(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対のシリンダ室と、前記各シリンダ室に配置された対のベローズと、前記ベローズ同士を連結している連結部材と、前記各シリンダ室へ駆動用圧縮気体を交互に圧送可能にするポート切換式電磁弁と、前記ポート切換式電磁弁を制御する制御部とを備え、前記ベローズ同士が前記圧縮気体及び前記連結部材の往復動を伴って交互に伸縮されることで液体を一方に吸入し他方から吐出するベローズポンプにおいて、
前記ポート切換式電磁弁として５ポート、３ポジション、クローズドセンタ構成を使用すると共に、前記シリンダ室の一方と前記ポート切換式電磁弁の対応ポートとを接続している第１配管と前記シリンダ室の他方と前記ポート切換式電磁弁の対応ポートとを接続している第２配管とを接続管により連結して前記各シリンダ室を接続している通路、及び前記接続管に設けられて前記制御部により制御される通路開閉用の常時閉式電磁弁を有し、
前記制御部は、前記ポート切換式電磁弁を制御して前記各シリンダ室へ前記駆動用圧縮気体の圧送を交互に切り換えるごとに、該駆動用圧縮気体の圧送をＴ時間だけ停止し、かつその停止したＴ時間だけ前記常時閉式電磁弁を開に制御して、前記各シリンダ室のうち、高圧側シリンダ室の圧縮気体を低圧側シリンダ室へ流入可能にすることを特徴とするベローズポンプ。
【請求項２】
対のシリンダ室と、前記各シリンダ室に配置された対のベローズと、前記ベローズ同士を連結している連結部材と、前記各シリンダ室へ駆動用圧縮気体を交互に圧送可能にするポート切換式電磁弁と、前記ポート切換式電磁弁を制御する制御部とを備え、前記ベローズ同士が前記圧縮気体及び前記連結部材の往復動を伴って交互に伸縮されることで液体を一方に吸入し他方から吐出するベローズポンプにおいて、
前記ポート切換式電磁弁として５ポート、３ポジション、クローズドセンタ構成を使用すると共に、前記シリンダ室の一方と前記ポート切換式電磁弁の対応ポートとを接続している第１配管及び前記シリンダ室の他方と前記ポート切換式電磁弁の対応ポートとを接続している第２配管とは別途に設けられて、前記シリンダ室の一方と他方との間を専用の接続管により接続している通路、及び前記接続管に設けられて前記制御部により制御される通路開閉用の常時閉式電磁弁を有し、
前記制御部は、前記ポート切換式電磁弁を制御して前記各シリンダ室へ前記駆動用圧縮気体の圧送を交互に切り換えるごとに、該駆動用圧縮気体の圧送をＴ時間だけ停止し、かつその停止したＴ時間だけ前記常時閉式電磁弁を開に制御して、前記各シリンダ室のうち、高圧側シリンダ室の圧縮気体を低圧側シリンダ室へ流入可能にすることを特徴とするベローズポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に対のべローズが交互に伸縮されることで液体を吸入したり吐出するベローズポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８と図９はベローズポンプを簡略化した２つの模式構造を示している。各図のベローズポンプは、基本構造が特許文献１に開示のものと同じであり、シリンダケース１Ｒ，１Ｌ及びポンプヘッド２等で区画された対のシリンダ室３Ｒ，３Ｌと、ポンプヘッド２に開口端を装着した状態で対応するシリンダ室３Ｒ，３Ｌにそれぞれ配置された対のベローズ４Ｒ，４Ｌと、ベローズ４Ｒ，４Ｌ同士を連結している連結部材５と、各シリンダ室３Ｒ，３Ｌへ駆動用圧縮気体を交互に圧送可能にするポート切換式電磁弁６とを備え、ベローズ４Ｒ，４Ｌ同士が電磁弁６を介して送られる圧縮気体及び連結部材５の往復動を伴って交互に伸縮されることにより液体を吸入したり吐出する。
【０００３】
ここで、各シリンダ室３Ｒ，３Ｌには、ベローズ４Ｒ，４Ｌの収縮又は伸長状態を検出するセンサＧ，Ｆが設けられている。センサＦ，Ｇの検出信号は制御部１０に送信されて、電磁弁６の制御に利用される。電磁弁（例えば５ポート、２ポジション、シングルソレノイド）６は、Ｐポートが圧縮気体導入用であり、Ｅ１ポート及びＥ２ポートが排気用であり、Ａポートが配管７を介してシリンダ室３Ｒに接続され、Ｂポートが配管８を介してシリンダ室３Ｌに接続されている。また、図９の構造は、図８の構造に対し各配管７，８の途中に急速排気弁９，９を付設している。各急速排気弁９は、対応するシリンダ室３Ｒ又は３Ｌの圧縮気体を急速に排気するための逆止弁である。
【０００４】
以上のベローズポンプの駆動方法は、起動開始時はシリンダ室３Ｒ，３Ｌのうち、圧縮気体をどちらから供給するかが決められている。ここではシリンダ室３Ｒから供給するものとする。電磁弁６は、ポンプ起動によりソレノイドが励磁され、圧縮気体がＰポートからＡポート及び配管７を経由してシリンダケース１Ｒに設けられた給排口Ｃよりシリンダ室３Ｒに供給されるようにする。このとき、シリンダ室３Ｌの圧縮気体は、シリンダケース１Ｌに設けられた給排口Ｄより配管８及び電磁弁６のＢポートからＥ２ポートを経由して排気される。
【０００５】
圧縮気体がシリンダ室３Ｒに入り、シリンダ室３Ｌの圧縮気体が排出されると、シリンダ室３Ｒとシリンダ室３Ｌに圧力差が生じ、ベローズ４Ｒが収縮されベローズ４Ｌが連結部材５の往復動を伴って伸長される。ベローズ４Ｒが十分に収縮されると、ストロークエンドを検出するセンサＦがＯＮとなる。センサＦがＯＮすると、電磁弁６は制御部１０を介してソレノイドが消磁されて切り換わる。今度は圧縮気体が電磁弁６のＰポートからＢポート及び配管８を経由してシリンダケース１Ｌの給排口Ｄよりシリンダ室３Ｌに供給される。このとき、シリンダ室３Ｒの圧縮気体は、シリンダケース１Ｒの給排口Ｃより配管７及び電磁弁６のＡポートからＥ１ポートを経由して排気される。圧縮気体がシリンダ室３Ｌに入り、シリンダ室３Ｒの圧縮気体が排出されると、シリンダ室３Ｒとシリンダ室３Ｌに圧力差が生じ、ベローズ４Ｌが収縮されベローズ４Ｒが連結部材５を介して伸長される。ベローズ４Ｌが十分に収縮されると、センサＧがＯＮとなる。センサＧがＯＮすると、電磁弁６は制御部１０を介してソレノイドが励磁されて切り換わり上記の動作が繰り返し行われる。なお、特許文献１のものは、以上のベローズポンプにおいてべローズの微細な破損を検出可能にしたものである。
【特許文献１】特開平１０−３２３６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ベローズポンプ及びその駆動方法において、電磁弁６のＥ２ポート及びＥ１ポートから排気される圧縮気体は一般的に回収されることなく大気放出される。また、図９の構造では、給気は図８と同様であるが、排気は大部分が急速排気弁９のポートＨ１及びポートＨ２から行われる。この排気される圧縮気体も回収されることなく大気放出される。すなわち、従来、駆動用圧縮気体は空気や窒素等であり、それらは回収されて再利用されることなく大気放出されているため圧縮気体の使用量が多くなり、それに起因して経費増及びエネルギー効率が悪く、二酸化炭素の発生を抑えるという環境面からも問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、駆動用の圧縮気体を当該ベローズポンプ系内で一部でも再利用することにより稼動経費を低減すると同時に、間接的に二酸化炭素の削減にも寄与できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、対のシリンダ室と、前記各シリンダ室に配置された対のベローズと、前記ベローズ同士を連結している連結部材と、前記各シリンダ室へ駆動用圧縮気体を交互に圧送可能にするポート切換式電磁弁と、前記ポート切換式電磁弁を制御する制御部とを備え、前記ベローズ同士が前記圧縮気体及び前記連結部材の往復動を伴って交互に伸縮されることで液体を一方に吸入し他方から吐出するベローズポンプにおいて、 前記ポート切換式電磁弁として５ポート、３ポジション、クローズドセンタ構成を使用すると共に、前記シリンダ室の一方と前記ポート切換式電磁弁の対応ポートとを接続している第１配管と前記シリンダ室の他方と前記ポート切換式電磁弁の対応ポートとを接続している第２配管とを接続管により連結して前記各シリンダ室を接続している通路、及び前記接続管に設けられて前記制御部により制御される通路開閉用の常時閉式電磁弁を有し、前記制御部は、前記ポート切換式電磁弁を制御して前記各シリンダ室へ前記駆動用圧縮気体の圧送を交互に切り換えるごとに、該駆動用圧縮気体の圧送をＴ時間だけ停止制御し、かつその停止したＴ時間だけ前記常時閉式電磁弁を開に制御して、前記各シリンダ室のうち、高圧側シリンダ室の圧縮気体を低圧側シリンダ室へ流入可能にすることを特徴としている。
【０００９】
これに対し、請求項２の発明は、請求項１と同じ前提要件であり、前記ポート切換式電磁弁として５ポート、３ポジション、クローズドセンタ構成を使用すると共に、前記シリンダ室の一方と前記電磁弁の対応ポートとを接続している第１配管及び前記シリンダ室の他方と前記電磁弁の対応ポートとを接続している第２配管とは別途に設けられて、前記シリンダ室の一方と他方との間を専用の接続管により接続している通路、及び前記接続管に設けられて前記制御部により制御される通路開閉用の常時閉式電磁弁を有し、前記制御部は、前記ポート切換式電磁弁を制御して前記各シリンダ室へ前記駆動用圧縮気体の圧送を交互に切り換えるごとに、該駆動用圧縮気体の圧送をＴ時間だけ停止制御し、かつその停止したＴ時間だけ前記常時閉式電磁弁を開に制御して、前記各シリンダ室のうち、高圧側シリンダ室の圧縮気体を低圧側シリンダ室へ流入可能にすることを特徴としている。
【００１０】
以上の各発明において、駆動用圧縮気体は、空気や窒素が一般的に用いられるが、それ以外であってもよい。ポート切換式電磁弁は、従来だと５ポート、２ポジションのものが一般的に用いられているが、５ポートで、３ポジション、クロズドセンタ（図１や図２の例だと、非通電時ポートＡ，Ｂ共に閉じ状態）のものである。
【００１１】
以上の常時閉式電磁弁は、各シリンダ室を接続している通路に設けられ、例えば、ポート切換式電磁弁が各シリンダ室への圧縮気体の供給を停止した状態で、閉弁から開弁状態に切り換えられて両シリンダ室のうち、ベロースが収縮している高圧側シリンダ室の圧縮気体をベローズが伸長している低圧側シリンダ室へ流入可能にするものである。この電磁弁は作動特性及び制御の確実化と簡素化からも好ましい。
【００１２】
【発明の効果】
【００１３】
請求項１と２の各発明では、高圧側シリンダ室の圧縮気体を低圧側シリンダ室へ常時閉式電磁弁及び通路を介して流入可能なことから、駆動用圧縮気体の使用総量や製造総量を少なくして稼動経費を低減可能にし、それによりエネルギー効率を向上できる。すなわち、
【００１４】
請求項１の発明では、各シリンダ室を接続する通路構成が簡易であり、既設のベローズポンプに容易に適用できる。
【００１５】
請求項２の発明では、各シリンダ室を接続する通路構成が専用接続管であり、図２の構成以外にもポンプヘッドに一体的に設けることでシンプル化が図られる。
【００１６】
そして、各発明では、各シリンダ室への圧縮気体の供給を停止した状態で、各シリンダ室のうち、ベローズが収縮している高圧側シリンダ室の圧縮気体をベローズが伸長している低圧側シリンダ室へ流入する過程を経るため、駆動用圧縮気体の使用総量や製造総量を少なくして稼動経費を低減でき、エネルギー効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この説明では、図１の構造、図２の第１変形例、それらベローズポンプのポンプ駆動方法、図４の第２変形例を詳述した後、本発明を実際に適用した実施例に言及する。なお、図１と図２及び図４において、図８や図９に示したものと同じ部材や部位に同じ符号を使用している。
【００１８】
（構造）図１は形態例であるベローズポンプの全体の構成を模式的に示している。同図のベローズポンプは、横型２連式であり、左右のシリンダケース１Ｌ，１Ｒと、ポンプヘッド２と、対のシリンダ室３Ｌ，３Ｒに配置されたベローズ４Ｌ，４Ｒと、各ベローズ４Ｌ，４Ｒの自由端面側にその対応端部を結合した状態でベローズ同士を連結している連結部材５と、シリンダケース１Ｌ，１Ｒに設けられて対応するベローズ４Ｌ，４Ｒの収縮状態又は伸長状態を検出するセンサＧ，Ｆと、各シリンダ室３Ｌ，３Ｒに駆動用圧縮気体を交互に圧送可能にするポート切換式電磁弁６と、各シリンダ室３Ｌ，３Ｒを連通している通路としての接続官１１に設けられた常時閉式電磁弁１２と、センサＧ，Ｆの検出信号を受信して電磁弁６及び電磁弁１２を制御する制御部１０Ａなどを備えている。
【００１９】
ここで、以上の構成部材は、常時閉式電磁弁１２及びその電磁弁１２と関連する構成を除いて従来とほぼ同じである。すなわち、シリンダケース１Ｌ，１Ｒは、後方端面を閉じる略筒状をなし、外周に給排口Ｄ，Ｃを有しており、前側開口がポンプヘッド２の対応端面側にそれぞれ装着された状態で、ポンプヘッド２との間にシリンダ室３Ｌ，３Ｒを区画形成している。ポンプヘッド２は、略円盤状をなし、外周に通じている吸入通路及び吐出通路、これらの一方にそれぞれ連通しかつヘッド両端面に通じている一対の貫通孔、該貫通孔に配置された複数の逆止弁等を有している。
【００２０】
ベローズ４Ｌ，４Ｒはプラスチック製であり、伸縮自在の円筒状をなし、開口した一端側がポンプヘッド２の対応端面に装着され、他端側が閉じられている。この他端側には、金具や連結板等が付設され、それらを利用して連結部材５の対応端が結合されている。このため、ベローズ４Ｌとベローズ４Ｒは、一方のベローズが収縮すると、他方のベローズが連結部材５を介しそれに連動して伸長するようになっている。また、シリンダ室３Ｌ，３Ｒには不図示のリークセンサが設けられて、ベローズ４Ｌ，４Ｒからの液漏れが検出可能となっている。センサＦは、ベローズ４Ｒが設計値まで収縮されたときそのストロークエンドを検出する。センサＧは、ベローズ４Ｌが設計値まで収縮されたときそのストロークエンドを検出する。各検出信号は制御部１０Ａに送信される。なお、これら各部材の細部は、例えば特許文献１以外にも特開平１１−２２６４６号公報や特開平２００１−１４０７５２号公報を参照されたい。
【００２１】
ポート切換式電磁弁６は、スプールが軸方向に移動することで流路を切り換えるタイプであり、５ポート、３ポジション、ダブルソレノイド、クロズドセンタ（非通電時ポートＡ，Ｂ共に閉じた状態）構成が用いられている。この例では、駆動用の圧縮気体を導入するＰポートと、Ｐポートに交互に連通されて第１配管７及び第２配管８を介して各シリンダ室３Ｒ，３Ｌに圧縮気体を供給可能にするＡポート及びＢポートと、Ａポート及びＢポートに交互に連通されて各シリンダ室３Ｒ，３Ｌから圧縮気体を第１配管７及び第２配管８を介して排気可能にするＥ１ポート及びＥ２ポートとを少なくとも有している。なお、第１配管７はＡポートとシリンダ室３Ｒの給排口Ｃとを接続し、第２配管８はＢポートとシリンダ室３Ｌの給排口Ｄとを接続している。
【００２２】
また、接続管１１は、第１配管７と第２配管８とを接続しており、電磁弁６がＡポート及びＢポートを共に閉じた状態で、シリンダ室３Ｌとシリンダ室３Ｒとを連通する専用通路となる。常時閉式電磁弁１２は通路開閉用バルブとしての好適例であり、制御部１０Ａにより制御される。すなわち、制御部１０Ａは、センサＧ又はセンサＦの検出信号を受信し、電磁弁６（の対応ソレノイド）を制御したり、電磁弁１２を制御するものである。なお、電磁弁１２は、２ポート弁又は３ポート弁のものが好ましい。３ポート弁の場合は、ポートの一つを塞いで２ポート弁として用いるか、エアオペレート弁と組み合わせて用いることになる。このような電磁弁１２は、常時閉式電磁弁であるため扱い易く、かつその制御部としてポート切換式電磁弁用の制御部１０Ａと兼用することで制御も簡素化できる。
【００２３】
（第１変形例）図２は図１の変形例としてベローズポンプの全体の構成を模式的に示している。同図のベローズポンプは、図１の構造に対し接続管１１Ａの構成を変更した一例であり、図１と同じ部材及び部位に同一符号を付し、変更点だけを詳述する。
【００２４】
すなわち、各シリンダケース１Ｌ，１Ｒは、給排口Ｄ，Ｃと共にもう一箇所に給排口Ｄ１，Ｃ１を有している。そして、接続管１１Ａは、一端がシリンダケース１Ｌの給排口Ｄ１に接続され、他端が給排口Ｃ１に接続されている。そして、この変形例では、接続管１１Ａがシリンダ室３Ｌとシリンダ室３Ｒとを連通する専用通路であり、電磁弁６がＡポート及びＢポートを共に閉じた状態で、電磁弁１２が閉弁から開弁状態に切り換えられると、高圧側シリンダ室の圧縮気体が低圧側シリンダ室へ流入されるようにする。
【００２５】
なお、以上の変形例を更に展開して、例えば、図９のような急速排気弁９を付設したり、更にはシリンダ室３Ｌとシリンダ室３Ｒとを連通する専用通路及び該通路に設けられる電磁弁１２をベローズポンプに内蔵するよう構成してもよい。
【００２６】
（ポンプ駆動方法）この構造では、起動開始時はシリンダ室３Ｒ，３Ｌのうち、圧縮気体をどちらから供給するかが決められている。ここではシリンダ室３Ｒから供給するものとする。また、ポンプ停止時は電磁弁６の両方のソレノイドが消磁状態で、圧縮気体はＡポート及びＢポートのどちらにも供給されていない。そして、この構造では、ポンプ起動により電磁弁６のソレノイド（Ａポート側のソレノイド）が励磁され、圧縮気体がＰポートからＡポート及び配管７を経由してシリンダケース１Ｒの給排口Ｃよりシリンダ室３Ｒに供給される。このとき、シリンダ室３Ｌの圧縮気体は、シリンダケース１Ｌの給排口Ｄより配管８及び電磁弁６のＢポートからＥ２ポートを経由して排気される。
【００２７】
このようにして、圧縮気体がシリンダ室３Ｒに入り、シリンダ室３Ｌの圧縮気体が排出されると、シリンダ室３Ｒとシリンダ室３Ｌに圧力差が生じ、ベローズ４Ｒが収縮されベローズ４Ｌが連結部材５の往復動を伴って伸長される。ベローズ４Ｒが十分に収縮されると、ストロークエンドを検出するセンサＦがＯＮとなる。センサＦは、その検出信号を制御部１０Ａに送信する。すると、制御部１０Ａは、電磁弁６に対し両方のソレノイドが消磁されるよう信号を送る。この信号で、圧縮気体がＡポート及びＢポートのどちらにも供給されない状態となる。これと同期して、制御部１０Ａは電磁弁１２に対しソレノイドが励磁されるよう信号を送る。この信号で、電磁弁１２が閉弁から開弁状態に切り換えられる（図３（ａ）において、Ｊ開はこの開弁状態を示している）。これにより、ベローズ４Ｒが収縮している高圧側シリンダ室３Ｒの圧縮気体は、給排口Ｃ又はＣ１から接続管１１又は１１Ａ及び電磁弁１２、更に給排口Ｄ又はＤ１を通ってベローズ４Ｌが伸長している低圧側シリンダ室３Ｌへ流入する。
【００２８】
制御部１０Ａは、センサＦがＯＮしてからＴ時間後、電磁弁１２のソレノイドが消磁されて開弁から閉弁状態となるよう制御し、かつ、電磁弁６に対しソレノイド（Ｂポート側のソレノイド）が励磁されるよう信号を送る。電磁弁６のソレノイド（Ｂポート側のソレノイド）が励磁されると、圧縮気体は電磁弁６のＰポートからＢポート及び配管８を経由して給排口Ｄよりシリンダ室３Ｌに供給される。このとき、シリンダ室３Ｒに残っている圧縮気体は、給排口Ｃより配管７及び電磁弁６のＡポートからＥ１ポートを経由して排気される。
【００２９】
このようにして、圧縮気体がシリンダ室３Ｌに入り、シリンダ室３Ｒの圧縮気体が排出されると、シリンダ室３Ｒとシリンダ室３Ｌに圧力差が生じ、ベローズ４Ｌが収縮（つまり、液体を吐出する態様）され、ベローズ４Ｒが連結部材５の往復動を伴って伸長（つまり、液体を吸入する態様）される。ベローズ４Ｌが十分に収縮されると、ストロークエンドを検出するセンサＧがＯＮとなる。センサＧは、その検出信号を制御部１０Ａに送信する。すると、制御部１０Ａは、電磁弁６に対し両方のソレノイドが消磁されるよう信号を送る。この信号で、圧縮気体がＡポート及びＢポートのどちらにも供給されない状態となる。これと同期して、制御部１０Ａは電磁弁１２に対しソレノイドが励磁されるよう信号を送る。この信号で、電磁弁１２が閉弁から開弁状態に切り換えられる（図３（ａ）において、Ｊ開はこの開弁状態を示している）。これにより、今度はベローズ４Ｌが収縮している高圧側シリンダ室３Ｌの圧縮気体は、給排口Ｄ又はＤ１から接続管１１又は１１Ａ及び電磁弁１２、更に給排口Ｃ又はＣ１を通ってベローズ４Ｒが伸長している低圧側シリンダ室３Ｒへ流入する。
【００３０】
制御部１０Ａは、センサＧがＯＮしてからＴ時間後、電磁弁１２のソレノイドが消磁されて開弁から閉弁状態となるよう制御し、かつ、電磁弁６に対しソレノイド（Ａポート側のソレノイド）が励磁されるよう信号を送る。電磁弁６のソレノイド（Ａポート側のソレノイド）が励磁されると、圧縮気体は電磁弁６のＰポートからＡポート及び配管７を経由して給排口Ｃよりシリンダ室３Ｒに供給される。このとき、シリンダ室３Ｌに残っている圧縮気体は、給排口Ｄより配管８及び電磁弁６のＢポートからＥ２ポートを経由して排気される。
【００３１】
図１と図２の各ベローズポンプでは以上の動作が繰り返し行われることになる。ところで、図３（ａ）は以上の動作タイミングを示したタイムチャート、図３（ｂ）は図８と図９のタイムチャートである。
【００３２】
従来の駆動方法では、図３（ｂ）のごとく駆動用圧縮気体を電磁弁６（Ａポート又はＢポート）から一方又は他方シリンダ室へ供給する供給時間と、他方又は一方シリンダ室の圧縮気体を電磁弁６（Ｅ１ポート又はＥ２ポート）或いは、急排気弁９（Ｈ１ポート又はＨ２ポート）から排気する排気時間とが連続して交互に行われる。
【００３３】
これに対し、本発明の駆動方法では、図３（ａ）のごとく駆動用圧縮気体を電磁弁６（Ａポート又はＢポート）から一方又は他方シリンダ室へ供給する供給時間と、他方又は一方シリンダ室の圧縮気体を電磁弁６（Ｅ１ポート又はＥ２ポート）から排気する排気時間とがＴ時間だけずれた態様で交互に行われる。そして、本発明では、そのＴ時間を、各シリンダ室のうち、高圧側シリンダ室の圧縮気体を低圧側シリンダ室へ流入するために使用するようにしたものである。
【００３４】
（第２変形例）図４は変形例としてベローズポンプの全体の構成を模式的に示している。同図のベローズポンプは、横型２連式であり、左右のシリンダケース２１Ｌ，２１Ｒ及びポンプヘッド２２Ｌ，２２Ｒと、対のシリンダ室２３Ｌ，２３Ｒに配置されたベローズ２４Ｌ，２４Ｒと、各ベローズ２４Ｌ，２４Ｒの自由端面側にその対応端部を結合した状態でベローズ同士を連結している連結部材２５と、上記センサＧ，Ｆに対応するセンサＧ１，Ｆ１と、各シリンダ室２３Ｌ，２３Ｒに駆動用圧縮気体を交互に圧送可能にするポート切換式電磁弁６と、各シリンダ室２３Ｌ，２３Ｒを連通している通路としての接続管１１に設けられた常時閉式電磁弁１２と、センサＧ１，Ｆ１の検出信号を受信して電磁弁６及び電磁弁１２を制御する制御部１０Ａなどを備えている。
【００３５】
また、図４において、図１と同じ部材及び部位に同一符号を付している。具体的には、構成部材のうち、ポート切換式電磁弁６、接続管１１、常時閉式電磁弁１２、電磁弁６及び電磁弁１２を制御する制御部１０Ａは図１のものと同じ。これに対し、シリンダケース２１Ｌ，２１Ｒは、対応するポンプヘッド２２Ｌ，２２Ｒにそれぞれ連結された状態で、装置本体２０に対し組み付けられている。ベローズ２４Ｌ，２４Ｒの固定側開口端は対応するポンプヘッド２２Ｌ，２２Ｒの出入口２４ａ，２４ａに通じ、２個の逆止弁２６付きの液送管２７に連通している。センサＧ１，Ｆ１は、例えば近接センサであり、シリンダケース２１Ｌ，２１Ｒの後端面側に設けられて対応するベローズ２４Ｌ，２４Ｒの収縮状態又は伸長状態を検出する。
【００３６】
（ポンプ駆動方法）この構造でも上記したポンプ駆動方法がほぼそのまま当てはまる。すなわち、この構造では、ポンプ起動により電磁弁６のソレノイド（Ａポート側のソレノイド）が励磁され、圧縮気体がＰポートからＡポート及び配管７を経由してシリンダケース２１Ｒの給排口Ｃよりシリンダ室２３Ｒに供給される。このとき、シリンダ室２３Ｌの圧縮気体は、シリンダケース２１Ｌの給排口Ｄより配管８及び電磁弁６のＢポートからＥ２ポートを経由して排気される。
【００３７】
このようにして、圧縮気体がシリンダ室２３Ｒに入り、シリンダ室２３Ｌの圧縮気体が排出されると、シリンダ室２３Ｒとシリンダ室２３Ｌに圧力差が生じ、ベローズ２４Ｒが収縮されベローズ２４Ｌが連結部材２５の往復動を伴って伸長される。ベローズ２４Ｌが十分に伸長されると、センサＧ１がＯＮとなる。センサＧ１は、その検出信号を制御部１０Ａに送信する。すると、制御部１０Ａは、電磁弁６に対し両方のソレノイドが消磁されるよう信号を送る。この信号で、圧縮気体がＡポート及びＢポートのどちらにも供給されない状態となる。これと同期して、制御部１０Ａは電磁弁１２に対しソレノイドが励磁されるよう信号を送る。この信号で、電磁弁１２が閉弁から開弁状態に切り換えられる。これにより、ベローズ２４Ｒが収縮している高圧側シリンダ室２３Ｒの圧縮気体は、給排口Ｃから接続管１１及び電磁弁１２、更に給排口Ｄを通ってベローズ２４Ｌが伸長している低圧側シリンダ室２３Ｌへ流入する。
【００３８】
制御部１０Ａは、センサＧ１がＯＮしてからＴ時間後、電磁弁１２のソレノイドが消磁されて開弁から閉弁状態となるよう制御し、かつ、電磁弁６に対しソレノイド（Ｂポート側のソレノイド）が励磁されるよう信号を送る。電磁弁６のソレノイド（Ｂポート側のソレノイド）が励磁されると、圧縮気体は電磁弁６のＰポートからＢポート及び配管８を経由して給排口Ｄよりシリンダ室２３Ｌに供給される。このとき、シリンダ室２３Ｒに残っている圧縮気体は、給排口Ｃより配管７及び電磁弁６のＡポートからＥ１ポートを経由して排気される。
【００３９】
このようにして、圧縮気体がシリンダ室２３Ｌに入り、シリンダ室２３Ｒの圧縮気体が排出されると、シリンダ室２３Ｒとシリンダ室２３Ｌに圧力差が生じ、ベローズ２４Ｌが収縮（つまり、液体を吐出する態様）され、ベローズ２４Ｒが連結部材５の往復動を伴って伸長（つまり、液体を吸入する態様）される。ベローズ２４Ｒが十分に伸長されると、センサＦ１がＯＮとなる。センサＦ１は、その検出信号を制御部１０Ａに送信する。すると、制御部１０Ａは、電磁弁６に対し両方のソレノイドが消磁されるよう信号を送る。この信号で、圧縮気体がＡポート及びＢポートのどちらにも供給されない状態となる。これと同期して、制御部１０Ａは電磁弁１２に対しソレノイドが励磁されるよう信号を送る。この信号で、電磁弁１２が閉弁から開弁状態に切り換えられる。これにより、今度はベローズ４Ｌが収縮している高圧側シリンダ室３Ｌの圧縮気体は、給排口Ｄから接続管１１及び電磁弁１２、更に給排口Ｃを通ってベローズ２４Ｒが伸長している低圧側シリンダ室２３Ｒへ流入する。
【００４０】
制御部１０Ａは、センサＦ１がＯＮしてからＴ時間後、電磁弁１２のソレノイドが消磁されて開弁から閉弁状態となるよう制御し、かつ、電磁弁６に対しソレノイド（Ａポート側のソレノイド）が励磁されるよう信号を送る。電磁弁６のソレノイド（Ａポート側のソレノイド）が励磁されると、圧縮気体は電磁弁６のＰポートからＡポート及び配管７を経由して給排口Ｃよりシリンダ室２３Ｒに供給される。このとき、シリンダ室２３Ｌに残っている圧縮気体は、給排口Ｄより配管８及び電磁弁６のＢポートからＥ２ポートを経由して排気される。この構造では以上の動作が繰り返し行われることになる。
【００４１】
（実施例）次に、本発明者らが半導体仕様である市販のベローズポンプ（図１のタイプ）を使用するとともに、図１のような接続管１１及び常時閉式電磁弁（２ポート弁）を付設して本発明の有効性を調べたときの一例について述べる。なお、ベローズポンプのポンプ本体（図１の符号１から５で構成される本体）は、接液部材質（ベローズ、ポンプヘッドと逆止弁のバルブケース等）がＰＴＦＴ、ＰＦＡ、シリンダケース及びポンプフレームがアルミ鋳造品である。
【００４２】
試験では、移送用液体として室温の清水を使用し、駆動用圧縮気体として圧縮空気を使用して、ポンプ駆動圧力やポンプ吐出負荷等を変化させてデータを採取した。その場合、試験では、ポート切換式電磁弁６が５ポート、３ポジション、ダブルソレノイド、クローズドセンタ構造を使用し、常時閉式電磁弁１２が２ポート構造を使用し、ポンプ駆動中において、電磁弁６のＡポート側ソレノイド、Ｂポート側ソレノイド、電磁弁１２のソレノイドのいずれか一つのソレノイドが励磁しているようにした。これは、電磁弁６及び電磁弁１２の制御を簡略にするためである。但し、実動作においては、それぞれのソレノイドの励磁状態が短時間重なる、又は、短時間離れていても同様の効果が得られることは勿論である。
【００４３】
図５〜図７に試験結果の代表例を示している。図５と図６の各グラフは同一条件で図３（ａ）のＴ時間を変化させたときのデータである。時間Ｔは、各シリンダ室のうち、高圧側シリンダ室の圧縮気体を電磁弁１２の開弁状態で低圧側シリンダ室へ流入した時間（1/1000秒）を示す。
【００４４】
図５のグラフは、時間Ｔが0秒、30/1000秒、45/1000秒、60/1000秒、75/1000秒、90/1000秒に設定したとき、圧縮空気の流量、つまりポート切換式電磁弁６側から各シリンダ室に供給された圧縮空気の流量（Nリットル/分）の変化を調べたときの試験例１である。この試験結果において、時間Ｔ＝0秒つまり従来ポンプ構造だと圧縮空気の流量が215リットル/分である。これに対し、本発明ポンプ構造（高圧側シリンダ室の圧縮気体を低圧側シリンダ室へ流入する構造）だと、圧縮空気の流量としては、Ｔ＝30/1000秒のときは185リットル/分、45/1000秒のときは181リットル/分、60/1000秒のときは178リットル/分、75/1000秒のときは174リットル/分、90/1000秒のときは170リットル/分であった。すなわち、本発明ポンプ構造は、高圧側シリンダ室の圧縮空気を低圧側シリンダ室へ流入しない従来ポンプ構造に比べて、圧縮空気の流量が少なくとも１割以上低くなることが分かる。
【００４５】
図６のグラフは、時間Ｔが0秒、30/1000秒、45/1000秒、60/1000秒、７５/1000秒、90/1000秒に設定したとき、ポンプ速度（ストローク/分）を調べたときの試験例２である。この試験結果において、時間Ｔが0秒つまり従来ポンプ構造だとポンプ速度が51.6ストローク/分である。これに対し、本発明ポンプ構造だと、ポンプ速度としては、Ｔ＝30/1000秒のときは54.0ストローク/分、45/1000秒のときは50.8ストローク/分、60/1000秒のときは51.0ストローク/分、75/1000秒のときは49.6ストローク/分、90/1000秒のときは48.6ストローク/分であった。
【００４６】
図７のグラフは、上記図５と図６の各試験結果から算出された圧縮空気消費量（Nリットル/ストローク）、つまり（圧縮空気の流量／ポンプ速度）を示している。なお、（）内には時間Ｔ＝0を100％とした場合の各時間における圧縮空気消費量率示している。図７からは、例えば、時間Ｔ＝30/1000秒のとき、圧縮空気消費量率が82.3％でピークを示している。これは、時間Ｔ＝0は従来ポンプ構造に相当するので、例えば、本発明ポンプ構造のうち、時間Ｔ＝30/1000秒とすることで圧縮空気消費量率を（100-82.3＝）17.7％だけ削減されたことであり、本発明の有用性が確認できた。
【００４７】
なお、本発明は、以上の形態及び変形例に制約されるものではなく、請求項で特定した要件を充足すればよく、細部は以上の具体例を参照して種々変形したり展開可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の形態に係るベローズポンプの全体を示す構成図である。
【図２】上記形態の第１変形例を示す構成図である。
【図３】（ａ）は発明ベローズポンプのタイムチャートを示す図、（ｂ）は従来ベローズポンプのタイムチャートを示す図である。
【図４】上記形態の第２変形例を示す構成図である。
【図５】実施例の試験結果として、バルブ（常時閉式電磁弁）の開弁状態での時間Ｔとシリンダ室への圧縮空気の流量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例の試験結果として、バルブ（常時閉式電磁弁）の開弁状態での時間Ｔとポンプ速度との関係を示すグラフである。
【図７】上記各試験結果から算出した、バルブ（常時閉式電磁弁）の開弁状態での時間Ｔと圧縮空気消費量及び圧縮空気消費量率との関係を示すグラフである。
【図８】従来ベローズポンプの全体を示す説明図である。
【図９】他の従来ベローズポンプの全体を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１Ｌ，１Ｒ…シリンダケース
２…ポンプヘッド
３Ｌ，３Ｒ…シリンダ室
４Ｌ，４Ｒ…ベローズ
Ｃ，Ｄ…給排口
Ｆ，Ｇ…センサ
５…連結部材
６…ポート切換式電磁弁
７…第１配管
８…第２配管
１０…制御部
１１，１１Ａ…接続管（通路）
１２…常時閉式電磁弁
２１Ｌ，２１Ｒ…シリンダケース
２２Ｌ，２２Ｒ…ポンプヘッド
２３Ｌ，２３Ｒ…シリンダ室
２４Ｌ，２４Ｒ…ベローズ
２５…連結部材
Ｆ１，Ｇ１…センサ
【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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