JPH03100376A - Pump - Google Patents
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- JPH03100376A JPH03100376A JP23638289A JP23638289A JPH03100376A JP H03100376 A JPH03100376 A JP H03100376A JP 23638289 A JP23638289 A JP 23638289A JP 23638289 A JP23638289 A JP 23638289A JP H03100376 A JPH03100376 A JP H03100376A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は流体移送用の小型ポンプに関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a small pump for transferring fluids.
［従来の技術］
従来、−１ｉｌＱ的に知られている主なポンプとしては
、往復ポンプ、回転ポンプ及び渦巻ポンプ等のポンプが
あり、ピストンや回転子等をケーシング内にて運動させ
て流体に移送力を付与するものである。これらのポンプ
は何れも回転機等の駆動源を必要とし、構造が複雑で形
状が大型化していた。[Prior Art] Conventionally, the main pumps known as -1ilQ include reciprocating pumps, rotary pumps, and centrifugal pumps, which pump fluid by moving pistons, rotors, etc. within a casing. It provides transport force. All of these pumps require a driving source such as a rotating machine, have complex structures, and are large in size.
そこで、これらの欠点を排除した新規な小型ポンプとし
て、例えば特開昭６１−１７１８９１号公報に開示され
た「圧電型ポンプ」や特開昭６２５５４８２号公報に開
示された「ポンプ」が提案されている。Therefore, as new small pumps that eliminate these drawbacks, for example, the "piezoelectric pump" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-171891 and the "pump" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6255482 have been proposed. There is.
前者の圧電型ポンプは、加圧室の一側に設けたバイモル
フ型圧電振動板の屈曲変形によりポンプ動作を行うよう
になっている。一方、後者のポンプは、ポンプ室内に気
密性をもって固定された振動壁を圧電素子の伸縮によっ
て振動させてポンプ動作を行うようになっている。The former piezoelectric pump performs a pumping operation by bending and deforming a bimorph piezoelectric diaphragm provided on one side of a pressurizing chamber. On the other hand, the latter pump operates by vibrating a vibrating wall airtightly fixed in the pump chamber by the expansion and contraction of a piezoelectric element.
［発明が解決しようとする課題］
ところが、前記各ポンプでは、圧電振動板や圧電素子を
使用しているため、それらを駆動するのに要する電圧が
高くなり、供給電圧を高くしなければならなかった。又
、前記各ポンプでは、圧電振動板や圧電素子の変位があ
゛まり大きくないために変位容量が小さくてポンプ動作
による吐出効率が悪く、用途が小容量のポンプに限定さ
れていた。[Problems to be Solved by the Invention] However, since each of the above pumps uses a piezoelectric diaphragm or a piezoelectric element, the voltage required to drive them becomes high, and the supply voltage must be increased. Ta. Furthermore, in each of the above pumps, the displacement of the piezoelectric diaphragm or the piezoelectric element is not very large, so the displacement capacity is small, and the pump operation has poor discharge efficiency, so that the application is limited to small-capacity pumps.
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、構造が簡単で小型化が可能であり、低い
供給電圧での駆動が可能でポンプ動作による吐出効率を
良くすることも可能なポンプを提供することにある。This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to have a simple structure, enable miniaturization, drive with a low supply voltage, and improve discharge efficiency by pump operation. Our goal is to provide a pump that is possible.
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するためにこの発明においては、吸入
側及び吐出側に設けられた逆止弁と、吸入側及び吐出側
に連通したポンプ室を形成し、同ポンプ室の容積を変更
可能にするために可撓性材料よりなるハウジングと、そ
のハウジングを変形させるために、同ハウジングの内部
に埋設された形状記憶合金と、その形状記憶合金を変形
駆動させるための駆動手段とからなっている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes check valves provided on the suction side and the discharge side, and a pump chamber communicating with the suction side and the discharge side, A housing made of a flexible material to enable the volume of the pump chamber to be changed; a shape memory alloy embedded within the housing to deform the housing; and a shape memory alloy that is driven to deform. It consists of a driving means for.
［作用］
周知のように、形状記憶合金は熱によって予め設定され
た変形を生じる。従って、形状記憶合金を変形駆動させ
るために駆動手段を作動させる。[Operation] As is well known, shape memory alloys undergo a preset deformation due to heat. Therefore, the driving means is activated to drive the shape memory alloy to deform.
例えば形状記憶合金に通電することにより、同形状記憶
合金がジュール熱の発生によって変形し、その変形に伴
ってハウジングが変形してポンプ室の容積が変更される
。又、駆動手段を作動させて形状記憶合金への通電を停
止することにより、同形状記憶合金が元の状態に復帰し
、その復帰変形に伴ってハウジングが復帰変形してポン
プ室の容積が元の大きさに戻る。For example, by energizing a shape memory alloy, the shape memory alloy is deformed by generation of Joule heat, and the housing is deformed in accordance with the deformation, changing the volume of the pump chamber. In addition, by activating the driving means and stopping the power supply to the shape memory alloy, the shape memory alloy returns to its original state, and the housing is returned to deformation due to the return deformation, and the volume of the pump chamber is restored to its original size. Return to size.
このように、駆動手段を作動させて形状記憶合金への通
電及び通電停止を交互に制御することにより、ポンプ室
の容積の増減が交互に行われ、加圧状態及び負圧状態が
交互に発生して吸入側から吐出側へ向かう流体の移送力
が発生する。In this way, by operating the drive means and alternately controlling the energization and de-energization of the shape memory alloy, the volume of the pump chamber is alternately increased and decreased, and a pressurized state and a negative pressure state are alternately generated. As a result, a force for transporting fluid from the suction side to the discharge side is generated.
［実施例］
以下、この発明−を具体化した一実施例を図面に基いて
詳細に説明する。[Example] Hereinafter, an example embodying the present invention will be described in detail based on the drawings.
第１図はこの実施例におけるポンプ１の断面図を示し、
内部にポンプ室２を有するハウジング３と、そのハウジ
ング３の連通口３ａに接続された管継手４と、その管継
手４の吸入側途中に設けられた吸入側逆止弁５と、同じ
く管継手４の吐出側途中に設けられた吐出側逆止弁６と
を備えている。FIG. 1 shows a sectional view of the pump 1 in this embodiment,
A housing 3 having a pump chamber 2 therein, a pipe joint 4 connected to a communication port 3a of the housing 3, a suction side check valve 5 provided midway on the suction side of the pipe joint 4, and a pipe joint 4 and a discharge side check valve 6 provided midway on the discharge side.
ハウジング３は、お椀状をなして連通口３ａを有する下
側部３ｂと、同じくお椀状の上側部３Ｃとが互いに凹部
が対抗するように円周部にて接着されて形成されている
。これら下側部３ｂ及び上側部３Ｃは、ポンプ室２の容
積を変更可能にするために、シリコンゴムをはじめとす
るゴム材やエラストマー系の可撓性に優れた樹脂等の可
撓性材料により形成されている。The housing 3 is formed by adhering a bowl-shaped lower part 3b having a communication port 3a and a bowl-shaped upper part 3C at the circumferential part so that the recesses oppose each other. These lower side part 3b and upper side part 3C are made of flexible materials such as rubber materials such as silicone rubber and resins with excellent flexibility such as elastomers, in order to make it possible to change the volume of the pump chamber 2. It is formed.
又、下側部３ｂ及び上側部３Ｃの内部には、それらを変
形させるための周知の形状記憶合金７と、その変形の復
帰に作用する復帰用バネ８とがそれぞれ埋設されている
。Further, a well-known shape memory alloy 7 for deforming the lower part 3b and the upper part 3C, and a return spring 8 for restoring the deformation are respectively buried inside the lower part 3b and the upper part 3C.
第２図に実線で示すように、形状記憶合金７は中間部で
Ｕ字形に曲げられた平行２線の状態をなし、その平行２
ｖＡがＵ字形に曲げられた中間部を中心にして渦巻状
に成形されている。又、復帰用バネ８は、形状記憶合金
７と同様に渦巻状に成形され、形状記憶合金７の隙間を
補間するような状態で配置されている。そして、それら
形状記憶合金７及び復帰用バネ８は、ハウジング３の下
側部３ｂ及び上側部３Ｃを形成する際に一体的にモール
ドされて埋設されている。As shown by the solid line in FIG. 2, the shape memory alloy 7 has two parallel lines bent into a U shape at the middle part,
vA is formed into a spiral shape around the middle part which is bent into a U-shape. Further, the return spring 8 is formed into a spiral shape similarly to the shape memory alloy 7, and is arranged so as to interpolate the gap between the shape memory alloys 7. The shape memory alloy 7 and the return spring 8 are integrally molded and embedded when forming the lower part 3b and the upper part 3C of the housing 3.
又、この実施例では、形状記憶合金７が熱によって変形
する際の発生力を利用し、ハウジング３を第１図に実線
で示す状態から同図に２点鎖線で示す状態へ収縮変形さ
せるものである。そして、形状記憶合金７に熱を与える
ために、形状記憶合金７の両端には、スイッチ９を介し
てバッテリ１０が接続されて形状記憶合金７への通電が
行われるようになっている。つまり、スイッチ９及びバ
ッテリ１０によって駆動手段が構成されており、通電に
よって形状記憶合金７に自己発熱（ジュール熱）を起こ
させて熱を付与するようになっている。Further, in this embodiment, the force generated when the shape memory alloy 7 is deformed by heat is used to shrink and deform the housing 3 from the state shown by the solid line in FIG. 1 to the state shown by the two-dot chain line in the same figure. It is. In order to apply heat to the shape memory alloy 7, a battery 10 is connected to both ends of the shape memory alloy 7 via a switch 9 to energize the shape memory alloy 7. In other words, the switch 9 and the battery 10 constitute a driving means, and when energized, the shape memory alloy 7 generates self-heating (Joule heat) to apply heat.
従って、スイッチ９を閉じて形状記憶合金７に通電する
と、同形状記憶合金７にジュール熱が発生し、その熱が
形状記憶合金７の作動温度を超えると変形しようとする
発生力が生じる。これによって、渦巻状の形状記憶合金
７が復帰用バネ８の力に打ち勝つように捻じりの動作を
して、ハウジング３が第１図に２点鎖線で示すように収
縮変形され、ポンプ室２の容積が縮小される。Therefore, when the switch 9 is closed and electricity is applied to the shape memory alloy 7, Joule heat is generated in the shape memory alloy 7, and when the heat exceeds the operating temperature of the shape memory alloy 7, a force that tends to deform is generated. As a result, the spiral shape memory alloy 7 performs a twisting action to overcome the force of the return spring 8, and the housing 3 is contracted and deformed as shown by the two-dot chain line in FIG. The volume of is reduced.
一方、スイッチ９を開いて形状記憶合金７への通電を停
止すると、同形状記憶合金７の発熱が停止して放熱され
、変形を維持する力が消失して復帰用バネ８の力が形状
記憶合金７の変形保持力に打ち勝ち、同形状記憶合金７
が元の形状に戻る。On the other hand, when the switch 9 is opened to stop the power supply to the shape memory alloy 7, the heat generation of the shape memory alloy 7 stops and the heat is radiated, the force that maintains the deformation disappears, and the force of the return spring 8 changes to shape memory. Overcoming the deformation retention force of Alloy 7, the same shape memory alloy 7
returns to its original shape.
これに伴って、ハウジング３が第１図に２点鎖線で示す
収縮状態から同図に実線で示すように復帰変形されてポ
ンプ室２の容積が元の大きさに戻される。Accordingly, the housing 3 is deformed from the contracted state shown by the two-dot chain line in FIG. 1 to return as shown by the solid line in the same figure, and the volume of the pump chamber 2 is returned to its original size.
そして、このように形状記憶合金７への通電を連続的に
入り切りすると、ハウジング３の収縮変形とその復帰が
繰り返され、ポンプ室２の容積の減少、復帰が交互に行
われ、管継手４の通路に加圧状態及び負圧状態が交互に
発生し、吸入側逆止弁５を介して吸引された流体が、吐
出側逆止弁６を介して吐出される。When the power to the shape memory alloy 7 is continuously turned on and off in this way, the contraction and deformation of the housing 3 and its return are repeated, the volume of the pump chamber 2 is alternately reduced and returned, and the volume of the pipe joint 4 is A pressurized state and a negative pressure state are alternately generated in the passage, and the fluid sucked through the suction side check valve 5 is discharged through the discharge side check valve 6.
上記のようにこの実施例のポンプ１では、従来の一般的
なポンプとは異なり、回転機等の駆動源を何ら必要とす
ることがなく、ハウジング３、管継手４、形状記憶合金
７及び復帰用バネ８等の比較的単純な構造によって形成
されるので、形状の小型化を非常に容易に実現すること
ができる。As mentioned above, unlike conventional general pumps, the pump 1 of this embodiment does not require any drive source such as a rotating machine, and the pump 1 includes the housing 3, the pipe joint 4, the shape memory alloy 7, and the Since it is formed by a relatively simple structure such as the spring 8, it is possible to realize a miniaturization of the shape very easily.
しかも、この実施例では、ポンプ１を駆動させるために
、形状記憶合金７にジュール熱を発生させるだけの僅か
な通電を行うだけでよいので、従来例における圧電振動
板や圧電素子を使用したポンプとは異なり、駆動のため
の供給電圧を高くする必要がなく、低い供給電圧で駆動
させることができる。又、形状記憶合金７を変形させる
ための発熱温度としては、人の体温に近い温度に設定で
きることから、この実施例のポンプｌを人工心臓等のポ
ンプに適用することもできる。Moreover, in this embodiment, in order to drive the pump 1, it is only necessary to apply a small amount of electricity to generate Joule heat in the shape memory alloy 7, so that the pump using a piezoelectric diaphragm or a piezoelectric element in the conventional example can be used. Unlike the above, there is no need to increase the supply voltage for driving, and it can be driven with a low supply voltage. Further, since the heat generation temperature for deforming the shape memory alloy 7 can be set to a temperature close to human body temperature, the pump 1 of this embodiment can also be applied to a pump for an artificial heart or the like.
更に、この実施例では、形状記憶合金７の変位を比較的
大きく設定できると共に、ハウジング３自体を収縮変形
させてポンプ室２を収縮させることができることから、
ポンプ室２の容積変位を大きくすることができ、ポンプ
動作による吐出効率を良くして、比較的容量の大きいポ
ンプを提供することができる。Furthermore, in this embodiment, the displacement of the shape memory alloy 7 can be set relatively large, and the pump chamber 2 can be contracted by contracting and deforming the housing 3 itself.
The displacement of the volume of the pump chamber 2 can be increased, the discharge efficiency of the pump operation can be improved, and a pump with a relatively large capacity can be provided.
尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。Note that this invention is not limited to the above embodiments,
The present invention can be implemented as follows by changing a part of the structure as appropriate without departing from the spirit of the invention.
（１）前記実施例では、一つのポンプ室２を有するハウ
ジング３を設けたが、第３図に示すように二つのポンプ
室２を直列に配列して有するハウジング１１を設けたり
、第４図に示すように一つのポンプ室２を有するハウジ
ング３を一対設けて、両ハウジング３を管継手４を中心
に並列に配置したりしても良い。このようにして、二つ
のポンプ室２を設けることにより、ポンプとしての吐出
容量を増大させることができる。(1) In the above embodiment, the housing 3 having one pump chamber 2 was provided, but as shown in FIG. 3, a housing 11 having two pump chambers 2 arranged in series may be provided, or as shown in FIG. As shown in the figure, a pair of housings 3 each having one pump chamber 2 may be provided, and both housings 3 may be arranged in parallel with the pipe joint 4 at the center. By providing two pump chambers 2 in this manner, the discharge capacity of the pump can be increased.
（２）前記実施例では、形状記憶合金７と復帰用バネ８
とをハウジン−グ３の内部に埋設したが、形状記憶合金
の変形を熱応答性の良いものに設定し、復帰用バネ８を
省略して形状記憶合金のみをハウジングの内部に埋設す
るようにしてもよい。(2) In the above embodiment, the shape memory alloy 7 and the return spring 8
was buried inside the housing 3, but the deformation of the shape memory alloy was set to be highly responsive to heat, the return spring 8 was omitted, and only the shape memory alloy was buried inside the housing. You can.
（３）前記実施例では、スイッチ９及びバフテリ１０に
よって駆動手段を構成して、スイッチ９の入り切りによ
って形状記憶合金７への通電を制御してポンプ動作を行
わせるようにしたが、例えば形状記憶合金への通電時間
を周期的に制御するコントローラを設けてポンプ動作を
行わせるようにしてもよい。(3) In the above embodiment, the switch 9 and the buffer unit 10 constitute a driving means, and the pump operation is performed by controlling the current supply to the shape memory alloy 7 by turning on and off the switch 9. A pump operation may be performed by providing a controller that periodically controls the energization time to the alloy.
（４）前記実施例では、スイッチ９及びバッテリ１０に
よって駆動手段を構成し、形状記憶合金７へのｉ＋１電
によって発熱させて形状記憶合金７を変形させるように
したが、駆動手段としての加熱用のヒータを別に設けて
形状記憶合金を変形させるようにしてもよい。(4) In the above embodiment, the switch 9 and the battery 10 constitute a driving means, and the i+1 electricity applied to the shape memory alloy 7 generates heat to deform the shape memory alloy 7. A separate heater may be provided to deform the shape memory alloy.
（５）前記実施例では、一つのハウジング３の内部に一
つの形状記憶合金７を埋設しただけであるが、一つのハ
ウジングの内部に複数の形状記憶合金を埋設してもよい
。(5) In the above embodiment, only one shape memory alloy 7 is embedded inside one housing 3, but a plurality of shape memory alloys may be embedded inside one housing.
［発明の効果］
以上詳述したようにこの発明によれば、構造が簡単で小
型化することができ、°低い供給電圧によって駆動させ
ることができ、ポンプ動作による吐出効率を良くするこ
とができるという優れた効果を発揮する。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, the structure is simple and compact, the pump can be driven with a low supply voltage, and the discharge efficiency of the pump operation can be improved. It exhibits an excellent effect.
第１図はこの発明を具体化した一実施例を示すポンプの
断面図、第２図はそのハウジングに埋設した形状記憶合
金及び復帰用バネの状態を示す平面図、第３図及び第４
図はこの発明を具体化した別の実施例を示すポンプの断
面図である。
図中、２はポンプ室、３，１１はハウジング、５は吸入
側逆止弁、６は吐出側逆止弁、７は形状記憶合金、９は
スイッチ、１０はバッテリ （９゜１０は駆動手段を構
成している）である。FIG. 1 is a sectional view of a pump showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the state of the shape memory alloy and the return spring embedded in the housing, and FIGS.
The figure is a sectional view of a pump showing another embodiment of the present invention. In the figure, 2 is a pump chamber, 3 and 11 are housings, 5 is a suction side check valve, 6 is a discharge side check valve, 7 is a shape memory alloy, 9 is a switch, 10 is a battery (9 and 10 are drive means) ).
Claims (1)
側及び吐出側に連通したポンプ室を形成し、同ポンプ室
の容積を変更可能にするために可撓性材料よりなるハウ
ジングと、 前記ハウジングを変形させるために、同ハウジングの内
部に埋設された形状記憶合金と、 前記形状記憶合金を変形駆動させるための駆動手段と からなるポンプ。[Scope of Claims] 1. A check valve provided on the suction side and the discharge side, and a pump chamber communicating with the suction side and the discharge side, and capable of changing the volume of the pump chamber. A pump comprising: a housing made of a flexible material; a shape memory alloy embedded within the housing to deform the housing; and a drive means to drive the shape memory alloy to deform.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23638289A JPH03100376A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23638289A JPH03100376A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03100376A true JPH03100376A (en) | 1991-04-25 |
Family
ID=16999958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23638289A Pending JPH03100376A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03100376A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7287485B2 (en) | 2000-03-23 | 2007-10-30 | Petrakis Dennis N | Temperature activated systems |
| US7445616B2 (en) | 2001-03-23 | 2008-11-04 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
| US7476224B2 (en) | 2003-03-17 | 2009-01-13 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
| US7607402B2 (en) | 2001-03-23 | 2009-10-27 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
| US7655001B2 (en) | 2001-03-23 | 2010-02-02 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP23638289A patent/JPH03100376A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7287485B2 (en) | 2000-03-23 | 2007-10-30 | Petrakis Dennis N | Temperature activated systems |
| US7445616B2 (en) | 2001-03-23 | 2008-11-04 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
| US7607402B2 (en) | 2001-03-23 | 2009-10-27 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
| US7655001B2 (en) | 2001-03-23 | 2010-02-02 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
| US8172458B2 (en) | 2001-03-23 | 2012-05-08 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
| US7476224B2 (en) | 2003-03-17 | 2009-01-13 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
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