JP4416036B2 - Electric razor with treatment agent discharge mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、処理剤吐出機構付き電気かみそりに関する。 The present invention relates to an electric shaver with a processing agent ejection mechanism.
圧電ダイヤフラム型ポンプとは、圧電素子板と金属板を用いて形成したダイヤフラム板の撓みが該圧電素子板の伸縮により増減することを利用して、このダイヤフラム板の撓みに応じて容積が変動するポンプ室をポンプ本体内に備えたものである。ポンプ本体には、ポンプ室とポンプ本体外部とを連通させる吸入経路及び吐出経路を貫設しており、吸入経路には流体の吸入方向にのみ開く吸入側逆止弁を、吐出経路には流体の吐出方向にのみ開く吐出側逆止弁をそれぞれ備えているので、圧電素子板への通電により該圧電素子板を伸縮させてポンプ室の容積を増減させると、吸入経路に連通させてある外部の動作流体供給部から吸入経路を介して動作流体がポンプ室内に流入し、更に吐出流路からポンプ本体外部に動作流体が送り出されるようになっている。そして、上記の圧電ダイヤフラム型ポンプは電気かみそりの処理剤吐出機構としても好適に利用されるものであり、この場合、動作流体をシェービングローションである肌塗布用の処理剤とした圧電ダイヤフラム型ポンプにより処理剤を吐出しながらのシェービングが可能となるものである。 Piezoelectric diaphragm type pumps use the fact that the deflection of a diaphragm plate formed by using a piezoelectric element plate and a metal plate increases or decreases due to expansion and contraction of the piezoelectric element plate, and the volume varies according to the deflection of the diaphragm plate. A pump chamber is provided in the pump body. The pump body is provided with a suction path and a discharge path that allow communication between the pump chamber and the outside of the pump body. The suction path includes a suction-side check valve that opens only in the fluid suction direction, and the discharge path has a fluid flow. Each having a discharge-side check valve that opens only in the discharge direction, so that when the piezoelectric element plate is expanded or contracted by energizing the piezoelectric element plate to increase or decrease the volume of the pump chamber, the external passage communicated with the suction path The working fluid flows into the pump chamber from the working fluid supply section via the suction path, and the working fluid is sent out from the discharge passage to the outside of the pump body. The above-mentioned piezoelectric diaphragm type pump is also suitably used as a processing agent discharge mechanism for an electric razor. In this case, a piezoelectric diaphragm type pump using a working fluid as a processing agent for skin application as a shaving lotion is used. Shaving while discharging the treatment agent is possible.
しかしながら、上記の圧電ダイヤフラム型ポンプにおいて動作流体が複数成分を含むものである場合には、この動作流体によるポンプ本体内部の汚染が問題となる。具体的には、動作流体として例えばアルコールに粉末等の固形物を含有させたものを用いた場合に、動作流体がポンプ本体内部に残留すると該動作流体の各種成分が逆止弁等の構成部材に付着したり、また、ひどい場合には構成部材を溶かしてしまう可能性があった。これにより逆止弁が劣化したり開閉が正常に行われなくなったりすればポンプ自体の寿命が著しく低下することとなる。 However, in the above piezoelectric diaphragm type pump, when the working fluid contains a plurality of components, contamination inside the pump body due to the working fluid becomes a problem. Specifically, when a working fluid containing a solid substance such as powder in alcohol is used as the working fluid, if the working fluid remains inside the pump body, various components of the working fluid are components such as a check valve. In some cases, the component member may be melted. As a result, if the check valve is deteriorated or the opening / closing is not performed normally, the life of the pump itself is significantly reduced.
上記問題に対して、ポンプ使用時以外にポンプ室内を洗浄する手段は従来から提案されており、例えば、ポンプ室の内部気圧と外部気圧との圧力差によりポンプ室内に外気圧を吸入してクリーニングを行う手段のものがある(特許文献1参照)。ところが、上記手段によればポンプ室の内部気圧が低い場合にしか外気を吸入することができないといった問題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ポンプ本体内部に洗浄用流体を自在に吸入して残留物を外部に排除することで寿命の低下を防止することができる圧電ダイヤフラム型ポンプ及びそれを用いた処理剤吐出機構付き電気かみそりを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and a piezoelectric diaphragm type pump that can prevent a decrease in life by freely sucking a cleaning fluid into the pump body and removing residues to the outside. It is another object of the present invention to provide an electric shaver with a treatment agent discharge mechanism using the same.
上記課題を解決するために本発明を、ポンプ本体に、圧電素子板を用いて通電により変形自在に形成したダイヤフラム板と、該ダイヤフラム板の変形に伴い容積が変動するポンプ室とを備え、ポンプ室とポンプ本体外部とを連通させる吸入経路及び吐出経路をポンプ本体に貫設し、吸入経路中には流体の吸入方向にのみ開く吸入側逆止弁を備え、吐出経路中には流体の吐出方向にのみ開く吐出側逆止弁を備え、動作流体を供給する動作流体供給部を吸入経路の外部側端部に連通させて成る圧電ダイヤフラム型ポンプを処理剤吐出機構に用いた電気かみそりであって、該圧電ダイヤフラム型ポンプは、洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給部を吸入経路の外部側端部に連通させるとともに、洗浄用流体を洗浄用流体供給部からポンプ本体内に送り出す駆動部を、洗浄用流体供給部と吸入経路との間に介在するようにポンプ本体外部に備え、吐出経路の外部側端部に管路を接続させ、該管路をその途中で切替え弁を介して分岐させ、分岐した一端側を動作流体の吐出端とし、他端側を洗浄用流体の吐出端とし、動作流体の吐出端を、電気かみそり本体の刃部に近接して設けるとともに、洗浄流体の吐出端を、動作流体の吐出端よりも刃部から離して設け、動作流体を肌塗布用の処理剤としたことを特徴としたものとする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a pump body comprising a diaphragm plate formed by a piezoelectric element plate so as to be freely deformable by energization, and a pump chamber whose volume varies with the deformation of the diaphragm plate. A suction path and a discharge path for communicating between the chamber and the outside of the pump body are provided in the pump body, and a suction-side check valve that opens only in the fluid suction direction is provided in the suction path. This is an electric razor using a piezoelectric diaphragm type pump as a processing agent discharge mechanism, which has a discharge-side check valve that opens only in the direction and communicates a working fluid supply section that supplies working fluid to the outer end of the suction path. Te, piezoelectric diaphragm pump, as well as to communicate with the external side end portion of the suction passage of the cleaning fluid supply unit for supplying a cleaning fluid, feeding the cleaning fluid from the cleaning fluid supply unit into the pump body A driving unit to issue a cleaning fluid supply section provided in the pump body outside so as to be interposed between the inhalation route, to connect the conduit to the external end of the discharge passage, the conduit and the middle switching valve And the other end side is set as the discharge end of the cleaning fluid, and the discharge end of the working fluid is provided close to the blade portion of the electric razor body, The discharge end of the cleaning fluid is provided farther from the blade than the discharge end of the working fluid, and the working fluid is a treatment agent for skin application .
このようにすることで、ポンプ本体内に洗浄用流体を自在に吸入して残留物を除去し、構成部材を初期状態に戻すことでポンプ全体の能力の低下や寿命の低下を防止することができるとともに、駆動部による外部圧力の任意変更によって洗浄運転時の圧力を容易に制御することができる。また、動作流体と洗浄流体とでそれぞれの吐出される場所を適当な箇所に設定することができる。また、洗浄運転による能力の低下防止や高寿命化が実現されたポンプを駆動源として、肌塗布用の処理剤を常に一定量だけ吐出して快適なシェービングを長時間行うことができる。 By doing this, the cleaning fluid can be freely sucked into the pump body to remove the residue, and the components can be returned to the initial state, thereby preventing a decrease in the overall pump capacity and a decrease in the service life. In addition, the pressure during the cleaning operation can be easily controlled by arbitrarily changing the external pressure by the drive unit. Further, the discharge locations of the working fluid and the cleaning fluid can be set to appropriate locations. Further, by using a pump that is capable of preventing a decrease in capacity and having a long life due to a cleaning operation as a drive source, it is possible to perform a comfortable shaving for a long time by always discharging a predetermined amount of the treatment agent for skin application.
また、吸入経路の外部側端部に管路を接続させ、該管路をその途中で切替え弁を介して分岐させ、分岐した一方を動作流体供給部に接続し、他方を洗浄用流体供給部に接続させることも好ましい。このようにすることで、弁を切替えるだけで通常運転と洗浄運転とを容易に切替えることができる。 In addition, a pipe line is connected to the external end of the suction path, the pipe line is branched through a switching valve in the middle, one of the branches is connected to the working fluid supply part, and the other is connected to the cleaning fluid supply part It is also preferable to connect to. In this way, it is possible to easily switch between normal operation and cleaning operation simply by switching the valve.
また、ダイヤフラム板を超音波域で振動自在に設けることで、洗浄用流体を吸入した状態でポンプ室内に超音波振動を発生させる超音波洗浄機構を形成することも好ましい。このようにすることで、ポンプ室内や吸入及び吐出逆止弁の表面に付着した残留物を超音波振動により剥がれ易くして洗浄効果を向上させることができるとともに、別に新たな装置を設ける必要がなくコンパクト且つ低コストなものとなる。 It is also preferable to form an ultrasonic cleaning mechanism that generates ultrasonic vibrations in the pump chamber in a state in which the cleaning fluid is sucked by providing the diaphragm plate so as to freely vibrate in the ultrasonic range. In this way, the residue adhering to the pump chamber and the surfaces of the suction and discharge check valves can be easily peeled off by ultrasonic vibration to improve the cleaning effect, and a separate device needs to be provided. And compact and low cost.
また、洗浄用流体及びその流速をポンプ室内で乱流となるように設定することも好ましい。このようにすることで、ポンプ室内における流路内面近傍での洗浄用流体の停留が防止できて洗浄効果が高まる。 It is also preferable to set the cleaning fluid and its flow rate so as to be turbulent in the pump chamber. By doing so, the cleaning fluid can be prevented from staying near the inner surface of the flow path in the pump chamber, and the cleaning effect is enhanced.
また、ポンプ本体の吐出経路の外部側端部と洗浄用流体供給部とを、洗浄用流体再生部を介在させた循環経路により連通させることも好ましい。このようにすることで、洗浄用流体を再生したうえで洗浄用流体供給部に戻すことが可能になり、洗浄に必要な洗浄用流体の量を大幅に削減してコストを低減することができる。 It is also preferable that the external end of the discharge path of the pump main body and the cleaning fluid supply unit are communicated with each other through a circulation path with a cleaning fluid regenerating unit interposed therebetween. By doing so, it becomes possible to regenerate the cleaning fluid and return it to the cleaning fluid supply unit, and the amount of cleaning fluid required for cleaning can be greatly reduced, thereby reducing costs. .
また、吸入経路と吸入側逆止弁との接触部分と、吐出経路と吐出側逆止弁との接触部分とのうち、少なくとも一方に鏡面を形成することも好ましい。このようにすることで、これら弁部材の周辺部において残留物が付着し難くなり、ポンプ全体としての能力の低下防止や高寿命化が実現される。 It is also preferable to form a mirror surface on at least one of a contact portion between the suction path and the suction side check valve and a contact portion between the discharge path and the discharge side check valve. By doing in this way, a residue becomes difficult to adhere in the peripheral part of these valve members, and the fall of the capability as a whole pump and life extension are realized.
また、吸入側逆止弁と吐出側逆止弁のうち少なくとも一方の根元角部を、緩やかな略円弧状に形成することも好ましい。このようにすることで、根元角部に応力が集中し難くなって寿命が向上し、ポンプ全体としての能力の低下防止や高寿命化が実現される。 In addition, it is also preferable that at least one root corner portion of the suction side check valve and the discharge side check valve is formed in a gentle substantially arc shape. By doing so, it is difficult for stress to concentrate at the corners of the corners and the life is improved, so that it is possible to prevent the pump as a whole from being deteriorated in performance and to have a long life.
また、洗浄用流体が洗浄用気体であることも好ましい。このようにすることで、洗浄用気体を用いてポンプ本体内の残留物を良好に排除することができる。 It is also preferable that the cleaning fluid is a cleaning gas. By doing in this way, the residue in a pump main body can be excluded favorably using cleaning gas.
また、洗浄用流体が洗浄用液体であることも好ましい。このようにすることで、洗浄用液体を用いてポンプ本体内の残留物を良好に排除することができる。 It is also preferred that the cleaning fluid is a cleaning liquid. By doing in this way, the residue in a pump main body can be excluded favorably using cleaning liquid.
上記のように請求項1記載の発明にあっては、ポンプ本体内に洗浄用流体を自在に吸入して残留物を除去し、構成部材を初期状態に戻すことでポンプ全体の能力の低下や寿命の低下を防止することができるとともに、駆動部による外部圧力の任意変更によって洗浄運転時の圧力を容易に制御することができるという効果がある。また、動作流体と洗浄流体とでそれぞれの吐出される場所を適当な箇所に設定することができるという効果がある。また、洗浄運転による能力の低下防止や高寿命化が実現されたポンプを駆動源として処理剤を常に一定量だけ吐出して、快適なシェービングを長時間行うことができるという効果がある。 As described above, in the first aspect of the invention, the cleaning fluid is freely sucked into the pump body to remove the residue, and the components are returned to the initial state, thereby reducing the capacity of the entire pump. The lifetime can be prevented from being reduced, and the pressure during the cleaning operation can be easily controlled by arbitrarily changing the external pressure by the drive unit. In addition, there is an effect that the discharge locations of the working fluid and the cleaning fluid can be set to appropriate locations. In addition, there is an effect that comfortable shaving can be performed for a long time by always discharging a predetermined amount of the processing agent by using a pump whose driving power is prevented from being lowered in performance and having a long life as a driving source.
また、請求項2記載の発明にあっては、請求項1に記載の発明の効果に加えて、弁を切替えるだけで通常運転と洗浄運転とを容易に切替えることができるという効果がある。
In addition to the effect of the invention described in
また、請求項3記載の発明にあっては、請求項1又は2に記載の発明の効果に加えて、ポンプ室内や吸入及び吐出逆止弁の表面に付着した残留物を超音波振動により剥がれ易くして洗浄効果を向上させることができるとともに、別に新たな装置を設ける必要がないのでコンパクト化及び低コスト化が可能になるという効果がある。
Further, in the invention according to
また、請求項4記載の発明にあっては、請求項1〜3のいずれか記載の発明の効果に加えて、ポンプ室内における流路内面近傍での洗浄用流体の停留が防止できて洗浄効果が高まるという効果がある。
Further, in the invention according to
また、請求項5記載の発明にあっては、請求項1〜4のいずれか記載の発明の効果に加えて、洗浄用流体を再生したうえで洗浄用流体供給部に戻すことが可能になり、洗浄に必要な洗浄用流体の量を大幅に削減してコストを低減することができるという効果がある。
In addition, in the invention according to
また、請求項6記載の発明にあっては、請求項1〜5のいずれか記載の発明の効果に加えて、弁部材の周辺部において残留物が付着し難くなり、ポンプ全体としての能力の低下防止や高寿命化が実現されるという効果がある。
In addition, in the invention according to
また、請求項7記載の発明にあっては、請求項1〜6のいずれか記載の発明の効果に加えて、根元角部に応力が集中に難くなって寿命が向上し、ポンプ全体としての能力の低下防止や高寿命化が実現されるという効果がある。
In addition, in the invention according to
また、請求項8記載の発明にあっては、請求項1〜7のいずれか記載の発明の効果に加えて、洗浄用気体を用いてポンプ本体内の残留物を良好に排除することができるという効果がある。
Further, in the invention according to
また、請求項9記載の発明にあっては、請求項1〜7のいずれか記載の発明の効果に加えて、洗浄用液体を用いてポンプ本体内の残留物を良好に排除することができるという効果がある。
In addition, in the invention according to
以下、本発明を添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、以下に用いる上下方向は図中の上下方向を基準としたものとする。図13(a)、(b)には、本発明の実施の形態における一例の圧電ダイヤフラム型ポンプを示している。本例の圧電ダイヤフラム型ポンプの基本構成は従来の技術で既述したものと同様であるが、本例においては図示のように、一対の経路2a,2bを上下方向に貫設して備えたパイプ部2と、スリットを介して一対の弁3a,3bを一体に形成してあるシート状の弁部3と、一対の貫通孔4a、4bを上下方向に貫設して備えた筐体部4と、リング状の弾性体5と、圧電素子板8と金属板9とで円盤状に形成したダイヤフラム板6、下方に開口した有底筒状を成すダイヤフラム押え部7とを、下方から順に組み立ててポンプ本体1を形成している。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. Note that the vertical direction used below is based on the vertical direction in the figure. FIGS. 13A and 13B show an example of a piezoelectric diaphragm pump in the embodiment of the present invention. The basic configuration of the piezoelectric diaphragm type pump of this example is the same as that described in the prior art, but in this example, as shown in the figure, a pair of
ダイヤフラム板6は、その外縁部を筐体部4とダイヤフラム押え部7とで挟持されており、更にダイヤフラム板6と筐体部4との間に弾性体5を介在させることでポンプ本体1内に弾性的に支持されている。ダイヤフラム板6とダイヤフラム押え部7の間であって挟持箇所以外の部分には空所10が形成され、該空所10内でダイヤフラム板6が上に凸に撓むように変形可能となっている。また、ダイヤフラム板6と筐体部4との間にも空所が形成されており、この空所が本例のポンプ室11となっている。筐体部4とパイプ部2との間には弁部3を挟持しており、この状態で、筐体部4の貫通孔4aとパイプ部2の経路2aとが弁部3の弁3aを介して一直線状に連続し、筐体部4の貫通孔4bとパイプ部2の経路2bとが弁部3の弁3bを介して一直線上に連続している。そして、弁3aは上方にのみ開いて貫通孔4aと経路2aとを連通させ、弁3bは下方にのみ開いて貫通孔4bと経路2bとを連通させるようになっているので、貫通孔4aと経路2aとで本例の吸入経路12が形成され、貫通孔4bと経路2bとで本例の吐出経路13が形成されるとともに、弁3aが吐出方向にのみ開く本例の吸入側逆止弁14をなし、弁3bが吐出方向にのみ開く本例の吐出側逆止弁15をなすものである。
The outer edge of the
円盤状の圧電素子板8の上下面には電極を形成しており、該電極には電流を供給する電線(図示せず)を接続させている。また、圧電素子板8には厚み方向に予め分極処理を行っており、電流供給により電極間に電界が生じると、図15(c)に示すようにこの電界の向き(図中の矢印方向)が圧電素子板8の分極の向きと同方向である場合には、圧電素子板8が厚み方向に伸び且つ径方向に縮むように変形する。また、図15(b)に示すように電界の向き(図中の矢印方向)が圧電素子板8の分極の向きと逆方向である場合には、圧電素子板8が厚み方向に縮み且つ径方向に伸びるように変形する。これに対して金属板9は伸縮しないので、伸縮量の差によりダイヤフラム板6全体としては、圧電素子板8への通電に応じてその撓み量が変更される。
Electrodes are formed on the upper and lower surfaces of the disk-shaped
ポンプ室11はダイヤフラム板6と筐体部4とで囲まれて形成されているので、上記の通電に応じたダイヤフラム板6の変形に伴い容積が変動する。図16(a)は初期状態であるが、図16(b)のようにダイヤフラム板6の撓み量の増加に伴ってポンプ室11の容積が増加すれば、吸入側逆止弁14が開き且つ吐出側逆止弁15が閉じて、吸入経路12を通って外部からポンプ室11内に流体が吸入され、逆に、図16(c)のようにダイヤフラム板6の撓み量の減少に伴ってポンプ室11の容積が減少すれば、吸入側逆止弁14が閉じ且つ吐出側逆止弁15が開いて、ポンプ室11内から吸入経路12を通って外部に流体が吐出される。したがって、図15(a)に示すように印加電圧をVHとVLとで交互に切替えてダイヤフラム板6の上記変形を繰り返し発生させれば流体を吸入経路12側から吐出経路13側へと送り出し続けることができる。
Since the
なお、図14には、ダイヤフラム板6を支持する為にダイヤフラム押え部7を設けるのでなく、ダイヤフラム板6をその内周部に挟持して弾性的に支持するリング状の弾性支持体5´を、弾性体5の代りに用いた場合を示しているが、この場合もポンプの駆動形式としては同様である。
In FIG. 14, the
吸入経路12及び吐出経路13の外部側端部12a,13a(即ち、パイプ部2の経路2a及び経路2bの外部側端部)はそれぞれが外部との配管接続部を司るものであり、図2に示すように、吸入経路12の外部側端部12aには管路16を接続させている。管路16はその途中で切替え弁17を介して二手に分岐させており、一方の分岐管路16aを本例の動作流体供給部18である動作流体タンク19に接続させ、もう一方の分岐管路16bを本例の洗浄用流体供給部20である洗浄用気体タンク21に接続させている。動作流体タンク19内には動作流体50が貯蔵されている。洗浄用気体タンク21内には洗浄用気体52が貯蔵されており、この洗浄用気体52が本例の洗浄用流体51となっている。また、吐出経路13の外部側端部13aには管路22の一端側を接続させるとともに他端側を動作流体50及び洗浄用気体52の吐出端25としている。
The
本例においては、動作流体50は複数の成分を含む液体であり、例えばアルコールに粉体等の固形物を含有させたものである。動作流体タンク19と吸入経路12の外部側端部12aとが連通するように切替え弁17を切替え、既述したようにダイヤフラム板6の変形に伴いポンプ室11の容積を変動させると、動作流体タンク19内に貯蔵された動作流体50が吸入経路12側からポンプ室11を介して吐出経路13側へと送り出されて、管路22の吐出端25から外部に吐出され続けるものであり、これが通常運転時の動作である。この場合、ポンプ本体1の内部に動作流体50が残留すると、該動作流体50の各成分が吸入側逆止弁14や吐出側逆止弁15といった構成部材に付着して場合によってはこれを溶かしてしまう可能性があり、吸入側逆止弁14や吐出側逆止弁15の開閉が正常に行われなくなったり劣化したりすれば、ポンプ自体の寿命が著しく低下する原因となる。
In this example, the working
そこで、本例においては、通常運転時以外に洗浄運転を行ってポンプ本体1内の残留物を外部に排出可能にしている。具体的には、洗浄用気体タンク21と吸入経路12の外部側端部12aとが連通するように切替え弁17を切替えたうえで、通常運転と同様にダイヤフラム板6の変形に伴いポンプ室11の容積を変動させれば良い。これにより、洗浄用気体タンク21内に貯蔵された洗浄用気体52が吸入経路12側からポンプ室11を介して吐出経路13側へと送り出されて、管路22の吐出端25から外部に吐出され続ける。この際、ポンプ本体1内の残留物は除去されて洗浄用気体52と共に外部に排出されることとなり、吸入側逆止弁14や吐出側逆止弁15といった構成部材は初期状態に保持され、動作が安定化して劣化が防止されることから、ポンプ自体の能力低下防止及び寿命向上が実現される。そして、洗浄用気体52を洗浄用気体タンク21からポンプ本体1内に導入する駆動源として、上記のようにダイヤフラム板6の変形に伴うポンプ室11の容積変動を利用していることから、残留物排除用に別に駆動源を設置する必要がなく、コンパクト且つ低コストな圧電ダイヤフラム型ポンプとなっている。
Therefore, in this example, the cleaning operation is performed in addition to the normal operation so that the residue in the
なお、洗浄用気体52としては、窒素やヘリウムといった不活性ガスを用いることが好ましい。これにより、動作流体50の残留物を排除すると同時に、洗浄用気体52自身の影響で構成部材を劣化させてしまうといったこともなくなり、ポンプ本体1内は常に初期状態に維持されて、ポンプ全体の能力の低下防止や高寿命化が実現されるものである。
As the cleaning
また、洗浄運転時の駆動源として、上記のようにダイヤフラム板6の変形によるポンプ室11の容積変動を利用するのでなく、図1に示すように切替え弁17と洗浄用気体タンク21とを接続させる分岐管路16bの途中に送風機やポンプ等の気体導入装置23を介在させても良い。この気体導入装置23は、洗浄用気体タンク21からポンプ本体1内にまで洗浄用気体52を強制的に送り込む駆動部24をなすものであり、洗浄用気体タンク21と吸入経路12の外部側端部12aとが連通するように切替え弁17を切替えたうえで気体導入装置23を駆動することで、洗浄用気体タンク21内の洗浄用気体52が吸入経路12側からポンプ室11を介して吐出経路13側へと送り出されて、同様にポンプ本体1内の洗浄がなされるものである。
Further, as a driving source at the time of the cleaning operation, instead of using the volume fluctuation of the
このようにして、駆動部24である気体導入装置23を、洗浄用気体タンク21と吸入経路12との間に介在するようにポンプ本体1の外部に備えることで、気体導入装置23による外部圧力の任意変更によって洗浄運転時の圧力を容易に制御することができるという利点がある。
In this way, by providing the
また、図3に示すように、吐出経路13の外部側端部13aに接続した管路22を途中で切替え弁30を介して分岐させて、一方の分岐管路22aの端部を動作流体50の吐出端26として他方の分岐管路22bの端部を洗浄用気体52の吐出端27とし、分岐管路22bの途中に送風機やポンプ等の気体排出装置28を介在させても良い。この場合、気体排出装置28が、洗浄運転時に洗浄用気体52を洗浄用気体タンク21からポンプ本体1内に吸入する駆動部29をなし、洗浄用気体タンク21と吸入経路12の外部側端部12aとが連通するように切替え弁17を切替え、且つ、吐出経路13の外部側端部13aと洗浄用気体52の吐出端27とが連通するように切替え弁30を切替えたうえで、気体排出装置28を駆動することで、洗浄用気体タンク21内の洗浄用気体52が吸入経路12側からポンプ室11内に吸入されて、ポンプ本体1内で同様の洗浄がなされた後に、分岐管路22bを通って吐出端27から洗浄用気体52が外部に排出されるものである。
Further, as shown in FIG. 3, the
そして、このような気体排出装置28を吐出経路13に接続させてポンプ本体1の外部に備えたことで、気体排出装置28による外部圧力の任意変更によって洗浄運転時の圧力を容易に制御することができるとともに、ポンプ本体1内には負圧が発生することから複数成分を有する残留物に対してこれを分離させずに外部に排出させることができるという利点がある。
And by connecting such a
なお、上記の洗浄運転ではなく通常運転を行う場合には、動作流体タンク19と吸入経路12の外部側端部12aとが連通するように切替え弁17を切替え、且つ、吐出経路13の外部側端部13aと吐出端26とが連通するように切替え弁30を切替えたうえで、ダイヤフラム板6の変形によりポンプ室11の容積を変動させれば良い。
In addition, when performing normal operation instead of the above-described cleaning operation, the switching
また、図4に示すように、管路22の分岐管路22a側の吐出端27を洗浄用流体再生部32であるフィルタ31に接続させ、このフィルタ31と洗浄用気体タンク21とを接続する管路31を設けることで、吐出経路13の外部側端部13aと洗浄用気体タンク21とを連通させる循環経路33を形成することができる。循環経路33中にはフィルタ31が介在しているので、洗浄により残留物と一体にポンプ本体1内から排出された洗浄用気体52をフィルタ31により再生した後に洗浄用気体タンク21に戻して再利用し、洗浄運転に要する洗浄用気体52の量を大幅に削減してコストを削減することができる。
As shown in FIG. 4, the discharge end 27 of the
また、ポンプ本体1内での洗浄を更に効果的に行う為には、例えば図5に示すようにポンプ室11内にて超音波振動を発生させることも好適である。具体的には、洗浄用気体52をポンプ室11内に導入して動作流体50と入れ換えた状態で、圧電素子板8を20kHz以上の超音波領域で駆動してダイヤフラム板6を振動させ、超音波領域での微振動によりポンプ室11内や吸入及び吐出側逆止弁14,15の表面に付着した残留物を剥がれ易くして洗浄効果を高めることができる。超音波振動の発生後にはポンプ室11内の洗浄用気体52を外部に輩出する。この場合、ダイヤフラム板6を超音波領域で振動自在に設けることで、洗浄用気体52を吸入した状態でポンプ室11内に超音波振動を発生させる超音波洗浄機構を形成しているので、超音波振動を発生させる為に外部に別の装置を付加する必要がないものである。
Further, in order to perform the cleaning in the
また、ポンプ本体1内での洗浄を更に効果的に行う為には、洗浄運転中にポンプ室11内に導入する洗浄用気体52をこれが乱流となるように充分に大きなレイノルズ数に設定することも好適である。レイノルズ数は、洗浄部位の管路幅や流体の流速や粘度に比例し且つ流体の密度に反比例するものであるから、洗浄用気体52として粘度の高いものを用いたり流速を大きくする等の手段により、大きな値に設定することができる。洗浄用気体52が層流である場合には、ポンプ本体1内の流路内面近傍において境界層が発達して澱み点が生じるのに対して、乱流である場合には流路内面近傍で境界層の剥離が生じて洗浄用気体52の停留が防止される。したがって、上記のように洗浄用気体52の性質やその流速をポンプ室11内で乱流となるように設定することで、流路内面近傍での洗浄用気体52の停留が防止できて洗浄効果が高まるものである。
Further, in order to perform the cleaning in the
また、ポンプ本体1内での洗浄を更に効果的に行う為には、ポンプ室11内に洗浄用気体52を吸入した状態で、図6に示すように弁固定機構41により吸入側逆止弁14を閉じたり、図7に示すように弁固定機構42により吐出側逆止弁15を閉じたりすることも好適である。例えば吸入側逆止弁14を閉状態に固定した場合、ダイヤフラム板6の変形によりポンプ室11の容積を変動させると、ポンプ室11内にて洗浄用気体52に生じる圧力変動が、固定されていない吐出側逆止弁15に集中して作用し、これにより吐出側逆止弁15の表裏両面を効率的に洗浄することができる。また、吐出側逆止弁15を閉状態に固定した場合には、ポンプ室11の容積変動により吸入側逆止弁14の表裏両面を効率的に洗浄することができる。
Further, in order to perform the cleaning inside the
また、ポンプ本体1内での動作流体50の残留物の付着を予防する為に、例えば図8に示すように、吸入経路12と吸入側逆止弁14との互いの接触部分に鏡面35を形成することも好適である。これにより、吸入側逆止弁14の周辺部において流路抵抗や管路摩擦が低減されるので、動作流体50の残留物が吸入側逆止弁14の周辺に付着し難くなる。そして、弁部分での動作が安定し且つ劣化も防止されることで、ポンプ全体として能力の低下防止や高寿命化が実現されるものである。なお、同様の鏡面35を、吐出経路13と吐出側逆止弁15との互いの接触部分に形成しても良いし、吸入側と吐出側の両方に形成しても良いのはもちろんである。
Further, in order to prevent the residue of the working
また、弁部分での劣化を更に防止する為に、例えば吸入側逆止弁14の根元角部36を、図9(a)に示すような略直角に形成するのでなく、図9(b)に示すような緩やかな略円弧状に形成することも好適である。根元角部36が略直角であれば吸入側逆止弁14の開閉に際して該根元角部36に応力が集中するのに対して、根元角部36を上記略円弧状にすることで応力の集中を防止することができ、残留物による劣化の影響も略均等に作用することとなるので、吸入側逆止弁14の寿命が向上して、ポンプ全体として能力の低下防止や高寿命化が実現されるものである。上記のような応力緩和構造は、吸入側逆止弁14が他の形態のものであっても適用可能であり、図10(a)〜(d)に示すように弁体37を一対の弁押さえ38,38で挟持して成るものにおいて、弁体37と弁押さえ38との当接箇所に形成される根元角部36が図10(a)、(b)に示すように略直角であればこの弁体37の開閉に際して根元角部36に応力が集中するのに対して、図10(c)、(d)に示すように根元角部36が略円弧状となるように弁体37を根元側ほど幅広に形成することで、同様に応力の集中を防止することができる。なお、同様の構造を吐出側逆止弁15側に形成しても良いし、吸入側逆止弁14と吐出側逆止弁15の両側に形成しても良いのはもちろんである。
Further, in order to further prevent deterioration at the valve portion, for example, the
ここで、上記においては洗浄用流体51が洗浄用気体52である場合の圧電ダイヤフラム型ポンプの構成について説明してきたが、洗浄用流体51は気体に限定されるものではなく液体であっても構わない。この場合、洗浄用流体供給部20として、洗浄用液体(図示せず)を貯蔵した洗浄用液体タンク(図示せず)を備えた構成となり、上記した構成と同様の構成によりポンプ本体1内に洗浄用液体を導入して洗浄することができる。洗浄用液体としては、例えば非浸食性液体である不活性な水等を用いる。これにより、動作流体50の残留物を排除すると同時に、洗浄用液体自身の影響で構成部材を劣化させてしまうといったことがなく、ポンプ本体1内を初期状態に維持することができるので、ポンプ全体の能力の低下防止や高寿命化が実現されるものである。
Here, the configuration of the piezoelectric diaphragm type pump in the case where the cleaning fluid 51 is the cleaning
図11(c)には、図3に基づいて既述した圧電ダイヤフラム型ポンプを用いて処理剤吐出機構60を構成した電気かみそりを示している。このものにおいては上記の動作流体50がシェービングローションである肌塗布用の処理剤61であって、動作流体タンク19が処理剤61を貯蔵する処理剤容器62、動作流体50の吐出端26が処理剤61の吐出端63となっている。この吐出端63は電気かみそり本体70の上端に設けた刃部71に近接して設けてあって、圧電ダイヤフラム型ポンプの駆動により電気かみそり使用時に吐出端63から処理剤61を塗布するようになっている。そして、洗浄用気体タンク21と吐出端27とを連通させた状態で気体導入装置23を駆動することで、洗浄用気体52をポンプ本体1内に導入して洗浄した後に吐出端27から排出するものである。
FIG. 11C shows an electric shaver in which the treatment
なお、図11(a)、(b)に示すように、洗浄用気体52をポンプ本体1内に導入する駆動源として、図2に基づいて既述したようにポンプ室11の容積変動を利用しても良いし、図1に基づいて既述したように気体排出装置28を設けても良い。また、洗浄用気体52の代りに洗浄用液体を利用しても良く、圧電ダイヤフラム型ポンプについて既述した構成のいずれを組み合わせて用いても良いことはもちろんである。なお、図12には、図11(a)に示す電気かみそりの更に詳細な構成を示している。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the volume variation of the
そして、これらの圧電ダイヤフラム型ポンプを用いて構成した処理剤吐出機構60を備えることで、洗浄運転による能力の低下防止や高寿命化が実現されたポンプを駆動源として、処理剤61を常に一定量だけ吐出して快適なシェービングを長時間行うことができるものである。
And, by providing the processing
1 ポンプ本体
6 ダイヤフラム板
8 圧電素子板
11 ポンプ室
12 吸入経路
12a 外側端部
13 吐出経路
13a 外側端部
14 吸入側逆止弁
15 吐出側逆止弁
16 管路
17 切替え弁
18 動作流体供給部
19 動作流体タンク
20 洗浄用流体供給部
21 洗浄用気体タンク
22 管路
23 気体導入装置
24 駆動部
25 吐出端
26 吐出端
28 気体排出装置
29 駆動部
30 切替え弁
32 洗浄用流体再生部
34 循環経路
35 鏡面
36 根元角部
41 弁固定機構
42 弁固定機構
50 動作流体
51 洗浄用流体
52 洗浄用気体
60 処理剤吐出機構
61 処理剤
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