JPH04353279A - 圧電ダイヤフラムポンプ - Google Patents
圧電ダイヤフラムポンプInfo
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- JPH04353279A JPH04353279A JP12743891A JP12743891A JPH04353279A JP H04353279 A JPH04353279 A JP H04353279A JP 12743891 A JP12743891 A JP 12743891A JP 12743891 A JP12743891 A JP 12743891A JP H04353279 A JPH04353279 A JP H04353279A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体の微小量供給を可能
としたダイヤフラムポンプ、特に圧電体を使用するダイ
ヤフラムの往復運動機構を有する圧電ダイヤフラムポン
プに関する。
としたダイヤフラムポンプ、特に圧電体を使用するダイ
ヤフラムの往復運動機構を有する圧電ダイヤフラムポン
プに関する。
【０００２】
【従来の技術】液体を精密に定量吐出する装置は、ハイ
ブリットＩＣの樹脂コーティング、ハンダペーストによ
り電子部品をプリント基板へ取付けるポッテング、半導
体素子の基板への接着、液晶の注入、又は化学実験など
に使用されている。
ブリットＩＣの樹脂コーティング、ハンダペーストによ
り電子部品をプリント基板へ取付けるポッテング、半導
体素子の基板への接着、液晶の注入、又は化学実験など
に使用されている。
【０００３】この吐出装置として圧電体によりダイヤフ
ラムを振動する圧電ポンプが少なからず知られているが
、一例としてバイモルク振動板の周縁部をハウジングと
そのカバー間に挟持して一方側にそれぞれ逆止弁を備え
た吸入側と排出側を設けたポンプ室を区画し、バイモル
ク振動板に交流電圧を厚み方向に印加することにより前
記ポンプ室に容積変化をもたらして液体を排出するよう
にしたものがある。また、別に素子内部に多数の層状電
極が埋め込まれ、これらの１層おきに外部で電気的に接
続し、長さ方向に電圧を印加して長さ方向に変位を生じ
る積層圧電体を用い、これをダイヤフラムに機械的に接
続してこれを振動するようにした圧電ポンプも見られる
。
ラムを振動する圧電ポンプが少なからず知られているが
、一例としてバイモルク振動板の周縁部をハウジングと
そのカバー間に挟持して一方側にそれぞれ逆止弁を備え
た吸入側と排出側を設けたポンプ室を区画し、バイモル
ク振動板に交流電圧を厚み方向に印加することにより前
記ポンプ室に容積変化をもたらして液体を排出するよう
にしたものがある。また、別に素子内部に多数の層状電
極が埋め込まれ、これらの１層おきに外部で電気的に接
続し、長さ方向に電圧を印加して長さ方向に変位を生じ
る積層圧電体を用い、これをダイヤフラムに機械的に接
続してこれを振動するようにした圧電ポンプも見られる
。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のはバイモルフタイプの振動板であるために振動板の電
圧と変位特性はヒステリシスが大きいために、流体の送
量と電圧の比が比例しないと共に、一般にバイモルフ振
動板を共振点付近の周波数で駆動するので送量と周波数
が比例しないといった欠点があった。また、ダイヤフラ
ムをバイモルフタイプの振動板により振動させて圧電ポ
ンプとするものも見られるが、これは振動板がバイモル
フであるために上記欠点を有する他に、振動板の振動を
支持体などを介してダイヤフラムに伝達していたために
効率が悪いだけでなく装置も大型化するといった欠点が
あった。さらに、ポンプ室の吸入側と排出側とに逆止弁
を設けているが、これが交流電圧の周波数に応じて振動
する振動板の往復運動に追随しなければならないが、特
に高周波数による高速振動に追随できる逆止弁機構を得
ることが難しい。なお、上記従来の積層圧電体を用いる
ものは、電気的・機械的接続が極めて複雑になるといっ
た欠点がある。
のはバイモルフタイプの振動板であるために振動板の電
圧と変位特性はヒステリシスが大きいために、流体の送
量と電圧の比が比例しないと共に、一般にバイモルフ振
動板を共振点付近の周波数で駆動するので送量と周波数
が比例しないといった欠点があった。また、ダイヤフラ
ムをバイモルフタイプの振動板により振動させて圧電ポ
ンプとするものも見られるが、これは振動板がバイモル
フであるために上記欠点を有する他に、振動板の振動を
支持体などを介してダイヤフラムに伝達していたために
効率が悪いだけでなく装置も大型化するといった欠点が
あった。さらに、ポンプ室の吸入側と排出側とに逆止弁
を設けているが、これが交流電圧の周波数に応じて振動
する振動板の往復運動に追随しなければならないが、特
に高周波数による高速振動に追随できる逆止弁機構を得
ることが難しい。なお、上記従来の積層圧電体を用いる
ものは、電気的・機械的接続が極めて複雑になるといっ
た欠点がある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記欠点を解消
せんとしたものであり、ポンプ室の逆止弁を排除し、ポ
ンプの駆動源としてダイヤフラムに電圧印加による圧電
素子としての圧電体を直接接合することによって小型で
簡単な機構の圧電ダイヤフラムポンプを提供せんとする
。
せんとしたものであり、ポンプ室の逆止弁を排除し、ポ
ンプの駆動源としてダイヤフラムに電圧印加による圧電
素子としての圧電体を直接接合することによって小型で
簡単な機構の圧電ダイヤフラムポンプを提供せんとする
。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を解
決したものであり、その要旨は、管路に配置し、吸入口
と排出口を設けたポンプ室を有するハウジングと、該ハ
ウジングの一部に周辺を固定し、前記ポンプ室を交互に
正圧と負圧にして液体を前記吸入側より排出側に送る往
復運動機構を備えたダイヤフラムとからなるダイヤフラ
ムポンプであって、前記ダイヤフラムの往復運動機構が
、圧電体と弾性材料とを接合したモノモルフタイプの振
動板とし、該振動板を前記ダイヤフラムの中央部を経て
両端を前記ハウジングに架設したものであって、ポンプ
の停止時には前記排出口側における液体の表面張力によ
って前記吸入口と排出口とに逆止弁を設けることなく、
液体の排出を止め、可動時に前記吸入側の微小圧と液体
の流れの慣性によって液体を排出するようにした流動調
整機構を設定することにより、前記圧電体に交流電圧を
印加して前記ポンプ室に容積経んかをもたらす圧電ダイ
ヤフラムポンプにある。
決したものであり、その要旨は、管路に配置し、吸入口
と排出口を設けたポンプ室を有するハウジングと、該ハ
ウジングの一部に周辺を固定し、前記ポンプ室を交互に
正圧と負圧にして液体を前記吸入側より排出側に送る往
復運動機構を備えたダイヤフラムとからなるダイヤフラ
ムポンプであって、前記ダイヤフラムの往復運動機構が
、圧電体と弾性材料とを接合したモノモルフタイプの振
動板とし、該振動板を前記ダイヤフラムの中央部を経て
両端を前記ハウジングに架設したものであって、ポンプ
の停止時には前記排出口側における液体の表面張力によ
って前記吸入口と排出口とに逆止弁を設けることなく、
液体の排出を止め、可動時に前記吸入側の微小圧と液体
の流れの慣性によって液体を排出するようにした流動調
整機構を設定することにより、前記圧電体に交流電圧を
印加して前記ポンプ室に容積経んかをもたらす圧電ダイ
ヤフラムポンプにある。
【０００７】また、別の発明としては、上記発明に加え
て交流電圧の周波数を変更して振動板の振動数を制御す
る周波数変換装置を備える。
て交流電圧の周波数を変更して振動板の振動数を制御す
る周波数変換装置を備える。
【０００８】
【作用】ポンプ停止時には、ポンプ室を含めた管路にあ
る粘度の液体が、排出側の管径による表面張力が吸入側
の位置エネルギーなどの微小圧より大にすることにより
液体は止まっており、圧電体に交流電圧を印加すること
によりその周波数に応じて振動板が凹凸振動してダイヤ
フラムを往復運動させ、上記吸入側に掛っている微小圧
と液体の慣性と共に液体を排出口により排出させる。排
出量は、交流電圧の周波数を上下させることによって調
整できる。
る粘度の液体が、排出側の管径による表面張力が吸入側
の位置エネルギーなどの微小圧より大にすることにより
液体は止まっており、圧電体に交流電圧を印加すること
によりその周波数に応じて振動板が凹凸振動してダイヤ
フラムを往復運動させ、上記吸入側に掛っている微小圧
と液体の慣性と共に液体を排出口により排出させる。排
出量は、交流電圧の周波数を上下させることによって調
整できる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１０】図１は本発明である圧電ダイヤフラムポン
プの縦断説明図であり、図２は図１の部分平面図である
。圧電ダイヤフラムポンプは、毛管としての管路７の所
定位置に配置したポンプ室８を有する漏斗状のハウジン
グ１と、ハウジング１の円形上面に周辺をハウジングの
内壁溝に固定した往復運動機構を備えたダイヤフラム２
とからなる。
プの縦断説明図であり、図２は図１の部分平面図である
。圧電ダイヤフラムポンプは、毛管としての管路７の所
定位置に配置したポンプ室８を有する漏斗状のハウジン
グ１と、ハウジング１の円形上面に周辺をハウジングの
内壁溝に固定した往復運動機構を備えたダイヤフラム２
とからなる。
【００１１】この往復運動機構は、駆動源を弾性材料と
しての金属板３の両端を残し、その上面に圧電体４を下
面に上記ダイヤフラム２を貼り合せ、図３に示すように
、この圧電体４の厚さ方向に交流電圧を印加することに
より、圧電体４の一方の面と他方の面を交互に伸び縮み
し、金属板３の弾性によって振動の付勢と整流を行って
圧電体の座屈状の変化をスムースかつ安定にさせる。
しての金属板３の両端を残し、その上面に圧電体４を下
面に上記ダイヤフラム２を貼り合せ、図３に示すように
、この圧電体４の厚さ方向に交流電圧を印加することに
より、圧電体４の一方の面と他方の面を交互に伸び縮み
し、金属板３の弾性によって振動の付勢と整流を行って
圧電体の座屈状の変化をスムースかつ安定にさせる。
【００１２】また、圧電体４を張り合せた金属板３は帯
状のものとし、これらをダイヤフラム２の中央部を径て
貼り合せ、その両端をハウジング上面の相対位置に接着
剤により固定する。
状のものとし、これらをダイヤフラム２の中央部を径て
貼り合せ、その両端をハウジング上面の相対位置に接着
剤により固定する。
【００１３】つぎに上記構成からなる本発明の圧電のダ
イヤフラムポンプの動作について説明する。
イヤフラムポンプの動作について説明する。
【００１４】予めポンプの室８を含む管路７に粘度の高
いハンダなどをペースト状の液体を充填しておき、管路
に配設した電磁弁を閉にしているときはもとより、開に
してもポンプの停止時には管路の管径による表面張力が
液体の粘度及び密度と関係し、これがポンプ室の吸入口
５に掛っている液体の荷重と位置エネルギーからなる荷
重を上まることにより管内の液体は止まっている状態と
なる。そこで、圧電体４に交流電圧を印加すると、周波
数に応じた往復運動が開始され、吸入側に掛っている上
記荷重と一度液体側が排出口より排出しだすと液体の慣
性によって液体は排出される。この場合の周波数は周波
数変換器によって１００ＫＨＺ〜２００ＫＨＺの高周波
にセットすることによりポンプとしての往復運動が早く
なり、スムースな液体の排出が得られる。
いハンダなどをペースト状の液体を充填しておき、管路
に配設した電磁弁を閉にしているときはもとより、開に
してもポンプの停止時には管路の管径による表面張力が
液体の粘度及び密度と関係し、これがポンプ室の吸入口
５に掛っている液体の荷重と位置エネルギーからなる荷
重を上まることにより管内の液体は止まっている状態と
なる。そこで、圧電体４に交流電圧を印加すると、周波
数に応じた往復運動が開始され、吸入側に掛っている上
記荷重と一度液体側が排出口より排出しだすと液体の慣
性によって液体は排出される。この場合の周波数は周波
数変換器によって１００ＫＨＺ〜２００ＫＨＺの高周波
にセットすることによりポンプとしての往復運動が早く
なり、スムースな液体の排出が得られる。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の圧電ダイヤ
フラムポンプはハウジングに取付けたダイヤフラムに駆
動源としての往復運動機構を直接接合し、かつ往復運動
機構としての振動板をダイヤフラムの中央部を径て架設
しているために、逆止弁を設けないこともあって簡単な
構成でポンプの小型化を可能にする。
フラムポンプはハウジングに取付けたダイヤフラムに駆
動源としての往復運動機構を直接接合し、かつ往復運動
機構としての振動板をダイヤフラムの中央部を径て架設
しているために、逆止弁を設けないこともあって簡単な
構成でポンプの小型化を可能にする。
【００１６】また、振動板はモノモルタイプなので単純
な構造だけでなく、バイモルフタイプのように２枚の圧
電体の歪み誤差によってポンプの往復運動が一定になく
液体を定量供給できないといった欠点を解消できる。
な構造だけでなく、バイモルフタイプのように２枚の圧
電体の歪み誤差によってポンプの往復運動が一定になく
液体を定量供給できないといった欠点を解消できる。
【図１】本発明の圧電ダイヤフラムポンプの縦断説明図
である。
である。
【図２】図１の一部平面図である。
【図３】本発明における往復運動機構としてのモノモル
フタイプの振動板の説明図である。
フタイプの振動板の説明図である。
１ ポンプのハウジング
２ ダイヤフラム
３ 金属板（弾性材料）
４ 圧電体
５ ポンプ室の吸入口
６ ポンプ室の排出口
７ 管路
８ ポンプ室
Claims (2)
- 【請求項１】 管路に配置し、吸入口と排出口を設け
たポンプ室を有するハウジングと、該ハウジングの一部
に周辺を固定し、前記ポンプ室を交互に正圧と負圧にし
て液体を前記吸入側より排出側に送る往復運動機構を備
えたダイヤフラムとからなるダイヤフラムポンプであっ
て、前記ダイヤフラムの往復運動機構が、圧電体と弾性
材料とを接合したモノモルフタイプの振動板とし、該振
動板を前記ダイヤフラムの中央部を経て両端を前記ハウ
ジングに架設したものであって、ポンプの停止時には前
記排出口側における液体の表面張力によって前記吸入口
と排出口とに逆止弁を設けることなく、液体の排出を止
め、稼働時に前記吸入側の微小圧と液体の流れの慣性に
よって液体を排出するようにした流動調整機構を設定す
ることにより、前記圧電体に交流電圧を印加して前記ポ
ンプ室に容積変化をもたらす圧電ダイヤフラムポンプ。 - 【請求項２】 交流電圧の周波数を変える周波返還装
置を備えて振動板の振動数を制御する請求項１記載の圧
電ダイヤフラムポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12743891A JPH04353279A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 圧電ダイヤフラムポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12743891A JPH04353279A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 圧電ダイヤフラムポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04353279A true JPH04353279A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=14959952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12743891A Withdrawn JPH04353279A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 圧電ダイヤフラムポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04353279A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7064472B2 (en) * | 1999-07-20 | 2006-06-20 | Sri International | Electroactive polymer devices for moving fluid |
| US7199501B2 (en) | 1999-07-20 | 2007-04-03 | Sri International | Electroactive polymers |
| JP2007104947A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Daiwa Can Co Ltd | 容器詰め製品への香料添加方法 |
| US7320457B2 (en) | 1997-02-07 | 2008-01-22 | Sri International | Electroactive polymer devices for controlling fluid flow |
| US7368862B2 (en) | 1999-07-20 | 2008-05-06 | Sri International | Electroactive polymer generators |
| US7537197B2 (en) | 1999-07-20 | 2009-05-26 | Sri International | Electroactive polymer devices for controlling fluid flow |
| WO2009072261A1 (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Star Micronics Co., Ltd. | ポンプ |
| US9195058B2 (en) | 2011-03-22 | 2015-11-24 | Parker-Hannifin Corporation | Electroactive polymer actuator lenticular system |
| US9231186B2 (en) | 2009-04-11 | 2016-01-05 | Parker-Hannifin Corporation | Electro-switchable polymer film assembly and use thereof |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP12743891A patent/JPH04353279A/ja not_active Withdrawn
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7224106B2 (en) | 1999-07-20 | 2007-05-29 | Sri International | Electroactive polymers |
| US7537197B2 (en) | 1999-07-20 | 2009-05-26 | Sri International | Electroactive polymer devices for controlling fluid flow |
| US7468575B2 (en) | 1999-07-20 | 2008-12-23 | Sri International | Electroactive polymer electrodes |
| US7199501B2 (en) | 1999-07-20 | 2007-04-03 | Sri International | Electroactive polymers |
| US7362032B2 (en) | 1999-07-20 | 2008-04-22 | Sri International | Electroactive polymer devices for moving fluid |
| US7368862B2 (en) | 1999-07-20 | 2008-05-06 | Sri International | Electroactive polymer generators |
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| US8508109B2 (en) | 1999-07-20 | 2013-08-13 | Sri International | Electroactive polymer manufacturing |
| US7259503B2 (en) | 1999-07-20 | 2007-08-21 | Sri International | Electroactive polymers |
| US7703742B2 (en) | 1999-07-20 | 2010-04-27 | Sri International | Electroactive polymer devices for controlling fluid flow |
| US7911115B2 (en) | 1999-07-20 | 2011-03-22 | Sri International | Monolithic electroactive polymers |
| US7923064B2 (en) | 1999-07-20 | 2011-04-12 | Sri International | Electroactive polymer manufacturing |
| JP2007104947A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Daiwa Can Co Ltd | 容器詰め製品への香料添加方法 |
| WO2009072261A1 (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Star Micronics Co., Ltd. | ポンプ |
| US9231186B2 (en) | 2009-04-11 | 2016-01-05 | Parker-Hannifin Corporation | Electro-switchable polymer film assembly and use thereof |
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