ダイヤフラムポンプ
【課題】振動ダイヤフラムを一対のハウジングで挟着して該振動ダイヤフラムの上下の少なくとも一方にポンプ室を形成し、該ポンプ室と吸入ポートとの間に該吸入ポートから該ポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁を設け、上記ポンプ室と吐出ポートとの間に該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を設け、振動ダイヤフラムを振動させてポンプ作用を得るダイヤフラムポンプにおいて、極めて簡単な構造で脈動の軽減ができるダイヤフラムポンプを得る。
【解決手段】一対のハウジングの間に、振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ、一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ吸入ポート及び吐出ポートに連通させたダイヤフラムポンプ。
【解決手段】一対のハウジングの間に、振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ、一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ吸入ポート及び吐出ポートに連通させたダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動するダイヤフラムによってポンプ作用を得るポンプとして、例えば圧電ポンプがある。圧電ポンプは、圧電振動子を一対のハウジングで挟着して該圧電振動子の上下の少なくとも一方にポンプ室を形成し、該ポンプ室と吸入ポートとの間に該吸入ポートから該ポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁を設け、ポンプ室と吐出ポートとの間に該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を設けている。圧電振動子が振動すると、ポンプ室の容積が大きくなる行程では、流入側逆止弁が開き吐出側逆止弁が閉じて吸入ポートからポンプ室内に流体が流入し、逆にポンプ室の容積が小さくなる行程では、吐出側逆止弁が開き吸入側逆止弁が閉じてポンプ室から吐出ポートに流体が吐出され、ポンプ作用が得られる。
【０００３】
本出願人は、このような圧電ポンプを用いてノートＰＣの発熱源（ＣＰＵ、ＧＰＵ、チップセット等）を冷却する水冷システムを開発中である。ノートＰＣに搭載するポンプは、安全規格であるＵＬ規格を満足する必要があり、とくに耐電圧性を満たすようにハウジングを合成樹脂主体としたものにせざるをえない。合成樹脂製のハウジングは、材料に設計自由度のある配管部分と比べて、ハウジング自体が弾性変形しにくいため、逆止弁の開閉に伴う脈動（振動）の影響をうけやすい。従来、この圧電ポンプ（ダイヤフラムポンプ）の脈動防止構造は各種が提案されているが、構造が複雑化し、薄型化を妨げ、部品点数を増加させ、耐久性に問題があり、あるいは流量が犠牲になるという問題があった。
【特許文献１】特開平10-288160号公報
【特許文献２】特開平10-331771号公報
【特許文献３】特開2000-265964号公報
【特許文献４】特開2000-274374号公報
【特許文献５】特開2002-322986公報
【特許文献６】特開2005-2208100号公報
【特許文献７】特開2006-200524号公報
【特許文献８】特許3784566号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、極めて簡単な構造で脈動の軽減ができるダイヤフラムポンプを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングによって、同時に一対の脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、この一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ、吸入ポート及び吐出ポートに連通する可変容積の液室と空気室とを形成すれば、簡単な構造でかつ組立性に優れた薄型のダイヤフラムポンプが得られるとの着眼に基づいてなされたものである。
【０００６】
すなわち本発明は、振動ダイヤフラムを一対のハウジングで挟着して該振動ダイヤフラムの上下の少なくとも一方にポンプ室を形成し、該ポンプ室と吸入ポートとの間に該吸入ポートから該ポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁を設け、上記ポンプ室と吐出ポートとの間に該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を設け、振動ダイヤフラムを振動させてポンプ作用を得るダイヤフラムポンプにおいて、一対のハウジングの間に、上記振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、上記吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ、一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ吸入ポート及び吐出ポートに連通させたことを特徴としている。
【０００７】
脈動軽減ダイヤフラムは、具体的には、平面円形として、その周縁に一対のハウジングによって液密に挟着される環状ビードを設けることで、部品点数の削減ができる。
【０００８】
本発明は、振動ダイヤフラムの上下の一方のみにポンプ室を形成した２バルブタイプのダイヤフラムポンプだけでなく、振動ダイヤフラムの上下にそれぞれポンプ室を形成し、この一対のポンプ室と単一の吸入ポートの間及び同一対のポンプ室と単一の吐出ポートの間にそれぞれ吸入側逆止弁と吐出側逆止弁を設けた４バルブタイプにも適用できる。
【０００９】
４バルブタイプでは、振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングにそれぞれ、一対のポンプ室の一方を形成する凹部と、該凹部に連通し該ハウジングの外面に開口する吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴を形成し、一対のハウジングの一方と他方に、互いに嵌合関係となって両ハウジングの吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴とを互いに連通させる対をなす筒状流路突起と接続穴とを形成し、一対のハウジングのうち、筒状流路突起を有する側のハウジングに、吸入側外部開口穴に連通する吸入ポートと、吐出側外部開口穴に連通する吐出ポートを形成することで、簡単な構成の４バルブタイプが得られる。
【００１０】
吸入ポートと吐出ポートは、一対のハウジングのいずれか一方に双方を設けることができる。あるいは、同吸入ポートと吐出ポートを一対のハウジングの一方と他方に設ける態様も可能である。
【００１１】
量産品では、一対のハウジングは、ともに合成樹脂材料の成形品から形成するのがよい。
【００１２】
また、４バルブタイプでは、一対のハウジングの一方のハウジングの接続穴に他方のハウジングの筒状流路突起を挿入するだけで液密な自由液流路が構成されるように、筒状流路突起には、太径部と、この太径部の上部に位置する細径部と、この太径部と細径部を分ける軸線に対して直交しない環状斜面とを設け、外部開口穴には、大径穴と、この大径穴より内側に位置する小径穴と、この大径穴と小径穴の境界に位置し上記接続穴が連通する、筒状流路突起の環状斜面に対応する軸線に対して直交しない環状斜面とを設け、筒状流路突起の細径部に嵌めたＯリングがこの両環状斜面の間に圧縮挟着されて液密を保持するように構成することが好ましい。
【００１３】
振動ダイヤフラムは、具体的には、導電性金属薄板からなる少なくとも一枚のシムと少なくとも一層の圧電体層との交互積層構造を有する圧電振動子から構成すると、薄型のダイヤフラムポンプを得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のダイヤフラムポンプは、振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングの間に、該振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ吸入ポート及び吐出ポートに連通させたので、極めて簡単に脈動軽減構造を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この実施形態は、ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングを組み立てることで実質的な流路構造を構成できる、本出願人が特願２００７-２７５９０８号で提案した４バルブダイヤフラムポンプに本発明を適用したものである。
【００１６】
最初に、図７について、４バルブダイヤフラムポンプの動作原理を説明する。このダイヤフラムポンプは、アッパハウジング１０、ロアハウジング２０、圧電振動子（ダイヤフラム）３０、及び４つのアンブレラ（逆止弁）１１、１２、２１、２２を基本的な構成要素としている。アッパハウジング１０と圧電振動子３０の間、及びロアハウジング２０と圧電振動子３０の間にはそれぞれ、アッパポンプ室（可変容積室）１３とロアポンプ室（可変容積室）２３が形成されている。単一の吸入ポート３１は、吸入側流路１４Ｈと２４Ｈに連通しており、吸入側流路１４Ｈは吸入側逆止弁１１を介してアッパポンプ室１３に連通し、吸入側流路２４Ｈは吸入側逆止弁２１を介してロアポンプ室２３に連通している。また、単一の吐出ポート３２は、吐出側流路１５Ｄと２５Ｄに連通しており、吐出側流路１５Ｄは吐出側逆止弁１２を介してアッパポンプ室１３に連通し、吐出側流路２５Ｄは吐出側逆止弁２２を介してロアポンプ室２３に連通している。
【００１７】
この４バルブダイヤフラムポンプは、圧電振動子３０が正逆に弾性変形（振動）すると、アッパポンプ室１３とロアポンプ室２３のいずれか一方の容積が増大し他方の容積が減少する。アッパポンプ室１３の容積が増大する行程はロアポンプ室２３の容積が減少する行程であり、アッパポンプ室１３の容積が増大するから吸入側逆止弁１１が開いて吸入ポート３１からアッパポンプ室１３内に流体が流入し、ロアポンプ室２３の容積が減少するからロアポンプ室２３内の流体が吐出側逆止弁２２を開いて吐出ポート３２に流出する（図７（Ｂ））。逆にアッパポンプ室１３の容積が減少する行程はロアポンプ室２３の容積が増大する行程であり、ロアポンプ室２３の容積が増大するから吸入側逆止弁２１が開いて吸入ポート３１からロアポンプ室２３内に流体が流入し、アッパポンプ室１３の容積が減少するからアッパポンプ室１３内の流体が吐出側逆止弁１２を開いて吐出ポート３２に流出する（図７（Ａ））。従って、吐出ポート３２における脈動の周期を短くする（圧電振動子３０の上下の一方のみにポンプ室が形成される場合に比して半分にする）ことができる。
【００１８】
本実施形態は、以上の動作原理の４バルブダイヤフラムポンプを簡易な構造で実現し、さらに脈動を一層軽減するものであり、図１ないし図５についてその一実施形態を説明する。図１ないし図５では、図７と共通の構成要素には同一の符号を付している。
【００１９】
図１、図２は、本４バルブダイヤフラムポンプの全体構造を示している。合成樹脂材料（例えばＰＢＴ(ポリブチレンテレフタレート)樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂）の成形品からなるアッパハウジング１０には、ロアハウジング２０との対向面（合わせ面）に、アッパポンプ室１３を形成する凹部１３ａが形成され、また、この凹部１３ａに連通する吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７が形成されている。この吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７は、図７の吸入側流路１４Ｈと吐出側流路１５Ｄを構成するもので、アッパハウジング１０の外面に開口し、かつその開口端が吸入ポート３１と吐出ポート３２を構成している。
【００２０】
また、アッパハウジング１０には、ロアハウジング２０との対向面（合わせ面）に、連通路１６ａを介して吸入側外部開口穴１６に連通する平面円形の吸入側液室（凹部）１０１と、連通路１７ａを介して１７に連通する平面円形の吐出側液室（凹部）１０２が形成されている。アッパハウジング１０には、図３に示すように、この吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と同心の環状突起１０３（１０４）が形成されている。
【００２１】
同じく合成樹脂材料（同）の成形品からなるロアハウジング２０には、アッパハウジング１０との対向面（合わせ面）に、ロアポンプ室２３を形成する凹部２３ａが形成され、また、この凹部２３ａに連通する吸入側外部開口穴２６と吐出側外部開口穴２７が形成されている。この吸入側外部開口穴２６と吐出側外部開口穴２７は、図７の吸入側流路２４Ｈと吐出側流路２５Ｄを構成するもので、ロアハウジング２０の外面に開口している。
【００２２】
また、ロアハウジング２０には、アッパハウジング１０との対向面（合わせ面）に、アッパハウジング１０の吸入側液室１０１に対応する平面円形の空気室（凹部）２０１と、吐出側液室１０２に対応する平面円形の空気室（凹部）２０２が形成されている。ロアハウジング２０には、図３に示すように、空気室２０１（２０２）と同心に、アッパハウジング１０の環状突起１０３（１０４）に対応する環状溝２０３（２０４）が形成されている。
【００２３】
平面円形をなす脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の周縁ビード部３０３（３０４）は、ロアハウジング２０のこの環状溝２０３（２０４）に嵌められる。そして、ロアハウジング２０上にアッパハウジング１０を重ねて環状突起１０３（１０４）を環状溝２０３（２０４）に嵌め、環状ビード部３０３（３０４）を圧縮することで、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の図の上下にそれぞれ吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）が形成される。空気室２０１（２０２）は密閉しても大気に開放してもよい。
【００２４】
脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）は、ゴム材料の加硫成形品からなっており、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）の圧力差に応じて弾性変形し、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）の容積を変化させる。
【００２５】
逆止弁１１と１２は、吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７の凹部１３ａ側の端部に設けられ、逆止弁２１と２２は、吸入側外部開口穴２６と吐出側外部開口穴２７の凹部２３ａ側の端部に設けられている。図示実施形態の逆止弁１１、１２、２１、２２は、同一の形態のアンブレラバルブであり、流路に接着もしくは溶着固定される穴あき基板１１ａ、１２ａ、２２ａ、凹部２３ａに、弾性材料からなるアンブレラ１１ｂ、１２ｂ、２２ｂ、２３ｂを装着してなっている。
【００２６】
圧電振動子３０は、アッパハウジング１０とロアハウジング２０の間に、Ｏリング３３、３４を介して液密に挟着保持され、凹部１３ａとの間にアッパポンプ室１３を構成し、凹部２３ａとの間にロアポンプ室２３を構成する。圧電振動子３０は、導電性金属薄板からなるシムの表裏の少なくとも一方に圧電体を積層してなり、交番電界を与えることによりシムの面と垂直な方向に正逆に振動する周知のものであり、本実施形態は、圧電振動子３０の構成の如何は問わない。例えばユニモルフ、バイモルフのいずれのタイプでもよい。
【００２７】
以上のアッパハウジング１０の外部開口穴１６（吸入側流路１４Ｈ）とロアハウジング２０の外部開口穴２６（吸入側流路２４Ｈ）は、図２に示すように、アッパハウジング１０に一体に形成した吸入側筒状流路突起４３Ｈと、ロアハウジング２０に形成した吸入側接続穴４２Ｈとによって連通し、アッパハウジング１０の外部開口穴１７（吐出側流路１５Ｄ）とロアハウジング２０の外部開口穴２７（吐出側流路２５Ｄ）は、アッパハウジング１０に一体に形成した吐出側筒状流路突起４３Ｄと、ロアハウジング２０に形成した吐出側接続穴４２Ｄとによって連通している。すなわち、吸入側筒状流路突起４３Ｈと吸入側接続穴４２Ｈは相互に嵌合関係となって外部開口穴１６と２６（吸入側流路１４Ｈと２４Ｈ）を連通させ、吐出側筒状流路突起４３Ｄと吐出側接続穴４２Ｈは相互に嵌合関係となって吐出側流路１５Ｄと２５Ｄ（吐出側流路１５Ｄと２５Ｄ）を連通させる。この筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）は、左右対称構造であり、その詳細を図４、図５で説明する。図２と図４では、上下を逆にして示している。
【００２８】
ロアハウジング２０に形成した外部開口穴２６（２７）は、図４に詳細に示すように、該ロアハウジング２０の外面に開口する大径穴２６ａ（２７ａ）と、この大径穴２６ａ（２７ａ）より内側に位置する小径穴２６ｂ（２７ｂ）と、この大径穴２６ａ（２７ａ）と小径穴２６ｂ（２７ｂ）の境界に位置する軸線に対して直交しない環状斜面２６ｃ（２７ｃ）とを有している。また、ロアハウジング２０に形成した接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）は、この外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）部分に位置させて、該外部開口穴２６（２７）と直交して連通するように形成されている。これらの外部開口穴２６（２７）及び接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）は、成形型（抜き型）によりロアハウジング２０と一体に成形されている。
【００２９】
一方、アッパハウジング１０に一体に形成した筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）は、図４、図５に詳細に示すように、太径部４３ａと、この太径部４３ａの上部に位置する細径部４３ｂと、この太径部４３ａと細径部４３ｂを分ける（の境界を定める）軸線に対して直交しない環状斜面４３ｃとを有し、その軸部に、外部開口穴１６（１７）と連通する内部流路４４が形成されている。この筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）も、成形型（抜き型）によりアッパハウジング１０と一体に成形されている。
【００３０】
外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）と筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の環状斜面４３ｃとは対応関係にあり、図示例では、環状斜面２６ｃ（２７ｃ）（環状斜面４３ｃ）は、外部開口穴２６（２７）（筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ））の軸線に対して４５゜をなしている。この角度は、３０゜〜６０゜程度の範囲で変えることができる。筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の細径部４３ｂの周囲（環状斜面４３ｃの上）には、Ｏリング４６が嵌められており、筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）を接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）に嵌めると、外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）と筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の環状斜面４３ｃとの間に、Ｏリング４６が挟着されて圧縮され、内部流路４４によって、外部開口穴１６と２６（外部開口穴１７と２７）が連通する。
【００３１】
従って、本実施形態の４バルブダイヤフラムポンプは、図２のように、アッパハウジング１０とロアハウジング２０を組み合わせ、アッパハウジング１０の筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）をロアハウジング２０の接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）に嵌めるだけで、外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）と筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の環状斜面４３ｃとの間にＯリング４６を圧縮し、内部流路４４によって、外部開口穴１６と２６（外部開口穴１７と２７）を連通させ、液密構造を得ることができる。
【００３２】
アッパハウジング１０とロアハウジング２０の間には、圧電振動子３０と脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）が挟着される。すなわち、圧電振動子３０は、アッパハウジング１０とロアハウジング２０の間に、Ｏリング３３、３４を介して液密に挟着保持され、凹部１３ａとの間にアッパポンプ室１３を構成し、凹部２３ａとの間にロアポンプ室２３を構成する。また、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の周縁ビード部３０３（３０４）は、ロアハウジング２０の環状溝２０３（２０４）に嵌められ、アッパハウジング１０の環状突起１０３（１０４）を環状溝２０３（２０４）に嵌めることで周縁ビード部３０３（３０４）が圧縮される。その結果、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の図の上下にそれぞれ、液密（気密）の吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）が形成される。
【００３３】
以上の圧電ポンプは、圧電振動子３０が正逆に弾性変形（振動）すると、前述のように、アッパポンプ室１３とロアポンプ室２３のいずれか一方の容積が増大し他方の容積が減少する。アッパポンプ室１３の容積が増大する行程はロアポンプ室２３の容積が減少する行程であり、アッパポンプ室１３の容積が増大するから吸入側逆止弁１１が開いて吸入ポート３１からアッパポンプ室１３内に流体が流入し、ロアポンプ室２３の容積が減少するからロアポンプ室２３内の流体が吐出側逆止弁２２を開いて吐出ポート３２に流出する。逆にアッパポンプ室１３の容積が減少する行程はロアポンプ室２３の容積が増大する行程であり、ロアポンプ室２３の容積が増大するから吸入側逆止弁２１が開いて吸入ポート３１からロアポンプ室２３内に流体が流入し、アッパポンプ室１３の容積が減少するからアッパポンプ室１３内の流体が吐出側逆止弁１２を開いて吐出ポート３２に流出する。
【００３４】
このポンプ作用中においては、吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７内の圧力が変動する。この圧力変動は、連通路１６ａと１７ａを介して吸入側液室１０１と吐出側液室１０２に及び、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）の圧力が上昇するときには、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）が空気室２０１（２０２）側に弾性変形し、下降するときには、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）側に弾性変形する。このため、吸入ポート３１と吐出ポート３２内の液体圧力に表れる脈動（振動）を減少させる作用をする。
【００３５】
以上の実施形態では、アッパハウジング１０の筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）をロアハウジング２０の接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）に嵌めるだけで液密構造を達成できるという利点があるが、例えば外部開口穴２６（２７）の開口端を別の部材によって塞ぐことで液密を保持することも可能であり、この場合には筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）の液密を例えばＯリングで確保すればよい。
【００３６】
以上の実施形態では、アッパハウジング１０に吸入ポート３１と吐出ポート３２の双方を設けたが、ロアハウジング２０に両ポートを形成し、あるいはアッパハウジング１０とロアハウジング２０にそれぞれ一つずつのポートを設けることもできる。その際のルールは、吸入側筒状流路突起を有する側のハウジングに、吸入ポートを設け、吐出側筒状流路突起を有する側のハウジングに、吐出ポートを設けるというルールである。また、図示実施形態では、吸入ポート３１と吐出ポート３２（吸入側外部開口穴１６（２６）と吐出側外部開口穴１７（２７））をハウジング１０（２０）の反対側に延長したが、同一の側に延長させてもよい。
【００３７】
以上の実施形態は、４バルブダイヤフラムポンプに本発明を適用したものであるが、本発明は２バルブダイヤフラムポンプにも適用できる。図６は、その実施形態であり、図２において、吸入側逆止弁２１、吐出側逆止弁２２及びその関連構成を除去し、ロアハウジング２０に、凹部２３ａと、空気室２０１（２０２）だけを形成した実施形態に相当する。凹部２３ａと圧電振動子３０によって空気室Ａが構成される。この他の構成は、図２の実施形態と同一であり、同一要素には同一の符号を付した。
【００３８】
また、以上の実施形態では、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）を、筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と逆止弁１１、１２、２１、２２の間に設けているが、筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と吸入ポート３１、吐出ポート３２の間に設けてもよい。
【００３９】
以上の実施形態では、ダイヤフラムとして圧電振動子を例示したが、本発明は他の振動するダイヤフラムを用いた液体ポンプに広く適用できる。
【００４０】
上記実施形態では、ハウジング及びこれに関連する要素に便宜上「アッパ」「ロア」の名前を付けたが、使用状態でのそれを限定するものではないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を４バルブダイヤフラムポンプ（圧電ポンプ）に適用した実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面展開図である。
【図３】図２のIII部拡大断面図である。
【図４】図２のIV部拡大断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、ロアハウジングから突出させた筒状流路突起の形状例とＯリングの関係を示す、見る方向を変えた斜視図である。
【図６】本発明を２バルブダイヤフラムポンプ（圧電ポンプ）に適用した実施形態を示す、図２に対応する断面展開図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、４バルブダイヤフラムポンプの原理を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ アッパハウジング
１１ １２ ２１ ２２ 逆止弁
１３ アッパポンプ室
１３ａ 凹部
１４Ｈ ２４Ｈ 吸入側流路
１５Ｄ ２５Ｄ 吐出側流路
１６ ２６ 吸入側外部開口穴
１７ ２７ 吐出側外部開口穴
２０ ロアハウジング
２３ ロアポンプ室
２３ａ 凹部
３０ 圧電振動子（ダイヤフラム）
３１ 吸入ポート
３２ 吐出ポート
３３ ３４ Ｏリング
４０ 自由液流路
４０ 外部開口穴
２６ａ ２７ａ 大径穴
２６ｂ ２７ｂ 小径穴
２６ｃ ２７ｃ 環状斜面
４２Ｈ ４２Ｄ 接続穴
４３Ｈ ４３Ｄ 筒状流路突起
４３ａ 太径部
４３ｂ 細径部
４３ｃ 環状斜面
４４ 内部流路
４６ Ｏリング
１０１ 吸入側液室（凹部）
１０２ 吐出側液室（凹部）
１０３ １０４ 環状突起
２０１ ２０２ 空気室（凹部）
２０３ ２０４ 環状溝
３０１ ３０２ 脈動軽減ダイヤフラム
３０３ ３０４ 周縁ビード部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動するダイヤフラムによってポンプ作用を得るポンプとして、例えば圧電ポンプがある。圧電ポンプは、圧電振動子を一対のハウジングで挟着して該圧電振動子の上下の少なくとも一方にポンプ室を形成し、該ポンプ室と吸入ポートとの間に該吸入ポートから該ポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁を設け、ポンプ室と吐出ポートとの間に該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を設けている。圧電振動子が振動すると、ポンプ室の容積が大きくなる行程では、流入側逆止弁が開き吐出側逆止弁が閉じて吸入ポートからポンプ室内に流体が流入し、逆にポンプ室の容積が小さくなる行程では、吐出側逆止弁が開き吸入側逆止弁が閉じてポンプ室から吐出ポートに流体が吐出され、ポンプ作用が得られる。
【０００３】
本出願人は、このような圧電ポンプを用いてノートＰＣの発熱源（ＣＰＵ、ＧＰＵ、チップセット等）を冷却する水冷システムを開発中である。ノートＰＣに搭載するポンプは、安全規格であるＵＬ規格を満足する必要があり、とくに耐電圧性を満たすようにハウジングを合成樹脂主体としたものにせざるをえない。合成樹脂製のハウジングは、材料に設計自由度のある配管部分と比べて、ハウジング自体が弾性変形しにくいため、逆止弁の開閉に伴う脈動（振動）の影響をうけやすい。従来、この圧電ポンプ（ダイヤフラムポンプ）の脈動防止構造は各種が提案されているが、構造が複雑化し、薄型化を妨げ、部品点数を増加させ、耐久性に問題があり、あるいは流量が犠牲になるという問題があった。
【特許文献１】特開平10-288160号公報
【特許文献２】特開平10-331771号公報
【特許文献３】特開2000-265964号公報
【特許文献４】特開2000-274374号公報
【特許文献５】特開2002-322986公報
【特許文献６】特開2005-2208100号公報
【特許文献７】特開2006-200524号公報
【特許文献８】特許3784566号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、極めて簡単な構造で脈動の軽減ができるダイヤフラムポンプを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングによって、同時に一対の脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、この一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ、吸入ポート及び吐出ポートに連通する可変容積の液室と空気室とを形成すれば、簡単な構造でかつ組立性に優れた薄型のダイヤフラムポンプが得られるとの着眼に基づいてなされたものである。
【０００６】
すなわち本発明は、振動ダイヤフラムを一対のハウジングで挟着して該振動ダイヤフラムの上下の少なくとも一方にポンプ室を形成し、該ポンプ室と吸入ポートとの間に該吸入ポートから該ポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁を設け、上記ポンプ室と吐出ポートとの間に該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を設け、振動ダイヤフラムを振動させてポンプ作用を得るダイヤフラムポンプにおいて、一対のハウジングの間に、上記振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、上記吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ、一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ吸入ポート及び吐出ポートに連通させたことを特徴としている。
【０００７】
脈動軽減ダイヤフラムは、具体的には、平面円形として、その周縁に一対のハウジングによって液密に挟着される環状ビードを設けることで、部品点数の削減ができる。
【０００８】
本発明は、振動ダイヤフラムの上下の一方のみにポンプ室を形成した２バルブタイプのダイヤフラムポンプだけでなく、振動ダイヤフラムの上下にそれぞれポンプ室を形成し、この一対のポンプ室と単一の吸入ポートの間及び同一対のポンプ室と単一の吐出ポートの間にそれぞれ吸入側逆止弁と吐出側逆止弁を設けた４バルブタイプにも適用できる。
【０００９】
４バルブタイプでは、振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングにそれぞれ、一対のポンプ室の一方を形成する凹部と、該凹部に連通し該ハウジングの外面に開口する吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴を形成し、一対のハウジングの一方と他方に、互いに嵌合関係となって両ハウジングの吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴とを互いに連通させる対をなす筒状流路突起と接続穴とを形成し、一対のハウジングのうち、筒状流路突起を有する側のハウジングに、吸入側外部開口穴に連通する吸入ポートと、吐出側外部開口穴に連通する吐出ポートを形成することで、簡単な構成の４バルブタイプが得られる。
【００１０】
吸入ポートと吐出ポートは、一対のハウジングのいずれか一方に双方を設けることができる。あるいは、同吸入ポートと吐出ポートを一対のハウジングの一方と他方に設ける態様も可能である。
【００１１】
量産品では、一対のハウジングは、ともに合成樹脂材料の成形品から形成するのがよい。
【００１２】
また、４バルブタイプでは、一対のハウジングの一方のハウジングの接続穴に他方のハウジングの筒状流路突起を挿入するだけで液密な自由液流路が構成されるように、筒状流路突起には、太径部と、この太径部の上部に位置する細径部と、この太径部と細径部を分ける軸線に対して直交しない環状斜面とを設け、外部開口穴には、大径穴と、この大径穴より内側に位置する小径穴と、この大径穴と小径穴の境界に位置し上記接続穴が連通する、筒状流路突起の環状斜面に対応する軸線に対して直交しない環状斜面とを設け、筒状流路突起の細径部に嵌めたＯリングがこの両環状斜面の間に圧縮挟着されて液密を保持するように構成することが好ましい。
【００１３】
振動ダイヤフラムは、具体的には、導電性金属薄板からなる少なくとも一枚のシムと少なくとも一層の圧電体層との交互積層構造を有する圧電振動子から構成すると、薄型のダイヤフラムポンプを得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のダイヤフラムポンプは、振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングの間に、該振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ吸入ポート及び吐出ポートに連通させたので、極めて簡単に脈動軽減構造を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この実施形態は、ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングを組み立てることで実質的な流路構造を構成できる、本出願人が特願２００７-２７５９０８号で提案した４バルブダイヤフラムポンプに本発明を適用したものである。
【００１６】
最初に、図７について、４バルブダイヤフラムポンプの動作原理を説明する。このダイヤフラムポンプは、アッパハウジング１０、ロアハウジング２０、圧電振動子（ダイヤフラム）３０、及び４つのアンブレラ（逆止弁）１１、１２、２１、２２を基本的な構成要素としている。アッパハウジング１０と圧電振動子３０の間、及びロアハウジング２０と圧電振動子３０の間にはそれぞれ、アッパポンプ室（可変容積室）１３とロアポンプ室（可変容積室）２３が形成されている。単一の吸入ポート３１は、吸入側流路１４Ｈと２４Ｈに連通しており、吸入側流路１４Ｈは吸入側逆止弁１１を介してアッパポンプ室１３に連通し、吸入側流路２４Ｈは吸入側逆止弁２１を介してロアポンプ室２３に連通している。また、単一の吐出ポート３２は、吐出側流路１５Ｄと２５Ｄに連通しており、吐出側流路１５Ｄは吐出側逆止弁１２を介してアッパポンプ室１３に連通し、吐出側流路２５Ｄは吐出側逆止弁２２を介してロアポンプ室２３に連通している。
【００１７】
この４バルブダイヤフラムポンプは、圧電振動子３０が正逆に弾性変形（振動）すると、アッパポンプ室１３とロアポンプ室２３のいずれか一方の容積が増大し他方の容積が減少する。アッパポンプ室１３の容積が増大する行程はロアポンプ室２３の容積が減少する行程であり、アッパポンプ室１３の容積が増大するから吸入側逆止弁１１が開いて吸入ポート３１からアッパポンプ室１３内に流体が流入し、ロアポンプ室２３の容積が減少するからロアポンプ室２３内の流体が吐出側逆止弁２２を開いて吐出ポート３２に流出する（図７（Ｂ））。逆にアッパポンプ室１３の容積が減少する行程はロアポンプ室２３の容積が増大する行程であり、ロアポンプ室２３の容積が増大するから吸入側逆止弁２１が開いて吸入ポート３１からロアポンプ室２３内に流体が流入し、アッパポンプ室１３の容積が減少するからアッパポンプ室１３内の流体が吐出側逆止弁１２を開いて吐出ポート３２に流出する（図７（Ａ））。従って、吐出ポート３２における脈動の周期を短くする（圧電振動子３０の上下の一方のみにポンプ室が形成される場合に比して半分にする）ことができる。
【００１８】
本実施形態は、以上の動作原理の４バルブダイヤフラムポンプを簡易な構造で実現し、さらに脈動を一層軽減するものであり、図１ないし図５についてその一実施形態を説明する。図１ないし図５では、図７と共通の構成要素には同一の符号を付している。
【００１９】
図１、図２は、本４バルブダイヤフラムポンプの全体構造を示している。合成樹脂材料（例えばＰＢＴ(ポリブチレンテレフタレート)樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂）の成形品からなるアッパハウジング１０には、ロアハウジング２０との対向面（合わせ面）に、アッパポンプ室１３を形成する凹部１３ａが形成され、また、この凹部１３ａに連通する吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７が形成されている。この吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７は、図７の吸入側流路１４Ｈと吐出側流路１５Ｄを構成するもので、アッパハウジング１０の外面に開口し、かつその開口端が吸入ポート３１と吐出ポート３２を構成している。
【００２０】
また、アッパハウジング１０には、ロアハウジング２０との対向面（合わせ面）に、連通路１６ａを介して吸入側外部開口穴１６に連通する平面円形の吸入側液室（凹部）１０１と、連通路１７ａを介して１７に連通する平面円形の吐出側液室（凹部）１０２が形成されている。アッパハウジング１０には、図３に示すように、この吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と同心の環状突起１０３（１０４）が形成されている。
【００２１】
同じく合成樹脂材料（同）の成形品からなるロアハウジング２０には、アッパハウジング１０との対向面（合わせ面）に、ロアポンプ室２３を形成する凹部２３ａが形成され、また、この凹部２３ａに連通する吸入側外部開口穴２６と吐出側外部開口穴２７が形成されている。この吸入側外部開口穴２６と吐出側外部開口穴２７は、図７の吸入側流路２４Ｈと吐出側流路２５Ｄを構成するもので、ロアハウジング２０の外面に開口している。
【００２２】
また、ロアハウジング２０には、アッパハウジング１０との対向面（合わせ面）に、アッパハウジング１０の吸入側液室１０１に対応する平面円形の空気室（凹部）２０１と、吐出側液室１０２に対応する平面円形の空気室（凹部）２０２が形成されている。ロアハウジング２０には、図３に示すように、空気室２０１（２０２）と同心に、アッパハウジング１０の環状突起１０３（１０４）に対応する環状溝２０３（２０４）が形成されている。
【００２３】
平面円形をなす脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の周縁ビード部３０３（３０４）は、ロアハウジング２０のこの環状溝２０３（２０４）に嵌められる。そして、ロアハウジング２０上にアッパハウジング１０を重ねて環状突起１０３（１０４）を環状溝２０３（２０４）に嵌め、環状ビード部３０３（３０４）を圧縮することで、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の図の上下にそれぞれ吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）が形成される。空気室２０１（２０２）は密閉しても大気に開放してもよい。
【００２４】
脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）は、ゴム材料の加硫成形品からなっており、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）の圧力差に応じて弾性変形し、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）の容積を変化させる。
【００２５】
逆止弁１１と１２は、吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７の凹部１３ａ側の端部に設けられ、逆止弁２１と２２は、吸入側外部開口穴２６と吐出側外部開口穴２７の凹部２３ａ側の端部に設けられている。図示実施形態の逆止弁１１、１２、２１、２２は、同一の形態のアンブレラバルブであり、流路に接着もしくは溶着固定される穴あき基板１１ａ、１２ａ、２２ａ、凹部２３ａに、弾性材料からなるアンブレラ１１ｂ、１２ｂ、２２ｂ、２３ｂを装着してなっている。
【００２６】
圧電振動子３０は、アッパハウジング１０とロアハウジング２０の間に、Ｏリング３３、３４を介して液密に挟着保持され、凹部１３ａとの間にアッパポンプ室１３を構成し、凹部２３ａとの間にロアポンプ室２３を構成する。圧電振動子３０は、導電性金属薄板からなるシムの表裏の少なくとも一方に圧電体を積層してなり、交番電界を与えることによりシムの面と垂直な方向に正逆に振動する周知のものであり、本実施形態は、圧電振動子３０の構成の如何は問わない。例えばユニモルフ、バイモルフのいずれのタイプでもよい。
【００２７】
以上のアッパハウジング１０の外部開口穴１６（吸入側流路１４Ｈ）とロアハウジング２０の外部開口穴２６（吸入側流路２４Ｈ）は、図２に示すように、アッパハウジング１０に一体に形成した吸入側筒状流路突起４３Ｈと、ロアハウジング２０に形成した吸入側接続穴４２Ｈとによって連通し、アッパハウジング１０の外部開口穴１７（吐出側流路１５Ｄ）とロアハウジング２０の外部開口穴２７（吐出側流路２５Ｄ）は、アッパハウジング１０に一体に形成した吐出側筒状流路突起４３Ｄと、ロアハウジング２０に形成した吐出側接続穴４２Ｄとによって連通している。すなわち、吸入側筒状流路突起４３Ｈと吸入側接続穴４２Ｈは相互に嵌合関係となって外部開口穴１６と２６（吸入側流路１４Ｈと２４Ｈ）を連通させ、吐出側筒状流路突起４３Ｄと吐出側接続穴４２Ｈは相互に嵌合関係となって吐出側流路１５Ｄと２５Ｄ（吐出側流路１５Ｄと２５Ｄ）を連通させる。この筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）は、左右対称構造であり、その詳細を図４、図５で説明する。図２と図４では、上下を逆にして示している。
【００２８】
ロアハウジング２０に形成した外部開口穴２６（２７）は、図４に詳細に示すように、該ロアハウジング２０の外面に開口する大径穴２６ａ（２７ａ）と、この大径穴２６ａ（２７ａ）より内側に位置する小径穴２６ｂ（２７ｂ）と、この大径穴２６ａ（２７ａ）と小径穴２６ｂ（２７ｂ）の境界に位置する軸線に対して直交しない環状斜面２６ｃ（２７ｃ）とを有している。また、ロアハウジング２０に形成した接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）は、この外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）部分に位置させて、該外部開口穴２６（２７）と直交して連通するように形成されている。これらの外部開口穴２６（２７）及び接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）は、成形型（抜き型）によりロアハウジング２０と一体に成形されている。
【００２９】
一方、アッパハウジング１０に一体に形成した筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）は、図４、図５に詳細に示すように、太径部４３ａと、この太径部４３ａの上部に位置する細径部４３ｂと、この太径部４３ａと細径部４３ｂを分ける（の境界を定める）軸線に対して直交しない環状斜面４３ｃとを有し、その軸部に、外部開口穴１６（１７）と連通する内部流路４４が形成されている。この筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）も、成形型（抜き型）によりアッパハウジング１０と一体に成形されている。
【００３０】
外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）と筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の環状斜面４３ｃとは対応関係にあり、図示例では、環状斜面２６ｃ（２７ｃ）（環状斜面４３ｃ）は、外部開口穴２６（２７）（筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ））の軸線に対して４５゜をなしている。この角度は、３０゜〜６０゜程度の範囲で変えることができる。筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の細径部４３ｂの周囲（環状斜面４３ｃの上）には、Ｏリング４６が嵌められており、筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）を接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）に嵌めると、外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）と筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の環状斜面４３ｃとの間に、Ｏリング４６が挟着されて圧縮され、内部流路４４によって、外部開口穴１６と２６（外部開口穴１７と２７）が連通する。
【００３１】
従って、本実施形態の４バルブダイヤフラムポンプは、図２のように、アッパハウジング１０とロアハウジング２０を組み合わせ、アッパハウジング１０の筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）をロアハウジング２０の接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）に嵌めるだけで、外部開口穴２６（２７）の環状斜面２６ｃ（２７ｃ）と筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）の環状斜面４３ｃとの間にＯリング４６を圧縮し、内部流路４４によって、外部開口穴１６と２６（外部開口穴１７と２７）を連通させ、液密構造を得ることができる。
【００３２】
アッパハウジング１０とロアハウジング２０の間には、圧電振動子３０と脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）が挟着される。すなわち、圧電振動子３０は、アッパハウジング１０とロアハウジング２０の間に、Ｏリング３３、３４を介して液密に挟着保持され、凹部１３ａとの間にアッパポンプ室１３を構成し、凹部２３ａとの間にロアポンプ室２３を構成する。また、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の周縁ビード部３０３（３０４）は、ロアハウジング２０の環状溝２０３（２０４）に嵌められ、アッパハウジング１０の環状突起１０３（１０４）を環状溝２０３（２０４）に嵌めることで周縁ビード部３０３（３０４）が圧縮される。その結果、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）の図の上下にそれぞれ、液密（気密）の吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）と空気室２０１（２０２）が形成される。
【００３３】
以上の圧電ポンプは、圧電振動子３０が正逆に弾性変形（振動）すると、前述のように、アッパポンプ室１３とロアポンプ室２３のいずれか一方の容積が増大し他方の容積が減少する。アッパポンプ室１３の容積が増大する行程はロアポンプ室２３の容積が減少する行程であり、アッパポンプ室１３の容積が増大するから吸入側逆止弁１１が開いて吸入ポート３１からアッパポンプ室１３内に流体が流入し、ロアポンプ室２３の容積が減少するからロアポンプ室２３内の流体が吐出側逆止弁２２を開いて吐出ポート３２に流出する。逆にアッパポンプ室１３の容積が減少する行程はロアポンプ室２３の容積が増大する行程であり、ロアポンプ室２３の容積が増大するから吸入側逆止弁２１が開いて吸入ポート３１からロアポンプ室２３内に流体が流入し、アッパポンプ室１３の容積が減少するからアッパポンプ室１３内の流体が吐出側逆止弁１２を開いて吐出ポート３２に流出する。
【００３４】
このポンプ作用中においては、吸入側外部開口穴１６と吐出側外部開口穴１７内の圧力が変動する。この圧力変動は、連通路１６ａと１７ａを介して吸入側液室１０１と吐出側液室１０２に及び、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）の圧力が上昇するときには、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）が空気室２０１（２０２）側に弾性変形し、下降するときには、吸入側液室１０１（吐出側液室１０２）側に弾性変形する。このため、吸入ポート３１と吐出ポート３２内の液体圧力に表れる脈動（振動）を減少させる作用をする。
【００３５】
以上の実施形態では、アッパハウジング１０の筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）をロアハウジング２０の接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）に嵌めるだけで液密構造を達成できるという利点があるが、例えば外部開口穴２６（２７）の開口端を別の部材によって塞ぐことで液密を保持することも可能であり、この場合には筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と接続穴４２Ｈ（４２Ｄ）の液密を例えばＯリングで確保すればよい。
【００３６】
以上の実施形態では、アッパハウジング１０に吸入ポート３１と吐出ポート３２の双方を設けたが、ロアハウジング２０に両ポートを形成し、あるいはアッパハウジング１０とロアハウジング２０にそれぞれ一つずつのポートを設けることもできる。その際のルールは、吸入側筒状流路突起を有する側のハウジングに、吸入ポートを設け、吐出側筒状流路突起を有する側のハウジングに、吐出ポートを設けるというルールである。また、図示実施形態では、吸入ポート３１と吐出ポート３２（吸入側外部開口穴１６（２６）と吐出側外部開口穴１７（２７））をハウジング１０（２０）の反対側に延長したが、同一の側に延長させてもよい。
【００３７】
以上の実施形態は、４バルブダイヤフラムポンプに本発明を適用したものであるが、本発明は２バルブダイヤフラムポンプにも適用できる。図６は、その実施形態であり、図２において、吸入側逆止弁２１、吐出側逆止弁２２及びその関連構成を除去し、ロアハウジング２０に、凹部２３ａと、空気室２０１（２０２）だけを形成した実施形態に相当する。凹部２３ａと圧電振動子３０によって空気室Ａが構成される。この他の構成は、図２の実施形態と同一であり、同一要素には同一の符号を付した。
【００３８】
また、以上の実施形態では、脈動軽減ダイヤフラム３０１（３０２）を、筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と逆止弁１１、１２、２１、２２の間に設けているが、筒状流路突起４３Ｈ（４３Ｄ）と吸入ポート３１、吐出ポート３２の間に設けてもよい。
【００３９】
以上の実施形態では、ダイヤフラムとして圧電振動子を例示したが、本発明は他の振動するダイヤフラムを用いた液体ポンプに広く適用できる。
【００４０】
上記実施形態では、ハウジング及びこれに関連する要素に便宜上「アッパ」「ロア」の名前を付けたが、使用状態でのそれを限定するものではないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を４バルブダイヤフラムポンプ（圧電ポンプ）に適用した実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面展開図である。
【図３】図２のIII部拡大断面図である。
【図４】図２のIV部拡大断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、ロアハウジングから突出させた筒状流路突起の形状例とＯリングの関係を示す、見る方向を変えた斜視図である。
【図６】本発明を２バルブダイヤフラムポンプ（圧電ポンプ）に適用した実施形態を示す、図２に対応する断面展開図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、４バルブダイヤフラムポンプの原理を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ アッパハウジング
１１ １２ ２１ ２２ 逆止弁
１３ アッパポンプ室
１３ａ 凹部
１４Ｈ ２４Ｈ 吸入側流路
１５Ｄ ２５Ｄ 吐出側流路
１６ ２６ 吸入側外部開口穴
１７ ２７ 吐出側外部開口穴
２０ ロアハウジング
２３ ロアポンプ室
２３ａ 凹部
３０ 圧電振動子（ダイヤフラム）
３１ 吸入ポート
３２ 吐出ポート
３３ ３４ Ｏリング
４０ 自由液流路
４０ 外部開口穴
２６ａ ２７ａ 大径穴
２６ｂ ２７ｂ 小径穴
２６ｃ ２７ｃ 環状斜面
４２Ｈ ４２Ｄ 接続穴
４３Ｈ ４３Ｄ 筒状流路突起
４３ａ 太径部
４３ｂ 細径部
４３ｃ 環状斜面
４４ 内部流路
４６ Ｏリング
１０１ 吸入側液室（凹部）
１０２ 吐出側液室（凹部）
１０３ １０４ 環状突起
２０１ ２０２ 空気室（凹部）
２０３ ２０４ 環状溝
３０１ ３０２ 脈動軽減ダイヤフラム
３０３ ３０４ 周縁ビード部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動ダイヤフラムを一対のハウジングで挟着して該振動ダイヤフラムの上下の少なくとも一方にポンプ室を形成し、該ポンプ室と吸入ポートとの間に該吸入ポートから該ポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁を設け、上記ポンプ室と吐出ポートとの間に該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を設け、振動ダイヤフラムを振動させてポンプ作用を得るダイヤフラムポンプにおいて、
上記一対のハウジングの間に、上記振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、上記吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ、
上記一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ上記吸入ポート及び吐出ポートに連通させたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
請求項１記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記脈動軽減ダイヤフラムは、平面円形でその周縁に、一対のハウジングによって液密に挟着される環状ビードを備えているダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
請求項１または２記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記ポンプ室は、振動ダイヤフラムの上下にそれぞれ形成されており、この一対のポンプ室と単一の吸入ポートの間及び同一対のポンプ室と単一の吐出ポートの間にそれぞれ上記吸入側逆止弁と吐出側逆止弁が設けられているダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
請求項３記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングにはそれぞれ、上記一対のポンプ室の一方を形成する凹部と、該凹部に連通し該ハウジングの外面に開口する吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴が形成されており、
一対のハウジングの一方と他方に、互いに嵌合関係となって両ハウジングの吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴とを互いに連通させる対をなす筒状流路突起と接続穴とが形成されており、
一対のハウジングのうち、筒状流路突起を有する側のハウジングに、吸入側外部開口穴に連通する上記吸入ポートと、吐出側外部開口穴に連通する上記吐出ポートが形成されているダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
請求項４記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記吸入ポートと吐出ポートは、一対のハウジングのいずれか一方に双方が設けられているダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
請求項４または５記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記一対のハウジングはともに合成樹脂材料の成形品からなっているダイヤフラムポンプ。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれか１項記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記筒状流路突起は、太径部と、この太径部の上部に位置する細径部と、この太径部と細径部を分ける軸線に対して直交しない環状斜面とを有し、
上記外部開口穴は、大径穴と、この大径穴より内側に位置する小径穴と、この大径穴と小径穴の境界に位置し上記接続穴が連通する、上記筒状流路突起の環状斜面に対応する軸線に対して直交しない環状斜面とを有し、
上記筒状流路突起の細径部に嵌めたＯリングがこの両環状斜面の間に圧縮挟着されて液密を保持するダイヤフラムポンプ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記振動ダイヤフラムは圧電振動子であるダイヤフラムポンプ。
【請求項１】
振動ダイヤフラムを一対のハウジングで挟着して該振動ダイヤフラムの上下の少なくとも一方にポンプ室を形成し、該ポンプ室と吸入ポートとの間に該吸入ポートから該ポンプ室への流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁を設け、上記ポンプ室と吐出ポートとの間に該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許容しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を設け、振動ダイヤフラムを振動させてポンプ作用を得るダイヤフラムポンプにおいて、
上記一対のハウジングの間に、上記振動ダイヤフラムとは平面位置を異ならせて、上記吸入ポート及び吐出ポートに対応する一対の弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを挟着し、かつ、
上記一対のハウジングにそれぞれ、該一対の脈動軽減ダイヤフラムの上下にそれぞれ可変容積の液室と空気室を画成する凹部を形成し、この一対の可変容積の液室をそれぞれ上記吸入ポート及び吐出ポートに連通させたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
請求項１記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記脈動軽減ダイヤフラムは、平面円形でその周縁に、一対のハウジングによって液密に挟着される環状ビードを備えているダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
請求項１または２記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記ポンプ室は、振動ダイヤフラムの上下にそれぞれ形成されており、この一対のポンプ室と単一の吸入ポートの間及び同一対のポンプ室と単一の吐出ポートの間にそれぞれ上記吸入側逆止弁と吐出側逆止弁が設けられているダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
請求項３記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記振動ダイヤフラムを挟着する一対のハウジングにはそれぞれ、上記一対のポンプ室の一方を形成する凹部と、該凹部に連通し該ハウジングの外面に開口する吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴が形成されており、
一対のハウジングの一方と他方に、互いに嵌合関係となって両ハウジングの吸入側外部開口穴と吐出側外部開口穴とを互いに連通させる対をなす筒状流路突起と接続穴とが形成されており、
一対のハウジングのうち、筒状流路突起を有する側のハウジングに、吸入側外部開口穴に連通する上記吸入ポートと、吐出側外部開口穴に連通する上記吐出ポートが形成されているダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
請求項４記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記吸入ポートと吐出ポートは、一対のハウジングのいずれか一方に双方が設けられているダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
請求項４または５記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記一対のハウジングはともに合成樹脂材料の成形品からなっているダイヤフラムポンプ。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれか１項記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記筒状流路突起は、太径部と、この太径部の上部に位置する細径部と、この太径部と細径部を分ける軸線に対して直交しない環状斜面とを有し、
上記外部開口穴は、大径穴と、この大径穴より内側に位置する小径穴と、この大径穴と小径穴の境界に位置し上記接続穴が連通する、上記筒状流路突起の環状斜面に対応する軸線に対して直交しない環状斜面とを有し、
上記筒状流路突起の細径部に嵌めたＯリングがこの両環状斜面の間に圧縮挟着されて液密を保持するダイヤフラムポンプ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載のダイヤフラムポンプにおいて、上記振動ダイヤフラムは圧電振動子であるダイヤフラムポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１８０１６３（Ｐ２００９−１８０１６３Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０４２３（Ｐ２００８−２０４２３）
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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