JPH08334082A - Pump - Google Patents

Pump

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JPH08334082A
JPH08334082A JP7140413A JP14041395A JPH08334082A JP H08334082 A JPH08334082 A JP H08334082A JP 7140413 A JP7140413 A JP 7140413A JP 14041395 A JP14041395 A JP 14041395A JP H08334082 A JPH08334082 A JP H08334082A
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JP
Japan
Prior art keywords
pump
plunger
reciprocating motion
solid
contracted
Prior art date
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Pending
Application number
JP7140413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Oyama
仁 尾山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP7140413A priority Critical patent/JPH08334082A/en
Publication of JPH08334082A publication Critical patent/JPH08334082A/en
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  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Check Valves (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a silent pump which can be operated at high speed and is excellent in responsiveness and by which size reduction is facilitated and which has high efficiency and high output. CONSTITUTION: Reciprocating motion of a plunger 12 housed in a pump body 2 is made to depend on a freely extensible contractible solid element 10 connected to the plunger 12, and a frequency of the reciprocating motion of the plunger 12 is set in integer times not less than 1 of a natural frequency of check valves 22, 24 and 26, 28 arranged in a suction port 6 and an exhaust port 8 of the body 2.

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、自動車用アンチロック
ブレーキ等の油圧ポンプに応用可能な小型ポンプに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compact pump applicable to a hydraulic pump such as an antilock brake for automobiles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ポンプの駆動源には電磁式のモー
ターを用いたものが一般的であったが、最近さらに小型
で高応答なものが求められており、圧電素子(日本機械
学会誌(C編)60巻571号(1994−3)P.95
6)や磁歪素子(住友軽金属技報Vol.33 No.1
P.26)を用いたものなどが報告されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic motor was generally used as a drive source of a pump, but recently, a more compact and highly responsive one has been required, and a piezoelectric element (Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers) (C Edition) Volume 60 571 (1994-3) P.95
6) and magnetostrictive element (Sumitomo Light Metal Technical Report Vol.33 No.1)
P. 26) and the like have been reported.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来素子の発生する変位量が微小であるために使用部品の
加工精度を高めねばならなかったり、出力範囲も限られ
ていた。そのため、圧電効果や磁歪効果の大きい材料の
開発が現在も綿々と進められている。
However, since the amount of displacement generated by the conventional element is very small, it is necessary to improve the processing accuracy of the parts used, and the output range is limited. Therefore, the development of materials having a large piezoelectric effect or magnetostrictive effect is still underway.

【0004】構造的に変位を拡大する手段として、テコ
の原理や断面積と圧力の関係を用いることが考えられる
が、構造が複雑なために高コスト化、大型化してしま
う。
As a means for structurally expanding the displacement, it is possible to use the lever principle or the relationship between the cross-sectional area and the pressure, but the cost is increased and the size is increased due to the complicated structure.

【0005】さらに、固体素子をAC駆動する際に大き
な作動音が発生したり、素子が発熱して特性が変化する
場合があり、基本的な性能は満足しても実際の使用に支
障をきたすという問題があった。
Further, when a solid-state element is AC-driven, a large operating noise may be generated, or the element may generate heat and its characteristics may change. Even if the basic performance is satisfied, actual use is hindered. There was a problem.

【0006】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、高速動作が可能で応
答性に優れるとともに、小型化が容易で高効率、高出力
の静粛なポンプを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and is capable of high-speed operation and excellent responsiveness, and is easy to downsize, highly efficient, and has a high output and a quiet pump. Is intended to provide.

【0007】[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、本願の請求項1にかかる発明(以下、第一の発明と
いう)は、ポンプ室の吸入口と排出口に逆止弁を有し、
前記ポンプ室がプランジャの往復運動により拡張収縮さ
れて液体を汲み上げるポンプにおいて、前記プランジャ
の往復運動は接続された伸縮自在の固体素子によって行
われ、前記プランジャの往復運動の周波数を前記逆止弁
の固有振動数の1以上の整数倍にしたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application (hereinafter referred to as the first invention) has a check valve at a suction port and a discharge port of a pump chamber. Then
In the pump in which the pump chamber is expanded and contracted by the reciprocating motion of the plunger to pump the liquid, the reciprocating motion of the plunger is performed by the expandable solid element connected thereto, and the frequency of the reciprocating motion of the plunger is set to the check valve. It is characterized in that it is an integer multiple of 1 or more of the natural frequency.

【0008】また、本願の請求項2にかかる発明(以
下、第二の発明という)は、前記逆止弁の可動封止部品
を軽金属材料、樹脂材料、セラミック材料のいずれか一
つで構成したものである。
In the invention according to claim 2 of the present application (hereinafter referred to as the second invention), the movable sealing component of the check valve is made of any one of a light metal material, a resin material and a ceramic material. It is a thing.

【0009】さらに、本願の請求項3にかかる発明(以
下、第三の発明という)は、前記プランジャの往復運動
はプランジャに直接または弾性体を介して間接的に接続
された伸縮自在の固体素子によって行われ、前記固体素
子を固体素子とプランジャ、または、固体素子と弾性体
とプランジャからなる系の固有振動数の1以上の整数倍
の振動数で駆動するようにしたことを特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 of the present application (hereinafter referred to as the third invention) is a retractable solid-state element in which the reciprocating motion of the plunger is directly or indirectly connected to the plunger through an elastic body. The solid-state element is driven at a frequency that is an integral multiple of 1 or more of the natural frequency of the system including the solid-state element and the plunger or the solid-state element, the elastic body, and the plunger.

【0010】また、本願の請求項4にかかる発明(以
下、第四の発明という)は、前記プランジャの往復運動
は接続された伸縮自在の固体素子によって行われ、前記
固体素子を正弦波の電圧または電流で駆動するようにし
たものである。
Further, in the invention according to claim 4 of the present application (hereinafter, referred to as a fourth invention), the reciprocating motion of the plunger is performed by a telescopic solid element connected thereto, and the solid element is applied with a sinusoidal voltage. Alternatively, it is driven by an electric current.

【0011】さらに、本願の請求項5にかかる発明(以
下、第五の発明という)は、前記プランジャの往復運動
は接続された伸縮自在の固体素子によって行われ、前記
固体素子の力を伝達しない側面を弾性体を介してボディ
に接するようにしたものである。
Further, in the invention according to claim 5 of the present application (hereinafter, referred to as a fifth invention), the reciprocating motion of the plunger is performed by a telescopic solid element connected thereto, and the force of the solid element is not transmitted. The side surface is in contact with the body via an elastic body.

【0012】[0012]

【作用】本願の第一の発明によれば、固体素子の変位が
ポンプ室の体積を変化させるよう作用し、さらにその周
波数が逆止弁の固有振動数の1以上の整数倍になってい
るために共振状態となり、逆止弁に大きな振幅を与えて
逆止弁の開度が大きくなる。
According to the first aspect of the present invention, the displacement of the solid element acts to change the volume of the pump chamber, and the frequency thereof is an integral multiple of 1 or more of the natural frequency of the check valve. Therefore, a resonance state occurs, and a large amplitude is given to the check valve to increase the opening degree of the check valve.

【0013】また、本願の第二の発明によれば、逆止弁
の可動封止部品を軽量化することにより、逆止弁の固有
振動数が高くなる。
According to the second invention of the present application, the natural frequency of the check valve is increased by reducing the weight of the movable sealing component of the check valve.

【0014】さらに、本願の第三の発明によれば、固体
素子を固体素子とプランジャ、または、固体素子と弾性
体とプランジャからなる系の固有振動数の1以上の整数
倍の振動数で駆動するようにしたので、プランジャが大
きく変位するようになる。
Further, according to the third aspect of the present invention, the solid element is driven at a frequency that is an integer multiple of 1 or more of the natural frequency of the system including the solid element and the plunger, or the system including the solid element, the elastic body, and the plunger. As a result, the plunger will be displaced significantly.

【0015】また、本願の第四の発明によれば、固体素
子を駆動に不必要な衝撃的な成分を持たない正弦波の電
圧または電流で駆動するようにしたので、可動部分の動
きが滑らかとなる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, since the solid-state element is driven by the sinusoidal voltage or current having no shocking component unnecessary for driving, the movement of the movable portion is smooth. Becomes

【0016】さらに、本願の第5の発明によれば、固体
素子の伸縮方向と平行な側面が弾性体を介してボディに
接しているために、素子の伸縮動作にほとんど影響を与
えることなく、ポンプ内部で発生した熱は弾性体を介し
てボディに放熱される。
Further, according to the fifth invention of the present application, since the side surface of the solid-state element parallel to the expansion / contraction direction is in contact with the body through the elastic body, the expansion / contraction operation of the element is hardly affected. The heat generated inside the pump is radiated to the body via the elastic body.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の第一実施例にかかる
ポンプP1を示しており、このポンプP1のボディ2に
は、ポンプ室4と、吸入口6と、排出口8が形成され、
ポンプ室4は吸入口6および排出口8と連通している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a pump P1 according to a first embodiment of the present invention, in which a pump chamber 4, a suction port 6 and a discharge port 8 are formed in a body 2 of the pump P1.
The pump chamber 4 communicates with the suction port 6 and the discharge port 8.

【0018】ポンプ室4は、伸縮自在の固体素子10
と、一端面がこの固体素子10と当接する摺動自在のプ
ランジャ12を内蔵するとともに、プランジャ12の他
端面とポンプ室4の内壁との間には圧縮固定バネ14が
介装せしめられており、プランジャ12は固定バネ14
の付勢力により固体素子10に押し付けられている。プ
ランジャ12の外周面には環状凹部12aが形成されて
おり、この凹部12aに嵌入せしめられたOリング16
によりポンプ室4はシールされている。
The pump chamber 4 has a retractable solid-state element 10.
And a slidable plunger 12 whose one end surface abuts against the solid element 10 is built in, and a compression fixing spring 14 is interposed between the other end surface of the plunger 12 and the inner wall of the pump chamber 4. , The plunger 12 has a fixed spring 14
It is pressed against the solid-state element 10 by the urging force of. An annular recess 12a is formed on the outer peripheral surface of the plunger 12, and the O-ring 16 fitted in the recess 12a.
The pump chamber 4 is sealed by.

【0019】また、吸入口6および排出口8の途中に
は、逆止弁室18,20がそれぞれ形成されており、各
逆止弁室18,20には可動封止部品であるボールとバ
ネからなる逆止弁がそれぞれ配設されている。すなわ
ち、逆止弁室18には、圧縮バネ22により液体の流入
方向と逆方向に付勢された吸入口ボール24が収容され
る一方、逆止弁室20には、圧縮バネ26により液体の
流出方向と逆方向に付勢された排出口ボール28が収容
されている。
Further, check valve chambers 18 and 20 are formed in the middle of the suction port 6 and the discharge port 8, respectively, and the check valve chambers 18 and 20 each have a ball and a spring which are movable sealing parts. Check valves each of which is composed of That is, the check valve chamber 18 accommodates the suction port ball 24 biased by the compression spring 22 in the direction opposite to the liquid inflow direction, while the check valve chamber 20 stores the liquid in the check valve chamber 20 by the compression spring 26. A discharge port ball 28 biased in the direction opposite to the outflow direction is stored.

【0020】上記構成を有するポンプP1の作用を以下
説明する。駆動用の電気回路(図示せず)から固体素子
10に駆動信号が送られると、駆動信号に応答して固体
素子10は伸縮運動を行う。プランジャ12は固定バネ
14により固体素子10に付勢されているので、プラン
ジャ12も固体素子10と同様の往復運動を行う。プラ
ンジャ12の往復運動によってポンプ室4の容積は強制
的に拡張収縮せしめられ、拡張時には吸入口6から液体
が流れ込む一方、収縮時には排出口8から液体を押し出
す。ポンプP1は、この拡張収縮を繰り返すことによっ
て液体を汲み出すことが可能である。なお、逆止弁室1
8,20に収容された逆止弁は、ポンプ室4と外部との
差圧に応じてボール24,28が変位し、液体が通過す
る。
The operation of the pump P1 having the above structure will be described below. When a driving signal is sent from the driving electric circuit (not shown) to the solid-state element 10, the solid-state element 10 performs a stretching motion in response to the driving signal. Since the plunger 12 is biased to the solid element 10 by the fixed spring 14, the plunger 12 also reciprocates similarly to the solid element 10. The volume of the pump chamber 4 is forcibly expanded and contracted by the reciprocating motion of the plunger 12, and the liquid flows from the suction port 6 at the time of expansion, while the liquid is pushed out from the discharge port 8 at the time of contraction. The pump P1 can pump out the liquid by repeating this expansion and contraction. The check valve chamber 1
In the check valves housed in 8 and 20, the balls 24 and 28 are displaced according to the pressure difference between the pump chamber 4 and the outside, and the liquid passes through.

【0021】図2は本発明の第二実施例にかかるポンプ
P2を示しており、図1に示される第一実施例の構成に
おいて、固体素子10とプランジャ12とを互いに離間
せしめ、固体素子10とプランジャ12との間に圧縮バ
ネ等の弾性体30を介装したものである。他の構成およ
び作用については第一実施例と同じなのでその説明は省
略する。
FIG. 2 shows a pump P2 according to a second embodiment of the present invention. In the structure of the first embodiment shown in FIG. 1, the solid element 10 and the plunger 12 are separated from each other so that the solid element 10 has the same structure. An elastic body 30 such as a compression spring is interposed between the and the plunger 12. The rest of the configuration and operation are the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

【0022】ここで、図1または図2に示す構成におい
て、プランジャ12は逆止弁22,24あるいは26,
28が共振する周波数で往復運動するよう構成されてい
る。詳述すれば、逆止弁の固有振動数すなわちボールと
スプリングの固有振動数f1rとプランジャの往復周波数f
2は(式1)によって表されるが、
Here, in the configuration shown in FIG. 1 or 2, the plunger 12 has the check valves 22, 24 or 26,
28 is configured to reciprocate at a resonant frequency. More specifically, the natural frequency of the check valve, that is, the natural frequency of the ball and spring f 1r and the reciprocating frequency of the plunger f
2 is represented by (Equation 1),

【数1】 (式1) f2=n*f1r n:1以上の整数 (式1)の条件下でプランジャを往復運動させた場合、固
体素子の変位がポンプ室の体積を変化させ、さらにその
周波数が逆止弁の固有振動数の1以上の整数倍になって
いるために共振状態となり、逆止弁に大きな振幅を与え
て逆止弁の開度が増し、液体が通過し易くなりポンプ効
率が向上する。
(Equation 1) f 2 = n * f 1r n: When the plunger is reciprocated under the condition of an integer of 1 or more (Equation 1), the displacement of the solid element changes the volume of the pump chamber, Furthermore, since the frequency is an integer multiple of 1 or more of the natural frequency of the check valve, the resonance state occurs, giving a large amplitude to the check valve, increasing the opening of the check valve, and allowing the liquid to easily pass through. The pump efficiency is improved.

【0023】また、図1あるいは図2の構成において、
鋼球を用いた逆止弁であれば、鉄の比重7.86g/cm3
から考えてφ3mmのボールの重量は約0.11gとな
る。(式2)に示すように逆止弁の固有振動数はボールの
質量とバネ常数で決まり、
Further, in the configuration of FIG. 1 or FIG.
If the check valve uses steel balls, the specific gravity of iron is 7.86 g / cm 3
Considering this, the weight of a φ3 mm ball is about 0.11 g. As shown in (Equation 2), the natural frequency of the check valve is determined by the mass of the ball and the spring constant,

【数2】 用いるバネのバネ常数を100N/mとすると(式2)の
関係からこの系の固有振動数は150Hzとなる。この
周波数で図1または図2のポンプのプランジャを駆動す
ることにより、共振状態にある逆止弁は大きく振幅し、
弁の部分での損失の少ない高効率なポンプが実現され
る。
[Equation 2] If the spring constant of the spring used is 100 N / m, the natural frequency of this system is 150 Hz from the relationship of (Equation 2). By driving the plunger of the pump of FIG. 1 or FIG. 2 at this frequency, the check valve in the resonance state has a large amplitude,
A highly efficient pump with little loss in the valve part is realized.

【0024】ポンプのプランジャはその往復の周波数が
(式2)を満たすように固有振動数の整数倍である300
Hz、450Hz等で駆動しても同様の効果が期待でき、
ポンプ出力の増大が可能である。固体素子としては数百
ppm以上歪み、応答性の良い積層型のPZT系の圧電素
子やテルフェノールD(TbDyFe)系磁歪素子などが利
用可能である。
The pump plunger has
300 that is an integer multiple of the natural frequency so that (Equation 2) is satisfied
The same effect can be expected by driving at Hz, 450 Hz, etc.,
It is possible to increase the pump output. Hundreds of solid elements
It is possible to use a laminated PZT-based piezoelectric element or a terphenol D (TbDyFe) -based magnetostrictive element having a distortion of ppm or more and good response.

【0025】また、(表1)に示すような上記実施例に
用いた鋼材より比重の小さい材料をボールに用いること
により逆止弁の固有振動数を上げて、応答性の高い逆止
弁を実現できる。
Further, as shown in (Table 1), by using a material having a smaller specific gravity than the steel material used in the above embodiment for the ball, the natural frequency of the check valve is increased and a highly responsive check valve is obtained. realizable.

【表1】 [Table 1]

【0026】すなわち、ボールを軽金属または樹脂また
はセラミック材料のいずれかで構成することにより軽量
化することができる。逆止弁のバネ常数を上げたり、ボ
ールを小さくしてその質量を小さくすることにより逆止
弁の固有振動数を上げることもできるが、逆止弁のバネ
常数を上げると逆止弁が開く際の反力が上昇する一方、
ボールを小さくすると逆止弁の開口面積が小さくなり、
液体の通過が妨げられる。比重の小さい材料をボールに
用いることにより、逆止弁のバネ常数を上げたりボール
を小さくすることなく、逆止弁の固有振動数を高く設定
でき、高いポンプ効率を得ることが可能となる。
That is, the weight can be reduced by constructing the ball with any one of a light metal, a resin and a ceramic material. It is possible to increase the natural frequency of the check valve by increasing the spring constant of the check valve or by reducing the ball to reduce its mass, but increasing the spring constant of the check valve opens the check valve. While the reaction force increases,
The smaller the ball, the smaller the opening area of the check valve,
The passage of liquid is blocked. By using a material having a low specific gravity for the ball, the natural frequency of the check valve can be set high without increasing the spring constant of the check valve or reducing the ball, and high pump efficiency can be obtained.

【0027】また、図1の構成において、固体素子10
とプランジャ12を接合した系の固有振動数で固体素子
10を駆動してもよい。(式2)からも明らかなように、
プランジャ12の分の重量増加によって、固体素子10
そのものの固有振動数よりやや低い固有振動数で共振す
る。そのためプランジャ変位の振幅がDC電圧で駆動す
るときよりも大きくなり、一工程でのポンプ吐出量が増
大する。
Further, in the configuration of FIG.
The solid state element 10 may be driven by the natural frequency of the system in which the plunger 12 and the plunger 12 are joined. As is clear from (Equation 2),
By increasing the weight of the plunger 12, the solid state element 10
It resonates at a natural frequency slightly lower than its own natural frequency. Therefore, the amplitude of the plunger displacement becomes larger than that when driven by the DC voltage, and the pump discharge amount in one step increases.

【0028】また、図2の構成において、固体素子10
とプランジャ12を弾性体30を介して接合した系の固
有振動数で固体素子10を駆動してもよい。固体素子1
0とプランジャ12と弾性体30からなる系は連成の固
有振動数を持ち、固体素子10をその振動数で駆動する
ことにより系全体で共振する。そのため大きなプランジ
ャ変位の振幅が得られ、ポンプ吐出量が増大する。
Further, in the structure of FIG.
The solid-state element 10 may be driven by the natural frequency of the system in which the plunger 12 is joined via the elastic body 30. Solid element 1
The system consisting of 0, the plunger 12, and the elastic body 30 has a coupled natural frequency, and when the solid-state element 10 is driven at that frequency, it resonates in the entire system. Therefore, a large plunger displacement amplitude is obtained, and the pump discharge amount increases.

【0029】いずれの例の場合も、固体素子10の振動
周波数を系の固有振動数の2以上の整数倍としても同様
の共振現象により大きなプランジャ変位が得られ、ポン
プ吐出量が増大する。
In any of the examples, even if the vibration frequency of the solid-state element 10 is set to an integral multiple of 2 or more of the natural frequency of the system, a large plunger displacement is obtained by the same resonance phenomenon and the pump discharge amount is increased.

【0030】さらに詳述すれば、図1の構成において、
固体素子10とプランジャ12からなる系の固有振動数
の1以上の整数倍で固体素子10を駆動する場合、固体
素子10を「質量m1が下のバネ成分で支えられ強制振動
させられている」ものと考えて、プランジャ12も重りm
2として接続されている図3のような直線1自由度系に
モデル化して考える。この場合、プランジャ12と固体
素子10からなる系の固有振動数の1以上の整数倍で固
体素子10を駆動することにより、m2に相当するプラ
ンジャが大きく変位してポンプ出力が増大する。
More specifically, in the configuration of FIG.
When the solid-state element 10 is driven at an integer multiple of 1 or more of the natural frequency of the system including the solid-state element 10 and the plunger 12, the solid-state element 10 is "forced to vibrate because the mass m1 is supported by the lower spring component". The plunger 12 also weighs m
The model is considered as a linear one-degree-of-freedom system as shown in FIG. In this case, by driving the solid-state element 10 at an integer multiple of 1 or more of the natural frequency of the system including the plunger 12 and the solid-state element 10, the plunger corresponding to m2 is largely displaced and the pump output is increased.

【0031】同様に、図2の構成において、固体素子1
0とプランジャ12と弾性体30からなる系の固有振動
数の1以上の整数倍で固体素子10を駆動する場合、図
1の構成と同様に考えると、弾性体に相当するバネ成分
が直列に付加されて図4のようなやはり直線2自由度系
でモデル化でき、固体素子10とプランジャ12と弾性
体30からなる系の連成の固有振動数の1以上の整数倍
で固体素子10を駆動することにより、m2に相当する
プランジャ12が大きく変位してポンプ出力が増大す
る。
Similarly, in the configuration of FIG.
When driving the solid-state element 10 at an integer multiple of 1 or more of the natural frequency of the system consisting of 0, the plunger 12 and the elastic body 30, considering the same as in the configuration of FIG. In addition, it can be modeled in a linear two-degree-of-freedom system as shown in FIG. By driving, the plunger 12 corresponding to m2 is largely displaced and the pump output is increased.

【0032】また、上記実施例において、固定素子10
は正弦波の電圧あるいは電流で駆動される。液体を扱っ
たポンプを矩形波等で駆動すると、矩形波等に含まれる
衝撃的な高周波が騒音の原因となるが、正弦波は駆動に
不必要な衝撃的な成分を持たないため、可動部品の動き
は滑らかで静粛な作動が可能となる。
Further, in the above embodiment, the fixing element 10
Is driven by a sinusoidal voltage or current. When driving a pump that handles liquids with a rectangular wave, etc., the shocking high frequency contained in the rectangular wave etc. causes noise, but since the sine wave does not have an unnecessary shocking component for driving, it is a moving part. The movement of is smooth and enables quiet operation.

【0033】例えば、固体素子10として圧電素子を使
用し、100Vp−pの正弦波の電圧で圧電素子を駆動す
ることができる。素子に対しては逆電圧がかからないよ
うに50Vのオフセットを持たせ、0V−100Vで電
圧を変化させて駆動すると静粛なポンプの駆動が可能と
なる。
For example, a piezoelectric element can be used as the solid-state element 10, and the piezoelectric element can be driven by a sine wave voltage of 100 Vp-p. An offset of 50 V is applied to the device so that a reverse voltage is not applied, and the device can be driven by changing the voltage from 0 V to 100 V to drive the pump quietly.

【0034】固体素子10として磁歪素子を使用して駆
動する場合は、磁場を発生させるコイルに対してやはり
逆電流がかからないようにオフセットした正弦波形で変
化する電流を流すことにより同様の効果が得られる。
When a magnetostrictive element is used as the solid-state element 10, the same effect can be obtained by passing a current that changes with a sinusoidal waveform offset so that no reverse current is applied to a coil that generates a magnetic field. To be

【0035】図5は本発明の第三実施例にかかるポンプ
P3を示しており、図2に示される第二実施例の構成に
おいて、固体素子10として圧電素子を採用し、伸縮す
る圧電素子10とボディ2との間の空間をシリコン樹脂
やゴム等の弾性体32でモールドし、ヒートシンクとし
てのボディ2との空間を満たして熱伝導性を高め、固体
素子部からの放熱を助けるようにしたものである。ま
た、弾性体32は、固体素子10の力を伝達しない側面
と接触しているので、固体素子10の伸縮動作にほとん
ど影響を与えることなく有効に放熱される。
FIG. 5 shows a pump P3 according to a third embodiment of the present invention. In the structure of the second embodiment shown in FIG. 2, a piezoelectric element is used as the solid element 10 and the piezoelectric element 10 expands and contracts. The space between the body 2 and the body 2 is molded with an elastic body 32 such as silicon resin or rubber so as to fill the space with the body 2 as a heat sink to enhance the thermal conductivity and to assist the heat radiation from the solid element part. It is a thing. Further, since the elastic body 32 is in contact with the side surface of the solid-state element 10 which does not transmit the force, the elastic body 32 is effectively radiated without substantially affecting the expansion / contraction operation of the solid-state element 10.

【0036】固体素子10として磁歪素子を採用した場
合には、伸縮する磁歪素子と磁場印可のためのコイルを
ともにシリコン樹脂でモールドし、ボディ2との空間を
満たして磁歪素子部及びコイルからの放熱を助けるよう
にすることができる。
When a magnetostrictive element is used as the solid-state element 10, both the expanding and contracting magnetostrictive element and the coil for applying the magnetic field are molded with silicone resin to fill the space with the body 2 and to prevent the magnetostrictive element part and the coil from forming. Can help to dissipate heat.

【0037】弾性体形成のためのモールド材料としては
弾性率が低く(柔らかい)、熱伝導率が高いものが適して
おり、樹脂やゴムに金属粉、カーボン粉等を分散させた
材料なども適している。
As a molding material for forming an elastic body, one having a low elastic modulus (soft) and a high thermal conductivity is suitable, and a material in which metal powder, carbon powder or the like is dispersed in resin or rubber is also suitable. ing.

【0038】なお、図5の弾性体32を図1に示される
ポンプP1に適用してもよいことはもちろんのことであ
る。
Of course, the elastic body 32 of FIG. 5 may be applied to the pump P1 shown in FIG.

【0039】[0039]

【発明の効果】本願の第一の発明によれば、プランジャ
と逆止弁が共振する結果、弁の開度が大きくなって液体
が通過しやすくなりポンプ効率が向上する。
According to the first aspect of the present invention, the plunger and the check valve resonate with each other, and as a result, the opening degree of the valve becomes large, the liquid easily passes through, and the pump efficiency is improved.

【0040】また、本願の第二の発明によれば、逆止弁
の可動封止部品を軽量化することにより、逆止弁の固有
振動数を高くなり、高いポンプ効率を得ることが可能と
なる。
Further, according to the second invention of the present application, by reducing the weight of the movable sealing component of the check valve, the natural frequency of the check valve can be increased and a high pump efficiency can be obtained. Become.

【0041】さらに、本願の第三の発明によれば、固体
素子を固体素子とプランジャ、または、固体素子と弾性
体とプランジャからなる系の固有振動数の1以上の整数
倍の振動数で駆動するようにしたので、プランジャが大
きく変位しポンプ出力の増大が可能となる。
Further, according to the third invention of the present application, the solid element is driven at a frequency which is an integral multiple of 1 or more of the natural frequency of the system including the solid element and the plunger, or the system including the solid element, the elastic body and the plunger. As a result, the plunger is largely displaced and the pump output can be increased.

【0042】また、本願の第四の発明によれば、駆動に
不必要な衝撃的な成分を持たない正弦波の電圧または電
流で固体素子を駆動するようにしたので、可動部分の動
きが滑らかとなり、ポンプの作動が静粛となる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, since the solid-state element is driven by the sinusoidal voltage or current having no shocking component unnecessary for driving, the movement of the movable portion is smooth. The operation of the pump becomes quiet.

【0043】さらに、本願の第5の発明によれば、固体
素子の伸縮方向と平行な側面が弾性体を介してボディに
接触させて、弾性体を介してボディに放熱することによ
り、固体素子の異常加熱を防止するとともに、高いポン
プ出力が得られる。
Further, according to the fifth invention of the present application, the side surface parallel to the expanding and contracting direction of the solid element is brought into contact with the body through the elastic body, and heat is radiated to the body through the elastic body. Along with preventing abnormal heating, the high pump output can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第一実施例にかかるポンプの縦断面
図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a pump according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第二実施例にかかるポンプの縦断面
図である
FIG. 2 is a vertical sectional view of a pump according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 図1の実施例に相当する直線1自由度系のモ
デル図である。
FIG. 3 is a model diagram of a linear one-degree-of-freedom system corresponding to the embodiment of FIG.

【図4】 図2の実施例に相当する直線2自由度系のモ
デル図である
FIG. 4 is a model diagram of a linear two-degree-of-freedom system corresponding to the embodiment of FIG.

【図5】 本発明の第三実施例にかかるポンプの縦断面
図である。
FIG. 5 is a vertical sectional view of a pump according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ボディ 4 ポンプ室 6 吸入口 8 排出口 10 固体素子 12 プランジャ 14 固定バネ 22,26 圧縮バネ 24 吸入口ボール 28 排出口ボール 30 弾性体 32 弾性体 2 body 4 pump chamber 6 suction port 8 discharge port 10 solid state element 12 plunger 14 fixed spring 22,26 compression spring 24 suction port ball 28 discharge port ball 30 elastic body 32 elastic body

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポンプ室の吸入口と排出口に逆止弁を有
し、前記ポンプ室がプランジャの往復運動により拡張収
縮されて液体を汲み上げるポンプにおいて、 前記プランジャの往復運動は接続された伸縮自在の固体
素子によって行われ、前記プランジャの往復運動の周波
数を前記逆止弁の固有振動数の1以上の整数倍にしたこ
とを特徴とするポンプ。
1. A pump having check valves at an intake port and a discharge port of a pump chamber, wherein the pump chamber is expanded and contracted by reciprocating motion of a plunger to pump liquid, and the reciprocating motion of the plunger is connected and contracted. A pump, wherein the frequency of the reciprocating motion of the plunger is set to an integral multiple of 1 or more of the natural frequency of the check valve.
【請求項2】 ポンプ室の吸入口と排出口に逆止弁を有
し、前記ポンプ室がプランジャの往復運動により拡張収
縮されて液体を汲み上げるポンプにおいて、 前記プランジャの往復運動は接続された伸縮自在の固体
素子によって行われ、前記逆止弁の可動封止部品が軽金
属材料、樹脂材料、セラミック材料のいずれか一つから
なることを特徴とするポンプ。
2. A pump having check valves at an intake port and a discharge port of a pump chamber, wherein the pump chamber is expanded and contracted by reciprocating motion of a plunger to pump up a liquid, and the reciprocating motion of the plunger is connected and contracted. A pump which is made by a freely movable solid element, wherein the movable sealing part of the check valve is made of any one of a light metal material, a resin material and a ceramic material.
【請求項3】 ポンプ室の吸入口と排出口に逆止弁を有
し、前記ポンプ室がプランジャの往復運動により拡張収
縮されて液体を汲み上げるポンプにおいて、 前記プランジャの往復運動はプランジャに直接または弾
性体を介して間接的に接続された伸縮自在の固体素子に
よって行われ、前記固体素子を固体素子とプランジャ、
または、固体素子と弾性体とプランジャからなる系の固
有振動数の1以上の整数倍の振動数で駆動するようにし
たことを特徴とするポンプ。
3. A pump having check valves at an inlet and an outlet of a pump chamber, wherein the pump chamber is expanded and contracted by the reciprocating motion of a plunger to pump liquid, and the reciprocating motion of the plunger is directly or directly applied to the plunger. It is performed by a retractable solid element indirectly connected via an elastic body, the solid element and the plunger,
Alternatively, the pump is characterized in that it is driven at a frequency that is an integral multiple of 1 or more of the natural frequency of a system composed of a solid element, an elastic body, and a plunger.
【請求項4】 ポンプ室の吸入口と排出口に逆止弁を有
し、前記ポンプ室がプランジャの往復運動により拡張収
縮されて液体を汲み上げるポンプにおいて、 前記プランジャの往復運動は接続された伸縮自在の固体
素子によって行われ、前記固体素子を正弦波の電圧また
は電流で駆動するようにしたことを特徴とするポンプ。
4. A pump having check valves at an intake port and a discharge port of a pump chamber, wherein the pump chamber is expanded and contracted by reciprocating motion of a plunger to pump up a liquid, and the reciprocating motion of the plunger is connected and contracted. A pump which is made by a freely movable solid-state element and is driven by a sinusoidal voltage or current.
【請求項5】 ポンプ室の吸入口と排出口に逆止弁を有
し、前記ポンプ室がプランジャの往復運動により拡張収
縮されて液体を汲み上げるポンプにおいて、 前記プランジャの往復運動は接続された伸縮自在の固体
素子によって行われ、前記固体素子の力を伝達しない側
面が弾性体を介してボディに接していることを特徴とす
るポンプ。
5. A pump having check valves at an inlet and an outlet of a pump chamber, wherein the pump chamber is expanded and contracted by a reciprocating motion of a plunger to pump up a liquid, and the reciprocating motion of the plunger is connected expansion and contraction. A pump which is formed by a freely movable solid element, and a side surface of the solid element which does not transmit a force is in contact with a body through an elastic body.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2803352A1 (en) 2000-01-04 2001-07-06 Akebono Brake Ind DISC BRAKE SYSTEM WITH SUPER-MAGNETOSTRICTIVE ELEMENT
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