JPH0255881A

JPH0255881A - 圧電ポンプ

Info

Publication number: JPH0255881A
Application number: JP20112788A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakamura; 聡中村; Teruo Shimizu; 輝夫清水; Reizo Naruse; 成瀬　礼三; Hiroyuki Igawa; 博之井川
Original assignee: Nippon Keiki Works Ltd
Current assignee: Nippon Keiki Works Ltd
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JP2887678B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的１産業上の利用可能性本発明は、縦効果ヤ圧電アクヂコエータを使用した圧電
式ポンプの改良に関する乙のである。

従来の技術昭和６０年１０月１５日に出Ｗ４（１５１１’ｉ昭６０
−２３０２５６号）し、昭和６２年４月２７日に特許出
願公ｆｉｌ昭６２−９１６７５号として特許公開された
マイクロポンプでは、ポンプ室の容積が大きくなってお
り、ポンプ室内が気体であり、ダイアフラム変位が数百
、ｂＶＩｔａであると負圧の発生が小さく液体を吸い上
げられない。

また、昭和６１年１月８日に出願され（特願昭６１−１
５７３号）、賀１和６２イｆ７ｆＪ１５１コに特許出願
公開されたく特−１出願公聞［１６２−１５９７７８８
）ダイアフラム上（ポンプのように、ポンプ室寸法を小
さくしてボンｌ室ｔス積変化十を大きくしたしのでも、
液体の流路が設【）られないと、寸法の小さい部分や、
流れの方向が変わる部分で、流速の分布が乱れて渦流が
発生し、ポンプ効率が低下したり、気泡の発生が誘発さ
れたりして流量の増加がυ１約される。

発明が解決しようとする問題点本発明は、ポンプ室の容積を小さくするとＪＬに、液体
の流路を設けてポンプ室の容積を小さくしたことによる
流路抵抗の増加を防ぐことによりポンプ室の容積変化率
を大きくし、ポンプ室が気体の場合のポンプ室の負圧を
大きくすることにより吸い上げ能力が向上した圧電ポン
プを提供することを目的とするものである。

［発明の構成］問題点を解決するための手段本発明は、以上の問題点を解決する為に吸入口側に吸入
側逆止弁を、吐出口側に吐出側逆止弁を備えた蓋体と、
Ｌ形固定ＷＵ内に取付けた板バネの先端に固定すると共
に縦効果型圧電アクチュエータの上＃ａ部を取付けたレ
バーからなる拡大ｍ構を収納したケーシングと、被Ｆａ
だダイアフラム本体とからなる圧電ポンプにおいて、上
記レバー先端部にダイアフラム本体を支持するコ状支持
部材固定した支！５根を取付け、スプリングを介して上
記支持板をＬ形固定部材に取付けると共に、ポンプ室に
流路を形成したことを特徴とする圧電ポンプとした。

作用本発明の詳細な説明すれば以下の通りである。

拡大機構のＭ１効宋望圧電アク１Ｊエータに電圧（この
場合の電圧の波形は、サイン波、矩形波、三角波、鋸歯
状波等である。）を印加１゛ると前記７クチユエータは
撮動し、この撮動は拡大機構のレバー１４により拡大さ
れ、レバーに支持部材の下端部に固定されたダイアフラ
ム本体を支持するコ状支持部材を上下動させ、コ状支持
部材に取付けられているダイヤフラム本体を上下動させ
る。

そして、ダイヤフラム本体が下方に移動したときは、ポ
ンプ室内は負正になるので、吐出側逆止弁がＩＩ止状態
となり、吸入側逆止弁が開放状態となって液体がポンプ
室内に流入するが、ダイアフラム本体が上方に移動した
ときは、ポンプ内は正圧になるので吸入側逆止弁が１１
止状態となり、液体は流路を通り吐出側逆止弁が開放状
態となり液体が吐出［１より流出する。

スプリング番よ、コ状支持部材を下方に引張っている。

それは、縦効果形圧電アクチュエータｔよ縮み方向には
力を発生できない。つまり引張り応力に弱いので、スプ
リングを用いて圧電アクチュエータを助けているのであ
る。

以上縦効果型圧電アクチュエータの上下撮動により液体
の吸入・吐出が繰返される。

実施例第１図及び第７図は、本発明の実施例を示した図である
。以下図面に表された実施例に従って本発明の詳細な説
明する。

第１図は、本発明の第１実施例のｗｌｌｌｉ面図であり
、符号１は蓋体であり、符号２は拡大ｌＮ横を収納した
ケーシングである。

蓋体１の上部には吸入口３及び吐出口４が設けられ、吸
入［１３の下方には吸入［１の径よりやや大径の中空部
５が形成され、中空部５の底面に吸入側逆止弁５ａＳ設
けられている。同様に吐出ｏ４の下方に吐出口４の径よ
りも大径の中空部６が形成されていると共に、中空部６
の底面には吐出側逆止弁６ａが設けられている。

そして、吸入側逆止弁５ａ及び吐出側逆止弁６ａとゴム
等伸縮自在の弾性部材で被膜１０されたダイヤフラム本
体９問には、ボン１室８が形成され、ポンプ室Ｂ内には
流路７が形成されいると共に、吸入側逆止弁５ａ及び吐
出側逆止弁６ａの下方には、夫々凹ＦＡ５ｂ、ａｂが形
成されており、凹部５ｂ、６ｂ聞には液体が流れる上記
流路７が設置）られている。

吸入側凹部５ｂ、ｌ路７及び吐出側四部６ｂにより形成
されている凹部は、双方の逆止弁５ａ、６ａ及び液体の
動きに合せて最少限の凹部に形成する。このように形成
することによりポンプ室８に無駄な容積を持たないよう
にする。

流路７を設けることにより、ポンプ室８容積が小さい場
合には流路抵抗が増加するが、流路抵抗が増加しないよ
うにしている。

以上のような構成のポンプ室８にすることにより、ポン
プ室８のＶ！積が最大のときダイヤスラム本体９と流路
７までの距離は、僅か２００，１（〜５゜Ｏ）ｍである
。ダイアフラム本体９が２００ノｍの変位で一往復する
と、０．４気圧以下の０圧が発生するために十分な吸引
力を持つことになる。

本発明で使用されているダイヤフラム本体９は、第３図
に示すように、金属板９ａの表面はゴム等の伸縮自在の
弾性部材により被膜１ｏされていると共に、被膜１０の
周面部表面には複数の突ＰＪ１０ａ、１０ｂ、１０ｃが
突設され、周面ａＢ央而面は溝部１０ｄが形成されてい
る。

第４図は、ダイアフラム本体９の他の実施例を示したも
のである。

この様に形成されたダイアフラム本体の被膜１゜６）凸
ｇｌＯａ、１０ｂ、１０ｃＳあるｇ１１’Ｂを固定され
ているので、ダイヤフラム本体９は全体が圧電アクチユ
エータ１１のｉｓに応じて平行に上下動する。そのため
に、従来のダイアフラムのように球状変位や円錐状変位
をしない。

符号２０．２１はボルトであり蓋体１はケーシング２に
これらのボルトにより取付けられている。

木実施例では逆止弁として傘弁を使用しているが、傘１
ｔに限定する必要はなく、他の弁を使用してらよい。

ケーシング２内に収納された拡大機構本体は、Ｌ形固定
部材１２内に板バネ１５を取付けると共に、縦効果形圧
電７クチユエータ１１の一方端を固定し、上記アクチュ
エータ１１の他方端を板バネ１５にボルト２２で取付け
たレバー１４の内側に取付は固定する。

板バネ１５の先端部にボルト２３で固定されてぃるレバ
ー１４の先端部にはダイアフラム本体９を支持している
コ状支持部Ｎ２７ａが支持部材２７を介して固定されて
いると共に、上記支持部材２７の下端部スプリング１３
が取付けられ、スプリングの下端部はＬ形固定部４４１
２にボルト２６により取付けられている。

第２図は、コ状支持部材２７ａによりダイアフラム本体
９を支持した状態を示したものであり、第１図中のＡ−
Ｂｉｉｌの縦断面図であり、ダイアフラム本体９はコ状
支持部材の右支持品２７ｃ及び左支持部２７ｂによりコ
状支持部４４２７ａの先端に固定されている。

第１ａ図は、本発明の第２実施例の縦断面図を示したも
のであり、吸入口３側の中空部５内に吸入口突出部３ａ
を突出させて、空気貯′ｅＩ部５Ｃを形成させると共に
、吐出口４側の中空部６内にも吐出口突出部４ａを突出
させて空気貯溜部６Ｃを形成する。

第５図は、本発明の第３実施例を示したもので一部を省
略した略図であり、本実施例では拡大機構を収納しにケ
ーシング２をポンプ室等のある蓋体１の真横に配ｌした
ものである。

この様に拡大機構を横に配ｄすることにより、コンパク
ト化することができる利点がある。

この実施例の蓋体１の縦断面は、第１図に示したものと
同じである。

第６図及び第７図は、本発明の第４実施例を示したもの
で、一部を省略した略図であり、第７図は第４実施例の
ＩＩＩＩＦｉ面図である。

本実施例では吸入口３及び吸入側逆止弁をポンプ室８の
下方に取付け、しかも逆止弁としてボール弁３３を使用
する。そして、また吐出口４及び吐出側逆止弁をポンプ
室８の上方に取付けるとＪ（に、ボール弁３２を使用す
る。

液体の流路７及びポンプ室８もまた縦方向に形成すると
共に、拡大機構を収納したケーシング２ら横設する。

このように構成することにより、気泡の排出が容易にな
る。

「発明の効果」本発明は以上のような構成を有するものである為に呼び
水をしなくても液体を吸い上げられるようになった。

また、縦効果型圧電アクチュエータを駆動周波数５０Ｈ
２で駆動した場合、２β／ｍｔｎらの流ｍが得られると
の効果がある。

４、図面のｌ！！Ｉｌｌな説明第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第１ａ図は本
発明の第２実施例の縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ｂ
線の一部縦断面図、第３図は本発明に使用されているダ
イヤフラムの縦断面図、第４叫は他のダイ１７ノラムの
縦断面図、第５図は第３実施例の要部の斜視図、第６図
は第４実施例の要部の斜視図、第７図は第６図中のＢ−
Ｃ線の縦断面図である。

１・・・６休　２・・・ケーシング　２ａ・・・ケーシ
ング中空部　３・・・吸入口　３ａ・・・吸入口突出部
　４・・・吐出口　４ａ・・・吐出口突出ＦＩＳ５．６
・・・中空部　５ａ・・・吸入側逆止弁　５ｂ、６ｂ・
・・凹部　５Ｃ・・・吸入側空気貯′Ｗ１部　６ａ・・
・吐出側逆止弁　６Ｃ・・・吐出側空気貯溜部　７・・
・流路　８・・・ポンプ室　９・・・ダイ１７フラム本
体　１０・・・被ｎ　　１０ａ、１０ｂ、１０ｃｍ−−
凸部１０ｄ・・・溝部　１１・・・縦効果型圧電アクチ
ユエータ　１２−−−Ｌ形固定ＦＪ５４４１３”・スプ
リング　１４・・・レバー　１５・・・板バネ　１６．
１７．１８．１９・・・オーリング２０．２１・・・器
体固定ボルト　２２．２３・・・レバー固定ボルト　２
４・・・支持部材回定ボルト　２５・・・スプリング下
端　２６・・・ボルト　２７・・・支持部材　２７ａ・
・・コ状支持部材　２７ｂ・・・左支持部　２７ｃ・・
・右支持部　２８．２９．３０．３１・・・ボルト３２
・・・吐出側逆止弁　３３・・・吸入　測道止弁１４許出願人株式会社日本計器製作所第図６」第２図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】１　吸入側に吸入側逆止弁を、吐出側に吐出側逆止弁を
備えた蓋体と、Ｌ形固定部材内に取付けた板バネの先端
に固定すると共に縦効果型圧電アクチュエータの上端部
を取付けたレバーからなる拡大機構を収納したケーシン
グと、被膜したダイアフラム本体とからなる圧電ポンプ
において、上記レバー先端部にダイアフラム本体を支持
するコ状支持部材を固定した支持部材を取付け、スプリ
ングを介して上記支持部材をＬ形固定部材に取付けると
共に、ポンプ室に流路を形成したことを特徴とする圧電
ポンプ。２　吸入側の中空部内に吸入口突出部を突出させて吸入
側貯溜部を形成すると共に、吐出側の中空部内に吐出口
突出部を突出させて吐出側空気貯溜部を形成した特許請
求範囲第１項記載の圧電ポンプ。