JPH01280694A - 圧電振動子ポンプ装置 - Google Patents

圧電振動子ポンプ装置

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JPH01280694A
JPH01280694A JP11014688A JP11014688A JPH01280694A JP H01280694 A JPH01280694 A JP H01280694A JP 11014688 A JP11014688 A JP 11014688A JP 11014688 A JP11014688 A JP 11014688A JP H01280694 A JPH01280694 A JP H01280694A
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JP
Japan
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vibrator
pump chamber
voltage
control
drive
Prior art date
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Pending
Application number
JP11014688A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Narumiya
成宮 宏
Eiichiro Hanada
花田 英一郎
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野′〕 この発明は、流量の安定性や制御を要求される微少流量
ポンプに係わシ2例えば2石油ファンヒータの溶油供給
用ポンプとして使用される圧電振動子ポンプ装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
この種のポンプ装置として特開昭60−230574号
公報に示されたものがある。第2図はこの公報に示され
たものと同様のポンプ装置を示すものであ92図におい
て(1)はポンプ室で、上端が開口した本体の凹部内に
形成されているものである。(21はこのポンプ室の一
面を塞ぐように配置される圧電振動子で9弾性を有した
円盤上の金属板(2a)とこの金属板に貼り付けられた
円形圧電セラミクス板(2b)とこのセラミクス板の上
面に形成された電極(2C)とから形成されておシ、上
記本体の側壁に形成された溝内に上記金属板(2a)の
周縁部が挿入され、0リング(3)にてソールされて固
定されているものである。そして、この圧電振動子(2
)は金属板(2a)と電極(2C)との間にAC電圧が
印加され。
電極(2c)側に+の′電圧が加えられると、セラミク
ス板(2a)は逆圧電効果によって径方向に伸びて圧電
振動子(2)は全体として上に凸に変形し、逆に電極(
2C)側に−の電圧が加えられると、セラミクス板(2
C)は径方向に縮み、圧電振動子(21は全体として下
に凸に変形する。(4)は上記ポンプ室(2)と吸入口
(5)との間に設けられた吸入用逆止弁室で、上記本体
内VC設けられ、室内に逆止弁(6)が酔股されている
ものである。(7)は上記ポンプ室f11と吐出口(8
)との間に設けられた吐出用逆止弁室で、上記本体内に
設けられ、室内に逆止弁(9)が設けられているもので
ある。帥は上記圧電振動子(21と同様の構成をしてい
る歪センサで、一端が上記本体に固定された金属板(+
Oa)と圧電セラミクス板(10b)と電極(10C)
と上記金属板(10a)の他端に固定され、上記圧電振
動子(2)に接触される接触子(+od)とによシ構成
されているものであシ、金属板(10a)と電極(10
c)から変形に応じた電圧が取り出されるものである。
flllは上2圧電振動子(2)にAC電圧を与えると
ともに、上記歪センサ(1CIからの出力電比を受けて
上記AC電圧をフィードバック制御する制御手段、02
1は例えば石油等の液体が溜められる液溜めで、上記吸
入用逆止弁室(4)にパイプ0にて連結されている。
次に、この様に構成された圧電振動子ポンプ装置の動作
について説明する。まず最初にポンプ室(1)に液体が
注入されている。そして、電糎が入れられると制御手段
ti11からAC電圧が圧電振動子(2)に供給される
。圧電振動子(2)の電極(2C)に+の電圧が加わる
と、セラミクス板(2b)は径方向に伸びて圧電振動子
(2)は全体として上に凸に変形することになる。その
結果、ポンプ室(1)内の圧力が下がるために吐出弁(
9)が閉じて吸入弁(6)が開くため。
液溜め0?から液体がパイプ(131を介してポンプ室
(1)に流入されることになる。次の瞬間に、  AC
電圧が逆転して電極(2C)に−の電圧が印加されると
セラミクス板(2b)は径方向に縮み圧電振動子(2)
は全体として下に凸に変形することになる。その結果、
ポンプ室内(1)の圧力は上るため、吸入弁(6)が閉
じて吐出弁19)が開くので、ポンプ室(1)内の液体
はパイプHを介して気化器の方へ圧送されることになる
。この様に圧電振動子(2)の振幅によシ、ポンプ室(
1)内への液体の流入及びポンプ室(1)内からの液体
の流出が行なわれているものであり、しかも、圧送され
る液体の流量は上記振幅によって決定されてし・るもの
である、従って、このポンプ装置にあっては、歪センサ
(1CIによって圧電振動子(2)の振幅を検知し、こ
の振幅量を電気出力として制御手段(+1)にフィード
バックし、制御手段01)からのAC電圧を調整して液
体の圧送流量を一定に保つようにしているものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、上記のように構成された従来のポンプ装置に
あっては、歪センサa1の接触子(1od)が常に圧電
振動子(2)のセラミクス板(2b)の中心部分に接触
させておく必要があるため、その組立及び調整が複雑で
あるとともに、セラミクス板(2b)の中心部分に余分
な応力が加わり、長期間の使用によりセラミクス板(2
b)が割れてしまったりするという不具合があるもので
あった。
この発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、高
信頼性及び長寿命化が図れ、かつ、安価にして流量の安
定性を保てる圧電振動子ポンプ装置を得ることを目的と
するものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係わる圧電振動子ポンプ装置は、ポンプ室の
駆動用振動子が配設される一面に相対する他面に配設さ
れ、上記駆動用振動子に与えられるAC電圧を制御する
ための、上記ポンプ室の体積変化に応じた電気出力を出
力する制御用振動子を設けたものである、 〔作用〕 この発明における制御用振動子は、ポンプ室の体積変化
を直接1面にて検知するため、長期間の使用にあたって
も割れることもなく、高い信頼性の下に大きな電気出力
を出力する。
〔発明の実施例〕
以下にこの発明の一実施例を第1図に基づいて説明する
と2図において(1)はポンプ室で2両端が開口した略
ドーナツ形状をした本体の中心部に形成されているもの
である。(2)はこのポンプ室の一面に配設され、  
AC電圧が印加されて上記ポンプ室内の体積を増減させ
る駆動用振動子で、上記した従来例の圧電振動子と同じ
ものであり、金属板(2a)と圧電セラミクス板(2b
)と電極(2C)とから形成されており、上記本体の内
壁上部に形成された溝内に上記金属板(2a)の周縁部
が挿入され Q IJソング3)にてシールされて固定
されている。+151は上記ポンプ室(1)の駆動用振
動子(2)が配設された一面に相対している他面に配設
され、上記ポンプ室(2)の体積変化に応じた電気出力
を出力する制御用振動子で、上記駆動用振動子(2)と
同様の構成をしてオシ、金属板(+Sa)とセラミクス
板(15b)とit極(15C)とから形成されておシ
、上記本体の内壁下部に形成された溝内に上記金属板(
+5a)の周縁部が挿入され、OリングαGにてシール
されて固定されているものである。ただし、この制御用
振動子aS剛性は上記駆動用振動子(2)の剛性よシも
かなシ大きなものとしているものである。
次に、この様に構成された圧電振動子ポンプ装置の動作
について説明する、まず、初期状態としてポンプ室fi
+に液体が注入されている。そして。
電飾が入れられると制御手段αBからAC電圧が駆動用
振動子(2)に供給される。駆動用振動子(2)の電極
(2C)に十の電圧が加わると、セラミクス板(2b)
は径方向に延びて駆動用振動子(2)は全体として上に
凸に変形することになる。この時、制御用振動子09も
全体として上に凸とされるためにセラミクス板(+sb
)は径方向に縮められ、圧電効果によって電極(15C
)に−の電圧が発生する。一方、 剛性は制御用振動子
(+9の方が駆動用振動子(2)よυも大きくしである
ため、上に凸に変形する量が少なく。
結果としてポンプ室(1)の体積は増加する。従って。
ポンプ室(1)内の圧力が下がるために吐出弁(9)が
閉じて吸入弁(6)が開くため、液溜め0zから液体が
ノ々イブ131を介してポンプ室(1)に流入されるこ
とになる。次の瞬間に、  AC電圧が逆転して電極(
2C)に−の電圧が印加されると、セラミクス板(2b
)は径方向に縮み圧電振動子(21は全体として下に凸
に変形することになる。この時、ポンプ室(1)内の圧
力が増大して制御用振動子aSも下に凸に変形するため
、セラミクス板(+sb)は径方向に伸びて電極(+5
C)に十の電圧が発生する。一方2両振動子(2)及び
霞の剛性の違いにより、結果としてポンプ室(1)内の
体積は減少して圧力が上るため、吸入弁(6)が閉じて
吐出弁(9)が開くので、ポンプ室(1)内の液体はパ
イプ(141を介して気化器の方へ圧送されることにな
る。この様に圧電振動子(2)の振幅によシ、ポンプ室
(1)への液体の流入及びポンプ室fil内からの液体
の流出が行なわれているものであわ、シかも、圧送され
る液体の流量は上記振幅によって決定されているもので
ある。そして、制御用振動子a51に発生する電圧はポ
ンプ室+11内の圧力に比例しているものであυ、ポン
プ室+1)内の圧力と吐出量との間にも比較的な関係が
ある。従って、制御用振動子(1りに発生する電圧が一
定になるように、駆動用振動子(2)に印加する電圧を
制御すれは、吐出量を一定に保つことができ、制御手段
(Illが制御用振動子0りからの電圧を受けてこの電
圧が一定になるように駆動用振動子(2)へのAC電圧
を制御しているものである。この制御手段flllKよ
る制御は、予め。
キャリブレーションを行って吐出量と制御用振動子(1
51に発生する電圧との関係を把握したことに基づいて
行われているものであシ、吐出量を任意の値に設定し、
その値に基づく制御用振動子a9からの電圧値を決めて
、この決めた電圧値に保持できるように制御手段が駆動
用振動子(21へのAC電圧を制御し、吐出量は常に一
定に保っているものである。
なお、上記実施例においては2両圧電振動子(2)(1
つを一方にセラミクス板をはシ付けたものとしたが9両
面にはり付けだものであっても良く、また。
圧送するものは液体に限らず気体であっても良いもので
ある。
〔発明の効果〕
この発明は2以上に述べたように、ポンプ室の駆動用振
動子が配設される一面に相対する他面に配設され、上記
駆動用振動子に与えるAC電圧を制御するための、上記
ポンプ室の体積変化に応じた電気出力を出力する制御用
振動子を設けたので。
制御用振動子として長期間の使用に耐え、かつ大きな電
気出力を出力でき、高い信頼性を得られるという効果を
有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す図、第2図は従来の
圧電振動子ポンプ装置を示す図である。 図において、(1)はポンプ室、(2)は駆動用振動子
。 (5)は吸入口、(6)は吸入弁、(8)は吐出口、(
9)は吐出i、 +il+は制御手段、任りは制御用振
動子である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポンプ室の一面に配設され、交流電圧が印加されて上記
    ポンプ室内の体積を増減させる駆動用圧電振動子、上記
    ポンプ室の一面に対面した他面に配設され、上記ポンプ
    室内の体積変化に応じた電気出力を出力する制御用振動
    子、この制御用振動子の電気出力を受け、この電気出力
    に応じて上記交流電圧の値を変化させる制御手段、上記
    ポンプ室と吸入口との間に設けられる吸入弁、上記ポン
    プ室と吐出口との間に設けられる吐出弁を備えた圧電振
    動子ポンプ装置。
JP11014688A 1988-05-06 1988-05-06 圧電振動子ポンプ装置 Pending JPH01280694A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5646039A (en) * 1992-08-31 1997-07-08 The Regents Of The University Of California Microfabricated reactor
US7935312B2 (en) 1992-08-31 2011-05-03 Regents Of The University Of California Microfabricated reactor, process for manufacturing the reactor, and method of amplification
US8308745B2 (en) 2007-08-10 2012-11-13 Seiko Epson Corporation Fluid jet device

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