特開 2024-38629 ベローズポンプ

(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】P2024038629

(43)【公開日】2024-03-21

(54)【発明の名称】ベローズポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/08 20060101AFI20240313BHJP

   F04B 53/10 20060101ALI20240313BHJP

   F16K 27/00 20060101ALI20240313BHJP

【ＦＩ】

F04B43/08 A

F04B53/10 C

F16K27/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142790

(22)【出願日】2022-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】日本ピラー工業株式会社

(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】浦田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】木下 敦文

【テーマコード（参考）】

3H051

3H071

3H077

【Ｆターム（参考）】

3H051AA01

3H051BB05

3H051BB10

3H051CC14

3H051FF02

3H051FF09

3H071AA01

3H071BB01

3H071CC12

3H071CC26

3H071DD12

3H071DD13

3H071DD14

3H071DD82

3H077AA08

3H077CC03

3H077CC07

3H077CC13

3H077DD09

3H077DD14

3H077EE01

3H077EE21

3H077FF04

3H077FF12

3H077FF45

(57)【要約】

【課題】チェックバルブのバルブケースが変形するのを抑制することができるベローズポンプを提供する。
【解決手段】ベローズポンプ１０のチェックバルブ１５，１６は、ポンプヘッド１１の雌ねじ孔１１１，１１２に締め込まれる雄ねじ１５ｅ，１６ｅが軸方向一方側の端部１５ｄ，１６ｄに形成された筒状のバルブケース１５ａ，１６ａを有する。ベローズポンプ１０は、ポンプヘッド１１の雌ねじ孔１１１，１１２の底面１１１ａ，１１２ａに設けられた係合溝１１３，１１４と、バルブケース１５ａ，１６ａの端部１５ｄ，１６ｄに設けられ、係合溝１１３，１１４の内周面１１３ａ，１１４ａに係合する係合部１５１，１６１と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移送流体の吸込通路及び吐出通路を有し、有底の雌ねじ孔が形成されたポンプヘッドと、
前記ポンプヘッドに伸縮自在に取り付けられ、伸長により前記吸込通路から内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から前記吐出通路に移送流体を吐出するベローズと、
前記吸込通路又は前記吐出通路に対して、一方向への移送流体の流れを許容するとともに、他方向への移送流体の流れを阻止するチェックバルブと、を備え、
前記チェックバルブは、前記ポンプヘッドの前記雌ねじ孔に締め込まれる雄ねじが軸方向一方側の端部に形成された筒状のバルブケースを有し、
前記ポンプヘッドの前記雌ねじ孔の底面に設けられた係合溝と、
前記バルブケースの前記端部に設けられ、前記係合溝の内周面に係合する係合部と、を備えるベローズポンプ。

【請求項2】

前記係合溝の前記内周面は、前記軸方向一方側に向かうに従って拡径するテーパ面である、請求項１に記載のベローズポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベローズポンプに関する。

【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、ポンプヘッドの左右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。

【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及び吐出通路が形成されている。また、ポンプヘッドには、吸込通路又は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複数のチェックバルブが設けられている。各チェックバルブは、バルブケースと、当該バルブケースに収容された弁体と、当該弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと、を有している。バルブケースの一端部は、その外周に形成された雄ねじをポンプヘッドに形成された雌ねじ孔に締め込むことによって、ポンプヘッドに取り付けられている。

【0004】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－００３７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記ベローズポンプでは、チェックバルブのバルブケースをポンプヘッドに取り付ける際に、バルブケースの雄ねじ側の一端部が、ポンプケースの雌ねじ孔の底部に当接することで、バルブケースの前記一端部が径方向内方に倒れ込むように変形するおそれがある。このようにバルブケースが変形すると、チェックバルブの弁体やスプリングが動作不全を起こし、吐出側の脈動が悪化したり、「ウォータハンマ」と呼ばれる衝撃圧力やキャビテーションが発生したりすることで、ベローズポンプに悪影響を及ぼすおそれがある。

【0007】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、チェックバルブのバルブケースが変形するのを抑制することができるベローズポンプ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】

（１）本開示は、移送流体の吸込通路及び吐出通路を有し、有底の雌ねじ孔が形成されたポンプヘッドと、前記ポンプヘッドに伸縮自在に取り付けられ、伸長により前記吸込通路から内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から前記吐出通路に移送流体を吐出するベローズと、前記吸込通路又は前記吐出通路に対して、一方向への移送流体の流れを許容するとともに、他方向への移送流体の流れを阻止するチェックバルブと、を備え、前記チェックバルブは、前記ポンプヘッドの前記雌ねじ孔に締め込まれる雄ねじが軸方向一方側の端部に形成された筒状のバルブケースを有し、前記ポンプヘッドの前記雌ねじ孔の底面に設けられた係合溝と、前記バルブケースの前記端部に設けられ、前記係合溝の内周面に係合する係合部と、を備えるベローズポンプである。

【0009】

本開示のベローズポンプによれば、チェックバルブのバルブケースの端部に形成された雄ねじをポンプヘッドの雌ねじ孔に締め込むと、バルブケースの端部に設けられた係合部が、雌ねじ孔の底面に設けられた係合溝の内周面に係合する。この係合により、チェックバルブのバルブケースをポンプヘッドに取り付けるときに、バルブケースの端部が径方向内方に倒れ込むように変形するのを抑制することができる。

【0010】

（２）前記（１）のベローズポンプにおいて、前記係合溝の前記内周面は、前記軸方向一方側に向かうに従って拡径するテーパ面であるのが好ましい。
この場合、係合部が、係合溝の内周面であるテーパ面に係合することで、バルブケースの端部が径方向外方に押し広げられる。これにより、ポンプヘッドの雌ねじ孔に対するバルブケースの雄ねじの掛かり具合を向上させることができる。

【発明の効果】

【0011】

本開示のベローズポンプによれば、チェックバルブのバルブケースが変形するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の実施形態に係るベローズポンプを備えた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】左側の吸込用チェックバルブの周辺を示す図２の要部拡大断面図である。

【図4】左側の吐出用チェックバルブの周辺を示す図２の要部拡大断面図である。

【図5】ベローズポンプの動作を示す説明図である。

【図6】ベローズポンプの動作を示す説明図である。

【図7】本開示の第２実施形態のベローズポンプにおける左側の吐出用チェックバルブの周辺を示す拡大断面図である。

【図8】本開示の第３実施形態のベローズポンプにおける左側の吐出用チェックバルブの周辺を示す拡大断面図である。

【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、本開示の第１実施形態に係るベローズポンプを備えた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、機械式レギュレータ３、第１電磁弁４、第２電磁弁５、制御部６、ベローズポンプ１０、第１電空レギュレータ（第１流体圧調整部）５１、及び第２電空レギュレータ（第２流体圧調整部）５２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。機械式レギュレータ３は、空気供給装置２で生成された加圧空気の空気圧（流体圧）を調整する。第１電空レギュレータ５１及び第２電空レギュレータ５２については後述する。

【0015】

図２は、ベローズポンプ１０の断面図である。本実施形態のベローズポンプ１０は、ポンプヘッド１１と、一対のポンプケース１２と、一対のベローズである第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４と、一対の吸込用チェックバルブ（チェックバルブ）１５と、一対の吐出用チェックバルブ（チェックバルブ）１６と、を備えている。

【0016】

ポンプヘッド１１は、ベローズポンプ１０の中央部に配置されている。一対のポンプケース１２は、ポンプヘッド１１の左右両側に取り付けられている。第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４は、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ている。一対の吸込用チェックバルブ１５は、第１及び第２ベローズ１３，１４それぞれの内部において、ポンプヘッド１１の左右両側に取り付けられている。同様に、一対の吐出用チェックバルブ１６は、第１及び第２ベローズ１３，１４それぞれの内部において、ポンプヘッド１１の左右両側に取り付けられている。

【0017】

＜ベローズ＞
第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４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。第１ベローズ１３の開放側端部に一体形成されたフランジ部１３ａは、ポンプヘッド１１の側面に気密状に押圧して固定されている。同様に、第２ベローズ１４の開放側端部に一体形成されたフランジ部１４ａは、ポンプヘッド１１の側面に気密状に押圧して固定されている。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、互いに独立して左右方向に伸縮自在に構成されている。

【0018】

第１及び第２ベローズ１３，１４の閉塞側端部の外面には、ボルト１７及びナット１８により作動板１９が固定されている。第１及び第２ベローズ１３，１４は、作動板１９の外面が有底円筒状のポンプケース１２における底壁部１２１の内面に当接する最伸長状態と、後述するピストン体２３の内面が底壁部１２１の外面に当接する最収縮状態との間で伸縮可能である。

【0019】

＜ポンプケース＞
第１ベローズ１３のフランジ部１３ａには、ポンプケース１２（以下、「第１ポンプケース１２Ａ」ともいう）の開口周縁部が、気密状に押圧して固定されている。これにより、第１ポンプケース１２Ａの内部における第１ベローズ１３の外側には、気密状態が保持された第１吐出側空気室（第１吐出側流体室）２１Ａが形成されている。

【0020】

第１ポンプケース１２Ａには第１吸排気ポート２２Ａが設けられており、第１吸排気ポート２２Ａは、第１電磁弁４、第１電空レギュレータ５１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から第１吐出側空気室２１Ａの内部に加圧空気が供給されると、第１ベローズ１３は所定の収縮状態（以下、単に「収縮状態」という）まで収縮する。第１ベローズ１３の収縮状態は、最収縮状態であってもよいし、最収縮状態よりも手前の状態であってもよい。

【0021】

第２ベローズ１４のフランジ部１４ａには、ポンプケース１２（以下、「第２ポンプケース１２Ｂ」ともいう）の開口周縁部が、気密状に押圧して固定されている。これにより、第２ポンプケース１２Ｂの内部における第２ベローズ１４の外側には、気密状態が保持された第２吐出側空気室（第２吐出側流体室）２１Ｂが形成されている。

【0022】

第２ポンプケース１２Ｂには第２吸排気ポート２２Ｂが設けられており、第２吸排気ポート２２Ｂは、第２電磁弁５、第２電空レギュレータ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から第２吐出側空気室２１Ｂの内部に加圧空気が供給されると、第２ベローズ１４は所定の収縮状態（以下、単に「収縮状態」という）まで収縮する。第２ベローズ１４の収縮状態は、最収縮状態であってもよいし、最収縮状態よりも手前の状態であってもよい。

【0023】

各ポンプケース１２Ａ，１２Ｂの底壁部１２１には棒状の連結部材２０が貫通されている。連結部材２０は、底壁部１２１に対して左右方向に摺動可能に支持されている。連結部材２０の外端部には、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、底壁部１２１の外側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左右方向へ摺動可能に支持されている。

【0024】

これにより、第１ポンプケース１２Ａ側において、底壁部１２１、シリンダ体２５、及びピストン体２３によって囲まれた空間は、気密状態が保持された第１吸込側空気室（第１吸込側流体室）２６Ａとされている。また、第２ポンプケース１２Ｂ側において、底壁部１２１、シリンダ体２５、及びピストン体２３によって囲まれた空間は、気密状態が保持された第２吸込側空気室（第２吸込側流体室）２６Ｂとされている。

【0025】

第１ポンプケース１２Ａ側のシリンダ体２５には、第１吸込側空気室２６Ａに連通する吸排気口２５１が形成されている。この吸排気口２５１は、第１電磁弁４、第１電空レギュレータ５１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から吸排気口２５１を介して第１吸込側空気室２６Ａの内部に加圧空気が供給されると、第１ベローズ１３は所定の伸長状態（以下、単に「伸長状態」という）まで伸長する。第１ベローズ１３の伸長状態は、最伸長状態であってもよいし、最伸長状態よりも手前の状態であってもよい。

【0026】

第２ポンプケース１２Ｂ側のシリンダ体２５には、第２吸込側空気室２６Ｂに連通する吸排気口２５２が形成されている。この吸排気口２５２は、第２電磁弁５、第２電空レギュレータ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から吸排気口２５２を介して第２吸込側空気室２６Ｂの内部に加圧空気が供給されると、第２ベローズ１４は所定の伸長状態（以下、単に「伸長状態」という）まで伸長する。第２ベローズ１４の伸長状態は、最伸長状態であってもよいし、最伸長状態よりも手前の状態であってもよい。

【0027】

以上の構成により、第１吐出側空気室２１Ａが内部に形成された第１ポンプケース１２Ａと、第１吸込側空気室２６Ａ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を伸長状態と収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第１駆動部２７が構成されている。また、第２吐出側空気室２１Ｂが内部に形成された第２ポンプケース１２Ｂと、第２吸込側空気室２６Ｂを形成するピストン体２３及びシリンダ体２５とにより、第２ベローズ１４を伸長状態と収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第２駆動部２８が構成されている。

【0028】

なお、第１駆動部２７及び第２駆動部２８は、加圧空気によって駆動させているが、他の流体により駆動させてもよい。

【0029】

＜検出部＞
第１駆動部２７のシリンダ体２５には、近接センサ２９Ａ及び近接センサ２９Ｂが取り付けられている。第１駆動部２７のピストン体２３には、各近接センサ２９Ａ，２９Ｂにより検出される被検出板３０が取り付けられている。被検出板３０は、ピストン体２３と共に往復動することで、近接センサ２９Ａ，２９Ｂに交互に近接する。

【0030】

近接センサ２９Ａは、第１ベローズ１３が収縮状態となる手前の収縮途中状態のときに被検出板３０を検出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が伸長状態のときに被検出板３０を検出する位置に配置されている。各近接センサ２９Ａ，２９Ｂは、被検出板３０を検出すると、その検出信号を制御部６に出力する。一対の近接センサ２９Ａ，２９Ｂは、第１ベローズ１３の伸縮状態を検出する第１検出部２９として機能する。

【0031】

第２駆動部２８のシリンダ体２５には、近接センサ３１Ａ及び近接センサ３１Ｂが取り付けられている。第２駆動部２８のピストン体２３には、各近接センサ３１Ａ，３１Ｂより検出される被検出板３２が取り付けられている。被検出板３２は、ピストン体２３と共に往復動することで、近接センサ３１Ａ，３１Ｂに交互に近接する。

【0032】

近接センサ３１Ａは、第２ベローズ１４が収縮状態となる手前の収縮途中状態のときに被検出板３２を検出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が伸長状態のときに被検出板３２を検出する位置に配置されている。各近接センサ３１Ａ，３１Ｂは、被検出板３０を検出すると、その検出信号を制御部６に出力する。一対の近接センサ３１Ａ，３１Ｂは、第２ベローズ１４の伸縮状態を検出する第２検出部３１として機能する。

【0033】

ここで、第１ベローズ１３（第２ベローズ１４）の「収縮途中状態」とは、第１ベローズ１３（第２ベローズ１４）の収縮経過位置が収縮開始位置（伸長状態）よりも収縮終了位置（収縮状態）に近い位置にあることを意味し、より詳細には、第１ベローズ１３（第２ベローズ１４）が伸長状態から収縮状態となるまでの収縮長さの５０％～９０％まで収縮した位置を意味する。

【0034】

なお、第１検出部２９は、近接センサ２９Ａ，２９Ｂにより構成されているが、これに限定されるものではなく、例えばレーザ光等を用いた変位センサで構成されていてもよい。同様に、第２検出部３１は、近接センサ３１Ａ，３１Ｂにより構成されているが、これに限定されるものではなく、例えばレーザ光等を用いた変位センサ等で構成されていてもよい。

【0035】

＜ポンプヘッド＞
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及び吐出通路３５が形成されている。吸込通路３４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（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る。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吐出ポート（図示省略）に接続されている。吐出ポートは移送流体の移送先に接続される。

【0036】

吸込通路３４は、ポンプヘッド１１の内部において左右両側に向けて分岐し、ポンプヘッド１１の左右両側において開口する吸込口３６を有している。各吸込口３６は、吸込用チェックバルブ１５を介してベローズ１３，１４の内部と連通している。吐出通路３５は、ポンプヘッド１１の内部において左右両側に向けて分岐するとともに、ポンプヘッド１１の左右両側において開口する吐出口３７を有している。各吐出口３７は、吐出用チェックバルブ１６を介してベローズ１３，１４の内部と連通している。

【0037】

＜チェックバルブ＞
図３は、左側の吸込用チェックバルブ１５の周辺を示す図２の要部拡大断面図である。図２及び図３において、ポンプヘッド１１の左右の各側壁には、有底の雌ねじ孔１１１が形成されている。各雌ねじ孔１１１の底面１１１ａには、吸込通路３４の吸込口３６が開口している。各雌ねじ孔１１１は、吸込口３６と同心状に形成されている。ポンプヘッド１１の各雌ねじ孔１１１には、吸込用チェックバルブ１５が設けられている。

【0038】

吸込用チェックバルブ１５は、バルブケース１５ａと、弁体１５ｂと、スプリング１５ｃと、を有している。バルブケース１５ａは、円筒状に形成されている。バルブケース１５ａにおける軸方向一方側の端部１５ｄの外周には、雄ねじ１５ｅが形成されている。バルブケース１５ａの雄ねじ１５ｅは、ポンプヘッド１１の雌ねじ孔１１１に締め込まれている。これにより、バルブケース１５ａの軸方向一方側の端部１５ｄは、ポンプヘッド１１に取り付けられている。

【0039】

ポンプヘッド１１の各雌ねじ孔１１１の底面１１１ａには、係合溝１１３が形成されている。係合溝１１３は、底面１１１ａにおける吸込口３６の径方向外方において、吸込口３６と同心の円環状に形成されている。係合溝１１３は、断面視において、底面１１１ａから軸方向一方側に窪むように略凹状に形成されている。また、係合溝１１３の内周面１１３ａは、断面視において、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうに従って拡径する直線状のテーパ面である。係合溝１１３の外周面１１３ｂは、断面視において、軸方向に真っすぐ延びる円周面である。係合溝１１３の外径（外周面１１３ｂの直径）は、雌ねじ孔１１１の内径と同一である。

【0040】

バルブケース１５ａの端部１５ｄには、ポンプヘッド１１の係合溝１１３に係合する係合部１５１が設けられている。本実施形態の係合部１５１は、バルブケース１５ａの端部１５ｄの全周にわたって、円環状に形成されている。係合部１５１は、断面視において、端部１５ｄから軸方向一方側に突出するように略凸状に形成されている。係合部１５１の内周面１５１ａは、断面視において、係合溝１１３の内周面（テーパ面）１１３ａに沿って拡径する直線状のテーパ面である。係合部１５１の外周面１５１ｂは、断面視において、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうに従って縮径する直線状のテーパ面である。係合部１５１の最大外径（外周面１５１ｂの最大直径）は、係合溝１１３の外径（外周面１１３ｂの直径）と略同一である。

【0041】

以上より、係合部１５１の内周面１５１ａは、係合溝１１３の内周面１１３ａに係合される。また、係合部１５１の外周面１５１ｂと係合溝１１３の外周面１１３ｂとの間には、円環状のスペースＳ１が形成される。スペースＳ１は、係合部１５１の内周面１５１ａが係合溝１１３の内周面１１３ａに係合する際に、係合部１５１を径方向外方に逃がすためのスペースとして機能する。

【0042】

吸込用チェックバルブ１５の弁体１５ｂは、バルブケース１５ａ内において、閉弁方向（図３では軸方向一方側）及び開弁方向（図３では軸方向他方側）に移動可能に設けられている。スプリング１５ｃは、例えば圧縮コイルバネからなり、バルブケース１５ａ内に収容されている。スプリング１５ｃは、弁体１５ｂを閉弁方向に付勢している。弁体１５ｂは、スプリング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。

【0043】

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）への移送流体の吸入を許容する。また、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。

【0044】

なお、右側の吸込用チェックバルブ１５、及びこれに対応する係合部１５１と係合溝１１３は、ポンプヘッド１１の左右方向の中心線Ｘを挟んで、上述した左側の吸込用チェックバルブ１５、及びこれに対応する係合部１５１及び係合溝１１３と対称に形成されている。

【0045】

図４は、左側の吐出用チェックバルブ１６の周辺を示す図２の要部拡大断面図である。図２及び図４において、ポンプヘッド１１の左右の各側壁には、有底の雌ねじ孔１１２が形成されている。各雌ねじ孔１１２の底面１１２ａには、吐出通路３５の吐出口３７が開口している。各雌ねじ孔１１２は、吐出口３７と同心状に形成されている。ポンプヘッド１１の各雌ねじ孔１１２には、吐出用チェックバルブ１６が設けられている。

【0046】

吐出用チェックバルブ１６は、バルブケース１６ａと、弁体１６ｂと、スプリング１６ｃと、を有している。バルブケース１６ａは、円筒状に形成されている。バルブケース１６ａにおける軸方向一方側の端部１６ｄの外周には、雄ねじ１６ｅが形成されている。バルブケース１６ａの雄ねじ１６ｅは、ポンプヘッド１１の雌ねじ孔１１２に締め込まれている。これにより、バルブケース１６ａの軸方向一方側の端部１６ｄは、ポンプヘッド１１に取り付けられている。

【0047】

ポンプヘッド１１の各雌ねじ孔１１２の底面１１２ａには、係合溝１１４が形成されている。係合溝１１４は、底面１１２ａにおける吐出口３７の径方向外方において、吐出口３７と同心の円環状に形成されている。係合溝１１４は、断面視において、底面１１２ａから軸方向一方側に窪むように略凹状に形成されている。また、係合溝１１４の内周面１１４ａは、断面視において、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうに従って拡径する直線状のテーパ面である。係合溝１１４の外周面１１４ｂは、断面視において、軸方向に真っすぐ延びる円周面である。係合溝１１４の外径（外周面１１４ｂの直径）は、雌ねじ孔１１２の内径と同一である。

【0048】

バルブケース１６ａの端部１６ｄには、ポンプヘッド１１の係合溝１１４に係合する係合部１６１が設けられている。本実施形態の係合部１６１は、バルブケース１６ａの端部１６ｄの全周にわたって、円環状に形成されている。係合部１６１は、断面視において、端部１６ｄから軸方向一方側に突出するように略凸状に形成されている。係合部１６１の内周面１６１ａは、断面視において、係合溝１１４の内周面（テーパ面）１１４ａに沿って拡径する直線状のテーパ面である。係合部１６１の外周面１６１ｂは、断面視において、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうに従って縮径する直線状のテーパ面である。係合部１６１の最大外径（外周面１６１ｂの最大直径）は、係合溝１１４の外径（外周面１１４ｂの直径）と略同一である。

【0049】

以上より、係合部１６１の内周面１６１ａは、係合溝１１４の内周面１１４ａに係合される。また、係合部１６１の外周面１６１ｂと係合溝１１４の外周面１１４ｂとの間には、円環状のスペースＳ２が形成される。スペースＳ２は、係合部１６１の内周面１６１ａが係合溝１１４の内周面１１４ａに係合する際に、係合部１６１を径方向外方に逃がすためのスペースとして機能する。

【0050】

吐出用チェックバルブ１６の弁体１６ｂは、バルブケース１６ａ内において、閉弁方向（図４では軸方向一方側）及び開弁方向（図４では軸方向他方側）に移動可能に設けられている。スプリング１６ｃは、例えば圧縮コイルバネからなり、バルブケース１６ａ内に収容されている。スプリング１６ｃは、弁体１６ｂを閉弁方向に付勢している。弁体１６ｂは、スプリング１６ｃの付勢力により、バルブケース１６ａの軸方向他方側の開口１６ｆ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、開口１６ｆを開放（開弁）するようになっている。

【0051】

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する。また、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。

【0052】

なお、右側の吐出用チェックバルブ１６、及びこれに対応する係合部１６１と係合溝１１４は、ポンプヘッド１１の左右方向の中心線Ｘを挟んで、上述した左側の吐出用チェックバルブ１６、及びこれに対応する係合部１５１及び係合溝１１４と対称に形成されている。

【0053】

＜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１０の動作を図５及び図６を参照して説明する。なお、図５及び図６では、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５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が閉弁するとともに、吐出用チェックバルブ１６が開弁し、第１ベローズ１３内の移送流体が吐出通路３５からポンプ外へ吐出される。

【0054】

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の弁体１５ｂは、第２ベローズ１４による吸入作用によってバルブケース１５ａの図中右側に移動する。ポンプヘッド１１の図中右側に装着された吐出用チェックバルブ１６の弁体１６ｂは、第２ベローズ１４による吸入作用、及び第１ベローズ１３から吐出通路３５に吐出された移送流体による押圧作用によって、バルブケース１６ａの図中右側に移動する。これにより吸込用チェックバルブ１５が開弁するとともに、吐出用チェックバルブ１６が閉弁し、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。

【0055】

次に、図６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が閉弁するとともに、吐出用チェックバルブ１６が開弁し、第２ベローズ１４内の移送流体が吐出通路３５からポンプ外へ吐出される。

【0056】

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の弁体１５ｂは、第１ベローズ１３による吸入作用によってバルブケース１５ａの図中左側に移動する。ポンプヘッド１１の図中左側に装着された吐出用チェックバルブ１６の弁体１６ｂは、第１ベローズ１３による吸入作用、及び第１ベローズ１３から吐出通路３５に吐出された移送流体による押圧作用によって、バルブケース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が開弁するとともに、吐出用チェックバルブ１６が閉弁し、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入と吐出とを行うことができる。

【0057】

＜電磁弁＞
図１において、第１電磁弁４は、例えば、一対のソレノイド４ａ，ソレノイド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から受けた指令信号に基づいて励磁されるようになっている。これにより、第１電磁弁４は、制御部６により切り換え制御される。第１電磁弁４は、第１駆動部２７において、第１吐出側空気室２１Ａに対する加圧空気の給排、及び第１吸込側空気室２６Ａに対する加圧空気の給排を切り換える。

【0058】

具体的には、第１電磁弁４は、ソレノイド４ａが励磁されると、第１吐出側空気室２１Ａに加圧空気を供給するとともに第１吸込側空気室２６Ａ内の加圧空気を排出する状態に切り換わる。また、第１電磁弁４は、ソレノイド４ｂが励磁されると、第１吐出側空気室２１Ａ内の加圧空気を排出するとともに第１吸込側空気室２６Ａに加圧空気を供給する状態とに切り換わる。

【0059】

第２電磁弁５は、例えば一対のソレノイド５ａ，ソレノイド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。これにより、第２電磁弁５は、制御部６により切り換え制御される。第２電磁弁５は、第２駆動部２８において、第２吐出側空気室２１Ｂに対する加圧空気の給排、及び第２吸込側空気室２６Ｂに対する加圧空気の給排を切り換える。

【0060】

具体的には、第２電磁弁５は、ソレノイド５ａが励磁されると、第２吐出側空気室２１Ｂに加圧空気を供給するとともに第２吸込側空気室２６Ｂ内の加圧空気を排出する状態に切り換わる。また、第２電磁弁５は、ソレノイド５ｂが励磁されると、第２吐出側空気室２１Ｂ内の加圧空気を排出するとともに第２吸込側空気室２６Ｂに加圧空気を供給する状態とに切り換わる。なお、本実施形態の第１及び第２電磁弁４，５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よい。

【0061】

＜電空レギュレータ＞
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電磁弁４との間に配置されている。第１電空レギュレータ５１は、第１駆動部２７の第１吸込側空気室２６Ａに供給される加圧空気の空気圧、及び第１駆動部２７の第１吐出側空気室２１Ａに供給される加圧空気の空気圧をそれぞれ調整する。

【0062】

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電磁弁５との間に配置されている。第２電空レギュレータ５２は、第２駆動部２８の第２吸込側空気室２６Ｂに供給される加圧空気の空気圧、及び第２駆動部２８の第２吐出側空気室２１Ｂに供給される加圧空気の空気圧をそれぞれ調整する。

【0063】

なお、電空レギュレータ５１，５２は、少なくとも吸込側空気室２６Ａ，２６Ｂに供給される加圧空気の空気圧を調整するものであればよい。また、本実施形態では、流体圧調整部として、空気圧を直接的に調整する電空レギュレータ５１，５２を用いているが、空気流量を調整する空気流量調整弁を用いて空気圧を間接的に調整してもよいし、空気以外の気体（例えば窒素）や液体等の圧力又は流量を調整する機器を用いてもよい。

【0064】

＜制御部＞
図１及び図２において、制御部６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６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６は、第１検出部２９及び第２検出部３１の各検出結果に基づいて、第１電磁弁４及び第２電磁弁５を切り換えることにより、第１駆動部２７及び第２駆動部２８の駆動制御を行う。

【0065】

具体的には、制御部６は、第１検出部２９及び第２検出部３１の各検出結果に基づいて、第１ベローズ１３が収縮状態となる手前で第２ベローズ１４を伸長状態から収縮させるとともに、第２ベローズ１４が収縮状態となる手前で第１ベローズ１３を伸長状態から収縮させるように、第１駆動部２７及び第２駆動部２８の各駆動を制御する。

【0066】

以上のように制御部６が駆動制御を行うことで、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４のうち、一方のベローズの収縮から伸長（移送流体の吐出から吸い込み）へ切り換える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、前記タイミングにおいて移送流体の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１０の吐出側の脈動を低減することができる。

【0067】

なお、制御部６は、第１ベローズ１３及び第２ベローズ１４のうち、一方のベローズ１３（ベローズ１４）が収縮状態となってから他方のベローズ１４（ベローズ１３）を伸長状態から収縮させるように、第１エアシリンダ４１及び第２エアシリンダ４２の各駆動を制御してもよい。また、ベローズポンプ１０は、吸込用チェックバルブ１５に対応する係合部１５１及び係合溝１１３（図３参照）と、吐出用チェックバルブ１６に対応する係合部１６１及び係合溝１１４（図４参照）と、を備えているが、これらのチェックバルブ１５,１６のうちのいずれか一方に対応する係合部及び係合溝だけを備えていてもよい。

【0068】

＜本実施形態の作用効果＞
以上、第１実施形態のベローズポンプ１０によれば、チェックバルブ１５，１６のバルブケース１５ａ，１６ａの雄ねじ１５ｅ，１６ｅをポンプヘッド１１の雌ねじ孔１１１，１１２に締め込むと、バルブケース１５ａ，１６ａの端部１５ｄ，１６ｄに設けられた係合部１５１，１６１が、雌ねじ孔１１１，１１２の底面１１１ａ，１１２ａに形成された係合溝１１３，１１４の内周面１１３ａ，１１４ａに係合する。この係合により、チェックバルブ１５，１６のバルブケース１５ａ，１６ａをポンプヘッド１１に取り付けるときに、バルブケース１５ａ，１６ａの端部１５ｄ，１６ｄが径方向内方に倒れ込むように変形するのを抑制することができる。

【0069】

係合溝１１３，１１４の内周面１１３ａ，１１４ａは、軸方向一方側に向かうに従って拡径するテーパ面である。このため、このテーパ面（内周面）１１３ａ，１１４ａに係合部１５１，１６１が係合することで、バルブケース１５ａ，１６ａの端部１５ｄ，１６ｄが径方向外方に押し広げられる。これにより、ポンプヘッド１１の雌ねじ孔１１１，１１２に対するバルブケース１５ａ，１６ａの雄ねじ１５ｅ，１６ｅの掛かり具合を向上させることができる。

【0070】

係合部１５１，１６１の外周面１５１ｂ，１６１ｂと、係合溝１１３，１１４の外周面１１３ｂ，１１４ｂとの間には、円環状のスペースＳ１，Ｓ２が形成されている。このため、係合部１５１，１６１の内周面１５１ａ，１６１ａが係合溝１１３，１１４の内周面１１３ａ，１１４ａに係合する際に、スペースＳ１，Ｓ２内において係合部１５１，１６１を径方向外方に逃がすことができる。これにより、バルブケース１５ａ，１６ａの端部１５ｄ，１６ｄを確実に径方向外方に押し広げることができる。

【0071】

［第２実施形態］
図７は、本開示の第２実施形態のベローズポンプ１０における左側の吐出用チェックバルブ１６の周辺を示す拡大断面図である。第２実施形態では、ポンプヘッド１１の係合溝１１４、及び吐出用チェックバルブ１６の係合部１６１の各断面形状が、第１実施形態と相違する。

【0072】

本実施形態のポンプヘッド１１の係合溝１１４は、断面視において、雌ねじ孔１１２の底面１１２ａから軸方向一方側に窪むように凹円弧状に形成されている。係合溝１１４における最底点１１４ｃよりも径方向内側（吐出口３７側）の内周面１１４ａは、断面視において、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうに従って拡径する曲線状のテーパ面である。係合溝１１４における最底点１１４ｃよりも径方向外側の外周面１１４ｂは、断面視において、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうに従って拡径する曲線状のテーパ面である。

【0073】

吐出用チェックバルブ１６のバルブケース１６ａの端部１６ｄに設けられた係合部１６１は、断面視において、端部１６ｄから軸方向一方側に突出するように凸円弧状に形成されている。係合部１６１における最頂点１６１ｃよりも径方向内側（吐出口３７側）の内周面１６１ａは、断面視において、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうに従って拡径する曲線状のテーパ面である。係合部１６１における最頂点１６１ｃよりも径方向外側の外周面１６１ｂは、断面視において、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうに従って拡径する曲線状のテーパ面である。

【0074】

係合部１６１の断面凸円弧状の曲率半径Ｒ２は、係合溝１１４の断面凹円弧状の曲率半径Ｒ１よりも小さい。また、係合部１６１の断面凸円弧状の中心点Ｃ２は、係合溝１１４の断面凹円弧状の中心点Ｃ１よりも径方向内側（吐出口３７側）に位置している。

【0075】

以上より、係合部１６１の内周面１６１ａは、係合溝１１４の内周面１１４ａに係合される。また、係合部１６１の外周面１６１ｂと係合溝１１４の外周面１１４ｂとの間には、円環状のスペースＳ２が形成される。スペースＳ２は、係合部１６１の内周面１６１ａが係合溝１１４の内周面１１４ａに係合する際に、係合部１６１を径方向外方に逃がすためのスペースとして機能する。

【0076】

第２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。第２実施形態のベローズポンプ１０においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、第２実施形態では、吐出用チェックバルブ１６の係合部１６１、及び当該係合部１６１が係合される係合溝１１４の各断面形状を、それぞれ凸円弧状及び凹円弧状に形成しているが、吸込用チェックバルブ１５の係合部１５１、及び当該係合部１５１が係合される係合溝１１３の各断面形状を、係合部１６１及び係合溝１１４と同様に、それぞれ凸円弧状及び凹円弧状に形成してもよい。

【0077】

［第３実施形態］
図８は、本開示の第３実施形態のベローズポンプ１０における左側の吐出用チェックバルブ１６の周辺を示す拡大断面図である。第３実施形態では、ポンプヘッド１１の係合溝１１４、及び吐出用チェックバルブ１６の係合部１６１の各断面形状が、第１実施形態及び第２実施形態と相違する。

【0078】

本実施形態におけるポンプヘッド１１の係合溝１１４は、断面視において、雌ねじ孔１１２の底面１１２ａから軸方向一方側に窪むように凹状に形成されている。係合溝１１４の内周面１１４ａ及び外周面１１４ｂは、それぞれ断面視において、軸方向に真っすぐ延びる円周面である。係合溝１１４の外径（外周面１１４ｂの直径）は、雌ねじ孔１１２の内径よりも小さい。

【0079】

吐出用チェックバルブ１６のバルブケース１６ａの端部１６ｄに設けられた係合部１６１は、断面視において、端部１６ｄから軸方向一方側に突出するように凸状に形成されている。係合部１６１の内周面１６１ａ及び外周面１６１ｂは、それぞれ断面視において、軸方向に真っすぐ延びる円周面である。係合部１６１の内径（内周面１６１ａの直径）は、係合溝１１４の内径（内周面１１４ａの直径）と略同一である。係合部１６１の外径（外周面１６１ｂの直径）は、係合溝１１４の外径（外周面１１４ｂの直径）と略同一である。これにより、係合部１６１の内周面１６１ａ及び外周面１６１ｂは、それぞれ係合溝１１４の内周面１１４ａ及び外周面１１４ｂに係合される。

【0080】

第３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。第３実施形態のベローズポンプ１０においても、バルブケース１６ａの端部１６ｄに設けられた係合部１６１が、雌ねじ孔１１２の底面１１２ａに形成された係合溝１１４の内周面１１４ａに係合する。この係合により、チェックバルブ１６のバルブケース１６ａをポンプヘッド１１に取り付けるときに、バルブケース１６ａの端部１６ｄが径方向内方に倒れ込むように変形するのを抑制することができる。

【0081】

なお、第３実施形態では、吐出用チェックバルブ１６の係合部１６１、及び当該係合部１６１が係合される係合溝１１４の各断面形状を、それぞれ凸状及び凹状に形成しているが、吸込用チェックバルブ１５の係合部１５１、及び当該係合部１５１が係合される係合溝１１３の各断面形状を、係合部１６１及び係合溝１１４と同様に、それぞれ凸状及び凹状に形成してもよい。

【0082】

［その他］
上記各実施形態のベローズポンプ１０は、半導体製造装置での使用に限定されるものではない。また、ベローズポンプ１０は、一対のベローズ１３，１４を備えているが、単一のベローズのみを備えたものであってもよい。例えば、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であってもよい。

【0083】

上記各実施形態の係合部１５１，１６１は、バルブケース１５ａ，１６ａの端部１５ｄ，１６ｄの全周にわたって設けられているが、当該端部１５ｄ，１６ｄの周方向の一部のみに設けられていてもよい。

【0084】

上記各実施形態における係合部１５１，１６１の外周面１５１ｂ，１６１ｂと係合溝１１３，１１４の外周面１１３ｂ，１１４ｂとの間のスペースＳ１，Ｓ２は、係合部１５１，１６１の外周面１５１ｂ，１６１ｂをテーパ面にすることによって形成されているが、当該外周面１５１ｂ，１６１ｂを軸方向に真っすぐ延びる円周面とし、当該円周面よりも径方向外側に拡径するテーパ面を、係合溝１１３，１１４の外周面１１３ｂ，１１４ｂに形成することによって、スペースＳ１，Ｓ２を形成してもよい。

【0085】

今回開示され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はないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0086】

１０ ベローズポンプ
１１ ポンプヘッド
１３ 第１ベローズ（ベローズ）
１４ 第２ベローズ（ベローズ）
１５ 吸込用チェックバルブ（チェックバルブ）
１５ａ バルブケース
１５ｄ 端部
１５ｅ 雄ねじ
１６ 吐出用チェックバルブ（チェックバルブ）
１６ａ バルブケース
１６ｄ 端部
１６ｅ 雄ねじ
３４ 吸込通路
３５ 吐出通路
１１１ 雌ねじ孔
１１１ａ 底面
１１２ 雌ねじ孔
１１２ａ 底面
１１３ 係合溝
１１３ａ 内周面（テーパ面）
１１４ 係合溝
１１４ａ 内周面（テーパ面）
１５１ 係合部
１６１ 係合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】