JPS61123782A - 圧電式ポンプ - Google Patents
圧電式ポンプInfo
- Publication number
- JPS61123782A JPS61123782A JP59244960A JP24496084A JPS61123782A JP S61123782 A JPS61123782 A JP S61123782A JP 59244960 A JP59244960 A JP 59244960A JP 24496084 A JP24496084 A JP 24496084A JP S61123782 A JPS61123782 A JP S61123782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- piezoelectric element
- pump
- bimorph
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Reciprocating Pumps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
竜業上の利用分野
本発明は圧電セラミックを駆動源とする流体加圧・輸送
に利用する流体ポンプに関するものである。
に利用する流体ポンプに関するものである。
従来の技術
従来この種のポンプにおいては、第６図に示すように容
器１にビス２の力を利用して非対称型バイモルフ３（以
下圧電素子と呼ぶ）をシール材４を設けて取付はポンプ
室５を構成させていた。この構成によると、環境温度が
低下してくると圧電素子３の温度特性により同じ交流駆
動電圧を印加しているにもかかわらず、振巾が小さくな
りポンプ室５の膨脹・収縮の量が減少してその結果ポン
プの流量が大巾に低下する現象を防止出来なかった。ポ
ンプ流量が環境温度により大巾に変化することは、ポン
プを利用する而から望ましいこととは言えないものであ
る。
器１にビス２の力を利用して非対称型バイモルフ３（以
下圧電素子と呼ぶ）をシール材４を設けて取付はポンプ
室５を構成させていた。この構成によると、環境温度が
低下してくると圧電素子３の温度特性により同じ交流駆
動電圧を印加しているにもかかわらず、振巾が小さくな
りポンプ室５の膨脹・収縮の量が減少してその結果ポン
プの流量が大巾に低下する現象を防止出来なかった。ポ
ンプ流量が環境温度により大巾に変化することは、ポン
プを利用する而から望ましいこととは言えないものであ
る。
ち明が解決しようとする問題点
本発明は環境温度が低下してもポンプ流量の低下が少な
い性能の安定した圧電式ポンプを提供するものである。
い性能の安定した圧電式ポンプを提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
この目的を達成するために本発明は、圧電素子を容器に
取付ける時、圧電素子の外周において拘束するごとく、
寸法的に嵌合し容器の材質を圧電素子の熱膨脹係数の大
きなものとするとともに、圧電素子の軸方向移動を可能
な構成としつつ、容器と圧？「素子を結合するものであ
る。
取付ける時、圧電素子の外周において拘束するごとく、
寸法的に嵌合し容器の材質を圧電素子の熱膨脹係数の大
きなものとするとともに、圧電素子の軸方向移動を可能
な構成としつつ、容器と圧？「素子を結合するものであ
る。
作 用
このように構成することにより、環境温度が低下すると
熱膨脹係数の大きな容器が圧電素子よりも大きく収縮す
る。すると圧電素子はその外周において拘束嵌合されて
いるため径方向の力を受け、その結果、軸方向への変位
を発生する。軸方向には圧電素子が移動可能とされてい
るために、圧電素子は軸方向に歪みを生じ、この結果圧
電素子の膨脹・収縮の作動面積が増大して、圧電素子の
温度による膨脹・収縮の振巾低下を補償し、ポンプ流用
の低下を小さくすることが達成できるものである。
熱膨脹係数の大きな容器が圧電素子よりも大きく収縮す
る。すると圧電素子はその外周において拘束嵌合されて
いるため径方向の力を受け、その結果、軸方向への変位
を発生する。軸方向には圧電素子が移動可能とされてい
るために、圧電素子は軸方向に歪みを生じ、この結果圧
電素子の膨脹・収縮の作動面積が増大して、圧電素子の
温度による膨脹・収縮の振巾低下を補償し、ポンプ流用
の低下を小さくすることが達成できるものである。
実施例
以下、本発明の実施例を第１図〜第５図を用いて説明す
る。
る。
第１図において容器１と流入流路６、出口流路７は一体
に成形されており、それぞれはポンプ室５と連通になっ
ている。流入流路６には、出口流路７に向って順方向の
逆止弁８、出口流路７には流入流路６に向って逆方向の
逆止弁９が設けられ、ポンプ室５の体積が増大する時に
は、流入流路６より流体を吸入し、ポンプ室５の体積が
減少する時には、出口流量７より流体を吐出する構成に
なっている。圧電素子３は第２図ａ、ｂに示すように金
属円板１０と圧電セラミック１１を接着材で貼り付けた
構成で、しかも圧電セラミック１１の表面には電極が印
刷して設けられている。（図示せず）これは通常、圧電
ブザーとして市場に出ているものである。この圧電素子
３を容器１に外周１２を拘束して嵌合されており、さら
に容′ａ１と圧電素子３の間をシールするシール材４が
シール材押え金具１３により押え付けられて位置決めさ
れ、蓋１４により固定されている。シール材押え金具１
３は圧電素子３とは接せず、すき間を存しており、シー
ル材４は、ゴム等の高分子弾性体で構成され、圧電素子
３はポンプ室５より外側に力を受けるとシール材４０弾
性範囲内で変位可能になっている。
に成形されており、それぞれはポンプ室５と連通になっ
ている。流入流路６には、出口流路７に向って順方向の
逆止弁８、出口流路７には流入流路６に向って逆方向の
逆止弁９が設けられ、ポンプ室５の体積が増大する時に
は、流入流路６より流体を吸入し、ポンプ室５の体積が
減少する時には、出口流量７より流体を吐出する構成に
なっている。圧電素子３は第２図ａ、ｂに示すように金
属円板１０と圧電セラミック１１を接着材で貼り付けた
構成で、しかも圧電セラミック１１の表面には電極が印
刷して設けられている。（図示せず）これは通常、圧電
ブザーとして市場に出ているものである。この圧電素子
３を容器１に外周１２を拘束して嵌合されており、さら
に容′ａ１と圧電素子３の間をシールするシール材４が
シール材押え金具１３により押え付けられて位置決めさ
れ、蓋１４により固定されている。シール材押え金具１
３は圧電素子３とは接せず、すき間を存しており、シー
ル材４は、ゴム等の高分子弾性体で構成され、圧電素子
３はポンプ室５より外側に力を受けるとシール材４０弾
性範囲内で変位可能になっている。
以上の構成で動作を説明する。圧電素子３に交流駆動電
圧（図示せず）を印加すると圧電素子３は凹凸に変形す
る。この凹凸の変形によるポンプ室５の体積変化により
、流入流路６より出口流路７への流体流が生ずる。今環
境温度２０°Ｃで第３図のように圧電素子３と容器１が
嵌合された場合を考える。電圧を印加してポンプ室５内
の流体を押し出す時、圧電素子３は点線のように△Ｌ１
だけわん曲する。この時の作動面積はＡ１で表示される
。この状態から環境温度が低下すると容器１は収縮する
ので圧電素子３は第４図のようにポンプ室５より外側に
わん曲する。これは容”１７’ｓ １と圧電素子３の外
周の端部１５が収縮してくるからである。その結果、圧
電素子３の作動面積Ａ２は、ポンプ室５の外周１６よシ
外側に移動するため増大する。すなわち、ＡＩ ＜Ａ２
となる。圧電素子３に電圧を印加すると△Ｌ２だけわん
曲する。このわん曲の値△Ｌ１と△Ｌ２は圧電素子３へ
の印加電圧と環境温度により決定され、△Ｌ１〉△Ｌ２
となるが、ＡＩ ＜Ａ２であるが故に、ポンプ室５の体
積変化△ｖは、△Ｖ１ ｏｃ △ｒ、１− ＡＩ 、△
Ｖ２０ｃ△Ｌ２・Ａ２の関係があるので各々、嵌合の寸
法値、圧電素子３の寸法を最適化すれば、△ｖ１り△ｖ
２にすることが可能となる。第４図のように圧電素子３
がわん曲するのはシール材４が弾性体であることによる
。ポンプ特性を第５図によって説明すると、環境温度が
変化すると直線！のごとく変化する。これは従来品の特
性であり、本発明のものでは、金板りに２０°Ｃで組立
嵌合を実施した場合環境温度が２０℃以下になると直線
■のようになり、温度低下による流量低下は改善される
のである。これは、作動面積Ａ２が増大することにより
補償されたためである。
圧（図示せず）を印加すると圧電素子３は凹凸に変形す
る。この凹凸の変形によるポンプ室５の体積変化により
、流入流路６より出口流路７への流体流が生ずる。今環
境温度２０°Ｃで第３図のように圧電素子３と容器１が
嵌合された場合を考える。電圧を印加してポンプ室５内
の流体を押し出す時、圧電素子３は点線のように△Ｌ１
だけわん曲する。この時の作動面積はＡ１で表示される
。この状態から環境温度が低下すると容器１は収縮する
ので圧電素子３は第４図のようにポンプ室５より外側に
わん曲する。これは容”１７’ｓ １と圧電素子３の外
周の端部１５が収縮してくるからである。その結果、圧
電素子３の作動面積Ａ２は、ポンプ室５の外周１６よシ
外側に移動するため増大する。すなわち、ＡＩ ＜Ａ２
となる。圧電素子３に電圧を印加すると△Ｌ２だけわん
曲する。このわん曲の値△Ｌ１と△Ｌ２は圧電素子３へ
の印加電圧と環境温度により決定され、△Ｌ１〉△Ｌ２
となるが、ＡＩ ＜Ａ２であるが故に、ポンプ室５の体
積変化△ｖは、△Ｖ１ ｏｃ △ｒ、１− ＡＩ 、△
Ｖ２０ｃ△Ｌ２・Ａ２の関係があるので各々、嵌合の寸
法値、圧電素子３の寸法を最適化すれば、△ｖ１り△ｖ
２にすることが可能となる。第４図のように圧電素子３
がわん曲するのはシール材４が弾性体であることによる
。ポンプ特性を第５図によって説明すると、環境温度が
変化すると直線！のごとく変化する。これは従来品の特
性であり、本発明のものでは、金板りに２０°Ｃで組立
嵌合を実施した場合環境温度が２０℃以下になると直線
■のようになり、温度低下による流量低下は改善される
のである。これは、作動面積Ａ２が増大することにより
補償されたためである。
発明の効果
圧電素子を取付ける。容器の熱膨脹係数を大きくし、圧
電素子の外周を嵌合させ、容器と圧電素子の熱収縮量の
差によって強制的に圧電素子をわん曲させ、その結果と
して膨脹・収縮の作動面積を増大させるごとくしである
ことによって、環境温度の低下による圧電素子の膨脹・
収縮の振巾低下を補償し、ポンプ流量の低下を最小限忙
することが可能となる。
電素子の外周を嵌合させ、容器と圧電素子の熱収縮量の
差によって強制的に圧電素子をわん曲させ、その結果と
して膨脹・収縮の作動面積を増大させるごとくしである
ことによって、環境温度の低下による圧電素子の膨脹・
収縮の振巾低下を補償し、ポンプ流量の低下を最小限忙
することが可能となる。
、 第１図は本発明の一実施例の圧電式ポンプの側断面
図、第２図ａは非対称型バイモルフの正面図、第２図す
は第２図ａ Ｌｆ）Ａ −Ａ線断面図、第３図は組立温
度による非対称型バイモルフ部分の部分側断面図、第４
図は温度が低下した場合の非対称型バイモルフ部分の側
断面図、第５図は環境温度とポンプ流量の相関説明グラ
フ、第６図は従来の圧電式ポンプの部分側断面図である
。 １・・・−容器、３−・・非対称型バイモルフ、４・・
・・・シール材、５・・・・・・ポンプ室、６・・・・
・流入流路、７−・・・・出口流路、８・・・・・・逆
止弁、９・・・・・・逆止弁、１０・・・・・・金属円
板、１１−・・圧電セラミック。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２（１！ＩＩ
図、第２図ａは非対称型バイモルフの正面図、第２図す
は第２図ａ Ｌｆ）Ａ −Ａ線断面図、第３図は組立温
度による非対称型バイモルフ部分の部分側断面図、第４
図は温度が低下した場合の非対称型バイモルフ部分の側
断面図、第５図は環境温度とポンプ流量の相関説明グラ
フ、第６図は従来の圧電式ポンプの部分側断面図である
。 １・・・−容器、３−・・非対称型バイモルフ、４・・
・・・シール材、５・・・・・・ポンプ室、６・・・・
・流入流路、７−・・・・出口流路、８・・・・・・逆
止弁、９・・・・・・逆止弁、１０・・・・・・金属円
板、１１−・・圧電セラミック。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２（１！ＩＩ
Claims (1)
- 流入流路及び出口流路を有する容器に金属円板に円板状
圧電セラミックを貼り付けた非対称型バイモルフを径方
向に拘束して取付けポンプ室を形成し、前記流入流路及
び出口流路にそれぞれ逆止弁を設け、前記非対称型バイ
モルフに交流駆動電圧を印加して前記ポンプ室を膨脹・
収縮させ、前記流入流路から出口流路に流体流れを生じ
させるとともに、前記容器を金属より熱膨脹係数の大き
な物質で構成し、環境温度が低下するに従い、前記容器
と金属円板の収縮の差の力によって前記非対称型バイモ
ルフの膨脹・収縮の作動面積を増大させた圧電式ポンプ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244960A JPS61123782A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 圧電式ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244960A JPS61123782A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 圧電式ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61123782A true JPS61123782A (ja) | 1986-06-11 |
Family
ID=17126508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59244960A Pending JPS61123782A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 圧電式ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61123782A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6589229B1 (en) | 2000-07-31 | 2003-07-08 | Becton, Dickinson And Company | Wearable, self-contained drug infusion device |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59244960A patent/JPS61123782A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6589229B1 (en) | 2000-07-31 | 2003-07-08 | Becton, Dickinson And Company | Wearable, self-contained drug infusion device |
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