JP4830689B2

JP4830689B2 - ダイヤフラムポンプ

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Publication number: JP4830689B2
Application number: JP2006201439A
Authority: JP
Inventors: 治倫北原; 司法上
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2026-07-25
Also published as: EP2045468A1; KR20090023509A; CN101495755B; JP2008025519A; EP2045468A4; US20100021322A1; KR101022905B1; WO2008013191A1; CN101495755A

Description

本発明は、圧電素子を用いたダイヤフラムで駆動されて静電噴霧のための液体供給を行うダイヤフラムポンプに関する。

従来の、この種のダイヤフラムポンプにおいては、通常、静電噴霧のために、液体を吐出する吐出部とグランド（アース）間に静電電圧が印加される。ところが、この静電電圧が余りに高電圧（または低電圧）であると、流路の中の液体が接する箇所で電位の異なる部分が生じて、流路中において部分的に電気分解等が発生し、液体溶質の分離や気体の発生等の不具合が生じる虞があった。

ところで、ダイヤフラムポンプとして、例えば、特許文献１に示されるように、ポンプアクチュエータユニットと、これに着脱可能に取り付けられたポンプ接続ユニットとからなる圧電ポンプが知られている。

また、特許文献２に示されるように、ダイヤフラムにより容積が変更可能なポンプ室と、ダイヤフラムを駆動するアクチュエータユニットとを備え、ポンプ室体とアクチュエータユニットとを金属粉体成形及びステンレス鋼等で形成し、着脱可能としたポンプが知られている。また、特許文献３に示されるように、圧電素子の駆動部に接続されたダイヤフラムと、このダイヤフラムで駆動されるポンプ室とを有し、このダイヤフラムとポンプ室をそれぞれステンレス又は銅で形成して一体化した圧電ポンプが知られている。

しかしながら、特許文献１に示されるような圧電ポンプにおいては、ポンプ接続ダイヤフラムが絶縁樹脂で形成されているため、静電噴霧用に電圧が印加されると、ポンプ室全体が同電位にはならず、液体の電位を一定にすることができない。このため、前述のように、電気分解等の不具合が発生し、スムーズな静電噴霧ができなくなる。

また、特許文献２及び特許文献３に示した圧電ポンプにおいては、静電噴霧用に電圧を印加されると、ポンプ室体への液体を供給する液体容器、液体を噴霧する吐出部、及びそれらに至る各流路は必ずしも導電体で構成されるとは限らず、液体容器から吐出部までの全流路が同電位にならないので、前記特許文献１と同様に不具合が発生することがある。
実開平２−６９０７９公報特開２００５−９８２６３公報特開昭６３−１７６６７９公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、流路における液体周囲の電位の異なりを無くし、電気分解等による吐出液体の劣化等の不具合の発生を低減して液体をスムーズに静電噴霧できるダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、圧電素子と、この圧電素子によって変形するダイヤフラムと、このダイヤフラムに連動して容積が変動すると共に、この容積の変動により液体の吸入、吐出を行うポンプ室とを有し、前記液体を静電霧化するために該液体を移動するためのダイヤフラムポンプであって、前記ダイヤフラムと前記ポンプ室とは着脱自在であり、前記ダイヤフラムは、前記圧電素子の変形を前記ポンプ室に伝達する動力伝達部を備え、前記ポンプ室は、前記動力伝達部に連動する従動膜、該従動膜を介して変形され、前記ポンプ室に液体を供給する液体容器、前記液体容器と前記ポンプ室とを連結する第１流路部、前記ポンプ室からの液体を吐出する吐出部、及び前記吐出部と前記ポンプ室とを連結する第２流路部を備え、少なくとも前記ダイヤフラムと前記ポンプ室との接合時には、前記液体容器、第１流路部、ポンプ室、第２流路部、及び吐出部が同電位になるように電気的に接続されているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のダイヤフラムポンプにおいて、前記動力伝達部における前記従動膜と接する面が導電性材料により被覆されていると共に、前記従動膜は樹脂膜で形成されているものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載のダイヤフラムポンプにおいて、前記従動膜は、樹脂膜と導電膜とを密着した積層膜を有するものである。

請求項１の発明によれば、液体容器からポンプ室、吐出部に至る略全流路に流れる液体の周囲を同電位とすることができるので、流路に電位差がある場合に発生する内部電界による液体の分離や電気分解による気体の発生等の液体の流れにおける不具合が生じなくなり、ポンプ能力の低下を招くことなく、吐出液体をスムーズに静電噴霧することができる。また、ポンプ室とダイヤフラムとを分離できるので、液体による汚染によってポンプ能力が低下した時にポンプ室の交換を容易にできる。

請求項２の発明によれば、従動膜を樹脂で形成したことにより、ポンプ室内での液体が金属の腐食性を有する場合においても、従動膜の腐食性による影響を受け難くでき、ポンプ室の信頼性を高めることができる。

請求項３の発明によれば、多層膜にしたことにより従動膜の強度が強くなり、これにより導電性材料としてより薄いものを用いることができるので、従動性が良くなり動力伝達効率が向上する。また、液体が腐食性の場合には、従動膜の樹脂膜側を液体と接するポンプ室の内側面に配置して腐食性を受け難くできる。また、既成の樹脂膜と金属箔の２層膜を利用できるので、コストダウンが図れる。

以下、本発明の一実施形態に係るダイヤフラムポンプについて図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るダイヤフラムポンプの分解構成を示し、図２は、一体化した全体構成を示す。これらの図において、ダイヤフラムポンプ１０は、着脱自在のポンプ室ユニット１と、このポンプ室ユニット１をダイヤフラム駆動するダイヤフラム部ユニット２とを備える。ポンプ室ユニット１は、ダイヤフラム駆動に連動して容積が変動するポンプ室部３と、このポンプ室部３に供給する液体を溜める液体容器４と、液体を吐出する吐出部５とを有し、ダイヤフラム部ユニット２は、制御電圧により圧電素子２１を変形させてダイヤフラム駆動を行うダイヤフラム駆動部２ａと、このダイヤフラム駆動部２ａの変動をポンプ室部３に伝達する動力伝達部２ｂとを備える。

ポンプ室ユニット１において、ポンプ室部３は、液体を吸入、吐出するポンプ室３１と、このポンプ室３１に液体を供給する液体容器４と、この液体容器４とポンプ室３１とを連結する吸入流路部３４ａ（第１流路部）と、ポンプ室３１からの液体を吐出する吐出部５と、この吐出部５とポンプ室３１とを連結する吐出流路部３４ｂ（第２流路部）とを有している。また、吐出部５を区画する部材とアース間に静電電圧Ｅを印加する電源が接続される。また、この吸入流路部３４ａは、その吸入口３６ａで液体容器４と接続され、ポンプ室３１近傍には、ポンプ室３１への吸入流量を制御する吸入弁３５ａが設けられている。同様に、吐出流路部３４ｂは、その吐出口３６ｂで吐出部５と接続され、ポンプ室３１近傍には、ポンプ室３１からの吐出流量を制御する吐出弁３５ｂが設けられている。これら吸入流路部３４ａ、ポンプ室３１、及び吐出流路部３４ｂは、導電体からなる筐体３２により形成される。この筐体３２におけるポンプ室３１は、ダイヤフラム部ユニット２側に対向する底面が開口された円筒形空洞よりなり、この開口された底面は、薄い導電性樹脂より成る従動膜３３ａで覆われている。この従動膜３３ａは、超音波接合等の溶着によりポンプ室３１の底面に接合され、ポンプ室３１を密閉すると共に、このポンプ室３１の底面に電気的に接続され、この底面とポンプ室３１全体を同電位にしている。

また、ポンプ室３１の外壁となる外周部３２ａは、その外径Ｌ２が、ダイヤフラム部ユニット２の筐体２４ａの中空部２６の内径Ｌ１と略等しく形成されており、ポンプ室３１は、その外周部３２ａが筐体２４ａの中空部２６に挿入されて筐体２４ａと嵌合して接合されるようになっている。これにより、ポンプ室ユニット１とダイヤフラム部ユニット２とが一体化接合されて固定され、この固定によりダイヤフラム部ユニット２における動力伝達部２ｂの弾性体２７とポンプ室部３の従動膜３３ａが密着して接続され、従動膜３３ａは、動力伝達部２ｂに連動して変動する。従って、ダイヤフラム部ユニット２とポンプ室ユニット１とが接合されると、ポンプ室３１は、動力伝達部２ｂに連動する従動膜３３ａの変動によりその底面が変形されて、その容積が変動する。この容積の変動により、ポンプ室３１内の液体は、静電噴霧するために吐出部５へ移動される。

また、液体容器４は、導電性の容器からなり、吐出部５も導電性材料により形成される。従って、この液体容器４と筐体３２との接続により、液体容器４は筐体３２と同電位になり、また、吐出部５と筐体３２との接続により、吐出部５は筐体３２と同電位になる。これにより、ポンプ室ユニット１において、液体容器４、吸入流路部３４ａ、ポンプ室３１、吐出流路部３４ｂ、吐出部５は、全て導電体で形成されて接続されるので電気的に全て同電位にすることができる。このように、ポンプ室ユニット１の液体容器４から吐出部５に至る略全体の流路３７（図１の点線で示す）が同電位となるため、この流路３７中に含まれる液体自身も同電位に保たれる。これにより、液体の流路３７中で電位差が発生せず、従って、液体の電気分解等を生じない。

ダイヤフラム駆動部２ａは、電圧により変形する圧電素子（ＰＺＴ）２１と、制御電圧を圧電素子２１に伝える電極層２２と、この圧電素子２１により変形されるダイヤフラム板２３と、このダイヤフラム板２３をその周辺において接着、溶着等により支持固定する円筒形の筐体２４と、ダイヤフラム部ユニット２とポンプ室ユニット１間を電気的に絶縁する絶縁膜２５とを備え、この絶縁膜２５は弾性を有しダイヤフラム板２３に追従して動く。また、動力伝達部２ｂは、筐体３２のポンプ室３１の外周部３２ａ（外径Ｌ２）と嵌合する円筒形の中空部２６（内径Ｌ１）を有する筐体２４ａと、この中空部２６の底面側に略円形の弾性体２７を備える。この筐体２４ａは、絶縁膜２５を介して筐体２４と接着材等により固定され、弾性体２７は、その周辺端部が中空部２６の周辺又は絶縁膜２５と接着材等により接合されている。また、この弾性体２７は、弾力性に富み、ダイヤフラム部ユニット２とポンプ室ユニット１の接合時には、ダイヤフラム駆動部２ａの絶縁膜２５とポンプ室３１の従動膜３３ａとの両方に隙間無く密着して接合する。これにより、ダイヤフラム駆動部２ａのダイヤフラム板２３の変動を直接的にポンプ室部３の従動膜３３ａに伝達することができる。即ち、ダイヤフラム部ユニット２とポンプ室ユニット１を接合時に、従動膜３３ａと動力伝達部２ｂを密着させることができ、ダイヤフラム駆動部２ａの変動を効率良くポンプ室部３に伝達することができる。

このように、ダイヤフラム駆動部２ａの変動は、動力伝達部２ｂからポンプ室部３に伝達されてポンプ室３１の容積を変動させる。この容積の変動により、吸入工程において、液体容器４に貯蔵されている液体は、吸入流路部３４ａを経て、ポンプ室３１に搬送流体として流入され、吸入弁３５ａを経て、ポンプ室３１内に流入され、吐出工程において、ポンプ室３１から、吐出弁３５ｂを経て吐出流路部３４ｂに吐出され、吐出部５に搬送される。この搬送された液体は、吐出部５とアース間に印加される静電電圧Ｅにより吐出部５の先端に設けられたノズルから静電噴霧される。

上記ダイヤフラムポンプ１０の構成をさらに詳細説明する。ダイヤフラム部ユニット２において、ダイヤフラム板２３は、筐体２４のポンプ室部３側に対向する底面に面一になるように筐体２４内に埋め込む形で配設されている。また、電極層２２は、平板形状の圧電素子２１の一面に印刷成形等により成形された導電部材よりなり、ダイヤフラム板２３は、圧電素子２１の他面を覆うように貼り付けられ、圧電素子２１の変形に応じて弾性変形が可能な導電部材よりなる。筐体２４は、円筒形を成し、プラスチック（例えばポリアセタール（ＰＯＭ）やポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリフェニルスチレン（ＰＰＳ）等）で形成される。また、絶縁膜２５は、ダイヤフラム板２３に密着して接合されると共に、ダイヤフラム板２３が固定された筐体２４を外から覆って接着等により筐体２４に固定される。この絶縁膜２５の材料としては、例えば、厚み０．１０ｍｍのフッ素樹脂フィルム等を用いることができるが、印加電圧に応じて他の材料でもよい。この絶縁膜２５により、ポンプ室部３側において静電噴霧のために液体に印加される電源Ｖの静電電圧Ｅとダイヤフラム部ユニット２のダイヤアフラム駆動用の制御電圧（ＶＨ及びＶＬ）との電気的絶縁を図り、互いの影響を阻止する。また、電極層２２とダイヤフラム板２３には、圧電素子２１への電圧印加用の各電極が設けられており、これらの電極間にはダイヤフラム駆動用の制御電圧（ＶＨ及びＶＬ）が制御回路６により印加される。従って、制御回路６から制御電圧が圧電素子２１に印加されると、圧電素子２１の変形によりダイヤフラム板２３が変動し、同時に絶縁膜２５も変動する。これにより、ダイヤフラム部ユニット２は、ダイヤフラム駆動の働きをすることができる。

また、ダイヤフラム駆動部２ａにおいて、ダイヤフラム板２３は、円形の真鍮板で形成され、この真鍮板の寸法は、直径２０ｍｍ、厚み０．１０ｍｍであり、この真鍮板上に貼り付けられる圧電素子２１の寸法は、直径１４ｍｍ、厚み０．１３ｍｍである。また、制御回路６からの印加電圧は＋１２０Ｖと０Ｖの交番電圧とし、＋１２０Ｖの電圧を印加した場合にポンプは吐出動作を行い、０Ｖ印加時は吸入動作を行う。

また、ポンプ室部３において、筺体３２の吸入流路部３４ａと吐出流路部３４ｂのポンプ室３１の近傍に設けられた吸入弁３５ａ及び吐出弁３５ｂは、液体の流れ方向及び圧力差によって開閉する。これら吸入弁３５ａ及び吐出弁３５ｂの弁部分の構造は特に限定されるものではないが、例えば弁前後の圧力差により開閉するゴム製の片持ち弁を用いることが可能である。

また、筺体３２を形成する導電性材料は、金属の他、カーボンを含有させたＰＣ、ＰＰＳ、ナイロン樹脂、アクリル等を用いることが可能である。また、ポンプ室３１の動力伝達部２ｂと接続する側の底面を封止する従動膜３３ａは、ダイヤフラム部ユニット２の駆動により変形が可能なように極めて薄い導電性樹脂で形成され、動力伝達部２ｂと連動するポンプ室３１側のダイヤフラム動作の役割を果している。また、この従動膜３３ａを形成する導電性樹脂と、筺体３２のポンプ室３１や吐出流路部３４ｂなどの液体の流路部分とを別材料で構成してもよいが、同一材料を含む部材で構成することにより、溶着等の加工を容易にすることができる。

上記ダイヤフラムポンプ１０の動作を図３を参照して説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、ポンプ動作の吸入工程及び吐出工程におけるダイヤフラムポンプ１０の状態を示す。図３（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ吸入工程及び吐出工程に対応して、正電圧、及び負電圧の電圧印加により圧電素子２１が変形する様子を示す。ここでは、圧電素子２１の厚み方向を上下方向として示し、＋−は分極方向を示す。電極層２２とダイヤフラム板２３に設けられた電極（図示なし）間に電圧が印加されると、圧電素子２１の厚み方向に電界（白抜き矢印）が発生し、この電界により圧電素子２１は厚み方向と径方向に変形する。正電圧が印加されて電界の向きが圧電素子２１の分極の向きと同じ方向となるときは、一点鎖線の縦長の長方形で示すように圧電素子２１は厚み方向に伸び、径方向に縮む。逆に、負電圧が印加されて電界の向きが圧電素子２１の分極の向きと逆方向となるときは、一点鎖線の横長の長方形で示すように圧電素子２１は厚み方向に縮み、径方向に伸びる。ここで、製造工程において、圧電素子２１に電圧が印加されていない初期状態においては、ダイヤフラム板２３はポンプ室３１が膨らんだ方向となるように筐体２４に固定される。

これにより、ダイヤフラムポンプ１０は、圧電素子２１に電圧を印加していない初期状態から正電圧を印加すると、圧電素子２１は径方向に縮むが、ダイヤフラム板２３は伸びないため、圧電素子２１の変形に伴ってダイヤフラム板２３の撓みが減少する。これにより、ダイヤフラム板２３と筺体３２によって構成されているポンプ室３１の体積が減少してポンプ室３１内の圧力が増加し、吸入弁３５ａが閉じて吐出弁３５ｂが開き、吐出行程となり、吐出流路部３４ｂより液体を吐出する。

上記のように正電圧を印加した状態から、印加電圧を接地電圧とすると、ダイヤフラム板２３は、ダイヤフラム板２３自身の復元力によって初期状態の形状まで戻る。即ち、ダイヤフラム板２３の撓みが増加することにより、ポンプ室３１の体積が増加してポンプ室３１の圧力が減少し、吐出弁３５ｂが閉じて吸入弁３５ａが開き、吸入行程となり、吸入流路部３４ａより液体を吸入する。印加電圧は＋１２０ボルトと０ボルトの交番電圧とし、＋１２０ボルトの電圧を印加した場合にポンプは吐出動作を行い、０ボルト印加時は吸入動作を行う。このように、制御電圧によるダイヤフラム板２３の振動が絶縁膜２５に伝達されることにより、筺体３２と従動膜３３ａで構成されるポンプ室３１の空間の体積が変動して、吸入、吐出のポンプ動作が繰り返される。

そして、ポンプ室３１から吐出された液体は吐出流路部３４ｂを経て、吐出部５に吐出され、この吐出部５の先端に設けられたノズルでは、吐出部５とアース間の静電電圧Ｅを高圧にすることにより、ポンプ室３１から吐出された液体が吐出部５内のノズルを通して微細粒子となって静電噴霧される。ここで、ポンプ室３１から吐出部５までは、液体が連通して流れると共に、流路は全て導電体で形成されて電気的にも導通される。これにより、液体容器４からポンプ室３１を形成する筺体３２及び吐出部５までの液体の流路が同電位になるため、ポンプ室３１内から吐出部５内に流れる液体周辺は全て同電位に保たれる。

このように、第１の実施形態のダイヤフラムポンプ１０によれば、液体容器４、吸入流路部３４ａ、ポンプ室３１、及び吐出部５を導電体で形成し、かつポンプ室３１の動力伝達部２ｂに連動する従動膜３３ａを導電性樹脂より形成したことにより、液体容器４から吐出部５に至る全流路３７に流れる液体の電位を同電位とすることができる。これにより、流路に電位差がある場合の内部電界による液体の分離や電気分解による気体の発生等に起因する液体の流れの阻害を無くし、ポンプ能力の低下を招くことなく、吐出液体をスムーズに静電噴霧することができる。

また、ポンプ室ユニット１とダイヤフラム部ユニット２とが着脱自在なので、液体による汚染によってポンプ能力が低下した時にポンプ室部３及びポンプ室ユニット１の交換を容易にできる。また、ポンプ室３１の底面が従動膜３３ａで密封されているので、ポンプ室ユニット１とダイヤフラム部ユニット２を分離した際、ポンプ室部３から液体が漏れることを防ぐことができ、同時に、ポンプ室３１内への埃等の異物の侵入を防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るダイヤフラムポンプについて図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。第２の実施形態は、前記第１の実施形態と基本的に同じ構成であり、動力伝達部２ｂにおけるポンプ室３１の従動膜３３ｂと接する面が導電性材料により被覆されていると共に、従動膜３３ｂは樹脂膜で形成されている点で異なる。

本実施形態のダイヤフラムポンプ１０においては、ポンプ室３１の筐体３２ａの底面を密封する従動膜３３ｂは、絶縁性の樹脂膜で形成され、動力伝達部２ｂは、筐体２４ａ内の弾性体２７の表面に接着等で密着された金属箔２８を有している。また、この金属箔２８は、ポンプ室３１の筐体３２ａと動力伝達部２ｂの筐体２４ａを嵌合して結合させた場合に、従動膜３３ｂと密着して接合されると共に、図４（ａ）の点線で囲んだＡ部に示すように、金属箔２８は、ポンプ室３１における導電体の筐体３２ａの底面と圧着して接合され、この底面のポンプ室３１の周辺と電気的に接続される。これにより、この底面とポンプ室３１全体は同電位となるので、ポンプ室ユニット１全体も同電位となり、ポンプ室ユニット１内を流れる液体の周辺を全て同電位にすることができる。

本実施形態のダイヤフラムポンプ１０によれば、ポンプ室３１の底面を腐食性に強い樹脂膜による従動膜３３ｂで密封することにより、ポンプ室３１内の液体が金属に対して腐食性を有する場合においても、従動膜３３ｂが腐食による影響を受け難くでき、ポンプ室３１の信頼性を向上できる。また、ポンプ室３１と動力伝達部２ｂの嵌合時に、動力伝達部２ｂの金属箔２８とポンプ室３１の導電体の筐体３２ａとを電気的に接続させるので、ポンプ室３１の底面全体を電気的に同電位にすることができる。従って、ポンプ室ユニット１の全体を同電位にすることができ、ポンプ室ユニット内の全体の流路３７の液体を同電位に保つことができる。これにより、電気分解等の不具合の発生を防止し、スムーズな静電噴霧を実現することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るダイヤフラムポンプについて図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。第３の実施形態は、前記第１の実施形態と基本的に同じ構成であり、従動膜３３ｃは、樹脂膜３３ｄと導電膜３３ｅとを密着した積層膜を有する点で異なる。

本実施形態のダイヤフラムポンプ１０においては、ポンプ室３１の筐体３２ａの底面を密封する従動膜３３ｃは、絶縁性の樹脂膜３３ｄと導電膜３３ｅとを密着した積層膜からなっている。この積層膜からなる従動膜３３ｃは、図５（ａ）の点線で囲んだＢ部に示すように、筐体３２ａのポンプ室３１の底面と溶着等により接合される。この溶着において、樹脂膜３３ｄが例えばプラスチック等の場合は、プラスチックが溶着時に熱等で破壊され、この破壊により、積層する金属箔がプラスチック内に入り込み、積層膜を表裏で導通状態とすることができる。これにより、従動膜３３ｃは、溶着接合により、ポンプ室３１の筐体３２ａと電気的に接続することができる。また、溶着接合により樹脂膜３３ｄと導電膜３３ｅの積層において、従動膜３３ｃの絶縁体である樹脂膜３３ｄ側をポンプ室３１の液体側の内部に向けて接続した場合でも、溶着接合により、従動膜３３ｃとポンプ室３１の筐体３２ａとは電気的に接続することができ、ポンプ室３１全体を同電位にすることができると共に、腐食性の液体に強くすることができる。また、逆に、ポンプ室３１内の液体の腐食性が少なく、ポンプ室３１外の空気環境が腐食性を有する場合は、従動膜３３ｃの樹脂膜３３ｄ側をポンプ室３１の外側に配置することにより、従動膜３３ｃを外部環境に対して強くなるように構成できる。また、従動膜３３ｃは、積層膜で構成されるので膜の強度が強くなる。従って、従動性の良い樹脂膜３３ｄに薄い導電膜３３ｅを積層することが可能となる。

本実施形態のダイヤフラムポンプ１０によれば、従動膜３３ｃは、樹脂膜３３ｄと導電膜３３ｅとを密着した積層膜として、多層化にしたことにより従動膜３３ｃの強度が強くなり、これにより、導電性材料をより薄いものを用いることができるので、動力伝達部２ｂからの変動に追従し易くなり、ダイヤフラム駆動部２ａからの動力伝達効率を向上できる。また、従動膜３３ｃの樹脂膜ｄ側を液体と接するポンプ室の内側面に配置して腐食性を受け難くできる。また、液体の腐食性が少なく外部環境の空気等に腐食性がある場合に、樹脂膜ｄ側をポンプ室の外側面に配置して空気の腐食性を防ぐことができる。また、この従動膜３３ｃの積層膜は、既成の樹脂膜と金属箔を密着した２層膜を利用できるので、コストダウンが図れる。

上述した各種の実施形態のダイヤフラムポンプ１０によれば、液体容器４からポンプ室３１、吐出部５に至る流路３７に流れる液体の電位を同電位とすることができる。これにより、流路中の電位差に伴う内部電界による液体の分離や電気分解による気体の発生等が起こらないので、ポンプ能力の低下を招くことなく、吐出液体をスムーズに静電噴霧することができる。また、ポンプ室ユニット１とダイヤフラム部ユニット２とを分離できるので、液体による汚染によってポンプ能力が低下した時に、ポンプ室部３やポンプ室ユニット１の交換を容易にできる。また、ポンプ室３１の底面が従動膜３３ａで密封されているので、ポンプ室ユニット１とダイヤフラム部ユニット２を分離した際、ポンプ室部３から液体が漏れることを防ぐことができ、また、ポンプ室３１内へ埃等の異物の侵入を防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、ポンプ室ユニットは導電体で全て形成されなくても、ポンプ室ユニットの外壁が導電性部材で形成され、少なくともポンプ室ユニット内部の液体が同電位になるように、ポンプ室ユニット全体が同電位であればよい。また、上記実施形態では、ポンプ室部の筐体は、ポンプ室、吸入弁／吐出弁、吸入流路、吐出流路を一体形成しているが、ポンプ室と各流路部等を分離して構成することもできる。

本発明の第１の実施形態に係るダイヤフラムポンプの分解構成図。上記ダイヤフラムポンプの全体構成図。（ａ）は上記ポンプの吐出工程を示す図、（ｂ）は上記ポンプの吸入工程を示す図、（ｃ）は上記ポンプに用いられる圧電素子に正電圧を印加したときの動作を示す図、（ｄ）は同圧電素子に負電圧を印加した時の動作を示す図。（ａ）は本発明の第２の実施形態に係るダイヤフラムポンプの分解構成図、（ｂ）は同全体構成図。（ａ）は本発明の第３の実施形態に係るダイヤフラムポンプの分解構成図、（ｂ）は同全体構成図。

符号の説明

１ポンプ室ユニット（ポンプ室）
２ダイヤフラム部ユニット（ダイヤフラム）
２ａダイヤフラム駆動部（ダイヤフラム）
２ｂ動力伝達部
３ポンプ室部（ポンプ室）
４液体容器
５吐出部
１０ダイヤフラムポンプ
２１圧電素子
３１ポンプ室
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ従動膜
３３ｄ樹脂膜
３３ｅ導電膜
３４ａ吸入流路部（第１流路部）
３４ｂ吐出流路部（第２流路部）

Claims

圧電素子と、この圧電素子によって変形するダイヤフラムと、このダイヤフラムに連動して容積が変動すると共に、この容積の変動により液体の吸入、吐出を行うポンプ室とを有し、前記液体を静電霧化するために該液体を移動するためのダイヤフラムポンプであって、
前記ダイヤフラムと前記ポンプ室とは着脱自在であり、
前記ダイヤフラムは、前記圧電素子の変形を前記ポンプ室に伝達する動力伝達部を備え、
前記ポンプ室は、前記動力伝達部に連動する従動膜、該従動膜を介して変形され、前記ポンプ室に液体を供給する液体容器、前記液体容器と前記ポンプ室とを連結する第１流路部、前記ポンプ室からの液体を吐出する吐出部、及び前記吐出部と前記ポンプ室とを連結する第２流路部を備え、
少なくとも前記ダイヤフラムと前記ポンプ室との接合時には、前記液体容器、第１流路部、ポンプ室、第２流路部、及び吐出部が同電位になるように電気的に接続されていることを特徴とするダイヤフラムポンプ。
前記動力伝達部における前記従動膜と接する面が導電性材料により被覆されていると共に、前記従動膜は樹脂膜で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
前記従動膜は、樹脂膜と導電膜とを密着した積層膜を有することを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。