JPH01177464A - 圧電ポンプの運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 腹栗上ｑ机凧分Ｊ 本発明は燃料油や潤滑油等の液体を送出するためのポン
プに関する。

従来鬼返歪 従来灯油燃焼器における給油ポンプとしては、電磁式ポ
ンプが広く用いられているが、かかるポンプは形状が大
きいうえ周波数制御を行なっているため、低流量とする
場合流量が脈動して燃焼が不安定となる欠点があった。

更にまた、こうした電磁ポンプは騒音が太き（、電動ポ
ンプなどと同様に電力消費も大きいうえ、容量にくらべ
てコストが高いという問題があった。

そこで、従来の電磁式ポンプの代りに圧電振動子を利用
するポンプを用いることが提案されており、たとえば特
公昭５９−９７４１１号には、圧電磁器材料を利用した
振動子を用いて液体加圧部を構成した送油ポンプが開示
されている（第３図）。

この例の送油ポンプは、金属円板すにピエゾ素子Ｃを接
合して得た振動子ａを対向させて構成した液体加圧室ｄ
の両端に逆止弁ｅ、ｆを設けて、振動子ａが交互に凹凸
に変形することにより液体を吸入しまた吐出するように
しである。

しかし、この形状のポンプでは商用電源を用いて振動子
ａを駆動することができるから低流量でも脈動が少くで
きる利点があるものの、振動子ａの変形量が比較的に小
さいので必要な流量を確保するには面積を大きく取る必
要があり、液体加圧室ｄの形状が大きくならざるを得な
い、そのため、空気などが液体加圧室内に残り易く、そ
れが体積の変化を吸収してポンプの機能を低下させ、ま
た液体の送出速度の安定化が遅れるなどの問題があった
。

本出願人は、上述のような従来の圧電式ポンプの問題点
を解決するため、往復動ピストンにより液体を一定方向
に吸入吐出するポンプ部を液面下に設けると共に片持梁
状に支持された圧電振動子を液面より上方に設け、該圧
電振動子の振動端の運動を該液面を通して設けたジヨイ
ント部材によって該ピストンに伝達するように構成した
ことを特徴とする小型圧電ポンプを提案し、特許出願し
ている。

解ンしようとする一Ｎ巾 かかる新規な圧電ポンプを、たとえば灯油燃焼暖房器用
の送油ポンプなどとして用いると、気温すなわち送油ポ
ンプの温度が低いときは圧電素子の出力が低く、送油量
が少いため着火性が悪いうえに着火しても暖房器が充分
に働かず、暖房器の温度が高くなってはじめて送油量が
確保できるようになる欠点があったし。

そこで本発明は、環境温度に拘らず所定の送油量を維持
することができるポンプの運動方法を提供することを目
的とした。

〔発明の構成〕

間　壱を解ンするための手 前記の目的を達成することができる本発明の圧電ポンプ
の運動方法は、往復動ピストンにより液体を一定方向に
吸入吐出するポンプ部を液面下に設けると共に片持梁状
に支持された圧電振動子を液面より上方に設け、該圧電
振動子の振動端の運動を該液面を通して設けたジヨイン
ト部材によって該ピストンに伝達するよう構成した圧電
ポンプを交流電力によって駆動するに当り、該圧電振動
子の振幅に対応する信号を出力する振幅センサと、予め
定めた振幅設定値と該振幅センサの信号値とを比較して
その差に対応する制御信号を出力する比較手段と、該制
御信号により制御される該圧電振動子用駆動電力を出力
する出力手段とを備えた圧電ポンプ制御装置を用い、該
振幅設定値に対応した送液量を維持するようにしたもの
である。

本発明において運動対象となる圧電ポンプは、たとえば
第１図に示すような構造を有するものである。図におい
て、ｌはポンプケースであり、その下端部にポンプ室１
ａが形成されている。ポンプ室１ａの下側には人口逆止
弁１ｂを介して吸入口１ｃが設けられ、上側には出口逆
止弁１ｄを介して供給口１ｅに連絡する通路が設けられ
ている。

またポンプ室１ａの側方にはシリンダ部ｉｆが設けられ
ており、ピストン２が摺動自在に装着されている。

３は板状の圧電振動子であり、上端３ａが固定されて片
持梁状となっており、その両面に設けた電極に交流電圧
を印加することによって下端３ｂが振動する（図におけ
る左右方向に）ようになっている。圧電振動子の振動端
３ｂには、電気絶縁性の接手４が固着され、この接手４
を介して棒状のジヨイント部材５が圧電振動子３の延長
方向に添って設けられている。

ジヨイント部材５は、その先端付近でピストン２の後端
部に形成された透孔２ａに挿通されており、圧電振動子
３の左右振動を増幅してピストン２に伝え、ピストン２
がシリンダ部ｌｆ内を往復動するように構成されている
。

６はポンプ室１ａ部分や吸入口１ｃ、シリンダ部１ｆ１
ピストン２などを含むポンプ部を囲むように設けられた
保護カバーであり、その側面に設けられた窓部６ａはた
とえば目の細かい織網などからなる濾材７で遮断してあ
り、液体のみが通過できるようになっている。

ここでＨ，Ｌ、は高位限界液面でありり、　　Ｌ。

は低位限界液面である。

このように構成された圧電ポンプの圧電振動子３には、
たとえばストレインゲージや容量型マイクロメータのよ
うな振幅検知センサ８が設けてあり、信号線８ａによっ
て制御装置９に検知信号が送られる。制御装置９は、た
とえば第２図のような構成のものであり、比較回路Ｃ、
ホトカプラＰＣ１および出力回路ＰＷとを含んで構成さ
れている。ここで振幅検知センサ８から入力された検知
信号Ｗは、比較回路Ｃにおいて信号線９ｂから入力され
た振幅設定信号Ｕと比較され、その差に対応する出力制
御信号Ｓが出力される。出力制御信号Ｓは例えば位相制
御信号であってホトカプラＰＣを介して出力回路ＰＷに
入力され、給電線９ａを経て供給されたたとえば１００
ｖの交流電力を制御して出力線９Ｃを経てポンプＰＵへ
出力される。出力回路ＰＷ内のＴ′Ｒは送液量を調整す
るための可変抵抗器である。

このような制御装置９を備えた本発明の圧電ポンプは、
たとえば手動あるいはプログラム制御等によって入力さ
れた振幅設定信号Ｕに対してポンプの圧電振動子３の出
力が不足するときは、振幅検知センサ８が圧電振動子３
の振幅を検知して検知信号Ｗを制御装置９に送るので、
制御装置９は圧電振動子３の出力不足を補償するに足る
大きな駆動電力を出力する。従って、ポンプの環境温度
が低くて圧電振動子３の機械的出力効率が低下しても、
大きな駆動電力によってあらかじめ入力された振幅設定
信号値にほぼ対応する振幅すなわち機械的出力が得られ
、温度に拘りなくほぼ一定の送油量を維持することがで
きるものである。

〔発明の効果〕

本発明の圧電ポンプの運転方法によれば、気温の高低、
ひいては圧電ポンプの温度の高低に拘らず、所定レベル
の送液量を維持することができる。

従って、灯油燃焼式暖房器などに送油ポンプとして用い
ると室内が寒冷のときでも送油量が確保でき、運転開始
時から何等の支障もなく灯油の点火・燃焼を行なうこと
ができるうえに、室内が暖まっても送油量が設定値を超
過することがなく、設定値を変更するとこれに対応して
迅速に送油量を調整できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電ポンプの運転方法を使用するに適
した圧電ポンプの１例の構造を示す断面図、 第２図は同じくかかる圧電ポンプの制御回路の１例の構
成図であり、 第３図は従来の圧電送油ポンプの断面図である。 １・・・ポンプケース、ｌａ・・・ポンプ室、１ｆ・・
・シリンダ部、２・・・ピストン、３・・・圧電振動子
、４・・・接手、５・・・ジヨイント部材、６・・・保
護カバー、７・・・濾材、８・・・振幅検知センサ、９
・・・制御装置、Ｃ・・・比較回路、ＰＣ・・・ホトカ
プラ、ＰＷ・・・出力回路、ＰＵ・・・ポンプ。 特許出願人　　　　株式会社鷺宮製作所第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 往復動ピストンにより液体を一定方向に吸入吐出するポ
   ンプ部を液面下に設けると共に片持梁状に支持された圧
   電振動子を液面より上方に設け、該圧電振動子の振動端
   の運動を該液面を通して設けたジョイント部材によって
   該ピストンに伝達するよう構成した圧電ポンプを交流電
   力によって駆動するに当り、該圧電振動子の振幅に対応
   する信号を出力する振幅センサと、予め定めた振幅設定
   値と該振幅センサの信号値とを比較してその差に対応す
   る制御信号を出力する比較手段と、該制御信号により制
   御される該圧電振動子用駆動電力を出力する出力手段と
   を備えた圧電ポンプ制御装置を用い、該振幅設定値に対
   応した送液量を維持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。