(57)【要約】【課題】  ポンプ内流路の流体抵抗を減じて、動作流体の吐出量を増加させることができるポンプを提供する。【解決手段】  ポンプ１０は、ダイアフラム５０により、容積が変更可能なポンプ室９０と、ポンプ室９０へ動作流体を流入させる入口流路３２と、ポンプ室９０から動作流体を流出させる出口流路２２と、入口流路３２と出口流路２２との間に逆止弁４０と、を備え、入口流路３２とポンプ室９０と出口流路２２とを連通する流路が、ダイアフラム５０のポンプ室側平面に対して鈍角に傾斜して形成されていることにより、流路内の流体抵抗を減じ、動作流体の吐出量を増加させることができる。【選択図】      図１
2005220810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、
該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、
前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、
前記入口流路と前記出口流路との間に逆止弁と、を備え、
前記入口流路と前記ポンプ室と前記出口流路とを連通する流路が、前記ダイアフラムのポンプ室側平面に対して鈍角に傾斜して形成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
請求項１の記載のポンプにおいて、
前記流路の途中に逆止弁が備えられていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、
該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、
前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、
前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備え、
前記入口流路と前記出口流路とを連通する流路内に、前記動作流体の流体抵抗を減ずる斜面を有する台座が、前記ダイアフラムに備えられていることを特徴とするポンプ。
【請求項４】
ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、
該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、
前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、
前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備え、
前記ダイアフラムが、前記出口流路の流路方向に対して鈍角になるように傾斜されていることを特徴とするポンプ。
【請求項５】
ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、
該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、
前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、
前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備え、
前記入口流路と前記出口流路とが直線に配置されていることを特徴とするポンプ。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプにおいて、
前記逆止弁がボール弁であることを特徴とするポンプ。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のポンプにおいて、
前記ボール弁が、前記動作流体が流通する流通孔を有する弁座と、前記流通孔を開閉する球状の弁体を備え、
前記流通孔の周縁に、前記弁体を前記流通孔に導く斜面が設けられていることを特徴とするポンプ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のポンプにおいて、
前記逆止弁が、前記ポンプ室の開口部よりも前記入口流路側に備えられていることを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアフラムによりポンプ室の容積を変更して動作流体の移動を行うポンプに関し、特に、小型高出力のポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイアフラムによりポンプ室の容積を変更して動作流体の移動を行う小型ポンプにおいて、動作流体が、入口流路からポンプ室へ流入する流路とポンプ室から出口流路へ流出する流路とが、ポンプ室に対して略垂直に設けられている、即ち、動作流体の流入方向と流出方向とが１８０度曲げられているポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２２９８６号公報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では、入口流路からポンプ室、ポンプ室から出口流路へと動作流体が流動する際、動作流体の流動方向がポンプ室に対して２回、９０度に曲げられているが、このような急激に曲がった流路では動作流体に渦流が生じるため流体抵抗が大きくなる。そのためダイアフラムを駆動するアクチュエータの出力を、動作流体に充分に効率よく伝えられないという課題が考えられる。
【０００５】
本発明の目的は、ポンプ内流路の流体抵抗を減じて、動作流体の吐出量を増加させることができるポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のポンプは、ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と前記出口流路との間に逆止弁と、を備え、前記入口流路と前記ポンプ室と前記出口流路とを連通する流路が、前記ダイアフラムのポンプ室側平面に対して鈍角に傾斜して形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、入口流路から出口流路に向かう流路が、ダイアフラムのポンプ室側平面に対して鈍角に傾斜して形成されているので、動作流体が渦流を発生しにくくなる。このことにより、動作流体の流体抵抗を小さくすることができ、吐出量を増加することができる。
【０００８】
また、上述の構造では、前記流路の途中に逆止弁が備えられていることが好ましい。
【０００９】
このような構造によれば、詳しくは後述するが、この流路は直線的に設けられた管を示し、前記流路内で動作流体の流動方向が急激に曲げられることがないため、動作流体の流体抵抗が少なくなる。
また、逆止弁をポンプ室に近い位置に備えることができるため、ポンプ室内の動作流体の体積を減らすことができる。すると、圧力変化によってポンプ室内の動作流体が圧縮、膨張する体積を減らせるため、駆動エネルギーをより有効に利用でき、動作流体の吐出量を増加させることができる。
【００１０】
本発明のポンプは、ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備え、前記入口流路と前記出口流路とを連通する流路内に、前記動作流体の流体抵抗を減ずる斜面を有する台座が、前記ダイアフラムに備えられていることを特徴とする。
ここで、流体抵抗を減ずる斜面とは、入口流路から出口流路に向かう動作流体が鈍角で曲げられるような斜面を意味する。
【００１１】
この発明によれば、動作流体は逆止弁を経て流路内に流入されるが、この際、前述の台座に衝突する。この台座には、詳しくは後述の実施例３において説明するが、動作流体の流体抵抗を減ずるように傾斜された斜面が設けられているために動作流体がこの斜面に沿って出口流路に向かって流動されるので、入口流路から出口流路への流動が渦流などで乱されることがなく円滑になり、流体抵抗を減ずることができる。その結果、吐出流量を増加することができる。
【００１２】
また、ポンプ室の容積を小さくするようにダイアフラムが駆動される際においても、台座に前述のような斜面が設けられ、この斜面の傾斜角は、動作流体を出口流路側に押し出すような傾斜であるために、出口流路に対して従来の直角に押す構造に比べ、流出速度を高めることができ、同じポンプの駆動条件において吐出量を増加することができる。
【００１３】
また、本発明のポンプは、ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備え、前記ダイアフラムが、前記出口流路の流路方向に対して鈍角になるように傾斜されていることを特徴とする。
【００１４】
このような構造によれば、ダイアフラムがポンプ室を圧縮する工程において、ポンプ室から出口流路に向かう動作流体の流れの曲がり角度を鈍角にすることができ、流体抵抗が減少し、吐出量を増加することができる。
【００１５】
本発明のポンプは、ダイアフラムにより、容積が変更可能なポンプ室と、該ポンプ室へ動作流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から動作流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と出口流路との間に逆止弁と、を備え、前記入口流路と前記出口流路とが直線に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、入口流路と出口流路が直線に連通されているため、流路が曲げられることによる動作流体の流体抵抗が発生しにくく、動作流体を円滑に流動することができる。このことによって、前述したような流路を鈍角に形成するよりもさらに動作流体の吐出量を増加することができる。
【００１７】
前述の構造では、前記逆止弁がボール弁であることが好ましい。
【００１８】
一般に、前述したような小型で高出力のポンプでは逆止弁として、板状の弁体が用いられることがあるが、本発明では、弁体が、球体または逆止弁の開閉部のみが球状であったり、水滴状の形状のボール弁が採用できる。
このようなボール弁を採用すれば、入口流路から出口流路へ向かう動作流体の直線的な流れを従来の板状の弁体で乱すことが少ないため、逆止弁内を流動する際の流体抵抗を少なくすることができる。
また、弁体が球状（例えば、ボール）であることによって、逆止弁が開放され、動作流体が流動される際に、弁体がわずかに移動しても動作流体の流動断面積が大きくなるため、流動量を増加できる効果もある。
【００１９】
このような構造では、前記逆止弁が、前記動作流体が流通する流通孔を有する弁座と、前記流通孔を開閉する球状の弁体を備え、前記流通孔の周縁に、前記弁体を前記流通孔に導く斜面が設けられていることが好ましい。
【００２０】
この構造では、球状の弁体（例えば、ボール）を弁座の流通孔に導く斜面が設けられているので、ポンプ自身が傾いても、また、入口流路及び出口流路がポンプ室に対して傾斜されて設けられていても、弁体がこの斜面に沿って流通孔に向かって移動し、確実に流通孔を密閉し、動作流体の逆流を防止することができる。このことにより、本発明のようにイナータンス効果によるポンプでは、動作流体の流動効率を高めることができる。
【００２１】
さらに、前述したポンプでは、前記逆止弁が、前記ポンプ室の開口部よりも前記入口流路側に備えられていることが好ましい。
【００２２】
この逆止弁が入口流路側に備えられるポンプ構造によれば、詳しくは後述するが、出口流路の動作流体のイナータンスによる慣性効果を利用して吸入（流入）と吐出が同時に行われるポンプを構成できる。このとき、ポンプ内部の流体抵抗を減少させているので、出口流路内の動作流体の流速が速くなり慣性効果が大きくなるとともに、その流速の減衰も少なくなるため、特に吐出量を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図６は本発明の実施例のポンプが示されている。
【実施例１】
【００２４】
図１は実施例１のポンプの縦断面図が示されている。図１において、このポンプ１０は、基本構成として、アクチュエータ６０の伸縮によってポンプ室９０の容積を変更するダイアフラム５０と動作流体が流出される出口流路２２が形成される流出接続管２１が突出されたポンプ室体２０と、動作流体が流入される入口流路３２が形成される流入接続管３１が突出された流入路筐体３０と、アクチュエータ６０が備えられたアクチュエータ筐体８０とから構成される。
【００２５】
ポンプ室体２０は、中央部がポンプ室９０と、逆止弁４０とポンプ室９０と出口流路とが交差して構成された空間である弁座室２３と、が形成されている。出口流路２２は、ポンプ室体２０から突出された流出接続管２１に穿設されておりポンプ室９０とは略平行に形成され、入口流路３２と出口流路２２とを連通する流路としての弁座室２３は、出口流路２２とは鈍角に傾斜して接続される。また、この弁座室２３とポンプ室９０との接続部はポンプ室９０の弁座室側の開口部２４であり、やはり、出口流路２２と鈍角になるように接続されている。出口流路２２と開口部２４の交差部２５は、動作流体の流体抵抗を少なくするために丸められている。
【００２６】
ポンプ室体２０の図中、上面は、後述する流入路筐体３０が圧入される浅い凹部２７が形成され。その反対側のポンプ室９０の開口部は、ステンレス鋼等で形成された薄い円盤状のダイアフラム５０が、ポンプ室９０の周縁に設けられた凹部２６内に密着固定されている。この凹部２６に、アクチュエータ筐体８０に設けられた凸部８１が圧入され、ダイアフラム５０を押圧しながらポンプ室体２０とアクチュエータ筐体８０とが一体化されている。
【００２７】
アクチュエータ筐体８０は、一方が開口された容器状の形態をしており、他方の封止された内部底面にアクチュエータ６０の一方の端部が固着されている。アクチュエータ６０は、圧電素子であり図示しない外部の制御回路から駆動電圧が与えられて伸縮振動する。アクチュエータ６０の他方の端部には、アクチュエータ台座７０が固着され、アクチュエータ台座７０がダイアフラム５０に密着している。
ポンプ室体２０のアクチュエータ筐体８０とは反対側に流入路筐体３０がポンプ室体に圧入されてポンプ１０が構成される。
【００２８】
流入路筐体３０は、中央部に前述の弁座室２３に流通する流通孔３３が設けられ、この流通孔３３は入口流路３２から断面積が斜面３４で縮径されている。入口流路３２と出口流路２２とは、ダイアフラム５０の平面に対して略平行である。入口流路３２は、流入路筐体３０から突出された流入接続管３１に穿設され、弾性壁３６で密閉された弾性壁室３５に流通されている。この弾性壁３６は、ダイアフラム５０の振動によって動作流体が圧力脈動をすることを防止するための脈動吸収機能を備える。弾性壁３６は、図１では、流入路筐体３０と一体で形成されているが、弾性力のある薄板で別体に形成し、流入路筐体３０に固着することもできる。このような構造にすれば、流入路筐体３０の内部の加工が容易になることが考えられる。
【００２９】
流入路筐体３０の流通孔３３の弁座室２３側には、板状の弁体４１が備えられ、流通孔３３と、ダイアフラム５０の駆動に合わせて弁体４１とで、流通孔３３を開閉する逆止弁４０が構成される。また、図示しないが、流通孔３３を設けたリング状の弁座と、この弁座に弁体４１を備えた逆止弁を採用することができる。さらに、逆止弁としては、後述するボール弁１５０を採用することもできる。
また、流入路筐体３０の断面逆止弁側には、凸部３７が設けられ、前述したポンプ室体２０の凹部２７に圧入することで、流入路筐体３０とポンプ室体２０とが一体化される。
【００３０】
なお、図示しないが流入接続管３１は外部接続パイプに接続され、動作流体をポンプ室９０内に導入し、流出接続管２１は図示しないノズル管等に接続され、動作流体を吐出する。
【００３１】
次に、イナータンスについて説明する。イナータンス値Ｉは、動作流体の流路の断面積をＳ、流路の長さをＬ、動作流体の密度をρとした場合にＩ＝ρＬ／Ｓで与えられる。流路の差圧をＰ、流路を流れる流量をＱとした場合に、イナータンス値Ｉを用いて流路内の動作流体の運動方程式を変形することで、Ｐ＝Ｉ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。つまり、イナータンス値とは単位圧力における流量の時間変化の影響度合いを示しており、イナータンス値が大きいほど流量の時間変化が小さく、イナータンス値が小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
【００３２】
ここで、図１を参照して入口流路側のイナータンス値と出口流路側のイナータンス値の関係について説明する。入口流路側において、逆止弁の流通孔３３の長さをＬ１、面積をＳ１、流通孔３３から入口流路３２までの縮径管路部の長さをＬ２、平均面積をＳ２とする。
また、出口流路２２において、出口流路２２の長さをＬ３、面積をＳ３とする。
【００３３】
以上の記号と動作流体の密度ρを用いて、本発明のポンプの入口流路側と出口流路側のイナータンス値の関係を説明する。
【００３４】
入口流路側のイナータンス値は、ρ（Ｌ１／Ｓ１＋Ｌ２／Ｓ２）として算出される。一方、出口流路側のイナータンス値は、ρ×Ｌ３／Ｓ３として算出される。そして、これらの流路は、ρ（Ｌ１／Ｓ１＋Ｌ２／Ｓ２）＜ρ×Ｌ３／Ｓ３を満たす関係となっている。
【００３５】
従って、前述の実施例１によると、入口流路３２から出口流路２２に向かう流路が、ダイアフラム５０のポンプ室側平面に対して鈍角に傾斜して形成されているので、動作流体が渦流を発生しにくくなる。このことにより、動作流体の流体抵抗を小さくすることができ、動作流体の吐出量を増加することができる。
【００３６】
また、逆止弁４０を、ポンプ室９０の開口部２４よりも前記入口流路側に備え、前述した入口流路側のイナータンス値と出口流路側のイナータンス値の関係を満たすように構成することで、出口流路の動作流体のイナータンスによる慣性効果を利用して吸入（流入）と吐出が同時に行われるポンプを構成できる。このとき、ポンプ内の流体抵抗を減少させているので、出口流路内の動作流体の流速が速くなり、その流速の減衰も少なくなるため、大きな慣性効果が持続するようになり、特に吐出量を増大させる効果が高い。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の実施例２について図２に基づき説明する。実施例２は、実施例１の技術思想を基本に、入口流路１０２と出口流路１１０を連通する流路内の流体抵抗をさらに減ずることを特徴とし、実施例１と共通部分の説明は省略する。
図２は、実施例２のポンプの縦断面図が示されている。図２において、ポンプ室筐体１００は、中央部にポンプ室９０と、ポンプ室９０の開口部と出口流路１１０とが交差して構成された空間である弁座室１０７と、が形成されている。
【００３８】
ポンプ室筐体１００は、出口流路１１０のポンプ室筐体１００の外側に凹部１０８が形成されており、この凹部１０８に流出接続管１２０の端部に突出された凸部１０９が圧入されてポンプ室筐体１００と一体化される。流出接続管１２０の中心部には出口流路１１０と同じ直径の流出路１２１が穿設され、出口流路１１０と接続している。これら出口流路１１０と流出路１２１を合わせた長さが、前述した出口流路側のイナータンス値を計算するときのＬ３である。
【００３９】
ポンプ室筐体１００の流出接続管１２０とは反対側に流入接続管１０１が突出され、その中心部に入口流路１０２が穿設されている。入口流路１０２は、弾性壁室１０３に流通され、弾性壁室１０３の図中、上方の開口部は薄い円盤状の弾性壁１３０が密着固着されている。また、弾性壁室１０３から弁座室１０７まで直線的に連続した流路１０４が設けられ、この流路途中の弁座室側に逆止弁４０が圧入固定されている。
【００４０】
ポンプ室９０と弁座室１０７との流通部に構成される壁１０５は、流路１０４と略直交する方向に傾斜されポンプ室９０と交わる角は滑らかに丸められている。また、ポンプ室９０と出口流路１１０とが交差する部分の壁１０６も動作流体が流動し易いように丸められている。
【００４１】
逆止弁４０は、詳しくは説明を省略するが、動作流体が流通する流路１０４よりも縮径された流通孔を有するリング状の弁座と、流通孔を開閉する板状の弁体から構成され、ダイアフラム５０の駆動によって、動作流体の流動と逆流防止を行う。
なお、この逆止弁として、後述するボール弁を採用することができる。
ポンプ室９０は、ダイアフラム５０で密閉され、ポンプ室９０とは反対側の周縁をアクチュエータ筐体８０の端部で押圧される。
【００４２】
アクチュエータ筐体８０は、実施例１（図１、参照）とほぼ同じ構成であり、一方が開放された容器状の形態をしており、他方の封止された内部底面にアクチュエータ６０の一方の端部が固着されている。アクチュエータ６０は、圧電素子であり図示しない外部の制御回路から駆動電圧が与えられて伸縮振動する。アクチュエータ６０の他方の端部には、アクチュエータ台座７０が固着され、アクチュエータ台座７０がダイアフラム５０に密着されている。アクチュエータ筐体８０の開放された端部に設けられた凸部１０９が、ポンプ筐体１００に設けられた凸部８１に圧入されてポンプ１０が構成されている。
【００４３】
従って、前述の実施例２によると、入口流路１０２と出口流路１１０を流通する流路１０４が直線で、かつ、同じ直径で連続され、動作流体の流動方向が流路１０４内で急激に曲げられることがないため、流路内において流体抵抗が少なくなる。
また、逆止弁をポンプ室に近い位置に備えることができるため、ポンプ室内の動作流体の体積を減らすことができる。すると、圧力変化によってポンプ室内の動作流体が圧縮、膨張する体積を減らせるため、駆動エネルギーをより有効に利用でき、動作流体の吐出量を増加させることができる。
また、逆止弁４０を、ポンプ室９０の開口部よりも前記入口流路側に備え、前述した入口流路側のイナータンス値と出口流路側のイナータンス値の関係を満たすように構成することで、出口流路の動作流体のイナータンスによる慣性効果を利用して吸入（流入）と吐出が同時に行われるポンプを構成できる。このとき、ポンプ内の流体抵抗を減少させているので、出口流路内の動作流体の流速が速くなり、その流速の減衰も少なくなるため、大きな慣性効果が持続するようになり、特に吐出量を増大させる効果が高い。
【実施例３】
【００４４】
次に、本発明のポンプの実施例３について図３に基づき説明する。実施例３は、実施例１（図１、参照）の構造を基本とし、入口流路と出口流路を連通する流路内に動作流体の流体抵抗を減ずる台座を備えていることを特徴とし、実施例１との共通部分の説明は省略する。
【００４５】
図３は、実施例３のポンプ１０の縦断面図が示されている。図３において、逆止弁４０の流通孔３３とポンプ室９０の中心は、ほぼ一致した位置に設けられ、入口流路３２と出口流路２２とを連通する流路としての弁座室２３はポンプ室９０の平面（ダイアフラム５０の平面）に対して直交している。ダイアフラム５０の中央部上面には、台座５５が固着されている。
【００４６】
台座５５は、動作流体が、弁座室２３から出口流路２２に向かって滑らかに流動するように円弧状の斜面の流導面５６が設けられている。なお、この流導面５６は直線的に構成されてもよい。なお、台座５５の外径は、ポンプ室９０から弁座室２３に接続する開口部の直径よりも小さく、動作流体が充分流動できる間隙を有している。台座５５は、ダイアフラム５０に固着されているのでアクチュエータ６０の振動によって、ダイアフラム５０と共に駆動される。
【００４７】
従って、本実施例３によれば、動作流体は逆止弁４０を経て流路内（弁座室２３）に流入されるが、この際、前述の台座５５に衝突する。この台座には、動作流体の流体抵抗を減ずるように傾斜された流導面５６が設けられているために動作流体がこの流導面に沿って出口流路２２に向かって流動されるので、入口流路３２から出口流路２２への円滑な流動が渦流等で乱されることがなく流体抵抗を減ずることができる。その結果、吐出流量を増加することができる。
【００４８】
また、逆止弁４０を、ポンプ室９０の開口部よりも前記入口流路側に備え、前述した入口流路側のイナータンス値と出口流路側のイナータンス値の関係を満たすように構成することで、出口流路の動作流体のイナータンスによる慣性効果を利用して吸入（流入）と吐出が同時に行われるポンプを構成できる。このとき、ポンプ内の流体抵抗を減少させているので、出口流路内の動作流体の流速が速くなり、その流速の減衰も少なくなるため、大きな慣性効果が持続するようになり、特に吐出量を増大させる効果が高い。
また、ポンプ室９０の容積を小さくするようにダイアフラム５０が駆動される際において、台座５５に前述のような流導面５６が設けられ、この流導面５６の傾斜角は、動作流体を出口流路側に押し出すような傾斜角であるために、出口流路２２に対して従来のダイアフラム５０で直角方向に押し出す構造に比べ、流出速度を高めることができ、慣性効果を増加させることができるため、同じポンプの駆動条件において吐出量を増加することができる。
【実施例４】
【００４９】
続いて、本発明のポンプの実施例４について図４に基づき説明する。実施例４は、実施例１（図１、参照）の構造を基本として、ダイアフラム５０を出口流路２２に対して鈍角に傾斜して構成したところに特徴があり、実施例１と共通部分の説明は省略する。
図４は、本実施例４の縦断面図が示されている。図４において、ポンプ室筐体２０は、出口流路２２に対してポンプ室９０が約４５度傾けて設けられている。また、流入路筐体３０には、出口流路２２に略平行な入口流路３２が設けられ、この入口流路３２と出口流路２２に直交する流路（流通孔３３と弁座室２３）及び出口流路２２と弁座室２３に連通するポンプ室９０からの流路２９が設けられている。
【００５０】
この流路２９は、ポンプ室９０から直角に弁座室２３方向に延出されて出口流路２２と交差する。従って、本実施例４においては、出口流路２２とポンプ室９０の平面とが約４５度傾斜されているので、流路２９と出口流路２２とで構成される角度は約１３５度の鈍角となる。また、ダイアフラム５０は、ポンプ室周縁に沿って固着されているので、出口流路２２とダイアフラム５０との傾斜角も約４５度である。ポンプ室体２０に設けられた凹部２６にアクチュエータ筐体８０の端部を圧入することで、ポンプ室体２０とアクチュエータ筐体８０が一体化されている。
なお、流入路筐体３０の構成、ポンプ室体２０への組み込み構造は、寸法の違いはあるものの、実施例１（図１、参照）と同じであるため説明は省略する。
【００５１】
従って、前述の実施例４によれば、ダイアフラム５０がポンプ室９０を圧縮する工程において、ポンプ室９０から出口流路２２に向かう動作流体の流れの曲がり角度を鈍角にすることができ、流体抵抗が減少し、吐出量が増加する。
また、逆止弁４０を、ポンプ室９０の開口部よりも前記入口流路側に備え、前述した入口流路側のイナータンス値と出口流路側のイナータンス値の関係を満たすように構成することで、出口流路の動作流体のイナータンスによる慣性効果を利用して吸入（流入）と吐出が同時に行われるポンプを構成できる。このとき、ポンプ内の流体抵抗を減少させているので、出口流路内の動作流体の流速が速くなり、その流速の減衰も少なくなるため、大きな慣性効果が持続するようになり、特に吐出量を増大させる効果が高い。また、圧縮行程の際の出口流路２２における動作流体の流速を高めることができるので、出口流路内の動作流体の慣性効果が増加し、吐出量を増加することができる。
【実施例５】
【００５２】
続いて、本発明のポンプの実施例５について図５に基づき説明する。本実施例５は、実施例１（図１、参照）と技術思想を同じとしているので、共通部分については説明を省略する。
図５は、実施例５のポンプの縦断面図が示されている。図５において、ポンプ室体２０は、ポンプ室９０と出口流路２２を有する流出接続管２１と逆止弁１５０と入口流路１４１を有する流入接続管１４０とを備えている。
【００５３】
流入接続管１４０は、流出接続管２１の反対側位置に流出接続管２１を延長した直線上に設けられており、即ち、入口流路１４１と出口流路２２とが直線上に設けられている。流入接続管１４０は、端部がポンプ室体２０に圧入されてポンプ室体２０と一体化されている。入口流路１４１はポンプ室体２０の弾性壁室３５に流通しており、入口流路１４１の直線延長線上に逆止弁１５０が固定されている。この逆止弁１５０は、弁体が球体のボール弁である。ボール弁１５０の構造は、図６において詳しく説明する。
なお、弾性壁室３５の上方開口部には、弾性壁１３０が固定されている。
【００５４】
ポンプ室体２０は、実施例１で示したようにポンプ室体２０に設けられた凹部２６内にアクチュエータ筐体８０の凸部８１を圧入することでアクチュエータ筐体８０と一体化される。
【００５５】
図６は、実施例５で採用される逆止弁としてのボール弁１５０の拡大断面が示されている。図５も参照して説明する。
図６において、ボール弁１５０は、中央に動作流体が流通する流通孔１５６が設けられたリング状の耐久性のある高硬度のセラミックス（単結晶セラミックス、多結晶セラミックス）で形成された弁座１５５と、弁座１５５をポンプ室体２０に固定する弁座枠１５１と、流通孔１５６を開閉する球体の弁体としてのボール１６０と、このボール１６０を弁座枠１５１内に支持するボール支持板１７０とから構成されている。
【００５６】
弁座１５５は、流通孔１５６の弾性壁室３５側の周縁に漏斗状に斜面１５７が形成され、動作流体が流通孔１５６に円滑に流導される形状となっている。また、弁座室２３側（出口流路側）は、ボール１６０が接触する範囲が斜面１５８で構成されており、ボール１６０がポンプ室９０から流体圧力を受けたときにこの斜面１５８に沿って流通孔１５６に向かって移動できるよう斜面効果が得られる角度で形成される。また、動作流体が流動する際に接触する角部は滑らかに丸められていることが好ましい。弁座１５５は、弁座枠１５１の内面に圧入固定される。
なお、前述の斜面１５８は断面視が直線の円錐形でも、ボール１６０の外径よりも大きい円弧状でもよい。
【００５７】
弁座枠１５１は弁座室２３側の端部が内側に突出した鍔１５２が設けられた筒状部材であり、この鍔１５２は、ボール支持板１７０が脱落しない大きさで突出されている。この弁座枠１５１の筒内部直径は、ボール支持板１７０が移動できる大きさに設定される。ここで、弁座枠１５１の筒内部にボール支持板１７０、ボール１６０を挿入し、前述の弁座１５５を圧入することによってボール弁１５０が構成され、このボール弁１５０は、ポンプ室筐体２０に弾性壁室３５方向から圧入固定される。
【００５８】
ボール支持板１７０は、図は省略するが、円盤状の薄板から構成されており、外周部は、弁座枠１５１の鍔１５２と係合する支持部と、中心部には、ボール１６０を支持するボール支持部が設けられ、先述の支持部とボール支持部はアームで連結されている。流通孔１５６が開放された際、動作流体はアームの間から図中矢印Ａで示されたように流動される。
【００５９】
ボール１６０は、弁座１５５と同様なセラミックスで形成されることが好ましいが、特に限定されるものではなく、合成樹脂、ガラス、金属合金も採用することができる。また、図６では、ボール１６０は球体であるが、流通孔１５６との接触面が球体であれば他の部分は任意に選択して形成してもよい。
【００６０】
ボール１６０は、ポンプ室９０が圧縮されたときには、弁座１５５の斜面１５８に沿って流通孔１５６に向かって移動し（図中、二点鎖線で示す）、流通孔１５６を密閉し動作流体の逆流を止める。ポンプ室９０が拡張されたときには、ボール支持板１７０が弁座枠１５１の鍔１５２の位置まで、及びボール１６０は、ボール支持板１７０のボール支持部に当たるまで移動して流通孔１５６を開放し、動作流体が流入する。
【００６１】
従って、前述の実施例５によれば、入口流路１４１と出口流路２２に向かう流路が直線的に連通されているため、流路が曲げられることによる動作流体の流体抵抗が発生しにくいので、動作流体を円滑に流動することができる。このことによって、前述した実施例１〜実施例４で示したような流路を鈍角に形成するよりもさらに動作流体の吐出量を増加することができる。
また、ボール弁１５０を、ポンプ室９０の開口部よりも前記入口流路側に備え、前述した入口流路側のイナータンス値と出口流路側のイナータンス値の関係を満たすように構成することで、出口流路の動作流体のイナータンスによる慣性効果を利用して吸入（流入）と吐出が同時に行われるポンプを構成できる。このとき、ポンプ内の流体抵抗を減少させているので、出口流路内の動作流体の流速が速くなり、その流速の減衰も少なくなるため、大きな慣性効果が持続するようになり、特に吐出量を増大させる効果が高い。
【００６２】
また、前述したようなボール弁１５０を採用すれば、入口流路１４１から出口流路２２へ向かう動作流体の直線的な流れを板状の弁体で乱すことが少ないため、逆止弁１５０内を動作流体が流動する際の流体抵抗を少なくすることができる。
また、弁体としてのボール１６０が球体であることによって、流通孔１５６が開放され、動作流体が流動される際に、ボール１６０が開放する方向にわずかに移動しても動作流体の流動断面積が大きくなるため、流動量を増加できる効果もある。
【００６３】
さらに、前述したボール弁１５０では、ボール１６０を弁座１５５の流通孔１５６に導く斜面１５８が設けられているので、ポンプ１０自身が傾いても、また、入口流路１４１及び出口流路２２がポンプ室９０に対して傾斜されて設けられていても、ポンプ室９０が圧縮された際に、ボール１６０がこの斜面１５８に沿って流通孔１５６まで移動されるため、確実に流通孔１５６を封鎖し、動作流体の逆流を防止することができる。このことにより、本発明のようにイナータンス効果によるポンプでは、動作流体の流動効率を高めることができる。
【００６４】
なお、本発明は前述の実施例１〜実施例５に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述の実施例１〜実施例５では、ダイアフラム５０によってポンプ室９０の容積を変更しているが、ダイアフラムだけではなくピストンを採用することができる。
【００６５】
また、前述の実施例１〜実施例５では、入口流路側に弾性壁室３５または１０３、弾性壁３６または１３０を備えているが、これら弾性壁室、弾性壁を備えないポンプにも本発明の構造を採用することができる。このような場合、ボール弁１５０は、入口流路１４１内に備えられる。
【００６６】
従って、前述の実施例１〜実施例５によれば、ポンプ内流路の流体抵抗を減じて、動作流体の吐出量を増加させることができるポンプを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のポンプ１０は、プロジェクタ等の電子機器の冷却装置、ウォータージェットメス、流体アクチュエータ、マイクロ液圧プレスのピストンの動力源等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１に係るポンプの縦断面図。
【図２】本発明の実施例２に係るポンプの縦断面図。
【図３】本発明の実施例３に係るポンプの縦断面図。
【図４】本発明の実施例４に係るポンプの縦断面図。
【図５】本発明の実施例５に係るポンプの縦断面図。
【図６】本発明の実施例５に係るボール弁の縦断面図。
【符号の説明】
【００６９】
１０…ポンプ、２０，１００…ポンプ室体、２２，１１０…出口流路、３０…流入路筐体、３２，１０２…入口流路、４０…逆止弁、５０…ダイアフラム、５５…台座、９０…ポンプ室、１５０…ボール弁、１５１…弁座枠、１５５…弁座、１６０…ボール。
【図１】
2005220810.tif 000003
【図２】
2005220810.tif 000004
【図３】
2005220810.tif 000005
【図４】
2005220810.tif 000006
【図５】
2005220810.tif 000007
【図６】
2005220810.tif 000008