[发明专利]压电泵

说明书

技术领域

本发明涉及压电泵，特别是涉及使用通过压电元件而弯曲变形的膜片(diaphragm)的压电泵。

背景技术

对于笔记本电脑等小型电子设备的冷却用泵或燃料电池的燃料输送用泵等，可使用压电泵。压电泵是使用通过向压电元件施加电压而弯曲变形的膜片的泵，具有结构简单、轻薄、且耗电量低这样的优点。在使用压电元件作为驱动源的压电泵的情况下，在其流入口及流出口设置单向阀，存在单向阀由于长期使用而可靠性下降、或由于在单向阀附着尘土等异物而不能充分输送流体这样的问题。另外，存在由于在单向阀附着尘土等异物而以高频驱动压电元件时单向阀不能跟踪动作、不能输送流体等问题。

在专利文献1和2提出了一种压电泵，该压电泵在具有流入口和流出口的泵本体上，以接触状态安装膜片，并且安装多个压电元件，使其在膜片上从流入口向流出口排列。在该泵的情况下，通过从靠近流入口侧的压电元件向靠近流出口侧的压电元件依次驱动，使膜片从流入口向流出口依次弯曲，可以将流体从流入口向流出口挤出。而且，若停止向压电元件施加电压，则由于利用膜片的复原而使流入口和流出口之间的流通路径关闭，因此可以省略流入口及流出口的单向阀。

然而，在该构造的压电泵中，由于需要将多个压电元件排列为平面状，因此存在压电泵体积大且复杂、并且依次驱动压电元件用的驱动电路也变得复杂、昂贵这样的问题。

在专利文献3中，揭示了没有单向阀的流体泵。特别是，在专利文献3的图10中揭示了一种流体泵，该流体泵在泵本体和膜片之间形成泵室，在泵本体的中央部设置第一开口部，在周边部设置第二开口部，对膜片形成弹性缓冲，通过利用其它驱动单元往返驱动膜片的中央部，使膜片弯曲变形。在膜片打开第一开口部时，将流体从第一开口部向泵室吸入；在关闭第一开口部时，使与第二开口部对应的缓冲部弯曲，利用缓冲部的弹性复原力，将流体从第二开口部排出。

在专利文献3的情况下，由于只是以单一的驱动源往返驱动膜片，因此构造简单。但是，由于只使与膜片的第一开口部对置的部位、即膜片的中央部位移，使膜片的周边部(缓冲部)迟于该位移产生弯曲变形，因此必须使用柔软的材料作为膜片，不能提高排出压力。例如，在流体是空气这样的压缩性流体的情况下，为了使膜片的缓冲部弹性变形，必须使用橡胶或树脂这样非常柔软的材料，排出压力下降。其结果是，在泵室外的压力较高的条件下，有时不能确实地排出流体。

专利文献1：日本专利特开平2-149778号公报

专利文献2：日本专利特开平4-86388号公报

专利文献3：日本专利特表平10-511165号公报

发明内容

因此，本发明的理想的实施方式的目的是提供一种构造简单、且可以提高排出压力的压电泵。

为达到上述目的，本发明提供一种压电泵，其特征是，包括：泵本体；外周部对泵本体进行固定的膜片；粘贴在该膜片的中央部的压电元件；形成于与上述膜片的大致中央部对置的泵本体的部位的第一开口部；形成于上述膜片的中央部和外周部的中间区域或者与该中间区域对置的泵本体的部位的第二开口部，上述膜片是金属板，上述压电元件形成为覆盖上述第一开口部、且不到达第二开口部的大小，通过对上述压电元件施加规定频率的电压，使与第一开口部对置的膜片的部分和所述中间区域的膜片的部分向相反方向弯曲变形，从上述第一开口部及第二开口部的一方吸入流体，从另一方排出。

在本发明中，由于不是如专利文献3所示利用膜片自身的弹性复原力挤出流体，而是使用杨氏模量较高的金属板作为膜片，通过利用压电元件使该膜片强制弯曲变形，来排出流体。特别是，通过使压电元件的大小形成为覆盖第一开口部且不到达第二开口部，可以使与第一开口部对置的膜片的部分和与第二开口部对置的膜片的部分高效地向相反方向弯曲变形。因此，可以提高排出压力，即使在排出侧的压力较高的条件下也可以确实地排出流体。特别是，由于将杨氏模量较高的金属板作为膜片，因此膜片对压电体的跟踪性好，所以能以较高的频率动作。