JP2002130137A - Piezoelectric pump - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子の振動
により液体を吸入及び圧送して搬送する圧電ポンプに関
し、特に圧電振動子側への液漏れを防止した圧電ポンプ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric pump for sucking, pumping and conveying a liquid by vibrating a piezoelectric vibrator, and more particularly to a piezoelectric pump for preventing liquid leakage to the piezoelectric vibrator side.
【0002】[0002]
【従来の技術】圧電振動子の振動によって液体を吸入及
び圧送して搬送する圧電ポンプは、従来、図4に示すよ
うな構造をなしていた。図4は、従来の圧電ポンプを示
す断面図である。この圧電ポンプ100は、入力ポート
101と出力ポート102が形成されたポンプ本体10
3に、断面凹形のインナープレート104がはめ込ま
れ、そのインナープレート104内には、圧電振動子1
05を接着した振動板106がはめ込まれてポンプ室1
07を構成している。その振動板106は、その周縁部
がシール用の0リング108を挟んで蓋体109によっ
て押さえ付けられ、ポンプ室107内の液漏れが防止さ
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, a piezoelectric pump for sucking, pumping and conveying a liquid by vibrating a piezoelectric vibrator has a structure as shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view showing a conventional piezoelectric pump. The piezoelectric pump 100 has a pump body 10 having an input port 101 and an output port 102 formed therein.
3 is fitted with an inner plate 104 having a concave cross section.
The diaphragm 106 with the adhesive 05 is fitted into the pump chamber 1
07. The vibrating plate 106 has its peripheral edge pressed down by a lid 109 with a sealing O-ring 108 interposed therebetween to prevent liquid leakage in the pump chamber 107.
【0003】圧電ポンプ100は、ポンプ室107が振
動板106によって容積可変に形成され、そこに一次側
流路111と出力ポート112とが連通するように、入
力側弁孔113と出力側弁孔114とが形成されてい
る。そして、その入力側弁孔113には、傘部をポンプ
室107側にして逆止弁115が取り付けられ、出力側
弁孔114には、傘部を出力ポート102側にして逆止
弁116が取り付けられ、入力ポート101から入った
液体は、逆流することなくポンプ室107を通って出力
ポート102へと流れよう構成されている。In the piezoelectric pump 100, a pump chamber 107 is formed to have a variable volume by a vibration plate 106, and an input side valve hole 113 and an output side valve hole are connected so that a primary side flow path 111 and an output port 112 communicate with each other. 114 are formed. A check valve 115 is attached to the input side valve hole 113 with the head portion facing the pump chamber 107, and a check valve 116 is connected to the output side valve hole 114 with the head portion facing the output port 102. Attached, the liquid entering from the input port 101 is configured to flow to the output port 102 through the pump chamber 107 without backflow.
【0004】そこで、このような圧電ポンプは、電圧を
印加した圧電振動子105の歪みによって振動板106
が撓んで振動すると、ポンプ室107内の容積が変化
し、そのポンプ動作によって液体が搬送される。具体的
には、ポンプ室107が広くなって圧力が低くなると、
入力ポート101から逆止弁115を撓ませて液体がポ
ンプ室107に吸入され、次いでポンプ室107が狭く
なって圧力が高まると、そのポンプ室107内の液体が
加圧され、逆止弁116を撓ませて出力ポート102へ
と吐出されて搬送される。Therefore, such a piezoelectric pump is provided with a vibration plate 106 due to distortion of a piezoelectric vibrator 105 to which a voltage is applied.
When flexing and vibrating, the volume in the pump chamber 107 changes, and the liquid is transported by the pump operation. Specifically, when the pump chamber 107 is widened and the pressure is low,
The liquid is sucked into the pump chamber 107 by bending the check valve 115 from the input port 101, and then, when the pump chamber 107 becomes narrow and the pressure increases, the liquid in the pump chamber 107 is pressurized and the check valve 116 is released. Is bent and discharged to the output port 102 to be conveyed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の圧電ポンプでは、ポンプ動作を行うポンプ室1
07内で加圧された液体が、振動板106を回り込んで
反対側に漏れ、液体に触れた圧電振動子が腐食し、或い
は絶縁破壊を起こす問題があった。これは、液体搬送を
行うポンプ動作の際、振動板106が撓んでインナープ
レート104と蓋体109との間に挟まれたシール部分
にも動きが伝わるため、0リング108があっても微妙
なズレによって漏れやすくなっているからと考えられ
る。However, in such a conventional piezoelectric pump, a pump chamber 1 for performing a pump operation is provided.
There is a problem that the liquid pressurized in 07 leaks to the opposite side around the vibrating plate 106, causing corrosion of the piezoelectric vibrator touching the liquid or causing dielectric breakdown. This is because, during the pump operation for transferring the liquid, the vibration plate 106 bends and the movement is transmitted to the seal portion sandwiched between the inner plate 104 and the lid 109. It is considered that the gap has made it easy to leak.
【0006】そこで、本発明は、ポンプ室からの液漏れ
を防止した圧電ポンプを提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a piezoelectric pump in which liquid leakage from a pump chamber is prevented.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の圧電ポンプは、
圧電振動子によって振動させる振動面をもったポンプ室
に、一次流路側及び二次流路側にそれぞれ逆止弁を設
け、振動面の振動によるポンプ動作によって液体搬送を
行うものであって、ポンプ本体内に、前記逆止弁を備え
たインナープレートと、前記圧電振動子を接着させたカ
ートリッジを重ねて組み込み、そのインナープレートと
カートリッジとの間の空間を前記ポンプ室とするもので
あって、前記カートリッジが、前記圧電振動子が接着さ
れた底面の振動部と、その周縁部に前記インナープレー
ト側へ押し付ける厚肉円筒状のガイド部とからなるもの
であることを特徴とする。According to the present invention, there is provided a piezoelectric pump comprising:
A pump chamber having a vibration surface vibrated by a piezoelectric vibrator, a check valve is provided on each of a primary flow path side and a secondary flow path side, and a liquid is conveyed by a pump operation due to vibration of the vibration surface. Inside, an inner plate having the check valve and a cartridge to which the piezoelectric vibrator is adhered are incorporated in a stack, and a space between the inner plate and the cartridge is used as the pump chamber, The cartridge is characterized by comprising a vibrating portion on the bottom surface to which the piezoelectric vibrator is adhered, and a thick-walled cylindrical guide portion pressed against the inner plate side at a peripheral portion thereof.
【0008】従って、本発明の圧電ポンプでは、圧電振
動子が径方向に伸縮して撓み振動が生じると、それに伴
ってカートリッジの振動部も同様に撓み振動を起こし、
ポンプ室の容積が拡張・縮小して液体の吸引及び吐出が
繰り返えされる。その際、カートリッジは、振動する振
動部の周りが剛性の高いガイド部によって位置決めされ
るため、ポンプ室周りのシール部分の安定性が良く、ポ
ンプ室からの液漏れを防止することができるようになっ
た。Therefore, in the piezoelectric pump of the present invention, when the piezoelectric vibrator expands and contracts in the radial direction and generates bending vibration, the vibrating portion of the cartridge also generates bending vibration.
The volume of the pump chamber expands and contracts, and the suction and discharge of the liquid are repeated. At that time, the cartridge is positioned around the vibrating portion that vibrates by the guide portion having high rigidity, so that the sealing portion around the pump chamber has good stability and liquid leakage from the pump chamber can be prevented. became.
【0009】また、本発明の圧電ポンプは、前記ポンプ
室と一次流路側及び二次流路側とを連通し、前記逆止弁
によって開閉する弁孔が長孔であることを特徴とする。
従って、本発明の圧電ポンプによれば、円形断面の弁孔
を複数設けていた従来のもの比べて通過断面積を大きく
することができ、液体の圧力損失を抑え、効率よく液体
搬送を行うことができるようになった。Further, the piezoelectric pump of the present invention is characterized in that the pump chamber communicates with the primary flow path side and the secondary flow path side, and a valve hole which is opened and closed by the check valve is a long hole.
Therefore, according to the piezoelectric pump of the present invention, the passage cross-sectional area can be increased as compared with the conventional one in which a plurality of valve holes having a circular cross section are provided, the pressure loss of the liquid is suppressed, and the liquid is efficiently transported. Is now available.
【0010】また、本発明の圧電ポンプは、前記インナ
ープレートが、前記カートリッジに押さえ付けられ、前
記ポンプ室を囲む周縁部分にシール用のOリングを入れ
る環状溝が形成され、その環状溝から前記二次流路側の
逆止弁の弁孔につながる排出溝が形成されたものである
ことを特徴とする。従って、本発明は、圧電ポンプを排
出溝が中央で上下真っ直ぐになるように配置すれば、ポ
ンプ室内のエアが環状溝内に入って上昇し、ポンプ動作
に従いそこから排出溝を通って弁孔から徐々に押し出さ
れていく。そのため、ポンプ室内のエアを自らのポンプ
動作で排出させることができ、エアによるポンプ特性の
低下を回避することができる。Further, in the piezoelectric pump according to the present invention, the inner plate is pressed against the cartridge, and an annular groove for inserting a sealing O-ring is formed in a peripheral portion surrounding the pump chamber. A discharge groove connected to the valve hole of the check valve on the secondary flow path side is formed. Therefore, according to the present invention, if the piezoelectric pump is arranged so that the discharge groove is straight up and down at the center, the air in the pump chamber rises into the annular groove and rises through the discharge groove according to the pump operation. It is gradually pushed out from. Therefore, the air in the pump chamber can be discharged by its own pump operation, and the deterioration of the pump characteristics due to the air can be avoided.
【0011】また、本発明の圧電ポンプは、前記一次流
路及び二次流路を共通にし、前記インナープレートとカ
ートリッジとの間の空間に形成される2つのポンプ室を
1つのポンプ本体に設けたことを特徴とする。従って、
本発明の圧電ポンプによれば、搬送する液体の粘性に応
じてシングル又はダブル、或いは圧電振動子の振動周波
数を適宜制御することにより、適切な流量の液体を搬送
することができる。しかも、ダブルポンプでありながら
圧電ポンプ自体はコンパクトに構成することができる。Further, in the piezoelectric pump of the present invention, the primary flow path and the secondary flow path are made common, and two pump chambers formed in a space between the inner plate and the cartridge are provided in one pump main body. It is characterized by having. Therefore,
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the piezoelectric pump of this invention, the liquid of a suitable flow can be conveyed by controlling single or double, or the vibration frequency of a piezoelectric vibrator suitably according to the viscosity of the liquid to convey. In addition, the piezoelectric pump itself can be made compact while being a double pump.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る圧電ポンプの
一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1
は、そうした本実施形態の圧電ポンプを示した断面図で
あり、図2は、同じ圧電ポンプの一方を分解した分解斜
視図である。本実施形態の圧電ポンプ1は、入出力ポー
ト間に2つのポンプを一体に設けたダブルポンプタイプ
で構成されたものである。Next, an embodiment of a piezoelectric pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 2 is a sectional view showing such a piezoelectric pump of the present embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view in which one of the same piezoelectric pump is disassembled. The piezoelectric pump 1 of the present embodiment is of a double pump type in which two pumps are integrally provided between input / output ports.
【0013】ポンプ本体2には、流路を挟んで両面に円
形凹状のポンプ組立部5,6が形成され、入力ポート3
からポンプ組立部5,6へ連通する一次側流路7と、そ
のポンプ組立部5,6から出力ポート4へ連通する二次
側流路8とが形成されている。そして、その両方のポン
プ組立部5,6には、同じ構成からなるポンプが設けら
れている。そこで、ポンプの構成については、各部材に
ついて両方とも同じ番号を付し、片側のみを見て説明す
ることとする。The pump body 2 is formed with circular concave pump assembly portions 5 and 6 on both sides of the flow path.
A primary side flow path 7 communicating with the pump assembly parts 5, 6 and a secondary side flow path 8 communicating with the output port 4 from the pump assembly parts 5, 6 are formed. The pumps having the same configuration are provided in both of the pump assembly sections 5 and 6. Therefore, regarding the configuration of the pump, the same numbers will be assigned to both members, and only one side will be described.
【0014】ポンプ組立部5には、逆止弁11,12を
備えたインナープレート13と、圧電振動子14が接着
されたカートリッジ15とが重ねて装填され、ポンプ本
体2にネジ止めされたカバー16によって閉じられてい
る。インナープレート13は、ポンプ組立部5の径より
少し小さめの円盤であって、逆止弁11,12が一次側
流路7及び二次側流路8の開口部分に適切に配置される
よう、ポンプ組立部5へは突起にはめ込んで位置決めす
るようになっている。The pump assembly 5 is loaded with an inner plate 13 having check valves 11 and 12 and a cartridge 15 to which a piezoelectric vibrator 14 is adhered, and a cover screwed to the pump body 2. It is closed by 16. The inner plate 13 is a disk slightly smaller than the diameter of the pump assembly section 5 so that the check valves 11 and 12 are appropriately arranged at the opening portions of the primary flow path 7 and the secondary flow path 8. The pump assembly 5 is fitted into the projection and positioned.
【0015】一方、カートリッジ15は、圧電振動子1
4が接着された底面の振動部15Bと、その周縁部に起
立した厚肉円筒状のガイド部15Aとからなる、いわゆ
る器型をしたものであり、ガイド部15Aをポンプ組立
部5の側面に気密に摺接させ、そのガイド部15A部分
でインナープレート13をポンプ本体2へ強く押し付け
るようにして装填されている。インナープレート13
は、そうしたガイド部15Aの押し付けられる面に環状
溝31が形成され、シール用のOリング17が装着され
ている。そして、環状溝31に囲まれた内側が浅く凹ん
で形成され、カートリッジ15の振動部15Bに塞がれ
て形成された僅かな隙間がポンプ室18として構成され
ている。On the other hand, the cartridge 15 includes the piezoelectric vibrator 1
4 is a so-called container-shaped structure including a vibrating portion 15B on the bottom surface to which the adhesive member 4 is adhered and a thick cylindrical guide portion 15A standing upright on the peripheral portion thereof. The inner plate 13 is mounted in such a manner that the inner plate 13 is pressed tightly against the pump body 2 at the guide portion 15A. Inner plate 13
An annular groove 31 is formed on the surface of the guide portion 15A against which the guide portion 15A is pressed, and an O-ring 17 for sealing is mounted. The pump chamber 18 is formed with a small gap formed by being shallowly recessed on the inside surrounded by the annular groove 31 and closed by the vibrating portion 15B of the cartridge 15.
【0016】ここで、図3は、インナープレート13の
ポンプ室18側を示した平面図である。インナープレー
ト13には、その中心点を対称に入力側用の逆止弁11
と出力側用の逆止弁12とが設けられる。圧電ポンプ1
の逆止弁11,12はアンブレラ弁であって、その対称
に設けられた取り付け箇所には、柄の部分を差し込んで
固定するための位置決孔32,33と、液体の通り路に
なる弁孔34,35とが形成されている。特に、本実施
形態では、弁孔34,35の形状を、湾曲した長孔にし
て流路断面積が大きくなるようにしている。更に、イン
ナープレート13には、出力弁12が取り付けられてい
る凹部36と環状溝31とが排出溝37によって接続さ
れている。FIG. 3 is a plan view showing the pump chamber 18 side of the inner plate 13. The check valve 11 for the input side is provided symmetrically with respect to the center point of the inner plate 13.
And a check valve 12 for the output side. Piezoelectric pump 1
Check valves 11 and 12 are umbrella valves. Positioning holes 32 and 33 for inserting and fixing a handle portion are provided at symmetrically provided mounting points, and valves which become liquid passages are provided. Holes 34 and 35 are formed. In particular, in this embodiment, the shape of the valve holes 34 and 35 is made into a curved long hole so that the flow path cross-sectional area becomes large. Further, a recess 36 in which the output valve 12 is mounted and the annular groove 31 are connected to the inner plate 13 by a discharge groove 37.
【0017】カートリッジ15は、圧電振動子14の接
着された振動部15Bがポンプ動作に影響を及ぼさない
ように、薄く形成されている。圧電ポンプ1は、前述し
たように、振動部15Bがポンプ室18を構成する一面
となり、その面が圧電振動子14によって振幅してポン
プ動作を行うため、振動部15Bの抵抗が大きければ振
幅量が小さくなって搬送能力が低下してしまうからであ
る。そのため、振動部15Bは、必要とする搬送能力を
発揮させることができるだけの厚さで形成されている。The cartridge 15 is formed thin so that the vibrating portion 15B to which the piezoelectric vibrator 14 is bonded does not affect the pump operation. As described above, in the piezoelectric pump 1, the vibrating portion 15 </ b> B forms one surface of the pump chamber 18, and the surface performs amplitude operation by the piezoelectric vibrator 14 to perform the pumping operation. Is reduced, and the carrying capacity is reduced. For this reason, the vibrating portion 15B is formed with a thickness enough to exhibit the required transfer capability.
【0018】振動部15Bに接着された圧電振動子14
は、2枚の圧電体が貼り合わされたバイモルフ型であ
り、膜状電極が貼着され、その膜状電極に接続されたリ
ード線21がポンプ本体から外に伸びている。そして、
こうした圧電振動子14は、振動部15Bに形成された
薄肉部分に合わせ、弾性接着剤によって貼り合わされて
いる。なお、本実施形態では、このように圧電体を積層
したバイモルフ型の圧電振動子14を使用しているが、
このほかに単層のユニモルフ型としてもよい。そこで、
圧電ポンプ1は、こうして構成されたインナープレート
13及びカートリッジ15が順にポンプ組立部5にはめ
込まれ、それらが図1の如くガタのないように、ポンプ
本体2にネジ止めされたカバー16によって押さえ付け
られて一体のものとなっている。The piezoelectric vibrator 14 bonded to the vibrating part 15B
Is a bimorph type in which two piezoelectric bodies are bonded, a membrane electrode is adhered, and a lead wire 21 connected to the membrane electrode extends out of the pump body. And
The piezoelectric vibrator 14 is bonded to a thin portion formed in the vibrating portion 15B by an elastic adhesive. In the present embodiment, the bimorph type piezoelectric vibrator 14 in which the piezoelectric bodies are laminated as described above is used.
In addition, a single-layer unimorph type may be used. Therefore,
In the piezoelectric pump 1, the inner plate 13 and the cartridge 15 configured as described above are sequentially fitted into the pump assembly unit 5, and they are pressed down by the cover 16 screwed to the pump body 2 so that there is no play as shown in FIG. It has become one.
【0019】続いて、このように構成された圧電ポンプ
1では、次のような動作によって液体の搬送が行われ
る。圧電ポンプ1は、圧電振動子14に電圧が印加され
ると、圧電振動子14が径方向に伸縮して撓み振動が生
じる。そのため、カートリッジ15の振動部15Bが接
着された圧電振動子14と同様に撓み振動を起こし、ポ
ンプ室18の容積が拡張・縮小することによって室内が
負圧になり、又は加圧され、液体の吸引及び吐出を繰り
返すポンプ動作が行われる。具体的には、先ずカートリ
ッジ15の振動部15Bが、圧電振動子14に従ってポ
ンプ室18の容積を拡張する方向に撓めば、負圧になっ
たポンプ室18内に液体が吸引されて流れ込む。このと
き、二次側の液体は、逆止弁12によって弁孔34が閉
じられ、ポンプ室18内へ流れ込むことはない。Subsequently, in the piezoelectric pump 1 configured as described above, the liquid is conveyed by the following operation. In the piezoelectric pump 1, when a voltage is applied to the piezoelectric vibrator 14, the piezoelectric vibrator 14 expands and contracts in the radial direction and generates bending vibration. Therefore, the vibration part 15B of the cartridge 15 bends and vibrates in the same manner as the piezoelectric vibrator 14 to which the adhesive is bonded, and the volume of the pump chamber 18 expands / contracts, so that the chamber becomes a negative pressure or is pressurized. A pump operation that repeats suction and discharge is performed. Specifically, first, when the vibrating portion 15B of the cartridge 15 bends in the direction in which the volume of the pump chamber 18 is expanded according to the piezoelectric vibrator 14, the liquid is sucked and flows into the pump chamber 18 which has become a negative pressure. At this time, the liquid on the secondary side does not flow into the pump chamber 18 because the valve hole 34 is closed by the check valve 12.
【0020】そして、液体の吸入によってポンプ室18
が充填された後、圧電振動子14に逆向きの電圧が印加
され、振動部15Bがポンプ室18の容積を縮小する方
向に撓めば、充填された液体が加圧されて押し出され
る。加圧された液体は、逆止弁11によって一次側へ逆
流することはなく、逆止弁12側から二次側へと吐出さ
れる。従って、圧電ポンプ1では、圧電振動子14へ印
加する電圧の切り換えを制御することにより、ポンプ室
18を構成するカートリッジ25の振動部15Bを振動
させ、一次側から吸引した液体を継続して二次側へ吐出
する液体搬送が行われることとなる。Then, the pump chamber 18 is sucked by the liquid.
Is filled, a reverse voltage is applied to the piezoelectric vibrator 14, and if the vibrating part 15B flexes in a direction to reduce the volume of the pump chamber 18, the filled liquid is pressurized and pushed out. The pressurized liquid does not flow back to the primary side by the check valve 11, but is discharged from the check valve 12 side to the secondary side. Therefore, in the piezoelectric pump 1, by controlling the switching of the voltage applied to the piezoelectric vibrator 14, the vibration part 15B of the cartridge 25 constituting the pump chamber 18 is vibrated, and the liquid sucked from the primary side is continuously discharged. The liquid to be discharged to the next side is conveyed.
【0021】そこで、こうした本実施形態の圧電素子ポ
ンプ1によれば、カートリッジ15を使用することによ
って、ポンプ室18内に入った液体の漏れが防止でき、
圧電振動子14の腐食や絶縁破壊などの不具合が解消さ
れた。これは、シール部分に剛性の高いガイド部15A
を押さえ付けてシールするようにしたことにより、振動
部15Bが圧電振動子14によって撓み振動を受けても
その動きがシール部分には伝わらず、Oリング17を含
むインナープレート13及びカートリッジ15との密着
性が良くなったからである。なお、本実施形態では、後
述するエア抜きの関係でOリング17をインナープレー
ト3に形成した環状溝31へはめ込んでいるが、例え
ば、ガイド部15A外側面に形成した環状溝に入れて、
ポンプ本体2との間でシールするようにしても良い。Therefore, according to the piezoelectric element pump 1 of the present embodiment, the use of the cartridge 15 can prevent the leakage of the liquid entering the pump chamber 18,
Problems such as corrosion and dielectric breakdown of the piezoelectric vibrator 14 have been eliminated. This is because the guide portion 15A having high rigidity is provided in the seal portion.
Is pressed and sealed, even if the vibrating portion 15B is subjected to bending vibration by the piezoelectric vibrator 14, the movement is not transmitted to the sealing portion, and the movement between the inner plate 13 including the O-ring 17 and the cartridge 15 is prevented. This is because the adhesion has improved. In the present embodiment, the O-ring 17 is fitted in the annular groove 31 formed in the inner plate 3 for the purpose of air bleeding described later.
You may make it seal with the pump main body 2.
【0022】また、カートリッジ15の底面に接着した
圧電振動子14を弾性接着剤で塞ぐように被ってしまえ
ば、搬送する液体の種類によっては、万が一液漏れして
も防爆対策について万全を期すことができる。また、圧
電素子ポンプ1は、ポンプ室18に流入し、また、そこ
から流出する際に通る弁孔34,35を長孔としたの
で、円形断面の弁孔を複数設けていた従来のもの比べて
通過断面積を大きくすることができ、液体の圧力損失を
抑え、効率よく液体搬送を行うことができるようになっ
た。更に、ポンプ組立部5,6にインナープレート13
とカートリッジ15をはめ込んでカバー16によって押
さえ付けるように構成したので、カバー16を外すだけ
で容易にメンテナンスも行えるようになった。If the piezoelectric vibrator 14 adhered to the bottom surface of the cartridge 15 is covered with an elastic adhesive, depending on the type of liquid to be conveyed, even if the liquid leaks, it is necessary to take measures for explosion-proof measures. Can be. Further, the piezoelectric element pump 1 has the valve holes 34 and 35 which flow into and out of the pump chamber 18 and have long holes, so that the piezoelectric element pump 1 has a plurality of valve holes having a circular cross section. As a result, the passage cross-sectional area can be increased, the pressure loss of the liquid can be suppressed, and the liquid can be transported efficiently. Further, the inner plate 13 is attached to the pump assembly parts 5 and 6.
And the cartridge 15 are fitted and pressed by the cover 16, so that maintenance can be easily performed simply by removing the cover 16.
【0023】ところで、従来の圧電ポンプは、液体の搬
送を行う場合、ポンプ室18内に溜まったエアによって
ポンプ特性が安定しないという問題があった。エアは圧
縮性流体であるため、液体の吐出時に加圧力によって圧
縮されて容積が減少し、振動板15Bのポンプ動作によ
って効率良く液体が押し出されなくなるからである。そ
こで、本実施形態では、こうしたエアを排除してポンプ
特性の安定を維持できるように、エア抜きが可能な構成
となっている。Incidentally, the conventional piezoelectric pump has a problem in that when pumping a liquid, pump characteristics are not stabilized due to air accumulated in the pump chamber 18. This is because the air is a compressive fluid, and is compressed by the pressing force when the liquid is discharged, so that the volume decreases, and the liquid is not efficiently pushed out by the pump operation of the diaphragm 15B. Therefore, in the present embodiment, air is evacuated so that such air can be removed and the pump characteristics can be kept stable.
【0024】本実施形態では、そうしたエア抜きを行う
ため出力ポート4を上にし、圧電ポンプ1を縦置きに配
置させて使用するように構成されている。即ち、インナ
ープレート13が、図3に示すように、排出溝37が中
心位置で上下に真っ直ぐになるように配置させる。な
お、圧電ポンプ1を図2に示すように横置きにした場合
であっても、当該効果を奏するための設計変更は可能で
あり、また本発明における他の効果を奏するのに置き方
はなんら問題ではない。圧電ポンプ1では、ポンプ室1
8に吸引されてそこから吐出される液体は、図3に示す
下方の弁孔34から吸引されて上方の弁孔35から吐出
されるが、もともと存在するエアや流入したエアがポン
プ室18内から吐出されずに残ってしまうことがある。In the present embodiment, in order to perform such air bleeding, the output port 4 is turned upward, and the piezoelectric pump 1 is arranged vertically and used. That is, as shown in FIG. 3, the inner plate 13 is disposed such that the discharge groove 37 is vertically straight at the center position. It should be noted that even when the piezoelectric pump 1 is placed horizontally as shown in FIG. 2, a design change for achieving the effect is possible, and there is no particular way to achieve other effects in the present invention. is not a problem. In the piezoelectric pump 1, the pump chamber 1
The liquid sucked by the liquid 8 and discharged therefrom is sucked from the lower valve hole 34 shown in FIG. 3 and discharged from the upper valve hole 35. May be left without being ejected.
【0025】それに対して本実施形態では、そうしたポ
ンプ室18内のエアは、そのまま上昇し、或いはポンプ
室18内の加圧によって環状溝13A内に入り込んで破
線で示すように上昇し、ポンプ室18内に溜まったエア
が環状溝13A内の上方に集まることとなる。そして、
ポンプ動作が繰り返えされると、やはり加圧された液体
が外側に押されて環状溝13Aに入り込んでいくため、
エアが環状溝13A内を下から徐々に押し上げられるこ
ととなる。そうして行き場がなくなったエアは、出口が
排出溝37の部分にしかないため、ポンプ動作によって
液体が吐出されるのに伴い、弁孔35とつながっている
排出溝37に沿って徐々に排出されることとなる。On the other hand, in the present embodiment, the air in the pump chamber 18 rises as it is, or enters the annular groove 13A by the pressurization in the pump chamber 18 and rises as shown by a broken line, and The air collected in 18 collects in the upper part of the annular groove 13A. And
When the pump operation is repeated, the pressurized liquid is also pushed outward and enters the annular groove 13A.
The air is gradually pushed up from below in the annular groove 13A. The air that has no place to go to is discharged only along the discharge groove 37 connected to the valve hole 35 as the liquid is discharged by the pump operation because the outlet is only at the discharge groove 37 portion. The Rukoto.
【0026】従って、圧電ポンプ1では、ポンプ室18
内のエアを自らのポンプ動作で排出させることができる
ため、エアによるポンプ特性の低下を回避することがで
き、効率よく液体搬送を行うことができる。Therefore, in the piezoelectric pump 1, the pump chamber 18
The inside air can be discharged by its own pump operation, so that the pump characteristics can be prevented from deteriorating due to the air, and the liquid can be transported efficiently.
【0027】次に、本実施形態の圧電ポンプ1は、以上
のような液体搬送を2つのポンプで同時に行っている。
即ち、入力ポート3から流入した液体は、1つの一次側
流路7から2つのポンプ室18,18に分かれて吸引さ
れ、再び各ポンプ室18,18から1つの二次側流路8
へと吐出されて合流するようになっている。圧電ポンプ
1をダブルポンプ構造とし、両方の圧電振動子14,1
4を制御することにより、一方の圧電振動子14を駆動
させた場合に比べ、ほぼ2倍の流量の液体を搬送するこ
とができるようになった。Next, in the piezoelectric pump 1 according to the present embodiment, the liquid transfer as described above is performed simultaneously by two pumps.
That is, the liquid that has flowed in from the input port 3 is sucked by being divided into two pump chambers 18, 18 from one primary channel 7, and one secondary channel 8 from each pump chamber 18, 18 again.
And are merged. The piezoelectric pump 1 has a double pump structure, and both piezoelectric vibrators 14, 1
By controlling the number 4, the liquid having a flow rate almost twice that of the case where one of the piezoelectric vibrators 14 is driven can be conveyed.
【0028】ところで、同じ性能の圧電ポンプを同じよ
うに制御した場合であっても、搬送する液体によって搬
送流量が低下することがある。液体が高粘度になるに従
って液体を押し出す圧電振動子14のパワーが不足した
り、圧力損失が大きくなるからである。しかし、本実施
形態の圧電ポンプ1では、ダブルポンプ構造としたこと
により、液体粘度の違い応じて駆動する圧電振動子1
4,14の制御を切り換え、必要となる流量を得ること
が可能である。By the way, even when the piezoelectric pumps having the same performance are controlled in the same manner, the transport flow rate may decrease depending on the transported liquid. This is because as the liquid becomes higher in viscosity, the power of the piezoelectric vibrator 14 that pushes out the liquid becomes insufficient or the pressure loss increases. However, the piezoelectric pump 1 of the present embodiment has a double pump structure, so that the piezoelectric vibrator 1 driven according to the difference in liquid viscosity is used.
It is possible to switch the control of 4, 14 to obtain the required flow rate.
【0029】粘性の低い液体であれば、一方の圧電振動
子14のみを制御するシングルポンプとして使用し、粘
性が高くなって搬送量が低下する場合には、両方の圧電
振動子14,14を駆動させるダブルポンプとして使用
することによって、効率良く適量の液体を搬送すること
ができるからである。従って、圧電ポンプ1によれば、
搬送する液体の粘性に応じてシングル又はダブル、或い
は圧電振動子14,14の振動周波数を適宜制御するこ
とにより、適切な流量の液体を搬送することができる。
しかも、ダブルポンプでありながら圧電ポンプ1自体は
コンパクトに構成することができた。If the liquid has low viscosity, it is used as a single pump for controlling only one of the piezoelectric vibrators 14. If the viscosity increases and the transport amount decreases, both piezoelectric vibrators 14, 14 are used. This is because a proper amount of liquid can be efficiently transported by using the double pump to be driven. Therefore, according to the piezoelectric pump 1,
By appropriately controlling the vibration frequency of the single or double or piezoelectric vibrators 14 according to the viscosity of the liquid to be conveyed, it is possible to convey the liquid at an appropriate flow rate.
Moreover, the piezoelectric pump 1 itself could be made compact while being a double pump.
【0030】以上、本発明に係る圧電ポンプの一実施形
態について説明したが、本発明は、これに限定されるこ
となく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能
である。例えば、前記実施形態では、ダブルポンプの効
果を得るために2つのポンプをもった構成となっている
が、単にポンプを1つだけにしてもよい。The embodiment of the piezoelectric pump according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, two pumps are provided in order to obtain the effect of the double pump, but only one pump may be used.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明は、圧電振動子が接着された底面
の振動部と、その周縁部にインナープレート側へ押し付
ける厚肉円筒状のガイド部とからなるカートリッジを設
けたことにより、ポンプ室からの液漏れを防止した圧電
ポンプを提供することが可能となった。According to the present invention, the pump chamber is provided by providing a vibrating portion on the bottom surface to which the piezoelectric vibrator is adhered and a thick cylindrical guide portion for pressing against the inner plate side at the peripheral portion thereof. It has become possible to provide a piezoelectric pump that prevents liquid leakage from the pump.
【図1】本発明に係る圧電ポンプの一実施形態を示した
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a piezoelectric pump according to the present invention.
【図2】本発明に係る圧電ポンプの一実施形態を示した
分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing one embodiment of the piezoelectric pump according to the present invention.
【図3】インナープレートを示した平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an inner plate.
【図4】従来の圧電ポンプを示した断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional piezoelectric pump.
1 圧電ポンプ 2 ポンプ本体 5,6 ポンプ組立部 11,12 逆止弁 13 インナープレート 14 圧電振動子 15 カートリッジ 15A 振動部 15B ガイド部 18 ポンプ室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric pump 2 Pump main body 5, 6 Pump assembly part 11, 12 Check valve 13 Inner plate 14 Piezoelectric vibrator 15 Cartridge 15A Vibration part 15B Guide part 18 Pump room
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H071 AA01 BB01 BB13 CC11 CC28 CC33 CC41 DD04 DD14 DD60 3H075 AA01 AA17 BB04 BB14 BB16 BB20 CC16 CC25 CC34 DA09 DB02 3H077 AA01 CC02 CC09 CC17 DD06 EE02 EE26 EE36 FF09 FF12 FF36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H071 AA01 BB01 BB13 CC11 CC28 CC33 CC41 DD04 DD14 DD60 3H075 AA01 AA17 BB04 BB14 BB16 BB20 CC16 CC25 CC34 DA09 DB02 3H077 AA01 CC02 CC09 CC17 DD06 EE02 FF26 FF12 FF
Claims (4)
もったポンプ室に、一次流路側及び二次流路側にそれぞ
れ逆止弁を設け、振動面の振動によるポンプ動作によっ
て液体搬送を行うものであって、ポンプ本体内に、前記
逆止弁を備えたインナープレートと、前記圧電振動子を
接着させたカートリッジを重ねて組み込み、そのインナ
ープレートとカートリッジとの間の空間を前記ポンプ室
とする圧電ポンプにおいて、 前記カートリッジは、前記圧電振動子が接着された底面
の振動部と、その周縁部に前記インナープレート側へ押
し付ける厚肉円筒状のガイド部とからなるものであるこ
とを特徴とする圧電ポンプ。1. A pump chamber having a vibration surface vibrated by a piezoelectric vibrator is provided with a check valve on each of a primary flow path side and a secondary flow path side, and a liquid is conveyed by a pump operation by vibration of the vibration surface. Further, an inner plate provided with the check valve and a cartridge to which the piezoelectric vibrator is adhered are superposed and incorporated in a pump body, and a space between the inner plate and the cartridge is used as the pump chamber. In the pump, the cartridge may include a vibrating portion on a bottom surface to which the piezoelectric vibrator is adhered, and a thick cylindrical guide portion pressed against a peripheral portion of the cartridge toward the inner plate. pump.
前記逆止弁によって開閉する弁孔が長孔であることを特
徴とする圧電ポンプ。2. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein the pump chamber communicates with a primary channel and a secondary channel.
The valve pump which is opened and closed by the check valve is a long hole.
プにおいて、 前記インナープレートは、前記カートリッジに押さえ付
けられ、前記ポンプ室を囲む周縁部分にシール用のOリ
ングを入れる環状溝が形成され、その環状溝から前記二
次流路側の逆止弁の弁孔につながる排出溝が形成された
ものであることを特徴とする圧電ポンプ。3. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein the inner plate is pressed against the cartridge, and an annular groove for inserting an O-ring for sealing is formed in a peripheral portion surrounding the pump chamber. And a discharge groove formed from the annular groove to a valve hole of the check valve on the secondary flow path side.
の圧電ポンプにおいて、 前記一次流路及び二次流路を共通にし、前記インナープ
レートとカートリッジとの間の空間に形成される2つの
ポンプ室を1つのポンプ本体に設けたことを特徴とする
圧電ポンプ。4. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein the primary flow path and the secondary flow path are shared, and the piezoelectric pump is formed in a space between the inner plate and the cartridge. A piezoelectric pump, wherein one pump chamber is provided in one pump body.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005307858A (en) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Piezoelectric diaphragm pump |
JP2008082289A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Sharp Corp | Micropump and sustained release device equipped therewith |
JP2009056320A (en) * | 2008-10-20 | 2009-03-19 | Seiko Epson Corp | Fluid jetting system and surgical instrument |
JP2009281321A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Alps Electric Co Ltd | Driver-integrated piezoelectric pump |
JP2010007605A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Emp:Kk | Pump |
CN104806488A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-29 | 胡军 | Parallel piezoelectric micro-pump |
CN104632588B (en) * | 2013-11-12 | 2017-02-08 | 胡军 | Double cavity type piezoelectric micropump |
CN109162904A (en) * | 2018-09-20 | 2019-01-08 | 长春工业大学 | A kind of double piezoelectric pump with active valve of squint formula |
CN114382682A (en) * | 2022-01-24 | 2022-04-22 | 枣庄学院 | Double-resonance plunger pump |
CN115318350A (en) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 深圳希克生物医疗科技有限公司 | Microfluidic chip analyzer, microfluidic chip and detection method |
WO2024135219A1 (en) * | 2022-12-23 | 2024-06-27 | 株式会社村田製作所 | Fluid control device |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000330466A patent/JP2002130137A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4501517B2 (en) * | 2004-04-21 | 2010-07-14 | パナソニック電工株式会社 | Piezoelectric diaphragm pump |
JP2005307858A (en) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Piezoelectric diaphragm pump |
JP2008082289A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Sharp Corp | Micropump and sustained release device equipped therewith |
JP2009281321A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Alps Electric Co Ltd | Driver-integrated piezoelectric pump |
JP2010007605A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Emp:Kk | Pump |
JP2009056320A (en) * | 2008-10-20 | 2009-03-19 | Seiko Epson Corp | Fluid jetting system and surgical instrument |
CN104632588B (en) * | 2013-11-12 | 2017-02-08 | 胡军 | Double cavity type piezoelectric micropump |
CN104806488A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-29 | 胡军 | Parallel piezoelectric micro-pump |
CN104806488B (en) * | 2014-01-24 | 2018-11-06 | 胡军 | A kind of parallel piezoelectric micropump |
CN109162904A (en) * | 2018-09-20 | 2019-01-08 | 长春工业大学 | A kind of double piezoelectric pump with active valve of squint formula |
CN109162904B (en) * | 2018-09-20 | 2024-04-12 | 长春工业大学 | Tilting type double-active-valve piezoelectric pump |
CN114382682A (en) * | 2022-01-24 | 2022-04-22 | 枣庄学院 | Double-resonance plunger pump |
CN115318350A (en) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 深圳希克生物医疗科技有限公司 | Microfluidic chip analyzer, microfluidic chip and detection method |
WO2024135219A1 (en) * | 2022-12-23 | 2024-06-27 | 株式会社村田製作所 | Fluid control device |
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