JP2001020866A - Piezo pump - Google Patents
Piezo pumpInfo
- Publication number
- JP2001020866A JP2001020866A JP11197074A JP19707499A JP2001020866A JP 2001020866 A JP2001020866 A JP 2001020866A JP 11197074 A JP11197074 A JP 11197074A JP 19707499 A JP19707499 A JP 19707499A JP 2001020866 A JP2001020866 A JP 2001020866A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- pump
- pump chamber
- fluid
- path
- 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
Links
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な制御回路が不要な圧電ポンプを提供す
ることを目的とするものである。
【解決手段】 ケース1内に設けた第1ポンプ室2と第
1流体移動路5を介して接続された第2ポンプ室3と、
第1ポンプ室2内部へ流体が移動するための流入路4
と、第2ポンプ室3から流体が移動するための流出路6
と、第1、2ポンプ室2、3内に設けた振動板9、10
に圧電素子11、12を貼り付けた第1、2圧電振動子
7、8と、この第1、2圧電振動子7、8に接続したリ
ード端子13a、13b、14a、14bとを備え、第
1及び第2圧電振動子7、8の外周部を第1、2ポンプ
室2、3内壁面で固定するとともに、第1圧電振動子7
で流入路4の第1ポンプ室2側開口部を、第2圧電振動
子8で第1流体移動路5の第2ポンプ室3側開口部を覆
った。
(57) [Problem] To provide a piezoelectric pump which does not require a complicated control circuit. SOLUTION: A first pump chamber 2 provided in a case 1 is connected to a second pump chamber 3 via a first fluid moving path 5;
Inflow path 4 for moving fluid into first pump chamber 2
And an outflow passage 6 for moving fluid from the second pump chamber 3.
And diaphragms 9, 10 provided in the first and second pump chambers 2, 3.
First and second piezoelectric vibrators 7 and 8 having piezoelectric elements 11 and 12 attached thereto, and lead terminals 13a, 13b, 14a and 14b connected to the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8, respectively. The outer peripheral portions of the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 are fixed to the first and second pump chambers 2 and 3 inner wall surfaces.
Thus, the opening of the inflow path 4 on the first pump chamber 2 side was covered, and the second piezoelectric vibrator 8 covered the opening of the first fluid transfer path 5 on the second pump chamber 3 side.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、医療器具など流量
の厳密な制御が要求される圧電ポンプに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric pump that requires strict control of a flow rate such as a medical instrument.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のポンプは、図17に示すように流
入路100及び流出路101を有するケース102の内
部に振動板に圧電素子を貼り付けた第1及び第2圧電振
動子103、104を設けたものであり、この第1及び
第2圧電振動子103、104はそれぞれケース102
の内壁面と中央部に設けた突起105で固定されて、流
入路100及び流出路101を封止している。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 17, a conventional pump has first and second piezoelectric vibrators 103 and 104 in which a piezoelectric element is attached to a vibration plate inside a case 102 having an inflow path 100 and an outflow path 101. The first and second piezoelectric vibrators 103 and 104 are provided with a case 102, respectively.
And the inner wall surface of the inner wall and the projection 105 provided at the center of the inner wall, and seals the inflow channel 100 and the outflow channel 101.
【0003】また第1及び第2圧電振動子103、10
4にリード端子106a、106b、107a、107
bの一端をそれぞれ接続するとともに他端をケース10
2の外部へ引出して制御回路を備えた駆動電源108に
接続している。[0003] First and second piezoelectric vibrators 103, 10
4 are lead terminals 106a, 106b, 107a, 107
b is connected to one end and the other end is connected to the case 10.
2 and connected to a drive power source 108 having a control circuit.
【0004】このポンプは駆動電源108により電圧を
印加し、第1及び第2圧電振動子103、104を振動
させて流入路100と流出路101とを交互に開閉させ
ることにより、流体を移動させるものである。In this pump, a fluid is moved by applying a voltage from a driving power supply 108 to vibrate the first and second piezoelectric vibrators 103 and 104 to open and close the inflow path 100 and the outflow path 101 alternately. Things.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この構成によると第1
及び第2圧電振動子103、104はそれぞれ図18に
示すように第1圧電振動子103と第2圧電振動子10
4の波形をずらす電圧を印加する必要がある。このよう
に波形をずらした電圧を制御するためには複雑な制御回
路が必要であるという問題点を有していた。According to this configuration, the first
As shown in FIG. 18, the first piezoelectric vibrator 103 and the second piezoelectric vibrator
It is necessary to apply a voltage for shifting the waveform of No. 4. There is a problem that a complicated control circuit is required to control the voltage having the shifted waveform.
【0006】そこで本発明は複雑な制御回路が不要な圧
電ポンプを提供することを目的とするものである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a piezoelectric pump that does not require a complicated control circuit.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の圧電ポンプは、ケースと、このケース内に設
けた第1ポンプ室と、この第1ポンプ室と第1流体移動
路を介して接続された第2ポンプ室と、前記ケースの外
部から前記第1ポンプ室内部へ流体が移動するための流
入路と、前記第2ポンプ室から前記ケースの外部へ流体
が移動するための流出路と、前記第1及び第2ポンプ室
内に設けた振動板に圧電素子を貼り付けた第1及び第2
圧電振動子と、この第1及び第2圧電振動子にその一端
を接続するとともに他端を前記ケース外部へ引出したリ
ード端子とを備え、前記第1及び第2圧電振動子の外周
部を前記第1及び第2ポンプ室壁面で固定するととも
に、前記第1圧電振動子で前記流入路の前記第1ポンプ
室側開口部を、前記第2圧電振動子で前記第1流体移動
路の前記第2ポンプ室側開口部を被覆したものであり、
上記目的を達成することができる。In order to achieve this object, a piezoelectric pump according to the present invention comprises a case, a first pump chamber provided in the case, and a first pump chamber and a first fluid moving path. A second pump chamber connected to the first pump chamber via the second pump chamber, an inflow passage for moving the fluid from outside the case to the inside of the first pump chamber, and a flow path for moving the fluid from the second pump chamber to the outside of the case. Outgoing passages and first and second piezoelectric elements attached to diaphragms provided in the first and second pump chambers.
A piezoelectric vibrator, and a lead terminal having one end connected to the first and second piezoelectric vibrators and the other end drawn out of the case, and an outer peripheral portion of the first and second piezoelectric vibrators, The first piezoelectric vibrator fixes the first pump chamber side opening of the inflow path with the first piezoelectric vibrator, and the second piezoelectric vibrator fixes the first fluid moving path of the first fluid moving path. 2 Covers the pump chamber side opening,
The above object can be achieved.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、ケースと、このケース内に設けた第1ポンプ室と、
この第1ポンプ室と第1流体移動路を介して接続された
第2ポンプ室と、前記ケースの外部から前記第1ポンプ
室内部へ流体が移動するための流入路と、前記第2ポン
プ室から前記ケースの外部へ流体が移動するための流出
路と、前記第1及び第2ポンプ室内に設けた振動板に圧
電素子を貼り付けた第1及び第2圧電振動子と、この第
1及び第2圧電振動子にその一端を接続するとともに他
端を前記ケース外部へ引出したリード端子とを備え、前
記第1及び第2圧電振動子の外周部を前記第1及び第2
ポンプ室壁面で固定するとともに、前記第1圧電振動子
で前記流入路の前記第1ポンプ室側開口部を、前記第2
圧電振動子で前記第1流体移動路の前記第2ポンプ室側
開口部を被覆した圧電ポンプであり、複雑な制御回路を
用いることなく駆動させることができるものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention comprises a case, a first pump chamber provided in the case,
A second pump chamber connected to the first pump chamber via a first fluid movement path, an inflow path for moving fluid from outside the case to the inside of the first pump chamber, and the second pump chamber. Outflow passages for fluid to move from the case to the outside of the case; first and second piezoelectric vibrators each having a piezoelectric element attached to a vibration plate provided in the first and second pump chambers; A lead terminal having one end connected to the second piezoelectric vibrator and the other end drawn out of the case; and an outer peripheral portion of the first and second piezoelectric vibrators being connected to the first and second piezoelectric vibrators.
The first piezoelectric vibrator fixes the opening of the inflow path on the first pump chamber side with the second piezoelectric vibrator.
This is a piezoelectric pump in which a piezoelectric vibrator covers the opening of the first fluid movement path on the second pump chamber side, and can be driven without using a complicated control circuit.
【0009】請求項2に記載の発明は、第1及び第2圧
電振動子は、振動板を流入路及び第2流体移動路側に設
置するとともに、圧電素子の振動板側の極性が互いに異
なる請求項1に記載の圧電ポンプであり、第1及び第2
ポンプ室の振動板を逆位相で駆動させつつ、流体に接す
る振動板側にかかる電位を0にすることができるので、
流体によるショート及び漏電を防止できるものである。According to a second aspect of the present invention, in the first and second piezoelectric vibrators, the vibrating plates are installed on the inflow path and the second fluid moving path side, and the polarities of the piezoelectric elements on the vibrating plate side are different from each other. Item 1. The piezoelectric pump according to item 1, wherein the first and second
Since the diaphragm applied to the diaphragm in contact with the fluid can be reduced to zero while driving the diaphragm of the pump chamber in the opposite phase,
It can prevent short-circuit and leakage due to fluid.
【0010】請求項3に記載の発明は、流入路と第1圧
電振動子間及び第2圧電振動子とこれに接触する流体移
動路間に弾性体を設けた請求項1あるいは請求項2に記
載の圧電ポンプであり、振動板が流入路及び流体移動路
を封止した後、さらに流体圧送方向へ圧電振動子を変位
させやすくすることにより、流量を増加させることがで
きる。According to a third aspect of the present invention, an elastic body is provided between the inflow path and the first piezoelectric vibrator and between the second piezoelectric vibrator and the fluid moving path in contact with the second piezoelectric vibrator. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein the flow rate can be increased by facilitating the displacement of the piezoelectric vibrator in the fluid pumping direction after the diaphragm seals the inflow path and the fluid moving path.
【0011】請求項4に記載の発明は、弾性体の外周
面、流入路の第1ポンプ室側開口部内壁面、流体移動路
の第2ポンプ室側開口部内壁面は、同方向にテーパー状
で、前記弾性体の方が、前記各内壁面よりも大きなテー
パー角を有する請求項3に記載の圧電ポンプであり、流
入路及び流体移動路を塞いだとき封止性を良くすること
ができ、逆流によるロスを防止できる。According to a fourth aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the elastic body, the inner wall surface of the first pump chamber side opening of the inflow passage, and the inner wall surface of the second pump chamber side opening of the fluid moving passage are tapered in the same direction. The piezoelectric pump according to claim 3, wherein the elastic body has a larger taper angle than each of the inner wall surfaces, and can improve sealing when the inflow path and the fluid movement path are closed, Loss due to backflow can be prevented.
【0012】請求項5に記載の発明は、第1及び第2ポ
ンプ室の角部は、曲面状である請求項1から請求項4の
いずれか一つに記載の圧電ポンプであり、角部での乱流
の発生を抑制し、流体の流動抵抗の増加を防止すること
ができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric pump according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first and second pump chambers have curved corners. The occurrence of turbulence in the fluid can be suppressed, and an increase in the flow resistance of the fluid can be prevented.
【0013】請求項6に記載の発明は、第1及び第2圧
電振動子に印加する電圧は、1/4周期以下(同周期を
除く)のずれを有する請求項1から請求項5のいずれか
一つに記載の圧電ポンプであり、逆流による流量ロスを
抑制し、流量を増加させることができる。According to a sixth aspect of the present invention, the voltage applied to the first and second piezoelectric vibrators has a shift of 1/4 cycle or less (excluding the same cycle). The piezoelectric pump according to any one of the above, wherein a flow loss due to a backflow is suppressed, and the flow rate can be increased.
【0014】請求項7に記載の発明は、第1流体移動路
と第2ポンプ室の間に第3ポンプ室を設けるとともに、
この第3ポンプ室内にこの第3ポンプ室壁面に外周部を
固定された第3圧電振動子を設け、リード端子の一端を
この第3圧電振動子に接続するとともに他端を前記ケー
ス外部へ引出し、前記第3ポンプ室と前記第2ポンプ室
とを第2流体移動路で接続した請求項1から請求項5の
いずれか一つに記載の圧電ポンプであり、ポンプ室を増
加させたことにより、流量を増加させることができる。According to a seventh aspect of the present invention, a third pump chamber is provided between the first fluid movement path and the second pump chamber.
A third piezoelectric vibrator having an outer peripheral portion fixed to the wall surface of the third pump chamber is provided in the third pump chamber, one end of a lead terminal is connected to the third piezoelectric vibrator, and the other end is drawn out of the case. The piezoelectric pump according to any one of claims 1 to 5, wherein the third pump chamber and the second pump chamber are connected by a second fluid passage, and the pump chamber is increased. , The flow rate can be increased.
【0015】請求項8に記載の発明は、第3圧電振動子
の圧電素子の振動板側極性は、第1圧電振動子の圧電素
子の振動板側極性と同じである請求項7に記載の圧電ポ
ンプであり、第3圧電振動子を第1圧電振動子と同位
相、第2圧電振動子と逆位相で駆動させつつ、流体に接
する振動板側にかかる電位を0にすることができるので
流体によるショート及び漏電を防止できる。According to an eighth aspect of the present invention, the polarity of the piezoelectric element of the third piezoelectric vibrator on the diaphragm side is the same as the polarity of the piezoelectric element of the first piezoelectric vibrator on the diaphragm side. Since this is a piezoelectric pump, the third piezoelectric vibrator can be driven in the same phase as the first piezoelectric vibrator and in the opposite phase to the second piezoelectric vibrator, and the potential applied to the diaphragm in contact with the fluid can be made zero. Short circuit and leakage due to fluid can be prevented.
【0016】請求項9に記載の発明は、第1及び第2圧
電振動子に印加する電圧は、同位相で、第3圧電振動子
に印加する電圧を前記第1及び第2圧電振動子に印加す
る電圧に対して1/4周期以下(同周期を除く)のずれ
を有する請求項7あるいは請求項8に記載の圧電ポンプ
であり、逆流による流量ロスを抑制し、流量を増加させ
ることができる。According to a ninth aspect of the present invention, the voltages applied to the first and second piezoelectric vibrators are in phase, and the voltage applied to the third piezoelectric vibrator is applied to the first and second piezoelectric vibrators. The piezoelectric pump according to claim 7, wherein the applied voltage has a shift of 1/4 cycle or less (excluding the same cycle) with respect to the applied voltage, wherein the flow rate loss due to the backflow is suppressed and the flow rate is increased. it can.
【0017】請求項10に記載の発明は、ポンプ駆動時
に少なくとも第1及び第2ポンプ室内には気体が存在す
るようにした請求項1から請求項8のいずれか一つに記
載の圧電ポンプであり、ポンプ室内の圧力変動により気
体が膨張、収縮し、各ポンプ室間の圧力を保持すること
となり、圧電ポンプを製造する際の構成部材の寸法バラ
ツキなどによる流入路及び流体移動路の開閉のタイミン
グのずれによる流量のバラツキを抑制できる。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric pump according to any one of the first to eighth aspects, wherein a gas is present in at least the first and second pump chambers when the pump is driven. Yes, the gas expands and contracts due to pressure fluctuations in the pump chamber, and maintains the pressure between the pump chambers, and the opening and closing of the inflow path and the fluid transfer path due to dimensional variations of the components when manufacturing the piezoelectric pump. Variations in flow rate due to timing deviation can be suppressed.
【0018】請求項11に記載の発明は、リード端子と
各圧電振動子との接続を導電性接着剤を用いて行った請
求項1から請求項10のいずれか一つに記載の圧電ポン
プであり、弾性体で接続しているために圧電振動子の振
動を阻害するのを抑制できる。According to an eleventh aspect of the present invention, in the piezoelectric pump according to any one of the first to tenth aspects, the connection between the lead terminal and each of the piezoelectric vibrators is performed using a conductive adhesive. In addition, since the connection is made by an elastic body, it is possible to suppress the vibration of the piezoelectric vibrator from being hindered.
【0019】請求項12に記載の発明は、ケースの流入
路側あるいは流出路側の少なくとも一方にマーキングを
施した請求項1から請求項11のいずれか一つに記載の
圧電ポンプであり、設置方向の誤りを防止できる。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric pump according to any one of the first to eleventh aspects, wherein a marking is provided on at least one of the inflow path side and the outflow path side of the case. Errors can be prevented.
【0020】請求項13に記載の発明は、振動板は金属
を用いて形成したものである請求項1から請求項12の
いずれか一つに記載の圧電ポンプであり、流入路及び流
体移動路との接触による摩耗を抑制し、長期信頼性に優
れたものとなる。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric pump according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the diaphragm is formed using metal. It suppresses abrasion due to contact with steel and has excellent long-term reliability.
【0021】請求項14に記載の発明は、各ポンプ室の
各圧電振動子に平行な断面形状は円形である請求項1か
ら請求項13のいずれか一つに記載の圧電ポンプであ
り、乱流の発生を抑制し、流体の流動抵抗の増加を防止
するものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric pump according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein a sectional shape of each pump chamber parallel to each piezoelectric vibrator is circular. It suppresses the generation of a flow and prevents an increase in the flow resistance of the fluid.
【0022】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0023】(実施の形態1)図1は本実施の形態1に
おける圧電ポンプの断面図であり、図2は同斜視図であ
る。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a piezoelectric pump according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the same.
【0024】図において、1はケースである。このケー
ス1の内部に第1及び第2ポンプ室2、3を備えてい
る。この第1ポンプ室2内に、振動板9に圧電素子を貼
り付けた第1圧電振動子7を備えている。同様に第2ポ
ンプ室3内に、振動板10に圧電素子を貼り付けた第2
圧電振動子8を備えている。In the figure, reference numeral 1 denotes a case. First and second pump chambers 2 and 3 are provided inside the case 1. The first pump chamber 2 includes a first piezoelectric vibrator 7 in which a piezoelectric element is attached to a vibration plate 9. Similarly, in the second pump chamber 3, a second piezoelectric element is attached to the vibration plate 10.
A piezoelectric vibrator 8 is provided.
【0025】これら第1及び第2圧電振動子7、8は、
両面に電極を有する圧電素子11、12を、この圧電素
子11、12及び振動板9、10には一端を電気的に接
続するリード端子13a、13b、14a、14bをそ
れぞれ備えている。このリード端子13a、13bの中
点とリード端子14a、14bとの中点に電源15を電
気的に接続している。The first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 are
Piezoelectric elements 11 and 12 having electrodes on both surfaces are provided with lead terminals 13a, 13b, 14a and 14b for electrically connecting one ends of the piezoelectric elements 11 and 12 and the vibrating plates 9 and 10, respectively. The power supply 15 is electrically connected to the middle point between the lead terminals 13a and 13b and the middle point between the lead terminals 14a and 14b.
【0026】また、ケース1の外部から第1ポンプ室2
へ流体を移動させる流入路4を、第1ポンプ室2と第2
ポンプ室3とは第1流体移動路5を、第2ポンプ室3か
らケース1の外部へ流体を移動される流出路6をそれぞ
れ連結している。Also, the first pump chamber 2
The inflow passage 4 for moving fluid to the first pump chamber 2 and the second
The pump chamber 3 connects the first fluid movement path 5 and the outflow path 6 through which the fluid is moved from the second pump chamber 3 to the outside of the case 1.
【0027】以上のように構成された第1ポンプ室2を
上面から見ると略円形でケース1の上面側にリード端子
13a、13bの引出し口を有している。また第1圧電
振動子7も上面から見ると略円形で第1ポンプ室2の厚
み方向の内壁面で振動板9の外周部全体が支持された状
態となっており、振動板9で流入路4を塞いでいる。こ
の振動板9の外周部と流入路4を塞いでいる部分以外の
第1圧電振動子7は第1ポンプ室2の内壁面に非接触の
状態となっている。さらにリード端子13a、13bと
第1圧電振動子7の振動板9及び圧電素子11の電極と
は、導電性接着剤で電気的に接続固定している。The first pump chamber 2 configured as described above has a substantially circular shape when viewed from the upper surface, and has lead terminals 13a and 13b on the upper surface side of the case 1. The first piezoelectric vibrator 7 is also substantially circular when viewed from above, and has a state in which the entire outer peripheral portion of the diaphragm 9 is supported by the inner wall surface in the thickness direction of the first pump chamber 2. 4 is closed. The first piezoelectric vibrator 7 other than the outer peripheral portion of the vibrating plate 9 and the portion blocking the inflow path 4 is in a non-contact state with the inner wall surface of the first pump chamber 2. Further, the lead terminals 13a, 13b, the diaphragm 9 of the first piezoelectric vibrator 7, and the electrodes of the piezoelectric element 11 are electrically connected and fixed with a conductive adhesive.
【0028】第2ポンプ室3は第1ポンプ室2とほとん
ど同じ構成をしており、異なる部分についてのみ説明す
る。第1ポンプ室2においては流入路4を振動板9で塞
いでいたが、第2ポンプ室3においては第1流体移動路
5を振動板10で塞いでいる。リード端子13aと14
a、13bと14bはケース1外部で電気的に接続した
後、電源15及びアースに接続している。The second pump chamber 3 has almost the same configuration as the first pump chamber 2, and only different portions will be described. In the first pump chamber 2, the inflow path 4 is closed by the diaphragm 9, but in the second pump chamber 3, the first fluid transfer path 5 is closed by the diaphragm 10. Lead terminals 13a and 14
a, 13b and 14b are electrically connected outside the case 1 and then to the power supply 15 and the ground.
【0029】第1及び第2圧電振動子7、8は、振動板
9、10が流入路4及び第1流体移動路5側に設置する
とともに、圧電素子11、12の振動板9、10側の極
性を互いに逆にしている。これは第1及び第2圧電振動
子7、8を逆位相で駆動させつつ、流体に接する振動板
9、10側にかかる電位を0にし、流体によるショート
及び漏電を防止するためである。The first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 have vibration plates 9 and 10 installed on the inflow path 4 and the first fluid movement path 5 side, and have the piezoelectric elements 11 and 12 on the vibration plate 9 and 10 side. Have opposite polarities. This is to drive the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 in opposite phases while setting the potential applied to the vibrating plates 9 and 10 in contact with the fluid to 0, thereby preventing short-circuit and leakage due to the fluid.
【0030】この圧電ポンプの動作について図3
(a)、図3(b)を用いて説明する。図3(a)、図
3(b)において矢印は流体の流れる方向を示してい
る。FIG. 3 shows the operation of the piezoelectric pump.
This will be described with reference to FIG. In FIGS. 3A and 3B, arrows indicate the direction in which the fluid flows.
【0031】まず電源15により電圧を印加すると図3
(a)、図3(b)に示す動作を交互に繰り返す。First, when a voltage is applied by the power supply 15, FIG.
3A and 3B are alternately repeated.
【0032】すなわち図3(a)においては、第1圧電
振動子7がケース1の上方にたわみ、反対に第2圧電振
動子8がケース1下方にたわむ。この時、振動板9と流
入路4との間に隙間が生じ、流体が第1ポンプ室2へ流
入する。また第2ポンプ室3においては振動板10は第
1流体移動路5を塞いだままであり、ケース1下方にた
わむことにより第2ポンプ室3内の流体が流出路6より
ケース1外部へ押し出されることになる。That is, in FIG. 3A, the first piezoelectric vibrator 7 bends above the case 1 and, conversely, the second piezoelectric vibrator 8 bends below the case 1. At this time, a gap is generated between the diaphragm 9 and the inflow path 4, and the fluid flows into the first pump chamber 2. Further, in the second pump chamber 3, the diaphragm 10 keeps closing the first fluid moving path 5, and the fluid in the second pump chamber 3 is pushed out of the case 1 from the outflow path 6 by flexing below the case 1. Will be.
【0033】また図3(b)においては、第1圧電振動
子7がケース1の下方、第2圧電振動子8がケース8上
方にたわむ場合は、第1ポンプ室2においては振動板9
が流入路4を塞いだままで、下方にたわんだ分だけ第1
流体移動路5を通じて第2ポンプ室3へ流体が押し出さ
れる。第2ポンプ室3では振動板10と第1流体移動路
5との間に隙間が生じるため、第1ポンプ室2で押し出
された流体が第2ポンプ室3へ移動することとなる。こ
の図3(a)、図3(b)に示す動作を交互に繰り返す
ことにより、流体はスムーズに移動することとなるので
ある。In FIG. 3B, when the first piezoelectric vibrator 7 bends below the case 1 and the second piezoelectric vibrator 8 bends above the case 8, the diaphragm 9 in the first pump chamber 2 is bent.
While the inflow channel 4 is closed, the first
The fluid is pushed out to the second pump chamber 3 through the fluid moving path 5. In the second pump chamber 3, a gap is formed between the diaphragm 10 and the first fluid moving path 5, so that the fluid pushed out in the first pump chamber 2 moves to the second pump chamber 3. By alternately repeating the operations shown in FIGS. 3A and 3B, the fluid moves smoothly.
【0034】(実施の形態2)図4は実施の形態2にお
ける圧電ポンプの断面図である。ここで、本実施の形態
における図4と実施の形態1の図1〜図3と同一構成要
素は同一符号を付し説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a second embodiment. Here, the same components as those of FIG. 4 in the present embodiment and FIGS. 1 to 3 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0035】実施の形態1と異なる点は、圧電素子1
1、12を一枚の振動板20上に形成したことである。
この構成により第1及び第2圧電振動子7、8に接続す
るリード端子21の数を減らすことができるとともに、
リード端子21と振動板20との接続を容易に行うこと
ができる。また製造工程も実施の形態1の圧電ポンプと
比較すると容易なものとなる。The difference from the first embodiment is that the piezoelectric element 1
1 and 12 are formed on one diaphragm 20.
With this configuration, the number of lead terminals 21 connected to the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 can be reduced, and
The connection between the lead terminal 21 and the diaphragm 20 can be easily performed. Also, the manufacturing process is easier than that of the piezoelectric pump of the first embodiment.
【0036】(実施の形態3)図5、図6は実施の形態
3における圧電ポンプの断面図である。ここで、本実施
の形態と実施の形態1の図1〜図3と同一構成要素は同
一符号を付し説明を省略する。Third Embodiment FIGS. 5 and 6 are sectional views of a piezoelectric pump according to a third embodiment. Here, the same components as those in FIGS. 1 to 3 of the present embodiment and the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0037】本実施の形態においては、流入路4と第1
圧電振動子7間及び第1流体移動路5と第2圧電振動子
8間に弾性体30を設けている。この弾性体30は図5
に示すように振動板9、10側に設けても、図6に示す
ように流入路4、第1流体移動路5側に設けても良い。In this embodiment, the inflow path 4 and the first
An elastic body 30 is provided between the piezoelectric vibrators 7 and between the first fluid moving path 5 and the second piezoelectric vibrator 8. This elastic body 30 is shown in FIG.
May be provided on the diaphragms 9 and 10 side, or may be provided on the inflow path 4 and the first fluid moving path 5 side as shown in FIG.
【0038】この弾性体30を設けることにより振動板
9、10が流入路4及び第1流体移動路5を封止した
後、さらに流体圧送方向へ第1及び第2圧電振動子7、
8を変位させやすくすることにより、流量を増加させる
ことができる。After the vibrating plates 9 and 10 seal the inflow path 4 and the first fluid moving path 5 by providing the elastic body 30, the first and second piezoelectric vibrators 7 and
By making it easier to displace 8, the flow rate can be increased.
【0039】(実施の形態4)図7、図8は実施の形態
4における圧電ポンプの断面図である。ここで、本実施
の形態と実施の形態1の図1〜図3と同一構成要素は同
一符号を付し説明を省略する。(Fourth Embodiment) FIGS. 7 and 8 are sectional views of a piezoelectric pump according to a fourth embodiment. Here, the same components as those in FIGS. 1 to 3 of the present embodiment and the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0040】図7においては、振動板9、10に弾性体
30を設けるとともに、弾性体30と流入路4、第1流
体移動路5内壁面の弾性体30と接触する部分を同方向
のテーパー状に形成したものである。またそのテーパー
角は弾性体30の方が、流入路4及び第1流体移動路5
よりも大きくしている。In FIG. 7, the elastic members 30 are provided on the diaphragms 9 and 10, and the portions of the elastic members 30, the inflow passage 4 and the inner wall surface of the first fluid moving passage 5 which contact the elastic member 30 are tapered in the same direction. It is formed in a shape. The elastic body 30 has a taper angle of the inflow path 4 and the first fluid movement path 5.
Larger than.
【0041】また図8においては、流入路4、第1流体
移動路5側に弾性体30を設けるとともに、振動板9,
10にテーパー状の突起31を設けたものである。この
時は突起31のテーパー角を弾性体30のテーパー角よ
りも大きくしている。In FIG. 8, an elastic body 30 is provided on the inflow path 4 and the first fluid moving path 5 side,
10 is provided with a tapered projection 31. At this time, the taper angle of the projection 31 is larger than the taper angle of the elastic body 30.
【0042】このような構造とすることにより、流入路
4及び第1流体移動路5の振動板9、10による封止状
態がより良好となり、流体の逆流をさらに減少させるこ
とができるのである。With such a structure, the sealing state of the inflow path 4 and the first fluid moving path 5 by the vibration plates 9 and 10 is further improved, and the backflow of the fluid can be further reduced.
【0043】(実施の形態5)図9は本実施の形態5に
おける圧電ポンプの断面図、図10および図11は図9
に示す圧電ポンプに印加する電圧の波形図である。ここ
で、本実施の形態と実施の形態1の図1〜図3と同一構
成要素は同一符号を付し説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 9 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a fifth embodiment, and FIGS.
5 is a waveform diagram of a voltage applied to the piezoelectric pump shown in FIG. Here, the same components as those in FIGS. 1 to 3 of the present embodiment and the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0044】本実施の形態においては駆動電源40によ
り第1及び第2圧電振動子7、8に印加する電圧を1/
4周期以下の範囲でずらしている。これは図10に示す
ように印加電圧がサイン波の場合でも図11に示すよう
な矩形波の場合でも同様である。In the present embodiment, the voltage applied to the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 by the drive power supply 40 is 1 /
It is shifted within a range of four cycles or less. This is the same whether the applied voltage is a sine wave as shown in FIG. 10 or a rectangular wave as shown in FIG.
【0045】このように第1及び第2圧電振動子7、8
に印加する電圧の周期(T)を1/4周期以下の範囲で
ずらすことにより、流入路4及び第1流体移動路5の開
閉と流体の圧送動作のタイミングを最適化することがで
き、逆流を減少させて流量を増加させることができる。As described above, the first and second piezoelectric vibrators 7, 8
By shifting the cycle (T) of the voltage to be applied to the fluid in a range of 1/4 cycle or less, it is possible to optimize the timing of the opening and closing of the inflow passage 4 and the first fluid moving passage 5 and the timing of the fluid pumping operation. Can be increased to increase the flow rate.
【0046】またこの印加電圧の周期のずらす量(Δ
t)は、第1及び第2圧電振動子7、8はもちろん、流
体を含めた圧電ポンプ全体の周波数特性を考慮して決定
する。The amount by which the cycle of the applied voltage is shifted (Δ
t) is determined in consideration of the frequency characteristics of the entire piezoelectric pump including the fluid, as well as the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8.
【0047】(実施の形態6)図12は実施の形態6に
おける圧電ポンプの断面図である。ここで、本実施の形
態と実施の形態1の図1〜図3と同一構成要素は同一符
号を付し説明を省略する。(Sixth Embodiment) FIG. 12 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a sixth embodiment. Here, the same components as those in FIGS. 1 to 3 of the present embodiment and the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0048】本実施の形態においては第1及び第2ポン
プ室2、3に加えて第3のポンプ室50を設けて、第1
ポンプ室2と第1流体移動路5を介して接続するととも
に、第2ポンプ室3と第2流体移動路51を介して接続
している。In the present embodiment, a third pump chamber 50 is provided in addition to the first and second pump chambers 2 and 3, so that the first
It is connected to the pump chamber 2 via the first fluid moving path 5 and connected to the second pump chamber 3 via the second fluid moving path 51.
【0049】また第3ポンプ室50には第1及び第2ポ
ンプ室2、3と同様に振動板52、圧電素子53からな
る第3圧電振動子54を設けている。またリード端子5
5a、55bの一端を振動板52、圧電素子53に電気
的に接続するとともに、他端をケース1の外部へ引出
し、電源15及びアースに接続している。The third pump chamber 50 is provided with a vibration plate 52 and a third piezoelectric vibrator 54 composed of a piezoelectric element 53, similarly to the first and second pump chambers 2 and 3. Also lead terminals 5
One end of each of 5a and 55b is electrically connected to the vibration plate 52 and the piezoelectric element 53, and the other end is drawn out of the case 1 and connected to the power supply 15 and the ground.
【0050】また圧電素子53の振動板52側の極性
は、圧電素子11と同極性、圧電素子12とは逆極性を
有するようにしている。これは、第3圧電振動子54を
第1圧電振動子7と同位相、第2圧電振動子8と逆位相
で駆動させつつ、流体に接する振動板9、10、52側
にかかる電位を0にし、流体によるショート及び漏電を
防止するためである。The polarity of the piezoelectric element 53 on the diaphragm 52 side is the same as that of the piezoelectric element 11 and opposite to that of the piezoelectric element 12. This is because the third piezoelectric vibrator 54 is driven in the same phase as the first piezoelectric vibrator 7 and in the opposite phase to the second piezoelectric vibrator 8, and the potential applied to the vibrating plates 9, 10 and 52 in contact with the fluid is set to 0. In order to prevent short-circuit and leakage due to fluid.
【0051】この圧電ポンプの動作について、図13
(a)、図13(b)を用いて説明する。図中流体の移
動方向を矢印で示している。FIG. 13 shows the operation of the piezoelectric pump.
This will be described with reference to FIG. In the figure, the direction of movement of the fluid is indicated by arrows.
【0052】電源15により圧電ポンプに電圧を印加す
ると、図13(a)、図13(b)に示す動作を交互に
繰り返す。When a voltage is applied to the piezoelectric pump by the power supply 15, the operations shown in FIGS. 13A and 13B are alternately repeated.
【0053】すなわち、図13(a)においては、第1
圧電振動子7は上方にたわみ、第2、第3圧電振動子
8、54は下方にたわむ。従って、流入路4と振動板9
の間に空間が生じ流入路4から第1ポンプ室へ流体が流
入するとともに第1ポンプ室2から第3ポンプ室50へ
流体が流入する。この時、第2ポンプ室3において第2
流体移動路51は振動板10で封止されているので第3
ポンプ室50から第2ポンプ室3へ流体の圧送は行われ
ないが、第2ポンプ室3から流出路5を通じてケース1
の外部へ流体が圧送されることとなる。That is, in FIG. 13A, the first
The piezoelectric vibrator 7 bends upward, and the second and third piezoelectric vibrators 8 and 54 bend downward. Therefore, the inflow path 4 and the diaphragm 9
A space is created between the first and second pump chambers, and the fluid flows from the first pump chamber 2 to the third pump chamber 50. At this time, the second pump chamber 3
Since the fluid passage 51 is sealed with the diaphragm 10,
The pumping of the fluid from the pump chamber 50 to the second pump chamber 3 is not performed, but the case 1
Will be pumped out of the device.
【0054】一方、図13(b)に示すように、第1圧
電振動子7が下方へたわみ、第2及び第3圧電振動子
8、54が上方へたわむと、第1ポンプ室2において流
入路4は振動板9で封止されているので流入路4から第
1ポンプ室2への流体の圧送は行われないが、第1ポン
プ室2から第3ポンプ室50へは流体が圧送される。On the other hand, as shown in FIG. 13B, when the first piezoelectric vibrator 7 bends downward and the second and third piezoelectric vibrators 8 and 54 bend upward, the first piezoelectric vibrator 7 flows into the first pump chamber 2. Since the passage 4 is sealed by the vibration plate 9, the fluid is not pumped from the inflow passage 4 to the first pump chamber 2, but the fluid is pumped from the first pump chamber 2 to the third pump chamber 50. You.
【0055】また第2ポンプ室3において第2流体移動
路51と振動板10の間には空間が生じるため、第3ポ
ンプ室50から第2ポンプ室3へは流体が圧送されると
ともに第2ポンプ室3から流出路6を介してケース1外
部へ流体が圧送される。In the second pump chamber 3, a space is formed between the second fluid moving path 51 and the diaphragm 10, so that fluid is pumped from the third pump chamber 50 to the second pump chamber 3 and the second pump chamber 3 Fluid is pumped from the pump chamber 3 to the outside of the case 1 via the outflow passage 6.
【0056】この図13(a),(b)に示す動作を交
互に繰り返して行わせることにより、流体が圧電ポンプ
を介してスムーズに移動することとなる。By performing the operations shown in FIGS. 13A and 13B alternately and repeatedly, the fluid moves smoothly via the piezoelectric pump.
【0057】(実施の形態7)図14は本実施の形態7
における圧電ポンプの断面図である。ここで、本実施の
形態と実施の形態1の図1〜図3と同一構成要素は同一
符号を付し説明を省略する。(Embodiment 7) FIG. 14 shows Embodiment 7 of the present invention.
It is sectional drawing of the piezoelectric pump in FIG. Here, the same components as those in FIGS. 1 to 3 of the present embodiment and the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0058】本実施の形態においては、実施の形態2と
同様に、圧電素子11、12を一枚の振動板20上に形
成している。この構成により第1及び第2圧電振動子
7、8に接続するリード端子21の数を減らすことがで
きるとともに、リード端子21と振動板20との接続を
容易に行うことができる。In this embodiment, as in the second embodiment, the piezoelectric elements 11 and 12 are formed on one vibration plate 20. With this configuration, the number of lead terminals 21 connected to the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 can be reduced, and the connection between the lead terminals 21 and the diaphragm 20 can be easily performed.
【0059】(実施の形態8)図15は本実施の形態8
における圧電ポンプの断面図である。ここで、本実施の
形態と実施の形態1の図1〜図3と同一構成要素は同一
符号を付し説明を省略する。(Eighth Embodiment) FIG. 15 shows the eighth embodiment.
It is sectional drawing of the piezoelectric pump in FIG. Here, the same components as those in FIGS. 1 to 3 of the present embodiment and the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0060】本実施の形態においては駆動電源40によ
り、第1及び第2圧電振動子7、8に印加する電圧は同
位相で、第3圧電振動子54に印加する電圧を第1及び
第2圧電振動子7、8に印加する電圧に対して1/4周
期以下(同周期を除く)の範囲でずらしている。その結
果、逆流による流量ロスを抑制し、流量を増加させるこ
とができる。In the present embodiment, the voltages applied to the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8 by the driving power supply 40 are in phase, and the voltages applied to the third piezoelectric vibrator 54 are changed to the first and second piezoelectric vibrators 54. The voltage applied to the piezoelectric vibrators 7 and 8 is shifted in a range of 1/4 cycle or less (excluding the same cycle). As a result, the flow rate loss due to the backflow can be suppressed, and the flow rate can be increased.
【0061】これは図10に示すように印加電圧がサイ
ン波の場合でも図11に示すような矩形波の場合でも同
様である。This is the same regardless of whether the applied voltage is a sine wave as shown in FIG. 10 or a rectangular wave as shown in FIG.
【0062】このように第1及び第2圧電振動子7、8
に印加する電圧の周期(T)と第3圧電振動子54に印
加する電圧の周期(T)を1/4周期以下の範囲でずら
すことにより、流入路4及び第2流体移動路51の開閉
と流体の圧送動作のタイミングを最適化することがで
き、逆流を減少させて流量を増加させることができる。As described above, the first and second piezoelectric vibrators 7 and 8
The period (T) of the voltage applied to the third piezoelectric vibrator 54 and the period (T) of the voltage applied to the third piezoelectric vibrator 54 are shifted in a range of 以下 cycle or less, so that the inflow path 4 and the second fluid moving path 51 are opened and closed. And the timing of the fluid pumping operation can be optimized, the backflow can be reduced and the flow rate can be increased.
【0063】またこの印加電圧の周期のずらす量(Δ
t)は、第1から第3圧電振動子7、8、54はもちろ
ん、流体を含めた圧電ポンプ全体の周波数特性を考慮し
て決定する。The amount by which the cycle of the applied voltage is shifted (Δ
t) is determined in consideration of the frequency characteristics of the entire piezoelectric pump including the fluid, as well as the first to third piezoelectric vibrators 7, 8, and 54.
【0064】なお実施の形態6〜8は実施の形態1か5
の圧電ポンプと比べると、ポンプ室が一つ多い分だけ流
量の大きな圧電ポンプとなる。Embodiments 6 to 8 correspond to Embodiments 1 to 5
In comparison with the piezoelectric pump described above, the piezoelectric pump has a larger flow rate by one pump chamber.
【0065】また実施の形態6〜8においては、実施の
形態4と同様にして、流入路4と振動板9の間及び第2
流体移動路51と振動板10の間に弾性体を設けると同
様の効果が得られるものである。In the sixth to eighth embodiments, similarly to the fourth embodiment, the space between the inflow passage 4 and the diaphragm 9 and the second
The same effect can be obtained by providing an elastic body between the fluid moving path 51 and the vibration plate 10.
【0066】以下、本発明の実施の形態における圧電ポ
ンプのポイントとなることについて記載する。Hereinafter, the point of the piezoelectric pump according to the embodiment of the present invention will be described.
【0067】(1)上記各実施の形態においては、交流
電圧を印加する場合について説明したが、直流電圧を印
加しても圧電ポンプは作動する。しかしながら直流電圧
を印加して第1〜第3圧電振動子7、8、54を上下に
交互にたわませようとすると、振動板9、10、52に
電位をかける必要がある。また振動板9、10、52に
電位をかけると流体によりショート、漏電を発生してし
まう。そのため直流電圧を印加する場合は、振動板9、
10、52の流体との接触面を絶縁処理しておく必要が
ある。したがって交流電圧を印加して用いることが望ま
しい。(1) In each of the above embodiments, the case where an AC voltage is applied has been described. However, the piezoelectric pump operates even when a DC voltage is applied. However, in order to alternately bend the first to third piezoelectric vibrators 7, 8, and 54 up and down by applying a DC voltage, it is necessary to apply a potential to the vibration plates 9, 10, and 52. Also, when a potential is applied to the diaphragms 9, 10, 52, a short circuit or a short circuit occurs due to the fluid. Therefore, when a DC voltage is applied, the diaphragm 9,
It is necessary to insulate the contact surfaces of the fluids 10 and 52 with the fluid. Therefore, it is desirable to apply an AC voltage.
【0068】(2)図16に示すように、第2圧電振動
子8とリード端子14a、14bの電気的な接続は導電
性接着剤60を用いて行っている。この構成とすること
により、第2圧電振動子8の振動の阻害を抑制すること
ができ、半田接続の場合と比較すると接合部の厚さを薄
くでき、すなわちポンプの厚みを薄くできるものであ
る。また導電性接着剤60はリード端子14a、14b
の接合側端部表面を覆うように塗布し、より強固な接合
を得ることが望ましい。(2) As shown in FIG. 16, the electrical connection between the second piezoelectric vibrator 8 and the lead terminals 14a, 14b is made by using a conductive adhesive 60. With this configuration, the inhibition of the vibration of the second piezoelectric vibrator 8 can be suppressed, and the thickness of the joint can be reduced as compared with the case of the solder connection, that is, the thickness of the pump can be reduced. . Also, the conductive adhesive 60 is applied to the lead terminals 14a, 14b.
It is desirable to apply the coating so as to cover the joining-side end surface of the substrate to obtain a stronger joining.
【0069】このことは第1及び第3圧電振動子7、5
4についても同様である。This means that the first and third piezoelectric vibrators 7, 5
The same applies to No. 4.
【0070】(3)圧電ポンプは圧電素子11、12、
53を用いたものであるので、幅広い周波数帯で使用す
ることが可能である。例えば発生する音を聞こえにくく
したい場合には、可聴域よりも低いあるいは高い周波数
領域で作動させることが望ましい。(3) The piezoelectric pump is composed of piezoelectric elements 11, 12,
Since the frequency band 53 is used, it can be used in a wide frequency band. For example, if it is desired to make the generated sound difficult to hear, it is desirable to operate in a frequency range lower or higher than the audible range.
【0071】(4)圧電ポンプは外観からは、流入路4
と流出路6の判別が困難である。従って、ケース1の流
入路4あるいは流出路6側の少なくとも一方に設置方向
を示すマーキングを施すことにより、設置方向の誤りを
防止することができる。(4) The appearance of the piezoelectric pump is
And outflow path 6 are difficult to determine. Therefore, by marking at least one of the inflow path 4 and the outflow path 6 side of the case 1 to indicate the installation direction, it is possible to prevent the installation direction from being erroneous.
【0072】(5)第1〜第3ポンプ室2、3、50の
角部を曲面状とすることにより角部での乱流の発生を抑
制し、流体の流動抵抗の増加を防止することができる。(5) By making the corners of the first to third pump chambers 2, 3, and 50 curved, the generation of turbulence at the corners is suppressed, and the flow resistance of the fluid is prevented from increasing. Can be.
【0073】(6)振動板9、10、20は流入路4及
び第1あるいは流体移動路5、51との接触による摩耗
を抑制し、長期信頼性に優れたものとするため金属を用
いて形成しても良い。(6) The diaphragms 9, 10, and 20 are made of metal to suppress wear due to contact with the inflow path 4 and the first or fluid moving paths 5, 51, and to provide excellent long-term reliability. It may be formed.
【0074】(7)第1〜第3ポンプ室2、3、50に
は、圧電ポンプを駆動時に気体が存在するようにし、各
ポンプ室2、3、50内の圧力変動により気体が膨張、
収縮し、各ポンプ室2、3、50間の圧力を保持するこ
ととなり、圧電ポンプを製造する際の構成部材の寸法バ
ラツキなどによる流入路4及び流体移動路5、51の開
閉のタイミングのずれによる流量のバラツキを抑制して
いる。(7) In the first to third pump chambers 2, 3, and 50, gas is made to exist when the piezoelectric pump is driven, and the gas expands due to pressure fluctuations in the pump chambers 2, 3, and 50.
It contracts to maintain the pressure between the pump chambers 2, 3, and 50, and shifts in the opening and closing timing of the inflow passage 4 and the fluid transfer passages 5 and 51 due to dimensional variations of components when manufacturing the piezoelectric pump. The variation of the flow rate due to is suppressed.
【0075】(8)振動板9、10、20、52は各ポ
ンプ室2、3、50の内周形状よりも大きく、圧電素子
11、12、53は内周形状よりも小さくしている。ま
た圧電素子11、12、53の形状は、第1〜第3圧電
振動子7、8、54を効率よく振動させるためにも円板
状とすることが望ましい。(8) The diaphragms 9, 10, 20, 52 are larger than the inner peripheral shape of each pump chamber 2, 3, 50, and the piezoelectric elements 11, 12, 53 are smaller than the inner peripheral shape. Further, the shape of the piezoelectric elements 11, 12, 53 is desirably a disk shape in order to efficiently vibrate the first to third piezoelectric vibrators 7, 8, 54.
【0076】(9)第1〜第3ポンプ室2、3、50の
第1〜第3圧電振動子7、8、54に平行な断面形状は
円形とすることにより、流体の流動抵抗を小さくするこ
とができる。なぜならば角部が存在すると乱流が発生
し、流体の流動抵抗が大きくなるからである。(9) The cross-sectional shape of the first to third pump chambers 2, 3, and 50 parallel to the first to third piezoelectric vibrators 7, 8, and 54 is circular, thereby reducing the flow resistance of the fluid. can do. This is because the presence of the corner generates turbulence and increases the flow resistance of the fluid.
【0077】(10)圧電ポンプは、電圧を印加してい
ないとき、振動板9、10、20と流入路4の第1ポン
プ室2側開口部、第1流体移動路5の第2ポンプ室3側
開口部あるいは第2流体移動路51の第2ポンプ室3側
開口部との間に隙間が存在したとしても、電圧を印加す
れば作動する。(10) When no voltage is applied to the piezoelectric pump, the diaphragms 9, 10 and 20, the opening of the inflow passage 4 on the first pump chamber 2 side, and the second pump chamber of the first fluid transfer path 5 Even if there is a gap between the opening on the third side or the opening on the second pump chamber 3 side of the second fluid movement path 51, the operation is performed by applying a voltage.
【0078】しかしながら電圧を印加していない時に流
体の逆流を防止するために、上記各実施の形態で示した
ように、振動板9、10、20で上記各開口部を塞いで
いる。However, in order to prevent the fluid from flowing backward when no voltage is applied, the diaphragms 9, 10, and 20 cover the openings as described in the above embodiments.
【0079】[0079]
【発明の効果】以上本発明によると、複雑な制御回路を
必要としない圧電ポンプを提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a piezoelectric pump which does not require a complicated control circuit.
【図1】本発明の実施の形態1における圧電ポンプの断
面図FIG. 1 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同斜視図FIG. 2 is a perspective view of the same.
【図3】同動作を説明するための断面図FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the operation.
【図4】本発明の実施の形態2における圧電ポンプの断
面図FIG. 4 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態3における圧電ポンプの断
面図FIG. 5 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a third embodiment of the present invention.
【図6】同断面図FIG. 6 is a sectional view of the same.
【図7】本発明の実施の形態4における圧電ポンプの断
面図FIG. 7 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】同断面図FIG. 8 is a sectional view of the same.
【図9】本発明の実施の形態5における圧電ポンプの断
面図FIG. 9 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a fifth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施の形態5および8の圧電ポンプ
に印加する電圧の波形図FIG. 10 is a waveform diagram of a voltage applied to the piezoelectric pump according to the fifth and eighth embodiments of the present invention.
【図11】本発明の実施の形態5および8の圧電ポンプ
に印加する電圧の波形図FIG. 11 is a waveform diagram of a voltage applied to the piezoelectric pump according to the fifth and eighth embodiments of the present invention.
【図12】本発明の実施の形態6における圧電ポンプの
断面図FIG. 12 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】同動作を説明するための断面図FIG. 13 is a sectional view for explaining the operation.
【図14】本発明の実施の形態7における圧電ポンプの
断面図FIG. 14 is a sectional view of a piezoelectric pump according to a seventh embodiment of the present invention.
【図15】本発明の実施の形態8における圧電ポンプの
断面図FIG. 15 is a sectional view of a piezoelectric pump according to an eighth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の一実施の形態における圧電ポンプの
要部拡大断面図FIG. 16 is an enlarged sectional view of a main part of a piezoelectric pump according to an embodiment of the present invention.
【図17】従来の圧電ポンプの断面図FIG. 17 is a sectional view of a conventional piezoelectric pump.
【図18】図17に示す圧電ポンプに印加する電圧の波
形図18 is a waveform diagram of a voltage applied to the piezoelectric pump shown in FIG.
1 ケース 2 第1ポンプ室 3 第2ポンプ室 4 流入路 5 第1流体移動路 6 流出路 7 第1圧電振動子 8 第2圧電振動子 9 振動板 10 振動板 11 圧電素子 12 圧電素子 13a リード端子 13b リード端子 14a リード端子 14b リード端子 15 電源 20 振動板 21 リード端子 30 弾性体 31 突起 40 駆動電源 50 第3ポンプ室 51 第2流体移動路 52 振動板 53 圧電素子 54 第3圧電振動子 55a リード端子 55b リード端子 60 導電性接着剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 1st pump chamber 3 2nd pump chamber 4 Inflow path 5 1st fluid movement path 6 Outflow path 7 1st piezoelectric vibrator 8 2nd piezoelectric vibrator 9 diaphragm 10 diaphragm 11 piezoelectric element 12 piezoelectric element 13a lead Terminal 13b Lead terminal 14a Lead terminal 14b Lead terminal 15 Power supply 20 Vibration plate 21 Lead terminal 30 Elastic body 31 Projection 40 Drive power supply 50 Third pump chamber 51 Second fluid movement path 52 Vibration plate 53 Piezoelectric element 54 Third piezoelectric vibrator 55a Lead terminal 55b Lead terminal 60 Conductive adhesive
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 弘康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3H075 AA09 BB04 BB19 CC35 CC40 DB02 DB49 EE07 EE13 3H077 AA08 CC02 CC09 CC18 DD06 EE37 EE40 FF12 FF14 FF34 FF36 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyasu Ikeda 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (reference) EE40 FF12 FF14 FF34 FF36
Claims (14)
ンプ室と、この第1ポンプ室と第1流体移動路を介して
接続された第2ポンプ室と、前記ケースの外部から前記
第1ポンプ室内部へ流体が移動するための流入路と、前
記第2ポンプ室から前記ケースの外部へ流体が移動する
ための流出路と、前記第1及び第2ポンプ室内に設けた
振動板に圧電素子を貼り付けた第1及び第2圧電振動子
と、この第1及び第2圧電振動子にその一端を接続する
とともに他端を前記ケース外部へ引出したリード端子と
を備え、前記第1及び第2圧電振動子の外周部を前記第
1及び第2ポンプ室壁面で固定するとともに、前記第1
圧電振動子で前記流入路の前記第1ポンプ室側開口部
を、前記第2圧電振動子で前記第1流体移動路の前記第
2ポンプ室側開口部を被覆した圧電ポンプ。A first pump chamber provided in the case; a second pump chamber connected to the first pump chamber via a first fluid movement path; (1) an inflow passage for moving fluid into the pump chamber, an outflow passage for moving fluid from the second pump chamber to the outside of the case, and a diaphragm provided in the first and second pump chambers. A first and a second piezoelectric vibrator to which a piezoelectric element is attached, and a lead terminal having one end connected to the first and the second piezoelectric vibrator and the other end drawn out of the case; And fixing the outer peripheral portion of the second piezoelectric vibrator on the first and second pump chamber wall surfaces,
A piezoelectric pump in which a piezoelectric vibrator covers the first pump chamber side opening of the inflow path, and the second piezoelectric vibrator covers the second pump chamber side opening of the first fluid moving path.
入路及び第2流体移動路側に設置するとともに、圧電素
子の振動板側の極性が互いに異なる請求項1に記載の圧
電ポンプ。2. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein the first and second piezoelectric vibrators have the diaphragms installed on the inflow path and the second fluid movement path side, and the polarities of the piezoelectric elements on the diaphragm side are different from each other. .
振動子とこれに接触する流体移動路間に弾性体を設けた
請求項1あるいは請求項2に記載の圧電ポンプ。3. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein an elastic body is provided between the inflow path and the first piezoelectric vibrator and between the second piezoelectric vibrator and a fluid moving path in contact with the second piezoelectric vibrator.
側開口部内壁面、流体移動路の第2ポンプ室側開口部内
壁面は、同方向にテーパー状で、前記弾性体の方が、前
記各内壁面よりも大きなテーパー角を有する請求項3に
記載の圧電ポンプ。4. The outer peripheral surface of the elastic body, the inner wall surface of the first pump chamber side opening of the inflow path, and the inner wall surface of the second pump chamber side opening of the fluid transfer path are tapered in the same direction, and the elastic body is more tapered. 4. The piezoelectric pump according to claim 3, which has a larger taper angle than each of said inner wall surfaces.
である請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の圧
電ポンプ。5. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein corners of the first and second pump chambers are curved.
は、1/4周期以下(同周期を除く)のずれを有する請
求項1から請求項5のいずれか一つに記載の圧電ポン
プ。6. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the voltage applied to the first and second piezoelectric vibrators has a shift of 1 / cycle or less (excluding the same cycle). pump.
3ポンプ室を設けるとともに、この第3ポンプ室内にこ
の第3ポンプ室壁面に外周部を固定された第3圧電振動
子を設け、リード端子の一端をこの第3圧電振動子に接
続するとともに他端を前記ケース外部へ引出し、前記第
3ポンプ室と前記第2ポンプ室とを第2流体移動路で接
続した請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の圧
電ポンプ。7. A third piezoelectric vibrator having a third pump chamber provided between the first fluid moving path and the second pump chamber, and an outer peripheral portion fixed to the wall surface of the third pump chamber in the third pump chamber. Wherein one end of a lead terminal is connected to the third piezoelectric vibrator and the other end is drawn out of the case, and the third pump chamber and the second pump chamber are connected by a second fluid moving path. The piezoelectric pump according to any one of claims 1 to 5.
性は、第1圧電振動子の圧電素子の振動板側極性と同じ
である請求項7に記載の圧電ポンプ。8. The piezoelectric pump according to claim 7, wherein the polarity of the piezoelectric element of the third piezoelectric vibrator on the diaphragm side is the same as the polarity of the piezoelectric element of the first piezoelectric vibrator on the diaphragm side.
は、同位相で、第3圧電振動子に印加する電圧を前記第
1及び第2圧電振動子に印加する電圧に対して1/4周
期以下(同周期を除く)のずれを有する請求項7あるい
は請求項8に記載の圧電ポンプ。9. The voltage applied to the first and second piezoelectric vibrators is in phase, and the voltage applied to the third piezoelectric vibrator is one with respect to the voltage applied to the first and second piezoelectric vibrators. The piezoelectric pump according to claim 7, wherein the piezoelectric pump has a shift of 4 cycle or less (excluding the same cycle).
2ポンプ室内には気体が存在するようにした請求項1か
ら請求項8のいずれか一つに記載の圧電ポンプ。10. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein gas is present in at least the first and second pump chambers when the pump is driven.
は、導電性接着剤を用いて行った請求項1から請求項1
0のいずれか一つに記載の圧電ポンプ。11. The connection between each piezoelectric vibrator and a lead terminal using a conductive adhesive.
0. The piezoelectric pump according to any one of 0.
少なくとも一方にマーキングを施した請求項1から請求
項11のいずれか一つに記載の圧電ポンプ。12. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein at least one of an inflow path side and an outflow path side of the case is marked.
ある請求項1から請求項12のいずれか一つに記載の圧
電ポンプ。13. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein the diaphragm is formed using metal.
面形状は円形である請求項1から請求項13のいずれか
一つに記載の圧電ポンプ。14. The piezoelectric pump according to claim 1, wherein a sectional shape of each pump chamber parallel to each piezoelectric vibrator is circular.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197074A JP2001020866A (en) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Piezo pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197074A JP2001020866A (en) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Piezo pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001020866A true JP2001020866A (en) | 2001-01-23 |
Family
ID=16368294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11197074A Pending JP2001020866A (en) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Piezo pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001020866A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002232174A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Hitachi Ltd | Electronic equipment |
| DE10238585B3 (en) * | 2002-08-22 | 2004-04-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Fluid module for a peristaltic pump comprises a one-piece base element having a recess containing a fluid and fluid passages, a membrane element adjoining the recess |
| CN108757407A (en) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 南京航空航天大学 | A kind of double oscillator Valveless piezoelectric pumps of standing wave type and its working method |
| CN109915347A (en) * | 2019-03-03 | 2019-06-21 | 浙江师范大学 | A kind of tower miniature piezoelectric gas compressor |
| CN109973365A (en) * | 2019-04-09 | 2019-07-05 | 哈尔滨工业大学 | A kind of two-way piezoelectric pump of Multicarity and its pumping method motivated using PZT (piezoelectric transducer) |
| CN110107487A (en) * | 2019-06-13 | 2019-08-09 | 吉林大学 | A kind of Valveless piezoelectric air pump based on synthesizing jet-flow principle |
| JPWO2019198305A1 (en) * | 2018-04-10 | 2020-09-03 | 株式会社村田製作所 | Fluid control device |
| CN116044719A (en) * | 2022-12-08 | 2023-05-02 | 广东奥迪威传感科技股份有限公司 | Vibration plate structure and piezoelectric pump device |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP11197074A patent/JP2001020866A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002232174A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Hitachi Ltd | Electronic equipment |
| DE10238585B3 (en) * | 2002-08-22 | 2004-04-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Fluid module for a peristaltic pump comprises a one-piece base element having a recess containing a fluid and fluid passages, a membrane element adjoining the recess |
| JPWO2019198305A1 (en) * | 2018-04-10 | 2020-09-03 | 株式会社村田製作所 | Fluid control device |
| CN108757407A (en) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 南京航空航天大学 | A kind of double oscillator Valveless piezoelectric pumps of standing wave type and its working method |
| CN108757407B (en) * | 2018-06-06 | 2023-08-01 | 南京航空航天大学 | Standing wave type double-vibrator valveless piezoelectric pump and working method thereof |
| CN109915347A (en) * | 2019-03-03 | 2019-06-21 | 浙江师范大学 | A kind of tower miniature piezoelectric gas compressor |
| CN109915347B (en) * | 2019-03-03 | 2024-03-15 | 浙江师范大学 | A tower type micro piezoelectric gas compressor |
| CN109973365A (en) * | 2019-04-09 | 2019-07-05 | 哈尔滨工业大学 | A kind of two-way piezoelectric pump of Multicarity and its pumping method motivated using PZT (piezoelectric transducer) |
| CN110107487A (en) * | 2019-06-13 | 2019-08-09 | 吉林大学 | A kind of Valveless piezoelectric air pump based on synthesizing jet-flow principle |
| CN116044719A (en) * | 2022-12-08 | 2023-05-02 | 广东奥迪威传感科技股份有限公司 | Vibration plate structure and piezoelectric pump device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11598330B2 (en) | Fluid control device and pump | |
| KR101333542B1 (en) | Fluid pump | |
| CN101542122B (en) | Piezoelectric micro-blower | |
| JP5012889B2 (en) | Piezoelectric micro blower | |
| KR100202160B1 (en) | Control valve of fluid flow | |
| JP5652551B2 (en) | Fluid control device | |
| Miyazaki et al. | A piezo-electric pump driven by a flexural progressive wave | |
| JP2001020866A (en) | Piezo pump | |
| CN108884823A (en) | Valve, gas control equipment and sphygmomanometer | |
| JP2017026155A (en) | Valve, fluid control device, and blood pressure measurement device | |
| JP5429317B2 (en) | Piezoelectric micro pump | |
| US20210277883A1 (en) | Pump | |
| CN103765922B (en) | Acoustic generator, generating device and electronic equipment | |
| JP2003023696A (en) | Piezoelectric electroacoustic transducer | |
| WO2020195075A1 (en) | Piezoelectric pump | |
| TWM540932U (en) | Micro-fluid control device | |
| JP2002106470A (en) | Diaphragm pump | |
| JP2004308554A (en) | Fluid pump | |
| JP5121483B2 (en) | Fluid feeder | |
| CN119737484A (en) | A triboelectric self-sensing piezoelectric microvalve and flow monitoring method | |
| JP2005201235A (en) | Piezoelectric pump | |
| JP6193656B2 (en) | Electromagnetic vibration type fluid pump | |
| JP2009121242A (en) | Diaphragm type liquid conveyance device | |
| JP4359789B2 (en) | Liquid flow equipment | |
| CN108331739A (en) | Fluid delivery device |