(57)【要約】  ベローズの捻じれの発生の抑制を図った液体供給システムを提供する。  軸１５０に固定され、軸１５０の往復移動に伴って伸縮する第１ベローズ１３０と、軸１５０の往復移動に伴って伸縮すると共に、第１ベローズ１３０との間にポンプ室を形成し、かつ外径が第１ベローズ１３０の外径よりも小さな第２ベローズ２００と、を備える液体供給システムであって、第２ベローズ２００の一端側は、軸１５０と筒状部材１６１のうちの一方側に対して固定されており、第２ベローズ２００の他端側は、軸１５０と筒状部材１６１のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされていることを特徴とする。
2018038005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器の外部から内部に至るように配置され、かつ駆動源によって往復移動するように構成される軸と、
前記容器の内部に設けられ、前記軸が挿通される筒状部材と、
前記軸に固定され、前記軸の往復移動に伴って伸縮する第１ベローズと、
前記軸の往復移動に伴って伸縮すると共に、前記第１ベローズとの間にポンプ室を形成し、かつ外径が前記第１ベローズの外径よりも小さな第２ベローズと、
を備える液体供給システムであって、
前記第２ベローズの一端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの一方側に対して固定されており、
前記第２ベローズの他端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされていることを特徴とする液体供給システム。
【請求項２】
前記第２ベローズの他端にはシール部が設けられており、該シール部は、前記軸と前記筒状部材のうちの他方側に接触することで流体を封じると共に、
前記シール部の面積の方が、前記第２ベローズの有効面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体供給システム。
【請求項３】
前記軸の往復移動に伴って伸縮すると共に、前記筒状部材と前記第２ベローズとの間に密閉空間を形成する第３ベローズを備え、前記密閉空間内に、前記ポンプ室から送られる液体の一部が供給されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体供給システム。
【請求項４】
前記第３ベローズの一端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの一方側に対して固定されており、
前記第３ベローズの他端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされていることを特徴とする請求項３に記載の液体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズを備える液体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
往復移動する軸と、軸が挿通される筒状部材との間に密閉空間を形成させるために、ベローズを用いた技術が知られている。このような技術においては、一般的に、ベローズの一端が軸に対して固定され、他端が筒状部材に対して固定される。これにより、摺動する部分がないため、摺動摩耗の問題や摺動による発熱の問題がないという利点がある。従って、例えば、超低温の液体を循環させるための液体供給システムにおいては、密封構造を設けるために、ベローズが広く用いられている（特許文献１参照）。【０００３】
ここで、軸と筒状部材とが相対的に回転しない機構の場合には、特に問題は生じない。しかしながら、システムの機構上、軸と筒状部材とが僅かに相対的に回転してしまう場合がある。この場合、ベローズが捻じれて、捩じれ座屈が生じてしまうことがある。特に、ベローズの径が小さいほど、捩じれ座屈が生じやすい。このように、捩じれ座屈が生じた状態でベローズが伸縮すると、局所的に応力が集中し、ベローズの疲労寿命が短くなってしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２４３６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ベローズの捻じれの発生の抑制を図った液体供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。【０００７】
すなわち、本発明の液体供給システムは、
容器と、
前記容器の外部から内部に至るように配置され、かつ駆動源によって往復移動するように構成される軸と、
前記容器の内部に設けられ、前記軸が挿通される筒状部材と、
前記軸に固定され、前記軸の往復移動に伴って伸縮する第１ベローズと、
前記軸の往復移動に伴って伸縮すると共に、前記第１ベローズとの間にポンプ室を形成し、かつ外径が前記第１ベローズの外径よりも小さな第２ベローズと、
を備える液体供給システムであって、
前記第２ベローズの一端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの一方側に対して固定されており、
前記第２ベローズの他端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされていることを特徴とする。【０００８】
本発明によれば、第２ベローズの一端側は、軸と筒状部材のうちの一方側に対して固定されているのに対して、他端側は、軸と筒状部材のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされている。従って、軸と筒状部材が相対的に回転してしまっても、第２ベローズに捻じれが生じてしまうことが抑制され、第２ベローズが破断することによるポンプ室の流体の漏洩を防止できる。【０００９】
前記第２ベローズの他端にはシール部が設けられており、該シール部は、前記軸と前記筒状部材のうちの他方側に接触することで流体を封じると共に、
前記シール部の面積の方が、前記第２ベローズの有効面積よりも大きく形成されているとよい。【００１０】
これにより、シール部に対し、ポンプ室とは反対側の流体圧力がポンプ室内の流体圧力より高い状態では、弁体が弁座に対して密着した状態が維持されるため、安定的にシール性を得ることができる。また、シール部に対し、ポンプ室とは反対側の流体圧力がポンプ室内の流体圧力より低い状態になっても、圧力によりシール部の接触が解除され、ポンプ室の液体がシール部に対してポンプ室とは反対側の領域に流れるため、圧力を逃すことが可能で、第２ベローズに過大な圧力がかかることが無い。【００１１】
前記軸の往復移動に伴って伸縮すると共に、前記筒状部材と前記第２ベローズとの間に密閉空間を形成する第３ベローズを備え、前記密閉空間内に、前記ポンプ室から送られる液体の一部が供給されているとよい。【００１２】
これにより、シール部に対し、ポンプ室とは反対側の領域が密閉空間として形成され、その密閉空間にポンプから吐出された流体が供給される。そのため、シール部において常に密閉空間側の圧力がポンプ室側の圧力以上とすることができ、第２ベローズの捩じれ防止を図りつつ、シール状態を維持することができる。【００１３】
前記第３ベローズの一端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの一方側に対して固定されており、
前記第３ベローズの他端側は、前記軸と前記筒状部材のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされているとよい。【００１４】
これにより、第２ベローズと第３ベローズの両方の捩じれを防止することができ、ベローズの破損を防止し、筒状部材と第２ベローズと第３ベローズとで形成された密閉空間の密閉状態を確実に保持することができる。【００１５】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、ベローズの捻じれの発生の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例に係る液体供給システムの使用状態を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例２に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例３に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例４に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【図６】図６は本発明の変形例に係る液体供給システムの使用状態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
（液体供給システム）
図１を参照して、本発明の実施例に係る液体供給システム１００（サーキュレータ）の全体構成、及び使用方法について説明する。本実施例に係る液体供給システム１００においては、樹脂製の容器５１０の内部に超電導コイル５２０が備えられた被冷却装置５００に超低温の液体Ｌを供給する場合を例にして説明する。なお、超低温の液体Ｌの具体例としては、液体窒素，液体ヘリウム，液体アルゴンを挙げることができる。
【００２０】
液体供給システム１００は、超低温の液体Ｌが収容される容器（第１容器１１０）と、第１容器１１０に収容された液体Ｌ中に配置される第２容器１２０と、第２容器１２０の内部に入り込むように配置される第１ベローズ１３０とを備えている。第２容器１２０の内部のうち第１ベローズ１３０の外部の領域によって、第１ポンプ室Ｐ１を構成している。また、第１ベローズ１３０の内部も密閉空間となっており、この密閉空間が第２ポンプ室Ｐ２となっている。なお、第１ベローズ１３０は金属製である。なお、第１容器１１０内部は、液体が収容されずに、真空になっていてもよい。ただし、その場合には、第１容器１１０内に流体を戻す戻り通路（後述の戻り通路Ｋ２）と、第２容器１２０へ液体を吸入する吸入口（後述の第１吸入口１２１及び第２吸入口１２３）とが接続される。
【００２１】
そして、第２容器１２０には、第１容器１１０内の液体Ｌを第１ポンプ室Ｐ１内に吸入する第１吸入口１２１と、吸入した液体Ｌを第１ポンプ室Ｐ１内からシステムの外部に通じる供給通路（供給管）Ｋ１に送出する第１送出口１２２とが設けられている。また、第２容器１２０には、第１容器１１０内の液体Ｌを第２ポンプ室Ｐ２内に吸入する第２吸入口１２３と、吸入した液体Ｌを第２ポンプ室Ｐ２内から供給通路Ｋ１に送出する第２送出口１２４も設けられている。また、第１吸入口１２１及び第２吸入口１２３には、それぞれ１方向弁１２１ａ，１２３ａが設けられており、第１送出口１２２及び第２送出口１２４にも、それぞれ１方向弁１２２ａ，１２４ａが設けられている。
【００２２】
また、駆動源としてのリニアアクチュエータ１４０によって往復移動するように構成された金属製の軸１５０が、第１容器１１０の外部から内部に至るように配置されている。この軸１５０の先端は第１ベローズ１３０の先端に固定されている。これにより、軸１５０が往復移動することによって、第１ベローズ１３０は伸縮する。
【００２３】
また、軸１５０の周囲には、供給通路Ｋ１を通じて供給される液体Ｌの圧力の変動（脈動）を緩衝するための緩衝構造１６０が設けられている。この緩衝構造１６０は、第１容器１１０の内部に設けられ、軸１５０が挿通される筒状（望ましくは円筒状）の筒状部材１６１と、この筒状部材１６１の下端部と上端部にそれぞれ設けられる第２ベローズ２００及び第３ベローズ３００とを備えている。これら第２ベローズ２００及び第３ベローズ３００は、いずれも金属製である。なお、第１ベローズ１３０と第２ベローズ２００と第３ベローズ３００のうち、第１ベローズ１３０が駆動源側（リニアアクチュエータ１４０側）から最も離れた位置で軸１５０に固定されている。
【００２４】
第２ベローズ２００は、軸１５０の往復移動に伴って伸縮すると共に、第１ベローズ１３０との間に密閉空間を形成するように構成されている。この密閉空間が、上述した第２ポンプ室Ｐ２に相当する。また、第２ベローズ２００の外径は、第１ベローズ１３０の外径よりも小さくなるように構成されている。
【００２５】
第３ベローズ３００も、軸１５０の往復移動に伴って伸縮するように構成されており、この第３ベローズ３００の外径も、第１ベローズ１３０の外径よりも小さく構成されている。そして、筒状部材１６１と、第２ベローズ２００と、第３ベローズ３００とによって、密閉空間Ｒを形成している。この密閉空間Ｒ内は、液体Ｌの層と、液体Ｌが気化した気体Ｇの層が形成されている。
【００２６】
そして、供給通路Ｋ１から分岐された分岐通路Ｋ３が、この密閉空間Ｒに繋がるように設けられている。これにより、供給通路Ｋ１を通じて供給される液体Ｌの圧力が、密閉空間Ｒ内にもかかるため、密閉空間Ｒの内部の気体がダンパとして機能し、供給通路Ｋ１を通じて供給される液体Ｌの圧力の変動（脈動）を緩衝することが可能となる。つまり、密閉空間Ｒ内はダンパ室となっている。
【００２７】
また、本実施例に係る緩衝構造１６０には、密閉空間Ｒ内の圧力が所定以上になった場合に、内部の圧力を外部に逃がす安全弁１６２が、第３ベローズ３００の近くに設けられている。これにより、密閉空間Ｒ内において、気化した気体Ｇの量が多くなるなどして、密閉空間Ｒ内部の圧力が異常に高くなったとしても、圧力を逃がすことができる。従って、内部の圧力が異常に高くなってしまうことに伴う筒状部材１６１、第２ベローズ２００及び第３ベローズ３００の破損等を抑制できる。
【００２８】
また、本実施例においては、第１ベローズ１３０における上端側にも、上記の通り、第２ベローズ２００が設けられることによって、第１ベローズ１３０内が密閉空間となるように構成されている。この密閉空間が、上記の通り、第２ポンプ室Ｐ２となっている。
【００２９】
以上の構成により、第１ベローズ１３０が縮むと、第２送出口１２４を介して第２ポンプ室Ｐ２内から液体Ｌが供給通路Ｋ１に送出され、かつ第１吸入口１２１を介して液体Ｌが第１ポンプ室Ｐ１内に吸入される。また、第１ベローズ１３０が伸びると、第２吸入口１２３を介して液体Ｌが第２ポンプ室Ｐ２内に吸入され、かつ第１送出口１２２を介して第１ポンプ室Ｐ１内から液体Ｌが供給通路Ｋ１に送出される。このように、ベローズ１３０が縮む際、及び伸びる際のいずれにおいても液体Ｌが供給通路Ｋ１に送出される。
【００３０】
以上のように、本実施例に係る液体供給システム１００においては、第１ベローズ１３０の伸縮動作の繰り返しによって、供給通路Ｋ１を通じて、液体Ｌが被冷却装置５００に供給される。また、液体供給システム１００と被冷却装置５００とを繋ぐ戻り通路（戻り管）Ｋ２も設けられており、被冷却装置５００に供給された分だけ、液体供給システム１００に液体Ｌが戻るように構成されている。また、供給通路Ｋ１の途中には液体Ｌを超低温の状態まで冷却する冷却機４００が設けられている。このような構成により、冷却機４００によって超低温まで冷却された液体Ｌは、液体供給システム１００と被冷却装置５００と間を循環する。
【００３１】
ここで、本実施例に係る液体供給システム１００においては、システムの機構上、軸１５０と筒状部材１６１とが僅かに相対的に回転してしまうことがある。そのため、特に、径の小さな第２ベローズ２００及び第３ベローズ３００においては、捩じれ座屈が発生してしまうおそれがある。そこで、本実施例に係る液体供給システム１００においては、これら第２ベローズ２００及び第３ベローズ３００に捩じれ座屈が生じ難いような構造を採用している。
【００３２】
すなわち、本実施例に係る第２ベローズ２００の一端側は、軸１５０と筒状部材１６１のうちの一方側に対して固定されている。これに対して、第２ベローズ２００の他端側は、軸１５０と筒状部材１６１のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされている。従って、軸１５０と筒状部材１６１が相対的に回転してしまっても、第２ベローズ２００に捻じれが生じてしまうことが抑制される。
【００３３】
また、本実施例に係る第３ベローズ３００の一端側は、軸１５０と筒状部材１６１のうちの一方側に対して固定されている。これに対して、第３ベローズ３００の他端側は、軸１５０と筒状部材１６１のうちの他方側に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされている。従って、軸１５０と筒状部材１６１が相対的に回転してしまっても、第３ベローズ３００に捻じれが生じてしまうことが抑制される。
【００３４】
＜本実施例に係る液体供給システムの優れた点＞
以上説明したように、本実施例に係る液体供給システム１００によれば、第２ベローズ２００及び第３ベローズ３００に捻じれが生じてしまうことが抑制される。従って、第２ベローズ２００及び第３ベローズ３００に捩じれ座屈が生じてしまうことが抑制され、これらのベローズの疲労寿命が短くなってしまうことを抑制することができる。また、ベローズが破断してしまうことを抑制することで、ベローズ破断に伴う液体漏れを抑制し、ポンプ室が高温に曝されてしまうことを抑制することができる。
【００３５】
以下、各ベローズを用いた密封構造のより具体的な例を説明する。
【００３６】
（実施例１）
図２を参照して、本発明の実施例１に係る密封構造について説明する。この実施例においては、第２ベローズ２００を備える密封構造の具体例を示す。図２は本発明の実施例１に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【００３７】
本実施例に係る密封構造においては、第２ベローズ２００の一端は、軸１５０に設けられた外向きフランジ部１５１に対して固定されている。そして、第２ベローズ２００の他端には、金属製の弁体２１０が固定されている。また、筒状部材１６１には内向きフランジ部１６１ａが設けられている。この内向きフランジ部１６１ａにおける密閉空間Ｒ側の端面が弁座１６１ａ１となっている。そして、弁体２１０における弁座１６１ａ１側にはシール部としての環状突起２１１が設けられている。この環状突起２１１が弁座１６１ａ１に着座することによって、弁が閉じられた状態となる。
【００３８】
以上のように、本実施例においては、第２ベローズ２００の一端側は、軸１５０に対して固定されている。そして、第２ベローズ２００の他端に設けられた弁体２１０は、弁座１６１ａ１に対して、回転方向に摺動可能に構成されている。つまり、第２ベローズ２００の他端側は、筒状部材１６１に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされている。従って、軸１５０と筒状部材１６１が相対的に回転してしまっても、第２ベローズ２００に捻じれが生じてしまうことが抑制される。なお、弁体２１０と弁座１６１ａ１とが摺動し易くなるように、弁体２１０、或いは、弁座１６１ａ１の表面にＰＴＦＥコーティングなどの潤滑処理を施すと好適である。
【００３９】
ここで、第２ベローズ２００の他端と弁体２１０との固定部によって、第２ベローズ２００の内部と外部とを隔てる部位は円形であり、かつ弁体２１０において、弁座１６１ａ１に対して接触するシール部としての環状突起２１１の先端も円形である。そして、このシール部の円の径Ｄ２の方が、第２ベローズ２００の有効径Ｄ１よりも大きくなるように設計されている。即ち、シール部の面積が第２ベローズ２００の有効面積よりも大きくなるように設計されている。これにより、弁体２１０によって、安定的にシール性を得ることができる。この点について、より詳しく説明する。
【００４０】
第２ベローズ２００の内側は第２ポンプ室Ｐ２を構成し、第２ベローズ２００の外側はダンパ室（密閉空間Ｒ）を構成している。第２ポンプ室Ｐ２内の流体圧力ＰＸはポンプ室であることから内部の圧力は変動しており、その最大圧力は液体供給システムにおける吐出圧である。これに対して、ダンパ室内の流体圧力ＰＹは、第１ポンプ室Ｐ１と第２ポンプ室Ｐ２から供給される流体の圧力が作用するため、ほぼ吐出圧が保たれる。つまり、常時、ＰＹ≧ＰＸが保たれる。そして、弁体２１０による弁座１６１ａ１に対する押圧力は、第２ベローズ２００による弾性反発力と、ダンパ室内の流体圧力と第２ポンプ室Ｐ２内の流体圧力との差圧に依存する。従って、Ｄ２＞Ｄ１とすることにより、ＰＹ＞ＰＸの環境下においても、より確実に、弁体２１０を弁座１６１ａ１に対して密着させることが可能となる。つまり、Ｄ１に対応するベローズ２００の有効面積をＳ１（＝πＤ１２／４）、Ｄ２に対応するシール面積をＳ２（＝πＤ２２／４）とすると、図２において、図下向きを正とすると、ＰＹとＰＸの差圧がＳ１とＳ２との間の領域に働くため、（ＰＹ−ＰＸ）×（Ｓ２−Ｓ１）の力と更に第２ベローズ２００の弾性反発力が弁体に働く。なお、仮に、何らかの影響で、ＰＹ＜ＰＸの状態かつ、圧力による力が第２ベローズ２００の弾性反発力よりも大きくなった場合には、弁体２１０が弁座１６１ａ１から離れて弁が開いた状態となり、第２ポンプ室Ｐ２内からダンパ室へと液体Ｌが逃げていく。これにより、第１ベローズ１３０と第２ベローズ２００が破損してしまうことを抑制することができる。なお、液体Ｌがダンパ室に逃げても、ポンプ機能が一時的に低下するだけで、液体供給システム１００の品質には影響はない。
【００４１】
（実施例２）
図３を参照して、本発明の実施例２に係る密封構造について説明する。この実施例においても、第２ベローズ２００を備える密封構造の具体例を示す。図３は本発明の実施例２に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【００４２】
本実施例に係る密封構造においては、第２ベローズ２００の一端側は、筒状部材１６１に設けられた内向きフランジ部１６１ｂに対して固定されている。より具体的には、第２ベローズ２００の一端に平板状の金属製の環状部材２３０が固定されており、この環状部材２３０が内向きフランジ部１６１ｂに対して固定されている。そして、第２ベローズ２００の他端には、金属製の弁体２２０が固定されている。また、軸１５０には外向きフランジ部１５２が設けられている。この外向きフランジ部１５２における第２ポンプ室Ｐ２側の端面が弁座１５２ａとなっている。そして、弁体２２０における弁座１５２ａ側にはシール部としての環状突起２２１が設けられている。この環状突起２２１が弁座１５２ａに着座することによって、弁が閉じられた状態となる。
【００４３】
以上のように、本実施例においては、第２ベローズ２００の一端側は、筒状部材１６１に対して固定されている。そして、第２ベローズ２００の他端に設けられた弁体２２０は、弁座１５２ａに対して、回転方向に摺動可能に構成されている。つまり、第２ベローズ２００の他端側は、軸１５０に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされている。従って、軸１５０と筒状部材１６１が相対的に回転してしまっても、第２ベローズ２００に捻じれが生じてしまうことが抑制される。なお、弁体２２０と弁座１５２ａとが摺動し易くなるように、弁体２２０、或いは、弁座１６１ａ１の表面にＰＴＦＥコーティングなどの潤滑処理を施すと好適である。
【００４４】
ここで、第２ベローズ２００の他端と弁体２２０との固定部によって、第２ベローズ２００の内部と外部とを隔てる部位は円形であり、かつ弁体２２０において、弁座１５２ａに対して接触するシール部としての環状突起２２１の先端も円形である。そして、このシール部の円の径Ｄ４の方が、第２ベローズ２００の有効径Ｄ３よりも大きくなるように設計されている。これにより、上記実施例１で説明したように、弁体２１０によって、安定的にシール性を得ることができる。
【００４５】
（実施例３）
図４を参照して、本発明の実施例３に係る密封構造について説明する。この実施例においても、第２ベローズ２００を備える密封構造の具体例を示す。図４は本発明の実施例３に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【００４６】
本実施例に係る密封構造においては、第２ベローズ２００の一端は、軸１５０に設けられた外向きフランジ部１５３に対して固定されている。そして、第２ベローズ２００の他端には、金属製のシール保持部材２４０が固定されている。このシール保持部材２４０は、断面が矩形の環状部材の外周面側に、環状溝２４１が形成された構成である。そして、この環状溝２４１にセルフシール機能を発揮するシールリング２５０が装着されている。環状溝２４１のうち、シールリング２５０が密着する部分がシール部に相当する。つまり、当該部分が、筒状部材１６１側のシールリング２５０に接触することで流体を封じている。なお、図示の例では、シールリング２５０の一例として、断面がＶ字形状のＶリングを示している。ただし、シールリング２５０は、Ｖリングに限らず、断面がＵ字形状のＵリングや断面がＤ字形状のＤリングなど、セルフシール機能を発揮する各種シールリングを適用可能である。また、シールリング２５０の材料としては、ＰＴＦＥやＰＩなどの樹脂の他、薄い金属なども適用可能である。
【００４７】
筒状部材１６１には内向きフランジ部１６１ｃが設けられている。この内向きフランジ部１６１ｃとシール保持部材２４０とは固定されていない。つまり、内向きフランジ部１６１ｃに対してシール保持部材２４０は摺動自在に構成されている。また、シールリング２５０と筒状部材１６１の内周面との間も摺動自在に構成されている。
【００４８】
以上のように、本実施例においては、第２ベローズ２００の一端側は、軸１５０に対して固定されている。そして、上記の通り、第２ベローズ２００の他端に設けられたシール保持部材２４０は、筒状部材１６１における内向きフランジ部１６１ｃに対して、回転方向に摺動可能に構成されている。また、シールリング２５０と筒状部材１６１の内周面との間も摺動自在に構成されている。つまり、第２ベローズ２００の他端側は、筒状部材１６１に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされている。従って、軸１５０と筒状部材１６１が相対的に回転してしまっても、第２ベローズ２００に捻じれが生じてしまうことが抑制される。なお、シールリング２５０と筒状部材１６１の内周面とが摺動し易くなるように、シールリング２５０の表面、或いは、筒状部材１６１の内周面にＰＴＦＥコーティングや銀メッキなどの潤滑処理を施すと好適である。
【００４９】
ここで、第２ベローズ２００の他端とシール保持部材２４０との固定部によって、第２ベローズ２００の内部と外部とを隔てる部位は円形である。そして、シール保持部材２４０に形成された環状溝２４１の内径Ｄ６の方が、第２ベローズ２００の有効径Ｄ５よりも大きくなるように設計されている。これにより、シール保持部材２４０が内向きフランジ部１６１ｃから離れてしまうことを抑制することができる。その理由は、上記実施例１で説明したＤ２＞Ｄ１とした理由と同様である。
【００５０】
なお、本実施例においては、第２ベローズ２００の一端側が軸１５０に対して固定され、第２ベローズ２００の他端側が筒状部材１６１に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされる場合を示した。しかしながら、第２ベローズ２００の一端側を筒状部材１６１に対して固定し、第２ベローズ２００の他端に、セルフ機能を有するシールリングを保持するシール保持部材を設けて、シール保持部材を軸１５０に対して摺動自在に構成することもできる。
【００５１】
（実施例４）
図５を参照して、本発明の実施例４に係る密封構造について説明する。この実施例においては、第３ベローズ３００を備える密封構造の具体例を示す。図５は本発明の実施例４に係る密封構造を示す模式的断面図である。
【００５２】
本実施例に係る密封構造においては、第３ベローズ３００の一端側は、筒状部材１６１に対して固定されている。より具体的には、第１容器１１０に対して、筒状部材１６１と第３ベローズ３００の一端が、それぞれ直接固定されることで、第３ベローズ３００の一端側は、筒状部材１６１に対して固定されている。そして、第３ベローズ３００の他端には、金属製のシール保持部材３１０が固定されている。このシール保持部材３１０は、円筒状部材の一端側に外向きフランジ部３１１が設けられ、円筒状部材の他端側の内周面に環状溝３１２が設けられた構成である。第３ベローズ３００の他端は、このシール保持部材３１０における外向きフランジ部３１１に固定されている。そして、シール保持部材３１０における環状溝３１２にゴム状弾性体製のシールリング３２０が装着されている。なお、図示の例では、シールリング３２０の一例として、断面が円形のＯリングを示している。ただし、シールリング３２０は、Ｏリングに限らず、断面が矩形の角リングなど、各種シールリングを適用可能である。また、シールリング３２０は大気に曝された環境下にあるため、ゴム材料を用いても特に問題はない。
【００５３】
本実施例に係る密封構造においては、軸１５０は、第１容器１１０の内部側の大径部１５４と、第１容器１１０の外部側（大気側）の小径部１５５とを有している。そして、円筒状のシール保持部材３１０に小径部１５５が挿通されている。また、大径部１５４と小径部１５５との段差面と外向きフランジ部３１１の端面とが対向するようにシール保持部材３１０は配置されている。この段差面と外向きフランジ部３１１の端面との間には隙間が設けられている。なお、この段差面と外向きフランジ部３１１とが接したとしても、これらの間では摺動可能である。
【００５４】
また、シール保持部材３１０は、シールリング３２０による軸１５０（小径部１５５）に対する拘束力によって、軸１５０に対して位置決めされている。そして、この拘束力によって、軸１５０が往復移動すると、シール保持部材３１０も軸１５０と一体となって往復移動し、第３ベローズ３００が伸縮する。ただし、筒状部材１６１に対して軸１５０が相対的に回転した場合に、軸１５０とシールリング３２０が摺動することは許容されている。
【００５５】
以上のように、本実施例においては、第３ベローズ３００の一端側は、筒状部材１６１に対して固定されている。そして、上記の通り、シールリング３２０と軸１５０は回転方向に摺動可能なため、第３ベローズ３００の他端に設けられたシール保持部材３１０は、軸１５０に対して回転可能である。つまり、第３ベローズ３００の他端側は、軸１５０に対して周方向への移動が許容された状態で位置決めされている。従って、軸１５０と筒状部材１６１が相対的に回転してしまっても、第３ベローズ３００に捻じれが生じてしまうことが抑制される。なお、シールリング３２０と軸１５０とが摺動し易くなるように、シールリング３２０の表面、或いは軸１５０にＰＴＦＥコーティングなどの潤滑処理を施すと好適である。
【００５６】
（その他）
上記実施例においては、第１容器１１０に収容された液体Ｌ中に配置される第２容器１２０を設けることによって、第１ベローズ１３０の内部の領域と外部の領域が、いずれもポンプ室となる場合の構成を示した。しかしながら、第２容器を設けずに、第１ベローズの内部の領域のみがポンプ室となる液体供給システムに対しても、本発明は適用可能である。また、図６に示す液体供給システム１００にも本発明の適用が可能である。図６は本発明の変形例に係る液体供給システムの使用状態を示す概略構成図である。なお、基本的な構成については、図１に示す液体供給システムと同一であるので、同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。図６に示す液体供給システム１００は、第２容器１２０の内部に、第１ベローズ１３０と同様に、軸１５０に固定され、かつ軸１５０の往復移動に伴い伸縮する第４ベローズ１３５が設けられている。そして、第４ベローズ１３５の外部と第２容器１２０との間に第１ポンプ室Ｐ１が形成され、第１ベローズ１３０の外部と第２容器１２０と第２ベローズ２００との間に第２ポンプ室Ｐ２が形成される。以上のように構成される液体供給システム１００においても、上記の実施例１〜４に示す密封構造を適用することができる。なお、この液体供給システム１００においても、第１容器１１０内部に液体が収容されずに、真空になっていてもよい。ただし、その場合には、第１容器１１０内に流体を戻す戻り通路Ｋ２と、第２容器１２０へ液体を吸入する吸入口（第１吸入口１２１及び第２吸入口１２３）とが接続される。
【符号の説明】
【００５７】
１００  液体供給システム
１１０  第１容器
１２０  第２容器
１２１  第１吸入口
１２１ａ，１２３ａ  １方向弁
１２２  第１送出口
１２２ａ，１２４ａ  １方向弁
１２３  第２吸入口
１２４  第２送出口
１３０  第１ベローズ
１３５  第４ベローズ
１４０  リニアアクチュエータ
１５０  軸
１５１，１５２，１５３  外向きフランジ部
１５２ａ  弁座
１５４  大径部
１５５  小径部
１６０  緩衝構造
１６１  筒状部材
１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ  内向きフランジ部
１６１ａ１  弁座
１６２  安全弁
２００  第２ベローズ
２１０  弁体
２１１  環状突起
２２０  弁体
２２１  環状突起
２３０  環状部材
２４０  シール保持部材
２４１  環状溝
２５０  シールリング
３００  第３ベローズ
３１０  シール保持部材
３１１  外向きフランジ部
３１２  環状溝
３２０  シールリング
４００  冷却機
５００  被冷却装置
５１０  容器
５２０  超電導コイル
Ｋ１  供給通路
Ｋ２  戻り通路
Ｋ３  分岐通路
Ｌ  液体
Ｐ１  第１ポンプ室
Ｐ２  第２ポンプ室
Ｒ  密閉空間
【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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【国際調査報告】
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