JPH05195958A - 圧電ポンプ - Google Patents
圧電ポンプInfo
- Publication number
- JPH05195958A JPH05195958A JP3152992A JP3152992A JPH05195958A JP H05195958 A JPH05195958 A JP H05195958A JP 3152992 A JP3152992 A JP 3152992A JP 3152992 A JP3152992 A JP 3152992A JP H05195958 A JPH05195958 A JP H05195958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- piezoelectric element
- fluid
- drive unit
- sets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、産業用・医療用に用いる、圧電素子
を駆動源として簡単な構成で、連続的、高圧、高速かつ
正確に、比較的微少量の流体の送り出しが出来る、実用
性の高い圧電ポンプを提供することを目的とする。 【構成】Ｈ形をしたクランプの一端に設けたバネと、ク
ランプの他端に設けたパイプの押し付け部と、前記バネ
と逆の向きの力を発生する圧電素子とで駆動部１組みを
形成し、この駆動部を複数組み、弁として作動する最低
２組、弁として作動する２組の駆動部間に最低１組の加
圧用駆動部を、パイプの軸方向に配置し、圧電ポンプを
形成し、各駆動部を所定の順序で作動させる。
を駆動源として簡単な構成で、連続的、高圧、高速かつ
正確に、比較的微少量の流体の送り出しが出来る、実用
性の高い圧電ポンプを提供することを目的とする。 【構成】Ｈ形をしたクランプの一端に設けたバネと、ク
ランプの他端に設けたパイプの押し付け部と、前記バネ
と逆の向きの力を発生する圧電素子とで駆動部１組みを
形成し、この駆動部を複数組み、弁として作動する最低
２組、弁として作動する２組の駆動部間に最低１組の加
圧用駆動部を、パイプの軸方向に配置し、圧電ポンプを
形成し、各駆動部を所定の順序で作動させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用・医療用に用い
る、圧電素子を駆動源として比較的微少量の流体（気
体、液体）を連続的、高速かつ正確に送り出す圧電ポン
プに関する。
る、圧電素子を駆動源として比較的微少量の流体（気
体、液体）を連続的、高速かつ正確に送り出す圧電ポン
プに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の医療用、化学用の微量ポンプに
は、シリンダ内に満たされた薬品などの流体をピストン
により少しずつ押し出すマイクロシリンダ等が用いられ
ている。また、圧電素子を駆動源として連続的に流体を
押し出す構造の圧電ポンプに、特開平３−１０７５８５
がある。
は、シリンダ内に満たされた薬品などの流体をピストン
により少しずつ押し出すマイクロシリンダ等が用いられ
ている。また、圧電素子を駆動源として連続的に流体を
押し出す構造の圧電ポンプに、特開平３−１０７５８５
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来使用さ
れているマイクロシリンダでは、シリンダ内の流体が減
少あるいは無くなった場合は一度ピストンを引いて流体
を補充しなければならないが、このために余分な作業が
必要となるうえ、流体の送り出しが途切れて流速が不安
定になる等の問題があった。また、特開平３−１０７５
８５のものは連続的に正確かつ高速で流体の送り出しを
行うことができるが、駆動部内の圧電素子が動作してい
ない時は流体がポンプ内を自由に流れることができ、圧
力の高い所に流体を送りだした後にポンプの動作を止め
ると、流体が逆流してしまう。また、駆動部の弾性体に
直接流体が接するため流体によっては弾性体が変質する
場合があり、弾性体の選定が難しい。加えて液体の流入
パイプと吐出パイプ、弾性体が別々であるためにこれら
を気密にする必要があった。さらに、ポンプ内に吸い込
まれた流体をそのまま送り出す方式のため、吐出部付近
での流体の圧力を高くできない。そこで本発明は、上記
問題を解決し、簡単な構成で、連続的、高圧、高速かつ
正確に流体を送り出しが出来る、実用性の高い圧電ポン
プを提供することを目的とする。
れているマイクロシリンダでは、シリンダ内の流体が減
少あるいは無くなった場合は一度ピストンを引いて流体
を補充しなければならないが、このために余分な作業が
必要となるうえ、流体の送り出しが途切れて流速が不安
定になる等の問題があった。また、特開平３−１０７５
８５のものは連続的に正確かつ高速で流体の送り出しを
行うことができるが、駆動部内の圧電素子が動作してい
ない時は流体がポンプ内を自由に流れることができ、圧
力の高い所に流体を送りだした後にポンプの動作を止め
ると、流体が逆流してしまう。また、駆動部の弾性体に
直接流体が接するため流体によっては弾性体が変質する
場合があり、弾性体の選定が難しい。加えて液体の流入
パイプと吐出パイプ、弾性体が別々であるためにこれら
を気密にする必要があった。さらに、ポンプ内に吸い込
まれた流体をそのまま送り出す方式のため、吐出部付近
での流体の圧力を高くできない。そこで本発明は、上記
問題を解決し、簡単な構成で、連続的、高圧、高速かつ
正確に流体を送り出しが出来る、実用性の高い圧電ポン
プを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、Ｈ形をしたクランプの一端に設けたバネと、クラン
プの他端に設けたパイプの押し付け部と、前記バネと逆
の向きの力を発生する圧電素子とで駆動部１組みを形成
し、この駆動部を複数組み、弁として作動する最低２
組、弁として作動する２組の駆動部間に最低１組の加圧
用駆動部を、パイプの軸方向に配置し、各駆動部を所定
の順序で作動させ圧電ポンプを形成する。
め、Ｈ形をしたクランプの一端に設けたバネと、クラン
プの他端に設けたパイプの押し付け部と、前記バネと逆
の向きの力を発生する圧電素子とで駆動部１組みを形成
し、この駆動部を複数組み、弁として作動する最低２
組、弁として作動する２組の駆動部間に最低１組の加圧
用駆動部を、パイプの軸方向に配置し、各駆動部を所定
の順序で作動させ圧電ポンプを形成する。
【０００５】
【作用】圧電素子に順次電圧を印加して行くと、クラン
プされたパイプが順次変形し、ぜん動運動をし、流体が
パイプ内を流動する。さらにポンプの駆動部内に加圧部
があるために、流体を吐出部から高い圧力で送り出すこ
とができる。
プされたパイプが順次変形し、ぜん動運動をし、流体が
パイプ内を流動する。さらにポンプの駆動部内に加圧部
があるために、流体を吐出部から高い圧力で送り出すこ
とができる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の具体的実施例を図を用いて
説明する。図１は、単一の駆動部の構造を示す側面図で
ある。Ｈ形をしたクランプ１１の上ビームと下ビーム間
の一端部に圧縮バネ１２を装着してある。この圧縮バネ
１２と、クランプ１１の上ビームと下ビームを連結する
固定部１１ｂを挟んで電圧印加時伸長する圧電素子１３
を装着してある。さらに、圧電素子１３の外側すなはち
クランプ１１の他端には、耐食性を有しかつ弾性を有す
るパイプ２を上下から挟み込む押し付け部１１ａを装着
して駆動部１を形成する。なお、圧電素子１３を電圧印
加時収縮するようにし、圧縮バネ１２を引張バネにして
もよい。図２は、圧電ポンプとして作動させるため、複
数の駆動部の配置を示す側断面図である。弾性体よりな
るパイプ２内を流動する流体３の吸入側に、弁として動
作する駆動部１ａを配置してある。この駆動部１ａと隣
接させて、パイプ２内の流体３を加圧・除圧する駆動部
１ｂを配置してある。さらに、駆動部１ｂの駆動部１ａ
の軸方向・反対側（吐出側）には弁として動作する駆動
部１ｃを駆動部１ｂと間隔を置いて配置してある。な
お、説明上駆動部１ａ、１ｂと１ｃを各１組づつ配置し
ているが、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｂ、１ｃ・・・のよう
に、直列に複数組み並べてもよい。図３は、本発明の圧
電ポンプの作動を説明する動作原理図である。圧電ポン
プとして作動させるためには、以下のステップをとる。 ステップ １ （ａ）に示すように、駆動部１ａ、１ｂ
と１ｃの圧電素子１３の非電圧印加時は、圧縮バネ１２
により、固定部１１ｂを支点にして押し付け部１１ａに
挟まれた部分のパイプ２を押し潰しており、流体３は閉
塞されている。このとき、駆動部１ｂと１ｃの間にある
パイプ２には流体３が溜まるチャンバ２１が形成され
る。 ステップ ２ （ｂ）に示すように、駆動部１ａと１ｂ
の圧電素子１３に所定の電圧を印加し、圧縮バネ１２に
対抗させて圧電素子１３を伸長させると、パイプ２の押
し付け部１１ａに挟まれた部分が解放され、パイプ２が
自己のもつ弾性により復元し、この部分に吸入側から流
体３が流入し前記チャンバ２１と一体化する。 ステップ ３ （ｃ）に示すように、駆動部１ａの圧電
素子１３の電圧印加を切ると、駆動部１ｂに対向するパ
イプ部に流体３が閉塞される。 ステップ ４ （ｄ）に示すように、駆動部１ｂの圧電
素子１３に電圧印加を切ると、駆動部１ｂに対向するパ
イプ部が閉塞され、流体３が駆動部１ｂと１ｃの間のチ
ャンバ２１内にパイプ２の弾性により加圧・貯留され
る。 ステップ ５ （ｅ）に示すように、駆動部１ｃの圧電
素子１３に電圧を印加し、圧縮バネ１２に対抗させて押
し付け部１１ａを解放すると、チャンバ２１内に加圧・
貯留された流体３は吐出側に吐き出される。上記のステ
ップ１から５の一連の動作を１サイクルとして、これを
繰り返すことにより流体を吸入側から吐出側へ連続的に
送り出す。この、サイクルの動作間隔と圧電素子１３に
印加する電圧を制御することにより、流体の吐出量を制
御する。また、バネ１２及びクランプ１１の共振周波数
を高くすれば圧電素子１３の応答性の良さを生かした流
体３の高速送り出しを実現できる。
説明する。図１は、単一の駆動部の構造を示す側面図で
ある。Ｈ形をしたクランプ１１の上ビームと下ビーム間
の一端部に圧縮バネ１２を装着してある。この圧縮バネ
１２と、クランプ１１の上ビームと下ビームを連結する
固定部１１ｂを挟んで電圧印加時伸長する圧電素子１３
を装着してある。さらに、圧電素子１３の外側すなはち
クランプ１１の他端には、耐食性を有しかつ弾性を有す
るパイプ２を上下から挟み込む押し付け部１１ａを装着
して駆動部１を形成する。なお、圧電素子１３を電圧印
加時収縮するようにし、圧縮バネ１２を引張バネにして
もよい。図２は、圧電ポンプとして作動させるため、複
数の駆動部の配置を示す側断面図である。弾性体よりな
るパイプ２内を流動する流体３の吸入側に、弁として動
作する駆動部１ａを配置してある。この駆動部１ａと隣
接させて、パイプ２内の流体３を加圧・除圧する駆動部
１ｂを配置してある。さらに、駆動部１ｂの駆動部１ａ
の軸方向・反対側（吐出側）には弁として動作する駆動
部１ｃを駆動部１ｂと間隔を置いて配置してある。な
お、説明上駆動部１ａ、１ｂと１ｃを各１組づつ配置し
ているが、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｂ、１ｃ・・・のよう
に、直列に複数組み並べてもよい。図３は、本発明の圧
電ポンプの作動を説明する動作原理図である。圧電ポン
プとして作動させるためには、以下のステップをとる。 ステップ １ （ａ）に示すように、駆動部１ａ、１ｂ
と１ｃの圧電素子１３の非電圧印加時は、圧縮バネ１２
により、固定部１１ｂを支点にして押し付け部１１ａに
挟まれた部分のパイプ２を押し潰しており、流体３は閉
塞されている。このとき、駆動部１ｂと１ｃの間にある
パイプ２には流体３が溜まるチャンバ２１が形成され
る。 ステップ ２ （ｂ）に示すように、駆動部１ａと１ｂ
の圧電素子１３に所定の電圧を印加し、圧縮バネ１２に
対抗させて圧電素子１３を伸長させると、パイプ２の押
し付け部１１ａに挟まれた部分が解放され、パイプ２が
自己のもつ弾性により復元し、この部分に吸入側から流
体３が流入し前記チャンバ２１と一体化する。 ステップ ３ （ｃ）に示すように、駆動部１ａの圧電
素子１３の電圧印加を切ると、駆動部１ｂに対向するパ
イプ部に流体３が閉塞される。 ステップ ４ （ｄ）に示すように、駆動部１ｂの圧電
素子１３に電圧印加を切ると、駆動部１ｂに対向するパ
イプ部が閉塞され、流体３が駆動部１ｂと１ｃの間のチ
ャンバ２１内にパイプ２の弾性により加圧・貯留され
る。 ステップ ５ （ｅ）に示すように、駆動部１ｃの圧電
素子１３に電圧を印加し、圧縮バネ１２に対抗させて押
し付け部１１ａを解放すると、チャンバ２１内に加圧・
貯留された流体３は吐出側に吐き出される。上記のステ
ップ１から５の一連の動作を１サイクルとして、これを
繰り返すことにより流体を吸入側から吐出側へ連続的に
送り出す。この、サイクルの動作間隔と圧電素子１３に
印加する電圧を制御することにより、流体の吐出量を制
御する。また、バネ１２及びクランプ１１の共振周波数
を高くすれば圧電素子１３の応答性の良さを生かした流
体３の高速送り出しを実現できる。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成で、連続的、高圧、高速かつ正確に流体の送り
出しが出来る。
単な構成で、連続的、高圧、高速かつ正確に流体の送り
出しが出来る。
【図１】本発明の実施例に用いる単一の駆動部の構造を
示す側面図
示す側面図
【図２】本発明の実施例の駆動部の配置を示す側断面図
【図３】本発明の実施例の作動を説明する動作原理図
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 駆動部 １１ クランプ １１ａ 押し付け部 １１ｂ 固定部 １２ バネ １３ 圧電素子 ２ パイプ ２１ チャンバ ３ 流体
Claims (2)
- 【請求項１】弾性体のパイプの周りに配置される圧電素
子よりなる駆動部により前記パイプの一部を押し潰し、
この押し潰す位置を順次変えることにより前記パイプの
中に満たされた流体を一定の方向に送り出す圧電ポンプ
において、 前記駆動部をＨ形をしたクランプの一端に設けたバネ
と、クランプの他端に設けたパイプの押し付け部と、前
記バネと逆の向きの力を発生する圧電素子とで形成し、
この駆動部を複数組み、弁として作動する最低２組と弁
として作動する２組の駆動部間に加圧用として作動する
最低１組を、パイプの軸方向に配置したことを特徴とす
る圧電ポンプ - 【請求項２】前記パイプの押し付け部を、圧電素子の非
電圧印加時は、バネの力により閉じた状態とし、圧電素
子の電圧印加時、開くようにした請求項１記載の圧電ポ
ンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3152992A JPH05195958A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 圧電ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3152992A JPH05195958A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 圧電ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195958A true JPH05195958A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=12333728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3152992A Pending JPH05195958A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 圧電ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05195958A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009056004A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Shinko Seisakusho Co Ltd | 排泄物自動処理装置 |
| JP2009543034A (ja) * | 2006-07-03 | 2009-12-03 | デイジ プレシジョン インダストリーズ リミテッド | 引張り試験装置及び電子基板上のデポジットの試験方法 |
| JP2010248975A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Noiberuku Kk | チューブポンプおよびチューブポンプ用チューブ |
| WO2014154840A1 (fr) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Pompe d'injection d'un fluide, et notamment micropompe utilisable pour delivrer une dose determinee |
| JP2014531556A (ja) * | 2011-09-21 | 2014-11-27 | サノフィ−アベンティス・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 蠕動ポンプおよび蠕動ポンプを用いて物質を輸送する方法 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP3152992A patent/JPH05195958A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009543034A (ja) * | 2006-07-03 | 2009-12-03 | デイジ プレシジョン インダストリーズ リミテッド | 引張り試験装置及び電子基板上のデポジットの試験方法 |
| JP2009056004A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Shinko Seisakusho Co Ltd | 排泄物自動処理装置 |
| JP4524301B2 (ja) * | 2007-08-30 | 2010-08-18 | 株式会社新興製作所 | 排泄物自動処理装置 |
| JP2010248975A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Noiberuku Kk | チューブポンプおよびチューブポンプ用チューブ |
| JP2014531556A (ja) * | 2011-09-21 | 2014-11-27 | サノフィ−アベンティス・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 蠕動ポンプおよび蠕動ポンプを用いて物質を輸送する方法 |
| JP2017196465A (ja) * | 2011-09-21 | 2017-11-02 | サノフィ−アベンティス・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 蠕動ポンプおよび蠕動ポンプを用いて物質を輸送する方法 |
| US10519946B2 (en) | 2011-09-21 | 2019-12-31 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Peristaltic pump and method of transporting material with a peristaltic pump |
| WO2014154840A1 (fr) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Pompe d'injection d'un fluide, et notamment micropompe utilisable pour delivrer une dose determinee |
| FR3003907A1 (fr) * | 2013-03-28 | 2014-10-03 | Commissariat Energie Atomique | Pompe d'injection d'un fluide, et notamment micropompe utilisable pour delivrer une dose determinee |
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