面全周には、突起状の取付部５９ｂが形成されている。これに合わせて弁基台５１の下流側表面５１ｂには、図１０に示すようにこの突起状の取付部５９ｂが嵌合可能な溝状の嵌合部５１ｃが形成されている。この取付部５９ｂと嵌合部５１ｃの間に弁体５４を介在させつつ、取付部５９ｂを嵌合部５１ｃに嵌合させることにより、弁体５４を弁基台５１の下流側表面５１ｂにより強固に保持することができる。またこのような構成とすることにより、逆止弁５０ｕの仮組立が可能となり、作業性が向上する。
【００３８】
このような構成の逆止弁５０ｕにおいては、図１０、図１２に示すように、弁体５４の取付部５９ｂで押付けられた部分よりも内側の部分が、弁基台５１の下流側表面５１ｂに圧着・離脱することによって、弁基台５１の流体流通孔５３、５３を開状態あるいは閉状態として弁の開閉を行う。
なお、本実施形態では弁基台５１の嵌合部５１ｃを溝状として、これに押付子５７の取付部５９ｂが嵌合する構成としたが、これとは逆に、押付子５７の取付部５９ｂに溝を形成すると共に、弁基台５１の下流側表面５１ｂに凸状の嵌合部５１ｃを形成して嵌合させる構成としてもよい。
また上記実施形態では、弁基台５１の取付フランジ部５２と押付子５７の支持部５８で弁体の周縁部５５を挟んで固定することとしているが、押付子５７に支持部５８を形成せずに、取付部５９ｂと嵌合部５１ｃによる弁体５４の挟み付けのみによって、弁体５４を弁基台５１の下流側表面５１ｂに保持するようにしてもよい。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明した。上記の各実施形態では、一定量吐出させる流体として、ホットソースを例として説明した。本発明におけるベローズポンプは、このような微細な粒状物を混入した粘性のある高温流体を一定量正確に吐出させ、また逆止弁を適切に機能させることを目的としてなされたものであるが、この本発明に係るベローズポンプが対象とする流体は、ホットソースのような粘性のある高温流体に限定されない。すなわち本発明に係るベローズポンプは、水、温水、希釈されずにそのまま供給されるジュース等の清涼飲料水、アルコール飲料、ケチャップ、マヨネーズ、マスタード、ソース、麺類の汁等の一定量供給される調味料等、その温度・粘性に関係なく供給可能である。
このように、本発明に係る流体の定量供給システムを食品に使用する場合には、特に食品の一定量供給を正確確実に行えるほか、食品の逆流による汚染を防止することができる。
【００４０】
また、本発明が対象とする流体は、食品に限定されるものではなく、植物の灌漑用水、液体肥料、農薬、潤滑油等の油類、接着剤、糊等に使用することができる。特に洗浄に手間がかかる油類や、接着剤等に使用するときには、ポンプと流体容器を使い捨てにできるため、ポンプ等の清掃洗浄に手間がかからないこととなる。
あるいはまた、事業所やデパートや公園などの洗面所において、手洗い用の液体石鹸を一定量供給するための液体供給装置として使用することも可能である。この場合もポンプと流体容器を使い捨てにできるため、ポンプ等の清掃洗浄の必要がなく、また衛生上の面からも好ましい。
【００４１】
このように、本発明に係る流体の定量供給システムを適用できる分野は流体を一定量供給するものであればどのようなものであってもよい。例えば、１）無店舗での飲料の提供として、ポストミックスの飲料提供、プレミックス飲料提供、給茶、給湯等、２）店舗での飲料、酒類の定量提供及び調味料調味液等流体の定量供給として、店舗でのポストミックス飲料提供、プレミックス飲料提供、ケチャップ、マヨネーズ、ソース等調味料の注入、麺類の汁、ソース等の注入等、３）食品工業分野での調味料調味液等流体の定量供給として、食品製造における食品への調味料の注入、麺類の汁、ソースの注入等が考えられる。またその他にも、園芸、農業分野、工業分野、家庭内での使用など、様々な分野で本発明は一定量の流体を供給するベローズポンプとして使用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上本発明によれば、逆止弁は、下流側が凹状に形成されると共に貫通形成された複数の流体流通孔を有する弁基台と、薄板弾性体からなると共に中央部に流体流通用の孔部が形成され弁基台の下流側表面に配置される弁体と、この弁体が弁基台の下流側表面に張着するように押付け力を付勢する押付子とからなり、弁体は押付子の押付け力によって弁基台の下流側表面に張着することから、逆止弁は初期状態においては弁体が押付子の押付力によって弁基台の下流側表面に張着しており、仮に高温流体の熱によって弁体が熱膨張しても、弁体は上流側に膨張し、弁体は弁基台の下流側表面により密着するようになる。従って弁基台と弁体の間に隙間が生じるようなことがなく、弁基台と弁体との間に粒状物が詰まるということもない。このことから、粒状物を混入させた粘性のある高温流体であっても、確実に一定量の流体を吐出することができ、また流体の逆流を確実に防ぐことができる。また、温水シロップや、冷水シロップ等に対しても、十分に対応し得るものである。
【００４３】
また本発明によれば、押付子は、ベローズの両端部の流体流入口又は流体排出口の周縁部に保持される支持部と、この支持部の内周側に形成され弁体を弁基台の下流側表面に押付ける押付部からなることから、確実に弁体を弁基台の下流側表面に張着させることができ、弁の開閉を確実に行うようにすることができる。特に支持部が円環状に形成されると共に押付部が支持部の内周側全周に突起状に形成されることにより、弁体を全周に渡って弁基台側に押付けることが可能となる。
【００４４】
また本発明によれば、弁基台、弁体、及び押付子のそれぞれの周縁部をベローズとノズルで挟み付けて保持することから、逆止弁の組立状態を確実に維持させることができる。
【００４５】
また本発明によれば、ベローズの両端部に設けられる各ノズルはベローズ側に筒部を有し、この筒部をベローズの端部に被着させることによってノズルをベローズに固定することから、ノズルのベローズへの脱着が容易となる。
【００４６】
また本発明によれば、弁体はシリコンゴム等の弾性体の薄膜体にて円形平板に形成されると共にその中央部に円形状の孔部が形成され、弁基台に開設される複数の流体流通孔は弁基台の軸線に沿って平行となり、かつ、弁体の中央部に形成された孔部を囲むようにして円形に等間隔で設けられていることから、弁体の孔部から一定量の流体を素早く流出させることができる。またこのような弁体は、平板を所定形状に打ち抜き成型するだけで、他の加工を必要とせず容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態における流体の定量供給システムを示す断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態におけるベローズポンプの断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態における逆止弁を示す図である。
【図４】本発明の第一の実施形態における弁体の断面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態における押付子を示す図である。
【図６】本発明の第一の実施形態における逆止弁の弁体が開いた状態の断面図である。
【図７】本発明の第一の実施形態におけるベローズポンプの組立工程を示す図である。
【図８】他の実施形態の押付子を示す図である。
【図９】他の実施形態における流体の定量供給システムを示す断面図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態における逆止弁を示す図である。
【図１１】本発明の第二の実施形態における押付子を示す図である。
【図１２】本発明の第二の実施形態における逆止弁の弁体が開いた状態の断面図である。
【符号の説明】
１      液体供給ユニット
２      流体収納バッグ
３      ベローズポンプ
１１      ボックス
１２      バッグ
１３      ホース
１４      ホース
２０      ベローズ
２１      蛇腹部
２２      取付端部
２３ｕ    流体流入口
２３ｄ    流体排出口
２４      パッキン
３０ｕ、３０ｄ      ノズル
３１      ノズル口
３２      筒部
４０ｕ、４０ｄ      逆止弁
４１      弁基台
４１ａ    上流側表面
４１ｂ    下流側表面
４２      取付フランジ部
４３      流体流通孔
４４      弁体
４５      周縁部
４６      孔部
４７      押付子
４８      支持部
４９      押付部
５０ｕ、５０ｄ      逆止弁
５１      弁基台
５１ａ    上流側表面
５１ｂ    下流側表面
５２      取付フランジ部
５３      流体流通孔
５３      嵌合部
５４      弁体
５５      周縁部
５６      孔部
５７      押付子
５８      支持部
５９ａ    押付部
５９ｂ    取付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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