JP2018115662A - 流体輸送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周知技術の小型ポンプ構成が流体の伝送過程において流体の向流現象を発生させ易いということを解決することにある。【解決手段】本発明に係る流体輸送装置は、出口流路及び入口流路を有するバルブ本体と、入口バルブ流路、出口バルブ流路及び圧力チャンバを有し、圧力チャンバが入口バルブ流路及び出口バルブ流路とそれぞれ連通し合うバルブチャンバベースと、バルブ本体とバルブチャンバベースとの間に設置し、それぞれ入口バルブ流路及び出口バルブ流路を閉鎖するように対応する二つのバルブ片を有し、変位量を凸出変形してバルブ開閉構成を形成するバルブ膜と、圧力チャンバを閉蓋するアクチュエータと、アクチュエータを閉蓋し、その上に複数の螺接孔を貫設する蓋体とを包含し、バルブ本体、バルブチャンバベース及びアクチュエータは、その上に対応するように貫通した貫通孔をそれぞれ設置し、且つ蓋体の螺接孔に対応し、螺着素子が貫通孔に挿入して螺接孔に螺着することで、定位して組立てられるように形成している。【選択図】図３

Description

本発明は、流体輸送装置、特に、小型ポンプ構成に適用する流体輸送装置に関するものである。

現在、医薬、コンピューターテクノロジー、印刷、エネルギー等の工業など分野を問わず、製品が精密化及び小型化の方向に発展しており、そのうち、小型ポンプ、噴霧器、インクジェットヘッド、工業印刷装置等の製品に含まれる流体輸送構造は、中でも重要な技術であるが、いかに革新的な構造で技術のボトルネックを打破するかが発展させるための重要な内容となっている。

未作動時の周知小型バルブ構成を示す模式図である図１Ａを参照すると、周知小型バルブ構成１０は、入口流路１３、小型アクチュエータ１５、伝動ブロック１４、仕切膜１２、圧縮室１１１、基板１１及び出口流路１６を包含し、そのうち、基板１１は、仕切膜１２との間に、主に液体を保存するための圧縮室１１１を形成するように定義し、圧縮室１１１の体積は、仕切膜１２の変形の影響によって変化している。

電圧を小型アクチュエータ１５の上下にある両極に作用させると、電場が発生し、小型アクチュエータ１５は、この電場の作用の下、湾曲を発生して仕切膜１２及び圧縮室１１１の方向に移動し、小型アクチュエータ１５が伝動ブロック１４上に設置されるため、伝動ブロック１４は、小型アクチュエータ１５で発生した推力を仕切膜１２に伝達させ、仕切膜１２もこれに伴って圧迫されて変形しており、液体は、図１Ｂのように、図面にある矢印Ｘの方向に流動し、入口流路１３から流れ込んだ後、圧縮室１１１に保存された液体は、圧迫を受け、出口流路１６を介して予め設定した空間に流れることで、流体の供給という目的を達成している。

図１Ａに図示された小型ポンプ機器を示す平面図である図２を参照すると、図面のように、小型ポンプ機器１０が作動すると、流体の輸送方向は、図面にある矢印Ｙの方向のとおりであり、入口拡張器１７は、両端の開口が異なる大きさの円錐構成であって、開口が大きい一端は、入口流路１９１と接続し合い、開口が小さい一端は、圧縮室１１１と接続し、これと同時に、圧縮室１１１及び出口流路１９２を接続する出口拡張器１８は、入口拡張器１７と同じ方向になるように設置し、開口が大きい出口拡張器１８の一端は、圧縮室１１１に接続し、開口が小さい出口拡張器１８の一端は、出口流路１９２と接続し合い、圧縮室１１の両端に接続する入口拡張器１７及び出口拡張器１８が同じ方向になるように設置するため、両方向の抵抗が異なる拡張器の特性と、圧縮室１１１の体積膨縮とを利用することにより流体に単一方向の流速が発生することで、流体が入口流路１９１から入口拡張器１７を介して圧縮室１１１内に流入し、さらに、出口拡張器１８から出口流路１９２を介して流出している。

しかし、このような実体のバルブがない小型ポンプ機器１０は、流体の大量向流といった状況を発生させ易いことから、流速の増加を促すために、圧縮室１１１に充分な圧力を発生させるための大きな圧縮比を必要とするため、コストをアクチュエータ１５にかけなければならない。

このことから、どのように欠点がある上述した周知技術の流体輸送装置を改善するかが、急務となっている。

本発明の目的は、主に、バルブ本体、バルブ膜、バルブチャンバベース、アクチュエータ及び蓋体が順次積層し、複数の螺着素子によって定位するように螺着して組立てられる流体輸送装置を提供し、全ての構成がより緊密に接合するように調整可能に組立てられて定位するだけでなく、密封リングの設置によって入口開口、出口開口、入口バルブ通路、出口バルブ通路及び圧力チャンバ周辺に対する流体漏れ防止を提供し、好ましい流体漏れ防止性を備え、これと同時に、アクチュエータの圧電作動により、圧力チャンバの体積が変化し、同一バルブ膜上のバルブ片構成を開閉して逆流を有する流体輸送作業を行うことで、高効率の伝送に達するとともに、流体の逆流を阻止することで、周知技術の小型ポンプ構成が流体の伝送過程において流体の向流現象を発生させ易いということを解決することにある。

上述の目的を達するため、本発明に係る比較的広義の実施態様は、流体を伝送するために用いる流体輸送装置を提供し、前記流体輸送装置は、出口流路、入口流路及び第一取付表面を有し、前記出口流路及び前記入口流路が前記第一取付表面で入口開口及び出口開口にそれぞれ連通し、且つその上に複数の貫通孔を設置するバルブ本体と、第二取付表面、第三取付表面、入口バルブ流路及び出口バルブ流路を有し、前記入口バルブ流路及び前記出口バルブ流路が前記第二取付表面から前記第三取付表面に貫通し、前記第三取付表面がその上に部分的に凹設して前記入口バルブ流路及び前記出口バルブ流路とそれぞれ連通し合う圧力チャンバを形成し、且つその上に複数の貫通孔を設置するバルブチャンバベースと、二つのバルブ片を有し、且つ前記バルブ片を囲繞する周辺に弾性的に支持するための複数の延伸フレームをそれぞれ設置し、各前記延伸フレームが隣接し合う間に中空孔をそれぞれ形成し、二つの貫通エリアにある前記バルブ片がそれぞれ前記バルブチャンバベースの前記入口バルブ流路及び前記出口バルブ流路を閉鎖するように対応してバルブ開閉構成を形成するバルブ膜と、振動板を有し、前記振動板が前記バルブチャンバベースの前記圧力チャンバを閉蓋し、且つ前記振動板上に複数の貫通孔を設置するアクチュエータと、金属材質であって、前記アクチュエータに閉蓋する前記振動板上の大面積に接触するように接合し、且つその上に複数の螺接孔を貫通する蓋体と、を包含し、これにより、前記バルブ本体、前記バルブチャンバベース及び前記アクチュエータの貫通孔が対応し合って導電可能な前記螺着素子を挿入させ、前記螺着素子が前記蓋体の螺接孔上に螺着することで、定位して組立てられるように形成している。

未作動時の周知小型バルブ構成を示す模式図である。 作動時の図１Ａの構成を示す模式図である。 図１Ａに図示された小型ポンプ構成を示す平面図である。 本発明に係る流体輸送装置の外観を示す斜視図である。 本発明に係る流体輸送装置の関連部材を示す分解図である。 本発明に係る流体輸送装置を示す断面図である。 本発明に係る流体輸送装置のバルブ本体底面を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置のバルブ膜を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置のバルブチャンバーベースを示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置のバルブチャンバーベース底面を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置の振動板を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置の蓋体を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置の蓋体底面を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置のアクチュエータにある電極導線の接続状態を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置のアクチュエータにある電極導線が埋入されて保護される様を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置のアクチュエータにある電極導線が駆動回路板に接続する様を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置の流体輸送作動状態を示す模式図である。 本発明に係る流体輸送装置の流体輸送作動状態を示す模式図である。

本発明の特徴と利点を体現するいくつかの典型的実施例を以下において詳細に説明する。本発明は異なる態様において各種の変化が可能であり、そのいずれも本発明の範囲を逸脱せず、且つ本発明の説明及び図面は本質的に説明のために用いられ、本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。

図３、図４及び図５を参照すると、本発明に係る流体輸送装置２０は、医薬・バイオテクノロジー、コンピューターテクノロジー、印刷或いはエネルギーなどの工業に応用することができ、且つ流体を輸送することができるが、これに限らず、流体輸送装置２０は、主に、バルブ本体２１、バルブ膜２２、バルブチャンバベース２３、アクチュエータ２４及び蓋体２５が順次積層し、複数の螺着素子２６によって定位するように螺着して組立てられ、そのうち、バルブ本体２１、バルブ膜２２、バルブチャンバベース２３が順次積層して流体バルブベースを形成し、且つバルブチャンバベース２３及びアクチュエータ２４の間に、主に流体を保存するために用いる圧縮チャンバ２３７を形成している。また、螺着素子２６は、導電可能なネジである。

次に、図３、図４、図５及び図６を参照すると、バルブ本体２１及びバルブチャンバ２３は、本発明に係る流体輸送装置２０において流体の出入を導引する上で主要な構成であって、バルブ本体２１は、入口流路２１１及び出口流路２１２を有し、流体は、外界から入り込むことができ、入口流路２１１は、入口開口２１３に連通し、流体は、入口流路２１１を介してバルブ本体２１の第一取付表面２１０にある入口開口２１３に伝送するとともに、出口流路２１２は、出口開口２１４に連通し、流体は、出口開口２１４から出口流路２１２に伝送されて排出されており、また、バルブ本体２１の第一取付表面２１０は、取付エリア２１５を有し、取付エリア２１５は、入口開口２１３の周辺を囲繞し、その上に密封リング２８ａを設置するために用いる凹スロット２１６をさらに有することで、入口開口２１３の周辺に対して流体漏れの防止を行っており、本実施例において、取付エリア２１５は、出口開口２１４の周辺を囲繞し、その上に密封リング２８ｂを設置するために用いる凹スロット２１７をさらに有することで、出口開口２１４の周辺に対して流体漏れの防止を行っている。また、取付エリア２１５は、出口開口２１４の周辺に凸部構成２１８を設置し、バルブ本体２１は、四隅に螺着素子２６を挿入して定位するように組立てるための貫通孔２１９をそれぞれ設置し、取付エリア２１５は、複数のほぞ溝２１ａを設置し、バルブ本体２１は、側辺に導線スロット２１ｂを設けている。

次に、図３、図４、図５及び図７を参照すると、バルブ膜２２の主な材料がポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＩ）高分子材料の場合、その製造方法は、主に、感光性のフォトレジストをバルブ構成上に塗布し、バルブ構成のパターンを露光した後、エッチングを行う反応性イオンエッチング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ，ＲＩＥ）を利用しており、フォトレジストに被覆された箇所は、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＩ）がエッチングされないように保護されるため、バルブ膜２２にあるバルブ構成をエッチングすることができる。バルブ膜２２は、平坦なプレート構成である。図７のように、バルブ膜２２は、二つの貫通エリア２２ａ、２２ｂにおいて、厚さが同一のバルブ片２２１ａ、２２１ｂをそれぞれ有し、且つバルブ片２２１ａ、２２１ｂを囲繞する周辺に弾性的に支持するための複数の延伸フレーム２２２ａ、２２２ｂをそれぞれ設置し、各前記延伸フレーム２２２ａ、２２２ｂが隣接し合う間に中空孔２２３ａ、２２３ｂをそれぞれ形成し、このように厚さが同一のバルブ片２２１ａ、２２１ｂは、バルブ膜２２上で付勢力を受け、延伸フレーム２２２ａ、２２２ｂの弾性的支持によって変位量を凸出変形してバルブ開閉構成を形成している。バルブ片２２１ａ、２２１ｂは、円形、長方形、正方形或いはその他の幾何学形状とすることができるが、これに限らない。本実施例では、厚さが５０μｍのバルブ膜２２を使用し、二つの貫通エリア２２ａ、２２ｂにおいて円形のバルブ片２２１ａ、２２１ｂを有し、バルブ片２２１ａ、２２１ｂの直径は１７ｍｍであり、また、二つの貫通エリア２２ａ、２２ｂは、螺旋形態に接続する三つの延伸フレーム２２２ａ、２２２ｂを有し、延伸フレーム２２２ａ、２２２ｂの厚さは、１００μｍである。また、バルブ膜２２は、その上に複数の定位孔２２ｃを設け、図７に図示されている実施例では、６つの定位孔２２ｃがあるが、これに限らない。

次に、図３、図４、図５及び図８Ａ、図８Ｂを参照すると、バルブチャンバベース２３は、第二取付表面２３０及び第三取付表面２３６を有し、また、バルブチャンバベース２３は、第二取付表面２３０から第三取付表面２３６を貫通する入口バルブ流路２３１及び出口バルブ流路２３２を有し、バルブチャンバベース２３は、入口バルブ流路２３１の周辺を囲繞し、その上に密封リング２８ｃを設置するために用いる凹スロット２３３と、出口バルブ流路２３２の周辺を囲繞し、その上に密封リング２８ｄを設置するために用いる凹スロット２３４とをさらに有することで、入口バルブ流路２３１周辺及び出口バルブ流路２３２の周辺に対して流体漏れの防止を行っており、また、バルブチャンバベース２３の第二取付表面２３０は、入口バルブ流路２３１の周辺に凸部構成２３５を設置し、バルブチャンバベース２３の第三取付表面２３６は、部分的に凹設して入口バルブ流路２３１及び出口バルブ流路２３２とそれぞれ連通し合う圧力チャンバ２３７を形成し、バルブチャンバベース２３の第三取付表面２３６は、圧力チャンバ２３７の周辺を囲繞し、その上に密封リング２８ｅを設置するために用いる凹スロット２３８をさらに有することで、圧力チャンバ２３７の周辺に対して流体漏れの防止を行っている。また、バルブチャンバベース２３は、四隅に螺着素子２６を挿入して定位するように組立てるための貫通孔２３９をそれぞれ設置し、バルブチャンバベース２３の第二取付表面２３０は、複数のほぞ２３ａを設置し、バルブチャンバベース２３は、側辺に導線スロット２３ｂを設けている。

次に、図３、図４、図５及び図９を参照すると、アクチュエータ２４は、振動板２４１及び圧電素子２４２が組立てられてなり、そのうち、振動板２４１は、一側面に圧電素子２４２を固定するように貼着し、また、振動板２４１は、対角線に対応し合い、螺着素子２６を挿入して定位するように組立てるための二組の貫通孔２４３及び開口部２４４を設け、且つ振動板２４１は、側辺に導線スロット２４ｂを設けている。本実施例において、振動板２４１は、ステンレス金属材質であって、圧電素子２４２は、高い圧電特性があるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系列の圧電粉末を用いて製造することができ、振動板２４１上に固定するように貼着し、図１１Ａ及び図１１Ｂのように、電極導線２７に接続し、印加電圧を提供することで圧電素子２４２を駆動して変形を発生させ、振動板２４１もまた、これに伴い、流体輸送装置２０の作動を駆動するための、垂直方向に往復する振動変形を発生している。

次に、図３、図４、図５及び図１０Ａ、図１０Ｂを参照すると、蓋体２５は、金属材質であって、中間に中空空間２５１を有し、その上には、螺着素子２６を挿入して定位するように組立てるための複数の螺接孔２５２を貫設し、蓋体２５の表面２５０は、その上に導線スロット２５ａを凹設し、また、蓋体２５は、側辺に導線スロット２５ａと垂直方向に連通するための導線スロット２５ｂをさらに設けている。

また、本実施例において、バルブ本体２１及びバルブチャンバベース２３の材質は、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ，ＰＣ）、ポリスルホン（Ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ，ＰＳＦ）、ＡＢＳ樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンスルファイド（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ，ＰＰＳ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリアセタール（Ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ，ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）などがあるが、これに限らない。

上述したことから分かるとおり、流体輸送装置２０は、主に、バルブ本体２１、バルブ膜２２、バルブチャンバベース２３、アクチュエータ２４及び蓋体２５が順次積層して組立てられ、各積層は、いずれも超音波溶接、熱溶接、粘着などを用いて固定するように組立てられているが、超音波溶接或いは熱溶接の場合、組立過程においてオーバーラップする恐れがあり、粘着によって定位して組立てられる場合、粘着剤が乾く速度が遅いと、組立工程全体の時間が長くなり、粘着剤が乾く速度が早いと、樹脂の素子が脆化し易くなることから、本発明は、上述した超音波溶接、熱溶接、粘着などを用いて固定するように組立てられるという課題を克服するため、複数の螺着素子２６を用いて螺着し、流体輸送装置２０を定位するように組立てており、また、蓋体２５は、金属材質によって製作され、螺着素子２６を挿入して定位するように組立てるための複数の螺接孔２５２を有するだけでなく、バルブ本体２１、バルブ膜２２、バルブチャンバベース２３、アクチュエータ２４及び蓋体２５が順次積層する全体の構成もより緊密に接合するように調整可能に組立てられて定位し、好ましい漏れ防止性有すると同時に、構成全体の強度も向上させることができる。

また、図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃのように、本発明は、螺着素子２６を用いて定位するように組立てられた流体輸送装置２０の構成設計により、振動板２４１が印加電圧を提供する電極導線の設計において、螺着素子２６の螺着を利用して電極導線とすることもできるとともに、振動板２４１は、その上に貫通孔２４３及び開口部２４４を有する設計により、螺着素子２６を挿入して容易に接触させ、電極導線とすることができ、また、圧電素子２４２の導電に関する設計において、図１１Ｂのように、蓋体２５の表面２５０上に凹設する導線スロット２５ａを利用して電極導線２７の埋入を提供するだけでなく、電極導線２７は、蓋体２５の側辺に垂直方向に連通する導線スロット２５ｂの設計と、振動板２４１の導線スロット２４ｂ、バルブチャンバベース２３の導線スロット２３ｂ及びバルブ本体２１の導線スロット２１ｂの設計とにより、露出しないようにさらに埋入され且つ直角方向に延伸したとしても過度に引っ張られず、鋭利な直角があるプレートなどによって折断したり損傷したりすることなく、圧電素子２４２の電極導線２７に好ましい保護を提供しており、また、流体輸送装置２０の駆動回路板３は、図１１Ｃのように、その上に、駆動回路板３の導体挿入孔３１に螺着素子２６を挿入し、螺着素子２６に直接はんだ付けするはんだ付け箇所があり、これにより、この螺着素子２６を振動板２４１の電極導線２７とすることができ、図１１Ａのように、直接、振動板２４１と接触導通し、振動板２４１に設置する電極導線を低減すると同時に、蓋体２５は、金属材質で、螺着素子２６が螺接孔２５２に螺着することと、蓋体２５の全体面が振動板２４１と接合接触することとにより、振動板２４１の導電面積を増加させることで、導電不良の問題を防ぐと同時に、螺着素子２６の螺着を利用して導電機能の微調整を行うことができる。

従って、流体輸送装置２０は、バルブ本体２１、バルブ膜２２、バルブチャンバベース２３、アクチュエータ２４及び蓋体２５を順次積層し、四つの螺着素子２６がそれぞれバルブ本体２１の貫通孔２１９、バルブチャンバベース２３の貫通孔２３９、振動板２４１の貫通孔２４３及び開口部２４４を介して挿入することによって蓋体２５の螺接孔２５２に定位するように螺着することで、流体輸送装置２０の構成全ての組立てを完了している。

さらに、図４及び図５を参照すると、バルブ本体２１の第一取付表面２１０は、バルブチャンバベース２３の第二取付表面２３０と相対するように接合し、これと同時に、バルブ膜２２は、六つの定位孔２２ｃをバルブチャンバベース２３のほぞ２３ａにそれぞれ嵌合し、バルブ膜２２をバルブチャンバベース２３上に定位し、バルブチャンバベース２３のほぞ２３ａは、それぞれ対応するようにバルブ本体２１のほぞ溝２１ａに嵌入し、これにより、バルブ膜２２は、バルブ本体２１とバルブチャンバベース２３との間に定位するように設置され、また、バルブチャンバベース２３の第三取付表面２３６は、アクチュエータ２４の振動板２４１と相対するように接合し、アクチュエータ２４の振動板２４１のもう一つの表面は、蓋体２５と相対するように接合し、且つアクチュエータ２４の圧電素子２４２は、蓋体２５の中空空間２５１に位置し、これにより、入口バルブ流路２３１は、バルブ本体２１の入口開口２１３と相対する位置に設置され、出口バルブ流路２３２は、バルブ本体２１の出口開口２１４と相対する位置に設置され、バルブ膜２２のバルブ片２２１ａは、バルブチャンバベース２３の入口バルブ流路２３１を密閉すると同時に、バルブチャンバベース２３の凸部構成２３５に貼合してプレフォース（Ｐｒｅｆｏｒｃｅ）作用が発生し、より大きなプレ密着効果の発生を促すことで、逆流を防止し、バルブ膜２２のバルブ片２２１ｂも、ババルブ本体２１の出口開口２１４を密閉すると同時に、バルブ本体２１の凸部構成２１８に貼合してプレフォース（Ｐｒｅｆｏｒｃｅ）作用が発生し、より大きなプレ密着効果の発生を促すことで、逆流を防止しており、また、アクチュエータ２４の振動板２４１は、バルブチャンバベース２３の圧力チャンバ２３７を密閉しており、これと同時に、バルブ本体２１とバルブチャンバベース２３との間もまた、密封リング２８ａ、２８ｂの設置を利用して入口開口２１３及び出口開口２１４周辺に対する流体漏れ防止と、密封リング２８ｃ、２８ｄの設置を利用して入口バルブ流路２３１及び出口バルブ流路２３２周辺に対する流体漏れ防止とを提供し、バルブチャンバベース２３とアクチュエータ２４の振動板２４１との間もさらにまた、密封リング２８ｅの設置を利用して圧力チャンバ２３７に対する流体漏れ防止を提供している。

上述した説明から分かるとおり、本発明に係る流体輸送装置２０は、流体伝送の操作を具体的に実施すると、図５、図７、図１２Ａ及び図１２Ｂのように、バルブチャンバベース２３の第三取付表面２３６が部分的に凹設して形成する圧力チャンバ２３７は、アクチュエータ２４の圧電素子２４２と相対するように設置し、圧力チャンバ２３７は、入口チャンバ流路２３１及び出口チャンバ流路２３２と同時に連通し合い、このため、アクチュエータ２４の圧電素子２４２が印加電圧を受けて作動すると、振動板２４１が図１２Ａのように上方向に突出変化し、圧力チャンバ２３７の体積が増加するため、推力が発生し、バルブ膜２２のバルブ片２２１ａが上方向の推力を受けて迅速に開放し、流体がバルブ本体２１の入口流路２１１から大量に吸い取られて入り込み、バルブ本体２１の入口開口２１３、バルブ膜２２の中空孔２２３ａ、バルブチャンバベース２３の入口バルブ流路２３１を介して圧力チャンバ２３７内に流れ込み、これと同時に、出口バルブ流路２３２内も推力を受け、バルブ膜２２のバルブ片２２１ｂは、この推力作用を受け、延伸フレーム２２２ｂの支持により、上に向かって凸部構成２１８に平坦に密着し、閉鎖状態を呈しており、その後、圧電素子２４２に印加する電場方向が変化すると、圧電素子２４２は、図１２Ｂのように、振動板２４１を下方向に凹ませ変化させ、圧力チャンバ２３７の体積が縮小して減少するため、圧力チャンバ２３７内の流体が出口バルブ流路２３２から圧力チャンバ２３７の外に流出し、これと同時に、同じように、一部の流体が入口バルブ流路２３１内に流入するが、この時のバルブ膜２２のバルブ片２２１ａは、吸引作用と、流体が入口流路２１１から入口開口２１３に向かう排出作用とを受けるため、延伸フレーム２２２ａの支持により、下に向かって凸部構成２３５に平坦に密着し、閉鎖状態を呈することから、圧力チャンバ２３７内の流体は、バルブ片２２１ａを介して逆流が発生せず、この時、バルブ膜２２もまた、圧力チャンバ２３７の体積が増加して発生した吸引作用を受け、バルブ片２２１ｂを引っ張って変位を発生し、上に向かって凸部構成２１８に平坦に密着させるプレフォース作用が無くなり、延伸フレーム２２２ｂの支持により、開放状態を呈し、さらにこの時、圧力チャンバ２３７内の流体は、バルブチャンバベース２３の出口チャンバ流路２３２、バルブ膜２２の中空孔２２３ｂ、バルブ本体２１の出口開口２１４及び出口流路２１２を介して流体輸送装置２０の外に流出し、これにより、流体の伝送過程を完了し、図１２Ａ及び図１２Ｂに図示された操作を繰り返すことで流体の輸送を行うため、本発明に係る流体輸送装置２０は、流体が伝送過程において向流が発生せず、高効率の伝送に達することができる。

以上のことから、本発明に係る流体輸送装置は、主に、バルブ本体、バルブ膜、バルブチャンバベース、アクチュエータ及び蓋体が順次積層し、複数の螺着素子によって定位するように螺着して組立てられ、全ての構成がより緊密に接合するように調整可能に組立てられて定位するだけでなく、密封リングの設置によって入口開口、出口開口、入口バルブ通路、出口バルブ通路及び圧力チャンバ周辺に対する流体漏れ防止を提供し、好ましい流体漏れ防止性を備え、これと同時に、アクチュエータの圧電作動により、圧力チャンバの体積が変化し、同一バルブ膜上のバルブ片構成を開閉して逆流を有する流体輸送作業を行うことで、高効率の伝送に達するとともに、螺着素子を用いて定位するように組立てられた流体輸送装置の構成設計により、振動板が印加電圧を提供する電極導線の設計において、電極導線の設置を低減すると同時に、金属材質の蓋体を利用して振動板の全体面と接合接触して螺着素子と導通することにより、振動板の導電面積を増加させることで導電不良の問題を防ぐうえ、螺着素子２６の螺着を利用して導電機能の微調整を行うことができ、また、蓋体の表面上に凹設する導線スロットを利用して電極導線の埋入を提供し、蓋体の側辺に垂直方向に連通する導線スロットの設計と、振動板の導線スロット、バルブチャンバベースの導線スロット及びバルブ本体の導線スロットの設計とにより、露出しないようにさらに埋入され且つ直角方向に延伸したとしても過度に引っ張られず、鋭利な直角があるプレートなどによって折断したり損傷したりすることなく、圧電素子の電極導線に好ましい保護を提供している。

本発明について上述のように実施例に基づいて詳細に説明したが、発明の属する技術分野において通常の知識を有する者であればさまざまな工夫と修飾が可能であり、それらはいずれも本発明の特許請求の範囲が求める保護を逸脱しない。

１０ 小型ポンプ装置
１１ 基板
１１１ 圧縮室
１２ 仕切膜
１３ 入口流路
１４ 伝動ブロック
１５ 小型アクチュエータ
１６ 出口流路
１７ 入口拡張器
１８ 出口拡張器
１９１ 入口流路
１９２ 出口流路
Ｘ 流動方向
Ｙ 流動方向
２０ 流体輸送装置
２１ バルブ本体
２１０ 第一取付表面
２１１ 入口流路
２１２ 出口流路
２１３ 入口開口
２１４ 出口開口
２１５ 取付エリア
２１６ 凹スロット
２１７ 凹スロット
２１８ 凸部構成
２１９ 貫通孔
２１ａ ほぞ溝
２１ｂ 導線スロット
２２ バルブ膜
２２ａ 貫通エリア
２２ｂ 貫通エリア
２２１ａ バルブ片
２２１ｂ バルブ片
２２２ａ 延伸フレーム
２２２ｂ 延伸フレーム
２２３ａ 中空孔
２２３ｂ 中空孔
２２ｃ 定位孔
２３ バルブチャンバベース
２３０ 第二取付表面
２３１ 入口バルブ流路
２３２ 出口バルブ流路
２３３ 凹スロット
２３４ 凹スロット
２３８ 凹スロット
２３５ 凸部構成
２３６ 第三取付表面
２３７ 圧力チャンバ
２３９ 貫通孔
２３ａ ほぞ
２３ｂ 導線スロット
２４ アクチュエータ
２４ｂ 導線スロット
２４１ 振動板
２４２ 圧電素子
２４３ 貫通孔
２４４ 開口部
２５ 蓋体
２５０ 表面
２５１ 中空空間
２５２ 螺接孔
２５ａ 導線スロット
２５ｂ 導線スロット
２６ 螺着素子
２７ 電極導線
２８ａ 密封リング
２８ｂ 密封リング
２８ｃ 密封リング
２８ｄ 密封リング
２８ｅ 密封リング
３ 駆動回路板
３１ 導体挿入孔

Claims (7)

1. 流体を伝送するために用いる流体輸送装置であって、
   出口流路、入口流路及び第一取付表面を有し、前記出口流路及び前記入口流路が前記第一取付表面で入口開口及び出口開口にそれぞれ連通し、且つその上に複数の貫通孔を設置するバルブ本体と、
   第二取付表面、第三取付表面、入口バルブ流路及び出口バルブ流路を有し、前記入口バルブ流路及び前記出口バルブ流路が前記第二取付表面から前記第三取付表面に貫通し、前記第三取付表面がその上に部分的に凹設して前記入口バルブ流路及び前記出口バルブ流路とそれぞれ連通し合う圧力チャンバを形成し、且つその上に複数の貫通孔を設置するバルブチャンバベースと、
   二つのバルブ片を有し、且つ前記バルブ片を囲繞する周辺に弾性的に支持するための複数の延伸フレームをそれぞれ設置し、各前記延伸フレームが隣接し合う間に中空孔をそれぞれ形成し、二つの貫通エリアにある前記バルブ片がそれぞれ前記バルブチャンバベースの前記入口バルブ流路及び前記出口バルブ流路を閉鎖するように対応してバルブ開閉構成を形成するバルブ膜と、
   振動板を有し、前記振動板が前記バルブチャンバベースの前記圧力チャンバを閉蓋し、且つ前記振動板上に複数の貫通孔を設置するアクチュエータと、
   金属材質であって、前記アクチュエータに閉蓋する前記振動板上の大面積に接触するように接合し、且つその上に複数の螺接孔を貫通する蓋体と、を包含し、
   これにより、前記バルブ本体、前記バルブチャンバベース及び前記アクチュエータの貫通孔が対応し合って導電可能な前記螺着素子を挿入させ、前記螺着素子が前記蓋体の螺接孔上に螺着することで、定位して組立てられるように形成することを特徴とする、流体輸送装置。
2. 前記バルブ本体の前記出口開口及び前記バルブチャンバベースの前記入口バルブ流路は、二つの貫通エリアにある前記バルブ片を密閉することができるようにプレフォース作用を発生させるための凸部構成をそれぞれ設置し、プレ密着効果の発生を促すことで、逆流を防止することを特徴とする請求項１に記載の、流体輸送装置。
3. 前記バルブ本体の前記入口開口及び前記出口開口の周辺と、前記バルブチャンバベースとは、前記第二取付表面の前記入口バルブ流路及び前記出口バルブ流路の周辺と、前記第三取付表面の圧力チャンバの周辺とにおいて、前記密封リングを嵌入して流体漏れを防止するための凹スロットをそれぞれ設置することを特徴とする請求項１に記載の、流体輸送装置。
4. 前記振動板は、前記螺着素子を挿入して接触させ、前記振動板の電極導線を形成するための複数の開口部をその上に設けることで、前記振動板の導電面積を増加させることを特徴とする請求項１に記載の、流体輸送装置。
5. 前記アクチュエータは、前記振動板の側面に固定するように貼着し、印加電圧を提供し且つ前記振動板の振動変形を駆動して変位させる圧電素子を有することを特徴とする請求項１に記載の、流体輸送装置。
6. 前記圧電素子は、前記電極導線を有することを特徴とする請求項５に記載の、流体輸送装置。
7. 前記螺着素子は、ネジであることを特徴とする請求項１に記載の、流体輸送装置。