JPH0364700A

JPH0364700A - 超音波ポンプ

Info

Publication number: JPH0364700A
Application number: JP19901389A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Honda; 本多　敬介
Original assignee: Honda Electronics Co Ltd
Current assignee: Honda Electronics Co Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-20
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2945932B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、振動子の振動によってポンプ部を振動させて
流体を送る超音波ポンプに関する。

［従来技術］従来、圧電セラミックを使用したポンプとしては、第４
図に示すように、ケースｌの上部にバイモルフ２を設け
、ケースｌの流入口３に球状弁４を設け、ケース１の流
入口３に対向した部分に流出口５を設け、該流出口５に
球状弁６を設けたバイモルフポンプが提案されている。

このバイモルフポンプは、バイモルフ２が点線で示すよ
うに、上側に反転した時に、流出口の球状弁６が閉じ、
流入口３の球状弁４が開いて流入口３より流体が矢印の
ように流れ込み、バイモルフ２が実線のように下側に反
転したとき１球状弁４が閉じて流体の逆流を防ぎ、流出
口５の流体弁６が開いて流体を送り出すものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、この従来のポンプでは、バイモルフ２を
高周波で振動させると、球状弁４．６がその振動に追い
つかないため、低周波の振動で駆動を行っているので、
効率が非常に悪いという問題があった。また、機械的な
弁では、２０ＫＨｚ以上の超音波領域の繰り返し周波数
の弁を作ることは非常に困難であった。

本発明は、ポンプ部の細孔と、ポンプ部と振動子の振動
端面とによって弁作用を行わせ、ポンプ部の空洞部にお
いて、振動子の振動圧を効率良く作用させるようにした
超音波ポンプを提供することを目的とするものである。

［発明が解決しようとする課ＩＩコ本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも一端
に細孔を設け、かつ、細孔に連なる空洞部を設けたポン
プ部の他端を振動子の振動端面に接触させ、前記振動子
の発振部の周囲と前記ポンプ部の他端の周囲とを注入口
を設けた弾性体で気密に保持し、前記振動子の振動によ
って注入孔から流入した流体を前記空洞部に導びき、前
記細孔から噴出させるようにした超音波ポンプにおいて
。

前記ポンプ部と前記振動子の振動端面との対面部におい
て、前記ポンプ部の外周から空洞部に微小角度のテーパ
ーを設け、かつ、前記ポンプ部の長さが液中の波長のほ
ぼ１／４波長となるように振動子を振動させるものであ
る。

また、ポンプ部の前記空洞部と前記細孔との接続部にお
いて、開き角度が９０’のテーパーを設けたものである
。

さらに、空洞部は前記微小角度のテーパー部と細孔との
間に大径部と小径部とを設けたものである。

また、空洞部は前記微小角度のテーパー部と前記細孔と
の間に傾斜部を設けたものである。

［作用］本発明によれば、ポンプ部の高さが液中の波長のほぼ１
７４波長となるように、発振器から振動子に供給する信
号の発振周波数を設定すると、振動子の振動端面での振
幅が最大となり、ポンプ部の細孔の端面で最小となるの
で、ポンプ部の空洞部内の流体を効率良く噴出させるこ
とができるとともに、ポンプ部と振動子との接触部で弁
作用を行わせ、かつ、ポンプ部と振動子との接触部近傍
で、ポンプ部に振動子の振動端面から微小角度のテーパ
ー部を設けることにより注入口からの流体の流入効率を
良くする。

［実施例］第１図を参照すると、本発明の実施例の超音波ポンプで
は、圧電素子７，８と金属ブロック９゜１０とからなる
ランジュバン型の振動子１１が設けられ、この振動子１
１の圧電素子７．８の端子に発振器１２が接続され、さ
らに、振動子１１の振動端面１１′にポンプ部１３が載
置されている。

このポンプ１３と振動子１１との接触部分は流体の注入
口１４を設けた弾性体１５によって気密に保持されてい
る。また、ポンプ部１３は一端から内部に細孔工６が設
けられ、この細孔１６からテーパー部１７が連なり、さ
らに、テーパー部１７から空洞部１８が連なって形成さ
れ、さらに、この空洞部１８は小径部１８ａと大径部１
８ｂによって形成されている。また、ポンプ部１３の外
周の接触部１９は、第２図に示すように、振動子１１の
振動端面１１′と接触され、さらに、接触部１９から内
側の空洞部１８にかけて、振動子の振動端面１１′に対
して微小間隙になるようにテーパー部２０が設けられて
いる。なお、細孔１６に連なるテーパー部１７はその開
き角度がほぼ９０度になるように構成することによって
、振動子１１から発生した振動により押し上げられた流
体がポンプ部１３の中心方向、即ち細孔方向へ向かうよ
うにする。

このように構成した本実施例の超音波ポンプでは、ポン
プ部１３の高さｈが液中の波長のほぼ↓／４波長（λ）
となるように発振器１２の周波数を設定して振動子１１
を振動させると、振動子１１の振動端面１１’で振動の
振幅が最大となり、細孔上６の部分で振幅が最小となる
ので、空洞部１８内の流体が振動子１１の振動によって
押されて流出し易くなるとともに、振動子１１の振動に
よってポンプ部１３が微小な上下運動をして、ポンプ部
１３の接触部１９と振動子１１の振動端面１１′が接触
したり、開いたりすることによりポンプの弁として作用
し、流体を効率良く流入させることができる。

第３図を参照すると、本発明の実施例の超音波ポンプに
おいて、７．８は圧電素子、９．１０は金属ブロック、
１１はランジュバン型の振動子、１２は発振器、１３は
ポンプ部、１４は注入口。

工５は弾性体、１６は細孔、１７はテーパー部。

１８は空洞部、１９は接触部、２０はテーパー部であり
、これらの構成は上記実施例とほぼ同じであるので説明
は省鴫するが、本実施例では、空洞部１８はテーパー部
１７と２０の間で傾斜している。

このように構成した本実施例においても、上記実施例と
同様に作用させることができる。

［発明の効果］本発明は、以上のように構成されているので、ポンプ部
の接触部によって弁作用を行わせるため、従来例のよう
に機械的な弁を必要とせず、また、ポンプ部の高さが液
中の波長のほぼ１／４波長となるように振動子に入力す
る信号の周波数を設定することにより、振動子の振動端
面で最大振幅となり、ポンプ部の細孔で最小振幅となる
ので、空洞部の流体は振動子の振動により効率良く押さ
れるとともに、ポンプ部の細孔から効率良く噴出すると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の超音波ポンプの一部断面側面
図、第２図は第１図の超音波ポンプの一部拡大図、第３
図は本発明の他の実施例の超音波ポンプの一部断面側面
図、第４図は従来の圧電セラミックを使用したポンプの
断面図である。７．８は圧電素子、９．１０は金属ブロック、１１・・
・ランジュバン型の振動子、１２・・・発振器、１３・
・・ポンプ部、１４・・・注入口、１５・・・弾性体、
１６・・・細孔、エフ・・・テーパー部、１８・・・空
洞部、１９・・・接触部、２０・・・テーパー部。第１図

Claims

【特許請求の範囲】１　少なくとも一端に細孔を設け、かつ、細孔に連なる
空洞部を設けたポンプ部の他端を振動子の発振部に接触
させ、前記振動子の振動端面の周囲と前記ポンプ部の他
端の周囲とを注入口を設けた弾性体で気密に保持し、前
記振動子の振動によって注入孔から流入した流体を前記
空洞部に導びき、前記細孔から噴出させるようにした超
音波ポンプにおいて、前記ポンプ部と前記振動子の振動
端面との対面部において、前記ポンプ部の外周から空洞
部に微小角度のテーパー部を設け、かつ、前記ポンプ部
の高さが液中の波長のほぼ１／４波長となるように振動
子を振動させることを特徴とする超音波ポンプ。２　前記ポンプ部の前記空洞部と前記細孔との接続部に
おいて、開き角度が９０゜のテーパー部を設けたことを
特徴とする請求項１記載の超音波ポンプ。３　前記空洞部は前記微小角度のテーパー部と前記細孔
との間に大径部と小径部とを設けたことを特徴とする請
求項１記載の超音波ポンプ。４　前記空洞部は前記微小角度のテーパー部と前記細孔
との間に傾斜部を設けたことを特徴とする請求項１記載
の超音波ポンプ。