WO2008069264A1 - 圧電ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、かつ吐出圧力を高くできる圧電ポンプを提供する。 【解決手段】ポンプ本体１０の中央部に第１開口部１１を形成し、中央から離れた位置に第２開口部１２を形成する。ポンプ本体１０に金属製ダイヤフラム２０の外周部を固定し、ダイヤフラム２０の背面中央部に第１開口部１１を覆いかつ第２開口部１２まで達しない大きさの圧電素子２３を貼り付ける。圧電素子２３に共振周波数付近の電圧を印加することにより、第１開口部１１に対向するダイヤフラム２０の部分と第２開口部１２に対向するダイヤフラム２０の部分とを相反方向に屈曲変形させ、第１開口部１１および第２開口部１２の一方から流体を吸込み、他方から吐出する。これにより、吐出圧力を高くでき、吐出側の圧力が高い条件下でも流体を確実に吐出できる。

Description

明 細 書

圧電ポンプ

技術分野

[0001] 本発明は圧電ポンプ、特に圧電素子によって屈曲変形するダイヤフラムを用いた圧 電ポンプに関するものである。

背景技術

[0002] ノートパソコンなどの小型電子機器の冷却用ポンプや燃料電池の燃料輸送用ポンプ などに、圧電ポンプが用いられる。圧電ポンプは、圧電素子への電圧印加により屈曲 変形するダイヤフラムを用いたポンプであり、構造が簡単で薄型に構成でき、かつ低 消費電力であるという利点がある。圧電素子を駆動源として用いた圧電ポンプの場合 、その流入口および流出口に逆止弁が設けられる力 逆止弁の長期間の使用による 信頼性の低下や、逆止弁にゴミ等の異物が付着して流体を十分に輸送できないとい う問題があった。また、逆止弁にごみ等の異物が付着して圧電素子を高い周波数で 駆動した時に逆止弁が追従動作できず、流体を輸送できない等の問題があった。

[0003] 特許文献 1や 2には、流入口と流出口とを有するポンプ本体上に、ダイヤフラムを接 触状態で取り付けるとともに、ダイヤフラム上に流入口から流出口に向かって並ぶよう に複数の圧電素子を取り付けた圧電ポンプが提案されて!/、る。このポンプの場合に は、流入口側に近い圧電素子から流出口側に近い圧電素子へと順次に駆動するこ とにより、ダイヤフラムを流入ロカ、ら流出口に向かって順次橈ませ、流体を流入口か ら流出口に向かって押し出すことができる。そして、圧電素子への電圧印加を停止す ると、ダイヤフラムの復元によって流入口と流出口との間の流路を閉じるので、流入 口および流出口の逆止弁を省略することができる。

[0004] ところ力 S、この構造の圧電ポンプでは、複数の圧電素子を平面状に配列する必要が あるため、圧電ポンプが大型かつ複雑となるとともに、圧電素子を順番に駆動するた めのドライバ回路も複雑になり、高価となるという問題がある。

[0005] 特許文献 3には、逆止弁を有しない流体ポンプが開示されている。特に、特許文献 3 の図 10には、ポンプ本体とダイヤフラムとの間にポンプ室を形成し、ポンプ本体の中 央部に第 1開口部を設け、周辺部に第 2開口部を設け、ダイヤフラムに弾性バッファ を形成し、ダイヤフラムの中央部を別の駆動手段によって往復駆動することによって 、ダイヤフラムを屈曲変形させる流体ポンプが開示されている。ダイヤフラムが第 1開 口部を開いた時に第 1開口部から流体をポンプ室に吸込み、第 1開口部を閉じた時 に第 2開口部に対応するバッファ部を撓ませ、バッファ部の弾性復元力によって第 2 開口部から流体を排出するようになっている。

[0006] 特許文献 3の場合には、単一の駆動源でダイヤフラムを往復駆動するだけであるから 、構造が簡単になる。しかし、ダイヤフラムの第 1開口部と対向した部位、つまりダイヤ フラムの中央部だけを変位させ、その変位に遅れてダイヤフラムの周辺部（バッファ 部）を屈曲変形させるので、ダイヤフラムとして柔らかい材料を使用しなければならず 、吐出圧力を高くできない。例えば、流体が空気のような圧縮性流体の場合、ダイヤ フラムのバッファ部を弾性変形させるには、ゴムや樹脂のような非常に柔らかい材料 を使用しなければならず、吐出圧力は低下する。その結果、ポンプ室外の圧力が高 V、条件では流体を確実に吐出できなレ、場合がある。

特許文献 1 :特開平 2— 149778号公報

特許文献 2：特開平 4 86388号公報

特許文献 3 :特表平 10— 511165号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] そこで、本発明の好ましい実施形態の目的は、構造が簡単で、かつ吐出圧力を高く できる圧電ポンプを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 前記目的を達成するため、本発明は、ポンプ本体と、外周部がポンプ本体に対して 固定されたダイヤフラムと、このダイヤフラムの中央部に貼り付けられた圧電素子と、 前記ダイヤフラムの略中央部と対向するポンプ本体の部位に形成された第 1開口部 と、前記ダイヤフラムの中央部と外周部との中間領域又はこの中間領域と対向するポ ンプ本体の部位に形成された第 2開口部とを備え、前記ダイヤフラムは金属板であり 、前記圧電素子は前記第 1開口部を覆い、かつ第 2開口部まで達しない大きさに形 成され、前記圧電素子に所定周波数の電圧を印加することにより、第 1開口部に対 向するダイヤフラムの部分と第 2開口部に対向するダイヤフラムの部分とを相反方向 に屈曲変形させ、前記第 1開口部および第 2開口部の一方から流体を吸込み、他方 力 吐出することを特徴とする圧電ポンプを提供する。

[0009] 本発明では、特許文献 3のようにダイヤフラム自身の弾性復元力を利用して流体を押 し出すのではなぐダイヤフラムとしてヤング率の高い金属板を使用し、このダイヤフ ラムを圧電素子によって強制的に屈曲変形させることで、流体を吐出するものである 。特に、圧電素子の大きさを第 1開口部を覆いかつ第 2開口部まで達しない大きさと することで、第 1開口部に対向するダイヤフラムの部分と第 2開口部に対向するダイヤ フラムの部分とを相反方向に効率よく屈曲変形させることができる。そのため、吐出圧 力を高くでき、吐出側の圧力が高い条件下でも流体を確実に吐出できる。特に、ヤン グ率の高い金属板をダイヤフラムとしている為、ダイヤフラムの圧電体への追従性が 良好であり、従って高い周波数で動作させることが可能である。

[0010] 圧電素子に印加する電圧の周波数は任意に選定できる力 圧電素子を、ダイヤフラ ム及び圧電素子からなる変位部材の共振周波数付近の周波数で駆動した場合には

、ダイヤフラムの変位体積が非常に大きくなり、大流量が得られる点で望ましい。 1次 共振モード（1次共振周波数)で駆動すると、第 1開口部から流体を吸込み、第 2開口 部から流体を吐出することができ、 3次共振モード（3次共振周波数)を利用した場合 には、第 2開口部から流体を吸込み、第 1開口部から流体を吐出することができる。 前記 1次共振モード及び 3次共振モードのいずれも高い周波数で駆動できるが、特 に、 3次共振モードを利用した場合には、 1次共振モードの約 3倍という非常に高い 周波数で動作可能であり、これにより、可聴領域を越えた周波数で駆動できるため、 騒音を防ぐことができる。これについては、例えば、特許文献 3のようにダイヤフラムと して柔らかい材料を使用した場合、ダイヤフラムの中央部の変位とダイヤフラムの周 辺部の変位の遅れ時間が生じて!/、るため、特許文献 3の流体ポンプは遅れ時間に 対応する周波数以上では駆動できない。一方、本発明の圧電ポンプは、ダイヤフラ ムとしてヤング率の高い金属板を使用しているため、 1次共振モード及び 3次共振モ ードといった高い共振周波数で駆動することができ、特に、人間の可聴領域を越えた 3次共振モードで駆動した場合には、騒音が生じず、かつ、高い流量が得られる。ま た、変位が少ない分、ポンプ本体とダイヤフラムとの固定部分で生じるストレスが減り 、信頼性が高くなる。なお、ダイヤフラムのヤング率は lOOGPa以上が好ましい。 100 GPa以上の場合、 1次共振モード、 3次共振モードのいずれで駆動させた場合にも 優れた追従性があり、さらに駆動時に損失が少ないので、発熱量が少なぐ電力効率 がよい。

[0011] 本発明の圧電ポンプは空気のような圧縮性流体を輸送するのに適している。液体の ような非圧縮性流体を吐出する圧電ポンプの場合、流入口および流出口にそれぞれ ゴムや樹脂のような柔らカ 、材料を用いた逆止弁を設け、数十 Hz程度の低!/、周波 数で圧電素子を駆動するのが一般的である。この圧電ポンプを空気のような圧縮性 流体を吐出するためのポンプとして用いた場合、圧電素子の変位量が非常に小さく 、流体を殆ど吐出できない。圧電素子をダイヤフラム及び圧電素子からなる変位部材 の共振周波数（1次共振周波数又は 3次共振周波数)付近で駆動すると、最大変位 が得られるが、共振周波数は kHzのオーダーの高周波数のため、逆止弁が追従動 作できない。本発明では逆止弁を有しないので、圧電素子を共振周波数付近の周 波数で駆動しても、逆止弁による制約がなぐ非圧縮性流体を効率よく輸送できる。 また、逆止弁にゴミ等が付着して動作不良が生じる懸念もなぐ信頼性の高い圧電ポ ンプを提供できる。

[0012] 第 2開口部を、 3次共振モードでのダイヤフラムの最大変位位置またはそれより外周 側に形成するのがよい。 3次共振モードでのダイヤフラムの最大変位位置は、圧電素 子とダイヤフラムの面積比やダイヤフラムのヤング率などによって異なる力 S、最大変 位位置またはそれより外側に第 2開口部（流入口 )を設けることにより、圧電ポンプの 動作サイクルにおレ、て、第 1開口部（吐出口 )から流体を吐出する際の第 2開口部（ 流入口 )のシール性を十分に得ることができ、吐出するべき流体の逆流を防ぐことが できるので、吐出圧力だけでなぐ吐出流量も高くなる。

[0013] 第 2開口部は、第 1開口部を中心とする同一円周上に複数個形成されているもので もよい。 3次共振モードで駆動した場合、第 2開口部が流入側となるが、この第 2開口 部が 1個であると、ポンプ本体とダイヤフラムの周辺部との間に形成される環状のボケ ット空間に速やかに流体が流入せず、十分な流量を吐出できない場合がある。これ に対し、第 2開口部を同一円周上に複数個形成した場合には、環状のポケット空間 に速やかに流体を流入させることができ、吐出流量を増大させることができる。

発明の好ましい実施形態の効果

[0014] 本発明によれば、金属製ダイヤフラムの中央部に、第 1開口部を覆いかつ第 2開口 部まで達しな!/、大きさの圧電素子を貼り付け、この圧電素子を所定周波数の電圧で 駆動することにより、第 1開口部に対向するダイヤフラムの部分と第 2開口部に対向す るダイヤフラムの部分とを相反方向に屈曲変形させるようにしたので、吐出圧力を高 くでき、吐出側の圧力が高い条件下でも流体を確実に吐出できる。しかも、圧電ポン プをポンプ本体と圧電素子を貼り付けたダイヤフラムだけで構成でき、逆止弁のよう な補助部品を必要としないので、構造が非常に簡単になり、小型'薄型で、高信頼性 の圧電ポンプを実現できる。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。

実施例 1

[0016] 図 1〜図 3は圧電ポンプの第 1実施例を示す。ここで、図 1は本発明に係る圧電ポン プの全体斜視図、図 2は図 1に示す圧電ポンプの分解斜視図、図 3は図 1の A— A線 断面図である。

[0017] 本実施例の圧電ポンプ Pは、ポンプ本体を構成する天板 10と、ダイヤフラム 20と、環 状の押え板 30とを順に積層した構造よりなり、これら部品が積層接着されている。天 板 10は剛性のある平板状に形成されたものであり、その中心位置に第 1開口部 11が 形成され、第 1開口部 11を中心とする同一円周上に複数の第 2開口部 12が形成さ れている。ここでは、流量を確保するため第 2開口部 12を 8個形成した力 第 2開口 部 12の個数は必要とする流量に応じて任意に設定できる。

[0018] ダイヤフラム 20はばね弾性を持つ薄肉な金属板で形成されている。図 2に示すように 、ダイヤフラム 20には円弧状の複数のスリット 21が形成され、スリット 21より外側領域 の表裏面に接着剤が塗布され、天板 10と押え板 30とでダイヤフラム 20の外側領域 が接着固定されている。接着剤の塗布領域がスリット 21により隔てられているので、 接着剤がスリット 21より内側の円形領域 22まで拡がることがない。押え板 30の内周 縁 31はダイヤフラム 20の円形領域 22より僅かに小径であり、この内周縁 31で囲まれ た円形領域 22が屈曲変形できる領域である。

[0019] ダイヤフラム 20は天板 10の下面側に接触状態で配置されている。ダイヤフラム 20の 背面（下面）であって、円形領域 22の中央部に円形の圧電素子 23が貼り付けられて いる。ダイヤフラム 20の円形領域 22の中心 (圧電素子 23の中心）と天板 10の第 1開 口部 11の中心とは、同軸上に位置している。圧電素子 23の半径は、第 1開口部 11と 第 2開口部 12との距離 Lより小さいため、第 2開口部 12は圧電素子 23より外周側に 位置している。なお、第 2開口部 12の位置は、 3次共振モードでのダイヤフラム 20の 最大変位位置と同一位置またはそれよりやや外周側とするのがよい。

[0020] 押え板 30は後述する圧電素子 23の厚みとダイヤフラム 20の変位量との合計より厚 肉に形成されており、圧電ポンプ Pを基板などに搭載した場合に、圧電素子 23が基 板と接触するのを防止している。なお、押え板 30の一部には切溝 32が形成されてい る力 これは圧電ポンプ Pを基板などに搭載した場合に、ダイヤフラム 20の下面側が 密閉空間になるのを防止するとともに、圧電素子への配線を引き出すための溝であ

[0021] この実施例では、圧電素子 23として表裏面に電極を持つ単板の圧電セラミックスを 使用し、これをダイヤフラム 20の裏面（天板 10と逆側の面）に貼り付けて変位部材と してのュニモルフ振動板を構成した。圧電素子 23に交番電圧（正弦波または矩形波 )を印加することにより、圧電素子 23が平面方向に伸縮するので、圧電素子 23を含 むダイヤフラム 20全体が板厚方向に屈曲変形する。ダイヤフラム及び圧電素子から なる変位部材の 3次共振モード (約 15kHz)で駆動する場合には、第 2開口部 12とほ ぼ対応するダイヤフラム 20の周辺部が最大変位となるように屈曲変形する。ダイヤフ ラム及び圧電素子からなる変位部材の 1次共振モード (約 5kHz)で駆動する場合に は、ダイヤフラム 20の中心部が最大変位となるように屈曲変形する。圧電素子 23の 投入電圧は、 ± 60V ( 120Vpp)〜土 120V (240Vpp)程度が望まし!/ヽ。

[0022] 図 3の（a)〜（e)は圧電ポンプ Pの 3次共振モードでのポンビング動作、すなわち、圧 電素子 23に 3次共振周波数付近の電圧を印加した場合の動作を示す。図 3の（a)は 初期状態であり、ダイヤフラム 20の全面がポンプ本体 10に接触しており、第 1開口部 11および第 2開口部 12は閉じられている。図 3の（b)は圧電素子 23への印加電圧の 最初の 1/4周期を示し、ダイヤフラム 20が上に凸に屈曲するので、ダイヤフラム 20 の中央部がポンプ本体 10に押しつけられ、ダイヤフラム 20の周辺部がポンプ本体 1 0から離れる。そのため、第 1開口部 11は閉じられ続ける力 ダイヤフラム 20の周辺 部とポンプ本体 10との間に環状のポケット空間が形成されるので、このポケット空間 に第 2開口部 12から流体が吸い込まれる。次の 1/4周期では、ダイヤフラム 20の圧 電素子 23が貼り付けられていない領域よりも、圧電素子 23が貼り付けられた領域の 方力 圧電素子 23が存在するため質量が大きぐこれに伴って慣性効果が大きいた め、図 3の（c)のようにダイヤフラム 20が圧電素子 23の重心の位置に合わせて初期 状態よりもダイヤフラム側（下方）で平坦状態に戻る。このとき、ダイヤフラム 20とボン プ本体 10との間に連続したポケット空間が形成されることになるので、流体はダイヤ フラム 20とポンプ本体 10との間に形成されたポケット空間の中を中心方向に移送さ れる。この時、第 1開口部 11と第 2開口部 12はともに僅かに開いている。次の 1/4 周期では、図 3の（d)のようにダイヤフラム 20が下に凸に屈曲するので、ダイヤフラム 20の周辺部がポンプ本体 10に押しつけられ、第 2開口部 12が閉じられる。そのため 、ダイヤフラム 20とポンプ本体 10との間に入った流体は中央部に集められ、第 1開口 部 11から押し出される。次の 1/4周期では、図 3 (e)のように圧電素子 23が平坦状 態に戻ろうとする力 圧電素子 23の重心位置の関係で、図 3 (c)に形成されるポケッ ト空間よりも厚み方向に小さいポケット空間が形成された状態となる。流体の流出は、 図 3の（b)のようにダイヤフラム 20が再び第 1開口部 11と接触状態に戻るまでの間続 く。その後、ダイヤフラム 20の動作は図 3の (b)に戻り、それ以後（b)〜（e)の動作を 周期的に繰り返す。このように圧電素子 23を 3次共振モードで駆動した場合には、流 体を第 2開口部 12から吸込み、中心部の第 1開口部 11から吐出することができる。 図 4の（a)〜（d)は圧電ポンプ Pの 1次共振モードでのポンビング動作を示す。図 4の (a)は初期状態であり、図 4の（b)は圧電素子 23への印加電圧の最初の 1/4周期を 示す。ダイヤフラム 20が下に凸に屈曲するので、ダイヤフラム 20の中央部とポンプ本 体 10との間にポケット空間が形成され、このポケット空間に第 1開口部 11から流体が 吸い込まれる。次の 1/4周期では、ダイヤフラム 20の圧電素子 23が貼り付けられて いない領域よりも、圧電素子 23が貼り付けられた領域の方力 圧電素子 23が存在す るため質量が大きぐこれに伴って'慣性効果が大きいため、図 4の（c)のようにダイヤ フラム 20が圧電素子 23の重心の位置に合わせて初期状態よりも若干ダイヤフラム側 で平坦状態に戻る。このとき、流体はダイヤフラム 20とポンプ本体 10との間に形成さ れたポケット空間の中を外周方向に移送される。この時、第 1開口部 11と第 2開口部 12はともに僅かに開いている。次の 1/4周期では、図 4の（d)のようにダイヤフラム 2 0が上に凸に屈曲するので、ダイヤフラム 20の中央部がポンプ本体 10に押しつけら れ、第 1開口部 11が閉じられる。そのため、ダイヤフラム 20とポンプ本体 10との間に 入った流体は周辺部に集められ、第 2開口部 12から押し出される。次の 1/4周期で は、図 4 (e)のように圧電素子 23が平坦状態に戻ろうとしたとき、圧電素子 23に下向 きに'慣性が生じるため、図 4 (c)に形成されるポケット空間よりも厚み方向に小さいポ ケット空間が形成された状態となる。流体の流出は、次の 1/4周期で図 4の (b)のよ うにダイヤフラム 20が再び第 2開口部 12と接触状態に戻るまでの間、続く。その後、 ダイヤフラム 20の動作は図 4の (b)に戻り、それ以後（b)〜（e)の動作を周期的に繰 り返す。このように圧電素子 23を 1次共振モードで駆動した場合には、流体を中心部 の第 1開口部 11から吸込み、周辺部の第 2開口部 12から吐出することができる。 本圧電ポンプ Pを燃料電池の空気供給用ポンプとして用い、下記の条件で実験を行 つた。なお、本実験例は 3次共振モードで駆動させた例である。

投入電圧： 15. 5kHz, ± 60V〜土 90Vの矩形波電圧

ダイヤフラム：厚み 0· 1mmの SUS板

圧電素子：直径 12. 7mmの PZT板

第 1開口部の直径： 1. 3mm

第 2開口部の直径： 0. 8mm X 8個

距離 L : 8. 425mm

ダイヤフラムの変位領域の直径： 20mm

前記条件で圧電ポンプ Pを駆動したところ、静圧： 7. 5kPa、無負荷流量： 2ml/sを 得ること力 Sできた。その結果、高い吐出圧力の圧電ポンプが得られることが確かめら れた。また、 3次共振モードを利用した高周波駆動であり、この周波数では聴覚感度 が低いため、騒音を防ぐことができた。

実施例 2

[0025] 図 5は本発明の第 2実施例の 3次共振モードでのボンビング動作を示す。図 3と同一 部分には同一符号を付して重複説明を省略する。第 1実施例では第 2開口部 12をポ ンプ本体 10に設けた力 この実施例はダイヤフラム 20に第 2開口部 25を設けたもの である。この場合には、 3次共振モードで駆動すると、流体を圧電ポンプの裏側の第 2開口部 25から吸込み、表側の第 1開口部 11から排出することができる。この構造は 、燃料電池の空気供給用 0ンプまたは冷却用ポンプとして好適な構造となる。

実施例 3

[0026] 図 6は本発明の第 3実施例の 3次共振モードでのボンビング動作を示す。図 3と同一 部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この実施例は、ポンプ本体 10の 一部をダイヤフラム 20より外方へ延長し、この延長部 15の下面側に、ダイヤフラム 20 の外周部内側から外側まで延びる凹溝状の第 2開口部 16を形成したものである。第 2開口部 16の内側端は圧電素子 23の外周より外側でかつダイヤフラム 20の外周固 定部より内側にあり、外側端が延長部 15から下面側に開口している。なお、第 2開口 部 16は凹溝状とする必要はなぐ内側端が圧電素子 23より外側でかつダイヤフラム 20の外周固定部より内側に開口し、外側端がダイヤフラム 20の外周固定部より外側 に開口した連通穴としてもよい。この場合、実施例 2のようなダイヤフラム 20に開口部 を設ける場合に比べて、より高い強度を維持することが可能であり、かつ、 3次共振モ ードで駆動したとき、流体を圧電ポンプの裏側（下側）から吸込み、表側（上側）から 排出することができるため好まし!/、。

実施例 4

[0027] 図 7は本発明の第 4実施例を示す。この実施例は、第 2開口部 12を第 1開口部 11を 中心とする円弧状の穴としたものである。この場合も、複数の第 2開口部 12が円周状 に配列されているので、ダイヤフラムの周辺部とポンプ本体との間に形成される環状 のポケット空間を流体で速やかに満たすことができ、流量を増大させることができる。

[0028] 第 1〜第 4実施例では、電圧印加により平面方向に伸縮する圧電素子をダイヤフラム の片面に貼り付けたュニモルフ型を示した力 ダイヤフラムの両面のそれぞれに逆方 向に伸縮する圧電素子を貼り付けたバイモルフ型や、ダイヤフラムの片面にそれ自 体が屈曲変形するバイモルフ型の圧電素子を貼り付けたものでもよい。

[0029] 圧電ポンプの構造として、図 2では天板とダイヤフラムと押え板との積層構造としたが 、これに限るものではない。また、天板、ダイヤフラムおよび押え板の外形形状は四 角形に限らず、円形でもよい。

[0030] 図 3に示す実施例では、初期状態においてダイヤフラムとポンプ本体とが接触状態 である例を示したが、ポンプ本体に浅い凹部を設け、ダイヤフラムとポンプ本体との 間に狭い空間（ポンプ室）が形成されていてもよい。但し、初期状態では第 1開口部と 第 2開口部とがダイヤフラムによって閉じられているのがよい。

[0031] 前記実施例では、本発明の圧電ポンプを空気のような圧縮性流体の輸送用ポンプと して用いた例を示した力 S、液体のような非圧縮性流体にも適用することができる。本 発明の圧電ポンプは吐出圧力が高いので、例えば冷却機等のコンプレッサ用ポンプ としての用途にも使用できる。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]本発明に係る圧電ポンプの第 1実施例の全体斜視図である。

[図 2]図 1に示す圧電ポンプの分解斜視図である。

[図 3]図 1に示す圧電ポンプの 3次共振モードでのボンビング動作を示す A— A線断 面図である。

[図 4]図 1に示す圧電ポンプの 1次共振モードでのボンビング動作を示す A— A線断 面図である。

[図 5]本発明に係る圧電ポンプの第 2実施例のボンビング動作を示す断面図である。

[図 6]本発明に係る圧電ポンプの第 3実施例のボンビング動作を示す断面図である。

[図 7]本発明に係る圧電ポンプの第 4実施例の斜視図である。

符号の説明

[0033] 10 ポンプ本体（天板）

11 第 1開口部

12 第 2開口部 第 2開口部 ダイヤフラノ 円形領域 圧電素子 第 2開口部 押え板

Claims

請求の範囲

[1] ポンプ本体と、外周部がポンプ本体に対して固定されたダイヤフラムと、このダイヤフ ラムの中央部に貼り付けられた圧電素子と、前記ダイヤフラムの略中央部と対向する ポンプ本体の部位に形成された第 1開口部と、前記ダイヤフラムの中央部と外周部と の中間領域又はこの中間領域と対向するポンプ本体の部位に形成された第 2開口 部とを備え、

前記ダイヤフラムは金属板であり、

前記圧電素子は前記第 1開口部を覆い、かつ第 2開口部まで達しない大きさに形成 され、

前記圧電素子に所定周波数の電圧を印加することにより、第 1開口部に対向するダ ィャフラムの部分と第 2開口部に対向するダイヤフラムの部分とを相反方向に屈曲変 形させ、前記第 1開口部および第 2開口部の一方から流体を吸込み、他方から吐出 することを特徴とする圧電ポンプ。

[2] 前記流体は圧縮性流体であり、前記圧電素子に前記ダイヤフラム及び前記圧電素 子からなる変位部材の 1次共振周波数付近の電圧を印加することにより、第 1開口部 から流体を吸込み、第 2開口部から流体を吐出することを特徴とする請求項 1に記載 の圧電ポンプ。

[3] 前記流体は圧縮性流体であり、前記圧電素子に前記ダイヤフラム及び前記圧電素 子からなる変位部材の 3次共振周波数付近の電圧を印加することにより、第 2開口部 から流体を吸込み、第 1開口部から流体を吐出することを特徴とする請求項 1に記載 の圧電ポンプ。

[4] 前記第 2開口部は、前記ダイヤフラムの最大変位位置またはそれより外周側に形成 されていることを特徴とする請求項 3に記載の圧電ポンプ。

[5] 前記第 2開口部は、第 1開口部を中心とする同一円周上に複数個形成されているこ とを特徴とする請求項 3または 4に記載の圧電ポンプ。