JPH04105983U - 圧電ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成ながら弁機能をも有する圧電ポン
プを提供する。 【構成】 偏平な流路断面を有する変形自在のパイプを
用いたポンプであって、前記パイプの少なくとも一方の
平坦な壁面外部に、所定形状の圧電素子をパイプ方向に
沿って複数個配列すると共に、前記圧電素子の励起時に
該圧電素子が外側方向に移動しないよう拘束する手段を
設け、これらの圧電素子に対して励起信号を順次与えて
前記平坦な壁面部における間隙を変化させることによ
り、パイプ内の液体を移動させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、パイプ内径を変化させることにより疑似的にぜん動運動を生じせしめ てパイプ内の液体を移動させるポンプに関し、とくに、圧電素子の電歪作用等に よりパイプ内径を変化させた圧電ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のものに例えば特公昭５７−３２２３１号のぜん動式ポンプが開示され ているのでその概略を以下に述べる。 圧電材料をパイプ状に形成し、その内周面には共通電極を形成し、その外周面 には、リング状の電極を複数個配列したものである。このリング状電極と共通電 極との間に駆動信号を印加することにより、両電極で挟まれた箇所のパイプの径 が電歪効果により変化するが、駆動信号を印加するリング状電極を走査すること により、パイプの内径が変化する箇所が一方向に移動し、それに追随してパイプ 内の液体が連続的に送給される。このポンプは、同公報で述べられているように 、血液やインクジェットプリンタで用いるインクのごとき粘性の高い液体を微少 量づつ供給するのに適している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、硬質で脆い圧電材料を直径数ミリ程度のパイプ状に形成するの は困難であり、その内面に共通電極を均一に形成するのも困難である。当然、パ イプを所望の形状に折曲するということも不可能である。又、共通電極が常に液 体に接触するために電極が腐食したり液体中に溶出したりする恐れがあり、更に はポンプが停止しているときにはパイプ内の液体が自由に流動するので、それを 防止するための阻止弁を設ける必要があった。

【０００４】 本考案は、上述した課題を解決するためになされたものであり、特殊な材料を 必要とせず、又、弁機能をも有する圧電ポンプを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

第１の考案は、偏平な流路断面を有する変形自在のパイプを用いたポンプであ って、前記パイプの少なくとも一方の平坦な壁面外部に、所定形状の圧電素子を パイプ方向に沿って複数個配列すると共に、前記圧電素子の励起時に該圧電素子 が外側方向に移動しないよう拘束する手段を設け、これらの圧電素子に対して励 起信号を順次与えて前記平坦な壁面部における間隙を変化させることにより、パ イプ内の液体を移動させることを特徴とする。 第２の考案は、偏平な流路断面を有する変形自在のパイプを用いたポンプであ って、励起による圧電素子の伸縮力を、リンク機構を介して前記パイプの平坦な 両壁面を外側方向から作用させて両壁面間の間隙を変化させる手段をパイプ方向 に沿って複数個設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

第１の考案は、電歪作用による圧電素子の伸縮力により、パイプを外部から直 接に変形してパイプ内の流路にぜん動運動を生じせしめることにより、パイプ内 の液体を移動させるものであり、第２の考案は、前記の変形の度合いを増大する ために、圧電素子の伸縮量をリンク機構により拡大した上でパイプに作用させる ものであり、詳しい構成例については以下の実施例にて述べる。

【０００７】

【実施例】

図１は、本考案の圧電ポンプの一実施例を示すブロック図であり、図１では圧 電ポンプ部は断面を示しており、その平面図および側面図を図２および図３に示 している。 １は、断面が偏平形状をなす変形自在のパイプであり、ビニールチューブ等を 用いることができる。このパイプ１の外側表面には共通電極１Ａが蒸着等により 形成される。２は、円盤形状の圧電素子であり、パイプ１の上下部にあたる平坦 な壁面上に等間隔に、かつ、上下で相対向するように設けられる。従って、これ らの圧電素子２の各々の一方の電圧印加端子は、共通電極１Ａに接続される。３ は、これらの圧電素子２を励起させるための駆動回路であり、ＣＲからなる遅延 回路を介して増幅器３Ａが従属接続される。各増幅器３Ａの出力部が対をなす圧 電素子の他方の電圧印加端子に接続される。４は、各圧電素子２を励起させたと きにそれぞれが外側方向に移動するのを拘束するために設けられた、断面が“コ ”の字形状の拘束金具(図３にのみ図示)であり、圧電素子２の無励起時にはパイ プ１に所定のギャップＧが保たれている。

【０００８】 以上の圧電ポンプにおいて、駆動回路３の入力部に信号を与えると、増幅器３ Ａにて増幅され、その出力信号は、ＣＲ回路を通ることにより、ある遅延時間後 に次段の増幅器３Ａに入力される。従って右方向に向かって各圧電素子２に駆動 信号が順次印加される。駆動信号が印加された対をなす上下の圧電素子２は、そ れぞれ上下方向に伸びるが、これらの圧電素子２は外側方向(上側の圧電素子２ は上方向、下側の圧電素子２は下方向)への移動が拘束金具４によって拘束され るため、これらの圧電素子２は内側方向に移動し、よってこの部分のパイプ１が 押し潰されて間隙Ｇが小さくなる。このように間隙Ｇが変化する箇所がパイプ方 向に移動するため、このパイプ１内の液体がその方向に移動する。尚、図１では 圧電素子２を図中右方向に走査したが、左方向にも走査可能とすれば、可逆ポン プを構成できる。又、電歪振動子の代わりに磁歪振動子を用いることもできる。

【０００９】 上記実施例では、パイプ１を挟むようにして２個の圧電素子２を用いたが、圧 電素子の伸び量が大きければ、即ち、図４に示すように圧電素子２'の厚さを大 きくすれば、１個で済ませることもできる。 又、拘束手段として“コ”の字形状の拘束金具４を用いたが、図５に示すよう に、上下の圧電素子２が外側方向に移動しないように止めピン５にて拘束しても よい。

【００１０】 以上の実施例では、圧電素子の伸縮をパイプ１に直接に作用させて間隙Ｇを変 化させる構成であるが、圧電素子自体の伸縮量が微小であるために間隙Ｇの変化 も小さく、従ってパイプ１内の液体送給量も小さくなることは否めない。そこで 欠点を解消するために図６に第２の考案になる圧電ポンプを提供している。

【００１１】 図６において、“Ｘ”字状のアームからなるリンク機構６の一方端に圧電素子 ２”を挟み、他方端にパイプ１'を挟んでおり、アーム長の比を例えば２にすれ ば、圧電素子２”の伸縮量が２倍に拡大されてパイプ１'に与えられるので、ギ ャップＧの変化が２倍となり、液体の送給量を増大できる。 上述したいずれの実施例においても、圧電素子２、２'、２”が伸びたときに 平坦な壁面が互いに接触してギャップＧがなくなるようにすれば、この部分にて 液体の流通が阻止されるので阻止弁として機能させることができる。

【００１２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案は、圧電素子の電歪作用により変形自在のパイプ を外部より変形して、パイプの流路部に疑似的にぜん動運動を生じせしめること により、パイプ内の液体を一方向に送給可能としたものであり、特殊な材料を用 いることなく簡単に構成できる。又、パイプにビニールチューブのごとき折曲自 在の材質を用いれば、折曲自在の圧電ポンプを形成することもできる。更には、 前記電歪作用により、パイプ内の流路断面部を完全に押し潰すようにすれば液体 の移動が阻止されるので、阻止弁として機能させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の圧電ポンプの一実施例を示すブロッ
ク図。

【図２】 図１における圧電ポンプの平面図。

【図３】 図１における圧電ポンプの側面図。

【図４】 別の実施例を示す圧電ポンプの側面図。

【図５】 別の実施例を示す圧電ポンプの側面図。

【図６】 第２考案の圧電ポンプの側面図。

【符号の説明】

１ パイプ ２ 圧電素子 ３ 駆動回路 ４ 拘束金具 ５ 止めピン ６ リンク機構

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏平な流路断面を有する変形自在のパイ
   プを用いたポンプであって、前記パイプの少なくとも一
   方の平坦な壁面外部に、所定形状の圧電素子をパイプ方
   向に沿って複数個配列すると共に、前記圧電素子の励起
   時に該圧電素子が外側方向に移動しないよう拘束する手
   段を設け、これらの圧電素子に対して励起信号を順次与
   えて前記平坦な壁面部における間隙を変化させることに
   より、パイプ内の液体を移動させることを特徴とする圧
   電ポンプ。
2. 【請求項２】 偏平な流路断面を有する変形自在のパイ
   プを用いたポンプであって、励起による圧電素子の伸縮
   力を、リンク機構を介して前記パイプの平坦な両壁面を
   外側方向から作用させて両壁面間の間隙を変化させる手
   段をパイプ方向に沿って複数個設けたことを特徴とする
   圧電ポンプ。
3. 【請求項３】 圧電素子を励起させたとき、平坦な両壁
   面部が互いに当接する請求項１もしくは２記載の圧電ポ
   ンプ。