JP2002106469A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents
ダイヤフラムポンプInfo
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Abstract
パクトな構造のダイヤフラムポンプを提供する。 【構成】 3つの貫通孔11,12,24が開設された
薄板状の筐体10の上面側において、貫通孔11の開口
部13及び貫通孔34の開口部35を覆うようにしてダ
イヤフラム20を配設して、第1のポンプ室25を形成
する。また、筐体10の下面側において、貫通孔34の
開口部35及び貫通孔12の開口部14bを覆うように
してダイヤフラム20を配設して、第2のポンプ室26
を形成する。貫通孔11には、開口部13を覆うように
矩形状のフィルム片30を載置し、開口部13を挟みフ
ィルム片30の短辺と平行となる位置にて、筐体10に
接合して吸気用バルブを構成する。また、貫通孔12に
は、開口部14を覆うように矩形状のフィルム片30を
載置し、開口部14を挟みフィルム片30の短辺と平行
になる位置にて、筐体10に接合して吸気用バルブを構
成する。
Description
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。
一例を示す分解斜視図、図25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1
00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10
2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。
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14
1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1
44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。
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。
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1
21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。
40に形成された2つの排気バルブ用の凹部135,1
45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14
0に形成された2つの吸気バルブ用の凹部136,14
6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。
00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。
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。
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14
0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。
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。
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10
2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。
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。
ムポンプは、3つの貫通孔が備えられた板状の筐体と、
当該筐体の上面側において前記貫通孔のうち2つの貫通
孔の開口部を覆うようにして配設されたダイヤフラムと
によって第1のポンプ室が形成され、前記筐体の下面側
において前記2つの貫通孔のうちいずれかの貫通孔の開
口部と残る貫通孔の開口部を覆うようにして配設された
ダイヤフラムとによって第2のポンプ室が形成されたダ
イヤフラムポンプであって、前記第1のポンプ室におい
てのみ開口部が覆われた貫通孔に吸気用バルブが備えら
れて吸気路が構成され、前記第2のポンプ室においての
み開口部が覆われた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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
前記筐体の下面及び/又は上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。
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。
ては、前記第2のダイヤフラムの吸排気動作を、前記第
1のダイヤフラムの吸排気動作に対し、0〜1/4サイ
クルの位相だけ遅らせるのが望ましい。
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、図7乃至図10はそれぞれ当該ダイヤフラ
ムポンプにおける動作タイミングの一例を示す説明図で
ある。
1,12,34が開設された板状の筐体10と2枚のダ
イヤフラム20とを備えている。この筐体10の上面
に、貫通孔11の開口部13及び貫通孔34の開口部3
5を覆うようにしてダイヤフラム20が配置され、その
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2
0との間に第1のポンプ室25が形成される。また、筐
体10の下面には、貫通孔12の開口部14b及び貫通
孔34の開口部36を覆うようにしてダイヤフラム20
が配置され、その周縁部が接着剤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との間に第2のポンプ室26が形成
される。
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、詳細には図示しない
が、薄板状の圧電素子の両面に電極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
及び筐体10下面に接合するのが好ましい。
1が形成され、また、貫通孔12によって排気路2が形
成され、さらに貫通孔34によって接続孔4が形成され
る。筐体10上面には、貫通孔11の第1のポンプ室2
5側の開口部13を覆うようにして、略矩形状のフィル
ム片30が配置されている。当該フィルム片30は、図
4に示すように第1のポンプ室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密着させるのが好ま
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。
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る。すな
わち、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。
2のポンプ室26側の開口部14a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、第2のポンプ室
26反対側の開口部14bを挟む位置(図2及び図4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。
も、断面凸字形状に開設されており、第2のポンプ室2
6反対側の開口面積が第2のポンプ室26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。なお、説明の都合上、図4
においては略矩形状のフィルム片30を用いて説明した
が(図5及び図6並びに図11においても同じ)、当該
フィルム片30の形状は限定されるものではなく、貫通
孔11の開口部13若しくは貫通孔12の開口部14b
を覆うことができる形状であればよく、各図に示すよう
に略円形状のフィルム片30を用いることもできるのは
いうまでもない。この場合には、貫通孔11の開口部1
3(貫通孔の開口部14b)を挟む位置にてその周縁に
沿って接合すればよい。
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。
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。
0の振動(駆動)状態のタイミングを制御することによ
って、ポンプとしての動作を発揮する。例えば図7
(a)に示すように、第1のポンプ室25の吸排気動作
に対して、第2のポンプ室26は、第1のポンプ室25
と同じタイミングで吸排気動作を行なわせることができ
る。このようなタイミングであれば、図7(b)左に示
すように、第1のポンプ室25及び第2のポンプ室26
ともに膨らんだ状態と、同図(b)右に示すように、第
1のポンプ室25及び第2のポンプ室26ともにしぼん
だ状態とを繰り返す。従って、2つのポンプ室25,2
6が膨らんだ状態では、吸気バルブが開いて、吸気路1
から第1のポンプ室25に流体が流れ込むと共に接続孔
4を通じて第2のポンプ室26に流体が流れ込む。ま
た、このときには排気バルブは閉じられた状態である。
また、2つのポンプ室25,26がしぼんだ状態では、
排気バルブが開いて、第2のポンプ室26から流体が流
れ出ると共に接続孔4を通して第1のポンプ室25から
も流体が第2のポンプ室26へと流れ込み、第2のポン
プ室26から流れ出る。また、このときには吸気バルブ
は閉じられた状態である。このようにして、ダイヤフラ
ムポンプAは吸排気動作を行なえる。
ンプ室25の吸排気動作に対して、第2のポンプ室26
の吸排気動作を、第1のポンプ室25と位相が1/4サ
イクル遅れた状態で行なわせることができる。このよう
なタイミングであれば、図8(b)左下に示すように、
第1のポンプ室25が膨らみ、第2のポンプ室25がし
ぼんだ状態から、図8(b)左上に示すように、第1の
ポンプ室25及び第2のポンプ室26ともに膨らんだ状
態へ変化し、さらに、同図右上に示すように第1のポン
プ室25がしぼみ、第2のポンプ室25が膨らんだ状態
へと変化する。その後、同図右下に示すように第1のポ
ンプ室25及び第2のポンプ室26ともにしぼんだ状態
へと変化し、そして、元の図8(b)左下の状態に変化
して、1サイクルの動作が行われる。
第2のポンプ室25がしぼんだ状態では、吸気バルブが
開き、流体が第1のポンプ室へと流れ込む。次に、2つ
のポンプ室25,26が膨らんだ状態では、吸気路1か
ら第1のポンプ室25に流体が流れ込むと共に接続孔4
を通して第2のポンプ室26に流体が流れ込む。次に、
第1のポンプ室25がしぼみ、第2のポンプ室25が膨
らんだ状態では、流体が第1のポンプ室25から接続孔
4を通じて第2のポンプ室26へ流れ込む。このとき、
吸気バルブ及び排気バルブ共に閉じられている。そし
て、2つのポンプ室25,26がしぼんだ状態では、排
気バルブが開き、第2のポンプ室26から流体が流れ出
る。そして、第1のポンプ室25が膨らむと第1のポン
プ室25へと流体が再び流れ込む。このようにして、ダ
イヤフラムポンプAは吸排気動作をスムーズに行なえ
る。
のポンプ室26の吸排気動作が、第1のポンプ室25の
吸排気動作の位相よりも1/4以上1/2サイクルずれ
てしまうと、例えば位相が1/2ずれた状態では、図9
(b)左に示すように、第1のポンプ室25が膨らみ、
第2のポンプ室26がしぼんだ状態と、同図(b)右に
示すように、第2のポンプ室26がしぼみ第1のポンプ
室25が膨らんだ状態とを繰り返す。すなわち、同図
(b)左に示すように第1のポンプ室25が膨らんだ状
態では、流体は第1のポンプ室25には流れるが、第2
のポンプ室26はしぼんだ状態で、第2のポンプ26に
おける流体の移動は生じない。また、同図(b)右に示
すように第1のポンプ室25がしぼみ第2のポンプ室2
6が膨らんだ状態では、流体は第1のポンプ室へも入り
込まず、また第2のポンプ室26からも排出されなくな
り、ポンプとしての機能を果たせず、脈流を生じてしま
う。このように、本発明のダイヤフラムポンプにおいて
は、図10の点線領域で示すように、第2のポンプ室2
6の吸排気動作を、第1のポンプ室25の吸排気動作よ
りも位相が0〜1/4ずれた状態で行なわせるのが好ま
しい。この結果、吐出、吸入が停止することなく、ポン
プからの流出量を増大させることができる。
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、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、吸気用バルブから第2の
ポンプ室26までのデッドボリュームが少なくできるた
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。
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が、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11
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。もちろん、当該
スペーサ40も円板状に作製することもできる。
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。
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13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、第2のポンプ室26と反対側、すなわち、筐体1
0の上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。
られる程度の大きさに形成されており、浮き上がったフ
ィルム片30の周囲と凹部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、その底面を第2のポンプ室26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11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。
6側の反対側に排気用凹部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。
る第4のダイヤフラムポンプDの概略的分解斜視図、図
15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12及び図13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。
に凹部15の側壁との間から流体が通過できるよう、両
者の間にわずかに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11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。
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17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上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12及び図13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。
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の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。
30は、図16及び図17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。また、当
該該スペーサ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。
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。
気用バブルがダイヤフラム20と反対側から構成されて
いるので、吸気用バルブの作製を容易に行なえる。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が容易に行な
えるという利点もある。
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1
7内に構成され、排気用バルブは筐体10の上面に形成
された排気用凹部16内に構成されている。
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、吸気用凹部
17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。
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19(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6
2の下面には外部と接続する通気孔63が形成されてい
る。
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。
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3
0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。
あるが、排気用バルブにおいては、台座18が筐体10
の第2のポンプ室26側に形成される。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下面に、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。
凹部16内に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1
6内に押し込むことにより、エアリークが防止される。
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3
0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。
バルブとすることによって、ポンプ室25,26と反対
側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。
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21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14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、排気
用パイプ80は筐体10の上面に、筐体10の上方向に
備えられている。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81が設けられており、排気用凹
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の上面に、排気用凹部16の代わりに装着
用凹部を備えて排気用パイプ80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18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16に示すスペーサ50と兼用させることもでき
る。
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21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
下面及び上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の下面及び上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(もしくは吸気用凹部17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(もしくは排気路2のポンプ室25側反
対側の開口部)に位置させられている。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1
0の下面及び上面に接合されている。
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。
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。
貫通孔が備えられた板状の筐体と、当該筐体の上面側に
おいて前記貫通孔のうち2つの貫通孔の開口部を覆うよ
うにして配設されたダイヤフラムとによって第1のポン
プ室が形成され、前記筐体の下面側において前記2つの
貫通孔のうちいずれかの貫通孔の開口部と残る貫通孔の
開口部を覆うようにして配設されたダイヤフラムとによ
って第2のポンプ室が形成されたダイヤフラムポンプで
あって、前記第1のポンプ室においてのみ開口部が覆わ
れた貫通孔に吸気用バルブが備えられて吸気路が構成さ
れ、前記第2のポンプ室においてのみ開口部が覆われた
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
いるので、比較的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、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、ポンプ室と吸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。特に、このダイヤフラム
ポンプにおいては、一つの筐体の両側に2つのポンプ室
が形成されるため、厚さを増すことなく、小型の大容量
ポンプとすることができる。
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。
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。
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によって、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。
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。
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。
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。
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、排気用バルブをダイヤフラムのない筐
体の上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。
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。
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。
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。
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。
記筐体の下面及び/上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。
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。
いては、前記第2のダイヤフラムの吸排気動作を、前記
第1のダイヤフラムの吸排気動作に対し、0〜1/4サ
イクルの位相だけ遅らせることにしているので、吐出、
吸入が停止することなく、流量を増大させることができ
る。
構成によってポンプ排出力が高く、流出量の大きな小型
のダイヤフラムポンプを提供することができる。
プの概略的斜視図である。
である。
る。
を示す拡大説明図である。
を示す説明図であって、バルブ閉の状態を示す図であ
る。
を示す説明図であって、バルブ開の状態を示す図であ
る。
ングの一例を示す説明図であって、同図(a)はタイミ
ングチャート、同図(b)は模式的説明図である。
ングの別な一例を示す説明図であって、同図(a)はタ
イミングチャート、同図(b)は模式的説明図である。
ングのさらに別な一例を示す説明図であって、同図
(a)はタイミングチャート、同図(b)は模式的説明
図である。
ミングの好ましい例を示す説明図である。
ポンプの吸気用バルブを拡大した説明図である。
フラムポンプの概略的分解斜視図である。
図である。
ラムポンプの概略的分解斜視図である。
図である。
フラムポンプの概略的分解斜視図である。
図である。
フラムポンプの一部破断した断面構造図である。
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。
フラムポンプの概略的分解斜視図である。
図である。
フラムポンプの概略的分解斜視図である。
図である。
視図である。
る。
示す説明図である。
口部 14b 排気路を構成する貫通孔のポンプ室側開口部 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 25 第1のポンプ室 26 第2のポンプ室 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 (17)
- 【請求項1】 3つの貫通孔が備えられた板状の筐体
と、当該筐体の上面側において前記貫通孔のうち2つの
貫通孔の開口部を覆うようにして配設されたダイヤフラ
ムとによって第1のポンプ室が形成され、前記筐体の下
面側において前記2つの貫通孔のうちいずれかの貫通孔
の開口部と残る貫通孔の開口部を覆うようにして配設さ
れたダイヤフラムとによって第2のポンプ室が形成され
たダイヤフラムポンプであって、 前記第1のポンプ室においてのみ開口部が覆われた貫通
孔に吸気用バルブが備えられて吸気路が構成され、前記
第2のポンプ室においてのみ開口部が覆われた貫通孔に
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
徴とするダイヤフラムポンプ。 - 【請求項2】 前記吸気用バルブは、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されたことを特徴とする
請求項1記載のダイヤフラムポンプ。 - 【請求項3】 前記フィルム片は、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まれたことを特徴とする請
求項2記載のダイヤフラムポンプ。 - 【請求項4】 前記吸気路を構成する貫通孔は、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
いことを特徴とする請求項1、2又は3のいずれかに記
載のダイヤフラムポンプ。 - 【請求項5】 前記吸気用バルブは、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
構成されたことを特徴とする請求項1記載のダイヤフラ
ムポンプ。 - 【請求項6】 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請求項1記載のダイヤフラ
ムポンプ。 - 【請求項7】 前記フィルム片は、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され
たことを特徴とする請求項6記載のダイヤフラムポン
プ。 - 【請求項8】 前記通気孔は、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いことを特徴とす
る請求項6又は7のいずれかに記載のダイヤフラムポン
プ。 - 【請求項9】 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が挟み込まれ
て、吸気用バルブが構成されたことを特徴とする請求項
1記載のダイヤフラムポンプ。 - 【請求項10】 前記排気用バルブは、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上面
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されたことを特徴とす
る請求項1乃至9のいずれかに記載のダイヤフラムポン
プ。 - 【請求項11】 前記フィルム片は、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まれたことを特徴と
する請求項10記載のダイヤフラムポンプ。 - 【請求項12】 前記排気路を構成する貫通孔は、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
さいことを特徴とする請求項10又は11のいずれかに
記載のダイヤフラムポンプ。 - 【請求項13】 前記排気用バルブは、筐体の上面に形
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
構成されたことを特徴とする請求項12記載のダイヤフ
ラムポンプ。 - 【請求項14】 前記筐体の上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
ィルム片が挟み込まれて、前記排気用バルブが構成され
たことを特徴とする請求項10記載のダイヤフラムポン
プ。 - 【請求項15】 前記筐体の下面及び/又は上面に接続
用パイプを備え、当該接続用パイプの先端は吸気用凹部
及び/又は排気用凹部に嵌合されたことを特徴とする請
求項1〜14のいずれかに記載のダイヤフラムポンプ。 - 【請求項16】 前記筐体の下面及び/又は上面に、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が設けられたことを特徴
とする請求項1〜14のいずれかに記載のダイヤフラム
ポンプ。 - 【請求項17】 前記第2のダイヤフラムの吸排気動作
を、前記第1のダイヤフラムの吸排気動作に対し、0〜
1/4サイクルの位相だけ遅らせることを特徴とする請
求項1〜16のいずれかに記載のダイヤフラムポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000298601A JP2002106469A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ダイヤフラムポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000298601A JP2002106469A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ダイヤフラムポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002106469A true JP2002106469A (ja) | 2002-04-10 |
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ID=18780541
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000298601A Pending JP2002106469A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ダイヤフラムポンプ |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2002106469A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007086296A1 (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-02 | Star Micronics Co., Ltd. | ダイヤフラムポンプ |
US9631730B2 (en) | 2012-04-19 | 2017-04-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Valve and fluid control apparatus |
WO2018037443A1 (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 柴田科学株式会社 | 多気筒式ダイヤフラムポンプ |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298601A patent/JP2002106469A/ja active Pending
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20051025 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |