JPH07301182A - 圧電ポンプの駆動方法 - Google Patents
圧電ポンプの駆動方法Info
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- JPH07301182A JPH07301182A JP9330994A JP9330994A JPH07301182A JP H07301182 A JPH07301182 A JP H07301182A JP 9330994 A JP9330994 A JP 9330994A JP 9330994 A JP9330994 A JP 9330994A JP H07301182 A JPH07301182 A JP H07301182A
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- JP
- Japan
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- pumps
- stage pump
- vibrator
- piezoelectric
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- Pending
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- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】
【構成】 圧電振動子の外周部を、振動子径に合っ
たパッキンを取り付けた平板状ケーシングで挾みこんで
固定し、その平板ケーシングの片側に流体吸込口及び流
体吐出口を設け、その各々に吸込用、吐出用のチェック
弁を設けてなる圧電ポンプを複数個直列に連結して使用
する際、隣り合う圧電ポンプ内の振動子の振動の位相差
を１８０度とする。 【効果】 同一個数のポンプ連結においてより高い
吐出圧力を得ることや、所定の吐出圧力を得るのに必要
なポンプ数を最小とすることが可能になった。
たパッキンを取り付けた平板状ケーシングで挾みこんで
固定し、その平板ケーシングの片側に流体吸込口及び流
体吐出口を設け、その各々に吸込用、吐出用のチェック
弁を設けてなる圧電ポンプを複数個直列に連結して使用
する際、隣り合う圧電ポンプ内の振動子の振動の位相差
を１８０度とする。 【効果】 同一個数のポンプ連結においてより高い
吐出圧力を得ることや、所定の吐出圧力を得るのに必要
なポンプ数を最小とすることが可能になった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、医療機器、産業機器、
理化学機器等に用いられる圧電ポンプの駆動方法に関す
る。
理化学機器等に用いられる圧電ポンプの駆動方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１は現在使用されている最も代表的な
タイプの圧電ポンプ（以降、ポンプと称する）の縦断面
図である。このポンプは、ケーシング１の内周面に取り
付けた固定用パッキン７を介して圧電振動子（以降、振
動子と称する）６の外周部を密封支持し、この振動子に
交流電圧を印加して該振動子を振動させることにより、
流体を吸込口２より吸込用チェック弁４を通してポンプ
室内に吸込み、このポンプ室内に吸い込んだ流体を吐出
用チェック弁５を通して吐出口３より流出する構成にな
っている。
タイプの圧電ポンプ（以降、ポンプと称する）の縦断面
図である。このポンプは、ケーシング１の内周面に取り
付けた固定用パッキン７を介して圧電振動子（以降、振
動子と称する）６の外周部を密封支持し、この振動子に
交流電圧を印加して該振動子を振動させることにより、
流体を吸込口２より吸込用チェック弁４を通してポンプ
室内に吸込み、このポンプ室内に吸い込んだ流体を吐出
用チェック弁５を通して吐出口３より流出する構成にな
っている。
【０００３】本構造のポンプに使用される振動子は、標
準的なもので直径５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ程度の大き
さの円盤状バイモルフ型振動子であり、１００Ｖ−５０
Ｈｚの交流電圧を印加した場合、ポンプは約０．５ｋｇ
／ｃｍ2の最大吐出圧力を示す。さらに高い吐出圧力が
必要である場合には複数個のポンプを直列に連結するこ
とによって個々のポンプの吐出圧力を加算し目的の吐出
圧力を得ることになる。例えば２個のポンプを直列に連
結する場合、１段目のポンプの吐出口と２段目のポンプ
の吸込口をチューブで接続する。流体は１段目のポンプ
の吸込口から取り込まれ２段目のポンプの吐出口から吐
出されるが、理想的には２段目の吐出口における最大吐
出圧力は各々のポンプの最大吐出圧力を合わせた値とな
る。
準的なもので直径５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ程度の大き
さの円盤状バイモルフ型振動子であり、１００Ｖ−５０
Ｈｚの交流電圧を印加した場合、ポンプは約０．５ｋｇ
／ｃｍ2の最大吐出圧力を示す。さらに高い吐出圧力が
必要である場合には複数個のポンプを直列に連結するこ
とによって個々のポンプの吐出圧力を加算し目的の吐出
圧力を得ることになる。例えば２個のポンプを直列に連
結する場合、１段目のポンプの吐出口と２段目のポンプ
の吸込口をチューブで接続する。流体は１段目のポンプ
の吸込口から取り込まれ２段目のポンプの吐出口から吐
出されるが、理想的には２段目の吐出口における最大吐
出圧力は各々のポンプの最大吐出圧力を合わせた値とな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポンプ
を連結した時の駆動方法と連結ポンプ性能との関係は明
らかでなく、得られる連結ポンプの吐出圧力の値は駆動
方法によってまちまちであり、連結個数から期待される
値よりも低い値しか得られない、あるいは所定の値を得
るために予想よりも多くのポンプを接続しなければなら
ない等の問題があった。
を連結した時の駆動方法と連結ポンプ性能との関係は明
らかでなく、得られる連結ポンプの吐出圧力の値は駆動
方法によってまちまちであり、連結個数から期待される
値よりも低い値しか得られない、あるいは所定の値を得
るために予想よりも多くのポンプを接続しなければなら
ない等の問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討を行
った結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は振動
子の外周部をその振動子の径に合ったパッキンを取り付
けた平板状ケーシングで挾みこんで固定し、その平板ケ
ーシングの片側に流体吸込口及び流体吐出口を設け、そ
の各々に吸込用、吐出用のチェック弁を設けてなるポン
プを複数個直列に連結して使用する場合において、隣り
合うポンプ内の振動子の振動の位相差を１８０度とする
ことを特徴とするポンプの駆動方法である。
った結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は振動
子の外周部をその振動子の径に合ったパッキンを取り付
けた平板状ケーシングで挾みこんで固定し、その平板ケ
ーシングの片側に流体吸込口及び流体吐出口を設け、そ
の各々に吸込用、吐出用のチェック弁を設けてなるポン
プを複数個直列に連結して使用する場合において、隣り
合うポンプ内の振動子の振動の位相差を１８０度とする
ことを特徴とするポンプの駆動方法である。
【０００６】複数個のポンプを直列に連結した場合、よ
り効率良く連結ポンプを駆動させるには、各ポンプの吸
込口及び吐出口に取り付けられたチェック弁を効率良く
作動させることが重要と考えられるが、本発明者は各ポ
ンプ内の振動子の変位の方向が隣接するポンプのチェッ
ク弁の動作に大きく影響することを見出だした。
り効率良く連結ポンプを駆動させるには、各ポンプの吸
込口及び吐出口に取り付けられたチェック弁を効率良く
作動させることが重要と考えられるが、本発明者は各ポ
ンプ内の振動子の変位の方向が隣接するポンプのチェッ
ク弁の動作に大きく影響することを見出だした。
【０００７】図２を用いて２個のポンプを連結した場合
で説明すると次のようになる。１段目のポンプの振動子
１６ａと２段目のポンプの振動子１６ｂに印加する交流
電圧の位相を一致させる、すなわち位相差を０度にする
と１６ａと１６ｂは電源の位相に対応して振動するので
双方の振動の位相は全く一致する。１６ａ及び１６ｂが
ともに下方（ポンプ室と反対側）に変位した時（図２
中、破線で示す）には各ポンプの吸込口及び吐出口のチ
ェック弁１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂは各々、開、
閉、開、閉という状態になっている。この場合、１５ａ
は閉になっているが、後段ポンプの１４ｂは開になって
いるので１５ａは振動子１６ｂの影響を受け、１５ａは
完全な閉の状態（ポンプを単独で駆動している場合）よ
りも若干、開いた状態になっている。逆に１６ａ及び１
６ｂが上方（ポンプ室側）へ変位した時（図２中、一点
鎖線で示す）にはチェック弁１４ａ、１５ａ、１４ｂ、
１５ｂは各々、閉、開、閉、開になっている。しかし１
４ｂは前段ポンプの１５ａが開になっているために振動
子１６ａの影響を受け、１４ｂは完全に閉になっていな
い。
で説明すると次のようになる。１段目のポンプの振動子
１６ａと２段目のポンプの振動子１６ｂに印加する交流
電圧の位相を一致させる、すなわち位相差を０度にする
と１６ａと１６ｂは電源の位相に対応して振動するので
双方の振動の位相は全く一致する。１６ａ及び１６ｂが
ともに下方（ポンプ室と反対側）に変位した時（図２
中、破線で示す）には各ポンプの吸込口及び吐出口のチ
ェック弁１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂは各々、開、
閉、開、閉という状態になっている。この場合、１５ａ
は閉になっているが、後段ポンプの１４ｂは開になって
いるので１５ａは振動子１６ｂの影響を受け、１５ａは
完全な閉の状態（ポンプを単独で駆動している場合）よ
りも若干、開いた状態になっている。逆に１６ａ及び１
６ｂが上方（ポンプ室側）へ変位した時（図２中、一点
鎖線で示す）にはチェック弁１４ａ、１５ａ、１４ｂ、
１５ｂは各々、閉、開、閉、開になっている。しかし１
４ｂは前段ポンプの１５ａが開になっているために振動
子１６ａの影響を受け、１４ｂは完全に閉になっていな
い。
【０００８】反対に前記チェック弁１４ａ、１５ａ、１
４ｂ、１５ｂが各々、開、閉、閉、開という状態及び
閉、開、開、閉という状態で連動すれば、１５ａ及び１
４ｂは隣接するポンプの振動子の変位方向の影響を受け
ないことになるので連結ポンプ特性は向上することにな
る。この効果が最大になるのは１５ａと１４ｂが同じ位
相で動作する場合であり、その時振動子１６ａと１６ｂ
は１８０度の位相差で振動することになる。よって振動
の位相差が０度から１８０度の間であると、連結ポンプ
の性能はそれに対応して０度と１８０度における性能値
の中間的な値をとることになる。
４ｂ、１５ｂが各々、開、閉、閉、開という状態及び
閉、開、開、閉という状態で連動すれば、１５ａ及び１
４ｂは隣接するポンプの振動子の変位方向の影響を受け
ないことになるので連結ポンプ特性は向上することにな
る。この効果が最大になるのは１５ａと１４ｂが同じ位
相で動作する場合であり、その時振動子１６ａと１６ｂ
は１８０度の位相差で振動することになる。よって振動
の位相差が０度から１８０度の間であると、連結ポンプ
の性能はそれに対応して０度と１８０度における性能値
の中間的な値をとることになる。
【０００９】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。
【００１０】実施例１ ポンプとして図１の構造を有し、単独ポンプとしての性
能は１００Ｖ−５０Ｈｚの交流電圧で駆動した時に、２
５℃の水を流した場合の最大吐出圧力０．５ｋｇ／ｃｍ
2、吐出流量４００ｍｌ／ｍｉｎのものを使用した。こ
のポンプを図２にように前段ポンプの吐出口と後段ポン
プの吸込口をシリコンゴム製のチューブで接続し、合計
３個の前記ポンプを連結した。流体は１段目のポンプの
吸込口からポンプに取り込まれ、３段目のポンプの吐出
口から吐出される。
能は１００Ｖ−５０Ｈｚの交流電圧で駆動した時に、２
５℃の水を流した場合の最大吐出圧力０．５ｋｇ／ｃｍ
2、吐出流量４００ｍｌ／ｍｉｎのものを使用した。こ
のポンプを図２にように前段ポンプの吐出口と後段ポン
プの吸込口をシリコンゴム製のチューブで接続し、合計
３個の前記ポンプを連結した。流体は１段目のポンプの
吸込口からポンプに取り込まれ、３段目のポンプの吐出
口から吐出される。
【００１１】１段目のポンプに印加する交流電圧の位相
を基準とし、２段目のポンプにはそれに対して１８０度
ずらし、３段目のポンプには１段目のポンプに一致した
位相で交流安定化電源を用いて１００Ｖ−５０Ｈｚの交
流電圧を印加して各ポンプを駆動させた。この時、３段
目のポンプの吐出口における最大吐出圧力を測定した。
なお、流体としては２５℃の水を用いた。測定結果を表
１に示す。
を基準とし、２段目のポンプにはそれに対して１８０度
ずらし、３段目のポンプには１段目のポンプに一致した
位相で交流安定化電源を用いて１００Ｖ−５０Ｈｚの交
流電圧を印加して各ポンプを駆動させた。この時、３段
目のポンプの吐出口における最大吐出圧力を測定した。
なお、流体としては２５℃の水を用いた。測定結果を表
１に示す。
【００１２】比較例１ 実施例において、２段目、３段目のポンプのいずれにも
１段目のポンプに一致した位相で１００Ｖ−５０Ｈｚの
交流電圧を印加して各ポンプを駆動させた。
１段目のポンプに一致した位相で１００Ｖ−５０Ｈｚの
交流電圧を印加して各ポンプを駆動させた。
【００１３】比較例２ 実施例において、２段目、３段目のポンプのいずれにも
１段目のポンプに対して１８０度位相をずらして１００
Ｖ−５０Ｈｚの交流電圧を印加して各ポンプを駆動させ
た。
１段目のポンプに対して１８０度位相をずらして１００
Ｖ−５０Ｈｚの交流電圧を印加して各ポンプを駆動させ
た。
【００１４】比較例３ 実施例において、２段目のポンプには１段目のポンプに
一致した位相で、３段目のポンプには１段目のポンプに
対して１８０度位相をずらして１００Ｖ−５０Ｈｚの交
流電圧を印加して各ポンプを駆動させた。
一致した位相で、３段目のポンプには１段目のポンプに
対して１８０度位相をずらして１００Ｖ−５０Ｈｚの交
流電圧を印加して各ポンプを駆動させた。
【００１５】比較例１〜３において実施例と同様の測定
を行った。測定結果を表１に示す。
を行った。測定結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】本発明の駆動方法によれば、同一の個数
のポンプの連結においてはより高い吐出圧力を得ること
が可能になる、あるいは所定の吐出圧力を得る場合に要
するポンプの個数を必要最低限にとどめることが可能に
なった。
のポンプの連結においてはより高い吐出圧力を得ること
が可能になる、あるいは所定の吐出圧力を得る場合に要
するポンプの個数を必要最低限にとどめることが可能に
なった。
【図１】 ポンプの構造を示す縦断面図である。
【図２】 ２個のポンプを直列に連結した様子を示す図
である。
である。
１：ケーシング ２，１２ａ，１２ｂ：吸込口 ３，１３ａ，１３ｂ：吐出口 ４，１４ａ，１４ｂ：吸込用チェック弁 ５，１５ａ，１５ｂ：吐出用チェック弁 ６，１６ａ，１６ｂ：振動子 ７：固定用パッキン ８：ポンプ室
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電振動子の外周部をその振動子の径に
合ったパッキンを取り付けた平板状ケーシングで挾みこ
んで固定し、その平板ケーシングの片側に流体吸込口及
び流体吐出口を設け、その各々に吸込用、吐出用のチェ
ック弁を設けてなる圧電ポンプを複数個直列に連結して
使用する場合において、 隣り合う圧電ポンプ内の振動子の振動の位相差を１８０
度とすることを特徴とする圧電ポンプの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330994A JPH07301182A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 圧電ポンプの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330994A JPH07301182A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 圧電ポンプの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301182A true JPH07301182A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14078731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9330994A Pending JPH07301182A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 圧電ポンプの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07301182A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970070558A (ko) * | 1996-04-09 | 1997-11-07 | 이상철 | 압전압축기 및 이를 이용한 압전냉동기 |
| CN106150986A (zh) * | 2015-03-25 | 2016-11-23 | 深圳市华简泵业科技有限公司 | 压电泵陶瓷片定位方法 |
| WO2017135206A1 (ja) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | 株式会社村田製作所 | 気体制御装置 |
| WO2018036548A1 (zh) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | 液体投放装置及洗衣机 |
| JP2018123796A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 株式会社菊池製作所 | マイクロダイヤフラムポンプ |
| JP2019018473A (ja) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 東芝テック株式会社 | 液体循環装置、液体噴射記録装置、液体供給装置 |
| CN111502968A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 研能科技股份有限公司 | 微机电泵模块 |
| JPWO2020217934A1 (ja) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | ||
| WO2020246232A1 (ja) | 2019-06-03 | 2020-12-10 | ソニー株式会社 | 流体制御装置及び電子機器 |
| WO2022176932A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 株式会社村田製作所 | ポンプ装置 |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP9330994A patent/JPH07301182A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970070558A (ko) * | 1996-04-09 | 1997-11-07 | 이상철 | 압전압축기 및 이를 이용한 압전냉동기 |
| CN106150986A (zh) * | 2015-03-25 | 2016-11-23 | 深圳市华简泵业科技有限公司 | 压电泵陶瓷片定位方法 |
| US11378071B2 (en) | 2016-02-01 | 2022-07-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Gas control device |
| WO2017135206A1 (ja) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | 株式会社村田製作所 | 気体制御装置 |
| JPWO2017135206A1 (ja) * | 2016-02-01 | 2018-02-08 | 株式会社村田製作所 | 気体制御装置 |
| CN108496004A (zh) * | 2016-02-01 | 2018-09-04 | 株式会社村田制作所 | 气体控制装置 |
| CN108496004B (zh) * | 2016-02-01 | 2020-03-31 | 株式会社村田制作所 | 气体控制装置 |
| US12000389B2 (en) | 2016-02-01 | 2024-06-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Gas control device |
| WO2018036548A1 (zh) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | 液体投放装置及洗衣机 |
| CN107780152A (zh) * | 2016-08-26 | 2018-03-09 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | 一种洗衣机用洗涤剂投放装置及洗衣机 |
| JP2018123796A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 株式会社菊池製作所 | マイクロダイヤフラムポンプ |
| JP2019018473A (ja) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 東芝テック株式会社 | 液体循環装置、液体噴射記録装置、液体供給装置 |
| CN111502968A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 研能科技股份有限公司 | 微机电泵模块 |
| WO2020217934A1 (ja) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | 株式会社村田製作所 | ポンプ装置 |
| JPWO2020217934A1 (ja) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | ||
| US11939970B2 (en) | 2019-04-25 | 2024-03-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Control arrangement for first and second piezoelectric pumps positioned in series |
| WO2020246232A1 (ja) | 2019-06-03 | 2020-12-10 | ソニー株式会社 | 流体制御装置及び電子機器 |
| KR20220016072A (ko) | 2019-06-03 | 2022-02-08 | 소니그룹주식회사 | 유체 제어 장치 및 전자 기기 |
| WO2022176932A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 株式会社村田製作所 | ポンプ装置 |
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