JP2600180B2 - Piezoelectric micro pump - Google Patents
Piezoelectric micro pumpInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧電型マイクロポンプに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a piezoelectric micropump.
(従来の技術) 分極方向に対して互いに逆方向に電界が加わるように
して張り合わせた圧電バイモルフ構造の板は、電界を加
えることによって一方の板が伸び、もう一方が縮むとい
う関係から容易に湾曲した状態に変形させることができ
る。このとき加える電界を交流電圧で与えれば、この湾
曲方向が交互に変わり、これを一部で支持すれば発音体
となる。このような変形を利用すれば発音体だけでな
く、接点を動かすことでのリレーやアクチェーターとし
ての利用が考えられ、これらに関するデバイスも多く考
案されている。(Prior art) A plate having a piezoelectric bimorph structure bonded so that electric fields are applied in directions opposite to each other with respect to the polarization direction is easily curved due to the fact that one plate expands and the other contracts when an electric field is applied. It can be deformed to a state in which If the electric field applied at this time is given by an AC voltage, the bending direction changes alternately, and if this is partially supported, it becomes a sounding body. If such a deformation is used, not only a sounding body but also a relay or an actuator by moving a contact can be considered, and many devices relating to these have been devised.
これら応用の1つとして流体路の外壁の一部に電気圧
電バイモルフの振動板を張り付け、流相路の両端の流体
供給口と流体排出口の近くで逆流防止弁をとり付けるこ
とでモーターなどを利用した様な機械的部分のまったく
ないマイクロポンプができる。One of these applications is to attach an electro-piezoelectric bimorph diaphragm to a part of the outer wall of the fluid path, and install a check valve near the fluid supply port and fluid discharge port at both ends of the flow path to make the motor etc. The result is a micropump that has no mechanical parts as used.
(発明が解決しようとする問題点) このようなマイクロポンプは単に流体路の一方の面に
振動板を形成しても、振動板の変形によって生じた流体
路の容積変化は振動板の中心に対して均等に変化するた
め、前記流体路内の流体も均等に移動うる。このため第
6図に示すように振動板61が変形して排出される流体は
供給口からも出てしまう。さらに振動板の変形が元に戻
るときには供給口からの流入だけでなく、排出口からも
戻ってしまう。このような欠点を除去するために第7図
に示すように供給口と排出口にそれぞれ逆流防止の弁71
をとり付ける必要がある。しかし、このような逆流防止
弁は、ある一方向にだけ流れるように構成しなければな
らない。このため小型化には限界があり、例えば数ミリ
以下の流体路内にこの逆流防止弁をとり付けること自体
が困難となってくる。又、小型化のためにセラミック一
体化を行うことも考えても、このような逆流防止弁を形
成することはできない。(Problems to be Solved by the Invention) In such a micropump, even if a diaphragm is simply formed on one surface of the fluid path, the volume change of the fluid path caused by the deformation of the diaphragm is at the center of the diaphragm. In this case, the fluid in the fluid path can move evenly. For this reason, as shown in FIG. 6, the fluid discharged by the deformation of the diaphragm 61 also comes out of the supply port. Furthermore, when the deformation of the diaphragm returns to its original state, it returns not only from the supply port but also from the discharge port. In order to eliminate such a defect, a backflow preventing valve 71 is provided at each of the supply port and the discharge port as shown in FIG.
Need to be installed. However, such a check valve must be configured to flow only in one direction. For this reason, there is a limit to miniaturization, and it becomes difficult to mount the check valve in a fluid path of, for example, several millimeters or less. Further, even if ceramic integration is considered for miniaturization, such a check valve cannot be formed.
本発明の目的は、これら従来の問題点を解決した圧電
型マイクロポンプを提供することにある。An object of the present invention is to provide a piezoelectric micropump which solves these conventional problems.
(問題点を解決するための手段) すなわち本発明は、内部に流体路が形成された少なく
とも1以上の流体供給口及び流体排出口があり、この流
体路内に、流体供給口に近い側が自由端となり流体供給
口に遠い側が固定端となるように流体路と平行に設けら
れた第1のバイモルフ形成部と、流体排出口に近い側が
自由端となり流体排出口に遠い側が固定端となるように
流体路と平行に設けられた第2のバイモルフ形成部の少
なくとも2以上のバイモルフ形成部があり、このバイモ
ルフ形成部が焼結して圧電体となる材料と焼結して導体
となる材料との積層体によってなされる。(Means for Solving the Problems) That is, according to the present invention, there are at least one or more fluid supply ports and fluid discharge ports in which a fluid path is formed, and the side near the fluid supply port is free in this fluid path. A first bimorph forming portion provided in parallel with the fluid path such that a side which is an end and is far from the fluid supply port is a fixed end, and a side near the fluid discharge port is a free end and a side far from the fluid discharge port is a fixed end. There is at least two or more bimorph forming portions of a second bimorph forming portion provided in parallel with the fluid path, and the bimorph forming portion is sintered with a material that becomes a piezoelectric body and a material that is sintered and becomes a conductor. Is made by the laminate.
(作用) 本発明の圧電型マイクロポンプは、流体路内に独立し
て動く2つの振動部分が電極層を3層形成したバイモル
フ型の積層体として構成されており、この一部が流体路
壁の一部に固定されており、このバイモルフの部分の変
位する側の位置にそれぞれ流体の供給口と排出口が形成
されるように、流体路と2つの独立したバイモルフ部分
を持つものである。このため、供給口側にあるバイモル
フと排出口側にあるバイモルフは独立してドライブする
ことができ、この間に時間差を持たせることができる。
そして、流体路内にバイモルフをまず流体供給口側にお
いて変形させれば流体排出口から流体が押し出され、次
に流体供給口側のバイモルフを変形させたままの状態で
流体排出口側のバイモルフを変形させれば流体排出口は
ふさがれ、このとき流体供給口側を元に戻せば流体供給
口から流体が供給される。さらに、流体排出口側のバイ
モルフを元に戻す場合にも流体の方向は流体供給口から
流体が供給される方向への変形となるため流体の排出か
ら供給まで1サイクルの間に逆流するようなことは無
く、セラミック一体の圧電型マイクロポンプが得られ
る。(Function) The piezoelectric micropump according to the present invention is configured as a bimorph-type laminate in which two vibrating portions that move independently in the fluid path are formed with three electrode layers, and a part thereof is formed as a fluid path wall. And has a fluid path and two independent bimorph portions so that a fluid supply port and a fluid discharge port are formed at positions on the displaced side of the bimorph portion, respectively. Therefore, the bimorph on the supply port side and the bimorph on the discharge port side can be driven independently, and a time difference can be provided between them.
Then, if the bimorph is first deformed on the fluid supply port side in the fluid path, the fluid is pushed out from the fluid discharge port, and then the bimorph on the fluid discharge port side is deformed while the bimorph on the fluid supply port side is deformed. If deformed, the fluid discharge port is blocked, and at this time, if the fluid supply port side is returned to the original position, the fluid is supplied from the fluid supply port. Further, even when the bimorph on the fluid discharge port side is returned, the direction of the fluid is deformed in the direction in which the fluid is supplied from the fluid supply port, so that the fluid flows backward during one cycle from discharge to supply. That is, a ceramic-integrated piezoelectric micropump can be obtained.
(実施例) 次に本発明の圧電型マイクロポンプについて図面を参
照して説明する。Example Next, a piezoelectric micropump according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示す圧電型マイクロポ
ンプの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a piezoelectric micropump showing one embodiment of the present invention.
まず、流体路11内には電極12を3層形成した2つの独
立したバイモルフ13及び14があり、このバイモルフの変
位する側に流体供給口15と流体排出口16がある。さらに
前記2つのバイモルフ13及び14は一端で流体路の壁面に
固定される。このとき、固定されるバイモルフと前記流
体供給口及び流体排出口の位置関係は、バイモルフに電
圧が加えられない状態(つまりバイモルフが変形してい
ない状態)のときに流体供給口及び流体排出口の上部の
高さとなるように構成する。さらに、この流体供給口と
流体排出口には流体の供給路17と流体排出路18が接続さ
れる。First, there are two independent bimorphs 13 and 14 in which three layers of electrodes 12 are formed in the fluid path 11, and a fluid supply port 15 and a fluid discharge port 16 are provided on the displaceable side of the bimorph. Furthermore, the two bimorphs 13 and 14 are fixed at one end to the wall of the fluid path. At this time, the positional relationship between the fixed bimorph and the fluid supply port and the fluid discharge port is such that when no voltage is applied to the bimorph (that is, the bimorph is not deformed), the fluid supply port and the fluid discharge port are not connected. It is configured to have the upper height. Further, a fluid supply path 17 and a fluid discharge path 18 are connected to the fluid supply port and the fluid discharge port.
第2図は、本発明の圧電型マイクロポンプを得る圧電
材グリーンシートに形成するパターン例及び孔開け状態
例を示す平面図であり、(a)から(j)の各形状及び
パターンが、(a)を最上層として積層される。FIG. 2 is a plan view showing an example of a pattern and an example of a perforated state formed on a piezoelectric green sheet for obtaining a piezoelectric micropump according to the present invention, wherein each shape and pattern of (a) to (j) are ( a) is stacked as the uppermost layer.
第2図での構成は、まず(a)が最上層の流体路壁面
を形成するグリーンシートであり、(b)がバイモルフ
形成部の上側のスペースを形成するカット部21を持つグ
リーンシートである。次に、(c)が最上層の電極を流
動体から絶縁するためのグリーンシートであり、バイモ
ルフ形成部に合わせた形状となるカット部22を持ち、こ
の下に、バイモルフを形成する電極23とバイモルフ部を
フリー状態とするためのカット部24と各電極を外部に取
り出すための取り出し電極25を持つバイモルフ形成部の
(d),(e),(f)のグリーンシートがある。さら
に(g)がバイモルフが変形可能なようにするためのス
ペースを形成するためのカット部26を持つグリーンシー
トであり、(h)が流体路及び流体路の供給口と排出口
を形成するためのカット部27を持つグリーンシートであ
り、(i)が流体路を形成するためのカット部28を持つ
グリーンシートであり、最後に(j)の最下層の流体路
壁面を形成するグリーンシートによって構成される。前
記第2図での説明は、1つの圧電型マイクロポンプにつ
いてのパターン及び形状について示してあり、このた
め、(h)のグリーンシートでは2つに分割されている
が、実際には、複数のパターンが1枚のグリーンシート
が形成されており、積層後の切断によってこれら1層あ
たりのパターンが得られるのである。又、第2図中の各
グリーンシート中のカット部分は、このまま積層プレス
したのでは、つぶれてしまうので、各シートのカットが
終了した段階でカット部分のパターンに合わせたカーボ
ングリーンシート又はカーボンペーストなどのような焼
成過程において燃えてガス化し空洞が形成される材料を
うめ込んで行けば良い。In the configuration shown in FIG. 2, (a) is a green sheet forming the uppermost fluid path wall surface, and (b) is a green sheet having a cut portion 21 forming a space above the bimorph forming portion. . Next, (c) is a green sheet for insulating the uppermost layer electrode from the fluid, which has a cut portion 22 having a shape conforming to the bimorph formation portion, and below this a cut portion 22 and an electrode 23 forming a bimorph. There are green sheets (d), (e), and (f) of a bimorph forming portion having a cut portion 24 for setting the bimorph portion in a free state and an extraction electrode 25 for extracting each electrode to the outside. Further, (g) is a green sheet having a cut portion 26 for forming a space for allowing a bimorph to be deformable, and (h) is a green sheet for forming a supply path and a discharge port of the fluid path. (I) is a green sheet having a cut portion 28 for forming a fluid path, and finally (j) is a green sheet having a lowermost fluid path wall surface. Be composed. The description in FIG. 2 shows the pattern and the shape of one piezoelectric micropump. For this reason, although the green sheet shown in FIG. A single green sheet is formed as a pattern, and a pattern per one layer is obtained by cutting after lamination. In addition, the cut portion in each green sheet in FIG. 2 will be crushed if the lamination press is performed as it is, so the carbon green sheet or carbon paste matched to the pattern of the cut portion at the stage when the cutting of each sheet is completed. It is only necessary to embed a material that burns and gasifies in the sintering process such as that described above to form a cavity.
このようにして得られた10枚の圧電材グリーンシート
をプレス金型内に積み重ね、100℃前後の温度で加熱し
ながら250kg/cm2程度の圧力で圧着して積層体を得る。
次に、この積層体を脱バインダー工程を経て焼成するこ
とで第1図に示した断面構造を有する圧電型マイクロポ
ンプが得られる。The thus obtained ten green sheets of piezoelectric material are stacked in a press die, and pressed at a pressure of about 250 kg / cm 2 while heating at a temperature of about 100 ° C. to obtain a laminate.
Next, the laminate is fired through a binder removal process to obtain a piezoelectric micropump having a cross-sectional structure shown in FIG.
なお、この例で示した積層構成では、上下の流体路壁
を形成するシートを1層で示したが、グリーンシートの
厚みとの関係で補強が必要な場合には、それぞれのグリ
ーンシートを複数で構成すれば補強になり、又、内部バ
イモルフ形成部の保護などを行うことができることは明
らかである。さらに、バイモルフ形成部の型もこの型に
限定されることなく、流体路の形状に合わせて自由に設
計でき、さらに流体供給口や流体排出口の数や大きさも
限定されるものではない。一方、2つのバイモルフ形成
部に対して流体供給口と流体排出口を対向させて構成し
ているが、バイモルフの変位する部分に、この流体供給
口と流体排出口がもうけてあれば、第3図に示すように
2つのバイモルフ形成部31が同一方向へ並び、この間に
仕切り部32と流体路33が形成されるように各グリーンシ
ートのパターンを構成してもよい。In the laminated configuration shown in this example, the sheets forming the upper and lower fluid passage walls are shown as one layer, but when reinforcement is necessary in relation to the thickness of the green sheet, each green sheet is provided in a plurality. It is obvious that the above configuration can provide reinforcement and protect the internal bimorph forming portion. Further, the type of the bimorph forming portion is not limited to this type, but can be freely designed according to the shape of the fluid path, and the number and size of the fluid supply port and the fluid discharge port are not limited. On the other hand, the fluid supply port and the fluid discharge port are configured to be opposed to the two bimorph forming portions, but if the fluid supply port and the fluid discharge port are provided in the displaceable portion of the bimorph, the third As shown in the figure, the pattern of each green sheet may be configured such that two bimorph forming parts 31 are arranged in the same direction, and a partition part 32 and a fluid path 33 are formed between them.
ここで用いた圧電材グリーンシートは、マグネシウム
・ニオブ酸鉛Pb(Mg1/3・Nb2/3)O3を主成分とする電歪
材料の粉末を有機バインダーとともに溶媒中に分散し、
スラリー状とする。これをドクターブレードを用いたス
リップキャスティグ法によって、厚さ20μm〜200μm
の均一な厚みのセラミック生シートとする。Here piezoelectric material green using sheet, dispersed powder of electrostrictive material mainly containing lead magnesium niobate Pb (Mg1 / 3 · Nb2 / 3) O 3 in a solvent together with an organic binder,
Slurry. The thickness was 20 μm to 200 μm by slip casting using a doctor blade.
Of a raw ceramic sheet having a uniform thickness.
このセラミック生シートを規定の大きさに打ち抜き、
各カット部形成のための穴をパンチ及びダイによって形
成する。次に、この穴あけを含む加工されたバイモルフ
形成部のグリーンシートにスクリーン印刷機を用いて電
極ペーストを印刷する。さらに、これらグリーンシート
をプレス金型にセットし、同時に、各カット部に対応し
たカーボングリーンシートをうめ込みながら各グリーン
シートを積み重ね100℃前後の温度で加熱し、250kg/cm2
程度の圧力で圧着して積層体を得る。次に、この積層体
を必要に応じて所定の寸法に切断した後、まず空洞パタ
ーンやセラミックグリーンシート中に存在する有機物を
脱バインダー工程において酸化雰囲気中でゆっくりと加
熱し、分解・消失させる。通常これらの有機物は500℃
〜600℃までには完全に分解・酸化するが、急激に温度
を分解温度まで上げると積層体が破損するため、25℃/
時間あるいは、これよりもゆっくりとした温度上昇スピ
ードで温度を上げ、500℃〜600℃に充分長い時間保持す
ることで有機物を完全に消失させる。This ceramic raw sheet is punched to the specified size,
Holes for forming each cut portion are formed by a punch and a die. Next, an electrode paste is printed on the processed green sheet including the perforations by using a screen printer. Furthermore, these green sheets are set in a press die, and at the same time, each green sheet is stacked while being filled with carbon green sheets corresponding to each cut portion, and heated at a temperature of about 100 ° C., and is heated to 250 kg / cm 2
The laminated body is obtained by pressure bonding at a moderate pressure. Next, the laminate is cut into predetermined dimensions as required, and first, organic substances present in the cavity pattern and the ceramic green sheet are slowly heated in an oxidizing atmosphere in a debinding step to decompose and disappear. Usually these organics are 500 ° C
It decomposes and oxidizes completely up to 600 ° C, but if the temperature is rapidly raised to the decomposition temperature, the laminate will be damaged.
The organic material is completely eliminated by raising the temperature for a time or at a slower temperature rising speed and maintaining the temperature at 500 ° C. to 600 ° C. for a sufficiently long time.
この後、900℃〜1200℃温度で焼成することで、前記
説明で述べた圧電型マイクロポンプが得られる。なお、
取出し端子としての電極パターンは積層体の端面まで出
ているので、ここに外部電極として銀ペースト等を焼き
付ければよい。Thereafter, by firing at a temperature of 900 ° C. to 1200 ° C., the piezoelectric micropump described above is obtained. In addition,
Since the electrode pattern as an extraction terminal extends to the end face of the laminate, a silver paste or the like may be baked here as an external electrode.
以上のようにして得た圧電型マイクロポンプでは、ま
ず分極処理を行うために、バイモルフ形成部の電極に10
0〜200V程度の電圧を1分間程度与える。In the piezoelectric micropump obtained as described above, first, in order to perform a polarization process, 10 μm is applied to the electrode of the bimorph forming portion.
A voltage of about 0 to 200 V is applied for about 1 minute.
次に、これら2つのバイモルフ形成部の電極間に、前
記分極方向に対して互いに逆の接続となるように並列に
接続し、バイモルフ1とバイモルフ2の端子としてとり
出す。Next, the electrodes of these two bimorph forming portions are connected in parallel so that they are connected in opposite directions with respect to the polarization direction, and are taken out as terminals of bimorph 1 and bimorph 2.
このようにして、とり出した端子に第4図に示すよう
な電圧波形となるような2つのドライブ回路を接続す
る。第5図の(a)〜(e)は、このドライブ波形によ
ってドライブしたときの本発明の圧電型マイクロポンプ
の働きを断面で示したものである。In this manner, two drive circuits having a voltage waveform as shown in FIG. 4 are connected to the extracted terminals. FIGS. 5A to 5E are sectional views showing the operation of the piezoelectric micropump of the present invention when driven by the drive waveform.
まず(a)がどちらのバイモルフにも電圧が加わって
いない状態であり、流体は流体路内に満たされている状
態である。(b)は流体供給口側のバイモルフに電圧が
加えられ、このバイモルフが変形した状態であり、流体
は流体排出口の方向へ動き、同時に流体排出口から流体
が出る。(c)はもう一方の流体排出口の方のバイモル
フにも電圧が加えられ変形した状態であり、このとき流
体排出口から流体排出がカットされる。(d)は流体供
給口側のバイモルフの電圧が切られ、放電回路の動作に
よって元に戻った状態であり、この戻るときに流体供給
口から流体が流体路内に供給される。(e)は流体排出
側のバイモルフの電圧が切られ、放電回路の動作によっ
て元に戻った状態であり、この戻るときに流体供給口か
ら流体が流体路内に供給され、(a)の状態に戻ったこ
とになる。以下同様に(b)〜(e)がくり返されるこ
とで流体が連続で流れるポンプが形成される。このと
き、流体供給口側と流体排出口側にそれぞれ独立して変
形するバイモルフが時間的にずれて動作するので、この
動作自体が逆流防止弁の効果を発揮する。First, (a) shows a state in which no voltage is applied to either bimorph, and a state in which fluid is filled in the fluid path. (B) is a state in which a voltage is applied to the bimorph on the fluid supply port side and the bimorph is deformed. The fluid moves in the direction of the fluid discharge port, and at the same time, the fluid comes out of the fluid discharge port. (C) is a state in which a voltage is also applied to the bimorph on the other fluid discharge port and the bimorph is deformed. At this time, the fluid discharge is cut off from the fluid discharge port. (D) is a state where the voltage of the bimorph on the fluid supply port side is cut off and the circuit returns to the original state by the operation of the discharge circuit. At this time, the fluid is supplied from the fluid supply port into the fluid path. (E) is a state in which the voltage of the bimorph on the fluid discharge side is cut off, and the state returns to the original state by the operation of the discharge circuit. At this time, the fluid is supplied from the fluid supply port into the fluid path, and the state shown in (a). You have returned to. Hereinafter, similarly, (b) to (e) are repeated to form a pump in which the fluid flows continuously. At this time, the bimorphs that deform independently on the fluid supply port side and the fluid discharge port side operate with a time lag, and this operation itself exerts the effect of the check valve.
(発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、流体
供給口側と流体排出口側にそれぞれ変形す独立したバイ
モルフを流体路内に形成したことによって、この独立し
たバイモルフを時間関係をずらしてドライブすることで
流体を一定方向へ流すことを可能にするポンプとなるも
ので、このとき動作する2つのバイモルフが逆流を生じ
させないように働くものである。従って、逆流防止のた
めの弁はまったく不要となり、どのような大きさの流体
路であっても流体路中に2つのバイモルフが形成できれ
ば良く、超小型のマイクロポンプが得られる。又、本発
明の圧電型マイクロポンプは圧電セラミックスの積層と
焼結のみによって得られ外付けの部品やその他アセンブ
リーをまったく必要としないため、低コスト化が可能な
圧電型マイクロポンプとなる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the independent bimorphs that are respectively deformed on the fluid supply port side and the fluid discharge port side are formed in the fluid path, so that the independent bimorphs are formed. Is a pump that enables the fluid to flow in a fixed direction by driving the pump with a staggered time relationship, and the two bimorphs that operate at this time work so as to prevent backflow. Therefore, a valve for preventing backflow is not required at all, and it is sufficient if two bimorphs can be formed in the fluid path regardless of the size of the fluid path, and a microminiature pump can be obtained. Further, the piezoelectric micropump of the present invention is obtained only by laminating and sintering the piezoelectric ceramics and does not require any external parts or other assemblies, so that the piezoelectric micropump can be reduced in cost.
なお、本発明での実施例では圧電材セラミックグリー
ンシートの積層技術によって構成しているが、小型化を
特に要求しない場合には、バイモルフの板だけをセラミ
ック積層技術で得ておき、これをステンレス等の材質で
作った流体供給口と流体排出口を持つ流体路内にアセン
ブリして得ても同様な効果が得られることは明らかであ
る。又、流体供給口と流体排出口を例えば流体搬送用の
ホース直径に合わせればポンプの設置場所等もまったく
不要とすることができる。さらに流体路及び流体供給口
と流体排出口をバイモルフ形成部の上側にも形成し、ド
ライブ電圧を交流電圧とし位相を第4図に示したドライ
ブ波形同様にすれば、バイモルフ部の変形量が大きくな
り、上下の流体路の流体を交互に移動させることができ
るため、ポンプとしての流体の流量や流体を搬送する力
が強くなり、高性能な圧電型マイクロポンプが得られ
る。In the embodiment of the present invention, the piezoelectric ceramic green sheets are formed by the lamination technology. However, when miniaturization is not particularly required, only the bimorph plate is obtained by the ceramic lamination technology, and this is made of stainless steel. It is clear that the same effect can be obtained by assembling in a fluid passage having a fluid supply port and a fluid discharge port made of such materials. Further, if the fluid supply port and the fluid discharge port are adjusted to, for example, the diameter of a hose for transporting the fluid, the installation place of the pump can be completely eliminated. Further, if the fluid path, the fluid supply port, and the fluid discharge port are also formed on the upper side of the bimorph forming portion, and the drive voltage is set to the AC voltage and the phase is similar to the drive waveform shown in FIG. 4, the amount of deformation of the bimorph portion increases. Since the fluids in the upper and lower fluid paths can be moved alternately, the flow rate of the fluid as a pump and the force for transporting the fluid are increased, and a high-performance piezoelectric micropump can be obtained.
一方、内部の空孔形成方法もカーボングリーンシート
やカーボンペーストだけでなく、特願昭60−243218号、
同60−243219号に示す感光性樹脂を露光し、現象するこ
とでパターンニングしたフィルムを積層時のグリーンシ
ートに圧着しても同様な効果の圧電型マイクロポンプと
なる。On the other hand, the method of forming pores inside is not limited to carbon green sheets and carbon pastes, but also Japanese Patent Application No. 60-243218,
Exposure to the photosensitive resin described in JP-A-60-243219, and the development of the phenomenon, the pressure-bonding of the patterned film to the green sheet at the time of lamination results in a piezoelectric micropump having the same effect.
なお、本発明の圧電型マイクロポンプは流体排出口を
ノズル状とすることで、パルス状の波形(連続波でな
い)でドライブすれば、ノズルから適状の流体が噴出
し、例えばドットプリンターのインクジェットヘッド等
に利用できることは明らかであり、この場合、流体排出
口を直接ノズルとしなくても、この先に細い流体路を形
成し、ドットプリンターのドットピッチに合わせること
が可能で、この細い流体路も焼成過程で焼失する物質で
パターン形成することで容易に行える。In the piezoelectric micropump of the present invention, if the fluid discharge port is formed in a nozzle shape, and is driven by a pulse-shaped waveform (not a continuous wave), a suitable fluid is ejected from the nozzle, and for example, the ink jet of a dot printer is used. Obviously, it can be used for a head or the like.In this case, even if the fluid discharge port is not directly a nozzle, a thin fluid path can be formed ahead of the fluid discharge port, and can be adjusted to the dot pitch of the dot printer. This can be easily performed by forming a pattern with a substance that is burned off in the firing process.
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は本発明の
一実施例を示すグリーンシートの形状及びこのパターン
図、第3図は本発明の別の実施例を示す内部バイモルフ
形成部の透視平面図、第4図は2つのバイモルフをドラ
イブするドライブ波形とこのドライブ回路図、第5図は
第1図の構造を第4図の状態でドライブしたときの断面
図、第6図は従来から考えられている圧電型ポンプの断
面図、第7図は逆流防止弁を付けた圧電型ポンプの断面
図である。 図において、11……流体路、12……電極、13……流体供
給側のバイモルフ、14……流体排出口側のバイモルフ、
15……流体供給口、16……流体排出口、17……流体供給
路、18……流体排出路、21……バイモルフ形成部の上側
のスペースを形成するカット部、22……バイモルフ形成
部の最上層の電極を絶縁するためのバイモルフ形成部の
形状となるカット部、23……バイモルフを形成する電
極、24……バイモルフ部をフリー状態とするためのカッ
ト部、25……取り出し電極、26……バイモルフが変形可
能なようにするためのスペースを形成するカット部、27
……流体路及び流体供給口と流体排出口を形成するため
のカット部、28……流体路を形成するカット部、31……
バイモルフ形成部、32……仕切壁、33……流体路、V1…
…流体供給口側のドライブ波形、V2……流体排出口側の
ドライブ波形、61……振動板、71……逆流防止弁、であ
る。1 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a green sheet shape and pattern diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an internal bimorph showing another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a drive waveform diagram for driving two bimorphs and a drive circuit diagram thereof, FIG. 5 is a cross-sectional view of the structure of FIG. 1 when driven in the state of FIG. 4, and FIG. FIG. 1 is a sectional view of a conventional piezoelectric pump, and FIG. 7 is a sectional view of a piezoelectric pump provided with a check valve. In the drawing, 11: fluid path, 12: electrode, 13: bimorph on the fluid supply side, 14: bimorph on the fluid outlet side,
15 fluid supply port, 16 fluid outlet, 17 fluid supply path, 18 fluid discharge path, 21 cut section forming a space above the bimorph formation section, 22 bimorph formation section A cut portion having a shape of a bimorph forming portion for insulating the uppermost layer electrode, 23... An electrode forming a bimorph, 24... A cut portion for setting the bimorph portion to a free state, 25. 26 ... cut section that forms a space to allow the bimorph to deform, 27
... cut portion for forming a fluid path and a fluid supply port and a fluid discharge port, 28 ... cut portion for forming a fluid path, 31 ...
Bimorph forming part, 32: Partition wall, 33: Fluid path, V 1 ...
... drive waveform of the fluid supply port side, V 2 ...... fluid outlet side of the drive waveform, 61 ...... diaphragm, 71 ...... check valve is.
Claims (2)
上の流体供給口及び流体排出口を有する圧電型マイクロ
ポンプにおいて、前記流体路内に、流体供給口に近い側
が自由端となり流体供給口に遠い側が固定端となるよう
に流体路と平行に設けられた第1のバイモルフ形成部
と、流体排出口に近い側が自由端となり流体排出口に遠
い側が固定端となるように流体路と平行に設けられた第
2のバイモルフ形成部の少なくとも2以上のバイモルフ
形成部を有することを特徴とする圧電型マイクロポン
プ。1. A piezoelectric micropump having at least one fluid supply port and a fluid discharge port having a fluid path formed therein, wherein a side near the fluid supply port is a free end in the fluid path. A first bimorph forming portion provided in parallel with the fluid path so that the side farthest from the fluid outlet is a fixed end; and a first bimorph forming portion parallel to the fluid path such that the side near the fluid outlet is a free end and the side far from the fluid outlet is a fixed end. A piezoelectric micropump having at least two or more bimorph forming portions of the second bimorph forming portion provided in the piezoelectric micropump.
材料と焼結して導体となる材料との積層体である特許請
求の範囲第一項記載の圧電型マイクロポンプ。2. The piezoelectric micropump according to claim 1, wherein the bimorph forming portion is a laminate of a material that becomes a piezoelectric body by sintering and a material that becomes a conductor by sintering.
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| JP62175109A JP2600180B2 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Piezoelectric micro pump |
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|---|---|---|---|
| JP62175109A JP2600180B2 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Piezoelectric micro pump |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS6419184A JPS6419184A (en) | 1989-01-23 |
| JP2600180B2 true JP2600180B2 (en) | 1997-04-16 |
Family
ID=15990422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62175109A Expired - Lifetime JP2600180B2 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Piezoelectric micro pump |
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| JP (1) | JP2600180B2 (en) |
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-
1987
- 1987-07-13 JP JP62175109A patent/JP2600180B2/en not_active Expired - Lifetime
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