JP2005214034A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンプ室体１０１と、筐体２００とをインサート成形により一体化することで構造を簡素化し、且つ、長期間にわたって性能を維持できるポンプ１０を提供する。
【解決手段】 ポンプ１０は、ダイアフラム１３０により、容積が変更可能なポンプ室１０８と、ポンプ室１０８へ動作流体を流入させる入口流路１０３と、ポンプ室１０８から動作流体を流出させる出口流路１０４と入口流路１０３と出口流路１０４との間に逆止弁１２０とを備えたポンプ室体１０１と入口流路１０３に流通する流入路２０２と、出口流路１０４に流通する流出路２１１とが設けられる合成樹脂製の筐体２００と、ダイアフラム１３０を駆動するアクチュエータ１４０とを備え、ポンプ室体１０１と筐体２００とがインサート成形されることによって一体に構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダイアフラムにより、ポンプ室内の容積を変更して動作流体の移動を行うポンプの構造に関する。

従来、ダイアフラムにより、ポンプ室内の容積を変更して動作流体の移動を行うポンプとしては、吸い込み口及び吐出口を有するポンプ吸い込み・吐出用ユニットと、吸い込み側逆止弁及び吐出側逆止弁を有するポンプ弁座ユニットと、駆動源としての圧電素子を備えるポンプアクチュエータユニットから構成され、ポンプ吸い込み・吐出用ユニットとポンプ弁座ユニット、及びポンプ弁座ユニットとポンプアクチュエータユニットとの間にシール材としてのＯリングを備えたポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２２０３５７号公報（第３頁、図１、図２）

このような特許文献１では、このポンプの基本構造は、ポンプ吸い込み・吐出用ユニットと、ポンプ弁座ユニットと、ポンプアクチュエータユニットの三体構造であり、それらを構成する部材の形状が複雑であり製造しにくいという課題がある。また、流体のシール構造としては、ポンプ吸い込み・吐出用ユニットとポンプ弁座ユニット、及びポンプ弁座ユニットとポンプアクチュエータユニットとの間にシール材としてのＯリングを備えている。このことにより、部品点数が増加する他、Ｏリングは、長期間使用するうちにシール性が劣化することが考えられるので、定期的に交換しなければならないという煩わしさがある。さらに、流体の種類により耐薬品性を考慮し、Ｏリングの材質を変える必要性が生ずるという課題もある。

また、ポンプ弁座ユニットは、合成樹脂で成形されており、構造的強度から金属弁に比べ耐久性が劣り、流体の吸い込み部と吐出部の仕切り部は、広い面積でポンプ室の上方に浮いている構造であるので、Ｏリングの圧接力を高め、シール効果を維持するためには、ポンプ弁座ユニット及びポンプ吸い込み・吐出用ユニットの厚みを大きくしなければならず、小型化は困難であると考えられる。
さらには、このような構造では、吸い込み口と吐出口の方向、位置が限定され、小型化を図ろうとする際には、扱いにくいという課題もある。

本発明の目的は、ポンプ室と逆止弁を備えるポンプ室体と、動作流体の流入路と流出路を備える筐体とをインサート成形により一体化することで構造を簡素化し、且つ、長期間にわたって性能を維持できるポンプを提供することであり、特に小型ポンプに適する。

本発明のポンプは、ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備えたポンプ室体と、前記入口流路に流通する流入路と、前記出口流路に流通する流出路とが設けられる合成樹脂製の筐体と、前記ダイアフラムを駆動するアクチュエータと、を備え、前記ポンプ室体と前記筐体とがインサート成形されることによって、一体に構成されることを特徴とする。
ここで、ポンプ室体としては、構造的強度が高いステンレス鋼や銅系合金等の金属が採用される。

このような構成によれば、高圧が負荷されるポンプ室を有するポンプ室体は金属材料で構成され、また、動作流体の流入路及び流出路等を有する筐体は合成樹脂で構成され、ポンプ室体と筐体とはインサート成形で一体に成形されているので、構造的強度を確保できるため長期間にわたって性能を維持することができ、また、ポンプとしての構造を簡素化することができるのでコスト低減にも寄与することができる。

また、筐体は合成樹脂で成形されるため、例えば、動作流体の流入路を有する流入接続管、流出路を有する流出接続管などの突出部があっても、また、使用方法、使用環境等によりポンプ外形などに複雑な形状が要求されても容易に製造できるという効果もある。
なお、筐体の材質としては、構造的強度を確保するためにガラス繊維や金属繊維等を混入した強化プラスチックや、耐薬品性を重視したフッ素系樹脂、シリコン系樹脂を選択採用することができる。

また、上述のような構造では、前記ポンプ室体の入口流路の内側端部に動作流体の脈動吸収手段としての弾性壁が備えられ、前記弾性壁が、前記筐体と一体で成形されていることが好ましい。

このようなダイアフラムによりポンプ室の容積を変更して動作流体を移動させるポンプは、吸入動作と吐出動差に同期して逆止弁より上流側の流体が移動と停止を行う。この脈動による吸入効率の低下や、上流側への振動の伝播を防止するために、脈動吸収手段として薄板状の弾性壁が設けられている。この弾性壁が筐体と一体で成形されているため、構造が簡素になり、別体で弾性壁を設ける場合に比べ、組み立て工数も不要でスペースも少なくすることができる。また、弾性壁の厚みも、例えば、筐体の成形型の弾性壁部分を入れ子にしておくことで自在に調整することができ、確実に脈動吸収効果を得られる。

また、本発明の構造によれば、前記筐体に設けられた流入路が、前記ポンプ室体の前記逆止弁と前記弾性壁で構成された弾性壁室まで延出され、且つ、前記流出路が前記ポンプ室体の前記ポンプ室と前記逆止弁との間の空間まで延出されている、か、前記流入路または前記流出路のどちらか一方が、それぞれ前記弾性壁室か前記空間まで延出されていることが好ましい。

このような構造によれば、前述の入口流路と流入路、及び出口流路と流出路とが、連続した流路になるため、入口流路と流入路、出口流路と流出路の接続部における渦流とにより、動作流体の流動が乱されることが無くなるという効果がある。また、流入路と流出路がポンプ室体の中心部近傍まで延出されているため、筐体とポンプ室体の密着力を高めることもでき、それぞれの位置ずれ等を防止することができると共に、前述した流入接続管、流出接続管が曲がりにくくなるという効果もある。この際、流入路と流出路のどちらか一方を、前述したように、それぞれ前記弾性壁室か前記空間まで延出することができる。

前述の構造では、前記筐体の少なくとも前記動作流体との接触面に金属層が設けられていることが好ましい。
ここで、金属層としては、ニッケル、クロム、銅などが採用でき、金属層の製膜手段としては乾式めっき、湿式めっき等が採用できる。

合成樹脂は、わずかではあるが気体を透過することが考えられ、その結果動作流体に気体が混入すると気泡が発生し、ポンプの性能を低下させる。
このことを防止するためには、筐体の動作流体が流動する部分の厚みを厚くすることが考えられるが、動作流体との接触面に金属層を設けることにより、確実に気体の透過を防止することができる。
また、金属層は薄膜でも気体の透過を防止効果があるので、筐体の厚みは薄くてもよく、ポンプを小型化することができる。

前述の構造では、前記ポンプ室体の入口流路の内側端部に動作流体の脈動吸収手段としての弾性壁が備えられ、前記弾性壁が、前記ポンプ室体と一体で形成されていることが好ましい。

このような構造では、筐体は射出成形によって成形される。従って、弾性壁がポンプ室体と一体で形成されていることで、前述の弾性壁室がこの弾性壁で密閉され、ポンプ室はダイアフラムで密閉されているため、弾性壁室及びポンプ室を形成するための射出成形型は不要になる。このことから射出成形型の形状が簡素になり、より製造し易いという効果がある。

また、本発明では、前記ポンプ室体には、前記ダイアフラムを押圧するための筒状のスペーサーが備えられ、前記筐体の一部が前記スペーサーの端部を覆うことによって、前記ダイアフラムが前記ポンプ室体周縁部に押圧されることが好ましい。

前述したポンプは、ダイアフラムがアクチュエータによってポンプ室の容積を変更して動作流体を移動する構造であるため、ダイアフラムはアクチュエータによって変形されるので、その周縁は確実に固定されることが要求される。従って、筐体の一部を延出させ、このスペーサーの端面を覆い、ダイアフラムをポンプ室周縁部に押圧することができる。また、詳しくは後述するが、このスペーサーとポンプ室体の高さ方向の寸法のずれを筐体を成形する際に吸収することもできる。

また、前述のポンプの構造では、前記ダイアフラムが板状部材で形成され、前記筐体によってインサート成形されることによって、前記ポンプ室の前記アクチュエータ側の開口部が密閉されていることが好ましい。

このような構造では、上述のスペーサーが備えられた部分も筐体と一体に成形されることで、筐体によってダイアフラムがポンプ室周縁部に押圧されることになるため、スペーサーを別に設けなくてもダイアフラムを押圧することができる。
このことは、前述したようなポンプ室体内部のスペーサーが挿着されていた部分も筐体が延出されているため、ポンプ室体を内外ともに筐体が取りまくような構造になるので、ポンプ室体と筐体の密着性がさらに高められ、信頼性の高いポンプを提供することができる。

さらに、前述した構造では、前記ポンプ室体の入口流路の内側端部に動作流体の脈動吸収手段としての弾性壁が備えられ、前記弾性壁が板状部材で形成され、前記ポンプ室体と共に前記筐体によりインサート成形されることによって、前記ポンプ室体と前記筐体と前記弾性壁とが一体に構成されることが好ましい。

前述の弾性壁は、筐体と一体で成形することも可能であるが、ポンプの性能を確保するために、弾性壁の厚みを射出成形可能な厚みの限界値よりも薄くすることが要求されることが考えられる。この際、弾性壁を例えば薄い金属板で形成し、この弾性壁を筐体成形の際に一体にインサート成形することで、適切な厚みの弾性壁を採用でき、別に固定用部材等を用いずにポンプ室体に固着することができる。

さらに、本発明の構造では、前記ポンプ室と前記ダイアフラムとの、それぞれの少なくとも前記動作流体との接触面に合成樹脂層が設けられ、前記逆止弁が非金属材料で構成されていることが好ましい。
ここで、合成樹脂層としては、シリコン系樹脂やフッ素系樹脂等が採用できる。

このポンプで流動される動作流体の材質は様々である。例えば、動作流体が強酸性である場合、この動作流体と接触する金属材料は腐食される。従って、動作流体が流動されるポンプ室、ダイアフラムの表面に合成樹脂層を設けることで、強酸性等の腐食性の動作流体を流動させることができる。

また、逆止弁については、単結晶セラミックス、多結晶セラミックス、合成樹脂等を採用することで強酸性の動作流体を流動させることができる。

さらに、前述の構造によれば、前記逆止弁がボール弁であることが好ましい。
非金属材料で逆止弁を構成する際、例えば、一般に採用されている金属弾性体の弁体を単純に非金属材料に換えることは構造的強度、サイズ等から困難であると考えられる。従って、詳しくは後述するが、上述したセラミック系材料、合成樹脂系材料で構成されたボール弁を採用することで、強酸性の動作流体を流動させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図９は本発明の実施形態のポンプ１０が示されている。

図１は実施例１のポンプ１０が示され、図２は、実施例１の変形例が示されている。
図１は、本実施例１のポンプの断面図が示されている。図１において、このポンプ１０は、基本構成として、アクチュエータ１４０の伸縮によってポンプ室１０８の容積を変更するダイアフラム１３０と動作流体の流動、逆流防止を行う逆止弁１２０が備えられたポンプ室体１０１と、ポンプ室体１０１内に動作流体を流入する流入路２０２と流出する流出路２１１が設けられポンプ室体１０１の周囲を覆う筐体２００と、から構成される。

ポンプ室体１０１は、ステンレス鋼や銅系合金等の金属で形成され、両端が開口された略筒状に形成されている。図中、高さ方向上方の右側側面を内側から外側に貫通し、動作流体が流入される入口流路１０３と、左側方向側面を内側から外側に貫通する出口流路１０４とが穿設されている。図中、中央には、入口流路１０３と出口流路１０４、及びポンプ室１０８に流通する貫通孔が設けられ、入口流路１０３と出口流路１０４との間に逆止弁１２０が圧入固定されている。逆止弁１２０と後述する弾性壁２２０によって形成される空間が弾性壁室１１０であり、入口流路１０３が流通されている。

逆止弁１２０を挟んで弾性壁室１１０とは反対側に、弾性壁室１１０よりも平面積が大きい空間が形成され、ダイアフラム１３０で一方の開口部が密閉されており、この空間がポンプ室１０８である。ダイアフラム１３０は、ステンレス鋼等の構造的強度が高い金属の円盤状薄板で形成され、ポンプ室１０８の反対側の周縁面を筒状のスペーサー１６０で後述する蓋体３００を螺着することでポンプ室１０８の周縁部に押圧され密着される。

なお、前述のスペーサー１６０は、ダイアフラム１３０がポンプ室１０８の周縁と溶接、接着等の固定手段で固着され充分な固着強度が得られれば必ずしも備えなくてもよい。
また、ダイアフラム１３０の表面は台座１５０の一方の面が密接され、他方の面がアクチュエータ１４０に接着されてアクチュエータ１４０の伸縮運動をダイアフラム１３０に伝達するが、台座１５０は、アクチュエータ１４０の断面形状とダイアフラム１３０の変形量のバランスをとることにより省略することができる。

ポンプ室体１０１の側面周囲には、帯状の溝１０５，１０６が形成され、筐体２００がインサート成形される際に筐体２００の一部がこの溝１０５，１０６に充填されて、ポンプ室体１０１と筐体２００との密着力を高めている。

逆止弁１２０は、セラミックスで形成され中央部に動作流体の流通孔を有する弁座１２１と弁座１２１を保持する弁座枠１２２と弾性体で形成された弁体１２３で構成され、ダイアフラム１３０の動きに合わせて弁体１２３が弁座１２１の流通孔を開閉する。
前述のように構成されたポンプ室体１０１の周囲は、筐体２００によってインサート成形されて筐体２００と一体に構成される。

筐体２００は、側面にポンプ室体１０１の入口流路１０３と流通し直径が入口流路１０３と同じか、やや大きい流入路２０２を備えて外周に突出した流入接続管２０１と、出口流路１０４に流通し直径が出口流路１０４と同じか、やや大きい流出路２１１を備えて外周に突出した流出接続管２１０とが設けられている。これらの流入接続管２０１と流出接続管２１０は、インサート成形の際、スライドコアで容易に成形が可能である。
なお、流入接続管２０１は図示しない外部接続パイプに接続され、動作流体をポンプ室体１０１内に導入し、流出接続管２１０は図示しないノズル管等に接続され、動作流体を吐出する。

また、ポンプ室体１０１の弾性壁室１１０の開口部は、薄肉の弾性壁２２０が形成されて密閉されている。弾性壁２２０は弾性を有し、弾性壁室内の動作流体の脈動をこの弾性力で吸収する機能を有する。この弾性壁２２０は、入れ子方式で型を製造すれば、厚みの調整が容易に可能となる。
なお、筐体２００の材質としては、構造的強度を確保するためにガラス繊維や金属繊維等を混入した強化プラスチックや、耐薬品性を重視したフッ素系樹脂、シリコン系樹脂等を使用環境や動作流体の種類によって選択採用することができる。

筐体２００の弾性壁２２０の反対側の外周端面は、ポンプ室体１０１の端面１０７よりも突出しており、この端面１０７の内側にリング状のスペーサー１７０が内部に装着される。ポンプ室体１０１の端面１０７とスペーサー１６０の端面１６１は、装着された状態で同じ高さになるように設定され、スペーサー１７０を介してアクチュエータ１４０が固着された蓋体３００を固定螺子４００でポンプ室体１０１に螺着され、ポンプ１０が構成されている。

なお、スペーサー１７０は、弾性部材で形成されており、ポンプ室体１０１とスペーサー１６０の高さのばらつきを吸収しダイアフラム１３０をポンプ室周縁に確実に密着させ、また、アクチュエータ１４０（台座１５０）とダイアフラム１３０及び蓋体と確実に密着させるために設けている。従って、蓋体３００を固定する際に上述の機能を果たす寸法設定を行えば、スペーサー１７０を省略することができる。

本実施例１のポンプ１０は、図示しないが、アクチュエータ１４０から外部制御回路にリード線等によって接続され、外部制御回路からアクチュエータ１４０に駆動電圧が供給されることによって、アクチュエータ１４０が伸縮し、ダイアフラム１３０がポンプ室１０８の容積を連続的に変化させ、逆止弁１２０を開閉して動作流体を流動させ、または逆流を防止する。

従って、実施例１では、高圧が負荷されるポンプ室１０８が設けられるポンプ室体１０１は金属材料で、動作流体の流入口及び流出口等の突出部を有する筐体２００は合成樹脂で構成され、ポンプ室体１０１と筐体２００とはインサート成形で一体に成形されているので、構造的強度を確保できるため長期間にわたって性能を維持することができ、また、ポンプとしての構造を簡素化することができるのでコスト低減にも寄与する。

また、筐体２００は合成樹脂で成形されるため、動作流体の流入路２０２を有する流入接続管２０１、流出路２１１を有する流出接続管２１０などの突出部があっても、また、ポンプ外形が使用方法、または設置環境等により複雑な形状が要求されても容易に製造できるという効果もある。例えば、このポンプ１０を手で握って使用する場合、筐体２００の外形を握りやすい形状にし、また、他の装置に取り付けて使用する場合、取り付けのための固定部等を設けることができる。

また、脈動吸収手段として薄板状の弾性壁２２０が筐体２００と一体で成形されているため、構造が簡素になり、別体で弾性壁を設ける場合に比べ組み立ての煩わしさがなく、スペースも少なくすることができる。また、弾性壁２２０の厚みも、例えば、筐体の成形型の弾性壁部分を入れ子にしておくことで自在に調整することができ、脈動吸収効果が確実に得られる。

さらに、図１で示したように、ダイアフラム１３０、スペーサー１６０，１７０、アクチュエータ１４０等の構成部品が、一方向側から全て組み込むことができるため、組み立て性がよく、コスト低減もはかれる。

（実施例１の変形例）
図２は、実施例１の変形例の部分断面図が示されている。この変形例は、実施例１とは、弾性壁２２０の周囲の構造が異なるもので、基本構造は実施例１（図１、参照）と同じであるため、相違部分について説明する。図２において、弾性壁室１１０を密閉する弾性壁２２０の一部が、弾性壁室１１０の内面の側壁１０２に沿って延出され、さらに、側壁１０２内に突出部２１３が形成される。

前述したポンプの構造において、弾性壁２２０が、逆止弁の開閉による動作流体の圧力脈動によって振動されてポンプ室体１０１から浮き上がり、密封性が低下することが考えられるが、この変形例によれば、側壁１０２内に突出部２１３がもうけられているため、ポンプ室体１０１と弾性壁２２０の周縁との密着力を高め安定した密封性を維持することができる。

次に、本発明の実施例２について図３に基づき説明する。実施例２は、実施例１の構造を基本にして、筐体２００の流入路２０２と流出路２１１の形状を変更したもので、実施例１との共通部分の説明は省略する。
図３は、実施例２のポンプの部分断面図が示されている。図３において、流入接続管２０１に設けられた流入路２０２が、ポンプ室体１０１の弾性壁室１１０に流通するまでパイプ状に延出されている（図中、２１５で示す）。即ち、図１で示したポンプ室体１０１に設けられた入口流路１０３が、筐体２００に設けられた流入路２０２で連続して形成されているということである。

また、流出接続管２１０に設けられた流出路２１１が、ポンプ室１０８に流通するまでパイプ状に延出される（図中、２１６で示す）。即ち、図１で示したポンプ室体１０１に設けられた出口流路１０４が、筐体２００に設けられた流出路２１１で連続して形成されているということである。

なお、図示しないが、流入路２０２のみを弾性壁室１１０まで延出するか、または、流出路２１１のみをポンプ室１０８と逆止弁１２０とでつくられた空間まで延出することもできる。

従って、実施例２の構造によれば、実施例１で示した入口流路１０３と流入路２０２、及び出口流路１０４と流出路２１１とが、連続した流路になるため、入口流路１０３と流入路２０２、出口流路１０４と流出路２１１の接続部における動作流体の渦流により、流動が乱されることを防止できるという効果がある。

また、流入路２０２と流出路２１１がポンプ室体１０１の中心部近傍まで延出されているため、筐体２００とポンプ室体１０１の密着力を高めることもでき、それぞれの位置ずれ等を防止することができると共に、前述した流入接続管２０１、流出接続管２１０が曲がりにくくなるという効果もある。

続いて、本発明の実施例３について図４に基づき説明する。実施例３は、前述した実施例２と基本構造が同じであるため、共通部分は省略する。
図４は、本実施例３のポンプの部分断面が示されている。図４において、インサート成形されたポンプ室体１０１、筐体２００の外周面に金属層５００が形成されている。この金属層５００は、ポンプ室体１０１と筐体２００とがインサート成形によって一体化された後、ニッケル、クロム、銅等の金属を被覆材料として湿式めっき、乾式めっき等によって成膜される。

この金属層５００は、図４では、ポンプ室体１０１、筐体２００の両方に形成されているが、合成樹脂で成形された筐体２００の動作流体との接触面だけに設けてもよい。また、この金属層５００の厚みは、気密性が保持できる程度の厚みでよい。

筐体２００を構成する合成樹脂は、わずかではあるが気体を透過することが考えられる。その結果、ポンプ室体１０１内の動作流体の流動範囲に気体が透過、侵入し、気泡が発生するためポンプの性能を低下させる恐れがある。
このことを防止するためには、筐体２００の動作流体が流動する部分の厚みを厚くすることが考えられるが、実施例３の構造によれば、動作流体との接触面に金属層が設けられていることにより、確実に気体の透過を防止することができる。
また、金属層は薄膜でも気体の透過を防止効果があるので、筐体２００の厚みは構造的強度が得られる範囲で薄くすることができる。

この際、図示しないが、動作流体との接触面積が大きい流入路２０２、流出路２１１に金属性の細管を挿着すれば、動作流体との接触部は弾性壁２２０だけになるため、弾性壁２２０の部分だけに金属層５００を設ければよい。

次に、本発明の実施例４について図５に基づき説明する。実施例４は、実施例１（図１、参照）のポンプ１０の構成と同じであり、弾性壁及び筐体２００の蓋体側の構造のみが異なるので、共通部分の説明は省略する。
図５は、実施例４の部分断面図が示されている。図５において、ポンプ室体１０１は、弾性壁室１１０を封止する弾性壁１１１が形成されている。また、筐体２００は、この弾性壁１１１の上面に貫通孔２３０が設けられ、弾性壁１１１の振動範囲では弾性壁１１１と筐体２００とは接触しない。

また、筐体２００の蓋体３００側の端部２４０は、スペーサー１６０の端面１６１及びポンプ室体１０１の端面１０７を覆う範囲まで延出されるように成形されている。つまり、実施例１（図１、参照）で示したスペーサー１７０が、筐体２００の端部２４０に置き代わった形状である。

実施例４のポンプの製造方法としては、ポンプ室体１０１の弾性壁室１１０の端部に逆止弁１２０をポンプ室１０８側から圧入固定した後、ポンプ室１０８周縁にダイアフラム１３０を固着し、スペーサー１６０を装着する。スペーサー１６０はポンプ室体１０１に圧入しても、接着材等で固定してもよいが、容易に落下しない程度の固定力があればよい。ここまでの状態で成形型にセットし筐体２００のインサート成形を行う。この際、スペーサー１６０の内側直径と、筐体２００の端部２４０の内側直径は成形型の構造上、同じに設定される。

筐体２００は射出成形（インサート成形）によって成形されるが、本実施例４では、弾性壁１１１がポンプ室体と一体で形成されていることで、前述の弾性壁室１１０がこの弾性壁１１１で密閉され、ポンプ室１０８はダイアフラム１３０で密閉されているため、弾性壁室１１０及びポンプ室１０８は射出成形型は不要になる。このことから射出成形型の形状が簡素になり、より製造し易いという効果がある。

前述したポンプ１０は、ダイアフラム１３０がアクチュエータ１４０によってポンプ室１０８の容積を変更して動作流体を移動する。ダイアフラム１３０はアクチュエータ１４０によって変形されるのでその周縁は確実に固定されることが要求される。従って、筐体２００に内径方向に突出された端部２４０を設け、スペーサー１６０の端面１６１を覆い、ダイアフラム１３０をポンプ室周縁部に押圧することができる。
また、スペーサー１６０とポンプ室体１０１の高さ方向の寸法は、必ずしも一致させる必要がなくなり、蓋体３００で確実にダイアフラム１３０を押圧することができる。

また、実施例４で示した弾性壁１１１と、実施例３で説明したような流入路２０２及び流出路２１１に金属製の細管を装着する構造を組み合わせた構造にすれば、動作流体と合成樹脂で構成された部分との接触面がなくなるため、実施例３で説明した金属層５００を設けなくてもよい。

続いて、本発明の実施例５について図６に基づき説明する。実施例５は、前述した実施例１（図１、参照）とポンプ１０の基本構成は同じであり、筐体２００の形状が異なるため共通部分の説明は省略する。
図６は、実施例５の部分断面図が示されている。図６において、ポンプ室体１０１は、アクチュエータ１４０が収納される空間を形成する筒状の壁の内側から外側に貫通する接続孔１０９が設けられている。なお、この接続孔１０９は、図６では１個設けられているが、３個ないし４個設けられることが好ましい。

また、実施例１（図１、参照）で示したスペーサー１６０の装着場所にも筐体２００の一部が延出されダイアフラム保持部２５０が形成されている。このダイアフラム保持部２５０が蓋体３００を固定螺子４００によってポンプ室体１０１に螺着することによって、ダイアフラム１３０がポンプ室１０８の周縁に密着される。このダイアフラム保持部２５０は、接続孔１０９と端部２４０とで筐体２００の外周部と連続されている。従って、ポンプ室体１０１は、ダイアフラム１３０だけは露出されるが、他は、筐体２００で外周を覆われた状態である。

このような実施例５の構造によれば、前述のスペーサー１６０の代わりにダイアフラム保持部２５０が設けられ筐体２００と一体に成形されることで、ダイアフラム１３０がポンプ室１０８の周縁部に押圧されるため、スペーサー１６０を別に設けなくてもダイアフラム１３０を押圧し、保持することができる。
このことは、ポンプ室体１０１のアクチュエータ１４０を収納する空間部分にも筐体２００が延出されているため、ポンプ室体を内外ともに筐体が取りまくような構造になるので、ポンプ室体１０１と筐体２００の密着性がさらに高められ、信頼性の高いポンプ１０を提供することができる。

次に、本発明の実施例６について、図７に基づき説明する。本実施例６は、実施例１（図１、参照）とは、弾性壁の構成が異なり、他の構成は同じであるため共通部分は説明を省略する。
図７は、実施例６のポンプ１０の部分断面図が示されている。図７において、ポンプ室体１０１は、弾性壁室１１０の上面開口部の周縁に凹部１１２が形成されている。この凹部１１２にステンレス鋼などの材料で円盤状に形成された弾性壁１５５が装着され、弾性壁１５５の周縁上面は、筐体２００の一部に密着して覆われている。筐体２００は、弾性壁１５５が動作流体の圧力脈動を吸収する際の振動を妨げない範囲の大きさの貫通孔２３１が設けられている。
この実施例６では、ポンプ室体１０１の凹部１１２に弾性壁１５５を装着した後、筐体２００のインサート成形を行うことで弾性壁１５５がポンプ室体１０１と筐体２００と一体化される。

従って、実施例６によれば、前述の弾性壁１５５は、実施例１で示したように筐体と一体で成形することも可能であるが、ポンプ１０の性能を確保するために弾性壁１５５の厚みを射出成形可能な厚みの限界値よりも薄くすることが要求されることが考えられる。この際、弾性壁１５５を、例えば薄い金属板で形成し、この弾性壁１５５を筐体成形の際に一体にインサート成形することで、適切な厚みの弾性壁を採用でき、別に固定用部材等を用いずにポンプ室体１０１に固着することができる。

また、筐体２００を射出成形する成形型を変更しなくても、弾性壁１５５の厚みを適切な厚みに自在に変更し、脈動吸収機能を確保することができる。

続いて、本発明の実施例７について、図８、図９に沿って説明する。本実施例７は、実施例２の構成を基本に、動作流体と接触する面の全てに合成樹脂層を形成したところに特徴がある。
図８は、実施例７のポンプ１０の部分断面図が示され、図９は、実施例７において採用される逆止弁１２５の断面図が示されている。図８において、ポンプ室体１０１は、外周全体を覆うように筐体２００でインサート成形されている。また、ダイアフラム１３０は、金属製の円盤状の薄板の表面に樹脂皮膜１３１が形成されている。

実施例７の構造では、筐体２００及び樹脂皮膜１３１の材質としては、耐薬品性に優れた材質が選択されることが好ましい。例えば、耐酸性の高いフッ素系樹脂やシリコン系樹脂等が採用できる。ダイアフラム１３０の表面には、樹脂皮膜１３１が形成され、ポンプ室体１０１の表面も合成樹脂で覆われているため、溶着等の手段でポンプ室体１０１に固着できる。

また、実施例７では、上述のように動作流体と接触する部分は、合成樹脂で覆われるが、逆止弁も同様に耐薬品性に優れた材料で構成されることが好ましい。

図９は、実施例７に採用される逆止弁１２５の断面図が示されている。図９において、セラミックスで形成された筒状の弁座枠１２７は、中央部に、やはりセラミックスで形成された弁座１２６が圧入されている。この弁座枠１２７の動作流体が流出する方向（図中、下方）には、内側に鍔１２７Ａが形成され、この鍔１２７Ａと弁座１２６の間に、ボール支持枠１２９とボール１２８が備えられている。ボール１２８は、セラミックスまたは合成樹脂等の非金属材料で形成され、ボール支持枠１２９は、合成樹脂で形成されている。

ボール１２８及びボール支持枠１２９は、図示しないダイアフラムの振動によって上下に移動を繰り返し、ボール１２８が、弁座１２６の動作流体の流通孔１２６Ａを開閉することで、動作流体の流通及び逆流防止が行われる。

本発明のポンプ１０で流動される動作流体の材質は様々である。例えば、動作流体が強酸性である場合、この動作流体と接触する金属材料は腐食される。
従って、前述した実施例７によれば、動作流体が流動されるポンプ室１０８、ダイアフラム１３０の表面にフッ素系樹脂やシリコン系樹脂等の合成樹脂層を設けることで、強酸性の動作流体を流動させることができる。

また、逆止弁１２５については、構成される弁座１２６、弁座枠１２７、ボール１２８、ボール支持枠１２９それぞれにセラミックス（単結晶セラミックス、多結晶セラミックスを含む）、合成樹脂等の非金属材料を採用することで強酸性の動作流体を流動させることができる。

実施例７の構造では、前述した実施例１の逆止弁１２０のように、金属材料で形成された弾性を有する弁体１２３を非金属材料に変更することもできるが、薄く、しかも弾性力が大きい材料が要求されるため、単純に非金属材料に変更することは困難であると考えられ、上述したようなボール弁構造の逆止弁１２５を採用することが好ましい。

なお、本発明は、前述の実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述した実施例１〜実施例７では、それぞれに最適な構造を示しているが、実施例の構造を組み合わせて採用することができる。

従って、前述の実施例１〜実施例７によれば、ポンプ室１０８と逆止弁１２０（または、逆止弁１２５）を備えるポンプ室体１０１と、動作流体の流入路２０２と流出路２１１を備える筐体２００とをインサート成形により一体化することで構造を簡素化し、且つ、長期間にわたって性能を維持できるポンプ１０を提供することができる。特に本発明のポンプは小型ポンプに適する。

本発明のポンプ１０は、プロジェクタ等の電子機器の冷却装置、ウォータージェットメス、流体アクチュエータ、マイクロ液圧プレスのピストンの動力源等に利用することができる。

本発明の実施例１に係るポンプの断面図。 本発明の実施例１の変形例に係るポンプの部分断面図。 本発明の実施例２に係るポンプの部分断面図。 本発明の実施例３に係るポンプの部分断面図。 本発明の実施例４に係るポンプの部分断面図。 本発明の実施例５に係るポンプの部分断面図。 本発明の実施例６に係るポンプの部分断面図。 本発明の実施例７に係るポンプの部分断面図。 本発明の実施例７に係る逆止弁の断面図。

符号の説明

１０…ポンプ、１０１…ポンプ室体、１０３…入口流路、１０４…出口流路、１０８…ポンプ室、１１０…弾性壁室、１１１，１５５，２２０…弾性壁、１２０，１２５…逆止弁、１３０…ダイアフラム、１４０…アクチュエータ、１６０…スペーサー、２００…筐体、２０１…流入接続管、２０２…流入路、２１０…流出接続管、２１１…流出路、３００…蓋体、４００…固定螺子、５００…金属層。

Claims (10)

1. ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備えたポンプ室体と、
   前記入口流路に流通する流入路と、前記出口流路に流通する流出路とが設けられる合成樹脂製の筐体と、
   前記ダイアフラムを駆動するアクチュエータと、を備え、
   前記ポンプ室体と前記筐体とがインサート成形されることによって、一体に構成されることを特徴とするポンプ。
2. 請求項１に記載のポンプにおいて、
   前記ポンプ室体の入口流路の内側端部に動作流体の脈動吸収手段としての弾性壁が備えられ、
   前記弾性壁が、前記筐体と一体で成形されていることを特徴とするポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載のポンプにおいて、
   前記筐体に設けられた流入路が、前記ポンプ室体の前記逆止弁と前記弾性壁で構成された弾性壁室まで延出され、且つ、前記流出路が前記ポンプ室体の前記ポンプ室と前記逆止弁との間の空間まで延出されている、か、
   前記流入路または前記流出路のどちらか一方が、それぞれ前記弾性壁室か前記空間まで延出されていることを特徴とするポンプ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のポンプにおいて、
   前記筐体の少なくとも前記動作流体との接触面に金属層が設けられていることを特徴とするポンプ。
5. 請求項１に記載のポンプにおいて、
   前記ポンプ室体の入口流路の内側端部に動作流体の脈動吸収手段としての弾性壁が備えられ、
   前記弾性壁が、前記ポンプ室体と一体で形成されていることを特徴とするポンプ。
6. 請求項１または請求項４に記載のポンプにおいて、
   前記ポンプ室体には、前記ダイアフラムを押圧するための筒状のスペーサーが備えられ、
   前記筐体の一部が前記スペーサーの端部を覆うことによって、前記ダイアフラムが前記ポンプ室体周縁部に押圧されることを特徴とするポンプ。
7. 請求項１または請求項４に記載のポンプにおいて、
   前記ダイアフラムが板状部材で形成され、前記筐体によってインサート成形されることによって、前記ポンプ室の前記アクチュエータ側の開口部が密閉されていることを特徴とするポンプ。
8. 請求項１に記載のポンプにおいて、
   前記ポンプ室体の入口流路の内側端部に動作流体の脈動吸収手段としての弾性壁が備えられ、
   前記弾性壁が板状部材で形成され、前記ポンプ室体と共に前記筐体によりインサート成形されることによって、
   前記ポンプ室体と前記筐体と前記弾性壁とが一体に構成されることを特徴とするポンプ。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のポンプにおいて、
   前記ポンプ室と前記ダイアフラムとの、それぞれの少なくとも前記動作流体との接触面に合成樹脂層が設けられ、
   前記逆止弁が非金属材料で構成されていることを特徴とするポンプ。
10. 請求項９に記載のポンプにおいて、
    前記逆止弁がボール弁であることを特徴とするポンプ。
    

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