| 【発明の名称】 |
圧電ダイヤフラムポンプ及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】正木 康史
【氏名】谷 道彦
【氏名】田中 健一郎
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| 【要約】 |
【課題】流体圧がかかった際に筐体の変形（膨らみ）及びタップが切られている部分の破壊を防止して、流体漏れを防止する。接着剤を用いずに気密性の向上を図る。
【解決手段】圧電素子２ａからなるダイヤフラム２と、吸入側の流路２２と吐出側の流路２１とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブ３と、ダイヤフラム２と一方の筐体１０との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラム２の屈曲運動により流体が吸入側の流路２２からポンプ室を経て吐出側の流路２１へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプ１である。上下の筐体に挿通するネジ部材５と、ネジ部材５に螺合して上下の筐体同士を互いに締め付ける締付ナット６とを備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプであって、上下の筐体に挿通するネジ部材と、ネジ部材に螺合して上下の筐体同士を互いに締め付ける締付ナットとを備えていることを特徴とする圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項２】 筐体のダイヤフラムとの接合面の外周部に周壁部を突設し、周壁部の内側にダイヤフラムを収納してなることを特徴とする請求項１記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項３】 上部の筐体又は下部の筐体の少なくとも一方に、金属補強板を積層配置したことを特徴とする請求項１記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項４】 上下の筐体の外周面に巻き付けられて筐体を締め付けるための締結バンドを備えていることを特徴とする請求項１記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項５】 筐体が金属からなることを特徴とする請求項１記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項６】 上下の筐体の少なくとも一方を、樹脂中にグラスファイバーを挿通した複合材で構成したことを特徴とする請求項１記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項７】 上部の筐体と下部の筐体との接合面のいずれか一方に凸部、他方に該凸部に嵌合する凹部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項８】 凸部と凹部との嵌合面における立ち上がり面が、凸部と凹部の嵌合方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項７記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項９】 ダイヤフラムと対向しない下部の筐体に吸入側及び吐出側の各流路を形成すると共に、下部の筐体の大きさをダイヤフラムと対向する上部の筐体よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の圧電ダイヤフラムポンプ。
【請求項１０】 圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプの製造方法であって、少なくともダイヤフラムに接合される筐体が金属からなり、この金属からなる筐体のダイヤフラムとの接合面に絶縁膜を形成すると共に、上下の筐体にネジ部材を挿通して、ネジ部材に螺合した締付ナットを締め付けることにより上下の筐体同士をネジ締めすることを特徴とする圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１１】 圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプの製造方法であって、少なくともダイヤフラムに接合される筐体が金属からなり、ダイヤフラムの筐体との接合面に絶縁膜を形成すると共に、上下の筐体にネジ部材を挿通して、ネジ部材に螺合した締付ナットを締め付けることにより上下の筐体同士をネジ締めすることを特徴とする圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１２】 筐体におけるダイヤフラムとの接合面に酸化層を形成したことを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１３】 ダイヤフラムにおける筐体との接合面に酸化層を形成したことを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１４】 圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプの製造方法であって、上下の筐体が樹脂からなり、下部の筐体と上部の筐体とを熱による樹脂溶着にて接合することを特徴とする圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１５】 いずれか一方の筐体に突起部を設け、該突起部をいずれか他方の筐体に溶着させて上下の筐体を接合することを特徴とする請求項１４記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１６】 少なくとも流路に沿った樹脂部分を熱により溶着して接合することを特徴とする請求項１４記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１７】 上部の筐体と下部の筐体との接合面のいずれか一方に凸部、他方に該凸部に嵌合する凹部を設け、凸部と凹部との嵌合面における立ち上がり面を熱による樹脂溶着にて接合することを特徴とする請求項１４記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１８】 上下の筐体のいずれか一方が溶着用レーザーの波長を吸収する材質、他方が透過する材質からなり、溶着用レーザーを用いて上下の筐体が溶着されてなることを特徴とする請求項１５又は請求項１６又は請求項１７記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項１９】 溶着用レーザーは、高ピークのパルス発振レーザーであることを特徴とする請求項１８記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項２０】 流体の逆流を防止する膜状バルブとして、熱硬化性樹脂からなる樹脂フィルムを用いることを特徴とする請求項１８又は請求項１９記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
【請求項２１】 樹脂フィルムの溶着部分に、レーザー光を吸収する熱可塑性樹脂を配置したことを特徴とする請求項２０記載の圧電ダイヤフラムポンプの製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電ダイヤフラムポンプ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、血圧計の駆動源などに用いられるダイヤフラムポンプ１′として、例えば図３５〜図３８に示すように、圧電素子からなるダイヤフラム２と、流路２１，２２、バルブ台座部２６、ザグリ部２７等が形成された上下の筐体１０，２０と、流体の逆流を防止するための膜状バルブ３とを備えており、ダイヤフラム２の屈曲運動により流体が吸入側の流路２２から吸入側のバルブ部３ｃを経てポンプ室４に導入され、さらにポンプ室４から吐出側のバルブ部３ｂを経て吐出側の流路２１へ排出されるように構成されたものが知られている。図中の１３はポンプ室４に連絡する連絡孔である。
【０００３】上記ダイヤフラム２の動作の一例を図３８、図３９に示す。図３８（ａ）は大気吸入状態を示し、図３８（ｂ）は大気吐出状態を示している。大気吸入状態では、ダイヤフラム２が膨らむことにより、大気が吸入側のバルブ部３ｃを押し上げると同時に吐出側のバルブ部３ｂが閉じられた状態（図３９（ａ）（ｃ）の状態）となり、ポンプ室４に大気が充満する。その後、ダイヤフラム２が圧縮されると、吸入側のバルブ部３ｃが閉じられると同時に圧縮された大気が吐出側のバルブ部３ｂを開いて吐出される（図３９（ｂ）（ｄ）の状態）。このとき、ポンプ流量は、吐出側の圧力が低い時はダイヤフラム２がポンプ室４を押した分だけ吐出されるが、吐出側の圧力が上昇するに従い、ポンプ室４が膨らんだ時と圧縮した時のポンプ室４の体積変化による大気の圧力増加と吐出側の圧力との差圧によって決定される。またポンプ圧力（飽和圧力）は、ダイヤフラム２が膨らんだ時と圧縮した時のポンプ室４の体積変化による大気の圧力増加が吐出側の圧力と等しくなった時に流量はゼロになり、圧力が飽和した状態になる。
【０００４】上記のダイヤフラムポンプ１′を製造するにあたって、従来では、図３６に示すように、流路２１，２２、バルブ台座部２６、ザグリ部２７等が形成された上下の筐体１０，２０を、膜状バルブ３を介して接着剤８０で接合し、その後、上部の筐体１０上にダイヤフラム２を搭載するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のように接着剤８０で筐体１０，２０を接合する方法では、図４０に示すように、筐体１０，２０の表面粗さ或いはウネリ等が原因で、接合後の気密性を確保することが困難となる。殊に、エアー圧がかかった際には、図４１（ｂ）に示すように、筐体１０，２０が変形して（膨らんで）、図４１（ｃ）の矢印ニで示すように、エアー漏れが生じるという問題があった。
【０００６】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、上下の筐体間に流体圧がかかったときでも上下の筐体の変形（膨らみ）を防止できると共に、タップが切られている部分の破壊を防止でき、接着剤を用いずに流体漏れを防いで気密性を向上させることができる圧電ダイヤフラムポンプ及びその製造方法を提供するにあり、別の目的とするところは、筐体とダイヤフラム間を容易に絶縁できる圧電ダイヤフラムポンプ及びその製造方法を提供するにあり、さらに別の目的とするところは、レーザー溶着により上下の筐体を隙間なく接合できると共に、より微細な接合が可能となり、さらに上下の筐体の両面からのレーザー溶着を可能にして均一且つ強固な接合状態を得ることができる圧電ダイヤフラムポンプ及びその製造方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために請求項１の発明は、圧電素子２ａからなるダイヤフラム２と、吸入側の流路２２と吐出側の流路２１とが形成された上下の筐体１０，２０と、流体の逆流を防止するための膜状バルブ３と、ダイヤフラム２と一方の筐体１０との間に形成されるポンプ室４とを備え、ダイヤフラム２の屈曲運動により流体が吸入側のバルブ部３ｃを経てポンプ室４に導入され、さらにポンプ室４から吐出側のバルブ部３ｂを経て吐出側の流路２１へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプ１であって、上下の筐体１０，２０に挿通するネジ部材５と、ネジ部材５に螺合して上下の筐体１０，２０同士を互いに締め付ける締付ナット６とを備えていることを特徴としており、このように構成することで、締付ナット６をネジ部材５に締め付けることで、上下の筐体１０，２０間の気密性を保持することができ、筐体１０，２０に対して流体圧がかかったときでも筐体１０，２０の変形（膨らみ）を防止でき、接着剤を用いずに流体漏れを防いで気密性を向上させることができる。
【０００８】また請求項２の発明は、請求項１において、筐体１０のダイヤフラム２との接合面１０ａの外周部に周壁部１１ａを突設し、周壁部１１ａの内側にダイヤフラム２を収納してなるのが好ましく、この場合、周壁部１１ａによって筐体１０の強度が増し、変形防止を図ることができる。
【０００９】また請求項３の発明は、請求項１において、上部の筐体１０又は下部の筐体２０の少なくとも一方に、金属補強板３０を積層配置するのが好ましく、この場合、流体圧がかかった際の筐体１０，２０の変形を確実に防止できる。
【００１０】また請求項４の発明は、請求項１において、上下の筐体１０，２０の外周面に巻き付けられて筐体１０，２０を締め付けるための締結バンド３１を備えているのが好ましく、この場合、上下の筐体１０，２０に締結バンド３１を巻き付けることで、流体圧がかかった際にも筐体１０，２０の変形が起こり難くなる。
【００１１】また請求項５の発明は、請求項１において、筐体１０，２０が金属からなるのが好ましく、この場合、金属製の筐体１０，２０によって流体圧がかかった際の筐体１０，２０の変形を確実に防止できる。
【００１２】また請求項６の発明は、請求項１において、上下の筐体１０，２０の少なくとも一方を、樹脂中にグラスファイバーを挿通した複合材で構成するのが好ましく、この場合、樹脂製の筐体１０，２０の剛性を高めることができ、流体漏れを防止できるようになる。
【００１３】また請求項７の発明は、請求項１において、上部の筐体１０と下部の筐体２０との接合面１０ａ，２０ａのいずれか一方に凸部２３、他方に該凸部２３に嵌合する凹部２４を設けるのが好ましく、この場合、上下の筐体１０，２０が離れ難くなり、気密性の一層の向上を図ることができる。
【００１４】また請求項８の発明は、請求項７において、凸部２３と凹部２４との嵌合面における立ち上がり面２５が、凸部２３と凹部２４の嵌合方向に対して傾斜しているのが好ましく、この場合、筐体１０，２０の加工の際に発生する応力によって立ち上がり面２５での嵌合ができなくなるという事態を回避できる。
【００１５】また請求項９の発明は、請求項１において、ダイヤフラム２と対向しない下部の筐体２０に吸入側及び吐出側の各流路２１，２２を形成すると共に、下部の筐体２０の大きさをダイヤフラム２と対向する上部の筐体１０よりも小さくするのが好ましく、この場合、上下の筐体１０，２０の接合を流路２１，２２の近傍で行うことが可能となり、流体圧がかかった際でも下部の筐体２０の変形量を小さくできる。
【００１６】また請求項１０の発明は、圧電素子２ａからなるダイヤフラム２と、吸入側の流路２２と吐出側の流路２１とが形成された上下の筐体１０，２０と、流体の逆流を防止するための膜状バルブ３と、ダイヤフラム２と一方の筐体１０との間に形成されるポンプ室４とを備え、ダイヤフラム２の屈曲運動により流体が吸入側の流路２２から吸入側のバルブ部３ｃを経てポンプ室４に導入され、さらにポンプ室４から吐出側のバルブ部３ｂを経て吐出側の流路２１へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプ１の製造方法であって、少なくともダイヤフラム２に接合される筐体１０が金属からなり、この金属からなる筐体１０のダイヤフラム２との接合面１０ａに絶縁膜３２を形成した後、上下の筐体１０，２０にネジ部材５を挿通して、ネジ部材５に螺合した締付ナット６を締め付けることにより上下の筐体１０，２０同士をネジ締めすることを特徴としており、このように構成することで、筐体１０，２０自体の剛性が高まり、流体圧がかかった際の筐体１０，２０の変形を防止できるので、締付ナット６によるネジ締めとあいまって、筐体１０，２０の変形による流体漏れを確実に防止でき、気密性の向上を図ることができると共に、ダイヤフラム２と金属製の筐体１０，２０との間に別途絶縁膜を設ける必要がなくなる。
【００１７】また請求項１１の発明は、圧電素子２ａからなるダイヤフラム２と、吸入側の流路２２と吐出側の流路２１とが形成された上下の筐体１０，２０と、流体の逆流を防止するための膜状バルブ３と、ダイヤフラム２と一方の筐体１０との間に形成されるポンプ室４とを備え、ダイヤフラム２の屈曲運動により流体が吸入側の流路２２から吸入側のバルブ部３ｃを経てポンプ室４に導入され、さらにポンプ室４から吐出側のバルブ部３ｂを経て吐出側の流路２１へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプ１の製造方法であって、少なくともダイヤフラム２に接合される筐体１０が金属からなり、ダイヤフラム２の筐体１０との接合面に絶縁膜３２を形成し、上下の筐体１０，２０にネジ部材５を挿通して、ネジ部材５に螺合した締付ナット６を締め付けることにより上下の筐体１０，２０同士をネジ締めすることを特徴としており、このように構成することで、筐体１０，２０自体の剛性が高まり、流体圧がかかった際の筐体１０，２０の変形を防止できるので、締付ナット６によるネジ締めとあいまって、筐体１０，２０の変形による流体漏れを確実に防止でき、気密性の一層の向上を図ることができると共に、ダイヤフラム２と金属製の筐体１０との間に別途絶縁膜を設ける必要がなくなる。
【００１８】また請求項１２の発明は、請求項１０又は請求項１１において、筐体１０におけるダイヤフラム２との接合面１０ａに酸化層３３を形成するのが好ましく、この場合、筐体１０の接合面１０ａに絶縁を施すことが容易となる。
【００１９】また請求項１３の発明は、請求項１０又は請求項１１において、ダイヤフラム２における筐体１０との接合面に酸化層３３を形成するのが好ましく、この場合、ダイヤフラム２の接合面に絶縁を施すことが容易となる。
【００２０】また請求項１４の発明は、圧電素子２ａからなるダイヤフラム２と、吸入側の流路２２と吐出側の流路２１とが形成された上下の筐体１０，２０と、流体の逆流を防止するための膜状バルブ３と、ダイヤフラム２と一方の筐体１０との間に形成されるポンプ室４とを備え、ダイヤフラム２の屈曲運動により流体が吸入側の流路２２から吸入側のバルブ部３ｃを経てポンプ室４に導入され、さらにポンプ室４から吐出側のバルブ部３ｂを経て吐出側の流路２１へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプ１の製造方法であって、上下の筐体１０，２０が樹脂からなり、下部の筐体２０と上部の筐体１０とを熱による樹脂溶着にて接合することを特徴としており、このように構成することで、ネジ締めによる気密保持と比較して、上下の筐体１０，２０同士を熱による樹脂溶着によって容易に接合できると共に、流体圧がかかった際にも筐体１０，２０間の隙間を完全になくすことができる。
【００２１】また請求項１５の発明は、請求項１４において、いずれか一方の筐体１０又は２０に突起部３４を設け、該突起部３４をいずれか他方の筐体１０又は１０に溶着させて上下の筐体１０，２０を接合するのが好ましく、この場合、突起部３４を溶着させることで、筐体１０，２０の表面粗さ、表面ウネリ等による隙間の発生を抑えて、気密性をより向上させることができると共に流路２１，２２全体での気密保持が容易となり、しかも、筐体１０，２０が一度溶融するために隙間を完全になくすことが可能となる。
【００２２】また請求項１６の発明は、請求項１４において、少なくとも流路２１，２２に沿った樹脂部分を熱により溶着して接合するのが好ましく、この場合、樹脂製の筐体１０，２０を熱により溶融し、流路２１，２２に沿った樹脂部分を溶着することで、気密性のより高い接合が可能になる。
【００２３】また請求項１７の発明は、請求項１４において、上部の筐体１０と下部の筐体２０との接合面１０ａ，２０ａのいずれか一方に凸部２３、他方に該凸部２３に嵌合する凹部２４を設け、凸部２３と凹部２４との嵌合面における立ち上がり面２５を熱による樹脂溶着にて接合するのが好ましく、この場合、熱による樹脂の溶融を利用して立ち上がり面２５を溶着させることにより、気密性をより向上させることができると共に、筐体１０，２０が一度溶融するために隙間を完全になくすことが可能になる。
【００２４】また請求項１８の発明は、請求項１５又は請求項１６又は請求項１７において、上下の筐体１０，２０のいずれか一方が溶着用レーザーの波長を吸収する材質、他方が透過する材質からなり、溶着用レーザーを用いて上下の筐体１０，２０が溶着されてなるのが好ましく、この場合、レーザー光を、レーザー光が透過する筐体１０又は２０側から照射することにより、レーザーを吸収する筐体２０又は１０の材料が溶融して、上下の筐体１０，２０同士が溶着され、上下の筐体１０，２０の気密性をより向上させることができると共に、非接触で溶着を行うことができ、外観形状を損なうこともなくなる。
【００２５】また請求項１９の発明は、請求項１において、溶着用レーザーは、高ピークのパルス発振レーザーであるのが好ましく、この場合、連続発振のレーザーに比べて、短時間で樹脂の温度を昇温させることができて、熱伝導を抑えることができ、より微細な接合が可能となる。
【００２６】また請求項２０の発明は、請求項１８又は請求項１９において、流体の逆流を防止する膜状バルブ３として、熱硬化性樹脂からなる樹脂フィルムを用いるのが好ましく、この場合、熱硬化性樹脂からなる樹脂フィルムの耐熱性及びレーザー光の透過性を高めることができるので、レーザーによる樹脂フィルムへの熱影響を抑制することができ、従って、膜状バルブ３としての機能を高めることができると共に、膜状バルブ３の厚みを薄くすることなく、膜状バルブ３の熱伝導性を確保でき、溶着時の熱影響を小さくできるようになる。
【００２７】また請求項２１の発明は、請求項２０において、樹脂フィルムの溶着部分に、レーザー光を吸収する熱可塑性樹脂３５を配置するのが好ましく、この場合、レーザー光を熱可塑性樹脂３５に照射して熱を発生させることで、上下の筐体１０，２０間の界面が溶着し、気密性を確保することができると共に、上下の筐体１０，２０をいずれもレーザー光を透過する材質を使用することが可能となり、両面からのレーザー溶着が可能になる。従って、溶着状態に差が発生しなくなり、上下の筐体１０，２０とも均一な接合を得ることができ、上下の筐体１０，２０間の接合強度及び樹脂フィルムとの接合を一層強固にすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２９】本実施形態の圧電ダイヤフラムポンプ１は、図１〜図３に示すように、圧電素子からなるダイヤフラム２と、吸入側の流路２２と吐出側の流路２１とが形成された上下の筐体１０，２０と、上下の筐体１０，２０間に介在されてエアーの逆流を防止する膜状バルブ（メンブレンバルブ）３と、ダイヤフラム２と上部の筐体１０との間に形成されるポンプ室４（図３８参照）とを備えている。ここで、吸入側の流路２２と吐出側の流路２１は下部の筐体２０に設けられ、ダイヤフラム２は上部の筐体１０の接合面１０ａに接合される。そして、ダイヤフラム２の屈曲運動によりエアーが吸入側の流路２２から吸入側のバルブ部３ｃを経てポンプ室内に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部３ｂを経て吐出側の流路２１へ排出されるようになっている。なお、流体としてはエアーに限らず、液体であってもよい。
【００３０】上下の筐体１０，２０の材料は、例えばアクリル等の樹脂材料からなる。図２に示すように、上下の筐体１０，２０間には、エアーの逆流を防止するためのポリイミドフィルム等からなる膜状バルブ３が配置されている。膜状バルブ３には、吸入側のバルブ部３ｃと吐出側のバルブ部３ｂとが設けられている。図２中の２６はバルブ台座部、２７はザグリ部である。
【００３１】上下の筐体１０，２０の複数箇所には、図１に示すように、ネジ部材５が挿通されるネジ挿通孔７が穿孔されている。ネジ挿通孔７は、流路２１，２２以外の部位に形成されている。なおネジ挿通孔７の位置及び数は図１の例に限定されるものではない。
【００３２】ここで、上部の筐体１０の各ネジ挿通孔７には、ネジ部材５の頭部５ａを収納する収納用段部７ａがそれぞれ設けられている。ネジ部材５のネジ部５ｂは上部の筐体１０のネジ挿通孔７内に挿通され、さらに膜状バルブ３を貫通して下部の筐体２０のネジ挿通孔７内に挿通され、ネジ部５ｂの先端が下部の筐体２０の下方に突出している。ネジ部５ｂの先端には締付ナット６が螺合しており、締付ナット６によるネジ締めを行うことで、上下の筐体１０，２０同士を互いに締め付け可能となっている。
【００３３】また、ネジ部材５の頭部５ａとダイヤフラム２との接触部分は、絶縁シート等で絶縁されており、ダイヤフラム２に対してネジ部材５が電気的に短絡するのが防がれている。
【００３４】しかして、従来の接着剤による接着方法に代えて、締付ナット６をネジ部材５に締め付けることで、上下の筐体１０，２０間の気密性を保持することができ、筐体１０，２０に対してエアー圧がかかったときでも筐体１０，２０の変形（膨らみ）を確実に防止できるようになる。これにより、筐体１０，２０の変形によるエアー漏れを防止できるので、接着剤を用いずに気密性を向上させることができ、ポンプ性能に影響を及ぼすことがないものである。
【００３５】ところで、本発明者は本発明に至る過程で、図４に示すように、締付ナット６を用いずに、ネジ部材５単独で上下の筐体１０，２０を締結する方法を案出した。図４の例では、上部の筐体１０側にタップを切ってあり、ネジ部材５の頭部５ａを下部の筐体２０側に配置し、ネジ部材５のネジ部５ｂを下部の筐体２０のネジ挿通孔から上部の筐体１０のネジ孔に螺入させるようにしている。しかしながら、このようなネジ部材５単独による締め付け方法にあっては、エアー圧がかかって筐体１０，２０の変形が起きた際に、タップが切られている部分（図４のホで示す部分）が破壊されて、ネジ締めが効かなくなることがあり、結果として、エアー漏れが発生しやすくなるという問題がある。
【００３６】そこで、本発明では、図１に示すように、締付ナット６をネジ部材５に螺合させて締め付けることにより、エアー圧による筐体１０，２０の変形によってネジ締めが効かなくなるという事態を回避できるものである。
【００３７】また、締付ナット６を下部の筐体２０の下方に配置したことで、ダイヤフラム２と締付ナット６との緩衝を防止できるようになり、しかも、ネジ部材５の頭部５ａを上部の筐体１０の上面よりも突出しないように上部の筐体１０の内側に収納したことで、ダイヤフラム２をネジ部材５で邪魔されることなく上部の筐体１０の接合面１０ａに接合可能になる。さらに、ダイヤフラム２とネジ部材５との間に絶縁フィルム（図示せず）を介在させれば、ダイヤフラム２とネジ部材５間の短絡を容易に防止できるようになる。
【００３８】図５、図６は、上部の筐体１０の表面に周壁部１１ａを突設させ、周壁部１１ａの内側を掘り込み部１１とし、その内側にダイヤフラム２を収納すると共に、掘り込み部１１の底面をダイヤフラム２との接合面１０ａとした場合を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。なお図５、図６ではネジ部材５及び締付ナット６（図１）の図示を省略してある。本例の周壁部１１ａを含む上部の筐体１０の厚みＤ1及び下部の筐体２０の厚みＤ2は、前記図３に示した上部の筐体１０及び下部の筐体２０の厚みｄ1，ｄ2よりも厚肉（Ｄ1＞ｄ1，Ｄ2＞ｄ2）に形成されている。従って、上下の筐体１０，２０の強度がそれぞれ増し、エアー圧がかかった際でも、筐体１０，２０の変形による影響（エアー漏れ）を防止できる結果、締付ナット６（図１）によるネジ締めとあいまって、気密性の向上を図ることができる。そのうえ上部の筐体１０を掘り込み形状にして、そこにダイヤフラム２を収納したことによって、ダイヤフラム２の厚み分だけ圧電ダイヤフラムポンプ１全体の厚みを薄くできるという利点もある。
【００３９】図７、図８は上部の筐体１０の表面、及び下部の筐体２０の下面に金属補強板３０をそれぞれ積層配置した場合を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。なお図７、図８ではネジ部材５及び締付ナット６（図１）の図示を省略してある。なお金属補強板３０は上部の筐体１０又は下部の筐体２０の少なくとも一方に積層配置されていればよい。金属補強板３０の材料として例えばアルミニウムを用いると共に、アルマイト（商標名）処理により、金属補強板３０の表面に絶縁を施してある。これにより、ダイヤフラム２の下部電極と金属補強板３０との間に別途絶縁膜を設ける必要がなくなり、製造工程の簡易化を図ることができる。さらに、金属補強板３０によってエアー圧がかかった際の筐体１０，２０の変形を防止できるので、締付ナット６（図１）によるネジ締めとあいまって、筐体１０，２０の変形によるエアー漏れを確実に防止でき、気密性の一層の向上を図ることができるものである。
【００４０】図９、図１０は上下の筐体１０，２０の外周面に巻き付けられて筐体１０，２０を締め付けるための締結バンド３１を設けた場合を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。なお図９、図１０ではネジ部材５及び締付ナット６（図１）の図示を省略してある。本例では、アクリル等の樹脂材料からなる上下の筐体１０，２０をネジ締めした後に、ワイヤー状或いは帯状をした２本の締結バンド３１を筐体１０，２０の外表面に凹設した２条の凹溝３１ａに沿って巻き付けるようにしたものである。締結バンド３１の材料としては、合成ゴム、シリコンゴム等を用いることができる。しかして、上下の筐体１０，２０間に締結バンド３１の巻き付け力が作用することで、エアー圧がかかった際にも筐体１０，２０の変形が起こり難くなり、締付ナット６（図１）によるネジ締めとあいまって、気密性を向上させることができる。また、凹溝３１ａに沿って締結バンド３１を巻き付けることで、締結バンド３１のズレや外れ等を防止できると共に、締結バンド３１が筐体１０の表面に突出しなくなり、締結バンド３１に妨げられることなくダイヤフラム２を接合できるようになる。さらに、締結バンド３１として合成ゴムなどの絶縁材を用いることで、締結バンド３１とダイヤフラム２との間の絶縁が不要となり、製造の簡素化を図ることができると共に、締結バンド３１自体に弾力性を持たせることで、凹溝３１ａ内に締結バンド３１を容易且つ確実に挿入できるという利点もある。なお、締結バンド３１の取り付けは図９、図１０の例には限定されず、また締結バンド３１の数も２本に限定されないものである。
【００４１】図１１は上下の筐体１０，２０を金属製とした場合を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。なお図１１ではネジ部材５及び締付ナット６（図１）の図示を省略してある。本例では、上下の筐体１０，２０の材料として、例えばアルミニウムを用いると共に、アルマイト（商標名）処理により、筐体１０，２０表面に絶縁を施してある。また上部の筐体１０及び下部の筐体２０には、図１２に示すように、機械加工あるいはエッチングによりバルブ台座部２６、ザグリ部２７が形成されており、上部の筐体１０のポンプ室への連絡孔１３は、機械加工により形成されている。図１３（ａ）には、アルミ製の下部の筐体２０上に、流路形状のマスク孔１５を有するマスク１４を配置してエッチングを行う場合の一例を示しており、図１３（ｂ）はエッチング後の下部の筐体２０を示している。なお、上部の筐体１０のエッチングも同様にして行うことができる。しかして、筐体１０，２０を金属製にすることで、筐体１０，２０自体の剛性を高めることができ、エアー圧がかかった際の筐体１０，２０の変形を確実に防止できるようになり、締付ナット６（図１）によるネジ締めとあいまって、筐体１０，２０の変形によるエアー漏れを確実に防止でき、気密性の一層の向上を図ることができる。さらに、筐体１０，２０の表面をアルマイト（商標名）処理により絶縁したことにより、ダイヤフラム２の下部電極と金属製の筐体１０との間に別途絶縁膜を設ける必要がなくなり、製造の簡素化を図ることができる。
【００４２】図１４（ａ）は上部の筐体１０を金属で構成した場合、或いは樹脂製の筐体１０の表面に金属補強板を取り付けた場合において、図１４（ｂ）のように筐体１０の表面側に絶縁膜３２（酸化膜或いは樹脂膜）を形成した場合を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。なお図１４ではネジ部材５及び締付ナット６（図１）の図示を省略してある。本例では、ダイヤフラム２は、図１４（ａ）に示すように、圧電素子２ａの上面に上部電極膜２ｃ、下面に下部電極板２ｄが接合されて構成されている。上部電極膜２ｃは、例えば銀ペーストによるスクリーン印刷焼成等で形成されている。下部電極板２ｄは例えば真鍮等の弾性板で形成されている。圧電素子２ａへの電圧印加により圧電素子２ａが伸縮するが、このとき下部電極板２ｄは伸縮しないために、バイメタル的な働きをしてダイヤフラム２全体が上下に振動して屈曲運動を行うようになっている。
【００４３】ここでは、上記ダイヤフラム２の下部電極板２ｄと筐体１０間との絶縁をとるために、図１４（ｂ）に示すように、筐体１０表面に絶縁膜３２（酸化膜或いは樹脂膜）を形成している。図１５にその形成工程の一例を示す。先ずチャンバー４０内部を真空ポンプにより１０-4Ｐａ程度まで真空引きを行う。また、上部の筐体１０の表面を洗浄するために、上部の筐体１０側に高周波電源４１を印加してプラズマを起こし、イオンボンバードによる洗浄を行う。このときガスはＡｒ、或いは酸素等でもよく、またガス圧は約１０Ｐａ程度導入する。その後、Ａｒガスをチャンバー４０内に０．２Ｐａになるまで導入し、チャンバー４０内の酸化物ターゲット４２のＲＦスパッタにより、上部の筐体１０表面に絶縁膜３２となる酸化物薄膜を形成する。尚図１５中の４３はマッチングボックス、４４はブロッキングコンデンサ、４５は筐体ホルダーである。
【００４４】しかして、樹脂製の筐体１０表面に金属補強板を配置したり、或いは筐体１０を金属製とした場合において、上部の筐体１０の表面に絶縁膜３２を形成することにより、ダイヤフラム２の下部電極と筐体１０間に別途絶縁膜を設ける必要がなくなり、製造工程の簡易化を図ることができる。さらに、筐体１０を金属製或いは金属補強板で補強することで、エアー圧がかかった際の筐体１０，２０の変形を確実に防止できるようになり、締付ナット６（図１）によるネジ締めとあいまって、筐体１０，２０の変形によるエアー漏れを確実に防止できるようになる。
【００４５】なお、前記図１４の実施形態では、上部の筐体１０側に絶縁膜３２（酸化膜或いは樹脂膜）を形成する場合を説明したが、図１６に示すように、ダイヤフラム２の下部電極板２ｄの裏面に絶縁膜３２を形成するようにしてもよい。またこの絶縁膜３２は前記図１５で示した酸化物薄膜形成方法によって形成することができる。
【００４６】さらにダイヤフラム２と筐体１０間の絶縁をとる他例として、図１７（ａ）に示す上部の筐体１０を金属で構成した場合、或いは樹脂製の筐体１０の表面に金属補強板を取り付けた場合において、図１７（ｂ）のように筐体１０の表面側に酸化層３３を形成するようにしてもよい。図１８はこの酸化層３３の形成工程の一例を示している。先ずチャンバー１７内部を真空ポンプにより１０-4Ｐａ程度まで真空引きを行う。また、上部の筐体１０の表面処理をするために、上部の筐体１０側に高周波電源４１を印加してプラズマを起こし、プラズマによる表面改質を行い、酸化層３３を形成する。このときガスは酸素を用い、ガス圧は約１０Ｐａ程度導入する。
【００４７】しかして、図１６の実施形態と同様な作用効果が得られると共に、通常、金属と樹脂との密着力は弱いため、図１７のように筐体１０表面に表面改質技術（酸素イオンビーム照射、酸素プラズマ処理等）により酸化層３３を形成しておくことで、筐体１０とダイヤフラム２との間で絶縁をとることが容易となり、図１５の場合と比較して、製造工程の簡易化を図ることができる。
【００４８】なお、前記図１７の実施形態では、上部の筐体１０側に酸化層３３を形成する場合を説明したが、図１９に示すように、ダイヤフラム２の下部電極板２ｄの裏面に酸化層３３を形成するようにしてもよい。またこの酸化層３３は前記図１８で示した酸化層３３形成方法によって形成することができる。
【００４９】図２０は、上下の筐体１０，２０の少なくとも一方を、樹脂中にグラスファイバーを挿通した複合材で構成した場合を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。なお図２０ではネジ部材５及び締付ナット６（図１）の図示を省略してある。本例では、上下の筐体１０，２０の材料として、樹脂中にグラスファイバーを埋め込んだ複合材を用いている。従って、締付ナット６（図１）によるネジ締めとあいまって、樹脂製の筐体１０，２０の剛性を高めることができ、エアー圧がかかったときでも筐体１０，２０が変形するのを防止できるので、筐体１０，２０の製造を容易にしながら、同時にエアー漏れを防止でき、気密性の向上を図ることができる。
【００５０】図２１、図２２は、上部の筐体１０と下部の筐体２０のいずれか一方に凸部２３、他方に該凸部２３に嵌合する凹部２４を設けて、筐体１０，２０同士を凹凸嵌合させる場合を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。なお図２１、図２２ではネジ部材５及び締付ナット６（図１）の図示を省略してある。本例では、上部の筐体１０の裏面に一段低くなった凹部２４とこれよりも一段高くなった凸部２３´とを形成し、下部の筐体２０の表面に一段高くなった凸部２３とこれよりも一段低くなった凹部２４´とを形成してある。また膜状バルブ３は流路２１，２２のザグリ部２７及びバルブ台座部２６の近傍のみに配置してある。しかして、上部の筐体１０と下部の筐体２０とを膜状バルブ３を介して重ね合わせて、図２２に示すように、凹部２４と凸部２３、凹部２４´と凸部２３´とをそれぞれ嵌合させることによって、上下の筐体１０，２０が離れ難くなり、従って、締付ナット６（図１）によるネジ締めとあいまって、エアー圧がかかった時に筐体１０，２０間に隙間が発生することがなく、エアー漏れを防止でき、気密性の向上を図ることができる。
【００５１】なお、筐体１０，２０の嵌合構造は図２１、図２２に限定されるものではない。また図２１、図２２では、凹部２４及び凸部２３との嵌合面における立ち上がり面２５を垂直に形成してあるが、例えば図２３、図２４に示すように、立ち上がり面２５を凸部２３と凹部２４との嵌合方向に対して傾斜させるようにしてもよい。このように構成することで、筐体１０，２０が樹脂からなる場合において、筐体１０，２０の加工の際に発生する応力によって立ち上がり面２５での嵌合ができなくなるという事態を回避することができる。つまり、凸部２３と凹部２４とが傾斜した立ち上がり面２５によって嵌合しやすくなり、また、この立ち上がり面２５同士をレーザー溶着等で接着することで、隙間を完全になくすことができるようになり、従って、気密性のより高い接合が可能となる。
【００５２】図２５、図２６は、ダイヤフラム２と対向しない下部の筐体２０側に吸入側及び吐出側の各流路２１，２２を形成すると共に、下部の筐体２０の大きさを上部の筐体１０よりも小さくした場合を示している。図中の３は膜状バルブである。本例では、下部の筐体２０を、バルブ台座部２６を有する流路形状をした第１筐体部２８と、ザグリ部２７を有する流路形状をした第２筐体部２９とで構成してある。図２６の例では膜状バルブ３を上部の筐体１０の裏面全体に張り付けてあるが、第１筐体部２８のバルブ台座部２６周辺のみ、及び第２筐体部２９のザグリ部２７周辺のみにそれぞれ張り付けてもよい。なお、下部の筐体２０の形状は図２５、図２６には限定されるものではない。しかして、下部の筐体２０を、流路形状をした第１筐体部２８と第２筐体部２９とに分割したことによって、上部の筐体１０と第１筐体部２８及び第２筐体部２９との接合を流路２１，２２の近傍で行うことができるようになり、従って、エアー圧がかかった際でも下部の筐体２０（第１筐体部２８、第２筐体部２９）の変形量が小さくなり、筐体１０，２０の変形による影響を抑えて気密性を向上させることができる。また、第１筐体部２８と第２筐体部２９とが互いに独立した部品からなるので、組み立て性が良くなるうえに、第１筐体部２８と第２筐体部２９の一方が変形しても、他方には影響が及ばず、気密性を十分に確保できるようになる。
【００５３】ところで、図２５、図２６のように下部の筐体２０の大きさは流路２１，２２よりも少し大きい程度にした場合にあっては、図１に示すネジ部材５及び締付ナット６によるネジ締めが困難であるため、流路２１，２２近傍で上部の筐体１０に対して接着剤で接着するようにしてもよい。さらに熱による樹脂溶着にて接合する方法を使用することもできる。例えば上下の筐体１０，２０を樹脂で構成し、熱により溶融して溶着することで、ネジ締めによる機械的な気密保持に比べて、筐体１０，２０を一度溶融するために隙間を完全になくすことが可能となる。なお、溶着する方法として、超音波接合や高周波誘導加熱などが挙げられる。
【００５４】図２８は上下の筐体１０，２０が樹脂からなり、下部の筐体２０に突起部３４を設けると共に、該突起部３４を上部の筐体１０に溶着させることにより上下の筐体１０，２０を接合する場合を示している。図中の３は膜状バルブである。本例では、下部の筐体２０に形成された吸入側の流路２２及び吐出側の流路２１に沿って、流路形状の突起部３４をそれぞれ突設させ、この突起部３４を上部の筐体１０に熱による樹脂溶着によって接合させている。このように溶着される突起部３４を設けることで、筐体１０，２０の表面粗さ、ウネリ等による隙間の発生を抑えて気密性をより向上させることができる。ところで、図２８の構造において、ネジ締めによって気密保持を行おうとした場合は、上下の筐体１０，２０は突起部３４のみで接しているため、流路２１，２２全体での気密保持が困難となる。そこで、樹脂製の筐体１０，２０を熱により溶融して接合することによって、ネジ締めによる機械的な気密保持に比べて、筐体１０，２０が一度溶融するために隙間を完全になくすことが可能となる。なお、突起部３４のみを溶融するだけでもよく、この場合にあっては、筐体１０，２０を変形させることなく、気密を保持することが可能となる。なお、溶着する方法として、超音波接合や高周波誘導加熱などが挙げられる。
【００５５】図２９は、上下の筐体１０，２０が樹脂からなり、少なくとも流路２１，２２に沿った部分を熱による樹脂溶着にて接合する場合を示している。他の構成は図５、図６の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。本例では、掘り込み部１１を備えた樹脂製の上部の筐体１０と、厚肉の樹脂製の下部の筐体２０とを接合するにあたって、下部の筐体２０に設けられた吸入側の流路２２及び吐出側の流路２１に沿った樹脂部分を熱により溶着させることにより、接合するようにしている。これにより、図５、図６と同様な作用効果（上下の筐体１０，２０の強度がそれぞれ増し、筐体１０，２０の変形による影響を防止する効果、及びダイヤフラム２と流路２１，２２との間の気密性を確保できる効果）に加えて、樹脂製の筐体１０，２０を熱により溶融し、流路２１，２２に沿った樹脂部分を溶着することで、気密性のより高い接合が可能になると共に、筐体１０，２０が一度溶融するために隙間を完全になくすことができる。なお、溶着する方法として、超音波接合や高周波誘導加熱などが挙げられる。
【００５６】図３０は、上部の筐体１０に設けられた凹部２４と、下部の筐体２０に設けられた凸部２３との嵌合面における立ち上がり面２５を、熱による樹脂溶着にて接合する場合を示している。他の構成は図２３の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。本例では、樹脂製の上下の筐体１０，２０の接合方法として、熱による樹脂の溶融を利用して立ち上がり面２５を溶着させることにより、気密性をより向上させることができるようになる。また、樹脂からなる筐体１０，２０を熱により溶融し、接合することにより、更に気密性の高い接合が可能になると共に、筐体１０，２０が一度溶融するために隙間を完全になくすことができる。なお、溶着する方法として、超音波接合や高周波誘導加熱などが挙げられる。
【００５７】ところで、上記図２７〜図３０の熱による溶着方法として、超音波接合や高周波誘導加熱などが挙げられるが、超音波接合では、上下の筐体１０，２０に直接、振動治具を接触させるために、筐体１０，２０の損傷や振動による接合位置のズレが発生するという問題がある。一方、高周波誘導加熱では、誘導加熱用の金属が別途必要となり、上下の筐体１０，２０の形状に制約が発生して、上下の筐体１０，２０の外側に熱影響を及ぼし、そのうえ上下の筐体１０，２０の変形を起こす可能性がある。従って、いずれの場合も上下の筐体１０，２０に広範囲の熱がかかり、不必要な部分まで溶融するという問題がある。
【００５８】そこで、図３１に示すように、下部の筐体２０（又は上部の筐体１０）を溶着用レーザーの波長を吸収する材質で構成し、上部の筐体１０（又は下部の筐体２０）を透過する材質で構成し、溶着用レーザーを用いて上下の筐体１０，２０を溶着する方法を使用するのが好ましい。図３１の矢印ハで示すように、レーザー光を、上部の筐体１０（レーザー光が透過する側）から照射する。この照射されたレーザー光は下部の筐体２０（レーザー光を吸収する側）で熱となり、これにより図３２に示すように、下部の筐体２０を構成するレーザーを吸収する材料の界面が昇温して、溶着用レーザーを吸収する材料が溶融して、密着しているレーザー透過材料と溶着され、より気密性を保持できるようになる。また、熱源としてレーザー光を用いることで、接合領域を例えば１００μｍ程度以下にまで微細化することができ、従って、ポンプの小型化も可能となる。さらに、レーザー光の波長を透過するが可視光を透過しない樹脂を用いて筐体１０又は２０を形成すれば、溶着痕のない接合が可能となる。なお、溶着用レーザーによる溶着を行うにあたって、レーザーの種類は特に制限されるものではない。さらに、例えば透明アクリルと黒色アクリルとを上下の筐体１０，２０の材料として用いた場合は、レーザーとして半導体レーザーを用いることができる。例えば透明アクリルと黒色アクリルを波長８００〜９５０ｎｍ、レーザー出力２Ｗの条件で接合することが可能となる。従って、レーザー溶着によって、上下の筐体１０，２０の気密性をより向上させることができると共に、非接触で溶着を行うことができるので、外観形状を損なうこともないものである。
【００５９】さらに上記溶着用レーザーとしては、パルス発振のピーク出力の高いレーザーであるのが望ましい。溶着用レーザーにより溶着する場合において、レーザー発振方式をパルス発振とし、ピーク出力の高いレーザーを用いることにより、熱影響を抑えた溶着が可能となる。また、高ピークのパルス発振レーザーにより溶着した場合は、連続発振のレーザーに比べて、短時間で樹脂の温度を昇温させることができ、熱伝導を抑えることができる。従って、より微細な接合が可能となり、より気密性を高めることができると共に、膜状バルブ３となる樹脂フィルムの熱影響も低減することが可能となる。つまり、膜状バルブ３となる樹脂フィルムは、レーザー溶着の場合には、熱可塑性樹脂を用いなければならないが、連続発振レーザーの場合は樹脂フィルムに熱影響が生じる恐れがある。これに対して、高ピークのパルス発振レーザーにあっては、熱影響を小さくできるものである。なお、本例においてもレーザーの種類は特に制限されないが、例えばパルス発振のＹＡＧレーザーを用いることにより、溶着を容易に行うことが可能となる。
【００６０】図３３は、膜状バルブ３を構成する樹脂フィルムとして熱硬化性樹脂を用いる場合を示している。筐体１０，２０はそれぞれ熱可塑性樹脂からなり、図３３（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる筐体１０，２０の溶融部分３６が樹脂フィルム（膜状バルブ３）と溶着するようになっている。他の構成は図３１、図３２の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。本例では、上下の筐体１０，２０の溶着方法として溶着用レーザーを用いると共に、膜状バルブ３として熱硬化性樹脂を用いている。仮りに熱可塑性樹脂で膜状バルブ３を形成した場合、筐体１０，２０を構成する熱可塑性樹脂がレーザー光を吸収して、容易に温度が上昇するために、樹脂フィルムに熱影響が発生し、膜状バルブ３としての役割を確保することが困難となる。そこで、樹脂フィルムとして熱硬化性樹脂を用いることで、熱硬化性樹脂の耐熱性及びレーザー光の透過性を高めることができるようになり、従って、膜状バルブ３を構成する樹脂フィルムへの熱影響を抑制することができ、膜状バルブ３としての機能を高めることができる。また、レーザー光を吸収する材質で成形された樹脂製の筐体（本例では上部の筐体１０）にレーザー光を照射したときの熱を、他のレーザー光を吸収する材質で成形された樹脂製の筐体（本例では下部の筐体２０）に伝導させるためには、膜状バルブ３を構成する樹脂フィルムの熱伝導性を確保する必要や、樹脂フィルムの厚みを薄くするなどの対策が必要となるが、本例では熱硬化性樹脂を用いることで、厚みを薄くすることなく、膜状バルブ３の熱伝導性を確保でき、溶着時の熱影響を小さくできるものである。
【００６１】図３４は、図３３の構成に加えて、熱硬化性樹脂からなる樹脂フィルムの溶着部分に、レーザー光を吸収する熱可塑性樹脂３５を配置した場合を示している。本例では、上下の筐体１０，２０の溶着方法としてレーザー溶着を用い、膜状バルブ３となる樹脂フィルムとして熱硬化性樹脂を用いることにより、レーザーによる熱影響を抑制させるようにした場合において、樹脂からなる上下の筐体１０，２０と熱硬化性樹脂からなる樹脂フィルム（膜状バルブ３）との界面に、レーザー光を吸収する熱可塑性樹脂３５を接合用樹脂として配置し、レーザー光をその熱可塑性樹脂３５（接合用樹脂）に照射して熱を発生させる。この熱により、それぞれの界面が溶着し、気密性を確保することができる。さらに本例にあっては、図３３のように上下の筐体１０，２０の一方をレーザー光を吸収する材質とする必要がなく、上下の筐体１０，２０の両者ともレーザー光を透過する材質を使用することが可能となる。しかも上下の筐体１０，２０の両者ともレーザー光を透過する材質を使用することで、片方からのみのレーザー溶着でなく、両面からのレーザー溶着が可能となり、そのうえ、両面からのレーザー溶着を可能にすることで、溶着状態に差が発生しなくなり、上下の筐体１０，２０とも均一な接合を得ることができると共に、樹脂フィルム（熱硬化性樹脂）の溶着部分に熱可塑性樹脂３５を配置しておくことで、上下の筐体１０，２０間の接合強度及び膜状バルブ３となる樹脂フィルムとの接合が一層強固になるという利点もある。
【００６２】
【発明の効果】上述のように請求項１記載の発明にあっては、圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプであって、上下の筐体に挿通するネジ部材と、ネジ部材に螺合して上下の筐体同士を互いに締め付ける締付ナットとを備えているので、締付ナットをネジ部材に締め付けることで、上下の筐体間の気密性を保持することができ、筐体に対して流体圧がかかったときでも筐体の変形を確実に防止でき、接着剤を用いずに流体漏れを防いで気密性を向上させることができる。また、締付ナットを用いたことで、ネジ部材単独で上下の筐体を締結する場合と異なり、流体圧がかかって筐体の変形が起きた際にタップが切られている部分が破壊されて、ネジ締めが効かなくなるという問題も解消できる。
【００６３】また請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、筐体のダイヤフラムとの接合面の外周部に周壁部を突設し、周壁部の内側にダイヤフラムを収納してなるので、周壁部によって筐体の強度が増し、締付ナットによるネジ締めとあいまって、流体圧がかかった際でも、筐体の変形による影響（流体漏れ）を防止でき、気密性の向上を図ることができる。そのうえ筐体の周壁部の内側にダイヤフラムを収納したことによって、ダイヤフラムの厚み分だけ圧電ダイヤフラムポンプ全体の厚みを薄くできる。
【００６４】また請求項３記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上部の筐体又は下部の筐体の少なくとも一方に、金属補強板を積層配置したので、金属補強板によって流体圧がかかった際の筐体の変形を防止でき、締付ナットによるネジ締めとあいまって、筐体の変形による流体漏れを確実に防止できる。
【００６５】また請求項４記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上下の筐体の外周面に巻き付けられて筐体を締め付けるための締結バンドを備えているので、上下の筐体に締結バンドを巻き付けることで、締付ナットによるネジ締めとあいまって、流体圧がかかった際にも筐体の変形が起こり難くなり、気密性を向上させることができる。
【００６６】また請求項５記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、筐体が金属からなるので、金属製の筐体によって流体圧がかかった際の筐体の変形を確実に防止でき、締付ナットによるネジ締めとあいまって、筐体の変形による流体漏れを確実に防止できる。
【００６７】また請求項６記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上下の筐体の少なくとも一方を、樹脂中にグラスファイバーを挿通した複合材で構成したので、樹脂製の筐体の剛性を高めることができ、締付ナットによるネジ締めとあいまって、流体圧がかかったときでも筐体が変形するのを防止できるので、筐体の製造を容易にしながら、同時に流体漏れを防止できるようになる。
【００６８】また請求項７記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上部の筐体と下部の筐体との接合面のいずれか一方に凸部、他方に該凸部に嵌合する凹部を設けてなるので、上下の筐体が離れ難くなり、従って、締付ナットによるネジ締めとあいまって、流体圧がかかった時に筐体間に隙間が発生することがなく、流体漏れを防止でき、気密性の向上を図ることができる。
【００６９】また請求項８記載の発明は、請求項７記載の効果に加えて、凸部と凹部との嵌合面における立ち上がり面が、凸部と凹部の嵌合方向に対して傾斜しているので、筐体の加工の際に発生する応力によって立ち上がり面での嵌合ができなくなるという事態を回避することができ、嵌合性を向上させることができる。
【００７０】また請求項９記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、ダイヤフラムと対向しない下部の筐体に吸入側及び吐出側の各流路を形成すると共に、下部の筐体の大きさをダイヤフラムと対向する上部の筐体よりも小さくしたので、上下の筐体の接合を流路の近傍で行うことが可能となる。従って、流体圧がかかった際でも下部の筐体の変形量を小さくでき、筐体の変形による影響を抑えて気密性を向上させることができる。
【００７１】また請求項１０記載の発明は、圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプの製造方法であって、少なくともダイヤフラムに接合される筐体が金属からなり、この金属からなる筐体のダイヤフラムとの接合面に絶縁膜を形成した後、上下の筐体にネジ部材を挿通して、ネジ部材に螺合した締付ナットを締め付けることにより上下の筐体同士をネジ締めするようにしたので、請求項１記載の効果に加えて、筐体自体の剛性が高まり、流体圧がかかった際の筐体の変形を防止できるので、締付ナットによるネジ締めとあいまって、筐体の変形による流体漏れを確実に防止でき、気密性の一層の向上を図ることができると共に、筐体の接合面に絶縁膜を施すことで、ダイヤフラムと金属製の筐体との間に別途絶縁膜を設ける必要がなくなり、製造工程の簡易化を図ることができる。
【００７２】また請求項１１記載の発明は、圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプの製造方法であって、少なくともダイヤフラムに接合される筐体が金属からなり、ダイヤフラムの筐体との接合面に絶縁膜を形成し、上下の筐体にネジ部材を挿通して、ネジ部材に螺合した締付ナットを締め付けることにより上下の筐体同士をネジ締めするようにしたので、筐体自体の剛性が高まり、流体圧がかかった際の筐体の変形を防止できるので、締付ナットによるネジ締めとあいまって、筐体の変形による流体漏れを確実に防止でき、気密性の一層の向上を図ることができると共に、ダイヤフラムの接合面に絶縁膜を施すことで、ダイヤフラムと金属製の筐体との間に別途絶縁膜を設ける必要がなくなり、製造工程の簡易化を図ることができる。
【００７３】また請求項１２記載の発明は、請求項１０又は請求項１１記載の効果に加えて、筐体におけるダイヤフラムとの接合面に酸化層を形成したので、金属製の筐体のダイヤフラムとの接合面に絶縁を施すことが容易となり、絶縁処理工程の簡易化を図ることができる。
【００７４】また請求項１３記載の発明は、請求項１０又は請求項１１記載の効果に加えて、ダイヤフラムにおける筐体との接合面に酸化層を形成したので、ダイヤフラムの筐体との接合面に配置される下部電極板の表面に絶縁を施すにあたり、ダイヤフラムの接合面に絶縁を施すことが容易となり、絶縁処理工程の簡易化を図ることができる。
【００７５】また請求項１４記載の発明は、圧電素子からなるダイヤフラムと、吸入側の流路と吐出側の流路とが形成された上下の筐体と、流体の逆流を防止するための膜状バルブと、ダイヤフラムと一方の筐体との間に形成されるポンプ室とを備え、ダイヤフラムの屈曲運動により流体が吸入側の流路から吸入側のバルブ部を経てポンプ室に導入され、さらにポンプ室から吐出側のバルブ部を経て吐出側の流路へ排出されるように構成された圧電ダイヤフラムポンプの製造方法であって、上下の筐体が樹脂からなり、下部の筐体と上部の筐体とを熱による樹脂溶着にて接合するようにしたので、ネジ締めによる気密保持と比較して、上下の筐体同士を熱による樹脂溶着によって容易に接合できると共に、流体圧がかかった際にも筐体間の隙間を完全になくすことができ、気密性のより高い接合が可能となる。
【００７６】また請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の効果に加えて、いずれか一方の筐体に突起部を設け、該突起部をいずれか他方の筐体に溶着させて上下の筐体を接合するようにしたので、突起部を溶着させることで、筐体の表面粗さ、表面ウネリ等による隙間の発生を抑えて気密性をより向上させることができると共に流路全体での気密保持が容易となり、しかも筐体が一度溶融するために隙間を完全になくすことが可能となり、気密性を一層高めることができる。
【００７７】また請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の効果に加えて、少なくとも流路に沿った樹脂部分を熱により溶着して接合するようにしたので、つまり、樹脂製の筐体を熱により溶融し、流路に沿った樹脂部分を溶着することで、気密性のより高い接合が可能になると共に、筐体が一度溶融するために隙間を完全になくすことができるようになる。
【００７８】また請求項１７記載の発明は、請求項１４記載の効果に加えて、上部の筐体と下部の筐体との接合面のいずれか一方に凸部、他方に該凸部に嵌合する凹部を設け、凸部と凹部との嵌合面における立ち上がり面を熱による樹脂溶着にて接合するようにしたので、熱による樹脂の溶融を利用して立ち上がり面を溶着させることにより、気密性をより向上させることができる。また、筐体を熱により溶融して、接合するので、一層気密性の高い接合が可能になると共に、筐体が一度溶融するために隙間を完全になくすことが可能となる。
【００７９】また請求項１８記載の発明は、請求項１５又は請求項１６又は請求項１７記載の効果に加えて、上下の筐体のいずれか一方が溶着用レーザーの波長を吸収する材質、他方が透過する材質からなり、溶着用レーザーを用いて上下の筐体が溶着されてなるので、レーザー光を、レーザー光が透過する筐体側から照射することにより、照射されたレーザー光はレーザー光を吸収する筐体側で熱となり、これによりレーザーを吸収する筐体の材料が溶融して、上下の筐体同士が溶着され、上下の筐体の気密性をより向上させることができると共に、非接触で溶着を行うことができるので、外観形状を損なうこともない。
【００８０】また請求項１９記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、溶着用レーザーは、高ピークのパルス発振レーザーであるので、連続発振のレーザーに比べて、短時間で樹脂の温度を昇温させることができ、熱伝導を抑えることができる。従って、より微細な接合が可能となり、より気密性を高めることができる。
【００８１】また請求項２０記載の発明は、請求項１８又は請求項１９記載の効果に加えて、流体の逆流を防止する膜状バルブとして、熱硬化性樹脂からなる樹脂フィルムを用いたので、熱硬化性樹脂からなる樹脂フィルムの耐熱性及びレーザー光の透過性を高めることができ、従って、レーザーによる膜状バルブへの熱影響を抑制することができ、膜状バルブとしての機能を高めることができると共に、膜状バルブの厚みを薄くすることなく、膜状バルブの熱伝導性を確保でき、溶着時の熱影響を小さくできるものである。
【００８２】また請求項２１記載の発明は、請求項２０記載の効果に加えて、樹脂フィルムの溶着部分に、レーザー光を吸収する熱可塑性樹脂を配置したので、レーザー光を熱可塑性樹脂に照射して熱を発生させることで、上下の筐体間の界面が溶着し、気密性を確保することができる。従って、上下の筐体をいずれもレーザー光を透過する材質を使用することが可能となり、片方からのレーザー溶着でなく、両面からのレーザー溶着が可能になると共に、溶着状態に差が発生しなくなり、上下の筐体とも均一な接合を得ることができる。そのうえ、樹脂フィルム（熱硬化性樹脂）の溶着部分に熱可塑性樹脂を配置しておくことで、上下の筐体間の接合強度及び樹脂フィルムとの接合が一層強固となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２２日（１９９９．１２．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７７６７
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１８２６６１（Ｐ２００１−１８２６６１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６４９１６ |
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