專利名稱：微型泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型泵，尤其涉及使用彎曲變形的壓電致動(dòng)器的微型泵。
背景技術(shù)：
在筆記本電腦等小型電子設(shè)備的冷卻用泵和燃料電池的燃料輸送用泵等 中使用微型泵。微型泵是使用通過施加電壓而以彎曲模式彎曲變形的壓電致動(dòng) 器的泵，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，與將電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源使用的泵相比，可構(gòu)成為薄型， 并具有消耗功率小的優(yōu)點(diǎn)。
在專利文獻(xiàn)l中披露了一種微型泵，在該微型泵中，在泵本體內(nèi)形成有泵 室，在構(gòu)成該泵室的頂壁的膜片的背面(上表面)上粘貼著壓電致動(dòng)器，并在 泵室的正下方配置有流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥。在上述微型泵中，由于在 止回閥的正上方具有泵室，在其上方配置有膜片和壓電致動(dòng)器，因此厚度尺寸 大，存在不利于薄型化的問題。
在專利文獻(xiàn)2中披露了一種將形成泵室的膜片以及流入側(cè)止回閥和流出 側(cè)止回閥以平面形態(tài)配置的微型泵。與專利文獻(xiàn)l所披露的微型泵相比，該微 型泵具有可實(shí)現(xiàn)薄型化的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于膜片與流入側(cè)止回閥及流出側(cè)止回
閥的閥部由不同部件構(gòu)成，因此零件數(shù)增多，存在會(huì)導(dǎo)致制造成本上升的問題。 尤其是在將止回閥做成具有軸部和傘部的傘狀構(gòu)造時(shí)，構(gòu)造復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致制造
成本進(jìn)一步上升。
在專利文獻(xiàn)3中披露了一種將止回閥的閥部和膜片部形成一體的膜片泵。 在該膜片泵中，通過偏心軸安裝在電動(dòng)機(jī)上的連結(jié)桿與突設(shè)于膜片部背面的輪 轂部連結(jié)。在閥部與膜片部之間以及周緣部設(shè)置有防止空氣泄漏用的肋條。閥 部和膜片部由一個(gè)彈性體形成，但為了形成肋條和輪轂部，需要進(jìn)行立體成形， 從而存在成本上升且厚度增大的問題。另外，由于膜片部的驅(qū)動(dòng)源是電動(dòng)機(jī)，因此泵的厚度大，消耗功率也大，無(wú)法應(yīng)用于小型電子設(shè)備。
專利文獻(xiàn)l:日本專利特開2003 — 214349號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2005 — 337068號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:日本專利實(shí)公昭61 — 36787號(hào)公報(bào)
發(fā)明的公開
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)的目的在于提供一種薄型、零件數(shù)少且構(gòu)造簡(jiǎn) 單的微型泵。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可廉價(jià)制造的微型泵。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微型泵，在通過膜片部將壓電致動(dòng)器 的彎曲變位傳遞給泵室、使泵室的容積變化的同時(shí)交替地開閉流入側(cè)止回閥和 流出側(cè)止回閥，對(duì)流體進(jìn)行輸送，其特征在于，包括 一定厚度的彈性體片、 第一外殼部件和第二外殼部件，在所述彈性體片上，所述膜片部、所述流入側(cè) 止回閥的閥部和所述流出側(cè)止回閥的閥部形成為一體，在所述膜片部的背面粘 貼有所述壓電致動(dòng)器，所述彈性體片被夾在所述第一外殼部件和所述第二外殼 部件之間而使兩個(gè)外殼部件之間密封，在所述彈性體片與所述第一外殼部件之 間形成有收容所述壓電致動(dòng)器的振動(dòng)室，在所述彈性體片與所述第二外殼部件 之間形成有泵室。
在本發(fā)明的微型泵中，膜片部、流入側(cè)止回閥的闊部和流出側(cè)止回閥的閥 部一體形成在一定厚度的彈性體片上，該彈性體片被夾在第一外殼部件和第二 外殼部件之間。因此，可將膜片部、流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥以平面形態(tài) 配置，可構(gòu)成為薄型，且零件數(shù)減少，構(gòu)造變得簡(jiǎn)單。在膜片部的背面粘貼有 壓電致動(dòng)器，膜片部隨著致動(dòng)器的彎曲變形而變形。通過膜片變形，產(chǎn)生泵室 體積增大時(shí)經(jīng)過流入側(cè)止回閥而流入泵室的流體流以及泵室體積減小時(shí)經(jīng)過 流出側(cè)截止閥而從泵室流出的流體流，可高效地輸送流體。如上所述， 一個(gè)彈 性體片具有作為膜片的功能以及作為流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥的閥芯的功能，可實(shí)現(xiàn)零件數(shù)的減少和閥安裝的簡(jiǎn)化，有助于泵小型化、降低高度、變 得廉價(jià)。另外，彈性體片同時(shí)起到使泵室的內(nèi)外和閥室的內(nèi)外密封的防止液體 泄漏的密封件的作用，因此不需要O形環(huán)等特別的密封件，也不需要像肋條那 樣進(jìn)行立體加工。因此，能以不增加零件數(shù)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高的可靠性。
根據(jù)最佳實(shí)施形態(tài)，最好是流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥設(shè)置在隔著泵室 相對(duì)的位置上，從流入側(cè)止回閥流入的流體經(jīng)過泵室向流出側(cè)止回閥正向輸 送。由于在膜片的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)過流入側(cè)止回閥而流入泵室的流體流以及經(jīng)過流出 側(cè)止回閥而從泵室流出的流體流正向流動(dòng)、即不會(huì)逆轉(zhuǎn)，因此可減少阻礙流體 流的損失。流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥不一定要配置成直線狀，只要流動(dòng)方 向變化角度在90。以內(nèi)即可。這樣配置，即使是使用小功率壓電致動(dòng)器的小型 泵也容易增大泵輸送量。另外，當(dāng)在泵室空著的狀態(tài)下將流體引入泵室時(shí)，泵 室內(nèi)的空氣被流入的流體擠壓而容易從流出側(cè)止回閥排出，在泵室內(nèi)不容易殘 留氣泡。由此，可防止因泵室內(nèi)殘留有作為壓縮性流體的空氣的氣泡而導(dǎo)致泵 的效率下降。
根據(jù)最佳實(shí)施形態(tài)，最好將壓電致動(dòng)器形成為長(zhǎng)方形，并將流入側(cè)止回閥 和流出側(cè)止回闊配置在壓電致動(dòng)器的短邊側(cè)。作為壓電致動(dòng)器的形狀，例如有 圓板形和長(zhǎng)方形等，但在使長(zhǎng)方形的壓電致動(dòng)器以將其長(zhǎng)度方向兩端部(短邊 側(cè)的兩邊)作為支點(diǎn)的模式彎曲變位時(shí)，可獲得比使圓板狀的壓電致動(dòng)器以將 外周部作為支點(diǎn)的模式彎曲變位時(shí)大的變位體積。因此，若將長(zhǎng)方形的壓電致 動(dòng)器作為膜片驅(qū)動(dòng)用致動(dòng)器使用，則可提高泵的效率。另外，在使用長(zhǎng)方形的
壓電致動(dòng)器時(shí)，若將流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥配置在致動(dòng)器的短邊側(cè)，則 止回閥不位于致動(dòng)器的最大變位點(diǎn)附近，因此，可防止閥因流體的急流而不必 要地抖動(dòng)。
根據(jù)最佳實(shí)施形態(tài)，最好將所述第一外殼部件做成具有振動(dòng)室用凹部、與 振動(dòng)室用凹部隔開的流入通路用凹部以及與振動(dòng)室用凹部隔開的流出空間用 凹部的板狀部件，將所述第二外殼部件做成具有泵室用凹部、與泵室用凹部連 通并與所述流入通路用凹部相對(duì)的流入空間用凹部以及與泵室用凹部連通并 與所述流出空間用凹部相對(duì)的流出通路用凹部的板狀部件，在所述彈性體片上，將關(guān)閉所述流入通路用凹部的流入側(cè)止回閥的閥部和關(guān)閉所述流出通路用 凹部的流出側(cè)止回閩的閥部形成為舌片狀。具有凹部的第一外殼部件和第二外 殼部件可通過注射模塑成形法那樣的公知方法簡(jiǎn)單地制造。微型泵由第一外殼 部件、第二外殼部件和彈性體片三個(gè)零件構(gòu)成，通過將第一外殼部件和第二外 殼部件夾著彈性體片進(jìn)行層疊，可構(gòu)成微型泵，因此，可實(shí)現(xiàn)零件數(shù)少、制造 容易且薄型的微型泵。
根據(jù)最佳實(shí)施形態(tài)，最好所述第一外殼部件通過將平板構(gòu)成的底板以及在 平板上形成有振動(dòng)室用孔部、與該振動(dòng)室用孔部隔開的流入通路用孔部和與所 述振動(dòng)室用孔部隔開的流出空間用孔部的第一中間層層疊而形成，所述第二外 殼部件通過將平板構(gòu)成的頂板以及在平板上連續(xù)形成有泵室用孔部、與所述流 入通路用孔部相對(duì)的流入空間用孔部和與所述流出空間用孔部相對(duì)的流出通 路用孔部的第二中間層層疊而形成，在所述彈性體片上，將關(guān)閉所述流入通路 用孔部的流入側(cè)止回閥的閥部和關(guān)閉所述流出通路用孔部的流出側(cè)止回閥的 閥部形成為舌片狀。在該實(shí)施形態(tài)中，構(gòu)成第一外殼部件的底板和第一中間層、 彈性體片以及構(gòu)成第二外殼的頂板和第二中間層均是二維加工形成的板材，只 要將它們層疊就可構(gòu)成微型泵，因此，可實(shí)現(xiàn)制造簡(jiǎn)單、薄型且可靠性高的微 型泵。由于彈性體片的舌片狀的閥部、第一中間層的孔部、第二中間層的孔部 可通過對(duì)平板進(jìn)行沖裁加工或激光加工等簡(jiǎn)單地形成，因此不需要金屬模具， 不僅能以低成本進(jìn)行加工，而且不會(huì)出現(xiàn)翹曲和應(yīng)變。構(gòu)成第一外殼部件的底 板和第一中間層、構(gòu)成第二外殼部件的頂板和第二中間層除了可使用樹脂板之 外，還可使用金屬板、玻璃環(huán)氧樹脂基板那樣的復(fù)合材料來(lái)構(gòu)成。
根據(jù)最佳實(shí)施形態(tài)，最好連接所述泵室與流入空間之間的連通路的長(zhǎng)度以 及連接所述泵室與流出通路之間的連通路的長(zhǎng)度分別做成比流路寬度大。彈性 體片被第一外殼部件和第二外殼部件夾持而起到密封作用，但連接泵室與流入 側(cè)止回閥及流出側(cè)止回閥的連通路無(wú)法用第一外殼部件和第二外殼部件從上 下夾持。即，僅在彈性體片的一側(cè)存在壁面。因此，不得不利用彈性體片與一 側(cè)的外殼部件之間的粘結(jié)力來(lái)防止液體泄漏。但是，可能會(huì)有液體從彈性體片 上的為形成閥部而實(shí)施了切下加工或剪下加工的部分泄漏到收容有壓電致動(dòng)器的振動(dòng)室內(nèi)而造成故障。因此，通過將無(wú)法通過上下夾持彈性體片來(lái)實(shí)現(xiàn)密 封作用的連接泵室與流入側(cè)止回閥及流出側(cè)止回閥的連通路的長(zhǎng)度做成比流 路寬度大，可在連通路的途中部分用第一外殼部件和第二外殼部件來(lái)夾持彈性 體片，即使是較弱的粘結(jié)，也可起到足夠的密封作用。
作為將連通路的長(zhǎng)度做成比流路寬度大的具體方法，將連接泵室與流入空 間之間的連通路以及連接泵室與流出通路的連通路分別形成為曲軸形狀，從而 可防止彈性體片與一側(cè)的外殼部件剝離。
壓電致動(dòng)器可以是在金屬板上粘貼有壓電體的單壓電晶片構(gòu)造，但若使用 將多個(gè)壓電體層疊的雙壓電晶片構(gòu)造的壓電致動(dòng)器，則可獲得比單壓電晶片構(gòu) 造大的變位體積，較為理想。作為彈性體片，可使用丁基橡膠等任意的柔性彈 性片。
發(fā)明效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于將膜片部以及流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥 的閥部形成在一個(gè)彈性體片上，因此可將膜片部、流入側(cè)止回闊和流出側(cè)止回 閥以平面形態(tài)配置，可構(gòu)成為薄型。另外，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)成微型泵的零件數(shù)少、構(gòu) 造簡(jiǎn)單且廉價(jià)的微型泵。


圖1是本發(fā)明的微型泵的第1實(shí)施例的立體圖。 圖2是圖1所示的微型泵的分解立體圖。 圖3是圖1所示的微型泵的俯視圖。
圖4是沿圖3的IV-IV線的剖視圖。 圖5是沿圖3的V-V線的剖視圖。
圖6是表示圖1所示的微型泵的動(dòng)作的概略剖視圖，圖6 (a)表示的是 壓電致動(dòng)器上凸的狀態(tài)，圖6(b)表示的是壓電致動(dòng)器下凸的狀態(tài)。 圖7是本發(fā)明的微型泵的第2實(shí)施例的俯視圖。 圖8是沿圖7的VIII-VIII線的剖視圖。 圖9是沿圖7的IX-IX線的剖視圖。圖10是將圖7所示的微型泵的各部分分解后的俯視圖。
圖11表示的是本發(fā)明的微型泵的第3實(shí)施例，圖11 (a)是將上殼部分 剖切后的橫向剖視圖，圖ll (b)是沿A-A線的剖視圖。
圖12表示的是圖11所示的第3實(shí)施例的比較例，圖12 (a)是將上殼部 分剖切后的橫向剖視圖，圖12 (b)是沿B-B線的剖視圖。
圖13是本發(fā)明的微型泵的第4實(shí)施例的剖視圖。
圖14是本發(fā)明的微型泵的第5實(shí)施例的剖視圖。 (符號(hào)說(shuō)明)
Pl、 P2微型泵
1下殼(第一外殼部件)
la振動(dòng)室(凹部)
2彈性體片
2a膜片部
2b、 2c閥部
3壓電致動(dòng)器
4上殼(第二外殼部件)
5泵室
6流入側(cè)止回閥 7流出側(cè)止回閥 10底板 11第一中間層 12彈性體片 13第二中間層 14頂板
具體實(shí)施例方式
下面基于實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)。 實(shí)施例1圖1 圖6表示的是本發(fā)明的微型泵的第1實(shí)施例。本實(shí)施例的微型泵P1
具有下殼l、彈性體片2和上殼4的三層構(gòu)造，這些部件層疊粘結(jié)。
下殼1例如由玻璃環(huán)氧樹脂基板或樹脂基板形成為長(zhǎng)方形的平板狀，在中
央部形成有構(gòu)成振動(dòng)室的長(zhǎng)方形的凹部la。在凹部la的底面上形成有用于引 出后述的壓電致動(dòng)器3的引線3a的兩個(gè)引出孔lb和用于使振動(dòng)室向大氣開放 的多個(gè)透氣孔lc。在引出孔lb可兼用作透氣孔時(shí)，可省去透氣孔lc。凹部la 的深度被設(shè)定成比壓電致動(dòng)器3的厚度與最大變位量之和大。與振動(dòng)室用凹部 la的短邊側(cè)的兩條邊相鄰的地形成有流入通路用凹部ld和流出空間用凹部 le。流入通路用凹部ld和流出空間用凹部le與振動(dòng)室用凹部la獨(dú)立，它們 分別通過流入口 lf和流出口 lg與外部連通。
彈性體片2是由橡膠、彈性體、軟質(zhì)樹脂那樣的柔性彈性材料構(gòu)成的一定 厚度的片材，形成為與下殼l相同的形狀。在彈性體片2的中央部設(shè)置有膜片 部2a，在膜片部2a的兩側(cè)一體地形成有流入側(cè)止回閥的閥部2b和流出側(cè)止回 閥的閥部2c。閥部2b、 2c通過切下加工或剪下加工而形成為舌片狀。在膜片 部2a的背面(下表面)上以面接觸方式粘貼有壓電致動(dòng)器3，彈性體片2的除 去膜片部2a和閥部2b、 2c以外的區(qū)域的背面與下殼l的上表面粘結(jié)。若將彈 性體片2粘結(jié)在下殼1上，則閥部2b、 2c分別與流入通路用凹部ld和流出空 間用凹部le對(duì)應(yīng)。另外，在彈性體片2的與下殼1的流入口 lf和流出口 lg 對(duì)應(yīng)的部位上形成有缺口部2d、 2e。
壓電致動(dòng)器3形成為長(zhǎng)方形，并收納在凹部la內(nèi)。壓電致動(dòng)器3的外形 尺寸比凹部la的內(nèi)尺寸小，在壓電致動(dòng)器3被收容于凹部la的狀態(tài)下，可在 壓電致動(dòng)器3的四邊與凹部la的內(nèi)側(cè)緣之間形成規(guī)定間隙5 (參照?qǐng)D5)。該 間隙S與壓電致動(dòng)器3彎曲變位了時(shí)可供膜片部2a充分伸展的空余部分對(duì)應(yīng)。 本實(shí)施例的壓電致動(dòng)器3是公知的雙壓電晶片式壓電陶瓷元件。在壓電致動(dòng)器 3下表面的電極上連接兩根引線3a，通過對(duì)這些引線3a施加交變信號(hào)(矩形 波信號(hào)或交流信號(hào))，可使壓電致動(dòng)器3在將長(zhǎng)度方向兩端部(短邊側(cè)的兩邊) 作為支點(diǎn)并將長(zhǎng)度方向中央部作為最大變位點(diǎn)的彎曲模式下彎曲振動(dòng)。另外， 作為壓電致動(dòng)器3，也可使用單壓電晶片式壓電致動(dòng)器。上殼4利用與下殼1相同的材料形成為長(zhǎng)方形的平板狀。在上殼4的下表
面上連續(xù)形成有長(zhǎng)方形的泵室用凹部4a、流入空間用凹部4b和流出通路用凹 部4c。泵室用凹部4a和流入空間用凹部4b通過連通路4d彼此連通，泵室用 凹部4a和流出通路用凹部4c通過連通路4e彼此連通。在將上殼4的下表面 粘結(jié)到彈性體片2的上表面上時(shí)，泵室用凹部4a與膜片部2a對(duì)應(yīng)，流入空間 用凹部4b與閥部2b及流入通路用凹部ld對(duì)應(yīng)，流出通路用凹部4c與閥部2c 及流出空間用凹部le對(duì)應(yīng)。另外，在上殼4的與下殼1的流入口 lf和流出口 lg對(duì)應(yīng)的部位上形成有獨(dú)立的槽部4f、 4g。
如上所述，通過層疊粘結(jié)下殼l、彈性體片2和上殼4，完成本微型泵。 在凹部4a與膜片部2a之間形成泵室5，由閥部2b、流入通路用凹部ld和流 入空間用凹部4b形成流入側(cè)止回閥6，由閥部2c、流出空間用凹部le和流出 通路用凹部4c形成流出側(cè)止回閥7 (參照?qǐng)D4)。在流入口 lf和流出口 lg上 分別連接液體供給用管8和液體排出用管9 (參照?qǐng)Dl)。
在對(duì)壓電致動(dòng)器3施加交變電壓(矩形波電壓或交流電壓)時(shí)，壓電致動(dòng) 器3將長(zhǎng)度方向兩端部作為支點(diǎn)并將長(zhǎng)度方向中央部作為最大變位點(diǎn)而彎曲振 動(dòng)，通過膜片部2a連動(dòng)變形，可使泵室5的容積變化。圖6 (a)表示的是壓 電致動(dòng)器3上凸變形時(shí)的狀態(tài)，圖6 (b)表示的是壓電致動(dòng)器3下凸變形時(shí)的 狀態(tài)。流入側(cè)閥部2b在泵室5的容積減小時(shí)關(guān)閉流入通路用凹部ld，在泵室 5的容積增大時(shí)，打開流入通路用凹部ld，將流體引向泵室5。流出側(cè)閥部2c 在泵室5的容積增大時(shí)關(guān)閉流出通路用凹部4c，在泵室5的容積減小時(shí)，可將 流體從泵室5排出。通過這樣驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器3，可使流體經(jīng)由流入側(cè)止回闊 6、泵室5、流出側(cè)止回閥7高效地輸送。
流入側(cè)止回閥6和流出側(cè)止回閥7隔著泵室5設(shè)置在相對(duì)的位置上。因此， 從流入側(cè)止回閥6流入的液體可經(jīng)由泵室5向流出側(cè)止回閥7正向輸送，流動(dòng) 在泵室5內(nèi)不會(huì)逆轉(zhuǎn)，因此流體損失少。另外，即使有氣體進(jìn)入泵室5，也可 通過從流入側(cè)止回閥6到泵室5、再到流出側(cè)止回閥7的液體的正向流動(dòng)將氣 體壓出，氣體不會(huì)殘留在泵室5內(nèi)。在此例中，由于流入側(cè)止回閥6和流出側(cè) 止回閥7配置在壓電致動(dòng)器3的相對(duì)的短邊側(cè)，因此止回閥位于離開致動(dòng)器3的最大變位點(diǎn)的位置上，可防止閥因流體的急流而抖動(dòng)。 實(shí)施例2
圖7 圖10表示的是本發(fā)明的微型泵的第2實(shí)施例。本實(shí)施例的微型泵 P2具有底板10、第一中間層ll、彈性體片12、第二中間層13和頂板14的五 層構(gòu)造，這些部件層疊粘結(jié)。
底板IO例如是由玻璃環(huán)氧樹脂基板、樹脂板、金屬板等構(gòu)成的平板，形 成有用于引出壓電致動(dòng)器15的引線15a的兩個(gè)引出孔10a以及用于使振動(dòng)室 向大氣開放的多個(gè)透氣孔10b。透氣孔10b根據(jù)情況進(jìn)行設(shè)置。在底板10的兩 側(cè)部一體地形成了具有螺釘插通孔10d的兩對(duì)安裝片10c。
第一中間層11是由與底板10相同種類的材料形成為與底板10相同的外 形形狀的平板。在第一中間層11的中央部形成有構(gòu)成振動(dòng)室的長(zhǎng)方形的振動(dòng) 室用孔lla，在長(zhǎng)度方向兩端部以與振動(dòng)室用孔lla隔開的狀態(tài)形成有流入通 路用孔部lib和流出空間用孔部llc。在第一中間層11兩側(cè)部的與底板10的 安裝片10c對(duì)應(yīng)的位置上一體地形成有具有螺釘插通孔lie的兩對(duì)安裝片lld。
彈性體片12除了在兩側(cè)部的四個(gè)部位上具有安裝片12f之外與第1實(shí)施 例的彈性體片2相同，設(shè)置有膜片部12a、流入側(cè)閥部12b、流出側(cè)閥部12c、 缺口部12d、 12e。在安裝片12f上形成有螺釘插通孔12g。在膜片部12a的背 面(下表面)上粘貼有與第1實(shí)施例相同的壓電致動(dòng)器15。
第二中間層13是由與底板IO相同種類的材料形成為與底板IO相同的外 形形狀的平板。在第二中間層13的中央部形成有長(zhǎng)方形的泵室用孔13a，在長(zhǎng) 度方向兩端部以與泵室用孔13a連通的狀態(tài)形成有流入空間用孔部13b和流出 通路用孔部13c。在第二中間層13的兩側(cè)部一體地形成有具有螺釘插通孔13e 的兩對(duì)安裝片13d。
頂板14是具有與底板10相同的外形形狀的平板。在頂板14的兩側(cè)部一 體地形成有具有螺釘插通孔14b的兩對(duì)安裝片14a。通過在第二中間層13的上 表面上粘貼頂板14,可在頂板14與彈性體片12之間形成泵室以及流入通路和 排出通路。
上述底板IO、第一中間層ll、彈性體片12、第二中間層13和頂板14層疊粘結(jié)，從而構(gòu)成微型泵P2。在流入通路和排出通路上分別連接管子16、 17。
之后，通過在層疊后的安裝片的螺釘插通孔內(nèi)插通螺釘，可將微型泵P2安裝
到未圖示的設(shè)備本體上。也可在設(shè)于安裝片的螺釘插通孔內(nèi)插通鉚釘?shù)葋?lái)代替 在該孔內(nèi)插通螺釘。另外，也可省去安裝片。
如上所述，構(gòu)成微型泵P2的零件均是二維加工形成的一定厚度的平板，
通過層疊并粘結(jié)這些零件，可構(gòu)成微型泵，因此，不需要成形金屬模具，制造
極其簡(jiǎn)單，能以低成本和薄型形狀來(lái)構(gòu)成微型泵。由于上述微型泵P2的動(dòng)作 與第1實(shí)施例的微型泵P1的動(dòng)作相同，因此在此省去贅述。 實(shí)施例3
圖11表示的是本發(fā)明的微型泵的第3實(shí)施例。在本實(shí)施例中，連結(jié)泵室 20與止回閥21的連通路22的長(zhǎng)度做成比寬度長(zhǎng)。在此，連通路22做成曲軸 形狀。泵室20形成在彈性體片23與上殼24之間，在彈性體片23與下殼25 之間形成了振動(dòng)室26。在振動(dòng)室26內(nèi)收容有與彈性體片23的背面粘結(jié)的壓電 致動(dòng)器27。在彈性體片23的與泵室20對(duì)應(yīng)的部位上設(shè)置有膜片部23a，在彈 性體片23的與止回閥21對(duì)應(yīng)的部位上通過切下加工或剪下加工等形成有閥部 23b。符號(hào)23c是切除部分。閥部23b預(yù)先將流入或流出用的流通路28關(guān)閉， 在泵室20增大容積或減小容積時(shí)將流通路28打開。圖12中表示的是連通路 22做成筆直形狀、即連通路22的長(zhǎng)度等于或小于寬度的情況。
在泵室20的周圍，彈性體片23被上殼24、下殼25夾持而起到密封作用， 但彈性體片23的連接泵室20與止回闊21的連通路22的部分不能由殼24、25 從上下夾持。即，僅在彈性體片23的一側(cè)具有壁面，因此，不得不利用彈性 體片23與下殼25之間的粘結(jié)力來(lái)防止液體泄漏。在像圖12那樣、連通路22 大致筆直且長(zhǎng)度與寬度大致相等時(shí)，若長(zhǎng)期使用，則彈性體片23的連通路部 分會(huì)因泵室20的壓力變化而像圖12(b)中的虛線所示的那樣從下殼25剝離， 可能會(huì)有液體從彈性體片23的實(shí)施了切下加工或剪下加工的部分23c向振動(dòng) 室26泄漏。對(duì)此，若像圖11那樣將連通路22做成曲軸形狀，從上殼24突出 設(shè)置凸部24a，則可將彈性體片23夾在上殼24與下殼25之間，能可靠地防止 液體泄漏。另外，作為連通路22的長(zhǎng)度做成比寬度大的構(gòu)造，并不局限于曲軸形狀，也可做成呈s字狀或u字狀彎曲的通路。
實(shí)施例4
在上述實(shí)施例中表示的是振動(dòng)室的高度比壓電致動(dòng)器的厚度大很多、即使 致動(dòng)器在振動(dòng)室發(fā)方向上最大程度地變位了時(shí)致動(dòng)器也不會(huì)與振動(dòng)室的底面 接觸的例子，但也可像圖13那樣，使致動(dòng)器3的背面與振動(dòng)室la的底面la, 接觸。這種情況下，由于致動(dòng)器3的背面被振動(dòng)室la的底面la,支撐，因此無(wú) 論致動(dòng)器3朝任一方向變位，均可使泵室5的容積減小，并可實(shí)現(xiàn)微型泵的薄 型化。另外，在此例中對(duì)各部件標(biāo)記了與第l實(shí)施例相同的符號(hào)。
實(shí)施例5
也可像圖14那樣，在振動(dòng)室la的底面la,上設(shè)置支撐致動(dòng)器3兩端部的 背面的支撐部la2，并在致動(dòng)器3的中央部背面?zhèn)仍O(shè)置可供致動(dòng)器3彎曲變形 的空間1&。這種情況下，與圖13—樣，也可將致動(dòng)器3的變位有效地傳遞給 膜片2，并可實(shí)現(xiàn)微型泵的薄型化。在致動(dòng)器3呈長(zhǎng)方形時(shí)，若使致動(dòng)器3在 將其長(zhǎng)度方向兩端部(短邊側(cè)的兩邊)作為支點(diǎn)的模式下彎曲變位，則可獲得 較大的變位體積。因此，若用支撐部la2來(lái)支撐長(zhǎng)方形致動(dòng)器3的長(zhǎng)度方向兩 端部，則與圖13相比，可進(jìn)一步增大泵室5的變位體積。另外，對(duì)各部件標(biāo) 記了與第1實(shí)施例相同的符號(hào)。
在上述實(shí)施例中使用了長(zhǎng)方形的壓電致動(dòng)器，但也可使用正方形或圓形的 壓電致動(dòng)器。但是，在采用長(zhǎng)方形的壓電致動(dòng)器時(shí)，可獲得比正方形和圓形的 壓電致動(dòng)器大的變位體積，因此具有可實(shí)現(xiàn)小型且效率高的微型泵的優(yōu)點(diǎn)。
在上述實(shí)施例中表示的是將流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥夾著泵室相對(duì) 設(shè)置的例子，但也可將流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥與泵室的一側(cè)相鄰設(shè)置。 另外，上述實(shí)施例中將流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥配置在長(zhǎng)方形泵室的長(zhǎng)度 方向兩側(cè)，但也可將它們配置在寬度方向兩側(cè)。
權(quán)利要求
1. 一種微型泵，在通過膜片部將壓電致動(dòng)器的彎曲變位傳遞給泵室、使泵室的容積變化的同時(shí)交替地開閉流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥，對(duì)流體進(jìn)行輸送，其特征在于，包括一定厚度的彈性體片、第一外殼部件和第二外殼部件，在所述彈性體片上，所述膜片部、所述流入側(cè)止回閥的閥部和所述流出側(cè)止回閥的閥部形成為一體，在所述膜片部的背面粘貼有所述壓電致動(dòng)器，所述彈性體片被夾在所述第一外殼部件和所述第二外殼部件之間而使兩個(gè)外殼部件之間密封，在所述彈性體片與所述第一外殼部件之間形成有收容所述壓電致動(dòng)器的振動(dòng)室，在所述彈性體片與所述第二外殼部件之間形成有泵室。
2. 如權(quán)利要求1所述的微型泵，其特征在于，所述流入側(cè)止回閥和流出 側(cè)止回閥設(shè)置在隔著所述泵室相對(duì)的位置上，從所述流入側(cè)止回閥流入的流體 經(jīng)過所述泵室向所述流出側(cè)止回閥正向輸送。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的微型泵，其特征在于，所述壓電致動(dòng)器形成 為長(zhǎng)方形，所述流入側(cè)止回閥和流出側(cè)止回閥配置在所述壓電致動(dòng)器的短邊
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的微型泵，其特征在于， 所述第一外殼部件是具有振動(dòng)室用凹部、與振動(dòng)室用凹部隔開的流入通路用凹部以及與振動(dòng)室用凹部隔開的流出空間用凹部的板狀部件，所述第二外殼部件是具有泵室用凹部、與泵室用凹部連通并與所述流入通路用凹部相對(duì)的流入空間用凹部以及與泵室用凹部連通并與所述流出空間用凹部相對(duì)的流出通路用凹部的板狀部件，在所述彈性體片上，關(guān)閉所述流入通路用凹部的流入側(cè)止回閥的閥部和關(guān)閉所述流出通路用凹部的流出側(cè)止回閥的閥部形成為舌片狀。
5. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的微型泵，其特征在于，所述第一外殼部件是通過將平板構(gòu)成的底板和第一中間層層疊而形成的， 該第一中間層在平板上形成有振動(dòng)室用孔部、與該振動(dòng)室用孔部隔開的流入通 路用孔部以及與所述振動(dòng)室用孔部隔開的流出空間用孔部，所述第二外殼部件是通過將平板構(gòu)成的頂板和第二中間層層疊而形成的， 該第二中間層在平板上連續(xù)形成有泵室用孔部、與所述流入通路用孔部相對(duì)的 流入空間用孔部以及與所述流出空間用孔部相對(duì)的流出通路用孔部，在所述彈性體片上，關(guān)閉所述流入通路用孔部的流入側(cè)止回閥的閥部和關(guān) 閉所述流出通路用孔部的流出側(cè)止回閥的閥部形成為舌片狀。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的微型泵，其特征在于，連接所述泵 室與流入空間之間的連通路的長(zhǎng)度以及連接所述泵室與流出通路之間的連通 路的長(zhǎng)度分別比流路寬度大。
7. 如權(quán)利要求6所述的微型泵，其特征在于，連接所述泵室與流入空間 之間的連通路以及連接所述泵室與流出通路之間的連通路分別形成為曲軸形 狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄型、零件數(shù)少且構(gòu)造簡(jiǎn)單的微型泵。膜片部(2a)、流入側(cè)止回閥的閥部(2b)和流出側(cè)止回閥的閥部(2c)形成在一個(gè)彈性體片(2)上，在膜片部(2a)的背面粘貼有壓電致動(dòng)器(3)。彈性體片(2)被夾在第一外殼部件(1)和第二外殼部件(4)之間而使兩個(gè)外殼部件之間密封，在彈性體片(2)與第一外殼部件(1)之間形成收容壓電致動(dòng)器(3)的振動(dòng)室(1a)，在彈性體片(2)與第二外殼部件(4)之間形成泵室(5)。
文檔編號(hào)F04B43/02GK101415945SQ20078001214
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者平田篤彥, 神谷岳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所