JPH06147104A - Piezoelectric multi-channel pump and drive control method - Google Patents

Piezoelectric multi-channel pump and drive control method

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JPH06147104A
JPH06147104A JP29241292A JP29241292A JPH06147104A JP H06147104 A JPH06147104 A JP H06147104A JP 29241292 A JP29241292 A JP 29241292A JP 29241292 A JP29241292 A JP 29241292A JP H06147104 A JPH06147104 A JP H06147104A
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JP
Japan
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multi
channel
piezoelectric
pump
piezoelectric element
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Application number
JP29241292A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Kojima
Tsutomu Okuzawa
Yusuke Takagi
Kuniyoshi Tsubouchi
邦良 坪内
務 奥沢
▲吉▼夫 小島
勇輔 高木
Original Assignee
Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To realize a multi-channel pump in which a flow distribution performance at every each channel is smoothened to the approximately same level and which has an excellent flow characteristic.
CONSTITUTION: A pump chamber 11' at the final step that has utilized a piezoelectric element 1 as a fitting pump chamber 11, is utilized as a pressure regulating chamber 30 to regulate pressure. Also, spaces between respective channels are partitioned by means of films 2 made of fluoric resin. When a multi-channel pump 10 that is composed as above is driven by means of a controller 4 (not indicated in the drawing), the elastic deformation of a film 2, in a case in which the pressure of a certain channel is different from that of an adjoining channel, is generated due to pressure difference between both channels, and the film 2 is moved to a position where the pressures of both channels become identical.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は積層型ないしバイモルフ型の圧電素子を駆動源としたポンプに係り、特に、各チャンネル毎の流量分配性能に優れた多チャンネルポンプに関する。 The present invention relates relates to a pump as a driving source of the piezoelectric element of multilayer type or bimorph type, in particular, to a multi-channel pump with excellent flow distribution performance for each channel.

【0002】 [0002]

【従来の技術】医療や製薬機器に用いられるポンプでは、数cc程度の流量を連続かつ低脈動で移送するポンプが必要とされ、特に、分離分析用の機器では、数十にも及ぶチャンネル数で各種試料や薬液を並行液送する多チャンネルポンプが要求されている。 The pumps used in the Related Art Medical and pharmaceutical equipment, is required pumps for transferring the flow rate of a few cc in a continuous and low pulsation, especially in equipment for separation analysis, the number of channels reaches several tens in multi-channel pump for feeding the various samples and chemical parallel fluid is required. 通常、この多チャンネルポンプには、ぜん動ポンプと呼ばれるペリスタポンプや注射筒を利用したシリンジポンプなどが使用されている。 Typically, this multi-channel pump, such as a syringe pump utilizing a peristaltic pump or syringe called peristaltic pump is used. しかし、ペリスタポンプは、多チャンネル化には対応し易いという特徴をもつが、原理的に脈動をもつポンプであり、しかもチューブをしごくのでその寿命がポンプ本体の寿命に比べ非常に短いという問題がある。 However, peristaltic pump, although the multi-channel has a characteristic that it is easy to correspond, a pump with a principle pulsations, there is a problem that a very short compared Moreover the life of its lifetime the pump body because squeezing the tube . 一方、シリンジポンプは、低脈動で供給できる利点を持つが、いわゆるバッチ処理のため、2連化による並行運転しなければ連続供給できないことや、多チャンネル化に対応しにくいという課題がある。 On the other hand, the syringe pump is with advantage be supplied with low pulsation, for so-called batch processing, if parallel operation with two consecutive reduction and inability continuous supply, there is a problem that it is difficult to correspond to the multiple channels. そこで、多連化に対応し易く、連続かつ低脈動供給できるポンプとして、積層型ないしバイモルフ型の圧電素子を応用した圧電ポンプが考えられる。 Therefore, it is easy to correspond to the multiple-reduction, as a pump which can be continuous, low pulsating supply, the piezoelectric pump is conceivable that applies multilayer piezoelectric elements or bimorph type. この圧電ポンプは、連続供給は勿論のこと、圧電素子の駆動周波数を上げることで容易に脈動を低減できること、又、ポンプを積層化することで多チャンネル化できることなどから、小流量用多チャンネルポンプとして有効な方式のポンプである。 The piezoelectric pump, continuous supply of course, can be reduced to be readily pulsation increase the driving frequency of the piezoelectric element, also the like can be multi-channeling by laminating the pump, the multi-channel pump for low flow as an effective method pumps.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、通常、ポンプを多チャンネル構造とした場合、駆動媒体である圧電素子の個体差やポンプ構成部品の寸法差(例えば、ノズルや流路部品)などにより、各チャンネル毎の流量がごくわずか不均一になる。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, usually, when the pump and multi-channel structure, individual differences and dimensional difference of the pump components of the piezoelectric element is a propellant (e.g., nozzle or the channel part) due, the flow rate of each channel is negligible inhomogeneous. この流量の不均一量、すなわち、 Uneven amount of the flow rate, i.e.,
ポンプの流量分配性能の低下は、本ポンプを利用した分離分析機器の性能低下に直接つながるため、各チャンネル毎の正確な流量分配は重要な課題である。 Reduction of flow distribution performance of the pump, because it leads directly to degradation of the separation analysis device using the present pump, accurate flow distribution for each channel is an important issue.

【0004】本発明の目的は、各チャンネル毎の流量のばらつきを生じさせることなく、安定した流量を液送する圧電多チャンネルポンプを提供することにある。 An object of the present invention, without causing variation in the flow rate of each channel is to provide a piezoelectric multi-channel pump for liquid feed and stable flow rate.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、ポンプ室において、圧電素子から駆動エネルギを与えられた液体を、一旦、ポンプ内部に設けた駆動エネルギを与えない調圧室に収納すると共に、隣接するチャンネル間を弾性変形可能な薄膜ないし可動部品で仕切るように構成した。 To achieve SUMMARY OF for the above objects accommodated in the pump chamber, a liquid given a drive energy from the piezoelectric element, once the pressure regulating chamber does not give a driving energy provided inside the pump while, configured to partition between adjacent channels of an elastically deformable membrane or the movable part.

【0006】 [0006]

【作用】このように構成することにより、あるチャンネルの流量、すなわち、圧力が隣接するチャンネルの流量、すなわち、圧力と異なる場合、両液体を仕切っている薄膜ないし可動部品が弾性変形し、両室の圧力が同一となる位置にバランスする。 By configuring the [action] Thus, the flow rate of a channel, i.e., the flow rate of the channel in which the pressure adjacent, i.e., if different from the pressure, a thin film or the movable parts and partitions both liquid is elastically deformed, both chambers balanced at a position where the pressure of the same. このような操作が各チャンネルについて自律的に行われることにより、人為的な力を必要とせず、最終的には全てのチャンネルの圧力がほぼ同一レベルにバランスすることになる。 By such an operation is autonomously performed for each channel, without the need for artificial force, eventually resulting in the pressure of all channels to balance substantially the same level. これにより、 As a result,
各チャンネル毎の流量もほぼ同一の値になり、良好な流量特性をもった圧電多チャンネルポンプを実現できる。 The flow rate of each channel also becomes substantially the same value, it is possible to realize a piezoelectric multi-channel pump which has good flow characteristics.

【0007】 [0007]

【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。 BRIEF DESCRIPTION citing the drawings An embodiment of the present invention. 図2は、従来の圧電素子を応用したポンプ構造の一例を示したものである。 Figure 2 is a diagram showing an example of applying the conventional piezoelectric element pump structure. この例では、ポンプ室11の上下にバイモルフ型の圧電素子1を二個取り付け、又、吸入口20及び吐出口21に逆止弁(図示せず)を取付けている。 In this example, the upper and lower piezoelectric elements 1 bimorph attaching two in the pump chamber 11, also has attached a check valve (not shown) to the suction port 20 and discharge port 21. このように構成し、二個の圧電素子1を180度の位相差で連続的に駆動制御すれば、ポンプ室11内部の液体は連続的に吐出し、ポンプ10として機能することができる。 Thus constructed, when continuously driven control two piezoelectric elements 1 with a phase difference of 180 degrees, the pump chamber 11 inside the liquid can be continuously discharged, and functions as a pump 10. 図3は、この圧電ポンプ1 3, the piezoelectric pump 1
0を多段、かつ、多チャンネル構造とした例を示す。 0 multistage and shows an example in which a multi-channel structure. 図中、左右方向が段数を示し、上下方向がチャンネル数を示している。 In the figure, the horizontal direction indicates the number of stages, the vertical direction indicates the number of channels. この例は、3段6チャンネル構造を示したものである。 This example illustrates a three-stage 6 channel structure. このように、圧電ポンプ10を多段化すれば、ポンプ10の吐出圧は各段毎に上昇するため、容易に吐出圧を調整可能なポンプ10を実現できる。 Thus, if multiple stages of the piezoelectric pump 10, the discharge pressure of the pump 10 to increase in each stage can be realized an adjustable pump 10 easily discharge pressure. 又、積層化すれば、各チャンネル間の圧電素子1を2チャンネルで共有できるので、より少ない圧電素子1で多チャンネル化に対応できると共に、ポンプ10全体の薄型化も可能である。 Furthermore, if lamination, since the piezoelectric element 1 between each channel can be shared by two channels, it is possible corresponding to multiple channels with less piezoelectric element 1, the overall thickness of the pump 10 is also possible. しかし、このような多チャンネルポンプ1 However, such a multi-channel pump 1
0では、複数の圧電素子1が必要となる。 In 0 requires multiple piezoelectric elements 1. しかし、一般に、圧電素子1の性能差、例えば、圧電素子1の駆動電圧に対する変形量の相違や、ノズル等のポンプ構成部品の微小な寸法差などにより、各チャンネルから吐出する流量にわずかながらばらつきが生じてくる。 However, in general, the performance difference between the piezoelectric element 1, for example, of or deformation of the differences with respect to the driving voltage piezoelectric element 1, due to small dimensional differences of pump components such as a nozzle, while slightly flow discharged from each channel variation it arises. この種のポンプ10は、様々な試料の分離分析用のポンプとして使用される場合が多く、流量のばらつきは分離分析機器自身の性能低下に直接つながるため、極力押さえる必要がある。 Pump 10 of this kind are often used as various pump for separation analysis of the sample, variations in the flow rate because it leads directly to degradation of the separation analysis device itself, it is necessary to suppress as much as possible. 本発明は、この多チャンネルポンプにおける流量のばらつきを減少する方法について考案したものである。 The present invention has been devised a method for reducing the variation in the flow rate of in the multi-channel pump.

【0008】図1は本発明の圧電多チャンネルポンプの一実施例を示したものである。 [0008] Figure 1 shows an embodiment of a piezoelectric multi-channel pump of the present invention. この例でも、3段6チャンネル構造を示している。 In this example, it shows a three-stage 6 channel structure. ここでは、これまで圧電素子1を取付けポンプ室11として利用していた最終段のポンプ室11′を、圧力を調整するための調圧室30として利用し、又、各チャンネル間をフッ素樹脂製の薄膜2 Here, so far the pumping chamber 11 'of the last stage which has been utilized as a pump chamber 11 attached to the piezoelectric element 1, used as the pressure regulating chamber 30 for adjusting the pressure, also between the channels made fluororesin of the thin film 2
で仕切るように構成した。 It was constructed so as to partition with. このように構成した多チャンネルポンプ10をコントローラ4(図示せず)駆動させると、あるチャンネルの圧力が隣接するチャンネルの圧力と異なっている場合、薄膜2は両チャンネル間の圧力差で弾性変形を生じ、両チャンネルの圧力が同一となるような位置へ移動する。 When in this manner the multi-channel pump 10 configured controller 4 (not shown) driven, when the pressure in a channel is different from the pressure of the channel adjacent the thin film 2 is elastically deformed by the pressure difference between both channels occurs, the pressure of both channels are moved to the same to become such a position. ポンプを連続的に運転すれば、 If operated continuously the pump,
このような動作が各チャンネルについて自律的に行われ、何ら人為的な力を必要とせず、最終的には全てのチャンネルの圧力がほぼ同一レベルにバランスする。 Such operation is autonomously performed for each channel, no not require artificial force, eventually the pressure of all the channels to balance substantially the same level. したがって、図4の実線で示すように、各チャンネルの吐出口21から吐出する流量は、図中破線で示す従来の場合と比べて平滑化され、良好な流量特性をもつ多チャンネルポンプ10を実現することができる。 Therefore, as shown by the solid line in FIG. 4, the flow rate to be discharged from the discharge port 21 of each channel are smoothed as compared with the conventional case shown by a broken line in the figure, realizing multi-channel pump 10 with good flow properties can do. 又、この調圧動作は全て自律的に行われるため、なんら特別な操作を必要とせず使用者をわずらわせることがない。 In addition, since the pressure regulating work is all performed autonomously, never bothering the user without the need for any special operation. さて、本実施例では、薄膜2の材料としてフッ素樹脂を選定しているが、これは薄膜2の表面へ物体が付着しにくいためである。 Now, in the present embodiment, although select fluorine resin as the material of the thin film 2, which is due to difficult to adhere the object to the surface of the thin film 2. 仮りに溶液中の気泡が薄膜2に付着した場合でも、付着力が弱ければ容易に薄膜2から離れ、速やかにポンプ10の外部に排出されるため、気泡自身の収縮による調圧動作不良を防止できる効果がある。 Even when bubbles in the solution adhered to the thin film 2 to provisionally, if adhesion is weak easily separated from the thin film 2, rapidly because it is discharged to the outside of the pump 10, preventing the pressure regulating operation failure due to a bubble itself contraction there can be effectively. 又、ポンプの構成部品についても、ステンレス製等のバイオ的に安定な材料で製作し、さらに、調圧室30の一部となる流路部分には、フッ素樹脂製の皮膜を作り気泡の付着力を低減させることが好ましい。 Further, for the pump components, manufactured in bio stable material of stainless steel or the like, and the flow path portion that is part of the pressure regulating chamber 30, with the bubbles created a fluorocarbon resin film it is preferable to reduce the force application. これにより、仮りになんらかの原因で調圧室内に気泡が混入した場合でも、気泡を速やかにポンプ室外部に排出できる。 Accordingly, even when bubbles have become intermixed for any reason regulating the pressure chamber temporarily, it can be discharged promptly to the pump chamber outside the bubble.

【0009】圧電多チャンネルポンプ10の駆動制御方法は、オープンループ制御、すなわち、各圧電素子1の振動変形量を管理しない駆動方式である。 [0009] drive control method of a piezoelectric multi-channel pump 10, open-loop control, i.e., a driving method which does not manage the vibration deformation amount of the piezoelectric element 1. しかし、前述のように、圧電素子1は製造過程などで生じる個体差のため、電圧に対する振動変形量が相違することが多い。 However, as described above, the piezoelectric element 1 because of individual differences caused by such manufacturing process, it is often the vibration deformation amount with respect to voltage differences.
圧電素子1の変形量は、ポンプ流量に直接影響するため、その相違量を正確に把握することは重要である。 The amount of deformation of the piezoelectric element 1, in order to directly affect the pump flow, it is important to accurately grasp the difference amount. その一方法として、図5に示すように、薄膜2の中に歪ゲージ等の圧力検出手段3を取付け、圧力検出手段3の出力をアンプ5で増幅し、演算制御装置6で取込み、各チャンネルの圧力レベルの大小に応じて各圧電素子1に印加する電圧を調整するような駆動制御方式が考えられる。 One method, as shown in FIG. 5, the mounting of the pressure detector 3, such as a strain gauge in the thin film 2, the output of the pressure detecting means 3 and amplified by the amplifier 5, uptake in the arithmetic and control unit 6, each channel drive control mode so as to adjust the voltage applied to the piezoelectric elements 1 in accordance with the magnitude of the pressure level can be considered. このようなクローズドループ制御を行うことにより、各チャンネルの流路分配性能はさらに向上し、図6 By performing such closed-loop control, the flow path distribution performance of each channel is further improved, 6
の一点鎖線で示すように、より良好な流量分配特性をもつ多チャンネルポンプを実現することができる。 As shown by the dashed line, it is possible to realize multi-channel pump with a better flow distribution characteristics. 又、この方式によれば、急激な圧力変動が発生した場合でも、 Further, according to this method, even if a sudden pressure change occurs,
瞬時にその現象を検知可能なため、速やかに対策することができ、トラブルを最小限に押さえることができる。 For instantly capable of detecting the phenomenon, as soon as possible can be measures, it is possible to minimize the trouble.

【0010】又、圧力検出手段3を取付ける位置を薄膜2内から、圧電素子1自身とすることも可能である。 [0010] Also, the position of mounting the pressure detector 3 from the inside of the thin film 2, it is also possible to the piezoelectric element 1 itself. これにより、各圧電素子1の電圧を圧力検出手段3の出力レベルに応じた値で駆動制御することで、より正確に圧電素子1の動作量を管理できるため、流量分配性能に優れた圧電多チャンネルポンプ10を提供できる。 Thus, by driving and controlling a value corresponding to the output level of the pressure detector 3 a voltage of each piezoelectric element 1, for more accurately manage the operation of the piezoelectric element 1, excellent piezoelectric multi the flow distribution performance it is possible to provide a channel pump 10.

【0011】ところで、調圧室30の形状は、これまで示してきたように、必ずしもポンプ室11形状と同様の円形状と限定する必要はない。 By the way, the pressure regulating chamber 30 shape, as has been shown so far, it is not always necessary to limit the pump chamber 11 the shape similar to a circular shape. 例えば、図7に示すように、調圧室の形状を吸入20及び吐出口21形状と同様の管状とし、その断面積を減少させることも考えられる。 For example, as shown in FIG. 7, the shape of the regulating chamber and the same tubular and suction 20 and discharge port 21 form, it is conceivable to reduce its cross-sectional area. このように構成した場合、液体が通過する流路部が狭くなるため、調圧室30に気泡が混入した際、気泡が滞留する個所がなく容易にポンプ10外に排除できる。 In such a configuration, since the flow path unit in which the liquid passes is reduced, adjustment when bubbles have become intermixed in chamber 30, can be eliminated easily outer pump 10 no places where bubbles are retained.
これにより、本ポンプ10をいかなる姿勢で使用しても、混入気泡の収縮動作による調圧機能不良の影響を防止できる。 Thus, the use of the pump 10 in any posture, it is possible to prevent the influence of contraction operation due to pressure regulating malfunction of contaminating air bubbles.

【0012】ここで、各チャンネル間を仕切る薄膜2の材料は、必ずしもフッ素樹脂に限定されるものではない。 [0012] Here, the material film 2 for partitioning between channels, not necessarily limited to the fluororesin. 例えば、薄膜2の材料として、シリコンゴムを適用することも可能である。 For example, as the material of the thin film 2, it is also possible to apply the silicone rubber. 一般に、シリコンゴムは弾性変形量に優れると共に機械的強度にも優れた材料である。 In general, silicone rubber is an excellent material in mechanical strength is excellent in elastic deformation.
したがって、非常に薄いシリコンゴムで製作しても、切断等の機械的に破壊し、薄膜2としての機能を損なうことはない。 Therefore, even if manufactured with very thin silicone rubber, mechanically disrupted such as cutting, it does not impair the function of the thin film 2. これにより、各チャンネル間の微小な圧力差に敏感に反応し易くなり、より感度に優れた多チャンネルポンプ10を提供することができる。 Thereby, easily sensitive to very small pressure differences between channels, it is possible to provide a multi-channel pump 10 having more excellent sensitivity. なお、シリコンゴムは、バイオ的に安定な材料であり、各種試料に悪影響を及ぼすことはない。 The silicon rubber is bio stable material, it does not adversely affect the various samples.

【0013】又、薄膜2の材料は、液体は透過させず気泡のみ透過させるような細かいメッシュ状の孔を有した疎水性膜を使用することも考えられる。 [0013] Also, the material of the thin film 2, the liquid is also conceivable to use a hydrophobic membrane, such having a fine mesh-shaped opening and to transmit only the bubble does not transmit. 疎水性膜を使用した場合、調圧室30内に気泡が混入しても、気泡は疎水性膜を通過できるので、順次、上方へ移動し、やがてポンプ外部へ排出される。 When using a hydrophobic membrane, even bubbles are mixed into the pressure regulating chamber 30, air bubbles can pass through the hydrophobic membrane, sequentially moves upwards, it is finally discharged to the outside of the pump. このため、気泡が徐々に増加して調圧室30内に充満し、ポンプの機能が低下して液体を排出不可となることを事前に防止することができる。 Therefore, it is possible to bubbles filled gradually increases and the pressure regulating chamber 30, the function of the pump is prevented in advance that the not be discharged liquid drops. 又、隣接する液体同士が直接接触することもないため、溶液の干渉による損傷を受けない。 Further, since the liquid adjacent to each other can no direct contact, not damaged by the interference of the solution.

【0014】さらに、薄膜2の材料として、半透膜を適用することも可能である。 Furthermore, as the material of the thin film 2, it is also possible to apply the semipermeable membrane. この膜は、必要な成分のみを通過させるような径の均一の細孔を有する膜である。 This membrane is a membrane having pores of uniform size, such as to pass only the component required. 例えば、電気泳動装置の分取試料等を液送する場合のように、緩衝液で希釈された試料を液送する場合、緩衝液のみ透過可能な径の膜を用いることにより、溶液同士のコンタミネーション防止機能を維持しながら、緩衝液のみ各チャンネル間を移動できるため、より高精度な調圧効果をもつ多チャンネルポンプを実現できる。 For example, as in the case of liquid feed aliquots such an electrophoretic device, when liquid feeding the diluted sample with buffer, by using a buffer only permeable size of the membrane, a solution with each other contamination while maintaining the Nation protection, since the buffer only can move between the channels, it can be realized a multi-channel pump with higher precision pressure adjustment effect.

【0015】一方、各チャンネル間を仕切る薄膜2の材料として、樹脂やゴム等の非金属材料だけが適用対象ではない。 Meanwhile, as the material of the thin film 2 for partitioning between channels, only non-metal material such as a resin or rubber is not applied. 例えば、圧電素子1自身を薄膜2材として使用することも可能である。 For example, it is also possible to use a piezoelectric element 1 itself as a thin film 2 material. この場合、各圧電素子1は定常状態では駆動させず、各チャンネル間の圧力差の大きい個所の圧電素子1のみを駆動させるようにすれば良い。 In this case, the piezoelectric element 1 is not driven in a steady state, it may be to drive only piezoelectric element 1 of a large point of the pressure difference between the channels.
これにより、圧力バランスの不均一な個所の影響を、良好状態を保っている個所へ伝える心配がなく、より速やかに流量分配特性が向上し、かつ使い勝手に優れた圧電多チャンネルポンプを実現できる。 Thus, the effect of uneven points of the pressure balance, there is no fear to tell the location that maintains a good state, more rapidly improved flow distribution characteristics, and can realize excellent piezoelectric multi-channel pump usability.

【0016】 [0016]

【発明の効果】本発明によれば、各チャンネル毎の圧力は、ほぼ同一レベルに平滑化されるため、良好な流量分配性能をもつ多チャンネルポンプを実現することができる。 According to the present invention, the pressure of each channel is to be smoothed substantially the same level, it is possible to realize a multi-channel pump with good flow distribution performance. 又、この調圧動作は全て自律的に行われるため、なんら特別な操作を必要としないため使用者をわずらわせることがない。 In addition, since the pressure regulating work is all performed autonomously, never bothering the user because it does not require any special operation. さらに、薄膜の材料としてフッ素樹脂等の表面へ付着しにくい材料を用いることにより、仮りに溶液中の気泡が薄膜に付着した場合でも、気泡を速やかにポンプ外部に排出でき、気泡の収縮動作に起因する調圧機能不良を速やかに排除できる。 Further, by using a hard material deposited as a material of the thin film to the surface of the fluorocarbon resin or the like, even when bubbles in the solution to provisionally adhere to the thin film, the bubble can be quickly discharged to the outside of the pump and the bubble contraction operation due to the pressure control malfunction the can be quickly eliminated.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例を示す圧電多チャンネルポンプの縦断面図(a)及び横断面図(b)。 Figure 1 is a longitudinal sectional view of a piezoelectric multi-channel pump showing an embodiment of the present invention (a) and cross-sectional view (b).

【図2】従来の圧電素子応用ポンプの構造例を示した縦断面図(a)及び横断面図(b)。 Figure 2 is a longitudinal sectional view showing a structure of a conventional piezoelectric element Applied pump (a) and cross-sectional view (b).

【図3】従来の圧電ポンプを多段及び多チャンネル構造とした場合の縦断面図(a)及び横断面図(b)。 Longitudinal sectional view when Figure 3 was a conventional piezoelectric pump and multi-stage and multi-channel structure (a) and cross-sectional view (b).

【図4】従来の圧電多チャンネルポンプと本発明による圧電多チャンネルポンプの流量分配性能の比較例の説明図。 Figure 4 is an explanatory diagram of a comparative example of flow distribution performance of the piezoelectric multi-channel pump of the conventional piezoelectric multi-channel pump and the present invention.

【図5】圧電素子の駆動電圧をフィードバック制御した場合の圧電多チャンネルポンプの運転制御方法の説明図。 Figure 5 is an explanatory view of an operation control method of a piezoelectric multi-channel pump in the case where the driving voltage of the piezoelectric element is feedback controlled.

【図6】従来の圧電多チャンネルポンプと本発明の変形例による圧電素子の駆動電圧をフィードバック制御した場合の流量分配性能の比較例の説明図。 Figure 6 is an explanatory diagram of a comparative example of flow distribution performance when feedback control of the drive voltage of the piezoelectric element according to a modification of the conventional piezoelectric multi-channel pump and the present invention.

【図7】本発明の変形例を示した縦断面図。 Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a modified embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…圧電素子、2…薄膜、10…ポンプ、11,11′ 1 ... piezoelectric element, 2 ... thin film, 10 ... pumps, 11, 11 '
…ポンプ室、20…吸入口、21…吐出口、30…調圧室。 ... pump chamber, 20 ... inlet, 21 ... discharge port, 30 ... pressure regulating chamber.

───────────────────────────────────────────────────── 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Takagi Yusuke, Chiyoda-ku, tokyo Surugadai, Kanda chome 6 address in Hitachi, Ltd.

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】圧電素子と、前記圧電素子を駆動制御するコントローラとを備え、複数個の吐出口を有する多チャンネルポンプにおいて、前記圧電素子により駆動エネルギを与えた液体を、駆動エネルギを与えない調圧室に収納し、隣接するチャンネル間を弾性変形可能な薄膜ないし可動部品で仕切るように構成したことを特徴とする圧電多チャンネルポンプ。 With a 1. A piezoelectric element, and a controller for driving and controlling the piezoelectric element, the multi-channel pump having a plurality of discharge ports, the liquid gave driving energy by the piezoelectric element, not give driving energy piezoelectric multi-channel pump, characterized in that the pressure regulating chamber to the accommodated and configured to partition between adjacent channels of an elastically deformable membrane or the movable part.
  2. 【請求項2】請求項1において、前記多チャンネルポンプの駆動源となる前記圧電素子を、バイモルフ型ないしユニモルフ型ないし積層型とした圧電多チャンネルポンプ。 2. A method according to claim 1, wherein said piezoelectric element as a drive source of the multi-channel pump, bimorph or unimorph type or multilayer type and the piezoelectric multi-channel pump.
  3. 【請求項3】請求項1において、隣接する前記チャンネル間を、フッ素樹脂ないしシリコンゴム等の非鉄金属で仕切るように構成した圧電多チャンネルポンプ。 3. The method of claim 1, between the adjacent channels, constituting the piezoelectric multi-channel pump to partition non-ferrous metals such as fluorine resin or silicone rubber.
  4. 【請求項4】請求項1において、隣接する前記チャンネル間を、前記圧電素子ないし圧電材料で仕切るように構成した圧電多チャンネルポンプ。 4. The method of claim 1, between the adjacent channels, piezoelectric multi-channel pump configured to partition in the piezoelectric element or piezoelectric material.
  5. 【請求項5】圧電素子と、前記圧電素子を駆動制御するコントローラとを備え、複数個の吐出口を有する多チャンネルポンプにおいて、各チャンネル内の前記調圧室に圧力検出手段を設けるか又は、隣接する前記チャンネル間を仕切る弾性変形可能な薄膜の表面ないし内部に圧力検出手段を取付け、前記圧力検出手段の出力レベルに応じて前記各圧電素子に印加する電圧を調整する圧電多チャンネルポンプの駆動制御方法。 5. A piezoelectric element, and a controller for driving and controlling the piezoelectric element, the multi-channel pump having a plurality of discharge ports, or provided with pressure sensing means to said pressure regulating chamber in each channel or, install a pressure detection means on the surface or inside of the elastically deformable membrane for partitioning between the adjacent channels, the drive of the piezoelectric multi-channel pump for adjusting the voltage applied to the each piezoelectric element in accordance with the output level of said pressure detecting means control method.
  6. 【請求項6】請求項5において、前記圧力検出手段を、 6. The method of claim 5, said pressure detecting means,
    歪ゲージとした圧電多チャンネルポンプの駆動制御方法。 Drive control method of a piezoelectric multi-channel pumps with strain gauges.
  7. 【請求項7】圧電素子と、前記圧電素子を駆動制御するコントローラとを備え、複数個の吐出口を有する多チャンネルポンプにおいて、前記圧電素子の表面ないし内部に圧力検出手段を取付け、その出力レベルに応じて前記圧電素子の電圧の値を調整することを特徴とする圧電多チャンネルポンプの駆動制御方法。 7. A piezoelectric device, and a controller for driving and controlling the piezoelectric element, the multi-channel pump having a plurality of discharge ports, install a pressure detection means on the surface or inside of the piezoelectric element, the output level drive control method of a piezoelectric multi-channel pump, characterized in that adjusting the value of the voltage of said piezoelectric element in response to.
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