JPH04103274U - 圧電ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕長期間または各種態様の使用において吐出量の
精密なコントロールを可能にした圧電ポンプを提供す
る。 〔構成〕交番電圧の印加により圧電素子（２）から発生
する撓振動を利用した圧電ポンプ（１０）において、圧
電ポンプ（１０）の吐出側流路の液滴落下部（１１）に
液滴センサー（２０）を配置し、前記交番電圧および／
またはその周波数を制御して液滴センサーの出力を一定
にする制御装置（４０）を設ける。 〔効果〕長期間の使用中に配管やポンプ室に空気が滞留
して圧力損失が変動する場合、サクションヘッドや吐出
側圧力が変動する態様で使用する場合において、吐出量
の精密なコントロールが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧電ポンプに関するものであり、詳しくは、長期間または各種態様 の使用において吐出量の精密なコントロールを可能にした圧電ポンプに関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

圧電ポンプは、交番電圧の印加により圧電素子から発生する撓振動を利用した 新規な構造のポンプであり、吐出量の精密なコントロールが必要な分野に好適な ポンプとして注目されている。

【０００３】 一般的に、圧電ポンプは、ハウジングとその周縁部が上記ハウジングに固定さ れた圧電素子とでポンプ室を形成し、該ポンプ室に、それぞれ逆止弁を具備した 吐出口および吸入口を設けて構成される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、圧電ポンプは、例えば、長期間の使用中に配管やポンプ室に空 気が滞留し、または、吐出側または吸入側の配管内に異物が引っ掛ったり或いは 配管が変形したりすることにより、ポンプを含む配管系の圧力損失が変動した場 合は、圧電素子の撓振動量が変化し、吐出量の精密なコントロールが困難となる 。

【０００５】 また、貯蔵液を高位置に移送する使用態様においては、貯蔵液量の減少に伴っ てサクションヘッドが変動し、更には、密閉容器内に液を移送する態様において は、該容器内の液量の増加に伴う内圧上昇により突出側圧力が変動し、このよう な場合も、上記と同様に、圧電素子の撓振動量が変化する。

【０００６】 本考案は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、長期間または各 種態様の使用において吐出量の精密なコントロールを可能にした圧電ポンプを提 供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

すなわち、上記の目的を達成するための本考案の要旨は、交番電圧の印加によ り圧電素子から発生する撓振動を利用した圧電ポンプにおいて、圧電ポンプの吐 出側流路の液滴落下部に液滴センサーを配置し、前記交番電圧および／またはそ の周波数を制御して液滴センサーの出力を一定にする制御装置を設けたことを特 徴とする圧電ポンプに存する。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基いて説明するが、本考案は、その要旨を超え ない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

【０００９】 図１は、本考案の実施例を示す一部断面の説明図である。 上記の実施例に示す本考案の圧電ポンプは、ポンプ構造としては、一般的構造 の圧電ポンプである。

【００１０】 上記の圧電ポンプは、ハウジング（１）とその周縁部が上記ハウジングに固定 された圧電素子（２）とでポンプ室（３）を形成し、該ポンプ室に、それぞれ逆 止弁（４′）、（５′）を具備した吐出口（４）及び吸入口（５）を縦方向に設 けた構造のものである。

【００１１】 通常、ハウジング（１）は、円筒構造であり、圧電素子（２）は円板状である 。そして、ハウジング（１）の円筒内部には、圧電素子（２）が配置され、ハウ ジング（１）と圧電素子（２）とでポンプ室（３）を形成している。圧電素子（ ２）は、その周縁部がハウジング（１）の内周壁に設けられた溝に嵌合して固定 されている。

【００１２】 圧電素子（２）を構成する圧電体としては、セラミックス系、有機系のものが 使用できる。具体的には、セラミックス系の圧電体としてはチタン酸バリウム、 チタン酸鉛、チタン酸・ジルコン酸鉛等、有機系の圧電体としては、ポリフッ化 ビニリデン、フッ化ビニリデンと三フッ化ビニリデンとの共重合物等が挙げられ る。

【００１３】 圧電素子（２）は、上記圧電体と金属薄板、例えば、リン青銅薄板によるシム 材とから構成される。そして、例えば、厚さ０．２〜３mmの薄板状とした圧電体 の両面に金属の蒸着、箔の接着または金属系塗布剤の塗布等により金属を積層し て膜状電極が形成される。この膜状電極には交番電圧を印加する導線が取り付け られる。

【００１４】 圧電素子（２）は、上記の圧電体１枚とシム材１枚とを積層接合した単層型（ ユニモルフ）、シム材の両面に圧電体を積層した複層型（バイモルフ）又はシム 材と圧電体とを交互に複数積層した形で用いることができる。 圧電素子（２）の上記膜状電極は、好ましい態様として、プラスチックゴム等 で被覆されて絶縁状態になされている。 なお、圧電素子（２）の寸法、形状等は、使用する流体の物性値、圧力、流量 等により適宜選択することができる。

【００１５】 ハウジング（１）のポンプ室（３）には、それぞれ逆止弁（４′）、（５′） を配置した吐出口（４）及び吸入口（５）が設けられている。各逆止弁（４′） 、（５′）には、金属製、プラスチック製の平型弁またはゴム製の傘型弁等が使 用される。

【００１６】 本考案においては、上記のように構成される圧電ポンプ（１０）において、吐 出側流路の液滴落下部（１１）に液滴センサー（２０）を配置し、圧電素子（２ ）に印加する交番電圧および／またはその周波数を制御して液滴センサーの出力 を一定にする制御装置（４０）を設ける。

【００１７】 液滴センサー（２０）は、光学式通過センサーとして市販されているものを利 用することができる。光学式通過センサーは、レンズを備えた発光ダイオードと 受光素子とを対向させて検出領域を形成し、該検出領域内を通過する物体の大き さに比例して変化する透過光量を検出するセンサーである。そして、液滴落下部 （１１）の有する一定内径のノズルより落下する液滴の直径は常に一定であるた め、光学式通過センサーは、液滴センサーとして、その検出領域内を通過する液 滴数の測定に利用することができる。

【００１８】 そして、液滴センサー（２０）の出力（例えばパルス信号）は、通常、カウン ター（３０）に入力されたのち、流量信号として出力されて制御装置（４０）に 入力される。

【００１９】 制御装置（４０）は、電源（５０）より入力されて圧電素子（２）に印加され る交番電圧および／またはその周波数を制御し、液滴センサー（２０）の出力、 すなわち、吐出量を一定に制御する。

【００２０】 図２及び図３は、本考案の他の実施例を示す一部断面の説明図であり、液滴落 下部および液滴センサーによる交番電圧の制御機構を除外して示した説明図であ る。そして、図２は吸入状態を示し、図３は吐出状態を示す。 上記の実施例に示す本考案の圧電ポンプは、ポンプ構造としては、ダイヤフラ ム構造の圧電ポンプである。

【００２１】 上記の圧電ポンプは、ハウジング（１）とその周縁部が上記ハウジングに固定 されたダイヤフラム（６）とでポンプ室（３）を形成し、該ポンプ室には、それ ぞれ逆止弁（４′）、（５′）を配置した吐出口（４）及び吸入口（５）を設け 、ダイヤフラム（６）の駆動を接続部材（７）により接続された圧電素子（２） にて行うようにした構造のものである。そして、圧電素子（２）の撓振動（往復 運動）により、ダイヤフラム（６）が往復運動してポンプ作用を行う。

【００２２】 図４及び図５は、本考案の更に他の実施例を示す一部断面の説明図であり、液 滴落下部および液滴センサーによる交番電圧の制御機構を除外して示した説明図 である。そして、図４は吸入状態を示し、図５は吐出状態を示す。 上記の実施例に示す本考案の圧電ポンプは、ポンプ構造としては、ピストン構 造の圧電ポンプである。

【００２３】 上記の圧電ポンプは、シリンダー（８）、該シリンダー内を往復運動するピス トン又はプランジャー（９）、それぞれ逆止弁（４′）、（５′）を配置し且つ シリンダー（８）に連結された吐出口（４）及び吸入口（５）より主として構成 され、ピストン又はプランジャー（９）の駆動を圧電素子（２）にて行うように した構造のものである。そして、圧電素子（２）の撓振動（往復運動）により、 ピストン又はプランジャー（９）が往復運動してポンプ作用を行う。

【００２４】 そして、上記のダイヤフラム構造の圧電ポンプ及びピストン構造の圧電ポンプ は、ダイヤフラム（６）やピストン又はプランジャー（９）の駆動を圧電素子（ ２）にて行うことにより、モーターやソレノイドを駆動源とする従来のものに比 べて小型化し易いという特徴を有する。

【００２５】 上記の各圧電ポンプにおいても、図１に示した圧電ポンプの場合と同様に、液 滴センサー（２０）（図示せず）は、圧電ポンプの吐出側流路の液滴落下部（１ １）（図示せず）に配置される。

【００２６】 本考案において、圧電ポンプ（１０）の駆動は、上記の何れの実施例において も、圧電素子（２）に交番電圧を印加して撓振動を発生させることにより行われ る。そして、吐出量の制御は、印加電圧および／または周波数によって行われる が、考案の圧電ポンプによれば、電源（６０）より入力される印加電圧および／ または周波数は、液滴センサー（２０）の出力を入力とする制御装置（４０）に より、吐出量が一定となるように制御される。

【００２７】 なお、本考案の圧電ポンプのそのポンプ構造は、圧電素子による撓振動をポン プ作用に直接または間接に利用した何れの構造であってもよく、従って、上記の 実施例のものに限定されない。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明した本考案の圧電ポンプによれば、長期間の使用中に圧力損失が変動 する場合、サクションヘッドや吐出側圧力が変動する態様で使用する場合におい て、吐出量の精密なコントロールが可能となる。 従って、本考案は、圧電ポンプの利用範囲の拡大に寄与するところが大である 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す一部断面説明図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す一部断面説明図（吸
入状態）であり、液滴落下部および液滴センサーによる
交番電圧の制御機構を除外して示した説明図である。

【図３】図２に示した実施例の一部断面説明図（吐出状
態）である。

【図４】本考案の更に他の実施例を示す一部断面説明図
（吸入状態）であり、液滴落下部および液滴センサーに
よる交番電圧の制御機構を除外して示した説明図であ
る。

【図５】図４に示した実施例の一部断面説明図（吐出状
態）である。

【符号の説明】

１ ハウジング １０ 圧電ポン
プ ２ 圧電素子 １１ 液滴落下
部 ３ ポンプ室 ２０ 液滴セン
サー ４ 吐出口 ３０ カウンタ
ー ４′ 逆止弁 ４０ 制御装置 ５ 吸入口 ５０ 電源 ５′ 逆止弁 ６ ダイヤフラム ７ 接続部材 ８ シリンダー ９ ピストン又はプランジャー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交番電圧の印加により圧電素子から発生
   する撓振動を利用した圧電ポンプにおいて、圧電ポンプ
   の吐出側流路の液滴落下部に液滴センサーを配置し、前
   記交番電圧および／またはその周波数を制御して液滴セ
   ンサーの出力を一定にする制御装置を設けたことを特徴
   とする圧電ポンプ。