(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された空気室に加圧空気を供給することで前記空気室内に配置されたベローズを収縮動作させて移送流体を吐出するとともに、前記空気室から加圧空気を排出することで前記ベローズを伸長動作させて移送流体を吸入するベローズポンプ装置であって、
前記ベローズの収縮動作時において、前記ベローズが収縮している間に移送流体の吐出圧力が落ち込むのを低減すべく、前記空気室に供給する加圧空気の空気圧を、前記ベローズの収縮特性に対応して上昇させるように、前記空気圧を制御する電空レギュレータを備えていることを特徴とするベローズポンプ装置。
【請求項２】
前記電空レギュレータは、単位時間ごとに以下の式を用いて前記空気圧を制御する請求項１に記載のベローズポンプ装置。
Ｐ＝ａｔ＋ｂ
ただし、Ｐは前記空気圧、ａは圧力増加係数、ｔは前記ベローズの収縮経過時間、ｂは初期空気圧である。
【請求項３】
前記ベローズは、互いに独立して伸縮自在な第１ベローズ及び第２ベローズからなり、
前記第１ベローズを最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第１駆動装置と、
前記第２ベローズを最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第２駆動装置と、
前記第１ベローズの伸縮状態を検知する第１検知手段と、
前記第２ベローズの伸縮状態を検知する第２検知手段と、
前記第１及び第２検知手段の各検知信号に基づいて、前記第１ベローズが最収縮状態となる手前で前記第２ベローズを最伸長状態から収縮させるとともに、前記第２ベローズが最収縮状態となる手前で前記第１ベローズを最伸長状態から収縮させるように、前記第１及び第２駆動装置を駆動制御する制御部と、をさらに備えている請求項１又は２に記載のベローズポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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させるためのポンプとして、ベローズポンプが使用される場合がある。
このベローズポンプは、例えば、特許文献１に記載されているように、ポンプヘッドの左右方向（水平方向）の両側にポンプケースを連結して２つの空気室を形成し、各空気室の内部にそれぞれ左右方向に伸縮可能な一対のベローズを設け、各空気室に交互に加圧空気を供給することによって各ベローズを収縮又は伸長させるように構成されている。ベローズポンプには、各空気室に供給する加圧空気を適正な空気圧に調整する機械式レギュレータが接続されている。
【０００３】
ポンプヘッドには、各ベローズの内部と連通する移送流体の吸込通路と吐出通路とが形成され、さらに、吸込通路及び吐出通路に対する一方向への移送流体の流れを許容し、他方向への移送流体の流れを阻止するチェックバルブが設けられている。吸込通路用のチェックバルブは、ベローズの伸長により開くことによって吸込通路からベローズ内への移送流体の流れを許容し、ベローズの収縮により閉じることによって、当該ベローズ内から吸込通路への移送流体の流れを阻止するように構成されている。また、吐出通路用のチェックバルブは、ベローズの伸長により閉じることによって、吐出通路からベローズ内への移送流体の流れを阻止し、ベローズの収縮により開くことによって、ベローズ内から吐出通路への移送流体の流れを許容するように構成されている。
【０００４】
一対のベローズは、タイロッドにより一体に連結されており、一方のベローズが収縮して吐出通路へ移送流体を吐出すると、これと同時に他方のベローズが強制的に伸長して吸込通路から移送流体が吸い込まれる。また、前記他方のベローズが収縮して吐出通路へ移送流体を吐出すると、これと同時に前記一方のベローズが強制的に伸長して吸込通路から移送流体が吸い込まれるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記構成のベローズポンプでは、ベローズの外側に形成された空気室に加圧空気を供給してベローズを収縮させるとき、その収縮が進むに従ってベローズを収縮させるのに必要な応力が増加するため、空気室に供給する加圧空気の空気圧を上昇させる必要がある。しかし、加圧空気の空気圧を調整する機械式レギュレータは、空気室の空気圧を上昇させるために一時的にバルブを開ける制御を行うことができない。このため、図１２に示すように、各ベローズが収縮している間に、移送流体の吐出圧力が徐々に落ち込む現象（図中の破線で囲んだ部分）が発生し、これが脈動の原因となっていた。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ベローズの収縮動作時において移送流体の吐出圧力が落ち込むのを低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のベローズポンプ装置は、密閉された空気室に加圧空気を供給することで前記空気室内に配置されたベローズを収縮動作させて移送流体を吐出するとともに、前記空気室から加圧空気を排出することで前記ベローズを伸長動作させて移送流体を吸入するベローズポンプ装置であって、前記ベローズの収縮動作時において、前記空気室に供給する加圧空気の空気圧を、前記ベローズの収縮特性に対応して上昇させるように、前記空気圧を制御する電空レギュレータを備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記のように構成されたベローズポンプ装置によれば、ベローズの収縮動作時において、空気室に供給される加圧空気の空気圧は、電空レギュレータによりベローズの収縮特性に対応して上昇するため、ベローズが収縮するに従って空気室における加圧空気の空気圧を上昇させることができる。これにより、ベローズが収縮している間に移送流体の吐出圧力が落ち込むのを低減することができる。
【００１０】
前記電空レギュレータは、単位時間ごとに以下の式を用いて前記空気圧を制御するのが好ましい。
Ｐ＝ａｔ＋ｂ
ただし、Ｐは前記空気圧、ａは圧力増加係数、ｔは前記ベローズの収縮経過時間、ｂは初期空気圧である。
この場合、ベローズが収縮している間に移送流体の吐出圧力が落ち込むのを効果的に低減することができる。
【００１１】
上記ベローズポンプ装置において、前記ベローズは、互いに独立して伸縮自在な第１ベローズ及び第２ベローズからなり、前記第１ベローズを最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第１駆動装置と、前記第２ベローズを最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第２駆動装置と、前記第１ベローズの伸縮状態を検知する第１検知手段と、前記第２ベローズの伸縮状態を検知する第２検知手段と、前記第１及び第２検知手段の各検知信号に基づいて、前記第１ベローズが最収縮状態となる手前で前記第２ベローズを最伸長状態から収縮させるとともに、前記第２ベローズが最収縮状態となる手前で前記第１ベローズを最伸長状態から収縮させるように、前記第１及び第２駆動装置を駆動制御する制御部と、をさらに備えているのが好ましい。
【００１２】
この場合、第１ベローズ及び第２ベローズを互いに独立して伸縮自在とし、制御部において、第１ベローズが最収縮状態となる手前で第２ベローズを最伸長状態から収縮させるとともに、第２ベローズが最収縮状態となる手前で第１ベローズを最伸長状態から収縮させるように駆動制御するようにしたので、一方のベローズの収縮（吐出）から伸長（吸い込み）への切り換え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、前記切り換えタイミングにおいて吐出圧力が落ち込むのを低減することができる。その結果、ベローズポンプ装置の吐出側の脈動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のベローズポンプ装置によれば、ベローズの収縮動作時において移送流体の吐出圧力が落ち込むのを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の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。
【図２】ベローズポンプの断面図である。
【図３】ベローズポンプの動作を示す説明図である。
【図４】ベローズポンプの動作を示す説明図である。
【図５】制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】ベローズポンプの駆動制御の一例を示すタイムチャートである。
【図７】第１ベローズが最収縮状態となる手前で、最伸長状態の第２ベローズが収縮を開始した状態を示す断面図である。
【図８】第２ベローズが最収縮状態となる手前で、最伸長状態の第１ベローズが収縮を開始した状態を示す断面図である。
【図９】第１及び第２電空レギュレータの空気圧の制御の一例を示すグラフである。
【図１０】ベローズポンプから吐出される移送流体の吐出圧力を示すグラフである。
【図１１】ベローズポンプ装置の変形例を示す概略構成図である。
【図１２】従来のベローズポンプから吐出される移送流体の吐出圧力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の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。
［ベローズポンプの全体構成］
図１は、本発明の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。本実施形態のベローズポンプ装置は、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。このベローズポンプ装置は、ベローズポンプ１と、当該ベローズポンプ１に加圧空気（作動流体）を供給するエアコンプレッサ等の空気供給装置２と、前記加圧空気の空気圧を調整する機械式レギュレータ３及び２個の第１及び第２電空レギュレータ５１，５２と、２個の第１及び第２切換バルブ４，５と、ベローズポンプ１の駆動を制御する制御部６とを備えている。
【００１６】
図２は、本発明の実施形態に係るベローズポンプの断面図である。
本実施形態のベローズポンプ１は、ポンプヘッド１１と、このポンプヘッド１１の左右方向（水平方向）の両側に取り付けられる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る２個の第１及び第２ベローズ１３，１４と、各ベローズ１３，１４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４個のチェックバルブ１５，１６と、を備えている。
【００１７】
［ベローズの構成］
第１及び第２ベローズ１３，１４は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（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）等のフッ素樹脂により有底筒形状に形成され、その開放端部に一体形成されたフランジ部１３ａ，１４ａはポンプヘッド１１の側面に気密状に押圧固定されている。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、互いに独立して水平方向に伸縮可能に構成されている。具体的には、第１及び第２ベローズ１３，１４は、後述する作動板１９の外面がポンプケース１２の底壁部１２ａの内方側面に当接する最伸長状態と、後述するピストン体２３の内方側面がポンプケース１２の底壁部１２ａの外方側面に当接する最収縮状態との間で伸縮するようになっている。
第１及び第２ベローズ１３，１４の底部の外面には、ボルト１７及びナット１８により作動板１９が連結部材２０の一端部とともに固定されている。
【００１８】
［ポンプケースの構成］
ポンプケース１２は、有底円筒状に形成されており、その開口周縁部は、対応するベローズ１３（１４）のフランジ部１３ａ（１４ａ）に気密状に押圧固定されている。これにより、ポンプケース１２の内部には、気密状態が保持された吐出側空気室２１が形成されている。
ポンプケース１２には吸排気ポート２２がそれぞれ設けられており、吸排気ポート２２は、切換バルブ４（５）、電空レギュレータ５１（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から機械式レギュレータ３、電空レギュレータ５１（５２）及び切換バルブ４（５）及び吸排気ポート２２を介して吐出側空気室２１の内部に加圧空気を供給することで、ベローズ１３（１４）が収縮するようになっている。
【００１９】
また、各ポンプケース１２の底壁部１２ａには、前記連結部材２０が水平方向に摺動可能に支持されており、この連結部材２０の他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、前記底壁部１２ａの外方側面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水平方向へ摺動可能に支持されている。これにより、前記底壁部１２ａ、シリンダ体２５、及びピストン体２３とによって囲まれた空間は、気密状態が保持された吸込側空気室２６とされている。
【００２０】
前記シリンダ体２５には吸込側空気室２６に連通する吸排気口２５ａが形成されており、この吸排気口２５ａは、前記切換バルブ４（５）、電空レギュレータ５１（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から機械式レギュレータ３、電空レギュレータ５１（５２）及び切換バルブ４（５）及び吸排気口２５ａを介して吸込側空気室２６の内部に加圧空気を供給することで、ベローズ１３（１４）が伸長するようになっている。
各ポンプケース１２の底壁部１２ａの下方には、移送流体の吐出側空気室２１への漏洩を検知するための漏洩センサ４０が取り付けられている。
【００２１】
なお、本実施形態のベローズポンプ装置では、吸込側空気室２６の内部全体に加圧空気が充填されるまでの時間は、吐出側空気室２１の内部全体に加圧空気が充填されるまでの時間よりも短くなっている。つまり、ベローズ１３（１４）が最収縮状態から最伸長状態まで伸長する伸長時間（吸込時間）は、当該ベローズ１３（１４）が最伸長状態から最収縮状態まで収縮する収縮時間（吐出時間）よりも短くなっている。
【００２２】
以上の構成により、図２左側の吐出側空気室２１が形成されたポンプケース１２と、図２左側の吸込側空気室２６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を最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第１エアシリンダ部（第１駆動装置）２７が構成されている。
また、図２右側の吐出側空気室２１が形成されたポンプケース１２と、図２右側の吸込側空気室２６が形成されたピストン体２３及びシリンダ体２５とにより、第２ベローズ１４を最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第２エアシリンダ部（第２駆動装置）２８が構成されている。
【００２３】
第１エアシリンダ部２７のシリンダ体２５には、一対の近接センサ２９Ａ，２９Ｂが取り付けられ、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に交互に近接することにより検知される。
【００２４】
近接センサ２９Ａは、第１ベローズ１３の最収縮状態を検知する第１最収縮検知部であり、第１ベローズ１３が最収縮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の最伸長状態を検知する第１最伸長検知部であり、第１ベローズ１３が最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の検知信号は制御部６に送信される。本実施形態では、上記一対の近接センサ２９Ａ，２９Ｂにより、第１ベローズ１３の伸縮状態を検知する第１検知手段２９が構成されている。
【００２５】
同様に、第２エアシリンダ部２８のシリンダ体２５には、一対の近接センサ３１Ａ，３１Ｂが取り付けられ、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に交互に近接することにより検知される。
【００２６】
近接センサ３１Ａは、第２ベローズ１４の最収縮状態を検知する第２最収縮検知部であり、第２ベローズ１４が最収縮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の最伸長状態を検知する第２最伸長検知部であり、第２ベローズ１４が最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の検知信号は制御部６に送信される。本実施形態では、一対の近接センサ３１Ａ，３１Ｂにより、第２ベローズ１４の伸縮状態を検知する第２検知手段３１が構成されている。
【００２７】
空気供給装置２によって生成された加圧空気は、第１検知手段２９の一対の近接センサ２９Ａ，２９Ｂが被検知板３０を交互に検知することで、第１エアシリンダ部２７の吸込側空気室２６と吐出側空気室２１とに交互に供給される。これにより、第１ベローズ１３は連続して伸縮動作する。
【００２８】
また、前記加圧空気は、第２検知手段３１の一対の近接センサ３１Ａ，３１Ｂが被検知板３２を交互に検知することで、第２エアシリンダ部２８の吸込側空気室２６と吐出側空気室２１とに交互に供給される。これにより、第２ベローズ１４は連続して伸縮動作する。その際、第２ベローズ１４の伸長動作は主に第１ベローズ１３の収縮動作時に行われ、第２ベローズ１４の収縮動作は主に第１ベローズ１３の伸長動作時に行われる。このように、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４は、交互に伸縮動作を繰り返すことで、各ベローズ１３，１４の内部への移送流体の吸込と吐出とが交互に行われ、当該移送流体が移送されるようになっている。
【００２９】
［ポンプヘッドの構成］
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とが形成されており、この吸込通路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。
【００３０】
［チェックバルブの構成］
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おり、そ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）への移送流体の吸引を許容し、当該ベローズ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。
【００３１】
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おり、そ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。
【００３２】
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し、当該ベローズ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。
【００３３】
［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１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が閉じるともに、吐出用チェックバルブ１６が開き、第１ベローズ１３内の移送流体が吐出通路３５からポンプ外へ排出される。
【００３４】
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による吸引作用によって各バルブケース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が開くとともに、吐出用チェックバルブ１６が閉じ、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。
【００３５】
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が閉じるともに、吐出用チェックバルブ１６が開き、第２ベローズ１４内の移送流体が吐出通路３５からポンプ外へ排出される。
【００３６】
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による吸引作用によって各バルブケース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が開くとともに、吐出用チェックバルブ１６が閉じ、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引と排出とを行うことができる。
【００３７】
［切換バルブの構成］
図１において、第１切換バルブ４は、空気供給装置２から第１エアシリンダ部２７の吐出側空気室２１及び吸込側空気室２６への加圧空気の給排を切り換えるものであり、例えば一対のソレノイド４ａ，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から指令信号を受けて励磁されるようになっている。なお、本実施形態の第１切換バルブ４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良い。
【００３８】
第１切換バルブ４は、両ソレノイド４ａ，４ｂが消磁状態のときには中立位置に保持されており、空気供給装置２から第１エアシリンダ部２７の吐出側空気室２１（吸排気ポート２２）及び吸込側空気室２６（吸排気口２５ａ）への加圧空気の供給は遮断され、第１エアシリンダ部２７の吐出側空気室２１及び吸込側空気室２６は、いずれも大気と連通して開放されている。
【００３９】
また、第１切換バルブ４は、ソレノイド４ａが励磁されると、図中の下位置に切り換わり、空気供給装置２から第１エアシリンダ部２７の吐出側空気室２１に加圧空気が供給される。その際、第１エアシリンダ部２７の吸込側空気室２６は大気と連通して開放されている。これにより、第１ベローズ１３を収縮させることができる。
【００４０】
さらに、第１切換バルブ４は、ソレノイド４ｂが励磁されると、図中の上位置に切り換わり、空気供給装置２から第１エアシリンダ部２７の吸込側空気室２６に加圧空気が供給される。その際、第１エアシリンダ部２７の吐出側空気室２１は大気と連通して開放されている。これにより、第１ベローズ１３を伸長させることができる。
【００４１】
第２切換バルブ５は、空気供給装置２から第２エアシリンダ部２８の吐出側空気室２１及び吸込側空気室２６への加圧空気の給排を切り換えるものであり、例えば一対のソレノイド５ａ，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。なお、本実施形態の第２切換バルブ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良い。
【００４２】
第２切換バルブ５は、両ソレノイド５ａ，５ｂが消磁状態のときには中立位置に保持されており、空気供給装置２から第２エアシリンダ部２８の吐出側空気室２１（吸排気ポート２２）及び吸込側空気室２６（吸排気口２５ａ）への加圧空気の供給は遮断され、第２エアシリンダ部２８の吐出側空気室２１及び吸込側空気室２６は、いずれも大気と連通して開放されている。
【００４３】
また、第２切換バルブ５は、ソレノイド５ａが励磁されると、図中の下位置に切り換わり、空気供給装置２から第２エアシリンダ部２８の吐出側空気室２１に加圧空気が供給される。その際、第２エアシリンダ部２８の吸込側空気室２６は大気と連通して開放されている。これにより、第２ベローズ１４を収縮させることができる。
【００４４】
さらに、第２切換バルブ５は、ソレノイド５ｂが励磁されると、図中の上位置に切り換わり、空気供給装置２から第２エアシリンダ部２８の吸込側空気室２６に加圧空気が供給される。その際、第２エアシリンダ部２８の吐出側空気室２１は大気と連通して開放されている。これにより、第２ベローズ１４を伸長させることができる。
【００４５】
図１において、第１エアシリンダ部２７の吐出側空気室２１（吸排気ポート２２）と第１切換バルブ４との間には、第１急速排気弁６１が吐出側空気室２１に隣接して配置されている。第１急速排気弁６１は、加圧空気を排出する排気口６１ａを有しており、第１切換バルブ４から吐出側空気室２１への加圧空気の流れを許容するとともに、吐出側空気室２１から流れ出た加圧空気を排気口６１ａから排出するようになっている。これにより、吐出側空気室２１内の加圧空気を、第１切換バルブ４を介することなく、第１急速排気弁６１から迅速に排出することができる。
【００４６】
同様に、第２エアシリンダ部２８の吐出側空気室２１（吸排気ポート２２）と第２切換バルブ５との間には、第２急速排気弁６２が吐出側空気室２１に隣接して配置されている。第２急速排気弁６２は、加圧空気を排出する排気口６２ａを有しており、第２切換バルブ５から吐出側空気室２１への加圧空気の流れを許容するとともに、吐出側空気室２１から流れ出た加圧空気を排気口６２ａから排出するようになっている。これにより、吐出側空気室２１内の加圧空気を、第２切換バルブ５を介することなく、第２急速排気弁６２から迅速に排出することができる。
【００４７】
なお、各エアシリンダ部２７，２８の吸込側空気室２６（吸排気口２５ａ）と、対応する切換バルブ４，５との間には急速排気弁は配置されていない。吸込側に急速排気弁を取り付けた場合、吐出側に急速排気弁を取り付けた場合と同様の効果が得られるが、その効果は吐出側ほど大きくない。そのため、吸込側の急速排気弁は、コスト面より実施例としては設置していない。
【００４８】
［制御部の構成］
制御部６は、第１検知手段２９及び第２検知手段３１（図２参照）の検知信号に基づいて、各切換バルブ４，５を切り換えることで、ベローズポンプ１の第１エアシリンダ部２７及び第２エアシリンダ部２８の各駆動を制御するものである。
図５は、制御部６の内部構成を示すブロック図である。制御部６は、第１及び第２算出部６ａ，６ｂと、第１及び第２決定部６ｃ，６ｄと、駆動制御部６ｅとを有している。
【００４９】
第１算出部６ａは、一対の近接センサ２９Ａ，２９Ｂの各検知信号に基づいて、第１ベローズ１３における最収縮状態から最伸長状態までの第１伸長時間、及び最伸長状態から最収縮状態までの第１収縮時間を算出するものである。具体的には、第１算出部６ａは、近接センサ２９Ａの検知終了時点から近接センサ２９Ｂの検知時点までの経過時間を第１伸長時間として算出する。また、第１算出部６ａは、近接センサ２９Ｂの検知終了時点から近接センサ２９Ａの検知時点までの経過時間を第１収縮時間として算出する。
【００５０】
第２算出部６ｂは、一対の近接センサ３１Ａ，３１Ｂの各検知信号に基づいて、第２ベローズ１４における最収縮状態から最伸長状態までの第２伸長時間、及び最伸長状態から最収縮状態までの第２収縮時間を算出するものである。具体的には、第２算出部６ｂは、近接センサ３１Ａの検知終了時点から近接センサ３１Ｂの検知時点までの経過時間を第２伸長時間として算出する。また、第２算出部６ｂは、近接センサ３１Ｂの検知終了時点から近接センサ３１Ａの検知時点までの経過時間を第２収縮時間として算出する。
【００５１】
第１決定部６ｃは、算出された前記第１伸長時間及び第１収縮時間に基づいて、最伸長状態の第１ベローズ１３が収縮動作を開始する時点から、当該収縮動作により第１ベローズ１３が最収縮状態となる手前で最伸長状態の第２ベローズ１４が収縮動作を開始する時点までの第１時間差を決定する。
本実施形態の第１決定部６ｃは、例えば、以下の式を用いて第１時間差を決定する。
第１時間差＝（第１伸長時間＋第１収縮時間）／２
【００５２】
第２決定部６ｄは、算出された前記第２伸長時間及び第２収縮時間に基づいて、最伸長状態の第２ベローズ１４が収縮動作を開始する時点から、当該収縮動作により第２ベローズ１４が最収縮状態となる手前で最伸長状態の第１ベローズ１３が収縮動作を開始する時点までの第２時間差を決定する。
本実施形態の第２決定部６ｄは、例えば、以下の式を用いて第２時間差を決定する。
第２時間差＝（第２伸長時間＋第２収縮時間）／２
【００５３】
駆動制御部６ｅは、決定された前記第１及び第２時間差に基づいて、前記第１及び第２駆動装置を駆動制御する。具体的には、駆動制御部６ｅは、最伸長状態の第１ベローズ１３が収縮動作を開始した時点から前記第１時間差が経過した時点で、最伸長状態の第２ベローズ１４の収縮動作を開始させるとともに、最伸長状態の第２ベローズ１４が収縮動作を開始した時点から前記第２時間差が経過した時点で、最伸長状態の第１ベローズ１３の収縮動作を開始させるように、第１及び第２エアシリンダ部２７，２８を駆動制御する。
【００５４】
図１に示すベローズポンプ装置は、電源スイッチ８と、スタートスイッチ９と、停止スイッチ１０とをさらに備えている。
電源スイッチ８は、ベローズポンプ１への通電をオンオフ操作する操作指令を出力するものであり、その操作指令は制御部６に入力される。スタートスイッチ９は、ベローズポンプ１を駆動させる操作指令を出力するものであり、その操作指令は制御部６に入力される。停止スイッチ１０は、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４をいずれも最収縮状態としたスタンバイ状態とする操作指令を出力するものである。
【００５５】
［ベローズポンプの駆動制御］
図６は、制御部６が行うベローズポンプ１の駆動制御の一例を示すタイムチャートである。電源スイッチ８がオフのとき、第１及び第２切換バルブ４、５（図１参照）は、中立位置に保持されている。したがって、電源スイッチ８がオフのとき、ベローズポンプ１の第１及び第２エアシリンダ部２７，２８の空気室２１，２６は大気に連通しているため、両空気室２１，２６内が大気圧でバランスした状態となるように、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４は、前記スタンバイ状態から少し伸長した位置で保持されている。
【００５６】
ベローズポンプ１の駆動を開始させるときは、作業者によって電源スイッチ８をオン操作した後、停止スイッチ１０をオン操作し、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４をスタンバイ状態まで移動させる。具体的には、駆動制御部６ｅは、第１切換バルブ４のソレノイド４ａ及び第２切換バルブ５のソレノイド５ａを励磁させ、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４を同時に最収縮状態まで収縮させる。これにより、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４はスタンバイ状態に保持される。なお、このスタンバイ状態において、近接センサ２９Ａ．３１Ａは、それぞれ被検知板３０，３２を検知したオン状態となる。
【００５７】
次に、作業者によりスタートスイッチ９がオン操作されると、駆動制御部６ｅは、最初に第１ベローズ１３の第１伸長時間及び第１収縮時間と、第２ベローズ１４の第２伸長時間及び第２収縮時間とを算出するための制御を実行する。
具体的には、駆動制御部６ｅは、第１切換バルブ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、第１ベローズ１３を最収縮状態（スタンバイ状態）から最伸長状態まで伸長させる。これと同時に、駆動制御部６ｅは、第２切換バルブ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、第２ベローズ１４も最収縮状態（スタンバイ状態）から最伸長状態まで伸長させる。
【００５８】
第１ベローズ１３が最収縮状態から最伸長状態まで伸長するとき、第１算出部６ａは、近接センサ２９Ａがオフになった時点（ｔ１）から、近接センサ２９Ｂがオンになる時点（ｔ２）までの時間をカウントし、第１ベローズ１３の第１伸長時間（ｔ２−ｔ１）を算出する。
同様に、第２ベローズ１４が最収縮状態から最伸長状態まで伸長するとき、第２算出部６ｂは、近接センサ３１Ａがオフになった時点（ｔ１）から、近接センサ３１Ｂがオンになる時点（ｔ２）までの時間をカウントし、第２ベローズ１４の第２伸長時間（ｔ２−ｔ１）を算出する。
【００５９】
次に、駆動制御部６ｅは、所定時間（ｔ３−ｔ２）経過後、第１切換バルブ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、第１ベローズ１３のみを最伸長状態から最収縮状態まで収縮させる。
その際、第１算出部６ａは、近接センサ２９Ｂがオフになった時点（ｔ３）から、近接センサ２９Ａがオンになる時点（ｔ４）までの時間をカウントし、第１ベローズ１３の第１収縮時間（ｔ４−ｔ３）を算出する。
【００６０】
そして、第１決定部６ｃにおいて、算出された第１伸長時間及び第１収縮時間に基づいて第１時間差が決定される。本実施形態では、第１決定部６ｃは、以下の式を用いて第１時間差を算出する。
第１時間差＝（第１伸長時間＋第１収縮時間）／２＝（（ｔ２−ｔ１）＋（ｔ４−ｔ３））／２
【００６１】
次に、駆動制御部６ｅは、第１ベローズ１３が最収縮状態まで収縮した時点（ｔ４）と同時に、第２切換バルブ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、第２ベローズ１４を最伸長状態から最収縮状態まで収縮させる。
その際、第２算出部６ｂは、近接センサ３１Ｂがオフになった時点（ｔ４）から、近接センサ３１Ａがオンになる時点（ｔ６）までの時間をカウントし、第２ベローズ１４の第２収縮時間（ｔ６−ｔ４）を算出する。
【００６２】
そして、第２決定部６ｄにおいて、算出された第２伸長時間及び第２収縮時間に基づいて第２時間差が決定される。本実施形態では、第２決定部６ｄは、以下の式を用いて第２時間差を算出する。
第２時間差＝（第２伸長時間＋第２収縮時間）／２＝（（ｔ２−ｔ１）＋（ｔ６−ｔ４））／２
【００６３】
なお、以降において、第１算出部６ａ及び第１決定部６ｃにより、第１ベローズ１３が１往復するたびに、上述のように第１伸長時間及び第１収縮時間が算出され、その算出された第１伸長時間及び第１収縮時間に基づいて第１時間差が決定される。
同様に、第２算出部６ｂ及び第２決定部６ｄにより、第２ベローズ１４が１往復するたびに、上述のように第２伸長時間及び第２収縮時間が算出され、その算出された第２伸長時間及び第２収縮時間に基づいて第２時間差が決定される。
【００６４】
一方、駆動制御部６ｅは、第２ベローズ１４が最収縮状態となる前に、第１ベローズ１３の駆動を開始する。具体的には、駆動制御部６ｅは、第２ベローズ１４が最収縮状態となる手前の時点（ｔ５）で、第１切換バルブ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。これにより、第１ベローズ１３は、最収縮状態から伸長動作を開始する。
なお、第１ベローズ１３が伸長動作を開始してから所定時間（ｔ６−ｔ５）後に、第２ベローズ１４は最収縮状態となり、近接センサ３１Ｂがオフからオンに切り換わるが、駆動制御部６ｅは、第２ベローズ１４をしばらく最収縮状態のまま保持しておく。
【００６５】
その後、第１ベローズ１３が最伸長状態となった時点（ｔ７）で、近接センサ２９Ｂがオフからオンに切り換わると、駆動制御部６ｅは、所定時間（ｔ８−ｔ７）経過後、第１切換バルブ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。これにより、第１ベローズ１３は、最伸長状態から収縮動作を開始する。
また、駆動制御部６ｅは、ソレノイド４ａを励磁させた時点（ｔ８）から、上記で決定された第１時間差のカウントを開始する。
【００６６】
そして、第１ベローズ１３が収縮動作を開始してから所定時間（ｔ９−ｔ８）が経過すると、駆動制御部６ｅは、第２切換バルブ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。これにより、第１ベローズ１３が収縮動作をしている間に、第２ベローズ１４は最収縮状態から最伸長状態まで伸長する。
その際、第２ベローズ１４が最伸長状態となった時点（ｔ１０）で、近接センサ３１Ｂはオフからオンに切り換わるが、駆動制御部６ｅは、第２ベローズ１４を最伸長状態のまま保持しておく。
【００６７】
次に、駆動制御部６ｅは、第１時間差（ｔ１１−ｔ８）が経過すると、第２切換バルブ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。これにより、第１ベローズ１３が最収縮状態となる手前で、第２ベローズ１４は最伸長状態から収縮動作を開始する（図８参照）。
また、駆動制御部６ｅは、ソレノイド５ａを励磁させた時点（ｔ１１）から、上記で決定された第２時間差のカウントを開始する。
【００６８】
第２ベローズ１４が収縮動作を開始した後は、第１ベローズ１３が最収縮状態となった時点（ｔ１２）で、近接センサ２９Ａがオフからオンに切り換わると、駆動制御部６ｅは、第１切換バルブ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。これにより、第２ベローズ１４が収縮動作をしている間に、第１ベローズ１３は最収縮状態から最伸長状態まで伸長する。
その際、第１ベローズ１３が最伸長状態となった時点（ｔ１３）で、近接センサ２９Ｂはオフからオンに切り換わるが、駆動制御部６ｅは、第１ベローズ１３を最伸長状態のまま保持しておく。
【００６９】
次に、駆動制御部６ｅは、第２時間差（ｔ１４−ｔ１１）が経過すると、第１切換バルブ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。これにより、第２ベローズ１４が最収縮状態となる手前で、第１ベローズ１３は最伸長状態から収縮動作を開始する（図７参照）。
また、駆動制御部６ｅは、ソレノイド４ａを励磁させた時点（ｔ１４）から、直前に決定された第１時間差のカウントを開始する。この直前に決定された第１時間差は、第１ベローズ１３の直前の１往復動作によって算出された第１伸長時間（ｔ７−ｔ５）及び第１収縮時間（ｔ１２−ｔ８）に基づいて決定されたものである。
【００７０】
第１ベローズ１３が収縮動作を開始した後は、第２ベローズ１４が最収縮状態となった時点（ｔ１５）で、近接センサ３１Ａがオフからオンに切り換わると、駆動制御部６ｅは、第２切換バルブ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。これにより、第１ベローズ１３が収縮動作をしている間に、第２ベローズ１４は最収縮状態から最伸長状態まで伸長する。
その際、第２ベローズ１４が最伸長状態となった時点（ｔ１６）で、近接センサ３１Ｂはオフからオンに切り換わるが、駆動制御部６ｅは、第２ベローズ１４を最伸長状態のまま保持しておく。
【００７１】
次に、駆動制御部６ｅは、上記直前に決定された第１時間差（ｔ１７−ｔ１４）が経過すると、第２切換バルブ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。これにより、第１ベローズ１３が最収縮状態となる手前で、第２ベローズ１４は最伸長状態から収縮動作を開始する。
また、駆動制御部６ｅは、ソレノイド５ａを励磁させた時点（ｔ１７）から、直前に決定された第２時間差のカウントを開始する。この直前に決定された第２時間差は、第２ベローズ１４の直前の１往復動作によって算出された第２伸長時間（ｔ１０−ｔ９）及び第２収縮時間（ｔ１５−ｔ１１）に基づいて決定されたものである。
【００７２】
第２ベローズ１４が収縮動作を開始した後は、第１ベローズ１３が最収縮状態となった時点（ｔ１８）で、近接センサ２９Ａがオフからオンに切り換わると、駆動制御部６ｅは、第１切換バルブ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。これにより、第２ベローズ１４が収縮動作をしている間に、第１ベローズ１３は最収縮状態から最伸長状態まで伸長する。
その際、第１ベローズ１３が最伸長状態となった時点（ｔ１９）で、近接センサ２９Ｂはオフからオンに切り換わるが、駆動制御部６ｅは、第１ベローズ１３を最伸長状態のまま保持しておく。
【００７３】
次に、駆動制御部６ｅは、上記直前に決定された第２時間差（ｔ２０−ｔ１７）が経過すると、第１切換バルブ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。これにより、第２ベローズ１４が最収縮状態となる手前で、第１ベローズ１３は最伸長状態から収縮動作を開始する。
【００７４】
これ以降、駆動制御部６ｅは、上述のように、直前に決定された第１及び第２時間差に基づいて、第２ベローズ１４が最収縮状態となる手前で第１ベローズ１３を最伸長状態から収縮させるとともに、第１ベローズ１３が最収縮状態となる手前で第２ベローズ１４を最伸長状態から収縮させるようにベローズポンプ１を駆動制御する。
したがって、移送流体の吐出負荷などによって第１及び第２収縮時間（吐出時間）や第１及び第２伸長時間（吸込時間）に変動があっても、その変動に追従して最適なタイミングでベローズポンプ１を駆動制御することができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、直前に決定された第１及び第２時間差を用いているが、上記吐出時間や吸込時間の変動が無い場合には、運転開始直後において最初に決定された第１及び第２時間差を用いてベローズポンプ１を駆動制御しても良い。この場合、第１及び第２ベローズ１３，１４の伸長動作と収縮動作の切り換えは、近接センサ２９Ａ，２９Ｂ，３１Ａ，３１Ｂを用いずに、タイマ等を用いて所定時間毎に切り換えるようにしても良い。
【００７６】
ベローズポンプ１の駆動を停止させるときは、まず、作業者によって停止スイッチ１０をオン操作する。この操作信号を受けた駆動制御部６ｅは、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４をスタンバイ状態へ移動させる。その際、駆動制御部６ｅは、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４のいずれか一方が伸長動作を行っている場合は、その伸長動作を停止させて、すぐに収縮動作を開始させる。そして、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４がスタンバイ状態となると、作業者によって電源スイッチ８をオフ操作する。
【００７７】
［電空レギュレータの構成］
図１及び図２おいて、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切換バルブ４との間に配置されている。また、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切換バルブ５との間に配置されている。各電空レギュレータ５１，５２は、外部から予め設定される設定圧力に基づいて出力ポート（図示省略）から出力する空気圧を無段階に調整する機能を有している。
【００７８】
本実施形態の第１電空レギュレータ５１は、第１ベローズ１３の収縮時において、第１エアシリンダ部２７の吐出側空気室２１に供給する加圧空気の空気圧を、第１ベローズ１３の収縮特性に対応して上昇させるように当該空気圧を制御する。
また、第２電空レギュレータ５２は、第２ベローズ１４の収縮動作時において、第２エアシリンダ部２８の吐出側空気室２１に供給する加圧空気の空気圧を、第２ベローズ１４の収縮特性に対応して上昇させるように当該空気圧を制御する。
【００７９】
［電空レギュレータの制御］
図９は、第１及び第２電空レギュレータ５１，５２の空気圧の制御の一例を示すグラフである。図９において、第１ベローズ１３が伸長している伸長時間Ｔ１の間（伸長動作時）、第１電空レギュレータ５１は、加圧空気の空気圧が常に一定の空気圧ｃとなるように制御する。そして、第１ベローズ１３が収縮している収縮時間Ｔ２の間（収縮動作時）、第１電空レギュレータ５１は、単位時間（例えば１０ｍｓ）ごとに下記の式を用いて加圧空気の空気圧を制御する。
Ｐ＝ａｔ＋ｂ
ただし、Ｐは出力ポートから出力される加圧空気の空気圧、ａは圧力増加係数、ｔは第１ベローズ１３の収縮経過時間、ｂは初期空気圧である。本実施形態では、圧力増加係数ａは第１ベローズ１３の収縮特性を示しており、上記初期空気圧ｂは、上記空気圧ｃよりも大きい値に設定されている。
【００８０】
同様に、第２ベローズ１４が伸長している伸長時間Ｔ３の間（伸長動作時）、第２電空レギュレータ５２は、加圧空気の空気圧が常に一定の空気圧ｃとなるように制御する。そして、第２ベローズ１４が収縮している収縮時間Ｔ４の間（収縮動作時）、第２電空レギュレータ５２は、単位時間（例えば１０ｍｓ）ごとに上記式を用いて加圧空気の空気圧を制御する。ただし、この場合、ｔは第２ベローズ１４の収縮経過時間であり、圧力増加係数ａは第２ベローズ１４の収縮特性を示している。
【００８１】
なお、本実施形態では、第１及び第２電空レギュレータ５１，５２がそれぞれ制御する際に用いる圧力増加係数ａ及び初期空気圧ｂ，ｃは、いずれも同じ値に設定されているが、各電空レギュレータによって異なる値に設定されていても良い。
【００８２】
図１０は、ベローズポンプ１から吐出される移送流体の吐出圧力を示すグラフである。図１０に示すように、第１及び第２電空レギュレータ５１，５２が加圧空気の空気圧を上述のように制御することで、各ベローズ１３，１４が単独で収縮している間（図中の破線で囲む部分）は、ベローズポンプ１から吐出される移送流体の吐出圧力が落ち込むのを低減することができる。
さらに、上述のように、駆動制御部６ｅが第１及び第２時間差に基づいてベローズポンプ１を駆動制御することで、一方のベローズの収縮（吐出）から伸長（吸い込み）への切り換えタイミング（図中の実線で囲む部分）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、前記切り換えタイミングにおいて吐出圧力が大きく落ち込むのを低減することができる。
したがって、第１及び第２電空レギュレータ５１，５２の制御と、駆動制御部６ｅの制御とを組み合わせることで、ベローズポンプ１の吐出側の脈動を効果的に低減することができる。
【００８３】
以上、本実施形態のベローズポンプ装置によれば、ベローズ１３（１４）の収縮動作時において、吐出側空気室２１に供給される加圧空気の空気圧は、電空レギュレータ５１（５２）によりベローズ１３（１４）の収縮特性に対応して上昇するため、ベローズ１３（１４）が収縮するに従って吐出側空気室２１における加圧空気の空気圧を上昇させることができる。これにより、ベローズ１３（１４）が収縮している間に移送流体の吐出圧力が落ち込むのを低減することができる。
【００８４】
また、電空レギュレータ５１（５２）は、単位時間ごとに上述の式を用いて空気圧を制御するため、ベローズ１３（１４）が収縮している間に移送流体の吐出圧力が落ち込むのを効果的に低減することができる。
【００８５】
また、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４を互いに独立して伸縮自在とし、制御部６において、第１ベローズ１３が最収縮状態となる手前で第２ベローズ１４を最伸長状態から収縮させるとともに、第２ベローズ１４が最収縮状態となる手前で第１ベローズ１３を最伸長状態から収縮させるように駆動制御するようにしたので、以下の作用効果を奏する。すなわち、一方のベローズの収縮（吐出）から伸長（吸い込み）への切り換え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、前記切り換えタイミングにおいて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１の吐出側の脈動を低減することができる。
【００８６】
また、本実施形態のベローズポンプ装置は、ベローズポンプの吐出側にアキュムレータを取り付けたものに比べて、ベローズポンプ以外に他部材（アキュムレータ）を設置するスペースを確保する必要がないので、設置スペースが大幅に増加するのを抑制することができる。さらに、本実施形態のベローズポンプ装置は、従来のタイロッドで一対のベローズが連結されたベローズポンプと同様に、一対のベローズ１３，１４を用いて移送流体を吐出するため、流体の吐出量が減少することもない。
【００８７】
また、制御部６は、第１ベローズ１３の第１伸長時間と第１収縮時間に基づいて決定された第１時間差を用いて、第１ベローズ１３が最収縮状態となる手前で最伸長状態の第２ベローズ１４を収縮させるとともに、第２ベローズ１４の第２伸長時間と第２収縮時間に基づいて決定された第２時間差を用いて、第２ベローズ１４が最収縮状態となる手前で最伸長状態の第１ベローズ１３を収縮させるように駆動制御することができる。これにより、第１ベローズが最収縮状態となる手前で第２ベローズを確実に収縮させることができるとともに、第２ベローズが最収縮状態となる手前で第１ベローズを確実に収縮させることができる。
【００８８】
また、制御部６は、ベローズポンプ１の運転開始直後に、第１及び第２ベローズ１３，１４の伸長時間及び収縮時間を予め算出してから駆動制御するため、運転開始前にこれらの伸長時間及び収縮時間が不明な場合であっても、第１ベローズ１３（第２ベローズ１４）が最収縮状態となる手前で第２ベローズ１４（第１ベローズ１３）を確実に収縮させることができる。
【００８９】
また、制御部６は、直前に決定された第１及び第２時間差に基づいて駆動制御するため、第１ベローズ１３の第１伸長時間及び第１収縮時間（第２ベローズ１４の第２伸長時間及び第２収縮時間）に変動があっても、その変動に追従して、第１ベローズ１３（第２ベローズ１４）が最収縮状態となる手前で第２ベローズ１４（第１ベローズ１３）を確実に収縮させることができる。
【００９０】
［変形例］
図１１は、上記実施形態におけるベローズポンプ装置の変形例を示す概略構成図である。本変形例におけるベローズポンプ装置は、図示を省略するが、従来と同様に、左右一対のベローズをタイロッドにより一体に連結したものであり、各エアシリンダ部２７，２８には、吐出側空気室２１と吸排気ポート２２のみが形成されている。
これにより、一方の吐出側空気室２１に加圧空気を供給すると、ベローズが収縮して移送流体が吐出され、これと同時に他方のベローズが強制的に伸長して吸込通路から移送流体が吸い込まれる。また、他方の吐出側空気室２１に加圧空気を供給すると、前記他方のベローズが収縮して移送流体が吐出され、これと同時に前記一方のベローズが強制的に伸長して移送流体が吸い込まれる。
【００９１】
各吸排気ポート２２は、単体の切換バルブ７、単体の電空レギュレータ５３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。
切換バルブ７は、図示しない一対のソレノイドを励磁又は消磁することで、両エアシリンダ部２７，２８の吐出側空気室２１のうちの一方に加圧空気を供給し、他方から加圧空気を排出するように、加圧空気の給排を切り換える。
【００９２】
電空レギュレータ５３は、各ベローズの収縮動作時において、対応する吐出側空気室２１に供給する加圧空気の空気圧を、収縮するベローズの収縮特性に対応して上昇させるように当該空気圧を制御する。その詳細については、上記実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００９３】
本発明は、上記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発明の範囲内において適宜変更できるものである。例えば、本発明は、上記実施形態や変形例以外に、一対のベローズのうちの一方をアキュムレータに入れ替えて構成されたベローズポンプなど、他のベローズポンプにも適用することができる。
また、電空レギュレータ５１〜５３は、切換バルブ４，５，７の上流側に配置されているが、切換バルブ４，５，７の下流側に配置されていても良い。但し、この場合には、電空レギュレータ５１〜５３の一次側に、切換バルブ４，５，７を切り換えたときに生じる衝撃圧力が作用するので、電空レギュレータ５１〜５３の故障を防止するという観点では、切換バルブ４，５，７の上流側に電空レギュレータ５１〜５３を配置するのが好ましい。
【００９４】
また、上記実施形態における第１及び第２検知手段２９，３１は、近接センサによって構成されているが、リミットスイッチ等の他の検知手段により構成されていても良い。また、第１及び第２検知手段２９，３１は、第１及び第２ベローズ１３，１４の最伸長状態と最伸縮状態とを検知しているが、他の伸縮状態を検知するようにしても良い。さらに、本実施形態における第１及び第２駆動装置２７，２８は、加圧空気によって駆動させているが、他の流体やモータ等により駆動するようにしても良い。
【符号の説明】
【００９５】
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）
２１  吐出側空気室（空気室）
２７  第１エアシリンダ部（第１駆動装置）
２８  第２エアシリンダ部（第２駆動装置）
２９  第１検知手段
３１  第２検知手段
５１  第１電空レギュレータ（電空レギュレータ）
５２  第２電空レギュレータ（電空レギュレータ）
５３  電空レギュレータ
【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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