專利名稱：泵及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于血壓計等中的小型泵，特別是涉及利用壓電促動器的作用的壓電泵的結(jié)構(gòu)。
圖46表示美國專利第6,033,191號中公開的泵，在上部框體50和下部框體51之間夾裝閥片52形成層疊，在下部框體51的上面形成吸入側(cè)及排出側(cè)流路53。在上部框體50中裝有由壓電促動器振動的振動膜54，在振動膜54和上部框體50的上表面之間形成泵室。泵室內(nèi)和吸入側(cè)及排出側(cè)的流路53分別通過上部框體50的通孔55連通，在連通通孔55和流路53的部分上利用閥片52形成吸入側(cè)及排出側(cè)止回閥。當(dāng)使振動膜54振動時，將空氣從吸入側(cè)的流路53吸入到泵室中。
但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)的例子中，為了確保氣密性，有必要充分確保上部及下部框體50、51的配合面的整體平面度、平行度，并存在難以對上部框體50、下部框體51及閥片52三層同時定位的問題。并且，在將閥片52夾在上部框體50和下部框體51之間形成止回閥時，當(dāng)定位精度低時泵主體的加工合格率低。進而，為了確保氣密性，沿流路53如圖47所示對上部及下部框體50、51的配合面進行激光熔敷(符號56為熔敷部)，流路部53中的閥片52和上部框體50之間的漏氣是不可避免的，存在壓縮效率惡化的問題。并且，流路53的形成本身也不容易。
并且，在特開昭59-200081號公報中公開的泵中，由于采用了檢測閥，因而在上部框體中為了設(shè)置檢測閥，必須要有一定的厚度，存在無法將上部框體設(shè)計得極薄的問題。
本發(fā)明鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，其目的是提供一種易于制造、效率及可靠性高的緊湊型泵以及制造方法。
采用這種結(jié)構(gòu)，不僅可以很容易地制造緊湊型泵，而且可以提高泵的效率。并且，可以在確認(rèn)止回閥的功能之后再將止回閥單元安裝到盒體中，在提高泵的可靠性同時可以提高泵本身的合格率。并且，即使由于長期使用等使止回閥受到損傷，只需要更換受損傷的止回閥單元就可以了。
另外，當(dāng)將壓電促動器和金屬薄板與疊合而成的振動膜裝入盒體中，在它們之間形成泵室時，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以減小從泵室至止回閥膜的流體部的體積，提高排出時的泵室內(nèi)部壓力。從而，可排出高壓流體，提高泵的效率。
進而，流體的吸入側(cè)止回閥單元和流體排出側(cè)止回閥單元的形狀相同，當(dāng)在吸入側(cè)和排出側(cè)上下相反地將止回閥單元安裝到盒體中時，可使設(shè)置在流體吸入側(cè)和排出側(cè)的止回閥單元共用化，可降低加工成本。
另外，當(dāng)從振動膜設(shè)置面的相對側(cè)將止回閥單元安裝到盒中時，不取下振動膜就可以更換止回閥單元。
雖然振動膜易于因外力而受到損傷，但當(dāng)設(shè)置振動膜的盒體部和安裝止回閥單元的盒體部由單獨的部件構(gòu)成時，由于可使振動膜設(shè)置部和止回閥單元設(shè)置部分離，所以可以很容易地進行振動模的更換和止回閥單元的更換。即使改變振動膜，但由于可以利用同一止回閥單元組合，所以易于通過改變振動膜對泵的特性進行評價。
另外，在盒體和止回閥單元之間，以及在作為單獨部件的兩個盒體部之間的至少一個為嵌合結(jié)構(gòu)，當(dāng)以過盈配合通過壓入該嵌合部分進行安裝時，在更換止回閥單元(或振動膜)時容易分離盒體和止回閥單元(或兩個盒體)。并且，利用過盈配合可以容易地將止回閥單元(或盒體部)固定在盒體上(或另一個盒體部上)，可利用壓入確保氣密性，提高泵的可靠性。
另外，代替過盈配合，利用過渡配合或間隙配合并進行粘接或熔敷來安裝，也可以獲得同樣的效果。
另外，當(dāng)在嵌合部分形成螺紋牙，使盒體與止回閥單元、或兩個盒體部螺紋配合時，可以很容易地進行固定和分離。
當(dāng)以堵住止回閥框體管路的方式配置止回閥膜，將止回閥膜接合到止回閥框體上時，可以僅使用必要的最低限度尺寸的止回閥膜，所以薄膜材料的材料利用率良好。
另外，當(dāng)以堵住止回閥框體管路的方式配置形成通氣口的止回閥膜，接合包含管路的通氣口周圍時，可自由的設(shè)定薄膜尺寸，組裝時易于操作，熔敷也可以很容易的進行。
另外，當(dāng)以跨越管路位于管路兩側(cè)的方式形通氣口時，可以利用簡單的結(jié)構(gòu)形成動作可靠的止回閥，同時，不需要很高的止回閥膜定位精度。
另外，當(dāng)在離開管路的位置上形成一條平行于管路外周切線的通氣口時，不易發(fā)生泄漏，當(dāng)在離開管路的位置上沿周向形成多條平行于管路外周切線的通氣口時，在止回閥膜上不易產(chǎn)生皺折。
另外，形成于止回閥膜上的通氣口的形狀為連續(xù)的曲線狀時，可抑制因張力造成的止回閥膜破損。
另外，當(dāng)以堵住管路的方式配置止回閥膜，接合夾住管路的兩邊時，可以利用簡單的結(jié)構(gòu)形成止回閥，同時，不需要很高的止回閥膜定位精度。
另外，當(dāng)以堵住管路的方式配置具有一條可開口的邊的止回閥膜，接合除前述一條邊之外的管路周圍時，可以用簡單的結(jié)構(gòu)具有止回閥的功能，同時不易發(fā)生泄漏。
另外，當(dāng)以堵住管路的方式配置止回閥膜，沿管路的周邊定點接合止回閥膜，并在接合部之間形成通氣口時，由于接合部是在以管路為中心的圓周上，所以不易在止回閥膜上產(chǎn)生皺折。
另外，當(dāng)以堵住管路的方式配置多邊形止回閥膜，接合多邊形的各頂點時，不僅由于止回閥接合部是在以管路為中心的圓周上而不易在止回閥膜上產(chǎn)生皺折，而且由于開口的邊成直線狀所以止回閥膜不會卷起。
另外，當(dāng)在止回閥膜上切開其一部分、形成折片部，沿折片部的周圍將止回閥膜接合到止回閥框體上時，可以利用簡單的結(jié)構(gòu)提供不需要很高定位精度的止回閥單元。進而，可以利用薄膜的彎曲彈性開關(guān)流路，可減小由薄膜的張力造成的壓力損失。
另外，當(dāng)利用以規(guī)定間隔隔開的多個開口部形成管路，在多個開口部的中央形成支撐折片部的支撐部時，可利用薄膜的引入防止流體的泄露，并可以進一步增大壓差。
另外，當(dāng)止回閥膜被形成為帶狀，只使止回閥膜的單側(cè)沿與其長度方向正交的方向與止回閥框體接合時，可以利用簡單的結(jié)構(gòu)提供不需要很高定位精度的止回閥單元。進而，可以利用薄膜的彎曲彈性開關(guān)流路，并可以減少由薄膜張力造成的壓力損失。
另外，當(dāng)以第1和第2間隔件形成止回閥框體，同時使第1及第2隔件形成嵌合結(jié)構(gòu)，在第1及第2間隔件之間夾住止回閥膜并接合時，可以利用例如過盈配合容易的固定止回閥膜。
另外，當(dāng)粘接第1及第2間隔件時，可以防止空氣泄漏。
另外，當(dāng)將止回閥膜和止回閥框體熔敷成一體時，可以利用熔敷可靠的進行止回閥膜的接合。
另外，當(dāng)利用第1及第2間隔件形成止回閥框體，同時在第1及第2間隔件之間夾住止回閥膜，將第1及第2間隔件與止回閥膜熔敷成一體時，由于是三層熔敷所以不會在止回閥膜上產(chǎn)生熔敷損傷。
進而，本發(fā)明的泵制造方法，其特征在于，在由薄膜形成的止回閥膜上形成通氣口，在止回閥框體上形成利用止回閥膜通過壓力差開關(guān)的管路，以堵住止回閥框體管路的方式配置止回閥膜，將含有管路的通氣口周圍的止回閥膜接合到止回閥框體上，并利用止回閥膜和止回閥框體構(gòu)成止回閥單元，將該止回閥單元安裝到盒體上。
該方法易于在薄膜上形成通氣口，即使在熔敷時也不必需要很高的定位精度。
另外，在形成止回閥單元后，也可以在止回閥膜上形成通氣口，在這種情況下，完全不需要止回閥膜接合時的定位，可以事后在適當(dāng)?shù)奈恢眯纬赏饪凇?br> 另外，當(dāng)利用激元激光在薄膜上形成通氣口時，不會由于加工熱產(chǎn)生皺折，可對薄膜進行微細(xì)加工，同時，不易在止回閥框體上殘留由于后續(xù)加工造成的損傷(激光痕)。
進而，本發(fā)明的泵制造方法，其特征在于，在止回閥框體上形成利用由薄膜形成的止回閥膜通過壓力差開關(guān)的管路，以堵住止回閥框體的管路的方式配置止回閥膜，利用玻璃壓接止回閥膜和止回閥框體，同時照射激光以進行熔敷，利用止回閥膜和止回閥框體構(gòu)成止回閥單元，并將止回閥單元安裝到盒體中。
采用這種方法，可以保持止回閥膜和止回閥框體緊密接觸并將止回閥框體和止回閥膜熔敷成一體，提高氣密性。
在利用激光熔敷時，若利用具有開口部的遮蔽裝置同時熔敷止回閥膜和止回閥框體的規(guī)定部位，則可以緩解熔敷熱的影響。
圖2是

圖1的泵的分解立體圖。
圖3是設(shè)在圖1的泵上的止回閥單元的分解立體圖。
圖4A是說明圖3的止回閥單元在吸入時的動作的剖視圖。
圖4B是說明圖3的止回閥單元在排出時的動作的剖視圖。
圖5A是設(shè)在本發(fā)明的實施例2的振動膜泵中的止回閥單元的立體圖。
圖5B是安裝了圖5A的止回閥單元的振動膜泵的剖視圖。
圖6A是設(shè)在本發(fā)明的實施例3的振動膜泵中的止回閥單元的立體圖。
圖6B是安裝了圖6A的止回閥單元的振動膜泵的剖視圖。
圖7A是本發(fā)明的實施例4的振動膜泵的分解立體圖。
圖7B是圖7A的振動膜泵的剖視圖。
圖8表示圖7A的振動膜泵的變形例，是在組裝狀態(tài)下從背面觀察的立體圖。
圖9是設(shè)在止回閥單元中的止回閥膜的立體圖。
圖10A是圖9的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖10B是圖9的止回閥膜打開狀態(tài)的剖視圖。
圖11A是圖9的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的立體圖。
圖11B是圖9的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。
圖12是另一個止回閥膜的立體圖。
圖13A是圖12的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖13B是圖12的止回閥膜打開狀態(tài)的剖視圖。
圖14A是圖12的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的立體圖。
圖14B是圖12的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。
圖15A是又一止回閥膜的立體圖。
圖15B是圖15A的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖16A是又一止回閥膜的立體圖。
圖16B是圖16A的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖17A是又一止回閥膜的立體圖。
圖17B是圖17A的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖18是又一止回閥膜的立體圖。
圖19A是圖18的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖19B是圖18的止回閥膜打開狀態(tài)的剖視圖。
圖20A是圖18的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的立體圖。
圖20B是圖18的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。
圖21是又一止回閥膜的立體圖。
圖22A是圖21的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖22B是圖21的止回閥膜打開狀態(tài)的剖視圖。
圖23A是圖21的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的立體圖。
圖23B是圖21的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。
圖24是又一止回閥膜的立體圖。
圖25A是圖24的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖25B是圖24的止回閥膜打開狀態(tài)的剖視圖。
圖26A是圖24的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的立體圖。
圖26B是圖24的止回閥膜關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。
圖27A是又一止回閥膜的立體圖。
圖27B是圖27A的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖28A是與圖27A的管路形狀不同的管路形狀的立體圖。
圖28B是圖28A的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖29A是又一止回閥膜的立體圖。
圖29B是圖29A的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖30是止回閥單元的分解立體圖。
圖31是圖30的止回閥單元的立體圖。
圖32是圖30的止回閥單元的剖視圖。
圖33是又一止回閥單元的分解立體圖。
圖34是圖33的止回閥單元的立體圖。
圖35是圖33的止回閥單元的剖視圖。
圖36是又一止回閥單元的分解立體圖。
圖37是圖36的止回閥單元的立體圖。
圖38是圖36的止回閥單元的剖視圖。
圖39是表示在止回閥單元組裝之后，在止回閥膜上形成通氣孔的狀態(tài)的立體圖。
圖40是熔敷止回閥膜前的止回閥單元的立體圖。
圖41是熔敷止回閥膜時的止回閥單元的立體圖。
圖42是表示使用激光裝置熔敷止回閥膜時的狀態(tài)的立體圖。
圖43A表示根據(jù)本發(fā)明的振動膜泵的一個例子的立體圖。
圖43B圖43A的振動膜泵的分解立體圖。
圖43C是設(shè)在圖43A的振動膜泵上的止回閥單元的分解立體圖。
圖44A是表示圖43C的止回閥單元的一個例子的立體圖。
圖44B是圖44A的止回閥膜單元的局部立體圖。
圖44C是安裝在圖43C的止回閥單元上的止回閥膜打開狀態(tài)的立體圖。
圖45A是用YAG激光將止回閥膜熔敷到止回閥單元上的狀態(tài)的立體圖。
圖45B是用激元激光在止回閥膜上形成通氣孔的狀態(tài)的立體圖。
圖46是現(xiàn)有的振動膜泵的分解立體圖。
圖47是圖46的現(xiàn)有的振動膜泵的局部剖視圖。
泵的尺寸，例如振動膜12的外徑A為φ20mm，盒體9的外徑B為φ22mm，高度C為3mm。
在盒體9中，沿盒體9的厚度方向形成吸入泵室1的吸入側(cè)流路2和從泵室1排出的排出側(cè)流路3。在泵室1和流路2、3之間設(shè)有止回閥容納部18，在止回閥容納部18中容納、安裝止回閥單元8。止回閥單元8由具有彈性的薄膜形成的止回閥膜5、具有通過止回閥膜5以壓力差開關(guān)的管路6的止回閥框體7構(gòu)成。在止回閥框體7中形成貫通的管路6，通過該管路6連通流路2、3和泵室1內(nèi)部。
止回閥框體7由第1間隔件7a和第2間隔件7b構(gòu)成，以堵住管路6的方式在第1間隔件7a和第2間隔件7b之間配置止回閥膜5，通過使第1間隔件7a、第2間隔件7b和止回閥膜5形成一體，將止回閥膜5安裝到止回閥框體7中。設(shè)置在吸入側(cè)流路2中的止回閥單元8，通過在泵室1側(cè)接受從流路2而來的壓力向上方彎曲而打開，在位于泵室1側(cè)的第1間隔件7a上設(shè)置止回閥膜5可彎曲的大直徑空間19。另一方面，設(shè)置在排出側(cè)流路3中的止回閥單元8，通過在流路3側(cè)接受從泵室1而來的壓力向下方彎曲而打開，在位于與泵室1相反側(cè)的第2間隔件7b上設(shè)置止回閥膜5可彎曲的大直徑空間19。
并且，利用壓電促動器等的驅(qū)動裝置使振動膜12振動，利用振動膜12的振動從吸入側(cè)流路2將流體吸入泵室1內(nèi)，由泵室1將壓縮的流體從排出側(cè)流路3排出。在吸入時，如圖4A所示，以離開盒體9的方式驅(qū)動振動膜12，這時，打開與吸入側(cè)的流路2連通的止回閥膜5，同時關(guān)閉與排出側(cè)流路3連通的止回閥膜5，從而可從吸入側(cè)的流路2將流體吸入泵室1內(nèi)。在排出時，如圖4B所示，向著與盒體9緊密接觸的方向驅(qū)動振動膜12，這時，關(guān)閉與吸入側(cè)流路2連通的止回閥膜5，同時，打開與排出側(cè)流路3連通的止回閥膜5，從而可從泵室1將流體排出到排出側(cè)流路3中。
如上所述，通過使止回閥單元8構(gòu)成獨立于盒體9的部件，可以在確認(rèn)了止回閥單元8的止回閥功能之后再將止回閥單元8安裝到盒體9上，可提高泵主體的加工合格率。并且，即使在由于長期使用等使止回閥產(chǎn)生損傷的情況下，也可以僅更換受損傷的止回閥單元8。
振動膜12，例如由黃銅板等金屬薄板11和壓電促動器10構(gòu)成。壓電促動器10是在PZT元件等壓電元件上設(shè)置像銀那樣的金屬導(dǎo)體的電極而形成的。當(dāng)在壓電促動器10上施加正負(fù)電壓(例如商用交流電壓)時，利用壓電促動器10反轉(zhuǎn)驅(qū)動振動膜12，進行泵作用。
并且，一方面止回閥框體7的第1及第2間隔件7a、7b及止回閥膜5例如由PC(聚碳酸酯)樹脂形成，另一方面，盒體9例如由PPA(聚鄰苯二酰胺)樹脂形成。
采用本發(fā)明，與上述現(xiàn)有技術(shù)的例子相比，在泵室1的下面從盒體9的上面至止回閥膜5的距離縮短，當(dāng)流體被吸入泵室1時，從泵室1至兩止回閥膜5的流體部的體積減小。當(dāng)流體被吸入泵室1時，從泵室1至兩止回閥膜5的流體部體積為V，作為相對于V排出的容積的排除容積為ΔV，當(dāng)相對于初期壓力P的內(nèi)部壓力上升值為ΔP時，存在ΔP＝ΔV/(V-ΔV)×P的關(guān)系，通過減小V使ΔP增大。
實施例2圖5A和圖5B表示流體的吸入側(cè)的止回閥單元8和流體排出側(cè)止回閥單元8形狀相同，并在吸入側(cè)和排出側(cè)上下相反地將止回閥單元8安裝到盒體9中的實施例。
與實施例1相同，由第1間隔件7a和第2間隔件7b形成止回閥框體7，但是，在本實施例中，第1間隔件7a和第2間隔件7b被形成為相同厚度、相同外徑的圓盤狀。在第1間隔件7a和第2間隔件7b之間安裝止回閥膜5，而在第1間隔件7a上設(shè)置止回閥膜5為可彎曲的大直徑空間19。并且，在吸入側(cè)以第1間隔件7a側(cè)形成為泵室1側(cè)的方式安裝止回閥單元8，在排出側(cè)以第2間隔件7b形成為泵室1側(cè)的方式安裝止回閥單元8。
采用該結(jié)構(gòu)，由于可使設(shè)在流體吸入側(cè)和排出側(cè)的止回閥單元8共用化，所以可降低加工成本。
實施例3圖6A和圖6B表示從振動膜12設(shè)置面的相反側(cè)將止回閥單元8安裝到盒體9中的實施例。
如圖6A及圖6B所示，止回閥框體7由第1間隔件7a、第2間隔件7b和第三間隔件7c形成。第三間隔件7c與第1間隔件7a及第2間隔件7b一樣，由PC樹脂制成。
在第1間隔件7a和第2間隔件7b之間安裝止回閥膜5，在吸入側(cè)止回閥單元8中于第1間隔件7a側(cè)設(shè)置止回閥膜5的可彎曲的空間19，在排出側(cè)的止回閥單元8中于第2間隔件7b側(cè)設(shè)置止回閥膜5的可彎曲的空間19。
在本實施例中，由于是從與盒體9的振動膜12的設(shè)置面相反側(cè)插入止回閥單元8，將其安裝到盒體9的止回閥容納部18中，所以不取下振動膜12便可更換止回閥單元8。
實施例4圖7A及圖7B表示設(shè)置振動膜12的盒體部9a和安裝止回閥單元8的盒體部9b是由單獨部件構(gòu)成的實施例。
如圖7A及圖7B所示，圓盤狀的盒體9是由單獨的部件盒體部9a和盒體部9b構(gòu)成的。盒體部9a被形成圓環(huán)狀，其中央具有孔部20。盒體部9b為圓盤狀，其上面具有凸起部21，通過將凸起部21嵌入到盒體部9a的孔部20中，使盒體部9b與盒體部9a形成一體。將振動膜12配置于盒體部9a上，在使振動膜12的邊緣與盒體部9a的上面接觸的同時，將止回閥單元8安裝到盒體部9b中。
振動膜12易于因外力而產(chǎn)生損傷，但是采用上述結(jié)構(gòu)，由于振動膜12的設(shè)置部和止回閥單元8的設(shè)置部是可分離的，所以振動膜12的更換和止回閥單元8的更換可以很容易地分別進行。由于即使改變振動膜12，也可以利用于同一止回閥單元8的組合，所以可以很容易地利用振動膜12的改變對泵特性進行評價。
下面，對于止回閥單元8與盒體9的安裝，或者兩個盒體部9a、9b的安裝進行說明。
盒體9通過將盒體部9b的凸出部21過盈配合到盒體部9a的孔部20中而安裝成一體，止回閥單元8可通過過盈配合安裝到盒體部9b的止回閥容納部18中。例如，對于孔部20和凸起部2 1的嵌合，在孔部20和凸起部21的直徑為ф16mm的情況下，可將孔部20的公差設(shè)定為+0.018～0mm，將凸起部21的公差設(shè)定為0.029～+0.018mm。
通過采用上述過盈配合，在更換止回閥單元8(或振動膜12)時可以很容易將盒體9和止回閥單元8(或盒體部9a與盒體部9b)分開。另外，利用過盈配合加工公差可以很容易地將止回閥單元8(或盒體部9b)固定到盒體9(或盒體部9a)上，可以利用壓入確保氣密性。
另外，在盒體9和止回閥單元8之間，或者，單獨部件的盒體部9a和盒體部9b之間也可以利用過渡配合或間隙配合的加工公差粘接或熔敷固定。
例如，在孔部20和凸起部21的直徑為ф16mm的情況下，可將孔部20的公差設(shè)定為+0.018～0mm，凸起部21的公差設(shè)定為0～0.018mm，同時，在嵌合后，可通過粘接或熔敷固定盒體部9a及盒體部9b。圖8表示在盒體部9a和盒體部9b之間用粘接劑粘接的例子，在同一圖中，22表示粘接劑涂腹部。
如上所述，通過粘接或熔敷，可確保盒體9和止回閥單元8之間(或盒體部9a和盒體部9b之間)的氣密性。
進而，在盒體部9a的孔部20內(nèi)周面和盒體部9b的凸起部21的外周面上分別形成陰螺紋和陽螺紋，通過將一個螺紋配合到另一個上將兩者固定起來。同樣，在盒體部9b的止回閥容納部18的內(nèi)周面和止回閥單元8的外周面上分別形成陰螺紋和陽螺紋，通過將一個螺紋配合到另一個上將兩者固定起來。
在上述通過螺紋配合固定的情況下，可以很容易地進行止回閥單元8(或盒體部9b)與盒體9(或盒體部9a)的固定或分離。
止回閥膜的各種形式在上述實施例1～4中，作為實現(xiàn)止回閥功能的部件，采用止回閥膜5，但下面將說明止回閥膜5的各種形式。
圖9表示圖5A所示的止回閥單元8中的止回閥膜5的安裝部，由薄膜構(gòu)成的止回閥膜5被形成帶狀(矩形)，在以堵住管路6的方式跨越配置止回閥膜5之后，在管路6被跨越的位置處分別沿與止回閥膜5的長度方向正交的方向熔敷止回閥膜5。圖中的14是接合部。
在打開的狀態(tài)下，如圖10A及10B所示，打開與止回閥膜5的長度方向平行的邊緣部，在關(guān)閉的狀態(tài)下，如圖11A及圖11B所示，關(guān)閉管路6。
當(dāng)使用上述帶狀止回閥膜5時，由于作為止回閥僅以必要的最低限度尺寸的薄膜構(gòu)成止回閥膜5，所以可以節(jié)省薄膜材料。
圖12表示以堵住管路6的方式配置形成有平行延伸的一對狹縫狀通氣口13的止回閥膜5，通過接合部14熔敷含有管路6的通氣口13的周圍。
圖13A及圖13B表示圖12所示的止回閥膜5的通氣口13打開的狀態(tài)，圖14A及圖14B表示由止回閥膜5關(guān)閉管路6的狀態(tài)。
在這種情況下，由于可以自由的設(shè)定止回閥膜5的尺寸，組裝時的操作容易，熔敷也可以很容易地進行。
圖15A及圖15B表示以堵住管路6的方式配置由矩形薄膜形成的止回閥膜5的實例。在管路6的兩側(cè)于止回閥膜5上形成平行延伸的一對狹縫狀通氣口13，遍及通氣口13周圍的全周形成圓環(huán)狀的接合部14。
如圖15B所示，當(dāng)打開止回閥膜5的通氣口13時，止回閥膜5的一對通氣口13之間的部分隆起呈橫向的半圓筒狀。
在這種情況下，可利用簡單的結(jié)構(gòu)形成動作可靠的止回閥，同時不需要很高的止回閥膜5的定位精度。
如圖16A所示，也可以在止回閥膜5上的與離開管路6的部位形成一條狹縫狀通氣口13。通氣口13平行于管路外周的切線方向延伸，利用遍及通氣口13全周設(shè)置的圓環(huán)狀接合部14將止回閥膜5熔敷到止回閥框體7上。
如圖16B所示，當(dāng)打開止回閥膜5的通氣口13時，從止回閥膜5的通氣口13至管路6的部分隆起。
這種形狀，即使管路6和通氣口13的開口邊的距離縮短，也不容易發(fā)生泄漏。
并且，如圖17A所示，也可以在止回閥膜5上形成多個通氣口13。更詳細(xì)地說，是以堵住管路6的方式配置由矩形薄膜構(gòu)成的止回閥膜5，在止回閥膜5上，與離開管路6外周的位置處以在周向上分散分布有多條(例如三條)的方式穿孔出平行于管路6外周切線方向的狹縫通氣口13。遍及通氣口13全周利用圓環(huán)狀接合部14熔敷止回閥膜5。
圖17B表示止回閥膜5的通氣口13打開的狀態(tài)。
在這種情況下，將接合部14位于以管路6為中心的圓周狀上，同時，通氣口13在周方向上等間隔分布，從而，在止回閥膜5上不易產(chǎn)生皺折。
另外，有必要使止回閥膜5的通氣口13的角部形成曲線狀，在通氣口13形成矩形等帶有角部的形狀的情況下，當(dāng)在止回閥膜5上施加張力時，易于在角部產(chǎn)生龜裂。并且，若通氣口13形成圓形或與圓形近似的形狀，則可以抑制因張力造成的止回閥膜5的破損。即，形成于止回閥膜上的通氣口的形狀優(yōu)選為連續(xù)的曲線狀。
圖18表示以堵住管路6的方式配置由矩形薄膜形成的止回閥膜5，止回閥膜5的可開口的一邊靠近管路6配置，以除了一條邊以外圍住管路6的周圍的方式利用接合部14熔敷成大致U字形。
如圖19A及圖19B所示，該止回閥膜5僅在一邊打開，如圖20A及圖20B所示，利用止回閥膜5關(guān)閉管路6。
在這種情況下，可以利用簡單的形狀而具有止回閥功能，同時不易發(fā)生泄漏。
另外，也可以如圖21所示，以堵住管路6的方式配置止回閥膜5，沿管路6的周邊定點熔敷止回閥膜5，在接合部14之間形成通氣口。在圖21的例子中，在周方向上等間隔地熔敷止回閥膜5周圍的三個部位。
如圖22A及圖22B所示，該止回閥膜5除熔敷部以外的三邊隆起、打開，如圖23A及圖23B所示，管路6被關(guān)閉。
這樣，當(dāng)接合部14在以管路6為中心的圓周上時，在止回閥膜5上不易產(chǎn)生皺折。
進而，也可以以堵住管路6的方式配置形成如圖24所示的大致多邊形的止回閥膜5，接合各頂點部，在接合部14之間形成通氣口。
在圖24所示的例子中，作為多邊形的一個例子，由薄膜形成的止回閥膜5形成三角形，如圖25A及圖25B所示，直線形的三條邊隆起、打開，如圖26A及圖26B所示，管路6被關(guān)閉。
在這種情況下，由于止回閥膜5的接合部14在以管路6為中心的圓周上，所以在止回閥膜5上也不易產(chǎn)生皺折，由于開口的邊為直線形，所以不易發(fā)生止回閥膜5卷起。
另外，也可以如圖27A所示，以堵住管路6的方式配置形成呈圓弧狀或半圓形薄膜切口而構(gòu)成折片部5b的止回閥膜5，沿管路6及切口部5a的周邊呈圓形熔敷止回閥膜5，將形成于切口部5a內(nèi)側(cè)的大致半圓形的折片部5b作為閥膜。
如圖27B所示，該止回閥膜5，作為閥體的折片部5b進行擺動以開關(guān)管路6。
該例利用簡單的結(jié)構(gòu)，不僅不需要很高的位置精度，而且可利用閥膜的彎曲彈性對流路6進行開關(guān)，從而降低閥膜由于張力造成的壓力損失。
另外，優(yōu)選如圖28A及圖28B所示，管路6由以規(guī)定間隔隔開的多個(例如三個)圓弧狀開口部6a構(gòu)成，在多個開口部6a的中央形成支撐折片部5b的支撐部6b。
管路6在為圖27的形狀的情況下，當(dāng)作為閥體的折片部5b關(guān)閉時，雖然堵住管路6的折片部5b的中心部被引入向管路6的內(nèi)部，但是在圖28A及圖28B的形狀的情況下，由于在與折片部5b的中心部對向的位置上形成支撐部6b，因而，即使關(guān)閉折片部5b，也不會將折片部5b的中心部引入向管路6內(nèi)部，不易產(chǎn)生流體的泄漏，并可以進一步增大內(nèi)部壓力。
另外，開口部6a的形狀不僅限于圓弧狀，也可以是圓形、橢圓形等其它形狀。
另外，圖28A及圖28B的管路形狀可適用于已經(jīng)說明的止回閥膜5。
進而，如圖29A所示，把由薄膜構(gòu)成的止回閥膜5形成帶狀(矩形)，在以堵住管路6的方式跨越配置止回閥膜5之后，可以僅在止回閥膜5的單側(cè)沿與其長度方向垂直的方向熔敷止回閥膜5。
在這種情況下，位于管路6上方的矩形折片部5b起閥體的作用，如圖29B所示，折片部5b進行擺動以開關(guān)管路6。
這個例子，結(jié)構(gòu)極為簡單，不僅不需要很高的定位精度，而且由于可利用閥膜的彎曲彈性對流路6進行開關(guān)，所以可減小因閥膜張力造成的壓力損失。
止回閥單元的各種形式圖30至圖32所示的結(jié)構(gòu)為由第1及第2間隔件7a、7b形成止回閥框體7，同時，嵌合第1及第2間隔件7a、7b，在第1及第2間隔件7a、7b之間夾住止回閥膜5并相互結(jié)合。對于止回閥膜5的通氣口，存在上述各種形式，在此予以省略。
例如，在第1間隔件7a的嵌合凹部的內(nèi)徑和第2間隔件7b的嵌合凸部的外經(jīng)為ф4mm、止回閥膜5的厚度為0.002mm的情況下，若將第1間隔件7a的嵌合凹部的內(nèi)徑公差設(shè)定在+0.02mm～+0.01mm，將第2間隔件7b的嵌合凸部的外徑公差設(shè)定為-0.01～0.02mm，則第1和第2間隔件7a、7b可通過過盈配合很容易地接合在一起。
另外，代替過盈配合，也可以將止回閥膜5夾在第1間隔件7a和第2間隔件7b之間并遍及全周地粘接第1間隔件7a和第2間隔件7b。
另外，如圖33至圖35所示，在止回閥框體7之上配置由薄膜構(gòu)成的止回閥膜5，將止回閥膜5熔敷到止回閥框體7的外周部上，也可以對止回閥膜5的止回閥框體7進行可靠的接合。在圖中，25表示熔敷部。
進而，如圖36至38所示，由第1間隔件7a和第2間隔件7b構(gòu)成止回閥框體7，把由薄膜構(gòu)成止回閥膜5夾在第1間隔件7a和第2間隔件7b之間，遍及全周將第1間隔件7a、第2間隔件7b及止回閥膜5三者熔敷在一起。在這種情況下，由于是三層熔敷，所以不易在止回閥膜5上產(chǎn)生溶敷損傷。
壓電泵的制造在制造本發(fā)明的壓電泵時，預(yù)先在薄膜上穿孔形成通氣口13，或者將薄膜形成預(yù)定的形狀以形成止回閥膜5，同時，在止回閥框體7上形成由止回閥膜5通過壓力差進行開關(guān)的管路6，之后，以堵住管路6的方式配置止回閥膜5，與止回閥框體7形成一體，以便形成止回閥單元8，進而在泵室1和流路2、3之間的盒體9上安裝該止回閥單元8。該方法可以很容易地在薄膜4上形成通氣口13。
另外，在使止回閥膜5與止回閥框體7形成一體以形成止回閥單元8之后，可以進行通氣口13的穿孔。在這種情況下，由于完全不需要止回閥膜5安裝時的定位，所以可在適當(dāng)?shù)奈恢蒙闲纬赏饪?3。
并且，如圖39所示，通過激元激光器在薄膜4上形成通氣口13。
在圖39的例子中，由于由第1間隔件7a和第2間隔件7b形成止回閥框體7，而在使用激元激光等激光的情況下，利用例如透明PC樹脂形成第1間隔件7a，利用例如黑色PC樹脂形成第2間隔件7b。在加工通氣口13之前，在第1間隔件7a和第2間隔件7b之間夾住薄膜4，同時在接合部14處進行熔敷以組裝止回閥單元8。并且，從激光裝置28照射激光27，并穿孔形成通氣口13。
當(dāng)利用激元激光等激光穿孔形成通氣口13時，不會產(chǎn)生因加工熱造成的皺折，可以對薄膜4進行微細(xì)加工。并且，不易在止回閥框體7上殘留因后續(xù)加工造成的損傷(激光痕跡)。
另外，如圖40所示，以堵住管路6的方式在止回閥框體7上配置具有彈性的薄膜4，如圖41所示，在其上裝載玻璃16，同時一邊由玻璃16將薄膜4壓接在止回閥框體7上，一邊照射激光在熔敷部25上進行熔敷。
這樣，若保持薄膜4和止回閥框體7緊密接觸，并將止回閥框體7和薄膜4熔敷成一體，則可以可靠且不起皺折地進行熔敷，提高氣密性。
進而，如圖42所示，在用激光熔敷時，利用具有小孔等開口部的遮蔽部件17同時在規(guī)定的部位照射激光27，將第1間隔件7a、薄膜4和第2間隔件7b接合成一體。在圖42的例子中，重疊具有開口部的兩個遮蔽部件17，并安裝到激光裝置28上，在第1間隔件7a、薄膜4及第2間隔件7b的圓形規(guī)定部位上同時照射激光27。在圖中，25表示熔敷部。作為激光裝置28采用YAG激光，激光的照射條件的一個例子示于表1中。
表1

如上所述，在對全周同時進行熔敷的情況下，易于緩解熔敷熱的影響。
實施例利用下述方法制造振動膜泵。圖43A表示振動膜泵的外觀，圖43B是振動膜的分解立體圖。
該振動膜泵的驅(qū)動電壓、驅(qū)動頻率、最大壓力、流量如下·驅(qū)動電壓-100，400V·驅(qū)動頻率100Hz(矩形波)·最大壓力450hPa·流量85ml/min振動膜泵由圓盤狀的振動膜12、圓盤狀盒體9和止回閥單元8構(gòu)成。將振動膜12載置于盒體9的上面，將振動膜12的周邊接合到盒體9的上面并固定，在振動膜12和盒體9的上面之間形成泵室。
盒體9由作為單獨部件的盒體部9a和盒體部9b構(gòu)成。盒體部9a被形成圓環(huán)狀，中央具有孔部20。盒體部9b呈圓盤狀，在其上面具有凸出部21，通過將凸出部21嵌入到盒體部9a的孔部20中，使盒體部9b與盒體部9a形成一體。在盒體部9a上配置振動膜12，將振動膜12的周邊粘接到盒體部9a的上面。在盒體部9b上設(shè)置止回閥容納部18，將止回閥單元8容納并粘接到該止回閥容納部18上。
止回閥框體7由第1間隔件7a和第2間隔件7b形成，第1間隔件7a和第2間隔件7b被形成為相同厚度、相同外徑的圓盤狀。另外，第1間隔件7a由透明PC樹脂形成，第2間隔件7b由黑色PC樹脂形成，止回閥膜5由透明PC樹脂形成。止回閥膜5夾裝在第1間隔件7a和第2間隔件7b之間，并通過熔敷組裝成止回閥單元8。
振動膜12由金屬薄板11和壓電促動器10構(gòu)成，壓電促動器10為PZT元件，直徑為20mm、厚度為0.25mm。金屬薄板11為黃銅板，直徑為20.2mm，厚度為0.05mm。PZT元件的電極為銀，直徑為18mm。
止回閥膜5為聚碳酸酯薄膜，厚度為0.002mm。將該止回閥膜5夾在止回閥框體7的第1間隔件7a和第2間隔件7b之間，通過將止回閥膜5、第1間隔件7a及第2間隔件7b三者在熔敷部25處熔敷成一體，組裝成止回閥單元8。
如圖44A所示，止回閥單元8的高度為1.6mm，止回閥單元8的外經(jīng)為5.5mm，嵌合公差例如為-0.004～0.012mm。止回閥膜5彎曲的空間19的直徑，如圖44B所示，為2.8mm，管路6的直徑為1mm。該止回閥單元8采用吸入側(cè)和排出側(cè)相同的形狀，并上下相反地安裝。圖44c表示止回閥的動作，通氣口13的長度為1mm，一對通氣口13的間隔為2mm，通氣口13的寬度為0.3mm。
盒體9的盒體部9a由PPA樹脂形成，盒體部9b由透明丙烯基樹脂形成。合體9的盒體部9a的外經(jīng)為22mm，內(nèi)徑為13mm，嵌合公差例如為+0.018～0mm，厚度為1mm。盒體9的盒體部9b的外經(jīng)為15mm，厚度為2mm。盒體部9b的凸出部21的外經(jīng)為13mm，嵌合公差例如為-0.006～0.017mm。止回閥容納部18的內(nèi)徑為5.5mm，嵌合公差例如為+0.012～0mm，深度為1.6mm。
利用YAG激光在熔敷部25處將第1間隔件7a、第2間隔件7b和止回閥膜5，如圖45A所示，遍及全周熔敷成一體。并且，如圖45B所示，照射激元激光進行通氣口13的穿孔。
權(quán)利要求
1.一種泵，是通過利用壓電促動器的作用使泵室的容積變化，而將流體吸入泵室內(nèi)或?qū)⒘黧w從泵室排出的壓電泵，其特征在于，包括具有與泵室連通的吸入側(cè)及排出側(cè)流路的盒體，和由用薄膜形成的止回閥膜及具有利用該止回閥膜通過壓力差開關(guān)的管路的止回閥框體構(gòu)成的止回閥單元，把該止回閥單元安裝在泵室與流路之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，將壓電促動器和金屬薄板疊合而成的振動膜裝入盒體中，在振動膜和盒體之間形成泵室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，流體的吸入側(cè)止回閥單元和流體排出側(cè)止回閥單元的形狀相同，在吸入側(cè)和排出側(cè)將止回閥單元上下相反地安裝到盒體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，從振動膜設(shè)置面的相對側(cè)將止回閥單元安裝到盒體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，盒體是由設(shè)置振動膜的第1盒體部和相對于該第1盒體部為獨立部件并安裝止回閥單元的第2盒體部構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵，其特征在于，在盒體和止回閥單元之間，以及在第1和第2盒體部之間的至少一個為嵌合結(jié)構(gòu)，采用過盈配合通過壓入安裝該嵌合部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵，其特征在于，在盒體和止回閥單元之間，以及在第1和第2盒體部之間的至少一個為嵌合結(jié)構(gòu)，采用過渡配合或間隙配合、通過粘接或熔敷來安裝該嵌合部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵，其特征在于，在盒體和止回閥單元之間，以及在第1和第2盒體部之間的至少一個為嵌合結(jié)構(gòu)，在該嵌合部分上形成螺紋牙以進行螺紋配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，以堵住止回閥框體的管路的方式配置止回閥膜，將止回閥膜接合到止回閥框體上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，以堵住止回閥框體的管路的方式配置形成有通氣孔的止回閥膜，將包含管路的通氣口周圍的止回閥膜接合到止回閥框體上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的泵，其特征在于，以跨越管路位于管路兩側(cè)的方式形成通氣口。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的泵，其特征在于，在離開管路的位置上，形成一條平行于管路外周切線的通氣口。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的泵，其特征在于，在離開管路的位置上，沿周向形成多條平行于管路外周切線的通氣口。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的泵，其特征在于，形成于止回閥膜上的通氣口的形狀為連續(xù)的曲線狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，以堵住管路的方式配置止回閥膜，將夾住管路的兩邊接合到止回閥框體上。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，以堵住管路的方式配置具有一條可開口的邊的止回閥膜，將除所述可開口的一條邊之外的流路周圍接合到止回閥框體上。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，以堵住管路的方式配置止回閥膜，沿管路的周邊將止回閥膜定點接合到止回閥框體上，并在接合部之間形成通氣口。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的泵，其特征在于，以堵住管路的方式配置多邊形止回閥膜，將多邊形的各角頂點接合到止回閥框體上。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，止回閥膜具有切開薄膜的一部分而形成的折片部，沿折片部的周圍將止回閥膜接合到止回閥框體上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的泵，其特征在于，利用以規(guī)定間隔隔開的多個開口部形成由折片部開關(guān)的管路，在多個開口部的中央形成支撐折片部的支撐部。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，將止回閥膜形成帶狀，只使止回閥膜的單側(cè)沿與其長度方向正交的方向與止回閥框體接合。
22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，以第1和第2間隔件形成止回閥框體，同時使第1及第2隔件形成嵌合結(jié)構(gòu)，在第1及第2間隔件之間夾住止回閥膜并進行接合。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的泵，其特征在于，粘接第1間隔件與第2間隔件。
24.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，將止回閥膜和止回閥框體熔敷成一體。
25.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，利用第1及第2間隔件形成止回閥框體，同時在第1及第2間隔件之間夾住止回閥膜，將第1及第2間隔件與止回閥膜熔敷成一體。
26.一種泵制造方法，其特征在于，在由薄膜形成的止回閥膜上形成通氣口，在止回閥框體上形成利用止回閥膜通過壓力差開關(guān)的管路，以堵住止回閥框體的管路的方式配置止回閥膜，將含有管路的通氣口周圍的止回閥膜接合到止回閥框體上，并由止回閥膜和止回閥框體構(gòu)成止回閥單元，將該止回閥單元安裝到盒體中。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的泵制造方法，其特征在于，利用激元激光在薄膜上形成通氣口。
28.一種泵制造方法，其特征在于，在止回閥框體上形成利用由薄膜形成的止回閥膜通過壓力差開關(guān)的管路，以堵住止回閥框體的管路的方式配置止回閥膜，在管路周圍將止回閥膜接合到止回閥框體上之后，在接合部和管路之間于止回閥膜上形成通氣口，將止回閥單元安裝到盒體中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的泵制造方法，其特征在于，利用激元激光在薄膜上形成通氣口。
30.一種泵制造方法，其特征在于，在止回閥框體上形成利用由薄膜形成的止回閥膜通過壓力差開關(guān)的管路，以堵住止回閥框體的管路的方式配置止回閥膜，利用玻璃壓接止回閥膜和止回閥框體，同時照射激光以進行熔敷，由止回閥膜和止回閥框體構(gòu)成止回閥單元，并將止回閥單元安裝到盒體中。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的泵制造方法，其特征在于，在利用激光熔敷時，利用具有開口部的遮蔽裝置同時熔敷止回閥膜和止回閥框體的規(guī)定部位。
全文摘要
一種泵及其制造方法,所述泵具有泵室(1)、與泵室(1)連通的吸入側(cè)和排出側(cè)流路(2)、(3),在泵室(1)和流路(2)、(3)之間設(shè)置止回閥單元(8)。通過由薄膜形成的止回閥膜(5)、和具有利用止回閥膜(5)通過壓力差開關(guān)的管路(6)的止回閥框體(7),將止回閥單元(8)實行單元化。這種泵,其結(jié)構(gòu)緊湊、制造容易,并且具有高的效率和可靠性。
文檔編號F04B43/02GK1382909SQ02118459
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月24日
發(fā)明者浦野洋二, 川口達治, 北原治倫 申請人:松下電工株式會社