CN107532584A - 泵和流体控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供泵和流体控制装置。流体控制装置(10)具备泵(50)和外部构造体(27)。泵(50)具备促动器(14)、与促动器(14)在厚度方向空开间隔地对置的顶板部(15)以及从顶板部(15)在厚度方向延伸并且支承有振动体(42)的侧壁板(23)。促动器(14)具备板状的振动体(42)和使振动体(42)在厚度方向振动的压电元件(25)。顶板部(15)具备比侧壁板(23)向与厚度方向正交的外侧突出的突出部(12)和固定部(113)。固定部(113)经由突出部(12)固定于外部构造体(27)。

Description

泵和流体控制装置

技术领域

本发明涉及进行流体的吸引和排出的泵以及控制流体的流动的流体控制装置。

背景技术

图22是表示现有的泵901(例如参照专利文献1～3)的结构的侧视剖视图。如图22所示，现有的泵901具备顶板部902、侧壁部903与振动部904。顶板部902、侧壁部903与振动部904形成在内部具有振动空间910的箱状。振动部904隔着振动空间910与顶板部902对置。侧壁部903具有与顶板部902一致的外形，并且从顶板部902突出，从四周包围振动空间910，对振动部904的外周部进行弹性支承。该泵901在顶板部902的顶面侧粘贴有固定环(密封部)911，经由该固定环(密封部)911固定于外部构造体912。

若驱动该泵901，则振动部904在厚度方向振动。该振动经由侧壁部903向顶板部902传递。由此，不仅在振动部904产生厚度方向的振动，在顶板部902也产生厚度方向的振动，在振动部904与顶板部902所包夹的振动空间910产生流体的流动。

专利文献1：日本特开2014－066364号公报

专利文献2：日本特开2013－169374号公报

专利文献3：日本特开2012－107636号公报

由于上述结构的泵在顶板部固定于外部构造体的状态下使用，所以存在顶板部的振动向外部构造体泄漏由此振动板、顶板部的振动衰减较大的情况。由此，存在泵吸引和排出的流体的流量、流体压力降低的情况。在发明人进行了的试验中确认到，在将顶板部固定于外部构造体的情况下，和不将顶板部固定于外部构造体的情况相比，在振动空间产生的厚度方向的间隔变动平均减少约47％。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够抑制将顶板部固定于外部构造体时的振动泄漏从而能够高效地控制流体的泵和流体控制装置。

为了解决上述课题，本发明的泵和流体控制装置具备以下结构。

本发明的泵具备促动器、顶板部以及侧壁部。促动器在厚度方向振动。侧壁部支承促动器的端部。顶板部支承于侧壁部，并且与促动器和侧壁部一起构成空间。顶板部具有顶面部、接合部、突出部以及固定部。

顶面部与促动器在厚度方向空开间隔地对置。接合部从顶面部向与厚度方向正交的外侧延伸，并且与侧壁部接合。突出部从接合部向外侧延伸，并且比侧壁部突出。固定部从突出部向外侧延伸，并且固定于外部构造体。

在该结构中，因促动器的驱动产生的振动经由侧壁部向顶板部传递，顶板部与促动器一起振动。该顶板部经由比侧壁部向外侧突出的突出部从固定部处固定于外部构造体。因此，和在与侧壁部对置的位置固定于外部构造体的情况相比，该结构的泵中，顶板部的振动不易向外部构造体泄漏。因此，该结构的泵能够防止顶板部与促动器所包夹的空间(以下称为振动空间)处的间隔变动减少，从而能够通过振动空间高效地控制流体的流动。该结构的泵能够实现较高的泵效率。

优选上述泵中的突出部具有比接合部薄的第一薄壁部。即，优选顶板部的厚度方向的尺寸在突出部局部减薄。第一薄壁部例如设置为环状。由此，该结构的泵能够减少突出部的刚性，从而能够更加抑制振动经由突出部泄漏。

此外，突出部也可以具有比接合部薄的第二薄壁部。从顶面部的中心轴至第一薄壁部的距离和从顶面部的中心轴至第二薄壁部的距离不同。其中，优选突出部不具有开口。优选在上述泵中，在将突出部的在外侧的尺寸设为d并将突出部的在厚度方向的尺寸设为t时，满足以下条件式。即，

[式1]

d≥0.05·t(2/3)。

特别是，更加优选满足以下条件式。即，

[式2]

d≥0·06·t(2/3)。

在上述结构中，即便顶板部固定于外部构造体，也能够以并不比顶板部未固定于外部构造体的情况逊色的效率控制流体。具体而言，发明人确认到，在[式1]的情况下，即便在固定于外部构造体的状态下，和未固定于外部构造体的状态比较，在振动空间产生的厚度方向的间隔变动大致超过90％。另外，发明人确认到，在[式2]的情况下，在振动空间产生的厚度方向的间隔变动大致超过99％。

另外，更加优选满足以下条件式。即，

[式3]

0.06·t(2/3)≤d≤0.066·t(2/3)。

在该结构中，能够以充分的效率控制流体并且能够防止泵的在外侧的尺寸过大。

另外，本发明的流体控制装置具备上述泵与外部构造体。由于该结构的流体控制装置具备上述泵，所以能够实现较高的泵效率。

优选在上述流体控制装置中，顶面部具有与振动空间连通的多个流路孔，外部构造体是具有开闭多个流路孔的阀的阀壳体。该结构的流体控制装置能够通过阀防止流体向振动空间返流。

发明的效果

根据本发明，能够抑制将顶板部固定于外部构造体时的振动泄漏，从而能够在流体控制装置中高效地控制流体，在泵中实现较高的泵效率。

附图说明

图1是从底面侧观察本发明的第一实施方式的泵50的外观立体图。

图2是从顶面侧观察图1所示的泵50的外观立体图。

图3是图1所示的泵50的分解立体图。

图4是图1所示的泵50以三阶模式进行了动作时的流体控制装置10的侧视剖视图。

图5是图4所示的外部构造体27的外观立体图。

图6是图1所示的泵50以一阶模式进行了动作时的流体控制装置10的侧视剖视图。

图7是说明突出部12的长度与振动振幅间的关系的图表。

图8是说明针对突出部12的长度的将突出部12的厚度作为独立变量的回归直线的图表。

图9是本发明的第二实施方式的流体控制装置10A的分解立体图。

图10是图9所示的泵50以三阶模式进行了动作时的流体控制装置10A的侧视剖视图。

图11是图9所示的泵50以一阶模式进行了动作时的流体控制装置10A的侧视剖视图。

图12是本发明的第三实施方式的泵50B以三阶模式进行了动作时的流体控制装置10B的侧视剖视图。

图13是图12所示的泵50B以一阶模式进行了动作时的流体控制装置10B的侧视剖视图。

图14是本发明的第四实施方式的流体控制装置400的侧视剖视图。

图15是图14所示的顶板部415的仰视图。

图16是本发明的第五实施方式的流体控制装置500的侧视剖视图。

图17是图15所示的顶板部415的第一变形例的顶板部515的仰视图。

图18是图15所示的顶板部415的第二变形例的顶板部615的仰视图。

图19是图15所示的顶板部415的第三变形例的顶板部715的仰视图。

图20是图4所示的外部构造体27的第一变形例的外部构造体127的外观立体图。

图21是图4所示的外部构造体27的第二变形例的外部构造体227的外观立体图。

图22是现有例子的泵901的侧视剖视图。

具体实施方式

以下，说明本发明的多个实施方式。此外，本发明的流体控制装置能够构成为，除气体之外，也控制液体、气液混合流体、气固混合流体、固液混合流体、凝胶、凝胶混合流体等适宜的流体的流动。

《第一实施方式》

以下，说明本发明的第一实施方式的流体控制装置10。如后述的图5所示，第一实施方式中的流体控制装置10具备泵50与外部构造体27。流体控制装置10是吸引流体的吸引装置或者排出流体的排出装置。流体控制装置10例如构成具有袖带的血压计、吸奶器或者吸鼻涕器等。

图1是从底面侧观察本发明的第一实施方式的泵50的外观立体图。图2是从顶面侧观察图1所示的泵50的外观立体图。图3是从顶面侧观察图1所示的泵50的分解立体图。

泵50具有主体部11与突出部12。主体部11是具有顶面、底面以及圆周面的圆柱状部位。突出部12是设置于主体部11的顶面侧的端部并且从主体部11向与厚度方向正交的外侧(周向外方)突出的圆环状部位。该泵50在主体部11的内部设置有振动空间13。

另外，如图3所示，泵50从顶面侧至底面侧按顺序地层叠薄顶板21、厚顶板22、侧壁板23、振动板24以及压电元件25而构成。此外，薄顶板21和厚顶板22构成“顶板部15”。压电元件25相当于“驱动体”。

薄顶板21呈圆板状，构成主体部11的顶面，并且构成突出部12。薄顶板21在俯视观察下的中央附近设置有流路孔31。这里，流路孔31在局部聚集多个(例如在本实施方式中为4个)地配置。流路孔31与主体部11的顶面侧的外部空间连通，并且与设置于主体部11的内部的振动空间13连通。流路孔31在本实施方式中是向外部空间排出气体的排气孔。

厚顶板22构成主体部11的局部，呈外周直径比薄顶板21小的圆环状。厚顶板22设置有构成振动空间13局部的开口32。开口32设置于厚顶板22的俯视观察下的中央。与上述薄顶板21的流路孔31相比，开口32的开口直径较大，与后述的侧壁板23的开口33相比，开口32的开口直径较小。通过使这种开口直径的开口32夹设于侧壁板23的开口33与薄顶板21的流路孔31之间，能够抑制流体的流动在流路孔31与振动空间13间的连接部分处产生混乱。即，能够使流体在层流状态下流动，并且能够使流体容易流动。

侧壁板23构成主体部11的局部，具有与厚顶板22相同的外周直径，并且呈具有开口直径比厚顶板22的开口32大的开口33的圆环状。开口33构成振动空间13的局部，设置于厚顶板22的俯视观察下的中央。

振动板24具备框部41、振动体42与连结部43。振动体42呈圆板状。框部41呈空开间隔地包围振动体42的周围的圆环状，具有与侧壁板23相同的外周直径和开口直径。该框部41与侧壁板23的底面接合。连结部43呈从振动体42沿放射方向延伸将振动体42与框部41相连的梁状。由此，振动体42经由连结部43弹性支承于框部41。另外，俯视观察振动板24，在框部41、振动体42以及连结部43所围起的区域设置有流路孔34。流路孔34与主体部11的底面侧的外部空间连通，并且与设置于主体部11的内部的振动空间13连通。流路孔34在本实施方式中是从外部空间吸引气体的吸气孔。

压电元件25呈圆板状，粘贴于振动体42的底面。该压电元件25通过在由锆钛酸铅陶瓷等压电材料构成的圆板的上表面和下表面设置未图示的电极制成。此外，压电元件25的上表面的电极也可以由金属制的振动板24代替。该压电元件25具有因在厚度方向外加电场而使面积在面内方向放大或者缩小的压电性。通过使用这种压电元件25，能够将后述的促动器14构成为薄型。此外，压电元件25可以粘贴于振动体42的顶面，也可以分别设置于顶面与底面，一共设置2个。

振动体42与压电元件25的层叠体构成“促动器14”。

图4是图1所示的泵50以三阶模式进行了动作时的流体控制装置10的侧视剖视图。图4中的虚线表示促动器14和顶板部15以三阶模式振动的样子。另外，图4还示出泵50向外部构造体27的安装状态。图5是图4所示的外部构造体27的外观立体图。流体控制装置10具备泵50、外部构造体27与壳体(未图示)。

泵50具备主体部11与突出部12，在主体部11的内部设置有振动空间13，在振动空间13的底面侧配置有促动器14。泵50通过在薄顶板21的顶面安装固定环(密封部)26而经由该固定环26固定于外部构造体27。

外部构造体27安装于流体控制装置10的壳体(未图示)。外部构造体27例如如图5所示那样呈圆环状。外部构造体27的材料例如是SUS(不锈钢)。

泵50具备受侧壁板23支承并且与促动器14和侧壁板23一起构成振动空间13的顶板部15。顶板部15具有：顶面部110，其与促动器14在厚度方向空开间隔地对置；接合部111，其从顶面部110向外侧延伸，并且与侧壁板23接合；突出部12，其从接合部111向外侧延伸，并且比侧壁板23突出；以及固定部113，其从突出部12向外侧延伸，并且经由固定环26固定于外部构造体27。固定环26在从外周方向与主体部11空有间隔的位置与固定部113接合。

此外，泵50向外部构造体27的安装也可以不经由固定环26进行，例如，也可以将薄顶板21直接压焊、粘合于外部构造体27。在该情况下，可以通过在固定部113设置压焊用的螺纹孔等，或者附着粘合用的粘合剂等，来将固定部113安装于外部构造体27。该泵50通过对压电元件25外加交流驱动信号来驱动。通过向压电元件25外加交流驱动信号，在压电元件25产生区域振动，该压电元件25的区域振动受振动体42拘束，在促动器14，以同心圆状产生厚度方向的弯曲振动。

这里，交流驱动信号的频率被设定为促动器14具有的三阶结构共振频率(日文：3次の構造共振周波)。三阶结构共振频率是促动器14以三阶模式振动的频率。由此，在以三阶模式振动的促动器14中，在中心部产生第一振动的波腹，在外周部产生相位与第一振动的波腹错开180°的第二振动的波腹。通过这样使促动器14以高阶(并且是奇数阶)的共振频率振动，不易在促动器14产生在上下方向振动那样的振动。另外，在促动器14的外周部的振动振幅变小，促动器14的振动不易经由框部41等向外部构造体27漏出。

另外，促动器14的振动经由框部41和侧壁板23，或者经由振动空间13中的流体压力的变动，向厚顶板22和薄顶板21传递。由此，在薄顶板21中，在与厚顶板22的开口32对置的区域也会产生在厚度方向弯曲那样的振动。在薄顶板21产生的振动与在促动器14产生的振动频率相同，并且具有既定的相位差。

通过将上述振动耦合，振动空间13的厚度方向的间隔沿振动空间13的外周方向向内侧前进波状地变化。由此，在振动空间13中，朝向外周方向的内侧产生流体的流动，从流路孔34吸引流体，从流路孔31排出流体。

这里，为了在该泵50中实现较高的泵效率，希望在促动器14和薄顶板21产生的振动的振幅较大。然而，存在在薄顶板21产生的振动的一部分经由固定环(密封部)26向外部构造体27泄漏的情况，因该情况，存在泵50的泵效率降低的担忧。

因此，泵50的顶板部15具有比侧壁板23向外侧突出的突出部12。而且，顶板部15经由突出部12通过固定部113固定于外部构造体27。因此，和在与侧壁板23对置的位置固定于外部构造体27的情况相比，顶板部15的振动不易向外部构造体27泄漏。

因此，泵50能够防止顶板部15与促动器14所包夹的振动空间13中的间隔变动的降低这种情况出现，能够通过振动空间13高效地控制流体的流动。因此，泵50能够实现较高的泵效率。

此外，在图4中，交流驱动信号的频率设定为三阶结构共振频率，但并不限定于此。如图6所示，本发明在促动器14以一阶模式振动的情况下更加优选。这是因为在促动器14以一阶模式振动的情况下，促动器14的中心位置的振动较大，从顶板部15向外部构造体27的振动泄漏也较大。

图7是表示突出部12的长度与振动空间13的在中央处的间隔变动(单侧振幅)之间的关系的图表。此外，该图表的横轴表示在外周方向上的从突出部12的起点部分(突出部12中的与主体部11形成边界的边界部分)至突出部12的终点部分(突出部12中的与固定环26形成边界的边界部分)的距离(以下称为突出距离d)。另外，该图表的纵轴，表示通过泵50未安装于外部构造体27的状态下的振动空间13的在中央处的间隔变动形成了标准化了的、泵50安装于外部构造体27的状态下的振动空间13中央处的间隔变动(以下称为标准化振幅)。另外，图7按照突出部厚度t不同的多个试样(范例)分别示出突出距离d与标准化振幅的关系。

如图所示，在突出距离d与标准化振幅之间存在恒定的相关关系，突出距离d越短，标准化振幅越小，突出距离d越长，标准化振幅越接近100％。即，一方面，若突出距离d较短，则泵50中的振动的一部分向外部构造体27漏出，标准化振幅变小。另一方面，若突出距离d较长，则泵50中的振动的一部分不易向外部构造体27漏出，标准化振幅变大。

图8是说明将突出部厚度t作为独立变量的突出距离d的回归直线(通过原点的回归直线)的图表，该回归直线通过从图7所示的多个试样中抽出能够获得相同的标准化振幅(90％)的试样并且基于抽出的多个试样计算出。

从根据每个突出部厚度t能够获得同等的标准化振幅(约90％)的多个试样中，能够获得用下式表示的回归直线L1。

[式4]

d＝0.05·t(2/3)

在之前所示的图7中，若以相同的突出部厚度t比较试样，则标准化振幅超过90％的全部试样的突出距离d比标准化振幅为90％的试样的突出距离d长。根据该情况，标准化振幅超过90％的全部试样收纳于在图8中比回归直线L1靠上侧的突出距离d更大的区域。因此，标准化振幅超过90％的全部试样满足以下的条件式。

[式5]

d≥0.05·t(2/3)

即，通过将突出部12的突出距离d设定为对应于突出部12的厚度t满足上述条件式，泵50中的振动的一部分能够几乎不向外部构造体27漏出。即，能够使泵50安装于外部构造体27的状态下的振动空间13的在中央处的间隔变动，成为与泵50未安装于外部构造体27的状态下的振动空间13的在中央处的间隔变动同等的大小。因此，通过将突出部12的突出距离d设定为满足上述条件式，能够提高泵50的泵效率。

另外，在图7中根据突出部12的每个厚度能够获得同等的标准化振幅(约99％)的试样满足下式所表示的条件式。

[式6]

0.05·t(2/3)＜d＜0.06·t(2/3)

因此，在之前所示的图7中标准化振幅约比99％大的条件是突出距离d满足下式。

[式7]

d≥0.06·t(2/3)

因此，通过将突出部12的突出距离d设定为对应于突出部12的厚度t满足上述条件式，泵50中的振动能够几乎完全不向外部构造体27漏出，能够更加提高泵50的泵效率。

此外，即便过大地增大突出距离d，也无法期望使泵效率的改善效果为既定值以上。因此，为了抑制泵50的尺寸，也优选突出距离d抑制到某种程度。例如，泵50的突出距离d可以设定为满足下式。

[式8]

0.06·t(2/3)＜d≤0.066·t(2/3)

即，可以根据能够将泵50的泵效率大致最大化的大小，使突出部12的突出距离d约为1.1倍程度，防止泵50的大型化。

如以上说明那样，本实施方式的泵50具备突出部12，该突出部12向与厚度方向正交的外侧突出，并且本实施方式的泵50将固定部113固定于外部构造体27。由此，泵50能够抑制在泵50产生的振动向外部构造体27泄漏。因此，泵50能够实现较高的泵效率。

《第二实施方式》

接下来，说明本发明的第二实施方式的流体控制装置10A。

图9是本发明的第二实施方式的流体控制装置10A的分解立体图。图10是图9所示的泵50以三阶模式进行了动作时的流体控制装置10A的侧视剖视图。图10中的虚线表示促动器14和顶板部15以3阶模式振动的样子。图11是图9所示的泵50以一阶模式进行了动作时的流体控制装置10A的侧视剖视图。图11中的虚线表示促动器14和顶板部15以一阶模式振动的样子。

流体控制装置10A具备在第一实施方式中示出的泵50，并且还具备阀壳体51与阀芯52。

阀壳体51设置为层叠于泵50的顶面，在内部收容有阀芯52。具体而言，阀壳体51具备阀顶板53与阀框板54。阀顶板53呈圆板状，构成阀壳体51的顶面。阀框板54设置为层叠于阀顶板53与泵50的顶面之间，呈设置有收容阀芯52的阀室空间62的圆环状。阀芯52大致呈圆板状，构成为比阀框板54的厚度薄，并且构成为能够在阀室空间62中上下移动。阀芯52的外周面的局部与阀室空间62的内壁面的局部设置为凹凸状，以使它们相互接合，阀芯52构成为无法在阀室空间62中旋转。

在阀顶板53的俯视观察下的中央附近设置有流路孔61。流路孔61与阀壳体51的顶面侧的外部空间连通，并且在阀壳体51的内部与阀室空间62连通。另外，流路孔61与设置于泵50的薄顶板21的流路孔31错开位置配置，以不与流路孔31形成对置。

在阀芯52的俯视观察下的中央附近设置有流路孔63。流路孔63配置于与设置于阀顶板53的流路孔61对置的位置。即，与阀顶板53的流路孔61相同，阀芯52的流路孔63与设置于泵50的薄顶板21的流路孔31错开位置地配置，以不与流路孔31形成对置。

若流体控制装置10A驱动泵50，则泵50向阀室空间62排出流体。通过该流体压力，在阀室空间62中，阀芯52的底面侧的流体压力提高，阀芯52向阀顶板53侧移动。此时，由于阀芯52的流路孔63与阀顶板53的流路孔61重合，阀壳体51中的流路打开，经由阀芯52的流路孔63和阀顶板53的流路孔61向外部空间排出流体。

另一方面，因泵50的驱动停止等理由，泵50的流体压力降低，若阀壳体51的顶面侧的外部空间的流体压力相对提高，则流体欲经由阀顶板53的流路孔61从外部空间向阀室空间62返流。此时，通过欲从外部空间向阀室空间62返流的流体，在阀室空间62中，使阀芯52的顶面侧的流体压力提高，阀芯52向泵50侧移动。此时，通过阀芯52的流路孔63与泵50的流路孔31未重合而被关闭，从外部空间向阀室空间62的流体的返流受到阻止。

根据以上构造，泵50的顶板部15具有突出部12，该突出部12比侧壁板23向外侧突出。而且，在本实施方式的流体控制装置10A中，上述阀壳体51构成为针对泵50的“外部构造体”。即，流体控制装置10A具备阀壳体51，取代在第一实施方式中示出的固定环26和外部构造体27。而且，顶板部15经由突出部12通过固定部113固定于阀壳体51。因此，和泵50在与侧壁板23对置的位置固定于阀壳体51的情况相比，能够抑制在泵50产生的振动向阀壳体51泄漏。

因此，泵50能够防止顶板部15与促动器14所包夹的振动空间13中的间隔变动的减少，从而能够通过振动空间13高效地控制流体的流动。因此，泵50能够实现较高的泵效率。

《第三实施方式》

接下来，说明本发明的第三实施方式的流体控制装置10B。

图12是本发明的第三实施方式的泵50B以三阶模式进行了动作时的流体控制装置10B的侧视剖视图。图10中的虚线表示促动器14和顶板部15B以3阶模式振动的样子。图13是图12所示的泵50B以一阶模式进行了动作时的流体控制装置10B的侧视剖视图。图13中的虚线表示促动器14和顶板部15B以一阶模式振动的样子。

流体控制装置10B具备与在第二实施方式中示出的泵50不同的结构的泵50B。泵50B具备厚顶板22B，该厚顶板22B的外周直径比侧壁板23和振动板24的外周直径大，比薄顶板21的外周直径小。

根据以上构造，泵50B的顶板部15具有突出部12，该突出部12比侧壁板23向外侧突出。在这种结构的流体控制装置10B中，阀壳体51也构成为针对泵50B的“外部构造体”。即，流体控制装置10B具备阀壳体51，取代在第一实施方式中示出的固定环26和外部构造体27。而且，顶板部15经由突出部12通过固定部113固定于阀壳体51。因此，和泵50B在与侧壁板23对置的位置固定于阀壳体51的情况相比，能够抑制在泵50B产生的振动向阀壳体51泄漏。

因此，泵50B能够防止顶板部15与促动器14所包夹的振动空间13中的间隔变动的减少这种情况出现，从而能够通过振动空间13高效地控制流体的流动。因此，泵50B能够实现较高的泵效率。

其中，在该结构中，由于厚顶板22B的外周直径比侧壁板23和振动板24的外周直径大，所以突出部12的实际刚性提高。因此，和第一实施方式、第二实施方式相比，振动容易经由突出部12从泵50B向阀壳体51泄漏。因此，在如本实施方式那样构成的情况下，优选使薄顶板21从厚顶板22B的突出距离更大，或者使薄顶板21的厚度更薄。但是，即便是本实施方式的结构，由于作为外部构造体的阀壳体51通过固定部113固定，所以和现有结构相比，也能够抑制振动从泵50B泄漏。

《第四实施方式》

接下来，说明本发明的第四实施方式的流体控制装置400。

图14是本发明的第四实施方式的流体控制装置400的侧视剖视图。图14中的虚线表示促动器14和顶板部415以一阶模式振动的样子。图15是图14所示的顶板部15的仰视图。

第四实施方式的流体控制装置400与第一实施方式的流体控制装置10的不同点是泵450。泵450与泵50的不同点是顶板部415由薄顶板21、厚顶板22以及圆环状的框板423构成。顶板部415具有顶面部110、接合部111、突出部12与固定部413。由于其他结构相同，所以省略说明。

框板423与薄顶板21上的经由固定环26固定于外部构造体27的区域的底面接合。因此，固定部413的厚度比固定部113的厚度厚。

如图15所示，突出部12具有比接合部111薄的薄壁部211。薄壁部211呈圆环状。薄壁部211相当于本发明的第一薄壁部的一个例子。

根据以上构造，泵50的顶板部415具有突出部12，该突出部12比侧壁板23向外侧突出。而且，顶板部415经由突出部12通过固定部413固定于外部构造体27。因此，和泵50在与侧壁板23对置的位置固定于外部构造体27的情况相比，能够抑制在泵50产生的振动向外部构造体27泄漏。

因此，泵50能够防止顶板部415与促动器14所包夹的振动空间13中的间隔变动的减少这种情况出现，从而能够通过振动空间13高效地控制流体的流动。因此，泵50能够实现较高的泵效率。

另外，由于突出部12具有薄壁部211，所以泵50能够减少突出部12的刚性。因此，泵50能够抑制在泵50产生的振动经由突出部12向外部构造体27泄漏。

此外，在图14中，泵450以一阶模式动作，但并不限定于此。在实施时，泵450也可以以3阶模式动作。

《第五实施方式》

接下来，说明本发明的第五实施方式的流体控制装置500。

图16是本发明的第五实施方式的流体控制装置500的侧视剖视图。

第五实施方式的流体控制装置500与第四实施方式的流体控制装置400的不同点是泵450的固定方法。流体控制装置500将泵450的固定部413的底面经由固定环26固定于外部构造体27。由于其他结构相同，所以省略说明。

在流体控制装置400和流体控制装置500中，在泵450动作期间，对顶板部415的两个面施加大气压与振动空间13的压力。在泵450动作期间，振动空间13的压力比大气压高。

因此，在图16所示的流体控制装置500中，在泵450动作期间，因顶板部415两个面的压力差，力向离开外部构造体27的方向作用于顶板部415。

与此相对，在图14所示的流体控制装置400中，在泵450动作期间，因顶板部415两个面的压力差，对顶板部415朝向外部构造体27按压。因此，流体控制装置400的固定力比流体控制装置500的固定力强。

因此，优选如图14所示那样，泵450的固定部413的顶面(即压力低一侧的面)经由固定环26固定于外部构造体27。

《其他实施方式》

图15所示的顶板部15例如能够采用以下的变形例。

图17是图15所示的顶板部415的第一变形例的顶板部515的仰视图。图18是图15所示的顶板部415的第二变形例的顶板部615的仰视图。图19是图15所示的顶板部415的第三变形例的顶板部715的仰视图。

图17所示的顶板部515和图18所示的顶板部615与顶板部415的不同点是薄壁部211占据突出部12的比例。由于其他结构相同，所以省略说明。

在突出部12呈圆环状并且薄壁部211配置为圆环状的情况下，能够保持顶板部415的振动的对称性。由此，在顶板部415中，不易产生不需要的振动，能量损失减少。

并且，薄壁部211占据突出部12的比例越高，对于泵50而言，越能够减少突出部12的刚性。因此，薄壁部211占据突出部12的比例越高，对于泵50而言，越能够抑制在泵50产生的振动向外部构造体27泄漏。

因此，如图18所示，薄壁部211占据突出部12的比例为50％以上即可。如图17所示，薄壁部211占据突出部12的比例为80％以上更好。如图15所示，薄壁部211占据突出部12的比例为100％最好。

此外，如图15～图18所示，突出部12具有圆环状的薄壁部211，但并不限定于此。在实施时，薄壁部211也可以是圆环状以外的形状(例如多边形的环状)。

接下来，图19所示的顶板部715与顶板部415的不同点是突出部712。由于其他结构相同，所以省略说明。

突出部712具有比接合部111薄的薄壁部211和比接合部111薄的薄壁部212。薄壁部211呈圆环状。薄壁部212也呈圆环状。从顶面部110的中心轴C至薄壁部211的距离和从顶面部110的中心轴C至薄壁部212的距离不同。薄壁部211相当于本发明的第一薄壁部的一个例子，薄壁部212相当于本发明的第二薄壁部的一个例子。

此外，优选在图15～图19所示的顶板部415、顶板部515、顶板部615以及顶板部715中，在突出部12没有开口。在该情况下，泵50能够断开顶板部15的上下的空间。因此，泵50能够将流体的流路限定在振动空间13，从而能够正确地控制流体。

接下来，图4所示的外部构造体27例如能够采用以下的变形例。

图20是图4所示的外部构造体27的第一变形例的外部构造体127的外观立体图。图21是图4所示的外部构造体27的第二变形例的外部构造体227的外观立体图。

图20所示的外部构造体127与图4所示的外部构造体27的不同点是加强部129。外部构造体127具有与泵50的固定部113接合的环状部128和位置比环状部128靠内侧的加强部129。由于其他点相同，所以省略说明。

根据以上构造，由于外部构造体127的刚性被加强部129提高，所以，外部构造体127的振动受到抑制。因此，能够大幅度减少在泵50产生的振动经由外部构造体127向流体控制装置10的壳体(未图示)传递。

相同地，图21所示的外部构造体227与图4所示的外部构造体27的不同点是加强部229。外部构造体227具有与泵50的固定部113接合的环状部128和位置比环状部128靠内侧的加强部229。由于其他点相同，所以省略说明。

根据以上构造，由于外部构造体227的刚性被加强部229提高，所以，外部构造体227的振动受到抑制。因此，外部构造体227能够大幅度减少在泵50产生的振动经由外部构造体227向流体控制装置10的壳体(未图示)传递。

此外，外部构造体27和环状部128分别呈圆环状，但并不限定于此。在实施时，外部构造体27和环状部128也可以分别呈圆环状以外的形状(例如多边形的环状)。

另外，在上述各实施方式中，示出设置压电元件作为泵的驱动源的例子，但本发明并不限定于此，例如也可以构成为通过电磁驱动进行泵浦动作的泵。

另外，在上述各实施方式中，示出由锆钛酸铅系陶瓷构成压电元件25的例子，但本发明并不限定于此。例如也可以由铌酸钾钠系和碱性铌酸系陶瓷等非铅系压电陶瓷的压电材料等构成。

另外，在上述各实施方式中，示出将压电元件接合于振动板的与振动空间相反一侧的主面的例子，但本发明并不限定于此。例如，压电元件可以接合于振动板的靠振动空间侧的主面，也可以将2片压电元件接合于振动板的两主面。

另外，在上述各实施方式中，示出俯视观察压电元件、振动体、振动空间等形成为圆形的例子，但本发明并不限定于此。例如上述形状也可以是矩形、多边形。

另外，在上述各实施方式中，示出以三阶的共振频率驱动促动器的例子，但本发明并不限定于此。例如，也可以以一阶的共振频率、其他共振频率驱动促动器。

另外，在上述各实施方式中，示出使多个圆形的流路孔集合地设置于顶板部、阀壳体、阀芯的中央附近的例子，但本发明并不限定于此。例如可以设置一个流路孔或者设置非圆形的流路孔，另外也可以在侧壁板设置向外侧延伸的流路孔。

另外，在上述各实施方式中，示出在振动空间中在顶板部侧的流路孔附近设置凹部的例子，但本发明并不限定于此，也可以不设置凹部。

另外，在上述各实施方式中，示出将顶板部构成为薄顶板与厚顶板的层叠体的例子，但本发明并不限定于此。例如，也可以将上述形状的顶板部由一体的部件构成。另外，也可以将顶板部整体由一样的厚度构成。

最后，为了说明上述实施方式，在全部点是举例示出，该说明并非用于限制本发明。本发明的保护范围并不基于实施方式的内容，而是通过权利要求书示出的。本发明的范围包含与权利要求书等同的范围。

附图标记说明：

C…中心轴；10、10A、10B…流体控制装置；11…主体部；12…突出部；13…振动空间；14…促动器；15…顶板部；15B…顶板部；21…薄顶板；22、22B…厚顶板；23…侧壁板；24…振动板；25…压电元件；26…固定环；27…外部构造体；31…流路孔；32、33…开口；34…流路孔；41…框部；42…振动体；43…连结部；50…泵；50B…泵；51…阀壳体；52…阀芯；53…阀顶板；54…阀框板；61…流路孔；62…阀室空间；63…流路孔；110…顶面部；111…接合部；113…固定部；127…外部构造体；128…环状部；129…加强部；211…薄壁部；212…薄壁部；227…外部构造体；229…加强部；400…流体控制装置；413…固定部；415…顶板部；423…框板；450…泵；500…流体控制装置；515…顶板部；615…顶板部；712…突出部；715…顶板部；901…泵；902…顶板部；903…侧壁部；904…振动部；910…振动空间；912…外部构造体。

Claims (10)

1.一种泵，其中，具备：

促动器，其在厚度方向振动；

侧壁部，其支承所述促动器的端部；以及

顶板部，其受所述侧壁部支承，并且与所述促动器和所述侧壁部一起构成空间，

所述顶板部具有：

顶面部，其与所述促动器在所述厚度方向空开间隔地对置；

接合部，其从所述顶面部向与所述厚度方向正交的外侧延伸，并且与所述侧壁部接合；

突出部，其从所述接合部向所述外侧延伸，并且比所述侧壁部突出；以及

固定部，其从所述突出部向所述外侧延伸，并且固定于外部构造体。

2.根据权利要求1所述的泵，其中，

所述突出部具有比所述接合部薄的第一薄壁部。

3.根据权利要求2所述的泵，其中，

所述第一薄壁部设置为环状。

4.根据权利要求2所述的泵，其中，

所述突出部具有比所述接合部薄的第二薄壁部，

从所述顶面部的中心轴至所述第一薄壁部的距离和从所述顶面部的中心轴至所述第二薄壁部的距离不同。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的泵，其中，

所述突出部不具有开口。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的泵，其中，

在将所述突出部的在所述外侧的尺寸设为d并将所述突出部的在所述厚度方向的尺寸设为t时，满足以下条件式，即，

[式1]

d≥0.05·t^(2/3)。

7.根据权利要求6所述的泵，其中，

满足以下条件式，即，

[式2]

d≥0.06·t^(2/3)。

8.根据权利要求7所述的泵，其中，

满足以下条件式，即，

[式3]

0.06·t^(2/3)≤d≤0.066·t^(2/3)。

9.一种流体控制装置，具备：

权利要求1～8中的任一项所述的泵；以及

所述外部构造体。

10.根据权利要求9所述的流体控制装置，其中，

所述顶面部具有与所述空间连通的多个流路孔，

所述外部构造体是具有开闭所述多个流路孔的阀的阀壳体。