JP4805658B2 - ユニモルフ振動板を用いたポンプ - Google Patents

Description

本発明は、金属板表面に圧電素子を貼り付け該圧電素子に周期的に電圧をかけることにより金属板を振動させ、流体を駆動するようにしたポンプに関し、特に、金属板の一側面にだけ圧電素子を貼り付けたユニモルフを流体駆動素子として用いたポンプに関する。

金属板の表面に圧電素子を貼り付けて振動板とし、これを流体駆動部材として用いたポンプであって、第１（上部）、第２（中間）、及び、第３（下部）ハウジング部材を重ねてハウジングとなし、第１及び第２ハウジング部材間に振動板を張設して第２ハウジング部材との間にポンプ室を形成し、該第２ハウジング部材にその側壁を貫通する流体吸引孔及び流体吐出孔を設け、該流体吸引孔及び流体吐出孔を逆止弁を介して該ポンプ室に連通し、振動板を振動させることにより流体の吸引吐出を行うようにすると共に、第２及び第３ハウジング部材の間には隔壁を設けて、第２ハウジング部材側には該流体吸引孔と該ポンプ室との間に入口室、及び、該流体吐出孔と該ポンプ室との間に出口室を形成すると共に、第３ハウジング部材側には該入口側室及び該出口側室とにそれぞれ該隔壁を介して脈動吸収室を形成したポンプが知られている（特許文献１参照）。

この種のポンプにおいて用いられている振動板は、金属板の両面に圧電素子を貼り付けたバイモルフ振動板である。この振動板は、電気絶縁性を確保すべく当該振動板全体をシリコンで覆うようにしている。

特開２０００−２６５９６３号

上記のような従来のポンプには次のような問題がある。

振動板のシリコン被覆は、その作業が煩雑であり、当該振動板の製造コストが高くなる。

また、振動板は第２ハウジング部材と第１ハウジング部材との間に挟んで設定され、第２ハウジング部材との間にポンプ室を形成するものであるが、該第２ハウジング部材との間に設定される空間幅、すなわち、ポンプ室の高さを精確に画定することが、該ポンプの吐出流量及び吐出圧を決定する上で重要である。しかし、振動板の周りに設けられるシリコンは柔軟性があるために第１ハウジング部材と第２ハウジング部材との間で該振動板を押圧挟着した場合に、シリコンの変形が確定的でないために、第２ハウジング部材に対する該振動板の設定位置の確定が困難であり、従って、ポンプ性能にばらつきが生じやすい。

また、同様の理由により、振動板を第２ハウジング部材に一定以上近づけて設定することは出来ず、振動板の振動振幅に対するポンプ室の容積が大きくなるために、自吸力（真空到達度）を余り高くすることが出来ない。

第１、第２、及び、第３のハウジング部材を超音波溶着する場合に、その溶着状態によって、第１及び第２ハウジング部材間での振動板（従って、シリコン）挟着力が決定されるので、溶着作業は厳密さを必要とする。このため、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材との溶着、及び、第２ハウジング部材と第３ハウジング部材との溶着はそれぞれ別々に行う必要がある。

本発明は、以上のような問題を解消することを目的とする。

すなわち、本発明は、
通気孔を有する第１ハウジング部材と、
該第１ハウジング部材に重ねて設定される第２ハウジング部材であって、第１ハウジング部材との重ね合わせ方向で貫通する流体入口及び流体出口、並びに、側面に開口し、外部から流体を吸引するための吸引孔及び外部に流体を吐出する吐出孔を有し、第１ハウジング部材との間に、該流体入口及び流体出口が連通した空間を画定する第２ハウジング部材と、
第２ハウジング部材に重ねて設定される第３ハウジング部材であって、第２ハウジング部材との間に、該吸引孔及び該流体入口が連通する入口側室と、該吐出孔及び該流体出口が連通する出口側室とを画定する第３ハウジング部材と、
該第１及び第２ハウジング部材の間に設定されて、該空間を該流体入口及び流体出口に連通されたポンプ室と、該通気孔が連通された通気室とに分ける振動板と、
該流体入口に設定されて該入口側室から該ポンプ室への流体の流れのみを許容する第１逆止弁と、
該流体出口に設定されて該ポンプ室から該出口側室への流体の流れのみを許容する第２逆止弁と、
を有し、
該振動板が、薄い金属板と、該金属板の該通気室側の面上に、該面の周縁部分よりも内側に重ねて設けた薄い圧電素子とから形成されるユニモルフ振動板とされ、
該ユニモルフ振動板の該金属板の該第２ハウジング部材に面する側の周縁部分と該第２ハウジング部材との間に圧縮保持される環状シール部材が設けられ、
該ユニモルフ振動板の該金属板の該第１ハウジング部材に面する側の周縁部分は、該通気室の周縁に沿って環状に設けられた環状突起の稜線部分によって押圧係合され、該ユニモルフ振動板が該環状突起と環状シール部材とにより保持されるようにした
ことを特徴とするユニモルフ振動板を用いたポンプを提供する。

このポンプにおいては、振動板をユニモルフ振動板とし、その金属板の周縁部分を第１ハウジング部材における該通気室の周縁部分に形成された環状突起の稜線部分（すなわち、突起の先端部分）に係合させて該２ハウジング部材との間に挟着するようにしたので、上記ハウジング部材の積み重ね方向における当該ユニモルフ振動板の設定位置は確定的に決定され、従って、該振動板と第２ハウジング部材との間に形成されるポンプ室の厚み、従ってポンプ室の容積は確定的に決定される。このため、当該ポンプの精確な性能すなわち吐出量及び吐出圧を得ることが可能となる。また、振動板の周縁部分を、第１ハウジング部材の上記環状突起の稜線部分に係合支持するようにしたので、当該振動板が振動して撓むときに、該周縁部分における動きが自由となり、該振動板の振動がより適正に行われるようになる。

具体的には、
該環状突起が円弧状断面とされ、該環状シール部材がＯリングとされ、該環状突起と該Ｏリングとが、該金属板の両側の相互に対向する部分に係合するようにすることができる。

Ｏリングと環状突起が相互に対向するようにして該振動板を支持するので、該振動板が振動するときの当該振動板の周縁部分の振動運動が円滑により適正に行われるようになる。

更に具体的には、
該第２ハウジング部材と該第３ハウジング部材との間には、隔膜部材が設定されて、該入口側室を該第２ハウジング部材側の流体入口室と該第３ハウジング部材側の第１脈動吸収室とに仕切り、出口側室を第２ハウジング部材側の流体出口室と該第３ハウジング部材側の第２脈動吸収室とに仕切るようにし、
該第１及び第２ハウジング部材は、それらが相互に重ねて設定された状態において、相互に押圧当接される第１及び第２突き当て部をそれぞれ有し、該第２及び第３ハウジング部材は、それらが相互に重ねて設定された状態において、相互に押圧当接される第３及び第４突き当て部をそれぞれ有し、
第１及び第３ハウジング部材が樹脂成形され、該第１、第２及び第３ハウジング部材が相互に重ねられて該第１及び第２突き当て部が相互に押圧当接され、該第３及び第４突き当て部が相互に押圧当接された状態で、相互に溶着固定されるようにすることができる。

すなわち、このポンプでは、第１及び第３ハウジング部材が樹脂成形され、該第１、第２及び第３ハウジング部材が相互に重ねられて該第１及び第２突き当て部が相互に押圧当接され、該第３及び第４突き当て部が相互に押圧当接された状態で、相互に溶着固定されるようにしたので、第１及び第３ハウジング部材の溶着状態には関係なく、第１及び第２ハウジング部材の重ね合わせ方向での相対的位置関係は画定され、また、第２及び第３ハウジング部材の重ね合わせ方向での相対的位置関係も確定される。従って、ポンプ室の容積も確定的に決定され、環状シール部材（Ｏリング）の圧縮の程度も確定的に決定される。

更に具体的には、
該第２ハウジング部材が、全体として平板状に形成され、第３ハウジング部材側の面に該入口側室の周囲を画定する第１環状壁、及び、該出口側室の周囲を画定する第２環状壁が設けられ、
第３ハウジング部材が全体として平板状に形成され、
該隔膜部材が、
該第２ハウジング部材の第１環状壁と該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面との間で押圧される第１環状シール部と、
該第２ハウジング部材の第２環状壁と該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面との間で押圧される第２環状シール部と、
該第１環状シール部内の開口を閉じ、且つ、該第１環状シール部を押圧する第１環状壁の先端縁に接触するように張設されて該第１環状シール部に一体成形され、入口側室を第２ハウジング部材側と第３ハウジング部材側とに分離する第１平坦膜部と、
該第２環状シール部内の開口を閉じ、且つ、該第２環状シール部を押圧する第２環状壁の先端縁に接触するように張設されて、該出口側室を第２ハウジング部材側と第３ハウジング部材側とに分離する第２平坦膜部と、
第１及び第２環状シール部の間に設けられた平坦連結部と
を有し、
該第１環状シール部が、該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面及び該第１平坦膜部と共に第１脈動吸収室を形成し、
該第２環状シール部が、該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面及び該第２平坦膜部と共に第２脈動吸収室を形成するようにすることができる。

要するに、この場合は、第１及び第２環状シール部の厚みを有する第１及び第２脈動吸収室を形成するようになっている。

好ましくは、該第３ハウジング部材の該第２ハウジング部材側の面が、該第１及び第２環状シール部のそれぞれ半径方向内側に位置し、該第１及び第２の環状シール部を半径方向内側から支持する第１及び第２支持突起を有するようにする。更に、該３ハウジング部材の該第２ハウジング部材側の面が、第２ハウジング部材の第１及び第２環状壁の外側に設けられ、その一部が第１及び第２環状壁の外周面にほぼ接する内周面を有する第１外側支持壁を有し、該第１外側支持壁を、その内周面が該第１及び第２環状壁の該外周面の一部に接するようにして嵌め込むように該第３ハウジング部材を該第２ハウジング部材に重ね合わせることにより、該第１及び第２環状シール部が該第１及び第２環状壁と該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面との間で押圧されるようすることが好ましい。更にまた、第２ハウジング部材の該第３ハウジング部材側の面が、該第１及び第２環状シール部の該第１外側支持壁によって外側から支持されず、且つ、該平坦連結部によって連結されていない部分の外側位置に隣接して設けられ、該部分を外側から支持するための第２及び第３外側支持壁を有するようにすることが好ましい。

すなわち、隔膜部材の第１及び第２環状シール部を支持して、隔膜部材を確実に保持するためである。

更に、
該第２ハウジング部材の外周面が、該第１乃至第３ハウジング部材の重ね合わせ方向で、該第１外側支持壁の外周面と整合され、
該第１ハウジング部材が、該第１外側支持壁の外周面及び該第２ハウジング部材の外周面の外側に隣接して延びる外周壁を有するキャップ形状とされ、該キャップ形状の第１ハウジング部材を、該第３ハウジング部材に重ねられた第２ハウジング部材に対して、該外周壁が該第２ハウジング部材の外周面及び該第１外側支持壁の外周面に隣接するようにして被せるように重ね合わせるようにすることができる。

すなわち、このようにすることにより、第１乃至第３ハウジング部材の重ねあわせを容易にすることが出来る。

また、
該第２ハウジング部材が、該第１環状壁から外側横方向に延出し、該吸引孔を有する吸引管と、該第２環状壁から外側横方向に延出し、吐出孔を有する吐出管とを有し、
第１ハウジング部材の該外周壁及び第３ハウジング部材の第１外側支持壁が、それぞれ、該吸引管及び該吐出管を通す凹部を有するようにすることができる。

このようにすることにより、上記凹部を吸引管及び吐出管と嵌合するようにして設定するだけで、第１乃至第３ハウジング部材の重ね合わせを正確に行うことが出来る。

更に、
該平坦連結部が、第１及び第２環状シール部の厚さ方向のほぼ中央部分を連結するように張設することができる。

平坦連結部を第１及び第２環状シール部に対してこのように設けることにより、該平坦連結部に対する第１及び第２環状シール部の動きに偏りがなくなり、該第１及び第２環状シール部を安定して保持することが可能となる。

１つの実施形態では、
第１ハウジング部材が、該ハウジング部材の重ね合わせ方向の外側面に、該通気孔から、少なくとも一部が湾曲して先端まで延びる空気逃し溝を有し、
該外側面上にシール状の封止部材が張られ、該空気逃し溝がその先端部分において大気に連通されるようにされる。

更に別の実施形態では、
該第１ハウジング部材が、該通気室内にある該圧電素子から外部に延びるリード線を通す挿通孔を有し、
該挿通孔が、該通気室から該ハウジング部材内を蛇行して延びるように設けられ、その一部に該リード線の直径よりも狭い部分が設けられて、リード線が、該部分に挟着されるようにする。

すなわち、リード線に引張力が加わっても、該リード線と振動板との接続部分へは該引張力が伝達されないようにするものである。

以上から分かるように、本発明では、振動板全体のシリコン被覆を行わないので振動板の製造コストを低減することができる。また、振動板は、その金属板の部分を、第１ハウジング部材に当接して設定するので、該振動板のハウジング部材に対する設定位置を確定的に決定することができ、ポンプ室の容積を精確に画定することができる。従って、ポンプ性能をばらつきのないものとすることができ、しかも、該振動板を第２ハウジング部材により近づけて設定することが可能で、このため自吸力（真空到達度）を高くすることが出来る。更に、第１、第２、及び、第３のハウジング部材を組み立てるのに、第１及び第３ハウジング部材の溶着によって行い、第２ハウジング部材は、溶着される第１及び第３ハウジング部材の間に挟着して設定することができ、それらハウジング部材の組み立て作業が容易になるだけでなく、第１、第２及び第３ハウジング部材は、それぞれ突き当て部分を有し、それらを突き当てた状態で固定連結することができるので、ポンプ室の容積をより精確に設定することが可能となる。

以下、本発明に係るユニモルフ振動板を用いたポンプ１０の実施形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明に係るポンプ１０の平面図、図２は側面図、図３は一部切欠き底面図、図４は縦断面図、図５は図４のV―V線断面図、図６は分解斜視図である。

図４乃至図６から分るように本発明に係るポンプ１０は、相互に重ねあわされる第１乃至第３ハウジング部材１４，１６，３０を有する。第１ハウジング部材１４はこれらハウジング部材の重ね合わせ方向で該第１ハウジング部材１４を貫通する通気孔１２を有する。第２ハウジング部材１６は、上記重ね合わせ方向で貫通する流体入口１８及び流体出口２０、並びに、側面に開口し、外部から流体を吸引するための吸引孔２２及び外部に流体を吐出する吐出孔２４を有し、第１ハウジング部材１４との間に、通気孔１２、流体入口１８及び流体出口２０が連通した空間２６を画定する。第３ハウジング部材３０は、第２ハウジング部材１６との間に、吸引孔２２及び流体入口１８が連通する入口側室３２と、該吐出孔２４及び該流体出口２０が連通する出口側室３４とを画定する。

また、該ポンプは、第１及び第２ハウジング部材１４，１６の間に設定されて、空間２６を流体入口１８及び流体出口２０に連通されたポンプ室３６と、通気孔１２が連通された通気室３８とに分けるユニモルフ振動板４０と、流体入口１８に設定されて入口側室３２からポンプ室３６への流体の流れのみを許容する第１逆止弁４２と、流体出口２０に設定されてポンプ室３６から出口側室３４への流体の流れのみを許容する第２逆止弁４４とを有する。

振動板４０は、薄い真鍮などの金属板４６と、該金属板４６の通気室３８側の面上に、該面の周縁部分よりも内側に重ねて設けた薄い圧電素子４８とから形成されるユニモルフ振動板とされている。尚、金属板４６のポンプ室３６側の面は、テフロン（登録商標）シートを貼付して絶縁している。ユニモルフ振動板４０の金属板４６の第２ハウジング部材１６に面する側の周縁部分と第２ハウジング部材１６との間には、Ｏリングなどの環状シール部材５０が設けられる。

ユニモルフ振動板４０の金属板４６の第１ハウジング部材１４に面する側の周縁部分は、図７に拡大して示すように、通気室３８の周縁に沿って環状に設けられた環状突起５２の稜線部分（すなわち、突起の頂点部分を結ぶ線）によって押圧係合され、ユニモルフ振動板４０が環状突起５２と環状シール部材５０とにより保持されるようになっている。図７に示すように、該環状突起５２は円弧状断面とされ、環状シール部材５０としてのＯリングと対向する位置において金属板４６と係合するようになっている。

より詳細に述べるならば、第２ハウジング部材１６は、全体として円盤状とされ、第１ハウジング部材１４に面する側の面は、環状の周縁面１３と、その内側で段のつけられた円盤状面１５とを有し、環状シール部材５０は、該周縁面１３に係合されるようになっている。ユニモルフ振動板４０の金属板４６は、第２ハウジング部材１６の円盤状面１５とほぼ接触するように設定されるようになっている。流体入口１８は、複数設けられており、相互に間隔をあけて円形状に配置されており、それらの中心位置に、逆止弁４２のステム部分を挿通設定するための弁設定孔４１が設けられている。同様に、流体出口２０は、複数設けられており、相互に間隔をあけて円形状に配置されており、それらの中心位置に、逆止弁４４のステム部分を挿通設定するための弁設定孔４３が設けられている。図６から分かるように、円盤状面の流体入口１８が開口している部分及び流体出口２０が開口している部分には、円形凹部が形成されて、連結用凹部によって相互に連結され、ポンプ室内での流体の流路を形成している。逆止弁４２は、その頭部が上記円盤状面に形成された円形凹部内に収納され、振動板４０の振動に応じて変形し、流体入口１８の開閉を行う。逆止弁４４は、逆止弁４２と逆向きに設定されており、その頭部が振動板４０の振動に応じて逆止弁４２とは逆の開閉動作を行うようになっている。
第２ハウジング部材１６と第３ハウジング部材３０との間には、隔膜部材５６が設定されて、入口側室３２を、第２ハウジング部材１４側の流体入口室５８と、第３ハウジング部材３０側の第１脈動吸収室６０とに仕切り、また、出口側室３４を、第２ハウジング部材１６側の流体出口室６２と、第３ハウジング部材３０側の第２脈動吸収室６４とに仕切っている。

詳細に述べるならば、図４及び図８から分かるように、第２ハウジング部材１６の第３ハウジング部材３０側の面には、流体入口室５８の周囲を画定する半円形状の第１環状壁７６、及び、（第１環状壁よりも大きい半円形状の）流体出口室６２の周囲を画定する第２環状壁７８が設けられている。

隔膜部材５６は、第２ハウジング部材１６の第１環状壁７６と（全体として平板状にされた）第３ハウジング部材３０の第２ハウジング部材１６側の面との間で押圧される半円形状の第１環状シール部８０、第２ハウジング部材１６の第２環状壁７８と第３ハウジング部材３０の第２ハウジング部材１６側の面との間で押圧される第２環状シール部８２、第１環状シール部８０内の開口を閉じ、且つ、第１環状シール部８０を押圧する第１環状壁７６の先端縁に接触するように張設されて第１環状シール部８０に一体成形され、入口側室３２を流体入口室５８と第１脈動吸収室６０とに分離する第１平坦膜部８４、及び、第２環状シール部８２内の開口を閉じ、且つ、第２環状シール部８２を押圧する第２環状壁の先端縁に接触するように張設されて、第２環状シール部８２に一体成形され、出口側室３４を流体出口室６２と第２脈動吸収室６４とに分離する第２平坦膜部８６、並びに、第１及び第２環状シール部８０、８２の間に設けられた平坦連結部８８から構成されている。平坦連結部８８は、第１及び第２環状シール部８０，８２の厚さ方向のほぼ中央部分を連結する張設されている。

図１及び図６から分かるように、第３ハウジング部材３０の第２ハウジング部材１６側の面には、第１及び第２環状シール部８０，８２のそれぞれ半径方向内側に位置し、第１及び第２の環状シール部８０，８２を支持する半円形状の第１及び第２支持突起８９，９０を有する。また、第３ハウジング部材３０は、第２ハウジング部材１６の第１及び第２環状壁７６，７８の外側に設けられ、その一部が第１及び第２環状壁７６，７８の外周面にほぼ接する内周面を有する円筒状の第１外側支持壁９２を有し、該第１外側支持壁９２を、その内周面が第１及び第２環状壁７６，７８の外周面の一部に接するようにして嵌め込むようにして第３ハウジング部材３０を第２ハウジング部材１６に重ね合わせることにより、第１及び第２環状シール部８０，８２が第１及び第２環状壁７６，７８と第３ハウジング部材３０の第２ハウジング部材１６側の面との間で押圧されるときに、該第１及び第２環状シール部８０，８２を半径方向外側から支持するようにされている。更に、第２ハウジング部材１６の第３ハウジング部材３０側の面は、第１及び第２環状シール部８０，８２における第１外側支持壁９２によって外側から支持されず、且つ、平坦連結部８８によって連結されていない部分の外側位置に隣接して設けられ、該部分を外側から支持するための第２及び第３外側支持壁９４，９６を有する。図示の例では、第２及び第３外側支持壁９４，９６は、第１及び第２環状壁７６，７８と一体的に成形されている。

すなわち、第１及び第２支持突起８９，９０、第１乃至第３外側支持壁９２、９４，９６は、隔膜部材の第１及び第２環状シール部８０，８２を半径方向外側及び内側から支持保持する。

第２ハウジング部材１６の外周面９８は、第１外側支持壁９２の外周面１００と該第１乃至第３ハウジング部材の重ね合わせ方向で整合され、これに対し、第１ハウジング部材１４が、第１外側支持壁９２の外周面１００及び第２ハウジング部材１６の外周面９８の外側に隣接して延びる外周壁１０２を有するキャップ形状とされ、該キャップ形状の第１ハウジング部材１４を、第３ハウジング部材３０に重ねられた第２ハウジング部材１６に対して、外周壁１０２が第２ハウジング部材１６の外周面９８及び第１外側支持壁９２の外周面１００に隣接するようにして被せるように重ね合わせるようになっている。第２ハウジング部材１６は、第１環状壁７６から外側横方向に延出し、吸引孔２２を有する吸引管１０４と、第２環状壁７８から外側横方向に延出し、吐出孔２４を有する吐出管１０６とを有し、第１ハウジング部材１４の外周壁１０２及び第３ハウジング部材の第１外側支持壁９２は、吸引管１０４及び吐出管１０６を通す凹部１０８，１１０を有する。すなわち、該凹部１０８，１１０は、第１乃至第３ハウジング部材が重ねあわされた状態で、相互に半径方向で整合されて、内側から外側へ延びる吸引管１０４及び吐出管１０６を通すようになっている。

第１ハウジング部材１４は、該ハウジング部材の重ね合わせ方向の外側面１１２に、通気孔１２から螺旋状部分１１４及び直線部分１１６と延びる空気逃し溝１２０を有する。外側面１１２には円形のシール状封止部材１１８が貼られ、通気孔１２及び空気逃し溝の螺旋状部分１１４及び直線状部分１１６を封止するようになっている。直線部分１１６は、その先端が、外側面１１２に形成した環状の溝１２２に接続されており、外気に連通されている。

図３に示すように、第１ハウジング部材１４は、ユニモルフ振動板４０から該第１ハウジング部材の外側に延びるリード線１２４を通すための挿通孔１２６を有している。該挿通孔１２６は、第１ハウジング部材１４内を蛇行して延びるように設けられ、その一部にリード線１２４の直径よりも狭い部分が設けられて、リード線が、該部分に挟着されるようにしてある。

第１及び第２ハウジング部材１２，１４は、それらが相互に重ねて設定された状態において、相互に押圧当接される第１及び第２突き当て部６６，６８（図５）をそれぞれ有し、第２及び第３ハウジング部材１６，３０は、それらが相互に重ねて設定された状態において、相互に押圧当接される第３及び第４突き当て部７０，７２（図５）をそれぞれ有している。第１、第２及び３ハウジング部材１４、１６、３０は樹脂成形され、それらハウジング部材が相互に重ねられて第１及び第２突き当て部６６，６８が相互に押圧当接され、第３及び第４突き当て部７０，７２が相互に押圧当接された状態で、第１及び第３ハウジング部材を溶着し、第１乃至第３ハウジング部材を連結固定するようになっている。図示の例では、第３ハウジング部材３０の第１外側支持壁９２の外側に円弧状の突起１３０，１３０が形成されており、第１乃至第３ハウジング部材が相互に重ねあわされたときに、第１ハウジング部材１４の外周壁１０２の端面が当接するようになっており、該１及び第３ハウジング部材を相互に押圧しながら、突起１３０，１３０の外周壁１０２の端面に対する超音波溶接を行い、第１及び第２突き当て部６６，６８、及び、第３及び第４突き当て部７０，７２が相互に当接するようにする。

従って、第１及び第３ハウジング部材が溶着されて、第１乃至第３ハウジング部材が連結固定された状態においては、第２ハウジング部材は第１及び第３ハウジング部材に挟着されて固定された状態となっている。

本発明に係るポンプ１０の平面図である。 同ポンプの側面図である。 同ポンプの一部切欠き底面図である。 同ポンプの縦断面図である。 図４のV―V線断面図である。 同ポンプの分解斜視図である。 図４の一部拡大図である。 同ポンプの第２ハウジング部材の底面図である。

符号の説明

ポンプ１０； 通気孔１２； 周縁面１３； 第１ハウジング部材１４； 円盤状面１５； 第２ハウジング部材１６； 流体入口１８； 流体出口２０； 吸引孔２２； 吐出孔２４； 空間２６； 第３ハウジング部材３０； 入口側室３２； 出口側室３４； ポンプ室３６； 通気室３８； ユニモルフ振動板（振動板）４０； 弁設定孔４１； 第１逆止弁４２； 弁設定孔４３； 第２逆止弁４４； 金属板４６； 圧電素子４８； 環状シール部材５０； 環状突起５２； 隔膜部材５６； 流体入口室５８； 第１脈動吸収室６０； 流体出口室６２； 第２脈動吸収室６４； 第１突き当て部６６； 第２突き当て部６８； 第３突き当て部７０； 第４突き当て部７２； 第１環状壁７６； 第２環状壁７８； 第１環状シール部８０； 第２環状シール部８２； 第１平坦膜部８４； 第２平坦膜部８６； 平坦連結部８８； 第１支持突起８９； 第２支持突起９０； 第１外側支持壁９２； 第２外側支持壁９４； 第３外側支持壁９６； 外周面９８； 外周面１００； 外周壁１０２； 吸引管１０４； 吐出管１０６； 外側面１１２； 螺旋状部分１１４； 直線部分１１６； シール状封止部材１１８； 空気逃し溝１２０； 環状の溝１２２； リード線１２４； 挿通孔１２６； 突起１３０

Claims (12)

1. 第１ハウジング部材と、
   該第１ハウジング部材に重ねて設定される第２ハウジング部材であって、第１ハウジング部材との重ね合わせ方向で貫通する流体入口及び流体出口、並びに、側面に開口し、外部から流体を吸引するための吸引孔及び外部に流体を吐出する吐出孔を有し、第１ハウジング部材との間に、該流体入口及び流体出口が連通した空間を画定する第２ハウジング部材と、
   第２ハウジング部材に重ねて設定される第３ハウジング部材であって、第２ハウジング部材との間に、該吸引孔及び該流体入口が連通する入口側室と、該吐出孔及び該流体出口が連通する出口側室とを画定する第３ハウジング部材と、
   該第１及び第２ハウジング部材の間に設定される振動板であって、該空間を、該振動板と第２ハウジング部材との間に画定されて該流体入口及び流体出口に連通されたポンプ室と、該振動板と第１ハウジング部材との間に画定された室とに分ける振動板と、
   該流体入口に設定されて該入口側室から該ポンプ室への流体の流れのみを許容する第１逆止弁と、
   該流体出口に設定されて該ポンプ室から該出口側室への流体の流れのみを許容する第２逆止弁と、
   を有し、
   該振動板が、薄い金属板と、該金属板の該第１ハウジング部材側の面上に、該面の周縁部分よりも内側に重ねて設けた薄い圧電素子とから形成されるユニモルフ振動板とされ、
   該第１及び第２ハウジング部材は、それらが相互に重ねて設定された状態において、相互に押圧当接される第１及び第２突き当て部をそれぞれ有し、該第２及び第３ハウジング部材は、それらが相互に重ねて設定された状態において、相互に押圧当接される第３及び第４突き当て部をそれぞれ有し、
   第１及び第３ハウジング部材が該第１、第２及び第３ハウジング部材が相互に重ねられて該第１及び第２突き当て部が相互に押圧当接され、該第３及び第４突き当て部が相互に押圧当接された状態で、相互に固着されるようにされており、
   該第２ハウジング部材が全体として平板状に形成され、第３ハウジング部材側の面に該入口側室の周囲を画定する第１環状壁、及び、該出口側室の周囲を画定する第２環状壁が設けられ、
   第３ハウジング部材が全体として平板状に形成され、
   該隔膜部材が、
   該第２ハウジング部材の第１環状壁と該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面との間で押圧される第１環状シール部と、
   該第２ハウジング部材の第２環状壁と該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面との間で押圧される第２環状シール部と、
   該第１環状シール部内の開口を閉じ、且つ、該第１環状シール部を押圧する第１環状壁の先端縁に接触するように張設されて該第１環状シール部に一体成形され、入口側室を第２ハウジング部材側と第３ハウジング部材側とに分離する第１平坦膜部と、
   該第２環状シール部内の開口を閉じ、且つ、該第２環状シール部を押圧する第２環状壁の先端縁に接触するように張設されて該第２環状シール部に一体成形され、該出口側室を第２ハウジング部材側と第３ハウジング部材側とに分離する第２平坦膜部と、
   第１及び第２環状シール部の間に設けられた平坦連結部と
   を有し、
   該第１環状シール部が、該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面及び該第１平坦膜部と共に第１脈動吸収室を形成し、
   該第２環状シール部が、該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面及び該第２平坦膜部と共に第２脈動吸収室を形成するようにした
   ことを特徴とするユニモルフ振動板を用いたポンプ。
2. 該振動板と第1ハウジング部材との間に画定された該室が、外気に連通している通気室とされ、
   該ユニモルフ振動板の該金属板の該第２ハウジング部材に面する側の周縁部分と該第２ハウジング部材との間で圧縮保持される環状シール部材が設けられ、
   該ユニモルフ振動板の該金属板の該第１ハウジング部材に面する側の周縁部分は、該通気室の周縁に沿って環状に設けられた環状突起の稜線部分によって押圧係合され、該ユニモルフ振動板が該環状係合突起と環状シール部材とにより保持されるようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
3. 該環状突起が円弧状断面とされ、該環状シール部材がＯリングとされ、該環状突起と該Ｏリングとが、該金属板の両側の相互に対向する部分に係合するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
4. 該第２ハウジング部材と該第３ハウジング部材との間には、隔膜部材が設定されて、該入口側室を該第２ハウジング部材側の流体入口室と該第３ハウジング部材側の第１脈動吸収室とに仕切り、出口側室を第２ハウジング部材側の流体出口室と該第３ハウジング部材側の第２脈動吸収室とに仕切るようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のポンプ。
5. 該第３ハウジング部材の該第２ハウジング部材側の面が、該第１及び第２環状シール部のそれぞれ半径方向内側に位置し、該第１及び第２の環状シール部を半径方向内側から支持する第１及び第２支持突起を有する請求項１乃至４のいずれかに記載のポンプ。
6. 該第３ハウジング部材の該第２ハウジング部材側の面が、第２ハウジング部材の第１及び第２環状壁の外側に設けられ、その一部が第１及び第２環状壁の外周面にほぼ接する内周面を有する第１外側支持壁を有し、
   該外側支持壁を、該内周面が該第１及び第２環状壁の該外周面の一部に接するようにして嵌め込むように該第３ハウジング部材を該第２ハウジング部材に重ね合わせることにより、該第１及び第２環状シール部が該第１及び第２環状壁と該第３ハウジング部材の第２ハウジング部材側の面との間で押圧されるようにされている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のポンプ。
7. 第２ハウジング部材の該第３ハウジング部材側の面が、該第１及び第２環状シール部の該第１外側支持壁によって外側から支持されず、且つ、該平坦連結部によって連結されていない部分の外側位置に隣接して設けられ、該部分を外側から支持するための第２及び第３外側支持壁を有することを特徴とする請求項６に記載のポンプ。
8. 該第２ハウジング部材の外周面が、該第１外側支持壁の外周面と該第１乃至第３ハウジング部材の重ね合わせ方向で整合され、
   該第１ハウジング部材が、該第１外側支持壁の外周面及び該第２ハウジング部材の外周面の外側に隣接して延びる外周壁を有するキャップ形状とされ、該キャップ形状の第１ハウジング部材を、該第３ハウジング部材に重ねられた第２ハウジング部材に対して、該外周壁が該第２ハウジング部材の外周面及び該第１外側支持壁の外周面に隣接するようにして被せるように重ね合わせるようにした
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のポンプ。
9. 該第２ハウジング部材が、該第１環状壁から外側横方向に延出し、該吸引孔を有する吸引管と、該第２環状壁から外側横方向に延出し、吐出孔を有する吐出管とを有し、
   第１ハウジング部材の該外周壁及び第３ハウジング部材の第１外側支持壁が、それぞれ、該吸引管及び該吐出管を通す凹部を有するようにした
   ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のポンプ。
10. 該平坦連結部が、第１及び第２環状シール部の厚さ方向のほぼ中央部分を連結する張設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のポンプ。
11. 第１ハウジング部材が、該通気室から該ハウジング部材の重ね合わせ方向の外側面に通じる通気孔と、該通気孔から、該外側面上を少なくとも一部が湾曲して先端まで延びる空気逃し溝を有し、
    該外側面上にシール状の封止部材が張られ、該空気逃し溝がその先端部分において大気に連通されるようにされるようにした
    ことを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
12. 該第１ハウジング部材が、該圧電素子から外部に延びるリード線を通す挿通孔を有し、
    該挿通孔が通気室から該ハウジング部材内を蛇行して延びるように設けられ、その一部に該リード線の直径よりも狭い部分が設けられて、リード線が、該部分に挟着されるようにした
    ことを特徴とする請求項２又は１１に記載のポンプ。
    

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