JP2008180161A - ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ溶着時の放熱を十分として、発熱によるダイヤフラムの変形を抑える。また、適正なレーザ溶着箇所を設定することによりダイヤフラムの特性を十分に引き出す。
【解決手段】ケース本体１０に樹脂ダイヤフラム２１を接合するレーザ溶着部９を、ポンプ室１１の周縁１１ａから非溶着領域１３を隔てた箇所に配置し、レーザ光照射時の発熱をケース本体１０側に十分に放熱させる。また、レーザ溶着部９を、ポンプ室１１の周縁１１ａと金属ダイヤフラム２５の可動部２８の外周縁２７ａとの間に配置し、圧電素子３０による振動を可動部２８のみにおいて確実に発揮させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイヤフラムを駆動することによって流体をポンプ室内に吸入して圧送するダイヤフラムポンプに係り、特にマイクロポンプとして好適なダイヤフラムポンプに関する。

医療分野の医薬投与や燃料電池の燃料供給、あるいは印刷機器のインク供給等の技術分野においては、高い精度で定量の流体や気体を圧送するマイクロポンプが用いられている。そのようなポンプとしては、ダイヤフラム等の可撓性を有する薄膜を駆動して振動させることによりポンプ作用を発揮するポンプが好適に用いられている。

この種のいわゆるダイヤフラムポンプは、一般に、流体の吸入流路および吐出流路を有するケースと、ケースに接合されてケースとの間にポンプ室を形成するダイヤフラムと、ダイヤフラムに接合され、電圧が印加されると振動してダイヤフラムを作動させる圧電素子とを備えている。このようなポンプは、圧電素子に電圧を印加してダイヤフラムを振動させることにより、ポンプ室の容積が連続的に拡大／縮小し、ポンプ室への流体の吸入とポンプ室からのポンプ外部への流体の吐出といったポンプ作用が発生する。ケースに形成された吸入流路および吐出流路には、それら流路に応じた一方向弁が設けられている。これら弁が、ケースを構成する２個の部品の間に挟み込まれて固定されている構成のポンプ室が、特許文献１，２等に記載されている。

特許第３７０７３８０号公報 特開２００１−３２３８７９号公報

上記各特許文献に記載のようなポンプの各部品は、レーザ溶着や接着によって接合されているものがある。レーザ溶着の場合、レーザ光を吸収する材料にレーザ光を照射し、その材料を溶融させることにより相手部品と接合させている。レーザ溶着は、流体の漏れを確実に防ぐことが要求される部分に採用されている。ところが、レーザ溶着で部品どうしを接合する場合、溶着時に発生する熱が有効に放熱される構造でないと過熱が生じ、例えば樹脂ダイヤフラムが変形してポンプの特性が変化するといった問題が生じる。また、レーザ溶着する箇所を考慮しないと、ダイヤフラムの特性を十分に引き出すことができずポンプ性能を低下させることもある。

よって本発明は、レーザ溶着時の放熱が効果的になされて発熱による樹脂ダイヤフラムの変形が抑制され、また、適正なレーザ溶着箇所を設定することによりダイヤフラムの特性が十分に引き出され、これらの結果、ポンプ性能を向上させることができるダイヤフラムポンプを提供することを目的としている。

本発明のダイヤフラムポンプは、板状のケース本体と、このケース本体の片面に形成された凹所からなるポンプ室と、ケース本体に形成され、ポンプ室に通じる流体の吸入流路および吐出流路と、ケース本体の片面に対向配置され、ポンプ室を覆ってケース本体の片面に溶着接合される樹脂ダイヤフラムと、この樹脂ダイヤフラムを駆動してポンプ室の実質的な容積を変化させるダイヤフラム駆動手段とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、ケース本体の片面におけるポンプ室の周囲であって、該ポンプ室の周縁から非溶着領域を隔てた箇所に、平坦なケース本体側接合面が形成され、樹脂ダイヤフラムのケース本体への対向面に、ケース本体側接合面に密着する平坦なダイヤフラム側接合面が形成され、ケース本体側接合面と、ダイヤフラム側接合面とが互いに密着させられるとともに、該密着部分の少なくとも一部がレーザ溶着によって接合されていることを特徴としている。

本発明によれば、ケース本体に樹脂ダイヤフラムを溶着接合するレーザ溶着部が、ケース本体に形成された凹所であるポンプ室の周縁から、非溶着領域を隔てた箇所に配置されている。また、レーザ溶着部は、平坦なケース本体側および樹脂ダイヤフラム側の接合面を密着させた部分に配置されている。平坦な接合面どうしを密着させることにより、レーザ溶着時の発熱は、溶融側から相手側に十分に伝達し、これによって過熱が生じにくく、十分に放熱される。また、レーザ溶着部と凹所のポンプ室の周縁との間には、非溶着領域が確保されているので、レーザ溶着は、ケース本体と樹脂ダイヤフラムとが密着した部分において確実になされる。

このため、例えば樹脂ダイヤフラムがレーザ溶着時に溶融するだけで溶融部分がケース本体に接触して接合せず、これによって放熱が不十分となって樹脂ダイヤフラムが過熱して変形するといった不具合が生じにくい。非溶着領域が確保されておらず、ポンプ室の周縁に対応する部分がレーザ溶着されると、ポンプ室を挟んでケース本体から離間する樹脂ダイヤフラムの部分が過熱し、変形するおそれがある。本発明はこのような過熱が起こらず確実な放熱がなされるわけである。

本発明では、樹脂ダイヤフラムの片面に金属ダイヤフラムが重ねて接合されており、ポンプ室の周縁は、金属ダイヤフラムの外周縁の内側に配置され、ケース本体への樹脂ダイヤフラムのレーザ溶着部は、ポンプ室の周縁と金属ダイヤフラムの外周縁との間に配置されていることを好ましい形態としている。

この形態によれば、樹脂ダイヤフラムに金属ダイヤフラムが接合されたことにより、樹脂ダイヤフラムの剛性が高くなる。このため、樹脂ダイヤフラムは、流体の圧力を受けても、その圧力によって変形せず、ダイヤフラム駆動手段で駆動される状態が確実、かつ適確に保持され、正確なポンプ作用を得ることができる。また、レーザ溶着部が金属ダイヤフラムの外周縁の内側に配置されているため、ダイヤフラム駆動手段による振動を金属ダイヤフラムの領域のみにおいて確実に発揮させることができるとともに、レーザ溶着部の密着性や放熱性が向上する。

また、上記金属ダイヤフラムは、ダイヤフラム駆動手段によって変形させられる可動部と、この可動部の周囲に形成された固定部とを有するとともに、可動部と固定部との間に空所が形成されており、上記金属ダイヤフラムの外周縁は可動部の外周縁とされ、当該金属ダイヤフラムは接着剤によって樹脂ダイヤフラムに接合されている形態を含む。この形態では、金属ダイヤフラムと樹脂ダイヤフラムとの接着面全面を接着剤で満たすと、余剰分が空所に漏れ出す。そしてこの接着剤の漏れ出し現象をもって、接着面全面が接着剤で満たされた正常な接着状態であることを確認することができる。また、空所がない場合、接着剤の余剰分は外周縁のみから出るが、空所がない分、余剰量も多くなる。したがって、空所を形成することにより、外周縁からの余剰量を少なくすることができる。

例えば金属ダイヤフラムが樹脂ダイヤフラムよりも小さく、樹脂ダイヤフラムの外周部分が金属ダイヤフラムの外周縁からはみ出た形態では、そのはみ出た樹脂ダイヤフラムの表面に、余剰分の接着剤が出てくる。ここで、空所が形成されておらず接着剤の余剰量が多いと、余剰の接着剤は金属ダイヤフラムの高さ（厚さ）を超える場合がある。すなわち金属ダイヤフラムの表面よりも、余剰の接着剤が突出する。樹脂ダイヤフラムをケース本体にレーザ溶着する際には、金属ダイヤフラムにガラス等の平坦な押さえ治具を押し当てて接合面どうしを密着させるが、もしも接着剤の余剰分が金属ダイヤフラムよりも突出していると、治具がその接着剤の余剰分に当たってしまい、均一な圧力を接合面に付与することができない。

そこで、本発明のように上記空所を形成して余剰接着剤を空所からも出てくるようにすれば、金属ダイヤフラムの外周縁から出てくる接着剤の余剰量を抑えることができる。したがって金属ダイヤフラムの表面から接着剤の余剰分が突出することが防止され、レーザ溶着時において押さえ治具を金属ダイヤフラムの表面全面に接触させることができる。その結果、均一な圧力を接合面に付与することができ、レーザ溶着を健全に行うことができる。

次に、本発明のダイヤフラムポンプは、板状のケース本体と、樹脂ダイヤフラムの片面に金属ダイヤフラムが接合された二層構造を有し、ケース本体の片面に対向配置され、ケース本体の片面に樹脂ダイヤフラムが溶着接合されるダイヤフラムと、このダイヤフラムとケース本体との間に形成されるポンプ室と、ケース本体に形成され、ポンプ室に通じる流体の吸入流路および吐出流路と、ダイヤフラムを駆動してポンプ室の実質的な容積を変化させるダイヤフラム駆動手段とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、ケース本体と樹脂ダイヤフラムの互いの対向面であって、ポンプ室の周囲部分に、互いに密着する平坦なケース本体側接合面および樹脂ダイヤフラム側接合面が形成され、これら接合面どうしが互いに密着させられるとともに、該密着部分の少なくとも一部がレーザ溶着によって接合されており、さらにこのレーザ溶着部は、金属ダイヤフラムの外周縁の内側に配置されていることを特徴としている。

このダイヤフラムポンプは、先のダイヤフラムポンプのようにポンプ室が凹所としてケース本体に形成されていない形態を含むものである。この形態では、ダイヤフラムがケース本体から離間する流体吸入時にポンプ室の容積が増大し、流体吐出時にはダイヤフラムがケース本体に接触あるいは近接してポンプ室の容積が減少する。このダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムが、樹脂ダイヤフラムの片面に金属ダイヤフラムが接合されたものである。

本発明にあっても、平坦なケース本体側および樹脂ダイヤフラム側の接合面を密着させ、この密着部分をレーザ溶着しているため、レーザ溶着時の発熱は、溶融側から相手側に十分に伝達し、これによって過熱が生じにくく、十分に放熱される。したがって、樹脂ダイヤフラムが過熱して変形するといったことがなく、レーザ溶着はケース本体と樹脂ダイヤフラムとが密着した部分において確実になされる。

この発明のダイヤフラムも、先の発明と同様に、ダイヤフラム駆動手段によって変形させられる可動部と、この可動部の周囲に形成された固定部とを有するとともに、可動部と固定部との間に空所が形成されており、金属ダイヤフラムは接着剤によって樹脂ダイヤフラムに接合されている形態を含む。

本発明によれば、レーザ溶着時の放熱が効果的になされて発熱による樹脂ダイヤフラムの変形が抑制され、また、適正なレーザ溶着箇所を設定することによりダイヤフラムの特性が十分に引き出され、これらの結果、ポンプ性能を向上させることができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］ダイヤフラムポンプの構成
図１は一実施形態に係るダイヤフラムポンプ（以下、ポンプと略称）１Ａの斜視図、図２はポンプ１Ａの断面図である。また、図３、図４は、それぞれポンプ１Ａを分解した状態の斜視図および断面図である。これら図に示すように、ポンプ１Ａは、矩形薄板状のケース本体１０の図中上側にダイヤフラム２０および圧電素子（ダイヤフラム駆動手段）３０が、また、下側に流路部材４０および下カバー５０が積層された構成である。

ケース本体１０は、レーザ光透過材料で成形されている。レーザ光透過材料としては、透明な樹脂が好適である。ケース本体１０の上面には、円形状の凹所１１が形成されている。この凹所１１はダイヤフラム２０で塞がれ、ポンプ室として構成される。ケース本体１０の上面における凹所１１の周囲には、環状で一定高さの凸条１２が、凹所１１と同心状に形成されている。この凸条１２と凹所１１の周縁１１ａとの間には、一定幅の非溶着領域１３が形成されている。非溶着領域１３の幅、すなわち凹所１１の周縁と凸条１２との間隔は、少なくとも０．２ｍｍ以上が確保されている。凸条１２の上面（ケース本体側接合面）１２ａは、ケース本体１０の上面と平行な平坦面に形成されている。

一方、ケース本体１０の下面には、弁逃げ凹部１４と弁収容凹部１５とが、一対の状態で形成されている。各凹部１４，１５は長方形状で、ケース本体１０の中心の両側に、長手方向が径方向に沿う状態で形成されている。この場合、弁収容凹部１５の方が弁逃げ凹部１４よりも長い寸法を有している。そして、ケース本体１０には、弁逃げ凹部１４から凹所１１に通じる吸入流路１６と、凹所１１から弁収容凹部１５に通じる吐出流路１７とが、それぞれ形成されている。

ダイヤフラム２０は、矩形薄板状の樹脂ダイヤフラム２１の上面に、同じく矩形薄板状の金属ダイヤフラム２５が接合された二層構造のものである。樹脂ダイヤフラム２１は、レーザ光吸収材料で成形されている。レーザ光吸収材料としては、黒色の樹脂が好適である。図５に示すように、金属ダイヤフラム２５には複数の円弧状のスリット（空所）２６が、連結部２７を隔てて内接円を呈するような状態に形成されている。金属ダイヤフラム２５は、スリット２６で囲まれた円盤状部分が可動部２８とされ、スリット２６の外側が固定部２９とされている。可動部２８と固定部２９とは、スリット２６間に形成された連結部２７によって連結されている。樹脂ダイヤフラム２１と金属ダイヤフラム２５とは、接合面全面に塗布される接着剤によって接合されている。

金属ダイヤフラム２５は樹脂ダイヤフラム２１よりも寸法がやや小さい。金属ダイヤフラム２５は、樹脂ダイヤフラム２１の周縁に、金属ダイヤフラム２５で覆われない均等幅の余剰部２２が形成されるように、樹脂ダイヤフラム２１の上面に接合されている。金属ダイヤフラム２５の可動部２８の上面には、可動部２８よりも小径の円盤状の圧電素子３０が同心状に固定されている。この圧電素子３０は、金属ダイヤフラム２５に接着等の手段により固定されている。

圧電素子３０が金属ダイヤフラム２５に接合されたダイヤフラム２０は、樹脂ダイヤフラム２１の平坦な下面が、ケース本体１０の凸条１２の上面１２ａに密着されている。この場合、樹脂ダイヤフラム２１の下面の、凸条１２への環状の対向面２１ａが、ケース本体１０に密着して溶着接合される本発明のダイヤフラム側接合面である。そして、ケース本体１０の凸条１２の上面１２ａと樹脂ダイヤフラム２１の対向面２１ａとの密着面どうしがレーザ溶着されることにより、気密的に接合され、レーザ溶着部９が形成されている。図２に示すように、樹脂ダイヤフラム２１がケース本体１０に溶着接合された状態で、ケース本体１０の凹所１１はダイヤフラム２０で覆われ、ポンプ室とされる。また、ポンプ室１１の周縁１１ａは、金属ダイヤフラム２５における可動部２８の外周縁２７ａの内側（内周側）に配置され、レーザ溶着部９は、ポンプ室１１の周縁１１ａと可動部２８の外周縁２７ａとの間に配置されている。

流路部材４０は、樹脂ダイヤフラム２１と同じく、黒色樹脂等のレーザ光吸収材料で成形されている。流路部材４０は、円盤部４１を有している。この円盤部４１の下面からは、２本のパイプ部４２，４３（吸入側パイプ部４２と吐出側パイプ部４３）が下面に直交して突出している。２本のパイプ部４２，４３の内部には、流路４２ａ，４３ａが形成されている。円盤部４１の上面には、ケース本体１０に形成されたものと同様の、弁収容凹部４４と弁逃げ凹部４５とが、一対の状態で形成されている。そして、円盤部４１には、吸入側パイプ部４２の流路４２ａから弁収容凹部４４に通じる吸入流路４６と、弁逃げ凹部４５から吐出側パイプ部４３の流路４３ａに通じる吐出流路４７とが、それぞれ形成されている。

図２に示すように、流路部材４０は、円盤部４１の上面が、ケース本体１０の下面に同心状に接合される。この接合状態で、流路部材４０側の弁収容凹部４４とケース本体１０側の弁逃げ凹部１４が対向し、流路部材４０側の弁逃げ凹部４５とケース本体１０側の弁収容凹部１５が対向する。対向するいずれの凹部４４，１４、凹部４５，１５も、内側の端部が揃った状態で対向する。また、流路部材４０側の吸入流路４６とケース本体１０側の吸入流路１６とは、各凹部４４，１４を介して直線状に連通し、流路部材４０側の吐出流路４７とケース本体１０側の吐出流路１７も、各凹部４５，１５を介して直線状に連通する。吸入流路４６，１６の連通は、流路部材４０の弁収容凹部４４に収容された吸入側逆止弁４８で開閉され、また、吐出流路４７，１７の連通は、ケース本体１０の弁収容凹部１５に収容された吐出側逆止弁４９で開閉される。これら逆止弁４８，４９は、弾性を有する薄板状のゴム等でできている。

図３に示すように、吸入側逆止弁４８は、矩形状の基部４８ａに舌片４８ｂが一体成形されたもので、基部４８ａが流路部材４０とケース本体１０との間に挟み込まれ、保持されている。舌片４８ｂは、通常、流路部材４０側の吸入流路４６における弁収容凹部４４への開口４６ａを塞いでいる。そして、舌片４８ｂは、ケース本体１０側への圧力を受けると弁逃げ部１４内に弾性変形し、このとき、開口４６ａが開いて吸入流路４６，１６が連通する。

また、吐出側逆止弁４９は、矩形状の基部４９ａに舌片４９ｂが一体成形されたもので、基部４９ａが流路部材４０とケース本体１０との間に挟み込まれ、保持されている。舌片４９ｂは、通常、ケース本体１０側の吐出流路１７における弁収容凹部１５への開口１７ａを塞いでいる。そして、舌片４９ｂは、流路部材４０側への圧力を受けると弁逃げ部４５内に弾性変形し、このとき、開口１７ａが開いて吐出流路１７，４７が連通する。

流路部材４０は、円盤部４１の上面がケース本体１０の下面に同心状に合わせられ、互いの接合面における弁収容凹部４４，１５の周囲の部分が、レーザ溶着されることにより気密的に接合され、レーザ溶着部８，７が形成されている。

下カバー５０は、図３に示すように、外形が矩形状で、中心に嵌合孔５１が形成されたもので、流路部材４０の円盤部４１と同じ程度の厚さを有する板状部材である。嵌合孔５１の径は円盤部４１の外径よりもやや大きい。下カバー５０は、円盤部４１を嵌合孔５１に嵌め込んだ状態で、ケース本体１０の下面に接着剤等を用いて接合されている。

［２］ポンプの組立
以上が本実施形態に係るポンプ１Ａの構成であり、このポンプ１Ａは、次のようにして組み立てられる。
まず、ケース本体１０の下面に流路部材４０を合わせて密着させ、レーザ光が透過するケース本体１０側（図２で上側）からレーザ光を照射して上記レーザ溶着部８，７を形成する。レーザ溶着は、ケース本体１０を透過したレーザ光により、レーザ光吸収材料からなる流路部材４０が加熱、溶融し、溶融部分が相手部材であるケース本体１０に溶着することによりなされる。レーザ溶着する際は、ガラス板等の平坦な押さえ治具を用いてケース本体１０と流路部材４０とが密着するように加圧し、レーザ溶着する面どうしを密着させながら、レーザ光を照射する。

一方、接着剤を用いて樹脂ダイヤフラム２１に金属ダイヤフラム２５を接着してダイヤフラム２０を組み立て、さらに接着剤を用いて金属ダイヤフラム２５に圧電素子３０を接着する。そして、樹脂ダイヤフラム２１の下面をケース本体１０の凸条１２の上面１２ａに合わせて密着させ、レーザ光が透過するケース本体１０側（図２で下側）からレーザ光を照射し、レーザ溶着部９を形成する。この場合、ケース本体１０を透過したレーザ光により、レーザ光吸収材料からなる樹脂ダイヤフラム２１が加熱、溶融し、溶融部分が相手部材であるケース本体１０に溶着する。また、レーザ溶着する際は、ガラス板等の平坦な押さえ治具を用いて金属ダイヤフラム２５の上面をケース本体１０側に加圧し、樹脂ダイヤフラム２１の下面を凸条１２の上面に密着させながら、レーザ光を照射する。最後に、接着剤を用いて下カバー５０を流路部材４０に接合する。

［３］ポンプの動作
次に、ポンプ１Ａの動作を説明する。
圧電素子３０に交流電圧を印加すると、ダイヤフラム２０には、ケース本体１０から離れる方向と近付く方向に（図２において上下方向）に撓む動作の繰り返しである振動が連続的に発生し、これによってポンプ室１１の容積が繰り返し増減する。ダイヤフラム２０がケース本体１０から離れる方向に動くとポンプ室１１の容積が増大し、流体がポンプ室１１に吸入される。そして、ダイヤフラム２０がケース本体１０に近付く方向に動くとポンプ室１１の容積が減少し、流体がポンプ室１１から吐出される。以下、吸入時および吐出時の動作を詳述する。

（ａ）流体吸入動作
図６（ａ）に示すように、ダイヤフラム２０がケース本体１０から離れる方向に撓んでポンプ室１１の容積が増大すると、ポンプ室１１内が負圧になる。すると吸入側逆止弁４８の舌片４８ｂが流路部材４０から離れ、吸入流路４６の開口４６ａが開く。一方、吐出側逆止弁４９の舌片４９ｂはケース本体１０に密着し、吐出流路１７の開口１７ａは閉じた状態が保持される。流体は吸入側パイプ部４２の流路４２ａから流路部材４０の吸入流路４６および弁収容凹部４４、ケース本体１０の弁逃げ凹部１４および吸入流路１６を通ってポンプ室１１内に吸引される。

（ｂ）流体吐出動作
図６（ｂ）に示すように、ダイヤフラム２０がケース本体１０に近付く方向に撓んでポンプ室１１の容積が減少すると、ポンプ室１１内が正圧になる。すると吐出側逆止弁４９の舌片４９ｂがケース本体１０から離れ、吐出流路１７の開口１７ａが開く。一方、吸入側逆止弁４８の舌片４８ｂは流路部材４０に密着し、吸入流路４６の開口４６ａが閉じる。ポンプ室１１内の流体は、ケース本体１０の吐出流路１７および弁収容凹部１５、流路部材４０の弁逃げ凹部４５および吐出流路４７を通り、吐出側パイプ部４３の流路４３ａを経て外部に吐出される。
以上の吸入／吐出の動作が繰り返されることによってポンプ作用が連続的に生じ、流体が圧送される。

［４］本実施形態の作用効果
本実施形態のポンプ１Ａによれば、ケース本体１０と樹脂ダイヤフラム２１との接合部分であるレーザ溶着部９が、ケース本体１０に形成された凹所（ポンプ室）１１の周縁１１ａから、非溶着領域１３を隔てた箇所に配置されている。また、そのレーザ溶着部９は、ケース本体１０側の凸条１２の平坦な上面１２ａと、樹脂ダイヤフラム２１側の平坦な対向面２１ａとを密着させた部分に配置されている。このように平坦な接合面どうしを密着させることにより、レーザ溶着時の発熱は、溶融側から相手側（この場合樹脂ダイヤフラム２１からケース本体１０）に十分に伝達し、これによって過熱が生じにくく、十分に放熱される。また、レーザ溶着部９と凹所１１の周縁１１ａとの間には、非溶着領域１３が確保されているので、レーザ溶着は、ケース本体１０と樹脂ダイヤフラム２１とが密着した部分において確実になされる。

これらのことから、樹脂ダイヤフラム２１がレーザ溶着時に溶融するだけで、溶融部分がケース本体１０に接触して接合せず、このため放熱が不十分となり、樹脂ダイヤフラム２１が過熱して変形するといった不具合が生じにくい。非溶着領域１３が確保されておらず、凹所１１の周縁１１ａに対応する部分がレーザ溶着されると、凹所１１を挟んでケース本体１０から離間する樹脂ダイヤフラム２１の、凹部１１への露出部分のみが溶融して過熱し、変形するおそれがあるが、本実施形態ではそのような過熱が起こらず確実な放熱がなされる。

また、ダイヤフラム２０は、樹脂ダイヤフラム２１に金属ダイヤフラム２５が接合された構成であるから、高い剛性を備えさせることができる。このため、ダイヤフラム２０は流体の圧力を受けても、その圧力によって変形せず、圧電素子３０で駆動される状態が確実、かつ適確に保持され、正確なポンプ作用を得ることができる。また、レーザ溶着部９が金属ダイヤフラム２５の可動部２８の内側に配置されているため、圧電素子３０による振動を可動部２８のみにおいて確実に発揮させることができるとともに、レーザ溶着部９の密着性や放熱性が向上する。

また、樹脂ダイヤフラム２１に金属ダイヤフラム２５を接着剤によって接合した際、図７（ａ）に示すように、接着剤Ｐの余剰分をスリット２６から漏れ出させることができる。そしてこの接着剤の漏れ出し現象をもって、接着面全面が接着剤で満たされた正常な接着状態であることを確認することができる。

スリット２６が形成されていない場合には、図７（ｂ）に示すように、余剰の接着剤Ｐが金属ダイヤフラム２５の外周縁から漏れ出すことになるが、スリット２６がない分、余剰量も多くなり、図示のように金属ダイヤフラム２５の表面から上方に突出する場合がある。こうなると、樹脂ダイヤフラム２１をケース本体１０にレーザ溶着する際に、金属ダイヤフラム２５の表面に押し当てるガラス等の押さえ治具は、硬化した接着剤Ｐに当たってしまい、均一な圧力を接合面に付与することができない。

そこで、本実施形態のようにスリット２６を形成して余剰接着剤Ｐをスリット２６からも出てくるようにすれば、金属ダイヤフラム２５の外周縁から出てくる接着剤の余剰量を抑えることができる。したがって金属ダイヤフラム２５の表面から接着剤の余剰分が突出することが防止され、レーザ溶着時において押さえ治具を金属ダイヤフラム２５の表面全面に接触させることができる。その結果、均一な圧力を接合面に付与することができ、レーザ溶着を健全に行うことができる。

［５］他の実施形態
図８は、上記実施形態を変形させた本発明の他の実施形態のポンプを示している。
このポンプ１Ｂでは、ケース本体１０の上面に上記凹所１１は形成されておらず、平坦な上面に凸条１２が形成されているのみである。流体の吸入状態を示す図９（ａ）に示すように、この場合のポンプ室１９は、ダイヤフラム２０がケース本体１０から離間する流体吸入時にポンプ室１１の容積が増大し、流体吐出時には、図９（ｂ）に示すようにダイヤフラム２０の樹脂ダイヤフラム２１がケース本体１０の上面に接触してポンプ室１１の容積が減少する。ダイヤフラム２０の振動によるポンプ作用は、上記実施形態と同様である。

このポンプ１Ｂにあっても、ケース本体１０の凸条１２の平坦な上面１２ａに樹脂ダイヤフラム２１の下面を密着させ、この密着部分をレーザ溶着してレーザ溶着部９を形成している。このため、レーザ溶着時の発熱は、溶融側の樹脂ダイヤフラム２１からケース本体１０に十分に伝達し、これによって過熱が生じにくく、十分に放熱される。したがって、樹脂ダイヤフラム２１が過熱して変形するといったことがなく、レーザ溶着はケース本体１０と樹脂ダイヤフラム２１とが密着した部分において確実になされる。また、ケース本体１０と樹脂ダイヤフラム２１とのレーザ溶着部９が、金属ダイヤフラム２５における可動部２８の外周縁２７ａの内側に配置されているため、圧電素子３０による振動を可動部２８のみにおいて確実に発揮させることができる。

［６］本発明の変更例
以上が本発明の実施形態であるが、本発明はこれら実施形態以外に、以下のような変更例を含むものである。

上記ポンプ１Ａ，１Ｂでは、ケース本体１０側に凸条１２を形成し、その凸条１２の平坦な上面１２ａと樹脂ダイヤフラム２１側の平坦な対向面２１ａとを密着させ、この密着部分にレーザ光を照射してレーザ溶着部９を形成している。この構成とは逆に、樹脂ダイヤフラム２１の下面に凸条を設け、ケース本体１０側の上面は非溶着領域１３と面一な平坦面とし、凸条の表面をケース本体の平坦な上面に密着させ、密着部分をレーザ溶着してレーザ溶着部を形成する。また、上記ポンプ１Ａにおいては、特に凸条を形成することなく樹脂ダイヤフラム２１とケース本体１０の対向面を平坦面とし、ポンプ室の周囲にレーザ溶着部を形成してもよい。

また、上記金属ダイヤフラム２５は、スリット２６を間に挟んだ可動部２８と固定部２９とを有しているが、固定部２９が無く、単なる円盤状のものであってもよい。この場合はスリットが形成されないため、接着剤の余剰分が外周縁から漏れ出し、レーザ溶着時に用いる上記押さえ治具に干渉する可能性はあるものの、樹脂ダイヤフラムに金属ダイヤフラムを接合した構成のダイヤフラムが有する効果（高剛性による正確なポンプ作用等）は十分に発揮される。

本発明の一実施形態に係るダイヤフラムポンプの斜視図である。 同ダイヤフラムポンプの断面図である。 同ダイヤフラムポンプの分解斜視図である。 同ダイヤフラムポンプの分解断面図である。 同ダイヤフラムポンプが備える金属ダイヤフラムの平面図である。 同ダイヤフラムポンプの（ａ）吸入時、（ｂ）吐出時の断面図である。 （ａ）は一実施形態の金属ダイヤフラムに形成されたスリットの作用効果を説明する断面図、（ｂ）は金属ダイヤフラムにスリットが形成されていない場合の問題点を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に係るダイヤフラムポンプの断面図である。 他の実施形態のダイヤフラムポンプの（ａ）吸入時、（ｂ）吐出時の断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ…ダイヤフラムポンプ
９…レーザ溶着部
１０…ケース本体
１１…凹所（ポンプ室）
１２ａ…凸条の上面（ケース本体側接合面）
１３…非溶着領域
１６…ケース本体１０の吸入流路
１７…ケース本体１０の吐出流路
２１…樹脂ダイヤフラム
２１ａ…対向面（ダイヤフラム側接合面）
２５…金属ダイヤフラム
２６…スリット（空所）
２７…可動部
２８…固定部
３０…圧電素子（ダイヤフラム駆動手段）

Claims (4)

1. 板状のケース本体と、
   このケース本体の片面に形成された凹所からなるポンプ室と、
   前記ケース本体に形成され、前記ポンプ室に通じる流体の吸入流路および吐出流路と、
   前記ケース本体の片面に対向配置され、前記ポンプ室を覆ってケース本体の片面に溶着接合される樹脂ダイヤフラムと、
   この樹脂ダイヤフラムを駆動して前記ポンプ室の実質的な容積を変化させるダイヤフラム駆動手段とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、
   前記ケース本体の片面における前記ポンプ室の周囲であって、該ポンプ室の周縁から非溶着領域を隔てた箇所に、平坦なケース本体側接合面が形成され、
   前記樹脂ダイヤフラムのケース本体への対向面に、前記ケース本体側接合面に密着する平坦なダイヤフラム側接合面が形成され、
   前記ケース本体側接合面と、前記ダイヤフラム側接合面とが互いに密着させられるとともに、該密着部分の少なくとも一部がレーザ溶着によって接合されていることを特徴とするダイヤフラムポンプ。
2. 前記樹脂ダイヤフラムの片面に金属ダイヤフラムが重ねて接合されており、前記ポンプ室の周縁は、金属ダイヤフラムの外周縁の内側に配置され、前記ケース本体への前記樹脂ダイヤフラムのレーザ溶着部は、ポンプ室の周縁と金属ダイヤフラムの外周縁との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
3. 板状のケース本体と、
   樹脂ダイヤフラムの片面に金属ダイヤフラムが接合された二層構造を有し、前記ケース本体の片面に対向配置され、ケース本体の片面に樹脂ダイヤフラムが溶着接合されるダイヤフラムと、
   このダイヤフラムと前記ケース本体との間に形成されるポンプ室と、
   前記ケース本体に形成され、前記ポンプ室に通じる流体の吸入流路および吐出流路と、
   前記ダイヤフラムを駆動して前記ポンプ室の実質的な容積を変化させるダイヤフラム駆動手段とを備えたダイヤフラムポンプにおいて、
   前記ケース本体と前記樹脂ダイヤフラムの互いの対向面であって、前記ポンプ室の周囲部分に、互いに密着する平坦なケース本体側接合面および樹脂ダイヤフラム側接合面が形成され、これら接合面どうしが互いに密着させられるとともに、該密着部分の少なくとも一部がレーザ溶着によって接合されており、
   さらにこのレーザ溶着部は、前記金属ダイヤフラムの外周縁の内側に配置されていることを特徴とするダイヤフラムポンプ。
4. 前記金属ダイヤフラムは、前記ダイヤフラム駆動手段によって変形させられる可動部と、この可動部の周囲に形成された固定部とを有するとともに、可動部と固定部との間に空所が形成されており、前記金属ダイヤフラムの外周縁は可動部の外周縁とされ、当該金属ダイヤフラムは接着剤によって前記樹脂ダイヤフラムに接合されていることを特徴とする請求項２または３に記載のダイヤフラムポンプ。

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