KR102435914B1 - 펌프 유닛 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

부품 점수를 저감시킴과 함께 제조 순서를 간소화할 수 있는 펌프 유닛 및 그 제조 방법을 제공한다.　펌프 유닛(1)은, 압전 소자(4)와 압전 소자(4)의 작동에 따라 유체를 토출하는 토출 기구(5)를 가지는 펌프(2)와, 펌프(2)에 부착된 밸브 기구(3)를 구비하고 있다. 토출 기구(5) 및 밸브 기구(3)는, 각각 복수의 금속판(22)~(37)이 미리 설정된 적층 방향으로 적층된 상태로 당해 복수의 금속판(22)~(37)이 확산 접합되는 것에 의해서 각각 형성되고, 또한 서로 확산 접합에 의해서 고정되어 있다.

Description

펌프 유닛 및 그 제조 방법

본 발명은, 펌프실 내의 용적을 변화시킴으로써 유체를 토출하는 용적식의 펌프와, 펌프의 상류측의 압력이 상승했을 때에 당해 펌프를 통한 유체의 흐름을 규제하는 밸브 기구를 가지는 펌프 유닛에 관한 것이다.

상기 펌프 유닛으로서 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 마이크로 펌프의 조립체가 알려져 있다.

상기 조립체는, 압전 소자와 이 압전 소자의 작동에 따라 유체를 토출하는 토출 기구를 가지는 펌프와, 상기 펌프가 부착된 기판과, 펌프와 기판 사이에 설치된 개스킷을 구비하고 있다.

토출 기구는, 펌프 본체와, 펌프 본체와의 사이에서 펌프실을 구획하는 펌프측 다이어프램과, 펌프실에 접속되도록 펌프 본체에 형성된 도입 통로에 설치된 도입 밸브와, 펌프실에 접속되도록 펌프 본체에 형성된 도출 통로에 설치된 도출 밸브를 구비하고 있다.

펌프측 다이어프램은, 압전 소자의 작동에 따라 진동하고, 이것에 의해 펌프실의 용적의 증가와 감소가 반복된다.

도입 밸브는, 당해 도입 밸브의 상류측의 압력이 펌프실 내의 압력보다도 높을 때에 연다. 도출 밸브는, 펌프실 내의 압력이 도출 밸브의 하류측의 압력보다도 높을 때에 연다.

따라서, 펌프측 다이어프램의 진동에 의해 펌프실 내의 용적이 증가하면 도입 밸브가 열림과 함께 도출 밸브가 닫히고, 도입 통로를 통해서 펌프실 내에 유체가 흡인된다. 한편, 펌프측 다이어프램의 진동에 의해 펌프실 내의 용적이 감소하면 도입 밸브가 닫힘과 함께 도출 밸브가 열려 펌프실로부터 도출 통로를 통해서 유체가 도출된다.

전술과 같이, 도입 밸브 및 도출 밸브는, 그 상류측의 압력이 하류측의 압력보다도 높을 때에 열기 때문에, 펌프의 상류측의 압력이 상승하면 의도하지 않고 유체가 도출 통로를 통해서 도출될 우려가 있다.

따라서, 기판은, 도입 통로 내의 압력이 상승했을 때의 유체의 흐름을 규제하기 위한 밸브 기구를 구비하고 있다.

구체적으로, 밸브 기구는, 도입 통로에 접속된 도입측 접속 통로와 도출 통로에 접속된 도출측 접속 통로를 가지는 밸브 기구 본체와, 도입측 접속 통로와 도출측 통로를 나누도록 상기 밸브 기구 본체에 설치된 밸브측 다이어프램을 구비하고 있다.

밸브측 다이어프램은, 도입측 접속 통로 내의 압력이 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에, 이 압력차에 의해서 도출측 접속 통로를 닫는 방향으로 밀어넣어진다. 이것에 의해, 펌프의 상류측의 압력이 상승했을 때에 도출측 통로를 통한 유체의 흐름이 규제된다.

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 펌프 유닛에서는, 펌프가 밸브 기구(기판)에 대해서 개스킷을 개재하여 부착되어 있다. 개스킷은, 펌프와 밸브 기구 사이를 시일하기 위한 것으로, 미경화 엘라스토머를 스크린 인쇄에 의해 공급한 후, 미경화 엘라스토머를 가열하여 경화시키는 것에 의해서 형성되어 있다.

이와 같이 특허 문헌 1의 펌프 유닛에는 개스킷이 설치되어 있기 때문에, 당해 펌프 유닛의 부품 점수가 많아지고, 또한 펌프와 밸브 기구 사이에 개스킷을 형성하기 위한 공정이 필요해져 펌프 유닛의 제조 순서가 번잡해진다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허 공개 제2013－117213호 공보

본 발명의 목적은, 부품 점수를 저감시킴과 함께 제조 순서를 간소화할 수 있는 펌프 유닛 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 펌프 유닛으로서, 압전 소자와 상기 압전 소자의 작동에 따라서 유체를 토출하는 토출 기구를 가지는 펌프와, 상기 펌프에 부착된 밸브 기구를 구비하고, 상기 토출 기구는 펌프 본체와, 상기 펌프 본체와의 사이에서 펌프실을 구획하는 펌프측 다이어프램과, 상기 펌프실에 접속되도록 상기 펌프 본체에 형성된 도입 통로에 설치된 적어도 1개의 도입 밸브와, 상기 펌프실에 접속되도록 상기 펌프 본체에 형성된 도출 통로에 설치된 도출 밸브를 갖고, 상기 밸브 기구는, 상기 도입 통로에 접속된 도입측 접속 통로와 상기 도출 통로에 접속된 도출측 접속 통로를 가지는 밸브 기구 본체와, 상기 도입측 접속 통로와 상기 도출측 접속 통로를 나누도록 상기 밸브 기구 본체에 설치된 밸브측 다이어프램을 갖고, 상기 도입 밸브는, 상기 도입 밸브의 상류측의 압력이 상기 펌프실 내의 압력보다도 높을 때에 열고, 상기 도출 밸브는, 상기 펌프실 내의 압력이 상기 도출 밸브의 하류측의 압력보다도 높을 때에 열고, 상기 밸브측 다이어프램은, 상기 도입측 접속 통로 내의 압력이 상기 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에 상기 도출측 접속 통로를 통한 유체의 흐름을 규제하고, 상기 토출 기구 및 상기 밸브 기구는, 미리 설정된 적층 방향으로 적층된 상태로 서로 확산 접합된 복수의 금속판을 각각 갖고, 또한, 서로 확산 접합에 의해서 고정되어 있는, 펌프 유닛을 제공한다.

또, 본 발명의 펌프 유닛의 제조 방법은, 상기 토출 기구 및 상기 밸브 기구를 형성하기 위한 복수의 금속판을 준비하는 준비 공정과, 상기 복수의 금속판을 확산 접합하는 접합 공정과, 상기 토출 기구에 상기 압전 소자와 부착하는 부착 공정을 포함한다.

본 발명에 의하면, 펌프 유닛의 부품 점수를 저감시킴과 함께 제조 순서를 간소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 펌프 유닛의 평면도이다.
도 3은 도 2의 III－III선 단면도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 펌프 유닛의 동작을 나타내는 단면도이며, 펌프실에 유체가 도입된 상태를 나타낸다.
도 5는 도 2에 나타내는 펌프 유닛의 동작을 나타내는 단면도이며, 펌프실로부터 유체가 도출된 상태를 나타낸다.
도 6은 도 2에 나타내는 펌프 유닛의 동작을 나타내는 단면도이며, 밸브측 다이어프램에 의해 유체의 도출이 규제된 상태를 나타낸다.
도 7은 도 1의 펌프 유닛의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 챔버 부분의 분해 사시도이다.
도 9는 도 7의 중간 부분의 분해 사시도이다.
도 10은 도 7의 밸브체 부분의 분해 사시도이다.
도 11은 도 2의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 12는 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛을 제조하기 위해서 이용할 수 있는 연결 금속판의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 13은 제1 실시 형태의 변형예를 나타내는 도 2 상당도이다.
도 14는 제1 실시 형태의 변형예를 나타내는 도 2 상당도이다.
도 15는 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛의 유량과 압력(배압)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛의 유량과 주파수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 있어서의 에어 누락을 설명하기 위해서 시간과 유량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 있어서의 중간 부분의 분해 사시도이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 있어서의 밸브체 부분의 분해 사시도이다.
도 20은 도 18의 XX선을 따른 단면도와 도 19의 XX선을 따른 단면도를 조합하여 나타내는 것이다.
도 21은 도 18의 XXI선을 따른 단면도이며, 챔버 부분을 추가한 것이다.
도 22는 제1 실시 형태에 있어서의 도입 밸브를 나타내는 평면도이다.
도 23은 제2 실시 형태에 있어서의 도입 밸브를 나타내는 평면도이다.
도 24는 제1 실시 형태에 있어서의 밸브체 부분에 있어서의 제14~제16 금속판을 밸브측 다이어프램측으로부터 본 상태를 나타내는 평면도이다.
도 25는 제2 실시 형태에 있어서의 밸브체 부분에 있어서의 제14 및 제15 금속판을 밸브측 다이어프램측으로부터 본 상태를 나타내는 평면도이다.
도 26은 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛의 유량과 압력(배압)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 27은 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛의 유량과 주파수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 28은 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 있어서의 도입 밸브의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 29는 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 있어서의 도입 밸브의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 30은 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 있어서의 도입 밸브의 변형예를 나타내는 평면도이다.

이하 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하의 실시의 형태는, 본 발명을 구체화한 예로서, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 성격의 것은 아니다.

＜제1 실시 형태(도 1~도 12)＞

도 1~도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛(1)에 대해 설명한다. 또한, 도 2는, 도 1의 펌프 유닛(1)의 압전 소자(4)를 생략한 상태에 있어서의 평면도이다.

펌프 유닛(1)은, 유체를 토출하는 펌프(2)와, 펌프(2)의 상류측의 유체의 압력이 증가했을 때에 펌프(2)를 통한 유체의 도출을 규제하는 밸브 기구(3)를 구비하고 있다.

펌프(2)는, 압전 소자(4)와, 압전 소자(4)의 작동에 따라서 유체를 토출하는 토출 기구(5)를 가진다.

토출 기구(5)는, 펌프 본체(8)와, 펌프 본체(8)와의 사이에서 펌프실(S1)을 구획하는 펌프측 다이어프램(9)과, 펌프실(S1)에 접속되도록 펌프 본체(8)에 형성된 4개의 도입 통로(도 3에 있어서 1개만 나타냄)(13)에 설치된 도입 밸브(14)와, 펌프실(S1)에 접속되도록 펌프 본체(8)에 형성된 도출 통로(16)에 설치된 도출 밸브(17)를 구비하고 있다.

펌프실(S1)은 평면에서 보아 대략 원형의 공간(도 2 참조)이다. 도출 통로(16)는 평면에서 보아 펌프실(S1)의 중심에 접속된 통로이다. 4개의 도입 통로(13)는 펌프실(S1)의 중심축(J)(도 3 참조)을 중심으로 90°마다 설치되어 있다. 도입 통로(13)는, 중심축(J)(후술하는 금속판(22~37)의 적층 방향과 평행한 축)을 따라서 펌프 유닛(1)을 보는 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치된 부분과, 평면에서 보아 펌프실(S1)의 외측에 배치된 부분을 가진다. 도출 통로(16)는 평면에서 보아 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다.

펌프 본체(8)는, 도입 밸브(14)와의 사이에서 도입 통로(13)를 닫기 위한 도입 밸브 시트(15)와, 도출 밸브(17)와의 사이에서 도출 통로(16)를 닫기 위한 도출 밸브 시트(18)를 가진다.

도입 밸브(14)는, 당해 도입 밸브(14)의 상류측의 압력이 펌프실(S1) 내의 압력 이하일 때에 도입 밸브 시트(15)에 밀착하여 도입 통로(13)를 닫는다. 한편, 도입 밸브(14)는, 당해 도입 밸브(14)의 상류측의 압력이 펌프실(S1) 내의 압력보다도 높을 때에 탄성 변형함으로써 도입 밸브 시트(15)로부터 멀어져 도입 통로(13)를 연다.

도출 밸브(17)는 펌프실(S1) 내의 압력이 도출 밸브(17)의 하류측의 압력 이하일 때에 도출 밸브 시트(18)에 밀착하여 도출 통로(16)를 닫는다. 한편, 도출 밸브(17)는 펌프실(S1) 내의 압력이 도출 밸브(17)의 하류측의 압력보다도 높을 때에 탄성 변형함으로써 도출 밸브 시트(18)로부터 멀어져 도출 통로(16)를 연다.

밸브 기구(3)는 펌프(2)의 도입 통로(13)에 접속된 도입측 접속 통로(10)와 펌프(2)의 도출 통로(16)에 접속된 도출측 접속 통로(11)를 가지는 밸브 기구 본체(6)와 도입측 접속 통로(10)와 도출측 접속 통로(11)를 나누도록 밸브 기구 본체(6)에 설치된 밸브측 다이어프램(7)을 구비하고 있다.

밸브측 다이어프램(7)은, 펌프측 다이어프램(9)과 동심으로 배치되고, 또한 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다(도 2 참조). 또, 밸브측 다이어프램(7)은 펌프측 다이어프램(9)과 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 펌프(2)의 도입 통로(13) 및 도출 통로(16)는 각각 양 다이어프램(7, 9)의 사이에 설치되어 있다.

도입측 접속 통로(10)는, 펌프(2)의 도입 통로(13)로부터 밸브측 다이어프램(7)을 피해 당해 밸브측 다이어프램(7)의 펌프(2)와 반대측의 위치까지 연장되고, 밸브 기구 본체(6)의 펌프(2)와 반대측의 단면에서 개구하고 있다.

구체적으로, 도입측 접속 통로(10)는 펌프 본체(8)의 4개의 도입 통로(13)에 각각 접속된 4개의 피접속부(도 3에서는 1개만 나타낸다)(10d)와, 각 피접속부(10d)의 중심축(J)으로부터 가장 먼 쪽의 단부로부터 중심축(J)과 평행으로 연장되는 제1 연장부(10c)와, 각 제1 연장부(10c)로부터 중심축(J)에 가까워지는 방향으로 연장되는 제2 연장부(10b)와, 4개의 제2 연장부(10b)에 접속된 도입부(10a)를 구비하고 있다. 즉, 도입부(10a)로부터 도입된 유체는, 4개의 제2 연장부(10b)로 나누어져 흐르고, 당해 제2 연장부(10b), 제1 연장부(10c), 및 피접속부(10d)를 통과하여 펌프(2)의 도입 통로(13)에 이끌린다.

여기서, 도입측 접속 통로(10) 중 피접속부(10d)의 일부, 제1 연장부(10c)의 전체, 및 제2 연장부(10b)의 일부는, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 외측에 배치되고, 그 이외의 부분은, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다.

한편, 도출측 접속 통로(11)는 펌프(2)의 도출 통로(16)로부터 밸브측 다이어프램(7)을 향하여 연장됨과 함께 당해 밸브측 다이어프램(7)의 표면을 따라서 중심축(J)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되고, 밸브측 다이어프램(7)의 측방을 통과하여 밸브 기구 본체(6)의 펌프(2)와 반대측의 단면에서 개구하고 있다.

구체적으로, 도출측 접속 통로(11)는 펌프 본체(8)의 도출 통로(16)에 접속된 피접속부(11a)와, 피접속부(11a)의 밸브측 다이어프램(7)측의 단부로부터 중심축(J)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제1 연장부(11b)와, 제1 연장부(11b)의 중심축(J)으로부터 먼 쪽의 단부에 각각 접속되고 있음과 함께 중심축(J)과 평행하는 방향으로 연장되는 2개의 제2 연장부(도 3에서는 1개만 나타냄)(11c)와, 양 연장부(11c)를 합류시키는 도출부(11d)를 구비하고 있다. 펌프실(S1)로부터 피접속부(11a)에 도출된 유체는, 제1 연장부(11b)를 통해서 2개의 제2 연장부(11c)로 나누어져 흐르고, 재차 도출부(11d)에 있어서 합류하여 도출된다. 또한, 피접속부(11a) 내에는, 도출 밸브(17)의 개방 시에 당해 도출 밸브(17)를 미리 설정된 개방 위치에 유지하는 스톱퍼(12)가 설치되어 있다.

여기서, 도출측 접속 통로(11) 중 제 1 연장부(11b)의 일부, 제2 연장부(11c)의 전체, 도출부(11d)의 일부는, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 외측에 배치되고, 그 이외의 부분은, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다.

밸브측 다이어프램(7)은, 도입측 접속 통로(10)의 일부(도입부(10a) 및 제2 연장부(10b)의 일부)를 구획하는 벽면으로서 기능함과 함께, 도출측 접속 통로(11)의 일부(피접속부(11a) 및 연장부(11b)의 일부)를 구획하는 벽면으로서 기능한다.

또, 밸브 기구 본체(6)는 밸브측 다이어프램(7)이 접촉함으로써 도출측 접속 통로(11)를 통한 유체의 흐름을 규제하는 밸브 시트(38)를 구비하고 있다.

밸브측 다이어프램(7)은, 밸브 시트(38)와 간격을 두고 설치되어 있다. 또, 밸브측 다이어프램(7)은, 도입측 접속 통로(10) 내의 압력이 도출측 접속 통로(11) 내의 압력보다도 높은, 미리 설정된 기준압 이상일 때에 탄성 변형하여 밸브 시트(38)에 접촉할 수 있는 탄성을 가진다.

따라서, 도입측 접속 통로(10) 내의 압력이 상기 기준압보다 낮을 때에 도출측 접속 통로(11)를 통한 유체의 흐름이 허용되는 한편, 도입측 접속 통로(10) 내의 압력이 상기 기준압 이상일 때에 도출측 접속 통로(11)를 통한 유체의 흐름이 규제된다.

이하, 도 3~도 6을 참조하여, 펌프 유닛(1)의 동작을 설명한다.

도 3에 나타내는 펌프 유닛(1)의 정지 상태에 있어서, 압전 소자에 교류 전력이 공급되면, 압전 소자의 작동에 수반하여 펌프측 다이어프램(9)이 진동한다.

구체적으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 펌프실(S1)이 확장하는 방향으로 펌프측 다이어프램(9)이 변위하면, 도입 밸브(14)의 상류측의 압력이 펌프실(S1) 내의 압력보다도 높아지기 때문에 도입 밸브(14)가 개방되는 한편, 펌프실(S1) 내의 압력이 도출 밸브(17)의 하류측의 압력보다도 낮아지기 때문에 도출 밸브(17)가 폐쇄한다. 이것에 의해, 펌프실(S1) 내에 유체가 도입(흡입)된다.

한편, 도 5에 나타내는 바와 같이, 펌프실(S1)이 축소하는 방향으로 펌프측 다이어프램(9)이 변위하면, 도입 밸브(14)의 상류측의 압력이 펌프실(S1) 내의 압력보다도 낮아지기 때문에 도입 밸브(14)가 폐쇄되는 한편, 펌프실(S1) 내의 압력이 도출 밸브(17)의 하류측의 압력보다도 높아지기 때문에 도출 밸브(17)가 개방된다. 이것에 의해, 펌프실(S1)로부터 유체가 도출된다.

여기서, 밸브측 다이어프램(7)과 밸브 시트(38) 사이에는 간극이 형성되어 있기 때문에, 도출측 접속 통로(11) 내의 압력이 높아졌을 때에 개방하도록 밸브측 다이어프램(7)이 밸브 시트(38)에 미리 밀착되어 있는 경우와 상이하게, 유체 도출시의 압손의 발생을 방지할 수 있다.

또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 도입측 접속 통로(10) 내의 압력이 상기 기준압 이상이 되면, 밸브측 다이어프램(7)이 탄성 변형하여 밸브 시트(38)에 밀착함으로써, 도출측 접속 통로(11)를 통한 유체의 흐름이 규제된다.

또한, 밸브측 다이어프램(7)의 양면의 수압면적은 동일하게 설정되어 있지만, 밸브측 다이어프램(7)은, 도입측 접속 통로(10) 내의 압력이 상기 기준압 이상이 되면 확실하게 탄성 변형한다. 그 이유는, 도입측 접속 통로(10) 자체의 압손, 및, 도입 밸브(14) 및 도출 밸브(17)의 개방 시의 압손이 생김으로써 도입측 접속 통로(10)와 도출측 접속 통로(11) 사이에 상기 기준압에 상당하는 압력차가 생기는 일이 있다. 그리고, 밸브 시트(38)의 개구 면적은 밸브측 다이어프램(7)의 도입측 접속 통로(10)측의 수압 면적보다도 작게 설정되어 있기 때문에, 밸브측 다이어프램(7)이 밸브 시트(38)에 밀착한 상태에 있어서는, 밸브측 다이어프램(7)의 도입측과 도출측 사이의 수압 면적의 차이에 따라서 당해 밸브측 다이어프램(7)을 밸브 시트(38)에 가압하는 방향의 힘이 생긴다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 펌프 유닛(1)의 토출 기구(5) 및 밸브 기구(3)는, 복수의 금속판(22~37)이 중심축(J)과 평행한 적층 방향으로 적층된 상태로 당해 복수의 금속판(22~37)이 확산 접합되는 것에 의해서 각각 형성되고, 또한 서로 확산 접합에 의해서 고정되어 있다.

구체적으로, 토출 기구(5)는, 금속판(22~28)에 의해서 형성되고, 밸브 기구(3)는 금속판(29~37)에 의해서 형성되고 있다.

도 3 및 도 8을 참조하여, 제1 금속판(22)은 당해 제1 금속판(22)을 적층 방향으로 관통하는 원형의 관통 구멍(22a)과, 관통 구멍(22a)으로부터 당해 관통 구멍(22a)의 직경 방향의 외측에 확장된 4개의 확장부(22b)를 가진다.

관통 구멍(22a)은 제2 금속판(23)에 있어서의 펌프측 다이어프램(9)의 가동 영역을 규정한다. 또, 관통 구멍(22a) 내에는, 압전 소자(4)가 배치되어 있다(도 3 참조).

확장부(22b)는, 압전 소자(4)와 전원을 접속하기 위한 부분이다. 구체적으로, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제2 금속판(23)의 표면(펌프실(S1)과 반대측의 면)에는, 절연층(23a)을 개재하여 피접속층(23b)이 형성되어 있다. 압전 소자(4)에 설치된 제1 접속부(4a)는, 피접속층(23b)에 전기적으로 접속되고, 압전 소자(4)의 제1 접속부(4a)와 반대측의 면에는 제2 접속부(4b)가 설치되어 있다. 확장부(22b)는, 압전 소자(4)의 측방 위치에서 피접속층(23b)을 개방한다. 따라서, 전원(부호 생략)의 한쪽의 극을 피접속층(23b)에 접속함과 함께, 전원의 다른쪽의 극을 제2 접속부(4b)에 접속할 수 있다.

재차 도 3 및 도 8을 참조하여, 제2 금속판(펌프측 다이어프램용 금속판)(23)은 펌프측 다이어프램(9)을 포함한다.

제3 금속판(펌프실용 금속판)(24)은 펌프실(S1)을 획정하는 관통 구멍(펌프실용 구멍)(24a)을 가진다.

도 3 및 도 9를 참조하여, 제4 금속판(25)은 도입 통로(13)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(25a)과, 도출 통로(16)의 일부를 형성하는 관통 구멍(25b)을 가진다. 각 관통 구멍(25a)은 도입 밸브(14)가 펌프실측으로 탄성 변형하기 위해 스페이스를 형성한다.

제5 금속판(26)은, 전술한 4개의 도입 밸브(14)를 포함함과 함께, 도출 통로(16)의 일부를 형성하는 관통 구멍(26a)을 가진다.

제6 금속판(27)은, 도출 통로(16)의 일부를 형성하는 관통 구멍(27a)을 가진다. 또, 제6 금속판(27)의 한쪽의 면에는, 전술한 4개의 도입 밸브 시트(15)가 형성되어 있음과 함께, 제6 금속판(27)의 다른쪽의 면에는, 전술한 도출 밸브 시트(18)(도 9에서는 생략)가 형성되어 있다. 또, 제6 금속판(27)의 도입 밸브 시트(15) 내에는, 도입 통로(13)의 일부를 형성하는 관통 구멍(부호 생략)이 설치되어 있다.

제7 금속판(28)은, 도입 통로(13)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(28a)과, 도출 통로(16)의 일부를 형성하는 관통 구멍(28b)을 가진다. 제7 금속판(28)의 관통 구멍(28b) 내에는, 전술한 도출 밸브(17)가 설치되어 있다. 도출 밸브(17)는 도출 통로(16)를 닫기 위한 폐쇄부(부호 생략)와, 폐쇄부와 제7 금속판(28) 중 폐쇄부 이외의 부분을 접속하는 아암(부호 생략)을 가지고 있다(도 28에 나타내는 도입 밸브(50A)와 대략 동일한 형상을 가짐).

제8 금속판(29)은 도입측 접속 통로(10)의 피접속부(10d)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(29a)과, 도출측 접속 통로(11)의 피접속부(11a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(29b)과, 도출측 접속 통로(11)의 제1 연장부(11b)의 일부를 형성하는 관통 구멍(29c)을 가진다.

제9 금속판(30)은, 도입측 접속 통로(10)의 제1 연장부(10c)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(30a)과, 도출측 접속 통로(11)의 피접속부(11a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(30b)과, 도출측 접속 통로(11)의 제1 연장부(11b)의 일부를 형성하는 관통 구멍(30c)을 가진다. 또, 제9 금속판(30)의 관통 구멍(30b) 내에는 스톱퍼(12)가 설치되어 있다.

제10 금속판(31)은, 도입측 접속 통로(10)의 제1 연장부(10c)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(31a)과, 도출측 접속 통로(11)의 피접속부(11a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(31b)과, 도출측 접속 통로(11)의 제1 연장부(11b)의 일부를 형성하는 관통 구멍(31c)을 가진다. 또, 제10 금속판(31)은, 관통 구멍(31b)의 주연부에 설치된 밸브 시트(38)(도 9에서는 생략)를 가지는 밸브 시트용 금속판에 상당한다.

도 3 및 도 10을 참조하여, 제11 금속판(32)은, 도입측 접속 통로(10)의 제1 연장부(10c)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(32a)과, 도출측 접속 통로(11)의 제1 연장부(11b)의 일부를 형성하는 관통 구멍(32b)과, 도출측 접속 통로(11)의 제2 연장부(11c)의 일부를 형성하는 2개의 관통 구멍(32c)을 가진다. 또, 제11 금속판(32)은 제12 금속판(33)에 있어서의 밸브측 다이어프램(7)의 도출측 접속 통로(11)측으로의 가동 영역을 규정하는 관통 구멍(32b)을 가지는 도출측 규정용 금속판에 상당한다. 또한, 제11 금속판(32)은 당해 제11 금속판(32)을 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍(간극용 구멍)(32b)을 갖고, 밸브측 다이어프램(7)과 밸브 시트(38) 사이에 간극을 형성하기 위한 간극용 금속판에 상당한다. 또한, 4개의 관통 구멍(32a)은 평면에서 보아 펌프실(S1)의 외측에 배치되어 있다(도 2 참조).

제12 금속판(밸브측 다이어프램용 금속판)(33)은 밸브측 다이어프램(7)을 포함한다. 또, 제12 금속판(33)은, 도입측 접속 통로(10)의 제1 연장부(10c)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(33a)과, 도출측 접속 통로(11)의 제2 연장부(11c)의 일부를 형성하는 2개의 관통 구멍(33b)을 가진다.

제13 금속판(도입측 규정용 금속판)(34)은 도입측 접속 통로(10)의 제1 연장부(10c)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(34a)과, 도입측 접속 통로(10)의 도입부(10a) 및 제2 연장부(10b)의 일부를 형성하는 관통 구멍(34b)과, 도출측 접속 통로(11)의 제2 연장부(11c)의 일부를 형성하는 2개의 관통 구멍(34c)을 가진다. 관통 구멍(34b)은 제12 금속판(33)에 있어서의 밸브측 다이어프램(7)의 도입측 접속 통로(10)측으로의 가동 영역을 규정하는 도입측 규정 구멍에 상당한다.

제14 금속판(35)은 도입측 접속 통로(10)의 제1 연장부(10c)의 일부를 형성하는 4개의 관통 구멍(35a)과, 도입측 접속 통로(10)의 도입부(10a) 및 제2 연장부(10b)의 일부를 형성하는 관통 구멍(35b)과, 도출측 접속 통로(11)의 도출부(11d)의 일부를 형성하는 관통 구멍(35c)을 가진다.

제15 금속판(36)은, 도입측 접속 통로(10)의 도입부(10a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(36a)과, 도출측 접속 통로(11)의 도출부(11d)의 일부를 형성하는 관통 구멍(36b)을 가진다.

제16 금속판(37)은 도입측 접속 통로(10)의 도입부(10a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(37a)과, 도출측 접속 통로(11)의 도출부(11d)의 일부를 형성하는 관통 구멍(37b)을 가진다.

또한, 도 8~도 10에서는, 제1~제16 금속판(22~37)을 각각 1장씩 나타내고 있지만, 표면의 형상과 이면의 형상이 동일한 금속판에 관해서는, 당해 금속판을 복수매 겹쳐 이용할 수도 있다. 예를 들면, 도 3에서는, 제8 금속판(28) 및 제9 금속판(29) 등이 복수매 이용된 예를 나타내고 있다. 다른 금속판을 복수매 이용할 수도 있다. 한편, 미리 큰 두께를 가지는 금속판을 이용하는 것도 가능하지만, 이 경우 금속판의 표면 조도가 커지고, 이것은 확산 접합 시에 불리해진다. 따라서, 전술과 같이, 얇은 금속판을 복수매 이용함으로써 금속판의 두께를 늘리는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 전술과 같이 적층 방향(중심축(J))을 따라서 펌프 유닛(1)을 보는 평면시에 있어서, 밸브측 다이어프램(7)은, 펌프측 다이어프램(9)의 내측에 설치되어 있다. 즉, 제11 금속판(32)의 관통 구멍(도출측 규정 구멍：도 10 참조)(32b) 및 제13 금속판(34)의 관통 구멍(도입측 규정 구멍：도 10 참조)(34b)은 평면시에 있어서 제3 금속판(24)의 관통 구멍(펌프실용 구멍：도 8 참조)(24a)의 내측에 배치되어 있다. 그 때문에, 도입측 접속 통로(10) 및 도출측 접속 통로(11)는, 양 다이어프램(7, 9)의 사이에서, 평면시에 있어서 펌프측 다이어프램(9)의 내측에 배치되는 부분(도입측 접속 통로(10)의 피접속부(10d) 및 도출측 접속 통로(11)의 피접속부(11a) 및 제1 연장부(11b)의 일부：이하, 내측 배치부라고도 함)을 가진다.

여기서, 확산 접합은, 적층된 복수의 금속판에 대해서 적층 방향으로 압력을 가할 필요가 있지만, 금속판의 펌프측 다이어프램(9)(펌프실(S1)：공간)과 겹치는 부분에는 유효하게 압력을 전하지 못하고, 양 접속 통로(10, 11)의 내측 배치부를 확산 접합에 의해서 형성하는 것이 어렵다.

따라서, 도 3 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 펌프 유닛(1)은, 제1~제3 금속판(22~24)을 포함하는 챔버 부분(19)과, 제11~제16 금속판(32~37)까지를 포함하는 밸브체 부분(21)과, 챔버 부분(19)과 밸브체 부분(21) 사이의 중간 부분(20)으로 나누어 제조된다.

이하, 펌프 유닛(1)의 제조 방법에 대해 설명한다.

우선, 도 3 및 도 8~도 10에 나타나는 금속판(22~37)을 준비한다(준비 공정).

구체적으로, 준비 공정에서는, 밸브측 다이어프램(7)의 가동 영역을 규정하는 제11 금속판(32) 및 제13 금속판(34) 중 펌프실(S1)(제3 금속판(24))의 근처에 배치되는 근접 금속판으로서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 도입측 접속 통로(10) 및 도출측 접속 통로(11)를 형성하기 위해서 관통 구멍(32b) 이외에 복수의 관통 구멍(통로 형성용 구멍)(32a, 32c)만을 가지는 제11 금속판(32)을 준비한다.

또, 준비 공정에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 복수의 관통 구멍(32a, 32c) 중 관통 구멍(제1 통로 형성용 구멍)(32a)의 주연부에 밀착 가능한 주연부를 가지는 관통 구멍(연통 구멍)(31a)을 구비한 제10 금속판(인접 금속판)(31)을 준비한다.

다음에, 금속판(22~37)을 확산 접합한다(접합 공정).

구체적으로, 접합 공정은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 금속판(22~37) 중 중간 부분(20)에 포함되는 것을 확산 접합하는 중간 접합 공정(제1 접합 공정)과, 챔버 부분(19)에 포함되는 것을 확산 접합하는 챔버 접합 공정과, 밸브체 부분(21)에 포함되는 것을 확산 접합하는 밸브체 접합 공정과, 챔버 부분(19), 밸브체 부분(21), 및 중간 부분(20)을 접합하는 전체 접합 공정(제2 접합 공정)을 포함한다.

중간 접합 공정에서는, 도 3 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 챔버 부분(19) 및 밸브체 부분(21)과는 별도로 중간 부분(20)을 확산 접합한다. 그 때문에, 중간 부분(20)에 형성되는 양 접속 통로(10, 11) 가운데, 평면시에 있어서 펌프실(S1) 및 관통 구멍(32b, 34b)과 겹치는 부분을 확산 접합에 의해서 확실하게 형성할 수 있다.

챔버 접합 공정에서는, 도 3 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1~제3 금속판(22~24)을 접합한다. 또한, 챔버 접합 공정을 생략하고, 후술하는 전체 접합 공정에 있어서 제1~제3 금속판(22~24)을 챔버 부분(19)에 접합할 수도 있다.

밸브체 접합 공정에서는, 도 3 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 제11~제16 금속판(32~37)을 확산 접합한다.

또한, 중간 접합 공정, 챔버 접합 공정, 및 밸브체 접합 공정의 차례는 상기의 차례에 한정되지 않는다.

그 다음에, 전체 접합 공정에 있어서, 챔버 부분(19), 중간 부분(20), 및 밸브체 부분(21)을 확산 접합한다.

구체적으로, 전체 접합 공정에서는, 도 2, 도 3 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 밸브 시트(38)와 제11 금속판(간극용 금속판)(32)의 관통 구멍(간극용 구멍)(32b)이 적층 방향과 겹쳐지고, 또한 제12 금속판(33)과 제10 금속판(밸브 시트용 금속판)(31) 사이에 제11 금속판(32)이 끼워진 상태로 확산 접합을 행한다. 이것에 의해, 밸브 시트(38)와 밸브측 다이어프램(7) 사이에 간극이 형성된다.

또, 전체 접합 공정에서는, 평면시에 있어서 제11 금속판(32)의 관통 구멍(도출측 규정 구멍)(32b) 및 제13 금속판(34)의 관통 구멍(도입측 규정 구멍)(34b)이 제3 금속판(24)의 관통 구멍(펌프실용 구멍)(24a)의 내측에 배치된 상태로 확산 접합을 행한다. 이것에 의해, 평면시에 있어서 밸브측 다이어프램(7)이 펌프측 다이어프램(9)의 내측에 배치되어, 펌프 유닛(1)을 적층 방향과 직교하는 방향으로 컴팩트하게 형성할 수 있다.

또한, 전체 접합 공정에서는, 평면시에 있어서 제11 금속판(32)의 관통 구멍(통로 형성용 구멍)(32a, 32c)이 제3 금속판(24)의 관통 구멍(24a)의 외측에 배치된 상태(도 2 상태)로, 중간 부분(20)과 밸브체 부분(21)이 확산 접합된다. 이것에 의해, 전체 접합 공정 시에 금속판(22~37)에 가해지는 압력을, 제3 금속판(24)의 관통 구멍(24a)의 외측의 부분을 개재하여 다른 금속판으로 전할 수 있다. 따라서, 관통 구멍(32c)의 주위의 부분에 대해서, 제11 금속판(32)과 제10 금속판(31)을 확산 접합할 수 있다.

한편, 본 실시 형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 금속판(22)에 형성된 확장부(22b)가 평면에서 보아 관통 구멍(32a)과 겹치는 위치에 설치되어 있기 때문에, 이 확장부(22b) 내의 공간의 존재에 의해서 전체 접합 공정 시에 금속판(22~37)에 가해지는 압력을 관통 구멍(32a)의 주위에 유효하게 전하는 것이 어렵다(도 2의 크로스 헤칭의 부분에 압력이 전해진다).

따라서, 도 3, 도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 전체 접합 공정에서는, 제11 금속판(32)의 관통 구멍(32a)의 주연부와, 제10 금속판(31)의 관통 구멍(31a)의 주연부를 밀착시킨 상태로 제10 금속판(31)과 제11 금속판(32)을 확산 접합하고 있다. 이것에 의해, 전술과 같이 압력을 충분히 전하는 것이 어려운 형태에 있어서도, 양 주연부의 밀착에 의해 관통 구멍(32a)과 관통 구멍(31a) 사이로부터의 유체의 누설을 억제할 수 있다.

전체 확산 접합을 행한 후, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제2 금속판(23)의 펌프실(S1)과 반대측의 면에 절연층(23a)을 개재하여 피접속층(23b)을 형성하는 층형성 공정을 행한다. 층형성 공정에서는, 제1 금속판(22)의 관통 구멍(22a) 내의 범위로부터 확장부(22b) 내의 범위에 걸쳐 절연층(23a) 및 피접속층(23b)을 형성한다.

그 다음에, 압전 소자(4)의 제1 접속부(4a)가 피접속층(23b)에 전기적으로 접속된 상태로, 압전 소자(4)를 제2 금속판(23)에 부착하는 부착 공정을 행한다.

또한, 도 7~도 10에서는, 1개의 펌프 유닛(1)을 제조하는 방법에 대해 설명했지만, 다음의 방법을 채용함으로써, 복수의 펌프 유닛(1)을 효율적으로 제조할 수 있다.

구체적으로, 준비 공정에 있어서, 도 12에 나타내는 바와 같이 금속판(22~37)의 각각이 복수개 연결된 연결 금속판(39)(도 12에서는 제1 금속판(22)이 복수개 연결된 연결 금속판(39)만을 나타냄)을 준비한다.

그 다음에, 접합 공정에서는, 연결 금속판(39)들을 확산 접합한다. 이것에 의해, 토출 기구(5)와 밸브 기구(3)의 결합체가 복수 형성된다. 또한, 접합 공정은, 전술한 중간 접합 공정, 챔버 접합 공정, 및 밸브체 접합 공정을 포함할 수 있다.

그리고, 접합 공정 후에, 연결 금속판(39)으로부터 상기 결합체를 분리하는 절단 분리 공정을 행한다.

그 후, 부착 공정에 있어서, 압전 소자(4)가 제2 금속판(23)에 부착된다. 또한, 부착 공정은 분리 공정의 전에 행해도 된다.

이것에 의해, 접합 공정을 여러 차례 행하지 않고, 복수의 펌프 유닛(1)을 제조할 수 있기 때문에, 펌프 유닛(1)의 제조 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 토출 기구(5) 및 밸브 기구(3)가 각각 복수의 금속판(22~37)을 확산 접합하는 것에 의해서 형성되어 있음과 함께, 양 기구(3, 5)가 확산 접합에 의해서 서로 고정되어 있다. 그 때문에, 토출 기구(5) 및 밸브 기구(3)의 각각을 형성하기 위한 접착 등의 공정을 생략할 수 있음과 함께, 종래와 같이 토출 기구와 밸브 기구 사이에 개스킷을 형성하는 것이 불필요해진다.

또, 제1 실시 형태에 의하면, 이하의 효과를 나타낼 수 있다.

도입측 접속 통로(10) 내의 압력이 밸브측 다이어프램(7)의 변형 시의 압력보다도 낮을 때(즉, 도입측 접속 통로(10) 내에 비정상인 압력이 생기지 않을 때)에 도출측 접속 통로(11)가 열려 있기 때문에, 유체의 토출 시에 있어서의 압손을 방지함으로써 안정된 유체의 토출을 실현할 수 있다.

평면시에 있어서 밸브측 다이어프램(7)이 펌프측 다이어프램(9)의 내측에 설치되어 있기 때문에, 적층 방향과 직교하는 방향에 있어서 펌프 유닛(1)을 컴팩트하게 구성할 수 있고, 당해 펌프 유닛(1)의 레이아웃의 자유도를 향상시킬 수 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 금속판(22~37) 중 제11 금속판(근접 금속판)(32)과 제3 금속판(펌프실용 금속판)(24) 사이에서 적층되는 중간 부분(20)을, 그 이외의 것으로부터 분리하여 확산 접합함으로써, 중간 부분(20)에 있어서 내측 배치부를 확실하게 형성할 수 있다.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제11 금속판(32)의 관통 구멍(통로 형성용 구멍)(32a, 32c)이 평면에서 보아 제2 금속판(24)의 관통 구멍(펌프실용 구멍)(24a)의 외측에 배치되어 있기 때문에, 복수의 금속판(22~37) 모두를 확산 접합함으로써, 관통 구멍(24a)을 가지는 제2 금속판(24)이 개재하고 있어도 관통 구멍(32c)의 주위의 부분에 압력을 가할 수 있다.

따라서, 도입측 접속 통로(10) 및 도출측 접속 통로(11)가 적절하게 형성된 펌프 유닛(1)을 제공할 수 있다.

도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 제11 금속판(32)의 관통 구멍(제1 통로 형성용 구멍)(32a)의 주연부와 제10 금속판(인접 금속판)(31)의 관통 구멍(연통 구멍)(31a)의 주연부를 밀착시킨 상태로 양 금속판(31, 32)이 확산 접합되고 있다. 이것에 의해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(32a)과 겹치는 위치에 구멍을 가지는 다른 금속판을 이용한 경우라도, 상기 밀착에 의해서 관통 구멍(31a, 32a)의 접속 부분으로부터의 유체의 누설을 억제할 수 있다.

제2 금속판(23)의 절연층(23a)에 의해서 펌프실(S1) 내의 유체에 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있기 때문에, 유체에 전류가 흐르는 것이 규제되고 있는 용도(예를 들면, 의료용의 약액 주입 펌프)에 펌프 유닛(1)을 적용할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 평면시에 있어서 제11 금속판(32)의 관통 구멍(32a)과 겹치는 위치에 제1 금속판(22)의 확장부(22b)가 형성되고 있지만, 확장부(22b)의 위치는 이것에 한정되지 않는다.

확장부(22b)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(32a)으로부터 어긋난 위치에 형성할 수도 있다.

이와 같이 하면, 도 13의 크로스 헤칭으로 나타내는 바와 같이, 전체 접합 공정 시에 있어서, 관통 구멍(32a)의 주위의 부분에 대해서도 제10 금속판(31)과 제11 금속판(32)을 확실하게 접합할 수 있다.

또, 펌프실(S1) 내의 유체에 전원으로부터의 전류가 흐르는 것이 허용되는 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, 확장부(22b)를 생략할 수도 있다.

이 경우, 압전 소자(4)의 제1 접속부(4a)(도 11 참조)를 제2 금속판(23)에 직접 전기적으로 접속할 수 있다. 이 상태로, 전원의 한쪽의 극을 토출 기구(5) 또는 밸브 기구(3)의 일부에 전기적으로 접속함과 함께 전원의 다른쪽의 극을 압전 소자(4)의 제2 접속부(4b)에 전기적으로 접속함으로써 펌프 유닛(1)을 구동할 수 있다.

＜제2 실시 형태＞

우선, 전술한 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛(1)의 유량 정밀도에 대해서 설명한다.

도 15는, 제1 실시 형태의 펌프 유닛(1)의 유량과 압력(배압)과의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 압력(배압)은, 도출 밸브(17)의 하류측의 압력이다. 도 15 중, 둥근 표시로 나타낸 것은 100 Hz의 직사각형파(최고 전압 ＋ 240 V 및 최저 전압 - 60 V)를 이용했을 때의 특성이며, 도 15 중, 위의 파선은 동일 조건에 있어서의 펌프 유닛의 구조상 이상적인 특성을 나타내는 것이다. 또, 도 15 중, 삼각 표시로 나타낸 것은 50 Hz의 직사각형파(최고 전압 ＋ 240 V 및 최저 전압 - 60 V)를 이용했을 때의 특성이며, 도 15 중, 아래의 파선은 동일 조건에 있어서의 펌프 유닛(1)의 구조상 이상적인 특성을 나타내는 것이다.

도 15에 나타나는 바와 같이, 제1 실시 형태의 펌프 유닛(1)의 유량 특성은, 중간적인 압력 영역(약 5~약 100 Kpa)에 있어서 이상의 특성을 하회하여, 리니어인 특성이 되지 않았다.

이 점에 대해 이하 검토한다.

제1 실시 형태에서는, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 중심(중심축(J)상)에 도출 밸브(17)가 배치되고(도 3 참조), 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 중심을 통과하는 직선에 대해 선대칭의 위치에 4개의 도입 밸브(14)가 배치되어 있다(도 9 참조). 이것에 의해, 도출 밸브(17)의 주위의 복수 개소로부터 당해 도출 밸브(17)에 대해서 균등하게 유체를 흘릴 수 있기 때문에 펌프실(S1) 내의 유체의 침전물을 저감시킬 수 있다.

그 한편, 도입 밸브(14)(도 3 참조)는, 제5 금속판(26)의 강성을 이용하여 도입 통로(13)를 닫는 것이기 때문에, 도입 밸브(14)가 닫힌 상태에 있어도 도입 통로를 통한 미소한 리크가 생길 우려가 있다. 제1 실시 형태에서는, 도입 밸브(14)를 4개 마련하고 있기 때문에, 당해 도입 밸브(14)를 통한 유체의 적산 리크량이 증가하고, 유량 정밀도가 저하되고 있는 것이라고 생각된다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 압력(배압)이 높은 상황(도입 밸브(14)가 닫힌 방향으로 가압되는 상황)에 있어서 유량 특성이 이상의 특성에 가까워지고 있는 것은, 고압 시에 도입 밸브(14)가 닫힌 상태가 안정되는 것이 이유라고 생각된다.

자세한 것은 후술하지만, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에서는, 도입 밸브(50)(도 18 참조)를 2개로 줄임으로써, 펌프실(S1) 내의 유체의 침전물을 억제하면서 압력(배압)에 대한 유량 특성의 개선도 도모되고 있다.

또, 도 16은, 제1 실시 형태의 펌프 유닛의 유량과 주파수의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 16 중, 실선은, 제1 실시 형태의 펌프 유닛(1)에 대해 직사각형파(최고 전압 ＋ 240 V 및 최저 전압 - 60 V)를 이용했을 때의 유량을 나타낸다. 도 16 중, 파선은 동일 조건에 있어서의 펌프 유닛의 구조 상 이상적인 특성을 나타내는 것이다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 펌프 유닛(1)의 유량 특성은, 약 90~150 Hz의 영역에서 이상의 특성을 하회하여, 리니어인 특성이 되고 있지 아않다.

그 이유는, 도 22에 나타내는 바와 같이 제1 실시 형태에 있어서의 도입 밸브(14)의 전체 길이 L1가 긴 것, 즉, 용수철 상수가 작은 것에 있다고 생각된다. 구체적으로, 도입 밸브(14)는, 도입 통로(13)를 닫기 위한 폐쇄부(14a)와, 도입 통로(13)를 닫은 상태와 도입 통로(13)를 연 상태 사이에서 폐쇄부(14a)가 변위 가능해지도록 당해 폐쇄부(14a)를 지지하는 아암(14b)을 가진다. 그리고, 도입 밸브(14)는, 폐쇄부(14a)와 비교하여 아암(14b)이 길게 형성되고 있기 때문에, 당해 아암(14b)의 용수철 상수가 비교적으로 작다. 따라서, 펌프측 다이어프램(9)의 주파수가 비교적으로 높아졌을 때에 당해 펌프측 다이어프램(9)에 대해서 폐쇄부(14a)를 추종시키는 것이 곤란하게 되어 있다.

자세한 것은 후술하지만, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에서는, 용수철 상수를 크게 하는 것, 도 23에 나타내는 예에서는 도입 밸브(50)의 전체 길이 L2를 도입 밸브(14)의 전체 길이 L1보다도 짧게 함으로써, 전술한 주파수에 대한 유량 특성의 개선이 도모되고 있다.

도 17은, 제1 실시 형태에 따른 펌프 유닛(1)을 이용하여 액체를 토출하고 있는 기간 중에 고의로 에어를 펌프 유닛(1) 내에 흡인시켰을 때의 유량의 변동을 나타내는 것이다. 도 17에 있어서, 기간 t1의 초기, 및, 기간 t2의 초기에 에어가 흡인되고 있다. 에어가 흡인되면, 펌프측 다이어프램(9)의 진동에 수반하여 에어가 팽창 및 수축하기 때문에 펌프실(S1)의 용적의 변동에 알맞은 액체의 유량을 토출할 수 없다. 이 현상이 기간 t1 및 기간 t2의 유량 저하로서 나타나고 있다. 기간 t1, t2의 종기에 있어서는, 유량이 복귀하고 있는 것으로부터 에어가 펌프 유닛(1)으로부터 도출된 것이라고 생각된다. 여기서, 기간 t1은 약 1시간이며, 기간 t2는 약 3시간이다.

이와 같이 에어가 빠지는데 장시간이 필요해지는 이유는, 도 24에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(37a)(도입부(10a)：도 3 참조)으로부터 관통 구멍(35a)(제1 연장부(10c)：도 3 참조)에 이르는 유체의 통로의 단면적이 급격하게 변화하는 것에 의한, 당해 통로 내에 있어서의 유속 분포의 불균일화에 있다고 생각된다.

구체적으로, 제1 실시 형태에서는, 관통 구멍(37a)의 상부에는, 밸브측 다이어프램(7)의 가동 영역을 규정하는, 관통 구멍(37a)보다도 큰 관통 구멍(35b)이 존재한다. 그 때문에, 관통 구멍(35b) 내에 있어서는, 관통 구멍(37a)과 관통 구멍(35a)을 연결하는 직선을 따른 유체의 유속이 가장 높아지고, 이러한 직선 간에 있어서의 햇칭으로 나타난 영역 R1에 있어서의 유속이 낮아진다. 따라서, 이 영역 R1에 있어서 에어가 체류하는 것이라고 생각된다.

자세한 것은 후술하지만, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에서는, 도 25에 나타내는 바와 같이, 밸브측 다이어프램(47)의 가동 영역을 규정하는 관통 구멍(73b)에 유체를 도입하기 위한 관통 구멍(76b)과 관통 구멍(73b)으로부터 유체를 도출하기 위한 관통 구멍(73a, 74a) 사이에 있어서의 유체의 단면적의 변화를 저감시킴으로써, 유량 특성의 개선이 도모되고 있다.

이하, 도 18~도 20을 참조하여, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 대해 설명한다. 또한, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛에 있어서의 압전 소자(4) 및 챔버부(19)는, 제1 실시 형태와 동일한 구성을 가지기 때문에, 이들을 도 21에만 나타내고, 그 설명을 생략한다.

도 18은, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛의 중간 부분(60)을 분해하여 나타내는 사시도이다. 도 19는, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛의 밸브체 부분(61)을 분해하여 나타내는 사시도이다. 도 20은, 도 18의 XX선 단면도 및 도 19의 XX선 단면도를 조합하여 나타내는 것이다. 도 21은, 도 18의 XXI선 단면도이다.

우선, 도 20 및 도 21을 참조하여, 펌프 유닛은, 유체를 토출하는 펌프(42)와, 펌프(42)의 상류측의 유체의 압력이 증가했을 때에 펌프(42)를 통한 유체의 도출을 규제하는 밸브 기구(43)를 구비하고 있다.

펌프(42)는, 압전 소자(4)와 압전 소자(4)의 작동에 따라서 유체를 토출하는 토출 기구(45)를 가진다.

토출 기구(45)는, 펌프 본체(48)와, 펌프 본체(48)와의 사이에서 펌프실(S1)을 구획하는 펌프측 다이어프램(49)과, 펌프실(S1)에 접속되도록 펌프 본체(48)에 형성된 2개의 도입 통로(56)에 설치된 2개의 도입 밸브(50)와, 펌프실(S1)에 접속되도록 펌프 본체(48)에 형성된 도출 통로(58)에 설치된 도출 밸브(51)를 구비하고 있다.

펌프실(S1)은, 평면에서 보아 대략 원형의 공간(도시 생략)이다. 도출 통로(58)는 평면에서 보아 펌프실(S1)의 중심(중심축(J)상)에 접속된 통로이다. 2개의 도입 통로(56)는, 펌프실(S1)의 중심축(J)을 통과하는 직선에 대해 선대칭이 되는 위치(중심축(J)을 중심으로 180°상이한 위치)에 설치되어 있다.

이것에 수반하여, 도출 밸브(51)는 평면에서 보아 펌프실(S1)의 중심에 배치되어 있음과 함께, 도입 밸브(50)는 평면에서 보아 펌프실(S1)의 중심축(J)을 통과하는 직선에 대해 선대칭이 되는 위치에 2개만 설치되어 있다.

이것에 의해, 도출 밸브(51)의 주위의 복수 개소로부터 당해 도출 밸브(51)에 대해서 균등하게 유체를 흘릴 수 있기 때문에 펌프실(S1) 내의 유체의 침전물을 저감시키면서, 도입 밸브(50)의 수를 2개로 억제함으로써 닫힌 상태에 있는 도입 밸브(50)를 통한 적산 리크량을 최소한으로 억제할 수 있다.

또, 도입 통로(56) 및 도출 통로(58)는 중심축(J)(후술하는 금속판(65~76)의 적층 방향)을 따라서 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다.

펌프 본체(48)는, 도입 밸브(50)와의 사이에서 도입 통로(56)를 닫기 위한 도입 밸브 시트(57)와, 도출 밸브(51)와의 사이에서 도출 통로(58)를 닫기 위한 도출 밸브 시트(59)를 가진다.

도입 밸브(50)는, 당해 도입 밸브(50)의 상류측의 압력이 펌프실(S1) 내의 압력 이하일 때에 도입 밸브 시트(57)에 밀착하여 도입 통로(56)를 닫는다. 한편, 도입 밸브(50)는 당해 도입 밸브(50)의 상류측의 압력이 펌프실(S1) 내의 압력보다도 높을 때에 탄성 변형함으로써 도입 밸브 시트(57)로부터 멀어져 도입 통로(56)를 연다.

도출 밸브(51)는, 펌프실(S1) 내의 압력이 도출 밸브(51)의 하류측의 압력 이하일 때에 도출 밸브 시트(59)에 밀착하여 도출 통로(58)를 닫는다. 한편, 도출 밸브(51)는, 펌프실(S1) 내의 압력이 도출 밸브(51)의 하류측의 압력보다도 높을 때에 탄성 변형함으로써 도출 밸브 시트(59)로부터 멀어져 도출 통로(58)를 연다.

또, 도출 밸브(51)는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 도입 통로(56)를 닫기 위한(도입 밸브 시트(57)에 밀착하기 위한) 폐쇄부(50a)와, 도입 통로(56)를 닫은 상태와 도입 통로(56)를 연 상태 사이에서 폐쇄부(50a)가 변위 가능해지도록 당해 폐쇄부(50a)를 지지하는 아암(50b)을 가진다. 도출 밸브(51)에 있어서의 아암(50b)의 기단부로부터 폐쇄부(50a)의 선단부까지의 길이 L2는, 도 22에 나타내는 바와 같이 제1 실시 형태의 도출 밸브(14)에 있어서의 아암(14b)의 기단부로부터 폐쇄부(14a)의 선단부까지의 길이 L1보다도 짧다. 여기서, 제1 실시 형태의 폐쇄부(14a)와 제2 실시 형태의 폐쇄부(50a)는 대략 동일한 크기를 가지기 때문에, 길이 L1과 길이 L2의 차이는, 아암(14b)의 길이와 아암(50b)의 길이의 차이에 거의 일치한다.

이것에 의해, 제1 실시 형태의 도출 밸브(14)와 비교해 도출 밸브(51)(특히, 아암(50b))의 용수철 상수를 높일 수 있기 때문에, 펌프측 다이어프램(49)의 주파수가 증가했을 때에 있어서의 폐쇄부(50a)의 추종성을 향상시킬 수 있다.

밸브 기구(43)는 펌프(42)의 도입 통로(56)에 접속된 도입측 접속 통로(52)와 펌프(42)의 도출 통로(58)에 접속된 도출측 접속 통로(53)를 가지는 밸브 기구 본체(46)와, 도입측 접속 통로(52)와 도출측 접속 통로(53)를 나누도록 밸브 기구 본체(46)에 설치된 밸브측 다이어프램(47)을 구비하고 있다.

밸브측 다이어프램(47)은, 펌프측 다이어프램(49)과 동심으로 배치되고, 또한 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다(도시 생략). 또, 밸브측 다이어프램(47)은, 펌프측 다이어프램(49)과 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 펌프(42)의 도입 통로(56) 및 도출 통로(58)는, 각각 양 다이어프램(47, 49)의 사이에 설치되어 있다.

도입측 접속 통로(52)는, 펌프(42)의 도입 통로(56)로부터 밸브측 다이어프램(47)을 피해 당해 밸브측 다이어프램(47)의 펌프(42)와 반대측의 위치까지 연장되고, 밸브 기구 본체(46)의 펌프(42)와 반대측의 단면에서 개구하고 있다.

구체적으로, 도입측 접속 통로(52)는, 펌프 본체(48)의 2개의 도입 통로(56)의 쌍방에 접속되어 있음과 함께 양 통로(56)를 합류시키는 피접속부(52d)(도 18의 제8 및 제9 금속판(69, 70)을 참조)와, 피접속부(52d)의 중심축(J)으로부터 가장 먼 단부(도 18의 금속판(70)의 각부)로부터 중심축(J)과 평행으로 연장되는 제1 연장부(52c)와, 제1 연장부(52c)로부터 중심축(J)과 직교하는 방향으로 연장되는 제2 연장부(52b)와, 제2 연장부(52)의 단부로부터 중심축(J)과 평행으로 연장되는 도입부(52a)를 구비하고 있다. 제1 연장부(52c) 및 도입부(52a)는, 도 19에 나타내는 금속판(73~76)의 대각선 상에서 반대측의 위치에 각각 배치되어 있다. 그리고, 도 20에 나타내는 바와 같이 도입부(52a)로부터 도입된 유체는, 제2 연장부(52b)를 통해서 중심축(J)과 직교하는 방향으로 흐르고, 제1 연장부(52c)를 통해서 중심축(J)과 평행하는 방향으로 흐르며, 피접속부(52d)(도 18 참조)에 의해서 2개의 흐름으로 분기되어 펌프(42)의 2개의 도입 통로(56)에 이끌린다.

여기서, 도입측 접속 통로(52) 중 피접속부(52d)의 일부, 제1 연장부(52c)의 전체, 제2 연장부(52b)의 일부, 및 도입부(52a)의 전체는, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 외측에 배치되고, 그 이외의 부분은, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다.

한편, 도출측 접속 통로(53)는, 도 20에 나타내는 바와 같이 펌프(42)의 도출 통로(56)로부터 밸브측 다이어프램(47)을 향하여 연장되고, 밸브측 다이어프램(47)의 표면을 따라서 중심축(J)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되며, 중심축(J)과 평행으로 펌프측 다이어프램(49)측에 되돌아와, 중심축(J)과 직교하는 방향으로 연장되고, 밸브측 다이어프램(47)의 측방을 통과하여 밸브 기구 본체(46)의 펌프(42)와 반대측의 단면에서 개구하고 있다.

구체적으로, 도출측 접속 통로(53)는, 펌프 본체(48)의 도출 통로(58)에 접속된 피접속부(53a)와, 피접속부(53a)의 밸브측 다이어프램(47)측의 단부로부터 중심축(J)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제1 연장부(53b)와, 제1 연장부(53b)의 중심축(J)으로부터 먼 쪽의 단부로부터 중심축(J)과 평행하는 방향에 있어서 펌프측 다이어프램(49)을 향해서 연장되는 제2 연장부(53c)와, 제2 연장부(53c)의 펌프측 다이어프램(49)측의 단부로부터 중심축(J)으로부터 직교하는 방향으로 연장되는 제3 연장부(53d)(도 18의 금속판(70)을 참조)와, 제3 연장부(53d)의 중심축(J)으로부터 먼 쪽의 단부로부터 중심축(J)과 평행하여 연장되는 도출부(53e)(도 18의 금속판(71 및 72) 참조)를 구비하고 있다. 펌프실(S1)로부터 피접속부(53a)에 도출된 유체는, 연장부(53b~53d)를 통해서 밸브측 다이어프램(47)의 측방에 이끌려 도출부(53e)를 통해서 도출된다. 또한, 피접속부(53a) 내에는, 도출 밸브(51)의 개방 시에 당해 도출 밸브(51)를 미리 설정된 개방 위치로 유지하는 스톱퍼(54)가 설치되어 있다.

여기서, 도출측 접속 통로(53) 중 제3 연장부(53d)의 일부 및 도출부(53e)의 전체는, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 외측에 배치되고, 그 이외의 부분은, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 내측에 배치되어 있다.

밸브측 다이어프램(47)은, 도입측 접속 통로(52)의 일부(도입부(52a) 및 제2 연장부(52b)의 일부)를 구획하는 벽면으로서 기능함과 함께, 도출측 접속 통로(53)의 일부(피접속부(53a) 및 제1 연장부(53b)의 일부)를 구획하는 벽면으로서 기능한다.

또, 밸브 기구 본체(46)는 밸브측 다이어프램(47)이 접촉함으로써 도출측 접속 통로(53)를 통한 유체의 흐름을 규제하는 밸브 시트(55)를 구비하고 있다.

밸브측 다이어프램(47)은, 밸브 시트(55)와 간격을 두고 설치되어 있다. 또, 밸브측 다이어프램(47)은, 도입측 접속 통로(52) 내의 압력이 도출측 접속 통로(53) 내의 압력보다도 높은, 미리 설정된 기준압 이상일 때에 탄성 변형하여 밸브 시트(55)에 접촉할 수 있는 탄성을 가진다.

따라서, 도입측 접속 통로(52) 내의 압력이 상기 기준압보다도 낮을 때에 도출측 접속 통로(53)를 통한 유체의 흐름이 허용되는 한편, 도입측 접속 통로(52) 내의 압력이 상기 기준압 이상일 때에 도출측 접속 통로(53)를 통한 유체의 흐름이 규제된다.

이하, 도 20 및 도 21을 참조하여, 펌프 유닛의 동작을 설명한다.

압전 소자에 교류 전력이 공급되면, 압전 소자의 작동에 수반하여 펌프측 다이어프램(49)이 진동한다.

펌프실(S1)이 확장하는 방향으로 펌프측 다이어프램(49)이 변위하면, 도입 밸브(50)가 개방하는 한편, 도출 밸브(51)가 폐쇄한다. 이것에 의해, 펌프실(S1) 내에 유체가 도입(흡입)된다.

한편, 펌프실(S1)이 축소하는 방향으로 펌프측 다이어프램(49)이 변위하면, 도입 밸브(50)가 폐쇄하는 한편, 도출 밸브(51)가 개방한다. 이것에 의해, 펌프실(S1)로부터 유체가 도출된다.

도입측 접속 통로(52) 내의 압력이 상기 기준압 이상이 되면, 밸브측 다이어프램(47)이 탄성 변형하여 밸브 시트(55)에 밀착함으로써, 도출측 접속 통로(53)를 통한 유체의 흐름이 규제된다.

도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 펌프 유닛의 토출 기구(45) 및 밸브 기구(43)는, 복수의 금속판(65~76)(도 8의 금속판(22~24)을 포함함)이 중심축(J)과 평행한 적층 방향으로 적층된 상태로 당해 복수의 금속판(65~76)이 확산 접합되는 것에 의해서 각각 형성되고, 또한 서로 확산 접합에 의해서 고정되고 있다.

구체적으로, 토출 기구(45)는 금속판(22~24)(도 8 참조) 및 금속판(65~68)에 의해서 형성되고, 밸브 기구(43)는 금속판(69~76)에 의해서 형성되고 있다. 또한, 금속판(22~24)은 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

도 18 및 도 21을 참조하여, 제4 금속판(65)은 도입 통로(56)의 일부를 형성하는 2개의 관통 구멍(65a)과, 도출 통로(58)의 일부를 형성하는 관통 구멍(65b)을 가진다. 관통 구멍(65a)은 도입 밸브(51)가 펌프실측으로 탄성 변형하기 위한 스페이스를 형성한다.

제5 금속판(66)은, 전술한 2개의 도입 밸브(50)를 포함함과 함께, 도출 통로(58)의 일부를 형성하는 관통 구멍(66a)을 가진다.

제6 금속판(67)은, 도출 통로(58)의 일부를 형성하는 관통 구멍(67a)을 가진다. 또, 제6 금속판(67)의 한쪽의 면에는, 전술한 2개의 도입 밸브 시트(57)가 형성되어 있음과 함께, 제6 금속판(67)의 다른쪽의 면에는 도출 밸브 시트(59)(도 18에서는 생략)가 형성되어 있다. 또, 제6 금속판(67)의 도입 밸브 시트(57) 내에는 도입 통로(56)의 일부를 형성하는 관통 구멍(부호 생략)이 설치되어 있다.

제7 금속판(68)은, 도입 통로(56)의 일부를 형성하는 2개의 관통 구멍(68a)과, 도출 통로(58)의 일부를 형성하는 관통 구명(68b)을 가진다. 제7 금속판(68)의 관통 구멍(68b) 내에는, 전술한 도출 밸브(51)가 설치되어 있다. 도출 밸브(51)는 도출 통로(58)를 닫기 위한 폐쇄부(부호 생략)와, 폐쇄부와 제7 금속판(68) 중 폐쇄부 이외의 부분을 접속하는 아암(부호 생략)을 가지고 있다(도 28에 나타내는 도입 밸브(50A)와 대략 동일한 형상을 가짐).

도 18 및 도 20을 참조하여, 제8 금속판(69)은 도입측 접속 통로(52)의 피접속부(52d)의 일부를 형성하는 2개의 관통 구멍(69a)과, 도출측 접속 통로(53)의 피접속부(53a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(69b)을 가진다.

제9 금속판(70)은, 도입측 접속 통로(52)의 피접속부(52d)의 일부를 형성하는 관통 구멍(70a)과, 도출측 접속 통로(53)의 피접속부(53a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(70b)과, 도출측 접속 통로(53)의 제3 연장부(53d)를 형성하는 관통 구멍(70c)을 가진다. 또, 제9 금속판(70)의 관통 구멍(70b) 내에는, 스톱퍼(54)의 일부가 설치되어 있다.

제10 금속판(71)은, 도입측 접속 통로(52)의 제1 연장부(52c)의 일부를 형성하는 관통 구멍(71a)과, 도출측 접속 통로(53)의 피접속부(53a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(71b)과, 도출측 접속 통로(53)의 제2 연장부(53c)의 일부를 구성하는 관통 구멍(71c)과, 도출측 접속 통로(53)의 도출부(53e)의 일부를 형성하는 관통 구멍(71d)을 가진다. 또, 제10 금속판(71)의 관통 구멍(71b) 내에는, 스톱퍼(54)의 일부가 설치되어 있다.

제11 금속판(72)은 도입측 접속 통로(52)의 제2 연장부(52c)의 일부를 형성하는 관통 구멍(72a)과, 도출측 접속 통로(53)의 피접속부(53a)의 일부를 형성하는 관통 구멍(72b)과, 도출측 접속 통로(53)의 제2 연장부(53c)의 일부를 형성하는 관통 구멍(72c)과, 도출측 접속 통로(53)의 도출부(53e)의 일부를 형성하는 관통 구멍(72d)을 가진다. 또, 제11 금속판(72)의 밸브측 다이어프램(47)측의 면에는 전술한 밸브 시트(55)(도 18에서는 생략)가 설치되어 있다.

도 19 및 도 20을 참조하여, 제12 금속판(73)은 도입측 접속 통로(52)의 제1 연장부(52c)의 일부를 형성하는 관통 구멍(73a)과, 도출측 접속 통로(53)의 제1 연장부(53b)를 형성하는 관통 구멍(73b)과, 도출측 접속 통로(53)의 도출부(53e)의 일부를 형성하는 관통 구멍(73c)을 가진다. 또, 제12 금속판(73)은, 제13 금속판(74)에 있어서의 밸브측 다이어프램(47)의 도출측 접속 통로(53)측으로의 가동 영역을 규정하는 관통 구멍(73b)을 가지는 도출측 규정용 금속판에 상당한다. 또한, 제12 금속판(73)은, 당해 제12 금속판(73)을 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍(간극용 구멍)(73b)을 갖고, 밸브측 다이어프램(47)과 밸브 시트(55) 사이에 간극을 형성하기 위한 간극용 금속판에 상당한다. 또한, 관통 구멍(73a, 73c)은, 평면에서 보아 펌프실(S1)의 외측에 배치되어 있다(도시 생략).

제13 금속판(밸브측 다이어프램용 금속판)(74)은, 밸브측 다이어프램(47)을 포함한다. 또, 제13 금속판(74)은 도입측 접속 통로(52)의 제1 연장부(52c)의 일부를 형성하는 관통 구멍(74a)과, 도출측 접속 통로(53)의 도출부(53e)의 일부를 형성하는 관통 구멍(74b)을 가진다.

제14 금속판(75)은 도입측 접속 통로(52)의 제2 연장부(52b)의 일부를 형성하는 관통 구멍(75a)과, 도출측 접속 통로(53)의 도출부(53e)의 일부를 형성하는 관통 구멍(75b)을 가진다. 관통 구멍(75a)은, 제13 금속판(74)에 있어서의 밸브측 다이어프램(47)의 도입측 접속 통로(52)측으로의 가동 영역을 규정하는 도입측 규정 구멍에 상당한다.

제15 금속판(76)은, 도입측 접속 통로(52)의 제2 연장부(52b)의 일부를 형성하는 오목부(76a)와, 오목부(76a) 내에 설치되어 도입측 접속 통로(52)의 도입부(52a)를 형성하는 관통 구멍(76b)과, 오목부(76a)의 외측에 설치되어 도출측 접속 통로(53)의 도출부(53e)의 일부를 형성하는 관통 구멍(76c)을 가진다. 또, 제15 금속판(76)의 오목부(76a)의 바닥면에는, 밸브측 다이어프램(47)측으로 돌출하는 돌기부(52e)가 설치되어 있다.

도 19, 도 20 및 도 25를 참조하여, 제12~제15 금속판(73~76)에 의해 형성되는 도입측 접속 통로(52)의 도입부(52a), 제2 연장부(52b), 및 제1 연장부(52c)에 대해 설명한다.

제14 금속판(75) 및 제15 금속판(76)은, 제13 금속판(74)(밸브측 다이어프램용 금속판)에 접합되어 밸브측 다이어프램(47)의 가동 영역을 규정하기 위한 규정부(77a)(도 25 참조)를 포함하는 규정 오목부(77)(관통 구멍(75a) 및 오목부(76a)에 의해 형성되는 오목부)가 형성된 오목 금속판에 상당한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 오목 금속판이 2장의 금속판(75, 76)에 의해 구성되는 예에 대해 설명하고 있지만, 1장의 금속판에 의해서 규정 오목부(77)가 형성된 오목 금속판을 구성할 수도 있다.

여기서, 규정부(77a)는 규정 오목부(77) 중 평면시에 있어서 제12 금속판(73)의 관통 구멍(73b)에 겹쳐지는 부분이다.

또, 규정 오목부(77)에 접속되는 제15 금속판(76)의 관통 구멍(76b)(제2 접속 구멍에 상당) 및 제13 금속판(74)의 관통 구멍(74a)(제1 접속 구멍에 상당)은, 평면에서 보아 규정부(77a)의 외측에서 규정 오목부(77)에 접속되고 있음과 함께 평면시에 있어서 규정부(77a)보다도 작다.

또, 규정 오목부(77)는 평면시에 있어서 규정부(77a)로부터 관통 구멍(76b, 74a)까지 각각 연장됨과 함께 관통 구멍(76b, 74a)을 향해서 끝이 가늘어지는 형상을 가지는 한 쌍의 연장부(77b)를 가진다.

이와 같이, 한 쌍의 연장부(77b)와 규정부(77a)를 포함하는 오목 금속판의 규정 오목부(77)는 평면시에 있어서 관통 구멍(76b)으로부터 관통 구멍(74a)까지의 사이에서 단면적이 변화한다. 구체적으로, 평면시에 있어서 관통 구멍(76b)으로부터 규정부(77a)를 향해서 규정 오목부(77)의 단면적이 커지고, 규정부(77a)로부터 관통 구멍(74a)을 향해서 규정 오목부(77)의 단면적이 작아진다.

여기서, 평면시에 있어서 관통 구멍(76b)과 관통 구멍(74a)을 연결하는 선 상에서 또한 규정부(77a)에 겹쳐지는 위치에서 규정 오목부(77)의 바닥면으로부터 밸브측 다이어프램(47)측으로 돌출하는 돌기부(52e)가 오목 금속판에 설치되어 있다. 이것에 의해, 상기와 같이 오목 금속판에 형성된 규정 오목부(77) 내에서 유로 단면적이 가장 커지는 부분에 돌출부가 설치되어 있음으로써 당해 부분의 단면적을 저감시켜, 당해 규정 오목부(77) 내의 유속 분포의 불균일을 억제할 수 있다.

구체적으로, 돌기부(52e)가 설치되어 있지 않은 경우, 관통 구멍(76b)과 관통 구멍(74a)을 연결하는 직선 상의 유체의 유속이 가장 높아지고, 그 한편으로, 규정부(77a)에 있어서 상기 직선으로부터 멀어진 도 25의 영역 R2에 나타내는 영역에 있어서 유체의 유속이 낮아진다. 이 상황에 있어서는, 영역 R2에 에어가 체류할 우려가 있지만, 돌기부(52e)가 설치되어 있음으로써, 상기 직선 상의 유체의 유속이 저하되는 것에 수반하여, 상기 영역 R2에 있어서의 유체의 유속이 증가하기 때문에, 영역 R2에 있어서의 에어의 체류를 방지할 수 있다.

또한, 도 18 및 도 19에서는, 제4~제15 금속판(65~76)을 각각 1장씩 나타내고 있지만, 표면의 형상과 이면의 형상이 동일한 금속판에 대해서는, 당해 금속판을 복수매 겹쳐 이용할 수도 있다. 한편, 미리 큰 두께를 가지는 금속판을 이용하는 것도 가능하지만, 이 경우 금속판의 표면 조도가 커지고, 이것은 확산 접합 시에 불리해진다. 따라서, 전술과 같이, 얇은 금속판을 복수매 이용함으로써 금속판의 두께를 늘리는 것이 바람직하다.

전술과 같이, 평면시에 있어서 밸브측 다이어프램(47)은 펌프측 다이어프램(49)의 내측에 설치되어 있다. 즉, 제12 금속판(73)의 관통 구멍(도출측 규정 구멍：도 19 참조)(73b)의 전체 및 제14 금속판(75)의 관통 구멍(도입측 규정 구멍：도 19 참조)(75a)의 일부는, 평면시에 있어서 제3 금속판(24)의 관통 구멍(펌프실용 구멍：도 8 참조)(24a)의 내측에 배치되어 있다. 그 때문에, 도입측 접속 통로(52) 및 도출측 접속 통로(53)는 양 다이어프램(47, 49)의 사이에서, 평면시에 있어서 펌프측 다이어프램(49)의 내측에 배치되는 부분을 가진다.

따라서, 제2 실시 형태에 따른 펌프 유닛은, 제1 실시 형태와 동일하게, 제1~제3 금속판(22~24)을 포함하는 챔버 부분(19)과, 제12~제15 금속판(73~76)까지를 포함하는 밸브체 부분(61)과, 챔버 부분(19)과 밸브체 부분(61) 사이의 중간 부분(60)으로 나누어 제조된다.

구체적으로, 준비 공정에서는, 밸브측 다이어프램(47)의 가동 영역을 규정하는 제12 금속판(73) 및 제14 금속판(75) 중 펌프실(S1)(제3 금속판(24))의 근처에 배치되는 근접 금속판으로서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 도입측 접속 통로(52) 및 도출측 접속 통로(53)를 형성하기 위해서 관통 구멍(73b) 이외에 복수의 관통 구멍(통로 형성용 구멍)(52c, 53e)만을 가지는 제12 금속판(73)을 준비한다.

또, 준비 공정에서는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 복수의 관통 구멍(52c, 53e) 중 관통 구멍(제1 통로 형성용 구멍)(52c, 53e)의 주연부에 밀착 가능한 주연부를 가지는 관통 구멍(연통 구멍)(72a, 72d)을 구비한 제11 금속판(인접 금속판)(72)을 준비한다.

다음에, 금속판(65~76)을 확산 접합한다(접합 공정).

구체적으로, 접합 공정은, 금속판(65~76) 중 중간 부분(60)에 포함되는 것(도 18 참조)을 확산 접합하는 중간 접합 공정(제1 접합 공정)과, 챔버 부분(19)에 포함되는 것(도 8 참조)을 확산 접합하는 챔버 접합 공정과, 밸브체 부분(61)에 포함되는 것(도 19 참조)을 확산 접합하는 밸브체 접합 공정과, 챔버 부분(19), 밸브체 부분(61), 및 중간 부분(60)을 접합하는 전체 접합 공정(제2 접합 공정)을 포함한다.

중간 접합 공정에서는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 챔버 부분(19) 및 밸브체 부분(61)과는 별도로 중간 부분(60)을 확산 접합한다. 그 때문에, 중간 부분(60)에 형성되는 양 접속 통로(52, 53) 중, 평면시에 있어서 펌프실(S1) 및 관통 구멍(73b, 75a, 76b)과 겹치는 부분을 확산 접합에 의해서 확실하게 형성할 수 있다.

챔버 접합 공정에서는, 도 8 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1~제3 금속판(22~24)을 접합한다. 또한, 챔버 접합 공정을 생략하고, 후술하는 전체 접합 공정에 있어서 제1~제3 금속판(22~24)을 챔버 부분(19)에 접합할 수도 있다.

밸브체 접합 공정에서는, 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이, 제12~제15 금속판(73~76)을 확산 접합한다.

또한, 중간 접합 공정, 챔버 접합 공정, 및 밸브체 접합 공정의 차례는 상기의 차례에 한정되지 않는다.

그 다음에, 전체 접합 공정에 있어서, 챔버 부분(19), 중간 부분(60), 및 밸브체 부분(61)을 확산 접합한다.

구체적으로, 전체 접합 공정에서는, 도 18~도 20에 나타내는 바와 같이, 밸브 시트(55)와 제12 금속판(간극용 금속판)(73)의 관통 구멍(간극용 구멍)(73b)이 적층 방향으로 겹쳐지고, 또한 제13 금속판(74)과 제11 금속판(밸브 시트용 금속판)(72) 사이에 제12 금속판(73)이 끼워진 상태로 확산 접합을 행한다. 이것에 의해, 밸브 시트(55)와 밸브측 다이어프램(47) 사이에 간극이 형성된다.

또, 전체 접합 공정에서는, 평면시에 있어서 제12 금속판(73)의 관통 구멍(도출측 규정 구멍)(73b) 및 제14 금속판(75)의 관통 구멍(도입측 규정 구멍)(75a)의 규정부(77a)(도 25 참조)가 제3 금속판(24)의 관통 구멍(펌프실용 구멍)(24a)의 내측에 배치된 상태로 확산 접합을 행한다. 이것에 의해, 평면시에 있어서 밸브측 다이어프램(47)이 펌프측 다이어프램(49)의 내측에 배치되어, 펌프 유닛(1)을 적층 방향과 직교하는 방향으로 컴팩트하게 형성할 수 있다.

또한, 전체 접합 공정에서는, 평면에서 보아 제12 금속판(73)의 관통 구멍(통로 형성용 구멍)(73a, 73c)이 제3 금속판(24)의 관통 구멍(24a)의 외측에 배치된 상태로, 중간 부분(60)과 밸브체 부분(61)이 확산 접합된다. 이것에 의해, 전체 접합 공정 시에 금속판(22~24 및 65~76)에 가해지는 압력을, 제3 금속판(24)의 관통 구멍(24a)의 외측의 부분을 개재하여 다른 금속판으로 전할 수 있다. 따라서, 관통 구멍(73a, 73c)의 주위의 부분에 대해서, 제12 금속판(73)과 제11 금속판(72)을 확산 접합할 수 있다.

한편, 제1 실시 형태와 동일하게, 제2 실시 형태에서는, 제1 금속판(22)에 형성된 확장부(22b)가 평면에서 보아 관통 구멍(73a, 73c)과 겹치는 위치에 설치되어 있기 때문에, 이 확장부(22b) 내의 공간의 존재에 의해서 전체 접합 공정 시에 금속판(22~24 및 65~76)에 가해지는 압력을 관통 구멍(73a, 73c)의 주위에 유효하게 전하는 것이 어렵다.

따라서, 제1 실시 형태와 동일하게, 전체 접합 공정에서는, 제12 금속판(73)의 관통 구멍(73a, 73c)의 주연부와, 제11 금속판(72)의 관통 구멍(72a, 72d)의 주연부를 밀착시킨 상태로 제11 금속판(72)과 제12 금속판(73)을 확산 접합하고 있다. 이것에 의해, 전술과 같이 압력을 충분히 전하는 것이 어려운 형태에 있어서도, 양 주연부의 밀착에 의해 관통 구멍(72a, 72d)과 관통 구멍(73a, 73c) 사이로부터의 유체의 누설을 억제할 수 있다.

전체 확산 접합을 행한 후, 제1 실시 형태와 동일하게, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제2 금속판(23)의 펌프실(S1)과 반대측의 면에 절연층(23a)을 개재하여 피접속층(23b)을 형성하는 층형성 공정을 행한다. 층형성 공정에서는, 제1 금속판(22)의 관통 구멍(22a) 내의 범위로부터 확장부(22b) 내의 범위에 걸쳐 절연층(23a) 및 피접속층(23b)을 형성한다.

그 다음에, 압전 소자(4)의 제1 접속부(4a)가 피접속층(23b)에 전기적으로 접속된 상태로, 압전 소자(4)를 제2 금속판(23)에 부착하는 부착 공정을 행한다.

또한, 제1 실시 형태의 도 12에 나타내는 연결 금속판(39)에 상당하는 금속판을 이용한 방법을 채용함으로써, 제2 실시 형태의 펌프 유닛을 복수개 동시에 제조할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태의 효과에 더하여 다음의 효과를 나타낼 수 있다.

도 25에 나타내는 바와 같이, 제14 금속판(75) 및 제15 금속판(76)(오목 금속판)의 규정 오목부(77)는, 평면시에 있어서 관통 구멍(76b)으로부터 74a까지의 사이에서 단면적이 변화한다.

여기서, 제2 실시 형태에 있어서는, 평면시에 있어서 관통 구멍(76b)과 관통 구멍(74a)을 연결하는 직선 상에서 또한 규정부(77a)에 겹쳐지는 위치에서 규정 오목부(77)의 바닥면으로부터 밸브측 다이어프램(47)측으로 돌출하는 돌기부(52e)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 규정 오목부(77) 내에서 유로 단면적이 가장 커지는 부분에 돌기부(52e)가 설치되어 있음으로써 당해 부분의 단면적을 저감시켜, 규정 오목부(77) 내의 유속 분포의 불균일을 억제할 수 있다.

따라서, 도 17에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서는 에어를 도출하는데 1~3시간(기간 t1 또는 t2) 필요로 하는 데에 대해서, 제2 실시 형태에 있어서는 수초~수십초의 기간에서 에어를 도출할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 유체로서 액체를 흘리고 있는 상황에 있어서 에어의 체류를 억제하여 유량 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 도 18 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 평면시에 있어서 펌프실(S1)의 중심에 도출 밸브(51)가 설치되어 있음과 함께, 2개의 도입 밸브(50)만이 평면시에 있어서 중심을 통과하는 직선에 대해서 점대칭이 되는 위치에 설치되어 있다.

이것에 의해, 도출 밸브(51)의 주위의 2개소로부터 당해 도출 밸브(51)에 대해서 균등하게 유체를 흘릴 수 있기 때문에 펌프실(S1) 내의 유체의 침전물만을 저감시킬 수 있다.

또한, 도입 밸브(50)의 수를 2개로 제한함으로써, 제1 실시 형태와 같이 4개의 도입 밸브(14)를 설치함으로써 당해 도입 밸브(14)의 리크량이 적산되는 것에 의한 압력(배압)에 대한 유량 정밀도의 악화(도 15 참조)를 개선할 수 있다.

구체적으로, 제2 실시 형태에 의하면, 도 26에 나타내는 바와 같이, 압력(배압)에 대해서 유량이 리니어로 변화하는 특성을 얻을 수 있다. 또한, 도 26의 실선은, 100 Hz의 주파수를 이용하는 경우이며, 도 26의 파선은, 150 Hz의 주파수를 이용하는 경우이고, 도 26의 일점 쇄선은 200 Hz의 주파수를 이용하는 경우이다.

또, 제2 실시 형태에서는, 도 22에 나타내는 제1 실시 형태의 도입 밸브(14)의 길이 L1보다도 짧은 길이 L2를 가지는 도입 밸브(50)가 채용되고 있다. 구체적으로, 도입 밸브(50)의 아암 길이가 도입 밸브(14)의 아암 길이보다도 짧게 설정되어 있다.

제1 실시 형태의 도입 밸브(14)에서는 용수철 상수가 작기 때문에, 펌프측 다이어프램(9)이 비교적 높은 주파수로 작동했을 때에 펌프실(S1)의 용적 변화에 따라 도입 밸브(14)를 추종시키지 못하고, 이것에 의해 주파수에 대한 유량 성능이 악화된다고 생각된다(도 16 참조).

이것에 대해, 제2 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 비교하여 도입 밸브(50)의 용수철 상수가 높기 때문에, 펌프측 다이어프램(49)이 비교적 높은 주파수로 작동했을 때라도 펌프실(S1)의 용적 변화에 따라서 도입 밸브를 추종시킬 수 있다.

그 결과, 도 27에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태의 펌프 유닛에서는, 주파수의 증감에 대해서 리니어로 변화하는 유량 특성을 얻을 수 있다. 또한, 도 27은, 도 16에 있어서의 유량 특성과 동일 조건(직사각형파［최고 전압＋240 V 및 최저 전압 -60 V］를 이용한 조건)으로 얻어진 데이터를 나타낸다.

또한, 제2 실시 형태에 있어서 도입 밸브(50)의 형상은 도 23에 나타내는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 28~도 30에 나타내는 도입 밸브(50a~50c)를 이용한 경우에 있어서도 주파수의 증감에 대해서 리니어로 변화하는 유량 특성을 얻을 수 있다.

구체적으로, 도 28에 나타내는 도입 밸브(50a)는, 도입 통로(56)를 닫기 위한 폐쇄부(50c)와, 도입 통로(56)를 닫은 상태와 도입 통로(56)를 연 상태 사이에서 폐쇄부(50c)가 변위 가능해지도록 당해 폐쇄부(50c)를 지지하는 3개의 아암(50d)을 가진다.

폐쇄부(50c)는, 아암(50d)에 의해 3개소에서 지지되고 있다. 이것에 의해, 1개의 아암(14b)에 의해 지지된 폐쇄부(14a)를 가지는 도 22에 나타내는 도입 밸브(14)와 비교하여, 도입 밸브(50a)에 있어서는, 3개의 아암(50d)을 통합한 용수철 상수를 높게 설정할 수 있다.

또, 아암(50d)은 아암(50b)과 상이하게 복수 개소에서 굴곡된 형상을 가지고 있다. 또한, 아암(50d)은 폐쇄부(50c)의 주위의 3개소에 등간격으로 배치되어 있다. 이러한 굴곡 형상 및 아암(50d)의 배치에 의해 용수철 상수를 보다 높일 수 있다.

도 29에 나타내는 도입 밸브(50b)는, 도입 통로(56)를 닫기 위한 폐쇄부(50e)와, 도입 통로(56)를 닫은 상태와 도입 통로(56)를 연 상태 사이에서 폐쇄부(50e)가 변위 가능해지도록 당해 폐쇄부(50e)를 지지하는 아암(50f)을 가진다. 또한, 폐쇄부(50e)는, 도입 밸브(50, 50a)의 폐쇄부(50a, 50c)와 동등한 면적을 가지는 대략 원형의 부분(도면에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 부분)을 의미한다.

도입 밸브(50b)의 길이 L4는, 도입 밸브(50)의 길이 L2(도 23 참조)보다도 약간 짧게 설정되어 있다.

도 30에 나타내는 도입 밸브(50c)는, 도 29에 나타내는 도입 밸브(50b)의 아암(50f)에 대해서 관통 구멍(50g)이 추가된 것이다. 이것에 의해, 도입 밸브(50)c)의 용수철 상수가 약간 낮게 조정되고 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 이하의 양태를 채용할 수도 있다.

상기 실시 형태에서는, 근접 금속판으로서 밸브측 다이어프램(7)의 도출측 접속 통로(11)측의 가동 영역을 규정하는 관통 구멍(32b)을 가지는 제11 금속판(32)을 예시하고 있지만, 밸브측 다이어프램(7)의 도입측 접속 통로(10)측의 가동 영역을 규정하는 관통 구멍(34b)을 가지는 제13 금속판(34)을 근접 금속판으로서 이용할 수도 있다. 이 경우, 밸브측 다이어프램(7)에 대한 도입측 접속 통로(10) 및 도출측 접속 통로(11)의 위치 관계가 거꾸로 된다.

상기 실시 형태에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제2 금속판(23)의 펌프실(S1)과 반대측의 면에 절연층(23a)을 개재하여 피접속층(23b)을 형성하고 있지만, 피접속층(23b)이 펌프 유닛에 설치되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 압전 소자(4)의 제1 접속부(4a)에 전기적으로 접속되어 있음과 함께 당해 제1 접속부(4a)로부터 압전 소자(4)의 제2 접속부(4b)측의 단면까지 연장되는 피접속층이 압전 소자(4)에 미리 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 펌프 유닛에 피접속층(23b)을 설치하는 공정을 생략할 수 있다.

또한, 전술한 구체적 실시 형태에는 이하의 구성을 가지는 발명이 주로 포함되고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 펌프 유닛으로서, 압전 소자와 상기 압전 소자의 작동에 따라서 유체를 토출하는 토출 기구를 가지는 펌프와, 상기 펌프에 부착된 밸브 기구를 구비하고, 상기 토출 기구는, 펌프 본체와, 상기 펌프 본체와의 사이에서 펌프실을 구획하는 펌프측 다이어프램과, 상기 펌프실에 접속되도록 상기 펌프 본체에 형성된 도입 통로에 설치된 적어도 1개의 도입 밸브와, 상기 펌프실에 접속되도록 상기 펌프 본체에 형성된 도출 통로에 설치된 도출 밸브를 갖고, 상기 밸브 기구는, 상기 도입 통로에 접속된 도입측 접속 통로와 상기 도출 통로에 접속된 도출측 접속 통로를 가지는 밸브 기구 본체와, 상기 도입측 접속 통로와 상기 도출측 접속 통로를 나누도록 상기 밸브 기구 본체에 설치된 밸브측 다이어프램을 갖고, 상기 도입 밸브는, 당해 도입 밸브의 상류측의 압력이 상기 펌프실 내의 압력보다도 높을 때에 열고, 상기 도출 밸브는, 상기 펌프실 내의 압력이 상기 도출 밸브의 하류측의 압력보다도 높을 때에 열고, 상기 밸브측 다이어프램은, 상기 도입측 접속 통로 내의 압력이 상기 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에 상기 도출측 접속 통로를 통한 유체의 흐름을 규제하고, 상기 토출 기구 및 상기 밸브 기구는, 미리 설정된 적층 방향으로 적층된 상태로 서로 확산 접합된 복수의 금속판을 각각 갖고, 또한, 서로 확산 접합에 의해서 고정되어 있는, 펌프 유닛을 제공한다.

본 발명의 펌프 유닛에 의하면, 토출 기구 및 밸브 기구가 각각 복수의 금속판을 확산 접합하는 것에 의해서 형성되어 있음과 함께, 양 기구가 확산 접합에 의해서 서로 고정되어 있다. 그 때문에, 토출 기구 및 밸브 기구의 각각을 형성하기 위한 접착 등의 공정을 생략할 수 있음과 함께, 종래와 같이 토출 기구와 밸브 기구 사이에 개스킷을 형성하는 것이 불필요해진다.

본 발명의 펌프 유닛의 제조 방법은, 상기 토출 기구 및 상기 밸브 기구를 형성하기 위한 복수의 금속판을 준비하는 준비 공정과, 상기 복수의 금속판을 확산 접합하는 접합 공정과, 상기 토출 기구에 상기 압전 소자와 부착하는 부착 공정을 포함한다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 펌프 유닛의 부품 점수를 저감시킴과 함께 제조 순서를 간소화할 수 있다.

여기서, 도입측 접속 통로와 도출측 접속 통로 사이의 압력차가 생기지 않은 상태에 있어서 밸브측 다이어프램에 의해 도출측 접속 통로가 닫혀져 있어도 되지만, 이 경우, 밸브측 다이어프램도 금속에 의해 구성되어 있기 때문에, 유체를 토출하기 위한 밸브측 다이어프램의 개방 시에 압손이 생겨서 안정된 유체의 토출이 곤란해진다.

따라서, 상기 펌프 유닛에 있어서, 상기 밸브 기구 본체는, 상기 밸브측 다이어프램이 접촉함으로써 상기 도출측 접속 통로를 통한 유체의 흐름을 규제하는 밸브 시트를 더 구비하고, 상기 밸브측 다이어프램은, 상기 밸브 시트와 간격을 두고 설치되어, 상기 도입측 접속 통로 내의 압력이 상기 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에 변형하여 상기 밸브 시트에 접촉할 수 있는 탄성을 가지는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, 도입측 접속 통로 내의 압력이 밸브측 다이어프램의 변형 시의 압력보다도 낮을 때(즉, 도입측 접속 통로 내에 이상한 압력이 생기지 않을 때)에 도출측 접속 통로가 열려 있기 때문에, 전술한 압손의 발생을 방지함으로써 안정된 유체의 토출을 실현할 수 있다.

전술한 펌프 유닛의 제조 방법으로서 상기 밸브 기구 본체는, 상기 밸브측 다이어프램이 접촉함으로써 상기 도출측 접속 통로를 통한 유체의 흐름을 규제하는 밸브 시트를 더 구비하고, 상기 준비 공정에서는, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램용 금속판과, 상기 밸브 시트를 가지는 밸브 시트용 금속판과, 간극용 금속판으로서 당해 간극용 금속판을 상기 적층 방향으로 관통하는 간극용 구멍을 가지는 간극용 금속판을 준비하고, 상기 접합 공정에서는, 상기 밸브 시트와 상기 간극용 구멍이 상기 적층 방향으로 겹쳐지고, 또한 상기 밸브측 다이어프램용 금속판과 상기 밸브 시트용 금속판 사이에 상기 간극용 금속판이 끼워진 상태로 확산 접합을 행하고, 상기 밸브측 다이어프램은, 상기 도입측 접속 통로 내의 압력이 상기 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에 변형하여 상기 밸브 시트에 접촉할 수 있는 탄성을 가지는 방법을 채용할 수 있다.

이 양태에 의하면, 간극용 금속판이 밸브 시트용 금속판과 밸브측 다이어프램용 금속판 사이에 끼워진 상태로, 이러한 금속판을 확산 접합함으로써, 전술과 같이 압손의 발생을 방지할 수 있는 펌프 유닛을 제조할 수 있다.

여기서, 적층 방향을 따라서 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서, 밸브측 다이어프램이 펌프측 다이어프램의 외측에 설치되어 있어도 되지만, 이 경우에는, 펌프 유닛이 적층 방향과 직교하는 방향으로 커지기 때문에, 당해 펌프 유닛의 레이아웃의 자유도가 저하된다.

따라서, 상기 펌프 유닛에 있어서, 상기 복수의 금속판은, 상기 펌프실을 획정하는 펌프실용 구멍이 형성된 펌프실용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램용 금속판에 접합되어 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도입측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도입측 규정 구멍이 형성된 도입측 규정용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램용 금속판에 접합되어 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도출측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도출측 규정 구멍이 형성된 도출측 규정용 금속판을 포함하고, 상기 도입측 규정 구멍 및 상기 도출측 규정 구멍은, 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 상기 펌프실용 구멍의 내측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, 평면시에 있어서 밸브측 다이어프램이 펌프측 다이어프램의 내측에 설치되어 있기 때문에, 적층 방향과 직교하는 방향에 있어서 펌프 유닛을 컴팩트하게 구성할 수 있고, 당해 펌프 유닛의 레이아웃의 자유도를 향상시킬 수 있다.

전술한 펌프 유닛의 제조 방법으로서 상기 준비 공정에서는, 상기 펌프실을 획정하는 펌프실용 구멍이 형성된 펌프실용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도입측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도입측 규정 구멍이 형성된 도입측 규정용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도출측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도출측 규정 구멍이 형성된 도출측 규정용 금속판을 준비하고, 상기 접합 공정에서는, 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 상기 도입측 규정 구멍 및 상기 도출측 규정 구멍이 상기 펌프실용 구멍의 내측에 배치된 상태로 확산 접합을 행하는 방법을 채용할 수 있다.

이 양태에 의하면, 펌프실용 구멍에 대해서 도입측 규정 구멍 및 도출측 규정 구멍을 위치 결정한 상태로 확산 접합함으로써 전술과 같이 레이아웃의 자유도를 향상시킬 수 있는 펌프 유닛을 제조할 수 있다.

전술과 같이, 평면시에 있어서 밸브측 다이어프램이 펌프측 다이어프램의 내측에 설치되어 있는 경우, 밸브측 다이어프램과 펌프측 다이어프램 사이에는 도입측 접속 통로(도입측 규정 구멍) 또는 도출측 접속 통로(도출측 규정 구멍)가 배치된다. 즉, 도입측 접속 통로 또는 도출측 접속 통로는, 밸브측 다이어프램과 펌프측 다이어프램 사이에서, 평면시에 있어서 펌프실의 내측에 배치되는 부분(이하, 내측 배치부라고 함)을 가진다.

여기서, 확산 접합은, 적층된 복수의 금속판에 대해서 적층 방향으로 압력을 가할 필요가 있지만, 금속판의 펌프실(공간)과 겹치는 부분에는 유효하게 압력을 전하지 못하고, 펌프 도입측 접속 통로 또는 도출측 접속 통로의 내측 배치부를 확산 접합에 의해서 형성하는 것이 어렵다.

따라서, 상기 펌프 유닛에 있어서, 상기 도입측 규정용 금속판 및 상기 도출측 규정용 금속판 중 상기 펌프실용 금속판에 가까운 근접 금속판은, 상기 도입측 접속 통로 및 상기 도출측 접속 통로를 형성하기 위해서 상기 도입측 규정 구멍 또는 상기 도출측 규정 구멍 이외에 복수의 통로 형성용 구멍만을 갖고, 상기 복수의 통로 형성용 구멍은, 상기 평면에서 보아 상기 펌프실용 구멍의 외측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, 복수의 금속판 중 근접 금속판과 펌프실용 금속판 사이에서 적층되는 것(이하, 중간 부분이라고 함)을, 그 이외의 것으로부터 분리하여 확산 접합함으로써, 중간 부분에 있어서 내측 배치부를 확실하게 형성할 수 있다.

또한, 상기 양태에 의하면, 통로 형성용 구멍이 평면에서 보아 펌프실용 구멍의 외측에 배치되어 있기 때문에, 복수의 금속판 모두를 확산 접합함으로써, 펌프실용 구멍을 가지는 펌프실용 금속판이 개재하고 있어도 근접 금속판의 통로 형성용 구멍의 주위의 부분에 압력을 가할 수 있다.

따라서, 상기 양태에 의하면, 도입측 접속 통로 및 도출측 접속 통로가 적절하게 형성된 펌프 유닛을 제공할 수 있다.

구체적으로, 전술한 펌프 유닛의 제조 방법으로서 상기 준비 공정에서는, 상기 도입측 규정용 금속판 및 상기 도출측 규정용 금속판 중 상기 펌프실용 금속판의 근처에 배치되는 근접 금속판으로서, 상기 도입측 접속 통로 및 상기 도출측 접속 통로를 형성하기 위해서 상기 도입측 규정 구멍 또는 상기 도출측 규정 구멍 이외에 복수의 통로 형성용 구멍만을 가지는 상기 근접 금속판을 준비하고, 상기 접합 공정에서는, 상기 복수의 금속판 중 상기 근접 금속판과 상기 펌프실용 금속판 사이에서 적층되는 것을 확산 접합하는 제1 접합 공정과, 상기 평면에서 보아 상기 복수의 통로 형성용 구멍이 상기 펌프실용 구멍의 외측에 배치된 상태로 상기 복수의 금속판 중 상기 제1 접합 공정에서 접합된 것과 상기 제1 접합 공정에서 접합된 것 이외의 것을 확산 접합하는 제2 접합 공정을 포함하는 방법을 채용할 수 있다.

이 양태에 의하면, 접합 공정을 제1 및 제2 접합 공정으로 나눔으로써, 제1 접합 공정에 있어서 내측 배치부를 형성할 수 있음과 함께, 펌프실용 구멍을 가지는 펌프실용 금속판이 개재하고 있어도 제2 접합 공정에 있어서 통로 형성용 구멍의 주위에 압력을 가할 수 있다.

여기서, 전술과 같이 평면시에 있어서 펌프실용 구멍의 외측에 배치된 통로 형성용 구멍을 가지는 근접 금속판을 이용한 경우라도, 평면시에 있어서 통로 형성용 구멍과 겹치는 위치에 구멍을 가지는 다른 금속판을 이용하지 않을 수 없는 경우도 있다. 이 경우에는, 전술한 제조 방법을 채용해도, 근접 금속판의 통로 형성용 구멍의 주위의 부분을 확산 접합하는 것이 곤란해진다.

따라서, 상기 펌프 유닛에 있어서, 상기 복수의 금속판은, 상기 근접 금속판의 상기 펌프실용 금속판에 가까운 쪽의 면에 접합된 인접 금속판을 갖고, 상기 인접 금속판은 상기 복수의 통로 형성용 구멍 중 제1 통로 형성용 구멍의 주연부에 밀착한 주연부를 가지는 연통 구멍을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, 근접 금속판의 제1 통로 형성용 구멍의 주연부와 인접 금속판의 연통 구멍의 주연부를 밀착시킨 상태로 양 금속판이 확산 접합되어 있음으로써, 제1 통로 형성용 구멍과 겹치는 위치에 구멍을 가지는 다른 금속판을 이용한 경우라도, 상기 밀착에 의해서 제1 통로 형성용 구멍과 연통 구멍의 접속 부분으로부터의 유체의 누설을 억제할 수 있다.

구체적으로, 전술한 펌프 유닛의 제조 방법으로서 상기 준비 공정에서는, 상기 복수의 통로 형성용 구멍 중 제1 통로 형성용 구멍의 주연부에 밀착 가능한 주연부를 가지는 연통 구멍을 구비한 인접 금속판을 준비하고, 상기 제2 접합 공정에서는, 상기 제1 통로 형성용 구멍의 주연부와 상기 연통 구멍의 주연부를 밀착시킨 상태로 상기 근접 금속판의 상기 펌프실용 금속판에 가까운 쪽의 면에 대해서 상기 인접 금속판을 접합하는 방법을 채용할 수 있다.

이 양태에 의하면, 제1 통로 형성용 구멍과 겹치는 위치에 구멍을 가지는 다른 금속판을 이용한 경우라도, 제2 접합 공정에 있어서 제1 통로 형성용 구멍의 주연부와 연통 구멍의 주연부를 밀착시킨 상태로 근접 금속판과 인접 금속판을 확산 접합함으로써, 제1 통로 형성용 구멍과 연통 구멍의 접속 부분으로부터의 누설을 억제할 수 있다.

여기서, 밸브측 다이어프램의 가동 영역을 이것에 인접하는 금속판에 형성된 오목부에 의해서 규정할 수 있다. 이 경우, 밸브측 다이어프램의 압력에 대한 응답성을 높이기 위해서 오목부(밸브측 다이어프램의 가동 영역의 면적)를 가능한 한 크게 설정하는 것이 바람직한다. 그 한편으로, 오목부에 접속되는 접속 통로는 오목부보다도 작게 하여 펌프 유닛의 크기를 작게 할 필요가 있다. 이러한 요구에 따르기 위해서는, 접속 통로와 오목부 사이에서 통로의 단면적이 변화하기 때문에, 오목부로부터 접속 통로에 걸친 통로 내에 있어서의 유속의 분포가 일정하게 되지 않는다. 이것에 의해 예를 들면 유체로서 액체를 흘리고 있는 상황에 있어서 통로 내에 에어가 체류하여, 유량 정밀도가 저하될 우려가 있다.

따라서, 상기 펌프 유닛으로서, 상기 복수의 금속판은, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램용 금속판에 접합되어 상기 밸브측 다이어프램의 가동 영역을 규정하기 위한 규정부를 포함하는 규정 오목부가 형성된 오목 금속판을 포함하고, 상기 밸브측 다이어프램용 금속판은, 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 상기 규정부의 외측에서 상기 규정 오목부에 접속되어 있음과 함께 평면시에 있어서 상기 규정부보다도 작은 제1 접속 구멍을 갖고, 상기 오목 금속판은, 평면시에 있어서 상기 규정부의 외측에서 상기 규정 오목부에 접속되어 있음과 함께 평면시에 있어서 상기 규정부보다도 작은 제2 접속 구멍을 갖고, 상기 규정 오목부는, 평면시에 있어서 상기 규정부로부터 상기 제1 접속 구멍 및 상기 제2 접속 구멍까지 각각 연장됨과 함께 상기 제1 접속 구멍 및 상기 제2 접속 구멍을 향해서 끝이 가늘어지는 형상을 가지는 한 쌍의 연장부를 갖고, 상기 오목 금속판은, 평면시에 있어서 상기 제1 접속 구멍과 상기 제2 접속 구멍을 연결하는 선 상에서 또한 상기 규정부와 겹쳐지는 위치에서 상기 규정 오목부의 바닥면으로부터 상기 밸브측 다이어프램을 향해서 돌출하는 돌기부를 가지는 것이 바람직하다.

한 쌍의 연장부와 규정부를 포함하는 오목 금속판의 규정 오목부는, 평면시에 있어서 제1 접속 구멍으로부터 제2 접속 구멍까지의 사이에서 단면적이 변화한다. 구체적으로, 평면시에 있어서 제1 접속 구멍으로부터 규정부를 향해서 규정 오목부의 단면적이 커지고, 규정부로부터 제2 접속 구멍을 향해서 규정 오목부의 단면적이 작아진다.

여기서, 상기 양태에 있어서는, 평면시에 있어서 제1 접속 구멍과 제2 접속 구멍을 연결하는 선 상에서 또한 규정부에 겹쳐지는 위치에서 규정 오목부의 바닥면으로부터 밸브측 다이어프램측에 돌출하는 돌기부가 오목 금속판에 설치되어 있다. 이것에 의해, 상기와 같이 오목 금속판에 형성된 규정 오목부 내에서 유로 단면적이 가장 커지는 부분에 돌기부가 설치됨으로써 당해 부분의 단면적을 저감시켜, 당해 규정 오목부 내의 유속 분포의 불균일을 억제할 수 있다.

따라서, 규정 오목부 내에 있어서의 유속의 분포를 불균일을 억제할 수 있기 때문에, 예를 들면 유체로서 액체를 흘리고 있는 상황에 있어서 에어의 체류를 억제하여 유량 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

여기서, 상기 압전 소자는 전원을 접속하기 위한 접속부를 가지는 경우가 있다.

이 경우에 있어서, 예를 들면, 압전 소자의 접속부를 펌프측 다이어프램에 직접 접촉시킴과 함께, 전원을 복수의 금속판에 전기적으로 접속할 수 있다.

그러나, 토출 기구 및 밸브 기구는 금속에 의해 형성되어 있기 때문에, 상기와 같이 전원을 펌프 유닛에 접속하면, 펌프실 내의 유체가 도전성을 가지는 경우에 당해 유체에 전류가 흐르기 때문에, 당해 유체의 용도에 따라서는 문제가 생길 우려가 있다.

따라서, 상기 펌프 유닛에 있어서, 상기 복수의 금속판은, 상기 펌프측 다이어프램을 포함하는 펌프측 다이어프램용 금속판을 갖고, 상기 압전 소자는, 전원을 접속하기 위한 접속부를 갖고, 상기 펌프측 다이어프램용 금속판의 상기 펌프실과 반대측의 면에는 절연층을 개재하여 상기 접속부에 전기적으로 접속된 피접속층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, 절연층에 의해서 펌프실 내의 유체에 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있기 때문에, 유체에 전류가 흐르는 것이 규제되고 있는 용도(예를 들면, 의료용의 약액 주입 펌프)에 펌프 유닛을 적용할 수 있다.

구체적으로, 전술한 펌프 유닛의 제조 방법으로서 상기 준비 공정에서는, 상기 펌프측 다이어프램을 포함하는 펌프측 다이어프램용 금속판을 준비하고, 상기 펌프 유닛의 제조 방법은, 상기 펌프측 다이어프램용 금속판의 상기 펌프실과 반대측의 면에 절연층을 개재하여 피접속층을 형성하는 층형성 공정을 더 포함하고, 상기 부착 공정에서는, 상기 압전 소자에 설치된 접속부가 상기 피접속층에 전기적으로 접속된 상태로, 상기 압전 소자를 상기 펌프측 다이어프램용 금속판에 부착하는, 방법을 채용할 수 있다.

이 양태에 의하면, 층형성 공정에 있어서 절연층 및 피접속층을 형성한 후에, 피접속층에 접속부가 전기적으로 접속된 상태로 압전 소자를 펌프측 다이어프램용 금속판에 부착함으로써 펌프실 내의 유체에 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있는 펌프 유닛을 제조할 수 있다.

여기서, 펌프실이 평면시에 있어서 원형상을 가지는 경우, 도출 밸브를 평면시에 있어서 펌프실의 중심에 배치함과 함께 복수의 도입 밸브를 평면시에 있어서 펌프실의 중심을 통과하는 직선에 대해 선대칭이 되도록 배치할 수 있다. 이것에 의해, 도출 밸브의 주위의 복수 개소로부터 당해 도출 밸브에 대해서 균등하게 유체를 흘릴 수 있기 때문에 펌프실 내의 유체의 침전물을 저감시킬 수 있다. 따라서, 예를 들면, 유체로서 액체를 흘리고 있는 상황에 있어서 펌프실 내에 에어가 체류하여 유량 정밀도가 저하되는 등의 불편을 완화할 수 있다.

그 한편으로, 도입 밸브는 금속판의 강성을 이용하여 도입 통로를 닫는 것이기 때문에 도입 밸브가 닫힌 상태에 있어도 도입 통로를 통한 미소한 리크가 생길 우려가 있다. 그 때문에, 도입 밸브의 수가 많으면 당해 도입 밸브를 통한 유체의 적산 리크량이 증가하여 유량 정밀도가 저하될 우려가 있다.

따라서, 상기 펌프 유닛에 있어서, 상기 펌프실은, 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 원형상을 갖고, 상기 도출 밸브는, 평면시에 있어서 상기 펌프실의 중심에 배치되고, 상기 적어도 1개의 도입 밸브는, 평면시에 있어서 상기 펌프실의 중심을 통과하는 직선에 대해 선대칭이 되는 위치에 배치된 2개의 도입 밸브만을 포함하는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, 평면시에 있어서 중심을 통과하는 직선에 대해 선대칭이 되는 위치에 2개의 도출 밸브만이 설치되어 있다. 이것에 의해, 전술한 펌프실 내의 유체의 막힘을 저감시키면서 도입 밸브를 통한 리크량의 증가를 최대한으로 억제할 수 있다.

상기 펌프 유닛의 제조 방법에 있어서, 상기 준비 공정에서는, 상기 복수의 금속판의 각각이 복수개 연결된 연결 금속판을 준비하고, 상기 접합 공정에서는, 상기 연결 금속판들을 확산 접합함으로써 상기 토출 기구와 상기 밸브 기구의 결합체를 복수 형성하고, 상기 펌프 유닛의 제조 방법은, 접합 공정 후에 상기 연결 금속판으로부터 상기 결합체를 분리하는 분리 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, 접합 공정을 여러 차례 행하지 않고, 복수의 펌프 유닛을 제조할 수 있기 때문에, 펌프 유닛의 제조 효율을 보다 향상할 수 있다.

Claims (15)

1. 펌프 유닛으로서,
   압전 소자와 상기 압전 소자의 작동에 따라서 유체를 토출하는 토출 기구를 갖는 펌프와,
   상기 펌프에 부착된 밸브 기구를 구비하고,
   상기 토출 기구는, 펌프 본체와, 상기 펌프 본체와의 사이에서 펌프실을 구획하는 펌프측 다이어프램과, 상기 펌프실에 접속되도록 상기 펌프 본체에 형성된 도입 통로에 설치된 적어도 1개의 도입 밸브와, 상기 펌프실에 접속되도록 상기 펌프 본체에 형성된 도출 통로에 설치된 도출 밸브를 갖고,
   상기 밸브 기구는, 상기 도입 통로에 접속된 도입측 접속 통로와 상기 도출 통로에 접속된 도출측 접속 통로를 가지는 밸브 기구 본체와, 상기 도입측 접속 통로와 상기 도출측 접속 통로를 나누도록 상기 밸브 기구 본체에 설치된 밸브측 다이어프램을 갖고,
   상기 도입 밸브는, 당해 도입 밸브의 상류측의 압력이 상기 펌프실 내의 압력보다도 높을 때에 열고,
   상기 도출 밸브는, 상기 펌프실 내의 압력이 상기 도출 밸브의 하류측의 압력보다도 높을 때에 열며,
   상기 밸브측 다이어프램은, 상기 도입측 접속 통로 내의 압력이 상기 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에 상기 도출측 접속 통로를 통한 유체의 흐름을 규제하고,
   상기 토출 기구 및 상기 밸브 기구는, 미리 설정된 적층 방향으로 적층된 상태로 서로 확산 접합된 복수의 금속판을 각각 갖고, 또한, 서로 확산 접합에 의해서 고정되어 있는, 펌프 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 밸브 기구 본체는, 상기 밸브측 다이어프램이 접촉함으로써 상기 도출측 접속 통로를 통한 유체의 흐름을 규제하는 밸브 시트를 더 구비하고,
   상기 밸브측 다이어프램은, 상기 밸브 시트와 간격을 두어 설치되고, 상기 도입측 접속 통로 내의 압력이 상기 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에 변형하여 상기 밸브 시트에 접촉할 수 있는 탄성을 가지는, 펌프 유닛.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 금속판은, 상기 펌프실을 획정하는 펌프실용 구멍이 형성된 펌프실용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램용 금속판에 접합되어 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도입측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도입측 규정 구멍이 형성된 도입측 규정용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램용 금속판에 접합되어 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도출측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도출측 규정 구멍이 형성된 도출측 규정용 금속판을 포함하고,
   상기 도입측 규정 구멍 및 상기 도출측 규정 구멍은 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시(平面視)에 있어서 상기 펌프실용 구멍의 내측에 배치되어 있는, 펌프 유닛.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 도입측 규정용 금속판 및 상기 도출측 규정용 금속판 중 상기 펌프실용 금속판에 가까운 근접 금속판은, 상기 도입측 접속 통로 및 상기 도출측 접속 통로를 형성하기 위해서 상기 도입측 규정 구멍 또는 상기 도출측 규정 구멍 이외에 복수의 통로 형성용 구멍만을 갖고,
   상기 복수의 통로 형성용 구멍은, 상기 평면시에 있어서 상기 펌프실용 구멍의 외측에 배치되어 있는, 펌프 유닛.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 복수의 금속판은, 상기 근접 금속판의 상기 펌프실용 금속판에 가까운 측의 면에 접합된 인접 금속판을 갖고,
   상기 인접 금속판은, 상기 복수의 통로 형성용 구멍 중 제1 통로 형성용 구멍의 주연부에 밀착한 주연부를 가지는 연통 구멍을 구비하고 있는, 펌프 유닛.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 금속판은, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램용 금속판에 접합되어 상기 밸브측 다이어프램의 가동 영역을 규정하기 위한 규정부를 포함하는 규정 오목부가 형성된 오목 금속판을 포함하고,
   상기 밸브측 다이어프램용 금속판은, 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 상기 규정부의 외측에서 상기 규정 오목부에 접속되어 있음과 함께 평면시에 있어서 상기 규정부보다도 작은 제1 접속 구멍을 갖고,
   상기 오목 금속판은, 평면시에 있어서 상기 규정부의 외측에서 상기 규정 오목부에 접속되어 있음과 함께 평면시에 있어서 상기 규정부보다도 작은 제2 접속 구멍을 갖고,
   상기 규정 오목부는, 평면시에 있어서 상기 규정부로부터 상기 제1 접속 구멍 및 상기 제2 접속 구멍까지 각각 연장됨과 함께 상기 제1 접속 구멍 및 상기 제2 접속 구멍을 향해서 끝이 가늘어지는 형상을 가지는 한 쌍의 연장부를 갖고,
   상기 오목 금속판은, 평면시에 있어서 상기 제1 접속 구멍과 상기 제2 접속 구멍을 연결하는 선 상에서 또한 상기 규정부에 겹쳐지는 위치에서 상기 규정 오목부의 바닥면으로부터 상기 밸브측 다이어프램을 향해서 돌출하는 돌기부를 가지는, 펌프 유닛.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 금속판은, 상기 펌프측 다이어프램을 포함하는 펌프측 다이어프램용 금속판을 갖고,
   상기 압전 소자는, 전원을 접속하기 위한 접속부를 갖고,
   상기 펌프측 다이어프램용 금속판의 상기 펌프실과 반대측의 면에는, 절연층을 개재하여 상기 접속부에 전기적으로 접속된 피접속층이 형성되어 있는, 펌프 유닛.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 펌프실은, 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 원형상을 갖고,
   상기 도출 밸브는, 평면시에 있어서 상기 펌프실의 중심에 배치되며,
   상기 적어도 1개의 도입 밸브는, 평면시에 있어서 상기 펌프실의 중심을 통과하는 직선에 대해 선대칭이 되는 위치에 배치된 2개의 도입 밸브만을 포함하는, 펌프 유닛.
9. 청구항 1에 기재된 펌프 유닛을 제조하기 위한 제조 방법으로서,
   상기 토출 기구 및 상기 밸브 기구를 형성하기 위한 복수의 금속판을 준비하는 준비 공정과,
   상기 복수의 금속판을 확산 접합하는 접합 공정과,
   상기 토출 기구에 상기 압전 소자와 부착하는 부착 공정을 포함하는, 펌프 유닛의 제조 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 밸브 기구 본체는, 상기 밸브측 다이어프램이 접촉함으로써 상기 도출측 접속 통로를 통한 유체의 흐름을 규제하는 밸브 시트를 더 구비하고,
    상기 준비 공정에서는, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램용 금속판과, 상기 밸브 시트를 가지는 밸브 시트용 금속판과, 간극용 금속판으로서 당해 간극용 금속판을 상기 적층 방향으로 관통하는 간극용 구멍을 가지는 간극용 금속판을 준비하고,
    상기 접합 공정에서는, 상기 밸브 시트와 상기 간극용 구멍이 상기 적층 방향으로 겹쳐지고, 또한 상기 밸브측 다이어프램용 금속판과 상기 밸브 시트용 금속판 사이에 상기 간극용 금속판이 끼워진 상태로 확산 접합을 행하고,
    상기 밸브측 다이어프램은, 상기 도입측 접속 통로 내의 압력이 상기 도출측 접속 통로 내의 압력보다도 높을 때에 변형하여 상기 밸브 시트에 접촉할 수 있는 탄성을 가지는, 펌프 유닛의 제조 방법.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 펌프실을 획정하는 펌프실용 구멍이 형성된 펌프실용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램을 포함하는 밸브측 다이어프램 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도입측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도입측 규정 구멍이 형성된 도입측 규정용 금속판과, 상기 밸브측 다이어프램의 상기 도출측 접속 통로측으로의 가동 영역을 규정하는 도출측 규정 구멍이 형성된 도출측 규정용 금속판을 준비하고,
    상기 접합 공정에서는, 상기 적층 방향을 따라서 상기 펌프 유닛을 보는 평면시에 있어서 상기 도입측 규정 구멍 및 상기 도출측 규정 구멍이 상기 펌프실용 구멍의 내측에 배치된 상태로 확산 접합을 행하는, 펌프 유닛의 제조 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 도입측 규정용 금속판 및 상기 도출측 규정용 금속판 중 상기 펌프실용 금속판의 근처에 배치되는 근접 금속판으로서, 상기 도입측 접속 통로 및 상기 도출측 접속 통로를 형성하기 위해서 상기 도입측 규정 구멍 또는 상기 도출측 규정 구멍 이외에 복수의 통로 형성용 구멍만을 가지는 상기 근접 금속판을 준비하고,
    상기 접합 공정에서는, 상기 복수의 금속판 중 상기 근접 금속판과 상기 펌프실용 금속판 사이에서 적층되는 것을 확산 접합하는 제1 접합 공정과, 상기 평면시에 있어서 상기 복수의 통로 형성용 구멍이 상기 펌프실용 구멍의 외측에 배치된 상태로 상기 복수의 금속판 중 상기 제1 접합 공정에서 접합된 것과 상기 제1 접합 공정에서 접합된 것 이외의 것을 확산 접합하는 제2 접합 공정을 포함하는, 펌프 유닛의 제조 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 복수의 통로 형성용 구멍 중 제1 통로 형성용 구멍의 주연부에 밀착 가능한 주연부를 가지는 연통 구멍을 구비한 인접 금속판을 준비하고,
    상기 제2 접합 공정에서는, 상기 제1 통로 형성용 구멍의 주연부와 상기 연통 구멍의 주연부를 밀착시킨 상태로 상기 근접 금속판의 상기 펌프실용 금속판에 가까운 측의 면에 대해서 상기 인접 금속판을 접합하는, 펌프 유닛의 제조 방법.
14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 펌프측 다이어프램을 포함하는 펌프측 다이어프램용 금속판을 준비하고,
    상기 펌프 유닛의 제조 방법은, 상기 펌프측 다이어프램용 금속판의 상기 펌프실과 반대측의 면에 절연층을 개재하여 피접속층을 형성하는 층형성 공정을 더 포함하고,
    상기 부착 공정에서는, 상기 압전 소자에 설치된 접속부가 상기 피접속층에 전기적으로 접속된 상태로, 상기 압전 소자를 상기 펌프측 다이어프램용 금속판에 부착하는, 펌프 유닛의 제조 방법.
15. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 복수의 금속판의 각각이 복수개 연결된 연결 금속판을 준비하고,
    상기 접합 공정에서는, 상기 연결 금속판들을 확산 접합함으로써 상기 토출 기구와 상기 밸브 기구의 결합체를 복수 형성하고,
    상기 펌프 유닛의 제조 방법은, 접합 공정 후에 상기 연결 금속판으로부터 상기 결합체를 분리하는 분리 공정을 더 포함하는, 펌프 유닛의 제조 방법.
    

Images