JPH05263763A - 圧電ポンプおよびその運転方法 - Google Patents
圧電ポンプおよびその運転方法Info
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- JPH05263763A JPH05263763A JP4063166A JP6316692A JPH05263763A JP H05263763 A JPH05263763 A JP H05263763A JP 4063166 A JP4063166 A JP 4063166A JP 6316692 A JP6316692 A JP 6316692A JP H05263763 A JPH05263763 A JP H05263763A
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- Japan
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- pump
- control valve
- piezoelectric element
- piezoelectric
- fluid control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高周波数領域でも使用可能な流体制御弁を提供
し、又、小型かつ安価に製作可能で、信頼性にも優れた
圧電ポンプを提供することにある。 【構成】流体制御弁を流路の一部に容易に取り付けられ
るため、不要な流路部をなくすことができると共に、直
接駆動のため、高周波数領域でも使用することができ
る。これにより、圧電ポンプ全体の小型化及び高精度化
を図ることができ、さらに、安価に製作できる。
し、又、小型かつ安価に製作可能で、信頼性にも優れた
圧電ポンプを提供することにある。 【構成】流体制御弁を流路の一部に容易に取り付けられ
るため、不要な流路部をなくすことができると共に、直
接駆動のため、高周波数領域でも使用することができ
る。これにより、圧電ポンプ全体の小型化及び高精度化
を図ることができ、さらに、安価に製作できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子を応用したポ
ンプに係り、特に、医療や製薬機器等に適する小型かつ
信頼性に優れた圧電ポンプおよびその運転方法に関す
る。
ンプに係り、特に、医療や製薬機器等に適する小型かつ
信頼性に優れた圧電ポンプおよびその運転方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電ポンプは、圧電素子の振動変形量が
小さいことや、素子自身が小さく制御性に優れることか
ら、小型小流量用のポンプとして広く用いられている。
特に、細胞やタンパク質等のバイオ試料を液送する医療
及び製薬機器では、数cc以下の薬液を取り扱うため、高
精度液送が必要となる。又、これら機器全体の小型化を
図る上で、ポンプ自身の小型軽量化がポイントになる。
小さいことや、素子自身が小さく制御性に優れることか
ら、小型小流量用のポンプとして広く用いられている。
特に、細胞やタンパク質等のバイオ試料を液送する医療
及び製薬機器では、数cc以下の薬液を取り扱うため、高
精度液送が必要となる。又、これら機器全体の小型化を
図る上で、ポンプ自身の小型軽量化がポイントになる。
【０００３】さて、この圧電ポンプは、圧電素子の駆動
周波数を高くするほど脈動が小さくなり、高精度で液送
できるが、これを実現するには、流れの方向を制御する
流体制御弁の応答性向上及び小型化が必須である。この
圧電ポンプ用の流体制御弁は、例えば、特開昭59−8728
6 号公報に開示されている。これは、インクジェットヘ
ッドにインクを供給するポンプで、流体制御弁駆動用圧
電素子の振動変形を密閉構造のテーパ状のチャンバ内の
液体を介して可撓体に伝達し、その可撓体の弾性変形に
より流路を開閉する方式の流体制御弁である。
周波数を高くするほど脈動が小さくなり、高精度で液送
できるが、これを実現するには、流れの方向を制御する
流体制御弁の応答性向上及び小型化が必須である。この
圧電ポンプ用の流体制御弁は、例えば、特開昭59−8728
6 号公報に開示されている。これは、インクジェットヘ
ッドにインクを供給するポンプで、流体制御弁駆動用圧
電素子の振動変形を密閉構造のテーパ状のチャンバ内の
液体を介して可撓体に伝達し、その可撓体の弾性変形に
より流路を開閉する方式の流体制御弁である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の流体
制御弁では、弁用の圧電素子を振動させた場合、密閉チ
ャンバ内の液体も一緒に振動しなければならないので、
高周波数で駆動した場合、チャンバ内の圧力波の反射波
などによりチャタリングが発生し、弁としての機能を損
なう恐れがある。又、密閉チャンバが必要となることか
ら小型化を図りにくいという課題があった。
制御弁では、弁用の圧電素子を振動させた場合、密閉チ
ャンバ内の液体も一緒に振動しなければならないので、
高周波数で駆動した場合、チャンバ内の圧力波の反射波
などによりチャタリングが発生し、弁としての機能を損
なう恐れがある。又、密閉チャンバが必要となることか
ら小型化を図りにくいという課題があった。
【０００５】本発明の目的は、高周波数で流体制御弁用
圧電素子を駆動しても、十分弁としての機能を保持し、
高精度液送可能なポンプを提供することにある。
圧電素子を駆動しても、十分弁としての機能を保持し、
高精度液送可能なポンプを提供することにある。
【０００６】又、本発明の他の目的は、圧電ポンプ全体
を小型かつ安価に製作可能で、信頼性にも優れた圧電ポ
ンプ用の流体制御弁を提供することにある。
を小型かつ安価に製作可能で、信頼性にも優れた圧電ポ
ンプ用の流体制御弁を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、流体制御弁の全部ないし一部を、直接、バイモルフ
型ないしユニモルフ型ないし積層型の圧電素子で構成
し、流路の一部に取り付けるようにした。
に、流体制御弁の全部ないし一部を、直接、バイモルフ
型ないしユニモルフ型ないし積層型の圧電素子で構成
し、流路の一部に取り付けるようにした。
【０００８】
【作用】上述のように構成することにより、圧電素子を
高い周波数で駆動しても、チャタリング等が発生せず、
確実に流路を開閉することができる。
高い周波数で駆動しても、チャタリング等が発生せず、
確実に流路を開閉することができる。
【０００９】又、流体制御弁を流路の一部に容易に取り
付けられるため、不要な流路部をなくすことができ、こ
れにより、圧電ポンプ全体を小型かつ安価に製作するこ
とができる。
付けられるため、不要な流路部をなくすことができ、こ
れにより、圧電ポンプ全体を小型かつ安価に製作するこ
とができる。
【００１０】又、ポンプを構成する部品点数が極めて少
なくなるため、信頼性に優れたポンプを実現することが
できる。
なくなるため、信頼性に優れたポンプを実現することが
できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を引用しなが
ら説明する。図１は本発明の圧電ポンプ１の断面図を示
したものである。ここでは、ポンプ室２の上下に、２個
のポンプ駆動用のバイモルフ型圧電素子３を取り付け、
吸入口及び吐出口には弁体４から成る流体制御弁５を取
り付けている。この流体制御弁５全体を、バイモルフ型
の圧電素子１０で構成している。さらに、ポンプ用圧電
素子３と流体制御弁用圧電素子１０を、同一のコントロ
ーラ６で駆動制御可能な構成としている。又、その際、
ポンプ用圧電素子３及び流体制御弁用圧電素子１０の表
面にはテフロン等によるコーティングを行い、各圧電素
子３，１０と液体とが直接接触しないような工夫が必要
である。このように構成された圧電ポンプ１において、
コントローラ６を用いて、２個のポンプ用圧電素子３に
位相差が１８０度異なる交流電圧を加えると、圧電素子
３は図中、一点鎖線及び二点鎖線で示すような振動変形
を繰り返し、ポンプ室２の内容積が変化する。その際
の、流体制御弁５の動作は、ポンプ室２の内容積が減少
時、すなわち、液体の排出時には、吸入側の流体制御弁
１０を閉、吐出側の流体制御弁１０を開状態とし、又、
ポンプ室２の内容積が増加時、すなわち、液体の吸い込
み時には、吸入側の流体制御弁１０を開、吐出側の流体
制御弁１０を閉状態となるように、コントローラ６で駆
動すれば、ポンプ室２内部の液体は連続的に押し出さ
れ、ポンプ１として機能することができる。
ら説明する。図１は本発明の圧電ポンプ１の断面図を示
したものである。ここでは、ポンプ室２の上下に、２個
のポンプ駆動用のバイモルフ型圧電素子３を取り付け、
吸入口及び吐出口には弁体４から成る流体制御弁５を取
り付けている。この流体制御弁５全体を、バイモルフ型
の圧電素子１０で構成している。さらに、ポンプ用圧電
素子３と流体制御弁用圧電素子１０を、同一のコントロ
ーラ６で駆動制御可能な構成としている。又、その際、
ポンプ用圧電素子３及び流体制御弁用圧電素子１０の表
面にはテフロン等によるコーティングを行い、各圧電素
子３，１０と液体とが直接接触しないような工夫が必要
である。このように構成された圧電ポンプ１において、
コントローラ６を用いて、２個のポンプ用圧電素子３に
位相差が１８０度異なる交流電圧を加えると、圧電素子
３は図中、一点鎖線及び二点鎖線で示すような振動変形
を繰り返し、ポンプ室２の内容積が変化する。その際
の、流体制御弁５の動作は、ポンプ室２の内容積が減少
時、すなわち、液体の排出時には、吸入側の流体制御弁
１０を閉、吐出側の流体制御弁１０を開状態とし、又、
ポンプ室２の内容積が増加時、すなわち、液体の吸い込
み時には、吸入側の流体制御弁１０を開、吐出側の流体
制御弁１０を閉状態となるように、コントローラ６で駆
動すれば、ポンプ室２内部の液体は連続的に押し出さ
れ、ポンプ１として機能することができる。
【００１２】図２に、この流体制御弁５の一構成例を示
す。前述のように、流体制御弁５全体は、バイモルフ型
の圧電素子１０で構成されている。次に、本図を用い
て、流体制御弁５内の液体の流れ状況について詳細に説
明する。まず、流体制御弁５内に入った液体は、順方向
（紙面の右方向）の流れに対しては、圧電素子１０に一
定電圧を加え、弁体４を右方向に変形させることによ
り、弁体４のスリット７を通り流れるが、逆方向（紙面
の左方向）の流れに対しては、コントローラ６で逆方向
の一定電圧を加えれば、弁体４は右方向に変形し、中央
部が左の流路部側に押しつけられ、流路を遮断し流れを
閉止する。このような構造の流体制御弁５を、図１に示
した圧電ポンプ１に取り付けている。
す。前述のように、流体制御弁５全体は、バイモルフ型
の圧電素子１０で構成されている。次に、本図を用い
て、流体制御弁５内の液体の流れ状況について詳細に説
明する。まず、流体制御弁５内に入った液体は、順方向
（紙面の右方向）の流れに対しては、圧電素子１０に一
定電圧を加え、弁体４を右方向に変形させることによ
り、弁体４のスリット７を通り流れるが、逆方向（紙面
の左方向）の流れに対しては、コントローラ６で逆方向
の一定電圧を加えれば、弁体４は右方向に変形し、中央
部が左の流路部側に押しつけられ、流路を遮断し流れを
閉止する。このような構造の流体制御弁５を、図１に示
した圧電ポンプ１に取り付けている。
【００１３】本実施例によれば、流体制御弁５を流路の
一部に容易に取り付けられるため、不要な流路部をなく
すことができ、直接駆動のため、高周波数領域でも使用
することができる。これにより、圧電ポンプ１全体の高
精度化及び小型化を図ることができ、さらに、安価に製
作できる。
一部に容易に取り付けられるため、不要な流路部をなく
すことができ、直接駆動のため、高周波数領域でも使用
することができる。これにより、圧電ポンプ１全体の高
精度化及び小型化を図ることができ、さらに、安価に製
作できる。
【００１４】又、これにより、圧電ポンプ１を、流路部
とポンプ用圧電素子３及び流体制御弁用圧電素子１０の
みで構成することができ、ポンプ１を構成する部品点数
が極めて少なくなるため、信頼性に優れたポンプ１を実
現することができる。
とポンプ用圧電素子３及び流体制御弁用圧電素子１０の
みで構成することができ、ポンプ１を構成する部品点数
が極めて少なくなるため、信頼性に優れたポンプ１を実
現することができる。
【００１５】又、このように構成したことにより、ポン
プ１全体の動作を同一のコントローラで駆動制御できる
ため、ポンプ１運転中に流体制御弁５を瞬間的ないし一
定時間閉状態とすることも可能となり、幅広い運転モー
ドをもつ圧電ポンプ１を実現できる。
プ１全体の動作を同一のコントローラで駆動制御できる
ため、ポンプ１運転中に流体制御弁５を瞬間的ないし一
定時間閉状態とすることも可能となり、幅広い運転モー
ドをもつ圧電ポンプ１を実現できる。
【００１６】さらに、本流体制御弁５は、電気的に駆動
制御可能なことから、流体制御弁５の故障の有無を動作
時の抵抗値を測定することにより、容易に検出すること
ができる。これにより、何らかの原因で圧電ポンプが故
障した場合でも、その故障の原因が、流体制御弁５であ
るか否かを分解することなく短時間で判定できる効果が
ある。
制御可能なことから、流体制御弁５の故障の有無を動作
時の抵抗値を測定することにより、容易に検出すること
ができる。これにより、何らかの原因で圧電ポンプが故
障した場合でも、その故障の原因が、流体制御弁５であ
るか否かを分解することなく短時間で判定できる効果が
ある。
【００１７】なお、流体制御弁用圧電素子１０は、本実
施例で示したバイモルフ型に限定されるものではない。
バイモルフ型の代わりに、ユニモルフ型の圧電素子１０
を用いても良いことは明らかである。
施例で示したバイモルフ型に限定されるものではない。
バイモルフ型の代わりに、ユニモルフ型の圧電素子１０
を用いても良いことは明らかである。
【００１８】次いで、図３に本発明の他の実施例を示
す。これは、流体制御弁５全体を圧電素子１０で製作す
るのではなく、流体制御弁５の一部を圧電素子１０で構
成した場合の一例であり、ここでは、弁体４のブリッジ
８の１本にバイモルフ型の圧電素子１０を取り付けるよ
う構成している。このように構成した場合、圧電素子１
０を取り付けていない３本のブリッジ８を薄く製作する
ことができる。この状態で流体制御弁用圧電素子１０を
駆動した場合、大きな変形量を得ることができるため、
大流量を液送可能なポンプ１を実現することができる。
す。これは、流体制御弁５全体を圧電素子１０で製作す
るのではなく、流体制御弁５の一部を圧電素子１０で構
成した場合の一例であり、ここでは、弁体４のブリッジ
８の１本にバイモルフ型の圧電素子１０を取り付けるよ
う構成している。このように構成した場合、圧電素子１
０を取り付けていない３本のブリッジ８を薄く製作する
ことができる。この状態で流体制御弁用圧電素子１０を
駆動した場合、大きな変形量を得ることができるため、
大流量を液送可能なポンプ１を実現することができる。
【００１９】又、弁体４のブリッジ８本数は、必ずしも
４本に限定されるものではない。少なくても、圧電素子
１０を支持するためのブリッジ８が１本あれば所期の目
的を達成できる。図４は、このような場合の流体制御弁
５の構造例を示す。ここでは、ブリッジ８にバイモルフ
型の圧電素子１０を取り付けている。このように構成し
た場合、図からも明らかなように、圧電素子１０の発生
力を低減させる部材がないため、さらに大きな変形量を
発生することができ、より大流量を液送することができ
る。
４本に限定されるものではない。少なくても、圧電素子
１０を支持するためのブリッジ８が１本あれば所期の目
的を達成できる。図４は、このような場合の流体制御弁
５の構造例を示す。ここでは、ブリッジ８にバイモルフ
型の圧電素子１０を取り付けている。このように構成し
た場合、図からも明らかなように、圧電素子１０の発生
力を低減させる部材がないため、さらに大きな変形量を
発生することができ、より大流量を液送することができ
る。
【００２０】一方、図５は、弁体４のブリッジ８に圧電
素子１０を取り付けるよう製作した流体制御弁５の構造
例を示す。ここでは、４本のブリッジ８の全てに圧電素
子１０を取り付けている。これにより、圧電素子１０の
発生力を増大できるため、ポンプ室２内部の流速が速い
場合にも、流路の開閉操作を行うことができる。
素子１０を取り付けるよう製作した流体制御弁５の構造
例を示す。ここでは、４本のブリッジ８の全てに圧電素
子１０を取り付けている。これにより、圧電素子１０の
発生力を増大できるため、ポンプ室２内部の流速が速い
場合にも、流路の開閉操作を行うことができる。
【００２１】さて、これまでは、流体制御弁５全体を圧
電素子１０で製作する構成例や、弁体４の表面に圧電素
子１０を取り付けた流体制御弁５の構成例について説明
してきた。しかし、流体制御弁５の全部ないし一部を圧
電素子１０で製作する方法は、図６及び図７に示すよう
に、流体制御弁５の内部に圧電素子１０を埋め込んだ構
成例も考えられる。このうち、図６は、図３の構造を基
にし、又、図７は、図４の構造を基に構成した例を示し
たものである。いずれも場合も、圧電素子１０をシリコ
ンゴム９のように圧電素子１０及び液体に悪影響を与え
ない材料でモールドすることにより構成している。
電素子１０で製作する構成例や、弁体４の表面に圧電素
子１０を取り付けた流体制御弁５の構成例について説明
してきた。しかし、流体制御弁５の全部ないし一部を圧
電素子１０で製作する方法は、図６及び図７に示すよう
に、流体制御弁５の内部に圧電素子１０を埋め込んだ構
成例も考えられる。このうち、図６は、図３の構造を基
にし、又、図７は、図４の構造を基に構成した例を示し
たものである。いずれも場合も、圧電素子１０をシリコ
ンゴム９のように圧電素子１０及び液体に悪影響を与え
ない材料でモールドすることにより構成している。
【００２２】これにより、例えば、液体が細胞等のバイ
オ試料の場合でも、試料が金属材料等と接触することで
死滅ないし活性を損なうことがなく、又、圧電素子１０
が液体と接触し圧電材料が劣化し、その性能が低下する
こともない。このように構成した場合、シリコンゴム９
の弾性変形量が、一般の金属材料と比較し極めて大きい
ため、圧電素子１０の振動変形量を有効に利用すること
ができ、ポンプ１の大流量化を実現できる。又、圧電素
子１０が弁体４に内蔵されているため、流体制御弁５に
圧電素子１０を外接した場合のような凹凸部分が少なく
なる。特に、本構造のような流体制御弁５では、弁体４
と圧電素子１０の接合部が強度的に弱いと考えられる
が、本実施例にみるように、圧電素子１０を内蔵すれ
ば、接合部が外側に出ないため、信頼性の点で優れてい
る。したがって、組立時等の取り扱いの際、流体制御弁
５に損傷を与える危険性が少なくなる。
オ試料の場合でも、試料が金属材料等と接触することで
死滅ないし活性を損なうことがなく、又、圧電素子１０
が液体と接触し圧電材料が劣化し、その性能が低下する
こともない。このように構成した場合、シリコンゴム９
の弾性変形量が、一般の金属材料と比較し極めて大きい
ため、圧電素子１０の振動変形量を有効に利用すること
ができ、ポンプ１の大流量化を実現できる。又、圧電素
子１０が弁体４に内蔵されているため、流体制御弁５に
圧電素子１０を外接した場合のような凹凸部分が少なく
なる。特に、本構造のような流体制御弁５では、弁体４
と圧電素子１０の接合部が強度的に弱いと考えられる
が、本実施例にみるように、圧電素子１０を内蔵すれ
ば、接合部が外側に出ないため、信頼性の点で優れてい
る。したがって、組立時等の取り扱いの際、流体制御弁
５に損傷を与える危険性が少なくなる。
【００２３】さて、本流体制御弁５を構成する圧電素子
１０は、必ずしもバイモルフ型やユニモルフ型の圧電素
子１０に限定されるものではない。例えば、積層型の圧
電素子１０を用いても実現可能である。一般に、積層型
の圧電素子１０は、バイモルフ型の圧電素子１０の場合
と比べると、大きな発生力をもつため、流速が速い場合
でも、十分に流体制御弁５としての効果を発揮できる。
１０は、必ずしもバイモルフ型やユニモルフ型の圧電素
子１０に限定されるものではない。例えば、積層型の圧
電素子１０を用いても実現可能である。一般に、積層型
の圧電素子１０は、バイモルフ型の圧電素子１０の場合
と比べると、大きな発生力をもつため、流速が速い場合
でも、十分に流体制御弁５としての効果を発揮できる。
【００２４】さて、ここまでは、単段の圧電ポンプ１
に、圧電素子１０で構成された流体制御弁５を取り付け
た構成例について説明してきた。しかし、この流体制御
弁５は、多段の圧電ポンプ１１についても十分適用可能
である。図８に３段ポンプ１１に適用した構成例を示
す。ここで、ポンプ用圧電素子３及び流体制御弁用圧電
素子１０を、全て一つのコントローラ６で駆動制御可能
な構成としている。通常、多段ポンプ１１の運転モード
は、まず、１段目のポンプ用圧電素子３を駆動させ、ポ
ンプ室２の内容積が減少時、すなわち、液体の排出時に
は、ポンプ１の吸入側の流体制御弁５を閉、１段目と２
段目の間の流体制御弁５を開状態とし、次いで、２段目
のポンプ用圧電素子３を動作させ、同様に液体の排出時
には、ポンプ１の１段目と２段目の間の流体制御弁５を
閉，２段目と３段目の間の流体制御弁５を開状態となる
ように駆動する。以降、順次、最終段まで駆動すること
により、ポンプ室２内の液体は、吐出圧が増加し、連続
的に排出される。このように、多段圧電ポンプ１１用の
流体制御弁５は、各段間毎で位相差を変化させた駆動が
必要となる。このため、ポンプ１の段数が増加すればポ
ンプ１の吐出圧は向上するが、より複雑な運転方法が必
要となれる。しかし、流体制御弁５では、これら操作を
全て電気的に行えるため、誤動作させることなく容易に
運転可能となる。このように、本発明の流体制御弁５を
多段圧電ポンプ１１に適用した場合でも、ポンプの様々
な運転モードに対応できるため、ポンプの運転仕様・範
囲を損なうことがない。
に、圧電素子１０で構成された流体制御弁５を取り付け
た構成例について説明してきた。しかし、この流体制御
弁５は、多段の圧電ポンプ１１についても十分適用可能
である。図８に３段ポンプ１１に適用した構成例を示
す。ここで、ポンプ用圧電素子３及び流体制御弁用圧電
素子１０を、全て一つのコントローラ６で駆動制御可能
な構成としている。通常、多段ポンプ１１の運転モード
は、まず、１段目のポンプ用圧電素子３を駆動させ、ポ
ンプ室２の内容積が減少時、すなわち、液体の排出時に
は、ポンプ１の吸入側の流体制御弁５を閉、１段目と２
段目の間の流体制御弁５を開状態とし、次いで、２段目
のポンプ用圧電素子３を動作させ、同様に液体の排出時
には、ポンプ１の１段目と２段目の間の流体制御弁５を
閉，２段目と３段目の間の流体制御弁５を開状態となる
ように駆動する。以降、順次、最終段まで駆動すること
により、ポンプ室２内の液体は、吐出圧が増加し、連続
的に排出される。このように、多段圧電ポンプ１１用の
流体制御弁５は、各段間毎で位相差を変化させた駆動が
必要となる。このため、ポンプ１の段数が増加すればポ
ンプ１の吐出圧は向上するが、より複雑な運転方法が必
要となれる。しかし、流体制御弁５では、これら操作を
全て電気的に行えるため、誤動作させることなく容易に
運転可能となる。このように、本発明の流体制御弁５を
多段圧電ポンプ１１に適用した場合でも、ポンプの様々
な運転モードに対応できるため、ポンプの運転仕様・範
囲を損なうことがない。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、流体制御弁を流路の一
部に容易に取り付けられるため、不要な流路部をなくす
ことができ、直接駆動のため、高周波数領域でも使用す
ることができる。これにより、圧電ポンプ全体の高精度
化及び小型化を図ることができ、さらに、安価に製作で
きる。
部に容易に取り付けられるため、不要な流路部をなくす
ことができ、直接駆動のため、高周波数領域でも使用す
ることができる。これにより、圧電ポンプ全体の高精度
化及び小型化を図ることができ、さらに、安価に製作で
きる。
【００２６】又、これにより、圧電ポンプを、流路部と
ポンプ用圧電素子及び流体制御弁用圧電素子のみで構成
することができるので、ポンプを構成する部品点数が極
めて少なくなる。
ポンプ用圧電素子及び流体制御弁用圧電素子のみで構成
することができるので、ポンプを構成する部品点数が極
めて少なくなる。
【００２７】又、このように構成したことにより、ポン
プ全体の動作を全て電気的に制御できるため、ポンプ運
転中に流体制御弁を瞬間的ないし一定時間閉状態とする
ことも可能となり、幅広い運転モードをもつ圧電ポンプ
を実現できる。
プ全体の動作を全て電気的に制御できるため、ポンプ運
転中に流体制御弁を瞬間的ないし一定時間閉状態とする
ことも可能となり、幅広い運転モードをもつ圧電ポンプ
を実現できる。
【００２８】さらに、本流体制御弁は、電気的に制御可
能なことから、流体制御弁の故障の有無を動作時の抵抗
値を測定することにより、容易に検出することができ
る。これにより、何らかの原因で圧電ポンプが故障した
場合でも、その故障の原因が、流体制御弁であるか否か
を分解することなく短時間で判定できる。
能なことから、流体制御弁の故障の有無を動作時の抵抗
値を測定することにより、容易に検出することができ
る。これにより、何らかの原因で圧電ポンプが故障した
場合でも、その故障の原因が、流体制御弁であるか否か
を分解することなく短時間で判定できる。
【図１】本発明の一実施例を示した圧電ポンプの横断面
図。
図。
【図２】本発明の流体制御弁の一構造例を示した横断面
図（ａ）及び正面図（ｂ）。
図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図３】弁体の表面に圧電素子を取り付けるよう構成し
た流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
た流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図４】弁体のブリッジを１本とした流量制御弁の横断
面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図５】弁体のブリッジに圧電素子を取り付けるよう構
成した流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
成した流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図６】図３に示す流体制御弁の周囲をシリコンゴムで
囲うよう構成した流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面
図（ｂ）。
囲うよう構成した流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面
図（ｂ）。
【図７】図４に示す流体制御弁の周囲をシリコンゴムで
囲うよう構成した流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面
図（ｂ）。
囲うよう構成した流体制御弁の横断面図（ａ）及び正面
図（ｂ）。
【図８】本発明の流体制御弁を、多段の圧電ポンプに適
用した場合の一構成例を示す横断面図。
用した場合の一構成例を示す横断面図。
１…圧電ポンプ（単段）、２…ポンプ室、３…ポンプ用
圧電素子、４…弁体、５…流体制御弁、６…コントロー
ラ。
圧電素子、４…弁体、５…流体制御弁、６…コントロー
ラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 勇輔 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内
Claims (9)
- 【請求項１】液体の流れの方向を制御する流体制御弁の
全部ないし一部を、圧電素子で構成したことを特徴とす
る圧電ポンプ。 - 【請求項２】圧電素子を駆動源としたポンプと、前記圧
電素子を駆動制御するコントローラとを備えたポンプに
おいて、液体の流れの方向を制御する流体制御弁の全部
ないし一部を、前記圧電素子で構成したことを特徴とす
る圧電ポンプ。 - 【請求項３】液体の流れの方向を制御する流体制御弁の
全部ないし一部を、圧電素子で構成したことを特徴とす
る圧電ポンプ。 - 【請求項４】請求項１において、前記液体の流れの方向
を制御する流体制御弁を、バイモルフ型ないしユニモル
フ型ないし積層型の圧電素子とした圧電ポンプ。 - 【請求項５】請求項２において、前記液体の流れの方向
を制御する流体制御弁を、バイモルフ型ないしユニモル
フ型ないし積層型の圧電素子とした圧電ポンプ。 - 【請求項６】請求項１において、円形ないし矩形から成
る部材に、少なくとも一本のブリッジを有し、前記ブリ
ッジに圧電素子を設けた圧電ポンプ。 - 【請求項７】請求項１において、弾性材料の内部に圧電
素子を設けた圧電ポンプ。 - 【請求項８】圧電素子を駆動源としたポンプと、液体の
流れの方向を制御する流体制御弁の全部ないし一部を、
前記圧電素子で構成したポンプにおいて、前記ポンプ用
圧電素子と前記流体制御弁用圧電素子とを、同一のコン
トローラで駆動制御することを特徴とする圧電ポンプ。 - 【請求項９】圧電素子を駆動源としたポンプと、前記ポ
ンプを駆動制御するコントローラと、液体の流れを制御
する流体制御弁の全部ないし一部を前記圧電素子で構成
したポンプにおいて、前記ポンプ用圧電素子と前記流体
制御弁用圧電素子の駆動電圧を位相差０度付近ないし１
８０度付近で駆動するようにしたことを特徴とする圧電
ポンプの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063166A JPH05263763A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 圧電ポンプおよびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063166A JPH05263763A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 圧電ポンプおよびその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263763A true JPH05263763A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=13221394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4063166A Pending JPH05263763A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 圧電ポンプおよびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05263763A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0949418A2 (en) | 1998-03-05 | 1999-10-13 | Seiko Instruments Inc. | Micro-pump and micro-pump manufacturing method |
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| JP2018087567A (ja) * | 2016-10-10 | 2018-06-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | デュアルバイモルフ型シンセティックジェット組立体を備えた圧縮機 |
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| CN110594137A (zh) * | 2019-10-28 | 2019-12-20 | 南京航空航天大学 | 一种板式无阀压电泵及其工作方法 |
| WO2021149533A1 (ja) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | ミネベアミツミ株式会社 | 気体情報取得装置 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4063166A patent/JPH05263763A/ja active Pending
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