JP4514246B2 - ２つの膜の気密接合方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は２つの膜の気密接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決課題】
膜の間に残っている空間を最小にし、膜を取り囲む媒体に対して空間を密封するような方法で、２つの膜を共に接合する問題が、例えば圧力センサーの分野で知られている。ドイツ特許第４４１９５９３号Ａ１は液体又は気体が流れている管又は通路に適当に位置決めされた圧力測定チャンバに配置された圧力センサーを開示する。圧力測定チャンバは開口を有し、その開口内で、膜がテンション装置によって均等に伸ばされ、流れている流体の圧力によって湾曲される。流体の圧力変動よって影響される膜の領域では、これも膜で構成された圧力伝達部分が、圧力が作用している膜の移動に応答するように構成される。２つの膜の気密接合は、膜の間に残っている空間を最小にするように２つの膜の縁領域でそれらを圧することよって達成される。
【０００３】
ヨーロッパ特許第１３０４４１号は、真空ポンプを使用して２つの膜の間の空気を排気することによって、圧力を付与する膜を圧力測定装置の膜に完全に結合させる装置を説明する。そのような装置が、２つの膜の間の気密接触のために、過剰圧力及び負圧を測定することを可能にするが、装置の信頼できる作動を保証するために、真空を創り出すための手段を常に設けなければならないという欠点を有する。
【０００４】
本発明の目的は、２つの膜の気密でかつ完全な簡単な接合方法を得るようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、膜の一方に凸状湾曲を作り、凸状湾曲を有する膜をこれに気密に接合されるべき他方の膜の上に置き、膜を縁領域で気密に密封する押圧力を加えることによって、本発明により達成される。そのような方法は、２つの膜の間の空気を完全に排除し、空気の進入を防止できるようにする。これは、膜を接合するときに膨らんでいる膜の凸状湾曲を他方の膜に押し付け、これにより、２つの膜の間の空気を徐々に排除することによって達成される。膜の接合は、膜が最終的にそれらの縁領域でも十分に接触するまで行われる。膜を取り囲む領域からの空気の進入を防止するために、膜を接合した後、本発明によれば、圧力を加え、膜をそれらの縁領域において気密に密封させる。これは、膜の完全な結合のみならず気密結合をも達成し、過剰圧力又は負圧が存在するとき確実な結合を生じさせ、かくして膜の同期運動を常に保証するという利点をもたらす。
【０００６】
２つの膜の間の平らな接触と比べて、膜の一方の凸状湾曲は、縁領域が接合され共に押圧された後、エアクッションが膜の間の領域に残る可能性を妨げるという結果を達成する。本発明によれば、最初に２つの膜の接合が断面積全体にわたって起こらないが、その代わり接合の始めに、湾曲によって作られた膜の突出る領域でのみ起こるということのために、空気は膜の間で排除される。
【０００７】
本発明の実施形態では、一方の膜が作動媒体を収容する、ダイヤフラムポンプの第１のチャンバを境界付けし、他方の膜が送出されるべき流体を収容する第２のチャンバを境界付けし、第１のチャンバの作動媒体に加えられる圧力を増加させることにより、一方の膜の凸状湾曲が作られる。従って、ダイヤフラムポンプのポンプヘッドの膜を、作動媒体に接しているポンプの膜に気密かつ完全に接合することが可能である。その趣旨で、作動媒体の圧力を例えばピストンの移動によって僅かに増加させ、かくして、作動媒体に接する膜を凸状に湾曲させる。ポンプヘッドの膜を、本発明による方法によって凸状に湾曲させた一方の膜に接合させ、その後、膨らんだ膜をこれら接合されるべきポンプヘッドの膜の上に置き、それらの縁領域が接合されるまで両方の膜を共に接合させ、その後、圧力を加え、膜を密封しかつ縁領域でそれらを気密にする。
【０００８】
２つの膜を接合する前に第２のチャンバに流体を満たせば、又膜の接合よって第２のチャンバを完全に又は部分的に空にすれば、それは特に有利である。第１のチャンバに液体を満たしても良いし、或いは圧力下のガスを満たしても良いし、このような液体又はガスは第１の膜の凸状湾曲に従って、接合中、第２のチャンバから押し出される。
【００１１】
２つの膜を接合しながら、膜の一方の湾曲を増大させることができる。従って、２つの膜の間の空気の排出及びそれらの間の接触面積の増加は、２つの膜を接合することによってだけでなく、一方の膜の湾曲を増大させることによっても達成される。例えば、一方のダイヤフラムポンプヘッドの一方の膜を、作動流体に接触しているダイヤフラムポンプの膜に接合する場合には、既に湾曲を有する膜を位置決めした後、そして２つの膜の接合中、作動流体の圧力を増加させて一方の膜の凸状湾曲を増大させる。
【００１２】
本発明のさらに他の実施形態では、膜の湾曲は、２つの膜を接合した後、接合するべき膜を湾曲させるように設計される。特に確実な態様で達成されることは、膜の縁領域が接合される前に、２つの膜の間の空気のすべてが排除されることである。膜の凸状湾曲は、膜の位置決め中に完全に形成されてもよいし、或いはこれを接合中に増大させてもよい。
【００１３】
本発明の付加的な利点と詳細が図面で示された実施形態を基礎として以下により詳細に説明される。
【００１４】
【発明の実施形態】
図１ａは、チャンバ３０を構成するダイヤフラムポンプのハウジング３０′を示す。チャンバ３０は膜１０によって境界付けられ、本発明によるダイヤフラムポンプに適した作動媒体、例えばオイルを収容する。図１ａは又、チャンバ４０を構成したハウジング４０′を示し、チャンバ４０はそれ自身膜２０によって境界付けられる。チャンバ４０は、ダイヤフラムポンプによって圧送される透析液のような任意所望の媒体を収容する。ハウジング４０′はダイヤフラムポンプのヘッドを表し、圧送される媒体を供給したり取り除いたりするための接続部（ここでは図示せず）を有する。ハウジング４０′は、例えば、透析機、特に腹膜透析機のダイヤフラムポンプを使用するたびに交換される使い捨て製品として設計される。
【００１５】
図１ａは、本発明による方法の使用前の空間１００によって分離された、開始状態における膜１０，２０を示す。膜１０，２０は縁領域１２，２２でハウジング部分３０′，４０′に結合される。
図１ｂは、チャンバ３０の内部の作動媒体に加えられる圧力を増加させることによって作り出される凸状に湾曲した状態の膜１０を示す。従って、これは、例えば、ダイヤフラムポンプに連結されたピストンユニットのピストンを移動させることによって成し遂げられる。
【００１６】
図１ｃは凸状の膜１０が膜２０上に置いた後の２つの膜１０，２０の状態を示し、膜１０は気密の完全な仕方で凸状膜に接合される。凸状の膜１０を最初に膜２０の中央に置き、次いでハウジング部分３０′，４０′を接合する。これにより膜２０を凹形のパターンで内方に移動させ、かくして２つの膜１０，２０の間の空気を半径方向外方に移動させる。このことは、２つの膜１０，２０の間の接触領域を膜１０，２０が接合されるときに増加させ、常に確実に空気のない状態にする結果を達成する。
【００１７】
凸状の膜１０を位置決めする前に、膜１０に接合されるべき膜２０は平坦なデザインを有してもよく、或いはわずかな凹状又は凸状湾曲を有してもよいが、その湾曲は常に膜１０の凸状湾曲よりも小さくなければならない。
図１ｄは、接合された後断面積にわたって且つ又縁領域１２，２２で互いに接触している２つの膜１０，２０を示す。２つの膜１０，２０の徐々の接合のために、膜１０，２０の間の接触領域には空気がない。縁領域１２，２２を接合し、押しつけ圧力を加えることは、空気が膜１０，２０の間の空間に進入することを効果的に防止する。
【００１８】
このことは、２つのハウジング部分３０′，４０′が接合された後、２つの膜１０，２０の空気の無い完全な接合が成し遂げられ、ハウジング部分４０′の膜２０が負圧だけでなく過剰圧力の下で膜１０の動きに追随することを保証する。
このことは、運ばれるべき流体の容積をチャンバ４０に正確に案内し、又はチャンバ３０内の作動流体の移動した容積に相当する流体をこのチャンバから正確に取り出すことを可能にする。この発明によれば、一方では、圧縮性の要因のために装置の計量精度を下げ、他方では、真空不足のために圧送されるべき手段の吸入みを妨げる膜１０，２０の間の空気の影響又は空気の進入を確実に防ぐことが可能である。
【００１９】
特に、本発明による方法は、膜を接合するときに真空ポンプの使用を省略することができ、本発明は使用されるべき方法だけでなく適当な装置も簡素化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ダイヤフラムポンプの２つの膜を気密的かつ完全に接合するための本発明による方法の発明の概略図である。
【符号の説明】
１０，２０ 膜
１２，２２ 縁領域
３０，４０ チャンバ
３０′，４０′ ハウジング
１００ 膜ユニット

Claims (4)

1. ２つの膜の気密接合方法であって、
   ａ）一方の膜（１０）が、作動媒体を収容する、ダイヤフラムポンプの第１のチャンバ（３０）を境界付け、
   他方の膜（２０）が圧送されるべき流体を収容する第２のチャンバ（４０）を境界付け、
   前記第１のチャンバ（３０）の作動媒体の圧力増大によって前記一方の膜（１０）の湾曲を生じさせ、
   ｂ）前記一方の膜（１０）の凸状に湾曲した側を、前記一方の膜（１０）に気密に接合させるべき他方の膜（２０）の上に位置決めし、
   ｃ）前記膜（１０，２０）の縁領域（１２，２２）が互いに接触するまで前記膜（１０，２０）を接合し、
   ｄ）前記膜（１０，２０）を縁領域（１２，２２）で気密に密封する押圧力を加えること、
   を特徴とする上記方法。
2. 前記２つの膜（１０，２０）が接合される前に第２のチャンバ（４０）を流体で満たし、前記２つの膜が接合されたとき部分的又は完全に空にすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記一方の膜（１０）の湾曲を、２つの膜（１０，２０）を接合させながら増大させることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記一方の膜（１０）の凸状湾曲は、前記２つの膜（１０，２０）が接合されるとき、前記一方の膜（１０）に接合されるべき前記他方の膜（２０）をたわませるように設計される請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。

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