JP2007071070A - Diaphragm pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイヤフラムポンプに関する。 The present invention relates to a diaphragm pump.
ダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムによってポンプ室(可変容積室)を形成し、このポンプ室に連なる一対の流路に、流れ方向の異なる一対の逆止弁(ポンプ室への流体流を許す吸入側逆止弁とポンプ室からの流体流を許す吐出側逆止弁)を設けている。ダイヤフラムを振動させるとポンプ室の容積が変化し、容積が拡大する行程では吸入側逆止弁が開き、容積が縮小する行程では吐出側逆止弁が開く動作を繰り返すことから、ポンプ作用が得られる。ダイヤフラムは、ゴム、圧電振動子等の弾性(振動)可能な材料から構成される。
このダイヤフラムポンプは、上述したように、ポンプ室の容積が拡大する行程では吸入側逆止弁が開き、容積が縮小する行程では吐出側逆止弁が開く動作を繰り返すことから、吐出ポートでは脈動が避けられない。 As described above, this diaphragm pump repeats the operation of opening the suction side check valve in the stroke in which the volume of the pump chamber is expanded and opening the discharge side check valve in the stroke in which the volume is reduced. Is inevitable.
本出願人は、この吐出ポートでの脈動を問題とし、該脈動の周期を半分としたダイヤフラムポンプを提案した(特願2004-154991号)。このダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムによって該ダイヤフラムの上下にそれぞれポンプ室を形成する一方、単一の吸入ポートと、単一の吐出ポートを設け、一対のポンプ室と吸入ポートとの間にそれぞれ該吸入ポートから該一対のポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない第一、第二の吸入側逆止弁を設け、一対のポンプ室と吐出ポートとの間にそれぞれ該一対のポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない第一、第二の吐出側逆止弁を設けたものである(4バルブダイヤフラムポンプ)。 The present applicant has proposed a diaphragm pump in which the pulsation at the discharge port is a problem and the cycle of the pulsation is halved (Japanese Patent Application No. 2004-154991). In this diaphragm pump, a pump chamber is formed above and below the diaphragm by the diaphragm, while a single suction port and a single discharge port are provided, and each suction port is provided between a pair of pump chambers and a suction port. Provided with first and second suction-side check valves that allow fluid flow from one to the pair of pump chambers but not in the opposite direction, respectively, between the pair of pump chambers and the discharge port. Are provided with first and second discharge-side check valves that allow fluid flow from the pump chamber to the discharge port but do not allow fluid flow in the opposite direction (four-valve diaphragm pump).
また、この特願2004-154991号では、4バルブダイヤフラムポンプの一層の薄型化を図ることができるポンプ構造を提案した。しかし、実施例のポンプ構造は、上下のハウジングにそれぞれ形成した吸入ポートと吐出ポートにアンブレラを装着後、流路を形成すべ別体の蓋体を接着する構造であった。接着には、例えば信頼性の高いレーザ溶着を用いることができるが、液体を扱うポンプでは、長期の使用による経時変化等により液漏れが生じる可能性があり、完璧な信頼性を得ることが困難なことが判明した。 Japanese Patent Application No. 2004-154991 proposed a pump structure that can further reduce the thickness of the four-valve diaphragm pump. However, the pump structure of the example is a structure in which an umbrella is attached to the suction port and the discharge port formed in the upper and lower housings, respectively, and then a separate lid body that forms a flow path is bonded. For bonding, for example, highly reliable laser welding can be used. However, in pumps that handle liquids, liquid leakage may occur due to changes over time due to long-term use, and it is difficult to obtain perfect reliability. It turned out.
本発明は従って、液漏れの生じる可能性の少ない4バルブダイヤフラムポンプを得ることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to obtain a four-valve diaphragm pump that is less likely to cause liquid leakage.
本発明は、振動が与えられるダイヤフラムによって該ダイヤフラムの上下にそれぞれポンプ室を形成し、この一対のポンプ室と単一の吸入ポートとの間にそれぞれ該吸入ポートから該一対のポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない第一、第二の吸入側逆止弁を設け、該一対のポンプ室と単一の吐出ポートとの間にそれぞれ該一対のポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない第一、第二の吐出側逆止弁を設けたダイヤフラムポンプであって、順に積層したアッパハウジング、ポンプ室プレート、ダイヤフラム、及びロアハウジングを備え、ロアハウジングには、該ロアハウジング単体に、ダイヤフラムと対向して一方のポンプ室を形成するポンプ室形成凹部と、このポンプ室形成凹部にそれぞれ連通する第一の吸入側逆止弁を有する吸入ポートと第一の吐出側逆止弁を有する吐出ポートとが形成され、ポンプ室プレートには、ダイヤフラムと対向して他方のポンプ室を形成するポンプ室形成凹部と、第二の吸入側逆止弁と第二の吐出側逆止弁とが設けられ、アッパハウジングとポンプ室プレートとの間に、アッパハウジング吸入ポートと吐出ポートから分岐して上記第二の吸入側逆止弁と第二の吐出側逆止弁に連なる板間吸入側流路と板間吐出側流路を形成したことを特徴としている。 In the present invention, a pump chamber is formed above and below the diaphragm by a diaphragm to which vibration is applied, and a fluid from the suction port to the pair of pump chambers is formed between the pair of pump chambers and a single suction port. First and second suction-side check valves are provided that allow flow but do not allow fluid flow in the opposite direction, and discharge from the pair of pump chambers between the pair of pump chambers and a single discharge port, respectively. A diaphragm pump provided with first and second discharge side check valves that allow fluid flow to the port but not reverse fluid flow, the upper housing, the pump chamber plate, the diaphragm, and The lower housing is provided with a pump chamber forming recess that forms one pump chamber facing the diaphragm, and the pump housing forming recess. A suction port having a first suction-side check valve and a discharge port having a first discharge-side check valve are formed, and the other pump chamber is formed on the pump chamber plate so as to face the diaphragm. A pump chamber forming recess, a second suction side check valve and a second discharge side check valve are provided, and branch from the upper housing suction port and the discharge port between the upper housing and the pump chamber plate. Thus, the inter-plate suction side flow path and the inter-plate discharge side flow path connected to the second suction side check valve and the second discharge side check valve are formed.
この板間吸入側流路と板間吐出側流路は、ポンプ室プレートとアッパハウジングの間に、シールリングを介して液密に形成することが好ましい。 The inter-plate suction side flow path and the inter-plate discharge side flow path are preferably formed in a liquid-tight manner between the pump chamber plate and the upper housing via a seal ring.
そして、この板間吸入側流路と板間吐出側流路の一端部はそれぞれ、ポンプ室プレートに形成した第二の吸入側逆止弁と第二の吐出側逆止弁に連通させ、他端部はそれぞれ、ロアハウジングに開口する吸入ポートと吐出ポートからのそれぞれの分岐流路に連通させることが好ましい。 One end of the inter-plate suction side flow path and the inter-plate discharge side flow path are communicated with a second suction side check valve and a second discharge side check valve formed in the pump chamber plate, respectively. Each of the end portions preferably communicates with the respective branch flow paths from the suction port and the discharge port that open to the lower housing.
シールリングは例えば長円状とすると、流路の形成が容易である。 For example, if the seal ring has an oval shape, the flow path can be easily formed.
ロアハウジングの第一の吸入側逆止弁と第一の吐出側逆止弁は、該ロアハウジングとは別体の吸入側と吐出側の逆止弁ユニットとして形成し、該吸入側と吐出側の逆止弁ユニットを吸入ポートと吐出ポートのポンプ室側開口端に接合することが望ましい。この第一の吸入側逆止弁ユニットと第一の吐出側逆止弁ユニットは同一の基板上に設けることも可能である。 The first suction side check valve and the first discharge side check valve of the lower housing are formed as a check valve unit separately on the suction side and the discharge side of the lower housing, and the suction side and the discharge side It is desirable to join the check valve unit to the pump chamber side opening ends of the suction port and the discharge port. The first suction side check valve unit and the first discharge side check valve unit can be provided on the same substrate.
ロアハウジングの吸入ポートと吐出ポートは、ダイヤフラムの自由状態における平面方向と平行な方向に、かつ互いに平行に突出形成すると、ダイヤフラムポンプの薄型化に好適である。 If the suction port and the discharge port of the lower housing are formed so as to protrude in a direction parallel to the plane direction in the free state of the diaphragm and in parallel with each other, it is suitable for reducing the thickness of the diaphragm pump.
いずれの態様でも、逆止弁はアンブレラから構成することが望ましい。また、ダイヤフラムは圧電振動子または電歪振動子から構成するのが実際的である。特にバイモルフ型圧電振動子が好ましい。 In any embodiment, it is desirable that the check valve is composed of an umbrella. Moreover, it is practical that the diaphragm is composed of a piezoelectric vibrator or an electrostrictive vibrator. A bimorph type piezoelectric vibrator is particularly preferable.
本発明によれば、液漏れの生じる可能性の少ない4バルブダイヤフラムポンプを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a four-valve diaphragm pump that is less likely to cause liquid leakage.
最初に、図11について、4バルブダイヤフラムポンプの動作原理を説明する。このダイヤフラムポンプは、アッパハウジング10、ロアハウジング20、圧電振動子(ダイヤフラム)30、及び4つのアンブレラ(逆止弁)11、12、21、22を基本的な構成要素としている。アッパハウジング10と圧電振動子30の間、及びロアハウジング20と圧電振動子30の間にはそれぞれ、ポンプ室(可変容積室)13とポンプ室(可変容積室)23が形成されている。単一の吸入ポート31は、吸入側流路14Hと24Hに連通しており、吸入側流路14Hは吸入側アンブレラ11を介してポンプ室13に連通し、吸入側流路24Hは吸入側アンブレラ21を介してポンプ室23に連通している。また、単一の吐出ポート32は、吐出側流路15Dと25Dに連通しており、吐出側流路15Dは吐出側アンブレラ12を介してポンプ室13に連通し、吐出側流路25Dは吐出側アンブレラ22を介してポンプ室23に連通している。
First, the operation principle of the 4-valve diaphragm pump will be described with reference to FIG. This diaphragm pump includes an
この4バルブダイヤフラムポンプは、圧電振動子30が正逆に弾性変形(振動)すると、ポンプ室13と23のいずれか一方の容積が増大し他方の容積が減少する。ポンプ室13の容積が増大する行程はポンプ室23の容積が減少する行程であり、ポンプ室13の容積が増大するから吸入側アンブレラ(吸入側逆止弁)11が開いて吸入ポート31からポンプ室13内に流体が流入し、ポンプ室23の容積が減少するからポンプ室23内の流体が吐出側アンブレラ(吐出側逆止弁)22を開いて吐出ポート32に流出する。逆にポンプ室13の容積が減少する行程はポンプ室23の容積が増大する行程であり、ポンプ室23の容積が増大するから吸入側アンブレラ(吸入側逆止弁)21が開いて吸入ポート31からポンプ室23内に流体が流入し、ポンプ室13の容積が減少するからポンプ室13内の流体が吐出側アンブレラ(吐出側逆止弁)12を開いて吐出ポート32に流出する。従って、吐出ポート32における脈動の周期を短くする(圧電振動子30の上下の一方のみにポンプ室が形成される場合に比して半分にする)ことができる。
In the four-valve diaphragm pump, when the
本実施形態は、以上の動作原理の4バルブダイヤフラムポンプを液漏れのおそれのない液漏れ防止構造で実現するものであり、図1ないし図7についてその一実施形態を説明する。本ダイヤフラムポンプは、アッパハウジング10、ロアハウジング20及び圧電振動子30に加えて、アッパハウジング10と圧電振動子30の間に挟着されるポンプ室プレート40を有しており、全体として扁平な直方体形状をしている。アッパハウジング10、ロアハウジング20及びポンプ室プレート40はいずれも樹脂材料の成形品から構成されている。
In the present embodiment, the four-valve diaphragm pump having the above operation principle is realized with a liquid leakage prevention structure that does not cause liquid leakage, and an embodiment thereof will be described with reference to FIGS. The diaphragm pump has a
ロアハウジング20は、これらの成形品のうちで、最も大型で複雑な形状の扁平な直方体状部材であり、圧電振動子30と対向する面に開かれたポンプ室形成凹部20aが形成され、その扁平な周囲四面のうちの一面から、一体に成形した互いに平行をなす吸入ポート31と吐出ポート32が突出成形されている(図1ないし図5参照)。ロアハウジング20には、この吸入ポート31に連通する吸入側流路24Hと、吐出ポート32に連通する吐出側流路25Dとが形成されており、この吸入側流路24Hと吐出側流路25Dの内端部には、ポンプ室形成凹部20aに連通する流路拡張部24Haと25Daが形成されている。この流路拡張部24Haと25Daのポンプ室形成凹部20a側端部には、弁受け凹部24Hbと25Dbとが形成されている。
The
この弁受け凹部24Hbと25Dbにはそれぞれ、吸込側アンブレラユニット(吸入側逆止弁ユニット)21Uと吐出側アンブレラユニット(吐出側逆止弁ユニット)22Uが接着固定されている。吸込側アンブレラユニット21Uと吐出側アンブレラユニット22Uは装着方向が異なるだけで同一構造であり、周縁部を弁受け凹部24Hb(弁受け凹部25Db)との接着部21b(接着部22b)としたユニットプレート21a(ユニットプレート22a)の中心部に、アンブレラ装着穴21c(アンブレラ装着穴22c)を形成し、このアンブレラ装着穴21c(アンブレラ装着穴22c)の周縁に複数の流路穴21d(流路穴22d)を形成してなっている。アンブレラ装着穴21c(アンブレラ装着穴22c)に中心軸21e(中心軸22e)を装着したアンブレラ21f(アンブレラ22f)の傘部21g(傘部22g)が常時は流路穴21d(流路穴22d)を塞ぎ、傘部21g(傘部22g)に流路穴21d(流路穴22d)側から規定値以上の圧力が加わると、傘部21g(傘部22g)が弾性変形して流路穴21d(流路穴22d)を開く。吸込側アンブレラユニット21Uと吐出側アンブレラユニット22Uは、その表裏を逆にしてその接着部21b(接着部22b)が弁受け凹部24Hbと25Dbに接着固定され、吸込側アンブレラユニット21Uは、吸入ポート31からポンプ室形成凹部20a(ポンプ室23)への流体流を許してその逆の流体流を許さず、吐出側アンブレラユニット22Uは、ポンプ室形成凹部20a(ポンプ室23)から吐出ポート32への流体流を許してその逆の流体流を許さない。吸込側と吐出側のアンブレラユニット21Uと22Uのユニットプレート21aと22aは、一枚の基板としてもよい。
A suction side umbrella unit (suction side check valve unit) 21U and a discharge side umbrella unit (discharge side check valve unit) 22U are bonded and fixed to the valve receiving recesses 24Hb and 25Db, respectively. The suction-
以上のロアハウジング20には、別体としての蓋体を要することなく、ロアハウジング20単体で、吸入ポート31とポンプ室形成凹部20aとの間、及び吐出ポート32とポンプ室形成凹部20aとの間の閉じられた吸入側流路24Hと吐出側流路25Dが形成されている。ロアハウジング20にはまた、ポンプ室形成凹部20aの周囲に位置させてシールリング溝20bが形成されている。このシールリング溝20bは、半円を超える円の一部からなる大円弧部分20b1と、該大円弧部分20b1の両端部を直線で結んだ直線部分20b2とを有する変形D型形状をなしている。
The
吸込側アンブレラユニット21Uと吐出側アンブレラユニット22U、すなわち弁受け凹部24Hbと25Db(傘部21gと22g)は、圧電振動子30の平面に対して傾斜している(非平行である)。この傾斜の方向は、吸入ポート31(吐出ポート32)の軸線を含み圧電振動子30と直交する平面を考えたとき、該平面内において、吸入ポート31(吐出ポート32)の奥部程、圧電振動子30から離間し、手前程接近する方向である。このように吸込側アンブレラユニット21Uと吐出側アンブレラユニット22Uを傾斜させると、吸入ポート31と吐出ポート32の流路断面積を犠牲にすることなく、ロアハウジング20の薄型化を図ることができる。
The suction-
すなわち、図4に示すように、弁受け凹部24Hbの表面(吸込側アンブレラユニット21Uのユニットプレート21a(傘部21g))と圧電振動子30の自由状態における平面とは、非平行であって、角度αをなしている。つまり、吸入側逆止弁21での流路は圧電振動子30と直交していない。一方、吸入ポート31(吸入側流路24H)の軸線は、圧電振動子30の平面と平行である。そしてこの角度αの方向は、吸込側アンブレラユニット21Uのユニットプレート21a(傘部21g)が、吸入ポート31(吸入側流路24H)の奥部ほど圧電振動子30から離れ、手前ほど圧電振動子30に接近する方向である。
That is, as shown in FIG. 4, the surface of the valve receiving recess 24Hb (the
同様に、図5に示すように、弁受け凹部25Dbの表面(吐出側アンブレラユニット22Uのユニットプレート22a(傘部22g))と圧電振動子30の自由状態における平面とは、非平行であって、角度αをなしている。つまり、吐出側逆止弁22での流路は圧電振動子30と直交していない。一方、吐出ポート32(吐出側流路25D)の軸線は、圧電振動子30の平面と平行である。そしてこの角度αの方向は、吐出側アンブレラユニット22Uのユニットプレート22a(傘部22g)が、吐出ポート32(吐出側流路25D)の奥部ほど圧電振動子30から離れ、手前ほど圧電振動子30に接近する方向である。
Similarly, as shown in FIG. 5, the surface of the valve receiving recess 25Db (the
ロアハウジング20にはまた、吸入側流路24Hと吐出側流路25Dから分岐してポンプ室プレート40側に開口する分岐流路24Hdと25Ddとが形成されている。ポンプ室プレート40には、この分岐流路24Hdと25Ddに連通する連通穴41と42が形成されており、アッパハウジング10とポンプ室プレート40の間には、この連通穴41と42に連通する板間吸入側流路14Hと板間吐出側流路15Dが形成されている。すなわち、ポンプ室プレート40には、分岐流路24Hdと25Ddに嵌まる凸部41aと42aが形成されており、この凸部41aと42aの中心に、連通穴41と42が形成されている。41b、42bは、分岐流路24Hd、25Ddと、凸部41a、42a(連通穴41、42)との間の液密を保持するOリングである。
The
ポンプ室プレート40は、圧電振動子30との対向面をポンプ室形成凹部40a(図2、図4、図5)としたもので、そのほぼ中心部に、吸込側アンブレラユニット21U、吐出側アンブレラユニット22Uに対応する吸込側アンブレラ11と吐出側アンブレラ12が装着されている。図2には吸込側アンブレラ11と吐出側アンブレラ12を描いていない。すなわち、ポンプ室プレート40には、吸込側アンブレラユニット21Uと吐出側アンブレラユニット22Uに対応する上下位置に、アンブレラ装着穴11aと12aが形成され、このアンブレラ装着穴11aと12aの周縁に複数の流路穴11bと12bが形成されている。吸込側アンブレラ11と吐出側アンブレラ12は、アンブレラ装着穴11a(アンブレラ装着穴12a)に装着される中心軸11c(中心軸12c)と、常時は流路穴11b(流路穴12b)を塞ぐ傘部11d(傘部12d)を有しており、傘部11d(傘部12d)に流路穴11b(流路穴12b)側から規定値以上の圧力が加わると、傘部11d(傘部12d)が弾性変形して流路穴11b(流路穴12b)を開く。吸込側アンブレラ11は、アッパハウジング10側からポンプ室形成凹部40a(ポンプ室13)への流体流を許してその逆の流体流を許さず、吐出側アンブレラ12は、ポンプ室形成凹部40a(ポンプ室13)からアッパハウジング10側への流体流を許してその逆の流体流を許さない。
The
アッパハウジング10は、ロアハウジング20に重ね合わすように、該ロアハウジング20と実質的に同一の平面形状を有している。このアッパハウジング10には、ポンプ室プレート40との間に、連通穴41と吸込側アンブレラ11とを連通させる板間吸入側流路14Hを形成する凹部14Haと、連通穴42と吐出側アンブレラ12とを連通させる板間吐出側流路15Dを形成するための凹部15Daとが形成されている(図2、図4ないし図6参照)。この凹部14Haと15Daの周囲には、長円状Oリング(シールリング)14Hbと15Dbを嵌めるシールリング溝14Hcと15Dcが形成されている。アッパハウジング10にはまた、ポンプ室プレート40を嵌入させる凹部10a(図2、図6)が形成されている。
The
ポンプ室プレート40とアッパハウジング10にはそれぞれ、凹部14Haと15Daに長円状Oリング14Hbと15Dbを嵌めた状態で互いに嵌合される位置決め嵌合突起40cと嵌合穴10c(図1)が形成されており、これらを嵌合後接着することで、連通穴41から吸込側アンブレラ11への液密の板間吸入側流路14H、吐出側アンブレラ12から連通穴42への液密の板間吐出側流路15Dが形成される。すなわち、アッパハウジング10とポンプ室プレート40は凹部10a内に該プレート40を嵌めて予め一体化され、両者の間に閉じられた板間吸入側流路14Hと板間吐出側流路15Dを形成する。別言すると、板間吸入側流路14Hと板間吐出側流路15Dを形成するために、アッパハウジング10とポンプ室プレート40以外の蓋部材を必要としない。
The
ポンプ室プレート40には、図7に特に明らかなように、圧電振動子30と対向するポンプ室形成凹部40aの周囲に、ロアハウジング20のシールリング溝20bに対応する(平面的に同一形状の)シールリング溝40bが形成されている。このシールリング溝40bは、半円を超える円の一部からなる大円弧部分40b1と、該大円弧部分40b1の両端部を直線で結んだ直線部分40b2とを有する変形D型形状をなしている。
As clearly shown in FIG. 7, the
圧電振動子30は、ユニモルフ型、バイモルフ型のいずれも使用可能である。図8ないし図10は本出願人が特願2004-192483号で提案したバイモルフ型の一実施例の模式図であり、中心部の円形のシム111と、その表裏に積層形成した圧電体112とを備えている。シム111は、導電性の金属薄板材料、例えば厚さ0.2mm程度のステンレス薄板から構成する。圧電体112は、例えば厚さ0.3mm程度のPZT(Pb(Zr、Ti)O3)から構成されるもので、その表裏方向に分極処理が施されている。この分極処理は、シム111の表裏に位置する一対の圧電体112において互いに同一方向である。つまり、図8において、一対の圧電体112の分極方向を矢印aまたはbで表すと、シム111の厚さ方向に同一方向の分極処理が施されている。別言すると、シム111に接触する表裏の一対の圧電体112の分極特性がそれぞれ異極となり、一対の圧電体112の露出面がそれぞれ異極となっている。このように表裏の圧電体112の分極特性を同一方向にすると、シム111と、シム111表裏の一対の圧電体112の露出面との間に交互に正負電圧を与えたとき、シム111の変位量を増大させることができる。
The
一対の圧電体112のシム111側の面は、該シム111と全面的に導通するように接着され、シム111側と反対の露出面には、全面的に膜状電極113が形成されている。この膜状電極113は、例えば導電ペースト(銀ペースト)を印刷(スクリーン焼成)することで形成されている。
The surfaces of the pair of
給電端子180は、一対の接触子1811と、この接触子1811間を接続する接続縁1812と、配線接続部1813とを有しており、一対の接触子1811と接続縁1812とはコ字状断面をなしている。一対の接触子1811は、圧電振動子30の外側に位置する配線接続部1813側が幅広で、圧電振動子30の中心部に向かって徐々に幅を狭くする平面略三角形状部を有する同一形状をなしている。つまり、接触子1811は、圧電振動子30の膜状電極113との半田付け部1131の幅が最も狭く、圧電振動子30の外方に向かって幅を広げている。
The
圧電振動子30のシム111に形成された径方向に突出する配線接続突起114は、この一対の接触子1811の間に延びている。この配線接続突起114には、一対の接触子1811を接続する接続縁1812との間に隙間を確保する絶縁用凹部1141が形成されている。
A
円形をなすシム111の上下には、環状をなすスペーサ絶縁リング115が位置し、この上下一対のスペーサ絶縁リング115から、一対の接触子1811と配線接続突起114との間にストリップ状絶縁板材1151が延びていて、シム111と給電端子180との短絡を防止している。ストリップ状絶縁板材1151は同時に、給電端子180の接続縁1812が、シム111の絶縁用凹部1141側に移動するのを防止し、絶縁を確実にする。
An annular
シム111の配線接続突起114には、絶縁用凹部1141よりも圧電振動子30の外方に位置させて、配線接続突起114の幅方向の両側に対称に、一対のリード線掛止凹部1143と1144が形成されており、一方のリード線掛止凹部1143より内方に、半田付け用貫通孔1145が形成されている。
The
給電端子180の配線接続部1813には、配線接続突起114の半田付け用貫通孔1145に対応させて、半田付け用貫通孔1814が形成されている。この半田付け用貫通孔1145と1814は平面位置が異なっており、それぞれ、リード線211と221が半田付けされている。半田付け用貫通孔1145と1814は半田付け強度を高め、その平面位置を異ならせることで全体の薄型化を図ることができる。またリード線211と221は、リード線掛止凹部1143と1144に掛け止められ、リード線211と221の抜止抵抗を高めている。
A soldering through
圧電振動子30の表面には、PPSフィルム(絶縁性フィルム)241(図8)が接着されている。このPPSフィルム241は給電端子180上に延びる径方向舌片241aを有しており、接触子1811と圧電振動子30の膜状電極113との離脱を防止している。
A PPS film (insulating film) 241 (FIG. 8) is bonded to the surface of the
以上のシム111の配線接続突起114及び給電端子180回りの配線構造によれば、圧電振動子30の動きを妨げることがなく、確実にシム111及び膜状電極113へ配線することができる。
According to the wiring structure around the
そして、以上のように平面円形を基本形状とする圧電振動子30は、ロアハウジング20のポンプ室形成凹部20aと、ポンプ室プレート40のポンプ室形成凹部40aとの間に挟着され、その周囲上下がシールリング16と26によってシールされてポンプ室13と23を形成する。シールリング16と26は、ロアハウジング20のシールリング溝20bとポンプ室プレート40のシールリング溝40bと同一形状であり、大円弧部分16a(大円弧部分26a)と、直線部分16b(直線部分26b)を有している。そして、圧電振動子30の給電端子180は、これらのシールリング16と26の外側に、つまり直線部分16b(直線部分26b)の外側に位置している。このように配置すると、圧電振動子30の圧電体112に対する給電端子180をシールリング16と26と交差させずにすみ、シールリング16と26を局部的に変形させることがないので、その耐久性を向上させることができる。
As described above, the
また、ロアハウジング20と、予めポンプ室プレート40に一体にされているアッパハウジング10とは、両者の間に以上のように圧電振動子30を挟着した状態で締結具(例えばボルトナット)によって結合され一体にされる。勿論付加的に接着剤を用いることができる。
Further, the
上記構成の本ダイヤフラムポンプの基本動作は、図11で説明した動作と異なるところがない。圧電振動子30の給電端子180とシム111(配線接続突起114)との間に交番電界を与えて正逆に弾性変形(振動)させると、ポンプ室13と23のいずれか一方の容積が増大し他方の容積が減少する。ポンプ室13の容積が増大する行程では、吸入側アンブレラ11が開いて吸入ポート31からポンプ室13内に流体が流入し、同時にポンプ室23の容積が減少するからポンプ室23内の流体が吐出側アンブレラ(ユニット)22を開いて吐出ポート32に流出する。逆にポンプ室13の容積が減少する行程では、吸入側アンブレラ(ユニット)21が開いて吸入ポート31からポンプ室23内に流体が流入し、ポンプ室13の容積が減少するからポンプ室13内の流体が吐出側アンブレラ12を開いて吐出ポート32に流出する。
The basic operation of the diaphragm pump having the above configuration is not different from the operation described in FIG. When an alternating electric field is applied between the
上記実施形態のシールリング16と26は、非円形であるが、円形のシールリング(Oリング)を使用してもよい。また、逆止弁としてアンブレラを例示したが、アンブレラ以外の逆止弁を用いることも可能である。以上の実施形態ではダイヤフラムとして圧電振動子を用いたが、圧電振動子に代えて電歪振動子を用いてもよい。
The seal rings 16 and 26 in the above embodiment are non-circular, but circular seal rings (O-rings) may be used. Moreover, although the umbrella was illustrated as a check valve, it is also possible to use a check valve other than the umbrella. In the above embodiment, the piezoelectric vibrator is used as the diaphragm, but an electrostrictive vibrator may be used instead of the piezoelectric vibrator.
10 アッパハウジング
10c 嵌合穴
11 吸入側アンブレラ(吸入側逆止弁)
11a 12a アンブレラ装着穴
11b 12b 流路穴
11c 12c 中心軸
11d 12d 傘部
12 吐出側アンブレラ(吐出側逆止弁)
13 ポンプ室(可変容積室)
14H 板間吸入側流路
14Ha 凹部
14Hb 長円状Oリング(シールリング)
14Hc シールリング溝
15D 板間吐出側流路
15Da 凹部
15Db 長円状Oリング
15Dc シールリング溝
16 シールリング
16a 大円弧部分
16b 直線部分
20 ロアハウジング
20a ポンプ室形成凹部
20b シールリング溝
20b1 大円弧部分
20b2 直線部分
21 吸入側アンブレラ(吸入側逆止弁)
21U 吸込側アンブレラユニット(吸入側逆止弁ユニット)
21a 22a ユニットプレート
21b 22b 接着部
21c 22c アンブレラ装着穴
21d 22d 流路穴
21e 22e 中心軸
21f 22f アンブレラ
21g 22g 傘部
22 吐出側アンブレラ(吐出側逆止弁)
22U 吐出側アンブレラユニット(吐出側逆止弁ユニット)
23 ポンプ室(可変容積室)
24H 吸入側流路
24Ha 流路拡張部
24Hb 弁受け凹部
24Hd 分岐流路
25D 吐出側流路
25Da 流路拡張部
25Db 弁受け凹部
25Dd 分岐流路
26 シールリング
26a 大円弧部分
26b 直線部分
30 圧電振動子(ダイヤフラム)
31 吸入ポート
32 吐出ポート
40 ポンプ室プレート
40a ポンプ室形成凹部
40b シールリング溝
40b1 大円弧部分
40b2 直線部分
40c 位置決め嵌合突起
41 42 連通穴
41a 42a 凸部
41b 42b Oリング
111 シム
112 圧電体
180 給電端子
211 221 リード線
10
13 Pump chamber (variable volume chamber)
14H Inter-plate suction side channel 14Ha Recess 14Hb Oval O-ring (seal ring)
14Hc
21U Suction side umbrella unit (suction side check valve unit)
22U discharge-side umbrella unit (discharge-side check valve unit)
23 Pump chamber (variable volume chamber)
24H Suction side flow path 24Ha Flow path expansion section 24Hb Valve receiving recess 24Hd
31
Claims (10)
順に積層したアッパハウジング、ポンプ室プレート、ダイヤフラム、及びロアハウジングを備え、
ロアハウジングには、該ロアハウジング単体に、ダイヤフラムと対向して一方のポンプ室を形成するポンプ室形成凹部と、このポンプ室形成凹部にそれぞれ連通する第一の吸入側逆止弁を有する吸入ポートと第一の吐出側逆止弁を有する吐出ポートとが形成され、
上記ポンプ室プレートには、ダイヤフラムと対向して他方のポンプ室を形成するポンプ室形成凹部と、第二の吸入側逆止弁と第二の吐出側逆止弁とが設けられ、
上記アッパハウジングとポンプ室プレートとの間に、上記ロアハウジングの吸入ポートと吐出ポートから分岐して上記第二の吸入側逆止弁と第二の吐出側逆止弁に連なる板間吸入側流路と板間吐出側流路を形成したことを特徴とするダイヤフラムポンプ。 Pump chambers are formed above and below the diaphragm by the diaphragm to which vibration is applied, and fluid flow from the suction port to the pair of pump chambers is allowed between the pair of pump chambers and a single suction port. First and second suction side check valves that do not allow fluid flow in the reverse direction are provided, and fluid flows from the pair of pump chambers to the discharge port between the pair of pump chambers and a single discharge port, respectively. A diaphragm pump provided with first and second discharge-side check valves that allow flow and do not allow fluid flow in the opposite direction,
An upper housing, a pump chamber plate, a diaphragm, and a lower housing, which are stacked in order,
The lower housing has a suction port having a pump chamber forming recess that forms one pump chamber facing the diaphragm, and a first suction-side check valve that communicates with the pump chamber forming recess. And a discharge port having a first discharge side check valve,
The pump chamber plate is provided with a pump chamber forming recess that forms the other pump chamber facing the diaphragm, a second suction side check valve, and a second discharge side check valve,
Between the upper housing and the pump chamber plate, the inter-plate suction side flow branched from the suction port and the discharge port of the lower housing and connected to the second suction side check valve and the second discharge side check valve. A diaphragm pump characterized by forming a passage and a discharge passage between plates.
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