JPH0442533Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 産業上の利用分野 本考案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。

従来の技術 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つてい
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つた。更にまた、こうした
電磁ポンプは騒音が大きく、電動ポンプなどと同
様に電力消費が大きいうえ、容量にくらべてコス
トが高いという問題もあつた。

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ｂ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てある。

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への入力を位相制御できるから低流量
でも脈動を少な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
問題があつた。

本考案者らは、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
よつて該ピストンに伝達するよう構成したことを
特徴とする小型圧電ポンプを提案し、特許出願し
ている。

解決しようとする問題点 かかる新規な圧電ポンプは、圧電振動子が液体
から離れた位置にあつて振動するので電気絶縁が
容易でエネルギー損失も少ない。しかし圧電振動
子の振動を液面下のピストンに伝えるに当つて、
ピストンとジヨイント部材とが振動するときに液
の撹拌も起り、これによるエネルギー損失は無視
することができない。

そこで本考案は、かかる新規な圧電ポンプにお
いてエネルギー損失が小さく振動効率のよい構造
を提供することを目的とした。

〔考案の構成〕

問題点を解決するための手段 前記の目的を達成することができる本考案の圧
電ポンプは、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つて該ピスト
ンに伝達するよう構成した圧電ポンプにおいて、
該ジヨイント部材が断面略円形の剛性棒状体から
なり、その一端が電気絶縁性の接手を介して該圧
電振動子の振動端に固着されると共にその他端が
該振動端の延長方向の液中に設けられた該ピスト
ンに係合するように構成されたことを特徴とする
ものである。

本考案の圧電ポンプの一例を第１図に示す。図
において、１はポンプケースであり、その下端部
にポンプ室１ａが形成されている。ポンプ室１ａ
の下側には入口逆止弁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１ｆ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つており、その両面に設けた
電極に交流電圧を印加することによつて下端３ｂ
が振動する（図における左右方向に）ようになつ
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
添つて設けられている。

ジヨイント部材５は断面略円形の細径の棒状体
であり、たとえばピアノ線のような強靱かつ剛性
の材料で形成されていることが必要である。かか
るジヨイント部材５は、たとえば第２図に示すよ
うに、基端部５ａがたとえば硬質の合成樹脂で形
成された接手４中に埋め込まれて固定されてお
り、接手４は圧電振動子３の振動端３ｂを両面か
ら挟持するように固着して結合されている。ジヨ
イント部材５の先端部５ｂは、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１ｆ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１ｆ、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
できるようになつている。

ここでH.L.は高位限界液面であり、L.L.は低位
限界液面である。

一方、８は制御回路であり、たとえば100Vの
交流電力が給電線８ａから供給され、信号線８ｂ
から入力される流量調節信号によつて制御された
駆動信号が出力線８ｃを経て圧電振動子３に出力
されるように構成されている。

作 用 このような本考案の圧電ポンプは、圧電振動子
３の横振動を、その振動端３ｂに固定した接手４
を介してジヨイント部材５に伝えるが、ジヨイン
ト部材５は圧電振動子３の固定端部３ａから振動
端部３ｂへの方向にそつて延長して設けられてい
るので先端に向うほど振幅が増大し、従つてその
先端部５ｂが挿通係合しているピストンには大き
な往復動距離が与えられる。

〔考案の効果〕

本考案の圧電ポンプは、圧電振動子の運動をポ
ンプのピストンに伝達するジヨイント部材の長さ
が、高位限界液面より上にある圧電振動子と低位
限界液面より下にあるポンプのピストンを結合す
るに充分な長さを有しているので、圧電振動子の
絶縁確保には何等問題ない上に、振幅増大の効果
があり、また、断面が略円形の細径の棒状体であ
るので、液中に浸る部分が少ないばかりでなく流
体の抵抗も少なく、エネルギー効率の高いポンプ
駆動が実現される特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の圧電ポンプの１例の構造を示
す断面図、第２図はその圧電振動子に固着された
ジヨイント部材の正面図であり、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、１ａ……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……制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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
   けたジヨイント部材によつて該ピストンに伝達す
   るよう構成した圧電ポンプにおいて、該ジヨイン
   ト部材が断面略円形の剛性棒状体からなり、その
   一端が電気絶縁性の接手を介して該圧電振動子の
   振動端に固着されると共にその他端が該振動端の
   延長方向の液中に設けられた該ピストンに係合す
   るように構成されたことを特徴とする圧電ポン
   プ。