JP2016065553A - 逆止弁機構およびそれを用いたポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム材質のような縦弾性係数が小さい部材を用いなくても高い逆止性を発揮することができ、微少な差圧にて作用することができ、耐薬品性に優れ、シート部材の開口とシート状弁体の密着性を上げ、信頼性を上げることができる逆止弁機構およびそれを用いたポンプ装置を提供することが課題である。【解決手段】逆止弁機構は、密閉ケースと、シート部材と、シート状弁体と、荷重付加機構とを有する。密閉ケースは、流体の吸入口および排出口を有し、吸入口と排出口との間を連通する内部流路を形成する。シート部材は、吸入口の外周を覆う状態で密閉ケースに固定され、吸入口と対応する位置に開口を持つ樹脂材料によって形成される。シート状弁体は、シート部材の閉塞領域を持った樹脂材料によって形成される。荷重付加機構は、シート状弁体の閉塞領域にシート部材側に向けて荷重を付加する。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、逆止弁機構およびそれを用いたポンプ装置に関する。

従来のダイアフラム型の小型ポンプには、例えば、圧電素子からなる振動子（以下、「圧電振動子」という）を用いたものがある。圧電振動子を用いたダイヤフラム式の小型ポンプは、ケーシングの内周面に圧電振動子の外周部を密封支持させている。この圧電振動子に交流電圧を印加して圧電振動子を振動させる。これにより、圧電振動子がたわむことでケーシング内の容積を周期的に変化させる。このとき、搬送流体を吸い込み口から吸い込み側逆止弁を通して、ポンプ室に吸い込み、このポンプ室内に吸い込んだ流体を吐出側逆止弁を通して吐出口から吐出する構成になっている。

一般に、圧電振動子を用いたダイヤフラム式の小型ポンプでは、１回あたりの搬送流体の吐出量が少量である。そのため、逆止弁は微少な圧力差で動作する構造とする必要がある。そして、逆止弁は順方向流れの所望の設定差圧で開き、逆方向の流れを許可しない必要がある。

従来のダイヤフラム式の小型ポンプでは、例えばシリコンゴム、ブチルゴム、フッソゴム等の柔軟なゴム材料の弾性材からなる傘型弁を吸い込み側逆止弁や、吐出側逆止弁として使用した例がある。

また、ダイヤフラム式の小型ポンプの他の例として、固定された基端部と該基端部より延出した可動舌片部とより、原形状態では略Ｌ字型をなすシート弁を使用したものもある。このシート弁は、例えば弾性のあるゴム材あるいは合成樹脂材料で一体に形成されている。

特開２０００−２７４３７３号公報 特開２００５−２８２４８３号公報

圧電素子からなる振動子を用いるダイヤフラムポンプにおいて逆止弁は微少な圧力差で動作する構造とする必要がある。従来のゴム材質の傘型弁を用いた逆止弁機構では、耐薬品性はゴム材質によって決まってしまうことになる。ゴム材質の傘型弁は傘部をケースに密着させることで逆方向の流れを封止するが、薬品等の影響で永久ひずみが発生してしまうと十分な性能を発揮するとこができなくなる。

また、例えば、ゴムの縦弾性係数（ヤング率）は０．０４ＧＰａ程度であるのに対し、樹脂の縦弾性係数は、３ＧＰａ程度である。そのため、弁のゴム材質を単純に樹脂材質に置き換えると、縦弾性係数が極端に跳ね上がることになる。この場合、弁の荷重が過多となって所望の設定差圧で開かなくなったり、塞ぐべき開口のエッジ部にキズ等があった場合十分に密閉できなくなったりする可能性がある。

実施の形態は、ゴム材質のような縦弾性係数が小さい部材を用いなくても高い逆止性を発揮することができ、微少な差圧にて作用することができ、耐薬品性に優れ、シート部材の開口とシート状弁体の密着性を上げ、信頼性を上げることができる逆止弁機構およびそれを用いたポンプ装置を提供することが課題である。

実施形態の逆止弁機構によれば、密閉ケースと、シート部材と、シート状弁体と、荷重付加機構とを有する。密閉ケースは、流体の吸入口および排出口を有し、吸入口と排出口との間を連通する内部流路を形成する。シート部材は、吸入口の下流側に配置され、吸入口の外周を覆う状態で密閉ケースに固定され、吸入口と対応する位置に開口を持つ樹脂材料によって形成される。シート状弁体は、シート部材の下流側に配置され、シート部材の開口を塞ぐ閉塞領域を持った樹脂材料によって形成される。荷重付加機構は、シート状弁体の下流側に設けられ、シート状弁体の閉塞領域にシート部材側に向けて荷重を付加する。

第１の実施の形態の逆止弁機構の構成部品を示す分解斜視図。 第１の実施の形態の逆止弁機構の第１の密閉ケースにシート部材を組み付けた状態を示す平面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図３のＡ部分を拡大して示す縦断面図。 第１の実施の形態の逆止弁機構の第２の密閉ケースの裏面を示す斜視図。 第１の実施の形態の逆止弁機構を示す平面図。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。 図７のＢ部分を拡大して示す縦断面図。 第１の実施の形態の逆止弁機構が開いた状態を示す要部の縦断面図。 図９のＣ部分を拡大して示す縦断面図。 第１の実施の形態の逆止弁機構が開いた状態の流体の流れを示す要部の縦断面図。 第１の実施の形態の逆止弁機構のバネ部材が排出口の入口に突き当たる位置まで撓んだ状態を示す要部の縦断面図。 第１の実施の形態の逆止弁機構の第２の密閉ケースの裏面のＸ字溝の部分を第１の密閉ケースの一部を破断して示す要部の斜視図。 第１の実施の形態の逆止弁機構を用いたポンプ装置を示す平面図。 図１４のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図。 第２の実施の形態を示すもので、（Ａ）は逆止弁機構を示す平面図、（Ｂ）は押圧部材の軸部の十字リブを示す斜視図。 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図。 第２の実施の形態の逆止弁機構の第２の密閉ケースの一部を破断して示す要部の斜視図。 第３の実施の形態の逆止弁機構を示す平面図。 図１９のＩＩＸ−ＩＩＸ線断面図。

［第１の実施の形態］
（構成）
図１乃至図１３は、第１の実施の形態を示す。図１は、本実施の形態の逆止弁機構１の構成部品を示す分解斜視図である。本実施の形態の逆止弁機構１は、主に第１の密閉ケース２と、第２の密閉ケース３と、シート部材４と、シート状弁体５と、荷重付加機構６とを有する。

第１の密閉ケース２は、図２に示すようにほぼ矩形枠状のケース本体７を有する。図３に示すようにケース本体７の一端側は開口され、他端側には底板部８が設けられている。この底板部８の中央部には、円筒状の吸入口体９が突設されている。吸入口体９の軸心部には、流体の吸入口１０が形成されている。

ケース本体７の底板部８の上面には、それぞれ吸入口１０と同心状の円形凹部１１と、この円形凹部１１の外側のリング状溝１２とが形成されている。これらの円形凹部１１とリング状溝１２との間にシート部材４を接着する接着領域１３が形成されている。ケース本体７の周壁部の一部には、シート部材４の位置決め用の切欠部１４が形成されている。さらに、ケース本体７の開口面側には、内側部分に段差状の嵌合凹部１５が形成されている。

第２の密閉ケース３は、ほぼ矩形板状のケース本体１６と、このケース本体１６の中央部に突設された円筒状の排出口体１７とを有する。ケース本体１６は、図７に示すように第１の密閉ケース２のケース本体７と対応する形状で同じ大きさに形成されている。排出口体１７の軸心部には、流体の排出口１８が形成されている。図５に示すようにケース本体１６の排出口体１７とは反対側の面には、第１の密閉ケース２のケース本体７の矩形枠内に挿入される矩形状の挿入凸部１９が形成されている。この挿入凸部１９の根本部分には、第１の密閉ケース２のケース本体７の嵌合凹部１５と対応する形状の嵌合凸部２０が形成されている。

そして、図７に示すように第１の密閉ケース２のケース本体７の矩形枠内に第２の密閉ケース３のケース本体１６の挿入凸部１９が挿入される状態で組み付けられる。このとき、第２の密閉ケース３の嵌合凸部２０が第１の密閉ケース２の嵌合凹部１５内に嵌合される。これにより、第１の密閉ケース２と第２の密閉ケース３との間が密閉された状態で最終的に接着固定される。この第１の密閉ケース２と第２の密閉ケース３との組み付け時に第１の密閉ケース２の吸入口１０と第２の密閉ケース３の排出口１８との間を連通する内部流路２１が形成される。

さらに、第２の密閉ケース３には、挿入凸部１９の先端面に円形凹部２２が形成されている。この円形凹部２２の内底面には、排出口１８の入口１８ａの周囲にほぼＸ字状のＸ字状溝２３が形成されている。

シート部材４は、第１の密閉ケース２のケース本体７の矩形枠とほぼ同じ大きさの矩形板状のシートである。このシート部材４は、樹脂材料、例えばポリイミドで、厚さは２５μｍ、縦弾性係数（ヤング率）は、２〜４ＧＰａ、好ましくは３ＧＰａである。シート部材４は、吸入口１０と対応する位置に円形状の開口４ａを持つ。さらに、シート部材４の周縁部位には、第１の密閉ケース２のケース本体７の切欠部１４と対応する係合凸部４ｂが形成されている。

そして、このシート部材４は、第１の密閉ケース２の吸入口１０の下流側に配置され、吸入口１０の外周を覆う状態で第１の密閉ケース２に固定される。本実施の形態では、第１の密閉ケース２の接着領域１３に接着剤を塗布して、シート部材４を接着領域１３に接着固定する。これにより、図４に示すようにシート部材４は、接着領域１３の内側部分、つまりケース本体７の底板部８の円形凹部１１の内部に延出されている部分が変形（撓み）可能である。シート部材４の開口４ａの口径Ｄ２は、ケース本体７の底板部８の円形凹部１１の口径Ｄ１よりも小さい。ここで、シート部材４は、接着剤によって第１の密閉ケース２の接着領域１３に固定されているため、吸入口１０の出口からの流体はすべてシート部材４の開口４ａより排出される。

なお、接着剤には熱焼成で凝固するものもあるため、高温で焼成し、常温に戻した場合、線膨張係数の差によってシート部材４が変形する可能性がある。特に、開口４ａを持つシート部材４の線膨張係数より、第１の密閉ケース２の線膨張係数が大きい場合には、高温で焼成し、常温に戻したとき、開口４ａを持つシート部材４が撓んでしまい機能を発揮しなくなる。そのため、開口４ａを持つシート部材４の線膨張係数と第１の密閉ケース２の線膨張係数は等しいか、開口４ａを持つシート部材４の線膨張係数より、第１の密閉ケース２の線膨張係数が小さいことが望ましい。開口４ａを持つシート部材４の線膨張係数より、第１の密閉ケース２の線膨張係数が小さい場合、高温で焼成し、常温に戻したとき、第１の密閉ケース２は開口４ａを持つシート部材４を引っ張る力を加えるようになる。また、シート部材４を第１の密閉ケース２に固定する固定手段としては、接着固定に限定せず、流体の流入・流出を許可しない固定方法、例えば熱溶着でもよい。

また、シート部材４の開口４ａ及び外形形状の製造方法としては、抜き型（ビク型、ピナクル型）が考えられる。抜き型を用いた場合、シート部材４の開口４ａの片面側にバリ４ｃが発生する（図４参照）。そのため、このシート部材４の下流に配置されるシート状弁体５とバリ４ｃが接すると性能が劣化する可能性がある。そのため、シート部材４のバリ４ｃが発生する側を上流側、バリ４ｃが無い側を下流側にそれぞれ配置するように設定する。図２に示すようにシート部材４に設けられた係合凸部４ｂはシート部材４の中心軸を外した位置に設定されている。これによりシート部材４は表裏逆に取り付けることを抑制でき、バリ４ｃが発生する側を上流側、バリ４ｃが無い側を下流側に管理することができる。

シート状弁体５は、シート部材４の下流側に配置され、シート部材４の開口４ａを塞ぐ閉塞領域５ａを持った樹脂材料によって形成される。このシート状弁体５の閉塞領域５ａの周囲には流体の流れを許可する開口、本実施の形態では８個の穴５ｂが形成されている。シート状弁体５は、シート部材４と同じ材質、つまり同じヤング率、同じ厚さで作成している。本実施の形態では、シート状弁体５は、樹脂材料、例えばポリイミドで、厚さは２５μｍ、縦弾性係数（ヤング率）は、２〜４ＧＰａ、好ましくは３ＧＰａである。

荷重付加機構６は、シート状弁体５の下流側に設けられ、シート状弁体５の閉塞領域５ａにシート部材４側に向けて荷重を付加する。本実施の形態では、荷重付加機構６は、主に押圧部材２４と、バネ部材２５とを有する。押圧部材２４は、軸部２４ａの先端に円弧形状の押圧部２４ｂを有し、例えばＰＰＳなどの樹脂製の一体成形部材によって形成されている。バネ部材２５は、例えば、ステンレスにニッケルめっきが施されたシート状の渦巻きばねによって形成されている。バネ部材２５は、矩形状の基板２５ａの中央に押圧部材２４の軸部２４ａを挿通する穴部２５ｂが形成されている。この穴部２５ｂの周囲の係合リング２５ｃの周囲に複数、本実施の形態では３本の渦巻き状のアーム２５ｄの内端部が連結されている。

荷重付加機構６の組み付け時には、押圧部材２４の押圧部２４ｂをシート状弁体５の閉塞領域５ａに対向させた状態で、押圧部材２４の軸部２４ａがバネ部材２５の係合リング２５ｃの穴部２５ｂに挿通される。この状態で、第１の密閉ケース２と第２の密閉ケース３とを組み付けることにより、荷重付加機構６によってシート状弁体５の閉塞領域５ａにシート部材４側に向けて荷重を付加する状態にセットされる。すなわち、第１の密閉ケース２と第２の密閉ケース３との組み付け作業時には、第２の密閉ケース３の挿入凸部１９の先端部における円形凹部２２の周縁部位によってバネ部材２５の基板２５ａの周縁部が第１の密閉ケース２側に押圧される。このとき、押圧部材２４の押圧部２４ｂは、シート状弁体５の閉塞領域５ａに突き当てられているので、係合リング２５ｃの位置は動かない。そのため、第２の密閉ケース３の挿入凸部１９がバネ部材２５を押圧する力は、バネ部材２５の基板２５ａの周縁部に作用するので、この押圧力により、３本の渦巻き状のアーム２５ｄの部分が広がる状態に弾性変形する。そして、第１の密閉ケース２と第２の密閉ケース３とが正しい組み付け位置まで組み付けられると、図７に示すようにバネ部材２５の基板２５ａの周縁部が、シート状弁体５に近接する位置まで移動する。このとき、図８に示すようにバネ部材２５の３本の渦巻き状のアーム２５ｄの弾性変形による押圧力がバネ部材２５の係合リング２５ｃを介して押圧部材２４に作用する。この押圧力が、荷重付加機構６によってシート状弁体５の閉塞領域５ａにシート部材４側に向けて荷重を付加するばね力となる。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。図６、図７は逆止弁機構１を組み立てた状態であり、図７、図８は逆止の機能が働いて逆止弁機構１が閉じている状態を示している。この状態では、荷重付加機構６のバネ部材２５によって発生した荷重は押圧部材２４を通じて、シート状弁体５の閉塞領域５ａを押圧する。これにより、シート状弁体５の閉塞領域５ａがシート部材４の開口４ａを塞ぐ状態にシート部材４に圧接される。その荷重は、シート部材４にも伝搬し、シート部材４の接着固定されていない接着領域１３の内側部分、つまりケース本体７の底板部８の円形凹部１１の内部に延出されている部分（吸入口１０を覆う部分）が荷重によって撓む。ここで、シート部材４と、シート状弁体５とは、同じ材質、つまり同じヤング率、同じ厚さで作成しているので、シート部材４と同じ程度にシート状弁体５も撓む。よって、図８に示すようにシート部材４の開口４ａとシート状弁体５とは線接触とならず、面接触となるため、高い逆止性能を得ることができる。

なお、開口４ａを有するシート部材４を硬い部材、厚い部材で作成した場合には、開口を有するシート部材４とシート状弁体５とは線接触となってしまう。そのため、例えばシート部材４のエッジ部にキズ等があるとそこから漏れが発生してしまい逆止性能を発揮することができない。本実施の形態では、円形凹部１１の内部に延出されている部分ではシート部材４と同じ程度にシート状弁体５も撓ませることで、シート部材４とシート状弁体５とを面接触させることができるので、このような事態を防止することができる。

図９、図１０、図１１は逆止弁機構１が開弁作用をした状態を示している。逆止弁機構１が開弁作用するには、荷重付加機構６によって発生した荷重より、吸入口１０に加わる力（差圧×吸入口１０の領域の面積）が上回った時である。逆止弁機構１の開弁時には、図１１中に矢印で示すように第１の密閉ケース２の吸入口体９の吸入口１０内を流れる流体は、第１の密閉ケース２の吸入口体９の吸入口１０から円形凹部１１を通り、シート部材４の開口４ａ内に流入する。続いて、流入する流体の圧力により、シート部材４とシート状弁体５との間が開く。そのため、流体は、シート部材４とシート状弁体５との間を通り、シート状弁体５の穴５ｂから第２の密閉ケース３の円形凹部２２の内部側に流入する。そして、バネ部材２５の３本の渦巻き状のアーム２５ｄ間の隙間を通り、第２の密閉ケース３の排出口１８内に流入し、第２の密閉ケース３の排出口１８の出口から外部に流出する。

本実施の形態の逆止弁機構１では、開口４ａを持つシート部材４の接着固定されていない部分、つまりは円形凹部１１の内部に延出されている部分（吸入口１０を覆う部分）は圧力を伝搬することができる。そのため、図４に示した円形凹部１１の口径Ｄ１の面積部が圧力を伝搬することができる。ここで、開口４ａを持つシート部材４を硬い部材、厚い部材で作成した場合には、円形凹部１１の内部に延出されている部分の全体で圧力を伝搬することができなくなってしまう。この場合は、図４に示したシート部材４の開口４ａの口径Ｄ２の面積部が圧力を伝搬する部分となる。よって、荷重付加機構６の荷重が同じ場合において、本実施の形態の構成では、開口４ａを持つシート部材４を硬い部材、厚い部材で作成した場合に比べて、より小さい差圧で開弁作用させることができる。言い換えれば、同じ開弁作用する圧力設定の場合、本実施の形態の構成では、荷重付加機構６の荷重を大きくすることができるので、シート部材４の開口４ａとシート状弁体５の密着性を上げ、信頼性を上げることが出来る。

（効果）
そこで、上記構成の本実施の形態の逆止弁機構１では、次の効果を奏する。すなわち、縦弾性係数（ヤング率）が小さい部材（ゴム材質）を用いなくても高い逆止性を発揮する逆止弁機構１を提供できる。開弁時は、開口４ａを持つシート部材４の接着固定されていない部分、つまりは円形凹部１１の内部に延出されている口径Ｄ１の領域に加わる圧力と荷重付加機構６との釣り合いによって決定するため、微少な差圧にて作用する。さらに、荷重付加機構６の荷重を大きくすることができるので、シート部材４の開口４ａとシート状弁体５との密着性を上げ、信頼性を上げることが出来る。

したがって、ゴム材質のような縦弾性係数が小さい部材を用いなくても高い逆止性を発揮することができかつ、微少な差圧にて作用することができる。さらに、耐薬品性に優れ、シート部材４の開口４ａとシート状弁体５の密着性を上げ、信頼性を上げることができる逆止弁機構１を提供することができる。

また、第１の密閉ケース２の吸入口１０からの流量が大きい場合には、荷重付加機構６を形成するバネ部材２５が大きく撓み、図１２に示すように排出口１８の入口１８ａに突き当たって排出口１８の入口１８ａをバネ部材２５が塞ぐことが考えられる。本実施の形態では、図１１に示すように第２の密閉ケース３の排出口１８の入口１８ａにはＸ字状溝２３が掘り込まれている。そのため、図１２に示すようにバネ部材２５が排出口１８の入口１８ａに突き当たって排出口１８の入口１８ａをバネ部材２５が塞いだとしても図１３に示すようにＸ字状溝２３から流れを排出口１８に流すことができる。

［第１の実施の形態の逆止弁機構１を用いたポンプ装置］
図１４は、第１の実施の形態（図１乃至図１３参照）の逆止弁機構１を用いたポンプ装置３１を示す平面図、図１５は、図１４のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。ポンプ装置３１は、ケーシング３２と、吸い込み流路３３と、吐出流路３４と、ポンプ室３５と、吸い込み側逆止弁３６と、吐出側逆止弁３７とを有する。吸い込み流路３３は、ケーシング３２内に搬送流体を流入する。吐出流路３４は、ケーシング３２内から搬送流体を吐出する。ポンプ室３５は、ケーシング３２内に連通する吸入口３８及び吐出口３９を有する隔室として配設される。

ポンプ室３５は、ケーシング３２の端面に形成された凹陥部４０を有する。この凹陥部４０の開口部は圧電ダイヤフラム４１によって閉塞されている。この圧電ダイヤフラム４１は、樹脂製のダイヤフラム４２と、このダイヤフラム４２に接着された圧電振動板４３とを有する。この圧電ダイヤフラム４１は、図示しない駆動源により圧電振動板４３が往復振動を行い、接着されたダイヤフラム４２も往復振動するので、全体として往復振動を行う。

さらに、吸い込み側逆止弁３６は、ポンプ室３５の吸入口３８側に設けられ、吐出側逆止弁３７は、ポンプ室３５の吐出口３９側に設けられている。これらの吸い込み側逆止弁３６および吐出側逆止弁３７は、第１の実施の形態の逆止弁機構１と同一構成になっている。ここで、吸い込み側逆止弁３６は、吸い込み流路３３側に第１の密閉ケース２が配置され、ポンプ室３５側に第２の密閉ケース３が配置されている。そして、吸い込み流路３３側から吸い込み側逆止弁３６を通りポンプ室３５側に向かう搬送流体の流れは通す。逆に、ポンプ室３５側から吸い込み側逆止弁３６を通り吸い込み流路３３側に向かう搬送流体の流れは阻止する。これにより、吸い込み側逆止弁３６を通る搬送流体の逆流を防止する。

また、吐出側逆止弁３７は、ポンプ室３５側に第１の密閉ケース２が配置され、吐出流路３４側に第２の密閉ケース３が配置されている。そして、ポンプ室３５側から吐出側逆止弁３７を通り吐出流路３４側に向かう搬送流体の流れは通す。逆に、吐出流路３４側から吐出側逆止弁３７を通りポンプ室３５側に向かう搬送流体の流れは阻止する。これにより、吐出側逆止弁３７を通る搬送流体の逆流を防止する。

そして、ポンプ装置３１の駆動時には、この圧電ダイヤフラム４１の往復振動により、搬送流体の吸入及び吐出を行う。このとき、搬送流体は、図１５中に実線矢印で示すように吸入口３８から吸い込み流路３３内を通り、吸い込み側逆止弁３６を経てポンプ室３５に吸入される。また、ポンプ室３５内の流体は、図１５中に実線矢印で示すように吐出流路３４内を通り、吐出側逆止弁３７を経て吐出口３９から吐出される。そして、吸い込み側逆止弁３６および吐出側逆止弁３７によって搬送流体の逆流を防止する。

本実施の形態のポンプ装置３１では、吸い込み側逆止弁３６および吐出側逆止弁３７として第１の実施の形態の逆止弁機構１を用いている。そのため、第１の実施の形態の逆止弁機構１と同様に、ゴム材質のような縦弾性係数が小さい部材を用いなくても高い逆止性を発揮することができかつ、微少な差圧にて作用することができる。さらに、耐薬品性に優れ、シート部材４の開口４ａとシート状弁体５の密着性を上げ、信頼性を上げることができるポンプ装置３１を提供することができる。

［第２の実施の形態］
（構成）
図１６乃至図１８は、第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態（図１乃至図１３参照）の逆止弁機構１の荷重付加機構６の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図１６乃至図１８中で、図１乃至図１３と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１６（Ａ）は、第２の実施の形態の逆止弁機構５１を示す平面図、図１６（Ｂ）は押圧部材２４の軸部２４ａの後述する十字リブ５５を示す斜視図、図１７は、図１６（Ａ）のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。本実施の形態の逆止弁機構５１は、コイル状の圧縮バネ５２を用いた荷重付加機構５３を設けている。圧縮バネ５２は、例えばステンレス等にニッケルめっき処理が施され、耐薬品性を向上している。

第２の密閉ケース３の排出口体１７には、排出口１８の内周面に排出口１８の出口側部分１８ｃの内径よりも内径が大きい段付きの穴１８ｂが形成されている。この段付きの穴１８ｂと出口側部分１８ｃとの接合部の段部が圧縮バネ５２のバネ座面５４として作用する。段付き穴１８ｂの内径は、圧縮バネ５２の外径と摺動可能な隙間が存在するように設定されている。

圧縮バネ５２は、第２の密閉ケース３の段付きの穴１８ｂと押圧部材２４の軸部２４ａの外周面との間に挟まれた状態に挿入される。そして、圧縮バネ５２の一端部がバネ座面５４に当接し、他端部が押圧部材２４の押圧部２４ｂの裏面に当接した状態にセットされる。これにより、圧縮バネ５２は、シート状弁体５の閉塞領域５ａをシート部材４側に向けて押圧する。

図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように押圧部材２４の軸部２４ａの外周面には、軸方向に沿って形成された４つの直線状突起部５５ａが周方向に等間隔で配置されている。これにより、各直線状突起部５５ａによって十字リブ５５が形成されている。この十字リブ５５は、押圧部材２４の中心位置を決めつつ、各直線状突起部５５ａと圧縮バネ５２の内周面とには摺動可能な隙間が存在している。なお、押圧部材２４の軸部２４ａと圧縮バネ５２の内周面とを直接摺動させない理由は、次の通りである。すなわち、押圧部材２４の軸部２４ａの軸径によって押圧部材２４の中心位置を決めつつ、圧縮バネ５２の内周面と摺動可能な隙間にした場合、排出口１８に十分な流路開口を設けることが出来ない。この場合、排出口１８を流れる流体の流路抵抗が大きくなってしまうので、これを防ぐためである。

（作用・効果）
本実施の形態では、コイル状の圧縮バネ５２を用いた荷重付加機構５３を設けている。この圧縮バネ５２の押圧力により、押圧部材２４をシート状弁体５の閉塞領域５ａに押し付ける。この押圧力が、荷重付加機構５３によってシート状弁体５の閉塞領域５ａにシート部材４側に向けて荷重を付加するばね力となる。そのため、本実施の形態でも第１の実施の形態（図１乃至図１３参照）の逆止弁機構１と同様の効果が得られる。

さらに、本実施の形態では、押圧部材２４の軸部２４ａの外周面に十字リブ５５を設けることで、押圧部材２４の軸部２４ａと排出口１８との間に隙間を設けることができる。これにより、排出口１８に十分な流路開口を設けることが出来るので、流路抵抗を下げることが出来る。

［第３の実施の形態］
図１９および図２０は、第３の実施の形態を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態（図１乃至図１３参照）の逆止弁機構１の排出口１８の位置を変更した変形例を示す。なお、図１９および図２０中で、図１乃至図１３と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１９は、第３の実施の形態の逆止弁機構６１を示す平面図、図２０は、図１９のＩＩＸ−ＩＩＸ線断面図である。本実施の形態の逆止弁機構６１では、第１の密閉ケース２に円筒状の吸入口体９と円筒状の排出口体６２とを設け、この排出口体６２の軸心部に排出口１８を設けている。さらに、第１の密閉ケース２のケース本体７の内部には、円形凹部２２の側方に排出口１８に連通する排出流路６３を設けている。

（作用・効果）
本実施の形態では、第１の密閉ケース２に円筒状の排出口体６２を設け、この排出口体６２に排出口１８を設けたので、吸入口１０と排出口１８に一方向よりアクセスすることが可能となる。

これらの実施形態によれば、ゴム材質のような縦弾性係数が小さい部材を用いなくても高い逆止性を発揮することができ、微少な差圧にて作用することができ、耐薬品性に優れ、シート部材の開口とシート状弁体の密着性を上げ、信頼性を上げることができる逆止弁機構およびそれを用いたポンプ装置を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…逆止弁機構、２…第１の密閉ケース、３…第２の密閉ケース、４…シート部材、５…シート状弁体、５ａ…閉塞領域、６…荷重付加機構、１０…吸入口、２１…内部流路、２４…押圧部材、２５…バネ部材。

Claims (5)

1. 流体の吸入口および排出口を有し、前記吸入口と前記排出口との間を連通する内部流路を形成する密閉ケースと、
   前記内部流路の流れ方向における前記吸入口の下流側に配置され、前記吸入口の外周を覆う状態で前記第１の密閉ケースに固定され、前記吸入口と対応する位置に開口を持つ樹脂材料によって形成されたシート部材と、
   前記内部流路の流れ方向における前記シート部材の下流側に配置され、前記シート部材の前記開口を塞ぐ閉塞領域を持った樹脂材料によって形成されたシート状弁体と、
   前記内部流路の流れ方向における前記シート状弁体の下流側に設けられ、前記シート状弁体の前記閉塞領域と対応する部分に前記シート部材側に向けて荷重を付加する荷重付加機構と、
   を有する逆止弁機構。
2. 前記シート部材の開口の面積は、前記吸入口の面積よりも小さい請求項１に記載の逆止弁機構。
3. 前記密閉ケースの線膨張係数は、前記シート部材の線膨張整数よりも小さい請求項１または２に記載の逆止弁機構。
4. 前記シート部材の前記開口は、抜き型で製造され、前記開口の周縁にバリが無い側を前記内部流路の流れ方向下流側に配置した請求項１乃至３のいずれかに記載の逆止弁機構。
5. ケーシングと、
   前記ケーシング内に搬送流体を流入する吸い込み流路と、
   前記ケーシング内から搬送流体を吐出する吐出流路と、
   前記ケーシング内に連通する吸入口及び吐出口を有する隔室として配設され、駆動源により往復振動を行う圧電ダイヤフラムを内部に有して上記搬送流体の吸入及び吐出を行うポンプ室と、
   前記ポンプ室の前記吸込口に設けられ、前記吸い込み流路に連通し、上記搬送流体の逆流を防止する吸い込み側逆止弁と、
   前記ポンプ室の前記吐出口に設けられ、前記吐出流路に連通し、上記搬送流体の逆流を防止する吐出側逆止弁とを有してなるポンプ装置であって、
   前記吸い込み側逆止弁および前記吐出側逆止弁は、請求項１の逆止弁機構を用いたポンプ装置。