JPH0442534Y2 - - 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４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
子の出力を増すため振幅を大とすると撓みや捻れ
などが発生し、その結果ピストンには軸に平行で
ない力が加わることになり、ピストンの往復動に
無理がかかる問題がある。

そこで本考案は、ピストンに無理が掛ることな
く円滑に作動する長寿命の圧電ポンプを提供する
ことを目的とする。

〔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、
該ピストンの後部にその軸線に直角に設けた透孔
であつてその横断面形状が該軸線方向の内法より
も該軸線に直角方向の内法を大であるように形成
したものを設け、剛性の棒状体からなる該ジヨイ
ント部材の先端部を該透孔に挿通したことを特徴
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は剛性の棒状体で形成されて
いて、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。

このような低位限界液面L.L.よりも下方に設け
られたポンプ部のピストン２は、その後部が保護
カバー６内の空間に露出しており、液中に浸つて
いる。このピストン２に設けられたジヨイント部
材５を挿通する透孔２ａは、第２〜３図に示すよ
うに、ピストンの軸線に直角に形成されており、
軸線方向の内法Ｘよりも直角方向の内法Ｙが大で
あるように形成されている。従つて棒状のジヨイ
ント部材４と透孔２ａの壁との隙間は軸方向には
小さくて遊びが殆どなく、それと直角方向には遊
びが大きく取れるようになつている。さらにま
た、透孔２ａの上下端部はテーパー状に拡大して
おり、ジヨイント部材４が多少斜に挿通されても
ピストン２との係合に無理が生じない。

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の横振動が棒状のジヨイント部材５を介してピ
ストン２に伝達され、ピストン２が往復動して液
体を吸入送出するが、ジヨイント部材５が挿通係
合されるピストン２の透孔２ａが圧電振動子３や
ジヨイント部材５の撓みや捻れなどを吸収するの
で、ピストン２には往復動以外の無理な力が加わ
らない。

〔考案の効果〕

本考案の圧電ポンプは、上述のようなピストン
とジヨイント部材との係合構造を有しているの
で、送液量を増加するために圧電振動子に大きな
駆動入力を与えて大きく振動させても、その振動
に伴なつて圧電振動子やジヨイント部材等に生ず
る異常な撓みや捻れ等はジヨイント部材とピスト
ンとの係合部で吸収されるので、ピストンの往復
動には無理がかからず、ポンプ寿命が著しく改善
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図はそのピストンの断面図、第３
図は同じくピストンの後部の上面図であり、第４
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、２ａ……透
孔、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、該ピストン
   の後部にその軸線に直角に設けた透孔であつてそ
   の横断面形状が該軸線方向の内法よりも該軸線に
   直角方向の内法を大であるように形成したものを
   設け、剛性の棒状体からなる該ジヨイント部材の
   先端部を該透孔に挿通したことを特徴とする圧電
   ポンプ。