JP5731853B2 - 圧力緩衝器、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第一実施形態に係る圧力緩衝器の説明図であり、図1(a)は圧力緩衝器1の模式的な縦断面図であり、(b)は緩衝部材3の模式的な斜視図である。図1に示すように、圧力緩衝器1は、上端が開口する凹部4が形成された本体部2と、凹部4の上端面に接合し上記開口を閉塞する緩衝部材3と、緩衝部材3と本体部との間の相対的位置変化を検出する検出部10を備えている。本体部2は、凹部4の内面に外部領域と連通する連通孔5a、5bを備えている。緩衝部材3の上部には緩衝部材3を覆うようにカバー17が凹部4の上面に固定されている。緩衝部材3は、中央部が板状体3aから成り、周辺部がリング状の形状を有する弾性体3bから成る。板状体3aは表面が平坦である。弾性体3bは、径方向に断面がU字形状の撓みを有している。(U字形状の撓みとは、弾性体3bの径方向の断面が、概略半円の弧を描いて室内6方向又はカバー17方向に凸となる形状をいう。以下において同じ。)U字形状の撓みは凹部4の液体側に凸の下方を向いている。検出部10は本体検出部10aと被検出部10bを備え、本体検出部10aがカバー17の緩衝部材3側の内面に、被検出部10bが板状体3aのカバー17側の表面に設置されている。
(2)本発明の圧力緩衝器は直線性が良好である。即ち、従来技術では圧力が大きくなるにつれて可撓性膜が緊張し、膜の変化量が減少する。このため、圧力変化に対する変位量は直線的に比例した動きとはならず、圧力の正負両端に変位の飽和領域を含んだカーブを描く特性となる。これに対して本発明の圧力緩衝器では、弾性体のU字部分の弾性変形、即ち弾性体を構成する薄板材料の曲げ弾性を利用することでダイヤフラムが直線的に変位する圧力範囲をより広く確保することが可能となる。例えば、目的とする圧力の検出範囲を+5kPa〜−5kPaとすれば、その間を直線的な変位特性で網羅することは容易である。
(3)本発明の圧力緩衝器はヒステリシスが少ない。即ち、従来技術では、可撓性膜を本体部に溶着する際に生じる膜の緩みによって圧力が加圧方向へ遷移した場合と減圧方向へ遷移した場合とで変位の軌跡が一致しない領域が生じる。また、高分子材料の可撓性膜は伸張・復元する際の時間的応答が遅く、圧力変動に対して膜面の変位が遅れる。このため、変位量に大きなヒステリシスが生じる。これに対して本発明の圧力緩衝器は、成形された弾性体によって板状体を予め所定の基準位置に支持し、U字部分の弾性変形によって板状体が水平を保ちながら上下方向へ円滑に変位する。従って、従来技術にあるような膜の緩みによる圧力遷移中の不連続な変位特性は存在しない。また、応答の遅い膜の伸張・復元を利用しないため、良好な変位応答性が得られる。
図5は、本発明の第二実施形態に係る圧力緩衝器1の模式的な縦断面図である。第一実施形態と異なる点は、緩衝部材3を構成する弾性体3bが凹部4とは反対側の上方に凸のU字形状の撓みを有する点である。カバー17は弾性体3bと接触しないように凹部4の上面近傍を垂直な側面とする。その他の構成は第一実施形態と同様なので、説明を省略する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図6は、本発明の第三実施形態に係る圧力緩衝器1の模式的な縦断面図である。第一又は第二実施形態と異なる点は、緩衝部材3を構成する弾性体3bが径方向に下方に凸と上方に凸のU字形状の撓みが連なる点であり、その他の点は第一及び第二実施形態と同様である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図7は、本発明の第四実施形態に係る圧力緩衝器1の模式的な縦断面図である。第一実施形態と異なる点は、緩衝部材3と本体部2との間にバネ部材7を設置した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
具体的に、本実施形態における板バネは、板状体3aと完全に固定された形態ではないが、伸縮方向に所定量だけ縮められて本体部2の内部に封入されている。そのため、緩衝部材3が本体部2側とカバー17側のどちらに変位したとしても、常に板状体3aと接触している状態に構成されている。
これによって、緩衝部材3の変位に従い、板バネが板状体3aと同じ挙動を示すので、本体検出部10aが板バネの挙動を板状体3aの挙動として検出し、圧力変動を検出することができる。
なお、板バネの形態は図示しないが、弾性部と板部によって形成され、弾性部の一端を本体部2に係合し、弾性部の他端を板部に係合し、板部は板状体3aの凹部4側の表面と対向するように構成されている。
図8及び図9は本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド20を説明するための図であり、図8が液体噴射ヘッド20の斜視図であり、図9が液体噴射ヘッド20に使用する圧力緩衝器1の分解斜視図である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図10は、本発明の第六実施形態に係る液体噴射装置50の模式的な斜視図である。本液体噴射装置50は、上記第五実施形態で説明した液体噴射ヘッド20を使用している。液体噴射装置50は、液体噴射ヘッド20、20’を往復移動させる移動機構63と、液体噴射ヘッド20、20’に液体を供給する液体供給管53、53’と、液体供給管53、53’に液体を供給する液体タンク51、51’を備えている。各液体噴射ヘッド20、20’は、液体を吐出させるアクチュエータ26と、このアクチュエータ26に液体を供給する流路部材23と、流路部材23に液体を供給する圧力緩衝器1を備えている。
2 本体部
3 緩衝部材、3a 板状体、3b 弾性体
4 凹部
5 連通孔
6 室内
7 バネ部材
10 検出部、10a 本体検出部、10b 被検出部
11 送信コイル
12 受信コイル
16 ケース
17 カバー
20 液体噴射ヘッド
50 液体噴射装置
Claims (11)
- 上端が開口する凹部と、前記凹部の内面に外部領域と連通する連通孔を有する本体部と、
前記凹部の上端面に接合して前記凹部の開口を閉塞し、内部に充填される液体の圧力変動を緩和させる緩衝部材と、
前記緩衝部材と前記本体部との間の相対的位置変化を検出する検出部と、を備え、
前記緩衝部材は、中央部が板状体から成り、その周辺部が弾性体から成り、
前記弾性体は、径方向に断面が撓みを有するとともに、
前記検出部は、磁力線を生成する送信コイルと、電磁誘導に基づく起電力を誘起する受信コイルとを備え、
前記緩衝部材の前記板状体は、導電性材料または磁性材料からなる被検出部を有し、
前記起電力を検出して前記相対的位置変化を検出する圧力緩衝器。 - 前記弾性体は前記板状体の周辺部を囲むリング状の形状を有する請求項1に記載の圧力緩衝器。
- 前記撓みはU字形状を有する請求項1又は2に記載の圧力緩衝器。
- 前記撓みは前記凹部の側に凸である請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
- 前記撓みは前記凹部とは反対側に凸である請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
- 前記撓みは、前記凹部の側に凸と前記凹部とは反対側に凸が連なる請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
- 前記板状体と前記弾性体は同一材料から成り、前記板状体は前記弾性体よりも厚みが厚い請求項1〜6のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
- 前記板状体は導電性材料又は磁性体材料から成る請求項1〜7のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
- 一端を前記板状体に、他端を前記本体部に係合するバネ部材を備える請求項1〜8のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の圧力緩衝器と、
前記圧力緩衝器の連通孔に連通する配管と、
前記配管から流入した液体を吐出するアクチュエータと、を備える液体噴射ヘッド。 - 請求項10に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体を収容し、前記配管に液体を供給するタンクと、
前記圧力緩衝器が検出した前記相対的位置変化に基づいて前記液体の圧力を制御するポンプと、を備える液体噴射装置。
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