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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung, die eine Pumpe und ein Außengehäuse aufweist, das mit der Pumpe kommuniziert.
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Technischer Hintergrund
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Patentdokument 1 beschreibt ein Sphygmomanometer, in dem eine piezoelektrische Pumpe zum Einsatz kommt. Das Sphygmomanometer aus Patentdokument 1 weist ein Innengehäuseelement auf. Das Innengehäuseelement ist aus einem Kunstharz gefertigt.
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Die piezoelektrische Pumpe hat eine Oberfläche, an der ein Auslassstutzen gebildet ist und die Oberfläche und das Innengehäuse haften aneinander an.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentdokument
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Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr.
2018-143557 -
Darstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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In dem Fall, bei dem das Innengehäuseelement aus einem wasserrückhaltenden Harz gefertigt ist, verdampft beispielsweise dann, wenn die Temperatur des Innengehäuseelements ansteigt, das in dem Harz enthaltene Wasser und kann an die Adhäsionsoberfläche gelangen, die an der piezoelektrischen Pumpe anhaftet.
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Es kann dann ein Problem dahingehend entstehen, dass sich die piezoelektrische Pumpe vom Innengehäuseelement aufgrund des Vorhandenseins von Wasser an der Adhäsionsoberfläche des Innengehäuseelements löst.
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Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Fluidsteuervorrichtung bereit, welche die Verschlechterung einer Adhäsion zwischen einer Pumpe und einem Gehäuse selbst dann verringern kann, wenn das Gehäuse aus einem Material hergestellt ist, das wasserrückhaltende Eigenschaften hat.
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Lösung des Problems
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Eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung weist eine Pumpe, ein Außengehäuse und ein Haftelement auf. Die Pumpe hat eine Auslassstutzen-Oberfläche, an der ein Auslassstutzen für ein Fluid gebildet ist. Das Außengehäuse hat einen Innenraum, der mit dem Auslassstutzen und dem Außengehäuse kommuniziert und das Außengehäuse ist zumindest teilweise unter Verwendung eines Harzes mit wasserrückhaltenden Eigenschaften gebildet. Das Haftelement haftet an der Auslassstutzen-Oberfläche der Pumpe an dem Außengehäuse an. Das Außengehäuse weist eine erste Hauptplatte auf. Die erste Hauptplatte hat eine erste Hauptoberfläche, die der Auslassstutzen-Oberfläche der Pumpe gegenüberliegt und in Kontakt mit dem Haftelement ist. Die erste Hauptplatte hat auch ein Durchgangsloch, die mit dem Auslassstutzen und auch mit dem Innenraum kommunizieren. Die erste Hauptoberfläche ist aus einem Metall hergestellt.
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Bei dieser Konfiguration, selbst wenn die Temperatur des Außengehäuses ansteigt, liegt das in dem Harz enthaltene Wasser aufgrund des Vorhandenseins des Metalls nicht an der ersten Hauptoberfläche frei. Dementsprechend beeinträchtigt das in dem Harz enthaltene Wasser die Adhäsion zwischen der ersten Hauptoberfläche und dem Haftelement nicht.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Verschlechterung der Haftung zwischen dem Gehäuse und der Pumpe selbst dann verringert werden, wenn das Gehäuse aus einem Material hergestellt ist, das wasserrückhaltende Eigenschaften hat.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Pumpvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Pumpvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Pumpvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Pumpvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 5 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Pumpvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beschreibung der Ausführungsform
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Erste Ausführungsform
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Eine Pumpvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur der Pumpvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Pumpvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In den Zeichnungen, in denen Ausführungsformen einschließlich der vorliegenden dargestellt sind, sind Formen (Abmessungen) von Elementen in einer teil- oder vollvergrößerten Ansicht dargestellt, um ein besseres Verständnis zu erleichtern.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt weist eine Pumpvorrichtung 1 eine piezoelektrische Pumpe 10, ein Außengehäuse 70 und eine Haftfolie 80 auf. Die Haftfolie 80 entspricht in der vorliegenden Erfindung einem „Haftelement“. Die piezoelektrische Pumpe 10 haftet durch die Haftfolie 80 an dem Außengehäuse 70 an. Dabei kommuniziert ein Auslassstutzen 41 der piezoelektrischen Pumpe 10 durch eine mittlere Öffnung 81 der Haftfolie 80 mit einem Durchgangsloch 710 des Außengehäuses 70.
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Aufbau der piezoelektrischen Pumpe 10
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Die piezoelektrische Pumpe 10 weist ein piezoelektrisches Element 20, ein Flachplattenelement 300 mit einer Membran 31, ein erstes Gehäuseelement 40, ein zweites Gehäuseelement 50 und ein drittes Gehäuseelement 60 auf.
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Das piezoelektrische Element 20 ist aus einem scheibenartigen Körper und Elektroden zum Ansteuern des piezoelektrischen Körpers gebildet. Die Elektroden sind auf jeweiligen Hauptoberflächen des scheibenartigen piezoelektrischen Körpers gebildet.
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Das Flachplattenelement 300 weist eine Membran 31, einen Basisabschnitt 32 und Stützabschnitte 33 auf. Das Flachplattenelement 300 ist eine flache Platte, die beispielsweise aus einem Metall hergestellt ist. Das Flachplattenelement 300 ist in Draufsicht wie ein Rechteck geformt. Eine in Draufsicht sichtbare Oberfläche ist eine Hauptoberfläche des Flachplattenelements 300. Das Flachplattenelement 300 ist beispielsweise aus einer einzelnen, flachen Platte hergestellt. Mit anderen Worten sind die Membran 31, der Basisabschnitt 32 und Stützabschnitte 33 einstückig aus einer einzelnen, flachen Platte gebildet. Die Membran 31 ist wie eine Scheibe geformt. Der Basisabschnitt 32 ist gebildet, um die Membran 31 zu umgeben. Die Stützabschnitte 33 verbinden die Membran 31 mit dem Basisabschnitt 32. Die Stützabschnitte 33 verbinden den Außenumfang der Membran 31 lokal an mehreren Positionen mit dem Basisabschnitt 32. Die Membran 31 wird dabei vom Basisabschnitt 32 derart gelagert, dass sie vibrationsfähig ist.
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Das erste Gehäuseelement 40 ist eine flache Platte, die beispielsweise aus einem Metall hergestellt ist. Das Material des ersten Gehäuseelements 40 kann ein Material sein, das zumindest eine vorgegebene Steifigkeit besitzt. Das erste Gehäuseelement 40 ist in Draufsicht wie ein Rechteck geformt. Eine in Draufsicht sichtbare Oberfläche ist eine Hauptoberfläche des ersten Gehäuseelements 40. Das erste Gehäuseelement 40 hat eine Hauptoberfläche 401 und eine Hauptoberfläche 402, die einander gegenüberliegend positioniert sind. Die Hauptoberfläche 402 entspricht einer „Auslassstutzen-Oberfläche“ der vorliegenden Erfindung.
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Das erste Gehäuseelement 40 hat einen Auslassstutzen 41. Wenn die piezoelektrische Pumpe 10 in Draufsicht betrachtet wird, überlappt der Auslassstutzen 41 beispielsweise einen mittleren Abschnitt der Membran 31. Der Auslassstutzen 41 ist ein Durchgangsloch, welches das erste Gehäuseelement 40 zwischen den Hauptoberflächen 401 und 402 durchdringt, mit anderen Worten, das erste Gehäuseelement 40 in dessen Dickenrichtung durchdringt. Der Auslassstutzen 41 ist zylindrisch geformt.
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Das zweite Gehäuseelement 50 ist wie ein Kasten mit einer Hauptplatte 51 und einem Rahmen 52 geformt. Das zweite Gehäuseelement 50 ist beispielsweise aus einem Metall hergestellt. Die Hauptplatte 51 ist wie eine flache Platte gebildet. Konkret ist die Hauptplatte 51 in Draufsicht wie ein Rechteck gebildet und hat im Wesentlichen die gleiche Form und den gleichen Flächeninhalt wie das erste Gehäuseelement 40. Der Rahmen 52 erstreckt sich in einer zur Hauptoberfläche der ersten Hauptplatte 51 senkrechten Richtung. Der Rahmen 52 ist entlang der Umfangskanten der Hauptplatte 51 gebildet. Somit ist das zweite Gehäuse 50 in Form eines Kastens gebildet. Die Hauptplatte 51 und der Rahmen 52 können unabhängig oder einstückig gebildet sein.
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Die Hauptplatte 51 hat mehrere Ansaugstutzen 510, die in deren Inneren gebildet sind. Die Ansaugstutzen 510 sind Durchgangslöcher, welche die Hauptplatte 51 zwischen gegenüberliegenden Hauptoberflächen durchdringen, mit anderen Worten die Hauptoberfläche 51 in Dickenrichtung durchdringen. Jeder der Ansaugstutzen 510 ist zylindrisch geformt.
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Das dritte Gehäuseelement 60 ist ein Rahmen mit einer vorgegebenen Dicke. Die Umfangsform des dritten Gehäuseelements 60 ist im Wesentlichen gleich jener des ersten Gehäuseelements 40.
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Das dritte Gehäuseelement 60 ist mit einer der Hauptoberflächen des ersten Gehäuseelements 40 verbunden. Der Basisabschnitt 32 des Flachplattenelements 300 ist mit dem dritten Gehäuseelement 60 verbunden. Der Rahmen 52 des zweiten Gehäuseelements 50 ist mit dem Basisabschnitt 32 des Flachplattenelements 300 verbunden. Somit wird ein Pumpgehäuse gebildet, das in seinem Innern einen Spalt 500 hat.
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Die Membran 31 teilt den Raum 500 in einen Raum 501 und einen Raum 502. In Bezug auf die Membran 31 ist der Raum 501 in der Nähe des Auslassstutzens 41 positioniert und der Raum 502 ist in der Nähe der Ansaugstutzen 510 positioniert. Der Raum 501 und der Raum 502 kommunizieren miteinander mittels Durchgangslöchern, die an dem Stützabschnitten 33 gebildet sind und die das Flachplattenelement 300 durchdringen.
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Das piezoelektrische Element 20 ist an der Hauptoberfläche der Membran 31 angeordnet, die dem Raum 502 zugewandt ist.
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Die wie eingangs konfigurierte piezoelektrische Pumpe 10 transportiert ein Fluid. Es wird angemerkt, dass das Prinzip zum Transportieren des Fluids von den Machern der vorliegenden Erfindung bereits in früheren Anmeldungen offenbart wurde und bereits bekannt ist. Dementsprechend erfolgt an dieser Stelle eine vereinfachte Erläuterung.
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Das piezoelektrische Element 20 ist an ein Steuergerät (nicht dargestellt) angeschlossen. Das Steuergerät erzeugt eine Wechselspannung und legt diese an das piezoelektrische Element 20 an. Dies verursacht ein Ausdehnen und Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements 20 und verursacht dadurch eine Biegevibration der Membran 31. Dies verändert das Volumen der Räume 501 und 502. Im Ergebnis nimmt die piezoelektrische Pumpe 10 das Fluid in ihrem Inneren durch ihre Ansaugstutzen 510 auf und leitet das Fluid durch die Auslassstutzen 41 aus.
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Außengehäuse 70
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Das Außengehäuse 70, das in den 1 und 2 dargestellt ist, ist vorwiegend aus einem Harz mit exzellenter Formbarkeit gebildet. Ein Beispiel des Harzes ist Polycarbonatharz oder ABS-Harz.
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Das Außengehäuse 70 weist eine Hauptplatte 71 und Seitenplatten 72 auf. Die Hauptplatte 71 ist wie eine flache Platte mit einer Hauptoberfläche 711 geformt. Die Seitenplatten 72 sind wie ein Rahmen geformt. Die Seitenplatten 72 sind mit der Hauptoberfläche 711 der Hauptplatte 71 verbunden. Das Außengehäuse 70 ist beispielsweise einstückig bzw. integral aus einem Harz gebildet.
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Das Außengehäuse 70 hat einen Innenraum 720, der durch die Hauptplatte 71 und die Seitenplatten 72 definiert wird. Das Außengehäuse 70 entspricht einem „Fixierelement“ der vorliegenden Erfindung. Die Hauptplatte 71 entspricht einer „ersten Hauptoberfläche“ der vorliegenden Erfindung. Der Innenraum 720 entspricht einem „ersten Raum“ der vorliegenden Erfindung. Die piezoelektrische Pumpe 10 ist in dem Innenraum 720 angeordnet.
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Beispielsweise ist in dem Innenraum 720 eine flache Platte (nicht dargestellt) an einer Position gegenüberliegend der Hauptplatte 71 angeordnet und ist mit den Seitenplatten 72 verbunden, was es ermöglicht, den Innenraum 720 des Außengehäuses 70 vom Außenraum abzutrennen.
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Die Hauptplatte 71 hat einen Gehäusekanal 700. Der Gehäusekanal 700 ist im Inneren der Hauptplatte 71 gebildet. Der Gehäusekanal 700 entspricht einem „zweiten Raum“ der vorliegenden Erfindung.
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Die Hauptplatte 71 hat eine externe Auslassöffnung 701. Die externe Auslassöffnung 701 mündet an einer Seitenoberfläche der Hauptplatte 71. Die externe Auslassöffnung 701 kommuniziert mit dem Gehäusekanal 700.
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Die Hauptplatte 71 hat das Durchgangsloch 710. Das Durchgangsloch 710 mündet an der Hauptoberfläche 711 und kommuniziert mit dem Gehäusekanal 700. Das Durchgangsloch 710 ist zylindrisch geformt. Die Querschnittsfläche des Durchgangslochs 710 ist im Wesentlichen gleich der Querschnittsfläche des Auslassstutzens 41 der piezoelektrischen Pumpe 10.
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Die Hauptoberfläche 711 der Hauptplatte 71 ist als Oberfläche eines Metallabschnitts 79 gebildet. Konkret ist der Metallabschnitt 79 ein Abschnitt der Hauptplatte 71, der an einer vorgegebenen Tiefe von der Hauptoberfläche 711 vorhanden ist. Der Metallabschnitt 79 bedeckt die Hauptplatte 71 im Wesentlichen vollständig an der Hauptoberfläche 711. Der Metallabschnitt 79 ist als Film unter Verwendung von Gasphasenabscheidung, Sputtern, Plattieren etc. gebildet. Der Metallabschnitt 79 ist aus einem Material gebildet, das beispielweise Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Zinn (Zn), Titan (Ti) und Gold (Au). Die Dicke des Metallabschnitts 79 beträgt ungefähr 10 nm bis 1 µm oder mehr.
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Struktur der Haftfolie 80
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Wie in den 1 und 2 gezeigt hat die Haftfolie 80 eine vorgegebene Dicke und ist wie ein Kreisring mit einer kreisrunden, mittigen Öffnung 81 geformt. Die Öffnungsfläche der mittleren Öffnung 81 ist größer als die Querschnittsfläche des Auslassstutzens 41 der piezoelektrischen Pumpe 10 und außerdem größer als die Querschnittsfläche des Durchgangslochs 710 des Außengehäuses 70. Der Außendurchmesser der Haftfolie 80 ist dahingehend eingestellt, kleiner gleich der Länge einer Seite des ersten Gehäuseelements 40 der piezoelektrischen Pumpe 10 zu sein.
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Die Haftfolie 80 ist eine sogenannte doppelseitige Haftfolie bzw. Klebefolie, die beispielsweise aus einer Acrylhaftfolie oder einer Silikonhaftfolie gebildet ist. Die Haftfolie 80 kann gebildet sein, um eine zwischenliegende Harzschicht zu haben oder nicht.
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Haftung zwischen der piezoelektrischen Pumpe 10 und dem Außengehäuse 70 unter Verwendung der Haftfolie 80
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Eine Hauptoberfläche der Haftfolie 80 ist in Kontakt mit und haftet an der Hauptoberfläche 402 des ersten Gehäuseelements 40 der piezoelektrischen Pumpe 10 an. Die andere Hauptoberfläche der Haftfolie 80 ist in Kontakt mit und haftet an der Hauptoberfläche 711 der Hauptplatte 71 des Außengehäuses 70 an. Die piezoelektrische Pumpe 10 haftet dadurch am Außengehäuse 70 an.
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Dabei ist die Haftfolie 80 derart angeordnet, dass die mittlere Öffnung 81 der Haftfolie 80 am Auslassstutzen 41 des ersten Gehäuseelements 40 der piezoelektrischen Pumpe 10 und auch am Durchgangsloch 710 der Hauptplatte 71 des Außengehäuses 70 anliegt. Im Ergebnis kommuniziert der Auslassstutzen 41 der piezoelektrischen Pumpe 10 durch die mittlere Öffnung 81 der Haftfolie 80 mit dem Durchgangsloch 710 des Außengehäuses 70.
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Vorteilhafte Wirkungen der Pumpvorrichtung 1
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Die wie eingangs beschriebene piezoelektrische Pumpe 10 erzeugt aufgrund der Vibration der Membran 31 Wärme. Die Wärme wird über die Haftfolie 80 zum Außengehäuse 70 übertragen, was die Temperatur des Außengehäuses 70 erhöht. Wenn die Temperatur des Außengehäuses 70 ansteigt, verdampft in dem Harz enthaltenes Wasser und entweicht aus dem Außengehäuse 70.
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Die Pumpvorrichtung 1 ist derart konfiguriert, dass die Oberfläche des Metallabschnitts 79 als Hauptoberfläche 711 der Hauptplatte 71 dient, bei der es sich um die Adhäsionsoberfläche handelt, die an der Haftfolie 80 anhaftet.
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Der Metallabschnitt 79 verhindert, dass Wasser dort hindurchdringt und so tritt an der Hauptoberfläche 711 kein Wasser aus.
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Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Wasser an der Adhäsionsoberfläche der Haftfolie 80 austritt, die an dem Außengehäuse 70 anhaftet, was die Verschlechterung der Adhäsion zwischen der Haftfolie 80 und der Hauptoberfläche 711 verringert.
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Die Pumpvorrichtung 1 ist derart konfiguriert, dass die Fläche der Hauptoberfläche 711 größer ist als die Fläche der Haftfolie 80 (die Haftfläche zwischen der Hauptoberfläche 711 und der Haftfolie 80). Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Wasser aus Abschnitten des Außengehäuses 70 entweicht, die nicht mit dem Metallabschnitt 79 bedeckt sind und die Adhäsionsoberfläche der Haftfolie 80 erreichen. Dies verringert weiter die Verschlechterung der Adhäsion zwischen der Hauptoberfläche 711 und der Haftfolie 80. Die erleichtert zusätzlich die thermische Diffusion aus der Hauptoberfläche 711 und sorgt für eine rasche Abstrahlung der von der piezoelektrische Pumpe 10 erzeugten Wärme. Der Metallabschnitt 79 ist zumindest über der Adhäsionsoberfläche der Hauptoberfläche 711 angeordnet, die an der Haftfolie 80 anhaftet. Dementsprechend ist der Metallabschnitt 79 bevorzugt größer als die Fläche der Adhäsionsoberfläche.
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Die Pumpvorrichtung 1 ist derart konfiguriert, dass die Fläche der Hauptoberfläche 402 des ersten Gehäuseelements 40 größer ist als die Fläche der Haftfolie 80 (die Haftfläche zwischen der Hauptoberfläche 402 und der Haftfolie 80). Gemäß dieser Konfiguration ist wie in 1 dargestellt, die Haftfolie 80 nicht in Kontakt mit und haftet nicht an Eckabschnitten des ersten Gehäuseelements 40 an. Mit anderen Worten ist die Haftfolie 80 nicht in Kontakt mit Abschnitten des ersten Gehäuseelements 40, die an weitesten vom Zentrum der Vibration entfernt sind und haftet nicht an diesen an. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Vibrationen der Membran 31 aus dem Außengehäuse 70 entweichen, was den Wirkungsgrad der Vibration der piezoelektrischen Pumpe 10 verbessern kann. Diese vorteilhafte Wirkung wird nicht nur in dem Fall erzielt, in dem die piezoelektrische Pumpe 10 in Draufsicht betrachtet wie ein Rechteck geformt ist, sondern auch in dem Fall, in dem die piezoelektrische Pumpe 10 wie andere Vielecke gebildet ist. Darüber hinaus kann gemäß dieser Konfiguration die Haftfläche der Haftfolie 80 zwischen dem ersten Gehäuseelement 40 und dem Außengehäuse 70 verringert werden. Dementsprechend kann die Menge von vom ersten Gehäuseelement 40 zum Außengehäuse 70 übertragene Wärme verringert werden, was den Temperaturanstieg des Außengehäuses 70 verringern kann.
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Die Pumpvorrichtung 1 ist derart konfiguriert, dass die Haftfolie 80 vorab geformt wird. Dementsprechend kann die Form der mittleren Öffnung 81 leicht aufrechterhalten werden, wenn die piezoelektrische Pumpe 10 an dem Außengehäuse 70 anhaftet. Andererseits ist es beispielweise möglich, einen Flüssigklebstoff zu verwenden, der duroplastische oder UVhärtende Eigenschaften hat. Es ist nicht leicht, die mittlere Öffnung 81 in eine vorgegebene Form zu bilden, was die Kommunikation zwischen dem Auslassstutzen 41 und dem Durchgangsloch 710 unterbrechen kann. Dementsprechend ist die Pumpvorrichtung 1 derart konfiguriert, dass sie die Haftfolie 80 aufweist, die verlässlicher und einfacher herzustellen ist.
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Mit dieser Konfiguration ist es nicht erforderlich, eine Düse bereitzustellen, die an dem Auslassstutzen 41 der piezoelektrischen Pumpe 10 nach außen vorsteht. Somit kann die Pumpvorrichtung 1 dünn gefertigt werden.
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Bei der Pumpvorrichtung 1 ist der Auslassstutzen 41 in Kommunikation mit dem Gehäusekanal 700 im Außengehäuse 70. Gemäß der eingangs beschriebenen Konfiguration ist es möglich, die Pumpvorrichtung 1 derart zu bilden, dass die Ansaugstutzen 510 mit dem Gehäusekanal 700 des Außengehäuses 70 kommunizieren. In diesem Fall steigt jedoch die Temperatur eines Fluids (beispielsweise Luft), das aus den Auslassstutzen 41 ausgeleitet wird, verglichen mit dem durch die Ansaugstutzen 510 entnommenen Fluid an. Dementsprechend können die vorteilhafte Wirkungen der Pumpvorrichtung 1 wirksamer erreicht werden, in der Konfiguration, bei der der Auslassstutzen 41 mit dem Gehäusekanal 700 des Außengehäuses 70 kommuniziert.
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Selbst wenn das Außengehäuse 70 aus anderen Harzen hergestellt ist, die wasserrückhaltende Eigenschaften haben, können bei der wie oben konfigurierten Pumpvorrichtung auch die oben beschriebenen vorteilhaften Wirkungen erhalten werden. Die prozentuale Wasserabsorption ist ein Indikator der wasserrückhaltenden Eigenschaften. Insbesondere dann, wenn die prozentuale Wasserabsorption eines Harzes beispielsweise 0,15 oder mehr beträgt, können die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung wirksamer erhalten werden.
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In der obigen Beschreibung ist der Auslassstutzen der Stutzen, der mit dem Außengehäuse 70 kommuniziert. Der Stutzen, der mit dem Außengehäuse 70 kommuniziert kann jedoch als Ansaugstutzen verwendet werden und die eingangs beschriebenen Ansaugstutzen können als Auslassstutzen verwendet werden.
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Zweite Ausführungsform
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Eine Pumpvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 3 ist eine Querschnitts-Seitenansicht, die eine Struktur der Pumpvorrichtung gemäß der der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 3 gezeigt unterscheidet sich eine Pumpvorrichtung 1A gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der Pumpvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Pumpvorrichtung 1A einen Metallabschnitt 79A und ein Metall-Haftelement 78 aufweist. Andere Konfigurationen der Pumpvorrichtung 1A sind gleich jenen der Pumpvorrichtung 1 und wiederholte Erklärungen entfallen.
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Der Metallabschnitt 79A und das Metall-Haftelement 78 sind in einem Außengehäuse 70A enthalten. Der Metallabschnitt 79A ist an die Hauptoberfläche 711 der Hauptplatte 71 unter Verwendung des Metall-Haftelements 78 angefügt.
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Der Metallabschnitt 79A ist wie eine flache Platte gebildet und ist unabhängig vom Außengehäuse 70A gebildet. Das Metall-Haftelement 78 ist beispielsweise ein Haftkleber mit duroplastischen oder ultravioletten Aushärtungseigenschaften.
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Die Hauptplatte 71 hat einen Metallabschnitt 79A an der Hauptoberfläche 711. Dementsprechend wird, wie im Fall der Pumpvorrichtung 1, die Pumpvorrichtung 1A die Wahrscheinlichkeit reduzieren, dass Wasser die Adhäsionsoberfläche der Haftfolie 80 erreicht, wodurch die Verschlechterung der Haftung zwischen der Hauptoberfläche 711 und der Haftfolie 80 verringert wird.
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Dritte Ausführungsform
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Eine Pumpvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 4 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur der Pumpvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie in 4 gezeigt, unterscheidet sich eine Pumpvorrichtung 1B gemäß der dritten Ausführungsform von der Pumpvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Pumpvorrichtung 1B einen Metallabschnitt 79B aufweist. Andere Konfigurationen der Pumpvorrichtung 1B sind die gleichen wie jene der Pumpvorrichtung 1 und wiederholte Erläuterungen entfallen.
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Der Metallabschnitt 79B ist in einem Außengehäuse 70B beinhaltet. Der Metallabschnitt 79B ist derart in die Hauptplatte 71 eingebettet, dass er an der Hauptoberfläche 711 der Hauptplatte 71 freiliegt.
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Der Metallabschnitt 79B ist wie eine flache Platte geformt und ist in der Hauptplatte 71 des Außengehäuses 70B eingebettet, beispielsweise unter Verwendung von Insert-Molding.
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Dementsprechend hat die Hauptplatte 71 den Metallabschnitt 79B an der Hauptoberfläche 711. Dementsprechend kann, wie im Falle der Pumpvorrichtung 1, die Pumpvorrichtung 1B die Wahrscheinlichkeit, dass die Haftfolie 80 Wasser absorbiert, verringern, was die Verschlechterung der Adhäsion zwischen der Hauptoberfläche 711 und der Haftfolie 80 verringert.
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Vierte Ausführungsform
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Eine Pumpvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 5 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur der Pumpvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 5 gezeigt, unterscheidet sich eine Pumpvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform von der Pumpvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Pumpvorrichtung 1C eine piezoelektrische Pumpe 10C hat, die anders konfiguriert ist.
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Zusätzlich zu den in der piezoelektrische Pumpe 10 enthaltenen Bauteilen weist die piezoelektrische Pumpe 10C ferner ein viertes Gehäuseelement 61 und ein fünftes Gehäuseelement 62 auf. Das piezoelektrische Element 20 der piezoelektrischen Pumpe 10C ist anders angeordnet als das der piezoelektrischen Pumpe 10. Darüber hinaus wird durch Aneinanderfügen eines sechsten Gehäuseelements 51C und eines siebten Gehäuseelements 52C ein zweites Gehäuseelement 50C gebildet.
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Das vierte Gehäuseelement 61 ist ein Rahmen mit einer vorgegebenen Dicke. Die Umfangsform des vierten Gehäuseelements 61 ist im Wesentlichen gleich jener des Flachplattenelements 300. Das vierte Gehäuseelement 61 ist mit der äußeren Hauptoberfläche des Flachplattenelements 300 (eine Oberfläche gegenüberliegend der Oberfläche, mit der das dritte Gehäuseelement 60 verbunden ist).
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Dieses fünfte Gehäuseelement 62 ist wie eine flache Platte gebildet. Wie in Draufsicht betrachtet, ist die Form des fünften Gehäuseelements 62 im Wesentlichen gleich jener des Flachplattenelements 300. Das fünfte Gehäuseelement 62 hat ein Durchgangsloch 620. Das Durchgangsloch 620 ist in Draufsicht betrachtet im Wesentlichen in der Mitte des fünften Gehäuseelements 62 gebildet.
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Das fünfte Gehäuseelement 62 ist an dem vierten Gehäuseelement 61 auf der Seite gegenüberliegend des Flachplattenelements 300 gebildet. Das fünfte Gehäuseelement 62 ist mit dem vierten Gehäuseelement 61 verbunden.
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Das sechste Gehäuseelement 51C ist wie eine flache Platte gebildet. Wenn in Draufsicht betrachtet, ist die Form des sechsten Gehäuseelements 51C im Wesentlichen gleich der des Flachplattenelements 300 und der des fünften Gehäuseelements 62. Das sechste Gehäuseelement 51C ist an einer Seite des fünften Gehäuseelements 62 gegenüberliegend der Seite nahe des Flachplattenelements 300 angeordnet. Das sechste Gehäuseelement 51C und das fünfte Gehäuseelement 62 sind mit einem vorgegebenen, zwischenliegenden Spalt voneinander beabstandet. Das sechste Gehäuseelement 51C hat mehrere Ansaugstutzen 510. Die Ansaugstutzen 510 sind an einem vorgegebenen Abstand entfernt von der Mitte des sechsten Gehäuseelements 51C in Richtung des Umfangs desselben angeordnet.
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Das siebte Gehäuseelement 52C ist wie eine flache Platte geformt, in der eine Nut 503 gebildet ist. Wenn in Draufsicht betrachtet, ist die Form des siebten Gehäuseelements 52C im Wesentlichen gleich jener des fünften Gehäuseelements 62 und jener des sechsten Gehäuseelements 51C. Das siebte Gehäuseelement 52C ist zwischen dem fünften Gehäuseelement 62 und dem sechsten Gehäuseelement 51C angeordnet, um in Kontakt mit dem fünften Gehäuseelement 62 und dem sechsten Gehäuseelement 51C zu sein und um das fünfte Gehäuseelement 62 und das sechste Gehäuseelement 51C miteinander zu verbinden. Bei dieser Konfiguration ist die Nut 503 in Kommunikation mit dem Durchgangsloch 620 und den Ansaugstutzen 510.
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Das piezoelektrische Element 20 ist an der Oberfläche der Membran 31 des Flachplattenelements 300 an der Seite in der Nähe des ersten Gehäuseelements 40 angeordnet.
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Die Pumpvorrichtung 1C unter Verwendung der piezoelektrischen Pumpe 10C, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie die der eingangs beschriebenen Pumpvorrichtung 1 bereitstellen.
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Bei den obigen Ausführungsformen ist die Haftfolie 80 derart konfiguriert, dass sie ringförmig ist, jedoch kann die Haftfolie 80 auch eine andere Form haben. Beispielsweise ist wie in einer Draufsicht zu sehen, die Umfangsform der Haftfolie 80 gleich jener der piezoelektrische Pumpe 10. Es ist jedoch einfacher, die Haftfolie 80 einzubauen, die wie ein Kreisring geformt ist, da es nicht erforderlich ist, die Ausrichtung der Haftfolie 80 zu berücksichtigen. Die Haftfolie 80, die wie ein Kreisring geformt ist, stellt die kreisförmige Adhäsionsoberfläche bereit, die an der piezoelektrische Pumpe 10 anhaftet und richtet die Mitte der Haftfolie 80 im Wesentlichen an der Mitte der Membran 31 aus, was den direktionalen Einfluss auf die Vibration der kreisförmigen Membran 31 (Unterschied in Umfangsrichtung) verringert.
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Die eingangs beschriebenen Konfigurationen können bei einer Pumpvorrichtung Anwendung finden, bei der die piezoelektrische Pumpe 10 verwendet wird, und können noch wirksamer bei einer kleinbauenden Pumpe, etwa einer tragbaren Pumpvorrichtung, Anwendung finden. Die kleine Pumpvorrichtung ist anfällig für Temperaturanstiege aufgrund dessen, dass das Außengehäuse nur geringfügig thermisch belastbar ist. Es besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Temperatur des Außengehäuses ansteigt und zur Verdampfung von Wasser führt. Mit den Konfigurationen der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass die Haftfolie 80 Wasser absorbiert, verringert werden, was die Verschlechterung der Adhäsion zwischen der Haftfolie 80 und dem Außengehäuse verringert.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B, 1C
- Pumpvorrichtung
- 10, 10C
- piezoelektrische Pumpe
- 20
- piezoelektrisches Element
- 31
- Membran
- 32
- Basisabschnitt
- 33
- Stützabschnitt
- 40
- erstes Gehäuseelement
- 41
- Auslassstutzen
- 50
- zweites Gehäuseelement
- 51
- Hauptplatte
- 52
- Rahmen
- 51C
- sechstes Gehäuseelement
- 52C
- siebtes Gehäuseelement
- 60
- drittes Gehäuseelement
- 61
- viertes Gehäuseelement
- 62
- fünftes Gehäuseelement
- 70, 70A, 70B
- Außengehäuse
- 71
- Hauptplatte
- 72
- Seitenplatte
- 78
- Metall-Haftelement
- 79, 79A, 79B
- Metallabschnitt
- 80
- Haftfolie
- 81
- mittlere Öffnung
- 300
- flaches Plattenelement
- 401, 402
- Hauptoberfläche
- 500, 501, 502
- Raum
- 510
- Ansaugstutzen
- 700
- Gehäusekanal
- 701
- externe Auslassöffnung
- 710
- Durchgangsloch
- 711
- Hauptoberfläche
- 720
- Innenraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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