JP3707380B2

JP3707380B2 - ダイヤフラムポンプ

Info

Publication number: JP3707380B2
Application number: JP2000298600A
Authority: JP
Inventors: 洋二浦野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002106468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイヤフラムポンプに関する。具体的には、ダイヤフラムの作用を利用したいわゆる圧電ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は従来のダイヤフラムポンプＸの一例を示す分解斜視図、図２１は当該ダイヤフラムポンプＸの概略的断面構造図である。当該ダイヤフラムポンプＸは、排気路１０１及び吸気路１０２が形成された筐体１００と、筐体１００との間でポンプ室を形成するためのダイヤフラム１１０とから構成されている。筐体１００は、上部筐体１３０と下部筐体１４０とから構成されており、ほぼ平面視正方形状に形成されている。また、筐体１００内部には、排気路１０１及び吸気路１０２が設けられており、筐体１００側面には排気路１０１及び吸気路１０２と外部のパイプ（図示せず）を接続するための接続部が延設されている。
【０００３】
下部筐体１４０には、排気路１０１を形成する排気路用溝部１４１と吸気路１０２を形成する吸気路用溝部１４２とが凹設されている。排気路用溝部１４１の一端は、下部筐体１４０側面に突設された接続部形成用の突起部１４３に延設されており、その他端には、排気バルブを形成するための略円筒状の凹部１４５が形成されている。また、吸気路用溝部１４２の一端も、下部筐体１４０側面に突設された接続部形成用の突起部１４４に延設されており、その他端にも、吸気バルブを形成するための略円筒状の凹部１４６が形成されている。また、吸気バルブ用の凹部１４６の中央には、円筒状をした台座１４７が形成されている。
【０００４】
上部筐体１３０は下部筐体１４０とぴったりと重ね合わせられる形状をしており、上部筐体１３０には、下部筐体１４０の突起部１４３と対向して、接続部形成用の突起部１３３が備えられている。また、上部筐体１３０の裏面側には、排気バルブ用の凹部１４５と対向する凹部１３５及び吸気バルブ用の凹部１４６と対向する凹部１３６が形成されている。また、排気バルブ用の凹部１３５ほぼ中央には、円筒状の台座１３７が形成されている。さらに、当該上部筐体１３０には、排気バルブ用の凹部１３５から上部筐体１３０上面に貫通する貫通穴１３１が形成されている。また、吸気バルブ用の凹部１３６からも上部筐体１３０上面に貫通する貫通穴１３２が形成されている。従って、上部筐体１３０と下部筐体１４０を重ね合わせることにより、筐体１００に排気路１０１及び吸気路１０２並びに接続部が構成される。なお、上部筐体１３０と下部筐体１４０は、接着剤等を用いることにより、漏れがないように接合される。
【０００５】
これら上部筐体１３０と下部筐体１４０の間には、排気バルブ並びに吸気用バルブを構成するフィルム１２０が挟み込まれる。当該フィルム１２０には、上部筐体１３０並びに下部筐体１４０に形成された凹部１４５，１４６の位置に合わせて、バルブ形成用の穴１２１が２つ開設されている。当該穴１２１は、上記２つの台座１３７，１４７よりも小さく設計されている。また、当該フィルム１２０は、排気路用溝部１４１と吸気路用溝部１４２に沿って、例えばレーザ溶接によって密着されている。
【０００６】
この結果、上部筐体１３０及び下部筐体１４０に形成された２つの排気バルブ用の凹部１３５，１４５と、上部筐体１３０に形成された凹部１３５内の台座１３７と、上記フィルム１２０によって、排気バルブが形成される。また、上部筐体１３０及び下部筐体１４０に形成された２つの吸気バルブ用の凹部１３６，１４６と、下部筐体１４０に形成された凹部１４６内の台座１４７と、上記フィルム１２０によって、吸気バルブが形成される。さらに、筐体１００に排気路１０１及び吸気路１０２並びに接続部が構成される。
【０００７】
このようにして、ポンプ本体となる筐体１００が形成される訳であるが、この筐体１００の上面に、略円形状をした薄膜状のダイヤフラム１１０が、接着剤等を用いてその周囲が上部筐体１３０の上面に接合される。こうして、ダイヤフラムポンプＸが構成され、筐体１００の上面とダイヤフラム１１０との間にポンプ室が形成される。
【０００８】
このような構造をしたダイヤフラムポンプＸにおいては、ダイヤフラム１１０を上下に振動させることによりダイヤフラム１１０を屈曲運動させ、ポンプの機能を発揮させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造のダイヤフラムポンプＸにおいては、上部筐体１３０と下部筐体１４０の２つの部品から筐体１００を構成するために、筐体１００の厚みが増してしまい、ダイヤフラムポンプＸ自体を小型化することが困難であった。また、製造工程上、上部筐体１３０と下部筐体１４０の間にフィルム１２０を挟む構造であるため、上下部筐体１３０，１４０の合わせ面の平面度、平行度を担保しなければならず、しかも、３つの部材の位置決めが非常に困難であった。
【００１０】
さらに、上部筐体１３０の存在により、吸気バルブからポンプ室までの距離並びにポンプ室から排気バルブまでの距離が増大してしまい、ポンプ排出圧を左右するポンプ室容量に対するデッドボリューム（ダイヤフラム１１０の変位により影響を受けない容量）が大きくなってしまうという問題があった。一方、係る観点を考慮して上部筐体１３０を薄型化することも考えられるが、薄型化した場合には、上部筐体１３０と下部筐体１４０を接合する際のレーザ溶接時に歪みを発生する恐れがあった。
【００１１】
また、図２２に示すように、排気路１０１及び吸気路１０２において、接合されたフィルム１２０と上部筐体１３０下面との間に隙間１０３を生じてしまい、エアリークを発生し、排気路１０１及び吸気路１０２を精度よく形成するのが困難であるという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な製造、接合方法により、高効率でコンパクトな構造のダイヤフラムポンプを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイヤフラムポンプは、吸気路及び排気路を構成する２つの貫通孔が備えられた板状の筐体と、当該筐体の上面に配設されたダイヤフラムとによってポンプ室が形成されたダイヤフラムポンプであって、一方の前記貫通孔に吸気用バルブが備えられて吸気路が構成され、残る一方の貫通孔に排気用バルブが備えられて排気路が構成されたことを特徴としている。
【００１４】
このダイヤフラムポンプにおいて、吸気用バルブとして、例えば、前記吸気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにして前記筐体の上面に配置したフィルム片を、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合して構成することができる。
【００１５】
このとき、前記フィルム片を、前記貫通孔の開口部に対応する領域よりも広い領域に通気孔が開設されたスペーサと前記筐体にて挟み込むようにしてもよい。
【００１６】
また、これらのダイヤフラムポンプにおいては、前記吸気路を構成する貫通孔を、ポンプ室側の開口面積がポンプ室反対側の開口面積よりも大きくなるように設けるのが好ましい。
【００１７】
また、吸気用バルブとして、筐体の上面に形成された吸気用凹部の底面に、前記吸気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにして配置したフィルム片を、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合して構成することもできる。
【００１８】
さらに、吸気用バルブを、筐体の下面に形成された吸気用凹部の底面に、前記吸気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにしてフィルム片を配置し、当該吸気用凹部に嵌合され、前記貫通孔の開口部に対応する領域より狭い領域に通気孔が開設されたスペーサにて挟み込む構成とすることもできる。このとき、前記フィルム片を、前記通気孔の開口部を挟む位置にて前記スペーサのポンプ室側面に接合したり、前記通気孔をポンプ室側の開口面積がポンプ室反対側の開口面積よりも大きく作製するのが好都合である。
【００１９】
あるいは、前記筐体の下面に吸気用凹部を備え、当該吸気用凹部の底面に通気用孔が設けられたフィルム片を配置すると共に、当該通気用孔に対応して、当該通気用孔の径よりも大きな径を有する台座と、当該台座の周縁部に形成された円環状の溝部と、当該溝部と外部を接続する通気孔とを具備するスペーサと前記吸気用凹部の底面との間に前記フィルム片を挟み込み、吸気用バルブを構成することもできる。
【００２０】
一方、排気用バルブとしては、前記排気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにして前記筐体の下面にフィルム片を配置し、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合して構成することができる。
【００２１】
このとき、前記フィルム片を、前記貫通孔の開口部に対応する領域よりも広い領域に通気孔が開設されたスペーサと前記筐体とにより挟み込むことができる。
【００２２】
また、これらのダイヤフラムポンプにおいては、前記排気路を構成する貫通孔を、ポンプ室側の開口面積がポンプ室反対側の開口面積よりも小さくするのが好ましい。
【００２３】
また、前記排気用バルブを、筐体の下面に形成された排気用凹部の底面に配置されたフィルム片を、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合して構成することもできる。
【００２４】
さらに、前記筐体の下面に排気用凹部を備え、当該排気用凹部の底面に、通気用孔が設けられたフィルム片を配置すると共に、当該通気用孔に対応して、前記筐体に、当該通気用孔の径よりも大きな径を有する台座と、当該台座の周縁部に形成された円環状の溝部と、当該溝部とポンプ室を接続する通気用孔とを形成し、円環状のスペーサと前記排気用凹部の底面に前記フィルム片を挟み、排気用バルブを構成することもできる。
【００２５】
これらのダイヤフラムポンプにおいては、前記筐体の下面に接続用パイプを備え、当該接続用パイプの先端を吸気用凹部及び／又は排気用凹部に嵌合するのが望ましい。
【００２６】
あるいは、前記筐体の下面に、接続用溝が形成された薄板状のプレート部を備え、当該接続用溝と前記筐体とによって、前記吸気路及び／又は前記排気路と接続された接続用路を設けるのが望ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、各図を参照しながら本発明について詳細に説明する。まず、図１は本発明の一実施の形態である第１のダイヤフラムポンプＡの概略的斜視図、図２は当該ダイヤフラムポンプＡの概略的分解斜視図、図３は当該ダイヤフラムポンプＡの断面構造図、図４は当該ダイヤフラムポンプＡにおける吸気バルブを示す拡大説明図、図５及び図６は当該吸気バルブの動作を示す説明図である。
【００２８】
ダイヤフラムポンプＡは、板状の筐体１０とダイヤフラム２０とを備えており、筐体１０の上面にダイヤフラム２０の周縁部が、接着剤２１やレーザ接合などによって接合されている。この結果、前記筐体１０と前記ダイヤフラム２０との間にポンプ室２５が形成される。
【００２９】
ダイヤフラム２０は薄膜状の圧電アクチュエータから作製されており、圧電素子（ピエゾ素子）や真鍮、銀など電圧を印加することにより伸縮できるものであれば特にその構造は制限なく用いることができる。各図に示すダイヤフラム２０は、薄板状の圧電素子２３の両面に電極２２が形成された圧電アクチュエータが用いられている。すなわち、ダイヤフラム２０に一定方向の電圧が印加されると、ダイヤフラム２０が上方に屈曲してポンプ室容量が増大し、また、それとは逆方向の電圧が印加されることによって、ダイヤフラム２０が下方に屈曲してポンプ室容量が減少する。従って、最小ポンプ室容量時にダイヤフラム２０が筐体１０に接触しない程度の大きさに設計し、筐体１０上面に接合するのが好ましい。
【００３０】
筐体１０には、２つの貫通孔１１，１２が開設されており、これらの貫通孔１１，１２に吸気路１及び排気路２が形成される。この筐体１０上面には、貫通孔１１のポンプ室２５側の開口部１３を覆うようにして、矩形状のフィルム片３０が配置されている。当該フィルム片３０は、図４に示すようにポンプ室２５側の開口部１３を挟み、フィルム片３０の短辺と平行となる位置（図２及び図４の破線イの位置）にて、例えばレーザ照射によって筐体１０上面に接合され、吸気用バルブが構成される。このとき、当該フィルム片３０は、筐体１０にできる限り密着させて接合するのが好ましいが、必ずしも密着させる必要はなく、むしろ、開口部１３上方にて十分に浮き上がり、開口部１３とフィルム片３０との間に十分な隙間ができる程度に余裕を持たせて装着するのが好ましい。このようなフィルム片３０として、例えば、ポリイミドフィルムやポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリエチレンフィルムなどが用いられる。
【００３１】
また、当該吸気路１を構成する貫通孔１１は、断面凸字形状に開設されており、ポンプ室２５側の開口面積が反対側の開口面積よりも大きくなっている。この結果、フィルム片３０と開口部１３との接触面積が大きくなり、吸気用バルブの応答速度を早くすることができる。さらに、円筒状に貫通孔１１を形成する場合に比べていわゆるデッドボリュームを少なくでき、ポンプ排出圧をより高めることができる。従って、フィルム片３０と接触する開口面積を大きくする形状であれば、その断面形状を問うものではない。
【００３２】
一方、筐体１０下面にも、貫通孔１２のポンプ室２５反対側の開口部１４を覆うようにして、フィルム片３０が配置されている。当該フィルム片３０も、吸気側のフィルム片３０と同様に、ポンプ室２５反対側の開口部１４を挟む位置（図２及び図５の破線ロの位置）にて、フィルム片３０の短辺と平行になる位置にて筐体１０上面に接合され、排気用バルブが構成されている。
【００３３】
また、当該排気路２を構成する貫通孔１２も、断面凸字形状に開設されており、ポンプ室２５反対側の開口面積がポンプ室２５側の開口面積よりも大きくなっている。この結果、当該排気用バルブの応答性も向上されている。
【００３４】
このように構成されたダイヤフラムポンプＡにおいては、ダイヤフラム２０の駆動によってポンプ室容積が変化し、この変化によって吸気用バルブ及び排気用バルブの開閉が行われる。すなわち、ダイヤフラム２０に電圧が印加され、ポンプ室容量が最少となった状態では、吸気用バルブのフィルム片３０は、図５に示すように貫通孔１１の開口部１３を塞ぎ、吸気用バルブが閉の状態となる。このとき、排気用バルブのフィルム片３０は、貫通孔１２の開口部１４から遠ざけられ、排気用バルブが開の状態となる。
【００３５】
また、ダイヤフラム２０に逆方向の電圧が印加され、ポンプ室容量が最大となった状態では、吸気用バルブのフィルム片３０は、図６に示すように貫通孔１１の開口部１３から遠ざけられ、開口部１３とフィルム片３０との間から流体が流れるようになり、吸気用バルブが開の状態となる。このとき、図示はしないが、排気用バルブのフィルム片３０は、貫通孔１２の開口部１４を塞ぎ、排気用バルブが閉の状態となる。
【００３６】
このように、本発明に係るダイヤフラムポンプＡにおいては、単一の筐体１０とダイヤフラム２０とから構成されているため、非常に簡単な構成とすることができる。特に、単一の筐体１０に吸気用バルブと排気用バルブとが構成されているために、薄型化を図ることができる。しかも、その結果、吸気用バルブからポンプ室２５までのいわゆるデッドボリュームを少なくできるため、ポンプの排出圧を高めることができる。さらに、両バルブは、フィルム片３０をその上方から筐体１０上面に接合されているため至極簡単に作製することができ、また、フィルム片３０の浮き上がり現象によって開閉動作を行なえる。このため、筐体１０からフィルム片３０が容易に外れることがなければよく、その接合精度は比較的に低くても差し支えない。その一方で、両バルブの閉動作は確実に行なえ、信頼性も確保できる。
【００３７】
次に図７に示すものは、本発明の別な実施の形態である第２のダイヤフラムポンプＢの吸気用バルブを拡大した説明図である。当該吸気用バルブにおいては、吸気用バルブを構成するフィルム片３０はスペーサ４０と筐体１０に挟み込まれている。このスペーサ４０は、プラスチック材料などから、フィルム片３０を覆うことができる程度の大きさに略矩形状に作製されており、その中央部には略楕円柱状の通気孔４１が開設されている。この通気孔４１は、接合されていないフィルム片３０の長軸辺が当該通気孔４１から露出されるように開設されており、貫通孔１１の開口部１３とフィルム片３０との隙間から排出された流体が、当該通気孔４１からポンプ室２５内へと送り込めるようになっている。また、スペーサ４０は当該通気孔４１を挟む位置（図７の破線ロの位置）にて、スペーサ４０の２辺が例えばレーザ照射によってフィルム片３０と共に筐体１０上面に接合され、吸気用バルブが構成される。
【００３８】
このようにスペーサ４０を用いることによってフィルム片３０を挟み込み、吸気用バルブを構成することもできる。もちろん、排気用バルブもこのようなスペーサ４０を用いて構成できるのは言うまでもない。
【００３９】
図８は本発明のさらに別な実施の形態である第３のダイヤフラムポンプＣの概略的分解斜視図、図９は当該ダイヤフラムポンプＣの断面構造図である。当該ダイヤフラムポンプＣにおいては、排気用バルブは、筐体１０の下面に形成された排気用凹部１６内に構成されている点で、第１のダイヤフラムポンプＡと異なっているだけである。
【００４０】
排気用凹部１６は、フィルム片３０を納められる程度の大きさに形成されており、少なくともフィルム片３０の短軸方向幅よりも広い幅に形成されている。すなわち、浮き上がったフィルム片３０の長辺と凹部１６の側壁との間から流体が通過できるよう、両者の間にはわずかに隙間が出来るように設計される。また、排気路２をできる限り短くするため、その底面を筐体１０の上面に近づけて深く形成されている。さらに、排気路２を構成する貫通孔１２は、排気用バルブの応答性を高めるようにできる限り、排気用凹部１６側の開口面積が大きくなるように形成されるが、筐体１０は薄板状であるために貫通孔１２の長さが短く、排気路２によるデッドボリュームに対する影響は非常に小さく、図に示すダイヤフラムポンプＣにおいてはほぼ円筒状に形成されている。排気用バルブを構成するフィルム片３０は、当該排気用凹部１６の底面に、例えば図４に示すようにしてレーザ接合などによって接合されている。もちろん、図７に示すようなスペーサ４０を用いてフィルム片３０を挟み込み、排気用バルブを構成することもできる。
【００４１】
このように、筐体１０下面に排気用凹部１６を形成し、当該凹部１６内に排気用バルブを構成することにより、排気路２の容積、すなわちデッドボリュームを少なくすることができ、より一層ポンプ効率の高い小型のダイヤフラムポンプＣを作製できる。
【００４２】
図１０は本発明のさらに別な実施の形である第４のダイヤフラムポンプＤの概略的分解斜視図、図１１は当該ダイヤフラムポンプＤの断面構造図である。当該ダイヤフラムポンプＤにおいては、吸気用バルブは、筐体１０の上面に形成された吸気用凹部１５内に構成されている点で、図８及び図９に示す第３のダイヤフラムポンプＣと異なっているだけである。
【００４３】
吸気用凹部１５は、少なくともフィルム片３０の短軸方向幅よりも広い幅に形成されており、フィルム片３０の長辺と凹部１５の側壁との間に十分な隙間が出来るように設計される。また、フィルム片３０の厚さとほぼ等しい深さに形成されている。この結果、吸気用凹部１５の底面に接合されたフィルム片３０の上面が、筐体１０上面とほぼ同一に位置することになり、ポンプ室２５の実質的容量をより一層確保することができる。なお、図７に示すスペーサ４０を用いて接合することも考えられるが、この場合にはスペーサ４０の厚さ分だけデッドボリュームが増え、ポンプ室２５の容量が減少するため、好ましい実施の形態とは言えるものではない。
【００４４】
さらに図１２は本発明のさらに別な実施の形態に係る第５のダイヤフラムポンプＥの概略的分解斜視図、図１３は当該ダイヤフラムポンプＥの断面構造図である。当該ダイヤフラムポンプＥにおいては、排気用バルブは筐体１０下面に形成された排気用凹部１６内に構成されている点では、図８及び図９に示す第３のダイヤフラムポンプＣとほぼ同様な構成であるが、吸気用バルブは、筐体１０の下面に形成された吸気用凹部１７内に構成されている点で異なっている。
【００４５】
吸気用凹部１７は、フィルム片３０の周囲に凹部１７の側壁との間にわずかに隙間が出来る程度の大きさに設計される。また、吸気路１をできる限り短くするため、吸気用凹部１７の底面を筐体１０の上面に近づけて深く形成されている。さらに、吸気路１を構成する貫通孔１１は、吸気用バルブの応答性を高めるため、できる限り筐体１０上面側の開口面積が大きくなるように形成される。このとき、筐体１０は薄板状であるために貫通孔１１の長さが短く、吸気路１によるデッドボリュームに対する影響は非常に小さいため、貫通孔１１はほぼ円筒状に形成されている。
【００４６】
また、吸気用バルブを構成するフィルム片３０は、図１２及び図１３に示すようなスペーサ５０と吸気用凹部１７の底面との間に挟み込まれる。当該スペーサ５０は、吸気用凹部１７に隙間なく嵌合される程度の大きさに作製される。また、スペーサ５０の中央部には断面凸字状の通気孔５１が開設されている。当該通気孔５１も、フィルム片３０の応答性をよくするため、フィルム片３０側の開口面積がフィルム片３０と反対側の開口面積が小さく設計されているが、フィルム片３０側の開口部５２は、貫通孔１１よりも小さくなるよう設計される。
【００４７】
また、フィルム片３０は、スペーサ５０の通気孔５１の開口部５２を挟む位置にて、スペーサ５０の上面に通気孔５１の開口部５２周縁に平行になるように２箇所以上を円弧状にレーザ接合されている。このようにして、吸気用バルブが構成される。
【００４８】
このダイヤフラムポンプＥにおいては、吸気用バルブをダイヤフラム２０と反対側から設置できると共に、筐体１０の下面から吸気用バルブ及び排気用バルブの双方を作製できるため、ダイヤフラムポンプＥの作製を容易に行なうことができる。また、フィルム片３０を予めスペーサ５０に接合させておくことができるため、吸気用バルブの交換も容易に行なえる。
【００４９】
図１４は本発明のさらに別な実施の形態である第６のダイヤフラムポンプＦの一部破断した断面構造図である。当該ダイヤフラムポンプＦにおいては、吸気用バルブは筐体１０の下面に形成された吸気用凹部１７内に構成され、排気用バルブは筐体１０の下面に形成された排気用凹部１６内に構成されている。
【００５０】
吸気用凹部１７は、当該凹部１７の側壁との間に、ほとんど隙間が出来ない程度の大きさに設計される。また、吸気路１をできる限り短くするため、吸気用凹部１７の底面を筐体１０の上面に近づけて深く形成されている。吸気路１を構成する貫通孔１１は、吸気用バルブの応答性を高めるようにできるかぎり、筐体１の上面側の開口面積が大きくなるように形成されているが、筐体１０は薄板状であるために貫通孔１１の長さが短く、吸気路１によるデッドボリュームに対する影響は非常に小さいため、貫通孔１１はほぼ円筒状に形成されている。
【００５１】
吸気用バルブは、これまでのダイヤフラムポンプＡ〜Ｅのようにフィルム片３０が浮き上がることによりフィルム片３０の周囲にできる隙間から流体が流れ込む構造ではなく、フィルム片３０のほぼ中央に開設された通気用孔３１が、スペーサ６０から浮き上がることにより流体が流れ込む構造となっている。すなわち、スペーサ６０は図１５（ａ）（ｂ）に示すように、フィルム片３０の通気用孔３１に対応して当該通気用孔３１の径よりも大きな径を有する台座６１と、当該台座６１の周縁部にほぼ貫通孔１１の径とほぼ同じ径を有する円環状の溝部６２とが備えられており、さらに当該溝部６２の下面には外部と接続する通気孔６３が形成されている。
【００５２】
当該吸気用バルブにおいても、フィルム片３０はスペーサ６０と吸気用凹部１７の底面とによって挟み込まれるが、このとき、スペーサ６０よりも大きく作製したフィルム片３０の周囲をスペーサ６０の側面に巻きつけ、吸気用凹部１７内に押し込むことにより、エアリークが確実に防止される。
【００５３】
この結果、ポンプ室容量が増大した場合には、フィルム片３０が台座６１から浮き上がり、吸気用バルブが開の状態となり、当該台座６１とフィルム片３０との間の隙間からフィルム片３０の通気用孔３１を通じて、流体がポンプ室２５内に流れ込む。また、ポンプ室容量が減少した場合には、フィルム片３０が台座６１に密着され、吸気用バルブが閉の状態となり、流体がポンプ室２５内に流れ込むのが妨げられる。
【００５４】
一方、排気用バルブもほぼ同様な構造ではあるが、排気用バルブにおいては、台座１８が筐体１０に形成される。すなわち、フィルム片３０に開設された通気用孔３１に対応して、筐体１０に当該通気用孔３１の径よりも大きな径を有する台座１８と、当該台座１８の周縁部に排気用凹部１６の径よりも小さな径を有する円環状の溝部１９とが備えられており、さらに当該溝部１９上面に、溝部１９とポンプ室２５とを接続する貫通孔１２が形成されている。
【００５５】
また、フィルム片３０の下面には円筒状をしたスペーサ７０が備えられており、フィルム片３０を挟み込んでいる。スペーサ７０の外径は排気用凹部１６の内径とほぼ同じで、その内径は溝部１９の径とほぼ同じ径に設定されている。したがって、スペーサ７０よりも大きく作製したフィルム片３０の周囲をスペーサ７０の側面に巻きつけ、排気用凹部１６内に押し込むことにより、エアリークが確実に防止される。
【００５６】
この結果、ポンプ室容量が増大した場合には、フィルム片３０が台座１８に密着され、排気用バルブが閉の状態となり、流体が流出するのが妨げられる。また、ポンプ室容量が減少した場合には、フィルム片３０は台座１８より浮き上がり、排気用バルブが開の状態となり、当該台座１８とフィルム片３０との間の隙間からフィルム片３０の通気用孔３１を通じて、流体が流出する。
【００５７】
このような構造の吸気用バルブ及び排気用バルブとすることによって、筐体１０の下面からの作業によって両バルブを構成することができ、しかも、スペーサ６０，７０の着脱によってバルブの交換を容易に行なえる。
【００５８】
図１６は本発明のさらに別な実施の形態である第７のダイヤフラムポンプＧの概略的分解斜視図、図１７は当該ダイヤフラムポンプＧの断面構造図である。当該ダイヤフラムポンプＧは、図１０に示す第４のダイヤフラムポンプＤとほぼ同様な構成であるが、排気路２側に排気用パイプ８０を備えたものであって、排断面気用パイプ８０は筐体１０の下面に、筐体１０の下方向に備えられている。当該筐体１０には、排気用パイプ８０の装着用凹部８１が形成されており、当該凹部８１内に排気用凹部１６が形成されている。排気用パイプ８０は、その端面を接着剤等によって筐体１０の下面に備えることにしてもよいが、この排気用パイプ８０は、その一方端部が断面凸字状に加工されて突起部８２が設けられており、装着用凹部８１内に嵌合可能になっている。また、この第７のダイヤフラムポンプＧは、図示するように排気用凹部１６の底面にフィルム片３０を装着したものについて示しているが、排気用凹部１６の有無に拘らず適用可能なものであり、例えば図１に示すダイヤフラムポンプＡにおいて、筐体１０の下面に装着用凹部８１を備えてもよいものである。さらに、吸気用凹部１７にも吸気用パイプとして応用ができるものである。また、図示はしないが、例えば、図１４に示す第６のダイヤフラムポンプＦのように、スペーサ７０を用いた場合には、排気用パイプ８０とスペーサ７０を兼用させたり、あるいは、吸気用パイプと図１２に示すスペーサ５０と兼用させることもできる。
【００５９】
図１８は本発明のさらに別な実施の形態である第８のダイヤフラムポンプＨの概略的分解斜視図、図１９は当該ダイヤフラムポンプＨの断面構造図である。当該ダイヤフラムポンプＨにおいては、筐体１０の下面に外部と接続するための接続路３を形成したものであって、２枚の薄板状のプレート部９０が筐体１０の下面に備えられている。プレート部９０には、その上面に接続路３を構成するための溝部９１が形成されており、溝部９１の先端を吸気路１のポンプ室２５反対側の開口部に位置させ、あるいは、溝部９１の先端を排気用凹部１６の開口部に位置されている。また、プレート部９０は、流体の漏れがないように、その全面を筐体１０の下面に接合されている。
【００６０】
このような薄板状のプレート部９０を用いて接続路３を構成することによって、ダイヤフラムポンプＧ下方からの吸排気を避けることができる。また、ダイヤフラムポンプＧの側方から吸排気用パイプ（図示せず）を接続することが容易になり、本発明に係るダイヤフラムポンプを用いた各種機器の小型化により一層貢献できるものである。もちろん、その他の構造をしたタイヤフラムポンプにおいても、このようなプレート部９０を用いて接続路３を構成することもできる。
【００６１】
また、本発明のダイヤフラムポンプは、気体のみならず、液体などその他の流体に用いることができるのは言うまでもない。
【００６２】
【発明の効果】
本発明のダイヤフラムポンプは、吸気路及び排気路を構成する２つの貫通孔が備えられた板状の筐体と、当該筐体の上面に配設されたダイヤフラムとによってポンプ室が形成されたダイヤフラムポンプであって、一方の前記貫通孔に吸気用バルブが備えられて吸気路が構成され、残る一方の貫通孔に排気用バルブが備えられて排気路が構成されたことを特徴としているので、至極簡単な構成によって、小型のダイヤフラムポンプを提供できる。特に、単一の筐体で構成されるため、薄型のダイヤフラムポンプとすることができる。また、ポンプ室と給排気用バルブとの距離が短くなるために、いわゆるデッドボリュームが少なくなりポンプの排出圧を高めることができる。
【００６３】
このダイヤフラムポンプにおいて、吸気用バルブとして、例えば、前記吸気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにして前記筐体の上面に配置したフィルム片を、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合して構成することができる。このように、本発明のダイヤフラムポンプにおいては、フィルム片を、前記貫通孔の開口部に対応する領域よりも広い領域に通気孔が開設されたスペーサと前記筐体にて挟み込むことにしてもよい。このような構造とすることにより、簡単に吸気バルブを構成できる。
【００６４】
また、これらのダイヤフラムポンプにおいては、前記吸気路を構成する貫通孔を、ポンプ室側の開口面積がポンプ室反対側の開口面積よりも大きくなるように設けているので、ダイヤフラムと吸気路との接触面積が広くなり、吸気バルブの応答性を高められる。
【００６５】
また、吸気用バルブとして、筐体の上面に形成された吸気用凹部の底面に、前記吸気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにして配置したフィルム片を、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合して構成することにより、フィルム片と筐体の上面とを同一平面とすることができ、デッドボリュームをなくすと共にポンプ室容量を最大限にすることができる。
【００６６】
さらに、吸気用バルブを、筐体の下面に形成された吸気用凹部の底面に、前記吸気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにしてフィルム片を配置し、当該吸気用凹部に嵌合され、前記貫通孔の開口部に対応する領域より狭い領域に通気孔が開設されたスペーサにて挟み込む構成とすることもできる。このようなスぺーサを用いることによって、吸気バルブが筐体の下面から行なえるのでダイヤフラムポンプの作製が容易になると共に吸気バルブの交換も容易にできる。
【００６７】
このとき、前記フィルム片を、前記通気孔の開口部を挟む位置にて前記スペーサのポンプ室側面に接合したり、前記通気孔をポンプ室側の開口面積がポンプ室反対側の開口面積よりも大きく作製するのが好都合である。こうして、スペーサにフィルム片を接合すれば吸気バルブの作製や交換がより一層容易になり、吸気バルブの応答性も確保できる。
【００６８】
あるいは、前記筐体の下面に吸気用凹部を備え、当該吸気用凹部の底面に通気用孔が設けられたフィルム片を配置すると共に、当該通気用孔に対応して、当該通気用孔の径よりも大きな径を有する台座と、当該台座の周縁部に形成された円環状の溝部と、当該溝部と外部を接続する通気孔とを具備するスペーサと前記吸気用凹部の底面との間に前記フィルム片を挟み込み、吸気用バルブを構成することもできる。このような構成であれば、フィルム片を接合することなく吸気バルブを構成できる。
【００６９】
一方、排気用バルブとしては、前記排気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにして前記筐体の下面にフィルム片を配置し、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合して構成することができる。この構成であれば、排気用バルブは筐体の下面から作製できるので、排気用バルブの作製が非常に容易に行なえる。
【００７０】
このとき、前記フィルム片を、前記貫通孔の開口部に対応する領域よりも広い領域に通気孔が開設されたスペーサと前記筐体とにより挟み込むことにより、より一層排気用バルブの作製が容易になる。
【００７１】
また、これらのダイヤフラムポンプにおいては、前記排気路を構成する貫通孔を、ポンプ室側の開口面積がポンプ室反対側の開口面積よりも小さくするのが好ましい。これにより、排気用バルブの応答性が向上される。
【００７２】
また、前記排気用バルブを、筐体の下面に形成された排気用凹部の底面に配置されたフィルム片を、前記貫通孔の開口部を挟む位置にて当該筐体に接合すれば、ポンプ室から排気用バルブまでの距離を縮めることにより、いわゆるデッドボリュームが小さくなり、ポンプの排出圧をより一層高めることができる。
【００７３】
さらに、前記筐体の下面に排気用凹部を備え、当該排気用凹部の底面に、通気用孔が設けられたフィルム片を配置すると共に、当該通気用孔に対応して、前記筐体に、当該通気用孔の径よりも大きな径を有する台座と、当該台座の周縁部に形成された円環状の溝部と、当該溝部とポンプ室を接続する通気用孔とを形成し、円環状のスペーサと前記排気用凹部の底面に前記フィルム片を挟み、排気用バルブを構成することにより、デッドボリュームを小さくできるだけでなく、フィルム片を接合することなく排気用バルブを構成でき、しかも、排気用バルブの交換が容易に行なえる。
【００７４】
これらのダイヤフラムポンプにおいて、前記筐体の下面に接続用パイプを備え、当該接続用パイプの先端を吸気用凹部及び／又は排気用凹部に嵌合することによって、外部との接続を容易に行なえる。
【００７５】
あるいは、前記筐体の下面に、接続用溝が形成された薄板状のプレート部を備え、当該接続用溝と前記筐体とによって、前記吸気路及び／又は前記排気路と接続された接続用路を設けることによって、ダイヤフラムポンプの下面からの吸排気を避けることができると共に薄型を保ちつつ外部との接続が容易なダイヤフラムポンプにできる。
【００７６】
このように本発明によれば、非常に簡単な構成によってポンプ排出力の高い小型のダイヤフラムポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るダイヤフラムポンプの概略的斜視図である。
【図２】同上のダイヤフラムポンプの概略的分解斜視図である。
【図３】同上のダイヤフラムポンプの断面構造図である。
【図４】同上のダイヤフラムポンプにおける吸気バルブを示す拡大説明図である。
【図５】同上のダイヤフラムポンプの吸気バルブの動作を示す説明図であって、バルブ閉の状態を示す図である。
【図６】同上のダイヤフラムポンプの吸気バルブの動作を示す説明図であって、バルブ開の状態を示す図である。
【図７】本発明の別な実施の形態に係るダイヤフラムポンプの吸気用バルブを拡大した説明図である。
【図８】本発明のさらに別な実施の形態であるダイヤフラムポンプの概略的分解斜視図である。
【図９】図８に示すダイヤフラムポンプの断面構造図である。
【図１０】本発明のさらに別な実施の形であるダイヤフラムポンプの概略的分解斜視図である。
【図１１】図１０に示すダイヤフラムポンプの断面構造図である。
【図１２】本発明のさらに別な実施の形態に係るダイヤフラムポンプの概略的分解斜視図である。
【図１３】図１２に示すダイヤフラムポンプの断面構造図である。
【図１４】本発明のさらに別な実施の形態に係るダイヤフラムポンプの一部破断した断面構造図である。
【図１５】図１４に示すダイヤフラムポンプの吸気用バルブに用いられるスペーサを示す図であって、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図である。
【図１６】本発明のさらに別な実施の形態に係るダイヤフラムポンプの概略的分解斜視図である。
【図１７】図１６に示すダイヤフラムポンプの断面構造図である。
【図１８】本発明のさらに別な実施の形態に係るダイヤフラムポンプの概略的分解斜視図である。
【図１９】図１８に示すダイヤフラムポンプの断面構造図である。
【図２０】従来例のダイヤフラムポンプの概略的分解斜視図である。
【図２１】同上のダイヤフラムポンプの断面構造図である。
【図２２】同上のダイヤフラムポンプにおける問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１吸気路
２排気路
３接続路
１０筐体
１１吸気路を構成する貫通孔
１２排気路を構成する貫通孔
１３吸気路を構成する貫通孔のポンプ室側開口部
１４排気路を構成する貫通孔のポンプ室と反対側開口部
１５筐体の上面に形成された吸気用凹部
１６筐体の下面に形成された排気用凹部
１７筐体の下面に形成された吸気用凹部
１８筐体に形成された排気バルブを構成する台座
２０ダイヤフラム
２２電極
３０フィルム片
４０スペーサ
５０スペーサ
５１通気孔
６０スペーサ
６１スペーサに形成された排気バルブを構成する台座
７０スペーサ
８０接続用パイプ
９０接続路を構成するプレート部

Claims

２つの貫通孔が備えられた板状の筐体と、当該筐体の上面に配設されたダイヤフラムとによってポンプ室が形成されたダイヤフラムポンプであって、一方の前記貫通孔に吸気用バルブが備えられて吸気路が構成され、残る一方の貫通孔に排気用バルブが備えられて排気路が構成されてなり、
前記吸気用バルブは、筐体の下面に形成された吸気用凹部の底面に、前記吸気路を構成する貫通孔の開口部を覆うようにしてフィルム片を配置し、当該吸気用凹部に嵌合され、前記貫通孔の開口部に対応する領域より狭い領域に通気孔が開設されたスペーサにて挟み込まれたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
２つの貫通孔が備えられた板状の筐体と、当該筐体の上面に配設されたダイヤフラムとによってポンプ室が形成されたダイヤフラムポンプであって、一方の前記貫通孔に吸気用バルブが備えられて吸気路が構成され、残る一方の貫通孔に排気用バルブが備えられて排気路が構成されてなり、
前記吸気用バルブは、前記筐体の下面に吸気用凹部が備えられ、当該吸気用凹部の底面に通気用孔が設けられたフィルム片が配置されると共に、当該通気用孔に対応して、当該通気用孔の径よりも大きな径を有する台座と、当該台座の周縁部に形成された溝部と、当該溝部と外部を接続する通気孔とを具備するスペーサと、前記吸気用凹部の底面との間に前記フィルム片が挟み込まれて、構成されたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
２つの貫通孔が備えられた板状の筐体と、当該筐体の上面に配設されたダイヤフラムとによってポンプ室が形成されたダイヤフラムポンプであって、一方の前記貫通孔に吸気用バルブが備えられて吸気路が構成され、残る一方の貫通孔に排気用バルブが備えられて排気路が構成されてなり、
前記排気用バルブは、前記筐体の下面に排気用凹部が備えられ、当該排気用凹部の底面に、通気用孔が設けられたフィルム片が配置されると共に、当該通気用孔に対応して、前記筐体に、当該通気用孔の径よりも大きな径を有する台座と、当該台座の周縁部に形成された溝部と、当該溝部とポンプ室を接続する通気用孔とを形成し、円環状のスペーサと前記排気用凹部の底面に前記フィルム片
が挟み込まれて構成されたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。