本發(fā)明涉及一種波紋管泵裝置。
背景技術(shù):
在半導(dǎo)體制造、化學(xué)工業(yè)等中,作為用于對藥液、溶劑等轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行輸送供給的泵,有時(shí)使用波紋管泵。
例如專利文獻(xiàn)1記載的那樣,該波紋管泵以如下方式構(gòu)成,即,將泵殼體連結(jié)于泵頭的左右方向(水平方向)的兩側(cè)而形成2個(gè)空氣室,在各空氣室的內(nèi)部分別設(shè)置有能夠沿左右方向伸縮的一對波紋管,通過交替地將加壓空氣供給至各空氣室而使各波紋管收縮或伸長。在波紋管泵連接有將向各空氣室供給的加壓空氣調(diào)整為適當(dāng)?shù)目諝鈮毫αΦ臋C(jī)械式調(diào)節(jié)器。
在泵頭形成有與各波紋管的內(nèi)部連通的轉(zhuǎn)送流體的吸入通路和排出通路,并且還設(shè)置有單向閥,該單向閥允許轉(zhuǎn)送流體相對于吸入通路以及排出通路的向一個(gè)方向流動、且阻止向另一方向的轉(zhuǎn)送流體的流動。吸入通路用的單向閥因波紋管的伸長而打開,從而允許轉(zhuǎn)送流體從吸入通路向波紋管內(nèi)流動,該單向閥因波紋管的收縮而關(guān)閉,從而阻止轉(zhuǎn)送流體從該波紋管內(nèi)向吸入通路流動。另外,排出通路用的單向閥以如下方式構(gòu)成,即,因波紋管的伸長而關(guān)閉,從而阻止轉(zhuǎn)送流體從排出通路向波紋管內(nèi)流動,因波紋管的收縮而打開,從而允許轉(zhuǎn)送流體從波紋管內(nèi)向排出通路流動。
一對波紋管由連結(jié)桿(tie rod)連結(jié)為一體,如果一方的波紋管收縮而向排出通路將轉(zhuǎn)送流體排出,則與此同時(shí)另一方的波紋管強(qiáng)制地伸長而從吸入通路將轉(zhuǎn)送流體吸入。另外,如果所述另一方的波紋管收縮而向排出通路將轉(zhuǎn)送流體排出,則所述一方的波紋管與其同時(shí)強(qiáng)制地伸長而從吸入通路將轉(zhuǎn)送流體吸入。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-211512號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在上述結(jié)構(gòu)的波紋管泵中,在將加壓空氣供給至在波紋管的外側(cè)形成的空氣室而使波紋管收縮時(shí),為了使波紋管收縮所需的應(yīng)力隨著該收縮的進(jìn)行而增加,因此需要使供給至空氣室的加壓空氣的空氣壓力升高。然而,對加壓空氣的空氣壓力進(jìn)行調(diào)整的機(jī)械式調(diào)節(jié)器無法進(jìn)行為了使空氣室的空氣壓力升高而暫時(shí)地將閥打開的控制。因此,如圖22所示,在各波紋管收縮的期間,產(chǎn)生轉(zhuǎn)送流體的排出壓力逐漸下降的現(xiàn)象(圖中由虛線包圍的部分),這成為脈動的原因。
本發(fā)明就是鑒于這種情形而提出的,其目的在于提供一種波紋管泵裝置,在波紋管的收縮動作時(shí)能夠減少轉(zhuǎn)送流體的排出壓力下降的情況。
本發(fā)明的波紋管泵裝置通過將加壓空氣供給至密閉的空氣室,從而使配置于所述空氣室內(nèi)的波紋管進(jìn)行收縮動作,將轉(zhuǎn)送流體排出,并且通過從所述空氣室將加壓空氣排出,從而使所述波紋管進(jìn)行伸長動作,將轉(zhuǎn)送流體吸入,所述波紋管泵裝置的特征在于,具有電動氣壓調(diào)節(jié)器,在所述波紋管的收縮動作時(shí),所述電動氣壓調(diào)節(jié)器將供給至所述空氣室的加壓空氣的空氣壓力調(diào)整為,與所述波紋管的收縮特性相對應(yīng)地升高。
根據(jù)以上述方式構(gòu)成的波紋管泵裝置,在波紋管的收縮動作時(shí),利用電動氣壓調(diào)節(jié)器使供給至空氣室的加壓空氣的空氣壓力與波紋管的收縮特性相對應(yīng)地升高,因此能夠隨著波紋管的收縮而使空氣室中的加壓空氣的空氣壓力升高。由此,能夠在波紋管收縮的期間減少轉(zhuǎn)送流體的排出壓力下降的情況。
優(yōu)選所述電動氣壓調(diào)節(jié)器每隔單位時(shí)間而利用下式對所述空氣壓力進(jìn)行調(diào)整。
P=aX+b
其中,P為所述空氣壓力,a為壓力增加系數(shù),X為所述波紋管的伸縮位置,b為初始空氣壓力。
在該情況下,能夠有效地減少在波紋管收縮的期間轉(zhuǎn)送流體的排出壓力下降的情況。
在上述波紋管泵裝置中,優(yōu)選所述波紋管由相互獨(dú)立且自由伸縮的第1波紋管以及第2波紋管構(gòu)成,還具有:第1驅(qū)動裝置,其使所述第1波紋管在最大伸長狀態(tài)和最大收縮狀態(tài)之間連續(xù)地進(jìn)行伸縮動作;第2驅(qū)動裝置,其使所述第2波紋管在最大伸長狀態(tài)和最大收縮狀態(tài)之間連續(xù)地進(jìn)行伸縮動作;第1檢測單元,其對所述第1波紋管的伸縮狀態(tài)進(jìn)行檢測;第2檢測單元,其對所述第2波紋管的伸縮狀態(tài)進(jìn)行檢測;以及控制部,其基于所述第1以及第2檢測單元的各檢測信號以下述方式對所述第1以及第2驅(qū)動裝置進(jìn)行驅(qū)動控制,即,在所述第1波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前,使所述第2波紋管從最大伸長狀態(tài)收縮,并且在所述第2波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前,使所述第1波紋管從最大伸長狀態(tài)收縮。
在該情況下,使第1波紋管以及第2波紋管相互獨(dú)立地自由伸縮,在控制部中,以如下方式對它們進(jìn)行驅(qū)動控制,即,在第1波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第2波紋管從最大伸長狀態(tài)收縮,并且在第2波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第1波紋管從最大伸長狀態(tài)收縮,因此在一方的波紋管從收縮(排出)向伸長(吸入)的切換定時(shí),另一方的波紋管已經(jīng)收縮而將轉(zhuǎn)送流體排出,因此能夠減少在所述切換定時(shí)排出壓力下降的情況。其結(jié)果,能夠減弱波紋管泵裝置的排出側(cè)的脈動。
在上述波紋管泵裝置中,電動氣壓調(diào)節(jié)器以設(shè)為使得加壓空氣的空氣壓力始終恒定的壓力增加系數(shù)的輸出周期對加壓空氣進(jìn)行輸出,因此有可能產(chǎn)生如下的問題。
即,在利用上述波紋管泵裝置例如按順序?qū)Ω邷氐霓D(zhuǎn)送流體和低溫的轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行輸送供給的情況下,如果從高溫的轉(zhuǎn)送流體的輸送供給切換為低溫的轉(zhuǎn)送流體的輸送供給,則吸入至波紋管內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體的溫度降低,從而有時(shí)波紋管會變硬。在產(chǎn)生這種變化的情況下,波紋管難以收縮,但無論波紋管的硬度如何,電動氣壓調(diào)節(jié)器都以設(shè)為使得空氣壓力恒定的壓力增加系數(shù)的輸出周期將加壓空氣輸出,因此轉(zhuǎn)送流體的排出壓力降低,無法使得其排出壓力恒定。
如果無法使得轉(zhuǎn)送流體的排出壓力恒定,則波紋管泵裝置的脈動變大,有可能對半導(dǎo)體制造工藝造成如下不良影響,即,異物從設(shè)置于轉(zhuǎn)送流體的輸送供給配管的中途的過濾器流出,或者因從噴嘴前端噴出的轉(zhuǎn)送流體的脈動而使得晶片上的圖案被破壞等。
因此,在上述波紋管泵裝置中,優(yōu)選還具有:溫度檢測部,其對所述轉(zhuǎn)送流體的溫度進(jìn)行檢測;以及控制部,其以如下方式對所述電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制,即,所述溫度檢測部的檢測值越低,則使所述空氣壓力升高時(shí)的壓力增加系數(shù)越大。
在該情況下,控制部以如下方式對所述電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制,即,由溫度檢測部檢測出的轉(zhuǎn)送流體的溫度越低,則在波紋管的收縮動作時(shí)供給至空氣室加壓空氣的空氣壓力的壓力增加系數(shù)越大。由此,例如即使因轉(zhuǎn)送流體的溫度降低而使得波紋管變硬,通過使供給至空氣室的加壓空氣的空氣壓力的壓力增加系數(shù)增大,也能夠以比轉(zhuǎn)送流體的溫度下降前的空氣壓力高的空氣壓力使波紋管收縮。因此,即使波紋管的硬度因轉(zhuǎn)送流體的溫度變化而發(fā)生變化,也能夠抑制轉(zhuǎn)送流體的排出壓力在波紋管收縮的期間內(nèi)發(fā)生變化。
優(yōu)選所述控制部基于所述溫度檢測部的檢測值,將所述空氣壓力的壓力增加系數(shù)設(shè)定為,使得所述空氣壓力的最大值不超過所述波紋管的容許耐受壓力。
在該情況下,即使供給至空氣室的加壓空氣的空氣壓力的壓力增加系數(shù)增大,該空氣壓力的最大值也不會超過波紋管的容許耐受壓力,因此能夠防止因空氣壓力的升高而引起波紋管變形或破損。
優(yōu)選所述控制部具有與多個(gè)溫度區(qū)域分別相對應(yīng)地設(shè)定了所述壓力增加系數(shù)的查詢表,基于所述查詢表對所述電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。
在該情況下,能夠容易地基于查詢表而對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的波紋管泵裝置,能夠減少轉(zhuǎn)送流體的排出壓力在波紋管的收縮動作時(shí)下降的情況。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的波紋管泵裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2是波紋管泵的剖面圖。
圖3是表示波紋管泵的動作的說明圖。
圖4是表示波紋管泵的動作的說明圖。
圖5是表示控制部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是表示波紋管泵的驅(qū)動控制的一個(gè)例子的時(shí)序圖。
圖7是表示最大伸長狀態(tài)的第2波紋管在第1波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前開始收縮的狀態(tài)的剖面圖。
圖8是表示最大伸長狀態(tài)的第1波紋管在第2波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前開始收縮的狀態(tài)的剖面圖。
圖9是表示第1以及第2電動氣壓調(diào)節(jié)器的空氣壓力的調(diào)整的一個(gè)例子的曲線圖。
圖10是表示從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的曲線圖。
圖11是表示第1實(shí)施方式所涉及的波紋管泵裝置的變形例的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖12是表示具有本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的波紋管泵裝置的流體輸送供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖13是第2實(shí)施方式的波紋管泵裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖14是第2實(shí)施方式的控制部所具有查詢表的一個(gè)例子。
圖15是表示在第2實(shí)施方式中與多個(gè)溫度區(qū)域分別相對應(yīng)地由控制部進(jìn)行控制的電動氣壓調(diào)節(jié)器的空氣壓力的變化的曲線圖。
圖16是表示第2實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)送流體的溫度與波紋管的容許耐受壓力之間的關(guān)系的曲線圖。
圖17是表示通過對比例1所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
圖18是表示通過第2實(shí)施方式的實(shí)施例1所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
圖19是表示通過對比例2所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
圖20是表示通過第2實(shí)施方式的實(shí)施例2所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
圖21是表示通過第2實(shí)施方式的實(shí)施例3所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
圖22是表示從當(dāng)前的波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面,參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[第1實(shí)施方式]
<波紋管泵的整體結(jié)構(gòu)>
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的波紋管泵裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP例如在半導(dǎo)體制造裝置中以恒定量供給藥液、溶劑等轉(zhuǎn)送流體時(shí)使用。該波紋管泵裝置BP具有:波紋管泵1;空氣壓縮機(jī)等空氣供給裝置2,其將加壓空氣(工作流體)向上述波紋管泵1供給;機(jī)械式調(diào)節(jié)器3以及2個(gè)調(diào)節(jié)器即第1以及第2電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52,它們對所述加壓空氣的空氣壓力進(jìn)行調(diào)整;2個(gè)切換閥即第1以及第2切換閥4、5;以及控制部6,其對波紋管泵1的驅(qū)動進(jìn)行控制。
圖2是本實(shí)施方式的波紋管泵的剖面圖。
本實(shí)施方式的波紋管泵1具有:泵頭11;一對泵殼體12,它們安裝于上述泵頭11的左右方向(水平方向)的兩側(cè);2個(gè)波紋管即第1以及第2波紋管13、14、它們在各泵殼體12的內(nèi)部安裝于泵頭11的左右方向的側(cè)面;以及4個(gè)單向閥15、16,它們在各波紋管13、14的內(nèi)部安裝于泵頭11的左右方向的側(cè)面。
<波紋管的結(jié)構(gòu)>
第1以及第2波紋管13、14由PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物)等氟樹脂形成為有底筒狀,在其開放端部一體形成的凸緣部13a、14a以氣密狀被按壓固定于泵頭11的側(cè)面。第1以及第2波紋管13、14的各周壁形成為波紋形狀,構(gòu)成為能夠相互獨(dú)立地在水平方向上伸縮。具體而言,第1以及第2波紋管13、14在最大伸長狀態(tài)和最大收縮狀態(tài)之間伸縮,該最大伸長狀態(tài)是指后述的工作板19的外表面與泵殼體12的底壁部12a的內(nèi)側(cè)表面抵接的狀態(tài),該最大收縮狀態(tài)是指后述的活塞體23的內(nèi)側(cè)表面與泵殼體12的底壁部12a的外側(cè)表面抵接的狀態(tài)。
在第1以及第2波紋管13、14的底部的外表面,利用螺栓17以及螺母18將工作板19和連結(jié)部件20的一端部一起固定。
<泵殼體的結(jié)構(gòu)>
泵殼體12形成為有底圓筒狀,其開口周緣部以氣密狀按壓固定于相對應(yīng)的波紋管13(14)的凸緣部13a(14a)。由此,在泵殼體12的內(nèi)部形成有保持為氣密狀態(tài)的排出側(cè)空氣室21。
在泵殼體12分別設(shè)置有進(jìn)氣排氣端口22,進(jìn)氣排氣端口22經(jīng)由切換閥4(5)、電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)以及機(jī)械式調(diào)節(jié)器3而與空氣供給裝置2連接(參照圖1)。由此,從空氣供給裝置2經(jīng)由機(jī)械式調(diào)節(jié)器3、電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)、切換閥4(5)以及進(jìn)氣排氣端口22而將加壓空氣供給至排出側(cè)空氣室21的內(nèi)部,由此使得波紋管13(14)收縮。
另外,在各泵殼體12的底壁部12a將所述連結(jié)部件20支撐為能夠沿水平方向滑動,利用螺母24將活塞體23固定于該連結(jié)部件20的另一端部。相對于與所述底壁部12a的外側(cè)面設(shè)置為一體的圓筒狀的缸體25的內(nèi)周面,將活塞體23保持為氣密狀態(tài)、且支撐為能夠沿水平方向滑動。由此,由所述底壁部12a、缸體25以及活塞體23包圍的空間成為保持為氣密狀態(tài)的吸入側(cè)空氣室26。
在所述缸體25形成有與吸入側(cè)空氣室26連通的進(jìn)氣排氣口25a,該進(jìn)氣排氣口25a經(jīng)由所述切換閥4(5)、電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)以及機(jī)械式調(diào)節(jié)器3而與空氣供給裝置2連接(參照圖1)。由此,從空氣供給裝置2經(jīng)由機(jī)械式調(diào)節(jié)器3、電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)、切換閥4(5)以及進(jìn)氣排氣口25a而將加壓空氣供給至吸入側(cè)空氣室26的內(nèi)部,由此使得波紋管13(14)伸長。
在各泵殼體12的底壁部12a的下方,安裝有用于對轉(zhuǎn)送流體向排出側(cè)空氣室21的泄漏進(jìn)行檢測的泄漏傳感器40。
此外,在本實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP中,直至加壓空氣填充于整個(gè)吸入側(cè)空氣室26的內(nèi)部為止的時(shí)間,比直至加壓空氣填充于整個(gè)排出側(cè)空氣室21的內(nèi)部為止的時(shí)間短。即,波紋管13(14)從最大收縮狀態(tài)伸長至最大伸長狀態(tài)的伸長時(shí)間(吸入時(shí)間),比該波紋管13(14)從最大伸長狀態(tài)收縮至最大收縮狀態(tài)的收縮時(shí)間(排出時(shí)間)短。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu),由圖2左側(cè)的形成有排出側(cè)空氣室21的泵殼體12、以及圖2左側(cè)的形成吸入側(cè)空氣室26的活塞體23以及缸體25,構(gòu)成使第1波紋管13在最大伸長狀態(tài)和最大收縮狀態(tài)之間連續(xù)地進(jìn)行伸縮動作的第1氣缸部(第1驅(qū)動裝置)27。
另外,由圖2右側(cè)的形成有排出側(cè)空氣室21的泵殼體12、和圖2右側(cè)的形成吸入側(cè)空氣室26的活塞體23以及缸體25,構(gòu)成使第2波紋管14在最大伸長狀態(tài)和最大收縮狀態(tài)之間連續(xù)地進(jìn)行伸縮動作的第2氣缸部(第2驅(qū)動裝置)28。
在第1氣缸部27的缸體25安裝有一對接近傳感器29A、29B,在活塞體23安裝有利用各接近傳感器29A、29B進(jìn)行檢測的被檢測板30。被檢測板30與活塞體23一起進(jìn)行往返移動而對接近傳感器29A、29B交替地接近的情況進(jìn)行檢測。
接近傳感器29A是對第1波紋管13的最大收縮狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1最大收縮檢測部,配置于在第1波紋管13處于最大收縮狀態(tài)時(shí)檢測到被檢測板30的位置。接近傳感器29B是對第1波紋管13的最大伸長狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1最大伸長檢測部,配置于在第1波紋管13處于最大伸長狀態(tài)時(shí)檢測到被檢測板30的位置。將各接近傳感器29A、29B的檢測信號發(fā)送至控制部6。在本實(shí)施方式中,由上述一對接近傳感器29A、29B構(gòu)成對第1波紋管13的伸縮狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1檢測單元29。
同樣地,在第2氣缸部28的缸體25安裝有一對接近傳感器31A、31B,在活塞體23安裝有利用各接近傳感器31A、31B進(jìn)行檢測的被檢測板32。被檢測板32與活塞體23一起進(jìn)行往返移動,由此對與接近傳感器31A、31B交互地接近的情況進(jìn)行檢測。
接近傳感器31A是對第2波紋管14的最大收縮狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2最大收縮檢測部,配置于在第2波紋管14處于最大收縮狀態(tài)時(shí)檢測到被檢測板32的位置。接近傳感器31B是對第2波紋管14的最大伸長狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2最大伸長檢測部,配置于在第2波紋管14處于最大伸長狀態(tài)時(shí)檢測到被檢測板32的位置。將各接近傳感器31A、31B的檢測信號發(fā)送至控制部6。在本實(shí)施方式中,由上述一對接近傳感器31A、31B構(gòu)成對第2波紋管14的伸縮狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2檢測單元31。
第1檢測單元29的一對接近傳感器29A、29B交替地對被檢測板30進(jìn)行檢測,由此將利用空氣供給裝置2而生成的加壓空氣交替地供給至第1氣缸部27的吸入側(cè)空氣室26和排出側(cè)空氣室21。由此,使得第1波紋管13連續(xù)地進(jìn)行伸縮動作。
另外,第2檢測單元31的一對接近傳感器31A、31B交替地對被檢測板32進(jìn)行檢測,由此將所述加壓空氣交替地供給至第2氣缸部28的吸入側(cè)空氣室26和排出側(cè)空氣室21。由此,第2波紋管14連續(xù)地進(jìn)行伸縮動作。此時(shí),主要在第1波紋管13的收縮動作時(shí)進(jìn)行第2波紋管14的伸長動作,主要在第1波紋管13的伸長動作時(shí)進(jìn)行第2波紋管14的收縮動作。這樣,第1波紋管13以及第2波紋管14交替反復(fù)地進(jìn)行伸縮動作,由此交替地進(jìn)行轉(zhuǎn)送流體相對于各波紋管13、14的內(nèi)部的吸入和排出,對該轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行轉(zhuǎn)送。
<泵頭的結(jié)構(gòu)>
泵頭11由PTFE、PFA等氟樹脂形成。在泵頭11的內(nèi)部形成有轉(zhuǎn)送流體的吸入通路34和排出通路35,該吸入通路34以及排出通路35在泵頭11的外周面開口,與設(shè)置于該外周面的吸入端口以及排出端口(均省略圖示)連接。吸入端口與轉(zhuǎn)送流體的貯存容器等連接,排出端口與轉(zhuǎn)送流體的轉(zhuǎn)送目標(biāo)連接。另外,吸入通路34以及排出通路35分別具有朝向泵頭11的左右兩側(cè)面分支、且在泵頭11的左右兩側(cè)面開口的吸入口36以及排出口37。各吸入口36以及各排出口37分別經(jīng)由單向閥15、16而與波紋管13、14的內(nèi)部連通。
<單向閥的結(jié)構(gòu)>
在各吸入口36以及各排出口37設(shè)置有單向閥15、16。
安裝于吸入口36的單向閥15(下面,也稱為“吸入用單向閥”)具有:閥殼體15a;閥體15b,其收容于上述閥殼體15a;壓縮螺旋彈簧15c,其將上述閥體15b向閉閥方向預(yù)緊。閥殼體15a形成為有底圓筒形狀,在其底壁形成有與波紋管13、14的內(nèi)部連通的通孔15d。閥體15b利用壓縮螺旋彈簧15c的預(yù)緊力而將吸入口36封閉(閉閥),如果伴隨著波紋管13、14的伸縮而作用有轉(zhuǎn)送流體流的背壓,則將吸入口36打開(開閥)。
由此,吸入用單向閥15在其本身所配置的波紋管13、14伸長時(shí)開閥,允許轉(zhuǎn)送流體在從吸入通路34朝向波紋管13、14內(nèi)部的方向(一個(gè)方向)上的吸引,該吸入用單向閥15在該波紋管13、14收縮時(shí)閉閥,阻止轉(zhuǎn)送流體在從波紋管13、14內(nèi)部朝向吸入通路34的方向(其他方向)上的倒流。
安裝于排出口37的單向閥16(下面,也稱為“排出用單向閥”)具有:閥殼體16a;閥體16b,其收容于上述閥殼體16a;以及壓縮螺旋彈簧16c,其將上述閥體16b向閉閥方向進(jìn)行預(yù)緊。閥殼體16a形成為有底圓筒形狀,在其底壁形成有與波紋管13、14的內(nèi)部連通的通孔16d。閥體16b利用壓縮螺旋彈簧16c的預(yù)緊力而將閥殼體16a的通孔16d封閉(閉閥),如果伴隨著波紋管13、14的伸縮而作用有因轉(zhuǎn)送流體流產(chǎn)生的背壓,則將閥殼體16a的通孔16d打開(開閥)。
由此,排出用單向閥16在其本身所配置的波紋管13、14收縮時(shí)開閥,允許轉(zhuǎn)送流體在從波紋管13、14內(nèi)部朝向排出通路35的方向(一個(gè)方向)上的流出,該排出用單向閥16在該波紋管13、14伸長時(shí)閉閥,阻止轉(zhuǎn)送流體在從排出通路35朝向波紋管13、14內(nèi)部的方向(其他方向)上的倒流。
<波紋管泵的動作>
下面,參照圖3以及圖4對本實(shí)施方式的波紋管泵1的動作進(jìn)行說明。此外,在圖3以及圖4中,簡化示出第1以及第2波紋管13、14的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示,在第1波紋管13收縮、且第2波紋管14伸長的情況下,泵頭11的安裝于圖中左側(cè)的吸入用單向閥15以及排出用單向閥16的各閥體15b、16b分別從第1波紋管13內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體受到壓力而向各閥殼體15a、16a的圖中右側(cè)移動。由此,在吸入用單向閥15關(guān)閉的同時(shí)將排出用單向閥16打開,將第1波紋管13內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體從排出通路35向泵外排出。
另一方面,泵頭11的安裝于圖中右側(cè)的吸入用單向閥15以及排出用單向閥16的各閥體15b、16b通過第2波紋管14的吸引作用而分別向各閥殼體15a、16a的圖中右側(cè)移動。由此,在吸入用單向閥15打開的同時(shí)排出用單向閥16關(guān)閉,將轉(zhuǎn)送流體從吸入通路34吸入至第2波紋管14內(nèi)。
然后,如圖4所示,在第1波紋管13伸長、且第2波紋管14收縮的情況下,泵頭11的安裝于圖中右側(cè)的吸入用單向閥15以及排出用單向閥16的各閥體15b、16b分別從第2波紋管14內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體受到壓力而向各閥殼體15a、16a的圖中左側(cè)移動。由此,在吸入用單向閥15關(guān)閉的同時(shí)排出用單向閥16打開,將第2波紋管14內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體從排出通路35向泵外排出。
另一方面,泵頭11的安裝于圖中左側(cè)的吸入用單向閥15以及排出用單向閥16的各閥體15b、16b,通過第1波紋管13的吸引作用而向各閥殼體15a、16a的圖中左側(cè)移動。由此,在吸入用單向閥15打開的同時(shí)排出用單向閥16關(guān)閉,將轉(zhuǎn)送流體從吸入通路34吸入至第1波紋管13內(nèi)。
通過反復(fù)進(jìn)行以上動作,使得左右的波紋管13、14能夠交替地進(jìn)行轉(zhuǎn)送流體的吸引和排出。
<切換閥的結(jié)構(gòu)>
在圖1中,第1切換閥4對加壓空氣從空氣供給裝置2相對于第1氣缸部27的排出側(cè)空氣室21以及吸入側(cè)空氣室26的供給排放進(jìn)行切換,例如由具有一對螺線管4a、4b的三通的電磁切換閥構(gòu)成。各螺線管4a、4b從控制部6收到指令信號而被進(jìn)行勵磁。此外,本實(shí)施方式中的第1切換閥4由三通的電磁切換閥構(gòu)成,但也可以是不具有中立位置的二通的電磁切換閥。
第1切換閥4在兩個(gè)螺線管4a、4b處于消磁狀態(tài)時(shí)保持于中立位置,將加壓空氣從空氣供給裝置2向第1氣缸部27的排出側(cè)空氣室21(進(jìn)氣排氣端口22)以及吸入側(cè)空氣室26(進(jìn)氣排氣口25a)的供給切斷,使得第1氣缸部27的排出側(cè)空氣室21以及吸入側(cè)空氣室26均與大氣連通而開放。
另外,如果螺線管4a被勵磁,則第1切換閥4切換至圖中的下方位置,將加壓空氣從空氣供給裝置2向第1氣缸部27的排出側(cè)空氣室21供給。此時(shí),第1氣缸部27的吸入側(cè)空氣室26與大氣連通而開放。由此,能夠使第1波紋管13收縮。
并且,如果螺線管4b被勵磁,則第1切換閥4切換至圖中的上方位置,將加壓空氣從空氣供給裝置2向第1氣缸部27的吸入側(cè)空氣室26供給。此時(shí),第1氣缸部27的排出側(cè)空氣室21與大氣連通而開放。由此,能夠使第1波紋管13伸長。
第2切換閥5對加壓空氣從空氣供給裝置2相對于第2氣缸部28的排出側(cè)空氣室21以及吸入側(cè)空氣室26的供給排放進(jìn)行切換,例如由具有一對螺線管5a、5b的三通的電磁切換閥構(gòu)成。各螺線管5a、5b從控制部6收到指令信號而被勵磁。此外,本實(shí)施方式的第2切換閥5由三通的電磁切換閥構(gòu)成,但也可以是不具有中立位置的二通的電磁切換閥。
第2切換閥5在兩個(gè)螺線管5a、5b處于消磁狀態(tài)時(shí)保持于中立位置,將加壓空氣從空氣供給裝置2向第2氣缸部28的排出側(cè)空氣室21(進(jìn)氣排氣端口22)以及吸入側(cè)空氣室26(進(jìn)氣排氣口25a)的供給切斷,使得第2氣缸部28的排出側(cè)空氣室21以及吸入側(cè)空氣室26均與大氣連通而開放。
另外,如果螺線管5a被勵磁,則第2切換閥5切換至圖中的下方位置,將加壓空氣從空氣供給裝置2向第2氣缸部28的排出側(cè)空氣室21供給。此時(shí),第2氣缸部28的吸入側(cè)空氣室26與大氣連通而開放。由此,能夠使第2波紋管14收縮。
并且,如果螺線管5b被勵磁,則第2切換閥5切換至圖中的上方位置,將加壓空氣從空氣供給裝置2供給至第2氣缸部28的吸入側(cè)空氣室26。此時(shí),第2氣缸部28的排出側(cè)空氣室21與大氣連通而開放。由此,能夠使第2波紋管14伸長。
在圖1中,在第1氣缸部27的排出側(cè)空氣室21(進(jìn)氣排氣端口22)與第1切換閥4之間,第1急速排氣閥61與排出側(cè)空氣室21相鄰地配置。第1急速排氣閥61具有將加壓空氣排出的排氣口61a,允許加壓空氣從第1切換閥4向排出側(cè)空氣室21的流動,并且將從排出側(cè)空氣室21流出的加壓空氣從排氣口61a排出。由此,能夠不經(jīng)由第1切換閥4而從第1急速排氣閥61迅速地將排出側(cè)空氣室21內(nèi)的加壓空氣排出。
同樣地,在第2氣缸部28的排出側(cè)空氣室21(進(jìn)氣排氣端口22)與第2切換閥5之間,第2急速排氣閥62與排出側(cè)空氣室21相鄰地配置。第2急速排氣閥62具有將加壓空氣排出的排氣口62a,允許加壓空氣從第2切換閥5向排出側(cè)空氣室21的流動,并且將從排出側(cè)空氣室21流出的加壓空氣從排氣口62a排出。由此,能夠不經(jīng)由第2切換閥5而從第2急速排氣閥62迅速地將排出側(cè)空氣室21內(nèi)的加壓空氣排出。
此外,在各氣缸部27、28的吸入側(cè)空氣室26(進(jìn)氣排氣口25a)、與相對應(yīng)的切換閥4、5之間未配置急速排氣閥。在將急速排氣閥安裝于吸入側(cè)的情況下,能夠獲得與將急速排氣閥安裝于排出側(cè)的情況相同的效果,但該效果并未大至排出側(cè)的程度。因此,從成本方面考慮,作為實(shí)施例,并未設(shè)置吸入側(cè)的急速排氣閥。
<控制部的結(jié)構(gòu)>
控制部6基于第1檢測單元29以及第2檢測單元31(參照圖2)的檢測信號而對各切換閥4、5進(jìn)行切換,由此對波紋管泵1的第1氣缸部27以及第2氣缸部28的各驅(qū)動進(jìn)行控制。
圖5是表示控制部6的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖??刂撇?具有第1以及第2計(jì)算部6a、6b、第1以及第2決定部6c、6d和驅(qū)動控制部6e。
第1計(jì)算部6a基于一對接近傳感器29A、29B的各檢測信號,對第1波紋管13從最大收縮狀態(tài)至最大伸長狀態(tài)的第1伸長時(shí)間、以及從最大伸長狀態(tài)至最大收縮狀態(tài)的第1收縮時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。具體而言,第1計(jì)算部6a將接近傳感器29A的檢測結(jié)束時(shí)刻至接近傳感器29B的檢測時(shí)刻的經(jīng)過時(shí)間作為第1伸長時(shí)間而進(jìn)行計(jì)算。另外,第1計(jì)算部6a將接近傳感器29B的檢測結(jié)束時(shí)刻至接近傳感器29A的檢測時(shí)刻的經(jīng)過時(shí)間作為第1收縮時(shí)間而進(jìn)行計(jì)算。
第2計(jì)算部6b基于一對接近傳感器31A、31B的各檢測信號,對第2波紋管14從最大收縮狀態(tài)至最大伸長狀態(tài)的第2伸長時(shí)間、以及從最大伸長狀態(tài)至最大收縮狀態(tài)的第2收縮時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。具體而言,第2計(jì)算部6b將接近傳感器31A的檢測結(jié)束時(shí)刻至接近傳感器31B的檢測時(shí)刻的經(jīng)過時(shí)間作為第2伸長時(shí)間而進(jìn)行計(jì)算。另外,第2計(jì)算部6b將接近傳感器31B的檢測結(jié)束時(shí)刻至接近傳感器31A的檢測時(shí)刻的經(jīng)過時(shí)間作為第2收縮時(shí)間而進(jìn)行計(jì)算。
第1決定部6c基于計(jì)算出的所述第1伸長時(shí)間以及第1收縮時(shí)間而決定第1時(shí)間差,該第1時(shí)間差是從最大伸長狀態(tài)的第1波紋管13開始進(jìn)行收縮動作的時(shí)刻起至最大伸長狀態(tài)的第2波紋管14在第1波紋管13因該收縮動作而即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前開始進(jìn)行收縮動作的時(shí)刻為止的時(shí)間差。
本實(shí)施方式的第1決定部6c例如利用下面的式(1)而決定第1時(shí)間差。
第1時(shí)間差=(第1伸長時(shí)間+第1收縮時(shí)間)/2…(1)
第2決定部6d基于計(jì)算出的所述第2伸長時(shí)間以及第2收縮時(shí)間而決定第2時(shí)間差,該第2時(shí)間差是從最大伸長狀態(tài)的第2波紋管14開始進(jìn)行收縮動作的時(shí)刻起至最大伸長狀態(tài)的第1波紋管13在第2波紋管14因該收縮動作而即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前開始進(jìn)行收縮動作的時(shí)刻為止的時(shí)間差。
本實(shí)施方式的第2決定部6d例如利用下面的式(2)而決定第2時(shí)間差。
第2時(shí)間差=(第2伸長時(shí)間+第2收縮時(shí)間)/2…(2)
驅(qū)動控制部6e基于決定出的所述第1以及第2時(shí)間差而對所述第1以及第2驅(qū)動裝置進(jìn)行驅(qū)動控制。具體而言,驅(qū)動控制部6e以如下方式對第1以及第2氣缸部27、28驅(qū)動控制,即,在從最大伸長狀態(tài)的第1波紋管13開始進(jìn)行收縮動作的時(shí)刻起經(jīng)過了所述第1時(shí)間差的時(shí)刻,使最大伸長狀態(tài)的第2波紋管14開始進(jìn)行收縮動作,并且在從最大伸長狀態(tài)的第2波紋管14開始進(jìn)行收縮動作的時(shí)刻起經(jīng)過了所述第2時(shí)間差的時(shí)刻,使最大伸長狀態(tài)的第1波紋管13開始進(jìn)行收縮動作。
圖1所示的波紋管泵裝置BP還具有電源開關(guān)8、啟動開關(guān)9以及停止開關(guān)10。
電源開關(guān)8將向波紋管泵1的通電進(jìn)行接通斷開操作的操作指令輸出,將該操作指令輸入至控制部6。啟動開關(guān)9將對波紋管泵1進(jìn)行驅(qū)動的操作指令輸出,將該操作指令輸入至控制部6。停止開關(guān)10將使得第1波紋管13以及第2波紋管14均形成為作為最大收縮狀態(tài)的待機(jī)狀態(tài)的操作指令輸出。
<波紋管泵的驅(qū)動控制>
圖6是表示控制部6進(jìn)行的波紋管泵1的驅(qū)動控制的一個(gè)例子的時(shí)序圖。在電源開關(guān)8斷開時(shí),第1以及第2切換閥4、5(參照圖1)保持于中立位置。因此,在電源開關(guān)8斷開時(shí),波紋管泵1的第1以及第2氣缸部27、28的空氣室21、26與大氣連通,因此第1波紋管13以及第2波紋管14被保持于從所述待機(jī)狀態(tài)略微伸長的位置,以使得兩個(gè)空氣室21、26內(nèi)形成為以大氣壓而平衡的狀態(tài)。
在使波紋管泵1的驅(qū)動開始時(shí),在由作業(yè)者對電源開關(guān)8進(jìn)行接通操作之后,對停止開關(guān)10進(jìn)行接通操作,使第1波紋管13以及第2波紋管14移動至待機(jī)狀態(tài)。具體而言,驅(qū)動控制部6e對第1切換閥4的螺線管4a以及第2切換閥5的螺線管5a進(jìn)行勵磁,使第1波紋管13以及第2波紋管14同時(shí)收縮至最大收縮狀態(tài)。由此,第1波紋管13以及第2波紋管14保持為待機(jī)狀態(tài)。此外,在該待機(jī)狀態(tài)下,接近傳感器29A、31A分別變?yōu)閷Ρ粰z測板30、32進(jìn)行檢測的接通狀態(tài)。
然后,如果由作業(yè)者對啟動開關(guān)9進(jìn)行接通操作,則驅(qū)動控制部6e首先執(zhí)行用于對第1波紋管13的第1伸長時(shí)間以及第1收縮時(shí)間、和第2波紋管14的第2伸長時(shí)間以及第2收縮時(shí)間進(jìn)行計(jì)算的控制。
具體而言,驅(qū)動控制部6e使第1切換閥4的螺線管4a消磁、且對螺線管4b進(jìn)行勵磁,使第1波紋管13從最大收縮狀態(tài)(待機(jī)狀態(tài))伸長至最大伸長狀態(tài)。與此同時(shí),驅(qū)動控制部6e使第2切換閥5的螺線管5a消磁、且對螺線管5b進(jìn)行勵磁,使第2波紋管14也從最大收縮狀態(tài)(待機(jī)狀態(tài))伸長至最大伸長狀態(tài)。
在第1波紋管13從最大收縮狀態(tài)伸長至最大伸長狀態(tài)時(shí),第1計(jì)算部6a對從接近傳感器29A斷開的時(shí)刻(t1)起至接近傳感器29B接通的時(shí)刻(t2)為止的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)而計(jì)算出第1波紋管13的第1伸長時(shí)間(t2-t1)。
同樣地,在第2波紋管14從最大收縮狀態(tài)伸長至最大伸長狀態(tài)時(shí),第2計(jì)算部6b對從接近傳感器31A斷開的時(shí)刻(t1)起至接近傳感器31B接通的時(shí)刻(t2)為止的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)而計(jì)算出第2波紋管14的第2伸長時(shí)間(t2-t1)。
然后,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間(t3-t2)之后,驅(qū)動控制部6e使第1切換閥4的螺線管4b消磁、且對螺線管4a進(jìn)行勵磁,僅使第1波紋管13從最大伸長狀態(tài)收縮至最大收縮狀態(tài)。
此時(shí),第1計(jì)算部6a對從接近傳感器29B斷開的時(shí)刻(t3)起至接近傳感器29A接通的時(shí)刻(t4)為止的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)而計(jì)算出第1波紋管13的第1收縮時(shí)間(t4-t3)。
而且,在第1決定部6c中,基于計(jì)算出的第1伸長時(shí)間以及第1收縮時(shí)間而決定第1時(shí)間差。在本實(shí)施方式中,第1決定部6c利用下面的式(3)對第1時(shí)間差進(jìn)行計(jì)算。
第1時(shí)間差=(第1伸長時(shí)間+第1收縮時(shí)間)/2=((t2-t1)+(t4-t3))/2···(3)
接下來,在第1波紋管13收縮至最大收縮狀態(tài)的時(shí)刻(t4)的同時(shí),驅(qū)動控制部6e使第2切換閥5的螺線管5b消磁、且對螺線管5a進(jìn)行勵磁,使第2波紋管14從最大伸長狀態(tài)收縮至最大收縮狀態(tài)。
此時(shí),第2計(jì)算部6b對從接近傳感器31B斷開的時(shí)刻(t4)起至接近傳感器31A接通的時(shí)刻(t6)為止的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)而計(jì)算出第2波紋管14的第2收縮時(shí)間(t6-t4)。
而且,在第2決定部6d中,基于計(jì)算出的第2伸長時(shí)間以及第2收縮時(shí)間而決定第2時(shí)間差。在本實(shí)施方式中,第2決定部6d利用下面的式(4)而對第2時(shí)間差進(jìn)行計(jì)算。
第2時(shí)間差=(第2伸長時(shí)間+第2收縮時(shí)間)/2=((t2-t1)+(t6-t4))/2···(4)
此外,此后,每當(dāng)?shù)?波紋管13往返1次時(shí),都通過第1計(jì)算部6a以及第1決定部6c以上述方式對第1伸長時(shí)間以及第1收縮時(shí)間進(jìn)行計(jì)算,基于其計(jì)算出的第1伸長時(shí)間以及第1收縮時(shí)間而決定第1時(shí)間差。
同樣地,每當(dāng)?shù)?波紋管14往返1次時(shí),都利用第2計(jì)算部6b以及第2決定部6d以上述方式對第2伸長時(shí)間以及第2收縮時(shí)間進(jìn)行計(jì)算,基于其計(jì)算出的第2伸長時(shí)間以及第2收縮時(shí)間而決定第2時(shí)間差。
另一方面,驅(qū)動控制部6e在第2波紋管14變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前開始對第1波紋管13的驅(qū)動。具體而言,驅(qū)動控制部6e在第2波紋管14即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前的時(shí)刻(t5)使第1切換閥4的螺線管4a消磁、且對螺線管4b進(jìn)行勵磁。由此,第1波紋管13從最大收縮狀態(tài)開始進(jìn)行伸長動作。
此外,在第1波紋管13開始進(jìn)行伸長動作之后的規(guī)定時(shí)間(t6-t5)之后,第2波紋管14變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài),接近傳感器31B從斷開切換為接通,驅(qū)動控制部6e暫時(shí)將第2波紋管14保持為最大收縮狀態(tài)不變。
然后,在第1波紋管13變?yōu)樽畲笊扉L狀態(tài)的時(shí)刻(t7),如果接近傳感器29B從斷開切換為接通,則驅(qū)動控制部6e在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間(t8-t7)之后使第1切換閥4的螺線管4b消磁、且對螺線管4a進(jìn)行勵磁。由此,第1波紋管13從最大伸長狀態(tài)開始進(jìn)行收縮動作。
另外,驅(qū)動控制部6e從對螺線管4a進(jìn)行勵磁的時(shí)刻(t8)開始進(jìn)行以上述方式?jīng)Q定的第1時(shí)間差的計(jì)時(shí)。
而且,如果在第1波紋管13開始進(jìn)行收縮動作之后經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間(t9-t8),則驅(qū)動控制部6e使第2切換閥5的螺線管5a消磁、且對螺線管5b進(jìn)行勵磁。由此,在第1波紋管13進(jìn)行收縮動作的期間,第2波紋管14從最大收縮狀態(tài)伸長至最大伸長狀態(tài)。
此時(shí),在第2波紋管14變?yōu)樽畲笊扉L狀態(tài)的時(shí)刻(t10),接近傳感器31B從斷開切換為接通,驅(qū)動控制部6e使第2波紋管14保持最大伸長狀態(tài)不變。
然后,如果經(jīng)過了第1時(shí)間差(t11-t8),則驅(qū)動控制部6e使第2切換閥5的螺線管5b消磁、且對螺線管5a進(jìn)行勵磁。由此,在第1波紋管13即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前,第2波紋管14從最大伸長狀態(tài)開始進(jìn)行收縮動作(參照圖8)。
另外,驅(qū)動控制部6e從對螺線管5a進(jìn)行勵磁的時(shí)刻(t11)開始進(jìn)行以上述方式?jīng)Q定的第2時(shí)間差的計(jì)時(shí)。
在第2波紋管14開始進(jìn)行收縮動作之后,在第1波紋管13變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)的時(shí)刻(t12),如果接近傳感器29A從斷開切換為接通,則驅(qū)動控制部6e使第1切換閥4的螺線管4a消磁、且對螺線管4b進(jìn)行勵磁。由此,在第2波紋管14進(jìn)行收縮動作的期間,第1波紋管13從最大收縮狀態(tài)伸長至最大伸長狀態(tài)。
此時(shí),在第1波紋管13變?yōu)樽畲笊扉L狀態(tài)的時(shí)刻(t13),接近傳感器29B從斷開切換為接通,驅(qū)動控制部6e使第1波紋管13保持最大伸長狀態(tài)不變。
然后,如果經(jīng)過了第2時(shí)間差(t14-t11),則驅(qū)動控制部6e使第1切換閥4的螺線管4b消磁、且對螺線管4a進(jìn)行勵磁。由此,在第2波紋管14即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前,第1波紋管13從最大伸長狀態(tài)開始進(jìn)行收縮動作(參照圖7)。
另外,驅(qū)動控制部6e從對螺線管4a進(jìn)行勵磁的時(shí)刻(t14)開始對此前剛決定的第1時(shí)間差進(jìn)行計(jì)算。該此前剛決定的第1時(shí)間差是基于根據(jù)第1波紋管13的緊接著此前的1次往返移動作計(jì)算出的第1伸長時(shí)間(t7-t5)以及第1收縮時(shí)間(t12-t8)而決定的。
在第1波紋管13開始進(jìn)行收縮動作之后,在第2波紋管14變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)的時(shí)刻(t15),如果接近傳感器31A從斷開切換為接通,則驅(qū)動控制部6e使第2切換閥5的螺線管5a消磁、且對螺線管5b進(jìn)行勵磁。由此,在第1波紋管13進(jìn)行收縮動作的期間,第2波紋管14從最大收縮狀態(tài)伸長至最大伸長狀態(tài)。
此時(shí),在第2波紋管14變?yōu)樽畲笊扉L狀態(tài)的時(shí)刻(t16),接近傳感器31B從斷開切換為接通,驅(qū)動控制部6e使第2波紋管14保持最大伸長狀態(tài)不變。
然后,如果經(jīng)過了上述的此前剛決定的第1時(shí)間差(t17-t14),則驅(qū)動控制部6e使第2切換閥5的螺線管5b消磁、且對螺線管5a進(jìn)行勵磁。由此,在第1波紋管13即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前,第2波紋管14從最大伸長狀態(tài)開始進(jìn)行收縮動作。
另外,驅(qū)動控制部6e從對螺線管5a進(jìn)行勵磁的時(shí)刻(t17)開始進(jìn)行此前剛決定的第2時(shí)間差的計(jì)算。該此前剛決定的第2時(shí)間差是基于根據(jù)第2波紋管14的緊接著此前的1次往返動作計(jì)算出的第2伸長時(shí)間(t10-t9)以及第2收縮時(shí)間(t15-t11)而決定的。
在第2波紋管14開始進(jìn)行收縮動作之后,在第1波紋管13變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)的時(shí)刻(t18),如果接近傳感器29A從斷開切換為接通,則驅(qū)動控制部6e使第1切換閥4的螺線管4a消磁、且對螺線管4b進(jìn)行勵磁。由此,在第2波紋管14進(jìn)行收縮動作的期間,第1波紋管13從最大收縮狀態(tài)伸長至最大伸長狀態(tài)。
此時(shí),在第1波紋管13變?yōu)樽畲笊扉L狀態(tài)的時(shí)刻(t19),接近傳感器29B從斷開切換為接通,驅(qū)動控制部6e使第1波紋管13保持最大伸長狀態(tài)不變。
然后,如果經(jīng)過了上述的此前剛決定的第2時(shí)間差(t20-t17),則驅(qū)動控制部6e使第1切換閥4的螺線管4b消磁、且對螺線管4a進(jìn)行勵磁。由此,在第2波紋管14即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前,第1波紋管13從最大伸長狀態(tài)開始進(jìn)行收縮動作。
此后,如上所述,驅(qū)動控制部6e基于此前剛決定的第1以及第2時(shí)間差而對波紋管泵1進(jìn)行如下驅(qū)動控制,即,在第2波紋管14即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第1波紋管13從最大伸長狀態(tài)收縮,并且在第1波紋管13即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第2波紋管14從最大伸長狀態(tài)收縮。
因此,即使第1以及第2收縮時(shí)間(排出時(shí)間)、第1以及第2伸長時(shí)間(吸入時(shí)間)因轉(zhuǎn)送流體的排出負(fù)荷等而發(fā)生變動,也能夠追隨該變動而在最佳的定時(shí)對波紋管泵1進(jìn)行驅(qū)動控制。
此外,在本實(shí)施方式中,利用此前剛決定的第1以及第2時(shí)間差,但在上述排出時(shí)間、吸入時(shí)間無變動的情況下,也可以在剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)之后利用最初決定的第1以及第2時(shí)間差而對波紋管泵1進(jìn)行驅(qū)動控制。在該情況下,可以利用計(jì)時(shí)器等每隔規(guī)定時(shí)間對第1以及第2波紋管13、14的伸長動作和收縮動作進(jìn)行切換而不使用接近傳感器29A、29B、31A、31B。
在使波紋管泵1的驅(qū)動停止時(shí),首先由作業(yè)者對停止開關(guān)10進(jìn)行接通操作。收到該操作信號的驅(qū)動控制部6e使第1波紋管13以及第2波紋管14向待機(jī)狀態(tài)移動。此時(shí),在第1波紋管13以及第2波紋管14的任一方進(jìn)行伸長動作的情況下,驅(qū)動控制部6e使該伸長動作停止并立即開始進(jìn)行收縮動作。而且,如果第1波紋管13以及第2波紋管14變?yōu)榇龣C(jī)狀態(tài),則由作業(yè)者對電源開關(guān)8進(jìn)行斷開操作。
此外,本實(shí)施方式的控制部6在一方的波紋管13(14)即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使另一方的波紋管14(13)從最大伸長狀態(tài)收縮,但也可以進(jìn)行如下控制,即,在一方的波紋管13(14)變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)時(shí),使另一方的波紋管14(13)從最大伸長狀態(tài)收縮。但是,根據(jù)減弱波紋管泵1的排出側(cè)的脈動的觀點(diǎn),優(yōu)選如本實(shí)施方式這樣進(jìn)行控制。
<電動氣壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)>
在圖1以及圖2中,第1電動氣壓調(diào)節(jié)器51配置于機(jī)械式調(diào)節(jié)器3與第1切換閥4之間。另外,第2電動氣壓調(diào)節(jié)器52配置于機(jī)械式調(diào)節(jié)器3與第2切換閥5之間。各電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52具有如下功能,即,從外部基于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定壓力而對從輸出端口(省略圖示)輸出的空氣壓力進(jìn)行無級調(diào)整。
本實(shí)施方式的第1電動氣壓調(diào)節(jié)器51在第1波紋管13的收縮時(shí)將供給至第1氣缸部27的排出側(cè)空氣室21的加壓空氣的空氣壓力調(diào)整為與第1波紋管13的收縮特性相對應(yīng)地升高。
另外,第2電動氣壓調(diào)節(jié)器52在第2波紋管14的收縮動作時(shí)將供給至第2氣缸部28的排出側(cè)空氣室21的加壓空氣的空氣壓力調(diào)整為與第2波紋管14的收縮特性相對應(yīng)地升高。
<電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制>
圖9是表示第1以及第2電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52的空氣壓力的調(diào)整的一個(gè)例子的曲線圖。在圖9中,在第1波紋管13伸長的伸長時(shí)間T1的期間(伸長動作時(shí)),第1電動氣壓調(diào)節(jié)器51將加壓空氣的空氣壓力始終調(diào)整為恒定的空氣壓力c。該空氣壓力c由控制部6進(jìn)行指示。而且,在第1波紋管13收縮的收縮時(shí)間T2的期間(收縮動作時(shí)),第1電動氣壓調(diào)節(jié)器51根據(jù)來自控制部6的指示而對該空氣壓力進(jìn)行調(diào)整,以使得空氣壓力變?yōu)榭刂撇?每隔單位時(shí)間(例如10ms)利用下述式(5)而計(jì)算出的加壓空氣的空氣壓力。
P=aX+b···(5)
其中,P為從輸出端口輸出的加壓空氣的空氣壓力,a為壓力增加系數(shù),X為第1波紋管13的伸縮位置,b為初始空氣壓力。在本實(shí)施方式中,壓力增加系數(shù)a表示第1波紋管13的收縮特性,上述初始空氣壓力b設(shè)定為比上述空氣壓力c大的值。另外,對于上述伸縮位置X,例如,如圖3所示,將第1波紋管13的最大伸長狀態(tài)設(shè)為X0(=0mm),如圖4所示,將第1波紋管13的最大收縮狀態(tài)設(shè)為Xmax,并設(shè)定為相對于X0的位移。
同樣地,在第2波紋管14伸長的伸長時(shí)間T3的期間(伸長動作時(shí)),第2電動氣壓調(diào)節(jié)器52將加壓空氣的空氣壓力始終調(diào)整為恒定的空氣壓力c。該空氣壓力c由控制部6進(jìn)行指示。而且,在第2波紋管14收縮的收縮時(shí)間T4的期間(收縮動作時(shí)),第2電動氣壓調(diào)節(jié)器52根據(jù)來自控制部6的指示而對該空氣壓力進(jìn)行調(diào)整,以使該空氣壓力變?yōu)榭刂撇?每隔單位時(shí)間(例如10ms)利用上述式(5)而計(jì)算出的加壓空氣的空氣壓力。其中,在該情況下,X為第2波紋管14的伸縮位置,壓力增加系數(shù)a表示第2波紋管14的收縮特性。
如上,通過將上述式(5)中的X設(shè)為波紋管13(14)的伸縮位置,即使在例如排出流體阻力增加而使得排出時(shí)間增加的情況下,也能夠使用后述的第2實(shí)施方式中的查詢表的壓力增加系數(shù)a的數(shù)值作為固定值。
另外,對于波紋管13(14)的當(dāng)前的伸縮位置,例如能夠基于預(yù)先通過對位置的測量所獲得的波紋管13(14)從最大伸長狀態(tài)至最大收縮狀態(tài)所需的時(shí)間差而計(jì)算出。當(dāng)然,還能夠利用位移傳感器等對波紋管13(14)的當(dāng)前的伸縮位置進(jìn)行檢測。
此外,在本實(shí)施方式中,在控制部6中對兩個(gè)電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52調(diào)整的空氣壓力進(jìn)行計(jì)算時(shí)所使用的壓力增加系數(shù)a以及初始空氣壓力b、c均設(shè)定為相同的值,但也可以根據(jù)各電動氣壓調(diào)節(jié)器而設(shè)定為不同的值。
圖10是表示從波紋管泵1排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的曲線圖。如圖10所示,第1以及第2電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52以上述方式對加壓空氣的空氣壓力進(jìn)行調(diào)整,從而在各波紋管13、14單獨(dú)地收縮的期間(圖中由虛線包圍的部分),能夠減少從波紋管泵1排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力下降的情況。
并且,如上所述,驅(qū)動控制部6e基于第1以及第2時(shí)間差而對波紋管泵1進(jìn)行驅(qū)動控制,從而在一方的波紋管從收縮(排出)向伸長(吸入)的切換定時(shí)(圖中由實(shí)線包圍的部分),另一方的波紋管已經(jīng)收縮而將轉(zhuǎn)送流體排出,因此能夠減少排出壓力在所述切換定時(shí)大幅下降的情況。
因此,通過將對第1以及第2電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52的控制、對驅(qū)動控制部6e的控制組合而能夠有效地減弱波紋管泵1的排出側(cè)的脈動。
以上,根據(jù)本實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP,在波紋管13(14)的收縮動作時(shí),利用電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)使供給至排出側(cè)空氣室21的加壓空氣的空氣壓力與波紋管13(14)的收縮特性相對應(yīng)地升高,因此能夠隨著波紋管13(14)的收縮而使排出側(cè)空氣室21中的加壓空氣的空氣壓力升高。由此,能夠在波紋管13(14)收縮的期間內(nèi)減少轉(zhuǎn)送流體的排出壓力下降的情況。
另外,電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)每隔單位時(shí)間而利用上述式(5)對空氣壓力進(jìn)行調(diào)整,因此能夠在波紋管13(14)收縮的期間有效地減少轉(zhuǎn)送流體的排出壓力下降的情況。
另外,使第1波紋管13以及第2波紋管14相互獨(dú)立地自由伸縮,在控制部6中,以下述方式進(jìn)行驅(qū)動控制,即,在第1波紋管13即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第2波紋管14從最大伸長狀態(tài)收縮,并且在第2波紋管14即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第1波紋管13從最大伸長狀態(tài)收縮,因此實(shí)現(xiàn)了下面的作用效果。即,在一方的波紋管從收縮(排出)向伸長(吸入)的切換定時(shí),另一方的波紋管已經(jīng)收縮而將轉(zhuǎn)送流體排出,因此,在所述切換定時(shí)能夠減少排出壓力大幅下降的情況。其結(jié)果,能夠減弱波紋管泵1的排出側(cè)的脈動。
另外,本實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP與在波紋管泵的排出側(cè)安裝有儲壓器的結(jié)構(gòu)相比,除了波紋管泵以外無需確保設(shè)置其他部件(儲壓器)的空間,因此能夠抑制設(shè)置空間大幅增加。并且,本實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP與當(dāng)前的利用連結(jié)桿將一對波紋管連結(jié)的波紋管泵相同地,利用一對波紋管13、14將轉(zhuǎn)送流體排出,因此還不會減少流體的排出量。
另外,控制部6能夠以如下方式進(jìn)行驅(qū)動控制,即,利用基于第1波紋管13的第1伸長時(shí)間和第1收縮時(shí)間而決定的第1時(shí)間差,在第1波紋管13即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使最大伸長狀態(tài)的第2波紋管14收縮,并且利用基于第2波紋管14的第2伸長時(shí)間和第2收縮時(shí)間而決定的第2時(shí)間差在第2波紋管14即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使最大伸長狀態(tài)的第1波紋管13收縮。由此,能夠在第1波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第2波紋管可靠地收縮,并且能夠在第2波紋管即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第1波紋管可靠地收縮。
另外,控制部6在波紋管泵1剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)之后預(yù)先對第1以及第2波紋管13、14的伸長時(shí)間以及收縮時(shí)間進(jìn)行計(jì)算之后再進(jìn)行驅(qū)動控制,因此即使在運(yùn)轉(zhuǎn)開始之前這些伸長時(shí)間以及收縮時(shí)間不明的情況下,也能夠在第1波紋管13(第2波紋管14)即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第2波紋管14(第1波紋管13)可靠地收縮。
另外,控制部6基于此前剛決定的第1以及第2時(shí)間差而進(jìn)行驅(qū)動控制,因此即使第1波紋管13的第1伸長時(shí)間以及第1收縮時(shí)間(第2波紋管14的第2伸長時(shí)間以及第2收縮時(shí)間)發(fā)生變動,也能夠追隨其變動而在第1波紋管13(第2波紋管14)即將變?yōu)樽畲笫湛s狀態(tài)之前使第2波紋管14(第1波紋管13)可靠地收縮。
<變形例>
圖11是表示上述實(shí)施方式的波紋管泵裝置的變形例的概略結(jié)構(gòu)圖。本變形例的波紋管泵裝置BP省略了圖示,但與現(xiàn)有技術(shù)相同,利用連結(jié)桿將左右一對波紋管連結(jié)為一體,在各氣缸部27、28僅形成有排出側(cè)空氣室21和進(jìn)氣排氣端口22。
由此,如果將加壓空氣供給至一方的排出側(cè)空氣室21,則波紋管收縮而將轉(zhuǎn)送流體排出,另一方的波紋管與其同時(shí)強(qiáng)制地伸長而從吸入通路將轉(zhuǎn)送流體吸入。另外,如果將加壓空氣供給至另一方的排出側(cè)空氣室21,則所述另一方的波紋管收縮而將轉(zhuǎn)送流體排出,所述一方的波紋管與其同時(shí)強(qiáng)制地伸長而將轉(zhuǎn)送流體吸入。
各進(jìn)氣排氣端口22經(jīng)由單體的切換閥54、單體的電動氣壓調(diào)節(jié)器53以及機(jī)械式調(diào)節(jié)器3而與空氣供給裝置2連接。
切換閥54通過對未圖示的一對螺線管進(jìn)行勵磁或消磁而以如下方式對加壓空氣的供給排放進(jìn)行切換,即,將加壓空氣供給至兩個(gè)氣缸部27、28的排出側(cè)空氣室21中的一方,從另一方將加壓空氣排出。
電動氣壓調(diào)節(jié)器53在各波紋管的收縮動作時(shí)以使得供給至相對應(yīng)的排出側(cè)空氣室21的加壓空氣的空氣壓力與收縮的波紋管的收縮特性相對應(yīng)地升高的方式對該空氣壓力進(jìn)行調(diào)整。關(guān)于其詳情,與上述實(shí)施方式相同,因此將其說明省略。
[第2實(shí)施方式]
<系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)>
圖12是表示具有本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的波紋管泵裝置的流體輸送供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。流體輸送供給系統(tǒng)例如在半導(dǎo)體制造裝置中以恒定量對藥液、溶劑等轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行輸送供給。該流體輸送供給系統(tǒng)具有:容器70,其對轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行貯存;循環(huán)路71,其將貯存于容器70的轉(zhuǎn)送流體向外部輸送供給并使其返回至容器70;多條供給路72,它們從上述循環(huán)路71的中途部分支而將轉(zhuǎn)送流體供給至未圖示的晶片;以及波紋管泵裝置BP,其從容器70對轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行輸送供給。
在循環(huán)路71,在波紋管泵裝置BP的下游側(cè)設(shè)置有過濾器73。另外,在循環(huán)路71,在比相對于供給路72的分支點(diǎn)靠下游側(cè)的位置設(shè)置有用于對循環(huán)路71進(jìn)行開閉的開閉閥74。
在供給路72設(shè)置有將轉(zhuǎn)送流體噴出的多個(gè)噴嘴75。
流體輸送供給系統(tǒng)還具有:溫度傳感器76,其對容器70內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體的溫度進(jìn)行檢測;以及多個(gè)(圖示例子中為2個(gè))加熱器77,它們配置于循環(huán)路71的中途部。
加熱器77基于由溫度傳感器76檢測出的轉(zhuǎn)送流體的溫度而對循環(huán)路71內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行加熱。由此,能夠?qū)难h(huán)路71經(jīng)由供給路72而從噴嘴75噴出的轉(zhuǎn)送流體的溫度維持為適當(dāng)?shù)臏囟取?/p>
此外,溫度傳感器76設(shè)置于容器70,但也可以將其設(shè)置于循環(huán)路71的中途部、供給路72的中途部。
<電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制>
圖13是第2實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP的概略結(jié)構(gòu)圖。
在圖13中,本實(shí)施方式的控制部6基于溫度檢測部7檢測出的轉(zhuǎn)送流體的溫度而對各電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52進(jìn)行控制。在本實(shí)施方式中,用于對上述循環(huán)路71內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行溫度調(diào)整的溫度傳感器76(參照圖12)被用作溫度檢測部7。因此,本實(shí)施方式的控制部6基于溫度傳感器76的檢測值而對各電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52進(jìn)行控制。
此外,在本實(shí)施方式中,作為用于對電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52進(jìn)行控制的溫度檢測部7,利用用于對循環(huán)路71內(nèi)的轉(zhuǎn)送流體進(jìn)行溫度調(diào)整的溫度傳感器76,但也可以將對轉(zhuǎn)送流體的溫度進(jìn)行檢測的專用的溫度傳感器設(shè)置于波紋管泵1。
本實(shí)施方式的控制部6以如下方式對各電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52進(jìn)行控制,即,溫度傳感器76的檢測值越低,使得加壓空氣的空氣壓力升高時(shí)的壓力增加系數(shù)a越大。具體而言,控制部6具有與多個(gè)溫度區(qū)域分別相對應(yīng)地設(shè)定有壓力增加系數(shù)a的查詢表,基于該查詢表而對各電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52指示該各電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52進(jìn)行調(diào)整的空氣壓力。
圖14是控制部6所具有的查詢表6f的一個(gè)例子。本實(shí)施方式的查詢表6f示出了與低溫區(qū)域(10~20℃)、中溫區(qū)域(20~60℃)、以及高溫區(qū)域(60~80℃)這3種溫度區(qū)域分別相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)a1、a2以及a3。壓力增加系數(shù)a1~a3均是通過實(shí)驗(yàn)而決定的系數(shù),設(shè)定為滿足a1>a2>a3的關(guān)系。
此外,本實(shí)施方式的控制部6利用查詢表方式對各電動氣壓調(diào)節(jié)器51、52進(jìn)行控制,但也可以根據(jù)溫度傳感器76的檢測值等并利用運(yùn)算式對壓力增加系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。另外,溫度區(qū)域可以設(shè)定為大于或等于4種。
圖15是表示與多個(gè)溫度區(qū)域分別相對應(yīng)地由控制部6控制的電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)的空氣壓力的變化的曲線圖。如圖15所示,與低溫區(qū)域、中溫區(qū)域以及高溫區(qū)域分別相對應(yīng)的波紋管13(14)的收縮開始時(shí)刻的開始空氣壓力Ps1、Ps2、Ps3設(shè)定為相同的值即初始空氣壓力b。
而且,對于與各溫度區(qū)域相對應(yīng)的空氣壓力,隨著波紋管13(14)進(jìn)行收縮,彼此的壓力差根據(jù)壓力增加系數(shù)a1~a3(增加直線的斜率)的不同而增大,溫度區(qū)域越低,值越高。
此外,與各溫度區(qū)域相對應(yīng)的開始空氣壓力Ps1~Ps3例如可以設(shè)定為溫度區(qū)域越低則設(shè)定為越高的值等的互不相同的值。
圖16是表示轉(zhuǎn)送流體的溫度和波紋管13(14)的容許耐受壓力之間的關(guān)系的曲線圖。波紋管13(14)的“容許耐受壓力”是波紋管13(14)的外側(cè)(排出側(cè)空氣室21)的壓力與波紋管13(14)的內(nèi)側(cè)的壓力的壓差,且是波紋管13(14)未變形·破損的最大壓差。
如圖16所示,可知波紋管13(14)的容許耐受壓力隨著轉(zhuǎn)送流體的溫度的升高而降低。因此,為了對波紋管13(14)進(jìn)行保護(hù),將開始空氣壓力Ps1~Ps3(本實(shí)施方式中為初始空氣壓力b)、或者查詢表6f(參照圖14)中的空氣壓力的壓力增加系數(shù)a1~a3設(shè)定為使得與各溫度區(qū)域相對應(yīng)的空氣壓力(不包含大氣壓的計(jì)示壓力)的最大值不超過波紋管13(14)的容許耐受壓力。
即,如圖15所示,以如下方式對開始空氣壓力Ps1~Ps3或者壓力增加系數(shù)a1~a3進(jìn)行設(shè)定,即,使得作為與低溫區(qū)域、中溫區(qū)域以及高溫區(qū)域分別相對應(yīng)的空氣壓力的最大值的、波紋管13(14)的收縮結(jié)束時(shí)刻的結(jié)束空氣壓力Pe1、Pe2、Pe3,不超過與各溫度區(qū)域的最高溫度相對應(yīng)的波紋管13(14)的容許耐受壓力。
例如,在高溫區(qū)域(60~80℃)的情況下,將開始空氣壓力Ps3或者壓力增加系數(shù)a3設(shè)定為使得結(jié)束空氣壓力Pe3不超過與作為高溫區(qū)域的最高溫度的80℃相對應(yīng)的波紋管13(14)的容許耐受壓力(圖16中約為0.6MPa)。
控制部6的電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)的控制以下面的方式進(jìn)行。
如果控制部6獲得溫度傳感器76的檢測值,則參照查詢表6f(參照圖14)而選擇包含該檢測值的溫度區(qū)域。
例如,在溫度傳感器76的檢測值為15℃的情況下,控制部6參照查詢表6f而選擇低溫區(qū)域(10~20℃)作為包含該檢測值的溫度區(qū)域。
然后,控制部6參照查詢表6f而決定與所選擇的溫度區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)a。例如,在選擇的溫度區(qū)域?yàn)榈蜏貐^(qū)域的情況下,控制部6參照查詢表6f,將與低溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)a1決定為壓力增加系數(shù)a。
然后,控制部6利用所決定的壓力增加系數(shù)a并根據(jù)上述式而對空氣壓力進(jìn)行計(jì)算,對電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)指示將空氣壓力調(diào)整為該計(jì)算出的空氣壓力。例如,在所決定的壓力增加系數(shù)a為低溫區(qū)域的壓力增加系數(shù)a1的情況下,控制部6對電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)指示調(diào)整空氣壓力,以使空氣壓力變?yōu)榕c由圖15的實(shí)線所示的低溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力變化。
<實(shí)施例和對比例所涉及的效果的驗(yàn)證>
為了對通過本實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP所獲得的效果進(jìn)行驗(yàn)證,對本發(fā)明人所進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)進(jìn)行說明。在該驗(yàn)證試驗(yàn)中,關(guān)于本實(shí)施方式的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制所涉及的實(shí)施例、和當(dāng)前的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制所涉及的對比例,分別對從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化進(jìn)行比較評價(jià),由此對效果進(jìn)行驗(yàn)證。
圖17是表示通過對比例1所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
在該對比例1中,是如下曲線圖,即,表示在轉(zhuǎn)送流體的溫度包含于低溫區(qū)域的情況下,利用與中溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制時(shí)的、從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力。
在圖17所示的對比例1中,如圖中的箭頭所示,在波紋管收縮的期間,轉(zhuǎn)送流體的排出壓力下降。能夠想到該排出壓力下降的原因在于,盡管因轉(zhuǎn)送流體的溫度下降而使得波紋管變硬、難以收縮,但在波紋管的收縮動作時(shí),將比與低溫區(qū)域相對應(yīng)的空氣壓力低的、與中溫區(qū)域相對應(yīng)的空氣壓力的加壓空氣供給至空氣室,作用于波紋管的空氣壓力變得不足。
圖18是表示通過實(shí)施例1所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
在該實(shí)施例1中,是如下曲線圖,即,表示在轉(zhuǎn)送流體的溫度包含于低溫區(qū)域的情況下,利用與低溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制時(shí)的、從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力。
在圖18所示的實(shí)施例1中,在波紋管收縮的期間,轉(zhuǎn)送流體的排出壓力幾乎不變化。因此,如果對圖17的對比例1和圖18的實(shí)施例1進(jìn)行比較,則可知在轉(zhuǎn)送流體的溫度包含于低溫區(qū)域的情況下,與利用中溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)相比,利用與低溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制更能夠抑制從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化。
圖19是表示通過對比例2所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
在該對比例2中,是如下曲線圖,即,表示在轉(zhuǎn)送流體的溫度包含于高溫區(qū)域的情況下,利用與中溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制時(shí)的、從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力。
在圖19所示的對比例2中,如圖中的箭頭所示,在波紋管收縮的期間,轉(zhuǎn)送流體的排出壓力升高。能夠想到該排出壓力升高的原因在于,盡管因轉(zhuǎn)送流體的溫度升高而使得波紋管變軟、易于收縮,但在波紋管的收縮動作時(shí),將比與高溫區(qū)域相對應(yīng)的空氣壓力高的、與中溫區(qū)域相對應(yīng)的空氣壓力的加壓空氣供給至空氣室,過度的空氣壓力作用于波紋管。
圖20是表示通過實(shí)施例2所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
在該實(shí)施例2中,是如下曲線圖,即,表示在轉(zhuǎn)送流體的溫度包含于高溫區(qū)域的情況下,利用與高溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制時(shí)的、從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力。
在圖20所示的實(shí)施例2中,在波紋管收縮的期間,轉(zhuǎn)送流體的排出壓力幾乎不變化。因此,如果對圖19的對比例2和圖20的實(shí)施例2進(jìn)行比較,則可知在轉(zhuǎn)送流體的溫度包含于高溫區(qū)域的情況下,與利用中溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)相比,利用與高溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制更能夠抑制從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化。
圖21是表示通過實(shí)施例3所涉及的電動氣壓調(diào)節(jié)器的控制而從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力的變化的曲線圖。
在該實(shí)施例3中,是如下曲線圖,即,表示在轉(zhuǎn)送流體的溫度包含于中溫區(qū)域的情況下,利用與中溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)對電動氣壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制時(shí)的、從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送流體的排出壓力。
在圖21所示的實(shí)施例3中,在波紋管收縮的期間,轉(zhuǎn)送流體的排出壓力幾乎不變化。因此,能夠知曉,如圖17的對比例1、圖19的對比例2那樣,與轉(zhuǎn)送液體的溫度包含于低溫區(qū)域或者高溫區(qū)域的情況相比,在轉(zhuǎn)送液體的溫度包含于中溫區(qū)域的情況下使用與中溫區(qū)域相對應(yīng)的壓力增加系數(shù)更能夠抑制從波紋管泵排出的轉(zhuǎn)送液體的排出壓力的變化。
以上,根據(jù)本實(shí)施方式的波紋管泵裝置BP,控制部6以如下方式對電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)進(jìn)行控制,即,由溫度傳感器76檢測出的轉(zhuǎn)送流體的溫度越低,使得在波紋管13(14)的收縮動作時(shí)供給至排出側(cè)空氣室21的加壓空氣的空氣壓力的壓力增加系數(shù)a越大。由此,例如即使轉(zhuǎn)送流體的溫度下降而使得波紋管13(14)變硬,通過使供給至排出側(cè)空氣室21的加壓空氣的空氣壓力的壓力增加系數(shù)增大,也能夠利用比轉(zhuǎn)送流體的溫度下降之前的空氣壓力高的空氣壓力使波紋管13(14)收縮。因此,即使因轉(zhuǎn)送流體的溫度變化而使得波紋管13(14)的硬度發(fā)生變化,也能夠在波紋管13(14)收縮的期間抑制轉(zhuǎn)送流體的排出壓力發(fā)生變化。
另外,基于溫度傳感器76的檢測值而將加壓空氣的空氣壓力中的開始空氣壓力Ps1~Ps3或者壓力增加系數(shù)a設(shè)定為使得空氣壓力的最大值不超過波紋管13(14)的容許耐受壓力,因此,即使空氣壓力的壓力增加系數(shù)a增大,該空氣壓力的最大值也不會超過波紋管13(14)的容許耐受壓力。因此,能夠防止因空氣壓力的升高而使得波紋管13(14)變形、破損。
另外,控制部6具有與多個(gè)溫度區(qū)域分別相對應(yīng)地設(shè)定了壓力增加系數(shù)a的查詢表6f,因此能夠基于該查詢表6f而容易地對電動氣壓調(diào)節(jié)器51(52)進(jìn)行控制。
此外,在第2實(shí)施方式中省略了說明的方面也與第1實(shí)施方式相同。
<其他>
本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式,在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。例如,除了上述實(shí)施方式以外,波紋管泵1還能夠應(yīng)用于利用連結(jié)桿將左右一對波紋管連結(jié)為一體的波紋管泵、構(gòu)成為將一對波紋管中的一方替換為儲壓器的波紋管泵、或者僅由一對波紋管中的一方的波紋管構(gòu)成的單獨(dú)式的波紋管泵等、其他波紋管泵。
另外,電動氣壓調(diào)節(jié)器51~53配置于切換閥4、5、7的上游側(cè),但也可以配置于切換閥4、5、7的下游側(cè)。但是,在該情況下,對切換閥4、5、7進(jìn)行切換時(shí)所產(chǎn)生的沖擊壓力作用于電動氣壓調(diào)節(jié)器51~53的一次側(cè),因此從防止電動氣壓調(diào)節(jié)器51~53的故障的角度出發(fā),優(yōu)選將電動氣壓調(diào)節(jié)器51~53配置于切換閥4、5、7的上流側(cè)。
另外,上述實(shí)施方式中的第1以及第2檢測單元29、31由接近傳感器構(gòu)成,但也可以由限位開關(guān)等其他檢測單元構(gòu)成。另外,第1以及第2檢測單元29、31對第1以及第2波紋管13、14的最大伸長狀態(tài)和最大伸縮狀態(tài)進(jìn)行檢測,但也可以對其他伸縮狀態(tài)進(jìn)行檢測。并且,本實(shí)施方式中的第1以及第2驅(qū)動裝置27、28利用加壓空氣進(jìn)行驅(qū)動,但也可以利用其他流體、電機(jī)等進(jìn)行驅(qū)動。
標(biāo)號的說明
6 控制部
6f 查詢表
7 溫度檢測部
13 第1波紋管(波紋管)
14 第2波紋管(波紋管)
21 排出側(cè)空氣室(空氣室)
27 第1氣缸部(第1驅(qū)動裝置)
28 第2氣缸部(第2驅(qū)動裝置)
29 第1檢測單元
31 第2檢測單元
51 第1電動氣壓調(diào)節(jié)器(電動氣壓調(diào)節(jié)器)
52 第2電動氣壓調(diào)節(jié)器(電動氣壓調(diào)節(jié)器)
53 電動氣壓調(diào)節(jié)器