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公開番号2025101647
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218636
出願日2023-12-25
発明の名称電気応答流体ポンプ及びその製造方法
出願人個人,個人
代理人弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
主分類H02K 44/04 20060101AFI20250630BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】製造が容易で各種の精度及び流路デザインの設計自由度を高くし、多様なポンプ形態に容易に対応させる。
【解決手段】電気応答流体ポンプは、絶縁材料及び導電材料を積層した積層造形体からなり、電気応答流体の流路と、導電材料からなる互いに絶縁された第1の配線部及び第2の配線部と、が形成されたポンプモジュールと、ポンプモジュールの第1の配線部及び第2の配線部に電圧を印加する電圧印加手段と、を備える。第1の配線部は、流路に面して配置された第1の電極、及び第1の電極と電圧印加手段とを接続する第1の配線接続部を有する。第2の配線部は、流路に面して配置された第2の電極、及び第2の電極と電圧印加手段とを接続する第2の配線接続部を有する。第1の電極及び第2の電極は、流路を介して対向配置され、第1の電極及び第2の電極の間隔は、流路の一方の側から他方の側にかけて徐々に狭まっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁材料及び導電材料を積層した積層造形体からなり、電気応答流体の流路と、前記導電材料からなる互いに絶縁された第１の配線部及び第２の配線部と、が形成されたポンプモジュールと、
前記ポンプモジュールの前記第１の配線部及び前記第２の配線部に電圧を印加する電圧印加手段と、
を備え、
前記第１の配線部は、前記流路に面して配置された第１の電極、及び前記第１の電極と前記電圧印加手段とを接続する第１の配線接続部を有し、
前記第２の配線部は、前記流路に面して配置された第２の電極、及び前記第２の電極と前記電圧印加手段とを接続する第２の配線接続部を有し、
前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記流路を介して対向配置され、前記第１の電極及び前記第２の電極の間隔は、前記流路の一方の側から他方の側にかけて徐々に狭まっている
電気応答流体ポンプ。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第１の電極及び前記第２の電極の組は、前記流路に沿って複数設けられている
請求項１記載の電気応答流体ポンプ。
【請求項３】
前記ポンプモジュールは、厚さ方向に積層された複数のポンプモジュールユニットを有し、
前記各ポンプモジュールユニットは、
前記第１の電極及び前記第２の電極と、
前記第１の配線接続部及び前記第２の配線接続部がそれぞれ露出する一対の配線接続用孔部と、を有し、
前記複数のポンプモジュールユニットの前記第１の配線接続部同士、及び前記第２の配線接続部同士が、前記一対の配線接続用孔部にそれぞれ挿入された導電部材を介して、前記電圧印加手段に共通接続されている
請求項２記載の電気応答流体ポンプ。
【請求項４】
前記ポンプモジュールは、前記導電材料からなる互いに絶縁された第３の配線部及び第４の配線部を更に有し、
前記第３の配線部は、前記流路に面して配置された第３の電極、及び前記第３の電極と前記電圧印加手段とを接続する第３の配線接続部を有し、
前記第４の配線部は、前記流路に面して配置された第４の電極、及び前記第４の電極と前記電圧印加手段とを接続する第４の配線接続部を有し、
前記第３の電極及び前記第４の電極は、前記流路を介して対向配置され、前記第３の電極及び前記第４の電極の間隔は、前記流路の前記一方の側から前記他方の側にかけて徐々に広がっている
請求項１記載の電気応答流体ポンプ。
【請求項５】
前記第１の電極及び前記第２の電極の組と、前記第３の電極及び前記第４の電極の組とは、前記流路に沿って交互に、且つ複数設けられている
請求項４記載の電気応答流体ポンプ。
【請求項６】
前記ポンプモジュールは、
前記第１の電極及び前記第２の電極を有する複数の第１のポンプモジュールユニットと、
前記第３の電極及び前記第４の電極を有する複数の第２のポンプモジュールユニットと、を有し、
前記第１のポンプモジュールユニットと前記第２のポンプモジュールユニットとは、厚さ方向に交互に積層され、
前記第１のポンプモジュールユニットは、前記第１の配線接続部及び前記第２の配線接続部がそれぞれ露出する一対の第１の配線接続用孔部を有し、
前記第２のポンプモジュールユニットは、前記第３の配線接続部及び前記第４の配線接続部がそれぞれ露出する一対の第２の配線接続用孔部を有し、
前記複数の第１のポンプモジュールユニットの前記第１の配線接続部同士、及び前記第２の配線接続部同士、が共通接続され、
前記複数の第２のポンプモジュールユニットの前記第３の配線接続部同士、及び前記第４の配線接続部同士、が共通接続され、
前記第１の配線接続部と前記第３の配線接続部とを選択的に前記電圧印加手段に接続する第１の切り替えスイッチと、
前記第２の配線接続部と前記第４の配線接続部とを選択的に前記電圧印加手段に接続する第２の切り替えスイッチと、を備える
請求項５記載の電気応答流体ポンプ。
【請求項７】
前記ポンプモジュールの流路は、前記流路の延びる方向と交差する断面の形状が、波形状、Ｓ字状、山の字状、櫛歯状、円弧状、渦巻き状、又はこれらの組み合わせを含む連続又は非連続の形状である
請求項１記載の電気応答流体ポンプ。
【請求項８】
三次元造形装置により絶縁材料及び導電材料からなる層を積層して積層造形体としてのポンプモジュールを造形する工程と、
前記造形する工程で造形された前記ポンプモジュールに電圧印加手段を接続する工程と
を含み、
前記造形する工程では、
前記ポンプモジュールに電気応答流体の流路を形成し、
前記導電材料が、互いに絶縁された第１の配線部及び第２の配線部を形成し、
前記第１の配線部が、前記流路に沿って配置された第１の電極、及び前記第１の電極と接続された第１の配線接続部を有し、
前記第２の配線部が、前記流路に沿って配置され前記第１の電極と対向する第２の電極、及び前記第２の電極と接続された第２の配線接続部を有し、
前記第１の電極及び前記第２の電極の間隔が、前記流路の一方の側から他方の側にかけて徐々に狭まるように、前記ポンプモジュールを造形する
電気応答流体ポンプの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気応答流体中で発生するＥＨＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＨｙｄｒｏＤｙｎａｍｉｃｓＰｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）現象を利用した電気応答流体ポンプ及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
シリコーンオイル等の電気応答流体中で発生するＥＨＤ現象を利用した電気応答流体ポンプとしては、これまで種々のものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。この電気応答流体ポンプは、例えば電極対を構成する平板状の第１の電極及び第２の電極を、電気応答流体の流路に、導入側から排出側にかけて間隔が徐々に狭まるように、所定の間隔を空けた状態で対向配置した構造を備えている。
【０００３】
そして、これら第１及び第２の電極間に、例えば数キロボルト（ｋＶ）から数十キロボルト（ｋＶ）の直流電圧を印加することにより、電気応答流体から電離したイオンによってヘテロチャージ層が形成される。そして、このヘテロチャージ層と電極対との間に生じる引力によって、電気応答流体が流動する。
【０００４】
このように流動した電気応答流体は、第１及び第２の電極に続く狭隘な昇圧路における通流過程で昇圧される。この種の電気応答流体ポンプは、このような電気応答流体の連続的な流動を利用していることから、いわゆる一般的なポンプ装置と比べて、脈動の無い低騒音ポンプを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５０８５９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された従来技術の電気応答流体ポンプは、第１及び第２の電極による電極対に続く昇圧路で電気応答流体を昇圧させているので、実用可能な十分な圧力を得ることができるものの、導入路及び昇圧路を含む流路の流路空間の形状精度、各電極の配置精度及び各部の寸法精度等の各種の精度は非常に高いものが要求される。
【０００７】
このため、より簡単に製造することができつつも、各種の精度及び電気応答流体の流路デザインの設計自由度を高めつつ、近年の多様なポンプ形態に容易に対応させるには、更なる改良の余地があった。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術を更に改良し、製造が容易で各種の精度及び流路デザインの設計自由度が高く、多様なポンプ形態に容易に対応することができる電気応答流体ポンプ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電気応答流体ポンプは、絶縁材料及び導電材料を積層した積層造形体からなり、電気応答流体の流路と、前記導電材料からなる互いに絶縁された第１の配線部及び第２の配線部と、が形成されたポンプモジュールと、前記ポンプモジュールの前記第１の配線部及び前記第２の配線部に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記第１の配線部は、前記流路に面して配置された第１の電極、及び前記第１の電極と前記電圧印加手段とを接続する第１の配線接続部を有し、前記第２の配線部は、前記流路に面して配置された第２の電極、及び前記第２の電極と前記電圧印加手段とを接続する第２の配線接続部を有し、前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記流路を介して対向配置され、前記第１の電極及び前記第２の電極の間隔は、前記流路の一方の側から他方の側にかけて徐々に狭まっている。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記第１の電極及び前記第２の電極の組は、前記流路に沿って複数設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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