CN1467376A - 泵 - Google Patents

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Abstract

提供一种减少机械开闭阀的个数，减少压力损失，同时提高可靠性，适应高负载压力，适应高频驱动，而且每一抽取周期的排出流体体积也增加，驱动效率好的泵。配置在外壳7的底部的圆形的隔膜5的外周边缘被固定地支撑在外壳上。使隔膜运动用的压电元件6配置在隔膜的底面上。隔膜和外壳的上壁之间的空间是泵室3，设置了作为流体阻抗元件的止回阀4的入口流路1、以及泵工作时与泵室连通的出口流路2朝向该泵室开口。该泵室驱动控制压电元件，以便隔膜在泵室容积减少行程中的平均位移速度为在泵室及出口流路的流体固有振动周期T的1/2以下、且1/10以上的时间内至到达位移位置的速度。

Description

泵
技术领域
本发明涉及利用活塞或隔膜等，变更泵室内的容积，进行流体的移动的容积型泵，特别是涉及可靠性高而且流量大的泵。
背景技术
作为现有的这种泵，一般是在入口流路及出口流路和能变更容积的泵室之间安装止回阀的一种结构的泵。(参照例如专利文献1)
另外，还有这样一种结构的泵：作为利用流体的粘性阻力，产生朝向单一方向的流的泵结构，在出口流路中备有阀，该阀打开时入口流路有比出口流路大的流体阻抗。(参照例如专利文献2)
另外，还有这样一种结构的泵：作为在阀部不使用可动零件，提高泵的可靠性的泵结构，入口流路、出口流路都备有使压力降随着流向的不同而不同的流路形状的压缩结构元件。(参照例如专利文献3及非专利文献1)
[专利文献1]特开平10-220357号公报
[专利文献2]特开平08-312537号公报
[专利文献3]特表平08-506874号公报
[非专利文献1]Anders Olsson，An improved valve-lesspump fabricate usingdeep reactive ion etching，1996IEEE 9th International Workshop on Micro ElectroMechanical Systems，p.479-484
可是，在专利文献1的结构中，入口流路及出口流路都需要止回阀，如果流体通过两个地方的止回阀，则存在压力损失大的问题。另外，由于止回阀反复开闭，所以有疲劳损伤的危险，还存在止回阀的个数越多，可靠性越低的问题。
在专利文献2的结构中，为了减少泵排出行程时在入口流路中产生的逆流，有必要增大入口侧流路的流体阻抗。于是，在泵吸入行程中，为了克服该流体阻抗将流体导入泵室内，与徘出行程相比，吸入行程相当长。因此，泵的排出吸入循环的频率相当低。
使活塞或隔膜上下动作的泵在活塞或隔膜的面积相等的情况下，一般说来上下动作的频率越高，流量越大，输出越多。可是，在专利文献2的结构中，如上所述，由于只能用低频率驱动，所以存在不能实现小型高输出的泵的问题。
在专利文献3的结构中，由于由流动方向决定的压力降的不同，使随着泵室体积的增减而通过压缩结构元件的流体的净流量沿单一方向流动，所以随着泵出口侧的外部压力(负载压力)增大，逆流量增加，存在不能用高负载压力使泵工作的问题。根据非专利文献1，最大负载压力为0.760大气压左右。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种减少机械开闭阀的个数，减少压力损失，同时提高可靠性，适应高负载压力，适应高频驱动，而且每一抽取周期的排出流体体积也增加，驱动效率好的泵。
为了解决上述课题，发明的第一方面是一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件元件，
上述驱动单元对上述致动装置进行驱动控制，以便上述可动壁在泵室容积减少的行程中的平均位移速度为：在上述泵室及上述出口流路的流体固有振动周期的1/2以下的时间内，到达上述可动壁的到达位移位置的速度。
这里，所谓惯性值L，是假设流路的断面积为S、流路的长度为1、工作流体的密度为ρ时，用L＝ρ×1/S供给。在假设流路的差压为ΔP、流过流路的流量为Q的情况下，通过用惯性值L使流路内流体的运动方程式变形，导出ΔP＝L×dQ/dt的关系。
就是说，所谓惯性值，表示单位压力对流量随时间变化的影响程度，惯性值L越大，流量随时间变化越小，惯性值L越小，流量随时间变化越大。
另外，也可以与电路中的电感的并联连接、串联连接同样地对单个的流路的惯性值进行合成，算出多个流路的并联连接、或多个形状不同的流路的串联连接的合成惯性值。
另外，这里所说的入口流路，是指至入口连接管的流体入口侧端面为止的流路而言。但是，在管路中连接了脉动吸收单元的情况下，是指从泵室内至与脉动吸收单元的连接部的流路而言。另外，在多个泵的入口流路汇合的情况下，是指从泵室3内至汇合部的流路而言。出口流路也一样。
另外，所谓可动壁的到达位移位置，是驱动过程中泵室内的容积达到最小时可动壁的位移位置。
如果采用该第一方面所述的泵，则由于使入口流路的合成惯性值比出口流路的合成惯性值小，所以入口流路的流体以较大的流体速度的变化率流入，能使吸收流体体积(＝排出流体体积)增加。
而且，通过对致动装置进行驱动控制，以便隔膜5在泵室容积减少行程中的平均位移速度在泵室及出口流路的流体固有振动周期T的1/2以下的时间内达到到达位移位置的速度以上，能有效地利用可动壁的有限的位移量，谋求增大流量。
另外，在发明的第二方面中，上述驱动单元对上述致动装置进行驱动控制，以便上述可动壁在向泵室容积减少的方向的全行程中的至少一半以上行程中的平均位移速度为：在上述泵室及上述出口流路的流体固有振动周期的1/2以下的时间内，到达上述可动壁的到达位移位置的速度。通过这样控制，即使在将位移速度作为适当的时间函数驱动致动装置的情况下，也能有效地利用可动壁的有限的位移量，谋求增大流量。
另外，发明的第三方面是发明的第一至第二方面所述的泵，上述驱动单元驱动上述致动装置，以便上述可动壁的平均位移速度为：在上述泵室及上述出口流路的流体固有振动周期的1/10以下的时间内，到达上述可动壁的到达位移位置的速度。
如果采用该第三方面所述的泵，则能提高可动壁或流体阻抗元件元件的耐久性。
另外，发明的第四方面是一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件元件，
上述驱动单元进行这样的控制：从上述可动壁开始向泵室容积减少的方向运动的时刻开始，经过了上述泵室和上述出口流路的流体固有振动周期的1/2的时间后，使上述可动壁向使上述泵室的容积增大的方向位移。
如果采用该发明的第四方面，则由于能不带来使排出流量下降的不良影响而使隔膜返回位移前的状态，所以能增大每一循环的排出流体体积。
另一方面，发明的第五方面是一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元备有根据检测上述泵室内部的压力的泵压力检测单元的检测信息，控制上述可动壁的运动的位移控制单元。如果采用发明的第五方面，则由于位移控制单元根据泵内部的压力，适当地控制可动壁的运动，所以能提供一种每一抽取周期的排出流体体积增加、驱动效率好的泵。
这时，如发明的第六方面所述，上述位移控制单元最好测定上述可动壁的一周期的位移结束后至上述泵压力检测单元检测到规定的压力变化的时间，根据该时间的测定信息，控制上述可动壁的运动。
另外，如发明的第七方面所述，上述位移控制单元最好控制上述可动壁的运动，以便使上述时间长。
另外，如发明的第八方面所述，发明的第五方面所述的位移控制单元最好根据使用规定的值和上述泵压力检测单元的检测值的运算值，控制上述可动壁的运动。
另外，如发明的第九方面所述，发明的第八方面所述的运算值最好是在用上述泵压力检测单元检测的检测值达到上述规定的值以上的期间，将上述检测值和上述规定的值的差对时间积分的运算值。
另外，如发明的第十方面所述，最好控制上述可动壁的运动，以便使发明的第九方面所述的运算值变大。
另外，如发明的第十一方面所述，在发明的第五至第十方面中，上述位移控制单元最好控制上述可动壁在泵室容积减少的行程中的位移速度。
另外，如发明的第十二方面所述，在发明的第十一方面中，上述位移控制单元最好通过使上述可动壁的到达位移位置一定，变更位移时间，来控制上述可动壁在泵室容积减少行程中的位移速度。
另外，如发明的第十三方面所述，在发明的第五方面中，上述位移控制单元最好这样进行控制，以便在上述泵压力检测单元检测的压力比规定的值低以后，使上述可动壁向上述泵室的容积增大的方向位移。
如果采用发明的第十三方面，则位移控制单元能这样设定，即，使可动壁向泵室的容积增大的方向位移时的下降时序不受使排出流量下降的不良影响，而增加每一抽取周期的排出流体体积。因此，能提供驱动效率好的泵。
另外，如发明的第十四方面所述，发明的第八至第十或第十三方面中任意一方面所述的规定的值最好是驱动上述致动装置之前、上述泵压力检测单元测定的上述泵室的压力。
另外，如发明的第十五方面所述，发明的第八至第十或第十三方面中任意一方面所述的规定的值最好是使上述致动装置的驱动暂时停止时，上述泵压力检测单元测定的测定值。
另外，如发明的第十六方面所述，发明的第八至第十或第十三方面中任意一方面所述的规定的值最好是与预先输入的上述出口流路下游侧的负载压力大致相当的值。
另外，如发明的第十七方面所述，发明的第八至第十或第十三方面中任意一方面所述的驱动单元最好备有检测上述出口流路下游侧的负载压力的负载压力检测单元，上述规定的值是上述负载压力检测单元的测定值。
另外，发明的第十八方面一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元备有根据检测包括上述出口流路的下游侧的流速的流速测定单元的检测信息，控制上述可动壁的运动的位移控制单元。
如果采用发明的第十八方面，则通过位移控制单元根据检测包括上述出口流路的下游侧的流速的流速测定单元的检测信息，适当地设定可动壁的运动，能提供每一抽取周期的排出流体体积增加、驱动效率好的泵。
另外，如发明的第十九方面所述，上述位移控制单元最好根据上述流速测定单元测定的流速的最大值和最小值的差，控制上述可动壁的运动。
另外，如发明的第二十方面所述，发明的第十八或第十九方面所述的位移控制单元最好控制上述可动壁在泵室容积减少行程中的位移速度。
另外，如发明的第二十一方面所述，发明的第二十方面所述的位移控制单元最好通过使上述可动壁的到达位移位置一定，变更位移时间，来控制位移速度。
另外，如发明的第二十二方面所述，发明的第十八方面所述的位移控制单元最好这样进行控制，以便在根据上述流速测定单元的信息，流速开始减少时以后，使上述可动壁向上述泵室的容积增大的方向位移。
如果采用该发明的第二十二方面，则由于能不带来使排出流量下降的不良影响而使隔膜返回位移前的状态，所以能增大每一循环的排出流体体积。
另一方面，发明的第二十三方面是一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元备有备有根据检测上述入口流路的吸入体积、或上述出口流路的排出体积的移动流体体积测定单元的检测信息，变更上述可动壁向上述泵室容积减少方向的运动的位移控制单元。
如果采用发明的第二十三方面，则通过根据移动流体体积测定单元的检测信息，位移控制单元适当地设定可动壁的运动，能提供每一抽取周期的排出流体体积增加、驱动效率好的泵。
另外，如发明的第二十四方面所述，在发明的第二十三方面所述的泵中，上述位移控制单元最好控制上述可动壁在泵室容积减少行程中的位移速度。
另外，如发明的第二十五方面所述，在发明的第二十四方面所述的泵中，上述位移控制单元最好通过使上述可动壁的到达位移位置一定，变更位移时间，来控制位移速度。
另外，如发明的第二十六方面所述，在发明的第一至第二十五方面所述的泵中，上述致动装置最好是压电元件。
另外，如发明的第二十七方面所述，在发明的第一至第二十五方面所述的泵中，上述致动装置最好使用超磁致伸缩元件。
另外，发明的第二十八方面是一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，上述驱动单元驱动上述致动装置，以便在泵室容积减少行程中或使上述可动壁在到达位移位置停止了的情况下，使泵内部的压力在与吸入侧压力大致相等的值以下。
如果采用本发明的第二十八方面，则利用可动壁向泵室容积减少的方向运动，能使泵内部的压力下降到吸入侧压力附近。因此，继其之后在泵室容积增大行程中，能利用几乎全部可动壁的位移量，保持泵内部的压力比吸入侧压力低，将流体吸入泵室内，有效地利用致动装置有限的位移量，能谋求增大流量。
另外，发明的第二十九方面是一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，上述驱动单元驱动上述致动装置，以便泵内部的压力的最大值在从负载压力的二倍减去吸入侧压力后的值以上。
如果采用发明的第二十九方面，则利用由致动装置的驱动引起的泵内部的压力振动，能使泵内部的压力下降到吸入侧压力附近。因此，利用可动壁向泵室容积增大方向的位移，使泵内部的压力比吸入侧压力低，能将流体吸入泵室内。
另外，如发明的第三十方面所述，发明的第二十九方面所述的驱动单元通过驱动上述致动装置，以便泵内部的压力的最大值为负载压力的二倍以上的值，能可靠地使泵内部的压力比吸入侧压力低，所以此后在泵室容积增大行程中，最好有效地利用致动装置有限的位移量，能谋求增大流量。
另外，发明的第三十一方面是一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，在该泵中，
上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，上述驱动单元驱动上述致动装置，以便隔膜运动一周期中泵内部的压力比吸入侧压力低的时间达60％以上。
如果采用该发明的第三十一方面，则泵的吸入时间长，能将更多的流体从入口流路吸入泵室内。
另外，如发明的第三十二方面所述，在发明的第二十八至第三十一方面所述的泵中，最好入口流路的合成惯性值比出口流路的合成惯性值小，增加排出流量。
另外，如发明的第三十三方面所述，在发明的第二十八至第三十二方面所述的泵中，最好泵工作时上述出口流路与上述泵室连通。
另外，如发明的第三十四方面所述，发明的第二十八至第三十二方面所述的驱动单元，最好在泵内部的压力大致比吸入侧压力低时，驱动致动装置，使上述可动壁向泵室容积增加方向大致进行全行程运动。
另外，如发明的第三十五方面所述，在发明的第二十八至第三十四方面所述的泵中，上述致动装置最好是压电元件。
另外，如发明的第三十六方面所述，在发明的第二十八至第三十四方面所述的泵中，上述致动装置最好是超磁致伸缩元件。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施形态的泵结构的纵剖面图。
图2是表示第一实施形态的泵工作时的各种状态量的曲线图。
图3是表示减少泵室的容积的时间长，泵室内压上升不充分的状态的曲线图。
图4是表示第一实施形态的泵工作时，泵室内压下降到低于负载压力后，隔膜向泵室压缩方向位移时各种状态量的曲线图。
图5是表示本发明的第一实施形态的泵中隔膜至到达位移位置的时间(上升时间)和排出流体体积的关系的曲线图。
图6是表示本发明的第二实施形态的驱动单元的框图。
图7是表示第二实施形态的驱动单元进行的处理程序的流程图。
图8是表示本发明的泵中将规定的单脉冲输入到隔膜上的状态的曲线图。
图9是表示本发明的泵中将与图8不同的规定的单脉冲输入到隔膜上的状态的曲线图。
图10是表示本发明的第三实施形态的驱动单元进行的处理程序的流程图。
图11是表示本发明的第四实施形态的驱动单元的框图。
图12是表示本发明的第四实施形态的驱动单元进行的处理程序的流程图。
图13是表示本发明的第五实施形态的泵的图。
图14是表示本发明的第六实施形态的驱动单元进行的处理程序的流程图。
发明的具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的多个实施形态。
首先，用图1说明本发明的泵的第一实施形态的结构。图1表示本发明的泵的纵剖面。将圆形的隔膜5配置在圆筒状的外壳7的底部。隔膜5的外周边缘被固定支撑在外壳7上，自由地进行弹性变形。沿附图的上下方向伸缩的压电元件6作为使隔膜5运动用的致动装置配置在隔膜5的底面上。
隔膜5和外壳7的上壁之间的狭窄的空间是泵室3，朝向该泵室3设置了作为流体阻抗元件的止回阀4的入口流路1、以及即使在泵工作时也经常与泵室连通的作为呈细孔的空管路的出口流路2呈开口状态。而且，构成入口流路1的零件的外周的一部分成为泵与图中未示出的外部元件连接用的入口连接管8。另外，构成出口流路2的零件的外周的一部分成为泵与图中未示出的外部元件连接用的出口连接管9。另外，入口流路、出口流路都有使工作流体的入口侧圆滑的圆滑部分15a、15b。
这里，进行惯性值L的定义。假设流路的断面积为S、流路的长度为1、工作流体的密度为ρ时，表示成L＝ρ×1/S。假设流路的差压为ΔP、流过流路的流量为Q时，用惯性值L将流路内流体的运动方程式变形，导出ΔP＝L×dQ/dt的关系。
即所谓惯性值L，表示单位压力对流量随时间的变化的影响程度，惯性值L越大，流量随时间变化越小，惯性值L越小，流量随时间变化越大。
另外，关于多个流路的并联连接、或多个形状不同的流路的串联连接的合成惯性值，可以与电路的阻抗的并联连接、串联连接同样地进行合成，算出各个流路的惯性值即可。
另外，这里所说的入口流路，是指从泵室3内至入口连接管8的流体入口侧端面为止的流路而言。但是，在管路中连接了脉动吸收单元的情况下，是指从泵室3内至与脉动吸收单元的连接部的流路而言。另外，在多个泵的入口流路1汇合的情况下，是指从泵室3内至汇合部的流路而言。出口流路也一样。
根据图1说明入口流路1、出口流路2的流路长度、面积的符号关系。在入口流路1中，假设止回阀4附近的缩颈管路部的长度为L1、面积为S1，其余扩大的管路部的长度为L2、面积为S2。另外，在出口流路2中，假设出口流路2的管路长度为L3、面积为S3。
用以上的符号和工作流体的密度ρ，说明入口流路1、出口流路2的惯性关系。
算出入口流路1的惯性为ρ×L1/S1+ρ×L2/S2。另一方面，算出出口流路2的惯性为ρ×L3/S3。
而且，这些流路呈满足ρ×L1/S1+ρ×L2/S2＜ρ×L3/S3的尺寸关系。
在以上的结构中，隔膜5的形状不限定于圆形。另外，例如由于泵停止时万一施加的负载压力过大，为了保护泵的构成零件，泵元件即使配置在出口流路2上，至少泵工作时与泵室连通也没关系。另外，止回阀4不仅能使用利用流体的压力差进行开闭的阀，即使使用能利用流体的压力差以外的力控制开闭的类型的阀也没关系。
另外，使隔膜5运动的致动装置6如果是进行伸缩的装置，则使用任何一种都可以，但本发明的泵结构中，致动装置和隔膜5不通过位移扩大机构连接，由于能使隔膜高频运转，所以如本实施形态所示，通过使用响应频率高的压电元件6，能增加高频驱动产生的流量，能实现小型高输出的泵。也可以使用同样具有高频特性的超磁致伸缩元件。
另外，也可以只在吸入侧配置机械开闭阀，所以能降低由阀引起的流量减少，同时提高可靠性。
其次，用图2、图3、图4、图5说明第一实施形态的隔膜的运动方法。
在图2中示出了使泵运转时的隔膜5的位移波形W1、泵室3的内压波形W2、通过出口流路2的流体的体积速度(出口管路的断面积×流体的流速，在此情况下与流量相等)的波形W3、通过止回阀4的流体的体积速度波形W4。另外，图2所示的负载压力Pfu是出口流路2的下游侧位置的流体压力，吸入侧压力Pky是入口流路1的上游侧的流体压力。
如隔膜5的位移波形W1所示，波形的斜率为正的区域是压电元件6延伸、泵室容积减少的过程。另外，波形的斜率为负的区域是压电元件6收缩、泵室容积增大的过程。
而且，位移了约4.5微米的平坦的波形区间是隔膜5的到达位移位置、即泵室3的容积为最小的隔膜5的位移位置。
如泵室3的内压变化的波形W2所示，如果使泵室3的容积减少的过程开始，则泵室3的内压开始上升。然后，在使泵室3的容积减少的过程结束前，泵室3的内压最大值来临，开始减少。该内压最大的位置是隔膜5产生的排出流体的体积速度和用波形W3表示的出口流路2中的流体的体积速度相等的点。
其理由在于：在该时刻之前，由于有以下关系，
排出流体的体积速度-出口流路2中的流体的体积速度＞0
所以该部分泵室3内的流体被压缩，泵室3内的压力上升，在该时刻之后，由于有以下关系，
排出流体的体积速度-出口流路2中的流体的体积速度＜0
所以该部分泵室3内的流体的压缩量减少，泵室3内的压力下降。
假设各个时刻的泵室3内的流体的体积变化为ΔV，则泵室3内的压力按照以下的关系变化，
ΔV＝隔膜产生的排出流体体积+吸入流体体积-排出流体体积和流体的压缩率。因此，是泵室3的容积减少的过程，也是泵室3内的压力比负载压力Pfu低的情况。
另外，在图2的情况下，由于泵室3内的压力比吸入侧压力Pky低，接近绝对气压0，所以溶解在工作流体中的成分被汽化，引起成为气泡的充气或空穴现象，在绝对气压0附近饱和。但是，在包括泵的流路***总体被加压，吸入侧压力Pky也充分高的情况下，也有时不发生充气或空穴现象。
另外，如出口流路2中的流体的体积速度的波形W3所示，在出口流路2内，泵室3内压力比负载压力Pfu大的期间几乎成为流体的体积速度增加期间。而且，如果泵室3内压力比负载压力Pfu低，则出口流路2内的流体的体积速度也开始减少。
如果泵室3内压力和负载压力Pfu的差压为ΔPout、出口流路2中的流体阻抗为Rout、惯性为Lout、流体的体积速度为Qout，则出口流路2内的流体中，数学式1成立，
[数学式1] Δ P out = R out Q out + L out d Q out dt . . . . . . ( 1 )
所以这些流体的体积速度的变化率等于用惯性值Lout除ΔPout和Rout×Qout的差所得的值。而且，将用一周期的波形W3表示的流体的体积速度积分的值成为每一周期的排出流体体积。
另外，如通过止回阀4的流体的体积速度变化的波形W4所示，在入口流路1中，如果泵室3内压力比吸入侧压力Pky低，则由于其压力差，止回阀4打开，流体的体积速度开始增加。另外，如果泵室3内压力上升，且比吸入侧压力Pky大，则流体的体积速度开始减少。然后，利用止回阀4的止回效应，防止逆流。
如果泵室3内压力和吸入侧压力Pky的差压为ΔPin、出口流路2中的流体阻抗为Rin、惯性为Lin、流体的体积速度为Qin，则入口流路1内的流体中，数学式2成立，
[数学式2] Δ P in = R in Q in + L in d Q in dt . . . . . . ( 2 )
所以这些流体的体积速度的变化率也等于用入口流路1的惯性值Lin除ΔPin和Rin×Qin的差所得的值。
而且，将用一周期的波形W4表示的流体的体积速度积分的值是每一周期的吸入流体体积。而且，该吸入流体体积与用波形W3算出的排出流体体积相等。
在本实施形态的泵结构中，由于使入口流路1的惯性值比出口流路2的惯性值小，所以入口流路1中的流体能以较大的流体速度的变化率流入，使吸入流体体积(＝排出流体体积)增加。
另一方面，图3表示压电元件的位移量相等的、朝向使泵室的容积减少的方向位移时间长、泵室的内压上升不充分时的各波形(W1：使泵运转时的隔膜的位移波形，W2：泵室的内压波形)。
在图3所示的工作状态下，在图中未示出的使泵室容积增加行程开始的时序中，泵室内压力与负载压力Pfu相等，即使由于减少隔膜位移，增大泵室的容积，泵室内压力下降，但由于使泵室内压比吸入侧压力低，所以成为隔膜位移所必要的许多泵性能大幅度下降。随着情况的不同，泵室的内压不比吸入侧压力低，不打开吸入阀，在出口流路内朝向排出方向的流量和朝向泵室内方向逆流的流量相等，呈没有作为泵的功能的状态。
这样，本结构的泵不同于通过一周期的抽取工作，排出由隔膜位移产生的排除体积(正确地说，排除体积×容积效率)的现有的容积型泵和工作原理，具有隔膜5在泵室容积减少行程中的位移速度或泵室容积增大行程和泵室内部压力变化的时序对泵输出产生很大影响的特征。
因此首先说明作为泵充分地发挥功能用的隔膜的运动方法。
如上所述，泵室3内的压力按照泵室3内的流体的体积变化和流体的压缩率的关系而变化，所以在排出流体体积比排除体积和吸入流体体积的和大的情况下，即使在泵室3的容积减少的过程中，也会引起泵室3内的压力下降。而且，该泵室内的压力下降量随着隔膜5在泵室容积减少行程中的位移速度的不同而变化。
因此，在泵室容积减少行程中或者使上述可动壁停止在到达位移位置的情况下，如果通过选择泵室3内压力大致与吸入侧压力相等的值以下的位移速度驱动隔膜5，则能使隔膜5不沿泵室容积增大的方向位移，使泵室3内压力下降到吸入侧压力以下。如果在该条件下用快的位移速度驱动隔膜，则即使在使隔膜沿泵室容积减少方向运动而停止在到达位移位置的期间，也能暂时保持泵室3内压力比吸入侧压力低，能从入口流路吸入流体。
另外，在使泵室3内压力低于吸入侧压力的期间，如果进行泵室容积增大行程，则能利用隔膜5的几乎全部位移量，保持泵内部的压力低于吸入侧压力，将流体吸入泵室内，有效地利用致动装置的有限的位移量，能谋求增大流量。
另外，也可以驱动隔膜5，以便泵室3内压力的最大值为从负载压力的二倍减去吸入侧压力后的值以上。图3中的W2表示该条件的极限压力状态。
通过这样做，利用泵室和出口流路内部存在的流体的固有振动，泵内部的压力将与负载压力和吸入侧压力的差压大致相等的值作为振幅，以负载压力为中心进行振动，利用压力振动的效果，能使泵内部的压力下降到吸入侧压力附近以下。
特别是通过驱动隔膜5，以便泵室3内压力的最大值为负载压力的二倍以上的值，能可靠地使泵室3内部的压力比吸入侧压力低，也能暂时保持泵室3内压力比吸入侧压力低，能从入口流路吸入流体。
这时，根据隔膜5在泵室容积减少行程中的位移速度，使隔膜只沿泵室容积减少方向运动，在到达位移位置停止，泵室3内压力的最大值为负载压力的二倍以上的值，在该期间能从入口流路将流体吸入泵室内。
另外，在使泵室3内压力低于吸入侧压力的期间，如果进行泵室容积增大行程，则能利用隔膜5的几乎全部位移量，保持泵内部的压力低于吸入侧压力，将流体吸入泵室内，有效地利用致动装置的有限的位移量，能谋求增大流量。
另外，也可以驱动隔膜5，以便在隔膜运动一周期中，使泵内部的压力比吸入侧压力低的时间达60％以上。
图2的驱动表示满足该条件的一例。如果这样驱动，则泵的吸入时间长，能从入口流路将更多的流体吸入泵室内。
这时，根据隔膜5在泵室容积减少行程中的位移速度，使隔膜只沿泵室容积减少方向运动，在到达位移位置停止，在隔膜运动一周期中，使泵内部的压力比吸入侧压力低的时间达60％以上，在该期间能从入口流路将流体吸入泵室内。
这时，如果在使泵室3内压力低于吸入侧压力的期间，进行泵室容积增大行程，则能利用隔膜5的几乎全部位移量，保持泵内部的压力低于吸入侧压力，将流体吸入泵室内，同时能使吸入时间更长，有效地利用致动装置的有限的位移量，能谋求增大流量。
其次说明解决另一课题用的隔膜的运动方法。
这里，如果将惯性的定义式对时间进行积分，则有数学式3
[数学式3] SΔpdt = LQ | t 0 t 1 . . . . . . ( 3 )
由于惯性值是一定的，所以在某一管路中，其两端的差压的积分值越大，该期间的管路内流体的体积速度Q的变化量越大。如果考虑出口流路2，则泵室3的内压和负载压力Pfu的差压的积分值越大，在出口流路2内部的流体中越产生朝向排出方向的快的流(＝具有大动量的流)。在该动量减少之前，能从入口流路1一侧将许多流体导入泵室3内。就是说，在出口流路2中，使(3)式左边的值增大，对于使每一循环的泵的排出流量(＝吸入流量)增多有效。而且，如果使隔膜在泵室容积减少行程中的位移速度快，则该(3)式左边的值有增大的趋势。
图4中示出了在泵室3的内压下降到比负载压力Pfu低以后，使隔膜5向泵室3的压缩方向位移时的各波形。在此情况下，与图3不同，进行工作的泵存在以下问题。问题是：泵室3的内压比负载压力Pfu低以后隔膜5的位移无助于泵内压上升，也没有使(3)式左边的值增大的效果，泵输出也不增加。其另一方面，为了使压电元件6位移而消费能量，所以泵的输入增大，存在泵效率下降的问题。
其次说明解决这样的问题所必要的隔膜5在泵室容积减少行程中的位移速度。
用图3说明过，泵室3的压力由于以负载压力Pfu为中心，按照泵室3和出口流路2内部的流体的固有振动周期进行振动，所以在泵室3的压力在负载压力Pfu以上的期间，大约为泵室3和出口流路2内部的流体的固有振动周期的1/2。
因此，如果隔膜5在泵室容积减少行程中的位移速度为在固有振动周期T的1/2时间内到达了达到位移位置的位移速度以上，则不会浪费隔膜5的位移量，有助于(3)式左边的值的增加，能增加泵输出。
这里，如图2、图4所示，隔膜5即使不以一定的位移速度向泵室容积减少方向位移，而位移速度与时间同时变化进行位移也没关系。
这时，在隔膜5向泵室容积减少方向的全行程中至少取一半以上行程的位移速度的平均，如果该平均位移速度为在固有振动周期T的1/2时间内至达到位移位置的位移速度以上，则不会浪费隔膜5的位移量，有助于(3)式左边的值的增加，有增加泵输出的效果。
另外，图5是表示在第一实施形态的泵中，使隔膜5的达到位移位置一定，至达到位移位置的时间和一周期的排出流体体积的关系的曲线图。在该图中，泵室3和出口流路2中存在的流体的固有振动周期为T(该曲线图中固有频率为1/T＝9.5kHz)。如该图所示，如果隔膜5向泵室3的容积减少的方向的位移时间过短，则一周期的排出流体体积虽然不增加，但泵室3的内压上升过大。而且其结果，构成泵室3的止回阀4或隔膜5中会发生耐久性的问题。就是说，如果隔膜5在泵室容积减少行程中的平均位移速度比用固有振动周期为T的1/10的时间小的时间至达到位移位置的位移速度小，止回阀4或隔膜5中就会发生耐久性的问题。
以上，如第一实施形态所示，通过驱动控制压电元件6，能提高泵的耐久性，而且能有效地利用隔膜5的有限的位移量，谋求增大流量。因此，能实现能充分地发挥压电元件6的性能的小型、轻量、高输出的泵，还能适应高负载压力，同时还能增加每一抽取周期的排出流体体积，提供一种驱动效率优异的泵。
另外，如果超过泵室3和出口流路2的固有振动周期T的1/2的时间，则由于泵室3内的压力变得比负载压力小，所以从上述可动壁开始向泵室容积减少方向运动的时刻起，经过了T/2的时间以后，如果使隔膜5向泵室3的容积增大的方向位移，不使(3)式左边的值减少就能解决。即，通过不使泵的排出流量下降，就能使隔膜返回位移前的状态。
以下说明的第二至第五实施形态，是通过控制隔膜5向泵室3的容积减少方向的运动，来增加一周期的排出流体体积的实施形态。
表示第二实施形态的图6是进行压电元件的驱动控制的驱动单元20的框图。
驱动单元20由发生触发信号的触发发生电路22、电压放大电路24、以及位移控制单元26构成。
触发发生电路22是以某一确定的周期发生触发信号的电路，电压放大电路24将输入的信号放大到驱动所必要的规定的功率，供给压电元件6。
位移控制单元26一旦接收到触发信号，便输出一周期的电压波形。然后，通过根据包括出口流路2或泵室3的泵内配置的压力传感器(泵压力检测单元)28的检测值，变更位移时间，直到隔膜5的达到位移位置一定为止，来控制位移速度，用内部装有I/O端口或ROM的微机构成。
图7中用流程图表示上述的位移控制单元26的处理程序。
首先，在步骤S2中，设定压力的阈值Psh。该阈值Psh使用压力传感器28上施加了吸入侧压力Pky时的输出值以上的值。如果这样做，就不会发生低压时微小压力上升时引起的误检测。
其次，转移到步骤S4，在隔膜5的多个位移时间Hti(i＝1、2、3...)中选择位移时间Ht1。另外，下次以后，变更并选择另一位移时间Hti。
其次，转移到步骤S6，关于隔膜5的全部位移时间Hti，确认后面所述的经过时间TMmi的测量是否结束，在未结束的情况下转移到步骤S12，在结束了的情况下，转移到步骤S10。
其次，在步骤S12中，根据触发信号Si的输入，开始向压电元件6输出一周期的电压波形。这时最好确认泵室内的压力呈稳定状态后，再输出触发信号。
其次，转移到步骤S14，确认泵内压是否比阈值Psh低，在结束了的情况下，转移到步骤S16。
在步骤S16中，由时钟TM开始进行时间测量。
其次，转移到步骤S18，用压力传感器28测量第一次泵室3的压力Pin1。
其次，转移到步骤S20，用压力传感器28测量第二次泵室3的压力Pin2。
其次，转移到步骤S22，确认阈值Psh、第一次泵室3的压力Pin1、以及第二次泵室3的压力Pin2的关系是否为Pin1＜Psh＜Pin2。在Pin1＜Psh＜Pin2的关系成立的情况下，转移到步骤S24，在Pin1＜Psh＜Pin2的关系不成立的情况下，转移到步骤S26。
在步骤S26中，将第二次泵室3的压力Pin2的值作为第一次泵室3的压力Pin1的值，返回步骤S20。
另外，在步骤S24中，停止由时钟TM进行的时间测量。
其次，转移到步骤S28，按照经过时间TMmi(i＝1、2、3...)存储时钟TM的值，然后返回S4。
然后，在步骤S6中，在隔膜5的全部位移时间Hti的经过时间TMmi的测量结束后转移的步骤S10中，算出到此为止存储的经过时间TMm1、TMm2、TMm3...中的最大值。
其次，转移到步骤S30，选择了成为最大值的规定的经过时间TMmi对应的隔膜5的位移时间Hti后，结束处理。
然后，驱动单元20进行压电元件6的驱动控制。以便在所选择的位移时间Hti隔膜5进行位移。
通过进行图7所示的位移控制单元26的处理，能设定隔膜5向使泵室3的容积减少方向位移时的位移时间，以便泵室3的压力超过预先设定的阈值Psh达到所增加的点的经过时间最长，根据以下的理由，能增加每一抽取周期的排出流体体积，提供驱动效率优异的泵。
用图8、图9说明该理由。图8及图9是表示在本实施形态的压电元件6中，呈单脉冲状地施加发生了不同的驱动电压波形的隔膜5的位移、以及对应于该位移的泵室3的压力的变化的图。
从图8、图9可知，如果用单脉冲使隔膜5位移，则隔膜5即使静止，泵室3的内压也暂时下降到绝对压0atm附近、经过了规定时间后，泵室3的内压再上升。
现在说明该泵室3的内压现象，假设泵室3内的流体体积变化为ΔV，则泵室3的内压如下确定，
ΔV＝隔膜5的排除体积+吸入流体体积-排出流体体积和流体的压缩率。因此，即使使隔膜5静止，排除体积为零，但由于吸入流体体积和排出流体体积变化，所以泵室内压力变化。而且，隔膜5以单脉冲进行了一周期的位移后，泵室3的压力慢慢增加。
然后，由于图9所示的隔膜5的位移波形的上升边的斜率比图8所示的隔膜5的位移波形的上升边的斜率大，所以图9所示的隔膜5的位移速度快。而且，与图8相比，图9中的泵室3的内压再上升时间长(t1＜t2)。在发生充气或空穴现象的情况下，一周期的排出流体体积越大，泵室3的内压再上升时间t越长，所以如果测量上述时间t，适当地选择隔膜5位移至达到位移位置时的位移时间Ht(上升速度)，就能使一周期的排出流体体积增大。
另外，作为泵压力检测单元，除了压力传感器28以外，也可以用应变仪或位移传感器测定隔膜的应变量，算出泵室3的压力。另外，在入口流路1一侧备有滑阀，用用应变仪或位移传感器测定该阀呈关闭状态时的泵室3的压力引起的变形，也可以算出泵室3的压力。另外，为了测定压电元件6的位移，将应变仪安装在压电元件6上，根据压电元件6的施加电压或施加电流(目标位移量)和由应变仪引起的测定值(实际位移量)和压电元件6的杨氏模量，也可以算出泵室3的压力。由于不设置在泵室3的内部，这些方法能促使泵的小型化。另外，作为应变仪，即使使用利用电阻变化、静电电容变化、或电压变化来检测应变量的仪器等各种类型的仪器也没关系。
另外，预先通过实验等，求出某一位移速度时的经过时间、以及为了使该经过时间为最大经过时间而加在该位移速度中的修正量，将该经过时间图形化并保持在位移控制单元的ROM内，如果设置这样的单元，即，该单元测定经过时间后，参照其图，则能获得与设置修正隔膜5向使泵室3的容积减少的方向位移时的位移速度的装置同样的效果，但是能更高速地控制位移速度。
其次，图10是表示第三实施形态的图。
该图也是表示位移控制单元26的处理程序的流程图。由于与图6所示的结构相同，所以省略驱动单元20的框图。
首先，在步骤S30中，在隔膜5的多个位移时间Hti(i＝1、2、3...)中选择位移时间Ht1。另外，下次以后，变更并选择另一位移时间Hti。
其次，转移到步骤S32，对隔膜5的全部位移时间Hti，确认后面所述的运算值Fi的算出是否结束，在未结束的情况下转移到步骤S38，在结束了的情况下，转移到步骤S36。
在步骤S38中，根据触发信号Si的输入，开始向压电元件6输出一周期的电压波形。
其次，转移到步骤S44，用压力传感器28测量泵室3的压力Pin。
其次，转移到步骤546，确认基准值(规定的值)Pa和泵室3的压力Pin的关系是否为Pa≤Pin的关系。这里，基准值Pa是压电元件6驱动前的泵室的压力值。在呈Pa≤Pin的关系的情况下，转移到步骤S50，在不呈Pa≤Pin的关系的情况下，转移到步骤S44。
其次，在步骤S50中，将测量的泵室3的压力Pin存储在存储压力值Pmj(j＝1、2、3、...，每次进行该步骤的处理时，j的值增加1)，在步骤S52中，将该测量时的时刻存储在TMmj(j＝1、2、3、...)中，然后转移到步骤S54。
在步骤S54中，测定泵室的压力Pin，确认该测定值和基准值Pa的关系是否呈Pa＞Pin的关系。在呈Pa＞Pin的关系的情况下，转移到步骤S56，在不呈Pa＞Pin的关系的情况下，返回步骤S50。
然后，在步骤S56中，使用存储压力值Pmj(j＝1、2、3、...)、基准值Pa、时刻TMmj(j＝1、2、3、...)，将存储压力值Pmj和基准值Pa的差对时间进行积分，算出运算值Fi。
然后，在步骤S32中，在隔膜5的全部位移时间Hti的运算值Fi的计算结束了的情况下，在转移前的步骤S36中，算出到此为止存储在运算值F1、F2、F3...中的最大值。
其次，转移到步骤S58，在选择了对应于成为最大值的规定的运算值Fi的隔膜5的位移时间Hti后，结束处理。
然后，驱动单元20进行压电元件6的驱动控制，以便隔膜5用所选择的位移时间Hti进行位移。
通过进行以上的位移控制单元26的处理，算出上述式(3)左边的值，能设定隔膜5向使泵室3的容积减少的方向位移时的位移时间，能增加每一抽取周期的排出流体体积，提供驱动效率优异的泵。
另外，如本实施形态所示，作为运算值，如果将压力值Pi和基准值Pa的差对时间积分，则能高精度地进行压电元件6的控制，但也能使用例如将泵室3的压力值Pi的峰值和基准值Pa的差与变成基准值Pa≤压力Pi的时间相乘所得的值。
可是，本发明的泵由于连接在出口流路2上的出口管路(出口流路2的下游侧)和泵室3连通，所以驱动前的泵室3的压力等于负载压力Pfu。
因此，不将压电元件6驱动前的泵室的压力作为基准值Pa，而负载压力Pfu作为基准值(规定的值)，也能执行图10所示的第三实施形态的位移控制单元26的处理程序。
在将负载压力Pfu作为基准值的情况下，在事先知道负载压力Pfu的情况下，因为简便，所以最好使用该值。另外，设置测定负载压力Pfu的单元，使用其测定值，也最好能对应于事先不能设想的各种负载压力Pfu。另外，泵驱动时如果暂时停止数个波形驱动(例如，用2kHz驱动时，如果进行2000波形驱动，则停止10波形，或进行2000波形驱动)，在停止期间由于泵室3的压力驱动停止，所以这时的泵室3的压力与负载压力Pfu相等。因此，作为泵压力检测单元的压力传感器28这时的值虽然使用负载压力Pfu，但能适应各种负载压力Pfu，另外即使不备有测定负载压力的新的单元也能对付，这一点很好。
另外，预先通过实验等，求出某一位移速度时的运算值Fi、以及为了使该运算值Fi为最大运算值Fmax而加在该位移速度中的修正量，将该运算值Fi图形化并保持在位移控制单元的ROM内，如果设置这样的单元，即，如果算出运算值Fi，则参照其图，修正隔膜5向使泵室3的容积减少的方向位移时的位移速度，则能获得同样的效果，能更高速地控制位移速度。
其次，图11及图12是表示第四实施形态的图。
图11是表示进行压电元件6的驱动控制的驱动单元20的框图，本实施形态的位移控制单元26根据配置在泵内的出口流路2中的流速传感器(流速测定单元)30的检测值，变更并决定隔膜5的位移时间。
图12用流程图表示本实施形态的位移控制单元26的处理程序。另外，与第三实施形态中所示的图10中的流程相同的步骤，标以相同的步骤编号，其说明从略。另外，在步骤S32中在对全部隔膜5的位移时间Hti进行的后面所述的流速差ΔV的计算结束了的情况下，转移到步骤S60。
在该流程中，在步骤S38中如果根据触发信号Si的输入，开始向压电元件6输出一周期的电压波形，则转移到步骤S62，由流速传感器30测量出口流路2的流速。
其次，转移到步骤S64，算出出口流路2的最大流速Vmax。其次，转移到步骤S66，算出出口流路的最小流速Vmin。
其次，转移到步骤S68，算出最大流速Vmax和最小流速Vmin的流速差ΔV。
其次，转移到步骤S70，将流速差ΔV存储在存储流速值ΔVi(i＝1、2、3...)后返回步骤S30。
然后，在对隔膜5的全部位移时间Hti的流速差ΔVi的存储结束了的情况下，转移到步骤S60，算出到此为止存储的流速差ΔV1、ΔV2、ΔV3...中的最大值。
其次，转移到步骤S70，在选择了对应于成为最大值的规定的流速差ΔVi的隔膜5的位移时间Hti后，结束处理。
然后，驱动单元20进行压电元件6的驱动控制，以便隔膜5用所选择的位移时间Hti进行位移。
如果采用本实施形态，则如用上述的式(3)说明的那样，积分期间的流体体积速度的差越大，泵室3的压力和负载压力的差的积分值越大，所以每一抽取周期的排出流体体积增加，能提供驱动效率优异的泵。
另外，预先通过实验等，求出某一位移速度时的流速差ΔV、以及为了使该流速差ΔV为理想的最大流速差ΔVmax而加在该位移速度中的修正量，将该流速差ΔV图形化并保持在位移控制单元的ROM内，如果设置这样的单元，即，如果测定最大流速Vmax和最小流速Vmin的流速差ΔV，则参照其图，修正隔膜5向使泵室3的容积减少的方向位移时的位移速度，能获得同样的效果，能更高速地控制位移速度。
另外，本实施形态的流速传感器30能利用超声波式、将流速变换成压力进行测定的方式、或热线式的流速传感器等。
另外，在第二、第三、第四实施形态中，为了使驱动单元的结构简单，使加在压电元件上的最大施加电压为一定值，隔膜的达到位移位置仍为一定值，变更泵室容积减少行程的位移时间，控制位移速度。可是，即使变更达到位移位置和位移时间两者，来控制位移速度也没关系。在增大了达到位移位置的情况下，通过进行第二、第三、第四实施形态所示的控制，能使泵输出增加到由达到位移位置的增加引起的隔膜的排除体积增加部分引起的泵输出的增加以上。
另外，图13是表示第五实施形态的图。
本实施形态中，能蓄积流体的容器32连接在泵的出口流路2中。由该容器32和其内部备有的液面传感器34构成移动流体体积测定单元，液面高度的检测信息从液面传感器34输入驱动单元20。
如果流体从泵的出口流路2排出，则驱动单元20测量排出时间和液面高度，算出隔膜5的每一周期的排出体积。然后，适当地设定隔膜5向使泵室3的容积减少的方向位移时的位移速度，以便其排出体积为最大。其结果，每一抽取周期的排出流体体积增加，能提供驱动效率优异的泵。
另外，虽然图中未示出，但入口流路1或出口流路2中设有脉动吸收用的缓冲器，测定该缓冲器的膜的位移量，输出给驱动单元20，通过设定隔膜5向使泵室3的容积减少的方向位移时的位移速度，以便缓冲器的膜的位移量达到最大，能增加每一抽取周期的排出流体体积。因为排出流体体积越大，缓冲器吸收/排出的流体体积越大，缓冲膜以大的位移振动。
这里，第二、第三、第四、第五实施形态的处理既可以在每一次泵驱动开始时进行，也可以在泵驱动过程中的适当时刻进行。
其次，图14是表示第六实施形态的图。
本实施形态的驱动单元与图6所示的第二实施形态的驱动单元的结构相同，在图14中用流程示出了通过控制隔膜5向使泵室3的容积增大的方向位移时的下降边时间，使一周期的排出流体体积增大的位移控制单元26的处理程序。
首先，在步骤S80中，根据触发信号S的输入，开始施加一周期部分的电压波形。
其次，转移到步骤S84，用压力传感器28第一次测量泵室3的压力Pin1。
其次，转移到步骤S86，用压力传感器28第二次测量泵室3的压力Pin2。
其次，转移到步骤S88，确认第一次的泵室3的压力Pin1和第二次的泵室3的压力Pin2的关系是否呈Pin2＜Pin1的关系。在呈Pin2＜Pin1的关系的情况下，转移到步骤S90，在不呈Pin2＜Pin1的关系的情况下，返回步骤S84。
在步骤S90中，确认第二次的泵室3的压力Pin2和负载压力Pfu的关系是否呈Pin2＜Pfu的关系。在呈Pin2＜Pfu的关系的情况下，转移到步骤S94，在不呈Pin2＜Pfu的关系的情况下，转移到步骤S86。
然后，在步骤S94中，电压波形的电压下降边开始，结束处理。
通过进行本实施形态的处理，使上述的(3)式左边的值减少，能设定隔膜5向使泵室3的容积增大的方向位移时的下降边时间。其结果，每一抽取周期的排出流体体积增加，能提供驱动效率优异的泵。
另外，在本实施形态中虽然使用了泵室3的压力传感器28，但使用第五实施形态中使用的流速传感器，如图2、图4所示如果泵室3的压力比负载压力Pfu低，则利用出口流路2的流体体积速度也开始减少，在出口流路2的流体体积速度开始减少的时刻，压电元件6的施加电压开始下降，即使这样处理，也能获得同样的效果。
这里，在该时刻如果致动装置使位移量至少下降一半以上，则能获得几乎相同的效果。
如上所述，本发明的泵将阀只配置在入口流路即可，由于将阀等流体阻抗元件只配置在入口流路中，所以能减少流体阻抗元件的压力损失，同时能提供泵的可靠性。
另外，由于在活塞或隔膜和驱动它的致动装置之间不配置位移扩大机构，不将粘性阻力用于阀，所以适应于高频驱动，通过进行高频驱动，能增加泵的输出。
特别是使用压电元件或超磁致伸缩元件作为致动装置时，充分地产生元件的高频响应性，能实现小型、轻量、高输出的泵。
另外，通过进行位移控制，能提高泵室的压力，能适应高负载压力，同时每一周期的排出流体体积也增大，能提供驱动效率。

Claims (36)

1.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元对上述致动装置进行驱动控制，以便上述可动壁在泵室容积减少行程中的平均位移速度为：在上述泵室及上述出口流路的流体固有振动周期的1/2以下的时间内，到达上述可动壁的到达位移位置的速度。
2.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元对上述致动装置进行驱动控制，以便上述可动壁在向泵室容积减少的方向的全行程中的至少一半以上行程中的平均位移速度为：在上述泵室及上述出口流路的流体固有振动周期的1/2以下的时间内，到达上述可动壁的到达位移位置的速度。
3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于：上述驱动单元驱动上述致动装置，以便上述可动壁的平均位移速度为：在上述泵室及上述出口流路的流体固有振动周期的1/10以下的时间内，到达上述可动壁的到达位移位置的速度。
4.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元进行这样的控制：从上述可动壁开始向泵室容积减少的方向运动的时刻开始，经过了上述泵室和上述出口流路的流体固有振动周期的1/2的时间后，使上述可动壁向使上述泵室的容积增大的方向位移。
5.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元备有根据检测上述泵室内部的压力的泵压力检测单元的检测信息，控制上述可动壁的运动的位移控制单元。
6.根据权利要求5所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元测定上述可动壁的一周期的位移结束后至上述泵压力检测单元检测到规定的压力变化的时间，根据该时间的测定信息，控制上述可动壁的运动。
7.根据权利要求6所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元控制上述可动壁的运动，以便使上述时间变长。
8.根据权利要求5所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元根据使用规定的值和上述泵压力检测单元的检测值的运算值，控制上述可动壁的运动。
9.根据权利要求8所述的泵，其特征在于：上述运算值是在用上述泵压力检测单元检测的检测值达到上述规定的值以上的期间，将上述检测值和上述规定的值的差对时间积分的运算值。
10.根据权利要求9所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元控制上述可动壁的运动，以便使上述运算值变大。
11.根据权利要求5至10中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元控制上述可动壁在泵室容积减少行程中的位移速度。
12.根据权利要求11所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元通过使上述可动壁的到达位移位置一定，变更位移时间，来控制位移速度。
13.根据权利要求5所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元这样进行控制，以便在上述泵压力检测单元检测的压力比规定的值低以后，使上述可动壁向上述泵室的容积增大的方向位移。
14.根据权利要求8至10或13中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述规定的值是驱动上述致动装置之前、上述泵压力检测单元测定的测定值。
15.根据权利要求8至10或13中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述规定的值是使上述致动装置的驱动暂时停止时，上述泵压力检测单元测定的测定值。
16.根据权利要求8至10或13中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述规定的值是与预先输入的上述出口流路下游侧的负载压力大致相当的值。
17.根据权利要求8至10或13中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述驱动单元备有检测上述出口流路下游侧的负载压力的负载压力检测单元，上述规定的值是上述负载压力检测单元的测定值。
18.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元备有根据检测包括上述出口流路的下游侧的流速的流速测定单元的检测信息，控制上述可动壁的运动的位移控制单元。
19.根据权利要求18所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元根据上述流速测定单元测定的流速的最大值和最小值的差，控制上述可动壁的运动。
20.根据权利要求18或19所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元控制上述可动壁在泵室容积减少行程中的位移速度。
21.根据权利要求20所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元通过使上述可动壁的到达位移位置一定，变更位移时间，来控制位移速度。
22.根据权利要求18所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元这样进行控制，以便在根据上述流速测定单元的信息，流速开始减少时以后，使上述可动壁向上述泵室的容积增大的方向位移。
23.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
泵工作时上述出口流路与上述泵室连通，上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小，上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，
上述驱动单元备有根据检测上述入口流路的吸入体积、或上述出口流路的排出体积的移动流体体积测定单元的检测信息，变更上述可动壁向上述泵室容积减少方向的运动的位移控制单元。
24.根据权利要求23所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元控制上述可动壁在泵室容积减少行程中的位移速度。
25.根据权利要求24所述的泵，其特征在于：上述位移控制单元通过使上述可动壁的到达位移位置一定，变更位移时间，来控制位移速度。
26.根据权利要求1至25中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述致动装置是压电元件。
27.根据权利要求1至25中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述致动装置是超磁致伸缩元件。
28.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，上述驱动单元驱动上述致动装置，以便在泵室容积减少行程中或使上述可动壁在到达位移位置停止了的情况下，使泵内部的压力在与吸入侧压力大致相等的值以下。
29.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，上述驱动单元驱动上述致动装置，以便泵内部的压力的最大值在从负载压力的二倍减去吸入侧压力后的值以上。
30.根据权利要求29所述的泵，其特征在于：上述驱动单元驱动上述致动装置，以便泵内部的压力的最大值为负载压力的二倍以上的值。
31.一种泵，备有使活塞或隔膜等可动壁进行位移的致动装置；对该致动装置进行驱动控制的驱动单元；利用上述可动壁的位移，能变更容积的泵室；使工作流体流入上述泵室的入口流路；以及使工作流体从上述泵室流出的出口流路，该泵的特征在于：
上述入口流路备有工作流体流入泵室时的流体阻抗比流出时的流体阻抗小的流体阻抗元件，上述驱动单元驱动上述致动装置，以便隔膜运动一周期中泵内部的压力比吸入侧压力低的时间达60％以上。
32.根据权利要求28至31中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述入口流路的合成惯性值比上述出口流路的合成惯性值小。
33.根据权利要求28至32中的任意一项所述的泵，其特征在于：泵工作时上述出口流路与上述泵室连通。
34.根据权利要求28至33中的任意一项所述的泵，其特征在于：泵内部的压力大致比吸入侧压力低时，上述驱动单元驱动上述致动装置，使上述可动壁向泵室容积增加方向大致进行全行程运动。
35.根据权利要求28至34中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述致动装置是压电元件。
36.根据权利要求28至34中的任意一项所述的泵，其特征在于：上述致动装置是超磁致伸缩元件。
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