JP2003013861A

JP2003013861A - ポンプ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003013861A
Application number: JP2002121427A
Authority: JP
Inventors: Yoji Urano; 洋二浦野; Tatsuji Kawaguchi; 達治川口; Harutomo Kitahara; 治倫北原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に製造できるポンプを提供する【解決手段】ポンプ室１とこのポンプ室１に連通する
吸入側及び吐出側の流路２，３を有し、ポンプ室１を流
路２，３間に逆止弁機能を具備したポンプである。逆止
弁機能を有する薄膜で形成された逆止弁膜５と、逆止弁
膜５により圧力差で開閉される管路６を有する逆止弁筐
体７とでユニット化した逆止弁ユニット８を構成する。
この逆止弁ユニット８をポンプ室１と流路２，３間に固
着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血圧計などに用い
られる小型のポンプに関し、特に圧電アクチュエータの
作用を利用した圧電ポンプや電歪ポリマーアクチュエー
タの作用を利用して電歪ポリマーポンプの構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のポンプは、特開昭５９−
２０００８１号公報や米国特許第６，０３３，１９１号
等の公報に開示されている。

【０００３】図５３は、米国特許第６，０３３，１９１
号に開示されているポンプを示しており、上部筐体ａと
下部筐体ｂとの間にバルブシートｃを介装して積層して
あり、下部筐体ｂの上面に吸入側及び吐出側の流路ｄを
形成してある。上部筐体ａには圧電アクチュエータで振
動するダイヤフラムｅを装着してあり、ダイヤフラムｅ
と上部筐体ａの上面との間にポンプ室を形成してある。
ポンプ室内と吸入側及び吐出側の流路ｄとは夫々上部筐
体ａの通孔ｆを介して連通しているが、通孔ｆと流路ｄ
とが連通する部分にバルブシートｃにて吸入側及び吐出
側の逆止弁を形成してある。しかしてダイヤフラムｅを
振動させると、吸入側の流路ｄからエアがポンプ室に吸
入され、ポンプ室から吐出側の流路ｄにエアが吐出され
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
にあっては、気密性確保のために、上部及び下部筐体
ａ，ｂの合わせ面全体の平面度、平行度を十分確保する
必要性や、上部筐体ａ、下部筐体ｂ及びバルブシートｃ
の３層の同時位置決めが困難であるという問題がある。
また上部筐体ａの極薄設計が不可能たなめ、ポンプ部か
ら逆止弁までの距離が増大するという問題がある。また
バルブシートｃを上部筐体ａと下部筐体ｂとで挟み込ん
で逆止弁を形成するに際し、位置決め精度が低下すると
ポンプ本体の加工歩留まりが低下する。さらに気密性確
保のために流路ｄに沿って上部及び下部筐体ａ，ｂの合
わせ面を図５４に示すようにレーザ溶着する（符号ｇは
溶着部である）ことが行われているが、流路ｄ部のバル
ブシートｃと上部筐体ａ間のエアリークは不可避であ
り、圧縮効率が悪化するという問題がある。また流路ｄ
部の形成自体も容易でない。

【０００５】本発明は叙述の点に鑑みてなされたもので
あって、製造が容易で、効率及び信頼性が高くコンパク
トなポンプ及びその製造方法を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のポンプは、ポンプ室１とこのポンプ室１に連通
する吸入側及び吐出側の流路２，３を有し、ポンプ室１
と流路２，３間に逆止弁機能を具備したポンプであっ
て、薄膜で形成された逆止弁膜５と、逆止弁膜５により
圧力差で開閉される管路６を有する逆止弁筐体７とでユ
ニット化した逆止弁ユニット８を構成し、この逆止弁ユ
ニット８をポンプ室１と流路２，３間に装着したことを
特徴とする。このように構成すると、逆止弁機能を確認
した後に逆止弁ユニット８をケーシング９に取り付ける
ことが可能となり、ポンプの信頼性が向上すると共にポ
ンプ本体の加工歩留まりが向上する。また長期使用等に
よる逆止弁の損傷が発生した場合でも、損傷した逆止弁
ユニット８のみを交換すればよいようにできる。

【０００７】また圧電アクチュエータ１０の作用にてポ
ンプ室１の容積を変化させることにより該ポンプ室１内
に流体を吸入したりポンプ室１から流体を吐出したりす
る圧電ポンプであって、圧電アクチュエータ１０と金属
薄板１１とを張り合わせたダイヤフラム１２をケーシン
グ９に装着してそれらの間にポンプ室１を形成し、逆止
弁ユニット８をポンプ室１の近傍で上記ケーシング９に
装着してポンプ室１から両逆止弁膜５までの流体部の体
積を小さくしたことを特徴とすることも好ましい。この
場合、圧電アクチュエータ１０でダイヤフラム１２を駆
動して流体の吸入吐出ができる。圧電アクチュエータ１
０でダイヤフラム１２を駆動する圧電ポンプとすること
でコンパクトにできる。またこのときポンプ室１から両
逆止弁膜５までの流体部の体積を小さくしたことによ
り、吐出するときのポンプ室１の内部圧力が高くなる。
従って、高圧流体を吐出することができ、ポンプ効率が
向上する。

【０００８】また電歪ポリマーアクチュエータ３０の作
用にてポンプ室１の容積を変化させることにより該ポン
プ室１内に流体を吸入したりポンプ室１から流体を吐出
したりする電歪ポリマーポンプであって、電歪ポリマー
アクチュエータ１０からなるダイヤフラム１２をケーシ
ング９に装着してそれらの間にポンプ室１を形成し、逆
止弁ユニット８をポンプ室１近傍で上記ケーシング９に
装着してポンプ室１から両逆止弁膜５までの流体部の体
積を小さくしたことを特徴とすることも好ましい。この
場合、電歪ポリマーアクチュエータ３０からなるダイヤ
フラム１２を駆動して流体の吸入吐出ができる。電歪ポ
リマーアクチュエータ３０からなるダイヤフラム１２を
駆動する電歪ポリマーポンプとすることでコンパクトに
できる。またこのときポンプ室１から両逆止弁膜５まで
の流体部の体積を小さくしたことにより、吐出するとき
のポンプ室１の内部圧力が高くなる。従って、高圧流体
を吐出することができ、ポンプ効率が向上する。

【０００９】また環状の伸縮部３１と環状の電極３２と
を略同心円状に交互に複数層形成した電歪ポリマーアク
チュエータ３０を略円盤状の金属板３３に張り合わせた
ダイヤフラム構造とし、電極極性が交互に反転するよう
に電圧を印加した時の、電歪ポリマーアクチュエータ３
０の縮み方向のストローク量と発生力を利用して屈曲運
動をし得るようにしたことを特徴とすることも好まし
い。この場合、従来は困難であった電歪ポリマーアクチ
ュエータの屈曲運動が背面圧等なしに行え、印加電圧値
に応じて屈曲変位量が可変な高い効率のダイヤフラム型
のポンプが得られる。また伸縮部３１と電極３２とを略
同心円状に交互に複数層積層して電歪ポリマーアクチュ
エータ３０を構成したことにより、低印加電圧で高出力
が得られる。

【００１０】また流体の吸入側の逆止弁ユニット８と流
体の吐出側の逆止弁ユニット８とを同一形状とし、吸入
側と吐出側とで逆止弁ユニット８を上下逆にしてケーシ
ング９に装着したことを特徴とすることも好ましい。こ
の場合、流体の吸入側と吐出側に設ける逆止弁ユニット
８を共通化できるために加工コストの低減ができる。

【００１１】また逆止弁ユニット８をダイヤフラム１２
設置面の反対側からケーシング９に装着したことを特徴
とすることも好ましい。この場合、ダイヤフラム１２を
取り外すことなく逆止弁ユニット８の交換が可能とな
る。

【００１２】またケーシング９を、ダイヤフラム１２を
設置する第１のケーシング部９ａと、該第１のケーシン
グ部９ａとは別部品であり逆止弁ユニット８を取り付け
る第２のケーシング部９ｂとにより構成したことを特徴
とすることも好ましい。ダイヤフラム１２は外力による
損傷を生じやすいが、上記のようにすると、ダイヤフラ
ム１２設置部と逆止弁ユニット８設置部を分離できるた
め、ダイヤフラム１２の交換や逆止弁ユニット８のそれ
ぞれ交換が容易に行うことができる。ダイヤフラム１２
を変更しても、同一の逆止弁ユニット８の組み合わせが
利用できるため、ダイヤフラム１２変更によるポンプ特
性の評価が容易に行える。

【００１３】またケーシング９と逆止弁ユニット８との
間、または第１のケーシング部９ａと第２のケーシング
部９ｂとの間の少なくとも一方を嵌め合い構造とし、こ
の嵌め合い部分を締まりばめの加工公差にして圧入によ
り装着したこを特徴とすることも好ましい。この場合、
逆止弁ユニット８（若しくはダイヤフラム１２）の交換
時にはケーシング９と逆止弁ユニット８（若しくはケー
シング部９ａとケーシング部９ｂ）を容易に分離でき
る。また締まりばめ加工公差により逆止弁ユニット８
（若しくはケーシング部９ｂ）を容易にケーシング９
（若しくはケーシング部９ａ）に固着でき、圧入による
気密性の確保ができ、ポンプの信頼性が向上する。

【００１４】またケーシング９と逆止弁ユニット８との
間、または第１のケーシング部９ａと第２のケーシング
部９ｂとの間の少なくとも一方を嵌め合い構造とし、こ
の嵌め合い部分を中間ばめ若しくは隙間ばめの加工公差
にして接着若しくは溶着にて取付けたことを特徴とする
ことも好ましい。この場合、接着若しくは溶着によりケ
ーシング９と逆止弁ユニット８との間（若しくはケーシ
ング部９ａとケーシング部９ｂとの間）の気密性が確実
に確保できる。

【００１５】またケーシング９と逆止弁ユニット８との
間、または第１のケーシング部９ａと第２のケーシング
部９ｂとの間の少なくとも一方を嵌め合い構造とし、こ
の嵌め合い部分にねじ山を形成してねじ込み固着したこ
とを特徴とすることも好ましい。この場合、ねじ構造に
より逆止弁ユニット８（若しくはケーシング部９ｂ）を
ケーシング９（若しくはケーシング部９ａ）に容易に固
着できる。また逆止弁ユニット８（若しくはダイヤフラ
ム１２）の交換時には逆止弁ユニット８（若しくはケー
シング部９ｂ）とケーシング９（若しくはケーシング部
９ａ）を容易に分離できる。

【００１６】また逆止弁筐体７の管路６を塞ぐように逆
止弁膜５を配置し、逆止弁膜５を逆止弁筐体７に接合し
たことを特徴とすることも好ましい。この場合、逆止弁
機能として必要な薄膜サイズの逆止弁膜５のみを使用す
るために薄膜材料の歩留まりがよい。

【００１７】また通気口１３を形成した逆止弁膜５を逆
止弁筐体７の管路６を塞ぐように配置し、管路６を含む
通気口１３の周囲を接合したことを特徴とすることも好
ましい。この場合、逆止弁機能部分以外の薄膜サイズを
自由に設定できるために組み立てるときのハンドリング
が容易で、溶着も容易に行うことができる。

【００１８】また管路６を跨いで管路６の両側に位置す
るように通気口１３を形成したことを特徴とすることも
好ましい。この場合、簡単な構成で確実に動作する逆止
弁を形成できると共に逆止弁膜５の高い位置決め精度も
必要としない。

【００１９】また管路６から離れた位置で管路６の外周
の接線と平行な１条の通気口１３を形成したことを特徴
とすることも好ましい。この場合、リークを発生しにく
いようにできる。

【００２０】また管路６から離れた位置で管路６の外周
の接線と平行な通気口１３を周方向に複数個点在するよ
うに形成したことを特徴とすることも好ましい。この場
合、逆止弁膜５に皺が発生しにくいようにできる。

【００２１】また逆止弁膜５に形成する通気口１３形状
を連続した曲線状にしたことを特徴とすることも好まし
い。この場合、テンションによる逆止弁膜５の破損が抑
えられる。

【００２２】また管路６を塞ぐように逆止弁膜５を配置
し、管路６を挟んだ２辺を接合したことを特徴とするこ
とも好ましい。この場合も簡単な構成で逆止弁を形成で
きると共に逆止弁膜５の高い位置決め精度を必要としな
い。

【００２３】また開口し得る１辺を有する逆止弁膜５を
管路６を塞ぐように配置し、上記開口し得る１辺を除い
て管路６の周囲を接合したことを特徴とすることも好ま
しい。この場合も簡単な構造で逆止弁機能を持たせるこ
とができると共にリークが発生しにくいようにできる。

【００２４】また管路６を塞ぐように逆止弁膜５を配置
し、管路６の周辺に沿って逆止弁膜５をスポット的に接
合して、接合部１４間を通気口にしたことを特徴とする
ことも好ましい。接合部１４が管路５を中心とする円周
上のために逆止弁膜５に皺が発生しにくい。

【００２５】また略多角形状に形成した逆止弁膜５を管
路６を塞ぐように配置し、略多角形状の各頂点部を接合
したことを特徴とすることも好ましい。この場合も逆止
弁膜５の接合部１４が管路６を中心とする円周上のため
に逆止弁膜５に皺が発生しにくいばかりでなく、開口す
る辺が直線形状になるために逆止弁膜５の捲れ上がりが
発生しない。

【００２６】また逆止弁膜５が薄膜の一部を切り欠いて
形成したフラップ部５ｂを有し、フラップ部５ｂの周囲
に沿って逆止弁膜５を逆止弁筐体７に接合したことを特
徴とすることも好ましい。この場合、構成が簡素で高い
位置決め精度を必要としない逆止弁ユニット８を提供す
ることができる。さらに、薄膜の曲げ弾性により流路を
開閉することができ、薄膜のテンションによる圧力損失
を低減できる。

【００２７】フラップ部５ｂにより開閉される管路６を
所定の間隔で離間した複数の開口部６ａにより形成し、
該複数の開口部６ａで囲まれる中央にフラップ部５ｂを
支承するサポート部６ｂを形成したことを特徴とするこ
とも好ましい。この場合、薄膜の引き込みによる流体の
リークを防止でき、差圧をさらに大きくすることができ
る。

【００２８】また逆止弁膜５を帯状に形成し、逆止弁膜
５の片側のみをその長手方向と直交する方向に逆止弁筐
体７に接合したことを特徴とすることも好ましい。この
場合、構成が簡素で高い位置決め精度を必要としない逆
止弁ユニット８を提供することができる。さらに、薄膜
の曲げ弾性により流路を開閉することができ、薄膜のテ
ンションによる圧力損失を低減できる。

【００２９】また逆止弁筐体７を第１及び第２のスペー
サ７ａ，７ｂで形成すると共にこの第１及び第２のスペ
ーサ７ａ，７ｂを嵌め合い構造とし、第１及び第２のス
ペーサ７ａ，７ｂ間で逆止弁膜５を挟み込んで接合した
ことを特徴とすることも好ましい。この場合、締まりば
め加工公差により逆止弁膜５を容易に接合できる。

【００３０】また第１、第２スペーサ７ａ，７ｂを接着
したことを特徴とすることも好ましい。この場合、第１
及び第２のスペーサ７ａ，７ｂ間のエアリークをなくす
ことができる。

【００３１】また逆止弁膜５と逆止弁筐体７とを一体的
に溶着すると、溶着により逆止弁膜５の接合を確実に行
うことができる。

【００３２】また逆止弁筐体７を第１及び第２のスペー
サ７ａ，７ｂで形成すると共にこの第１及び第２のスペ
ーサ７ａ，７ｂ間に逆止弁膜５を挟み込み、第１及び第
２のスペーサ７ａ，７ｂと逆止弁膜５を一体に溶着した
ことを特徴とすることも好ましい。この場合、３層溶着
のために逆止弁膜５に溶着ダメージが生じにくい。

【００３３】また本発明のポンプの製造方法は、薄膜で
形成された逆止弁膜５に通気口１３を形成し、逆止弁膜
５により圧力差で開閉する管路６を逆止弁筐体７に形成
し、逆止弁膜５を逆止弁筐体７の管路６を塞ぐように配
置し、管路６を含む通気口１３の周囲の逆止弁膜５を逆
止弁筐体７に接合して逆止弁膜５と逆止弁筐体７により
逆止弁ユニット８を形成し、該逆止弁ユニット８をケー
シング９に取り付けることを特徴とする。この場合、薄
膜への通気口１３の形成が容易で、溶着時にも高い位置
決め精度を必要としない。

【００３４】また薄膜で形成された逆止弁膜５により圧
力差で開閉する管路６を逆止弁筐体７に形成し、逆止弁
膜５を逆止弁筐体７の管路６を塞ぐように配置し、管路
６の周囲で逆止弁膜５を逆止弁筐体７に接合した後に接
合部１４と管路６の間で逆止弁膜５に通気口１３を形成
し、逆止弁ユニット８をケーシング９に取り付けること
を特徴とすることも好ましい。この場合、逆止弁膜５接
合時の位置決めが一切不要で、適所に通気口１３を後形
成できる。

【００３５】また薄膜への通気口１３の形成をエキシマ
レーザにより行うことを特徴とすることも好ましい。こ
の場合、加工熱による皺の発生がなく、薄膜を微細加工
できる。逆止弁筐体７に、後加工によるダメージ（レー
ザ痕）が残りにくい。

【００３６】また薄膜で形成された逆止弁膜５により圧
力差で開閉する管路６を逆止弁筐体７に形成し、逆止弁
膜５を逆止弁筐体７の管路６を塞ぐように配置し、ガラ
スで逆止弁膜５と逆止弁筐体７とを圧接しながらレーザ
を照射して溶着して逆止弁膜５と逆止弁筐体７とにより
逆止弁ユニット８を形成し、逆止弁ユニット８をケーシ
ング９に取り付けることを特徴とすることも好ましい。
この場合、逆止弁膜５と逆止弁筐体７とを密着保持して
逆止弁筐体７と逆止弁膜５とを一体溶着でき、気密性が
向上する。

【００３７】またレーザにて溶着するに際、開口部を有
する遮蔽手段を利用して逆止弁膜と逆止弁筐体の所定の
部位を同時溶着することを特徴とすることも好ましい。
この場合、溶着熱の影響を緩和される。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００３９】（実施の形態１）図１乃至図４は、ダイヤ
フラム型のポンブを示しており、円盤状のダイヤフラム
１２と円盤状のケーシング９と逆止弁ユニット８とで構
成されている。ダイヤフラム１２はケーシング９の上面
に載設され、ダイヤフラム１２の周縁をケーシング９の
上面に溶着したり接着したりして固定されており、ダイ
ヤフラム１２とケーシング９の上面との間にポンプ室１
が形成されている。図１に示すポンプの場合、例えばダ
イヤフラム１２の外径Ａがφ２０ｍｍであり、ケーシン
グ９の外径Ｂはφ２２ｍｍであり、高さＣは３ｍｍであ
る。

【００４０】ケーシング９にはポンプ室１に吸入する吸
入側の流路２とポンプ室１から吐出する吐出側の流路３
とがケーシング９の厚さ方向に形成されている。ポンプ
室１と上記流路２，３との間には逆止弁収納部１８を設
けてあり、逆止弁収納部１８には逆止弁ユニット８を収
納して装着してある。逆止弁ユニット８は弾性を有する
薄膜よりなる逆止弁膜５と、逆止弁膜５により圧力差で
開閉される管路６を有する逆止弁筐体７とで構成されて
いる。逆止弁筐体７には貫通するように管路６が形成さ
れており、この管路６にて流路２，３とポンプ室１内と
が連通している。

【００４１】逆止弁筐体７は第１スペーサ７ａと第２ス
ペーサ７ｂとで構成されており、管路６を塞ぐように第
１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂとの間に逆止弁膜５
を配置し、第１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂと逆止
弁膜５とを一体化することにより逆止弁筐体７に逆止弁
膜５を装着してある。吸入側の流路２に設けられた逆止
弁ユニット８では流路２からポンプ室１側に圧力を受け
ることにより上方に撓んで開くようになっており、ポン
プ室１側に位置する第１スペーサ７ａに逆止弁膜５が撓
み得る径の大きな空間１９を設けてある。吐出側の流路
３に設けられた逆止弁ユニット８ではポンプ室１から流
路３側に圧力を受けることにより下方に撓んで開くよう
になっており、ポンプ室１と反対側に位置する第２スペ
ーサ７ｂに逆止弁膜５が撓み得る径の大きな空間１９を
設けてある。

【００４２】しかしてダイヤフラム１２が駆動手段で振
動させられ、この振動にて吸入側の流路２からポンプ室
１内に流体が吸入され、ポンプ室１で圧縮された流体は
吐出側の流路３から吐出される。吸入時には図４（ａ）
に示すようにダイヤフラム１２がケーシング９から離れ
るように駆動されるが、このとき吸入側の流路２に連通
する逆止弁膜５が開かれると共に吐出側の流路３に連通
する逆止弁膜５が閉じられるため、吸入側の流路２から
ポンプ室１内に流体を吸入できる。吐出時には図４
（ｂ）に示すようにダイヤフラム１２がケーシング９に
密着する方向に駆動されるが、このとき吸入側の流路２
に連通する逆止弁膜５が閉じられると共に吐出側の流路
３に連通する逆止弁膜５が開かれるため、ポンプ室１か
ら吐出側の流路３に流体を吐出できる。

【００４３】上記のようにポンプが構成されるが、逆止
弁ユニット８をケーシング９とは別体として構成したの
で、逆止弁ユニット８の逆止弁機能を確認した後に逆止
弁ユニット８をケーシング９に取り付けることができ、
ポンプ本体の加工歩留まりを向上できる。また長期使用
等による逆止弁の損傷が発生した場合でも、損傷した逆
止弁ユニット８のみを交換することができる。

【００４４】ダイヤフラム１２は、例えば、真鍮板のよ
うな金属薄板１１と圧電アクチュエータ１０とで構成さ
れている。圧電アクチュエータ１０はＰＺＴ素子のよう
な圧電素子に銀のような金属の導体の電極を設けて形成
されている。そして圧電アクチュエータ１０に正負の電
圧（例えば、商用交流電圧）を印加することで圧電アク
チュエータ１０にてダイヤフラム１２が反転駆動され、
ポンプの作用をさせることができる。

【００４５】また本例の場合、逆止弁筐体７の第１スペ
ーサ７ａが例えば透明ＰＣ樹脂にて形成されており、第
２スペーサ７ｂが例えば黒ＰＣ樹脂にて形成されてお
り、逆止弁膜５が例えばＰＣ樹脂にて形成されており、
ケーシング９が例えばＰＰＡ樹脂にて形成されている。

【００４６】また本発明の場合、ポンプ室１の下面であ
るケーシング９の上面から逆止弁膜５までの距離が短く
なっており、ポンプ室１に流体を吸入したときのポンプ
室１から両逆止弁膜５までの流体部が体積が小さくなっ
ている。ポンプ室１に流体を吸入したとき、ポンプ室１
から両逆止弁膜５まで流体部体積をＶとし、このＶに対
して吐出する容積である排除容積をΔＶとし、初期圧力
Ｐに対する内部圧力上昇部をΔＰとすると、ΔＰ＝ΔＶ
／（Ｖ−ΔＶ）×Ｐの関係から、Ｖを小さくすることに
よりΔＰが大きくなる。

【００４７】（実施の形態２）実施の形態１の圧電アク
チュエータ１０に代えて電歪ポリマーアクチュエータ３
０を用いている。図５の電歪ポリマーアクチュエータ３
０の場合、円盤状の伸縮部３１の両面に円盤状の電極３
２を一体に装着して形成され、誘電分極により延伸する
ようになっており、電歪ポリマーアクチュエータ３０自
体でダイヤフラム１２を形成してある。上記伸縮部３１
はシリコンゴム、アクリル樹脂等のシート状の絶縁伸縮
材料から構成されている。電極３２は導電性伸縮材料に
て形成されている。図６（ａ）に示すように電圧を印加
していない場合には電歪ポリマーアクチュエータ３０が
変形しないが、図６（ｂ）のように電圧を印加した場
合、電歪ポリマーアクチュエータ３０が厚み方向に縮
み、これと直交する方向に伸びる（径方向に伸びる）。

【００４８】この電歪ポリマーアクチュエータ３０から
なるダイヤフラム１２はケーシング９の上面に載設さ
れ、ダイヤフラム１２の周縁をケーシング９に上面に接
着したり溶着したりして固定されている。この電歪ポリ
マーアクチュエータ３０からなるダイヤフラム１２には
背圧発生手段にて図５の矢印Ｐ方向に背圧が常に加えら
れており、矢印Ｐ方向に屈曲しやすいように付勢されて
いる。かかる背圧発生手段としては、圧縮空気による正
圧の印加やばねによる付勢等がある。

【００４９】しかして電歪ポリマーアクチュエータ３０
に電圧を印加したとき径方向に伸び、電圧を印加しない
ときには元の状態に復帰するが、伸びたときに背圧にて
図５のようにダイヤフラム１２が屈曲変形する。これに
より電圧の印加を繰り返すとダイヤフラム１２が振動
し、ポンプ室１の容積を変化させることにより該ポンプ
室１内に流体を吸入したりポンプ室１から流体を吐出し
たりする。このときポンプ室１から両逆止弁膜５までの
流体部の体積を小さくしてあり、吐出するときのポンプ
室１の内部圧力が高くなる。従って、高圧流体を吐出す
ることができ、ポンプ効率が向上する。このような電歪
ポリマーアクチュエータ３０の屈曲運動を利用してダイ
ヤフラム１２を駆動すると、高効率のダイヤフラムポン
プが得られる。

【００５０】また図７に示す電歪ポリマーアクチュエー
タ３０は環状の伸縮部３１と環状の電極３２とを略同心
円状に交互に複数層並べて積層一体化して形成されてお
り、電歪ポリマーアクチュエータ３０に円盤状の薄肉の
金属板３３を張り合わせてダイヤフラム１２を形成して
ある。このダイヤフラム１２も図８に示すようにケーシ
ング９に固定してある。

【００５１】電歪ポリマーアクチュエータ３０の複数層
の電極３２には極性が交互に反転するように電圧を印加
することで駆動されるのであるが、電圧を印加しない状
態では図９（ａ）の状態であるが、電圧を印加した状態
では図９（ｂ）に示すように誘導分極により径方向に縮
む。これにより電歪ポリマーアクチュエータ３０に金属
板３３を張り合わせたダイヤフラム１２では電圧を印加
しない状態では図１０（ａ）の状態であるが、金属板３
３が径方向に縮まないので電圧を印加した状態では図１
０（ｂ）のように凹形状に変形し、これにより図７の矢
印Ｑの屈曲方向に屈曲する。

【００５２】電歪ポリマーアクチュエータ３０の電極３
２に電圧を印加しないときは図８（ａ）のように平板状
になってポンプ室１に流体が吸入され、電極３２に電圧
を印加したときは図８（ｂ）の状態のように屈曲して流
体を排出することができる。このように電歪ポリマーア
クチュエータ３０に金属板３３を張り付けたダイヤフラ
ム１２の場合、電歪ポリマーアクチュエータ３０の屈曲
運動が、背圧等なしに行え、印加電圧値に応じて屈曲変
位量が可変な高効率ダイヤフラムポンプが得られる。ま
た電歪ポリマーアクチュエータ３０が上記のような積層
構造により、低印加電圧で高出力が得られる。

【００５３】上記例の電歪ポリマーアクチュエータ３０
の場合、円環状の伸縮部３１と円環状の電極３２とを交
互に同心円状に設けてあったが、図１１（ａ）に示すも
のの場合、多角環状の伸縮部３１と多角環状の電極３２
とを交互に略同心円状に設けてある。この場合も電極３
２に電圧を印加することにより、ダイヤフラム１２が図
１１（ａ）の矢印Ｑの方向に屈曲する。

【００５４】図１１（ｂ）の例の電歪ポリマーアクチュ
エータ３０の場合、渦巻き状の伸縮部３１と伸縮部３１
の両側の渦巻き状の電極３２とを略同心円状に設けてあ
る。この例の電極３２の場合、伸縮部３１を介さない電
極３２間に絶縁層を設けてある。この場合も電極３２に
電圧を印加することにより、ダイヤフラム１２が図１１
（ｂ）の矢印Ｑの方向に屈曲する。

【００５５】（実施の形態３）次に図１２（ａ）及び
（ｂ）は、流体の吸入側の逆止弁ユニット８と流体の吐
出側の逆止弁ユニット８とを同一形状とし、吸入側と吐
出側とで逆止弁ユニット８を上下逆にしてケーシング９
に固着したことを特徴とする例である。

【００５６】実施の形態１と同様、逆止弁筐体７は第１
スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂとで形成されている
が、本実施の形態では、第１スペーサ７ａと第２スペー
サ７ｂが同じ厚さで同じ外径の円盤状に形成されてい
る。また第１スペーサ７ａが例えば透明ＰＣ樹脂にて形
成されており、第２スペーサ７ｂが例えば黒ＰＣ樹脂に
て形成されており、逆止弁膜５が例えば透明ＰＣ樹脂に
て形成されている。第１スペーサ７ａと第２スペーサ７
ｂとの間に逆止弁膜５を装着してあるが、第１スペーサ
７ａに逆止弁膜５が撓み得る径の大きな空間１９を設け
てある。そして吸入側では第１スペーサ７ａ側がポンプ
室１側になるように逆止弁ユニット８を取り付けてあ
り、吐出側では第２スペーサ７ｂがポンプ室１側になる
ように逆止弁ユニット８を取り付けてある。上記のよう
にすると、流体の吸入側と吐出側に設ける逆止弁ユニッ
ト８を共通化できるために加工コストの低減ができる。

【００５７】（実施の形態４）図１３（ａ）（ｂ）は、
逆止弁ユニット８をダイヤフラム１２設置面の反対側か
らケーシング９に取付けた実施の形態を示している。

【００５８】図１３（ａ）（ｂ）に示されるように、逆
止弁筐体７は第１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂと第
３スペーサ７ｃとで形成されている。また第１スペーサ
７ａが例えば透明ＰＣ樹脂にて形成されており、第２ス
ペーサ７ｂや第３スペーサ７ｃが例えば黒ＰＣ樹脂にて
形成されており、逆止弁膜５が例えば透明ＰＣ樹脂にて
形成されている。第１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂ
との間に逆止弁膜５を装着してあるが、吸入側の逆止弁
ユニット８では第１スペーサ７ａ側に逆止弁膜５が撓み
得る空間１９を設けてあり、吐出側の逆止弁ユニット８
では第２スペーサ７ｂ側に逆止弁膜５が撓み得る空間１
９を設けてある。

【００５９】上記のように構成せる逆止弁ユニット８を
ケーシング９の逆止弁収納部１８に取り付けるとき、ケ
ーシング９のダイヤフラム１２設置面と反対側から挿入
して装着してある。このように逆止弁ユニット８をケー
シング９に取り付けてあると、ダイヤフラム１２を取り
外すことなく逆止弁ユニット８の交換ができる。

【００６０】（実施の形態５）図１４（ａ）（ｂ）は、
ダイヤフラム１２を設置するケーシング部９ａと、逆止
弁ユニット８を取り付けるケーシング部９ｂとを別部品
にて構成した実施の形態を示している。

【００６１】図１４（ａ）（ｂ）に示されるように、円
盤状のケーシング９が別部品のケーシング部９ａとケー
シング部９ｂとで構成されている。ケーシング部９ａは
円環状に形成されており、中央に穴部２０を有してい
る。ケーシング部９ｂは円盤状で上面に突部２１を有し
ており、ケーシング部９ａの穴部２０に突部２１を嵌め
込むことでケーシング部９ａにケーシング部９ｂを一体
化してある。ケーシング部９ａの上にはダイヤフラム１
２を配置してあり、ダイヤフラム１２の周縁をケーシン
グ部９ａの上面に接着してある。ケーシング部９ｂには
逆止弁ユニット８を取り付けてある。

【００６２】ところでダイヤフラム１２は外力による損
傷を生じやすいが、上記のようにすると、ダイヤフラム
１２設置部と逆止弁ユニット８設置部を分離できるた
め、ダイヤフラム１２の交換や逆止弁ユニット８のそれ
ぞれ交換が容易に行える。ダイヤフラム１２を変更して
も、同一の逆止弁ユニット８の組み合わせが利用できる
ため、ダイヤフラム１２変更によるポンプ特性の評価が
容易に行える。

【００６３】次に、逆止弁ユニット８のケーシング９に
対する取り付け方、あるいは、二つのケーシング部９
ａ，９ｂとの取り付け方について説明する。

【００６４】ケーシング９は、ケーシング部９ａの穴部
２０にケーシング部９ｂの突部２１を締まりばめにより
一体的に取り付け、逆止弁ユニット８は、ケーシング部
９ｂの逆止弁収納部１８に締まりばめにより取り付ける
ことができる。例えば、穴部２０と突部２１の嵌め合い
については、穴部２０及び突部２１の径がφ１６ｍｍの
場合、穴部２０の公差を＋０．０１８〜０ｍｍに、突部
２１の公差を＋０．０２９〜＋０．０１８ｍｍに設定す
ることができる。

【００６５】上述した締まりばめを採用することによ
り、逆止弁ユニット８（若しくはダイヤフラム１２）の
交換時にはケーシング９と逆止弁ユニット８（若しくは
ケーシング部９ａとケーシング部９ｂ）を容易に分離で
きる。また締まりばめ加工公差により逆止弁ユニット８
（若しくはケーシング部９ｂ）を容易にケーシング９
（若しくはケーシング部９ａ）に固定でき、圧入による
気密性の確保ができる。

【００６６】またケーシング９と逆止弁ユニット８との
間、あるいは、別部品のケーシング部９ａとケーシング
部９ｂとの間を中間ばめあるいは隙間ばめの加工公差に
して接着若しくは溶着にて固定することもできる。

【００６７】例えば、穴部２０や突部２１の径がφ１６
ｍｍであり、穴部２０の公差は＋０．０１８〜０に、突
部２１の公差を０〜−０．０１８に設定すると共に、嵌
合後、ケーシング部９ａ及びケーシング部９ｂを接着あ
るいは溶着により固定することができる。図１５は、ケ
ーシング部９ａとケーシング部９ｂとの間を接着剤で接
着した例を示しており、同図において、２２は接着剤塗
布部を示している。

【００６８】上述したように、接着あるいは溶着するこ
とによりケーシング９と逆止弁ユニット８との間（若し
くはケーシング部９ａとケーシング部９ｂとの間）の気
密性が確実に確保できる。

【００６９】さらに、ケーシング部９ａの穴部２０内周
面及びケーシング部９ｂの突部２１外周面にそれぞれ雌
ねじ及び雄ねじを形成し、一方を他方に螺着することに
より両者を固定することもできる。同様に、ケーシング
部９ｂの逆止弁収納部１８の内周面及び逆止弁ユニット
８の外周面にそれぞれ雌ねじ及び雄ねじを形成し、一方
を他方に螺着することにより両者を固定することもでき
る。

【００７０】上述した螺着による固定の場合、逆止弁ユ
ニット８（若しくはケーシング部９ｂ）のケーシング９
（若しくはケーシング部９ａ）に対する固定あるいは分
離を容易に行うことができる。

【００７１】（逆止弁膜の種々の形態）上述した実施の
形態の１〜５では、逆止弁の機能を達成する部材として
逆止弁膜５を採用しているが、次に逆止弁膜の種々の形
態について説明する。

【００７２】図１６は、図１２（ａ）に示される逆止弁
ユニット８における逆止弁膜５の取り付け部を示してお
り、薄膜からなる逆止弁膜５を帯状（矩形状）に形成
し、逆止弁膜５を管路６を塞ぐように跨がせて配置した
後、管路６を跨いだ位置でそれぞれ逆止弁膜５の長手方
向と直交する方向に逆止弁膜５を溶着して接合してあ
る。図中１４は接合部である。

【００７３】そして開いた状態では図１７（ａ）（ｂ）
に示されるように、逆止弁膜５の長手方向と平行な縁部
が開き、閉じた状態では図１８（ａ）（ｂ）に示される
ように、管路６が閉じられる。

【００７４】上記した帯状の逆止弁膜５を使用すると、
逆止弁として最低限必要なサイズの薄膜のみで逆止弁膜
５を構成できるので薄膜の材料を節約することができて
歩留まりがよい。

【００７５】図１９は、平行に延びる一対のスリット状
の通気口１３が形成された逆止弁膜５を逆止弁筐体７の
管路６を跨ぐように配置し、管路６を含む通気口１３の
周囲を接合部１４により溶着している。

【００７６】図２０（ａ）（ｂ）は、図１９に示される
逆止弁膜５の通気口１３を開いた状態を、図２１（ａ）
（ｂ）、管路６が逆止弁膜５により閉じた状態を示して
いる。

【００７７】この場合、逆止弁膜５のサイズを自由に設
定できるため、組み立てるときのハンドリングが容易
で、溶着も容易に行うことができる。

【００７８】図２２（ａ）（ｂ）は、矩形状の薄膜から
なる逆止弁膜５を管路６を塞ぐように配置した例を示し
ている。管路６の両側で一対のスリット状の通気口１３
を平行に逆止弁膜５に形成してあり、この通気口１３の
周囲を全周に亙って接合部１４にて円環状に接合してあ
る。

【００７９】そして図２２（ｂ）に示されるように、逆
止弁膜５の通気口１３が開くと、逆止弁膜５の一対の通
気口１３間の部分が横向き半円筒状に盛り上がる。

【００８０】この場合、簡単な構成で確実に動作する逆
止弁を形成できると共に逆止弁膜５の高い位置決め精度
も必要としない。

【００８１】図２３（ａ）に示されるように、逆止弁膜
５における管路６から離れた部位に１条のスリット状の
通気口１３を形成してもよい。通気口１３は、管路６の
外周の接線方向と平行に延び、通気口１３の周囲が全周
に亙って設けられた円環状の接合部１４により逆止弁膜
５はケーシング９に溶着される。

【００８２】図２３（ｂ）に示されるように、逆止弁膜
５の通気口１３が開くと、逆止弁膜５の通気口１３から
管路６に至る部分が盛り上がる。

【００８３】この形状は、管路６と通気口１３の開口辺
との距離が短くても、リークが発生しにくい。

【００８４】また図２４（ａ）に示されるように、複数
の通気口１３を逆止弁膜５に形成することもできる。詳
述すると、矩形状の薄膜からなる逆止弁膜５を管路６を
塞ぐように配置してあり、逆止弁膜５には、管路６の外
周から離れた位置で管路６の外周の接線方向と平行なス
リット状の通気口１３を周方向に複数条（例えば、３
条）点在するように穿孔されている。逆止弁膜５は、通
気口１３の周囲が全周に亙って円環状の接合部１４によ
り溶着される。図２４（ｂ）は、逆止弁膜５の通気口１
３が開いた状態を示している。

【００８５】この場合、接合部１４が管路６を中心とす
る円周状に位置すると共に通気口１３が周方向に等間隔
に点在するために逆止弁膜５に皺が発生しにくい。

【００８６】なお、逆止弁膜５の通気口１３のコーナー
部は曲線状に形成する必要があり、通気口１３を矩形等
の角張ったコーナー部を有する形状に形成した場合、逆
止弁膜５にテンションが加わると、コーナー部に亀裂が
発生しやすい。また、通気口１３を円形あるいは円形に
近い形状に形成しても、テンションによる逆止弁膜５の
破損が抑えられる。すなわち、逆止弁膜５に形成する通
気口１３の形状は、連続した曲線状とするのがよい。

【００８７】図２５は、矩形状の薄膜からなる逆止弁膜
５を管路６を塞ぐように配置して、逆止弁膜５の開口し
得る１辺を管路６に近接配置したものであり、１辺を除
いて管路６の周囲を囲むように略Ｕ字状に接合部１４に
て溶着して接合してある。

【００８８】この逆止弁膜５は、図２６（ａ）（ｂ）に
示されるように、１辺のみが開き、図２７（ａ）（ｂ）
に示されるように逆止弁膜５により管路６が閉じられ
る。

【００８９】この場合も簡単な構造で逆止弁機能を持た
せることができると共にリークが発生しにくい。

【００９０】また、図２８に示されるように、管路６を
塞ぐように逆止弁膜５を配置し、管路６の周辺に沿って
逆止弁膜５をスポット的に溶着して、接合部１４間を通
気口とすることもできる。図２８の例では、逆止弁膜５
の周囲の３箇所を周方向に等間隔に溶着してある。

【００９１】この逆止弁膜５は、図２９（ａ）（ｂ）に
示されるように、接合部１４以外の３辺が膨れ上がって
開かれ、図３０（ａ）（ｂ）に示されるように、管路６
は閉じられる。

【００９２】このように接合部１４が管路５を中心とす
る円周上にしてあると、逆止弁膜５に皺が発生しにく
い。

【００９３】さらに、図３１に示されるように略多角形
状に形成した逆止弁膜５を管路６を塞ぐように配置し、
各頂点部を接合して、接合部１４間を通気口とすること
もできる。

【００９４】図３１に示される例では、薄膜よりなる逆
止弁膜５が多角形の一例としての三角形状に形成されて
おり、図３２（ａ）（ｂ）に示されるように、直線状の
３辺が膨れ上がって開かれ、図３３（ａ）（ｂ）に示す
ように、管路６は閉じられる。

【００９５】この場合も、逆止弁膜５の接合部１４が管
路６を中心とする円周上のために逆止弁膜５に皺が発生
しにくく、開口する辺が直線形状のために逆止弁膜５の
捲れ上がりが発生しない。

【００９６】また、図３４（ａ）に示されるように、円
弧状あるいは半円状に薄膜を切り欠いてフラップ部５ｂ
を形成した逆止弁膜５を管路６を塞ぐように配置し、管
路６及び切欠部５ａの周辺に沿って逆止弁膜を円形に溶
着して、切欠部５ａの内側に形成された略半円形のフラ
ップ部５ｂを弁膜とすることもできる。

【００９７】この逆止弁膜５は、図３４（ｂ）に示され
るように、弁体であるフラップ部５ｂが揺動して管路６
を開閉する。

【００９８】この例は、構成が簡素で、高い位置決め精
度を必要としないばかりでなく、弁膜の曲げ弾性により
管路６の開閉を行うことができるため、弁膜のテンショ
ンによる圧力損失を低減できる。

【００９９】なお、図３５（ａ）（ｂ）に示されるよう
に、管路６を所定の間隔で離間した複数（例えば、３
つ）の円弧状の開口部６ａにより構成し、複数の開口部
６ａの中央にフラップ部５ｂを支承するサポート部６ｂ
を形成するのがよい。

【０１００】管路６が図３４の形状の場合、弁体である
フラップ部５ｂが閉じると、管路６を塞ぐフラップ部５
ｂの中心部が管路６の内部に向かって引き込まれるが、
図３５（ａ）（ｂ）の形状の場合、フラップ部５ｂが閉
じても、フラップ部５ｂの中心部が管路６の内部に向か
って引き込まれることがなく、流体のリークが発生しに
くく、内部圧力をさらに大きくすることができる。

【０１０１】なお、開口部６ａの形状は円弧状のみなら
ず、円形、楕円形等他の形状でもよい。また、図３５
（ａ）（ｂ）の管路形状は、既に説明した逆止弁膜５に
対しても適用可能である。

【０１０２】さらに図３６（ａ）に示されるように、薄
膜からなる逆止弁膜５を帯状（矩形状）に形成し、逆止
弁膜５を管路６を塞ぐように跨がせて配置した後、逆止
弁膜５の片側のみその長手方向と直交する方向に溶着す
ることもできる。

【０１０３】この場合、管路６の上方に位置する矩形状
のフラップ部５ｂが弁体として作用し、図３６（ｂ）に
示されるように、フラップ部５ｂが揺動して管路６を開
閉する。

【０１０４】この例は、構成が極めて簡素で、高い位置
決め精度を必要としないばかりでなく、弁膜の曲げ弾性
により管路６の開閉を行うことができるため、弁膜のテ
ンションによる圧力損失を低減できる。

【０１０５】（逆止弁ユニットの種々の形態）図３７乃
至図３９は、逆止弁筐体７を第１及び第２のスペーサ７
ａ，７ｂで形成すると共にこの第１及び第２のスペーサ
７ａ，７ｂを嵌め合い構造とし、第１及び第２のスペー
サ７ａ，７ｂ間で逆止弁膜５を挟み込んで接合したもの
である。逆止弁膜５の通気口については、上述したよう
に種々の形態があり、ここでは省略している。

【０１０６】例えば、第１スペーサ７ａの嵌合凹部の内
径及び第２スペーサ７ｂの嵌合突部の外径がφ４ｍｍ
で、逆止弁膜５の厚さが０．００２ｍｍの場合、第１ス
ペーサ７ａの嵌合凹部の内径公差を＋０．０２ｍｍ〜＋
０．０１ｍｍに設定し、第２スペーサ７ｂの嵌合突部の
外径公差を−０．０１ｍｍ〜−０．０２ｍｍに設定する
と、第１及び第２スペーサ７ａ，７ｂを締まりばめによ
り、容易に接合できる。

【０１０７】なお、締まりばめに代えて、第１スペーサ
７ａと第２スペーサ７ｂとの間に逆止弁膜５を挟み込
み、第１スペーサ７ａ及び第２スペーサ７ｂを全周に亙
って接着してもよい。

【０１０８】また図４０乃至図４２に示されるように、
逆止弁筐体７の上に薄膜からなる逆止弁膜５を配置し、
逆止弁筐体７の外周部に逆止弁膜５を溶着しても、逆止
弁膜５の逆止弁筐体７に対する接合を確実に行うことが
できる。図中、２５は溶着部を示している。

【０１０９】さらに、図４３乃至図４５に示されるよう
に、逆止弁筐体７を第１スペーサ７ａと第２スペーサ７
ｂとで構成し、第１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂと
の間に薄膜よりなる逆止弁膜５を挟み込み、全周に亙っ
て第１スペーサ７ａ、第２スペーサ７ｂ及び逆止弁膜５
の３者を溶着してもよい。この場合、３層溶着のために
逆止弁膜５に溶着ダメージが生じにくい。

【０１１０】（ポンプの製造）本発明にかかるポンプの
製造に際し、薄膜に予め通気口１３を穿孔して、あるい
は、薄膜を予め所定の形状にして逆止弁膜５を形成する
とともに、逆止弁膜５により圧力差で開閉する管路６を
逆止弁筐体７に形成した後、逆止弁膜５を管路６を塞ぐ
ように配置して逆止弁筐体７と一体化して逆止弁ユニッ
ト８を形成し、さらにこの逆止弁ユニット８をポンプ室
１と流路２，３との間のケーシング９に取り付ける。こ
の方法は、薄膜への通気口１３の形成が容易である。

【０１１１】なお、通気口１３は、逆止弁膜５と逆止弁
筐体７とを一体化して逆止弁ユニット８を形成した後、
穿孔することもできる。この場合、逆止弁膜５取り付け
時の位置決めが一切不要で、適所に通気口１３を後形成
できる。

【０１１２】また、図４６に示されるように、薄膜の逆
止弁膜５への通気口１３の形成をエキシマレーザにより
行うこともできる。

【０１１３】図４６の例では、逆止弁筐体７は第１スペ
ーサ７ａと第２スペーサ７ｂとで形成されているが、エ
キシマレーザ等のレーザを使用する場合、第１スペーサ
７ａは例えば透明ＰＣ樹脂にて形成され、第２スペーサ
７ｂは例えば黒ＰＣ樹脂により形成される。通気口１３
を加工する前に薄膜を第１スペーサ７ａと第２スペーサ
７ｂとの間に挟み込むと共に接合部１４で溶着にて接合
して逆止弁ユニット８を組み立てる。そして、エキシマ
レーザのレーザ装置２８からレーザ光２７を照射して通
気口１３を穿孔する。

【０１１４】このようにエキシマレーザにて通気口１３
を穿孔すると、加工熱による皺の発生がなく、薄膜の逆
止弁膜５を微細加工できる。また、逆止弁筐体７に、後
加工によるダメージ（レーザ痕）が残りにくい。

【０１１５】また、図４７に示されるように、逆止弁筐
体７の上に弾性を有する薄膜で形成された逆止弁膜５を
管路６を塞ぐように配置し、図４８に示されるように、
その上にガラス１６を載せると共にガラス１６で逆止弁
膜５を逆止弁筐体７に圧接しながら、レーザを照射して
溶着部２５にて溶着している。

【０１１６】このように、逆止弁膜５と逆止弁筐体７と
を密着保持して逆止弁筐体７と逆止弁膜５とを一体溶着
すると、確実且つ皺がないように溶着することが可能と
なり、気密性が向上する。

【０１１７】さらに、図４９に示されるように、レーザ
で溶着するに際し、アパーチャ等の開口部を有する遮蔽
部材１７を利用して所定の部位にレーザ光２７を同時に
照射して、第１スペーサ７ａ、逆止弁膜５及び第２スペ
ーサ７ｂを一体的に接合してもよい。図４９の例では、
開口部を有する２枚の遮蔽部材１７を重ねてレーザ装置
２８に取り付け、第１スペーサ７ａ、逆止弁膜５及び第
２スペーサ７ｂの円形の所定の部位にレーザ光２７を同
時に照射している。図中、２５は溶着部を示している。
レーザ装置２８としてはＹＡＧレーザが用いられるが、
レーザの照射条件の一例を表１に示す。

【０１１８】

【表１】

【０１１９】上記のように溶着した場合、全周同時溶着
が行えるために溶着熱の影響を緩和しやすい。

【０１２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【０１２１】次のような仕様でダイヤフラムポンプを製
造した。図５０（ａ）はダイヤフラムポンプの外観を示
し、図５０（ｂ）はダイヤフラムポンプの分解斜視図で
ある。かかるダイヤフラムポンプの駆動電圧、駆動周波
数、最大圧力、流量は次の通りである。・駆動電圧：−１００，４００Ｖ・駆動周波数：１００Ｈｚ（矩形波）・最大圧力：４５０ｈＰａ・流量：８５ｍｌ／ｍｉｎダイヤフラムポンプは円盤状のダイヤフラム１２と円盤
状のケーシング９と逆止弁ユニット８とで構成されてい
る。ダイヤフラム１２はケーシング９の上面に載設さ
れ、ダイヤフラム１２の周縁をケーシング９の上面に接
合して固定されており、ダイヤフラム１２とケーシング
９の上面との間にポンプ室１が形成されている。

【０１２２】ケーシング９は別部品のケーシング部９ａ
とケーシング部９ｂとで構成されている。ケーシング部
９ａは円環状に形成されており、中央に穴部２０を有し
ている。ケーシング部９ｂは円盤状で上面に突部２１を
有しており、ケーシング部９ａの穴部２０に突部２１を
嵌め込むことでケーシング部９ａにケーシング部９ｂを
一体化してある。ケーシング部９ａの上にはダイヤフラ
ム１２を配置してあり、ダイヤフラム１２の周縁をケー
シング部９ａの上面に接着してある。ケーシング部９ｂ
には逆止弁収納部１８を設けてあり、この逆止弁収納部
１８に逆止弁ユニット８を収納して接着してある。

【０１２３】逆止弁筐体７は第１スペーサ７ａと第２ス
ペーサ７ｂとで形成されているが、第１スペーサ７ａと
第２スペーサ７ｂが同じ厚さで同じ外径の円盤状に形成
されている。また第１スペーサ７ａは透明ＰＣ樹脂にて
形成されており、第２スペーサ７ｂは黒ＰＣ樹脂にて形
成されており、逆止弁膜５は透明ＰＣ樹脂にて形成され
ている。第１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂとの間に
逆止弁膜５を介装して接着することにより逆止弁ユニッ
ト８が組み立てられている。

【０１２４】ダイヤフラム１２は金属薄板１１と圧電ア
クチュエータ１０とで構成されており、圧電アクチュエ
ータ１０はＰＺＴ素子で、直径がφ２０ｍｍ、厚みが
０．２５ｍｍである。金属薄板１１は真鍮板で、直径が
φ２０．２ｍｍ、厚みが０．０５ｍｍである。ＰＺＴ素
子の電極は銀で、直径がφ１８ｍｍである。

【０１２５】逆止弁膜５はポリカーボネートフィルムで
厚みは０．００２ｍｍである。この逆止弁膜５は逆止弁
筐体７の第１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂとの間に
挟まれ、逆止弁膜５と第１スペーサ７ａ及び第２スペー
サ７ｂの３者を溶着部２５にて一体に溶着することで逆
止弁ユニット８を組み立ててある。

【０１２６】逆止弁ユニット８の高さは図５１（ａ）に
示すように１．６ｍｍであり、逆止弁ユニット８の外径
はφ５．５ｍｍで嵌め合い公差は例えば−０．００４〜
−０．０１２ｍｍである。逆止弁膜５が撓むための空間
１９の径は図５１（ｂ）に示すようにφ２．８ｍｍであ
り、管路６の径はφ１ｍｍである。この逆止弁ユニット
８は吸入側も吐出側も同一形状のものが用いられるもの
であって、上下逆にして装着される。図５１（ｃ）は逆
止弁の動きを示し、通気口１３の長さは１ｍｍであり、
一対の通気口１３の間隔は２ｍｍであり、通気口１３の
幅は０．３ｍｍである。

【０１２７】ケーシング９のケーシング部９ａはＰＰＡ
樹脂にて形成されており、ケーシング部９ｂは透明アク
リル樹脂にて形成されている。ケーシング９のケーシン
グ部９ａの外径はφ２２ｍｍであり、内径はφ１３ｍｍ
で嵌め合い公差は例えば、＋０．０１８〜０ｍｍであ
り、厚さは１ｍｍである。ケーシング９のケーシング部
９ｂの外径はφ１５ｍｍであり、厚さは２ｍｍである。
ケーシング部９ｂの突部２１の外径はφ１３ｍｍで嵌め
合い公差は例えば、−０．００６〜−０．０１７ｍｍで
ある。逆止弁収納部１８の内径はφ５．５ｍｍで嵌め合
い公差が例えば、＋０．０１２〜０ｍｍであり、深さが
１．６ｍｍである。

【０１２８】第１スペーサ７ａと第２スペーサ７ｂと逆
止弁膜５とを一体に溶着部２５で溶着するにはＹＡＧレ
ーザを用いて図５２（ａ）に示されるように全周に亙っ
て行った。また通気口１３を穿孔するのには図５２
（ｂ）に示すようにエキシマレーザを照射して行った。

【０１２９】

【発明の効果】本発明の請求項１の発明は、ポンプ室と
このポンプ室に連通する吸入側及び吐出側の流路を有
し、ポンプ室と流路間に逆止弁機能を具備したポンプで
あって、薄膜で形成された逆止弁膜と、逆止弁膜により
圧力差で開閉される管路を有する逆止弁筐体とでユニッ
ト化した逆止弁ユニットを構成し、この逆止弁ユニット
をポンプ室と流路間に装着したので、逆止弁機能を確認
した後に逆止弁ユニットをケーシングに取り付けること
が可能となり、ポンプの信頼性が向上すると共にポンプ
本体の加工歩留まりが向上するものであり、また長期使
用等による逆止弁の損傷が発生した場合でも、損傷した
逆止弁ユニットのみを交換すればよいようにできるもの
である。

【０１３０】また本発明の請求項２の発明は、請求項１
において、圧電アクチュエータの作用にてポンプ室の容
積を変化させることにより該ポンプ室内に流体を吸入し
たりポンプ室から流体を吐出したりする圧電ポンプであ
って、圧電アクチュエータと金属薄板とを張り合わせた
ダイヤフラムをケーシングに装着してそれらの間にポン
プ室を形成し、逆止弁ユニットをポンプ室の近傍で上記
ケーシングに装着してポンプ室から両逆止弁膜までの流
体部の体積を小さくしたので、圧電アクチュエータでダ
イヤフラムを駆動して流体の吸入吐出ができるのは勿
論、圧電アクチュエータでダイヤフラムを駆動する圧電
ポンプとすることでコンパクトにできるものであり、ま
たポンプ室から両逆止弁膜までの流体部の体積を小さく
したことにより、吐出するときのポンプ室の内部圧力が
高くなり、高圧流体を吐出することができ、ポンプ効率
が向上するものである。

【０１３１】また本発明の請求項３の発明は、請求項１
において、電歪ポリマーアクチュエータの作用にてポン
プ室の容積を変化させることにより該ポンプ室内に流体
を吸入したりポンプ室から流体を吐出したりする電歪ポ
リマーポンプであって、電歪ポリマーアクチュエータか
らなるダイヤフラムをケーシングに装着してそれらの間
にポンプ室を形成し、逆止弁ユニットをポンプ室近傍で
上記ケーシングに装着してポンプ室から両逆止弁膜まで
の流体部の体積を小さくしたので、電歪ポリマーアクチ
ュエータからなるダイヤフラムを駆動して流体の吸入吐
出ができるのは勿論、電歪ポリマーアクチュエータから
なるダイヤフラムを駆動する電歪ポリマーポンプとする
ことでコンパクトにできるものであり、またポンプ室か
ら両逆止弁膜までの流体部の体積を小さくしたことによ
り、吐出するときのポンプ室の内部圧力が高くなり、高
圧流体を吐出することができ、ポンプ効率が向上するも
のである。

【０１３２】また本発明の請求項４の発明は、請求項３
において、環状の伸縮部と環状の電極とを略同心円状に
交互に複数層形成した電歪ポリマーアクチュエータを略
円盤状の金属板に張り合わせたダイヤフラム構造とし、
電極極性が交互に反転するように電圧を印加した時の、
電歪ポリマーアクチュエータの縮み方向のストローク量
と発生力を利用して屈曲運動をし得るようにしたので、
従来は困難であった電歪ポリマーアクチュエータの屈曲
運動が背面圧等なしに行え、印加電圧値に応じて屈曲変
位量が可変な高い効率のダイヤフラム型のポンプが得ら
れるものであり、また伸縮部と電極とを略同心円状に交
互に複数層積層して電歪ポリマーアクチュエータを構成
したことにより、低印加電圧で高出力が得られるもので
ある。

【０１３３】また本発明の請求項５の発明は、請求項１
乃至請求項４のいずれかにおいて、流体の吸入側の逆止
弁ユニットと流体の吐出側の逆止弁ユニットとを同一形
状とし、吸入側と吐出側とで逆止弁ユニットを上下逆に
してケーシングに装着したので、流体の吸入側と吐出側
に設ける逆止弁ユニットを共通化できるために加工コス
トの低減ができるものである。

【０１３４】また本発明の請求項６の発明は、請求項１
乃至請求項５のいずれかにおいて、逆止弁ユニットをダ
イヤフラム設置面の反対側からケーシングに装着したの
で、ダイヤフラムを取り外すことなく逆止弁ユニットの
交換が可能となるものである。

【０１３５】また本発明の請求項７の発明は、請求項１
乃至請求項６のいずれかにおいて、ケーシングを、ダイ
ヤフラムを設置する第１のケーシング部と、該第１のケ
ーシング部とは別部品であり逆止弁ユニットを取り付け
る第２のケーシング部とにより構成したので、ダイヤフ
ラム設置部と逆止弁ユニット設置部を分離できるため、
ダイヤフラムの交換や逆止弁ユニットのそれぞれ交換が
容易に行うことができるものであり、しかもダイヤフラ
ムを変更しても、同一の逆止弁ユニットの組み合わせが
利用できるため、ダイヤフラム変更によるポンプ特性の
評価が容易に行えるものである。

【０１３６】また本発明の請求項８の発明は、請求項７
において、ケーシングと逆止弁ユニットとの間、または
第１のケーシング部と第２のケーシング部との間の少な
くとも一方を嵌め合い構造とし、この嵌め合い部分を締
まりばめの加工公差にして圧入により装着したので、逆
止弁ユニット（若しくはダイヤフラム）の交換時にはケ
ーシングと逆止弁ユニット（若しくは第１のケーシング
部と第２のケーシング部）を容易に分離できるものであ
り、また締まりばめ加工公差により逆止弁ユニット（若
しくは第２のケーシング部）を容易にケーシング（若し
くは第１のケーシング部）に固着でき、圧入による気密
性の確保ができ、ポンプの信頼性が向上するものであ
る。

【０１３７】また本発明の請求項９の発明は、請求項７
において、ケーシングと逆止弁ユニットとの間、または
第１のケーシング部と第２のケーシング部との間の少な
くとも一方を嵌め合い構造とし、この嵌め合い部分を中
間ばめ若しくは隙間ばめの加工公差にして接着若しくは
溶着にて取付けたので、接着若しくは溶着によりケーシ
ングと逆止弁ユニットとの間（若しくは第１のケーシン
グ部と第２のケーシング部との間）の気密性が確実に確
保できるものである。

【０１３８】また本発明の請求項１０の発明は、請求項
７において、ケーシングと逆止弁ユニットとの間、また
は第１のケーシング部と第２のケーシング部との間の少
なくとも一方を嵌め合い構造とし、この嵌め合い部分に
ねじ山を形成してねじ込み固着したので、ねじ構造によ
り逆止弁ユニット（若しくは第２のケーシング部）をケ
ーシング（若しくは第１のケーシング部）に容易に固着
できるものであり、また逆止弁ユニット（若しくはダイ
ヤフラム）の交換時には逆止弁ユニット（若しくは第２
のケーシング部）とケーシング（若しくは第１のケーシ
ング部）を容易に分離できるものである。

【０１３９】また本発明の請求項１１の発明は、請求項
１乃至請求項１０のいずれかにおいて、逆止弁筐体の管
路を塞ぐように逆止弁膜を配置し、逆止弁膜を逆止弁筐
体に接合したので、逆止弁機能として必要な薄膜サイズ
の逆止弁膜のみを使用するために薄膜材料の歩留まりが
よいものである。

【０１４０】また本発明の請求項１２の発明は、請求項
１１において、通気口を形成した逆止弁膜を逆止弁筐体
の管路を塞ぐように配置し、管路を含む通気口の周囲を
接合したので、逆止弁機能部分以外の薄膜サイズを自由
に設定できるために組み立てるときのハンドリングが容
易で、溶着も容易に行うことができるものである。

【０１４１】また本発明の請求項１３の発明は、請求項
１２において、管路を跨いで管路の両側に位置するよう
に通気口を形成したので、簡単な構成で確実に動作する
逆止弁を形成できると共に逆止弁膜の高い位置決め精度
も必要としないものである。

【０１４２】また本発明の請求項１４の発明は、請求項
１２において、管路から離れた位置で管路の外周の接線
と平行な１条の通気口を形成したので、リークを発生し
にくいようにできるものである。

【０１４３】また本発明の請求項１５の発明は、請求項
１２において、管路から離れた位置で管路の外周の接線
と平行な通気口を周方向に複数個点在するように形成し
たので、逆止弁膜に皺が発生しにくいようにできるもの
である。

【０１４４】また本発明の請求項１６の発明は、請求項
１２において、逆止弁膜に形成する通気口形状を連続し
た曲線状にしたので、テンションによる逆止弁膜の破損
が抑えられるものである。

【０１４５】また本発明の請求項１７の発明は、請求項
１１において、管路を塞ぐように逆止弁膜を配置し、管
路を挟んだ２辺を接合したので、簡単な構成で逆止弁を
形成できると共に逆止弁膜の高い位置決め精度を必要と
しないものである。

【０１４６】また本発明の請求項１８の発明は、請求項
１１において、開口し得る１辺を有する逆止弁膜を管路
を塞ぐように配置し、上記開口し得る１辺を除いて管路
の周囲を接合したので、簡単な構造で逆止弁機能を持た
せることができると共にリークが発生しにくいようにで
きるものである。

【０１４７】また本発明の請求項１９の発明は、請求項
１１において、管路を塞ぐように逆止弁膜を配置し、管
路の周辺に沿って逆止弁膜をスポット的に接合して、接
合部間を通気口にしたので、接合部が管路を中心とする
円周上のために逆止弁膜に皺が発生しにくいものであ
る。

【０１４８】また本発明の請求項２０の発明は、請求項
１９において、略多角形状に形成した逆止弁膜を管路を
塞ぐように配置し、略多角形状の各頂点部を接合したの
で、逆止弁膜の接合部が管路を中心とする円周上のため
に逆止弁膜に皺が発生しにくいばかりでなく、開口する
辺が直線形状になるために逆止弁膜の捲れ上がりが発生
しないものである。

【０１４９】また本発明の請求項２１の発明は、請求項
１１において、逆止弁膜が薄膜の一部を切り欠いて形成
したフラップ部を有し、フラップ部の周囲に沿って逆止
弁膜を逆止弁筐体に接合したので、構成が簡素で高い位
置決め精度を必要としない逆止弁ユニットを提供するこ
とができるものであり、さらに、薄膜の曲げ弾性により
流路を開閉することができ、薄膜のテンションによる圧
力損失を低減できるものである。

【０１５０】また本発明の請求項２２の発明は、請求項
２１において、フラップ部により開閉される管路を所定
の間隔で離間した複数の開口部により形成し、該複数の
開口部で囲まれる中央にフラップ部を支承するサポート
部を形成したので、薄膜の引き込みによる流体のリーク
を防止でき、差圧をさらに大きくすることができるもの
である。

【０１５１】また本発明の請求項２３の発明は請求項１
１において、逆止弁膜を帯状に形成し、逆止弁膜の片側
のみをその長手方向と直交する方向に逆止弁筐体に接合
したので、構成が簡素で高い位置決め精度を必要としな
い逆止弁ユニットを提供することができるものであり、
さらに、薄膜の曲げ弾性により流路を開閉することがで
き、薄膜のテンションによる圧力損失を低減できるもの
である。

【０１５２】また本発明の請求項２４の発明は、請求項
１１乃至請求項２３において、逆止弁筐体を第１及び第
２のスペーサで形成すると共にこの第１及び第２のスペ
ーサを嵌め合い構造とし、第１及び第２のスペーサ間で
逆止弁膜を挟み込んで接合したので、締まりばめ加工公
差により逆止弁膜を容易に接合できるものである。

【０１５３】また本発明の請求項２５の発明は、請求項
２４において、第１、第２スペーサを接着したので、第
１及び第２のスペーサ間のエアリークをなくすことがで
きるものである。

【０１５４】また本発明の請求項２６の発明は、請求項
１１乃至請求項２３のいずれかにおいて、逆止弁膜と逆
止弁筐体とを一体的に溶着するので、溶着により逆止弁
膜の接合を確実に行うことができるものである。

【０１５５】また本発明の請求項２７の発明は、請求項
１１乃至請求項２３のいずれかにおいて、逆止弁筐体を
第１及び第２のスペーサで形成すると共にこの第１及び
第２のスペーサ間に逆止弁膜を挟み込み、第１及び第２
のスペーサと逆止弁膜を一体に溶着したので、３層溶着
のために逆止弁膜に溶着ダメージが生じにくいものであ
る。

【０１５６】また本発明の請求項２８の発明は、薄膜で
形成された逆止弁膜に通気口を形成し、逆止弁膜により
圧力差で開閉する管路を逆止弁筐体に形成し、逆止弁膜
を逆止弁筐体の管路を塞ぐように配置し、管路を含む通
気口の周囲の逆止弁膜を逆止弁筐体に接合して逆止弁膜
と逆止弁筐体により逆止弁ユニットを形成し、該逆止弁
ユニットをケーシングに取り付けるので、薄膜への通気
口の形成が容易で、溶着時にも高い位置決め精度を必要
としないものである。

【０１５７】また本発明の請求項２９の発明は、薄膜で
形成された逆止弁膜により圧力差で開閉する管路を逆止
弁筐体に形成し、逆止弁膜を逆止弁筐体の管路を塞ぐよ
うに配置し、管路の周囲で逆止弁膜を逆止弁筐体に接合
した後に接合部と管路の間で逆止弁膜に通気口を形成
し、逆止弁ユニットをケーシングに取り付けるので、逆
止弁膜接合時の位置決めが一切不要で、適所に通気口を
後形成できるものである。

【０１５８】また本発明の請求項３０の発明は、請求項
２８または請求項２９において、薄膜への通気口の形成
をエキシマレーザにより行うので、加工熱による皺の発
生がなく、薄膜を微細加工できるものであり、また逆止
弁筐体に、後加工によるダメージ（レーザ痕）が残りに
くいものである。

【０１５９】また本発明の請求項３１の発明は、薄膜で
形成された逆止弁膜により圧力差で開閉する管路を逆止
弁筐体に形成し、逆止弁膜を逆止弁筐体の管路を塞ぐよ
うに配置し、ガラスで逆止弁膜と逆止弁筐体とを圧接し
ながらレーザを照射して溶着して逆止弁膜と逆止弁筐体
とにより逆止弁ユニットを形成し、逆止弁ユニットをケ
ーシングに取り付けるので、逆止弁膜と逆止弁筐体とを
密着保持して逆止弁筐体と逆止弁膜とを一体溶着でき、
気密性が向上するものである。

【０１６０】また本発明の請求項３２の発明は、請求項
３１において、レーザにて溶着するに際、開口部を有す
る遮蔽手段を利用して逆止弁膜と逆止弁筐体の所定の部
位を同時溶着するので、溶着熱の影響が緩和されるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかるダイヤフラムポ
ンプの斜視図である。

【図２】図１のポンプの分解斜視図である。

【図３】図１のポンプに設けられた逆止弁ユニットの分
解斜視図である。

【図４】（ａ）は同上のポンプの吸入時の動作を説明す
る断面図、（ｂ）は同上のポンプの吐出時の動作を説明
する断面図である。

【図５】本発明の実施の形態２にかかるダイヤフラムポ
ンプの断面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は図５の電歪ポリマーアクチュエ
ータの動作を説明する説明図である。

【図７】本発明の実施の形態２にかかる他の例のダイヤ
フラムポンプのダイヤフラムを示す斜視図である。

【図８】（ａ）は同上のポンプの吸入時の動作を説明す
る断面図、（ｂ）は同上のポンプの吐出時の動作を説明
する断面図である。

【図９】（ａ）（ｂ）は同上のポンプの電歪ポリマーア
クチュエータの動作を説明する説明図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）は同上のポンプのダイヤフラム
の動作を説明する説明図である。

【図１１】（ａ）（ｂ）は同上のダイヤフラムの他の例
の斜視図である。

【図１２】（ａ）は本発明の実施の形態３にかかるダイ
ヤフラムポンプに設けられた逆止弁ユニットの斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁ユニットが取り付けられたダイ
ヤフラムポンプの断面図である。

【図１３】（ａ）は本発明の実施の形態４にかかるダイ
ヤフラムポンプに設けられた逆止弁ユニットの斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁ユニットが取り付けられたダイ
ヤフラムポンプの断面図である。

【図１４】（ａ）は本発明の実施の形態５にかかるダイ
ヤフラムポンプの分解斜視図、（ｂ）のダイヤフラムポ
ンプの断面図である。

【図１５】図１４（ａ）のダイヤフラムポンプの変形例
を示しており、組み立て状態の裏から見た斜視図であ
る。

【図１６】逆止弁ユニットに設けられた逆止弁膜の斜視
図である。

【図１７】（ａ）は図１６の逆止弁膜が開いた状態の斜
視図、（ｂ）は図１６の逆止弁膜が開いた状態の断面図
である。

【図１８】（ａ）は図１６の逆止弁膜が閉じた状態の斜
視図、（ｂ）は図１６の逆止弁膜が閉じた状態の断面図
である。

【図１９】別の逆止弁膜の斜視図である。

【図２０】（ａ）は図１９の逆止弁膜が開いた状態の斜
視図、（ｂ）は図１９の逆止弁膜が開いた状態の断面図
である。

【図２１】（ａ）は図１９の逆止弁膜が閉じた状態の斜
視図、（ｂ）は図１９の逆止弁膜が閉じた状態の断面図
である。

【図２２】（ａ）はさらに別の逆止弁膜の斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁膜が開いた状態の斜視図であ
る。

【図２３】（ａ）はさらに別の逆止弁膜の斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁膜が開いた状態の斜視図であ
る。

【図２４】（ａ）はさらに別の逆止弁膜の斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁膜が開いた状態の斜視図であ
る。

【図２５】さらに別の逆止弁膜の斜視図である。

【図２６】（ａ）は図２５の逆止弁膜が開いた状態の斜
視図、（ｂ）は図２５の逆止弁膜が開いた状態の断面図
である。

【図２７】（ａ）は図２５の逆止弁膜が閉じた状態の斜
視図、（ｂ）は図２５の逆止弁膜が閉じた状態の断面図
である。

【図２８】さらに別の逆止弁膜の斜視図である。

【図２９】（ａ）は図２８の逆止弁膜が開いた状態の斜
視図、（ｂ）は図２８の逆止弁膜が開いた状態の断面図
である。

【図３０】（ａ）は図２８の逆止弁膜が閉じた状態の斜
視図、（ｂ）は図２８の逆止弁膜が閉じた状態の断面図
である。

【図３１】さらに別の逆止弁膜の斜視図である。

【図３２】（ａ）は図３１の逆止弁膜が開いた状態の斜
視図、（ｂ）は図３１の逆止弁膜が開いた状態の断面図
である。

【図３３】（ａ）は図３１の逆止弁膜が閉じた状態の斜
視図、（ｂ）は図３１の逆止弁膜が閉じた状態の断面図
である。

【図３４】（ａ）はさらに別の逆止弁膜の斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁膜が開いた状態の斜視図であ
る。

【図３５】（ａ）はさらに別の逆止弁膜の斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁膜が開いた状態の斜視図であ
る。

【図３６】（ａ）はさらに別の逆止弁膜の斜視図、
（ｂ）は（ａ）の逆止弁膜が開いた状態の斜視図であ
る。

【図３７】逆止弁ユニットの分解斜視図である。

【図３８】図３７の逆止弁ユニットの斜視図である。

【図３９】図３７の逆止弁ユニットの断面図である。

【図４０】別の逆止弁ユニットの分解斜視図である。

【図４１】図４０の逆止弁ユニットの斜視図である。

【図４２】図４０の逆止弁ユニットの断面図である。

【図４３】別の逆止弁ユニットの分解斜視図である。

【図４４】図４３の逆止弁ユニットの斜視図である。

【図４５】図４３の逆止弁ユニットの断面図である。

【図４６】逆止弁ユニットの組み立て後、逆止弁膜に通
気口を形成している状態を示す斜視図である。

【図４７】逆止弁膜を溶着する前の逆止弁ユニットの斜
視図である。

【図４８】逆止弁膜を溶着する時の逆止弁ユニットの斜
視図である。

【図４９】レーザ装置を使用して逆止弁膜を溶着してい
る時の状態を示す斜視図である。

【図５０】（ａ）は本発明にかかるダイヤフラムポンプ
の一例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のダイヤフラムポ
ンプの分解斜視図、（ｃ）は（ａ）のダイヤフラムポン
プに設けられた逆止弁ユニットの分解斜視図である。

【図５１】（ａ）は図５０（ｃ）の逆止弁ユニットの一
例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の逆止弁ユニットの部
分斜視図、（ｃ）は（ａ）の逆止弁ユニットに取り付け
られる逆止弁膜が開いた状態の斜視図である。

【図５２】（ａ）はＹＡＧレーザを用いて逆止弁膜を逆
止弁ユニットの溶着している状態の斜視図、（ｂ）はエ
キシマレーザを用いて逆止弁膜に通気口を形成している
状態の斜視図である。

【図５３】従来のダイヤフラムポンプの分解斜視図であ
る。

【図５４】図５３の従来のダイヤフラムポンプの部分断
面図である。

【符号の説明】

１ポンプ室２流路３流路５逆止弁膜５ａ切欠部５ｂフラップ部６管路６ａ開口部６ｂサポート部７逆止弁筐体７ａ第１スペーサ７ｂ第２スペーサ８逆止弁ユニット９ケーシング９ａケーシング部９ｂケーシング部１０圧電アクチュエータ１１金属薄板１２ダイヤフラム１３通気口１４接合部１６ガラス１７遮蔽部材１８逆止弁収納部１９空間２０穴部２１突部２２接着剤塗布部２５溶着部２７レーザ光２８レーザ装置３０電歪ポリマーアクチュエータ３１伸縮部３２電極３３金属板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北原治倫大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3H071 AA01 CC31 DD04 DD12 DD13 DD14 DD32 DD35 3H075 AA01 BB04 CC32 CC34 CC35 DA02 DA05 DA09 DB02 3H077 AA07 CC02 CC08 DD06 EE34 EE36 EE37 FF02 FF06 FF12 FF36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ室とこのポンプ室に連通する吸入
側及び吐出側の流路を有し、ポンプ室と流路間に逆止弁
機能を具備したポンプであって、薄膜で形成された逆止
弁膜と、逆止弁膜により圧力差で開閉される管路を有す
る逆止弁筐体とでユニット化した逆止弁ユニットを構成
し、この逆止弁ユニットをポンプ室と流路間に装着した
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】圧電アクチュエータの作用にてポンプ室
の容積を変化させることにより該ポンプ室内に流体を吸
入したりポンプ室から流体を吐出したりする圧電ポンプ
であって、圧電アクチュエータと金属薄板とを張り合わ
せたダイヤフラムをケーシングに装着してそれらの間に
ポンプ室を形成し、逆止弁ユニットをポンプ室の近傍で
上記ケーシングに装着してポンプ室から両逆止弁膜まで
の流体部の体積を小さくしたことを特徴とする請求項１
記載のポンプ。
【請求項３】電歪ポリマーアクチュエータの作用にて
ポンプ室の容積を変化させることにより該ポンプ室内に
流体を吸入したりポンプ室から流体を吐出したりする電
歪ポリマーポンプであって、電歪ポリマーアクチュエー
タからなるダイヤフラムをケーシングに装着してそれら
の間にポンプ室を形成し、逆止弁ユニットをポンプ室近
傍で上記ケーシングに装着してポンプ室から両逆止弁膜
までの流体部の体積を小さくしたことを特徴とする請求
項１記載のポンプ。
【請求項４】環状の伸縮部と環状の電極とを略同心円
状に交互に複数層形成した電歪ポリマーアクチュエータ
を略円盤状の金属板に張り合わせたダイヤフラム構造と
し、電極極性が交互に反転するように電圧を印加した時
の、電歪ポリマーアクチュエータの縮み方向のストロー
ク量と発生力を利用して屈曲運動をし得るようにしたこ
とを特徴とする請求項３記載のポンプ。
【請求項５】流体の吸入側の逆止弁ユニットと流体の
吐出側の逆止弁ユニットとを同一形状とし、吸入側と吐
出側とで逆止弁ユニットを上下逆にしてケーシングに装
着したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれ
かに記載のポンプ。
【請求項６】逆止弁ユニットをダイヤフラム設置面の
反対側からケーシングに装着したことを特徴とする請求
項１乃至請求項５のいずれかに記載のポンプ。
【請求項７】ケーシングを、ダイヤフラムを設置する
第１のケーシング部と、該第１のケーシング部とは別部
品であり逆止弁ユニットを取り付ける第２のケーシング
部とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至請求
項６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項８】ケーシングと逆止弁ユニットとの間、ま
たは第１のケーシング部と第２のケーシング部との間の
少なくとも一方を嵌め合い構造とし、この嵌め合い部分
を締まりばめの加工公差にして圧入により装着したこを
特徴とする請求項７記載のポンプ。
【請求項９】ケーシングと逆止弁ユニットとの間、ま
たは第１のケーシング部と第２のケーシング部との間の
少なくとも一方を嵌め合い構造とし、この嵌め合い部分
を中間ばめあるいは隙間ばめにして接着あるいは溶着に
て取り付けたことを特徴とする請求項７記載のポンプ。
【請求項１０】ケーシングと逆止弁ユニットとの間、
または第１のケーシング部と第２のケーシング部との間
の少なくとも一方を嵌め合い構造とし、この嵌め合い部
分にねじ山を形成してねじ込み固着したことを特徴とす
る請求項７記載のポンプ。
【請求項１１】逆止弁筐体の管路を塞ぐように逆止弁
膜を配置し、逆止弁膜を逆止弁筐体に接合したことを特
徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のポ
ンプ。
【請求項１２】通気口を形成した逆止弁膜を逆止弁筐
体の管路を塞ぐように配置し、管路を含む通気口の周囲
を接合したことを特徴とする請求項１１記載のポンプ。
【請求項１３】管路を跨いで管路の両側に位置するよ
うに通気口を形成したことを特徴とする請求項１２記載
のポンプ。
【請求項１４】管路から離れた位置で管路の外周の接
線と平行な１条の通気口を形成したことを特徴とする請
求項１２記載のポンプ。
【請求項１５】管路から離れた位置で管路の外周の接
線と平行な通気口を周方向に複数個点在するように形成
したことを特徴とする請求項１２記載のポンプ。
【請求項１６】逆止弁膜に形成する通気口形状を連続
した曲線状にしたことを特徴とする請求項１２記載のポ
ンプ。
【請求項１７】管路を塞ぐように逆止弁膜を配置し、
管路を挟んだ２辺を接合したことを特徴とする請求項１
１記載のポンプ。
【請求項１８】開口し得る１辺を有する逆止弁膜を管
路を塞ぐように配置し、上記開口し得る１辺を除いて流
路の周囲を接合したことを特徴とする請求項１１記載の
ポンプ。
【請求項１９】管路を塞ぐように逆止弁膜を配置し、
管路の周辺に沿って逆止弁膜をスポット的に接合して、
接合部間を通気口にしたことを特徴とする請求項１１記
載のポンプ。
【請求項２０】略多角形状に形成した逆止弁膜を管路
を塞ぐように配置し、略多角形状の各頂点部を接合した
ことを特徴とする請求項１９記載のポンプ。
【請求項２１】逆止弁膜が薄膜の一部を切り欠いて形
成したフラップ部を有し、フラップ部の周囲に沿って逆
止弁膜を逆止弁筐体に接合したことを特徴とする請求項
１１記載のポンプ。
【請求項２２】フラップ部により開閉される管路を所
定の間隔で離間した複数の開口部により形成し、該複数
の開口部で囲まれる中央にフラップ部を支承するサポー
ト部を形成したことを特徴とする請求項２１記載のポン
プ。
【請求項２３】逆止弁膜を帯状に形成し、逆止弁膜の
片側のみをその長手方向と直交する方向に逆止弁筐体に
接合したことを特徴とする請求項１１記載のポンプ。
【請求項２４】逆止弁筐体を第１及び第２のスペーサ
で形成すると共にこの第１及び第２のスペーサを嵌め合
い構造とし、第１及び第２のスペーサ間で逆止弁膜を挟
み込んで接合したことを特徴とする請求項１１乃至請求
項２３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２５】第１スペーサと第２スペーサを接着し
たことを特徴とする請求項２４記載のポンプ。
【請求項２６】逆止弁膜と逆止弁筐体とを一体に溶着
したことを特徴とする請求項１１乃至請求項２３のいず
れかに記載のポンプ。
【請求項２７】逆止弁筐体を第１及び第２のスペーサ
で形成すると共にこの第１及び第２のスペーサ間に逆止
弁膜を挟み込み、第１及び第２スペーサと逆止弁膜を一
体に溶着したことを特徴とする請求項１１乃至請求項２
３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２８】薄膜で形成された逆止弁膜に通気口を
形成し、逆止弁膜により圧力差で開閉する管路を逆止弁
筐体に形成し、逆止弁膜を逆止弁筐体の管路を塞ぐよう
に配置し、管路を含む通気口の周囲の逆止弁膜を逆止弁
筐体に接合して逆止弁膜と逆止弁筐体により逆止弁ユニ
ットを形成し、該逆止弁ユニットをケーシングに取り付
けることを特徴とするポンプの製造方法。
【請求項２９】薄膜で形成された逆止弁膜により圧力
差で開閉する管路を逆止弁筐体に形成し、逆止弁膜を逆
止弁筐体の管路を塞ぐように配置し、管路の周囲で逆止
弁膜を逆止弁筐体に接合した後に接合部と管路の間で逆
止弁膜に通気口を形成し、逆止弁ユニットをケーシング
に取り付けることを特徴とするポンプの製造方法。
【請求項３０】逆止弁膜への通気口の形成をエキシマ
レーザにより行うことを特徴とする請求項２８または請
求項２９記載のポンプの製造方法。
【請求項３１】薄膜で形成された逆止弁膜により圧力
差で開閉する管路を逆止弁筐体に形成し、逆止弁膜を逆
止弁筐体の管路を塞ぐように配置し、ガラスで逆止弁膜
と逆止弁筐体とを圧接しながらレーザを照射して溶着し
て逆止弁膜と逆止弁筐体とにより逆止弁ユニットを形成
し、逆止弁ユニットをケーシングに取り付けることを特
徴とするポンプの製造方法。
【請求項３２】レーザにて溶着するに際し、開口部を
有する遮蔽手段を利用して逆止弁膜と逆止弁筐体の所定
の部位を同時溶着することを特徴とする請求項３１記載
のポンプの製造方法。