JP2510589Y2

JP2510589Y2 - 圧電ポンプ

Info

Publication number: JP2510589Y2
Application number: JP7687490U
Authority: JP
Inventors: 進相川; 暎二田原
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2005-07-19
Also published as: JPH0434478U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、圧電ポンプに関するものであり、詳しく
は、ハウジング内に収容される逆止弁および圧電素子を
該ハウジングと一体的に形成して成ることを特徴とする
圧電ポンプに関するものである。

〔従来の技術〕

圧電ポンプは、交番電圧の印加により圧電素子から発
生する撓振動を駆動源とする新規な構造のポンプであ
り、吐出量の精密なコントロールが必要な分野に好適な
ポンプとして注目されている。

圧電ポンプは、ハウジングとその周縁部が上記ハウジ
ングに固定された圧電素子とでポンプ室を形成し、該ポ
ンプ室には、それぞれ逆止弁を具備した吐出口および吸
入口を設けて構成される。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、圧電ポンプは、逆止弁（通常は、金属製、
プラスチック製の平板弁またはゴム製の傘型弁等）や圧
電素子などの各要素をビス等の固定手段を用いてハウジ
ング内に取付け固定する組立作業により製作されるので
あるが、このような組立作業は、小型である圧電ポンプ
においては煩雑な作業となるばかりか、組立精度によっ
ては液洩れが生じ易いといった問題がある。

本考案は、上記実情に鑑みなされたものであり、ハウ
ジング内に収容される逆止弁および圧電素子を該ハウジ
ングと一体的に形成して成る圧電ポンプの提供を目的と
したものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案者等は、上記目的を達成するために種々検討を
重ねた結果、特定構造の逆止弁を完成することにより、
前記の一体形成に成功して本考案の完成に到った。

すなわち、本考案の要旨は、圧電素子の撓振動により
ポンプ作用を行う圧電ポンプであって、積層シートの左
右に互いに異なる上下方向のみに開放し得る弁体を備え
た逆止弁ユニット（１）、スペーサー（２）、圧電素子
（３）を順次積層し、これらと逆止弁ユニット（１）の
各弁体に連通する流路部（４），（５）とをモールドハ
ウジング（６）と共に一体的に形成して成ることを特徴
とする圧電ポンプに存する。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基いて説明するが、
本考案は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。

第１図は、本考案の一実施例を示す一部断面説明図で
ある。

本考案の圧電ポンプは、積層シートの左右に互いに異
なる上下方向のみに開放し得る弁体を備えた逆止弁ユニ
ット（１）、スペーサー（２）、圧電素子（３）をハウ
ジング（４）の収容要素として使用する。

先ず、上記の各要素について順次説明する。

〈逆止弁弁ユニット（１）〉本考案で用いる逆止弁は、積層シートの左右に互いに
異なる上下方向のみに開放し得る弁体を備えたものであ
り、通常は円盤状の積層シートから成り、代表的には、
次の（ｉ）〜（iii）の構造の逆止弁が挙げられる。

（ｉ）第３（ａ）〜（ｃ）図に示すように、周囲の切欠
部（10）により上下に屈曲自在になされた可変部（20）
及び該可変部を進入し得ない小孔径（可変部（20）によ
って全体が塞がれる大きさ）の貫通孔（30）を有する２
枚のシート（10A）から成り、これらのシートを可変部
（20）と貫通孔（30）とが互いに重なり合うように積層
固定し、各貫通孔（30）にて弁座を構成し、各可変部
（20）にて互いに異なる方向に開放する弁体を構成した
逆止弁（シート（10B）の積層については後述する）。

なお、第３（ａ）図は、シート（10A）の平面図、第
３（ｂ）図は、シート（10B）の平面図、第３図（ｃ）
図は、各シートの積層状態の断面図である。

上記の逆止弁は、第３（ｃ）図に示すように、矢示し
た液流れに従い、下部に位置するシート（10A）の左側
可変部（20）は、下方のみに開放し、上部に位置するシ
ート（1A）の右側可変部（20）は、上方のみに開放す
る。

そして、上記の逆止弁においては、第３（ｃ）図に示
すように、その上下に、２つの貫通孔（40），（50）を
有し且つ少なくとも一方の貫通孔（40）が可変部（20）
を進入し得る大孔径になされているシート（10B）を積
層固定し、そして、通孔（40）が開放弁体の可変部（2
0）と重なり、貫通孔（50）が貫通孔（30）と重なるよ
うにするのが好ましい。この場合、貫通孔（50）と貫通
孔（30）との孔径を等しくするとよい。

（ii）第４（ａ）〜（ｃ）図に示すように、周囲の切欠
部（10）により上下に屈曲自在になされた可変部（20）
を２つ有するシート（20A）、可変部（20）を進入し得
る大孔径の貫通孔（40）と可変部（20）を進入し得ない
小孔径の貫通孔（50）を有する２枚のシート（20B）か
ら成り、これらのシートをシート（20A）の可変部（2
0）を挟んで各シート（20B）の大孔径の貫通孔（40）と
小孔径の貫通孔（50）とが対向して重なり合うように積
層固定し、各小孔径の貫通孔（50）にて弁座を構成し、
各可変部（20）にて互いに異なる方向に開放する弁体を
構成した逆止弁。

なお、第４（ａ）図は、シート（20A）の平面図、第
４（ｂ）図は、シート（20B）の平面図、第４（ｃ）図
は、各シートの積層状態の断面図である。

上記の逆止弁は、第４（ｃ）図に示すように、矢示し
た液流れに従い、中央部に位置するシート（20A）の左
側可変部（20）は、下方のみに開放し、右側可変部（2
0）は、上方のみに開放する。

（iii）第５（ａ）〜（ｃ）図に示すように、周囲の切
欠部（10）により上下に屈曲自在になされた可変部（2
0）、貫通孔（30）を有するシート（30A）、可変部（2
0）を進入し得ない２つの小孔径の貫通孔（50）を有す
る２枚のシート（30B）から成り、これらのシートをシ
ート（30B）の貫通孔（50）を挟んで各シート（30A）の
可変部（20）と貫通孔（30）とが対向して重なり合うよ
うに積層固定し、各小孔径の貫通孔（50）にて弁座を構
成し、各可変部（20）にて互いに異なる方向に開放する
弁体を構成した逆止弁。

なお、第５（ａ）図は、シート（30A）の平面図、第
５（ｂ）図は、シート（30B）の平面図、第５（ｃ）図
は、各シートの積層状態の断面図である。

上記の逆止弁は、第５（ｃ）図に示すように、矢示し
た液流れに従い、下部に位置するシート（30A）の左側
可変部（20）は、下方のみに開放し、上部に位置するシ
ート（30A）の右側可変部（20）は、上方のみに開放す
る。

なお、上記した各逆止弁（ｉ〜iii）において、可変
部（20）を形成するシートとしては、適当な弾性を有す
るシート、例えば、適当厚みの合成樹脂シート、ゴムシ
ート、金属シートが使用される。そして、これらの材料
は、可変部（20）の基部に形成される弁体の腕の太さや
シートの厚みを考慮して選定される。また、弁座を形成
するシートとしては、特に、弾性を必要としないが、上
記と同様の各シートが使用される。そして、積層された
各シートの固定は、接着剤による方法や融着による方法
などの適宜の手段により行われる。

〈スペーサー（２）〉本考案で用いるスペーサーは、通常、リング状であ
る。そして、逆止弁と圧電素子の間に介在させられてポ
ンプ室（７）を形成するものであり、剛体のプラスチッ
ク等から成り、その厚みは、圧電素子の振幅特性により
決定される。

〈圧電素子（３）〉本考案において、圧電素子を構成する圧電体として
は、セラミックス系、有機系のものが使用できる。具体
的には、セラミックス系の圧電体としてはチタン酸バリ
ウム、チタン酸鉛、チタン酸・ジルコン酸鉛等、有機系
の圧電体としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニ
リデンと三フッ化ビニリデンとの共重合物等が挙げられ
る。

圧電素子は、通常、円盤状であり、上記圧電体と金属
薄板、例えば、リン青銅薄板によるシム材とから構成さ
れる。そして、薄板状、例えば、厚さ0.2〜3mmとした圧
電体の両面に金属の蒸着、箔の接着または金属系塗布剤
の塗布等により金属を積層して膜状電極が形成される。
この膜状電極には交番電圧を印加する導線が取り付けら
れる。

圧電素子は、上記の圧電体１枚とシム材１枚とを積層
接合した単層型（ユニモルフ）、シム材の両面に圧電体
を積層した複層型（バイモルフ）又はシム材と圧電体と
を交互に複数積層した形で用いることができる。

圧電素子の上記膜状電極は、好ましい態様として、プ
ラスチックゴム等で被覆されて絶縁状態になされてい
る。

なお、圧電素子の寸法、形状等は、使用する流体の物
性値、圧力、流量等により適宜選択することができる。

本考案の圧電ポンプは、前記の各要素を順次積層し、
ハウジングと共に一体的に形成して構成され、次のよう
にして製作することができる。

第２図は、本考案の圧電ポンプの製作段階を示す説明
図であり、図中、（Ａ）は２分割タイプのハウジング成
形金型であり、（Ｂ）は流路部（４），（５）の形成金
型である。

なお、第１図および第２図に例示した圧電ポンプにお
いては、逆止弁ユニット（１）としては、第４図に示し
たものを使用してある。

先ず、ハウジング成形金型金型（Ａ）の分割された下
部金型内に、圧電素子（３）を載置し、その上に、順
次、スペーサー（２）と逆止弁ユニット（１）を積層
し、逆止弁ユニット（１）の左右の各弁体に対接させて
流路形成金型（Ｂ）を固定する。

次いで、下部金型内の空間部に、エポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂より成るモールド材料を充填したのち、ハウ
ジング成形金型金型（Ａ）の分割された上部金型を設置
して更に残りの空間部にモールド材料を充填して充填作
業を終了する。

次いで、所要の硬化処理を行い、モールドハウジング
（６）の成形を終了する。

モールド材料としては、フェノール樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、ポリウレタン樹脂等の他の熱硬化性樹
脂、または、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS
樹脂、アクリル樹脂、ボリエチレン樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱
可塑性樹脂を使用することもでき、成形方法は、使用す
るモールド材料に適合させて射出成形、真空注型などを
適宜使用する。

ハウジングの成形後は、脱形して必要なバリ除去を行
い、圧電ポンプとして使用される。

ポンプの駆動は、圧電素子（３）に交番電圧を印加さ
せ、圧電素子（３）にに撓振動を発生させることにより
行われる。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案の圧電ポンプによれば、ポンプの
組立をハウジングの成形と同時にできるために、ビス止
め等の煩雑な作業を必要とせずに、工程数の大幅な低減
が図られ、しかも、ポンプ性能の均質化が図られる。ま
た、ハウジング内の各要素は、該ハウジングと一体的に
形成されているので、液洩れの問題も殆どない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す一部断面説明図、第
２図は、本考案の圧電ポンプの製作段階を示す説明図、
第３〜５図は、本考案ポンプで用いられる逆止弁ユニッ
トの一例を示す説明図である。図中、（１）は逆止弁ユニット、（２）はスペーサー、
（３）は圧電素子、（４）及び（５）は流路部、（６）
はモールドハウジング、（７）はポンプ室、（Ａ）は２
分割タイプのハウジング成形金型、（Ｂ）は流路部形成
金型である。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧電素子の撓振動によりポンプ作用を行う
圧電ポンプであって、積層シートの左右に互いに異なる
上下方向のみに開放し得る弁体を備えた逆止弁ユニット
（１）、スペーサー（２）、圧電素子（３）を順次積層
し、これらと逆止弁ユニット（１）の各弁体に連通する
流路部（４），（５）とをモールドハウジング（６）と
共に一体的に形成して成ることを特徴とする圧電ポン
プ。