JP2005054658A - Pump device - Google Patents

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JP2005054658A
JP2005054658A JP2003285950A JP2003285950A JP2005054658A JP 2005054658 A JP2005054658 A JP 2005054658A JP 2003285950 A JP2003285950 A JP 2003285950A JP 2003285950 A JP2003285950 A JP 2003285950A JP 2005054658 A JP2005054658 A JP 2005054658A
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Japan
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housing
fluid
pump device
electrostrictive
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JP2003285950A
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Japanese (ja)
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Yasunari Kabasawa
康成 椛澤
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To securely suck/discharge a compressive fluid such as gases and mixtures. <P>SOLUTION: In this pump device 1, a film-like electrostriction body 3 deformed by the application of voltage thereto is installed in a housing 2 having a suction port 2e and a discharge port 2f for the fluid. Also, in the pump device 1, the electrostriction body 3 is closely fitted to the housing 2 in the state of its outer peripheral part fixed by a fixing ring 5. A suction flow passage (unshown) for the fluid led from the suction port 2e to the fitted face thereof to the electrostriction body 3 and a discharge flow passage (unshown) for the fluid led from the face thereof closely fitted to the electrostriction body 3 to the discharge port 2f are formed in the housing 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、圧力の作用により流体を吸入・吐出するポンプ装置に係り、特に気相や、気相と液相との混合相等の状態の流体を吸入・吐出するのに好適に用いられるポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to a pump device that sucks and discharges fluid by the action of pressure, and in particular, a pump device that is suitably used to suck and discharge fluid in a state such as a gas phase or a mixed phase of a gas phase and a liquid phase. It is about.

近年では、圧力の作用により流体を吸入・吐出するポンプの小型化が図られ、小型化されたポンプは、医療用機器、分析機器、事務用機器、家庭用機器といった各種機器に組み込まれて種々の用途に使用されている。例えば、患者の体内に組み込まれて微粒状又は液体の薬剤を患部に定量的に投与するのに使用されたり、インクジェットプリンタに組み込まれてインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するのに使用されたりしており、さらなる小型化に伴い日常生活での需要・用途もますます増えると考えられている。   In recent years, pumps that suck and discharge fluids by the action of pressure have been miniaturized, and the miniaturized pumps have been incorporated into various devices such as medical equipment, analytical equipment, office equipment, and household equipment. It is used for For example, it can be incorporated into a patient's body to quantitatively administer a particulate or liquid drug to the affected area, or it can be incorporated into an ink jet printer to supply ink from an ink tank to a recording head. Therefore, it is considered that demand and usage in daily life will increase with further miniaturization.

ところで、小型ポンプのなかには、電圧の印加により圧電素子が歪む現象を利用したユニモルフ型圧電アクチュエータやバイモルフ型圧電アクチュエータを駆動源とする小型ポンプがあり、近年開発されている(例えば、特許文献1参照。)特許文献1の小型ポンプでは、ポンプ室(2)の上下を圧電素子(3)で覆うとともにポンプ室の吸入口と吐出口とに流体制御弁(5)を配設し、圧電素子に交流電圧を印加することにより圧電素子を振動させてポンプ室の内容積を増加又は減少させ(ポンプ室の内部圧を正又は負に変動させ)、各流体制御弁を介して、流体を吸入口からポンプ室に吸入し、吸入した流体をポンプ室の吐出口から吐出するような構成となっている。
特開平5−263763号公報(段落番号0011,第1図)
By the way, among the small pumps, there are small pumps using a unimorph type piezoelectric actuator or a bimorph type piezoelectric actuator using a phenomenon that a piezoelectric element is distorted by application of a voltage as a driving source, and have been developed in recent years (for example, see Patent Document 1). In the small pump of Patent Document 1, the upper and lower sides of the pump chamber (2) are covered with the piezoelectric element (3), and the fluid control valve (5) is disposed at the suction port and the discharge port of the pump chamber. By applying an alternating voltage, the piezoelectric element is vibrated to increase or decrease the internal volume of the pump chamber (the internal pressure of the pump chamber fluctuates positively or negatively), and the fluid is sucked through each fluid control valve. The pump is sucked into the pump chamber, and the sucked fluid is discharged from the discharge port of the pump chamber.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-263766 (paragraph number 0011, FIG. 1)

特許文献1のポンプ装置のように、ポンプ室が予め配設されたポンプ装置では、流体がポンプ室に吸入・充填された状態において、流体が液体等の非圧縮性流体なら、圧電素子の変位分の圧力をそのまま流体に伝達することができるため、ポンプ室から流体を確実に吐出することはできるが、流体が気体,混合気等の圧縮性流体なら、圧電素子の変位分の圧力が流体に掛かると流体が圧縮された状態でポンプ室の内部に残存してしまい、ポンプ室から流体の一部しか吐出できなかったり、ポンプ室から流体を全く吐出できなかったりする可能性がある。   In a pump device in which a pump chamber is disposed in advance, as in the pump device of Patent Document 1, if the fluid is an incompressible fluid such as a liquid in a state where the fluid is sucked and filled in the pump chamber, the displacement of the piezoelectric element Since the pressure of the minute can be transmitted to the fluid as it is, the fluid can be reliably discharged from the pump chamber. However, if the fluid is a compressible fluid such as a gas or a mixture, the pressure of the displacement of the piezoelectric element is If this happens, the fluid may remain in the pump chamber in a compressed state, and only a part of the fluid may be discharged from the pump chamber, or the fluid may not be discharged from the pump chamber at all.

本発明の目的は、非圧縮性流体のみならず、気体,混合気等の圧縮性流体や、非圧縮性流体と圧縮性流体とが混合された混合流体までも確実に吸入・吐出することができるポンプ装置を提供することである。   An object of the present invention is to reliably suck and discharge not only incompressible fluids but also compressible fluids such as gas and air-fuel mixture, and mixed fluids in which incompressible fluids and compressible fluids are mixed. It is to provide a pump device that can.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
電圧の印加により歪む電歪体が、流体の吸入口及び吐出口を有するハウジングに装備されたポンプ装置において、前記電歪体は、前記ハウジングが前記吐出口から前記流体を吐出するときに、前記電歪体が前記ハウジングに密着するように設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
In the pump device in which an electrostrictive body that is distorted by application of a voltage is provided in a housing having a fluid suction port and a discharge port, the electrostrictive body, when the housing discharges the fluid from the discharge port, An electrostrictive body is provided in close contact with the housing.

請求項2に記載の発明は、
流体の吸入口及び吐出口を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記吐出口から前記流体を吐出するために、前記ハウジングの一面との間に空間を形成後、前記空間を消失するように前記ハウジングと密着する電歪体と、
を有することを特徴とする。
The invention described in claim 2
A housing having a fluid inlet and outlet;
In order to discharge the fluid from the discharge port of the housing, after forming a space with the one surface of the housing, an electrostrictive body closely contacting the housing so as to disappear the space;
It is characterized by having.

請求項3に記載の発明は、
流体の吸入口及び吐出口を有するハウジングと、
非動作時に前記ハウジングの一面と密着し、動作時に前記ハウジングの前記一面と離間、密着を繰り返す電歪体と、
を有することを特徴とする。
The invention according to claim 3
A housing having a fluid inlet and outlet;
An electrostrictive body that is in close contact with the one surface of the housing during non-operation, and is spaced apart from the one surface of the housing during operation;
It is characterized by having.

請求項4に記載の発明は、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のポンプ装置において、
前記電歪体は外周部を前記ハウジングに固定されており、
前記ハウジングには、前記吸入口から前記電歪体との密着面に通じる流体の吸入用流路と、前記電歪体との密着面から前記吐出口に通じる流体の吐出用流路とが形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 4
In the pump apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The electrostrictive body has an outer peripheral portion fixed to the housing,
The housing has a fluid suction channel that leads from the suction port to the contact surface with the electrostrictive body, and a fluid discharge channel that communicates from the contact surface with the electrostrictive body to the discharge port. It is characterized by being.

なお、「吸入用流路」と「吐出用流路」というのは、互いに異なる別々の流路としてそれぞれ単独に形成されていてもよいし、各流路の一部が互いに重複するように形成されていてもよい。「吸入用流路」と「吐出用流路」とが互いに別々に形成された場合には、流体は、吸入時において吸入用流路を流動し、吐出時において吸入用流路とは別の吐出用流路を流動する。つまり、流体は吸入時と吐出時とで互いに異なる別々の流路を流動する。一方、「吸入用流路」と「吐出用流路」とで各流路の一部が重複する場合には、流体は、吸入時において吸入用流路と吸入・吐出用流路の重複部分の流路とを流動し、吐出時において吐出用流路と吸入・吐出用流路の重複部分の流路とを流動する。つまり、流体は吸入時と吐出時とで同じ部分を通過しながら各流路を流動する。   The “suction channel” and the “discharge channel” may be formed separately as different channels, or may be formed so that a part of each channel overlaps each other. May be. When the “suction channel” and the “discharge channel” are formed separately from each other, the fluid flows through the suction channel at the time of inhalation and is different from the suction channel at the time of discharge. Flows through the discharge channel. That is, the fluid flows in different flow paths at the time of suction and at the time of discharge. On the other hand, when a part of each flow path overlaps with the “suction flow path” and the “discharge flow path”, the fluid is the overlapping part of the suction flow path and the suction / discharge flow path during suction. And the flow path in the overlapping portion of the discharge flow path and the suction / discharge flow path at the time of discharge. That is, the fluid flows through each flow path while passing through the same part during suction and during discharge.

請求項5に記載の発明は、
請求項4に記載のポンプ装置において、
前記ハウジングには複数の前記電歪体が装備されており、
複数の前記電歪体はそれぞれ外周部を前記ハウジングに固定されており、
前記吸入用流路が、前記吸入口から全ての前記電歪体と前記ハウジングとの各密着面に通じており、
前記吐出用流路が、全ての前記電歪体と前記ハウジングとの各密着面から前記吐出口に通じていることを特徴とする。
The invention described in claim 5
The pump device according to claim 4,
The housing is equipped with a plurality of the electrostrictive bodies,
Each of the plurality of electrostrictive bodies has an outer peripheral portion fixed to the housing,
The suction channel communicates from the suction port to each of the contact surfaces of all the electrostrictive bodies and the housing;
The discharge flow path is characterized in that all the electrostrictive bodies and the housing are connected to the discharge port from the respective contact surfaces.

請求項6に記載の発明は、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のポンプ装置において、 前記電歪体は、両面に薄膜電極が成膜された誘電性高分子膜であることを特徴とする。
The invention described in claim 6
The pump device according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrostrictive body is a dielectric polymer film having thin film electrodes formed on both sides.

請求項7に記載の発明は、
請求項6に記載のポンプ装置において、
前記誘電性高分子膜は、シリコン系エラストマ、アクリル系エラストマ又はポリウレタン系エラストマから構成されていることを特徴とする。
The invention described in claim 7
The pump device according to claim 6,
The dielectric polymer film is made of a silicon elastomer, an acrylic elastomer, or a polyurethane elastomer.

請求項8に記載の発明は、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のポンプ装置において、
前記吸入口には、流体の流入を許容しかつ流体の流出を遮断する第一の逆止弁が配設されていることを特徴とするポンプ装置。
The invention according to claim 8 provides:
In the pump device according to any one of claims 1 to 7,
The pump device according to claim 1, wherein a first check valve that allows fluid inflow and blocks fluid outflow is disposed in the suction port.

請求項9に記載の発明は、
請求項8に記載のポンプ装置において、
前記第一の逆止弁は、先端部が前記吸入口の外部から内部に向いたダックビル弁であることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is:
The pump device according to claim 8,
The first check valve is a duckbill valve whose tip is directed from the outside to the inside of the suction port.

請求項10に記載の発明は、
請求項1〜9のいずれか一項に記載のポンプ装置において、
前記吐出口には、流体の流出を許容しかつ流体の流入を遮断する第二の逆止弁が配設されていることを特徴とする。
The invention according to claim 10 is:
In the pump device according to any one of claims 1 to 9,
The discharge port is provided with a second check valve that allows the fluid to flow out and blocks the fluid from flowing in.

請求項11に記載の発明は、
請求項10に記載のポンプ装置において、
前記第二の逆止弁は、先端部が前記吐出口の内部から外部に向いたダックビル弁であることを特徴とする。
The invention according to claim 11
The pump device according to claim 10,
The second check valve is a duckbill valve whose tip is directed from the inside of the discharge port to the outside.

請求項1に記載の発明では、電歪体の歪みにより吸入口から吸入した流体を吐出口から吐出する際に、電歪体がハウジングに密着して電歪体とハウジングとの間に形成された空間をほとんど消失させるため、流体が空間内に圧縮された状態で残存することがほとんどなくなり、効果的に流体を移送することができる。   According to the first aspect of the present invention, when the fluid sucked from the suction port is discharged from the discharge port due to the distortion of the electrostrictive body, the electrostrictive body is formed in close contact with the housing and formed between the electrostrictive body and the housing. Therefore, the fluid hardly disappears in the compressed state, and the fluid can be effectively transferred.

請求項2に記載の発明では、電歪体の歪みにより電歪体とハウジングとの間に形成された空間の負圧により吸入口を介してこの空間に吸入した流体を、電歪体が空間を押し潰してハウジングの吐出口から吐出するときに、電歪体がハウジングに密着するため、空間がほとんど消失する。そのため、流体が空間内に圧縮された状態で残存することがほとんどなく、効果的に流体を移送することができる。   In the invention according to claim 2, the electrostrictive body uses the negative pressure in the space formed between the electrostrictive body and the housing due to the distortion of the electrostrictive body to absorb the fluid sucked into the space. When crushing and discharging from the discharge port of the housing, the electrostrictive body comes into close contact with the housing, so that the space is almost lost. Therefore, the fluid hardly remains in a compressed state in the space, and the fluid can be transferred effectively.

請求項3に記載の発明では、非動作時に電歪体がハウジングの一面と密着しているので、動作時に電歪体がハウジングの一面と離間する際に電歪体とハウジングとの間に形成された空間内を容易に負圧にすることができる。そのため、流体が圧縮性であっても効率よく吸入口からこの空間内に吸入できる。そして電歪体が空間を押し潰してハウジングの吐出口から流体を吐出するときに、電歪体がハウジングに密着して空間がほとんど消失するので、流体が空間内に圧縮された状態で残存することがほとんどなく、効果的に流体を移送することができる。   In the third aspect of the invention, since the electrostrictive body is in close contact with one surface of the housing during non-operation, the electrostrictive body is formed between the electrostrictive body and the housing when separated from the one surface of the housing during operation. It is possible to easily make negative pressure in the space. Therefore, even if the fluid is compressible, it can be efficiently sucked into the space from the suction port. When the electrostrictive body crushes the space and discharges the fluid from the discharge port of the housing, the electrostrictive body is in close contact with the housing and the space is almost lost, so that the fluid remains compressed in the space. There is almost nothing and the fluid can be transferred effectively.

請求項4に記載の発明では、電歪体が外周部を固定された状態でハウジングに密着しているため、電歪体は、外周部を固定されたままドーム状に歪むことができ、電歪体とハウジングとの密着面に空間が形成される。このとき、当該空間に負圧(吸引力)が生じるから、その吸引力が吸入用流路を通じて吸入口に伝達され、流体が、吸入口から吸入されて吸入用流路を流動しながら当該空間に流入し、当該空間に一時的に貯留される。この状態から電歪体への電圧の印加が解除されると、電歪体は、一旦形成された空間を消失するようにハウジングに徐々に近接しながら密着する。このとき、電歪体とハウジングとの間に形成された空間が収縮しながら消失するから、電歪体がハウジングに近接するに連れて流体に正圧(押圧力)が掛かり、流体は、当該空間から吐出用流路に流出して吐出用流路を流動しながら吐出口から吐出される。   In the invention according to claim 4, since the electrostrictive body is in close contact with the housing in a state where the outer peripheral portion is fixed, the electrostrictive body can be distorted in a dome shape while the outer peripheral portion is fixed. A space is formed on the contact surface between the strain body and the housing. At this time, since negative pressure (suction force) is generated in the space, the suction force is transmitted to the suction port through the suction channel, and the fluid is sucked from the suction port and flows through the suction channel. And is temporarily stored in the space. When the application of the voltage to the electrostrictive body is released from this state, the electrostrictive body comes into close contact with the housing so as to gradually disappear the space once formed. At this time, since the space formed between the electrostrictive body and the housing disappears while shrinking, a positive pressure (pressing force) is applied to the fluid as the electrostrictive body approaches the housing, The liquid flows out from the space to the discharge channel and is discharged from the discharge port while flowing through the discharge channel.

請求項5に記載の発明では、複数の電歪体がハウジングに装備されているため、各電歪体とハウジングとの間に複数の空間を同時に形成させて各空間を同時に収縮させながら消失させることができる。   In the invention according to claim 5, since a plurality of electrostrictive bodies are provided in the housing, a plurality of spaces are formed simultaneously between the electrostrictive bodies and the housing, and the respective spaces are simultaneously contracted to disappear. be able to.

請求項6に記載の発明では、電歪体は、両面に薄膜電極が成膜された誘電性高分子膜であるため、電歪体の各薄膜電極間に電位差を与えることで誘電性高分子膜を歪ませることができ、逆に、電歪体の各薄膜電極間の電位差を解除することで誘電性高分子膜を元の状態(歪む前の状態)に戻すことができる。   In the invention described in claim 6, since the electrostrictive body is a dielectric polymer film in which thin film electrodes are formed on both surfaces, a dielectric polymer is provided by applying a potential difference between the thin film electrodes of the electrostrictive body. The film can be distorted, and conversely, the dielectric polymer film can be returned to the original state (the state before distortion) by releasing the potential difference between the thin film electrodes of the electrostrictive body.

請求項7に記載の発明では、誘電性高分子膜がシリコン系エラストマ、アクリル系エラストマ又はポリウレタン系エラストマから構成されているため、電歪体の歪曲率が非常に大きい。したがって、電歪体とハウジングとの密着面に大容量の空間を形成することができ、流体の吸入量及び吐出量を増加させることができる。   In the seventh aspect of the invention, since the dielectric polymer film is made of silicon elastomer, acrylic elastomer, or polyurethane elastomer, the distortion rate of the electrostrictive body is very large. Therefore, a large-capacity space can be formed on the contact surface between the electrostrictive body and the housing, and the amount of fluid sucked and discharged can be increased.

請求項8に記載の発明では、吸入口に第一の逆止弁が配設されているため、流体の吸入時にのみ流体を吸入口から流入させることができ、流体の吐出時に流体が吸入口を逆流して吸入口の外部に流出(漏出)するのを防止することができる。   In the invention according to claim 8, since the first check valve is disposed at the suction port, the fluid can be allowed to flow from the suction port only when the fluid is sucked, and the fluid is sucked when the fluid is discharged. Can be prevented from flowing out (leaking) out of the suction port.

請求項9に記載の発明では、第一の逆止弁は、先端部が吸入口の外部から内部に向いたダックビル弁であるから流体の流入を許容する場合に流体の流れる方向に対して略垂直な方向に開口する。したがって、第一の逆止弁に作用する流体の抵抗を低く抑えることができ、第一の逆止弁にチャタリングが生じるのを防止することができる。   In the invention described in claim 9, since the first check valve is a duckbill valve whose tip is directed from the outside to the inside of the suction port, the first check valve is substantially in the direction in which the fluid flows when allowing the inflow of fluid. Open in the vertical direction. Therefore, the resistance of the fluid acting on the first check valve can be kept low, and chattering can be prevented from occurring in the first check valve.

請求項10に記載の発明では、吐出口に第二の逆止弁が配設されているため、流体の吐出時にのみ流体を吐出口から流出させることができ、流体の吸入時に流体が吐出口を逆流して吐出口の内部に流入するのを防止することができる。   In the invention according to claim 10, since the second check valve is disposed at the discharge port, the fluid can flow out from the discharge port only at the time of discharging the fluid, and the fluid is discharged from the discharge port at the time of inhaling the fluid. Can be prevented from flowing back into the discharge port.

請求項11に記載の発明では、第二の逆止弁は、先端部が吐出口の内部から外部に向いたダックビル弁であるから流体の流出を許容する場合に流体の流れる方向に対して略垂直な方向に開口する。したがって、第二の逆止弁に作用する流体の抵抗を低く抑えることができ、第二の逆止弁にチャタリングが生じるのを防止することができる。   In the invention according to claim 11, since the second check valve is a duckbill valve whose tip is directed from the inside of the discharge port to the outside, the second check valve is substantially in the direction in which the fluid flows when allowing the fluid to flow out. Open in the vertical direction. Therefore, the resistance of the fluid acting on the second check valve can be kept low, and chattering can be prevented from occurring in the second check valve.

以下、図面を参照しながら本発明に係るポンプ装置の実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
図1はポンプ装置1の斜視図であり、図2はポンプ装置1の分解斜視図であり、図3は図1のポンプ装置1のA−A断面を示す斜視図であり、図4は図1のポンプ装置1のB−B断面を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of a pump device according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
1 is a perspective view of the pump device 1, FIG. 2 is an exploded perspective view of the pump device 1, FIG. 3 is a perspective view showing an AA cross section of the pump device 1 of FIG. 1, and FIG. It is a perspective view which shows the BB cross section of 1 pump apparatus.

図1及び図2に示す通り、ポンプ装置1は、円形状部材と管状部材とを円形状部材の外周部で一体化した外観を呈したハウジング2を有している。図2に示す通り、ハウジング2は、所定の厚みを有する円板部2aを有しており、円板部2aの略中央部には第一の貫通孔2bが形成され、円板部2aの外周部には円板部2aの外縁に沿う壁2cが形成されている。   As shown in FIG.1 and FIG.2, the pump apparatus 1 has the housing 2 which exhibited the external appearance which integrated the circular member and the tubular member in the outer peripheral part of the circular member. As shown in FIG. 2, the housing 2 has a disc portion 2a having a predetermined thickness, and a first through hole 2b is formed at a substantially central portion of the disc portion 2a. A wall 2c along the outer edge of the disc portion 2a is formed on the outer peripheral portion.

円板部2aの外周部には、円板部2aの外縁から四角形状に突出した突出部2dが配設されている。突出部2dの左右両側(又は前後両側)には、流体を吸入するための吸入口2eと流体を吐出するための吐出口2fとがそれぞれ配設されている。吸入口2e及び吐出口2fは互いに同様のものであって、外径及び内径がともに同じとなっている。ここでいう「流体」というのは、液体,気体,液体と気体の混合気,粒子群等であって、圧力等の外力に対して自由に変形又は流動するもの全てを意味するものであるけれども、本実施形態のポンプ装置1では流体として気体,混合気等の圧縮性流体を好適に用いることができる。   On the outer peripheral portion of the disc portion 2a, a protruding portion 2d that protrudes in a square shape from the outer edge of the disc portion 2a is disposed. A suction port 2e for sucking fluid and a discharge port 2f for discharging fluid are disposed on the left and right sides (or both front and rear sides) of the protrusion 2d. The suction port 2e and the discharge port 2f are similar to each other, and both the outer diameter and the inner diameter are the same. The term “fluid” as used herein refers to all of liquid, gas, a mixture of liquid and gas, particles, etc., which freely deform or flow with respect to external force such as pressure. In the pump device 1 of the present embodiment, a compressive fluid such as a gas or an air-fuel mixture can be suitably used as the fluid.

図3及び図4に示す通り、ハウジング2の突出部2dの内部には、吸入口2eから吐出口2fに(又は吐出口2fから吸入口2eに)通じる第二の貫通孔2gが形成されている。また図3に示す通り、ハウジング2の円板部2aの内部にも、第二の貫通孔2gと上記第一の貫通孔2bとに通じる第三の貫通孔2hが形成されている。第三の貫通孔2hは、第一及び第二の各貫通孔2b,2gに対してT字状に交差しながら連結している。図3に示す通り、突出部2dの側部には、上記第三の貫通孔2hを成形する際に開けられた孔2i(第二の貫通孔2gを介して第三の貫通孔2hに通じている。)が形成されている。孔2iには、弾性を有するピン2jが圧入されており、孔2iがピン2jにより完全に閉塞されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, a second through hole 2 g that communicates from the suction port 2 e to the discharge port 2 f (or from the discharge port 2 f to the suction port 2 e) is formed inside the protruding portion 2 d of the housing 2. Yes. As shown in FIG. 3, a third through hole 2 h that communicates with the second through hole 2 g and the first through hole 2 b is also formed inside the disc portion 2 a of the housing 2. The third through hole 2h is connected to the first and second through holes 2b and 2g while intersecting in a T shape. As shown in FIG. 3, the side of the projecting portion 2d has a hole 2i opened when the third through-hole 2h is formed (which leads to the third through-hole 2h through the second through-hole 2g). Is formed). An elastic pin 2j is press-fitted into the hole 2i, and the hole 2i is completely closed by the pin 2j.

図2において、円板部2aの上方及び下方には電歪体3,4がそれぞれ配設されている。各電歪体3,4は、EAPAD(Electroactive Polymer Actuators and Device)等と称されるアクチュエータ・デバイスであって、誘電性エラストマ,電歪高分子等といわれる所謂「誘電性高分子」を膜状に加工して二枚の柔軟な薄膜電極の間に挟んだ構造を有している。各電歪体3,4の高分子膜は、シリコン(ソフトシリコン,フロロシリコンを含む。)系エラストマ,アクリル系エラストマ,ポリウレタン系エラストマ等の高分子材料から構成されており、スピンコーティング法,ディップコーティング法,キャスト法,スプレイ法等の公知技術により作製されている。各電歪体3,4の薄膜電極も上記高分子膜と同様の技術により作製されており、各電歪体3,4の薄膜電極が金(Au)等の材料から製作される場合には、フォトリソグラフィ法により作製することもできる。   In FIG. 2, electrostrictive bodies 3 and 4 are respectively disposed above and below the disc portion 2a. Each electrostrictive body 3, 4 is an actuator device called EAPAD (Electroactive Polymer Actuators and Device) or the like, and a so-called “dielectric polymer” called a dielectric elastomer, electrostrictive polymer or the like is formed into a film. And is sandwiched between two flexible thin film electrodes. The polymer film of each electrostrictive body 3 and 4 is made of a polymer material such as silicon (including soft silicon and fluorosilicone) type elastomer, acrylic type elastomer, polyurethane type elastomer, and the like. It is produced by a known technique such as a coating method, a casting method, or a spray method. The thin film electrodes of the electrostrictive bodies 3 and 4 are also produced by the same technique as the polymer film. When the thin film electrodes of the electrostrictive bodies 3 and 4 are made of a material such as gold (Au), It can also be produced by photolithography.

電歪体3,4の各電極はリード線(図示略)を介して駆動回路(図示略)に接続されており、駆動回路によって各薄膜電極間に電圧が印加されるようになっている。各薄膜電極間に電圧が印加されて各薄膜電極間に所定の電位差が与えられると、電歪体3,4は面積を広げたり縮めたりするように歪むようになっている。ポンプ装置1では、一方の電歪体3は、図1及び図3に示す通り、壁2cの内側に嵌合するように円板部2aの上部に重ねられており、他方の電歪体4は、図3に示す通り、壁2cの内側に位置する円板部2aの下部に嵌合するように配設されている。   The electrodes of the electrostrictive bodies 3 and 4 are connected to a drive circuit (not shown) via lead wires (not shown), and a voltage is applied between the thin film electrodes by the drive circuit. When a voltage is applied between the thin film electrodes and a predetermined potential difference is applied between the thin film electrodes, the electrostrictive bodies 3 and 4 are distorted so as to expand or contract the area. In the pump device 1, one electrostrictive body 3 is superimposed on the upper part of the disk portion 2 a so as to fit inside the wall 2 c, as shown in FIGS. 1 and 3, and the other electrostrictive body 4. As shown in FIG. 3, it is arrange | positioned so that it may fit in the lower part of the disc part 2a located inside the wall 2c.

図2において、電歪体3の上方と電歪体4の下方とには、ハウジング2の円板部2aの径(壁2cの内径)と略同径の固定用リング5,6がそれぞれ配設されている。ポンプ装置1では、固定用リング5は、図1及び図3に示す通り、電歪体3が円板部2aの上部に重ねられた状態で電歪体3の外周部を固定するように壁2cの内側に接着・固定されている。同様に、固定用リング6は、図3に示す通り、電歪体4が円板部2aの下部に配設された状態で電歪体4の外周部を固定するように壁2cの内側に接着・固定されている。このような状態において各電歪体3,4は一面全体がハウジング2の円板部2aの上部(上面)と下部(下面)とに密着している。   In FIG. 2, fixing rings 5 and 6 having substantially the same diameter as the diameter of the disk portion 2a of the housing 2 (inner diameter of the wall 2c) are arranged above the electrostrictive body 3 and below the electrostrictive body 4, respectively. It is installed. In the pump device 1, the fixing ring 5 has a wall so as to fix the outer peripheral portion of the electrostrictive body 3 in a state where the electrostrictive body 3 is overlaid on the upper part of the disk portion 2 a as shown in FIGS. 1 and 3. Bonded and fixed inside 2c. Similarly, as shown in FIG. 3, the fixing ring 6 is provided on the inner side of the wall 2c so as to fix the outer peripheral portion of the electrostrictive body 4 in a state where the electrostrictive body 4 is disposed below the disc portion 2a. Bonded and fixed. In such a state, each of the electrostrictive bodies 3 and 4 is in close contact with the upper portion (upper surface) and the lower portion (lower surface) of the disk portion 2a of the housing 2.

図2において、ハウジング2の吸入口2eの正面には、金属製のスリーブ(鞘管)7とスリーブ7内に挿入される際に加えられる圧力に対して少なくとも一部が変形する第一の逆止弁8とが配設されている。スリーブ7の外径は吸入口2eの内径と略同じであり、スリーブ7の内径は第一の逆止弁8の外径よりもやや小さくなっている。ポンプ装置1では、まず、スリーブ7が吸入口2eの内部に嵌合・固定され、その後スリーブ7の内部に第一の逆止弁8が圧入・固定されるようになっている(図4参照)。   In FIG. 2, a metal sleeve (sheath tube) 7 is provided in front of the suction port 2e of the housing 2 and a first reverse at least partly deformed by pressure applied when inserted into the sleeve 7. A stop valve 8 is provided. The outer diameter of the sleeve 7 is substantially the same as the inner diameter of the suction port 2 e, and the inner diameter of the sleeve 7 is slightly smaller than the outer diameter of the first check valve 8. In the pump device 1, first, the sleeve 7 is fitted and fixed inside the suction port 2e, and then the first check valve 8 is press-fitted and fixed inside the sleeve 7 (see FIG. 4). ).

図2において、ハウジング2の吐出口2fの正面には、上記第一の逆止弁8と同様の第二の逆止弁9と、上記スリーブ7と同様のスリーブ10とが配設されている。スリーブ10の外径は吐出口2fの内径と略同じであり、スリーブ10の内径は第二の逆止弁9の外径よりもやや小さくなっている。ポンプ装置1では、まず第二の逆止弁9が吐出口2fの内部に嵌合・配置され、その後第一の逆止弁9の側壁と吐出口2fの内壁との間にスリーブ10が圧入・固定されるようになっている(図4参照)。   In FIG. 2, a second check valve 9 similar to the first check valve 8 and a sleeve 10 similar to the sleeve 7 are disposed in front of the discharge port 2 f of the housing 2. . The outer diameter of the sleeve 10 is substantially the same as the inner diameter of the discharge port 2 f, and the inner diameter of the sleeve 10 is slightly smaller than the outer diameter of the second check valve 9. In the pump device 1, the second check valve 9 is first fitted and arranged inside the discharge port 2 f, and then the sleeve 10 is press-fitted between the side wall of the first check valve 9 and the inner wall of the discharge port 2 f. -It is designed to be fixed (see Fig. 4).

次に、図5を参照しながら各逆止弁8,9について詳細に説明する。
図5は各逆止弁8,9を三方向から見た三面図であって、図5(a)は各逆止弁8,9の側面図であり、図5(b)は各逆止弁8,9の正面図であり、図5(c)は各逆止弁8,9の平面図である。
Next, the check valves 8 and 9 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 5 is a three-side view of the check valves 8 and 9 viewed from three directions. FIG. 5A is a side view of the check valves 8 and 9, and FIG. FIG. 5C is a front view of the valves 8 and 9, and FIG. 5C is a plan view of the check valves 8 and 9.

第一の逆止弁8は、ダックビル状(アヒル・カモのくちばしのような形状)の外観を呈したダックビル弁である。詳細には、図5(a)に示す通り、第一の逆止弁8の外面8aは、先端部8cに向かうにつれて厚さTが徐々に薄くなるようにテーパ状に形成されている。第一の逆止弁8の内側には開口部8eが形成されており、開口部8eの内面8bも、外面8aと同様に、先端部8cに向かうにつれて開口部8eの高さHが徐々に低くなるようにテーパ状に形成されている。図5(b)に示す通り、第一の逆止弁8の先端部8cには、第一の逆止弁8の厚み方向に対して垂直な方向に線状の流出口8dが形成されている。流出口8dは第一の逆止弁8の外部から開口部8eまで(開口部8eから外部まで)通じている。   The first check valve 8 is a duckbill valve having a duckbill-like appearance (shaped like a duck or duck beak). Specifically, as shown in FIG. 5A, the outer surface 8a of the first check valve 8 is formed in a tapered shape so that the thickness T gradually decreases toward the tip end portion 8c. An opening 8e is formed on the inner side of the first check valve 8, and the inner surface 8b of the opening 8e is gradually increased in height H toward the tip 8c in the same manner as the outer surface 8a. It is formed in a tapered shape so as to be lowered. As shown in FIG. 5 (b), a linear outflow port 8 d is formed at the tip 8 c of the first check valve 8 in a direction perpendicular to the thickness direction of the first check valve 8. Yes. The outflow port 8d communicates from the outside of the first check valve 8 to the opening 8e (from the opening 8e to the outside).

第一の逆止弁8では、第一の逆止弁8の外面8aと内面8bとに掛かる圧力が等しいか又は第一の逆止弁8の外面8aに内面8bより大きな圧力が掛かった場合、流出口8dは閉塞し、流体が第一の逆止弁8の外部から開口部8eに流動するのを阻止するようになっている。一方、第一の逆止弁8の内面8bに外面8aよりも大きな圧力が掛かった場合、第一の逆止弁8が弾性変形して先端部8cの厚さTが大きくなって流出口8dが開口し、流体が開口部8eから流出口8dを通じて第一の逆止弁8の外部に流動するのを許容するようになっている。   In the first check valve 8, when the pressure applied to the outer surface 8 a and the inner surface 8 b of the first check valve 8 is equal or the pressure applied to the outer surface 8 a of the first check valve 8 is greater than that of the inner surface 8 b. The outlet 8d is closed to prevent the fluid from flowing from the outside of the first check valve 8 to the opening 8e. On the other hand, when a larger pressure is applied to the inner surface 8b of the first check valve 8 than the outer surface 8a, the first check valve 8 is elastically deformed and the thickness T of the tip 8c is increased, thereby increasing the outlet 8d. And the fluid is allowed to flow from the opening 8e to the outside of the first check valve 8 through the outlet 8d.

第二の逆止弁9は、上記第一の逆止弁8と同様のものであって、ダックビル状の外観を呈したダックビル弁である。第二の逆止弁9では、第一の逆止弁8の外面8aに外面9aが対応しており、第一の逆止弁8の内面8bに内面9bが対応しており、第一の逆止弁8の先端部8cに先端部9cが対応しており、第一の逆止弁8の流出口8dに流出口9dが対応しており、第一の逆止弁8の開口部8eに開口部9eが対応しているので、第二の逆止弁9の詳細な説明は省略する。   The second check valve 9 is the same as the first check valve 8 and is a duckbill valve having a duckbill-like appearance. In the second check valve 9, the outer surface 9a corresponds to the outer surface 8a of the first check valve 8, the inner surface 9b corresponds to the inner surface 8b of the first check valve 8, and the first check valve 8 A tip portion 9 c corresponds to the tip portion 8 c of the check valve 8, an outlet port 9 d corresponds to the outlet port 8 d of the first check valve 8, and the opening portion 8 e of the first check valve 8. The detailed description of the second check valve 9 will be omitted.

このように構成された各逆止弁8,9においてポンプ装置1では、図4に示す通り、第一の逆止弁8は、先端部8cが第二の貫通孔2gに向いた状態で吸入口2eの内部に配設されており、第二の逆止弁9は、先端部9cが吐出口2fの外部に向いた状態で吐出口2fの内部に配設されている。   In each of the check valves 8 and 9 configured as described above, in the pump device 1, as shown in FIG. 4, the first check valve 8 sucks in a state where the tip end portion 8 c faces the second through hole 2 g. The second check valve 9 is disposed inside the discharge port 2f with the tip 9c facing the outside of the discharge port 2f.

続いて、図6を主に参照しながらポンプ装置1の動作について説明する。
図6(a),(b),(d)は、ポンプ装置1の動作を経時的に説明するための図1のポンプ装置1のA−A断面図であり、図6(c),(e)は、ポンプ装置1の動作を経時的に説明するための図1のポンプ装置1のB−B断面図である。
Next, the operation of the pump device 1 will be described with reference mainly to FIG.
6 (a), 6 (b), and 6 (d) are cross-sectional views taken along line AA of the pump device 1 of FIG. 1 for illustrating the operation of the pump device 1 over time, and FIGS. e) is a BB cross-sectional view of the pump device 1 of FIG. 1 for explaining the operation of the pump device 1 over time.

ポンプ装置1の動作前の状態(駆動回路が作動する前の状態)では、図6(a)に示す通り、二枚の電歪体3,4の一面全体がハウジング2の円板部2aの上部と下部とにそれぞれ密着している。また、二つの第一及び第二の逆止弁8,9の各流出口8d,9dは閉塞した状態となっている。この状態において駆動回路が作動すると、二枚の電歪体3,4の各薄膜電極間に電圧が印加されて電位差が生じ、まず各電歪体3,4が同時に面積を広げるように歪む。   In a state before the operation of the pump device 1 (a state before the drive circuit is activated), the entire surface of the two electrostrictive bodies 3 and 4 of the disk portion 2a of the housing 2 is formed as shown in FIG. It is in close contact with the top and bottom. Further, the outlets 8d and 9d of the two first and second check valves 8 and 9 are closed. When the drive circuit operates in this state, a voltage is applied between the thin film electrodes of the two electrostrictive bodies 3 and 4 to generate a potential difference. First, the electrostrictive bodies 3 and 4 are simultaneously distorted so as to increase the area.

このとき、図6(b)に示す通り、電歪体3,4の歪み動作に対して立体障害となるハウジング2の円板部2aの上部に配置された電歪体3は、外周部が固定用リング5により固定されているため上方に撓むように湾曲し(実際には上方に向かってドーム状に歪曲する。)、ハウジング2の円板部2aの下部に配置された電歪体4は、外周部が固定用リング6により固定されているため下方に撓むように湾曲する(実際には下方に向かってドーム状に歪曲する。)。すると、各電歪体3,4と円板部2aとの間に空間部11,12がそれぞれ形成されるとともに各空間部11,12に負圧(吸引力)が発生し、その吸引力が第一の貫通孔2b、第三の貫通孔2h及び第二の貫通孔2gを介して吸入口2eと吐出口2fとに伝達される。   At this time, as shown in FIG. 6B, the outer peripheral portion of the electrostrictive body 3 disposed on the upper portion of the disk portion 2a of the housing 2 which becomes a steric hindrance to the distortion operation of the electrostrictive bodies 3 and 4 Since it is fixed by the fixing ring 5, the electrostrictive body 4 is bent so as to bend upward (actually distorted upward in a dome shape), and the electrostrictive body 4 disposed at the lower part of the disk portion 2 a of the housing 2 is Since the outer peripheral portion is fixed by the fixing ring 6, it bends so as to bend downward (actually, it is distorted in a dome shape downward). Then, space portions 11 and 12 are formed between the electrostrictive bodies 3 and 4 and the disc portion 2a, respectively, and negative pressure (suction force) is generated in each space portion 11 and 12, and the suction force is It is transmitted to the suction port 2e and the discharge port 2f via the first through hole 2b, the third through hole 2h, and the second through hole 2g.

このため、図6(c)に示す通り、吸入口2eでは、各空間部11,12で発生した吸引力の圧力が第一の逆止弁8の外面8aに掛かり、外面8aに掛かる圧力が内面8bに掛かる圧力より小さくなるため、第一の逆止弁8が弾性変形して流出口8dが開口する。一方、吐出口2fでは、各空間部11,12で発生した吸引力が第二の逆止弁9の開口部9eを介して内面9bに掛かり、内面9bに掛かる圧力が外面9aに掛かる圧力より小さくなるため、第二の逆止弁9の流出口9dが閉塞したままの状態を維持する。   Therefore, as shown in FIG. 6C, at the suction port 2e, the pressure of the suction force generated in each of the space portions 11 and 12 is applied to the outer surface 8a of the first check valve 8, and the pressure applied to the outer surface 8a is increased. Since the pressure is smaller than the pressure applied to the inner surface 8b, the first check valve 8 is elastically deformed to open the outlet 8d. On the other hand, at the discharge port 2f, the suction force generated in each of the space portions 11 and 12 is applied to the inner surface 9b via the opening 9e of the second check valve 9, and the pressure applied to the inner surface 9b is greater than the pressure applied to the outer surface 9a. Therefore, the outlet 9d of the second check valve 9 is kept closed.

この状態において、ポンプ装置1の外部に配された流体がハウジング2の吸入口2eから吸入される。そして、第二の貫通孔2g、第三の貫通孔2h及び第一の貫通孔2bが流体の「吸入用流路」となって、流体は、第一の逆止弁8の開口部8e及び流出口8dを介して第二の貫通孔2gに流入し、第二の貫通孔2g、第三の貫通孔2h及び第一の貫通孔2bをこの順に流動しながら各空間部11,12に流入する。   In this state, the fluid disposed outside the pump device 1 is sucked from the suction port 2 e of the housing 2. The second through-hole 2g, the third through-hole 2h, and the first through-hole 2b serve as a “suction channel” for the fluid, and the fluid passes through the opening 8e of the first check valve 8 and It flows into the 2nd through-hole 2g via the outflow port 8d, and flows into each space part 11 and 12, flowing through the 2nd through-hole 2g, the 3rd through-hole 2h, and the 1st through-hole 2b in this order. To do.

その後、駆動回路が再度作動して、二枚の電歪体3,4の各薄膜電極間に掛けられた電圧の印加が解除されるか若しくは図6(b)の状態と逆電界となるように電圧を二枚の電歪体3,4の各薄膜電極間に印加すると、図6(d)に示す通り、各電歪体3,4は同時に、各空間部11,12を消失させるように(厚さ方向と面方向とに生じた歪みを修復するように)元の状態(図6(a)に示す状態)に戻る。このとき、各電歪体3,4は、各空間部11,12(図6(b)参照)に流入した流体に正圧(押圧力)を掛けながらハウジング2の円板部2aの上部と下部とに密着する。   Thereafter, the drive circuit is operated again, and the application of the voltage applied between the thin film electrodes of the two electrostrictive bodies 3 and 4 is canceled or the electric field reverse to the state of FIG. When a voltage is applied between the thin film electrodes of the two electrostrictive bodies 3 and 4, the electrostrictive bodies 3 and 4 simultaneously disappear the space portions 11 and 12, as shown in FIG. Then, the original state (the state shown in FIG. 6A) is restored (to repair the distortion generated in the thickness direction and the surface direction). At this time, each of the electrostrictive bodies 3 and 4 has an upper portion of the disk portion 2a of the housing 2 while applying positive pressure (pressing force) to the fluid flowing into the space portions 11 and 12 (see FIG. 6B). Close contact with the bottom.

そして、第一の貫通孔2b、第三の貫通孔2h及び第二の貫通孔2gが流体の「吐出用流路」となって、押圧力を受けた流体は、吸入されたときの吸入用流路を逆流するように各空間部11,12から第一の貫通孔2bに流出し、第一の貫通孔2b、第三の貫通孔2h及び第二の貫通孔2gをこの順に流動しながら吸入口2eと吐出口2fとに流出する。本実施形態では、特に、流体の吸入用流路と吐出用流路とを構成する三つの貫通孔2b,2g,2hのうち、第一の貫通孔2b及び第三の貫通孔2hが各吸入・吐出用流路において重複した部分となっているため、これらの占有容積を小さく抑えることができる。つまり、図6(d)に示した流体を押し出すための動作が完了したときに、流体が滞留する容積が極めて小さい。   The first through-hole 2b, the third through-hole 2h, and the second through-hole 2g serve as a “discharge channel” for the fluid, and the fluid that has received the pressing force is used for suction when sucked. It flows out from each space part 11 and 12 to the 1st through-hole 2b so that it may flow back in a flow path, and it flows through the 1st through-hole 2b, the 3rd through-hole 2h, and the 2nd through-hole 2g in this order. It flows out to the suction port 2e and the discharge port 2f. In the present embodiment, among the three through holes 2b, 2g, 2h constituting the fluid suction channel and the discharge channel, in particular, the first through hole 2b and the third through hole 2h are each sucked. -Since these are overlapping portions in the discharge flow path, these occupied volumes can be kept small. That is, when the operation for extruding the fluid shown in FIG. 6D is completed, the volume in which the fluid stays is extremely small.

このような状態において、図6(e)に示す通り、吸入口2eでは、流入した流体の押圧力が第一の逆止弁8の外面8aに掛かり、外面8aに掛かる圧力が内面8bに掛かる圧力より大きくなるため、流出口8dが閉塞する。これにより流体の流動が阻止され、流体が吸入口2eから流出することはない。一方、吐出口2fでは、流入した流体の押圧力が第二の逆止弁9の開口部9eを介して内面9bに掛かり、内面9bに掛かる圧力が外面9aに掛かる圧力より大きくなるため、第二の逆止弁9が弾性変形して流出口9dが開口する。これにより、流体が、第二の逆止弁9の開口部9eから流出口9dを通じて吐出口2fからポンプ装置1の外部に吐出される。   In such a state, as shown in FIG. 6E, at the suction port 2e, the pressure of the fluid that has flowed in is applied to the outer surface 8a of the first check valve 8, and the pressure applied to the outer surface 8a is applied to the inner surface 8b. Since it becomes larger than the pressure, the outlet 8d is closed. This prevents the fluid from flowing and prevents the fluid from flowing out from the suction port 2e. On the other hand, in the discharge port 2f, the pressure of the fluid that has flowed in is applied to the inner surface 9b via the opening 9e of the second check valve 9, and the pressure applied to the inner surface 9b is greater than the pressure applied to the outer surface 9a. The second check valve 9 is elastically deformed to open the outlet 9d. Thus, the fluid is discharged from the opening 9e of the second check valve 9 through the outlet 9d to the outside of the pump device 1 through the discharge port 2f.

以後、ポンプ装置1は、上述した一連の電圧制御動作を各電歪体3,4に対して同時に繰り返しおこなうことで、上記のように、流体を吸入口2eから吸入して吐出口2fから吐出するという図6(b)〜図6(e)からなる一連の動作を繰り返しおこなう。   Thereafter, the pump device 1 repeats the above-described series of voltage control operations on the electrostrictive bodies 3 and 4 simultaneously, thereby sucking fluid from the suction port 2e and discharging it from the discharge port 2f as described above. A series of operations shown in FIGS. 6B to 6E are repeated.

以上のようなポンプ装置1では、各電歪体3,4に電圧を印加することで各電歪体3,4とハウジング2の円板部2aとの間に空間部11,12を形成させて流体を吸入口2eから吸入することができ、この状態から各電歪体3,4への電圧の印加状態を変更することで各空間部11,12を収縮・消失させて流体を吐出口2fから吐出することができるようになっている。したがって、各電歪体3,4とハウジングとの間に二つの空間部11,12が形成されても各空間11,12は収縮しながら消失するため、図6(d)に示した流体を押し出すための動作が完了すると、ポンプ室が予め配設された従来のポンプ装置とは異なり、吸入口2eから吸入された流体が圧縮された状態で所定部位(ポンプ室のような空間)に残存する量が極めて少なく、吸入口2eから吸入した流体を確実に吐出口2fから吐出することができる。これにより、ポンプ装置1では気体,混合気等の圧縮性流体を確実に吸入・吐出することができる。   In the pump device 1 as described above, by applying a voltage to the electrostrictive bodies 3 and 4, the space portions 11 and 12 are formed between the electrostrictive bodies 3 and 4 and the disk portion 2 a of the housing 2. The fluid can be sucked from the suction port 2e, and by changing the voltage application state to the electrostrictive bodies 3 and 4 from this state, the space portions 11 and 12 are contracted and disappeared to discharge the fluid. It is possible to discharge from 2f. Therefore, even if the two space portions 11 and 12 are formed between the electrostrictive bodies 3 and 4 and the housing, the spaces 11 and 12 disappear while contracting, so the fluid shown in FIG. When the operation for pushing out is completed, unlike the conventional pump device in which the pump chamber is previously arranged, the fluid sucked from the suction port 2e is compressed and remains in a predetermined portion (a space like the pump chamber). Therefore, the amount of fluid sucked from the suction port 2e can be reliably discharged from the discharge port 2f. Thereby, in the pump apparatus 1, compressive fluids, such as gas and air-fuel | gaseous mixture, can be suck | inhaled and discharged reliably.

ここで、第一の貫通孔2bは、図6(b)に示すように、空間部11,12が形成されているときに、各電歪体3,4がハウジング2の円板部2aの密着面と最も離れた部位(つまり各電歪体3,4の密着面の中央部)と対向する位置に設けられている。すなわち、図6(d)に示すように、歪んだ状態の各電歪体3,4がハウジング2の円板部2aの密着面に密着する際に最も物理的に変位する位置に、第一の貫通孔2bが配置されているため、各電歪体3,4が空間部11,12内の流体を第一の貫通孔2bに押し入れる力が大きく、各空間部11,12内の流体を効率的に移送することができる。   Here, as shown in FIG. 6B, the first through-hole 2 b has the electrostrictive bodies 3, 4 of the disk portion 2 a of the housing 2 when the space portions 11, 12 are formed. It is provided at a position facing the portion farthest from the contact surface (that is, the central portion of the contact surface of the electrostrictive bodies 3 and 4). That is, as shown in FIG. 6 (d), the first electrostrictive bodies 3, 4 in the distorted state are located at positions where they are most physically displaced when they are brought into close contact with the close contact surface of the disk portion 2 a of the housing 2. Since the through holes 2b are arranged, the electrostrictive bodies 3 and 4 have a large force for pushing the fluid in the space portions 11 and 12 into the first through holes 2b, and the fluid in the space portions 11 and 12 is large. Can be efficiently transported.

またポンプ装置1では、各電歪体3,4を構成する「誘電性高分子膜」がシリコン系エラストマ、アクリル系エラストマ又はポリウレタン系エラストマから構成されているため、振動板(シム材)の片面又は両面に圧電素子(圧電セラミック)が貼り付けられた「ユニモルフ型アクチュエータ」や「バイモルフ型アクチュエータ」に比較して各電歪体3,4の歪曲率が非常に大きい。したがって、各電歪体3,4とハウジング2の円板部2aとの密着面に大容量の空間部11,12をそれぞれ形成することができ、流体の吸入量及び吐出量を増加させることができる。   Further, in the pump device 1, since the “dielectric polymer film” constituting each electrostrictive body 3, 4 is made of silicon elastomer, acrylic elastomer, or polyurethane elastomer, one side of the diaphragm (shim material) Alternatively, the electrostrictive bodies 3 and 4 have a very large distortion rate as compared to “unimorph actuators” or “bimorph actuators” in which piezoelectric elements (piezoelectric ceramics) are attached to both surfaces. Therefore, large-capacity space portions 11 and 12 can be formed on the contact surfaces between the electrostrictive bodies 3 and 4 and the disk portion 2a of the housing 2, respectively, and the amount of fluid sucked and discharged can be increased. it can.

またポンプ装置1では、第一の逆止弁8と第二の逆止弁9とがともにダックビル弁であって、第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9の各先端部8c,9cがともに流体の流れる方向に向いており、流体の流入・流出を許容する場合に流体の流れる方向に対して略垂直な方向に開口するようになっている。したがって、第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9に作用する流体の抵抗を低く抑えることができ、第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9にチャタリングが生じるのを防止することができる。そして、第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9がともにダックビル弁であって各逆止弁8,9に作用する流体の抵抗を低く抑えられるから、第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9の開閉動作を各電歪体3,4の空間形成動作と空間消失動作とに略同時に追従させることができる。したがって、各電歪体3,4を短い周期で駆動させることができ、結果としてポンプ装置1を高速で駆動させることができる。   Further, in the pump device 1, the first check valve 8 and the second check valve 9 are both duckbill valves, and the tip portions 8 c of the first check valve 8 and the second check valve 9 are each. 9c are directed in the direction in which the fluid flows, and are opened in a direction substantially perpendicular to the direction in which the fluid flows when fluid inflow / outflow is permitted. Therefore, the resistance of the fluid acting on the first check valve 8 and the second check valve 9 can be kept low, and chattering occurs in the first check valve 8 and the second check valve 9. Can be prevented. Since the first check valve 8 and the second check valve 9 are both duckbill valves and the resistance of the fluid acting on the check valves 8 and 9 can be kept low, the first check valve 8 And the opening / closing operation | movement of the 2nd non-return valve 9 can be made to follow the space formation operation | movement of each electrostrictive body 3 and 4 and space vanishing operation | movement substantially simultaneously. Accordingly, the electrostrictive bodies 3 and 4 can be driven with a short cycle, and as a result, the pump device 1 can be driven at a high speed.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更をおこなってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、本実施形態では、第一の貫通孔2bをハウジング2の円板部2aの中央部に配置したが、図7に示すポンプ装置101のように、第一の貫通孔2bを、中央部よりも第二の貫通孔2gに近い側に配置してもよい。このような構造とすることにより第三の貫通孔2hの長さが短くなるので、第三の貫通孔2hの容積がより小さくなり、圧縮性の流体が滞留するデッドスペースをより小さくすることができ、流体の吸入・吐出の悪影響を低減することができる。   For example, in the present embodiment, the first through hole 2b is disposed at the center of the disc portion 2a of the housing 2, but the first through hole 2b is disposed at the center as in the pump device 101 shown in FIG. It may be arranged closer to the second through hole 2g. By adopting such a structure, the length of the third through-hole 2h is shortened, so that the volume of the third through-hole 2h is further reduced, and the dead space where the compressible fluid is retained can be further reduced. It is possible to reduce the adverse effects of fluid suction and discharge.

また本実施形態では、二枚の電歪体3,4をハウジング2の円板部2aの上部と下部とに一枚ずつ配設したが、電歪体3,4の枚数はこれに限定されず、二枚の電歪体3,4のうちどちらか一方だけがハウジング2に装備されるようにしてもよい。逆に、例えば、円板部2aの上部又は下部に電歪体3,4と同様の複数の電歪体を並べて配設したり、円板部2aを三面体,四面体等の多角面体に代えて各面に電歪体3,4と同様の一枚又は複数枚の電歪体を配設したりして、電歪体3,4と同様の三枚以上の電歪体がそれぞれ外周部を固定された状態でハウジング2に配設されてもよい。   In the present embodiment, the two electrostrictive bodies 3 and 4 are arranged one by one on the upper and lower parts of the disk portion 2a of the housing 2, but the number of electrostrictive bodies 3 and 4 is limited to this. Instead, only one of the two electrostrictive bodies 3 and 4 may be mounted on the housing 2. Conversely, for example, a plurality of electrostrictive bodies similar to the electrostrictive bodies 3 and 4 are arranged side by side on the upper or lower portion of the disk portion 2a, or the disk portion 2a is formed into a polygonal body such as a trihedron or a tetrahedron. Instead, one or a plurality of electrostrictive bodies similar to the electrostrictive bodies 3 and 4 are arranged on each surface, and three or more electrostrictive bodies similar to the electrostrictive bodies 3 and 4 are arranged on the outer periphery. You may arrange | position to the housing 2 in the state which fixed the part.

さらに本実施形態では、三つの貫通孔2b,2g,2hのうち第一の貫通孔2bと第三の貫通孔2hとが吸入・吐出用流路の重複部分となって三つの貫通孔2b,2g,2hから各吸入・吐出用流路が形成されたが、吸入口2eから各電歪体3,4に通じる吸入用流路と各電歪体3,4から吐出口2fに通じる吐出用流路とが別々の流路として互いに単独に存在するようにハウジング2に貫通孔(三つの貫通孔2b,2g,2hを含む。)を形成してもよい。勿論上記のように電歪体3,4と同様の三枚以上の電歪体をハウジング2に配設する場合には、吸入口2eから各電歪体に通じる吸入用流路と各電歪体から吐出口2fに通じる吐出用流路とが互いに異なる別々の流路としてそれぞれ単独に存在するようにハウジング2に貫通孔を形成してもよいし、吸入用流路と吐出用流路とで各流路の一部が重複するようにハウジング2に貫通孔を形成してもよい。   Further, in the present embodiment, among the three through holes 2b, 2g, 2h, the first through hole 2b and the third through hole 2h serve as overlapping portions of the suction / discharge channels, and the three through holes 2b, The suction / discharge channels are formed from 2g and 2h, but the suction channels from the suction port 2e to the electrostrictive bodies 3 and 4 and the discharge channels from the electrostrictive bodies 3 and 4 to the discharge port 2f. Through holes (including three through holes 2b, 2g, and 2h) may be formed in the housing 2 so that the flow paths exist independently as separate flow paths. Of course, when three or more electrostrictive bodies similar to the electrostrictive bodies 3 and 4 are disposed in the housing 2 as described above, the suction flow paths leading from the suction port 2e to the electrostrictive bodies and the electrostrictive bodies are provided. A through-hole may be formed in the housing 2 so that the discharge flow paths leading from the body to the discharge port 2f are different from each other as separate flow paths, or the suction flow path and the discharge flow path A through hole may be formed in the housing 2 so that a part of each flow path overlaps.

さらに本実施形態では、各電歪体3,4の外周部を二つの固定リング5,6で固定してハウジング2の第一の貫通孔2bを二枚の電歪体3,4で閉塞したが、各電歪体3,4の外周部を固定しなくても各電歪体3,4の第一の貫通孔2bを囲繞する部分が少なくとも固定されていればよい。勿論上記のように、二枚の電歪体3,4のうちどちらか一方だけをハウジング2に配設する場合や電歪体3,4と同様の三枚以上の電歪体をハウジング2に配設する場合にも、各電歪体の吸入・吐出用流路としての貫通孔の端部を囲繞する部分が少なくとも固定されていればよい。しかしながら、各電歪体(電歪体3,4を含む。)の外周部を固定するほうが、各電歪体を歪曲させたときに各電歪体とハウジング2との間に大容量の空間部(空間部11,12を含む。)をそれぞれ形成することができるため、各電歪体の一度の空間形成動作と空間消失動作とに伴う流体の吸入量・吐出量を増加させる上では各電歪体の外周部を固定するほうが有利である。   Furthermore, in this embodiment, the outer peripheral part of each electrostrictive body 3 and 4 is fixed with the two fixing rings 5 and 6, and the first through hole 2b of the housing 2 is closed with the two electrostrictive bodies 3 and 4. However, it is sufficient that at least the portion surrounding the first through hole 2b of each electrostrictive body 3, 4 is fixed without fixing the outer peripheral portion of each electrostrictive body 3, 4. Of course, as described above, when only one of the two electrostrictive bodies 3 and 4 is disposed in the housing 2, three or more electrostrictive bodies similar to the electrostrictive bodies 3 and 4 are provided in the housing 2. Even in the case of disposing, it is sufficient that at least the portion surrounding the end portion of the through hole as the suction / discharge flow path of each electrostrictive body is fixed. However, fixing the outer peripheral portion of each electrostrictive body (including electrostrictive bodies 3 and 4) has a larger space between each electrostrictive body and the housing 2 when each electrostrictive body is distorted. Each of the electrostrictive bodies (including the space portions 11 and 12) can be formed. It is more advantageous to fix the outer periphery of the electrostrictive body.

さらに本実施形態では、各電歪体3,4として両面に薄膜電極が成膜された「誘電性高分子」を適用したが、電歪体3,4に代わるアクチュエータ(デバイス)として上記「ユニモルフ型圧電アクチュエータ」や「バイモルフ型圧電アクチュエータ」等のアクチュエータを適用してもよい。しかしながら、ユニモルフ型アクチュエータやバイモルフ型アクチュエータは、振動板の変位量が非常に微小であるため流体の吸入・吐出力を生じさせる圧力が微弱であり、流体として気体,混合気等の圧縮性流体を扱うには不向きである。   Furthermore, in this embodiment, “dielectric polymer” in which thin film electrodes are formed on both surfaces is applied as each electrostrictive body 3, 4. However, the above “unimorph” is used as an actuator (device) in place of electrostrictive bodies 3, 4. Actuators such as “type piezoelectric actuator” and “bimorph type piezoelectric actuator” may be applied. However, unimorph actuators and bimorph actuators have a very small amount of displacement of the diaphragm, so the pressure that generates fluid suction / discharge force is very weak. Not suitable for handling.

さらに本実施形態では、第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9はともにダックビル弁であったが、第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9のうちどちらか一方がダックビル弁であってもよいし、両方ともがダックビル弁でなくてもよい。ダックビル弁以外の逆止弁としては、バネ式逆止弁,リフト式逆止弁,スイング式逆止弁,ダイヤフラム式逆止弁等が挙げられるが、ポンプ装置1の小型化・チャッタリング防止の観点から第一の逆止弁8及び第二の逆止弁9がともに同じ形状・材質からなるダックビル弁であることが好ましい。   Further, in the present embodiment, the first check valve 8 and the second check valve 9 are both duckbill valves, but either the first check valve 8 or the second check valve 9 is used. May be duckbill valves, or both may not be duckbill valves. Examples of the check valve other than the duckbill valve include a spring type check valve, a lift type check valve, a swing type check valve, a diaphragm type check valve, and the like. From the viewpoint, it is preferable that the first check valve 8 and the second check valve 9 are both duckbill valves made of the same shape and material.

ところで、上記のようなポンプ装置1は、燃料改質型の燃料電池式発電装置、インクジェットプリンタ、医療用機器、分析用機器、その他のポンプ機構を有する機器・装置に組み込むことができる。   By the way, the pump device 1 as described above can be incorporated into a fuel reforming type fuel cell power generation device, an ink jet printer, a medical device, an analysis device, and other devices / devices having a pump mechanism.

例えば、図8に示すような燃料改質型の燃料電池式発電装置30に上記ポンプ装置1を組み込むことができる。ただし、図8には発電装置30の一部破断斜視図が図示されている。図8に示す通り、発電装置30は、化学燃料(アルコール類等)と水とを混合した液体の燃料31を貯蔵した燃料貯蔵モジュール32と、燃料貯蔵モジュール32に貯蔵された燃料31で発電する発電モジュール33と、を備えている。   For example, the pump device 1 can be incorporated in a fuel reforming type fuel cell power generator 30 as shown in FIG. However, FIG. 8 shows a partially broken perspective view of the power generator 30. As shown in FIG. 8, the power generation device 30 generates power using a fuel storage module 32 that stores a liquid fuel 31 obtained by mixing chemical fuel (alcohols and the like) and water, and the fuel 31 stored in the fuel storage module 32. And a power generation module 33.

燃料貯蔵モジュール32には、燃料31を実際に貯蔵した燃料タンク34が収納されており、発電モジュール33には、気化器35、改質器36、一酸化炭素除去器37及び燃料電池38が配設されている。また発電モジュール33では、燃料タンク34の供給口41と気化器35との間に供給管39が配設されており、供給管39の途中にポンプ装置42が配設されている。ポンプ装置42は、液体等の非圧縮性の流体を吸入・吐出するものであり、上記のポンプ装置1と同様の構造であってもよく、また異なる構造であってもよい。そして発電モジュール33では、一酸化炭素除去器37と燃料電池38との間にも供給管43が配設されており、供給管43の途中に本発明に係るポンプ装置1が配設されている。気化器35、改質器36及び一酸化炭素除去器37は、それぞれ内部に流体が移動する流路が形成されており、改質器36の流路は、一端が気化器35の流路の一端と連通し、他端が一酸化炭素除去器37の流路の一端と連通している。   The fuel storage module 32 stores a fuel tank 34 that actually stores the fuel 31. The power generation module 33 includes a vaporizer 35, a reformer 36, a carbon monoxide remover 37, and a fuel cell 38. It is installed. In the power generation module 33, a supply pipe 39 is provided between the supply port 41 of the fuel tank 34 and the vaporizer 35, and a pump device 42 is provided in the middle of the supply pipe 39. The pump device 42 sucks and discharges an incompressible fluid such as a liquid, and may have the same structure as the pump device 1 described above, or may have a different structure. In the power generation module 33, a supply pipe 43 is also arranged between the carbon monoxide remover 37 and the fuel cell 38, and the pump device 1 according to the present invention is arranged in the middle of the supply pipe 43. . The vaporizer 35, the reformer 36, and the carbon monoxide remover 37 are each formed with a flow path through which the fluid moves. One end of the flow path of the reformer 36 is the flow path of the vaporizer 35. One end communicates with the other end, and the other end communicates with one end of the flow path of the carbon monoxide remover 37.

このような発電装置30において各ポンプ装置1,42が作動すると、燃料タンク34の燃料31が、燃料タンク32の内部に配設された供給管40と供給管39とを通じてポンプ装置42に吸入され、ポンプ装置42から気化器35に吐出される。気化器35で液相から気相に変化した燃料31は、その体積を著しく増大させて気化器35の流路内の圧力を増大させ、より低圧下の改質器36の方に移動する。このとき、ポンプ装置1が強制的に改質器36、一酸化炭素除去器37内の各流路を負圧にするように流体を供給管43に供給して、流体が速やかに気化器35、改質器36及び一酸化炭素除去器37の各流路を移動するようにしてもよい。   When each pump device 1, 42 operates in such a power generation device 30, the fuel 31 in the fuel tank 34 is sucked into the pump device 42 through the supply pipe 40 and the supply pipe 39 disposed inside the fuel tank 32. Then, the gas is discharged from the pump device 42 to the vaporizer 35. The fuel 31 changed from the liquid phase to the gas phase in the vaporizer 35 significantly increases its volume, increases the pressure in the flow path of the vaporizer 35, and moves toward the reformer 36 under a lower pressure. At this time, the pump device 1 forcibly supplies the fluid to the supply pipe 43 so that each flow path in the reformer 36 and the carbon monoxide remover 37 is negatively pressured, and the fluid is quickly supplied to the vaporizer 35. The flow paths of the reformer 36 and the carbon monoxide remover 37 may be moved.

気化器35の流路内で気化した状態で吐出された燃料31は、改質器36の流路内に移送される。具体的に、改質器36の流路内では、気化器35で気化した燃料31を水素ガスに改質し、この水素ガスに副生成物である二酸化炭素や微量の一酸化炭素を含んだ状態の改質ガスが一酸化炭素除去器37に送られる。一酸化炭素除去器3の流路内では、改質ガス中の一酸化炭素ガスが除去され、改質ガス中の水素ガスが選択的にポンプ装置1に吸入されてポンプ装置1から供給管43を介して燃料電池38に供給される。そして最終的に燃料電池38において、ポンプ装置1から供給された水素が用いられて電気化学反応が起こり、電気エネルギーが生成される。   The fuel 31 discharged in a vaporized state in the flow path of the vaporizer 35 is transferred into the flow path of the reformer 36. Specifically, in the flow path of the reformer 36, the fuel 31 vaporized by the vaporizer 35 is reformed into hydrogen gas, and the hydrogen gas contains carbon dioxide and a small amount of carbon monoxide as by-products. The reformed gas in a state is sent to the carbon monoxide remover 37. In the flow path of the carbon monoxide remover 3, carbon monoxide gas in the reformed gas is removed, and hydrogen gas in the reformed gas is selectively sucked into the pump device 1 and supplied from the pump device 1 to the supply pipe 43. To the fuel cell 38. Finally, in the fuel cell 38, the hydrogen supplied from the pump device 1 is used to cause an electrochemical reaction to generate electric energy.

なお、本発明に係るポンプ装置1は、流体として圧縮性の気体を扱う場合に好適に用いることができるため、図8に示す発電装置30では改質ガス中の水素ガスを吸入・吐出するポンプ装置としてポンプ装置1を適用したが、非圧縮性の燃料31を吸入・吐出するポンプ装置42に代えてポンプ装置1を適用することもできる。また、図8に示す発電装置30では、気化器35と改質器36との間や改質器36と一酸化炭素除去器37との間にポンプ装置1を介在させて、当該ポンプ装置1を、気化器35から改質器36に気相状態の燃料31を供給するのに用いたり、改質器36から一酸化炭素除去器37に改質ガスを供給するのに用いたりしてもよい。   Since the pump device 1 according to the present invention can be suitably used when handling a compressible gas as a fluid, the power generation device 30 shown in FIG. 8 is a pump that sucks and discharges hydrogen gas in the reformed gas. Although the pump device 1 is applied as the device, the pump device 1 may be applied instead of the pump device 42 that sucks and discharges the incompressible fuel 31. Further, in the power generation device 30 shown in FIG. 8, the pump device 1 is interposed between the vaporizer 35 and the reformer 36 or between the reformer 36 and the carbon monoxide remover 37, and the pump device 1. May be used to supply the gas-phase fuel 31 from the vaporizer 35 to the reformer 36, or to supply the reformed gas from the reformer 36 to the carbon monoxide remover 37. Good.

ポンプ装置1によれば、電歪体3,4に電圧を印加することで電歪体3,4とハウジング2との間に空間部11,12を形成させて流体を吸入することができ、この状態から電歪体3,4への電圧の印加を解除することで当該空間部11,12を収縮・消失させて流体を吐出することができる。このようにポンプ装置1では、電歪体3,4とハウジング2との間に空間部11,12が形成されてもその空間部11,12は収縮しながら消失するため、電歪体3,4が流体の吐出動作を行ったときの電歪体3,4とハウジング2との間において、流体が圧縮された状態で残存することができる空間の容積が極めて小さい。そのため、吸入口2eから吸入した流体を確実に吐出口2fから吐出することができる。したがって、気体,混合気等の圧縮性流体を確実に吸入・吐出することができる。   According to the pump device 1, by applying a voltage to the electrostrictive bodies 3, 4, the space portions 11, 12 can be formed between the electrostrictive bodies 3, 4 and the housing 2, and fluid can be sucked. By canceling the application of the voltage to the electrostrictive bodies 3 and 4 from this state, the space portions 11 and 12 can be contracted and disappeared to discharge the fluid. Thus, in the pump device 1, even if the space portions 11, 12 are formed between the electrostrictive bodies 3, 4 and the housing 2, the space portions 11, 12 disappear while contracting. Between the electrostrictive bodies 3 and 4 and the housing 2 when the fluid discharge operation 4 is performed, the volume of the space in which the fluid can remain in a compressed state is extremely small. Therefore, the fluid sucked from the suction port 2e can be reliably discharged from the discharge port 2f. Therefore, a compressive fluid such as a gas or an air-fuel mixture can be reliably sucked and discharged.

ポンプ装置の斜視図である。It is a perspective view of a pump apparatus. ポンプ装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a pump apparatus. 図1のポンプ装置のA−A断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the AA cross section of the pump apparatus of FIG. 図1のポンプ装置のB−B断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the BB cross section of the pump apparatus of FIG. 逆止弁を三方向から見た三面図であって、(a)逆止弁の側面図(b)逆止弁の正面図(c)逆止弁の平面図である。It is the three-plane figure which looked at the check valve from three directions, (a) Side view of check valve (b) Front view of check valve (c) Plan view of check valve. ポンプ装置の動作を経時的に説明するための図面であって(a)ポンプ装置の動作前の状態を示す図1のポンプ装置のA−A断面図であり、(b)各電歪体が歪曲した状態を示す図1のポンプ装置のA−A断面図であり、(c)吸入口から流体が吸入される状態を示す図1のポンプ装置のB−B断面図であり、(d)各電歪体の歪曲が解除された状態を示す図1のポンプ装置のA−A断面図であり、(e)吐出口から流体が吐出される状態を示す図1のポンプ装置のB−B断面図である。It is drawing for demonstrating operation | movement of a pump apparatus with time, (a) It is AA sectional drawing of the pump apparatus of FIG. 1 which shows the state before operation | movement of a pump apparatus, (b) Each electrostrictive body is It is AA sectional drawing of the pump apparatus of FIG. 1 which shows the distorted state, (c) It is BB sectional drawing of the pump apparatus of FIG. 1 which shows the state in which the fluid is suck | inhaled from an inlet port, (d). It is AA sectional drawing of the pump apparatus of FIG. 1 which shows the state from which distortion of each electrostrictive body was cancelled | released, (E) BB of the pump apparatus of FIG. 1 which shows the state from which a fluid is discharged from a discharge port It is sectional drawing. ポンプ装置の他の例を示す図面である。It is drawing which shows the other example of a pump apparatus. 本発明に係るポンプ装置を組み込んだ発電装置を示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the electric power generating apparatus incorporating the pump apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ポンプ装置
2 ハウジング
2a 円板部
2b 第一の貫通孔
2c 壁
2d 突出部
2e 吸入口
2f 吐出口
2g 第二の貫通孔
2h 第三の貫通孔
2i 孔
2j ピン
3,4 電歪体
5,6 固定用リング
7 スリーブ
8 第一の逆止弁
9 第二の逆止弁
8a,9a 外面
8b,9b 内面
8c,9c 先端部
8d,9d 流出口
8e,9e 開口部
10 スリーブ
11,12 空間部
30 発電装置
31 燃料
32 燃料貯蔵モジュール
33 発電モジュール
34 燃料タンク
35 気化器
36 改質器
37 一酸化炭素除去器
38 燃料電池
39,40,43 供給管
41 供給口
42 ポンプ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump apparatus 2 Housing 2a Disk part 2b 1st through-hole 2c Wall 2d Projection part 2e Suction port 2f Discharge port 2g 2nd through-hole 2h 3rd through-hole 2i hole 2j Pin 3, 4 Electrostrictive body 5, 6 fixing ring 7 sleeve 8 first check valve 9 second check valve 8a, 9a outer surface 8b, 9b inner surface 8c, 9c tip 8d, 9d outlet 8e, 9e opening 10 sleeve 11, 12 space DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Power generator 31 Fuel 32 Fuel storage module 33 Power generation module 34 Fuel tank 35 Vaporizer 36 Reformer 37 Carbon monoxide remover 38 Fuel cell 39, 40, 43 Supply pipe 41 Supply port 42 Pump apparatus

Claims (11)

電圧の印加により歪む電歪体が、流体の吸入口及び吐出口を有するハウジングに装備されたポンプ装置において、
前記電歪体は、前記ハウジングが前記吐出口から前記流体を吐出するときに、前記電歪体が前記ハウジングに密着するように設けられていることを特徴とするポンプ装置。
In the pump device in which the electrostrictive body distorted by the application of the voltage is equipped in the housing having the fluid inlet and outlet,
The pump device, wherein the electrostrictive body is provided so that the electrostrictive body is in close contact with the housing when the housing discharges the fluid from the discharge port.
流体の吸入口及び吐出口を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記吐出口から前記流体を吐出するために、前記ハウジングの一面との間に空間を形成後、前記空間を消失するように前記ハウジングと密着する電歪体と、
を有することを特徴とするポンプ装置。
A housing having a fluid inlet and outlet;
In order to discharge the fluid from the discharge port of the housing, after forming a space with the one surface of the housing, an electrostrictive body closely contacting the housing so as to disappear the space;
A pump apparatus comprising:
流体の吸入口及び吐出口を有するハウジングと、
非動作時に前記ハウジングの一面と密着し、動作時に前記ハウジングの前記一面と離間、密着を繰り返す電歪体と、
を有することを特徴とするポンプ装置。
A housing having a fluid inlet and outlet;
An electrostrictive body that is in close contact with the one surface of the housing during non-operation, and is spaced apart from the one surface of the housing during operation;
A pump apparatus comprising:
請求項1〜3のいずれか一項に記載のポンプ装置において、
前記電歪体は外周部を前記ハウジングに固定されており、
前記ハウジングには、前記吸入口から前記電歪体との密着面に通じる流体の吸入用流路と、前記電歪体との密着面から前記吐出口に通じる流体の吐出用流路とが形成されていることを特徴とするポンプ装置。
In the pump apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The electrostrictive body has an outer peripheral portion fixed to the housing,
The housing has a fluid suction channel that leads from the suction port to the contact surface with the electrostrictive body, and a fluid discharge channel that communicates from the contact surface with the electrostrictive body to the discharge port. The pump apparatus characterized by being made.
請求項4に記載のポンプ装置において、
前記ハウジングには複数の前記電歪体が装備されており、
複数の前記電歪体はそれぞれ外周部を前記ハウジングに固定されており、
前記吸入用流路が、前記吸入口から全ての前記電歪体と前記ハウジングとの各密着面に通じており、
前記吐出用流路が、全ての前記電歪体と前記ハウジングとの各密着面から前記吐出口に通じていることを特徴とするポンプ装置。
The pump device according to claim 4,
The housing is equipped with a plurality of the electrostrictive bodies,
Each of the plurality of electrostrictive bodies has an outer peripheral portion fixed to the housing,
The suction channel communicates from the suction port to each of the contact surfaces of all the electrostrictive bodies and the housing;
The pump device, wherein the discharge flow path leads to the discharge port from each contact surface between all the electrostrictive bodies and the housing.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のポンプ装置において、
前記電歪体は、両面に薄膜電極が成膜された誘電性高分子膜であることを特徴とするポンプ装置。
In the pump device according to any one of claims 1 to 5,
The pump device, wherein the electrostrictive body is a dielectric polymer film having thin film electrodes formed on both sides.
請求項6に記載のポンプ装置において、
前記誘電性高分子膜は、シリコン系エラストマ、アクリル系エラストマ又はポリウレタン系エラストマから構成されていることを特徴とするポンプ装置。
The pump device according to claim 6,
2. The pump device according to claim 1, wherein the dielectric polymer film is made of a silicon elastomer, an acrylic elastomer, or a polyurethane elastomer.
請求項1〜7のいずれか一項に記載のポンプ装置において、
前記吸入口には、流体の流入を許容しかつ流体の流出を遮断する第一の逆止弁が配設されていることを特徴とするポンプ装置。
In the pump device according to any one of claims 1 to 7,
The pump device according to claim 1, wherein a first check valve is provided at the suction port to allow inflow of fluid and to block outflow of fluid.
請求項8に記載のポンプ装置において、
前記第一の逆止弁は、先端部が前記吸入口の外部から内部に向いたダックビル弁であることを特徴とするポンプ装置。
The pump device according to claim 8,
The pump device according to claim 1, wherein the first check valve is a duckbill valve whose tip is directed from the outside to the inside of the suction port.
請求項1〜9のいずれか一項に記載のポンプ装置において、
前記吐出口には、流体の流出を許容しかつ流体の流入を遮断する第二の逆止弁が配設されていることを特徴とするポンプ装置。
In the pump device according to any one of claims 1 to 9,
2. A pump device according to claim 1, wherein a second check valve that allows fluid to flow out and blocks fluid from flowing in is disposed at the discharge port.
請求項10に記載のポンプ装置において、
前記第二の逆止弁は、先端部が前記吐出口の内部から外部に向いたダックビル弁であることを特徴とするポンプ装置。
The pump device according to claim 10,
The pump device characterized in that the second check valve is a duckbill valve whose tip is directed from the inside of the discharge port to the outside.
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