[发明专利]微型隔膜泵

说明书

技术领域

该发明涉及通过将阀板、阀座、隔膜等形成有图案的多个金属薄板层叠、接合而形成的微型隔膜泵。

背景技术

近年，作为家庭用（独栋住宅用）的分散型能源设备，期待燃料电池系统的普及和商业化。在这种燃料电池中，需要用于将燃料气体、液体燃料、向改性器供给的水、在改性器产生的氢等向燃料电池本身供给的泵。另外，在从燃料取出必要的氢（H₂）的改性时，生成一氧化碳（CO），但是，由于该一氧化碳给电池催化剂的性能带来不良影响，所以，为了降低一氧化碳浓度，要求同时也控制选择氧化用空气的流量。再有，在分析装置、医疗相关的项目（给药、临床试验等）中，需要供给微少量的气体、液体。再有，还需要用于排放、冷却伴随着电子仪器的性能提高而产生的热的泵。

以往，提出了用于这样的用途的各种微型泵。专利文献1公开了将在金属制的外衬套（第1圆柱部）和内衬套（第2圆柱部）之间夹着阀芯的流入用以及流出用的阀门配置成与设置在泵体上的平坦的压力室正交的微型泵。这里形成压力室的隔膜被配置成将2个阀门的流入口和流出口覆盖。

专利文献2～5公开了在吸入阀和排出阀之间设置压力室（隔膜室），由粘接在划分该压力室的隔膜上的压电元件，使压力室的压力变化，并将流体排出的泵。即、隔膜是没有成为将吸入阀以及排出阀覆盖（与两阀的一侧面相接）的部件。另外，是将硅基板用于一部分的部件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－236284号公报

专利文献2：日本特开2006－161779号公报

专利文献3：日本特开平6－93972号公报

专利文献4：日本特开平5－1669号公报

专利文献5：日本特开平10－299659号公报

由于专利文献1公开的微型泵是吸入阀和排出阀将金属制的2个圆柱部件同轴地嵌合而组合的泵，所以，与隔膜正交的方向（吸入阀和排出阀的流路方向）的尺寸变大，难以小型化。另外，存在圆柱部件的加工和组装需要很多工时，生产性不好这样的问题。再有，在压力室和各阀的阀芯之间需要比较长的流体流路，虽然该流路实质上成为压力室的一部分，但是，由于该流路是容积不变化，流体滞留的部分（无用容积），所以，流体的流量控制精度低下。

专利文献2～5的泵均是形成压力室的隔膜被限定在流入阀和排出阀之间，隔膜的面积变小。为此，存在因隔膜的振动而产生的压力室的容积变化变小，难以使流体的吸入/排出的动作圆滑，每个隔膜的行程的排出量的管理不正确这样的问题。为此，难以或不能用于压缩性的气体等。再有，存在因为隔膜的面积小，所以，难以增大流体的吸引力和排出力这样的问题。进而，还存在这里使用的硅基板比较的高价这样的问题。

该发明是鉴于这样的情况做出的发明，其目的是提供一种能够使外形尺寸极其小，生产性好，流体的流量控制精度提高，使流体的吸入/排出的动作圆滑，能够增大吸引力和排出力，所使用的材料未被限制为硅基板，材料的选定自由度大，可靠性高的微型隔膜泵。

发明内容

根据该发明，第1目的是通过一种微型隔膜泵实现，所述微型隔膜泵具有与吸入阀以及排出阀的一侧相接的隔膜室，其特征在于，具备两张阀板片材、两张阀座片材、基座板、框体、隔膜和驱动元件，所述两张阀板片材形成有前述吸入阀以及排出阀的一方的阀板和成为另一方的阀的流路的流路开口，相互以阀板和流路开口相向的朝向被层叠，所述两张阀座片材被层叠在该层叠体的两面，形成有与前述一方的阀板片材的阀板相向的阀座以及与另一方的阀板片材的阀板相向的阀挡块，所述基座板与一方的阀座片材重叠，具有分别与前述吸入阀以及排出阀连通的2个流路，所述框体与另一方的阀座片材的周缘重叠，将前述吸入阀以及排出阀包围，所述隔膜与该框体重叠，在与重叠了该框体的阀座片材之间形成隔膜室，所述驱动元件保持在该隔膜上。

若两张阀板片材和两张阀座片材由不锈钢等金属薄板形成，将它们多层化接合，则没有必要使用比较高价的硅基板。使用的金属只要选定相对于流体不会腐蚀的金属即可。另外，为了层叠并接合多层不锈薄板，从相对于不锈钢湿润性、软钎焊强度等观点出发，可以使用Sn（锡）浓度高的软钎料、Sn－Ag等银合金的镀软钎料，或粘合剂、金属的扩散接合等各种方法。