特開 2023-32728 ポンプユニット及びポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023032728

(43)【公開日】2023-03-09

(54)【発明の名称】ポンプユニット及びポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/12 20060101AFI20230302BHJP

【ＦＩ】

F04B43/12 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021139018

(22)【出願日】2021-08-27

(71)【出願人】

【識別番号】518042833

【氏名又は名称】株式会社ソラリス

(74)【代理人】

【識別番号】100141243

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 靖夫

(72)【発明者】

【氏名】梅田 清

(72)【発明者】

【氏名】中村 太郎

(72)【発明者】

【氏名】山田 泰之

(72)【発明者】

【氏名】田上 賢悟

(72)【発明者】

【氏名】横山 和也

(72)【発明者】

【氏名】武藤 沙織

【テーマコード（参考）】

3H077

【Ｆターム（参考）】

3H077AA14

3H077BB10

3H077CC01

3H077CC10

3H077CC14

3H077CC18

3H077DD09

3H077EE01

3H077EE29

3H077EE31

3H077FF02

3H077FF21

3H077FF45

3H077FF51

3H077FF60

(57)【要約】

【課題】搬送物に応じて好適な環境で搬送可能なポンプユニット及びポンプ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】外筒と、外筒の内周面に沿って設けられ、弾性体を素材として構成された内筒と、外筒及び内筒の両端に設けられ、外筒の内周と内筒の外周との間を閉空間として形成する端部部材とを備え、閉空間に作動媒体を供給することにより内筒が求心方向に膨張し、閉空間から作動媒体を排出することにより内筒が収縮するポンプユニットであって、端部部材の一方に取り付けられるとともに内筒の外周に接して設けられ、該端部部材を介して入力される熱を内筒に伝導させる熱伝導体を備える構成とした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外筒と、
前記外筒の内周面に沿って設けられ、弾性体を素材として構成された内筒と、
外筒及び内筒の両端に設けられ、外筒の内周と内筒の外周との間を閉空間として形成する端部部材とを備え、前記閉空間に作動媒体を供給することにより内筒が求心方向に膨張し、閉空間から作動媒体を排出することにより内筒が収縮するポンプユニットであって、
前記端部部材の一方に取り付けられるとともに前記内筒の外周に接して設けられ、該端部部材を介して入力される熱を内筒に伝導させる熱伝導体を備えることを特徴とするポンプユニット。

【請求項2】

前記熱伝導体が取り付られる端部部材は、熱媒体の流通を可能とする流路を備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。

【請求項3】

前記熱伝導体は、前記内筒の外周に沿う筒状に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポンプユニット。

【請求項4】

前記熱伝導体は、前記内筒を求心方向に変形させる突起部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のポンプユニット。

【請求項5】

前記請求項１乃至請求項４いずれかに記載のポンプユニットを備えたポンプ装置であって、
前記端部部材を加熱若しくは冷却する加熱冷却手段を備えたことを特徴とするポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプユニット及びポンプ装置に関し、特に、外筒及び内筒を備え、該外筒と内筒との間に加圧用媒体を供給して内筒を求心方向に膨張させて搬送物を搬送するためのポンプ装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ポンプの一つの形態として、特許文献１乃至３に示すような蠕動運動を利用して搬送物を移送するものが知られている。特許文献１，２に開示されるポンプでは、外筒と内筒の間に加圧用媒体を供給することで内筒が膨張するポンプユニットを複数連結し、連結されたポンプユニットの内筒を順次膨張させ、移送対象となる搬送物を加圧することにより搬送物を搬送するように構成されている。また、特許文献３に開示されるポンプでは、連結されたポンプユニットの内筒を順次収縮させ、移送対象となる搬送物に負圧を印加することにより、搬送物を搬送するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１９６６８９号公報

【特許文献2】特開２０１０－２０３４００号公報

【特許文献3】特開平０５－３２１８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１乃至３のポンプでは、液体、スラリー等の粘性流体や粉体、又は固液混合物等（以下単に搬送物という）に関わらず搬送が可能とされる。
しかしながら、特許文献３に記載のあるように、搬送物が食品などの場合、食品に適した環境で搬送する必要がある。例えば、チーズの場合、チーズに流動性がある状態を維持しつつ温かいまま搬送する必要があり、搬送経路の途中で冷えて固まると詰まりが生じてしまうという問題がある。また、ミンチ肉の場合、常温で搬送すると油成分が溶け出てしまうという問題がある。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するため、搬送物に応じて好適な環境で搬送可能なポンプユニット及び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】

【0006】

上記課題を解決するためのポンプユニットの構成として、外筒と、外筒の内周面に沿って設けられ、弾性体を素材として構成された内筒と、外筒及び内筒の両端に設けられ、外筒の内周と内筒の外周との間を閉空間として形成する端部部材とを備え、閉空間に作動媒体を供給することにより内筒が求心方向に膨張し、閉空間から作動媒体を排出することにより内筒が収縮するポンプユニットであって、端部部材の一方に取り付けられるとともに内筒の外周に接して設けられ、該端部部材を介して入力される熱を内筒に伝導させる熱伝導体を備える構成とした。
本構成によれば、端部部材から熱伝導体、熱伝導体から内筒へと熱を伝えることができ、その結果として、熱媒体の熱が内筒を通じて搬送物に伝わることになり、搬送物を好適な環境で搬送することが可能となる。
また、前記熱伝導体が取り付られる端部部材は、熱媒体の流通を可能とする流路を備える構成とすることにより、搬送物の搬送に好適とされた温度に加熱、或いは冷却された熱媒体を端部部材の流路に流通させることにより、熱媒体の熱が端部部材、端部部材から熱伝導体、熱伝導体から内筒へと伝えることができる。その結果、熱媒体の熱が内筒を通じて搬送物に伝わることになり、搬送物を好適な環境で搬送することが可能となる。
熱伝導体は、内筒の外周に沿う筒状としたり、内筒を求心方向に変形させる突起部を備える構成としたりしても良い。
また、上記課題を解決するためのポンプ装置の構成として、請求項１乃至請求項４いずれかに記載のポンプユニットを備えたポンプ装置であって、前記端部部材を加熱若しくは冷却する加熱冷却手段を備える構成とした。
本構成によれば、搬送物に応じて好適な環境で搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ポンプ装置の概略構成図である。

【図2】ポンプユニットの軸方向断面図及び径方向断面図である。

【図3】ポンプユニットにおける外筒の半径方向の断面図である。

【図4】ポンプユニットにおける端部部材の断面図である。

【図5】ポンプユニットを軸方向視した平面図及び軸方向断面図である。

【図6】ポンプ部の動作を示す図である。

【0008】

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［蠕動運動型ポンプ全体の概略構成］
図１は、ポンプ装置１の概略構成図である。図１に示すように、本実施形態に係るポンプ装置１は、ポンプユニット１０と、搬送制御装置１００とを備える。
ポンプユニット１０は、例えば、単体、若しくは、複数連結することでポンプ装置１におけるポンプ部８を構成する。ポンプ部８は、例えば、搬送物が貯留される貯留装置の出口や、既設の配管の途中等に設けられ、搬送物を移送する搬送路兼ポンプとして機能する。以下の説明では、ポンプユニット１０は、直列に複数（本実施形態では４つ）連結することでポンプ部８を構成するものとして説明するが、必ずしも連結されることなく、単体であっても良い。

【0010】

［ポンプユニット１０について］
図２は、ポンプユニット１０の軸方向断面図及び径方向断面図である。
図２に示すように、ポンプユニット１０は、内筒１２と、内筒１２の中心軸と同軸の二重管を形成するように配置される外筒１４と、内筒１２の外周と外筒１４の内周との間に形成される空間を閉塞する一対の端部部材１６；１６と、熱伝導体１８とを備える。

【0011】

ポンプユニット１０は、端部部材１６；１６により閉塞され、内筒１２の外周と外筒１４の内周との間に形成された空間に加圧媒体（作動媒体）を供給することにより、内筒１２が求心方向に膨張しつつ軸方向に収縮するように構成されている。

【0012】

［内筒について］
内筒１２は、気密性及び弾性を有する円筒体として構成される。内筒１２を構成する素材には、例えば、天然ラテックスゴムやシリコーンゴム等のゴムやエラストマー等の弾性素材を利用できる。

【0013】

図２に示すように、内筒１２は、円筒状の筒部１２Ａの両端にフランジ部１２Ｂを備える。フランジ部１２Ｂは、筒部１２Ａと一体的に形成され、筒部１２Ａの端部において半径方向外側に向けて同心円状に広がる中空円板状に形成されている。このフランジ部１２Ｂは、先端（外周部）に、筒部１２Ａ側（軸方向内向き）に突出する突起部１３が全周にわたり形成されている。

【0014】

［外筒について］
図３は、図２中のＡ－Ａ矢視における半径方向断面図である。
外筒１４は、気密性を維持しつつ軸方向への伸縮を弾性体よりなる筒体として構成される。外筒１４は、例えば、弾性素材と繊維素材とを含んで構成される。
図３に示すように、外筒１４は、例えば、半径方向の断面視において弾性素材１５Ａと、弾性素材１５Ａに内包される複数の繊維１５Ｂとを備える。

【0015】

弾性素材１５Ａは、例えば、天然ラテックスゴムやシリコーンゴム等のゴムやエラストマー等の弾性素材を利用できる。

【0016】

繊維１５Ｂは、外筒１４の軸線方向への伸長を拘束するために設けられ、外筒１４の軸方向への伸長を拘束する拘束手段として機能する。繊維１５Ｂは、例えば、層状に設けられ、外筒１４の一端側から他端側まで連続して延長する長さを有し、外筒１４の軸方向に沿って延長するように配設される。
なお、繊維１５Ｂは、外筒１４において必ずしも層状に含まれる必要はなく、弾性素材内に分散して埋設されていても良い。

【0017】

繊維１５Ｂの素材には、軸方向への伸縮変化の小さい、高弾性繊維が好適である。例えば、アラミド繊維、炭素（カーボン）繊維、ガラス繊維、ナイロン、ポリアミド系繊維やポリオレフィン系繊維、金属繊維等の被伸長性を有するものを適宜選択して用いることができる。繊維には、適当なプライマー処理、又は、表面酸化処理を行うことで、接着性を十分に向上させることができるが、好ましくは、弾性素材との接着性に応じて選択すると良い。

【0018】

繊維素材の形態としては、フィラメント、ヤーン（スパン・ヤーン及びフィラメント・ヤーン）、ストランド等のいずれの形態でも用いることができ、さらに、撚りをかけずに収束させた無撚繊維、これらの繊維を複数本撚って作成した繊維を用いることも可能である。繊維の種類にもよるが、二種類以上の素材の異なる繊維や形態の異なる繊維を組み合わせても良い。

【0019】

なお、繊維１５Ｂの長さは、一端側から他端側まで連続する長さに限定されず、外筒１４の軸方向長さよりも短い複数の繊維を軸方向に沿って連続的に分布させて一端側から他端側まで到達するように構成しても良い。

【0020】

また、外筒１４における拘束手段は、繊維１５Ｂに代えて、弾性素材そのもので構成しても良い。例えば、外筒１４の軸方向に延長するリブを、外筒１４を構成する弾性素材で一体的に形成し、拘束手段としても良い。

【0021】

また、ポンプユニット１０は、内筒１２の求心方向への膨張のしやすさを考慮して、外筒１４の弾性率が内筒１２の弾性率よりも大きくなるように構成されることが好ましい。

【0022】

［端部部材について］
端部部材１６；１６は、内筒１２及び外筒１４の両端に配置される。端部部材１６；１６は、内筒１２及び外筒１４の両端に固定可能とされるとともに、ポンプユニット１０同士の連結を可能に構成される。

【0023】

端部部材１６；１６は、フランジ部１６Ａと、筒部１６Ｂとを備える。フランジ部１６Ａは、中空部２０を有する平板矩形状に形成される。中空部２０は、内筒１２の筒部１２Ａが貫通可能な円孔として設けられる。中空部２０の直径は、例えば、内筒１２の筒部１２Ａの外周面に密着するような寸法とすると良い。

【0024】

フランジ部１６Ａは、軸方向外側の端面１６ａに、環状に窪む環状溝２２を備える。環状溝２２は、中空部２０と同心円状に形成され、内筒１２のフランジ部１２Ｂの先端の突起部１３が嵌合可能とされる。また、フランジ部１６Ａの外側の端面１６ａは、環状溝２２に内筒１２の突起部１３が嵌合された状態において、内筒１２のフランジ部１２Ｂが、該外側の端面１６ａよりも外側に突出するように形成されている。

【0025】

内筒１２は、端部部材１６の環状溝２２に、フランジ部１２Ｂの突起部１３が嵌め合わされることで端部部材１６；１６に取り付けられる。内筒１２は、端部部材１６；１６を介して他のポンプユニット１０の端部部材や、既存の配管に設けられたフランジと連結されることで、フランジ部１２Ｂが端部部材１６に押し付けられて端部部材１６との気密が形成される。

【0026】

筒部１６Ｂは、フランジ部１６Ａの内側の端面１６ｂから軸方向に円筒状に突出して設けられる。筒部１６Ｂは、中心軸が中空部２０と同心とされ、フランジ部１６Ａと一体的に形成されている。筒部１６Ｂは、外径が外筒１４の内周側に密着状態で挿入可能な大きさを有するように設定される。

【0027】

カシメ中間部材２４は、カシメ部材２６と共に外筒１４を端部部材１６；１６に気密状態で固定するための固定手段を構成する。カシメ中間部材２４は、端部部材１６の筒部１６Ｂを外筒１４に挿入した状態において外筒１４の外周に挿入可能な環状部材として形成される。

【0028】

カシメ中間部材２４は、内周側が円筒面として形成され、外筒１４の外周に対して例えば、締り嵌めとなるように内径が設定される。また、カシメ中間部材２４は、外周側が円錐面（テーパー面）として形成され、内周面に対して漸次肉厚となるように形成される。カシメ中間部材２４は、厚肉側を端部部材１６に押し付けるようにして外筒１４の外周に配置される。

【0029】

カシメ部材２６は、外筒１４に配置されたカシメ中間部材２４の外周に嵌合可能な環状部材として形成される。カシメ部材２６は、内周側が円錐面（テーパー面）として形成され、カシメ中間部材２４の円錐面に対して面接触するように構成される。

【0030】

カシメ部材２６は、内周側の円錐面をカシメ中間部材２４の円錐面に接触させて、図外のボルト等の固定手段で端部部材１６の内側の端面１６ｂに固定される。これにより、カシメ中間部材２４が外筒１４に押し付けられ、端部部材１６の筒部１６Ｂに外筒１４が気密状態で固定される。

【0031】

上述のように、ポンプユニット１０は、端部部材１６；１６が、内筒１２及び外筒１４の端部に取り付けられることにより、内筒１２の外周及び外筒１４の内周の間に形成された空間を閉空間とし、ポンプユニット１０における流体室Ｖを形成する。

【0032】

一方の端部部材１６は、流体室Ｖに加圧媒体を供給・排出するための給排孔２８を備える。給排孔２８は、一端が端部部材１６のフランジ部１６Ａの外周の端面に開口し、他端がフランジ部１６Ａの内側端面１６ｂの内筒１２及び外筒１４の間に開口する。

【0033】

給排孔２８を構成するフランジ部１６Ａの外周の端面の開口は、搬送制御装置１００から延長する図外の管が接続可能とされ、流体室Ｖへの加圧媒体の供給、流体室Ｖからの加圧媒体の排出がなされる。

【0034】

図４は、他方側の端部部材の厚さ方向中央部分における端面に平行な断面図である。
他方の端部部材１６は、搬送物を加熱・冷却するための熱媒体が流通する流路１７を備える。図４に示すように、流路１７は、後述の加熱冷却手段１８０の一部を構成し、矩形状に形成された端部部材１６の外周を形成する一側面に、両端が開口し、中空部２０の外周に沿う環状に延長する孔として設けられている。なお、流路１７の形状は、これに限定されず、適宜変更すれば良く、好ましくは、熱媒体により均等に端部部材１６を加熱・冷却できるように形成すると良い。

【0035】

フランジ部１６Ａの一側面に形成された流路１７の開口部１７Ａ；１７Ａには、搬送制御装置１００から延長する図外の管が接続され、熱媒体が流路１７を循環可能とされる。

【0036】

したがって、端部部材１６；１６は、少なくとも流路１７を備える他方の端部部材１６については、例えば、銅やアルミ等の熱伝導性の良い素材で構成すると良い。

【0037】

［熱伝導体について］
図５は、ポンプユニットを軸方向視した平面図及び軸方向断面図である。
熱伝導体１８は、流体室Ｖに設けられる。熱伝導体１８は、例えば、筒部１８Ａと、フランジ部１８Ｂとを有する円筒状に構成される。熱伝導体１８は、他方の端部部材１６に設けられた流路１７を流通する熱媒体により加熱、或いは冷却された端部部材１６の熱が伝達されやすいように、端部部材１６を構成する素材の熱伝導率と同等か、それよりも熱伝導率の良い素材で構成すると良い。

【0038】

また、熱伝導体１８の筒部１８Ａは、例えば、内筒１２の外周に接触可能な内径を有するように構成すると良い。これにより、内筒１２を熱伝導体１８により加熱、或いは冷却することができる。
フランジ部１８Ｂは、筒部１８Ａの一端側に設けられる。熱伝導体１８は、フランジ部１８Ｂを介して他方の端部部材１６に固定され、筒部１８Ａが一方の端部部材１６に向けて延長するように他方の端部部材１６に取り付けられる。好ましくは、フランジ部１８Ｂは、端部部材１６との接触面が広くなるように形状を構成すると良い。これにより、端部部材１６からフランジ部１８Ｂに効率良く熱伝導させることができる。

【0039】

なお、本実施形態では、ポンプユニット１０が軸方向に収縮可能とされることから、筒部１８Ａは、ポンプユニット１０が最大収縮したときに、他の部材、例えば、一方の端部部材１６に接触しないように軸方向の長さを設定すると良いことは言うまでもない。

【0040】

熱伝導体１８には、筒部１８Ａの内周に複数の突起部１９が形成されている。突起部１９は、図５に示すように、ポンプユニット１０を軸方向視したときに、円周方向に均等な間隔で、４方向から突出するように設けらている。また、各突起部１９は、軸方向に沿う平面視においてなだらかな山型に形成されている。

【0041】

内筒１２は、軸方向の中央側が熱伝導体１８の突起部１９によって予め押しつぶされ、この状態がポンプユニット１０内における自然状態とされる。そして、流体室Ｖに圧縮空気を供給することにより、内筒１２は、突起部１９に押された部分を基点として求心方向に膨張させることができる。

【0042】

突起部１９は、内筒１２の膨張時の形状を規定するように、内筒１２を予め所定の形状に変形させておくものであれば良く、上記実施形態の数量や形状、またその形態は限定されない。なお、突起部１９は、必須ではないが、設けられていることが好ましい。

【0043】

また、前述の給排孔２８は、一方の端部部材１６に限定されず、他方の端部部材１６に設け、両方の端部部材１６；１６から流体室Ｖに流体を供給・排出するようにしても良い。

【0044】

上記構成によれば、ポンプユニット１０は、給排孔２８を介して流体室Ｖに圧縮空気を供給することにより、図２（ｂ）に示すように内筒１２が半径方向内向き（求心方向）に膨張するとともに軸方向に収縮し、流体室Ｖに供給された圧縮空気を排出することにより、図２（ａ）に示すように半径方向に収縮するとともに軸方向に伸長する。また、流路１７に加熱媒体を流通させることにより、端部部材１６が加熱媒体の熱によって加熱・冷却され、その熱が熱伝導体１８を介して内筒１２に伝わることになる。内筒１２に伝えられた熱は、内筒１２の内周側の空間、及び内筒１２の内周側を移送される搬送物に伝えられる。

【0045】

［搬送制御装置について］
搬送制御装置１００は、連結されたポンプユニット１０による搬送物の搬送動作を制御するための装置である。搬送制御装置１００は、例えば、図１に示すように、加圧媒体制御手段１１０と、駆動制御手段１６０と、加熱冷却手段１８０とで構成することができる。なお、図１において破線は電気的な信号の経路を示す信号線、実線は加圧媒体の流路を示す管、一点鎖線は熱媒体の流路を示す管をそれぞれ示している。

【0046】

［加圧媒体制御手段］
加圧媒体制御手段１１０は、ポンプユニット１０の流体室Ｖへの加圧媒体の供給、停止、排出を制御する。本実施形態では、加圧媒体に空気を利用するものとして説明するが、加圧媒体は空気に限定されず、他の気体や、水等の液体の流体であっても良い。
なお、加圧媒体制御手段１１０は、利用する加圧媒体に応じて、以下で説明する機能が得られるように適宜構成すれば良い。

【0047】

加圧媒体制御手段１１０は、例えば、コンプレッサー１１２、レギュレータ１１４、供給弁１１６、排出弁１１８、流量センサ１２０、圧力センサ１２２等を備える。

【0048】

コンプレッサー１１２は、ポンプユニット１０の流体室Ｖに供給する空気を圧縮空気として生成する。

【0049】

レギュレータ１１４は、コンプレッサー１１２と接続され、コンプレッサー１１２により加圧された圧縮空気を入力とし、入力された圧縮空気を所定の圧力に減圧して一定圧の圧縮空気を出力する。レギュレータ１１４から出力される圧縮空気の圧力は、少なくともポンプユニット１０を膨張させたときにポンプユニット１０の内筒１２の内周面が互いに密接可能な圧力、或いはそれよりも大きく設定される。

【0050】

供給弁１１６は、連結されたポンプユニット１０毎に設けられ、レギュレータ１１４と、各ポンプユニット１０とが接続される。供給弁１１６は、レギュレータ１１４により減圧された圧縮空気を入力とし、この圧縮空気をポンプユニット１０の流体室Ｖへの出力（流体室Ｖへの圧縮空気の供給及び供給の停止）を制御する。供給弁１１６は、電気的な信号に基づいて開閉する弁を有し、弁を開くことで圧縮空気を流体室Ｖに供給し、弁を閉じることで圧縮空気の供給を停止する。供給弁１１６は、駆動制御手段１６０と電気的に接続され、駆動制御手段１６０から入力される信号に基づいて弁を開閉する。

【0051】

排出弁１１８は、ポンプユニット１０毎に設けられ、それぞれポンプユニット１０と接続される。排出弁１１８は、流体室Ｖにおける圧縮空気を入力とし、この圧縮空気が大気中に排出されるように出力側が大気開放されている。排出弁１１８は、電気的な信号に基づいて開閉する弁を有し、弁を開くことで流体室Ｖを大気開放することによって流体室Ｖ内の圧縮空気を大気中に排出し、弁を閉じることで圧縮空気の排出を停止する。排出弁１１８は、駆動制御手段１６０と電気的に接続され、駆動制御手段１６０から入力される信号に基づいて弁を開閉する。

【0052】

流量センサ１２０は、ポンプユニット１０毎に設けられた供給弁１１６と対応するポンプユニット１０との間に設けられ、ポンプユニット１０に供給された圧縮空気の流量を計測する。流量センサ１２０は、駆動制御手段１６０と電気的に接続され、計測した圧縮空気の流量を駆動制御手段１６０に出力する。
なお、流量センサ１２０が設けられる位置は、流体室Ｖに供給される圧縮空気の流量を計測できるのであればいずれであっても良い。

【0053】

圧力センサ１２２は、ポンプユニット１０毎に設けられた流量センサ１２０と対応するポンプユニット１０との間に設けられ、ポンプユニット１０の流体室Ｖ内の圧力を計測する。圧力センサ１２２は、駆動制御手段１６０と電気的に接続され、計測した流体室Ｖ内の圧力を駆動制御手段１６０に出力する。
なお、圧力センサ１２２は、流体室Ｖ内の圧力を計測できるのであればいずれの位置に設けられていても良い。

【0054】

供給弁１１６及び排出弁１１８は、例えば、初期状態として信号が入力されない状態では弁を閉じた状態とし、信号が入力されることで弁を開き、信号が停止されることで弁を閉じるものとして説明する。

【0055】

供給弁１１６及び排出弁１１８には、例えば、ソレノイドバルブを適用することができる。供給弁１１６及び排出弁１１８は、ソレノイドバルブを用いることにより、ポンプユニット１０を膨張或いは収縮させるときの応答速度を向上させることができる。

【0056】

［駆動制御手段］
駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０の動作を制御するための装置である。例えば、駆動制御手段１６０は、演算処理手段としてのＣＰＵや記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ等のハードウェアを備えたコンピュータである。

【0057】

記憶手段には、ポンプユニット１０を動作させるためのプログラムや、供給弁１１６及び排出弁１１８への信号の出力・停止を判定するための判定値等が記憶される。

【0058】

駆動制御手段１６０は、演算処理手段が記憶手段に記憶されたプログラムに従って処理を実行し、ポンプユニット１０毎に設けられた流量センサ１２０から入力される流量、及び圧力センサ１２２から入力される圧力に基づいて、ポンプユニット１０毎に設けられた供給弁１１６及び排出弁１１８に弁を開閉するための信号を出力する。
なお、駆動制御手段１６０は、コンピュータに限定されず、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を利用することもできる。

【0059】

［ポンプユニット１０の膨縮制御］
駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０を膨張させる場合、対応する供給弁１１６にのみ信号を出力する。これにより、ポンプユニット１０は、流体室Ｖ内に圧縮空気が流入し、内筒１２が求心方向に膨張する。

【0060】

駆動制御手段１６０は、流体室Ｖへの圧縮空気の供給過程において、流量センサ１２０から入力される流量の変化と、圧力センサ１２２から入力される圧力の変化とを監視する。そして、駆動制御手段１６０は、入力された流量と圧力とが膨張状態に達したとされる判定値となったときに、供給弁１１６への信号の出力を停止する。
これにより、ポンプユニット１０の内筒１２は、図２（ｂ）に示すような膨張状態となり、その状態が維持される。以下、この膨張状態を完全膨張状態、若しくは単に完全膨張という場合がある。
なお、完全膨張とは、搬送物の搬送動作において最も膨張したときを言い、例えば、搬送路を閉塞可能に膨張した状態を意味するものとする。

【0061】

［ポンプユニット１０の収縮制御］
また、駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０が完全膨張した状態から収縮させる場合、排出弁１１８にのみ信号を出力し、対応する供給弁１１６への信号の出力の停止状態を維持する。
これにより、ポンプユニット１０の流体室Ｖ内の圧縮空気は、ポンプユニット１０の弾性による復元力により大気中に排出される。

【0062】

駆動制御手段１６０は、流体室Ｖからの圧縮空気の排出過程において、流体室Ｖの圧力の変化を監視する。そして、駆動制御手段１６０は、入力された圧力がポンプユニット１０の過収縮状態に達したとされる判定値となったときに、排出弁１１８への信号の出力を停止する。以下、この収縮状態を完全収縮状態、若しくは単に完全収縮という場合がある。なお、完全収縮とは、内筒１２及び外筒１４の弾性により流体室Ｖから圧縮空気が大気中に排出され、流体室Ｖの圧力値が例えば大気圧と等しくなったとなった状態を意味するものとする。

【0063】

［加熱冷却手段］
加熱冷却手段１８０は、ポンプ部８によって搬送される搬送物を加熱或いは冷却するための手段である。搬送物を加熱或いは冷却する方法の一つとして、例えば、端部部材１６を介して搬送物を加熱或いは冷却するように構成することができる。
本実施形態に係る加熱冷却手段１８０は、前述の流路１７と、流路１７に熱媒体を供給する熱媒体供給装置とで構成される。熱媒体供給装置は、例えば、熱交換器１８２と、温度制御手段１８４とで構成することができる。

【0064】

熱交換器１８２は、ポンプユニット１０に循環させる熱媒体を加熱、或いは、冷却するための装置である。
温度制御手段１８４は、熱交換器１８２による熱媒体との熱交換を制御し、搬送物の搬送に好適な環境とすべく熱媒体の温度を調整するための装置である。温度制御手段１８４は、熱媒体の温度が予め設定された温度となるように、熱交換器１８２と熱媒体との熱交換を制御するための装置である。

【0065】

温度制御手段１８４は、例えば、ポンプユニット１０と熱交換器１８２との間で熱媒体を循環させるためのポンプと、熱交換器１８２からポンプユニット１０に流出する熱媒体の温度を計測する流出側温度センサと、ポンプユニット１０から熱交換器１８２に流入する熱媒体の温度を計測する流入側温度センサと、流出側温度センサ及び流入側温度センサにより検出された熱媒体の温度に基づいてポンプの吐出量を制御する制御装置等で構成することができる。そして、温度制御手段１８４は、流出側温度センサ及び流入側温度センサにより計測されたそれぞれの温度に基づいて、ポンプにより熱媒体の循環させる流量（吐出量）を変化させ、熱交換器１８２から熱媒体へと伝達される熱量を制御することにより、熱媒体の温度を調節可能とされる。熱媒体供給装置には、例えば、いわゆる恒温槽等を利用することができる。

【0066】

熱媒体供給装置から吐出された熱媒体は、例えば、各ポンプユニット１０に分配され、各ポンプユニット１０の端部部材１６を経由して熱媒体供給装置に戻される。
なお、熱媒体供給装置は、上記構成に限定されず、熱媒体の温度を調節し、ポンプユニット１０に循環可能なものであれば良い。

【0067】

熱媒体には、気体、液体等の流体が用いることができ、好ましくは、熱容量の大きい液体を利用すると良い。なお、熱媒体供給装置は、利用する流体に応じて、以下で説明する機能が得られるように適宜変更すれば良い。

【0068】

［ポンプ装置の動作］
ポンプ装置１は、例えば、次のように動作させることができる。なお、以下の説明では、図１に示すように、図中矢印示す搬送方向に搬送物を搬送するものとして説明する。また、図１中においてポンプユニット１０や供給弁１１６、排出弁１１８、流量センサ１２０、圧力センサ１２２等に付された()付けのＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、各ポンプユニット１０の動作に付随する弁等を特定するための符号である。

【0069】

図６は、本実施形態に係るポンプ部８の搬送動作を示す図である。なお、図６に示すポンプ部８の動作は、一例であってこれに限定されない。
ポンプ部８は、図６（ａ）に示すように、全てのポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）が収縮した状態を初期状態として動作を開始するものとして説明する。

【0070】

［ステップ１］
まず、駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０（Ａ）を膨張させるために、供給弁１１６（Ａ）にのみ信号を出力し、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力を停止状態とする。これにより、ポンプユニット１０（Ａ）の流体室Ｖには、圧縮空気が供給され、ポンプユニット１０（Ａ）の内筒１２が求心方向に膨張を開始する。
そして、駆動制御手段１６０は、流量センサ１２０（Ａ）から入力される流量と圧力センサ１２２（Ａ）から入力される圧力とが、それぞれポンプユニット１０が完全膨張したとされる判定値に達すると、供給弁１１６（Ａ）への信号の出力を停止する。このとき駆動制御手段１６０は、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力の停止状態が維持されている。
これにより、図６（ｂ）に示すように、ポンプユニット１０（Ａ）内の搬送物が、ポンプユニット１０（Ｂ）へと押し出されることにより、ポンプユニット１０（Ｂ）内の搬送物がポンプユニット１０（Ｃ）に、ポンプユニット１０（Ｃ）内の搬送物がポンプユニット１０（Ｄ）に、ポンプユニット１０（Ｄ）内の搬送物がポンプ部８外へと順次押し出される。

【0071】

［ステップ２］
次に、駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０（Ａ）の膨張状態を維持したまま、ポンプユニット１０（Ｂ）を膨張させるために、供給弁１１６（Ｂ）にのみ信号を出力し、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力の停止状態を維持する。
これにより、ポンプユニット１０（Ｂ）の流体室Ｖには、圧縮空気が供給され、ポンプユニット１０（Ｂ）の内筒１２が求心方向に膨張を開始する。
そして、駆動制御手段１６０は、流量センサ１２０（Ｂ）から入力される流量と圧力センサ１２２（Ｂ）から入力される圧力とが、それぞれポンプユニット１０（Ｂ）が完全膨張したとされる判定値に達すると、供給弁１１６（Ｂ）への信号の出力を停止する。このとき駆動制御手段１６０は、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力の停止状態が維持されている。
これにより、図６（ｃ）に示すように、ポンプユニット１０（Ｂ）内の搬送物が、ポンプユニット１０（Ｃ）へと押し出されることにより、ポンプユニット１０（Ｃ）内の搬送物がポンプユニット１０（Ｄ）に、ポンプユニット１０（Ｄ）内の搬送物がポンプ部８外へと順次押し出される。

【0072】

［ステップ３］
次に、駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０（Ａ），１０（Ｂ）の膨張状態を維持したまま、ポンプユニット１０（Ｃ）を膨張させるために、供給弁１１６（Ｃ）にのみ信号を出力し、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力の停止状態を維持する。これにより、ポンプユニット１０（Ｃ）の流体室Ｖには、圧縮空気が供給され、ポンプユニット１０（Ｃ）の内筒１２が求心方向に膨張を開始する。
そして、駆動制御手段１６０は、流量センサ１２０（Ｃ）から入力される流量と圧力センサ１２２（Ｃ）から入力される圧力とが、それぞれポンプユニット１０（Ｃ）が完全膨張したとされる判定値に達すると、供給弁１１６（Ｃ）への信号の出力を停止する。このとき駆動制御手段１６０は、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力の停止状態が維持されている。
これにより、図６（ｄ）に示すように、ポンプユニット１０（Ｃ）内の搬送物が、ポンプユニット１０（Ｄ）へと押し出されることにより、ポンプユニット１０（Ｄ）内の搬送物がポンプ部８外へと順次押し出される。

【0073】

［ステップ４］
次に、駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｃ）の膨張状態を維持したまま、ポンプユニット１０（Ｄ）を膨張させるために、供給弁１１６（Ｄ）にのみ信号を出力し、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力の停止状態を維持する。これにより、ポンプユニット１０（Ｄ）の流体室Ｖには、圧縮空気が供給され、ポンプユニット１０（Ｄ）の内筒１２が求心方向に膨張を開始する。
そして、駆動制御手段１６０は、流量センサ１２０（Ｄ）から入力される流量と圧力センサ１２２（Ｄ）から入力される圧力とが、それぞれポンプユニット１０（Ｄ）が完全膨張したとされる判定値に達すると、供給弁１１６（Ｄ）への信号の出力を停止する。このとき駆動制御手段１６０は、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力の停止状態が維持されている。
これにより、図６（ｅ）に示すように、ポンプユニット１０（Ｄ）内の搬送物が、ポンプ部８外へと押し出される。

【0074】

［ステップ５］
次に、駆動制御手段１６０は、ポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）を収縮させるために、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）に信号を出力し、供給弁１１６（Ａ）～１１６（Ｄ）への信号の出力の停止状態を維持する。これにより、ポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）の流体室Ｖから圧縮空気が排出され、ポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）が収縮を開始する。
そして、駆動制御手段１６０は、圧力センサ１２２（Ａ）～１２２（Ｄ）から入力される圧力が、それぞれポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）が完全収縮したとされる判定値に達すると、排出弁１１８（Ａ）～１１８（Ｄ）への信号の出力を停止する。このとき駆動制御手段１６０は、供給弁１１６（Ａ）～１１６（Ｄ）への信号の出力の停止状態が維持されている。
これにより、図６（ａ）に示すように、全てのポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）が完全収縮したことにより、ポンプ部８は、初期状態に戻る。そして、ポンプ装置１は、ポンプ部８がステップ１～ステップ５を１つの搬送サイクルとし、これを繰り返すことで搬送物を上流側から下流側へと加圧しつつ搬送可能とされる。

【0075】

このような搬送動作中において、熱媒体供給装置から各ポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）に対して熱媒体を供給し、循環させることにより、搬送物に対して熱媒体から熱を内筒１２を介して作用させることができる。
各ポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）の端部部材１６を循環する熱媒体は、まず、端部部材１６に熱を作用させる。この熱は、図６中の矢印で示すように、端部部材１６から熱伝導体１８へと伝わり、収縮状態において熱伝導体１８に接する内筒１２へと伝えられる。内筒１２に伝えられた熱は、内筒１２の内周側の空間を加熱・冷却するとともに、内筒１２内を移動する搬送物に直接的に伝達されることになる。
したがって、加熱冷却手段１８０が、搬送物の搬送に必要とされる熱をポンプユニット１０（Ａ）～１０（Ｄ）に供給することにより、搬送物の状態を好適に維持したまま搬送することができる。

【0076】

以上説明したように、本実施形態のポンプ装置１によれば、ポンプ部８を構成するポンプユニット１０が、熱媒体の流通を可能とする流路１７と、この流路１７を有する端部部材１６に一端側が取り付けられ、閉空間に延長する熱伝導体１８とを備えることにより、搬送物の搬送に好適とされた温度に加熱若しくは冷却された熱媒体を端部部材１６の流路１７に流通させることが可能となり、熱媒体の熱を端部部材１６、端部部材１６から熱伝導体１８、熱伝導体１８から内筒１２へと伝えることができるので、搬送物に応じて好適な環境で搬送することが可能となる。

【0077】

また、熱伝導体１８は、内筒１２の外周に沿う筒状とすることにより、内筒１２に直接的に熱を伝導させることができる。また、熱伝導体１８に内筒１２を求心方向に変形させる突起部１９を複数設けることにより、内筒１２を容易に膨張させることができる。

【0078】

また、熱伝導体１８を設けずに、端部部材１６から搬送物に熱を伝達させるようにしても良いが、熱伝導体１８を設けることにより、内筒１２の一部に、局所的に熱を伝導させるときに比べ、効率良く搬送物に熱を伝達させることができるとともに、ポンプユニット１０の耐久性を向上させることができる。

【0079】

なお、上記実施形態では、ポンプユニット１０は、外筒１４が軸方向に収縮するものとして説明したが、例えば、剛性を有する素材により構成し、実質的に軸方向に収縮しないように構成しても良い。

【0080】

また、端部部材１６に熱媒体を循環させ、これに取り付けた熱伝導体１８を介して搬送物に熱を伝達するものとして説明したが、例えば、加圧媒体を加熱・冷却してポンプユニット１０の流体室Ｖに供給するようにしても良い。

【0081】

なお、加圧媒体制御手段１１０の構成は上記実施形態に限定されず、図６の動作を実現可能な構成であれば、本発明の範疇に含まれる。

【0082】

また、加熱冷却手段１８０は、上記構成に限定されない。例えば、搬送物を加熱・冷却するための端部部材１６に熱源を接触させ、端部部材１６を加温・冷却することにより、熱伝導体１８を介して内筒１２に伝導されるようにしても良い。

【符号の説明】

【0083】

１ ポンプ装置、８ ポンプ部、１０ ポンプユニット、１２ 内筒、１４ 外筒、
１６ 端部部材、１８ 熱伝導体、
１００ 搬送制御装置、１１０ 加圧媒体制御手段、１１２ コンプレッサー、
１１４ レギュレータ、１１６ 供給弁、１１８ 排出弁、１２０ 流量センサ、
１２２ 圧力センサ、１６０ 駆動制御手段、１８０ 熱媒体供給手段、Ｖ 流体室。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】