JPH0442535Y2 - - Google Patents

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JPH0442535Y2
JPH0442535Y2 JP17653187U JP17653187U JPH0442535Y2 JP H0442535 Y2 JPH0442535 Y2 JP H0442535Y2 JP 17653187 U JP17653187 U JP 17653187U JP 17653187 U JP17653187 U JP 17653187U JP H0442535 Y2 JPH0442535 Y2 JP H0442535Y2
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piezoelectric vibrator
pump
piezoelectric
fixed
electrode
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  • Reciprocating Pumps (AREA)

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。
[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] Industrial application field The present invention relates to a pump for delivering liquids such as fuel oil and lubricating oil.

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。
Conventional technology As a fuel pump for a conventional kerosene combustor,
Electromagnetic pumps are widely used, but since such pumps are large in size and are frequency controlled, they have the disadvantage that when a low flow rate is used, the flow rate pulsates and combustion becomes unstable. Furthermore, these electromagnetic pumps generate a lot of noise, consume a lot of power like electric pumps, and are expensive compared to their capacity.

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5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。
Therefore, it has been proposed to use a pump that uses a piezoelectric vibrator instead of the conventional electromagnetic pump. An oil pump is disclosed (FIG. 5). The oil pump in this example has a piezo element c on a metal disc b.
Check valves e and f are provided at both ends of a liquid pressurizing chamber d, which is constructed by opposing the vibrator a obtained by joining the vibrator a, so that the vibrator a sucks liquid by alternately deforming into concave and convex shapes. It is designed to be discharged.

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。
However, with this type of pump, the phase of the input to the vibrator a can be controlled using a commercial power supply, which has the advantage of reducing pulsation even at low flow rates, but since the amount of deformation of the vibrator a is relatively small, the required flow rate is In order to ensure this, it is necessary to take a large area, and the shape of the liquid pressurizing chamber d has to become large. As a result, air and the like tend to remain in the liquid pressurizing chamber, which absorbs changes in volume and deteriorates the pump's function, and also causes problems such as a delay in stabilizing the liquid delivery rate.

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。
In order to solve the above-mentioned problems with conventional piezoelectric pumps, the inventors of the present invention created a pump section that sucks in and discharges liquid in a fixed direction using a reciprocating piston below the liquid surface, and supports it in a cantilevered manner. A small piezoelectric pump characterized in that a piezoelectric vibrator is provided above the liquid level, and the motion of the vibrating end of the piezoelectric vibrator is transmitted to the piston by a joint member provided through the liquid level. We have proposed and applied for a patent.

解決しようとする問題点 かかる新規な圧電ポンプでは圧電振動子の一方
端が片持梁状に固定されているが、固定に際して
位置決めが難しいうえ固定部分に繰返し応力がか
かることによつて固定部分が緩み易いこともあつ
て、固定端から振動端までの長さにばらつきが生
じ、そのため送液量が不揃いとなりまた不安定化
しがちな問題があつた。
Problems to be Solved In this new piezoelectric pump, one end of the piezoelectric vibrator is fixed in the form of a cantilever, but it is difficult to position the piezoelectric vibrator when fixing it, and the fixed part may become damaged due to repeated stress being applied to the fixed part. Since it is easy to loosen, the length from the fixed end to the vibrating end varies, which causes the problem that the amount of liquid fed becomes uneven and tends to become unstable.

そこで本考案は、送液量の精度が高くかつ安定
で寿命の長い圧電ポンプを提供することを目的と
した。
Therefore, the object of the present invention is to provide a piezoelectric pump that is highly accurate in the amount of liquid sent, is stable, and has a long life.

〔考案の構成〕[Structure of the idea]

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、
該圧電振動子は固定端部の電極が設けられていな
い部分を両面から固定部材により挾持固定され、
該固定部材の端縁位置と該電極の端縁位置とが一
致すると共に電極端子部分が該固定部材により被
覆されるよう構成されたことを特徴とするもので
ある。
Means for Solving the Problems The piezoelectric pump of the present invention, which can achieve the above object, has a pump section below the liquid surface that sucks in and discharges liquid in a fixed direction using a reciprocating piston, and has a cantilever shape. A piezoelectric pump configured such that a supported piezoelectric vibrator is provided above a liquid level, and the motion of a vibrating end of the piezoelectric vibrator is transmitted to the piston by a joint member provided through the liquid level,
The piezoelectric vibrator is clamped and fixed by fixing members from both sides of the fixed end portion where no electrode is provided,
The present invention is characterized in that the edge position of the fixing member and the edge position of the electrode match, and the electrode terminal portion is covered with the fixing member.

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。
An example of the piezoelectric pump of the present invention is shown in FIG. In the figure, 1 is a pump case, and a pump chamber 1a is formed at its lower end. Pump room 1a
A suction port 1c is provided on the lower side via an inlet check valve 1b, and a passage communicating with the supply port 1e is provided on the upper side via an outlet check valve 1d. Further, a cylinder part 1f is provided on the side of the pump chamber 1a, and a piston 2 is slidably mounted on the cylinder part 1f.

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。
3 is a plate-shaped piezoelectric vibrator, the upper end 3a is fixed to form a cantilever shape, and the lower end 3b is fixed by applying an alternating voltage to electrodes provided on both sides of the piezoelectric vibrator.
is designed to vibrate (in the left-right direction in the figure). An electrically insulating joint 4 is fixed to the vibrating end 3b of the piezoelectric vibrator, and a rod-shaped joint member 5 is provided along the extending direction of the piezoelectric vibrator 3 via the joint 4.

本考案において用いられる圧電振動子3は、た
とえば第2図に示すような構造を有しており、上
端に固定部材9と結合するための取付孔31bを
有する固定端部31aと下端に接手4と結合する
ための取付孔31d,31eを有する振動端部3
1cとを形成した基体31の両面に板状の圧電セ
ラミツクス体32を接合し、更にその表面に金属
電極33を積層してなるものである。また、固定
部材9は、たとえば硬質プラスチツクスで形成さ
れたもので、周部に枠9aをまた中心部に導線収
容溝9bを設け、基体の固定端部31aを挾持す
る第1挾持部9cには結合孔9eと溶融結着する
ためのピン9fとを設けてあると共に圧電セラミ
ツクス体32の固定端部32aを挾持する第2挾
持部9dを設けてなるものである。このような固
定部材9は、基体の固定端部31aと圧電セラミ
ツクス体の固定端部32aとからなる圧電振動子
の固定端部3aの両面からそれぞれ取り付けら
れ、取付孔31bを通してそれぞれのピン9fを
相手方の結合孔9eに嵌着し、ピン9fの先端部
をたとえば超音波溶着などの方法で溶融変形後固
化させるなどによつて一体に結着する。この際、
電極33の上縁33aから延長して設けられた端
子部33bの先端は導線収容溝9bの内部に位置
するので、導線(図示せず)の太さやハンダ付け
の厚さなどは圧電振動子の固定端3aの固定には
何等影響しない。そして、電極の上縁33aは固
定部材9の下縁9gと一致するように形成されて
おり、電極33の面は固定部材9では挾持されな
いようになつている。
The piezoelectric vibrator 3 used in the present invention has a structure as shown, for example, in FIG. vibrating end 3 having mounting holes 31d and 31e for coupling with
A plate-shaped piezoelectric ceramic body 32 is bonded to both sides of a base body 31 on which 1c is formed, and a metal electrode 33 is further laminated on the surface thereof. The fixing member 9 is made of hard plastic, for example, and has a frame 9a on its periphery and a conductor accommodating groove 9b in the center, and has a first clamping part 9c that clamps the fixed end 31a of the base. is provided with a coupling hole 9e and a pin 9f for fusion bonding, and is also provided with a second clamping portion 9d for clamping the fixed end portion 32a of the piezoelectric ceramic body 32. Such a fixing member 9 is attached from both sides of the fixed end 3a of the piezoelectric vibrator, which consists of a fixed end 31a of the base and a fixed end 32a of the piezoelectric ceramic body, and each pin 9f is attached through the mounting hole 31b. It is fitted into the mating coupling hole 9e, and the tip of the pin 9f is melted and deformed using a method such as ultrasonic welding, and then solidified to be bound together. On this occasion,
Since the tip of the terminal portion 33b extending from the upper edge 33a of the electrode 33 is located inside the conductor housing groove 9b, the thickness of the conductor (not shown) and the thickness of soldering depend on the piezoelectric vibrator. This has no effect on fixing the fixed end 3a. The upper edge 33a of the electrode is formed to match the lower edge 9g of the fixing member 9, so that the surface of the electrode 33 is not held between the fixing member 9.

また、圧電振動子3の振動端3bは、基体31
の下方に延長して形成された振動端部31cと基
体31の上に接合された圧電セラミツクス体32
の振動端部32bとで構成され、接手4と振動端
3bとは固定部材9と固定端3aとの結合とほぼ
同様の方法により結合されていて、電極33の面
は接手4では挾持されない。
Further, the vibrating end 3b of the piezoelectric vibrator 3 is connected to the base body 31
The piezoelectric ceramic body 32 is bonded to the vibrating end portion 31c extending downward and the base body 31.
The joint 4 and the vibration end 3b are connected in substantially the same way as the fixing member 9 and the fixed end 3a, and the surface of the electrode 33 is not clamped by the joint 4.

なお、固定部材9はポンプケース1の上部に形
成された圧電振動子収容部に嵌着して固定されて
いる。
Note that the fixing member 9 is fitted and fixed in a piezoelectric vibrator accommodating portion formed in the upper part of the pump case 1.

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1f内を往復
動するように構成されている。
The joint member 5 is inserted into a through hole 2a formed at the rear end of the piston 2 near its tip, and amplifies the horizontal vibration of the piezoelectric vibrator 3 and transmits it to the piston 2, so that the piston 2 It is configured to move back and forth within the

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。
6 is a protective cover provided to surround the pump section including the pump chamber 1a portion, the suction port 1c, the cylinder section 1f, the piston 2, etc., and the window section 6a provided on the side surface is made of, for example, a fine woven mesh. It is blocked by a filter medium 7 made of a material such as the like, so that only liquid can pass through.

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。
Here, HL is the upper limit liquid level and LL is the lower limit liquid level.

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。
On the other hand, 8 is a control circuit, for example, 100V AC power is supplied from a power supply line 8a, and a signal line 8b
A drive signal controlled by a flow rate adjustment signal input from the piezoelectric vibrator 3 is outputted to the piezoelectric vibrator 3 via an output line 8c.

作 用 このような本考案の圧電ポンプは、圧電振動子
3の振動をジヨイント部材を介してピストン2に
伝えるように構成されているが、圧電振動子3の
電極33は固定部材9で挾持されずまた接手4で
も挾持されないので、圧電振動子3の電歪による
機械的変形が妨げられず、固定部材9も圧電振動
子3からの変形応力によつて挾持力の低下などを
起すこともない。
Function The piezoelectric pump of the present invention is configured to transmit the vibration of the piezoelectric vibrator 3 to the piston 2 via the joint member, but the electrode 33 of the piezoelectric vibrator 3 is held between the fixing members 9. Also, since it is not clamped by the joint 4, mechanical deformation due to electrostriction of the piezoelectric vibrator 3 is not hindered, and the clamping force of the fixing member 9 does not decrease due to deformation stress from the piezoelectric vibrator 3. .

〔考案の効果〕[Effect of idea]

本考案の圧電ポンプは、上述のような圧電振動
子の取付構造を有しているので、圧電振動子の振
動エネルギーが固定端や振動端で損失することな
く効率の高い送液運転ができるほか、固定端や振
動端における結合に緩みなどが生ずるおそれが少
ない。さらにまた、電極の端縁と固定部材や接手
との端縁との位置合わせが極めて容易となり、組
立精度が向上すると共に圧電振動子の機械的出力
特性のばらつきが少なく、信頼性が高いものとな
つた。
The piezoelectric pump of the present invention has the mounting structure for the piezoelectric vibrator as described above, so it can perform highly efficient liquid pumping operation without losing the vibration energy of the piezoelectric vibrator at the fixed end or the vibrating end. , there is little risk of loosening of the connections at the fixed end or the vibrating end. Furthermore, it is extremely easy to align the edge of the electrode with the edge of the fixing member or joint, which improves assembly accuracy and reduces variation in the mechanical output characteristics of the piezoelectric vibrator, resulting in high reliability. Summer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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の正面図であ
り、第3図はその圧電振動子の固定端に結合する
固定部材の正面図aおよび断面図b、第4図はそ
の圧電振動子の振動端に結合した接手の正面図a
および側面図bであり、第5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、3a……固定端、3b……振動端、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、9……固定部
材。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an example of the piezoelectric pump of the present invention, FIG. 2 is a front view of the piezoelectric vibrator, and FIG. 3 is a diagram showing the fixing member connected to the fixed end of the piezoelectric vibrator. Front view a and cross-sectional view b, and Figure 4 is a front view a of the joint connected to the vibrating end of the piezoelectric vibrator.
and a side view b, and FIG. 5 is a sectional view of a conventional piezoelectric oil pump. 1...Pump case, 1a...Pump chamber, 1f
... Cylinder part, 2 ... Piston, 3 ... Piezoelectric vibrator, 3a ... Fixed end, 3b ... Vibration end, 4 ...
Joint, 5... Joint member, 6... Protective cover, 7... Filter medium, 8... Control circuit, 9... Fixing member.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 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、該圧電振動
子は固定端部の電極が設けられていない部分を両
面から固定部材により挾持固定され、該固定部材
の端縁位置と該電極の端縁位置とが一致すると共
に電極端子部分が該固定部材により被覆されるよ
う構成されたことを特徴とする圧電ポンプ。
A pump section that draws in and discharges liquid in a fixed direction using a reciprocating piston is provided below the liquid surface, and a piezoelectric vibrator supported in a cantilevered manner is provided above the liquid surface.
In a piezoelectric pump configured to transmit the motion of the vibrating end of the piezoelectric vibrator to the piston by a joint member provided through the liquid surface, the piezoelectric vibrator has a fixed end portion where an electrode is not provided. A piezoelectric pump, characterized in that it is clamped and fixed by fixing members from both sides, the edge position of the fixing member matches the edge position of the electrode, and the electrode terminal portion is covered with the fixing member. .
JP17653187U 1987-11-20 1987-11-20 Expired JPH0442535Y2 (en)

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Publication Number Publication Date
JPH0180676U JPH0180676U (en) 1989-05-30
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