JPS59221485A - ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技１１１分野〉 本発明は流体を加圧する振動部に電気を振動にｌｒｊ：
核変換する圧電磁器薄板と金属シ暫Ｗ板を貼り合わせた
ユニモルフ振動子を用いたポンプ（ゴ（ｌする。

く従来技術〉 従来のポンプは、電動磯やツレメイドを使い、羽根■１
１やピストン又はプランジャーを作動さぜその回転運動
や往復運動により、液本燃料に遠心力を与えて吐出した
り、シリング−内容積の拡大と縮小により吐出したりす
る構造て゛あった。しかし、この従来のポンプでは、液
体燃料に直接作用する羽根車やピストン又はプランジャ
−等は、電気信号を与えても自ら運動できず、羽根車や
ピストンは電動俄の回転運動を伝達軸に３こり受け、ま
たプランツヤ−はソレノイ＋Ｓ’に流れる電流による磁
界（電磁力）によりその働きを行うものであるか、この
ような中間的な伝達（幾構を持つことは、ポンプ自体の
大型化を招ぎ、また内部（１′ｌ造を複雑にしていた。

〈目的〉 そこで本発明は、上記の点に鑑み、電気エネルギーを往
復運動である振動に直接変換するユニモルフ振動子をポ
ンプの俄構部に用いることにより、構造を簡単にしかつ
小型化するとともに、振巾の小さいユニモルフ振動子か
常に正常に作動し得るポンプの提供を目的としている。

〈実施例〉 以Ｉ・″、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

ます本発明の流体用例えば池田；熟料用の液送ポンプの
〜例を、一枚の円板状ユニモルフ振動子を用いた場イ、
・について図面と共に説明する。

第１　、２　、　：（図は夫々液送ポンプの平面図、断
面図、底面図で・あり、第・１，５図は夫々その振動部
に用いられるー・枚の圧電磁器薄板に一枚の金属製薄板
を貼り合わせた円板状ユニモルフ振動子の底面図、断面
図である。

第１　、２　、　：’、図において、１は振動部に圧電
磁器薄板（ピエゾ素子）２を用いた円板状のユニモルフ
振動ｒであり、玉１個の構成片３　ａ、　３Ｉ」１．Ｅ
　ｃからなるポンプ本ｉ−ｋ　３の内部の液体加圧部４
に、その容積を４１ｊ、火、＆ｉ小さぜる如く円板状の
ユニモルフ振動子１か配置されている。５は前記圧電磁
器薄板２と共にユニモルフ振動子１を構成する金属製薄
板、（（は吐出側Ｊｆ止弁、（”）　ａｌ；ｔｌｌ−ｌ
出１１Ｄｆｆ（５，７は吸入測道１１〕弁、’？ａは吸
入通路、；；は吐出ｆｌｌｌｌ　８Ｉｋ手、５〕は導線
、１（）は吸入側継手である。

そし〔，１ｉｉｊ記ユニモルフ振動子１の周Ｍ　ｆｆｌ
：　１　ａの下表面１ｃはポンプ本体３に固定された円
環状剛体１１に支持され、かつ前記周縁部１ａの上表面
１１〕は弾性圧縮状態の円環状弾性体１２を介してポン
プ本体３に支持されている。

なお、本実施例では剛体１１とポンプ本体３の第三構成
片３ｃとは一体的に構成され、また弾性体１２にはオー
リングが採用されている。

上記構造の液送ポンプにおいて、ユニモルフ振動子１に
接続されている導線ＩＪに一定周波数の正負の電圧を印
加すると、第５図（ａ＞、（ｂ）の如く、ユニモルフ振
動子１は凹凸状に交互に変形する。

このユニモルフ振動子１の前方に二個の逆止弁６゜７が
あり、ユニモルフ振動子１が第５図（１））の如く凹状
に変化するとき、吐出側逆止弁６は閉じ、吸入側逆止弁
７が開き液体燃料は液体加圧部４に流入する。

次にユニモルフ振動子１が第５図（ａ）の如く平面状な
いし凸状に変化するとき、吸入側逆止弁７は閉じ、吐出
側逆止弁６が開き液体加圧部４にある液体燃料は、吐出
側逆止弁６を通り圧送される。

なおユニモルフ振動子１は導、線１〕に一定周波数自１
．負の電圧を印加すると、第５図（ａ）、（＋１）の如
く凹凸４ノ５に交ＩＪ：に変ノ［埋するが、その大きさ
Δρは電圧の大きさに比例したたわみ一鼠、′Ｃ４ｊｉ
られ、ポンプの吐出１Ｉｉｕｔｉ（を電圧により制御で
きることになる。

次に、本発明の要部を第６．７図についてさらにｔ′目
１１１に説明する１゜ 前記圧電磁器、；：ｉ板２の伸縮は非常に小さく、ユニ
モルフ振動−Ｊ’　Ｉの振幅は微々たるものである。

そこで゛、ｌ１ｍりにユニモルフ振動子１の周縁部１ａ
の両表面ｌ、ｌｃの支持を弾性木１２で行ならば、液木
州、料の送出に什なう負荷（圧力）に上り両表面側のづ
’ｉｊ　′ｌ’ｌ：田１２かＩＩ倶１ｒｉ腰ユニモルフ
振動子１の凹凸に、］：る圧力ＩＪＩ、分は弾−Ｐｌ、
　ｆｔζ１２が吸収してしまい、液体燃料ｊ」二辺に寄
与することかで・きなくなる。また逆にユニモルフ振動
子１の周縁部１ａの両表面支４）を弾ノ月生のない剛体
１１で固定すると、ユニモルフ振動Ｑ動子１に大きな負
荷が加わり振動不能となり、’＋ｉ’ｉ　１，１＜　ｉ
、ｉ’！、料の送出ができない。

しかし本発明で・は、既述の様に液体州法［ポンプの振
動部において、ユニモルフ振動子１の周縁部１ａの一表
面は円環状剛体１１に支持され、かつ前記周縁部１ａの
池表面は円環状弾性体１２を介してポンプ本体３に支持
されているので、効率よく流体を送出できる。

そして、弾性体１２は、第二構成片３ｂの下面に形成さ
れた円筒状垂直面１３とその上端外方に連なる水平面１
４と、第三構成片３ｃの上面に形成された円筒状垂直面
１５と、その下端から内方へ連なる雑水平面１６および
矩型直面１７とからなる環状収容室１８に圧縮状態で収
容されている。

第６図において、液体加圧部４の容積を大とくする方向
にユニモルフ振動子１が変形する時、吐出側逆止弁６は
閉じ、吸入側逆止弁７が開き、低圧の液体燃料を吸入す
る。この時の圧力が低圧であるため、ユニモルフ振動子
１の周縁部１ａに加わる力Ｆ１は比較的弱い。また紺イ
；１時に一定の寸法に圧縮変形した弾性体１２の弾性力
でユニモルフ振動子１の周縁部１ａを弾圧しているため
、弾性力のある弾性体１２が大きく変形して圧送に要す
る振動を吸収することはない。二の時の弾性体１２のた
わみ１ｊ′ｒ、は、振動子１の周縁部１ａを支持する剛
Ｉ４；１．１における円状内周端縁−１］　ａを支点と
した振動Ｊ′−外周端ｊ−Ｊ　１　ｄの浮」二〇δｊへ
ρ２と等しくなる。またユニモルフ振動ｆ−１の半径１
（に比べ剛１．ｌｓ］Ｉの中Ｗは小さく、従って作用点
となる振動−Ｊ′外周端縁１ｄの浮」エリ−１，Δｐン
ら非常に小さく、弾性１本１２の部分的な歪みにとどま
る。そして１、−の部分的な歪みによりユニモルフ振動
子１の振動かｉｉＪ’能となる。

次に第７図に示４−ように液体加圧部４の容積を小さく
する方向にユニモルフ振動子１が変形する時、吸入側逆
止弁°７は閉じ吐出側逆止弁６が開き、液体燃料は圧送
される。この時外部圧ノ月）に抗し′ζ吐出さぜるため
ユニモルフ振動子１が受ける圧力は火きくな１）、その
周縁部１ａに加わる力１・２も天外なものとなる。いま
仮りにこの力１・２を受ける側に弾性１４ＣＩ　２かあ
れば、圧送に要する振動分はこの弾性１．Ｉｃ　＋　２
か吸収して圧送のＩｆ！　ｆ！ｇは無くなる。しｈ化、
この方Ｆ２を支４１１する部分は剛体１１であるため、
ユニモルフ振動子１の変形を有効に吐出に変換できる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば、ユニモルフ振動子１にｊ＝Ｊする外部圧力Ｐが小
さく、組立時に一定の寸法に弾性圧縮変形させた弾性体
１２の与圧より小さい場合は、第８図に示すように構成
することも可能である。

即ち液体加圧部４側の上表面を剛体１１を介して支持し
、反体側の下表面を弾性体１２を介して支持することも
できる。

く効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、下記の
効果が期待できる。

（イ）ユニモルフ振動子の利用により、機能及び構造が
簡素化され、小型化が可能となる。

（ロ）（戊能部品点数が少なくなり、各部品形状精度の
累積影響度が小さくなり高品質が望める。

（ハ）従来の中間伝達（戊構か省け、この酸槽における
損失がなくなり高効率が望める。

（ニ）コスト的に安価なものとなる。

（ホ）柱台連動かないため、摩耗なしみ：二よる品質ド
ラフルかない。

（−・）電圧の大きさによりリニアに吐出量を制御で′
きる。

（ト）円板状ユニモルフ振動子の周縁部は円環状剛１４
ｃと弾・１イ１圧縮状態の円環状弾性体とによりポンプ
本体に支］、゛ｊされているので、振巾の小さいユニモ
ルフ振動ｒ・が常に正常に作動い：ｊる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例をボすもので、第１し１は一実施
例の全体の一部切欠平面図、第２図は開拡ノ（縦ｌｉｈ
面図、］イＳ：（図は同一部切欠底面し１、ｆ（Ｓ　、
１図はユニモルフ振動子の底面図、第５図（ａ）、ｌ）
はユニモルフ振動１′−の作動説明用断面１ヌ１、第）
；図は同要７１の拡ノ（１坂人状態断面図、第７図は同
吐出状態断面図、第）１図は池の実施例の縦断面図て′
ある。 １：ユニモルフ振動子、１ａ二周Ｈ部、１．　ｂ：”Ｆ
表面、１（：上表１１１１、；３：ポンプ本庄、４；加
圧部、〔５゜°ｊ：逆止ブ１．１１：１剛木、１２：弾
性１本、１６：収容出　願　人　　シャープ株式会社 代理人　中刊恒久 第１図 第２図 第７図 ９　　　　　　４　　１　　１１ａｌｌ　　１１第８　
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被圧送物を加圧する振動部に電気を振動に直接変換する
   円板状ユニモルフ振動Ｊ′−が設けられ、被圧送物の吸
   入通路と吐出通路に夫々逆止弁が設けられたポンプにお
   いて、前記ユニモルフ振動子の周縁部の−・表面はポン
   プ本体に固定された円環状１剛化に支持され、かつ前記
   周縁部の亜表面は弾性圧１＋ｉ状態の円環状弾性体を介
   してポンプ本体に支Ｊ　、ｌ＋されていることを特徴と
   するポンプ。