(57)【要約】【課題】薄い膜面を有してレスポンス性に優れしかも蛇腹部の頂部に流体圧力による変形、割れなどを生じない高耐圧ベローズの実現とこれを使用した定量吐出の精度に優れしかも高耐圧性を有するポンプの提供。【解決手段】伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズであって、頂部と斜面部とをそれぞれ有して外方に突出する外山部と内方に突出する内山部とを交互に具え、前記両山部またはいずれか一方の山部の頂部に補強部を設けるとともにベローズ外側にはベローズの変形を防止するための包持体を設けたベローズとこれを使用したポンプの実現により上記課題を解決する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズであって、頂部と斜面部とをそれぞれ有して外方に突出する外山部と内方に突出する内山部とを交互に具え、前記両山部またはいずれか一方の山部の頂部に補強部を設けるとともにベローズ外側にはベローズの変形を防止するための包持体を設けて、ベローズの伸縮時には、前記補強部の外周面又は補強部および前記外山部頂部の双方の外周面が包持体の内周面に摺接して往復動するように構成したことを特徴とするベローズ。
【請求項２】
請求項１のベローズにおいて、前記補強部は斜面部より厚肉に形成した頂部により構成するとともに、前記包持体はその内壁面がベローズ外壁面に膚接する筒体で構成したことを特徴とするベローズ。
【請求項３】
請求項１のベローズにおいて、前記補強部は外山部及び／又は内山部の頂部に装着されて流体による頂部への圧力に抗する補強リングにより構成するとともに前記包持体はその内壁面がベローズ外壁面に膚接する筒体で構成したことを特徴とするベローズ。
【請求項４】
請求項１のベローズにおいて、前記補強部は斜面部より厚肉に形成した頂部により構成するとともに、前記包持体はベローズの伸縮方向に平行かつベローズ外壁面が膚接するようにベローズ外周に設置される複数の押さえ部材で構成したことを特徴とするベローズ。
【請求項５】
請求項１のベローズにおいて、前記補強部は外山部及び／又は内山部の頂部に装着されて流体による頂部への圧力に抗する補強リングにより構成するとともに前記包持体はベローズの伸縮方向に平行かつベローズ外壁面が膚接するようにベローズ外周に設置される複数の押さえ部材で構成したことを特徴とするベローズ。
【請求項６】
請求項３のベローズにおいて、補強リングはベローズの内山部頂部に設け、補強リングの外周面が筒体の内壁面に膚接するようにしたことを特徴とするベローズ。
【請求項７】
請求項５のベローズにおいて、補強リングはベローズの内山部頂部に設け、補強リングの外周面が押さえ部材の内側面に膚接するようにしたことを特徴とするベローズ。
【請求項８】
伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズと、ベローズ伸縮の駆動源と、逆止弁機構を有する流体吸入口および流体排出口を具えたベローズポンプであって、前記ベローズは請求項１ないし７いずれか記載のベローズであることを特徴とするベローズポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ポンプ、ダンパ、バルブ等に使用されるベローズおよびこれを使用したベローズポンプに関し、詳しくは収縮に伴い外方または内方に突出する山部に補強対策を施してベローズの構成面を薄肉に形成できるようにする一方、ベローズの外側面に変形防止のための対策を施したベローズおよびこのベローズにり流体の吸排をなすポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂製のベローズおよびこれを利用したポンプとしては、特願２００２−１２３５０９の従来技術の項に記載したものがある。そして、本願発明者は前記従来技術の課題を解決するために、特願２００２−１２３５０９において新規なベローズとこれを使用するポンプを開示した。この開示では、、ベローズを構成する樹脂膜面は薄手に形成し、加圧による損傷の発生しやすい箇所に補強対策を施して小さな圧力でも正確、機敏に反応する一方、大きな圧力に対しても極めて良好な耐久性、耐圧性を得ることができるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の改良技術でも、流体の圧力によっては補強リングを設けてもベローズの変形が発生を防止できない場合もあり、ポンプ動作において定量吐出を安定適に為しえない虞がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズであって、頂部と斜面部とをそれぞれ有して外方に突出する外山部と内方に突出する内山部とを交互に具え、前記両山部またはいずれか一方の山部の頂部に補強部を設けるとともにベローズ外側にはベローズの変形を防止するための包持体を設けて、ベローズの伸縮時には、前記補強部の外周面又は補強部および前記外山部頂部の双方の外周面が包持体の内周面に摺接して往復動するようにして、ベローズ変形の防止を万全となすことにより種々優れた性能を発揮するベローズを提供して上記従来の課題を解決しようとするものである。
【０００５】
上記ベローズにおいて、前記補強部は斜面部より厚肉に形成した頂部により構成するとともに、前記包持体はその内壁面がベローズ外壁面に膚接する筒体で構成することがある。
【０００６】
また、上記ベローズにおいて、前記補強部は外山部及び／又は内山部の頂部に装着されて流体による頂部への圧力に抗する補強リングにより構成するとともに前記包持体はその内壁面がベローズ外壁面に膚接する筒体により構成することがある。
【０００７】
さらに、上記ベローズにおいて、前記補強部は斜面部より厚肉に形成した頂部により構成するとともに、前記包持体はベローズの伸縮方向に平行かつベローズ外壁面が膚接するようにベローズ外周に設置される複数の押さえ部材で構成することがある。
【０００８】
また、上記ベローズにおいて、前記補強部は外山部及び／又は内山部の頂部に装着されて流体による頂部への圧力に抗する補強リングにより構成するとともに前記包持体はベローズの伸縮方向に平行かつベローズ外壁面が膚接するようにベローズ外周に設置される複数の押さえ部材で構成することがある。
【０００９】
さらにまた、上記のベローズにおいて、補強リングはベローズの内山部頂部に設け、補強リングの外周面が筒体の内壁面に膚接するよう構成することがある。
【００１０】
さらに、上記のベローズにおいて、補強リングはベローズの内山部頂部に設け、補強リングの外周面が押さえ部材の内側面に膚接するように構成することがある。
【００１１】
本願発明は、また、伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズと、ベローズ伸縮の駆動源と、逆止弁機構を有する流体吸入口および流体排出口を具えたベローズポンプであって、ベローズは前記いずれかの構成になるベローズを具えたベローズポンプを提供して上記従来の課題を解決しようとするものである。
【００１２】
【発明の実施形態】
図１は、本願発明に係るベローズの１実施形態を示す一部切欠縦断面図である。
図において、４０は伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズであり、外方に突出する外山部４１と内方に突出する内山部４２とを交互に有して矢符方向に伸縮して容積が変化するようになっている。  前記外山部４１と前記内山部４２とは、それぞれ頂部４３と斜面部４４と有してなり、ＰＴＦＥなどの柔軟性樹脂材で形成されている。
また、４５、４５は内山部４２の頂部４３の外周面に嵌装された補強部としての連続した環状の補強リングであり、内周面への装着性を考慮してＰＴＦＥなどの柔軟性樹脂材で形成されている。  この実施形態では、補強リング４５は内山部４２の頂部４３の内周面に嵌装して、ベローズ４０の内側にある流体の圧力に対応するようになっている。  なお、前記補強リングは、必要に応じて金属材、硬質樹脂材により形成し、またリングの形状も割りリングにして装着の容易性を確保することがある。
【００１３】
Ｈは、ベローズ４０の外周壁面を囲繞するように設けられたベローズの変形を防止するための包持体であり、この実施形態では図２に示すような円筒体５１で構成されている。円筒体５１の内周面はベローズ外壁面に膚接する位置にあり、したがってベローズ４０の伸縮時すなわちベローズ４０内の流体の吸排時には、補強リング４５の外周面又は補強リング４５および前記外山部４１の頂部４３双方の外周面が円筒体５１の内周面に摺接して往復動するようになっていて、ベローズ内部の高圧流体によるベローズ外部方向への押圧力を前記外山部４１の頂部４３、補強リング４５の外周面を介して円筒体５１で支持する。
【００１４】
このようにして、ベローズ４０はその内周面では流体圧を有し、外周面は補強リング４５および円筒体５１を有して、ベローズ４０に係る負荷においてバランスがとれるから、高圧流体の流通にもベローズ４０の変形を防止できる。
【００１５】
この実施形態で、ベローズ４０の、前記補強部は補強リングで構成しているが、これに替えて山部において、斜面部４４より厚肉に形成した頂部４３により構成してもよい。  また、補強リングも内山部の頂部だけでなく外山部の頂部内側に装着してもよい。
【００１６】
このように、ベローズに前記補強部、包持体を具備させることにより流体圧による変形作用力に抗することができるから、ベローズを構成する樹脂膜はその肉厚を薄くでき、ベローズの伸縮性能が向上して、小さな圧力にも良好に応答・動作できる一方、大きな圧力にも耐えることができる。
【００１７】
図３は、ベローズ４０における包持体の他の実施形態を示す斜視図である。
この実施形態において、包持体Ｈは，ベローズ４０の伸縮方向に平行かつベローズ４０外壁面が膚接するようにベローズ４０の外周に設置される複数の押さえ部材５２で構成されている。  そして、各押さえ部材５２はリング状部材５３，５４により等間隔に配設支持され、全体としてベローズ４０を包持するようになっている。
【００１８】
図４は、ベローズポンプの１実施形態を示す縦断面図である。  このベローズポンプ６０は、伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズ４０と、ベローズ伸縮の駆動源（不図示）と、流体吸入部６１および流体排出部６２を具えており、ベローズ４０は図１に示したものと同様の構成を有している。
流体吸入部６１は、下側ベローズヘッド４０ａに形成された吸入口４０ｂ、逆止弁機構６１ａ、前記吸入口４０ｂに連結される吸入路６１ｂとを具えている。
【００１９】
また、前記流体排出部６２は、上側ベローズヘッド４０ｃに形成された排出口４０ｄ、逆止弁機構６１ａ、一端は前記排出口４０ｄに連結され他端は固定パイプ６２ｂに連結されるフレキシブル排出管６２ａとを具えている。
フレキシブル排出管６２ａは、柔軟性樹脂材による蛇腹管で形成されており排出口４０ｄとの連結側は、後述のようにベローズ４０の伸縮に従動して図面で上下方向に往復動する。  なお、図において、７０は、ポンプ駆動源（不図示）により動作する往復ロッド（不図示）等と連結するコネクタ部である。
また、この実施形態ではベローズ４０の包持体Ｈとして図２に示す円筒体５１が使用されている。図２および図４において、８０は円筒体５１の端縁から壁面中ほどにかけて形成される切り欠き溝で構成される通路であり、この通路８０に前記フレキシブル排出管６２ａと排出口４０ｄの連結部分が係合してベローズ４の伸縮に伴ない通路８０内で往復動するようになっている。また、ベローズ４０は図１に示すものが使用されており、前述したように補強リング４５がベローズ４０における内山部４２の頂部４３外側に嵌めこまれている。
【００２０】
次に、図４を中心にポンプ動作を説明する。  ベローズ４０は図４の矢符ａに示すように上下動するが、いま、ベローズ４０がコネクタ部７０（不図示）の動作により収縮すなわち上側ベローズヘッド４０ｃが下降すると、ベローズ４０内の流体は矢符ｂ方向に押圧されて排出口４０ｄ、逆止弁機構６１ａを経て、フレキシブル排出管６２ａを介し固定パイプ６２ｂに流出し流体はポンプ外に排出される。
次いで、流体の排出後、下死点に達した上側ベローズヘッド４０ｃが上昇を開始するとベローズ４０内部は陰圧となり流体は吸入路６１ｂ、逆止弁機構６１ａを経て吸入口４０ｂからベローズ４０内部に流入する。ベローズ４０の上下動に伴ない上記の排出、流入が順次繰り返されて流体はベローズ４０内を矢符ｂ方向に移動する。ベローズ４０の伸縮すなわち上側ベローズヘッド４０ｃの上下動に伴ないフレキシブル排出管６２ａのポンプ側端部も矢符ｃに示すように往復動する。
【００２１】
図１に係り前述したように、上記のようなベローズ４０の動作すなわち伸縮に伴ないベローズ４０の内山部は補強リング４５を介して円筒体５１の内周面に支持され、外山部の頂部は円筒体５１の内周面に接しこれに支持されることになる。
したがって、ベローズ４０内部が高圧状態にあってもベローズ４０は変形することがない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明において、ベローズを構成する樹脂膜面は薄手に形成し、加圧による変形、損傷の発生しやすい箇所に補強対策を施したので、小さな圧力でも正確、機敏に反応する一方、大きな圧力に対しても極めて良好な耐久性、耐圧性を得ることができる。  したがって、このベローズを使用することにより、定量吐出の精度が良く、しかも高耐圧が実現できる優れたポンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るベローズの１実施形態を示す一部切欠縦断面図である。
【図２】包持体の１実施形態である円筒体を示す斜視図である。
【図３】包持体の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】ベローズポンプの１実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
４０．．．ベローズ
４１．．．外方に突出する外山部
４２．．．内方に突出する内山部
４３．．．頂部
４４．．．斜面部
４５．．．補強部としての連続した環状の補強リング
Ｈ（５１、５２）．．．包持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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