再表 2016-133024 ポンプユニット及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

【公報種別】再公表特許(A1)

(11)【国際公開番号】WO/0

(43)【国際公開日】2016年8月25日

【発行日】2017年11月30日

(54)【発明の名称】ポンプユニット及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/04 20060101AFI20171102BHJP

   F04B 43/02 20060101ALI20171102BHJP

   B23K 20/00 20060101ALI20171102BHJP

【ＦＩ】

   F04B43/04 B

   F04B43/02 B

   B23K20/00 310L

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】42

【出願番号】特願2017-500653(P2017-500653)

(21)【国際出願番号】PCT/0/0

(22)【国際出願日】2016年2月12日

(31)【優先権主張番号】特願2015-28889(P2015-28889)

(32)【優先日】2015年2月17日

(33)【優先権主張国】JP

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】000205007

【氏名又は名称】大研医器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100168321

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 敦

(72)【発明者】

【氏名】漆間 正行

(72)【発明者】

【氏名】椛澤 康成

(72)【発明者】

【氏名】キム ウルヒョン

【テーマコード（参考）】

3H077

4E167

【Ｆターム（参考）】

3H077AA01

3H077CC02

3H077CC09

3H077CC18

3H077DD06

3H077EE34

3H077EE37

3H077FF07

3H077FF09

3H077FF36

4E167AA01

4E167BA02

4E167DA08

4E167DC02

4E167DC03

(57)【要約】

部品点数を低減するとともに製造手順を簡素化することができるポンプユニット及びその製造方法を提供する。
ポンプユニット（１）は、圧電素子（４）と圧電素子（４）の作動に応じて流体を吐出する吐出機構（５）とを有するポンプ（２）と、ポンプ（２）に取り付けられた弁機構（３）と、を備えている。吐出機構（５）及び弁機構（３）は、それぞれ複数の金属板（２２）〜（３７）が予め設定された積層方向に積層された状態で当該複数の金属板（２２）〜（３７）が拡散接合されることによってそれぞれ形成され、さらに、互いに拡散接合によって固定されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプユニットであって、
圧電素子と前記圧電素子の作動に応じて流体を吐出する吐出機構とを有するポンプと、
前記ポンプに取り付けられた弁機構と、を備え、
前記吐出機構は、ポンプ本体と、前記ポンプ本体との間でポンプ室を区画するポンプ側ダイヤフラムと、前記ポンプ室に接続されるように前記ポンプ本体に形成された導入通路に設けられた少なくとも１つの導入弁と、前記ポンプ室に接続されるように前記ポンプ本体に形成された導出通路に設けられた導出弁と、を有し、
前記弁機構は、前記導入通路に接続された導入側接続通路と前記導出通路に接続された導出側接続通路とを有する弁機構本体と、前記導入側接続通路と前記導出側接続通路とを仕切るように前記弁機構本体に設けられた弁側ダイヤフラムと、を有し、
前記導入弁は、当該導入弁の上流側の圧力が前記ポンプ室内の圧力よりも高いときに開き、
前記導出弁は、前記ポンプ室内の圧力が前記導出弁の下流側の圧力よりも高いときに開き、
前記弁側ダイヤフラムは、前記導入側接続通路内の圧力が前記導出側接続通路内の圧力よりも高いときに前記導出側接続通路を通じた流体の流れを規制し、
前記吐出機構及び前記弁機構は、予め設定された積層方向に積層された状態で互いに拡散接合された複数の金属板をそれぞれ有し、さらに、互いに拡散接合によって固定されている、ポンプユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のポンプユニットであって、
前記弁機構本体は、前記弁側ダイヤフラムが接触することにより前記導出側接続通路を通じた流体の流れを規制する弁座をさらに備え、
前記弁側ダイヤフラムは、前記弁座と間隔を空けて設けられ、前記導入側接続通路内の圧力が前記導出側接続通路内の圧力よりも高いときに変形して前記弁座に接触することができる弾性を有する、ポンプユニット。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のポンプユニットであって、
前記複数の金属板は、前記ポンプ室を画定するポンプ室用孔が形成されたポンプ室用金属板と、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム用金属板と、前記弁側ダイヤフラム用金属板に接合されて前記弁側ダイヤフラムの前記導入側接続通路側への可動域を規定する導入側規定孔が形成された導入側規定用金属板と、前記弁側ダイヤフラム用金属板に接合されて前記弁側ダイヤフラムの前記導出側接続通路側への可動域を規定する導出側規定孔が形成された導出側規定用金属板と、を含み、
前記導入側規定孔及び前記導出側規定孔は、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において前記ポンプ室用孔の内側に配置されている、ポンプユニット。

【請求項4】

請求項３に記載のポンプユニットであって、
前記導入側規定用金属板及び前記導出側規定用金属板のうち前記ポンプ室用金属板に近い近接金属板は、前記導入側接続通路及び前記導出側接続通路を形成するために前記導入側規定孔又は前記導出側規定孔以外に複数の通路形成用孔のみを有し、
前記複数の通路形成用孔は、前記平面視で前記ポンプ室用孔の外側に配置されている、ポンプユニット。

【請求項5】

請求項４に記載のポンプユニットであって、
前記複数の金属板は、前記近接金属板の前記ポンプ室用金属板に近い側の面に接合された隣接金属板を有し、
前記隣接金属板は、前記複数の通路形成用孔のうちの第１通路形成用孔の周縁部に密着した周縁部を有する連通孔を備えている、ポンプユニット。

【請求項6】

請求項１又は２に記載のポンプユニットであって、
前記複数の金属板は、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム用金属板と、前記弁側ダイヤフラム用金属板に接合されて前記弁側ダイヤフラムの可動域を規定するための規定部を含む規定凹部が形成された凹金属板と、を含み、
前記弁側ダイヤフラム用金属板は、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において前記規定部の外側で前記規定凹部に接続されているとともに平面視において前記規定部よりも小さい第１接続孔を有し、
前記凹金属板は、平面視において前記規定部の外側で前記規定凹部に接続されているとともに平面視において前記規定部よりも小さい第２接続孔を有し、
前記規定凹部は、平面視において前記規定部から前記第１接続孔及び前記第２接続孔までそれぞれ延びるとともに前記第１接続孔及び前記第２接続孔に向けて先細りとなる形状を有する一対の延出部を有し、
前記凹金属板は、平面視において前記第１接続孔と前記第２接続孔とを結ぶ線上でかつ前記規定部に重なる位置で前記規定凹部の底面から前記弁側ダイヤフラムに向けて突出する突起部を有する、ポンプユニット。

【請求項7】

請求項１〜６の何れか１項に記載のポンプユニットであって、
前記複数の金属板は、前記ポンプ側ダイヤフラムを含むポンプ側ダイヤフラム用金属板を有し、
前記圧電素子は、電源を接続するための接続部を有し、
前記ポンプ側ダイヤフラム用金属板の前記ポンプ室と反対側の面には、絶縁層を介して前記接続部に電気的に接続された被接続層が形成されている、ポンプユニット。

【請求項8】

請求項１〜７の何れか１項に記載のポンプユニットであって、
前記ポンプ室は、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において円形状を有し、
前記導出弁は、平面視において前記ポンプ室の中心に配置され、
前記少なくとも１つの導入弁は、平面視において前記ポンプ室の中心を通る直線について線対称となる位置に配置された２つの導入弁のみを含む、ポンプユニット。

【請求項9】

請求項１に記載のポンプユニットを製造するための製造方法であって、
前記吐出機構及び前記弁機構を形成するための複数の金属板を準備する準備工程と、
前記複数の金属板を拡散接合する接合工程と、
前記吐出機構に前記圧電素子と取り付ける取付工程と、を含むポンプユニットの製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載のポンプユニットの製造方法であって、
前記弁機構本体は、前記弁側ダイヤフラムが接触することにより前記導出側接続通路を通じた流体の流れを規制する弁座をさらに備え、
前記準備工程では、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム用金属板と、前記弁座を有する弁座用金属板と、間隙用金属板であって当該間隙用金属板を前記積層方向に貫通する間隙用孔を有する間隙用金属板と、を準備し、
前記接合工程では、前記弁座と前記間隙用孔とが前記積層方向に重なり、かつ、前記弁側ダイヤフラム用金属板と前記弁座用金属板との間に前記間隙用金属板が挟まれた状態で拡散接合を行い、
前記弁側ダイヤフラムは、前記導入側接続通路内の圧力が前記導出側接続通路内の圧力よりも高いときに変形して前記弁座に接触することができる弾性を有する、ポンプユニットの製造方法。

【請求項11】

請求項９に記載のポンプユニットの製造方法であって、
前記準備工程では、前記ポンプ室を画定するポンプ室用孔が形成されたポンプ室用金属板と、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム金属板と、前記弁側ダイヤフラムの前記導入側接続通路側への可動域を規定する導入側規定孔が形成された導入側規定用金属板と、前記弁側ダイヤフラムの前記導出側接続通路側への可動域を規定する導出側規定孔が形成された導出側規定用金属板と、を準備し、
前記接合工程では、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において前記導入側規定孔及び前記導出側規定孔が前記ポンプ室用孔の内側に配置された状態で拡散接合を行う、ポンプユニットの製造方法。

【請求項12】

請求項１１に記載のポンプユニットの製造方法であって、
前記準備工程では、前記導入側規定用金属板及び前記導出側規定用金属板のうち前記ポンプ室用金属板の近くに配置される近接金属板として、前記導入側接続通路及び前記導出側接続通路を形成するために前記導入側規定孔又は前記導出側規定孔以外に複数の通路形成用孔のみを有する前記近接金属板を準備し、
前記接合工程では、前記複数の金属板のうち前記近接金属板と前記ポンプ室用金属板との間で積層されるものを拡散接合する第１接合工程と、前記平面視で前記複数の通路形成用孔が前記ポンプ室用孔の外側に配置された状態で前記複数の金属板のうち前記第１接合工程で接合されたものと前記第１接合工程で接合されたもの以外のものとを拡散接合する第２接合工程と、を含む、ポンプユニットの製造方法。

【請求項13】

請求項１２に記載のポンプユニットの製造方法であって、
前記準備工程では、前記複数の通路形成用孔のうちの第１通路形成用孔の周縁部に密着可能な周縁部を有する連通孔を備えた隣接金属板を準備し、
前記第２接合工程では、前記第１通路形成用孔の周縁部と前記連通孔の周縁部とを密着させた状態で前記近接金属板の前記ポンプ室用金属板に近い側の面に対して前記隣接金属板を接合する、ポンプユニットの製造方法。

【請求項14】

請求項９〜１３の何れか１項に記載のポンプユニットの製造方法であって、
前記準備工程では、前記ポンプ側ダイヤフラムを含むポンプ側ダイヤフラム用金属板を準備し、
前記ポンプユニットの製造方法は、前記ポンプ側ダイヤフラム用金属板の前記ポンプ室と反対側の面に絶縁層を介して被接続層を形成する層形成工程をさらに含み、
前記取付工程では、前記圧電素子に設けられた接続部が前記被接続層に電気的に接続された状態で、前記圧電素子を前記ポンプ側ダイヤフラム用金属板に取り付ける、ポンプユニットの製造方法。

【請求項15】

請求項９〜１４の何れか１項に記載のポンプユニットの製造方法であって、
前記準備工程では、前記複数の金属板の各々が複数個連結された連結金属板を準備し、
前記接合工程では、前記連結金属板同士を拡散接合することにより前記吐出機構と前記弁機構との結合体を複数形成し、
前記ポンプユニットの製造方法は、接合工程の後に前記連結金属板から前記結合体を切り分ける切り分け工程をさらに含む、ポンプユニットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ室内の容積を変化させることにより流体を吐出する容積式のポンプと、ポンプの上流側の圧力が上昇したときに当該ポンプを通じた流体の流れを規制する弁機構とを有するポンプユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

前記ポンプユニットとして、例えば、特許文献１に記載のマイクロポンプの組立体が知られている。

【0003】

前記組立体は、圧電素子とこの圧電素子の作動に応じて流体を吐出する吐出機構とを有するポンプと、前記ポンプが取り付けられた基板と、ポンプと基板との間に設けられたガスケットと、を備えている。

【0004】

吐出機構は、ポンプ本体と、ポンプ本体との間でポンプ室を区画するポンプ側ダイヤフラムと、ポンプ室に接続されるようにポンプ本体に形成された導入通路に設けられた導入弁と、ポンプ室に接続されるようにポンプ本体に形成された導出通路に設けられた導出弁と、を備えている。

【0005】

ポンプ側ダイヤフラムは、圧電素子の作動に応じて振動し、これによりポンプ室の容積の増加と減少とが繰り返される。

【0006】

導入弁は、当該導入弁の上流側の圧力がポンプ室内の圧力よりも高いときに開く。導出弁は、ポンプ室内の圧力が導出弁の下流側の圧力よりも高いときに開く。

【0007】

したがって、ポンプ側ダイヤフラムの振動によりポンプ室内の容積が増加すると導入弁が開くとともに導出弁が閉じ、導入通路を通じてポンプ室内に流体が吸引される。一方、ポンプ側ダイヤフラムの振動によりポンプ室内の容積が減少すると導入弁が閉じるとともに導出弁が開いてポンプ室から導出通路を通じて流体が導出される。

【0008】

上述のように、導入弁及び導出弁は、その上流側の圧力が下流側の圧力よりも高いときに開くため、ポンプの上流側の圧力が上昇すると意図せず流体が導出通路を通じて導出されるおそれがある。

【0009】

そこで、基板は、導入通路内の圧力が上昇したときの流体の流れを規制するための弁機構を備えている。

【0010】

具体的に、弁機構は、導入通路に接続された導入側接続通路と導出通路に接続された導出側接続通路とを有する弁機構本体と、導入側接続通路と導出側通路とを仕切るように前記弁機構本体に設けられた弁側ダイヤフラムと、を備えている。

【0011】

弁側ダイヤフラムは、導入側接続通路内の圧力が導出側接続通路内の圧力よりも高いときに、この圧力差によって導出側接続通路を閉じる方向に押し込まれる。これにより、ポンプの上流側の圧力が上昇したときに導出側通路を通じた流体の流れが規制される。

【0012】

しかしながら、特許文献１に記載のポンプユニットでは、ポンプが弁機構（基板）に対してガスケットを介して取り付けられている。ガスケットは、ポンプと弁機構との間をシールするためのものであり、未硬化エラストマーをスクリーン印刷により供給した後、未硬化エラストマーを加熱して硬化させることによって形成されている。

【0013】

このように特許文献１のポンプユニットにはガスケットが設けられているため、当該ポンプユニットの部品点数が多くなり、さらに、ポンプと弁機構との間にガスケットを形成するための工程が必要となってポンプユニットの製造手順が煩雑となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２０１３−１１７２１３号公報

【発明の概要】

【0015】

本発明の目的は、部品点数を低減するとともに製造手順を簡素化することができるポンプユニット及びその製造方法を提供することにある。

【0016】

上記課題を解決するために、本発明は、ポンプユニットであって、圧電素子と前記圧電素子の作動に応じて流体を吐出する吐出機構とを有するポンプと、前記ポンプに取り付けられた弁機構と、を備え、前記吐出機構は、ポンプ本体と、前記ポンプ本体との間でポンプ室を区画するポンプ側ダイヤフラムと、前記ポンプ室に接続されるように前記ポンプ本体に形成された導入通路に設けられた少なくとも１つの導入弁と、前記ポンプ室に接続されるように前記ポンプ本体に形成された導出通路に設けられた導出弁と、を有し、前記弁機構は、前記導入通路に接続された導入側接続通路と前記導出通路に接続された導出側接続通路とを有する弁機構本体と、前記導入側接続通路と前記導出側接続通路とを仕切るように前記弁機構本体に設けられた弁側ダイヤフラムと、を有し、前記導入弁は、当該導入弁の上流側の圧力が前記ポンプ室内の圧力よりも高いときに開き、前記導出弁は、前記ポンプ室内の圧力が前記導出弁の下流側の圧力よりも高いときに開き、前記弁側ダイヤフラムは、前記導入側接続通路内の圧力が前記導出側接続通路内の圧力よりも高いときに前記導出側接続通路を通じた流体の流れを規制し、前記吐出機構及び前記弁機構は、予め設定された積層方向に積層された状態で互いに拡散接合された複数の金属板をそれぞれ有し、さらに、互いに拡散接合によって固定されている、ポンプユニットを提供する。

【0017】

また、本発明のポンプユニットの製造方法は、前記吐出機構及び前記弁機構を形成するための複数の金属板を準備する準備工程と、前記複数の金属板を拡散接合する接合工程と、前記吐出機構に前記圧電素子と取り付ける取付工程と、を含む。

【0018】

本発明によれば、ポンプユニットの部品点数を低減するとともに製造手順を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係るポンプユニットの全体構成を示す斜視図である。

【図2】図１に示すポンプユニットの平面図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図4】図２に示すポンプユニットの動作を示す断面図であり、ポンプ室に流体が導入された状態を示す。

【図5】図２に示すポンプユニットの動作を示す断面図であり、ポンプ室から流体が導出された状態を示す。

【図6】図２に示すポンプユニットの動作を示す断面図であり、弁側ダイヤフラムにより流体の導出が規制された状態を示す。

【図7】図１のポンプユニットの分解斜視図である。

【図8】図７のチャンバ部分の分解斜視図である。

【図9】図７の中間部分の分解斜視図である。

【図10】図７の弁体部分の分解斜視図である。

【図11】図２の一部を拡大して示す断面図である。

【図12】第１実施形態に係るポンプユニットを製造するために用いることができる連結金属板の一例を示す平面図である。

【図13】第１実施形態の変形例を示す図２相当図である。

【図14】第１実施形態の変形例を示す図２相当図である。

【図15】第１実施形態に係るポンプユニットの流量と圧力（背圧）との関係を示すグラフである。

【図16】第１実施形態に係るポンプユニットの流量と周波数との関係を示すグラフである。

【図17】第１実施形態に係るポンプユニットにおけるエア抜けを説明するために時間と流量との関係を示すグラフである。

【図18】本発明の第２実施形態に係るポンプユニットにおける中間部分の分解斜視図である。

【図19】本発明の第２実施形態に係るポンプユニットにおける弁体部分の分解斜視図である。

【図20】図１８のＸＸ線に沿った断面図と図１９のＸＸ線に沿った断面図とを組み合わせて示すものである。

【図21】図１８のＸＸＩ線に沿った断面図であり、チャンバ部分を追加したものである。

【図22】第１実施形態における導入弁を示す平面図である。

【図23】第２実施形態における導入弁を示す平面図である。

【図24】第１実施形態における弁体部分における第１４〜第１６金属板を弁側ダイヤフラム側から見た状態を示す平面図である。

【図25】第２実施形態における弁体部分における第１４及び第１５金属板を弁側ダイヤフラム側から見た状態を示す平面図である。

【図26】第２実施形態に係るポンプユニットの流量と圧力（背圧）との関係を示すグラフである。

【図27】第２実施形態に係るポンプユニットの流量と周波数との関係を示すグラフである。

【図28】第２実施形態に係るポンプユニットにおける導入弁の変形例を示す平面図である。

【図29】第２実施形態に係るポンプユニットにおける導入弁の変形例を示す平面図である。

【図30】第２実施形態に係るポンプユニットにおける導入弁の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

【0021】

＜第１実施形態（図１〜図１２）＞
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るポンプユニット１について説明する。なお、図２は、図１のポンプユニット１の圧電素子４を省略した状態における平面図である。

【0022】

ポンプユニット１は、流体を吐出するポンプ２と、ポンプ２の上流側の流体の圧力が増加したときにポンプ２を通じた流体の導出を規制する弁機構３と、を備えている。

【0023】

ポンプ２は、圧電素子４と、圧電素子４の作動に応じて流体を吐出する吐出機構５と、を有する。

【0024】

吐出機構５は、ポンプ本体８と、ポンプ本体８との間でポンプ室Ｓ１を区画するポンプ側ダイヤフラム９と、ポンプ室Ｓ１に接続されるようにポンプ本体８に形成された４つの導入通路（図３において１つのみ示す）１３に設けられた導入弁１４と、ポンプ室Ｓ１に接続されるようにポンプ本体８に形成された導出通路１６に設けられた導出弁１７と、を備えている。

【0025】

ポンプ室Ｓ１は、平面視で略円形の空間（図２参照）である。導出通路１６は、平面視でポンプ室Ｓ１の中心に接続された通路である。４つの導入通路１３は、ポンプ室Ｓ１の中心軸Ｊ（図３参照）を中心として９０°ごとに設けられている。導入通路１３は、中心軸Ｊ（後述する金属板２２〜３７の積層方向と平行な軸）に沿ってポンプユニット１を見る平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置された部分と、平面視でポンプ室Ｓ１の外側に配置された部分と、を有する。導出通路１６は、平面視でポンプ室Ｓ１の内側に配置されている。

【0026】

ポンプ本体８は、導入弁１４との間で導入通路１３を閉じるための導入弁座１５と、導出弁１７との間で導出通路１６を閉じるための導出弁座１８と、を有する。

【0027】

導入弁１４は、当該導入弁１４の上流側の圧力がポンプ室Ｓ１内の圧力以下であるときに導入弁座１５に密着して導入通路１３を閉じる。一方、導入弁１４は、当該導入弁１４の上流側の圧力がポンプ室Ｓ１内の圧力よりも高いときに弾性変形することにより導入弁座１５から離れて導入通路１３を開く。

【0028】

導出弁１７は、ポンプ室Ｓ１内の圧力が導出弁１７の下流側の圧力以下であるときに導出弁座１８に密着して導出通路１６を閉じる。一方、導出弁１７は、ポンプ室Ｓ１内の圧力が導出弁１７の下流側の圧力よりも高いときに弾性変形することにより導出弁座１８から離れて導出通路１６を開く。

【0029】

弁機構３は、ポンプ２の導入通路１３に接続された導入側接続通路１０とポンプ２の導出通路１６に接続された導出側接続通路１１とを有する弁機構本体６と、導入側接続通路１０と導出側接続通路１１とを仕切るように弁機構本体６に設けられた弁側ダイヤフラム７と、を備えている。

【0030】

弁側ダイヤフラム７は、ポンプ側ダイヤフラム９と同心に配置され、さらに平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置されている（図２参照）。また、弁側ダイヤフラム７は、ポンプ側ダイヤフラム９と平行に配置されている。そして、ポンプ２の導入通路１３及び導出通路１６は、それぞれ両ダイヤフラム７、９の間に設けられている。

【0031】

導入側接続通路１０は、ポンプ２の導入通路１３から弁側ダイヤフラム７を避けて当該弁側ダイヤフラム７のポンプ２と反対側の位置まで延び、弁機構本体６のポンプ２と反対側の端面で開口している。

【0032】

具体的に、導入側接続通路１０は、ポンプ本体８の４つの導入通路１３にそれぞれ接続された４つの被接続部（図３では１つのみ示す）１０ｄと、各被接続部１０ｄの中心軸Ｊから最も遠い側の端部から中心軸Ｊと平行に延びる第１延出部１０ｃと、各外側配置部１０ｃから中心軸Ｊに近づく方向に延びる第２延出部１０ｂと、４つの第２延出部１０ｂに接続された導入部１０ａと、を備えている。つまり、導入部１０ａから導入された流体は、４つの第２延出部１０ｂに分かれて流れ、当該第２延出部１０ｂ、第１延出部１０ｃ、及び被接続部１０ｄを通ってポンプ２の導入通路１３に導かれる。

【0033】

ここで、導入側接続通路１０のうち被接続部１０ｄの一部、第１延出部１０ｃの全体、及び第２延出部１０ｂの一部は、平面視においてポンプ室Ｓ１の外側に配置され、それ以外の部分は、平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置されている。

【0034】

一方、導出側接続通路１１は、ポンプ２の導出通路１６から弁側ダイヤフラム７に向かって延びるとともに当該弁側ダイヤフラム７の表面に沿って中心軸Ｊから離れる方向に延び、弁側ダイヤフラム７の側方を通って弁機構本体６のポンプ２と反対側の端面で開口している。

【0035】

具体的に、導出側接続通路１１は、ポンプ本体８の導出通路１６に接続された被接続部１１ａと、被接続部１１ａの弁側ダイヤフラム７側の端部から中心軸Ｊから離れる方向に延びる第１延出部１１ｂと、第１延出部１１ｂの中心軸Ｊから遠い側の端部にそれぞれ接続されているとともに中心軸Ｊと平行する方向に延びる２つの第２延出部（図３では１つのみ示す）１１ｃと、両延出部１１ｃを合流させる導出部１１ｄと、を備えている。ポンプ室Ｓ１から被接続部１１ａに導出された流体は、第１延出部１１ｂを通じて２つの第２延出部１１ｃに分かれて流れ、再び導出部１１ｄにおいて合流して導出される。なお、被接続部１１ａ内には、導出弁１７の開放時に当該導出弁１７を予め設定された開放位置に保持するストッパー１２が設けられている。

【0036】

ここで、導出側接続通路１１のうち第１延出部１１ｂの一部、第２延出部１１ｃの全体、導出部１１ｄの一部は、平面視においてポンプ室Ｓ１の外側に配置され、それ以外の部分は、平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置されている。

【0037】

弁側ダイヤフラム７は、導入側接続通路１０の一部（導入部１０ａ及び第２延出部１０ｂの一部）を区画する壁面として機能するとともに、導出側接続通路１１の一部（被接続部１１ａ及び延出部１１ｂの一部）を区画する壁面として機能する。

【0038】

また、弁機構本体６は、弁側ダイヤフラム７が接触することにより導出側接続通路１１を通じた流体の流れを規制する弁座３８を備えている。

【0039】

弁側ダイヤフラム７は、弁座３８と間隔を空けて設けられている。また、弁側ダイヤフラム７は、導入側接続通路１０内の圧力が導出側接続通路１１内の圧力よりも高い、予め設定された基準圧以上のときに弾性変形して弁座３８に接触することができる弾性を有する。

【0040】

したがって、導入側接続通路１０内の圧力が前記基準圧より低いときに導出側接続通路１１を通じた流体の流れが許容される一方、導入側接続通路１０内の圧力が前記基準圧以上のときに導出側接続通路１１を通じた流体の流れが規制される。

【0041】

以下、図３〜図６を参照して、ポンプユニット１の動作を説明する。

【0042】

図３に示すポンプユニット１の停止状態において、圧電素子に交流電力が供給されると、圧電素子の作動に伴いポンプ側ダイヤフラム９が振動する。

【0043】

具体的に、図４に示すように、ポンプ室Ｓ１が拡張する方向にポンプ側ダイヤフラム９が変位すると、導入弁１４の上流側の圧力がポンプ室Ｓ１内の圧力よりも高くなるため導入弁１４が開放する一方、ポンプ室Ｓ１内の圧力が導出弁１７の下流側の圧力よりも低くなるため導出弁１７が閉鎖する。これにより、ポンプ室Ｓ１内に流体が導入（吸入）される。

【0044】

一方、図５に示すように、ポンプ室Ｓ１が縮小する方向にポンプ側ダイヤフラム９が変位すると、導入弁１４の上流側の圧力がポンプ室Ｓ１内の圧力よりも低くなるため導入弁１４が閉鎖する一方、ポンプ室Ｓ１内の圧力が導出弁１７の下流側の圧力よりも高くなるため導出弁１７が開放する。これにより、ポンプ室Ｓ１から流体が導出される。

【0045】

ここで、弁側ダイヤフラム７と弁座３８との間には隙間が形成されているため、導出側接続通路１１内の圧力が高くなったときに開放するように弁側ダイヤフラム７が弁座３８に予め密着されている場合と異なり、流体導出時の圧損の発生を防止することができる。

【0046】

また、図６に示すように、導入側接続通路１０内の圧力が前記基準圧以上になると、弁側ダイヤフラム７が弾性変形して弁座３８に密着することにより、導出側接続通路１１を通じた流体の流れが規制される。

【0047】

なお、弁側ダイヤフラム７の両面の受圧面積は等しく設定されているが、弁側ダイヤフラム７は、導入側接続通路１０内の圧力が前記基準圧以上になると確実に弾性変形する。その理由は、導入側接続通路１０自体の圧損、及び、導入弁１４及び導出弁１７の開放時の圧損が生じることにより導入側接続通路１０と導出側接続通路１１との間に前記基準圧に相当する圧力差が生じることある。そして、弁座３８の開口面積は弁側ダイヤフラム７の導入側接続通路１０側の受圧面積よりも小さく設定されているため、弁側ダイヤフラム７が弁座３８に密着した状態においては、弁側ダイヤフラム７の導入側と導出側との間の受圧面積の差に応じて当該弁側ダイヤフラム７を弁座３８に押し付ける方向の力が生じる。

【0048】

図３に示すように、ポンプユニット１の吐出機構５及び弁機構３は、複数の金属板２２〜３７が中心軸Ｊと平行な積層方向に積層された状態で当該複数の金属板２２〜３７が拡散接合されることによってそれぞれ形成され、さらに、互いに拡散接合によって固定されている。

【0049】

具体的に、吐出機構５は、金属板２２〜２８によって形成され、弁機構３は、金属板２９〜３７によって形成されている。

【0050】

図３及び図８を参照して、第１金属板２２は、当該第１金属板２２を積層方向に貫通する円形の貫通孔２２ａと、貫通孔２２ａから当該貫通孔２２ａの径方向の外側に拡張された４つの拡張部２２ｂと、を有する。

【0051】

貫通孔２２ａは、第２金属板２３におけるポンプ側ダイヤフラム９の可動域を規定する。また、貫通孔２２ａ内には、圧電素子４が配置されている（図３参照）。

【0052】

拡張部２２ｂは、圧電素子４と電源とを接続するための部分である。具体的に、図１１に示すように、第２金属板２３の表面（ポンプ室Ｓ１と反対側の面）には、絶縁層２３ａを介して被接続層２３ｂが形成されている。圧電素子４に設けられた第１接続部４ａは、被接続層２３ｂに電気的に接続され、圧電素子４の第１接続部４ａと反対側の面には第２接続部４ｂが設けられている。拡張部２２ｂは、圧電素子４の側方位置で被接続層２３ｂを開放する。したがって、電源（符号省略）の一方の極を被接続層２３ｂに接続するとともに、電源の他方の極を第２接続部４ｂに接続することができる。

【0053】

再び図３及び図８を参照して、第２金属板（ポンプ側ダイヤフラム用金属板）２３は、ポンプ側ダイヤフラム９を含む。

【0054】

第３金属板（ポンプ室用金属板）２４は、ポンプ室Ｓ１を画定する貫通孔（ポンプ室用孔）２４ａを有する。

【0055】

図３及び図９を参照して、第４金属板２５は、導入通路１３の一部を形成する４つの貫通孔２５ａと、導出通路１６の一部を形成する貫通孔２５ｂと、を有する。各貫通孔２５ａは、導入弁１４がポンプ室側へ弾性変形するためスペースを形成する。

【0056】

第５金属板２６は、上述した４つの導入弁１４を含むとともに、導出通路１６の一部を形成する貫通孔２６ａを有する。

【0057】

第６金属板２７は、導出通路１６の一部を形成する貫通孔２７ａを有する。また、第６金属板２７の一方の面には、上述した４つの導入弁座１５が形成されているとともに、第６金属板２７の他方の面には、上述した導出弁座１８（図９では省略）が形成されている。また、第６金属板２７の導入弁座１５内には、導入通路１３の一部を形成する貫通孔（符号省略）が設けられている。

【0058】

第７金属板２８は、導入通路１３の一部を形成する４つの貫通孔２８ａと、導出通路１６の一部を形成する貫通孔２８ｂと、を有する。第７金属板２８の貫通孔２８ｂ内には、上述した導出弁１７が設けられている。導出弁１７は、導出通路１６を閉じるための閉鎖部（符号省略）と、閉鎖部と第７金属板２８のうちの閉鎖部以外の部分とを接続するアーム（符号省略）と、を有している（図２８に示す導入弁５０Ａと略同一の形状を有する）。

【0059】

第８金属板２９は、導入側接続通路１０の被接続部１０ｄの一部を形成する４つの貫通孔２９ａと、導出側接続通路１１の被接続部１１ａの一部を形成する貫通孔２９ｂと、導出側接続通路１１の第１延出部１１ｂの一部を形成する貫通孔２９ｃと、を有する。

【0060】

第９金属板３０は、導入側接続通路１０の第１延出部１０ｃの一部を形成する４つの貫通孔３０ａと、導出側接続通路１１の被接続部１１ａの一部を形成する貫通孔３０ｂと、導出側接続通路１１の第１延出部１１ｂの一部を形成する貫通孔３０ｃと、を有する。また、第９金属板３０の貫通孔３０ｂ内には、ストッパー１２が設けられている。

【0061】

第１０金属板３１は、導入側接続通路１０の第１延出部１０ｃの一部を形成する４つの貫通孔３１ａと、導出側接続通路１１の被接続部１１ａの一部を形成する貫通孔３１ｂと、導出側接続通路１１の第１延出部１１ｂの一部を形成する貫通孔３１ｃと、を有する。また、第１０金属板３１は、貫通孔３１ｂの周縁部に設けられた弁座３８（図９では省略）を有する弁座用金属板に相当する。

【0062】

図３及び図１０を参照して、第１１金属板３２は、導入側接続通路１０の第１延出部１０ｃの一部を形成する４つの貫通孔３２ａと、導出側接続通路１１の第１延出部１１ｂの一部を形成する貫通孔３２ｂと、導出側接続通路１１の第２延出部１１ｃの一部を形成する２つの貫通孔３２ｃと、を有する。また、第１１金属板３２は、第１２金属板３３における弁側ダイヤフラム７の導出側接続通路１１側への可動域を規定する貫通孔３２ｂを有する導出側規定用金属板に相当する。さらに、第１１金属板３２は、当該第１１金属板３２を積層方向に貫通する貫通孔（間隙用孔）３２ｂを有し、弁側ダイヤフラム７と弁座３８との間に間隙を形成するための間隙用金属板に相当する。なお、４つの貫通孔３２ａは、平面視でポンプ室Ｓ１の外側に配置されている（図２参照）。

【0063】

第１２金属板（弁側ダイヤフラム用金属板）３３は、弁側ダイヤフラム７を含む。また、第１２金属板３３は、導入側接続通路１０の第１延出部１０ｃの一部を形成する４つの貫通孔３３ａと、導出側接続通路１１の第２延出部１１ｃの一部を形成する２つの貫通孔３３ｂと、を有する。

【0064】

第１３金属板（導入側規定用金属板）３４は、導入側接続通路１０の第１延出部１０ｃの一部を形成する４つの貫通孔３４ａと、導入側接続通路１０の導入部１０ａ及び第２延出部１０ｂの一部を形成する貫通孔３４ｂと、導出側接続通路１１の第２延出部１１ｃの一部を形成する２つの貫通孔３４ｃと、を有する。貫通孔３４ｂは、第１２金属板３３における弁側ダイヤフラム７の導入側接続通路１０側への可動域を規定する導入側規定孔に相当する。

【0065】

第１４金属板３５は、導入側接続通路１０の第１延出部１０ｃの一部を形成する４つの貫通孔３５ａと、導入側接続通路１０の導入部１０ａ及び第２延出部１０ｂの一部を形成する貫通孔３５ｂと、導出側接続通路１１の導出部１１ｄの一部を形成する貫通孔３５ｃと、を有する。

【0066】

第１５金属板３６は、導入側接続通路１０の導入部１０ａの一部を形成する貫通孔３６ａと、導出側接続通路１１の導出部１１ｄの一部を形成する貫通孔３６ｂと、有する。

【0067】

第１６金属板３７は、導入側接続通路１０の導入部１０ａの一部を形成する貫通孔３７ａと、導出側接続通路１１の導出部１１ｄの一部を形成する貫通孔３７ｂと、有する。

【0068】

なお、図８〜図１０では、第１〜第１６金属板２２〜３７をそれぞれ１枚ずつ示しているが、表面の形状と裏面の形状とが同一である金属板については、当該金属板を複数枚重ねて用いることもできる。例えば、図３では、第８金属板２８及び第９金属板２９等が複数枚用いられた例を示している。他の金属板を複数枚用いることもできる。一方、予め大きな厚みを有する金属板を用いることも可能であるが、この場合金属板の表面粗さが大きくなり、これは拡散接合の際に不利となる。したがって、上述のように、薄い金属板を複数枚用いることにより金属板の厚みを増やすことが好ましい。

【0069】

図２及び図３を参照して、上述のように、積層方向（中心軸Ｊ）に沿ってポンプユニット１を見る平面視において、弁側ダイヤフラム７は、ポンプ側ダイヤフラム９の内側に設けられている。つまり、第１１金属板３２の貫通孔（導出側規定孔：図１０参照）３２ｂ及び第１３金属板３４の貫通孔（導入側規定孔：図１０参照）３４ｂは、平面視において第３金属板２４の貫通孔（ポンプ室用孔：図８参照）２４ａの内側に配置されている。そのため、導入側接続通路１０及び導出側接続通路１１は、両ダイヤフラム７、９の間で、平面視においてポンプ側ダイヤフラム９の内側に配置される部分（導入側接続通路１０の被接続部１０ｄ及び導出側接続通路１１の被接続部１１ａ及び第１延出部１１ｂの一部：以下、内側配置部ともいう）を有する。

【0070】

ここで、拡散接合は、積層された複数の金属板に対して積層方向に圧力を加える必要があるが、金属板のポンプ側ダイヤフラム９（ポンプ室Ｓ１：空間）と重なる部分には有効に圧力を伝えることができず、両接続通路１０、１１の内側配置部を拡散接合によって形成することが難しい。

【0071】

そこで、図３及び図７に示すように、ポンプユニット１は、第１〜第３金属板２２〜２４を含むチャンバ部分１９と、第１１〜第１６金属板３２〜３７までを含む弁体部分２１と、チャンバ部分１９と弁体部分２１との間の中間部分２０と、に分けて製造される。

【0072】

以下、ポンプユニット１の製造方法について説明する。

【0073】

まず、図３及び図８〜図１０に示される金属板２５〜３７を準備する（準備工程）。

【0074】

具体的に、準備工程では、弁側ダイヤフラム７の可動域を規定する第１１金属板３２及び第１３金属板３４のうちポンプ室Ｓ１（第３金属板２４）の近くに配置される近接金属板として、図１０に示すように、導入側接続通路１０及び導出側接続通路１１を形成するために貫通孔３２ｂ以外に複数の貫通孔（通路形成用孔）３２ａ、３２ｃのみを有する第１１金属板３２を準備する。

【0075】

また、準備工程では、図９に示すように、複数の貫通孔３２ａ、３２ｃのうちの貫通孔（第１通路形成用孔）３２ａの周縁部に密着可能な周縁部を有する貫通孔（連通孔）３１ａを備えた第１０金属板（隣接金属板）３１を準備する。

【0076】

次に、金属板２５〜３７を拡散接合する（接合工程）。

【0077】

具体的に、接合工程は、図７に示すように、金属板２５〜３７のうち中間部分２０に含まれるものを拡散接合する中間接合工程（第１接合工程）と、チャンバ部分１９に含まれるものを拡散接合するチャンバ接合工程と、弁体部分２１に含まれるものを拡散接合する弁体接合工程と、チャンバ部分１９、弁体部分２１、及び中間部分２０を接合する全体接合工程（第２接合工程）と、を含む。

【0078】

中間接合工程では、図３及び図９に示すように、チャンバ部分１９及び弁体部分２１とは別に中間部分２０を拡散接合する。そのため、中間部分２０に形成される両接続通路１０、１１のうち、平面視においてポンプ室Ｓ１及び貫通孔３２ｂ、３４ｂと重なる部分を拡散接合によって確実に形成することができる。

【0079】

チャンバ接合工程では、図３及び図８に示すように、第１〜第３金属板２２〜２４を接合する。なお、チャンバ接合工程を省略し、後述する全体接合工程において第１〜第３金属板２２〜２４をチャンバ部分１９に接合することもできる。

【0080】

弁体接合工程では、図３及び図１０に示すように、第１１〜第１６金属板３２〜３７を拡散接合する。

【0081】

なお、中間接合工程、チャンバ接合工程、及び弁体接合工程の順番は上記の順番に限定されない。

【0082】

次いで、全体接合工程において、チャンバ部分１９、中間部分２０、及び弁体部分２１を拡散接合する。

【0083】

具体的に、全体接合工程では、図２、図３及び図７に示すように、弁座３８と第１１金属板（間隙用金属板）３２の貫通孔（間隙用孔）３２ｂとが積層方向に重なり、かつ、第１２金属板３３と第１０金属板（弁座用金属板）３１との間に第１１金属板３２が挟まれた状態で拡散接合を行う。これにより、弁座３８と弁側ダイヤフラム７との間に間隙が形成される。

【0084】

また、全体接合工程では、平面視において第１１金属板３２の貫通孔（導出側規定孔）３２ｂ及び第１３金属板３４の貫通孔（導入側規定孔）３４ｂが第３金属板２４の貫通孔（ポンプ室用孔）２４ａの内側に配置された状態で拡散接合を行う。これにより、平面視において弁側ダイヤフラム７がポンプ側ダイヤフラム９の内側に配置されて、ポンプユニット１を積層方向と直交する方向にコンパクトに形成することができる。

【0085】

さらに、全体接合工程では、平面視で第１１金属板３２の貫通孔（通路形成用孔）３２ａ、３２ｃが第３金属板２４の貫通孔２４ａの外側に配置された状態（図２の状態）で、中間部分２０と弁体部分２１とが拡散接合される。これにより、全体接合工程時に金属板２２〜３７に加えられる圧力を、第３金属板２４の貫通孔２４ａの外側の部分を介して他の金属板へ伝えることができる。したがって、貫通孔３２ｃの周囲の部分について、第１１金属板３２と第１０金属板３１とを拡散接合することができる。

【0086】

一方、本実施形態では、図２に示すように、第１金属板３２に形成された拡張部２２ｂが平面視で貫通孔３２ａと重なる位置に設けられているため、この拡張部２２ｂ内の空間の存在によって全体接合工程時に金属板２２〜３７に加えられる圧力を貫通孔３２ａの周囲に有効に伝えることが難しい（図２のクロスハッチングの部分に圧力が伝わる）。

【0087】

そこで、図３、図７及び図９に示すように、全体接合工程では、第１１金属板３２の貫通孔３２ａの周縁部と、第１０金属板３１の貫通孔３１ａの周縁部とを密着させた状態で第１０金属板３１と第１１金属板３２とを拡散接合している。これにより、上述のように圧力を十分に伝えることが難しい形態においても、両周縁部の密着により貫通孔３２ａと貫通孔３１ａとの間からの流体の漏えいを抑制することができる。

【0088】

全体拡散接合を行った後、図１１に示すように、第２金属板２３のポンプ室Ｓ１と反対側の面に絶縁層２３ａを介して被接続層２３ｂを形成する層形成工程を行う。層形成工程では、第１金属板２２の貫通孔２２ａ内の範囲から拡張部２２ｂ内の範囲に亘って絶縁層２３ａ及び被接続層２３ｂを形成する。

【0089】

次いで、圧電素子４の第１接続部４ａが被接続層２３ｂに電気的に接続された状態で、圧電素子４を第２金属板２３に取り付ける取付工程を行う。

【0090】

なお、図７〜図１０では、１つのポンプユニット１を製造する方法について説明したが、次の方法を採用することにより、複数のポンプユニット１を効率よく製造することができる。

【0091】

具体的に、準備工程において、図１２に示すように金属板２２〜３７の各々が複数個連結された連結金属板３９（図１２では第１金属板２２が複数個連結された連結金属板３９のみを示す）を準備する。

【0092】

次いで、接合工程では、連結金属板３９同士を拡散接合する。これにより、吐出機構５と弁機構３との結合体が複数形成される。なお、接合工程は、上述した中間接合工程、チャンバ接合工程、及び弁体接合工程を含むことができる。

【0093】

そして、接合工程の後に、連結金属板３９から前記結合体を切り分ける切り分け工程を行う。

【0094】

その後、取付工程において、圧電素子４が第２金属板２３に取り付けられる。なお、取付工程は、切り分け工程の前に行ってもよい。

【0095】

これにより、接合工程を複数回行うことなく、複数のポンプユニット１を製造することができるため、ポンプユニット１の製造効率をより向上することができる。

【0096】

以上説明したように、吐出機構５及び弁機構３がそれぞれ複数の金属板２２〜３７を拡散接合することによって形成されているとともに、両機構３、５が拡散接合によって互いに固定されている。そのため、吐出機構５及び弁機構３のそれぞれを形成するための接着等の工程を省略することができるとともに、従来のように吐出機構と弁機構との間にガスケットを形成することが不要となる。

【0097】

また、第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

【0098】

導入側接続通路１０内の圧力が弁側ダイヤフラム７の変形時の圧力よりも低いとき（つまり、導入側接続通路１０内に異常な圧力が生じていないとき）に導出側接続通路１１が開いているため、流体の吐出時における圧損を防止することにより安定した流体の吐出を実現することができる。

【0099】

平面視において弁側ダイヤフラム７がポンプ側ダイヤフラム９の内側に設けられているため、積層方向と直交する方向においてポンプユニット１をコンパクトに構成することができ、当該ポンプユニット１のレイアウトの自由度を向上することができる。

【0100】

図７に示すように、複数の金属板２２〜３７のうち第１１金属板（近接金属板）３２と第２金属板（ポンプ室用金属板）２３との間で積層される中間部分２０を、それ以外のものから分離して拡散接合することにより、中間部分２０において内側配置部を確実に形成することができる。

【0101】

さらに、図２に示すように、第１１金属板３２の貫通孔（通路形成用孔）３２ａ、３２ｃが平面視で第２金属板２４の貫通孔（ポンプ室用孔）２４ａの外側に配置されているため、複数の金属板２２〜３７の全てを拡散接合することにより、貫通孔２４ａを有する第２金属板２４が介在していても貫通孔３２ｃの周囲の部分に圧力を加えることができる。

【0102】

したがって、導入側接続通路１０及び導出側接続通路１１が適切に形成されたポンプユニット１を提供することができる。

【0103】

図９及び図１０に示すように、第１１金属板３２の貫通孔（第１通路形成用孔）３２ａの周縁部と第１０金属板（隣接金属板）３１の貫通孔（連通孔）３１ａの周縁部とを密着させた状態で両金属板３１、３２が拡散接合されている。これにより、図２に示すように、貫通孔３２ａと重なる位置に孔を有する他の金属板を用いた場合であっても、前記密着によって貫通孔３１ａ、３２ａの接続部分からの流体の漏えいを抑制することができる。

【0104】

第２金属板２３の絶縁層２３ａによってポンプ室Ｓ１内の流体に電流が流れるのを防止することができるため、流体に電流が流れることが規制されている用途（例えば、医療用の薬液注入ポンプ）にポンプユニット１を適用することができる。

【0105】

前記実施形態では、図２に示すように、平面視において第１１金属板３２の貫通孔３２ａと重なる位置に第１金属板２２の拡張部２２ｂが形成されているが、拡張部２２ｂの位置はこれに限定されない。

【0106】

拡張部２２ｂは、図１３に示すように、貫通孔３２ａから外れた位置に形成することもできる。

【0107】

このようにすれば、図１３のクロスハッチングで示すように、全体接合工程時において、貫通孔３２ａの周囲の部分についても第１０金属板３１と第１１金属板３２とを確実に接合することができる。

【0108】

また、ポンプ室Ｓ１内の流体に電源からの電流が流れることが許容される場合、図１４に示すように、拡張部２２ｂを省略することもできる。

【0109】

この場合、圧電素子４の第１接続部４ａ（図１１参照）を第２金属板２３に直接電気的に接続することができる。この状態で、電源の一方の極を吐出機構５又は弁機構３の一部に電気的に接続するとともに電源の他方の極を圧電素子４の第２接続部４ｂに電気的に接続することによりポンプユニット１を駆動することができる。

【0110】

＜第２実施形態＞
まず、上述した第１実施形態に係るポンプユニット１の流量精度について説明する。

【0111】

図１５は、第１実施形態のポンプユニット１の流量と圧力（背圧）との関係を示すグラフである。なお、圧力（背圧）は、導出弁１７の下流側の圧力である。図１５中、丸印で示されたものは１００Ｈｚの矩形波（最高電圧＋２４０Ｖ及び最低電圧−６０Ｖ）を用いたときの特性であり、図１５中、上の破線は同条件におけるポンプユニットの構造上理想的な特性を示すものである。また、図１５中、三角印で示されたものは５０Ｈｚの矩形波（最高電圧＋２４０Ｖ及び最低電圧−６０Ｖ）を用いたときの特性であり、図１５中、下の破線は同条件におけるポンプユニット１の構造上理想的な特性を示すものである。

【0112】

図１５に示されるように、第１実施形態のポンプユニット１の流量特性は、中間的な圧力領域（約５〜約１００Ｋｐａ）において理想の特性を下回り、リニアな特性となっていない。

【0113】

この点について以下検討する。

【0114】

第１実施形態では、平面視においてポンプ室Ｓ１の中心（中心軸Ｊ上）に導出弁１７が配置され（図３参照）、平面視においてポンプ室Ｓ１の中心を通る直線について線対称の位置に４つの導入弁１４が配置されている（図９参照）。これにより、導出弁１７の周囲の複数個所から当該導出弁１７に対して均等に流体を流すことができるためポンプ室Ｓ１内の流体の澱みを低減することができる。

【0115】

その一方で、導入弁１４（図３参照）は、第５金属板２６の剛性を利用して導入通路１３を閉じるものであるため、導入弁１４が閉状態にあっても導入通路を通じた微小のリークが生じるおそれがある。第１実施形態では、導入弁１４を４つ設けているため、当該導入弁１４を通じた流体の積算リーク量が増加し、流量精度が低下しているものと考えられる。図１５に示すように、圧力（背圧）が高い状況（導入弁１４が閉じ方向に付勢される状況）において流量特性が理想の特性に近づいているのは、高圧時に導入弁１４の閉状態が安定することが理由であると考えられる。

【0116】

詳しくは後述するが、第２実施形態に係るポンプユニットでは、導入弁５０（図１８参照）を２個に減らすことにより、ポンプ室Ｓ１内の流体の澱みを抑制しながら圧力（背圧）に対する流量特性の改善も図られている。

【0117】

また、図１６は、第１実施形態のポンプユニットの流量と周波数との関係を示すグラフである。図１５中、実線は、第１実施形態のポンプユニット１について矩形波（最高電圧＋２４０Ｖ及び最低電圧−６０Ｖ）を用いたときの流量を示す。図１５中、破線は同条件におけるポンプユニットの構造上理想的な特性を示すものである。

【0118】

図１６に示されるように、第１実施形態のポンプユニット１の流量特性は、約９０〜１５０Ｈｚの領域で理想の特性を下回り、リニアな特性となっていない。

【0119】

その理由は、図２２に示すように第１実施形態における導入弁１４の全長Ｌ１が長いこと、つまり、ばね定数が小さいことにあると考えられる。具体的に、導入弁１４は、導入通路１３を閉じるための閉鎖部１４ａと、導入通路１３を閉じた状態と導入通路１３を開いた状態との間で閉鎖部１４ａが変位可能となるように当該閉鎖部１４ａを支持するアーム１４ｂと、を有する。そして、導入部１４は、閉鎖部１４ａと比較してアーム１４ｂが長く形成されているため、当該アーム１４ｂのばね定数が比較的に小さい。したがって、ポンプ側ダイヤフラム９の周波数が比較的に高くなったときに当該ポンプ側ダイヤフラム９に対して閉鎖部１４ａを追従させることが困難になっている。

【0120】

詳しくは後述するが、第２実施形態に係るポンプユニットでは、ばね定数を大きくすること、図２３に示す例では導入弁５０の全長Ｌ２を導入弁１４の全長Ｌ１よりも短くすることにより、上述した周波数に対する流量特性の改善が図られている。

【0121】

図１７は、第１実施形態に係るポンプユニット１を用いて液体を吐出している期間中に故意にエアをポンプユニット１内に吸引させたときの流量の変動を示すものである。図１７において、期間ｔ１の始期、及び、期間ｔ２の始期にエアが吸引されている。エアが吸引されると、ポンプ側ダイヤフラム９の振動に伴いエアが膨張及び収縮するためポンプ室Ｓ１の容積の変動に見合った液体の流量を吐出することができない。この現象が期間ｔ１及び期間ｔ２の流量低下として現れている。期間ｔ１、ｔ３の終期においては、流量が復帰していることからエアがポンプユニット１から導出されたものと考えられる。ここで、期間ｔ１は、約１時間であり、期間ｔ３は、約３時間である。

【0122】

このようにエアが抜けるのに長時間が必要となる理由は、図２４に示すように、貫通孔３７ａ（導入部１０ａ：図３参照）から貫通孔３５ａ（第１延出部１０ｃ：図３参照）に至る流体の通路の断面積が急激に変化することによる、当該通路内における流速分布の不均一化にあると考えられる。

【0123】

具体的に、第１実施形態では、貫通孔３７ａの上部には、弁側ダイヤフラム７の可動域を規定する、貫通孔３７ａよりも大きな貫通孔３５ｂが存在する。そのため、貫通孔３５ｂ内においては、貫通孔３７ａと貫通孔３５ａとを結ぶ直線に沿った流体の流速が最も高くなり、これらの直線間におけるハッチングで示された領域Ｒ１における流速が低くなる。したがって、この領域Ｒ１においてエアが滞留するものと考えられる。

【0124】

詳しくは後述するが、第２実施形態に係るポンプユニットでは、図２５に示すように、弁側ダイヤフラム４７の可動域を規定する貫通孔７３ｂに流体を導入するための貫通孔７６ｂと貫通孔７３ｂから流体を導出するための貫通孔７３ａ、７４ａとの間における流体の断面積の変化を低減することにより、流量特性の改善が図られている。

【0125】

以下、図１８〜図２０を参照して、第２実施形態に係るポンプユニットについて説明する。なお、第２実施形態に係るポンプユニットにおける圧電素子４及びチャンバ部１９は、第１実施形態と同様の構成を有するため、これらを図２１のみに示し、その説明を省略する。

【0126】

図１８は、第２実施形態に係るポンプユニットの中間部分６０を分解して示す斜視図である。図１９は、第２実施形態に係るポンプユニットの弁体部分６１を分解して示す斜視図である。図２０は、図１８のＸＸ線断面図及び図１９のＸＸ線断面図を組み合わせて示すものである。図２１は、図１８のＸＸＩ線断面図である。

【0127】

まず、図２０及び図２１を参照して、ポンプユニットは、流体を吐出するポンプ４２と、ポンプ４２の上流側の流体の圧力が増加したときにポンプ４２を通じた流体の導出を規制する弁機構４３と、を備えている。

【0128】

ポンプ４２は、圧電素子４と、圧電素子４の作動に応じて流体を吐出する吐出機構４５と、を有する。

【0129】

吐出機構４５は、ポンプ本体４８と、ポンプ本体４８との間でポンプ室Ｓ１を区画するポンプ側ダイヤフラム４９と、ポンプ室Ｓ１に接続されるようにポンプ本体４８に形成された２つの導入通路５６に設けられた２つの導入弁５０と、ポンプ室Ｓ１に接続されるようにポンプ本体４８に形成された導出通路５８に設けられた導出弁５１と、を備えている。

【0130】

ポンプ室Ｓ１は、平面視で略円形の空間（図示省略）である。導出通路５８は、平面視でポンプ室Ｓ１の中心（中心軸Ｊ上）に接続された通路である。２つの導入通路５６は、ポンプ室Ｓ１の中心軸Ｊを通る直線について線対称となる位置（中心軸Ｊを中心として１８０°異なる位置）に設けられている。

【0131】

これに伴い、導出弁５１は、平面視でポンプ室Ｓ１の中心に配置されているとともに、導入弁５０は、平面視でポンプ室Ｓ１の中心軸Ｊを通る直線について線対称となる位置に２つのみ設けられている。

【0132】

これにより、導出弁５１の周囲の複数個所から当該導出弁５１に対して均等に流体を流すことができるためポンプ室Ｓ１内の流体の澱みを低減しつつ、導入弁５０の数を２つに抑えることにより閉状態にある導入弁５０を通じた積算リーク量を最小限に抑えることができる。

【0133】

また、導入通路５６及び導出通路５８は、中心軸Ｊ（後述する金属板６５〜７６の積層方向）に沿ってポンプユニットを見る平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置されている。

【0134】

ポンプ本体４８は、導入弁５０との間で導入通路５６を閉じるための導入弁座５７と、導出弁５１との間で導出通路５８を閉じるための導出弁座５９と、を有する。

【0135】

導入弁５０は、当該導入弁５０の上流側の圧力がポンプ室Ｓ１内の圧力以下であるときに導入弁座５７に密着して導入通路５６を閉じる。一方、導入弁５０は、当該導入弁５０の上流側の圧力がポンプ室Ｓ１内の圧力よりも高いときに弾性変形することにより導入弁座５７から離れて導入通路５６を開く。

【0136】

導出弁５１は、ポンプ室Ｓ１内の圧力が導出弁５１の下流側の圧力以下であるときに導出弁座５９に密着して導出通路５８を閉じる。一方、導出弁５１は、ポンプ室Ｓ１内の圧力が導出弁５１の下流側の圧力よりも高いときに弾性変形することにより導出弁座５９から離れて導出通路５８を開く。

【0137】

また、導出弁５１は、図２３に示すように、導入通路５６を閉じるための（導入弁座５７に密着するための）閉鎖部５０ａと、導入通路５６を閉じた状態と導入通路５６を開いた状態との間で閉鎖部５０ａが変位可能となるように当該閉鎖部５０ａを支持するアーム５０ｂと、を有する。導出弁５１におけるアーム５０ｂの基端部から閉鎖部５０ａの先端部までの長さＬ２は、図２２に示すように第１実施形態の導出弁１４におけるアーム１４ｂの基端部から閉鎖部１４ａの先端部までの長さＬ１よりも短い。ここで、第１実施形態の閉鎖部１４ａと第２実施形態の閉鎖部５０ａとは略同じ大きさを有するため、長さＬ１と長さＬ２との差は、アーム１４ｂの長さとアーム５０ｂの長さとの差にほぼ一致する。

【0138】

これにより、第１実施形態の導出弁１４と比較して導出弁５１（特に、アーム５０ｂ）のばね定数を高めることができるため、ポンプ側ダイヤフラム４９の周波数が増加したときにおける閉鎖部５０ａの追従性を向上することができる。

【0139】

弁機構４３は、ポンプ４２の導入通路５６に接続された導入側接続通路５２とポンプ４２の導出通路５８に接続された導出側接続通路５３とを有する弁機構本体４６と、導入側接続通路５２と導出側接続通路５３とを仕切るように弁機構本体４６に設けられた弁側ダイヤフラム４７と、を備えている。

【0140】

弁側ダイヤフラム４７は、ポンプ側ダイヤフラム４９と同心に配置され、さらに平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置されている（図示省略）。また、弁側ダイヤフラム４７は、ポンプ側ダイヤフラム４９と平行に配置されている。そして、ポンプ４２の導入通路５６及び導出通路５８は、それぞれ両ダイヤフラム４７、４９の間に設けられている。

【0141】

導入側接続通路５２は、ポンプ４２の導入通路５６から弁側ダイヤフラム４７を避けて当該弁側ダイヤフラム４７のポンプ４２と反対側の位置まで延び、弁機構本体４６のポンプ４２と反対側の端面で開口している。

【0142】

具体的に、導入側接続通路５２は、ポンプ本体４８の２つの導入通路５６の双方に接続されているとともに両通路５６を合流させる被接続部５２ｄ（図１８の第８及び第９金属板６９、７０を参照）と、被接続部５２ｄの中心軸Ｊから最も遠い端部（図１８の金属板７０の角部）から中心軸Ｊと平行に延びる第１延出部５２ｃと、第１延出部５２ｃから中心軸Ｊと直交する方向に延びる第２延出部５２ｂと、第２延出部５２の端部から中心軸Ｊと平行に延びる導入部５２ａと、を備えている。第１延出部５２ｃ及び導入部５２ａは、図１９に示す金属板７３〜７６の対角線上で反対側の位置にそれぞれ配置されている。そして、図２０に示すように導入部５２ａから導入された流体は、第２延出部５２ｂを通じて中心軸Ｊと直交する方向に流れ、第１延出部５２ｃを通じて中心軸Ｊと平行する方向に流れ、被接続部５２ｄ（図１８参照）によって２つの流れに分岐されてポンプ４２の２つの導入通路５６に導かれる。

【0143】

ここで、導入側接続通路５２のうち被接続部５２ｄの一部、第１延出部５２ｃの全体、第２延出部５２ｂの一部、及び導入部５２ａの全体は、平面視においてポンプ室Ｓ１の外側に配置され、それ以外の部分は、平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置されている。

【0144】

一方、導出側接続通路５３は、図２０に示すようにポンプ４２の導出通路５６から弁側ダイヤフラム４７に向かって延び、弁側ダイヤフラム７の表面に沿って中心軸Ｊから離れる方向に延び、中心軸Ｊと平行にポンプ側ダイヤフラム４９側に戻り、中心軸Ｊと直交する方向に延び、弁側ダイヤフラム４７の側方を通って弁機構本体４６のポンプ４２と反対側の端面で開口している。

【0145】

具体的に、導出側接続通路５３は、ポンプ本体４８の導出通路５８に接続された被接続部５３ａと、被接続部５３ａの弁側ダイヤフラム４７側の端部から中心軸Ｊから離れる方向に延びる第１延出部５３ｂと、第１延出部５３ｂの中心軸Ｊから遠い側の端部から中心軸Ｊと平行する方向においてポンプ側ダイヤフラム４９に向けて延びる第２延出部５３ｃと、第２延出部５３ｃのポンプ側ダイヤフラム４９側の端部から中心軸Ｊから直交する方向に延びる第３延出部５３ｄ（図１８の金属板７０を参照）と、第３延出部５３ｄの中心軸Ｊから遠い側の端部から中心軸Ｊと平行して延びる導出部５３ｅ（図１８の金属板７１及び７２参照）と、を備えている。ポンプ室Ｓ１から被接続部５３ａに導出された流体は、延出部５３ｂ〜５３ｄを通じて弁側ダイヤフラム４７の側方に導かれて導出部５３ｅを通じて導出される。なお、被接続部５３ａ内には、導出弁５１の開放時に当該導出弁５１を予め設定された開放位置に保持するストッパー５４が設けられている。

【0146】

ここで、導出側接続通路５３のうち第３延出部５３ｄの一部及び導出部５３ｅの全体は、平面視においてポンプ室Ｓ１の外側に配置され、それ以外の部分は、平面視においてポンプ室Ｓ１の内側に配置されている。

【0147】

弁側ダイヤフラム４７は、導入側接続通路５２の一部（導入部５２ａ及び第２延出部５２ｂの一部）を区画する壁面として機能するとともに、導出側接続通路５３の一部（被接続部５３ａ及び第１延出部５３ｂの一部）を区画する壁面として機能する。

【0148】

また、弁機構本体４６は、弁側ダイヤフラム４７が接触することにより導出側接続通路５３を通じた流体の流れを規制する弁座５５を備えている。

【0149】

弁側ダイヤフラム４７は、弁座５５と間隔を空けて設けられている。また、弁側ダイヤフラム４７は、導入側接続通路５２内の圧力が導出側接続通路５３内の圧力よりも高い、予め設定された基準圧以上のときに弾性変形して弁座５５に接触することができる弾性を有する。

【0150】

したがって、導入側接続通路５２内の圧力が前記基準圧よりも低いときに導出側接続通路５２を通じた流体の流れが許容される一方、導入側接続通路５２内の圧力が前記基準圧以上のときに導出側接続通路５２を通じた流体の流れが規制される。

【0151】

以下、図２０及び図２１を参照して、ポンプユニットの動作を説明する。

【0152】

圧電素子に交流電力が供給されると、圧電素子の作動に伴いポンプ側ダイヤフラム４９が振動する。

【0153】

ポンプ室Ｓ１が拡張する方向にポンプ側ダイヤフラム４９が変位すると、導入弁５０が開放する一方、導出弁５１が閉鎖する。これにより、ポンプ室Ｓ１内に流体が導入（吸入）される。

【0154】

一方、ポンプ室Ｓ１が縮小する方向にポンプ側ダイヤフラム４９が変位すると、導入弁５０が閉鎖する一方、導出弁５１が開放する。これにより、ポンプ室Ｓ１から流体が導出される。

【0155】

導入側接続通路５２内の圧力が前記基準圧以上になると、弁側ダイヤフラム４７が弾性変形して弁座５５に密着することにより、導出側接続通路５３を通じた流体の流れが規制される。

【0156】

図１８及び図１９に示すように、ポンプユニットの吐出機構４５及び弁機構４３は、複数の金属板６５〜７６（図８の金属板２２〜２４を含む）が中心軸Ｊと平行な積層方向に積層された状態で積層された状態で当該複数の金属板６５〜７６が拡散接合されることによってそれぞれ形成され、さらに、互いに拡散接合によって固定されている。

【0157】

具体的に、吐出機構４５は、金属板２２〜２４（図８参照）及び金属板６５〜６８によって形成され、弁機構４３は、金属板６９〜７６によって形成されている。なお、金属板２２〜２４は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0158】

図１８及び図２１を参照して、第４金属板６５は、導入通路５６の一部を形成する２つの貫通孔６５ａと、導出通路５８の一部を形成する貫通孔６５ｂと、を有する。貫通孔６５ａは、導入弁５１がポンプ室側へ弾性変形するためのスペースを形成する。

【0159】

第５金属板６６は、上述した２つの導入弁５０を含むとともに、導出通路５８の一部を形成する貫通孔６６ａを有する。

【0160】

第６金属板６７は、導出通路５８の一部を形成する貫通孔６７ａを有する。また、第６金属板６７の一方の面には、上述した２つの導入弁座５７が形成されているとともに、第６金属板６７の他方の面には、導出弁座５９（図１８では省略）が形成されている。また、第６金属板６７の導入弁座５７内には導入通路５６の一部を形成する貫通孔（符号省略）が設けられている。

【0161】

第７金属板６８は、導入通路５６の一部を形成する２つの貫通孔６８ａと、導出通路５８の一部を形成する貫通孔６８ｂと、を有する。第７金属板６８の貫通孔６８ｂ内には、上述した導出弁５１が設けられている。導出弁５１は、導出通路５８を閉じるための閉鎖部（符号省略）と、閉鎖部と第７金属板６８のうちの閉鎖部以外の部分とを接続するアーム（符号省略）と、を有している（図２８に示す導入弁５０Ａと略同一の形状を有する）。

【0162】

図１８及び図２０を参照して、第８金属板６９は、導入側接続通路５２の被接続部５２ｄの一部を形成する２つの貫通孔６９ａと、導出側接続通路５３の被接続部５３ａの一部を形成する貫通孔６９ｂと、を有する。

【0163】

第９金属板７０は、導入側接続通路５２の被接続部５２ｄの一部を形成する貫通孔７０ａと、導出側接続通路５３の被接続部５３ａの一部を形成する貫通孔７０ｂと、導出側接続通路５３の第３延出部５３ｄを形成する貫通孔７０ｃと、を有する。また、第９金属板７０の貫通孔７０ｂ内には、ストッパー５４の一部が設けられている。

【0164】

第１０金属板７１は、導入側接続通路５２の第１延出部５２ｃの一部を形成する貫通孔７１ａと、導出側接続通路５３の被接続部５３ａの一部を形成する貫通孔７１ｂと、導出側接続通路５３の第２延出部５３ｃの一部を構成する貫通孔７１ｃと、導出側接続通路５３の導出部５３ｅの一部を形成する貫通孔７１ｄと、を有する。また、第１０金属板７１の貫通孔７１ｂ内には、ストッパー５４の一部が設けられている。

【0165】

第１１金属板７２は、導入側接続通路５２の第２延出部５２ｃの一部を形成する貫通孔７２ａと、導出側接続通路５３の被接続部５３ａの一部を形成する貫通孔７２ｂと、導出側接続通路５３の第２延出部５３ｃの一部を形成する貫通孔７２ｃと、導出側接続通路５３の導出部５３ｅの一部を形成する貫通孔７２ｄと、を有する。また、第１金属板７２の弁側ダイヤフラム４７側の面には上述した弁座５５（図１８では省略）が設けられている。

【0166】

図１９及び図２０を参照して、第１２金属板７３は、導入側接続通路５２の第１延出部５２ｃの一部を形成する貫通孔７３ａと、導出側接続通路５３の第１延出部５３ｂを形成する貫通孔７３ｂと、導出側接続通路５３の導出部５３ｅの一部を形成する貫通孔７３ｃと、を有する。また、第１２金属板７３は、第１３金属板７４における弁側ダイヤフラム４７の導出側接続通路５３側への可動域を規定する貫通孔７３ｂを有する導出側規定用金属板に相当する。さらに、第１２金属板７３は、当該第１２金属板７３を積層方向に貫通する貫通孔（間隙用孔）３２ｂを有し、弁側ダイヤフラム４７と弁座５５との間に間隙を形成するための間隙用金属板に相当する。なお、貫通孔７３ａ、７３ｃは、平面視でポンプ室Ｓ１の外側に配置されている（図示省略）。

【0167】

第１３金属板（弁側ダイヤフラム用金属板）７４は、弁側ダイヤフラム４７を含む。また、第１３金属板７４は、導入側接続通路５２の第１延出部５２ｃの一部を形成する貫通孔７４ａと、導出側接続通路５３の導出部５３ｅの一部を形成する貫通孔７４ｂと、を有する。

【0168】

第１４金属板７５は、導入側接続通路５２の第２延出部５２ｂの一部を形成する貫通孔７５ａと、導出側接続通路５３の導出部５３ｅの一部を形成する貫通孔７５ｂと、を有する。貫通孔７５ａは、第１３金属板７４における弁側ダイヤフラム４７の導入側接続通路５２側への可動域を規定する導入側規定孔に相当する。

【0169】

第１５金属板７６は、導入側接続通路５２の第２延出部５２ｂの一部を形成する凹部７６ａと、凹部７６ａ内に設けられて導入側接続通路５２の導入部５２ａを形成する貫通孔７６ｂと、凹部７６ａの外側に設けられて導出側接続通路５３の導出部５３ｅの一部を形成する貫通孔７６ｃと、を有する。また、第１５金属板７６の凹部７６ａの底面には、弁側ダイヤフラム４７側に突出する上述の突起部５２ｅが設けられている。

【0170】

図１９、図２０及び図２５を参照して、第１２〜第１５金属板７３〜７６により形成される導入側接続通路５２の導入部５２ａ、第２延出部５２ｂ、及び第１延出部５２ｃについて説明する。

【0171】

第１４金属板７５及び第１５金属板７６は、第１３金属板７４（弁側ダイヤフラム用金属板）に接合されて弁側ダイヤフラム４７の可動域を規定するための規定部７７ａ（図２５参照）を含む規定凹部７７（貫通孔７５ａ及び凹部７６ａにより形成される凹部）が形成された凹金属板に相当する。なお、本実施形態では、凹金属板が２枚の金属板７５、７６により構成される例について説明しているが、１枚の金属板によって規定凹部７７が形成された凹金属板を構成することもできる。

【0172】

ここで、規定部７７ａは、規定凹部７７のうち平面視において第１２金属板７３の貫通孔７３ｂに重なる部分である。

【0173】

また、規定凹部７７に接続される第１５金属板７６の貫通孔７６ｂ（第１接続孔に相当）及び第１３金属板７４の貫通孔７４ａ（第２接続孔に相当）は、平面視で規定部７７ａの外側で規定凹部７７に接続されているとともに平面視において規定部７７ａよりも小さい。

【0174】

また、規定凹部７７は、平面視において規定部７７ａから貫通孔７６ｂ、７４ａまでそれぞれ延びるとともに貫通孔７６ｂ、７４ａに向けて先細りとなる形状を有する一対の延出部７７ｂを有する。

【0175】

このように、一対の延出部７７ｂと規定部７７ａとを含む凹金属板の規定凹部７７は平面視において貫通孔７６ｂから貫通孔７４ａまでの間で断面積が変化する。具体的に、平面視において貫通孔７６ｂから規定部７７ａに向けて規定凹部７７の断面積が大きくなり、規定部７７ａから貫通孔７４ａに向けて規定凹部７７の断面積が小さくなる。

【0176】

ここで、平面視において貫通孔７６ｂと貫通孔７４ａとを結ぶ線上でかつ規定部７７ａに重なる位置で規定凹部７７の底面から弁側ダイヤフラム４７側に突出する突起部５２ｅが凹金属板に設けられている。これにより、上記のように凹金属板に形成された規定凹部７７内で流路断面積が最も大きくなる部分に突出部が設けられていることにより当該部分の断面積を低減して、当該規定凹部７７内の流速分布のばらつきを抑制することができる。

【0177】

具体的に、突起部５２ｅが設けられていない場合、貫通孔７６ｂと貫通孔７４ａとを結ぶ直線上の流体の流速が最も高くなり、その一方で、規定部７７ａにおいて前記直線から離れた図２５の領域Ｒ２に示す領域において流体の流速が低くなる。この状況においては、領域Ｒ２にエアが滞留するおそれがあるが、突起部５２ｅが設けられていることにより、前記直線上の流体の流速が低下することに伴い、前記領域Ｒ２における流体の流速が増加するため、領域Ｒ２におけるエアの滞留を防止することができる。

【0178】

なお、図１８及び図１９では、第４〜第１５金属板６５〜７６をそれぞれ１枚ずつ示しているが、表面の形状と裏面の形状とが同一である金属板については、当該金属板を複数枚重ねて用いることもできる。一方、予め大きな厚みを有する金属板を用いることも可能であるが、この場合金属板の表面粗さが大きくなり、これは拡散接合の際に不利となる。したがって、上述のように、薄い金属板を複数枚用いることにより金属板の厚みを増やすことが好ましい。

【0179】

上述のように、平面視において、弁側ダイヤフラム４７は、ポンプ側ダイヤフラム４９の内側に設けられている。つまり、第１２金属板７３の貫通孔（導出側規定孔：図１９参照）７３ｂの全体及び第１４金属板７５の貫通孔（導入側規定孔：図１９参照）７５ｂの一部は、平面視において第３金属板２４の貫通孔（ポンプ室用孔：図８参照）２４ａの内側に配置されている。そのため、導入側接続通路５２及び導出側接続通路５３は、両ダイヤフラム４７、４９の間で、平面視においてポンプ側ダイヤフラム４９の内側に配置される部分を有する。

【0180】

そこで、第２実施形態に係るポンプユニットは、第１実施形態と同様、第１〜第３金属板２２〜２４を含むチャンバ部分１９と、第１２〜第１５金属板７３〜７６までを含む弁体部分６１と、チャンバ部分１９と弁体部分２１との間の中間部分６０と、に分けて製造される。

【0181】

具体的に、準備工程では、弁側ダイヤフラム４７の可動域を規定する第１２金属板７３及び第１４金属板７５のうちポンプ室Ｓ１（第３金属板２４）の近くに配置される近接金属板として、図１９に示すように、導入側接続通路５２及び導出側接続通路５３を形成するために貫通孔７３ｂ以外に複数の貫通孔（通路形成用孔）５２ｃ、５３ｅのみを有する第１２金属板７３を準備する。

【0182】

また、準備工程では、図１８に示すように、複数の貫通孔５２ｃ、５３ｅのうちの貫通孔（第１通路形成用孔）５２ｃ、５３ｅの周縁部に密着可能な周縁部を有する貫通孔（連通孔）７２ａ、７２ｄを備えた第１１金属板（隣接金属板）７２を準備する。

【0183】

次に、金属板６５〜７６を拡散接合する（接合工程）。

【0184】

具体的に、接合工程は、金属板６５〜７６のうち中間部分６０に含まれるもの（図１８参照）を拡散接合する中間接合工程（第１接合工程）と、チャンバ部分１９に含まれるもの（図８参照）を拡散接合するチャンバ接合工程と、弁体部分６１に含まれるもの（図１９参照）を拡散接合する弁体接合工程と、チャンバ部分１９、弁体部分６１、及び中間部分６０を接合する全体接合工程（第２接合工程）と、を含む。

【0185】

中間接合工程では、図１８に示すように、チャンバ部分１９及び弁体部分６１とは別に中間部分６０を拡散接合する。そのため、中間部分６０に形成される両接続通路５２、５３のうち、平面視においてポンプ室Ｓ１及び貫通孔７３ｂ、７５ａ、７６ｂと重なる部分を拡散接合によって確実に形成することができる。

【0186】

チャンバ接合工程では、図８及び図２１に示すように、第１〜第３金属板２２〜２４を接合する。なお、チャンバ接合工程を省略し、後述する全体接合工程において第１〜第３金属板２２〜２４をチャンバ部分１９に接合することもできる。

【0187】

弁体接合工程では、図１９及び図２０に示すように、第１２〜第１５金属板７３〜７６を拡散接合する。

【0188】

なお、中間接合工程、チャンバ接合工程、及び弁体接合工程の順番は上記の順番に限定されない。

【0189】

次いで、全体接合工程において、チャンバ部分１９、中間部分６０、及び弁体部分６１を拡散接合する。

【0190】

具体的に、全体接合工程では、図１８〜図２０に示すように、弁座５５と第１２金属板（間隙用金属板）７３の貫通孔（間隙用孔）７３ｂとが積層方向に重なり、かつ、第１３金属板７４と第１１金属板（弁座用金属板）７２との間に第１２金属板７３が挟まれた状態で拡散接合を行う。これにより、弁座５５と弁側ダイヤフラム４７との間に間隙が形成される。

【0191】

また、全体接合工程では、平面視において第１２金属板７３の貫通孔（導出側規定孔）７３ｂ及び第１４金属板７５の貫通孔（導入側規定孔）７５ａの規定部７７ａ（図２５参照）が第３金属板２４の貫通孔（ポンプ室用孔）２４ａの内側に配置された状態で拡散接合を行う。これにより、平面視において弁側ダイヤフラム４７がポンプ側ダイヤフラム４９の内側に配置されて、ポンプユニット１を積層方向と直交する方向にコンパクトに形成することができる。

【0192】

さらに、全体接合工程では、平面視で第１２金属板７３の貫通孔（通路形成用孔）７３ａ、７３ｃが第３金属板２４の貫通孔２４ａの外側に配置された状態で、中間部分２０と弁体部分２１とが拡散接合される。これにより、全体接合工程時に金属板２２〜２４及び６５〜７６に加えられる圧力を、第３金属板２４の貫通孔２４ａの外側の部分を介して他の金属板へ伝えることができる。したがって、貫通孔７３ａ、７３ｃの周囲の部分について、第１２金属板７３と第１１１金属板７２とを拡散接合することができる。

【0193】

一方、第１実施形態と同様に、第２実施形態では、第１金属板３２に形成された拡張部２２ｂが平面視で貫通孔７３ａ、７３ｃと重なる位置に設けられているため、この拡張部２２ｂ内の空間の存在によって全体接合工程時に金属板２２〜２４及び６５〜７６に加えられる圧力を貫通孔７３ａ、７３ｃの周囲に有効に伝えることが難しい。

【0194】

そこで、第１実施形態と同様に、全体接合工程では、第１２金属板７３の貫通孔７３ａ、７３ｃの周縁部と、第１１金属板７２の貫通孔７２ａ、７２ｄの周縁部とを密着させた状態で第１１金属板７２と第１２金属板７３とを拡散接合している。これにより、上述のように圧力を十分に伝えることが難しい形態においても、両周縁部の密着により貫通孔７２ａ、７２ｄと貫通孔７３ａ、７３ｃとの間からの流体の漏えいを抑制することができる。

【0195】

全体拡散接合を行った後、第１実施形態と同様に、図１１に示すように、第２金属板２３のポンプ室Ｓ１と反対側の面に絶縁層２３ａを介して被接続層２３ｂを形成する層形成工程を行う。層形成工程では、第１金属板２２の貫通孔２２ａ内の範囲から拡張部２２ｂ内の範囲に亘って絶縁層２３ａ及び被接続層２３ｂを形成する。

【0196】

次いで、圧電素子４の第１接続部４ａが被接続層２３ｂに電気的に接続された状態で、圧電素子４を第２金属板２３に取り付ける取付工程を行う。

【0197】

なお、第１実施形態の図１２に示される連結金属板３９に相当する金属板を用いた方法を採用することにより、第２実施形態のポンプユニットを複数個同時に製造することもできる。

【0198】

以上説明したように、第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏することできる。

【0199】

図２５に示すように、第１４金属板７５及び第１５金属板７６（凹金属板）の規定凹部７７は、平面視において貫通孔７６ｂから７４ａまでの間で断面積が変化する。

【0200】

ここで、第２実施形態においては、平面視において貫通孔７６ｂと貫通孔７４ａとを結ぶ直線上でかつ規定部７７ａに重なる位置で規定凹部７７の底面から弁側ダイヤフラム４７側に突出する突起部５２ｅが設けられている。これにより、規定凹部７７内で流路断面積が最も大きくなる部分に突起部５２ｅが設けられていることにより当該部分の断面積を低減して、規定凹部７７内の流速分布のばらつきを抑制することができる。

【0201】

したがって、図１７に示すように、第１実施形態においてはエアを導出するのに１〜３時間（期間ｔ１又はｔ２）要するのに対し、第２実施形態においては数秒〜数十秒の期間でエアを導出することができる。その結果、例えば流体として液体を流している状況においてエアの滞留を抑制して図流量精度の低下を抑制することができる。

【0202】

また、第２実施形態では、図１８及び図２１に示すように、平面視においてポンプ室Ｓ１の中心に導出弁５１が設けられているとともに、２つの導入弁５０のみが平面視において中心を通る直線について点対称となる位置に設けられている。

【0203】

これにより、導出弁５１の周囲の２カ所から当該導出弁５１に対して均等に流体を流すことができるためポンプ室Ｓ１内の流体の澱みを低減することができる。

【0204】

さらに、導入弁５０の数を２個に制限することにより、第１実施形態のように４個の導入弁１４を設けることにより当該導入弁１４のリーク量が積算されることによる圧力（背圧）に対する流量精度の悪化（図１５参照）を改善することができる。

【0205】

具体的に、第２実施形態によれば、図２６に示すように、圧力（背圧）に対して流量がリニアに変化する特性を得ることができる。なお、図２６の実線は、１００Ｈｚの周波数を用いる場合であり、図２６の破線は、１５０Ｈｚの周波数を用いる場合であり、図２６の一点鎖線は、２００Ｈｚの周波数を用いる場合である。

【0206】

また、第２実施形態では、図２２に示す第１実施形態の導入弁１４の長さＬ１よりも短い長さＬ２を有する導入弁５０が採用されている。具体的に、導入弁５０のアーム長が導入弁１４のアーム長よりも短く設定されている。

【0207】

第１実施形態の導入弁１４ではばね定数が小さいため、ポンプ側ダイヤフラム９が比較的高い周波数で作動したときにポンプ室Ｓ１の容積変化に応じて導入弁１４を追従させることができず、これにより周波数に対する流量性能が悪化すると考えられる（図１６参照）。

【0208】

これに対し、第２実施形態では第１実施形態と比較して導入弁５０のばね定数が高いため、ポンプ側ダイヤフラム４９が比較的高い周波数で作動したときであってもポンプ室Ｓ１の容積変化に応じて導入弁を追従させることができる。

【0209】

その結果、図２７に示すように、第２実施形態のポンプユニットでは、周波数の増減に対してリニアに変化する流量特性を得ることができる。なお、図２７は、図１６における流量特性と同条件（矩形波［最高電圧＋２４０Ｖ及び最低電圧−６０Ｖ］を用いた条件）で得られたデータを示す。

【0210】

なお、第２実施形態において導入弁５０の形状は図２３に示すものに限定されない。例えば、図２８〜図３０に示す導入弁５０Ａ〜５０Ｃを用いた場合においても周波数の増減に対してリニアに変化する流量特性を得ることができる。

【0211】

具体的に、図２８に示す導入弁５０Ａは、導入通路５６を閉じるための閉鎖部５０ｃと、導入通路５６を閉じた状態と導入通路５６を開いた状態との間で閉鎖部５０ｃが変位可能となるように当該閉鎖部５０ｃを支持する３つのアーム５０ｄと、を有する。

【0212】

閉鎖部５０ｃは、アーム５０ｄにより３カ所で支持されている。これにより、１本のアーム１４ｂにより支持された閉鎖部１４ａを有する図２２に示す導入弁１４と比較して、導入弁５０Ａにおいては、３本のアーム５０ｄを統合したばね定数を高く設定することができる。

【0213】

また、アーム５０ｄは、アーム５０ｂと異なり複数個所で屈曲された形状を有している。さらに、アーム５０ｄは、閉鎖部５０ｃの周囲の３カ所に等間隔に配置されている。これらの屈曲形状及びアーム５０ｄの配置により、ばね定数をより高めることができる。

【0214】

図２９に示す導入弁５０Ｂは、導入通路５６を閉じるための閉鎖部５０ｅと、導入通路５６を閉じた状態と導入通路５６を開いた状態との間で閉鎖部５０ｃが変位可能となるように当該閉鎖部５０ｃを支持するアーム５０ｆと、を有する。なお、閉鎖部５０ｅは、導入弁５０、５０Ａの閉鎖部５０ａ、５０ｃと同等の面積を有する略円形の部分（図において二点鎖線で示す部分）を意味する。

【0215】

導入弁５０Ｂの長さＬ４は、導入弁５０の長さＬ２（図２３参照）よりも若干短く設定されている。

【0216】

図３０に示す導入弁５０Ｃは、図２９に示す導入弁５０Ｂのアーム５０ｆに対して貫通穴５０ｇが追加されたものである。これにより、導入弁５０Ｃのばね定数が僅かに低く調整されている。

【0217】

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様を採用することもできる。

【0218】

前記実施形態では、近接金属板として、弁側ダイヤフラム７の導出側接続通路１１側の可動域を規定する貫通孔３２ｂを有する第１１金属板３２を例示しているが、弁側ダイヤフラム７の導入側接続通路１０側の可動域を規定する貫通孔３４ｂを有する第１３金属板３４を近接金属板として用いることもできる。この場合、弁側ダイヤフラム７に対する導入側接続通路１０及び導出側接続通路１１の位置関係が逆になる。

【0219】

前記実施形態では、図１１に示されるように、第２金属板２３のポンプ室Ｓ１と反対側の面に絶縁層２３ａを介して被接続層２３ｂを形成しているが、被接続層２３ｂがポンプユニットに設けられることに限定されない。例えば、圧電素子４の第１接続部４ａに電気的に接続されているとともに当該第１接続部４ａから圧電素子４の第２接続部４ｂ側の端面まで延びる被接続層が圧電素子４に予め設けられていてもよい。この場合、ポンプユニットに被接続層２３ｂを設ける工程を省略することができる。

【0220】

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

【0221】

上記課題を解決するために、本発明は、ポンプユニットであって、圧電素子と前記圧電素子の作動に応じて流体を吐出する吐出機構とを有するポンプと、前記ポンプに取り付けられた弁機構と、を備え、前記吐出機構は、ポンプ本体と、前記ポンプ本体との間でポンプ室を区画するポンプ側ダイヤフラムと、前記ポンプ室に接続されるように前記ポンプ本体に形成された導入通路に設けられた少なくとも１つの導入弁と、前記ポンプ室に接続されるように前記ポンプ本体に形成された導出通路に設けられた導出弁と、を有し、前記弁機構は、前記導入通路に接続された導入側接続通路と前記導出通路に接続された導出側接続通路とを有する弁機構本体と、前記導入側接続通路と前記導出側接続通路とを仕切るように前記弁機構本体に設けられた弁側ダイヤフラムと、を有し、前記導入弁は、当該導入弁の上流側の圧力が前記ポンプ室内の圧力よりも高いときに開き、前記導出弁は、前記ポンプ室内の圧力が前記導出弁の下流側の圧力よりも高いときに開き、前記弁側ダイヤフラムは、前記導入側接続通路内の圧力が前記導出側接続通路内の圧力よりも高いときに前記導出側接続通路を通じた流体の流れを規制し、前記吐出機構及び前記弁機構は、予め設定された積層方向に積層された状態で互いに拡散接合された複数の金属板をそれぞれ有し、さらに、互いに拡散接合によって固定されている、ポンプユニットを提供する。

【0222】

本発明のポンプユニットによれば、吐出機構及び弁機構がそれぞれ複数の金属板を拡散接合することによって形成されているとともに、両機構が拡散接合によって互いに固定されている。そのため、吐出機構及び弁機構のそれぞれを形成するための接着等の工程を省略することができるとともに、従来のように吐出機構と弁機構との間にガスケットを形成することが不要となる。

【0223】

本発明のポンプユニットの製造方法は、前記吐出機構及び前記弁機構を形成するための複数の金属板を準備する準備工程と、前記複数の金属板を拡散接合する接合工程と、前記吐出機構に前記圧電素子と取り付ける取付工程と、を含む。

【0224】

このように、本発明によれば、ポンプユニットの部品点数を低減するとともに製造手順を簡素化することができる。

【0225】

ここで、導入側接続通路と導出側接続通路との間の圧力差が生じていない状態において弁側ダイヤフラムにより導出側接続通路が閉じられていてもよいが、この場合、弁側ダイヤフラムも金属により構成されているため、流体を吐出するための弁側ダイヤフラムの開放時に圧損が生じて安定した流体の吐出が困難となる。

【0226】

そこで、前記ポンプユニットにおいて、前記弁機構本体は、前記弁側ダイヤフラムが接触することにより前記導出側接続通路を通じた流体の流れを規制する弁座をさらに備え、前記弁側ダイヤフラムは、前記弁座と間隔を空けて設けられ、前記導入側接続通路内の圧力が前記導出側接続通路内の圧力よりも高いときに変形して前記弁座に接触することができる弾性を有することが好ましい。

【0227】

この態様によれば、導入側接続通路内の圧力が弁側ダイヤフラムの変形時の圧力よりも低いとき（つまり、導入側接続通路内に異常な圧力が生じていないとき）に導出側接続通路が開いているため、上述した圧損の発生を防止することにより安定した流体の吐出を実現することができる。

【0228】

上述したポンプユニットの製造方法として、前記弁機構本体は、前記弁側ダイヤフラムが接触することにより前記導出側接続通路を通じた流体の流れを規制する弁座をさらに備え、前記準備工程では、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム用金属板と、前記弁座を有する弁座用金属板と、間隙用金属板であって当該間隙用金属板を前記積層方向に貫通する間隙用孔を有する間隙用金属板と、を準備し、前記接合工程では、前記弁座と前記間隙用孔とが前記積層方向に重なり、かつ、前記弁側ダイヤフラム用金属板と前記弁座用金属板との間に前記間隙用金属板が挟まれた状態で拡散接合を行い、前記弁側ダイヤフラムは、前記導入側接続通路内の圧力が前記導出側接続通路内の圧力よりも高いときに変形して前記弁座に接触することができる弾性を有する方法を採用することができる。

【0229】

この態様によれば、間隙用金属板が弁座用金属板と弁側ダイヤフラム用金属板との間に挟まれた状態で、これらの金属板を拡散接合することにより、上述のように圧損の発生を防止することができるポンプユニットを製造することができる。

【0230】

ここで、積層方向に沿ってポンプユニットを見る平面視において、弁側ダイヤフラムがポンプ側ダイヤフラムの外側に設けられていてもよいが、この場合には、ポンプユニットが積層方向と直交する方向に大きくなるため、当該ポンプユニットのレイアウトの自由度が低下する。

【0231】

そこで、前記ポンプユニットにおいて、前記複数の金属板は、前記ポンプ室を画定するポンプ室用孔が形成されたポンプ室用金属板と、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム用金属板と、前記弁側ダイヤフラム用金属板に接合されて前記弁側ダイヤフラムの前記導入側接続通路側への可動域を規定する導入側規定孔が形成された導入側規定用金属板と、前記弁側ダイヤフラム用金属板に接合されて前記弁側ダイヤフラムの前記導出側接続通路側への可動域を規定する導出側規定孔が形成された導出側規定用金属板と、を含み、前記導入側規定孔及び前記導出側規定孔は、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において前記ポンプ室用孔の内側に配置されていることが好ましい。

【0232】

この態様によれば、平面視において弁側ダイヤフラムがポンプ側ダイヤフラムの内側に設けられているため、積層方向と直交する方向においてポンプユニットをコンパクトに構成することができ、当該ポンプユニットのレイアウトの自由度を向上することができる。

【0233】

上述したポンプユニットの製造方法として、前記準備工程では、前記ポンプ室を画定するポンプ室用孔が形成されたポンプ室用金属板と、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム金属板と、前記弁側ダイヤフラムの前記導入側接続通路側への可動域を規定する導入側規定孔が形成された導入側規定用金属板と、前記弁側ダイヤフラムの前記導出側接続通路側への可動域を規定する導出側規定孔が形成された導出側規定用金属板と、を準備し、前記接合工程では、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において前記導入側規定孔及び前記導出側規定孔が前記ポンプ室用孔の内側に配置された状態で拡散接合を行う方法を採用することができる。

【0234】

この態様によれば、ポンプ室用孔に対して導入側規定孔及び導出側規定孔を位置決めした状態で拡散接合することにより上述のようにレイアウトの自由度を向上することができるポンプユニットを製造することができる。

【0235】

上述のように、平面視において弁側ダイヤフラムがポンプ側ダイヤフラムの内側に設けられている場合、弁側ダイヤフラムとポンプ側ダイヤフラムとの間には導入側接続通路（導入側規定孔）又は導出側接続通路（導出側規定孔）が配置される。つまり、導入側接続通路又は導出側接続通路は、弁側ダイヤフラムとポンプ側ダイヤフラムとの間で、平面視においてポンプ室の内側に配置される部分（以下、内側配置部という）を有する。

【0236】

ここで、拡散接合は、積層された複数の金属板に対して積層方向に圧力を加える必要があるが、金属板のポンプ室（空間）と重なる部分には有効に圧力を伝えることができず、ポンプ導入側接続通路又は導出側接続通路の内側配置部を拡散接合によって形成することが難しい。

【0237】

そこで、前記ポンプユニットにおいて、前記導入側規定用金属板及び前記導出側規定用金属板のうち前記ポンプ室用金属板に近い近接金属板は、前記導入側接続通路及び前記導出側接続通路を形成するために前記導入側規定孔又は前記導出側規定孔以外に複数の通路形成用孔のみを有し、前記複数の通路形成用孔は、前記平面視で前記ポンプ室用孔の外側に配置されていることが好ましい。

【0238】

この態様によれば、複数の金属板のうち近接金属板とポンプ室用金属板との間で積層されるもの（以下、中間部分という）を、それ以外のものから分離して拡散接合することにより、中間部分において内側配置部を確実に形成することができる。

【0239】

さらに、前記態様によれば、通路形成用孔が平面視でポンプ室用孔の外側に配置されているため、複数の金属板の全てを拡散接合することにより、ポンプ室用孔を有するポンプ室用金属板が介在していても近接金属板の通路形成用孔の周囲の部分に圧力を加えることができる。

【0240】

したがって、前記態様によれば、導入側接続通路及び導出側接続通路が適切に形成されたポンプユニットを提供することができる。

【0241】

具体的に、上述したポンプユニットの製造方法として、前記準備工程では、前記導入側規定用金属板及び前記導出側規定用金属板のうち前記ポンプ室用金属板の近くに配置される近接金属板として、前記導入側接続通路及び前記導出側接続通路を形成するために前記導入側規定孔又は前記導出側規定孔以外に複数の通路形成用孔のみを有する前記近接金属板を準備し、前記接合工程では、前記複数の金属板のうち前記近接金属板と前記ポンプ室用金属板との間で積層されるものを拡散接合する第１接合工程と、前記平面視で前記複数の通路形成用孔が前記ポンプ室用孔の外側に配置された状態で前記複数の金属板のうち前記第１接合工程で接合されたものと前記第１接合工程で接合されたもの以外のものとを拡散接合する第２接合工程と、を含む方法を採用することができる。

【0242】

この態様によれば、接合工程を第１及び第２接合工程に分けることにより、第１接合工程において内側配置部を形成することができるとともに、ポンプ室用孔を有するポンプ室用金属板が介在していても第２接合工程において通路形成用孔の周囲に圧力を加えることができる。

【0243】

ここで、上述のように平面視においてポンプ室用孔の外側に配置された通路形成用孔を有する近接金属板を用いた場合であっても、平面視において通路形成用孔と重なる位置に孔を有する他の金属板を用いざるを得ない場合もある。この場合には、上述した製造方法を採用しても、近接金属板の通路形成用孔の周囲の部分を拡散接合することが困難となる。

【0244】

そこで、前記ポンプユニットにおいて、前記複数の金属板は、前記近接金属板の前記ポンプ室用金属板に近い側の面に接合された隣接金属板を有し、前記隣接金属板は、前記複数の通路形成用孔のうちの第１通路形成用孔の周縁部に密着した周縁部を有する連通孔を備えていることが好ましい。

【0245】

この態様によれば、近接金属板の第１通路形成用孔の周縁部と隣接金属板の連通孔の周縁部とを密着させた状態で両金属板が拡散接合されていることにより、第１通路形成用孔と重なる位置に孔を有する他の金属板を用いた場合であっても、前記密着によって第１通路形成用孔と連通孔との接続部分からの流体の漏えいを抑制することができる。

【0246】

具体的に、上述したポンプユニットの製造方法として、前記準備工程では、前記複数の通路形成用孔のうちの第１通路形成用孔の周縁部に密着可能な周縁部を有する連通孔を備えた隣接金属板を準備し、前記第２接合工程では、前記第１通路形成用孔の周縁部と前記連通孔の周縁部とを密着させた状態で前記近接金属板の前記ポンプ室用金属板に近い側の面に対して前記隣接金属板を接合する方法を採用することができる。

【0247】

この態様によれば、第１通路形成用孔と重なる位置に孔を有する他の金属板を用いた場合であっても、第２接合工程において第１通路形成用孔の周縁部と連通孔の周縁部とを密着させた状態で近接金属板と隣接金属板とを拡散接合することにより、第１通路形成用孔と連通孔との接続部分からの漏えいを抑制することができる。

【0248】

ここで、弁側ダイヤフラムの可動域をこれに隣接する金属板に形成された凹部によって規定することができる。この場合、弁側ダイヤフラムの圧力に対する応答性を高めるために凹部（弁側ダイヤフラムの可動域の面積）をできるだけ大きく設定することが望まれる。その一方で、凹部に接続される接続通路は凹部よりも小さくしてポンプユニットの大きさを小さくする必要がある。このような要求に応じるためには、接続通路と凹部との間で通路の断面積が変化するため、凹部から接続通路に亘る通路内における流速の分布が一定とならない。これにより例えば流体として液体を流している状況において通路内にエアが滞留して、流量精度が低下するおそれがある。

【0249】

そこで、前記ポンプユニットであって、前記複数の金属板は、前記弁側ダイヤフラムを含む弁側ダイヤフラム用金属板と、前記弁側ダイヤフラム用金属板に接合されて前記弁側ダイヤフラムの可動域を規定するための規定部を含む規定凹部が形成された凹金属板と、を含み、前記弁側ダイヤフラム用金属板は、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において前記規定部の外側で前記規定凹部に接続されているとともに平面視において前記規定部よりも小さい第１接続孔を有し、前記凹金属板は、平面視において前記規定部の外側で前記規定凹部に接続されているとともに平面視において前記規定部よりも小さい第２接続孔を有し、前記規定凹部は、平面視において前記規定部から前記第１接続孔及び前記第２接続孔までそれぞれ延びるとともに前記第１接続孔及び前記第２接続孔に向けて先細りとなる形状を有する一対の延出部を有し、前記凹金属板は、平面視において前記第１接続孔と前記第２接続孔とを結ぶ線上でかつ前記規定部に重なる位置で前記規定凹部の底面から前記弁側ダイヤフラムに向けて突出する突起部を有することが好ましい。

【0250】

一対の延出部と規定部とを含む凹金属板の規定凹部は、平面視において第１接続孔から第２接続孔までの間で断面積が変化する。具体的に、平面視において第１接続孔から規定部に向けて規定凹部の断面積が大きくなり、規定部から第２接続孔に向けて規定凹部の断面積が小さくなる。

【0251】

ここで、前記態様においては、平面視において第１接続孔と第２接続孔とを結ぶ線上でかつ規定部に重なる位置で規定凹部の底面から弁側ダイヤフラム側に突出する突起部が凹金属板に設けられている。これにより、上記のように凹金属板に形成された規定凹部内で流路断面積が最も大きくなる部分に突起部が設けられることにより当該部分の断面積を低減して、当該規定凹部内の流速分布のばらつきを抑制することができる。

【0252】

したがって、規定凹部内における流速の分布をばらつきを抑えることができるため、例えば流体として液体を流している状況においてエアの滞留を抑制して流量精度の低下を抑制することができる。

【0253】

ここで、前記圧電素子は、電源を接続するための接続部を有する場合がある。

【0254】

この場合において、例えば、圧電素子の接続部をポンプ側ダイヤフラムに直接接触させるとともに、電源を複数の金属板に電気的に接続することができる。

【0255】

しかし、吐出機構及び弁機構は金属により形成されているため、上記のように電源をポンプユニットに接続すると、ポンプ室内の流体が導電性を有する場合に当該流体に電流が流れるため、当該流体の用途によっては問題が生じるおそれがある。

【0256】

そこで、前記ポンプユニットにおいて、前記複数の金属板は、前記ポンプ側ダイヤフラムを含むポンプ側ダイヤフラム用金属板を有し、前記圧電素子は、電源を接続するための接続部を有し、前記ポンプ側ダイヤフラム用金属板の前記ポンプ室と反対側の面には、絶縁層を介して前記接続部に電気的に接続された被接続層が形成されていることが好ましい。

【0257】

この態様によれば、絶縁層によってポンプ室内の流体に電流が流れるのを防止することができるため、流体に電流が流れることが規制されている用途（例えば、医療用の薬液注入ポンプ）にポンプユニットを適用することができる。

【0258】

具体的に、上述したポンプユニットの製造方法として、前記準備工程では、前記ポンプ側ダイヤフラムを含むポンプ側ダイヤフラム用金属板を準備し、前記ポンプユニットの製造方法は、前記ポンプ側ダイヤフラム用金属板の前記ポンプ室と反対側の面に絶縁層を介して被接続層を形成する層形成工程をさらに含み、前記取付工程では、前記圧電素子に設けられた接続部が前記被接続層に電気的に接続された状態で、前記圧電素子を前記ポンプ側ダイヤフラム用金属板に取り付ける、方法を採用することができる。

【0259】

この態様によれば、層形成工程において絶縁層及び被接続層を形成した後に、被接続層に接続部が電気的に接続された状態で圧電素子をポンプ側ダイヤフラム用金属板に取り付けることによりポンプ室内の流体に電流が流れるのを防止することができるポンプユニットを製造することができる。

【0260】

ここで、ポンプ室が平面視において円形状を有する場合、導出弁を平面視においてポンプ室の中心に配置するとともに複数の導入弁を平面視においてポンプ室の中心を通る直線について線対称となるように配置することができる。これにより、導出弁の周囲の複数個所から当該導出弁に対して均等に流体を流すことができるためポンプ室内の流体の澱みを低減することができる。したがって、例えば、流体として液体を流している状況においてポンプ室内にエアが滞留して流量精度が低下する等の不具合を緩和することができる。

【0261】

その一方で、導入弁は金属板の剛性を利用して導入通路を閉じるものであるため導入弁が閉状態にあっても導入通路を通じた微小のリークが生じるおそれがある。そのため、導入弁の数が多いと当該導入弁を通じた流体の積算リーク量が増加して、流量精度が低下するおそれがある。

【0262】

そこで、前記ポンプユニットにおいて、前記ポンプ室は、前記積層方向に沿って前記ポンプユニットを見る平面視において円形状を有し、前記導出弁は、平面視において前記ポンプ室の中心に配置され、前記少なくとも１つの導入弁は、平面視において前記ポンプ室の中心を通る直線について線対称となる位置に配置された２つの導入弁のみを含むことが好ましい。

【0263】

この態様によれば、平面視において中心を通る直線について線対称となる位置に２つの導出弁のみが設けられている。これにより、上述したポンプ室内の流体のよどみを低減しつつ導入弁を通じたリーク量の増加を最大限に抑えることができる。

【0264】

前記ポンプユニットの製造方法において、前記準備工程では、前記複数の金属板の各々が複数個連結された連結金属板を準備し、前記接合工程では、前記連結金属板同士を拡散接合することにより前記吐出機構と前記弁機構との結合体を複数形成し、前記ポンプユニットの製造方法は、接合工程の後に前記連結金属板から前記結合体を切り分ける切り分け工程をさらに含むことが好ましい。

【0265】

この態様によれば、接合工程を複数回行うことなく、複数のポンプユニットを製造することができるため、ポンプユニットの製造効率をより向上することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【国際調査報告】