特開 2024-173435 ベローズポンプ装置

(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】P2024173435

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】ベローズポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/08 20060101AFI20241205BHJP

   F04B 43/08 20060101ALI20241205BHJP

   F04B 43/10 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

F04B49/08 321

F04B43/08 A

F04B43/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091848

(22)【出願日】2023-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】株式会社ＰＩＬＬＡＲ

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】乙野 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】西村 瞭我

【テーマコード（参考）】

3H077

3H145

【Ｆターム（参考）】

3H077AA08

3H077CC03

3H077CC07

3H077CC17

3H077DD09

3H077DD14

3H077EE02

3H077FF12

3H077FF14

3H077FF45

3H145AA03

3H145AA16

3H145AA22

3H145BA28

3H145BA33

3H145CA05

3H145CA23

3H145CA28

3H145DA12

(57)【要約】

【課題】加圧流体の消費量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。
【解決手段】ベローズポンプ装置１は、ベローズ１２と、密閉された第１空気室２１及び第２空気２２と、第１空気室２１と第２空気室２２とを連通する連通路４０と、連通路４０を開閉する第１開閉弁８Ａと、ベローズ１２の伸縮状態を検出する検出部３０と、検出部３０の検出信号に基づいて第１開閉弁８Ａを制御する制御部９と、を備える。制御部９は、ベローズ１２が伸長動作中及び収縮動作中のときは、第１開閉弁８Ａを閉鎖状態とし、ベローズ１２が伸長動作を終了した状態及び収縮動作を終了した状態のとき、第１開閉弁８Ａを開放する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベローズと、密閉された第１流体室及び第２流体室と、を備え、前記第１流体室に加圧流体を供給し且つ前記第２流体室から加圧流体を排出することで前記ベローズが伸長動作して移送流体を吸入し、前記第２流体室に加圧流体を供給し且つ前記第１流体室から加圧流体を排出することで前記ベローズが収縮動作して移送流体を吐出するベローズポンプ装置であって、
前記第１流体室と前記第２流体室とを連通する連通路と、
前記連通路を開閉する第１開閉弁と、
前記ベローズの伸縮状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出信号に基づいて前記第１開閉弁を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ベローズが伸長動作中及び収縮動作中のときは、前記第１開閉弁を閉鎖状態とし、
前記ベローズが伸長動作を終了した状態及び収縮動作を終了した状態のうち少なくとも一方の状態のとき、前記第１開閉弁を開放する、ベローズポンプ装置。

【請求項2】

前記第１流体室に加圧流体を供給するための第１供給路と、
前記第１流体室から加圧流体を排出するための第１排出路と、
前記第２流体室に加圧流体を供給するための第２供給路と、
前記第２流体室から加圧流体を排出するための第２排出路と、
前記第１供給路を開閉する第２開閉弁と、
前記第１排出路を開閉する第３開閉弁と、
前記第２供給路を開閉する第４開閉弁と、
前記第２排出路を開閉する第５開閉弁と、をさらに備え、
前記第２開閉弁、前記第３開閉弁、前記第４開閉弁、及び前記第５開閉弁は、それぞれ前記検出部の検出信号に基づいて前記制御部により制御され、
前記制御部は、
前記ベローズが伸長動作中のときは、前記第２及び第５開閉弁をそれぞれ開放状態とするとともに、前記第３及び第４開閉弁をそれぞれ閉鎖状態とし、
前記ベローズが収縮動作中のときは、前記第２及び第５開閉弁をそれぞれ閉鎖状態とするとともに、前記第３及び第４開閉弁をそれぞれ開放状態とし、
前記ベローズが前記少なくとも一方の状態のとき、前記第２～第５開閉弁を全て閉鎖する、請求項１に記載のベローズポンプ装置。

【請求項3】

前記第１流体室及び前記第２流体室を内部に有するポンプケースをさらに備え、
前記連通路は、前記ポンプケースの外側に配置された配管である、請求項１又は請求項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するポンプとして、例えば特許文献１に記載されたベローズポンプが知られている。特許文献１に記載されたベローズポンプは、ベローズと、密閉された２つの空気室と、を備えている。各空気室には、コンプレッサ等の空気供給装置から加圧空気が供給される。各空気室に供給された加圧空気は、大気に排出されるようになっている。

【0003】

前記ベローズポンプにおいて、一方の空気室に加圧空気が供給されると、他方の空気室内の加圧空気は大気に排出される。これにより、ベローズが伸長動作し、ベローズ内に移送流体が吸入される。この状態から、他方の空気室に加圧空気が供給されると、一方の空気室内の加圧空気は大気に排出される。これにより、ベローズが収縮動作し、ベローズ内の移送流体が吐出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１１３７８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記ベローズポンプでは、移送流体の吸入工程（吐出工程）が行われるたびに、他方（一方）の空気室内の加圧空気は、大気に全て排出される。このため、移送流体の吐出工程（吸入工程）が行われるたびに、空気供給装置から他方（一方）の空気室に新たな加圧空気を供給する必要がある。したがって、前記ベローズポンプでは、加圧空気の消費量が多く、空気供給装置の消費電力が大きいので、ランニングコストが高くなってしまう。

【0006】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、加圧流体の消費量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】

【0007】

（１）本開示は、ベローズと、密閉された第１流体室及び第２流体室と、を備え、前記第１流体室に加圧流体を供給し且つ前記第２流体室から加圧流体を排出することで前記ベローズが伸長動作して移送流体を吸入し、前記第２流体室に加圧流体を供給し且つ前記第１流体室から加圧流体を排出することで前記ベローズが収縮動作して移送流体を吐出するベローズポンプ装置であって、前記第１流体室と前記第２流体室とを連通する連通路と、前記連通路を開閉する第１開閉弁と、前記ベローズの伸縮状態を検出する検出部と、前記検出部の検出信号に基づいて前記第１開閉弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ベローズが伸長動作中及び収縮動作中のときは、前記第１開閉弁を閉鎖状態とし、前記ベローズが伸長動作を終了した状態及び収縮動作を終了した状態のうち少なくとも一方の状態のとき、前記第１開閉弁を開放する、ベローズポンプ装置である。

【0008】

本開示のベローズポンプ装置によれば、ベローズが伸長動作（収縮動作）を終了した状態で、制御部が第１開閉弁を開放することで、第１流体室（第２流体室）内の加圧流体は、連通路を通過して第２流体室（第１流体室）に供給される。これにより、ベローズの伸長動作終了（収縮動作終了）によって不要になった第１流体室（第２流体室）内の加圧流体を、ベローズの収縮動作時（伸長動作時）に第２流体室（第１流体室）に供給される加圧流体として再利用することができる。したがって、従来のベローズポンプと比較して加圧流体の消費量を低減することができる。

【0009】

（２）前記（１）のベローズポンプ装置は、前記第１流体室に加圧流体を供給するための第１供給路と、前記第１流体室から加圧流体を排出するための第１排出路と、前記第２流体室に加圧流体を供給するための第２供給路と、前記第２流体室から加圧流体を排出するための第２排出路と、前記第１供給路を開閉する第２開閉弁と、前記第１排出路を開閉する第３開閉弁と、前記第２供給路を開閉する第４開閉弁と、前記第２排出路を開閉する第５開閉弁と、をさらに備え、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁、前記第４開閉弁、及び前記第５開閉弁は、それぞれ前記検出部の検出信号に基づいて前記制御部により制御され、前記制御部は、前記ベローズが伸長動作中のときは、前記第２及び第５開閉弁をそれぞれ開放状態とするとともに、前記第３及び第４開閉弁をそれぞれ閉鎖状態とし、前記ベローズが収縮動作中のときは、前記第２及び第５開閉弁をそれぞれ閉鎖状態とするとともに、前記第３及び第４開閉弁をそれぞれ開放状態とし、前記ベローズが前記少なくとも一方の状態のとき、前記第２～第５開閉弁を全て閉鎖するのが好ましい。
この場合、従来のベローズポンプで一般的に使用される３位置の電磁切換弁よりも簡単な構成である第１～第５開閉弁が用いられるので、第１流体室の加圧流体の給排、第２流体室の加圧流体の給排、及び連通路による加圧流体の再利用を容易に行うことができる。

【0010】

（３）前記（１）又は（２）のベローズポンプ装置は、前記第１流体室及び前記第２流体室を内部に有するポンプケースをさらに備え、前記連通路は、前記ポンプケースの外側に配置された配管であるのが好ましい。
この場合、既存のベローズポンプ装置に対して連通路を容易に設けることができる。

【発明の効果】

【0011】

本開示のベローズポンプ装置によれば、加圧流体の消費量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１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】図２は、ベローズポンプの駆動制御の説明図であり、ベローズを伸長動作させるときの状態を示している。

【図3】図３は、ベローズポンプの駆動制御の説明図であり、ベローズが最伸長状態で伸長動作を終了した状態を示している。

【図4】図４は、ベローズポンプの駆動制御の説明図であり、ベローズを収縮動作させるときの状態を示している。

【図5】図５は、ベローズポンプの駆動制御の説明図であり、ベローズが最収縮状態で収縮動作を終了した状態を示している。

【図6】図６は、第２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。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本開示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。なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、第１実施形態に係るベローズポンプ装置１の概略構成図である。ベローズポンプ装置１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。ベローズポンプ装置１は、空気供給装置（流体供給装置）２、レギュレータ３、第１供給路４、第１排出路５、第２供給路６、第２排出路７、複数の開閉弁８、制御部９、及びベローズポンプ１０を備えている。

【0014】

空気供給装置２は、例えばエアコンプレッサからなり、ベローズポンプ１０に供給する加圧空気（加圧流体）を生成する。レギュレータ３は、例えば機械式であり、空気供給装置２で生成された加圧空気の空気圧（流体圧）を調整可能である。第１供給路４、第１排出路５、第２供給路６、及び第２排出路７のそれぞれは、加圧空気が流れる流路であり、本実施形態では配管からなる。

【0015】

ベローズポンプ１０は、ポンプケース１１と、ベローズ１２と、ピストン１３と、を備えている。ポンプケース１１は、図示を省略するポンプヘッドに設けられている。ポンプケース１１は、ケース体１１１と、シリンダ体１１２と、を有している。ケース体１１１は、有底円筒状に形成されている。ケース体１１１の開口縁部１１１ａは、ベローズ１２の開口端部１２ａ（後述）に固定されている。ケース体１１１の閉塞壁部１１１ｂの外面には、シリンダ体１１２が設けられている。

【0016】

シリンダ体１１２は、円筒部１１２ａと、蓋部１１２ｂと、を有している。円筒部１１２ａは、閉塞壁部１１１ｂの外面に一体に形成されている。円筒部１１２ａの外径は、ケース体１１１の外径よりも小さい。蓋部１１２ｂは、円筒部１１２ａの軸方向一方側（図１の右側）の開口を覆った状態で、ボルト１９により円筒部１１２ａに固定されている。

【0017】

ベローズ１２は、ケース体１１１の内部に配置されている。ベローズ１２は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や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（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂により有底円筒状に形成されている。ベローズ１２の周壁は、蛇腹形状に形成され、軸方向（図１の左右方向）に伸縮自在に構成されている。

【0018】

ベローズ１２の開口端部１２ａは、ポンプヘッドに気密状に固定されている。ベローズ１２の閉塞端部１２ｂの外面には、ボルト１５により作動板１６が固定されている。作動板１６には、連結軸１７の一端部が連結されている。連結軸１７は、ケース体１１１の閉塞壁部１１１ｂを貫通しており、閉塞壁部１１１ｂに対して軸方向に摺動可能に支持されている。

【0019】

連結軸１７の他端部は、ナット１８によりピストン１３に連結されている。ピストン１３は、シリンダ体１１２の内周面に対して、気密状態を保持しながら軸方向に摺動可能に支持されている。これにより、シリンダ体１１２の内部には、気密状態が保持された第１空気室（第１流体室）２１が形成されている。第１空気室２１は、閉塞壁部１１１ｂ、シリンダ体１１２、及びピストン１３により囲まれて密閉されている。

【0020】

第１供給路４は、空気供給装置２で生成された加圧空気を第１空気室２１に供給するための流路である。第１供給路４の一端部は、シリンダ体１１２の周壁に接続され、第１空気室２１と連通している。第１供給路４の他端部は、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。

【0021】

第１排出路５は、第１空気室２１から加圧流体を排出するための流路である。第１排出路５の一端部は、第１供給路４の途中に接続されている。第１排出路５の他端は、大気に開放されている。なお、第１排出路５は、シリンダ体１１２の周壁において、第１空気室２１と直接連通するように接続されてもよい。

【0022】

ケース体１１１の内部におけるベローズ１２の径方向外側には、気密状態が保持された第２空気室（第２流体室）２２が形成されている。第２空気室２２は、ケース体１１１、ベローズ１２、及びポンプヘッドにより囲まれて密閉されている。

【0023】

第２供給路６は、空気供給装置２で生成された加圧空気を第２空気室２２に供給するための流路である。第２供給路６の一端部は、ケース体１１１の周壁に接続され、第２空気室２２と連通している。第２供給路６の他端部は、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。本実施形態では、第１供給路４の空気供給装置２側の一部、及び第２供給路６の空気供給装置２側の一部は、共通の配管により構成されている。

【0024】

第２排出路７は、第２空気室２２から加圧流体を排出するための流路である。第２排出路７の一端部は、第２供給路６の途中に接続されている。第２排出路７の他端は、大気に開放されている。なお、第２排出路７は、ケース体１１１の周壁において、第２空気室２２と直接連通するように接続されてもよい。

【0025】

空気供給装置２から第１供給路４を介して第１空気室２１に加圧空気が供給され、且つ第２空気室２２内の加圧空気が第２排出路７を介して大気に排出されると、ベローズ１２は伸長動作する。ベローズ１２が伸長動作すると、作動板１６が、ケース体１１１の閉塞壁部１１１ｂの内面に当接する。これにより、ベローズ１２は、最伸長状態となり、伸長動作を終了する。ベローズ１２が最伸長状態まで伸長するとき、ポンプヘッドに設けられた吸入通路（図示省略）から、ベローズ１２内に移送流体が吸入される。

【0026】

空気供給装置２から第２供給路６を介して第２空気室２２に加圧空気が供給され、且つ第１空気室２１内の加圧空気が第１排出路５を介して大気に排出されると、ベローズ１２は収縮動作する。ベローズ１２が収縮動作すると、ピストン１３が、ケース体１１１の閉塞壁部１１１ｂの外面に当接する。これにより、ベローズ１２は、最収縮状態となり、収縮動作を終了する。ベローズ１２が最収縮状態まで収縮するとき、ベローズ１２内の移送流体は、ポンプヘッドに設けられた吐出通路（図示省略）を通過してポンプ外へ吐出される。

【0027】

なお、本実施形態のベローズポンプ装置１は、ベローズ１２を伸縮動作させるために、加圧空気を用いているが、他の流体を用いてもよい。

【0028】

＜検出部＞
ベローズポンプ装置１は、ベローズ１２の伸縮状態を検出する検出部３０を備えている。検出部３０は、第１近接センサ３１と、第２近接センサ３２と、被検出板３３と、を備えている。第１近接センサ３１及び第２近接センサ３２は、シリンダ体１１２に取り付けられている。被検出板３３は、ピストン１３に取り付けられている。被検出板３３は、ピストン１３と共に軸方向に往復動することで、第１近接センサ３１及び第２近接センサ３２に交互に近接する。

【0029】

第１近接センサ３１は、ベローズ１２が最伸長状態のときに被検出板３３を検出する位置に配置されている。第２近接センサ３２は、ベローズ１２が最収縮状態のときに被検出板３３を検出する位置に配置されている。第１近接センサ３１及び第２近接センサ３２は、被検出板３３を検出すると、その検出信号を制御部９に出力する。

【0030】

なお、検出部３０は、本実施形態の構成に限定されない。例えば、検出部３０は、レーザ光等を用いた変位センサで構成されてもよい。

【0031】

＜連通路＞
ベローズポンプ装置１は、第１空気室２１と第２空気室２２とを連通する連通路４０を備えている。本実施形態の連通路４０は、ポンプケース１１の外側に配置された配管からなる。連通路４０の一端部は、シリンダ体１１２の周壁に接続され、第１空気室２１と連通している。連通路４０の他端部は、ケース体１１１の周壁に接続され、第２空気室２２と連通している。これにより、第１空気室２１（第２空気室２２）内の加圧空気を、連通路４０を介して、第２空気室２２（第１空気室２１）内へ供給することができる。

【0032】

なお、連通路４０は、本実施形態の構成に限定されない。例えば、連通路４０は、ケース体１１１の閉塞壁部１１１ｂに形成された貫通孔により構成されてもよい。その場合、後述する第１開閉弁８Ａを前記貫通孔に設ければよい。

【0033】

＜開閉弁＞
複数の開閉弁８は、第１開閉弁８Ａ、第２開閉弁８Ｂ、第３開閉弁８Ｃ、第４開閉弁８Ｄ、及び第５開閉弁８Ｅを含む。第１開閉弁８Ａは、連通路４０を開閉する弁であり、連通路４０の途中に設けられている。第２開閉弁８Ｂは、第１供給路４を開閉する弁である。第２開閉弁８Ｂは、第１供給路４において、上述の第２供給路６と共通する配管よりも下流側、かつ第１排出路５の接続部よりも上流側に設けられている。

【0034】

第３開閉弁８Ｃは、第１排出路５を開閉する弁である。第３開閉弁８Ｃは、第１排出路５の途中に設けられている。第４開閉弁８Ｄは、第２供給路６を開閉する弁である。第４開閉弁８Ｄは、第２供給路６において、上述の第１供給路４と共通する配管よりも下流側、かつ第２排出路７の接続部よりも上流側に設けられている。第５開閉弁８Ｅは、第２排出路７を開閉する弁である。第５開閉弁８Ｅは、第２排出路７の途中に設けられている。

【0035】

＜制御部＞
制御部９は、ＣＰＵ等を有するコンピュータを備えて構成されている。制御部９の各機能は、前記コンピュータの記憶装置に記憶された制御プログラムがＣＰＵにより実行されることで発揮される。制御部９は、検出部３０の検出結果に基づいて、第１～第５開閉弁８Ａ～８Ｅをそれぞれ制御することで、ベローズポンプ１０の駆動制御を行う。

【0036】

具体的には、制御部９は、ベローズ１２を伸長動作させるとき、及びベローズ１２が伸長動作中のときは、第２及び第５開閉弁８Ｂ，８Ｅをそれぞれ開放状態とするとともに、第３及び第４開閉弁８Ｃ，８Ｄをそれぞれ閉鎖状態とする。制御部９は、ベローズ１２を収縮動作させるとき、及びベローズ１２が収縮動作中のときは、第２及び第５開閉弁８Ｂ，８Ｅをそれぞれ閉鎖状態とするとともに、第３及び第４開閉弁８Ｃ，８Ｄをそれぞれ開放状態とする。

【0037】

制御部９は、ベローズ１２を伸長動作及び収縮動作させるとき、及びベローズ１２が伸長動作中及び収縮動作中のときは、第１開閉弁８Ａを閉鎖状態とする。制御部９は、ベローズ１２が最伸長状態で伸長動作を終了した状態、及びベローズ１２が最収縮状態で収縮動作を終了した状態のとき、第１開閉弁８Ａを開放するとともに、第２～第５開閉弁８Ｂ～８Ｅを全て閉鎖する。

【0038】

なお、制御部９は、ベローズ１２が伸長動作を終了した状態のときだけ、又はベローズ１２が収縮動作を終了した状態のときだけ、第１開閉弁８Ａを開放するとともに、第２～第５開閉弁８Ｂ～８Ｅを閉鎖してもよい。

【0039】

＜ベローズポンプの駆動制御＞
次に、制御部９が実行するベローズポンプ１０の駆動制御を、図１～図５を参照しながら説明する。図２に示すように、最収縮状態のベローズ１２を伸長動作させるとき、制御部９は、第２及び第５開閉弁８Ｂ，８Ｅをそれぞれ開放するとともに、第３及び第４開閉弁８Ｃ，８Ｄをそれぞれ閉鎖する。そうすると、空気供給装置２から第１供給路４を介して第１空気室２１に加圧空気が供給され、且つ第２空気室２２内の加圧空気が第２排出路７を介して大気に排出される。これにより、ベローズ１２は伸長動作し、ベローズ１２内に移送流体が吸入される。

【0040】

次に、図３に示すように、ベローズ１２が最伸長状態となり伸長動作を終了すると、第１近接センサ３１は、被検出板３３を検出し、制御部９に検出信号を出力する。制御部９は、第１近接センサ３１の検出信号が入力されると、第２及び第５開閉弁８Ｂ，８Ｅをそれぞれ閉鎖した後（第２～第５開閉弁８Ｂ～８Ｅが全て閉鎖された後）、第１開閉弁８Ａを開放する。これにより、第１空気室２１内の加圧空気の一部は、連通路４０を通過して第２空気室２２に流入する。なお、制御部９は、第２及び第５開閉弁８Ｂ，８Ｅの閉鎖、及び第１開閉弁８Ａの開放を、同時に行ってもよい。

【0041】

制御部９は、第１開閉弁８Ａを開放してから所定時間が経過すると、図４に示すように、第１開閉弁８Ａを閉鎖した後、第３及び第４開閉弁８Ｃ，８Ｄをそれぞれ開放する。なお、制御部９は、第１開閉弁８Ａの閉鎖、及び第３及び第４開閉弁８Ｃ，８Ｄの開放を、同時に行ってもよい。このように制御部９が制御することで、空気供給装置２から第２供給路６を介して第２空気室２２に加圧空気が供給され、且つ第１空気室２１内の残りの加圧空気が第１排出路５を介して大気に排出される。これにより、ベローズ１２は収縮動作し、ベローズ１２内の移送流体がポンプ外へ吐出される。

【0042】

次に、図５に示すように、ベローズ１２が最収縮状態となり収縮動作を終了すると、第２近接センサ３２は、被検出板３３を検出し、制御部９に検出信号を出力する。制御部９は、第２近接センサ３２の検出信号が入力されると、第３及び第４開閉弁８Ｃ，８Ｄをそれぞれ閉鎖した後（第２～第５開閉弁８Ｂ～８Ｅが全て閉鎖された後）、第１開閉弁８Ａを開放する。これにより、第２空気室２２内の加圧空気の一部は、連通路４０を通過して第１空気室２１に流入する。なお、制御部９は、第３及び第４開閉弁８Ｃ，８Ｄの閉鎖、及び第１開閉弁８Ａの開放を、同時に行ってもよい。

【0043】

制御部９は、第１開閉弁８Ａを開放してから所定時間が経過すると、図２に示すように、第１開閉弁８Ａを閉鎖した後、第２及び第５開閉弁８Ｂ，８Ｅをそれぞれ開放する。なお、制御部９は、第１開閉弁８Ａの閉鎖、及び第２及び第５開閉弁８Ｂ，８Ｅの開放を、同時に行ってもよい。このように制御部９が制御することで、空気供給装置２から第１供給路４を介して第１空気室２１に加圧空気が供給され、且つ第２空気室２２内の残りの加圧空気が第２排出路７を介して大気に排出される。これにより、ベローズ１２は伸長動作し、ベローズ１２内に移送流体が吸入される。

【0044】

制御部９が以上の制御を繰り返し行うことで、ベローズポンプ１０は、移送流体の吸入と吐出を交互に連続して行うことができる。

【0045】

＜作用効果＞
以上、第１実施形態のベローズポンプ装置１によれば、ベローズ１２が伸長動作（収縮動作）を終了した状態で、制御部９が第１開閉弁８Ａを開放することで、第１空気室２１（第２空気室２２）内の加圧空気は、連通路４０を通過して第２空気室２２（第１空気室２１）に供給される。これにより、ベローズ１２の伸長動作終了（収縮動作終了）によって不要になった第１空気室２１（第２空気室２２）内の加圧空気を、ベローズ１２の収縮動作時（伸長動作時）に第２空気室２２（第１空気室２１）に供給される加圧空気として再利用することができる。したがって、従来のベローズポンプと比較して加圧空気の消費量を低減することができる。その結果、空気供給装置２の消費電力を抑えられるので、ランニングコストを低減することができる。

【0046】

従来のベローズポンプで一般的に使用される３位置の電磁切換弁よりも簡単な構成である第１～第５開閉弁８Ａ～８Ｅが用いられるので、第１空気室２１の加圧空気の給排、第２空気室２２の加圧空気の給排、及び連通路４０による加圧空気の再利用を容易に行うことができる。

【0047】

連通路４０は、ポンプケース１１の外側に配置された配管であるので、既存のベローズポンプ装置に対して連通路４０を容易に設けることができる。

【0048】

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態のベローズポンプ装置１の概略構成図である。第２実施形態では、主にベローズポンプ１０の構成が第１実施形態と相違する。本実施形態のベローズポンプ１０は、ポンプヘッド５１と、一対のポンプケース５２と、一対のベローズ５３と、を備えている。

【0049】

ポンプヘッド５１は、移送流体を吸入するための吸入通路５１ａと、移送流体を吐出するための吐出通路５１ｂと、を有している。ポンプヘッド５１の吸入通路５１ａの左右両側には、それぞれ第１チェックバルブ５５が設けられている。第１チェックバルブ５５は、対応するベローズ５３の伸長動作により開弁し、当該ベローズ５３の収縮動作により閉弁する。ポンプヘッド５１の吐出通路５１ｂの左右両側には、それぞれ第２チェックバルブ５６が設けられている。第２チェックバルブ５６は、対応するベローズ５３の伸長動作により閉弁し、当該ベローズ５３の収縮動作により開弁する。

【0050】

一対のポンプケース５２は、ポンプヘッド５１の左右両側に設けられている。ポンプケース５２は、有底円筒状に形成されている。ポンプケース５２の開口縁部５２ａは、ポンプヘッド５１の側面に固定されている。ポンプケース５２の閉塞壁部５２ｂには、加圧空気の給排口５２ｃが形成されている。

【0051】

一対のベローズ５３は、各ポンプケース５２の内部において、ポンプヘッド５１の左右両側に設けられている。ベローズ５３の形状及び材質は、第１実施形態のベローズ１２と同様であるため、説明を省略する。ベローズ５３の開口端部５３ａは、ポンプヘッド５１の側面に気密状に固定されている。ベローズ５３の閉塞端部５３ｂの外面には、ボルト５７により作動板５８が固定されている。

【0052】

一対のベローズ５３のそれぞれに固定された作動板５８は、棒状の連結部材５９によって連結されている。連結部材５９の長手方向の中間部は、ポンプヘッド５１に設けられたガイド部６０に対して、軸方向（左右方向）に移動可能に支持されている。これにより、一対のベローズ５３は、連結部材５９を介して連動する。すなわち、一対のベローズ５３は、一方が伸長動作すると他方が収縮動作し、一方が収縮動作すると他方が伸長動作する。

【0053】

各ポンプケース５２の内部におけるベローズ５３の径方向外側には、気密状態が保持された空気室６１が形成されている。空気室６１は、ポンプヘッド５１、ポンプケース５２、及びベローズ５３により囲まれて密閉されている。一対のポンプケース５２内にそれぞれ形成された空気室６１のうち、一方の空気室６１は本開示の第１空気室（第１流体室）として機能し、他方の空気室６１は本開示の第２空気室（第２流体室）として機能する。以下では、右側の空気室６１を第１空気室６１Ａとし、左側の空気室６１を第２空気室６１Ｂとして説明する。

【0054】

ベローズポンプ装置１は、各ベローズ５３の伸縮状態を検出する検出部３０を備えている。検出部３０は、第１近接センサ３５と、第２近接センサ３６と、を備えている。第１近接センサ３５は、第２空気室６１Ｂ側のポンプケース５２の閉塞壁部５２ｂを貫通して取り付けられている。第１近接センサ３５は、第２空気室６１Ｂ側のベローズ５３が最伸長状態のときに、当該ベローズ５３に固定されている作動板５８を検出する。その際、第１空気室６１Ａ側のベローズ５３は最収縮状態となる。したがって、第１近接センサ３５は、第１空気室６１Ａ側のベローズ５３の最収縮状態も間接的に検出することになる。

【0055】

第２近接センサ３６は、第１空気室６１Ａ側のポンプケース５２の閉塞壁部５２ｂを貫通して取り付けられている。第１近接センサ３５は、第１空気室６１Ａ側のベローズ５３が最伸長状態のときに、当該ベローズ５３に固定されている作動板５８を検出する。その際、第２空気室６１Ｂ側のベローズ５３は最収縮状態となる。したがって、第２近接センサ３６は、第２空気室６１Ｂ側のベローズ５３の最収縮状態も間接的に検出することになる。

【0056】

第１近接センサ３５及び第２近接センサ３６は、それぞれ対応する作動板５８を検出すると、その検出信号を制御部９に出力する。
以上より、本実施形態の検出部３０は、第１近接センサ３５及び第２近接センサ３６により、各ベローズ５３の最伸長状態と最収縮状態を検出することができる。

【0057】

本実施形態の他の構成は、第１実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、本実施形態の第１供給路４及び第２供給路６の各一端部は、ポンプケース５２の給排口５２ｃに接続されている。また、本実施形態の連通路４０の両端部は、それぞれ各ポンプケース５２の周壁に接続されている。また、第１実施形態のベローズ１２、第１近接センサ３１、及び第２近接センサ３２を、それぞれ本実施形態の第２空気室６１Ｂ側のベローズ５３、第１近接センサ３５、及び第２近接センサ３６に置き換えれば、本実施形態の制御部９は、第１実施形態の制御部９と同様の制御を行う。本実施形態のベローズポンプ装置１においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0058】

［その他］
以上のとおり開示した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものでない。例えば、第２実施形態の空気室６１は、左側の空気室６１を第１空気室６１Ａとし、右側の空気室６１を第２空気室６１Ｂとしてもよい。その場合、図６における、第１供給路４と第２供給路６の配置、第１排出路５と第２排出路７の配置、第２開閉弁８Ｂと第４開閉弁８Ｄの配置、第３開閉弁８Ｃと第５開閉弁８Ｅの配置、及び第１近接センサ３５と第２近接センサ３６の配置を、それぞれ左右逆にすればよい。

【0059】

第２実施形態のベローズポンプ装置１は、一対のベローズ５３を連動して伸縮動作させるベローズポンプ１０を用いているが、一対のベローズ５３を独立して伸縮動作させるベローズポンプを用いてもよい。その場合、ベローズポンプ装置１は、ベローズ５３毎に、レギュレータ３、第１供給路４、第１排出路５、第２供給路６、第２排出路７、及び複数の開閉弁８を備えればよい。

【符号の説明】

【0060】

１ ベローズポンプ装置
４ 第１供給路
５ 第１排出路
６ 第２供給路
７ 第２排出路
８Ａ 第１開閉弁
８Ｂ 第２開閉弁
８Ｃ 第３開閉弁
８Ｄ 第４開閉弁
８Ｅ 第５開閉弁
９ 制御部
１１ ポンプケース
１２ ベローズ
２１ 第１空気室（第１流体室）
２２ 第２空気室（第２流体室）
３０ 検出部
４０ 連通路
５２ ポンプケース
５３ ベローズ
６１Ａ 第１空気室（第１流体室）
６１Ｂ 第２空気室（第２流体室）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】