JP2010249065A - Piezoelectric pump with built-in driver - Google Patents

Piezoelectric pump with built-in driver Download PDF

Info

Publication number
JP2010249065A
JP2010249065A JP2009100760A JP2009100760A JP2010249065A JP 2010249065 A JP2010249065 A JP 2010249065A JP 2009100760 A JP2009100760 A JP 2009100760A JP 2009100760 A JP2009100760 A JP 2009100760A JP 2010249065 A JP2010249065 A JP 2010249065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
housing
built
pump chamber
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009100760A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Kamimura
道夫 上村
Akira Sato
昭 佐藤
Satoshi Yamada
聡 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP2009100760A priority Critical patent/JP2010249065A/en
Publication of JP2010249065A publication Critical patent/JP2010249065A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric pump with a built-in driver capable of preventing a housing from being deformed owing to pressure in a liquid pump chamber if a portion of liquid pump chamber formed by the piezoelectric oscillator and a control substrate of a piezoelectric oscillator are accommodated in the same housing by overlapping them when viewed from the above. <P>SOLUTION: In the piezoelectric pump with a built-in driver, a reinforcing support is formed which is partially situated in a portion where the liquid pump chamber and a substrate receiving groove are overlapped, within the substrate receiving groove of the housing. The reinforcing support connects counter wall surfaces of the substrate receiving groove. The control substrate has a relief part which is formed to keep off the reinforcing support. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、同一のハウジング内に圧電ポンプとその制御基板を内蔵するドライバ内蔵圧電ポンプに関する。   The present invention relates to a piezoelectric pump with a built-in driver in which a piezoelectric pump and its control board are built in the same housing.

圧電ポンプは、円板状の圧電振動子とハウジングの間に液体ポンプ室(可変容積室)を形成し、圧電振動子を振動させることにより、液体ポンプ室の容積を変化させてポンプ作用を得ている。より具体的には、液体ポンプ室に連なる一対の流路に、流れ方向の異なる一対の逆止弁(液体ポンプ室への流体流を許す逆止弁と液体ポンプ室からの流体流を許す逆止弁)を設けており、圧電振動子の振動により液体ポンプ室の容積が変化すると、それに伴い一対の逆止弁の一方が閉じ他方が開く動作を繰り返すことから、ポンプ作用が得られる。   A piezoelectric pump forms a liquid pump chamber (variable volume chamber) between a disk-shaped piezoelectric vibrator and a housing, and vibrates the piezoelectric vibrator to change the volume of the liquid pump chamber to obtain a pump action. ing. More specifically, a pair of flow valves connected to the liquid pump chamber are provided with a pair of check valves having different flow directions (a check valve that allows fluid flow to the liquid pump chamber and a reverse flow that allows fluid flow from the liquid pump chamber). When the volume of the liquid pump chamber is changed by the vibration of the piezoelectric vibrator, the operation of closing one of the pair of check valves and opening the other is repeated.

本出願人は、小型薄型にできるという圧電ポンプの特徴を生かして、例えば水冷ノートパソコンの冷却水循環ポンプとして用いる圧電ポンプを開発中である。   The present applicant is developing a piezoelectric pump used as a cooling water circulation pump of, for example, a water-cooled notebook personal computer, taking advantage of the feature of the piezoelectric pump that can be made small and thin.

特開平4-175479号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-175479 特開2004-060640号公報JP 2004-060640 A 特表2004-517240号公報Special Table 2004-517240 特開2008-180091号公報JP 2008-180091 A 国際公開公報第2009-001757号International Publication No. 2009-001757

小型化には、圧電振動子と、この圧電振動子に駆動電圧を与える駆動基板(ドライバ)とを同一のハウジング内に収納することが得策である。また、本出願人は、一層の小型化を図るため、液体ポンプ室の一部と駆動基板とが平面的にみてオーバラップ(重畳)するように配置したドライバ内蔵圧電ポンプを提案している(特願2008-183144号、特願2009-13847号)。   In order to reduce the size, it is advantageous to store the piezoelectric vibrator and a driving substrate (driver) for applying a driving voltage to the piezoelectric vibrator in the same housing. The applicant has also proposed a piezoelectric pump with a built-in driver in which a part of the liquid pump chamber and the drive substrate are arranged so as to overlap (overlap) in plan view in order to further reduce the size (see FIG. (Japanese Patent Application Nos. 2008-183144 and 2009-13847).

ところが、液体ポンプ室の一部と駆動基板とを平面的に見てオーバラップ(重畳)させたドライバ内蔵圧電ポンプでは、液体ポンプ室の駆動基板側の底壁が片持ち梁構造となり、小型化を進める程、この片持ち梁構造が薄肉化するため、ポンプ室に周期的に加わる正逆の液体圧力によって永久歪みが生じる可能性が指摘されている。液体ポンプ室底壁の片持ち梁部分が変形すると、平面円形のポンプ室をシールするOリングの圧縮率が場所によって変化し、圧縮率不足による液漏れや、圧縮永久歪みの増加による経年劣化によって液漏れが発生するおそれがある。また、平面円形の圧電振動子に歪みを与え、圧電振動子の変位や剛性の低下から、ポンプの流量低下や閉鎖圧の低下やばらつきに影響を与える可能性がある。   However, in the piezoelectric pump with a built-in driver that overlaps a part of the liquid pump chamber and the driving substrate in plan view, the bottom wall on the driving substrate side of the liquid pump chamber has a cantilever structure, and the size is reduced. It is pointed out that the cantilever structure becomes thinner as the process proceeds, so that permanent distortion may occur due to forward and reverse liquid pressures periodically applied to the pump chamber. If the cantilever part of the bottom wall of the liquid pump chamber is deformed, the compressibility of the O-ring that seals the flat circular pump chamber will change depending on the location, which may be caused by liquid leakage due to insufficient compressibility or aging due to increased compression set. Liquid leakage may occur. In addition, distortion may be applied to the planar circular piezoelectric vibrator, and the displacement and rigidity of the piezoelectric vibrator may be affected, thereby reducing the pump flow rate and the closing pressure.

本発明は、以上の問題意識に基づき、圧電振動子と駆動基板とを同一のハウジング内に収納し、かつ液体ポンプ室の一部と駆動基板とを平面的に見てオーバラップ(重畳)させたとき、ポンプ室の駆動基板側の変形を効果的に防止できるドライバ内蔵圧電ポンプを得ることを目的とする。   In the present invention, based on the awareness of the above problems, the piezoelectric vibrator and the drive substrate are accommodated in the same housing, and a part of the liquid pump chamber and the drive substrate are overlapped (superposed) when viewed in plan. It is an object of the present invention to obtain a driver built-in piezoelectric pump that can effectively prevent deformation of the pump chamber on the side of the drive substrate.

本発明は、単一のハウジング内に、表裏の少なくとも一面に液体ポンプ室を形成する圧電振動子と、該圧電振動子に対する給電制御用電気部品を搭載した制御基板とを収納し、上記圧電振動子を振動させることにより液体ポンプ室内に液体を給排してポンプ作用を行わせるドライバ内蔵圧電ポンプにおいて、ハウジングに、上記液体ポンプ室に平面的に見て一部を重畳させて、上記制御基板を収納する基板収納溝を形成し、この基板収納溝内に、上記重畳部分に部分的に位置させて、基板収納溝の対向する壁面を接続する補強支柱を形成し、制御基板に、この補強支柱を避ける逃げ部を形成したことを特徴としている。   According to the present invention, a piezoelectric vibrator that forms a liquid pump chamber on at least one side of the front and back and a control board on which electric parts for power supply control for the piezoelectric vibrator are mounted in a single housing, and the piezoelectric vibration In the piezoelectric pump with a built-in driver for supplying and discharging liquid to and from the liquid pump chamber by vibrating the child to perform a pumping action, a part of the housing is superposed on the housing as viewed in plan in the liquid pump chamber. A substrate storage groove for storing the substrate storage groove is formed, and a reinforcing column is formed in the substrate storage groove so as to be partially positioned at the overlapping portion and connecting the opposing wall surfaces of the substrate storage groove. It is characterized by the formation of a relief that avoids the column.

補強支柱と制御基板の逃げ部は、液体ポンプ室の半径方向に向けて形成するのが実際的である。また、この半径方向は、制御基板の基板収納溝への挿入方向と一致させると、組立性を向上させることができる。   It is practical to form the reinforcing column and the relief portion of the control board in the radial direction of the liquid pump chamber. Further, when this radial direction is made coincident with the insertion direction of the control board into the board housing groove, the assemblability can be improved.

ハウジングは、例えば、圧電振動子を収納する円形凹部と基板収納溝を含む基板収納空間を有するメインハウジングと、このメインハウジングの円形凹部及び基板収納空間の開放部を閉塞するアッパハウジングとを備えることができる。   The housing includes, for example, a main housing having a substrate storage space including a circular recess for storing the piezoelectric vibrator and a substrate storage groove, and an upper housing for closing the circular recess of the main housing and an open portion of the substrate storage space. Can do.

本発明によれば、ハウジングに、液体ポンプ室に平面的に見て一部を重畳させて、制御基板を収納する基板収納溝を形成したドライバ内蔵圧電ポンプにおいて、基板収納溝内に、液体ポンプ室と基板収納溝の重畳部分に部分的に位置させて、該基板収納溝の対向する壁面を接続する補強支柱を形成し、制御基板に、この補強支柱を避ける逃げ部を形成したので、ドライバ内蔵圧電ポンプの小型化薄型化を図りながら、液体ポンプ室の基板収納溝側の壁面の変形を防止し、耐久性を高めることができる。   According to the present invention, in the piezoelectric pump with a built-in driver in which a housing accommodating groove for accommodating a control substrate is formed by overlapping a part of the housing in plan view in the liquid pump chamber, the liquid pump is provided in the substrate accommodating groove. Since the reinforcing column for connecting the opposing wall surface of the substrate storage groove is formed partially at the overlapping portion of the chamber and the substrate storage groove, and the escape portion for avoiding the reinforcement column is formed on the control board, the driver While reducing the size and thickness of the built-in piezoelectric pump, it is possible to prevent deformation of the wall surface on the substrate storage groove side of the liquid pump chamber and enhance durability.

本発明のドライバ内蔵圧電ポンプの一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of the piezoelectric pump with a built-in driver of this invention. 図1の圧電ポンプの組立状態におけるII-II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line in the assembly state of the piezoelectric pump of FIG. 同III-III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line. 図2のIV-IV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図4のV-V線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. 本発明のドライバ内蔵圧電ポンプの別の実施形態を示す、図2に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 2 which shows another embodiment of the piezoelectric pump with a built-in driver of this invention.

図1ないし図5は、本発明によるドライバ内蔵圧電ポンプの一実施形態を示している。この圧電ポンプ20は、合成樹脂材料(例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂、PPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂)の成形品からなるメインハウジング(ロアハウジング)21とアッパハウジング22を有している。   1 to 5 show an embodiment of a piezoelectric pump with a built-in driver according to the present invention. The piezoelectric pump 20 has a main housing (lower housing) 21 and an upper housing 22 made of a molded product of a synthetic resin material (for example, PBT (polybutylene terephthalate) resin, PPS (polyphenylene sulfide) resin).

メインハウジング21とアッパハウジング22の間には、Oリング27と環状挟着部材(ガイド)28を介して圧電振動子10が液密に狭着支持されていて、該圧電振動子10とメインハウジング21の円形凹部26との間に液体ポンプ室Pを構成している。圧電振動子10とアッパハウジング22との間には、大気室Aが形成される。大気室Aは、開放しても密閉してもよい。   Between the main housing 21 and the upper housing 22, the piezoelectric vibrator 10 is tightly supported in a liquid-tight manner via an O-ring 27 and an annular clamping member (guide) 28. A liquid pump chamber P is formed between the 21 circular recesses 26. An atmospheric chamber A is formed between the piezoelectric vibrator 10 and the upper housing 22. The atmosphere chamber A may be opened or sealed.

メインハウジング21には、冷却水(液体)の吸入ポート24と吐出ポート25が開口しており、この吸入ポート24と吐出ポート25は、液体ポンプ室P側に開口する吸入流路30と吐出流路31に連通している。メインハウジング21には、この吸入流路30と吐出流路31に跨らせて逆止弁ユニット23が固定されている。逆止弁ユニット23には、吸入ポート24から液体ポンプ室Pへの流体流を許してその逆の流体流を許さない吸入側逆止弁(アンブレラ)32と、液体ポンプ室Pから吐出ポート25への流体流を許してその逆の流体流を許さない吐出側逆止弁(アンブレラ)33が設けられている。図示実施形態の逆止弁32、33は、同一の形態であり、弾性材料からなるアンブレラ32a、33aにより、常時は流路穴32b、33bを閉じている。   The main housing 21 has a cooling water (liquid) suction port 24 and a discharge port 25 opened. The suction port 24 and the discharge port 25 have a suction flow path 30 and a discharge flow opening to the liquid pump chamber P side. It communicates with the road 31. A check valve unit 23 is fixed to the main housing 21 across the suction passage 30 and the discharge passage 31. The check valve unit 23 includes a suction-side check valve (umbrella) 32 that allows a fluid flow from the suction port 24 to the liquid pump chamber P and does not allow the reverse fluid flow, and a discharge port 25 from the liquid pump chamber P. A discharge-side check valve (umbrella) 33 is provided that allows fluid flow to and not vice versa. The check valves 32 and 33 in the illustrated embodiment have the same configuration, and the flow path holes 32b and 33b are normally closed by umbrellas 32a and 33a made of an elastic material.

以上の圧電ポンプ20は、圧電振動子10が正逆に弾性変形(振動)すると、液体ポンプ室Pの容積が拡大する行程では、吸入側逆止弁32が開いて吐出側逆止弁33が閉じるため、吸入ポート24から液体ポンプ室P内に液体が流入する。一方、液体ポンプ室Pの容積が減少する行程では、吐出側逆止弁33が開いて吸入側逆止弁32が閉じるため、液体ポンプ室Pから吐出ポート25に液体が流出する。したがって、圧電振動子10を正逆に連続させて弾性変形(振動)させることで、ポンプ作用が得られる。   In the above-described piezoelectric pump 20, when the piezoelectric vibrator 10 is elastically deformed (vibrated) in the forward and reverse directions, the suction-side check valve 32 is opened and the discharge-side check valve 33 is opened in the process of expanding the volume of the liquid pump chamber P. In order to close, the liquid flows into the liquid pump chamber P from the suction port 24. On the other hand, in the stroke in which the volume of the liquid pump chamber P decreases, the discharge side check valve 33 opens and the suction side check valve 32 closes, so that the liquid flows out from the liquid pump chamber P to the discharge port 25. Accordingly, the pump action can be obtained by elastically deforming (vibrating) the piezoelectric vibrator 10 continuously in the forward and reverse directions.

本実施形態は、以上の基本構造を有する圧電ポンプにおいて、圧電振動子10を駆動制御する制御基板(駆動制御基板)40を収納するために、メインハウジング21に、吸入ポート24と吐出ポート25が開口する端面とは反対側の端面を基板挿入開口21bとした基板収納空間21aを形成している。この基板収納空間21aは、上面開放部21cによって上面一部が開放されており、また、円形凹部26(圧電振動子10)の下方に、該円形凹部26の一部と平面的に見て重畳する(平面位置が一致する)基板収納溝21dを有している。つまり、この基板収納溝21dは、基板挿入開口21b側から挿入した制御基板40を受け入れる底壁21eと上壁21f(図2、図4)を有していて、基板挿入開口21bから圧電振動子10の中心に向かって延びている。上壁21fは、その上部一部に、ポンプ室Pの凹部26が存在する内壁であるのに対し、底壁21eは、ハウジング21の外面壁である。底壁21eには、制御基板40の図の底面が接触する凸部21e2と、空気流通空間21e1が形成されている。   In the present embodiment, in the piezoelectric pump having the basic structure described above, the main housing 21 is provided with a suction port 24 and a discharge port 25 in order to house a control board (drive control board) 40 that drives and controls the piezoelectric vibrator 10. A substrate storage space 21a is formed in which the end surface opposite to the opening end surface is the substrate insertion opening 21b. A part of the upper surface of the substrate storage space 21a is opened by the upper surface opening part 21c, and overlaps with a part of the circular concave part 26 below the circular concave part 26 (piezoelectric vibrator 10) when seen in a plan view. A substrate storage groove 21d is formed (the plane position is coincident). That is, the substrate housing groove 21d has a bottom wall 21e and an upper wall 21f (FIGS. 2 and 4) for receiving the control substrate 40 inserted from the substrate insertion opening 21b side. 10 extends toward the center. The upper wall 21 f is an inner wall in which the concave portion 26 of the pump chamber P exists in an upper part thereof, whereas the bottom wall 21 e is an outer wall of the housing 21. On the bottom wall 21e, there are formed a convex portion 21e2 with which the bottom surface of the control board 40 in the drawing contacts and an air circulation space 21e1.

メインハウジング21には、円形凹部26(液体ポンプ室P)と基板収納溝21dとの重畳する部分に位置させて、補強支柱21Xが形成されている。この補強支柱21Xは、基板収納溝21dの対向する上壁21fと底壁21eを接続するもので、円形凹部26の中心部から半径方向外方に向けて、かつ基板収納溝21dの延長方向に向けて形成されている。この補強支柱21Xは、上壁21f(液体ポンプ室Pの基板収納溝21d側の壁面)が底壁21e側に変形するのを防止する。   Reinforcing columns 21X are formed in the main housing 21 so as to be positioned at a portion where the circular recess 26 (liquid pump chamber P) and the substrate storage groove 21d overlap. This reinforcing column 21X connects the upper wall 21f and the bottom wall 21e of the substrate storage groove 21d that face each other, and extends radially outward from the center of the circular recess 26 and in the extending direction of the substrate storage groove 21d. It is formed towards. This reinforcing column 21X prevents the upper wall 21f (the wall surface on the substrate storage groove 21d side of the liquid pump chamber P) from being deformed to the bottom wall 21e side.

制御基板40は、基板収納空間21a(基板収納溝21d)に挿入されるもので、マクロに見て平面矩形をなしており、その挿入方向の先端部の略中央部に、メインハウジング21の補強支柱21Xを避ける逃げ部(切欠)45が形成されている。また、この補強支柱21Xによって分断された基板収納溝21dの奥部にはそれぞれ、制御基板40の板厚平面と直交する方向に対して傾斜する一対の傾斜壁21gが形成されている。この傾斜壁21gは、基板収納溝21dの高さを奥部に向けて狭めるもので、その高さ方向の中間部分に、制御基板40の挿入方向奥部上縁が線状に当接する(図2)。図5では、この一対の傾斜壁21gをシンボル的に三角形で示している。   The control substrate 40 is inserted into the substrate storage space 21a (substrate storage groove 21d), has a planar rectangular shape when viewed macroscopically, and reinforces the main housing 21 at a substantially central portion of the distal end portion in the insertion direction. An escape portion (notch) 45 that avoids the column 21X is formed. In addition, a pair of inclined walls 21g that are inclined with respect to a direction orthogonal to the plate thickness plane of the control substrate 40 are formed in the inner portions of the substrate housing grooves 21d divided by the reinforcing support columns 21X. The inclined wall 21g narrows the height of the substrate housing groove 21d toward the back, and the upper edge in the insertion direction of the control board 40 abuts linearly on the intermediate portion in the height direction (see FIG. 2). In FIG. 5, the pair of inclined walls 21g are symbolically indicated by triangles.

制御基板40上には、図1、図2に示すように、圧電振動子10に対する給電制御を行う電気部品(電子回路部品)41と、これら電気部品41間を接続するプリント配線が形成されている。給電制御用電気部品41中には、基板上に突出する発熱要素としてのIC、インダクター及びFET回路が含まれており、プリント配線中には、圧電振動子10への給電端子42と43が含まれている。   As shown in FIGS. 1 and 2, an electrical component (electronic circuit component) 41 that controls power feeding to the piezoelectric vibrator 10 and a printed wiring that connects the electrical components 41 are formed on the control board 40. Yes. The power supply control electrical component 41 includes an IC, an inductor, and an FET circuit as heating elements protruding on the substrate, and the printed wiring includes power supply terminals 42 and 43 to the piezoelectric vibrator 10. It is.

また、本実施形態の圧電振動子10回りの構成を説明すると次の通りである。圧電振動子10は、平面円形のシム11と、シム11の表裏面の一方に形成した円形の圧電体(圧電体層)12とを有するユニモルフ型である。圧電体12は、液体ポンプ室P側に位置している。   The configuration around the piezoelectric vibrator 10 of the present embodiment will be described as follows. The piezoelectric vibrator 10 is a unimorph type having a planar circular shim 11 and a circular piezoelectric body (piezoelectric layer) 12 formed on one of the front and back surfaces of the shim 11. The piezoelectric body 12 is located on the liquid pump chamber P side.

シム11は、厚さ30〜300μm程度のステンレスや42アロイ等のばね性金属材料(導電性金属薄板)からなり、圧電体12を支持するための剛性を有している。このシム11は、その円形部分から外方に延びる端子部11aを備えている。圧電体12は、例えば厚さ50〜600μm程度のPZT(Pb(Zr、Ti)O3)等の圧電材料から構成されるもので、その表裏方向に分極処理が施されている。このような圧電振動子は周知である。なお、上記圧電振動子10は、シム11の表裏両面に圧電体12を有するバイモルフ型としても良い。 The shim 11 is made of a spring metal material (conductive metal thin plate) such as stainless steel or 42 alloy having a thickness of about 30 to 300 μm, and has rigidity for supporting the piezoelectric body 12. The shim 11 includes a terminal portion 11a extending outward from the circular portion. The piezoelectric body 12 is made of a piezoelectric material such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) having a thickness of about 50 to 600 μm, for example, and is polarized in the front and back directions. Such a piezoelectric vibrator is well known. The piezoelectric vibrator 10 may be a bimorph type having piezoelectric bodies 12 on both front and back sides of the shim 11.

圧電体12の周縁には、Oリング27が弾接してポンプ室Pの液密が保持されている。本実施形態では、圧電体12のシム11とは反対側の面に対して給電するため、該圧電体12とOリング27との間に、環状電極(端子)29が介在している。この環状電極29は、厚さ10〜30μm程度のステンレス、42アロイ、燐青銅等のばね性金属材料からなるもので、シム11と同様に、その環状部分から外方に延びる端子部29aを一体に有している。これらのシム11の端子部11aと環状電極29の端子部29aは、リード線11b、29bを介して制御基板40上の給電端子42と43に接続される。給電端子42と43を介して圧電体12の表裏に交番電界が与えられると、圧電体12の表裏の一方が伸びて他方が縮むサイクルが繰り返され、シム11(圧電振動子10)が中央部の振幅が最も大きくなるように振動する。   An O-ring 27 is elastically contacted with the periphery of the piezoelectric body 12 to maintain the liquid tightness of the pump chamber P. In this embodiment, an annular electrode (terminal) 29 is interposed between the piezoelectric body 12 and the O-ring 27 in order to supply power to the surface of the piezoelectric body 12 opposite to the shim 11. The annular electrode 29 is made of a spring metal material such as stainless steel, 42 alloy, phosphor bronze or the like having a thickness of about 10 to 30 μm. Like the shim 11, a terminal portion 29a extending outward from the annular portion is integrated. Have. The terminal portion 11a of the shim 11 and the terminal portion 29a of the annular electrode 29 are connected to power supply terminals 42 and 43 on the control board 40 via lead wires 11b and 29b. When an alternating electric field is applied to the front and back of the piezoelectric body 12 via the power supply terminals 42 and 43, a cycle in which one of the front and back of the piezoelectric body 12 extends and the other contracts is repeated, and the shim 11 (piezoelectric vibrator 10) is in the center. It vibrates so that the amplitude of becomes the largest.

アッパハウジング22には、基板収納空間21aの基板挿入開口21bを閉塞する蓋部22aが形成されており、この蓋部22aに外部端子挿入穴(大気流通穴)22b(図1)が形成されている。   The upper housing 22 is formed with a lid portion 22a for closing the substrate insertion opening 21b of the substrate storage space 21a, and an external terminal insertion hole (atmospheric flow hole) 22b (FIG. 1) is formed in the lid portion 22a. Yes.

上記構成の本ドライバ内蔵圧電ポンプは、メインハウジング21とアッパハウジング22との間に圧電振動子10、Oリング27、環状接触部材28及び環状電極29を挟着して結合し、シム11の端子部11aに接続されたリード線11bと環状電極29の端子部29aに接続されリード線29bを、メインハウジング21の上面開放部21cから基板収納空間21aに導き、制御基板40上の給電端子42と43に接続する(半田付けする)。   The piezoelectric pump with a built-in driver configured as described above is joined by sandwiching the piezoelectric vibrator 10, the O-ring 27, the annular contact member 28 and the annular electrode 29 between the main housing 21 and the upper housing 22. The lead wire 11b connected to the portion 11a and the lead wire 29b connected to the terminal portion 29a of the annular electrode 29 are led from the upper surface open portion 21c of the main housing 21 to the substrate storage space 21a, Connect to 43 (solder).

この状態で、基板収納空間21aの基板挿入開口21bから基板収納溝21dに制御基板40を挿入すると、制御基板40の逃げ部45がメインハウジング21の補強支柱21Xに沿って進入し、制御基板40の先端部が一対の傾斜壁21gに機械的に線状に当接する。この一対の線状接触部が制御基板40の揺動支点部となる。制御基板40の幅dは、図5に模式的に示すように、基板収納溝21d内においてマクロな移動が可能なように、基板収納溝21dの幅Dより小さく設定されていて、両者の間に隙間sが確保される。本実施形態では、制御基板40の挿入方向後端部(手前側)の両側において、この隙間sを埋める接着剤ADによって、制御基板40の後端部がメインハウジング21(基板収納空間21a)に固定されている。接着剤ADは、振動吸収作用を有するもので、例えば、アクリル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、ホットメルト接着剤等が用いられる。   In this state, when the control board 40 is inserted into the board storage groove 21d from the board insertion opening 21b of the board storage space 21a, the escape portion 45 of the control board 40 enters along the reinforcing column 21X of the main housing 21, and the control board 40 is inserted. The tip of each of them is in mechanical contact with the pair of inclined walls 21g linearly. The pair of linear contact portions serves as a swing fulcrum portion of the control board 40. As schematically shown in FIG. 5, the width d of the control board 40 is set to be smaller than the width D of the board housing groove 21d so that macro movement is possible in the board housing groove 21d. A gap s is secured. In the present embodiment, on both sides of the rear end portion (front side) of the control board 40 in the insertion direction, the rear end portion of the control board 40 is brought into the main housing 21 (board housing space 21a) by the adhesive AD filling the gap s. It is fixed. The adhesive AD has a vibration absorbing action, and for example, an acrylic resin adhesive, an epoxy resin adhesive, a silicone resin adhesive, a hot melt adhesive, or the like is used.

接着剤ADは、図5に鎖線で示すように、その後メインハウジング21に被せられて固定されるアッパハウジング22の蓋部22aと、制御基板40の後端壁との間の隙間に介在させてもよい。つまり、蓋部22aによって制御基板40を基板収納溝21dの奥部に押し付けることができる。   As shown by a chain line in FIG. 5, the adhesive AD is interposed in a gap between the lid portion 22 a of the upper housing 22 that is then covered and fixed to the main housing 21 and the rear end wall of the control board 40. Also good. That is, the control board 40 can be pressed against the inner part of the board housing groove 21d by the lid 22a.

上記構成の本圧電ポンプは、制御基板40を介して圧電振動子10に交番電界を与えるポンプ作用中には液体ポンプ室Pに加わる圧力によって、基板収納溝21dの上壁21fを底壁21e側に変形させようとする力が加わる。しかし、上壁21fと底壁21eは、補強支柱21Xによって接続されているため、上壁21fの変形が防止される。また、ポンプ作用中においては、圧電振動子10の振動がメインハウジング21に伝達され、メインハウジング21の振動が制御基板40に伝わる。しかし、制御基板40の一端部(圧電振動子10の下方に位置する先端部)は、傾斜壁21gに機械的に線接触していて、後端部は、振動吸収作用を有する接着剤ADを介して基板収納溝21d(メインハウジング21)の壁面に固定されているため、制御基板40に振動が伝わりにくい。また、制御基板40はミクロに見て傾斜壁21gを中心とする揺動運動ができ、捩れは生じにくく、単純な振動となるため、制御基板40上に設置された電気部品(電子回路部品)41やこれら電気部品41がプリント配線に接続されている半田などに対するダメージを緩和することが可能となる。   In the piezoelectric pump having the above-described configuration, the upper wall 21f of the substrate housing groove 21d is moved to the bottom wall 21e side by the pressure applied to the liquid pump chamber P during the pumping action of applying an alternating electric field to the piezoelectric vibrator 10 via the control substrate 40. A force to deform is added. However, since the upper wall 21f and the bottom wall 21e are connected by the reinforcing column 21X, the deformation of the upper wall 21f is prevented. Further, during the pump action, the vibration of the piezoelectric vibrator 10 is transmitted to the main housing 21, and the vibration of the main housing 21 is transmitted to the control board 40. However, one end portion of the control substrate 40 (a tip portion positioned below the piezoelectric vibrator 10) is in mechanical line contact with the inclined wall 21g, and the rear end portion is provided with an adhesive AD having a vibration absorbing function. The vibration is not easily transmitted to the control board 40 because it is fixed to the wall surface of the board housing groove 21d (main housing 21). Further, the control board 40 can swing about the inclined wall 21g as viewed microscopically, is not easily twisted, and is a simple vibration. Therefore, an electrical component (electronic circuit part) installed on the control board 40 is used. It is possible to alleviate the damage to the solder 41 or the like in which the electrical components 41 and these electrical components 41 are connected to the printed wiring.

図6は、基板収納溝21dに対する制御基板40の別の支持構造を示している。この支持構造は、制御基板40と基板収納溝21dの上壁21fとを、制御基板40上に支持した押圧ブロック46によって接触させた実施形態である。基板収納溝21dの上壁21fと底壁21eの間隔を制御基板40の厚さに対応させて狭めることにより、押圧ブロック46を省略してもよい。本実施形態は、メインハウジング21に補強支柱21Xを形成し、制御基板40に、この補強支柱21Xを避ける逃げ部45を形成した点に特徴があり、制御基板40の基板収納溝21dに対する支持構造には自由度がある。   FIG. 6 shows another support structure of the control board 40 with respect to the board housing groove 21d. This support structure is an embodiment in which the control substrate 40 and the upper wall 21f of the substrate storage groove 21d are brought into contact with each other by a pressing block 46 supported on the control substrate 40. The pressing block 46 may be omitted by narrowing the distance between the upper wall 21f and the bottom wall 21e of the substrate housing groove 21d in accordance with the thickness of the control substrate 40. The present embodiment is characterized in that a reinforcing support 21X is formed on the main housing 21, and an escape portion 45 that avoids the reinforcing support 21X is formed on the control board 40, and a support structure for the substrate storage groove 21d of the control board 40 is provided. Has a degree of freedom.

以上の実施形態では、補強支柱21Xを液体ポンプ室Pの中心部から半径方向に延びる単一のものとしたが、複数に分割してもよい。この態様では、複数の補強支柱21Xは、半径方向と平行な方向に向けて設けるのがよい。   In the above embodiment, the reinforcing column 21X is a single piece extending in the radial direction from the center of the liquid pump chamber P, but may be divided into a plurality of pieces. In this aspect, the plurality of reinforcing columns 21X are preferably provided in a direction parallel to the radial direction.

以上の実施形態は、シム11の表裏の一面に圧電体12を有するユニモルフタイプの圧電振動子を用い、該圧電体12を液体ポンプ室P側に向けて配置したが、圧電振動子10の表裏を逆転させても、あるいはバイモルフタイプ、マルチモルフタイプの圧電振動子を用いても全く同様の給電構造を実現できる。   In the above embodiment, the unimorph type piezoelectric vibrator having the piezoelectric body 12 on the front and back surfaces of the shim 11 is used and the piezoelectric body 12 is disposed toward the liquid pump chamber P side. The same power supply structure can be realized even if the rotation is reversed or a bimorph type or multimorph type piezoelectric vibrator is used.

以上の実施形態では、シム11の端子部11aと環状電極29の端子部29aを、リード線11bと29bを介して制御基板40の給電端子42と43に導通させたが、この給電構造は一例であり、本発明は給電構造を限定するものではない。   In the above embodiment, the terminal portion 11a of the shim 11 and the terminal portion 29a of the annular electrode 29 are electrically connected to the power supply terminals 42 and 43 of the control board 40 via the lead wires 11b and 29b. This power supply structure is an example. Thus, the present invention does not limit the feeding structure.

10 圧電振動子
11 シム(給電部材)
12 圧電体(圧電体層)
20 圧電ポンプ
21 メインハウジング
21a 基板収納空間
21b 基板挿入開口
21c 上面開放部
21d 基板収納溝
21e 底壁
21f 上壁
21g 傾斜壁
21X 補強支柱
22 アッパハウジング
22a 蓋部
22b 大気流通穴
23 逆止弁ユニット
24 吸入ポート
25 吐出ポート
26 円形凹部
27 Oリング
28 環状狭着部材
29 環状電極(給電部材)
30 吸入流路
31 吐出流路
32 33 逆止弁
40 制御基板(駆動制御基板)
41 電気部品(駆動制御部品)
42 43 給電端子
45 逃げ部
A 大気室
P 液体ポンプ室
AD 接着剤
s 隙間
10 Piezoelectric vibrator 11 Shim (power supply member)
12 Piezoelectric body (piezoelectric layer)
20 Piezoelectric pump 21 Main housing 21a Substrate storage space 21b Substrate insertion opening 21c Upper surface opening portion 21d Substrate storage groove 21e Bottom wall 21f Upper wall 21g Inclined wall 21X Reinforcing strut 22 Upper housing 22a Lid portion 22b Air circulation hole 23 Check valve unit 24 Suction port 25 Discharge port 26 Circular recess 27 O-ring 28 Annular narrowing member 29 Annular electrode (power supply member)
30 Suction flow path 31 Discharge flow path 32 33 Check valve 40 Control board (drive control board)
41 Electrical parts (drive control parts)
42 43 Power supply terminal 45 Escape portion A Air chamber P Liquid pump chamber AD Adhesive s Gap

Claims (4)

単一のハウジング内に、表裏の少なくとも一面に液体ポンプ室を形成する圧電振動子と、該圧電振動子に対する給電制御用電気部品を搭載した制御基板とを収納し、上記圧電振動子を振動させることにより液体ポンプ室内に液体を給排してポンプ作用を行わせるドライバ内蔵圧電ポンプであって、
上記ハウジングに、上記液体ポンプ室に平面的に見て一部を重畳させて、上記制御基板を収納する基板収納溝を形成し、
この基板収納溝内に、上記重畳部分に部分的に位置させて、上記基板収納溝の対向する壁面を接続する補強支柱を形成し、
上記制御基板に、この補強支柱を避ける逃げ部を形成したことを特徴とするドライバ内蔵圧電ポンプ。
In a single housing, a piezoelectric vibrator that forms a liquid pump chamber on at least one surface of the front and back, and a control board on which electric parts for power supply control for the piezoelectric vibrator are mounted, and the piezoelectric vibrator is vibrated. This is a piezoelectric pump with a built-in driver that performs the pumping action by supplying and discharging liquid into the liquid pump chamber,
In the housing, a part of the liquid pump chamber is overlapped in a plan view to form a substrate storage groove for storing the control substrate,
In this substrate storage groove, a reinforcing column is formed to connect to the opposing wall surface of the substrate storage groove, partially positioned in the overlapping portion,
A piezoelectric pump with a built-in driver, wherein an escape portion that avoids the reinforcing support is formed on the control board.
請求項1記載のドライバ内蔵圧電ポンプにおいて、上記補強支柱と制御基板の逃げ部は、液体ポンプ室の半径方向に延びているドライバ内蔵圧電ポンプ。 The piezoelectric pump with a built-in driver according to claim 1, wherein the reinforcing column and the relief portion of the control board extend in a radial direction of the liquid pump chamber. 請求項2記載のドライバ内蔵圧電ポンプにおいて、上記半径方向は、制御基板の基板収納溝への挿入方向と一致しているドライバ内蔵圧電ポンプ。 The piezoelectric pump with a built-in driver according to claim 2, wherein the radial direction coincides with a direction in which the control board is inserted into the substrate housing groove. 請求項2または3記載のドライバ内蔵圧電ポンプにおいて、上記ハウジングは、圧電振動子を収納する円形凹部と上記基板収納溝を含む基板収納空間を有するメインハウジングと、このメインハウジングの円形凹部及び基板収納空間の開放部を閉塞するアッパハウジングとを備えているドライバ内蔵圧電ポンプ。 4. The piezoelectric pump with a built-in driver according to claim 2, wherein the housing includes a main housing having a circular recess for storing a piezoelectric vibrator and a substrate storage space including the substrate storage groove, and the circular recess of the main housing and the substrate storage. A driver built-in piezoelectric pump including an upper housing that closes an open portion of the space.
JP2009100760A 2009-04-17 2009-04-17 Piezoelectric pump with built-in driver Withdrawn JP2010249065A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009100760A JP2010249065A (en) 2009-04-17 2009-04-17 Piezoelectric pump with built-in driver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009100760A JP2010249065A (en) 2009-04-17 2009-04-17 Piezoelectric pump with built-in driver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010249065A true JP2010249065A (en) 2010-11-04

Family

ID=43311655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009100760A Withdrawn JP2010249065A (en) 2009-04-17 2009-04-17 Piezoelectric pump with built-in driver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010249065A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020133505A (en) * 2019-02-20 2020-08-31 東芝テック株式会社 Piezoelectric pump and liquid discharge device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020133505A (en) * 2019-02-20 2020-08-31 東芝テック株式会社 Piezoelectric pump and liquid discharge device
JP7214500B2 (en) 2019-02-20 2023-01-30 東芝テック株式会社 Piezoelectric pump and liquid ejection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9237854B2 (en) Valve, fluid control device
US9028226B2 (en) Fluid control device
US9482217B2 (en) Fluid control device
JP4730437B2 (en) Piezoelectric pump
US8747080B2 (en) Fluid pump
JP4957480B2 (en) Piezoelectric micro pump
JP2007165664A (en) Wiring structure for oscillator and piezo-electric pump
JP2007046551A (en) Piezoelectric pump
JP5429317B2 (en) Piezoelectric micro pump
US20070065310A1 (en) Diaphragm pump
WO2019124029A1 (en) Pump
JP2009079482A (en) Piezoelectric pump
JP2010249065A (en) Piezoelectric pump with built-in driver
JP5154323B2 (en) Piezoelectric pump with built-in driver
JP2009097367A (en) Piezoelectric pump
JP2006220056A (en) Fluid transportation device
JP2009041554A (en) Piezoelectric pump
JP4976202B2 (en) Diaphragm pump
KR100829930B1 (en) Piezoelectric pump
JP2009203979A (en) Piezoelectric pump with built-in driver
JP5134435B2 (en) Piezoelectric pump with built-in driver
JP2009156178A (en) Piezoelectric pump with built-in driver
JP4940042B2 (en) Piezoelectric pump
JP2009024510A (en) Diaphragm pump
JP5500310B2 (en) Active valve, fluid control device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120703