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JP2007071070A - Diaphragm pump - Google Patents

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JP2007071070A
JP2007071070A JP2005257376A JP2005257376A JP2007071070A JP 2007071070 A JP2007071070 A JP 2007071070A JP 2005257376 A JP2005257376 A JP 2005257376A JP 2005257376 A JP2005257376 A JP 2005257376A JP 2007071070 A JP2007071070 A JP 2007071070A
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JP
Japan
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discharge
diaphragm
check valve
suction
pump chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005257376A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiro Nakajima
二郎 中島
Hitoshi Onishi
人司 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
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Priority to US11/511,683 priority patent/US20070065309A1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/023Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms double acting plate-like flexible member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04Pumps having electric drive
    • F04B43/043Micropumps
    • F04B43/046Micropumps with piezoelectric drive

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Check Valves (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a four-valve diaphragm pump having less possibility of liquid leakage. <P>SOLUTION: The diaphragm pump is provided with an upper housing, a pumping chamber plate, a diaphragm and a lower housing which are stacked in order. A pumping chamber forming recess to form one side pumping chamber facing the diaphragm in the lower housing single structure, an inlet port having a first inlet-side check valve, and a discharge port having a first discharge-side check valve communicating with the pumping chamber forming recess are formed in the lower housing. The pumping chamber forming recess to form the other pumping chamber facing the diaphragm, a second inlet-side check valve, and a second discharge-side check valve are formed in the pumping chamber plate. An inlet-side flow passage between the plates and a discharge-side flow passage between the plates branched from the inlet port and discharge port, respectively, of the lower housing and connected to the second inlet-side check valve and the second discharge side valve are formed between the upper housing and the pumping chamber plate. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。
特開2001-193656号公報
The diaphragm pump forms a pump chamber (variable volume chamber) by the diaphragm, and a pair of check valves (inlet side check allowing fluid flow to the pump chamber) in a pair of flow paths connected to the pump chamber. A discharge-side check valve that allows fluid flow from the valve and the pump chamber. When the diaphragm is vibrated, the volume of the pump chamber changes, and the suction side check valve opens in the stroke when the volume increases, and the discharge side check valve opens in the stroke when the volume decreases. It is done. The diaphragm is made of an elastic (vibrating) material such as rubber or a piezoelectric vibrator.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-193656

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 upper housing 10, a lower housing 20, a piezoelectric vibrator (diaphragm) 30, and four umbrellas (check valves) 11, 12, 21, and 22 as basic components. A pump chamber (variable volume chamber) 13 and a pump chamber (variable volume chamber) 23 are formed between the upper housing 10 and the piezoelectric vibrator 30, and between the lower housing 20 and the piezoelectric vibrator 30, respectively. The single suction port 31 communicates with the suction side channels 14H and 24H, the suction side channel 14H communicates with the pump chamber 13 via the suction side umbrella 11, and the suction side channel 24H communicates with the suction side umbrella. It communicates with the pump chamber 23 via 21. The single discharge port 32 communicates with the discharge side flow paths 15D and 25D, the discharge side flow path 15D communicates with the pump chamber 13 via the discharge side umbrella 12, and the discharge side flow path 25D discharges. The pump chamber 23 communicates with the side umbrella 22.

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 piezoelectric vibrator 30 is elastically deformed (vibrated) in the forward and reverse directions, the volume of one of the pump chambers 13 and 23 increases and the other volume decreases. The stroke in which the volume of the pump chamber 13 is increased is the stroke in which the volume of the pump chamber 23 is decreased. Since the volume of the pump chamber 13 is increased, the suction side umbrella (suction side check valve) 11 is opened and pumped from the suction port 31. Since the fluid flows into the chamber 13 and the volume of the pump chamber 23 decreases, the fluid in the pump chamber 23 opens the discharge-side umbrella (discharge-side check valve) 22 and flows out to the discharge port 32. Conversely, the stroke in which the volume of the pump chamber 13 decreases is a stroke in which the volume of the pump chamber 23 increases. Since the volume of the pump chamber 23 increases, the suction side umbrella (suction side check valve) 21 opens and the suction port 31 opens. Then, the fluid flows into the pump chamber 23 and the volume of the pump chamber 13 decreases, so that the fluid in the pump chamber 13 opens the discharge-side umbrella (discharge-side check valve) 12 and flows out to the discharge port 32. Therefore, the pulsation cycle at the discharge port 32 can be shortened (halved compared to the case where the pump chamber is formed only on one of the upper and lower sides of the piezoelectric vibrator 30).

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 pump chamber plate 40 sandwiched between the upper housing 10 and the piezoelectric vibrator 30 in addition to the upper housing 10, the lower housing 20, and the piezoelectric vibrator 30, and is flat as a whole. It has a rectangular parallelepiped shape. The upper housing 10, the lower housing 20, and the pump chamber plate 40 are all formed from a molded product of a resin material.

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 lower housing 20 is a flat rectangular parallelepiped member having the largest and complicated shape among these molded products, and is formed with a pump chamber forming concave portion 20a opened on a surface facing the piezoelectric vibrator 30. A suction port 31 and a discharge port 32, which are integrally formed and parallel to each other, are projected and formed from one of the four flat peripheral surfaces (see FIGS. 1 to 5). The lower housing 20 is formed with a suction side flow path 24H communicating with the suction port 31 and a discharge side flow path 25D communicating with the discharge port 32. The suction side flow path 24H and the discharge side flow path 25D are formed. At the inner end, flow passage expanding portions 24Ha and 25Da communicating with the pump chamber forming recess 20a are formed. Valve receiving recesses 24Hb and 25Db are formed at the ends of the flow passage expanding portions 24Ha and 25Da on the pump chamber forming recess 20a side.

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-side umbrella unit 21U and the discharge-side umbrella unit 22U have the same structure except for the mounting direction, and the peripheral plate is a unit plate having an adhesive portion 21b (adhesive portion 22b) with the valve receiving concave portion 24Hb (valve receiving concave portion 25Db). An umbrella mounting hole 21c (umbrella mounting hole 22c) is formed at the center of 21a (unit plate 22a), and a plurality of flow path holes 21d (flow path holes 22d) are formed at the periphery of the umbrella mounting hole 21c (umbrella mounting hole 22c). ) Is formed. The umbrella portion 21g (umbrella portion 22g) of the umbrella 21f (umbrella 22f) in which the central shaft 21e (center shaft 22e) is mounted in the umbrella mounting hole 21c (umbrella mounting hole 22c) is normally the flow path hole 21d (flow path hole 22d). When a pressure of a specified value or more is applied to the umbrella part 21g (umbrella part 22g) from the channel hole 21d (channel hole 22d) side, the umbrella part 21g (umbrella part 22g) is elastically deformed and the channel hole 21d. (Flow channel hole 22d) is opened. The suction-side umbrella unit 21U and the discharge-side umbrella unit 22U have their adhesive portions 21b (adhesive portions 22b) bonded and fixed to the valve receiving recesses 24Hb and 25Db with the front and back sides reversed, and the suction-side umbrella unit 21U has a suction port 31. From the pump chamber forming recess 20a (pump chamber 23) to the discharge port 32, the discharge-side umbrella unit 22U permits fluid flow from the pump chamber to the pump chamber forming recess 20a (pump chamber 23) but not vice versa. Allow fluid flow but not vice versa. The unit plates 21a and 22a of the suction-side and discharge-side umbrella units 21U and 22U may be a single substrate.

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 lower housing 20 does not require a separate lid, and the lower housing 20 is a single unit between the suction port 31 and the pump chamber forming recess 20a and between the discharge port 32 and the pump chamber forming recess 20a. A suction side flow path 24H and a discharge side flow path 25D which are closed in between are formed. The lower housing 20 is also formed with a seal ring groove 20b positioned around the pump chamber forming recess 20a. The seal ring groove 20b has a deformed D shape having a large arc portion 20b1 formed of a part of a circle exceeding a semicircle, and a straight portion 20b2 connecting both ends of the large arc portion 20b1 with a straight line. .

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-side umbrella unit 21U and the discharge-side umbrella unit 22U, that is, the valve receiving recesses 24Hb and 25Db (umbrella portions 21g and 22g) are inclined (non-parallel) with respect to the plane of the piezoelectric vibrator 30. The direction of this inclination is a plane that includes the axis of the suction port 31 (discharge port 32) and is orthogonal to the piezoelectric vibrator 30. In the plane, the depth of the suction port 31 (discharge port 32) increases toward the piezoelectric portion. This is a direction away from the transducer 30 and approaching the front. When the suction-side umbrella unit 21U and the discharge-side umbrella unit 22U are inclined as described above, the lower housing 20 can be thinned without sacrificing the flow path cross-sectional areas of the suction port 31 and the discharge port 32.

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 unit plate 21a (umbrella 21g) of the suction side umbrella unit 21U) and the plane in the free state of the piezoelectric vibrator 30 are non-parallel, An angle α is formed. That is, the flow path at the suction side check valve 21 is not orthogonal to the piezoelectric vibrator 30. On the other hand, the axis of the suction port 31 (suction side flow path 24H) is parallel to the plane of the piezoelectric vibrator 30. The direction of the angle α is such that the unit plate 21a (umbrella 21g) of the suction-side umbrella unit 21U is further away from the piezoelectric vibrator 30 toward the back of the suction port 31 (suction-side flow path 24H), and the piezoelectric vibrator is closer to the front. This is the direction approaching 30.

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 unit plate 22a (umbrella portion 22g) of the discharge-side umbrella unit 22U) and the plane in the free state of the piezoelectric vibrator 30 are non-parallel. , Angle α. That is, the flow path at the discharge side check valve 22 is not orthogonal to the piezoelectric vibrator 30. On the other hand, the axis of the discharge port 32 (discharge side channel 25D) is parallel to the plane of the piezoelectric vibrator 30. The direction of the angle α is such that the unit plate 22a (umbrella 22g) of the discharge-side umbrella unit 22U is further away from the piezoelectric vibrator 30 toward the back of the discharge port 32 (discharge-side flow path 25D), and the piezoelectric vibrator toward the front. This is the direction approaching 30.

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 lower housing 20 is also formed with branch channels 24Hd and 25Dd that branch from the suction-side channel 24H and the discharge-side channel 25D and open to the pump chamber plate 40 side. The pump chamber plate 40 has communication holes 41 and 42 communicating with the branch flow paths 24Hd and 25Dd. The communication holes 41 and 42 are communicated between the upper housing 10 and the pump chamber plate 40. An inter-plate suction side flow path 14H and an inter-plate discharge side flow path 15D are formed. That is, the pump chamber plate 40 is formed with convex portions 41a and 42a that fit into the branch flow paths 24Hd and 25Dd, and communication holes 41 and 42 are formed at the centers of the convex portions 41a and 42a. 41b and 42b are O-rings that maintain liquid tightness between the branch flow paths 24Hd and 25Dd and the convex portions 41a and 42a (communication holes 41 and 42).

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 pump chamber plate 40 has a surface facing the piezoelectric vibrator 30 as a pump chamber forming recess 40a (FIGS. 2, 4, and 5), and has a suction side umbrella unit 21U and a discharge side umbrella at substantially the center thereof. A suction-side umbrella 11 and a discharge-side umbrella 12 corresponding to the unit 22U are mounted. In FIG. 2, the suction-side umbrella 11 and the discharge-side umbrella 12 are not drawn. That is, in the pump chamber plate 40, umbrella mounting holes 11a and 12a are formed at the vertical positions corresponding to the suction side umbrella unit 21U and the discharge side umbrella unit 22U, and a plurality of flow paths are formed around the periphery of the umbrella mounting holes 11a and 12a. Road holes 11b and 12b are formed. The suction-side umbrella 11 and the discharge-side umbrella 12 are umbrellas that block the central shaft 11c (central shaft 12c) mounted in the umbrella mounting hole 11a (umbrella mounting hole 12a) and the flow channel hole 11b (flow channel hole 12b) at all times. If the pressure more than a regulation value is applied to the umbrella part 11d (umbrella part 12d) from the channel hole 11b (channel hole 12b) side, the umbrella part 11d (umbrella part 12d) is provided. ) Is elastically deformed to open the channel hole 11b (channel hole 12b). The suction side umbrella 11 allows a fluid flow from the upper housing 10 side to the pump chamber forming recess 40a (pump chamber 13) and does not allow the opposite fluid flow. The discharge side umbrella 12 has a pump chamber forming recess 40a (pump). The fluid flow from the chamber 13) to the upper housing 10 side is allowed and the opposite fluid flow is not allowed.

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 upper housing 10 has substantially the same planar shape as the lower housing 20 so as to overlap the lower housing 20. The upper housing 10 is connected to the pump chamber plate 40 between the communication hole 41 and the suction-side umbrella 11. The recess 14Ha forms the inter-plate suction-side flow path 14H, the communication hole 42 and the discharge-side umbrella 12. And a recess 15Da for forming the inter-plate discharge-side flow path 15D (see FIGS. 2 and 4 to 6). Around the recesses 14Ha and 15Da, seal ring grooves 14Hc and 15Dc for fitting oval O-rings (seal rings) 14Hb and 15Db are formed. The upper housing 10 is also formed with a recess 10a (FIGS. 2 and 6) into which the pump chamber plate 40 is fitted.

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 pump chamber plate 40 and the upper housing 10 have a positioning fitting projection 40c and a fitting hole 10c (FIG. 1) that are fitted to each other with the oval O-rings 14Hb and 15Db fitted in the recesses 14Ha and 15Da, respectively. The liquid-tight plate 14H from the communication hole 41 to the suction-side umbrella 11 and the liquid-tight plate from the discharge-side umbrella 12 to the communication hole 42 are bonded by bonding them after fitting. The intermediate discharge side flow path 15D is formed. That is, the upper housing 10 and the pump chamber plate 40 are integrated in advance by fitting the plate 40 in the recess 10a, thereby forming the inter-plate suction side flow path 14H and the inter-plate discharge side flow path 15D which are closed between the two. To do. In other words, no lid member other than the upper housing 10 and the pump chamber plate 40 is required to form the inter-plate suction side flow path 14H and the inter-plate discharge side flow path 15D.

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 pump chamber plate 40 has a pump chamber forming recess 40a facing the piezoelectric vibrator 30 and corresponds to the seal ring groove 20b of the lower housing 20 (having the same shape in plan view). ) A seal ring groove 40b is formed. The seal ring groove 40b has a deformed D shape having a large arc portion 40b1 formed of a part of a circle exceeding a semicircle and a straight portion 40b2 connecting both ends of the large arc portion 40b1 with a straight line. .

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 piezoelectric vibrator 30 can be either a unimorph type or a bimorph type. FIG. 8 to FIG. 10 are schematic views of an embodiment of the bimorph type proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2004-192383, and a circular shim 111 in the center portion and a piezoelectric body 112 laminated on the front and back sides thereof. It has. The shim 111 is made of a conductive metal thin plate material, for example, a stainless thin plate having a thickness of about 0.2 mm. The piezoelectric body 112 is made of, for example, PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) having a thickness of about 0.3 mm, and is polarized in the front and back directions. This polarization process is performed in the same direction in the pair of piezoelectric bodies 112 positioned on the front and back of the shim 111. That is, in FIG. 8, when the polarization direction of the pair of piezoelectric bodies 112 is represented by an arrow a or b, polarization processing in the same direction is performed in the thickness direction of the shim 111. In other words, the polarization characteristics of the pair of front and back piezoelectric bodies 112 in contact with the shim 111 have different polarities, and the exposed surfaces of the pair of piezoelectric bodies 112 have different polarities. When the polarization characteristics of the front and back piezoelectric bodies 112 are set in the same direction as described above, when the positive and negative voltages are alternately applied between the shim 111 and the exposed surfaces of the pair of piezoelectric bodies 112 on the front and back of the shim 111, the displacement of the shim 111 is changed. The amount can be increased.

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 piezoelectric bodies 112 on the shim 111 side are bonded so as to be fully conductive with the shim 111, and a film electrode 113 is formed on the entire exposed surface opposite to the shim 111 side. . The film electrode 113 is formed, for example, by printing (screen baking) a conductive paste (silver paste).

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 power supply terminal 180 includes a pair of contacts 1811, a connection edge 1812 that connects the contacts 1811, and a wiring connection portion 1813. The pair of contacts 1811 and the connection edge 1812 are U-shaped. It has a cross section. The pair of contacts 1811 have the same shape having a substantially triangular plane that is wide on the side of the wiring connecting portion 1813 located outside the piezoelectric vibrator 30 and gradually narrows toward the center of the piezoelectric vibrator 30. There is no. That is, the contact 1811 has the narrowest width of the soldering portion 1131 with the film-like electrode 113 of the piezoelectric vibrator 30 and widens toward the outside of the piezoelectric vibrator 30.

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 wire connection protrusion 114 that protrudes in the radial direction and is formed on the shim 111 of the piezoelectric vibrator 30 extends between the pair of contacts 1811. The wiring connection protrusion 114 is formed with an insulating recess 1141 that secures a gap between the connection edge 1812 connecting the pair of contacts 1811.

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 spacer insulating ring 115 is positioned above and below the circular shim 111, and a strip-shaped insulating plate 1151 is provided between the pair of upper and lower spacer insulating rings 115 between the pair of contacts 1811 and the wiring connection protrusion 114. Extends to prevent a short circuit between the shim 111 and the power supply terminal 180. At the same time, the strip-shaped insulating plate material 1151 prevents the connection edge 1812 of the power supply terminal 180 from moving to the insulating recess 1141 side of the shim 111 and ensures insulation.

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 wiring connection projection 114 of the shim 111 is positioned on the outer side of the piezoelectric resonator 30 with respect to the insulating recess 1141 and symmetrically on both sides of the wiring connection projection 114 in the width direction. 1144 is formed, and a soldering through hole 1145 is formed inward of one lead wire latching recess 1143.

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 hole 1814 is formed in the wiring connection portion 1813 of the power supply terminal 180 so as to correspond to the soldering through hole 1145 of the wiring connection protrusion 114. The soldering through holes 1145 and 1814 have different plane positions, and lead wires 211 and 221 are soldered, respectively. The soldering through holes 1145 and 1814 can be thinned as a whole by increasing the soldering strength and changing the planar positions thereof. Further, the lead wires 211 and 221 are hooked to the lead wire latching recesses 1143 and 1144 to increase the resistance of the lead wires 211 and 221 from being pulled out.

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 piezoelectric vibrator 30. The PPS film 241 has a radial tongue 241 a extending on the power supply terminal 180, and prevents the contact 1811 and the film electrode 113 of the piezoelectric vibrator 30 from being detached.

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 wiring connection protrusion 114 and the power supply terminal 180 of the shim 111 described above, it is possible to reliably wire the shim 111 and the film electrode 113 without hindering the movement of the piezoelectric vibrator 30.

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 piezoelectric vibrator 30 having a planar circular shape as the basic shape is sandwiched between the pump chamber forming recess 20a of the lower housing 20 and the pump chamber forming recess 40a of the pump chamber plate 40, and the periphery thereof. The upper and lower sides are sealed by seal rings 16 and 26 to form pump chambers 13 and 23. The seal rings 16 and 26 have the same shape as the seal ring groove 20b of the lower housing 20 and the seal ring groove 40b of the pump chamber plate 40, and have a large arc portion 16a (large arc portion 26a) and a straight portion 16b (straight portion 26b). )have. The power supply terminal 180 of the piezoelectric vibrator 30 is located outside the seal rings 16 and 26, that is, outside the straight portion 16b (straight portion 26b). With this arrangement, the feed terminal 180 for the piezoelectric body 112 of the piezoelectric vibrator 30 can be prevented from intersecting the seal rings 16 and 26, and the seal rings 16 and 26 are not locally deformed. Can be improved.

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 lower housing 20 and the upper housing 10 integrated in advance with the pump chamber plate 40 are fastened by fasteners (for example, bolts and nuts) with the piezoelectric vibrator 30 sandwiched between them as described above. Combined and united. Of course, an adhesive can be additionally used.

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 power supply terminal 180 of the piezoelectric vibrator 30 and the shim 111 (wiring connection protrusion 114) to cause elastic deformation (vibration) in the forward and reverse directions, the volume of one of the pump chambers 13 and 23 increases. However, the volume of the other is reduced. In the stroke in which the volume of the pump chamber 13 is increased, the suction-side umbrella 11 is opened and fluid flows into the pump chamber 13 from the suction port 31. At the same time, the volume of the pump chamber 23 is decreased, so that the fluid in the pump chamber 23 is discharged. The side umbrella (unit) 22 is opened and flows into the discharge port 32. Conversely, in the stroke in which the volume of the pump chamber 13 decreases, the suction-side umbrella (unit) 21 opens and fluid flows into the pump chamber 23 from the suction port 31, and the volume of the pump chamber 13 decreases. Opens the discharge-side umbrella 12 and flows out to the discharge port 32.

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.

本発明によるダイヤフラムポンプの一実施形態を示す分解状態の斜視図である。It is a perspective view of the disassembled state which shows one Embodiment of the diaphragm pump by this invention. 同分解状態の断面図である。It is sectional drawing of the same decomposition | disassembly state. ロアハウジングの平面図である。It is a top view of a lower housing. 図3のIV-IV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図3のV-V線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. アッパハウジングのポンプ室プレート側の平面図である。It is a top view by the side of the pump chamber plate of an upper housing. ポンプ室プレートのポンプ室形成凹部側の平面図である。It is a top view by the side of the pump chamber formation recessed part of a pump chamber plate. バイモルフ型圧電振動子の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a bimorph type piezoelectric vibrator. 同バイモルフ型圧電振動子と変形D型シールリングの関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the relationship between the same bimorph type piezoelectric vibrator and a deformation | transformation D type seal ring. 同要部の平面図である。It is a top view of the principal part. 本発明を適用する4バルブダイヤフラムポンプの概念図である。It is a conceptual diagram of a 4-valve diaphragm pump to which the present invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

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 Upper housing 10c Fitting hole 11 Suction side umbrella (suction side check valve)
11a 12a Umbrella mounting hole 11b 12b Channel hole 11c 12c Center shaft 11d 12d Umbrella 12 Discharge side umbrella (discharge side check valve)
13 Pump chamber (variable volume chamber)
14H Inter-plate suction side channel 14Ha Recess 14Hb Oval O-ring (seal ring)
14Hc Seal ring groove 15D Inter-plate discharge side flow path 15Da Recess 15Db Oval O-ring 15Dc Seal ring groove 16 Seal ring 16a Large arc portion 16b Linear portion 20 Lower housing 20a Pump chamber forming recess 20b Seal ring groove 20b1 Large arc portion 20b2 Straight part 21 Suction side umbrella (suction side check valve)
21U Suction side umbrella unit (suction side check valve unit)
21a 22a Unit plate 21b 22b Adhesive part 21c 22c Umbrella mounting hole 21d 22d Channel hole 21e 22e Center shaft 21f 22f Umbrella 21g 22g Umbrella part 22 Discharge side umbrella (discharge side check valve)
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 Branch flow path 25D Discharge side flow path 25Da Flow path expansion section 25Db Valve reception recess 25Dd Branch flow path 26 Seal ring 26a Large arc portion 26b Linear portion 30 Piezoelectric vibrator (Diaphragm)
31 Suction port 32 Discharge port 40 Pump chamber plate 40a Pump chamber forming recess 40b Seal ring groove 40b1 Large arc portion 40b2 Straight portion 40c Positioning fitting protrusion 41 42 Communication hole 41a 42a Protruding portion 41b 42b O-ring 111 Shim 112 Piezoelectric body 180 Power supply Terminal 211 221 Lead wire

Claims (10)

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、
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.
請求項1記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記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介在させたシールリングを介して液密に形成されているダイヤフラムポンプ。 2. The diaphragm pump according to claim 1, wherein the inter-plate suction side flow path and the inter-plate discharge side flow path are formed in a liquid-tight manner via a seal ring interposed between the pump chamber plate and the upper housing. pump. 請求項2記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記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し、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しているダイヤフラムポンプ。 3. The diaphragm pump according to claim 2, wherein one end portions of the inter-plate suction side flow path and the inter-plate discharge side flow path are respectively a second suction side check valve and a second discharge side reverse valve formed in the pump chamber plate. A diaphragm pump that communicates with the stop valve and that communicates with the respective branch flow paths from the suction port and the discharge port that open to the lower housing, respectively. 請求項2または3記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記シールリングは長円状をなしているダイヤフラムポンプ。 4. The diaphragm pump according to claim 2, wherein the seal ring has an oval shape. 請求項1ないし4のいずれか1項記載のダイヤフラムポンプにおいて、ロアハウジングに設けた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第一の吸入側逆止弁ユニット及び第一の逆止弁ユニットとして形成され、該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が吸入ポートと吐出ポートのポンプ室側開口端にそれぞれ接合されているダイヤフラムポンプ。 5. The diaphragm pump according to claim 1, wherein the first suction-side check valve and the first discharge-side check valve provided in the lower housing are separate from the lower housing. Are formed as a suction check valve unit and a first check valve unit, and the first suction check valve unit and the first discharge check valve unit are provided on the pump chamber side opening of the suction port and the discharge port. Diaphragm pumps joined to each end. 請求項5記載のダイヤフラムポンプにおいて、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られているダイヤフラムポンプ。 6. The diaphragm pump according to claim 5, wherein the first suction side check valve unit and the first discharge side check valve unit are provided on the same substrate. 請求項1ないし6のいずれか1記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記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されているダイヤフラムポンプ。 The diaphragm pump according to any one of claims 1 to 6, wherein the suction port and the discharge port of the lower housing are formed so as to protrude in a direction parallel to a plane direction in a free state of the diaphragm and in parallel with each other. . 請求項1ないし7のいずれか1項記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記逆止弁はアンブレラであるダイヤフラムポンプ。 The diaphragm pump according to any one of claims 1 to 7, wherein the check valve is an umbrella. 請求項1ないし8のいずれか1項記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記ダイヤフラムは圧電振動子または電歪振動子であるダイヤフラムポンプ。 9. The diaphragm pump according to claim 1, wherein the diaphragm is a piezoelectric vibrator or an electrostrictive vibrator. 請求項1ないし8のいずれか1項記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記ダイヤフラムはバイモルフ型圧電振動子であるダイヤフラムポンプ。 9. The diaphragm pump according to claim 1, wherein the diaphragm is a bimorph piezoelectric vibrator.
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